JPH05116056A

JPH05116056A - 工作機器の異常検出装置

Info

Publication number: JPH05116056A
Application number: JP3308430A
Authority: JP
Inventors: Kenji Miura; 憲治三浦
Original assignee: RITSUKUSU KK
Current assignee: RITSUKUSU KK
Priority date: 1991-10-28
Filing date: 1991-10-28
Publication date: 1993-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】工作機器によるワークの切削加工を行うにあ
たり、工作機器の工具の変化を常時監視することを可能
とすると共に、この監視結果に基づき工具の正常・異常
の判定を行うことを可能とすることを目的とする。【構成】工作機器の主軸モータ１の負荷電流を検出す
る電流センサ３を具備する。また、異常検出判定前に基
準値設定のため工作機器の正常な工具２による加工を複
数回行う。そして、この時の電流センサ３による負荷電
流の測定値から得られた基準値を基に許容範囲を設定す
る許容範囲設定手段を設ける。また、異常検出判定時に
電流センサ３による負荷電流の測定値が許容範囲内であ
れば工具２は正常とし、許容範囲外であれば工具２は異
常とする異常検出手段とを設けた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機器において、工
具と設備が耐用年数を過ぎ、あるいは摩耗や油切れを生
じたために性能劣化したときや、温度や湿度あるいは外
的振動等の要因によって正常に機能しなくなることによ
って生ずる加工不良を防止するための、工作機器の異常
検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、工作機器の工具寿命の管理方法
は、加工時間を積算して寿命に達するあたりで刃具を交
換するか、もしくは、ＮＣコントロールの機能である工
具寿命管理機能を使って工具毎に設定された使用時間や
加工個数をカウントしてそれを越えるとＮＣコントロー
ルから処理動作信号がでて、自動的に刃具を交換してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような管理方法の場合、工具の寿命を実績として把握し
ている必要がある。また、新品工具、再研磨工具の寿命
の差異や工具のでき具合で左右されるので、寿命設定が
難しく、結果的に使用時間を短く設定する方向になる。
また、管理方法が使用時間や加工個数のみであるため、
偶発的な工具の折損や破損などの事象に対応できず、量
産加工の場合、多数のワークに切削不良品を出し、ま
た、工作機器自体に異常な負荷がかかり総合的にダメー
ジが大きくなる可能性がある。

【０００４】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、工具の加工状態を工作機器の主軸モータまた
は送りモータ等の動力用モータの負荷電流により検出
し、この電流の測定値の許容範囲となる上限値と下限値
を、１サイクルの任意測定ポイントにおける標準偏差を
基に設定したり、判定用パターン形成用に取り込んだ複
数サイクル分の測定値の最大値と最小値、またはこの最
大値と最小値とを修正して判定用パターンが形成でき、
工具の特性に適合した正常・異常の判定ができるように
した工作機器の異常検査装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、被検査物である工作機器の動
力用モータの負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、
前記動力用モータの正常電流をあらかじめ行われる複数
回の工作機器の正常な作動による試験データから基準値
として設定すると共に、該基準値を基に許容範囲を定め
る許容範囲設定手段と、前記負荷電流検出手段から出力
された電流値を前記許容範囲設定手段に定められた許容
範囲と比較することによって、該電流値が許容範囲内で
あれば正常とし、許容範囲を越えたときには異常である
とする異常検出手段と、を備えていることを特徴とする
工作機器の異常検出装置である。

【０００６】また、前記許容範囲設定手段が、異常検出
判定前に工作機器の正常な作動を複数回行って得られる
負荷電流の測定値を重ね書きし、この重ね書きした測定
波形から、最大値波形、最小値波形、平均値波形を少な
くともいずれか一つを求め、このいずれかの波形を嵩上
げもしくは嵩下げして上限値波形と下限値波形を決定し
て許容範囲を設定する工作機器の異常検出装置である。

