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JP2019206074A - Preliminary working apparatus, working apparatus and worked condition detection device - Google Patents

Preliminary working apparatus, working apparatus and worked condition detection device Download PDF

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JP2019206074A
JP2019206074A JP2019095973A JP2019095973A JP2019206074A JP 2019206074 A JP2019206074 A JP 2019206074A JP 2019095973 A JP2019095973 A JP 2019095973A JP 2019095973 A JP2019095973 A JP 2019095973A JP 2019206074 A JP2019206074 A JP 2019206074A
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智子 北村
篤裕 野中
Atsuhiro Nonaka
篤裕 野中
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Dayal Sankarup
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Abstract

To provide a preliminary working apparatus, a working apparatus and a worked condition detection device each of which working failure such as chipping leading to defect to be detected in real time and with high degree of accuracy.SOLUTION: Machining mark change data 34 related to a machining mark is created from imaging data of the machining mark imaged with a camera 30. A vibration sensor 40 detects vibration during working of a workpiece 10 by a discoidal grindstone 4. Vibration change data 44 related to temporal change in vibration, is created from primary data 42 related to vibration detected by the vibration sensor 40. The machining mark change data 34 and vibration change data 44 are compared with each other. The machining mark change data 34 such as chipping leading to defect is associated with vibration change data 44, whereby the machining mark being failure corresponding to chipping and so son leading to defect can be determined from vibration change data 44.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、予備加工装置、加工装置および加工状態検出装置に関する。   The present invention relates to a preliminary processing device, a processing device, and a processing state detection device.

たとえばウェハなどを個片に切り出す技術において、回転砥石を用いる切削装置としてのダイサーが知られている。たとえばダイサーによる切断において、切削痕などの加工痕(カーフ)にチッピング(欠けを含む)が発生する。その原因としては、切削条件の不適合や砥石の摩耗等が考えられる。   For example, in a technique of cutting a wafer or the like into individual pieces, a dicer is known as a cutting device using a rotating grindstone. For example, in cutting with a dicer, chipping (including chipping) occurs in a processing mark (kerf) such as a cutting mark. As the cause, nonconformity of cutting conditions, abrasion of a grindstone, etc. can be considered.

所定のサイズを超えるチッピングは、切削加工後に個片にされて完成した電子部品においては、不良となる。従来、チッピングは切断が全て完了したウェハ等をオフラインで顕微鏡によって確認することが一般的であった。切断最中にチッピングを確認できれば、その後のチッピングの発生を未然に防ぐことができる。   Chipping exceeding a predetermined size becomes defective in an electronic component that has been cut into pieces after cutting. Conventionally, in chipping, it is common to check a wafer or the like that has been completely cut off with a microscope off-line. If chipping can be confirmed during cutting, subsequent chipping can be prevented in advance.

なお、特許文献1では切断中のカーフを撮像装置で撮像するダイサーを開示している。しかし、常に切削水がかかる環境での加工痕のオンライン撮像は困難であり、欠陥につながるチッピングをリアルタイムで精度良く検出することは困難であった。   Note that Patent Document 1 discloses a dicer that captures an image of a kerf that is being cut by an imaging device. However, on-line imaging of machining marks in an environment in which cutting water is constantly applied is difficult, and it is difficult to accurately detect chipping that leads to defects in real time.

特開2015−205388号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-205388

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、欠陥につながるチッピングなどの加工不良をリアルタイムで精度良く検出することを可能とする予備加工装置、加工装置および加工状態検出装置を提供することである。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a preliminary processing apparatus, a processing apparatus, and a processing state detection apparatus capable of accurately detecting a processing defect such as chipping leading to a defect in real time. It is to be.

上記目的を達成するために、本発明の第1の観点に係る予備加工装置は、
ワークを加工する加工具と、
前記加工具を駆動する駆動軸と、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記加工具に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してZ軸方向に相対移動させるZ軸移動機構と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
を有する。
In order to achieve the above object, a preliminary processing apparatus according to the first aspect of the present invention comprises:
A processing tool for processing the workpiece;
A drive shaft for driving the processing tool;
A holding member for holding the workpiece;
An X-axis moving mechanism for moving the holding member relative to the processing tool in the X-axis direction;
A Y-axis moving mechanism for moving the drive shaft relative to the workpiece in the Y-axis direction;
A Z-axis moving mechanism for moving the drive shaft relative to the workpiece in the Z-axis direction;
Vibration detecting means for detecting vibration during processing of the workpiece by the processing tool;
Have

本発明の第1の観点に係る予備加工装置は、撮像手段を有していてもよいが、必ずしも有する必要は無い。たとえば予備加工装置とは別の撮像手段を用いて、加工具によるワークの加工痕を撮像することができる。なお、予備加工装置は、実際の加工装置と同じでものであっても良いが、データを作成するための専用装置でも良い。撮像手段により撮像は、加工の後に行ってもよいが、加工と同時に行ってもよい。加工と同時に行う場合には、撮像手段により加工痕を撮像しやすいように、通常の加工とは異なり、切削液や研磨液などの加工用液体を除去しながら、撮像してもよい。加工用液体を除去するための手段としては、加工中に加工具による加工痕が見やすいように、切断痕の周囲の加工用液体を吹き飛ばすなどの手段が考えられる。   The preliminary processing apparatus according to the first aspect of the present invention may include an imaging unit, but it is not necessarily required. For example, the processing trace of the workpiece by the processing tool can be imaged using an imaging unit different from the preliminary processing apparatus. Note that the preliminary processing apparatus may be the same as the actual processing apparatus, or may be a dedicated apparatus for creating data. Imaging by the imaging means may be performed after the processing, or may be performed simultaneously with the processing. In the case of performing simultaneously with the processing, the image may be taken while removing the processing liquid such as the cutting fluid or the polishing fluid, unlike the normal processing, so that the processing trace can be easily imaged by the imaging means. As a means for removing the processing liquid, means such as blowing off the processing liquid around the cutting trace so that the processing trace by the processing tool can be easily seen during the processing can be considered.

たとえば撮像手段により撮像した加工痕の撮像データから、加工痕の時間変化に関連する加工痕変化データを作成することができる。また、振動検出手段では、加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出することができる。さらに振動検出手段により検出したデータから、振動の時間変化に関連する振動変化データを作成することができる。   For example, machining trace change data related to the time change of the machining trace can be created from the imaging data of the machining trace imaged by the imaging means. In addition, the vibration detection means can detect vibration during processing of the workpiece by the processing tool. Furthermore, vibration change data related to the time change of vibration can be created from the data detected by the vibration detection means.

加工痕変化データと振動変化データとを比較することで、これらの相関関係を求めることができる。欠陥につながるチッピングなどの加工痕の変化データと、振動の変化データを関連させることで、逆に振動の変化データから、欠陥につながるチッピングなどに対応する加工痕の不良を判断することが可能になる。   These correlations can be obtained by comparing the machining trace change data and the vibration change data. By associating the change data of machining traces such as chipping that leads to defects with the change data of vibrations, it is possible to judge the defect of machining traces corresponding to chipping that leads to defects from the change data of vibrations Become.

たとえば本発明の第1の観点の予備加工装置では、欠陥につながるチッピングなどに対応する加工痕の不良、たとえば数十μm以下、好ましくは10μm以下の加工痕の不良を、振動変化データから検出することが可能になる。なお、従来では、振動検出センサの検出信号を用いて100μm程度のチッピングなどの加工不良を検出することはできたが、数十μm以下、好ましくは10μm以下の加工痕の不良を、振動検出信号から検出することが困難であった。   For example, in the preliminary processing apparatus according to the first aspect of the present invention, a processing trace defect corresponding to chipping or the like leading to a defect, for example, a processing trace defect of several tens of μm or less, preferably 10 μm or less is detected from vibration change data. It becomes possible. In the past, it was possible to detect a processing defect such as chipping of about 100 μm using the detection signal of the vibration detection sensor, but a defect of a processing mark of several tens μm or less, preferably 10 μm or less, It was difficult to detect from.

本発明の第1の観点の予備加工装置により得られる振動変化データと加工不良との相関データを、実際の加工装置に用いることで、欠陥につながるチッピングなどの加工不良をリアルタイムで精度良く検出することが可能になる。   By using the correlation data between vibration change data and machining defects obtained by the preliminary machining apparatus according to the first aspect of the present invention in an actual machining apparatus, machining defects such as chipping leading to defects can be detected accurately in real time. It becomes possible.

加工痕変化データと振動変化データとの比較は、たとえば予備加工装置の照合手段で行われる。好ましくは、予備加工装置は、照合手段で求められた相関関係に基づき、加工痕変化データから、加工具によるワークの加工不良に対応する加工不良データを求め、前記加工不良データに対応する振動変化データの特殊変化データを抽出する抽出手段をさらに有する。   The comparison between the machining trace change data and the vibration change data is performed by, for example, a collating unit of a preliminary machining apparatus. Preferably, the preliminary processing apparatus obtains processing failure data corresponding to processing failure of the workpiece by the processing tool from the processing trace change data based on the correlation obtained by the collating means, and changes vibration corresponding to the processing failure data. It further has an extraction means for extracting special change data of the data.

好ましくは、予備加工装置は、前記振動変化データが閾値以上の場合には、前記加工具による前記ワークの加工不良が発生していると判断させるように、前記抽出手段で求められた特殊変化データに閾値を設定する閾値決定手段をさらに有する。   Preferably, when the vibration change data is equal to or greater than a threshold value, the preliminary processing apparatus determines that the processing failure of the workpiece by the processing tool has occurred, and the special change data obtained by the extraction unit. There is further provided a threshold value determining means for setting a threshold value in

好ましくは、予備加工装置は、前記閾値決定手段で決定された閾値を記憶する記憶手段をさらに有する。   Preferably, the preliminary processing apparatus further includes storage means for storing the threshold value determined by the threshold value determination means.

本発明の第2の観点に係る予備加工装置は、
ワークを加工する加工具と、
前記加工具を駆動する駆動軸と、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記加工具に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してZ軸方向に相対移動させるZ軸移動機構と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
前記加工具による前記ワークの加工痕を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像した前記加工痕の位置変化に関連する加工痕変化データを作成する加工跡変化データ作成手段と、
前記振動検出手段により検出した振動の一次データより求めた振動変化データを作成する振動変化データ作成手段と、
前記加工跡変化データと前記振動変化データとを照合する照合手段と、有する。
The preliminary processing apparatus according to the second aspect of the present invention is:
A processing tool for processing the workpiece;
A drive shaft for driving the processing tool;
A holding member for holding the workpiece;
An X-axis moving mechanism for moving the holding member relative to the processing tool in the X-axis direction;
A Y-axis moving mechanism for moving the drive shaft relative to the workpiece in the Y-axis direction;
A Z-axis moving mechanism for moving the drive shaft relative to the workpiece in the Z-axis direction;
Vibration detecting means for detecting vibration during processing of the workpiece by the processing tool;
An imaging means for imaging the workpiece trace of the workpiece by the processing tool;
Machining trace change data creating means for creating machining trace change data related to the position change of the machining trace imaged by the imaging means;
Vibration change data creating means for creating vibration change data obtained from primary data of vibration detected by the vibration detecting means;
Collating means for collating the machining trace change data with the vibration change data.

本発明の第2の観点に係る予備加工装置では、本発明の第1の観点に係る予備加工装置と同様に、加工痕変化データと振動変化データとを比較(照合)することで、これらの相関関係(照合結果)を求めることができる。欠陥につながるチッピングなどの加工痕の変化データと、振動の変化データを関連させることで、逆に振動の変化データから、欠陥につながるチッピングなどに対応する加工痕の不良を判断することが可能になる。   In the preliminary processing apparatus according to the second aspect of the present invention, similar to the preliminary processing apparatus according to the first aspect of the present invention, by comparing (collating) the processing trace change data with the vibration change data, Correlation (matching result) can be obtained. By associating the change data of machining traces such as chipping that leads to defects with the change data of vibrations, it is possible to judge the defect of machining traces corresponding to chipping that leads to defects from the change data of vibrations Become.

たとえば本発明の第2の観点の予備加工装置では、欠陥につながるチッピングなどに対応する加工痕の不良、たとえば数十μm以下、好ましくは10μm以下の加工痕の不良を、振動変化データから検出することが可能になる判別基準を見つけることができる。   For example, in the preliminary processing apparatus according to the second aspect of the present invention, a processing trace defect corresponding to chipping or the like leading to a defect, for example, a processing trace defect of several tens μm or less, preferably 10 μm or less is detected from vibration change data. Discriminant criteria that make it possible to be found.

本発明の第2の観点の予備加工装置により得られる振動変化データと加工不良との相関データを、実際の加工装置に用いることで、欠陥につながるチッピングなどの加工不良をリアルタイムで精度良く検出することが可能になる。   By using correlation data between vibration change data and machining defects obtained by the preliminary machining apparatus according to the second aspect of the present invention in an actual machining apparatus, machining defects such as chipping that leads to defects can be accurately detected in real time. It becomes possible.

加工痕変化データと振動変化データとの比較(照合)は、たとえば予備加工装置の照合手段で行われる。好ましくは、予備加工装置は、前記照合手段で求められた相関関係(照合結果)に基づき、前記加工具による前記ワークの加工不良に関連性が高い前記振動変化データの特殊変化データを抽出して、前記振動変化データから前記ワークの加工不良を見つけ出す判別基準を算出する演算手段をさらに有する。   The comparison (collation) between the machining mark change data and the vibration change data is performed, for example, by collation means of a preliminary machining apparatus. Preferably, the preliminary processing apparatus extracts the special change data of the vibration change data that is highly related to the processing failure of the workpiece by the processing tool based on the correlation (matching result) obtained by the matching unit. And a calculation means for calculating a discrimination criterion for finding a machining defect of the workpiece from the vibration change data.

本発明の第2の観点に係る予備加工装置では、演算手段を用いて、「複数種類の振動変化データ中で、いずれの振動変化データのいずれの特殊変化データが、ワークの加工不良の有無に直接に関連するかを高精度で見つけることができる」などの判別基準を算出する。判別基準としては、プログラムの論理式などが例示される。本発明の第2の観点では、必ずしも特殊変化データに閾値を設ける必要はなくなる。   In the preliminary machining apparatus according to the second aspect of the present invention, the calculation means is used to indicate that, among the plural types of vibration change data, any special change data of any vibration change data is determined as to whether there is a machining defect of the workpiece. It is possible to find a discriminant criterion such as “It is possible to find whether it is directly related or not”. An example of the discrimination criterion is a logical expression of a program. In the second aspect of the present invention, it is not always necessary to provide a threshold value for the special change data.

好ましくは、前記演算手段は、機械学習により、前記特殊変化データを抽出して判別基準を算出する機械学習手段を有する。機械学習手段を演算手段に組み込むことで、上記のような判別基準を、効率的に見つけ出すことができる。   Preferably, the calculation means includes machine learning means for extracting the special change data and calculating a discrimination criterion by machine learning. By incorporating the machine learning means into the calculation means, it is possible to efficiently find the above-described discrimination criteria.

好ましくは、前記機械学習手段のアルゴリズムはランダムフォレストまたはディープラーニングである。この種の機械学習手段を用いることで、多数の特殊変化データの中から判別基準を効率的に見つけ出すことが容易になる。   Preferably, the algorithm of the machine learning means is random forest or deep learning. By using this type of machine learning means, it becomes easy to efficiently find a discrimination criterion from a large number of special change data.

好ましくは、本発明の第2の観点に係る予備加工装置は、前記演算手段で算出された判別基準を記憶する判別基準記憶手段と、前記判別基準記憶手段に記憶してある前記判別基準を出力する出力手段をさらに有する。判別基準記憶手段には、「多数種類の振動変化データの中から加工不良などに関する特殊変化データを検出するための」判別基準(たとえば論理式などの検出アルゴリズム)として、ソフトウエア(プログラム)などの形式で保存することができる。   Preferably, the preliminary processing apparatus according to the second aspect of the present invention outputs a discrimination criterion storage unit that stores the discrimination criterion calculated by the arithmetic unit, and the discrimination criterion stored in the discrimination criterion storage unit. Output means. In the discriminant criterion storage means, software (program) or the like is used as a discriminant criterion (for example, a detection algorithm such as a logical expression) for “detecting special change data relating to machining defects from a large number of types of vibration change data”. Can be saved in format.

