JPH02139159A - Monitoring method for cutting state of cutting device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To decide a bite breakdown quickly by comparing in order respectively with a preset breakdown decision set value, wear decision set value and uncomplete cutting decision set value by measuring the torque in the axial direction at the cutting time of a steel stock to be cut continuously and sending the alarm signal of abnormality in case of being decided as exceeding either of the set values. CONSTITUTION:The torque in the axial direction from the cutting start at the cutting time of the initial plural pieces of the lot of the steel stock 1 to be cut to the cutting completion is measured by a load washer 10. The mean value of the peak torque of the measured torque in the axial direction is calculated by an arithmetic unit 14 and a breakdown deciding set value, wear deciding set value and uncomplete cutting decision set value are set by calculating by using this mean value. In succession the axial directional torque of the cutting time of the steel stock to be cut is measured and compared in order respectively with the preset breakdown deciding set value, wear deciding set value and uncomplete cutting decision set value. In case of being decided to exceed either of the set values thereafter the alarm signal of abnormality is output from an alarm control unit 16.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、鋼管や丸棒などの鋼材の端面を切削する面取
機などの切削装置の切削状況を監視する方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a method for monitoring the cutting status of a cutting device such as a chamfering machine that cuts the end face of a steel material such as a steel pipe or a round bar.

〈従来の技術〉 通常、圧延機などで製造された鋼管や丸棒などの鋼材は
、所定の長さに切断されて製品とされるのであるが、そ
の切断加工の段階で生じた切断面の不揃いやパリなどを
除去するため、あるいは需要家の端面取りとか外面取り
などの要求を満たすために、面取加工が施される。<Conventional technology> Normally, steel materials such as steel pipes and round bars manufactured using rolling mills are cut into predetermined lengths to produce products. Chamfering is performed to remove irregularities and edges, or to meet customers' requests for end chamfering, external chamfering, etc.

この面取加工をけう面取機とし”Ｃは、例えば第３図に
示すように、鋼管Ｉをクランプ２で固定した４ｆｆｉ７
１！で、バイト３を取付けたバイトホルダ４を回転軸５
を介して駆動装置６によって鋼管ｌの軸心と同一軸上で
回転させながら、サーボモータフによってバイト３をＩ
管ｌの端面に押し当てて切削するものが多く用いられて
いる。The chamfering machine "C" used for this chamfering process is, for example, a 4ffi7 with a steel pipe I fixed with a clamp 2, as shown in Fig. 3.
1! Then, move the tool holder 4 with the tool 3 attached to the rotating shaft 5.
The cutting tool 3 is rotated by the servo motor while being rotated by the driving device 6 on the same axis as the axis of the steel pipe l.
Many are used to cut the pipe by pressing it against the end face of the pipe.

その切削に用いられるバイト３には、フェーシングと称
する端面取りや、リーミングと呼ばれる内面取り、さら
にチャンファリングあるいはベベリングと呼ばれる外面
取りの３種類があり、目的に応じてその１個ないし３個
を組み合わせてバイトホルダ４にセットして面取加工が
行われる。There are three types of cutting tools 3 used for cutting: end chamfering called facing, internal chamfering called reaming, and external chamfering called chamfering or beveling.Combine one or three of them depending on the purpose. It is then set in the cutting tool holder 4 and chamfering is performed.

例えば、第４図（ａ）は外面取りの場合を示したもので
、バイトホルダ４に固定されたシャンク８ａの先端にク
ランプされたベベル用チップ９ａによって外面が切削さ
れるが、その際、シャンク８ｂ。For example, FIG. 4(a) shows the case of external chamfering, in which the external surface is cut by a bevel tip 9a clamped to the tip of the shank 8a fixed to the tool holder 4. 8b.

８ｃにクランプされたチップ９ｂ、９ｃによって端面の
ルートフェースおよび内面のチャンファも同時に切削さ
れる。The root face of the end face and the chamfer of the inner surface are simultaneously cut by the chips 9b and 9c clamped to 8c.

また、第４図（ｂ）は端面取りを示したもので、シャン
ク８ｄにクランプされたフェーシング用チップ９ｄによ
って端面が切削されると同時に、シャンク８ｅ、Ｏｆに
クランプされたチップ９ｅ、９ｒにより外面のチャンフ
ァおよび内面のリーミングも切削されるのである。FIG. 4(b) shows end chamfering, in which the end face is cut by the facing tip 9d clamped to the shank 8d, and at the same time the outer surface is cut by the tips 9e and 9r clamped to the shank 8e and Of. The chamfer and internal reaming are also cut.

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記したような面取作業において、面取機の
切削状況を監視するために、それぞれの面取機毎に少な
くとも１人の作業具を配置しなければならないという問
題がある。その理由としては、以下の２点が挙げられる
。<Problems to be Solved by the Invention> By the way, in the above-mentioned chamfering work, it is necessary to arrange at least one working tool for each chamfering machine in order to monitor the cutting status of the chamfering machine. The problem is that it doesn't. The reasons for this include the following two points.

