JPH0372429B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0372429B2 JPH0372429B2 JP60092087A JP9208785A JPH0372429B2 JP H0372429 B2 JPH0372429 B2 JP H0372429B2 JP 60092087 A JP60092087 A JP 60092087A JP 9208785 A JP9208785 A JP 9208785A JP H0372429 B2 JPH0372429 B2 JP H0372429B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- data
- machining
- cutting
- seconds
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 74
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 30
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 21
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 23
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 22
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 19
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 15
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000013643 reference control Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
- B23Q17/0952—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining
- B23Q17/0966—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining by measuring a force on parts of the machine other than a motor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は工作機械の適応制御と切削異常を同時
制御で検出する切削状態監視方法に関する。
制御で検出する切削状態監視方法に関する。
従来技術
工作機械の安全並びに効率的な運転を行なうた
めに切削異常を検出して早期に警告する方法とし
て、使用した工具にタツチセンサを当てて寸法変
化により切削異常を検出する方法がある。このも
のは加工プログラム内で指令されるため工具折損
がいつ発生したかわからず検出までに工作物、工
具に大きな損傷を起す恐れがある。また工具折損
時に発生する超音波を検出する方法（AE）があ
る。このものは主軸まわりにセンサを設けるため
に主軸と工作物との近寄り性が悪くて作業に支障
をきたす恐れがあるとともにAE専用ツーリング
が必要となつて汎用性に欠ける面がある。また主
軸モータの切削負荷を検出する方法があるが、小
径工具の場合は異常電流は微妙な値であるため検
知困難であり、電流検出の感度を良くし、応答性
を良くすると電気的なノイズによつて正常な切削
にかかはらず異常としてアラームを出す誤動作を
まぬがれない。さらに切削送り速度のオーバライ
ド制御による適応制御機能を含ませようとする
と、上記第３の方法が好ましいのであるが、適応
制御が過負荷時に送り速度を変更するものである
のに対し、過負荷時の切削の異常検出はアラーム
停止で運転を止めるものとしてその機能が相反す
ることで、何れか一方を選択して使用せざるをえ
ないという不都合さがある。即ちこの異常検出及
び適応制御において基準となる制御値Aoは0.02
秒程度の非常に短い時間当りサンプリングで検出
した電流のうち軸の起動、停止時の電流変動を除
いて最も大きな電流値を制御値Ao1とした第７図
のような場合と、0.2秒程度の比較的短い時間当
りの電流軸の起動、停止時の電流変動を除いた電
流の20回程度の平均値の最大値を制御値Ao2とし
た第８図のような場合とがある。この制御値を
Ao1、またはAo2として異常電流を監視するとき
第９図のようにしきい値ｃは一般に制御値Ao1ま
たはAo2にパラメータ分を上のせした約1.5倍に
とつてあり異常現象が発生して電流が急上昇して
しきい値ｃに達すると、検出動作に入り演算上の
遅れのあとアラームが出力される。またこの制御
値をAo1またはAo2として適応制御を行なうと第
１０図のように送り速度をオーバライドC1％で
制御していく場合、実切削負荷電流のピークA1
でオーバライドはC2％＝（Ao／A1×C1）％（但しAo はAo1又はAo2としC2は10％単位で四捨五入され
る。以下同じ）となりA1点より△ｔ時間後にオ
ーバライドはC3％＝（Ao／A2×C2）同様にC4％＝ （Ao／A3×C3）、C5％＝（Ao／A4×C4）と制御され実切 削負荷電流が制御値Aoに近ずくようにされる。
めに切削異常を検出して早期に警告する方法とし
て、使用した工具にタツチセンサを当てて寸法変
化により切削異常を検出する方法がある。このも
