JPH05329748A - 工具寿命予知装置 - Google Patents
工具寿命予知装置Info
- Publication number
- JPH05329748A JPH05329748A JP4135118A JP13511892A JPH05329748A JP H05329748 A JPH05329748 A JP H05329748A JP 4135118 A JP4135118 A JP 4135118A JP 13511892 A JP13511892 A JP 13511892A JP H05329748 A JPH05329748 A JP H05329748A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- machining
- tool
- load
- tool life
- 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.)
- Granted
Links
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
- G05B19/406—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 monitoring or safety
- G05B19/4065—Monitoring tool breakage, life or condition
-
- 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
- G05B2219/37249—Correction coefficient of life time as function of kind of machining
-
- 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
- G05B2219/37251—Selfcorrecting, counter for tool life adapts correction
-
- 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
- G05B2219/37252—Life of tool, service life, decay, wear estimation
-
- 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
- G05B2219/37336—Cutting, machining time
-
- 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
- G05B2219/37587—Count number of machining cycles, frequency use of tool
-
- 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
- G05B2219/37601—Count number of times tool is overloaded, derived from mean and limit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 加工負荷に顕著な変化が検出された時、工具
寿命の割合を作業者あるいは制御装置に知らせることが
できる工具寿命予知装置を提供する。 【構成】 予測寿命設定部２２に、工具折損までに加工
し得る量を１００％としたとき、加工負荷の顕著な変化
を検出する時までに加工した量が何％に当たるかを設定
する。予測残加工量算出部２３は、加工量積算部２０及
び予測寿命設定部２２のデータにより、加工負荷監視部
２１から警報を入力した時点でのパラメータに換算した
工具残寿命値を算出する。予測残加工量出力部２４は、
工具残寿命値を、作業者あるいは制御装置に報知する。
寿命の割合を作業者あるいは制御装置に知らせることが
できる工具寿命予知装置を提供する。 【構成】 予測寿命設定部２２に、工具折損までに加工
し得る量を１００％としたとき、加工負荷の顕著な変化
を検出する時までに加工した量が何％に当たるかを設定
する。予測残加工量算出部２３は、加工量積算部２０及
び予測寿命設定部２２のデータにより、加工負荷監視部
２１から警報を入力した時点でのパラメータに換算した
工具残寿命値を算出する。予測残加工量出力部２４は、
工具残寿命値を、作業者あるいは制御装置に報知する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の加工負荷を
検出して加工負荷に顕著な変化が検出された時に工具寿
命の度合を報知する工具寿命予知装置に関する。
検出して加工負荷に顕著な変化が検出された時に工具寿
命の度合を報知する工具寿命予知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、工具寿命予知は、工具寿命を表現
するパラメータとして加工時間あるいは加工回数を用
い、作業者の経験により工具寿命を予測し、一定の加工
時間あるいは加工回数を越えると工具寿命であるとして
いた。表１は、同一ロットのドリルで穴加工を行った
際、ドリルが折損するまでに加工できた穴個数を示して
いる。
するパラメータとして加工時間あるいは加工回数を用
い、作業者の経験により工具寿命を予測し、一定の加工
時間あるいは加工回数を越えると工具寿命であるとして
いた。表１は、同一ロットのドリルで穴加工を行った
際、ドリルが折損するまでに加工できた穴個数を示して
いる。
【０００３】
【表１】 この表からわかるように、同じロットのドリルでも工具
寿命が互いに異なっており、従って、工具寿命の予知は
難しい。更に、加工負荷が工具が折損する前に上昇する
から、加工負荷監視装置の警報出力で機械を停止させ、
工具の状態を作業者に判断させ工具交換の時期を決める
ことも行われているが、この場合も作業者の経験に頼っ
ているため、往々にして工具を折損させてしまうことが
ある。これは最初に警報が出力された時、その工具が折
損するまでに、どのくらい加工ができるかが予測でき
ず、限界まで工具を利用しようとするためである。
寿命が互いに異なっており、従って、工具寿命の予知は
難しい。更に、加工負荷が工具が折損する前に上昇する
から、加工負荷監視装置の警報出力で機械を停止させ、
工具の状態を作業者に判断させ工具交換の時期を決める
ことも行われているが、この場合も作業者の経験に頼っ
