JP3192045B2 - 打撃力監視装置 - Google Patents
打撃力監視装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ハンマ装置により被打
撃物に打撃を与えた時の打撃力の異常を検知する打撃力
監視装置に関するものである。
撃物に打撃を与えた時の打撃力の異常を検知する打撃力
監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、鋳物製品に付着している鋳砂を落
とすために、鋳物製品に打撃を与えるエアハンマ装置
は、例えば実開平３−３６３５７号で提供されている。
このようなエアハンマ装置において、ワークに打撃を与
える場合、ハンマ装置の打撃力を測定して適正な打撃力
をワークに付与する必要がある。この適正な打撃力をワ
ークに付与するためには、打撃力を測定して制御してお
り、従来一般の打撃力の測定は、一旦、エアハンマ装置
を停止させ、ワークの代わりに打撃面上にロードセルを
置き、これを打撃することによってロードセルから出力
される値を用いて計測を行っている。
とすために、鋳物製品に打撃を与えるエアハンマ装置
は、例えば実開平３−３６３５７号で提供されている。
このようなエアハンマ装置において、ワークに打撃を与
える場合、ハンマ装置の打撃力を測定して適正な打撃力
をワークに付与する必要がある。この適正な打撃力をワ
ークに付与するためには、打撃力を測定して制御してお
り、従来一般の打撃力の測定は、一旦、エアハンマ装置
を停止させ、ワークの代わりに打撃面上にロードセルを
置き、これを打撃することによってロードセルから出力
される値を用いて計測を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のロードセル
による打撃力測定は、実際の加工時にワークを打撃して
測定を行うわけではないため、正確な測定ではない。ま
た、加工中に測定を行わないため、予防的な処理、すな
わち、打撃力の変化をフィードバックして常に適正な打
撃力を保つことができない。
による打撃力測定は、実際の加工時にワークを打撃して
測定を行うわけではないため、正確な測定ではない。ま
た、加工中に測定を行わないため、予防的な処理、すな
わち、打撃力の変化をフィードバックして常に適正な打
撃力を保つことができない。
【０００４】殊に、近年アルミ鋳物の肉厚が薄くなり、
ワークに過大な打撃力を与えると、ワークに打痕や割れ
が発生して不良となる。このため打撃力を定量的に測定
し、最適な打撃力でワークを打撃しなければならない。
ワークに過大な打撃力を与えると、ワークに打痕や割れ
が発生して不良となる。このため打撃力を定量的に測定
し、最適な打撃力でワークを打撃しなければならない。
【０００５】このような問題に鑑みて本願出願人は特願
平５−１７８７４号で打撃力制御装置を出願した。これ
はチゼルによりワークを打撃すると共に、チゼル本体に
加速度センサを設けたことにより、加速度センサからの
波形に基づいて打撃力を一定に保つものであるが、この
ような可動部にセンサを取り付ける方法では、チゼルと
一体で上下動する加速度センサが打撃振動等の影響によ
り耐久性不足で長期使用が困難である。
平５−１７８７４号で打撃力制御装置を出願した。これ
はチゼルによりワークを打撃すると共に、チゼル本体に
加速度センサを設けたことにより、加速度センサからの
波形に基づいて打撃力を一定に保つものであるが、この
ような可動部にセンサを取り付ける方法では、チゼルと
一体で上下動する加速度センサが打撃振動等の影響によ
り耐久性不足で長期使用が困難である。
【０００６】本発明の目的は、上記のような加速度セン
サを用いることなく打撃力を検知するようにした打撃力
監視装置を提供することである。
サを用いることなく打撃力を検知するようにした打撃力
監視装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の特徴とする構成は、請求項１に記載した通
り、後退方向に付勢されたチゼルと、このチゼルの後方
に形成されたシリンダと、このシリンダに一定圧の流体
圧力を供給する圧力設定器と、前記シリンダ内に進退移
動可能に嵌装され、前記チゼルを叩打するハンマと、前
記チゼルが被打撃物を打撃したときの前記シリンダ内の
圧力を検出しこの検出信号によって打撃異常を検出する
てする流体圧力検出手段と、前記シリンダに流体圧力を
供給する流体流量を可変とする流量制御手段とを備え、
前記流体圧力検出手段により異常検出時に流体流量を小
さくするよう前記流量制御手段を制御するようにしたこ
とを特徴とするものである。
めの本発明の特徴とする構成は、請求項１に記載した通
り、後退方向に付勢されたチゼルと、このチゼルの後方
に形成されたシリンダと、このシリンダに一定圧の流体
圧力を供給する圧力設定器と、前記シリンダ内に進退移
動可能に嵌装され、前記チゼルを叩打するハンマと、前
記チゼルが被打撃物を打撃したときの前記シリンダ内の
圧力を検出しこの検出信号によって打撃異常を検出する
てする流体圧力検出手段と、前記シリンダに流体圧力を
供給する流体流量を可変とする流量制御手段とを備え、
前記流体圧力検出手段により異常検出時に流体流量を小
さくするよう前記流量制御手段を制御するようにしたこ
とを特徴とするものである。
【０００８】請求項２に記載した通り、後退方向に付勢
されたチゼルと、このチゼルの後方に形成されたシリン
ダと、このシリンダに一定圧の流体圧力を供給する圧力
設定器と、前記シリンダ内に進退移動可能に嵌装され、
前記チゼルを叩打するハンマと、前記チゼルが被打撃物
を打撃したときの前記シリンダ内の圧力を検出する流体
圧力検出手段と、この流体圧力検出手段からの検出信号
を入力し、その周波数を解析して打撃周波数を検出し、
設定値と比較することにより打撃異常を判別する周波数