この判別基準は、LANやインターネット通信手段などに出力したり、他の記憶デバイスに出力して保存することもできる。出力された判別基準は、実際の加工装置で用いられ、加工に際して、リアルタイムで、検出された振動データから多数種類の振動変化データを作りだし、それらの中から加工不良などに関する特殊変化データを検出することができる。   This discrimination criterion can be output to a LAN, Internet communication means, or the like, or output to another storage device and stored. The output discriminant criteria are used in actual machining equipment, and during machining, a large variety of vibration change data is created from the detected vibration data in real time, and special change data relating to machining defects is detected from these. be able to.

好ましくは、前記振動変化データ作成手段は、前記振動の一次データをフーリエ変換するデータ変換手段を有する。フーリエ変換することで、振動の一次データでは見つけることができなかった加工不良などに関する特殊変化データを検出し易くなる。   Preferably, the vibration change data creation means includes data conversion means for Fourier transforming the primary data of the vibration. By performing the Fourier transform, it becomes easy to detect special change data relating to processing defects that could not be found in the primary data of vibration.

好ましくは、前記振動変化データ作成手段は、前記振動の一次データを、所定の基準周波数(f)のm倍(mは自然数)の周波数で、所定の変換式を用いてデータ変換するデータ変換手段を有する。複数の周波数毎に、振動変化データを作成することで、振動の一次データでは見つけることができなかった加工不良などに関する特殊変化データを検出し易くなる。   Preferably, the vibration change data creating means converts the primary data of the vibration at a frequency m times a predetermined reference frequency (f) (m is a natural number) using a predetermined conversion formula. Have By creating vibration change data for each of a plurality of frequencies, it becomes easy to detect special change data relating to processing defects that could not be found in the primary vibration data.

好ましくは、前記データ変換手段は、前記所定の基準周波数(f)のm倍(mは自然数)の周波数毎に加えて、前記振動の一次データを、前記所定の基準周波数(f)の(m+0.5)倍(mは自然数)毎にも、所定の変換式でデータ変換する。このように構成することで、加工不良などに関する特殊変化データの検出精度が向上する判断基準を見つけやすくなる。   Preferably, the data conversion means adds the primary data of the vibration to (m + 0) of the predetermined reference frequency (f) in addition to every m times (m is a natural number) of the predetermined reference frequency (f). .5) Data conversion is performed using a predetermined conversion formula every multiple (m is a natural number). With this configuration, it is easy to find a determination criterion that improves the detection accuracy of special change data related to processing defects and the like.

好ましくは、前記振動変化データ作成手段は、前記振動の一次データにフィルタリング処理を行い、ノイズデータとの関連を示すノイズ関連データを作成するフィルタリング手段を有する。複数種類の振動変化データの一例として、ノイズ関連データも加えることで、加工不良などに関する特殊変化データの検出精度が向上する判断基準を見つけやすくなる。   Preferably, the vibration change data creating unit includes a filtering unit that performs a filtering process on the primary data of the vibration and creates noise related data indicating a relationship with the noise data. By adding noise-related data as an example of a plurality of types of vibration change data, it becomes easier to find a criterion for improving the detection accuracy of special change data related to processing defects.

好ましくは、前記基準周波数は、前記加工具の動きに関連する周波数である。このような基準周波数の整数倍、またはそれらの中間の周波数でデータ変換を行うことで、加工不良などに関する特殊変化データの検出精度が向上する判断基準を見つけやすくなる。   Preferably, the reference frequency is a frequency related to the movement of the processing tool. By performing data conversion at such an integral multiple of the reference frequency or an intermediate frequency between them, it becomes easy to find a determination reference that improves the detection accuracy of special change data related to processing defects.

好ましくは、前記振動変化データ作成手段は、前記振動の一次データ、または前記振動の一次データから求めた二次データを、所定範囲のウィンドウ毎にヒストグラム化するウィンドウ手段をさらに有する。振動データをウィンドウ毎にヒストグラム化することで、加工不良などに関する特殊変化データの検出精度が向上する判断基準を見つけやすくなる。   Preferably, the vibration change data creating means further includes window means for generating a histogram of the primary data of the vibration or the secondary data obtained from the primary data of the vibration for each predetermined range of windows. By making the vibration data into a histogram for each window, it is easy to find a criterion for improving the detection accuracy of special change data related to processing defects and the like.

前記ウィンドウ手段は、隣接する前記ウィンドウをオーバラップさせて、前記振動の一次データ、または前記二次データを、ウィンドウ毎にヒストグラム化する。このように構成することで、加工不良などに関する特殊変化データの検出精度が向上する判断基準を見つけやすくなる。   The window means overlaps adjacent windows, and histograms the primary data of the vibration or the secondary data for each window. With this configuration, it is easy to find a determination criterion that improves the detection accuracy of special change data related to processing defects and the like.

前記加工具としては、特に限定されないが、たとえば切削工具である場合に、特に有効である。   Although it does not specifically limit as said processing tool, For example, when it is a cutting tool, it is especially effective.

本発明の第2の観点に係る予備加工装置は、
前記加工具による前記ワークの加工に際して、前記振動検出手段と前記振動変化データ作成手段により得られる振動変化データから、前記演算手段で得られた判別基準に基づき、前記特殊変化データを判別し、前記加工具による加工状態を判別する判別手段を、さらに有してもよい。
The preliminary processing apparatus according to the second aspect of the present invention is:
When processing the workpiece by the processing tool, from the vibration change data obtained by the vibration detection means and the vibration change data creation means, the special change data is determined based on a determination criterion obtained by the calculation means, You may further have the discrimination means which discriminate | determines the processing state by a processing tool.

判別手段を有することで、本発明の第2の観点に係る予備加工装置も、第1の観点と同様に、通常の加工装置として用いることも可能である。   By having the discriminating means, the preliminary processing apparatus according to the second aspect of the present invention can also be used as a normal processing apparatus as in the first aspect.

本発明の第1の観点に係る加工装置は、
ワークを加工する加工具と、
前記加工具を駆動する駆動軸と、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記加工具に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してZ軸方向に相対移動させるZ軸移動機構と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段で検出された振動の一次データから得られる振動変化データを、上記のいずれかに記載の予備加工装置で得られたデータと比較する比較手段と、を有する。
The processing apparatus according to the first aspect of the present invention is:
A processing tool for processing the workpiece;
A drive shaft for driving the processing tool;
A holding member for holding the workpiece;
An X-axis moving mechanism for moving the holding member relative to the processing tool in the X-axis direction;
A Y-axis moving mechanism for moving the drive shaft relative to the workpiece in the Y-axis direction;
A Z-axis moving mechanism for moving the drive shaft relative to the workpiece in the Z-axis direction;
Vibration detecting means for detecting vibration during processing of the workpiece by the processing tool;
Comparing means for comparing vibration change data obtained from primary data of vibration detected by the vibration detecting means with data obtained by any of the preliminary processing apparatuses described above.

好ましくは、前記ワークを切削加工することができるように、前記加工具が切削工具であり、前記比較手段は、前記ワークの切削箇所における前記ワークのチッピングの有無を検出可能である。   Preferably, the processing tool is a cutting tool so that the workpiece can be cut, and the comparison means can detect the presence or absence of chipping of the workpiece at the cutting position of the workpiece.

本発明の第1の観点に係る加工装置は、前記比較手段で異常が検出された場合には、アラームを出力する警告手段をさらに有してもよい。   The processing apparatus according to the first aspect of the present invention may further include warning means for outputting an alarm when an abnormality is detected by the comparison means.

また本発明の第1の観点に係る加工装置は、前記比較手段で異常が検出された場合には、異常が検出された前記ワークの加工位置を記憶する記憶手段をさらに有していても良い。   Further, the machining apparatus according to the first aspect of the present invention may further include a storage unit that stores a machining position of the workpiece in which an abnormality is detected when an abnormality is detected by the comparison unit. .

本発明の第2の観点に係る切削装置などの加工装置は、上記のいずれかに記載の予備加工装置を有していても良い。   A processing apparatus such as a cutting apparatus according to the second aspect of the present invention may have the preliminary processing apparatus described above.

本発明の第3の観点に係る加工装置は、
ワークを加工する加工具と、
前記加工具を駆動する駆動軸と、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記加工具に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してZ軸方向に相対移動させるZ軸移動機構と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段で検出された振動の一次データから得られる振動変化データが、閾値を超えているか否かを判断する比較手段と、を有する。
The processing apparatus according to the third aspect of the present invention is:
A processing tool for processing the workpiece;
A drive shaft for driving the processing tool;
A holding member for holding the workpiece;
An X-axis moving mechanism for moving the holding member relative to the processing tool in the X-axis direction;
A Y-axis moving mechanism for moving the drive shaft relative to the workpiece in the Y-axis direction;
A Z-axis moving mechanism for moving the drive shaft relative to the workpiece in the Z-axis direction;
Vibration detecting means for detecting vibration during processing of the workpiece by the processing tool;
Comparing means for judging whether or not vibration change data obtained from primary data of vibration detected by the vibration detecting means exceeds a threshold value.

本発明の第3の観点に係る加工装置では、振動変化データが閾値を超えているか否かを比較手段で判断することにより、欠陥につながるチッピングなどに対応する加工痕の不良、たとえば数十μm以下、好ましくは10μm以下の加工痕の不良を、振動の特殊変化データから検出することが容易になる。   In the processing apparatus according to the third aspect of the present invention, the defect of the processing trace corresponding to the chipping or the like leading to the defect, for example, several tens of μm, is determined by the comparison means whether the vibration change data exceeds the threshold value. Hereinafter, it becomes easy to detect a defect of a processing mark of preferably 10 μm or less from vibration special change data.

本発明の第3の観点に係る加工装置は、前記加工具による前記ワークの加工痕を撮像する撮像手段をさらに有してもよい。   The processing apparatus which concerns on the 3rd viewpoint of this invention may further have an imaging means which images the process trace of the said workpiece | work by the said processing tool.

また、本発明の第3の観点に係る加工装置は、
前記振動検出手段で検出された振動の一次データから得られる振動変化データと、撮像された前記加工具による前記ワークの加工痕の時間変化を示す加工痕変化データとに基づき、閾値を算出する閾値算出手段を、さらに有してもよい。
Moreover, the processing apparatus which concerns on the 3rd viewpoint of this invention is
Threshold value for calculating a threshold value based on vibration change data obtained from primary data of vibration detected by the vibration detection means, and processing trace change data indicating a time change of the processing trace of the workpiece by the imaged processing tool. You may further have a calculation means.

また、本発明の第4の観点に係る加工装置は、
ワークを加工する加工具と、
前記加工具を駆動する駆動軸と、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記加工具に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してZ軸方向に相対移動させるZ軸移動機構と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
上記のいずれかに記載の予備加工装置の前記照合手段で求められた相関関係(照合結果)から得られる判別基準に基づき、前記振動検出手段から得られたデータを判別する判別手段と、を有する。
A processing apparatus according to the fourth aspect of the present invention is:
A processing tool for processing the workpiece;
A drive shaft for driving the processing tool;
A holding member for holding the workpiece;
An X-axis moving mechanism for moving the holding member relative to the processing tool in the X-axis direction;
A Y-axis moving mechanism for moving the drive shaft relative to the workpiece in the Y-axis direction;
A Z-axis moving mechanism for moving the drive shaft relative to the workpiece in the Z-axis direction;
Vibration detecting means for detecting vibration during processing of the workpiece by the processing tool;
A discriminating unit for discriminating data obtained from the vibration detecting unit based on a discriminant criterion obtained from the correlation (collation result) obtained by the collating unit of the preliminary processing apparatus according to any one of the above. .

本発明の第4の観点に係る加工装置では、予備加工装置の照合手段で求められた相関関係(照合結果)から得られる判別基準に基づき、振動検出手段から得られたデータを判別する。その結果、欠陥につながるチッピングなどに対応する加工痕の不良、たとえば数十μm以下、好ましくは10μm以下の加工痕の不良を、振動の特殊変化データから検出することが容易になる。   In the processing apparatus according to the fourth aspect of the present invention, the data obtained from the vibration detecting means is discriminated based on the discrimination criterion obtained from the correlation (collation result) obtained by the collating means of the preliminary machining apparatus. As a result, it becomes easy to detect a defect in a machining trace corresponding to chipping or the like that leads to a defect, for example, a defect in a machining trace of several tens of μm or less, preferably 10 μm or less, from vibration special change data.

好ましくは、本発明の第4の観点に係る加工装置は、予備加工装置からの判別基準を記憶する判別基準記憶手段を、さらに有する。予備加工装置からは、有線または無線の通信で、直接またはインターネットなどを介して、判別基準のデータ(論理式、アルゴリズムあるいはプログラムなどを含む)が送信されてくる。あるいは、予備加工装置から、着脱自在な記憶手段を介して、判別基準のデータが加工装置の記憶手段に移されてきても良い。   Preferably, the processing apparatus according to the fourth aspect of the present invention further includes a determination criterion storage unit that stores a determination criterion from the preliminary processing apparatus. From the preliminary processing apparatus, discrimination standard data (including logical expressions, algorithms, programs, etc.) is transmitted directly or via the Internet by wired or wireless communication. Alternatively, the discrimination reference data may be transferred from the preliminary processing device to the storage device of the processing device via a removable storage device.

好ましくは、本発明の第4の観点に係る加工装置は、
前記振動検出手段により検出した振動の一次データより求めた振動の二次データに関連する振動変化データを作成する振動変化データ作成手段を、さらに有し、
前記判別手段では、前記加工具による前記ワークの加工に際して、前記振動検出手段と前記振動変化データ作成手段により得られる振動変化データから、前記判別基準に基づき、特殊変化データを判別し、前記加工具による加工状態を判別する。
Preferably, the processing apparatus according to the fourth aspect of the present invention includes:
Vibration change data creating means for creating vibration change data related to secondary data of vibration obtained from primary data of vibration detected by the vibration detecting means;
The discriminating means discriminates special change data from vibration change data obtained by the vibration detecting means and the vibration change data creating means when machining the workpiece by the processing tool, based on the discrimination criterion, The machining state is determined.

本発明の第4の観点に係る加工装置では、複数種類の振動変化データ中から、予備加工装置により見つけられた判別基準に基づき、特殊変化データを検出することで、ワークの加工不良を高精度で見つけることができる。   In the machining apparatus according to the fourth aspect of the present invention, it is possible to accurately detect a machining defect of a workpiece by detecting special change data from a plurality of types of vibration change data based on a discrimination criterion found by the preliminary machining apparatus. Can be found at

好ましくは、前記加工具が切削工具であり、前記判別手段では、前記ワークの切削箇所における前記ワークのチッピングの有無を判別することが可能である。   Preferably, the processing tool is a cutting tool, and the discriminating means can discriminate the presence or absence of chipping of the workpiece at the cutting position of the workpiece.

本発明の第4の観点に係る加工装置は、前記判別手段で異常が検出された場合には、異常が検出された前記ワークの加工位置を記憶する異常位置記憶手段をさらに有する。異常位置記憶手段に記憶してあるデータに基づき、異常の原因などの特定などの検査に用いることができる。   The machining apparatus according to a fourth aspect of the present invention further includes an abnormal position storage unit that stores a machining position of the workpiece in which an abnormality is detected when an abnormality is detected by the determination unit. Based on the data stored in the abnormal position storage means, it can be used for inspection such as identification of the cause of the abnormality.

本発明の第1の観点に係る加工状態検出装置は、
加工具によるワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段で検出された信号から得られる振動変化データが、閾値を超えているか否かを判断する比較手段と、を有し、
前記比較手段の比較結果に基づき信号を出力することを特徴とする。
The machining state detection apparatus according to the first aspect of the present invention is:
Vibration detecting means for detecting vibration during processing of the workpiece by the processing tool;
Comparison means for determining whether or not vibration change data obtained from the signal detected by the vibration detection means exceeds a threshold,
A signal is output based on the comparison result of the comparison means.

本発明の第1の観点に係る加工状態検出装置を、一般的な加工装置に取り付けることで、振動変化データが閾値を超えているか否かを比較手段で判断することにより、欠陥につながるチッピングなどに対応する加工痕の不良、たとえば数十μm以下、好ましくは10μm以下の加工痕の不良を、振動の特殊変化データから検出することが容易になる。   By attaching the machining state detection apparatus according to the first aspect of the present invention to a general machining apparatus, it is possible to determine whether the vibration change data exceeds a threshold value by using a comparison means, thereby causing chipping that leads to defects. It becomes easy to detect the defect of the machining trace corresponding to the above, for example, the defect of the machining trace of several tens μm or less, preferably 10 μm or less from the vibration special change data.

