JPH091444A - 工作機械における切削負荷状態の監視方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 実切削負荷が無負荷設定値より下がった場合
に、これが正常な切削によるものかチッピングなど異常
な切削状態の発生によるものかの判別をすることができ
る工作機械における切削負荷状態の監視方法及びその装
置を提供する。 【構成】 工作機械における実切削負荷が無負荷設定値
より下がった場合に、前記実切削負荷の下降経時変化率
の大小と、前記実切削負荷が無負荷設定値以下の状態に
なる無負荷検出時間とにより、正常な切削状態と異常な
切削状態とを判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、数値制御（ＮＣ）旋盤
など工作機械における切削負荷状態を監視する監視方法
及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＮＣ旋盤，マシニングセンタなど工作機
械の数値制御装置（以下、ＮＣ装置と記載）は、各種加
工を行うためのＮＣプログラムを加工プログラムメモリ
に記憶させておき、加工作業を行う場合には必要なＮＣ
プログラムをこの加工プログラムメモリから呼び出して
加工動作を制御する。ＮＣ旋盤の主軸にチャッキングさ
れたワーク（工作物）を刃物台に取付けられた工具で切
削する加工動作中には、ワーク及び主軸を駆動する主軸
モータと、刃物台を送り軸を介して駆動する送り軸用サ
ーボモータに、それぞれ切削負荷がかかる。これらの切
削負荷をそれぞれ検出して、ＮＣ旋盤における切削負荷
状態を監視している。

【０００３】切削負荷状態を監視する場合に、切削負荷
状態が無負荷の状態になっているか否かの判断の基準と
して、無負荷設定値を予め設定しておく場合がある。正
常な状態で工具がワークを常に切削し続けている時に
は、実切削負荷が無負荷設定値より下がることはない。

【０００４】ところが、切削中に工具の切れ刃にチッピ
ング等が生じる場合や、ワーク又は工具の種類を間違え
て取付けたり，ワークや工具が取付けられていない等取
付けミスが生じることがある。このようなことが発生す
ると、実切削負荷が無負荷設定値より下がったり、監視
区間中に実切削負荷が無負荷設定値を越えない状態が続
くことになる。ところで、ＮＣ旋盤により鉄道車両用の
車輪等を切削する場合には、一つの車輪（ワーク）に対
して切り込み量を変えながら複数回切削するので、切り
込み量が殆ど零になる時がある。このような切削では、
正常な切削を行っているにも拘らず、実切削負荷が無負
荷設定値とほぼ等しくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、実切削負
荷が無負荷設定値より下がった場合の原因には、切り込
み量が小さい正常な切削によるものと、工具の切れ刃の
チッピングなど異常な切削状態の発生によるものとがあ
る。特に、ＮＣ旋盤により車輪を切削する場合には、実
切削負荷が切削監視区間内で無負荷設定値を越えない切
削があった場合に異常な切削状態の発生と判断して直ち
に無負荷のアラームを出すと、正常な切削にも拘らず機
械の停止等の事態に至る。かかる事態を防止するため
に、実切削負荷の急下降によるアラームは出力せずに、
取付けミスの場合にのみアラームを出力すれば、工具の
チッピング等の異常切削状態の発生を検出することがで
きなくなってしまう。このように、従来の切削負荷状態
の監視方法では、前記正常な切削状態とチッピングなど
異常な切削状態の発生との判別をすることができなかっ
た。

【０００６】特開平３−１７８７５２号公報には、工具
負荷監視制御方式に関する技術が開示されているが、こ
のものは、切削監視区間の判別を行う技術であり、切削
負荷状態のうち無負荷状態が正常な切削状態か異常な切
削状態の発生によるものかを判別する技術とは異なるも
のである。

