JPH0575545B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0575545B2 JPH0575545B2 JP32341587A JP32341587A JPH0575545B2 JP H0575545 B2 JPH0575545 B2 JP H0575545B2 JP 32341587 A JP32341587 A JP 32341587A JP 32341587 A JP32341587 A JP 32341587A JP H0575545 B2 JPH0575545 B2 JP H0575545B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor
- machining
- detection signal
- machine tool
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 30
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 25
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 14
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 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)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、工作機械による加工の際に発生する
振動若しくは音響信号を検出し、この検出信号に
より加工状態を識別して工作機械の制御信号を発
生する工作機械の加工負荷監視装置に関する。
振動若しくは音響信号を検出し、この検出信号に
より加工状態を識別して工作機械の制御信号を発
生する工作機械の加工負荷監視装置に関する。
（従来の技術）
工作機械の加工負荷監視装置は、振動センサ若
しくは音響センサ（以下、AE（Acoustic
Emision）センサという）を工作機械の主軸ヘツ
ド又は工作機械に挾持されている加工ワークある
いは加工ワークを載置するテーブルに装着して加
工の際に発生する振動若しくは音響信号（以下、
AE信号という）を検出し、加工の監視を行なつ
ている。ところが、主軸ヘツドにAEセンサを装
着する場合は、主軸の回転の際に発生するノイズ
の影響によりAE信号が乱されて十分な検出を行
なうことができず、例えば、AE信号が大きく変
化する工具折損検出用としてのみ用いられてい
る。また、加工ワークにAEセンサを装着する場
合は、AE信号を精度良く検出することができる
が、加工ワークを変換する度にAEセンサの取付
け、取外しを行なわなければならず、煩雑さから
利用が限られている。しかし、テーブルにAEセ
ンサを装着する場合は、主軸の回転の際に発生す
るノイズの影響をAE信号が受けにくく、さらに
テーブルにAEセンサを常時装着しておくことが
可能で便利である等の利点を有している。
しくは音響センサ（以下、AE（Acoustic
Emision）センサという）を工作機械の主軸ヘツ
ド又は工作機械に挾持されている加工ワークある
いは加工ワークを載置するテーブルに装着して加
工の際に発生する振動若しくは音響信号（以下、
AE信号という）を検出し、加工の監視を行なつ
ている。ところが、主軸ヘツドにAEセンサを装
着する場合は、主軸の回転の際に発生するノイズ
の影響によりAE信号が乱されて十分な検出を行
なうことができず、例えば、AE信号が大きく変
化する工具折損検出用としてのみ用いられてい
る。また、加工ワークにAEセンサを装着する場
合は、AE信号を精度良く検出することができる
が、加工ワークを変換する度にAEセンサの取付
け、取外しを行なわなければならず、煩雑さから
利用が限られている。しかし、テーブルにAEセ
ンサを装着する場合は、主軸の回転の際に発生す
るノイズの影響をAE信号が受けにくく、さらに
テーブルにAEセンサを常時装着しておくことが
可能で便利である等の利点を有している。
第５図は、上述した加工ワークを載置するテー
ブルにAEセンサを装着した場合の加工負荷監視
装置の一例を示すブロツク図であり、この加工負
荷監視装置１０は、加工ワークＷを載置するテー
ブルＴに装着されたAEセンサＳからの検出信号
SAを増幅し、フイルタリングする増幅部１１及
びフイルタリング部１２と、このフイルタリング
部１２からの検出信号SBが一定のしきい値を越
えたか否かを監視する負荷監視演算部１３と、検
出信号SBが一定のしきい値を越えた際の負荷監
