JPS59201748A - 切削用工具欠損検出装置 - Google Patents
切削用工具欠損検出装置Info
- Publication number
- JPS59201748A JPS59201748A JP7471483A JP7471483A JPS59201748A JP S59201748 A JPS59201748 A JP S59201748A JP 7471483 A JP7471483 A JP 7471483A JP 7471483 A JP7471483 A JP 7471483A JP S59201748 A JPS59201748 A JP S59201748A
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- JP
- Japan
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- tool
- cutting
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- limit value
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- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
- B23Q17/0904—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool before or after machining
- B23Q17/0919—Arrangements for measuring or adjusting cutting-tool geometry in presetting devices
- B23Q17/0947—Monitoring devices for measuring cutting angles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、切削加工中における工具の欠損を検出する切
削用工具欠損検出装置に関する。近時、機械加工の省力
化のため、ＮＯ機械をはじめとする自動工作機械が多用
されている。そして、その適用も次第に拡大し、複雑形
状の被加工物の加工にも及んでいる。しかして、これら
の複雑形状部品の加工に際しては、精密な加工精度を得
ろために適切な加工条件の設定と維持が必要とされてい
る。ところが、切削加工中、特に、無人運転中に工具の
破損が発生すると、適正な加工条件が維持できず、その
結果、不良仕上面を有する被加工品が大量に生産される
ことになる。そして、場合によっては被加工物の破損、
さらには工作機械の破な 損と重大め損害に結びつく危険性が大きい。
削用工具欠損検出装置に関する。近時、機械加工の省力
化のため、ＮＯ機械をはじめとする自動工作機械が多用
されている。そして、その適用も次第に拡大し、複雑形
状の被加工物の加工にも及んでいる。しかして、これら
の複雑形状部品の加工に際しては、精密な加工精度を得
ろために適切な加工条件の設定と維持が必要とされてい
る。ところが、切削加工中、特に、無人運転中に工具の
破損が発生すると、適正な加工条件が維持できず、その
結果、不良仕上面を有する被加工品が大量に生産される
ことになる。そして、場合によっては被加工物の破損、
さらには工作機械の破な 損と重大め損害に結びつく危険性が大きい。
そこで、従来、この種の工具欠損を早期に発見する方法
が種々提案されてき１こ。Ｔコとえば、工具の欠損によ
り切削温度、振動、切削負荷力等が変動することに注目
し、これらの信号を測定、処理することによって工具欠
損を間接的に検出するという方法がある。これらの方式
の内、切削負荷力に注目する方式は、正常切削時の標準
切削負荷値と実際の切削時の切削負荷値を比較し、実際
の切削負荷値が標準切削負荷値をはずれた時に工具の破
損があったと判断し、工作機械の運転を停止するもので
ある。
が種々提案されてき１こ。Ｔコとえば、工具の欠損によ
り切削温度、振動、切削負荷力等が変動することに注目
し、これらの信号を測定、処理することによって工具欠
損を間接的に検出するという方法がある。これらの方式
の内、切削負荷力に注目する方式は、正常切削時の標準
切削負荷値と実際の切削時の切削負荷値を比較し、実際
の切削負荷値が標準切削負荷値をはずれた時に工具の破
損があったと判断し、工作機械の運転を停止するもので
ある。
ところが、この方式では、切断部断面形状が異なる部分
を連続的に切削する、いわゆる自由曲面切削の場合は、
必ずしも有効ではない。第１図に自白曲面切削の場合の
切削時間と切削負荷力との関係を示す。図面に示すごと
く、正常な工具を使用して切削を行うと、切削負荷力は
被加工物の取代の変化や、切削部所面形状の変化に対応
して図中の点線に示すように変動する。他方、図中のａ
の部分で工具欠損が生じ、しかもその後も欠損した工具
を使用して切削を続けると、実線のような大きな切削負
荷力を示す。ところが、図中のａ点以降の実線に示され
る工具欠損時の切削負荷力の上昇は、ｂ点以降の点線で
示される正常工具を使用して切削部所面が大きい部分を
切削した場合に生する切削負荷の上昇より小さい。して
みれば、このような場合は従来のように大きな切削負荷