本発明の第2の観点に係る加工状態検出装置は、
加工具によるワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段で検出された振動の一次データから得られる振動変化データと、撮像された前記加工具による前記ワークの加工痕の時間変化を示す加工痕変化データとに基づき、閾値を算出する閾値算出手段と、を有する。
The machining state detection apparatus according to the second aspect of the present invention is:
Vibration detecting means for detecting vibration during processing of the workpiece by the processing tool;
A threshold value for calculating a threshold value based on vibration change data obtained from primary data of vibration detected by the vibration detection means and processing trace change data indicating a time change of the processing trace of the workpiece by the imaged processing tool. And calculating means.

本発明の第2の観点に係る加工状態検出装置を、一般的な加工装置に取り付けることで、上述した本発明に係る予備加工装置を実現することができる。   By attaching the machining state detection apparatus according to the second aspect of the present invention to a general machining apparatus, the above-described preliminary machining apparatus according to the present invention can be realized.

本発明の第3の観点に係る加工状態検出装置は、
加工具によるワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
上記のいずれかに記載の予備加工装置の前記照合手段で求められた相関関係(照合結果)から得られる判別基準に基づき、前記振動検出手段から得られたデータを判別する判別手段と、を有する。
The machining state detection apparatus according to the third aspect of the present invention is:
Vibration detecting means for detecting vibration during processing of the workpiece by the processing tool;
A discriminating unit for discriminating data obtained from the vibration detecting unit based on a discriminant criterion obtained from the correlation (collation result) obtained by the collating unit of the preliminary processing apparatus according to any one of the above. .

本発明の第3の観点に係る加工状態検出装置を、一般的な加工装置に取り付けることで、振動変化データに特定の特殊変化データが含まれているか否かを判別手段で判断することにより、欠陥につながるチッピングなどに対応する加工痕の不良、たとえば数十μm以下、好ましくは10μm以下の加工痕の不良を、振動の特殊変化データから検出することが容易になる。   By determining whether or not specific special change data is included in the vibration change data by attaching the processing state detection device according to the third aspect of the present invention to a general processing device, It becomes easy to detect a defect in a processing mark corresponding to chipping or the like that leads to a defect, for example, a defect in a processing mark of several tens of μm or less, preferably 10 μm or less, from vibration special change data.

好ましくは、本発明の第3の観点に係る加工状態検出装置は、上記のいずれかに記載の予備加工装置からの前記判別基準を記憶する判別基準記憶手段を、さらに有する。予備加工装置からは、有線または無線の通信で、直接またはインターネットなどを介して、判別基準のデータ(論理式、アルゴリズムあるいはプログラムなどを含む)が送信されてくる。あるいは、予備加工装置から、着脱自在な記憶手段を介して、判別基準のデータが記憶手段に移されてきても良い。   Preferably, the machining state detection device according to the third aspect of the present invention further includes a discrimination criterion storage unit that stores the discrimination criteria from the preliminary machining device described above. From the preliminary processing apparatus, discrimination standard data (including logical expressions, algorithms, programs, etc.) is transmitted directly or via the Internet by wired or wireless communication. Alternatively, the discrimination reference data may be transferred from the preliminary processing apparatus to the storage means via a removable storage means.

好ましくは、本発明の第3の観点に係る加工状態検出装置は、
前記振動検出手段により検出した振動の一次データより求めた振動変化データを作成する振動変化データ作成手段を、さらに有し、
前記判別手段では、前記加工具による前記ワークの加工に際して、前記振動検出手段と前記振動変化データ作成手段により得られる振動変化データから、前記判別基準に基づき、特殊変化データを判別し、前記加工具による加工状態を判別する。
Preferably, the machining state detection device according to the third aspect of the present invention is:
Vibration change data creating means for creating vibration change data obtained from primary data of vibration detected by the vibration detecting means,
The discriminating means discriminates special change data from vibration change data obtained by the vibration detecting means and the vibration change data creating means when machining the workpiece by the processing tool, based on the discrimination criterion, The machining state is determined.

本発明の第3の観点に係る加工状態検出装置では、複数種類の振動変化データ中から、予備加工装置により見つけられた判別基準に基づき、特殊変化データを検出することで、ワークの加工不良を高精度で見つけることができる。   In the machining state detection device according to the third aspect of the present invention, machining failure of a workpiece is detected by detecting special change data from a plurality of types of vibration change data based on a discrimination criterion found by a preliminary machining device. Can be found with high accuracy.

本発明の第1の観点に係る加工状態検出方法は、
加工具による前記ワークの加工痕を撮像する工程と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する工程と、
前記加工痕の時間変化を示す加工痕変化データと、前記振動の時間変化を示す振動変化データと、を比較する工程と、
前記加工痕変化データから、前記加工具による前記ワークの加工不良に対応する加工不良データを求め、前記加工不良データに対応する前記振動変化データの特殊変化データを抽出する工程と、を有する。
The machining state detection method according to the first aspect of the present invention includes:
Imaging a work mark of the workpiece by a processing tool;
Detecting vibration during processing of the workpiece by the processing tool;
Comparing the machining trace change data indicating the time change of the processing trace and the vibration change data indicating the time change of the vibration;
Obtaining machining defect data corresponding to machining defects of the workpiece by the machining tool from the machining trace change data, and extracting special change data of the vibration change data corresponding to the machining defect data.

本発明の第1の観点に係る加工状態検出方法によれば、欠陥につながるチッピングなどに対応する加工痕の不良、たとえば数十μm以下、好ましくは10μm以下の加工痕の不良を、振動の特殊変化データから検出することが容易になる。すなわち、本発明の加工状態検出方法により得られる特殊変化データによれば、実際の加工装置の加工による振動変化と特殊変化データとを比較することで、欠陥につながるチッピングなどの加工不良をリアルタイムで精度良く検出することが可能になる。   According to the machining state detection method according to the first aspect of the present invention, defects in machining traces corresponding to chipping or the like leading to defects, for example, defects in machining traces of several tens μm or less, preferably 10 μm or less, It becomes easy to detect from the change data. That is, according to the special change data obtained by the machining state detection method of the present invention, by comparing the vibration change due to the actual machining of the machining with the special change data, machining defects such as chipping that leads to defects can be detected in real time. It becomes possible to detect with high accuracy.

好ましくは、本発明の第1の観点の加工状態検出方法は、
前記振動変化データが閾値以上の場合には、前記加工具による前記ワークの加工不良が発生していると判断させるように、前記特殊変化データに閾値を設定する工程と、
振動検出手段で検出された信号から得られる振動変化データが、前記閾値を超えているか否かを判断する工程と、をさらに有する。
Preferably, the machining state detection method according to the first aspect of the present invention comprises:
When the vibration change data is equal to or greater than a threshold value, setting a threshold value for the special change data so as to determine that a machining failure of the workpiece by the processing tool has occurred;
And determining whether vibration change data obtained from the signal detected by the vibration detecting means exceeds the threshold value.

振動検出手段で検出された信号から得られる振動変化データが、特定の閾値を超えているか否かを判断するのみで、容易に、欠陥につながるチッピングなどの加工不良をリアルタイムで精度良く検出することが可能になる。   By simply determining whether or not the vibration change data obtained from the signal detected by the vibration detection means exceeds a specific threshold, it is possible to easily detect processing defects such as chipping leading to defects in real time with high accuracy. Is possible.

本発明の第2の観点に係る加工状態検出方法は、
加工具によるワークへの加工時の振動を検出する工程と、
前記加工具による前記ワークの加工痕を撮像する工程と、
撮像した前記加工痕の位置変化に関連する加工痕変化データを作成する工程と、
検出した振動の一次データより求めた振動変化データを作成する工程と、
前記加工跡変化データと前記振動変化データとを比較して見つけられた相関関係(照合結果)に基づき、前記加工具による前記ワークの加工不良に関連性が高い前記振動変化データの特殊変化データを抽出して、前記振動変化データから前記ワークの加工不良を見つけ出す判別基準を算出する工程と、を有する。
The machining state detection method according to the second aspect of the present invention includes:
A process of detecting vibrations when machining a workpiece with a machining tool;
Imaging a work trace of the workpiece by the processing tool;
Creating process trace change data related to the position change of the imaged process trace;
Creating vibration change data obtained from the primary data of the detected vibration;
Based on the correlation (matching result) found by comparing the machining trace change data and the vibration change data, the special change data of the vibration change data highly related to the processing failure of the workpiece by the processing tool Extracting and calculating a discrimination criterion for finding a machining defect of the workpiece from the vibration change data.

本発明の第2の観点に係る加工状態検出方法を、一般的な加工装置に適用することで、振動変化データに特定の特殊変化データが含まれているか否かを判断することにより、欠陥につながるチッピングなどに対応する加工痕の不良、たとえば数十μm以下、好ましくは10μm以下の加工痕の不良を、振動の特殊変化データから高精度で検出することが容易になる。   By applying the machining state detection method according to the second aspect of the present invention to a general machining apparatus, it is possible to determine whether or not specific special change data is included in the vibration change data. It becomes easy to detect a defect of a processing mark corresponding to connected chipping, for example, a defect of a processing mark of several tens of μm or less, preferably 10 μm or less from the vibration special change data with high accuracy.

本発明のワークの加工方法は、上記に記載の加工状態検出方法を有する。   The workpiece machining method of the present invention has the machining state detection method described above.

図1は本発明の一実施形態に係る加工装置としての切削装置の正面図である。FIG. 1 is a front view of a cutting apparatus as a processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は図1に示す切削装置の側面図である。FIG. 2 is a side view of the cutting apparatus shown in FIG. 図3は第1切削状態検出装置と第2切削状態検出装置との関係を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing the relationship between the first cutting state detection device and the second cutting state detection device. 図4(A)は図3に示すカメラで得られた切削痕画像データの一例を示す概略図、図4(B)は図4(A)に示す切削痕画像データを信号処理して得られる加工痕変化データの一例を示すタイムチャート図、図4(C)は図3に示す振動センサで得られる振動検出の一次データの一例を示すタイムチャート図、図4(D)は図4(C)に示す振動検出の一次データを信号処理して得られる振動変化データのタイムチャート図である。4A is a schematic diagram showing an example of cutting mark image data obtained by the camera shown in FIG. 3, and FIG. 4B is obtained by performing signal processing on the cutting mark image data shown in FIG. 4A. FIG. 4C is a time chart showing an example of machining trace change data, FIG. 4C is a time chart showing an example of primary data of vibration detection obtained by the vibration sensor shown in FIG. 3, and FIG. It is a time chart figure of the vibration change data obtained by carrying out signal processing of the primary data of vibration detection shown in FIG. 図5は本発明の他の実施形態に係る第1加工状態検出装置と第2加工状態検出装置との関係を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing the relationship between the first machining state detection device and the second machining state detection device according to another embodiment of the present invention. 図6Aは図5に示すカメラで得られた加工痕画像データの一例を示す概略図である。FIG. 6A is a schematic diagram showing an example of processing mark image data obtained by the camera shown in FIG. 図6Bは図5に示すカメラで得られた加工痕画像データの他の一例を示す概略図である。FIG. 6B is a schematic diagram showing another example of processing mark image data obtained by the camera shown in FIG. 図7Aは図6Aに示す加工痕画像データを信号処理して得られる加工痕変化データの一例を示す加工方向に沿った切削エッジの位置変化を示すグラフである。FIG. 7A is a graph showing a change in the position of the cutting edge along the machining direction, showing an example of machining trace change data obtained by performing signal processing on the machining trace image data shown in FIG. 6A. 図7Bは図6Bに示す加工痕画像データを信号処理して得られる加工痕変化データの一例を示す加工方向に沿った切削エッジの位置変化を示すグラフである。FIG. 7B is a graph showing a change in the position of the cutting edge along the machining direction, showing an example of machining trace change data obtained by performing signal processing on the machining trace image data shown in FIG. 6B. 図8は図7Aに示す切削エッジの位置変化を示すデータを、全域にわたり得られたグラフである。FIG. 8 is a graph in which data indicating the change in the position of the cutting edge shown in FIG. 7A is obtained over the entire region. 図9は図8に示す両側の切削エッジの位置変化を示すデータを加算して得られたグラフである。FIG. 9 is a graph obtained by adding data indicating the change in position of the cutting edges on both sides shown in FIG. 図10は図5に示す振動センサで得られる振動検出の一次データ推移の一例であり、横軸は加工位置を示すグラフである。FIG. 10 is an example of the primary data transition of vibration detection obtained by the vibration sensor shown in FIG. 5, and the horizontal axis is a graph showing the machining position. 図11は図10に示す振動の一次データを、フーリエ変換して得られる周波数を横軸とした概念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram with the horizontal axis representing the frequency obtained by Fourier transforming the primary data of the vibration shown in FIG. 図12は図10に示す振動の一次データを、フーリエ変換して得られる周波数毎の一例のグラフである。FIG. 12 is a graph of an example for each frequency obtained by Fourier transforming the primary data of the vibration shown in FIG. 図13は図10に示す振動の一次データを、統計処理して得られる一例のグラフである。FIG. 13 is a graph of an example obtained by statistically processing the primary data of the vibration shown in FIG. 図14は図12〜図13で得られた振動変化データにウィンドウ処理を行うことを説明するためのグラフである。FIG. 14 is a graph for explaining that window processing is performed on the vibration change data obtained in FIGS. 図15は図14でウィンドウ処理された範囲のそれぞれのデータについてヒストグラム化することを説明するためのグラフである。FIG. 15 is a graph for explaining the histogram formation for each data in the range windowed in FIG. 図16は図15でウィンドウ毎にヒストグラム化されたデータを用いて、特殊変化データを抽出することを説明するためのグラフである。FIG. 16 is a graph for explaining that the special change data is extracted using the data histogramd for each window in FIG. 図17は図16でウィンドウ毎に抽出された特殊変化データに基づき、振動変化データから前記ワークの加工不良を見つけ出す判別基準を算出することを説明するための図である。FIG. 17 is a diagram for explaining the calculation of a discrimination criterion for finding a machining defect of the workpiece from the vibration change data based on the special change data extracted for each window in FIG. 図18は加工痕変化データと振動変化データを照合して演算処理をしたことから得られる加工方向に沿った加工不良の有る無しを示すグラフである。FIG. 18 is a graph showing whether or not there is a processing defect along the processing direction obtained by performing processing by comparing the processing trace change data and the vibration change data.

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.

第1実施形態
図1および図2に示す本発明の一実施形態に係る加工装置としての切削装置2は、図3に示す第1加工状態検出装置2aが取り付けられて親機としての予備加工装置となったり、図3に示す第2加工状態検出装置2bが取り付けられて子機としての実際の切削装置の内の少なくとも一つとして用いられる。まず、図1および図2に基づき、切削装置2について説明する。
Cutting device 2 as a processing apparatus according to an embodiment of the present invention shown in the first embodiment Figure 1 and 2, pre-processing apparatus as a master unit is attached first machining state detecting apparatus 2a shown in FIG. 3 The second machining state detection device 2b shown in FIG. 3 is attached and used as at least one of the actual cutting devices as slave units. First, the cutting device 2 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

切削装置2は、加工具としての円盤状砥石4を有する。砥石4は、駆動軸としてのスピンドル6によりY軸回りに回転可能になっている。スピンドル6は、スピンドル支持体8により保持してある。支持体8は、Z軸移動機構としてのZ軸レール20によりZ軸方向に移動可能に保持されている。   The cutting device 2 has a disk-shaped grindstone 4 as a processing tool. The grindstone 4 can be rotated around the Y axis by a spindle 6 as a drive shaft. The spindle 6 is held by a spindle support 8. The support 8 is held so as to be movable in the Z-axis direction by a Z-axis rail 20 as a Z-axis moving mechanism.