■　バイトの欠損あるいは摩耗などにより、いつ切削不
良が発生するか予測がつかないため、作業員による常時
監視を必要とすること。■ It is impossible to predict when cutting defects will occur due to breakage or wear of the cutting tool, so constant monitoring by workers is required.

バイトの欠損について、発明者らが調査したところ、ク
レータ摩耗やヒビ割れが主なもので、その原因として前
工程の定尺切断時において発生した内面パリによるヒー
トクラックや街７カによるものであることが判明してい
る。The inventors investigated the breakage of the cutting tool and found that the main causes were crater wear and cracking, and that the cause was heat cracks and cracks caused by the internal surface cracks that occurred during cutting to a specified length in the previous process. It turns out that.

■　バイトの欠損あるいは摩耗が発見された場合には、
速やかにバイトを交換して再度面取りを行う必要がある
こと。■ If the cutting tool is found to be missing or worn,
It is necessary to promptly replace the cutting tool and perform the chamfering again.

さらに、この面取工程の下流に設けられている面検場に
おいて、通常の端面検査以外に、面取晶質の保証および
面取機作業員の人的ミス防止のために、面取部のチエツ
クを行う必要があり、その作業負荷を増大化させるとい
う問題もある。Furthermore, at the surface inspection station located downstream of this chamfering process, in addition to the normal end face inspection, the chamfered portion is There is also the problem that it is necessary to perform checks, which increases the workload.

このような問題に対処するために、例えば特開昭６１−
３８８４７号公報に開示されているように、切削中の切
削振動または加速度を測定し、第１の時間帯の所定の周
波数帯域の面積パワーと、第２の時間帯の所定の周波数
（１）域の面積パワーとの比の変化を監視して切削状態
の異常や切削工具の欠損などを検出する方法が提案され
ている。In order to deal with such problems, for example,
As disclosed in Japanese Patent No. 38847, cutting vibration or acceleration during cutting is measured, and the area power in a predetermined frequency band in a first time period and the predetermined frequency (1) range in a second time period are calculated. A method has been proposed for detecting abnormalities in cutting conditions or defects in the cutting tool by monitoring changes in the ratio between the area power and the area power.

しかしながら、この方法では、切削監視に適した周波数
帯域を事前に探索しておかねばならないこと、また、切
削装置をメンテナスした後は必ずその周波数帯域の適・
不適を調査しておかねばならないこと、さらに、周波数
帯域の面積パワーを求めるために、ＦＦＴ（高速フーリ
エ解析装置）を必要とするが、その人力信号は適当な前
処理を施さなければ目的に適した最適な解析結果が得ら
れないことなどの使用上の難問があり、再現性のある結
果を得ることは困難である。また、装置の構成が複雑で
あり、かつ高価であるという問題もある。However, with this method, it is necessary to search in advance for a frequency band suitable for cutting monitoring, and after maintenance of the cutting equipment, it is necessary to search for an appropriate frequency band for cutting monitoring.
In addition, FFT (Fast Fourier Analyzer) is required to determine the area power in the frequency band, but the human signal is not suitable for the purpose unless appropriate preprocessing is performed. However, it is difficult to obtain reproducible results due to difficulties in its use, such as the inability to obtain optimal analysis results. Another problem is that the configuration of the device is complicated and expensive.

本発明は、上記のような課題を解決すべくなされたもの
であって、既存の切削装置にも容易に装着でき、また市
販の安価な測定器を用いて切削中における切削工具の欠
ｔｎや摩耗などを検出することの可能な方法を提供する
ことを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can be easily attached to existing cutting equipment, and can also be used to prevent cutting tool shortages during cutting using a commercially available inexpensive measuring device. The purpose is to provide a possible method for detecting wear and the like.

く課題を解決するための手段〉 本発明者らは、切削装置の切削監視について鋭意検討し
た結果、切削装置の軸方向トルクを測定することにより
、バイトの欠損や＋？耗などを精度よく検出することが
できることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成
させるに至った。Means for Solving the Problems> As a result of intensive study on cutting monitoring of cutting equipment, the present inventors determined that by measuring the axial torque of the cutting equipment, damage to the cutting tool or +? It was discovered that wear and tear can be detected with high accuracy, and the present invention was completed based on this knowledge.

