JPS62136345A - 切削工具の異常検知装置 - Google Patents

切削工具の異常検知装置

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JPS62136345A
JPS62136345A JP27728785A JP27728785A JPS62136345A JP S62136345 A JPS62136345 A JP S62136345A JP 27728785 A JP27728785 A JP 27728785A JP 27728785 A JP27728785 A JP 27728785A JP S62136345 A JPS62136345 A JP S62136345A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reference value
tool
cutting
circuit section
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP27728785A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumio Kamado
釜洞 文夫
Takao Manabe
真鍋 鷹男
Keiichi Makiyama
啓一 槙山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Priority to JP27728785A priority Critical patent/JPS62136345A/ja
Publication of JPS62136345A publication Critical patent/JPS62136345A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09Arrangements 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
    • B23Q17/0904Arrangements 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
    • B23Q17/0919Arrangements for measuring or adjusting cutting-tool geometry in presetting devices
    • B23Q17/0947Monitoring devices for measuring cutting angles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

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、ドリルのごとき工作機械におけるドリル刃な
どの工具の摩耗や折損等の異常をその作動時に検知でき
るようにした工作機械の切削工具の異常検知装置に関す
る。
(発明の技術的背景とその問題点) 従来、切削中の工具の摩耗、折損等の異常を検−知する
手段として工具近傍に圧電素子を取りつけ、切削中の加
速度を検出したり、主軸駆動モータ電流を検出する事に
より切削負荷力を検出し、その検出した信号をある基準
値と比較し工具の異常を判別する装置がある。これ等の
装置において摩耗の判別は検出した信号波形上から、工
具と加工物の接触開始点、定常切削開始点を求め、その
求めた点から一定時間経過した時点の信号の大きさを求
め、それ?ある基準値と比較する事により行なわれてい
る。また、工具の折損の判別は信号の大きさを別の基準
値と比較する事により行なわれている。これ等の方法で
はドリルの径が小さい時等のように切削負荷力の信号が
ノイズに対して十分大きくない場合、信号上で切削開始
点、定常切削開始点を定める事が困難であり工具の異常
判定に正確さを欠く等の問題があった。
(発明の目的) 常状態は工具を使用する時間の長さに比例してだんだん
切れ味が悪くなっていく摩耗と、工具が折れたり、切り
粉がからみついたりする突発的な異常状態の2種類に分
ける事が出来る。切削負荷力への摩耗と折損の影響を考
えると摩耗は切削負荷力の定常成分の上昇となり、折損
は切削負荷力の突発的な上昇となる。切削負荷力の検出
信号では摩耗は直流成分に近い周波数成分が示す値の上
昇となって現れ、折損はごく単時間の信号の値の上昇と
なって現れる。切削負荷力を主軸駆動モータ電流値から
求める場合には、検出された電流値には切削負荷力の変
動の影響だけでなく駆動機構の伝達損失により生じるモ
ータ無負荷時の電流などの変動の影響がノイズとなって
含まれる0以上の事から検出した主軸駆動モータ電流値
から工具の異常を検知するには、工具の摩耗の場合、直
