JP5987006B2 - 工具異常判別システム - Google Patents
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Description
20:工具台、22:制御装置、23:画面(インターフェイス装置)、28:バイト(工具)、40:テーブル本体、41:主軸、42:主軸モータ、60:X軸スライド部、60a:X軸下スライド、60b:X軸スライド、61:Z軸スライド部、61a:Z軸下スライド、61b:Z軸スライド、62:ボールねじ部、63:Z軸モータ、71:ボールねじ部、72:X軸モータ。
220:コンピューター、220a:記憶部、220b:演算部、221:入出力インターフェイス、222:モータ駆動回路、230:「はい」ボタン(メイン異常ボタン)、231:「いいえ」ボタン(正常ボタン)、232:「キャンセル」ボタン(サブ異常ボタン)、233:質問。
A:サイクル、A1:加工部分、A2:加工部分、B:基準データ、B1:基準データ、B2:基準データ、C1:低負荷側ピークホールド値、C2:高負荷側ピークホールド値、D1:下限しきい値、D2:上限しきい値、ΔD:監視範囲、E1:負荷データ、E2:負荷データ、F1:教示用下限しきい値、F2:教示用上限しきい値、P1〜P4:加工ポイント、P5:始点、P6:終点、P10〜P20:負荷データ、ΔP:監視区間、W:ワーク、c1:低負荷側ピークホールド値、c2:高負荷側ピークホールド値。
<旋盤の構成>
まず、本実施形態の工具異常判別システムを有する旋盤の構成について説明する。図1に、本実施形態の工具異常判別システムを有する旋盤の前面図を示す。図2に、同旋盤のブロック図を示す。図1、図2に示すように、本実施形態の旋盤1は、工具異常判別システム2と、チャック装置3と、テーブル4と、ベッド5と、スライド部6と、コラム7と、バイト交換台8と、を備えている。
テーブル4は、テーブル本体40と、主軸41と、を備えている。主軸41は、ベッド5に収容されている。主軸41の上端は、ベッド5の前部上面から突出している。テーブル本体40は、主軸41の上端に固定されている。
スライド部6は、X軸スライド部60と、Z軸スライド部61と、ボールねじ部62と、Z軸モータ63と、を備えている。
工具異常判別システム2は、工具台20と、制御装置22と、画面23と、バイト28と、を備えている。画面23は、本発明の「インターフェイス装置」の概念に含まれる。バイト28は、本発明の「工具」の概念に含まれる。
次に、本実施形態の工具異常判別システムを用いて行われる、工具異常判別方法について説明する。工具異常判別方法は、サンプリング工程と、ピークホールド工程と、監視範囲設定工程と、加工工程と、更新工程と、手動更新工程と、を有している。
図3に、本実施形態の工具異常判別システムを用いて行われる工具異常判別方法のフローチャートを示す。図4に、同工具異常判別方法のサンプリング工程の1回目のサイクル時の負荷データを示す。図5に、同工具異常判別方法のピークホールド工程により設定される低負荷側ピークホールド値および高負荷側ピークホールド値を示す。
F1=t−(t×h) ・・・式(1)
F2=t+(t×h) ・・・式(2)
図6に、本実施形態の工具異常判別システムを用いて行われる工具異常判別方法の監視範囲設定工程により設定される監視範囲を示す。なお、説明の便宜上、加工部分A2のみを示す。また、図6に示す加工部分A2同様に、図4に示す加工部分A1に対しても、図2に示す制御装置22は、監視範囲ΔDを設定する。
D1=c1−(Δc×H) ・・・式(3)
D2=c2+(Δc×H) ・・・式(4)
ΔD=D2−D1 ・・・式(5)
図7に、本実施形態の工具異常判別システムを用いて行われる工具異常判別方法の加工工程における負荷データを示す。なお、説明の便宜上、加工部分A2のみを示す。本工程においては、前工程で得られた監視範囲ΔDを用いて、11回目以降のサイクルAを実行する。すなわち、監視範囲ΔDを用いて、実際にワークWの切削を行う。
図8に、本実施形態の工具異常判別システムを用いて行われる工具異常判別方法の更新工程における更新後の監視範囲を示す。なお、説明の便宜上、加工部分A2のみを示す。本工程においては、前工程にて「いいえ」ボタン231が作業者に押された場合に限って、監視範囲ΔDを更新する。
本工程においては、作業者が、手動で監視範囲ΔDを更新する。すなわち、加工部分A2の加工ポイントごとに、作業者が下限しきい値D1、上限しきい値D2を調整する。調整作業は、図2に示す制御装置22が画面23を数値入力モードに切り替え、作業者が当該画面に、下限しきい値D1、上限しきい値D2を入力することにより実行される。制御装置22は、画面23に、手入力された下限しきい値D1、上限しきい値D2を反映した監視範囲ΔDを表示する。
次に、本実施形態の工具異常判別システム2の作用効果について説明する。本実施形態の工具異常判別システム2は、図3に示すように、バイト28の負荷が監視範囲ΔDを超えた場合に、「チッピングしていますか?」という質問233を、作業者に通知する。作業者は、直接バイト28を確認することにより、または画面23の荷重データなどで間接的にバイト28を確認することにより、実際にバイト28が異常状態であるか否かを確認することができる。すなわち、作業者は、監視範囲ΔDの妥当性を認識することができる。このため、容易に監視範囲ΔDの精度を向上させることができる。
