JPH074734B2 - Cutting condition monitoring device for cutting equipment - Google Patents
Cutting condition monitoring device for cutting equipmentInfo
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- JPH074734B2 JPH074734B2 JP63292364A JP29236488A JPH074734B2 JP H074734 B2 JPH074734 B2 JP H074734B2 JP 63292364 A JP63292364 A JP 63292364A JP 29236488 A JP29236488 A JP 29236488A JP H074734 B2 JPH074734 B2 JP H074734B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、鋼管や丸棒などの鋼材の端面を切削する面取
機などの切削装置の切削状況を監視する装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a device for monitoring a cutting condition of a cutting device such as a chamfering machine that cuts an end surface of a steel material such as a steel pipe or a round bar.
〈従来の技術〉 通常、圧延機などで製造された鋼管や丸棒などの鋼材
は、所定の長さに切断されて製品とされるのであるが、
その切断加工の段階で生じた切断面の不揃いやバリなど
を除去するため、あるいは需要家の端面取りとか外面取
りなどの要求を満たすために、面取加工が施される。<Prior Art> Normally, steel materials such as steel pipes and round bars manufactured by rolling mills are cut into a predetermined length to make products.
The chamfering process is performed in order to remove the unevenness or burrs of the cut surface generated at the stage of the cutting process, or to satisfy the requirements of the customer such as the end chamfering and the outer chamfering.
この面取加工を行う面取機としては、例えば第3図に示
すように、鋼管1をクランプ2で固定した状態で、バイ
ト3を取付けたバイトホルダ4を回転軸5を介して駆動
装置6によって鋼管1の軸心と同一軸上で回転させなが
ら、サーボモータ7によってバイト3を鋼管1の端面に
押し当てて切削するものが多く用いられている。As a chamfering machine for performing this chamfering process, for example, as shown in FIG. 3, a tool 6 having a tool holder 4 with a tool 3 attached thereto via a rotary shaft 5 while a steel pipe 1 is fixed by a clamp 2. In many cases, the cutting tool 3 is pressed against the end surface of the steel pipe 1 by the servo motor 7 while rotating on the same axis as the shaft center of the steel pipe 1.
その切削に用いられるバイト3には、フェーシングと称
する端面取りや、リーミングと呼ばれる内面取り、さら
にチャンファリングあるいはベベリングと呼ばれる外面
取りの3種類があり、目的に応じてその1個ないし3個
を組み合わせてバイトホルダ4にセットして面取加工が
行われる。There are three types of cutting tool 3 used for cutting, end chamfering called facing, inner chamfering called reaming, and outer chamfering called chamfering or beveling, and one or three of them can be combined depending on the purpose. Chamfering is performed by setting the tool on the bite holder 4.
例えば、第4図(a)は外面取りの場合を示したもの
で、バイトホルダ4に固定されたシャンク8aの先端にク
ランプされたベベル用チップ9aによって外面が切削され
るが、その際、シャンク8b,8cにクランプされたチップ9
b,9cによって端面のルートフェースおよび内面のチャン
ファも同時に切削される。For example, FIG. 4 (a) shows a case of chamfering, in which the bevel tip 9a clamped to the tip of the shank 8a fixed to the bite holder 4 cuts the outer surface. Tip 9 clamped to 8b, 8c
The root face on the end face and the chamfer on the inner face are also cut by b and 9c at the same time.
また、第4図(b)は端面取りを示したもので、シャン
ク8dにクランプされたフェーシング用チップ9dによって
端面が切削されると同時に、シャンク8e,8fにクランプ
されたチップ9e,9fにより外面のチャンファおよび内面
のリーミングも切削されるものである。Further, FIG. 4 (b) shows an end chamfer, in which the end surface is cut by the facing tip 9d clamped to the shank 8d, and at the same time, the outer surface is cut by the tips 9e, 9f clamped to the shank 8e, 8f. The chamfer and inner reaming are also cut.
〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記したように面取作業において、面取機の
切削状況を監視するために、それぞれの面取機毎に少な
くとも1人の作業員を配置しなければならないという問
題がある。その理由としては、以下の2点が挙げられ
る。<Problems to be Solved by the Invention> By the way, in the chamfering work as described above, at least one worker must be arranged for each chamfering machine in order to monitor the cutting state of the chamfering machine. There is a problem of not becoming. The reason is as follows.
バイトの欠損あるいは摩耗などにより、いつ切削不良
が発生するか予測がつかないため、作業員による常時監
視を必要とすること。It is not possible to predict when cutting defects will occur due to chipping or wear of the cutting tool, so constant monitoring by workers is required.