値の発生をもとに工具欠損を判定することは不可能であ
る。このように、従来の方式では、特定の負荷力の上昇
が、工具欠損によるものか、また、取代が増加したこと
によるものか、あるいは、特殊形状部分の切削によるも
のかの判別が困難であり、工具欠損の発生を正確に検出
することが困難であった。
を連続的に切削する、いわゆる自由曲面切削の場合は、
必ずしも有効ではない。第１図に自白曲面切削の場合の
切削時間と切削負荷力との関係を示す。図面に示すごと
く、正常な工具を使用して切削を行うと、切削負荷力は
被加工物の取代の変化や、切削部所面形状の変化に対応
して図中の点線に示すように変動する。他方、図中のａ
の部分で工具欠損が生じ、しかもその後も欠損した工具
を使用して切削を続けると、実線のような大きな切削負
荷力を示す。ところが、図中のａ点以降の実線に示され
る工具欠損時の切削負荷力の上昇は、ｂ点以降の点線で
示される正常工具を使用して切削部所面が大きい部分を
切削した場合に生する切削負荷の上昇より小さい。して
みれば、このような場合は従来のように大きな切削負荷
値の発生をもとに工具欠損を判定することは不可能であ
る。このように、従来の方式では、特定の負荷力の上昇
が、工具欠損によるものか、また、取代が増加したこと
によるものか、あるいは、特殊形状部分の切削によるも
のかの判別が困難であり、工具欠損の発生を正確に検出
することが困難であった。
本発明は、切削負荷力に着目する方式における上記欠点
を除去し、工具欠損の発生を確実に検出できる切削用工
具欠損検出装置の提供を目的とするものである。
を除去し、工具欠損の発生を確実に検出できる切削用工
具欠損検出装置の提供を目的とするものである。
すなわち、本発明は、切削負荷力を検出する検し、上限
値又は下限値を越えｊコ場合に出力する第１の比較回路
と、前記検出部の出力および該第１の比較回路の出力を
受けて即応した信号を出力する制御回路と、該制御回路
の出力を受けて工具送り速度を制御する工具制御装置と
、−万前記検出部の出力をあらかじめ定常負荷基準値よ
り太き設定しｔコ異常負荷基準値を越えた場合に出力す
る第２の比較回路と、該第２の比較回路の出方を受けて
工作機械を停止させる工作機械停止装置とを備えたこと
を特徴とする切削用工具欠損検出装置である。
値又は下限値を越えｊコ場合に出力する第１の比較回路
と、前記検出部の出力および該第１の比較回路の出力を
受けて即応した信号を出力する制御回路と、該制御回路
の出力を受けて工具送り速度を制御する工具制御装置と
、−万前記検出部の出力をあらかじめ定常負荷基準値よ
り太き設定しｔコ異常負荷基準値を越えた場合に出力す
る第２の比較回路と、該第２の比較回路の出方を受けて
工作機械を停止させる工作機械停止装置とを備えたこと
を特徴とする切削用工具欠損検出装置である。
本発明装置によれば、切削負荷力に応じて工具送り速度
を制御することにより、切削負荷力を平準化し、その変
動幅を狭い一定範囲に収めることができる。その結果、
工具欠損時に発生する切削負荷力の大幅な上昇を、正常
な工具による切削取代や切削断面積の変化に起因する切
削負荷力の上昇から明確に区別できるので、工具欠損の
発生を確実に判定することができる。
を制御することにより、切削負荷力を平準化し、その変
動幅を狭い一定範囲に収めることができる。その結果、
工具欠損時に発生する切削負荷力の大幅な上昇を、正常
な工具による切削取代や切削断面積の変化に起因する切
削負荷力の上昇から明確に区別できるので、工具欠損の
発生を確実に判定することができる。
また、同時に、平準化されｔコ切削負荷力の範囲内で、
工具送り速度を最大限に速くすることができるので、切
削効率を高めることができる。
工具送り速度を最大限に速くすることができるので、切
削効率を高めることができる。
本発明における検出部は、切削加工機の主軸モータ、あ
るいは工具送り用モータに接続され、これらのモータの
負荷電流、あるいは電力を検出するセンサよりなる。切
削負荷力は、これらの負荷力 電流、あるいは電圧に基づいて計算される。なお、セン
サにより検出された信号は必要に応じて、さらに電圧あ
るいはトルク信号に変換されて出力される。
るいは工具送り用モータに接続され、これらのモータの
負荷電流、あるいは電力を検出するセンサよりなる。切
削負荷力は、これらの負荷力 電流、あるいは電圧に基づいて計算される。なお、セン
サにより検出された信号は必要に応じて、さらに電圧あ
るいはトルク信号に変換されて出力される。
本発明における第１の比較回路は、上限値用比較回路と
、下限値用比較回路とよりなる。上限値用比較回路には
、あらかじめ定常基準負荷値の上限値が設定されており
、入力された検出部の出力がその上限値を越える場合に
信号が出力されるようになっている。また、下限値用比
較回路には、あらかじめ定常負荷基準値の下限値が設定
されており、入力された検出部の出力がその下限値を越
える場合に、信号が出力されるようになっている。
、下限値用比較回路とよりなる。上限値用比較回路には
、あらかじめ定常基準負荷値の上限値が設定されており
、入力された検出部の出力がその上限値を越える場合に
信号が出力されるようになっている。また、下限値用比
較回路には、あらかじめ定常負荷基準値の下限値が設定
されており、入力された検出部の出力がその下限値を越
