WO2021153655A1 - 切削工具、工具システムおよび切削情報送信方法 - Google Patents

切削工具、工具システムおよび切削情報送信方法 Download PDF

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WO2021153655A1
WO2021153655A1 PCT/JP2021/002985 JP2021002985W WO2021153655A1 WO 2021153655 A1 WO2021153655 A1 WO 2021153655A1 JP 2021002985 W JP2021002985 W JP 2021002985W WO 2021153655 A1 WO2021153655 A1 WO 2021153655A1
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cutting
sensor
measurement
information
processing device
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PCT/JP2021/002985
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Inventor
栗山浩充
Original Assignee
住友電気工業株式会社
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Publication date
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    • B23C5/006Details of the milling cutter body
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    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
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    • B23C5/02Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
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    • 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
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • 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
    • GPHYSICS
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    • B23C2260/76Sensors

Definitions

  • This disclosure relates to cutting tools, tool systems and cutting information transmission methods.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-43339 discloses the following cutting head with an energizing path. That is, the cutting head with an energizing path is a cutting tool for cutting an object or a holder for holding the cutting tool, and changes of the member are applied to all or a part of the cutting tool or the member of the holder. An energizing path for measurement is formed directly or indirectly.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2018-534680 discloses the following method. That is, the method is a relative movement between a programmable logic control unit (111) configured to control the operation of the machine (200) and a tool (210) and a workpiece (220) of the machine. A method (300) performed in a control system (110) including a numerical control unit (112) configured to control the first condition, received by the programmable logical control unit. Evaluating the input signal (190), which comprises information about the state of the tool or the state of the subtraction process performed by the interaction of the tool with the workpiece. (310) and providing the information to the numerical control unit (320) in response to the input signal satisfying the first condition.
  • the cutting tool of the present disclosure includes a cutting portion having a cutting edge, a sensor provided in the cutting portion, and a communication unit provided in the cutting portion, and the communication unit provides information on a measurement result of the sensor.
  • the measurement information including the serial number corresponding to the measurement result after the timing when the cutting by the cutting blade is started is transmitted to the processing device provided outside the cutting tool.
  • the tool system of the present disclosure includes a cutting tool including a sensor and a communication unit, and a processing device installed outside the cutting tool, and the cutting tool is measurement information which is information on a measurement result of the sensor. Then, the measurement information including the serial number corresponding to the measurement result after the timing at which the cutting by the cutting blade is started is transmitted to the processing device, and the processing device processes the measurement information received from the cutting tool. do.
  • the cutting information transmission method of the present disclosure is a cutting information transmission method in a cutting portion having a cutting edge and a cutting tool provided with a sensor provided in the cutting portion, and is a step of cutting a work piece by the cutting portion.
  • the measurement information including the serial number corresponding to the measurement result after the timing when the cutting by the cutting edge is started, which is the measurement information which is the information about the measurement result of the sensor at the time of the cutting. It includes a step of transmitting to a processing device provided outside the tool.
  • One aspect of the present disclosure can be realized not only as a cutting tool provided with such a characteristic processing unit, but also as a semiconductor integrated circuit that realizes a part or all of the cutting tool, or processing in the cutting tool. It can be realized as a program for causing a computer to execute the above steps. Further, one aspect of the present disclosure can be realized not only as a tool system provided with such a characteristic processing unit, but also as a method of taking such a characteristic processing as a step, or a part of the tool system. Alternatively, it can be realized as a semiconductor integrated circuit that realizes all of them.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a tool system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a sensor packet transmitted by the cutting tool according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the cutting tool according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a diagram showing another example of the configuration of the cutting tool according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a diagram showing another example of the configuration of the cutting tool according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram showing another example of the configuration of the cutting tool according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a sensor module according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of measurement information generated by the processing unit according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of measurement information generated by the processing unit according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of measurement information generated by the processing unit according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of measurement information generated by the processing unit according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of measurement information generated by the processing unit according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a work piece to be cut using the cutting tool according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a diagram showing a time change of strain measured by a strain sensor in the sensor module according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of a work piece to be cut using the cutting tool according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16 is a diagram showing a time change of strain measured by a strain sensor in the sensor module according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of measurement information generated by the processing unit according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of measurement information generated by the processing unit according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of a pitch number in the measurement information generated by the processing unit according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 20 is a diagram showing an example of a rotation phase in the measurement information generated by the processing unit according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 21 is a diagram showing a configuration of a processing apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 22 is a flowchart defining an example of an operation procedure when the cutting tool in the tool system according to the embodiment of the present disclosure transmits a sensor packet to the processing device.
  • FIG. 23 is a diagram showing an example of a sequence of communication processing in the tool system according to the embodiment of the present disclosure.
  • the present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is a cutting tool, a tool system, and a cutting information transmission capable of realizing an excellent function regarding determination of a cutting edge state in a cutting tool. To provide a method.
  • the cutting tool includes a cutting portion having a cutting edge, a sensor provided in the cutting portion, and a communication portion provided in the cutting portion.
  • the cutting edge The state can be determined.
  • the state of the cutting edge can be determined more accurately than the configuration in which the state of the cutting edge is determined based only on the measurement information.
  • the reception order in the processing device is linked to the measurement order due to retransmission of measurement information or the like.
  • the processing device can accurately recognize the measurement order of the measurement results.
  • the processing device can easily extract the measurement results after the start of cutting by transmitting the measurement information including the serial number corresponding to the measurement results after the timing when the cutting by the cutting edge is started to the processing device. Can be analyzed. Therefore, it is possible to realize an excellent function for determining the state of the cutting edge in the cutting tool.
  • the communication unit includes the discrimination information corresponding to the measurement result and indicating whether or not the measurement result is the measurement result when cutting by the cutting edge is performed.
  • the measurement information is transmitted to the processing device.
  • the cutting tool includes a plurality of the sensors, and the communication unit transmits the measurement information including the identification information of each sensor to the processing device.
  • the communication unit transmits the measurement information including the measurement time corresponding to the measurement result to the processing device.
  • the processing device accurately recognizes the measurement time even when the reception time in the processing device is not linked to the measurement time due to retransmission of the measurement information or the like. be able to.
  • the cutting tool further includes a battery provided in the cutting portion, the sensor is driven by electric power supplied from the battery, and the communication unit further includes a voltage of the battery.
  • the voltage information indicating the above is transmitted to the processing apparatus.
  • the processing device can notify the user to replace the battery.
  • the communication unit transmits the measurement information including the plurality of measurement results at different measurement timings to the processing device.
  • the frequency of transmission of measurement information can be reduced and the measurement information can be efficiently transmitted to the processing device. Therefore, in particular, in a configuration in which the measurement information is wirelessly transmitted to the processing device, an increase in traffic is suppressed. However, interference and the like can be reduced.
  • the communication unit transmits the measurement information including one corresponding measurement result to the processing device for each generation cycle of the measurement result.
  • the communication unit transmits the measurement information including the corresponding one or a plurality of the measurement results to the processing device every integral multiple of the measurement result generation cycle.
  • the frequency of transmission of measurement information can be reduced, so that it is possible to suppress an increase in traffic and reduce interference, etc., particularly in a configuration in which measurement information is wirelessly transmitted to a processing device.
  • the cutting tool is a tool for lathe processing used for machining a rotating work piece
  • the communication unit has one or a plurality of corresponding devices at a timing according to the rotation speed of the work piece.
  • the measurement information including the measurement result of the above is transmitted to the processing device.
  • the processor or the like measures the measurement result when the cutting edge is in contact with the work object. Since it is possible to perform the process of generating Can be sent.
  • the communication unit provides the phase information corresponding to the measurement result, including the phase information regarding the phase of the cutting process after the timing at which the cutting by the cutting edge is started. It is transmitted to the processing device.
  • a plurality of protrusions are formed on the outer periphery of the work piece, and the communication unit transmits the measurement information including the identification information of each protrusion as the phase information to the processing apparatus. ..
  • the communication unit performs the measurement information including the rotation phase information regarding the phase of cutting between the plurality of protrusions, which is the rotation phase information corresponding to the measurement result, in the processing apparatus. Send to.
  • the cutting tool is a tool for rolling machining used for machining a fixed work piece
  • the communication unit is one of the corresponding ones at a timing according to the rotation speed of the cutting tool.
  • the measurement information including the plurality of measurement results is transmitted to the processing device.
  • the processor or the like can obtain the measurement result when the cutting edge is in contact with the work piece. Since it is possible to perform the generation process and transmit the measurement information when the cutting edge is not in contact with the work piece, the measurement information can be transmitted smoothly even using a processor with a relatively low processing capacity. can do.
  • the tool system includes a cutting tool including a sensor and a communication unit, and a processing device installed outside the cutting tool, and the cutting tool is a measurement result of the sensor.
  • the measurement information including the serial number corresponding to the measurement result after the timing at which the cutting by the cutting tool is started is transmitted to the processing device, and the processing device uses the cutting tool.
  • the measurement information received from is processed.
  • the processing device in the processing device, for example, based on the information such as the machining conditions of the machine tool to which the cutting tool is attached and the measurement information from the cutting tool.
  • the state of the cutting edge can be determined.
  • the state of the cutting edge can be determined more accurately than the configuration in which the state of the cutting edge is determined based only on the measurement information.
  • the reception order in the processing device is measured by retransmission of measurement information or the like.
  • the processing device can accurately recognize the measurement order of the measurement results.
  • the processing device can easily obtain the measurement results after the start of cutting by transmitting the measurement information including the serial number corresponding to the measurement results after the timing when the cutting by the cutting edge is started from the cutting tool to the processing device. It can be extracted and analyzed. Therefore, it is possible to realize an excellent function for determining the state of the cutting edge in the cutting tool.
  • the cutting information transmission method is a cutting information transmission method in a cutting portion having a cutting edge and a cutting tool provided with a sensor provided in the cutting portion, and is performed by the cutting portion.
  • the step of cutting the work piece and the measurement information which is the information about the measurement result of the sensor at the time of the cutting process, and the serial number corresponding to the measurement result after the timing when the cutting by the cutting edge is started. It includes a step of transmitting the measurement information including the measurement information to a processing device provided outside the cutting tool.
  • the cutting edge The state can be determined.
  • the state of the cutting edge can be determined more accurately than the configuration in which the state of the cutting edge is determined based only on the measurement information.
  • the reception order in the processing device is linked to the measurement order by retransmitting the measurement information.
  • the processing device can accurately recognize the measurement order of the measurement results.
  • the processing device can easily extract the measurement result after the start of cutting. Can be analyzed. Therefore, it is possible to realize an excellent function for determining the state of the cutting edge in the cutting tool.
  • the communication unit transmits the calculation result obtained by performing the calculation using one or more of the measurement results to the processing device as the measurement information.
  • a calculation result having a smaller amount of data than the measurement result can be transmitted to the processing device as measurement information. Therefore, in particular, in a configuration in which the measurement information is wirelessly transmitted to the processing device, the traffic is increased. It can be suppressed and interference and the like can be reduced.
  • the communication unit transmits the measurement information including the type information indicating the type of the sensor to the processing device.
  • measurement information indicating the measurement results of the various sensors can be easily distinguished and transmitted to the processing device.
  • the communication unit transmits the measurement information including the identification information of the cutting tool to the processing device.
  • measurement information from each cutting tool can be easily distinguished and processed. Therefore, for example, measurement from a cutting tool used for cutting is performed.
  • the information can be processed separately from the measurement information from a cutting tool that is not used for cutting.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a tool system according to an embodiment of the present disclosure.
  • the tool system 300 includes a cutting tool 100, a processing device 200, and a wireless master unit 201.
  • the wireless master unit 201 is connected to the processing device 200, for example, by wire.
  • the wireless master unit 201 is, for example, an access point.
  • the cutting tool 100 is attached to a machine tool (not shown).
  • the cutting tool 100 includes a sensor module 20.
  • the sensor module 20 includes a sensor.
  • the processing device 200 can communicate with a machine tool via a wireless transmission line or a wired transmission line.
  • the processing device 200 may be a part of a machine tool.
  • the tool system 300 is not limited to the configuration including one cutting tool 100, and may be configured to include a plurality of cutting tools 100. Further, the tool system 300 is not limited to the configuration including one processing device 200, and may be configured to include a plurality of processing devices 200.
  • the cutting tool 100 transmits measurement information, which is information related to the measurement result of the sensor in the sensor module 20, to the processing device 200.
  • the cutting tool 100 wirelessly transmits a wireless signal including a sensor packet storing measurement information to the wireless master unit 201.
  • the wireless master unit 201 acquires a sensor packet included in the wireless signal received from the cutting tool 100 and relays it to the processing device 200.
  • the processing device 200 When the processing device 200 receives the sensor packet from the cutting tool 100 via the wireless master unit 201, the processing device 200 acquires measurement information from the received sensor packet and processes the acquired measurement information.
  • the cutting tool 100 and the wireless master unit 201 are, for example, ZigBee compliant with IEEE 802.15.4, Bluetooth® compliant with IEEE 802.15.1, and UWB (Ultra Wide) compliant with IEEE 802.15.3a.
  • Wireless communication is performed using a communication protocol such as Band).
  • a communication protocol other than the above may be used between the cutting tool 100 and the wireless master unit 201.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a sensor packet transmitted by the cutting tool according to the embodiment of the present disclosure.
  • the sensor module 20 in the cutting tool 100 creates a sensor packet 401 in which the measurement information is stored in the “sensor data” field.
  • a predetermined preamble is stored in the field of the "synchronization header" in the sensor packet 401.
  • the field of "MAC (Media Access Control) header for example, the MAC address of the sensor module 20 and the like are stored.
  • the data length of the "sensor data” field is 20 octets in FIG. 2, but can be changed according to the type of physical quantity included in the measurement information, the number of the physical quantity, and the like.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the cutting tool according to the embodiment of the present disclosure.
  • the turning tool 100A which is an example of the cutting tool 100, is a turning tool used for machining a rotating work piece, and is attached to a machine tool such as a lathe.
  • the turning tool 100A includes a cutting portion 10A and a sensor module 20 provided in the cutting portion 10A.
  • the cutting portion 10A can be attached with a cutting insert 1 having a cutting edge.
  • the cutting portion 10A is a shank that holds the cutting insert 1. That is, the turning tool 100A is a so-called throw-away tool.
  • the cutting portion 10A includes fixing members 3A and 3B.
  • the fixing members 3A and 3B hold the cutting insert 1.
  • the cutting insert 1 has a polygonal shape such as a triangle, a square, a rhombus, and a pentagon when viewed from above.
  • the cutting insert 1 has a through hole formed in the center of the upper surface, and is fixed to the cutting portion 10A by the fixing members 3A and 3B.
  • FIG. 4 is a diagram showing another example of the configuration of the cutting tool according to the embodiment of the present disclosure.
  • the turning tool 100B which is an example of the cutting tool 100, is a tool for turning and is attached to a machine tool such as a lathe.
  • the turning tool 100B includes a cutting portion 10B and a sensor module 20 provided in the cutting portion 10B.
  • the cutting portion 10B has a cutting edge 5. That is, the turning tool 100B is a peeling tool or a brazing tool.
  • FIG. 5 is a diagram showing another example of the configuration of the cutting tool according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view of the cutting tool.
  • the milling tool 100C which is an example of the cutting tool 100, is a milling tool used for machining a fixed work piece, and is attached to a machine tool such as a milling machine.
  • the rolling tool 100C includes a cutting portion 10C and a sensor module 20 provided in the cutting portion 10C.
  • the cutting portion 10C can be attached with a cutting insert 1 having a cutting edge.
  • the cutting portion 10C is a holder that holds the cutting insert 1. That is, the milling tool 100C is a so-called milling cutter.
  • the cutting portion 10C includes a plurality of fixing members 3C.
  • the fixing member 3C holds the cutting insert 1.
  • the cutting insert 1 is fixed to the cutting portion 10C by the fixing member 3C.
  • FIG. 6 is a diagram showing another example of the configuration of the cutting tool according to the embodiment of the present disclosure.
  • the rolling tool 100D which is an example of the cutting tool 100, is a tool for milling and is attached to a machine tool such as a milling machine.
  • the rolling tool 100D includes a cutting portion 10D and a sensor module 20 provided in the cutting portion 10D.
  • the cutting portion 10D has a cutting edge 5. That is, the milling tool 100D is an end mill.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a sensor module according to the embodiment of the present disclosure.
  • the sensor module 20 includes acceleration sensors 21A, 21B, strain sensors 22A, 22B, 22C, 22D, a processing unit 23, a communication unit 24, a storage unit 25, and a battery 29. ..
  • the processing unit 23 and the communication unit 24 in the sensor module 20 are activated by, for example, a user operation.
  • the processing unit 23 is realized by a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and a DSP (Digital Signal Processor), for example.
  • the communication unit 24 is realized by, for example, a communication circuit such as a communication IC (Integrated Circuit).
  • the storage unit 25 is, for example, a non-volatile memory.
  • the battery 29 is, for example, a power storage device including a primary battery, a secondary battery, a solar cell, a capacitor, and the like.
  • the battery 29 supplies electric power to the acceleration sensors 21A and 21B, the strain sensors 22A, 22B, 22C and 22D, and the circuits of the processing unit 23 and the communication unit 24.
  • the acceleration sensors 21A and 21B and the strain sensors 22A, 22B, 22C and 22D are provided, for example, in the vicinity of the cutting edge of the cutting tool 100.