のは加工プログラム内で指令されるため工具折損
がいつ発生したかわからず検出までに工作物、工
具に大きな損傷を起す恐れがある。また工具折損
時に発生する超音波を検出する方法（AE）があ
る。このものは主軸まわりにセンサを設けるため
に主軸と工作物との近寄り性が悪くて作業に支障
をきたす恐れがあるとともにAE専用ツーリング
が必要となつて汎用性に欠ける面がある。また主
軸モータの切削負荷を検出する方法があるが、小
径工具の場合は異常電流は微妙な値であるため検
知困難であり、電流検出の感度を良くし、応答性
を良くすると電気的なノイズによつて正常な切削
にかかはらず異常としてアラームを出す誤動作を
まぬがれない。さらに切削送り速度のオーバライ
ド制御による適応制御機能を含ませようとする
と、上記第３の方法が好ましいのであるが、適応
制御が過負荷時に送り速度を変更するものである
のに対し、過負荷時の切削の異常検出はアラーム
停止で運転を止めるものとしてその機能が相反す
ることで、何れか一方を選択して使用せざるをえ
ないという不都合さがある。即ちこの異常検出及
び適応制御において基準となる制御値Aoは0.02
秒程度の非常に短い時間当りサンプリングで検出
した電流のうち軸の起動、停止時の電流変動を除
いて最も大きな電流値を制御値Ao1とした第７図
のような場合と、0.2秒程度の比較的短い時間当
りの電流軸の起動、停止時の電流変動を除いた電
流の20回程度の平均値の最大値を制御値Ao2とし
た第８図のような場合とがある。この制御値を
Ao1、またはAo2として異常電流を監視するとき
第９図のようにしきい値ｃは一般に制御値Ao1ま
たはAo2にパラメータ分を上のせした約1.5倍に
とつてあり異常現象が発生して電流が急上昇して
しきい値ｃに達すると、検出動作に入り演算上の
遅れのあとアラームが出力される。またこの制御
値をAo1またはAo2として適応制御を行なうと第
１０図のように送り速度をオーバライドC1％で
制御していく場合、実切削負荷電流のピークA1
でオーバライドはC2％＝（Ao／A1×C1）％（但しAo はAo1又はAo2としC2は10％単位で四捨五入され
る。以下同じ）となりA1点より△ｔ時間後にオ
ーバライドはC3％＝（Ao／A2×C2）同様にC4％＝ （Ao／A3×C3）、C5％＝（Ao／A4×C4）と制御され実切 削負荷電流が制御値Aoに近ずくようにされる。
然し制御値をAo1としたときは、切削異常電流
検出用には応答性は良いが電流ノイズを採る恐れ
があるとともに適応制御の制御値としては過敏す
ぎて問題がある。また制御値をAo2としたときは
適応制御用としては良いけれども異常電流検出の
制御値としては不正確になることがまぬがれな
い。
検出用には応答性は良いが電流ノイズを採る恐れ
があるとともに適応制御の制御値としては過敏す
ぎて問題がある。また制御値をAo2としたときは
適応制御用としては良いけれども異常電流検出の
制御値としては不正確になることがまぬがれな
い。
例えば第１１図のように切削異常現象が発生す
るとA2点までは正常状態のオーバライド制御が
なされるがA3点では負荷の増大でオーバライド
C4％を下げる。然しA4，A5点においても負荷が
引続き増大するためオーバライドC5％、C6％は
下がるのみで電流値が急激に大きくならないため
に異常現象を検出することができなくなる。
るとA2点までは正常状態のオーバライド制御が
なされるがA3点では負荷の増大でオーバライド
C4％を下げる。然しA4，A5点においても負荷が
引続き増大するためオーバライドC5％、C6％は
下がるのみで電流値が急激に大きくならないため
に異常現象を検出することができなくなる。
問題点を解決するための手段
モニタリング加工時の0.01秒程度の極めて短い
時間の主軸または送り軸モータの実切削負荷電流
を0.04秒程度の非常に短い時間の間の初めの２回
のデータの低いデータと、次の２回のデータの低
いデータとの平均値を制御値とし、この制御値を
もとに決めたしきいに対して工作物加工時に前記
非常に短い時間の間の同一方法で算出した平均の
実切削負荷電流を比較して切削異常を検出すると
ともに、モニタリング加工加時の0.01秒程度の極
めて短い時間の主軸または送り軸モータの実切削
負荷電流を0.2秒程度の比較的短い加工時間の間
の平均値を求めて制御値とし、この制御値に工作
物加工時の実切削負荷電流値が近づくように前記
の比較的短い加工時間毎に比較させ切削速度また
は切削送り速度を所定％刻みで変更して適応制御
させ瞬間的な異常を検出したときには加工を停止
させ、比較的軽微な異常を検出したときには切削
条件を落として正常加工に戻すものである。
時間の主軸または送り軸モータの実切削負荷電流
を0.04秒程度の非常に短い時間の間の初めの２回
のデータの低いデータと、次の２回のデータの低
いデータとの平均値を制御値とし、この制御値を
もとに決めたしきいに対して工作物加工時に前記
非常に短い時間の間の同一方法で算出した平均の
実切削負荷電流を比較して切削異常を検出すると
ともに、モニタリング加工加時の0.01秒程度の極
めて短い時間の主軸または送り軸モータの実切削
負荷電流を0.2秒程度の比較的短い加工時間の間
の平均値を求めて制御値とし、この制御値に工作
物加工時の実切削負荷電流値が近づくように前記
の比較的短い加工時間毎に比較させ切削速度また
は切削送り速度を所定％刻みで変更して適応制御
させ瞬間的な異常を検出したときには加工を停止
させ、比較的軽微な異常を検出したときには切削