【０００７】本発明は、斯かる課題を解決するためにな
されたもので、実切削負荷が無負荷設定値より下がった
場合に、これが正常な切削によるものかチッピングなど
異常な切削状態の発生によるものかの判別をすることが
できる工作機械における切削負荷状態の監視方法及びそ
の装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明に係る工作機械における切削負荷状態の監視
方法は、工作機械における実切削負荷が無負荷設定値よ
り下がった場合に、前記実切削負荷の下降経時変化率の
大小と、前記実切削負荷が無負荷設定値以下の状態にな
る無負荷検出時間とにより、正常な切削状態と異常な切
削状態とを判別している。

【０００９】また、工作機械における実切削負荷が無負
荷設定値より小さい場合に、監視中に前記実切削負荷が
前記無負荷設定値を越えたことがあるか否かと、前記実
切削負荷の下降経時変化率の大小と、前記実切削負荷が
無負荷設定値以下の状態になる無負荷検出時間とによ
り、正常な切削状態と異常な切削状態とを判別すること
が好ましい。

【００１０】なお、前記実切削負荷の下降経時変化の傾
きと、記憶部に予め記憶され且つ実切削負荷基準値に対
応する所定の基準傾きとを比較することにより、前記下
降経時変化率の大小を判断してもよい。または、これに
代えて、前記実切削負荷の下降経時変化の傾きと、前記
実切削負荷が前記無負荷設定値以下になる直前の実切削
負荷平均値に基づく下降経時変化の基準傾きとを比較す
ることにより、前記下降経時変化率の大小を判断しても
よい。

【００１１】前記監視方法を実現するための本発明に係
る切削負荷状態監視装置は、工作機械における実切削負
荷を算出して読込む実切削負荷読込み部と、この実切削
負荷読込み部から出力される前記実切削負荷が所定の無
負荷設定値より小さいか否かを判定する切削負荷無負荷
大小判定部と、前記実切削負荷の下降経時変化率の大小
を判定する下降経時変化率大小判定部と、前記実切削負
荷が前記無負荷設定値以下の状態になる無負荷検出時間
が所定の設定時間より長いか否かを判定する無負荷時間
判定部と、前記３つの判定部の各判定結果に基づいて正
常な切削状態と異常な切削状態とを判別してアラーム出
力部に信号を出力する演算部とを備えている。なお、前
記切削負荷無負荷大小判定部は、監視中に前記実切削負
荷が前記無負荷設定値を越えたことがあるか否かの判定
も行うことが好ましい。

【００１２】また、好ましい一態様として、前記下降経
時変化率大小判定部は、前記実切削負荷の下降経時変化
の傾きを計算する実切削負荷傾き計算部と、基準傾きを
計算する基準傾き計算部と、前記実切削負荷傾き計算部
により算出された下降経時変化の傾きと前記基準傾き計
算部により算出された前記基準傾きとを比較する傾き大
小判定部とを備えている。

【００１３】

【作用】前述のように、車輪などワークに対して切り込
み量を変えて切削をする途中で切り込み量がほぼ零にな
る場合には、これは正常な切削である。このような場合
には実切削負荷は通常ゆっくりと下降するので、その下
降経時変化率は小さくなり、下降経時変化の傾きも小さ
い。

【００１４】これに対して、切削途中でチッピングなど
異常が発生すると、実切削負荷は急激に下降する。その
ため、下降経時変化率は大きくなってその下降経時変化
の傾きも大きくなり、且つ実切削負荷が無負荷設定値以
下になる状態が長い時間続くことになる。そこで、前記
下降経時変化の傾きの大小と前記無負荷検出時間とによ
り、現在正常な状態で切削が行われているか異常状態が
発生したかの判別をしている。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図７を参
照して説明する。