ているため、往々にして工具を折損させてしまうことが
ある。これは最初に警報が出力された時、その工具が折
損するまでに、どのくらい加工ができるかが予測でき
ず、限界まで工具を利用しようとするためである。
【０００４】図７は、従来の加工負荷監視装置の構成を
示すブロック図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、その信
号処理方法を説明する図である。加工負荷監視装置は、
工作機械において検出され信号出力される加工負荷（Ｌ
Ｓ、図８（ａ）参照）を一定のサンプリング周期でデジ
タルに変換するＡ／Ｄ変換部１を有している。Ａ／Ｄ変
換部１は、サンプリング回数設定部４で設定された個数
の加工負荷データの平均を求める平均化処理部５、並び
に加工負荷が一定レベルに達したら監視開始信号を平均
化処理部５へ出力する監視開始決定部２に接続されてい
る。平均化処理部５は、求めた平均を平均値信号（Ｍ
Ｓ）として出力する。平均化処理部５は、異常信号判定
値設定部１２により設定された異常信号判定値（ＬＩ
Ｍ）と平均値信号（ＭＳ）を比較し（図８（ｂ）参
照）、平均化された加工負荷データが異常信号判定値
（ＬＩＭ）を越えている場合に異常信号を出力する比較
部１３に接続されている。比較部１３には、異常信号を
連続して入力している期間（ｔ、図８（ｂ）参照））が
タイマ値設定部１４により設定された期間を越えた場合
に、加工負荷に顕著な変化があったとして警報（ＡＬ）
を出力するタイマー部１５が接続されている。
示すブロック図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、その信
号処理方法を説明する図である。加工負荷監視装置は、
工作機械において検出され信号出力される加工負荷（Ｌ
Ｓ、図８（ａ）参照）を一定のサンプリング周期でデジ
タルに変換するＡ／Ｄ変換部１を有している。Ａ／Ｄ変
換部１は、サンプリング回数設定部４で設定された個数
の加工負荷データの平均を求める平均化処理部５、並び
に加工負荷が一定レベルに達したら監視開始信号を平均
化処理部５へ出力する監視開始決定部２に接続されてい
る。平均化処理部５は、求めた平均を平均値信号（Ｍ
Ｓ）として出力する。平均化処理部５は、異常信号判定
値設定部１２により設定された異常信号判定値（ＬＩ
Ｍ）と平均値信号（ＭＳ）を比較し（図８（ｂ）参
照）、平均化された加工負荷データが異常信号判定値
（ＬＩＭ）を越えている場合に異常信号を出力する比較
部１３に接続されている。比較部１３には、異常信号を
連続して入力している期間（ｔ、図８（ｂ）参照））が
タイマ値設定部１４により設定された期間を越えた場合
に、加工負荷に顕著な変化があったとして警報（ＡＬ）
を出力するタイマー部１５が接続されている。
【０００５】次に動作について説明する。工作機械にお
いて検出される加工負荷（ＬＳ）はＡ／Ｄ変換部１で一
定のサンプリング周期でデジタルに変換された後、平均
化処理部５において平均化される。サンプリング回数設
定部４で設定された個数の加工負荷データの平均が求め
られ、比較部１３に平均値信号（ＭＳ）が供給される
と、比較部１３では、平均値信号（ＭＳ）と異常信号判
定値設定部１２に設定された異常信号判定値（ＬＩＭ）
とが比較される。平均化された加工負荷データが異常信
号判定値（ＬＩＭ）を越えていると判定された場合、比
較部１３は異常信号をタイマー部１５に出力する。タイ
マー部１５では、異常信号を連続して入力している期間
（ｔ）がタイマ値設定部１４に設定された期間を越えた
場合、加工負荷に顕著な変化があったとして、警報（Ａ
Ｌ）を出力する。
いて検出される加工負荷（ＬＳ）はＡ／Ｄ変換部１で一
定のサンプリング周期でデジタルに変換された後、平均
化処理部５において平均化される。サンプリング回数設
定部４で設定された個数の加工負荷データの平均が求め
られ、比較部１３に平均値信号（ＭＳ）が供給される
と、比較部１３では、平均値信号（ＭＳ）と異常信号判
定値設定部１２に設定された異常信号判定値（ＬＩＭ）
とが比較される。平均化された加工負荷データが異常信
号判定値（ＬＩＭ）を越えていると判定された場合、比
較部１３は異常信号をタイマー部１５に出力する。タイ
マー部１５では、異常信号を連続して入力している期間
（ｔ）がタイマ値設定部１４に設定された期間を越えた
場合、加工負荷に顕著な変化があったとして、警報（Ａ
Ｌ）を出力する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の加工負荷監視装
置は、以上のように構成されていたため、加工負荷の顕
著な変化を警報により作業者へ報知するだけであった。
従って、工具寿命予知には作業者の経験が必要であり、
熟練度が必要とされていた。すなわち、未熟な作業員が
工具交換時期を判断できないという問題点があった。
置は、以上のように構成されていたため、加工負荷の顕
著な変化を警報により作業者へ報知するだけであった。
従って、工具寿命予知には作業者の経験が必要であり、
熟練度が必要とされていた。すなわち、未熟な作業員が
工具交換時期を判断できないという問題点があった。
【０００７】本発明の目的は、加工負荷に顕著な変化が
検出された時、工具寿命の割合を作業者あるいは制御装
置に知らせることができる工具寿命予知装置を提供する
ことにある。
検出された時、工具寿命の割合を作業者あるいは制御装
置に知らせることができる工具寿命予知装置を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る工具寿命
予知装置は、工具寿命を表現するパラメータを積算する
加工量積算部と、加工負荷の顕著な変化を検出する加工
負荷監視部と、加工負荷に顕著な変化が現れる点での工
具の寿命割合の正規化値を設定する予測寿命設定部と、
加工負荷監視部により加工負荷の顕著な変化を検出した
際に加工量積算部のデータと予測寿命設定部のデータと
に基づき工具残寿命をパラメータ値として算出する予測
残加工量算出部と、予測残加工量算出部が算出したパラ
メータ値に基づき工具残寿命を報知する予測残加工量出
力部と、を備え、工作機械に取り付けられた工具の寿命
を予知することを特徴とするものである。
予知装置は、工具寿命を表現するパラメータを積算する
加工量積算部と、加工負荷の顕著な変化を検出する加工
負荷監視部と、加工負荷に顕著な変化が現れる点での工
具の寿命割合の正規化値を設定する予測寿命設定部と、
加工負荷監視部により加工負荷の顕著な変化を検出した
際に加工量積算部のデータと予測寿命設定部のデータと