解析手段とから構成されたことを特徴とするものであ
る。
されたチゼルと、このチゼルの後方に形成されたシリン
ダと、このシリンダに一定圧の流体圧力を供給する圧力
設定器と、前記シリンダ内に進退移動可能に嵌装され、
前記チゼルを叩打するハンマと、前記チゼルが被打撃物
を打撃したときの前記シリンダ内の圧力を検出する流体
圧力検出手段と、この流体圧力検出手段からの検出信号
を入力し、その周波数を解析して打撃周波数を検出し、
設定値と比較することにより打撃異常を判別する周波数
解析手段とから構成されたことを特徴とするものであ
る。
【０００９】請求項３に記載した通り、後退方向に付勢
されたチゼルと、このチゼルの後方に形成されたシリン
ダと、このシリンダに一定圧の流体圧力を供給する圧力
設定器と、前記シリンダ内に進退移動可能に嵌装され、
前記チゼルを叩打するハンマと、前記チゼルが被打撃物
を打撃したときの前記シリンダ内の圧力を検出する流体
圧力検出手段と、この流体圧力検出手段からの検出信号
を入力し、その周波数を解析して打撃周波数を検出し、
設定値と比較することによりチゼルとワークとのギャッ
プ異常を判別する周波数解析手段とから構成されたこと
を特徴とするものである。
されたチゼルと、このチゼルの後方に形成されたシリン
ダと、このシリンダに一定圧の流体圧力を供給する圧力
設定器と、前記シリンダ内に進退移動可能に嵌装され、
前記チゼルを叩打するハンマと、前記チゼルが被打撃物
を打撃したときの前記シリンダ内の圧力を検出する流体
圧力検出手段と、この流体圧力検出手段からの検出信号
を入力し、その周波数を解析して打撃周波数を検出し、
設定値と比較することによりチゼルとワークとのギャッ
プ異常を判別する周波数解析手段とから構成されたこと
を特徴とするものである。
【００１０】請求項４に記載した通り、後退方向に付勢
されたチゼルと、このチゼルの後方に形成されたシリン
ダと、このシリンダに一定圧の流体圧力を供給する圧力
設定器と、前記シリンダ内に進退移動可能に嵌装され、
前記チゼルを叩打するハンマと、前記チゼルが被打撃物
を打撃したときの前記シリンダ内の圧力を検出する流体
圧力検出手段と、この流体圧力検出手段からの検出信号
を入力し、その周波数を解析して２次打撃周波数の強度
を検出し、この値を設定値と比較することによりワーク
に対するチゼルの打撃位置ずれの異常を検出する周波数
解析手段とから 構成されたことを特徴とするものであ
る。
されたチゼルと、このチゼルの後方に形成されたシリン
ダと、このシリンダに一定圧の流体圧力を供給する圧力
設定器と、前記シリンダ内に進退移動可能に嵌装され、
前記チゼルを叩打するハンマと、前記チゼルが被打撃物
を打撃したときの前記シリンダ内の圧力を検出する流体
圧力検出手段と、この流体圧力検出手段からの検出信号
を入力し、その周波数を解析して２次打撃周波数の強度
を検出し、この値を設定値と比較することによりワーク
に対するチゼルの打撃位置ずれの異常を検出する周波数
解析手段とから 構成されたことを特徴とするものであ
る。
【００１１】請求項５に記載した通り、後退方向に付勢
されたチゼルと、このチゼルの後方に形成されたシリン
ダと、このシリンダに一定圧の流体圧力を供給する圧力
設定器と、前記シリンダ内に進退移動可能に嵌装され、
前記チゼルを叩打するハンマと、前記チゼルが被打撃物
を打撃したときの前記シリンダ内の圧力を検出する流体
圧力検出手段と、この流体圧力検出手段から検知された
流体圧力の２次打撃周波数の強度および１次打撃周波数
の少なくとも一方を１工程当たり第１の検出時間と第２
検出時間で求めて、その差が基準値以下の時、ワークの
割れを検出する周波数解析手段とから構成されたことを
特徴とするものである。
されたチゼルと、このチゼルの後方に形成されたシリン
ダと、このシリンダに一定圧の流体圧力を供給する圧力
設定器と、前記シリンダ内に進退移動可能に嵌装され、
前記チゼルを叩打するハンマと、前記チゼルが被打撃物
を打撃したときの前記シリンダ内の圧力を検出する流体
圧力検出手段と、この流体圧力検出手段から検知された
流体圧力の２次打撃周波数の強度および１次打撃周波数
の少なくとも一方を１工程当たり第１の検出時間と第２
検出時間で求めて、その差が基準値以下の時、ワークの
割れを検出する周波数解析手段とから構成されたことを
特徴とするものである。
【００１２】請求項１〜５のいずれかに記載の打撃力監
視装置において、前記流体圧力検出手段の代わりにチゼ
ルの打撃音を検出する打撃音検出手段を設け、検出信号
に打撃音を用いて打撃異常を検出するようにしたことを
特徴とするものである。
視装置において、前記流体圧力検出手段の代わりにチゼ
ルの打撃音を検出する打撃音検出手段を設け、検出信号
に打撃音を用いて打撃異常を検出するようにしたことを
特徴とするものである。
【００１４】
【作用】上記の構成により、異常を検出するときは流体
圧力の流量を小さく制御して打撃振動の影響を受けるこ
とのない流体圧力あるいは打撃音を圧力ピーク検出器あ
るいは周波数解析手段で処理し、加工中に打撃力の監視
を行ない、常に適正な打撃力を保持する。
圧力の流量を小さく制御して打撃振動の影響を受けるこ
とのない流体圧力あるいは打撃音を圧力ピーク検出器あ
るいは周波数解析手段で処理し、加工中に打撃力の監視
を行ない、常に適正な打撃力を保持する。
【００１５】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１において、１１は打撃装置である。この打撃装
置１１は、ハウジング１２に軸移動可能に、かつスプリ
ング１４によって後退方向に付勢されたチゼル１３と、
このチゼル１３の後方で、前記ハウジング１２に一体に
結合したエアシリンダ１５と、このエアシリンダ１５内
に進退可能に嵌装され、前記チゼル１３の後端を叩打す
