TW201519990A - 狀態測量裝置及狀態測量系統 - Google Patents

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TW201519990A
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Koyo Kegasa
Katsuhiko Ozaki
Koichi Akazawa
Hiroyuki Kamura
Yuya Yamamoto
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Abstract

本發明的無線通信部(105)，係每次取得從處理部(104)輸出的發送資料後，都調變所取得的發送資料，且將調變後的發送資料透過天線(106)輸出至監控裝置(120)。監控裝置(120)，係每次接收發送資料後，都從發送資料抽出測量值，且將所抽出的測量值依識別資訊別進行分類並顯示於顯示部(126)。

Description

狀態測量裝置及狀態測量系統
本發明係關於一種測量切削加工中的切削工具之刃部狀態的技術。
近年來，為了檢測銑床(milling machine)等的工具機之改善點，而期望可即時監控切削加工中的切削工具之刃部狀態。作為檢測工具機之加工狀態的技術，例如，已知的有專利文獻1。在專利文獻1中，已揭示以下的技術：在工具機之刃尖安裝熱電偶，檢測刃尖之溫度，且基於所檢測出的溫度，來檢測工具機之加工狀態。具體而言，專利文獻1，係利用刃尖之溫度變化與切削加工量(切削深度)成正比的相互關聯，來判定加工狀態。
又，在專利文獻2中，已揭示以下的技術：將震動感測器、旋轉感測器及溫度感測器等的感測器安裝於無線感測器，對感測器所檢測出的檢測資訊賦予感測器之識別資訊，並以無線電波發送至管理裝置，而管理裝置基於識別資訊將檢測資訊進行分類，並予以保管。在此，因專利文獻2，在被搭載於加工機或車輛等之旋轉軸上安裝有感測 器的情況下，當以通信線來連接感測器和管理裝置時通信線就會破損，故而可藉由無線將檢測資訊發送至管理裝置。
然而，專利文獻1，係假定車刀工具(bite tool)作為切削工具，而並未假定由如本案所假定之旋轉體所構成的切削工具。又，因專利文獻1，僅是以刃尖之溫度作為測量對象，故而有只能以秒級之宏觀(macro)的分解能力來測量刃尖之狀態變化，而無法以高分解能力進行測量的問題。
又，專利文獻2，雖然是以無線將感測器所檢測出的檢測資訊發送至管理裝置，但是管理裝置，只是將檢測資訊基於識別資訊進行分類並予以保管，而並未將檢測資訊即時(real time)顯示於顯示部。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2001-30142號公報
專利文獻2：日本特開2007-323665號公報
本發明之目的係在於提供一種可以即時顯示的狀態測量裝置及狀態測量系統。
本發明之一態樣的狀態測量裝置，係測量切削加工中的切削工具之狀態的狀態測量裝置，前述切削工具，係由 旋轉體所構成，該旋轉體係具有1個以上的刃部，且一邊旋轉一邊使前述刃部抵接於加工物來加工前述加工物，前述狀態測量裝置係具備：測量部，其係安裝於前述刃部或前述刃部之附近，用以測量前述刃部之狀態；及AD轉換器，其係安裝於前述切削工具，以既定之抽樣率來取得藉由前述測量部所測得的測量值並進行AD轉換；及發送部，其係每次從前述AD轉換器取得前述測量值後，都使用數位的無線通信來發送前述所取得的測量值；以及監控裝置，其係設置於前述切削工具之外部，前述監控裝置，係具備：接收部，其係接收藉由前述發送部所發送的測量值；以及資料管理部，其係每次藉由前述接收部接收前述測量值後，都使前述測量值顯示於顯示部並且使前述測量值儲存於記憶部。
依據本構成，可以即時顯示切削加工中的切削工具之測量值。
101‧‧‧測量單元
102X、102Y、102Z‧‧‧應變感測器
102T‧‧‧溫度感測器
103‧‧‧AD轉換器
104‧‧‧處理部
105‧‧‧無線通信部
106‧‧‧天線
120‧‧‧監控裝置
121‧‧‧天線
122‧‧‧無線通信部
123‧‧‧控制部
124‧‧‧資料管理部
125‧‧‧異常判定部
126‧‧‧顯示部
127‧‧‧記憶部
128‧‧‧操作部
200‧‧‧切削工具
201‧‧‧保持器
202‧‧‧刃部
202a‧‧‧背面
203‧‧‧台座
204‧‧‧凸部
205‧‧‧空間部
206‧‧‧電路基板
207‧‧‧連接部
208‧‧‧封閉部
