JPH07195258A - Tool edge breakage monitoring method and device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To aim at the promotion of labor-saving by detecting a defect in a tool edge automatically at the time of turning a surface (black scale) of a work being low in roundness formed in forging or the like. CONSTITUTION:When a surface of a work W being low in roundness is turned by a tool edge 2, such a signal as whether this tool edge 2 comes into contact with the work W or not is taken in. For example, an electric power sensor 9, detecting contact or noncontact of the tool edge 2 on the basis of a variation in electric power flowing into a work driving motor 3, is installed there, and thereby reference data are made out of output of this sensor 9. The, these reference data are compared with the existing data or the contact-noncontact signal, and whether a deviation of the existing signal to the reference data (decrement or the like of contact time, by way of example) is within the tolerable range or not is judged, and if it is within the tolerable range, it is regarded as being normal and cutting is continued intact, but if it goes beyond the tolerable range, a defective signal of the tool edge 2 is outputted, and thereby the display of that effect and an alarm are carried out and simultaneously the tool edge 2 is automatically retracted, and the cutting comes to a stop.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、真円度の低いワークを
真円形に旋削する際、その旋削に与かる刃具の欠損を監
視する方法及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for monitoring a defect of a cutting tool involved in turning when a work having a low circularity is turned into a perfect circle.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来より、いわゆる黒皮状態のワークに
ついては、その黒皮（スケール）を旋削して除去するの
が普通であるが、例えば鍛造成形等により得られたワー
クは、図１２に誇張して示すように真円度が低い。した
がって、バイト等の刃具１００の刃先（一般的にはチッ
プ）がワークＷの１周中に、その外周に当たったり当た
らなかったりし、刃具１００への衝撃が大きい。また、
切削開始時の外周に存在する黒皮は一般に硬いため、刃
具１００への負荷が大きい。このような状況では、刃具
１００の欠損が生じやすく、重切削となる場合は特にそ
の傾向が強い。刃具１００の欠損をそのままに放置して
切削を続けると、欠損した刃具又は刃具ホルダ自体がワ
ークの表面に当たってワークを傷付けるだけでなく、旋
盤等の切削装置が損傷するおそれがある。したがって、
このような切削作業中は、作業者が目視により、あるい
はモニタカメラを介して、常に切削状況を監視すること
が不可欠であり、その監視業務に多大な労力を必要とし
ていた。2. Description of the Related Art Conventionally, a so-called black-skinned work is usually removed by turning the black-skin (scale). For example, a work obtained by forging is shown in FIG. As shown exaggeratedly, the roundness is low. Therefore, the cutting edge (generally a chip) of the cutting tool 100 such as a cutting tool hits or does not hit the outer circumference of the work W during one round of the work W, and the shock to the cutting tool 100 is large. Also,
Since the black skin existing on the outer periphery at the start of cutting is generally hard, the load on the cutting tool 100 is large. In such a situation, the cutting tool 100 is likely to be damaged, and the tendency is particularly strong when heavy cutting is performed. If the cutting of the cutting tool 100 is left as it is and the cutting is continued, not only the cutting tool or the cutting tool holder itself may hit the surface of the work to damage the work, but also the cutting device such as a lathe may be damaged. Therefore,
During such cutting work, it is indispensable for the operator to constantly monitor the cutting situation visually or through a monitor camera, and a great deal of labor is required for the monitoring work.

【０００３】なお、いわゆる白皮状態での一般的な切削
において、普通材の切削では刃具寿命が長く、欠損の問
題もあまり生じないため、使用時間を基準に刃具の管理
ができるが、難切削材（例えばチタン合金等）を切削す
る場合は、刃具寿命が短く、刃具の欠損も多いため、上
述の黒皮旋削の場合と同様の問題を生じる。Incidentally, in general cutting in a so-called white skin state, cutting of a normal material has a long tool life and the problem of chipping does not occur so much, so that the cutting tool can be managed based on the usage time, but difficult cutting When a material (for example, titanium alloy) is cut, the life of the cutting tool is short and the cutting tool is often damaged, so that the same problem as in the above-described black skin turning occurs.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、突然
生じる刃具の欠損を自動的に検出し、人手による監視業
務を省略して、切削工程における省力化、コスト低減を
図ることにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to automatically detect a cutting tool loss that suddenly occurs, omit manual monitoring work, and save labor and cost in the cutting process.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、真円度の低い
ワークを真円形に旋削するに際し、切削中の刃具の、ワ
ークに対する接触・非接触の信号を基準データとして取
り込み、他方、これより後続の接触・非接触の信号を現
状データとして取り込み、かつその現状データを基準デ
ータと比較し、基準データに対する現状データの偏差が
許容範囲を超える場合には、刃具の欠損信号を出力する
ものである。According to the present invention, when a work having a low circularity is turned into a perfect circle, a signal of contact / non-contact of the cutting tool with respect to the work is fetched as reference data. Acquires subsequent contact / non-contact signals as current data, compares the current data with the reference data, and outputs a cutting tool missing signal when the deviation of the current data from the reference data exceeds the allowable range. Is.

