JPS5830107B2 - 旋削加工用工具の異常検出装置 - Google Patents
旋削加工用工具の異常検出装置Info
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- JPS5830107B2 JPS5830107B2 JP55091368A JP9136880A JPS5830107B2 JP S5830107 B2 JPS5830107 B2 JP S5830107B2 JP 55091368 A JP55091368 A JP 55091368A JP 9136880 A JP9136880 A JP 9136880A JP S5830107 B2 JPS5830107 B2 JP S5830107B2
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- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
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- B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/34—Director, elements to supervisory
- G05B2219/34465—Safety, control of correct operation, abnormal states
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37245—Breakage tool, failure
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- G—PHYSICS
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B2219/50112—Retract tool to a point
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は旋削加工用工具の異常検出装置に関する。
ＮＣ旋盤等の旋削自動機械において自動運転中に工具の
欠損或は摩耗等の異常が発生した場合には、そのまま加
工を続行するとワークを著しく傷付けたり、或いは工具
を破壊させることがあり、このため速やかに当該機械を
停止させる等の適切な処置を施す必要がある。
欠損或は摩耗等の異常が発生した場合には、そのまま加
工を続行するとワークを著しく傷付けたり、或いは工具
を破壊させることがあり、このため速やかに当該機械を
停止させる等の適切な処置を施す必要がある。
このため、自動機械でありながら常に監視作業を行なう
必要があり、且つ切削能率り向上に列する障害にもなる
。
必要があり、且つ切削能率り向上に列する障害にもなる
。
そこで、従来、工具の異常を検出する方法としては、主
軸モータの電流を検出し、その電流値が正常切削時にお
ける電流値よりも大きくなった場合に異常とする方法、
或は振動が正常切削時よりも大きくなったときに異常と
判断する方法があった。
軸モータの電流を検出し、その電流値が正常切削時にお
ける電流値よりも大きくなった場合に異常とする方法、
或は振動が正常切削時よりも大きくなったときに異常と
判断する方法があった。
しかしながら、かかる方法は異常時に必ずしも主軸モー
タ電流が大きくなったり、振動が大きくなるとは限らず
、また、異常と判断する論理に可成りの工夫をこらして
いるにも拘らず完全な検出方法が確立されておらず、現
状においては実用的ではない。
タ電流が大きくなったり、振動が大きくなるとは限らず
、また、異常と判断する論理に可成りの工夫をこらして
いるにも拘らず完全な検出方法が確立されておらず、現
状においては実用的ではない。
更に、切削力を測定する方法も提案されているが、かか
る方法は工具の近傍にセンサーを取付けなげればならず
、リード線の接続上の問題、センサの耐久性の問題等が
あり、未だ実用化されていない。
る方法は工具の近傍にセンサーを取付けなげればならず
、リード線の接続上の問題、センサの耐久性の問題等が
あり、未だ実用化されていない。
また上記旋削自動機械の送りモータの電流値を検出し、
その電流値と予設定された閾値とを比較することによっ
て工具の異常を検出する装置が実開昭５５−３７１０４
号等によって提案されているが、この装置は切削場所や
使用する工具等が変更されたさいに適確な異常検出を行
なえなくなる欠点があった。