【００１６】図１は切削状態を示すワークの部分断面図
である。本実施例では、ワーク１が例えば鉄道車両用の
車輪の場合に、これをＮＣ工作機械としてのＮＣ旋盤に
より切削加工する場合について説明する。通常、ＮＣ旋
盤はワーク１に対して切り込み量を変えて複数回切削す
る。例えば、車輪の加工の場合には軌跡２に従って１回
目の切削をし、次いで軌跡３に従って２回目の切削をす
る。この時、加工部分４で両軌跡２，３がほぼ接してい
る場合には、この加工部分４では２回目の切削における
切り込み量は殆ど零か例えば１［mm］未満になる。した
がって、２回目の切削時に加工部分４を切削している間
は、実切削負荷が無負荷設定値とほぼ等しくなる。

【００１７】図２は実切削負荷と時間との関係を示すグ
ラフである。図中、符号Ｂ，Ｃは、それぞれ実切削負荷
の基準値及び無負荷設定値を示している。なお、基準値
Ｂは、実切削負荷の値を平均することにより算出され
る。無負荷設定値Ｃは、無負荷状態で主軸が回転した場
合、及び刃物台，送り軸等が移動した場合の、主軸モー
タ及び送り軸用サーボモータの負荷に基づいて決められ
る。軌跡２に従う１回目の切削の実切削負荷は曲線５で
表され、軌跡３に従う２回目の切削時の実切削負荷は曲
線６により表されている。即ち、曲線５，６は正常な切
削が行われている場合を示している。曲線６で示す２回
目の切削では、加工部分４で切り込み量がほぼ零になる
無負荷部分があり、実切削負荷が無負荷設定値Ｃより下
がった範囲Ｄが加工部分４の切削にほぼ対応している。

【００１８】曲線７は、基準値Ｂに沿って正常な切削が
行われている途中で、何らかの原因で瞬間的に実切削負
荷が無負荷設定値Ｃより下がったが直ちに基準値Ｂに回
復した場合を示しているので、この場合は正常な切削と
判断して無負荷アラームを出力しない方が望ましい。曲
線８は、切削中に工具の切れ刃にチッピングが生じて実
切削負荷が無負荷設定値Ｃより下がった場合を示してい
る。線９は、工具又はワークの取付けミスにより、実切
削負荷が無負荷設定値Ｃ以下の状態で続いている場合を
示している。前記取付けミスとしては、工具又はワーク
の種類を間違った場合，工具又はワークが取付けられて
いない場合，ＮＣプログラムにプログラミングミス，選
択ミス等の間違いがある場合等がある。

【００１９】図３は本発明に係る切削負荷状態監視装置
のブロック図、図４は前記切削負荷状態監視装置の概略
構成図、図５は本発明に係る切削負荷状態の監視方法を
示すフローチャートである。図３に示すように、切削負
荷状態監視装置１０の制御部において、ＣＰＵ（中央処
理装置）２０にはバスライン２１が接続されている。バ
スライン２１には、切削負荷状態監視のプログラムを記
憶しているプログラムメモリ２２と、演算データを記憶
するＲＡＭ２３と、パラメータなどデータを記憶するパ
ラメータメモリ２４と、切削に使用される工具の状態を
記憶する工具状態メモリ２５と、切削負荷状態を監視す
るために演算処理する切削監視部２６とが接続されてい
る。

【００２０】また、キーボード２７から入力されたデー
タ，及びバスライン２１を介して入力されたデータを表
示するためのＣＲＴ２８と、監視条件を設定してパラメ
ータメモリ２４に記憶させるための監視条件設定部２９
と、実切削負荷読込み部３０とが、バスライン２１に接
続されている。監視条件設定部２９では、監視のための
測定時間，判定時間Ｔ，Ｔ_n ，所定の設定時間Ｔ₀ ，実
切削負荷の基準値Ｂ，無負荷設定値Ｃなど監視条件が設
定される。実切削負荷読込み部３０は、ワーク１が取付
けられた主軸を駆動する主軸モータ，主軸に対して主軸
軸線方向（Ｚ軸方向）及び主軸軸線と直交する方向（Ｘ
軸方向）に相対移動する工具が取付けられた刃物台を駆
動する送り軸用サーボモータの負荷電流を検知し、これ
をＡ／Ｄ変換することにより実切削負荷を算出して読込
んでいる。そして、この切削負荷状態監視装置１０はＣ
ＰＵ２０により統括制御される。

