WO2022123731A1 - 処理システム、表示システム、処理装置、処理方法および処理プログラム - Google Patents

処理システム、表示システム、処理装置、処理方法および処理プログラム Download PDF

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WO2022123731A1
WO2022123731A1 PCT/JP2020/046069 JP2020046069W WO2022123731A1 WO 2022123731 A1 WO2022123731 A1 WO 2022123731A1 JP 2020046069 W JP2020046069 W JP 2020046069W WO 2022123731 A1 WO2022123731 A1 WO 2022123731A1
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processing
upper limit
cycle
sampling
converter
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PCT/JP2020/046069
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小池雄介
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住友電気工業株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • 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
    • B23Q17/0952Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0061Force sensors associated with industrial machines or actuators
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    • GPHYSICS
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    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/16Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
    • GPHYSICS
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    • G01L5/16Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
    • G01L5/161Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance
    • G01L5/1627Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance of strain gauges

Definitions

  • the present disclosure relates to processing systems, display systems, processing devices, processing methods and processing programs.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-43317 discloses the following machine tools. That is, the machine tool acquires information on a rotary shaft device provided with a rotary shaft and a phenomenon that is attached to the rotary shaft device and periodically occurs in the rotary shaft device in synchronization with the rotation of the rotary shaft.
  • a machine tool provided with a sensor and a control device that controls the operation of the rotary shaft device and acquires the information via the sensor. The control device rotates the rotary shaft for processing.
  • the machining is in a steady state in which there is no change with respect to a command related to operation control to the rotary shaft device, and if it is in the steady state, the machining is performed via the sensor at a predetermined sampling cycle.
  • the information is acquired, the acquired information is associated with the rotation phase of the rotation axis, and the change for one cycle of the phenomenon is obtained based on the information acquired over a plurality of rotations of the rotation axis.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-43317 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-65199 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2020-144148 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-24806 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-71485 Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-118625
  • the processing system of the present disclosure includes a cutting tool, a sensor attached to the cutting tool, an AD (Analog Digital) converter that generates a digital signal by sampling an analog signal output from the sensor, and a processing unit.
  • the processing unit has a processing cycle of a rotation speed [rpm] of a rotating body that rotates about a rotation axis and a cycle of performing predetermined processing using the digital signal generated by the AD converter. Two adjacent two in the upper limit period which is the upper limit value and the coordinate system which shows the phase at the time of sampling by the AD converter in the rotation circle which is the locus of the point which rotates around the rotation axis with the rotation of the rotating body.
  • the angle is required for N rotation of the rotating body in the processing cycle equal to or less than the upper limit cycle.
  • the sampling frequency and the processing cycle for the AD converter to perform sampling so that the pitch set value is equal to or less than the upper limit pitch are determined and the set value is ps, N and (360 / ps). Are integers greater than or equal to 2 and are prime to each other.
  • the processing apparatus of the present disclosure includes a first acquisition unit that acquires the rotation speed [rpm] of a rotating body that rotates about a rotation axis, and an AD converter that samples an analog signal output from a sensor attached to a cutting tool.
  • the second acquisition unit that acquires the upper limit period, which is the upper limit value of the processing cycle, which is the cycle for performing the predetermined processing using the digital signal generated by the above, and the rotating body rotates around the rotation axis as the rotating body rotates.
  • Acquires the upper limit pitch which is the upper limit value of the angle pitch [degree] which is the rotation angle between two adjacent sampling time points in the coordinate system which shows the phase at the time of sampling by the AD converter in the rotation circle which is the locus of points.
  • the sampling frequency for the AD converter to perform sampling so that the set value of the angle pitch becomes the upper limit pitch or less during the period required for the rotating body to rotate N times.
  • the display system of the present disclosure includes a cutting tool, a sensor attached to the cutting tool, an AD converter that generates a digital signal by sampling an analog signal output from the sensor, and a processing device.
  • the processing device is an upper limit of a processing cycle, which is a cycle of performing predetermined processing using the rotation speed [rpm] of a rotating body rotating about a rotation axis and the digital signal generated by the AD converter. Between the upper limit period and two adjacent sampling time points in the coordinate system indicating the phase at the time of sampling by the AD converter in the rotation circle which is the locus of points rotating around the rotation axis with the rotation of the rotating body.
  • the set value of the angle pitch during the period required for the rotating body to rotate N in the processing cycle equal to or less than the upper limit cycle.
  • the AD converter performs a process of displaying the sampling frequency and the processing cycle so that the pitch is equal to or less than the upper limit pitch
  • the set value is ps
  • N and (360 / ps) are It is an integer of 2 or more and is elementary to each other.
  • the display system of the present disclosure includes a cutting tool, a sensor attached to a rotating body attached to the cutting tool, an AD converter that generates a digital signal by sampling an analog signal output from the sensor, and an AD converter.
  • the processing device includes a processing device, and the processing device is a cycle of performing predetermined processing using the rotation speed [rpm] of the rotating body rotating about the rotation axis and the digital signal generated by the AD converter. Based on the upper limit cycle which is the upper limit value of the cycle and the set frequency which is the sampling frequency set by the user, the phase at the time of sampling when the AD converter performs sampling according to the set frequency in the upper limit cycle. Performs processing to display information that can recognize the distribution status.
  • the processing apparatus of the present disclosure includes a first acquisition unit that acquires the rotation speed [rpm] of a rotating body that rotates about a rotation axis, and an AD converter that samples an analog signal output from a sensor attached to a cutting tool.
  • the second acquisition unit that acquires the upper limit period, which is the upper limit value of the processing cycle, which is the cycle for performing the predetermined processing using the digital signal generated by the above, and the rotating body rotates around the rotation axis as the rotating body rotates.
  • the upper limit pitch which is the upper limit of the angle pitch [degree] which is the rotation angle between two adjacent sampling time points.
  • the rotation speed acquired by the first acquisition unit, the upper limit cycle acquired by the second acquisition unit, and the upper limit pitch acquired by the third acquisition unit Based on the third acquisition unit to be acquired, the rotation speed acquired by the first acquisition unit, the upper limit cycle acquired by the second acquisition unit, and the upper limit pitch acquired by the third acquisition unit. , Sampling for the AD converter to perform sampling so that the set value of the angle pitch is equal to or less than the upper limit pitch during the period required for the rotating body to rotate N in the processing cycle equal to or less than the upper limit cycle.
  • a display processing unit that performs processing for displaying the frequency and the processing cycle is provided, and when the set value is ps, N and (360 / ps) are integers of 2 or more and are prime to each other.
  • the processing apparatus of the present disclosure includes a first acquisition unit that acquires the rotation frequency [rpm] of a rotating body that rotates about a rotation axis, and an AD converter that samples an analog signal output from a sensor attached to a cutting tool.
  • the second acquisition unit that acquires the upper limit cycle, which is the upper limit value, and the second acquisition frequency, which is the sampling frequency set by the user, of the processing cycle that is the cycle in which the predetermined processing is performed using the digital signal generated by 4
  • the upper limit is based on the acquisition unit, the rotation speed acquired by the first acquisition unit, the upper limit cycle acquired by the second acquisition unit, and the set frequency acquired by the fourth acquisition unit.
  • a display processing unit that performs a process of displaying information that can recognize the distribution state of the phase at the time of sampling when the AD converter performs sampling according to the set frequency.
  • One aspect of the present disclosure can be realized not only as a processing system provided with such a characteristic processing unit, but also as a semiconductor integrated circuit that realizes a part or all of the processing system.
  • One aspect of the present disclosure can be realized not only as a display system provided with such a characteristic processing unit, but also as a semiconductor integrated circuit that realizes a part or all of the display system.
  • one aspect of the present disclosure can be realized not only as a processing device provided with such a characteristic processing unit, but also as a semiconductor integrated circuit that realizes a part or all of the processing device, or a processing device. It can be realized as a method in which the processing in the processing apparatus is a step, or it can be realized as a program for causing a computer to execute the processing step in the processing apparatus.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a processing system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a cutting tool according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is an arrow view showing the configuration of the cutting tool according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a processing apparatus in the processing system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing a cutting tool according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of two-dimensional data generated by the analysis unit in the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a processing system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a cutting tool according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is an arrow view showing the configuration of the cutting
  • FIG. 7 shows an example of the position of the strain sensor 20 at the time of sampling by the AD converter in the processing system according to the comparative example of the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 shows an example of a display image displayed on a display device in the processing system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the relationship between the integer N and the sampling frequency that can be selected in the processing unit of the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of the relationship between the integer N and the processing cycle that can be selected in the processing unit of the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a diagram showing another example of the relationship between the integer N and the sampling frequency that can be selected in the processing unit of the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a diagram showing another example of the relationship between the integer N and the processing cycle that can be selected in the processing unit of the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 shows an example of the position of the strain sensor at the time of sampling by the AD converter in the processing system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a diagram showing another example of the relationship between the integer N and the sampling frequency that can be selected in the processing unit of the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a diagram showing another example of the relationship between the integer N and the sampling frequency that can be selected in the processing unit of the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 15 is a diagram showing another example of the relationship between the integer N and the processing cycle that can be selected in the processing unit of the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16 shows an example of the position of the strain sensor at the time of sampling by the AD converter in the processing system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 17 shows an example of a display image displayed on a display device in the processing system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of two-dimensional data generated by the analysis unit in the processing apparatus according to the comparative example of the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of two-dimensional data generated by the analysis unit in the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16 shows an example of the position of the strain sensor at the time of sampling by the AD converter in the processing system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 17 shows an example of a display image displayed on a display device in the processing system according to
  • FIG. 20 is a diagram showing two-dimensional data generated by the analysis unit in the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of sensor measurement values generated by an AD converter in the processing system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 22 is a diagram showing an example of sensor measurement values after array processing by the analysis unit in the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 23 is a flowchart defining an example of an operation procedure when the processing apparatus in the processing system according to the first embodiment of the present disclosure performs determination processing and display processing.
  • FIG. 24 is a diagram showing a configuration of a processing system according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 25 is a diagram showing a configuration of a processing apparatus in the processing system according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, the purpose of which is to be more efficient in a system that generates a digital signal by sampling an analog signal output from a sensor attached to a cutting tool.
  • the processing system is an AD converter that generates a digital signal by sampling a cutting tool, a sensor attached to the cutting tool, and an analog signal output from the sensor. And a processing unit, the processing unit has a cycle of performing predetermined processing using the rotation speed [rpm] of the rotating body rotating about the rotation axis and the digital signal generated by the AD converter.
  • the upper limit cycle which is the upper limit value of a certain processing cycle
  • the coordinate system showing the phase at the time of sampling by the AD converter in the rotating circle which is the locus of points rotating around the rotation axis with the rotation of the rotating body.
  • N rotations in the processing cycle equal to or less than the upper limit cycle based on the upper limit pitch which is the upper limit value of the angle pitch [degree] which is the rotation angle between two adjacent sampling time points.
  • the sampling frequency and the processing cycle for the AD converter to perform sampling so that the set value of the angle pitch becomes equal to or less than the upper limit pitch during the period are determined, and the set value is ps, N and ( 360 / ps) is an integer of 2 or more and is elementary to each other.
  • the sampling frequency and processing cycle for sampling so that the set value of the angle pitch is equal to or less than the upper limit pitch during the period required for the rotating body to rotate N are determined as the sampling frequency of the AD converter. Even when a low value is set, digital signals can be generated at a larger number of measurement points on the rotating circle. Therefore, in a system that generates a digital signal by sampling an analog signal output from a sensor attached to a cutting tool, the digital signal can be generated more efficiently.
  • the processing unit determines the sampling frequency and the processing cycle so as to satisfy N ⁇ ps ⁇ 180.
  • the processing cycle can be determined.
  • the processing unit acquires the upper limit frequency which is the upper limit value in the AD converter, and determines the sampling frequency which is equal to or lower than the acquired upper limit frequency.
  • the processing unit has the following when the rotation speed is S, the sampling frequency is F, the upper limit frequency is Fmax, the processing cycle is T, and the upper limit cycle is Tmax.
  • the value of N satisfying the formulas (1) to the following formula (4) is determined, and the sampling frequency and the processing cycle are determined based on the determined value of N.
  • F (6 ⁇ S) / (N ⁇ ps) ⁇ ⁇ ⁇ (1)
  • T (60 ⁇ N) / S ... (2) T ⁇ Tmax ... (3)
  • the sampling frequency in the range that can be set in the AD converter can be determined, and the processing cycle that is equal to or less than the upper limit cycle set by the user can be determined, for example.
  • the processing unit determines the smallest value among the values that can be selected as the processing cycle as the processing cycle.
  • the cycle for performing the predetermined process can be set shorter. Therefore, for example, when the determination process for the abnormality of the cutting process is performed as the predetermined process, the generated abnormality can be detected at an early stage.
  • the processing system further includes an analysis unit, and the analysis unit is generated by the AD converter at a timing according to the processing cycle determined by the processing unit as the predetermined processing. Using the digital signal, a determination process regarding an abnormality in the cutting process using the cutting tool is performed.
  • the determination process can be performed using a plurality of digital signals that can be regarded as being generated in the period required for the cutting tool to make one rotation. Therefore, for example, cutting is performed based on the average value of the digital signals. It is possible to make an accurate determination of machining abnormalities and to detect the occurrence of abnormalities at an early stage.
  • the processing system further comprises an analysis unit, which sampling the two-way load received by the cutting tool based on the digital signal generated by the AD converter.
  • a process of generating two-dimensional data for each time is performed, and as the predetermined process, an update process of updating the two-dimensional data at a timing according to the process cycle determined by the processing unit is performed.
  • the analysis unit interpolates the digital signal based on the generated two-dimensional data.
  • sampling is performed at equal time intervals during the period required for one rotation of the cutting tool.
  • a digital signal that can be regarded as being generated can be obtained, so that the obtained digital signal can be subjected to arithmetic processing such as Fourier conversion.
  • the rotating body is the cutting tool, and the cutting tool is a rolling tool.
  • the rotating body is an object to be cut
  • the cutting tool is a turning tool
  • the processing apparatus is output from a first acquisition unit that acquires the rotation speed [rpm] of a rotating body that rotates about a rotation axis, and a sensor attached to a cutting tool.
  • the second acquisition unit that acquires the upper limit period, which is the upper limit value, of the processing cycle, which is the cycle for performing predetermined processing using the digital signal generated by the AD converter that samples the analog signal.
  • the angular pitch [degree] which is the rotation angle between two adjacent sampling time points in the coordinate system indicating the phase at the time of sampling by the AD converter in the rotation circle which is the locus of the points rotating around the rotation axis.
  • the third acquisition unit that acquires the upper limit pitch, which is the upper limit value, the rotation speed acquired by the first acquisition unit, the upper limit cycle acquired by the second acquisition unit, and the third acquisition unit. Based on the upper limit pitch, the AD converter makes the set value of the angle pitch equal to or less than the upper limit pitch during the period required for the rotating body to rotate N in the processing cycle equal to or less than the upper limit cycle.
  • a processing unit for determining the sampling frequency and the processing cycle for sampling is provided, and when the set value is ps, N and (360 / ps) are integers of 2 or more, and are elemental to each other. be.
  • the sampling frequency and processing cycle for sampling so that the set value of the angle pitch is equal to or less than the upper limit pitch during the period required for the rotating body to rotate N are determined as the sampling frequency of the AD converter. Even when a low value is set, digital signals can be generated at a larger number of measurement points on the rotating circle. Therefore, in a system that generates a digital signal by sampling an analog signal output from a sensor attached to a cutting tool, the digital signal can be generated more efficiently.
  • the processing method according to the embodiment of the present disclosure is a processing method in a processing apparatus, which is a step of acquiring the rotation speed [rpm] of a rotating body rotating about a rotation axis, and is attached to a cutting tool.
  • the step of acquiring the upper limit cycle of the processing cycle which is the cycle of performing predetermined processing using the digital signal generated by the AD converter that samples the analog signal output from the sensor, and the rotating body.
  • An angular pitch [ Based on the step of acquiring the upper limit pitch which is the upper limit value of [degree], the acquired rotation speed, the upper limit cycle, and the upper limit pitch, the rotating body rotates N times in the processing cycle equal to or less than the upper limit cycle.
  • N and (360 / ps) are integers greater than or equal to 2 and are prime to each other.
  • the sampling frequency of the AD converter is determined by the method of determining the sampling frequency and the processing cycle for sampling so that the set value of the angle pitch is equal to or less than the upper limit pitch during the period required for the rotating body to rotate N times. Even when a low value is set, digital signals can be generated at a larger number of measurement points on the rotating circle. Therefore, in a system that generates a digital signal by sampling an analog signal output from a sensor attached to a cutting tool, the digital signal can be generated more efficiently.
  • the processing program according to the embodiment of the present disclosure is a processing program used in the processing apparatus, and is the first acquisition in which the computer acquires the rotation speed [rpm] of the rotating body rotating about the rotation axis. Acquires the upper limit of the processing cycle, which is the cycle for performing predetermined processing using the digital signal generated by the AD converter that samples the analog signal output from the unit and the sensor attached to the cutting tool. Two sampling units adjacent to each other in the second acquisition unit and the coordinate system indicating the phase at the time of sampling by the AD converter in the rotation circle which is the locus of points rotating around the rotation axis with the rotation of the rotating body.
  • the third acquisition unit that acquires the upper limit pitch, which is the upper limit value of the angle pitch [degree], which is the rotation angle between time points, the rotation number acquired by the first acquisition unit, and the second acquisition unit. Based on the upper limit cycle and the upper limit pitch acquired by the third acquisition unit, the set value of the angle pitch during the period required for the rotating body to rotate N in the processing cycle equal to or less than the upper limit cycle.
  • the set value is ps
  • N And (360 / ps) are integers greater than or equal to 2 and are prime to each other.
  • the sampling frequency and the processing cycle for sampling so that the set value of the angle pitch is equal to or less than the upper limit pitch during the period required for the rotating body to rotate N are determined, so that the sampling frequency of the AD converter is low.
  • digital signals can be generated at a larger number of measurement points on the rotating circle. Therefore, in a system that generates a digital signal by sampling an analog signal output from a sensor attached to a cutting tool, the digital signal can be generated more efficiently.
  • the display system is an AD converter that generates a digital signal by sampling a cutting tool, a sensor attached to the cutting tool, and an analog signal output from the sensor.
  • the processing device has a cycle of performing predetermined processing using the rotation speed [rpm] of the rotating body rotating about the rotation axis and the digital signal generated by the AD converter.
  • the upper limit cycle which is the upper limit value of a certain processing cycle
  • the coordinate system showing the phase at the time of sampling by the AD converter in the rotating circle which is the locus of points rotating around the rotation axis with the rotation of the rotating body.
  • N rotations in the processing cycle equal to or less than the upper limit cycle based on the upper limit pitch which is the upper limit value of the angle pitch [degree] which is the rotation angle between two adjacent sampling time points.
  • the AD converter performs a process of displaying the sampling frequency and the processing cycle for sampling so that the set value of the angle pitch becomes equal to or less than the upper limit pitch during the period, and the set value is ps.
  • N and (360 / ps) are integers greater than or equal to 2 and are prime to each other.
  • the AD converter is configured to display the sampling frequency and processing cycle for sampling so that the set value of the angle pitch is equal to or less than the upper limit pitch during the period required for the rotating body to rotate N times. Even when a low value is set as the sampling frequency, the user can be made aware of the sampling frequency and the processing cycle for generating the digital signal at a larger number of measurement points on the rotating circle. Therefore, in a system that generates a digital signal by sampling an analog signal output from a sensor attached to a cutting tool, the digital signal can be generated more efficiently.
  • the processing apparatus can recognize the phase distribution state at the time of sampling when the AD converter performs sampling according to the sampling frequency during the period required for the rotating body to rotate N times. Performs the process of displaying information.
  • the user can visually recognize the distribution status of the measurement points when sampling according to the determined sampling frequency.
  • the display system is a digital signal by sampling a cutting tool, a sensor attached to a rotating body attached to the cutting tool, and an analog signal output from the sensor.
  • the processing device includes an AD converter and a processing device for generating the above, and the processing device uses the rotation speed [rpm] of the rotating body rotating about the rotation axis and the digital signal generated by the AD converter.
  • the AD converter Based on the upper limit cycle which is the upper limit value of the processing cycle which is the cycle for performing the predetermined process and the set frequency which is the sampling frequency set by the user, the AD converter performs sampling in the upper limit cycle according to the set frequency. In this case, processing is performed to display information that can recognize the distribution status of the phase at the time of sampling.
  • the sampling frequency set by the user is configured to display information that can recognize the distribution status of the phase at the time of sampling when the AD converter performs sampling according to the sampling frequency set by the user. Since the user can visually recognize the distribution state of the measurement points in the case of sampling according to the above, it is possible to prompt the user to change the sampling frequency, for example, when the sampling frequency set by the user is inappropriate. Therefore, in a system that generates a digital signal by sampling an analog signal output from a sensor attached to a cutting tool, the digital signal can be generated more efficiently.
  • the processing apparatus samples the rotation speed, the upper limit period, and the rotation circle, which is the locus of points rotating around the rotation axis with the rotation of the rotating body, by the AD converter.
  • the processing cycle equal to or less than the upper limit cycle, based on the upper limit pitch which is the upper limit value of the angle pitch [degree] which is the rotation angle between two adjacent sampling time points in the coordinate system indicating the phase at the time point.
  • the AD converter performs sampling according to the sampling frequency for the AD converter to perform sampling so that the set value of the angle pitch becomes equal to or less than the upper limit pitch during the period required for the rotating body to rotate N times.
