JP2015199190A - Blade tool breakage detection device and cutter machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、刃具の破損検出装置および切断機械に関するものであり、より特定的には、切断機械用の刃具の破損を検出する刃具の破損検出装置および当該刃具の破損検出装置を備える切断機械に関するものである。 The present invention relates to a blade breakage detection device and a cutting machine, and more particularly to a blade breakage detection device for detecting breakage of a blade for a cutting machine and a cutting machine including the blade breakage detection device. Is.
従来、刃具の破損検出方式としては、刃具主軸の回転トルクを監視する手法が知られている(たとえば特許文献1参照)。また、切断刃具ではなく切削用多刃刃具の異常検出方式としては、振動センサからの信号に対して周波数分析を行い、正常時と異常時との周波数特性の違いから異常を検出する手法がある(たとえば特許文献2参照)。 Conventionally, as a method for detecting breakage of a blade, a method of monitoring the rotational torque of the blade main spindle has been known (see, for example, Patent Document 1). In addition, as an abnormality detection method for cutting multi-blade tools instead of cutting blade tools, there is a method of performing frequency analysis on a signal from a vibration sensor and detecting an abnormality from the difference in frequency characteristics between normal and abnormal conditions. (For example, refer to Patent Document 2).
上記特許文献1のようにトルクを監視して刃具の破損を検出する方式では、主軸や刃具の慣性モーメントが大きい場合にトルクの変化が小さいため、検査感度が低下する問題がある。また、上記特許文献2のように振動センサからの信号を周波数分析する方式は切削刃具においては有効である一方、切断刃具のように衝撃的な振動が加わる工具においては正常時と異常時との周波数特性の違いが小さく、検査性能に劣るという問題がある。これは切断刃具に加わる衝撃的な振動の周波数成分が広く浅く分布しているため(たとえばインパルスハンマーによる打音試験時のように)、特定の周波数帯域に明確な特徴を有していないためである。
In the method of detecting the breakage of the cutting tool by monitoring the torque as in Patent Document 1 described above, there is a problem that the inspection sensitivity is lowered because the change in torque is small when the moment of inertia of the spindle or the cutting tool is large. In addition, the method of analyzing the frequency of the signal from the vibration sensor as in
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、切断機械用の刃具の破損をより高感度に検出することが可能な刃具の破損検出装置および当該刃具の破損検出装置を備える切断機械を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a blade tool breakage detection device and a blade tool breakage detection device capable of detecting breakage of a blade for a cutting machine with higher sensitivity. A cutting machine is provided.
本発明に従った刃具の破損検出装置は、切断機械用の刃具の破損を検出する刃具の破損検出装置である。上記刃具の破損検出装置は、刃具による切断時に発生する振動に基づく信号を発生させる検出部と、検出部において発生した上記信号に基づいて刃具の破損の有無を判定する判定部とを備えている。 A blade tool breakage detection device according to the present invention is a blade tool breakage detection device that detects breakage of a blade for a cutting machine. The blade breakage detection apparatus includes a detection unit that generates a signal based on vibration generated when cutting with the blade, and a determination unit that determines whether the blade is damaged based on the signal generated in the detection unit. .
本発明に従った刃具の破損検出装置では、検出部により刃具による切断時に発生する振動に基づく信号を発生させ、判定部により上記信号に基づいて刃具における破損の有無を判定することができる。すなわち、刃具が正常である場合に発生する振動に基づく信号と刃具が破損した場合に発生する振動に基づく信号とを判定部において比較することにより、刃具における破損の有無を判定することができる。したがって、本発明に従った刃具の破損検出装置によれば、切断機械用の刃具の破損をより高感度に検出することができる。 In the cutting tool breakage detection apparatus according to the present invention, the detection unit can generate a signal based on the vibration generated when cutting with the cutting tool, and the determination unit can determine whether the cutting tool is damaged based on the signal. That is, it is possible to determine whether or not the blade is damaged by comparing the signal based on the vibration generated when the blade is normal and the signal based on the vibration generated when the blade is damaged in the determination unit. Therefore, according to the breakage detection device for a blade according to the present invention, it is possible to detect breakage of the blade for a cutting machine with higher sensitivity.
