JPS61173155A - Tool fracture detector - Google Patents

Tool fracture detector

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JPS61173155A
JPS61173155A JP60016122A JP1612285A JPS61173155A JP S61173155 A JPS61173155 A JP S61173155A JP 60016122 A JP60016122 A JP 60016122A JP 1612285 A JP1612285 A JP 1612285A JP S61173155 A JPS61173155 A JP S61173155A
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JP
Japan
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tool
signal
sensor
breakage
output
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Application number
JP60016122A
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Japanese (ja)
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Ryoichi Miyake
三宅 亮一
Shinichiro Fukuoka
真一郎 福岡
Tomohiro Yamada
智浩 山田
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Tateisi Electronics Co
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Publication of JPS61173155A publication Critical patent/JPS61173155A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/14Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques

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Abstract

PURPOSE:To obtain a signal which does not saturate even if an AE signal level is high and to detect exactly the fracture, etc. of a tool by attaching an AE sensor to be installed near the tool of a machine tool by way of an attenuating plate interposed between said sensor and the installation surface thereof. CONSTITUTION:The facture, etc. of the tool 3 of the machine tool is detected by the AE sensor 7 installed near the tool 3 thereof and the work 1. The sensor 7 is so formed as to be housed in a case 31 by attaching the attenuating plate 34 having the high resistance to oil and oscillation to the bottom of the body 30 thereof. The detection signal thereof is applied to a signal processing part including a means for discriminating frequency which consists of band pass filters 11, 12, detectors 14, 15 and a comparator 17 and a means for detecting a rise signal which consists of a differentiation circuit 16. The result thereof is displayed on a display device 19. The signal of the sensor 7 is thus properly attenuated and the exact detection of the tool fracture as the unsaturating signal is made possible.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は工作機械における工具の折損や異常を切削加工
及び折損時に発生するアコースティックエミフション(
以下AEという)を利用して監視。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention] The present invention is directed to the acoustic emission (acoustic emission) that occurs during cutting and tool breakage in machine tools.
(hereinafter referred to as AE) for monitoring.

自動検出する工具折損検出装置に関し、特にAEセン号
の取付構造に特徴を有する工具折損検出装置に関するも
のである。
The present invention relates to a tool breakage detection device that automatically detects tool breakage, and in particular to a tool breakage detection device that is characterized by the mounting structure of the AE sensor.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明による工具折損検出装置は、AEセンサに得られ
るAE信号レベルがAEセンサの取付位置によって飽和
する可能性があることに鑑み、AEセンサと工具近傍間
にAE倍信号減衰させる減衰板を挿入するようにしたも
のである。こうすれば必要に応じて減衰板を取付けるこ
とによってAEセンサから飽和のないAE倍信号得られ
るので、AEセンサの感度を調整し所望のレベルとする
ことによって確実な信号処理を行うことが可能となる。
In view of the possibility that the AE signal level obtained by the AE sensor may become saturated depending on the mounting position of the AE sensor, the tool breakage detection device according to the present invention inserts a damping plate between the AE sensor and the vicinity of the tool to attenuate the signal by a factor of AE. It was designed to do so. In this way, by attaching an attenuation plate as necessary, an AE multiplied signal without saturation can be obtained from the AE sensor, so it is possible to perform reliable signal processing by adjusting the sensitivity of the AE sensor to the desired level. Become.

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

工作機械において工具を用いて加工対象(以下ワークと
いう)を切削加工する場合、何らかの原因で工具が折損
し又切屑のつまりを起こして異常切削している場合があ
る。近年の工場自動化の進展に伴いこのような工具の折
損や異常切削を自動的に検出することが強く要求されて
いる。こうした工作機械の工具の折損を検出する一手法
として、従来より工作機械の工具やワークの近傍にAE
センサを設け、そこから得られるAE倍信号基づいて工
具の折損を検出する装置が提案されている。
When a machine tool uses a tool to cut an object to be machined (hereinafter referred to as a workpiece), the tool may break for some reason or become clogged with chips, resulting in abnormal cutting. With the recent progress in factory automation, there is a strong demand for automatic detection of tool breakage and abnormal cutting. As a method for detecting tool breakage in machine tools, conventional methods have been to
An apparatus has been proposed that includes a sensor and detects tool breakage based on an AE multiplied signal obtained from the sensor.

