JP7510583B2 - Processing status display device - Google Patents
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Description
本発明は、工作機械の加工ツールにより被加工物を加工する際に加工ツール等の状況をリアルタイムにグラフ表示するとともに過去データ等に基づく基準データを同時に重ね合わせてグラフ表示する加工状態表示装置に関する。 The present invention relates to a machining status display device that displays a graph in real time of the status of a machining tool, etc., when machining a workpiece with the machining tool of a machine tool, and simultaneously displays a graph that overlays reference data based on past data, etc.
切削加工装置等の回転加工装置において、被加工物の製品精度や製造効率、加工製品の歩留まりを考慮すると加工時の加工ツール(以下、「工具」とも称する)の状態の評価、例えば摩耗や疲労、破損、びびり等の評価することが要求される。従来、工具の評価は、装置メーカや工具メーカがその装置や工具ごとに一般化する評価基準、学術的に標準化された評価基準に基づいて行われており、加工時における実際の工具についてのリアルタイム検証はできていなかった。 In rotary processing equipment such as cutting equipment, when considering the product precision of the workpiece, manufacturing efficiency, and yield of the processed product, it is necessary to evaluate the condition of the processing tool (hereinafter also referred to as "tool") during processing, such as evaluation of wear, fatigue, breakage, chatter, etc. Conventionally, tool evaluation has been performed based on evaluation criteria that are generalized by equipment manufacturers or tool manufacturers for each equipment or tool, or academically standardized evaluation criteria, and real-time verification of the actual tool during processing has not been possible.
これに対して出願人は工具の加工中の状況の指標となる温度や加速度(振動)、応力などの評価因子の数値変化を計測し得るツールホルダユニットを開発・提供し、この測定結果に基づく工具破損等の異常の予知技術についても開発・提供してきた(特許文献1~特許文献3参照)。この技術では加工中の工具等の評価因子の数値変化をリアルタイムに検出でき、工具や工作機械と無線通信可能な外部装置(パソコン等)のディスプレイ上のウィンドウでリアルタイムに時系列表示し、異常検出を行う点できる点で有利である。例えば、ボールエンドミル加工において加速度をモニタリングし、特に加工精度が低下し易い加工工程における所謂「びびり」の発生を検出することも可能である。 In response to this, the applicant has developed and provided a tool holder unit that can measure the numerical changes in evaluation factors such as temperature, acceleration (vibration), and stress, which are indicators of the tool's condition during machining, and has also developed and provided a technology for predicting abnormalities such as tool breakage based on the results of this measurement (see Patent Documents 1 to 3). This technology has the advantage that it can detect the numerical changes in evaluation factors of tools, etc. during machining in real time, display them in real time in a window on the display of an external device (such as a personal computer) that can wirelessly communicate with the tool or machine tool, and detect abnormalities. For example, it is possible to monitor acceleration during ball end mill machining and detect the occurrence of so-called "chatter" in machining processes where machining accuracy is particularly prone to decline.
このように加工中の工具の評価因子の数値変化がディスプレイ上で時系列モニタリングできることとすると、その工具の状況が変化していることを直感的に視認できる点では非常に有利ある。しかしながら、ユーザにとって現在の工具状況が破損等の限界に近付いているのか、加工精度を低下させるような状況になっているのか等、実際の異常予知に活用する明確な指標がなく、経験則に頼らざるを得ない現状がある。 Being able to monitor the time-series changes in the numerical values of the tool's evaluation factors during machining on a display in this way has the great advantage of allowing users to intuitively see changes in the tool's condition. However, there are currently no clear indicators that users can use to actually predict abnormalities, such as whether the current tool condition is approaching its limit of damage, or whether it is in a state that will reduce machining accuracy, and users are forced to rely on empirical rules.
また、工具の異常に至る過程や異常発生する際の状況は、各工具や加工工程、工作機械により種々変わるものであり、単に各工具ごとに評価し得るものではない。 In addition, the process that leads to a tool abnormality and the circumstances under which the abnormality occurs vary depending on the tool, machining process, and machine tool, and cannot be evaluated simply for each tool.
本発明は上記実情に鑑みて創作されたものであり、工作機械の工具等の加工ツールにおける温度・加速度・応力の数値変化について、各工作機械の加工ツール(工具)での各加工工程において実際の加工中の状況変化をディスプレイ上にリアルタイムに時系列表示できると同時に、その加工工程における基準データを重ね合わせて表示する加工状態表示装置を提供することを目的とする。 The present invention was created in consideration of the above situation, and aims to provide a machining status display device that can display the actual changes in the machining status during each machining process of each machine tool's machining tool (tool) in real time on a display, with respect to the numerical changes in temperature, acceleration, and stress in machining tools such as machine tool tools, while also overlaying and displaying the reference data for that machining process.
本発明の加工状態表示装置は、
工作機械の先端の加工ツールの加工工程中の温度及び/又は加速度、及び/又はその他の工作機械の回転主軸の出力を含む物理量データ、をリアルタイムに計測する計測手段と、
前記計測手段でリアルタイムに計測された物理量データを、所望の時間範囲でグラフ表示可能なウィンドウに時系列でリアルタイムグラフ表示するリアルタイムデータ表示手段と、
前記計測手段で計測している加工ツール及び加工工程と同じ加工ツール及び加工工程における物理量データの時系列の基準データを抽出する基準データ抽出手段と、
前記基準データ抽出手段から抽出した時系列の基準データを前記計測手段で計測している加工工程に重ね合わせて前記ウィンドウに基準グラフを表示する基準データ表示手段と、を有する。
The processing state display device of the present invention comprises:
A measuring means for measuring in real time a temperature and/or an acceleration of a machining tool at the tip of the machine tool during a machining process, and /or other physical quantity data including an output of a rotary spindle of the machine tool;
a real-time data display means for displaying the physical quantity data measured in real time by the measuring means in a time-series real-time graph in a window capable of displaying a graph within a desired time range;
a reference data extraction means for extracting reference data of time series of physical quantity data for the same processing tool and processing process as those measured by the measurement means;
and a reference data display means for displaying a reference graph in the window by superimposing the time-series reference data extracted by the reference data extraction means on the processing step being measured by the measurement means.
本発明の加工状態表示装置によれば、工作機械の加工中の加工ツール(以下、「工具」とも称する)の状態をリアルタイムに計測し、ウィンドウ内に表示しているリアルタイム表示グラフに、これと一見して比較し得る同一工具及び同一加工の基準データをグラフ表示して重ね合わせることができる。本加工状態表示装置によれば工作機械を用いて被加工物を加工している際に、工具の状況をリアルタイムにグラフ表示で視認しながら同時に同一工具・同一加工における基準となるグラフデータと比較・検証することができ、工具の破損限界等に近づいているかどうかを瞬時に理解することができる。その結果、工具の破損による工作機械の停止等を事前に回避しながら加工するが可能となり、大幅に加工効率が向上し生産コストも低減される。また、経験が不足しているオペレータでも工作機械の管理がし易く、工場全体としての管理も容易となる。 According to the machining state display device of the present invention, the state of the machining tool (hereinafter also referred to as "tool") during machining of the machine tool can be measured in real time, and the standard data of the same tool and the same machining, which can be compared at a glance, can be displayed in a graph and superimposed on the real-time display graph displayed in the window. With this machining state display device, when machining a workpiece using a machine tool, the status of the tool can be visually confirmed in real time in the graph display while at the same time comparing and verifying with the standard graph data for the same tool and the same machining, and it is possible to instantly understand whether the tool is approaching its breakage limit, etc. As a result, it is possible to perform machining while avoiding in advance the stoppage of the machine tool due to tool breakage, which significantly improves machining efficiency and reduces production costs. In addition, even inexperienced operators can easily manage the machine tool, and management of the entire factory is also made easier.