に基づき工具残寿命をパラメータ値として算出する予測
残加工量算出部と、予測残加工量算出部が算出したパラ
メータ値に基づき工具残寿命を報知する予測残加工量出
力部と、を備え、工作機械に取り付けられた工具の寿命
を予知することを特徴とするものである。
【０００９】また、この発明に係る加工負荷監視装置
は、工具の加工負荷をデジタルデータとして指定された
時点から必要数だけ記憶しておくメモリ部と、メモリ部
に記憶されたデータの平均値を求める平均値化処理部
と、平均値に対する加工負荷の変動の許容幅を設定する
バンド幅設定部と、平均値とメモリ部上のデータとの差
がバンド幅設定部に設定された許容幅内にあるか否かを
判定し、許容幅を越える場合に異常信号を出力する異常
信号検出部と、異常信号の個数をカウントするカウンタ
部と、カウントされた異常信号の個数がメモリ部上のデ
ータ数に占める割合を計算し出力する正規化部と、正規
化部の出力値が設定値より大きい場合に加工負荷の顕著
な変化として警報を出力する比較部と、を備えることを
特徴とするものである。
は、工具の加工負荷をデジタルデータとして指定された
時点から必要数だけ記憶しておくメモリ部と、メモリ部
に記憶されたデータの平均値を求める平均値化処理部
と、平均値に対する加工負荷の変動の許容幅を設定する
バンド幅設定部と、平均値とメモリ部上のデータとの差
がバンド幅設定部に設定された許容幅内にあるか否かを
判定し、許容幅を越える場合に異常信号を出力する異常
信号検出部と、異常信号の個数をカウントするカウンタ
部と、カウントされた異常信号の個数がメモリ部上のデ
ータ数に占める割合を計算し出力する正規化部と、正規
化部の出力値が設定値より大きい場合に加工負荷の顕著
な変化として警報を出力する比較部と、を備えることを
特徴とするものである。
【００１０】
【作用】この発明の工具寿命予知装置は、工具寿命を表
現するパラメータを加工量積算部により積算し、加工負
荷監視部により加工負荷の顕著な変化を検出する。加工
負荷の顕著な変化が現れる時点での工具の寿命割合の正
規化値は予測寿命設定部により設定され、加工負荷監視
部により加工負荷の顕著な変化が検出された際に、加工
量積算部のデータと予測寿命設定部のデータとに基づき
予測残加工量算出部により工具残寿命がパラメータ値と
して算出される。そして、このパラメータ値に基づき予
測残加工量出力部により工具残寿命が報知される。従っ
て、工具交換時期が正確に判断可能になる。
現するパラメータを加工量積算部により積算し、加工負
荷監視部により加工負荷の顕著な変化を検出する。加工
負荷の顕著な変化が現れる時点での工具の寿命割合の正
規化値は予測寿命設定部により設定され、加工負荷監視
部により加工負荷の顕著な変化が検出された際に、加工
量積算部のデータと予測寿命設定部のデータとに基づき
予測残加工量算出部により工具残寿命がパラメータ値と
して算出される。そして、このパラメータ値に基づき予
測残加工量出力部により工具残寿命が報知される。従っ
て、工具交換時期が正確に判断可能になる。
【００１１】また、この発明の加工負荷監視装置におい
ては、加工負荷が、指定された時点から必要数だけメモ
リ部により記憶される。メモリ部に記憶されたデータに
ついて平均値化処理部により加工負荷の平均値が求めら
れる。一方で、加工負荷の平均値からの変動の許容幅が
バンド幅設定部により設定される。異常信号検出部は、
加工負荷の平均値とメモリ部に記憶されたデータとの差
がバンド幅設定部に設定された許容幅にあるか否かを判
定し、許容幅を越える場合は異常信号を出力する。異常
信号検出部から出力された異常信号の個数は、カウンタ
部によりカウントされ、カウントされた異常信号の個数
がメモリ部上のデータ数に占める割合が正規化部により
計算される。これに基づき、加工負荷の顕著な変化の有
無が判断され、加工負荷の顕著な変化と判断された場合
警報が出力される。
ては、加工負荷が、指定された時点から必要数だけメモ
リ部により記憶される。メモリ部に記憶されたデータに
ついて平均値化処理部により加工負荷の平均値が求めら
れる。一方で、加工負荷の平均値からの変動の許容幅が
バンド幅設定部により設定される。異常信号検出部は、
加工負荷の平均値とメモリ部に記憶されたデータとの差
がバンド幅設定部に設定された許容幅にあるか否かを判
定し、許容幅を越える場合は異常信号を出力する。異常
信号検出部から出力された異常信号の個数は、カウンタ
部によりカウントされ、カウントされた異常信号の個数
がメモリ部上のデータ数に占める割合が正規化部により
計算される。これに基づき、加工負荷の顕著な変化の有
無が判断され、加工負荷の顕著な変化と判断された場合
警報が出力される。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明の一実施例に係る工具寿命予
知装置の構成を示すブロック図である。この工具寿命予
知装置は、工具寿命を表現するパラメータを積算する加
工量積算部２０と、加工負荷の顕著な変化を検出する加
工負荷監視部２１と、加工負荷の顕著な変化が現れる時
を示す正規化した工具の寿命割合を設定しておく予測寿
命設定部２２とを備えている。加工量積算部２０、加工
負荷監視部２１、及び予測寿命設定部２２は、加工負荷
監視部２１により加工負荷の顕著な変化を検出した際、
加工量積算部２０のデータと予測寿命設定部２２のデー
タとに基づき工具寿命を前記パラメータ値として算出す
る予測残加工量算出部２３に接続されており、予測残加
工量算出部２３には、予測残加工量算出部２３が算出し
たパラメータ値に基づき工具寿命の度合を報知する予測
残加工量出力部２４が接続されている。
知装置の構成を示すブロック図である。この工具寿命予
知装置は、工具寿命を表現するパラメータを積算する加
工量積算部２０と、加工負荷の顕著な変化を検出する加
工負荷監視部２１と、加工負荷の顕著な変化が現れる時
を示す正規化した工具の寿命割合を設定しておく予測寿
命設定部２２とを備えている。加工量積算部２０、加工
負荷監視部２１、及び予測寿命設定部２２は、加工負荷
監視部２１により加工負荷の顕著な変化を検出した際、
加工量積算部２０のデータと予測寿命設定部２２のデー
タとに基づき工具寿命を前記パラメータ値として算出す
る予測残加工量算出部２３に接続されており、予測残加
工量算出部２３には、予測残加工量算出部２３が算出し
たパラメータ値に基づき工具寿命の度合を報知する予測
残加工量出力部２４が接続されている。
【００１３】図２は、本実施例に係る加工負荷監視部２
１の構成を示すブロック図であり、図３（ａ），（ｂ）