  • N and (360 / ps) are integers of 2 or more and are prime to each other when the processing for displaying the information that can recognize the distribution state of the phase at the time of sampling is performed and the set value is ps. ..
  • the user when proposing an appropriate sampling frequency determined by the processing device to the user, the user can visually recognize the distribution state of the measurement points when sampling according to the sampling frequency.
  • the processing apparatus rotates with the rotation of the rotating body when the AD converter performs sampling according to a set frequency which is a sampling frequency set by the user in the upper limit cycle.
  • a set frequency which is a sampling frequency set by the user in the upper limit cycle.
  • the user can be made to recognize the average value and the maximum value of the angle pitch when sampling according to the sampling frequency set by the user.
  • the processing apparatus is output from a first acquisition unit that acquires the rotation speed [rpm] of a rotating body that rotates about a rotation axis, and a sensor attached to a cutting tool.
  • the second acquisition unit that acquires the upper limit period, which is the upper limit value, of the processing cycle, which is the cycle for performing predetermined processing using the digital signal generated by the AD converter that samples the analog signal.
  • the angular pitch [degree] which is the rotation angle between two adjacent sampling time points in the coordinate system indicating the phase at the time of sampling by the AD converter in the rotation circle which is the locus of the points rotating around the rotation axis.
  • the third acquisition unit Acquired by the third acquisition unit that acquires the upper limit pitch, which is the upper limit value, the rotation speed acquired by the first acquisition unit, the upper limit cycle acquired by the second acquisition unit, and the third acquisition unit.
  • the AD converter is set so that the set value of the angle pitch is equal to or less than the upper limit pitch during the period required for the rotating body to rotate N in the processing cycle equal to or less than the upper limit cycle.
  • N and (360 / ps) are integers of 2 or more when the set value is ps. And they are both basic.
  • the AD converter can be used. Even when a low value is set as the sampling frequency, the user can be made aware of the sampling frequency and the processing cycle for generating the digital signal at a larger number of measurement points on the rotating circle. Therefore, in a system that generates a digital signal by sampling an analog signal output from a sensor attached to a cutting tool, the digital signal can be generated more efficiently.
  • the processing apparatus is output from a first acquisition unit that acquires the rotation speed [rpm] of a rotating body that rotates about a rotation axis, and a sensor attached to a cutting tool.
  • a second acquisition unit that acquires the upper limit of the processing cycle, which is the cycle of performing predetermined processing using the digital signal generated by the AD converter that samples the analog signal, and the sampling frequency set by the user.
  • the fourth acquisition unit that acquires the set frequency, the rotation speed acquired by the first acquisition unit, the upper limit cycle acquired by the second acquisition unit, and the acquisition by the fourth acquisition unit.
  • a display processing unit that displays information that can recognize the distribution status of the phase at the time of sampling when the AD converter performs sampling according to the set frequency in the upper limit period based on the set frequency is provided. ..
  • the sampling frequency set by the user by the method of displaying information that can recognize the distribution status of the phase at the time of sampling when the AD converter performs sampling according to the sampling frequency set by the user. Since the user can visually recognize the distribution state of the measurement points in the case of sampling according to the above, it is possible to prompt the user to change the sampling frequency, for example, when the sampling frequency set by the user is inappropriate. Therefore, in a system that generates a digital signal by sampling an analog signal output from a sensor attached to a cutting tool, the digital signal can be generated more efficiently.
  • the processing method according to the embodiment of the present disclosure is a processing method in a processing apparatus, which is a step of acquiring the rotation speed [rpm] of a rotating body rotating about a rotation axis, and is attached to a cutting tool.
  • the step of acquiring the upper limit cycle of the processing cycle which is the cycle of performing predetermined processing using the digital signal generated by the AD converter that samples the analog signal output from the sensor, and the rotating body.
  • An angular pitch [ Based on the step of acquiring the upper limit pitch which is the upper limit value of [degree], the acquired rotation speed, the upper limit cycle, and the upper limit pitch, the rotating body rotates N times in the processing cycle equal to or less than the upper limit cycle.
  • the setting includes a step of displaying the sampling frequency and the processing cycle for the AD converter to perform sampling so that the set value of the angle pitch becomes equal to or less than the upper limit pitch during the period required for the above.
  • N and (360 / ps) are integers of 2 or more and are prime to each other.
  • the AD converter can be used. Even when a low value is set as the sampling frequency, the user can be made aware of the sampling frequency and the processing cycle for generating the digital signal at a larger number of measurement points on the rotating circle. Therefore, in a system that generates a digital signal by sampling an analog signal output from a sensor attached to a cutting tool, the digital signal can be generated more efficiently.
  • the processing method according to the embodiment of the present disclosure is a processing method in a processing apparatus, which is a step of acquiring the rotation speed [rpm] of a rotating body rotating about a rotation axis, and is attached to a cutting tool.
  • the step of acquiring the upper limit of the processing cycle which is the cycle of performing predetermined processing using the digital signal generated by the AD converter that samples the analog signal output from the sensor, and the step set by the user.
  • the AD converter performs sampling according to the set frequency in the upper limit cycle based on the step of acquiring the set frequency which is the sampling frequency and the acquired rotation speed, the upper limit cycle and the set frequency. It includes a step of displaying information that can recognize the distribution status of the phase at the time of sampling.
  • the sampling frequency set by the user by the method of displaying information that can recognize the distribution status of the phase at the time of sampling when the AD converter performs sampling according to the sampling frequency set by the user. Since the user can visually recognize the distribution state of the measurement points in the case of sampling according to the above, it is possible to prompt the user to change the sampling frequency, for example, when the sampling frequency set by the user is inappropriate. Therefore, in a system that generates a digital signal by sampling an analog signal output from a sensor attached to a cutting tool, the digital signal can be generated more efficiently.
  • the processing program according to the embodiment of the present disclosure is a processing program used in the processing apparatus, and is the first acquisition in which the computer acquires the rotation speed [rpm] of the rotating body rotating about the rotation axis. Acquires the upper limit of the processing cycle, which is the cycle for performing predetermined processing using the digital signal generated by the AD converter that samples the analog signal output from the unit and the sensor attached to the cutting tool. Two sampling units adjacent to each other in the second acquisition unit and the coordinate system indicating the phase at the time of sampling by the AD converter in the rotation circle which is the locus of points rotating around the rotation axis with the rotation of the rotating body.
  • the third acquisition unit that acquires the upper limit pitch, which is the upper limit value of the angle pitch [degree], which is the rotation angle between time points, and the rotation number acquired by the first acquisition unit, acquired by the second acquisition unit.
  • the angle pitch is set in the period required for the rotating body to rotate N in the processing cycle equal to or less than the upper limit cycle.
  • It is a program for functioning as a display processing unit for displaying the sampling frequency and the processing cycle for the AD converter to perform sampling so that the value is equal to or less than the upper limit pitch, and the set value is set.
  • N and (360 / ps) are integers of 2 or more and are prime to each other.
  • the AD converter is configured to display the sampling frequency and processing cycle for sampling so that the set value of the angle pitch is equal to or less than the upper limit pitch during the period required for the rotating body to rotate N times. Even when a low value is set as the sampling frequency, the user can be made aware of the sampling frequency and the processing cycle for generating the digital signal at a larger number of measurement points on the rotating circle. Therefore, in a system that generates a digital signal by sampling an analog signal output from a sensor attached to a cutting tool, the digital signal can be generated more efficiently.
  • the processing program according to the embodiment of the present disclosure is a processing program used in a physical device, and is the first acquisition of acquiring the rotation speed [rpm] of a rotating body rotating about a rotation axis of a computer. Acquires the upper limit of the processing cycle, which is the cycle for performing predetermined processing using the digital signal generated by the AD converter that samples the analog signal output from the frequency and the sensor attached to the cutting tool.
  • the second acquisition unit, the fourth acquisition unit that acquires the set frequency that is the sampling frequency set by the user, the rotation speed acquired by the first acquisition unit, and the said acquisition by the second acquisition unit.
  • the sampling frequency set by the user is configured to display information that can recognize the distribution status of the phase at the time of sampling when the AD converter performs sampling according to the sampling frequency set by the user. Since the user can visually recognize the distribution state of the measurement points in the case of sampling according to the above, it is possible to prompt the user to change the sampling frequency, for example, when the sampling frequency set by the user is inappropriate. Therefore, in a system that generates a digital signal by sampling an analog signal output from a sensor attached to a cutting tool, the digital signal can be generated more efficiently.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a processing system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the processing system 301 includes a cutting tool 101, a strain sensor 20, an AD converter 21, a battery 22, a wireless communication device 23, a processing device 201, and a display device 211.
  • the display device 211 is connected to the processing device 201, for example, by wire.
  • the processing system 301 is an example of a display system.
  • the processing device 201 is an example of a processing unit in the processing system 301.
  • the cutting tool 101 is a rolling tool and is an example of a rotating body.
  • the strain sensor 20 is attached to the cutting tool 101.
  • the cutting tool 101 is an end mill used in a machine tool such as a milling machine, and is used for milling an object to be cut made of metal or the like.
  • the cutting tool 101 is, for example, an end mill with a replaceable cutting edge.
  • the cutting tool 101 is used in a state of being held by a tool holder 210 such as an arbor.
  • the cutting tool 101 includes a shaft portion 10, a housing 24, and a blade mounting portion 12.
  • the shaft portion 10 includes a shank portion 11.
  • the housing 24 is shown by a two-dot chain line, which is an imaginary line.
  • the blade mounting portion 12 is provided on the tip side of the shaft portion 10 of the cutting tool 101.
  • the blade mounting portion 12 includes, for example, four blade fixing portions 13.
  • a tip 14 is attached to each blade fixing portion 13.
  • the blade mounting portion 12 may be configured to include one, two, or four or more blade fixing portions 13.
  • the tool holder 210 is attached to the spindle 220 of the machine tool.
  • the spindle 220 has a columnar shape and applies a rotational force to the tool holder 210.
  • the tool holder 210 is a columnar member arranged on an extension of the spindle 220. Specifically, the upper end of the tool holder 210 is held by the spindle 220. Further, the lower end portion of the tool holder 210 holds the shank portion 11 of the cutting tool 101.
  • the strain sensor 20 is attached to the peripheral surface of the shaft portion 10 via an adhesive or an adhesive.
  • the strain sensor 20 may be attached to the peripheral surface of the tool holder 210.
  • the housing 24 houses the strain sensor 20. Specifically, the housing 24 includes a bottom plate portion and a side wall portion (not shown). The housing 24 covers the strain sensor 20 from below and from the side.
  • the AD converter 21, the battery 22, and the wireless communication device 23 are housed in the housing 24.
  • the AD converter 21, the battery 22, and the wireless communication device 23 are fixed to the bottom plate portion or the side wall portion of the housing 24.
  • the wireless communication device 23 includes, for example, a communication circuit such as a communication IC (Integrated Circuit).
  • the battery 22 is connected to the strain sensor 20, the AD converter 21, and the wireless communication device 23 via a power line (not shown).
  • the battery 22 supplies electric power to the strain sensor 20, the AD converter 21, and the wireless communication device 23 via the power line.
  • the power line is provided with a switch for switching the power supply on and off.
  • the processing system 301 includes three strain sensors 20.
  • the processing system 301 may be configured to include a smaller number of strain sensors 20 than the number of chips 14 in the cutting tool 101, or may include a larger number of strain sensors 20 than the number of chips 14 in the cutting tool 101. May be. Further, the processing system 301 may be configured to include a strain sensor 20 having a number that does not correlate with the number of chips 14 in the cutting tool 101.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a cutting tool according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • strain sensors 20A, 20B, and 20C are provided on the shaft portion 10 as strain sensors 20.
  • the strain sensor 20B is provided at a position deviated by 90 ° from the position where the strain sensor 20C is provided in the circumferential direction of the shaft portion 10.
  • the strain sensor 20A is provided at a position deviated by 90 ° from the position where the strain sensor 20B is provided in the circumferential direction of the shaft portion 10.
  • the strain sensors 20A and 20C are provided at positions that are point-symmetrical with respect to the rotating shaft 17 of the shaft portion 10.
  • the strain sensors 20A, 20B, and 20C may be provided at the same position in the direction along the rotation axis 17 of the shaft portion 10, or may be provided at different positions from each other, for example.
  • the strain sensors 20A, 20B, and 20C may be provided on the peripheral surface of the shaft portion 10 or the tool holder 210, for example, as described above, regardless of the position of the blade mounting portion 12. That is, the strain sensors 20A, 20B, and 20C do not need to be provided at positions along the rotation shaft 17 from the blade fixing portion 13 on the peripheral surface of the shaft portion 10 or the tool holder 210.
  • the direction from the rotating shaft 17 to the position where the strain sensor 20A is provided is referred to as the X direction in the plane orthogonal to the rotating shaft 17, and from the rotating shaft 17 to the position where the strain sensor 20B is provided.
  • the direction of is referred to as the Y direction.
  • the strain sensor 20 rotates around the rotation axis 17 as the cutting tool 101 rotates.
  • the locus of the strain sensor 20A during rotation of the cutting tool 101 is also referred to as a rotation circle SR.
  • the rotating circle SR is, for example, the locus of the center of the contact surface of the strain sensor 20A with the cutting tool 101 when the cutting tool 101 is rotating.
  • FIG. 3 is an arrow view showing the configuration of the cutting tool according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is an arrow view seen from the direction III in FIG.
  • the blade mounting portion 12 includes the blade fixing portions 13A, 13B, 13C, 13D as the blade fixing portion 13.
  • the blade fixing portions 13A, 13B, 13C, and 13D are provided at positions displaced by 90 ° clockwise in the circumferential direction of the blade mounting portion 12 in this order.
  • Chips 14A, 14B, 14C, 14D are attached to the blade fixing portions 13A, 13B, 13C, 13D as chips 14, respectively.
  • Each of the inserts 14A, 14B, 14C, 14D has a cutting edge.
  • the chip 14 is, for example, a throw-away chip.
  • the tip 14 is attached to the blade fixing portion 13 by, for example, screwing.
  • the tip 14 may be fixed to the blade fixing portion 13 by means other than screwing.
  • the cutting tool 101 may be a so-called solid end mill provided with a cutting blade integrated with the shaft portion 10 instead of the blade mounting portion 12.
  • the strain sensor 20 measures a physical quantity indicating a state related to the load of the cutting tool 101 during cutting. More specifically, the strain sensor 20 measures the shear strain ⁇ of the shaft portion 10 as a physical quantity indicating a state relating to the load of the cutting tool 101 during cutting.
  • the strain sensor 20 measures the shear strain ⁇ in the period from the time ts, which is the start time of cutting, to the time te, which is the end time, and displays an analog signal at a level corresponding to the shear strain ⁇ via a signal line (not shown). Is transmitted to the AD converter 21.
  • the AD converter 21 generates a sensor measurement value which is a digital signal by sampling an analog signal output from the strain sensor 20. More specifically, the AD converter 21 generates a sensor measurement value sx by AD-converting the analog signal of the shear strain ⁇ received from the strain sensor 20A, and outputs the analog signal of the shear strain ⁇ received from the strain sensor 20B.
  • the sensor measurement value sy is generated by AD conversion
  • the sensor measurement value sr is generated by AD conversion of the analog signal of the shear strain ⁇ received from the strain sensor 20C.
  • the AD converter 21 assigns a time stamp indicating the sampling time to the generated sensor measurement values sx, sy, sr, and stores the sensor measurement values sx, sy, sr to which the time stamp is attached in a storage unit (not shown).
  • the wireless communication device 23 acquires one or a plurality of sets of sensor measurement values sx, sy, sr from the storage unit at a predetermined cycle, and identifies the acquired sensor measurement values sx, sy, sr and the corresponding strain sensor 20.
  • a radio signal including information is generated, and the generated radio signal is transmitted to the processing device 201.
  • the sampling frequency when the AD converter 21 samples an analog signal is variable.
  • the user performs an operation of setting the sampling frequency of the AD converter 21 by operating an adjustment unit (not shown) in the AD converter 21 before starting the cutting process.
  • the AD converter 21 samples an analog signal received from the strain sensor 20 according to a sampling frequency set by the user.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a processing apparatus in the processing system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the processing device 201 includes a wireless communication unit 110, a reception unit 120, an acquisition unit 130, a processing unit 140, an analysis unit 150, and a storage unit 170.
  • the acquisition unit 130 includes a rotation speed acquisition unit 131, a cycle acquisition unit 132, a pitch acquisition unit 133, and a frequency acquisition unit 134.
  • the processing unit 140 is an example of a display processing unit.
  • the rotation speed acquisition unit 131 is an example of the first acquisition unit.
  • the cycle acquisition unit 132 is an example of the second acquisition unit.
  • the pitch acquisition unit 133 is an example of the third acquisition unit.
  • the frequency acquisition unit 134 is an example of the fourth acquisition unit.
  • the wireless communication unit 110 is realized by a communication circuit such as a communication IC.
  • the acquisition unit 130, the processing unit 140, and the analysis unit 150 are realized by, for example, a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and a DSP (Digital Signal Processor).
  • the storage unit 170 is, for example, a non-volatile memory.
  • the reception unit 120 is an input device such as a mouse and a keyboard, receives an operation performed by the user on the display image DS1 displayed on the display device 211, which will be described later, and generates and acquires information indicating the received operation content. Output to unit 130.
  • the wireless communication unit 110 acquires the measurement result of the physical quantity indicating the state related to the load of the cutting tool 101 at the time of cutting, which is the measurement result of the strain sensor 20. More specifically, the wireless communication unit 110 wirelessly communicates with the wireless communication device 23 stored in the housing 24 of the cutting tool 101.
  • the wireless communication device 23 and the wireless communication unit 110 are, for example, compliant with ZigBee (registered trademark) compliant with IEEE 802.15.4, Bluetooth® compliant with IEEE 802.15.1, and IEEE 802.15.3a. Wireless communication is performed using a communication protocol such as UWB (Ultra Wide Band). A communication protocol other than the above may be used between the wireless communication device 23 and the wireless communication unit 110.
  • the wireless communication unit 110 acquires sensor measurement values sx, sy, sr and identification information from the wireless signal received from the wireless communication device 23. Then, the wireless communication unit 110 stores the sensor measurement values sx, sy, sr in the storage unit 170 in association with the identification information.
  • the analysis unit 150 performs a process of generating two-dimensional data D for each sampling time regarding the load in the two directions received by the cutting tool 101 based on the sensor measurement values sx, sy, and sr generated by the AD converter 21. ..
  • the analysis unit 150 determines the sampling time for the load in two directions in the plane perpendicular to the rotation axis 17 based on the sensor measurement values sx, sy, sr stored in the storage unit 170 by the wireless communication unit 110. Generates two-dimensional data D for each.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing a cutting tool according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the object to be cut is in the cutting resistance acting surface 18 which is a plane perpendicular to the rotation axis 17 and passes through the cutting edge of the chip 14.
  • a load that is, a cutting resistance F [N] is applied to the cutting edge.
  • the analysis unit 150 generates two-dimensional data D indicating the load Fx in the X direction and the load Fy in the Y direction received by the cutting tool 101 on the cutting resistance acting surface 18 based on the sensor measurement values sx, sy, and sr. .. Further, for example, the analysis unit 150 calculates the load Fz in the Z direction and the moment Mz around the Z direction based on the sensor measurement values sx, sy, and sr.
  • the storage unit 170 uses a conversion formula for converting the sensor measured values sx, sy, sr into loads Fx, Fy, Fz and a conversion formula for converting the sensor measured values sx, sy, sr into moment Mz.
  • these conversion formulas are prepared in advance using the techniques described in Patent Documents 5 and 6, and the like. More specifically, these conversion equations are transformation matrices created in advance based on the sensor measurement values sx, sy, and sr obtained when a known load is applied to the cutting tool 101.
  • the analysis unit 150 calculates the loads Fx and Fy based on the sensor measurement values sx, sy, sr and the transformation matrix in the storage unit 170, and generates two-dimensional data D indicating the calculated loads Fx and Fy.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of two-dimensional data generated by the analysis unit in the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the two-dimensional data D generated by the analysis unit 150 when cutting is performed using the cutting tool 101 the vertical axis is the load Fy [N]
  • the horizontal axis is the load Fx [N]. Yes, and it is shown on the two-dimensional coordinates C1 with the rotation axis 17 as the origin.
  • the analysis unit 150 sequentially calculates the loads Fx, Fy, Fz and the moment Mz, and generates the two-dimensional data D. More specifically, the analysis unit 150 calculates the load Fx, Fy, Fz and the moment Mz each time the sensor measurement values sx, sy, sr are stored in the storage unit 170 by the wireless communication unit 110, and the two-dimensional data D. Is generated, and the calculated loads Fx, Fy, Fz, moment Mz, and the generated two-dimensional data D are stored in the storage unit 170.
  • the analysis unit 150 performs a process of displaying the two-dimensional data D based on the sensor measurement values sx, sy, and sr generated by the AD converter 21. More specifically, when the two-dimensional data D is generated, the analysis unit 150 performs a process of displaying the two-dimensional coordinates C1 including the generated two-dimensional data D on the display device 211. Every time the analysis unit 150 generates the two-dimensional data D, the analysis unit 150 performs an update process of updating the two-dimensional data D in the two-dimensional coordinates C1 displayed on the display device 211 to the generated two-dimensional data D.
  • the update process is an example of a predetermined process.
