JPS63139642A - 切削工具破損検知方法 - Google Patents
切削工具破損検知方法Info
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- JPS63139642A JPS63139642A JP61285650A JP28565086A JPS63139642A JP S63139642 A JPS63139642 A JP S63139642A JP 61285650 A JP61285650 A JP 61285650A JP 28565086 A JP28565086 A JP 28565086A JP S63139642 A JPS63139642 A JP S63139642A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 title abstract 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
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Classifications
-
- 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
- B23Q17/0952—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 during machining
- B23Q17/0957—Detection of tool breakage
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は例えばビレットに下穴を加工する装置等におけ
る切削工具の破損を検知する方法に関する。
る切削工具の破損を検知する方法に関する。
継目無鋼管製造用のビレット等の端面中心にはその案内
のために予め下火をあけるが、この下穴加工をする装置
においてはドリルを備える切削ユニットを油圧シリンダ
によって送り出すと共にドリルを回転することによって
ビレットを下穴加工するように構成されたものがある。
のために予め下火をあけるが、この下穴加工をする装置
においてはドリルを備える切削ユニットを油圧シリンダ
によって送り出すと共にドリルを回転することによって
ビレットを下穴加工するように構成されたものがある。
このような装置においては、自動運転が行われているた
め、ドリルが破損したような場合には、直ちに破損を検
知し、切削を中断する必要がある。
め、ドリルが破損したような場合には、直ちに破損を検
知し、切削を中断する必要がある。
このためドリルの破損を検知する方法としてＡＥ（Ａｃ
ｏｕｓｔｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）センサ又は切削時間
によるものが実施されており、前者はドリルが破損する
ときに発生する弾性波（超音波）によって破損を検出す
る方法であり、後者は切削時間が一定時間以上要する場
合にはドリルの破損によるためと判断し破損を検出する
方法である。
ｏｕｓｔｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）センサ又は切削時間
によるものが実施されており、前者はドリルが破損する
ときに発生する弾性波（超音波）によって破損を検出す
る方法であり、後者は切削時間が一定時間以上要する場
合にはドリルの破損によるためと判断し破損を検出する
方法である。
ところで上述の方法においてＡＥセンサはドリル回転駆
動用のヒータ及び切削ユニット送り用の油圧ユニットの
バルブ等の作動時に発するノイズにより誤動作する場合
があり、正確な検出が難しく、またドリル形状により感
度設定値を変更する必要があり、操作が煩わしい等の問
題がある。
動用のヒータ及び切削ユニット送り用の油圧ユニットの
バルブ等の作動時に発するノイズにより誤動作する場合
があり、正確な検出が難しく、またドリル形状により感
度設定値を変更する必要があり、操作が煩わしい等の問
題がある。
そして、切削時間による方法は切削中のドリル破損が即
座に検出されずドリルを保持するドリルホルダーまで破
損する虞があり、また切削深さによって切削時間が変化
するため、それに対応した判定時間を予め定める作業を
要する等両者いずれの方法にも問題がある。
座に検出されずドリルを保持するドリルホルダーまで破
損する虞があり、また切削深さによって切削時間が変化
するため、それに対応した判定時間を予め定める作業を
要する等両者いずれの方法にも問題がある。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、切削
送り用油圧シリンダの背圧を検出し、背圧の変化率が設
定値以上になった場合にドリルが破損したとして警報を
