JP5589460B2 - Tool holder mounting abnormality detection method and machine tool - Google Patents
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Description
本発明は、ツールホルダ装着異常検出方法及び工作機械に関する。 The present invention relates to a tool holder mounting abnormality detection method and a machine tool.
マシニングセンタは、ワークを加工するための刃具をツールホルダに取付け、このツールホルダの円錐状のテーパ部を主軸先端のテーパ孔に嵌合位置決めし、ツールホルダの後端のプルスタッドをバネの力で後方に引き込んで主軸に装着しクランプする。そして、この刃具を取付けたツールホルダ(ツール)を装着した主軸を回転駆動してワークを加工する。マシニングセンタは、例えばドリル、タップ、フライス、ボーリング工具等の複数のツールを自動的に交換しながら様々な加工を行える工作機械であり、ツールの交換の際は、プルスタッドを開放してアンクランプした後、ツールホルダのフランジ部のV溝に工具交換アームを係合させてツールホルダを主軸から引き抜き、次に別の刃具を装着したツールホルダを主軸テーパ孔に差込み、同様にしてクランプするようにした自動工具交換(ATC)装置でツール交換を行なっている。 The machining center attaches a cutting tool for machining a workpiece to the tool holder, positions the conical tapered portion of the tool holder in the tapered hole at the tip of the spindle, and pulls the pull stud at the rear end of the tool holder with the force of the spring. Pull back and attach to the main shaft to clamp. Then, the workpiece is machined by rotationally driving the spindle on which the tool holder (tool) to which the cutting tool is attached is mounted. The machining center is a machine tool that can perform various processes while automatically exchanging multiple tools such as drills, taps, milling cutters, and boring tools. After that, engage the tool changer arm with the V groove of the flange part of the tool holder, pull out the tool holder from the main shaft, and then insert the tool holder with another cutting tool into the main shaft taper hole and clamp it in the same way Tool change is performed by the automatic tool changer (ATC).
マシニングセンタは、加工時に切削油を使用することが多く、主軸の周りには、切り屑や粉塵を含んだ切削油が付着しており、上記自動工具交換の際に、それらがツールホルダのテーパ部又は主軸のテーパ孔に付着する。工具交換アームを使用して自動工具交換装置でそのままツールホルダを主軸に取付け固定すると、主軸とツールホルダのテーパ部に切り屑や粉塵が詰まり、主軸の中心線に対してツールホルダの中心線が偏心したり、こじれが生じたりする。このような芯ずれのあるツールで加工を行うと、ツールの回転振れ(いわゆるツール振れ)が大きいので、例えば孔明け加工においては、孔径が大きくなったり、楕円孔に加工されたりする問題が生ずる。これらの問題に対し、主軸に装着したツールの装着異常を検出して稼動を停止し、加工不良を未然に防ぐ方策が採られている。 Machining centers often use cutting oil during machining, and cutting oil containing chips and dust adheres around the spindle. Or it adheres to the taper hole of the main shaft. If the tool holder is mounted and fixed on the spindle directly with the automatic tool changer using the tool changer arm, the taper between the spindle and the tool holder is clogged with chips and dust, and the center line of the tool holder is aligned with the center line of the spindle. Eccentricity or twisting may occur. When machining with such a tool with misalignment, the rotational runout (so-called tool runout) of the tool is large, so that, for example, in drilling, there is a problem that the hole diameter becomes large or is processed into an elliptical hole. . To solve these problems, measures are taken to detect machining abnormalities on the tool mounted on the spindle and stop the operation to prevent machining defects.