  • each of the acceleration sensors 21A and 21B is also referred to as an acceleration sensor 21
  • each of the strain sensors 22A, 22B, 22C and 22D is also referred to as a strain sensor 22.
  • the acceleration sensor 21 and the strain sensor 22 are examples of sensors. The sensor is driven by the electric power supplied from the battery 29.
  • the sensor module 20 is not limited to the configuration including two acceleration sensors 21, but may be configured to include one or three or more acceleration sensors 21. Further, the sensor module 20 is not limited to the configuration including four strain sensors 22, and may be configured to include three or less or five or more strain sensors 22. Further, the sensor module 20 is configured to include at least one of the acceleration sensor 21 and the strain sensor 22, or in addition to the acceleration sensor 21 and the strain sensor 22, other sensors such as a pressure sensor, a sound sensor and a temperature sensor. There may be.
  • the processing device 200 periodically or irregularly broadcasts an advertisement packet including its own MAC address via the wireless master unit 201.
  • the communication unit 24 After being activated by the user's operation, the communication unit 24 acquires an advertisement packet included in the wireless signal received from the wireless master unit 201, and outputs the acquired advertisement packet to the processing unit 23.
  • the processing unit 23 When the processing unit 23 receives the advertisement packet from the communication unit 24, the processing unit 23 sets the processing device 200 having the source MAC address included in the received advertisement packet as the communication target as the connection process. Specifically, the processing unit 23 registers the source MAC address in the storage unit 25 as the MAC address of the processing device 200 to be communicated.
  • the processing unit 23 generates a response packet including the MAC address of its own sensor module 20 as a connection process and outputs it to the communication unit 24.
  • the communication unit 24 transmits a wireless signal including the response packet received from the processing unit 23 to the wireless master unit 201.
  • the processing device 200 When the processing device 200 receives the response packet from the sensor module 20 of the cutting tool 100 via the wireless master unit 201, the processing device 200 sets the sensor module 20 having the source MAC address included in the received response packet as the communication target. Specifically, the processing device 200 registers the source MAC address in its own storage unit as the MAC address of the sensor module 20 to be communicated.
  • the processing unit 23 performs a process of activating the acceleration sensor 21 and the strain sensor 22.
  • the acceleration sensor 21 measures the acceleration and outputs an analog signal indicating the measured acceleration to the processing unit 23.
  • the strain sensor 22 measures the strain and outputs an analog signal indicating the measured strain to the processing unit 23.
  • the processing unit 23 generates measurement information, which is information related to the measurement result of the sensor.
  • the processing unit 23 generates measurement information indicating the measured value of the acceleration sensor 21 and the measured value of the strain sensor 22.
  • the processing unit 23 AD Analog Digital converts the analog signals received from the acceleration sensor 21 and the strain sensor 22 at the sampling timing according to the generation cycle Ta, which is a predetermined cycle, and the sensor is a digital value after the conversion. Generate measured values. Assuming that the sampling frequency of the processing unit 23 is F [Hz], the generation cycle Ta is 1 / F.
  • the processing unit 23 generates a sensor packet in which the measurement information including the sensor measurement value is stored, and outputs the generated sensor packet to the communication unit 24.
  • the communication unit 24 transmits the measurement information received from the processing unit 23 to the processing device 200 provided outside the cutting tool 100. More specifically, the communication unit 24 transmits the sensor packet in which the measurement information is stored received from the processing unit 23 to the processing device 200 via the wireless master unit 201.
  • the communication unit 24 transmits measurement information including one corresponding measurement result to the processing device 200 for each measurement result generation cycle Ta.
  • the processing unit 23 generates a sensor packet in which measurement information including one corresponding sensor measurement value is stored for each sampling timing, and outputs the generated sensor packet to the communication unit 24. That is, the processing unit 23 outputs the sensor packet to the communication unit 24 at the transmission timing which is the same timing as the sampling timing.
  • the communication unit 24 receives the sensor packet from the processing unit 23 at each transmission timing, and transmits the received sensor packet to the processing device 200 via the wireless master unit 201.
  • the communication unit 24 is not limited to a configuration in which measurement information including one measurement result for each generation cycle Ta is transmitted to the processing device 200.
  • the communication unit 24 may be configured to transmit measurement information including one or a plurality of corresponding measurement results to the processing device 200 for each cycle that is an integral multiple of the generation cycle Ta.
  • the processing unit 23 when the processing unit 23 generates the sensor measurement value at the sampling timing according to the generation cycle Ta, the generated sensor measurement value is stored in the storage unit 25. Then, the processing unit 23 acquires some or all the sensor measurement values from the storage unit 25 at the transmission timing according to the cycle Tb which is five times the generation cycle Ta, and includes some or all the acquired sensor measurement values. Generate measurement information. Further, the processing unit 23 erases each sensor measurement value in the storage unit 25.
  • the processing unit 23 generates a sensor packet in which the measurement information including the acquired sensor measurement value is stored, and outputs the generated sensor packet to the communication unit 24.
  • the communication unit 24 receives the sensor packet from the processing unit 23 at each transmission timing, and transmits the received sensor packet to the processing device 200 via the wireless master unit 201.
  • the communication unit 24 may be configured to transmit measurement information including a plurality of measurement results at different measurement timings to the processing device 200.
  • the processing unit 23 when the processing unit 23 generates the sensor measurement value at the sampling timing according to the generation cycle Ta, the generated sensor measurement value is stored in the storage unit 25. Then, when the number of sensor measurement values accumulated in the storage unit 25 reaches, for example, the processing unit 23 acquires the 10 sensor measurement values, which are measurement results at different measurement timings, from the storage unit 25 and acquires them.
  • the measurement information including the measurement values of the 10 sensors is generated. That is, the processing unit 23 generates measurement information at a transmission timing that follows a cycle Tc that is 10 times the generation cycle Ta. Further, the processing unit 23 erases the 10 sensor measurement values from the storage unit 25.
  • the processing unit 23 generates a sensor packet in which measurement information including the measurement information of the 10 sensors is stored, and outputs the generated sensor packet to the communication unit 24.
  • the communication unit 24 receives a sensor packet from the processing unit 23 at each transmission timing, and transmits the received sensor packet to the processing device 200 via the wireless master unit 201.
  • the communication unit 24 may be configured to transmit measurement information including identification information of the cutting tool 100 to the processing device 200.
  • the storage unit 25 stores the tool ID, which is the identification information of the cutting tool 100.
  • the processing unit 23 generates measurement information including the tool ID. Then, the processing unit 23 generates a sensor packet in which the measurement information including the tool ID is stored, and outputs the generated sensor packet to the communication unit 24.
  • the communication unit 24 may be configured to transmit voltage information indicating the voltage of the battery 29 to the processing device 200.
  • the processing unit 23 when the processing unit 23 generates the measurement information, it confirms the voltage of the battery 29 and generates the voltage information indicating the current voltage of the battery 29. Then, the processing unit 23 generates a sensor packet in which the generated measurement information and voltage information are stored, and outputs the generated sensor packet to the communication unit 24.
  • the communication unit 24 may be configured to transmit the calculation result obtained by performing the calculation using one or a plurality of measurement results to the processing device 200 as measurement information.
  • the processing unit 23 performs an operation using one or a plurality of sensor measurement values. For example, the processing unit 23 calculates an average value, a maximum value, a minimum value, and the like of a plurality of sensor measurement values, and generates measurement information indicating the calculation result.
  • the processing unit 23 generates a sensor packet in which the measurement information indicating the calculation result is stored instead of the sensor measurement value itself, and outputs the generated sensor packet to the communication unit 24.
  • the communication unit 24 may be configured to transmit measurement information including type information indicating the type of the sensor to the processing device 200.
  • the storage unit 25 stores the type ID, which is the type information of each sensor in the sensor module 20.
  • the processing unit 23 generates measurement information including the type ID. More specifically, the processing unit 23 generates measurement information including the type ID and the sensor measurement value of the sensor corresponding to the type ID.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of measurement information generated by the processing unit according to the embodiment of the present disclosure.
  • the processing unit 23 has a strain sensor 22 type ID “1”, a strain sensor 22 sensor measurement value, an acceleration sensor 21 type ID “2”, and a sensor of the acceleration sensor 21. Generate measurement information including measured values. Note that FIG. 8 shows measurement information including the six sensor measurement values of the strain sensor 22 and the six sensor measurement values of the acceleration sensor 21 at six different measurement timings.
  • the processing unit 23 generates a sensor packet in which the measurement information including the type ID is stored, and outputs the generated sensor packet to the communication unit 24.
  • the communication unit 24 may be configured to transmit measurement information including identification information of each sensor in the sensor module 20 to the processing device 200.
  • the storage unit 25 stores the sensor ID, which is the identification information of each sensor.
  • the processing unit 23 generates measurement information including the sensor ID. More specifically, the processing unit 23 generates measurement information including the sensor ID and the sensor measurement value of the sensor corresponding to the sensor ID.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of measurement information generated by the processing unit according to the embodiment of the present disclosure.
  • the processing unit 23 has a sensor ID “1” of the strain sensor 22A, a sensor measurement value of the strain sensor 22A, a sensor ID “2” of the strain sensor 22B, and a sensor measurement of the strain sensor 22B. It generates measurement information including a value, a sensor ID of the strain sensor 22C "3", a sensor measurement value of the strain sensor 22C, a sensor ID of the strain sensor 22D "4", and a sensor measurement value of the strain sensor 22D. Note that FIG. 9 shows measurement information including 24 sensor measurement values of the strain sensor 22 at 6 different measurement timings.
  • the processing unit 23 generates a sensor packet in which measurement information including the sensor ID is stored, and outputs the generated sensor packet to the communication unit 24.
  • the processing unit 23 may be configured to generate measurement information including the sensor ID and the type ID. More specifically, the processing unit 23 generates measurement information including the sensor ID and the type ID, and the sensor measurement value of the sensor indicated by the sensor ID and the type ID.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of measurement information generated by the processing unit according to the embodiment of the present disclosure.
  • the processing unit 23 has a strain sensor 22 type ID “1”, a strain sensor 22A sensor ID “1”, a strain sensor 22A sensor measurement value, and a strain sensor 22 type ID.
  • FIG. 10 shows measurement information including 12 sensor measurement values of the strain sensor 22 and 12 sensor measurement values of the acceleration sensor 21 at 6 different measurement timings.
  • the processing unit 23 generates a sensor packet in which measurement information including the sensor ID and the type ID is stored, and outputs the generated sensor packet to the communication unit 24.
  • the communication unit 24 may be configured to transmit measurement information including the measurement time corresponding to the measurement result to the processing device 200.
  • the processing unit 23 generates measurement information including the generation time, which is a relative time based on the time when the generation of the sensor measurement value is started.
  • the generation time is an example of the measurement time.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of measurement information generated by the processing unit according to the embodiment of the present disclosure.
  • the processing unit 23 generates the sensor measurement value of the strain sensor 22 and the measurement information indicating the generation time of the sensor measurement value. Note that FIG. 11 shows measurement information including six sensor measurement values of the strain sensor 22 at six different measurement timings.
  • the processing unit 23 generates a sensor packet in which the measurement information including the generation time is stored, and outputs the generated sensor packet to the communication unit 24.
  • the communication unit 24 may be configured to transmit measurement information including a serial number corresponding to the measurement result to the processing device 200.
  • the processing unit 23 generates measurement information including a sequence number which is a serial number of sensor measurement values.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of measurement information generated by the processing unit according to the embodiment of the present disclosure.
  • the processing unit 23 generates measurement information indicating the sensor measurement value of the strain sensor 22 and the sequence number of the sensor measurement value. Note that FIG. 12 shows measurement information including six sensor measurement values of the strain sensor 22 at six different measurement timings.
  • the processing unit 23 generates a sensor packet in which the measurement information including the sequence number is stored, and outputs the generated sensor packet to the communication unit 24.
  • the processing unit 23 may be configured to output a sensor packet including any two or more of the tool ID, voltage information, type ID, sensor ID, generation time, and sequence number to the communication unit 24.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a work piece to be cut using the cutting tool according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 shows a state in which the gear member 50, which is a work piece, is turned by using the turning tool 100A.
  • the gear member 50 has a plurality of protrusions, that is, convex portions, formed on the outer periphery thereof.
  • the gear member 50 includes protrusions and recesses that are alternately arranged along the outer peripheral direction.
  • the machine tool to which the turning tool 100A is attached has the cutting insert 1 of the turning tool 100A in a direction parallel to the rotation axis X in a state where the gear member 50 is rotated around the rotation axis X.
  • the gear member 50 is cut by contacting the convex portion of the gear member 50 while moving along the gear member 50.
  • the communication unit 24 may be configured to transmit measurement information to the processing device 200 at a transmission timing according to the rotation speed of the gear member 50 which is a work piece. More specifically, the communication unit 24 transmits the measurement information to the processing device 200 at the transmission timing when the gear member 50 is rotating and the cutting edge does not come into contact with the gear member 50. In other words, the communication unit 24 selectively non-contacts the contact period, which is the period during which the cutting edge contacts the gear member 50, and the non-contact period, which is the period during which the cutting edge does not contact the gear member 50, during the turning process. During the contact period, the measurement information is transmitted to the processing device 200.
  • the processing unit 23 acquires processing information indicating processing conditions in the machine tool from the processing device 200. For example, the processing unit 23 transmits a processing information request to the processing device 200 via the communication unit 24 and the wireless master unit 201.
  • the processing device 200 When the processing device 200 receives the machining information request from the processing unit 23 in the sensor module 20 of the turning tool 100A, the processing device 200 transmits the machining information to the sensor module 20 via the wireless master unit 201 as a response to the machining information request.
  • the machining information includes the number N1 of convex portions in the gear member 50, the ratio of the length of the convex portion to the total length of the convex portion and the length of the concave portion along the outer peripheral direction of the gear member 50 P [ %], And the rotation speed R1 [rpm] of the gear member 50.
  • the communication unit 24 in the sensor module 20 receives the processing information from the processing device 200 via the wireless master unit 201, the communication unit 24 outputs the received processing information to the processing unit 23.
  • T1 is calculated based on the following equation (1).
  • the period T1 indicates the time from when the cutting edge of the cutting insert 1 comes into contact with a certain convex portion until it comes into contact with the convex portion adjacent to the convex portion.
  • the processing unit 23 waits until the sensor packet is transmitted to the processing device 200 from the timing when the rise or fall of the sensor measurement value is first detected after the start of the sensor in the sensor module 20 based on the received processing information.
  • Set the time T2 to a value within the range specified by the following inequality (2).
  • the processing unit 23 stores the calculated cycle T1 and the set standby time T2 in the storage unit 25.
  • the processing unit 23 receives the processing information including the period T1 and the standby time T2 from the processing device 200 via the wireless master unit 201 and the communication unit 24, and acquires the period T1 and the standby time T2 from the received processing information. It may be configured to be stored in the storage unit 25.
  • FIG. 14 is a diagram showing a time change of strain measured by a strain sensor in the sensor module according to the embodiment of the present disclosure.
  • the solid line shows the strain measured by the strain sensor 22
  • the plot on the solid line shows the sensor measurement value generated by the processing unit 23 based on the analog signal from the strain sensor 22.
  • the strain measured by the strain sensor 22 becomes a high value when, for example, the cutting edge of the cutting insert 1 is in contact with the convex portion of the gear member 50, and the cutting edge of the cutting insert 1 becomes high.
  • the value is low when the gear member 50 is not in contact with the convex portion.
  • the processing unit 23 determines that the sensor measurement value is at time t1. Judge that it has risen.
  • the processing unit 23 outputs the sensor packet in which the measurement information including the sensor measurement value is stored to the communication unit 24 at the time tx1 after the waiting time T2 elapses from the time t1. More specifically, the processing unit 23 does not output the sensor packet to the communication unit 24 during the period from the time t1 to immediately before the time tx1, while the processing unit 23 outputs the sensor packet to the communication unit 24 at the time tx1.
  • the value is stored in the storage unit 25.
  • the processing unit 23 outputs a sensor packet containing measurement information including each sensor measurement value generated at time t1, t2, t3, t4, t5, t6 to the communication unit 24.
  • the processing unit 23 outputs a sensor packet containing measurement information including a plurality of sensor measurement values to the communication unit 24 at times tx2 and tx3, which are transmission timings according to the cycle T1 after the time tx1.
  • the processing unit 23 outputs a sensor packet containing measurement information including a plurality of sensor measurement values generated from time tx1 to time tx2 to the communication unit 24 at time tx2. Further, the processing unit 23 outputs a sensor packet containing measurement information including a plurality of sensor measurement values generated from the time tx2 to the time tx3 to the communication unit 24 at the time tx3.
  • the communication unit 24 When the communication unit 24 receives the sensor packet from the processing unit 23 at the times tx1, tx2, and tx3, the communication unit 24 transmits the received sensor packet to the processing device 200 via the wireless master unit 201. In this way, the communication unit 24 transmits the measurement information to the processing device 200 at the timing according to the period T1 based on the rotation speed R1 of the gear member 50 and the number N1 of the convex portions.
  • the processing unit 23 may be configured to output the sensor packet to the communication unit 24 at the timing when a predetermined number of sensor measurement values are generated after the sensor measurement value rises.
  • the processing unit 23 first detects an increase in the sensor measurement value after the start of the sensor in the sensor module 20 based on the received processing information, and then transmits the sensor packet to the processing device 200.