なお、刃具による切断時に発生する振動に基づく信号とは、刃具による被切断物の切断時に、被切断物、刃具、これらと隣接して配置される物(後述するダイス、ホルダなど)、またはこれらと隣接する空間に生じる振動(個体または気体の振動)に基づく信号である。刃具による切断時に発生する振動に基づく信号とは、たとえば加速度の振幅を含む電気信号、音の振幅(音圧)を含む電気信号などである。 In addition, the signal based on the vibration generated at the time of cutting with the cutting tool is an object to be cut, a cutting tool, an object (such as a die, a holder, etc., which will be described later) arranged adjacent to these when cutting the cutting object with the cutting tool, or these And a signal based on vibrations (individual or gas vibrations) occurring in the adjacent space. The signal based on the vibration generated at the time of cutting with the cutting tool is, for example, an electric signal including an acceleration amplitude, an electric signal including a sound amplitude (sound pressure), or the like.
上記刃具の破損検出装置において好ましくは、検出部は上記振動に基づく特性値の振幅である上記信号を発生させる。また、判定部は上記振幅の大きさに基づいて刃具の破損の有無を判定する。 In the blade breakage detection apparatus, preferably, the detection unit generates the signal that is the amplitude of the characteristic value based on the vibration. The determination unit determines whether or not the cutting tool is damaged based on the amplitude.
これにより、刃具が正常である場合の振動振幅と刃具が破損した場合の振動振幅とを比較することで刃具における破損の有無を判定することができる。その結果、切断機械用の刃具の破損をさらに高感度に検出することができる。 Thereby, the presence or absence of breakage in the blade can be determined by comparing the vibration amplitude when the blade is normal and the vibration amplitude when the blade is broken. As a result, breakage of the cutting tool blade can be detected with higher sensitivity.
なお、上記振動に基づく特性値の振幅とは、たとえば加速度の振幅または音の振幅である。 The amplitude of the characteristic value based on the vibration is, for example, an acceleration amplitude or a sound amplitude.
上記刃具の破損検出装置において好ましくは、判定部は、上記振幅が上限閾値を超えた回数が予め決定された基準回数を超えたときに刃具に破損が発生したと判定する。 In the blade breakage detection apparatus, preferably, the determination unit determines that the blade has been damaged when the number of times the amplitude exceeds the upper limit threshold exceeds a predetermined reference number.
これにより、刃具において破損が生じているか否かの判断をより容易にすることができる。その結果、切断機械において破損した刃具をより迅速に交換するようにすることができる。 This makes it easier to determine whether or not the cutting tool is damaged. As a result, it is possible to more quickly replace a damaged cutting tool in a cutting machine.
上記刃具の破損検出装置において好ましくは、判定部は、上記振幅が下限閾値を下回る回数が予め決定された基準回数を超えたときに刃具に破損が発生したと判定する。 Preferably, in the blade breakage detection apparatus, the determination unit determines that the blade has been damaged when the number of times the amplitude falls below a lower limit threshold exceeds a predetermined reference number.
これにより、刃具において破損が生じているか否かの判断をさらに容易にすることができる。その結果、切断機械において破損した刃具をより迅速に交換するようにすることができる。 Thereby, it is possible to further easily determine whether or not the cutting tool is damaged. As a result, it is possible to more quickly replace a damaged cutting tool in a cutting machine.
上記刃具の破損検出装置において好ましくは、上記切断機械は、被切断物が通過する孔部を有するダイスとダイスを保持するホルダとを含んでいる。検出部は、ホルダに取り付けられている。 Preferably, in the cutting tool breakage detection apparatus, the cutting machine includes a die having a hole through which an object to be cut passes and a holder for holding the die. The detection part is attached to the holder.
これにより、被切断物が刃具により切断される際に発生する振動を検出部により高感度に検出することができる。その結果、上記振動に基づいて刃具における破損を高感度に検出することができる。 Thereby, the vibration generated when the object to be cut is cut by the blade can be detected with high sensitivity by the detection unit. As a result, breakage in the cutting tool can be detected with high sensitivity based on the vibration.
上記刃具の破損検出装置において好ましくは、検出部は加速度センサである。これにより、加速度の変化によって刃具の破損を高感度に検出することができる。 In the blade breakage detection apparatus, the detection unit is preferably an acceleration sensor. Thereby, breakage of the cutting tool can be detected with high sensitivity due to a change in acceleration.
