JPH06126593A - 工作機械における振動監視方法 - Google Patents
工作機械における振動監視方法Info
- Publication number
- JPH06126593A JPH06126593A JP28117192A JP28117192A JPH06126593A JP H06126593 A JPH06126593 A JP H06126593A JP 28117192 A JP28117192 A JP 28117192A JP 28117192 A JP28117192 A JP 28117192A JP H06126593 A JPH06126593 A JP H06126593A
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- Japan
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- vibration
- spindle
- machine tool
- criterion
- judging
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Abstract
(57)【要約】
【目的】使用中の主軸の振動を検出し、主軸と空気軸受
の損傷を未然に防止する。 【構成】主軸頭７に取付けられた加速度ピックアップ１
３の出力を、危険状態を判定するための第１の判定基準
を設定する第１の設定器と、警報発生状態を判定するた
めの第２の判定基準を設定する第２の設定器と、加速度
ピックアップ１３の出力と各設定器の設定値を比較する
第１、第２の比較器と、第２の比較器の出力を受けて時
間の計測を行うタイマーとを備えた振動判定器１４で判
定し、その結果に基づいて、制御装置１５が、工作機械
のテーブル２、コラム４および主軸頭７の移動と、主軸
１０の回転を制御するとともに、警報表示ランプ１６に
表示する。
の損傷を未然に防止する。 【構成】主軸頭７に取付けられた加速度ピックアップ１
３の出力を、危険状態を判定するための第１の判定基準
を設定する第１の設定器と、警報発生状態を判定するた
めの第２の判定基準を設定する第２の設定器と、加速度
ピックアップ１３の出力と各設定器の設定値を比較する
第１、第２の比較器と、第２の比較器の出力を受けて時
間の計測を行うタイマーとを備えた振動判定器１４で判
定し、その結果に基づいて、制御装置１５が、工作機械
のテーブル２、コラム４および主軸頭７の移動と、主軸
１０の回転を制御するとともに、警報表示ランプ１６に
表示する。
Description
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械における主軸
の回転に伴って発生する振動により、主軸を支える軸受
が損傷を受けるのを防止するための振動監視方法にかか
り、特に、主軸を高速回転させる工作機械に好適な振動
監視方法に関するものである。
の回転に伴って発生する振動により、主軸を支える軸受
が損傷を受けるのを防止するための振動監視方法にかか
り、特に、主軸を高速回転させる工作機械に好適な振動
監視方法に関するものである。
【従来の技術】マシニングセンタなどの工作機械で、ア
ルミニウム、あるいはアルミニウム合金製のワークを効
率良く加工するため、工作機械の主軸には数万ｒｐｍの
高速回転が要求されている。工作機械の主軸を支持する
軸受として、一般に、回転速度が比較的遅く、高剛性を
要求される場合に転がり軸受、高速回転が要求される場
合には流体軸受が用いられている。前記流体軸受として
は、通常空気軸受が用いられている。空気軸受は、主軸
と空気軸受の間に形成された微小な間隙に、圧縮空気を
送って空気の膜を形成し、この空気の膜で主軸と空気軸
受の接触を防止するようになっている。このため、前記
間隙に異物が侵入したり、主軸の回転による振動が大き
くなると、主軸と空気軸受が接触して焼き付きを起こ
し、主軸や空気軸受を損傷する。
ルミニウム、あるいはアルミニウム合金製のワークを効
率良く加工するため、工作機械の主軸には数万ｒｐｍの
高速回転が要求されている。工作機械の主軸を支持する
軸受として、一般に、回転速度が比較的遅く、高剛性を
要求される場合に転がり軸受、高速回転が要求される場
合には流体軸受が用いられている。前記流体軸受として
は、通常空気軸受が用いられている。空気軸受は、主軸
と空気軸受の間に形成された微小な間隙に、圧縮空気を
送って空気の膜を形成し、この空気の膜で主軸と空気軸
