JPH03234445A - 工具監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、：［作機械における負荷を監視して：［具
の寿命や折ｔｉ等を監視するための工具監視装置に関す
る。

〔従来の技術〕

工作機械の切削中におい°Ｃは、工具の磨耗及び折損等
による切削異常や、ＮＣ装置の誤動作による切削異常が
起こり得る。そこで、たとえばＮＣ旋盤においては、工
具による切削異常を監視するために、負荷監視装置を有
するものがある。

この負荷監視装置では、工具刃先にかかる負荷とし”で
、工具移動用又は主軸駆動用の電動モーフの電流値をモ
ニターしている。そしてこの電流（直を予め設定された
基準電流値と比較し、電流値が基準電流値を超えると工
具寿命あるいは工具切ＦＭであると判断し、アラームを
出したり運転を停止する等の制御を行っている。

したがって、このような負荷監視装置によって工具刃先
にかかる負荷を検出することにより、工具が寿命に達し
たことや折Ｉ員したことを監視することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

とごろでドリル−［具やタップＬ具を用いて孔加工を行
う場合、加工によって生じた切粉は工具に形成された螺
旋上の溝を通して外部に排出されるようになっている。

また、例えばドリル工具の先端からクーランＦを噴出し
、このクーラントによって加工部を冷却しながら加工孔
の底部に溜まった切粉を外部に排出するようにしている
。

とごろが、加工する孔が深くなると切粉のｉＪｌ出が困
難となる。これにより加工部に切粉が溜まり、工具番こ
かかる！４．荷が大きくなってしまう。ごのよ・）な状
況において前述のようなｐ行監視装置によって工具監視
を行うと、孔内部に溜まった切わ）によるｆＬ荷の増大
のために、第６図に示すように、工具が寿命に達してい
ないにもかかわらず負荷し・ベルＬが寿命監視レベルＷ
１を超えてしまう場合がある。したがって、深孔加工を
行う場合には、Ｗ４繁にアラームが発生したり、装置が
頻繁に停止してしまう場合がある。なお、第６図におい
て、Ｗ２は折損監視レベルである。

本発明の目的は、特に孔加工を行う場合に切わ（による
寿命監視の誤判断を防止でき、正確な工具監視を行うこ
とができる工具監視装置を提供するごとにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る［具監視装置は、加工中の工具負荷を検
出する負荷検出手段と、１１１１記負荷検出手。

段の検出結果が監視レベルを超える時異常信号を出力す
る異常信号出力手段と、工具の加工深さ位置を検出する
位置検出手段と、監視レベル設定下段とを備えている。

前記監視レベル設定手段は、前記監視レベルを、前記位
置検出手段での検出結果が浅部領域であるとき寿命監視
レベルとし、深部領域であるとき前記寿命監視レベルよ
り高い折損監視レベルとするものである。

〔作用〕

この発明においては、加工中に工具の加工深さ位置を検
出し、浅部領域の加工であるか深部領域の加工であるか
を判断する０、工具の深さ位置が浅部領域である時は、
監視レベルとして寿命監視レベル及び折損監視レベルを
設定し、工具の負荷が寿命監視レベルを超えた時にアラ
ーム等の異常信号を出力する。一方、工具の加工深さ位
置が深部領域である時は、監視レベルとして寿命監視し
へルまりも高い折損レベルを設定する。したがって、工
具負荷が寿命監視レベルを超えてもアラ−１、等の異常
信号は出力されず、折損監視レベルを超えた時にのみ異
常信号が出力される。

これにより、深部領域において切粉によって工Ｊ％負荷
が増大しても、この負荷増大を工具寿命と誤判断するこ
とはなく、加工中に頻繁に異常信号が出力されて装置が
停止する等の不具合を防止することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例による工具監視装置が採用さ
れたＮＣタレット旋盤の概略斜視図である。

このタレット旋盤は、ワーク２を把持する主軸チャック
ｌと、この主軸チャックｌに並設されたタレッ（・装置
３とを備えている。

１前記主軸ヂヤツク１は図示しない主軸に固定されてお
り、主軸と共に回転駆動装置（図示・υず）によって回
転され得るようになっている。

また、前記タレット旋盤３は、主に多角形状に形成され
たタレット本体と、このタレット本体が固定されるタレ
ット軸４とを有している。タレット軸４は主軸方向に出
没自在であり、また、主軸方向と直行する方向にも移動
自在となっている。

前記タレット本体の外周面には、それぞれ工具台５を介
して複数の工具が装着されている。前記■。

具合５には、ドリル及びタップ等の回転工具が装着可能
となっている。これらの回転工具は、タレッＩ・軸４内
に設けられた駆動系により、またりし・ット装置とは別
個に設けられた駆動系によりクラッヂ機構を介し°ζ回
転駆動されるようにな、っている。また、各回転工具の
ステーションに小型の電動モータを設けたものもある。