上記刃具の破損検出装置において好ましくは、上記切断機械は、被切断物が通過する孔部を有するダイスと、ダイスを保持するホルダとを含んでいる。検出部は、刃具、ダイス、およびホルダのそれぞれと間隔を隔てて対向する位置にある。 In the blade breakage detection apparatus, preferably, the cutting machine includes a die having a hole through which an object to be cut passes and a holder for holding the die. A detection part exists in the position which opposes each of a blade tool, dice | dies, and a holder at intervals.
このようにしても、被切断物が刃具により切断される際に発生する振動は、刃具、ダイス、ホルダ、およびこれらと検出部との間に位置する空間を伝って検出部に到達し得る。そして、該振動を検出部により高感度に検出することができる。その結果、上記振動に基づいて刃具における破損を高感度に検出することができる。 Even if it does in this way, the vibration which generate | occur | produces when a to-be-cut object is cut | disconnected by a blade tool can reach | attain a detection part along the space located between a blade tool, dice | dies, a holder, and these, and a detection part. The vibration can be detected with high sensitivity by the detection unit. As a result, breakage in the cutting tool can be detected with high sensitivity based on the vibration.
上記刃具の破損検出装置において好ましくは、検出部は音響センサである。これにより、音の変化によって刃具の破損を高感度に検出することができる。 In the blade breakage detection apparatus, the detection unit is preferably an acoustic sensor. Thereby, breakage of the cutting tool can be detected with high sensitivity due to a change in sound.
上記刃具の破損検出装置において好ましくは、検出部は、刃具との間の距離を変更可能に設けられている。 In the blade breakage detection apparatus, the detection unit is preferably provided so that the distance from the blade can be changed.
これにより、検出部と刃具との間の距離を変更することにより、検出部で検出される振幅の大きさ(音圧レベル)を調整することができる。被切断物が刃具により切断される際に発生する振動の振幅は、該被切断物の切断方向に沿った幅が広くなると大きくなる。そのため、刃具との間の距離が固定されている検出部を用いて上記幅の異なる被切断物を切断する際には、切断される際に発生する振動の振幅が検出部の検出範囲内に収まらず、検出が困難となる場合がある。これに対し、検出部が刃具との間の距離を変更可能に設けられていれば、上記幅の異なる被切断物を切断する際にも、該切断により発生する振動の振幅を検出部の検出範囲内に収めることができる。よって、このような検出部を備える破損検出装置は、被切断物の幅に依らず切断される際に発生する振動を高感度で検出することができる。 Thereby, the magnitude | size (sound pressure level) detected by a detection part can be adjusted by changing the distance between a detection part and a cutting tool. The amplitude of vibration generated when the workpiece is cut by the cutting tool increases as the width along the cutting direction of the workpiece increases. For this reason, when a workpiece having a different width is cut using a detection unit having a fixed distance from the cutting tool, the amplitude of vibration that occurs when the workpiece is cut is within the detection range of the detection unit. It may not fit and detection may be difficult. On the other hand, if the detection unit is provided so that the distance from the cutting tool can be changed, the amplitude of vibration generated by the cutting can be detected by the detection unit even when the workpiece having the different width is cut. Can be within the range. Therefore, the breakage detection apparatus provided with such a detection unit can detect with high sensitivity the vibration that occurs when cutting regardless of the width of the object to be cut.
上記刃具の破損検出装置において好ましくは、検出部において発生した上記信号のうち予め決定された周波数の上記振動に基づく信号のみを取り出して判定部に送信する帯域フィルタをさらに備えている。 Preferably, the blade breakage detection apparatus further includes a band filter that extracts only a signal based on the vibration having a predetermined frequency from the signals generated in the detection unit and transmits the signal to the determination unit.
これにより、刃具が正常である場合と刃具が破損した場合の振動の差が大きい周波数帯の上記振動に基づく上記信号のみを取り出すことができる。その結果、刃具の破損をより一層高感度に検出することができる。 Thereby, it is possible to extract only the signal based on the vibration in the frequency band in which the difference in vibration between when the blade is normal and when the blade is damaged is large. As a result, breakage of the cutting tool can be detected with higher sensitivity.
本発明に従った切断機械は、切断機械用の刃具の破損をより高感度に検出することが可能な上記本発明に従った刃具の破損検出装置を備えている。したがって、本発明に従った切断機械によれば、破損した刃具をより迅速に交換することができる。 The cutting machine according to the present invention includes the blade tool breakage detection device according to the present invention, which can detect the breakage of the cutting tool blade with higher sensitivity. Therefore, according to the cutting machine according to the present invention, a damaged blade can be replaced more quickly.