  • the accumulated number S1 which is the number of sensor measurement values to be accumulated in the storage unit 25, is set to a value within the range defined by the following inequality (3).
  • the processing unit 23 sets the accumulated number S1 to 5 based on the ratio P [%] indicated by the processing information, its own sampling frequency F, and the inequality (3).
  • the processing unit 23 determines that the sensor measurement value has increased at time t1, the processing unit 23 stores each sensor measurement value at the sampling timing from time t1 to time t5 in the storage unit 25, so that the sensor measurement value in the storage unit 25 is stored.
  • the sensor packet containing the measurement information including the measured values of the 5 sensors is output to the communication unit 24.
  • the processing unit 23 outputs a sensor packet containing measurement information including the latest five sensor measurement values to the communication unit 24 at a timing according to the cycle T1 after the time t5.
  • the communication unit 24 When the communication unit 24 receives the sensor packet from the processing unit 23, the communication unit 24 transmits the received sensor packet to the processing device 200 via the wireless master unit 201.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of a work piece to be cut using the cutting tool according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 15 shows a state in which a steel material 60, which is a work piece, is milled using a rolling tool 100C to which four cutting inserts 1A, 1B, 1C, and 1D are attached as the cutting insert 1.
  • the shape of the steel material 60 is, for example, a square shape.
  • the machine tool to which the turning tool 100C is attached brings the cutting insert 1 of the turning tool 100C into contact with the fixed steel material 60 in a state where the turning tool 100C is rotated.
  • the steel material 60 is cut.
  • the communication unit 24 may be configured to transmit measurement information to the processing device 200 at a transmission timing according to the rotation speed of the rolling tool 100C. More specifically, the communication unit 24 transmits the measurement information to the processing device 200 at the transmission timing when the rolling tool 100C is rotating and the cutting edge does not come into contact with the steel material 60. In other words, the communication unit 24 selectively non-contacts the contact period, which is the period during which the cutting edge contacts the steel material 60, and the non-contact period, which is the period during which the cutting edge does not contact the steel material 60, during the milling process. During the period, the measurement information is transmitted to the processing device 200.
  • the processing unit 23 acquires processing information indicating processing conditions in the machine tool. For example, the processing unit 23 transmits a processing information request to the processing device 200 via the communication unit 24 and the wireless master unit 201.
  • the processing device 200 When the processing device 200 receives the machining information request from the processing unit 23 in the sensor module 20 of the milling tool 100C, the processing device 200 transmits the machining information to the sensor module 20 via the wireless master unit 201 as a response to the machining information request.
  • the machining information includes the number N2 of the cutting inserts 1 attached to the rolling tool 100C, the diameter D [mm] of the rolling tool 100C, the cutting width A [mm] which is the cutting width of the steel material 60, and the rolling tool.
  • the rotation speed R2 [rpm] of 100C is included.
  • the communication unit 24 in the sensor module 20 receives the processing information from the processing device 200 via the wireless master unit 201, the communication unit 24 outputs the received processing information to the processing unit 23.
  • the processing unit 23 When the processing unit 23 receives the processing information from the processing device 200 via the wireless master unit 201 and the communication unit 24, the processing unit 23 sets the period T3 at which the cutting edge of the cutting insert 1 contacts the steel material 60 based on the received processing information. It is calculated based on the formula (4) of.
  • the processing unit 23 waits from the first detection of the rise or fall of the sensor measurement value to the transmission of the sensor packet to the processing device 200 after the start of the sensor in the sensor module 20 based on the received processing information.
  • Set the time T4 to a value within the range specified by the following inequality (5).
  • the processing unit 23 stores the calculated cycle T3 and the set standby time T4 in the storage unit 25.
  • the processing unit 23 receives the processing information including the period T3 and the standby time T4 from the processing device 200 via the wireless master unit 201 and the communication unit 24, and acquires the period T3 and the standby time T4 from the received processing information. It may be configured to be stored in the storage unit 25.
  • FIG. 16 is a diagram showing a time change of strain measured by a strain sensor in the sensor module according to the embodiment of the present disclosure.
  • the solid line shows the strain measured by the strain sensor 22
  • the plot on the solid line shows the sensor measurement value generated by the processing unit 23 based on the analog signal from the strain sensor 22.
  • the strain measured by the strain sensor 22 is, for example, based on the time when the cutting edge of the cutting insert 1 is not in contact with the steel material 60, and the cutting edge of the cutting insert 1A is in contact with the steel material 60. It becomes a high value when the cutting insert 1B is in contact with the steel material 60, and becomes a low value when the cutting edge of the cutting insert 1C is in contact with the steel material 60. It becomes a high value when the cutting edge of the insert 1D is in contact with the steel material 60.
  • the processing unit 23 determines that the sensor measurement value is at time t1. Judge that it has risen.
  • the processing unit 23 outputs the sensor packet in which the measurement information including the sensor measurement value is stored to the communication unit 24 at the time ty1 after the waiting time T4 elapses from the time t1. More specifically, the processing unit 23 does not output the sensor packet to the communication unit 24 during the period from the time t1 to immediately before the time ty1, while the processing unit 23 outputs the sensor packet to the communication unit 24 at the time ty1.
  • the value is stored in the storage unit 25.
  • the processing unit 23 outputs a sensor packet containing measurement information including each sensor measurement value generated at time t1, t2, t3, t4, t5, t6 to the communication unit 24.
  • the processing unit 23 outputs a sensor packet containing measurement information including a plurality of sensor measurement values to the communication unit 24 at times ty2 and ty3, which are transmission timings according to the cycle T3 after the time ty1.
  • the processing unit 23 outputs a sensor packet containing measurement information including a plurality of sensor measurement values generated from time ty1 to time ty2 to the communication unit 24. Further, at time ty3, the processing unit 23 outputs a sensor packet containing measurement information including a plurality of sensor measurement values generated from time ty2 to time ty3 to the communication unit 24.
  • the communication unit 24 When the communication unit 24 receives the sensor packet from the processing unit 23 at the times ty1, ty2, and ty3 according to the cycle T3, the communication unit 24 transmits the received sensor packet to the processing device 200 via the wireless master unit 201. In this way, the communication unit 24 transmits the measurement information to the processing device 200 at the transmission timing according to the cycle T3 based on the rotation speed R2 of the rolling tool 100C and the number N2 of the cutting insert 1.
  • the processing unit 23 may be configured to output the sensor packet to the communication unit 24 at the timing when a predetermined number of sensor measurement values are generated after the sensor measurement value rises.
  • the processing unit 23 first detects an increase in the sensor measurement value after the start of the sensor in the sensor module 20 based on the received processing information, and then transmits the sensor packet to the processing device 200.
  • the accumulated number S2 which is the number of sensor measurement values to be accumulated in the storage unit 25, is set to a value within the range defined by the following inequality (6).
  • the processing unit 23 sets the accumulated number S2 to 5 based on the diameter D [mm] of the rolling tool 100C, the cutting width A [mm], its own sampling frequency F, and the inequality (6).
  • the processing unit 23 determines that the sensor measurement value has increased at time t1, the processing unit 23 stores each sensor measurement value at the sampling timing from time t1 to time t5 in the storage unit 25, so that the sensor measurement value in the storage unit 25 is stored.
  • the sensor packet containing the measurement information including the measured values of the 5 sensors is output to the communication unit 24.
  • the processing unit 23 outputs a sensor packet containing measurement information including the latest five sensor measurement values to the communication unit 24 at the transmission timing according to the cycle T3 after the time t5.
  • the communication unit 24 When the communication unit 24 receives the sensor packet from the processing unit 23, the communication unit 24 transmits the received sensor packet to the processing device 200 via the wireless master unit 201.
  • the communication unit 24 may be configured to transmit measurement information including a serial number corresponding to the measurement result after the timing when cutting by the cutting edge is started to the processing device 200.
  • the processing unit 23 generates measurement information including a sequence number of sensor measurement values generated after the timing at which cutting by the cutting edge is started.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of measurement information generated by the processing unit according to the embodiment of the present disclosure.
  • the processing unit 23 includes a sensor measurement value of the strain sensor 22, a sequence number of the sensor measurement value, and a sequence number that is incremented from a timing after the timing at which cutting by the cutting edge is started. Generates measurement information indicating. Note that FIG. 17 shows measurement information including 10 sensor measurement values of the strain sensor 22 at 10 different measurement timings.
  • the processing unit 23 generated the sensor measurement value generated at time t1 which is a sampling timing after the timing when the generation of the sensor measurement value was started, and the sensor measurement value generated at time t0 which is the sampling timing immediately before time t1.
  • the processing unit 23 generates measurement information indicating the sensor measurement value and the sequence number of the sensor measurement value that is incremented according to the generation order of the sensor measurement value after the time t1.
  • the processing unit 23 generates a sensor packet in which the measurement information including the sequence number is stored, and outputs the generated sensor packet to the communication unit 24.
  • the communication unit 24 does not transmit the measurement information including the sensor measurement value generated before the cutting by the cutting edge is started to the processing device 200, while the sensor generated after the timing when the cutting by the cutting edge is started is started.
  • the configuration may be such that the measurement information including the measured value is transmitted to the processing device 200.
  • the processing unit 23 does not generate measurement information until it is determined that cutting by the cutting edge has started, while the sensor measurement values and threshold values generated at times t0 and t1 as described above.
  • the processing unit 23 When it is determined that the cutting by the cutting edge is started based on ThA, the sensor measurement value generated after the time t1 and the measurement information indicating the sequence number are generated. Then, the processing unit 23 generates a sensor packet in which the generated measurement information is stored and outputs the sensor packet to the communication unit 24.
  • the communication unit 24 is configured to transmit measurement information to the processing device 200, which is discrimination information corresponding to the measurement result and includes discrimination information indicating whether or not the judgment information is the measurement result when cutting by the cutting edge is being performed. It may be.
  • the processing unit 23 generates measurement information including a cutting flag indicating whether or not it is a sensor measurement value when cutting by a cutting edge is being performed.
  • the cutting flag is an example of discrimination information.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of measurement information generated by the processing unit according to the embodiment of the present disclosure.
  • the processing unit 23 generates measurement information indicating the sensor measurement value of the strain sensor 22 and the cutting flag for each sensor measurement value.
  • the processing unit 23 sets the cutting flag of the sensor measurement value when cutting by the cutting edge is "1", and sets the cutting flag of the sensor measurement value when cutting by the cutting edge is "zero". Set to.
  • FIG. 18 shows measurement information including 10 sensor measurement values of the strain sensor 22 at 10 different measurement timings.
  • the processing unit 23 determines that the sensor measurement value is the sensor measurement value when cutting by the cutting edge is performed. , Set the cutting flag of the sensor measurement value to "1".
  • the processing unit 23 determines that the sensor measurement value is the sensor measurement value when cutting by the cutting edge is not performed, and determines that the sensor measurement value. Set the value cutting flag to "zero".
  • the processing unit 23 generates a sensor packet in which the measurement information including the cutting flag is stored, and outputs the generated sensor packet to the communication unit 24.
  • the communication unit 24 is configured to transmit the phase information corresponding to the measurement result to the processing device 200, the measurement information including the phase information regarding the phase of the cutting process after the timing when the cutting by the cutting edge is started is transmitted to the processing device 200. good.
  • the communication unit 24 of the turning tool 100A transmits measurement information including identification information of each convex portion of the gear member 50, which is a work piece, as phase information to the processing device 200. More specifically, the processing unit 23 generates measurement information including a pitch number different for each convex portion, which indicates the convex portion of the gear member 50 that is being cut by the cutting edge.
  • the pitch number is an example of identification information.
  • the sensor measurement value generated by the processing unit 23 in the turning tool 100A becomes a high value when the cutting edge of the cutting insert 1 is in contact with the convex portion, that is, the tooth portion of the gear member 50, and the cutting insert The value is low when the cutting edge 1 is not in contact with the convex portion of the gear member 50, in other words, when the cutting edge is located in the groove portion of the gear member 50. That is, the sensor measurement value generated by the processing unit 23 fluctuates periodically.
  • the turning tool 100A turns the gear member 50A, which is an example of the gear member 50. It is assumed that 36 convex portions are formed on the outer circumference of the gear member 50A.
  • the processing unit 23 receives processing information from the processing device 200 via the wireless master unit 201 and the communication unit 24, and based on the received processing information, the number N1 of the convex portions in the gear member 50A is 36. Recognize that there is.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of a pitch number in the measurement information generated by the processing unit according to the embodiment of the present disclosure.
  • the processing unit 23 has a predetermined value or more based on the comparison result between the two sensor measurement values generated at each of the two consecutive sampling timings after the timing at which the generation of the sensor measurement value is started.
  • the pitch number corresponding to the sensor measurement value generated after the sign pulling timing of the sensor measurement value Sr is set to "1".
  • the processing unit 23 increments the pitch number corresponding to the sensor measurement value generated after the sign pulling timing of the detected sensor measurement value Sr.
  • the processing unit 23 detects the sensor measurement value Sr after incrementing the pitch number to "36”
  • the processing unit 23 again sets the pitch number corresponding to the sensor measurement value generated after the sign pulling timing of the detected sensor measurement value Sr. Set to “1” and repeat the increment from "1" to "36" of the pitch number.
  • the communication unit 24 in the rolling tool 100C transmits measurement information including the identification information of each cutting insert 1 as phase information to the processing device 200. More specifically, the processing unit 23 generates measurement information including a different insert number for each cutting insert 1, indicating the cutting insert 1 that is cutting the work piece among the plurality of cutting inserts 1.
  • the insert number is an example of identification information.
  • the sensor measurement value generated by the processing unit 23 in the rolling tool 100C is based on the time when the cutting edge of the cutting insert 1 is not in contact with the work piece, and the cutting edge of the cutting insert 1A is The value is high when in contact with the work piece, low when the cutting edge of the cutting insert 1B is in contact with the work piece, and the cutting edge of the cutting insert 1C is in contact with the work piece. Sometimes it becomes a low value, and it becomes a high value when the cutting edge of the cutting insert 1D is in contact with the work piece. That is, the sensor measurement value generated by the processing unit 23 fluctuates periodically.
  • the processing unit 23 receives processing information from the processing device 200 via the wireless master unit 201 and the communication unit 24 as described above, and based on the received processing information, the number N2 of the cutting inserts 1 is four. Recognize that.
  • the processing unit 23 performs sensor measurement that fluctuates within a fluctuation range of a predetermined value or more based on the comparison result between the two sensor measurement values generated at each of the two consecutive sampling timings after the timing at which the generation of the sensor measurement value is started.
  • the insert number corresponding to the sensor measurement value after the sensor measurement value Sf is set to "1".
  • the processing unit 23 increments the insert number corresponding to the sensor measurement values.
  • the processing unit 23 detects a set of two sensor measurement values Sf after incrementing the insert number to "4", the processing unit 23 sets the insert number to "1" again and insert numbers "1" to "4". Repeat the increment up to.
  • the communication unit 24 is configured to transmit measurement information including rotation phase information regarding the phase of cutting between a plurality of convex portions of the gear member 50 to the processing device 200, which is rotation phase information corresponding to the measurement result. You may.
  • the processing unit 23 generates measurement information including a rotation phase [degree] in the time from when the cutting edge of the cutting insert 1 contacts a convex portion to when it contacts a convex portion adjacent to the convex portion. ..
  • FIG. 20 is a diagram showing an example of the rotation phase in the measurement information generated by the processing unit according to the embodiment of the present disclosure.
  • the processing unit 23 measures the two sensors based on the comparison results of the two sensor measurement values generated at the two consecutive sampling timings after the timing at which the generation of the sensor measurement values is started.
  • the sensor measurement values Sr1 and Sr2, which are the values Sr, are detected. It is assumed that the sampling timing of the sensor measurement value Sr1 and the sampling timing of the sensor measurement value Sr2 are continuous in this order in terms of time.
  • the processing unit 23 generates a sensor packet in which measurement information including the rotation phase is stored, and outputs the generated sensor packet to the communication unit 24.
  • the communication unit 24 transmits the measurement information including the rotation phase information regarding the phase of cutting between the plurality of cutting inserts 1 in the rolling tool 100C, which is the rotation phase information corresponding to the measurement result, to the processing device 200. It may be configured to be used.
  • the processing unit 23 generates measurement information including a rotation phase [degree] in the time from when the cutting edge of the cutting insert 1A comes into contact with the work piece until the next cutting insert 1B comes into contact with the work piece. ..
  • the processing unit 23 has three sensor measurement values Sf based on the comparison results of the two sensor measurement values generated at each of the two consecutive sampling timings after the timing at which the generation of the sensor measurement values is started.
  • the sensor measurement values Sf1, Sf2, and Sf3 are detected. It is assumed that the sampling timing of the sensor measurement value Sf1, the sampling timing of the sensor measurement value Sf2, and the sampling timing of the sensor measurement value Sf3 are continuous in this order in terms of time. For example, when the processing unit 23 generates nine sensor measurement values between the generation timing of the sensor measurement value Sf1 and the generation timing of the sensor measurement value Sf3, the value obtained by dividing 360 [degree] by "10".
  • the rotation phase that increases by 36 [degree] is set as the rotation phase of the sensor measurement value generated immediately before the sensor measurement value Sf1 to the sensor measurement value Sf3.