【０００６】ここで、ワークの１周分の切削に対応する
刃具の接触・非接触のデータを、上記基準データとし、
この基準データとそれ以降の周回における接触・非接触
の現状データとを比較することができる。さらに、この
ようなワークの周回に対応する基準データを、１周分の
切削毎に順次最新のデータに更新していくことができ
る。Here, the contact / non-contact data of the cutting tool corresponding to the cutting of one round of the work is set as the reference data,
It is possible to compare this reference data with the current data of contact / non-contact in the subsequent laps. Further, the reference data corresponding to the circumference of such a work can be updated to the latest data sequentially for each cutting of one circumference.

【０００７】なお、１つのワークで基準データと現状デ
ータを取り込む以外に、１つのワークの切削開始から切
削終了までのデータを基準データとし、これと次のワー
クの全切削過程における現状データとを比較し、これに
より刃具の欠損を検出することもできる。この場合は、
基準データを取り込む際に、そのワークの切削が正常に
行われたことを確認する必要がある。また、刃具の接触
・非接触に関する基準データと現状データとの比較手法
は、例えば接触時間の合計で比較したり、あるいは接触
・非接触のパターンを比較すること等をはじめ、適宜に
選択することができる。In addition to the reference data and the current data of one work, the data from the start of cutting of one work to the end of cutting is used as the reference data, and this and the current data of the entire cutting process of the next work are used. By comparison, it is also possible to detect a defect in the cutting tool. in this case,
When capturing the reference data, it is necessary to confirm that the work was cut normally. In addition, the method of comparing the reference data regarding the contact / non-contact of the cutting tool with the current data should be appropriately selected, for example, by comparing the total contact time or by comparing the contact / non-contact patterns. You can

【０００８】以上のような欠損監視方法を実施する装置
としては、旋削工程において刃具のワークに対する接触
・非接触の信号を出力する刃具状態検出器、この出力に
基づいて上述の基準データを記憶する記憶手段、その基
準データと後続の現状データとを比較する比較手段、両
者の偏差が許容範囲を超える場合は刃具の欠損信号を出
力する出力手段とを含んだものが好適である。As an apparatus for carrying out the defect monitoring method as described above, a cutting tool state detector for outputting a contact / non-contact signal of the cutting tool to the workpiece in the turning process, and the above-mentioned reference data is stored based on this output. It is preferable to include a storage unit, a comparison unit that compares the reference data with the subsequent current data, and an output unit that outputs a cutting tool loss signal when the deviation between the two exceeds an allowable range.

【０００９】ここで、刃具状態検出器としては、刃具又
はその近傍に取り付けられる加速度センサ、音響セン
サ、歪みゲージのほか、ワークを回転させるモータへの
電流あるいは電力を検出するセンサ等、適宜に選択する
ことができる。つまり、刃具がワークに当たって切削し
ている場合とそうでない場合とでは、刃具の振動（加速
度）が異なり、たわみも異なる。さらにはワークを回転
させるモータの負荷等も異なってくるため、これらのい
ずれか又は２以上の組合せで、刃具のワークに対する接
触・非接触のデータを取り込むことができる。Here, as the cutting tool state detector, an acceleration sensor, an acoustic sensor, a strain gauge attached to the cutting tool or the vicinity thereof, a sensor for detecting current or electric power to a motor for rotating the work, or the like is appropriately selected. can do. That is, the vibration (acceleration) of the cutting tool is different and the deflection is different between when the cutting tool hits the work and is cutting. Further, since the load of the motor for rotating the work also differs, it is possible to capture the contact / non-contact data of the cutting tool with respect to the work by any one or a combination of two or more of them.

【００１０】[0010]

【作用】真円度が低いワークの旋削工程において、刃具
がワークに当たっているかどうかの信号が基準データと
して取り込まれ、これより後続の接触・非接触の信号が
現状データとして取り込まれる。ここで、真円度の低い
ワークを旋削する場合、切削中に刃具がワークに当たっ
たり当たらなかったりする。また、刃具が欠損した場合
はワークに当たらなくなる。したがって、刃具がワーク
に対し当たっていない状態が、刃具の欠損によるもの
か、ワークの表面形状（うねり）によるものかを判定す
る必要がある。そこで、上述の基準データと現状データ
とを比較し、基準データに対する現状データの偏差が許
容範囲を超える場合は、刃具が欠損したものとして欠損
信号を出力する。この際、欠損信号の出力とともに、刃
具をワークから後退させ、そのワークの回転を停止させ
るようにすることができる。In the turning process of a work having a low circularity, a signal indicating whether or not the cutting tool hits the work is fetched as reference data, and subsequent contact / non-contact signals are fetched as current data. Here, when turning a work having a low circularity, the cutting tool may or may not hit the work during cutting. If the cutting tool is damaged, it will not hit the work. Therefore, it is necessary to determine whether the state where the cutting tool is not in contact with the work is due to the cutting of the cutting tool or the surface shape (waviness) of the work. Therefore, the above-described reference data is compared with the current data, and if the deviation of the current data from the reference data exceeds the allowable range, it is determined that the cutting tool has been lost and a loss signal is output. At this time, along with the output of the loss signal, the cutting tool can be retracted from the work and the rotation of the work can be stopped.

【００１１】また、ワーク１周分の切削における接触・
非接触のデータを基準データとし、かつこれを１周毎に
最新のデータに更新していくものとすれば、ある基準デ
ータと、その次の１周分の現状データとが比較されるこ
ととなる。In addition, the contact in the cutting of one round of the work
If the contactless data is used as the reference data and is updated to the latest data for each lap, a certain reference data is compared with the current data for the next one lap. Become.