バイトの欠損について、発明者らが調査したところ、ク
レータ摩耗やヒビ割れが主なもので、その原因として前
工程の定尺切断時において発生した内面バリによるヒー
トクラックや衝撃力によるものであることが判明してい
る。When the inventors investigated the bite loss, it was found that crater wear and cracks were the main ones, and it was due to heat cracks and impact force due to internal burrs that occurred during constant-length cutting in the previous process. Is known.
バイトの欠損あるいは摩耗が発見された場合には、速
やかにバイトを交換して再度面取りを行う必要があるこ
と。If the cutting tool is found to be missing or worn, it must be replaced immediately and chamfered again.
さらに、この面取工程の下流に設けられている面検場に
おいて、通常の端面検査以外に、面取品質の保証および
面取機作業員の人的ミス防止のために、面取部のチェッ
クを行う必要があり、その作業負荷を増大化させるとい
う問題もある。In addition, at the chamfer inspection site provided downstream of this chamfering process, in addition to the normal end face inspection, the chamfering part is checked to ensure the chamfering quality and prevent human error by the chamfering machine operator. There is also a problem in that the work load is increased.
このような問題に対処するために、例えば特開昭61−38
847号公報に開示されているように、切削中の切削振動
または加速度を測定し、第1の時間帯の所定の周波数帯
域の面積パワーと、第2の時間帯の所定の周波数帯域の
面積パワーとの比の変化を監視して切削状態の異常や切
削工具の欠損などを検出する方法が提案されている。To deal with such a problem, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-38
As disclosed in Japanese Patent No. 847, cutting vibration or acceleration during cutting is measured, and area power of a predetermined frequency band in a first time zone and area power of a predetermined frequency band in a second time zone are measured. There has been proposed a method of detecting a change in the cutting ratio, a cutting tool abnormality, etc.
しかながら、この方法では、切削監視に適した周波数帯
域を事前に探索しておかねばならないこと、また、切削
装置をメンテナスした後は必ずその周波数帯域の適・不
適を調査しておかねばならないこと、さらに、周波数帯
域の面積パワーを求めるために、FFT(高速フーリエ解
析装置)を必要とするが、その入力信号は適当な前処理
を施さなければ目的に適した最適な解析結果が得られな
いことなどの使用上の難問があり、再現性のある結果を
得ることは困難である。また、装置の構成が複雑であ
り、かつ高価であるという問題もある。However, with this method, it is necessary to search for a frequency band suitable for cutting monitoring in advance, and it is also necessary to investigate the suitability of the frequency band after maintaining the cutting device. Moreover, in order to obtain the area power of the frequency band, an FFT (Fast Fourier Analysis Device) is required, but unless the input signal is properly preprocessed, the optimum analysis result suitable for the purpose cannot be obtained. However, it is difficult to obtain reproducible results because there are difficulties in use. There is also a problem that the structure of the device is complicated and expensive.
本発明は、上記のような課題を解決すべくなされたもの
であって、既存の切削装置にも容易に装着でき、また市
販の安価な測定器を用いて切削中における切削工具の欠
損や摩耗などを検出することの可能な装置を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, can be easily installed in existing cutting equipment, and also using a commercially available inexpensive measuring instrument, damage and wear of the cutting tool during cutting. It is an object of the present invention to provide a device capable of detecting such as.
〈課題を解決するための手段〉 本発明者らは、切削装置の切削監視について鋭意検討し
た結果、切削装置の軸方向切削反力を測定することによ
り、バイトの欠損や摩耗などを精度よく検出することが
できることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成
させるに至った。<Means for Solving the Problem> The inventors of the present invention have made extensive studies on cutting monitoring of a cutting device, and as a result, accurately detect a cutting tool defect or wear by measuring an axial cutting reaction force of the cutting device. Based on this finding, the present invention has been completed.