るハンマ１９とから構成されている。
る。図１において、１１は打撃装置である。この打撃装
置１１は、ハウジング１２に軸移動可能に、かつスプリ
ング１４によって後退方向に付勢されたチゼル１３と、
このチゼル１３の後方で、前記ハウジング１２に一体に
結合したエアシリンダ１５と、このエアシリンダ１５内
に進退可能に嵌装され、前記チゼル１３の後端を叩打す
るハンマ１９とから構成されている。
【００１６】 前記エアシリンダ１５には、その後端部に
シリンダ室１６内にエアを供給するエア供給口１７が設
けられ、前端部にはエア放出口１８が設けられている。
このエア放出口１８の位置は、図１の実線で示すよう
に、通常はハンマ１９の側壁で閉鎖するが、ハンマ１９
が図１の点線で示すように前進端に移動してチゼル１３
を叩打したときには開口し、シリンダ室１６内のエアが
大気に放出されるよう設定されている。Ｗは前記チゼル
１３によって打撃されるワーク（被打撃物）である。
シリンダ室１６内にエアを供給するエア供給口１７が設
けられ、前端部にはエア放出口１８が設けられている。
このエア放出口１８の位置は、図１の実線で示すよう
に、通常はハンマ１９の側壁で閉鎖するが、ハンマ１９
が図１の点線で示すように前進端に移動してチゼル１３
を叩打したときには開口し、シリンダ室１６内のエアが
大気に放出されるよう設定されている。Ｗは前記チゼル
１３によって打撃されるワーク（被打撃物）である。
【００１７】 このような打撃装置１１の打撃力の変化の
原因の多くは図１７で示すように、チゼル１３とハウジ
ング１２との摺動面のクリアランス２２が大きくなり、
このクリアランス２２からのエア洩れによるものであ
る。また、チゼル１３の先端の摩耗等によるワークＷと
のギャプＧの変化や図１２で示すように、チゼル１３の
位置ずれＳによるものである。
原因の多くは図１７で示すように、チゼル１３とハウジ
ング１２との摺動面のクリアランス２２が大きくなり、
このクリアランス２２からのエア洩れによるものであ
る。また、チゼル１３の先端の摩耗等によるワークＷと
のギャプＧの変化や図１２で示すように、チゼル１３の
位置ずれＳによるものである。
【００１８】 そこで上記の異常を監視する手段として図
１で示すように、打撃装置１１のエアシリンダ１５のエ
ア供給口１７に圧力設定器１を接続する。この圧力設定
器１は一定圧力に設定される減圧弁あるいは圧力を可変
とする電圧比例弁が用いられる。すなわち、前記圧力設
定器１を電圧比例弁のように可変とし、異常を検出する
ときにエア流量を小さく制御することにより検出精度を
高めることができる。すなわち、図１１のエア洩れハン
マ□と新品ハンマ●の特性比較で示すように、（ａ）の
流量を大（普通）にした場合、エア洩れ品と新品との間
にはあまり打撃力のピーク値に差がない。しかし、
（ｂ）の流量を小さくするとその差は顕著に増大する。
これを第１実施例のようにピーク圧力で調べると、
（ｃ）で示されるように流量大の場合では差が小さく、
（ｄ）で示されるように流量小の場合では差が大きくな
る。従って、異常検出時にエア流量を小さく制御するこ
とにより高精度な検出が得られる。
１で示すように、打撃装置１１のエアシリンダ１５のエ
ア供給口１７に圧力設定器１を接続する。この圧力設定
器１は一定圧力に設定される減圧弁あるいは圧力を可変
とする電圧比例弁が用いられる。すなわち、前記圧力設
定器１を電圧比例弁のように可変とし、異常を検出する
ときにエア流量を小さく制御することにより検出精度を
高めることができる。すなわち、図１１のエア洩れハン
マ□と新品ハンマ●の特性比較で示すように、（ａ）の
流量を大（普通）にした場合、エア洩れ品と新品との間
にはあまり打撃力のピーク値に差がない。しかし、
（ｂ）の流量を小さくするとその差は顕著に増大する。
これを第１実施例のようにピーク圧力で調べると、
（ｃ）で示されるように流量大の場合では差が小さく、
（ｄ）で示されるように流量小の場合では差が大きくな
る。従って、異常検出時にエア流量を小さく制御するこ
とにより高精度な検出が得られる。
【００１９】 前記エア供給口１７と圧力設定器１との接
続回路にシリンダ室１６内の圧力を検出する圧力センサ
２（流体圧力検出手段）を接続する。この圧力センサ２
の接続位置Ｌ１，Ｌ２は、前記エア供給口１７にできる
だけ近いことが検出精度の上で好ましい。これは、圧力
センサ２がシリンダ室１６の圧力をより正確に検出でき
るようにするためである。
続回路にシリンダ室１６内の圧力を検出する圧力センサ
２（流体圧力検出手段）を接続する。この圧力センサ２
の接続位置Ｌ１，Ｌ２は、前記エア供給口１７にできる
だけ近いことが検出精度の上で好ましい。これは、圧力
センサ２がシリンダ室１６の圧力をより正確に検出でき
るようにするためである。
【００２０】 前記圧力センサ２にはセンサアンプ３が接
続され、このセンサアンプ３にＡ／Ｄ変換器５を接続
し、Ａ／Ｄ変換器５はＦＦＴアナライザ６又は圧力ピー
ク検出器７を介して中央処理装置８（ＣＰＵ）に接続さ
れている。９は前記央処理装置８に接続されているメモ
リであり、打撃異常を検出するプログラムを有してい
る。また１０は異常表示装置であり、前記中央処理装置
８と接続されている。尚、センサアンプ３とＡ／Ｄ変換
器５との間にローパスフィルタ４を入れてもよい。
続され、このセンサアンプ３にＡ／Ｄ変換器５を接続
し、Ａ／Ｄ変換器５はＦＦＴアナライザ６又は圧力ピー
ク検出器７を介して中央処理装置８（ＣＰＵ）に接続さ
れている。９は前記央処理装置８に接続されているメモ
リであり、打撃異常を検出するプログラムを有してい
る。また１０は異常表示装置であり、前記中央処理装置
８と接続されている。尚、センサアンプ３とＡ／Ｄ変換
器５との間にローパスフィルタ４を入れてもよい。
【００２１】 圧力センサ２からのピーク圧を測定し、打
撃力異常（エア洩れ）を検出する場合（第１実施例）