【００１２】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１において、粗素材たるワークＷは、鍛造成形
等によって得られた真円度の低いもので、例えば図３に
示すような縦旋盤の回転テーブル１に位置決めされた状
態で、その外周が刃具２（バイト）により旋削される。
また、ワークＷが図４のような横旋盤により旋削される
場合は、ワークＷが水平軸まわりに回転し、この外周を
刃具２が旋削することとなる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, a work W, which is a coarse material, has a low circularity obtained by forging and the like, and its outer circumference is, for example, in a state of being positioned on a rotary table 1 of a vertical lathe as shown in FIG. It is turned by 2 (bite).
Further, when the work W is turned by a horizontal lathe as shown in FIG. 4, the work W rotates around the horizontal axis, and the cutting tool 2 turns the outer periphery of the work W.

【００１３】いずれにしてもワークＷは、図１における
ワーク駆動モータ３により回転させられる。また、刃具
２は刃具ホルダ４に保持され、刃具進退モータ５により
ワークＷに対し接近・離間させられるとともに、刃具横
送りモータ６によりワークＷの中心線に沿う方向に横送
りされる。また、ワークＷの回転原位置を検出する回転
原位置センサ７がワークＷの回転機構の近傍に設けられ
る。このセンサ７は、例えばリミットスイッチ、近接ス
イッチ等により構成される。In any case, the work W is rotated by the work drive motor 3 shown in FIG. The cutting tool 2 is held by a cutting tool holder 4, is moved toward and away from the work W by a cutting tool advancing and retracting motor 5, and is laterally fed in a direction along the center line of the work W by a cutting tool lateral feed motor 6. An original rotation position sensor 7 for detecting the original rotation position of the work W is provided near the rotation mechanism of the work W. The sensor 7 is composed of, for example, a limit switch and a proximity switch.

【００１４】ワーク駆動モータ３は電源８から供給され
る電力によって駆動されるが、この通電経路には、電力
センサ９が刃具状態検出器として設けられている。電力
センサ９はモータ３に作用する負荷の変動を電力の変動
によって検出するものであり、刃具２がワークＷの外周
に接触して切削を行っている状態では負荷も大きいた
め、電力センサ９はそれに対応する電力を検出する。し
かし、刃具２がワークＷの表面に接触しない状態では、
モータ３の負荷が軽く、したがって電力センサ９が検出
する電力は上記接触状態に比べて小さいものとなる。こ
こで、刃具２がワークＷの外周に接触しない原因は、ワ
ークＷの表面のうねりのためか、あるいは刃具２に欠損
（チップの剥離あるいは刃具ホルダ４の折損等を含む）
が生じたかのいずれかである。The work drive motor 3 is driven by the electric power supplied from the power source 8, and an electric power sensor 9 is provided as a cutting tool state detector in this energizing path. The electric power sensor 9 detects the fluctuation of the load acting on the motor 3 by the fluctuation of the electric power. Since the electric power sensor 9 has a large load when the cutting tool 2 is in contact with the outer periphery of the work W to perform cutting, the electric power sensor 9 is The power corresponding to it is detected. However, in the state where the cutting tool 2 does not contact the surface of the work W,
Since the load on the motor 3 is light, the electric power detected by the electric power sensor 9 is smaller than that in the contact state. Here, the cause that the cutting tool 2 does not come into contact with the outer periphery of the work W is due to the undulation of the surface of the work W, or the cutting tool 2 is damaged (including peeling of the chip, breakage of the cutting tool holder 4, etc.).
Has either occurred.

【００１５】なお、電力センサ９は図５に例示するよう
に、電源８側に接続されるとともに、モータ３の通電ケ
ーブル３ａ〜３ｃに対し活線状態でクランプされるもの
を採用することができる。このような電力センサ９によ
れば、刃具２から離れたところに設置でき、取付けが容
易で、刃具２の切くずによる影響等を受けにくい利点が
ある。As shown in FIG. 5, the power sensor 9 may be connected to the power source 8 side and clamped in a live state to the energizing cables 3a to 3c of the motor 3. . According to such an electric power sensor 9, there is an advantage that it can be installed at a place distant from the cutting tool 2, it can be easily mounted, and is hardly affected by the chips of the cutting tool 2.

【００１６】ただし、刃具２のワークＷに対する接触・
非接触の信号をとる刃具状態検出器としては、上記のよ
うな電力センサ９に限らず、例えば加速度センサ、音響
センサ（アコースティックエミッション（ＡＥ）セン
サ）、歪みゲージ等を用いることもできる。これらの検
出器はセンサ部が刃具２付近に付くため、信号処理部と
の配線を可動配線にする必要があり、また歪みゲージは
刃具ホルダ４との密着性が必要である。図６はそのよう
な各種センサから選ばれた刃具状態検出器９′を刃具ホ
ルダ４に取り付けた一例を示すものである。However, contact of the cutting tool 2 with the work W
The cutting tool state detector that takes a non-contact signal is not limited to the power sensor 9 described above, but may be, for example, an acceleration sensor, an acoustic sensor (acoustic emission (AE) sensor), a strain gauge, or the like. In these detectors, the sensor section is attached to the vicinity of the cutting tool 2, so the wiring with the signal processing section needs to be movable, and the strain gauge needs to have close contact with the cutting tool holder 4. FIG. 6 shows an example in which a blade state detector 9'selected from such various sensors is attached to the blade holder 4.

