JPS6116580B2 - - Google Patents
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- JPS6116580B2 JPS6116580B2 JP12112680A JP12112680A JPS6116580B2 JP S6116580 B2 JPS6116580 B2 JP S6116580B2 JP 12112680 A JP12112680 A JP 12112680A JP 12112680 A JP12112680 A JP 12112680A JP S6116580 B2 JPS6116580 B2 JP S6116580B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- 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
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- 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
- B23Q17/0904—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 before or after machining
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は工作機械におけるバイトの異常検出方
法に関するものであり、更に詳しく言えば、旋盤
等において主軸の軸受絶縁効果を利用したバイト
〜ワーク通電法によりバイトの摩耗、欠損、切粉
からまり等の異常を検出するバイトの異常検出方
法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for detecting an abnormality in a cutting tool in a machine tool. More specifically, the present invention relates to a method for detecting abnormality in a cutting tool in a machine tool. The present invention relates to a method for detecting an abnormality in a cutting tool, which detects abnormalities such as entanglement of chips.
従来より、旋盤等におけるバイトの摩耗、欠
損、切粉からまり等の異常を検出する色々な方法
が考えられ、一部では実用化されている。この種
の検出方法として、一般的には、切削力検出器を
用いるものや、モータ電力の測定によるものが知
られている。 BACKGROUND ART Conventionally, various methods have been devised to detect abnormalities such as wear, breakage, and entanglement of chips in cutting tools in lathes, etc., and some of them have been put into practical use. As this type of detection method, methods using a cutting force detector and methods based on measuring motor power are generally known.
前者の切削力検出器を用いる方法は、バイトと
刃物台の間に切削力検出器を配置し、正常なバイ
トで切断するときに比べ、切削力が大きくなつた
ことを検出することによりバイトの摩耗を検出す
るものである。然し乍ら、この方法では切削力検
出器を取り付けているためバイトによる切削剛性
を損なうという欠点があるばかりでなく、切削力
検出器自体の費用も高価であるという欠点があ
る。 The former method uses a cutting force detector, which places a cutting force detector between the cutting tool and the tool rest, and detects that the cutting force has increased compared to when cutting with a normal cutting tool. It detects wear. However, this method has the disadvantage that the cutting force detector is attached, which not only impairs the cutting rigidity of the cutting tool, but also that the cutting force detector itself is expensive.
後者の旋盤のモータ電力を測定することにより
バイトの異常を検出する方法は、簡単な方法では
あるが、検出感度が悪く、しかもモータからの動
力伝達部分の損失、変動が大きいためにバイトの
異常を検出するには好しくない。 The latter method of detecting abnormalities in the cutting tool by measuring the motor power of the lathe is a simple method, but the detection sensitivity is poor and the loss and fluctuation in the power transmission part from the motor is large, so it is easy to detect abnormalities in the cutting tool. It is not suitable for detecting.
従つて、本発明の目的は、叙上の如き従来技術
の欠点を除去し、切削剛性を損なうことなく、バ
イト異常を高感度で検出することができる工作機
械におけるバイトの異常検出方法を提供すること
にある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for detecting abnormality in a cutting tool in a machine tool, which eliminates the drawbacks of the prior art as described above and can detect abnormality in a cutting tool with high sensitivity without impairing cutting rigidity. There is a particular thing.
本発明の他の目的は、旋盤等におけける主軸受
絶縁効果を利用したバイト〜ワーク通電法により
バイト異常を検出することができる構成の比較的
簡単なバイトの異常検出方法を検出することにあ
る。 Another object of the present invention is to provide a relatively simple method for detecting abnormality in a cutting tool, which is capable of detecting abnormality in a cutting tool by a tool-to-work energization method that utilizes the insulation effect of the main bearing in lathes, etc. be.