401X、401Y、401Z‧‧‧孔
402‧‧‧電纜
C1‧‧‧中心軸
T1至T4‧‧‧埠
W‧‧‧加工物
第1圖係顯示本發明之實施形態的狀態測量裝置之構成的方塊圖。
第2圖係顯示作為測量對象的切削工具之圖式，其中部分(section)(A)為從切削工具之前後方向觀察的剖視圖，部分(B)為切削工具之前視圖。
第3圖係顯示從背面觀察刃部時的概要之圖式。
第4圖係切削工具之立體圖。
第5圖係顯示切削工具將加工物予以切削加工之樣態的示意圖。
第6圖係顯示藉由安裝於某1個刃部之應變感測器所測得的測量結果之圖形。
第7圖係顯示藉由溫度感測器所測得的測量值之時間遷移(time shift)的圖形。
第8圖係顯示本發明之實施形態的狀態測量裝置之動作的流程圖。
第1圖係顯示本發明之實施形態的狀態測量裝置之構成的方塊圖。狀態測量裝置，係測量切削加工中的切削工具之狀態。作為切削工具，係可採用旋轉體，該旋轉體係具有1個以上的刃部，且一邊自身旋轉一邊使刃部抵接於加工物來加工加工物。具體而言，作為切削工具，係可採用銑床之切削工具。在以下之說明中係以刃部存在N(N為2以上之整數)個來說明。但是，刃部也可為1個。
狀態測量裝置，係具備對應N個刃部的N個測量單元101和1個監控裝置120。測量單元101，係具備應變感測器102X、102Y、102Z、溫度感測器102T、AD轉換器103、處理部104、無線通信部105及天線106。處理部104、無線通信部105及天線106係構成發送部。應變感測器102X、102Y、102Z，係分別由單軸的應變計(strain gauge)所構成。應變感測器102X、102Y、 102Z，係安裝於刃部或刃部之附近，用以分別測量第2圖之部分(B)所示的X、Y、Z軸中的刃部202之應變(形狀變化)作為狀態。另外，作為應變感測器102X至102Z，雖然是採用應變計，但是此僅為一例，也可採用壓電元件。作為壓電元件，例如可以採用壓電(piezo)式的壓電元件。
溫度感測器102T，例如是由熱電偶所構成，且安裝於刃部202，用以檢測刃部202之溫度作為狀態。
AD轉換器103，係安裝於第2圖所示的保持器(holder)201之空間部205內所設置的電路基板206，以既定之抽樣率(sampling rate)從對應的應變感測器102X至102Z或溫度感測器102T取入測量值並進行AD轉換，且將數位的測量值輸出至處理部104。在此，作為既定之抽樣率，係可採用例如1kHz、10kHz、100kHz等的千赫級之值。
處理部104，例如是由具備CPU、ROM、RAM的微電腦、或ASIC等的專用硬體電路所構成，且安裝於電路基板206。而且，處理部104，係每次從AD轉換器103取得藉由AD轉換器103進行AD轉換後之數位的測量值後，都對所取得的測量值賦予識別資訊並產生發送資料，且輸出至無線通信部105。在此，識別資訊為用以識別是從哪個應變感測器102X至102Z、或是哪個溫度感測器102T輸出的測量值之資訊。在本實施形態中，因應變感測器102X至102Z及溫度感測器102T係分別存在有N 個，故而存在4×N種類的識別資訊。
另外，作為識別資訊之編碼方法(coding scheme)的一例，係可以採用將刃部202之識別碼和應變感測器102X至102Z及溫度感測器102T之識別碼組合所得的符號串(symbol string)。例如，作為刃部202之識別碼，係可採用H01、H02、…、H0N，作為應變感測器102X至102Z及溫度感測器102T之識別碼則可採用S01、S02、…、S04。在此情況下，識別碼為H01的刃部202之應變感測器102X的識別資訊，例如可表示為H01-S01。藉此，監控裝置120，係可以根據所接收到的測量值之識別資訊來識別其測量值是以哪個刃部202之哪個感測器所測量出的測量值。
處理部104，係具備埠(port)T1至T4。在埠T1至T3，係中介AD轉換器103、103、103，連接有應變感測器102X、102Y、102Z，而在埠T4，係中介AD轉換器103連接有溫度感測器102T。在此，處理部104，係只要以對輸入至埠T1的測量值賦予連接目的地之應變感測器102X所預定的識別資訊、對輸入至埠T2的測量值賦予作為連接目的地之應變感測器102Y所預定的識別資訊的方式，對測量值賦予識別資訊即可。
無線通信部105，係安裝於電路基板206。無線通信部105，例如是由對應Bluetooth(藍牙)(註冊商標)之通信協定的通信模組所構成，且每次取得從處理部104輸出的發送資料後，都調變所取得的發送資料，且將調變後 的發送資料輸出至天線106。藉此，由應變感測器102X、102Y、102Z及溫度感測器102T所測得的測量值可即時發送至監控裝置120，而監控裝置120可以即時將測量值顯示於顯示器126。
