JPH068111A - ドリル寿命判定方法 - Google Patents
ドリル寿命判定方法Info
- Publication number
- JPH068111A JPH068111A JP19155092A JP19155092A JPH068111A JP H068111 A JPH068111 A JP H068111A JP 19155092 A JP19155092 A JP 19155092A JP 19155092 A JP19155092 A JP 19155092A JP H068111 A JPH068111 A JP H068111A
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- JP
- Japan
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- cutting
- drill
- data
- thrust
- torque
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- Pending
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- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Drilling And Boring (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 信頼性の高いドリルの寿命判定方法を提供す
る。 【構成】 主軸モータ３及び主軸送りモータの消費電力
から切削トルクｔ、切削スラストｓを検出して処理し、
切削振動ｖをＦＦＴ８で処理し、これらの３種のデータ
Ｔ，Ｓ，Ｖを複合処理することにより、ドリルの切削状
況を判断し、ドリルの寿命を判定する。これら３種のデ
ータの全てが一定値以下に安定していれば、ドリルは正
常であり、３種のデータのうち１種でも一定値以上に変
化した場合は、複合判定によりドリルの異常内容を判断
し、ドリルの寿命が到達したかどうかを判定する。
る。 【構成】 主軸モータ３及び主軸送りモータの消費電力
から切削トルクｔ、切削スラストｓを検出して処理し、
切削振動ｖをＦＦＴ８で処理し、これらの３種のデータ
Ｔ，Ｓ，Ｖを複合処理することにより、ドリルの切削状
況を判断し、ドリルの寿命を判定する。これら３種のデ
ータの全てが一定値以下に安定していれば、ドリルは正
常であり、３種のデータのうち１種でも一定値以上に変
化した場合は、複合判定によりドリルの異常内容を判断
し、ドリルの寿命が到達したかどうかを判定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ドリルなどの寿命を精
度よく判定する方法に関するものである。
度よく判定する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、工場における工具の寿命判定に用
いられる一般的な方法には、工具の加工時間を積算して
経験値で判定する方法や、ＡＥセンサを用いて振動を検
出する方法がある。また、旋盤などでは、切削力を利用
した寿命判定方法が用いられるようになった。一方、実
験室レベルでは、工作機械の主軸ベアリングに歪み測定
器を埋め込む方法が研究されているが、工場レベルで
は、目視による刃先摩耗の測定により、工具の寿命を判
定することが最も多い。
いられる一般的な方法には、工具の加工時間を積算して
経験値で判定する方法や、ＡＥセンサを用いて振動を検
出する方法がある。また、旋盤などでは、切削力を利用
した寿命判定方法が用いられるようになった。一方、実
験室レベルでは、工作機械の主軸ベアリングに歪み測定
器を埋め込む方法が研究されているが、工場レベルで
は、目視による刃先摩耗の測定により、工具の寿命を判
定することが最も多い。
【０００３】特開昭６２−２７７２４６号公報には、Ａ
Ｅセンサを固定部材に取付け、この固定部材を孔明け機
械と振動的に切り離した状態で保持し、プリント基板の
孔明け加工中に発生するＡＥ波を捉え、この信号を処理
してドリルの折損を検出する方法が記載されている。
Ｅセンサを固定部材に取付け、この固定部材を孔明け機
械と振動的に切り離した状態で保持し、プリント基板の
孔明け加工中に発生するＡＥ波を捉え、この信号を処理
してドリルの折損を検出する方法が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の経験値による方
法では、安全率を大きく採る傾向となり、無駄が多くな
る。また、目視による方法は、機械を停止するか、工具
を交換してから行う必要があり、機械の運転中の判定が