【００２１】図４に示すように、切削負荷状態監視装置
１０は、工作機械における実切削負荷を算出して読込む
実切削負荷読込み部３０と、この実切削負荷読込み部３
０から出力される実切削負荷が所定の無負荷設定値Ｃよ
り小さいか否かを判定する切削負荷無負荷大小判定部４
０と、実切削負荷の下降経時変化率の大小を判定する下
降経時変化率大小判定部４１と、実切削負荷が無負荷設
定値Ｃ以下の状態になる無負荷検出時間が所定の設定時
間より長いか否かを判定する無負荷時間判定部４２と、
前記３つの判定部４０，４１，４２の各判定結果に基づ
いて正常な切削状態と異常な切削状態とを判別してアラ
ーム出力部４３に信号を出力する演算部４４とを備えて
いる。

【００２２】図３，図４に示すように、判定部４０，４
１，４２と演算部４４とアラーム出力部４３は、切削監
視部２６に含まれている。なお、ＣＰＵ２０が演算部４
４を兼ねる場合でもよい。下降経時変化率大小判定部４
１は、実切削負荷の下降経時変化の傾きを計算する実切
削負荷傾き計算部４５と、基準傾きを計算する基準傾き
計算部４６と、実切削負荷傾き計算部４５により算出さ
れた下降経時変化の傾きと基準傾き計算部４６により算
出された基準傾きとを比較する傾き大小判定部４７とを
備えている。

【００２３】次に、切削負荷状態を監視する方法につい
て説明する。図６及び図７は、本発明の監視方法の一実
施例及び他の実施例をそれぞれ示すグラフである。

【００２４】本発明の切削負荷状態の監視方法は、工作
機械（ＮＣ旋盤）における実切削負荷が、パラメータメ
モリ２４に記憶されている無負荷設定値Ｃより下がった
場合に、実切削負荷の下降経時変化率の大小と、実切削
負荷が無負荷設定値以下の状態になる無負荷検出時間と
により、正常な切削状態と異常な切削状態との判別を行
っている。また、切削負荷無負荷大小判定部４０は、監
視中に実切削負荷が無負荷設定値Ｃを越えたことがある
か否かについても判断する場合がある。

【００２５】具体的には、下記の条件乃至を判別
し、工具のチッピング等を検出し、無負荷アラームの出
力を行う。 実切削負荷の下降経時変化率が大。 実切削負荷が無負荷設定値以下の状態になる無負荷検
出時間が、所定の設定時間より長い。 監視区間中に実切削負荷が無負荷設定値を越えたこと
がある。

【００２６】下降経時変化率大小判定部４１は、図６に
示すように、実切削負荷の下降経時変化の傾きＳ₁ ，Ｓ
_1aと、記憶部であるパラメータメモリ２４に予め記憶さ
れ且つ実切削負荷の基準値Ｂに対応する所定の基準傾き
Ｓ₂ とを比較することにより、下降経時変化率の大小を
判断している。下降経時変化率の大小を判定する判定時
間Ｔは、主軸の回転数の指令と主軸オーバーライドの指
令とにより主軸回転数を算出し、主軸の一回転に必要な
時間の算出値に、パラメータメモリ２４に予め記憶され
ているパラメータデータ（係数）を乗算して求めてい
る。もちろん、主軸の一回転に必要な時間の算出値を判
定時間Ｔにしてもよい。

