JPS62287958A - 工作機械における負荷監視装置 - Google Patents

工作機械における負荷監視装置

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JPS62287958A
JPS62287958A JP13153186A JP13153186A JPS62287958A JP S62287958 A JPS62287958 A JP S62287958A JP 13153186 A JP13153186 A JP 13153186A JP 13153186 A JP13153186 A JP 13153186A JP S62287958 A JPS62287958 A JP S62287958A
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JP
Japan
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signal
load
actual machining
machining load
machine tool
Prior art date
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Pending
Application number
JP13153186A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Sako
迫 賢治
Yoshio Torisawa
鳥澤 由男
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.)
Okuma Corp
Original Assignee
Okuma Machinery Works Ltd
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Publication date
Application filed by Okuma Machinery Works Ltd filed Critical Okuma Machinery Works Ltd
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Publication of JPS62287958A publication Critical patent/JPS62287958A/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G05B19/4065Monitoring tool breakage, life or condition

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (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】 3、発明の詳細な説明 (発明の技術分野) 本発明は、工作機械から読取った機械状態に基づいて、
自動的に負荷監視の必要性の有無を判定すると共に、自
動的に当該工作機械の負荷を監視する負荷監視装置に関
する。
(発明の技術的背景とその問題点) 従来、工作機械の負荷監視装置は内部に機械の状態を判
定し、負荷監視の必要性の有無を判定する機能を有せず
、工作機械を駆動するNC装置のNG加工テープ等に記
録されたMコード指令等をトリガとして、主軸モータに
設けられているカレントトランス等の負荷検出センサの
出力を演算して実加工負荷を求めていた。そして、この
実加工負荷と各種制御用しきい値データとを比較し、当
該工作機械の各種制御信号を出力している。
第4図は上述のような従来から用いられている負荷監視
装置の一例のブロック構成図を示しており、この負荷監
視装置30には、工作機械を制御すると共に、実加工負
荷検出スタート信号C及び比較・制御スタート信号d等
のトリガ信号を出力するNC装置40と、当該工作機械
の主軸モータ20の負荷(駆動電流)を検出する駆動電
流検出器(以下CT: カレントトランスと称す)21
とが接続されており、それぞれこの負荷監視装置30に
上記I・リカ信号及び上記負荷データを出力するように
なっている。そして、この負荷監視装置30は、上記カ
レントトランス21からの出力信号(主軸モータの駆動
電流に比例する電圧値)をディジタル信号に変換する加
工負荷検出部11と、上記NG装置40からの実加工負
荷検出スタート信号Cにより駆動され、上記加工負荷検
出部11より出力されるディジタル信号を先ず無負荷値
信号りとして記憶し、その後、上記加工負荷検出部11
より伝送されるディジタル信号及び上記無負荷値信号り
の出力値の差を演°算し、この差分を実加工負荷データ
bとして出力する実加工負荷演算部14と、予め設定さ
れている各種制御用しきい値データeが記憶されている
しきい値データ部15と、上記NG装置40よりの比較
制御スタート信号dにより駆動され、上記しきい値デー
タe及び上記実加工負荷データbを比較し、その結果に
基づいて所定のアラーム信号、エアカット信号及び送り
オーバライド信号等の機械制御信号fを出力する比較制
御部16とから構成されている。
第5図(A)〜(E)はこのような負荷監視装置30の
各部における信号のタイミングチャート図であり、同図
(八)はカレントトランス21の出力信号aを示し、同
図(B) はNC装置40よりの実加工負荷検出スター
ト信号Cを示し、同図(C)は実加工負荷演算部14よ
りの実加工負荷信号(ここではアナログ信号で示す)b
及びしきい値データ部15のしきい値データeを示し、
同図(D)はNC装置40よりの比較・制御スタート信
号dを示し、同図(E)は比較制御部16よりの機械制
御信号(アラーム信号、エアカット信号、送りオーバラ
イド信号)fを示している。