  • the analysis unit 150 uses the sensor measurement values sx, sy, and sr generated by the AD converter 21 to perform a determination process regarding an abnormality in the cutting process using the cutting tool 101. More specifically, when an abnormality such as a chip 14 is missing in the cutting tool 101, the sensor measurement values sx, sy, and sr change due to the occurrence of the abnormality.
  • the analysis unit 150 analyzes the sensor measurement values sx, sy, and sr stored in the storage unit 170 by the wireless communication unit 110, and performs a determination process based on the analysis result. Then, the analysis unit 150 performs a process of displaying the determination result on the display device 211.
  • the determination process is an example of a predetermined process.
  • FIG. 7 shows an example of the position of the strain sensor 20 at the time of sampling by the AD converter in the processing system according to the comparative example of the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 shows two-dimensional coordinates with the rotation axis 17 as the origin of the measurement point MP indicating the position of the strain sensor 20A at the time of sampling in the plane perpendicular to the rotation axis 17 in the period required for the cutting tool 101 to rotate a plurality of times. It is shown on C2.
  • the cutting tool 101 rotates at the rotation speed S1
  • the AD converter 21 performs sampling at the sampling frequency F1
  • the angle of rotation p between two adjacent measurement points MP in the two-dimensional coordinate C2 that is, the angle of rotation between two adjacent sampling time points, is 45 degrees. This is because the AD converter 21 performs sampling eight times in the period required for the cutting tool 101 to make one rotation, and the measurement point MPn at the nth rotation of the cutting tool 101 and the (n + 1) rotation of the cutting tool 101. This is because the measurement point MP (n + 1) overlaps with the two-dimensional coordinate C2.
  • n is an integer of 1 or more.
  • the sensor measurement value sx generated by the AD converter 21 is the sensor measurement value sx at the eight limited measurement points MP even when the measurement result by the strain sensor 20A is continuously acquired for a long period of time. Only. The same applies to the measurement results of the strain sensors 20B and 20C. Therefore, for example, when the determination process is performed using the sensor measurement values sx, sy, sr, it may not be possible to accurately determine the abnormality in the cutting process.
  • the rotation angle between two adjacent measurement points MP at the two-dimensional coordinate C2 is 1 degree. This is because the AD converter 21 samples 360 times during the period in which the cutting tool 101 makes one rotation, and the measurement point MP at the nth rotation of the cutting tool 101 and the measurement point MP at the (n + 1) rotation of the cutting tool 101. This is because and overlap at the two-dimensional coordinate C2.
  • the processing system 301 it is possible to generate sensor measurement values sx at a larger number of measurement point MPs at a lower sampling frequency by the following configuration.
  • a specific description will be given.
  • the rotation speed acquisition unit 131 acquires the rotation speed S [rpm] of the cutting tool 101, which is a rotating body that rotates around the rotation shaft 17. More specifically, the rotation speed acquisition unit 131 acquires the rotation speed S of the cutting tool 101 set in the machine tool before the start of cutting.
  • the cycle acquisition unit 132 is an upper limit value of the processing cycle T, which is a cycle for performing predetermined processing such as the above-mentioned determination processing and update processing using the sensor measurement values sx, sy, and sr generated by the AD converter 21.
  • the upper limit cycle Tmax is acquired. More specifically, the cycle acquisition unit 132 acquires the upper limit cycle Tmax set by the user before the start of cutting.
  • the pitch acquisition unit 133 is an upper limit of the angle pitch p [degree], which is the rotation angle between two adjacent sampling time points in the coordinate system indicating the phase at the time of sampling by the AD converter 21 in the rotating circle SR. Acquire the pitch pmax. More specifically, the pitch acquisition unit 133 acquires the upper limit pitch pmax set by the user before the start of cutting.
  • the frequency acquisition unit 134 acquires a set frequency Forg, which is a sampling frequency set by the user. More specifically, the frequency acquisition unit 134 acquires a set frequency Forg set by the user before the start of cutting. For example, the frequency acquisition unit 134 further acquires the upper limit frequency Fmax, which is the upper limit value in the AD converter 21.
  • the upper limit frequency Fmax is, for example, an upper limit value in the specifications of the AD converter 21.
  • the processing unit 140 displays the display image DS1 for receiving the settings of the rotation speed S, the upper limit period Tmax, the upper limit pitch pmax, the set frequency Forg, and the upper limit frequency Fmax on the display device 211 before the start of the cutting process. I do.
  • FIG. 8 shows an example of a display image displayed on a display device in the processing system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the display image DS1 includes text boxes Tb1 to Tb5, areas Rg1 to Rg13, buttons Bt1 and graph display areas G1 and G2.
  • the user Before starting the cutting process, the user performs an operation of inputting, for example, the upper limit frequency Fmax described in the specifications of the AD converter 21 into the text box Tb1. Further, the user sets the rotation speed S of the cutting tool 101 in the machine tool before starting the cutting process, and inputs the set rotation speed S to the text box Tb2. Further, the user determines the set frequency Forg before the start of the cutting process, and inputs the determined set frequency Forg to the text box Tb3. Further, before the start of the cutting process, the user determines the upper limit cycle Tmax based on the cycle in which the above-mentioned determination process and update process should be performed, and inputs the determined upper limit cycle Tmax into the text box Tb4.
  • the user determines the upper limit pitch pmax based on the accuracy required for the determination process, and inputs the determined upper limit pitch pmax to the text box Tb5.
  • the reception unit 120 receives the operation of clicking the button Bt1 by the user and performs the following processing. That is, the reception unit 120 generates the upper limit frequency information indicating the upper limit frequency Fmax input to the text box Tb1 and outputs it to the frequency acquisition unit 134. Further, the reception unit 120 generates rotation speed information indicating the rotation speed S input to the text box Tb2 and outputs the rotation speed information to the rotation speed acquisition unit 131. Further, the reception unit 120 generates the set frequency information indicating the set frequency Forg input to the text box Tb3 and outputs it to the frequency acquisition unit 134. Further, the reception unit 120 generates the upper limit cycle information indicating the upper limit cycle Tmax input to the text box Tb4 and outputs it to the cycle acquisition unit 132. Further, the reception unit 120 generates the upper limit pitch information indicating the upper limit pitch pmax input to the text box Tb5 and outputs it to the pitch acquisition unit 133.
  • the rotation speed acquisition unit 131 stores the rotation speed information received from the reception unit 120 in the storage unit 170.
  • the cycle acquisition unit 132 stores the upper limit cycle information received from the reception unit 120 in the storage unit 170.
  • the pitch acquisition unit 133 stores the upper limit pitch information received from the reception unit 120 in the storage unit 170.
  • the frequency acquisition unit 134 stores the upper limit frequency information and the set frequency information received from the reception unit 120 in the storage unit 170.
  • the processing unit 140 performs a determination process for determining the sampling frequency F and the processing cycle T in the AD converter 21 before the start of the cutting process. Then, the processing unit 140 performs display processing for displaying the determined sampling frequency F, the processing cycle T, and the like on the display device 211.
  • the processing unit 140 is equal to or less than the upper limit cycle Tmax based on the rotation speed S acquired by the rotation speed acquisition unit 131, the upper limit cycle Tmax acquired by the cycle acquisition unit 132, and the upper limit pitch pmax acquired by the pitch acquisition unit 133.
  • the sampling frequency F and the processing for the AD converter 21 to perform sampling so that the set value ps of the angle pitch p becomes equal to or less than the upper limit pitch pmax during the period required for the cutting tool 101 to rotate N times.
  • N and (360 / ps) are integers of 2 or more and are relatively prime.
  • the processing unit 140 determines the sampling frequency F equal to or lower than the upper limit frequency Fmax acquired by the frequency acquisition unit 134.
  • the processing unit 140 acquires rotation speed information, upper limit period information, upper limit pitch information, and upper limit frequency information from the storage unit 170.
  • the processing unit 140 determines the set value ps of the angle pitch p based on the acquired upper limit pitch information. For example, the processing unit 140 determines a set value ps that is equal to or less than the upper limit pitch pmax indicated by the upper limit pitch information and that (360 / ps) is an integer of 2 or more. As an example, the processing unit 140 determines the set value ps as "1" when the upper limit pitch pmax indicated by the upper limit pitch information is 1 degree.
  • the processing unit 140 determines the value of the integer N such that the integer N and (360 / ps) are relatively prime. Specifically, when the processing unit 140 determines that the set value ps is "1", it includes 7 or more prime numbers such as 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, and 77, and the relevant prime numbers. Select the value of the integer N from the product of the prime numbers. When the processing unit 140 determines the set value ps and the integer N, the processing unit 140 determines the sampling frequency F and the processing cycle T based on the determined set values ps and the integer N.
  • the processing unit 140 determines a value of an integer N satisfying the following equations (1) to (4), and determines a sampling frequency F and a processing cycle T based on the determined value of N.
  • F (6 ⁇ S) / (N ⁇ ps) ⁇ ⁇ ⁇ (1)
  • T (60 ⁇ N) / S ⁇ ⁇ ⁇ (2) T ⁇ Tmax ⁇ ⁇ ⁇ (3)
  • the processing unit 140 is an integer such that the processing cycle T is equal to or less than the upper limit cycle Tmax indicated by the acquired upper limit cycle information, and the sampling frequency F is equal to or less than the upper limit frequency Fmax indicated by the acquired upper limit frequency information. Determine the value of N. Then, the processing unit 140 determines the sampling frequency F represented by the equation (1) and the processing cycle T represented by the equation (2) based on the determined integer N.
  • the processing unit 140 determines the sampling frequency F and the processing cycle T so as to satisfy N ⁇ ps ⁇ 180. In this way, it is more efficient to determine the sampling frequency F and the processing cycle T so that the rotation angle between the two measurement points MP corresponding to the two temporally continuous sampling points is less than 180 degrees.
  • Sensor measurement values sx, sy, sr can be generated.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the relationship between the integer N and the sampling frequency that can be selected in the processing unit of the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of the relationship between the integer N and the processing cycle that can be selected in the processing unit of the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the vertical axis is the sampling frequency F
  • the horizontal axis is the value of the integer N.
  • the vertical axis is the processing cycle T
  • the horizontal axis is the value of the integer N.
  • the sampling frequency F is inversely proportional to the integer N as represented by equation (1)
  • the processing cycle T is expressed by equation (2). Directly proportional.
  • the rotation speed S is 10000 rpm
  • the upper limit frequency Fmax is 2000 Hz
  • the upper limit cycle Tmax is 1 second
  • the set value ps is 1 degree.
  • the dashed lines in FIGS. 9 and 10 indicate the upper limit frequency Fmax and the upper limit period Tmax, respectively.
  • the processing unit 140 has a sampling frequency F in FIG. 9 as a value of an integer N satisfying the equations (1) to (4) in a range of the broken line or less, and the processing cycle T in FIG. 10 is in the broken line or less. Select a value within the range of.
  • the maximum value of the integer N in the range where the processing cycle T in FIG. 10 is equal to or less than the broken line is 163.
  • the processing unit 140 selects a value of the integer N, such as 31, 37, 41, 43, 47, 77, etc., consisting of 7 or more prime numbers and 31 or more and 163 or less of the products of the prime numbers. Select from the candidates.
  • the processing unit 140 determines the smallest value among the values that can be selected as the processing cycle T as the processing cycle T. More specifically, the processing unit 140 selects "31" from the above selection candidates as the value of the integer N in order to set the processing cycle T to the smallest value. Then, the processing unit 140 determines the processing cycle T to be "0.186 seconds" based on the equation (2). Further, the processing unit 140 determines the sampling frequency F to be "1935.48 Hz" based on the equation (1).
  • FIG. 11 is a diagram showing another example of the relationship between the integer N and the sampling frequency that can be selected in the processing unit of the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a diagram showing another example of the relationship between the integer N and the processing cycle that can be selected in the processing unit of the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the vertical axis is the sampling frequency F
  • the horizontal axis is the value of the integer N.
  • the vertical axis is the processing cycle T
  • the horizontal axis is the value of the integer N.
  • the rotation speed S is 2000 rpm
  • the upper limit frequency Fmax is 2000 Hz
  • the upper limit period Tmax is 1 second
  • the set value ps is 1 degree.
  • the dashed lines in FIGS. 11 and 12 indicate the upper limit frequency Fmax and the upper limit period Tmax, respectively.
  • the processing unit 140 has a sampling frequency F in FIG. 11 as a value of an integer N satisfying the equations (1) to (4) in a range of the broken line or less, and the processing cycle T in FIG. 12 is in the broken line or less. Select a value within the range of. That is, the processing unit 140 is composed of 7 or more prime numbers such as 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29 and 31, and 31 or less of the products of the prime numbers as the value of the integer N. Select from the selection candidates.
  • the processing unit 140 selects "7" from the above selection candidates as the value of the integer N in order to set the processing cycle T to the smallest value. Then, the processing unit 140 determines the processing cycle T to be "0.21 seconds” based on the equation (2). Further, the processing unit 140 determines the sampling frequency F to be "1714.2857 Hz" based on the equation (1).
  • FIG. 13 shows an example of the position of the strain sensor at the time of sampling by the AD converter in the processing system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the region PA in FIG. 13 is an enlarged view of the region pa.
  • FIG. 13 shows the measurement point MP in the period required for the cutting tool 101 to rotate 7 times when the AD converter 21 performs sampling according to the sampling frequency F “1714.2857 Hz” determined by the processing unit 140. It is shown on the two-dimensional coordinates C2.
  • the measurement point MP7 at the second rotation of the cutting tool 101, the measurement point MP4 at the fourth rotation of the cutting tool 101, and the measurement point MP6 at the sixth rotation of the cutting tool 101 are on the two-dimensional coordinate C2 in this order. They are lined up. In this way, the measurement point MPn at the nth rotation of the cutting tool 101 and the measurement point MP (n + 1) at the (n + 1) rotation of the cutting tool 101 do not overlap at the two-dimensional coordinate C2, so that the cutting tool 101 rotates seven times. It is possible to pseudo-generate the sensor measurement values sx, sy, sr for one round of the strain sensor 20 corresponding to a large number of measurement point MPs in the period required for the measurement.
  • the angle of rotation between the two measurement points MP corresponding to two temporally continuous sampling points that is, the angle of rotation between the two adjacent measurement points MPn is expressed by N ⁇ ps and is concrete. Is 7 degrees.
  • FIG. 14 is a diagram showing another example of the relationship between the integer N and the sampling frequency that can be selected in the processing unit of the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 15 is a diagram showing another example of the relationship between the integer N and the processing cycle that can be selected in the processing unit of the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the vertical axis is the sampling frequency F
  • the horizontal axis is the value of the integer N.
  • the vertical axis is the processing cycle T
  • the horizontal axis is the value of the integer N.
  • the rotation speed S is 10000 rpm
  • the upper limit frequency Fmax is 2000 Hz
  • the upper limit period Tmax is 1 second
  • the set value ps is 0.5 degrees.
  • the dashed lines in FIGS. 14 and 15 indicate the upper limit frequency Fmax and the upper limit period Tmax, respectively.
  • the processing unit 140 has a sampling frequency F in FIG. 14 as a value of an integer N satisfying the equations (1) to (4) in a range of the broken line or less, and the processing cycle T in FIG. 15 is in the broken line or less. Select a value within the range of.
  • the maximum value of the integer N in the range where the processing cycle T in FIG. 15 is equal to or less than the broken line is 163.
  • the processing unit 140 has a numerical value of 61 or more and 163 or less among the prime numbers of 7 or more and the product of the prime numbers such as 61, 67, 71, 73, 77, 79 and 83 as the value of the integer N. Select from among the selection candidates.
  • the processing unit 140 selects "61" from the above selection candidates as the value of the integer N in order to set the processing cycle T to the smallest value. Then, the processing unit 140 determines the processing cycle T to be "0.366 seconds” based on the equation (2). Further, the processing unit 140 determines the sampling frequency F to be "1967.21 Hz” based on the equation (1).
  • each of the determined values is stored in the storage unit 170.
  • the processing unit 140 has determined that the sampling frequency F is "1714.2857 Hz" in the example described with reference to, for example, FIGS. 11 and 12, but due to the specifications of the AD converter 21, the AD converter 21 is used. It may not be possible to finely set the sampling frequency to the right of the decimal point.
  • the processing unit 140 may determine the value after rounding of the sampling frequency calculated based on the equation (1) as the sampling frequency F. Specifically, the processing unit 140 may determine "1714 Hz", which is a value obtained by rounding off the first decimal place of the sampling frequency calculated based on the equation (1), as the sampling frequency F.
  • FIG. 16 shows an example of the position of the strain sensor at the time of sampling by the AD converter in the processing system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the region PA in FIG. 16 is an enlarged view of the region pa.
  • FIG. 16 shows two-dimensional measurement point MP in the period required for the cutting tool 101 to rotate seven times when the AD converter 21 samples according to the sampling frequency F “1714 Hz” determined by the processing unit 140. It is shown on the coordinate C2.
  • the AD converter 21 samples according to “1714 Hz”, which is the value after rounding of the sampling frequency calculated based on the integer N, according to “1714.2857 Hz”.
  • the angle pitch p varies as compared with the case of sampling.
  • the measurement point MPn at the nth rotation of the cutting tool 101 and the measurement point MP (n + 1) at the (n + 1) rotation of the cutting tool 101 are two-dimensional as shown in FIG. Compared with the case where the coordinates C2 overlap, the sensor measured values sx, sy, and sr can be efficiently generated.
  • the processing unit 140 obtains the maximum value pb1, the average value pb2, and the minimum value pb3 of the angle pitch p when sampling is performed according to the sampling frequency F “1714 Hz” after the fraction processing by performing a simulation. , Each obtained value is stored in the storage unit 170.
  • the processing unit 140 may be configured to determine a new sampling frequency F and a new processing cycle T by performing determination processing again when the maximum value pb1 is larger than the upper limit pitch pmax. More specifically, the processing unit 140 selects another integer N so that the maximum value pb1 is equal to or less than the upper limit pitch pmax, and sets another sampling frequency F and another processing cycle T based on the selected integer N. Perform the redetermination process to determine. For example, the user performs an operation of setting that the maximum value pb1 should be equal to or less than the upper limit pitch pmax by operating an adjustment unit (not shown) in the processing apparatus 201 in advance. The processing unit 140 performs redetermination processing when the maximum value pb1 is larger than the upper limit pitch pmax according to the user's setting.
  • FIG. 17 shows an example of a display image displayed on a display device in the processing system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the processing unit 140 performs a process of displaying the sampling frequency F and the processing cycle T determined in the determination process on the display device 211. Specifically, the processing unit 140 performs a process of displaying the determined sampling frequency F as a theoretical value in the region Rg1 in the display image DS1. Further, the processing unit 140 performs a process of displaying the sampling frequency F after the rounding as a recommended value in the region Rg2 in the display image DS1. Further, the processing unit 140 performs a process of displaying the determined processing cycle T in the area Rg3 in the display image DS1.
  • the processing unit 140 displays the rotation speed of the cutting tool 101 required to generate the sensor measurement values sx, sy, sr for one round of the strain sensor 20 in a pseudo manner, that is, the value of the integer N. Perform the process to be displayed in. Further, for example, the processing unit 140 sets the maximum value pa1, the average value pa2, and the minimum value pa3 of the angle pitch p when the AD converter 21 performs sampling according to the sampling frequency F in the regions Rg5, Rg6, and Rg7, respectively. Perform the display process.
  • the processing unit 140 sets the maximum value pb1, the average value pb2, and the minimum value pb3 of the angle pitch p when the AD converter 21 performs sampling according to the sampling frequency F after the rounding, in the region Rg8.
  • the process of displaying on Rg9 and Rg10 is performed.
  • the processing unit 140 determines the phase distribution status at the time of sampling when the AD converter 21 performs sampling according to the set frequency Forg in the upper limit period Tmax. Performs processing to display recognizable information.
  • the processing unit 140 acquires rotation speed information, upper limit period information, and set frequency information from the storage unit 170. Then, in the processing unit 140, the AD converter 21 performs sampling based on the rotation speed information, the upper limit cycle information, and the set frequency information according to the set frequency Forg indicated by the set frequency information in the period of the upper limit cycle Tmax indicated by the upper limit cycle information. In this case, the measurement point MP at the time of sampling is obtained by performing a simulation, and the two-dimensional coordinate C2A indicating the obtained measurement point MP is displayed in the graph display area G1.
  • the processing unit 140 has two adjacent coordinate systems indicating the phase at the time of sampling by the AD converter 21 in the rotation circle SR when the AD converter 21 performs sampling according to the set frequency Forg in the upper limit period Tmax. Performs a process of displaying at least one of the average value and the maximum value of the rotation angle during the sampling time. More specifically, the processing unit 140 obtains the maximum value pc1, the average value pc2, and the minimum value pc3 of the angle pitch p when the AD converter 21 performs sampling according to the set frequency Forg by performing a simulation. A process of displaying the obtained value in the regions Rg11, Rg12, and Rg13 is performed.
  • the processing unit 140 determines the phase distribution at the time of sampling when the AD converter 21 performs sampling according to the sampling frequency F during the period required for the cutting tool 101 to rotate N in the determined processing cycle T. Performs processing to display recognizable information. That is, in the processing unit 140, the AD converter 21 performs sampling according to the sampling frequency F during the period required for the cutting tool 101 to rotate N based on the rotation speed S, the upper limit period Tmax, and the upper limit pitch pmax. In this case, processing is performed to display information that can recognize the distribution status of the phase at the time of sampling.
