JPH0788746A - 歯車加工機械における切削異常検出と非常戻し方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】工具駆動軸２に回転周波数検出歯車８と、電磁
あるいは光電式検出装置９を設け、正常切削時の回転周
波数を記憶装置１１に記憶させておき、切削時の回転周
波数の変動を測定、演算装置１２において正常切削時の
回転周波数と比較判断し、あらかじめ設定された限界値
を超えた場合、制御装置１４を作用させて工具支持台４
のアクシャル送りを停止させた後、工具１と被加工歯車
２を僅かに離すようラジアル送りを作用させて、工具軸
駆動モータを停止させる。 【効果】工具の異常切削の検出の信頼性が向上すると共
に、異常切削による工具の破損と機械及び被加工歯車の
損傷を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転工具を用いて歯切
り加工を行う歯車加工機械における異常切削状態を検出
し、それによる工具，被加工歯車材及び加工機の損傷を
防止する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転工具による異常切削状態の検
出方法としては、 （１）切削抵抗の測定によるもの：歪ゲージや動力計に
より切削抵抗を測定し、その増加量より異常を判断する
方法。

【０００３】（２）振動の測定によるもの：工具近傍の
振動振幅の増加量または、特定周波数に対するスペクト
ルの大きさより異常を判断する方法。

【０００４】（３）音（ＡＥ）の測定によるもの：工具
損傷時に発生するＡＥ信号の振幅レベルまたは発生回数
により異常を判断する方法。

【０００５】（精密機械Ｖｏｌ４６．Ｎｏ３「ＡＥによ
る工具破損の検出」） （４）モータ負荷電流の測定によるもの：主軸電動機の
負荷電流を測定しその増加量より異常を判断する方法。

【０００６】（機械の研究Ｖｏｌ３２．Ｎｏ１「マシニ
ングセンタの無人運転技術」）などがある。

【０００７】また、異常切削状態における非常戻し方式
では、すべての駆動装置の電源を一度に切断する非常停
止方法が行われている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の異常切
削状態の検出は、切削条件の変動による影響が大きく、
工具損傷に対する検出値の変化率が小さい。また、ノイ
ズなど外乱の影響を受け易かった。

【０００９】このため、検出精度が悪く信頼性の点で劣
っていた。

【００１０】また、切削中におけるすべての駆動装置の
電源の停止は、工具と被加工歯車に切削力が作用したま
ま停止するため、工具及び被加工歯車を損傷させること
が多かった。

【００１１】本発明の目的は簡易な装置で既存の機械に
対しても簡単な改造で、検出を行うことにより切削中の
異常（例えば工具切り刃摩耗の増加や破損など）をイン
プロセスで計測し、工具や機械の損傷と加工物の不良を
防止しようとすることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】工具摩耗の増大や欠損ま
たは加工機の故障などで異常切削状態となったとき、工
具の回転周波数が変動することからこの回転周波数変動
を検出することで異常切削状態を予測出来る。

【００１３】上記目的は、被加工歯車を切削する工具の
回転周波数を検出する手段を設け、正常切削状態におけ
る回転周波数を認識し記憶しておく装置と、その回転周
波数と切削中の回転周波数を比較して、あらかじめ設定
された周波数の変動の範囲を超えたか否かを判定し、超
えた場合信号を発する演算装置、及びその信号を受け
て、工具の切削送りを停止すると共に、工具を被加工歯
車より離すよう移動させる制御手段により達成される。

【００１４】

【作用】工具回転周波数を検出する検出手段により正常
切削時の回転周波数を測定し、記憶装置に記憶する。

【００１５】切削中は回転周波数検出手段により常時回
転周波数を測定しておき、その信号と記憶されている回
転周波数を演算手段で比較し、あらかじめ定められた範
囲を越えたとき制御手段に信号を送る。

【００１６】制御手段は工具の送り駆動装置，被加工歯
車のラジアル送り装置，工具駆動装置に信号を送り工具
を被加工歯車より離すよう移動させる。

【００１７】これによって、異常切削状態による工具，
加工機，被加工歯車の損傷を防止することが可能とな
る。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。

【００１９】図１は歯車加工機の外観図を示す。図１に
おいて工具駆動軸３に取り付けた工具１で被加工歯車３
を切削する。

【００２０】工具駆動軸２を支持する工具支持台４は駆
動装置５により被加工歯車３のアキシャル方向に移動す
る。また被加工歯車３は駆動装置６によりラジアル方向
に移動する。

【００２１】図２は図１のＡ−Ａ矢視図と切削異常検出
と非常戻し方法のシステム構成を示す。

【００２２】図２において工具駆動軸２の端部にはその
回転周波数を検出する検出歯車８を取付け、その歯先外
周に近接して電磁式回転検出器９を取り付ける。回転検
出器は光学式でもよい。

【００２３】回転検出器９の信号は周波数変換器１０に
送られ記憶装置１１で記憶出来るようになっている。

【００２４】通常の正常切削状態において計測される回
転周波数は、図３に示す模式図のように規則正しいが、
工具の摩耗の増加や、工具及び機械の異常が発生した場
合、切削負荷トルクの増加により工具回転速度に遅速が
生じ、図４に示すように回転周波数が不規則になる。

【００２５】回転検出器９の信号は演算装置１２にも送
られ、演算装置１２ではリアルタイムに計測された回転
周波数と、記憶装置に記憶された回転周波数とを比較判
定し、あらかじめ設定された周波数の変動範囲を超えた
異常切削常置状態のときには、制御装置１３に信号を送
る。

【００２６】制御装置１３はその信号を受け、まず工具
支持台駆動モータ５にアキシャル方向の送りを停止させ
る。

【００２７】次に、正常時の回転周波数より判断し、あ
らかじめ設定された時間後に被加工歯車テーブルクラン
プ装置１４を解除し、被加工歯車ラジアル送り駆動モー
タ６を起動し、工具１と被加工歯車２を僅かに離間する
ように移動させた後、工具軸駆動モータ７を停止させ
る。

【００２８】これらにより、切削中に工具の異常摩耗や
欠損など異常が生じたときに工具，被加工歯車及び機械
の損傷が避けられる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の異常切削状態の検出方法は、従
来の切削抵抗の変動や振動の測定及び、音（ＡＥ）など
の方法に比べ、工具駆動軸の回転周波数を直接測定し、
正常切削時の計測データと比較処理するため、切削条件
の変動やノイズなどの外乱に対して影響を受けず検出精
度が向上する。

【００３０】また、従来の全電源停止による非常停止機
能に比べ、工具と非歯車材に、大きな切削力が作用した
まま停止することがなくなるため、工具や被加工歯車材
及び機械の損傷を防ぐことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】歯車加工機の説明図。

【図２】本発明のシステムのブロック図。

【図３】正常切削時の工具回転周波数の説明図。

【図４】異常切削時の工具回転周波数の説明図。

【符号の説明】

１…切削工具、２…工具軸、３…被加工歯車、４…工具
支持台、８…周波数駆動歯車、９…周波数検出装置、１
０…周波数変換装置、１１…記憶装置、１２…演算装
置、１３…制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工具と被加工歯車材を一定の回転比率で回
   転させながら切削加工を行う歯車加工機において、前記
   工具の駆動軸に回転周波数検出用の歯車と磁電式あるい
   は光電式検出器を設け、前記工具駆動軸の回転周波数変
   動を測定することにより、正常切削時の回転周波数と比
   較判定し切削状態の異常を検出することを特徴とする歯
   車加工機械における切削異常検出と非常戻し方法。