は、上記図１において、ローパスフィルタ４とＦＦＴア
ナライザ６が省略される。そして圧力設定器１からシリ
ンダ室１６に一定圧力のエアを供給し、圧力センサ２か
らの値を一定時間入力する。この値を圧力ピーク検出器
７によって図２で示すようにピーク圧力ＰＰを求める。
この時のピーク圧力ＰＰと打撃力を測定すると、図３の
ような相関関係（ｙ＝αｘ＋β）が存在することを発見
した。
撃力異常（エア洩れ）を検出する場合（第１実施例）
は、上記図１において、ローパスフィルタ４とＦＦＴア
ナライザ６が省略される。そして圧力設定器１からシリ
ンダ室１６に一定圧力のエアを供給し、圧力センサ２か
らの値を一定時間入力する。この値を圧力ピーク検出器
７によって図２で示すようにピーク圧力ＰＰを求める。
この時のピーク圧力ＰＰと打撃力を測定すると、図３の
ような相関関係（ｙ＝αｘ＋β）が存在することを発見
した。
【００２２】 上記の相関関係は、図５で示す装置による
ハンマ４０でダンパゴム４１を打撃し、その時の歪みリ
ング４２の歪み量を歪みゲージ４３から検出したとこ
ろ、この装置の値と、その時のピーク圧力をプロットす
ると図３の相関関係（ｙ＝αｘ＋β）があることが判明
したのである。
ハンマ４０でダンパゴム４１を打撃し、その時の歪みリ
ング４２の歪み量を歪みゲージ４３から検出したとこ
ろ、この装置の値と、その時のピーク圧力をプロットす
ると図３の相関関係（ｙ＝αｘ＋β）があることが判明
したのである。
【００２３】 そこで、エア洩れで打撃力が低下したとき
は圧力センサ２からのピーク圧力も低下するので、例え
ば、図３において適切な打撃力の上限がａ，下限がｂで
あるとすると、圧力ピーク検出器７により求まるピーク
圧力がＡからＢ以外の範囲になった時は、異常であるこ
とが判断できる。
は圧力センサ２からのピーク圧力も低下するので、例え
ば、図３において適切な打撃力の上限がａ，下限がｂで
あるとすると、圧力ピーク検出器７により求まるピーク
圧力がＡからＢ以外の範囲になった時は、異常であるこ
とが判断できる。
【００２４】 従って、図４のフローチャートで示すよう
に、ステップ２５のスタートによりステップ２６でピー
ク圧力を測定し、ステップ２７でピーク圧力の設定値を
判定して異常であればステップ３８で異常表示装置１０
に打撃力の異常が表示され、正常であればステップ３７
で打撃力の正常が表示される。
に、ステップ２５のスタートによりステップ２６でピー
ク圧力を測定し、ステップ２７でピーク圧力の設定値を
判定して異常であればステップ３８で異常表示装置１０
に打撃力の異常が表示され、正常であればステップ３７
で打撃力の正常が表示される。
【００２５】 以上述べた第１実施例では、圧力ピーク検
出器７によってピーク圧力を検出しているが、圧力ピー
ク検出器７がＣＰＵ８と兼用できる場合は、必ずしも必
要としない。上述した第１実施例は、チゼル１３にセン
サを設けなくとも正確に打撃異常を検出できる。
出器７によってピーク圧力を検出しているが、圧力ピー
ク検出器７がＣＰＵ８と兼用できる場合は、必ずしも必
要としない。上述した第１実施例は、チゼル１３にセン
サを設けなくとも正確に打撃異常を検出できる。
【００２６】 圧力センサ２からの値をＦＦＴアナライザ
６で処理し、周波数を解析することによって打撃力異常
（エア洩れ）を検出する場合（第２実施例）は、上記図
１において、圧力ピーク検出器７を省略し、センサアン
プ３，Ａ／Ｄ変換器５及びＦＦＴアナライザ６の回路構
成とする。
６で処理し、周波数を解析することによって打撃力異常
（エア洩れ）を検出する場合（第２実施例）は、上記図
１において、圧力ピーク検出器７を省略し、センサアン
プ３，Ａ／Ｄ変換器５及びＦＦＴアナライザ６の回路構
成とする。
【００２７】 この場合は、圧力センサ２の値をＦＦＴア
ナライザ６に入力し、図６で示すように、１次周波数Ｈ
ｚ１，２次周波数Ｈｚ２，３次周波数Ｈｚ３の周波数解
析する。この時の１次周波数Ｈｚ１の値と打撃力を測定
すると図７で示すように前記図３と同様に相関関係が存
在する。
ナライザ６に入力し、図６で示すように、１次周波数Ｈ
ｚ１，２次周波数Ｈｚ２，３次周波数Ｈｚ３の周波数解
析する。この時の１次周波数Ｈｚ１の値と打撃力を測定
すると図７で示すように前記図３と同様に相関関係が存
在する。
【００２８】 そこで、図８のフローチャートで示すよう
に、ステップ３０のスタートによりステップ３１で圧力
センサデータを計測し、ステップ３２でＦＦＴ解析し、
ステップ３３で１次周波数Ｈｚ１の周波数を設定値と判
別して設定範囲外であればステップ３８で異常表示装置
１０に打撃力の異常が表示され、正常であればステップ
３７で打撃力の正常が表示される。
に、ステップ３０のスタートによりステップ３１で圧力
センサデータを計測し、ステップ３２でＦＦＴ解析し、
ステップ３３で１次周波数Ｈｚ１の周波数を設定値と判
別して設定範囲外であればステップ３８で異常表示装置
１０に打撃力の異常が表示され、正常であればステップ
３７で打撃力の正常が表示される。
【００２９】 前記第２実施例の変形例として、上述した
ようにセンサアンプ３とＡ／Ｄ変換器５との間にローパ
スフィルタ４を入れることにより、ローパスフィルタ４
によって圧力変動の波形を正弦波形に近づけることがで
き、正弦波形に近似できる波形ならばＦＦＴ解析しなく
とも周波数を検出することが可能であり、ＦＦＴアナラ
イザ６の使用を省略でき、コスト低減化が図られる。
ようにセンサアンプ３とＡ／Ｄ変換器５との間にローパ
スフィルタ４を入れることにより、ローパスフィルタ４
によって圧力変動の波形を正弦波形に近づけることがで
き、正弦波形に近似できる波形ならばＦＦＴ解析しなく
とも周波数を検出することが可能であり、ＦＦＴアナラ
イザ６の使用を省略でき、コスト低減化が図られる。
【００３０】 以上述べた第２実施例では第１実施例と同