【０００７】また、前記許容範囲設定手段が、異常検出
判定前に工作機器の正常な作動を複数回行って得られる
負荷電流の測定値の、所定のポイントのデータを集めて
標準偏差を求め、この標準偏差の上限と下限を決定して
許容範囲を設定する工作機器の異常検出装置である。

【０００８】また、前記許容範囲設定手段が、異常検出
判定前に工作機器の正常な作動を複数回行って得られる
負荷電流の測定値を重ね書きし、この重ね書きした測定
値から、最大値波形、最小値波形、平均値波形（基準値
波形ともいう）を少なくともいずれかひとつを求め、こ
のいずれかの波形を嵩上げもしくは嵩下げして上限値波
形と下限値波形を決定して許容範囲を設定し、さらに、
工作機器の正常な作動を実際に複数回行って得られるバ
ラツキを基に検査範囲を設定し、前記異常検出手段が、
異常検出判定時に読み込む各データが、異常検出範囲内
において前記許容範囲内であれば正常と判定する一方、
前記許容範囲から外れた際に異常と判定する工作機器の
異常検出装置である。

【０００９】

【作用】上記のような構成により、異常検出判定前に、
実際に工作機器の正常な作動を複数回行って、この時
に、負荷電流検出手段で得られる負荷電流測定値を基
に、許容範囲設定手段で測定値の許容範囲を設定する。
この場合、負荷電流測定値を重ね書きし、この重ね書き
した測定値波形から、最大値波形、最小値波形、平均値
波形を少なくともいずれか一つを求め、このいずれかの
波形を嵩上げもしくは嵩下げして上限値波形と下限値波
形を決定して許容範囲を設定する。また、負荷電流測定
値の所定ポイントの測定値を集めて標準偏差を求め、こ
の標準偏差の上限と下限を決定して許容範囲を設定す
る。また、上限値波形と下限値波形を決定して許容範囲
を設定し、さらに得られた測定値のバラツキを基に検査
範囲（幅方向の範囲）を設定する。したがって、いずれ
の場合でも、許容範囲の上限・下限は、直線ではなし
に、実際の状態を再現して曲線的に設定することができ
る。

【００１０】また、このように許容範囲を設定したら検
査を行う。すなわち、異常検出手段により、工作機器の
作動を行って得られる負荷電流測定値が許容範囲内に納
まっているかどうか判定し、測定値が許容範囲から外れ
た際に異常と判定する。なお、このような正常・異常の
判定を測定値波形全体に行うのではなく、所定の検査範
囲内で得られる測定値のみ正常・異常を判定でき、これ
により、無駄な判定を省いて制御の簡略化を図ることが
できる。

【００１１】

【実施例】本発明の一実施例の工作機器の異常検出装置
を図１から図６に基づいて説明する。図１は本実施例の
工作機器の異常検出装置を示す説明図、図２は許容範囲
の最大値と最小値を求めるフローチャート図、図３は任
意ポイントの全測定値による標準偏差を求めるフローチ
ャート図、図４は工作機器の異常判定を示すフローチャ
ート図、図５は最大値と最小値および平均値を示すグラ
フ図である。図６は異常検出した際の上限値と下限値お
よび測定値を示すグラフ図である。

【００１２】本発明は工作機器に使用される、主軸モー
タ、送りモータ等のすべてのモータに適用することがで
きるが、ここでは主軸モータを例にとって説明する。す
なわち、図１に示す実施例においては、主軸モータ１
と、工具２と、電流センサ３と、平均値保存回路４と、
最大値保存回路５と、最小値保存回路６と、演算処理部
（ＣＰＵ）７と、パーソナルコンピュータ８と、を主要
な構成としている。なお、前記平均値保存回路４と、最
大値保存回路５と、最小値保存回路６と、演算処理部
７、およびインターフェース７ａ、Ｉ／Ｏ７ｂ、ＲＯＭ
７ｃ、時計７ｆ等を一式まとめて構成したものを判定器
Ａとする。