視演算部１３からの指令SCに従つて異常信号や
送り速度指令等の制御信号SDをNC（数値制御）
装置１に出力する制御信号発生部１４とで構成さ
れている。
ブルにAEセンサを装着した場合の加工負荷監視
装置の一例を示すブロツク図であり、この加工負
荷監視装置１０は、加工ワークＷを載置するテー
ブルＴに装着されたAEセンサＳからの検出信号
SAを増幅し、フイルタリングする増幅部１１及
びフイルタリング部１２と、このフイルタリング
部１２からの検出信号SBが一定のしきい値を越
えたか否かを監視する負荷監視演算部１３と、検
出信号SBが一定のしきい値を越えた際の負荷監
視演算部１３からの指令SCに従つて異常信号や
送り速度指令等の制御信号SDをNC（数値制御）
装置１に出力する制御信号発生部１４とで構成さ
れている。
（発明が解決しようとする問題点）
例えば、第３図に示すようにテーブルＴの両側
に同一形状のワークW1及びW2が載置され、テー
ブルＴのワークW2側にAEセンサＳが装着されて
いる場合、それぞれのワークW1及びW2の同一点
Ｐ１及びＰ２を同一工具、同一切削条件で加工し
た際に発生する各AE信号は同一強度であるが、
AEセンサＳで検出される各検出信号SA1及び
SA2の強度は（SA1の強度）＜（SA2の強度）とな
る。一般にAEセンサ及び加工点間の距離とAEセ
ンサで検出される検出信号の強度との関係を示す
第６図の実験データからも明らかなように、AE
センサ及び加工点間の距離、すなわちAE信号の
伝搬距離が増加することにより検出信号の強度は
減衰する。なお、この減衰はAE信号の伝搬方向
の違いからも生じるものである。したがつて、第
３図におけるAEセンサＳ及び加工点Ｐ１間の距
離・方向とAEセンサＳ及び加工点Ｐ２間の距
離・方向との違いから各検出信号SA1及びSA2の
強度に差が生じる。そこで、同一形状のワーク
W1及びW2であるにも拘らず、加工負荷監視のた
めのしきい値をそれぞれのワークW1及びW2に対
して設定しなければならないという問題があつ
た。また、例えば第４図に示すような大物ワーク
W3を同一工具、同一切削条件で加工する場合に
も同様の問題があつた。
に同一形状のワークW1及びW2が載置され、テー
ブルＴのワークW2側にAEセンサＳが装着されて
いる場合、それぞれのワークW1及びW2の同一点
Ｐ１及びＰ２を同一工具、同一切削条件で加工し
た際に発生する各AE信号は同一強度であるが、
AEセンサＳで検出される各検出信号SA1及び
SA2の強度は（SA1の強度）＜（SA2の強度）とな
る。一般にAEセンサ及び加工点間の距離とAEセ
ンサで検出される検出信号の強度との関係を示す
第６図の実験データからも明らかなように、AE
センサ及び加工点間の距離、すなわちAE信号の
伝搬距離が増加することにより検出信号の強度は
減衰する。なお、この減衰はAE信号の伝搬方向
の違いからも生じるものである。したがつて、第
３図におけるAEセンサＳ及び加工点Ｐ１間の距
離・方向とAEセンサＳ及び加工点Ｐ２間の距
離・方向との違いから各検出信号SA1及びSA2の
強度に差が生じる。そこで、同一形状のワーク
W1及びW2であるにも拘らず、加工負荷監視のた
めのしきい値をそれぞれのワークW1及びW2に対
して設定しなければならないという問題があつ
た。また、例えば第４図に示すような大物ワーク
W3を同一工具、同一切削条件で加工する場合に
も同様の問題があつた。
本発明は上述のような事情から成されたもので
あり、本発明の目的は、AE信号の伝搬距離・方
向の違いによつて生じていた検出信号の強度差を
補正して加工負荷監視精度を向上させることがで
きる工作機械の加工負荷監視装置を提供すること
にある。
あり、本発明の目的は、AE信号の伝搬距離・方
向の違いによつて生じていた検出信号の強度差を
補正して加工負荷監視精度を向上させることがで
きる工作機械の加工負荷監視装置を提供すること
にある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、工作機械による加工の際に発生する
振動若しくは音響信号を検出し、この検出信号に
より前記加工状態を識別して前記工作機械の制御
信号を発生する工作機械の加工負荷監視装置に関
するものであり、本発明の上記目的は、前記信号
の発生点の位置と前記信号を検出するセンサの装
着位置との距離・方向を求める演算手段と、前記
発生点から前記センサまで伝搬する際に減衰する
前記信号を前記距離・方向で補正して前記検出信
号とする補正手段とを具備することよつて達成さ
れる。
振動若しくは音響信号を検出し、この検出信号に
より前記加工状態を識別して前記工作機械の制御