また、前記計測手段は、工作機械の動作中に実際に工具による被加工物の加工が開始されたときを計測開始条件とし、実際に工具による被加工物の加工がされなくなったときを計測終了条件とする、ことが好ましい。 It is also preferable that the measurement means sets the measurement start condition to when the workpiece is actually started to be processed by the tool during operation of the machine tool, and sets the measurement end condition to when the workpiece is actually no longer processed by the tool.
工作機械の動作には、実際に被加工物を加工する工程以外に、所望の工具の呼び出し、回転主軸の回転開始・停止、工具の被加工物までのアプローチ、工具の被加工物からのリトラクト等の工程が存在する。これら実際に被加工物を加工する工程以外の工作機械の動作の段階で計測を実行すると、例えば回転開始時や回転停止時のロードメータ値の上昇など実際の加工段階に生じる変化以外の余分なピークが発生する可能性がある。したがって、本加工状態表示装置では、実際に被加工物への加工がなされているタイミングのみ物理量データの計測を実行することでユーザはリアルタイム表示グラフから正確な加工状態を把握することができる。 In addition to the process of actually machining the workpiece, the operation of a machine tool includes processes such as calling up the desired tool, starting and stopping the rotation of the rotating spindle, approaching the tool to the workpiece, and retracting the tool from the workpiece. If measurements are performed at stages of the operation of the machine tool other than the process of actually machining the workpiece, there is a possibility that extra peaks other than those that occur during the actual machining stage will occur, such as an increase in the load meter value when rotation starts or stops. Therefore, with this machining status display device, physical quantity data is measured only when the workpiece is actually being machined, allowing the user to grasp the accurate machining status from the real-time display graph.
また、前記計測手段による計測の開始条件となる実際に工具による被加工物の加工が開始されたときの判定は、工作機械の動作制御を実行するNCプログラムで使用し加工状態を表すマクロコモン変数の値がゼロ以外に変化したときとし、前記計測手段による計測の終了条件となる実際に工具による被加工物の加工がされていないときの判定は、前記マクロコモン変数の値がゼロに変化したときとしても良い。 The start condition for measurement by the measuring means, i.e., when the tool has actually started machining the workpiece, may be determined when the value of a macro common variable that is used in an NC program that controls the operation of the machine tool and indicates the machining state, changes to a value other than zero, and the end condition for measurement by the measuring means, i.e., when the tool is not actually machining the workpiece, may be determined when the value of the macro common variable changes to zero.
詳細には後述するが工作機械の動作制御を実行するNCプログラムの変数には工作機械の加工状態を表すマクロコモン変数(例えば、#100)があり、このマクロコモン変数の値がゼロ(例えば、#100=0)の場合には、加工以外の状態(例えば、回転主軸の回転開始や被加工物へのアプローチ)となる制御が実行され、マクロコモン変数の値が非ゼロ(例えば、#100=1)の場合には、実際の加工(例えば、工具1による切削加工)がなされる制御が実行されている。したがって、このマクロコモン変数の値が非ゼロに変化するとき及びゼロに変化するときを加工開始・加工停止の判定タイミングとすれば制御情報を読み取るだけで余分なピークが削除された正しいリアルタイム表示グラフを出力することができる。 As will be described in detail later, the variables of the NC program that controls the operation of the machine tool include a macro common variable (e.g., #100) that indicates the machining state of the machine tool; when the value of this macro common variable is zero (e.g., #100 = 0), control is executed to result in a state other than machining (e.g., starting rotation of the rotating spindle or approaching the workpiece), and when the value of the macro common variable is non-zero (e.g., #100 = 1), control is executed to perform actual machining (e.g., cutting with tool 1). Therefore, if the timing for determining the start and stop of machining is determined when the value of this macro common variable changes to non-zero and when it changes to zero, a correct real-time display graph with unnecessary peaks removed can be output simply by reading the control information.
また、前記計測手段で計測した物理量データは、工作機械の本体又は工作機械の外部の保存手段に保存又は更新され、
前記基準データ抽出手段は、前記保存手段に保存された物理量データから同一加工ツール及び同一加工の物理量データを基準データとして抽出する、ことができる。
In addition, the physical quantity data measured by the measuring means is stored or updated in the main body of the machine tool or in a storage means external to the machine tool,
The reference data extraction means can extract, as reference data, physical quantity data of the same processing tool and the same processing from the physical quantity data stored in the storage means.
加工中の状況を表示するリアルタイムグラフに重ね合わせて表示する基準グラフは、保存手段に保存された過去データの中から同一加工ツール及び同一加工のデータに基づくものである。これにより同じ加工で実際、過去に計測した状況と現状とを一見してリアルタイムに比較・検証することができる。 The reference graph, which is displayed overlaid on the real-time graph that shows the status during processing, is based on data from the same processing tool and the same processing from past data stored in the storage means. This makes it possible to instantly compare and verify the actual status measured in the past with the current status for the same processing in real time.
また、前記基準データ抽出手段は、工作機械の動作中に加工ツールが変更されると変更された加工ツール及び変更された加工ツールで実行する加工と同一の加工ツール及び加工の物理量データを新たな基準データとして抽出し、
前記基準データ表示手段は、工作機械の動作中に加工ツールが変更されると前記ウィンドウに既に表示されている基準グラフの削除をし、前記新たな基準データの基準グラフを表示する、機能を有する場合もある。
Furthermore, when the machining tool is changed during operation of the machine tool, the reference data extraction means extracts the changed machining tool and the same machining tool and physical quantity data of the machining as those executed by the changed machining tool as new reference data;
The reference data display means may have a function of deleting the reference graph already displayed in the window and displaying a reference graph of the new reference data when the machining tool is changed during operation of the machine tool.
本加工状態表示装置では、全加工工程中に加工ツールが取り替えられると、加工ツールが変わるたびに基準グラフがウィンドウ内の表示からリセットされ、それぞれの加工ツールに応じた基準データがグラフ表示される。これによりリアルタイムグラフは常に現在加工されている加工ツールでの基準グラフが表示されることとなる。 In this machining status display device, when the machining tool is replaced during the entire machining process, the reference graph is reset from the display in the window each time the machining tool is changed, and the reference data corresponding to each machining tool is displayed in a graph. This means that the real-time graph always displays the reference graph for the machining tool currently being used for machining.