すなわち、本発明の要旨とするところは、切削される鋼
材の一部を把持装置によって把持して、この鋼材の端面
をバイトを用いて切削する際の切削状況を監視する装置
であって、前記把持装置をベースに固定する固定ボルト
の反バイト側に装着されて、鋼材の切削時における切削
開始から切削終了までの軸方向切削反力を測定するワッ
シャ型圧縮ストレンゲージロードセルと、予め切削鋼材
のロットの最初の複数本の切削加工時に測定された軸方
向切削反力のピーク値から算出された平均値を用いて、
欠損判定設定値,摩耗判定設定値および未完切削判定設
定値をそれぞれ設定する設定装置と、前記ワッシャ型圧
縮ストレンゲージロードセルによって測定される切削鋼
材の切削時の軸方向切削反力を入力して、前記設定装置
で設定された前記欠損判定設定値,摩耗判定設定値およ
び未完切削判定設定値とを順次比較して、前記いずれか
の設定値を超えたと判定されたときには、警報制御装置
に異常の警報信号を発する演算装置と、からなることを
特徴とする切削装置の切削状況監視装置とすることによ
り、上記目的を達成するものである。That is, the gist of the present invention is a device for gripping a part of a steel material to be cut by a gripping device and monitoring a cutting situation when cutting an end surface of the steel material with a cutting tool, A washer-type compression strain gauge load cell that is attached to the opposite side of the fixing bolt that fixes the gripping device to the base and measures the axial cutting reaction force from the start of cutting to the end of cutting when cutting steel, Using the average value calculated from the peak value of the axial cutting reaction force measured during the cutting of the first multiple lots,
A setting device for setting the defect judgment set value, the wear judgment set value, and the incomplete cutting judgment set value, and the axial cutting reaction force at the time of cutting the cutting steel material measured by the washer-type compression strain gauge load cell are input, The loss determination set value, the wear determination set value, and the incomplete cutting determination set value set by the setting device are sequentially compared, and when it is determined that any one of the set values is exceeded, the alarm control device is in an abnormal state. The above object is achieved by a cutting condition monitoring device for a cutting device, which comprises an arithmetic device for issuing an alarm signal.
〈作用〉 鋼材の端面加工は、回転方向トルクと軸長手方向トルク
の合成トルクによって切削加工がなされることがよく知
られている。そのうち、回転方向トルクは、バイトを装
着したバイトホルダを回転させるモータなどの駆動装置
の負荷電流を測定することにより得ることができる。し
かし、それらの駆動系の慣性モーメントが大きいことか
ら、回転方向トルクのみではバイトが大きく欠損した場
合は検出できることもあるが、小さい欠陥・摩耗が発生
した場合は検出することが困難である。<Operation> It is well known that the end face machining of steel material is performed by the combined torque of the rotational direction torque and the shaft longitudinal direction torque. Among them, the torque in the rotation direction can be obtained by measuring a load current of a driving device such as a motor that rotates a bite holder equipped with a bite. However, since the moment of inertia of these drive systems is large, it may be possible to detect a large loss of the bite only by the torque in the rotational direction, but it is difficult to detect when a small defect or wear occurs.
一方、軸長手方向トルクはバイトに直接作用する力であ
るから、この軸長手方向トルクを測定することにより、
バイトの欠損や摩耗によって生じる小さなトルクの変化
を検出することが可能である。On the other hand, the axial longitudinal torque is a force that acts directly on the cutting tool, so by measuring this axial longitudinal torque,
It is possible to detect small torque changes caused by chipping or wear of the cutting tool.
そこで、本発明者らが、切削装置の切削時における切削
トルクを精度よく検出可能なロードセルを種々調査した
ところ、レボウ社製の“ボルトフォースセンサ(BOLT F
ORCE SENSOR)”なるワッシャ型圧縮ストレンゲージロ
ードセル(以下、ロードワッシャと略称する)が適して
いることを見出した。Therefore, the inventors of the present invention investigated various load cells capable of accurately detecting the cutting torque at the time of cutting by the cutting device, and found that "Bolt Force Sensor (BOLT F
ORCE SENSOR) "washer type compression strain gauge load cell (hereinafter abbreviated as load washer) has been found to be suitable.
このロードワッシャによる測定実験の状況について、以
下に詳しく説明する。The situation of the measurement experiment using the load washer will be described in detail below.
まず、第5図に示すように、チャック装置2のA,B,Cの
3点における組付けボルト11a,11b,11cにロードワッシ
ャ(モデルNo.3711−312,容量3175kg)10a,10b,10cをそ
れぞれ装着してナット12a,12b,12cで固定して、鋼管1
の端面を切削している間における軸長手方向トルクによ
って生じる軸方向切削反力(以下、単に反力という)の
測定を行ってみた。First, as shown in FIG. 5, the load washers (model No.3711-312, capacity 3175 kg) 10a, 10b, 10c are attached to the assembly bolts 11a, 11b, 11c at the three points A, B, C of the chuck device 2. And attach them with nuts 12a, 12b, 12c to secure the steel pipe 1
The axial cutting reaction force (hereinafter, simply referred to as reaction force) generated by the torque in the axial longitudinal direction during cutting the end face of was measured.
その結果を第6図(a),(b),(c)にそれぞれ示
す。図から明らかなように、C点での反力の測定値が、
他のA,Bの2点に比べて切削装置の特性をよく現してお
り、切削監視を行うのに適していることがわかる。The results are shown in FIGS. 6 (a), (b) and (c), respectively. As is clear from the figure, the measured value of the reaction force at point C is
Compared to the other two points A and B, the characteristics of the cutting device are better represented, and it is clear that it is suitable for monitoring cutting.