  • the processing unit 23 communicates a sensor packet including any two or more of the tool ID, voltage information, type ID, sensor ID, generation time, sequence number, cutting flag, pitch number, insert number, and rotation phase. It may be configured to output to unit 24.
  • FIG. 21 is a diagram showing a configuration of a processing apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • the processing device 200 includes a communication unit 210, a processing unit 220, a reception unit 230, an acquisition unit 240, a processing control unit 250, a notification unit 260, and a storage unit 270.
  • the communication unit 210 is realized by a communication circuit such as a communication IC.
  • the processing unit 220, the reception unit 230, the acquisition unit 240, the processing control unit 250, and the notification unit 260 are realized by, for example, a processor such as a CPU and a DSP.
  • the storage unit 270 is, for example, a non-volatile memory.
  • the communication unit 210 When the communication unit 210 receives the sensor packet from the cutting tool 100 via the wireless master unit 201, the communication unit 210 acquires measurement information from the received sensor packet and outputs the acquired measurement information to the processing unit 220.
  • the processing unit 220 When the processing unit 220 receives the measurement information from the communication unit 210, the processing unit 220 stores the received measurement information in the storage unit 270 for each cutting tool 100.
  • the reception unit 230 receives work information from the user, which is information about the cutting tool 100.
  • the reception unit 230 receives from the user the model number of the cutting unit 10 having a cutting edge or the model number of the cutting insert 1 attached to the cutting unit 10 in the cutting tool 100 attached to the machine tool as work information.
  • the reception unit 230 receives from the user the machining result indicating the presence / absence of the cutting edge defect and the amount of wear, the presence / absence of burrs on the work piece, the roughness of the cutting, and the like as machining information.
  • the reception unit 230 outputs the work information received by the user's operation or the like to the processing unit 220.
  • the processing unit 220 When the processing unit 220 receives the work information from the reception unit 230, the processing unit 220 stores the received work information in the storage unit 270 for each cutting tool 100.
  • the acquisition unit 240 acquires the cutting information set in the machine tool.
  • the acquisition unit 240 is a convex portion that occupies the total number of convex portions N1 in the gear member 50 that is the work piece, the length of the convex portion along the outer peripheral direction of the gear member 50, and the length of the concave portion.
  • Length ratio P [%] rotation speed R1 [rpm] of gear member 50, number N2 of cutting inserts 1 attached to turning tool 100C, diameter D [mm] of turning tool 100C, cutting of steel material 60 Machining information such as the cutting width A [mm], which is the width, and the rotation speed R2 [rpm] of the rolling tool 100C is acquired as cutting information.
  • the acquisition unit 240 may use the NC (Numerical Control) program, spindle current value, information on rotation and stop of the work piece, information on rotation and stop of the rolling tool 100C, and rolling tool 100C in the machine tool.
  • Information on movement, information indicating the presence or absence of coolant, and information indicating the cutting tool used among a plurality of cutting tools attached to the turret are acquired as cutting information.
  • the acquisition unit 240 acquires the above-mentioned cutting information from a control unit (not shown) in the machine tool, and outputs the acquired cutting information to the processing unit 220.
  • the processing unit 220 When the processing unit 220 receives the cutting information from the acquisition unit 240, the processing unit 220 stores the received cutting information in the storage unit 270 for each machine tool.
  • the processing unit 220 receives the processing information request from the processing unit 23 in the sensor module 20 via the wireless master unit 201 and the communication unit 210, the processing unit 220 acquires the processing information from the storage unit 270. Then, as a response to the processing information request, the processing unit 220 transmits the processing information acquired from the storage unit 270 to the sensor module 20 via the communication unit 210 and the wireless master unit 201.
  • the processing unit 220 calculates the above-mentioned cycle T1 and sets the above-mentioned waiting time T2 based on the information stored in the storage unit 270, and sets the above-mentioned waiting time T2 as a response to the processing information request.
  • the processing information including T2 may be transmitted to the sensor module 20 via the communication unit 210 and the wireless master unit 201.
  • the processing unit 220 calculates the above-mentioned cycle T3 based on the information stored in the storage unit 270, sets the above-mentioned waiting time T4, and sets the above-mentioned waiting time T3 as a response to the processing information request.
  • the processing information including the T4 may be transmitted to the sensor module 20 via the communication unit 210 and the wireless master unit 201.
  • the processing unit 220 processes the measurement information received from the cutting tool 100. For example, the processing unit 220 determines the state of the cutting unit 10 or the cutting insert 1 in the corresponding cutting tool 100, for example, the deterioration state, based on the measurement information, the machining information, and the cutting information in the storage unit 270, and notifies the determination result. Output to unit 260 and processing control unit 250.
  • the notification unit 260 performs a process of notifying the user of the determination result received from the processing unit 220 by display or voice.
  • the notification unit 260 further acquires measurement information from the storage unit 270 and performs a process of notifying the user of information such as a sensor measurement value indicated by the acquired measurement information.
  • the machining control unit 250 changes the stop notification indicating that machining should be stopped or the machining conditions when the deterioration state of the cutting section 10 or the cutting insert 1 indicated by the determination result received from the processing section 220 satisfies a predetermined condition. A change notification indicating that it should be sent to the control unit of the machine tool.
  • Each device in the tool system according to the embodiment of the present disclosure includes a computer including a memory, and an arithmetic processing unit such as a CPU in the computer includes a program including a part or all of each step of the following flowchart and sequence. Read from the memory and execute. The programs of these plurality of devices can be installed from the outside. The programs of these plurality of devices are distributed in a state of being stored in a recording medium.
  • FIG. 22 is a flowchart defining an example of an operation procedure when the cutting tool in the tool system according to the embodiment of the present disclosure transmits a sensor packet to the processing device.
  • the sensor module 20 in the cutting tool 100 is activated, and each circuit in the sensor module 20 such as the processing unit 23 and the communication unit 24 is activated (step S102).
  • the cutting tool 100 establishes a communication connection with the processing device 200 (step S104).
  • the cutting tool 100 activates the acceleration sensor 21 and the strain sensor 22 (step S106).
  • the cutting tool 100 starts cutting the work piece (step S108).
  • the cutting tool 100 generates the sensor measurement value at the sampling timing according to the generation cycle Ta.
  • the cutting tool 100 stores the generated sensor measurement value in the storage unit 25 (step S110).
  • the cutting tool 100 repeats the generation of the sensor measurement value until the transmission timing of the measurement information (NO in step S112), and at the transmission timing (YES in step S112), the sensor measurement value accumulated in the storage unit 25 is stored.
  • a sensor packet that is acquired and stores measurement information including the acquired sensor measurement value is generated (step S114).
  • the cutting tool 100 transmits the measurement information, which is the information regarding the measurement result of the sensor at the time of cutting, to the processing device 200. That is, the cutting tool 100 transmits the generated sensor packet to the processing device 200 (step S116).
  • the cutting tool 100 repeats the generation of the sensor measurement value until the next transmission timing (step S110).
  • FIG. 23 is a diagram showing an example of a sequence of communication processing in the tool system according to the embodiment of the present disclosure.
  • the sensor module 20 in the cutting tool 100 is activated, and each circuit in the sensor module 20 such as the acceleration sensor 21, the strain sensor 22, and the processing unit 23 and the communication unit 24 is activated (step S202). ).
  • step S204 the processing device 200 and the cutting tool 100 establish a communication connection.
  • the cutting tool 100 activates the acceleration sensor 21 and the strain sensor 22 (step S206).
  • the cutting tool 100 transmits a machining information request to the processing device 200 (step S208).
  • the processing device 200 receives the machining information request and transmits the machining information to the cutting tool 100 (step S210).
  • the cutting tool 100 transmits the sensor packet including the measurement information to the processing device 200 at the transmission timing determined based on the processing information received from the processing device 200 (step S212).
  • the cutting tool 100 is configured to transmit a sensor packet to the processing device 200 via the wireless master unit 201, but the present invention is not limited to this.
  • the cutting tool 100 may be configured to transmit the sensor packet to the processing device 200 via the wired transmission line. That is, the communication unit 24 in the sensor module 20 of the cutting tool 100 may be configured to transmit the sensor packet in which the measurement information is stored to the processing device 200 via the wired transmission line.