また、前記基準データ抽出手段は、前記保存手段で保存された物理量データから同一加工ツールで前記マクロコモン変数の値が0以外のマクロコモン変数における基準データを抽出する、こともできる。 The reference data extraction means can also extract reference data for macro common variables whose values are other than 0 using the same processing tool from the physical quantity data stored in the storage means.
本加工状態表示装置では、上述したように工作機械の加工状態を表すNCプログラムのマクロコモン変数値がゼロか非ゼロかを読み込んでリアルタイム計測及びグラフ表示を制御している場合には、マクロコモン変数の値(=非ゼロ)により異なる基準データを表示することができる。 As described above, when this machining status display device reads whether the macro common variable value of the NC program that represents the machining status of the machine tool is zero or non-zero to control real-time measurement and graph display, it is possible to display different reference data depending on the value of the macro common variable (= non-zero).
また、前記保存手段は、工作機械の全加工工程又は該全加工工程中の各加工工程において前記計測手段で計測した物理量データを保存し、既に同一の加工ツールでの前記全加工工程又は各加工工程の物理量データが保存されている場合には更新しても良い。 The storage means may store the physical quantity data measured by the measuring means during all machining steps of the machine tool or during each machining step among all machining steps, and may update the physical quantity data when the physical quantity data for all machining steps or each machining step using the same machining tool has already been stored.
保存手段で保存され、基準データとなるものは、加工工程全体としても、その一部の加工工程としても後から再取得することが可能である。したがって、工作機械による加工内容が変更した場合に基準データを取得し直すこともでき、既に取得されている加工内容についても更新してより精度の高い基準データを構成することができる。 The reference data stored in the storage means can be reacquired later, either as the entire machining process or as a part of the machining process. Therefore, if the machining content of the machine tool changes, the reference data can be reacquired, and already acquired machining content can be updated to create more accurate reference data.
なお、前記保存手段での前記計測手段で計測した物理量データの更新は、該保存手段で保存されている同一加工ツール及び同一の加工工程における物理量データに所定の重みづけして同一加工ツール及び同一の加工工程に各動作条件に応じた異常又は正常の予測データ群として出力し、ニューラルネットワークを用いた異常又は正常の予測データを基準データとすることができる。 The physical quantity data measured by the measuring means in the storage means is updated by weighting the physical quantity data for the same processing tool and the same processing process stored in the storage means in a predetermined manner, and outputting the data as a group of predicted abnormal or normal data according to each operating condition for the same processing tool and the same processing process, and the predicted abnormal or normal data using a neural network can be used as reference data.
具体的には、前記基準データ表示手段は、予め設定した基準データとしての閾値、又は前記基準データ抽出手段から抽出された基準データとしての閾値を前記ウィンドウ内に表示する。 Specifically, the reference data display means displays a threshold value as a preset reference data or a threshold value as a reference data extracted by the reference data extraction means in the window.
基準データには閾値を設定し、グラフ表示することができる。閾値を表示することで現状の加工状態は工具寿命等の限界点にどの程度近づいているか一見して把握することができる。 Thresholds can be set for the reference data and displayed in a graph. By displaying the thresholds, it is possible to see at a glance how close the current machining state is to reaching the limit of tool life, etc.
さらに、前記リアルタイムデータ表示手段及び前記基準データ表示手段は、同一の加工ツール及び同一の加工工程について工作機械のNCプログラムにおける同一の加工量が同一の時間軸となるように調整してグラフ表示しても良い。 Furthermore, the real-time data display means and the reference data display means may be adjusted to display the same machining amount in the NC program of the machine tool for the same machining tool and the same machining process on the same time axis.
本加工状態表示装置では加工状態に合わせて時間軸を調整するためにNCプログラムのパラメータを基準に、同一加工量が同一時間軸になるように時間軸を伸縮又は位置合わせ調整してグラフの横軸を調整している。工作機械における加工時間は、工具摩耗による補正量の変更や送りオーバーライド等の要因により同一工具、同一加工工程であっても変動するものであるが、同一工具・同一加工のデータ同士を比較する場合、加工時間が変動すると加工開始から終了までの工程同士で時間軸が変動し、詳細な比較をし難くなる場合がある。この問題を改善すべく本加工状態表示装置では、NCプログラムのパラメータを基準にグラフの時間軸(横軸)を調整している。 In this machining status display device, in order to adjust the time axis to match the machining status, the horizontal axis of the graph is adjusted by expanding/contracting or aligning the time axis so that the same machining amount is on the same time axis, based on the parameters of the NC program. Machining time in machine tools varies even with the same tool and machining process due to factors such as changes in the amount of compensation due to tool wear and feed overrides, but when comparing data for the same tool and the same machining, if the machining time varies, the time axis will vary between processes from the start to the end of machining, making it difficult to make detailed comparisons. To improve this problem, this machining status display device adjusts the time axis (horizontal axis) of the graph based on the parameters of the NC program.
なお、本明細書で同一の加工ツール、同一の加工工程は、当業者が同一の加工ツール、同一の加工工程と判断する同種のものであり、製造メーカや工作機械が異なるものも含まれる。 In this specification, the same machining tool and the same machining process are of the same type that a person skilled in the art would judge to be the same machining tool and the same machining process, and include those made by different manufacturers or machine tools.
本発明の加工状態表示装置によれば、工作機械の加工ツールにより被加工物を加工する際に加工ツール等の状況をリアルタイムにグラフ表示するとともに過去データ等に基づく基準データを同時に重ね合わせてグラフ表示することができる。 The machining state display device of the present invention can display a graph of the status of the machining tool, etc. in real time when machining a workpiece with the machining tool of a machine tool, and can simultaneously display a graph superimposed with reference data based on past data, etc.
図1(a)は、工作機械としてのマシニングセンタの回転主軸2に工具の温度・加速度を計測するセンサを有するツールホルダユニット1(特許文献1~3参照)が把持された状態の写真図を示している。このツールホルダユニット1は、通常のツールホルダと同様にその上部を回転主軸2に把持され、下部で工具を把持するものであり、通常のツールホルダと異なり、加工中の工具近傍の状態をリアルタイムに検出できる機能を有するユニットとして形成されている。 Figure 1(a) shows a photograph of a tool holder unit 1 (see Patent Documents 1 to 3) having sensors that measure the temperature and acceleration of a tool held by the rotating spindle 2 of a machining center as a machine tool. This tool holder unit 1 is held by the rotating spindle 2 at its upper part, like a normal tool holder, and holds a tool at its lower part, but unlike normal tool holders, it is formed as a unit with the function of being able to detect in real time the conditions in the vicinity of the tool during machining.
