JPS59205258A - 工具のモニタ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、作業工具の性能をモニタする方法、特に工具
に加わる力の作用を検知し、累積偏差率データ値を読み
とりこれを利用する、検知した箇々の力の累積偏差率の
ような数理的にならした力の作用を測定することにより
、工具が適切に機能しているかどうかを決定する、作業
工具の性能をモニタする方法に関する。

（従来技術） 工具の消耗をモニタする方法は従来から周知である。そ
うした周知の方法では、トルク、動力、電流、及び圧力
をモニタして、工具が適切に機能しているかどうかを決
定している。周知の工具モニタ方法には、産業界で必要
とされる信頼度に欠けている。本発明は、累積偏差率（
ＣＰＤ）データ値から見つけだした傾向を利用して、切
削工具の性能をモニタする新規で改良した方法を提供し
、従来技術の欠点を解決しようとするものである。フｉ
ンス氏の米国特許第４５４５．４５１０号のような従来
技術は、とりわけトルク勾配を利用して工具の消耗を測
定する、工具消耗センナを明らかにしている。ワタナベ
氏の米国特許第４８３４．６１５号も、種々の力を測定
し、トルク勾配を利用して工具の消耗を測定することを
明らかにしている。ツカバ氏の米国特許第４，０９０，
４０３号と、フレツカ氏の米国特許第４．２５７，４０
８号は、トルク及び／又は動力を検知する他の工具モニ
タシステムを明らかにしている。工具をモニタするその
他の周知の方法では、切削工具に関係のあるトルクの累
積偏差率をモニタする段階と、累積偏差率を比較する上
限を（発明の目的） 本発明の目的は、サイクルを通じ、加工品に対して移動
する、作業工具の性能をモニタする新規で改良された方
法を提供することにある。

本発明の他の目的は、後述する方法に於いて、力の作用
を数理的にならす段階が、サイクルの各検知増分中に力
の作用の累積偏差を測定する段階と、検知した箇々の増
分の累積偏差率データ値を測定する段階と、を備えてい
る。加工品に対して移動する作業工具の性能をモニタす
る、新規で改良された方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、後述する方法に於いて、検
知する力の作用がトルクである、加工品に対して移動す
る作業工具の性能をモニタする、新規で改良された方法
を提供することにある。

（発明の構成） 本方法は、サイクルを複数の増分に分割する段階と、増
分中に加わる力の作用を検知する段階と、増分中に検知
した力の作用を数理的にならす段階と、数理的にならし
た力の作用より傾向を見つけだす段階と、数理的になら
した力の作用が見つけだした傾向から実質的にそれてい
るかどうかを測定する段階と、数理的にならした力の作
用より見つけだした傾向に対する実質的な偏差に応答し
て第１の信号を発生する段階と、を備えている。

（実施例） 第１図について説明すると、切削工具１０のような作業
工具を概略的に表わしている。工具は加工品１４を切削
中である。切削工具１Ｃは、外周に複数の歯１６を備え
ている。歯は、工具１０が回転軸１８の廻りで駆動する
際、加工品１４に接触し生地を削り取る。本発明は、切
削工具１０の機能に関係した種々の力を検知し、切削工
具１０が適切に加工品１４を切削しているかどうかの判
断をしようとするものである。

切削工具１０には、工具１０の機能に関係のある、トル
ク、押圧力、送り込み力、切削力、及び／又は他の力を
表示するものを備え付けることができる。第１図の矢印
２０で概略的に示したトルクは、部品又は切削工具が軸
１８の周りで回転される際、その円形運動の回転力であ
る。第１図の矢印２２で概略的に示した切削力は、スラ
スト力、即ち、工具１０を切削する材料１４に押し込む
のに必要な力のことである。

第１図の矢印２４で概略的に表わした押圧力は、工具１
０を所定位置に保持し、工具１０を加工品１４に対して
適切な深さに維持するのに必要な力である。送υ込み力
は、図示してはいないが、ドリルのような切削工具に必
要な力である。

この力は、ドリルの回転軸と平行した方向に当該ドリル
を加工品の中に入れるのに必要とされる。旋盤のような
切削機械では、送り込み力は、加工品の回転軸に平行し
て、加工品を直線方向に切削工具へと送シ込むのに必要
とされる力である。平削り盤、形削り盤、ブローチ盤、
グラインダ、及び押し出し機では、工具を加工品上で操
作する際、工具と加工品との間で相対的な直線運動を行
なうために、押し込み力が必要とされる。本発明では、
作業工具１０のトルクを検知するものとして記載しであ
るが、押圧力、切削力、押シ込み力、圧力、スラスト力
のような他の力、或は機能に関係したその他の力を利用
し１本発明の中で、工具の摩損又は破損を指示すること
もできる。従って、トルク、切削力、押圧力、送り込み
力、スラスト力、及び力の用語は、本明細書と特許請求
の範囲を通じて他の用語に置き換えることが可能である
。又、トルク又は力の検知には、このような力の検知や
、機能に関係したその他の種々の力の検知が含まれてい
る。

