JPS60177845A

JPS60177845A - 数値制御装置

Info

Publication number: JPS60177845A
Application number: JP3261584A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Saijo; 西條　芳明
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-02-24
Filing date: 1984-02-24
Publication date: 1985-09-11

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】〔発明の技術分野〕本発明は、加工異常を自動的に検出する機能を有する数
値制御装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時、加工異常検出器を用いて１例えば機械的振動、負
荷電流の異常を検出し、工具破損、切屑のからみ等の加
工異常を自動的に検出することが行われている。この場
合、加工態様に応じた設定値をあらかじめ手動で設定し
、この設定値により加工が正常状態か、異常状態かを峻
別している。

ところで、いわゆる数値制御（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｃ
ｏｎｔｒｏｌ　；ＮＣ）工作機械は、大きさ、形状が異
なる複数種の工具を備えていて、指令テープからの指令
に基づいて適時に所望の工具が用いられるようになって
いる。つまシ、ＮＣ工作機械においては、加工異常の検
出に利用される振動モードが、工具の種類。

被加工物の材質等によシ頻繁に変化する特色をもってい
る。したがって、上記加工異常検出器をＮＣ工作機械に
取付けた場合、設定値を加工態様が変化するたびに、手
動で逐次、設定し直さねばならない不具合が生じる。し
かも、この場合の設定値の決定はすこぶる困難である。

このことが、ＮＣ工作機械への加工異常検出器の適用を
はばむ一因となっていた。したがって、従来のＮＣ工作
機械のＩｔとんどが、加工異常を自動的に検出する機能
をもたず、加工異常の検出は主として作業者の五感に依
存している。このことは、ＮＣ工作機械の完全自動化の
大きな障害になっていた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情を参酌してなされたもので。

加工異常検出のだめの設定値の設定を加工態様に応じて
自動的に行い加工異常を迅速かつ確実に行うことのでき
る数値制御装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

検出器から出力された加工状態を示す検出信号を周波数
帯域の異なる複数の電気信号に分解し。

これら分解された電気信号を平滑化して、比較回路にて
各周波数帯域ごとにあらかじめ設定されている設定値と
比較して加工異常検出を行うものであって、上記設定値
の変更を数値制御回路からの指令によシ加工態様に応じ
て変更するとともに。

設定値をピーク値ホールド回路を利用して自動的に設定
するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図は、本実施例の数値制御装置の電気回路系統図を
示している。検出器（ｉ）は、例えば加速度ピックアッ
プであってＮＣ工作機械本体に直接取付けられている。

この検出器（１）は、増幅器（２）に直列接続されてい
る。この増幅器（２）は、各別に１通過させる振動の周
波数帯域の異なる複数のフィルタ（３ａ）、　（３ｂ）
・・・の入力側に並列接続されている。これらフィルタ
（３ａ）、　（３ｂ）・・・の通過周波数帯域は。

例えばフィルタ（３ａ）は０．２ＫＨｚ〜ｌ　ＫＨｚの
バンドパス、フィルタ（３ｂ　）　ハＩ　ＫＨｚ　〜２
　）Ｇ（ｚのバンドパス。

フィルタ（３Ｃ）は２ＫＨｚ　〜３ＫＨｚ　、　（３ｄ
）は３　ＫＨｚ　〜４　ＫＨｚ　。

（３ｅ）は４　ＫＨｚ〜５ＫＨｚのバンドパスとする。

これらフィルタ（３ａ）、　（３ｂ）・・・の出力側は
１例えば実効値（ＲＭＳ）回路などの平滑回路（４ａ）
、　（４ｂ）・・・の入力側に接続されている。これら
平滑回路（４ａ）、　（４ｂ）・・・の出力側は、マル
チプレクサ桧能を有するアナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ
　）変換器（５）の入力側に接続されている。このＡ／
Ｄ変換器（５）の出力側は、ディジタル形の比較回路（
６）の入力側に接続されている。

この比較回路（６）の出力側は１例えばマイクロコンピ
ュータなどからなる数値制御回路（７）に接続されてい
る。この数値制御回路（７）は、記憶機能及び演算機能
を有していて、ＮＣ工作機械本体を駆動するサーボ機構
、ワーク及び工具の位置検出のだめの検出装置及びＮＣ
指令情報を数値制御回路（７）に入力させるための外部
入力装置に電気的に接続されている。しかして、この数
値制御回路（７）は、チャンネル切換のだめの同期信号
発生回路（８）の入力側に接続されている。また、数値
制御回路（７）は、記憶・演算機能を有する例えばマイ
クロコンピータなどからなる設定値記憶回路（９）の入
力側に接続されている。しかして、同期信号発光回路（
８）の出力側は、設定値記憶回路（９）及びＡ／Ｄ変換
器（５）に接続されている。さらに、設定値記憶回路（
９）の出力側は。