その電流値と予設定された閾値とを比較することによっ
て工具の異常を検出する装置が実開昭５５−３７１０４
号等によって提案されているが、この装置は切削場所や
使用する工具等が変更されたさいに適確な異常検出を行
なえなくなる欠点があった。
本発明の目的は、かかる問題点を解消した旋削用工具の
異常検出装置を提供することにある。
異常検出装置を提供することにある。
そのため本発明においては、送りモータの電流値に対す
る複数の閾値を予設定し、旋削自動機械の制御装置より
出力される旋削条件指令信号を用いて上記各閾値のいず
れかを選択するようにしている以下本発明を添附図面の
一実施例に基づいて詳述する。
る複数の閾値を予設定し、旋削自動機械の制御装置より
出力される旋削条件指令信号を用いて上記各閾値のいず
れかを選択するようにしている以下本発明を添附図面の
一実施例に基づいて詳述する。
第１図ａ、ｔ）は夫々刃物台の送り分力、主軸モータの
主分力と時間との関係を測定したグラフでグラフａ、ｂ
の直線Ｉ、ＩＩＩは夫々正常時における送り分力、主分
力を示し、曲線ＩＩ、ＩＶは夫々工具に異常が発生した
ときの送り分力、主分力を示している。
主分力と時間との関係を測定したグラフでグラフａ、ｂ
の直線Ｉ、ＩＩＩは夫々正常時における送り分力、主分
力を示し、曲線ＩＩ、ＩＶは夫々工具に異常が発生した
ときの送り分力、主分力を示している。
尚、このデータは切削中連続して工具が損傷し続ける様
にしたときのものである。
にしたときのものである。
このグラフａから明らかなように工具に異常が発生した
場合には正常時に比べて送り分力が非常に大きくなるこ
とが分る。
場合には正常時に比べて送り分力が非常に大きくなるこ
とが分る。
また、主分力は余り変化せず、僅かに大きくなる程度で
ある。
ある。
また、第２図は送りモータの電流■と送り分力Ｐとの関
係を測定したグラフで、送りモータ電流値と送り分力と
は比例関係にあることが分る。
係を測定したグラフで、送りモータ電流値と送り分力と
は比例関係にあることが分る。
従って、これらの第１図ａ及び第２図のグラフから、工
具の損傷（異常：→送り分力の増加→送りモータ電流値
の増加という関係のあることを実証することができる。
具の損傷（異常：→送り分力の増加→送りモータ電流値
の増加という関係のあることを実証することができる。
また、第３図は加工中の送りモータ電流値の変化を示す
グラフで、図の直線■は実際の加工に入る前の無負荷状
態すなわち空切削時における送りモータ電流値Ｉ。
グラフで、図の直線■は実際の加工に入る前の無負荷状
態すなわち空切削時における送りモータ電流値Ｉ。
を示す。この空切削の状態から切削に入り、正常な切削
状態に達すると、送すモータ電流値は直積■で表わされ
る電流値■ａとなる。
状態に達すると、送すモータ電流値は直積■で表わされ
る電流値■ａとなる。
そして、切削加工中に工具に欠損、異常摩耗等の異常が
発生した場合には電流が増太し、例えば直線■で表わさ
れる電流値Ｉｂに達する。
発生した場合には電流が増太し、例えば直線■で表わさ
れる電流値Ｉｂに達する。
尚、この工具異常切削時における電流値Ｉｂは異常の原
因、程度等により正常切削時の電流値Ｉａの数割増から
数倍の大きさにまで変化する。
因、程度等により正常切削時の電流値Ｉａの数割増から
数倍の大きさにまで変化する。
そこで、工具正常切削時における電流値Ｉａよりも所定
の値だけ大きい電流値ＩＣを選定してこれを閾値とし、
送りモータ電流値Ｉがこの閾値Ｉｃを超えたときに工具
に異常が発生したと判断することにより、工具異常を検
出することができる。
の値だけ大きい電流値ＩＣを選定してこれを閾値とし、
送りモータ電流値Ｉがこの閾値Ｉｃを超えたときに工具
に異常が発生したと判断することにより、工具異常を検
出することができる。
第４図は、かかる考察に基づき構成した本発明の装置の
前提となる装置を示す。
前提となる装置を示す。
同図において、旋削自動機械１の主軸モータ２はチャッ
ク３を回転駆動するもので、当該チャック３に挾持した
ワーク（図示せず）を所定の回転速度で回転駆動する。
ク３を回転駆動するもので、当該チャック３に挾持した
ワーク（図示せず）を所定の回転速度で回転駆動する。
送りモータ４は送りネジ５を回転駆動させることにより
、当該送りネジ５と下部が螺合する刃物台６を送り制御
するものである。
、当該送りネジ５と下部が螺合する刃物台６を送り制御
するものである。
この刃物台６には切削加工用の工具１，８等が装着され
ている。
ている。
電流検出器１０は送りモータ４の電流値Ｉを検出して対