第２図について説明する。加工品１４に対して切削工具
１０を駆動するシステムが図示されている。システムは
、スピンドル（軸）２８を回転させる駆動装置２６を備
えている。スピンドルは切削工具を支え、周知の状態で
切削工具を伴なって回転する。切削工具１０は回転する
ものとして記述したが、切削工具１０と加工品１４との
間で必要なのは単なる相対運動である。

従って、加工品１４を、切削工具に対して回転すること
もでき、或は、ブローチング、研削、押し出し、平削り
又は形削シのような直線運動では、加工品１４を切削工
具に対して動かすこともできる。

駆動装置２６に工って、切削工具１０と加工品１４に加
わる、力又はトルクを計測するための手段が設けられて
いる。好ましい実施例では、力の計測はトルク・トラン
スデユーサ３０が行なっている。このトランスデユーサ
は、スピンドル２８から工具１０にかかるトルクを検知
するのに使われている。しかしながら、押圧力、押し込
み力、スラスト力、或は他の力に関して、前述した計測
を行ない、本発明にトルク又は力の信号を提供すること
もできる。トルク・トランスデユーサは、論理回路５４
につながっている配線３２に信号を送シ、駆動装置２６
を制御している。

論理回路３４は、配線３２のトルク信号を処理する動作
をし、切削工具１０が適切に機能しているかどうかを判
断することができる。論理回路３４は、切削工具１０が
適正に機能していないかどうかの判断をし、切削工具の
切れ味が悪く寿命が尽きつつあシ、切削工具を交換しな
くてはならない時期を特別に指示することができる。論
理回路５４は、工具１０の破損或は不適切な動作を検知
した時には、いつでも出力配線Ｓ６に信号を送り、駆動
装置２６を止める動きができる。論理回路３４は、工具
に摩耗のきざしかあり、近い将来に工具を取り替える必
要のおる時には、配線３８に警告出力信号を送る働きが
できる。更に、論理回路３４は、駆動装置２６につなが
った配線４０に出力信号を送シ、工具１０が最適条件の
下で機能していないと判断した論理回路３４に応答して
、加工品１６と切削工具１０の間の送シ込みの割合を変
えたり、或は加工品１４と切削工具１０の相対的な回転
率を変えたりする動作ができる。

本発明は、数理的にならして検知し７た力の作用をトラ
ッキングして、工具の消耗をモニターしようとするもの
である。検知した力の作用を数理的にならすために、種
々の数理的なアルゴリズムが使用できる。１つの例とし
て、累積偏差率（ＣＰＤ）が明らかにされているが、デ
ータをならすためには他のアルゴリズムも使用できる。

累積偏差率の計算は、ノイズのあるデータ、及び／又は
検索の終っていないデータから、増加傾向を解析するの
に使われる、ならしの技術である。加工品１４と工具１
０の間のサイクル増分ごとに、力に関係したトラッキン
グ・パラメータの平均アナログ信号を演算して累積偏差
率データ値を算出する。各サイクルは、複数の増分に分
けられる。サイクル増分は、工具１０の一周期、又は工
具１０の数周期を表わすことができる。複数の周期をサ
イクル増分として特定するなら、この複数の周期が、機
械加工して部品を完成するのに必要な数の周期になり、
或は部品の機械加工サイクルのＨ又は％のような部品の
一部の機械加工サイクルであってもよい。

角度記号化器又は回転数計測器をトルク・トランスデユ
ーサ５０と連係させて、論理回路６４の配線３２にサイ
クル増分を表わす記号を発することができる。好ましい
実施例では、工具１０の１回転又は複数回転を１サイク
ル増分として使用したが、角度増分以外にも、サイクル
を時（２／／ 間増分又は距離増分に分解することもできる。

例えば、ブローチングでは％　ＬＶＤＴ（線型可変差動
トランス）を利用し、１サイクルを、ブローチ盤と加工
品との間の相対直線運動に基づいた複数の距離増分に分
割することができる。

累積偏差率データ値は、１増分中に検知した力の関連作
用の平均を表わし、サイクル増分ごとに測定される。例
えば％　１増分を部品の機械加工の１サイクルの％と決
めれば、トルクのような作用力は、％サイクルごとに複
数回にわたって検知される。そして、％サイクルごとに
検知したトルクの平均値を用いて、向々の％サイクルの
累積偏差率データ値を測定する。

累積偏差率をモニタするために、トラッキング・パラメ
ータＰを設定しなくてはならない。

好ましい実施例では、トラッキング・パラメータＰはト
ルクである。しかしながら、前にも指摘したように、押
圧力、送り込み力、切削力（スラスト）、圧力、或は作
用に関連のある他の力をトラッキング・パラメータＰと
して利用Ｃ２Ｚノ することもできる。