【００２７】図６の傾きＳ₁ は、曲線８（図２）に示さ
れた傾きに基づくものであり、チッピングによる異常な
切削状態の発生を示している。実切削負荷傾き計算部４
５は、実切削負荷読込み部３０から入力する実切削負荷
に基づいて、傾きＳ₁ を計算する。傾き大小判定部４７
は、この傾きＳ₁ と所定の基準傾きＳ₂ の大小を判定す
るために、基準傾き計算部４６及び実切削負荷傾き計算
部４５からそれぞれ入力する信号に基づいて、基準傾き
Ｓ₂ を含む三角形ｂ，ｃ，ｄの面積Ｆと、傾きＳ₁を含
む台形ｂ，ｃ，ｅ，ｄの面積Ｇとを比較している。基準
傾き計算部４６は、実切削負荷基準値Ｂを判定時間Ｔで
除した次式により、この場合の基準傾きＳ₂ を算出す
る。 基準傾きＳ₂ ＝実切削負荷基準値Ｂ／判定時間Ｔ そして、面積がＧ＞Ｆであれば傾きがＳ₁ ＞Ｓ₂ となっ
て、実切削負荷の下降経時変化率が大きいので、傾き大
小判定部４７は、実切削負荷が急下降したと判定する。

【００２８】これとは逆に、曲線６（図２）に示す正常
な切削の場合には、図６の破線で示す傾きＳ_1aを含む三
角形ｂ，ｃ，ｄ₁ の面積Ｇ_a と、面積Ｆを比較する。そ
して、面積がＧ_a ＜Ｆの場合には傾きはＳ_1a＜Ｓ₂ とな
り、下降経時変化率は小になるので、傾き大小判定部４
７は、実切削負荷がゆっくりと下降したと判定する。

【００２９】図７の場合に、傾き大小判定部４７は、実
切削負荷の下降経時変化の傾きＳ₁と、実切削負荷が無
負荷設定値Ｃ以下になる直前の実切削負荷平均値Ｂ₁ に
基づく下降経時変化の基準傾きＳ₃ とを比較することに
より、下降経時変化率の大小を判断している。したがっ
て、基準傾き計算部４６により計算されるこの基準傾き
Ｓ₃ の値は常に更新されている。この場合の基準傾きＳ
₃ は、判定時間Ｔ_n の直前の判定時間Ｔ_n-1 ，Ｔ_n-2 に
おける実切削負荷の平均値Ｂ₁ を判定時間Ｔ_n で除した
次式により算出される。図７中の判定時間Ｔ_n は、主軸
一回転の時間から、又は主軸一回転の時間に所定のパラ
メータデータ（係数）を乗算した時間から、求めてい
る。 基準傾きＳ₃ ＝直前の実切削負荷平均値Ｂ₁ ／判定時間
Ｔ_n

【００３０】そして、図６と同様にして、基準傾きＳ₃
を含む三角形ｂ，ｃ，ｄの面積Ｈと、実切削負荷の下降
経時変化の傾きＳ₁ を含む三角形ｂ，ｃ，ｅの面積Ｉと
を比較することにより、傾きＳ₃ ，Ｓ₁ を比較してい
る。図７に示す傾きＳ₁ は、曲線６（図２）に示す正常
な切削に基づくものである。この場合には、面積はＨ＞
Ｉなので、傾きはＳ₁ ＜Ｓ₃ となるので、実切削負荷の
下降経時変化率は小となり、急下降とは判定しない。図
７では直前のデータに基づいて基準傾きＳ₃ を演算して
いるので、実切削負荷に変動がある場合に正確に監視で
きることになり好ましい。

【００３１】次に、図５のフローチャートを参照して切
削負荷状態を監視する手順について説明する。切削負荷
状態監視用のプログラムはプログラムメモリ２２に記憶
されており、監視条件はキーボード２７から入力され
て、監視条件設定部２９で設定される。