以上の説明から明らかなように、本発明に従った刃具の破損検出装置および切断機械によれば、切断機械用の刃具の破損をより高感度に検出することが可能な刃具の破損検出装置および当該刃具の破損検出装置を備える切断機械を提供することができる。 As is apparent from the above description, according to the blade breakage detecting device and the cutting machine according to the present invention, the blade breakage detecting device capable of detecting breakage of the cutting tool for the cutting machine with higher sensitivity, and A cutting machine provided with the breakage detection device of the blade can be provided.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
(実施の形態1)
まず、本発明の一実施の形態に係る切断機械としてのコールドヘッダー機の構成について説明する。図1および図2を参照して、コールドヘッダー機1は被切断物である線材11を所定長さに切断するためのものであり、ホルダ2とダイス3とストッパ4と切断刃5(刃具)とを主に有している。図3を参照して、コールドヘッダー機1は、切断刃5による線材11の切断時に発生する衝撃による振動を検出して切断刃5における破損の有無を判定するための破損検出装置(加速度センサ7、増幅器8、帯域フィルタ9および判定器10)をさらに有している。この破損検出装置は本実施の形態に係る刃具の破損検出装置であり、その構成については後に詳述する。
(Embodiment 1)
First, the configuration of a cold header machine as a cutting machine according to an embodiment of the present invention will be described. Referring to FIGS. 1 and 2, a cold header machine 1 is for cutting a
図1を参照して、ダイス3はホルダ2内に取り付けられており、線材11が通過するための貫通孔(孔部)を中央部に有している。ホルダ2はダイス3を内部に保持しており、同様に線材11が通過するための貫通孔を中央部に有している。ダイス3およびホルダ2は、中央部に設けられた貫通孔が互いに連通するように配置されている。これにより、ダイス3に送られた線材11が出口3aから排出され、ストッパ4に当たって停止するようになっている。ストッパ4は、図1に示すように出口3a側においてダイス3との間に間隔をおいて配置されている。
Referring to FIG. 1, a
切断刃5は出口3aの近傍に設けられている。図2を参照して、切断刃5は回転部材6に接続されており、図2中矢印に示すように回転可能になっている。これにより、ダイス3の出口3aから排出され、ストッパ4に当たって停止した線材11を、切断刃5により所定長さに切断することが可能になっている。このように切断刃5により線材11を切断する際に衝撃による振動が発生し、当該振動は切断刃5の状態(正常または破損)により異なる。
The
次に、本実施の形態に係る刃具の破損検出装置の構成について説明する。図3を参照して、実施の形態1に係る破損検出装置は、コールドヘッダー機1などの切断機械用の刃具の破損を検出するための装置であって、加速度センサ7(検出部)と、増幅器8と、帯域フィルタ9と、判定器10(判定部)とを主に有している。 Next, the configuration of the blade breakage detection apparatus according to the present embodiment will be described. Referring to FIG. 3, the breakage detection apparatus according to Embodiment 1 is an apparatus for detecting breakage of a cutting tool for a cutting machine such as cold header machine 1, and includes an acceleration sensor 7 (detection unit), It mainly includes an amplifier 8, a band filter 9, and a determiner 10 (determination unit).