すなわち、本発明の要旨とするところは、鋼材鋼材の一
部を把持手段によって把持して、この鋼材の端面をバイ
トを用いて切削する際の切削状況を監視する方法であっ
て、 切削される鋼材のロットの最初の複数本の切削時におけ
る切削開始から切削終了までの軸方向トルクを測定する
工程と、 測定された軸方向トルクのピークトルクの平均値を算出
する工程と、 このピークトルクの平均値を用いて欠損判定設定値、摩
耗判定設定値および未完切削判定設定値をそれぞれ算出
して設定する工程と、 引き続き切削される鋼材の切削時の軸方向トルクを測定
して、予め設定された前記欠損判定設定値、摩耗判定設
定値および未完切削判定設定値とそれぞれ順次比較する
工程と、 上記いずれかの設定（直を超えたと判定されたときには
、異常の警報信号を発する工程と、を組み合わせること
により、上記目的を達成するものである。That is, the gist of the present invention is to provide a method for monitoring a cutting situation when a part of a steel material is gripped by a gripping means and the end face of the steel material is cut using a cutting tool, the method comprising: A process of measuring the axial torque from the start of cutting to the end of cutting when cutting the first plurality of steel material lots, a process of calculating the average value of the peak torque of the measured axial torque, and a process of calculating the peak torque of the measured axial torque. There is a process of calculating and setting the chipping determination setting value, wear judgment setting value, and incomplete cutting judgment setting value using the average value, and measuring the axial torque during cutting of the steel material that will be subsequently cut. a step of sequentially comparing the chipping determination set value, a wear determination set value, and an unfinished cutting determination set value, respectively, and a step of issuing an abnormality alarm signal when it is determined that any of the above settings (direction) has been exceeded; By combining them, the above objective is achieved.

〈作　用〉 鋼材の端面加工は、回転方向トルクと軸長手方向トルク
の剛性トルクによって切削加工がなされることがよく知
られている。そのうち、回転方向トルクは、バイトを装
着したバイトホルダを回転させるモータなどの駆動装置
の負荷電流を測定することにより得ることができる。し
かし、それらの駆動系の慣性モーメントが大きいことか
ら、回転方向トルクのみではバイトが大きく欠損した場
合は検出できることもあるが、小さい欠陥・摩耗が発生
した場合は検出することが困難である。<Function> It is well known that the end face processing of steel materials is performed by cutting using rigid torques of rotational direction torque and axial longitudinal direction torque. Of these, the rotational torque can be obtained by measuring the load current of a drive device such as a motor that rotates a tool holder equipped with a tool. However, because the moment of inertia of these drive systems is large, it may be possible to detect a large chipping of the cutting tool using rotational torque alone, but it is difficult to detect small defects or wear.

一方、軸長手方向トルクはバイトに直接作用する力であ
るから、この軸長手方向トルクを測定することにより、
バイトの欠損や摩耗によって生じる小さなトルクの変化
を検出することが可能である。On the other hand, since the torque in the longitudinal direction of the shaft is a force that directly acts on the cutting tool, by measuring the torque in the longitudinal direction of the shaft,
It is possible to detect small changes in torque caused by breakage or wear of the cutting tool.

そこで、本発明者らが、切削装置の切削時における切削
トルクを精度よく検出可能なロードセルを種々調査した
ところ、レボウ社製の“ボルトフォースセフす（ＢＯＬ
丁ＦＯＲＣＥ　５ＩＥＮＳＯＲ’）　”なるワッシャ型
圧縮ストレンゲージロードセル（以下、ロードワッシャ
と略称する）が適していることを見出した。Therefore, the present inventors investigated various load cells that can accurately detect the cutting torque during cutting with a cutting device, and found that the "Bolt Force Cefsu" (BOL) manufactured by Lebow Co., Ltd.
It has been found that a washer-type compression strain gauge load cell (hereinafter abbreviated as load washer) is suitable.

このロードワッシャによる測定実験の状況について、以
下に詳しく説明する。The situation of the measurement experiment using this load washer will be explained in detail below.

まず、第５図に示すように、チャック装置２のＡＢ、Ｃ
の３点における組付はボルトｌｌａ、１１ｂ、ｌｌｃに
ロードワッシャ（モデルに３７１１−３１２゜容ｆｆｉ
３１７５ｋｇ）　１０　ａ　、　１０　ｂ　、　１０　
ｃをそれぞれ装着してナツト１２ａ、１２ｂ、１２ｃで
固定して、鋼管ｌの端面を切削している間における軸方
向トルクによって生じる反力（以下、単に反力という）
の測定を行ってみた。First, as shown in FIG.
For assembly at the three points, load washers (3711-312° capacity ffi on the model) are attached to bolts lla, 11b, llc.
3175kg) 10 a, 10 b, 10
Reaction force (hereinafter simply referred to as reaction force) generated by the axial torque while cutting the end face of the steel pipe l by attaching the pipes c and fixing them with nuts 12a, 12b, and 12c, respectively.
I tried measuring.

その結果を第６図（ａ）、（ロ）、（Ｃ）にそれぞれ示
す。The results are shown in FIGS. 6(a), (b), and (c), respectively.

図から明らかなように、０点での反力の測定値が、他の
Ａ、Ｂの２点に比べて切削装置の特性をよく現しており
、切削監視を行うのに適していることがわかる。As is clear from the figure, the measured value of the reaction force at point 0 better represents the characteristics of the cutting device than the other two points A and B, and is suitable for monitoring cutting. Recognize.