トランスデユーサ３０内蔵の回転数計測器で計測した各
増分から平均アナログ信号を演算し、しかも以下の計算
に於ける平均値を使用して、累積偏差率データ値を計算
する： ｉ、ｙ＊＝ｌΔ１ｌＸ１００＝Ｉ△ｉ（チ）まただし：
（ｉ）は、方程式の数列環を表わす。

（ｎ）は、データ群のパート番号又は数列番号を表わし
１部品を機械加工する際には、１つ以上のデータ群にす
べきである。

（Ｐ）は、好ましい実施例でのトルクである。

（ＯＡ）は、好ましい実施例での平均トルクである。

（１δ１１）は、好ましい実施例に於いて、算術平均か
ら得たトルク・ディファレンシャルである。

（１Δ１１）は、好ましい実施例に於いて、算術平均か
ら得たトルク偏差の偏差比である。

（１Δ＋優１）は、好ましい実施例に於ける△１のチで
ある。

（ＩＯＰＤＩ）は、好ましい実施例に於ける偏差率比率
の累積である。

ディファレンシャル／マグニチュードと、偏差／比率の
方程式は、最初のパートでは両方とも等しく零にならな
ければならないため不連続である。従って、これら両方
の方程式の項（ｎ−１）は、最終結果に特に影響を及ぼ
すことなく（ｎ）に変えることができる。従って、最初
のパートに不連続性は存在しない。

第６ａ図及び第６ｂ図は、複数の部分を機械加工してい
る間に検知した力及びトルクを表わしている。各部分の
機械加工に伴なう力とトルクが、４！Ｉでそれぞれ示さ
れでいる。第６ｂ図のトルク曲線から有用なデータを集
めるために、独立した部分で示す各曲線から、前と後の
立ち上がり４７が除去される。各曲線４９の中央の部分
を６つに分割し、各信号４５の中央部分４９の３分割部
分ごとに、累積偏差率のデータ値が決められる。累積偏
差率のデータ値は、第４図に示すようなＯＰＤ線をプロ
ットするのに使われ（２ｆ） る。

第３図は、１０の累積偏差率サイクル（ｏｐＤザイクル
）に於ける。累積偏差率のデータ値の結果を表わしてい
る。まず最初に、累積偏差率サイクルごとに、トルクの
サンプル又は他のトラッキング・パラメータＰを検知す
る。トルクのサンプルを使い、このトルクのサンプルを
既に得ているトルクのサンプルの合計に加え、そしてサ
ンプル数で割って、累積平均を求める。

累積平均から、トルクのサンプルと累積平均の差を計算
し、ディファレンシャルを求める。次に、このディファ
レンシャルは、累積平均の差が、収集して加える必要の
ある工具の消耗を表わしているため、給体値になおされ
る。そして。

平均値からトルク・サンプルの差の比率をとり、累積平
均で割って、偏差比率を決める。１００チを偏差比率に
掛けると、累積平均から、トルク・サンプルの偏差率に
なる。最後に、偏差率データ値をそれより前の累積偏差
率のデータ値に加えて、綿体累積偏差率が求められる。

各データ（２６） 値は、累積偏差率データ値の既平均値に対して、個々の
データ値の偏差率を表わしている。

累積偏差率データ値（又は他の数理的なならし公式）を
使い、＄積偏差率絶体値に対して累積偏差率サイクルを
第４図に図示したようにプロットすることで、工具１０
の標示線を形成できる。次に、標示線を使えば、工具が
異常に硬いか柔らかい部分に遭遇し、工具１０が破損又
は摩滅してしまう時のように、工具が適切に動作してい
ない場合を特定できる。第４図の４４で示した、実際の
累積偏差率の標示線は、第３図のデータから決定した累
積偏差率の絶体値をプロットしたものである。

累積偏差率の標示線は、論理回路３４が工具１０を交換
する必要があると判断した時まで、或は、操作者が累積
偏差率を見るまでもなく工具の交換が必要と判断するま
で、ある加工サイクルから次のサイクルまで連続してい
る。第４図の４６でサイクル限界として表示しているよ
うに、加工サイクルの上限が設定され、工具１０の過度
の摩滅或は破損が検出されないでおかれることを防ぐ、
組み込み安全装置となっている。

サイクル上限に到達すれば、すぐに、論理回路６４の出
力配＋１！６６に信号が現われ、駆動装置が停止される
。４８で示す非常事態限界が設けられ、非常事態限界を
累積偏差率絶体値が越えると、すぐに配線３６に出力信
号が現われ、駆動装置２６が停止される。非常事態限界
４８より小さい警告限界５０も設けてあり、累積偏差率
のデータ絶体値が非常事態限界４８に近づきつつあるこ
とを表示している。警告限界５０によって、非常事態限
界４８に到達してしまうまでに１機械の操作者には、工
具の交換の準備をしたり機械停止の準備をすることがで
きる。このため、工具交換中の休止時間を少なくできる
。