Z軸レール20は、Y軸移動機構としてのY軸レール22によりY軸方向に移動可能に保持してある。Y軸レール22は、固定ベース18の上に固定してある支持壁19に固定してある。なお、Y軸レール22対してZ軸レール20を固定し、支持体8を、たとえばY軸移動機構として機能させてもよく、スピンドル6をY軸に沿って移動可能に支持体8が支持してもよい。   The Z-axis rail 20 is held so as to be movable in the Y-axis direction by a Y-axis rail 22 as a Y-axis moving mechanism. The Y-axis rail 22 is fixed to a support wall 19 fixed on the fixed base 18. Note that the Z-axis rail 20 may be fixed to the Y-axis rail 22 and the support 8 may function as, for example, a Y-axis moving mechanism. The support 8 supports the spindle 6 so as to be movable along the Y-axis. May be.

固定ベース18の上には、X軸移動機構として機能するX軸レール16がX軸方向に沿って配置して固定してある。X軸レール16には、下テーブル14がX軸方向に移動自在に配置してある。下テーブル14の上には、保持部材としての上テーブル12がZ軸回り(θ方向)に回転自在に保持してある。上テーブル12の上には、ワーク10が着脱自在に固定してある。   On the fixed base 18, an X-axis rail 16 that functions as an X-axis moving mechanism is arranged and fixed along the X-axis direction. A lower table 14 is arranged on the X-axis rail 16 so as to be movable in the X-axis direction. An upper table 12 as a holding member is held on the lower table 14 so as to be rotatable around the Z axis (θ direction). A workpiece 10 is detachably fixed on the upper table 12.

上テーブル12の上にワーク10を着脱自在に保持するために、上テーブル12の上表面には、複数の真空吸着孔などが形成してあり、上テーブル12の上にワーク10を吸着保持可能になっている。なお、その他の手段により、上テーブル12の上にワーク10を着脱自在に保持してもよい。本実施形態では、X軸とY軸とZ軸とは、相互に垂直であり、Y軸が砥石4の回転軸(スピンドル6の回転軸)と略一致し、Z軸が上下方向に略一致する。   In order to detachably hold the workpiece 10 on the upper table 12, a plurality of vacuum suction holes are formed on the upper surface of the upper table 12, and the workpiece 10 can be sucked and held on the upper table 12. It has become. The work 10 may be detachably held on the upper table 12 by other means. In this embodiment, the X axis, the Y axis, and the Z axis are perpendicular to each other, the Y axis substantially coincides with the rotation axis of the grindstone 4 (rotation axis of the spindle 6), and the Z axis substantially coincides with the vertical direction. To do.

本実施形態では、下テーブル14がX軸レール16によりX軸方向に移動可能に保持してあることで、下テーブル14の上に装着してある保持部材としての上テーブル12が、加工具としての砥石4に対して、X軸方向に相対移動可能に保持してある。また、Y軸レール22にZ軸レール20がY軸方向に移動可能に保持してあることで、スピンドル6および砥石4は、ワーク10に対してY軸方向に相対移動可能になっている。また、Z軸レール20に対してスピンドル支持体8がZ軸方向に移動可能に保持してあることで、スピンドル6および砥石4は、ワーク10に対してZ軸方向に相対移動可能になっている。   In the present embodiment, since the lower table 14 is held by the X-axis rail 16 so as to be movable in the X-axis direction, the upper table 12 as a holding member mounted on the lower table 14 is used as a processing tool. The whetstone 4 is held so as to be relatively movable in the X-axis direction. Further, since the Z-axis rail 20 is held on the Y-axis rail 22 so as to be movable in the Y-axis direction, the spindle 6 and the grindstone 4 can be moved relative to the workpiece 10 in the Y-axis direction. In addition, since the spindle support 8 is held so as to be movable in the Z-axis direction with respect to the Z-axis rail 20, the spindle 6 and the grindstone 4 can be moved relative to the workpiece 10 in the Z-axis direction. Yes.

スピンドル6により円盤状砥石4がY軸の回りに回転する。支持体8をZ軸レール20に沿ってZ軸下方に移動させることで、回転する砥石4がワーク10の表面に接触する。下テーブル14が上テーブル12と共に、X軸レール16に沿ってX軸方向に移動させられることで、ワーク10は、回転する砥石4によりX軸方向に沿って切削されて切断される。   The disc 6 is rotated around the Y axis by the spindle 6. The rotating grindstone 4 comes into contact with the surface of the workpiece 10 by moving the support 8 along the Z-axis rail 20 downward in the Z-axis. By moving the lower table 14 along with the upper table 12 along the X-axis rail 16 in the X-axis direction, the workpiece 10 is cut and cut along the X-axis direction by the rotating grindstone 4.

なお、上テーブル12に砥石4が触れないように、ワーク10と上テーブル12の間には、不図示のシート等が存在し、砥石4はシート等の途中まで切削するようにZ方向に移動する。   Note that a sheet (not shown) or the like exists between the workpiece 10 and the upper table 12 so that the grindstone 4 does not touch the upper table 12, and the grindstone 4 moves in the Z direction so as to cut halfway through the sheet or the like. To do.

図3に示すように、本実施形態に係る第1加工状態検出装置2aは、たとえば図1および図2に示す切削装置2に取り付けられ、撮像手段としてのカメラ30と、振動検出手段としての振動センサ40とを有する。カメラ30は、たとえば図1に示すように、スピンドル支持体8に取り付けられ、回転する砥石4がワーク10を切削する加工痕としての切削痕を切削後、または可能であればリアルタイムに撮像可能になっている。切削痕の一次データ32を図4(A)に示す。なお、一次データ32は、カメラ30にて得られた撮像画像データ自体である。   As shown in FIG. 3, the first machining state detection device 2a according to the present embodiment is attached to, for example, the cutting device 2 shown in FIGS. 1 and 2, and includes a camera 30 as an imaging unit and vibration as a vibration detection unit. Sensor 40. For example, as shown in FIG. 1, the camera 30 is attached to the spindle support 8 so that the rotating grindstone 4 can capture a cutting trace as a machining trace for cutting the workpiece 10 or in real time if possible. It has become. The primary data 32 of the cutting trace is shown in FIG. Note that the primary data 32 is captured image data itself obtained by the camera 30.

図3に示す振動センサ40は、たとえば図1および図2に示すように、ワーク10が着脱自在に固定される上テーブル12に取り付けられ、回転する砥石4がワーク10を切削する際の振動をリアルタイムで検出可能になっている。振動センサ40で検出された振動の一次データ42を図4(C)に示す。なお、一次データ42は、振動センサ40にて得られた検出信号自体の時間変化を示すデータである。   The vibration sensor 40 shown in FIG. 3 is attached to the upper table 12 to which the workpiece 10 is detachably fixed, for example, as shown in FIGS. 1 and 2, and the vibration when the rotating grindstone 4 cuts the workpiece 10. It can be detected in real time. The primary data 42 of vibration detected by the vibration sensor 40 is shown in FIG. The primary data 42 is data indicating a change over time of the detection signal itself obtained by the vibration sensor 40.

振動センサ40としては、本実施形態では、何らかの振動を検出可能なセンサであればよく、特に限定されず、変位センサ、速度センサ、加速度センサ、音響センサ、表面弾性波センサ(一例としてAEセンサ)なども含まれる。カメラ30としては、切削痕などの加工痕を撮像可能なものであれば特に限定されない。   In the present embodiment, the vibration sensor 40 may be any sensor that can detect any vibration, and is not particularly limited. A displacement sensor, a speed sensor, an acceleration sensor, an acoustic sensor, and a surface acoustic wave sensor (AE sensor as an example). Etc. are also included. The camera 30 is not particularly limited as long as it can capture a processing mark such as a cutting mark.

図3に示すように、本実施形態の第1加工状態検出装置2aは、切削痕変化データ作成手段33を有する。切削痕変化データ作成手段33は、カメラ30で撮像された図4(A)に示す切削痕の一次データ32から図4(B)に示す切削痕の時間変化に関連する切削痕変化データ34を作り出す。切削痕変化データ34は、切削方向に略垂直な切削幅の変化の大きさを縦軸にとり、時間の経過と共に示したグラフである。切削幅が大きく変化した部分で、加工不良データ34aが表れる。加工不良データ34aの代表例としては、加工具としての砥石4によるワーク10の切削部のチッピングなど加工不良である。   As shown in FIG. 3, the first machining state detection device 2 a of the present embodiment includes a cutting trace change data creation unit 33. The cutting trace change data creation means 33 generates cutting trace change data 34 related to the temporal change of the cutting trace shown in FIG. 4B from the primary data 32 of the cutting trace shown in FIG. produce. The cutting mark change data 34 is a graph showing the change in the cutting width substantially perpendicular to the cutting direction on the vertical axis and showing with time. The processing defect data 34a appears at a portion where the cutting width has changed greatly. A typical example of the processing defect data 34a is processing defects such as chipping of a cutting portion of the workpiece 10 by the grindstone 4 as a processing tool.

図3に示すように、本実施形態の第1加工状態検出装置2aは、振動変化データ作成手段43を有する。振動変化データ作成手段43は、振動センサ40で検出された図4(C)に示す振動の一次データ42から図4(D)に示す振動の時間変化に関連する振動変化データ44を作り出す。   As shown in FIG. 3, the first machining state detection device 2 a of this embodiment includes vibration change data creation means 43. The vibration change data creation means 43 creates vibration change data 44 related to the time change of vibration shown in FIG. 4D from the primary data 42 of vibration shown in FIG. 4C detected by the vibration sensor 40.

振動変化データ44は、振動の一次データ42を特定の信号処理することで得られ、信号の大きさを縦軸にとり、時間の経過と共に示したグラフである。図4(D)に示すように、特殊変化データ44aが、図4(B)に示す加工不良データ34aに対応して表れることを本発明者等は見出した。   The vibration change data 44 is a graph obtained by subjecting the primary data 42 of vibration to specific signal processing, and the magnitude of the signal is plotted on the vertical axis and shown over time. As shown in FIG. 4D, the present inventors have found that the special change data 44a appears corresponding to the processing defect data 34a shown in FIG. 4B.

図3に示すように、本実施形態の第1加工状態検出装置2aは、照合手段50を有する。照合手段50では、図4(B)に示す切削痕の時間変化に関連する切削痕変化データ34と、振動の時間変化に関連する振動変化データ44と、を比較する。具体的には、切削痕変化データ34の変化の開始時刻t1と変化の終了時刻t2を、振動変化データの時間軸(横軸)に対応させる。また、本実施形態の第1加工状態検出装置2aは、抽出手段52と、閾値決定手段54と、記憶手段56とを、さらに有する。   As shown in FIG. 3, the first machining state detection device 2 a according to the present embodiment includes a matching unit 50. The verification unit 50 compares the cutting trace change data 34 related to the time change of the cutting trace shown in FIG. 4B and the vibration change data 44 related to the time change of the vibration. Specifically, the change start time t1 and the change end time t2 of the cutting trace change data 34 are made to correspond to the time axis (horizontal axis) of the vibration change data. Further, the first machining state detection device 2a of the present embodiment further includes an extraction unit 52, a threshold value determination unit 54, and a storage unit 56.

抽出手段52では、照合手段50で求められた変化の開始時刻t1と変化の終了時刻t2に基づき、図4(B)に示す加工不良データ34aに対応する図4(D)に示す振動変化データ44の特殊変化データ44aを抽出する。すなわち、照合手段50で求められた図4(B)と図4(D)の相関関係に基づき、特殊変化データ44aを抽出する。   In the extracting means 52, the vibration change data shown in FIG. 4D corresponding to the processing defect data 34a shown in FIG. 4B based on the change start time t1 and change end time t2 obtained by the collating means 50. 44 special change data 44a are extracted. That is, the special change data 44a is extracted based on the correlation between FIG. 4B and FIG.

図3に示す閾値決定手段54では、抽出手段52で抽出された図4(D)に示す振動変化データ44の特殊変化データ44aの最小値である閾値46を決定する。閾値46は、図4(D)に示す振動変化データ44が閾値46以上の場合には、砥石4によるワーク10のチッピングなどの加工不良(製品不良になる程度の加工不良)が発生していると判断できるように決定される。なお、図4(A)〜図4(D)では、横軸が加工開始からの経過時間で示してあるが、経過時間は、加工方向である切削方向の切削位置に対応する。   3 determines the threshold value 46 which is the minimum value of the special change data 44a of the vibration change data 44 shown in FIG. 4D extracted by the extraction means 52. The threshold value determination means 54 shown in FIG. When the vibration change data 44 shown in FIG. 4D is equal to or greater than the threshold value 46, the threshold value 46 has a processing failure such as chipping of the workpiece 10 by the grindstone 4 (processing failure to the extent that the product becomes defective). It is decided so that it can be judged. 4A to 4D, the horizontal axis indicates the elapsed time from the start of machining, but the elapsed time corresponds to the cutting position in the cutting direction which is the machining direction.

記憶手段56では、閾値決定手段54で決定された閾値データが記憶される。記憶手段56に記憶された閾値データは、図3に示す複数(または単数)の第2加工状態検出装置2bの記憶手段56aにも記憶される。記憶手段56aと、記憶手段56とは、同じものでも異なっていても良い。たとえば本実施形態の第1加工状態検出装置2aを、図1および図2に示す切削装置2に取り付ければ、切削装置2は、親機としての切削予備装置となり、第2加工状態検出装置2bを、図1および図2に示す切削装置2に取り付ければ、切削装置2は、子機としての切削装置となる。親機の切削装置2と子機の切削装置2が同じものである場合には、記憶手段56と記憶手段56aとは、同じもので構成される。   In the storage unit 56, the threshold data determined by the threshold determination unit 54 is stored. The threshold data stored in the storage means 56 is also stored in the storage means 56a of the plurality (or singular) of the second machining state detection devices 2b shown in FIG. The storage unit 56a and the storage unit 56 may be the same or different. For example, if the first machining state detection device 2a of the present embodiment is attached to the cutting device 2 shown in FIGS. 1 and 2, the cutting device 2 becomes a cutting preliminary device as a master unit, and the second machining state detection device 2b is used. If attached to the cutting device 2 shown in FIGS. 1 and 2, the cutting device 2 becomes a cutting device as a slave unit. When the parent machine cutting device 2 and the child machine cutting device 2 are the same, the storage means 56 and the storage means 56a are configured in the same way.

第1加工状態検出装置2aが取り付けられる切削装置2と、第2加工状態検出装置2bが取り付けられる切削装置2とが異なる場合には、記憶手段56と記憶手段56aとを、無線または有線の通信手段で接続し、記憶手段56で更新された閾値46(図4(D)参照)のデータが記憶手段56aでも同時に更新可能にしても良い。また、記憶手段56と記憶手段56aの間にネットワークサーバ(不図示)を用意し、記憶手段56で更新された閾値46を、記憶手段56aにて必要に応じて更新可能としても良い。あるいは、記憶手段56に記憶された閾値データは、搬送可能な記憶媒体を用いて、記憶手段56aに移動させてデータを更新しても良い。閾値データが更新されることで、切削異常などの加工異常を、より正確に検出することが可能になる。   When the cutting device 2 to which the first machining state detection device 2a is attached is different from the cutting device 2 to which the second machining state detection device 2b is attached, the storage unit 56 and the storage unit 56a are connected to each other by wireless or wired communication. The data of the threshold value 46 (see FIG. 4D) updated by the storage means 56 and updated by the storage means 56 may be simultaneously updated by the storage means 56a. Further, a network server (not shown) may be prepared between the storage unit 56 and the storage unit 56a, and the threshold value 46 updated by the storage unit 56 may be updated as necessary by the storage unit 56a. Alternatively, the threshold data stored in the storage unit 56 may be moved to the storage unit 56a using a transportable storage medium to update the data. By updating the threshold data, it becomes possible to more accurately detect machining abnormality such as cutting abnormality.

なお、記憶手段56,56aとしては、特に限定されず、コンピュータ(パソコン含む)などに付帯しているハードディスク、半導体メモリ、記録ディスク、記録テープなどが例示される。   The storage means 56 and 56a are not particularly limited, and examples thereof include a hard disk, a semiconductor memory, a recording disk, and a recording tape attached to a computer (including a personal computer).