応する電圧信号Ｖを出力する。
応する電圧信号Ｖを出力する。
また、設定器１２は前記閾値電流Ｉｃを設定するための
もので、閾値電流Ｉｃに対応した設定電圧信号Ｖｃを出
力する。
もので、閾値電流Ｉｃに対応した設定電圧信号Ｖｃを出
力する。
この閾値電流Ｉｃは前述したように工具正常時の送りモ
ータ電流値Ｉａ （第３図）よりも所定の値だけ大きく
設定されていることは勿論である。
ータ電流値Ｉａ （第３図）よりも所定の値だけ大きく
設定されていることは勿論である。
比較器１３は入力信号■とＶｃとを比較し、Ｖ＞Ｖｃの
ときに異常検出信号Ｓを出力する。
ときに異常検出信号Ｓを出力する。
しかして、工具に異常が発生した場合に異常検出信号を
得ることができる。
得ることができる。
第５図は、上記送りモータ４の電流値Ｉに対し複数の閾
値を設定するように構成した本発明に係る工具異常検出
装置の一実施例を示す。
値を設定するように構成した本発明に係る工具異常検出
装置の一実施例を示す。
正常な切削であっても切削場所や使用する工具の種類等
により刃物台６の送り分力すなわち送りモータ４の電流
値が異なり、従って、これに応じて閾値も異ならせる必
要がある。
により刃物台６の送り分力すなわち送りモータ４の電流
値が異なり、従って、これに応じて閾値も異ならせる必
要がある。
そこで、複数例えば４つの閾値数に対応して４つの設定
器２１〜２４を設ける。
器２１〜２４を設ける。
これらの各設定器２１〜２４は所定の閾値電流に対応し
た電圧信号ＶＣ１〜ｖｃ４（ｖｃｌ〈Ｖｃ２＜Ｖｃ３＜
Ｖｃ、）を出力して閾値選択回路３０の各スイッチ回路
ＳＷ１〜ＳＷ４に加える。
た電圧信号ＶＣ１〜ｖｃ４（ｖｃｌ〈Ｖｃ２＜Ｖｃ３＜
Ｖｃ、）を出力して閾値選択回路３０の各スイッチ回路
ＳＷ１〜ＳＷ４に加える。
また、ＮＣ装置２０は制御信号を出力して旋削自動機械
１に加え、当該旋削機械１を自動制御する一方、予備信
号Ｍ、工具選択信号Ｔ等の旋削条件を示唆する指令信号
を出力して閾値選択回路３０のデコーダ３１に加える。
１に加え、当該旋削機械１を自動制御する一方、予備信
号Ｍ、工具選択信号Ｔ等の旋削条件を示唆する指令信号
を出力して閾値選択回路３０のデコーダ３１に加える。
デコーダ３１は入力信号Ｍ。Ｔ等のＮＣ情報を対応する
アナログ信号に変換出力してスイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷ
４に加え、これらのスイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷ４のうち
所定のスイッチ回路のみをオンにする。
アナログ信号に変換出力してスイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷ
４に加え、これらのスイッチ回路ＳＷ１〜ＳＷ４のうち
所定のスイッチ回路のみをオンにする。
そして、このオンにされたスイッチ回路例えばＳＷ２を
通して設定器２の出力信号ｖｃ２ が選択出力され比較
器１３に加えられる。
通して設定器２の出力信号ｖｃ２ が選択出力され比較
器１３に加えられる。
比較器１３は電流検出器１０がら出力される信号Ｖと設
定信号ｖｃ２とを比較し、■〉Ｖｃ２である場合に異常
検出信号Ｓを出力する。
定信号ｖｃ２とを比較し、■〉Ｖｃ２である場合に異常
検出信号Ｓを出力する。
このように、ＮＣ情報によって複数の閾値の中から使用
すべき閾値を選択し、送りモータ電流値が当該閾値な超
えたときに異常検出信号を出力する。
すべき閾値を選択し、送りモータ電流値が当該閾値な超
えたときに異常検出信号を出力する。
したがってこの実施例の装置によれば、ＮＣ情報によっ
て切削場所や使用する工具が変更された場合においても
、その旋削条件に対応した異常検出を的確に行なうこと
ができる。
て切削場所や使用する工具が変更された場合においても
、その旋削条件に対応した異常検出を的確に行なうこと
ができる。
第６図及び第７図は送りモータ４の電流検出器の一例を
示す図で、第６図はモータ駆動装置１００からケーブル
１１Ｌ１１２を通して界磁一定の送りモータ４に供給す
る電機子電流■により発生する磁界をホール素子１１５
で検出して対応する信号■Ｈを得、この信号ＶＨを差動
増幅器１１７で増幅してローパスフィルタ１１８を通し
た後絶対値回路１１９に加え、モータ４の正逆転に拘ら
ず電流値工に対応した電圧■を検出するようにしたもの
である。
示す図で、第６図はモータ駆動装置１００からケーブル
１１Ｌ１１２を通して界磁一定の送りモータ４に供給す
る電機子電流■により発生する磁界をホール素子１１５
