JPH05253796A - 外削旋盤の切削監視装置 - Google Patents

外削旋盤の切削監視装置

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Publication number
JPH05253796A
JPH05253796A JP8456092A JP8456092A JPH05253796A JP H05253796 A JPH05253796 A JP H05253796A JP 8456092 A JP8456092 A JP 8456092A JP 8456092 A JP8456092 A JP 8456092A JP H05253796 A JPH05253796 A JP H05253796A
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JP
Japan
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cutting
outer diameter
bite
position sensor
change amount
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Pending
Application number
JP8456092A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Keyakida
理 欅田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP8456092A priority Critical patent/JPH05253796A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 管を外面切削する際の外径精度を高める。切
削中に黒皮の残りおよびバイトの欠損を検知する。 【構成】 外面切削を終えた部位の材料外面に非接触式
の外面位置センサ13を対向させる。外面位置センサ1
3の出力をサンプリングする毎にそのデータから外径変
化量Δdを求める。外径変化量Δdが基準値を超えた状
態を黒皮の残りとし、バイト10を緊急退避させる。所
定数のサンプリングデータからその間の平均外径変化量
ΔDを求める。平均外径変化量ΔDを解消するように、
バイト10を移動させる。バイト10のトータル移動量
Sを、バイト位置センサ17の出力から求める。トータ
ル移動量Sが基準値を超えたときをバイト欠損として、
バイト10を緊急退避させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば押抜管の製管後
の外面切削において、その切削を自動監視する外削旋盤
の切削監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】エルハルト穿孔−プッシュベンチ押抜き
により製造される厚肉の継目無管は、押抜き後の押抜管
の段階では、偏肉や内外面の凹凸が大きい。そのため、
押抜管は、内面切削および外面切削を経て製品継目無管
とされる。押抜管の外面切削は、基本的には、回転する
管の外面にバイトを所定圧力で押し付けながら管軸方向
へ移動させることにより行われる。しかし、偏肉等の押
抜管における外径変動要因は大きく、バイトを管外面に
押し付けるだけでは、要求精度によっては、その精度に
切削後の外径精度が達しない。そのため、切削中に切削
外径を監視して、バイトを管径方向にも積極的に移動さ
せることが必要になる。このような切削監視技術として
は、切削を終えた部位を加圧接触式の外径測定器で外径
測定しながら、バイトの管径方向位置を制御するもの
が、特開昭62−22830号公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近の
押抜管に要求される外径精度は、高いものでは0.3mm
以下に達しており、加圧接触式の外径測定器では、測定
器の機械的ながたつきに要求精度が吸収されてしまい、
要求精度を満足させる外面切削ができないことがある。
また、要求精度が満足されても、接触部に設けられるボ
ールが、切削表面のバイト目と呼ばれる細かい凹凸のた
めに、急速に磨耗し、その要求精度の維持するためには
頻繁なメンテナンスを必要とする。その他の問題として
は、押抜管の外面には、切削後に黒皮が残るような広く
深い窪みが生じることもあるが、この黒皮残りの部分を
検知できないために、切削後黒皮残りの有無を検査する
工程が必要になること、およびバイトの欠損を検知でき
ないことがなどがある。
【0004】本発明の目的は、頻繁なメンテナンスを要
することなく高精度に外径を仕上げることができ、更
に、黒皮残りおよびバイト欠損を自動的に検知できる外
削旋盤の切削監視装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の外削旋盤の切削
監視装置は、管状の被切削材に対するバイトの管径方向
位置をサーボモータにより制御しながら、被切削材を外
面切削する外削旋盤に付設される切削監視装置であっ
て、バイトによる外面切削を終えた部位の材料外面に対
向配置されて、該外面のレベルを検出する非接触式の外
面位置センサと、バイトの管径方向位置を検出するバイ
ト位置センサと、前記外面位置センサが検出する外面位
置データを単位時間毎にサンプリングして外径変化量Δ
dを求め、単位時間中の径小側への外径変化量Δdが基
準値Δd0 を超えたときに、バイトを高速後退させるべ
くサーボモータを制御する第1の制御系と、所定数のサ
ンプリングデータからその間の平均外径変化量ΔDを求
め、求めた平均外径変化量ΔDが基準値ΔD0 を超えた
ときに、その変位を解消すべくサーボモータを制御する
第2の制御系と、前記バイト位置センサを検出するバイ
ト位置データからバイトのトータル移動量Sを求め、そ
のトータル移動量Sが基準値S0 を超えたときに、バイ
トを高速後退させるべくサーボモータを制御する第3の