【００１７】図１に戻って、前述の電力センサ９及び回
転原位置センサ７は信号処理部１０に接続され、ここで
刃具２の接触・非接触の信号が処理されて、後述する基
準データ及び現状データが得られることとなる。信号処
理部１０で得られた基準データ及び現状データは、比較
判定部１１で比較され、基準データに対する現状データ
の偏差が許容範囲内であるかどうかで刃具２の欠損の有
無が判定される。正常であれば切削は続行されるが、比
較判定部１１から欠損信号が出力されると、ディスプレ
イ等の表示装置１２にその旨が表示され、また警報音、
警報ランプ等を作動させる警報装置１３が作動する。ま
た、ワーク駆動モータ３にはワーク停止信号が出力され
てその駆動が停止し、さらに刃具進退モータ５には刃具
後退信号が出力されて、このモータ５により刃具２がワ
ークＷから後退させられる。Returning to FIG. 1, the above-mentioned electric power sensor 9 and rotary original position sensor 7 are connected to a signal processing unit 10, where a contact / non-contact signal of the cutting tool 2 is processed, and reference data and Current data will be obtained. The reference data and the current data obtained by the signal processing unit 10 are compared by the comparison / determination unit 11, and it is determined whether or not the cutting tool 2 is defective depending on whether the deviation of the current data from the reference data is within the allowable range. If the cutting is normal, the cutting is continued, but when the comparison determination unit 11 outputs a loss signal, the fact is displayed on the display device 12 such as a display, and the alarm sound,
The alarm device 13 that operates an alarm lamp or the like operates. Further, a work stop signal is output to the work driving motor 3 to stop the drive thereof, and a cutting tool retracting signal is further output to the cutting tool advancing / retreating motor 5, whereby the motor 5 causes the cutting tool 2 to retract from the work W.

【００１８】図１の信号処理部１０及び比較判定部１１
は、例えばコンピュータで構成される。図２はそのブロ
ック図であり、コンピュータ１５のＩ／Ｏポート１６に
前述の回転原位置センサ７が接続されるとともに、電力
センサ９がＡ／Ｄ変換器１７を介して接続されている。
このＡ／Ｄ変換器１７は電力センサ９のアナログ信号を
所定のしきい値を基準に波形整形する役割を果たす。こ
れにより接触・非接触の信号がハイレベル又はローレベ
ルの信号として取り込まれる。The signal processing unit 10 and the comparison / determination unit 11 shown in FIG.
Is composed of, for example, a computer. FIG. 2 is a block diagram thereof, in which the rotation original position sensor 7 is connected to the I / O port 16 of the computer 15, and the power sensor 9 is connected via the A / D converter 17.
The A / D converter 17 plays a role of shaping the analog signal of the power sensor 9 based on a predetermined threshold value. As a result, the contact / non-contact signal is captured as a high level or low level signal.

【００１９】コンピュータ１５の中核をなすＣＰＵ１８
には、タイマ１９、ＲＯＭ２０、ＲＡＭ２１が接続され
ている。ＲＯＭ２０には図１のシステムを制御するプロ
グラムを記憶したプログラムメモリ２０ａが割当てられ
ている。また、ＲＡＭ２１には基準データメモリ２１
ａ、現状データメモリ２１ｂ、回転原位置メモリ２１ｃ
がそれぞれ割当てられている。そしてＩ／Ｏポート１６
に、前述の表示装置１２、警報装置１３、ワーク駆動モ
ータ３、刃具進退モータ５等が接続されている。本実施
例ではこのようなコンピュータ１５が主体となって、刃
具２の接触・非接触に関する基準データの記憶手段、基
準データと現状データとの比較手段、さらには刃具２の
欠損信号を出力する出力手段を構成している。The CPU 18 which is the core of the computer 15
A timer 19, a ROM 20, and a RAM 21 are connected to the. A program memory 20a storing a program for controlling the system shown in FIG. 1 is assigned to the ROM 20. Further, the RAM 21 has a reference data memory 21.
a, current data memory 21b, rotary original position memory 21c
Are respectively assigned. And I / O port 16
The display device 12, the alarm device 13, the work drive motor 3, the blade advance / retreat motor 5 and the like are connected to the above. In the present embodiment, such a computer 15 plays a main role in storing reference data relating to contact / non-contact of the cutting tool 2, comparing means for comparing the reference data with the current data, and an output for outputting a missing signal of the cutting tool 2. Constitutes a means.

