JP2019206074A - 予備加工装置、加工装置および加工状態検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ワークを加工する加工具と、
前記加工具を駆動する駆動軸と、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記加工具に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してZ軸方向に相対移動させるZ軸移動機構と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
を有する。
ワークを加工する加工具と、
前記加工具を駆動する駆動軸と、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記加工具に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してZ軸方向に相対移動させるZ軸移動機構と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
前記加工具による前記ワークの加工痕を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像した前記加工痕の位置変化に関連する加工痕変化データを作成する加工跡変化データ作成手段と、
前記振動検出手段により検出した振動の一次データより求めた振動変化データを作成する振動変化データ作成手段と、
前記加工跡変化データと前記振動変化データとを照合する照合手段と、有する。
前記加工具による前記ワークの加工に際して、前記振動検出手段と前記振動変化データ作成手段により得られる振動変化データから、前記演算手段で得られた判別基準に基づき、前記特殊変化データを判別し、前記加工具による加工状態を判別する判別手段を、さらに有してもよい。
ワークを加工する加工具と、
前記加工具を駆動する駆動軸と、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記加工具に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してZ軸方向に相対移動させるZ軸移動機構と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段で検出された振動の一次データから得られる振動変化データを、上記のいずれかに記載の予備加工装置で得られたデータと比較する比較手段と、を有する。
ワークを加工する加工具と、
前記加工具を駆動する駆動軸と、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記加工具に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してZ軸方向に相対移動させるZ軸移動機構と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段で検出された振動の一次データから得られる振動変化データが、閾値を超えているか否かを判断する比較手段と、を有する。
前記振動検出手段で検出された振動の一次データから得られる振動変化データと、撮像された前記加工具による前記ワークの加工痕の時間変化を示す加工痕変化データとに基づき、閾値を算出する閾値算出手段を、さらに有してもよい。
ワークを加工する加工具と、
前記加工具を駆動する駆動軸と、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記加工具に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してZ軸方向に相対移動させるZ軸移動機構と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
上記のいずれかに記載の予備加工装置の前記照合手段で求められた相関関係(照合結果)から得られる判別基準に基づき、前記振動検出手段から得られたデータを判別する判別手段と、を有する。
前記振動検出手段により検出した振動の一次データより求めた振動の二次データに関連する振動変化データを作成する振動変化データ作成手段を、さらに有し、
前記判別手段では、前記加工具による前記ワークの加工に際して、前記振動検出手段と前記振動変化データ作成手段により得られる振動変化データから、前記判別基準に基づき、特殊変化データを判別し、前記加工具による加工状態を判別する。
加工具によるワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段で検出された信号から得られる振動変化データが、閾値を超えているか否かを判断する比較手段と、を有し、
前記比較手段の比較結果に基づき信号を出力することを特徴とする。
加工具によるワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段で検出された振動の一次データから得られる振動変化データと、撮像された前記加工具による前記ワークの加工痕の時間変化を示す加工痕変化データとに基づき、閾値を算出する閾値算出手段と、を有する。
加工具によるワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
上記のいずれかに記載の予備加工装置の前記照合手段で求められた相関関係(照合結果)から得られる判別基準に基づき、前記振動検出手段から得られたデータを判別する判別手段と、を有する。
前記振動検出手段により検出した振動の一次データより求めた振動変化データを作成する振動変化データ作成手段を、さらに有し、
前記判別手段では、前記加工具による前記ワークの加工に際して、前記振動検出手段と前記振動変化データ作成手段により得られる振動変化データから、前記判別基準に基づき、特殊変化データを判別し、前記加工具による加工状態を判別する。
加工具による前記ワークの加工痕を撮像する工程と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する工程と、
前記加工痕の時間変化を示す加工痕変化データと、前記振動の時間変化を示す振動変化データと、を比較する工程と、
前記加工痕変化データから、前記加工具による前記ワークの加工不良に対応する加工不良データを求め、前記加工不良データに対応する前記振動変化データの特殊変化データを抽出する工程と、を有する。
前記振動変化データが閾値以上の場合には、前記加工具による前記ワークの加工不良が発生していると判断させるように、前記特殊変化データに閾値を設定する工程と、