而して、本発明は、旋盤等の工作機械の主軸の
所定部に電気的接点を設け、この電気的接点とバ
イトとの間に電源と抵抗の直列接続回路を挿入
し、この抵抗両端より電圧を検出出力として得よ
うとするものである。得られた検出出力は周波数
分析され、バイト〜ワーク間の共振周波数成分が
判定され、バンドパスフイルタを介してこの成分
の振幅が検出される。更に、旋削時における送り
速度を一時停止またはステツプ的に増減させるこ
とによりバイト共振周波数成分の振幅の変化を測
定し、この測定された値と予め定められた基準の
値とを比較する様にしたものである。更に、前記
抵抗両端より得られる電圧により、バイト〜ワー
ク間に発生した熱起電力を検出し、バイトの送り
速度の低速領域において、この熱起電力レベルが
変化する割合を、予め定められた基準の値と比較
することにより得る様にしたものである。この様
に、バイト〜ワーク間の共振周波数を電気的に検
出し、この共振周波数振幅の送り速度に対する変
化を測定すること、或いはバイト〜ワーク間の熱
起電力を電気的に検出し、この熱起電力振幅の送
り速度に対する変化を測定することによりバイト
の摩耗異常を検出することができる。 Therefore, the present invention provides an electrical contact at a predetermined part of the main shaft of a machine tool such as a lathe, inserts a series connection circuit of a power supply and a resistor between the electrical contact and the cutting tool, and connects the resistor from both ends. The purpose is to obtain voltage as a detection output. The obtained detection output is frequency-analyzed to determine the resonance frequency component between the cutting tool and the workpiece, and the amplitude of this component is detected via a bandpass filter. Furthermore, by temporarily stopping or increasing/decreasing the feed rate in steps during turning, changes in the amplitude of the resonant frequency component of the cutting tool were measured, and this measured value was compared with a predetermined standard value. It is something. Furthermore, the thermoelectromotive force generated between the cutting tool and the workpiece is detected by the voltage obtained from both ends of the resistor, and the rate at which this thermoelectromotive force level changes in the low feeding speed region of the cutting tool is determined based on a predetermined standard. It is obtained by comparing with the value of . In this way, it is possible to electrically detect the resonance frequency between the cutting tool and the workpiece and measure the change in the resonance frequency amplitude with respect to the feed speed, or to electrically detect the thermoelectromotive force between the cutting tool and the workpiece, and to measure this thermal electromotive force. Abnormal wear of the cutting tool can be detected by measuring the change in electromotive force amplitude with respect to the feed speed.
以下、図面を参照して本発明の一実施例につい
て詳細に説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図は旋盤におけるバイトの異常検出装置の
主要部を示す概略構成図である。この図におい
て、旋盤の主軸３は旋盤の本体１に軸受２を介し
て支持されている。この主軸３の一端には被加工
物としてワーク５が取り付けられる。また、主軸
３の他端には電気的接点４が接触可能に設けられ
る。この電気的接点４には測定抵抗９が直列に接
続され、測定抵抗９の他端はスイツチ１０に接続
されている。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the main parts of an abnormality detection device for a cutting tool in a lathe. In this figure, a main shaft 3 of the lathe is supported by a main body 1 of the lathe via a bearing 2. A workpiece 5 is attached to one end of the main shaft 3 as a workpiece. Further, an electrical contact 4 is provided at the other end of the main shaft 3 so that it can be contacted. A measuring resistor 9 is connected in series to this electrical contact 4, and the other end of the measuring resistor 9 is connected to a switch 10.
一方、バイト６は刃物台７に固定され、この刃
物台７は主軸３と平行な方向及び主軸３の中心線
方向に移動可能とされる。バイト６と刃物台７は
電気的に導通可能とされ、刃物台７の所定部には
外部電源８及び電気的接点ｂが接続される。外部
電源８の一端は電気的接点ａに接続される。そし
て、電気的接点ａには例えば10mVの電圧が印加
され、電気的接点ｂは熱起電力測定用に供され、
これは前述したスイツチ１０を切り替えることに
より行なわれる。基本的には、この様に構成され
た装置の前述した測定抵抗９の両端より測定され
る電圧を検出出力１１として得るわけである。 On the other hand, the cutting tool 6 is fixed to a tool rest 7, and this tool rest 7 is movable in a direction parallel to the main shaft 3 and in the direction of the center line of the main shaft 3. The cutting tool 6 and the tool rest 7 are electrically connected to each other, and a predetermined portion of the tool rest 7 is connected to an external power source 8 and an electrical contact b. One end of the external power source 8 is connected to the electrical contact a. Then, a voltage of 10 mV, for example, is applied to the electrical contact a, and the electrical contact b is used for measuring thermoelectromotive force,
This is done by switching the switch 10 mentioned above. Basically, the voltage measured across the aforementioned measuring resistor 9 of the device configured in this way is obtained as the detection output 11.
次に動作について説明する。よく知られている
様に、モーター（図示せず）に電力を印加する
と、このモーターにより旋盤の主軸３は高速回転
し、同時にワーク５も回転する。そしてバイト６
をワーク５に近接し、適宜移動させることによ
り、ワーク５は旋削される。この様な旋盤におい
て、スイツチ１０を接点ｂに接続すると、外部電
源８は印加されなくなり、測定抵抗９の両端には
検出出力１１としてバイト〜ワーク間に生ずる熱
起電力が検出される。また、スイツチ１０を接点
ａに接続すると、外部電源８がバイト〜ワーク
間、主軸３、電気的接点４、測定抵抗９の閉回路
に印加されるので、検出出力１１としては、バイ
ト〜ワーク間の通電電流と熱起電力が重畳された
ものが検出される。 Next, the operation will be explained. As is well known, when electric power is applied to a motor (not shown), the motor rotates the main shaft 3 of the lathe at high speed, and at the same time, the workpiece 5 also rotates. And part-time job 6
The workpiece 5 is turned by bringing it close to the workpiece 5 and moving it appropriately. In such a lathe, when the switch 10 is connected to the contact b, the external power source 8 is no longer applied, and the thermoelectromotive force generated between the cutting tool and the workpiece is detected as the detection output 11 at both ends of the measuring resistor 9. Furthermore, when the switch 10 is connected to contact a, the external power supply 8 is applied between the cutting tool and the workpiece, and to the closed circuit of the main shaft 3, the electrical contact 4, and the measuring resistor 9. A superimposed current of current and thermoelectromotive force is detected.