受の接触を防止するようになっている。このため、前記
間隙に異物が侵入したり、主軸の回転による振動が大き
くなると、主軸と空気軸受が接触して焼き付きを起こ
し、主軸や空気軸受を損傷する。
【発明が解決しようとする課題】前記主軸は、高精度に
バランス調整されているが、たとえば、加工中の工具に
切粉が巻き付いたり、工具の切れ味が低下したり、ある
いは工具が破損したりして、主軸の振動を大きくするこ
とがある。しかし、従来このような加工に伴う振動の変
化に応じて、主軸や空気軸受をどのように保護するかは
検討されていなかった。本発明の目的は、上記の事情に
鑑み、使用中の主軸の振動を検出し、主軸と空気軸受の
損傷を未然に防止するようにした工作機械における振動
監視方法を提供することにある。
バランス調整されているが、たとえば、加工中の工具に
切粉が巻き付いたり、工具の切れ味が低下したり、ある
いは工具が破損したりして、主軸の振動を大きくするこ
とがある。しかし、従来このような加工に伴う振動の変
化に応じて、主軸や空気軸受をどのように保護するかは
検討されていなかった。本発明の目的は、上記の事情に
鑑み、使用中の主軸の振動を検出し、主軸と空気軸受の
損傷を未然に防止するようにした工作機械における振動
監視方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、危険状態になったことを判定す
るための判定基準を設定し、工作機械の主軸頭から検出
された振動と前記判定基準を比較する。また、振動判定
基準として、危険状態になったことを判定するための第
１の判定基準と、通常の振動レベルと危険状態のときの
振動レベルとの間に、警報を発生するための第２の判定
基準とを設定し、工作機械の主軸頭から検出された振動
と前記判定基準を比較する。
め、本発明においては、危険状態になったことを判定す
るための判定基準を設定し、工作機械の主軸頭から検出
された振動と前記判定基準を比較する。また、振動判定
基準として、危険状態になったことを判定するための第
１の判定基準と、通常の振動レベルと危険状態のときの
振動レベルとの間に、警報を発生するための第２の判定
基準とを設定し、工作機械の主軸頭から検出された振動
と前記判定基準を比較する。
【作用】そして、主軸頭から検出された振動が、前記判
定基準を越えたとき、工作機械の送り動作を停止させた
後、主軸の回転を止める。また、主軸頭から検出された
振動が、前記第２の判定基準を越えたとき、その振動レ
ベルが継続する時間を計測し、振動の継続時間が予め定
められた時間を越えたとき、主軸に保持されている工具
の交換指令を発振し、前記第１の判定基準を越えたと、
工作機械の送り動作を停止させた後、主軸の回転を止め
る。
定基準を越えたとき、工作機械の送り動作を停止させた
後、主軸の回転を止める。また、主軸頭から検出された
振動が、前記第２の判定基準を越えたとき、その振動レ
ベルが継続する時間を計測し、振動の継続時間が予め定
められた時間を越えたとき、主軸に保持されている工具
の交換指令を発振し、前記第１の判定基準を越えたと、
工作機械の送り動作を停止させた後、主軸の回転を止め
る。
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１および図２に
基づいて説明する。◆図２において、１はベッド。２は
テーブルで、ベッド１に移動可能に支持されている。３
はモータで、図示しないねじ送り機構を介してテーブル
２をＸ（図面の前後）方向に移動させる。４はコラム
で、ベッド１に移動可能に支持されている。５はモータ
で、ねじ送り機構６を介してコラム４をＹ方向に移動さ
せる。７は主軸頭で、コラム４に移動可能に支持されて
いる。８はモータで、ねじ送り機構９を介して主軸頭７
をＺ方向に移動させる。１０は主軸で、主軸頭７に回転
可能に支持されている。１１はモータで、主軸１０を回
転させる。１２は工具で、主軸１０に着脱可能に支持さ
れている。１３は加速度ピックアップで、主軸頭７に取
付けられている。１４は振動判定器で、危険状態を判定
するための第１の判定基準を設定する第１の設定器と、
警報発生状態を判定するための第２の判定基準を設定す
る第２の設定器と、加速度ピックアップ１３の出力と各
設定器の設定値を比較する第１、第２の比較器と、第２
の比較器の出力を受けて時間の計測を行うタイマーとを
備えている。１５は制御装置で、前記テーブル２、コラ
ム４および主軸頭７の移動と、主軸１０の回転を制御す
る。１６は警報表示ランプで、制御装置１５に接続され