制御系とを具備することを特徴とする。
【0006】
【作用】切削を終えた部位の外面レベルを検出すること
により、切削外径が測定される。第1の制御系は、径小
側への急激な外径変動から黒皮残りを検知して、バイト
を緊急退避させる。第2の制御系は、通常の外径変動を
検知して、これを解消する。通常の外径変動を解消する
ためのバイト移動は、材料1本当り例えば1回程度と少
ない。バイト移動量が大きいときはバイト欠損と判断さ
れる。第3の制御系は、過大なバイト移動量からバイト
欠損を検知して、バイトを緊急退避させる。
【0007】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0008】図 1は外削旋盤の概略構成を示す平面図、
図2は外削旋盤に付設された切削監視装置の概略構成
図、図3は切削監視装置の外径測定部を示す縦断面図で
ある。
【0009】外削旋盤は、図1に示すように、被切削材
である押抜管1の一端を芯押台2により、また、他端を
チャック3により拘束して、センタ位置に押抜管1を支
持する。そして、ヘッドストック4に付設されたモータ
5によりチャック3を回転させて、押抜管1を回転させ
る。外削旋盤のセンタに沿ってベッド6(図3参照)上
を往復移動する往復台7には、刃物台8とその駆動機構
9が載置されている。刃物台8には、押抜管1の真横か
ら管外周面に向けてバイト10が保持されている。この
バイト10は、駆動機構9による刃物台8の移動によ
り、押抜管1の半径方向に移動されて、押抜管1の外面
に切込み、この状態で刃物台8が管軸方向に移動される
ことにより、押抜管1の外面切削を行う。切削に伴って
生じる切粉は、モータ11によって往復台7と共に駆動
される切粉台車12に収容される。
【0010】外削旋盤に付設された切削監視装置は、図
1〜図3に示すように、入力部として、非接触式の外面
位置センサ13およびバイト位置センサ17を有する。
【0011】外面位置センサ13は、渦流センサであ
り、バイト10による管切削位置Xの僅かに下流側で切
削面に対向するように、往復台7上にステー14にて支
持されている。この外面位置センサ13は、切削後の管
外面のレベルを非接触で検出して、切削外径の測定材料
とする。切削後の管外面から外面位置センサ13までの
距離Hは、5〜6mm程度とされる。また、管切削位置
Xから外面位置センサ13までの距離Lは、15〜20
mm程度とされる。外面位置センサ13の出力は、図2
に示すように、コントローラ15を介して演算器16に
入力される。
【0012】バイト位置センサ17は、マグネスケール
からなり、バイト10の管径方向についての移動方向位
置を検出する。このバイト位置センサ17の出力は、カ
ウンタ18で数量化されて演算器16に入力される。演
算器16は、操作盤19で操作され、駆動機構9を制御
するための演算を行う。駆動機構9は、前述したよう
に、刃物台8を前後進させてバイト10を管径方向に移
動させる機構であり、サーボモータ20の回転を減速機
21、タイミングベルト22を介して、刃物台8の駆動
スクリュウ23に伝える。演算器16は、サーボモータ
20の制御信号をドライバー24に出力し、ドライバー
24は、入力信号に基づいてサーボモータ20を制御す
る。
【0013】図4は演算器16が行うアルゴリズムのフ
ローチャートである。
【0014】自動切削中、演算器16は、外面位置セン
サ13が検出する外面レベルを、例えば25msecの
周期でサンプリングする。サンプリングされたデータか
ら、外面レベルの目標値に対する変動量(外面変位量Δ
h)を求める。切削外径が目標値に一致しているとき
は、外面変位量Δhは0であり、切削外径が目標値から
外れると、外径変化量Δdの1/2の外面変位量Δhが
生じる。従って、外面変位量Δhから外径変化量Δd
(=Δh×2)が求まる。演算器16は、この外径変化
量Δdをサンプリング毎に基準値Δd0 (例えば0.7m
m)と比較し、Δd<Δd0 のときは自動切削を継続す
る。Δd≧Δd0 は、径小側への急激な外径変動であ
り、このときは、黒皮残りと判定して、バイト10を高
速で原点まで復帰させる指示をドライバー24に出力す
る。同時にモータ5の制御部(図示せず)に停止指令を
出して切削を中断すると共に、警報を出す。黒皮残りを
検出したまま自動切削を継続すると、黒皮残りの部分の
径小側への急激な外径変化量Δdが後述する第2の制御
系の平均外径変化量ΔDに取り込まれて制御精度が悪化
する。なお、切削中断後は黒皮残りの部分の外径、肉厚
等を測定して処置を決定する。
【0015】演算器16は、また、外径変化量Δdを例
えば40回のサンプリングについて平均化し、その平均
外径変化量ΔDを基準値ΔD0 と比較する。サンプリン
グ毎に算出される外径変化量Δdは、切削面のバイト面
等の影響を受けて細かく移動し、この外径変化量Δdを
使って外径制御を行うと、逆に制御精度が悪化する。そ
こで、平均外径変化量ΔDを基準値ΔD0 と比較し、Δ
D>ΔD0 のとき、その偏差を解消するのに必要なバイ
ト移動量を演算して、ドライバー24に出力する。ΔD
0 は、要求される外径精度とされ、例えば0.3mmであ
る。ΔDとΔD0 の比較制御により、切削外径は要求精
度内に維持される。
【0016】被切削材料が押抜管の場合、外径制御のた
めにバイト10が管径方向に移動される回数は、管1本
につき1回程度である。従って、ΔD0 を0.3mmとす
れば、管1本外削中のバイト10の管径方向移動量は0.
3mm程度となる。管1本外削中にバイト10が何回も
管径方向に移動する場合は、バイト10の欠損(異常摩
耗)と判断される。そこで、演算器16は、バイド位置
センサ17の出力からバイト10の管径方向のトータル
移動量Sを演算し、これがΔD0 よりも充分に大きい基
準値S0 (例えば1.0mm)以上になると、バイト10
を高速で原点復帰させる。同時にモータ5の制御部(図
示せず)に停止指令を出して切削を中断すると共に、警
報を出す。バイト欠損の状態で自動切削を継続すると、
