JPS6028623B2 - 数値制御工作機械における工具寿命判定方法および装置 - Google Patents

数値制御工作機械における工具寿命判定方法および装置

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JPS6028623B2
JPS6028623B2 JP3727978A JP3727978A JPS6028623B2 JP S6028623 B2 JPS6028623 B2 JP S6028623B2 JP 3727978 A JP3727978 A JP 3727978A JP 3727978 A JP3727978 A JP 3727978A JP S6028623 B2 JPS6028623 B2 JP S6028623B2
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JP
Japan
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wear
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boundary
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JP3727978A
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JPS54128879A (en
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尚一 安場
勲 武沢
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Okuma Corp
Original Assignee
Okuma Machinery Works Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は数値制御工作機械、特に数値制御旋盤において
、切削加工によって生じる工具刃先部の摩耗量を検出し
、これらの検出信号により工具寿命の判定を行うように
した工具寿命判定方法及び装置に関する。
従来数値制御工作機械、特に数値制御旋盤において工具
寿命の判定をするには、タッチスイッチや電気マイクロ
メータ等の位置検出器で、工具先端のフランク摩耗量を
検出することにより行っていたが、加工された工作物の
仕上り寸法に最終的に影響するのは工作物の表面粗さ即
ち工具の前逃げ面境界摩耗量に起因するものであって、
従来のフランク摩耗量のみによる判定では不充分であっ
た。
本発明の目的は、かかる従来の欠点の解消するために切
削加工によって生じるフランク摩耗量の他に工具の送り
方向に対し工具先端より後側で且つ1回転当り送り量の
1′2の位置の境界摩耗量と表面類さを算出して、その
出力を数値制御装置に入力して工具の寿命を判定するよ
うにしたものである。
次に本発明の実施態様について図面により説明する。
第1図は本発明による数値制御旋盤の概略を示す平面図
である。ベッド1の左寄りの上面に主軸台2が固着され
ていて、該主軸台2には先端に工作物3を把持するチャ
ック4が装着された主軸5が回転可能に鞠支されている
。前記ベッド1の右寄りの摺動面6上には、前記主軸5
の鞄心方向に摺動可能な往復台7が教壇されている。該
往復台7の上面には、前記主軸5の鯛心に対して直角方
向に摺動可能な中台8が載直されている。該中台8の上
面には、タレット刃物台9が旋回割出し可能に装架され
ていて、タレット刃物台9の周面にはそれぞれ工具10
が装着される。(図では工具1川ま一個のみ取付を示す
。)以上のような構成を数値制御旋盤において、前記主
藤5の回転、前記往復台7の摺動、前記中台8の摺動、
前記タレット刃物台9の旋回割出し等は公知の数値制御
装置11(第4図)により自動運転されるものとする。
前記ベッド1の後面には支持台12が固定されていて、
該支持台12の上端には前記工具10の刃先部の位置を
検出する電気マイクロメータ13が装着されている。そ
して該電気マイクロメー夕13の触針14‘ま、前記中
台8の摺動方向則ち前記工具10の切込み方向の摩耗量
を検出可能な方向に向けられている。第2図は前記電気
マイクロメータ13による前記工具10の刃先部15の
検出状態を示す図である。
先ず往復台7と中台8とを摺動させて工具10の刃先部
15を電気マイクロメータ13の触針14で検出可能な
位置へ摺動させる。次に中台8のみ電気マイクロメータ
13の方向即ち工具10の切込み方向に所定位置まで摺
動させて刃先部15の摩耗量を検出する。第2図aは工