発し、切削を中止させるように構成することにより、外
部ノイズに影響されずドリル形状、切削深さ及び被切削
材材質と無関係にドリル破損を即座に検知する切削工具
破損検知方法を提供することを目的とする。
送り用油圧シリンダの背圧を検出し、背圧の変化率が設
定値以上になった場合にドリルが破損したとして警報を
発し、切削を中止させるように構成することにより、外
部ノイズに影響されずドリル形状、切削深さ及び被切削
材材質と無関係にドリル破損を即座に検知する切削工具
破損検知方法を提供することを目的とする。
本発明に係る切削工具破損検知方法は、切削送り用の油
圧シリンダを装備する切削機の切削工具の破損を検知す
る方法において、前記油圧シリンダの背圧を検出して単
位時間当たりの前圧変化率を算出し、その算出値に基づ
き工具の破損を検知することを特徴とする。
圧シリンダを装備する切削機の切削工具の破損を検知す
る方法において、前記油圧シリンダの背圧を検出して単
位時間当たりの前圧変化率を算出し、その算出値に基づ
き工具の破損を検知することを特徴とする。
以下本発明をビレット下穴加工機に適用する場合につい
てその実施例を示す図面に基づき具体的に説明する。
てその実施例を示す図面に基づき具体的に説明する。
第１図は本発明の実施状態を示す模式的構成図である。
切削ユニット１は先端部に下穴用ドリル（以下ドリルと
いう）３を保持するドリルホルダー２を図示しないモー
タの回転軸に取付けたものであり、前記モータの駆動に
よりドリル３が回転するようになっている。
いう）３を保持するドリルホルダー２を図示しないモー
タの回転軸に取付けたものであり、前記モータの駆動に
よりドリル３が回転するようになっている。
切削ユニット１のドリル３が取付けられた側と反対側に
は切削送り用油圧シリンダ（以下油圧シリンダという）
４がその中心軸とドリル３の回転軸とが同一平面上にお
いて平行となるように設置されており、ピストンの移動
によって切削ユニット１が水平移動し切削を行うように
ピストンロッド（以下ロッドという）と切削ユニット１
が接続されている。
は切削送り用油圧シリンダ（以下油圧シリンダという）
４がその中心軸とドリル３の回転軸とが同一平面上にお
いて平行となるように設置されており、ピストンの移動
によって切削ユニット１が水平移動し切削を行うように
ピストンロッド（以下ロッドという）と切削ユニット１
が接続されている。
ドリル３と対向する位置にはビレット８が図示しないチ
ャックによって固定されており、ドリル３の回転軸とビ
レット８の中心軸とが同軸上にあり適当な距離を隔てて
対向している。
ャックによって固定されており、ドリル３の回転軸とビ
レット８の中心軸とが同軸上にあり適当な距離を隔てて
対向している。
油圧シリンダ４は図示しない油圧ポンプ、油圧タンク及
び方向制御弁に接続されており、油圧ポンプによりピス
トンヘッド（又はロッド）側に油圧を加え、ロッドを移
動すると共にロッド（又はピストンヘッド）側の油を油
圧タンクに戻す油圧回路を構成する。
び方向制御弁に接続されており、油圧ポンプによりピス
トンヘッド（又はロッド）側に油圧を加え、ロッドを移
動すると共にロッド（又はピストンヘッド）側の油を油
圧タンクに戻す油圧回路を構成する。
油圧シリンダ４のロッド側の配管には油圧を電気信号検
出用の歪に変換する歪ゲージ式圧力変換器５が接続され
ており、圧力変換器５は歪を電気信号に変換する歪アン
プ６に接続されている。
出用の歪に変換する歪ゲージ式圧力変換器５が接続され
ており、圧力変換器５は歪を電気信号に変換する歪アン
プ６に接続されている。
歪アンプ６は、単位時間における圧力の変化を算出し、
その算出結果が一定値以上の場合に警報及び切削を停止
させる信号を発する演算判定部７に接続されている。こ
の演算判定部７はプログラマブルコントローラを用いて
なる。
その算出結果が一定値以上の場合に警報及び切削を停止
させる信号を発する演算判定部７に接続されている。こ
の演算判定部７はプログラマブルコントローラを用いて
なる。
第２図はドリル破損時の背圧変化を説明するためのグフ
ラであり、立て軸に背圧（ｋｇ／ａａ）を、横軸に切削
送り時間（秒）をとって示している。
ラであり、立て軸に背圧（ｋｇ／ａａ）を、横軸に切削
送り時間（秒）をとって示している。
切削時における油圧シリンダ４のロッド側の油室の圧力
、即ち背圧Ｆ、は時間の経過と共に低下する。これは油
圧シリンダ４においてピストンを押す力Ｆｐ、切削抵抗
Ｆ８及び背圧ＦｂがＦ、＝Ｆ、＋Ｆ。
、即ち背圧Ｆ、は時間の経過と共に低下する。これは油
圧シリンダ４においてピストンを押す力Ｆｐ、切削抵抗
Ｆ８及び背圧ＦｂがＦ、＝Ｆ、＋Ｆ。
という関係にあり、また油圧ユニットの作動条件が Ｆ
、＝一定 であるため切削時間の経過と共に切削抵抗Ｆ
、が増加すると背圧Ｆ、は低下するからである。
、＝一定 であるため切削時間の経過と共に切削抵抗Ｆ