図3に示す第1加工状態検出装置2aにおいて、切削痕変化データ作成手段33、振動変化データ作成手段43、照合手段50、抽出手段52および閾値決定手段54は、図1および図2に示す切削装置2の制御装置の一部を構成する専用回路で構成しても良いが、或いは個別のコンピュータのプログラムで構成することも可能である。また、切削痕変化データ作成手段33および振動変化データ作成手段43は、照合手段50または抽出手段52に含まれていてもよく、照合手段50は、抽出手段52に含まれていてもよい。また、閾値決定手段54は、照合手段50または抽出手段52に含まれていてもよい。   In the first machining state detection device 2a shown in FIG. 3, the cutting trace change data creation means 33, vibration change data creation means 43, collation means 50, extraction means 52, and threshold value determination means 54 are the same as those shown in FIGS. It may be configured by a dedicated circuit that constitutes a part of the control device of the device 2 or may be configured by a program of an individual computer. Further, the cutting trace change data creating unit 33 and the vibration change data creating unit 43 may be included in the collating unit 50 or the extracting unit 52, and the collating unit 50 may be included in the extracting unit 52. Further, the threshold value determining means 54 may be included in the collating means 50 or the extracting means 52.

図3に示す第2加工状態検出装置2bは、たとえば図1および図2に示す切削装置2に取り付けられ、振動検出手段としての振動センサ40を有する。図3に示す第1加工状態検出装置2aとは異なり、カメラ30は、必ずしも具備されていなくても良いが、具備されていても良い。いずれにしても第2加工状態検出装置2bは前述する加工痕の画像データ32を必要としない。   A second machining state detection device 2b shown in FIG. 3 is attached to the cutting device 2 shown in FIGS. 1 and 2, for example, and has a vibration sensor 40 as vibration detection means. Unlike the first machining state detection device 2a shown in FIG. 3, the camera 30 is not necessarily provided, but may be provided. In any case, the second processing state detection device 2b does not need the image data 32 of the processing marks described above.

図3に示す第2加工状態検出装置2bの振動センサ40は、第1加工状態検出装置2aの振動センサ40と同様であるが、必ずしも全く同一である必要は無い。振動センサ40は、たとえば図1および図2に示すように、ワーク10が着脱自在に固定される上テーブル12に取り付けられ、回転する砥石4がワーク10を切削する際の振動をリアルタイムで検出可能になっている。振動センサ40で検出された振動の一次データ42を図4(C)に示す。   The vibration sensor 40 of the second machining state detection device 2b shown in FIG. 3 is the same as the vibration sensor 40 of the first machining state detection device 2a, but does not necessarily have to be exactly the same. As shown in FIGS. 1 and 2, for example, the vibration sensor 40 is attached to the upper table 12 to which the workpiece 10 is detachably fixed, and can detect vibrations when the rotating grindstone 4 cuts the workpiece 10 in real time. It has become. The primary data 42 of vibration detected by the vibration sensor 40 is shown in FIG.

第2加工状態検出装置2bは、振動変化データ作成手段43を有する。この振動変化データ作成手段43は、第1加工状態検出装置2aの振動変化データ作成手段43と同様な構成を有し、振動センサ40で検出された図4(C)に示す振動の一次データ42から図4(D)に示す振動の時間変化に関連する振動変化データ44を作り出す。   The second machining state detection device 2 b includes vibration change data creation means 43. The vibration change data creation means 43 has the same configuration as the vibration change data creation means 43 of the first machining state detection device 2a, and the primary data 42 of vibration shown in FIG. 4C detected by the vibration sensor 40. The vibration change data 44 relating to the time change of vibration shown in FIG.

図3に示すように、本実施形態の第2加工状態検出装置2bは、比較手段60をさらに有する。比較手段60は、振動センサ40で検出された一次データを用いて振動変化データ作成手段43にて得られる振動変化データが、記憶手段56aにて記憶してある閾値46(図4(D)参照)を超えているか否かを判断する。比較手段60が、図4(D)に示すように、振動変化データ44に特殊変化データ44aが含まれており、そのデータ44aの出力信号が閾値46を超えている場合には、警告手段62を起動させる。   As shown in FIG. 3, the second machining state detection device 2 b of this embodiment further includes a comparison unit 60. The comparing means 60 uses the threshold data 46 (see FIG. 4D) in which the vibration change data obtained by the vibration change data creating means 43 using the primary data detected by the vibration sensor 40 is stored in the storage means 56a. ) Or not. As shown in FIG. 4D, when the comparison means 60 includes the special change data 44a in the vibration change data 44 and the output signal of the data 44a exceeds the threshold value 46, the warning means 62 is provided. Start up.

警告手段62では、例えば図1および図2に示すワーク10の切削箇所にチッピングなどの加工異常が生じたことを知らせるアラームなどの警告信号を出力する。警告信号は、警告音を発する信号であってもよく、警告画像を表示する信号であってもよい。警告画像は、たとえば第2加工状態検出装置2bの制御装置の表示装置画面に表示される。   The warning means 62 outputs a warning signal such as an alarm for notifying that a machining abnormality such as chipping has occurred at the cutting location of the workpiece 10 shown in FIGS. 1 and 2, for example. The warning signal may be a signal that emits a warning sound or a signal that displays a warning image. The warning image is displayed on the display device screen of the control device of the second machining state detection device 2b, for example.

警告手段62では、比較手段60で異常(チッピングなどの加工異常)が検出された場合には、異常が検出されたワーク10の加工位置を、記憶手段56aに記憶させても良い。第2加工状態検出装置2bにおいて、振動変化データ作成手段43、比較手段60および警告手段62は、図1および図2に示す切削装置2の制御装置の一部を構成する専用回路で構成しても良いが、その制御装置となるコンピュータのプログラムで構成してもよい。   In the warning means 62, when an abnormality (machining abnormality such as chipping) is detected by the comparison means 60, the machining position of the workpiece 10 where the abnormality is detected may be stored in the storage means 56a. In the second machining state detection device 2b, the vibration change data creation means 43, the comparison means 60, and the warning means 62 are configured by a dedicated circuit that constitutes a part of the control device of the cutting device 2 shown in FIGS. However, it may be configured by a program of a computer serving as the control device.

本実施形態に係る第1加工状態検出装置2aでは、撮像手段としてのカメラ30を用いて、砥石4によるワーク10の切削痕を撮像することができる。なお、砥石4による切削加工時にオンラインで切削痕を撮像するには、カメラ30により切削痕を撮像しやすいように、切削液や研磨液などの加工用液体を除去しながら、撮像してもよい。   In the first machining state detection device 2a according to the present embodiment, the cutting trace of the workpiece 10 by the grindstone 4 can be imaged using the camera 30 as the imaging means. In addition, in order to image a cutting trace on-line at the time of the cutting process by the grindstone 4, the imaging may be performed while removing a processing liquid such as a cutting fluid or a polishing liquid so that the cutting trace can be easily captured by the camera 30. .

本実施形態の第1加工状態検出装置2aでは、たとえばカメラ30により撮像した切削痕の撮像一次データ32から、図3に示す切削痕変化データ手段33を用いて、切削痕の時間変化に関連する切削痕変化データ34を作成することができる。また、振動センサ40では、砥石4によるワーク10への切削加工時の振動を検出することができる。さらに、振動センサ40により検出したデータから、振動の時間変化に関連する振動変化データ44を作成することができる。   In the first machining state detection device 2a of the present embodiment, for example, the cutting trace change data means 33 shown in FIG. Cutting mark change data 34 can be created. In addition, the vibration sensor 40 can detect vibration during cutting of the workpiece 10 by the grindstone 4. Furthermore, vibration change data 44 related to the time change of vibration can be created from the data detected by the vibration sensor 40.

図3に示す照合手段50では、図4(B)に示す切削痕変化データ34と、図4(D)に示す振動変化データ44とを比較することで、これらの相関関係を求めることができる。本実施形態の加工状態検出装置では、製品の欠陥につながるチッピングなどの切削痕の変化データと、振動の変化データを関連させることで、逆に振動の変化データから、欠陥につながるチッピングなどに対応する切削痕の不良を判断することが可能になる。   In the collating means 50 shown in FIG. 3, the correlation between them can be obtained by comparing the cutting mark change data 34 shown in FIG. 4 (B) with the vibration change data 44 shown in FIG. 4 (D). . In the machining state detection apparatus of this embodiment, by correlating the change data of cutting traces such as chipping that leads to product defects with the change data of vibrations, the vibration change data can be used to cope with chipping that leads to defects. It becomes possible to judge the defect of the cutting trace.

本実施形態の第1加工状態検出装置2aおよび検出方法では、欠陥につながるチッピングなどに対応する切削痕の不良、たとえば数十μm以下、好ましくは10μm以下の切削痕の不良を、図4(D)に示す振動変化データ44から検出することが可能になる。なお、従来では、振動検出センサの検出信号を用いて100μm程度のチッピングなどの加工不良を検出することはできたが、数十μm以下、好ましくは10μm以下の切削痕の不良を、振動検出信号(たとえば図4(C)に示す信号)から検出することが困難であった。   In the first machining state detection device 2a and the detection method of the present embodiment, a defect in the cutting trace corresponding to chipping or the like that leads to a defect, for example, a defect in the cutting trace of several tens μm or less, preferably 10 μm or less is shown in FIG. ) Can be detected from the vibration change data 44 shown in FIG. In the past, it was possible to detect machining defects such as chipping of about 100 μm by using the detection signal of the vibration detection sensor. However, the vibration detection signal was used to detect cutting defects of several tens of μm or less, preferably 10 μm or less. It was difficult to detect from (for example, the signal shown in FIG. 4C).

本実施形態の第1加工状態検出装置2aおよびそれを用いた方法により得られる振動変化データと加工不良との相関データを、閾値データとして記憶手段56に記憶する。記憶手段56に記憶してある閾値データを、記憶手段56aに記憶して、実際の加工装置としての切削装置2に用いることで、欠陥につながるチッピングなどの加工不良をリアルタイムで精度良く検出することが可能になる。   Correlation data between vibration change data and machining defects obtained by the first machining state detection device 2a of the present embodiment and the method using the same is stored in the storage unit 56 as threshold data. Threshold value data stored in the storage means 56 is stored in the storage means 56a and used in the cutting apparatus 2 as an actual processing apparatus, so that processing defects such as chipping leading to defects can be accurately detected in real time. Is possible.

本実施形態に係る加工状態検出装置2bによれば、実際の切削加工による振動変化と、第1加工状態検出装置2aにて得られた特殊変化データ44aとを比較することで、欠陥につながるチッピングなどの加工不良をリアルタイムで精度良く検出することが可能になる。すなわち、振動センサ40で検出された信号から得られる振動変化データが、特定の閾値を超えているか否かを判断するのみで、容易に、欠陥につながるチッピングなどの加工不良をリアルタイムで精度良く検出することが可能になる。   According to the machining state detection device 2b according to the present embodiment, chipping that leads to a defect is made by comparing the vibration change due to actual cutting with the special change data 44a obtained by the first machining state detection device 2a. It is possible to detect machining defects such as in real time with high accuracy. That is, it is possible to easily detect a processing defect such as chipping that leads to a defect with high accuracy in real time only by determining whether or not the vibration change data obtained from the signal detected by the vibration sensor 40 exceeds a specific threshold value. It becomes possible to do.

第2実施形態
本発明の第2実施形態に係る加工装置としての切削装置は、図1および図2に示す第1実施形態に係る切削装置2と基本的には同様である。第2実施形態の切削装置は、図5に示す第1加工状態検出装置2cが取り付けられて親機としての予備加工装置となったり、図5に示す第2加工状態検出装置2dが取り付けられて子機としての実際の切削装置の内の少なくとも一つとして用いられる。以下、前述した第1実施形態の説明と重複する部分の説明は、可能な限り省略し、第2実施形態に特有の構成と作用効果について、特に詳細に説明する。
Second Embodiment A cutting apparatus as a processing apparatus according to a second embodiment of the present invention is basically the same as the cutting apparatus 2 according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2. The cutting device according to the second embodiment has a first processing state detection device 2c shown in FIG. 5 attached thereto and becomes a preliminary processing device as a master machine, or a second processing state detection device 2d shown in FIG. 5 attached. It is used as at least one of the actual cutting devices as slave units. Hereinafter, the description of the same part as the description of the first embodiment will be omitted as much as possible, and the configuration and operation effect unique to the second embodiment will be described in detail.

図5に示すように、本実施形態の第1加工状態検出装置2cは、加工痕変化データ作成手段33aを有する。加工痕変化データ作成手段33aは、カメラ30で撮像された図6Aに示す画像の一次データである加工痕の画像データから、まず、図7Aに示すように、切削方向の位置に沿った両側の切削エッジの所定位置のデータを作り出す。同様にカメラ30で撮像された図6Bに示す加工痕の画像データも、図7Bに示すように、切削方向の位置に沿った両側の切削エッジの他の位置のデータを作り出すことができる。   As shown in FIG. 5, the first machining state detection device 2c of the present embodiment includes machining mark change data creation means 33a. From the image data of the machining trace which is the primary data of the image shown in FIG. 6A captured by the camera 30, first, the machining trace change data creating means 33 a is arranged on both sides along the position in the cutting direction as shown in FIG. 7A. Create data for the predetermined position of the cutting edge. Similarly, the processing trace image data shown in FIG. 6B captured by the camera 30 can also generate data on other positions of the cutting edges on both sides along the position in the cutting direction, as shown in FIG. 7B.

図5に示す加工痕変化データ作成手段33aは、図7Aに示す数値化データや図7Bに示す数値化データを繋いで、図8のような切削方向の位置に沿った両側の切削エッジの全領域に関する画像の二次データを作り出すこともできる。なお、図8の画像の二次データのチッピングの切削方向に垂直な方向(縦軸の方向)については倍率を強調して表してある。   The machining trace change data creating means 33a shown in FIG. 5 connects the digitized data shown in FIG. 7A and the digitized data shown in FIG. 7B, so that all the cutting edges on both sides along the position in the cutting direction as shown in FIG. It is also possible to create secondary image data for the region. The direction perpendicular to the chipping cutting direction of the secondary data of the image in FIG. 8 (the direction of the vertical axis) is shown with the magnification emphasized.

さらに、図5に示す加工痕変化データ作成手段33aは、図8に示すデータに基づき、図9に示すように、両側の切削エッジのチッピングに関するデータを加算した画像の二次データを作成してもよい。   Further, the machining mark change data creation means 33a shown in FIG. 5 creates secondary data of the image based on the data shown in FIG. 8 and adds data related to chipping of the cutting edges on both sides as shown in FIG. Also good.

図5に示すように、本実施形態の第1加工状態検出装置2cは、AEセンサなどで構成してある振動センサ40を有する。AEセンサなどで構成してある振動センサ40で検出された図10に示す振動の一次データは、図8または図9に示す切削跡の画像データに対応するデータであり、図8または図9に示す切削加工を行った際にAEセンサから得られた一次データである。図10に示すAEセンサの検出一次データのみを分析しても、チッピングなどの加工不良が多いか少ないかは判別困難である。   As shown in FIG. 5, the first machining state detection device 2 c of the present embodiment includes a vibration sensor 40 configured by an AE sensor or the like. The primary data of the vibration shown in FIG. 10 detected by the vibration sensor 40 constituted by an AE sensor or the like is data corresponding to the image data of the cutting trace shown in FIG. 8 or FIG. It is the primary data obtained from the AE sensor when the cutting process shown is performed. Even if only the primary data detected by the AE sensor shown in FIG. 10 is analyzed, it is difficult to determine whether there are many or few processing defects such as chipping.

本実施形態では、図5に示す振動変化データ作成手段43aは、AEセンサなどで構成してある振動センサ40で検出された図10に示す振動の一次データから、たとえば振動の二次データである図12に示す周波数毎にデータ変換された振動変化データを作り出すデータ変換手段を有しても良い。このデータ変換手段は、統計処理手段でもあり、図10に示す振動の一次データから、たとえば図13に示すように、各加工位置での振動データの平均値を加工方向の位置に沿ってプロットした振動変化データ、各加工位置での振動データの最小ピークから最大ピークまでの長さを示す振動変化データなどを作り出す。その他の統計処理データとしては、各加工位置での振動データの最大値を加工方向の位置に沿ってプロットした振動変化データ、各加工位置での振動データの最小値を加工方向の位置に沿ってプロットした振動変化データ、各加工位置での振動データのばらつきσを加工方向の位置に沿ってプロットした振動変化データなどが例示される。   In the present embodiment, the vibration change data creation means 43a shown in FIG. 5 is, for example, secondary data of vibration from the primary data of vibration shown in FIG. 10 detected by the vibration sensor 40 configured by an AE sensor or the like. You may have the data conversion means which produces the vibration change data data-converted for every frequency shown in FIG. This data conversion means is also a statistical processing means. From the primary data of vibration shown in FIG. 10, for example, as shown in FIG. 13, the average value of vibration data at each processing position is plotted along the position in the processing direction. Vibration change data, vibration change data indicating the length from the minimum peak to the maximum peak of vibration data at each machining position are generated. Other statistical processing data includes vibration change data in which the maximum value of vibration data at each machining position is plotted along the position in the machining direction, and the minimum value of vibration data at each machining position along the position in the machining direction. The plotted vibration change data, vibration change data in which the variation σ of vibration data at each machining position is plotted along the position in the machining direction, and the like are exemplified.

