JPS63300842A - 工作機械の加工負荷監視装置 - Google Patents

工作機械の加工負荷監視装置

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JPS63300842A
JPS63300842A JP13308987A JP13308987A JPS63300842A JP S63300842 A JPS63300842 A JP S63300842A JP 13308987 A JP13308987 A JP 13308987A JP 13308987 A JP13308987 A JP 13308987A JP S63300842 A JPS63300842 A JP S63300842A
Authority
JP
Japan
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machining
signal
work
tool
load current
Prior art date
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Pending
Application number
JP13308987A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshio Torisawa
鳥澤 由男
Kyoichi Yamamoto
山本 京一
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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Filing date
Publication date
Application filed by Okuma Machinery Works Ltd filed Critical Okuma Machinery Works Ltd
Priority to JP13308987A priority Critical patent/JPS63300842A/ja
Publication of JPS63300842A publication Critical patent/JPS63300842A/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
    • B23Q15/00Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/12Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion

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、数値制御工作機械における加工時の加工負荷
監視装置に関する。
(技術的背景と解決すべき問題点) 従来、工具にかかる切削負荷を検出し、検出した切削負
荷に基づいて工作機械の送り速度制御を行なう場合、主
軸或いは送り軸モータの負荷電流を検出する方法が採ら
れて来ている。
しかし、この方法では仕上加工の際の負荷変動を正確に
検出することができず、荒加工にしか使用できなかった
。すなわち、従来の加工負荷監視装置は第3図に示すよ
うに、主軸負荷電流センサ21で検出された電流Mlを
主軸負荷電流処理部22で数値データNDに変換し、比
較演算部23において上記数値データNDを予めしきい
値登録部24に登録されているしきい値THと比較する
。そして、その結果に基づいて速度制御信号生成部25
より数値制御装置(以下、NO装置とする)26に対し
て、送り速度制御信号FCを送るようになっている。こ
のような送り速度制御の方法は、主軸負荷電流値MIが
しきい値Tl+を超えた場合には工具負荷を軽減するよ
うに送り速度を下げるか、又は主軸負荷電流値Mlがし
きい値Tllを下回った場合には切削効率を上げるよう
に送り速度を上げるかである。したがって、工具負荷の
変化に伴って主軸負荷電流が明快な形で変化しないと、
送り速度の制御は困難となる。
しかるに、主軸負荷電流値Mlは第4図に示すように、
軽負荷ではほとんど変化しないことが実験によって確認
されており、主軸負荷電流センサ2Iが軽負荷の検出7
監視に通さないことを示している。また、主軸負荷電流
センサ21に代えてAE(Acoustic Emis
sion)センサを用いた場合には、第5図に示す如く
軽負荷のときには負荷変動に伴なってAE侶号値も変化
するが、負荷が大きくなるとAE信号値は飽和の状態と
なることが確認されている。更に負荷が大きい場合には
、第6図(B)に示すように一定負荷を与え続けてもA
E信号値は安定しないことが知られており、いずれも重