しかしながら工作機械の種類によっては、AEセンサを
工作機械の工具位置のすぐ近くにしか取付けることがで
きない場合がある。このときには工作時には大きなレベ
ルのAE倍信号AEセンサに伝わるため、AEセンサで
その大振幅の信号を電気信号に変換することができず飽
和してしまう可能性がある。又大きい径のドリル等を取
付けた場合にも同様にAEセンサが飽和し易い。工具折
損の検出は通常折損信号レベルの判定により行っている
ためAEセンサが飽和する場合には正確な信号処理を行
うことができず、工具の折損を確実に検知することがで
きなくなるという問題点があった。
However, depending on the type of machine tool, the AE sensor may only be installed in the immediate vicinity of the tool position on the machine tool. At this time, during the work, a large level AE multiplied signal is transmitted to the AE sensor, so the AE sensor may not be able to convert the large amplitude signal into an electrical signal and may become saturated. Furthermore, when a large diameter drill or the like is attached, the AE sensor is also likely to become saturated. Tool breakage is usually detected by determining the breakage signal level, so if the AE sensor is saturated, accurate signal processing cannot be performed, making it impossible to reliably detect tool breakage. was there.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明はこのような従来の工具折損検出装置の問題点に
鑑みてなされたものであって、AEセンサから得られる
AE倍信号適宜減衰させることができ、AE信号レベル
が高くてもAEセンサから飽和のないAE倍信号得られ
るようにする工具折損検出装置を提供することを目的と
する。
The present invention was made in view of the problems of the conventional tool breakage detection device, and is capable of appropriately attenuating the AE multiplied signal obtained from the AE sensor, and even when the AE signal level is high, the AE multiplied signal obtained from the AE sensor can be It is an object of the present invention to provide a tool breakage detection device that can obtain an AE multiplied signal without saturation.

〔発明の構成と効果〕[Structure and effects of the invention]

本発明は工作機械の工具近傍に設けられたAEセンサを
有し、工具の折損時に得られるAE倍信号基づいて折損
を検出する工具折損検出装置であって、AEセンサと工
作機械のAEセンサ設置面との間に挿入され、工作機械
を伝播するAE倍信号減衰させてAEセンサに伝える減
衰板と、AEセンサから得られるAE倍信号基づいて工
具の折損を識別する信号処理部と、を具備することを特
徴とするものである。
The present invention is a tool breakage detection device that has an AE sensor installed near the tool of a machine tool and detects breakage based on an AE multiplied signal obtained when the tool breaks. A damping plate is inserted between the machine tool and the machine tool to attenuate the AE multiplied signal propagating through the machine tool and transmits it to the AE sensor, and a signal processing unit that identifies tool breakage based on the AE multiplied signal obtained from the AE sensor. It is characterized by:

このような特徴を有する本発明によれば、工作機械の種
類により工具位置とAEセンサとを近接して取付ける必
要がある場合にも、AEセンサと工作機械間に接触させ
て減衰板を取付けることによってAE倍信号減衰させて
電気信号に変換することができる。従ってAEセンサ内
では飽和が起こることはなく、その出力を適宜増幅する
ことによって適切なAEセンサ感度を設定し信号処理を
行うことができる。このためAEセンサの取付位置によ
って工具の折損が検出できなくなるという恐れがなくな
り、工具折損の信頼性を向上させることが可能となる。
According to the present invention having such characteristics, even when the tool position and the AE sensor need to be installed close to each other depending on the type of machine tool, the damping plate can be installed in contact between the AE sensor and the machine tool. The signal can be attenuated by AE times and converted into an electrical signal. Therefore, saturation does not occur within the AE sensor, and by appropriately amplifying its output, an appropriate AE sensor sensitivity can be set and signal processing can be performed. Therefore, there is no fear that tool breakage cannot be detected depending on the mounting position of the AE sensor, and it is possible to improve the reliability of tool breakage.

又本発明による工具折損検出装置はAE信号レベルにか
かわらず工具の折損が検出できるため、種々の工作機械
に適用することが可能である。
Furthermore, since the tool breakage detection device according to the present invention can detect tool breakage regardless of the AE signal level, it can be applied to various machine tools.