【００２０】ところで、前述の基準データには、ワーク
Ｗに対する刃具２の最初の１周分の接触・非接触の信号
を採用することができる。この信号と、後続の接触・非
接触の信号である現状データとが比較されることとなる
が、この場合、最初の１周分の切削は基準データの取り
込みに使用されるため、２周目以降の切削から刃具２の
欠損検出が行われることとなる。そして、例えば図７に
示すような刃具２の接触・非接触の信号が、横軸を時間
（ｔ）として取り込まれる。ここで、ハイレベルの領域
が接触信号、ローレベルの領域が非接触信号となる。ま
た、このような基準データに続く２周目の接触・非接触
信号（現状データ）が、例えば図８のように現れたとす
れば、この現状信号と図７の基準信号とが比較されて、
刃具２が欠損したかどうかが判定されることとなる。By the way, as the above-mentioned reference data, it is possible to adopt a contact / non-contact signal for the first one turn of the cutting tool 2 with respect to the work W. This signal will be compared with the current data that is the subsequent contact / non-contact signal. In this case, the cutting for the first one round is used for capturing the reference data, so the second round The cutting of the cutting tool 2 will be detected from the subsequent cutting. Then, for example, a signal of contact / non-contact of the blade 2 as shown in FIG. 7 is taken in with the horizontal axis representing time (t). Here, the high level area is a contact signal and the low level area is a non-contact signal. Further, if a contact / non-contact signal (current data) of the second round following such reference data appears as shown in FIG. 8, for example, the current signal and the reference signal in FIG. 7 are compared,
It will be determined whether or not the cutting tool 2 is missing.

【００２１】その判定手法の一例を説明すれば、次の通
りである。まず、図７の基準データにおいて、接触時間
ｔ1、ｔ2及びｔ3の合計：Ｔ1＝ｔ1＋ｔ2＋ｔ3を求め
る。一方、図８の現状データにおいても同様に、接触時
間ｔa、ｔb及びｔcの合計：Ｔ2＝ｔa＋ｔb＋ｔcを求め
る。そして、現状データにおける接触時間の合計Ｔ2
が、基準データにおける接触時間の合計Ｔ1より大きい
かどうかを判定する。いま、図８に示すようにＴ2≧Ｔ1
であれば、刃具２の欠損は認められないが、Ｔ2＜Ｔ1の
場合は、ワークＷに対する刃具２の接触時間が減少して
いることを意味する。この減少量、すなわち（Ｔ1−Ｔ
2）が予め定められた許容値α以下であれば、この接触
時間の減少はワークＷの外周面のうねりの影響と判定
し、許容値αを超える場合は、チップ先端の剥離等、刃
具２に欠損が生じたものと判定する。An example of the determination method will be described below. First, in the reference data of FIG. 7, the sum of the contact times t1, t2 and t3: T1 = t1 + t2 + t3 is calculated. On the other hand, similarly in the current data of FIG. 8, the total of the contact times ta, tb and tc: T2 = ta + tb + tc is calculated. And the total contact time T2 in the current data
Is larger than the total contact time T1 in the reference data. Now, as shown in FIG. 8, T2 ≧ T1
If, the defect of the cutting tool 2 is not recognized, but if T2 <T1, it means that the contact time of the cutting tool 2 with the work W is reduced. This decrease amount, that is, (T1-T
If 2) is less than or equal to a predetermined allowable value α, it is determined that this decrease in contact time is due to the undulation of the outer peripheral surface of the work W. It is determined that a defect has occurred in the.

【００２２】つまり、一般に刃具２はワークＷの軸方向
に沿って移動し、またワークＷの外周に存在するうねり
（凹凸）により２周目、３周目…ｎ周目の切削における
接触・非接触信号の波形は一致しないのが普通である
が、１周毎の軸方向移動はわずかであるため、上記うね
りはあっても、波形はそれほど大きく変わらないのが普
通である。逆に、刃具２に欠損が生じると、その波形は
大きく変わるため、上述のような基準データと現状デー
タとの接触時間の合計を比較することが、簡易な手法と
して有効となる。That is, in general, the cutting tool 2 moves along the axial direction of the work W, and due to the undulations (concavities and convexities) existing on the outer circumference of the work W, there is no contact / non-contact in the second, third, ... Nth cutting. The waveforms of the contact signals usually do not coincide with each other, but since the movement in the axial direction for each rotation is small, the waveforms do not change so much even with the above-mentioned undulations. On the other hand, when the cutting tool 2 is damaged, the waveform of the cutting tool 2 changes significantly. Therefore, it is effective as a simple method to compare the total contact time between the reference data and the current data as described above.

【００２３】また、上述とは異なる比較・判定手法とし
て、例えば図９に示すように、基準データの信号パター
ンと現状データの信号パターンとを、ワークＷの回転原
位置を一致させた状態で重ね合わせ、両者の信号パター
ンを比較することもできる。いま、基準データでは接触
信号が出力されなかったが、現状データでは接触信号が
出力された領域、すなわち図９の＋ａ、＋ｂ、＋ｃ、＋
ｄのように接触時間が増加する領域では、信号パターン
にズレが生じても、これは刃具２の欠損には関係なく、
その切削量が増えたことを意味する。しかし、基準デー
タでは接触信号が出力されていたものが、現状データで
は出力されないこととなった領域、すなわち−Ａ、−Ｂ
の領域については、これがワークＷのうねりによるもの
か、刃具２の欠損によるものかを判定するために、その
接触時間の各減少量（−Ａ、−Ｂ等）を予め定めた許容
値βと比較し、その減少量が許容値βを超えていれば刃
具２に欠損が生じたと判定する。As a comparison / judgment method different from the above, for example, as shown in FIG. 9, the signal pattern of the reference data and the signal pattern of the current data are overlapped in the state where the rotation original position of the work W is matched. In addition, the signal patterns of both can be compared. Now, the contact signal is not output in the reference data, but in the current data, the area in which the contact signal is output, that is, + a, + b, + c, + in FIG.
In a region where the contact time increases like d, even if the signal pattern is deviated, this is irrelevant to the loss of the cutting tool 2,
This means that the cutting amount has increased. However, in the reference data, the contact signal was output, but in the current data, the area was not output, that is, -A, -B.
In order to determine whether this is due to the waviness of the work W or the lack of the cutting tool 2, the respective reduction amounts (-A, -B, etc.) of the contact time are set as a predetermined allowable value β. In comparison, if the amount of decrease exceeds the allowable value β, it is determined that the cutting tool 2 is defective.