はその信号処理方法を説明する図である。加工負荷監視
部２１は、工作機械において検出される加工負荷（Ｌ
Ｓ、図３（ａ）参照）を一定のサンプリング周期でデジ
タルに変換するＡ／Ｄ変換部１を有しており、Ａ／Ｄ変
換部１は、メモリ部３及び監視開始決定部２に接続され
ている。従来例と同様に、監視開始決定部２より監視開
始信号が出力されると、メモリ部３は、サンプリング回
数設定部４で設定された個数分だけサンプリングデータ
を記憶する。メモリ部３には、メモリ部３に記憶された
データから、サンプリング回数設定部４で設定された個
数分の平均値（ＭＮ、図３（ｂ）参照）を求める平均化
処理部５が接続されている。平均化処理部５には、平均
値化処理部５で求められた平均値（ＭＮ）とメモリ部３
に記憶されている加工負荷の各々との差を求め、その差
が予めバンド幅設定部７により設定されたバンド幅（Ｂ
Ｓ、図３（ｂ）参照）を越えていた場合に異常信号が検
出された旨の信号を出力する異常信号検出部６が接続さ
れている。更に、異常信号検出部６には、異常信号の検
出出力をカウントするカウンタ部８が接続されており、
カウンタ部８には、サンプリング回数設定部４で設定さ
れた個数を１００％としてカウンタ部８がカウントした
カウンタ値が何％にあたるかを演算する正規化部９が接
続されている。また、正規化部９には、予め判定値設定
部１０により設定されている値と正規化部９で求めた正
規化されたカウンタ値を比較し、判定値設定部１０によ
り設定された値より正規化部９で正規化されたカウンタ
値のほうが大きい場合に、加工負荷に顕著な変化があっ
たとして警報（ＡＬ）を出力する比較部１１が接続され
ている。
１の構成を示すブロック図であり、図３（ａ），（ｂ）
はその信号処理方法を説明する図である。加工負荷監視
部２１は、工作機械において検出される加工負荷（Ｌ
Ｓ、図３（ａ）参照）を一定のサンプリング周期でデジ
タルに変換するＡ／Ｄ変換部１を有しており、Ａ／Ｄ変
換部１は、メモリ部３及び監視開始決定部２に接続され
ている。従来例と同様に、監視開始決定部２より監視開
始信号が出力されると、メモリ部３は、サンプリング回
数設定部４で設定された個数分だけサンプリングデータ
を記憶する。メモリ部３には、メモリ部３に記憶された
データから、サンプリング回数設定部４で設定された個
数分の平均値（ＭＮ、図３（ｂ）参照）を求める平均化
処理部５が接続されている。平均化処理部５には、平均
値化処理部５で求められた平均値（ＭＮ）とメモリ部３
に記憶されている加工負荷の各々との差を求め、その差
が予めバンド幅設定部７により設定されたバンド幅（Ｂ
Ｓ、図３（ｂ）参照）を越えていた場合に異常信号が検
出された旨の信号を出力する異常信号検出部６が接続さ
れている。更に、異常信号検出部６には、異常信号の検
出出力をカウントするカウンタ部８が接続されており、
カウンタ部８には、サンプリング回数設定部４で設定さ
れた個数を１００％としてカウンタ部８がカウントした
カウンタ値が何％にあたるかを演算する正規化部９が接
続されている。また、正規化部９には、予め判定値設定
部１０により設定されている値と正規化部９で求めた正
規化されたカウンタ値を比較し、判定値設定部１０によ
り設定された値より正規化部９で正規化されたカウンタ
値のほうが大きい場合に、加工負荷に顕著な変化があっ
たとして警報（ＡＬ）を出力する比較部１１が接続され
ている。
【００１４】次に、本実施例の動作について説明する。
加工負荷監視部２１は工作機械からの加工負荷信号（Ｌ
Ｓ）を監視し、加工負荷の顕著な変化を検出すると警報
（ＡＬ）を出力する。また、加工量積算部２０には工具
寿命を表現するパラメータの現在までの積算値が記憶さ
れている。予測寿命設定部２２には、工具が折損するま
でに加工することができる量を１００％とした場合、加
工負荷の顕著な変化を検出する時までに何％加工できる
かが設定されている。予測残加工量算出部２３において
は、予測寿命設定部２２に設定されているデータによ
り、加工負荷監視部２１から警報（ＡＬ）を入力した時
点での正規化された工具寿命を求め、さらに正規化され
た工具寿命と加工量積算部２０のデータにより、工具寿
命を表現するパラメータに換算した工具寿命値を出力す
る。そして、予測残加工量出力部２４は予測残加工量算
出部２３からの工具寿命値を、作業者あるいは制御装置
に報知する。
加工負荷監視部２１は工作機械からの加工負荷信号（Ｌ
Ｓ）を監視し、加工負荷の顕著な変化を検出すると警報
（ＡＬ）を出力する。また、加工量積算部２０には工具
寿命を表現するパラメータの現在までの積算値が記憶さ
れている。予測寿命設定部２２には、工具が折損するま
でに加工することができる量を１００％とした場合、加
工負荷の顕著な変化を検出する時までに何％加工できる
かが設定されている。予測残加工量算出部２３において
は、予測寿命設定部２２に設定されているデータによ
り、加工負荷監視部２１から警報（ＡＬ）を入力した時
点での正規化された工具寿命を求め、さらに正規化され
た工具寿命と加工量積算部２０のデータにより、工具寿
命を表現するパラメータに換算した工具寿命値を出力す
る。そして、予測残加工量出力部２４は予測残加工量算
出部２３からの工具寿命値を、作業者あるいは制御装置
に報知する。
【００１５】次に、加工負荷監視部２１の動作について
説明する。工作機械において検出される加工負荷（Ｌ
Ｓ）はＡ／Ｄ変換部１でデジタルデータに変換され、監
視開始決定部２及びメモリ部３に出力される。また、監
視開始決定部２では加工負荷が一定レベル信号に達した
ら監視開始信号をメモリ部３に出力する。メモリ部３に
は、監視開始決定部２からの監視開始信号に応じ、サン
プリング回数設定部４により設定された個数のデータが
逐次記憶される。すなわち、図３（ａ）に示すデータ処
理期間のサンプリングデータが、メモリ部３に記憶され
る。メモリ部３に記憶されたデータについては、平均化
処理部５でサンプリング回数設定部４で設定された個数
分の平均値（ＭＮ）が求められ、異常信号検出部６にお
いては平均値化処理部５で求められた平均値（ＭＮ）と
メモリ３に記憶されている加工負荷の各々との差が求め
られる。その差が予めバンド幅設定部７により設定され
たバンド幅（ＢＳ）を越えていた場合、異常の検出出力
がカウンタ部８に出力され、カウンタ部８では異常の検
出出力がカウントされる。正規化部９では、サンプリン
グ回数設定部４で設定された個数を１００％としてカウ
ント値が何％にあたるかが演算される。比較部１１で
は、予め判定値設定部１０により設定された値と正規化
部９により正規化されたカウンタ値が比較され、判定値