で検出して対応する信号■Ｈを得、この信号ＶＨを差動
増幅器１１７で増幅してローパスフィルタ１１８を通し
た後絶対値回路１１９に加え、モータ４の正逆転に拘ら
ず電流値工に対応した電圧■を検出するようにしたもの
である。
また、第７図は、モータ駆動装置１００と送りモータ４
とを接続するケーブル１１２にシャント抵抗Ｒ８を挿入
し、モータ４の電機子電流■に応じた電圧信号Ｖｓを検
出し、この信号ｖｓを差動増幅器１２０、ローパスフィ
ルタ１２１を通した後絶対値回路１２２に加え、モータ
４の正逆転に拘らず電流値Ｉに対応した電圧■を検出す
るようにしたものである。
とを接続するケーブル１１２にシャント抵抗Ｒ８を挿入
し、モータ４の電機子電流■に応じた電圧信号Ｖｓを検
出し、この信号ｖｓを差動増幅器１２０、ローパスフィ
ルタ１２１を通した後絶対値回路１２２に加え、モータ
４の正逆転に拘らず電流値Ｉに対応した電圧■を検出す
るようにしたものである。
上記するように本発明によれば、切削場所や使用工具が
変更された場合においても、その旋削条件に対応した異
常検出を行なうことができるので、きわめて実用性が高
い。
変更された場合においても、その旋削条件に対応した異
常検出を行なうことができるので、きわめて実用性が高
い。
第１図ａ、ｂは夫々旋削機械の刃物台送り分力、主軸モ
ータの主分力を示す図、第２図は送りモータ電流値と送
り分力との関係を示す図、第３図は加工中の送りモータ
電流値の変化を示す図、第４図は本発明に係る装置の前
提となる装置の構成を示したブロック図、第５図は本発
明に係る装置の一実施例を示したブロック図、第６図お
よび第７図は各々電流検出器の構成例を示したブロック
図である。 １２１．・・・旋削機械、２・・・・・・主軸モータ、
３・・・・・・チャック、４・・・・・・送りモータ、
６・・・・・・刃物台、１０・・・・・・電流検出器、
１２，２１〜２４・・・・・・設定器、１３・・・・・
・比較器、２０・・・・・・ＮＣ装置、３０・・・・・
・閾値選択回路、１１０・・・・・・モータ駆動装置、
１１５・・・・・・ホール素子、１１７，１２０・・・
・・・差動増幅器、１１８．１２１・・・・・・ローパ
スフィルタ、１１９゜１２２・・・・・・絶対値回路、
Ｒ８・・・・・・シャント抵抗。
ータの主分力を示す図、第２図は送りモータ電流値と送
り分力との関係を示す図、第３図は加工中の送りモータ
電流値の変化を示す図、第４図は本発明に係る装置の前
提となる装置の構成を示したブロック図、第５図は本発
明に係る装置の一実施例を示したブロック図、第６図お
よび第７図は各々電流検出器の構成例を示したブロック
図である。 １２１．・・・旋削機械、２・・・・・・主軸モータ、
３・・・・・・チャック、４・・・・・・送りモータ、
６・・・・・・刃物台、１０・・・・・・電流検出器、
１２，２１〜２４・・・・・・設定器、１３・・・・・
・比較器、２０・・・・・・ＮＣ装置、３０・・・・・
・閾値選択回路、１１０・・・・・・モータ駆動装置、
１１５・・・・・・ホール素子、１１７，１２０・・・
・・・差動増幅器、１１８．１２１・・・・・・ローパ
スフィルタ、１１９゜１２２・・・・・・絶対値回路、
Ｒ８・・・・・・シャント抵抗。
Claims (1)
- １ 送りモータの電流値を検出し、その電流値と予設定
された閾値とを比較することにより旋削自動機械の工具
の異常を検出する装置において、個個の旋削条件に対応
した各別な閾値を予設定しておく手段と、上記旋削自動
機械の制御装置より出力される旋削条件指令信号を入力
して上記各閾値のうちの該指令信号に対応する閾値を選
択する手段とを設け、該選択手段で選択された閾値と上
記送りモータの電流値とを比較させるように構成したこ
とを特徴とする旋削加工用工具の異常検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55091368A JPS5830107B2 (ja) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | 旋削加工用工具の異常検出装置 |
| GB8120080A GB2082346B (en) | 1980-07-04 | 1981-06-30 | Method and device for automatically retreating and returning a tool in a machine tool |