この様に、主軸３、電気的接点４、測定抵抗
９、スイツチ１０、外部電源８又は接点ｂ、バイ
ト〜ワーク間により電気的閉回路を構成すること
により、バイト〜ワーク間の通電電流又は熱起電
力を検出することができる。勿論、主軸回転時に
生ずる軸受２の絶縁効果により、主軸３は本体１
より電気的に絶縁されているので、バイト６又は
ワーク５をその周囲から絶縁物により絶縁する必
要がないので、切削剛性を損なうことはない。 In this way, by configuring an electrical closed circuit with the main shaft 3, electrical contact 4, measuring resistor 9, switch 10, external power supply 8 or contact b, and between the cutting tool and the workpiece, the electric current or heat generated between the cutting tool and the workpiece can be Electromotive force can be detected. Of course, due to the insulation effect of the bearing 2 that occurs when the main shaft rotates, the main shaft 3 is connected to the main body 1.
Since the cutting tool 6 or the workpiece 5 is more electrically insulated, there is no need to insulate the cutting tool 6 or the workpiece 5 from the surroundings with an insulator, so cutting rigidity is not impaired.
第１図に示した実施例において、外部電源８の
電圧を例えば10mV、測定抵抗９の値を10Ω以下
にして、スイツチ１０を接点ａに接続した状態で
旋削時の検出出力１１を得、これを周波数分析し
た結果を示すと、第２図に示す様になる。即ち、
バイト〜ワーク間の共振周波数成分が明瞭に検出
できることが理解される。 In the embodiment shown in FIG. 1, the detection output 11 during turning is obtained with the voltage of the external power supply 8 set to 10 mV, the value of the measuring resistor 9 set to 10 Ω or less, and the switch 10 connected to contact a. The results of frequency analysis are shown in Figure 2. That is,
It is understood that the resonance frequency component between the cutting tool and the workpiece can be clearly detected.
この共振周波数成分をバンドパスフイルタにて
検出出力１１より抽出し、その振幅を送り速度
0.05〜0.5mm/revで変化させて測定すると、第３
図に示す様になる。第３図は、バイト６の刃が(1)
新刃、(2) 中摩耗刃、(3) 摩耗刃の場合につい
て、測定したものである。この測定結果から理解
される様に、加工中において、新刃の場合はバイ
ト〜ワーク間の共振はほとんど認められないが、
中摩耗、摩耗と刃の摩耗が進むにつれて、共振状
態となる。また、摩耗が進行するに従つて、より
低い速度でも共振周波数が検出される。一方、加
工後の送り一時停止（dwell）状態においては、
新刃の場合は共振周波数が検出されるが、摩耗刃
ではそれが検出されない。この理由としては、摩
耗刃では、削り残し量があるためにdwell時には
バイトが所定の力でワークに押し付けられてお
り、ワークが１回転する間バイト〜ワークはほと
んど完全な電気的導通状態にあり、共振周波数域
の高周波成分を有しないからである。これに対
し、新刃では削り残し量がほとんどないため、
dwell時にバイトはワークに軽く接触しており、
ワークが１回転する間にバイト〜ワークは断続的
な電気的導通状態となり、そこで種々の周波数成
分が含まれて共振周波数の高周波成分も検出され
るからである。 This resonant frequency component is extracted from the detection output 11 using a bandpass filter, and its amplitude is determined by the feed rate.
When measured by varying 0.05 to 0.5 mm/rev, the third
The result will be as shown in the figure. In Figure 3, the blade of bite 6 is (1)
Measurements were made for a new blade, (2) a medium-worn blade, and (3) a worn blade. As can be understood from these measurement results, during machining, there is almost no resonance between the cutting tool and the workpiece with the new blade, but
As the blade progresses to medium wear and wear, it becomes resonant. Also, as wear progresses, resonant frequencies are detected at lower speeds. On the other hand, in the feed pause state (dwell) after machining,
In the case of a new blade, the resonance frequency is detected, but in the case of a worn blade, it is not detected. The reason for this is that with a worn blade, there is an amount of uncut material, so during dwell, the cutting tool is pressed against the workpiece with a predetermined force, and during one revolution of the workpiece, there is almost complete electrical continuity between the cutting tool and the workpiece. This is because it does not have high frequency components in the resonant frequency range. On the other hand, with a new blade, there is almost no uncut material, so
When dwelling, the tool is lightly touching the workpiece,
This is because while the workpiece rotates once, the cutting tool and the workpiece are in an intermittent electrical conduction state, and various frequency components are included therein, and high frequency components of the resonant frequency are also detected.