〔実施例の説明〕[Explanation of Examples]

(実施例の全体構成) 第1図は本発明による工具折損検出装置の一実施例の全
体構成を示すブロック図である。本実施例はボール盤に
取付けられた状態を示すものであって、ワーク1はボー
ル盤のベース2上に固定されており、ワーク1の上部よ
りドリル3を回転させて所定速度で押下しワーク1に開
口が設けられる。ここでワーク1の上部のドリルの刃が
接触する位置にワークに切削を行う前にあらかじめAE
センサと同じ<PZT等からなる擬似折損信号発生器4
が取付けられる。レベル設定器5はこの擬似折損信号発
生器4の駆動レベルを設定するものであって、使用工具
の大きさ1種類に応じて所定の駆動レベルを設定し駆動
回路6に伝える。駆動回路6は工具の折損時のAE出力
波形と相似で且つ同一のパワースペクトル分布を持つ擬
似折損信号を発生して擬似折損信号発生器4を駆動する
ものである。さてワークlが配置される工具の近傍、例
えば第1図に示すようにベース2上にAE倍信号検出す
るAEセンサ7を設ける。AEセンサ7は後述するよう
にAEセンサ本体とベース2間に減衰板が挿入されてお
り、ドリル3等の工具のAE倍信号擬似折損信号発生器
4からのAE倍信号減衰させて電気信号に変換する広帯
域のAEセンサであって、その出力はアナログスイッチ
8に与えられる。アナログスイッチ8は外部の出力によ
ってアナログ信号を断続するもので、その出力は増幅器
9に与えられる。増幅器9は可変抵抗器lOの調整によ
り増幅率を任急に設定することができる増幅器であって
、その出力を二つのバンドパスフィルタIf、12及び
切削レベル表示器13に与えるものである。バンドパス
フィルタ11は中心周波数300KHz、バンドパスフ
ィルタ12は中心周波数50Kllzのフィルタであっ
て、夫々の中心周波数付近の信号のみを次段の検波器1
4,15に伝える。検波器14..15は夫々その入力
信号を検波し振幅に応じた出力を得るものであって、検
波器14の出力は微分回路16、検波器14゜15の出
力は夫々比較器17に与えられる。これらのバンドパス
フィルタ11.12、検波器14゜15及び比較器17
により折損時のAE倍信号識別する周波数識別手段を形
成している。微分回路16は入力信号の急峻な変化分の
みを次段のレベル判定器1日及び折損・異常レベル表示
器19に伝える。レベル判定器18は所定の基準レベル
と入力信号とを比較するものであり、入力信号が大きけ
れば出力を折損検出回路20と異常切削検出回路21に
伝える。又比較器17は検波器14゜15の出力を比較
し、検波器14の出力が大きい場合にのみ出力を折損検
出回路20に伝える。折損検出回路20はこれらの入力
の論理積をとって工具の折損を検出する論理回路であっ
て、検出信号によってアナログスイッチ8を閉成すると
共に出力回路22を介して外部に出力する。又異常切削
検出回路21はレベル判定器1日の出力に基づいて異常
切削を検出するものであって、その出力を出力回路23
を介して外部に伝えるものである。
(Overall Configuration of Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of a tool breakage detection device according to the present invention. This embodiment shows a state in which the workpiece 1 is attached to a drilling machine, and the workpiece 1 is fixed on the base 2 of the drilling machine. An opening is provided. Here, before cutting the workpiece at the position where the drill bit on the upper part of workpiece 1 comes into contact,
Pseudo-breakage signal generator 4 made of PZT, etc., which is the same as the sensor
is installed. The level setter 5 sets the drive level of the pseudo-breakage signal generator 4, sets a predetermined drive level according to one type of tool size, and transmits it to the drive circuit 6. The drive circuit 6 generates a pseudo-breakage signal having a power spectrum distribution similar to and the same as the AE output waveform when the tool breaks, and drives the pseudo-breakage signal generator 4. Now, an AE sensor 7 for detecting the AE multiplied signal is provided near the tool on which the work l is placed, for example, on the base 2 as shown in FIG. As will be described later, the AE sensor 7 has a damping plate inserted between the AE sensor body and the base 2, and attenuates the AE multiplied signal from the AE multiplied signal of a tool such as a drill 3 or the like and the AE multiplied signal from the pseudo-breakage signal generator 4 and converts it into an electrical signal. It is a wideband AE sensor that converts, and its output is given to an analog switch 8. The analog switch 8 connects and disconnects the analog signal using an external output, and the output is given to the amplifier 9. The amplifier 9 is an amplifier whose amplification factor can be set at will by adjusting a variable resistor IO, and its output is given to two band pass filters If, 12 and a cutting level indicator 13. The band pass filter 11 is a filter with a center frequency of 300 KHz, and the band pass filter 12 is a filter with a center frequency of 50 Kllz, and only signals near the respective center frequencies are passed to the next stage detector 1.
4, 15. Detector 14. .. Reference numerals 15 and 15 respectively detect the input signals and obtain outputs corresponding to the amplitudes.The output of the detector 14 is applied to a differentiating circuit 16, and the outputs of the detectors 14 and 15 are applied to a comparator 17, respectively. These bandpass filters 11, 12, detectors 14, 15, and comparators 17
This forms a frequency identification means for identifying the AE multiplied signal at the time of breakage. The differentiating circuit 16 transmits only the steep changes in the input signal to the next level level judger 1 and the breakage/abnormal level indicator 19. The level determiner 18 compares the input signal with a predetermined reference level, and if the input signal is large, transmits the output to the breakage detection circuit 20 and the abnormal cutting detection circuit 21. Further, the comparator 17 compares the outputs of the wave detectors 14 and 15, and transmits the output to the breakage detection circuit 20 only when the output of the wave detector 14 is large. The breakage detection circuit 20 is a logic circuit that takes the logical product of these inputs to detect a breakage of the tool, and closes the analog switch 8 based on the detection signal and outputs the signal to the outside via the output circuit 22. Further, the abnormal cutting detection circuit 21 detects abnormal cutting based on the daily output of the level judger, and the output is sent to the output circuit 23.
The information is communicated to the outside through the .