比較回路（６）に接続され、所要の設定値が適時にこの
比較回路（６）に設定されるようになっている。この設
定値記憶回路（９）の入力側とＡ／Ｄ変換器（５）の出
力側との間にはピーク値ホールド回路（１句が設けられ
ている。このピーク値ホールド回路０θ）は、所定期間
において各平滑回路（４ａ）、　（４ｂ）・・・ごとに
出力値のピーク値をいったん保持した後、設定値記憶回
路（９）に出力するものである。そうして、設定値記憶
回路（９）にては、ピーク値ホールド回路ＱＯ）からの
出力値に一定の値を加算することにより適正な設定値を
め記憶するようになっている。さらに。

数値制御回路（７）、設定値記憶回路（９）及びピーク
値ホールド回路００）は、演算制御回路αυを構成して
いる。

つぎに、上記構成の数値制御装置の作動について述べる
。まず、加工の種類、工具の種類、被加工物の材質等の
異なる組合せからなる各加工パルスごとに、例えば３分
間正常な状態で試験的に実際の加工を行なう。このとき
Ａ／Ｄ変換器（５）を介して各平滑回路（４ａ）、　（
４ｂ）・・・よ多出力された出力値をいったんピーク値
ホールド回路００）にて保持した後、ホールドしたピー
ク値を設定値記憶回路（９）に出力する。この設定値記
憶回路（９）にては、あらかじめ加算値Ａが設定されて
いて、上記ピーク値に対してこの加算値Ａが加算され下
表に示すような設定値が得られる。

表この表が示すように、設定値は、各フィルタ（３ａ）。

（３ｂ）・・・を通過した電気信号ごとに個別的に設定
されている。これらの設定値は、工具破損、切屑のから
み等の加工異常を検出するものである。しかして、実際
に加工を開始すると、加工にともなって発生した機械的
振動が検出器（１）にて電気信号ＳＡに変換され、この
電気信号ＳＡは、増幅器（２）にて増幅された後、フィ
ルタ（３ａ）、　（３ｂ）・・・に同時に出力される。

こ九らフィルタ（３ａ）、　（３ｂ）・・・からは、異
なる周波数帯域の信号ＳＢ、　、　ＳＢ２・・・が各別
に出力される。これら信号ＳＢ、　、　８Ｂ２・・・は
、各別に対応する平滑回路（４ａ）、　（４ｂ）・・・
に出力される。これら平滑回路（４ａ）、　（４ｂ）・
・・からは、第２図に示すようなノイズが除去された信
号ｓｃ、　、　ＳＣ２・・・がＡ／Ｄ変換器（５）に出
力される。一方、数値制御回路（７）からは、加　□工
開始と同時に、信号ＳＤが同期信号発生回路（８）に出
力される。すると、この信号ＳＤを入力した同期信号発
生回路（８）からは、パルス状の同期信号ＳＥが。

〜Φ変換器（５）及び設定値記憶回路（９）に出力され
る。

この設定値記憶回路（９）には、第１回の加工バス直前
に、数値制御回路（７）から出力された信号ＳＦによシ
前表の加工バス（Ｉ）列の設定値ＴＩＩ　＋　Ｔ１２　
＋　Ｔ１４　＋　Ｔ１４’＋Ｔ１．が選択されている。

しかして、同期信号ＳＥを入力したＡ／Ｄ変換器（５）
にては、との同期信号ＳＢの１パルスごとにチャンネル
が切換えられ、各信号ＳＣいＳＣ２・・・は、順次時分
割されてＡ／Ｄ変換された信号ＳＧが比較回路（６）に
出力される。一方、この比較回路（６）Ｋでは、同期信
号ＳＥを入力すると、この同期信号の１パルスごとに、
順次、設定値Ｔ、１．　Ｔ、２．　Ｔ、Ｑ　。

Ｔ、、　、　Ｔ、、を比較回路（６）に設定させるだめ
の信号５Ｉ−Ｉが。

比較回路（６）に出力される。しかして、この比較回路
（６）にては、前表及び第２図に示すように、フィルタ
（３ａ）を通過した信号ＳＣ１のディジタル値は設定値
ＴＩＩと、フィルタ（３ｂ）を通過した信号ＳＣ２のデ
ィジタル値は設定値Ｔ１２と、フィルり（３Ｃ）を通過
した信号ＳＣ８のディジクル値は設定値ＴＩ３と、フィ
ルタ（３ｄ）を通過した信号ＳＣ４のディジクル値は設
定値Ｔ＋ａと、フィルタ（３ｅ）を通過した信号ＳＣ３
のディジクル値は設定値Ｔ１．と各順に比較演算される
。そして、例えば工具破損、切屑のからみなどに基因し
て各設定値ＴＩｆ　＋　Ｔｌｆｆ１・・・を信号ＳＧが
越えた場合は。