振動検出手段で検出された信号から得られる振動変化データが、前記閾値を超えているか否かを判断する工程と、をさらに有する。
加工具によるワークへの加工時の振動を検出する工程と、
前記加工具による前記ワークの加工痕を撮像する工程と、
撮像した前記加工痕の位置変化に関連する加工痕変化データを作成する工程と、
検出した振動の一次データより求めた振動変化データを作成する工程と、
前記加工跡変化データと前記振動変化データとを比較して見つけられた相関関係(照合結果)に基づき、前記加工具による前記ワークの加工不良に関連性が高い前記振動変化データの特殊変化データを抽出して、前記振動変化データから前記ワークの加工不良を見つけ出す判別基準を算出する工程と、を有する。
図1および図2に示す本発明の一実施形態に係る加工装置としての切削装置2は、図3に示す第1加工状態検出装置2aが取り付けられて親機としての予備加工装置となったり、図3に示す第2加工状態検出装置2bが取り付けられて子機としての実際の切削装置の内の少なくとも一つとして用いられる。まず、図1および図2に基づき、切削装置2について説明する。
本発明の第2実施形態に係る加工装置としての切削装置は、図1および図2に示す第1実施形態に係る切削装置2と基本的には同様である。第2実施形態の切削装置は、図5に示す第1加工状態検出装置2cが取り付けられて親機としての予備加工装置となったり、図5に示す第2加工状態検出装置2dが取り付けられて子機としての実際の切削装置の内の少なくとも一つとして用いられる。以下、前述した第1実施形態の説明と重複する部分の説明は、可能な限り省略し、第2実施形態に特有の構成と作用効果について、特に詳細に説明する。
2a,2c… 第1加工状態検出装置
2b,2d… 第2加工状態検出装置
4… 円盤状砥石(加工具)
6… スピンドル(駆動軸)
8… スピンドル支持体
10… ワーク
12… 上テーブル(保持部材)
14… 下テーブル
16… X軸レール(X軸移動機構)
18… 固定ベース
20… Z軸レール(Z軸移動機構)
22… Y軸レール(Y軸移動機構)
30… カメラ(撮像手段)
32… 切削痕の一次データ
33… 切削痕変化データ作成手段
33a… 加工痕変化データ作成手段
34… 切削痕変化データ
34a… 加工不良データ
40… 振動センサ(振動検出手段)
42… 振動の一次データ
43,43a… 振動変化データ作成手段
44… 振動変化データ
44a… 特殊変化データ
46… 閾値
50,50a… 照合手段
52… 抽出手段
53… 演算手段
54… 閾値決定手段
56… 記憶手段
56a,56c,56d… 記憶手段
60… 比較手段
61… 判別手段
62… 警告手段
62a… チッピング検出手段
63… 異常変化データ
Claims (34)
- ワークを加工する加工具と、
前記加工具を駆動する駆動軸と、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記加工具に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してZ軸方向に相対移動させるZ軸移動機構と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
を有する予備加工装置。 - 前記加工具による前記ワークの加工痕を撮像する撮像手段をさらに有し、
前記撮像手段により撮像した前記加工痕の時間変化に関連する加工痕変化データと、前記振動検出手段により検出した振動の時間変化に関連する振動変化データと、を比較する照合手段をさらに有する請求項1に記載の予備加工装置。 - 前記照合手段で求められた相関関係に基づき、前記加工痕変化データから、前記加工具による前記ワークの加工不良に対応する加工不良データを求め、前記加工不良データに対応する前記振動変化データの特殊変化データを抽出する抽出手段をさらに有する請求項2に記載の予備加工装置。
- 前記振動変化データが閾値以上の場合には、前記加工具による前記ワークの加工不良が発生していると判断させるように、前記抽出手段で求められた特殊変化データに閾値を設定する閾値決定手段をさらに有する請求項3に記載の予備加工装置。
- 前記閾値決定手段で決定された閾値を記憶する記憶手段をさらに有する請求項4に記載の予備加工装置。
- ワークを加工する加工具と、
前記加工具を駆動する駆動軸と、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記加工具に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してZ軸方向に相対移動させるZ軸移動機構と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段で検出された信号から得られる振動変化データを、請求項1〜5のいずれかに記載の予備加工装置で得られたデータと比較する比較手段と、を有する加工装置。 - 前記ワークを切削加工することができるように、前記加工具が切削工具であり、前記比較手段は、前記ワークの切削箇所における前記ワークのチッピングの有無を検出可能である請求項6に記載の加工装置。
- 前記比較手段で異常が検出された場合には、アラームを出力する警告手段をさらに有する請求項6または7に記載の加工装置。
- 前記比較手段で異常が検出された場合には、異常が検出された前記ワークの加工位置を記憶する記憶手段をさらに有する請求項6〜8のいずれかに記載の加工装置。
- ワークを加工する加工具と、
前記加工具を駆動する駆動軸と、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記加工具に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してZ軸方向に相対移動させるZ軸移動機構と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段で検出された振動の一次データから得られる振動変化データが、閾値を超えているか否かを判断する比較手段と、を有する加工装置。 - 前記加工具による前記ワークの加工痕を撮像する撮像手段をさらに有する請求項10に記載の加工装置。
- 前記振動検出手段で検出された振動の一次データから得られる振動変化データと、撮像された前記加工具による前記ワークの加工痕の時間変化を示す加工痕変化データとに基づき、閾値を算出する閾値算出手段を、さらに有する請求項11に記載の加工装置。