、が増加すると背圧Ｆ、は低下するからである。
さて一般的に背圧低下率ΔＰはある時刻’ｒｉ−ｔにお
ける背圧をＰｉ−１、時刻Ｔｉ−１の次のサンプリング
時刻Ｔｉにおける背圧をＰＬとすると、ＴＬ−Ｔ寡−１ として求められる。正常切削時のΔＰはサンプリング周
期Ｔ ｉ −Ｔ ＝ −＋を１秒以下の短時間に設定す
るとＯ〜３ｋｇ／（ｄ・秒）の範囲を変動するが、平均
的には１．５ ｋｇ／ （ｅｌｌ・秒）程度である（図
中二点類ｍ）。−これに対してドリル破損時は１〜２秒
間に背圧（Ｆ、）が急低下し、その時のΔＰは１０ ｋ
ｇ ／ （ｃ＋ａ・秒）程度の低下率を示す（一点鎖線
）。
ける背圧をＰｉ−１、時刻Ｔｉ−１の次のサンプリング
時刻Ｔｉにおける背圧をＰＬとすると、ＴＬ−Ｔ寡−１ として求められる。正常切削時のΔＰはサンプリング周
期Ｔ ｉ −Ｔ ＝ −＋を１秒以下の短時間に設定す
るとＯ〜３ｋｇ／（ｄ・秒）の範囲を変動するが、平均
的には１．５ ｋｇ／ （ｅｌｌ・秒）程度である（図
中二点類ｍ）。−これに対してドリル破損時は１〜２秒
間に背圧（Ｆ、）が急低下し、その時のΔＰは１０ ｋ
ｇ ／ （ｃ＋ａ・秒）程度の低下率を示す（一点鎖線
）。
なお、第２図の実線は時刻Ｔｉ−１でドリルが破損した
ものとして示している。
ものとして示している。
そこでΔＰがある値、即ち破損判定値６２０以上になっ
た場合にドリル破損を判定するもさのとし、ΔＰ０を次
式の如く定める。
た場合にドリル破損を判定するもさのとし、ΔＰ０を次
式の如く定める。
（ｋ：定数）
ここで正常切削時の圧力変動にて誤判定しないようにサ
ンプリング周期Ｔｉ Ｔｚ−＋ ＝０．５（秒）の場
合には定数に＝６としＴｚ−＋ −Ｔｚ−＋−ｍ ＝
３（秒）と設定する。
ンプリング周期Ｔｉ Ｔｚ−＋ ＝０．５（秒）の場
合には定数に＝６としＴｚ−＋ −Ｔｚ−＋−ｍ ＝
３（秒）と設定する。
この結果、破損判定値はΔＰｏ ＝１．５ ｋｇ／ （
ａｄ・秒）となる。
ａｄ・秒）となる。
そして破損判定値ΔＰ０を基に判定条件を次式に示す範
囲に定める。
囲に定める。
ΔＰ≧α×Δｐ、 （α：定数）ここで定数αは
通常１．５以上に設定するものとし、本実施例ではα＝
５とし ΔＰ≧７．５ ｋｇ／ （ｃＪ・秒） 即ち、背圧の低下率が７．５ ｋｇ／ （ｃａ！・秒）
以上の場合にドリルの破損を検知したものとし警報を発
し、切削を中止するように演算判定部７の判定条件を設
定する。
通常１．５以上に設定するものとし、本実施例ではα＝
５とし ΔＰ≧７．５ ｋｇ／ （ｃＪ・秒） 即ち、背圧の低下率が７．５ ｋｇ／ （ｃａ！・秒）
以上の場合にドリルの破損を検知したものとし警報を発
し、切削を中止するように演算判定部７の判定条件を設
定する。
第３図及び第４図はドリル直径６１ｍｍ（下穴用ドリル
直径１１ｍ論）、切削送り油圧８０ｋｇ／ｃａｌにて直
径２３１ ｍｍ （材質ＪＩＳ Ｇ４０５１５５０Ｃク
ラス）のビレットを切削加工した場合に本発明によって
油圧シリンダ４の背圧変化を検出したグラフであり、第
４図は正常切削時を、第３図はドリル３及びドリルホル
ダ−２破損時を夫々示している。
直径１１ｍ論）、切削送り油圧８０ｋｇ／ｃａｌにて直
径２３１ ｍｍ （材質ＪＩＳ Ｇ４０５１５５０Ｃク
ラス）のビレットを切削加工した場合に本発明によって
油圧シリンダ４の背圧変化を検出したグラフであり、第
４図は正常切削時を、第３図はドリル３及びドリルホル
ダ−２破損時を夫々示している。
両図において立て軸は油圧シリンダ４の背圧（ｋｇ ／
ｃｄ ）を、横軸は切削送り時間（秒）を示す。
ｃｄ ）を、横軸は切削送り時間（秒）を示す。
図中Ａ及びＡ１は油圧シリンダ４の送りを開始した点、
Ｂ及びＢ１は切削を開始した点を夫々示しており、両者
共等しく切削開始後、徐々に背圧Ｆｂが低下する。第３
図におけるＣはドリル３が破損した点であり、Ｄまで背
圧は急低下する。これはドリル３破損時の切削抵１冗が
急激に増大するためであり、その後、背圧は回復するが
Ｅのドリルホルダー２破損により再び急低下する。第４
図におけるＣ１は切削を終了した点であり、正常切削時
においてはほぼ一定の背圧低下を示す。
Ｂ及びＢ１は切削を開始した点を夫々示しており、両者
共等しく切削開始後、徐々に背圧Ｆｂが低下する。第３
図におけるＣはドリル３が破損した点であり、Ｄまで背
圧は急低下する。これはドリル３破損時の切削抵１冗が
急激に増大するためであり、その後、背圧は回復するが
Ｅのドリルホルダー２破損により再び急低下する。第４
図におけるＣ１は切削を終了した点であり、正常切削時
においてはほぼ一定の背圧低下を示す。
以上の結果、本発明においてはＣ−Ｄ間の背圧低下率１
５ｋｇ／（ａａ・秒）が破損検出値７．５ｋｇ／ （ａ
Ｊ ・秒）以上であるため、Ｄの時点において演算判定
部７は警報を発すると共に切削を停止させる。