操作者が、停止前に準備をすることができるからである
。累積偏差率の警告限界５０の特定する位置は、工具の
消耗量が、近い将来工具の交換が必要になる充分な大き
さであると検知される位置にある。累積偏差率の非常事
態限界４８の特定する位置は、検知した工具の消耗量が
非常に大きく、すぐさま工具を交換して、工具又は工具
で切削する部品が破壊されるのを防がねばならない位置
にある。

累積偏差率は％複数の作条サイクルにわたって、工具の
消耗を検知するのに利用できることが解かつている。論
理回路３４は、累積偏差率のデータ値４４の傾きを検知
する拗きをすることができる。好ましい実施例では、累
積偏差率の標示線の傾きはほぼ直線であり、論理回路３
４が、累積偏差率の標示線の勾配を検知している。

しかしながら、直線以外の傾きも実験によって測定され
ている。論理回路は、累積偏差率の標示線４４の勾配変
化を検知する、働きをすることができる。好ましい直線
作用から外れた実際の偏差である、勾配の変化は、不適
当な作用をしている工具１０を表示しているものと考え
られる。゛°実際″の偏差は、実験により測定すること
ができる。

好ましい実施例では、累積偏差率データ値の（２’ｌ） 変化率が、以前に観察した最小勾配を数倍したものを越
えた場合に、他の公式も利用できるが、勾配計算式を使
って測定が行なわれる。勾配計算は、最新のデータ・サ
ンプルのグループの所定のグループ内容数の体系を維持
して行なわれる。このグループは、検知した最新の累積
偏差率データ値をグループに加え、検知した累積偏差率
データ値の一番古いものをグループから消去することで
、規則的に新しくされている。累積偏差率の標示線の勾
配は、各グループごとに計算される。検知区間で計算し
た勾配が、第４図の５１のような予め検知しである最小
勾配と照査される。そして、計算した勾配が、第４図の
５６のような、予め検知しである最小勾配を数倍したも
のを越える場合（検知された最小勾配の４倍程度が適当
である）、工具が取り換えの必要な位置まで消耗したも
のと判断される。

特定の検知区間の勾配が、検知しである最小勾配の数倍
したものを越えなくなった場合、この特定の検知区間の
勾配を予め検知しである最小ｆフハ１ 勾配と比べる。そして、特定の検査区間の勾配の方が小
さければ、将来の計算のために、検知済みの最小勾配と
される１、 他の実施例では、累積偏差率値の変化率が予め検知しで
ある最大勾配の数分の１を越えない場合に、勾配計算式
を使って測定が行なわれる。

勾配計）ｆは、最新のデータ・サンプルの所定のグルー
プ内容数の体系を維持してイｊなわれる。

累積偏差率の標示線の勾配は、グループ内で最新のデー
タ値と一番古いデータ値との差を測定し、グループ内容
数で割って、各区間ごとに計算される。検知区間の計算
勾配は、予め検知しである最大勾配に照食される。もし
、計算勾配が、予め検知しである最大勾配の数倍、好ま
しくは分数、を越えなければ、工具が取り換えの必要な
位［ｄまで消耗したものと判断される。特定の検知区間
の勾配が、検知しである最大勾配の前記分数を越えてし
まった場膏、この特定の検知区間の勾配を予め検知しで
ある最大勾配と比べる。そして、特定の検知区間の勾配
の方が大きければ、将来の計算のために、検知済みの最
大勾配とされる。グループのデータ・サンプルは、デー
タ・サンプル体系から一番古いデータ値を消去し、論理
回路６４に最新のデータ値を加えて、規則的に新しくさ
れている。

又、論理回路３４は累積偏差率のデータ値をモニタし、
検知した各増分の間に、予めセットしである累積偏差率
データの最高値を越えてしまうかどうか、或は予めセッ
トしである累積偏差率データの最低値を越えていないか
どうかの測定を行なう。上限を第４図の５２で概略的に
示し、下限は５４で概略的に表わされている。

任意の累積偏差率サイクル中に、累積偏差率の標示線４
４が、上限５２　（ＨＩ）に交差するか又は下限５４　
（ＬＯ）に交差すると、上限５２を越えてしまった事実
、或は、下限５２が工具の不適切な作業の表示となる実
際の累積偏差率の検知データ値を越えている事実、を表
わす信号が論理回路６４の出力となって現われる。上限
と下限５２．５４は％機械によって異なり、実験によっ
て設定されることになる。図示した限界５２．５４は直
線であるが、正確な加工サイクルに準じて、直線以外の
標示線を使用することもできる。

上限５２と下限５４とを利用して１機械にかけている間
に％加工品に適切な仕上げを施すことができる。累積偏
差率の標示線が上限５２と下限５４の範囲内にあれば、
適切な加工品１４の仕上げを続けられることが明らかで
ある。論理回路６４は適応性のある制御装置として動作
し、工具１０と加工品１４との間の送り込み率の修正、
即ち、累積偏差率データ１直と累積偏差率データの勾配
を修正することができる。上限５２を越えた場合には、
工具１０と加工品１４の間の送り込み率を減じ、下限を
越えなければ、工具１０と加工品１４との間の送り込み
率を大きくできる。このことが、累積偏差率データ値を
調節し、当該データ値を上限５２と下限５４（３３７ 至る配線４０の信号出力を％累積偏差率標示線が上限５
２より下に下がるまで、谷サイクル中に所定量だけ下げ
、累積偏差率標示線が下限５４の上方にくるまで、各サ
イクル中に所定量だけ上げる。ように論理Ｕ路３４は動
作可能である。