ついで、前記C点におけるロードワッシャ11cを用い
て、内面チップが正常なものと摩耗量の大きいものとの
比較実験を、外径;159.0mmφ×肉厚;6.0mmtの鋼管につ
いて行った。そのときの反力の変化の状況を、ピース毎
に平均して第7図(a)に示した。内面チップが正常で
あるピースNo.1〜3については、反力がほぼ20kgである
のに対し、摩耗量が大きい内面チップの場合はピースN
o.4,5はいずれも21kg以上と5%以上の差があり、その
有意差が明らかである。Then, using the load washer 11c at the point C, a comparative experiment was carried out between a normal inner surface tip and a large amount of wear on a steel pipe having an outer diameter of 159.0 mmφ × wall thickness of 6.0 mmt. The state of change in the reaction force at that time is shown in FIG. 7 (a) on average for each piece. For pieces No. 1 to 3 in which the inner chip is normal, the reaction force is about 20 kg, whereas in the case of the inner chip with a large amount of wear, piece N
All of o.4 and 5 have a difference of 21% or more and 5% or more, and the significant difference is clear.
さらに、同様にして、端面チップの正常なものと欠損し
たものとのそれぞれの反力の変化を比較測定した結果を
第7図(b)に示した。端面チップが正常であるピース
No.1〜3については、反力がほぼ20kgであるのに対し、
欠損したチップを用いたピースNo.4,5はいずれも23kg以
上と15%以上の差があり、その有意差は明らかである。Further, in the same manner, FIG. 7 (b) shows the result of comparative measurement of the changes in the reaction forces of the normal end face chip and the defective end face chip. Piece with normal end face tip
For Nos. 1 to 3, the reaction force is almost 20 kg, while
Pieces Nos. 4 and 5 using defective chips all have a difference of 23 kg or more and 15% or more, and the significant difference is clear.
これらの知見をもとにしてさらに種々の測定試験を行っ
たところ、切削加工時の反力は、正常な切削時と切削工
具の欠損時では、被切削材の外径,管厚,そのグレード
や端面加工の形状、また面取機の主軸回転数,切削送り
速度などの要因によって変化することも判明した。した
がって、上記の諸条件に対する正常な切削時における反
力を標準化しておく必要がある。When various measurement tests were conducted based on these findings, the reaction force during cutting showed that the outer diameter of the material to be cut, the pipe thickness and its grade during normal cutting and when the cutting tool was damaged. It was also found that it changes depending on factors such as the shape of the end face machining, the spindle speed of the chamfering machine, and the cutting feed rate. Therefore, it is necessary to standardize the reaction force during normal cutting with respect to the above conditions.
第8図は、チップが正常なときの切削1サイクルの反力
の特性の一例を示したものである。図において、反力T
を時刻tSでチャッキング開始から測定開始すると、反力
零点Toから立ち上がりはじめ、チャッキング終了の時刻
t1で初期反力値TSになり、切削を開始した時刻t2の後で
ピーク反力値Tpに到達する。そして、切削を完了した時
刻t3までのΔt(=t3−t2)の間は、反力TはΔTの幅
で変動しながらピーク反力Tpが出現し、測定終了時刻tE
で再びToに戻る。FIG. 8 shows an example of reaction force characteristics of one cycle of cutting when the tip is normal. In the figure, the reaction force T
When the time t S in the chat to the start of the measurement from the King start, rising early from the reaction force zero point T o, time of chucking end
It becomes the initial reaction force value T S at t 1 and reaches the peak reaction force value T p after the time t 2 when the cutting is started. Then, during the time period Δt (= t 3 −t 2 ) up to the time t 3 when the cutting is completed, the peak reaction force T p appears while the reaction force T varies within the width of ΔT, and the measurement end time t E
In return to again T o.
そこで、このピーク反力Tpを標準値として、同一ロット
の鋼管を同一条件で切削する時におけるピーク反力Tpと
比較するようにすれば、バイトの欠損あるいは摩耗状況
を検出することが可能である。Therefore, the peak reaction force T p as a standard value, if to compare the peak reaction force T p at the time when cutting the steel pipe of the same lot in the same conditions, it is possible to detect defects or wear status byte Is.
しかし、実際には、ロードワッシャあるいはチャッキン
グ装置の締め付け変動などの影響を受けて、ピーク反力
Tpあるいは初期反力値TSが変動するから、それらの影響
をなくするために、標準値を切削開始時刻t2から切削完
了時刻t3までのΔtにおける反力Tを積分して、下記
(1)式に基づいて積分反力値Sを求めるようにしても
よい。However, in reality, the peak reaction force is affected by the fluctuation of the tightening of the load washer or chucking device.