マシニングセンタの主軸に装着したツールの装着異常を検出する為の方法や装置として、特許文献1,2に記載のツールホルダ装着異常装置が周知であり、これらの装置は計測装置メーカから販売されている。これらの異常検出方法は装着異常をツールホルダの振れを波形でチェックする方法で、非常に高精度(概10μ以内)に振れ量を検出、測定できる利点があるが、装置の価格が高価である。工作機械メーカは、これらの装置を購入して使用するが、加工ワークによっては、このような高い検出精度を必要としない場合もあるので、この場合オーバースペックとなり、加工機械の価格が必要以上に高価になる。
As a method and apparatus for detecting an abnormal mounting of a tool mounted on a spindle of a machining center, the tool holder abnormal mounting apparatus described in
そこで、要求される検出精度が中程度(概30μ以内)の場合は、特開平9−29577号公報に記載されているような変位検出器で、回転するツールホルダの外周面と、主軸に取付けた検出部との距離の最大値と最小値を測定し、これらの差をツールホルダの外周面の振れ量として判定に用い、ツールホルダの装着異常を検出する方法が用いられる。この方法は、図9に示すように、マシニングセンタ101の主軸102端に検出部106取付け、変位検出器104のコントローラ105の内部メモリに予め登録した異常判定用の設定値と、検出部106で測定した振れ量とを比較し、コントローラ105で合否判定をする方法として知られ、上記特許文献1,2に記載のものより安価に実施できる。
Therefore, when the required detection accuracy is medium (approximately within 30 μm), the displacement detector as described in JP-A-9-29577 is attached to the outer peripheral surface of the rotating tool holder and the main shaft. A method is used in which the maximum and minimum values of the distance to the detection unit are measured, and the difference between them is used as the amount of deflection of the outer peripheral surface of the tool holder for determination, and a tool holder mounting abnormality is detected. As shown in FIG. 9, the
ところが、この変位検出器104のコントローラ105は、配線を容易化する為に、マシニングセンタ101のカバーの内側や制御盤内に設置される。このコントローラ105は、上記測定値を表示する表示部や設定値の入力部(入力キー等)107がコントローラ105と一体なので、測定値の確認や設定値の入力等のメンテナンス性、操作性において問題があった。コントローラ105を機械前面の操作盤側に設置する場合、検出部106とコントローラ105間の配線が長くなり可動部における断線や、ノイズの影響を受けて誤動作の可能性が高まり好ましくない。CNC108のI/Oインターフェイス109を介して新たな表示・設定器110を設置することも可能であるが、コストアップになる。
However, the
また、この方法は、異常を検出できるツール103の本数が16本以下に限られており、検出本数を増加することは、変位検出器104のオプションで対応可能であるが、コストアップになる。また、この方法は、設定値の登録を行うには、コントローラ105の取扱いを熟知する必要があり、操作できるオペレータが限られてしまう問題もあった。
In this method, the number of
本発明は、従来技術における上記問題点を解決するもので、メンテナンス性、操作の簡便性に優れると共に、安価なツールホルダ装着異常検出方法及び工作機械を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems in the prior art, and to provide an inexpensive tool holder mounting abnormality detection method and machine tool that are excellent in maintainability and ease of operation.
上記目的を達成するために第1の課題解決手段は、ツールホルダに刃具を取付けたツールを主軸に装着し、主軸を回転駆動してワークを加工し、複数のツールを自動的に交換して順次所定の加工を行い、回転するツールホルダの外周の変位を検出器で測定し、判定用の設定値と比較判定してツールホルダ装着異常検出を行なう工作機械において、制御装置に、信号変換機器を取付け、入出力通信機器を備えたプログラマブルロジックコントローラを内蔵し、プログラマブルロジックコントローラに、設定値を格納した内部メモリと、ツール振れ判定手段とを備え、検出器は、検出部と制御部とから構成され、検出部はツールホルダの外周面と所定の間隔で取付けられて振れを測定し、制御部はその測定値のアナログ出力が可能で、前記ツール振れ判定手段は、前記入出力通信機器を介して検出器へ振れ測定指令を出力し、前記測定値を、アナログ電圧値で信号変換機器に受取り、主軸に装着した当該ツールの設定値と、受取った測定値とを比較・判定してツールホルダの装着異常を検出する一方、制御装置のメモリには、設定値入力・表示手段が登録され、設定値入力・表示手段は、工作機械の操作盤に設けられる表示器上に設定画面を表示し、設定画面上で設定値の入力を可能とし、入力された設定値を前記内部メモリに登録すると共に、設定画面上に設定値や判定結果の表示を行い、前記内部メモリに、基準値と許容差との2つの設定値を格納し、夫々ツールNo.毎に固有の値を登録し、基準値と許容差を加算した値を前記測定値と比較する判定値とし、測定値を基準値として内部メモリに登録する基準値登録手段を備え、前記ツール振れ判定手段を、ツールホルダ装着異常検出のみか、基準値登録手段起動か、を選択して起動可能としたことを特徴とする。
第1の課題解決手段の作用は次の通りである。すなわち、安価な変位検出器や信号変換機器を使用して、測定値の確認や設定値の入力等を操作のしやすい機外で行なうことができる。また、検出器の入力部を使用しないので、誰でも容易に設定値の入力を行なうことができる。