(AEセンサと減衰板の構成) 第2図は本実施例によるAEセンサ7の構成を示す断面
図である。本図においてAEセンサ7はセンサ本体30
がケース31内に挿入されている。
(Configuration of AE Sensor and Damping Plate) FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of the AE sensor 7 according to this embodiment. In this figure, the AE sensor 7 is the sensor body 30.
is inserted into the case 31.

ケース31はAEセンサを収納しベース2上に固定する
ものであって、その下方に永久磁石が取付けられて内部
のAEセンサ本体30をベース2上に保持している。ケ
ース31の上部開口には図示のようにネジ溝が繰けられ
蓋32によってケース31を閉成している。そして蓋3
2とAEセンサ本体30との間にはバネ33が挿入され
、蓋32の閉成時にバネ33が収縮してAEセンサ本体
30をベース2上に固定している。さて本発明では図示
のようにAEセンサ本体30とベース2間に減衰板34
を挿入する。減衰板34は耐油性と耐振動性に優れた例
えば鉄や銅等の合金、又は合成樹脂、セラミック樹脂等
の種々の材料から成り、AEセンサ本体30と同一の直
径を有する円板とする。減衰板34によるAE倍信号減
衰率は複数の減衰板毎にあらかじめ定められており、例
えば減衰率5dB、10dB、20dBというように設
定されているものとする。AEセンサ7の取付時にはそ
の位置によって所定の減衰率を有する減衰板を選択する
。即ちAEセンサ7をドリル3のすぐ近くに取付ける場
合には減衰率が大きい減衰板を使用し、ドリル3から所
定距離層れている場合には減衰率の小さい減衰板を使用
するものとする。こうしてベース2上に減衰板34を介
してAEセンサ本体30をケース31内に収納し、上部
より蓋32を用いてケース31を閉成することによって
AEセンサ7をベース2上に固定する。
The case 31 houses the AE sensor and is fixed on the base 2, and a permanent magnet is attached below the case 31 to hold the AE sensor main body 30 therein on the base 2. The upper opening of the case 31 has a screw groove as shown in the figure, and the case 31 is closed with a lid 32. and lid 3
A spring 33 is inserted between the base 2 and the AE sensor body 30, and when the lid 32 is closed, the spring 33 contracts to fix the AE sensor body 30 on the base 2. Now, in the present invention, as shown in the figure, a damping plate 34 is provided between the AE sensor main body 30 and the base 2.
Insert. The damping plate 34 is made of various materials having excellent oil resistance and vibration resistance, such as alloys such as iron and copper, synthetic resin, and ceramic resin, and is a circular plate having the same diameter as the AE sensor body 30. The AE multiplied signal attenuation rate by the attenuation plate 34 is predetermined for each of the plurality of attenuation plates, and is set to, for example, 5 dB, 10 dB, and 20 dB. When installing the AE sensor 7, a damping plate having a predetermined damping rate is selected depending on its position. That is, when the AE sensor 7 is installed very close to the drill 3, a damping plate with a high attenuation rate is used, and when it is placed a predetermined distance from the drill 3, a damping plate with a small attenuation rate is used. In this way, the AE sensor main body 30 is housed in the case 31 on the base 2 via the damping plate 34, and the AE sensor 7 is fixed on the base 2 by closing the case 31 from above using the lid 32.