負荷の場合の加工負荷監視にAEセンチが適さないこと
を示している。なお、第6図(八)は負荷の軽い一定負
荷の場合の特性を示している。
また、特公昭61−44622号公報に示されるように
、AE傷信号加工量に比例することを利用し、加工量を
検出して送り速度制御を行なう方法が考案されている。
しかしながら、この方法におけるAE信号は、実際には
加工量だけに依存して変化するのではなく、加工方法、
工具種類、被剛材料買等によフても大きく変化するため
、AE傷信号ら加工量を算出して送り速度を制御する方
法は未だ実用化されていない。
(発明の目的) 本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本
発明の目的は、荒加工から仕上加工までの広い範囲にわ
たって、工具の切削負荷を安定に検出して監視できる工
作機械の加工負荷監視装置を提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は工作機械の加工負荷監視装置に閏するもので、
本発明の上記目的は、数値制御工作機械において加工を
行なう際に加工負荷電流を逐次検出する加工負荷電流検
出部と、前記加工時のAE傷信号逐次検出するへε信号
検出部と、使用工具毎に前記加工負荷電流又は前記AE
傷信号基づくしきい値を設定する設定手段と、設定され
た前記しきい値及び前記加工負荷電流値、 AE信号値
を比較して演算する比較演算手段と、この比較演算結果
に従って数値制御装置の送り速度制御を行なう速度制御
手段と、仕上加工及び荒加工を判別する判別手段と、こ
の判別結果に基づいて仕上加工時には前記AE傷信号よ
る送り速度制御を選択し、荒加工時には前記加工負荷電
流による送り速度制御を選択する選択手段とを設けるこ
とによって達成される。
(発明の作用) 本発明では、荒加工においては加工負荷検出を加工負荷
電流で行ない、仕上加工における加工負荷検出をAEセ
ンサで行なうことによって、荒加工から仕上加工までの
広い範囲の加工負荷検出を安定的に行ない確実な加工負
荷監視を実現している。
(発明の実施例) 第1図は本発明の一実施例をブロック構成で示しており
、工作機械の加工負荷を検出するためのAEセンサ11
及び主軸負荷電流センサ12を具備している。AEセン
サ11で検出されたAE信号AsはAE信号処理部13
に人力されて数値データNへSに変換され、加工状態判
別部18及びAE信号比較演算部15に伝送される。同
様に主軸負荷電流センサ12で検出された主軸負荷電流
MIは、主軸負荷電流処理部14で数値データNMIに
変換され、加工状態判別部18及び主軸電流比較演算部
16に伝送される。加工状態判別部18は、AE信号値
NへS 、主軸負荷電流値NMI及び予め工具条件登録
部+10に登録されている現在使用されている工具の工
具種類、工具径。
加工対象となる被剛材の材質などから、現在行なわれて
いる加工が仕上げ加工か荒加工かを判定し、この判定結
果を比較演算選択信号生成部19に伝送する。比較演算
選択信号生成部19は、仕上げ加工ならばAE信号比較
演算部15においてのみ、予めしきい値登録部17に登
録されたしきい値T)IIとAE信号値NASとを比較
するように比較信号CMIを出力し、荒加工ならば主軸
電流比較演算部16においてのみ、しきい値T)12と
主軸負荷電流値NMI とを比較するように比較信号C
M2を出力する。そして、AE信号比較演算部15又は
主軸電流比較演算部16のうち、選択された側の比較演
算結果によって速度制御信号生成部111より、NG装
置112に対して送り速度制御信号FSを出力するよう
になっている。
尚、加工状態判別部18において、工具種類、工具径、
被剛材材質を参照するのは、同一のAE信号値NAS及
び主軸負荷電流値NMIであっても、これらの条件によ
り仕上げ加工であったり、荒加工であったりするためで
ある。例えば直径10II1mのエンドミルで材質54
5Cのワークを加工するとき、主軸負荷電流値NMIが
0.5八であれば荒加工であるし、主軸負荷電流値NM
Iが0.5八であっても、直径150mmの正面フライ
スで材質545Gのワークを加工しているのであれば仕
上げ加工である。また、加工状態判別部18に入力され
たAE信号値NAS 、主軸電流値NMIは、例えば成
る工具については主軸負荷電流値がNMIがIA以上で
あれば主軸負荷電流値NMIによって荒加工であると判
定し、主軸負荷電流値NMIが1八未満であれば、AE
信号NASによって仕上げ加工又は荒加工かを判別する
などのように用いる。
このような構成において、その動作を第2図のフローチ
ャートを参照して説明する。
先ず工具条件登録部110に工具種類、径、対象被剛材
質などの工具条件を設定して登録しくステップst) 
