JPH01177950A - 切削工具の摩耗検出方法 - Google Patents
切削工具の摩耗検出方法Info
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- JPH01177950A JPH01177950A JP173088A JP173088A JPH01177950A JP H01177950 A JPH01177950 A JP H01177950A JP 173088 A JP173088 A JP 173088A JP 173088 A JP173088 A JP 173088A JP H01177950 A JPH01177950 A JP H01177950A
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Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 11
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract description 2
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
- B23Q17/0904—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool before or after machining
- B23Q17/0919—Arrangements for measuring or adjusting cutting-tool geometry in presetting devices
- B23Q17/0947—Monitoring devices for measuring cutting angles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ＡＥセンサを利用した切削工具の摩耗検出方
法に関する。
法に関する。
従来の技術とその問題点
Ａ Ｅ （Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｅａ＋１ｓｓｉｏｎ）セ
ンサを利用した検出システムとしては例えば「日本機械
学会論文集６編５１巻 ４７２号（昭６Ｏ−１２）ｒア
＝＋−スティックエミッシコンによるドリル折損のイン
プロセス検出」」ならびに「日本機械学会論文集（０編
）５２巻４８１号（昭６１−９） ｒＡＥを利用した工
具チッピング検出システムの開発」」が知られている。
ンサを利用した検出システムとしては例えば「日本機械
学会論文集６編５１巻 ４７２号（昭６Ｏ−１２）ｒア
＝＋−スティックエミッシコンによるドリル折損のイン
プロセス検出」」ならびに「日本機械学会論文集（０編
）５２巻４８１号（昭６１−９） ｒＡＥを利用した工
具チッピング検出システムの開発」」が知られている。
このような従来の検出システムにおいては、対象とする
工具が旋削用スローアウェイチップ、エンドミルあるい
はドリルといった違いはあるものの、いずれも工具のチ
ッピングや折損といった刃先形状の急激な変化をＡＥ信
号振幅のステップ状の変化としてとらえており、したが
って工具の摩耗のように工具刃先の微妙な変化について
は、ＡＥ信号振幅の変化がきわめて緩慢であるがために
検出することができない。
工具が旋削用スローアウェイチップ、エンドミルあるい
はドリルといった違いはあるものの、いずれも工具のチ
ッピングや折損といった刃先形状の急激な変化をＡＥ信
号振幅のステップ状の変化としてとらえており、したが
って工具の摩耗のように工具刃先の微妙な変化について
は、ＡＥ信号振幅の変化がきわめて緩慢であるがために
検出することができない。
本発明は、ＡＥセンサ出力の処理方法を改良することに
よって上記のような工具刃先の摩耗を検出できるように
したものである。
よって上記のような工具刃先の摩耗を検出できるように
したものである。
問題点を解決するための手段
本発明方法では、切削工具の近傍に設けたＡＥセンサか
ら得られたＡＥ倍信号全域ＡＥ倍信号帯域ＡＥ倍信号を
割算し、その値を信号振幅密度関数（ヒストグラム）に
最大値を与える振幅レベル値として加工サイクル内の設
定時間内で系統サンプリングする。そして、設定時間内
で系統サンプリングした複数の振幅レベル値を平均化処
理して平均値を求めるとともに、この平均値をもとに複
数の加工サイクルで移動平均値を求める。さらに、この
移動平均値と予め設定されたしきい値とを比較して工具
の摩耗を判別する。
ら得られたＡＥ倍信号全域ＡＥ倍信号帯域ＡＥ倍信号を
割算し、その値を信号振幅密度関数（ヒストグラム）に
最大値を与える振幅レベル値として加工サイクル内の設
定時間内で系統サンプリングする。そして、設定時間内
で系統サンプリングした複数の振幅レベル値を平均化処
理して平均値を求めるとともに、この平均値をもとに複
数の加工サイクルで移動平均値を求める。さらに、この
移動平均値と予め設定されたしきい値とを比較して工具
の摩耗を判別する。
実施例
第１図は本発明方法を応用した検出システムの説明図で
、旋削用のバイトに適用した場合について例示している
。
、旋削用のバイトに適用した場合について例示している
。