加速度センサ7はホルダ2の上面に取り付けられている。加速度センサ7は、切断刃5による線材11の切断時に発生する振動を電気信号に変換する。この電気信号は、切断刃5による線材11の切断時に発生する振動に基づく加速度の振幅(特性値の振幅)を含んでいる。増幅器8は加速度センサ7に接続されており、加速度センサ7において発生した電気信号を増幅させる。
The
帯域フィルタ9は増幅器8に接続されている。帯域フィルタ9は、加速度センサ7において発生した電気信号のうち、予め決定された周波数帯(通過帯域)の振動により発生した電気信号のみを取り出し、取り出した電気信号を判定器10に送信する。
The band filter 9 is connected to the amplifier 8. The band filter 9 extracts only the electric signal generated by the vibration in the predetermined frequency band (pass band) from the electric signals generated in the
帯域フィルタ9の上記通過帯域は以下のようにして決定することができる。すなわち、切断刃5が正常である場合と破損した場合との周波数分布の違いをFFT(Fast Fourier Transform)アナライザなどを用いて予め確認し、正常時と破損時とにおいて振幅差が大きい周波数帯を上記通過帯域として決定することができる。上記のようにして決定される上記通過帯域は、たとえば1000Hz以上2000Hz以下である。
The pass band of the band filter 9 can be determined as follows. That is, the difference in frequency distribution between when the
判定器10は帯域フィルタ9に接続されている。判定器10は、加速度センサ7において発生した電気信号に基づいて切断刃5における破損の有無を判定するためのものである。より具体的には、判定器10は、切断刃5による切断時に発生する振動に基づく加速度の振幅の大きさによって切断刃5における破損の有無を判定する。
The
次に、図4および図5を参照して、判定器10における切断刃5の破損の有無についての判定方式を詳細に説明する。図4および図5は、帯域フィルタ9を通過した後における時間軸上のパルス波形の加速度の振幅を示すグラフである。図4および図5において横軸は時間を示し、縦軸は加速度(絶対値)の振幅を示している。図4は二枚の切断刃の両方が正常である場合のグラフであり、図5は二枚の切断刃のうち一枚が破損した場合のグラフである。
Next, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, the determination system about the presence or absence of the damage of the
図4を参照して、両方の切断刃が正常である場合には振動パルスの振幅がすべて300m/s2(上限閾値)以下になっている。一方図5を参照して、一枚の切断刃が破損した場合には、振幅が300m/s2以下であるパルス(正常な切断刃に相当)と振幅が300m/s2を超えるパルス(破損した切断刃に相当)とが交互に発生している。判定器10では、振幅が300m/s2(上限閾値)を超えた回数が予め決定された基準回数を超えたときに切断刃5に破損が発生したと判定するようにすることができる。この上限閾値および基準回数は特に限定されるものではなく、切断刃5の破損を高感度に検出可能なように適宜調整することができる。また切断刃5の破損状態によっては正常時の振幅よりも破損時の振幅が小さい場合もある。この場合、判定器10では振幅が下限閾値を超えた回数が予め決定された基準回数を超えたときに切断刃5に破損が発生したと判定するようにすることもできる。
Referring to FIG. 4, when both cutting blades are normal, the amplitudes of the vibration pulses are all 300 m / s 2 (upper threshold) or less. On the other hand, referring to FIG. 5, when one cutting blade is broken, a pulse having an amplitude of 300 m / s 2 or less (corresponding to a normal cutting blade) and a pulse having an amplitude exceeding 300 m / s 2 (breakage) Equivalent to the cutting blade). The
以上のように、本実施の形態1に係る刃具の破損検出装置では、加速度センサ7により切断刃5による切断時に発生する振動に基づく電気信号を発生させ、判定器10により上記電気信号に基づいて切断刃5における破損の有無を判定することができる。すなわち、切断刃5が正常である場合に発生する振動に基づく電気信号と切断刃5が破損した場合に発生する振動に基づく電気信号とを判定器10において比較することにより、切断刃5における破損の有無を判定することができる。したがって、本実施の形態に係る刃具の破損検出装置によれば、コールドヘッダー機1の切断刃5における破損をより高感度に検出することができる。
As described above, in the blade tool breakage detection apparatus according to the first embodiment, the
また上記本実施の形態に係る刃具の破損検出装置においては、加速度センサ7は切断刃5による切断時に発生する振動に基づく加速度の振幅である電気信号を発生し、判定器10は帯域フィルタ9の通過後に当該振幅の大きさに基づいて切断刃5の破損の有無を判定する。これにより、切断刃5が正常である場合の振動振幅と切断刃5が破損した場合の振動振幅とを比較することで切断刃5の破損の有無を判定することができる。その結果、コールドヘッダー機1の切断刃5における破損をさらに高感度に検出することができる。
In the blade breakage detecting apparatus according to the present embodiment, the