【００３２】まず最初に、切削監視部２６は、実切削負
荷のバッファリングを行う（ステップ１０１）。次に、
実切削負荷読込み部３０により実切削負荷を読込んで、
実切削負荷が、監視条件設定部２９で設定された無負荷
設定値Ｃより下がったか否かを、切削負荷無負荷大小判
定部４０により判別する（ステップ１０２）。曲線５に
示すように、実切削負荷の方が無負荷設定値Ｃより常に
大きい場合には、条件，に該当しないので、正常な
切削がなされているものとしてステップ１０１に戻る。
一方、実切削負荷が無負荷設定値Ｃより小さい場合に
は、監視区間中に実切削負荷が無負荷設定値Ｃを越えた
ことがあるか否か，即ち条件を判断する（ステップ１
０３）。一度でも越えたことがあれば、ステップ１０４
に移行する。次に、実切削負荷傾き計算部４５は、実切
削負荷の下降経時変化の傾きＳ₁ ，Ｓ_1a（図６，図７）
を計算する（ステップ１０４）。

【００３３】次いで、基準傾き計算部４６は、実切削負
荷基準値Ｂに対応する所定の基準傾きＳ₂ （図６）を計
算する。この計算結果Ｓ₂ をパラメータメモリ２４に一
旦記憶しておくのが好ましい。一方、基準傾き計算部４
６は、この計算に代えて、図７に示すように、実切削負
荷が無負荷設定値Ｃ以下になる直前の実切削負荷平均値
Ｂ₁ に基づく下降経時変化の基準傾きＳ₃ を計算しても
よい（ステップ１０５）。なお、例えば同種の多数のワ
ークを切削する場合には基準値Ｂもほぼ一定になる。し
たがって、基準値Ｂや実切削負荷平均値Ｂ₁ に拘らず、
そのワークに関する基準傾きＳ₂ の値を一定値にしてパ
ラメータメモリ２４に予め記憶しておいてもよく、この
場合にはステップ１０５の計算が省略できる。

【００３４】次に、傾き大小判定部４７は、実切削負荷
傾き計算部４５と、基準傾き計算部４６又はパラメータ
メモリ２４からの出力により、実切削負荷の下降経時変
化の傾きＳ₁ （又はＳ_1a）と基準傾きＳ₂ （又はＳ₃ ）
とを比較して、条件を判断する（ステップ１０６）。
傾きがＳ₁ （又はＳ_1a）＜Ｓ₂ （又はＳ₃ ）の場合には
条件に該当しないので、ステップ１０１に戻る。

【００３５】ステップ１０６において傾きがＳ₁ （又は
Ｓ_1a）＞Ｓ₂ （又はＳ₃ ）と判断された場合は、無負荷
時間判定部４２は、実切削負荷読込み部３０から出力さ
れる実切削負荷が無負荷設定値Ｃ以下の状態になる無負
荷検出時間Ｔ₃ が、パラメータメモリ２４に予め記憶さ
れた所定の設定時間Ｔ₀ より長いか否か、即ち条件を
判断する（ステップ１０７）。時間がＴ₃ ＜Ｔ₀ の場合
には、曲線７に示すように、何らかの理由により瞬間的
に実切削負荷が変動して無負荷設定値Ｃより下がった
が、その後直ぐに正常な切削の状態に戻っている。した
がって、演算部４４は、条件には該当するが条件に
該当しないので正常な切削と判断して、無負荷アラーム
を出さないでステップ１０１に戻る。

【００３６】ステップ１０７で時間がＴ₃ ＞Ｔ₀ の場合
には、条件，，に該当する曲線８に示すようなチ
ッピング等が生じたと推定される。したがって、この場
合には、演算部４４は、切削状態に異常が発生したと判
断して、アラーム出力部４３に無負荷アラームを出力し
て、ＣＲＴ２８にその旨表示するとともに、ＮＣ装置４
８を介してＮＣ旋盤の送り軸サーボモータに続いて主軸
モータを停止させる（ステップ１０８）。

