JPS5827056B2 - 工作機械の送り制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加工切屑のつまりゃからみつきによる異常加工
を防止し、円滑で効果的な加工作業を行い得るようにし
た工作機械の送り制御装置に関する。

ボール盤装置を用いて穴あけ加工を行う場合等、一般に
加工切屑のつまりゃからみつきが問題となる。

そこで従来より一回の加工量を少く設定し、これを繰り
返し行うことによって上記からみつき等による加工不具
合を防ぐようにしている。

しかしながらこのようにしても工具が摩耗してくるとや
はり切屑のつまりゃからみ付きが生じ易くなる。

この為、作業者によって切屑の排出状況を監視し、適宜
切屑を除去したり、加工条件を変える等の制御を行って
やる必要があった。

しかも一回の加工量が定められている為に、加工に長時
間を要し、加工能率が低いと云う問題があった。

これが為に能率良く、また自動化をはかつて生産性良く
円滑に加工作業を行うことが難しかった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、加工切屑のつまりゃからみつき
による異常加工状態を早期に検出して工具、若しくは被
加工物の送りを制御することによって、加工能率良く、
且つ円滑に自動加工を行い得る工作機械の送り制御装置
を実現し、提供することにある。

以下、図面を参照して本発明装置の一実施例を説明する
。

第１図は装置の制御系統を示す概略構成図である。

この制御装置は各種工作機械に幅広く適用可能なもので
あるが、ここではボール盤装置を例にとり、穴あけ加工
を行う場合について説明する。

例えば加工具を取り付けた主軸ヘッド（図示せず）に固
定された振動検出器１は、被加工物を加工する際に生じ
る加工振動を検出している。

この検出器１にて検出された振動検出信号ＳＡは増幅器
２を介して所定のレベルに増幅されたのち、第１の異常
検出回路３に入力されている。

尚、上記増幅器２にて、振動検出信号ＳＡの中から加工
振動以外の振動成分を除去（フィルタリング）するよう
に構成しておいてもよい。

第１の異常検出回路３は予め定められた設定値人と前記
振動検出信号ＳＡとを比較し、同振動検出信号ＳＡが通
常（正常）加工状態における振動か、あるいは加工切屑
がからまって加工負荷が急増した異常加工状態における
振動かを判定している。

そして、異常加工状態を検出したとき、２値化した例え
ばＨＩＧＨレベルの異常検出信号ＳＢを後述する第２の
異常検出回路４、及び指令変更制御装置５へ出力してい
る。

尚、第２の異常検出回路４を簡単に説明すると各種情報
設定値Ｂ、Ｃ，Ｄを入力して、加工の異常状態を認知し
、この第２の異常検出回路４の認知による異常検出信号
ＳＣに基づいて警報回路６を付勢して警報を発するもの
である。

さて、指令変更制御装置５はＮＣ等で構成された加工指
令制御装置７からの送り指令信号ＳＤを入力し、前記異
常検出信号ＳＢに基づいて適宜、上記送り指令信号ＳＤ
を変更したり等して加工機構制御装置８に出力している
。

また、この加工機構制御装置８により得られた工具の位
置情報ＳＥ等を入力して前記加工指令制御装置７に出力
している。

この指令変更制御装置５によって加工の送り制御が、加
工状況の変化に応じて可変設定される。

即ち、同制御装置５は、例えば第２図に示すように構成
される。

前記異常検出信号ＳＢは判定制御回路１１に入力され、
異常加工状態の認知が行われている。

この判定制御回路１１は、通常は両方のゲート回ｆｉ１
１２，１３が閉成して前記加工指令制御装置７からの送
り制御指令信号ＳＤを加工機構制御装置８へ、また同制
御装置８で検出された位置情報ＳＥを加工指令制御装置
７へ供給している。