図6および図7は、増幅器8を通過後の電気信号を周波数分析した結果を示すグラフである。図6および図7において横軸は周波数(Hz)を示し、縦軸は加速度(m/s2)を示している。図6は二枚の切断刃の両方が正常である場合のグラフであり、図7は二枚の切断刃のうち一枚が破損した場合のグラフである。図6および図7のグラフを比較すると、一枚の切断刃が破損した場合には1500〜2000Hzの周波数帯において正常時よりも加速度の上昇が認められるものの、時間軸波形のパルス振幅差(図4および図5)に比べるとその差が小さくなっている。また周波数分析では、切断刃の数が多くなるに従って一枚の切断刃が破損した場合に他の正常の破損刃による影響が大きくなるため、検査性能が低下する。そのため、上記本実施の形態のように帯域フィルタ9を通過後のパルス振幅を比較することにより、上記周波数分析による破損検出に比べて切断刃5の破損を一層高感度に検出することができる。
6 and 7 are graphs showing the results of frequency analysis of the electrical signal after passing through the amplifier 8. 6 and 7, the horizontal axis indicates the frequency (Hz), and the vertical axis indicates the acceleration (m / s 2 ). FIG. 6 is a graph when both of the two cutting blades are normal, and FIG. 7 is a graph when one of the two cutting blades is broken. Comparing the graphs of FIG. 6 and FIG. 7, when one cutting blade is damaged, an increase in acceleration is recognized in the frequency band of 1500 to 2000 Hz as compared with the normal time, but the difference in pulse amplitude of the time axis waveform (FIG. 4 and FIG. 5), the difference is smaller. Further, in the frequency analysis, when one cutting blade is damaged as the number of cutting blades increases, the influence of other normal damaged blades increases, so that the inspection performance deteriorates. Therefore, by comparing the pulse amplitude after passing through the band-pass filter 9 as in the present embodiment, the breakage of the
(実施の形態2)
次に、図8を参照して、本発明の一実施の形態に係る切断機械としてのコールドヘッダー機1および破損検出装置の構成について説明する。実施の形態2に係る破損検出装置は、基本的には実施の形態1に係る破損検出装置と同様の構成を備えるが、加速度センサ7(図1参照)に代えて音響センサ12を備える点で異なる。つまり、実施の形態2に係る破損検出装置は、音響センサ12(検出部)、増幅器8、帯域フィルタ9、および判定器10(判定部)を主に有している。
(Embodiment 2)
Next, with reference to FIG. 8, the structure of the cold header machine 1 as a cutting machine which concerns on one embodiment of this invention, and a damage detection apparatus is demonstrated. The breakage detection apparatus according to the second embodiment basically has the same configuration as the breakage detection apparatus according to the first embodiment, but includes an
実施の形態2に係るコールドヘッダー機1は、基本的には実施の形態1に係るコールドヘッダー機1と同様の構成を備えるが、実施の形態2に係る破損検出装置を備える点で異なる。 The cold header machine 1 according to the second embodiment has basically the same configuration as the cold header machine 1 according to the first embodiment, but differs in that it includes the damage detection apparatus according to the second embodiment.
音響センサ12は、切断刃5、ホルダ2、ダイス3のそれぞれと間隔を隔てて対向する位置に設けられている。音響センサ12は、切断刃5による線材11の切断時に発生する振動(音)を電気信号に変換する。この電気信号は、切断刃5による線材11の切断時に発生する振動(音)に基づく特性値の振幅(音圧)を含んでいる。増幅器8は音響センサ12に接続されており、音響センサ12において発生した電気信号を増幅させる。
The
帯域フィルタ9は増幅器8に接続されている。帯域フィルタ9は、音響センサ12において発生した電気信号のうち、予め決定された周波数帯(通過帯域)の振動により発生した電気信号のみを取り出し、取り出した電気信号を判定器10に送信する。
The band filter 9 is connected to the amplifier 8. The band filter 9 extracts only the electric signal generated by the vibration in the predetermined frequency band (pass band) from the electric signals generated in the
帯域フィルタ9の上記通過帯域は以下のようにして決定することができる。すなわち、切断刃5が正常である場合と破損した場合との周波数分布の違いをFFTアナライザなどを用いて予め確認し、正常時と破損時とにおいて振幅差が大きい周波数帯を上記通過帯域として決定することができる。上記のようにして決定される上記通過帯域は、たとえば200Hz以上1kHz以下である。
The pass band of the band filter 9 can be determined as follows. That is, a difference in frequency distribution between when the
