JP2013086196A - 刃具診断装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 複数の工作機械の各主軸モータに夫々装着される刃具の状態を診断することができる刃具診断装置を提供する。
【解決手段】 複数の工作機械2の各主軸モータ3に夫々装着される刃具の状態を診断する装置1であって、各主軸モータ3に供給される電流を夫々検出する電流センサ4と、これらの電流センサ4が検出した電流データを取り込んで記憶するデータ収集手段5と、このデータ収集手段5が収集し記憶した所定時間(例えば、0.1秒〜0.2秒)分の電流データを、無線のLAN7を介して順次受け取り、主軸モータ3毎に電流データを連結して刃具の状態を予兆判定する判定手段6を備えた。判定手段6には、各主軸モータ3の負荷電流の分散を算出して、刃具の折損などに影響のない波形変化を取り除く波形処理手段15が設けられている。
【選択図】 図1
【解決手段】 複数の工作機械2の各主軸モータ3に夫々装着される刃具の状態を診断する装置1であって、各主軸モータ3に供給される電流を夫々検出する電流センサ4と、これらの電流センサ4が検出した電流データを取り込んで記憶するデータ収集手段5と、このデータ収集手段5が収集し記憶した所定時間(例えば、0.1秒〜0.2秒)分の電流データを、無線のLAN7を介して順次受け取り、主軸モータ3毎に電流データを連結して刃具の状態を予兆判定する判定手段6を備えた。判定手段6には、各主軸モータ3の負荷電流の分散を算出して、刃具の折損などに影響のない波形変化を取り除く波形処理手段15が設けられている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、複数の工作機械の各主軸モータに夫々装着される刃具の状態を診断する装置に関する。
従来から、1台の工作機械毎に1台の刃具診断装置を設け、主軸モータの電流データを収集して主軸モータに装着される刃具の状態を診断することが知られている。
例えば、特許文献1には、ドリルによりワークを切削加工する際に主軸モータを駆動する負荷電流を高周波電流センサにより測定して実負荷電流波形とし、この実負荷電流波形をAD変換し、さらに加工1回転毎にピーク値とボトム値の変化量の分散を計算し、この分散のグラフにおいて、所定のしきい値を連続する3つのデータのなかで2つ以上超えたピークが出現したとき、この連続するピーク値を有する波形を予兆波と認定する技術が開示されている。
また、特許文献2には、既存工作機械のアイドル運転時の無負荷運転電力データと、刃具によるワーク切削時の負荷運転電力データとを診断装置からLAN回線を介してコンピュータに記憶し、このコンピュータにおいて、負荷運転電力から無負荷運転電力のデータを減算して残差データを求め、この残差データに予め定められた値を加減算して、刃具が寿命未達状態又は未破損状態でワークを切削可能な負荷運転電力の上限及び下限に対応する上限値及び下限値を求め、これら値に追加工作機械の無負荷運転電力を加算して上限判定値及び下限判定値を求め、これらを警報設定値として追加分の診断装置に記憶し、追加工作機械での負荷運転時に当該負荷運転電力が警報設定値外の値となった際に刃具の異常と判断する技術が開示されている。
しかし、特許文献1及び特許文献2に記載された技術においては、1台の工作機械毎に1台の診断装置を設ける必要があるため、複数の工作機械の刃具を対象とすると高コストになってしまうという問題がある。
本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の工作機械の各主軸モータに夫々装着される刃具の状態を診断することができる刃具診断装置を提供しようとするものである。
上記課題を解決すべく請求項1に係る発明は、複数の工作機械の各主軸モータに夫々装着される刃具の状態を診断する装置であって、各主軸モータに供給される電流を夫々検出する電流センサと、これらの電流センサが検出した電流データを取り込んで記憶するデータ収集手段と、このデータ収集手段が収集し記憶した所定時間分の電流データを順次受け取り、主軸モータ毎に電流データを連結して刃具の状態を予兆判定する判定手段を備えたものである。
前記データ収集手段と前記判定手段を、無線のLANで接続することができる。
また、前記判定手段に各主軸モータに供給される負荷電流の波形を処理する波形処理手段を設けることができる。
