JPH0796446A - 工具寿命管理方式 - Google Patents

工具寿命管理方式

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JPH0796446A
JPH0796446A JP24224793A JP24224793A JPH0796446A JP H0796446 A JPH0796446 A JP H0796446A JP 24224793 A JP24224793 A JP 24224793A JP 24224793 A JP24224793 A JP 24224793A JP H0796446 A JPH0796446 A JP H0796446A
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JP
Japan
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tool
life
load current
life span
tool life
Prior art date
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Pending
Application number
JP24224793A
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English (en)
Inventor
Katsuhiro Endo
勝博 遠藤
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 数値制御工作機械の工具の寿命を管理する工
具寿命管理方式に関し、工具寿命到達の判断を適切に行
う。 【構成】 負荷電流判別手段1はサーボモータ61の負
荷電流Iをサーボアンプ51から受け取り、予めメモリ
14に設定した電流基準値I0以上であるとき、計時手
段2はその情報を受けて計時を開始し、負荷電流Iが電
流基準値I0 を越えているときの継続時間Tをカウント
する。工具寿命監視手段3はその計時時間Tが、予め設
定した時間基準値T0 を越えたことを検出すると、工具
90は寿命に達したとして、工具90が寿命に達したと
きに行うべき処理、例えば工具交換を指令する。 【効果】 異常状態の継続時間Tをも加味して工具の寿
命を判断するので、より高い精度での工具寿命管理が可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は数値制御工作機械の切削
工具の寿命を管理する数値制御装置(CNC)の工具寿
命管理方式に関し、特に切削工具の寿命到達の判断を的
確に行うことができる工具寿命管理方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、数値制御工作機械において
は、加工精度の維持及び工具の破損防止のために工具の
寿命を管理している。即ち、工具が寿命に到達したと判
断すると、その工具を自動的に代替工具と交換するよう
にしている。
【0003】工具が寿命に到達したか否かの判断は、工
具の加工への使用回数、工具の使用時間またはその工具
による加工距離を測定し、その測定値を基準値と比較す
るという、工具の摩耗状態を間接的に推定する判別方法
で行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、同じ使用回数
や同じ使用時間、同じ加工距離であっても、加工される
ワークやオーバライド等の加工条件によって実際の工具
の摩耗状態は異なるから、工具の使用回数や使用時間、
加工距離は、実際の工具の摩耗状態の正確な指標とはな
り得ず、従って、工具の使用回数や使用時間、加工距離
に基づいて行う工具寿命管理は、正確な工具寿命管理手
法とはいえなかった。
【0005】例えば、あるワークを平均100ピース加
工すると寿命に達する工具の場合、使用回数の基準値を
100と設定した工具寿命管理を行うことになるが、実
際には工具の寿命にはバラツキがあり、100ピース加
工する前に寿命に達するものもある。このような場合
は、工具の寿命を正しく管理しているとはいえず、不良
の工作物を作ったり、まだ寿命に達していない工具を不
必要に交換したりするといったことが起こっていた。
【0006】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、工具毎にバラツキのある寿命到達の判断を適
切に行うことができる工具寿命管理方法を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、数値制御工作機械の工具の寿命を管理す
る工具寿命管理方式において、前記工具の送り軸を駆動
するサーボモータの負荷電流が所定値以上となったか否
かを判別する負荷電流判別手段と、前記負荷電流が所定
値以上のときその状態を切削抵抗異常状態とし継続時間
を計時する計時手段と、前記切削抵抗異常状態の継続時
間が所定時間以上になったとき前記工具が寿命に達した
と判別し工具交換指令を出力する工具寿命監視手段と、
を有することを特徴とする工具寿命管理方式が、提供さ
れる。
【0008】
【作用】負荷電流判別手段は工具の送り軸を駆動するサ
ーボモータの負荷電流が所定値以上となったか否かを判
別する。計時手段は負荷電流が所定値以上のときその状
態を切削抵抗異常状態とし継続時間を計時する。そし
て、工具寿命監視手段は、切削抵抗異常状態の継続時間
が所定時間以上になったときその工具の寿命に達したと
判別し工具交換指令を出力する。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図2は本発明を実施するための数値制御装置
(CNC)のハードウエアのブロック図である。図にお
いて、プロセッサ11はバス21を介してROM12に
格納されたシステムプログラムを読み出し、このシステ
ムプログラムに従って数値制御装置10の全体の動作を
制御する。RAM13にはDRAMが使用され、一時的