(AEセンサ感度設定動作) 次に本実施例による工具折損検出装置を工作機械、この
場合はボール盤に設置する際の操作について説明する。
(AE Sensor Sensitivity Setting Operation) Next, the operation when installing the tool breakage detection device according to this embodiment in a machine tool, in this case a drilling machine, will be explained.

まずAEセンサ7を所定位置に取付けた後、工具の種類
即ちドリル径に応じてレベル設定器5を所定のレベルに
設定し駆動回路6を介して擬似折損信号発生器4を駆動
する。そして折損・異常レベル表示器19の表示を監視
しつつレベル設定器5の設定に応じて定められたレベル
となるように可変抵抗器10を調整し、増幅器9の増幅
率を変えて切削加工時に信号処理部に適切なレベルのA
E倍信号与えられるようにする。ここでAEセンサ7が
工具3のすぐ近傍に取付けられる場合には大きなレベル
のAE倍信号伝わり信号が飽和することがあるので、第
2図に示すように所定の減衰率を有する減衰板34を挿
入しAEセンサ7の出力が飽和しないようにすると共に
、増幅器9の増幅率を変えて適切なレベルのAE倍信号
信号処理部に伝えるようにする。こうすれば工具とAE
センサ7間の取付状態によりAE倍信号減衰率が不明で
あっても折損時と同一レベルの信号を信号処理部に与え
ることが可能となる。
First, after installing the AE sensor 7 at a predetermined position, the level setter 5 is set to a predetermined level according to the type of tool, that is, the diameter of the drill, and the pseudo-breakage signal generator 4 is driven via the drive circuit 6. Then, while monitoring the display on the breakage/abnormality level indicator 19, the variable resistor 10 is adjusted so that the level is set according to the setting of the level setting device 5, and the amplification factor of the amplifier 9 is changed. Appropriate level of A for the signal processing section
Allow E times signal to be given. If the AE sensor 7 is installed in the immediate vicinity of the tool 3, the large level of the AE multiplied signal transmission signal may become saturated. Therefore, as shown in FIG. The output of the inserted AE sensor 7 is prevented from being saturated, and the amplification factor of the amplifier 9 is changed so that an appropriate level of the AE multiplied signal is transmitted to the signal processing section. In this way, tools and AE
Even if the AE multiplied signal attenuation rate is unknown depending on the mounting condition between the sensors 7, it is possible to provide the signal processing section with a signal at the same level as when the sensor is broken.

(信号処理部の動作) AEセンサの感度を設定した後ドリル3をワーク上に押
下げて切削加工を行う。通常の切削加工時にAEセンサ
7より与えられるAE倍信号パワースペクトルの分布は
第3図の曲線すに示すように周波数50KIIz付近に
集中しており、それより高い周波数領域では単調に減衰
する分布となっている。又多くの実験より知られるよう
に工具の折損時のパワースペクトルの分布は第3図の曲
線aにより表され、周波数300KHz付近にピークを
持つことが明らかとなっている。これは信号源が機械的
振動を原因とするものでなく、工具の非可塑性破壊時に
生じる超音波特有の現象が起こるためと考えられる。従
って二つのバンドパスフィルタ11.12により夫々の
周波数成分付近のAE倍信号みを取出して検波器14.
15により検波し、その出力レベルを比較すれば通常時
と工具折損時とを明確に識別することが可能である。比
較器17はこれらの出力を比較して工具の折損時にのみ
信号を折損検出回路20に与えている。
(Operation of Signal Processing Unit) After setting the sensitivity of the AE sensor, the drill 3 is pushed down onto the workpiece to perform cutting. The distribution of the power spectrum of the AE multiplied signal given by the AE sensor 7 during normal cutting is concentrated around a frequency of 50 KIIz, as shown by the curve in Figure 3, and the distribution monotonically attenuates in the higher frequency range. It has become. Furthermore, as is known from many experiments, the distribution of the power spectrum when a tool breaks is represented by curve a in FIG. 3, and it has been revealed that it has a peak around a frequency of 300 KHz. This is considered to be because the signal source is not caused by mechanical vibration, but a phenomenon peculiar to ultrasonic waves that occurs during non-plastic fracture of a tool occurs. Therefore, only the AE multiplied signals near the respective frequency components are extracted by the two bandpass filters 11 and 12 and sent to the detector 14.
15, and by comparing the output levels, it is possible to clearly distinguish between a normal situation and a broken tool. The comparator 17 compares these outputs and provides a signal to the breakage detection circuit 20 only when the tool breaks.