条件を落として正常加工に戻すものである。
実施例
以下本発明の実施例を図面にもとづき説明す
る。そのブロツク線図を示す第１図において、１
はマシニングセンタ等の機械本体、２はNC装
置、３はNC装置２の指令で働く主軸駆動ユニツ
ト及び送り軸駆動ユニツト、４はマシニングセン
タ駆動モータ、５はモータ４の無負荷時及び切削
時の負荷電流検出するシヤント、６は検出電流の
Ａ／Ｄ変換器でデイジタル数値に変換する。７は
無負荷電流の記憶回路、８は減算器で切削時負荷
電流値より無負荷時の電流値が減算されて実切削
負荷電流値が算出する。
る。そのブロツク線図を示す第１図において、１
はマシニングセンタ等の機械本体、２はNC装
置、３はNC装置２の指令で働く主軸駆動ユニツ
ト及び送り軸駆動ユニツト、４はマシニングセン
タ駆動モータ、５はモータ４の無負荷時及び切削
時の負荷電流検出するシヤント、６は検出電流の
Ａ／Ｄ変換器でデイジタル数値に変換する。７は
無負荷電流の記憶回路、８は減算器で切削時負荷
電流値より無負荷時の電流値が減算されて実切削
負荷電流値が算出する。
切削異常検出部イは減算器８で算出された実切
削負荷電流データを極めて短い周期本例では0.01
秒毎にサンプリングしたデータを順次記憶する回
路が４個設けられており、９は初回のサンプリン
グ0.01秒後のデータを記憶する実切削負荷電流第
１(a)記憶回路、１０は２回目のサンプリング0.02
秒後のデータを記憶する同第２(b)記憶回路、１１
は３回目のサンプリング0.03秒後のデータを記憶
する同第３(c)記憶回路、１２は４回目のサンプリ
ング0.04秒後のデータを記憶する同第４(d)記憶回
路である。１３は第１(a)記憶回路９、第２(b)記憶
回路１０のデータａ，ｂを比較し小さい方のデー
タをデータ１として出力する比較回路、１４は第
３(c)記憶回路１１、第４(d)記憶回路１２のデータ
ｃ，ｄを比較し小さい方のデータをデータ２とし
て出力する比較回路。１５はデータ１及びデータ
２の平均値を算出しモニタリング加工時は制御値
Bo工作物切削時はデータBiとする。１６はモニ
タリング加工時の制御値Boを図示しない本装置
の操作キーボードスイツチをオペレータが自動設
定に選択したとき通過させるアンド回路。１７は
制御値B0の大小を比較し大きな値を出力する比
較回路、１８は比較回路１７の大きな値を記憶し
この値を次の制御値Boと比較させるために比較
回路１７に出力する記憶回路、１９は記憶回路１
８に記憶した制御値BoとパラメータＰを加算し
てしきい値Ｃ（通常約1.5Boにとる）を求める加
算回路、２ｃはしきい値Ｃを記憶するしきい値記
憶回路。２１は図示しない本装置のキーボードス
イツチをオペレータが選択することにより監視指
令で記憶回路２０のしきい値Ｃを通過させるアン
ド回路、２２は工作物切削時の平均値演算回路１
５のデータBiと記憶回路２０のしきい値Ｃを比
較しデータBiがしきい値Ｃより大きい場合はNC
装置２にアラーム信号を出力して機械を停止させ
る比較回路である。
削負荷電流データを極めて短い周期本例では0.01
秒毎にサンプリングしたデータを順次記憶する回
路が４個設けられており、９は初回のサンプリン
グ0.01秒後のデータを記憶する実切削負荷電流第
１(a)記憶回路、１０は２回目のサンプリング0.02
秒後のデータを記憶する同第２(b)記憶回路、１１
は３回目のサンプリング0.03秒後のデータを記憶
する同第３(c)記憶回路、１２は４回目のサンプリ
ング0.04秒後のデータを記憶する同第４(d)記憶回
路である。１３は第１(a)記憶回路９、第２(b)記憶
回路１０のデータａ，ｂを比較し小さい方のデー
タをデータ１として出力する比較回路、１４は第
３(c)記憶回路１１、第４(d)記憶回路１２のデータ
ｃ，ｄを比較し小さい方のデータをデータ２とし
て出力する比較回路。１５はデータ１及びデータ
２の平均値を算出しモニタリング加工時は制御値
Bo工作物切削時はデータBiとする。１６はモニ
タリング加工時の制御値Boを図示しない本装置
の操作キーボードスイツチをオペレータが自動設
定に選択したとき通過させるアンド回路。１７は
制御値B0の大小を比較し大きな値を出力する比
較回路、１８は比較回路１７の大きな値を記憶し
この値を次の制御値Boと比較させるために比較
回路１７に出力する記憶回路、１９は記憶回路１
８に記憶した制御値BoとパラメータＰを加算し
てしきい値Ｃ（通常約1.5Boにとる）を求める加
算回路、２ｃはしきい値Ｃを記憶するしきい値記
憶回路。２１は図示しない本装置のキーボードス
イツチをオペレータが選択することにより監視指
令で記憶回路２０のしきい値Ｃを通過させるアン
ド回路、２２は工作物切削時の平均値演算回路１
５のデータBiと記憶回路２０のしきい値Ｃを比
較しデータBiがしきい値Ｃより大きい場合はNC
装置２にアラーム信号を出力して機械を停止させ
る比較回路である。
次に適応制御部ロを説明する。減算器８で算出
された実切削負荷電流データを極めて短い周期本
例では0.01秒毎にサンプリングしたデータを記憶
する回路が20個設けられており、３１ａ，３１ｂ
…３１ｔは0.01秒毎にサンプリングした実切削負
荷電流のデータが順次記憶される実切削負荷電流
の記憶回路、３２はこれ等の20個のデータの平均
値を算出する平均値演算回路でモニタリング加工
のとき制御値Aoとなり工作物切削時はデータAi
となる。３３は図示しない本装置キーボードスイ
ツチをオペレータが選択することにより実動設定
されると制御値Aoを通過させるアンド回路、３
４は制御値Aoの大小を比較し大きな値を出力す