５ｋｇ／（ａａ・秒）が破損検出値７．５ｋｇ／ （ａ
Ｊ ・秒）以上であるため、Ｄの時点において演算判定
部７は警報を発すると共に切削を停止させる。
なお、本実施例においてはビレット下穴加工機に用いる
場合を示したが、特にこれに限定されるものではなく、
切削送り用の油圧シリンダを装備する切削機においては
全て使用可能である。
場合を示したが、特にこれに限定されるものではなく、
切削送り用の油圧シリンダを装備する切削機においては
全て使用可能である。
以上のように本発明においては、切削送り用の油圧シリ
ンダの背圧を検出し、その変化率が設定値以上になった
場合に工具の破損を検知するように構成することにより
切削中の工具破損を即座に検知し、切削を中止するため
、他の部品まで破損する虞がなく、また破損後、切削を
継続することがないので成品不良も防止できる。
ンダの背圧を検出し、その変化率が設定値以上になった
場合に工具の破損を検知するように構成することにより
切削中の工具破損を即座に検知し、切削を中止するため
、他の部品まで破損する虞がなく、また破損後、切削を
継続することがないので成品不良も防止できる。
そしてドリル形状、切削深さ及び被切削材材質と無関係
に破損を検知でき、モータ等の外部ノイズにも影響され
ない等、本発明は優れた効果を奏する。
に破損を検知でき、モータ等の外部ノイズにも影響され
ない等、本発明は優れた効果を奏する。
第１図は本発明の実施状態を示す模式的構成図、第２図
はドリル破損時の背圧変化を説明するためのグラフ、第
３図及び第４図は本発明によって背圧変化を検出したグ
ラフである。 １・・・切削ユニット ２・・・ドリルホルダー３・・
・下穴用ドリル ４・・・切削送り用油圧シリンダ８・
・・ビレット 特 許 出願人 住友金属工業株式会社代理人 弁理
士 河 野 登 夫第 １ 図 斎 ２ 図
はドリル破損時の背圧変化を説明するためのグラフ、第
３図及び第４図は本発明によって背圧変化を検出したグ
ラフである。 １・・・切削ユニット ２・・・ドリルホルダー３・・
・下穴用ドリル ４・・・切削送り用油圧シリンダ８・
・・ビレット 特 許 出願人 住友金属工業株式会社代理人 弁理
士 河 野 登 夫第 １ 図 斎 ２ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、切削送り用の油圧シリンダを装備する切削機の切削
工具の破損を検知する方法において、前記油圧シリンダ
の背圧を検出して単位時 間当たりの背圧変化率を算出し、その算出値に基づき工
具の破損を検知することを特徴とする切削工具破損検知
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61285650A JPS63139642A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 切削工具破損検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61285650A JPS63139642A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 切削工具破損検知方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63139642A true JPS63139642A (ja) | 1988-06-11 |
Family
ID=17694281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61285650A Pending JPS63139642A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 切削工具破損検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63139642A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104476326A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-04-01 | 华中科技大学 | 一种陶瓷刀具沟槽磨损预测的方法 |
-
1986
- 1986-11-28 JP JP61285650A patent/JPS63139642A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104476326A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-04-01 | 华中科技大学 | 一种陶瓷刀具沟槽磨损预测的方法 |
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