更に、前記判定手段がいずれかの刃具に折損の予兆が発生していると判定したら、対象となる工作機械の制御装置に停止信号を入力して加工を停止させることができる。
請求項1に係る発明によれば、データ収集手段が収集して記憶する各主軸モータの電流データについて判定手段が所定時間毎に判定するので、複数の工作機械の各主軸モータに夫々装着される刃具の状態をほぼ同時にリアルタイムで診断することができる。また、判定手段が各主軸モータの電流データを所定時間毎に判定するため、電流データを収集している途中での判定が可能になるので、判定のスピードアップを図ることができる。
また、データ収集手段と判定手段を無線のLANで接続すれば、データ収集手段を工作機械の近傍に設置し、判定手段をスペースのある所望な場所に設置することが容易にできる。
また、判定手段に各主軸モータに供給される負荷電流の波形を処理する波形処理手段を設ければ、電流センサが検出した電流データの分散を算出して、刃具の折損などに影響のない波形変化を取り除くことにより、判定精度の向上を図ることができる。
更に、判定手段がいずれかの刃具に折損などの不具合が発生していると判定し、対象となる工作機械の制御装置に停止信号を入力して主軸モータを停止させれば、不具合の発生を未然に防ぐことができる。
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。本発明に係る刃具診断装置1は、図1に示すように、複数の工作機械2の各主軸モータ3に供給される電流を夫々検出する複数の電流センサ4と、これらの電流センサ4が検出したうちの4軸分の主軸モータ3の電流データを夫々取り込んで記憶する複数のデータ収集手段5と、これらのデータ収集手段5が収集し記憶した電流データから各主軸モータ3に装着される刃具の状態を予兆判定する1台の判定手段6を備えてなる。複数のデータ収集手段5と1台の判定手段6は無線のLAN(Local Area Network)7で接続されている。
電流センサ4は、高周波電流センサで、各主軸モータ3に3相交流電力を供給する電線に装着され、刃具(不図示)を装着した主軸モータ3の負荷電流などを検出し、アナログ信号で出力する。
データ収集手段5は、電流センサ4が検出する4軸分の主軸モータ3のアナログ信号が入力されるインタフェース回路10と、このインタフェース回路10の出力をデジタル信号に変換するA/D変換器11と、このA/D変換器11が出力するデジタル信号を演算処理するマイクロコンピュータ12と、このマイクロコンピュータ12が演算処理した電流データを記憶するメモリ13などからなる。インタフェース回路10は、演算増幅器(OPアンプ)と抵抗で構成されている。
データ収集手段5は、4軸分の主軸モータ3について夫々所定時間(例えば、0.1秒〜0.2秒)分の電流データを収集し記憶したら、その所定時間分の貯まった電流データを、その所定時間間隔で判定手段6に無線のLAN7を介して順次転送する。
判定手段6は、PC本体15とタッチパネル液晶のディスプレイ16からなるパーソナルコンピュータ(PC)で構成され、複数のデータ収集手段5から順次転送される所定時間分の電流データを主軸モータ3毎に連結し、連結された主軸モータ3毎の電流データを解析して主軸モータ3毎に刃具の折損予兆の判定をリアルタイムで行う。
また、判定手段6には、連結された主軸モータ3毎の負荷電流の分散を算出して、刃具の折損などに影響のない波形変化を取り除く波形処理手段17が設けられている。
データ収集手段5は、工作機械2の近くに設置され、判定手段6を構成するパーソナルコンピュータ(PC)は、スペースのある所望な場所に設置されている。また、パーソナルコンピュータ(PC)を構成するタッチパネル液晶のディスプレイ16も見易い場所に設置されている。
以上のように構成した本発明に係る刃具診断装置1の作用を説明する。稼働している複数の工作機械2の各主軸モータ3に供給される電流を複数の電流センサ4により夫々検出する。電流センサ4で検出された各主軸モータ3のアナログ電流データは、4軸分毎に1台のデータ収集手段5に入力される。
すると、各主軸モータ3のアナログ電流データは、インタフェース回路10を介してA/D変換器11に入力され、デジタル電流データに変換される。デジタルに変換された電流データは、マイクロコンピュータ12で演算処理され、メモリ13に記憶される。
メモリ13に記憶される各主軸モータ3の電流データが所定時間(例えば、0.1秒〜0.2秒)分貯まると、その所定時間分の貯まった電流データは、判定手段6に無線のLAN7を介して順次転送される。判定手段6では、複数のデータ収集手段5より順次転送されてくる電流データを、主軸モータ3毎に連結する。