できない。ＡＥセンサによる振動の測定では、小径ドリ
ルでの微小振動検出が困難であり、振動を検出したとき
には、ドリルが破損していることが多くなる。機械本体
に歪み測定器を埋め込む方法は、一般工場ではその実施
が難しい。
法では、安全率を大きく採る傾向となり、無駄が多くな
る。また、目視による方法は、機械を停止するか、工具
を交換してから行う必要があり、機械の運転中の判定が
できない。ＡＥセンサによる振動の測定では、小径ドリ
ルでの微小振動検出が困難であり、振動を検出したとき
には、ドリルが破損していることが多くなる。機械本体
に歪み測定器を埋め込む方法は、一般工場ではその実施
が難しい。
【０００５】以上の理由で、容易に導入できる工具の寿
命判定方法は、切削力による方法であるが、ドリルの場
合、孔の中で加工が行われるため、切削による負荷以外
に、切り屑による負荷やドリルと孔の摩擦などによる不
安定な負荷が加わり、安定したデータが得られない。し
たがって、切削力による方法をそのままドリルの寿命判
定に利用できない。
命判定方法は、切削力による方法であるが、ドリルの場
合、孔の中で加工が行われるため、切削による負荷以外
に、切り屑による負荷やドリルと孔の摩擦などによる不
安定な負荷が加わり、安定したデータが得られない。し
たがって、切削力による方法をそのままドリルの寿命判
定に利用できない。
【０００６】本発明は、切削トルク、切削スラスト及び
切削による振動をそれぞれ検出し、これらのデータを複
合処理することにより、信頼性の高いドリルの寿命判定
を機械の運転中に行うことが可能であり、また工場の既
設の機械にも容易に導入することができるドリルの寿命
判定方法を提供することを目的とするものである。
切削による振動をそれぞれ検出し、これらのデータを複
合処理することにより、信頼性の高いドリルの寿命判定
を機械の運転中に行うことが可能であり、また工場の既
設の機械にも容易に導入することができるドリルの寿命
判定方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、切削トルク、
切削スラスト及び切削による振動をそれぞれ検出してド
リルの切削情報を得、これらの３種のデータを複合処理
することにより、ドリルの切削状況を判断し、ドリルの
寿命を判定するもので、切削トルクと切削スラストは、
それぞれ主軸モータ及び主軸送りモータの消費電力から
検出し、切削振動をＦＦＴで処理するようにしたもので
ある。
切削スラスト及び切削による振動をそれぞれ検出してド
リルの切削情報を得、これらの３種のデータを複合処理
することにより、ドリルの切削状況を判断し、ドリルの
寿命を判定するもので、切削トルクと切削スラストは、
それぞれ主軸モータ及び主軸送りモータの消費電力から
検出し、切削振動をＦＦＴで処理するようにしたもので
ある。
【０００８】
【作用】主軸のトルクが一定値以上に変化したかどうか
を判定し、次いで、スラスト及び振動についても同様に
判定する。これら３種のデータの全てが一定値以下に安
定していれば、ドリルは正常であり、３種のデータのう
ち１種でも一定値以上に変化した場合は、複合判定によ
りドリルの異常内容を判断し、ドリルの寿命が到達した
かどうかを判定する。
を判定し、次いで、スラスト及び振動についても同様に
判定する。これら３種のデータの全てが一定値以下に安
定していれば、ドリルは正常であり、３種のデータのう
ち１種でも一定値以上に変化した場合は、複合判定によ
りドリルの異常内容を判断し、ドリルの寿命が到達した
かどうかを判定する。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明の方法の概要を示す説明図
で、ドリル１は主軸２に取付けられ、主軸モータ３で回
転される。この孔明け機は、工作機械の制御装置４でＸ
ＹＺの３軸方向に制御される。この制御装置４に検出器
４ａを設置し、主軸モータ３の消費電力とＺ軸方向の送
りモータの消費電力を検出する。主軸２には振動計を取
付け、切削時の振動信号を検出器７で検出し、その信号
ｖをＦＦＴ（高速フーリェ変換装置）８で処理し、しき
い値を設定した振動データＶを複合解析処理装置１０に
入力するる。一方、検出器４ａで検出した主軸モータ３
の消費電力は、切削トルクの関数であり、Ｚ軸方向の送
りモータの消費電力は、ドリルの切削スラスト抵抗の関
数となるので、これらをそれぞれ検出器５，６でトルク
信号ｔ、スラスト信号ｓとして取り出し、それぞれフィ
ルター９，９を通し、しきい値を設定したトルクデータ
Ｔ及びスラストデータＳとして複合解析処理装置１０に
入力する。
で、ドリル１は主軸２に取付けられ、主軸モータ３で回
転される。この孔明け機は、工作機械の制御装置４でＸ