ている。このような構成で、振動監視方法を図１に示す
フローチャートに基づいて説明する。主軸１０に工具１
２を取り付け回転させると共に、モータ３、５、８を作
動させ加工を行う。このとき、主軸１０に発生する振動
を主軸頭７を介して加速度ピックアップ１３で検出し、
振動レベルに対応する電圧を出力する（ステップ１０
１）。◆加速度ピックアップ１３で検出された振動レベ
ルを、振動判定器１４で、予め設定されている危険値と
比較する（ステップ１０２）。検出された振動レベルが
危険値を越えている場合、振動判定器１４は制御装置１
５に非常停止指令と出力する（ステップ１０３）。する
と、制御装置１５は、モータ３、５、８に停止指令を与
え、テーブル２、コラム４および主軸頭７の移動を停止
させる（ステップ１０４）。ついで、モータ１１に停止
指令を与え、主軸１０の回転を停止させる（ステップ１
０５）。検出された振動レベルが危険値より小さい場
合、振動判定器１４は、検出された振動レベルを予め設
定されている警報値と比較する（ステップ１０６）。検
出された振動レベルが警報値より小さいときには、その
まま加工を継続する。検出された振動レベルが警報値よ
り大きいときには、振動判定器１４は、制御装置１５に
警報表示指令を出力し、この指令を受けた制御装置１５
は、警報表示ランプを点灯させる（ステップ１０７）。
同時に、振動判定器１４は、タイマーを作動させ、振動
レベルが警報値を越えている時間を測定する（ステップ
１０８）。なお、このタイマーは、検出された振動レベ
ルが、警報値より小さくなるとリセットされる。警報値
を越える振動レベルの継続時間を判定する（ステップ１
０９）。予め設定された時間まで継続していない場合、
加工を継続する。警報値を越える振動が、予め設定され
た時間まで継続すると、振動判定器１４は、制御装置１
５にたいして、工具交換指令を出力する（ステップ１１
０）。工具交換指令を受けた制御装置１５は、モータ
２、５、８に停止指令を与え、テーブル２、コラム４お
よび主軸頭７の移動を停止させる（ステップ１１１）と
ともに、モータ１１に停止指令を与え、主軸１０の回転
を停止させ（ステップ１１２）加工を中断する。その
後、主軸１０を工具交換を行うために原点に復帰させ
（ステップ１１３）、工具１２の交換を行う（ステップ
１１４）。上記のように、主軸１０の振動レベルが大き
くなった時、危険値を越えたら非常停止を行い、それ以
下のレベルのときには、一定時間様子を見て、工具交換
などの処置をするようにしたので、主軸１０や空気軸受
の焼き付きを防止することができ、しかも、機械の稼動
効率を低下させることも防止することができる。なお、
本発明は、主軸を空気軸受で支持したものだけでなく、
転がり軸受で主軸を支持するものであってもよい。ま
た、警報値を越える振動レベルが一定時間以上継続する
場合、加工を停止させるようにしても良い。また、警報
の表示は、ランプによる光だけでなく、ブザーなど音で
あっても良いし、それらを併用しても良い。
基づいて説明する。◆図２において、１はベッド。２は
テーブルで、ベッド１に移動可能に支持されている。３
はモータで、図示しないねじ送り機構を介してテーブル
２をＸ（図面の前後）方向に移動させる。４はコラム
で、ベッド１に移動可能に支持されている。５はモータ
で、ねじ送り機構６を介してコラム４をＹ方向に移動さ
せる。７は主軸頭で、コラム４に移動可能に支持されて
いる。８はモータで、ねじ送り機構９を介して主軸頭７
をＺ方向に移動させる。１０は主軸で、主軸頭７に回転
可能に支持されている。１１はモータで、主軸１０を回
転させる。１２は工具で、主軸１０に着脱可能に支持さ
れている。１３は加速度ピックアップで、主軸頭７に取
付けられている。１４は振動判定器で、危険状態を判定
するための第１の判定基準を設定する第１の設定器と、
警報発生状態を判定するための第２の判定基準を設定す
る第２の設定器と、加速度ピックアップ１３の出力と各
設定器の設定値を比較する第１、第２の比較器と、第２
の比較器の出力を受けて時間の計測を行うタイマーとを
備えている。１５は制御装置で、前記テーブル２、コラ
ム４および主軸頭７の移動と、主軸１０の回転を制御す
る。１６は警報表示ランプで、制御装置１５に接続され
ている。このような構成で、振動監視方法を図１に示す
フローチャートに基づいて説明する。主軸１０に工具１
２を取り付け回転させると共に、モータ３、５、８を作
動させ加工を行う。このとき、主軸１０に発生する振動
を主軸頭７を介して加速度ピックアップ１３で検出し、