  • the cutting portion 10 has a cutting edge.
  • the acceleration sensor 21 and the strain sensor 22 are provided in the cutting portion 10.
  • the communication unit 24 is provided in the cutting unit 10.
  • the communication unit 24 is measurement information which is information about the measurement results of the acceleration sensor 21 and the strain sensor 22, and includes the measurement information including the serial number corresponding to the measurement results after the timing when the cutting by the cutting edge is started. , Is transmitted to the processing device 200 provided outside the cutting tool 100.
  • the cutting tool 100 includes an acceleration sensor 21, a strain sensor 22, and a communication unit 24.
  • the processing device 200 is installed outside the cutting tool 100.
  • the cutting tool 100 is measurement information which is information about the measurement results of the acceleration sensor 21 and the strain sensor 22, and includes the measurement information including the serial number corresponding to the measurement results after the timing when the cutting by the cutting edge is started. It is transmitted to the processing device 200.
  • the processing device 200 processes the measurement information received from the cutting tool 100.
  • the cutting information transmission method is a cutting information transmission method in a cutting portion 10 having a cutting edge, and a cutting tool 100 including an acceleration sensor 21 and a strain sensor 22 provided in the cutting portion 10.
  • the cutting tool 100 cuts the work piece by the cutting portion 10.
  • the cutting tool 100 is measurement information which is information about the measurement results of the acceleration sensor 21 and the strain sensor 22 at the time of cutting, and corresponds to the measurement results after the timing when the cutting by the cutting edge is started.
  • the measurement information including the serial number is transmitted to the processing device 200 provided outside the cutting tool 100.
  • the configuration and method of transmitting the measurement information from the cutting tool 100 to the processing device 200 the information such as the machining conditions of the machine tool to which the cutting tool 100 is attached in the processing device 200, and the cutting tool 100
  • the state of the cutting edge can be determined based on the measurement information of.
  • the state of the cutting edge can be determined more accurately than the configuration in which the state of the cutting edge is determined based only on the measurement information.
  • the reception order in the processing device is the measurement order due to the retransmission of the measurement information or the like.
  • the processing device can accurately recognize the measurement order of the measurement results.
  • the processing device can easily extract the measurement results after the start of cutting by the configuration and method of transmitting the measurement information including the serial number corresponding to the measurement results after the timing when the cutting by the cutting edge is started to the processing device. Can be analyzed.
  • the cutting tool, the tool system, and the cutting information transmission method according to the embodiment of the present disclosure can realize an excellent function for determining the state of the cutting edge in the cutting tool.
  • [Appendix 1] It ’s a cutting tool, A cutting insert with a cutting edge can be attached, or a cutting part that itself has a cutting edge,
  • the sensor provided in the cutting part and It is provided with a communication unit provided in the cutting unit.
  • the communication unit transmits measurement information, which is information about the measurement result of the sensor, to a processing device provided outside the cutting tool.
  • the cutting tool further A processing unit that generates the measurement information and Equipped with non-volatile memory
  • the communication unit is realized by a communication IC.
  • the processing unit is a cutting tool realized by a CPU.
  • Cutting tools including sensors and communications, It is equipped with a processing device installed outside the cutting tool.
  • the cutting tool transmits measurement information, which is information about the measurement result of the sensor, to the processing device.
  • the processing device processes the measurement information received from the cutting tool and processes the measurement information.
  • the cutting tool further A processing unit that generates the measurement information and Equipped with non-volatile memory
  • the communication unit is realized by a communication IC.
  • the processing unit is a tool system realized by a CPU.
  • Cutting insert 3A Fixing member 3B Fixing member 3C Fixing member 5 Cutting edge 10 Cutting part 20 Sensor module 21 Accelerometer 22 Strain sensor 23 Processing part 24 Communication part 25 Storage part 29 Battery 50 Gear member 60 Steel material 100 Cutting tool 200 Processing device 201 Wireless master unit 210 Communication unit 220 Processing unit 230 Reception unit 240 Acquisition unit 250 Processing control unit 260 Notification unit 270 Storage unit 300 Tool system 401 Sensor packet

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Abstract

切削工具は、切刃を有する切削部と、前記切削部に設けられたセンサと、前記切削部に設けられた通信部とを備え、前記通信部は、前記センサの計測結果に関する情報である計測情報であって、前記切刃による切削が開始されたタイミング以降の前記計測結果に対応する通し番号を含む前記計測情報を、前記切削工具の外部に設けられた処理装置へ送信する。

Description

切削工具、工具システムおよび切削情報送信方法
 本開示は、切削工具、工具システムおよび切削情報送信方法に関する。
 特許文献1(特開2018-43339号公報)には、以下のような通電路付の切削ヘッドが開示されている。すなわち、通電路付の切削ヘッドは、対象物を切削加工する切削工具又は当該切削工具を保持するホルダであって、当該切削工具又は当該ホルダの部材の全部又は一部に、該部材の変化を計測するための通電路が直接的又は間接的に形成される。
 また、特許文献2(特表2018-534680号公報)には、以下のような方法が開示されている。すなわち、当該方法は、機械(200)の動作を制御するように構成されたプログラマブル論理制御部(111)と、前記機械の工具(210)とワークピース(220)との間の相対的な動きを制御するように構成された数値制御部(112)とを備えた制御システム(110)において実行される方法(300)であって、第1の条件に関して、前記プログラマブル論理制御部により受信された入力信号(190)を評価すること(310)であって、前記入力信号が、前記工具の状態または前記工具と前記ワークピースとの相互作用により実行される減算処理の状態に関する情報を含む、評価すること(310)と、前記入力信号が前記第1の条件を満たすことに応答して、前記情報を前記数値制御部に提供すること(320)とを含む。
特開2018-43339号公報 特表2018-534680号公報
 本開示の切削工具は、切刃を有する切削部と、前記切削部に設けられたセンサと、前記切削部に設けられた通信部とを備え、前記通信部は、前記センサの計測結果に関する情報である計測情報であって、前記切刃による切削が開始されたタイミング以降の前記計測結果に対応する通し番号を含む前記計測情報を、前記切削工具の外部に設けられた処理装置へ送信する。
 本開示の工具システムは、センサおよび通信部を含む切削工具と、前記切削工具の外部に設置される処理装置とを備え、前記切削工具は、前記センサの計測結果に関する情報である計測情報であって、前記切刃による切削が開始されたタイミング以降の前記計測結果に対応する通し番号を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信し、前記処理装置は、前記切削工具から受信した前記計測情報を処理する。
 本開示の切削情報送信方法は、切刃を有する切削部、および前記切削部に設けられたセンサを備える切削工具における切削情報送信方法であって、前記切削部により被削物を切削加工するステップと、前記切削加工時における前記センサの計測結果に関する情報である計測情報であって、前記切刃による切削が開始されたタイミング以降の前記計測結果に対応する通し番号を含む前記計測情報を、前記切削工具の外部に設けられた処理装置へ送信するステップとを含む。
 本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える切削工具として実現され得るだけでなく、切削工具の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得たり、切削工具における処理のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現され得る。また、本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える工具システムとして実現され得るだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする方法として実現され得たり、工具システムの一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得る。
図1は、本開示の実施の形態に係る工具システムの構成を示す図である。 図2は、本開示の実施の形態に係る切削工具が送信するセンサパケットの一例を示す図である。 図3は、本開示の実施の形態に係る切削工具の構成の一例を示す図である。 図4は、本開示の実施の形態に係る切削工具の構成の他の例を示す図である。 図5は、本開示の実施の形態に係る切削工具の構成の他の例を示す図である。 図6は、本開示の実施の形態に係る切削工具の構成の他の例を示す図である。 図7は、本開示の実施の形態に係るセンサモジュールの構成を示す図である。 図8は、本開示の実施の形態に係る処理部により生成される計測情報の一例を示す図である。 図9は、本開示の実施の形態に係る処理部により生成される計測情報の一例を示す図である。 図10は、本開示の実施の形態に係る処理部により生成される計測情報の一例を示す図である。 図11は、本開示の実施の形態に係る処理部により生成される計測情報の一例を示す図である。 図12は、本開示の実施の形態に係る処理部により生成される計測情報の一例を示す図である。 図13は、本開示の実施の形態に係る切削工具を用いて切削加工される被削物の一例を示す図である。 図14は、本開示の実施の形態に係るセンサモジュールにおけるひずみセンサにより計測されるひずみの時間変化を示す図である。 図15は、本開示の実施の形態に係る切削工具を用いて切削加工される被削物の一例を示す図である。 図16は、本開示の実施の形態に係るセンサモジュールにおけるひずみセンサにより計測されるひずみの時間変化を示す図である。 図17は、本開示の実施の形態に係る処理部により生成される計測情報の一例を示す図である。 図18は、本開示の実施の形態に係る処理部により生成される計測情報の一例を示す図である。 図19は、本開示の実施の形態に係る処理部により生成される計測情報におけるピッチ番号の一例を示す図である。 図20は、本開示の実施の形態に係る処理部により生成される計測情報における回転位相の一例を示す図である。 図21は、本開示の実施の形態に係る処理装置の構成を示す図である。 図22は、本開示の実施の形態に係る工具システムにおける切削工具が処理装置へセンサパケットを送信する際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。 図23は、本開示の実施の形態に係る工具システムにおける通信処理のシーケンスの一例を示す図である。
 従来、切削工具の状態をモニタする技術が知られている。
 [本開示が解決しようとする課題]
 このような特許文献1および2に記載の技術を超えて、切削工具における切刃の状態の判定に関する優れた機能を実現することが可能な技術が望まれる。
 本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、切削工具における切刃の状態の判定に関する優れた機能を実現することが可能な切削工具、工具システムおよび切削情報送信方法を提供することである。
 [本開示の効果]
 本開示によれば、切削工具における切刃の状態の判定に関する優れた機能を実現することができる。
 [本開示の実施形態の説明]
 最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
 (1)本開示の実施の形態に係る切削工具は、切刃を有する切削部と、前記切削部に設けられたセンサと、前記切削部に設けられた通信部とを備え、前記通信部は、前記センサの計測結果に関する情報である計測情報であって、前記切刃による切削が開始されたタイミング以降の前記計測結果に対応する通し番号を含む前記計測情報を、前記切削工具の外部に設けられた処理装置へ送信する。
 このように、計測情報を処理装置へ送信する構成により、処理装置において、たとえば切削工具が取り付けられた工作機械が有する加工条件等の情報、および切削工具からの計測情報に基づいて、切刃の状態を判定することができる。これにより、計測情報のみに基づいて切刃の状態を判定する構成と比べて、切刃の状態をより正確に判定することができる。また、計測結果に対応する通し番号を含む計測情報を処理装置へ送信する構成により、たとえば計測情報を処理装置へ無線送信する構成において、計測情報の再送等により処理装置における受信順が計測順とリンクしない場合においても、処理装置において計測結果の計測順を正確に認識することができる。また、切刃による切削が開始されたタイミング以降の計測結果に対応する通し番号を含む計測情報を処理装置へ送信する構成により、処理装置において、切削加工の開始後の計測結果を簡単に抽出して分析することができる。したがって、切削工具における切刃の状態の判定に関する優れた機能を実現することができる。
 (2)好ましくは、前記通信部は、前記計測結果に対応する判別情報であって、前記切刃による切削が行われているときの前記計測結果であるか否かを示す前記判別情報を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する。
 このような構成により、処理装置において、切刃による切削が行われているときの計測結果を簡単に抽出して分析することができる。
 (3)好ましくは、前記切削工具は、複数の前記センサを備え、前記通信部は、各前記センサの識別情報を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する。
 このような構成により、異なる位置に配置された複数のセンサを備える切削工具において、各位置のセンサの計測結果を示す計測情報を処理装置へ簡単に区別して送信することができる。
 (4)好ましくは、前記通信部は、前記計測結果に対応する計測時刻を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する。
 このような構成により、たとえば計測情報を処理装置へ無線送信する構成において、計測情報の再送等により処理装置における受信時刻が計測時刻とリンクしない場合においても、処理装置において計測時刻を正確に認識することができる。
 (5)好ましくは、前記切削工具は、さらに、前記切削部に設けられた電池を備え、前記センサは、前記電池から供給される電力により駆動され、前記通信部は、さらに、前記電池の電圧を示す電圧情報を前記処理装置へ送信する。
 このような構成により、処理装置において、電池交換をユーザに促すための通知を行うことができる。
 (6)好ましくは、前記通信部は、異なる計測タイミングにおける複数の前記計測結果を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する。
 このような構成により、計測情報の送信頻度を低減し、計測情報を効率的に処理装置へ送信することができるため、特に、計測情報を処理装置へ無線送信する構成において、トラフィックの増大を抑制し、干渉等を低減することができる。
 (7)好ましくは、前記通信部は、前記計測結果の生成周期ごとに、対応の1つの前記計測結果を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する。
 このような構成により、計測結果を生成してから計測情報の送信タイミングまでの期間において複数の計測結果をメモリに保存する必要がないため、切削工具におけるメモリ容量を低減することができる。
 (8)好ましくは、前記通信部は、前記計測結果の生成周期の整数倍の周期ごとに、対応の1または複数の前記計測結果を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する。