  • the processing unit 140 simulates, for example, the measurement point MP at the time of sampling when the AD converter 21 performs sampling according to the sampling frequency F after the fraction processing in the period of the processing cycle T.
  • a process is performed in which the two-dimensional coordinates C2B indicating the obtained and obtained measurement point MP are displayed in the graph display area G2.
  • the user can use the sampling frequency F after the fraction processing displayed in the region Rg2 during the period of "0.186 seconds" which is the processing cycle T displayed in the region Rg3.
  • the AD converter 21 performs sampling according to a certain "1935 Hz”
  • 360 sensor measurement values sx, sy, sr corresponding to 360 measurement point MPs at positions separated from each other on the rotating circle SR can be obtained. Recognize.
  • the user refers to the display image DS1 and recognizes the sampling frequency to be set in the AD converter 21. More specifically, the user performs a process of setting the sampling frequency F after the rounding process in the AD converter 21, which is displayed as a recommended value in the region Rg2, for example. The user starts the cutting process after performing the process of setting the sampling frequency F in the AD converter 21.
  • the analysis unit 150 performs the determination process as a predetermined process at the timing according to the process cycle T determined by the process unit 140. More specifically, the analysis unit 150 performs determination processing for each processing cycle T based on the analysis results of the sensor measurement values sx, sy, sr stored in the storage unit 170 by the wireless communication unit 110 as described above. Then, a process of displaying the determination result on the display device 211 is performed.
  • the analysis unit 150 performs an update process for updating the two-dimensional data D at a timing according to the process cycle T determined by the process unit 140 as a predetermined process. More specifically, the analysis unit 150 generates two-dimensional data D based on the sensor measurement values sx, sy, and sr for each processing cycle T, as described above. Then, the analysis unit 150 updates the two-dimensional data D in the two-dimensional coordinates C1 displayed on the display device 211 to the generated two-dimensional data D for each processing cycle T.
  • the processing device 201 the sensor measurement values sx, sy, sr are acquired by the wireless communication unit 110, the determination processing is performed by the analysis unit 150, the two-dimensional data D is generated, and the two-dimensional data D is updated for each processing cycle T. Processing is done.
  • the analysis unit 150 performs the determination process and the update process at a timing that does not follow the processing cycle T, a plurality of sensor measurement values sx, sy, sr at some of the same measurement point MPs on the rotating circle SR are determined.
  • the sensor measurement values sx, sy, sr Since it becomes a target of processing and updating, for example, when the average value of the sensor measurement values sx, sy, sr is calculated in the judgment processing, the sensor measurement values sx, sy at the part of the measurement point MP are calculated in the average value. , Sr may be affected by unintended weighting, and it may not be possible to make an accurate determination of abnormalities in cutting. On the other hand, the sensor measurement values sx, sy, sr for one round of the strain sensor 20 simulatedly generated by the configuration in which the analysis unit 150 performs the determination process and the update process at the timing according to the processing cycle T are used.
  • the determination process and the update process can be performed, it is possible to accurately determine the abnormality of the cutting process based on, for example, the average value of the sensor measurement values sx, sy, and sr.
  • the analysis unit 150 determines some sensor measurement values sx, sy, sr in order to prevent the influence of the above weighting. It may be configured to be excluded from the targets of processing and update processing.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of two-dimensional data generated by the analysis unit in the processing apparatus according to the comparative example of the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 18 shows sampling according to “1.25 kHz”, which is a sampling frequency that does not satisfy the above equation (1) when the rotation speed S of the cutting tool 101 is set to “10000 rpm”, “12,500 rpm”, and “15000 rpm”, respectively.
  • the two-dimensional data D based on all the sensor measurement values sx, sy, sr in the entire machining period and 360 sensor measurement values sx, sy which are the sensor measurement values in a part of the machining period.
  • 2D data D based on sr is shown.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of two-dimensional data generated by the analysis unit in the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 19 shows sampling according to “1.25 kHz”, which is a sampling frequency satisfying the above equation (1), when the rotation speed S of the cutting tool 101 is set to “1458 rpm”, “3542 rpm” and “12292 rpm”, respectively.
  • Two-dimensional data D based on sr is shown.
  • the two-dimensional data D generated by the analysis unit 150 in the processing device 201 according to the comparative example shown in FIG. 18 is less measured due to the bias of the measurement point MP in the rotating circle SR. Since it is generated based on the sensor measurement values sx, sy, and sr at the point MP, it is difficult to grasp the continuity of the two-dimensional shape.
  • the two-dimensional data D generated by the analysis unit 150 in the processing device 201 shown in FIG. 18 is generated based on the sensor measurement values sx, sy, sr at more measurement points MP, and thus has a two-dimensional shape. It is possible to grasp the continuity of.
  • FIG. 20 is a diagram showing two-dimensional data generated by the analysis unit in the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure. 20 shows a two-dimensional data D in which the rotation number S in FIG. 18 corresponds to “10000 rpm”, a two-dimensional data D in which the rotation number S in FIG. 19 corresponds to “12292 rpm”, and the rotation number S in FIG. It is a figure which arranged the 2D data D corresponding to "12,500 rpm" for comparison.
  • the two-dimensional data D generated when the rotation speed S is 12292 rpm and the sampling frequency is 1.25 kHz is when the rotation speed S is 12500 rpm and the sampling frequency is 1.25 kHz.
  • the continuity of the two-dimensional shape can be grasped more accurately.
  • the sensor measurement values sx, sy, and sr can be efficiently generated by setting an appropriate sampling frequency in consideration of the relationship with the rotation speed S.
  • the angle pitch p varies.
  • the analysis unit 150 interpolates the sensor measurement values sx, sy, and sr based on the generated two-dimensional data D.
  • the analysis unit 150 inserts the sensor measurement values sx, sy, sr generated by sampling by the AD converter 21 according to the sampling frequency F after the fraction processing, thereby causing the sensor measurement values sx, sy, sr. Is converted into sensor measurement values sx, sy, sr that should be generated when the AD converter 21 samples according to the sampling frequency F before the fraction processing. More specifically, the analysis unit 150 first rearranges the time-series sensor measurement values sx, sy, and sr based on the generated two-dimensional data D.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of sensor measurement values generated by an AD converter in the processing system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 21 shows sensor measurement values sx, sy, and sr for one round of the strain sensor 20 simulatedly generated during the period required for the cutting tool 101 to rotate seven times.
  • the analysis unit 150 converts the sensor measurement values sx, sy, and sr into the first rotation, the second rotation, and the third rotation of the cutting tool 101 based on the vector information contained in the generated two-dimensional data D. It is classified into the sensor measurement values generated by the AD converter 21 at the 4th, 5th, 6th, and 7th rotations.
  • the sensor measurement values generated by the AD converter 21 at the first rotation, the second rotation, the third rotation, the fourth rotation, the fifth rotation, the sixth rotation, and the seventh rotation of the cutting tool 101 are shown in FIG. 11, respectively. It corresponds to the sensor measurement value at the measurement points MP1, MP2, MP3, MP4, MP5, MP6, MP7.
  • the analysis unit 150 performs an array process of rearranging the sensor measurement values sx, sy, and sr in the order corresponding to the rotation phase of the cutting tool 101 based on the classification result. For example, the analysis unit 150 also sorts time-series data of scalar values such as load Fz and moment Mz.
  • FIG. 22 is a diagram showing an example of sensor measurement values after array processing by the analysis unit in the processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the analysis unit 150 sets each sensor measurement value sx, sy, sr in the sensor measurement value sx, sy, sr after the arrangement processing, for example, the sensor measurement value sx, sy, sr in the arrangement order. Correction is performed using the sensor measurement values sx, sy, and sr adjacent to.
  • the analysis unit 150 stores the corrected sensor measurement values sx, sy, and sr in the storage unit 170.
  • Each device in the processing system 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.
  • the programs of these plurality of devices are stored in recording media such as an HDD (Hard Disk Drive), a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), a DVD-ROM (Digital Versaille Disk Only Memory), and a semiconductor memory, respectively. It is distributed in a state.
  • the programs of these plurality of devices can be installed from the outside. For example, the programs of these plurality of devices can be installed from the recording medium.
  • the programs of these plurality of devices can be downloaded and installed from a predetermined server or the like via a telecommunication line, a wireless communication line, a wired communication line, and a network represented by the Internet. Further, for example, the programs of these plurality of devices can be downloaded from a predetermined server or the like by data broadcasting or the like and installed.
  • FIG. 23 is a flowchart defining an example of an operation procedure when the processing apparatus in the processing system according to the first embodiment of the present disclosure performs determination processing and display processing.
  • the processing apparatus 201 acquires the rotation speed S of the cutting tool 101, the upper limit period Tmax, the upper limit pitch pmax, the set frequency Forg, and the upper limit frequency Fmax (step S102).
  • the processing device 201 determines the set value ps of the angle pitch p based on the upper limit pitch pmax (step S104).
  • the processing apparatus 201 determines the integer N, the sampling frequency F, and the processing cycle T based on the above equations (1) to (4) (step S106).
  • the processing device 201 performs display processing.
  • the processing apparatus 201 has an integer N, a sampling frequency F, a processing cycle T, a sampling frequency F after fraction processing, and an angular pitch p, maximum values pa1, pb1, pc1, and average values pa2.
  • a process of displaying the display image DS1 including the two-dimensional coordinates C2A showing the simulation result of the measurement point MP at the time of sampling when the converter 21 performs sampling is performed on the display device 211 (step S108).
  • the processing device 201 starts the determination process and the update process using the sensor measurement values sx, sy, sr generated by the AD converter 21.
  • the processing device 201 performs determination processing and updating processing for each processing cycle T as predetermined processing (step S110).
  • the processing system 301 is configured to include the processing device 201 separately from the cutting tool 101, but the present invention is not limited to this.
  • the processing device 201 may be provided in the cutting tool 101 or may be provided in the machine tool. Further, the processing device 201 is configured to perform determination processing and display processing, but the present invention is not limited to this, and the processing device 201 is configured not to perform either determination processing or display processing. May be good.
  • the processing system 301 is configured to include the strain sensor 20, but the present invention is not limited to this.
  • the processing system 301 may be configured to include other sensors such as an acceleration sensor in place of the strain sensor 20 or in addition to the strain sensor 20.
  • the rotation speed acquisition unit 131 is configured to receive rotation speed information indicating the rotation speed S from the reception unit 120, but the present invention is limited to this. It's not a thing.
  • the rotation speed acquisition unit 131 may be configured to acquire the measurement result by an acceleration sensor (not shown) attached to the cutting tool 101 and calculate the rotation speed S of the cutting tool 101 based on the acquired measurement result. ..
  • the rotation speed acquisition unit 131 may be configured to receive rotation speed information from the control unit in the machine tool.
  • the reception unit 120 displays the upper limit frequency information indicating the upper limit frequency Fmax input to the text box Tb1 in the display image DS1 before the start of the cutting process.
  • the configuration is such that it is generated and the generated upper limit frequency information is output to the frequency acquisition unit 134, but the present invention is not limited to this.
  • the upper limit frequency information may be stored in the storage unit 170 in advance.
  • the reception unit 120 may be configured not to perform the process of generating the upper limit frequency information and outputting it to the frequency acquisition unit 134 before the start of the cutting process.
  • the processing unit 140 measures the sampling frequency as a value obtained by rounding off the first decimal place of the sampling frequency calculated based on the equation (1).
  • the configuration is determined as F, but the configuration is not limited to this.
  • the processing unit 140 determines as the sampling frequency F a value obtained by performing rounding other than rounding at either of the integer part and the decimal part of the sampling frequency calculated based on the equation (1). It may be a configuration. Regardless of the position of the sampling frequency calculated based on the equation (1), the average value pb2 of the angle pitch p when the sampling is performed according to the sampling frequency after the fraction processing is the equation.
  • the value is the same as the average value pa2 of the angle pitch p when sampling is performed according to the sampling frequency calculated based on (1).
  • the higher the fraction processing at the sampling frequency calculated based on the equation (1) the higher the maximum value pb1 and the minimum value pb3 of the angle pitch p when sampling is performed according to the sampling frequency after the fraction processing.
  • the difference will be large. However, the difference does not vary depending on the place where the rounding is performed, but converges to a predetermined value as the place where the rounding is performed becomes higher.
  • the number of significant digits of the value that can be set as the sampling frequency differs depending on the specifications of the AD converter 21.
  • the processing unit 140 is a value that can be set as a sampling frequency according to the specifications of the AD converter 21, and is the value closest to the sampling frequency calculated based on the equation (1). Perform rounding.
  • the processing unit 140 determines a value of an integer N satisfying the above equations (1) to (4), and based on the determined value of N.
  • the configuration is such that the sampling frequency F and the processing cycle T are determined, but the present invention is not limited to this.
  • M is an integer of 2 or more.
  • the processing unit 140 is configured to determine the sampling frequency F and the processing cycle T so as to satisfy N ⁇ ps ⁇ 180. It is not limited to.
  • the processing unit 140 may be configured to determine an integer N, a sampling frequency F, and a processing cycle T so as to satisfy N ⁇ ps ⁇ 180.
  • the acquisition unit 130 is configured to include the frequency acquisition unit 134, but the present invention is not limited to this.
  • the acquisition unit 130 may be configured not to include the frequency acquisition unit 134.
  • the processing unit 140 is configured to determine the integer N, the sampling frequency F, and the processing cycle T using the equations (1) to (4).
  • the processing unit 140 has a configuration in which the integer N, the sampling frequency F, and the processing cycle T are determined by using the equations (1) and (2) while not using the equations (3) and (4). May be good.
  • the processing unit 140 displays the determined sampling frequency F and the processing cycle T on the display device 211. The user determines whether or not to adopt the sampling frequency F and the processing cycle T displayed on the display device 211, for example, based on the specifications of the AD converter 21.
  • the processing unit 140 is configured to determine the smallest value among the values selectable as the processing cycle T as the processing cycle T. , Not limited to this.
  • the processing unit 140 may be configured to determine a value other than the smallest value that can be selected as the processing cycle T as the processing cycle T.
  • the processing unit 140 may be configured to determine the largest value among the values that can be selected as the processing cycle T as the processing cycle T. As a result, the processing unit 140 can determine a lower value as the sampling frequency F.
  • the analysis unit 150 is configured to perform determination processing and update processing at a timing according to the processing cycle T, but the present invention is not limited to this. do not have.
  • the analysis unit 150 may be configured to perform at least one of the determination process and the update process at a timing that does not follow the process cycle T. Further, the analysis unit 150 may be configured not to perform at least one of the determination process and the update process.
  • the analysis unit 150 is configured to interpolate the sensor measurement values sx, sy, sr based on the generated two-dimensional data D. However, it is not limited to this. The analysis unit 150 may be configured not to interpolate the sensor measurement values sx, sy, sr.
  • processing apparatus 201 is configured to include the analysis unit 150
  • the present invention is not limited to this.
  • the analysis unit 150 may be provided in an apparatus other than the processing apparatus 201.
  • the processing unit 140 has a sampling frequency F and a processing cycle T determined in the determination process, two-dimensional coordinates C2A, two-dimensional coordinates C2B, and a maximum value pc1.
  • the configuration is such that the average value pc2 and the minimum value pc3 are displayed on the display device 211, but the present invention is not limited to this.
  • the processing unit 140 may be configured so that a part of the above display contents is not displayed on the display device 211.
  • the processing unit 140 may be configured to display the two-dimensional coordinates C2A on the display device 211 while not displaying the determined sampling frequency F, the processing cycle T, and the two-dimensional coordinates C2B on the display device 211.
  • the user inputs the set frequency Forg to the text box Tb3 while checking the distribution of the measurement point MP in the two-dimensional coordinates C2A displayed in the graph display area G1 and the values displayed in the areas Rg11 to Rg13.
  • the value By adjusting the value, it is possible to find a suitable set frequency Forg in which a large number of measurement point MPs are distributed at an angle pitch p equal to or less than the upper limit pitch pmax in the rotating circle SR in the two-dimensional coordinates C2A.
  • the user finds a suitable set frequency Forg, the user sets the set frequency Forg in the AD converter 21 and starts cutting.
  • the present embodiment relates to a processing system 302 including a cutting tool 102, which is a turning tool, as compared with the processing system 301 according to the first embodiment. Except for the contents described below, the processing system 301 is the same as that of the first embodiment.
  • FIG. 24 is a diagram showing a configuration of a processing system according to a second embodiment of the present disclosure.
  • the processing system 302 includes a cutting tool 102 and a processing device 202 instead of the cutting tool 101 and the processing device 201 as compared with the processing system 301 according to the first embodiment.
  • the cutting tool 102 is a turning tool.
  • the cutting tool 102 is used, for example, for turning a cutting object 221 made of metal or the like.
  • the cutting tool 102 is, for example, a cutting tool with a replaceable cutting edge, that is, a throw-away tool.
  • the cutting tool 102 is sandwiched and fixed from above and below by a tool post (not shown) in a machine tool such as a lathe.
  • the cutting tool 102 includes a shank portion 11A and a blade fixing portion 13E.
  • the blade fixing portion 13E fixes the tip 14E to the tip portion of the shank portion 11A.
  • strain sensor 20, the AD converter 21, the battery 22, and the wireless communication device 23 are attached to the peripheral surface of the shank portion 11A via an adhesive or an adhesive.
  • the processing system 302 may be configured to include two or more strain sensors 20.
  • the object to be cut 221 is attached to a spindle (not shown) of the machine tool.
  • the spindle is columnar and applies a rotational force to the object to be cut 221.
  • the object to be cut 221 rotates about the rotation shaft 17A by the rotational force.
  • the object to be cut 221 is an example of a rotating body.
  • FIG. 25 is a diagram showing a configuration of a processing apparatus in the processing system according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the processing apparatus 202 includes an acquisition unit 130A instead of the acquisition unit 130 as compared with the processing apparatus 201 according to the first embodiment.
  • the acquisition unit 130A includes a rotation speed acquisition unit 131A and a pitch acquisition unit 133A instead of the rotation speed acquisition unit 131 and the pitch acquisition unit 133 as compared with the acquisition unit 130.
  • the rotation speed acquisition unit 131A acquires the rotation speed S [rpm] of the cutting object 221 which is a rotating body that rotates around the rotation shaft 17A. More specifically, the rotation speed acquisition unit 131A acquires the rotation speed S of the cutting object 221 set in the machine tool before the start of the cutting process.
  • the pitch acquisition unit 133A is based on the AD converter 21 in the rotating circle SRA, which is a point that rotates around the rotation axis 17A with the rotation of the object to be cut 221, for example, a locus of an arbitrary point X on the outer peripheral surface of the object to be cut 221.
  • the upper limit pitch pmax which is the upper limit value of the angle pitch p [degree] which is the rotation angle between two adjacent sampling time points is acquired. More specifically, the pitch acquisition unit 133 acquires the upper limit pitch pmax set by the user before the start of cutting.
  • the processing unit 140 performs a determination process for determining the sampling frequency F and the processing cycle T in the AD converter 21 before the start of the cutting process. Then, the processing unit 140 performs display processing for displaying the determined sampling frequency F, the processing cycle T, and the like on the display device 211. The details of the determination process and the display process are as described in the first embodiment.
  • the processing system 302 can generate sensor measurement values more efficiently, as in the processing system 301 according to the first embodiment.
  • the period during which the tip 14E comes into contact with the object to be cut 221 and the tip 14E to be the object to be cut during the cutting process arrives alternately.
  • the measurement point MPA indicating the position of the point X at the time of sampling in the rotation circle SRA
  • most of the sensor measurement values generated by the AD converter 21 overlap on the two-dimensional coordinates C2 with the rotation axis 17A as the origin, and most of the sensor measurement values during the period when the chip 14E does not come into contact with the object to be cut 221. It may become.
  • the processing system 302 pseudo-generates the sensor measurement value for one round of the strain sensor 20 corresponding to a large number of measurement points MPA during the period required for the cutting object 221 to rotate N times. Therefore, it is possible to more reliably generate the sensor measurement value during the period in which the chip 14E is in contact with the object to be cut 221.
  • the set value of the angle pitch during the period required for the rotating body to rotate N in the processing cycle equal to or less than the upper limit cycle.
  • N and (360 / ps) are integers of 2 or more and are relatively prime.
  • the processing unit follows the phase distribution at the time of sampling when the AD converter performs sampling according to the sampling frequency during the period required for the rotating body to rotate N, and the set frequency in the upper limit period.
  • a processing system that displays information that can recognize the distribution status of the phase at the time of sampling when the AD converter performs sampling.