【００１３】主軸モータ（ＡＣサーボモータ）１は、中
心軸にスピンドル９が固着し、スピンドル９の端部には
工具（ドリル、バイト等）２が固定される。また、ＮＣ
装置から指令される信号により主軸モータ１の回転数は
コントロールインバータ１０により制御される。

【００１４】ワーク１１は送りテーブル１２に載置さ
れ、送りテーブル１２はＮＣ装置からの指令でワーク１
１を切削点に移動する。ワーク１１が切削点に達し主軸
モータ１の工具２と当接すると送りテーブル１２が工具
２の軸方向に移動し切削加工を開始する。

【００１５】電流センサ３は、かご形三相誘導電動機と
同様の構造をもつＡＣサーボモータである主軸モータ１
の一相の負荷電流変化を検出するものである。この負荷
電流は、ワーク１１に対して工具２の切り込みが大きく
て送りが早ければ、つまり切削の量が多ければ、それだ
け主軸モータ１で消費される負荷電流は大きくなる。ま
た、本実施例での電流センサ３は出力を０〜１０Ｖに変
換するものを使用しているが、このほか０〜５Ｖのもの
や０〜１Ｖ用のものもあり、電流センサ３を適宜選択す
ることによって、−１０〜＋１０Ｖの範囲で自由に測定
することができる。

【００１６】最大値保存回路５は、演算処理部７で判別
された、最大値のみを１サイクル分（工具２がワーク１
１を１回切削加工する時間に相当）を時系列的に保存す
る。また、パーソナルコンピュータ８で最大値、最小
値、平均値をＹ＝ＡＸ＋Ｂの関数で処理した修正値、ま
たは、１サイクル中任意の範囲を必要箇所だけ修正した
上限値を保存する。

【００１７】最小値保存回路６は、演算処理部７で判別
された最小値のみを前記同様に１サイクル分を時系列的
に保存する。また、パーソナルコンピュータ１０で最大
値、最小値、平均値をＹ＝ＡＸ＋Ｂの関数で処理した修
正値、または１サイクル中任意の範囲を必要箇所だけ修
正した下限値を保存する。

【００１８】積算値を測定回数で割って得られる平均値
を保存する平均値保存回路４は、時計７ｄに同調したパ
ルス信号の受信位置のポイントごとにおける測定値の平
均値、または判定中の測定値を１サイクル分時系列的に
保存するものである。

【００１９】演算処理部７は、許容範囲設定用に取り込
んだ測定値を前回まで取り込んだ測定値と比較して最大
値のみを最大値保存回路５に送り、また、最小値のみを
最小値保存回路６に送って保存させたり、測定値を積算
して平均値保存回路４に保存させたり、測定内容に従い
任意の許容範囲によって測定値を比較することにより工
作機器の正常・異常を判定するものであって、パーソナ
ルコンピュータ８により許容範囲が設定される。図中、
７ａはインターフェース、７ｂはＩ／Ｏ、７ｃはＲＯ
Ｍ、７ｄは時計、７ｅは最大値保存回路５と最小値回路
６と平均値保存回路４とを備えたＲＡＭ、７ｆはＡ／Ｄ
変換器、７ｇはパーソナルコンピュータ８との通信用接
続部、７ｈは警報ランプが接続されるエリア出力部、７
ｊは測定スタートボタン、７ｋは測定停止用リセットス
イッチである。この測定停止用リセットスイッチは、測
定途中で操作されたとき、現在測定中の１サイクルが終
了した時点で測定を中止させる機能を有する。