【００３７】ステップ１０３において、切削負荷無負荷
大小判定部４０が、監視区間中に実切削負荷が無負荷設
定値Ｃを越えたことがないと判断した場合にはステップ
１０９に移行し、切削監視区間が終了したか否かを判断
する。切削監視区間が終了していた場合には、図２の線
９に示したような工具又はワークの取付けミス，ＮＣプ
ログラムのプログラミングミス，選択ミス等が生じたと
推定できる。即ち、この場合にも、演算部４４はアラー
ム出力部４３を介して無負荷アラームを出力し（ステッ
プ１１０）、ＣＲＴ２８に表示するとともに、ＮＣ装置
４８により工作機械をアラーム状態にし停止させる。こ
れにより、切削負荷状態を監視する手順を終了するが、
この一連の手順を、例えば１００［msec］毎に実行する
のが好ましい。

【００３８】実切削負荷が無負荷設定値Ｃより下がった
場合に常に無負荷アラームを出力すれば、通常の切削を
示す曲線５以外の曲線の場合にはすべてアラームが出力
されてしまう。すると、曲線６，７のように正常な切削
を行っている場合に不都合であるとともに、曲線８，線
９に示すような異常の発生の区別が付かない。

【００３９】これに対して、本発明では、実切削負荷の
下降経時変化率の大小と無負荷検出時間とにより、正常
な切削状態と異常な切削状態との区別を確実に行うこと
ができる。また、実切削負荷が無負荷設定値Ｃより小さ
い場合に、監視区間中に実切削負荷が無負荷設定値Ｃを
越えたことがあるか否かを判断することにより、線９に
示すような取付けミスの場合を確実に判別できる。

【００４０】従来は、線９に示す如く監視区間全域で実
切削負荷が無負荷設定値Ｃ以下の状態が続く場合にのみ
無負荷アラームを出力していた。そのため、チッピング
など異常が発生した場合の検出ができなかった。これに
対して、本発明によれば、切削加工開始後、実切削負荷
が無負荷設定値より下がった場合に、これが正常な切削
によるものか異常な切削状態の発生によるものかの判別
を行うことができ、無負荷検知を確実に行うことができ
る。

【００４１】前述の車輪の切削のように、殆ど無負荷状
態にほぼ等しい切削状態が途中に存在するようなワーク
の加工では、正常な切削による切り込み量ほぼ零の時の
実切削負荷の変動はゆっくりと生じるのに対して、切削
の途中でチッピングが生じると実切削負荷は急激に下降
する。本発明では、このような、切削の途中で実切削負
荷が殆ど零になるように変化する加工を行う場合に、実
切削負荷の変動の差を下降経時変化率の大小により判別
した。したがって、実切削負荷が無負荷設定値より下が
ったのが正常な切削によるものか異常な切削状態の発生
によるものかの判別を確実且つ正確に行うことができ
る。

【００４２】このように、切削負荷状態の正確な監視が
できるので、工場が自動化されて昼夜間の無人運転がな
される場合でも対応できる。この実施例では、刃物台が
Ｘ軸方向，Ｚ軸方向に移動するＮＣ旋盤で説明を行って
いるが、どちらか一方又は両方の軸方向主軸台が移動す
るＮＣ旋盤であってもよい。また、刃物台に回転工具主
軸を有する場合には、回転主軸モータの負荷状態を監視
してもよい。さらに、ＮＣ旋盤の他に、マシニングセン
タ，ターニングセンタ等の工作機械であってもよい。な
お、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、上述のように構成したので、
実切削負荷が無負荷設定値より下がった場合に、これが
正常な切削によるものかチッピングなど異常な切削状態
の発生によるものかの判別をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１乃至図７は本発明を説明するための図で、
図１は切削状態を示すワークの部分断面図である。