流に近い周波数成分の信号の値を監視すればよい事、工
具の切損の場合には高周波のノイズ成分を除いた信号を
監視すればよい事がわかる。
(発明の概要) 本発明は上記に述べた事を考慮し、従来の装置の持つ問
題を解決するためになされたものであり、波成分を通過
させる第1のフィルターと、前記電気信号の周波数H2
ヘルツまでの低周波成分を通過させる第2のフィルター
と、第1のフィルターの出力と基準値Aとの大小を比較
し工具の摩耗を判別する回路と、第2のフィルターの出
力と基準値Bとの大小を比較し工具の折損を判別する回
路を具備した事を特徴とするものである。
(発明の実施例) 以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。
は工作機械の制御装置を示している。参照番号lotは
切削負荷力の検出部、この場合は主軸駆動モータ電流を
検出する検出回路部、参照番号+02は検出回路部+0
1で検出された電気信号を増幅する増幅回路部、参照番
号103は第1.のローパスフィルター回路部で周波数
HIヘルツ以下の直流に近い低周波成分のみを通過させ
る。参照11104は第2のローパスフィルター回路部
で高周波のノイズ成分を除去し周波数H2(H2>Hl
 )ヘルツ以下の低周波の成分のみを通過させる。参照
番号+05は第1の記憶回路部で工作機械の制御装置か
ら記憶指令Slが入力された時第1のローパスフィルタ
ー回路部+03の出力である主軸駆動モータ電流、この
状態では無負荷電流出力XHuLk記憶し、記憶完了信
号R1k制御装置に返す。参照番号+07は第1の基準
値設定回路部であり工作機械の制御装置から設定指令S
2を中判定基準値として設定し設定完了信号R2i制御
装置に返す。参照番号106は第1の比較回路部で、第
1のローパスフィルター回路部+03からの入力信号と
第1の基準値設定回路部!07に設定されている設定値
との大小分比較し入力信号が大きい時のみ、切削中を示
す信号を定常切削開始点検出回路部IO8と第3の比較
回路部113に入力する。参照番号108は定常切削開
始点検出回路部で、切削中判定回路部106から切削中
の信号が入力されると、第1のローパスフィルター回路
部+03からの信号をΔを時間間隔でサンプリングし新
しくサンプリングした値kXnとし、その前にサンプリ
ングした値k X n −1とするときXnXn−1が
一定値に以下になった時点C5を定常切削開始時点とみ
なし、第2の記憶回路部+10に記憶指令を入力する。
参照番号109は定数設定回路部で定常切削開始点検出
回路部+08で使用する、サンプリングの間隔Δt1定
数に=i段設定る。参照番号110は第2の記憶回路部
で、定常切削開始点検出回路部10gから定常切削開始
の信号が入力された時点の第1のローパスフィルター回
路部103からの入力信号の値全記憶する。参皿番号1
12は摩耗判定用基準値設定回路部で工作機械の制御装
置から設定指令信号S3が入力された時第2の記憶回路
部+10に記憶されている記憶出力X。が入力されX。
のa倍を基準値Aとして設定し、設定完了信号R3を制
御装置に返す。参照番号!11は第2の比較回路部で記
憶回路部110からの記憶出力と基準値設定用回路部1
12に設定されている摩耗判定用基準値Aと〆 の大小を専較し、記憶値の方が大きいとき摩耗と判定し
異常処理回路部115へ工具摩耗の信号を与える。参照
番号114は折損判定用基準値設定回路部で工作機械の
制御装置から設定指令信号S3が入力された時、第2の
記憶回路部110に記憶されている記憶出力xuが入力
されX。のb倍?基準値Bとして設定し設定完了信号R
4e制御装置に返す。参照番号113は第3の比較回路
部で、回路部+06から切削中の信号が入力されている
間だけ、第2のローパスフィルター回路部+04から入
力された信号の値と、第3の基準値設定回路部114に
設定されている折損判定用基準値Bと比較し入力信号の
値が基準値Bを越えた時工具折損と判定し異常処理回路
部115に工具折損の信号を入力する。参照番号+15
i−を異常処理回路部であって工作機械の制御装置M−
Cに工具の異常状態が検知された時工具の交換または送
りの停止などの必要な処理を指令するようになっている
第2図から第5図まで?使用して第1図に示した装置に
よる信号の処理過程を示す。第2図はトリ′A/Dが加
工物w2切削する時のドリルと加工物との位置関係を示
す。同図(イ)はドリルDは回転しているが加工物と接
触していない状態を示し、同図←)はドリルDの先端が
加工物に接触し切削を開始する状態、etはドリルDの
先端部が加工物の中に入り定常切削を開始する状態、同
図に)は定常切削中の状態、同図(ホ)は切削?終了し
た状態である。
第3図は主軸、駆動モータ電流を検出回路部101で検
出した信号を増幅回路部102で増幅した出力波形を示
す。第4図は第3図で示した信号を第1のローパスフィ