この様に、加工中或いはdwell時の共振周波数
を検出することにより、バイトの摩耗度を検出す
ることができる。 In this way, by detecting the resonance frequency during processing or during dwell, the degree of wear of the cutting tool can be detected.
第４図は、通電法によるバイトの異常検出装置
を示すブロツク図である。これは、上述したバイ
ト〜ワーク間の共振周波数振幅／送り速度の関係
によりバイトの摩耗度を自動的に判定するもので
ある。図において、送り指令部１４は旋盤１３を
動作させるため制御手段であり、送り指令部１４
の出力は旋盤１３に与えられる他、モニタ表示装
置１８に与えられる。旋盤１３はバイトの異常検
出装置を備えた第１図の如き構成を成しており、
送り指令によりモーター（図示せず）が回転さ
れ、主軸３及びワーク５が回転されると共に、バ
イト６を載せた刃物台７が動作可能とされる。モ
ニタ表示装置１８は例えばCRTデイスプレイ等
で構成され、送り指令部１４からの信号により表
示可能状態となる。 FIG. 4 is a block diagram showing an abnormality detection device for a cutting tool using the energization method. This is to automatically determine the degree of wear of the cutting tool based on the above-mentioned relationship between resonance frequency amplitude/feed rate between the cutting tool and the workpiece. In the figure, the feed command unit 14 is a control means for operating the lathe 13, and the feed command unit 14 is a control means for operating the lathe 13.
The output is given to the lathe 13 as well as to the monitor display device 18. The lathe 13 has a structure as shown in FIG. 1 and is equipped with a tool abnormality detection device.
A motor (not shown) is rotated by the feed command, the main shaft 3 and the workpiece 5 are rotated, and the tool rest 7 on which the cutting tool 6 is mounted is made operable. The monitor display device 18 is composed of, for example, a CRT display or the like, and becomes ready for display in response to a signal from the feed command unit 14.
第１図に示した測定抵抗９の両端の電圧は、検
出出力１１として第３図の検出出力処理部１５に
与えられる。また、旋盤１３の送り速度は基準デ
ータメモリ１６に与えられる。この処理部１５は
検出出力１１より周波数分析を行ない、共振周波
数振幅／送り速度の関係を検出出力１５′として
比較器１７及びモニタ表示装置１８に出力する。
即ち、モニタ表示装置１８には、第３図に示した
様な共振周波数振幅／送り速度の関係が表示され
る。 The voltage across the measuring resistor 9 shown in FIG. 1 is given as the detection output 11 to the detection output processing section 15 in FIG. Further, the feed rate of the lathe 13 is given to the reference data memory 16. This processing section 15 performs frequency analysis on the detection output 11, and outputs the relationship between resonance frequency amplitude/feed speed as a detection output 15' to a comparator 17 and a monitor display device 18.
That is, the monitor display device 18 displays the relationship between resonance frequency amplitude/feed rate as shown in FIG.
一方、基準データメモリ１６には、第３図に示
した各送り速度における検出出力１５′のしきい
値が予め設定されて記憶されている。従つて、基
準データメモリ１６のアドレスとしてある送り速
度が与えられるとそれに対応した共振周波数振幅
のあるしきい値が出力される。比較器１７はメモ
リ１６から出力されるしきい値と、実際の検出出
力１５′を比較する。つまり、送り速度が順次変
化すれば、この比較器１７により各送り速度にお
けるしきい値と検出出力１５′とが比較されるこ
とになる。この比較の結果、例えば実際の検出出
力１５′がしきい値より大であれば、バイトの摩
耗大として警報出力１９を出力する。この様に、
モニタ表示装置１８の表示状態或いは警報出力１
９により、共振周波数振幅／送り速度に基いてバ
イトの摩耗異常を検出することができる。 On the other hand, in the reference data memory 16, threshold values for the detection output 15' at each feed speed shown in FIG. 3 are preset and stored. Therefore, when a certain feed rate is given as an address in the reference data memory 16, a certain threshold value of the resonance frequency amplitude corresponding to it is output. Comparator 17 compares the threshold value output from memory 16 with the actual detection output 15'. In other words, if the feed speed changes sequentially, the comparator 17 compares the threshold value at each feed speed with the detection output 15'. As a result of this comparison, for example, if the actual detection output 15' is larger than the threshold value, an alarm output 19 is outputted indicating that the wear of the cutting tool is large. Like this,
Display status of monitor display device 18 or alarm output 1
9, abnormal wear of the cutting tool can be detected based on the resonance frequency amplitude/feed rate.
次に第５図乃至第７図を参照して本発明の他の
実施例について説明する。 Next, other embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7.
本実施例は熱起電力／送り速度に基いてバイト
の異常を検出するものである。 This embodiment detects abnormalities in the cutting tool based on thermoelectromotive force/feeding speed.
