刀具损害/异常检测设备制造技术

一刀具损害／异常检测设备，其可以对于表示刀具上的负荷的指数，简单的合适的设置当前值和最近经过的平均值之间的比较值的允许范围。加工循环计数器指数ｉ调节为ｉ＝０，当在给定期间检测负荷时执行加工，且对于ｎ个循环获取指数Ｈ（ｉ）（负荷值的区域Ｓ，负荷下降过程中获得的两点之间的最大倾角的绝对值（Ｇ↑［－］），等）。之后，获取当前循环的指数值和ｎ个循环的指数之间的比较值和指数。第一比较值可以用于阈值的初始值设置。如果任一比较值背离允许范围，更新阈值，从而扩展了允许范围，且保存更新历史。如果以视觉或任意其他方式观察到损害／异常，输入阈值更新停止指令，在相关循环完成后终止加工，且收集最近阈值的更新值用作为设置阈值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在利用机床将相同材料且相同形状的工件加工成一个或持续加工大量工件时，例如相同尺寸大小的组件，用于检测例如加工中使用的刀具的破损的损害/异常的刀具损害/异常检测设备，尤其涉及使得检测设备可以合适的简单的设置损害/异常检测使用的指数允许范围的技术。经受损害/异常检测的典型刀具包括加工中心的钻头，用于攻丝的攻丝刀具等。
技术介绍
通常，机床中使用的刀具具有缘磨损沟(edge worn)，从而切削阻力随着加工时间的推移而逐渐增加。而且随着加工时间的推移，刀具的破损与磨损一起造成损害或近似的异常，从而不能维持工件所必须的加工精确性。在这种情况下，实际上不适合继续这样的加工，而且必须替换新的刀具。前述损害或类似的异常全文中将参考为损害/异常。在该背景之中已经提出一技术，其用于检测在当前流行的无人看管的加工或长时间自动加工中等同于刀具损害/异常的情形。许多提出的传统技术是基于JP 3446518B，JP 2003-326438A和JP 2004-130407A中描述的系统。在该系统中，在多个加工循环中检测指数，该指数表示作用于加工工件的刀具上的负荷(用于驱动刀具的电动机的扭矩和施加在刀具上的推力负荷)。对于每一加工循环，比较当前加工循环的指数和在当前加工循环前一个加工循环的指数的平均值。如果比较的结果偏离预设指数的允许范围，则得出该刀具正经受损害/异常。在设置指数的允许范围中，预设用于指数的阈值(通常为，上限和下限值)，从而重要的是如何确定预设阈值。如果预设阈值不合适，损害/异常的检测会被延迟而使得加工失败(因为允许范围向上的或向下的太宽)。另一方面，如果损害/异常的检测出现的太早(或者允许范围向上的或向下的太窄)，浪费了具有充分平均寿命的刀具。实际上，到目前为止，还未做出令人满意的技术开发，来提供适于设置阈值的方法，该阈值用于表示施加在刀具上的负荷的指数。例如有一方法，其中，通过例如对切削试验获得的平均负荷或在加工之前即刻获得的平均负荷乘以给定系数，确定用于指数(平均负荷)的阈值。然而，没有为设置给定系数设计特定方法。依照专利文献1，其中描述了“用于旋转刀具的异常检测方法及其装置”，通过示例的方式，依照负荷值的变化率设置阈值。由此，精确的且在实时的基础上合适的检测异常。更特别的，通过对依照钻头大小等固定的损害负荷等级Lmax乘以0到1范围内的常数k，而设置阈值，该常数k基于负荷值的变化率ΔFn而设置。然而，没有确定前述值Lmax和k的特定方法的明确表述。通常，损害负荷基于机床、刀具、机件材料、加工条件等而变化，从而理想的是收集工作点的数据。在钻头和攻丝的情形下，尽管在加工循环中可以检测到其异常，但是可以只在加工循环结束后进行处理。因而实时检测不是必须的。
技术实现思路
本专利技术提供刀具损害/异常检测设备，其中，可以简单且合适的为比较值设置由阈值设置值定义的允许范围。检测设备对多个加工循环检测指数，该指数表示施加在加工工件的刀具上的负荷(例如用于旋转刀具的电动机的扭矩，施加在刀具上的推力负荷，等)；将当前加工循环中的指数与当前加工循环之前紧接的多个加工循环的指数平均值进行比较，从而获得比较值(代表数量关系的值，典型的为当前指数和平均值的比率)；并且当比较值背离预设允许范围时，确定刀具正经受损害/异常。用于检测刀具的损害/异常的刀具损害/异常检测设备包括用于确定阈值的设置值(全文中参照为设置阈值)的设置阈值确定装置，该阈值的设置值定义指数(表示施加在刀具上的负荷)的可允许范围，该可允许范围用作损害/异常的实际检测的标准。依照本专利技术，用于指数的阈值的初始值是由设置阈值确定装置设置的。实际执行加工时，监测刀具损害/异常的出现。通过利用在多个加工循环中获得的指数数据，在延伸指数的可允许范围的方向连续更新用于指数的阈值。