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Abstract

処理システムは、切削工具と、前記切削工具に取り付けられたセンサと、前記センサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するAD(Analog Digital)変換器と、処理部とを備え、前記処理部は、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]と、前記AD変換器により生成された前記デジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の上限値である上限周期と、前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチとに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を決定し、前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である。

Description

処理システム、表示システム、処理装置、処理方法および処理プログラム
 本開示は、処理システム、表示システム、処理装置、処理方法および処理プログラム
に関する。
 特許文献1(特開2018-43317号公報)には、以下のような工作機械が開示されている。すなわち、工作機械は、回転軸を備えた回転軸装置と、前記回転軸装置に取り付けられ、前記回転軸の回転に同期して前記回転軸装置に周期的に発生する現象に係る情報を取得するセンサと、前記回転軸装置の動作を制御するとともに、前記センサを介して前記情報を取得する制御装置とを備えた工作機械であって、前記制御装置は、前記回転軸を回転させての加工時に、当該加工が、前記回転軸装置への動作制御に係る指令に関して変化のない定常状態にあるか否かを判別し、前記定常状態にあると、所定のサンプリング周期で前記センサを介して前記情報を取得するとともに、取得した前記情報と前記回転軸の回転位相とを関連づけ、前記回転軸の複数回の回転にわたって取得した前記情報をもとに、前記現象の1周期分の変化を求める。
特開2018-43317号公報 特開2018-65199号公報 特開2020-144148号公報 特開2018-24086号公報 特開2006-71485号公報 特開平11-118625号公報
 本開示の処理システムは、切削工具と、前記切削工具に取り付けられたセンサと、前記センサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するAD(Analog Digital)変換器と、処理部とを備え、前記処理部は、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]と、前記AD変換器により生成された前記デジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の上限値である上限周期と、前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチとに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を決定し、前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である。
 本開示の処理装置は、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得する第1取得部と、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得する第2取得部と、前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチを取得する第3取得部と、前記第1取得部により取得された前記回転数、前記第2取得部により取得された前記上限周期、および前記第3取得部により取得された前記上限ピッチに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を決定する処理部とを備え、前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である。
 本開示の表示システムは、切削工具と、前記切削工具に取り付けられたセンサと、前記センサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するAD変換器と、処理装置とを備え、前記処理装置は、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]と、前記AD変換器により生成された前記デジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の上限値である上限周期と、前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチとに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を表示する処理を行い、前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である。
 本開示の表示システムは、切削工具と、前記切削工具に取り付けられた回転体に取り付けられたセンサと、前記センサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するAD変換器と、処理装置とを備え、前記処理装置は、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]と、前記AD変換器により生成された前記デジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の上限値である上限周期と、ユーザにより設定されたサンプリング周波数である設定周波数に基づいて、前記上限周期において、前記設定周波数に従って前記AD変換器がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行う。
 本開示の処理装置は、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得する第1取得部と、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得する第2取得部と、前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチとを取得する第3取得部と、前記第1取得部により取得された前記回転数、前記第2取得部により取得された前記上限周期、および前記第3取得部により取得された前記上限ピッチに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を表示する処理を行う表示処理部とを備え、前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である。
 本開示の処理装置は、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得する第1取得部と、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得する第2取得部と、ユーザにより設定されたサンプリング周波数である設定周波数を取得する第4取得部と、前記第1取得部により取得された前記回転数、前記第2取得部により取得された前記上限周期、および前記第4取得部により取得された前記設定周波数に基づいて、前記上限周期において、前記設定周波数に従って前記AD変換器がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行う表示処理部とを備える。
 本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える処理システムとして実現され得るだけでなく、処理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。本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える表示システムとして実現され得るだけでなく、表示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。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処理装置として実現され得るだけでなく、処理装置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、処理装置における処理をステップとする方法として実現され得たり、処理装置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。
図1は、本開示の第1の実施の形態に係る処理システムの構成を示す図である。 図2は、本開示の第1の実施の形態に係る切削工具の構成を示す断面図である。 図3は、本開示の第1の実施の形態に係る切削工具の構成を示す矢視図である。 図4は、本開示の第1の実施の形態に係る処理システムにおける処理装置の構成を示す図である。 図5は、本開示の第1の実施の形態に係る切削工具を模式的に示す斜視図である。 図6は、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置における解析部により生成される2次元データの一例を示す図である。 図7は、本開示の第1の実施の形態の比較例に係る処理システムにおけるAD変換器によるサンプリング時点のひずみセンサ20の位置の一例を示している。 図8は、本開示の第1の実施の形態に係る処理システムにおける表示装置に表示される表示画像の一例を示している。 図9は、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置の処理部において選定可能な整数Nとサンプリング周波数との関係の一例を示す図である。 図10は、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置の処理部において選定可能な整数Nと処理周期との関係の一例を示す図である。 図11は、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置の処理部において選定可能な整数Nとサンプリング周波数との関係の他の例を示す図である。 図12は、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置の処理部において選定可能な整数Nと処理周期との関係の他の例を示す図である。 図13は、本開示の第1の実施の形態に係る処理システムにおけるAD変換器によるサンプリング時点のひずみセンサの位置の一例を示している。 図14は、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置の処理部において選定可能な整数Nとサンプリング周波数との関係の他の例を示す図である。 図15は、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置の処理部において選定可能な整数Nと処理周期との関係の他の例を示す図である。 図16は、本開示の第1の実施の形態に係る処理システムにおけるAD変換器によるサンプリング時点のひずみセンサの位置の一例を示している。 図17は、本開示の第1の実施の形態に係る処理システムにおける表示装置に表示される表示画像の一例を示している。 図18は、本開示の第1の実施の形態の比較例に係る処理装置における解析部により生成される2次元データの一例を示す図である。 図19は、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置における解析部により生成される2次元データの一例を示す図である。 図20は、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置における解析部により生成される2次元データを示す図である。 図21は、本開示の第1の実施の形態に係る処理システムにおけるAD変換器により生成されるセンサ計測値の一例を示す図である。 図22は、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置における解析部による配列処理後のセンサ計測値の一例を示す図である。 図23は、本開示の第1の実施の形態に係る処理システムにおける処理装置が決定処理および表示処理を行う際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。 図24は、本開示の第2の実施の形態に係る処理システムの構成を示す図である。 図25は、本開示の第2の実施の形態に係る処理システムにおける処理装置の構成を示す図である。
 従来、切削工具にセンサを取り付け、切削加工時にセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることにより生成されるデジタル信号を用いて、切削加工の異常に関する判定処理等の各種処理を行う技術が提案されている。
 [本開示が解決しようとする課題]
 特許文献1~4の技術を超えて、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するシステムにおいて、より効率的にデジタル信号を生成する技術が望まれる。
 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、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するシステムにおいて、より効率的にデジタル信号を生成することが可能な処理システム、表示システム、処理装置、処理方法および処理プログラムを提供することである。
 [本開示の効果]
 本開示によれば、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するシステムにおいて、より効率的にデジタル信号を生成することができる。
 [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処理システムは、切削工具と、前記切削工具に取り付けられたセンサと、前記センサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するAD変換器と、処理部とを備え、前記処理部は、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]と、前記AD変換器により生成された前記デジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の上限値である上限周期と、前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチとに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を決定し、前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である。
 このように、回転体がN回転するのに要する期間に角度ピッチの設定値が上限ピッチ以下となるようにサンプリングするためのサンプリング周波数および処理周期を決定する構成により、AD変換器のサンプリング周波数として低い値を設定した場合であっても、回転円上におけるより多数の計測点におけるデジタル信号を生成することができる。したがって、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するシステムにおいて、より効率的にデジタル信号を生成することができる。
 (2)好ましくは、前記処理部は、N×ps<180を満たすように前記サンプリング周波数および前記処理周期を決定する。
 このような構成により、時間的に連続する2つのサンプリング時点に対応する2つの測定点の間の回転角が180度未満となるように、より効率的にデジタル信号を生成するためのサンプリング周波数および処理周期を決定することができる。
 (3)好ましくは、前記処理部は、前記AD変換器における上限値である上限周波数を取得し、取得した前記上限周波数以下の前記サンプリング周波数を決定する。
 このような構成により、AD変換器において設定可能な範囲のサンプリング周波数を決定することができる。
 (4)より好ましくは、前記処理部は、前記回転数をSとし、前記サンプリング周波数をFとし、前記上限周波数をFmaxとし、前記処理周期をTとし、前記上限周期をTmaxとしたとき、下記式(1)~下記式(4)を満たすNの値を決定し、決定したNの値に基づいて、前記サンプリング周波数および前記処理周期を決定する。
F=(6×S)/(N×ps)・・・(1)
T=(60×N)/S・・・(2)
T≦Tmax・・・(3)
F≦Fmax・・・(4)
 このような構成により、AD変換器において設定可能な範囲のサンプリング周波数を決定することができるとともに、たとえばユーザが設定した上限周期以下の処理周期を決定することができる。
 (5)好ましくは、前記処理部は、前記処理周期として選択可能な値のうちの最も小さい値を前記処理周期として決定する。
 このような構成により、所定処理を行う周期をより短く設定することができるので、たとえば所定処理として切削加工の異常に関する判定処理を行う場合、発生した異常を早期に検知することができる。
 (6)好ましくは、前記処理システムは、さらに、解析部を備え、前記解析部は、前記所定処理として、前記処理部により決定された前記処理周期に従うタイミングにおいて、前記AD変換器により生成される前記デジタル信号を用いて、前記切削工具を用いた切削加工の異常に関する判定処理を行う。
 このような構成により、切削工具が1回転するのに要する期間に生成されたとみなすことができる複数のデジタル信号を用いて判定処理を行うことができるので、たとえばデジタル信号の平均値に基づいて切削加工の異常に関する正確な判定を行うことができるとともに、発生した異常を早期に検知することができる。
 (7)好ましくは、前記処理システムは、さらに、解析部を備え、前記解析部は、前記AD変換器により生成される前記デジタル信号に基づいて、前記切削工具が受ける2方向の負荷に関する、サンプリング時刻ごとの2次元データを生成する処理を行い、前記所定処理として、前記処理部により決定された前記処理周期に従うタイミングにおいて前記2次元データを更新する更新処理を行う。
 このような構成により、切削工具が1回転するのに要する期間に生成されたとみなすことができる複数のデジタル信号を用いて2次元データを更新することができるので、たとえば切削工具に異常が生じた場合、発生した異常の影響を早期に2次元データに反映することができる。
 (8)より好ましくは、前記解析部は、生成した前記2次元データに基づいて、前記デジタル信号の内挿を行う。
 このような構成により、たとえば、ハードウェアの制約等によって端数処理した後のサンプリング周波数に従うサンプリングにより生成されたデジタル信号を用いて、切削工具が1回転するのに要する期間に等時間間隔でサンプリングすることにより生成されたとみなすことができるデジタル信号を得ることができるので、得られたデジタル信号にフーリエ変換等の演算処理を行うことができる。
 (9)好ましくは、前記回転体は、前記切削工具であり、前記切削工具は、転削工具である。
 このような構成により、転削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するシステムにおいて、より効率的にデジタル信号を生成することができる。
 (10)好ましくは、前記回転体は、切削対象物であり、前記切削工具は、旋削工具である。
 このような構成により、旋削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するシステムにおいて、より効率的にデジタル信号を生成することができる。
 (11)本開示の実施の形態に係る処理装置は、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得する第1取得部と、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得する第2取得部と、前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチを取得する第3取得部と、前記第1取得部により取得された前記回転数、前記第2取得部により取得された前記上限周期、および前記第3取得部により取得された前記上限ピッチに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を決定する処理部とを備え、前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である。
 このように、回転体がN回転するのに要する期間に角度ピッチの設定値が上限ピッチ以下となるようにサンプリングするためのサンプリング周波数および処理周期を決定する構成により、AD変換器のサンプリング周波数として低い値を設定した場合であっても、回転円上におけるより多数の計測点におけるデジタル信号を生成することができる。したがって、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するシステムにおいて、より効率的にデジタル信号を生成することができる。
 (12)本開示の実施の形態に係る処理方法は、処理装置における処理方法であって、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得するステップと、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得するステップと、前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチを取得するステップと、取得した前記回転数、前記上限周期および前記上限ピッチに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を決定するステップとを含み、前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である。
 このように、回転体がN回転するのに要する期間に角度ピッチの設定値が上限ピッチ以下となるようにサンプリングするためのサンプリング周波数および処理周期を決定する方法により、AD変換器のサンプリング周波数として低い値を設定した場合であっても、回転円上におけるより多数の計測点におけるデジタル信号を生成することができる。したがって、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するシステムにおいて、より効率的にデジタル信号を生成することができる。
 (13)本開示の実施の形態に係る処理プログラムは、処理装置において用いられる処理プログラムであって、コンピュータを、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得する第1取得部と、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得する第2取得部と、前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチを取得する第3取得部と、前記第1取得部により取得された前記回転数、前記第2取得部により取得された前記上限周期、および前記第3取得部により取得された前記上限ピッチに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を決定する処理部として機能させるためのプログラムであり、前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である。
 このように、回転体がN回転するのに要する期間に角度ピッチの設定値が上限ピッチ以下となるようにサンプリングするサンプリング周波数および処理周期を決定する構成により、AD変換器のサンプリング周波数として低い値を設定した場合であっても、回転円上におけるより多数の計測点におけるデジタル信号を生成することができる。したがって、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するシステムにおいて、より効率的にデジタル信号を生成することができる。
 (14)本開示の実施の形態に係る表示システムは、切削工具と、前記切削工具に取り付けられたセンサと、前記センサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するAD変換器と、処理装置とを備え、前記処理装置は、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]と、前記AD変換器により生成された前記デジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の上限値である上限周期と、前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチとに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を表示する処理を行い、前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である。
 このように、回転体がN回転するのに要する期間に角度ピッチの設定値が上限ピッチ以下となるようにサンプリングするためのサンプリング周波数および処理周期を表示する処理を行う構成により、AD変換器のサンプリング周波数として低い値を設定した場合であっても、回転円上におけるより多数の計測点におけるデジタル信号を生成するためのサンプリング周波数および処理周期をユーザに認識させることができる。したがって、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するシステムにおいて、より効率的にデジタル信号を生成することができる。
 (15)好ましくは、前記処理装置は、前記回転体がN回転するのに要する期間に、前記サンプリング周波数に従って前記AD変換器がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行う。
 このような構成により、決定したサンプリング周波数に従ってサンプリングした場合における計測点の分布状況をユーザに視覚的に認識させることができる。
 (16)本開示の実施の形態に係る表示システムは、切削工具と、前記切削工具に取り付けられた回転体に取り付けられたセンサと、前記センサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するAD変換器と、処理装置とを備え、前記処理装置は、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]と、前記AD変換器により生成された前記デジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の上限値である上限周期と、ユーザにより設定されたサンプリング周波数である設定周波数に基づいて、前記上限周期において、前記設定周波数に従って前記AD変換器がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行う。
 このように、ユーザにより設定されたサンプリング周波数に従ってAD変換器がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行う構成により、ユーザにより設定されたサンプリング周波数に従ってサンプリングした場合における計測点の分布状況をユーザに視覚的に認識させることができるので、たとえばユーザにより設定されたサンプリング周波数が不適切である場合においてサンプリング周波数の変更を促すことができる。したがって、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するシステムにおいて、より効率的にデジタル信号を生成することができる。
 (17)好ましくは、前記処理装置は、前記回転数と、前記上限周期と、前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチとに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うためのサンプリング周波数、に従って前記AD変換器がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行い、前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である。
 このような構成により、処理装置において決定した適切なサンプリング周波数をユーザに提案する場合において、当該サンプリング周波数に従ってサンプリングした場合における計測点の分布状況をユーザに視覚的に認識させることができる。
 (18)好ましくは、前記処理装置は、前記上限周期において、ユーザにより設定されたサンプリング周波数である設定周波数に従って前記AD変換器がサンプリングを行った場合における、前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角の平均値および最大値の少なくともいずれか一方を表示する処理を行う。
 このような構成により、ユーザにより設定されたサンプリング周波数に従ってサンプリングした場合における角度ピッチの平均値および最大値をユーザに認識させることができる。
 (19)本開示の実施の形態に係る処理装置は、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得する第1取得部と、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得する第2取得部と、前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチとを取得する第3取得部と、前記第1取得部により取得された前記回転数、前記第2取得部により取得された前記上限周期、および前記第3取得部により取得された前記上限ピッチに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を表示する処理を行う表示処理部とを備え、前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である。