この送り制御指令信号ＳＤは、工具または被加工物の順
送りを指令する順送り指令信号である。

同信号によって、例えば回転駆動されるドリルが被加工
物に向って移動され、被加工物に接触して加工を開始し
たのち、更に移動しながら加工が進行される。

一方、上記順送り指令信号は前記の如くゲート回路１２
を介して加工機構制御装置８に出力されると同時に、記
憶回路１４に記憶収納されている。

この記憶回路１４に収納された情報（指令信号）は前記
判定制御回路１１にて加工異常が検出されたときに読み
出されるものである。

即ち、判定制御回路１１が加工異常を検出すると、同回
路１１は両ゲート回１ｉ４１２，１３を同時に開広して
順送り指定信号の出力を停止させる。

同時に読み出し回路１５を付勢して前記記憶回路１４に
収納された指令信号を読み出して変更制御指令発生回路
１６に供給している。

同発生回路１６は順送り指令信号を反転して逆送り指令
信号を生成し、これを前記順送り指令信号に代えて出力
している。

従って上記逆送り指令信号を入力した加工機構制御装置
８は、例えが送りねじ機構を逆転させて加工を中止し、
被加工物から工具を引き出す等の逆移動を行わせる。

しかるのち、所定の逆送り移動が行われ、例えば工具が
元の位置に戻ったときや、ある距離だけ戻ったとき、位
置情報ＳＥがゲート回路１３と共に判定制御回路１１に
入力される。

このとき、判定制御回路１１は、未だ異常検出信号ＳＢ
が入力されている場合には前記変更制御指令発生回路１
６をもって停止信号を発し、加工を中止させる。

また上記位置情報ＳＥの入力時に、既に異常検出信号Ｓ
Ｂが入力していなくなっておれば、前記逆送り動作によ
って、からみつき等を生じた加工切屑が排出されたもの
と認知する。

そして、両ゲート回路１２，１３が同時に閉成して再び
順送り指令信号を与え、加工を再開させる。

かくしてこのような装置の制御によれば、一回の加工量
を何ら定めることなく、切屑のからみつきが生じて負荷
が増加する毎に逆送り動作を行わせて、上記切屑の排出
を行い得る。

しかも異常加工状態を自動検出して制御指令を変更し、
送りを制御できる。

従って、一つの加工に対して加工操作の繰り返し回数を
少くすることができ、迅速で円滑な自動加工が可能とな
る。

さて、前記第２の異常検出回路４は次のようにして加工
の異常事態を検出している。

第３図は同回路４の構成を示す図で、切屑のつまりゃか
らみつきによって検出される異常検出信号ＳＢは、信号
入力回数計数回路２１と共に、信号継続時間検出回路２
２に入力されている。

上記計数回路２１は、所定時間毎に入力される信号Ｂに
よりリセットされるもので、上記時間内に検出される異
常加工発生回数を計数している。

つまり、単位時間当りの切屑のつまりゃからみつきの発
生回数を計数している。

この計数値は比較器２３に入力されて設定値Ｃと比較判
定されている。

比較器２３は計数値が設定値Ｃを越えるとき、例えば工
具が摩耗して、上記切屑のつまりゃからみつきが生じ易
くなり、工具の交換時期であるとして、また、この状態
で加工を続けることは不適当であるとして異常検出信号
ＳＣを発している。

この信号によって警報回路６は警報を発すると共に、加
工装置に対して加工停止指令を与える。

また信号継続時間検出回路２２は、例えば積分器で構成
され、異常検出信号ＳＢの継続時間を検出している。

この継続時間情報は比較器２４にて設定値（時間情報）
Ｄと比較判定されている。

比較器２４は、継続時間が設定値より長い場合に、やは
り工具の交換時期が到来し、加工を続行することは不適
当であるとして異常加工検出信号を発している。

即ち、工具の状態が良好である場合、前述した送りの戻
り制御によって容易に切屑の排出が行われるが、その排
出が困難になっていると着像すことができる。

換言すれば工具が摩耗等して通常使用に耐え得ることが
できない状態にあることを意味している。

従って、異常検知信号ＳＢの継続が長期に亘るとき、こ
れを異常加工状態の発生として検出している。

かくしてこのような検出によれば、工具の消耗状態を極
めて効果的に把握して、工具の破損や被加工物の破壊を
招く以前に適切な対策を講じることができ、生産歩留の
向上や事故の防止をはかることができる。