このユニットでは、加工中の工具の温度、加速度(振動)とマシニングセンタの回転主軸に備えられたモータの負荷(応力(ロードメータ値))を測定し、そのデータをデジタル化して外部に送信し、外部端末(外部パソコン32)で受信し、分析する。図1(b)は、図1(a)のツールホルダユニット1からのデータを受信し、分析する外部端末の例示写真である。レシーバ31はツールホルダユニット1からのデジタルデータを受信し、外部パソコン32に送信する。レシーバ31から送信されたデータを受信した外部パソコン32は内部の専用ソフトウェアで処理(又は演算)してディスプレイ上のウィンドウ10に時系列にグラフ表示に表示する。 This unit measures the temperature and acceleration (vibration) of the tool during machining, and the load (stress (load meter value)) of the motor attached to the rotating spindle of the machining center, digitizes the data and transmits it to the outside, where it is received and analyzed by an external terminal (external computer 32). Figure 1(b) is an example photograph of an external terminal that receives and analyzes data from the tool holder unit 1 in Figure 1(a). The receiver 31 receives the digital data from the tool holder unit 1 and transmits it to the external computer 32. The external computer 32 receives the data transmitted from the receiver 31, processes (or calculates) it using dedicated software inside, and displays the data in a chronological graph in window 10 on the display.
図2は、図1のユニットで計測された温度データ、加速度データ、応力データをディスプレイ上のウィンドウ10に時系列に表示した例を示している。具体的には、タグ11には加工工程のタイムチャート、タグ12にはツールホルダユニット1内に装着する加速度センサ(図示せず)からのX方向の加速度値、タグ13には前記加速度センサからの回転方向の加速度値、タグ14には工具内の先端近傍に配設した熱電対(図示せず)及びこのデータを処理したツールホルダユニット1からの温度値、タグ15にはマシニングセンタの回転主軸に備えたモータの負荷値(ロードメータ値)が時系列にグラフ表示される。そのうち図2ではロードメータ値を縦軸、時間(sec)を横軸としてリアルタイムにグラフ表示(リアルタイム表示グラフ20参照)されている様子が示されている。 Figure 2 shows an example of temperature data, acceleration data, and stress data measured by the unit in Figure 1 displayed in a time series in a window 10 on a display. Specifically, tag 11 displays a time chart of the machining process, tag 12 displays the acceleration value in the X direction from an acceleration sensor (not shown) mounted in the tool holder unit 1, tag 13 displays the acceleration value in the rotation direction from the acceleration sensor, tag 14 displays the temperature value from a thermocouple (not shown) disposed near the tip of the tool and the tool holder unit 1 that processes this data, and tag 15 displays the load value (load meter value) of the motor attached to the rotating spindle of the machining center in a time series graph. Figure 2 shows a real-time graph display (see real-time display graph 20) with the load meter value on the vertical axis and time (sec) on the horizontal axis.
また、図2ではディスプレイのウィンドウ10内に表示されたロードメータ値のリアルタイム表示グラフ20に、基準となる過去データ等の基準データ表示グラフ21を重ねてグラフ表示していることがわかる。このようにリアルタイム表示グラフ20と基準データ表示グラフ21とを重ねて表示することで加工中の工具が同じ工具及び加工工程における過去データ等の基準データとを比較して現在の工具状況を一見して理解することができる。 Also, in FIG. 2, it can be seen that a real-time display graph 20 of the load meter value displayed in the display window 10 is superimposed on a reference data display graph 21 of past data, etc., which serves as a reference. By superimposing the real-time display graph 20 and the reference data display graph 21 in this way, the current tool status can be understood at a glance by comparing the tool being used for machining with reference data such as past data for the same tool and machining process.
また、図2ではディスプレイのウィンドウ10内に表示されたロードメータ値のリアルタイム表示グラフ20及び基準データ表示グラフ21以外にロードメータ値の上閾値を重ねて表示していることがわかる(閾値表示グラフ22参照)。そしてマシニングセンタの加工中にそのロードメータ値が閾値を超えるとその工具番号(ツール番号)をディスプレイ上に表示し(図2の参照番号23参照)、ウィンドウ10の枠の色を変化させて警告表示し、警告音を鳴らして作業者に通知する。閾値を超えた工具を作業者が確認し、アラーム停止ボタン24をクリックするとウィンドウ10の枠の色を通常時に戻し、警告音を消して警告表示を終了する(詳細には後述)。 Also, in Figure 2, in addition to the load meter value real-time display graph 20 and reference data display graph 21 displayed in the window 10 of the display, an upper threshold value of the load meter value is superimposed and displayed (see threshold display graph 22). If the load meter value exceeds the threshold during machining at the machining center, the tool number is displayed on the display (see reference number 23 in Figure 2), the color of the frame of window 10 is changed to display a warning, and an alarm sound is sounded to notify the operator. When the operator confirms the tool that has exceeded the threshold and clicks the alarm stop button 24, the color of the frame of window 10 is returned to normal, the alarm sound is turned off, and the warning display ends (details will be described later).
次に、リアルタイム表示グラフ20と基準データ表示グラフ21との重ね合わせ表示について説明する。図3には本加工状態表示装置で図2に示す工作機械のロードメータ値を表示するフロー図を示している。 Next, we will explain the overlapping display of the real-time display graph 20 and the reference data display graph 21. Figure 3 shows a flow diagram for displaying the load meter value of the machine tool shown in Figure 2 with this machining state display device.
まず、工作機械のNCプログラムと本加工状態表示装置との間で加工の状態を共有するためのマクロ変数(カスタムマクロ変数)を各工具に指定された工具番号(以下、「ツール番号」とも称する)ごとに設定する(STEP10)。NCプログラムで使用する変数はローカル変数とシステム変数とマクロ変数(マクロコモン変数)の3種類で構成され、NCプラグラムに「#三桁数字’」に数値が代入され、種々の加工に使いまわして使用することができるものである。
例えば、
#100=10. …(1)
#101=20.+#100 …(2)
#100=#100+#101 …(3)
の場合、
(1)で変数#100に10.という数値を代入し、(2)では20.という数値と#100に入っている数値10.を加算した数値30.が#101に代入される。
First, macro variables (custom macro variables) for sharing the machining state between the NC program of the machine tool and this machining state display device are set for each tool number (hereinafter also referred to as "tool number") designated for each tool (STEP 10). Variables used in the NC program are composed of three types: local variables, system variables, and macro variables (macro common variables), and a numerical value is substituted for "#3-digit number" in the NC program, so that they can be reused for various machining operations.
for example,
#100=10. …(1)
#101=20. + #100 … (2)
#100 = #100 + #101 ... (3)
in the case of,
In (1), the value 10. is assigned to variable #100, and in (2), the value 30., obtained by adding the value 20. and the value 10. in #100, is assigned to #101.
このようなNCプログラムで使用する変数のうちマクロ変数は、工作機械内部の記憶領域の一部であり、加工プログラム内から自由に実測値を読み書きすることが可能なコモン変数である。このマクロ変数は、#100~#199(電源OFFでクリアされる変数)、#500~#999(電源OFFでクリアされない変数)であり、工作機械によって使用できる変数が異なるものである。マクロ変数は、本加加工状態工状態表示装置においてディスプレイのウィンドウでグラフ表示させる外部パソコン(図1の外部パソコン32参照)からも読み取ることができる。工作機械のCNCと外部パソコン32上で動作する本加工状態表示装置との間で、加工の状態を共有するために使用するマクロ変数を決めておき、加工プログラム側で加工が行われているときは加工工程を表す予め設定した番号(例えば、1.、2.、3.、…)が格納され、それ以外のときには0.が格納されているように値を代入する。 Among the variables used in such NC programs, macro variables are common variables that are part of the memory area inside the machine tool and can freely read and write actual values from within the machining program. These macro variables are #100 to #199 (variables that are cleared when the power is turned off) and #500 to #999 (variables that are not cleared when the power is turned off), and the variables that can be used vary depending on the machine tool. Macro variables can also be read from an external computer (see external computer 32 in Figure 1) that displays a graph in the display window of the actual machining status display device. Macro variables to be used to share the machining status between the CNC of the machine tool and the actual machining status display device running on the external computer 32 are determined, and a preset number (e.g., 1., 2., 3., ...) that represents the machining process is stored when machining is being performed on the machining program side, and a value is assigned so that 0. is stored otherwise.