振動変化データ作成手段43aのデータ変換手段では、図10に示す振動の一次データに基づきフーリエ変換を行うと、振動の二次データとして図11のように所定の基準周波数(f)のm倍(mは自然数)の周波数毎に振動変化データのピークが発生すると共に、所定の基準周波数(f)の(m+0.5)倍(mは自然数)毎に、振動変化データの谷が発生する。ここで所定の基準周波数とは、本実施形態では、たとえば加工具の動きに関連する周波数として定義することもでき、図1および図2に示す加工具としての砥石4の回転数に基づく振動周波数、あるいは下テーブル14のX方向移動モータの回転数に基づく振動周波数などが例示される。   In the data conversion means of the vibration change data creation means 43a, when Fourier transform is performed based on the primary data of vibration shown in FIG. 10, the secondary data of vibration is m times the predetermined reference frequency (f) as shown in FIG. A peak of vibration change data occurs for each frequency (m is a natural number), and a valley of vibration change data occurs every (m + 0.5) times (m is a natural number) a predetermined reference frequency (f). In this embodiment, the predetermined reference frequency can be defined as a frequency related to the movement of the processing tool, for example, and is a vibration frequency based on the rotational speed of the grindstone 4 as the processing tool shown in FIGS. 1 and 2. Or the vibration frequency etc. based on the rotation speed of the X direction movement motor of the lower table 14 are illustrated.

一例として図1の加工具を回転させるスピンドル6の回転数が30000rpmである場合、スピンドル6の振動数は500Hzとなり、これを基準周波数とすると、図12のように、たとえば0Hzから500Hz毎に24500Hzまでで50個の周波数毎のデータを得ることができる。   As an example, when the rotation speed of the spindle 6 that rotates the processing tool of FIG. 1 is 30000 rpm, the vibration frequency of the spindle 6 is 500 Hz, and this is set as a reference frequency, for example, 24500 Hz every 0 to 500 Hz as shown in FIG. Up to 50 data can be obtained for each frequency.

さらに本実施形態では、図5に示す振動変化データ作成手段43aは、信号を強調させるフィルタリング手段を有していてもよい。フィルタリング手段は、AEセンサなどで構成してある振動センサ40で検出された図10に示す振動の一次データから求めた、たとえば図11に示す基準周波数(f)のm倍毎にデータ変換された振動変化データのピークを、所定バンド幅(例えば±125Hz)でフィルタリング処理を行って信号(S)とする。また、フィルタリング手段は、同様に基準周波数(f)の(m+0.5)倍毎にデータ変換された振動変化データの谷を所定のバンド幅(例えば±125Hz)でフィルタリング処理を行ってノイズ(N)とする。振動の二次データとしては、たとえば信号(S)をノイズ(N)で比率(S/N)を求めた振動変化データ、あるいは信号(S)からノイズ(N)を引いた信号(S−N)を求めた振動変化データなどが例示される。   Furthermore, in the present embodiment, the vibration change data creation unit 43a shown in FIG. 5 may include a filtering unit that enhances a signal. For example, the filtering means performs data conversion every m times the reference frequency (f) shown in FIG. 11 obtained from the primary data of the vibration shown in FIG. The peak of the vibration change data is filtered with a predetermined bandwidth (for example, ± 125 Hz) to obtain a signal (S). Similarly, the filtering means performs a filtering process with a predetermined bandwidth (for example, ± 125 Hz) on the valley of the vibration change data that has been data-converted every (m + 0.5) times of the reference frequency (f), thereby generating noise (N ). As the secondary data of the vibration, for example, the vibration change data obtained by obtaining the ratio (S / N) of the signal (S) with the noise (N), or the signal (SN) obtained by subtracting the noise (N) from the signal (S) The vibration change data etc. for which

さらに本実施形態では、図5に示す振動変化データ作成手段43aは、図12〜図13に示す振動変化データに対して、図14に示すように、所定範囲のn個のウィンドウW〜W毎に、データ処理を行うウィンドウ手段を有してもよい。ウィンドウの横軸幅は、特に限定されないが、加工方向に沿った所定長さ、あるいは加工開始時間からの加工時間の単位に対応する。 Further, in the present embodiment, the vibration change data creating unit 43a shown in FIG. 5 performs n windows W 1 to W in a predetermined range as shown in FIG. 14 with respect to the vibration change data shown in FIGS. You may have the window means which performs a data process for every n . The horizontal axis width of the window is not particularly limited, but corresponds to a predetermined length along the machining direction or a unit of machining time from the machining start time.

ウィンドウ手段は、隣接するウィンドウW〜Wをオーバラップさせて、振動変化データを、図15に示すように、ウィンドウ毎にたとえばヒストグラム化などのデータ処理を行ってもよい。オーバラップの割合は、横軸(加工の進行方向位置)に沿って、好ましくは50%以上、さらに好ましくは80%以上である。 The window means may overlap adjacent windows W 1 to W n and perform data processing such as histogram processing for each window as shown in FIG. 15 for the vibration change data. The overlap ratio is preferably 50% or more, and more preferably 80% or more, along the horizontal axis (position in the processing progress direction).

図15では、図14に示す多数種類の振動変化データに対して、重複したウィンドウ処理を行い、それぞれヒストグラムのデータを作成してもよい。   In FIG. 15, multiple types of vibration change data shown in FIG. 14 may be subjected to overlapping window processing to create histogram data respectively.

図5に示すように、本実施形態の第1加工状態検出装置2cは、照合手段50aと演算手段53とを有する。照合手段50aと演算手段53とは、別々の機能を持っていても良いが、一体化されていてもよい。照合手段50aでは、たとえば図14または図15に示す振動変化データと、図8または図9に示す加工痕の位置変化に関連する加工痕変化データとを比較して照合することで、これらの相関関係(照合結果)を求めることができる。   As shown in FIG. 5, the first machining state detection device 2 c of the present embodiment includes a matching unit 50 a and a calculation unit 53. The verification unit 50a and the calculation unit 53 may have different functions, but may be integrated. In the collating means 50a, for example, the vibration change data shown in FIG. 14 or FIG. 15 and the machining trace change data related to the positional change of the machining trace shown in FIG. 8 or FIG. A relationship (matching result) can be obtained.

演算手段53は、機械学習手段を有する。機械学習手段は、たとえば、図8または図9に示す加工痕変化データと図12〜図13に示す振動変化データを比較して照合することで、図16に示す複数種類の振動変化データ条件に対応するヒストグラムのデータの中から、特殊変化データ(図16で示す丸で囲まれたデータ)を見つけるための機械学習を行う。機械学習手段のアルゴリズムとしては、たとえばランダムフォレストまたはディープラーニングが例示される。   The computing means 53 has machine learning means. The machine learning means, for example, compares and compares the machining mark change data shown in FIG. 8 or FIG. 9 with the vibration change data shown in FIGS. 12 to 13, thereby satisfying a plurality of types of vibration change data conditions shown in FIG. Machine learning is performed to find special change data (data circled in FIG. 16) from the corresponding histogram data. Examples of the algorithm of the machine learning means include random forest or deep learning.

演算手段53は、たとえば、図8や図9に示すチッピングが生じる加工位置に対応する図15に示すヒストグラムのデータの中から、チッピングのタイミングで共通して生じる特殊変化データ(図16で示す楕円で囲まれたデータ)を見つけるための機械学習を行う。その機械学習を行うことで、演算手段53は、「いずれかの振動変化データのいずれかの特殊変化データ(図16で示す楕円で囲まれたデータ)を検出することで、ワークの加工不良の有無を高精度で見つけることができるか」などの判別基準を算出する。判別基準の一例を、図17に示す論理式のプログラムの一部に示す。   For example, the calculation means 53 may select special change data (the ellipse shown in FIG. 16) that is generated in common at the chipping timing from the histogram data shown in FIG. 15 corresponding to the machining position where the chipping occurs as shown in FIG. 8 or FIG. Machine learning to find the data enclosed in By performing the machine learning, the calculation means 53 detects “special change data (data surrounded by an ellipse shown in FIG. 16) of any vibration change data, thereby detecting the machining failure of the workpiece. A discrimination criterion such as “whether or not the presence / absence can be found with high accuracy” is calculated. An example of the discrimination criterion is shown in a part of the logical expression program shown in FIG.

さらに、図5に示す演算手段53は、図8や図9に示す加工痕変化データと図12〜図13に示す振動変化データに基づき、図18に示す異常変化データ63を作成する。この図18に示す異常変化データ63は、切削方向(加工方向)の位置(加工開始からの時間に対応する)を横軸とし、その位置で、チッピングなどの加工不良の有る無しを判断するグラフの形で示すこともできる。図18に示す異常変化データ63において、たとえば横軸の数字の0は、たとえば加工開始(切削開始)位置を示し、横軸の数字の100は、たとえば加工終了(切削終了)位置を示している。また、縦軸の数字の1は、その横軸の加工位置で、たとえば10μm以上のチッピングなどの加工異常があることを示し、数字の0は、その横軸の加工位置で、たとえば10μm以上のチッピングなどの加工異常が無いことを示している。   Further, the calculation means 53 shown in FIG. 5 creates the abnormal change data 63 shown in FIG. 18 based on the machining mark change data shown in FIGS. 8 and 9 and the vibration change data shown in FIGS. The abnormal change data 63 shown in FIG. 18 is a graph in which the position in the cutting direction (processing direction) (corresponding to the time from the start of processing) is set on the horizontal axis, and at this position, it is determined whether there is a processing defect such as chipping. It can also be shown in the form of In the abnormal change data 63 shown in FIG. 18, for example, the numeral 0 on the horizontal axis indicates, for example, a machining start (cutting start) position, and the numeral 100 on the horizontal axis indicates, for example, a machining end (cutting end) position. . The number 1 on the vertical axis indicates that there is a processing abnormality such as chipping of 10 μm or more at the processing position on the horizontal axis, and the number 0 indicates that the processing position on the horizontal axis is, for example, 10 μm or more. This indicates that there is no processing abnormality such as chipping.

図17では、たとえば図18に示すチッピングが生じるタイミングで図5に示す演算手段53で見つけられた特殊変化データ(図16で示す丸で囲まれたデータ)に基づく判別基準に基づき、チッピングの有無を予測する論理式の一例が開示してある。この論理式プログラムは、図5に示す判別基準記憶手段56cに記憶される。   In FIG. 17, for example, the presence or absence of chipping is based on the discrimination criteria based on the special change data (the data surrounded by circles shown in FIG. 16) found by the computing means 53 shown in FIG. 5 at the timing when the chipping shown in FIG. 18 occurs. An example of a logical expression for predicting is disclosed. This logical formula program is stored in the discrimination reference storage means 56c shown in FIG.

図5に示す第1加工状態検出装置2cは、図示省略してある出力手段を有し、判別基準記憶手段56cに記憶してある判別基準のデータ(プログラム含む/以下同様)を、たとえば通信手段を用いて、第2加工状態検出装置2dの判別基準記憶手段56dに出力する。判別基準記憶手段56cと判別基準記憶手段56dとは、相互に別々の記憶手段であってもよく、あるいは、単一の記憶手段であってもよい。   The first machining state detection device 2c shown in FIG. 5 has output means (not shown), and the discrimination reference data (including the program / the same applies hereinafter) stored in the discrimination reference storage means 56c, for example, communication means Is output to the discrimination reference storage means 56d of the second machining state detection device 2d. The discrimination reference storage unit 56c and the discrimination reference storage unit 56d may be storage units different from each other, or may be a single storage unit.

本実施形態の第1加工状態検出装置2cを、図1および図2に示す切削装置2に取り付ければ、切削装置2は、親機としての切削予備装置(予備加工装置)となり、第2加工状態検出装置2dを、図1および図2に示す切削装置2に取り付ければ、切削装置2は、子機としての切削装置(加工装置)となる。親機の切削装置2と子機の切削装置2が同じものである場合には、記憶手段56cと記憶手段56dとは、同じもので構成される。   If the 1st processing state detection apparatus 2c of this embodiment is attached to the cutting apparatus 2 shown in FIG. 1 and FIG. 2, the cutting apparatus 2 will become the cutting preliminary apparatus (preliminary processing apparatus) as a main | base station, and will be 2nd processing state. If the detection device 2d is attached to the cutting device 2 shown in FIGS. 1 and 2, the cutting device 2 becomes a cutting device (processing device) as a slave. When the parent machine cutting device 2 and the child machine cutting device 2 are the same, the storage means 56c and the storage means 56d are configured in the same way.

第1加工状態検出装置2cが取り付けられる切削装置2と、第2加工状態検出装置2dが取り付けられる切削装置2とが異なる場合には、記憶手段56cと記憶手段56dとを、無線または有線の通信手段で接続し、記憶手段56cで更新された判別基準(図17参照)のデータが記憶手段56dでも同時に更新可能にしても良い。また、記憶手段56cと記憶手段56dの間にネットワークサーバ(不図示)を用意し、記憶手段56cで更新された判断基準を、記憶手段56dにて必要に応じて更新可能としても良い。あるいは、記憶手段56cに記憶された判別基準は、搬送可能な記憶媒体を用いて、記憶手段56dに移動させてデータを更新しても良い。判別基準が更新されることで、切削異常などの加工異常を、より正確に検出することが可能になる。   When the cutting device 2 to which the first machining state detection device 2c is attached is different from the cutting device 2 to which the second machining state detection device 2d is attached, the storage unit 56c and the storage unit 56d are connected by wireless or wired communication. The data of the discrimination criteria (see FIG. 17) updated by the storage means 56c may be updated simultaneously by the storage means 56d. Further, a network server (not shown) may be prepared between the storage unit 56c and the storage unit 56d, and the determination criteria updated in the storage unit 56c may be updated as necessary in the storage unit 56d. Alternatively, the determination criterion stored in the storage unit 56c may be moved to the storage unit 56d using a transportable storage medium to update the data. By updating the discrimination standard, it becomes possible to detect a machining abnormality such as a cutting abnormality more accurately.

なお、記憶手段56c,56dとしては、特に限定されず、コンピュータ(パソコン含む)などに付帯しているハードディスク、半導体メモリ、記録ディスク、記録テープなどが例示される。   The storage means 56c and 56d are not particularly limited, and examples thereof include a hard disk, a semiconductor memory, a recording disk, and a recording tape attached to a computer (including a personal computer).

図5に示す第1加工状態検出装置2cにおいて、加工痕変化データ作成手段33a、振動変化データ作成手段43a、照合手段50aおよび演算手段53は、図1および図2に示す切削装置2の制御装置の一部を構成する専用回路で構成しても良いが、その制御装置となるコンピュータのプログラムで構成することも可能である。また、加工痕変化データ作成手段33aおよび振動変化データ作成手段43aは、照合手段50aまたは演算手段53に含まれていてもよく、照合手段50aは、演算手段53に含まれていてもよい。また、後述する判別手段61および/またはチッピング検出手段62aは、照合手段50aまたは演算手段53に含まれていてもよい。   In the first machining state detection device 2c shown in FIG. 5, the machining mark change data creation means 33a, the vibration change data creation means 43a, the collation means 50a, and the calculation means 53 are the control device of the cutting device 2 shown in FIGS. However, it can also be configured by a computer program serving as the control device. Further, the machining mark change data creation unit 33 a and the vibration change data creation unit 43 a may be included in the collation unit 50 a or the calculation unit 53, and the collation unit 50 a may be included in the calculation unit 53. In addition, a determination unit 61 and / or a chipping detection unit 62a described later may be included in the collation unit 50a or the calculation unit 53.