また、タレット旋盤の側面には、ＮＣ装ｒ！ｆ６が投砂
られている。ＮＣ装置６は、ＣＲＴ７及び操作キー８や
、テープリーダ等を備えている。このＮＣ装置６には、
ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備えたマイクロコンビエ
ータを有する制御部１０（第２図参照）が設けられてい
る。

第２図に前記タレット旋盤の制御ブロック図を示す。前
記ＮＣ装置６内に設けられた制御部ＩＯには、タレット
装置３を駆動するためのタレッ１駆動系１１と、主軸を
駆動するための主軸駆動系Ｉ２と、他の人出力部とが接
続されている。また制御部１０には比較回路１３が接続
されている。

比較回路１３は、制御部１０によって設定された寿命監
視レベルや折損監視レベルと、工具にかかる負荷とを比
較して異常信号を出力するものである。比較回路１３に
は、ドリル工具等の駆動モータの電流値を検出して、ド
リル工具にかかるｐ、荷を検出するための負荷横山回路
１５が接続されている。また比較回路１３には、この比
較回路１３からの異常信号によってアラームを出力する
アラーム出力部１６が接続されている。

次に第３Ａ図及び第３Ｂ図に示すフローチャートに従っ
て動作について説明する。

装置のメインスイッヂが押されると、ステップＳ１にお
いてタレッ［３を初期位置に設定する等の初期設定がな
される。ステップＳ２では作業の開始指令を待つ。操作
キー８によって作業の開始指令が入力されると、ステッ
プＳ２からステップＳ３に移行する。ステップＳ３では
、加圧プｒ１グラｌ、の指令ステップを順に読み込んで
行く。ステップ３４〜ステツプＳ６では、読み込まれた
指令ステップが工具監視条件の設定指令であるか、ドリ
ル加工の開始指令であるか、他の処理の指令であるかを
判断する。またステップＳ７では、指令ステップが終了
したか否かを判断し、終了し、ていない場合には再びス
テップＳ３に戻る。

ステップＳ３で読み込まれた指令ステップが工具監視条
件の設定指令である場合には、ステップＳ４からステッ
プＳ８に移行する。ステップＳ８では、工具監視条件の
設定を行う。即ち、力瘤監視レベルＷｔや折損監視レベ
ルＷ２を設定したり、また工具がどの程度の深さまで達
した時に深部領域と見なすか等の監視条件の設定を行う
。この監視条件の設定が終了すれば再びステップＳ３に
戻る。

次に例えばドリル加工が指令された場合には、ステップ
Ｓ５からステップＳ９に移行する。ステップＳ９てはド
リル加工サブルーチンが実行される。

第３Ｂ図にドリル加工サブルーチンを示す。トリル加工
サブルーチンのステップ３１０では、工具負荷レベルが
寿命監視レベルを超えた回数であるカウント値Ｃを「０
」に設定する。次にステラ７’ＳＩＩでは、比較回路１
３に対して、監視レベルとして寿命監視レベル及び折填
監視レベルを設定する。監視レベルとして寿命監視レベ
ルを設定すれば、工具負荷がこの設定された寿命監視レ
ベルを超えることにより、比較回路１３からは寿命異常
信号がアラ−１、出力部１６に対して出力される。また
折用監視レベルは寿命監視レベルよりも高イレベルに設
定され、この折ｍ監視し・ヘルを１゜具負荷が超えた場
合には、比較回路１３から折ｍ異常信号がアラーム出力
部１６に対して出力される。アラーム出力部Ｉ６は、送
出されてきた異常信号に応してアラ−１、を発する。

ステップ３１２では、ドリル加工の開始が各駆動系に対
して指令される。これによりドリル工具が所定の回転数
で回転する。また設定された一定の送り速度でＺ軸方向
にタレット装置３が移動し７、ワーク２に対して孔開は
加工が行われる。ステップ３１３では、ドリル工具が深
部領域に達したか否かを判断する。即ち、前記ステップ
Ｓ８の工具監視条件の設定ステップにより、第４図に示
すように、浅部領域Ｓと深部領域りとが設定されている
。そして、加［°開始時刻からのタイ１、カウントによ
って、ドリル工具が浅部領域Ｓを加工中か、深部領域ｒ
）を加工中かを判断する。

ステップＳ１３でＮｏと判断された場合（ｊＳ部領域Ｓ
）の場合には、ステップＳ１３からステップＳ１４に移
行・する。ステップＳ１４では、ドリル加工の１加［王
程が終了したか否かを判断し、終了していない場合には
ステップＳ１３に戻る。

また、加工が終了したと判断された場合に【よ、第３Ａ
図に示ずメ・ｆンルーチンに戻る。

一方、加工する孔が深く、加工が進んでトリル工具が深
部領域りに入ったと判断された場合には、ステップＳ１
３からステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５では、比較回路１３に対して、監視Ｌ・
ベルとし“ζ折損監視レベルが設定される。この場合に
は、負荷検出回路１５からの負荷検出データが寿命監視
レベルを超えた場合にも、比較回路１３からは異常１３
号が出力されず、アラーノ、は出力されない。そして負
荷検出データが折用監視レベルを超えた場合のみ、比較
回路１３から折損異常信３が出力される。なお、寿命異
常信号は出力されシ【いが、比較回路１３では負荷検出
データが寿命監視し・ベルを超えたか否かは常に判断し
ている。