る比較回路。３５は比較回路３４の大きな値を記
憶しこの値を次の制御値Boと比較させるため比
較回路３４に出力する記憶回路。３６は図示しな
い本装置のキーボードスイツチをオペレータが選
択することによる監視指令で記憶装置３５の最大
制御値Aoを通過させるアンド回路、３７は平均
値演算回路３２より出力された工作物切削時のデ
ータAiと記憶回路３５の制御値Aoとで100×（デ
ータAi−制御値Ao）／制御値Ao＝Ｒを算出する
演算回路、３８は演算値Ｒ＞10を比較判定する比
較回路、３９は比較回路３８でＲ＞10のときオー
バライドを10％ダウンしてNC装置２に出力する
オーバライドダウン回路、４０はＲ＞10でないと
き−10＞Ｒを比較判定し−10＞Ｒでないとき変更
しないオーバライドをNC装置２に出力する比較
器、４１は比較回路４０で−10＞のときオーバラ
イドを10％アツプしてNC装置２に出力するオー
バライドアツプ回路である。
された実切削負荷電流データを極めて短い周期本
例では0.01秒毎にサンプリングしたデータを記憶
する回路が20個設けられており、３１ａ，３１ｂ
…３１ｔは0.01秒毎にサンプリングした実切削負
荷電流のデータが順次記憶される実切削負荷電流
の記憶回路、３２はこれ等の20個のデータの平均
値を算出する平均値演算回路でモニタリング加工
のとき制御値Aoとなり工作物切削時はデータAi
となる。３３は図示しない本装置キーボードスイ
ツチをオペレータが選択することにより実動設定
されると制御値Aoを通過させるアンド回路、３
４は制御値Aoの大小を比較し大きな値を出力す
る比較回路。３５は比較回路３４の大きな値を記
憶しこの値を次の制御値Boと比較させるため比
較回路３４に出力する記憶回路。３６は図示しな
い本装置のキーボードスイツチをオペレータが選
択することによる監視指令で記憶装置３５の最大
制御値Aoを通過させるアンド回路、３７は平均
値演算回路３２より出力された工作物切削時のデ
ータAiと記憶回路３５の制御値Aoとで100×（デ
ータAi−制御値Ao）／制御値Ao＝Ｒを算出する
演算回路、３８は演算値Ｒ＞10を比較判定する比
較回路、３９は比較回路３８でＲ＞10のときオー
バライドを10％ダウンしてNC装置２に出力する
オーバライドダウン回路、４０はＲ＞10でないと
き−10＞Ｒを比較判定し−10＞Ｒでないとき変更
しないオーバライドをNC装置２に出力する比較
器、４１は比較回路４０で−10＞のときオーバラ
イドを10％アツプしてNC装置２に出力するオー
バライドアツプ回路である。
次いで本発明の制御値Ao，Ai，Bo，Biの求め
方は第２図のように0.01秒毎のサンプリングで実
切削負荷電流から連続して採つた20回のデータの
平均値の最大値をAo（モニタリング加工時）また
は平均値の最大値をAi（工作物切削時）とする。
また0.01秒毎のサンプリングで実切削負荷電流か
ら連続して採つた初めの２回のデータａ，ｂの低
い方の値、図ではａをデータ１とし、続く次の２
回の負荷電流値ｃ，ｄの低い方の値、図ではｄを
データ２としそのａ，ｄの平均値の最大値をBo
（モニタリング加工時）、また平均値の最大値を
Bi（工作物切削時）とする。また本発明における
オーバライドのＣ％は従来のＣ％とは異なり第３
図のように A1-Ao Ap ×100＞10のとき C2＝（C1−10） A2-Ao Ap ×100＞10のとき C3＝（C2−10） A3-Ao Ap ×100＞10のとき C4＝（C3−10） A4-Ao Ap ×100＜｜10｜のとき C5＝C4 A5-Ao Ap ×100＜｜10｜のとき C6＝C5 A6-Ao Ap ×100＜−10のとき C7＝（C6＋10） 決めるものである。変化率は通常５〜20％である
が好ましい値として10％である。
方は第２図のように0.01秒毎のサンプリングで実
切削負荷電流から連続して採つた20回のデータの
平均値の最大値をAo（モニタリング加工時）また
は平均値の最大値をAi（工作物切削時）とする。
また0.01秒毎のサンプリングで実切削負荷電流か
ら連続して採つた初めの２回のデータａ，ｂの低
い方の値、図ではａをデータ１とし、続く次の２
回の負荷電流値ｃ，ｄの低い方の値、図ではｄを
データ２としそのａ，ｄの平均値の最大値をBo
（モニタリング加工時）、また平均値の最大値を
Bi（工作物切削時）とする。また本発明における
オーバライドのＣ％は従来のＣ％とは異なり第３
図のように A1-Ao Ap ×100＞10のとき C2＝（C1−10） A2-Ao Ap ×100＞10のとき C3＝（C2−10） A3-Ao Ap ×100＞10のとき C4＝（C3−10） A4-Ao Ap ×100＜｜10｜のとき C5＝C4 A5-Ao Ap ×100＜｜10｜のとき C6＝C5 A6-Ao Ap ×100＜−10のとき C7＝（C6＋10） 決めるものである。変化率は通常５〜20％である
が好ましい値として10％である。
作 用
適応制御のフローチヤートの第４図、切削異常
検出のフローチヤートの第５図、実切削時の制御
及び検出を示す第６図、第３図にもとづき切削状
態の監視を説明する。
検出のフローチヤートの第５図、実切削時の制御
及び検出を示す第６図、第３図にもとづき切削状
態の監視を説明する。
先づ実切削に入る前にモニタリング加工を行な
い制御値Ao，Boを決める。図示しない本装置の
キーボードスイツチを自動設定にする。切削異常
検出用の制御値Boは、減算器８より出力される
実切削負荷電流を極めて短い周期でサンプリング