ついで、前記０点におけるロードワッシャｌｌｃを用い
て、内面チップが正常なものと摩耗量の大きいものとの
比較実験を、外径；　１５９．０−φ×肉厚；６．Ｏａ
ｍｔの鋼管について行った。そのときの反力の変化の状
況を、ピース毎に平均して第７図（ａ）に示した。内面
チップが正常であるピースｋｌ〜３については、反力が
ほぼ２０ｋｇであるのに対し、摩耗量が大きい内面チッ
プの場合はピースＮａ　４　。Next, using the load washer llc at the 0 point, a comparison experiment was conducted between one with a normal inner tip and one with a large amount of wear.Outer diameter: 159.0-φ x wall thickness: 6. Oa
The test was carried out on mt steel pipes. The changes in reaction force at that time are averaged for each piece and shown in FIG. 7(a). For the piece kl~3 with a normal inner tip, the reaction force is approximately 20 kg, while for the inner tip with a large amount of wear, the piece Na4.

５はいずれも２１ｋｇ以上と５％以上の差があり、その
有意差が明らかである。No. 5 has a difference of 5% or more from 21 kg or more, and the significant difference is clear.

さらに、同様にして、端面チップの正常なものと欠損し
たものとのそれぞれの反力の変化を比較測定した結果を
第７図（ｂ）に示した。＠面チップが正常であるピース
Ｎα１〜３については、反力がほぼ２０ｋｇであるのに
対し、欠損したチップを用いたピース魔４．５はいずれ
も２３ｋｇ以上と１５％以上の差があり、その有意差は
明らかである。Furthermore, in the same manner, the change in reaction force between a normal end chip and a chip with a chip was compared and measured, and the results are shown in FIG. 7(b). For pieces Nα1 to 3 with normal @ side chips, the reaction force is approximately 20 kg, whereas for peace magic 4.5 using defective chips, the reaction force is 23 kg or more, which is a difference of more than 15%. The significant difference is clear.

これらの知見をもとにしてさらに種々の測定試験を行っ
たところ、切削加工時の反力は、正常な切削時と切削工
具の欠ｔｎ時では、被切削材の外径。Based on these findings, we further conducted various measurement tests and found that the reaction force during cutting is approximately equal to the outer diameter of the workpiece during normal cutting and when the cutting tool is missing.

管厚、そのグレードや端面加工の形状、また面取機の主
軸回転数、切削送り速度などの要因によって変化するこ
とも判明した。したがって、上記の諸条件に対する正常
な切削時における反力を標準化しておく必要がある。It was also found that it changes depending on factors such as the pipe thickness, its grade, the shape of the end face processing, the main shaft rotation speed of the chamfering machine, and the cutting feed rate. Therefore, it is necessary to standardize the reaction force during normal cutting under the above conditions.

第８図は、チップが正常なときの切削１サイクルの反力
の特性の一例を示したものである０図において、反力Ｔ
を時刻り、でチャッキング開始から測定開始すると、反
力零点Ｔ０から立ち上がりはじめ、チャフキング終了の
時刻ｔ１で初期反力値Ｔ、になり、切削を開始した時刻
り、でピーク反力値Ｔ、に到達する。そして、切削を完
了した時刻ｔ３までのΔｔ　（＝ｔｓ　−ｔｔ　）の間
は、反力ＴはΔＴの幅で変動しながらピーク反力Ｔ、が
出現し、測定終了時刻し、で再びＴｏに戻る。Figure 8 shows an example of the reaction force characteristics of one cutting cycle when the chip is normal. In Figure 0, the reaction force T
When measurement starts from the start of chucking at time , the reaction force starts to rise from zero point T0, reaches the initial reaction force value T at time t1 when chuffing ends, and reaches the peak reaction force value T at time t1 when cutting is started. , reach. Then, during Δt (=ts − tt) until time t3 when cutting is completed, the reaction force T fluctuates in the width of ΔT, and a peak reaction force T appears, and at the measurement end time, it becomes To again. return.

そこで、このピーク反力Ｔ、を標準値として、同一ロッ
ドの鋼管を同一条件で切削する時におけるピーク反力Ｔ
、と比較するようにすれば、バイトの欠損あるいは摩耗
状況を検出することが可能である。Therefore, using this peak reaction force T as a standard value, the peak reaction force T when cutting the steel pipe of the same rod under the same conditions
, it is possible to detect damage or wear of the cutting tool.

しかし、実際には、ロードワッシャあるいはチャッキン
グ装置の締め付は変動などの影響を受けて、ピーク反力
Ｔ、あるいは初期反力値Ｔ、が変動するから、それらの
影響をなくするために、標準値を切削開始時刻（ｔから
切削完了時刻り、までのΔｔにおける反力Ｔを積分して
、下記（１）式に基づいて積分反力値Ｓを求めるように
してもよい。However, in reality, the tightening of the load washer or chucking device is affected by fluctuations, and the peak reaction force T or initial reaction force value T fluctuates, so in order to eliminate these effects, The standard value may be used to integrate the reaction force T at Δt from the cutting start time (t to the cutting completion time) to obtain the integrated reaction force value S based on the following equation (1).

あるいは、初期反力値Ｔ８を風袋とみなして、下記（２
）式に示すようにピーク反力（ａ　Ｔ、と初期反力値Ｔ
、との差Ｔイを監視するようにしてもよい。Alternatively, considering the initial reaction force value T8 as a tare, the following (2
), the peak reaction force (a T, and the initial reaction force value T
, may be monitored.