このような構成において、この負荷監視装置30の動作
を第4図及び第5図(^)〜(E)を参照して以下に説
明する。
工作機械の主軸モータ20に接続されたカレントトラン
ス21により第5図(A) に示すような駆動電流に比
例した電圧信号aが検出され、この信号aが上記加工負
荷検出部11でディジタル信号に変換されて、実加工負
荷演算部14に人力されている。そこで、NC装置40
より同図CB)に示す実加工負荷検出スタート信号Cが
時点T1〜T。
の間、実加工負荷演算部14に人力されると、この実加
工負荷演算部14は、まず上述のようにして同図(A)
に、示すhの部分を無負荷値として記憶した後、その後
に人力される上記ディジタル信号aと上記無負荷値りと
の出力値の差を演算し、同図(C)に示すG、、G2を
実加工負荷すの値として比較制御部16へ出力する。一
方、しきい値データeはしきい値データ部15から人力
されており、NC装置40より同図(D) に示す比較
・制御スタート信号dが時点T2〜T4の間、比較・制
御部16へ人力されると、この時点T2〜TJの時点T
3において、しきい値eを越える実加工負荷(アラーム
信号、エアカット信号、送りオーバライド信号)fを発
生する。
ところが、このような従来の負荷監視装置30では、N
C加工テープを作成する際に、加工負荷監視を実行した
い工程中に対して、予めMコード指令等(上述の場合、
実加工負荷検出スタート信号C及び比較・制御スタート
信号dを発生させるためのコード)を人力して負荷監視
を指令しなければならず、このようなNC加工テープ作
成時における負荷監視指令は、本来監視すべき時に対す
る指令を忘れてしまったり、不必要に指令すると、自動
プログラミング装置によるNC加工テープの作成に非常
な時間及び手間を要するという問題点があった。
(発明の目的) 本発明は上述のような事情からなされたものであり、本
発明の目的は、工作機械の状態を常時取込み自動的に負
荷監視の必要性の有無を判定して、負荷監視トリが信号
を発生させると共に、工作機械の負荷状態を容易に、且
つ必要性に応して適確に監視かできる工作機械における
負荷監視装置を提供することにある。
(発明の概要) 未発明は工作機械における負荷監視装置に関する乙ので
、」こ記工作機械の加工負荷を検出する加工負荷検出部
と、上記工作機械の状態を検出する機械状態検出部と、
上記機械状態検出部からの出力信号に応じて上記工作機
械の状態を判定する機械状態判定部と、上記機械状態判
定部から出力される機械状態データに応じて上記加工負
荷検出部の加工負荷データから実加工負荷データを演算
する実加工負荷演算部と、上記機械状態データに応じて
上記実加工負荷データと上記工作機械の各種制御用しき
い値データとを比較し、上記工作機械の制御情報データ
を出力する比較制御部とを具備したものである。 ゛(
発明の実施例) 本発明の工作機械の負荷監視装置は、従来NC加工テー
プのMコード指令等により出力されていた工作機械の状
態を監視する実加工負荷検出スタート信号及び比較・制
御スタート信号を、主軸モータに接続されたタコジェネ
レータの出力信号を基に負荷監視の必要性を判定し、負
荷監視を自動的に指令する機械状、態検出部及び機成状
7態判定部を設けることにより、自動的に負荷監視てき
るようにしたものである。
第1図は本発明の負荷監視装置の一実施例を示すブロッ
ク構成図であり、第4図と同一手段については同一符号
を付ス。
本発明の負荷監視装置10は、工作機械の主軸モータ2
0にその回転数に比例した電圧信号gを発生するタコジ
ェネレータ(以下、TGと略す)22を付加すると共に
、このTG22の出力電圧信号gをディジタル13号に
変換する機械状態検出部12と、この機械状態検出部1
2よりのディジタル信号に応じて後述する比較・制御ス
タート信号d及び実加工負荷検出スタート信号Cを発生
して、負荷監視を指令する機械状態判定部13とが設け
られている。ここにおいて、負荷監視を行なう必要性が
あるのは、上記工作機械における負荷状態が所定の許容
値を越えた時であり、瞬時に発生する加減速時等は検出
しないようにしなければならない。そこで、本発明にお
いては、上記TG22の出力が発生される(その出力値
か男でなく)と上記実加工負荷検出スタート信号Cを発
生すると共に、このTG22の出力の微分値が発生した
時に上記比較・制御スタート信号dの発生を断続し、こ
の比較・制御スタート信号dと上記実加工負荷検出スタ
ート信号Cとが同期して発生されている時に負荷監視を
実行することにより、上述のような瞬時の加減速時は除
いた負荷状態を自動的に監視できるようにしている。す
なわち、実際の負荷監視のためのトリ力信号は、上述の
ように実加工負荷検出信号Cとこの比較・制御スタート
信号dとが同時に発生された時にだけ発生されるように
なっている。
このような構成において、この負荷監視装置10の動作
を第1図、第2図(A)〜(F)及び第3図のフローチ
ャートを参照して説明する。ここにおいて、第2図(A
)〜(F)は本発明の負荷監視装置10の各部における
信号のタイミングチャート図であり、同図(A)はTG
22の出カイ2号gを示し、同図(B)は機械状態判定
部12よりの実加工負荷検出スタート信号Cを示し、同
図(C)  はTG22の出力信号の微分値の絶対値を
示し、同図(0)は機械状態判定部I3よりの比較・制
御スタート信号dを示し、同図(E)はカレントトラン
ス21よりの出力信号aを示し、同図(F)は実加工負
荷演算部14よりの実加工負荷信号すの絶対値(ここで
はアナログ信号で示す)及びしきい値データ部15から
のしきい値データeを示している。
本発明の負荷監視装置を用いて工作機械の負荷監視が開
始されると、上述のように、カレントトランス21は第
2図(E)に示す信号(主軸負荷電流)aを発生してお
り、上述と同様に加工負荷検出部11はこの信号を取込
みディジタル信号に変換して、実加工負荷演算部14に