In order to achieve the above object, the first problem solving means is to mount a tool having a cutting tool attached to a tool holder on a spindle, rotate the spindle to machine a workpiece, and automatically replace a plurality of tools. In a machine tool that performs predetermined processing in sequence, measures the displacement of the outer periphery of the rotating tool holder with a detector, and compares and determines with a set value for determination to detect an abnormality in mounting the tool holder, the control device includes a signal conversion device. A programmable logic controller equipped with an input / output communication device is built in, and the programmable logic controller is provided with an internal memory storing setting values and tool shake determination means, and the detector includes a detection unit and a control unit. The detection unit is attached to the outer peripheral surface of the tool holder at a predetermined interval to measure the shake, and the control unit can output an analog value of the measured value. The determination means outputs a shake measurement command to the detector via the input / output communication device, receives the measurement value as an analog voltage value in the signal conversion device, and receives the set value of the tool mounted on the spindle and the received value. The tool holder is detected by comparing and determining the measured value, and the setting value input / display means is registered in the memory of the control device. The setting screen is displayed on the display unit provided in the display, the setting value can be input on the setting screen, the input setting value is registered in the internal memory, and the setting value and the judgment result are displayed on the setting screen. gastric lines, in the internal memory, and stores the two settings of the reference values and tolerances, each tool No. A unique value is registered for each, a value obtained by adding a reference value and a tolerance is used as a determination value to be compared with the measurement value, and a reference value registration unit for registering the measurement value as a reference value in an internal memory is provided. The determination means can be activated by selecting only the tool holder mounting abnormality detection or the reference value registration means activation .
The operation of the first problem solving means is as follows. That is, by using an inexpensive displacement detector or signal conversion device, confirmation of measured values, input of set values, and the like can be performed outside the machine that is easy to operate. Moreover, since the input part of a detector is not used, anyone can input a set value easily.
第2の課題解決手段は、上記第1の課題解決手段において、前記ツール振れ判定手段の起動スイッチを操作盤上に備え、該起動スイッチ操作時間の長短により、選択起動可能とすると共に、基準値の登録完了を前記起動スイッチの点滅で教示し、ツールホルダ装着異常発生時に当該ツールの前記基準値の再登録と、ツール段取り時に前記基準値の自動登録とを行なうことが可能であることを特徴とする。第2の課題解決手段の作用は、測定値の確認や設定値の入力や変更等を専用の設定画面でさらに効率よく行なうことができること、またそれらを自動で行なうことができることである。 The second problem-solving means is the above-mentioned first problem-solving means, wherein a start switch of the tool shake determination means is provided on the operation panel, and can be selectively activated depending on the length of the activation switch operation time. The registration completion of the tool is taught by blinking of the start switch, and it is possible to perform re-registration of the reference value of the tool when a tool holder mounting abnormality occurs and automatic registration of the reference value at the time of tool setup And The operation of the second problem solving means is that the measurement value can be confirmed, the setting value can be input or changed, etc. more efficiently on a dedicated setting screen, and they can be automatically performed.