在此，無線通信部105，係只要以展頻(spread spectrum)方式調變發送資料，以分時多工方式發送調變後的發送資料即可。無線通信部105如何進行展頻是可以採用各種的態樣。以下，針對每一無線通信部105分配一個PN碼，而無線通信部105係使用自己所分配到的PN碼來分別調變與應變感測器102X、102Y、102Z及溫度感測器102T對應的四個發送資料，且以分時多工方式來發送調變後的四個發送資料。但是，此乃為一例，也可對4×N種類的發送資料之各個發送資料分配1個PN碼，而各無線通信部105，係分別以不同的PN碼來調變與應變感測器102X、102Y、102Z及溫度感測器102T對應的四個發送資料，且以分時多工方式來發送調變後的四個發送資料。
另外，雖然已採用Bluetooth(註冊商標)作為無線通信部105之通信協定，但是此只不過一例，也能採用其他的無線通信方式之通信協定。例如，也能採用可使用IEEE802.11系列之通信協定(IEEE802.11b等)的無線LAN之通信協定。
天線106，係可採用以無線通信部105所採用之通信協定為依據的天線，而將從無線通信部105輸出的發送資 料藉由無線輸出至外部空間。
其次，就監控裝置120加以說明。監控裝置120，係具備天線121、無線通信部122(接收部)、控制部123、顯示部126、記憶部127及操作部128。天線121，係可採用以無線通信部105所採用之通信協定為依據的天線，用以接收從測量單元101以無線發送來的發送資料，且輸出至無線通信部122。
無線通信部122，係由具有與無線通信部105之通信協定相同之通信協定的通信模組所構成，每次透過天線121接收發送資料後，都解調所接收到的發送資料，且輸出至控制部123。另外，無線通信部122，係事先辨識各無線通信部105之通信識別符(identifier)和各無線通信部105所使用的PN碼。因此，無線通信部122，係根據所接收到的發送資料中所包含的發送源之通信識別符，判定所接收到的發送資料為從哪個無線通信部105發送來的發送資料。然後，使用對判定後之無線通信部105所預定的PN碼，來解調所接收到的發送資料，且輸出至控制部123。例如，對某個無線通信部105k分配PN碼PNk。在此情況下，無線通信部122，係以PN碼PNk來解調從無線通信部105k發送來的發送資料。
控制部123，例如是由具備CPU、ROM及RAM的微電腦或是ASIC等的專用硬體電路所構成，且具備資料管理部124及異常判定部125。資料管理部124，係每次取得從無線通信部122輸出的發送資料後，都從所取得的發 送資料中抽出測量值，且將所抽出的測量值使用發送資料中所包含的識別資訊進行分類，使分類後之測量值依時序顯示於顯示部126。藉此，在顯示部126，可即時顯示出由每一測量單元101(刃部202)之應變感測器102X、102Y、102Z及溫度感測器102T所測得的測量值。
在此，資料管理部124，係在依時序顯示測量值時，既可將測量值圖形化而顯示於顯示部126，又可將測量值本身顯示於顯示部126。作為圖形化之態樣，例如，如第6圖或第7圖所示，只要使用縱軸顯示測量值、橫軸顯示時間的二次元之圖形即可。又，資料管理部124，係使測量值依時序儲存於記憶部127。在此情況下，資料管理部124係只要對分類後之測量值，將識別資訊賦予關聯性，並且將測量時刻(例如，從無線通信部122接收到測量值的時刻)賦予關聯性，並使其儲存於記憶部127即可。藉此，可以迅速地識別過去所測得的測量值，是在何時由哪個刃部202之哪個感測器所測得。
異常判定部125，係將藉由無線通信部122所接收到的測量值來與既定之基準值進行比較，且基於比較結果判定所符合的刃部202之異常的有無。在此，異常判定部125，係接收藉由資料管理部124依每一識別資訊所分類出的測量值；且將所分類出的測量值之各個來與基準值進行比較，而判定刃部之異常的有無。在此，作為基準值，例如，也可採用記憶部127所儲存的過去一定期間之每一應變感測器102X、102Y、102Z及溫度感測器102T之測 量值的平均值。或是，作為基準值，例如，也可採用事先假定的值作為應變感測器102X、102Y、102Z及溫度感測器102T所測量之正常的測量值。
顯示部126，例如是由液晶面板或有機EL面板等的顯示裝置所構成，用以即時顯示從資料管理部124輸出的測量值。記憶部127，例如是由非揮發性之記憶裝置所構成，用以依時序儲存資料管理部124所分類出的測量值。
