JPH0938845A - 数値制御装置 - Google Patents

数値制御装置

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JPH0938845A
JPH0938845A JP19140895A JP19140895A JPH0938845A JP H0938845 A JPH0938845 A JP H0938845A JP 19140895 A JP19140895 A JP 19140895A JP 19140895 A JP19140895 A JP 19140895A JP H0938845 A JPH0938845 A JP H0938845A
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JP
Japan
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load torque
tool
tool life
cumulative
predetermined time
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP19140895A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Otsuki
俊明 大槻
Haruhiko Kozai
治彦 香西
Shinichiro Fuse
伸一郎 布施
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 正確な工具寿命管理機能を有する数値制御装
置を提供することを目的とする。 【解決手段】 負荷トルク測定手段1はモータにかかる
負荷トルクを所定時間毎に測定する。累積負荷トルク算
出手段2は負荷トルク測定手段1で測定された負荷トル
クと所定時間との積を加算し、その値を累積負荷トルク
として算出する。工具寿命判断手段4は累積負荷トルク
と予め工具管理データに設定された工具寿命限界負荷ト
ルク3とを比較する。そして累積負荷トルクが工具寿命
限界負荷トルク3を越えた場合は工具が寿命に到達した
と判断し、工具交換指令5によって次の工具を選択し交
換する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は数値制御装置に関
し、特に工具寿命管理機能を有する数値制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】数値制御装置では、加工精度の維持及び
工具の破損防止のために工作機械の工具寿命を管理して
いる。そして工具が寿命に到達したと判断すると工具を
自動的に代替工具と交換する。
【0003】工具が寿命に到達したかどうかの判断は、
工具の使用回数や使用時間を測定して、その測定値を基
準値と比較する判断方法で行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、工具の使用回
数や使用時間は実際の工具の摩耗状態の正確な指標とは
なりえない。なぜなら同じ使用回数や同じ使用時間であ
っても、加工されるワークやオーバライド等の加工条件
によって実際の工具の摩耗状態は異なるからである。従
って工具の使用回数や使用時間に基づいて行う工具寿命
管理は、正確な工具寿命管理方法とはいえなかった。
【0005】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、正確な工具寿命管理機能を有する数値制御装
置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、工具寿命管理機能を有する数値制御装置
において、切削した工具にかかる負荷トルクを所定時間
毎に測定する負荷トルク測定手段と、前記負荷トルクと
前記所定時間との積を加算して累積負荷トルクを算出す
る累積負荷トルク算出手段と、前記累積負荷トルクと予
め設定された工具寿命限界負荷トルクとを比較して、前
記累積負荷トルクが前記工具寿命限界負荷トルクを越え
た場合は前記工具が寿命に到達したと判断する工具寿命
判断手段とを有することを特徴とする数値制御装置が提
供される。
【0007】ここで、負荷トルク測定手段はモータにか
かる負荷トルクを所定時間毎に測定する。累積負荷トル
ク算出手段は負荷トルク測定手段で測定された負荷トル
クと所定時間との積を加算し、その値を累積負荷トルク
として算出する。工具寿命判断手段は累積負荷トルクと
予め工具管理データに設定された工具寿命限界負荷トル
クとを比較する。そして累積負荷トルクが工具寿命限界
負荷トルクを越えた場合は工具が寿命に到達したと判断
し、工具交換指令によって次の工具を選択し交換する。
寿命の尽きた工具は以後使用されない。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて説明する。図1は本願発明の概念図である。工
具寿命管理機能を有する数値制御装置は負荷トルク測定
手段1と、累積負荷トルク算出手段2と、工具寿命限界
負荷トルク3と、工具寿命判断手段4と、工具交換指令
5とで構成される。
【0009】負荷トルク測定手段1はスピンドルモータ
にかかる負荷トルクTwを所定時間毎に測定する。累積
負荷トルク算出手段2は測定された負荷トルクTwと所
定時間との積を加算して、その累積値Taを算出する。
工具寿命判断手段4は累積負荷トルクTaと、予め工具
管理データに設定された工具寿命限界負荷トルクTmと
を比較する。そして累積負荷トルクTaが工具寿命限界
負荷トルクTmを越えた場合は工具が寿命に到達したと
判断し、工具交換指令5によってグループ内の次の工具
を選択し交換する。寿命の尽きた工具は以後使用されな
い。
【0010】次に累積負荷トルクTaについて詳しく説
明する。図2は負荷トルクTw(縦軸)と時間t(横
軸)との関係を示す図である。補間周期ti毎に離散的
に測定された時間tでの、負荷トルクTwが与えられて
いる。つまり時間t1で測定した負荷トルクはT1、時
間t2で測定した負荷トルクはT2、以後同様にして時
間tnで測定した負荷トルクはTnである。よって累積
負荷トルクTaは負荷トルクTwと所定時間との積を加
算して累積した値であるから、計算式はTa=(T1+
T2+・・・+Tn)・tiとなる。ここで所定時間を
補間周期tiとした。
【0011】図3は工具寿命管理機能の処理手順を示す
フローチャートである。 〔S1〕スピンドルモータにかかる負荷トルクTwを補
間周期毎に測定する。 〔S2〕負荷トルクTwと補間周期tiとの積Tsを求