【００２０】パーソナルコンピュータ８は、標準偏差の
算出や演算処理部７における許容範囲の設定、各波形と
主軸モータの負荷電流の測定値波形等の表示を行うもの
であって、本体８ａに表示器としてのＣＲＴ８ｂやキー
ボード等を備えている。本体８ａは、判定器Ａの接続部
７ｇと専用通信線で接続され、演算処理部７に、重ね書
き回数を測定回数として設定したり、１回の工具２によ
るワーク１１の切削加工時間を１サイクル分の測定値個
数として設定したり、測定値の取り込みタイミングを設
定したり、データの取り込み開始は負荷電流値が設定レ
ベルを通過したのを検知して発信される内部トリガーに
よって同調するように設定したり、入力信号のスケール
による分解能を設定したりする機能を備えている。ま
た、最大値波形と最小値波形との範囲が最大に開いてい
る任意ポイントの全測定値による標準偏差σを求めた
り、その３倍区間を演算処理部７の許容範囲として設定
したり、最大値波形と最小値波形と平均値波形のいずれ
かを選んでＹ＝ＡＸ＋Ｂの式で嵩上げして上限値を選定
し、また嵩下げして下限値を設定する。また、前記いず
れかの許容範囲を選定し、その１サイクル分を複数のエ
リアに区切って所定エリアのみを異常判定エリアに設定
したり、１サイクル中に何回上・下限から外れたら異常
判定を出すかの回数を設定したり、測定モードをシング
ルモードまたはレピートモードのいずれかとする機能を
備えている。

【００２１】次に本実施例をフローチャートにより説明
する、まず、図２に示すフローチャートについて説明す
る。この図に示す制御フローは、実際に正常な工作機器
による作動を複数回行って、１回の切削加工で得られる
測定値波形の重ね書きを行い、最大値の波形線、最小値
の波形線および平均値の波形線を表示する制御フローで
あって、ステップ１０１は、条件設定のステップであり
パーソナルコンピュータ８を用いて設定した条件をコン
トロールユニット７内に読み込む。すなわち、パーソナ
ルコンピュータ８により、重ね書き回数（実際に切削加
工を行う回数）や、測定値の取り込みタイミング（本実
施例では３０ｍＳ）等の設定をする。なお、データの取
り込みタイミングは、例えば、１ｍＳ毎から３０Ｓ毎の
範囲で所定の時間毎に設定したり、外部パルスに同期さ
せたりする。また、測定値の取り込み開始は、外部トリ
ガーや内部トリガーや内外組み合わせのトリガーのトリ
ガーのいずれかに設定する。

【００２２】ステップ１０２は、スタートのステップで
あり、測定スタートボタン７ｊの投入により行う。ステ
ップ１０３は、スタートしたことにより工作機器が作動
した状態を便宜上示していて、これによりワーク１１は
工具２により切削加工される。ステップ１０４は、工具
２がワーク１１に当接し内部トリガー信号が発信したこ
とを確認し、ＹＥＳでステップ１０５に進み、ＮＯでス
テップ１０３に戻る。ステップ１０５は、時計７ｄによ
り３０ｍＳ毎にパルス信号を発信し、ステップ１０６
は、パルス信号に同期して主軸モータ１の負荷電流の測
定値を取り込むステップである。

【００２３】ステップ１０７は、前回までの最大値の保
存値よりも今回の測定値の方が大きいか否かを判定する
ステップであり、ＹＥＳでステップ１０８に進み、ＮＯ
でステップ１０９に進む。ステップ１０８は、各測定点
での最大値のみ保存するステップであり、この後ステッ
プ１１１に進む。

【００２４】ステップ１０９は、前回までの最小値の保
存値よりも今回の測定値の方が小さいか否かを判定する
ステップであり、ＹＥＳでステップ１１０に進み、ＮＯ
でステップ１１１に進む。ステップ１１０は、各測定点
での最小値のみ保存するステップであり、この後ステッ
プ１１１に進む。

【００２５】ステップ１１１は、測定点毎の値を積算し
て保存するステップである。ステップ１１２は、測定値
の個数が設定数に達したか否かを判定するステップであ
り、ＹＥＳでステップ１１３に進み、ＮＯでステップ１
０５に戻る。なお、この設定数とは、予め定めた１サイ
クル当たりの測定値の個数である。