える場合に、信号が出力されるようになっている。
定常負荷基準値は、工具の切削負荷力の変動のより構成
される一定の範囲を有する。
される一定の範囲を有する。
本発明における制御回路は、第１の比較回路から出力さ
れる信号を受けて、それぞれ、工具制御力する回路であ
る。
れる信号を受けて、それぞれ、工具制御力する回路であ
る。
本発明における第２の比較回路は、異常負荷基準値用比
較回路であり、あらかじめ異常負荷基準値が設定されて
おり、入力されｔコ検出部の出力が異常負荷基準値を越
える場合に信号が出力されるようになっている。
較回路であり、あらかじめ異常負荷基準値が設定されて
おり、入力されｔコ検出部の出力が異常負荷基準値を越
える場合に信号が出力されるようになっている。
異常負荷基準値は、定常負荷基準値より大きい数値で、
あらかじめ実験により工具欠損が生じた場合に発生する
切削負荷力値として測定されたものである。
あらかじめ実験により工具欠損が生じた場合に発生する
切削負荷力値として測定されたものである。
本発明の実施例を図面を基に説明する。第２図は、本発
明装置の概略を示すブロック線図である。
明装置の概略を示すブロック線図である。
１は切削負荷力の検出部、２はあらかじめ定常負荷基準
値の上限値を入力設定しておく定常負荷基準値上限値設
定回路、８は定常負荷基準値上限値用比較回路、４は定
常負荷基準値の下限値をあらかじめ入力設定しておく定
常負荷基準値下限値設定回路、５は定常負荷基準値下限
値用比較回路、６は制御回路、７は工具送り速度を減速
あるいは加速する工具制御装置、８はあらかじめ異常負
荷基準値を入力設定しておく異常負荷基準値設定回路、
９は異常負荷基準値用比較回路、ｌＯは工作機械を停止
せしめる工作機械停止装置を、それぞれ示す。
値の上限値を入力設定しておく定常負荷基準値上限値設
定回路、８は定常負荷基準値上限値用比較回路、４は定
常負荷基準値の下限値をあらかじめ入力設定しておく定
常負荷基準値下限値設定回路、５は定常負荷基準値下限
値用比較回路、６は制御回路、７は工具送り速度を減速
あるいは加速する工具制御装置、８はあらかじめ異常負
荷基準値を入力設定しておく異常負荷基準値設定回路、
９は異常負荷基準値用比較回路、ｌＯは工作機械を停止
せしめる工作機械停止装置を、それぞれ示す。
次に以上のように構成された装置の作用を第３図に基づ
いて説明する。第３図は、本発明の装置を使用して切削
を行ったときの切削時間の経過に対する切削負荷力の変
動を示すものである。まず工具が正常な場合には、切削
を続けて取代の大きい部分の切削にかかると、工作機械
の主軸モーターの負荷電流を基にとり出された切削負荷
力は増大し、定常負荷基準値の上限値Ｔｍａｘに近づく
。
いて説明する。第３図は、本発明の装置を使用して切削
を行ったときの切削時間の経過に対する切削負荷力の変
動を示すものである。まず工具が正常な場合には、切削
を続けて取代の大きい部分の切削にかかると、工作機械
の主軸モーターの負荷電流を基にとり出された切削負荷
力は増大し、定常負荷基準値の上限値Ｔｍａｘに近づく
。
そのような検出部１の出力信号は常に定常負荷基準値上
限値用比較回路３に入力されている。切削負荷力が定常
負荷基準値の上限値Ｔｍａｘを越えるる。その結果、工
具切削負荷力は減少して、定常負荷基準値の上限値Ｔｍ
ａｘを下まわる。
限値用比較回路３に入力されている。切削負荷力が定常
負荷基準値の上限値Ｔｍａｘを越えるる。その結果、工
具切削負荷力は減少して、定常負荷基準値の上限値Ｔｍ
ａｘを下まわる。
そして、逆に、切削が取代の少ない部分−ζかかると、
切削負荷力は低下し、定常負荷基準値の下限値Ｔｍ１ｎ
に近づく。そして、切削負荷力が定常負荷基準値の下限
値Ｔｍ１ｎよりさがると、下限値用比較回路９より信号
が出力され、゛制御回路６の入出力を経て、工具制御装
置７により、工具の送り速度が加速され、切削負荷力は
、定常負荷基準値の下限値Ｔｍ１ｎより大きくなる。
切削負荷力は低下し、定常負荷基準値の下限値Ｔｍ１ｎ
に近づく。そして、切削負荷力が定常負荷基準値の下限
値Ｔｍ１ｎよりさがると、下限値用比較回路９より信号
が出力され、゛制御回路６の入出力を経て、工具制御装
置７により、工具の送り速度が加速され、切削負荷力は
、定常負荷基準値の下限値Ｔｍ１ｎより大きくなる。
以上のようにして、工具が正常な場合には、切削負荷力
は、定常負荷基準値の上限値Ｔｍａｘ （例えば、トル
ク値で８．０〜８．５〜・ｍと下限値Ｔｍ１ｎ（例えば
トルク値で６．０〜７．５ Ｋｇ・ｍ）の範囲内に以降
の実線に示されるように、切削負荷力は急上昇する。そ
して、切削負荷力が、定常負荷基準値の上限値Ｔｍａｘ
を越え、さらに上昇し、異常負荷基準値設定回路９から
信号が出力され、工作機械停止装置ＩＯが働き、ただち
に工作機械は停止されて、欠損の生じた工具による切削
は中止される。
は、定常負荷基準値の上限値Ｔｍａｘ （例えば、トル
ク値で８．０〜８．５〜・ｍと下限値Ｔｍ１ｎ（例えば
トルク値で６．０〜７．５ Ｋｇ・ｍ）の範囲内に以降
の実線に示されるように、切削負荷力は急上昇する。そ
して、切削負荷力が、定常負荷基準値の上限値Ｔｍａｘ
を越え、さらに上昇し、異常負荷基準値設定回路９から
信号が出力され、工作機械停止装置ＩＯが働き、ただち
に工作機械は停止されて、欠損の生じた工具による切削