比較回路（６）から論理値「１」の異常検出信号ＳＩが
数値制御回路（力に出力される。この異常検出信号ＳＩ
を入力して数値制御回路（７）にては１警報を発すると
同時に、前記サーボ機構に制御信号を出力して、加工を
一時停止させ、加工異常の原因を排除し、再び加工を開
始する。かくて、第１回目の加工終了後、第２回目以降
の加工パスについても。

前表に示す設定値が各加工パスごとに、数値制御回路（
７）により設定値記憶回路（９）に選択され、上述した
ようにして加工異常検出が行われる（第２図参照）。

このように、本来施例の数値制御装置は、加工態様及び
検出信号の周波数帯域に応じて、加工異常検出のだめの
設定値を自動的に設定かつ変更できるので、異常検出対
象が拡大し、通常のＮＣ工作機械へ容易に組み込むこと
ができる。その結果、加工の信頼性が向上するとともに
、作業員の負担が軽減し、加工自動化を一層完壁なもの
とすることができる。

なお、検出器（１）として、超音波センサ、音波センサ
、負荷電流検出器、負荷電力検出器、加工温度検出器等
を用いてもよい。あるいは、これらの各種センサを同時
に使用し、出力された複数の検出信号に対して、各別に
設定値を設けてもよい。

さらに、フィルタの数は、加工態様に応じて適宜増減し
てよい。さらに、上記Ａ／Ｄ変換器及び比較回路は、平
滑回路の数だけ設け、１個ずつ各別に平滑回路に接続し
、かつこれら比較回路を数値制御回路（７）に接続する
ようにしてもよい。この場合は、同期信号によるチャン
ネル切換の必要はない。

さらに、第３図に示すように、設定値記憶回路（９）を
省略するとともに、ピーク値ホールド回路Ｑｌを、〜Φ
変換器（５）の出力側と数値制御回路（７）の入力側と
の間に設け、ピーク値ホールド回路（１０１にて保持さ
れたピーク値を数値制御回路（７）に直接出力し。

この数値制御回路（力にて画表の設定値を演算記憶させ
るようにしてもよい。そうして％Ｍ機能を利用して、当
該加工パスに対応した所要の設定値を比較回路（６）に
直接出力させるようにしてもよい。

この場合、数値制御回路（力からの設定値の比較回路（
６）への出力を第１図の設定値記憶回路（９）を介して
行ってもよいことは勿論である。さらに、平滑回路（４
ａ）、　（４ｂ）・・・から出力されたアナログ信号を
〜の変換すること外＜、マルチプレクサを介して。

アナログ形の比較回路に出力して、加工異常検出を行わ
せるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

′本発明は、加工状態を示す複数の異なる周波数帯域の
検出信号に対して、加工態様に応じて、カロ工異常検出
のための設定値を自動的に設定かつ変更できるようにし
ているので、加工異常検出対象が拡大し、通常のＮＣ工
作機械の容易に組み込むことができる。その結果、加工
の信頼性が向上するとともに１作業員の負担が軽減し、
加工自動化を一層完壁なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の数値制御装置の電気回路系
統図、第２図は加工異常検出を説明するだめのタイミン
グチャート、第３図は本発明の他の実施例の数値制御装
置の電気回路系統図である。（１）：検出器。（３ａ）、　（３ｂ）・・・：フィルタ。（４ａ）、（４ｂ）・・ぺ平滑回路。（６）：比較回路。（ｌ＠：ピーク・値ホールド回路。Ｑυ：演算制御回路。代理人　弁理士　則　近　憲　佑（ほか１名）第２図

Claims

【特許請求の範囲】

数値制御工作機械を制御する数値制御装置において、上
記数値制御工作機械の加工にともなって変化する物理量
を検出して電気信号に変換する検出器と、上記検出器か
ら出力された電気信号を周波数帯域の異なる複数の電気
信号に分解する複数のフィルタと、上記フィルタに各別
に接続されこれらフィルタから出力された電気信号を平
滑化する複数の平滑化回路と、上記平滑化回路から出力
された電気信号を上記各周波数帯域ごとに設定値と比較
し比較結果に基づいて加工異常検出信号を出力する比較
回路と、上記比較回路から出力された加工異常検出信号
に基づいて上記数値制御工作機械の作動転換を行い且つ
上記平滑化回路からの電気信号を入力してピーク値をめ
上記ピーク値に基づいて上記設定値を算出して記憶する
とともに記憶されている上記設定値を上記比較回路に上
記数値制御工作機械における加工態様に応じて各周波数
帯域ごとに設定させる演算制御回路とを具備することを
特徴とする数値制御装置。