様な効果に加え、周波数解析によってノイズの少ない高
精度の打撃異常検出ができる。
様な効果に加え、周波数解析によってノイズの少ない高
精度の打撃異常検出ができる。
【００３１】 さらに、前記第２実施例の変形例として、
エア洩れをリアルタイムで補正することができる。この
場合は、圧力設定器１を電圧比例弁のように可変とし、
中央処理装置８からの信号によってエア圧を変化（上
昇）させる。
エア洩れをリアルタイムで補正することができる。この
場合は、圧力設定器１を電圧比例弁のように可変とし、
中央処理装置８からの信号によってエア圧を変化（上
昇）させる。
【００３２】 すなわち、図９のフローチャートで示すよ
うに、ステップ３０のスタートによりステップ３１で圧
力センサデータを計測し、ステップ３２でＦＦＴ解析
し、ステップ３３で１次周波数Ｈｚ１の周波数を設定値
と判別する。この時、１次周波数Ｈｚ１の設定値内であ
ればステップ３７で打撃力の正常が表示されるが、１次
周波数Ｈｚ１の設定値外であれば、エア洩れによる圧力
の低下を招くため、ステップ３４で入力エア圧力を一定
量上昇させ、ステップ３５で入力エア圧力の上限を越え
たか否かを判定する。入力エア圧力が上限を越えている
時は、ステップ３８により異常表示装置１０に打撃力の
異常が表示される。この場合、圧力設定器１のエアがあ
る程度以上になるということは、エア洩れが修復不能な
ほど多いことを示すため、チゼル１３か打撃装置本体を
交換する必要がある。
うに、ステップ３０のスタートによりステップ３１で圧
力センサデータを計測し、ステップ３２でＦＦＴ解析
し、ステップ３３で１次周波数Ｈｚ１の周波数を設定値
と判別する。この時、１次周波数Ｈｚ１の設定値内であ
ればステップ３７で打撃力の正常が表示されるが、１次
周波数Ｈｚ１の設定値外であれば、エア洩れによる圧力
の低下を招くため、ステップ３４で入力エア圧力を一定
量上昇させ、ステップ３５で入力エア圧力の上限を越え
たか否かを判定する。入力エア圧力が上限を越えている
時は、ステップ３８により異常表示装置１０に打撃力の
異常が表示される。この場合、圧力設定器１のエアがあ
る程度以上になるということは、エア洩れが修復不能な
ほど多いことを示すため、チゼル１３か打撃装置本体を
交換する必要がある。
【００３３】 尚、上記はＦＦＴアナライザ６で周波数解
析をした場合であるが、圧力ピーク検出器７によりピー
ク圧力によって求めることもできる。
析をした場合であるが、圧力ピーク検出器７によりピー
ク圧力によって求めることもできる。
【００３４】 前記第２実施例の周波数解析方式によっ
て、チゼル１３の先端とワークＷとのギャップＧの異常
を検出（第３実施例）することが可能である。この場
合、ギャップＧ量が増大すると、図１０の打撃ギャップ
と周波数の関係で示すように、圧力設定器１の設定圧力
をＡ，Ｂ，Ｃと変化させた場合に、どの設定圧力に対し
ても１次周波数Ｈｚ１は低下する。従って、図８のフロ
ーチャートと同様のフローによって１次周波数Ｈｚ１を
検出することによりギャップＧの異常を検出することが
できる。
て、チゼル１３の先端とワークＷとのギャップＧの異常
を検出（第３実施例）することが可能である。この場
合、ギャップＧ量が増大すると、図１０の打撃ギャップ
と周波数の関係で示すように、圧力設定器１の設定圧力
をＡ，Ｂ，Ｃと変化させた場合に、どの設定圧力に対し
ても１次周波数Ｈｚ１は低下する。従って、図８のフロ
ーチャートと同様のフローによって１次周波数Ｈｚ１を
検出することによりギャップＧの異常を検出することが
できる。
【００３５】 本発明は、図１２で示すチゼル１３の位置
ずれＳを検出（第４実施例）することができる。これは
チゼル１３の位置ずれＳは、２次周波数Ｈｚ２の強度の
ピーク値と相関関係があり、図１３で示すように、周波
数解析により２次周波数Ｈｚ２の強度（振幅）Ｆ２と基
準値ＡＦ２とを比較することによってチゼル１３の位置
ずれＳが検出される。
ずれＳを検出（第４実施例）することができる。これは
チゼル１３の位置ずれＳは、２次周波数Ｈｚ２の強度の
ピーク値と相関関係があり、図１３で示すように、周波
数解析により２次周波数Ｈｚ２の強度（振幅）Ｆ２と基
準値ＡＦ２とを比較することによってチゼル１３の位置
ずれＳが検出される。
【００３６】 すなわち、図１４のフローチャートで示す
ように、ステップ３０のスタートによりステップ３１で
圧力センサデータを計測し、ステップ３２でＦＦＴ解析
し、ステップ５０で２次周波数Ｈｚ２の強度（振幅）Ｆ
２と基準値ＡＦ２とを比較して、２次周波数Ｈｚ２の強
度（振幅）Ｆ２＜基準値ＡＦ２の関係であればステップ
５１で打撃位置の正常を表示し、２次周波数Ｈｚ２の強
度（振幅）Ｆ２＞基準値ＡＦ２の関係では打撃位置ずれ
の異常を表示する。
ように、ステップ３０のスタートによりステップ３１で
圧力センサデータを計測し、ステップ３２でＦＦＴ解析
し、ステップ５０で２次周波数Ｈｚ２の強度（振幅）Ｆ
２と基準値ＡＦ２とを比較して、２次周波数Ｈｚ２の強
度（振幅）Ｆ２＜基準値ＡＦ２の関係であればステップ
５１で打撃位置の正常を表示し、２次周波数Ｈｚ２の強
度（振幅）Ｆ２＞基準値ＡＦ２の関係では打撃位置ずれ
の異常を表示する。
【００３７】 本発明は、ワークＷの割れ検出（第５実施
例）することができる。これは前記１次周波数Ｈｚ１の
ずれと２次周波数Ｈｚ２の強度によって検出する。この
ワークＷの割れ検出は、図１５で示すフローチャートに
よって行われる。それには、２次周波数Ｈｚ２の強度検
出と１次周波数Ｈｚ１の周波数値の検出条件を必要とす
る。
例）することができる。これは前記１次周波数Ｈｚ１の
ずれと２次周波数Ｈｚ２の強度によって検出する。この
ワークＷの割れ検出は、図１５で示すフローチャートに
よって行われる。それには、２次周波数Ｈｚ２の強度検