【００２４】なお、上述の信号パターンは横軸に時間ｔ
を、また縦軸に電圧Ｖを取ったものであるが、これはワ
ークＷがほぼ等速回転することを前提としたものであ
る。刃具２とワークＷとの接触・非接触等に基づくトル
ク変動により、ワークＷの回転速度に無視できない変動
が生じる場合には、ワークＷの回転位相を検出するため
に、図１に示すロータリエンコーダ２５等の角度検出器
を設け、これを図２に示すように、コンピュータ１５の
Ｉ／Ｏポート１６に接続することが望ましい。このよう
にすれば、ロータリエンコーダ２５からの角度信号と電
力センサ９からの接触・非接触信号とが同期的に取り込
まれ、ワークＷが回転原位置から角度θ回転した位相に
おいて、刃具２がワークＷに接触しているか否かの信号
が正確に出力され、図７〜図９では横軸が回転角θとな
る。The above-mentioned signal pattern has a horizontal axis representing time t.
, And the voltage V is plotted on the vertical axis, which is based on the assumption that the work W rotates at a substantially constant speed. In the case where the rotation speed of the work W has a non-negligible fluctuation due to torque fluctuations due to contact / non-contact between the cutting tool 2 and the work W, the rotary encoder shown in FIG. 1 is used to detect the rotation phase of the work W. It is desirable to provide an angle detector such as 25 and connect it to the I / O port 16 of the computer 15 as shown in FIG. By doing so, the angle signal from the rotary encoder 25 and the contact / non-contact signal from the power sensor 9 are synchronously taken in, and the cutting tool 2 moves the workpiece W in the phase in which the workpiece W is rotated by the angle θ from the original rotation position. A signal indicating whether or not W is in contact is accurately output, and in FIGS. 7 to 9, the horizontal axis represents the rotation angle θ.

【００２５】次に、図１に示すシステムの全体の流れ
を、図１０のフローチャートに基づいて説明する。ま
ず、ステップＳ1でワークＷの回転原位置がセンサ７で
検出され、さらに電力センサ９の出力により、ステップ
Ｓ2で基準データが取り込まれる。この基準データの取
り込みはワークＷの最初の１周に対して行われ、このデ
ータは図２のＲＡＭ２１の基準データメモリ２１ａに記
憶される。Next, the overall flow of the system shown in FIG. 1 will be described based on the flowchart of FIG. First, the original rotation position of the work W is detected by the sensor 7 in step S1, and the reference data is fetched by the output of the power sensor 9 in step S2. This reference data is taken in for the first one turn of the work W, and this data is stored in the reference data memory 21a of the RAM 21 of FIG.

【００２６】基準データの取り込みが終了すると、ステ
ップＳ3を経てステップＳ4の現状データの取り込みが行
われる。これはワークＷの１周毎に行われ、このデータ
は図２のＲＡＭ２１における現状データメモリ２１ｂに
記憶される。そして、ステップＳ5の判断がＹＥＳとな
れば、ステップＳ6で比較・判定が行われる。すなわ
ち、基準データと現状データとが図７〜図９等で例示し
た手法により比較される。例えば、基準データに対する
現状データの接触時間の減少量が許容範囲内にあるかど
うかが判断され、許容範囲であれば、刃具２の状態は正
常なものとして切削が続行される。When the loading of the reference data is completed, the current data is loaded in step S4 via step S3. This is performed for each turn of the work W, and this data is stored in the current data memory 21b in the RAM 21 of FIG. If the determination in step S5 is YES, the comparison / determination is performed in step S6. That is, the reference data and the current data are compared by the method illustrated in FIGS. For example, it is determined whether or not the amount of decrease in the contact time of the current data with respect to the reference data is within the allowable range. If the amount of decrease is within the allowable range, the state of the cutting tool 2 is normal and cutting continues.

【００２７】なお、ステップＳ7に示すように、基準デ
ータをワークＷの１周の切削毎に最新のデータに更新す
ることが望ましい。つまり、２周目の現状データが新た
な基準データに置き換えられ、次はこの２周目が基準デ
ータとなって３周目の現状データと比較されることとな
る。この基準データの更新は、不可欠というわけではな
く、１周目の基準データを固定的なものとし、この基準
データに対し２周目、３周目…ｎ周目の現状データをそ
れぞれ比較することも可能であるが、現状データについ
て、その１周前の（直前の）データを基準データとして
比較する方が、ワークＷの外周面のうねり等をより正確
に反映することができる。As shown in step S7, it is desirable that the reference data be updated to the latest data every time the work W is cut once. That is, the current data of the second round is replaced with the new reference data, and next, the second round becomes the reference data and is compared with the current data of the third round. This updating of the reference data is not indispensable, and the reference data of the first lap is fixed, and the current data of the second lap, the third lap ... However, it is possible to more accurately reflect the waviness of the outer peripheral surface of the work W by comparing the current data with the data immediately before (immediately before) the current data as the reference data.