以上説明したように本装置は種々の絶大なる効果を発揮
する。

その主なるものを列記すれば下記の通りである。

１）先ず、予め切屑のつまりゃからみつき時点を予想し
て加工量を定める必要がなく、また頻繁に送りを変更し
て加工制御する必要がないので加工能率の向上を期待で
きる。

１１）また切屑のつまりゃからみつきの監視と、その排
出処理を自動的に行い得るので加工作業の省力化、無人
化をはかることができる。

）更には切屑のつまりゃからみつきに起因する工具の破
損を防止することができ、また加工精度の劣化を招くこ
ともない。

故に生産歩留りの向上を期待できる。

１■）そして、異常検出の発生の度合に応じて、加工状
態、及び工具の状態を適確に把握することができ、工具
の交換や加工条件の変更を容易に、且つ適切に行い得る
。

その他、上記制御を簡易に行い得、また簡単な構成装置
で安価に実現できる等の格別な効果を発揮する。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、旋
盤やフライス盤等の他の工作機械にも同様に適用するこ
とができる。

また異常検出を加工振動によって検出することなく、装
置の負荷電力の監視によって行ってもよい。

上記振動から検出する場合にあっては、数Ｈｚから数Ｍ
Ｈｚに亘る各種周波数の振動を対象として検出すること
ができる。

また異常加工の検出から工具の交換時期を見出すのに、
異常検出の発生回数を累積計数して行うようにしてもよ
い。

また第１の異常検出回路３での異常検出を、振動信号の
実効値と定常加工時の基準値との比の値から、また上記
基準値の許容幅に対する比較、更には単位時間当りの変
化率等から判定するようにしてもよい。

更にまた、設定値を越えた振動検出信号の計数率や計数
総数に基づいて異常検出を行ってもよい。

そして、上記異常検出に応じて適宜加工条件を可変設定
してもよいことは勿論のことである。

要するに本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変
形して各種工作機械に幅広く適用して実施することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明装置の一実施例を示すもので、第１図は制御
系統の概略構成図、第２図は指令変更制御装置の構成図
、第３図は第２の異常検出回路の構成図である。 １・・・・・・振動検出器、３・・・・・・第１の異常
検出回路、４・・・・・・第２の異常検出回路、５・・
・・・・指令変更制御装置、１１・・・・・・判定制御
回路、１２，１３・・・・・・ゲート回路、１４・・・
・・・記憶回路、１６・・・・・・変更制御指令発生回
路、２１・・・・・・信号入力回数計数回路、２２・・
・・・・信号継続時間検出回路、２３，２４・・・・・
・比較器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 工具を被加工物に対して相対的に移動させて上記被
   加工物を加工するための順送り指令信号を出力する加工
   指令制御装置と、この加工指令制御装置から出力された
   上記順送り指令信号を入力しこの順送り指令信号に基づ
   いて上記被加工物の加工を行わせる加工機構制御装置と
   、上記工具による上記被加工物の加工中に生じる振動を
   検出する振動検出器と、この振動検出器から出力された
   振動検出信号を入力して加工異常に基づく異常振動を検
   出して２値化する第１の異常検出回路と、上記加工指令
   制御装置と上記加工機構制御装置との間に電気的に接続
   され上記第１の異常検出回路から出力された異常検出信
   号を入力して上記加工機構制御装置への上記順送り指令
   信号の入力を停止させ、上記工具を上記加工物から離間
   させる逆送り指令信号を上記加工機構制御装置に出力す
   るとともに上記工具が上記被加工物から離間した時点に
   おいて上記第１の異常検出回路から上記異常検出信号が
   出力されていない場合にのみ再び上記加工指令制御装置
   から上記加工機構制御装置に上記順送り指令信号を出力
   させる指令変更制御装置と、上記第１の異常検出回路か
   ら出力された上記異常検出信号の出力回数及び継続時間
   を計測しこれらの計測結果に基づいて上記工具の交換時
   期を判定する第２の異常検出回路とを具備することを特
   徴とする工作機械の送り制御装置。