した初回のデータａを第１(a)記憶回路９に２回目
のデータｂを第２(b)記憶回路１０に記憶しそのデ
ータａ，ｂを比較回路１３で低いデータ１を求
め、続くサンプリングの３回目のデータＣを第３
(c)記憶回路１１に、４回目のデータｄを第４(d)記
憶回路１２に記憶しそのデータｃ，ｄを比較回路
１４で低いデータ２を求め、平均値演算回路１５
でデータ１，２の平均値を求める。自動設定され
ているのでアンド回路１６を通過したデータの制
御値Boは比較回路１７で比較されるが初回のた
め制御値Boはそのまま記憶回路１８に記憶され
る。サンプリングの次の４回で同様に制御値Bo
が求められ比較回路１７に入力すると記憶回路１
８の値と比較され大きい制御値Boが記憶回路１
８に記憶される。この記憶回路に記憶された制御
値Boは加算回路１９でパラメータＰと加算され、
しきい値Ｃとしてしきい値記憶回路２０に記憶さ
れるが最終的には記憶回路１８に記憶された最大
の制御値BoにパラメータＰを加算したしきい値
Ｃが記憶される。
い制御値Ao，Boを決める。図示しない本装置の
キーボードスイツチを自動設定にする。切削異常
検出用の制御値Boは、減算器８より出力される
実切削負荷電流を極めて短い周期でサンプリング
した初回のデータａを第１(a)記憶回路９に２回目
のデータｂを第２(b)記憶回路１０に記憶しそのデ
ータａ，ｂを比較回路１３で低いデータ１を求
め、続くサンプリングの３回目のデータＣを第３
(c)記憶回路１１に、４回目のデータｄを第４(d)記
憶回路１２に記憶しそのデータｃ，ｄを比較回路
１４で低いデータ２を求め、平均値演算回路１５
でデータ１，２の平均値を求める。自動設定され
ているのでアンド回路１６を通過したデータの制
御値Boは比較回路１７で比較されるが初回のた
め制御値Boはそのまま記憶回路１８に記憶され
る。サンプリングの次の４回で同様に制御値Bo
が求められ比較回路１７に入力すると記憶回路１
８の値と比較され大きい制御値Boが記憶回路１
８に記憶される。この記憶回路に記憶された制御
値Boは加算回路１９でパラメータＰと加算され、
しきい値Ｃとしてしきい値記憶回路２０に記憶さ
れるが最終的には記憶回路１８に記憶された最大
の制御値BoにパラメータＰを加算したしきい値
Ｃが記憶される。
また適応制御用の制御値Aoは減算器８より出
力される実切削負荷電流値を極めて短い周期でサ
ンプリングした第２図のデータを順次実切削負荷
電流記憶回路３１ａ，３１ｂ…３１ｔに記憶す
る。この20個のデータを平均演算回路３２で平均
値を求める。自動設定されているのでアンド回路
３３通過した制御値Aoは比較回路３４に入力す
るが初回値はそのまま記憶回路３５に記憶され
る。次の制御値Aoが比較回路３４に入力すると
記憶回路３５の値と比較し大きな値を記憶し最終
的に最大の制御値Aoが記憶される。
力される実切削負荷電流値を極めて短い周期でサ
ンプリングした第２図のデータを順次実切削負荷
電流記憶回路３１ａ，３１ｂ…３１ｔに記憶す
る。この20個のデータを平均演算回路３２で平均
値を求める。自動設定されているのでアンド回路
３３通過した制御値Aoは比較回路３４に入力す
るが初回値はそのまま記憶回路３５に記憶され
る。次の制御値Aoが比較回路３４に入力すると
記憶回路３５の値と比較し大きな値を記憶し最終
的に最大の制御値Aoが記憶される。
このようにして制御値Ao，Boが記憶されると
工作物の切削に入る時、図示しない本装置のキー
ボードオペレータが監視モード選択することによ
り監視が指令され且つNC装置２より切削異常検
出、適応制御のいずれか又は双方ともに制御指令
されることにより切削異常検出部イ及び適応制御
部ロに信号が与えられる。工作物の切削が行なわ
れると適応制御動作は0.01秒毎にサンプリングし
た0.2秒間△taの実切削負荷電流データが第４図
のステツプＳ１において20個の実切削負荷電流の
記憶回路３１ａ，３１ｂ…３１ｔに順次記憶され
る。ステツプＳ２において20個の記憶回路３１
ａ，３１ｂ…３１ｔに記憶されたデータは平均値
演算回路３２に入力して平均値が算出され、その
データAiはステツプＳ３において演算回路３７
に入力されて監視指令で開いているアンド回路３
６を通つた制御値AoとでＲ＝100×（Ai−Ao）／
Aoの演算値Ｒが求められる。ステツプＳ４にお
いて比較回路３８でＲ１０であるかどうか比較判
定されYESであればステツプＳ５においてオー
バライドダウン回路３９で10％ダウンされ第６図
のオーバライドC2％となり、Nc装置２に出力さ
れ送り速度は10％減速される。
工作物の切削に入る時、図示しない本装置のキー
ボードオペレータが監視モード選択することによ
り監視が指令され且つNC装置２より切削異常検
出、適応制御のいずれか又は双方ともに制御指令
されることにより切削異常検出部イ及び適応制御
部ロに信号が与えられる。工作物の切削が行なわ
れると適応制御動作は0.01秒毎にサンプリングし
た0.2秒間△taの実切削負荷電流データが第４図
のステツプＳ１において20個の実切削負荷電流の
記憶回路３１ａ，３１ｂ…３１ｔに順次記憶され
る。ステツプＳ２において20個の記憶回路３１
ａ，３１ｂ…３１ｔに記憶されたデータは平均値
演算回路３２に入力して平均値が算出され、その
データAiはステツプＳ３において演算回路３７
に入力されて監視指令で開いているアンド回路３
６を通つた制御値AoとでＲ＝100×（Ai−Ao）／
Aoの演算値Ｒが求められる。ステツプＳ４にお
いて比較回路３８でＲ１０であるかどうか比較判
