检测切削工具异常的装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术的切削工具异常检测装置具有：对伴随机床（１）的切削工具（７０）切削加工发生的振动进行检测的振动检测传感器（１７），对该检测传感器（１７）检出的振动中，超过设定值的峰值发生次数作周期性计数的峰值检测部（２２），把该峰值检测部（２２）检出的峰值发生次数与预定阈值比较并在峰值发生次数超过阈值时输出比较信号的比较部（２３），根据该比较部（２３）发出的比较信号向机床（１）的控制装置（１３）输出停止信号的作业停止部（２４），向操作者报告和更换切削工具信息的无线呼叫部（２５）。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及检测切削加工设备的切削工具异常的装置及其方法。在主轴头5上设有主轴6，该主轴6上可装卸地安装着切削工具70，主轴6可由装设在主轴头5上部的电机8高速或低速地旋转驱动。另外，在底座2的上表面，设置水平方向(Y轴方向)延伸的2条平行导轨9，其上装设鞍座10，它可引导沿Y轴方向往复移动，在鞍座10的上表面装设有可自在回转的放置加工工件W的工作台11。15是工作台移动机构，在驱动工作台11沿Y轴方向往复运动的同时使工作台11在鞍座10上旋转。在主轴箱6的左侧部配置工具更换件16，如图2所示，该工具更换件16具有可容纳多个切削工具71的工具箱161及配置在工具箱161与主轴6之间的工具更换用臂162。工具箱161由内藏的电机驱动旋转，使收容其上的切削工具顺次移向交换位置，同时工具更换用臂162也由内藏的电机驱动，进行绕Z轴转动和沿Z轴上下移动，该工具更换用臂162的二端形成可与设置在切削工具周围的缺口结合的钩部163、164。如附图说明图1所示，在立柱3的右侧部设置输入装置12，通过操作该输入装置12可将加工指令预先或逐次输入，另外，在输入装置12后配置控制装置13，对机床1整体进行控制。控制装置13备有工作台移动控制装置14，通过该工作台移动控制装置14，利用工作台移动机构15控制工作台11作移动及旋转。操作人员通过向输入装置12输入工具更换指令，工具更换件16即开始更换动作，主轴6上安装的切削工具70就与工具箱161上收容的切削工具71交换。使用如上所述的机床1进行金属模等的切削加工时，通常的方法是如日本公开专利技术公报平8-243827号所记载的那样，使切削工具沿Z轴方向移动，向加工工件W的深度方向切入，同时，也使切削工具沿水平方向移动进行切削加工。但是，切削工具的寿命受切削工件的硬度等影响，大致为1小时到4小时，切削工具的刀刃一磨损，加工负荷增大，切削能力下降，就会产生加工精度的误差，不能进行精度好效率高的切削加工。因此，工人在加工中只能在一旁注视着切削加工的进行，边将切削工具在适宜情况下换上新的来进行切削加工。因而，操作工人除了更换切削工具以外什么也不做，光是监视切削加工，工效会大大恶化，且由于只凭操作人员的主观判断来决定工具的更换，就会随操作工人不同而形成工具更换时期的参差，特别是经验不足的工人把尚能使用的工具更换了，这样就不能有效地利用工具，甚至也有这样的情况，由于不注意，没把切削工具装上切削加工机，就开始进行加工，实际上是在没有进行加工的状态下开始了加工动作。本专利技术的目的在于提供一种可提高操作人员工作效率，同时使切削工具有效使用的切削工具异常检测装置。另外，本专利技术的切削工具异常检测装置，是在控制装置的控制下驱动切削工具对工件进行切削加工的切削加工机中，它具有检测伴随切削加工产生的振动的振动检测手段；根据该振动检测手段检测的振动变化检测切削工具异常状态的异常状态检测手段；在该异常状态检测手段检测有异常状态时向所述控制装置发出停止加工指令的停止指令手段；在该异常状态检测手段检测有异常状态时发出切削工具更换指令的工具交换指令手段。在具体构成中，所述振动检测手段具有对一定时间内上述振动振幅超过设定值的峰值发生次数进行周期性计数的计数手段。所述异常状态检测手段具有把所述计数手段计得的峰值发生次数与设定阈值进行比较，当峰值发生次数超过预定阈值时，所述停止指令手段指令输出停止指令的比较判断手段。