 このような構成により、計測情報の送信頻度を低減することができるため、特に、計測情報を処理装置へ無線送信する構成において、トラフィックの増大を抑制し、干渉等を低減することができる。
 (9)好ましくは、前記切削工具は、回転する被削物の加工に用いられる旋削加工用の工具であり、前記通信部は、前記被削物の回転数に従うタイミングにおいて、対応の1または複数の前記計測結果を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する。
 このような構成により、たとえば、被削物の回転に応じて切刃が被削物に周期的に接触する場合において、プロセッサ等が、切刃が被削物に接触しているときに計測結果を生成する処理を行い、切刃が被削物に接触していないときに計測情報を送信する処理を行うことができるため、処理能力の比較的低いプロセッサ等を用いても計測情報を円滑に送信することができる。
 (10)より好ましくは、前記通信部は、前記計測結果に対応する位相情報であって、前記切刃による切削が開始されたタイミング以降における切削加工の位相に関する前記位相情報を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する。
 このような構成により、同位相の計測結果を抽出して位相ごとに計測結果を分析することができる。
 (11)より好ましくは、前記被削物の外周に複数の突起が形成されており、前記通信部は、前記各突起の識別情報を前記位相情報として含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する。
 このような構成により、計測結果の分析結果に基づいて、切削異常が生じ易い突起を特定することができる。
 (12)より好ましくは、前記通信部は、前記計測結果に対応する回転位相情報であって、複数の前記突起の間における切削加工の位相に関する前記回転位相情報を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する。
 このような構成により、計測結果の分析結果に基づいて、突起のピッチごとに切削異常が生じ易い箇所を特定することができる。
 (13)好ましくは、前記切削工具は、固定された被削物の加工に用いられる転削加工用の工具であり、前記通信部は、前記切削工具の回転数に従うタイミングにおいて、対応の1または複数の前記計測結果を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する。
 このような構成により、たとえば、切削工具の回転に応じて切刃が被削物に周期的に接触する場合において、プロセッサ等が、切刃が被削物に接触しているときに計測結果を生成する処理を行い、切刃が被削物に接触していないときに計測情報を送信する処理を行うことができるため、処理能力の比較的低いプロセッサ等を用いても計測情報を円滑に送信することができる。
 (14)本開示の実施の形態に係る工具システムは、センサおよび通信部を含む切削工具と、前記切削工具の外部に設置される処理装置とを備え、前記切削工具は、前記センサの計測結果に関する情報である計測情報であって、前記切刃による切削が開始されたタイミング以降の前記計測結果に対応する通し番号を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信し、前記処理装置は、前記切削工具から受信した前記計測情報を処理する。
 このように、計測情報を切削工具から処理装置へ送信する構成により、処理装置において、たとえば切削工具が取り付けられた工作機械が有する加工条件等の情報、および切削工具からの計測情報に基づいて、切刃の状態を判定することができる。これにより、計測情報のみに基づいて切刃の状態を判定する構成と比べて、切刃の状態をより正確に判定することができる。また、計測結果に対応する通し番号を含む計測情報を切削工具から処理装置へ送信する構成により、たとえば計測情報を処理装置へ無線送信する構成において、計測情報の再送等により処理装置における受信順が計測順とリンクしない場合においても、処理装置において計測結果の計測順を正確に認識することができる。また、切刃による切削が開始されたタイミング以降の計測結果に対応する通し番号を含む計測情報を切削工具から処理装置へ送信する構成により、処理装置において、切削加工の開始後の計測結果を簡単に抽出して分析することができる。したがって、切削工具における切刃の状態の判定に関する優れた機能を実現することができる。
 (15)本開示の実施の形態に係る切削情報送信方法は、切刃を有する切削部、および前記切削部に設けられたセンサを備える切削工具における切削情報送信方法であって、前記切削部により被削物を切削加工するステップと、前記切削加工時における前記センサの計測結果に関する情報である計測情報であって、前記切刃による切削が開始されたタイミング以降の前記計測結果に対応する通し番号を含む前記計測情報を、前記切削工具の外部に設けられた処理装置へ送信するステップとを含む。
 このように、計測情報を処理装置へ送信する方法により、処理装置において、たとえば切削工具が取り付けられた工作機械が有する加工条件等の情報、および切削工具からの計測情報に基づいて、切刃の状態を判定することができる。これにより、計測情報のみに基づいて切刃の状態を判定する構成と比べて、切刃の状態をより正確に判定することができる。また、計測結果に対応する通し番号を含む計測情報を処理装置へ送信する方法により、たとえば計測情報を処理装置へ無線送信する構成において、計測情報の再送等により処理装置における受信順が計測順とリンクしない場合においても、処理装置において計測結果の計測順を正確に認識することができる。また、切刃による切削が開始されたタイミング以降の計測結果に対応する通し番号を含む計測情報を処理装置へ送信する方法により、処理装置において、切削加工の開始後の計測結果を簡単に抽出して分析することができる。したがって、切削工具における切刃の状態の判定に関する優れた機能を実現することができる。
 好ましくは、前記通信部は、1または複数の前記計測結果を用いた演算を行うことにより得られる演算結果を前記計測情報として前記処理装置へ送信する。
 このような構成により、たとえば、計測結果よりもデータ量が小さい演算結果を計測情報として処理装置へ送信することができるため、特に、計測情報を処理装置へ無線送信する構成において、トラフィックの増大を抑制し、干渉等を低減することができる。
 好ましくは、前記通信部は、前記センサの種別を示す種別情報を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する。
 このような構成により、たとえば異なる物理量を計測する複数種類のセンサを備える切削工具において、各種センサの計測結果を示す計測情報を処理装置へ簡単に区別して送信することができる。
 好ましくは、前記通信部は、前記切削工具の識別情報を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する。
 このような構成により、複数の切削工具を並行して用いるシステムにおいて、各切削工具からの計測情報を簡単に区別して処理することができるため、たとえば、切削加工に用いている切削工具からの計測情報を切削加工に用いていない切削工具からの計測情報と区別して処理することができる。
 以下、本開示の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
 [工具システム]
 図1は、本開示の実施の形態に係る工具システムの構成を示す図である。
 図1を参照して、工具システム300は、切削工具100と、処理装置200と、無線親機201とを備える。無線親機201は、処理装置200にたとえば有線で接続されている。無線親機201は、たとえばアクセスポイントである。
 切削工具100は、図示しない工作機械に取り付けられる。切削工具100は、センサモジュール20を備える。後述するように、センサモジュール20は、センサを含む。
 たとえば、処理装置200は、無線伝送路または有線伝送路を介して工作機械と通信可能である。なお、処理装置200は、工作機械の一部であってもよい。
 なお、工具システム300は、1つの切削工具100を備える構成に限らず、複数の切削工具100を備える構成であってもよい。また、工具システム300は、1つの処理装置200を備える構成に限らず、複数の処理装置200を備える構成であってもよい。
 切削工具100は、センサモジュール20におけるセンサの計測結果に関する情報である計測情報を処理装置200へ送信する。
 より詳細には、切削工具100は、計測情報を格納したセンサパケットを含む無線信号を無線親機201へ無線送信する。
 無線親機201は、切削工具100から受信した無線信号に含まれるセンサパケットを取得して処理装置200へ中継する。
 処理装置200は、無線親機201経由で切削工具100からセンサパケットを受信すると、受信したセンサパケットから計測情報を取得し、取得した計測情報を処理する。
 切削工具100および無線親機201は、たとえば、IEEE 802.15.4に準拠したZigBee、IEEE 802.15.1に準拠したBluetooth(登録商標)およびIEEE802.15.3aに準拠したUWB(Ultra Wide Band)等の通信プロトコルを用いた無線による通信を行う。なお、切削工具100および無線親機201間において、上記以外の通信プロトコルが用いられてもよい。
 図2は、本開示の実施の形態に係る切削工具が送信するセンサパケットの一例を示す図である。
 図2を参照して、切削工具100におけるセンサモジュール20は、計測情報を「センサデータ」のフィールドに格納したセンサパケット401を作成する。
 ここで、センサパケット401における「同期ヘッダ」のフィールドには、たとえば所定のプリアンブルが格納される。「MAC(Media Access Control)ヘッダ」のフィールドには、たとえば、センサモジュール20のMACアドレス等が格納される。また、「センサデータ」のフィールドのデータ長は、図2では20オクテットであるが、計測情報に含まれる物理量の種別、および当該物理量の個数等に応じて変更可能である。
 [切削工具の具体例]
 図3は、本開示の実施の形態に係る切削工具の構成の一例を示す図である。
 図3を参照して、切削工具100の一例である旋削工具100Aは、回転する被削物の加工に用いられる旋削加工用の工具であり、旋盤等の工作機械に取り付けられる。旋削工具100Aは、切削部10Aと、切削部10Aに設けられたセンサモジュール20とを備える。
 たとえば、切削部10Aは、切刃を有する切削インサート1を取り付け可能である。具体的には、切削部10Aは、切削インサート1を保持するシャンクである。すなわち、旋削工具100Aは、いわゆるスローアウェイバイトである。
 より詳細には、切削部10Aは、固定用部材3A,3Bを含む。固定用部材3A,3Bは、切削インサート1を保持する。
 切削インサート1は、たとえば、上面視で三角形、正方形、ひし形、および五角形等の多角形状である。切削インサート1は、たとえば、上面の中央において貫通孔が形成され、固定用部材3A,3Bにより切削部10Aに固定される。
 図4は、本開示の実施の形態に係る切削工具の構成の他の例を示す図である。
 図4を参照して、切削工具100の一例である旋削工具100Bは、旋削加工用の工具であり、旋盤等の工作機械に取り付けられる。旋削工具100Bは、切削部10Bと、切削部10Bに設けられたセンサモジュール20とを備える。
 たとえば、切削部10Bは、切刃5を有する。すなわち、旋削工具100Bは、むくバイトまたはろう付けバイトである。
 図5は、本開示の実施の形態に係る切削工具の構成の他の例を示す図である。図5は、切削工具の断面図を示している。
 図5を参照して、切削工具100の一例である転削工具100Cは、固定された被削物の加工に用いられる転削加工用の工具であり、フライス盤等の工作機械に取り付けられる。転削工具100Cは、切削部10Cと、切削部10Cに設けられたセンサモジュール20とを備える。
 たとえば、切削部10Cは、切刃を有する切削インサート1を取り付け可能である。具体的には、切削部10Cは、切削インサート1を保持するホルダである。すなわち、転削工具100Cは、いわゆるフライスである。
 より詳細には、切削部10Cは、複数の固定用部材3Cを含む。固定用部材3Cは、切削インサート1を保持する。
 切削インサート1は、固定用部材3Cにより切削部10Cに固定される。
 図6は、本開示の実施の形態に係る切削工具の構成の他の例を示す図である。
 図6を参照して、切削工具100の一例である転削工具100Dは、転削加工用の工具であり、フライス盤等の工作機械に取り付けられる。転削工具100Dは、切削部10Dと、切削部10Dに設けられたセンサモジュール20とを備える。
 たとえば、切削部10Dは、切刃5を有する。すなわち、転削工具100Dは、エンドミルである。
 [センサモジュール]
 図7は、本開示の実施の形態に係るセンサモジュールの構成を示す図である。
 図7を参照して、センサモジュール20は、加速度センサ21A,21Bと、ひずみセンサ22A,22B,22C,22Dと、処理部23と、通信部24と、記憶部25と、電池29とを含む。センサモジュール20における処理部23および通信部24は、たとえばユーザの操作により起動される。
 処理部23は、たとえば、CPU(Central Processing Unit)およびDSP(Digital Signal Processor)等のプロセッサによって実現される。通信部24は、たとえば通信用IC(Integrated Circuit)等の通信回路により実現される。記憶部25は、たとえば不揮発性メモリである。
 電池29は、たとえば、1次電池、2次電池、太陽電池、またはキャパシタ等を含む蓄電装置である。電池29は、加速度センサ21A,21B、ひずみセンサ22A,22B,22C,22D、ならびに処理部23および通信部24の各回路に電力を供給する。
 加速度センサ21A,21Bおよびひずみセンサ22A,22B,22C,22Dは、たとえば、切削工具100における切刃の近傍に設けられる。以下、加速度センサ21A,21Bの各々を加速度センサ21とも称し、ひずみセンサ22A,22B,22C,22Dの各々をひずみセンサ22とも称する。加速度センサ21およびひずみセンサ22は、センサの一例である。センサは、電池29から供給される電力により駆動される。
 なお、センサモジュール20は、2つの加速度センサ21を備える構成に限らず、1つまたは3つ以上の加速度センサ21を備える構成であってもよい。また、センサモジュール20は、4つのひずみセンサ22を備える構成に限らず、3つ以下または5つ以上のひずみセンサ22を備える構成であってもよい。また、センサモジュール20は、加速度センサ21およびひずみセンサ22の少なくとも一方の代わりに、または加速度センサ21およびひずみセンサ22に加えて、圧力センサ、音センサおよび温度センサ等の他のセンサを含む構成であってもよい。
 [通信接続]
 処理部23は、ユーザの操作により起動されると、処理装置200との通信接続を確立する接続処理を行う。
 たとえば、処理装置200は、定期的または不定期に、自己のMACアドレスを含むアドバタイズパケットを無線親機201経由でブロードキャストする。
 通信部24は、ユーザの操作により起動された後、無線親機201から受信した無線信号に含まれるアドバタイズパケットを取得し、取得したアドバタイズパケットを処理部23へ出力する。
 処理部23は、通信部24からアドバタイズパケットを受けると、接続処理として、受けたアドバタイズパケットに含まれる送信元MACアドレスを有する処理装置200を通信対象として設定する。具体的には、処理部23は、当該送信元MACアドレスを、通信対象の処理装置200のMACアドレスとして記憶部25に登録する。
 また、処理部23は、接続処理として、自己のセンサモジュール20のMACアドレスを含む応答パケットを生成して通信部24へ出力する。
 通信部24は、処理部23から受けた応答パケットを含む無線信号を無線親機201へ送信する。
 処理装置200は、無線親機201経由で切削工具100のセンサモジュール20からの応答パケットを受信すると、受信した応答パケットに含まれる送信元MACアドレスを有するセンサモジュール20を通信対象として設定する。具体的には、処理装置200は、当該送信元MACアドレスを、通信対象のセンサモジュール20のMACアドレスとして自己の記憶部に登録する。
 たとえば、処理部23は、送信元MACアドレスを通信対象の処理装置200のMACアドレスとして記憶部25に登録すると、加速度センサ21およびひずみセンサ22を起動する処理を行う。
 [センサパケットの送信]
 加速度センサ21は、加速度を計測し、計測した加速度を示すアナログ信号を処理部23へ出力する。ひずみセンサ22は、ひずみを計測し、計測したひずみを示すアナログ信号を処理部23へ出力する。
 処理部23は、センサの計測結果に関する情報である計測情報を生成する。
 たとえば、処理部23は、加速度センサ21の計測値およびひずみセンサ22の計測値を示す計測情報を生成する。
 具体的には、処理部23は、所定周期である生成周期Taに従うサンプリングタイミングにおいて、加速度センサ21およびひずみセンサ22から受けるアナログ信号をAD(Analog Digital)変換し、変換後のデジタル値であるセンサ計測値を生成する。処理部23のサンプリング周波数をF[Hz]とすると、生成周期Taは、1/Fである。
 そして、処理部23は、当該センサ計測値を含む計測情報が格納されたセンサパケットを生成し、生成したセンサパケットを通信部24へ出力する。
 通信部24は、処理部23から受けた計測情報を切削工具100の外部に設けられた処理装置200へ送信する。より詳細には、通信部24は、処理部23から受けた、計測情報が格納されたセンサパケットを無線親機201経由で処理装置200へ送信する。
 たとえば、通信部24は、計測結果の生成周期Taごとに、対応の1つの計測結果を含む計測情報を処理装置200へ送信する。
 より詳細には、処理部23は、サンプリングタイミングごとに、対応の1つのセンサ計測値を含む計測情報が格納されたセンサパケットを生成し、生成したセンサパケットを通信部24へ出力する。すなわち、処理部23は、サンプリングタイミングと同じタイミングである送信タイミングにおいて、センサパケットを通信部24へ出力する。
 通信部24は、送信タイミングごとにセンサパケットを処理部23から受けて、受けたセンサパケットを無線親機201経由で処理装置200へ送信する。
 なお、通信部24は、生成周期Taごとに1つの計測結果を含む計測情報を処理装置200へ送信する構成に限定するものではない。
 たとえば、通信部24は、生成周期Taの整数倍の周期ごとに、対応の1または複数の計測結果を含む計測情報を処理装置200へ送信する構成であってもよい。
 より詳細には、処理部23は、生成周期Taに従うサンプリングタイミングにおいてセンサ計測値を生成すると、生成したセンサ計測値を記憶部25に蓄積する。そして、処理部23は、たとえば生成周期Taの5倍の周期Tbに従う送信タイミングにおいて、記憶部25から一部または全部のセンサ計測値を取得し、取得した一部または全部のセンサ計測値を含む計測情報を生成する。また、処理部23は、記憶部25における各センサ計測値を消去する。
 そして、処理部23は、取得したセンサ計測値を含む計測情報が格納されたセンサパケットを生成し、生成したセンサパケットを通信部24へ出力する。
 通信部24は、送信タイミングごとにセンサパケットを処理部23から受けて、受けたセンサパケットを無線親機201経由で処理装置200へ送信する。
 また、たとえば、通信部24は、異なる計測タイミングにおける複数の計測結果を含む計測情報を処理装置200へ送信する構成であってもよい。
 より詳細には、処理部23は、生成周期Taに従うサンプリングタイミングにおいてセンサ計測値を生成すると、生成したセンサ計測値を記憶部25に蓄積する。そして、処理部23は、記憶部25に蓄積したセンサ計測値の数がたとえば10個に到達すると、異なる計測タイミングにおける計測結果である当該10個のセンサ計測値を記憶部25から取得し、取得した10個のセンサ計測値を含む計測情報を生成する。すなわち、処理部23は、生成周期Taの10倍の周期Tcに従う送信タイミングにおいて、計測情報を生成する。また、処理部23は、記憶部25から当該10個のセンサ計測値を消去する。
 そして、処理部23は、当該10個のセンサ計測値を含む計測情報が格納されたセンサパケットを生成し、生成したセンサパケットを通信部24へ出力する。
 通信部24は、送信タイミングごとに処理部23からセンサパケットを受けて、受けたセンサパケットを無線親機201経由で処理装置200へ送信する。
 (計測情報の具体例1)
 通信部24は、切削工具100の識別情報を含む計測情報を処理装置200へ送信する構成であってもよい。
 より詳細には、記憶部25は、切削工具100の識別情報である工具IDを記憶している。
 処理部23は、工具IDを含む計測情報を生成する。そして、処理部23は、工具IDを含む計測情報が格納されたセンサパケットを生成し、生成したセンサパケットを通信部24へ出力する。
 (計測情報の具体例2)
 通信部24は、電池29の電圧を示す電圧情報を処理装置200へ送信する構成であってもよい。
 より詳細には、処理部23は、計測情報を生成すると、電池29の電圧を確認し、現在の電池29の電圧を示す電圧情報を生成する。そして、処理部23は、生成した計測情報および電圧情報が格納されたセンサパケットを生成し、生成したセンサパケットを通信部24へ出力する。
 (計測情報の具体例3)
 通信部24は、1または複数の計測結果を用いた演算を行うことにより得られる演算結果を計測情報として処理装置200へ送信する構成であってもよい。
 より詳細には、処理部23は、1または複数のセンサ計測値を用いた演算を行う。たとえば、処理部23は、複数のセンサ計測値の、平均値、最大値および最小値等を演算し、演算結果を示す計測情報を生成する。
 そして、処理部23は、センサ計測値自体の代わりに、当該演算結果を示す計測情報が格納されたセンサパケットを生成し、生成したセンサパケットを通信部24へ出力する。
 (計測情報の具体例4)
 通信部24は、センサの種別を示す種別情報を含む計測情報を処理装置200へ送信する構成であってもよい。
 より詳細には、記憶部25は、センサモジュール20における各センサの種別情報である種別IDを記憶している。
 処理部23は、種別IDを含む計測情報を生成する。より詳細には、処理部23は、種別IDと、当該種別IDに対応するセンサのセンサ計測値とを含む計測情報を生成する。
 図8は、本開示の実施の形態に係る処理部により生成される計測情報の一例を示す図である。
 図8を参照して、処理部23は、ひずみセンサ22の種別IDである「1」、ひずみセンサ22のセンサ計測値、加速度センサ21の種別IDである「2」、および加速度センサ21のセンサ計測値を含む計測情報を生成する。なお、図8は、6回の異なる計測タイミングにおける、ひずみセンサ22の6個のセンサ計測値および加速度センサ21の6個のセンサ計測値を含む計測情報を示している。
 そして、処理部23は、種別IDを含む計測情報が格納されたセンサパケットを生成し、生成したセンサパケットを通信部24へ出力する。
 (計測情報の具体例5)
 通信部24は、センサモジュール20における各センサの識別情報を含む計測情報を処理装置200へ送信する構成であってもよい。
 より詳細には、記憶部25は、各センサの識別情報であるセンサIDを記憶している。
 処理部23は、センサIDを含む計測情報を生成する。より詳細には、処理部23は、センサIDと、当該センサIDに対応するセンサのセンサ計測値とを含む計測情報を生成する。
 図9は、本開示の実施の形態に係る処理部により生成される計測情報の一例を示す図である。
 図9を参照して、処理部23は、ひずみセンサ22AのセンサIDである「1」、ひずみセンサ22Aのセンサ計測値、ひずみセンサ22BのセンサIDである「2」、ひずみセンサ22Bのセンサ計測値、ひずみセンサ22CのセンサIDである「3」、ひずみセンサ22Cのセンサ計測値、ひずみセンサ22DのセンサIDである「4」、およびひずみセンサ22Dのセンサ計測値を含む計測情報を生成する。なお、図9は、6回の異なる計測タイミングにおける、ひずみセンサ22の24個のセンサ計測値を含む計測情報を示している。