第５図及び第６図は、バイト〜ワーク間に発生
する熱起電力の大きさを測定し、送り速度との関
係において示した図である。これは前述した第１
図のスイツチ１０を接点ｂに接続し、第４図の送
り指令部１４より旋盤１３に送り指令を与えるこ
とによつて行なわれる。図示した測定結果は新
刃、中摩耗刃、摩耗刃の各々について、送り速度
を0.01mm/revから0.5mm/revまで変化させた場合
の熱起電力の値を示すものである。これによれ
ば、摩耗刃の場合は、バイト〜ワーク間のすべり
摩擦抵抗が大きくなり、特に送り速度が小さいと
きにはこの傾向が大きくなる。従つて、送り速度
が0.01mm/rev近傍では摩耗刃の場合熱起電力が大
きくなることがわかる。第６図は特に切削回数と
の関連において測定した熱起電力／送り速度を示
す図であり、この図においても送り速度が0.1mm/
ｒｅｖ以下では摩耗刃の熱起電力が増大しているこ
とがわかる。 FIGS. 5 and 6 are diagrams showing the magnitude of the thermoelectromotive force generated between the cutting tool and the workpiece measured and shown in relation to the feed rate. This is the first step mentioned above.
This is done by connecting the switch 10 shown in the figure to the contact b and giving a feed command to the lathe 13 from the feed command section 14 shown in FIG. The measurement results shown in the figure show the values of thermoelectromotive force when the feed rate was changed from 0.01 mm/rev to 0.5 mm/rev for each of the new blade, medium worn blade, and worn blade. According to this, in the case of a worn blade, the sliding friction resistance between the cutting tool and the workpiece becomes large, and this tendency becomes particularly large when the feed rate is low. Therefore, it can be seen that when the feed rate is around 0.01 mm/rev, the thermoelectromotive force becomes large in the case of a worn blade. Figure 6 is a diagram showing the thermoelectromotive force/feed rate measured in relation to the number of cuts, and in this figure also the feed rate was 0.1 mm/feed rate.
It can be seen that the thermoelectromotive force of the worn blade increases below rev.
第７図は、バイトの刃先が欠損した場合におけ
る熱起電力／送り速度の測定結果を示した図であ
る。この場合、すべての送り速度において熱起電
力が著しく増大していることが理解される。 FIG. 7 is a diagram showing the measurement results of thermoelectromotive force/feed rate when the cutting edge of the cutting tool is damaged. In this case, it is understood that the thermoelectromotive force increases significantly at all feed speeds.
この様に、本実施例によればバイト〜ワーク間
の熱起電力を測定することにより熱起電力／送り
速度に基いてバイトの摩耗、欠損等の異常を検出
することができる。これは、第４図に示したブロ
ツク図において、基準データメモリ１６に送り速
度に対応して予め定められた熱起電力のしきい値
を記憶させておくと共に、検出出力処理部１５か
ら得られる検出出力１５′として実際に検出され
た熱起電力を出力させ、比較器１７において、こ
れら両者を比較することにより検出され得る。勿
論、この場合モニタ表示装置１８には第５図乃至
第７図の熱起電力／送り速度の関係が表示され
る。 In this way, according to this embodiment, by measuring the thermoelectromotive force between the cutting tool and the workpiece, it is possible to detect abnormalities such as wear and chipping of the cutting tool based on the thermoelectromotive force/feed rate. In the block diagram shown in FIG. 4, this is achieved by storing a predetermined thermoelectromotive force threshold value corresponding to the feed speed in the reference data memory 16, and also by obtaining the threshold value from the detection output processing section 15. Detection can be made by outputting the actually detected thermoelectromotive force as the detection output 15' and comparing the two in the comparator 17. Of course, in this case, the relationship between thermoelectromotive force and feed rate shown in FIGS. 5 to 7 is displayed on the monitor display device 18.
以上、バイト〜ワーク通電法により共振周波数
振幅／送り速度、或いは熱起電力／送り速度を求
めてバイトの摩耗、欠損等の異常を検出する実施
例が開示された。 As described above, an embodiment has been disclosed in which abnormalities such as wear and chipping of the cutting tool are detected by determining resonance frequency amplitude/feeding speed or thermoelectromotive force/feeding speed using the cutting tool to workpiece energization method.
次に、本発明の更に他の実施例として、バイト
〜ワーク通電法によりバイト〜ワーク間の切粉か
らまり、バイト摩耗に伴うワーク加工外径の太り
を検出する実施例について説明する。 Next, as still another embodiment of the present invention, an embodiment will be described in which an increase in the outer diameter of the workpiece due to the wear of cutting tools due to entanglement of chips between the cutting tool and the workpiece is detected using the tooling tool-workpiece energization method.