次いで、判定手段6では、連結された主軸モータ3毎の電流データを解析して主軸モータ3毎に刃具の折損予兆の判定をリアルタイムで行う。また、判定手段6による電流データの解析に際し、波形処理手段17により各主軸モータ3の負荷電流の分散を算出して、刃具の折損などに影響のない波形変化を取り除く作業が行われる。これにより、主軸モータ3の負荷電流の変化に基づく刃具の折損予兆判定の精度向上が図れる。
そして、判定手段6がいずれかの刃具に折損などの不具合が発生していると判定したら、対象となる工作機械2の制御装置に停止信号を入力して主軸モータ3を停止させることができる。これにより、刃具の折損などの不具合の発生を未然に防ぐことができる。
本発明によれば、複数の工作機械の各主軸モータに夫々装着される刃具の状態をほぼ同時にリアルタイムで診断する刃具診断装置を提供することができる。
1…刃具診断装置、2…工作機械、3…主軸モータ、4…電流センサ、5…データ収集手段、6…判定手段、7…無線のLAN、10…インタフェース回路、11…A/D変換器、12…マイクロコンピュータ、13…メモリ、15…PC本体、16…タッチパネル液晶のディスプレイ、17…波形処理手段。
Claims (4)
- 複数の工作機械の各主軸モータに夫々装着される刃具の状態を診断する装置であって、各主軸モータに供給される電流を夫々検出する電流センサと、これらの電流センサが検出した電流データを取り込んで記憶するデータ収集手段と、このデータ収集手段が収集し記憶した所定時間分の電流データを順次受け取り、主軸モータ毎に電流データを連結して刃具の状態を予兆判定する判定手段を備えたことを特徴とする刃具診断装置。
- 請求項1に記載の刃具診断装置において、前記データ収集手段と前記判定手段は、無線のLANで接続されていることを特徴とする刃具診断装置。
- 請求項1又は2に記載の刃具診断装置において、前記判定手段に各主軸モータに供給される負荷電流の波形を処理する波形処理手段を設けたことを特徴とする刃具診断装置。
- 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の刃具診断装置において、前記判定手段がいずれかの刃具に折損の予兆が発生していると判定したら、対象となる工作機械の制御装置に停止信号を入力して加工を停止させることを特徴とする刃具診断装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011226837A JP2013086196A (ja) | 2011-10-14 | 2011-10-14 | 刃具診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011226837A JP2013086196A (ja) | 2011-10-14 | 2011-10-14 | 刃具診断装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013086196A true JP2013086196A (ja) | 2013-05-13 |
Family
ID=48530659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011226837A Pending JP2013086196A (ja) | 2011-10-14 | 2011-10-14 | 刃具診断装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013086196A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103331647A (zh) * | 2013-07-05 | 2013-10-02 | 哈尔滨工业大学 | 面向切削过程监控的无线数据采集*** |
US10298303B2 (en) | 2015-03-06 | 2019-05-21 | Omron Corporation | Radio |
-
2011
- 2011-10-14 JP JP2011226837A patent/JP2013086196A/ja active Pending
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