例えば、図4には、#120を加工状態を表すマクロ変数とした場合における加工状態でない状態(a)と加工工程2の状態(b)を示すイメージ図が示されている。なお、図3ではマクロ変数値の数値の小数点より後ろの数値0も表示しており(例えば、0.0は上記マクロ変数値0.を示す)、本明細書ではマクロ変数値小数点以下を表示しないこともある(例えば、0は上記マクロ変数値0.を示す)。 For example, Figure 4 shows an image diagram showing (a) a non-machining state and (b) a state of machining process 2 when #120 is the macro variable representing the machining state. Note that in Figure 3, the numerical value 0 after the decimal point of the macro variable value is also displayed (for example, 0.0 indicates the macro variable value 0.), but in this specification, the decimal point of the macro variable value may not be displayed (for example, 0 indicates the macro variable value 0.).
具体的に下記表1は、マシニングセンタで3工程からなる加工において、第1工程と第3工程では共に工具1(ツール番号1)を使用し、第2工程では工具2(ツール番号2)を使用するような加工におけるNCプログラムとマクロ変数値とを示している。
再び図3に示す本加工状態表示装置におけるリアルタイム表示手段及び保存手段の制御フロー図を参照する。STEP10でマクロ変数値が各工具に指定されたツール番号ごとに設定され、実際の加工が開始すると(STEP12)、外部パソコン32でNCプログラムと共有する各工具番号(ツール番号)とマクロ変数値とを読み取る(STEP13)。次に読取られたマクロ変数値を判定する(STEP14(丸1の処理は後述))。マクロ変数値が0の場合は、STEP13~STEP14を繰り返し実行し、マクロ変数値が0以外になるとマシニングセンタのロードメータデータやツールホルダ1からの加速度データ、温度データの計測を開始し(STEP16)、その計測データを外部パソコン32等のディスプレイのウィンドウ10にリアルタイムにグラフ表示し(STEP18)、外部フォルダ又はメモリに逐次保存する(STEP20)。すなわち、マクロ変数値が0から非ゼロに変化したタイミングを計測開始のトリガーとする制御を実行しつつ計測しているリアルタイムデータをグラフ表示している。これはマシニングセンタの回転主軸の回転開始時(及び回転停止時(後述))のロードメータ値の上昇を排除する機能を有する制御である。 Refer again to the control flow diagram of the real-time display means and storage means in the present machining state display device shown in FIG. 3. In STEP 10, the macro variable value is set for each tool number specified for each tool, and when actual machining begins (STEP 12), the external computer 32 reads each tool number (tool number) and the macro variable value shared with the NC program (STEP 13). Next, the read macro variable value is judged (STEP 14 (processing of circle 1 will be described later)). If the macro variable value is 0, STEP 13 to STEP 14 are repeatedly executed, and when the macro variable value becomes other than 0, measurement of the load meter data of the machining center, acceleration data from the tool holder 1, and temperature data is started (STEP 16), and the measurement data is displayed in real time as a graph in the window 10 of the display of the external computer 32, etc. (STEP 18), and is sequentially saved in an external folder or memory (STEP 20). That is, the real-time data measured while executing control that triggers the start of measurement when the macro variable value changes from 0 to non-zero is displayed in a graph. This is a control function that eliminates the rise in the load meter value when the machining center's rotating spindle starts to rotate (and when it stops rotating (see below)).
図5(a)には、#200を加工状態を表すマクロ変数とした場合における加工工程中に読み取られたマクロ変数値の変化の一例が示されており、(b)には該加工工程中のロードメータ値の時系列イメージを示している(加速度値、温度値も同様)。図5(a)の例では4つの加工工程で構成されており、工程1として図示しない工具1(ツール番号1)の呼び出し、主軸回転の開始、被加工物へのアプローチが実行され(#200=0)、(i)工具1による加工が実行され(#200=1)、(ii)被加工物からのリトラクト、主軸回転の停止が実行される(#200=0)。次に工程2として(iii) 工具2(ツール番号2)の呼び出し、主軸回転の開始、被加工物へのアプローチが実行され(#200=0)、その後、(iv)工具2による加工が実行され(#200=2)、(v)被加工物からのリトラクト、主軸回転の停止が実行される(#200=0)。 Figure 5 (a) shows an example of the change in the macro variable value read during the machining process when #200 is the macro variable representing the machining state, and (b) shows a time series image of the load meter value during the machining process (similar to the acceleration value and temperature value). In the example of Figure 5 (a), it is composed of four machining processes, and as process 1, tool 1 (tool number 1) (not shown) is called, the spindle rotation is started, and the workpiece is approached (#200 = 0), (i) machining is performed by tool 1 (#200 = 1), (ii) retraction from the workpiece and stopping of the spindle rotation are performed (#200 = 0). Next, as process 2, (iii) tool 2 (tool number 2) is called, the spindle rotation is started, and the workpiece is approached (#200 = 0), after which (iv) machining is performed by tool 2 (#200 = 2), and (v) retraction from the workpiece and stopping of the spindle rotation are performed (#200 = 0).
次に工程3として(vi) 工具3(ツール番号3)の呼び出し、主軸回転の開始、被加工物へのアプローチが実行され(#200=0)、その後、(vii)工具3による加工が実行され(#200=3)、(ix)被加工物からのリトラクト、主軸回転の停止が実行される(#200=0)。さらに工程4として(x) 工具1(ツール番号1)の呼び出し、主軸回転の開始、被加工物へのアプローチが実行され(#200=0)、その後、(xi)工具1による加工が実行され(#200=4)、(xii)被加工物からのリトラクト、主軸回転の停止が実行され(#200=0)、加工工程が終了する。 Next, as step 3, (vi) tool 3 (tool number 3) is called, the spindle rotation starts, and the workpiece is approached (#200=0), after which (vii) machining is performed with tool 3 (#200=3), (ix) retraction from the workpiece, and the spindle rotation stops (#200=0). Furthermore, as step 4, (x) tool 1 (tool number 1) is called, the spindle rotation starts, and the workpiece is approached (#200=0), after which (xi) machining is performed with tool 1 (#200=4), (xii) retraction from the workpiece, and the spindle rotation stops (#200=0), and the machining process ends.