次にステップＳ１６では、深部領域りにおいて負荷検出
データが寿命監視レベルを超えたか否かを判断する。負
荷検出データが寿命監視レベル以下である場合にはステ
ップＳ１７に移行し、１加エコ程が終了したか否かを判
断する。加工が終了していない場合には、再びステップ
Ｓ１６に戻り、前記同様の処理を繰り返し実行する。負
荷検出データが寿命監視レベルを超えた場合には、比較
回路１３からその旨の信号が制御部ＩＯに対して出力さ
れる。制御部１０ではこれを受けてステップＳ１Ｂに移
ｌｊする。ステップＳＩ８では、Ｄ荷検出データが寿命
監視レベルを超えた回数を示すカウント値Ｃをインクリ
メントする。そしてステップＳ１９に移行する。ステッ
プＳ１９では、前記カウント値Ｃがたとえば「１５」に
達したか否かを判断する。カウント値が「１５」未満の
場合には、ステップＳ１７に移行し、前述と同様に加圧
が終了したか否かを判断し、加工が終了し′Ｃいない場
合にはステップ３１６に戻って同様の処理を繰り返し実
行する。またステップＳ１７で加Ｉが終了したと判断さ
れた場合には、第３Ａ図に示すメインルーチンに戻る。

第５図は、切削加工回数とカウント値Ｃとの関係を示し
ており、この図では、まだ工具が寿命に達していないこ
とを示している。

一方、前記ステップ３１９でカウント値Ｃが「１５」に
達したと判断された場合には、ステップＳ１９からステ
ップＳ２０に移行する。ステップＳ２０では、比較回路
１３に対して寿命異′帛イ３号を出力するように制御信
号を出力し、比較信号１３からはアラーム出力部１６部
に対して寿命異常信号が出力される。このステップ３２
０の処理の後、第３Ａ図のメインルーチンに戻る。

また、前記ステップＳ６で指令ステップが他の処理を指
令するステップである場合には、ステップ３２１に移行
し、指令された内容に応して処理が行われる。この後、
ステップＳ３に戻る。

このような本実施例では、ドリル加工を行う場Ｓ、加工
深さによって浅部領域と深部領域とに分け、切粉が溜ま
って工具負荷が増大する恐れのある深部領域では、監視
レベルとして折損監視レベルを設定し′ζいるので、Ｊ
：具が寿命に達していないにも拘らずアラ−１、が発生
するという不具合を防止することができる。

しかも、深部領域においても負荷検出データが一定回数
以上寿命監視レベルを超えた場合には、アラーノ・を発
生ずるようにしているので、工具が真に寿命に達した場
合には、それを検出することができろ。

なお、深部領域では監視レベルが折損監視レベルとなっ
て折損前の危険な状態を監視できない恐れがあるが、通
常の孔加工においては、表面部において硬度が高く、深
部領域においては硬度が低い場合か−・船釣である。し
たがっ°ζ、深部領域において工具が折損する割合は浅
部領域に列して低く、監視レベルを高いレベルに設定し
たことによる不具合は少ない。

〔他の実施例〕

（０）前記実施例では、本発明をタレット旋盤に”つい
て適用した場合について説明し、たが、他の工作機械に
おいても同様に適用することができる。

（ｂ）　　前記実施例では、］二具とし′ζドリル王工
具用いたが、タップ工具等の場合にも同様に本発明を適
用することができる。

〔発明の効果〕

以トのように、本発明では、加工深さ位置を検出して浅
部領域と深部領域とに区別し、各領域ご監視レベルを変
えるようにしたので、切粉等の外乱による工具監視の誤
判断を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

Ｔ、　１図は本発明（７）一実施例による工具監視′Ａ
置が適用される々Ｌ・ツト旋盤σ）概略斜視図、第２図
はその制御ブルンク図、第３Ａ図及び第３１号図はその
制御フ１１−ヂャート、第４図はトリル加−［を行−）
場合の浅部領域と深部領域を示す図、第５図は深部領域
における寿命監視の動作を説明ずろための図、第６図は
促来の工具監視装置におＬＪる不呉合を説明するための
図である。 ＩＯ・・・制御部、１３・・・比較回路、１４・・・ド
リル駆動モータ、！５・・・負荷検出回路、工６・・・
アラ−１、出力部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加工中の工具負荷を検出する負荷検出手段と、前
   記負荷検出手段の検出結果が監視レベルを越える時異常
   信号を出力する異常信号出力手段と、工具の加工深さ位
   置を検出する位置検出手段と、前記監視レベルを、前記
   位置検出手段での検出結果が浅部領域である時寿命監視
   レベルとし、深部領域である時前記寿命監視レベルより
   高い折損監視レベルとする監視レベル設定手段と、 を備えた工具監視装置。