定されYESであればステツプＳ５においてオー
バライドダウン回路３９で10％ダウンされ第６図
のオーバライドC2％となり、Nc装置２に出力さ
れ送り速度は10％減速される。
次のサンプリング第２図のデータも同様にＲ１
０がYESであればまた10％ダウンされたオーバ
ライドC3％がNC装置２に送られ送り速度は10％
減速され第６図の状態になる。然しステツプＳ４
においてＲ＞10がN0であればステツプＳ６にお
いて比較回路４０で−10＞Ｒが比較判定され、
N0であればオーバライドは変更されず同じ値
（第３図でC5＝C4、C6＝C5）がNC装置２に出力
される。ステツプＳ６においてYESであればス
テツプＳ７においてオーバライドアツプ回路４１
で10％アツプされたオーバライドC7（第３図）が
NC装置２に出力され送り速度は増大される。
０がYESであればまた10％ダウンされたオーバ
ライドC3％がNC装置２に送られ送り速度は10％
減速され第６図の状態になる。然しステツプＳ４
においてＲ＞10がN0であればステツプＳ６にお
いて比較回路４０で−10＞Ｒが比較判定され、
N0であればオーバライドは変更されず同じ値
（第３図でC5＝C4、C6＝C5）がNC装置２に出力
される。ステツプＳ６においてYESであればス
テツプＳ７においてオーバライドアツプ回路４１
で10％アツプされたオーバライドC7（第３図）が
NC装置２に出力され送り速度は増大される。
一方切削異常検出動作はステツプＳ１１におい
て0.01秒毎のサンプリングの初回のデータａが第
１(a)記憶回路９に記憶され、ステツプＳ１２にお
いてサンプリングの２回目のデータが第２(b)記憶
回路１０に記憶される。ステツプＳ１３において
比較回路１３でａ＞ｂが比較判定されYESであ
ればステツプＳ１４でデータ１はｂがNOであれ
ばステツプＳ１５でデータ１はａが出力される。
ステツプＳ１６においてサンプリングの３回目の
データｃが第３(c)記憶回路１１に記憶され、ステ
ツプＳ１７においてサンプリングの４回目のデー
タｄが第４(d)記憶回路１２に記憶される。ステツ
プＳ１８において比較回路１４でｃ＞ｄが比較判
定され、YESであればステツプＳ１９において
データ２はｄが、NOであればステツプＳ２０で
データ２はＣが出力される。ステツプＳ２１にお
いて平均値演算回路１５でデータ１とデータ２と
の平均値がデータBiとして算出される。ステツ
プＳ２２においてデータBiは比較回路２２で監
視指令で開いたアンド回路２１を通つたしきい値
ｃとでデータBi≧Ｃが比較判定され、NOであれ
ば異常なしである。ところで第６図の切削異常現
象が発生しており電流値がしきい値Ｃに達するか
超えているとYESとなりステツプＳ２３におい
てアラームフラグでNC装置２は機械運転を停止
される。
て0.01秒毎のサンプリングの初回のデータａが第
１(a)記憶回路９に記憶され、ステツプＳ１２にお
いてサンプリングの２回目のデータが第２(b)記憶
回路１０に記憶される。ステツプＳ１３において
比較回路１３でａ＞ｂが比較判定されYESであ
ればステツプＳ１４でデータ１はｂがNOであれ
ばステツプＳ１５でデータ１はａが出力される。
ステツプＳ１６においてサンプリングの３回目の
データｃが第３(c)記憶回路１１に記憶され、ステ
ツプＳ１７においてサンプリングの４回目のデー
タｄが第４(d)記憶回路１２に記憶される。ステツ
プＳ１８において比較回路１４でｃ＞ｄが比較判
定され、YESであればステツプＳ１９において
データ２はｄが、NOであればステツプＳ２０で
データ２はＣが出力される。ステツプＳ２１にお
いて平均値演算回路１５でデータ１とデータ２と
の平均値がデータBiとして算出される。ステツ
プＳ２２においてデータBiは比較回路２２で監
視指令で開いたアンド回路２１を通つたしきい値
ｃとでデータBi≧Ｃが比較判定され、NOであれ
ば異常なしである。ところで第６図の切削異常現
象が発生しており電流値がしきい値Ｃに達するか
超えているとYESとなりステツプＳ２３におい
てアラームフラグでNC装置２は機械運転を停止
される。
第６図で異常現象が発生したあとオーバライド
はC3％よりC4％に切替はるがこの時点では負荷
電流値はしきい値Ｃを超えておらず、オーバライ
ドは10％下がる。然し下げ方が小さいため実切削
負荷電流は急激に増大して行きしきい値Ｃを超え
アラーム信号が出力されるものである。
はC3％よりC4％に切替はるがこの時点では負荷
電流値はしきい値Ｃを超えておらず、オーバライ
ドは10％下がる。然し下げ方が小さいため実切削
負荷電流は急激に増大して行きしきい値Ｃを超え
アラーム信号が出力されるものである。
効 果
以上詳述したように本発明は極めて短い周期の
サンプリングの初めの２回しきい値の低い値と続
く２回のデータの低い値との平均値を制御値Bo
としこの値にもとづいて異常状態を検出するよう
にするとともに極めて短い周期の比較的短い期間
のデータ平均値を制御値Aoとして実切削負荷電
流がこの値に近づくように切削速度または切削送
り速度をある％即ち５〜20％づつ変更して制御値
Aoに近づくように適応制御を行なうようになし
たので、２種類の制御値により適応制御と工具異
常検出が同時に行なうことが可能となつた。そし
て軽、中切削において電流検出では困難な異常検
出にも有効で、例えば適応制御の制御値を５Ａ、
工具異常検出は１５Ａに設定するようにすると、
工作物が鋳物で取り代がばらついても適応制御は
５Ａを基準にして切削するため切刃は痛まず、適
応制御がおいつかない程急激な過負荷があつたと