本実施形態の工具異常判別システムと、第一実施形態の工具異常判別システムと、の相違点は、工具異常判別方法が監視区間設定工程、連続超過数しきい値設定工程を有している点である。ここでは、主に相違点について説明する。なお、説明には、図1、図2を援用する。
一方、連続超過数が連続超過しきい値(=2回)を超過した場合は(図9のステップ13)、制御装置22は、加工部分A2の加工終了後、または監視範囲ΔDを超過した時点で、旋盤1を停止する。また、制御装置22は、画面23に、ガイダンスを表示する(図9のステップ9)。その後の工程は、第一実施形態同様である。
以上、本発明の工具異常判別システムの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
Claims (12)
- ワークに加工を施す工具と、
監視範囲が格納される記憶部と、該監視範囲と、加工時の該工具の負荷と、を比較する演算部と、を有する制御装置と、
該工具の該負荷が該監視範囲を超えた場合に、該工具が摩耗以外の異常状態であるか否かに関する質問を、作業者に通知可能なインターフェイス装置と、
を備える工具異常判別システム。 - 前記異常状態は、前記工具のチッピング、該工具の非装着、前記ワークの切屑の噛み込みのうち、少なくとも一つである請求項1に記載の工具異常判別システム。
- 単一の前記ワークに対する加工作業を1回のサイクルとして、
前記制御装置は、
前記インターフェイス装置が前記質問を前記作業者に通知不可能な状態で、該サイクルの該ワークの前記負荷に関する負荷データをサンプリングするサンプリング工程と、
サンプリングされた該負荷データを基に、低負荷側ピークホールド値および高負荷側ピークホールド値を取得するピークホールド工程と、
オフセット量で該低負荷側ピークホールド値を下方に補正した下限しきい値と、該オフセット量で該高負荷側ピークホールド値を上方に補正した上限しきい値と、を設定し、該下限しきい値と該上限しきい値との間隔を前記監視範囲に設定する監視範囲設定工程と、
を実行可能である請求項1または請求項2に記載の工具異常判別システム。 - 前記サンプリング工程と、前記ピークホールド工程と、前記監視範囲設定工程と、をこの順番にN(Nは2以上の自然数)回繰り返して実行可能である請求項3に記載の工具異常判別システム。
- 前記サンプリング工程と、前記ピークホールド工程と、をこの順番にN(Nは2以上の自然数)回繰り返した後に、前記監視範囲設定工程を実行可能である請求項3に記載の工具異常判別システム。
- 前記サンプリング工程をN(Nは2以上の自然数)回繰り返した後に、前記ピークホールド工程と、前記監視範囲設定工程と、を実行可能である請求項3に記載の工具異常判別システム。
- 前記オフセット量は、前記低負荷側ピークホールド値と前記高負荷側ピークホールド値との間隔に対する相対値である請求項3ないし請求項6のいずれかに記載の工具異常判別システム。
- 前記インターフェイス装置は、要因入力部を有し、
1回目の前記サイクルの前記負荷データを基準データとして、
前記サンプリング工程において、2回目以降のいずれかの該サイクルの該負荷データが、該基準データの下方に配置される教示用下限しきい値、または該基準データの上方に配置される教示用上限しきい値を超えた場合、その要因が前記作業者により該要因入力部に入力される請求項3ないし請求項7のいずれかに記載の工具異常判別システム。 - 前記インターフェイス装置は、前記異常状態である旨が入力される異常ボタンと、該異常状態でない旨が入力される正常ボタンと、を有し、
前記質問に対して、前記作業者が該異常ボタンを押した場合、前記制御装置は前記監視範囲を更新せず、
該質問に対して該作業者が該正常ボタンを押した場合、該制御装置は該監視範囲を更新する請求項1ないし請求項8のいずれかに記載の工具異常判別システム。 - 前記異常状態は、前記監視範囲の更新対象であるメイン異常状態と、該監視範囲の更新対象でないサブ異常状態と、を有し、
前記異常ボタンは、該メイン異常状態である旨が入力されるメイン異常ボタンと、該サブ異常状態である旨が入力されるサブ異常ボタンと、を有し、
前記質問に対して、前記作業者が該メイン異常ボタンまたは該サブ異常ボタンを押した場合、前記制御装置は該監視範囲を更新せず、
該質問に対して該作業者が前記正常ボタンを押した場合、該制御装置は該監視範囲を更新する請求項9に記載の工具異常判別システム。 - 前記制御装置は、前記工具の前記負荷が前記監視範囲を超えたか否かを監視する監視区間を設定する監視区間設定工程を実行する請求項1ないし請求項10のいずれかに記載の工具異常判別システム。
- 前記制御装置は、前記工具の前記負荷が前記監視範囲を連続して超えた回数である連続超過数と、連続超過数しきい値と、を比較し、
前記インターフェイス装置は、該連続超過数が該連続超過数しきい値を超えた場合に、該工具が摩耗以外の異常状態であるか否かに関する質問を、作業者に通知する請求項1ないし請求項11のいずれかに記載の工具異常判別システム。
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