JPH0123267B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0123267B2 JPH0123267B2 JP16395782A JP16395782A JPH0123267B2 JP H0123267 B2 JPH0123267 B2 JP H0123267B2 JP 16395782 A JP16395782 A JP 16395782A JP 16395782 A JP16395782 A JP 16395782A JP H0123267 B2 JPH0123267 B2 JP H0123267B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- peak
- equipment
- cutting
- certain number
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
- G05B19/4163—Adaptive control of feed or cutting velocity
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37351—Detect vibration, ultrasound
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41256—Chattering control
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は過負荷等種々の原因によつて発生する
異常振動の発生・抑制を検出し、常に最大負荷で
運転しうる機器の制御方法に関する。
異常振動の発生・抑制を検出し、常に最大負荷で
運転しうる機器の制御方法に関する。
旋盤・ドリル・フライス等の工作機械、発電機
の回転子や化学プラント等のバルブ等、過負荷や
自励的原因や機械部品の摩耗・損傷によつて異常
振動が発生する機器においては、この異常振動に
より、製品の劣化や極端な場合には機器の重大な
破損を生ずる。一方、異常振動を発生する恐れの
ない低負荷運転では、生産性の低下を招くことが
明らかである。
の回転子や化学プラント等のバルブ等、過負荷や
自励的原因や機械部品の摩耗・損傷によつて異常
振動が発生する機器においては、この異常振動に
より、製品の劣化や極端な場合には機器の重大な
破損を生ずる。一方、異常振動を発生する恐れの
ない低負荷運転では、生産性の低下を招くことが
明らかである。
本発明は、異常振動が発生すればある特定の周
波数成分がその振動に対応する振動波形（たとえ
ば騒音）中に強く表われる現象を利用し、その振
動波形のピークがほぼ同一周期で表われた場合は
異常振動の発生と判断して負荷を軽減するか運転
を停止し、負荷の軽減により振動波形のピークの
周期性が消失した時点で異常振動の抑止と判断し
て負荷状態を維持することにより、常に異常振動
が発生しない限界の最大負荷で機器を運転するこ
とを可能とする機器の制御方法を得ようとするも
のである。
波数成分がその振動に対応する振動波形（たとえ
ば騒音）中に強く表われる現象を利用し、その振
動波形のピークがほぼ同一周期で表われた場合は
異常振動の発生と判断して負荷を軽減するか運転
を停止し、負荷の軽減により振動波形のピークの
周期性が消失した時点で異常振動の抑止と判断し
て負荷状態を維持することにより、常に異常振動
が発生しない限界の最大負荷で機器を運転するこ
とを可能とする機器の制御方法を得ようとするも
のである。
以下図面を参照して詳細に説明する。
第１図は本発明を旋盤による切削に実施した場
合のブロツク図を示す。
合のブロツク図を示す。
旋盤Ｌの振動波形の１つである騒音信号はマイ
クMCによつて検出される。この信号はバイトの
加速度信号等、機器本体から検出してもよいが、
例えばバイトからの検出信号には、異常振動発生
前にも強い周期成分が含まれ、異常振動（びびり
振動）発生時点の判断が正確さを欠く場合が生じ
る。しかし、この信号取出部分は、応用対象よつ
て適宜選択される。
クMCによつて検出される。この信号はバイトの
加速度信号等、機器本体から検出してもよいが、
例えばバイトからの検出信号には、異常振動発生
前にも強い周期成分が含まれ、異常振動（びびり
振動）発生時点の判断が正確さを欠く場合が生じ
る。しかし、この信号取出部分は、応用対象よつ
て適宜選択される。
検出された信号は増幅され、バンドパスフイル
タによつて直流分と高周波ノイズを除去され、半
波整流回路によつて負の部分を切捨てられ、第２
図に示す正の部分のみがＡ―Ｄコンバータに送ら
れる。Ａ―Ｄコンバータは発振回路で指定された
サンプリングレートに従つて上記信号をデジタル
化し、インターフエースへ入力し、CPUによつ
てびびり振動の発生・抑制を判別する。
タによつて直流分と高周波ノイズを除去され、半
波整流回路によつて負の部分を切捨てられ、第２
図に示す正の部分のみがＡ―Ｄコンバータに送ら
れる。Ａ―Ｄコンバータは発振回路で指定された
サンプリングレートに従つて上記信号をデジタル
化し、インターフエースへ入力し、CPUによつ