Since T p or the initial reaction force value T S fluctuates, in order to eliminate these effects, the standard value is integrated with the reaction force T at Δt from the cutting start time t 2 to the cutting completion time t 3 , and The integrated reaction force value S may be obtained based on the equation (1).
あるいは、初期反力値TSを風袋とみなして、下記(2)
式に示すようにピーク反力値Tpと初期反力値TSとの差TM
を監視するようにしてもよい。 Alternatively, regarding the initial reaction force value T S as tare, the following (2)
As shown in the equation, the difference T M between the peak reaction force value T p and the initial reaction force value T S
May be monitored.
TM=Tp−TS ……………(2) なお、ピーク反力値Tpの測定は、サンプリングによらざ
るを得ないが、所定のサンプリング時間におけるサンプ
リング値の最大値を選択するようにすればよい。T M = T p −T S ………… (2) Note that the peak reaction force value T p must be measured by sampling, but the maximum sampling value at a predetermined sampling time is selected. You can do it like this.
ここで、上記したピーク反力値Tpあるいは積分反力値S,
反力差値TMを標準値として用いる場合は、1本の測定値
のみでは不安定であるので、例えば3本など複数本につ
いて測定し、それらの平均値を用いるようにするのがよ
い。Here, the above-mentioned peak reaction force value T p or integrated reaction force value S,
When the reaction force difference value T M is used as a standard value, it is unstable with only one measured value. Therefore, it is preferable to measure a plurality of measured values such as three and use the average value thereof.
このようにして求められた標準値を、バイトの欠損判定
または摩耗判定あるいは未完切削判定に用いる場合は、
以下のような処理を行ってそれぞれの設定値とする。When using the standard value obtained in this way for chipping judgment or wear judgment or incomplete cutting judgment,
The following processing is performed to set each set value.
欠損判定モードの場合; 欠損判定モードにおいてピーク反力値Tpを標準値に用い
る場合の設定値TpSは、下記(3)式により決定する。In the case of the defect determination mode: The set value T pS when the peak reaction force value T p is used as the standard value in the defect determination mode is determined by the following formula (3).
TpS=k11・p ……………(3) ここで、k11は定数,pはピーク反力値の平均値であ
る。T pS = k 11 · p (3) Here, k 11 is a constant and p is the average value of the peak reaction force values.
上記したロードワッシャの測定実験結果から、バイトが
欠損したときの反力の大きさは、正常時の15%以上であ
ることが判明している。したがって、この定数k11は、
例えば1.15の係数とするようにすればよい。From the above-mentioned measurement results of the load washer, it is known that the magnitude of the reaction force when the bite is missing is 15% or more of the normal value. Therefore, this constant k 11 is
For example, the coefficient may be 1.15.
そして、この設定値TpSを超えた場合にバイトが“欠
損”したと判定して警報を発するとともに、例えば切削
装置を緊急停止させる処置を講ずるようなインタロック
を組むようにする。Then, when the set value T pS is exceeded, it is determined that the bite is “missing” and an alarm is issued, and an interlock is provided to take measures such as an emergency stop of the cutting device.
なお、積分反力値S,反力差値TMを標準値とする場合は、
下記(4),(5)式を用いるようにすればよい。When the integrated reaction force value S and reaction force difference value T M are standard values,
The following equations (4) and (5) may be used.
SS=k12・ ……………(4) TMS=k13・M ……………(5) ここで、k12,k13は定数、,Mは標準値である積分
反力値S,反力差値TMそれぞれの平均値である。S S = k 12 ········ (4) T MS = k 13 · M ······ (5) where k 12 and k 13 are constants, and M is the standard value of the integral reaction force. It is the average of the value S and the reaction force difference value T M.
摩耗判定モードの場合; 摩耗判定モードにおいてピーク反力値pを標準値に用
いる場合の設定値TpTは、下記(6)式により決定す
る。In the wear determination mode: The set value T pT when the peak reaction force value p is used as the standard value in the wear determination mode is determined by the following equation (6).
TpT=k21・p ……………(6) ここで、k21は定数である。T pT = k 21 · p (6) Here, k 21 is a constant.
上記した欠損判定設定値の決定と同様に、測定実験結果
から、バイトが摩耗したときの反力の大きさは、正常時
の5%以上であることが判明しているから、定数k21の
値は例えば1.05とする。そして、この設定値TpTを超え
た場合にバイトが“摩耗”したと判定して警報を発す
る。Similar to the determination of the defect determination set value described above, it is known from the measurement experimental results that the magnitude of the reaction force when the bite is worn is 5% or more of the normal value, so that the constant k 21 The value is set to 1.05, for example. Then, when the set value T pT is exceeded, it is determined that the bite is “abraded” and an alarm is issued.