ＹＺの３軸方向に制御される。この制御装置４に検出器
４ａを設置し、主軸モータ３の消費電力とＺ軸方向の送
りモータの消費電力を検出する。主軸２には振動計を取
付け、切削時の振動信号を検出器７で検出し、その信号
ｖをＦＦＴ（高速フーリェ変換装置）８で処理し、しき
い値を設定した振動データＶを複合解析処理装置１０に
入力するる。一方、検出器４ａで検出した主軸モータ３
の消費電力は、切削トルクの関数であり、Ｚ軸方向の送
りモータの消費電力は、ドリルの切削スラスト抵抗の関
数となるので、これらをそれぞれ検出器５，６でトルク
信号ｔ、スラスト信号ｓとして取り出し、それぞれフィ
ルター９，９を通し、しきい値を設定したトルクデータ
Ｔ及びスラストデータＳとして複合解析処理装置１０に
入力する。
【００１０】主軸２に取付けた振動計からの信号を、Ｆ
ＦＴを使用することで全ての周波数領域で信号の大小に
拘らずリアルタイムで検出する。ＡＥセンサでは、小径
のドリルや微小チッピングでは反応しないこと多いが、
ＦＦＴを使用すると、検出周波数領域が拡り、また微小
振動の検出も可能となる。図２に振動信号ｖの一例を示
す。この例では、４．５ＫＨｚ付近に明確なピークが存
在している。このピークは、ドリルのチッピング発生時
の振動変化を示すものである。主軸モータ３の消費電力
を検出器４ａで検出し、トルク検出器５でトルク信号を
出す。図３に切削トルクの変化を示し、図３Ａは、検出
器５で検出したトルク信号ｔを示す。ドリルの加工数が
増すに従って上昇傾向を示している。この信号をフィル
ター９を通し、図３Ｂに示すように、しきい値と比較す
ることでドリルの摩耗の進行を表わすトルクデータＴと
する。同様に、Ｚ軸方向の送りモータの消費電力を検出
器４ａで検出し、検出器６でスラスト信号を出す。図４
Ａ，Ｂに切削スラストの変化と、フィルタ９通過後のス
ラストデータＳを示す。データＳに変化が出れば、刃先
に変化が生じたことが推定できる。これらの３種類のデ
ータは、それぞれ切削開始から終了まで１回の加工当り
の解析と、１回目からの累積データの解析を行い、平均
化処理して次回のドリル寿命の判定に使用する。
ＦＴを使用することで全ての周波数領域で信号の大小に
拘らずリアルタイムで検出する。ＡＥセンサでは、小径
のドリルや微小チッピングでは反応しないこと多いが、
ＦＦＴを使用すると、検出周波数領域が拡り、また微小
振動の検出も可能となる。図２に振動信号ｖの一例を示
す。この例では、４．５ＫＨｚ付近に明確なピークが存
在している。このピークは、ドリルのチッピング発生時
の振動変化を示すものである。主軸モータ３の消費電力
を検出器４ａで検出し、トルク検出器５でトルク信号を
出す。図３に切削トルクの変化を示し、図３Ａは、検出
器５で検出したトルク信号ｔを示す。ドリルの加工数が
増すに従って上昇傾向を示している。この信号をフィル
ター９を通し、図３Ｂに示すように、しきい値と比較す
ることでドリルの摩耗の進行を表わすトルクデータＴと
する。同様に、Ｚ軸方向の送りモータの消費電力を検出
器４ａで検出し、検出器６でスラスト信号を出す。図４
Ａ，Ｂに切削スラストの変化と、フィルタ９通過後のス
ラストデータＳを示す。データＳに変化が出れば、刃先
に変化が生じたことが推定できる。これらの３種類のデ
ータは、それぞれ切削開始から終了まで１回の加工当り
の解析と、１回目からの累積データの解析を行い、平均
化処理して次回のドリル寿命の判定に使用する。
【００１１】ドリルが寿命に到達する通常のケースとし
て、次ぎのパターンが想定できる。 刃先摩耗の進行 切刃チッピングの発生、更に欠けへの進行 切刃チッピングの発生、そのまま摩耗のみ進行 上記による寿命の到達は、トルク及びスラストの値に
しきい値を設定したり、変動傾向を解析することで判定
できる。上記による寿命の到達は、振動解析及びトル
クとスラストの変動傾向を解析することで判定できる。
上記による寿命の到達は、振動解析によりチッピング
を検出し、しきい値を設定することで判定できる。以上
の各データからドリルの異常内容情報が得られるので、
これらを総合的に評価してドリルの寿命を判定する。次
の表１に複合評価による判定結果を示す。先ず、主軸の
トルクが一定値以上に変化したかどうかを判断し、次い
で、スラスト及び振動についても同様に判断する。これ
ら３種のデータの全てが一定値以下に安定していれば、
ドリルは正常であると判定する。３種のデータのうち１
種でも一定値以上に変化した場合は、表１に示す複合判
定により、ドリルの異常内容を判定する。
て、次ぎのパターンが想定できる。 刃先摩耗の進行 切刃チッピングの発生、更に欠けへの進行 切刃チッピングの発生、そのまま摩耗のみ進行 上記による寿命の到達は、トルク及びスラストの値に