具10の初期状態則ち刃先部15が摩耗していない新工
具の時の電気マイクロメーター3の触針14と工具10
の刃先部15の検出状態を示す図であって、工具10が
切込み方向に所定位置まで摺動されたことによって、触
針14が工具先様16によりAoだけ移動されたことを
示している。このAoが工具先端16の初期値である。
又Boは工具10の送り方向に対し工具先端16より後
側で且つ工具10の1回転当り送り量〆の1′2の位置
則ち境界摩耗部17における初期値である。なお前記境
界摩耗部17におけるBの値を検出する場合には、先ず
前記往復台7を前記工具先端16を検出する時よりも1
/2だけずらした位置に位置決めして、次に前記中台8
のみ電気マイクロメータ13の方向副ち工具10の切込
み方向をへを検出する時と同じ所定位置まで摺動させて
行なうものである。第2図bは工具10が切削加工によ
って摩耗した時の電気マイクロメータ13の触針14と
工具10の刃先部15の検出状態を示す図であって、工
具10は初期値を検出する時と同じ所定位置まで摺動さ
れて停止されているものである。二点鎖線で示した曲線
は工具10が摩耗していない時の状態である。図のよう
に、刃先部15の摩耗は工具先端16′よりも境界摩耗
部17′において特に大きくなることが周知である。こ
こでA,は工具10が摩耗したときの工具先端16′の
検出値であり、Bは境界摩耗部17′の検出値である。
第3図は第2図a,b‘こおける新工具と摩耗した工具
によって工作物3を切削加工した時の工具刃先部15と
工作物3の仕上面粗度の関係を示す図である。
なお送り量ナと切込み量dは一定であり、刃先部15の
形状がそのまま工作物3に転写されるものとする。第3
図aは新工具の場合を示すものであって、表面粗さは最
大高さCoで表わせる。そしてこのCoの値は第2図a
から(Co=へ−Bo)である。第3図bは工具10が
摩耗した場合を示すものであって表面粗さは最大高さC
,で表わせる。そしてこのC,の値は第2図bから理解
されるように(C,=A,一B,)である。一般にC,
はCoよりも大である。従って工具10が摩耗するにつ
れて表面組さは悪化する。第4図は本発明の概略を示す
ブロック線図である。電気マイクロメータ13により検
出された工具10の初期値へ、Bは初期値記憶回路18
に入力される。そして工具10が所定時間又は所定距離
切削加工に使用された後で、再び電気マイクロメータ1
3で刃先部15を検出してその検出値A,、Bが比較演
算回路19に入力される。また前記初期値記憶回路18
に記憶されていた初期値Ao、&、も前記比較演算回路
19に入力され、これら4つの検出値Ao、氏、A,、
B,により比較演算回路19から3つの出力則ち(へ−
A,)、(B。−B,)そして(A,一B,)が出力さ
れる。ここで(Ao−A,)は前記工具10の工具先端
16の摩耗量を示す値則ち前逃げ面フランク摩耗量であ
る。(Bo一B)は前記工具10の境界摩耗部17の摩
耗量を示す値貝0ち前逃げ面境界摩耗量である。(A,
一B,)は工具先端16と境界摩耗部17との工具切込
み方向の差分則ち第3図bにおけるC,で工作物3の表
面粗さである。以上3つの出力が工具寿命判定回路20
に入力される。一方談工具寿命判定回路2川こは、前記
3つの入力に対応してそれぞれの設定値が入力される。
即ちフランク摩耗量設定器24からフランク摩耗量設定
値ん、境界摩耗量設定器25から境界摩耗量設定値B2
そして表面組さ設定器26から表面紙ご設定値C2が入
力されて前記3つの入力と比較される。例えばフランク
摩耗量(へ−A,)とフランク摩耗量設定値A2とを比
較して(へ−A,)の方がA2よりも大きい時には工具
10は寿命の限界であると判定して出力を発し、数値制
御装置11に入力して工作機械21の運転を停止させた
り、前記タレツト刃物台9の別の工具に交換したりする
。もし(へ−A,)の方がA2よりも小さい時には工具
寿命の信号が発せられることなくそのまま切削加工が続
行される。同様にして境界摩耗量(B−B)の境界摩耗
重設定値B2とを比較して、又表面組さ(A,一B,)
と表面粗ご設定値C2とを比較して工具寿命の判定をし
て出力を発する。この境界摩耗量(Bo一B)則ち境界
摩耗部17′の摩耗量は第2図bの説明において述べた
ように、工具先端16′のフランク摩耗量よりも大きく
なるのが一般であり、又第3図bの説明において述べた
ように表面粗さC,として工作物3に影響しているもの
である。前記比較演算回路19からの3つの出力の内、
(A,一B,)則ち表面粗さを示す数値が表面粗さ判定
回路23に入力される。一方該表面組さ判定回路23に
は、工作物に応じた表面組さ設定値C3が表面粗さ設定