【００２６】ステップ１１３は、測定値の回数が設定数
に達したか否かを判定するステップであり、ＹＥＳでス
テップ１１４に進み、ＮＯでステップ１０３に戻る。ス
テップ１１４は、ステップ１１１で得られた各々の積算
値を測定回数（サイクル回数）で割って、各々の平均値
を演算するステップであり、続くステップ１１５は、ス
テップ１０８、１１０、１１４のデータをパーソナルコ
ンピュータ８に転送するステップである。

【００２７】ステップ１１６は、測定値をＣＲＴ１０ｂ
で表示するステップである。本実施例の場合、ステップ
１０８で集めた最大値のみの波形線と、ステップ１１０
で集めた最小値のみの波形線と、ステップ１１５で集め
た平均値ばかりの波形線との３本の波形線を色違いで表
示する。これら３本の１サイクルの波形線は、図５に示
すように縦軸を主軸モータ１の負荷電流、横軸を時間と
したグラフ上で表示される。

【００２８】次に、図３に示すフローチャートについて
説明する。このフローチャートは、標準偏差の幅を設定
する制御フローである。ステップ２０１は、条件設定の
ステップであって、図２のステップ１１６によりＣＲＴ
１０ｂで表示されている３本の波形線に基づき、測定値
のバラツキを知りたいポイントを設定する。また、測定
のために、切削加工する回数をサイクル数として設定す
る。

【００２９】ステップ２０２はスタートのステップであ
り、測定スタートボタン７ｊを操作してスタートする。
ステップ２０３は、切削加工開始を示している。ステッ
プ２０４は、工具２がワーク１１に当接し内部トリガー
が発信したことを確認し、ＹＥＳでステップ２０５に進
み、ＮＯでステップ２０３に戻る。ステップ２０５は、
主軸モータの負荷電流の測定値がステップ２０１で設定
したポイント（バラツキ具合を見たい部分）に達したか
否かを判定するステップであり、ＹＥＳでステップ２０
６に進み、ＮＯでステップ２０７に進む。ステップ２０
７は、測定値数が１サイクルが完了する間に測定すべき
数（ステップ２０１で設定）に達したか否かを判定する
ステップであり、ＹＥＳでステップ２０８に進み、ＮＯ
でステップ２０５に戻る。

【００３０】ステップ２０８は、測定回数がステップ２
０１で設定した数に達したか否かを判定するステップで
あり、ＹＥＳでステップ２０９に進み、ＮＯでステップ
２０３に戻るステップ２０９は測定を全て完了してパー
ソナルコンピュータ８へ測定値を転送するステップであ
る。ステップ２１０は、ＣＲＴ８ｂの画面上にデータを
表示するステップであって、例えば、ＣＲＴ８ｂの横軸
に各サイクル順に設定したポイントの測定値を表示する
もので、この表示により測定値を確認する。ステップ２
１１は、１サイクル目からステップ２０１で設定したサ
イクル数までの範囲の中で、測定値のバラツキと標準偏
差を調べたい範囲を設定するステップであり、パーソナ
ルコンピュータ８を用いて、ＣＲＴ８ｂを確認しながら
行う。ステップ２１２は、各サイクル中の指定ポイント
の測定値を集めて、その標準偏差とバラツキをグラフに
して示す処理を行うステップである。

【００３１】次に図４に示すフローチャートについて説
明する。この制御フローは、許容範囲を設定した後、正
常・異常の判定を行うフローである。ステップ３０１
は、許容範囲を設定するステップである。この場合、パ
ーソナルコンピュータ８を操作して次の設定を行う。