当响应于终止更新的指令而终止更新时，基于最近更新的阈值或相应于最近值的阈值数据(由最近更新获取的阈值历史数据)确定设置阈值。通过这样做，设置可允许范围(或确定设置阈值)，从而其反应了实际加工中刀具损害/异常出现时的指数值。因而，本专利技术被用于刀具损害/异常检测设备，其中对多个加工循环获取每个皆表示加工工件时施加在刀具上的负荷的指数，将当前加工循环中获取的指数和当前加工循环之前的加工循环中获取的指数平均值进行比较，从而获取表示每一加工循环中比较结果的比较值，且在比较值背离阈值的设置值定义的可允许范围时确定刀具的损害/异常。刀具损害/异常检测设备包括确定阈值的设置值的设置阈值确定装置，其包括检测装置，其对多个加工循环检测指数；比较装置，其将一加工循环中的指数与该加工循环之前的多个加工循环的指数平均值进行比较，从而获取表示比较结果的比较值；第一存储装置，其存储阈值；写入装置，其将要存入第一存储装置的阈值的初始值写入所述第一存储装置中；更新装置，其用于当加工循环中获取的比较值背离允许范围时，更新存储在所述第一存储装置中的阈值为依照背离允许范围的比较值的值，该允许范围由存储在所述第一存储装置中的阈值所定义；第二存储装置，其存储阈值历史，该阈值历史包括在最近更新之前存储在所述第一存储装置中的阈值的至少一部分；用于响应停止阈值更新指令而停止阈值的更新的装置；以及确定装置，其用于当阈值的更新停止时，基于存储在所述第二存储装置中的阈值历史确定阈值的设置值。设置阈值确定装置可以进一步包括第二存储装置，其用于在最近更新之前存储阈值历史，该阈值历史包括在所述第一存储装置中存储的阈值的至少一部分。在这种情况下，当阈值的更新停止时，取代存储在第一存储装置中的阈值，而基于存储在第二存储装置中的阈值历史确定阈值的设置值。可选的，当阈值的更新停止时，可以基于存储在所述第二存储装置中的阈值历史和存储在所述第一存储装置中的阈值两者确定阈值的设置值。所述指数包括包括对于某一个加工循环的最大和最小负荷之间的差值(M)，对于该一个加工循环的负荷值的区域(S)，对于该一个加工循环的负荷绝对值的平均值(L)，对于该一个加工循环的负荷绝对值的平均值L和对于前一个加工循环的负荷绝对值的平均值L’之间的差值(Ldiff)，通过将该一个加工循环的最大和最小负荷值之间的差值M除以相同加工循环的负荷绝对值的平均值L而获得的数值(M/L)，在该一个加工循环中负荷增加的过程中获得的两点之间的最大倾角的绝对值(G+)，和/或该一个加工循环中负荷降低的过程中获得的两点之间的最大倾角的绝对值(G-)。对于不同类型的指数确定阈值的设置值，从而基于至少一个确定的阈值设置值检测刀具的损害/异常。施加在刀具上的负荷被检测作为旋转刀具的电动机的扭矩或施加在刀具上的推力负荷。写入装置可以基于所述比较装置获取的第一比较值，将阈值的初始值写入所述第一存储装置。刀具包括钻孔刀具或攻丝刀具。使用依照本专利技术的刀具损害/异常检测设备，可以简单的且合适的设置指数的允许范围。而且依照本专利技术，可以在加工操作点简单设置指数的允许范围。附图说明图1是依照本专利技术的实施例用于控制机床的控制设备的示意方框图；图2是显示依照本实施例确定要实行的阈值的处理程序的步骤大纲的流程图；图3是显示经受损害/异常的加工循环和损害/异常出现之前紧接和之后紧接的加工循环中作为刀具的硬质合金钻头上的负荷(检测值)的转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种刀具损害／异常检测设备，其中，对于多个加工循环获取指数，每一指数表示施加在加工工件的刀具上的负荷，将当前加工循环中获取的指数与当前加工循环之前的加工循环中获取的指数的平均值进行比较，从而获取表示每一加工循环中比较的结果的比较值，并且当比较值背离阈值的设置值所定义的允许范围时确定刀具出现了损害／异常，包括用于确定阈值的设置值的装置的所述刀具损害／异常检测设备包括：检测装置，其对多个加工循环检测指数；比较装置，其将一加工循环中的指数与该加工循环之前的多个加工循 环的指数平均值进行比较，从而获取表示比较结果的比较值；第一存储装置，其存储阈值；写入装置，其将要存入第一存储装置的阈值的初始值写入所述第一存储装置中；更新装置，其用于当加工循环中获取的比较值背离允许范围时，更新存储在 所述第一存储装置中的阈值为依照背离允许范围的比较值的值，该允许范围由存储在所述第一存储装置中的阈值所定义；用于响应停止阈值更新指令而停止阈值的更新的装置；以及确定装置，其用于当阈值的更新停止时，基于存储在所述第一存储装置中的 阈值确定阈值的设置值。...