出と１次周波数Ｈｚ１の周波数値の検出条件を必要とす
る。
【００３８】 その条件は、打撃開始５秒後（正確には５
秒後からサンプリング時間Ｔ秒間）の２次周波数Ｈｚ２
の強度：Ｆ２ ｔ５，打撃開始２０秒後（正確には２０秒
後からサンプリング時間Ｔ秒間）の２次周波数Ｈｚ２の
強度：Ｆ２ ｔ２０，打撃開始５秒後（正確には５秒後か
らサンプリング時間Ｔ秒間）の１次周波数Ｈｚ１：ｆ１
ｔ５，打撃開始２０秒後（正確には２０秒後からサンプ
リング時間Ｔ秒間）の１次周波数Ｈｚ１：ｆ１ ｔ２０を
検出する。
秒後からサンプリング時間Ｔ秒間）の２次周波数Ｈｚ２
の強度：Ｆ２ ｔ５，打撃開始２０秒後（正確には２０秒
後からサンプリング時間Ｔ秒間）の２次周波数Ｈｚ２の
強度：Ｆ２ ｔ２０，打撃開始５秒後（正確には５秒後か
らサンプリング時間Ｔ秒間）の１次周波数Ｈｚ１：ｆ１
ｔ５，打撃開始２０秒後（正確には２０秒後からサンプ
リング時間Ｔ秒間）の１次周波数Ｈｚ１：ｆ１ ｔ２０を
検出する。
【００３９】 そして図１５のフローチャートで示すよう
に、ステップ３０のスタートによりステップ６０の５秒
後にステップ６１で圧力センサデータを計測し、ステッ
プ６２の２０秒後にステップ６３で再び圧力センサデー
タを計測する。ステップ６４で前記ステップ６１とステ
ップ６２のデータをそれぞれＦＦＴ解析し、ステップ６
５でＦ２ ｔ５，ｆ１ ｔ５，Ｆ２ ｔ２０，ｆ１ ｔ２０を検
出する。
に、ステップ３０のスタートによりステップ６０の５秒
後にステップ６１で圧力センサデータを計測し、ステッ
プ６２の２０秒後にステップ６３で再び圧力センサデー
タを計測する。ステップ６４で前記ステップ６１とステ
ップ６２のデータをそれぞれＦＦＴ解析し、ステップ６
５でＦ２ ｔ５，ｆ１ ｔ５，Ｆ２ ｔ２０，ｆ１ ｔ２０を検
出する。
【００４０】 さらにステップ６６でＦ２ ｔ５−Ｆ２
ｔ２０＞Ｘ（基準値）又はｆ１ ｔ５−ｆ１ ｔ２０＞Ｙ
（基準値）の比較を行い、これの何れも該当していなけ
ればステップ６７で正常を表示し、何れかでも該当して
いるときはステップ６８でワーク割れ異常を表示する。
ｔ２０＞Ｘ（基準値）又はｆ１ ｔ５−ｆ１ ｔ２０＞Ｙ
（基準値）の比較を行い、これの何れも該当していなけ
ればステップ６７で正常を表示し、何れかでも該当して
いるときはステップ６８でワーク割れ異常を表示する。
【００４１】 上記の実施例は打撃装置１１のシリンダ室
１６内のエア圧力を圧力センサ２で検出してピーク圧力
あるいは周波数解析して異常を検出するものであるが、
このような流体圧力に代えて打撃音で異常を検出（第６
実施例）することも可能である。
１６内のエア圧力を圧力センサ２で検出してピーク圧力
あるいは周波数解析して異常を検出するものであるが、
このような流体圧力に代えて打撃音で異常を検出（第６
実施例）することも可能である。
【００４２】 その手段としては図１６で示すように、チ
ゼル１３の近傍にマイクロホン２ａを配置し、このマイ
クロホン２ａで打撃音をサンプリングしてセンサアンプ
３で増幅させ、バンドパスフィルタ４ａによってノイズ
を除去する。
ゼル１３の近傍にマイクロホン２ａを配置し、このマイ
クロホン２ａで打撃音をサンプリングしてセンサアンプ
３で増幅させ、バンドパスフィルタ４ａによってノイズ
を除去する。
【００４３】 このノイズを除去した打撃音をＡ／Ｄ変換
器５で変換して前記の実施例のようにＦＦＴアナライザ
６で周波数解析処理するか、又はピーク値検出器７ａで
ピーク値を検出することにより前記各実施例と同様の異
常検出作用が得られる。
器５で変換して前記の実施例のようにＦＦＴアナライザ
６で周波数解析処理するか、又はピーク値検出器７ａで
ピーク値を検出することにより前記各実施例と同様の異
常検出作用が得られる。
【００４４】
【発明の効果】以上述べたように本発明によると、ハン
マで叩打されワークを打撃するチゼルの打撃力をハンマ
のシリンダ室内の圧力検出あるいはチゼルの打撃音を検
出し、異常検出時に、前記シリンダ室内に供給する流体
圧力の流体流量を小さく制御してこれの圧力ピーク，ピ
ーク値を検出、あるいは周波数解析処理して打撃力異常
を検出するものであるから、可動部分であるチゼル側に
センサを設けることなく打撃力を高精度に監視すること
ができ、かつ検出精度を向上させることができる。
マで叩打されワークを打撃するチゼルの打撃力をハンマ
のシリンダ室内の圧力検出あるいはチゼルの打撃音を検
出し、異常検出時に、前記シリンダ室内に供給する流体
圧力の流体流量を小さく制御してこれの圧力ピーク，ピ
ーク値を検出、あるいは周波数解析処理して打撃力異常
を検出するものであるから、可動部分であるチゼル側に
センサを設けることなく打撃力を高精度に監視すること
ができ、かつ検出精度を向上させることができる。
【００４５】 また、打撃力の異常の要因であるエア洩れ
をリアルタイムで補正することができ、チゼル先端とワ
ークとのギャップの異常やチゼルの打撃位置ずれ並びに
ワークの割れも検出して監視することができる。
をリアルタイムで補正することができ、チゼル先端とワ
ークとのギャップの異常やチゼルの打撃位置ずれ並びに
ワークの割れも検出して監視することができる。
【図１】本発明装置の全体図
【図２】圧力センサにより検出したピーク圧力波形図
【図３】圧力ピーク検出器によって求められる打撃力と
ピーク圧力の相関関係図
ピーク圧力の相関関係図
【図４】ピーク圧力により打撃力の異常を検出するフロ
ーチャート
ーチャート
【図５】打撃力とピーク圧力の相関関係を解明した打撃
測定装置を示す図
測定装置を示す図
【図６】周波数とその振幅を示す波形図
【図７】打撃力と周波数の相関関係を示す図
【図８】周波数によって打撃力の異常を検出するフロー
チャート
チャート
【図９】エア洩れをリアルタイムで補正するフローチャ
ート
ート
【図１０】打撃ギャップと周波数の関係を示す図