一方切削加工時に生じる切屑と工具やワークとの接触、
摩擦によって第3図の曲線aで示されるパワースペクト
ル分布と似た信号が発生する場合がある。そこで本実施
例では工具の折損時に見られるAE倍信号時間領域の波
形にも着目し、これらの信号を分離している。即ち工具
の折損時に得られるAE信号波形は第4図(a)に示す
ように折損時に鋭い立上りを有する信号となっており、
一方切屑と工具やワークの接触、摩擦によって発生する
AE倍信号第4図(blに示すように鋭い立上りを示さ
ず所定期間信号が継続する波形となっている。
On the other hand, contact between chips generated during cutting and tools and workpieces,
Friction may generate a signal similar to the power spectral distribution shown by curve a in FIG. Therefore, in this embodiment, attention is paid to the waveform of the AE multiplied signal time domain which is observed when a tool breaks, and these signals are separated. That is, the AE signal waveform obtained when the tool breaks is a signal that has a sharp rise at the time of breakage, as shown in FIG. 4(a).
On the other hand, the AE multiplied signal generated by contact and friction between chips and a tool or workpiece has a waveform that does not show a sharp rise and continues for a predetermined period of time, as shown in FIG. 4 (bl).

従って第1図に示すように検波器14の出力を微分回路
16に与え、折損時等の急峻な信号のみを分離してレベ
ル判定器18に与える。そしてその入力レベルを所定の
基準値と比較し、急峻な立上りのAE倍信号得られたと
きにレベル判定器18より折損検出回路20に信号を与
える。折損検出回路20はこれらの論理積信号によって
工具の折損を検出する。このように周波数領域の折損検
出と時間領域の折損検出の両者を組み合わせることによ
って確実に工具の折損のみを検出することが可能となる
Therefore, as shown in FIG. 1, the output of the detector 14 is applied to a differentiating circuit 16, and only steep signals such as those caused by breakage are separated and applied to a level determiner 18. The input level is then compared with a predetermined reference value, and when an AE multiplied signal with a steep rise is obtained, a signal is provided from the level determiner 18 to the breakage detection circuit 20. The breakage detection circuit 20 detects tool breakage based on these AND signals. In this way, by combining both frequency domain breakage detection and time domain breakage detection, it is possible to reliably detect only tool breakage.

このようにして工具の折損のみを検出すれば出力回路2
2より折損出力を与えると共に、アナログスイッチ8を
オフとして以後AE倍信号増幅器9に伝えないようにし
ている。これは工具の折損後に発生する折損した工具と
ワークとの異常接触や摩擦により発生する大きなAE倍
信号表示器13.19によって表示させないようにして
折損時の信号レベルが確認できるようにするためである
If only tool breakage is detected in this way, the output circuit 2
2 provides a broken output, and the analog switch 8 is turned off so that the signal is not transmitted to the AE multiplier signal amplifier 9 thereafter. This is to make it possible to check the signal level at the time of breakage by not displaying the large AE multiplier signal display 13.19 that occurs due to abnormal contact or friction between the broken tool and the workpiece after the tool breaks. be.

尚本実施例は信号処理部として周波数領域の折損検出と
時間領域の折損検出との論理積により折損を検出するよ
うにしているが、これらのいずれか一方によって折損を
検出するようにしてもよく、又他の折損検出方式を用い
たり組み合わせることも可能である。
In this embodiment, the signal processing section detects breakage by the logical product of breakage detection in the frequency domain and breakage detection in the time domain, but breakage may be detected by using either one of these. It is also possible to use or combine other breakage detection methods.