この１ざ号を使用して、工作機械の“送り込み率”制御
装置を調節することができる。舖埋回路３４は、送り込
み率の調節回数を所定の回数に制限することができる。

従って、下限を未だに越え号を操作者に送ることができ
る。更に、エラー限界を設定して、実際の累積偏差率デ
ータが。

ことができる。一方で、上限を越えると送り込み率が減
少し、他方、下限より下がると送り込み率は増加する。

これは、一定の材料条件の下でほとんどの材料に共通し
ており、この送り込み変化は、適切な機能を適切に行な
うために逆（３９ にすることもできる。工具と加工品との間の送り込み率
を調節することが、工具とカロエ品との間の振動をなく
するかできるだけ小さくすることになって、仕上がりが
管理され、力ｌ上品によい仕上げ結果を生む。

史に、送り込み率を変更するように指示された場合には
、加工品１４に対する作業工具の直線的又は回転的な相
対運動の速度を変えれば、はぼ同じ結果が得られること
になる。又、工具１０と加工品１４との間の切削深さを
変えることもできる。これは、歯１６ごとに、或は回転
又は直線運動ごとに、加工品１４から取り去る材料の体
積を変更することになる。本発明においては、送り込み
率の変更の中には、工具１０と加工品１４との間の相対
速度の変更、又は工具１０と加工品１４との間の切削深
さの変更が含まれていることが意図されている。

第５図は、特定の機械送りザイクル用に予めセットした
最適累積偏差率絶体値勾配を表わしている。第５図の６
０で示す勾配は、実際の累積偏差率標示線６２と重ねら
れている。最適累積偏差率絶体値勾配６０は、′良好＃
な機械送りサイクルの最適累積偏差率勾配を特定してお
り、この勾配は実験によって設定される５、実際の累積
偏差率標示線６２の勾配は、論理回路３４によって調整
し、工具１ｏに対する加工品１４の送り込み率（切削深
さ、或は直線又は回転相対運動）を変更することができ
る。実際の累積偏差率データ値６２の勾配は、第５図の
最適勾配６０には一致せずこれと平行にもならない状態
で増減するため、論理回路′５４は、加工品１４と工具
１０との間の送り込み率を増やしたり減したりして、工
具の摩耗、或は機械送りの際にあり得る部品の柔硬を補
償している。送り込み率を所定量だけ上下させ、所定数
の時間で補正して、実際の累積偏差率標示線６２の勾配
を最適累積偏差率絶体値勾配６０に一致させようとする
試みがなされる。所定数の補正が行なわれ、最適累積偏
差率勾配６０が実際の累積偏差率標示線６２の勾配に等
しくならなかった場合には、不良工具又は機械の停止を
指示する信号を配線３６に発することができる。最大送
り込み率と最小送り込み率は特定の機械ごとに新たに設
定できるため、製造速度を維持できなくなることはない
。最大送り込み率を越えて実際の標示線６２の調節が必
要な場合、又は最小送り込み率を越えないで調節が必要
な場合には、論理回路３４は配線！＋６に信号を発して
駆動装置２６を停止させることができる。更に、実際の
累積偏差率標示線の分配が最適勾配から所定量変化する
際、エラー限界を設けて機械を停止させることができる
。

第７図は、特定の機械送りサイクルのために予め設定し
た最適累積偏差率絶体値標示線を表わしている。最適累
積偏差率絶体値標示線は７０で示され、実際の累積偏差
率標示線は７２で示されている。最適累積偏差率標示線
示線７０は。

各累積偏差率サイクルでの最適累積偏差率データ値を決
定しており、又この最適累積偏差率粘体表示線は、モニ
タする必要のある正確な機械（３７） 送りサイクルに準じて、実験的に求められる。

実際の標示線７２は、論理回路５４を駆動装置２６に接
続して制御し、工具１ｏに対する加工品の送り込み率を
調節することができる。実際の累積偏差率データ値が７
ｏの最適累積偏差率データ値から増減するため、論理回
路６４は、加工品１４と工Ａ１０との間の送り込み率（
切削深さ、或は直線又は回転相対運動）を増やしたり減
したりして、工具の摩耗、或は機械送りの際にあり得る
部品の柔硬を補償している。送り込み率を所定量だけ上
下させ、所定数の時間で補正して、実際の累積偏差率標
示線７２を最適累積偏差率標示線７ｏに一致させようと
する試みが成される。所定数の補正が行なわれ、最適累
積偏差率勾配輸７０を実際の累積偏差率標示線７２が追
随しなかった場合には、不良工具又は機械の停止を指示
する信号を配線３６に発することができる。又、最大送
り込み率と最小送り込み率は特定の機械サイクルごとに
新たに設定できる。エラー限界を設け、実際の累積偏差
率データ値が最適累積偏差率データ値から所定量線れた
場合には、機械を停止即ち配線３６に信号が発せられる
。