【００３２】ステップ１１６で表示した最大値波形と最
小値波形と平均値波形のうちで、いずれか１本を選び、
この線をＹ＝ＡＸ＋Ｂの式で嵩上げして上限値を設定す
る。また、同じく、３本の波形線のいずれかを選んで、
Ｙ＝ＡＸ＋Ｂの式で嵩下げして下限値を設定する。上限
・下限値で、異常判定に必要のない部分や厳しく判定す
る必要のない部分を、マニュアルで領域を設定し、この
部分に点を打って折れ線で上限・下限値を設定する。異
常判定時の工作機器の主軸モータ１の負荷電流の測定値
を保持する必要があれば、シングルモードに設定し、不
要であれば、レピートモードに設定する（マニュアルで
選択する）。また、測定領域を最大８分割までの領域出
力の分割線を引き設定する。また、１サイクル中に何回
上限・下限値から外れたら異常判定を出すのか回数を設
定する。

【００３３】ここで、シングルモードを選択した場合に
は、異常判定時に、異常発生と、どの領域で発生したか
とを出力し、その異常測定値を１切削加工工程分保持し
て停止し、パーソナルコンピュータ８へ異常の測定デー
タを転送後、検査を再開する。一方、レピートモードを
選択した場合には、異常判定出力と、どの領域で異常判
定が出たかとを出力するが、測定値は保持せずに連続し
て検査を行う。このように、本実施例では、以上説明し
た図２、図３で示したフローチャートおよび３０１で制
御を行う部分が許容範囲設定手段を構成している。

【００３４】次に、ステップ３０２は、検査をスタート
するステップである。ステップ３０３は、正常・異常の
判定が可能な状態となっているかどうかを判定するステ
ップで、ＹＥＳでステップ３０４に進み、ＮＯでステッ
プ３０３を繰り返す。ステップ３０４は、工作機器を作
動させ切削加工を開始するステップである。ステップ３
０５は、工具２がワーク１１に当接し内部トリガー信号
が発信したことを確認し、ＹＥＳでステップ３０６に進
み、ＮＯでステップ３０４に戻る。ステップ３０６は、
時計７ｄにより３０ｍＳ毎にパルス信号を発信する。

【００３５】ステップ３０７は、電流センサ３からの負
荷電流の測定値をパルス信号に同期して取り込むステッ
プである。続くステップ３０８では、設定領域判別信号
が出力される。ステップ３０９は、測定値がステップ３
０１で設定した許容範囲に入っているか否かを判定する
ステップであり、ＹＥＳでステップ３１３に進み、ＮＯ
でステップ３１０に進む。ステップ３１０は、測定値が
許容範囲を出た回数がステップ３０１で設定した回数に
達したか否かを判定するステップであり、ＹＥＳでステ
ップ３１１に進み、ＮＯでステップ３１３に進む。ステ
ップ３１１は、異常発生信号を出力するステップであ
る。ステップ３１２は、この出力を受けて工作機器の工
具２の異常に対する所定の処理を行う。ステップ３１３
は、切削加工が完了するまでの時間が経過するまで測定
を行ったか（設定の測定値個数を測定したか）否かを判
定するステップであり、ＹＥＳでステップ３１４に進
み、ＮＯでステップ３０６に戻る。

【００３６】ステップ３１４は、検査動作モードが、シ
ングルか否か（レピート）を判定し、ＹＥＳでステップ
３１５に進み、ＮＯでステップ３１６に進む。ステップ
３１５は、１サイクル分の波形を保持して検査を停止す
る。ステップ３１６ではリセットスイッチ７ｋがＯＮで
あるか否かを判定し、ＹＥＳでステップ３１５に進み、
ＮＯでステップ３０３に戻る。ステップ３１７では、異
常の測定値をパーソナルコンピュータ８に取り込み保存
する。ステップ３１８では、検査を再スタートする。ス
テップ３１９では、設定回数分続行したか否かを判定
し、ＹＥＳでステップ３２０に進んで検査を終了し、Ｎ
Ｏでステップ３０３に戻る。ここで、図６は検査モード
において測定値が許容範囲である上限値あるいは下限値
を越えた場合の１サイクル分の波形線のグラフを示して
いる。このグラフはパーソナルコンピュータ８のＣＲＴ
８ｂ上に表示され、１サイクルの測定値の時間Ｔのポイ
ントにおいて、負荷電流の測定値が設定した上限値を越
え異常が検出されたことを示している。