上記のように本発明のツールホルダ装着異常検出方法によれば、メンテナンス性、操作の簡便性に優れ、しかも安価なツールホルダ装着異常検出方法を提供できる。また、本発明の工作機械によれば、メンテナンス性、操作の簡便性に優れ、しかも安価な工作機械を提供できる。 As described above, according to the tool holder mounting abnormality detection method of the present invention, it is possible to provide a tool holder mounting abnormality detection method that is excellent in maintainability and ease of operation and that is inexpensive. Further, according to the machine tool of the present invention, it is possible to provide a machine tool that is excellent in maintainability and ease of operation and that is inexpensive.
以下、本発明の1実施形態であるツールホルダ装着異常検出方法と、その方法を実施する工作機械について、上記図面に基づき詳細に説明する。
まず、ツールホルダ装着異常検出方法に係る装置の全体的な構成について図1を参照しながら説明する。図1の工作機械1は、ツールホルダ3に刃具4を取付けたツールTを主軸2に装着し、主軸2を回転駆動してワークを加工し、複数のツールTを自動的に交換して順次所定の加工を行うマシニングセンタである。このマシニングセンタ1は、回転するツールホルダ3の外周の振れ(以下、ツール振れと称する)を変位検出器5で測定し、そのツール振れの測定値(以下、単に測定値と称する)と、予め登録したツール振れを判定する為の設定値(以下、単に設定値と称する)とを比較・判定してツールホルダ3の装着異常(以下、ツール装着異常と称する)を検出する機能を備えている。
Hereinafter, a tool holder mounting abnormality detection method according to an embodiment of the present invention and a machine tool for performing the method will be described in detail with reference to the drawings.
First, the overall configuration of the apparatus according to the tool holder mounting abnormality detection method will be described with reference to FIG. The
マシニングセンタ1は、制御盤6内にCNC(制御装置)7を備え、操作盤11にCRT画面(表示器)12を備えている。CNC7には、ADコンバータ(信号変換機器)9が取付けられている。CNC7は、プログラマブルロジックコントローラ(以下PLCと称する)10を内蔵している。PLC10は、ラダー等のプログラムを実行するシーケンス制御装置で、I/Oインターフェイス(入出力通信機器)8を備えている。そして、マシニングセンタ1とCNC7との間に位置し、I/Oインターフェイス8を介して授受した両者間の入出力信号を制御する。
The
PLC10内には、設定値18を格納する内部メモリ16と、ツール振れ判定手段17とを備えている。ツール振れ判定手段17は、上記の測定値と設定値との比較・判定を実現する為のラダープログラムである。ツール振れ判定手段17は、NCプログラムやオペレータのMDI操作のMコード指令によって起動する。
The
PLC10の内部メモリ16には、図2に示すように、基準値(S−DATA1〜S−DATAn)と許容差(R−DATA1〜R−DATAn)との2つの設定値18が格納されている。それらの設定値18は、夫々ツールNo.毎に固有の値が登録されている。基準値は、そのツールTの持つ振れ精度の正常値を登録する。正常値とは、主軸2に正常に装着されたときのツールホルダ3の外周部の振れ量である。一方の許容差は、加工上許される上限値を登録するが、主軸2や刃具4の振れ量を考慮して小さめの値にする。最終的には、ワークの加工後の寸法を測定して総合的に決定する。設定値18は、PLC10のデータテーブル設定と表示を行なうデータ画面から登録できる。
As shown in FIG. 2, two set
CNC7のROM(メモリ)13には、設定値入力・表示手段14が登録されている。設定値18は、PLC10のデータ画面を使って登録してもよいが、設定値入力・表示手段14により、登録時の使い勝手やメンテナンス性を向上できる。設定値入力・表示手段14は、マシニングセンタ1の操作盤11に設けられるCRT画面(表示器)12上に図7に示す専用の設定画面を表示し、設定画面上で設定値の入力を可能とする。そして、入力された設定値をPLC10の内部メモリ16に登録すると共に、設定画面上に設定値18など各種データの表示を行う。本実施形態において、設定値入力・表示手段14は、カスタムマクロ(ファナック商品名)を実行形式に変換してメモリ13に登録し、実行することを可能とする機能(例えばマクロエグゼキュータ:ファナック商品名)を使用し作成されたプログラムである。