【００２８】一方、ステップＳ6で基準データに対する
現状データの偏差（例えば接触時間の減少量）が許容範
囲を超える場合は、ステップＳ9で刃具２の欠損信号が
出力され、これに伴い、ステップＳ10でその旨の警報及
び表示が行われる。これは、図１で示した表示装置１２
及び警報装置１３を用いて実行される。さらに、ステッ
プＳ11でワーク駆動モータ３を介してワークＷの回転が
停止するとともに、ステップＳ12で刃具進退モータ５を
介して刃具２がワークＷから後退させられて、プログラ
ムは終了する。なお、正常の切削が続行される場合に
は、ステップＳ8で所定量の切削が終了したと判断され
るまでは、現状データを取り込むステップＳ4以降が繰
り返されることとなる。On the other hand, if the deviation of the current data from the reference data (for example, the amount of decrease in the contact time) exceeds the allowable range in step S6, a missing signal of the cutting tool 2 is output in step S9, and accordingly, in step S10. A warning and a display to that effect are given. This is the display device 12 shown in FIG.
And the alarm device 13 is used. Further, the rotation of the workpiece W is stopped via the workpiece driving motor 3 in step S11, and the blade 2 is retracted from the workpiece W via the blade advance / retreat motor 5 in step S12, and the program ends. If normal cutting is continued, step S4 and subsequent steps for fetching the current data are repeated until it is determined in step S8 that the predetermined amount of cutting has been completed.

【００２９】なお、以上の説明では、刃具２がワークＷ
の軸方向に沿って横送りされることを前提としていた
が、例えば図４に示すように、鍛造成形等されたワーク
Ｗの外周面に、刃具２で細い溝を切削するような場合に
は、刃具２はワークＷに対して前進するのみで、軸方向
に沿って横移動はしない。この場合、ワークＷの１周目
の切削における刃具２の接触時間を基準とすれば、２周
目、３周目となるに従い接触時間は増えても減ることは
ない。これを前提とすれば、刃具２の１周目の接触・非
接触の信号を基準データとして、２周目以降の各周回に
おける接触時間が基準データより減少したら、刃具２に
欠損が生じたものと判定して差し支えない。In the above description, the cutting tool 2 is the work W.
Although it was premised that the workpiece W was laterally fed along the axial direction of the above, for example, as shown in FIG. The blade 2 only advances with respect to the work W, but does not move laterally along the axial direction. In this case, if the contact time of the cutting tool 2 in the first cutting of the work W is used as a reference, the contact time does not decrease even if it increases in the second and third cycles. Assuming this, if the contact / non-contact signal of the first cutting edge of the cutting tool 2 is used as the reference data and the contact time in each lap of the second and subsequent cycles is less than the reference data, the cutting tool 2 is defective. You can judge that.

【００３０】さらに、図１１に例示するように、まず１
個のワークＷの外周面における黒皮等を切削する加工を
完了し、この切削工程の全体における刃具２の接触・非
接触の信号を基準データとすることもできる。つまり。
１個目のワークＷについては、この切削が正常に行われ
たことを確認し、２個目以降の各ワークＷの切削工程の
全体をそれぞれ１つの現状データとして取り込み、各ワ
ーク毎の現状データを上述の基準データと比較するので
ある。この場合、任意のｎ番目のワークＷの切削過程
で、基準データに比べて許容範囲以上の接触時間の減少
等が生じた時に、刃具２に欠損が生じたものと判定する
ことができる。Further, as illustrated in FIG. 11, first, 1
It is also possible to complete the process of cutting the black skin or the like on the outer peripheral surface of each work W and use the contact / non-contact signal of the cutting tool 2 in the entire cutting process as the reference data. That is.
For the first work W, confirm that this cutting has been performed normally, take in the entire cutting process for each work W after the second work as one current data, and use the current data for each work. Is compared with the reference data mentioned above. In this case, it is possible to determine that the cutting tool 2 is defective when the contact time is reduced more than the permissible range compared to the reference data in the cutting process of the arbitrary n-th workpiece W.

【００３１】[0031]

【発明の効果】本発明においては、真円度が低いワーク
Ｗを真円形に旋削する際、ワークＷに対する刃具の接触
・非接触の信号を取り込んで基準データを作成し、この
基準データとこれより後に取り込まれた同様の接触・非
接触の現状データとを比較し、これに基づいて欠損信号
を出力することにより、従来は人の手で行っていた監視
業務を自動化することができ、昼夜の無人運転も可能と
なる。また、このような刃具欠損信号に基づき、自動的
に刃具をワークから後退させたり、切削を中止したりす
ることにより、欠損した刃具によるワークの損傷や、ワ
ークによる切削装置の損傷を未然に防止できる。According to the present invention, when turning a work W having a low circularity into a perfect circle, reference data is created by capturing signals of contact / non-contact of the cutting tool with the work W. By comparing the current data of similar contact / non-contact captured later and outputting the defect signal based on this, it is possible to automate the monitoring work that was conventionally done manually, and it is possible to automate Unmanned driving can also be performed. In addition, based on such a cutting tool loss signal, the cutting tool is automatically retracted from the work or the cutting is stopped to prevent damage to the work due to the missing cutting tool or damage to the cutting device due to the work. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の一実施例である監視システムの全体概
略図。FIG. 1 is an overall schematic diagram of a monitoring system that is an embodiment of the present invention.

