JPH02256448A - 工作機械における刃具の異常検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、工作機械の刃具の異常を検出する装置に関す
る。

〔従来の技術〕

工作機械の刃具（ドリル、リーマ等）が折損すると、該
刃具を駆動するモータへの供給電力（負荷電力）が過渡
的に急上昇する。

そこで従来、上記供給電力を予設定されたしきい電力と
比較して上記刃具の折損を検出する技術が提案されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題］ 刃具が折損すると、折れた刃具をワークから取り除かな
ければならず、また折れた刃具によってワークが傷つけ
られる場合もある。したがって、刃具の異常は、該刃具
の折損前に検出することが望ましい。

しかるに、上記従来の技術は、一定なしきい電力を比較
基準として用いているので、刃具の折損前にその異常を
検出することが困難であり、この点において実用性に欠
ける。

本発明の目的は、かかる点に鑑み、刃具の異常を折損前
に検出することができる工作機械における刃具の異常検
出装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、刃具を駆動するモータへの供給電力を検出
する電力検出手段と、この電力検出手段の検出電力に基
づき、上記刃具による各加工作業中でのピーク電力をそ
れぞれ検出するピーク電力検出手段と、コないし複数回
前の各加工作業における上記ピーク電力を平均して、平
均ピーク電力を算出する平均ピーク電力算出手段と、上
記刃具の異常に伴なって生じると想定される電力変動分
を上記平均ピーク電力に加算して、工具異常判断用のし
きい電力を設定する加算手段と、上記しきい電力と上記
電力検出手段の検出電力とを比較して、上記刃具の異常
を判定する比較手段とが備えられている。

（作用〕 この異常検出装置においては、上記しきい電力の値が加
工作業回数の増大に伴って変化する。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について説
明する。

第１図において、シーケンサ１０は、工作機械２０に設
けられたスピンドル駆動モータ２１の起動、停止制御、
咳モータ２１とスピンドル２２とを有したｈロエユニッ
ト２３の進退制御等、１回の加工作業に必要な制御を実
行する。なお、加工ユニット２３を進退させるためのア
クチュエータは図示されていない。

電力検出器１１は、上記スピンドル駆動モータ２１の駆
動電圧および駆動電流に基づいて、該モータ２１への供
給電力（負荷電力）を検出し、この電力に対応した信号
をピーク電力検出部１３に加える。

第２図には、工作機械２０のドリル刃２４によって加工
作業が行なわれた場合の電力検出器１１の検出電力が符
号へで示されている。

同図に示す如く、電力検出器１１の検出電力は、加工作
業の回数が増加するに伴って大きくなる。

これは、ドリル刃２４における切粉の付着堆ｅｆｆｌが
加工作業回数の増大に伴って大きくなること、つまりド
リル刃２４の切削抵抗が大きくなることを意味している
。

ピーク電力検出部１３は、シーケンサ１０より入力され
る加ニジーケンス信号（加工の開始や終了等を示す信号
）に基づき、１回の加工作業中に上記電力検出器７で検
出される電力のピーク値を求め、このピーク値に対応し
た信号をシフトレジスタ１４に加える。

なお、ピーク電力検出部１３は、ピークホールド回路等
の周知手段で構成される。

シフトレジスタ１４は、上記シーケンサ１０より入力さ
れる加ニジーケンス信号によってシフト動作し、ｎ回の
加工作業における各ピーク電力を順次記憶する。

すなわち、例えば現在の加工作業がｍ回目である場合、
このシフトレジスト１４にはｍ−ｎ回目、ｍ−（ｎ−１
）回目・・・ｍ−１回目の各加工作業におけるピーク電
力値が順次記憶される。

平均ピーク電力痒出部１５は、レジスタ１４に記憶され
た連続するｎ回の加工作業についてのピーク電力の平均
値を痒出し、この平均値に対応する信号を加算部１６に
加える。