第８図は、特定の俄（栽送りサイクルのために予め設定
した最大と最小の累積偏差率勾配を表わしている。これ
ら勾配は実験的に求めることができる。高い勾配即ち最
大勾配は８０　（ＨＩ）で示され、低い勾配即ち最小勾
配は８２　（ＬＯ）で示されている。実際の累積偏差率
標示線は８４で示されている。最大と最小の勾配８０．
８２は、“良好”な機械送りサイクルに必要な累積偏差
率標示線の許容勾配の範囲を定めている。勾配は、前述
したように、論理回路３４を駆動装置２６に接続して、
工具１０に対する加工品１４の送り込み率（或は相対運
動又は切削深さ）を調節することができる。実際の累積
偏差率データ値８４の勾配が増減して、最大勾配８０を
越えたり最小勾配８２より下がったりするため、論理回
路３４は加工品１４と工具１０との間の送り込み率を増
やしたり減したりする。加工品１４と工具１０との間の
送り込み率を所定数の時間で補正し、実際の累積偏差率
標示線８４の勾配を最大と最小の勾配８０．８２の範囲
に納める試みが成される。所定回数の補正が行なわれて
も、実際の累積偏差率標示線が未だに最大限界と最小限
界の範囲内になければ、或は、実際の累積偏差率標示線
が最大限界又は最小限界から所定量線れている場合には
、工具の不良を表わすか又は機械を停止する信号が配線
５６に配せられる。

累積偏差率標示線の勾配を制御する前述した方法と、累
積偏差率データ値を制御する前前述した方法とは、個別
に記載したが、これらの方法を組み合わせて利用し、適
切に作用していない工具を効果的に検知できる。

（発明の効果） 前述したことから、サイクルを通して加工品番こ対し移
動する切削工具の管理をモニタする、新規で改良された
方法を提供できることが明らかである。この方法には、
サイクルを複数の増分に分割し、増分中のトルク又は工
具に加わる力の作用を検知し、サイクルの検知した各増
分ごとに力の作用を累積偏差率のように数理的にならし
て測定し、そして、検知した個々の増分ごとに累積偏差
率データ値を測定する１段階が含まれている。累積偏差
率データ値の勾配が決定される。測定した各累積偏差率
データ値は。