操作部128，例如是由鍵盤或滑鼠等的輸入裝置所構成，用以接收來自操作者的操作指示。作為操作指示，例如，包含使記憶部127所儲存之過去的某期間之測量值顯示於顯示部126的操作指示、或使測量單元101所測得的測量值即時顯示於顯示部126的操作指示等。
其次，就本實施形態之狀態測量裝置測量狀態的切削工具加以說明。第2圖係顯示作為測量對象的切削工具200之圖式，其中部分(A)為沿著切削工具200之前後方向切斷時的剖視圖，部分(B)為切削工具200之前視圖。另外，在第2圖中，前方向係指從切削工具200之中心朝向正面側的方向，後方向係指從切削工具200之中心朝向後方向的方向。又，在統稱前方向和後方向時，將之稱為前後方向。又，左方向係指從正面觀察切削工具200時的左側之方向，右方向係指從正面觀察切削工具200時的右側之方向。又，在統稱左方向和右方向時，將之稱為左右方向。又，上方向係指從正面觀察切削工具200時的上側之方向，下方向係指從正面觀察切削工具200時的下 側之方向。又，在統稱上方向及下方向時，將之稱為上下方向。
另外，在切削工具200係以中心軸C1為基準的情況下，因形狀為對稱，故而沒有左右及上下之區別，但是為了方便說明起見，定義左右方向及上下方向。
如第2圖之部分(A)所示，切削工具200，係具備保持器201及刃部202。保持器201係具備：大致圓筒狀之前方區域；及半徑比前方區域小的圓筒狀之後方區域；以及用以連接前方區域及後方區域的推拔狀之中間區域。在保持器201之前方區域及中間區域的內部係形成有空間部205。空間部205，係具有與保持器201之中心軸C1同軸的圓筒形狀。在空間部205，係設置有電路基板206。電路基板206，例如為圓盤狀，且以主面轉向正面的方式設置於空間部205。而且，在電路基板206，係安裝有構成第1圖所示之測量單元101的AD轉換器103、處理部104、無線通信部105及天線106。
在空間部205之前面係設置有用以封閉空間部205的平板狀之封閉部208。封閉部208係例如由聚碳酸酯(polycarbonate)所構成。在空間部205之後方側，係設置有凸緣狀之連接部207。在設置於連接部207之後方側的軸部，係連接有省略圖示的工具機之本體部。來自工具機之旋轉力可透過連接部207而傳遞至保持器201，切削工具200係以中心軸C1為中心而旋轉。
如第2圖之部分(B)所示，保持器201，係在前面 觀察中，為大致圓形，且形成有朝向徑向突出的六個凸部204。但是，作為凸部204之個數的六個為其一例，只要是1以上的個數也可採用任何的個數。在各凸部204之左側的側面係中介台座203而安裝有刃部202。
在刃部202係有限定X、Y、Z軸。X軸，係表示從前面觀察保持器201時的保持器201之徑向。Y軸，係表示在保持器201之前面內，與X軸呈正交的方向，換句話說，與保持器201之前面外接之充當圓時的圓周相對之切線方向。Z軸係表示與前後方向呈平行的方向。
第3圖係顯示從背面202a觀察刃部202時的概要之圖式。背面202a，係指刃部202之台座203側的面。刃部202係具有平板狀之大致長方體的形狀。在背面202a係安裝有應變感測器102X、102Z。在刃部202之上面係安裝有應變感測器102Y。在此，應變感測器102X、102Y、102Z，係分別以長邊方向轉向X、Y、Z軸的方式安裝於刃部202。藉此，應變感測器102X、102Y、102Z，可以分別測量X、Y、Z軸的刃部202之應變。
第4圖係切削工具200之立體圖。在第4圖之例中，在台座203之上面係沿著刃部202形成有以Z軸作為長邊方向的溝槽，在該溝槽內以與刃部202抵接之方式安裝有應變感測器102Z。又，在相對於台座203朝向Z軸方向側分離既定距離的保持器201之上面的位置，係形成有孔401Z。孔401Z係與空間部205連通，可供用以將應變感測器102Z電性連接於電路基板206的電纜(未圖示)穿 通。
又，在台座203之前面係沿著刃部202形成有以X軸作為長邊方向的溝槽，在該溝槽內以與刃部202抵接之方式安裝有應變感測器102X。在相對於台座203朝向X軸方向側分離既定距離的保持器201之前面的位置，係形成有孔401X。孔401X係與空間部205連通，可供用以將應變感測器102X電性連接於電路基板206的電纜(未圖示)穿通。