A set value input / display means 14 is registered in the ROM (memory) 13 of the CNC 7. The
変位検出器5は、渦電流式アプリセンサ(例えばキーエンス製の高速・高精度デジタル変位センサ)で、被検出物の変位に応じた電気信号をデジタル出力するセンサヘッド(検出部)19とコントローラ20とから構成されている。センサヘッド19は、マシニングセンタ1の主軸2の端面に、ツールホルダ3の外周面と所定の間隔を保って取付けられている。センサヘッド19は、センサヘッド19と主軸2に装着され回転するツールホルダ3との距離の上限値と下限値(変位)を「振れ」として測定し、その測定値をコントローラ20にデジタル出力する。具体的には、1周期(1回転)あたりの振幅(ピークtoピーク値)がツールT(ツールホルダ3)の「振れ」であり、測定値である。
The
変位検出器5のコントローラ20は、図9に示すように表示部や設定値の入力部(入力キー等)や内部メモリを備えている。また、図1に示すようにデータのアナログ出力機能を備えている。そしてコントローラ20は、その測定値を表示部に表示し、アナログ電圧でADコンバータ9に出力する。渦電流式アプリセンサとADコンバータ9は、特許文献1,2に記載のツールホルダ装着異常装置に比べ非常に安価である。本実施形態では、従来のようにコントローラ20の表示を見たり、その入力部から異常判定用の設定値の入力をする必要が無いので、コントローラ20の視認性、操作性を考慮する必要が無く、機械の動作に支障の無い任意の箇所に取付けることができ、設計の自由度が高い。
As shown in FIG. 9, the
次に、ツール振れ判定手段17について図3を参照して説明する。PLC10は、NCプログラムやオペレータのMDI操作等によって、CNCから出力される指令を受けると、ツール振れ判定手段17を起動し、I/Oインターフェイス8を介して変位検出器5のコントローラ20へ振れ測定指令を出力する(S101)。変位検出器5は上記のように主軸2に装着したツールTの振れを測定しアナログ出力するので、そのアナログ電圧値をADコンバータ9を介して受け取り測定値とする(S102)。次のステップで当該ツールTの測定値を設定値としてPLC10の内部メモリ16に登録するか否かを選択する(S103)。非登録を選択すると当該ツールTの設定値と、測定値とを比較・判定するステップ(S104)に進む。
Next, the tool shake determination means 17 will be described with reference to FIG. When the
S104の比較・判定の方法について図4を参照し、さらに詳しく説明する。PLC10の内部メモリ16に格納された当該ツールTの基準値と許容差とを加算した値を測定値と比較し(S106)、その値から測定値を引いた値を判定値とし、判定値がプラスの時にツール装着正常(判定OK)と判定し(S107)、マイナスの時にツール装着異常(判定NG)と判定する(S108)。そして判定結果は、設定値入力・表示手段14によって、図7に示すようにCRT画面12の設定画面に設定値(基準値,許容差)と測定値など各種データと一緒に表示される。これにより、判定値が実許容値として数値化され、オペレータに判りやすいし、判定結果の履歴も残せる。
The comparison / determination method in S104 will be described in more detail with reference to FIG. A value obtained by adding the reference value and tolerance of the tool T stored in the
一方、登録を選択すると主軸2に装着した当該ツールTの測定値を基準値としてPLC10の内部メモリ16に登録するステップ(S105)に進む。S105は、基準値登録手段15である。基準値登録手段15は、振れ判定結果がNGとなった当該ツールの測定値を当該ツールの新たな基準値として内部メモリ16に登録する基準値の再登録と、ツール段取り時における基準値の自動登録を可能としている。
On the other hand, if registration is selected, the process proceeds to a step (S105) in which the measured value of the tool T mounted on the
マシニングセンタ1は、ツール装着異常が検出されなければ主軸2に装着したツールTで加工を行なう。一方、ツール装着異常が検出されれば、CNC7がアラーム情報を出力してマシニングセンタ1の自動運転を停止し、ツール装着異常を設定画面上に表示してオペレータにツール装着異常発生を知らせる。オペレータは、次に説明するツール装着異常発生時の操作を行ないツール装着異常を解除する。
The
ツール装着異常発生時におけるオペレータの操作と、ツール振れ判定手段17による基準値の再登録の手順を図5〜8により説明する。図8は、後述するツール取付プログラム28と設定画面(図7)と操作盤PBレイアウト(図5)とツール装着異常発生時におけるオペレータによる操作と基準値の再登録の手順(図6)との関連を示したツール装着異常時の処置全体の説明図である。