は中止される。
以上述べたように、本発明によれば工具欠損を迅速確実
に判別できるので、重大なトラブルの発生を未然に防止
することができる。
に判別できるので、重大なトラブルの発生を未然に防止
することができる。
第１図は、従来の自由曲面切削の場合の切削時間と切削
負荷力との関係を示す説明図、第２図は本発明装置の概
略を示すブロック線図、第３図は、本発明装置を使用し
自由曲面切削を行つ１こ場合の切削時間と切削負荷力と
の関係を示す説明図である。 １：検出部 ２：定常負荷基準値上限値設定回路 ８：定常負荷基準値上限値用比較回路 ４：定常負荷基準値下限値設定回路 ５：定常負荷基準値用比較回路 ６：制御回路 ７：工具制御装置 ８：異常基準値設定回路 ９：異常基準値用比較回路 １０：工作機械停止装置 特許出願人 株式会社豊田中央研究所（り）２Ｓ） 第１図 第３図 切削時間 第２回 し
負荷力との関係を示す説明図、第２図は本発明装置の概
略を示すブロック線図、第３図は、本発明装置を使用し
自由曲面切削を行つ１こ場合の切削時間と切削負荷力と
の関係を示す説明図である。 １：検出部 ２：定常負荷基準値上限値設定回路 ８：定常負荷基準値上限値用比較回路 ４：定常負荷基準値下限値設定回路 ５：定常負荷基準値用比較回路 ６：制御回路 ７：工具制御装置 ８：異常基準値設定回路 ９：異常基準値用比較回路 １０：工作機械停止装置 特許出願人 株式会社豊田中央研究所（り）２Ｓ） 第１図 第３図 切削時間 第２回 し
Claims (1)
- 切削負荷力を検出する検出部と、該検出部の出力をあら
かじめ設定した上限値および下限値を有する定常負荷基
準値と比較し、上限値又は下限値を越えた場合に出力す
る第１の比較回路と、前記検出部の出力および該第１の
比較回路の出力を受けて即応した信号を出力する制御回
路と、該制御回路の出力を受けて工具送り速度を制御す
る工具制御装置と、一方前記検出部の出力をあらかじめ
定常負荷基準値より大きく設定した異常負荷基準値と比
較し、異常負荷基準値を越えた場合に出力する第２の比
較回路と、該第２の比較回路の出力を受けて工作機械を
停止させる工作機械停止装置とを備えたことを特徴とす
る切削用工具欠損検出装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7471483A JPS59201748A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | 切削用工具欠損検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7471483A JPS59201748A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | 切削用工具欠損検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59201748A true JPS59201748A (ja) | 1984-11-15 |
Family
ID=13555162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7471483A Pending JPS59201748A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | 切削用工具欠損検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59201748A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011121139A (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Murata Machinery Ltd | 工具異常検知装置および検知方法 |
| WO2019146010A1 (ja) * | 2018-01-24 | 2019-08-01 | 株式会社日立製作所 | 加工物の不良検知装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS496264A (ja) * | 1972-05-10 | 1974-01-19 |
-
1983
- 1983-04-27 JP JP7471483A patent/JPS59201748A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS496264A (ja) * | 1972-05-10 | 1974-01-19 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011121139A (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Murata Machinery Ltd | 工具異常検知装置および検知方法 |
| WO2019146010A1 (ja) * | 2018-01-24 | 2019-08-01 | 株式会社日立製作所 | 加工物の不良検知装置 |
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