振動レベルに対応する電圧を出力する（ステップ１０
１）。◆加速度ピックアップ１３で検出された振動レベ
ルを、振動判定器１４で、予め設定されている危険値と
比較する（ステップ１０２）。検出された振動レベルが
危険値を越えている場合、振動判定器１４は制御装置１
５に非常停止指令と出力する（ステップ１０３）。する
と、制御装置１５は、モータ３、５、８に停止指令を与
え、テーブル２、コラム４および主軸頭７の移動を停止
させる（ステップ１０４）。ついで、モータ１１に停止
指令を与え、主軸１０の回転を停止させる（ステップ１
０５）。検出された振動レベルが危険値より小さい場
合、振動判定器１４は、検出された振動レベルを予め設
定されている警報値と比較する（ステップ１０６）。検
出された振動レベルが警報値より小さいときには、その
まま加工を継続する。検出された振動レベルが警報値よ
り大きいときには、振動判定器１４は、制御装置１５に
警報表示指令を出力し、この指令を受けた制御装置１５
は、警報表示ランプを点灯させる（ステップ１０７）。
同時に、振動判定器１４は、タイマーを作動させ、振動
レベルが警報値を越えている時間を測定する（ステップ
１０８）。なお、このタイマーは、検出された振動レベ
ルが、警報値より小さくなるとリセットされる。警報値
を越える振動レベルの継続時間を判定する（ステップ１
０９）。予め設定された時間まで継続していない場合、
加工を継続する。警報値を越える振動が、予め設定され
た時間まで継続すると、振動判定器１４は、制御装置１
５にたいして、工具交換指令を出力する（ステップ１１
０）。工具交換指令を受けた制御装置１５は、モータ
２、５、８に停止指令を与え、テーブル２、コラム４お
よび主軸頭７の移動を停止させる（ステップ１１１）と
ともに、モータ１１に停止指令を与え、主軸１０の回転
を停止させ（ステップ１１２）加工を中断する。その
後、主軸１０を工具交換を行うために原点に復帰させ
（ステップ１１３）、工具１２の交換を行う（ステップ
１１４）。上記のように、主軸１０の振動レベルが大き
くなった時、危険値を越えたら非常停止を行い、それ以
下のレベルのときには、一定時間様子を見て、工具交換
などの処置をするようにしたので、主軸１０や空気軸受
の焼き付きを防止することができ、しかも、機械の稼動
効率を低下させることも防止することができる。なお、
本発明は、主軸を空気軸受で支持したものだけでなく、
転がり軸受で主軸を支持するものであってもよい。ま
た、警報値を越える振動レベルが一定時間以上継続する
場合、加工を停止させるようにしても良い。また、警報
の表示は、ランプによる光だけでなく、ブザーなど音で
あっても良いし、それらを併用しても良い。
【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、危険
状態になったことを判定するための判定基準を設定し、
工作機械の主軸頭から検出された振動が、前記判定基準
を越えたとき、工作機械の送り動作を停止させた後、主
軸の回転を止めるようにしたので、主軸や空気軸受の焼
き付きを防止することができる。また、振動判定基準と
して、危険状態になったことを判定するための第１の判
定基準と、通常の振動レベルと危険状態のときの振動レ
ベルとの間に、警報を発生するための第２の判定基準と
を設定し、工作機械の主軸頭から検出された振動が、前
記第２の判定基準を越えたとき、その振動レベルが継続
する時間を計測し、振動の継続時間が予め定められた時
間を越えたとき、主軸に保持されている工具の交換指令
を発振し、検出された振動レベルが前記第１の判定基準
を越えたと、工作機械の送り動作を停止させた後、主軸
の回転を止めるようにしたので、主軸や空気軸受の焼き
付きを防止し、しかも、機械の稼動効率を低下させるこ
とも防止することができる。
状態になったことを判定するための判定基準を設定し、
工作機械の主軸頭から検出された振動が、前記判定基準
を越えたとき、工作機械の送り動作を停止させた後、主
軸の回転を止めるようにしたので、主軸や空気軸受の焼
き付きを防止することができる。また、振動判定基準と
して、危険状態になったことを判定するための第１の判
定基準と、通常の振動レベルと危険状態のときの振動レ
ベルとの間に、警報を発生するための第２の判定基準と
を設定し、工作機械の主軸頭から検出された振動が、前
記第２の判定基準を越えたとき、その振動レベルが継続
する時間を計測し、振動の継続時間が予め定められた時
間を越えたとき、主軸に保持されている工具の交換指令