第８図は、バイト〜ワーク間に切粉がからまつ
た場合の熱起電力の測定結果を示す図である。図
において、横軸は時間又はワーク加工位置を示
す。また実線は正常な場合、破線はバイトに切粉
がからまつた場合を示し、Ａ位置において切粉か
らまりが検出されている。即ち、時間（又はワー
ク加工位置）に対する熱起電力の変化をみると、
正常な加工の場合に比べて、切粉がからまつた場
合には、バイト〜ワーク間の熱起電力は著しく減
少する。これは切粉によつてバイト〜ワーク間が
短縮されるために熱起電力振幅が減少することに
よる。 FIG. 8 is a diagram showing the measurement results of thermoelectromotive force when chips are entangled between the cutting tool and the workpiece. In the figure, the horizontal axis indicates time or workpiece processing position. Further, the solid line indicates a normal state, and the broken line indicates a case where chips are entangled in the cutting tool, and entanglement with chips is detected at position A. In other words, looking at the change in thermoelectromotive force with respect to time (or workpiece processing position),
When the chips become entangled, the thermoelectromotive force between the cutting tool and the workpiece is significantly reduced compared to the case of normal machining. This is due to the fact that the distance between the cutting tool and the workpiece is shortened by the cutting chips, which reduces the amplitude of the thermoelectromotive force.
再度、第４図を参照するに、このバイト〜ワー
ク間に切粉がからまることに伴う異常を検出する
には、基準データメモリ１６に正常な加工時の熱
起電力のデータを時間（又はワーク加工位置）に
対応させて記憶しておき、旋盤１３から与えられ
る時間（又はワーク加工位置）をアドレスとして
メモリ１６より対応する熱起電力のデータを読み
出すと共に、実際に検出された熱起電力とを比較
器１７において比較することにより、検出するこ
とができる。勿論、警報出力１９によるばかりで
なく、モニタ素子装置１８に第８図に示した測定
結果を表示させておくことにより切粉からまりは
容易に検出することができる。 Referring again to FIG. 4, in order to detect an abnormality caused by chips getting entangled between the cutting tool and the workpiece, data on thermoelectromotive force during normal machining is stored in the reference data memory 16 over time (or on the workpiece). The corresponding thermoelectromotive force data is read out from the memory 16 using the time (or workpiece processing position) given by the lathe 13 as an address, and the data is stored in correspondence with the actually detected thermoelectromotive force. can be detected by comparing them in the comparator 17. Of course, the entanglement of chips can be easily detected not only by the alarm output 19 but also by displaying the measurement results shown in FIG. 8 on the monitor element device 18.
ワーク５に切粉がからまつた場合、これを検出
するための更に他の実施例について第９図を参照
して照明する。即ち、ワーク加工後にバイト６を
所定量Ｂ（例えば１〜２mm）だけワーク５より後
退させ、この状態で工具経路Ｃに沿つてバイト６
を移動させる様にしたものである。而して、ワー
ク５に切粉からまり１２があると、バイト６はこ
の切粉からまりに接触し、ワーク〜バイト間で電
気的通電状態が生ずる。従つて、検出出力として
は(b)に示す様な通電電流波形が得られる。この様
にして加工後に、ワーク５にからまつた切粉を検
出することとができる。尚、この場合、ワーク５
の切削は行なわれていないので、ワーク〜バイト
間には熱起電力はほとんど生じない。 Another embodiment for detecting chips entangled in the workpiece 5 will be explained with reference to FIG. 9. That is, after machining the workpiece, the cutting tool 6 is moved back from the workpiece 5 by a predetermined amount B (for example, 1 to 2 mm), and in this state, the cutting tool 6 is moved along the tool path C.
It is designed to move the . If the workpiece 5 is entangled with chips 12, the cutting tool 6 comes into contact with the cutting material 12, and electrical current is generated between the workpiece and the cutting tool. Therefore, a current waveform as shown in (b) is obtained as a detection output. In this way, it is possible to detect chips stuck to the workpiece 5 after machining. In this case, work 5
Since cutting is not performed, almost no thermoelectromotive force is generated between the workpiece and the cutting tool.
第１０図は本発明の更に他の実施例を説明する
ための図である。この実施例はバイト摩耗に伴う
ワーク加工外径の太りを検出する例について述べ
るものである。つまり、摩耗のない正常のバイト
６１ではワーク５の外径はD0に仕上がるが、摩
耗したバイト６２ではD1に仕上がる。これは、
正常のバイト６１では原点位置０からワーク５方
向にX0だけ進んだ位置で旋削が行なわれるのに
対し、同じ送り指令を与えても摩耗したバイト６
２ではその刃先が（X0−Ｂ）の位置までしか送
られず、この位置で旋削が行なわれるためであ
る。 FIG. 10 is a diagram for explaining still another embodiment of the present invention. This embodiment describes an example of detecting an increase in the outer diameter of a workpiece due to tool wear. In other words, the outer diameter of the workpiece 5 is finished as D 0 with a normal cutting tool 61 without any wear, but it is finished with an outer diameter of D 1 with a worn cutting tool 62. this is,
With a normal cutting tool 61, turning is performed at a position advanced by X 0 in the direction of the workpiece 5 from the origin position 0, whereas a worn cutting tool 6 performs turning even if the same feed command is given.
This is because in No. 2, the cutting edge is sent only to the position (X 0 -B), and turning is performed at this position.