The operation of the operator when the tool mounting abnormality occurs and the procedure of re-registration of the reference value by the tool shake determination means 17 will be described with reference to FIGS. FIG. 8 shows a
オペレータは、まずツール装着異常が発生したツール、つまり主軸2に装着されているツールTのNo.を図7に示す設定画面(異常時)で確認する(S1)。次に図4に示す運転モード21を自動から手動に切り換え(S2)、異常リセットPB22を押し(S3)、異常を一旦リセットする。次にツール装着異常が発生したツールのNo.をデジスイッチ23を操作し選択する(S4)。交換ツール取出PB24を押すと、ツール取出プログラム(図示しない)が起動して主軸2がツールTを主軸2から取出し可能な位置まで移動する(S5)。ツールアンクランプPB25を押してクランプを解除し、主軸2からツールTを取り外して、ツールホルダ3のテーパー部と振れの被検出部(本実施形態ではツールホルダ3のフランジ部)を清掃し、傷や打痕などの異常がないか確認する(S6)。問題なければツールTを主軸2に返却し、ツールクランプPB26を押してクランプし、交換ツール返却PB27を「ちょん押し」する(S7)。
The operator first selects the tool No. of the tool T on which the tool mounting abnormality has occurred, that is, the tool T mounted on the
交換ツール返却PB27が押されると、今度は図8に示すツール取付プログラム28が起動して主軸2が回転に支障のない位置(例えば機械原点)まで移動し、ツールTが回転し、上述したツール振れ判定手段17が起動するようになっている(S8)。ツールホルダ3を清掃したことにより、ツール振れ判定手段17によってツール装着異常が検出されなければマシニングセンタ1は加工を再開する。しかし、再度ツール装着異常が検出された場合、オペレータはもう1度ツールの清掃・確認をして振れ判定する「リトライ」を行なうが、基準値の見直しが必要と判断した場合は、ツール振れ判定手段17で測定した当該ツールの測定値を基準値として「再登録」してから判定することもできる。
When the replacement tool return PB27 is pushed, the
ツール取付プログラム28について説明する。本実施形態では、プログラム中のMコード指令、例えばM40,M41でツール振れ判定手段17が起動するようになっている。M40指令では、振れ判定手段17のS103において非登録が選択され、S104に進んで当該ツールの設定値と、測定値とを比較・判定する。一方のM41指令では、ツール振れ判定手段17のS103において登録が選択され、S105に進んで基準値登録手段15が起動し、当該ツールの測定値を基準値としてPLC10の内部メモリ16に登録するようになっている。ツール取付プログラム28では、M41の指令に続いてM40を指令し、交換ツール返却PB27の「ちょん押し」でM41指令をパスし、M40のみが指令されてツール装着異常の検出のみが行なわれる。本実施形態では、交換ツール返却PB27の押された時間が0.5秒未満を「ちょん押し」、0.5秒以上を「長押し」に設定している。
The
一方、交換ツール返却PB27を「長押し」する(S11)とM41指令はパスされず、ツール振れ判定手段17で基準値登録手段15が起動し、基準値の再登録がおこなわれ、 交換ツール返却PB27のランプが高速で点滅し(S12)、基準値の再登録が完了したことを知らせる。図5の実施形態の手順では、再登録の前に、念のため再度ツールにゴミの付着や傷・打痕などの異常がないか再確認するようにしている(S9,S10)。 On the other hand, when the replacement tool return PB27 is "long pressed" (S11), the M41 command is not passed, the tool shake determination means 17 activates the reference value registration means 15, the reference value is re-registered, and the exchange tool is returned. The PB27 lamp blinks at high speed (S12) to notify that the re-registration of the reference value has been completed. In the procedure of the embodiment of FIG. 5, before re-registration, it is reconfirmed whether there is any abnormality such as dust adhesion, scratches or dents on the tool again (S9, S10).