又本実施例はボール盤のドリル折損検出装置について説
明しているが、本発明は他の工作機械、例えば旋盤やフ
ライス盤等の種々の工作機械を対象とした工具折損検出
装置に適用することができることはいうまでもない。
Furthermore, although this embodiment describes a drill breakage detection device for a drilling machine, the present invention can be applied to tool breakage detection devices for other machine tools, such as various machine tools such as lathes and milling machines. Needless to say.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による工具折損検出装置の全体構成を示
すブロック図、第2図は本発明によるAEセンサの構造
を示す断面図、第3図はAEセンサ7より得られるAE
倍信号パワースペクトルを示す図、第4図(alは工具
折損時に得られるAE信号波形、第4回出)は切屑が生
じる場合に得られるAE信号波形を示す図である。 1−・−・−ワーク  2−・−・−ベース  3−・
−一一−−−ドリル4−−−−−−〜擬似折損信号発生
器  5−〜−−−−−レベル設定器  6−・−・−
駆動回路  7・−−−−−A Eセンサ8−−−−−
−−アナログスイッチ  9−・−増幅器  11.1
2−−・−バンドパスフィルタ  14.15−−−−
−−一検波器  16−・−−一−−微分回路  17
−−−−−−・比較器  18・・〜・・レベル判定器
  20−−−−−−一折損検出回路  22 、 2
3−−−−−−一出力回路  30−・−A Eセンサ
本体  31・−・・−・−ケース  32−3−−・
−蓋  33−・−一−−−バネ  34・−・−減衰
板特許出願人   立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本宜喜(化1名) 第2図 第3図
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the tool breakage detection device according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing the structure of the AE sensor according to the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing the AE sensor 7 obtained from the AE sensor 7.
FIG. 4 (al is the AE signal waveform obtained when the tool breaks, the fourth output) is a diagram showing the double signal power spectrum, and is a diagram showing the AE signal waveform obtained when chips are generated. 1-・-・-Work 2-・-・-Base 3-・
−11−−−Drill 4−−−−−−−Pseudo-breakage signal generator 5−−−−−−−Level setter 6−・−・−
Drive circuit 7・------A E sensor 8------
--Analog switch 9-・-Amplifier 11.1
2---・-Band pass filter 14.15----
---1 detector 16---1--differentiator circuit 17
-------Comparator 18...Level determiner 20---Breakage detection circuit 22, 2
3--------One output circuit 30--A E sensor body 31-----Case 32-3--・
- Lid 33 - - - Spring 34 - - Damping plate Patent applicant Tateishi Electric Co., Ltd. agent Patent attorney Yoshiki Okamoto (1 person) Figure 2 Figure 3

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)工作機械の工具近傍に設けられたAEセンサを有
し、工具の折損時に得られるAE信号に基づいて折損を
検出する工具折損検出装置において、 前記AEセンサと工作機械のAEセンサ設置面との間に
挿入され、工作機械を伝播するAE信号を減衰させてA
Eセンサに伝える減衰板と、前記AEセンサから得られ
るAE信号に基づいて工具の折損を識別する信号処理部
と、を具備することを特徴とする工具折損検出装置。
(1) In a tool breakage detection device that has an AE sensor installed near the tool of a machine tool and detects breakage based on an AE signal obtained when the tool breaks, the AE sensor and the AE sensor installation surface of the machine tool are provided. is inserted between the
A tool breakage detection device comprising: an attenuation plate that transmits information to an E sensor; and a signal processing unit that identifies tool breakage based on an AE signal obtained from the AE sensor.
(2)前記信号処理部は、工具の折損時に得られるAE
信号の周波数成分に強い相関を持つ周波数成分のAE信
号が与えられたときに出力を出す周波数識別手段と、前
記AEセンサより急激に立上る信号が与えられたときに
出力を出す立上り信号検出手段と、該周波数識別手段及
び立上り信号検出手段の論理積出力に基づいて工具の折
損を識別する論理出力手段と、を有することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の工具折損検出装置。
(2) The signal processing unit is configured to control the AE obtained when the tool breaks.
A frequency identification means that outputs an output when an AE signal having a frequency component having a strong correlation with the frequency component of the signal is given, and a rising signal detection means that outputs an output when a signal that rises suddenly from the AE sensor is given. 2. The tool breakage detection device according to claim 1, further comprising logic output means for identifying tool breakage based on the AND output of the frequency identification means and the rising signal detection means.
JP60016122A 1985-01-29 1985-01-29 Tool fracture detector Pending JPS61173155A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63232920A (en) * 1987-03-19 1988-09-28 Okuma Mach Works Ltd Monitoring device for machine tool

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63232920A (en) * 1987-03-19 1988-09-28 Okuma Mach Works Ltd Monitoring device for machine tool

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