この様な摩耗バイトによる旋削から生ずるワー
ク加工外径の太りを検出するために、例えば第１
１図に示す如く、刃物台７に旋削用バイト６と通
電検査用バイト６′を取り付け、バイト６による
旋削後、刃物台７を90゜回転させて、バイト６′
にてワーク５の外径を通電チエツクする。この場
合、バイト６′は原点位置０からX0だけ前進した
ときに正常のバイトで加工したワーク外径D0に
かろうじて接触しない程度に、その位置を調整し
ておく、すると、摩耗バイト６２で旋削したワー
ク外径Ｄにバイト６′の先端が接触し、バイト〜
ワーク間は通電状態となる。この通電状態を検出
することにより、バイトの摩耗度が検出できる。
尚、本実施例の変形例としては、通電検査用バイ
ト６′の代りに接触針を用いてもよい。 In order to detect the increase in the outer diameter of the workpiece resulting from turning with such a worn cutting tool, for example, the first
As shown in Figure 1, the turning tool 6 and the current testing tool 6' are attached to the tool rest 7, and after turning with the tool 6, the tool rest 7 is rotated 90 degrees and the tool 6'
Check the energization of the outer diameter of the workpiece 5. In this case, adjust the position of the tool bit 6' so that when it moves forward by X 0 from the origin position 0, it barely touches the outer diameter D 0 of the workpiece machined with the normal tool tool. Then, the worn tool tool 62 The tip of the cutting tool 6' comes into contact with the outer diameter D of the turned workpiece, and the cutting tool ~
Electricity is applied between the works. By detecting this energization state, the degree of wear of the cutting tool can be detected.
As a modification of this embodiment, a contact needle may be used in place of the current testing tool 6'.
以上、本発明のいくつかの実施例について説明
したが、本発明は上述した実施例に限定されるこ
となく、種々変形して実施し得ることは言うまで
もない。例えばバイトの摩耗等の異常を検出する
ために、バイト〜ワーク通電法による共振周波数
振幅／送り速度、熱起電力／送り速度の２つの手
法を併用する様にしてもよい。 Although several embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above and can be implemented with various modifications. For example, in order to detect an abnormality such as wear of the cutting tool, two methods of resonant frequency amplitude/feeding speed and thermoelectromotive force/feeding speed using the cutting tool-work energization method may be used together.
この様に本発明によれば、バイト又はワークを
絶縁部材によつて絶縁することなくバイト〜ワー
ク間の通電を可能にし、切削剛性を損なうことな
く、バイトの異常を高感度で検出することができ
る。また、バイト〜ワーク通電法により共振周波
数振幅／送り速度、熱起電力／送り速度を検出
し、バイトの摩耗等の異常を検出することができ
る。 As described above, according to the present invention, it is possible to conduct electricity between the cutting tool and the workpiece without insulating the cutting tool or the workpiece with an insulating member, and it is possible to detect abnormalities in the tooling tool with high sensitivity without impairing cutting rigidity. can. Further, by detecting resonance frequency amplitude/feeding speed and thermoelectromotive force/feeding speed using the tool-to-work energization method, it is possible to detect abnormalities such as tool wear.
第１図は本発明の一実施例による旋盤における
バイトの異常検出装置の主要部を示す概略構成
図、第２図はバイト〜ワーク通電法による検出出
力の周波数分析結果を示す図、第３図は通電電流
によるバイト共振周波数振幅と送り速度の関係を
示す図、第４図は通電法によるバイトの異常検出
装置を示すブロツク図、第５図，第６図は通電法
によるバイト〜ワーク熱起電力と送り速度の関係
を示す図、第７図は通電法によるバイト〜ワーク
熱起電力と送り速度の関係を示す図で、特に欠損
刃の場合の比較を説明するための図、第８図は加
工中における切粉からまり時の熱起電力を正常時
と比べた比較例を示す図、第９図は通電法により
切粉からまりを検出する実施例を説明するための
図、第１０図はバイト摩耗に伴うワーク加工外径
の太りを検出する実施例について説明するための
図、第１１図は通電チエツク用のバイトを取付け
た刃物台の一例を示す図である。
１は旋盤本体、２は軸受、３は主軸、４は電気
的接点、５はワーク、６はバイト、７は刃物台、
８は外部電源、９は測定抵抗、１０は切替スイツ
チ、１６は基準データメモリ。
Fig. 1 is a schematic configuration diagram showing the main parts of an abnormality detection device for a cutting tool in a lathe according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing a frequency analysis result of the detection output by the cutting tool to workpiece energization method, and Fig. 3 is a diagram showing the relationship between cutting tool resonance frequency amplitude and feed rate due to the energizing current, Fig. 4 is a block diagram showing the abnormality detection device of the cutting tool using the energizing method, and Figs. Figure 7 is a diagram showing the relationship between electric power and feed rate, and Figure 7 is a diagram showing the relationship between thermoelectromotive force and feed rate for cutting tools and workpieces using the energization method. Figure 8 is a diagram specifically for explaining the comparison in the case of a chipped blade. 9 is a diagram showing a comparative example of thermoelectromotive force when chips are entangled during machining compared to normal conditions, FIG. 9 is a diagram for explaining an example of detecting chips entangled by the energization method, and FIG. The figure is a diagram for explaining an embodiment for detecting the increase in the outer diameter of a workpiece due to tool wear, and FIG. 11 is a diagram showing an example of a tool rest to which a tool for checking energization is attached. 1 is the lathe body, 2 is the bearing, 3 is the main shaft, 4 is the electrical contact, 5 is the workpiece, 6 is the cutting tool, 7 is the tool post,
8 is an external power supply, 9 is a measuring resistor, 10 is a changeover switch, and 16 is a reference data memory.