てびびり振動の発生・抑制を判別する。
びびり振動発生の判断は次のように行なわれ
る。第２図に示す信号のピーク点は、信号が増加
傾向から減少傾向へ変わる点として検出される。
そして、ピーク点出現の時間間隔が測定される。
ピーク点Po-1とPoとの間隔をDo-1、ピーク点Po
とPo+1との間隔をDoとし、ある許容割合Ｑ％で
示される条件 １−Ｑ／100≦Do／Do-1≦１＋Ｑ／100 を満足するとき、その波は同一周期を持つものと
する。このように定義された同一周期を持つピー
クがＮ回連続して現れたとき、びびり振動が発生
したものと判断する。
る。第２図に示す信号のピーク点は、信号が増加
傾向から減少傾向へ変わる点として検出される。
そして、ピーク点出現の時間間隔が測定される。
ピーク点Po-1とPoとの間隔をDo-1、ピーク点Po
とPo+1との間隔をDoとし、ある許容割合Ｑ％で
示される条件 １−Ｑ／100≦Do／Do-1≦１＋Ｑ／100 を満足するとき、その波は同一周期を持つものと
する。このように定義された同一周期を持つピー
クがＮ回連続して現れたとき、びびり振動が発生
したものと判断する。
上記中、許容割合Ｑと回数Ｎの最適値は実験的
に求められる。旋盤による切削の場合、びびり振
動の発生により、切削面にびびりマークが残され
る。第３図は縦軸に切削開始からの経過時間をと
り、上記のびびりマークから判断された真のびび
り発生時間に対し、Ｑ、Ｎを変えた場合にびびり
発生と判断された時間がどのように変化するかの
１例を示している。図示のような場合には、許容
割合Ｑは10≦Ｑ≦20％、ピーク間隔の一致回数Ｎ
を４又は５とおくのがよいことがわかる。これら
のＱ、Ｎの最適値は本発明を応用すべき対象ごと
にそれぞれ決定されなければならないことは云う
までもない。
に求められる。旋盤による切削の場合、びびり振
動の発生により、切削面にびびりマークが残され
る。第３図は縦軸に切削開始からの経過時間をと
り、上記のびびりマークから判断された真のびび
り発生時間に対し、Ｑ、Ｎを変えた場合にびびり
発生と判断された時間がどのように変化するかの
１例を示している。図示のような場合には、許容
割合Ｑは10≦Ｑ≦20％、ピーク間隔の一致回数Ｎ
を４又は５とおくのがよいことがわかる。これら
のＱ、Ｎの最適値は本発明を応用すべき対象ごと
にそれぞれ決定されなければならないことは云う
までもない。
上記のようにして判断されたびびり振動発生に
より、CPUは旋盤制御部に負荷減少の信号を出
力し、旋盤制御部はびびり振動が抑制されるまで
切込深さを減少させる。この負荷減少は、フライ
スやドリル加工等では１刃当りの送りを小さくす
ればよいが、旋盤において切込深さを小にした場
合には切削面に段が形成されるので、切込深さの
減少量とその位置をメモリーに記憶させることが
必要となる。
より、CPUは旋盤制御部に負荷減少の信号を出
力し、旋盤制御部はびびり振動が抑制されるまで
切込深さを減少させる。この負荷減少は、フライ
スやドリル加工等では１刃当りの送りを小さくす
ればよいが、旋盤において切込深さを小にした場
合には切削面に段が形成されるので、切込深さの
減少量とその位置をメモリーに記憶させることが
必要となる。
びびり振動の抑制の判断は次のように行なわれ
る。
る。
上述のように連続する２つのピーク値間隔Do
Do+1の間に上記の式で定義される周期性が認め
られず、このような関係がＭ回連続したときにび
びり振動が抑制されるものと判断する。上記の例
では実験的にＭ＝８とおかれる。びびり振動の抑
制時には、振動が現れたり消えたりの状態がしば
らく続く。このため、一般的には、Ｍ＝８とかな
りの回数、周期成分が繰返されないことが要求さ
れる。
Do+1の間に上記の式で定義される周期性が認め
られず、このような関係がＭ回連続したときにび
びり振動が抑制されるものと判断する。上記の例
では実験的にＭ＝８とおかれる。びびり振動の抑
制時には、振動が現れたり消えたりの状態がしば
らく続く。このため、一般的には、Ｍ＝８とかな
りの回数、周期成分が繰返されないことが要求さ
れる。
このびびり振動抑制により、CPUは旋盤制御
部に負荷減少操作の停止信号を出し、その状態を
維持して後の切削を続行する。
部に負荷減少操作の停止信号を出し、その状態を
維持して後の切削を続行する。
上記の操作に当り、切削が不可能になるまで負
荷を減少させなければならない場合は、工具欠損
などの異常事態が発生したものと判断され、機器
の運転を停止させる。
荷を減少させなければならない場合は、工具欠損
などの異常事態が発生したものと判断され、機器
の運転を停止させる。
実施対象が旋盤の場合、上記のようにバイトの
切込深さを減少させると切削残りの部分が生ずる
ので、上記のようにびびり振動を抑制した状態で
の切削完了後に、記憶されたバイトの後退位置あ
るいはその若干前から記憶されたバイトの後退量
の切込深さで再切削を行うことによつて所定の切
削面を得ることが出来る。
切込深さを減少させると切削残りの部分が生ずる
ので、上記のようにびびり振動を抑制した状態で
の切削完了後に、記憶されたバイトの後退位置あ
るいはその若干前から記憶されたバイトの後退量
の切込深さで再切削を行うことによつて所定の切
削面を得ることが出来る。
上記のように、本発明によれば、
本発明を応用することにより、各種の機器は
常に異常振動を生じない最大負荷で自動運転が
出来るので生産性が高い。
常に異常振動を生じない最大負荷で自動運転が
出来るので生産性が高い。
適正負荷に無関係に、所要量の切削、最大の
バイト送り等、運転開始時の機器のセツトを行
えば、自動的に適正負荷にセツトし直されるの
で、機器の取扱いが簡単になる。
バイト送り等、運転開始時の機器のセツトを行
えば、自動的に適正負荷にセツトし直されるの
で、機器の取扱いが簡単になる。
信号検出をマイクで行うので、汎用性があ
り、安価な制御装置を作ることが出来る。
り、安価な制御装置を作ることが出来る。
機器に無理な負荷をかけることがないので、
過負荷による機器の損傷をさけることが出来
る。
過負荷による機器の損傷をさけることが出来
る。
等の顕著な効果を奏することが出来る。
第１図は本発明を旋盤に実施したときのブロツ
ク図、第２図は前処理回路からの出力信号波形
図、第３図は許容割合Ｑとサンプリングするピー
クの回数Ｎによる判断の遅速を示す図である。
ク図、第２図は前処理回路からの出力信号波形
図、第３図は許容割合Ｑとサンプリングするピー
クの回数Ｎによる判断の遅速を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 機器の運転に伴つて発生する騒音等の振動に
対応する信号を検出し、該信号波形中の特定周期
のピークを検知し、該ピークが一定回数同一周期
で表われたとき、機器の負荷を軽減し、上記ピー
クの周期性が一定回数連続して失なわれたとき負
荷の軽減を停止することを特徴とする機器の制御
方法。 ２ 機器の運転に伴つて発生する振動に対応する
信号を検出し、該信号波形中のピークを検知し、
該ピークが一定回数同一周期で表われたとき機器
の負荷を軽減し、負荷がほぼ零になつてもなお上
記ピークの周期性が検知されるとき、機器の運転
を停止することを特徴とする機器の制御方法。 ３ 工作機械において、切削に伴つて発生する騒
音を検出し、該騒音中の特定周期のピークを検出
し、該ピークが一定回数同一周期で表れたとき、
切り込み深さを減少すると共に、その減少量と位
置を記憶し、上記切り込み深さの減少を、上記ピ
ークの周期性が一定回数連続して失われる迄継続
し、その後、上記の記憶された位置またはそれよ
り若干前の位置から、記憶された切り込み深さの
減少量を切り込み量として再切削することを特徴
とする工作機械の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16395782A JPS5953146A (ja) | 1982-09-22 | 1982-09-22 | 機器の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16395782A JPS5953146A (ja) | 1982-09-22 | 1982-09-22 | 機器の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5953146A JPS5953146A (ja) | 1984-03-27 |
| JPH0123267B2 true JPH0123267B2 (ja) | 1989-05-01 |
Family
ID=15784028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16395782A Granted JPS5953146A (ja) | 1982-09-22 | 1982-09-22 | 機器の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5953146A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11296213A (ja) | 1998-04-07 | 1999-10-29 | Fanuc Ltd | 機械装置 |
| JP6019582B2 (ja) * | 2011-12-27 | 2016-11-02 | 株式会社ジェイテクト | 加工条件良否判定方法とその判定装置 |
| JP2014061567A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Jtekt Corp | 工作機械 |
| CN113103067B (zh) * | 2021-04-06 | 2023-04-07 | 重庆市南岸区力恒工具制造有限公司 | 基于低功耗设计的刀具加工次数监测系统及检测方法 |
-
1982
- 1982-09-22 JP JP16395782A patent/JPS5953146A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5953146A (ja) | 1984-03-27 |
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