信号を発生する工作機械の加工負荷監視装置に関
するものであり、本発明の上記目的は、前記信号
の発生点の位置と前記信号を検出するセンサの装
着位置との距離・方向を求める演算手段と、前記
発生点から前記センサまで伝搬する際に減衰する
前記信号を前記距離・方向で補正して前記検出信
号とする補正手段とを具備することよつて達成さ
れる。
（作用）
本発明の工作機械の工具負荷監視装置は、AE
信号の強度が伝搬距離・方向によつて減衰するこ
とを補うために存在するものであり、検出信号の
強度を伝搬距離・方向によつて補正して精度の高
い検出信号として加工負荷監視精度を向上させる
ものである。
信号の強度が伝搬距離・方向によつて減衰するこ
とを補うために存在するものであり、検出信号の
強度を伝搬距離・方向によつて補正して精度の高
い検出信号として加工負荷監視精度を向上させる
ものである。
（実施例）
第１図は、本発明の工作機械の加工負荷監視装
置の一例を第５図に対応させて示すブロツク図で
あり、同一構成箇所は同符号を付して説明を省略
する。この加工負荷監視装置１００は、NC装置
１において検出される工具の現在位置（加工点）
SEを記憶する現在位置記憶部１０１と、AEセン
サーＳの装着位置SGが予め記憶されているセン
サ位置記憶部１０２と、現在位置記憶部１０１か
らの加工点SF及びセンサ位置記憶部１０２から
のAEセンサＳの装着位置SGよりAEセンサＳに
対する加工点の相対位置SHを演算する伝搬距
離・方向演算部１０３とを有している。さらに、
第２図に示すように均一の大きさのAE信号を発
生する疑似AE信号発生装置ＯをテーブルＴの複
数の位置に装着し、各位置からの疑似AE信号と
各位置で加工した際に発生する各位置からのAE
信号とをAEセンサＳで検出してそれぞれの強度
比を求め、これらがAEセンサ・加工相対位置係
数として予め記憶されていると共に、伝搬距離・
方向演算部１０３からの相対位置SHに対応する
AEセンサ・加工点相対位置係数をフイルタリン
グ部１２からの検出信号SBに乗算して検出信号
補正値SIとし、これを負荷監視演算部１３に出力
する検出信号補正部１０４とで構成されている。
置の一例を第５図に対応させて示すブロツク図で
あり、同一構成箇所は同符号を付して説明を省略
する。この加工負荷監視装置１００は、NC装置
１において検出される工具の現在位置（加工点）
SEを記憶する現在位置記憶部１０１と、AEセン
サーＳの装着位置SGが予め記憶されているセン
サ位置記憶部１０２と、現在位置記憶部１０１か
らの加工点SF及びセンサ位置記憶部１０２から
のAEセンサＳの装着位置SGよりAEセンサＳに
対する加工点の相対位置SHを演算する伝搬距
離・方向演算部１０３とを有している。さらに、
第２図に示すように均一の大きさのAE信号を発
生する疑似AE信号発生装置ＯをテーブルＴの複
数の位置に装着し、各位置からの疑似AE信号と
各位置で加工した際に発生する各位置からのAE
信号とをAEセンサＳで検出してそれぞれの強度
比を求め、これらがAEセンサ・加工相対位置係
数として予め記憶されていると共に、伝搬距離・
方向演算部１０３からの相対位置SHに対応する
AEセンサ・加工点相対位置係数をフイルタリン
グ部１２からの検出信号SBに乗算して検出信号
補正値SIとし、これを負荷監視演算部１３に出力
する検出信号補正部１０４とで構成されている。
このような構成によれば、テーブルＴ上の各位
置からの各検出信号の強度がそれぞれに対応する
AEセンサ・加工点相対位置係数によつて補正さ
れるので、第７図に示すようなフラツトな特性と
することが可能となる。したがつて、負荷監視演
算部１３で設定するしきい値も同一で良い。
置からの各検出信号の強度がそれぞれに対応する
AEセンサ・加工点相対位置係数によつて補正さ
れるので、第７図に示すようなフラツトな特性と
することが可能となる。したがつて、負荷監視演
算部１３で設定するしきい値も同一で良い。
なお、上述した実施例においては、検出信号補
正値を求めるフアクタにAEセンサと加工点との
相対位置を用いたが、単にAEセンサと加工点と
の距離を用いても同様の補正を行なうことができ
る。また、AEセンサの代わりに振動センサとし
ても対応可能である。
正値を求めるフアクタにAEセンサと加工点との
相対位置を用いたが、単にAEセンサと加工点と
の距離を用いても同様の補正を行なうことができ
る。また、AEセンサの代わりに振動センサとし
ても対応可能である。
（発明の効果）
以上よのうに本発明の工作機械の加工負荷監視
装置によれば、一定条件の連続加工における検出
信号の強度が加工点の位置によつて変化しないた
め、しきい値の設定を容易にして工数低減を図る