ルター回路部+03を通した出力波形全示し、第5図は
第3図で示した信号?第2のローパスフィルター回路部
104″f、通した出力波形を示す。第3図、第4図、
第5図で参照記号Eは工具を一回目の切削に使用した時
の信号波形である事を示し、参照記号Fは同じ工具でm
回切削した時の信号波形である事を示す。主軸に新しい
工具が准9つけられ九時基準値設定運転が開始される。
工作機械の制御装置M−Cから第1の記憶回路部+05
に記憶指令Slが入力されると第4図に示す無負荷時の
電流出力X NULが記憶される。回路部+05から記
憶完了の信号が制御装置M−Cに返された後、第1の基
準値設定回路部107に制御装置より設定指令S2が入
力され、切削中判別用基準値N=XNUL+ムエが設定
される。回路部+07から制御装置に設定完了信号R2
が返された後、第1回目の切削に入る。切削中判定回路
106はローパスフィルター回路部103の出力信号の
値が基準値Nより大きくなったところで切削開始を確認
し、切削中の信号を定常切削開始点検出回路部108に
入力する。回路部IO8では前述したように定常切削開
始点C5の検出論理に従って定常切削開始点Cs’r定
め、開始点C5を検出した時点に第2の記憶回路部11
0記憶指令信号と入力し、回路部110には第4図に示
す第1のローパスフィルター回路部+03からの出力値
をX。とじて記憶する。第2の基準値設定回路部112
は工作機械の制御装置から基準値設定指令S3が入力さ
れると、記憶回路部110に記憶されている記憶値Xυ
が入力されXuのa倍が摩耗判定用基準値Aとして設定
され、設定完了信号R3が制御装置に返される。同様に
第3の基準値設定回路部114は工作機械の制御装置か
ら基準値設定指令S3が入力されると、記憶回路部+1
0に記憶されている記憶値X。が入力されXoのb倍が
折損判定用基準値Bとして設定され、設定完了信号R4
が制御装置M−Cに返される。上記のように工作機械の
制御装置に基準値設定完了信号R1+R2,R3,R4
が返った時点に基準値設定運転が終了し本装置は異常検
知装置として作用する。2回目の切削から第2の記憶回
路部110には第4図のXtが記憶され摩耗判定回路部
Il+で基準値Aと比較されXtがAより大きいとき摩
耗信号が異常処理回路115に入力される。折損判定回
路部113は回路部+05から切削中の信号が入力され
ている間のみ、第2のローパスフィルター104回路部
の出力と基準値Bとの比較を行い信号が基準値Bより大
きくなった時工具折損の信号を異常処理装置+15に入
力する。
(発明の効果) 以上説明したように本発明は切削負荷力を検出した信号
を2個のフィルター戸し周波数成分を分離する事により
摩耗判定、折損判定を別々に行ない、切削工具の異常の
検知の可能範囲を広げ、より正確な判定が行なえるよう
にしたものである。
したがって本発明によれば切削工具の異常の状態全明確
に知る事が出来、異常を検知した時点で適人 切な対応手段をとりうるので無(運転化された工作機械
に適用した場合極めて有用な切削工具の異常検知装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明一実施例を説明するためのブロック回路
図、第2図は切削時の工具と工作物の位置関係金示す概
略図、第3図は切削負荷力である主軸駆動モータ電流の
検出信号で第1図の増幅回路部102の出力信号波形を
示す。第4図は第1図の第1のフィルター回路部+03
の出力信号波形を示す。第5図は第1図の第2のフィル
ター回路部+04の出力信号波形を示す。 101・・・切削負荷力検出回路部 102・・・増幅回路部 103.104・・・フィルター回路部105.110
・・・記憶回路部 +06.II +、+13・・・比較回路部107.1
12,114・・・基準値設定回路部108・・・定常
切削開始点検出回路部109・・・定数設定回路部 115・・・異常処理回路部

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 工作機械の切削中の切削負荷力を検出する検出部とこの
    検出部から得られる電気信号の周波数H1ヘルツ以下の
    低周波成分を通過させる第1のフィルターと、前記電気
    信号の周波数H2(H2>H1)ヘルツまでの低周波成
    分を通過させる第2のフィルターと、 第1のフィルター出力と基準値Aとの大小を比較し工具
    の摩耗を判別する回路と、第2のフィルタ−出力と基準
    値Bとの大小を比較し工具の折損を判別する回路とを具
    備した事を特徴とする切削工具の異常検知装置。
JP27728785A 1985-12-10 1985-12-10 切削工具の異常検知装置 Pending JPS62136345A (ja)

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