第１図において、Ｗは工作機械の主軸側チャックｌとセ
ンタ２とで両端支持されたワーク、３は刃物台４に取り
付けられた切削工具としてのバイトで、バイト３のシャ
ンク部にはＡＥセンサ５が取り付けられており、ＡＥセ
ンサ５の出力であるＡ Ｅ信号はプリアンプ６で増幅さ
れる。増幅されたＡＩＥ信号は二つに分けられ、一方は
ローパスフィルタ７を通したのち全波整流器８で全波整
流されて全域ＡＥ倍信号して割算回路９に入力される。
ンタ２とで両端支持されたワーク、３は刃物台４に取り
付けられた切削工具としてのバイトで、バイト３のシャ
ンク部にはＡＥセンサ５が取り付けられており、ＡＥセ
ンサ５の出力であるＡ Ｅ信号はプリアンプ６で増幅さ
れる。増幅されたＡＩＥ信号は二つに分けられ、一方は
ローパスフィルタ７を通したのち全波整流器８で全波整
流されて全域ＡＥ倍信号して割算回路９に入力される。
もう一方の信号は、１００ ｋｌｌｚ〜３００ ｋＨｚ
の信号のみを通過させるバンドパスフィルタ１０に加え
られ、バンドパスフィルタｌＯを通った信号は全波整流
器１１で全波整流されて帯域ＡＥ倍信号して割算回路９
に人力される 割算回路９では全波整流された二つの信号を割算し、双
方の信号の比すなわちパワー比を求めてモード処理回路
１２に出力する。
の信号のみを通過させるバンドパスフィルタ１０に加え
られ、バンドパスフィルタｌＯを通った信号は全波整流
器１１で全波整流されて帯域ＡＥ倍信号して割算回路９
に人力される 割算回路９では全波整流された二つの信号を割算し、双
方の信号の比すなわちパワー比を求めてモード処理回路
１２に出力する。
モード処理回路１２では第２図（Ａ）、（Ｂ）に示すよ
うに割算回路９の出力であるＡＥ信号振幅波形の振幅確
率密度関数すなわちヒストグラムをつくり、その関数に
最大値を与える振幅レベル値としてＡＥ（Ｍ）値を求め
る。そして、この八Ｅ （Ｍ）を所定の設定時間内（同
一加工条件の箇所で１加エサイクル内）で系統サンプリ
ング法によりサンプリングする。
うに割算回路９の出力であるＡＥ信号振幅波形の振幅確
率密度関数すなわちヒストグラムをつくり、その関数に
最大値を与える振幅レベル値としてＡＥ（Ｍ）値を求め
る。そして、この八Ｅ （Ｍ）を所定の設定時間内（同
一加工条件の箇所で１加エサイクル内）で系統サンプリ
ング法によりサンプリングする。
さらに、サンプリングしたＡＥ（Ｍ）を平均化処理回路
１３において連続平均化処理して平均値ＡＥ（Ｍ）を求
める。詳しくは、第３図（Ａ）。
１３において連続平均化処理して平均値ＡＥ（Ｍ）を求
める。詳しくは、第３図（Ａ）。
（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、設定時間内においてサン
プリグした複数のＡＥ（Ｍ）値の平均値ＡＥ（Ｍ）値を
求める。ここで、上記の設定時間とは、第４図に示すよ
うに加工径２周速および送りのいずれもが同一の箇所の
加工に要する時間である。
プリグした複数のＡＥ（Ｍ）値の平均値ＡＥ（Ｍ）値を
求める。ここで、上記の設定時間とは、第４図に示すよ
うに加工径２周速および送りのいずれもが同一の箇所の
加工に要する時間である。
上記のＡＥ（Ｍ）の値はｌ加工サイクル内で１つだけ求
められるもので、平均値とは言うもののある程度のばら
つきを有している。そこで移動平均化処理回路１４にお
いて、複数の加工サイクルのＡＥ（Ｍ）をもとに移動平
均化法によりその移動平均値”＝ＡＥてＭ〕を求める。
められるもので、平均値とは言うもののある程度のばら
つきを有している。そこで移動平均化処理回路１４にお
いて、複数の加工サイクルのＡＥ（Ｍ）をもとに移動平
均化法によりその移動平均値”＝ＡＥてＭ〕を求める。
具体的には第５図に示すように、各加工サイクルごとの
ＡＥ（Ｍ）の値に対し、例えば４加エサイクルごとに移
動平均値Ｂ、、Ｂ、、Ｂ３・・・Ｂ７を求める。この場
合、Ｂ＋ 、Ｂ＊ 、Ｂ３・・・Ｂｌｌは次式によって
求められる。
ＡＥ（Ｍ）の値に対し、例えば４加エサイクルごとに移
動平均値Ｂ、、Ｂ、、Ｂ３・・・Ｂ７を求める。この場
合、Ｂ＋ 、Ｂ＊ 、Ｂ３・・・Ｂｌｌは次式によって
求められる。
そして、最終的に求めた移動平均値
Ｂｎ＝ＡＥ （Ｍ）と予め設定しておいたしきい値Ｃと
を各加工サイクル終了後に比較器１５で比較し、ＸＴ］
玉りの値がしきい値Ｃを越えている場合には摩耗限界と
判断して出力リレー１６から設備停止指令または工具交
換指令を出力する。
を各加工サイクル終了後に比較器１５で比較し、ＸＴ］
玉りの値がしきい値Ｃを越えている場合には摩耗限界と
判断して出力リレー１６から設備停止指令または工具交
換指令を出力する。
なお、上記実施例では旋削用バイトを例にとって説明し
たが、本発明はドリルあるいはエンドミル等の回転型工
具にも同様に適用できるものである。
たが、本発明はドリルあるいはエンドミル等の回転型工
具にも同様に適用できるものである。
発明の効果
以上のように本発明においては、ＡＥセンサ出力の全域
信号と帯域信号との比をもとに、信号振幅密度関数に最
大値を与える振幅レベル値を求め、この値の平均値に基
づいて複数の加工サイクルの移動平均値を求めるように
しているため、従来は困難とされていた工具の摩耗をイ
ンプロセスで的確に検出することができる。
信号と帯域信号との比をもとに、信号振幅密度関数に最