判定器10は帯域フィルタ9に接続されている。判定器10は、音響センサ12において発生した電気信号に基づいて切断刃5における破損の有無を判定するためのものである。より具体的には、判定器10は、切断刃5による切断時に発生する振動に基づく音の振幅の大きさによって切断刃5における破損の有無を判定する。
The
次に、図9および図10を参照して、判定器10における切断刃5の破損の有無についての判定方式を詳細に説明する。図9および図10は、増幅器8を通過した後における時間軸上の音響パルス(振動パルス)の振幅を示すグラフである。図9および図10において横軸は時間(秒)を示し、縦軸は音響パルスの振幅(Pa)を示している。図9は切断刃が正常である場合のグラフであり、図10は切断刃が破損した場合のグラフである。
Next, with reference to FIG. 9 and FIG. 10, the determination method about the presence or absence of the damage of the
図9および図10を参照して、切断刃が正常である場合には音響パルスの振幅は、切断刃が破損した場合の音響パルスの振幅と比べて小さかった。判定器10では、切断刃が正常である場合の音響パルスの振幅よりも大きく、切断刃が破損した場合の音響パルスの振幅以下である振幅の上限閾値を予め設けておき、測定された振幅が上限閾値を超えた回数が予め決定された基準回数を超えたときに切断刃5に破損が発生したと判定するようにすることができる。この上限閾値および基準回数は特に限定されるものではなく、切断刃5の破損を高感度に検出可能なように適宜調整することができる。
9 and 10, when the cutting blade is normal, the amplitude of the acoustic pulse is smaller than the amplitude of the acoustic pulse when the cutting blade is damaged. In the
また切断刃5の破損状態によっては正常時の振幅よりも破損時の振幅が小さい場合もある。この場合、判定器10では、切断刃が破損した場合の音響パルスの振幅以上であり、切断刃が正常である場合の音響パルスの振幅未満の下限閾値を予め設けておき、測定された振幅が下限閾値を超えた回数が予め決定された基準回数を超えたときに切断刃5に破損が発生したと判定するようにすることもできる。
Further, depending on the damaged state of the
以上のように、本実施の形態2に係る刃具の破損検出装置では、音響センサ12により切断刃5による切断時に発生する振動に基づく電気信号を発生させ、判定器10により上記電気信号に基づいて切断刃5における破損の有無を判定することができる。すなわち、切断刃5が正常である場合に発生する音に基づく電気信号と切断刃5が破損した場合に発生する音に基づく電気信号とを判定器10において比較することにより、切断刃5における破損の有無を判定することができる。したがって、実施の形態2に係る刃具の破損検出装置によれば、コールドヘッダー機1の切断刃5における破損を音の変化によってより高感度に検出することができる。
As described above, in the blade tool breakage detection apparatus according to the second embodiment, the
また、音響センサ12は、切断刃5、ダイス3、およびホルダ2のそれぞれと間隔を隔てて対向する位置にある。このようにしても、線材11が切断刃5により切断される際に発生する振動は、切断刃5、ダイス3、ホルダ2、およびこれらと音響センサ12との間に位置する空間を伝って音響センサ12に到達し得る。そして、該振動を音響センサ12により高感度に検出することができる。その結果、上記振動に基づいて切断刃5における破損を高感度に検出することができる。
The
音響センサ12は、切断刃5との間の距離を変更可能に設けられているのが好ましい。このようにすれば、音響センサ12と切断刃5との間の距離を変更することにより、音響センサ12で検出される音の音圧レベルを調整することができる。線材11が切断刃5により切断される際に発生する音の振幅は、該線材11の線径(切断方向に沿った幅)が太くなると大きくなる。そのため、切断刃5との間の距離が固定されている音響センサ12を用いて上記線径の異なる線材11を切断する際には、切断される際に発生する音の振幅が音響センサ12の検出範囲内に収まらず、検出が困難となる場合がある。これに対し、音響センサ12が切断刃5との間の距離を変更可能に設けられていれば、上記幅の異なる線材11を切断する際にも、該切断により発生する音の振幅を音響センサ12の検出範囲内に収めることができる。よって、このような音響センサ12を備える破損検出装置は、線材11の線径に依ることなく切断される際に発生する音を高感度で検出することができる。
It is preferable that the
また上記本実施の形態に係る刃具の破損検出装置においては、音響センサ12は切断刃5による切断時に発生する振動に基づく信号を発生し、判定器10は帯域フィルタ9の通過後に当該振幅の大きさに基づいて切断刃5の破損の有無を判定してもよい。これにより、切断刃5が正常である場合の音の振幅と切断刃5が破損した場合の音の振幅とを比較することで切断刃5の破損の有無を判定することができる。その結果、コールドヘッダー機1の切断刃5における破損をさらに高感度に検出することができる。
In the blade breakage detecting apparatus according to the present embodiment, the
図11および図12は、実施の形態2に係る刃具の破損検出装置において帯域フィルタ9を通過後の電気信号を周波数分析した結果を示すグラフである。図11および図12において横軸は時間(秒)を示し、縦軸は音の振幅(Pa)を示している。図11は切断刃が正常である場合のグラフであり、図12は切断刃が破損した場合のグラフである。図11および図12のグラフを比較すると、切断刃が破損した場合にはパルス状の音響信号が見られるのに対して、正常時にはパルス状の音響信号がほとんど見られず、音響信号の違いが顕著になっている。そのため、上記実施の形態2のように帯域フィルタ9を通過後のパルス振幅を比較することにより、帯域フィルタ9を用いない場合と比べて切断刃5の破損を一層高感度に検出することができる。