しきい値を設定したり、変動傾向を解析することで判定
できる。上記による寿命の到達は、振動解析及びトル
クとスラストの変動傾向を解析することで判定できる。
上記による寿命の到達は、振動解析によりチッピング
を検出し、しきい値を設定することで判定できる。以上
の各データからドリルの異常内容情報が得られるので、
これらを総合的に評価してドリルの寿命を判定する。次
の表１に複合評価による判定結果を示す。先ず、主軸の
トルクが一定値以上に変化したかどうかを判断し、次い
で、スラスト及び振動についても同様に判断する。これ
ら３種のデータの全てが一定値以下に安定していれば、
ドリルは正常であると判定する。３種のデータのうち１
種でも一定値以上に変化した場合は、表１に示す複合判
定により、ドリルの異常内容を判定する。
【００１２】
【表１】
【００１３】上記の実施例ではドリルの寿命判定につい
て説明したが、ドリルに限らず、一般の孔明け加工に使
用する工具やタップの寿命判定に適用できる。
て説明したが、ドリルに限らず、一般の孔明け加工に使
用する工具やタップの寿命判定に適用できる。
【００１４】
【発明の効果】本発明は、工作機械の主軸モータと送り
モータの消費電力から、切削トルクと切削スラストを検
出し、また切削による主軸の振動を検出してこれらのデ
ータを複合処理することにより、ドリルの切削状況の情
報が得られ、信頼性の高いドリルの寿命判定を機械の運
転中に行うことが可能となり、また工場の既設の機械に
も容易に導入することができる。この方法の導入によ
り、工具不良による加工ラインの停止や、加工不良の発
生が防止でき、生産能率が向上する。また、工具をその
寿命に至るまで使用できるので、コストも低減する。
モータの消費電力から、切削トルクと切削スラストを検
出し、また切削による主軸の振動を検出してこれらのデ
ータを複合処理することにより、ドリルの切削状況の情
報が得られ、信頼性の高いドリルの寿命判定を機械の運
転中に行うことが可能となり、また工場の既設の機械に
も容易に導入することができる。この方法の導入によ
り、工具不良による加工ラインの停止や、加工不良の発
生が防止でき、生産能率が向上する。また、工具をその
寿命に至るまで使用できるので、コストも低減する。
【図１】本発明の方法の概略説明図。
【図２】振動信号の１例を示す図。
【図３】トルク信号とその処理データを示す図。
【図４】スラスト信号とその処理データを示す図。
１ ドリル ２ 主軸 ３ 主軸モータ ４
工作機械制御装置 ４ａ 検出器 ９ フィルタ Ｖ 振動データ Ｔ トルクデータ Ｓ スラスト
データ
工作機械制御装置 ４ａ 検出器 ９ フィルタ Ｖ 振動データ Ｔ トルクデータ Ｓ スラスト
データ
フロントページの続き (72)発明者 内田 貴久 神奈川県藤沢市土棚８番地 いすゞ自動車 株式会社藤沢工場内
Claims (2)
- 【請求項１】 切削トルク、切削スラスト及び切削によ
る振動をそれぞれ検出してドリルの切削情報を得、これ
らの３種のデータを複合処理することにより、ドリルの
切削状況を判定することを特徴とするドリル寿命判定方
法。 - 【請求項２】 切削トルクと切削スラストをそれぞれ主
軸モータ及び主軸送りモータの消費電力から検出し、切
削振動をＦＦＴで処理することを特徴とする請求項１の
ドリル寿命判定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19155092A JPH068111A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | ドリル寿命判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19155092A JPH068111A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | ドリル寿命判定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH068111A true JPH068111A (ja) | 1994-01-18 |
Family
ID=16276546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19155092A Pending JPH068111A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | ドリル寿命判定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068111A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5819202A (en) * | 1995-06-14 | 1998-10-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus for detecting an abnormality of a control system |