める。 〔S3〕積Tsと累積負荷トルクTaとを加算し、その
値を新たにTaとする。 〔S4〕累積負荷トルクTaが工具寿命限界負荷トルク
Tmより大きいまたは等しい場合は、ステップS5へ、
小さい場合はステップS1へいく。 〔S5〕ステップS4で使用不可と判断された工具を工
具マガジンに戻す。 〔S6〕NCプログラムで指示されたTコードで、次に
使用すべき工具を選択し工具交換装置を待機位置へ移動
させる。 〔S7〕NCプログラムでM06が指示されると工具交
換を行う。
【0012】上記の説明では所定時間を補間周期として
説明したが、所定時間は任意に設定できる。図4は本発
明が適用されるハードウェアの概略構成を示す図であ
る。プロセッサ(CPU)11はバス21を介して読み
取り専用記憶装置(ROM)12に格納されたシステム
プログラムを読み出す。このシステムプログラムに従っ
て数値制御装置(CNC)10の全体の動作を制御す
る。ランダムアクセスメモリ(RAM)13には、一時
的な計算データ、表示データ等が格納される。不揮発性
メモリ14はCMOSで構成され、電源切断後も保持す
べきデータである工具測定値、工具補正量、ピッチ誤差
補正量、NCプログラム、パラメータ等が格納される。
パラメータには工具毎の工具寿命限界負荷トルク値を予
め入力しておく。
【0013】インタフェース15は外部機器用のインタ
フェースであり、紙テープリーダ、紙テープパンチャ
ー、紙テープリーダ・パンチャー等の外部機器(TR)
31が接続される。紙テープリーダからはNCプログラ
ムが読み込まれ、また、CNC10内で編集されたNC
プログラムを紙テープパンチャーに出力することができ
る。
【0014】プログラマブル・マシン・コントローラ
(PMC)16はCNC10に内蔵され、ラダー形式で
作成されたシーケンスプログラムで機械側を制御する。
すなわち、NCプログラムで指令されたM機能、S機能
及びT機能に従って、シーケンスプログラムを機械側で
必要な信号に変換する。そしてI/Oユニット17から
機械側に出力する。この出力信号は機械側のマグネット
等を駆動し、油圧バルブ、空圧バルブ及び電気アクチュ
エイタ等を作動させる。またPMC16は機械操作盤の
スイッチ等の信号を受け、必要な処理をしてCPU11
に渡す。
【0015】グラフィック制御回路(CRTC)18は
各軸の現在位置、アラーム、パラメータ、画像データ等
のディジタルデータを画像信号に変換して出力する。こ
の画像信号はCRT/MDIユニット25の表示装置
(CRT)26に送られ表示される。インターフェース
(INT)19はCRT/MDIユニット25内のキー
ボード(KEY)27からのデータを受けてCPU11
に渡す。
【0016】インタフェース(INT)20は手動パル
ス発生器32に接続され、手動パルス発生器32からの
パルスを受ける。手動パルス発生器32は機械操作盤に
実装され手動で機械稼働部を精密に移動させるのに使用
される。
【0017】軸制御回路41〜44はCPU11からの
各軸の移動指令を受けて、これを速度指令信号に変換し
サーボアンプ51〜54に出力する。サーボアンプ51
〜54は速度指令信号を増幅して各軸のサーボモータ6
1〜64を駆動する。
【0018】スピンドル制御回路71はスピンドル回転
指令及びスピンドルのオリエンテーション等の指令を受
けて、スピンドルアンプ72にスピンドル速度信号を出
力する。スピンドルアンプ72はこのスピンドル速度信
号を受けてスピンドルモータ73を指令された回転速度
で回転させる。また、オリエンテーション指令によっ
て、所定の位置にスピンドルを位置決めする。またCN
C10はスピンドルモータ73の負荷トルクをスピンド
ル制御回路71から受けている。
【0019】ポジションコーダ82はスピンドルモータ
73に同期して回転し、帰還パルスを出力し、その帰還
パルスはインタフェース(INT)81を経由してCP
U11によって読み取られる。この帰還パルスは他の軸
をスピンドルモータ73に同期して移動させてねじ切り
等の加工を行うために使用される。
【0020】以上の説明では、スピンドルモータの負荷
トルクのみを使用した例を示した。しかし、スピンドル
モータの負荷トルクだけでなく、サーボモータの負荷ト
ルクをも考慮した工具寿命管理機能を有することもでき
る。例えばサーボモータの累積負荷トルクをスピンドル
モータの場合と同様に求める。その後スピンドルモータ
の累積負荷トルクとサーボモータの累積負荷トルクとを
加算する。そして加算毎に工具寿命限界負荷トルクと加
算値を比較して工具寿命を判断する。これにより工具寿
命管理機能の正確さをさらに増すことができる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、工具に
かかる累積負荷トルクを工具寿命の判断基準としたの
で、より正確な工具寿命管理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の工具寿命管理機能を有する数値制御装
置の原理ブロック図である。
【図2】負荷トルクと時間との関係を示す図である。
【図3】工具寿命管理機能の処理手順を示すフローチャ
ートである。
【図4】本発明が適用されるハードウェアの概略構成を
示す図である。
【符号の説明】
1 負荷トルク測定手段 2 累積負荷トルク算出手段 3 工具寿命限界負荷トルク 4 工具寿命判断手段 5 工具交換指令

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 工具寿命管理機能を有する数値制御装置
    において、 切削した工具にかかる負荷トルクを所定時間毎に測定す
    る負荷トルク測定手段と、 前記負荷トルクと前記所定時間との積を加算して累積負
    荷トルクを算出する累積負荷トルク算出手段と、 前記累積負荷トルクと予め設定された工具寿命限界負荷
    トルクとを比較して、前記累積負荷トルクが前記工具寿
    命限界負荷トルクを越えた場合は前記工具が寿命に到達
    したと判断する工具寿命判断手段と、 を有することを特徴とする数値制御装置。
  2. 【請求項2】 前記所定時間は補間周期であることを特
    徴とする請求項1記載の数値制御装置。
JP19140895A 1995-07-27 1995-07-27 数値制御装置 Withdrawn JPH0938845A (ja)

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Effective date: 20021001