【技术特征摘要】
JP 2004-12-28 2004-3804371.一种刀具损害/异常检测设备，其中，对于多个加工循环获取指数，每一指数表示施加在加工工件的刀具上的负荷，将当前加工循环中获取的指数与当前加工循环之前的加工循环中获取的指数的平均值进行比较，从而获取表示每一加工循环中比较的结果的比较值，并且当比较值背离阈值的设置值所定义的允许范围时确定刀具出现了损害/异常，包括用于确定阈值的设置值的装置的所述刀具损害/异常检测设备包括检测装置，其对多个加工循环检测指数；比较装置，其将一加工循环中的指数与该加工循环之前的多个加工循环的指数平均值进行比较，从而获取表示比较结果的比较值；第一存储装置，其存储阈值；写入装置，其将要存入第一存储装置的阈值的初始值写入所述第一存储装置中；更新装置，其用于当加工循环中获取的比较值背离允许范围时，更新存储在所述第一存储装置中的阈值为依照背离允许范围的比较值的值，该允许范围由存储在所述第一存储装置中的阈值所定义；用于响应停止阈值更新指令而停止阈值的更新的装置；以及确定装置，其用于当阈值的更新停止时，基于存储在所述第一存储装置中的阈值确定阈值的设置值。2.如权利要求1所述的刀具损害/异常检测设备，其中，所述指数包括对于某一个加工循环的最大和最小负荷之间的差值(M)，对于该一个加工循环的负荷值的区域(S)，对于该一个加工循环的负荷绝对值的平均值(L)，对于该一个加工循环的负荷绝对值的平均值L和对于前一个加工循环的负荷绝对值的平均值L’之间的差值(Ldiff)，通过将该一个加工循环的最大和最小负荷值之间的差值M除以相同加工循环的负荷绝对值的平均值L而获得的数值(M/L)，在该一个加工循环中负荷增加的过程中获得的两点之间的最大倾角的绝对值(G+)，和/或该一个加工循环中负荷降低的过程中获得的两点之间的最大倾角的绝对值(G-)，以及对于不同类型的指数确定阈值的设置值，从而基于至少一个确定的阈值设置值检测刀具的损害/异常。3.如权利要求1所述的刀具损害/异常检测设备，其中，施加在刀具上的负荷被检测作为旋转刀具的电动机的扭矩。4.如权利要求1所述的刀具损害/异常检测设备，其中，施加在刀具上的负荷被检测作为施加在刀具上的推力负荷。5.如权利要求1所述的刀具损害/异常检测设备，其中，所述写入装置基于所述比较装置获取的第一比较值，将阈值的初始值写入所述第一存储装置。6.如权利要求1所述的刀具损害/异常检测设备，其中，刀具包括钻孔刀具或攻丝刀具。7.一种刀具损害/异常检测设备，其中，对于多个加工循环获取指数，每一指数表示施加在加工工件的刀具上的负荷，将当前加工循环中获取的指数与当前加工循环之前的加工循环中获取的指数的平均值进行比较，从而获取表示每一加工循环中比较的结果的比较值，并且当比较值背离阈值的设置值所定义的允许范围时确定刀具出现了损害/异常，包括用于确定阈值的设置值的装置的所述刀具损害/异常检测设备包括检测装置，其对多个加工循环检测指数；比较装置，其将一加工循环中的指数与该加工循环之前的多个加工循环的指数平均值进行比较，从而获取表示比较结果的比较值；第一存储装置，其存储阈值；写入装置，其将要存入第一存储装置的阈值的初始值写入所述第一存储装置中；更新装置，其用于当加工循环中获取的比较值背离允许范围时，更新存储在所述第一存储装置中的阈值为依照背离允许范围的比较值的值，该允许范围由存储在所述第一存储装置中的阈值所定义；第二存储装置，其存储阈值历史，该阈值历史包括在最近更新之前存储在所述第一存储装置中的阈值的至少一部分；用于响应停止阈值更新指令而停止阈值的更新的装置；以及确定装置，其用于当阈值的更新停止时，基于存储在所述第二存储装置中的阈值历史确定阈值的设置值。8.如权利要求7所述的刀具损害/异常检测设备，其中，所述指数包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：安木国晴，前川进，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]