器27から入力される。そして表面粗さ(A,一B,)
と表面粗さ設定値C3とを比較して(A,一B,)の方
がC3よりも大きい時には、工作物3に対して要求され
る表面粗さを越えたものと判定して出力を発し、前記数
値制御装置11に入力して前記工作機械21の運転を停
止させたり、前記タレット刃物台9の別の工具に交換し
たりする。もし(ん−B,)の方がC3よりも4・さい
時には出力は発せられることなくそのまま切削加工が続
行される。なお前記表面粗さ設定器を2つ設けたのは、
工具寿命の判定の基準となる表面粗さと工作物3に対し
て要求される表面粗さとは異なるのが一般であるためで
、後者の工作物3の表面粗こは工作物の種類によって任
意に設定値C3を変更するものである。以上述べたよう
に本発明の数値制御工作機械における工具寿命判定方法
及び装置は、切削加工によって生じる工具刃先部のフラ
ンク摩耗、工具の送り方向に対し工具先端より後側で且
つ1回転当り送り量の1/2の位置の境界摩耗量更に表
面組さを算出して、その出力を数値制御装置に入力して
工具の交換をするようにしたので、工具の交換が工作物
の表面粗さを考慮して行なわれ工作物の寸法精度を格段
に向上させ得るものであり、又工作物の表面粗さの管理
が自動的に行なわれるので、数値制御工作機械本来の省
力化機能を十分に発揮させ得るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による数値制御旋盤の概略平面図第2図
は電気マイクロメータによる工具刃先部の検出状態を示
す図、第3図は工具刃先部と工作物の仕上面粗度の関係
を示す図、第4図は本発明の概略を示すブロック線図で
ある。 3・・・・・・工作物、9・・・・・・タレツト刃物台
、10・・・…工具、1 1・・・・・・数値制御装置
、13・・・・・・電気マイクロメータ(検出器)、1
6,16′・・・・・・工具先端、17,17′…・・
・境界摩耗部、18・・・・・・初期値記憶回路、19
・・・・・・比較演算回路、20…・・・工具寿命判定
回路、21・・・・・・工作機械、22・・・・・・工
具補正回路、23・・・・・・表面粗さ判定回路。 第1図第2図 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 刃物台に装着された工具を検出器に当接させて工具
    の摩耗量を検知するものにおいて、工具先端位置の切込
    み方向でのフランク摩耗量と工具送り方向に対し工具先
    端から後側で且つ工作物1回転当りの工具送り量の1/
    2の位置の境界摩耗部における工具切込み方向の境界摩
    耗量と摩耗後の前記工具先端位置と前記境界摩耗部との
    切込み方向の寸法差即ち表面粗さを求め、前記フランク
    摩耗量、前記境界摩耗量、前記表面粗さをそれぞれフラ
    ンク摩耗量設定値、境界摩耗量設定値、表面粗さ設定値
    と比較演算を行なわせて少くとも何れか1つが設定値よ
    り大となるとき工具寿命と判定することを特徴とする数
    値制御工作機械における工具寿命判定方法。 2 刃物台に装着された工具の刃先の摩耗量を検出する
    検出器を工作機械の固定部に設け、前記検出器の工具刃
    先Aの初期値及び工具の送り方向に対し工具先端より後
    側で且つ1回転当り送り量の1/2の位置Bを初期値を
    記憶する記憶回路を設け、該記憶回路の記憶値と前記工
    具刃先Aの摩耗後の検出値よりフランク摩耗量をまた前
    記記憶値と前記工具の位置Bの摩耗後の検出値より境界
    摩耗量をまた前記工具刃先Aの摩耗後の検出値と前記工
    具位置Bの摩耗後の検出値とより表面粗さを求める比較
    演算回路を設け、フランク摩耗量を設定する第1設定器
    、境界摩耗量を設定する第2設定器、表面粗さを設定す
    る第3設定器を設け、前記フランク摩耗量、境界摩耗量
    、表面粗さと前記第1、第2、第3設定器の値とをそれ
    ぞれ比較して工具寿命を判定する工具寿命判定回路とを
    設けてなる数値制御工作機械における工具寿命判定装置
JP3727978A 1978-03-29 1978-03-29 数値制御工作機械における工具寿命判定方法および装置 Expired JPS6028623B2 (ja)

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Publication Number Publication Date
JPS54128879A JPS54128879A (en) 1979-10-05
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