Ｔｏ＝Ｔ、−Ｔ、−−−−−−−・・・−・−−−一−
・・・・−・・・・・・・−（２）なお、ピーク反力値
Ｔ、の測定は、サンプリングによらざるを得ないが、所
定のサンプリング時間におけるサンプリング値の最大値
を選択するようにすればよい。To=T, −T, −−−−−−−・−・−−−1−
(2) The peak reaction force value T must be measured by sampling, but the maximum value of the sampling values in a predetermined sampling time is selected. Just do it like this.

ここで、上記したピーク反力値Ｔ、あるいは積分反力値
Ｓ９反力差値Ｔ９を標準値として用いる場合は、１本の
測定値のみでは不安定であるので、例えば３本など複数
本について測定し、それらの平均値を用いるようにする
のがよい。Here, when using the above-mentioned peak reaction force value T or integral reaction force value S9 and reaction force difference value T9 as a standard value, since it is unstable with only one measured value, multiple It is better to measure and use the average value.

このようにして求められた標準値を、バイトの欠損判定
または摩耗判定あるいは未完切削判定に用いる場合は、
以下のような処理を行ってそれぞれの設定値とする。When using the standard values obtained in this way to determine whether the cutting tool is missing, worn, or unfinished,
Perform the following processing to set each setting value.

■　欠損判定モードの場合； 欠損判定モードにおいてピーク反力値Ｔ、を標準値に用
いる場合の設定値Ｔ、Ｍは、下記（３）式により決定す
る。(2) In the case of defect determination mode; When the peak reaction force value T is used as the standard value in the defect determination mode, the set values T and M are determined by the following equation (3).

Ｔｅ１−ｋｌｌ・〒ｐ　　　　　　　　・・・−・−・
−（３）ここで、ｋｌｌは定数、Ｔ、はピーク反力値の
平均値である。Te1-kll・〒p ・・・−・−・
-(3) Here, kll is a constant, and T is the average value of peak reaction force values.

上記したロードワッシャの測定実験結果から、バイトが
欠損したときの反力の大きさは、正常時の１５％以上で
あることが判明している。したがって、この定数ｋ１１
は、例えば１．１５の係数とするよ、うにすればよい。From the results of the above-mentioned measurement experiments on the load washer, it has been found that the magnitude of the reaction force when the cutting tool breaks is 15% or more of the normal force. Therefore, this constant k11
may be set to a coefficient of 1.15, for example.

そして、この設定値Ｔ、３を超えた場合にバイトが“欠
ｔ１”したと判定して警報を発するとともに、例えば切
削装置を緊急停止させる処置を講するようなインクロッ
クを組むようにする。Then, when this set value T, 3 is exceeded, it is determined that the cutting tool is "missing t1" and an alarm is issued, and an ink clock is set up to take measures to, for example, emergency stop the cutting device.

なお、積分反力値Ｓ１反力差値Ｔ、１を！１’＊値とす
る場合は、下記（４）、　（５１式を用いるようにすれ
ばよい。In addition, integral reaction force value S1 reaction force difference value T, 1! If the value is 1'*, the following equations (4) and (51) may be used.

Ｓｓ−に＋＊・＄　　−・−・・・・・−−−ｍ−−−
−−−・・・−・・・・・−・−・（４）Ｔ□−ｋｌｌ
・〒Ｈ・・・・−・・・−・・−一−−−−・−・−・
・・・・・・・・−（５）ここで、ｋｌｔ、ｋｌｌは定
数、≦、〒Ｍは標準値である積分反力値Ｓ９反力差値Ｔ
９それぞれの平均値である。+*・$ −・−・・・・・−−−m−−− for Ss−
−−−・・・−・・・・・−・−・(4) T□−kll
・〒H・・−・−・・−１−−−−・−・−・
・・・・・・・・・−(5) Here, klt and kll are constants, ≦, M is the standard value of the integral reaction force value S9 and the reaction force difference value T
These are the average values of 9.

■　摩耗判定モードの場合： 摩耗判定モードにおいてピーク反力値Ｔ、を標準値に用
いる場合の設定値Ｔ、７は、下記（６）式により決定す
る。■ In the case of wear judgment mode: When the peak reaction force value T is used as the standard value in the wear judgment mode, the setting value T, 7 is determined by the following equation (6).

Ｔ、ｆ−に！ｌ・〒、　　　　　・・−・・−・−・・
・・・−・・・・−・・（６）ここで、ｋｌは定数であ
る。T, f-! l・〒、・・−・・−・−・・
(6) Here, kl is a constant.

上記した欠損判定設定値の決定と同様に、測定実験結果
から、バイトが摩耗したときの反力の大きさは、正常時
の５％以上であることが判明しているから、定数に□の
値は例えば１．０５とする。そして、この設定４ｔｉＴ
ｐｖを超えた場合にバイトが“摩耗”したと判定して警
報を発する。Similar to the above-mentioned determination of the defect judgment setting value, the measurement experiment results show that the magnitude of the reaction force when the cutting tool is worn out is 5% or more of the normal value, so the constant □ For example, the value is 1.05. And this setting 4tiT
If the value exceeds PV, it is determined that the cutting tool is "worn out" and an alarm is issued.