另外，在第3圖中，雖然應變感測器102Y係安裝於刃部202，但是在第4圖中，應變感測器102Y，係安裝於台座203與孔401Y之間。具體而言，在台座203與孔401Y之間形成有沿著Y軸方向的溝槽，而應變感測器102Y係安裝於該溝槽內。孔401Y係形成於從應變感測器102Y朝向Y軸側分離既定距離的保持器201之上面的既定位置。孔401Y係與空間部205連通，可供用以將應變感測器102Y電性連接於電路基板206的電纜402穿通。
如此，應變感測器102X、102Y、102Z可安裝於刃部202，且只要是能夠測量刃部202之應變的位置，也可安裝於刃部202以外的刃部202之附近的位置。例如，在第3圖中，也可在刃部202之背面202a形成以X、Z軸方向作為長邊方向的二個溝槽，且在此等的溝槽內安裝應變感測器102X、102Z。又，也可在刃部202之上面形成以Y軸作為長邊方向的溝槽，且在該溝槽安裝應變感測器102Y。又，也可在刃部202之右側面形成溝槽，且在該溝 槽內安裝溫度感測器102T。另外，溫度感測器102T之安裝位置，並不限於刃部202之右側面，只要是能夠測量刃部202之左側面或上面或背面202a等的刃部202之溫度的位置，也可安裝於任何位置。又，溫度感測器102T之安裝位置並未限定於刃部202，也可為刃部202之附近的位置(例如，台座203或刃部202之附近的保持器201之位置)等。
第5圖係顯示切削工具200將加工物W予以切削加工之樣態的示意圖。作為加工物W係可採用平板狀之金屬。切削工具200係接受來自工具機本體(省略圖示)之動力而例如一邊朝向順時針方向旋轉，一邊朝向加工物W之長邊方向移動，而將加工物W加工成既定之形狀。在第5圖之例中，切削工具200，係在加工物W之表面形成四個孔。
第6圖係顯示藉由安裝於某1個刃部202之應變感測器102X、102Y、102Z所測得的測量結果之圖形。在第6圖中，縱軸係表示應變感測器102X、102Y、102Z之測量值，橫軸係表示時間。
又，在第6圖中，圖形601、602、603，係分別表示應變感測器102X、102Y、102Z之測量值的時間遷移。如第6圖所示，因切削工具200係以固定之速度一邊旋轉一邊切削加工物W，故而當著眼於1個刃部202時，刃部202就會交互地呈現抵接於加工物W的期間和離開加工物W的期間，且週期性地呈現兩個期間。因此，圖形601至 603，係分別成為在刃部202抵接於加工物W時振幅增大，而在刃部202離開加工物W時振幅減少的脈衝狀之波形。
當著眼於圖形602時，在第2個脈衝，振幅就會比第1、3、4、5個脈衝大幅地變低，且知道有發生什麼某種異常。因此，異常判定部125，係從資料管理部124即時取得的測量值之時序資料中，偵測藉由應變感測器102X、102Y、102Z所測得的測量值之振幅。在此，異常判定部125，只要從測量值之時序資料中檢測峰值，且藉此即時檢測出應變感測器102X、102Y、102Z之測量值的振幅即可。然後，異常判定部125，係求出所檢測出的振幅與基準值之差分，若該差分比基準差分值更大的話，就判定已發生異常。然後，異常判定部125，係在判定出已發生異常的情況下，使顯示已發生異常的資訊顯示於顯示部126。例如，異常判定部125，當利用應變感測器102Y偵測出已發生異常時，就既可使表示在安裝有應變感測器102Y的刃部202已發生異常之主旨的語詞顯示於顯示部126，又可用既定之顏色(例如紅色)來顯示畫面整體而顯示已發生異常之主旨，又可將兩者組合在一起來顯示已發生異常之主旨。
另外，資料管理部124，係只要將如第6圖所示之圖形即時顯示於顯示部126即可。換句話說，資料管理部124，係當從無線通信部122輸出測量值時，就會迅速地在圖形上繪出該測量值，且只要將所繪出的測量值用線來 與鄰接的測量值連接，藉此產生顯示第6圖所示之圖形的影像資料，且顯示於顯示部126即可。藉由如此，操作者，就可以根據顯示部126上所顯示的圖形之變化來辨識應變感測器之異常的發生。
另外，作為基準值，在某1個應變感測器中，既可採用以現在作為基準時的過去一定期間的振幅之平均值，又可採用假定的預定振幅值。
作為應變感測器102Y之異常，例如可列舉：僅有刃部202之一部分抵接於加工物W的部分接觸、或刃部202咬住加工中所產生的加工物W之碎屑。
另外，在第6圖之例中，雖然已藉由比較測量值之振幅和基準值而偵測到異常之發生，但是此為一例，也可藉由比較測量值本身和基準值而偵測到異常之發生。在此情況下，異常判定部125，係只要測量值與基準值之差分比既定之差分臨限值更大的話，就判定已發生異常即可。