図5(b)は、図5(a)に示す工程1~工程4においては、例えば工程2を切り出したときのロードメータ値の時系列イメージとなり、上記(iii)~(v)が示されている。この図からもわかるように主軸回転の開始段階 (iii)と主軸回転の停止段階(v)においてロードメータ値が上昇している。この段階は非加工段階であるにもかかわらずロードメータ値が上昇するため、本加工状態表示装置ではこの段階での計測をしない制御を実行している。具体的には図3で前述したSTEP14~16(及び後述のSTEP22~24)となる。 Figure 5(b) is an image of the time series of load meter values when, for example, process 2 is extracted from processes 1 to 4 shown in Figure 5(a), and shows the above (iii) to (v). As can be seen from this figure, the load meter value rises at the start of spindle rotation (iii) and at the stop of spindle rotation (v). Since the load meter value rises at this stage even though it is a non-machining stage, this machining state display device executes control not to measure at this stage. Specifically, this is STEPs 14 to 16 (and STEPs 22 to 24 described below) as previously described in Figure 3.
再び図3に戻って、上述したようにマクロ変数値が0になるとマシニングセンタの回転主軸の回転停止段階になったとして計測を一旦、終了する(STEP24)。このとき表1及び図5(a)にも示したように別の工具に取り替えて違う工程を開始する場合もあるので、工具の呼び出しがされているか判定する(STEP26)。工具の呼び出しがなされておらず、全加工工程が終了していない場合には何らかの理由で一旦、回転主軸が一時停止しているのでマクロ変数が0となっていないことを確認して(STEP28~14)、そのまま計測を継続(STEP16)。また、工具の呼び出しがなされておらず、全加工工程が終了した場合には同一工具及び同一加工における基準データを作成し、外部フォルダに保存する(STEP30)。このとき外部フォルダ内に同一工具(同一ツール番号)及び同一加工(同一マクロ変数)の過去データがある場合には、これを補正等しつつ更新する。 Returning to FIG. 3 again, as described above, when the macro variable value becomes 0, it is determined that the rotation of the spindle of the machining center has stopped, and the measurement is temporarily terminated (STEP 24). At this time, as shown in Table 1 and FIG. 5(a), a different tool may be replaced and a different process may be started, so it is determined whether the tool has been called (STEP 26). If the tool has not been called and all the machining processes have not been completed, the spindle has temporarily stopped for some reason, so it is confirmed that the macro variable is not 0 (STEPs 28 to 14), and the measurement continues as is (STEP 16). Also, if the tool has not been called and all the machining processes have been completed, reference data for the same tool and the same machining is created and saved in an external folder (STEP 30). At this time, if there is past data for the same tool (same tool number) and the same machining (same macro variable) in the external folder, this is updated while making corrections, etc.
そして、基準データが作成・保存・更新されると(STEP30)、ウィンドウ10に表示されているリアルタイムのグラフ表示が終了し、表示がリセットされる(STEP32)。また、STEP26で工具の呼び出しがなされた場合にも、別の工具(異なるツール番号)の加工工程が開始するものとして基準データが作成・保存・更新され(STEP30)、リアルタイムのグラフ表示が終了し、表示がリセットされ(STEP32)、全加工終了までSTEP12~3STEP32まで繰り返される。このように工具が変わるたびにリアルタイム表示手段によるグラフがリセットされ、それぞれの工具及び加工に応じた基準データが作成される。この基準データは、単に同一工具及び同一加工で分類して保存・更新される場合や、さらに同一工具及び同一加工における工具破損等の加工不具合・加工回数に分類して保存・更新される(この点は後述)。 Then, when the reference data is created, saved, and updated (STEP 30), the real-time graph display displayed in window 10 ends, and the display is reset (STEP 32). Also, when a tool is called in STEP 26, the reference data is created, saved, and updated (STEP 30) assuming that a machining process using a different tool (different tool number) is about to begin, the real-time graph display ends, and the display is reset (STEP 32), and STEPs 12 to 32 are repeated until all machining is completed. In this way, the graph displayed by the real-time display means is reset each time the tool is changed, and reference data corresponding to each tool and machining is created. This reference data is saved and updated simply by classifying it according to the same tool and the same machining, or it is saved and updated by classifying it according to machining defects such as tool damage and the number of machining operations for the same tool and the same machining (this will be described later).
次に基準データ抽出手段及び重ね合わせ手段により、リアルタイム表示手段でウィンドウ10内にリアルタイムに表示されている計測グラフと基準データを重ね合わせて表示する制御について説明する。図6には基準データ抽出手段及び重ね合わせ手段による図3の丸1及び丸2の制御フローが例示されている。マクロ変数値がツール番号ごとに設定され、実際の加工が開始し、NCプログラムと共有する各ツール番号とマクロ変数値とが読み取られると(STEP10~STEP13)、別の工具に取り替えて違う工程を開始する否かの判定、すなわち工具の呼び出しがされているか判定する(STEP50)。工具の呼び出しがされている場合、既にSTEP50で保存・更新されている過去データ等で構成された基準データから同一工具及び同一加工の基準データを抽出する(STEP52)。この基準データは、少なくとも過去の同条件の加工における実例データから構成されているものであり、現在、加工中のリアルタイムデータとユーザが比較して工具の現状把握が明確になるデータである。STEP52で抽出する基準データは、STEP30(図3参照)で言及した基準データが同一工具及び同一加工及び加工回数(又は加工不具合)に分類されている場合は、同一工具及び同一加工における複数の基準データを抽出することもできる。基準データが抽出され、既にウィンドウ10内に基準データのグラフが表示されている場合(又は既に基準データが読み込まれているが表示オフになっており、ウィンドウ10内には表示されていない状態の場合)には、表示されている基準データの表示(又は読み込まれた基準データ)をリセットし、まだ何も基準データが読み込まれておらずウィンドウ10内に基準データが表示されていない場合には、抽出した基準データを本加工状態表示装置が読み込んで、ウィンドウ内にそのグラフを表示する(STEP54~STEP58)。 Next, the control of superimposing the measurement graph displayed in real time in the window 10 by the real-time display means and the reference data by the reference data extraction means and the superimposing means will be described. FIG. 6 illustrates the control flow of the reference data extraction means and the superimposing means in the circles 1 and 2 in FIG. 3. When the macro variable value is set for each tool number, actual machining is started, and each tool number and macro variable value shared with the NC program are read (STEP 10 to STEP 13), it is determined whether or not to replace the tool with another tool and start a different process, that is, whether the tool has been called (STEP 50). If the tool has been called, the reference data for the same tool and the same machining is extracted from the reference data composed of past data, etc., that has already been saved and updated in STEP 50 (STEP 52). This reference data is composed of at least actual data from machining under the same conditions in the past, and is data that allows the user to clearly understand the current state of the tool by comparing it with the real-time data currently being machined. When the reference data mentioned in STEP 30 (see FIG. 3) is classified into the same tool and the same processing and the number of processing times (or processing defects), multiple reference data for the same tool and the same processing can be extracted. When the reference data is extracted and a graph of the reference data is already displayed in the window 10 (or when the reference data has already been loaded but the display is turned off and is not displayed in the window 10), the display of the displayed reference data (or the loaded reference data) is reset, and when no reference data has been loaded yet and no reference data is displayed in the window 10, the processing status display device loads the extracted reference data and displays the graph in the window (STEP 54 to STEP 58).