設定部１０により設定された値より正規化されたカウン
タ値のほうが大きければ、加工負荷に顕著な変化があっ
たとして警報（ＡＬ）を出力する。
説明する。工作機械において検出される加工負荷（Ｌ
Ｓ）はＡ／Ｄ変換部１でデジタルデータに変換され、監
視開始決定部２及びメモリ部３に出力される。また、監
視開始決定部２では加工負荷が一定レベル信号に達した
ら監視開始信号をメモリ部３に出力する。メモリ部３に
は、監視開始決定部２からの監視開始信号に応じ、サン
プリング回数設定部４により設定された個数のデータが
逐次記憶される。すなわち、図３（ａ）に示すデータ処
理期間のサンプリングデータが、メモリ部３に記憶され
る。メモリ部３に記憶されたデータについては、平均化
処理部５でサンプリング回数設定部４で設定された個数
分の平均値（ＭＮ）が求められ、異常信号検出部６にお
いては平均値化処理部５で求められた平均値（ＭＮ）と
メモリ３に記憶されている加工負荷の各々との差が求め
られる。その差が予めバンド幅設定部７により設定され
たバンド幅（ＢＳ）を越えていた場合、異常の検出出力
がカウンタ部８に出力され、カウンタ部８では異常の検
出出力がカウントされる。正規化部９では、サンプリン
グ回数設定部４で設定された個数を１００％としてカウ
ント値が何％にあたるかが演算される。比較部１１で
は、予め判定値設定部１０により設定された値と正規化
部９により正規化されたカウンタ値が比較され、判定値
設定部１０により設定された値より正規化されたカウン
タ値のほうが大きければ、加工負荷に顕著な変化があっ
たとして警報（ＡＬ）を出力する。
【００１６】図４は、表１に示すドリルの加工負荷を切
削動力計を用いて計測し、図１に示す加工負荷監視部２
１に入力したときの正規化部９の出力を示す図である。
縦軸は正規化部９で正規化されたカウンタ値を示し、横
軸はドリルで加工した穴個数を示している。図３（ａ）
及び図４からわかるように、ドリルが折損する前に異常
信号検出部６で検出される異常信号が増加しているが、
ドリルが折損する前の加工負荷の顕著な変化を検出する
だけでは、このドリルであとどれだけの穴加工ができる
かが、判断できない。図５は、図４のデータの横軸の穴
加工個数を工具寿命を表現するパラメータとして用い、
工具が折損するときの穴加工個数を１００％として正規
化した図である。穴加工数を正規化することにより、図
５に示されるように、９０％付近で加工負荷の顕著な変
化が現れることがわかる。従って、正規化された残寿命
は、１０％と予知できる。すなわち、加工負荷の顕著な
変化が検出されるまでに加工した穴個数の１／９倍程度
の穴個数を加工負荷の顕著な変化が検出された後に加工
すると、折損する可能性が高いといえる。
削動力計を用いて計測し、図１に示す加工負荷監視部２
１に入力したときの正規化部９の出力を示す図である。
縦軸は正規化部９で正規化されたカウンタ値を示し、横
軸はドリルで加工した穴個数を示している。図３（ａ）
及び図４からわかるように、ドリルが折損する前に異常
信号検出部６で検出される異常信号が増加しているが、
ドリルが折損する前の加工負荷の顕著な変化を検出する
だけでは、このドリルであとどれだけの穴加工ができる
かが、判断できない。図５は、図４のデータの横軸の穴
加工個数を工具寿命を表現するパラメータとして用い、
工具が折損するときの穴加工個数を１００％として正規
化した図である。穴加工数を正規化することにより、図
５に示されるように、９０％付近で加工負荷の顕著な変
化が現れることがわかる。従って、正規化された残寿命
は、１０％と予知できる。すなわち、加工負荷の顕著な
変化が検出されるまでに加工した穴個数の１／９倍程度
の穴個数を加工負荷の顕著な変化が検出された後に加工
すると、折損する可能性が高いといえる。
【００１７】図６は、本実施例を利用した場合のデータ
の表示例を示す。積算加工量は今までに加工した穴個数
を示し、予測残加工量は加工負荷に顕著な変化が現れた
時出力され、その後穴加工する毎に１ずつ減っていく。
警報発生時加工量としては加工負荷に顕著な変化が現れ
た時の積算加工量が保持される。なお、「＊」は加工負
荷に顕著な変化が現れていない旨のデータである。
の表示例を示す。積算加工量は今までに加工した穴個数
を示し、予測残加工量は加工負荷に顕著な変化が現れた
時出力され、その後穴加工する毎に１ずつ減っていく。
警報発生時加工量としては加工負荷に顕著な変化が現れ
た時の積算加工量が保持される。なお、「＊」は加工負
荷に顕著な変化が現れていない旨のデータである。
【００１８】ここで、工具寿命を表現するパラメータと
して、穴加工数を例にとり説明したが、加工品の個数、
工具毎の加工時間なども、工具寿命を表現するパラメー
タとして利用できるのはいうまでもない。また、加工負
荷を計測する手段として切削動力計の出力を用いている
が、主軸負荷電流を測定値やＡＥ信号の測定値を用いる
ことも可能である。
して、穴加工数を例にとり説明したが、加工品の個数、
工具毎の加工時間なども、工具寿命を表現するパラメー
タとして利用できるのはいうまでもない。また、加工負
荷を計測する手段として切削動力計の出力を用いている
が、主軸負荷電流を測定値やＡＥ信号の測定値を用いる
ことも可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
工具寿命を表現するパラメータを加工量積算部により積
算し、加工負荷監視部により加工負荷の顕著な変化を検
出し、加工負荷の顕著な変化が現れる時点での工具の寿
命割合の正規化値及び工具寿命を表現するパラメータの
積算値に基づき工具残寿命を算出して報知するようにし
たため、作業者が工具交換時期を適切に判断でき、また
制御装置に知らせることにより自動工具交換を行うな
ど、省力化を図ることができる。
工具寿命を表現するパラメータを加工量積算部により積
算し、加工負荷監視部により加工負荷の顕著な変化を検
出し、加工負荷の顕著な変化が現れる時点での工具の寿
命割合の正規化値及び工具寿命を表現するパラメータの
積算値に基づき工具残寿命を算出して報知するようにし
たため、作業者が工具交換時期を適切に判断でき、また
制御装置に知らせることにより自動工具交換を行うな
ど、省力化を図ることができる。
【図１】本発明の一実施例に係る工具寿命予知装置の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】本実施例に係る工具寿命予知装置に用いられる
加工負荷監視部の構成を示すブロック図である。
加工負荷監視部の構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は加工負荷監視部に入力される加工負荷