設定しである勾配から実際にどれほどそれているかを見
るために比較され、そして、累積偏差率データ値の決定
勾配の中で実際に検知した偏差に応答して第１の信号が
発せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、加工品に働きをしている作業工具の概略図で
ある。 第２図は１作業工具が加工品に対して移動する際、この
作業工具を駆動し、そしてモニタする装置の概略図であ
る。 第３図は、検知したトルク・データ及びその他のデータ
と、測定した累積偏差率データ値の絶体値とを表わして
いる表である。 （（／−υ 第４図は、第３図のデータ値のグラフ説明図にして、累
積偏差率サイクルごとにプロットした累積偏差率給体値
を表わし、累積偏差率データ値のための上限と下限とを
図示している。 第５図は、最適条件に設定した累積偏差率デー値勾配と
、実際の累積偏差率標示線のグラフ説明図である。そし
て、本図では、加工品と工具との間の送り込み率を変え
て、実際に検知した累積偏差率データ値の勾配を調節し
ていることが示されている。 第６図は、複数の別箇の部分を機械加工している間に読
み取り検知したトルクと力のグラフ説明図である。 第７図は、累積偏差率給体値に対する累積偏差率サイク
ルのグラフ説明図であり、最適累積偏差率参考値を示し
ている。本図では、加工品と工具との間の込り込み率を
変えて、実際の累積偏差率給体データ値を調節している
ことが示されている。 第８図は、累積偏差率給体値に対する累積篩（ｑり 差率サイクルのグラフ説明図であり、最高と最低の勾配
を示し、加工品と工具との間の送り込み率を変えて実際
の累積偏差率絶佳データ値を調節していることが示され
ている。 図中符号 １０・・・工具、１４・・・加工品、２０・・・トルク
、２２・・・切削力％　２４・−・押圧力、２６・・・
駆動装置、２８・・・スピンドル、　　５２，５６．５
８．４０・・・配線、５０・・・トルク・トランスデユ
ーサ％　３４・・・論理回路、４３・・・信号、４４・
・・実際の累積偏差率標示線（データ値）、４６・・・
サイクル限界、４７・・・立ち上がり、４８・・・非常
事態限界、４９・・・中央部分％　５０・・・警告限界
、５１・・・最小の勾配、５２・・・上限、５３・・・
最大の勾配、５４・・・下限、６０・・・最適累積偏差
率絶体値勾配、６２・・・実際の累積偏差率標示線（デ
ータ値）、７０・・・最適累積偏差率絶体値勾配、７２
・・・実際の累積偏差率絶体値勾配、８０・・・最大勾
配、８２・・・最小勾配、８４・・・実際の累積偏差率
標示線（データ値）、。 （’ｔ−ｖ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　あるサイクルを通じ、加工品に対して移動す
   る工具の性能をモニタする方法であって、前記サイクル
   を複数の増分に分割する段階と； 前記増分中に前記工具に加わる力の作用を検知する段階
   と； 前記増分中に検知した前記力の作用を数理的にならす段
   階と； 増分中に数理的にならした複数の力の作用より傾向を見
   つけ出す段階と； 数理的にならした力の作用が、数理的にならした力の作
   用より見つけだした傾向から実質的にそれているかどう
   かを測定する段階と；数理的にならした力の作用より見
   つけだした傾向から、実質的な偏差を検知することに応
   答して、第１の信号を発生する段階と；を有することを
   特徴とする工具のモニタ方法。 （２）力の作用を数理的にならす前記段階が：前記サイ
   クルの検知した各々の増分中に、力の作用の累積偏差率
   を測定する段階と；検知した箇々の増分中に累積偏差率
   データ値を測定する段階と：を備えていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の工具のモニタ方法。 （３）検知した箇々の増分中に累積偏差率を測定する前
   記段階が、箇々の増分の偏差率給体値を、予め検知しで
   ある増分の偏差率給体値に加えることにより、特定の箇
   々の増分の累積偏差率データ値を測定する段階を備えて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の工
   具のモニタ方法。 （４）数理的にならした力の作用より、傾向を見つけだ
   す前記段階が、複数の増分中に数理的にならした力の作
   用からほぼ直線的な傾向を見つけだす段階を有している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の工具の
   モ二タ方法。 （５）数理的にならした力の作用より傾向を見つけだす
   前記段階が、複数の増分中に数理的にならした力の作用
   から勾配を検知する段階を備えていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の工具のモニタ方法。 （６）数理的にならした力の作用より傾向を見つけだす
   前記段階が、複数の増分の累積偏差率データ値から勾配
   を検知する段階を備えていることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項に記載の工具のモニタ方法。 （７）　　累積偏差率データ値から勾配を検知する前記
   段階が； 特定の増分の累積偏差率データ値の勾配が、予め検知し
   た増分の累積偏差率データ値勾配より見つけだした傾向
   から実質的にそれているかどうかを測定する段階を備え
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の
   工具のモニタ方法。 （８）検知し丸部々の増分中に数理的にならした力の作
   用の最大値を設定する段階と； 検知し丸部々の増分中に、実際に検知して数理的になら
   した力の作用を、その特定の増分中に数理的にならして
   設定した力の作用の最大値と比較する段階と； 特定の箇々の増分中に、実際に測定して数理的にならし
   た力の作用が、その特定の増分中に数理的にならして設
   定した力の作用の最大値より大きければ、第２の信号を
   発生する段階と；を備えていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の工具のモニタ方法。 （９）検知しだ箇々の増分の累積偏差率データ値に最大
   値を設定する段階と； 検知した箇々の増分中に、実際に測定した累積偏差率デ
   ータ値を、その特定の増分中に設定した累積偏差率デー
   タ値の最大値と比較する段階と； その特定の増分中に実際に測定し九累積偏差率データ値
   が、その特定の増分中に設定した累積偏差率データ値よ
   り大きければ第２の信号を発生する段階と；を備えてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の工具
   のモニタ方法。 （Ｉｏ　　累積偏差率データ値の勾配が、累積偏差率デ
   ータ値の勾配より見つけだした傾向から実質的にそれて
   いるかどうかを測定する段階が：予め検知しである増分
   中に、予め検知しである累積偏差率データ値の最大勾配
   を検知する段階と； 特定の増分中に実際に測定した累積偏差率データ値の勾