【図２】その制御系のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of its control system.

【図３】切削対象となるワークが縦旋盤で切削される場
合を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing a case where a work to be cut is cut by a vertical lathe.

【図４】切削対象となるワークが横旋盤で切削される場
合を示す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing a case where a work to be cut is cut by a horizontal lathe.

【図５】電力センサの接続例を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a connection example of a power sensor.

【図６】刃具近傍に取り付けられる刃具状態検出器の一
例を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory view showing an example of a cutting tool state detector attached near the cutting tool.

【図７】刃具の接触・非接触信号に基づく基準データの
一例を示す説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of reference data based on a contact / non-contact signal of a cutting tool.

【図８】その基準データが取り込まれた以降の現状デー
タの一例を示す説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of current data after the reference data is captured.

【図９】基準データと現状データを重ね合わせて示す説
明図。FIG. 9 is an explanatory diagram showing reference data and current data in an overlapping manner.

【図１０】図１のシステムの流れを示すフローチャー
ト。10 is a flowchart showing the flow of the system shown in FIG.

【図１１】１個のワークの全切削工程を１つの基準デー
タとする場合の説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram in the case where all cutting steps of one work are used as one reference data.

【図１２】真円度が低いワークを旋削する場合を誇張し
て示す説明図。FIG. 12 is an explanatory view exaggeratingly showing a case of turning a work having a low circularity.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２ 刃具 ３ ワーク駆動モータ ４ 刃具ホルダ ５ 刃具進退モータ ７ 回転原位置センサ ８ 電源 ９ 電力センサ（刃具状態検出器） １５ コンピュータ ２５ ロータリエンコーダ 2 Cutting Tool 3 Work Drive Motor 4 Cutting Tool Holder 5 Cutting Tool Advance Motor 7 Rotation Original Position Sensor 8 Power Supply 9 Electric Power Sensor (Cutting Tool Status Detector) 15 Computer 25 Rotary Encoder

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 真円度の低いワークを真円形に旋削する
工程における刃具の欠損を監視する方法であって、 前記刃具による旋削工程において、その刃具の前記ワー
クに対する接触・非接触の信号を基準データとして記憶
し、 さらにその基準データに対し後続の前記接触・非接触の
信号を現状データとして取り込み、かつその現状データ
を前記基準データと比較し、 その基準データに対する現状データの偏差が許容範囲を
超える場合には、前記刃具の欠損信号を出力することを
特徴する刃具欠損監視方法。1. A method for monitoring a defect of a cutting tool in a step of turning a work having a low circularity into a perfect circle, wherein a signal of contact / non-contact of the cutting tool with the work is provided in a turning step by the cutting tool. Stored as reference data, the contact / non-contact signal subsequent to the reference data is taken in as current data, and the current data is compared with the reference data, and the deviation of the current data from the reference data is within an allowable range. If it exceeds, a cutting tool loss monitoring method is characterized in that a cutting tool loss signal is output. 【請求項２】 前記基準データとして、前記ワークの１
周分の切削に対応する前記刃具の接触・非接触のデータ
を取り込み、この基準データとそれ以降の周回の切削に
おける前記接触・非接触の現状データとを比較する請求
項１記載の方法。2. The one of the work as the reference data
The method according to claim 1, wherein the contact / non-contact data of the cutting tool corresponding to the cutting for the circumference is fetched, and the reference data is compared with the current data of the contact / non-contact in the subsequent cutting of the circumference. 【請求項３】 前記基準データが前記ワークの１周分の
切削毎に順次最新のデータに更新されていく請求項２記
載の方法。3. The method according to claim 2, wherein the reference data is sequentially updated to the latest data every time one round of the work is cut. 【請求項４】 真円度の低いワークを真円形に旋削する
工程における刃具の欠損を監視する装置であって、 前記刃具による旋削工程において、その刃具の前記ワー
クに対する接触・非接触の信号を出力する刃具状態検出
器と、 その刃具状態検出器の出力に基づき前記刃具の接触・非
接触に関する基準データを記憶する記憶手段と、 その基準データに対し後続の前記接触・非接触に関する
現状データを、前記基準データと比較する比較手段と、 その基準データに対する現状データの偏差が許容範囲を
超える場合には、前記刃具の欠損信号を出力する出力手
段と、 を含むことを特徴する刃具欠損監視装置。4. A device for monitoring a cutting edge of a cutting tool in a step of turning a work having a low circularity into a perfect circle, wherein a signal of contact / non-contact of the cutting tool with respect to the work is provided in a turning step by the cutting tool. A tool state detector that outputs, storage means that stores reference data relating to contact / non-contact of the blade tool based on the output of the tool state detector, and current data relating to the contact / non-contact subsequent to the reference data. A cutting tool loss monitoring device comprising: a comparing means for comparing with the reference data; and an output means for outputting a cutting tool loss signal when the deviation of the current data from the reference data exceeds an allowable range. . 【請求項５】 前記出力手段から前記刃具の欠損信号が
出力されたときに、その刃具を前記ワークから後退さ
せ、そのワークの回転を停止させる制御手段が設けられ
ている請求項４記載の装置。5. The apparatus according to claim 4, further comprising control means for retracting the cutting tool from the work and stopping the rotation of the work when the output means outputs a missing signal of the cutting tool. .