図5に示す第2加工状態検出装置2dは、たとえば図1および図2に示す切削装置2に取り付けられ、振動検出手段としての振動センサ40を有する。図5に示す第2加工状態検出装置2dは、第1加工状態検出装置2cとは異なり、カメラ30は、必ずしも具備されていなくても良いが、具備されていても良い。いずれにしても第2加工状態検出装置2dは、前述した図6A〜図9に示す実際の加工痕に関するデータは必要としない。   The second machining state detection device 2d shown in FIG. 5 is attached to the cutting device 2 shown in FIGS. 1 and 2, for example, and has a vibration sensor 40 as vibration detection means. Unlike the first machining state detection device 2c, the second machining state detection device 2d shown in FIG. 5 does not necessarily include the camera 30, but may include it. In any case, the second machining state detection device 2d does not need data relating to the actual machining marks shown in FIGS. 6A to 9 described above.

図5に示す第2加工状態検出装置2dの振動センサ40は、第1加工状態検出装置2cの振動センサ40と同様であるが、必ずしも全く同一である必要は無い。振動センサ40は、たとえば図1および図2に示すように、ワーク10が着脱自在に固定される上テーブル12に取り付けられ、回転する砥石4がワーク10を切削する際の振動をリアルタイムで検出可能になっている。たとえばAEセンサなどの振動センサ40で検出された振動の一次データを、たとえば図10に示す。   The vibration sensor 40 of the second machining state detection device 2d shown in FIG. 5 is the same as the vibration sensor 40 of the first machining state detection device 2c, but does not necessarily have to be exactly the same. As shown in FIGS. 1 and 2, for example, the vibration sensor 40 is attached to the upper table 12 to which the workpiece 10 is detachably fixed, and can detect vibrations when the rotating grindstone 4 cuts the workpiece 10 in real time. It has become. For example, primary data of vibration detected by a vibration sensor 40 such as an AE sensor is shown in FIG.

第2加工状態検出装置2dは、振動変化データ作成手段43aを有する。この振動変化データ作成手段43aは、第1加工状態検出装置2cの振動変化データ作成手段43aと同様な構成を有し、振動センサ40で検出された図10に示す振動の一次データから図15に示す振動の二次データに関連するヒストグラムから成る振動変化データを作り出す。   The second machining state detection device 2d includes vibration change data creation means 43a. The vibration change data creation means 43a has the same configuration as the vibration change data creation means 43a of the first machining state detection device 2c, and the primary data of vibration shown in FIG. 10 detected by the vibration sensor 40 is shown in FIG. Produces vibration change data consisting of histograms related to the secondary vibration data shown.

図5に示すように、本実施形態の第2加工状態検出装置2dは、判別手段61をさらに有する。判別手段61は、振動センサ40で検出された一次データを用いて振動変化データ作成手段43aにて得られる振動変化データ(たとえば図15に示すヒストグラム)が、記憶手段56dにて記憶してある判別基準の論理式(たとえば図17に示す)に適合するか否かを判断する。判別手段61が、たとえば図16に示すヒストグラムなどの振動変化データに特殊変化データ(たとえば楕円の部分)が含まれていると判別する場合には、チッピング検出手段62aを起動させる。   As shown in FIG. 5, the second machining state detection device 2 d of this embodiment further includes a determination unit 61. The discriminating means 61 discriminates that the vibration change data (for example, the histogram shown in FIG. 15) obtained by the vibration change data creating means 43a using the primary data detected by the vibration sensor 40 is stored in the storage means 56d. It is determined whether or not a reference logical expression (for example, shown in FIG. 17) is met. When the determination unit 61 determines that special change data (for example, an ellipse portion) is included in vibration change data such as a histogram shown in FIG. 16, for example, the chipping detection unit 62a is activated.

チッピング検出手段62aでは、図1および図2に示すワーク10の切削箇所にチッピングなどの加工異常が生じたことを知らせるアラームなどの警告信号を出力する。警告信号は、警告音を発する信号であってもよく、警告画像を表示する信号であってもよい。警告画像は、たとえば図5に示す第2加工状態検出装置2dの制御装置の表示装置画面に表示される。   The chipping detection means 62a outputs a warning signal such as an alarm notifying that a machining abnormality such as chipping has occurred at the cutting location of the workpiece 10 shown in FIGS. The warning signal may be a signal that emits a warning sound or a signal that displays a warning image. The warning image is displayed, for example, on the display device screen of the control device of the second machining state detection device 2d shown in FIG.

チッピング検出手段62aでは、判別手段61で異常(チッピングなどの加工異常)が検出された場合には、異常が検出されたワーク10の加工位置を、記憶手段56dとは別の異常位置記憶手段に記憶させてもよい。あるいは、記憶手段56dが異常位置記憶手段を兼ねていてもよい。第2加工状態検出装置2dにおいて、振動変化データ作成手段43a、判別手段61およびチッピング検出手段62aは、図1および図2に示す切削装置2の制御装置の一部を構成する専用回路で構成しても良いが、その制御装置となるコンピュータのプログラムで構成してもよい。   In the chipping detection means 62a, when an abnormality (machining abnormality such as chipping) is detected by the discrimination means 61, the machining position of the workpiece 10 where the abnormality is detected is stored in an abnormal position storage means different from the storage means 56d. It may be memorized. Alternatively, the storage unit 56d may also serve as the abnormal position storage unit. In the second machining state detection device 2d, the vibration change data creation means 43a, the discrimination means 61, and the chipping detection means 62a are configured by a dedicated circuit that constitutes a part of the control device of the cutting device 2 shown in FIGS. However, it may be configured by a computer program serving as the control device.

本実施形態の第1加工状態検出装置2cを組み込んだ切削装置および検出方法では、第1実施形態と同様に、欠陥につながるチッピングなどの加工痕の変化データと、振動の変化データを関連させることで、逆に振動の変化データから、欠陥につながるチッピングなどに対応する加工痕の不良を判断することが可能になる。たとえば本実施形態では、欠陥につながるチッピングなどに対応する加工痕の不良、たとえば数十μm以下、好ましくは10μm以下の加工痕の不良を、振動変化データから検出することが可能になる判別基準を見つけることができる。   In the cutting device and the detection method incorporating the first machining state detection device 2c of the present embodiment, as in the first embodiment, the change data of machining traces such as chipping leading to defects and the vibration change data are associated with each other. On the contrary, it is possible to determine the defect of the machining trace corresponding to chipping or the like leading to the defect from the vibration change data. For example, in the present embodiment, a determination criterion that makes it possible to detect a defect in a processing mark corresponding to chipping that leads to a defect, for example, a defect in a processing mark of several tens of μm or less, preferably 10 μm or less, from vibration change data. Can be found.

本実施形態の第1加工状態検出装置2cを組み込んだ切削装置およびそれを用いた方法により得られる振動変化データと加工不良との相関データを、判別基準として記憶手段56cに記憶する。記憶手段56cに記憶してある判別基準を、記憶手段56dに記憶させて、第2加工状態検出装置2dを実際の切削装置2に用いることで、欠陥につながるチッピングなどの加工不良をリアルタイムで精度良く検出することが可能になる。   Correlation data between vibration change data and machining defects obtained by a cutting apparatus incorporating the first machining state detection device 2c of the present embodiment and a method using the same is stored in the storage unit 56c as a discrimination criterion. The discrimination criteria stored in the storage means 56c are stored in the storage means 56d, and the second machining state detection device 2d is used in the actual cutting device 2 to accurately detect machining defects such as chipping that lead to defects in real time. It becomes possible to detect well.

本実施形態に係る加工状態検出装置2dによれば、実際の切削加工により得られる振動の一次データから得られる振動変化データを、第1加工状態検出装置2cにて得られた特殊変化データに関連する判別基準で判断することにより、欠陥につながるチッピングなどの加工不良をリアルタイムで精度良く検出することが可能になる。すなわち、振動センサ40で検出された信号から得られる振動変化データのみで、欠陥につながるチッピングなどの加工不良をリアルタイムで精度良く検出することが可能になる。   According to the machining state detection device 2d according to the present embodiment, the vibration change data obtained from the primary data of vibration obtained by actual cutting is related to the special change data obtained by the first machining state detection device 2c. By making the determination based on the determination criterion, it is possible to accurately detect a processing defect such as chipping that leads to a defect in real time. That is, it is possible to accurately detect a processing defect such as chipping that leads to a defect in real time with only vibration change data obtained from the signal detected by the vibration sensor 40.

なお、上述した実施形態では、振動の一次データから、周波数処理や統計処理やノイズ処理などのデータ変換処理を行い、振動の二次データを作り出し、振動の二次データに対してウィンドウ処理を行ったが、これに限定されない。たとえば、振動の一次データにウィンドウ処理を行い、その後に、周波数処理や統計処理やノイズ処理などのデータ変換処理を行い、その後に、ヒストグラム化処理を行っても良い。   In the above-described embodiment, data conversion processing such as frequency processing, statistical processing, and noise processing is performed from the primary vibration data to generate secondary vibration data, and window processing is performed on the secondary vibration data. However, it is not limited to this. For example, window processing may be performed on the primary data of vibration, and thereafter data conversion processing such as frequency processing, statistical processing, and noise processing may be performed, and then histogram processing may be performed.

また、本実施形態では、図5に示す子機の切削装置に取り付けられる加工状態検出装置2dの判別手段61およびチッピング検出手段62aと同じものを、親機の切削装置に取り付けられる加工状態検出装置2cにも取り付けてもよい。その場合には、親機としての切削装置においても、振動センサ40で検出された検出データのみから、リアルタイムで、チッピングなどの加工不良を検出することも可能である。   Further, in the present embodiment, the same processing state detection device 2d as the discriminating means 61 and the chipping detection means 62a of the processing state detection device 2d attached to the cutting device of the slave shown in FIG. You may attach to 2c. In that case, it is also possible to detect machining defects such as chipping in real time from only the detection data detected by the vibration sensor 40 even in the cutting device as the master unit.

さらに、上述した実施形態では、振動の一次データから求められた振動の二次データとして、周波数毎に変換したデータ、統計処理したデータ、ノイズ処理をしたデータなどを用いているが、これらに限定されない。たとえば、その他の振動の二次データとして、ローパスフィルタなどのフィルタを通した振動変化データなどを例示することができる。   Furthermore, in the above-described embodiment, as the secondary data of vibration obtained from the primary data of vibration, data converted for each frequency, data subjected to statistical processing, data subjected to noise processing, and the like are used. However, the present invention is not limited thereto. Not. For example, vibration change data that has passed through a filter such as a low-pass filter can be exemplified as other secondary data of vibration.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.

たとえば、本発明の加工装置としては、ダイサーなどの切削装置に限定されず、スライサ、グラインダなどの精密加工装置にも適用することが可能である。また、ワーク10としては、半導体ウエハに限定されず、回路基板、グリーンシート積層体、ガラス基板なども例示される。   For example, the processing device of the present invention is not limited to a cutting device such as a dicer, and can be applied to precision processing devices such as a slicer and a grinder. Further, the workpiece 10 is not limited to a semiconductor wafer, and a circuit board, a green sheet laminate, a glass substrate, and the like are also exemplified.

また、X軸移動機構、Y軸移動機構およびZ軸移動機構としては、上述した実施形態に限定されない。たとえばX軸移動機構としては、保持部材としての上テーブル12を、加工具としての砥石4に対してX軸方向に相対移動させる機構であれば、どのような機構であってもよい。たとえば砥石4を上テーブル12に対してX軸方向に移動させる機構でもよい。   Further, the X-axis movement mechanism, the Y-axis movement mechanism, and the Z-axis movement mechanism are not limited to the above-described embodiments. For example, as the X-axis moving mechanism, any mechanism may be used as long as the upper table 12 as the holding member is moved relative to the grindstone 4 as the processing tool in the X-axis direction. For example, a mechanism that moves the grindstone 4 in the X-axis direction with respect to the upper table 12 may be used.

また、Y軸移動機構としては、駆動軸としてのスピンドル6(加工具としての砥石4)をワーク10に対してY軸方向に相対移動させる機構であれば、どのような機構であってもよい。たとえばワーク10を保持する上テーブル12をスピンドル6に対してY軸方向に移動させる機構でもよい。さらに、Z軸移動機構としては、駆動軸としてのスピンドル6(加工具としての砥石4)をワーク10に対してZ軸方向に相対移動させる機構であれば、どのような機構であってもよい。たとえばワーク10を保持する上テーブル12をスピンドル6に対してZ軸方向に移動させる機構でもよい。   The Y-axis moving mechanism may be any mechanism as long as it moves the spindle 6 (the grindstone 4 as a processing tool) as a drive shaft relative to the workpiece 10 in the Y-axis direction. . For example, a mechanism for moving the upper table 12 holding the workpiece 10 with respect to the spindle 6 in the Y-axis direction may be used. Further, the Z-axis moving mechanism may be any mechanism as long as it moves the spindle 6 (the grindstone 4 as a processing tool) as a drive shaft relative to the workpiece 10 in the Z-axis direction. . For example, a mechanism for moving the upper table 12 holding the workpiece 10 in the Z-axis direction with respect to the spindle 6 may be used.

2… 切削装置(加工装置/予備加工装置)
2a,2c… 第1加工状態検出装置
2b,2d… 第2加工状態検出装置
4… 円盤状砥石(加工具)
6… スピンドル(駆動軸)
8… スピンドル支持体
10… ワーク
12… 上テーブル(保持部材)
14… 下テーブル
16… X軸レール(X軸移動機構)
18… 固定ベース
20… Z軸レール(Z軸移動機構)
22… Y軸レール(Y軸移動機構)
30… カメラ(撮像手段)
32… 切削痕の一次データ
33… 切削痕変化データ作成手段
33a… 加工痕変化データ作成手段
34… 切削痕変化データ
34a… 加工不良データ
40… 振動センサ(振動検出手段)
42… 振動の一次データ
43,43a… 振動変化データ作成手段
44… 振動変化データ
44a… 特殊変化データ
46… 閾値
50,50a… 照合手段
52… 抽出手段
53… 演算手段
54… 閾値決定手段
56… 記憶手段
56a,56c,56d… 記憶手段
60… 比較手段
61… 判別手段
62… 警告手段
62a… チッピング検出手段
63… 異常変化データ
2 ... Cutting device (processing device / preliminary processing device)
2a, 2c ... 1st processing state detection device 2b, 2d ... 2nd processing state detection device 4 ... Disk-shaped grindstone (processing tool)
6 ... Spindle (drive shaft)
8 ... Spindle support 10 ... Work piece 12 ... Upper table (holding member)
14 ... Lower table 16 ... X-axis rail (X-axis moving mechanism)
18 ... Fixed base 20 ... Z-axis rail (Z-axis moving mechanism)
22 ... Y-axis rail (Y-axis moving mechanism)
30 ... Camera (imaging means)
32 ... Cutting trace primary data 33 ... Cutting trace change data creation means 33a ... Machining trace change data creation means 34 ... Cutting trace change data 34a ... Defect data 40 ... Vibration sensor (vibration detection means)
42 ... Primary data of vibration 43, 43a ... Vibration change data creation means 44 ... Vibration change data 44a ... Special change data 46 ... Threshold value 50, 50a ... Verification means 52 ... Extraction means 53 ... Calculation means 54 ... Threshold value determination means 56 ... Memory Means 56a, 56c, 56d ... Storage means 60 ... Comparison means 61 ... Discrimination means 62 ... Warning means 62a ... Chipping detection means 63 ... Abnormal change data

Claims (34)