な計算データ、表示データ等が格納される。不揮発性メ
モリ14はCMOSで構成され、また図示されていない
バッテリでバックアップされており、後述する電流基準
値I0 や時間基準値T0 、各種パラメータ等が格納され
る。また、本発明に係るプログラム等を含むNCプログ
ラムも格納される。
【0010】インタフェース15は外部機器用のインタ
フェースであり、紙テープリーダ、紙テープパンチャ
ー、紙テープリーダ・パンチャー等の外部機器31が接
続される。紙テープリーダからはNCプログラムが読み
込まれ、また、数値制御装置10内で編集されたNCプ
ログラムを紙テープパンチャーに出力することができ
る。
【0011】PMC(プログラマブル・マシン・コント
ローラ)16は数値制御装置10に内蔵され、ラダー形
式で作成されたシーケンスプログラムで機械側を制御す
る。すなわち、NCプログラムで指令されたM機能、S
機能及びT機能に従って、シーケンスプログラムを機械
側で必要な信号に変換し、I/Oユニット17から機械
側に出力する。この出力信号は機械側のマグネット等を
駆動し、油圧バルブ、空圧バルブ及び電気アクチュエイ
タ等を作動させる。PMC16は、機械側のリミットス
イッチ及び機械操作盤のスイッチ等の信号を受けて、必
要な処理を行い、プロセッサ11に渡す。また、後述の
工具交換指令を受けて工具交換制御を行う。
【0012】グラフィック制御回路18は各軸の現在位
置、アラーム、パラメータ、画像データ等のディジタル
データを画像信号に変換して出力する。この画像信号は
CRT/MDIユニット25の表示装置26に送られ、
表示される。インタフェース19はCRT/MDIユニ
ット25内のキーボード27からのデータを受けて、プ
ロセッサ11に渡す。
【0013】インタフェース20は手動パルス発生器3
2に接続され、手動パルス発生器32からのパルスを受
ける。手動パルス発生器32は機械操作盤に実装され、
手動で機械稼働部を精密に移動させるのに使用される。
【0014】軸制御回路41〜44はプロセッサ11か
らの各軸の移動指令を受けて、これを速度指令信号に変
換し、サーボアンプ51〜54に出力する。サーボアン
プ51〜54は速度指令信号を増幅して各軸のサーボモ
ータ61〜64を駆動する。サーボモータ61〜64に
は位置検出用のパルスコーダが内蔵されており、このパ
ルスコーダから位置信号がパルス列としてフィードバッ
クされる。場合によっては、位置検出器としてリニアス
ケールが使用される。また、このパルス列をF/V(周
波数/速度)変換することにより、速度信号を生成する
ことができる。さらに、速度検出用にタコジェネレータ
が使用される場合もある。図ではこれらの位置信号のフ
ィードバックライン及び速度フィードバックラインは省
略してある。
【0015】スピンドル制御回路71はスピンドル回転
指令及びスピンドルのオリエンテーション等の指令を受
けて、スピンドルアンプ72にスピンドル速度信号を出
力する。スピンドルアンプ72はこのスピンドル速度信
号を受けて、スピンドルモータ73を指令された回転速
度で回転させる。また、オリエンテーション指令によっ
て、所定の位置にスピンドルを位置決めする。
【0016】スピンドルモータ73には歯車あるいはベ
ルトでポジションコーダ82が結合されている。従っ
て、ポジションコーダ82はスピンドルモータ73に同
期して回転し、帰還パルスを出力し、その帰還パルスは
インタフェース81を経由して、プロセッサ11によっ
て読み取られる。この帰還パルスは他の軸をスピンドル
モータ73に同期して移動させてネジ切り等の加工を行
うために使用される。
【0017】図1は本発明の工具寿命管理方式のブロッ
ク図である。図において、負荷電流判別手段1は送り軸
(ボールネジ)93の回転制御を行うサーボモータ61
の負荷電流Iをサーボアンプ51から受け取り、その負
荷電流Iが予めメモリ(CMOS)14に設定した電流
基準値I0 以上であるか否かを判別する。
【0018】旋盤での切削加工の場合、バイトの摩耗や
破損等により送り分力が異常増加し、ボール盤での穴明
け加工の場合は、ドリルの摩耗や破損等により推力が異
常増加する。この送り分力方向や推力方向の送り軸の切
削抵抗の最大値をサーボモータの電流値に換算したの
が、電流基準値I0 である。
【0019】なお、サーボモータ61はボールネジ93
を回転駆動することにより、テーブル91の位置を制御
している。テーブル91上には固定治具92を介して工
具90が取り付けられている。工具90は、ワーク94
にアプローチして所定の切削加工を行う 負荷電流Iが電流基準値I0 以上であるとき、計時手段
2はその情報を受けて計時を開始し、負荷電流Iが電流
基準値I0 を越えているときの継続時間Tをカウントす
る。負荷電流Iが電流基準値I0 を越えている状態は、
工具90の切削抵抗が異常に増加している状態である。
【0020】工具寿命監視手段3は計時手段2の計時結
果を受け取り、その計時時間Tが、予め設定した時間基
準値T0 を越えたか否かを判別する。この時間基準値T
0 は、上記の電流基準値I0 と同様に、メモリ14に格
納されている。工具寿命監視手段3は、計時時間Tが時
間基準値T0 を越えたことを検出すると、工具90は寿
命に達したとして、工具90が寿命に達したときに行う
べき処理、例えば工具交換を指令する。上記の負荷判別
手段1、計時手段2及び工具寿命監視手段3は、プロセ
ッサ11が本発明に係るプロセッサに従って実行するソ
フトウェアによる機能である。
【0021】一方、前処理演算手段5は、加工プログラ
ム4を読み取って前処理を行うことにより、移動指令を
作成し、それを補間手段6に送る。補間手段6は補間を
行って分配パルスを加減速制御手段7に送る。分配パル
スは加減速制御手段7によって加減速処理が施された
後、軸制御回路41に送られる。軸制御回路41は、分
配パルスを速度制御信号に変換し、サーボアンプ51に
送る。サーボアンプ51は、速度制御信号を増幅し、そ