| KR101418010B1 (ko) * | 2013-02-26 | 2014-07-10 | 고등기술연구원연구조합 | 소재 성형품의 절삭 가공성 평가시스템 및 평가방법 |
| JP2018176329A (ja) * | 2017-04-10 | 2018-11-15 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | ドリル異常検知システム、ドリル異常検知方法、穿孔システム及び被穿孔品の製造方法 |
| WO2020157820A1 (ja) * | 2019-01-29 | 2020-08-06 | 三菱電機エンジニアリング株式会社 | 異常判定装置および異常判定方法 |
| CN111771113A (zh) * | 2018-02-28 | 2020-10-13 | 日产自动车株式会社 | 异常种类判定装置以及异常种类判定方法 |
| JP2021079487A (ja) * | 2019-11-19 | 2021-05-27 | イビデンエンジニアリング株式会社 | ドリル破損の予兆検出方法、ドリル破損の予兆検出装置、プログラム |
| KR20210066156A (ko) * | 2019-11-28 | 2021-06-07 | (주)안전정밀 | 스핀들의 회전과 이송이 일체로 구동되는 다축 스핀들의 드릴 장비에서 개별축 스핀들의 가공부하를 측정하는 방법 |
-
1992
- 1992-06-25 JP JP19155092A patent/JPH068111A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5819202A (en) * | 1995-06-14 | 1998-10-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus for detecting an abnormality of a control system |
| KR101418010B1 (ko) * | 2013-02-26 | 2014-07-10 | 고등기술연구원연구조합 | 소재 성형품의 절삭 가공성 평가시스템 및 평가방법 |
| JP2018176329A (ja) * | 2017-04-10 | 2018-11-15 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | ドリル異常検知システム、ドリル異常検知方法、穿孔システム及び被穿孔品の製造方法 |
| CN111771113A (zh) * | 2018-02-28 | 2020-10-13 | 日产自动车株式会社 | 异常种类判定装置以及异常种类判定方法 |
| JPWO2019167180A1 (ja) * | 2018-02-28 | 2021-02-12 | 日産自動車株式会社 | 異常種別判定装置及び異常種別判定方法 |
| US11951615B2 (en) | 2018-02-28 | 2024-04-09 | Nissan Motor Co., Ltd. | Malfunction-type determination device and malfunction-type determination method |
| WO2020157820A1 (ja) * | 2019-01-29 | 2020-08-06 | 三菱電機エンジニアリング株式会社 | 異常判定装置および異常判定方法 |
| JPWO2020157820A1 (ja) * | 2019-01-29 | 2021-09-09 | 三菱電機エンジニアリング株式会社 | 異常判定装置および異常判定方法 |
| JP2021079487A (ja) * | 2019-11-19 | 2021-05-27 | イビデンエンジニアリング株式会社 | ドリル破損の予兆検出方法、ドリル破損の予兆検出装置、プログラム |
| KR20210066156A (ko) * | 2019-11-28 | 2021-06-07 | (주)안전정밀 | 스핀들의 회전과 이송이 일체로 구동되는 다축 스핀들의 드릴 장비에서 개별축 스핀들의 가공부하를 측정하는 방법 |
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