ワークを加工する加工具と、
前記加工具を駆動する駆動軸と、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記加工具に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してZ軸方向に相対移動させるZ軸移動機構と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
を有する予備加工装置。
A processing tool for processing the workpiece;
A drive shaft for driving the processing tool;
A holding member for holding the workpiece;
An X-axis moving mechanism for moving the holding member relative to the processing tool in the X-axis direction;
A Y-axis moving mechanism for moving the drive shaft relative to the workpiece in the Y-axis direction;
A Z-axis moving mechanism for moving the drive shaft relative to the workpiece in the Z-axis direction;
Vibration detecting means for detecting vibration during processing of the workpiece by the processing tool;
A preliminary processing apparatus having
前記加工具による前記ワークの加工痕を撮像する撮像手段をさらに有し、
前記撮像手段により撮像した前記加工痕の時間変化に関連する加工痕変化データと、前記振動検出手段により検出した振動の時間変化に関連する振動変化データと、を比較する照合手段をさらに有する請求項1に記載の予備加工装置。
It further has an imaging means for imaging the work trace of the work by the processing tool,
The collating means for comparing the machining trace change data related to the time change of the machining trace imaged by the imaging means and the vibration change data related to the time change of the vibration detected by the vibration detection means. The preliminary processing apparatus according to 1.
前記照合手段で求められた相関関係に基づき、前記加工痕変化データから、前記加工具による前記ワークの加工不良に対応する加工不良データを求め、前記加工不良データに対応する前記振動変化データの特殊変化データを抽出する抽出手段をさらに有する請求項2に記載の予備加工装置。   Based on the correlation obtained by the collating means, from the machining trace change data, machining defect data corresponding to the machining defect of the workpiece by the machining tool is obtained, and the vibration change data corresponding to the machining defect data is specially obtained. The preliminary processing apparatus according to claim 2, further comprising extraction means for extracting change data. 前記振動変化データが閾値以上の場合には、前記加工具による前記ワークの加工不良が発生していると判断させるように、前記抽出手段で求められた特殊変化データに閾値を設定する閾値決定手段をさらに有する請求項3に記載の予備加工装置。   When the vibration change data is equal to or greater than a threshold value, a threshold value determination unit that sets a threshold value for the special change data obtained by the extraction unit so that it is determined that a machining failure of the workpiece by the processing tool has occurred. The preliminary processing apparatus according to claim 3, further comprising: 前記閾値決定手段で決定された閾値を記憶する記憶手段をさらに有する請求項4に記載の予備加工装置。   The preliminary processing apparatus according to claim 4, further comprising storage means for storing the threshold value determined by the threshold value determination means. ワークを加工する加工具と、
前記加工具を駆動する駆動軸と、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記加工具に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してZ軸方向に相対移動させるZ軸移動機構と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段で検出された信号から得られる振動変化データを、請求項1〜5のいずれかに記載の予備加工装置で得られたデータと比較する比較手段と、を有する加工装置。
A processing tool for processing the workpiece;
A drive shaft for driving the processing tool;
A holding member for holding the workpiece;
An X-axis moving mechanism for moving the holding member relative to the processing tool in the X-axis direction;
A Y-axis moving mechanism for moving the drive shaft relative to the workpiece in the Y-axis direction;
A Z-axis moving mechanism for moving the drive shaft relative to the workpiece in the Z-axis direction;
Vibration detecting means for detecting vibration during processing of the workpiece by the processing tool;
6. A processing apparatus comprising: a comparison unit that compares vibration change data obtained from the signal detected by the vibration detection unit with data obtained by the preliminary processing apparatus according to claim 1.
前記ワークを切削加工することができるように、前記加工具が切削工具であり、前記比較手段は、前記ワークの切削箇所における前記ワークのチッピングの有無を検出可能である請求項6に記載の加工装置。   The processing according to claim 6, wherein the processing tool is a cutting tool so that the workpiece can be cut, and the comparison unit can detect the presence or absence of chipping of the workpiece at a cutting position of the workpiece. apparatus. 前記比較手段で異常が検出された場合には、アラームを出力する警告手段をさらに有する請求項6または7に記載の加工装置。   8. The processing apparatus according to claim 6, further comprising warning means for outputting an alarm when an abnormality is detected by the comparison means. 前記比較手段で異常が検出された場合には、異常が検出された前記ワークの加工位置を記憶する記憶手段をさらに有する請求項6〜8のいずれかに記載の加工装置。   The machining apparatus according to any one of claims 6 to 8, further comprising a storage unit that stores a machining position of the workpiece in which an abnormality is detected when an abnormality is detected by the comparison unit. ワークを加工する加工具と、
前記加工具を駆動する駆動軸と、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記加工具に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してZ軸方向に相対移動させるZ軸移動機構と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段で検出された振動の一次データから得られる振動変化データが、閾値を超えているか否かを判断する比較手段と、を有する加工装置。
A processing tool for processing the workpiece;
A drive shaft for driving the processing tool;
A holding member for holding the workpiece;
An X-axis moving mechanism for moving the holding member relative to the processing tool in the X-axis direction;
A Y-axis moving mechanism for moving the drive shaft relative to the workpiece in the Y-axis direction;
A Z-axis moving mechanism for moving the drive shaft relative to the workpiece in the Z-axis direction;
Vibration detecting means for detecting vibration during processing of the workpiece by the processing tool;
A processing device comprising: comparing means for judging whether or not vibration change data obtained from primary data of vibration detected by the vibration detecting means exceeds a threshold value.
前記加工具による前記ワークの加工痕を撮像する撮像手段をさらに有する請求項10に記載の加工装置。   The processing apparatus according to claim 10, further comprising an imaging unit that images a processing mark of the workpiece by the processing tool. 前記振動検出手段で検出された振動の一次データから得られる振動変化データと、撮像された前記加工具による前記ワークの加工痕の時間変化を示す加工痕変化データとに基づき、閾値を算出する閾値算出手段を、さらに有する請求項11に記載の加工装置。   A threshold value for calculating a threshold value based on vibration change data obtained from primary data of vibration detected by the vibration detection means and processing trace change data indicating a time change of the processing trace of the workpiece by the imaged processing tool. The processing apparatus according to claim 11, further comprising a calculation unit. 加工具によるワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段で検出された振動の一次データから得られる振動変化データが、閾値を超えているか否かを判断する比較手段と、を有し、
前記比較手段の比較結果に基づき信号を出力することを特徴とする加工状態検出装置。
Vibration detecting means for detecting vibration during processing of the workpiece by the processing tool;
Comparison means for determining whether vibration change data obtained from primary data of vibration detected by the vibration detection means exceeds a threshold value,
A machining state detection apparatus that outputs a signal based on a comparison result of the comparison means.
加工具によるワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段で検出された振動の一次データから得られる振動変化データと、撮像された前記加工具による前記ワークの加工痕の時間変化を示す加工痕変化データとに基づき、閾値を算出する閾値算出手段と、を有する加工状態検出装置。
Vibration detecting means for detecting vibration during processing of the workpiece by the processing tool;
Threshold value for calculating a threshold value based on vibration change data obtained from primary data of vibration detected by the vibration detection means, and processing trace change data indicating a time change of the processing trace of the workpiece by the imaged processing tool. A machining state detection device having calculation means.
ワークを加工する加工具と、
前記加工具を駆動する駆動軸と、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記加工具に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してZ軸方向に相対移動させるZ軸移動機構と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
前記加工具による前記ワークの加工痕を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像した前記加工痕の位置変化に関連する加工痕変化データを作成する加工痕変化データ作成手段と、
前記振動検出手段により検出した振動の一次データより求めた振動変化データを作成する振動変化データ作成手段と、
前記加工痕変化データと前記振動変化データとを照合する照合手段と、有する予備加工装置。
A processing tool for processing the workpiece;
A drive shaft for driving the processing tool;
A holding member for holding the workpiece;
An X-axis moving mechanism for moving the holding member relative to the processing tool in the X-axis direction;
A Y-axis moving mechanism for moving the drive shaft relative to the workpiece in the Y-axis direction;
A Z-axis moving mechanism for moving the drive shaft relative to the workpiece in the Z-axis direction;
Vibration detecting means for detecting vibration during processing of the workpiece by the processing tool;
An imaging means for imaging the workpiece trace of the workpiece by the processing tool;
Machining trace change data creating means for creating machining trace change data related to the position change of the machining trace imaged by the imaging means;
Vibration change data creating means for creating vibration change data obtained from primary data of vibration detected by the vibration detecting means;
A preparatory machining apparatus having collation means for collating the machining trace change data and the vibration change data.
前記照合手段で求められた照合結果に基づき、前記加工具による前記ワークの加工不良に関連性が高い前記振動変化データの特殊変化データを抽出して、前記振動変化データから前記ワークの加工不良を見つけ出す判別基準を算出する演算手段をさらに有する請求項15に記載の予備加工装置。   Based on the collation result obtained by the collating means, the special change data of the vibration change data that is highly related to the machining defect of the workpiece by the processing tool is extracted, and the machining defect of the workpiece is determined from the vibration change data. The preliminary processing apparatus according to claim 15, further comprising calculation means for calculating a discrimination criterion to be found. 前記演算手段で算出された判別基準を記憶する判別基準記憶手段と、前記判別基準記憶手段に記憶してある前記判別基準を出力する出力手段をさらに有する請求項16に記載の予備加工装置。   The preliminary processing apparatus according to claim 16, further comprising: a discrimination criterion storage unit that stores the discrimination criterion calculated by the calculation unit; and an output unit that outputs the discrimination criterion stored in the discrimination criterion storage unit. 前記振動変化データ作成手段は、前記振動の一次データをフーリエ変換するデータ変換手段を有する請求項15に記載の予備加工装置。   The preliminary processing apparatus according to claim 15, wherein the vibration change data creation means includes data conversion means for performing Fourier transform on primary data of the vibration. 前記振動変化データ作成手段は、前記振動の一次データをフーリエ変換し、所定の基準周波数(f)のm倍(mは整数の絶対値)の周波数における前記振動変化データを振動の二次データとして取得するデータ変換手段を有する請求項15に記載の予備加工装置。   The vibration change data creation means performs Fourier transform on the primary data of the vibration, and uses the vibration change data at a frequency of m times a predetermined reference frequency (f) (m is an absolute value of an integer) as secondary data of vibration. The preliminary processing apparatus according to claim 15, further comprising data conversion means for acquiring. 前記データ変換手段は、前記所定の基準周波数(f)のm倍(mは整数の絶対値)の周波数に加えて、前記所定の基準周波数(f)の(m+0.5)倍(mは整数の絶対値)の周波数における前記振動変化データを振動の二次データとして取得する請求項19に記載の予備加工装置。   In addition to the frequency of m times the predetermined reference frequency (f) (m is an absolute value of an integer), the data conversion means is (m + 0.5) times (m is an integer) of the predetermined reference frequency (f). The preliminary processing apparatus according to claim 19, wherein the vibration change data at a frequency of (absolute value) is acquired as secondary data of vibration. 前記基準周波数は、前記加工具の動きに関連する周波数である請求項19または20に記載の予備加工装置。   The preliminary processing apparatus according to claim 19 or 20, wherein the reference frequency is a frequency related to movement of the processing tool. 前記振動変化データ作成手段は、前記振動の一次データ、または前記振動の一次データから求めた振動の二次データを、所定範囲に分割して演算するウィンドウ手段をさらに有する請求項15に記載の予備加工装置。   16. The reserve according to claim 15, wherein the vibration change data creating means further includes window means for dividing and calculating primary data of the vibration or secondary data of vibration obtained from the primary data of the vibration into a predetermined range. Processing equipment. 前記ウィンドウ手段によって作成されたウィンドウは、それぞれ隣接する前記ウィンドウとオーバラップし、前記振動の一次データまたは前記振動の二次データが、分割して演算される請求項22に記載の予備加工装置。   23. The preliminary processing apparatus according to claim 22, wherein the windows created by the window means overlap each adjacent window, and the primary data of the vibration or the secondary data of the vibration is divided and calculated. 前記演算手段は、機械学習により、前記特殊変化データを抽出して判別基準を算出する機械学習手段を有する請求項16または17に記載の予備加工装置。   The preliminary processing apparatus according to claim 16 or 17, wherein the calculation means includes machine learning means for extracting the special change data and calculating a discrimination criterion by machine learning. 前記加工具が切削工具である請求項15に記載の予備加工装置。   The preliminary processing apparatus according to claim 15, wherein the processing tool is a cutting tool. 前記加工具による前記ワークの加工に際して、前記振動検出手段と前記振動変化データ作成手段により得られる振動変化データから、前記演算手段で得られた判別基準に基づき、前記特殊変化データを判別し、前記加工具による加工状態を判別する判別手段を、さらに有する請求項16または17に記載の予備加工装置。   When processing the workpiece by the processing tool, from the vibration change data obtained by the vibration detection means and the vibration change data creation means, the special change data is determined based on a determination criterion obtained by the calculation means, The preliminary processing apparatus according to claim 16 or 17, further comprising a determination unit that determines a processing state by the processing tool. 前記判別手段で異常が検出された場合には、異常が検出された前記ワークの加工位置を記憶する異常位置記憶手段をさらに有する請求項26に記載の予備加工装置。   27. The preliminary machining apparatus according to claim 26, further comprising an abnormal position storage unit that stores a machining position of the workpiece in which an abnormality is detected when an abnormality is detected by the determination unit. ワークを加工する加工具と、
前記加工具を駆動する駆動軸と、
前記ワークを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記加工具に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構と、
前記駆動軸を前記ワークに対してZ軸方向に相対移動させるZ軸移動機構と、
前記加工具による前記ワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
請求項15〜27のいずれかに記載の予備加工装置の前記照合手段で求められた照合結果から得られる判別基準に基づき、前記振動検出手段から得られたデータを判別する判別手段と、を有する加工装置。
A processing tool for processing the workpiece;
A drive shaft for driving the processing tool;
A holding member for holding the workpiece;
An X-axis moving mechanism for moving the holding member relative to the processing tool in the X-axis direction;
A Y-axis moving mechanism for moving the drive shaft relative to the workpiece in the Y-axis direction;
A Z-axis moving mechanism for moving the drive shaft relative to the workpiece in the Z-axis direction;
Vibration detecting means for detecting vibration during processing of the workpiece by the processing tool;
And a discriminating unit for discriminating data obtained from the vibration detecting unit based on a discrimination standard obtained from the collation result obtained by the collating unit of the preliminary processing apparatus according to claim 15. Processing equipment.
前記判別基準を記憶する判別基準記憶手段を、さらに有する請求項28に記載の加工装置。   29. The processing apparatus according to claim 28, further comprising discrimination criterion storage means for storing the discrimination criterion. 前記振動検出手段により検出した振動の一次データより求めた振動の二次データに関連する振動変化データを作成する振動変化データ作成手段を、さらに有し、
前記判別手段では、前記加工具による前記ワークの加工に際して、前記振動検出手段と前記振動変化データ作成手段により得られる振動変化データから、前記判別基準に基づき、特殊変化データを判別し、前記加工具による加工状態を判別する請求項28または29に記載の加工装置。
Vibration change data creating means for creating vibration change data related to secondary data of vibration obtained from primary data of vibration detected by the vibration detecting means;
The discriminating means discriminates special change data from vibration change data obtained by the vibration detecting means and the vibration change data creating means when machining the workpiece by the processing tool, based on the discrimination criterion, 30. The processing apparatus according to claim 28 or 29, wherein the processing state is determined.
前記判別手段で異常が検出された場合には、異常が検出された前記ワークの加工位置を記憶する異常位置記憶手段をさらに有する請求項28または29に記載の加工装置。   30. The machining apparatus according to claim 28 or 29, further comprising an abnormal position storage unit that stores a machining position of the workpiece in which an abnormality is detected when an abnormality is detected by the determination unit. 加工具によるワークへの加工時の振動を検出する振動検出手段と、
請求項15〜27のいずれかに記載の予備加工装置の前記照合手段で求められた照合結果から得られる判別基準に基づき、前記振動検出手段から得られたデータを判別する判別手段と、を有する加工状態検出装置。
Vibration detecting means for detecting vibration during processing of the workpiece by the processing tool;
28. A discriminating unit for discriminating data obtained from the vibration detecting unit based on a discrimination standard obtained from the collation result obtained by the collating unit of the preliminary processing apparatus according to any one of claims 15 to 27. Processing state detection device.
前記判別基準を記憶する判別基準記憶手段を、さらに有する請求項32に記載の加工状態検出装置。   33. The machining state detection device according to claim 32, further comprising discrimination criterion storage means for storing the discrimination criterion. 前記振動検出手段により検出した振動の一次データより求めた振動変化データを作成する振動変化データ作成手段を、さらに有し、
前記判別手段では、前記加工具による前記ワークの加工に際して、前記振動検出手段と前記振動変化データ作成手段により得られる振動変化データから、前記判別基準に基づき、特殊変化データを判別し、前記加工具による加工状態を判別する請求項32または33に記載の加工状態検出装置。
Vibration change data creating means for creating vibration change data obtained from primary data of vibration detected by the vibration detecting means,
The discriminating means discriminates special change data from vibration change data obtained by the vibration detecting means and the vibration change data creating means when machining the workpiece by the processing tool, based on the discrimination criterion, 34. The machining state detection device according to claim 32 or 33, wherein the machining state is discriminated.
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