ことができると共に、加工負荷監視精度を向上さ
せて良質の加工品を得ることができる。
装置によれば、一定条件の連続加工における検出
信号の強度が加工点の位置によつて変化しないた
め、しきい値の設定を容易にして工数低減を図る
ことができると共に、加工負荷監視精度を向上さ
せて良質の加工品を得ることができる。
第１図は、本発明の工作機械の加工負荷監視装
置の一例を示すブロツク図、第２図は擬似AE信
号発生装置の一例を示す平面図、第３図及び第４
図はそれぞれ加工ワークの一例を示す平面図、第
５図は従来の工作機械の加工負荷監視装置の一例
を示すブロツク図、第６図は一般的な検出信号強
度特性図、第７図は本発明による検出信号強度特
性図である。 １……NC装置、１１……増幅部、１２……フ
イルタリング部、１３……負荷監視演算部、１４
……制御信号発生部、１０，１００……加工負荷
監視装置、１０１……現在位置記憶部、１０２…
…センサー位置記憶部、１０３……伝搬距離・方
向演算部、１０４……検出信号補正部。
置の一例を示すブロツク図、第２図は擬似AE信
号発生装置の一例を示す平面図、第３図及び第４
図はそれぞれ加工ワークの一例を示す平面図、第
５図は従来の工作機械の加工負荷監視装置の一例
を示すブロツク図、第６図は一般的な検出信号強
度特性図、第７図は本発明による検出信号強度特
性図である。 １……NC装置、１１……増幅部、１２……フ
イルタリング部、１３……負荷監視演算部、１４
……制御信号発生部、１０，１００……加工負荷
監視装置、１０１……現在位置記憶部、１０２…
…センサー位置記憶部、１０３……伝搬距離・方
向演算部、１０４……検出信号補正部。
Claims (1)
- １ 工作機械による加工の際に発生する振動若し
くは音響信号を検出し、この検出信号により前記
加工状態を識別して前記工作機械の制御信号を発
生する工作機械の加工負荷監視装置において、前
記信号の発生点の位置と前記信号を検出するセン
サの装置位置との距離・方向を求める演算手段
と、前記発生点から前記センサまで伝搬する際に
減衰する前記信号を前記距離・方向で補正して前
記検出信号とする補正手段とが設けられているこ
とを特徴とする工作機械の加工負荷監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32341587A JPH01164538A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 工作機械の加工負荷監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32341587A JPH01164538A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 工作機械の加工負荷監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01164538A JPH01164538A (ja) | 1989-06-28 |
| JPH0575545B2 true JPH0575545B2 (ja) | 1993-10-20 |
Family
ID=18154441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32341587A Granted JPH01164538A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 工作機械の加工負荷監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01164538A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7133805B2 (ja) * | 2018-09-10 | 2022-09-09 | 日本電産マシンツール株式会社 | センシング装置、歯車加工方法及び歯車加工機の評価方法 |
| JP7304956B2 (ja) * | 2019-09-12 | 2023-07-07 | 三菱電機エンジニアリング株式会社 | 劣化量検出装置、劣化量検出方法および劣化予測システム |
-
1987
- 1987-12-21 JP JP32341587A patent/JPH01164538A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01164538A (ja) | 1989-06-28 |
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