信号を示す図であり、（ｂ）は本実施例の加工負荷監視
装置の処理を説明するための図である。
信号を示す図であり、（ｂ）は本実施例の加工負荷監視
装置の処理を説明するための図である。
【図４】正規化部の出力を示す図である。
【図５】穴加工数を正規化した時に加工負荷信号の顕著
な変化が現れる位置を示す図である。
な変化が現れる位置を示す図である。
【図６】表示例を示す図である。
【図７】従来の加工負荷監視装置の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図８】（ａ）は従来の加工負荷監視装置に入力される
加工負荷を示す図であり、（ｂ）は従来の加工負荷監視
装置の処理を説明する図である。
加工負荷を示す図であり、（ｂ）は従来の加工負荷監視
装置の処理を説明する図である。
１ Ａ／Ｄ変換部 ２ 監視開始決定部 ３ メモリ部 ４ サンプリング回数設定部 ５ 平均化処理部 ６ 異常信号検出部 ７ バンド幅設定部 ８ カウンタ部 ９ 正規化部 １０ 判定値設定部 １１ 比較部 ２０ 加工量積算部 ２１ 加工負荷監視部 ２２ 予測寿命設定部 ２３ 予測残加工量算出部 ２４ 予測残加工量出力部
Claims (2)
- 【請求項１】 工具寿命を表現するパラメータを積算す
る加工量積算部と、 加工負荷の顕著な変化を検出する加工負荷監視部と、 加工負荷に顕著な変化が現れる時点での工具の寿命割合
の正規化値を設定する予測寿命設定部と、 加工負荷監視部により加工負荷の顕著な変化を検出した
際に加工量積算部のデータと予測寿命設定部のデータと
に基づき工具残寿命をパラメータ値として算出する予測
残加工量算出部と、 予測残加工量算出部が算出したパラメータ値に基づき工
具残寿命を報知する予測残加工量出力部と、 を備え、工作機械に取り付けられた工具の寿命を予知す
ることを特徴とする工具寿命予知装置。 - 【請求項２】 工具の加工負荷をデジタルデータとして
指定された時点から必要数だけ記憶しておくメモリ部
と、 メモリ部に記憶されたデータの平均値を求める平均値化
処理部と、 平均値に対する加工負荷の変動の許容幅を設定するバン
ド幅設定部と、 平均値とメモリ部上のデータとの差がバンド幅設定部に
設定された許容幅内にあるか否かを判定し、許容幅を越
える場合に異常信号を出力する異常信号検出部と、 異常信号の個数をカウントするカウンタ部と、 カウントされた異常信号の個数がメモリ部上のデータ数
に占める割合を計算し出力する正規化部と、 正規化部の出力値が設定値より大きい場合に加工負荷の
顕著な変化として警報を出力する比較部と、 を備えることを特徴とする加工負荷監視装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04135118A JP3095881B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 工具寿命予知装置 |
| US08/319,055 US5428556A (en) | 1992-05-27 | 1994-10-06 | Apparatus for predicting tool life |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04135118A JP3095881B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 工具寿命予知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05329748A true JPH05329748A (ja) | 1993-12-14 |
| JP3095881B2 JP3095881B2 (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=15144249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04135118A Expired - Fee Related JP3095881B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 工具寿命予知装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5428556A (ja) |
| JP (1) | JP3095881B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016212023A1 (de) | 2015-07-01 | 2017-01-05 | Okuma Corporation | Hauptspindellastüberwachungseinrichtung für eine Werkzeugmaschine |
| JP2017024120A (ja) * | 2015-07-22 | 2017-02-02 | オークマ株式会社 | ドリルの余寿命推定装置及び余寿命推定方法 |
| CN109048494A (zh) * | 2018-09-19 | 2018-12-21 | 武汉华中数控股份有限公司 | 一种基于能耗型的刀具寿命综合管理方法及系统 |
| JP2020163567A (ja) * | 2020-06-25 | 2020-10-08 | 株式会社リコー | 情報処理装置、情報処理方法、および情報処理システム |
| WO2020223965A1 (zh) * | 2019-05-09 | 2020-11-12 | 西门子股份公司 | 基于刀具更换记录的切削刀具寿命的设置方法、装置和系统 |
| JP2020196108A (ja) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | 株式会社ニデック | 眼鏡レンズ加工用装置および眼鏡レンズ加工用プログラム |
| WO2024095770A1 (ja) * | 2022-11-02 | 2024-05-10 | 株式会社ニデック | 眼鏡レンズ加工装置および眼鏡レンズ加工プログラム |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5822212A (en) * | 1993-08-06 | 1998-10-13 | Fanuc Ltd | Machining load monitoring system |