なお、積分反力値≦１反力差（直〒２を標準値とする場
合は、下記（７）、　（８）式を用いるようにすればよ
い。Note that when the integral reaction force value≦1 reaction force difference (direction 〒2 is used as the standard value), the following equations (7) and (8) may be used.

Ｓ　ｒ　＝　ｋ　ｚｔ−３−−−−−−−−−−−−（
７）Ｔｓｔ”ｋｚｓ・〒Ｈ−・・・・−・−・−・−・
−・・・（８）ここで、ｋ、、ｉ２は定数である。S r = k zt-3−−−−−−−−−−−−(
7) Tst”kzs・〒H-・・・・−・−・−・−・
-...(8) Here, k, , i2 are constants.

■　未完切削判定モードの場合； 未完切判定モードにおいてピーク反力値Ｔ、を標準値に
用いる場合の設定値Ｔｐｔｌは、下記（９）式により決
定する。(2) In the case of unfinished cutting determination mode; When the peak reaction force value T is used as the standard value in the unfinished cutting determination mode, the set value Tptl is determined by the following equation (9).

Ｔ、１Ｊｆｆｉｋ！、・〒、　・・・・・−・・−・・
・−・−・−・−・・・・・−・−・（９）ここで、ｋ
ｌ１は定数である。T,1Jffik! ,・〒、 ・・・・・・−・・−・・
・−・−・−・−・・・・・−・−・(9) Here, k
l1 is a constant.

例えば鋼管に付着したパリが大きい場合あるいは鋼管の
位置決めが拙い場合に、バイトが切削すべき端面に当た
らずに切削ができないことが時々生じる。このような状
態を早期に検出して改善しようとするのが、この未完切
削判定モードである。For example, when there is a large amount of debris attached to a steel pipe, or when the steel pipe is poorly positioned, it sometimes happens that the cutting tool does not hit the end surface to be cut and the cutting cannot be performed. This incomplete cutting determination mode attempts to detect and improve such a state at an early stage.

それ故、例えば反力が標準値の５０％以下であれば警報
を発するようにするとよいので、定数に３１は例えば０
．５０とする。Therefore, for example, if the reaction force is less than 50% of the standard value, it is a good idea to issue an alarm, so the constant 31 is, for example, 0.
．． 50.

なお、積分反力値Ｓ１反力差値〒９を標準値とする場合
は、下記０ω、　（１１１式を用いるようにすればよい
。In addition, when the integral reaction force value S1 reaction force difference value 〒9 is used as a standard value, the following 0ω, (111 formula) may be used.

Ｓｔｌ””ｋｌ１・Ｓ　　−・−・−・・・・・−・・
・・・・−・・・・・・・・−一−０［ＤＴ□＝ｋｓｉ
・〒、ｌ　−・・・・・・・・−・−・・−一−−−−
−−・−・−・−（１０ここで、ｋ３！、に３３は定数
である。Stl””kl1・S −・−・−・・・・・・・
・・−・・・・・・・・−1−0 [DT□=ksi
・〒、l −・・・・・・・・−・−・・−１−−−−
--・-・-・-(10 Here, k3!, and 33 are constants.

これらの工程の流れを第１図にまとめて示した。The flow of these steps is summarized in Figure 1.

なお、上記の説明において、軸方向トルクを検出する際
に、チャッキング装置に加わる反力を用いるようにした
が、本発明は、それに限定されるものではなく、例えば
面取機を軸方向に位置制御するサーボモータ７（前出第
３図参照）の軸に取付けても同様の作用を得ることが可
能である。In the above explanation, the reaction force applied to the chucking device is used to detect the axial torque, but the present invention is not limited to this. A similar effect can be obtained by attaching it to the shaft of the servo motor 7 (see FIG. 3 above) for position control.

また、上記したサーボモータ７の負荷電流を検出するよ
うにすれば、軸方向トルクを検出するのと同等の作用を
得ることができる。Further, by detecting the load current of the servo motor 7 described above, the same effect as detecting the axial torque can be obtained.

すなわち、第９図は、デツプが正常なときのサーボモー
タの負荷電流の１サイクルの波形の一例を示したもので
あるが、負荷電流Ａは、切削開始時刻Ｌ８で無負荷電流
Ａ、（電流零点）から立ち上がり始めて、ピーク電流Ａ
、に到達し切削完了時刻り、までピーク電流Ａ、を維持
することから、前出第８図の反力Ｔと同様の特性を描く
ことがわかる。したがって、ピーク電流Ａ、の変動を監
視するようにすれば、バイトの欠損状況を把握すること
が可能である。That is, FIG. 9 shows an example of the waveform of one cycle of the load current of the servo motor when the depth is normal, but the load current A changes to the no-load current A, (current The peak current A
Since the peak current A is maintained until the cutting completion time reaches , it can be seen that the same characteristics as the reaction force T shown in FIG. 8 described above are drawn. Therefore, by monitoring the fluctuation of the peak current A, it is possible to grasp the state of missing bites.