なお、積分反力値,反力差値Mを標準値とする場合
は、下記(7),(8)式を用いるようにすればよい。When the integral reaction force value and the reaction force difference value M are standard values, the following equations (7) and (8) may be used.
ST=k22・ ……………(7) TMT=k23・M …………(8) ここで、k22,k23は定数である。S T = k 22 ······················ (7) T MT = k 23 · M ····························· (8) where k 22 and k 23 are constants.
未完切削判定モードの場合; 未完切判定モードにおいてピーク反力値Tpを標準値に用
いる場合の設定値TpUは、下記(9)式により決定す
る。In the case of incomplete cutting determination mode; The set value T pU when the peak reaction force value T p is used as a standard value in the incomplete cutting determination mode is determined by the following equation (9).
TpU=k31・p …………(9) ここで、k31は定数である。T pU = k 31 · p (9) where k 31 is a constant.
例えば鋼管に付着したバリが大きい場合あるいは鋼管の
位置決めが拙い場合に、バイトが切削すべき端面に当た
らずに切削ができないことが時々生じる。このような状
態を早期に検出して改善しようとするのが、この未完切
削判定モードである。それ故、例えば反力が標準値の50
%以下であれば警報を発するようにするとよいので、定
数k31は例えば0.50とする。For example, when the burr adhering to the steel pipe is large, or when the steel pipe is poorly positioned, it sometimes happens that the cutting cannot be performed because the bite does not hit the end face to be cut. It is this incomplete cutting determination mode that attempts to detect and improve such a state at an early stage. Therefore, for example, the reaction force is 50
If it is less than or equal to%, an alarm may be issued, so the constant k 31 is set to 0.50, for example.
なお、積分反力値,反力差値Mを標準値とする場合
は、下記(10),(11)式を用いるようにすればよい。When the integral reaction force value and the reaction force difference value M are standard values, the following equations (10) and (11) may be used.
SU=k32・ ……………(10) TMU=k33・M …………(11) ここで、k32,k33は定数である。 S U = k 32 · ............... ( 10) T MU = k 33 · M ............ (11) where, k 32, k 33 is a constant.
これらの工程の流れを第1図にまとめて示した。The flow of these steps is summarized in FIG.
なお、上記の説明において、軸方向切削反力を検出する
際に、チャッキング装置に加わる反力を用いるようにし
たが、本発明は、それに限定されるものではなく、例え
ば面取機を軸方向に位置制御するサーボモータ7(前出
第3図参照)の取付け部のボルトに取付けても同様の作
用を得ることが可能である。In the above description, when the axial cutting reaction force is detected, the reaction force applied to the chucking device is used, but the present invention is not limited to this, and for example, a chamfering machine The same effect can be obtained by mounting the servo motor 7 (see FIG. 3) for controlling the position in the direction to the bolt of the mounting portion.
また、上記したサーボモータ7の負荷電流を検出するよ
うにすれば、軸方向切削反力を検出するのと同等の作用
を得ることができる。Further, if the load current of the servo motor 7 is detected, the same action as detecting the axial cutting reaction force can be obtained.
すなわち、第9図は、チップが正常なときのサーボモー
タの負荷電流の1サイクルの波形の一例を示したもので
あるが、負荷電流Aは、切削開始時刻t2で無負荷電流Ao
(電流零点)から立ち上がり始めて、ピーク電流Apに到
達し切削完了時刻t3までピーク電流Apを維持することか
ら、前出第8図の反力Tと同様の特性を描くことがわか
る。したがって、ピーク電流Apの変動を監視するように
すれば、バイトの欠損状況を把握することが可能であ
る。That is, FIG. 9 shows an example of the waveform of one cycle of the load current of the servo motor when the tip is normal. The load current A is the no-load current A o at the cutting start time t 2.
Beginning rises from (current zero), since it maintains the peak current A p to the cutting completion time t 3 reaches a peak current A p, it can be seen that the draw characteristics similar to the reaction force T of Figure 8 supra. Therefore, if the fluctuation of the peak current A p is monitored, it is possible to grasp the bite loss condition.
〈実施例〉 以下に、本発明の実施例について、第2図を参照して説
明する。第2図は、本発明方法に係る監視装置の一実施
例を示す構成図である。図中、従来例と同一部材は同一
符号を付してある。Example An example of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a monitoring device according to the method of the present invention. In the figure, the same members as those in the conventional example are designated by the same reference numerals.