在其他具体构成中，振动检测手段具有对一定时间内发生的所述振动波形进行周期性积分的波形积分手段，所述异常状态检测手段具有计算从所述波形积分手段得到的积分值的标准偏差的标准偏差计算手段及将该标准偏差计算手段得到的标准偏差与预定阈值比较，当标准偏差比阈值大时向所述停止指令手段指令输出停止指令的比较判断手段。在其他具体构成中，所述异常状态检测手段具有对一定时期内发生的所述振动的振幅随时间变化施以周期性的频率解析的频率解析手段及用该频率解析手段得到的解析值比正常时的解析值有预定量以上变化时，向所述停止指令手段指令输出停止指令的比较判断手段。具有，本专利技术的切削工具异常检测装置具有根据所述振动检测手段检测的振动振幅的时间变化，抽出加工时间、实际切削时间、切削次数等切削工具的切削状态信息的信息抽出手段；对由该信息抽出手段抽取的信息和/或由所述振动检测手段检测的振动振幅的时间变化进行显示的显示手段。本专利技术的切削工具异常检测装置还具有监测切削加工机动作的监测单元及将切削加工机和监测单元相互连接的网络；在该监测单元上配置所述显示手段，通过该网络向监测单元发送所述信息抽出手段抽取的信息和/或所述振动检测手段检测的振动变化并在显示手段上显示。本专利技术的一种在控制装置控制下驱动切削工具对加工工件进行切削加工的切削加工机中的切削工具异常检测方法，该方法包括下述步骤检测伴随切削加工产生的振动的振动检测步骤；根据该振动检测步骤检测的振动变化检测切削刀具异常状态的异常状态检测步骤；当该异常状态检测步骤检测到异常状态时，向所述控制装置发出停止切削加工指令的停止指令步骤；当该异常状态检测步骤检得异常状态时对操作人员告知切削工具异常状态的报告步骤。本专利技术的在控制装置控制下驱动切削工具对工件进行切削加工的切削加工机中的切削刀具异常检测方法，包括下述步骤检测伴随切削加工发生的振动的振动检测步骤；根据该振动检测步骤检测的振动变化，检测切削工具异常状态的状态检测步骤；当该异常状态检测步骤检测到异常状态时，向所述控制装置发出停止切削加工指令的停止指令步骤；由该停止指令步骤停止切削加工后，发出更换切削工具指令的工具更换步骤；由该切削工具更换步骤更换切削工具后，向所述控制装置发出重新开始切削加工指令的加工重开步骤。在具体构成中，前述振动检测步骤具有对在一定时间内所述振动的振幅超过设定值的峰值发生次数进行计数的计数步骤；所述异常状态检测步骤具有将所述计数步骤检测的峰值发生次数与所设定的阈值比较并当峰值发生次数超过预定阈值时，由所述停止指令步骤指令输出停止指令的比较判断步骤。其他的具体构成中，所述振动检测步骤具有对一定时间由发生的所述振动波形进行周期性积分的波形积分步骤、所述异常状态检测步骤具有计算所述波形积分步骤得到的积分值的标准偏差的标准偏差计算步骤；将该标准偏差计算步骤计算的标准偏差与预定阈值比较，当标准偏差比预定阈值大时，由所述停止指令步骤指令输出停止指令的比较判断步骤。再有，其他的具体构成中，所述异常状态检测步骤具有对一定时间内发生的所述振动的振幅的时间变化施加周期性的频率解析的频率解析步骤；由该频率解析步骤得到的解析值比正常得到的解析值有预定量以上的变化时，所述停止指令步骤指令输出停止指令的比较判断步骤。图2是装设在机床上的工具更换件和主轴的立体图。图3是表示用工具更换件更换工具过程的立体图。图4是切削工具异常检测装置的控制框图。图5是表示本专利技术动作的流程图。图6是切削工具例示侧视图。图7是该切削工具的正面图。图8是切削开始时振动检测传感器的检测信号示图。图9是在切削工具磨损过程中振动检测传感器的检测信号示图。图10是第2实施例的切削工具异常检测装置的控制框图。图11是切削工具正常时的振动检测传感器检测信号示图。图12是切削工具异常时振动本文档来自技高网...

【技术保护点】
在控制装置的控制下驱动切削工具对工件进行切削加工的切削加工机中，其一种切削工具异常检测装置，其特征在于它包括：检测伴随切削加工产生的振动的振动检测手段；根据所述检测手段检出的振动的变化，检测切削工具的异常状态的异常状态检测手段； 在所述异常状态检测手段检出异常状态时，向所述控制装置发出切削加工停止指令的停止指令手段；在所述异常状态检测手段检出异常状态时，向操作人员报告切削异常状态的报知手段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中島英敏，藤村新吾，木原均，岡本義德，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]