 処理部23は、センサIDを含む計測情報が格納されたセンサパケットを生成し、生成したセンサパケットを通信部24へ出力する。
 なお、処理部23は、センサIDおよび種別IDを含む計測情報を生成する構成であってもよい。より詳細には、処理部23は、センサIDおよび種別IDと、当該センサIDおよび当該種別IDが示す、センサのセンサ計測値とを含む計測情報を生成する。
 図10は、本開示の実施の形態に係る処理部により生成される計測情報の一例を示す図である。
 図10を参照して、処理部23は、ひずみセンサ22の種別IDである「1」、ひずみセンサ22AのセンサIDである「1」、ひずみセンサ22Aのセンサ計測値、ひずみセンサ22の種別IDである「1」、ひずみセンサ22BのセンサIDである「2」、ひずみセンサ22Bのセンサ計測値、加速度センサ21の種別IDである「2」、加速度センサ21AのセンサIDである「1」、加速度センサ21Aのセンサ計測値、加速度センサ21の種別IDである「2」、加速度センサ21BのセンサIDである「2」、および加速度センサ21Bのセンサ計測値を含む計測情報を生成する。なお、図10は、6回の異なる計測タイミングにおける、ひずみセンサ22の12個のセンサ計測値および加速度センサ21の12個のセンサ計測値を含む計測情報を示している。
 処理部23は、センサIDおよび種別IDを含む計測情報が格納されたセンサパケットを生成し、生成したセンサパケットを通信部24へ出力する。
 (計測情報の具体例6)
 通信部24は、計測結果に対応する計測時刻を含む計測情報を処理装置200へ送信する構成であってもよい。
 たとえば、処理部23は、センサ計測値の生成を開始した時刻を基準とする相対的な時刻である生成時刻を含む計測情報を生成する。生成時刻は、計測時刻の一例である。
 図11は、本開示の実施の形態に係る処理部により生成される計測情報の一例を示す図である。
 図11を参照して、処理部23は、ひずみセンサ22のセンサ計測値、および当該センサ計測値の生成時刻を示す計測情報を生成する。なお、図11は、6回の異なる計測タイミングにおける、ひずみセンサ22の6個のセンサ計測値を含む計測情報を示している。
 そして、処理部23は、生成時刻を含む計測情報が格納されたセンサパケットを生成し、生成したセンサパケットを通信部24へ出力する。
 (計測情報の具体例7)
 通信部24は、計測結果に対応する通し番号を含む計測情報を処理装置200へ送信する構成であってもよい。
 たとえば、処理部23は、センサ計測値の通し番号であるシーケンス番号を含む計測情報を生成する。
 図12は、本開示の実施の形態に係る処理部により生成される計測情報の一例を示す図である。
 図12を参照して、処理部23は、ひずみセンサ22のセンサ計測値、および当該センサ計測値のシーケンス番号を示す計測情報を生成する。なお、図12は、6回の異なる計測タイミングにおける、ひずみセンサ22の6個のセンサ計測値を含む計測情報を示している。
 そして、処理部23は、シーケンス番号を含む計測情報が格納されたセンサパケットを生成し、生成したセンサパケットを通信部24へ出力する。
 なお、処理部23は、工具ID、電圧情報、種別ID、センサID、生成時刻およびシーケンス番号のうち、いずれか2つ以上を含むセンサパケットを通信部24へ出力する構成であってもよい。
 (送信タイミングの他の例1)
 図13は、本開示の実施の形態に係る切削工具を用いて切削加工される被削物の一例を示す図である。図13は、旋削工具100Aを用いて、被削物であるギア部材50を旋削加工する様子を示している。ギア部材50は、外周に複数の突起すなわち凸部が形成されている。ギア部材50は、外周方向に沿って交互に配列された凸部および凹部を備えている。
 図13を参照して、旋削工具100Aが取り付けられた工作機械は、ギア部材50を回転軸Xの周りに回転させた状態において、旋削工具100Aの切削インサート1を回転軸Xと平行な方向に沿って移動させながら、ギア部材50の凸部に接触させることにより、ギア部材50の切削加工を行う。
 たとえば、通信部24は、被削物であるギア部材50の回転数に従う送信タイミングにおいて、計測情報を処理装置200へ送信する構成であってもよい。より詳細には、通信部24は、ギア部材50が回転中であって切刃がギア部材50に接触しない送信タイミングにおいて、計測情報を処理装置200へ送信する。言い換えると、通信部24は、旋削加工中における、切刃がギア部材50に接触する期間である接触期間および切刃がギア部材50に接触しない期間である非接触期間のうち、選択的に非接触期間において、計測情報を処理装置200へ送信する。
 より詳細には、処理部23は、処理装置200との通信接続を確立すると、工作機械における加工条件を示す加工情報を処理装置200から取得する。たとえば、処理部23は、加工情報要求を通信部24および無線親機201経由で処理装置200へ送信する。
 処理装置200は、旋削工具100Aのセンサモジュール20における処理部23から加工情報要求を受信すると、加工情報要求に対する応答として、加工情報を無線親機201経由でセンサモジュール20へ送信する。たとえば、加工情報は、ギア部材50における凸部の数N1、ギア部材50の外周方向に沿った凸部の長さおよび凹部の長さの合計に対して占める凸部の長さの割合P[%]、およびギア部材50の回転数R1[rpm]を含む。
 センサモジュール20における通信部24は、無線親機201経由で処理装置200から加工情報を受信すると、受信した加工情報を処理部23へ出力する。
 処理部23は、無線親機201および通信部24経由で処理装置200から加工情報を受信すると、受信した加工情報に基づいて、切削インサート1の切刃がギア部材50の凸部に接触する周期T1を、以下の式(1)に基づいて算出する。周期T1は、切削インサート1の切刃が、ある凸部に接触してから当該凸部に隣接する凸部に接触するまでの時間を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 また、処理部23は、受信した加工情報に基づいて、センサモジュール20におけるセンサの起動後、最初にセンサ計測値の上昇または下降を検知したタイミングからセンサパケットを処理装置200へ送信するまでの待機時間T2を、以下の不等式(2)で定める範囲内の値に設定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 処理部23は、算出した周期T1および設定した待機時間T2を記憶部25に保存する。
 なお、処理部23は、周期T1および待機時間T2を含む加工情報を無線親機201および通信部24経由で処理装置200から受信し、受信した加工情報から周期T1および待機時間T2を取得して記憶部25に保存する構成であってもよい。
 図14は、本開示の実施の形態に係るセンサモジュールにおけるひずみセンサにより計測されるひずみの時間変化を示す図である。図14において、実線は、ひずみセンサ22により計測されるひずみを示し、実線上のプロットは、ひずみセンサ22からのアナログ信号に基づいて処理部23により生成されるセンサ計測値を示している。
 図14を参照して、ひずみセンサ22により計測されるひずみは、たとえば、切削インサート1の切刃がギア部材50の凸部に接触しているときに高い値となり、切削インサート1の切刃がギア部材50の凸部に接触していないときに低い値となる。
 処理部23は、時刻t1に生成したセンサ計測値と、直前のサンプリングタイミングである時刻t0において生成したセンサ計測値との差分が所定のしきい値Thより大きい場合、時刻t1においてセンサ計測値が上昇したと判断する。
 そして、処理部23は、時刻t1から待機時間T2経過後の時刻tx1において、センサ計測値を含む計測情報が格納されたセンサパケットを通信部24へ出力する。より詳細には、処理部23は、時刻t1から時刻tx1の直前までの期間においてセンサパケットを通信部24へ出力しない一方、時刻tx1においてセンサパケットを通信部24へ出力する。
 具体的には、たとえば、処理部23は、時刻t1においてセンサ計測値が上昇したと判断すると、時刻t1から時刻tx1までの時刻t1,t2,t3,t4,t5,t6において生成した各センサ計測値を記憶部25に蓄積する。そして、処理部23は、時刻tx1において、時刻t1,t2,t3,t4,t5,t6において生成した各センサ計測値を含む計測情報が格納されたセンサパケットを通信部24へ出力する。
 処理部23は、時刻tx1以降、周期T1に従う送信タイミングである時刻tx2,tx3において、複数のセンサ計測値を含む計測情報が格納されたセンサパケットを通信部24へ出力する。
 具体的には、処理部23は、時刻tx2において、時刻tx1から時刻tx2までに生成した複数のセンサ計測値を含む計測情報が格納されたセンサパケットを通信部24へ出力する。また、処理部23は、時刻tx3において、時刻tx2から時刻tx3までに生成した複数のセンサ計測値を含む計測情報が格納されたセンサパケットを通信部24へ出力する。
 通信部24は、時刻tx1,tx2、tx3において処理部23からセンサパケットを受けると、受けたセンサパケットを無線親機201経由で処理装置200へ送信する。このように、通信部24は、ギア部材50の回転数R1と、凸部の数N1とに基づく周期T1に従うタイミングにおいて、計測情報を処理装置200へ送信する。
 なお、処理部23は、センサ計測値が上昇してから、所定数のセンサ計測値を生成したタイミングにおいて、センサパケットを通信部24へ出力する構成であってもよい。
 具体的には、処理部23は、受信した加工情報に基づいて、センサモジュール20におけるセンサの起動後、最初にセンサ計測値の上昇を検知してからセンサパケットを処理装置200へ送信するまでに記憶部25に蓄積すべきセンサ計測値の数である蓄積数S1を、以下の不等式(3)で定める範囲内の値に設定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 たとえば、処理部23は、加工情報が示す割合P[%]、自己のサンプリング周波数Fおよび不等式(3)に基づいて、蓄積数S1を5に設定する。
 処理部23は、時刻t1においてセンサ計測値が上昇したと判断すると、時刻t1から時刻t5までのサンプリングタイミングにおける各センサ計測値を記憶部25に蓄積することにより、記憶部25におけるセンサ計測値の蓄積数が5個に到達すると、当該5個のセンサ計測値を含む計測情報が格納されたセンサパケットを通信部24へ出力する。
 処理部23は、時刻t5以降、周期T1に従うタイミングにおいて、直近の5個のセンサ計測値を含む計測情報が格納されたセンサパケットを通信部24へ出力する。
 通信部24は、処理部23からセンサパケットを受けると、受けたセンサパケットを無線親機201経由で処理装置200へ送信する。
 (送信タイミングの他の例2)
 図15は、本開示の実施の形態に係る切削工具を用いて切削加工される被削物の一例を示す図である。図15は、切削インサート1として4つの切削インサート1A,1B,1C,1Dが取り付けられた転削工具100Cを用いて、被削物である鋼材60を転削加工する様子を示している。鋼材60の形状は、たとえば方形状である。
 図15を参照して、転削工具100Cが取り付けられた工作機械は、転削工具100Cを回転させた状態において、固定された鋼材60に転削工具100Cの切削インサート1を接触させることにより、鋼材60の切削加工を行う。
 たとえば、通信部24は、転削工具100Cの回転数に従う送信タイミングにおいて、計測情報を処理装置200へ送信する構成であってもよい。より詳細には、通信部24は、転削工具100Cが回転中であって切刃が鋼材60に接触しない送信タイミングにおいて、計測情報を処理装置200へ送信する。言い換えると、通信部24は、転削加工中における、切刃が鋼材60に接触する期間である接触期間および切刃が鋼材60に接触しない期間である非接触期間のうち、選択的に非接触期間において、計測情報を処理装置200へ送信する。
 より詳細には、処理部23は、処理装置200との通信接続を確立すると、工作機械における加工条件を示す加工情報を取得する。たとえば、処理部23は、加工情報要求を通信部24および無線親機201経由で処理装置200へ送信する。
 処理装置200は、転削工具100Cのセンサモジュール20における処理部23から加工情報要求を受信すると、加工情報要求に対する応答として、加工情報を無線親機201経由でセンサモジュール20へ送信する。たとえば、加工情報は、転削工具100Cに取り付けられた切削インサート1の数N2、転削工具100Cの直径D[mm]、鋼材60の切削幅である切り込み幅A[mm]、および転削工具100Cの回転数R2[rpm]を含む。
 センサモジュール20における通信部24は、無線親機201経由で処理装置200から加工情報を受信すると、受信した加工情報を処理部23へ出力する。
 処理部23は、無線親機201および通信部24経由で処理装置200から加工情報を受信すると、受信した加工情報に基づいて、切削インサート1の切刃が鋼材60に接触する周期T3を、以下の式(4)に基づいて算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 また、処理部23は、受信した加工情報に基づいて、センサモジュール20におけるセンサの起動後、最初にセンサ計測値の上昇または下降を検知してからセンサパケットを処理装置200へ送信するまでの待機時間T4を、以下の不等式(5)で定める範囲内の値に設定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 処理部23は、算出した周期T3および設定した待機時間T4を記憶部25に保存する。
 なお、処理部23は、周期T3および待機時間T4を含む加工情報を無線親機201および通信部24経由で処理装置200から受信し、受信した加工情報から周期T3および待機時間T4を取得して記憶部25に保存する構成であってもよい。
 図16は、本開示の実施の形態に係るセンサモジュールにおけるひずみセンサにより計測されるひずみの時間変化を示す図である。図16において、実線は、ひずみセンサ22により計測されるひずみを示し、実線上のプロットは、ひずみセンサ22からのアナログ信号に基づいて処理部23により生成されるセンサ計測値を示している。
 図16を参照して、ひずみセンサ22により計測されるひずみは、たとえば、切削インサート1の切刃が鋼材60に接触していないときを基準とすると、切削インサート1Aの切刃が鋼材60に接触しているときに高い値となり、切削インサート1Bの切刃が鋼材60に接触しているときに低い値となり、切削インサート1Cの切刃が鋼材60に接触しているときに低い値となり、切削インサート1Dの切刃が鋼材60に接触しているときに高い値となる。
 処理部23は、時刻t1に生成したセンサ計測値と、直前のサンプリングタイミングである時刻t0において生成したセンサ計測値との差分が所定のしきい値Thより大きい場合、時刻t1においてセンサ計測値が上昇したと判断する。
 そして、処理部23は、時刻t1から待機時間T4経過後の時刻ty1において、センサ計測値を含む計測情報が格納されたセンサパケットを通信部24へ出力する。より詳細には、処理部23は、時刻t1から時刻ty1の直前までの期間においてセンサパケットを通信部24へ出力しない一方、時刻ty1においてセンサパケットを通信部24へ出力する。
 具体的には、たとえば、処理部23は、時刻t1においてセンサ計測値が上昇したと判断すると、時刻t1から時刻ty1までの時刻t1,t2,t3,t4,t5,t6において生成した各センサ計測値を記憶部25に蓄積する。そして、処理部23は、時刻ty1において、時刻t1,t2,t3,t4,t5,t6において生成した各センサ計測値を含む計測情報が格納されたセンサパケットを通信部24へ出力する。
 処理部23は、時刻ty1以降、周期T3に従う送信タイミングである時刻ty2,ty3において、複数のセンサ計測値を含む計測情報が格納されたセンサパケットを通信部24へ出力する。
 具体的には、処理部23は、時刻ty2において、時刻ty1から時刻ty2までに生成した複数のセンサ計測値を含む計測情報が格納されたセンサパケットを通信部24へ出力する。また、処理部23は、時刻ty3において、時刻ty2から時刻ty3までに生成した複数のセンサ計測値を含む計測情報が格納されたセンサパケットを通信部24へ出力する。
 通信部24は、周期T3に従って時刻ty1,ty2、ty3において処理部23からセンサパケットを受けると、受けたセンサパケットを無線親機201経由で処理装置200へ送信する。このように、通信部24は、転削工具100Cの回転数R2と、切削インサート1の数N2とに基づく周期T3に従う送信タイミングにおいて、計測情報を処理装置200へ送信する。
 なお、処理部23は、センサ計測値が上昇してから、所定数のセンサ計測値を生成したタイミングにおいて、センサパケットを通信部24へ出力する構成であってもよい。
 具体的には、処理部23は、受信した加工情報に基づいて、センサモジュール20におけるセンサの起動後、最初にセンサ計測値の上昇を検知してからセンサパケットを処理装置200へ送信するまでに記憶部25に蓄積すべきセンサ計測値の数である蓄積数S2を、以下の不等式(6)で定める範囲内の値に設定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 たとえば、処理部23は、転削工具100Cの直径D[mm]、切り込み幅A[mm]、自己のサンプリング周波数Fおよび不等式(6)に基づいて、蓄積数S2を5に設定する。
 処理部23は、時刻t1においてセンサ計測値が上昇したと判断すると、時刻t1から時刻t5までのサンプリングタイミングにおける各センサ計測値を記憶部25に蓄積することにより、記憶部25におけるセンサ計測値の蓄積数が5個に到達すると、当該5個のセンサ計測値を含む計測情報が格納されたセンサパケットを通信部24へ出力する。
 処理部23は、時刻t5以降、周期T3に従う送信タイミングにおいて、直近の5個のセンサ計測値を含む計測情報が格納されたセンサパケットを通信部24へ出力する。
 通信部24は、処理部23からセンサパケットを受けると、受けたセンサパケットを無線親機201経由で処理装置200へ送信する。
 (計測情報の具体例8)
 通信部24は、切刃による切削が開始されたタイミング以降の計測結果に対応する通し番号を含む計測情報を処理装置200へ送信する構成であってもよい。
 たとえば、処理部23は、切刃による切削が開始されたタイミング以降に生成したセンサ計測値のシーケンス番号を含む計測情報を生成する。
 図17は、本開示の実施の形態に係る処理部により生成される計測情報の一例を示す図である。図17を参照して、処理部23は、ひずみセンサ22のセンサ計測値と、当該センサ計測値のシーケンス番号であって、切刃による切削が開始されたタイミング以降のタイミングからインクリメントするシーケンス番号とを示す計測情報を生成する。なお、図17は、10回の異なる計測タイミングにおける、ひずみセンサ22の10個のセンサ計測値を含む計測情報を示している。
 より詳細には、処理部23は、センサ計測値の生成を開始したタイミング以降のあるサンプリングタイミングである時刻t1に生成したセンサ計測値と、時刻t1の直前のサンプリングタイミングである時刻t0に生成したセンサ計測値との差分が所定のしきい値ThAより大きい場合、切刃による切削が開始されたと判断する。そして、処理部23は、センサ計測値と、時刻t1以降におけるセンサ計測値の生成順に従ってインクリメントする、センサ計測値のシーケンス番号とを示す計測情報を生成する。
 そして、処理部23は、シーケンス番号を含む計測情報が格納されたセンサパケットを生成し、生成したセンサパケットを通信部24へ出力する。
 通信部24は、切刃による切削が開始される前に生成されたセンサ計測値を含む計測情報を処理装置200へ送信しない一方で、切刃による切削が開始されたタイミング以降に生成されたセンサ計測値を含む計測情報を処理装置200へ送信する構成であってもよい。
 より詳細には、処理部23は、切刃による切削が開始されたと判断するまで計測情報の生成を行わない一方で、上述のように時刻t0,t1に生成した各センサ計測値およびしきい値ThAに基づいて切刃による切削が開始されたと判断した場合、時刻t1以降に生成したセンサ計測値と、シーケンス番号とを示す計測情報を生成する。そして、処理部23は、生成した計測情報が格納されたセンサパケットを生成して通信部24へ出力する。
 (計測情報の具体例9)
 通信部24は、計測結果に対応する判別情報であって、切刃による切削が行われているときの計測結果であるか否かを示す判別情報を含む計測情報を処理装置200へ送信する構成であってもよい。
 たとえば、処理部23は、切刃による切削が行われているときのセンサ計測値であるか否かを示す切削フラグを含む計測情報を生成する。切削フラグは、判別情報の一例である。
 図18は、本開示の実施の形態に係る処理部により生成される計測情報の一例を示す図である。図18を参照して、処理部23は、ひずみセンサ22のセンサ計測値、およびセンサ計測値ごとの切削フラグを示す計測情報を生成する。処理部23は、切刃による切削が行われているときのセンサ計測値の切削フラグを「1」に設定し、切刃による切削が行われていないときのセンサ計測値の切削フラグを「ゼロ」に設定する。なお、図18は、10回の異なる計測タイミングにおける、ひずみセンサ22の10個のセンサ計測値を含む計測情報を示している。
 より詳細には、処理部23は、生成したセンサ計測値が所定のしきい値ThBより大きい場合、当該センサ計測値は切刃による切削が行われているときのセンサ計測値であると判断し、当該センサ計測値の切削フラグを「1」に設定する。一方、処理部23は、生成したセンサ計測値がしきい値ThB未満である場合、当該センサ計測値は切刃による切削が行われていないときのセンサ計測値であると判断し、当該センサ計測値の切削フラグを「ゼロ」に設定する。
 そして、処理部23は、切削フラグを含む計測情報が格納されたセンサパケットを生成し、生成したセンサパケットを通信部24へ出力する。
 (計測情報の具体例10)
 通信部24は、計測結果に対応する位相情報であって、切刃による切削が開始されたタイミング以降における切削加工の位相に関する位相情報を含む計測情報を処理装置200へ送信する構成であってもよい。
 一例として、旋削工具100Aにおける通信部24は、被削物であるギア部材50における各凸部の識別情報を位相情報として含む計測情報を処理装置200へ送信する。より詳細には、処理部23は、ギア部材50における複数の凸部のうちの切刃による切削が行われている凸部を示す、凸部ごとに異なるピッチ番号を含む計測情報を生成する。ピッチ番号は、識別情報の一例である。
 上述したように、旋削工具100Aにおける処理部23により生成されるセンサ計測値は、切削インサート1の切刃がギア部材50の凸部すなわち歯部に接触しているときに高い値となり、切削インサート1の切刃がギア部材50の凸部に接触していないとき、言い換えると切刃がギア部材50の溝部に位置するときに低い値となる。すなわち、処理部23により生成されるセンサ計測値は、周期的に変動する。
 たとえば、旋削工具100Aは、ギア部材50の一例であるギア部材50Aの旋削加工を行う。ギア部材50Aの外周には36個の凸部が形成されているものとする。処理部23は、上述したように無線親機201および通信部24経由で処理装置200から加工情報を受信し、受信した加工情報に基づいて、ギア部材50Aにおける凸部の数N1が36個であることを認識する。
 図19は、本開示の実施の形態に係る処理部により生成される計測情報におけるピッチ番号の一例を示す図である。図19を参照して、処理部23は、センサ計測値の生成を開始したタイミング以降における連続する2つのサンプリングタイミングにおいてそれぞれ生成した2つのセンサ計測値同士の比較結果に基づいて、所定値以上の上昇幅で上昇したセンサ計測値であるセンサ計測値Srを検知した場合、当該センサ計測値Srのサインプリングタイミング以降に生成したセンサ計測値に対応するピッチ番号を「1」に設定する。