- 加工具によるワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段で検出された振動の一次データから得られる振動変化データが、閾値を超えているか否かを判断する比較手段と、を有し、
前記比較手段の比較結果に基づき信号を出力することを特徴とする加工状態検出装置。 - 加工具によるワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段で検出された振動の一次データから得られる振動変化データと、撮像された前記加工具による前記ワークの加工痕の時間変化を示す加工痕変化データとに基づき、閾値を算出する閾値算出手段と、を有する加工状態検出装置。 - ワークを加工する加工具と、
前記加工具を駆動する駆動軸と、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記加工具に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してZ軸方向に相対移動させるZ軸移動機構と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
前記加工具による前記ワークの加工痕を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像した前記加工痕の位置変化に関連する加工痕変化データを作成する加工痕変化データ作成手段と、
前記振動検出手段により検出した振動の一次データより求めた振動変化データを作成する振動変化データ作成手段と、
前記加工痕変化データと前記振動変化データとを照合する照合手段と、有する予備加工装置。 - 前記照合手段で求められた照合結果に基づき、前記加工具による前記ワークの加工不良に関連性が高い前記振動変化データの特殊変化データを抽出して、前記振動変化データから前記ワークの加工不良を見つけ出す判別基準を算出する演算手段をさらに有する請求項15に記載の予備加工装置。
- 前記演算手段で算出された判別基準を記憶する判別基準記憶手段と、前記判別基準記憶手段に記憶してある前記判別基準を出力する出力手段をさらに有する請求項16に記載の予備加工装置。
- 前記振動変化データ作成手段は、前記振動の一次データをフーリエ変換するデータ変換手段を有する請求項15に記載の予備加工装置。
- 前記振動変化データ作成手段は、前記振動の一次データをフーリエ変換し、所定の基準周波数(f)のm倍(mは整数の絶対値)の周波数における前記振動変化データを振動の二次データとして取得するデータ変換手段を有する請求項15に記載の予備加工装置。
- 前記データ変換手段は、前記所定の基準周波数(f)のm倍(mは整数の絶対値)の周波数に加えて、前記所定の基準周波数(f)の(m+0.5)倍(mは整数の絶対値)の周波数における前記振動変化データを振動の二次データとして取得する請求項19に記載の予備加工装置。
- 前記基準周波数は、前記加工具の動きに関連する周波数である請求項19または20に記載の予備加工装置。
- 前記振動変化データ作成手段は、前記振動の一次データ、または前記振動の一次データから求めた振動の二次データを、所定範囲に分割して演算するウィンドウ手段をさらに有する請求項15に記載の予備加工装置。
- 前記ウィンドウ手段によって作成されたウィンドウは、それぞれ隣接する前記ウィンドウとオーバラップし、前記振動の一次データまたは前記振動の二次データが、分割して演算される請求項22に記載の予備加工装置。
- 前記演算手段は、機械学習により、前記特殊変化データを抽出して判別基準を算出する機械学習手段を有する請求項16または17に記載の予備加工装置。
- 前記加工具が切削工具である請求項15に記載の予備加工装置。
- 前記加工具による前記ワークの加工に際して、前記振動検出手段と前記振動変化データ作成手段により得られる振動変化データから、前記演算手段で得られた判別基準に基づき、前記特殊変化データを判別し、前記加工具による加工状態を判別する判別手段を、さらに有する請求項16または17に記載の予備加工装置。
- 前記判別手段で異常が検出された場合には、異常が検出された前記ワークの加工位置を記憶する異常位置記憶手段をさらに有する請求項26に記載の予備加工装置。
- ワークを加工する加工具と、
前記加工具を駆動する駆動軸と、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記加工具に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してZ軸方向に相対移動させるZ軸移動機構と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
請求項15〜27のいずれかに記載の予備加工装置の前記照合手段で求められた照合結果から得られる判別基準に基づき、前記振動検出手段から得られたデータを判別する判別手段と、を有する加工装置。 - 前記判別基準を記憶する判別基準記憶手段を、さらに有する請求項28に記載の加工装置。
- 前記振動検出手段により検出した振動の一次データより求めた振動の二次データに関連する振動変化データを作成する振動変化データ作成手段を、さらに有し、
前記判別手段では、前記加工具による前記ワークの加工に際して、前記振動検出手段と前記振動変化データ作成手段により得られる振動変化データから、前記判別基準に基づき、特殊変化データを判別し、前記加工具による加工状態を判別する請求項28または29に記載の加工装置。 - 前記判別手段で異常が検出された場合には、異常が検出された前記ワークの加工位置を記憶する異常位置記憶手段をさらに有する請求項28または29に記載の加工装置。
- 加工具によるワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
請求項15〜27のいずれかに記載の予備加工装置の前記照合手段で求められた照合結果から得られる判別基準に基づき、前記振動検出手段から得られたデータを判別する判別手段と、を有する加工状態検出装置。 - 前記判別基準を記憶する判別基準記憶手段を、さらに有する請求項32に記載の加工状態検出装置。
- 前記振動検出手段により検出した振動の一次データより求めた振動変化データを作成する振動変化データ作成手段を、さらに有し、
前記判別手段では、前記加工具による前記ワークの加工に際して、前記振動検出手段と前記振動変化データ作成手段により得られる振動変化データから、前記判別基準に基づき、特殊変化データを判別し、前記加工具による加工状態を判別する請求項32または33に記載の加工状態検出装置。
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