きは工具異常検出が働き安定した監視が可能であ
る。また異常検出値の制御値算出に極めて短い周
期のサンプリングの初めの２回のデータと次の２
回の低い方をとつて平均値を制御値となしたので
電流ノイズを採る恐れがなく信頼性の高い制御が
行なえる効果を有する。
サンプリングの初めの２回しきい値の低い値と続
く２回のデータの低い値との平均値を制御値Bo
としこの値にもとづいて異常状態を検出するよう
にするとともに極めて短い周期の比較的短い期間
のデータ平均値を制御値Aoとして実切削負荷電
流がこの値に近づくように切削速度または切削送
り速度をある％即ち５〜20％づつ変更して制御値
Aoに近づくように適応制御を行なうようになし
たので、２種類の制御値により適応制御と工具異
常検出が同時に行なうことが可能となつた。そし
て軽、中切削において電流検出では困難な異常検
出にも有効で、例えば適応制御の制御値を５Ａ、
工具異常検出は１５Ａに設定するようにすると、
工作物が鋳物で取り代がばらついても適応制御は
５Ａを基準にして切削するため切刃は痛まず、適
応制御がおいつかない程急激な過負荷があつたと
きは工具異常検出が働き安定した監視が可能であ
る。また異常検出値の制御値算出に極めて短い周
期のサンプリングの初めの２回のデータと次の２
回の低い方をとつて平均値を制御値となしたので
電流ノイズを採る恐れがなく信頼性の高い制御が
行なえる効果を有する。
第１図は本発明の方法を実施する制御のブロツ
ク線図、第２図は本発明の制御値Ao，Boの求め
方を示す図、第３図は本発明の適応制御の時の実
切削負荷電流及びオーバライドの状態図、第４図
は適応制御のフローチヤート図、第５図は切削異
常検出のフローチヤート図、第６図は適応制御時
に異常が発生した時の実切削負荷電流及びオーバ
ライドを示す図、第７図は従来の非常に短い時間
当りにサンプリングした電流のうち最大電流値を
制御値Ao1とした図、第８図は従来の比較的短い
時間当りの電流の平均値の最大値を制御値Ao2と
した図、第９図は従来の切削異常監視を示す図、
第１０図は従来の適応制御を示す図、第１１図は
従来の適応制御中に切削異常が発生した図であ
る。 イ…切削異常検出部、ロ…適応制御部。
ク線図、第２図は本発明の制御値Ao，Boの求め
方を示す図、第３図は本発明の適応制御の時の実
切削負荷電流及びオーバライドの状態図、第４図
は適応制御のフローチヤート図、第５図は切削異
常検出のフローチヤート図、第６図は適応制御時
に異常が発生した時の実切削負荷電流及びオーバ
ライドを示す図、第７図は従来の非常に短い時間
当りにサンプリングした電流のうち最大電流値を
制御値Ao1とした図、第８図は従来の比較的短い
時間当りの電流の平均値の最大値を制御値Ao2と
した図、第９図は従来の切削異常監視を示す図、
第１０図は従来の適応制御を示す図、第１１図は
従来の適応制御中に切削異常が発生した図であ
る。 イ…切削異常検出部、ロ…適応制御部。
Claims (1)
- １ 工作機械の制御において、モニタリング加工
時の0.01秒程度の極めて短い時間の主軸または送
り軸モータの実切削負荷電流を0.04秒程度の非常
に短い時間毎に初めの0.01秒２回のデータの低い
データと次の0.01秒２回のデータの低いデータと
の平均値を採取し、決められた加工プログラムシ
ーケンス終了時に前記平均値の最大値とし、この
制御値をもとに決めたしきい値に対して工作物加
工時の前記非常に短い時間の間の同一方法で算出
した平均の実切削負荷電流値を比較して切削異常
を検出するとともに、モニタリング加工時の0.01
秒程度の極めて短い時間の主軸または送り軸モー
タの実切削負荷電流を0.2秒程度の比較的短い加
工時間毎に平均値を採取し、決められた加工プロ
グラムシーケンス終了時に前記平均値の最大値を
制御値とし、この制御値に工作物加工時の実切削
負荷電流値が近づくように前記の比較的短い加工
時間毎に比較させ切削速度または切削送り速度を
所定％刻みで変更して適応させ瞬間的な異常を検
出したときには加工を停止させ、比較的軽微な異
常を検出したときには切削条件を落として正常加
工に戻すことを特徴とする切削状態監視方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60092087A JPS61249246A (ja) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | 切削状態監視方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60092087A JPS61249246A (ja) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | 切削状態監視方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61249246A JPS61249246A (ja) | 1986-11-06 |
| JPH0372429B2 true JPH0372429B2 (ja) | 1991-11-18 |
Family