そして、図3で上述したようにマクロ変数値が0以外の場合にのみ加速度データ、温度データを計測し、ウィンドウ10にリアルタイムにグラフ表示と外部フォルダ等への保存をし(STEP14~STEP24)各工具が取り替えられると、再びウィンドウ10内に表示していた基準データのグラフ表示をリセットしてから(STEP60)、基準データの作成・保存・更新を行う(STEP20)。 As described above in FIG. 3, acceleration data and temperature data are measured only when the macro variable value is other than 0, and the data is displayed in real time as a graph in window 10 and saved in an external folder, etc. (STEP 14 to STEP 24). When each tool is replaced, the graph display of the reference data displayed in window 10 is reset again (STEP 60), and then the reference data is created, saved, and updated (STEP 20).
次に基準データの作成・保存・更新について説明する。
図3のフロー図では、マクロ変数値が0以外の加工データをリアルタイムに取得・表示しながら基準データを作成し保存・更新することが例示されている。しかしながら、基準データは逐次、リアルタイムデータから更新していく方法以外にも、同一工具・同一加工工程における最初の基準データ(新たな基準データ)を固定化したり、後に所望のリアルタイムデータを取得して加工全体又は加工の一部を保存・更新する方法もあり得る。
Next, the creation, storage, and update of the reference data will be described.
3, the reference data is created, stored, and updated while acquiring and displaying in real time the machining data whose macro variable value is other than 0. However, in addition to the method of successively updating the reference data from the real-time data, there may be a method of fixing the first reference data (new reference data) for the same tool and the same machining process, or acquiring desired real-time data later and storing and updating the whole machining or a part of the machining.
図7には加工内容を変更した場合に基準データを取得する方法が例示されており、(a)には加工工程全体又は加工工程の一部のリアルタイムデータから基準データを再取得イメージ図、(b)にはウィンドウ10内のチェックBOXをオンにし、基準データを取得する基準データ取得モードの表示画面例を示している。ここで例示している加工工程は、(a)に示すように図5(a)と同様の工具及び同様の各加工工程を全加工工程とするものである(但し、最初の#200=0、#200=3の後の#200=0、#200=4の後の#200=0をそれぞれ省略表記)。ディスプレイ10内の所定位置にあるボタン(図3では略)から図7(b)の画面100を起動して、画面100上の’teaching Mode’のチェック101をONにし、’Start’をクリックすると基準データ取得モードとなり、’Stop’をクリックすると基準データ取得モードが終了する。 Figure 7 illustrates a method for acquiring reference data when the machining contents are changed. (a) is an image of reacquiring reference data from real-time data of the entire machining process or part of the machining process, and (b) shows an example of a display screen in the reference data acquisition mode in which the check box in the window 10 is turned on to acquire reference data. The machining process illustrated here is one in which the same tools and each of the same machining processes as in Figure 5(a) are used as the entire machining process as shown in (a) (however, the first #200=0, #200=0 after #200=3, and #200=0 after #200=4 are omitted). Start the screen 100 in Figure 7(b) from a button in a predetermined position in the display 10 (omitted in Figure 3), turn on the check 101 of 'teaching Mode' on the screen 100, click 'Start' to enter the reference data acquisition mode, and click 'Stop' to end the reference data acquisition mode.
この基準データ取得モードが起動すると、図3で説明したようにマクロ変数値がゼロのときを除いて#200の加工状態におけるリアルタイムデータを取得し、保存することができる。図7(a)に示す工程1では、#200の加工状態の全加工中で基準データ取得モードがONになっており、全行程での取得されたリアルタイムデータを基準データとして再取得し、過去に#200の加工状態の全加工工程(工程1)の基準データがない場合はそのまま新たな基準データが作成・保存され、過去の基準データが存在する場合には更新することができる。更新方法としては、過去の基準データとの差し替え、過去の基準データとの平均化処理、学習制御による基準データの修正設定などが考えられる。また、上述したように加工回数に応じて分類し、それぞれの過去データを更新する場合もある。 When this reference data acquisition mode is activated, real-time data in the machining state of #200 can be acquired and saved, except when the macro variable value is zero, as explained in FIG. 3. In step 1 shown in FIG. 7(a), the reference data acquisition mode is ON during all machining in the machining state of #200, and real-time data acquired in all steps is reacquired as reference data. If there is no reference data for all machining steps (step 1) in the machining state of #200 in the past, new reference data is created and saved as is, and if past reference data exists, it can be updated. Possible methods for updating include replacing with past reference data, averaging with past reference data, and correcting and setting the reference data using learning control. In addition, as described above, past data may be classified according to the number of machining times, and each past data may be updated.
また、図7(a)の工程2に示すように#200の加工状態の全行程の一部であるツール番号2に取り替えられた時点からツール番号2~3による加工を経てツール番号4に取り替えられるまでの加工工程のみリアルタイムデータを基準データとして再取得し、過去に#200の加工状態の工程(工程2)又は工程2の中の各工程(ツール番号2による#200=2の加工工程、ツール番号3による#200=3の加工工程)ごとに過去の基準データを再取得する機能を有する。 As shown in step 2 of FIG. 7(a), real-time data is reacquired as reference data only for the machining process from the point when tool number 2 is replaced, which is part of the entire process of the machining state of #200, through machining by tool numbers 2 and 3, to the point when tool number 4 is replaced, and past reference data is reacquired for each past process of the machining state of #200 (step 2) or each process within step 2 (machining process #200=2 by tool number 2, machining process #200=3 by tool number 3).
また本加工状態表示装置では、ウィンドウ10には工具等のリアルタイムデータをグラフ表示し、同一工具及び同一加工に対する基準データのグラフを重ね合わせて表示する以外に、基準データに閾値を設定することができる。図2では、ウィンドウ10内にロードメータ値/時間のリアルタイム表示グラフ20と基準データのグラフ21とを重ね合わせて表示された状態で同じウィンドウ10で横方向水平に延びるロードメータ値の閾値を表示する直線22が表示されている。 In addition, in this machining state display device, in addition to displaying a graph of real-time data of tools, etc., and superimposing a graph of reference data for the same tool and the same machining in the window 10, a threshold value can be set for the reference data. In FIG. 2, a real-time display graph 20 of load meter value/time and a graph 21 of reference data are superimposed in the window 10, and a straight line 22 indicating the threshold value of the load meter value extending horizontally is displayed in the same window 10.
計測中のリアルタイム表示グラフ21が閾値22を超えると工具番号の表示部分23の色が変わる又は警告音を鳴らす等してユーザに視認させる。また、閾値22を超えた場合、工具番号の表示部分23が変色して警告表示とし、そして工具番号の表示部分23をクリックして警告表示を終了する。 When the real-time display graph 21 during measurement exceeds the threshold value 22, the color of the tool number display portion 23 changes or an alarm sounds, etc., to allow the user to visually confirm. Also, when the threshold value 22 is exceeded, the tool number display portion 23 changes color to display a warning, and the warning display can be ended by clicking the tool number display portion 23.