【００３７】また、本実施例において、許容範囲設定の
場合、検査を行う前に、実際に正常な工作機器の作動を
複数回行って、コントロールユニット７内に主軸モータ
１の負荷電流の測定値を取り込む。このようにして負荷
電流の測定値を全て取り込んだら、パーソナルコンピュ
ータ８へ測定値を転送し、ＣＲＴ８ｂの画面上に、縦軸
を電流値・横軸を時間としたグラフについて、最大値ば
かりの波形線、最小値ばかりの波形線、平均値ばかりの
波形線を表示させる。このＣＲＴ８ｂの画面により、以
下の確認を行う。

【００３８】最大値と最小値と平均値の各波形線を見
て、全体の再現性を確認する。また、平均値の波形線が
最大値の波形線と最小値の波形線との間のどの位置にあ
るか確認する。また、最大値の波形線と最小値の波形線
とが一番開いているポイントを探して確認する。また、
重要な部分を拡大して確認する。また、必要なところ
は、図示しないプリンタで画面コピーする。

【００３９】次に、ＣＲＴ８ｂの画面に入力データの標
準偏差とバラツキをグラフで表示させて（ステップ２１
２）、次の確認を行う。

【００４０】１サイクル目から設定した任意のサイクル
数までの全体の範囲でバラツキと標準偏差を見る。ま
た、最大値と最小値の測定値の範囲の分割数を変えて確
認しやすい分割で確認する。また、全体の中で範囲を決
めて、バラツキと標準偏差を求めて、全体のバラツキと
標準偏差を比較する。

【００４１】以上の確認を行ったら、パーソナルコンピ
ュータ８を操作して、前述のステップ２０１で説明した
許容範囲の設定を行う。

【００４２】また、本実施例において、検査工程の場
合、切削加工を開始すると、主軸モータ１の負荷電流の
測定値をコントロールユニット７内に取り込み、この測
定値が所定の領域内で、許容範囲で定めた上限値および
下限値を越えたか否かを判定し（ステップ３０９）、こ
の越えた回数が設定回数に達したら（ステップ３１
０）、異常が発生したことを知らせる（ステップ３１
１）、なお、この時、シングルモードであれば、この異
常発生時の測定値を保持して停止しているので、この測
定値をパーソナルコンピュータ８へ出力させスタートス
イッチ７ｊを操作して検査を再開させる。レピートモー
ドであれば、リセットスイッチ７ｋを操作して検査を１
サイクルの終了時点で途中停止させ、そのときの測定値
をパーソナルコンピュータ８に出力させて、スタートス
イッチ７ｊを操作し、検査を再開させる。又、このスタ
ートスイッチ７ｊおよびリセットスイッチ７ｋの操作
は、パーソナルコンピュータ８により、自動的に行うこ
とも可能である。

【００４３】ここで、本実施例では、工作機器の異常検
出のために主軸モータの負荷電流の変動を電流センサに
より検出して異常判定を行うようにしたが、モータとし
ては例示した主軸モータのほか、被加工物を一定速度で
送って加工する工作機器における送りモータ等にも適用
できることはいうまでもない。さらに、検出する測定値
は振動でもよく、その場合、振動センサを主軸モータの
外筐等に取り付けて検査装置を構成することも可能であ
る。

【００４４】また、本実施例の判定器Ａは、異常検出の
入力部において、電圧、電流、振動、圧力、速度、温度
等のアナログ値の入力ができるので、そのアナログ入力
値を常時監視することにより、サイクル運転を行うあら
ゆる一般産業機器に対応して検査装置として使用でき
る。