| US5857166A (en) * | 1996-08-30 | 1999-01-05 | Kim; Nam H. | Tool monitoring apparatus |
| JP3295753B2 (ja) * | 1997-08-01 | 2002-06-24 | 株式会社椿本チエイン | 負荷監視装置 |
| US6594597B1 (en) | 1999-10-15 | 2003-07-15 | The Minster Machine Company | Press residual life monitor |
| US6487506B1 (en) * | 1999-10-15 | 2002-11-26 | The Minster Machine Company | Thru-stroke tipping moment severity monitor |
| JP2001195448A (ja) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Sharp Corp | 使用履歴記憶装置、使用履歴に基づく残価算出装置および方法、それらの装置を含む電気機器、残価算出方法を実現するプログラムを記録した記録媒体、および電気機器のリサイクル方法 |
| US7010386B2 (en) * | 2002-03-22 | 2006-03-07 | Mcdonnell Ryan P | Tool wear monitoring system |
| EP1355210A1 (de) * | 2002-04-17 | 2003-10-22 | ABB Research Ltd. | Verfahren und System zur Normierung von Prozessgrössen |
| JP4058038B2 (ja) * | 2004-12-22 | 2008-03-05 | 株式会社日立製作所 | 負荷監視装置および負荷監視方法 |
| US8643539B2 (en) * | 2008-11-19 | 2014-02-04 | Nokomis, Inc. | Advance manufacturing monitoring and diagnostic tool |
| CN102566531A (zh) * | 2011-05-19 | 2012-07-11 | 广东迅通科技股份有限公司 | 设备工作寿命的监测及预警系统 |
| US10448864B1 (en) | 2017-02-24 | 2019-10-22 | Nokomis, Inc. | Apparatus and method to identify and measure gas concentrations |
| JP2019115455A (ja) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | Ｄｇｓｈａｐｅ株式会社 | 切削加工システム |
| US11489847B1 (en) | 2018-02-14 | 2022-11-01 | Nokomis, Inc. | System and method for physically detecting, identifying, and diagnosing medical electronic devices connectable to a network |
| CN108427841B (zh) * | 2018-03-12 | 2020-09-18 | 华中科技大学 | 一种数控机床刀具剩余寿命实时预测方法 |
| TW202026096A (zh) | 2019-01-02 | 2020-07-16 | 財團法人工業技術研究院 | 刀具壽命預測系統及其方法 |
| WO2021261418A1 (ja) * | 2020-06-24 | 2021-12-30 | ファナック株式会社 | 工具診断装置、および工具診断方法 |
| DE102024125028A1 (de) * | 2024-09-02 | 2026-03-05 | P&L Gmbh & Co. Kg | VERFAHREN ZUR VERSCHLEIßERKENNUNG EINES WERKZEUGS |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5412085A (en) * | 1977-06-29 | 1979-01-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | Timely controlled data presenting method in nc |
| JPS609638A (ja) * | 1983-06-30 | 1985-01-18 | Toyoda Mach Works Ltd | 工具寿命検出方法 |
| JPH01106111A (ja) * | 1987-10-19 | 1989-04-24 | Fuji Photo Film Co Ltd | シーケンス監視方法 |
| DE3903133A1 (de) * | 1988-02-04 | 1989-08-31 | Amada Co | Werkstueckbearbeitbarkeitsdetektionsverfahren und verfahren zum spanabhebenden bearbeiten eines werkstuecks mit hilfe einer spanabhebenden bearbeitungsmaschine unter anwendung dieses verfahrens |
| US5187773A (en) * | 1990-07-06 | 1993-02-16 | United Technologies Corporation | Machine failure isolation using qualitative physics |
| US5212645A (en) * | 1990-07-19 | 1993-05-18 | General Electric Company | Flexible real-time, multi-tasking architecture for tool condition monitoring |
| US5197018A (en) * | 1991-03-26 | 1993-03-23 | Texas Instruments Incorporated | Apparatus and method for drill wear prediction |
-
1992