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例について、第２図を参照して説
明する。第２図は、本発明方法に係る監視装置の一実施
例を示す構成図である０図中、従来例と同一部材は同一
符号を付し°ζある。<Example> Below, an example of the present invention will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a monitoring device according to the method of the present invention. In FIG.

図に示すように、チャック装置２のベース固定ボルト１
１にロードワッシャ１０を装着してナラ目２をトルクレ
ンチで締め付けて固定した。このロードワッシャ１０の
検出信号Ｔを動歪アンプ１３で増・幅し、演算装置１４
に入力して演算される。As shown in the figure, the base fixing bolt 1 of the chuck device 2
A road washer 10 was attached to 1, and the oak eye 2 was tightened and fixed with a torque wrench. The detection signal T of the load washer 10 is amplified and widened by the dynamic distortion amplifier 13, and the arithmetic unit 14
It is input and calculated.

また、演算装置１４には、設定装置１５を介して欠損判
定モードおよび摩耗判定モードさらに未完切削判定モー
ドの各設定値が設定される。Further, the calculation device 14 is set with respective setting values for a defect determination mode, a wear determination mode, and an unfinished cutting determination mode via a setting device 15.

さらに、警報制御装置１６によって、欠損警報あるいは
摩耗警報、未完切削警報が発せられるとともに、欠損と
いう重大故障が発生した場合は、面取機の駆動装置６を
非常停止させる。Further, the alarm control device 16 issues a chipping alarm, wear warning, or unfinished cutting warning, and if a serious failure such as chipping occurs, the drive device 6 of the chamfering machine is brought to an emergency stop.

外径ｉ１７？、８ｉｗ＊φ×肉厚；　３０．０閤ｔの鋼
管の端面取りの切削を実施する際に、上記のように構成
した監視装置を適用した。Outer diameter i17? , 8iw*φ×wall thickness; The monitoring device configured as described above was applied when cutting the end chamfer of a steel pipe of 30.0 tons.

そのときの面取機の切削回転数は２ＢＯｒｐｍ、フィー
ド速度は０　、４６　ｒｍ　／　ｓである。At that time, the cutting rotation speed of the chamfering machine was 2BOrpm, and the feed speed was 0.46 rm/s.

まず、最初の３木について反力を測定したところ、その
ピーク反力の平均値が１４８ｋｇであったので、欠損判
定設定値を１７０．２ｋ［、また摩耗判定設定植を１５
５．４ｋｇ、さらに未完切削設定値を７４ｋｇに、それ
ぞれ設定装置ｉ！１５を介して設定した。First, when we measured the reaction force for the first three trees, the average value of the peak reaction force was 148 kg, so we set the defect judgment setting value to 170.2 k[, and the wear judgment setting value to 15 kg].
5.4kg, and the unfinished cutting setting value to 74kg, respectively, using the setting device i! It was set via 15.

その結果、最初の３本は順調に切削することができたが
、４木目で端面チップが欠損して警報を発したので、直
ちぐ面取機を停止して端面チップを交換し、引き続き切
削を行った。As a result, we were able to successfully cut the first three pieces, but at the 4th grain, the end face chip broke off and an alarm was issued, so we immediately stopped the chamfering machine, replaced the end face chip, and continued cutting. Cutting was done.

なお、上記した実施例は面取機を対象にして説明したが
、本発明はそれに限るものではなく、例えば管端のネジ
切削などにも適用できることはいうまでもない。Although the above-described embodiments have been described with reference to a chamfering machine, the present invention is not limited thereto, and it goes without saying that it can also be applied to, for example, cutting threads at the ends of tubes.