FIGS. 11 and 12 are graphs showing the results of frequency analysis of the electrical signal after passing through the bandpass filter 9 in the blade breakage detection apparatus according to the second embodiment. 11 and 12, the horizontal axis indicates time (seconds), and the vertical axis indicates sound amplitude (Pa). FIG. 11 is a graph when the cutting blade is normal, and FIG. 12 is a graph when the cutting blade is damaged. Comparing the graphs of FIG. 11 and FIG. 12, when the cutting blade is broken, a pulsed acoustic signal is seen, but in normal times, a pulsed acoustic signal is hardly seen, and the difference in acoustic signal is It has become prominent. Therefore, by comparing the pulse amplitude after passing through the band filter 9 as in the second embodiment, the breakage of the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明の刃具の破損検出装置および切断機械は、切断機械用の刃具の破損を検出する刃具の破損検出装置および当該刃具の破損検出装置を備える切断機械において、特に有利に適用され得る。 The blade breakage detection device and the cutting machine of the present invention can be applied particularly advantageously in a blade tool breakage detection device that detects breakage of a blade for a cutting machine and a cutting machine that includes the blade breakage detection device.
1 コールドヘッダー機、2 ホルダ、3 ダイス、3a 出口、4 ストッパ、5 切断刃、6 回転部材、7 加速度センサ、8 増幅器、9 帯域フィルタ、10 判定器、11 線材、12 音響センサ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cold header machine, 2 Holder, 3 Dies, 3a exit, 4 Stopper, 5 Cutting blade, 6 Rotating member, 7 Acceleration sensor, 8 Amplifier, 9 Band filter, 10 Judgment device, 11 Wire rod, 12 Acoustic sensor
Claims (11)
前記刃具による切断時に発生する振動に基づく信号を発生させる検出部と、
前記検出部において発生した前記信号に基づいて前記刃具の破損の有無を判定する判定部とを備える、刃具の破損検出装置。 A tool for detecting breakage of a blade for detecting breakage of the blade for a cutting machine,
A detection unit that generates a signal based on vibration generated when cutting with the cutting tool;
A blade breakage detection device comprising: a determination unit that determines whether or not the blade is damaged based on the signal generated in the detection unit.
前記判定部は、前記振幅の大きさに基づいて前記刃具の破損の有無を判定する、請求項1に記載の刃具の破損検出装置。 The detection unit generates the signal that is an amplitude of a characteristic value based on the vibration,
2. The blade breakage detection device according to claim 1, wherein the determination unit determines whether or not the blade is damaged based on the amplitude.
前記検出部は、前記ホルダに取り付けられている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の刃具の破損検出装置。 The cutting machine includes a die having a hole through which an object to be cut passes, and a holder for holding the die.
The blade detection device according to claim 1, wherein the detection unit is attached to the holder.
前記検出部は、前記刃具、前記ダイス、および前記ホルダのそれぞれと間隔を隔てて対向する位置にある、請求項1〜4のいずれか1項に記載の刃具の破損検出装置。 The cutting machine includes a die having a hole through which an object to be cut passes, and a holder for holding the die.
5. The blade breakage detection device according to claim 1, wherein the detection unit is located at a position facing the blade tool, the die, and the holder with a space therebetween.
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