 そして、処理部23は、センサ計測値Srを検知するたびに、検知したセンサ計測値Srのサインプリングタイミング以降に生成したセンサ計測値に対応するピッチ番号をインクリメントする。処理部23は、ピッチ番号を「36」までインクリメントした後、センサ計測値Srを検知した場合、検知したセンサ計測値Srのサインプリングタイミング以降に生成したセンサ計測値に対応するピッチ番号を再び「1」に設定し、ピッチ番号の「1」から「36」までのインクリメントを繰り返す。
 また、他の例として、転削工具100Cにおける通信部24は、各切削インサート1の識別情報を位相情報として含む計測情報を処理装置200へ送信する。より詳細には、処理部23は、複数の切削インサート1のうちの被削物を切削している切削インサート1を示す、切削インサート1ごとに異なるインサート番号を含む計測情報を生成する。インサート番号は、識別情報の一例である。
 上述したように、転削工具100Cにおける処理部23により生成されるセンサ計測値は、切削インサート1の切刃が被削物に接触していないときを基準とすると、切削インサート1Aの切刃が被削物に接触しているときに高い値となり、切削インサート1Bの切刃が被削物に接触しているときに低い値となり、切削インサート1Cの切刃が被削物に接触しているときに低い値となり、切削インサート1Dの切刃が被削物に接触しているときに高い値となる。すなわち、処理部23により生成されるセンサ計測値は、周期的に変動する。
 たとえば、処理部23は、上述したように無線親機201および通信部24経由で処理装置200から加工情報を受信し、受信した加工情報に基づいて、切削インサート1の数N2が4個であることを認識する。
 処理部23は、センサ計測値の生成を開始したタイミング以降における連続する2つのサンプリングタイミングにおいてそれぞれ生成した2つのセンサ計測値同士の比較結果に基づいて、所定値以上の変動幅で変動したセンサ計測値であるセンサ計測値Sfを検知した場合、当該センサ計測値Sf以降のセンサ計測値に対応するインサート番号を「1」に設定する。
 そして、処理部23は、時間的に連続するサンプリングタイミングにおいてそれぞれ生成した2つのセンサ計測値Sfの組を検知するたびに、センサ計測値に対応するインサート番号をインクリメントする。処理部23は、インサート番号を「4」までインクリメントした後、2つのセンサ計測値Sfの組を検知した場合、インサート番号を再び「1」に設定し、インサート番号の「1」から「4」までのインクリメントを繰り返す。
 (計測情報の具体例11)
 通信部24は、計測結果に対応する回転位相情報であって、ギア部材50における複数の凸部の間における切削加工の位相に関する回転位相情報を含む計測情報を処理装置200へ送信する構成であってもよい。
 たとえば、処理部23は、切削インサート1の切刃が、ある凸部に接触してから当該凸部に隣接する凸部に接触するまでの時間における回転位相[degree]を含む計測情報を生成する。
 図20は、本開示の実施の形態に係る処理部により生成される計測情報における回転位相の一例を示す図である。図20を参照して、処理部23は、センサ計測値の生成を開始したタイミング以降における連続する2つのサンプリングタイミングにおいてそれぞれ生成した2つのセンサ計測値同士の比較結果に基づいて、2つのセンサ計測値Srであるセンサ計測値Sr1,Sr2を検知する。センサ計測値Sr1のサンプリングタイミング、およびセンサ計測値Sr2のサンプリングタイミングは、時間的にこの順に連続するものとする。たとえば、処理部23は、センサ計測値Sr1の生成タイミングと、センサ計測値Sr2の生成タイミングとの間にM個たとえば9個のセンサ計測値を生成した場合、360[degree]を(M+1)すなわち「10」で除した値である36[degree]ずつ増加する回転位相を、センサ計測値Sr1からセンサ計測値Sr2の直前に生成したセンサ計測値の回転位相として設定する。
 そして、処理部23は、回転位相を含む計測情報が格納されたセンサパケットを生成し、生成したセンサパケットを通信部24へ出力する。
 あるいは、通信部24は、計測結果に対応する回転位相情報であって、転削工具100Cにおける複数の切削インサート1の間における切削加工の位相に関する回転位相情報を含む計測情報を処理装置200へ送信する構成であってもよい。
 たとえば、処理部23は、切削インサート1Aの切刃が被削物に接触してから次の切削インサート1Bが被削物に接触するまでの時間における回転位相[degree]を含む計測情報を生成する。
 より詳細には、処理部23は、センサ計測値の生成を開始したタイミング以降における連続する2つのサンプリングタイミングにおいてそれぞれ生成した2つのセンサ計測値同士の比較結果に基づいて、3つのセンサ計測値Sfであるセンサ計測値Sf1,Sf2,Sf3を検知する。センサ計測値Sf1のサンプリングタイミング、センサ計測値Sf2のサンプリングタイミング、およびセンサ計測値Sf3のサンプリングタイミングは、時間的にこの順に連続するものとする。たとえば、処理部23は、センサ計測値Sf1の生成タイミングと、センサ計測値Sf3の生成タイミングとの間に9個のセンサ計測値を生成した場合、360[degree]を「10」で除した値である36[degree]ずつ増加する回転位相を、センサ計測値Sf1からセンサ計測値Sf3の直前に生成したセンサ計測値の回転位相として設定する。
 なお、処理部23は、工具ID、電圧情報、種別ID、センサID、生成時刻、シーケンス番号、切削フラグ、ピッチ番号、インサート番号および回転位相のうち、いずれか2つ以上を含むセンサパケットを通信部24へ出力する構成であってもよい。
 [処理装置]
 図21は、本開示の実施の形態に係る処理装置の構成を示す図である。
 図21を参照して、処理装置200は、通信部210と、処理部220と、受付部230と、取得部240と、加工制御部250と、通知部260と、記憶部270とを備える。通信部210は、たとえば通信用IC等の通信回路により実現される。処理部220、受付部230、取得部240、加工制御部250および通知部260は、たとえば、CPUおよびDSP等のプロセッサによって実現される。記憶部270は、たとえば不揮発性メモリである。
 通信部210は、無線親機201経由で切削工具100からセンサパケットを受信すると、受信したセンサパケットから計測情報を取得し、取得した計測情報を処理部220へ出力する。
 処理部220は、通信部210から計測情報を受けると、受けた計測情報を切削工具100ごとに記憶部270に保存する。
 受付部230は、切削工具100に関する情報である工作情報をユーザから受け付ける。
 たとえば、受付部230は、工作機械に取り付けられた切削工具100における、切刃を有する切削部10の型番、または切削部10に取り付けられた切削インサート1の型番を、工作情報としてユーザから受け付ける。
 また、たとえば、受付部230は、加工終了後、切刃の欠損の有無および摩耗量、被削物におけるバリの有無、または切削の粗さ等を示す加工結果を工作情報としてユーザから受け付ける。
 受付部230は、ユーザの操作等によって受け付けた工作情報を処理部220へ出力する。
 処理部220は、受付部230から工作情報を受けると、受けた工作情報を切削工具100ごとに記憶部270に保存する。
 取得部240は、工作機械において設定されている切削情報を取得する。
 たとえば、取得部240は、被削物であるギア部材50における凸部の数N1、ギア部材50の外周方向に沿った凸部の長さおよび凹部の長さの合計に対して占める凸部の長さの割合P[%]、ギア部材50の回転数R1[rpm]、転削工具100Cに取り付けられた切削インサート1の数N2、転削工具100Cの直径D[mm]、鋼材60の切削幅である切り込み幅A[mm]、ならびに転削工具100Cの回転数R2[rpm]等の加工情報を切削情報として取得する。
 また、たとえば、取得部240は、工作機械における、NC(Numerical Control)プログラム、主軸電流値、被削物の回転および停止に関する情報、転削工具100Cの回転および停止に関する情報、転削工具100Cの移動に関する情報、クーラントの有無を示す情報、ならびにタレットに取り付けられた複数の切削工具のうち使用されている切削工具を示す情報等を切削情報として取得する。
 取得部240は、たとえば、上述の切削情報を工作機械における図示しない制御部から取得し、取得した切削情報を処理部220へ出力する。
 処理部220は、取得部240から切削情報を受けると、受けた切削情報を工作機械ごとに記憶部270に保存する。
 また、処理部220は、加工情報要求を無線親機201および通信部210経由でセンサモジュール20における処理部23から受信すると、記憶部270から加工情報を取得する。そして処理部220は、加工情報要求に対する応答として、記憶部270から取得した加工情報を通信部210および無線親機201経由でセンサモジュール20へ送信する。
 なお、処理部220は、記憶部270に保存されている情報に基づいて、上述した周期T1を算出するとともに、上述した待機時間T2を設定し、加工情報要求に対する応答として、周期T1および待機時間T2を含む加工情報を通信部210および無線親機201経由でセンサモジュール20へ送信する構成であってもよい。
 また、処理部220は、記憶部270に保存されている情報に基づいて、上述した周期T3を算出するとともに、上述した待機時間T4を設定し、加工情報要求に対する応答として、周期T3および待機時間T4を含む加工情報を通信部210および無線親機201経由でセンサモジュール20へ送信する構成であってもよい。
 処理部220は、切削工具100から受信した計測情報を処理する。たとえば、処理部220は、記憶部270における、計測情報、工作情報および切削情報に基づいて、対応の切削工具100における切削部10または切削インサート1の状態たとえば劣化状態を判定し、判定結果を通知部260および加工制御部250へ出力する。
 通知部260は、処理部220から受けた判定結果を、表示または音声によりユーザに通知する処理を行う。たとえば、通知部260は、さらに、記憶部270から計測情報を取得し、取得した計測情報が示すセンサ計測値等の情報をユーザに通知する処理を行う。
 加工制御部250は、処理部220から受けた判定結果が示す切削部10または切削インサート1の劣化状態が所定条件を満たす場合、加工を停止すべき旨を示す停止通知、または加工条件を変更すべき旨を示す変更通知を工作機械における制御部へ送信する。
 [動作の流れ]
 本開示の実施の形態に係る工具システムにおける各装置は、メモリを含むコンピュータを備え、当該コンピュータにおけるCPU等の演算処理部は、以下のフローチャートおよびシーケンスの各ステップの一部または全部を含むプログラムを当該メモリから読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。
 図22は、本開示の実施の形態に係る工具システムにおける切削工具が処理装置へセンサパケットを送信する際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。
 図22を参照して、まず、切削工具100におけるセンサモジュール20が起動され、処理部23および通信部24等のセンサモジュール20における各回路が起動する(ステップS102)。
 次に、切削工具100は、処理装置200との通信接続を確立する(ステップS104)。
 次に、切削工具100は、加速度センサ21およびひずみセンサ22を起動する(ステップS106)。
 次に、切削工具100は、被削物の切削加工を開始する(ステップS108)。
 次に、切削工具100は、生成周期Taに従うサンプリングタイミングにおいて、センサ計測値を生成する。たとえば、切削工具100は、生成したセンサ計測値を記憶部25に蓄積する(ステップS110)。
 次に、切削工具100は、計測情報の送信タイミングに至るまでセンサ計測値の生成を繰り返し(ステップS112でNO)、送信タイミングにおいて(ステップS112でYES)、記憶部25に蓄積したセンサ計測値を取得し、取得したセンサ計測値を含む計測情報が格納されたセンサパケットを生成する(ステップS114)。
 次に、切削工具100は、切削加工時におけるセンサの計測結果に関する情報である計測情報を処理装置200へ送信する。すなわち、切削工具100は、生成したセンサパケットを処理装置200へ送信する(ステップS116)。
 次に、切削工具100は、次の送信タイミングに至るまでセンサ計測値の生成を繰り返す(ステップS110)。
 図23は、本開示の実施の形態に係る工具システムにおける通信処理のシーケンスの一例を示す図である。
 図23を参照して、まず、切削工具100におけるセンサモジュール20が起動され、加速度センサ21およびひずみセンサ22、ならびに処理部23および通信部24等のセンサモジュール20における各回路が起動する(ステップS202)。
 次に、処理装置200および切削工具100は、通信接続を確立する(ステップS204)。
 次に、切削工具100は、加速度センサ21およびひずみセンサ22を起動する(ステップS206)。
 次に、切削工具100は、加工情報要求を処理装置200へ送信する(ステップS208)。
 次に、処理装置200は、加工情報要求を受信して、加工情報を切削工具100へ送信する(ステップS210)。
 次に、切削工具100は、処理装置200から受信した加工情報に基づいて決定した送信タイミングにおいて、計測情報を含むセンサパケットを処理装置200へ送信する(ステップS212)。
 なお、本開示の実施の形態に係る工具システム300では、切削工具100は、センサパケットを無線親機201経由で処理装置200へ送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。切削工具100は、センサパケットを、有線伝送路を介して処理装置200へ送信する構成であってもよい。すなわち、切削工具100のセンサモジュール20における通信部24は、計測情報が格納されたセンサパケットを、有線伝送路を介して処理装置200へ送信する構成であってもよい。
 ところで、切削工具における切刃の状態の判定に関する優れた機能を実現することが可能な技術が望まれる。
 これに対して、本開示の実施の形態に係る切削工具100では、切削部10は、切刃を有する。加速度センサ21およびひずみセンサ22は、切削部10に設けられる。通信部24は、切削部10に設けられる。通信部24は、加速度センサ21およびひずみセンサ22の計測結果に関する情報である計測情報であって、前記切刃による切削が開始されたタイミング以降の前記計測結果に対応する通し番号を含む前記計測情報を、切削工具100の外部に設けられた処理装置200へ送信する。
 本開示の実施の形態に係る工具システム300では、切削工具100は、加速度センサ21およびひずみセンサ22ならびに通信部24を含む。処理装置200は、切削工具100の外部に設置される。切削工具100は、加速度センサ21およびひずみセンサ22の計測結果に関する情報である計測情報であって、前記切刃による切削が開始されたタイミング以降の前記計測結果に対応する通し番号を含む前記計測情報を処理装置200へ送信する。処理装置200は、切削工具100から受信した計測情報を処理する。
 本開示の実施の形態に係る切削情報送信方法は、切刃を有する切削部10、ならびに切削部10に設けられた加速度センサ21およびひずみセンサ22を備える切削工具100における切削情報送信方法である。この切削情報送信方法では、まず、切削工具100が、切削部10により被削物を切削加工する。次に、切削工具100が、切削加工時における加速度センサ21およびひずみセンサ22の計測結果に関する情報である計測情報であって、前記切刃による切削が開始されたタイミング以降の前記計測結果に対応する通し番号を含む前記計測情報を、切削工具100の外部に設けられた処理装置200へ送信する。
 このように、計測情報を切削工具100から処理装置200へ送信する構成および方法により、処理装置200において、たとえば切削工具100が取り付けられた工作機械が有する加工条件等の情報、および切削工具100からの計測情報に基づいて、切刃の状態を判定することができる。これにより、計測情報のみに基づいて切刃の状態を判定する構成と比べて、切刃の状態をより正確に判定することができる。また、計測結果に対応する通し番号を含む計測情報を処理装置へ送信する構成および方法により、たとえば計測情報を処理装置へ無線送信する構成において、計測情報の再送等により処理装置における受信順が計測順とリンクしない場合においても、処理装置において計測結果の計測順を正確に認識することができる。また、切刃による切削が開始されたタイミング以降の計測結果に対応する通し番号を含む計測情報を処理装置へ送信する構成および方法により、処理装置において、切削加工の開始後の計測結果を簡単に抽出して分析することができる。
 したがって、本開示の実施の形態に係る切削工具、工具システムおよび切削情報送信方法では、切削工具における切刃の状態の判定に関する優れた機能を実現することができる。
 上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
 [付記1]
 切削工具であって、
 切刃を有する切削インサートを取り付け可能であるか、または自己が切刃を有する切削部と、
 前記切削部に設けられたセンサと、
 前記切削部に設けられた通信部とを備え、
 前記通信部は、前記センサの計測結果に関する情報である計測情報を、前記切削工具の外部に設けられた処理装置へ送信し、
 前記切削工具は、さらに、
 前記計測情報を生成する処理部と、
 不揮発性メモリとを備え、
 前記通信部は、通信用ICにより実現され、
 前記処理部は、CPUにより実現される、切削工具。
 [付記2]
 センサおよび通信部を含む切削工具と、
 前記切削工具の外部に設置される処理装置とを備え、
 前記切削工具は、前記センサの計測結果に関する情報である計測情報を前記処理装置へ送信し、
 前記処理装置は、前記切削工具から受信した前記計測情報を処理し、
 前記切削工具は、さらに、
 前記計測情報を生成する処理部と、
 不揮発性メモリとを備え、
 前記通信部は、通信用ICにより実現され、
 前記処理部は、CPUにより実現される、工具システム。
 1   切削インサート
 3A  固定用部材
 3B  固定用部材
 3C  固定用部材
 5   切刃
 10  切削部
 20  センサモジュール
 21  加速度センサ
 22  ひずみセンサ
 23  処理部
 24  通信部
 25  記憶部
 29  電池
 50  ギア部材
 60  鋼材
 100 切削工具
 200 処理装置
 201 無線親機
 210 通信部
 220 処理部
 230 受付部
 240 取得部
 250 加工制御部
 260 通知部
 270 記憶部
 300 工具システム
 401 センサパケット

Claims (15)

  1.  切削工具であって、
     切刃を有する切削部と、
     前記切削部に設けられたセンサと、
     前記切削部に設けられた通信部とを備え、
     前記通信部は、前記センサの計測結果に関する情報である計測情報であって、前記切刃による切削が開始されたタイミング以降の前記計測結果に対応する通し番号を含む前記計測情報を、前記切削工具の外部に設けられた処理装置へ送信する、切削工具。
  2.  前記通信部は、前記計測結果に対応する判別情報であって、前記切刃による切削が行われているときの前記計測結果であるか否かを示す前記判別情報を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する、請求項1に記載の切削工具。
  3.  前記切削工具は、複数の前記センサを備え、
     前記通信部は、各前記センサの識別情報を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する、請求項1または請求項2に記載の切削工具。
  4.  前記通信部は、前記計測結果に対応する計測時刻を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の切削工具。
  5.  前記切削工具は、さらに、
     前記切削部に設けられた電池を備え、
     前記センサは、前記電池から供給される電力により駆動され、
     前記通信部は、さらに、前記電池の電圧を示す電圧情報を前記処理装置へ送信する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の切削工具。
  6.  前記通信部は、異なる計測タイミングにおける複数の前記計測結果を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の切削工具。
  7.  前記通信部は、前記計測結果の生成周期ごとに、対応の1つの前記計測結果を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の切削工具。
  8.  前記通信部は、前記計測結果の生成周期の整数倍の周期ごとに、対応の1または複数の前記計測結果を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の切削工具。
  9.  前記切削工具は、回転する被削物の加工に用いられる旋削加工用の工具であり、
     前記通信部は、前記被削物の回転数に従うタイミングにおいて、対応の1または複数の前記計測結果を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の切削工具。
  10.  前記通信部は、前記計測結果に対応する位相情報であって、前記切刃による切削が開始されたタイミング以降における切削加工の位相に関する前記位相情報を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する、請求項9に記載の切削工具。
  11.  前記被削物の外周に複数の突起が形成されており、
     前記通信部は、前記各突起の識別情報を前記位相情報として含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する、請求項10に記載の切削工具。
  12.  前記通信部は、前記計測結果に対応する回転位相情報であって、複数の前記突起の間における切削加工の位相に関する前記回転位相情報を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する、請求項11に記載の切削工具。
  13.  前記切削工具は、固定された被削物の加工に用いられる転削加工用の工具であり、
     前記通信部は、前記切削工具の回転数に従うタイミングにおいて、対応の1または複数の前記計測結果を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信する、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の切削工具。
  14.  センサおよび通信部を含む切削工具と、
     前記切削工具の外部に設置される処理装置とを備え、
     前記切削工具は、前記センサの計測結果に関する情報である計測情報であって、前記切刃による切削が開始されたタイミング以降の前記計測結果に対応する通し番号を含む前記計測情報を前記処理装置へ送信し、
     前記処理装置は、前記切削工具から受信した前記計測情報を処理する、工具システム。
  15.  切刃を有する切削部、および前記切削部に設けられたセンサを備える切削工具における切削情報送信方法であって、
     前記切削部により被削物を切削加工するステップと、
     前記切削加工時における前記センサの計測結果に関する情報である計測情報であって、前記切刃による切削が開始されたタイミング以降の前記計測結果に対応する通し番号を含む前記計測情報を、前記切削工具の外部に設けられた処理装置へ送信するステップとを含む、切削情報送信方法。
     
     
     
     
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