図に示すように、チャック装置2のベース固定ボルト11
にロードワッシャ10を装着してナット12をトルクレンチ
で締め付けて固定した。このロードワッシャ10の検出信
号Tを動歪アンプ13で増幅し、演算装置14に入力して演
算される。As shown in the figure, the base fixing bolt 11 of the chuck device 2
The load washer 10 was attached to and the nut 12 was tightened and fixed with a torque wrench. The detection signal T of the load washer 10 is amplified by the dynamic distortion amplifier 13 and input to the arithmetic unit 14 to be calculated.
また、演算装置14には、設定装置15を介して欠損判定モ
ードおよび摩耗判定モードさらに未完切削判定モードの
各設定値が設定される。Further, each set value of the defect determination mode, the wear determination mode, and the incomplete cutting determination mode is set in the arithmetic unit 14 via the setting device 15.
さらに、警報制御装置16によって、欠損警報あるいは摩
耗警報,未完切削警報が発せられるとともに、欠損とい
う重大故障が発生した場合は、面取機の駆動装置6を非
常停止させる。Further, the alarm control device 16 issues a defect alarm, a wear alarm, and an incomplete cutting alarm, and when a serious defect of defect occurs, the drive device 6 of the chamfering machine is stopped.
外径;177.8mmφ×肉厚;30.0mmtの鋼管の端面取りの切削
を実施する際に、上記のように構成した監視装置を適用
した。The outer diameter; 177.8 mmφ × thickness; 30.0 mmt When the end chamfering of the steel pipe was cut, the monitoring device configured as described above was applied.
そのときの面取機の切削回転数は280rpm,フィード速度
は0.46mm/sである。At that time, the cutting speed of the chamfering machine was 280 rpm and the feed speed was 0.46 mm / s.
まず、最初の3本について反力を測定したところ、その
ピーク反力の平均値が148kgであったので、欠損判定設
定値を170.2kg,または摩耗判定設定値を155.4kg,さらに
未完切削設定値を74kgに、それぞれ設定装置15を介して
設定した。First, when the reaction force was measured for the first three, the average value of the peak reaction force was 148 kg, so the defect judgment set value was 170.2 kg, or the wear judgment set value was 155.4 kg, and the incomplete cutting set value was Was set to 74 kg via the setting device 15, respectively.
その結果、最初の3本は順調に切削することができた
が、4本目で端面チップが欠損して警報を発したので、
直ちに面取機を停止して端面チップを交換し、引き続き
切削を行った。As a result, the first three could be cut smoothly, but at the fourth, the end face chip was missing and an alarm was issued.
Immediately, the chamfering machine was stopped, the end face tip was replaced, and the cutting was continued.
なお、上記した実施例は面取機を対象にして説明した
が、本発明はそれに限るものではなく、例えば管端のネ
ジ切削などにも適用できることはいうまでもない。In addition, although the above-described embodiment has been described for a chamfering machine, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that the present invention can be applied to, for example, thread cutting of a pipe end.
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、簡易な手段で軸
方向の切削反力を検出することができるから、早期にバ
イトの欠損あるいは摩耗さらには未完切削を判定するこ
とができ、切削能率および製品品質を向上させることが
でき、さらに省力化に大いに寄与する。<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, it is possible to detect the cutting reaction force in the axial direction by a simple means, and therefore, it is possible to determine the cutting or wear of the cutting tool and the incomplete cutting at an early stage. It is possible to improve cutting efficiency and product quality, and further contribute to labor saving.
第1図は、本発明の工程を示す流れ図、第2図は、本発
明に係る監視装置の一実施例を示す構成図、第3図は、
面取機の従来例を示す側面図、第4図は、面取りの例を
部分的に示す側面図、第5図は、ロードワッシャの測定
実験の状態を示す側面図、第6図は、ロードワッシャの
測定実験における測定データを示す特性図、第7図は、
チップの比較実験の結果を示す特性図、第8図は、切削
加工1サイクルにおける反力の推移を示す特性図、第9
図は、切削加工1サイクルにおけるサーボモータの負荷
電流の推移を示す特性図である。 1……鋼管(鋼材),2……チャック装置(把持装置),3
……バイト,4……バイトホルダ,5……回転軸,6……駆動
装置,7……サーボモータ,8……シャンク,9……チップ,1
0……ロードワッシャ(ワッシャ型圧縮ストレンゲージ
ロードセル),11……固定ボルト,12……ナット,13……
動歪アンプ,14……演算装置,15……設定装置,16……警
報制御装置。FIG. 1 is a flow chart showing the steps of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a monitoring device according to the present invention, and FIG.
Fig. 4 is a side view showing a conventional example of a chamfering machine, Fig. 4 is a side view partially showing an example of chamfering, Fig. 5 is a side view showing a state of a measurement experiment of a load washer, and Fig. 6 is a load. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the measurement data in the washer measurement experiment.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the results of comparative experiments of chips, FIG. 8 is a characteristic diagram showing the transition of reaction force in one cycle of cutting, and FIG.