| US06/279,033 US4442493A (en) | 1980-07-04 | 1981-06-30 | Cutting tool retreat and return for workpiece protection upon abnormality occurrence in a preprogrammed machine tool |
| DE3126276A DE3126276A1 (de) | 1980-07-04 | 1981-07-03 | Verfahren und vorrichtung zur automatischen freistellung und rueckfuehrung eines werkzeuges einer werkzeugmaschine in bezug auf ein zu bearbeitendes werkstueck |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55091368A JPS5830107B2 (ja) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | 旋削加工用工具の異常検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5721251A JPS5721251A (en) | 1982-02-03 |
| JPS5830107B2 true JPS5830107B2 (ja) | 1983-06-27 |
Family
ID=14024428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55091368A Expired JPS5830107B2 (ja) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | 旋削加工用工具の異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5830107B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6595416B2 (ja) * | 2016-08-09 | 2019-10-23 | ファナック株式会社 | サーボ制御装置、サーボ制御装置を用いた主軸故障検出方法及びコンピュータプログラム |
| JP7396848B2 (ja) * | 2019-10-11 | 2023-12-12 | ファナック株式会社 | 検出装置及びプログラム |
| WO2023167059A1 (ja) * | 2022-03-01 | 2023-09-07 | シチズン時計株式会社 | 工作機械 |
| CN114986254B (zh) * | 2022-06-28 | 2023-06-09 | 大众一汽发动机（大连）有限公司 | 一种数控机床电主轴垫屑检测方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51122881A (en) * | 1975-04-18 | 1976-10-27 | Shin Nippon Koki Kk | Feed speed control for machine tools |
| JPS5537104B2 (ja) * | 1975-11-18 | 1980-09-25 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50117481U (ja) * | 1974-03-08 | 1975-09-25 | ||
| JPS5537104U (ja) * | 1978-08-25 | 1980-03-10 |
-
1980
- 1980-07-04 JP JP55091368A patent/JPS5830107B2/ja not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51122881A (en) * | 1975-04-18 | 1976-10-27 | Shin Nippon Koki Kk | Feed speed control for machine tools |
| JPS5537104B2 (ja) * | 1975-11-18 | 1980-09-25 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5721251A (en) | 1982-02-03 |
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