【図２】実切削負荷と時間との関係を示すグラフであ
る。

【図３】切削負荷状態監視装置のブロック図である。

【図４】切削負荷状態監視装置の概略構成図である。

【図５】本発明に係る切削負荷状態の監視方法を示すフ
ローチャートである。

【図６】本発明の監視方法の一実施例を示すグラフであ
る。

【図７】本発明の監視方法の他の実施例を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

２４ パラメータメモリ（記憶部） ３０ 実切削負荷読込み部 ４０ 切削負荷無負荷大小判定部 ４１ 下降経時変化率大小判定部 ４２ 無負荷時間判定部 ４３ アラーム出力部 ４４ 演算部 ４５ 実切削負荷傾き計算部 ４６ 基準傾き計算部 ４７ 傾き大小判定部 Ｂ 実切削負荷基準値 Ｂ₁ 直前の実切削負荷平均値 Ｃ 無負荷設定値 Ｓ₁ ，Ｓ_1a 下降経時変化の傾き Ｓ₂ 所定の基準傾き Ｓ₃ 基準傾き Ｔ₀ 所定の設定時間 Ｔ₃ 無負荷検出時間

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械における実切削負荷が無負荷設
   定値より下がった場合に、前記実切削負荷の下降経時変
   化率の大小と、前記実切削負荷が無負荷設定値以下の状
   態になる無負荷検出時間とにより、正常な切削状態と異
   常な切削状態とを判別することを特徴とする工作機械に
   おける切削負荷状態の監視方法。
2. 【請求項２】 工作機械における実切削負荷が無負荷設
   定値より小さい場合に、監視中に前記実切削負荷が前記
   無負荷設定値を越えたことがあるか否かと、前記実切削
   負荷の下降経時変化率の大小と、前記実切削負荷が無負
   荷設定値以下の状態になる無負荷検出時間とにより、正
   常な切削状態と異常な切削状態とを判別することを特徴
   とする工作機械における切削負荷状態の監視方法。
3. 【請求項３】 前記実切削負荷の下降経時変化の傾き
   と、記憶部に予め記憶され且つ実切削負荷基準値に対応
   する所定の基準傾きとを比較することにより、前記下降
   経時変化率の大小を判断することを特徴とする請求項１
   又は２に記載の工作機械における切削負荷状態の監視方
   法。
4. 【請求項４】 前記実切削負荷の下降経時変化の傾き
   と、前記実切削負荷が前記無負荷設定値以下になる直前
   の実切削負荷平均値に基づく下降経時変化の基準傾きと
   を比較することにより、前記下降経時変化率の大小を判
   断することを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機
   械における切削負荷状態の監視方法。
5. 【請求項５】 工作機械における実切削負荷を算出して
   読込む実切削負荷読込み部と、 この実切削負荷読込み部から出力される前記実切削負荷
   が所定の無負荷設定値より小さいか否かを判定する切削
   負荷無負荷大小判定部と、 前記実切削負荷の下降経時変化率の大小を判定する下降
   経時変化率大小判定部と、 前記実切削負荷が前記無負荷設定値以下の状態になる無
   負荷検出時間が所定の設定時間より長いか否かを判定す
   る無負荷時間判定部と、 前記３つの判定部の各判定結果に基づいて正常な切削状
   態と異常な切削状態とを判別してアラーム出力部に信号
   を出力する演算部とを備えたことを特徴とする工作機械
   における切削負荷状態監視装置。
6. 【請求項６】 前記切削負荷無負荷大小判定部は、監視
   中に前記実切削負荷が前記無負荷設定値を越えたことが
   あるか否かの判定も行うことを特徴とする請求項５に記
   載の工作機械における切削負荷状態監視装置。
7. 【請求項７】 前記下降経時変化率大小判定部は、 前記実切削負荷の下降経時変化の傾きを計算する実切削
   負荷傾き計算部と、 基準傾きを計算する基準傾き計算部と、 前記実切削負荷傾き計算部により算出された下降経時変
   化の傾きと前記基準傾き計算部により算出された前記基
   準傾きとを比較する傾き大小判定部とを備えたことを特
   徴とする請求項５又は６に記載の工作機械における切削
   負荷状態監視装置。