、t、tい値登録部17にAEセンサ11に対するしき
い値T旧及び主軸負荷電流センサ12に対するしきい値
T)12をそれぞれ設定して登録する(ステップS2)
。この後に工作機械は切削を行なうが、切削中は工具条
件登録部110に登録されているデータ及びAE信号処
理部12からのAE信号値NAS 、主軸負荷電流処理
部14からの主軸負荷電流NMIに従って、加工状態判
別部18及び比較演算選択信号生成部19は仕上げ加工
か荒加工かを判別する(ステップ53.S4)。そして
、仕上げ加工と判別された場合は比較演算選択信号生成
部19からAE信号比較演算部15に比較信号CMIが
人力され、AE信号比較演算部15はAE信号値NAS
としきい値T旧とを比較する(ステップS5)。そして
、AE信号値NASがしきい値を越えた場合にはAE信
号値NASが速度制御信号生成部111に人力され、こ
こで加工負荷を演算して(ステップS6)、加工負荷に
応じた送り速度制御信号FSをNG装置112に伝送す
る(ステップS7)、また、上記ステップS4で荒加工
と判別された場合には、比較信号CM2が主軸電流比較
演算部16に人力され、主軸負荷電流値NMIがしきい
値TH2を越えると、この時の主軸負荷電流値NMIに
基づいて送り速度制御信号FSが出力される(ステップ
S8,39.510)。
上記実施例では仕上加工と荒加工を判別する手段として
工具条件登録部のデータを用いたが、加ニブログラム内
に仕上加工と荒加工を区別する指令を入れておくことに
より判別することも可能である。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば、仕上げ加工の場合には軽
加工負荷の検出に適するAEセンサを活用し、荒加工の
場合には型加工負荷の検出に適する主軸負荷電流センサ
を活用することを自動的に選択できるため、仕上げ加工
から荒加工までの全ての切削に対して工具負荷を的確に
検出し、最適な送り速度制御を行なうことのできる加工
負荷監視装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック構成図、第2
図はその動作例を示すフローチャート、第3図は従来の
加工負荷監視装置の一例を示すブロック構成図、M4図
は加工負荷と主軸負荷電流値との関係を示す図、第5図
は加工負荷とAE信号値との関係を示す図、第6図(A
)及び(B)は一定負荷の場合の負荷が軽いときと重い
ときのAE信号の特性例を示す図である。 ll・・・AEセンサ、12.21・・・主軸負荷電流
センサ、13・・・AE信号処理部 14.’22・・
・主軸負荷電流処理部、15・・・AE信号比較演算部
、16・・・主軸電流比較演算部、17.24・・・し
きい値登録部、18・・・加工状態判別部、25,11
1・・・速度制御信号生成部、26,112・・・NG
装置。 出願人代理人   安 形 雄 三 1vBZ5電皮aisr AEA息焉通 基5図 AE4菖号1 AEル号A11 茶6配

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 数値制御工作機械において加工を行なう際に加工負荷電
    流を逐次検出する加工負荷電流検出部と、前記加工時の
    AE信号を逐次検出するAE信号検出部と、使用工具毎
    に前記加工負荷電流又は前記AE信号に基づくしきい値
    を設定する設定手段と、設定された前記しきい値及び前
    記加工負荷電流値、AE信号値を比較して演算する比較
    演算手段と、この比較演算結果に従って数値制御装置の
    送り速度制御を行なう速度制御手段と、仕上加工及び荒
    加工を判別する判別手段と、この判別結果に基づいて仕
    上加工時には前記AE信号による送り速度制御を選択し
    、荒加工時には前記加工負荷電流による送り速度制御を
    選択する選択手段とを具備したことを特徴とする工作機
    械の加工負荷監視装置。
JP13308987A 1987-05-28 1987-05-28 工作機械の加工負荷監視装置 Pending JPS63300842A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022168944A1 (ja) * 2021-02-08 2022-08-11 Ntn株式会社 研削装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63200944A (ja) * 1987-02-13 1988-08-19 Toyota Motor Corp 切削加工機械における送り速度制御装置

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