大値を与える振幅レベル値を求め、この値の平均値に基
づいて複数の加工サイクルの移動平均値を求めるように
しているため、従来は困難とされていた工具の摩耗をイ
ンプロセスで的確に検出することができる。
第１図は本発明方法を応用した検出システムのブロック
回路図、第２図はＡＥ信号波形と八Ｅ（Ｍ）値との関係
を示す説明図、第３図はＡＥ信号波形と八Ｅ （Ｍ）Ｍ
ならびにＡＥ（Ｍ）値との関係を示す説明図、第４図は
第１図の要部拡大図、第５図は加工サイクル数とＡＥ（
Ｍ）値およびＡＥ（Ｍ）値との関係を示す特性図である
。 ３・・・バイト、５・・・ＡＥセンサ、７・・・ローパ
スフィルタ、９・・・割算海路、１０・・・バンドパス
フィルタ、１２・・・モード処理回路、１３・・・平均
化処理回路、１４・・・移動平均化処理回路、１５・・
・比較器。 第４図 第５図 加工サイクル数 □
回路図、第２図はＡＥ信号波形と八Ｅ（Ｍ）値との関係
を示す説明図、第３図はＡＥ信号波形と八Ｅ （Ｍ）Ｍ
ならびにＡＥ（Ｍ）値との関係を示す説明図、第４図は
第１図の要部拡大図、第５図は加工サイクル数とＡＥ（
Ｍ）値およびＡＥ（Ｍ）値との関係を示す特性図である
。 ３・・・バイト、５・・・ＡＥセンサ、７・・・ローパ
スフィルタ、９・・・割算海路、１０・・・バンドパス
フィルタ、１２・・・モード処理回路、１３・・・平均
化処理回路、１４・・・移動平均化処理回路、１５・・
・比較器。 第４図 第５図 加工サイクル数 □
Claims (1)
- （１）切削工具の近傍に設けたＡＥセンサから得られた
ＡＥ信号の全域ＡＥ信号と帯域ＡＥ信号とを割算し、そ
の値を信号振幅密度関数に最大値を与える振幅レベル値
として加工サイクルの設定時間内で系統サンプリングし
、この系統サンプリングした振幅レベル値を設定時間内
で平均化した平均値をもとに複数の加工サイクルの移動
平均値を求め、この移動平均値と予め設定されたしきい
値とを比較して工具の摩耗を判別することを特徴とする
切削工具の摩耗検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP173088A JPH01177950A (ja) | 1988-01-07 | 1988-01-07 | 切削工具の摩耗検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP173088A JPH01177950A (ja) | 1988-01-07 | 1988-01-07 | 切削工具の摩耗検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01177950A true JPH01177950A (ja) | 1989-07-14 |
Family
ID=11509678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP173088A Pending JPH01177950A (ja) | 1988-01-07 | 1988-01-07 | 切削工具の摩耗検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01177950A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6975737B2 (en) | 2001-10-05 | 2005-12-13 | Honda Access Corporation | Speaker mounting structure of head rest in vehicle |
| CN109333159A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-02-15 | 温州大学苍南研究院 | 刀具磨损状态在线监测的深度核极限学习机方法及系统 |
| JP2019217560A (ja) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | Dmg森精機株式会社 | 工作機械、算出方法、および算出プログラム |
-
1988
- 1988-01-07 JP JP173088A patent/JPH01177950A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6975737B2 (en) | 2001-10-05 | 2005-12-13 | Honda Access Corporation | Speaker mounting structure of head rest in vehicle |
| JP2019217560A (ja) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | Dmg森精機株式会社 | 工作機械、算出方法、および算出プログラム |
| CN109333159A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-02-15 | 温州大学苍南研究院 | 刀具磨损状态在线监测的深度核极限学习机方法及系统 |
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