The figure is a characteristic diagram showing the transition of the load current of the servo motor in one cycle of cutting. 1 …… Steel pipe (steel material), 2 …… Chuck device (grasping device), 3
…… Bite, 4 …… Bite holder, 5 …… Rotary axis, 6 …… Driving device, 7 …… Servomotor, 8 …… Shank, 9 …… Chip, 1
0 …… Road washer (washer type compression strain gauge load cell), 11 …… Fixing bolt, 12 …… Nut, 13 ……
Dynamic strain amplifier, 14 …… Computing device, 15 …… Setting device, 16 …… Alarm control device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−15060(JP,A) 特開 昭62−166948(JP,A) 特開 昭49−6264(JP,A) 特開 昭59−142048(JP,A) 特公 昭56−45739(JP,B2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP 62-15060 (JP, A) JP 62-166948 (JP, A) JP 49-6264 (JP, A) JP 59- 142048 (JP, A) JP-B 56-45739 (JP, B2)
Claims (1)
把持して、この鋼材の端面をバイトを用いて切削する際
の切削状況を監視する装置であって、前記把持装置をベ
ースに固定する固定ボルトの反バイト側に装着されて、
鋼材の切削時における切削開始から切削終了までの軸方
向切削反力を測定するワッシャ型圧縮ストレンゲージロ
ードセルと、予め切削鋼材のロットの最初の複数本の切
削加工時に測定された軸方向切削反力のピーク値から算
出された平均値を用いて、欠損判定設定値,摩耗判定設
定値および未完切削判定設定値をそれぞれ設定する設定
装置と、前記ワッシャ型圧縮ストレンゲージロードセル
によって測定される切削鋼材の切削時の軸方向切削反力
を入力して、前記設定装置で設定された前記欠損判定設
定値,摩耗判定設定値および未完切削判定設定値とを順
次比較して、前記いずれかの設定値を超えたと判定され
たときには、警報制御装置に異常の警報信号を発する演
算装置と、からなることを特徴とする切削装置の切削状
況監視装置。1. A device for gripping a part of a steel material to be cut by a gripping device and monitoring a cutting condition when the end surface of the steel product is cut by using a cutting tool, wherein the gripping device is fixed to a base. It is attached to the opposite bite side of the fixing bolt,
A washer-type compression strain gauge load cell that measures the axial cutting reaction force from the start to the end of cutting when steel is being cut, and the axial cutting reaction force that was measured during the first multiple cutting operations of a lot of precut steel Using the average value calculated from the peak value of, the setting device for setting the defect judgment set value, the wear judgment set value, and the incomplete cutting judgment set value, and the cutting steel material measured by the washer-type compression strain gauge load cell Input the axial cutting reaction force at the time of cutting, sequentially compare the defect judgment set value, the wear judgment set value and the incomplete cutting judgment set value set by the setting device, and determine any one of the set values. A cutting condition monitoring device for a cutting device, comprising: an arithmetic device that issues an abnormal alarm signal to an alarm control device when it is determined that the cutting condition has been exceeded.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63292364A JPH074734B2 (en) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | Cutting condition monitoring device for cutting equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63292364A JPH074734B2 (en) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | Cutting condition monitoring device for cutting equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02139159A JPH02139159A (en) | 1990-05-29 |
| JPH074734B2 true JPH074734B2 (en) | 1995-01-25 |
Family
ID=17780849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63292364A Expired - Lifetime JPH074734B2 (en) | 1988-11-21 | 1988-11-21 | Cutting condition monitoring device for cutting equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH074734B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11846121B2 (en) | 2017-06-02 | 2023-12-19 | Lock Ii, Llc | Device and methods for providing a lock for preventing unwanted access to a locked enclosure |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS496264A (en) * | 1972-05-10 | 1974-01-19 | ||
| JPS5645739A (en) * | 1979-09-20 | 1981-04-25 | Babcock Hitachi Kk | Dry-type exhaust gas desulfurization process |
| JPS59142048A (en) * | 1983-01-26 | 1984-08-15 | Mitsubishi Electric Corp | Abnormality detector for tool |
| JPS62166948A (en) * | 1986-01-16 | 1987-07-23 | Takaaki Nagao | Device for predicting abnormality of rotary tool |
-
1988
- 1988-11-21 JP JP63292364A patent/JPH074734B2/en not_active Expired - Lifetime
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| US11846121B2 (en) | 2017-06-02 | 2023-12-19 | Lock Ii, Llc | Device and methods for providing a lock for preventing unwanted access to a locked enclosure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02139159A (en) | 1990-05-29 |
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