 このように、回転体がN回転するのに要する期間に角度ピッチの設定値が上限ピッチ以下となるようにサンプリングするためのサンプリング周波数および処理周期を表示する処理を行う方法により、AD変換器のサンプリング周波数として低い値を設定した場合であっても、回転円上におけるより多数の計測点におけるデジタル信号を生成するためのサンプリング周波数および処理周期をユーザに認識させることができる。したがって、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するシステムにおいて、より効率的にデジタル信号を生成することができる。
 (20)本開示の実施の形態に係る処理装置は、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得する第1取得部と、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得する第2取得部と、ユーザにより設定されたサンプリング周波数である設定周波数を取得する第4取得部と、前記第1取得部により取得された前記回転数、前記第2取得部により取得された前記上限周期、および前記第4取得部により取得された前記設定周波数に基づいて、前記上限周期において、前記設定周波数に従って前記AD変換器がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行う表示処理部とを備える。
 このように、ユーザにより設定されたサンプリング周波数に従ってAD変換器がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行う方法により、ユーザにより設定されたサンプリング周波数に従ってサンプリングした場合における計測点の分布状況をユーザに視覚的に認識させることができるので、たとえばユーザにより設定されたサンプリング周波数が不適切である場合においてサンプリング周波数の変更を促すことができる。したがって、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するシステムにおいて、より効率的にデジタル信号を生成することができる。
 (21)本開示の実施の形態に係る処理方法は、処理装置における処理方法であって、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得するステップと、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得するステップと、前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチとを取得するステップと、取得した前記回転数、前記上限周期および前記上限ピッチに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を表示する処理を行うステップとを含み、前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である。
 このように、回転体がN回転するのに要する期間に角度ピッチの設定値が上限ピッチ以下となるようにサンプリングするためのサンプリング周波数および処理周期を表示する処理を行う方法により、AD変換器のサンプリング周波数として低い値を設定した場合であっても、回転円上におけるより多数の計測点におけるデジタル信号を生成するためのサンプリング周波数および処理周期をユーザに認識させることができる。したがって、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するシステムにおいて、より効率的にデジタル信号を生成することができる。
 (22)本開示の実施の形態に係る処理方法は、処理装置における処理方法であって、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得するステップと、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得するステップと、ユーザにより設定されたサンプリング周波数である設定周波数を取得するステップと、取得した前記回転数、前記上限周期および前記設定周波数に基づいて、前記上限周期において、前記設定周波数に従って前記AD変換器がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行うステップとを含む。
 このように、ユーザにより設定されたサンプリング周波数に従ってAD変換器がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行う方法により、ユーザにより設定されたサンプリング周波数に従ってサンプリングした場合における計測点の分布状況をユーザに視覚的に認識させることができるので、たとえばユーザにより設定されたサンプリング周波数が不適切である場合においてサンプリング周波数の変更を促すことができる。したがって、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するシステムにおいて、より効率的にデジタル信号を生成することができる。
 (23)本開示の実施の形態に係る処理プログラムは、処理装置において用いられる処理プログラムであって、コンピュータを、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得する第1取得部と、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得する第2取得部と、前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチとを取得する第3取得部と、前記第1取得部により取得された前記回転数、前記第2取得部により取得された前記上限周期、および前記第3取得部により取得された前記上限ピッチに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を表示する処理を行う表示処理部、として機能させるためのプログラムであり、前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である。
 このように、回転体がN回転するのに要する期間に角度ピッチの設定値が上限ピッチ以下となるようにサンプリングするためのサンプリング周波数および処理周期を表示する処理を行う構成により、AD変換器のサンプリング周波数として低い値を設定した場合であっても、回転円上におけるより多数の計測点におけるデジタル信号を生成するためのサンプリング周波数および処理周期をユーザに認識させることができる。したがって、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するシステムにおいて、より効率的にデジタル信号を生成することができる。
 (24)本開示の実施の形態に係る処理プログラムは、理装置において用いられる処理プログラムであって、コンピュータを、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得する第1取得部と、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得する第2取得部と、ユーザにより設定されたサンプリング周波数である設定周波数を取得する第4取得部と、前記第1取得部により取得された前記回転数、前記第2取得部により取得された前記上限周期、および前記第4取得部により取得された前記設定周波数に基づいて、前記上限周期において、前記設定周波数に従って前記AD変換器がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行う表示処理部、として機能させるためのプログラムである。
 このように、ユーザにより設定されたサンプリング周波数に従ってAD変換器がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行う構成により、ユーザにより設定されたサンプリング周波数に従ってサンプリングした場合における計測点の分布状況をユーザに視覚的に認識させることができるので、たとえばユーザにより設定されたサンプリング周波数が不適切である場合においてサンプリング周波数の変更を促すことができる。したがって、切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するシステムにおいて、より効率的にデジタル信号を生成することができる。
 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。
 <第1の実施の形態>
 [処理システム]
 図1は、本開示の第1の実施の形態に係る処理システムの構成を示す図である。図1を参照して、処理システム301は、切削工具101と、ひずみセンサ20と、AD変換器21と、電池22と、無線通信装置23と、処理装置201と、表示装置211とを備える。表示装置211は、たとえば有線で処理装置201に接続されている。処理システム301は、表示システムの一例である。処理装置201は、処理システム301における処理部の一例である。切削工具101は、転削工具であり、回転体の一例である。ひずみセンサ20は、切削工具101に取り付けられる。
 [切削工具]
 切削工具101は、たとえば、フライス盤等の工作機械において使用されるエンドミルであり、金属等からなる切削対象物の転削加工に用いられる。切削工具101は、たとえば刃先交換式のエンドミルである。切削工具101は、アーバ等の工具ホルダ210に保持された状態で使用される。
 切削工具101は、シャフト部10と、ハウジング24と、刃取付部12とを備える。シャフト部10は、シャンク部11を含む。図1では、ハウジング24を想像線である二点鎖線により示している。
 刃取付部12は、切削工具101におけるシャフト部10よりも先端側に設けられる。刃取付部12は、たとえば4つの刃固定部13を含む。各刃固定部13には、チップ14が取り付けられる。なお、刃取付部12は、1つ、2つまたは4つ以上の刃固定部13を含む構成であってもよい。
 工具ホルダ210は、工作機械の主軸220に取り付けられる。主軸220は、柱状であり、工具ホルダ210に回転力を与える。工具ホルダ210は、主軸220の延長線上に配置される柱状の部材である。具体的には、工具ホルダ210の上端部が、主軸220に保持される。また、工具ホルダ210の下端部が、切削工具101のシャンク部11を保持する。
 たとえば、ひずみセンサ20は、接着剤または粘着剤を介してシャフト部10の周面に取り付けられる。なお、ひずみセンサ20は、工具ホルダ210の周面に取り付けられてもよい。
 ハウジング24は、ひずみセンサ20を格納する。具体的には、ハウジング24は、図示しない底板部および側壁部を含む。ハウジング24は、ひずみセンサ20を下方および側方から覆う。
 AD変換器21、電池22および無線通信装置23は、ハウジング24に格納される。たとえば、AD変換器21、電池22および無線通信装置23は、ハウジング24の底板部または側壁部に固定される。無線通信装置23は、たとえば通信用IC(Integrated Circuit)等の通信回路を含む。電池22は、図示しない電力線を介して、ひずみセンサ20、AD変換器21および無線通信装置23と接続されている。電池22は、電力線を介して、ひずみセンサ20、AD変換器21および無線通信装置23へ電力を供給する。電力線には、電力供給のオンおよびオフを切り替えるスイッチが設けられている。
 たとえば、処理システム301は、3つのひずみセンサ20を備える。なお、処理システム301は、切削工具101におけるチップ14の数よりも少数のひずみセンサ20を備える構成であってもよいし、切削工具101におけるチップ14の数よりも多数のひずみセンサ20を備える構成であってもよい。また、処理システム301は、切削工具101におけるチップ14の数と相関の無い数のひずみセンサ20を備える構成であってもよい。
 図2は、本開示の第1の実施の形態に係る切削工具の構成を示す断面図である。図2は、図1におけるII-II線矢視断面図である。図2を参照して、ひずみセンサ20として、ひずみセンサ20A,20B,20Cがシャフト部10に設けられる。ひずみセンサ20Bは、シャフト部10の周方向においてひずみセンサ20Cが設けられた位置から90°ずれた位置に設けられる。ひずみセンサ20Aは、シャフト部10の周方向においてひずみセンサ20Bが設けられた位置から90°ずれた位置に設けられる。ひずみセンサ20A,20Cは、シャフト部10の回転軸17を介して点対称となる位置に設けられる。ひずみセンサ20A,20B,20Cは、たとえば、シャフト部10の回転軸17に沿う方向において、同じ位置に設けられてもよいし、互いに異なる位置に設けられてもよい。
 なお、ひずみセンサ20A,20B,20Cは、刃取付部12の位置に関わらず、たとえば上述のようにシャフト部10または工具ホルダ210の周面にそれぞれ設けられればよい。すなわち、ひずみセンサ20A,20B,20Cは、シャフト部10または工具ホルダ210の周面において、刃固定部13から回転軸17に沿った位置に設けられる必要はない。
 以下では、説明のため、回転軸17に直交する平面において、回転軸17からひずみセンサ20Aが設けられた位置への方向をX方向と称し、回転軸17からひずみセンサ20Bが設けられた位置への方向をY方向と称する。
 ひずみセンサ20は、切削工具101の回転に伴って回転軸17周りに回転する。切削工具101の回転時のひずみセンサ20Aの軌跡を回転円SRとも称する。回転円SRは、たとえば、切削工具101の回転時の、ひずみセンサ20Aの切削工具101との接触面の中心の軌跡である。
 図3は、本開示の第1の実施の形態に係る切削工具の構成を示す矢視図である。図3は、図1におけるIII方向から見た矢視図である。図3を参照して、刃取付部12は、刃固定部13として、刃固定部13A,13B,13C,13Dを含む。刃固定部13A,13B,13C,13Dは、この順に、刃取付部12の周方向において時計回りに90°ずつずれた位置にそれぞれ設けられる。刃固定部13A,13B,13C,13Dには、チップ14として、チップ14A,14B,14C,14Dがそれぞれ取り付けられる。チップ14A,14B,14C,14Dの各々は切刃を有する。
 チップ14は、たとえばスローアウェイチップである。チップ14は、たとえばネジ止めにより刃固定部13に取り付けられる。なお、チップ14は、ネジ止め以外の手段により刃固定部13に固定されてもよい。また、切削工具101は、刃取付部12の代わりに、シャフト部10と一体となった切刃を備える、いわゆるソリッドエンドミルであってもよい。
 ひずみセンサ20は、切削加工時の切削工具101の負荷に関する状態を示す物理量を計測する。より詳細には、ひずみセンサ20は、切削加工時の切削工具101の負荷に関する状態を示す物理量として、シャフト部10のせん断ひずみεを計測する。
 ひずみセンサ20は、たとえば、切削加工の開始時刻である時刻tsから終了時刻である時刻teまでの期間においてせん断ひずみεを計測し、せん断ひずみεに応じたレベルのアナログ信号を図示しない信号線経由でAD変換器21へ送信する。
 AD変換器21は、ひずみセンサ20から出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号であるセンサ計測値を生成する。より詳細には、AD変換器21は、ひずみセンサ20Aから受信するせん断ひずみεのアナログ信号をAD変換することによりセンサ計測値sxを生成し、ひずみセンサ20Bから受信するせん断ひずみεのアナログ信号をAD変換することによりセンサ計測値syを生成し、ひずみセンサ20Cから受信するせん断ひずみεのアナログ信号をAD変換することによりセンサ計測値srを生成する。AD変換器21は、生成したセンサ計測値sx,sy,srにサンプリング時刻を示すタイムスタンプを付与し、タイムスタンプが付与されたセンサ計測値sx,sy,srを図示しない記憶部に保存する。
 無線通信装置23は、たとえば所定周期で、当該記憶部から1または複数組のセンサ計測値sx,sy,srを取得し、取得したセンサ計測値sx,sy,srおよび対応のひずみセンサ20の識別情報を含む無線信号を生成し、生成した無線信号を処理装置201へ送信する。
 AD変換器21がアナログ信号をサンプリングする際のサンプリング周波数は、可変である。たとえば、ユーザは、切削加工の開始前に、AD変換器21における図示しない調整部を操作することにより、AD変換器21のサンプリング周波数を設定する操作を行う。AD変換器21は、切削加工の開始後、ユーザに設定されたサンプリング周波数に従って、ひずみセンサ20から受信するアナログ信号をサンプリングする。
 [処理装置]
 図4は、本開示の第1の実施の形態に係る処理システムにおける処理装置の構成を示す図である。図4を参照して、処理装置201は、無線通信部110と、受付部120と、取得部130と、処理部140と、解析部150と、記憶部170とを備える。取得部130は、回転数取得部131と、周期取得部132と、ピッチ取得部133と、周波数取得部134とを含む。処理部140は、表示処理部の一例である。回転数取得部131は、第1取得部の一例である。周期取得部132は、第2取得部の一例である。ピッチ取得部133は、第3取得部の一例である。周波数取得部134は、第4取得部の一例である。
 無線通信部110は、たとえば通信用IC等の通信回路により実現される。取得部130、処理部140および解析部150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。記憶部170は、たとえば不揮発性メモリである。
 受付部120は、マウスおよびキーボード等の入力機器であり、表示装置211に表示された後述する表示画像DS1に対してユーザが行った操作を受け付け、受け付けた操作内容を示す情報を生成して取得部130へ出力する。
 無線通信部110は、ひずみセンサ20の計測結果であって、切削加工時の切削工具101の負荷に関する状態を示す物理量の計測結果を取得する。より詳細には、無線通信部110は、切削工具101におけるハウジング24に格納された無線通信装置23と無線による通信を行う。無線通信装置23および無線通信部110は、たとえば、IEEE 802.15.4に準拠したZigBee(登録商標)、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、無線通信装置23と無線通信部110との間において、上記以外の通信プロトコルが用いられてもよい。
 無線通信部110は、無線通信装置23から受信した無線信号からセンサ計測値sx,sy,srおよび識別情報を取得する。そして、無線通信部110は、当該センサ計測値sx,sy,srを当該識別情報に対応付けて記憶部170に保存する。
 解析部150は、AD変換器21により生成されるセンサ計測値sx,sy,srに基づいて、切削工具101が受ける2方向の負荷に関する、サンプリング時刻ごとの2次元データDを生成する処理を行う。
 より詳細には、解析部150は、無線通信部110により記憶部170に保存されたセンサ計測値sx,sy,srに基づいて、回転軸17と垂直な平面における2方向の負荷に関する、サンプリング時刻ごとの2次元データDを生成する。
 図5は、本開示の第1の実施の形態に係る切削工具を模式的に示す斜視図である。図5を参照して、切削工具101による切削加工を行う際に、回転軸17と垂直な平面であって、チップ14の切刃を通る平面である切削抵抗作用面18内において、切削対象物から当該切刃に荷重、すなわち切削抵抗F[N]が加わる。
 たとえば、解析部150は、センサ計測値sx,sy,srに基づいて、切削抵抗作用面18において切削工具101が受けるX方向の荷重FxおよびY方向の荷重Fyを示す2次元データDを生成する。また、たとえば、解析部150は、センサ計測値sx,sy,srに基づいて、Z方向の荷重FzおよびZ方向周りのモーメントMzを算出する。
 より詳細には、記憶部170は、センサ計測値sx,sy,srを荷重Fx,Fy,Fzに変換するための変換式およびセンサ計測値sx,sy,srをモーメントMzに変換するための変換式を記憶している。たとえば、これらの変換式は、特許文献5および6等に記載の技術を用いて予め作成される。より詳細には、これらの変換式は、切削工具101に既知の荷重を加えたときに得られるセンサ計測値sx,sy,srに基づいて予め作成される変換行列である。
 解析部150は、記憶部170におけるセンサ計測値sx,sy,srおよび変換行列に基づいて荷重Fx,Fyを算出し、算出した荷重Fx,Fyを示す2次元データDを生成する。
 図6は、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置における解析部により生成される2次元データの一例を示す図である。図6は、切削工具101を用いて切削加工を行ったときに解析部150により生成される2次元データDを、縦軸が荷重Fy[N]であり、横軸が荷重Fx[N]であり、かつ回転軸17を原点とする2次元座標C1上に示している。
 解析部150は、荷重Fx,Fy,FzおよびモーメントMzの算出ならびに2次元データDの生成を順次行う。より詳細には、解析部150は、無線通信部110によりセンサ計測値sx,sy,srが記憶部170に保存されるたびに、荷重Fx,Fy,FzおよびモーメントMzの算出ならびに2次元データDの生成を行い、算出した荷重Fx,Fy,FzおよびモーメントMzならびに生成した2次元データDを記憶部170に保存する。
 解析部150は、AD変換器21により生成されるセンサ計測値sx,sy,srに基づいて、2次元データDを表示する処理を行う。より詳細には、解析部150は、2次元データDを生成すると、生成した2次元データDを含む2次元座標C1を表示装置211に表示する処理を行う。解析部150は、2次元データDを生成するたびに、表示装置211に表示している2次元座標C1における2次元データDを、生成した2次元データDに更新する更新処理を行う。更新処理は、所定処理の一例である。
 また、解析部150は、AD変換器21により生成されるセンサ計測値sx,sy,srを用いて、切削工具101を用いた切削加工の異常に関する判定処理を行う。より詳細には、切削工具101においてチップ14の欠損等の異常が発生した場合、当該異常の発生によってセンサ計測値sx,sy,srが変化する。解析部150は、無線通信部110により記憶部170に保存されたセンサ計測値sx,sy,srを解析し、解析結果に基づいて判定処理を行う。そして、解析部150は、判定結果を表示装置211に表示する処理を行う。判定処理は、所定処理の一例である。
 <課題>
 処理システム301のように、切削工具101に取り付けられたひずみセンサ20から出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するシステムにおいて、より効率的にデジタル信号を生成する技術が望まれる。
 図7は、本開示の第1の実施の形態の比較例に係る処理システムにおけるAD変換器によるサンプリング時点のひずみセンサ20の位置の一例を示している。図7は、切削工具101が複数回転するのに要する期間における、回転軸17に垂直な平面におけるサンプリング時点のひずみセンサ20Aの位置を示す計測点MPを、回転軸17を原点とする2次元座標C2上に示している。ここで、切削工具101は回転数S1で回転し、AD変換器21はサンプリング周波数F1でサンプリングを行い、S1およびF1はF1=S1/7.5を満たすものとする。
 図7を参照して、計測点MPは、S1およびF1がF1=S1/7.5を満たす場合、回転円SR上に8個存在する。また、2次元座標C2において隣接する2つの計測点MPの間の回転角、すなわち隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチpは、45度である。これは、切削工具101が1回転するのに要する期間においてAD変換器21がサンプリングを8回行い、かつ切削工具101のn回転目における計測点MPnと、切削工具101の(n+1)回転目における計測点MP(n+1)とが2次元座標C2において重なるからである。ここで、nは1以上の整数である。
 この場合、ひずみセンサ20Aによる計測結果を長時間にわたって継続して取得した場合であっても、AD変換器21により生成されるセンサ計測値sxは8つの限られた計測点MPにおけるセンサ計測値sxのみである。また、ひずみセンサ20B,20Cによる計測結果についても同様である。したがって、たとえばセンサ計測値sx,sy,srを用いて判定処理を行う場合において、切削加工の異常に関する正確な判定を行うことができない場合がある。
 一方、たとえばAD変換器21のサンプリング周波数としてサンプリング周波数F1よりも高い、たとえばF2=6×S1を満たすサンプリング周波数F2を設定することにより、より多数の計測点MPにおけるセンサ計測値sxを生成することができる。
 具体的には、計測点MPは、S1およびF2がF2=6×S1を満たす場合、回転円SR上に360個存在する。また、この場合、2次元座標C2において隣接する2つの計測点MPの間の回転角は、1度である。これは、切削工具101が1回転する期間においてAD変換器21がサンプリングを360回行い、かつ切削工具101のn回転目における計測点MPと、切削工具101の(n+1)回転目における計測点MPとが2次元座標C2において重なるからである。
 しかしながら、F2=6×S1を満たすサンプリング周波数F2を設定することは、処理システムに掛かるコストの観点から現実的ではない。具体的には、切削工具101の回転数S1が2000rpmである場合、サンプリング周波数F2は12kHzとなる。また、切削工具101の回転数S1が40000rpmである場合、サンプリング周波数F2は240kHzとなる。このように、たとえば12kHz以上の高いサンプリング周波数でのサンプリングを行うためには、高性能のAD変換器21が必要となる。また、高性能のAD変換器21はサイズが大きいので、処理システム301の構築が困難となる場合がある。
 特許文献1~3に記載の技術では、回転体の回転数に応じて効率的にデジタル信号を生成するためのサンプリング周波数を決定することはできない。また、特許文献4に記載の技術では、短時間で効率的にデジタル信号を生成するためのサンプリング周波数を決定することは困難である。
 これに対して、本開示の第1の実施の形態に係る処理システム301では、以下のような構成により、低いサンプリング周波数でより多数の計測点MPにおけるセンサ計測値sxを生成することができる。以下、具体的に説明する。
 <取得部>
 回転数取得部131は、回転軸17を中心に回転する回転体である切削工具101の回転数S[rpm]を取得する。より詳細には、回転数取得部131は、切削加工の開始前に、工作機械において設定された切削工具101の回転数Sを取得する。
 周期取得部132は、AD変換器21により生成されたセンサ計測値sx,sy,srを用いた上述の判定処理および更新処理等の所定処理を行う周期である処理周期Tの、上限値である上限周期Tmaxを取得する。より詳細には、周期取得部132は、切削加工の開始前に、ユーザにより設定された上限周期Tmaxを取得する。
 ピッチ取得部133は、回転円SRにおけるAD変換器21によるサンプリング時点の位相を示す座標系において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチp[degree]の、上限値である上限ピッチpmaxを取得する。より詳細には、ピッチ取得部133は、切削加工の開始前に、ユーザにより設定された上限ピッチpmaxを取得する。
 周波数取得部134は、ユーザにより設定されたサンプリング周波数である設定周波数Forgを取得する。より詳細には、周波数取得部134は、切削加工の開始前に、ユーザにより設定された設定周波数Forgを取得する。たとえば、周波数取得部134は、AD変換器21における上限値である上限周波数Fmaxをさらに取得する。上限周波数Fmaxは、たとえば、AD変換器21における仕様上の上限値である。
 たとえば、処理部140は、切削加工の開始前に、回転数S、上限周期Tmax、上限ピッチpmax、設定周波数Forgおよび上限周波数Fmaxの設定を受け付けるための表示画像DS1を表示装置211に表示する処理を行う。
 図8は、本開示の第1の実施の形態に係る処理システムにおける表示装置に表示される表示画像の一例を示している。図8を参照して、表示画像DS1には、テキストボックスTb1~Tb5、領域Rg1~Rg13、ボタンBt1およびグラフ表示領域G1,G2が含まれる。
 ユーザは、切削加工の開始前に、たとえばAD変換器21の仕様書に記載されている上限周波数FmaxをテキストボックスTb1に入力する操作を行う。また、ユーザは、切削加工の開始前に切削工具101の回転数Sを工作機械に設定し、設定した回転数SをテキストボックスTb2に入力する操作を行う。また、ユーザは、切削加工の開始前に設定周波数Forgを決定し、決定した設定周波数ForgをテキストボックスTb3に入力する操作を行う。また、ユーザは、切削加工の開始前に、上述の判定処理および更新処理を行うべき周期に基づいて上限周期Tmaxを決定し、決定した上限周期TmaxをテキストボックスTb4に入力する操作を行う。また、ユーザは、切削加工の開始前に、判定処理に要求される精度に基づいて上限ピッチpmaxを決定し、決定した上限ピッチpmaxをテキストボックスTb5に入力する操作を行う。ユーザは、テキストボックスTb1~Tb5における入力操作を終えると、ボタンBt1をクリックする。
 受付部120は、ユーザによるボタンBt1をクリックする操作を受け付けて、以下の処理を行う。すなわち、受付部120は、テキストボックスTb1に入力された上限周波数Fmaxを示す上限周波数情報を生成して周波数取得部134へ出力する。また、受付部120は、テキストボックスTb2に入力された回転数Sを示す回転数情報を生成して回転数取得部131へ出力する。また、受付部120は、テキストボックスTb3に入力された設定周波数Forgを示す設定周波数情報を生成して周波数取得部134へ出力する。また、受付部120は、テキストボックスTb4に入力された上限周期Tmaxを示す上限周期情報を生成して周期取得部132へ出力する。また、受付部120は、テキストボックスTb5に入力された上限ピッチpmaxを示す上限ピッチ情報を生成してピッチ取得部133へ出力する。
 回転数取得部131は、受付部120から受けた回転数情報を記憶部170に保存する。周期取得部132は、受付部120から受けた上限周期情報を記憶部170に保存する。ピッチ取得部133は、受付部120から受けた上限ピッチ情報を記憶部170に保存する。周波数取得部134は、受付部120から受けた上限周波数情報および設定周波数情報を記憶部170に保存する。
 <処理部>
 処理部140は、切削加工の開始前に、AD変換器21におけるサンプリング周波数Fおよび処理周期Tを決定する決定処理を行う。そして、処理部140は、決定したサンプリング周波数Fおよび処理周期T等を表示装置211に表示する表示処理を行う。
 (決定処理)