第7圖係顯示藉由溫度感測器102T所測得的測量值之時間遷移的圖形。在第7圖中，縱軸係表示溫度感測器之測量值，縱軸係表示時間。刃部202之溫度變化的響應性係比應變之變化的響應性還低。雖然應變之變化係每次切削工具200進行1旋轉時，都會顯示1次之峰值，但是溫度變化，係當切削工具200開始進行加工物W之加工時，溫度就會慢慢地增大，而當對1個加工物W之加工結束時，溫度就會慢慢地降低。因而，第7圖所示的圖形701之週期，係比圖形601至603之週期還大幅地變大。 當應變感測器之測量值顯示刃部202之微觀(micro)的狀態之變化時，溫度變化就會顯示刃部202之宏觀的狀態之變化。因而，藉由即時觀測刃部202之應變及溫度，就可從微觀及宏觀之兩視點來觀測刃部202之狀態。
第8圖係顯示本發明之實施形態的狀態測量裝置之動作的流程圖。首先，AD轉換器103，係當測量值之取得時序到來時，就會從對應的應變感測器102X、102Y、102Z及溫度感測器102T取得測量值(S801)。
其次，AD轉換器103，係將從應變感測器102X、102Y、102Z及溫度感測器102T取得的測量值進行AD轉換(S802)，且輸出至處理部104。其次，處理部104，係對從AD轉換器103輸出的測量值賦予各感測器固有的識別資訊，且產生發送資料(S803)。
其次，無線通信部105，係調變發送資料(S804)，且透過天線106發送至監控裝置120(S805)。其次，無線通信部122，係透過天線121接收發送資料(S806)，且解調所接收到的發送資料，並輸出至控制部123。
其次，資料管理部124，係從被解調後之發送資料中抽出測量值，且將所抽出的測量值依識別資訊別進行分類並顯示於顯示部126(S807)。其次，異常判定部125，係求出測量值與基準值之差分，且判定在刃部202是否已發生異常(S808)。然後，異常判定部125，係在判定出在刃部202已發生異常的情況(在S809中為「是」)，將顯示在刃部202已發生異常的資訊顯示於顯示部126。
另一方面，異常判定部125，係在判定出在刃部202並未發生異常的情況(在S809中為「否」)，使處理前進至S811。另外，在採用異常判定部125藉由比較測量值之振幅和基準值來判定異常之有無的態樣的情況下，S808至S810之處理係僅在振幅被偵測出時才執行，而在振幅未被偵測出的情況下只要通過(through)即可。
其次，在測量未結束的情況下(在S811中為「否」)，處理會回到S801，再次藉由AD轉換器103取得來自各感測器之測量值，且進行S801以後的處理。另一方面，在測量結束的情況下(在S811中為「是」)，處理會結束。在此，作為測量結束的情況，例如可列舉操作者操作操作部128而輸入測量結束之指示的情況。
如以上所述，依據本實施形態之狀態測量裝置，則處理部104，係每次從應變感測器102X、102Y、102Z及溫度感測器102T取得測量值後，都使所取得的測量值通過無線通信部105發送至監控裝置120。然後，監控裝置120，係每次取得所接收到的測量值後，都使所取得的測量值顯示於顯示部126。藉此，在顯示部126可即時顯示切削加工中的切削工具之狀態。因此，操作者可以即時辨識切削加工中的切削工具之狀態。
又，因無線通信部105，係將展頻調變後之測量值進行分時多工並發送至監控裝置120，故而可以將大量的測量值發送至監控裝置120。因此，即便應變感測器102X至102Z及溫度感測器102T之數目龐大，監控裝置120仍 可以即時顯示測量值。
又，由應變感測器102X、102Y、102Z及溫度感測器102T所測得的測量值係儲存於監控裝置120之記憶部127。因此，藉由分析儲存於記憶部127的測量值，就可以抽出銑床之改善點，而發現銑床之改善點。以往，在銑床中，並未進行切削加工中的切削工具之狀態的測量，一般是藉由電腦模擬來測量切削工具之狀態。因此，無法正確地測量切削工具之狀態，且在抽出銑床之改善點方面不夠充分。在本實施形態中，因可測量切削加工中的切削工具之狀態並儲存於記憶部127，故而可以正確地抽出銑床之改善點。
又，在本實施形態中，處理部104，係每次取得由應變感測器102X、102Y、102Z及溫度感測器102T所測得的測量值後，都透過無線通信部105發送至監控裝置120。因而，只要在處理部104或無線通信部105設置暫時儲存測量值的緩衝器即可完成，而沒有必要在處理部104或無線通信部105設置大容量的記憶裝置，結果，可以謀求裝置的低成本化及簡化。