ID=14044656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60092087A Granted JPS61249246A (ja) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | 切削状態監視方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61249246A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994026465A1 (en) * | 1993-05-11 | 1994-11-24 | Fanuc Ltd | Tool breakage prevention system |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0392250A (ja) * | 1989-09-05 | 1991-04-17 | Miyagawa Kogyo Kk | 穿孔機におけるドリルの交換時期検出装置 |
| JP5301380B2 (ja) * | 2009-07-16 | 2013-09-25 | 本田技研工業株式会社 | 回転刃具の寿命予測方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58126040A (ja) * | 1982-01-20 | 1983-07-27 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御加工方式 |
| JPS58132440A (ja) * | 1982-02-03 | 1983-08-06 | Hitachi Seiko Ltd | 工作機械の制御方法 |
-
1985
- 1985-04-26 JP JP60092087A patent/JPS61249246A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58126040A (ja) * | 1982-01-20 | 1983-07-27 | Mitsubishi Electric Corp | 数値制御加工方式 |
| JPS58132440A (ja) * | 1982-02-03 | 1983-08-06 | Hitachi Seiko Ltd | 工作機械の制御方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994026465A1 (en) * | 1993-05-11 | 1994-11-24 | Fanuc Ltd | Tool breakage prevention system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61249246A (ja) | 1986-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3883485B2 (ja) | 工具折損あるいは予知検出装置 | |
| US5418440A (en) | Position control device for servomotor | |
| EP0012528B1 (en) | Method and apparatus for detecting tool breakage, for example in a numerically-controlled machine tool | |
| US4412162A (en) | Protective system for automatic tool changing apparatus | |
| US10996654B2 (en) | Servo controller | |
| JPH0372429B2 (ja) | ||
| EP1622250A2 (en) | Control device of electric motor | |
| JP2870482B2 (ja) | サーボモータの位置制御方法および制御装置 | |
| WO1995004631A1 (fr) | Systeme de detection de cassure d'outil | |
| JP2575323B2 (ja) | データ抽出平均法による切削負荷監視方法 | |
| WO1996038261A1 (fr) | Procede de detection de charge anormale | |
| JP2770053B2 (ja) | 学習機能付刃具損傷検知装置 | |
| EP0667203A1 (en) | System for controlling tension of wire | |
| JP2880211B2 (ja) | 工具負荷監視制御方法 | |
| KR100756735B1 (ko) | 수치제어 공작기계의 공구이상 검출장치 및 방법 | |
| CN112947303A (zh) | 一种机床过载监控系统以及控制方法 | |
| US20190332090A1 (en) | Machine state monitoring device | |
| JPH05329750A (ja) | Ｎｃ穴明装置の工具折損検出方法とその装置 | |
| JPH06289917A (ja) | 推定外乱負荷トルクによるサーボモータ制御方法 | |
| JPH0215954A (ja) | 工具異常監視方法 | |
| JP2796775B2 (ja) | 負荷監視装置 | |
| KR0117927Y1 (ko) | 공구(tool)파손 검지장치 | |
| JPS63283843A (ja) | オ−バライド制御方法 | |
| JPS6114834A (ja) | 工作機械の適応制御方法 | |
| JPS6056853A (ja) | 工具異常監視装置 |