なお、第２図には上記ピーク電力の平均値が符号Ｂで示
されている。

電力変動幅設定部１７は、ドリル刃２４の異常に伴なう
電力変動幅を設定するものであり、この変動幅に対応し
た信号を上記加算部１６に加える。

加算部１６は、上記ｎ個のピーク電力を平均した平均ピ
ーク電力と上記電力変動幅とを加算して、ドリル刃２４
の異常を判定するためのしきい電力を設定する。

第２図には、上記電力変ＩＪ幅が符号しで示されており
、上記ｈＯｎ部１６による油筒処理によって同図に符号
Ｃで示すようなしきい電力が設定されることになる。

しきい電力を示す加算部１６の出力信号は、比軟部１８
に比較基準として加えられ、この比較部１８で電力検出
器１１の出力信号と比較される。

そして、比較部１８は、モータ２１の負荷電力が上記し
きい電力以上になった場合、つまり第２図におけるＰ点
の電力以上になった場合に工具異常信号をシーケンサ１
０に出力し、これによってシーケンサ１０は工作機械２
０のモータ２１を停止させる。

なお、上記電力変動幅しは、ドリル刃２４の折損前に該
ドリル刃２４°の異常を判定しえるように、予め適宜設
定される。

ドリル刃２４で穴穿は加工を行っている場合のモータ２
１への供給電力はかなり変動する。これは、切削穴で切
粉の発生、排出が繰りかえされて、これが切削抵抗の変
動をもたらすからである。

上記実施例では、前記したようにｎ個のピーク電力の平
均値をしきい電力の基礎としている。つまり、ｎ個の加
工作、業における各検出電力の変動幅の上限値を平均し
、この平均電力に変動幅りを加算している。

それ故、通常の加工中における電力の変動によっては、
検出電力がしきい電力を越える虞れはなく、ドリル刃２
４に異常が生じたときのみ検出電力がしきい電力を越え
ることになる。

しきい電力が一定である、つまり異常判定用のスレッシ
ョルド電力レベルが一定である従来の装置では、ドリル
刃２４の異常を折損前に検知すべくしきい電力を低く設
定した場合、正常加工時における検出電力の変動で該電
力がしきい電力を越すことがあり、この結果、折損前の
異常検出は実際上不可能である。

なお、上記実施例において、第１図に示した要素１３〜
１８の機能をマイクロコンピュータによって得ることも
可能である。

また、上記実施例においては、刃具としてドリル刃２４
が使用されているが、リーマ等の他の刃具を用いる場合
でも本発明は有効に適用することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、１ないし複数回前の各加工作業におけ
るピーク電力の平均値と、異常に伴って生じると想定さ
れる電力変動分とを加算したしきい電力を用い、このし
きい電力と検出電力とを比較している。

したがって、刃具の折損前に該刃具の異常（刃具の欠は
等も含む）を的確に検出することができ、その実用性は
きわめて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る異常検出装置の一実施例を示した
ブロック図、第２図は検出電力、平均ピーク電力および
しきい電力の各変化態様を例示したグラフである。 １０・・・シーケンサ、１１・・・電力検出器、１３・
・・ピーク電力検出部、１４・・・シフトレジスタ、１
５・・・平均ピーク電力輝出部、１６・・・加算部、１
７・・・電力変動幅設定部、１８・・・比較部、２０・
・・工作機械、２１・・・モータ、２２・・・スピンド
ル、２４・・・ドリル刃。 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 刃具を駆動するモータへの供給電力を検出する電力検出
   手段と、 この電力検出手段の検出電力に基づき、上記刃具による
   各加工作業中でのピーク電力をそれぞれ検出するピーク
   電力検出手段と、 １ないし複数回前の各加工作業における上記ピーク電力
   を平均して、平均ピーク電力を算出する平均ピーク電力
   算出手段と、 上記刃具の異常に伴なつて生じると想定される電力変動
   分を上記平均ピーク電力に加算して、工具異常判断用の
   しきい電力を設定する加算手段と、上記しきい電力と上
   記電力検出手段の検出電力とを比較して、上記刃具の異
   常を判定する比較手段と を備えることを特徴とする工作機械における刃具の異常
   検出装置。