欠損量によっては切削できなかったり、切削面が悪化し
たりする。切削中断後はバイト10を新品に更新して初
期状態から切削を再開する。
【0017】なお、押抜管のような管全長に曲がりのあ
る材料に対しては、初期芯出し時にその曲がり具合を確
かめて、材料を長手方向に区切り、各区間毎に芯出しを
行って切削する。各区間毎の切削終了は、往復台が切削
終了位置まで移動したことをリミットスイッチ等で検出
して外削旋盤を自動停止させる。このときのバイト後退
は、前述した緊張退避と異なるので、切削面に段差がつ
かないように、低速度で行う。
【0018】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の外削旋盤の切削監視装置は、外径測定のためのセンサ
を非接触式としているので、検出器の機械的なかたつき
の影響を受けることなく、高精度に外径変化量を検出
し、外径制御精度を高める。また、外径制御の際に、検
出データを平均化するので、切削面のバイト目等の影響
も排除でき、これも外径精度向上に寄与する。外径制御
と同時に、黒皮残りを検知して、バイトを緊急退避させ
るので、黒皮残りによる異常データが外径制御に取り込
まれるのを防止でき、また、切削後黒皮残り有無の検査
工程が不要となる。更に、バイト欠損の際にも、これを
検知してバイトの緊急退避を行うので、未切削部の発
生、切削面の悪化等が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の切削監視装置を付設した外削旋盤の平
面図である。
【図2】本発明の切削監視装置の概略構成図である。
【図3】本発明の切削監視装置の外径測定部を示す縦断
面図である。
【図4】本発明の切削監視装置の機能を示すフローチャ
ートである。
【符号の説明】
1 押抜管(被切削材料) 7 往復台 8 刃物台 10 バイト 13 外面位置センサ 16 演算器 17 バイト位置センサ 20 サーボモータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 管状の被切削材に対するバイトの管径方
    向位置をサーボモータにより制御しながら、被切削材を
    外面切削する外削旋盤に付設される切削監視装置であっ
    て、バイトによる外面切削を終えた部位の材料外面に対
    向配置されて、該外面のレベルを検出する非接触式の外
    面位置センサと、バイトの管径方向位置を検出するバイ
    ト位置センサと、前記外面位置センサが検出する外面位
    置データを単位時間毎にサンプリングして外径変化量Δ
    dを求め、単位時間中の径小側への外径変化量Δdが基
    準値Δd0 を超えたときに、バイトを高速後退させるべ
    くサーボモータを制御する第1の制御系と、所定数のサ
    ンプリングデータからその間の平均外径変化量ΔDを求
    め、求めた平均外径変化量ΔDが基準値ΔD0 を超えた
    ときに、その変位を解消すべくサーボモータを制御する
    第2の制御系と、前記バイト位置センサが検出するバイ
    ト位置データからバイトのトータル移動量Sを求め、そ
    のトータル移動量Sが基準値S0 を超えたときに、バイ
    トを高速後退させるべくサーボモータを制御する第3の
    制御系とを具備することを特徴とする外削旋盤の切削監
    視装置。
JP8456092A 1992-03-05 1992-03-05 外削旋盤の切削監視装置 Pending JPH05253796A (ja)

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JP8456092A JPH05253796A (ja) 1992-03-05 1992-03-05 外削旋盤の切削監視装置

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JP8456092A JPH05253796A (ja) 1992-03-05 1992-03-05 外削旋盤の切削監視装置

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JPH05253796A true JPH05253796A (ja) 1993-10-05

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ID=13834037

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JP8456092A Pending JPH05253796A (ja) 1992-03-05 1992-03-05 外削旋盤の切削監視装置

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JP (1) JPH05253796A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009220242A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Ricoh Co Ltd 旋削加工装置
DE102009039540A1 (de) 2008-09-05 2010-04-08 Mori Seiki Co., Ltd., Yamatokoriyama-shi Bearbeitungsverfahren
WO2025116008A1 (ja) * 2023-12-01 2025-06-05 三菱マテリアル株式会社 寸法測定装置、切削工具システム、寸法測定方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009220242A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Ricoh Co Ltd 旋削加工装置
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