另外，在第1圖中，各測量單元101，雖然具備3個應變感測器和1個溫度感測器，但是此不過是一例。各測量單元101，也可如1、2、4、5、…般地設置3個以外之既定個數的應變單元。又，各測量單元101，雖然具備1個溫度感測器，但是此也不過是一例。各測量單元101，也可設置2個以上的溫度感測器。又，在上述實施形態 中，雖然已列舉應變感測器及溫度感測器作為測量部，但是此不過是一例。也可採用應變感測器及溫度感測器之種類不同的感測器作為測量部。作為種類不同的感測器之一例，例如可列舉：測量刃部202之周圍濕度作為狀態的濕度感測器、測量刃部202之影像作為狀態的影像感測器、測量刃部202之切削音的麥克風等。
又，也可將第1圖所示的狀態測量裝置構成作為具備測量單元101及監控裝置120的狀態測量系統，該監控裝置120係設置於測量單元101之外部，且與測量單元101連接成能夠通信。在此情況下，測量單元101和監控裝置120也可透過網際網路等之通信線路來連接。具體而言，測量單元101，係透過無線LAN之存取點(access point)連接於網際網路，監控裝置120，係以有線或無線來與網際網路之存取點連接成能夠通信。在此情況下，從測量單元101之無線通信部105發送來的測量值，係發送至無線LAN之存取點，且透過網際網路發送至監控裝置120。
(實施形態之歸納)
本發明之一態樣的狀態測量裝置，係測量切削加工中的切削工具之狀態的狀態測量裝置，前述切削工具，係由旋轉體所構成，該旋轉體係具有1個以上的刃部，且一邊旋轉一邊使前述刃部抵接於加工物來加工前述加工物，前述狀態測量裝置係具備：測量部，其係安裝於前述刃部或 前述刃部之附近，用以測量前述刃部之狀態；及AD轉換器，其係安裝於前述切削工具，以既定之抽樣率來取得藉由前述測量部所測得的測量值並進行AD轉換；及發送部，其係每次從前述AD轉換器取得前述測量值後，都使用數位的無線通信來發送前述所取得的測量值；以及監控裝置，其係設置於前述切削工具之外部，前述監控裝置，係具備：接收部，其係接收藉由前述發送部所發送來的測量值；以及資料管理部，其係每次藉由前述接收部來接收前述測量值後，都使前述測量值顯示於顯示部並且使前述測量值儲存於記憶部。
依據該構成，則顯示藉由安裝於各刃部或各刃部之附近的測量部所測得的刃部之狀態的測量值就會以既定之抽樣率進行AD轉換，而發送部係每次取得AD轉換後之測量值後，都將該測量值發送至監控裝置。另一方面，監控裝置，係每次接收測量值後，都將該測量值顯示於顯示部。結果，顯示部可以即時顯示切削加工中的切削工具之測量值。因此，操作者可以即時辨識切削加工中的切削工具之狀態。又，因監控裝置係使所取得的測量值儲存於記憶部，故而可以藉由分析所儲存的測量值來發現切削工具之切削加工中的改善點。
又，在上述構成中，也可為：前述測量部，係在各刃部存在有複數個，前述發送部，係對前述測量值賦予每一前述測量部所預定的識別資訊並發送至前述監控裝置。
依據該構成，因在測量部所測得的測量值中有賦予每 一測量部所預定的識別資訊並發送至監控裝置，故而監控裝置，係可以辨識所接收到的測量值是藉由哪個刃部之哪個測量部所測得的測量值。
又，在上述構成中，也可為：前述測量部，係由應變計或壓電元件所構成。
依據該構成，則可以使用應變計或壓電元件輕易地測量刃部之形狀變化作為狀態。又，依據該構成，因測量部是由應變計或壓電元件所構成，故而可以以高分解能力來測量刃部之狀態。
又，在上述構成中，也可為：前述測量部，係更進一步具備用以測量前述刃部之溫度的溫度感測器。
依據該構成，則不僅刃部之形狀變化，就連刃部之溫度也可以測量作為狀態。
又，在上述構成中，也可為：前述發送部，係以展頻方式調變前述測量值，以分時多工方式發送前述調變後的測量值。
依據該構成，則可以將大量的測量值顯示於監控裝置。
又，在上述構成中，也可為：更進一步具備：異常判定部，其係將藉由前述接收部所接收到的測量值來與既定之基準值進行比較，且基於比較結果，判定前述刃部之異常的有無，在判定出有前述異常的情況下，將表示已發生異常的資訊顯示於前述顯示部。
依據該構成，則在切削加工中已發生異常的情況下， 可將該情況迅速地通報操作者。因此，可以防患不良品之製造於未然。
又，在上述構成中，也可為：前述基準值，為根據記憶於前述儲存部的過去之測量值所算出的資訊。
依據該構成，因藉由比較過去的測量值和現在的測量值來檢測刃部之異常，故而即便在狀態測量裝置中未事先具有基準值仍可以檢測出刃部之異常。