Claims (1)
トにて加工を施す工作機械において、該主軸の所
定部に接触する電気的接点と、該電気的接点とバ
イト間に挿入された電源と抵抗の直列接続回路を
備え、該抵抗の両端より検出される電圧に基いて
バイト〜ワーク間の共振周波数振幅を検出すると
と共に、ある送り速度で得られた該共振周波数振
幅と該送り速度で得られた該共振周波数振幅と該
送り速度に対応して予め定めらた共振周波数振幅
とを比較することによりバイトの異常を検出する
ことを特徴とする工作機械におけるバイトの異常
検出方法。 ２ 主軸の回転に同期して回転するワークにバイ
トにて加工を施す工作機械において、該主軸の所
定部に接触する電気的接点と、該電気的接点とバ
イト間に挿入された電源と抵抗の直列接続回路を
備え、該抵抗の両端より検出される電圧に基いて
バイト〜ワーク間の共振周波数振幅を検出すると
共に、ある送り速度で得られた該共振周波数振幅
と該送り速度に対応して予め定められた共振周波
数振幅とを比較し、かつ、前記抵抗の両端より検
出される電圧に基いてバイト〜ワーク間に発生し
た熱起電力を検出すると共に、ある送り速度で得
られた該熱起電力と該送り速度に対応して予め定
められた熱起電力とを比較することによりバイト
の異常を検出することを特徴とする工作機械にお
けるバイトの異常検出方法。[Scope of Claims] 1. In a machine tool that uses a cutting tool to process a workpiece that rotates in synchronization with the rotation of the main shaft, an electrical contact that contacts a predetermined portion of the main shaft, and an electrical contact that is inserted between the electrical contact and the cutting tool. It is equipped with a series connection circuit of a power supply and a resistor, and detects the resonant frequency amplitude between the cutting tool and the workpiece based on the voltage detected from both ends of the resistor, and also detects the resonant frequency amplitude obtained at a certain feed speed and the A method for detecting an abnormality in a cutting tool in a machine tool, comprising detecting an abnormality in the cutting tool by comparing the resonant frequency amplitude obtained at the feed rate with a predetermined resonance frequency amplitude corresponding to the feeding speed. . 2. In a machine tool that uses a cutting tool to process a workpiece that rotates in synchronization with the rotation of the spindle, there is an electrical contact that contacts a predetermined part of the spindle, and a power source and a resistor that are inserted between the electrical contact and the cutting tool. It is equipped with a series connection circuit, and detects the resonant frequency amplitude between the cutting tool and the workpiece based on the voltage detected from both ends of the resistor, and also detects the resonant frequency amplitude obtained at a certain feed rate and corresponding to the feed rate. The thermoelectromotive force generated between the cutting tool and the workpiece is detected by comparing the amplitude with a predetermined resonant frequency amplitude, and based on the voltage detected from both ends of the resistor. A method for detecting an abnormality in a cutting tool in a machine tool, comprising detecting an abnormality in the tooling tool by comparing an electromotive force with a thermoelectromotive force predetermined in accordance with the feed rate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12112680A JPS5748450A (en) | 1980-09-03 | 1980-09-03 | Detecting method of abnormality of tool in machine tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12112680A JPS5748450A (en) | 1980-09-03 | 1980-09-03 | Detecting method of abnormality of tool in machine tool |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26713485A Division JPS61142055A (en) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | Cutting tool abnormality detecting means in machine tool |
| JP26713585A Division JPS61142056A (en) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | Cutting tool abnormality detecting means in machine tool |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5748450A JPS5748450A (en) | 1982-03-19 |
| JPS6116580B2 true JPS6116580B2 (en) | 1986-05-01 |
Family
ID=14803517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12112680A Granted JPS5748450A (en) | 1980-09-03 | 1980-09-03 | Detecting method of abnormality of tool in machine tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5748450A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6806754B2 (en) * | 2018-11-13 | 2021-01-06 | ファナック株式会社 | Machine tool and vibration diagnosis support method |
-
1980
- 1980-09-03 JP JP12112680A patent/JPS5748450A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5748450A (en) | 1982-03-19 |
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