の増幅した信号(負荷電流I)をサーボモータ61及び
負荷電流判別手段1に送る。サーボモータ61は、その
サーボアンプ51からの信号を受けて回転駆動する。サ
ーボモータ61には、前述のように、位置検出用のパル
スコーダが内蔵されており、軸制御回路41に位置帰還
パルスを帰還する。
【0022】図3は本発明を実行するためのフローチャ
ートを示す図である。図中、Sに続く数字はステップ番
号を示す。 〔S1〕時間カウンタを値0にリセットする。 〔S2〕負荷電流Iが電流基準値I0 以上であるか否か
を判別する。I0 以上であるときは切削抵抗が異常に増
加しているとして次のステップS3に進み、そうでなけ
ればステップS1に戻る。 〔S3〕I>I0 の切削抵抗異常状態の継続時間を計時
し、その計時時間Tが時間基準値T0 以上となったか否
かを判別する。T0 以上のときは次のステップS4に進
み、そうでなければステップS2に戻る。 〔S4〕工具が寿命に達しているとして、工具が寿命に
達したときに行うべき処理、例えば工具交換を指令す
る。
【0023】以上述べたように、本実施例では、サーボ
モータの負荷電流Iが電流基準値I 0 以上となる状態
が、時間基準値T0 以上継続したとき、その工具の寿命
に達したと判別して工具交換指令を出力するようにし
た。負荷電流Iのみでなく、異常状態の継続時間Tをも
加味して工具の寿命を判断するので、工具の切削抵抗増
加をより実際の状態に則して判断することができる。し
たがって、より高い精度での工具寿命管理が可能とな
り、工具寿命到達を早めに判断してしまったことにより
生じる余計な工具交換作業を未然に防止でき、また工具
寿命到達を遅く判断してしまったことにより生じる不良
工作物の発生を低い割合に抑えることができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、サーボ
モータの負荷電流が所定電流値以上となる切削抵抗異常
状態が、所定時間以上継続したとき、その工具の寿命に
達したと判別して工具交換指令を出力するようにした。
負荷電流のみでなく、切削抵抗異常状態の継続時間をも
加味して工具の寿命を判断するので、工具の切削抵抗増
加をより実際の状態に則して判断することができる。
【0025】したがって、より高い精度での工具寿命管
理が可能となる。その結果、工具寿命到達を早めに判断
してしまったことにより生じる余計な工具交換作業を未
然に防止でき、また工具寿命到達を遅く判断してしまっ
たことにより生じる不良工作物の発生を低い割合に抑え
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の工具寿命管理方式のブロック図であ
る。
【図2】本発明を実施するための数値制御装置(CN
C)のハードウエアのブロック図である。
【図3】本発明を実行するためのフローチャートを示す
図である。
【符号の説明】
1 負荷電流判別手段 2 計時手段 3 工具寿命監視手段 14 メモリ(CMOS) 51 サーボアンプ 61 サーボモータ 90 工具 91 テーブル 93 送り軸(ボールネジ)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 数値制御工作機械の工具の寿命を管理す
    る工具寿命管理方式において、 前記工具の送り軸を駆動するサーボモータの負荷電流が
    所定値以上となったか否かを判別する負荷電流判別手段
    と、 前記負荷電流が所定値以上のときその状態を切削抵抗異
    常状態とし継続時間を計時する計時手段と、 前記切削抵抗異常状態の継続時間が所定時間以上になっ
    たとき前記工具が寿命に達したと判別し工具が寿命に達
    したときに行うべき処理を指令する工具寿命監視手段
    と、 を有することを特徴とする工具寿命管理方式。
  2. 【請求項2】 前記所定値及び前記所定時間はメモリに
    予め設定されていることを特徴とする請求項1記載の工
    具寿命管理方式。
  3. 【請求項3】 前記工具が寿命に達したときに行うべき
    処理は、工具交換処理であることを特徴とする請求項1
    記載の工具寿命管理方式。
JP24224793A 1993-09-29 1993-09-29 工具寿命管理方式 Pending JPH0796446A (ja)

Priority Applications (1)

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JP24224793A JPH0796446A (ja) 1993-09-29 1993-09-29 工具寿命管理方式

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JPH0796446A true JPH0796446A (ja) 1995-04-11

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ID=17086438

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JP24224793A Pending JPH0796446A (ja) 1993-09-29 1993-09-29 工具寿命管理方式

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JP (1) JPH0796446A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016132067A (ja) * 2015-01-19 2016-07-25 株式会社不二越 樹脂部品の穴あけロボットシステム
KR20220039283A (ko) * 2020-09-22 2022-03-29 성대중 외부장치를 이용한 절삭 공구 파손 감지 및 교체시기 처리시스템 및 방법

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