を発振し、検出された振動レベルが前記第１の判定基準
を越えたと、工作機械の送り動作を停止させた後、主軸
の回転を止めるようにしたので、主軸や空気軸受の焼き
付きを防止し、しかも、機械の稼動効率を低下させるこ
とも防止することができる。
【図１】本発明における振動監視方法を示すフローチャ
ート図。
ート図。
【図２】本発明を適用する工作機械の一例を示すマシニ
ングセンタの側面図。
ングセンタの側面図。
７ 主軸頭 １０ 主軸 １４ 振動判定器 １５ 制御装置
Claims (2)
- 【請求項１】危険状態になったことを判定するための判
定基準を設定し、工作機械の主軸頭から検出された振動
が、前記判定基準を越えたとき、工作機械の送り動作を
停止させた後、主軸の回転を止めることを特徴とする工
作機械における振動監視方法。 - 【請求項２】振動判定基準として、危険状態になったこ
とを判定するための第１の判定基準と、通常の振動レベ
ルと危険状態のときの振動レベルとの間に、警報を発生
するための第２の判定基準とを設定し、工作機械の主軸
頭から検出された振動が、前記第２の判定基準を越えた
とき、その振動レベルが継続する時間を計測し、振動の
継続時間が予め定められた時間を越えたとき、主軸に保
持されている工具の交換指令を発振し、検出された振動
レベルが前記第１の判定基準を越えたと、工作機械の送
り動作を停止させた後、主軸の回転を止めることを特徴
とする工作機械における振動監視方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28117192A JPH06126593A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 工作機械における振動監視方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28117192A JPH06126593A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 工作機械における振動監視方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06126593A true JPH06126593A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=17635345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28117192A Pending JPH06126593A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 工作機械における振動監視方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06126593A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0971054A1 (de) * | 1998-07-09 | 2000-01-12 | Wacker Siltronic Gesellschaft für Halbleitermaterialien Aktiengesellschaft | Stütztiegel zur Stützung von Schmelztiegeln |
| JP2012152835A (ja) * | 2011-01-24 | 2012-08-16 | Okuma Corp | 振動判定装置 |
-
1992
- 1992-10-20 JP JP28117192A patent/JPH06126593A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0971054A1 (de) * | 1998-07-09 | 2000-01-12 | Wacker Siltronic Gesellschaft für Halbleitermaterialien Aktiengesellschaft | Stütztiegel zur Stützung von Schmelztiegeln |
| JP2012152835A (ja) * | 2011-01-24 | 2012-08-16 | Okuma Corp | 振動判定装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000711 |