上記ツール取付プログラム28は、ツール装着異常発生時以外でも使用する。例えばツール取付プログラム28を使って、ツール交換作業時に基準値を自動で登録できる。このように、PLC10の内部メモリ16に登録する設定値を基準値と許容差の2つに別けて登録することにより、基準値にツール振れ判定手段17で測定した測定値を再登録したり、自動登録することを可能にしている。尚、許容差が予め登録されていないツールは基準値登録手段15で登録できないようにし、判定不要なツールまで測定しないようにしている。
The
このように、上記のツールホルダ装着異常検出方法及びマシニングセンタ1は、安価なデジタル変位検出器5やADコンバータ9を使用するので、マシニングセンタ1の価格を抑えることができる。また、測定値の確認や設定値の入力・変更等をマシニングセンタ1の操作盤11に表示する専用の設定画面で行なうことができる。これにより、従来のように機内や、機体の後側でコントローラ20の表示を見たり、その入力部から異常判定用の設定値の入力をする必要が無く、機体前面で操作できるので、メンテナンス性が向上する。また、コントローラ20の視認性、操作性を考慮する必要が無く、機械の動作に支障の無い任意の箇所に取付けることができ、設計の自由度が高い。また、コントローラ20の取扱いを熟知する必要がないので、誰でも容易に設定値の入力を行なうことができ、操作できるオペレータが限られない。
Thus, since the tool holder mounting abnormality detection method and the
さらに、設定値を基準値と許容差に別けて登録することにより、基準値をツール振れ判定手段17で測定した実測値として再登録したり、自動登録することができるので、ツールTを主軸2から外して機外で振れ測定し、主軸2に再装着し、測定値をキー入力する必要が無いので、オペレータの労力とツール段取り時間が軽減できる。また、基準値と許容差とを加算した値を測定値と比較することにより、判定値が実許容値として数値化され、オペレータに判りやすいし、判定結果の履歴も残せる。
以上のように、本実施形態によれば、メンテナンス性、操作の簡便性に優れたツールホルダ装着異常検出方法を備えたマシニングセンタを低価格で提供できる。
Further, by registering the set value separately from the reference value and the tolerance, the reference value can be re-registered as an actual measurement value measured by the tool shake determination means 17 or can be automatically registered. Therefore, it is not necessary to measure the runout outside the machine, reattach it to the
As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a machining center equipped with a tool holder mounting abnormality detection method excellent in maintainability and ease of operation at a low price.
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内において操作盤PBレイアウトや設定画面の構成の一部、あるいは使用するMコード等を適宜変更して実施することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be implemented by appropriately changing a part of the operation panel PB layout, the configuration of the setting screen, or the M code to be used without departing from the scope of the invention. can do.