 処理部140は、回転数取得部131により取得された回転数S、周期取得部132により取得された上限周期Tmax、およびピッチ取得部133により取得された上限ピッチpmaxに基づいて、上限周期Tmax以下の処理周期Tにおいて、切削工具101がN回転するのに要する期間に角度ピッチpの設定値psが上限ピッチpmax以下となるようにAD変換器21がサンプリングを行うための、サンプリング周波数Fおよび処理周期Tを決定する。ここで、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である。たとえば、処理部140は、周波数取得部134により取得された上限周波数Fmax以下のサンプリング周波数Fを決定する。
 より詳細には、処理部140は、記憶部170から回転数情報、上限周期情報、上限ピッチ情報および上限周波数情報を取得する。処理部140は、まず、取得した上限ピッチ情報に基づいて、角度ピッチpの設定値psを決定する。たとえば、処理部140は、上限ピッチ情報が示す上限ピッチpmax以下であり、かつ(360/ps)が2以上の整数となるような設定値psを決定する。一例として、処理部140は、上限ピッチ情報が示す上限ピッチpmaxが1度である場合、設定値psを「1」と決定する。
 そして、処理部140は、整数Nと(360/ps)とが互いに素となるような整数Nの値を決定する。具体的には、処理部140は、設定値psを「1」と決定した場合、7、11、13、17、19、23、29、31、37および77等の、7以上の素数および当該素数同士の積の中から整数Nの値を選定する。処理部140は、設定値psおよび整数Nを決定すると、決定した設定値psおよび整数Nに基づいて、サンプリング周波数Fおよび処理周期Tを決定する。
 たとえば、処理部140は、以下の式(1)~(4)を満たす整数Nの値を決定し、決定したNの値に基づいて、サンプリング周波数Fおよび処理周期Tを決定する。
 F=(6×S)/(N×ps) ・・・ (1)
 T=(60×N)/S ・・・ (2)
 T≦Tmax ・・・ (3)
 F≦Fmax ・・・ (4)
 より詳細には、処理部140は、処理周期Tが、取得した上限周期情報が示す上限周期Tmax以下となり、かつサンプリング周波数Fが、取得した上限周波数情報が示す上限周波数Fmax以下となるような整数Nの値を決定する。そして、処理部140は、決定した整数Nに基づいて、式(1)により表されるサンプリング周波数Fおよび式(2)により表される処理周期Tを決定する。
 たとえば、処理部140は、N×ps<180を満たすようにサンプリング周波数Fおよび処理周期Tを決定する。このように、時間的に連続する2つのサンプリング時点に対応する2つの計測点MPの間の回転角が180度未満となるようにサンプリング周波数Fおよび処理周期Tを決定する構成により、より効率的にセンサ計測値sx,sy,srを生成することができる。
 図9は、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置の処理部において選定可能な整数Nとサンプリング周波数との関係の一例を示す図である。図10は、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置の処理部において選定可能な整数Nと処理周期との関係の一例を示す図である。図9において、縦軸はサンプリング周波数Fであり、横軸は整数Nの値である。図10において、縦軸は処理周期Tであり、横軸は整数Nの値である。図9および図10を参照して、式(1)により表されるように、サンプリング周波数Fは整数Nに逆比例し、式(2)により表されるように、処理周期Tは整数Nに正比例する。
 図9および図10に示す例では、回転数Sが10000rpmであり、上限周波数Fmaxが2000Hzであり、上限周期Tmaxが1秒であり、設定値psが1度である。図9および図10における破線は、それぞれ、上限周波数Fmaxおよび上限周期Tmaxを示している。処理部140は、式(1)~式(4)を満たす整数Nの値として、図9中のサンプリング周波数Fが破線以下となる範囲であり、かつ図10中の処理周期Tが破線以下となる範囲における値を選定する。ここで、図10中の処理周期Tが破線以下となる範囲における整数Nの最大値は、163である。すなわち、処理部140は、整数Nの値として、31、37、41、43、47および77等の、7以上の素数および当該素数同士の積のうちの31以上かつ163以下の数値からなる選定候補の中から選定する。
 たとえば、処理部140は、処理周期Tとして選択可能な値のうちの最も小さい値を処理周期Tとして決定する。より詳細には、処理部140は、処理周期Tを最も小さい値とするために、整数Nの値として、上記選定候補の中から「31」を選定する。そして、処理部140は、式(2)に基づいて、処理周期Tを「0.186秒」と決定する。また、処理部140は、式(1)に基づいて、サンプリング周波数Fを「1935.48Hz」と決定する。
 図11は、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置の処理部において選定可能な整数Nとサンプリング周波数との関係の他の例を示す図である。図12は、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置の処理部において選定可能な整数Nと処理周期との関係の他の例を示す図である。図11において、縦軸はサンプリング周波数Fであり、横軸は整数Nの値である。図12において、縦軸は処理周期Tであり、横軸は整数Nの値である。
 図11および図12に示す例では、回転数Sが2000rpmであり、上限周波数Fmaxが2000Hzであり、上限周期Tmaxが1秒であり、設定値psが1度である。図11および図12における破線は、それぞれ、上限周波数Fmaxおよび上限周期Tmaxを示している。処理部140は、式(1)~式(4)を満たす整数Nの値として、図11中のサンプリング周波数Fが破線以下となる範囲であり、かつ図12中の処理周期Tが破線以下となる範囲における値を選定する。すなわち、処理部140は、整数Nの値として、7、11、13、17、19、23、29および31等の、7以上の素数および当該素数同士の積のうちの31以下の数値からなる選定候補の中から選定する。
 たとえば、処理部140は、処理周期Tを最も小さい値とするために、整数Nの値として、上記選定候補の中から「7」を選定する。そして、処理部140は、式(2)に基づいて、処理周期Tを「0.21秒」と決定する。また、処理部140は、式(1)に基づいて、サンプリング周波数Fを「1714.2857Hz」と決定する。
 図13は、本開示の第1の実施の形態に係る処理システムにおけるAD変換器によるサンプリング時点のひずみセンサの位置の一例を示している。図13における領域PAは、領域paの拡大図である。図13は、処理部140により決定されたサンプリング周波数Fである「1714.2857Hz」に従ってAD変換器21がサンプリングを行った場合における、切削工具101が7回転するのに要する期間における計測点MPを2次元座標C2上に示している。
 図13を参照して、切削工具101の1回転目における計測点MP1、切削工具101の3回転目における計測点MP3、切削工具101の5回転目における計測点MP5、切削工具101の7回転目における計測点MP7、切削工具101の2回転目における計測点MP2、切削工具101の4回転目における計測点MP4、および切削工具101の6回転目における計測点MP6がこの順に2次元座標C2上に並んでいる。このように、切削工具101のn回転目における計測点MPnと、切削工具101の(n+1)回転目における計測点MP(n+1)とが2次元座標C2において重ならないので、切削工具101が7回転するのに要する期間に、多数の計測点MPに対応するひずみセンサ20の1周分のセンサ計測値sx,sy,srを擬似的に生成することができる。
 このとき、時間的に連続する2つのサンプリング時点に対応する2つの計測点MPの間の回転角、すなわち隣接する2つの計測点MPnの間の回転角は、N×psにより表され、具体的には7度である。
 図14は、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置の処理部において選定可能な整数Nとサンプリング周波数との関係の他の例を示す図である。図15は、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置の処理部において選定可能な整数Nと処理周期との関係の他の例を示す図である。図14において、縦軸はサンプリング周波数Fであり、横軸は整数Nの値である。図15において、縦軸は処理周期Tであり、横軸は整数Nの値である。
 図14および図15に示す例では、回転数Sが10000rpmであり、上限周波数Fmaxが2000Hzであり、上限周期Tmaxが1秒であり、設定値psが0.5度である。図14および図15における破線は、それぞれ、上限周波数Fmaxおよび上限周期Tmaxを示している。処理部140は、式(1)~式(4)を満たす整数Nの値として、図14中のサンプリング周波数Fが破線以下となる範囲であり、かつ図15中の処理周期Tが破線以下となる範囲における値を選定する。ここで、図15中の処理周期Tが破線以下となる範囲における整数Nの最大値は、163である。すなわち、処理部140は、整数Nの値として、61、67、71、73、77、79および83等の、7以上の素数および当該素数同士の積のうちの61以上かつ163以下の数値からなる選定候補の中から選定する。
 たとえば、処理部140は、処理周期Tを最も小さい値とするために、整数Nの値として、上記選定候補の中から「61」を選定する。そして、処理部140は、式(2)に基づいて、処理周期Tを「0.366秒」と決定する。また、処理部140は、式(1)に基づいて、サンプリング周波数Fを「1967.21Hz」と決定する。
 処理部140は、設定値ps、整数N、サンプリング周波数Fおよび処理周期Tを決定すると、決定した各値を記憶部170に保存する。
 ここで、処理部140は、たとえば図11および図12を参照して説明した例において、サンプリング周波数Fを「1714.2857Hz」と決定したが、AD変換器21の仕様上、AD変換器21におけるサンプリング周波数を小数点以下まで細かく設定することができない場合がある。
 たとえば、処理部140は、式(1)に基づいて算出したサンプリング周波数の端数処理後の値をサンプリング周波数Fとして決定してもよい。具体的には、処理部140は、式(1)に基づいて算出したサンプリング周波数の小数第一位を四捨五入することにより得られる値である「1714Hz」をサンプリング周波数Fとして決定してもよい。
 図16は、本開示の第1の実施の形態に係る処理システムにおけるAD変換器によるサンプリング時点のひずみセンサの位置の一例を示している。図16における領域PAは、領域paの拡大図である。図16は、処理部140により決定されたサンプリング周波数Fである「1714Hz」に従ってAD変換器21がサンプリングを行った場合における、切削工具101が7回転するのに要する期間における計測点MPを2次元座標C2上に示している。
 図13および図16を参照して、AD変換器21が、整数Nに基づいて算出されるサンプリング周波数の端数処理後の値である「1714Hz」に従ってサンプリングを行った場合、「1714.2857Hz」に従ってサンプリングを行った場合と比べて、角度ピッチpにばらつきが生じる。しかしながら、図16に示す例においても、図7に示すような、切削工具101のn回転目における計測点MPnと、切削工具101の(n+1)回転目における計測点MP(n+1)とが2次元座標C2において重なる場合と比べて、センサ計測値sx,sy,srを効率的に生成することができる。
 たとえば、処理部140は、端数処理後のサンプリング周波数Fである「1714Hz」に従ってサンプリングを行った場合における角度ピッチpの最大値pb1、平均値pb2、および最小値pb3を、シミュレーションを行うことよって求め、求めた各値を記憶部170に保存する。
 なお、処理部140は、最大値pb1が上限ピッチpmaxより大きい場合、再び決定処理を行うことにより、新たなサンプリング周波数Fおよび新たな処理周期Tを決定する構成であってもよい。より詳細には、処理部140は、最大値pb1が上限ピッチpmax以下となるように、他の整数Nを選定し、選定した整数Nに基づいて他のサンプリング周波数Fおよび他の処理周期Tを決定する再決定処理を行う。たとえば、ユーザは、予め、処理装置201における図示しない調整部を操作することにより、最大値pb1を上限ピッチpmax以下とすべきことを設定する操作を行う。処理部140は、ユーザの設定に従って、最大値pb1が上限ピッチpmaxより大きい場合において再決定処理を行う。
 (表示処理)
 図17は、本開示の第1の実施の形態に係る処理システムにおける表示装置に表示される表示画像の一例を示している。図17を参照して、処理部140は、決定処理において決定したサンプリング周波数Fおよび処理周期Tを表示装置211に表示する処理を行う。具体的には、処理部140は、決定したサンプリング周波数Fを、理論値として、表示画像DS1における領域Rg1に表示する処理を行う。また、処理部140は、端数処理後のサンプリング周波数Fを、推奨値として、表示画像DS1における領域Rg2に表示する処理を行う。また、処理部140は、決定した処理周期Tを表示画像DS1における領域Rg3に表示する処理を行う。
 たとえば、処理部140は、ひずみセンサ20の1周分のセンサ計測値sx,sy,srを擬似的に生成するために要する切削工具101の回転数すなわち整数Nの値を表示画像DS1における領域Rg4に表示する処理を行う。また、たとえば、処理部140は、AD変換器21がサンプリング周波数Fに従ってサンプリングを行った場合における角度ピッチpの、最大値pa1、平均値pa2および最小値pa3を、領域Rg5,Rg6,Rg7にそれぞれ表示する処理を行う。また、たとえば、処理部140は、AD変換器21が、端数処理後のサンプリング周波数Fに従ってサンプリングを行った場合における角度ピッチpの、最大値pb1、平均値pb2および最小値pb3を、領域Rg8,Rg9,Rg10にそれぞれ表示する処理を行う。
 処理部140は、回転数S、上限周期Tmax、および設定周波数Forgに基づいて、当該上限周期Tmaxにおいて、設定周波数Forgに従ってAD変換器21がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行う。
 より詳細には、処理部140は、記憶部170から回転数情報、上限周期情報および設定周波数情報を取得する。そして、処理部140は、回転数情報、上限周期情報および設定周波数情報に基づいて、上限周期情報が示す上限周期Tmaxの期間において設定周波数情報が示す設定周波数Forgに従ってAD変換器21がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の計測点MPを、シミュレーションを行うことよって求め、求めた計測点MPを示す2次元座標C2Aをグラフ表示領域G1に表示する処理を行う。
 ユーザは、2次元座標C2Aを参照することにより、自己が設定した設定周波数Forgである「2000Hz」に従ってAD変換器21がサンプリングを行った場合、計測点MPは回転円SR上に12個しか存在しないことを認識する。すなわち、ユーザは、自己が設定した上限周期Tmaxである「1秒」の期間にAD変換器21がサンプリングを行うことにより2000個のセンサ計測値sx,sy,srを生成した場合であっても、実質的に12種類のセンサ計測値sx,sy,srしか得られないことを認識する。
 たとえば、処理部140は、上限周期Tmaxにおいて、設定周波数Forgに従ってAD変換器21がサンプリングを行った場合における、回転円SRにおけるAD変換器21によるサンプリング時点の位相を示す座標系において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角の平均値および最大値の少なくともいずれか一方を表示する処理を行う。より詳細には、処理部140は、AD変換器21が設定周波数Forgに従ってサンプリングを行った場合における角度ピッチpの、最大値pc1、平均値pc2および最小値pc3を、シミュレーションを行うことよって求め、求めた値を領域Rg11,Rg12,Rg13にそれぞれ表示する処理を行う。
 たとえば、処理部140は、決定した処理周期Tにおいて、切削工具101がN回転するのに要する期間に、サンプリング周波数Fに従ってAD変換器21がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行う。すなわち、処理部140は、回転数Sと、上限周期Tmaxと、上限ピッチpmaxとに基づいて、切削工具101がN回転するのに要する期間に、サンプリング周波数Fに従ってAD変換器21がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行う。
 より詳細には、処理部140は、たとえば、処理周期Tの期間において端数処理後のサンプリング周波数Fに従ってAD変換器21がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の計測点MPを、シミュレーションを行うことよって求め、求めた計測点MPを示す2次元座標C2Bをグラフ表示領域G2に表示する処理を行う。
 ユーザは、2次元座標C2Bを参照することにより、領域Rg3に表示されている処理周期Tである「0.186秒」の期間に、領域Rg2に表示されている端数処理後のサンプリング周波数Fである「1935Hz」に従ってAD変換器21がサンプリングを行った場合、回転円SR上において互いにばらけた位置の360個の計測点MPに対応する360個のセンサ計測値sx,sy,srが得られることを認識する。
 たとえば、ユーザは、表示画像DS1を参照して、AD変換器21において設定すべきサンプリング周波数を認識する。より詳細には、ユーザは、たとえば領域Rg2に推奨値として表示された、端数処理後のサンプリング周波数FをAD変換器21において設定する処理を行う。ユーザは、AD変換器21におけるサンプリング周波数Fを設定する処理を行った後、切削加工を開始する。
 (所定処理)
 たとえば、解析部150は、所定処理として、処理部140により決定された処理周期Tに従うタイミングにおいて、判定処理を行う。より詳細には、解析部150は、処理周期Tごとに、上述したように、無線通信部110により記憶部170に保存されたセンサ計測値sx,sy,srの解析結果に基づいて判定処理を行い、判定結果を表示装置211に表示する処理を行う。
 また、たとえば、解析部150は、所定処理として、処理部140により決定された処理周期Tに従うタイミングにおいて、2次元データDを更新する更新処理を行う。より詳細には、解析部150は、処理周期Tごとに、上述したように、センサ計測値sx,sy,srに基づいて2次元データDを生成する。そして、解析部150は、処理周期Tごとに、表示装置211に表示している2次元座標C1における2次元データDを、生成した2次元データDに更新する。
 すなわち、処理装置201では、処理周期Tごとに、無線通信部110によるセンサ計測値sx,sy,srの取得、ならびに解析部150による判定処理、2次元データDの生成および2次元データDの更新処理が行われる。ここで、解析部150が処理周期Tに従わないタイミングにおいて判定処理および更新処理を行う場合、回転円SR上における一部の同じ計測点MPにおける複数個のセンサ計測値sx,sy,srが判定処理および更新処理の対象となってしまうので、たとえば判定処理においてセンサ計測値sx,sy,srの平均値を算出した場合、当該平均値において当該一部の計測点MPにおけるセンサ計測値sx,sy,srに意図しない重み付けの影響が生じ、切削加工の異常に関する正確な判定を行うことができない場合がある。これに対して、解析部150が処理周期Tに従うタイミングにおいて判定処理および更新処理を行う構成により、擬似的に生成されたひずみセンサ20の1周分のセンサ計測値sx,sy,srを用いて判定処理および更新処理を行うことができるので、たとえばセンサ計測値sx,sy,srの平均値に基づいて、切削加工の異常に関する正確な判定を行うことができる。なお、解析部150は、処理周期Tに従わないタイミングにおいて判定処理および更新処理を行う場合、上記重み付けの影響が生じないようにするために、一部のセンサ計測値sx,sy,srを判定処理および更新処理の対象から排除する構成であってもよい。
 図18は、本開示の第1の実施の形態の比較例に係る処理装置における解析部により生成される2次元データの一例を示す図である。図18は、切削工具101の回転数Sを「10000rpm」、「12500rpm」および「15000rpm」にそれぞれ設定したときに、上記式(1)を満たさないサンプリング周波数である「1.25kHz」に従ってサンプリングすることにより生成された、加工期間全体におけるすべてのセンサ計測値sx,sy,srに基づく2次元データDと、加工期間の一部の期間におけるセンサ計測値である360個のセンサ計測値sx,sy,srに基づく2次元データDとを示している。
 図19は、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置における解析部により生成される2次元データの一例を示す図である。図19は、切削工具101の回転数Sを「1458rpm」、「3542rpm」および「12292rpm」にそれぞれ設定したときに、上記式(1)を満たすサンプリング周波数である「1.25kHz」に従ってサンプリングすることにより生成された、加工期間全体におけるすべてのセンサ計測値sx,sy,srに基づく2次元データDと、加工期間の一部の期間におけるセンサ計測値である360個のセンサ計測値sx,sy,srに基づく2次元データDとを示している。
 図18および図19を参照して、図18に示す比較例に係る処理装置201における解析部150により生成される2次元データDは、回転円SRにおける計測点MPに偏りが生じることによって少ない計測点MPにおけるセンサ計測値sx,sy,srに基づいて生成されているので、2次元形状の連続性を把握することが困難である。一方、図18に示す処理装置201における解析部150により生成される2次元データDは、より多くの計測点MPにおけるセンサ計測値sx,sy,srに基づいて生成されているので、2次元形状の連続性をより正確に把握することができる。
 図20は、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置における解析部により生成される2次元データを示す図である。図20は、図18における回転数Sが「10000rpm」に対応する2次元データDと、図19における回転数Sが「12292rpm」に対応する2次元データDと、図18における回転数Sが「12500rpm」に対応する2次元データDとを比較のために並べた図である。
 図20を参照して、回転数Sが12292rpmでありサンプリング周波数が1.25kHzである場合に生成される2次元データDは、回転数Sが12500rpmでありサンプリング周波数が1.25kHzである場合に生成される2次元データDと比べて、2次元形状の連続性をより正確に把握することができる。このように、低いサンプリング周波数であっても、回転数Sとの関係を考慮して適切なサンプリング周波数を設定することにより、効率的にセンサ計測値sx,sy,srを生成することができる。
 ここで、上述したように、端数処理後のサンプリング周波数Fに従ってAD変換器21がサンプリングを行った場合、角度ピッチpにばらつきが生じる。
 たとえば、解析部150は、生成した2次元データDに基づいて、センサ計測値sx,sy,srの内挿を行う。解析部150は、端数処理後のサンプリング周波数Fに従ってAD変換器21がサンプリングすることにより生成されたセンサ計測値sx,sy,srの内挿を行うことにより、当該センサ計測値sx,sy,srを、端数処理前のサンプリング周波数Fに従ってAD変換器21がサンプリングした場合に生成されるべきセンサ計測値sx,sy,srに変換する。より詳細には、解析部150は、まず、生成した2次元データDに基づいて、時系列のセンサ計測値sx,sy,srを並べ替える。
 図21は、本開示の第1の実施の形態に係る処理システムにおけるAD変換器により生成されるセンサ計測値の一例を示す図である。図21は、切削工具101が7回転するのに要する期間に擬似的に生成したひずみセンサ20の1周分のセンサ計測値sx,sy,srを示している。
 図21を参照して、解析部150は、生成した2次元データDが有するベクトル情報に基づいて、センサ計測値sx,sy,srを、切削工具101の1回転目、2回転目、3回転目、4回転目、5回転目、6回転目および7回転目にAD変換器21により生成されたセンサ計測値に分類する。切削工具101の1回転目、2回転目、3回転目、4回転目、5回転目、6回転目および7回転目にAD変換器21により生成されたセンサ計測値は、それぞれ図11に示す計測点MP1,MP2,MP3,MP4,MP5,MP6,MP7におけるセンサ計測値に対応する。
 そして、解析部150は、センサ計測値sx,sy,srを、分類結果に基づいて、切削工具101の回転位相に対応する順に並べ替える配列処理を行う。たとえば、解析部150は、荷重FzおよびモーメントMz等のスカラー値の時系列データも併せて並べ替える。
 図22は、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置における解析部による配列処理後のセンサ計測値の一例を示す図である。図22を参照して、解析部150は、配列処理後のセンサ計測値sx,sy,srにおいて、各センサ計測値sx,sy,srを、配列順においてたとえば当該センサ計測値sx,sy,srに隣り合うセンサ計測値sx,sy,srを用いて補正する。解析部150は、補正後のセンサ計測値sx,sy,srを記憶部170に保存する。
 [動作の流れ]
 本開示の実施の形態に係る処理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、HDD(Hard Disk Drive)、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD-ROM(Digital Versatile Disk Read Only Memory)および半導体メモリ等の記録媒体に格納された状態で流通する。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。たとえば、これら複数の装置のプログラムは、上記記録媒体からインストールすることができる。また、たとえば、これら複数の装置のプログラムは、所定のサーバ等から、電気通信回線、無線通信回線、有線通信回線、およびインターネットを代表とするネットワークを経由してダウンロードし、インストールすることができる。また、たとえば、これら複数の装置のプログラムは、所定のサーバ等からデータ放送等によりダウンロードし、インストールすることができる。
 図23は、本開示の第1の実施の形態に係る処理システムにおける処理装置が決定処理および表示処理を行う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を参照して、まず、処理装置201は、切削工具101の回転数Sと、上限周期Tmaxと、上限ピッチpmaxと、設定周波数Forgと、上限周波数Fmaxとを取得する(ステップS102)。
 次に、処理装置201は、上限ピッチpmaxに基づいて、角度ピッチpの設定値psを決定する(ステップS104)。
 次に、処理装置201は、上述の式(1)~式(4)に基づいて、整数N、サンプリング周波数Fおよび処理周期Tを決定する(ステップS106)。
 次に、処理装置201は、表示処理を行う。具体的には、処理装置201は、整数Nと、サンプリング周波数Fと、処理周期Tと、端数処理後のサンプリング周波数Fと、角度ピッチpの、最大値pa1,pb1,pc1、平均値pa2,pb2,pc2および最小値pa3,pb3,pc3と、サンプリング周波数Fに従ってAD変換器21がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の計測点MPのシミュレーション結果を示す2次元座標C2Bと、設定周波数Forgに従ってAD変換器21がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の計測点MPのシミュレーション結果を示す2次元座標C2Aとを含む表示画像DS1を表示装置211に表示する処理を行う(ステップS108)。
 次に、処理装置201は、切削加工の開始後、AD変換器21により生成されたセンサ計測値sx,sy,srを用いた判定処理および更新処理を開始する。処理装置201は、所定処理として、処理周期Tごとに、判定処理および更新処理を行う(ステップS110)。
 [変形例]
 なお、本開示の実施の形態に係る処理システム301は、切削工具101とは別個に処理装置201を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理装置201は、切削工具101に設けられる構成であってもよいし、工作機械に設けられる構成であってもよい。また、処理装置201は、決定処理および表示処理を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない、処理装置201は、決定処理および表示処理のいずれか一方を行わない構成であってもよい。
 また、本開示の実施の形態に係る処理システム301は、ひずみセンサ20を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理システム301は、ひずみセンサ20の代わりに、またはひずみセンサ20に加えて、加速度センサ等の他のセンサを備える構成であってもよい。
 また、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置201では、回転数取得部131は、受付部120から回転数Sを示す回転数情報を受ける構成であるとしたが、これに限定するものではない。たとえば、回転数取得部131は、切削工具101に取り付けられた図示しない加速度センサによる計測結果を取得し、取得した計測結果に基づいて切削工具101の回転数Sを算出する構成であってもよい。あるいは、回転数取得部131は、工作機械における制御部から回転数情報を受信する構成であってもよい。
 また、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置201では、受付部120は、切削加工の開始前に、表示画像DS1におけるテキストボックスTb1に入力された上限周波数Fmaxを示す上限周波数情報を生成し、生成した上限周波数情報を周波数取得部134へ出力する構成であるとしたが、これに限定するものではない。たとえば、上限周波数情報は、予め記憶部170に保存されている場合がある。この場合、受付部120は、切削加工の開始前に、上限周波数情報を生成して周波数取得部134へ出力する処理を行わない構成であってもよい。