本發明之另一態樣的狀態測量系統，係測量切削加工中的切削工具之狀態的狀態測量系統，前述切削工具，係由旋轉體所構成，該旋轉體係具有1個以上的刃部，且一邊旋轉一邊使前述刃部抵接於加工物來加工前述加工物，前述狀態測量系統係具備：1個以上的測量單元，其係對應各刃部而設置於前述切削工具；以及監控裝置，其係設置於前述測量單元之外部，且與前述測量單元連接成能夠通信，前述測量單元，係具備：測量部，其係安裝於前述刃部或前述刃部之附近，用以測量前述刃部之狀態；及AD轉換器，其係安裝於前述切削工具，以既定之抽樣率來取得藉由前述測量部所測得的測量值並進行AD轉換；以及發送部，其係每次從前述AD轉換器取得前述測量值後，都使用數位的無線通信來發送前述所取得的測量值，前述監控裝置，係具備：接收部，其係接收藉由前述發送部所發送來的測量值；以及資料管理部，其係每次藉由前述接收部來接收前述測量值後，都使前述測量值顯示於顯示部並且使前述測量值儲存於記憶部。
101‧‧‧測量單元
102X、102Y、102Z‧‧‧應變感測器
102T‧‧‧溫度感測器
103‧‧‧AD轉換器
104‧‧‧處理部
105‧‧‧無線通信部
106‧‧‧天線
120‧‧‧監控裝置
121‧‧‧天線
122‧‧‧無線通信部
123‧‧‧控制部
124‧‧‧資料管理部
125‧‧‧異常判定部
126‧‧‧顯示部
127‧‧‧記憶部
128‧‧‧操作部
T1至T4‧‧‧埠

Claims (8)

  1. 一種狀態測量裝置，係測量切削加工中的切削工具之狀態的狀態測量裝置，其特徵為：前述切削工具，係由旋轉體所構成，該旋轉體係具有1個以上的刃部，且一邊旋轉一邊使前述刃部抵接於加工物來加工前述加工物，前述狀態測量裝置係具備：測量部，其係安裝於前述刃部或前述刃部之附近，用以測量前述刃部之狀態；及AD轉換器，其係安裝於前述切削工具，以既定之抽樣率來取得藉由前述測量部所測得的測量值並進行AD轉換；及發送部，其係每次從前述AD轉換器取得前述測量值後，都使用數位的無線通信來發送前述所取得的測量值；以及監控裝置，其係設置於前述切削工具之外部，前述監控裝置，係具備：接收部，其係接收藉由前述發送部所發送的測量值；以及資料管理部，其係每次藉由前述接收部接收前述測量值後，都使前述測量值顯示於顯示部並且使前述測量值儲存於記憶部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的狀態測量裝置，其中，前述測量部，係在各刃部存在有複數個， 前述發送部，係對前述測量值賦予每一前述測量部所預定的識別資訊並發送至前述監控裝置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的狀態測量裝置，其中，前述測量部，係由應變計或壓電元件所構成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的狀態測量裝置，其中，前述測量部，係具備用以測量前述刃部之溫度的溫度感測器。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的狀態測量裝置，其中，前述發送部，係以展頻方式調變前述測量值，以分時多工方式發送前述調變後的測量值。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述的狀態測量裝置，其中，更進一步具備：異常判定部，其係將藉由前述接收部所接收到的測量值來與既定之基準值進行比較，且基於比較結果，判定前述刃部之異常的有無，在判定出有前述異常的情況下，將表示已發生異常的資訊顯示於前述顯示部。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的狀態測量裝置，其中，前述基準值，為根據記憶於前述儲存部的過去之測量值所算出的資訊。
  8. 一種狀態測量系統，係測量切削加工中的切削工具之狀態的狀態測量系統，其特徵為：前述切削工具，係由旋轉體所構成，該旋轉體係具有1個以上的刃部，且一邊旋轉一邊使前述刃部抵接於加工物來加工前述加工物， 前述狀態測量系統係具備：1個以上的測量單元，其係對應各刃部而設置於前述切削工具；以及監控裝置，其係設置於前述測量單元之外部，且與前述測量單元連接成能夠通信，前述測量單元，係具備：測量部，其係安裝於前述刃部或前述刃部之附近，用以測量前述刃部之狀態；及AD轉換器，其係安裝於前述切削工具，以既定之抽樣率來取得藉由前述測量部所測得的測量值並進行AD轉換；以及發送部，其係每次從前述AD轉換器取得前述測量值後，都使用數位的無線通信來發送前述所取得的測量值，前述監控裝置，係具備：接收部，其係接收藉由前述發送部所發送的測量值；以及資料管理部，其係每次藉由前述接收部來接收前述測量值後，都使前述測量值顯示於顯示部並且使前述測量值儲存於記憶部。
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