【図１１】エア洩れハンマと新品ハンマの特性図
【図１２】チゼルの打撃位置ずれを示す図
【図１３】チゼルの打撃位置ずれを検出するための周波
数の強度を示す図
数の強度を示す図
【図１４】チゼルの打撃位置ずれを検出するフローチャ
ート
ート
【図１５】ワーク割れを検出するフローチャート
【図１６】打撃音で異常を検出する手段の全体図
【図１７】チゼルの打撃力異常の要因を示す図
１ 圧力設定器 ２ 圧力センサ（流体圧力検出手段） ２ａ マイクロホン ３ センサアンプ ４ ローパスフィルタ ４ａ バンドパスフィルタ ５ Ａ／Ｄ変換器 ６ ＦＦＴアナライザ ７ 圧力ピーク検出器 ７ａ ピーク値検出器 ８ 中央処理装置 ９ メモリ １０ 異常表示装置 １１ 打撃装置 １３ チゼル １５ エアシリンダ １７ エア供給口 １９ ハンマ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 清隆 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田 工機株式会社内 (72)発明者 酒井 和也 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田 工機株式会社内 (72)発明者 早田 耕一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 曽我部 健司 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 緒方 勇夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−131881（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−298475（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−210436（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−254668（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−101785（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−159282（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−25278（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−71084（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 5/00 B25D 9/26
Claims (6)
- 【請求項１】 後退方向に付勢されたチゼルと、このチ
ゼルの後方に形成されたシリンダと、このシリンダに一
定圧の流体圧力を供給する圧力設定器と、前記シリンダ
内に進退移動可能に嵌装され、前記チゼルを叩打するハ
ンマと、前記チゼルが被打撃物を打撃したときの前記シ
リンダ内の圧力を検出しこの検出信号によって打撃異常
を検出するてする流体圧力検出手段と、前記シリンダに
流体圧力を供給する流体流量を可変とする流量制御手段
とを備え、前記流体圧力検出手段により異常検出時に流
体流量を小さくするよう前記流量制御手段を制御するよ
うにしたことを特徴とする打撃力監視装置。 - 【請求項２】 後退方向に付勢されたチゼルと、このチ
ゼルの後方に形成されたシリンダと、このシリンダに一
定圧の流体圧力を供給する圧力設定器と、前記シリンダ
内に進退移動可能に嵌装され、前記チゼルを叩打するハ
ンマと、前記チゼルが被打撃物を打撃したときの前記シ
リンダ内の圧力を検出する流体圧力検出手段と、この流
体圧力検出手段からの検出信号を入力し、その周波数を
解析して打撃周波数を検出し、設定値と比較することに
より打撃異常を判別する周波数解析手段とから構成され
たことを特徴とする打撃力監視装置。 - 【請求項３】 後退方向に付勢されたチゼルと、このチ
ゼルの後方に形成されたシリンダと、このシリンダに一
定圧の流体圧力を供給する圧力設定器と、前記シリンダ
内に進退移動可能に嵌装され、前記チゼルを叩打するハ
ンマと、前記チゼルが被打撃物を打撃したときの前記シ
リンダ内の圧力を検出する流体圧力検出手段と、この流
体圧力検出手段からの検出信号を入力し、その周波数を
解析して打撃周波数を検出し、設定値と比較することに
よりチゼルとワークとのギャップ異常を判別する周波数
解析手段とから構成されたことを特徴とする打撃力監視
装置。 - 【請求項４】 後退方向に付勢されたチゼルと、このチ
ゼルの後方に形成されたシリンダと、このシリンダに一
定圧の流体圧力を供給する圧力設定器と、前記シリンダ
内に進退移動可能に嵌装され、前記チゼルを叩打するハ
ンマと、前記 チゼルが被打撃物を打撃したときの前記シ
リンダ内の圧力を検出する流体圧力検出手段と、この流
体圧力検出手段からの検出信号を入力し、その周波数を
解析して２次打撃周波数の強度を検出し、この値を設定
値と比較することによりワークに対するチゼルの打撃位
置ずれの異常を検出する周波数解析手段とから構成され
たことを特徴とする打撃力監視装置。 - 【請求項５】 後退方向に付勢されたチゼルと、このチ
ゼルの後方に形成されたシリンダと、このシリンダに一
定圧の流体圧力を供給する圧力設定器と、前記シリンダ
内に進退移動可能に嵌装され、前記チゼルを叩打するハ
ンマと、前記チゼルが被打撃物を打撃したときの前記シ
リンダ内の圧力を検出する流体圧力検出手段と、この流
体圧力検出手段から検知された流体圧力の２次打撃周波
数の強度および１次打撃周波数の少なくとも一方を１工
程当たり第１の検出時間と第２検出時間で求めて、その