 また、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置201では、処理部140は、式(1)に基づいて算出したサンプリング周波数の小数第一位を四捨五入することにより得られる値をサンプリング周波数Fとして決定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部140は、式(1)に基づいて算出したサンプリング周波数の整数部分および小数部分におけるいずれかの位に、四捨五入以外の他の端数処理を行うことに得られる値をサンプリング周波数Fとして決定する構成であってもよい。式(1)に基づいて算出したサンプリング周波数におけるいずれの位に端数処理を行った場合であっても、端数処理後のサンプリング周波数に従ってサンプリングを行った場合における角度ピッチpの平均値pb2は、式(1)に基づいて算出したサンプリング周波数に従ってサンプリングを行った場合における角度ピッチpの平均値pa2と同じ値となる。一方、式(1)に基づいて算出したサンプリング周波数における端数処理を行う位が高いほど、端数処理後のサンプリング周波数に従ってサンプリングを行った場合における角度ピッチpの、最大値pb1と最小値pb3との差分は大きくなる。ただし、当該差分は、端数処理を行う位に応じてばらつくのではなく、端数処理を行う位が高くなるにつれて所定の値に収束する。ここで、AD変換器21の仕様に応じて、サンプリング周波数として設定可能な値の有効数字の桁数は異なる。たとえば、処理部140は、AD変換器21の仕様に応じて、サンプリング周波数として設定可能な値であり、かつ式(1)に基づいて算出したサンプリング周波数に最も近い値となるように、上述の端数処理を行う。
 また、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置201では、処理部140は、上記式(1)~(4)を満たす整数Nの値を決定し、決定したNの値に基づいて、サンプリング周波数Fおよび処理周期Tを決定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部140は、上記式(2)の代わりに以下の式(5)を満たす整数Nの値を決定し、決定したNの値に基づいて、サンプリング周波数Fおよび処理周期Tを決定する構成であってもよい。
 T=(60×N×M)/S ・・・ (5)
 ここで、Mは2以上の整数である。このような構成により、処理部140は、ひずみセンサ20のM周分のセンサ計測値sx,sy,srを擬似的に生成するためのサンプリング周波数Fおよび処理周期Tを決定することができる。
 また、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置201では、処理部140は、N×ps<180を満たすようにサンプリング周波数Fおよび処理周期Tを決定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部140は、N×ps≧180を満たすような整数N、サンプリング周波数Fおよび処理周期Tを決定する構成であってもよい。
 また、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置201では、取得部130が、周波数取得部134を含む構成であるとしたが、これに限定するものではない。取得部130は、周波数取得部134を含まない構成であってもよい。
 また、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置201では、処理部140は、式(1)~(4)を用いて整数N、サンプリング周波数Fおよび処理周期Tを決定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。たとえば、処理部140は、式(3)および式(4)を用いない一方で式(1)および式(2)を用いて整数N、サンプリング周波数Fおよび処理周期Tを決定する構成であってもよい。この場合、処理部140は、決定したサンプリング周波数Fおよび処理周期Tを表示装置211に表示する。ユーザは、たとえばAD変換器21の仕様に基づいて、表示装置211に表示されたサンプリング周波数Fおよび処理周期Tを採用するか否かを判断する。
 また、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置201では、処理部140は、処理周期Tとして選択可能な値のうちの最も小さい値を処理周期Tとして決定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部140は、処理周期Tとして選択可能な値のうちの最も小さい値以外の値を処理周期Tとして決定する構成であってもよい。たとえば、処理部140は、処理周期Tとして選択可能な値のうちの最も大きい値を処理周期Tとして決定する構成であってもよい。これにより、処理部140は、サンプリング周波数Fとして、より低い値を決定することができる。
 また、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置201では、解析部150は、処理周期Tに従うタイミングにおいて、判定処理および更新処理を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。解析部150は、判定処理および更新処理の少なくともいずれか一方を、処理周期Tに従わないタイミングにおいて行う構成であってもよい。また、解析部150は、判定処理および更新処理の少なくともいずれか一方を行わない構成であってもよい。
 また、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置201では、解析部150は、生成した2次元データDに基づいて、センサ計測値sx,sy,srの内挿を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。解析部150は、センサ計測値sx,sy,srの内挿を行わない構成であってもよい。
 また、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置201は、解析部150を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。解析部150は、処理装置201以外の装置に設けられてもよい。
 また、本開示の第1の実施の形態に係る処理装置201では、処理部140は、決定処理において決定したサンプリング周波数Fおよび処理周期T、2次元座標C2A、2次元座標C2B、最大値pc1、平均値pc2、ならびに最小値pc3を表示装置211に表示する処理を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。処理部140は、上記の表示内容の一部を表示装置211に表示しない構成であってもよい。たとえば、処理部140は、決定したサンプリング周波数Fおよび処理周期Tならびに2次元座標C2Bを表示装置211に表示しない一方で、2次元座標C2Aを表示装置211に表示する構成であってもよい。この場合、ユーザは、グラフ表示領域G1に表示される2次元座標C2Aにおける計測点MPの分布、および領域Rg11~Rg13に表示される値を確認しながら、テキストボックスTb3に入力する設定周波数Forgの値を調整することにより、2次元座標C2A中の回転円SRにおいて多数の計測点MPが上限ピッチpmax以下の角度ピッチpで分布する、好適な設定周波数Forgを発見することができる。ユーザは、好適な設定周波数Forgを発見した場合、当該設定周波数ForgをAD変換器21において設定し、切削加工を開始する。
 次に、本開示の他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。
 <第2の実施の形態>
 本実施の形態は、第1の実施の形態に係る処理システム301と比べて、旋削工具である切削工具102を備える処理システム302に関する。以下で説明する内容以外は第1の実施の形態に係る処理システム301と同様である。
 [処理システム]
 図24は、本開示の第2の実施の形態に係る処理システムの構成を示す図である。図24を参照して、処理システム302は、第1の実施の形態に係る処理システム301と比べて、切削工具101および処理装置201の代わりに切削工具102および処理装置202を備える。切削工具102は、旋削工具である。
 [切削工具]
 切削工具102は、たとえば、金属等からなる切削対象物221の旋削加工に用いられる。切削工具102は、たとえば刃先交換式のバイトすなわちスローアウェイバイトである。切削工具102は、旋盤等の工作機械における図示しない刃物台により上下から挟まれて固定される。切削工具102は、シャンク部11Aと、刃固定部13Eとを備える。刃固定部13Eは、シャンク部11Aの先端部分にチップ14Eを固定する。
 たとえば、ひずみセンサ20、AD変換器21、電池22および無線通信装置23は、接着剤または粘着剤を介してシャンク部11Aの周面に取り付けられる。処理システム302は、2つ以上のひずみセンサ20を備える構成であってもよい。
 切削対象物221は、工作機械の図示しない主軸に取り付けられる。当該主軸は、柱状であり、切削対象物221に回転力を与える。切削対象物221は、当該回転力により回転軸17Aを中心に回転する。切削対象物221は、回転体の一例である。
 [処理装置]
 図25は、本開示の第2の実施の形態に係る処理システムにおける処理装置の構成を示す図である。図25を参照して、処理装置202は、第1の実施の形態に係る処理装置201と比べて、取得部130の代わりに取得部130Aを備える。取得部130Aは、取得部130と比べて、回転数取得部131およびピッチ取得部133の代わりに回転数取得部131Aおよびピッチ取得部133Aを含む。
 回転数取得部131Aは、回転軸17Aを中心に回転する回転体である切削対象物221の回転数S[rpm]を取得する。より詳細には、回転数取得部131Aは、切削加工の開始前に、工作機械において設定された切削対象物221の回転数Sを取得する。
 ピッチ取得部133Aは、切削対象物221の回転に伴って回転軸17A周りに回転する点、たとえば切削対象物221の外周面における任意の点Xの軌跡である回転円SRAにおけるAD変換器21によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチp[degree]の上限値である上限ピッチpmaxを取得する。より詳細には、ピッチ取得部133は、切削加工の開始前に、ユーザにより設定された上限ピッチpmaxを取得する。
 処理部140は、切削加工の開始前に、AD変換器21におけるサンプリング周波数Fおよび処理周期Tを決定する決定処理を行う。そして、処理部140は、決定したサンプリング周波数Fおよび処理周期T等を表示装置211に表示する表示処理を行う。決定処理および表示処理の詳細は、第1の実施の形態で説明した通りである。
 処理システム302は、第1の実施の形態に係る処理システム301と同様に、より効率的にセンサ計測値を生成することができる。
 たとえば、切削工具102を用いてギア部材等の凹凸形状を有する切削対象物221を切削加工する場合、切削加工中に、チップ14Eが切削対象物221に接触する期間と、チップ14Eが切削対象物221に接触しない期間とが交互に到来する。このような場合、従来の処理システムでは、切削対象物221の回転数Sと、AD変換器21のサンプリング周波数との関係によっては、回転円SRAにおけるサンプリング時点の点Xの位置を示す計測点MPAが、回転軸17Aを原点とする2次元座標C2上において重なってしまい、AD変換器21により生成されるセンサ計測値の大部分が、チップ14Eが切削対象物221に接触しない期間におけるセンサ計測値となってしまう場合がある。
 これに対して、処理システム302は、切削対象物221がN回転するのに要する期間に、多数の計測点MPAに対応するひずみセンサ20の1周分のセンサ計測値を擬似的に生成することができるので、より確実に、チップ14Eが切削対象物221に接触する期間におけるセンサ計測値を生成することができる。
 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]
 切削工具と、
 前記切削工具に取り付けられたセンサと、
 前記センサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するAD変換器と、
 処理部とを備え、
 前記処理部は、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]と、前記AD変換器により生成された前記デジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の上限値である上限周期と、前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチとに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を決定し、
 前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素であり、
 前記処理部は、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記サンプリング周波数に従って前記AD変換器がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況と、前記上限周期において、前記設定周波数に従って前記AD変換器がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況とを認識可能な情報を表示する処理を行う、処理システム。
 10       シャフト部
 11、11A   シャンク部
 12       刃取付部
 13、13E   刃固定部
 14、14E   チップ
 17、17A   回転軸
 18       切削抵抗作用面
 20       ひずみセンサ
 21       AD変換器
 22       電池
 23       無線通信装置
 24       ハウジング
 101、102  切削工具
 110      無線通信部
 120      受付部
 130、130A 取得部
 131、131A 回転数取得部
 132      周期取得部
 133、133A ピッチ取得部
 134      周波数取得部
 140      処理部
 150      解析部
 170      記憶部
 201、202  処理装置
 210      工具ホルダ
 211      表示装置
 220      主軸
 221      切削対象物
 301、302  処理システム

Claims (24)

  1.  切削工具と、
     前記切削工具に取り付けられたセンサと、
     前記センサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するAD(Analog Digital)変換器と、
     処理部とを備え、
     前記処理部は、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]と、前記AD変換器により生成された前記デジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の上限値である上限周期と、前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチとに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を決定し、
     前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である、処理システム。
  2.  前記処理部は、N×ps<180を満たすように前記サンプリング周波数および前記処理周期を決定する、請求項1に記載の処理システム。
  3.  前記処理部は、前記AD変換器における上限値である上限周波数を取得し、取得した前記上限周波数以下の前記サンプリング周波数を決定する、請求項1または請求項2に記載の処理システム。
  4.  前記処理部は、前記回転数をSとし、前記サンプリング周波数をFとし、前記上限周波数をFmaxとし、前記処理周期をTとし、前記上限周期をTmaxとしたとき、下記式(1)~下記式(4)を満たすNの値を決定し、決定したNの値に基づいて、前記サンプリング周波数および前記処理周期を決定する、
    F=(6×S)/(N×ps)・・・(1)
    T=(60×N)/S・・・(2)
    T≦Tmax・・・(3)
    F≦Fmax・・・(4)
    請求項3に記載の処理システム。
  5.  前記処理部は、前記処理周期として選択可能な値のうちの最も小さい値を前記処理周期として決定する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の処理システム。
  6.  前記処理システムは、さらに、解析部を備え、
     前記解析部は、前記所定処理として、前記処理部により決定された前記処理周期に従うタイミングにおいて、前記AD変換器により生成される前記デジタル信号を用いて、前記切削工具を用いた切削加工の異常に関する判定処理を行う、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の処理システム。
  7.  前記処理システムは、さらに、解析部を備え、
     前記解析部は、前記AD変換器により生成される前記デジタル信号に基づいて、前記切削工具が受ける2方向の負荷に関する、サンプリング時刻ごとの2次元データを生成する処理を行い、前記所定処理として、前記処理部により決定された前記処理周期に従うタイミングにおいて前記2次元データを更新する更新処理を行う、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の処理システム。
  8.  前記解析部は、生成した前記2次元データに基づいて、前記デジタル信号の内挿を行う、請求項7に記載の処理システム。
  9.  前記回転体は、前記切削工具であり、
     前記切削工具は、転削工具である、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の処理システム。
  10.  前記回転体は、切削対象物であり、
     前記切削工具は、旋削工具である、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の処理システム。
  11.  回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得する第1取得部と、
     切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得する第2取得部と、
     前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチを取得する第3取得部と、
     前記第1取得部により取得された前記回転数、前記第2取得部により取得された前記上限周期、および前記第3取得部により取得された前記上限ピッチに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を決定する処理部とを備え、
     前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である、処理装置。
  12.  処理装置における処理方法であって、
     回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得するステップと、
     切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得するステップと、
     前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチを取得するステップと、
     取得した前記回転数、前記上限周期および前記上限ピッチに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を決定するステップとを含み、
     前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である、処理方法。
  13.  処理装置において用いられる処理プログラムであって、
     コンピュータを、
     回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得する第1取得部と、
     切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得する第2取得部と、
     前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチを取得する第3取得部と、
     前記第1取得部により取得された前記回転数、前記第2取得部により取得された前記上限周期、および前記第3取得部により取得された前記上限ピッチに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を決定する処理部、
    として機能させるための処理プログラムであり、
     前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である、処理プログラム。
  14.  切削工具と、
     前記切削工具に取り付けられたセンサと、
     前記センサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するAD変換器と、
     処理装置とを備え、
     前記処理装置は、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]と、前記AD変換器により生成された前記デジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の上限値である上限周期と、前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチとに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を表示する処理を行い、
     前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である、表示システム。
  15.  前記処理装置は、前記回転体がN回転するのに要する期間に、前記サンプリング周波数に従って前記AD変換器がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行う、請求項14に記載の表示システム。
  16.  切削工具と、
     前記切削工具に取り付けられた回転体に取り付けられたセンサと、
     前記センサから出力されるアナログ信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成するAD変換器と、
     処理装置とを備え、
     前記処理装置は、回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]と、前記AD変換器により生成された前記デジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の上限値である上限周期と、ユーザにより設定されたサンプリング周波数である設定周波数に基づいて、前記上限周期において、前記設定周波数に従って前記AD変換器がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行う、表示システム。
  17.  前記処理装置は、前記回転数と、前記上限周期と、前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチとに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うためのサンプリング周波数、に従って前記AD変換器がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行い、
     前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である、請求項16に記載の表示システム。
  18.  前記処理装置は、前記上限周期において、ユーザにより設定されたサンプリング周波数である設定周波数に従って前記AD変換器がサンプリングを行った場合における、前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角の平均値および最大値の少なくともいずれか一方を表示する処理を行う、請求項14から請求項17のいずれか1項に記載の表示システム。
  19.  回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得する第1取得部と、
     切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得する第2取得部と、
     前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチとを取得する第3取得部と、
     前記第1取得部により取得された前記回転数、前記第2取得部により取得された前記上限周期、および前記第3取得部により取得された前記上限ピッチに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を表示する処理を行う表示処理部とを備え、
     前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である、処理装置。
  20.  回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得する第1取得部と、
     切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得する第2取得部と、
     ユーザにより設定されたサンプリング周波数である設定周波数を取得する第4取得部と、
     前記第1取得部により取得された前記回転数、前記第2取得部により取得された前記上限周期、および前記第4取得部により取得された前記設定周波数に基づいて、前記上限周期において、前記設定周波数に従って前記AD変換器がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行う表示処理部とを備える、処理装置。
  21.  処理装置における処理方法であって、
     回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得するステップと、
     切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得するステップと、
     前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチとを取得するステップと、
     取得した前記回転数、前記上限周期および前記上限ピッチに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を表示する処理を行うステップとを含み、
     前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である、処理方法。
  22.  処理装置における処理方法であって、
     回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得するステップと、
     切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得するステップと、
     ユーザにより設定されたサンプリング周波数である設定周波数を取得するステップと、
     取得した前記回転数、前記上限周期および前記設定周波数に基づいて、前記上限周期において、前記設定周波数に従って前記AD変換器がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行うステップとを含む、処理方法。
  23.  処理装置において用いられる処理プログラムであって、
     コンピュータを、
     回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得する第1取得部と、
     切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得する第2取得部と、
     前記回転体の回転に伴って前記回転軸周りに回転する点の軌跡である回転円における前記AD変換器によるサンプリング時点の位相を示す座標系、において隣接する2つのサンプリング時点の間の回転角である角度ピッチ[degree]の上限値である上限ピッチとを取得する第3取得部と、
     前記第1取得部により取得された前記回転数、前記第2取得部により取得された前記上限周期、および前記第3取得部により取得された前記上限ピッチに基づいて、前記上限周期以下の前記処理周期において、前記回転体がN回転するのに要する期間に前記角度ピッチの設定値が前記上限ピッチ以下となるように前記AD変換器がサンプリングを行うための、サンプリング周波数および前記処理周期を表示する処理を行う表示処理部、
    として機能させるための処理プログラムであり、
     前記設定値をpsとしたとき、Nおよび(360/ps)は、2以上の整数であり、かつ互いに素である、処理プログラム。
  24.  処理装置において用いられる処理プログラムであって、
     コンピュータを、
     回転軸を中心に回転する回転体の回転数[rpm]を取得する第1取得部と、
     切削工具に取り付けられたセンサから出力されるアナログ信号をサンプリングするAD変換器により生成されたデジタル信号を用いた所定処理を行う周期である処理周期の、上限値である上限周期を取得する第2取得部と、
     ユーザにより設定されたサンプリング周波数である設定周波数を取得する第4取得部と、
     前記第1取得部により取得された前記回転数、前記第2取得部により取得された前記上限周期、および前記第4取得部により取得された前記設定周波数に基づいて、前記上限周期において、前記設定周波数に従って前記AD変換器がサンプリングを行った場合におけるサンプリング時点の位相の分布状況を認識可能な情報を表示する処理を行う表示処理部、
    として機能させるための、処理プログラム。
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