- 1992-05-27 JP JP04135118A patent/JP3095881B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-10-06 US US08/319,055 patent/US5428556A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016212023A1 (de) | 2015-07-01 | 2017-01-05 | Okuma Corporation | Hauptspindellastüberwachungseinrichtung für eine Werkzeugmaschine |
| CN106312687A (zh) * | 2015-07-01 | 2017-01-11 | 大隈株式会社 | 机床的主轴负载监视装置 |
| US9839982B2 (en) | 2015-07-01 | 2017-12-12 | Okuma Corporation | Main spindle load monitoring device for machine tool |
| DE102016212023B4 (de) | 2015-07-01 | 2024-08-01 | Okuma Corporation | Hauptspindellastüberwachungseinrichtung für eine Werkzeugmaschine |
| JP2017024120A (ja) * | 2015-07-22 | 2017-02-02 | オークマ株式会社 | ドリルの余寿命推定装置及び余寿命推定方法 |
| CN109048494A (zh) * | 2018-09-19 | 2018-12-21 | 武汉华中数控股份有限公司 | 一种基于能耗型的刀具寿命综合管理方法及系统 |
| WO2020223965A1 (zh) * | 2019-05-09 | 2020-11-12 | 西门子股份公司 | 基于刀具更换记录的切削刀具寿命的设置方法、装置和系统 |
| JP2020196108A (ja) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | 株式会社ニデック | 眼鏡レンズ加工用装置および眼鏡レンズ加工用プログラム |
| JP2020163567A (ja) * | 2020-06-25 | 2020-10-08 | 株式会社リコー | 情報処理装置、情報処理方法、および情報処理システム |
| JP2022172342A (ja) * | 2020-06-25 | 2022-11-15 | 株式会社リコー | 情報処理装置、情報処理方法、および情報処理システム |
| WO2024095770A1 (ja) * | 2022-11-02 | 2024-05-10 | 株式会社ニデック | 眼鏡レンズ加工装置および眼鏡レンズ加工プログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3095881B2 (ja) | 2000-10-10 |
| US5428556A (en) | 1995-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH05329748A (ja) | 工具寿命予知装置 | |
| KR101462312B1 (ko) | 공작 기계의 공구상태 감시시스템 및 그 방법 | |
| KR101343403B1 (ko) | 공작기계 운전시의 이상 검출방법 | |
| JP4103029B2 (ja) | 加工工程の監視方法 | |
| JPH05116056A (ja) | 工作機器の異常検出装置 | |
| EP1004012A1 (en) | Diagnostic rule base tool condition monitoring system | |
| CA2540336A1 (en) | Equipment component monitoring and replacement management system | |
| WO2000012260A1 (en) | Method of preparing tool wear data, estimating tool wear amount, and making decision on the use of the tool | |
| JP2008080400A (ja) | 溶接電極の損耗を自動的に検出する方法 | |
| KR101611299B1 (ko) | 자동화 기계장치의 이상 가공 유무 감지방법 | |
| KR20230005064A (ko) | 진동 가속도 신호를 활용한 공구 파손감지 영역 자동설정 방법 및 진동 가속도 신호를 활용한 공구 파손감지장치 | |
| EP2708966A2 (en) | Data collection system for electric discharge machines | |
| KR20190000815A (ko) | 진동 특성 분석을 이용한 공구 수명 예측 방법 | |
| CN114054702A (zh) | 一种钢坯菱变自动测量的工艺流程及其控制系统 | |
| JP2008132558A (ja) | 切削加工における異常検出方法及び加工異常検出装置 | |
| KR102559773B1 (ko) | 공작기계의 공구 마모 및 파손 감지 장치 및 그 방법 | |
| KR102218840B1 (ko) | 스마트 안전고리 시스템 | |
| CN108115206B (zh) | 利用切削刀具对工件进行加工的方法、控制装置和系统 | |
| JP2575323B2 (ja) | データ抽出平均法による切削負荷監視方法 | |
| JP2001147713A (ja) | 稼働管理システムおよび稼働管理方法並びに記憶媒体 | |
| CN119105406A (zh) | 一种加工系统的设备报警监测方法、装置、设备及介质 | |
| JP3193120B2 (ja) | 工具異常検出装置 | |
| KR100600015B1 (ko) | 공작기계의 공구이상 검출 방법 | |
| JPS59179826A (ja) | 紡績機の糸品質管理装置 | |
| KR102350312B1 (ko) | 오일 센서를 이용한 기계 상태 진단 시스템 및 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |