JPH0220378B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、主軸頭に軸承された回転主軸上の工
具の異常を検出する工具異常検出装置に関するも
のである。

＜従来技術＞ 例えば、フライスカツタ等の回転工具によつて
加工を行う場合は、複数の切刃が均一に摩耗しな
いため、複数の切刃の内量も摩耗が大きいものが
加工に関与している時に最も負荷トルクが大きく
なり、負荷トルクによつて工具の摩耗状況を検出
する場合には、かかる負荷トルクのピーク値の大
きさによつて工具の摩耗状況を判定する必要があ
る。

ことろが、この負荷トルクのピーク発生時期は
一定でないため、かかる負荷トルクをマイクロコ
ンピユータで一定時間毎にサンプリングして、こ
れが設定値を越えた場合に異常信号を送出するよ
うにしたものではマイクロコンピユータが必ずし
もピーク値をサンプリングしている保障がなく、
確実な検出が行えない問題があつた。

＜発明の目的＞ そこで本発明は、負荷トルクのピーク値の変化
を確実にとらまえて工具の摩耗状態を判定できる
ようにして、工具の異常を正確に判別できるよう
にすることを目的とするものである。

＜発明の構成＞ 第１図は本発明を明示するための全体構成図で
ある。主軸１２に作用する負荷トルクはトルク検
出手段１６によつて検出され、このトルク検出手
段１６の出力は、ピーク値検出回路２１に供給さ
れる。このピーク値検出回路２１の出力は、主軸
１２の回転に同期して例えば主軸１２が１回転す
る度にパルスを発生するパルス発生手段１８より
出力されるパルス信号の立下りに同期してサンプ
ルホールド回路２２に移送され、この後、パルス
信号の立上りに同期してピーク値検出回路２１が
リセツトされる。これにより、サンプルホールド
回路２２からは、トルク検出手段１６から出力さ
れるトルク信号のピーク値の内、主軸１回転中に
生じた最大ピークの変化を表す信号が出力され、
このピーク値検出回路２１の出力が基準値に対し
許容値以上上回ると、コンピユータ２６から異常
信号が出力される。

＜実施例＞ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第２図において、１０は送り用のサーボモー
タ１１によつて移動される主軸台であり、この主
軸台１０には、先端部に工具Ｔを装着した主軸１
２が軸承され主軸モータ１３によつて回転される
ようになつている。

前記サーボモータ１１は図略の数値制御装置か
らの指令パルスにより作動する駆動回路１５によ
つて駆動されるようになつており、その駆動電流
が電流検出器１６によつて検出され、この電流検
出器１６の出力が電流電圧変換器１９により電圧
信号に変換される。この結果電流電圧変換器１９
からサーボモータ１１１に作用する負荷トルクの
大きさを表す電圧信号が出力される。また、主軸
台１０には、主軸１２に取付けられた回転円板１
７上のドグによつて作動される近接スイツチ１８
が取付けられ、主軸１２が１回転する度に第３図
ｂに示すパルス状の信号を出力する。

一方、２０は電流電圧変換器１９から出力され
るトルク信号のピーク値の変化を主軸１２の回転
と同期して検出する検出回路であり、電流電圧変
換器１９の出力に接続されたピーク値検出回路２
１、このピーク値検出回路２１の出力をサンプリ
ングして記憶するサンプルホールド回路２２、第
３図ｃ，ｄに示されるように近接スイツチ１８か
ら出力されるパルス信号の立上りと立下りをそれ
ぞれ検出して一定時間幅のパルスを発生する立上
り検出回路２３および立下り検出回路２４によつ
て構成され、立上り検出回路２３の出力によつて
サンプルホールド回路２２を作動させ、立下り検
出回路２４の出力によつてピーク値検出回路２１
の記憶内容をリセツトするようになつている。

したがつて、主軸１２が１回転して所定の位相
状態となり近接スイツチ１８からパルス信号が出
力される度に、ピーク値検出回路２１によつて検
出された主軸１回転内での負荷トルクのピークが
パルス信号の立上がりに同期してサンプルホール
ド回路２２に移送され、この後パルス信号の立下
り時にピーク値検出回路２１がリセツトされるこ
とになる。この結果、サンプルホールド回路２２
からは、第３図ａにa′として示されるように、主
軸１２が１回転する間に生じた負荷トルクの最大
ピークの値が出力され、これが主軸１２が１回転
する度に更新されることになる。

そして、このサンプルホールド回路２２の出力
は、AD変換器２５の入力端子に供給され、この
AD変換器２５の出力は、メモリ２７とともにマ
イクロコンピユータを構成するマイクロプロセツ
サ２６に接続されている。

このマイクロプロセツサ２６には近接スイツチ
１８から出力されるパルス信号の立下りに同期し
て割込信号発生回路２８から割込信号が供給され
るようになつており、マイクロプロセツサ２６は
この割込信号の供給に応答して第４図の処理を行
う。この処理が開始されると、まずステツプ３０
にてAD変換器２５に起動信号を与え、ステツプ
３１にて一定時間待つた後、ステツプ３２にて
AD変換器２５の出力を読込む。そして、これに
続くステツプ３３にて、試し加工時に測定記憶し
たマスタ値Manをメモリ２７から読出すととも
に、ステツプ３５にて測定値からマスタ値Man
を減算して両者間の偏差を演算し、この偏差が許
容値を越える正の値となつているか否かをステツ
プ３６にて判定する。この結果、許容値を越えて
いると判定した場合にはステツプ３７へ移行して
異常信号ABNの送出と異常表示の処理を行い、
許容値を越えていないと判定した場合には、何ら
の処理も行わずに図略のメインルーチンへ復帰す
る。

上記の動作において、サンプルホールド回路２
２のサンプル動作及びピーク値検出回路２１のリ
セツト動作は主軸１２の回転と同期して行われる
ため、工具Ｔの変更に伴つて主軸１２の回転速度
が変更された場合には、これに伴つてサンプル動
作、リセツト動作の速度も変化する。したがつ
て、主軸１２の回転速度の低下に伴つて最大ピー
ク値発生間隔が長くなつても、最大ピークのない
部分で発生したピークを誤つて最大ピークとして
検出する恐れがない。また、主軸１２の回転が早
い工具程、負荷トルクの増大により工具の折損等
を起す恐れが高いため、負荷トルクの増大を応答
遅れなく検出することが必要となるが、上記の回
路によれば、主軸１２の回転が速いもの程、応答
速度が速くなつて検出速度を早めることができ
る。

なお、上記実施例においては、主軸台１０送り
用のモータ駆動電流によつて負荷トルクを検出し
ていたが主軸モータ１３の駆動電流によつて負荷
トルクを検出するようにしてもよい。

＜発明の効果＞ 以上述べたように本発明においては、トルク検
出手段に接続されたピーク値検出回路と、このピ
ーク値検出回路の出力をサンプリング記憶するサ
ンプルホールド回路と、主軸の回転と同期して前
記主軸が少なくとも一回転する度にパルスを発生
するパルス発生手段、このパルス発生手段からの
信号に応答して前記サンプルホールド回路を作動
させた後、前記ピーク値検出回路をリセツトする
制御手段とを設け、このサンプルホールド回路の
出力が基準値を上回つたことによつて異常信号を
出力するようにしたので、負荷トルクのピークの
内刃具の摩耗を正しく表す最大ピークの変化を正
確に検出して工具の摩耗状態等を判別でき、工具
の異常を正確に判定できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を明示するための全体構成図、
第２図〜第４図は本発明の実施例を示すもので、
第２図は工具異常検出装置の全体構成を示すブロ
ツク図、第３図は第２図における検出回路２０の
動作を示すタイムチヤート、第４図は第２図にお
けるマイクロプロセツサ２６の動作を示すフロー
チヤートである。 １０……主軸台、１１……サーボモータ、１２
……主軸、１６……トルク検出手段、１８……近
接スイツチ、２１……ピーク値検出回路、２２…
…サンプルホールド回路、２３……立上り検出回
路、２４……立下り検出回路、２５……AD変換
器、２６……マイクロプロセツサ、２７……メモ
リ、２８……割込信号発生回路、Ｔ……工具。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主軸頭に軸承された回転主軸上の工具の異常
   を検出する工具異常検出装置であつて、前記主軸
   頭を相対変位させる送り用モータもしくは前記主
   軸駆動用モータの駆動トルクを検出するトルク検
   出手段と、このトルク検出手段に接続されたピー
   ク値検出回路と、このピーク値検出回路の出力を
   サンプリング記憶するサンプルホールド回路と、
   前記主軸の回転と同期して前記主軸が少なくとも
   一回転する度にパルスを発生するパルス発生手
   段、このパルス発生手段からの信号に応答して前
   記サンプルホールド回路を作動させた後、前記ピ
   ーク値検出回路をリセツトする制御手段と、前記
   パルス発生手段からの信号に応答して作動し前記
   サンプルホールド回路の出力が許容値を越えた場
   合に異常信号を出力するコンピユータとを備えた
   ことを特徴とする工具異常検出装置。