【００４５】

【発明の効果】以上、説明してきたように本発明の工作
機器の異常検出装置にあっては、異常検出を行う前に、
実際に工作機器の正常な作動を複数回行って、この測定
して得られた負荷電流値に基づき、許容範囲を決定し、
この許容範囲を基に工作機器の正常・異常の判定を行う
ようにしているため、工作機器の工具の時間的な変化を
主軸モータの負荷電流の測定値に基づき正確に再現して
監視でき、工具の折損や破損または焼き付きが発生する
のをいち早く検出でき、量産の場合、切削不良のワーク
加工の産出を最小限度に抑えることができる。

【００４６】また、負荷電流の測定値を重ね書きし、こ
の重ね書きした測定値から、上限値波形、下限値波形、
平均値波形を少なくともいずれか一つを求め、このいず
れかの波形を嵩上げもしくは嵩下げして上限値波形と下
限値波形を決定して許容範囲を設定しているため、直線
での上限・下限との判定と違って、いっそう正確な判定
が可能となる。

【００４７】また、複数回の成形で得られた最大値波
形、最小値波形、平均値波形を基に、検査を重点的に行
う必要がある領域を設定し、再び、実際に切削加工を多
数回行って、この重要な領域の標準偏差およびバラツキ
を求め、これを基に、許容範囲内外であるか否かを判定
する領域を決定できるため、信頼性の高い許容範囲を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の工作機器の異常検出装置を
示す説明図である。

【図２】最大値と最小値および平均値を求めるフローチ
ャート図である。

【図３】任意ポイントの全測定値による標準偏差を求め
るフローチャート図である。

【図４】工作機器の異常判定を示すフローチャート図で
ある。

【図５】最大値と最小値および平均値を示すグラフ図で
ある。

【図６】異常検出した際の上限値と下限値および測定値
を示すグラフ図である。

【符号の説明】

Ａ判定器１主軸モータ２工具３電流センサ４上限値保存回路５下限値保存回路６平均値保存回路８パーソナルコンピュータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査物である工作機器の動力用モータ
の負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、前記動力用モータの正常電流をあらかじめ行われる複数
回の工作機器の正常な作動による試験データから基準値
として設定すると共に、該基準値を基に許容範囲を定め
る許容範囲設定手段と、前記負荷電流検出手段から出力された電流値を前記許容
範囲設定手段に定められた許容範囲と比較することによ
って、該電流値が許容範囲内であれば正常とし、許容範
囲を越えたときには異常であるとする異常検出手段と、
を備えていることを特徴とする工作機器の異常検出装
置。
【請求項２】前記許容範囲設定手段が、異常検出判定
前に工作機器の正常な作動を複数回行って得られる負荷
電流の測定値を重ね書きし、この重ね書きした測定波形
から、最大値波形、最小値波形、平均値波形を少なくと
もいずれか一つを求め、このいずれかの波形を嵩上げも
しくは嵩下げして上限値波形と下限値波形を決定して許
容範囲を設定することを特徴とする請求項１記載の工作
機器の異常検出装置。
【請求項３】前記許容範囲設定手段が、異常検出判定
前に工作機器の正常な作動を複数回行って得られる負荷
電流の測定値の、所定のポイントのデータを集めて標準
偏差を求め、この標準偏差の上限と下限を決定して許容
範囲を設定することを特徴とする請求項１記載の工作機
器の異常検出装置。
【請求項４】前記許容範囲設定手段が、異常検出判定
前に工作機器の正常な作動を複数回行って得られる負荷
電流の測定値を重ね書きし、この重ね書きした測定値か
ら、最大値波形、最小値波形、平均値波形を少なくとも
いずれかひとつを求め、このいずれかの波形を嵩上げも
しくは嵩下げして上限値波形と下限値波形を決定して許
容範囲を設定し、さらに、工作機器の正常な作動を実際
に複数回行って得られるバラツキを基に検査範囲を設定
し、前記異常検出手段が、異常検出判定時に読み込む各デー
タが、異常検出範囲内において前記許容範囲内であれば
正常と判定する一方、前記許容範囲から外れた際に異常
と判定することを特徴とする請求項１記載の工作機器の
異常検出装置。