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、簡易な手段で軸
方向のトルクを検出することができるから、早期にバイ
トの欠損あるいは摩耗さらには未完切削を判定すること
ができ、切削能率および製品品質を向上させることがで
き、さらに省力化に大いに寄与する。<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, since axial torque can be detected by a simple means, chipping or wear of the cutting tool or incomplete cutting can be determined at an early stage. , it can improve cutting efficiency and product quality, and it also greatly contributes to labor saving.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、本発明の工程を示す流れ図、第２図は、本発
明方法に係る監視装置の一実施例を示す構成図、第３図
は、面取機の従来例を示す側面図、第４図は、面取りの
例を部分的に示す側面図、第５図は、ロードワッシャの
測定実験の状態を示す側面図、第６図は、ロードワッシ
ャの測定実験における測定データを示す特性図、第７図
は、チップの比較実験の結果を示す特性図、第８図は、
切削加工Ｉサイクルにおける反力の推移を示す特性図、
第９図は、切削加工１サイクルにおけるサーボモータの
負荷電流の１１１移を示す特性図である。 １・・・鋼管（鋼材）、２・・・チャック装置（把持装
置）、　　３・・・バイト、　　４・・・バイＩ・ホル
ダ。 ５・・・回転軸、　　６・・・駆動装置、　　７・・・
サーボモータ、　　８・・・シャンク、　　９・・・チ
ップ、　　１０・・・ロードワッシャ（ワッシャ型圧縮
ストレンゲージロードセル）、１１・・・取付はボルト
、１２・・・ナツト、１３・・・動歪アンプ、１４・・
・演算装置。 １５・・・設定装置、１６・・・警報制御装置。 特許出願人　　川崎製鉄株式会社 第１図 第２図 第３図 第 図 （ａ） （ｂ） 第 図 第　７ 図 ＜ａ＞ （ｂ） ピース魚 認 〒− 賂 １さ、 廊 〒＼ 第 図 一時 間 第 図 一時 間FIG. 1 is a flowchart showing the steps of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram showing an embodiment of a monitoring device according to the method of the present invention, and FIG. 3 is a side view showing a conventional example of a chamfering machine. Figure 4 is a side view partially showing an example of chamfering, Figure 5 is a side view showing the state of a load washer measurement experiment, and Figure 6 is a characteristic diagram showing measurement data in a load washer measurement experiment. , Fig. 7 is a characteristic diagram showing the results of a chip comparison experiment, and Fig. 8 is a characteristic diagram showing the results of a chip comparison experiment.
A characteristic diagram showing the transition of reaction force in cutting I cycle,
FIG. 9 is a characteristic diagram showing 111 changes in the load current of the servo motor during one cutting cycle. 1... Steel pipe (steel material), 2... Chuck device (gripping device), 3... Bit, 4... Bi-I holder. 5... Rotating shaft, 6... Drive device, 7...
Servo motor, 8...Shank, 9...Chip, 10...Load washer (washer type compression strain gauge load cell), 11...Mounting with bolt, 12...Nut, 13...Dynamic strain Amplifier, 14...
・Arithmetic equipment. 15... Setting device, 16... Alarm control device. Patent Applicant: Kawasaki Steel Corporation Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure (a) (b) Figure 7 Figure 7 <a> (b) Peace Fish Certification〒-Kai 1 Sa, Corridor〒＼ Figure 1 Time chart 1 hour

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、鋼材の一部を把持手段によって把持して、この鋼材
の端面をバイトを用いて切削する際の切削状況を監視す
る方法であって、 切削される鋼材のロットの最初の複数本の 切削時における切削開始から切削終了までの軸方向トル
クを測定する工程と、 測定された軸方向トルクのピークトルクの 平均値を算出する工程と、 このピークトルクの平均値を用いて欠損判 定設定値、摩耗判定設定値および未完切削判定設定値を
それぞれ算出して設定する工程と、引き続き切削される
鋼材の切削時の軸方向 トルクを測定して、予め設定された前記欠損判定設定値
、摩耗判定設定値および未完切削判定設定値とそれぞれ
順次比較する工程と、上記いずれかの設定値を超えたと
判定され たときには、異常の警報信号を発する工程と、からなる
ことを特徴とする切削装置の切削状況監視方法。 ２、前記軸方向トルクは、前記把持手段の反力であるこ
とを特徴とする請求項１記載の切削装置の切削状況監視
方法。 ３、前記軸方向トルクを、前記バイトを位置制御するサ
ーボモータの負荷電流としたことを特徴とする請求項１
記載の切削装置の切削状況監視方法。 ４、前記軸方向トルクのピークトルク平均値を、ピーク
トルク平均値と初期トルク平均値との差としたことを特
徴とする請求項１もしくは２記載の切削装置の切削状況
監視方法。 ５、前記軸方向トルクのピークトルク値を、軸方向トル
クの切削開始から切削終了までの積分値としたことを特
徴とする請求項１もしくは２記載の切削装置の切削状況
監視方法。[Claims] 1. A method for monitoring cutting conditions when a part of a steel material is gripped by a gripping means and the end face of the steel material is cut using a cutting tool, the method comprising: A process of measuring the axial torque from the start of cutting to the end of cutting during the first cutting of multiple pieces, a process of calculating the average value of the peak torque of the measured axial torque, and a process of using this average value of the peak torque. a step of calculating and setting a defect determination setting value, a wear determination setting value, and an unfinished cutting determination setting value, respectively, and measuring the axial torque during cutting of the steel material to be subsequently cut, and determining the defect determination set in advance. The method is characterized by comprising a step of sequentially comparing the set value, a wear judgment set value, and an unfinished cutting judgment set value, respectively, and a step of issuing an abnormality alarm signal when it is determined that any of the above set values has been exceeded. A method for monitoring the cutting status of cutting equipment. 2. The cutting status monitoring method for a cutting device according to claim 1, wherein the axial torque is a reaction force of the gripping means. 3. Claim 1, wherein the axial torque is a load current of a servo motor that controls the position of the cutting tool.
A method for monitoring the cutting status of the described cutting device. 4. The cutting status monitoring method for a cutting device according to claim 1 or 2, wherein the peak torque average value of the axial torque is a difference between a peak torque average value and an initial torque average value. 5. The cutting status monitoring method for a cutting device according to claim 1 or 2, wherein the peak torque value of the axial torque is an integral value of the axial torque from the start of cutting to the end of cutting.