差が基準値以下の時、ワークの割れを検出する周波数解
析手段とから構成されたことを特徴とする打撃力監視装
置。 - 【請求項６】 前記流体圧力検出手段の代わりにチゼル
の打撃音を検出する打撃音検出手段を設け、検出信号に
打撃音を用いて打撃異常を検出することを特徴とする請
求項１〜５のいずれかに記載の打撃力監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34335093A JP3192045B2 (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 打撃力監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34335093A JP3192045B2 (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 打撃力監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07174647A JPH07174647A (ja) | 1995-07-14 |
| JP3192045B2 true JP3192045B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=18360846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34335093A Expired - Fee Related JP3192045B2 (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 打撃力監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3192045B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102735385A (zh) * | 2011-04-02 | 2012-10-17 | 上海工程技术大学 | 一种液压破碎锤冲击能的检测方法 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI121219B (fi) | 2001-10-18 | 2010-08-31 | Sandvik Tamrock Oy | Menetelmä ja laitteisto iskulaitteen toiminnan monitoroimiseksi sekä sovitelma iskulaitteen toiminnan säätämiseksi |
| KR100482491B1 (ko) * | 2002-05-17 | 2005-04-14 | 기아자동차주식회사 | 차량의 창문 파쇄용 비상 해머 |
| DE10303006B4 (de) * | 2003-01-27 | 2019-01-03 | Hilti Aktiengesellschaft | Handgeführtes Arbeitsgerät |
| FI20045353A (fi) * | 2004-09-24 | 2006-03-25 | Sandvik Tamrock Oy | Menetelmä kiven rikkomiseksi |
| JP4705099B2 (ja) | 2005-06-03 | 2011-06-22 | 株式会社小松製作所 | 作業機械 |
| JP5422918B2 (ja) * | 2008-05-20 | 2014-02-19 | マックス株式会社 | 工具 |
| CN103091020A (zh) * | 2011-11-01 | 2013-05-08 | 上海工程技术大学 | 一种液压破碎锤冲击能检测方法及装置 |
| EP2896485A1 (de) * | 2014-01-15 | 2015-07-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Handführbare Vorrichtung zum Eintreiben einer Leitschaufel in eine Schaufelnut |
| CN106568547B (zh) * | 2016-11-10 | 2019-01-22 | 浙江大学宁波理工学院 | 模具修复锤击力测试装置及方法 |
| CN107091707B (zh) * | 2017-06-18 | 2020-08-28 | 浙江大学舟山海洋研究中心 | 可模拟负载的冲击力测试装置 |
| CN109732541B (zh) * | 2019-01-23 | 2020-10-27 | 浙江大学 | 一种带有气压传感器和微控制器的电锤 |
-
1993
- 1993-12-17 JP JP34335093A patent/JP3192045B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102735385A (zh) * | 2011-04-02 | 2012-10-17 | 上海工程技术大学 | 一种液压破碎锤冲击能的检测方法 |
| CN102735385B (zh) * | 2011-04-02 | 2014-12-24 | 上海工程技术大学 | 一种液压破碎锤冲击能的检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07174647A (ja) | 1995-07-14 |
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|---|---|---|---|
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