   配を、予め検知しである累積偏差率データ値の予め検知
   しである最小勾配と比較する段階と： 特定の増分中に実際に測定した累積偏差率データ値の勾
   配が、累積偏差率データ値の予め検知しである最小勾配
   の設定倍数より大きければ、第３の信号を発生する段階
   と；を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第７
   項に記載の工具のモニタ方法。 Ｕ　　数理的にならした力の作用の勾配を検知する段階
   が、 予め検知しである増分中に、予め検知して数理的になら
   した力の作用の最小勾配を検知する段階と； 特定の増分中に、実際に測定して数理的にならしである
   力の作用を、数理的にならして検知した力の作用の最小
   勾配と比較する段階と； その特定の増分中に、数理的にならした力の作用の実際
   の勾配が、数理的にならしである力の作用の、予め検知
   しである最小勾配の設定倍数よシ大きければ、第３の信
   号を発生する段階と；を備えていることを特徴とする特
   許請求の範囲第５項に記載の工具のモニタ方法。 αり　累積偏差率データ値の勾配が、累積偏差率データ
   値の勾配より見つけだした傾向から実質的にそれている
   かどうかを測定する段階が：予め検知しである増分中に
   、予め検知してある累積偏差率データ値の最大勾配を検
   知する段階と： 特定の増分中に、実際に測定した累積偏差率データ値の
   勾配を、累積偏差率データ値の予め検知しである最大勾
   配と比較する段階と：その特定の増分中に、実際に測定
   した累積偏差率データ値の勾配が、累積偏差率データ値
   の予め検知しである最大勾配の設定倍数より小さければ
   、第３の信号を発生する段階と；を備えていることを特
   徴とする特許請求の範囲第７項に記載の工具のモニタ方
   法。 α■　累積偏差率データ値よシ見つけだした傾向からの
   偏差が正の方向にあれば、第１の信号は第１の特性を持
   ち、累積偏差率データ値よシ見つけだした傾向からの偏
   差が負の方向にあれば、第２の信号は第２の特性を持っ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の
   工具のモニタ方法。 ａ４　　数理的にならした力の作用より見つけだした傾
   向からの偏差が正の方向にあれば、第１の信号は第１の
   特性を持ち、数理的にｋらした力の作用より見つけだし
   た傾向が負の方向にあれば、第２の信号は第２の特性を
   持っていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の工具のモニタ方法。 α最　前記第２の信号が、不適切な性能の工具を表わし
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の
   工具のモニタ方法。 （Ｌｌ１９　　前記第２の信号が、不適切な性能の工具
   を表わしていることを特徴とする特許請求の範囲第９項
   に記載の工具のモニタ方法。 ａ′７）前記第５の信号が、不適切な性能の工具を表わ
   していることを特徴とする％％Ｆｌ−請求の範囲第１０
   項に記載の工具のモニタ方法。 αＢ　　前記第３の信号が、不適切な性能の工具を表わ
   していることを特徴とする特許請求の範囲第１１項に記
   載の工具のモニタ方法。 α鐘　検知した各増分中の累積偏差率データ値の上限警
   告値を、その特定の増分中に設定した累積偏差率データ
   値の最大値よシ小さく設定する段階と； 特定の増分中に設定した累積偏差率データ値の上限警告
   値を、その特定の増分中に実際に測定した累積偏差率デ
   ータ値と比較する段階と； 特定の増分中に設定した累積偏差率データ値の上限警告
   値を、その特定の増分中に実際に測定した累積偏差率デ
   ータ値が越えた場合には、第４の信号を発生する段階と
   ：を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第９項
   に記載の工具のモニタ方法。 翰　検知した各増分中に数理的にならした力の作用の上
   限警告値を、その特定の増分中に数理的にならして設定
   した力の作用の最大値より小さく設定する段階と； 特定の増分中に数理的にならして設定した力の作用の上
   限警告値を、その特定の増分中に実際に測定して数理的
   にならした力の作用と比較する段階と； 特定の増分中に数理的にならして設定した力の作用の上
   限警告値を、その特定の増分中に実際に測定して数理的
   にならした力の作用が越えた場合には、第４の信号を発
   生する段階と；を備えていることを特徴とする特許請求
   の範囲第８項に記載の工具のモニタ方法。 ０１）数理的にならした力の作用の勾配を検知する段階
   が： 予め検知しである増分中に、予め検知して数理的になら
   した力の作用の最大勾配を検知する段階と； 特定の増分中に数理的にならした力の作用の勾配を、数
   理的にならして予め検知しである力の作用の最大勾配と
   比較する段階と；特定の増分中に、実際に数理的になら
   しである力の作用の勾配が、数理的にならした力の作用
   の予め検知しである最大勾配の設定倍数を下回れば、第
   ５の信号を発生する段階と；を備えていることを特徴と
   する特許請求の範囲第５項に記載の工具のモニタ方法。 （至）予め検知しである増分中に、予め検知してある累
   積偏差率データ値の最大勾配を検知する段階と； 特定の増分中の累積偏差率データ値の勾配を、累積偏差
   率データ値の予め検知しである最小勾配と比較する段階
   と； 特定の増分中に実際に測定した累積偏差率データ値の勾
   配が、その特定の増分中の累積偏差率データ値の設定倍
   数を下回れば、第４の信号を発生する段階と；を備えて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載の
   工具のモニタ方法。 （財）前記工具に加わる力の作用を検知する前記段階が
   、当該工具に加わるトルクを検知する段階を有している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の工具の
   モニタ方法。 （２）　前記工具に加わる力の作用を検知する前記段階
   が、当該工具に加わるスラストを検知する段階を有して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の工
   具のモニタ方法。 （ハ）　前記工具に加わる力の作用を検知する前記段階
   が、当該工具に加わるせん断力を検知する段階を有して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の工
   具のモニタｎ方法。 （イ）　前記工具が前記加工品に対して回転することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の工具のモニタ
   方法。 （ハ）　前記工具が前記加工品に対して直線的に移動す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の工具
   のモニタ方法。