1 マシニングセンタ(工作機械)
2 主軸
3 ツールホルダ
4 刃具
5 変位検出器(検出器)
7 CNC(制御装置)
8 I/Oインターフェイス(入出力通信機器)
9 ADコンバータ(信号変換機器)
10 PLC(プログラマブルロジックコントローラ)
11 操作盤
12 CRT画面(表示器)
13 ROM(メモリ)
14 設定値入力・表示手段
15 基準値登録手段
16 内部メモリ
17 ツール振れ判定手段
18 設定値
19 センサヘッド(検出部)
20 コントローラ(制御部)
27 交換ツール返却PB
T ツール
1 Machining center (machine tool)
2
7 CNC (control device)
8 I / O interface (input / output communication equipment)
9 AD converter (signal conversion equipment)
10 PLC (Programmable Logic Controller)
11
13 ROM (memory)
14 Set value input / display means 15 Reference value registration means 16
20 Controller (control unit)
27 Replacement tool return PB
T tool
Claims (2)
制御装置に、信号変換機器を取付け、入出力通信機器を備えたプログラマブルロジックコントローラを内蔵し、
プログラマブルロジックコントローラに、設定値を格納した内部メモリと、ツール振れ判定手段とを備え、
検出器は、検出部と制御部とから構成され、検出部はツールホルダの外周面と所定の間隔で取付けられて振れを測定し、制御部はその測定値のアナログ出力が可能で、
前記ツール振れ判定手段は、前記入出力通信機器を介して検出器へ振れ測定指令を出力し、前記測定値を、アナログ電圧値で信号変換機器に受取り、主軸に装着した当該ツールの設定値と、受取った測定値とを比較・判定してツールホルダの装着異常を検出する一方、
制御装置のメモリには、設定値入力・表示手段が登録され、設定値入力・表示手段は、工作機械の操作盤に設けられる表示器上に設定画面を表示し、設定画面上で設定値の入力を可能とし、入力された設定値を前記内部メモリに登録すると共に、設定画面上に設定値や判定結果の表示を行い、
前記内部メモリに、基準値と許容差との2つの設定値を格納し、夫々ツールNo.毎に固有の値を登録し、基準値と許容差を加算した値を前記測定値と比較する判定値とし、測定値を基準値として内部メモリに登録する基準値登録手段を備え、
前記ツール振れ判定手段を、ツールホルダ装着異常検出のみか、基準値登録手段起動か、を選択して起動可能としたことを特徴とする工作機械。 A tool with a cutting tool attached to the tool holder is mounted on the spindle, the spindle is driven to rotate, the workpiece is machined, multiple tools are automatically exchanged, the prescribed machining is performed sequentially, and the outer circumference of the rotating tool holder is displaced In machine tools that measure tool holders and detect tool holder mounting abnormalities by comparing and determining with the set value for determination,
A signal conversion device is attached to the control device, and a programmable logic controller equipped with input / output communication devices is built in.
The programmable logic controller is equipped with an internal memory that stores the set value and a tool shake determination means.
The detector is composed of a detection unit and a control unit, and the detection unit is attached to the outer peripheral surface of the tool holder at a predetermined interval to measure shake, and the control unit can output an analog value of the measured value.
The tool shake determination means outputs a shake measurement command to the detector via the input / output communication device, receives the measurement value by the signal conversion device as an analog voltage value, and sets the setting value of the tool mounted on the spindle. While comparing and judging the received measurement value to detect tool holder mounting abnormalities,
Setting value input / display means is registered in the memory of the control device, and the setting value input / display means displays a setting screen on a display provided on the operation panel of the machine tool, and the setting value is displayed on the setting screen. and enabling input registers the input setting values in the internal memory, have rows displayed setting and the determination result on the setting screen,
Two set values, a reference value and a tolerance, are stored in the internal memory. A unique value is registered for each, a value obtained by adding a reference value and a tolerance is used as a determination value to be compared with the measurement value, and a reference value registration unit that registers the measurement value as a reference value in an internal memory is provided.
A machine tool characterized in that the tool shake determination means can be activated by selecting only tool holder mounting abnormality detection or reference value registration means activation .
ツールホルダ装着異常発生時に当該ツールの前記基準値の再登録と、ツール段取り時に前記基準値の自動登録とを行なうことが可能であることを特徴とする請求項1に記載の工作機械。 Provided with an activation switch of the tool shake determination means on the operation panel, enabling the selective activation according to the length of the activation switch operation time, and teaching the completion of reference value registration by blinking the activation switch,
The machine tool according to claim 1, wherein re-registration of the tool holder the reference value of the tool during mounting abnormality occurs and, that it is possible to perform an automatic registration of the reference value when the tool setup.
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