また、ウィンドウ10内のグラフの横軸(時間軸)は、工作機械のNCプログラムのパラメータ(ブロック番号、座標、マクロ変数)によって伸縮、位置合わせして調整することができる。工作機械における加工時間は、同一工具、同一加工工程であっても変動するものである。加工時間の変動は、工具摩耗による補正量の変更や送りオーバーライド等、種々の要因により発生する。しかしながら、同一工具・同一加工のデータ同士を比較する場合(同一・同種工具や工作機械等の個体差によるデータ同士を比較する場合を含む)、加工時間が変動するとそのままリアルタイムデータと基準データとを比較すると加工開始から終了までの工程同士で時間軸が変動し、詳細な比較をし難い場合がある。 The horizontal axis (time axis) of the graph in window 10 can be adjusted by stretching, adjusting the position, etc., using parameters (block number, coordinates, macro variables) of the NC program of the machine tool. Machining time in a machine tool varies even when the same tool and the same machining process are used. Fluctuations in machining time occur due to various factors, such as changes in the amount of compensation due to tool wear and feed overrides. However, when comparing data from the same tool and the same machining process (including comparing data from the same/similar tools or machine tools due to individual differences), if the machining time varies, comparing the real-time data with the reference data as is will result in fluctuations in the time axis between the processes from the start to the end of machining, making it difficult to make a detailed comparison.
このような場合を考慮し、本加工状態表示装置では加工状態に合わせて時間軸を調整するためにNCプログラムのパラメータを基準に時間軸を伸縮又は位置合わせしてグラフの横軸を調整している。図8には、同一工具及び同一加工工程の2つの計測データ(ロードメータ値)をそのまま時間軸調整の処理をせずにウィンドウ10内にグラフ表示し(グラフ(1)、グラフ(2)参照)、同時にNCプログラムのパラメータの1つとしてブロック番号を同時間軸(横軸)に重ね合わせてグラフ表示している(グラフ(3)参照)。また、左縦軸はグラフ(1)(2)のロードメータ値、右縦軸はグラフ(3)のブロック数を表示している。 Taking such cases into consideration, in this machining state display device, the horizontal axis of the graph is adjusted by expanding/contracting or aligning the time axis based on the parameters of the NC program in order to adjust the time axis to match the machining state. In Figure 8, two pieces of measurement data (load meter values) for the same tool and the same machining process are displayed as graphs in window 10 without time axis adjustment (see graphs (1) and (2)), and at the same time, the block number is superimposed on the same time axis (horizontal axis) as one of the parameters of the NC program and is displayed as a graph (see graph (3)). In addition, the left vertical axis shows the load meter values of graphs (1) and (2), and the right vertical axis shows the number of blocks in graph (3).
図8の時間軸(横軸)の下段の矢印(a)に示すようにグラフ(1)の波形は加工時間65(sec)であり、矢印(b)に示すようにグラフ(2)の波形は加工時間55(sec)であり、矢印(c)に示すようにグラフ(3)の波形は加工時間75(sec)であり、グラフ(3)のNCプログラムのブロック数が同一であっても実際の加工時間はそれぞれ異なっている。本加工状態表示装置ではこのような状態の場合に、時間軸(横軸)を全体をNCプログラムのブロック数に合わせてグラフ(1)(2)を伸縮調整し、原点をブロック数=0にグラフ(1)(2)を位置合わせすることとしている。 As shown by the arrow (a) at the bottom of the time axis (horizontal axis) in Figure 8, the waveform of graph (1) is a machining time of 65 (sec), as shown by the arrow (b) the waveform of graph (2) is a machining time of 55 (sec), and as shown by the arrow (c) the waveform of graph (3) is a machining time of 75 (sec), and the actual machining times are different even though the number of blocks in the NC program in graph (3) is the same. In this type of situation, the machining status display device adjusts the time axis (horizontal axis) as a whole to match the number of blocks in the NC program, and adjusts the length and width of graphs (1) and (2), and aligns graphs (1) and (2) so that the origin is set to number of blocks = 0.
1…ツールホルダユニット
2…回転主軸
10…ウィンドウ
11,12,13,14,15…タグ
2…回転主軸
20…リアルタイム表示グラフ
21…基準データ表示グラフ
22…閾値表示グラフ
23…工具番号の表示部分
24…アラーム停止ボタン
31…レシーバ
32…外部パソコン
100…画面
101…チェック
1... tool holder unit 2... rotating spindle 10... window 11, 12, 13, 14, 15... tag 2... rotating spindle 20... real-time display graph 21... reference data display graph 22... threshold value display graph 23... tool number display portion 24... alarm stop button 31... receiver 32... external personal computer 100... screen 101... check
Claims (6)
前記計測手段でリアルタイムに計測された物理量データを、所望の時間範囲でグラフ表示可能なウィンドウに時系列でリアルタイムグラフ表示するリアルタイムデータ表示手段と、
前記計測手段で計測している加工ツール及び加工工程と同じ加工ツール及び加工工程における物理量データの時系列の基準データを抽出する基準データ抽出手段と、
前記基準データ抽出手段から抽出した時系列の基準データを前記計測手段で計測している加工工程に重ね合わせて前記ウィンドウに基準グラフを表示する基準データ表示手段と、を有し、
前記計測手段で計測した物理量データは、工作機械の本体又は工作機械の外部の保存手段に保存又は更新され、
前記基準データ抽出手段は、前記保存手段に保存された物理量データから同一加工ツール及び同一加工の物理量データを基準データとして抽出し、
前記基準データ抽出手段は、工作機械の動作中に加工ツールが変更されると変更された加工ツール及び変更された加工ツールで実行する加工と同一の加工ツール及び加工の物理量データを新たな基準データとして抽出し、
前記基準データ表示手段は、工作機械の動作中に加工ツールが変更されると前記ウィンドウに既に表示されている基準グラフの削除をし、前記新たな基準データの基準グラフを表示する、加工状態表示装置。 A measuring means for measuring in real time a temperature and/or an acceleration of a machining tool at the tip of the machine tool during a machining process , and/or other physical quantity data including an output of a rotary spindle of the machine tool ;
a real-time data display means for displaying the physical quantity data measured in real time by the measuring means in a time-series real-time graph in a window capable of displaying a graph within a desired time range;
a reference data extraction means for extracting reference data of time series of physical quantity data for the same processing tool and processing process as those measured by the measurement means;
a reference data display means for displaying a reference graph in the window by superimposing the time-series reference data extracted by the reference data extraction means on the processing step being measured by the measurement means ,
The physical quantity data measured by the measuring means is stored or updated in the main body of the machine tool or in a storage means external to the machine tool,
The reference data extraction means extracts physical quantity data of a same processing tool and a same processing from the physical quantity data stored in the storage means as reference data;
the reference data extraction means extracts, when a machining tool is changed during operation of the machine tool, the changed machining tool and the same machining tool and physical quantity data of the machining as those executed by the changed machining tool as new reference data;
The reference data display means deletes the reference graph already displayed in the window when the machining tool is changed during operation of the machine tool, and displays the reference graph of the new reference data.
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