人力する(ステップS1)。一方、同図(八)に示すよ
うにTG22より発生した信号は上述のようにして機械
状、態検出部12に読込まれ(ステップS2)、機械状
態判定部13で機械状態(停止中、加減速中。
定回転中等)を判定しくステップS3) 、 81械状
、#、弓flJ定部13は上記TG22の出力電圧と、
同図(C)に示すその微分値の絶対値より、時点T、。
において、同図(D)  に示すような比較制御スター
ト信号d及び同図(B) に示すような実加工負荷検出
スター[・信号Cを発生する(ステy S4)。そこで
、この実加工負荷検出信号Cを受けて、実加工負荷演算
部14は、同図(E)に示す上記カレントトランス21
の信号aから上述のようにして無負荷値りを差引いた同
図(F)に示す実加工負荷信号を求める(ステップS5
)。一方、機械状態判定部13が求めた同図(C)に示
すようなTG22の出力信号の微分値に基ずいて発生さ
れた同図(D)  に示すような比較・制御スタート信
号dは、時点T10”Tl1間及び時点T12〜713
間、発生されるので(ステップS6)、その間は上述の
ように比較制御部16を駆動させ、上述のようにしきい
値データeを読込み、上記実加工演算部14からの実加
工負荷信号データbとこのしきい値eとを比較し、上述
のようにして機械制御情報信号fを出力する(ステップ
S7)。ここにおいて、主軸モータが停止中の場合は、
比較・〕]御スタート信号dは発生せず、負荷監視か続
く限り(ステップS8)、上記ステップ1に戻り上述の
ようにして負荷監視を続行することになる。
(発明の変形例) 上述の実施例において、工作機械の主軸モータの駆動電
流値を検出してその負荷状態を検出する例を示したが、
送り軸等のモータ等に適用できることはいうまでもない
。また、その負荷監視のトリガ信号を上記主軸モータの
回転数に比例する電圧を発生するタコジェネレータから
得る例を示したが、回転数だけでなく、工具のブレ等を
検出するようにしてもよい。
(発明の効果) 以上のように本発明の工作m械における負荷監視装置に
よれば、工作機械の状態を常時自動的に検出し、負荷監
視の必要性の有無を判定すると共に、負荷状態を自動的
に監視しているので、NC加エテーブ作成時に加ニブロ
グラムチーブを操作しなからMコード指令等を人力して
負荷監視を指令する必要がなく、その作成の手間か省け
るたけてなく、容易に且つA確に負荷状態か監視できる
という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の負荷監視装置の一実施例を示すブロッ
ク構成図、第2図(A)〜(F)は本発明の負荷監視装
置の各部における信号のタイミングチャート図、第3図
は本発明の負荷監視装置の動作を示すフローチャート、
第4図は従来の負荷監視装置のブロック構成図、第5図
は従来の負荷監視装着の各部における信号のタイミング
チャート図である。 1O13θ・・・負荷監視装置、11・・・加工負荷検
出部、12・・・機械状態検出部、13・・・機械状態
判定部、14・・・実加工負荷演算部、15・・・しき
い値データ部、16・・・比較制御部、20・・・主軸
モータ、21・・・カレントトランス、22・・・TG
(タコジェネレータ)、40・・・NG装置、a・・・
カレントトランス出力信号、b・・・実加工負荷信号デ
ータ、C・・・実加工負荷検出スタート信号、d・・・
比較・制御スタート信号、e・・・しきい値データ、f
・・・機械制御情報信号、g・−・タコジェネレータ出
力信号。 出願人代理人  安 形 雄 三 茶2図 辱3 回

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 工作機械の加工負荷を検出する加工負荷検出部と、前記
    工作機械の状態を検出する機械状態検出部と、前記機械
    状態検出部からの出力信号に応じて前記工作機械の状態
    を判定する機械状態判定部と、前記機械状態判定部から
    出力される機械状態データに応じて前記加工負荷検出部
    の加工負荷データから実加工負荷データを演算する実加
    工負荷演算部と、前記機械状態データに応じて前記実加
    工負荷データと前記工作機械の各種制御用しきい値デー
    タとを比較し、前記工作機械の制御情報データを出力す
    る比較制御部とを具備していることを特徴とする工作機
    械における負荷監視装置。
JP13153186A 1986-06-06 1986-06-06 工作機械における負荷監視装置 Pending JPS62287958A (ja)

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JP13153186A JPS62287958A (ja) 1986-06-06 1986-06-06 工作機械における負荷監視装置

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JPS62287958A true JPS62287958A (ja) 1987-12-14

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020013433A (ja) * 2018-07-20 2020-01-23 ブラザー工業株式会社 数値制御装置、数値制御方法、及び数値制御プログラム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5531541A (en) * 1978-08-23 1980-03-05 Toshiba Mach Co Ltd Abnormality detecting system for cutting tool

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