JPH066252B2 - Pseudo breakage signal generator - Google Patents

Pseudo breakage signal generator

Info

Publication number
JPH066252B2
JPH066252B2 JP60003651A JP365185A JPH066252B2 JP H066252 B2 JPH066252 B2 JP H066252B2 JP 60003651 A JP60003651 A JP 60003651A JP 365185 A JP365185 A JP 365185A JP H066252 B2 JPH066252 B2 JP H066252B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pseudo
breakage
signal
tool
level
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
Application number
JP60003651A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61164762A (en
Inventor
孝治 滝波
秀明 中村
亮一 三宅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Tateisi Electronics Co
Priority to JP60003651A priority Critical patent/JPH066252B2/en
Publication of JPS61164762A publication Critical patent/JPS61164762A/en
Publication of JPH066252B2 publication Critical patent/JPH066252B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09Arrangements 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
    • B23Q17/0952Arrangements 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 during machining
    • B23Q17/0971Arrangements 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 during machining by measuring mechanical vibrations of parts of the machine

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

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ッション
(以下AEという)を利用して監視,自動検出する工具
折損検出装置のAEセンサの感度調整に用いる擬似折損
信号発生装置に関するものである。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to tool breakage detection for monitoring and automatically detecting breakage or abnormality of a tool in a machine tool by using acoustic emission (hereinafter referred to as AE) that occurs during cutting and breakage. The present invention relates to a pseudo breakage signal generation device used for adjusting the sensitivity of an AE sensor of the device.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

本発明による擬似折損信号発生装置は、擬似折損信号変
換器内に送波用変換素子の他に受波用の変換素子を設
け、その出力に基づいて擬似折損信号を工具径に対応し
た所定値と比較して弁別し、その結果に基づいて擬似折
損信号の駆動レベルを調整することにより取付対象に与
える擬似折損信号レベルを適正にするようにしている。
そのため擬似折損信号発生装置を用いてAEセンサの感
度を正確に設定することが可能となる。
The pseudo breakage signal generator according to the present invention is provided with a conversion element for receiving waves in addition to the conversion element for wave transmission in the pseudo breakage signal converter, and based on the output thereof, the pseudo breakage signal has a predetermined value corresponding to the tool diameter. Discrimination is made in comparison with the above, and the drive level of the pseudo breakage signal is adjusted based on the result, so that the pseudo breakage signal level given to the attachment target is made appropriate.
Therefore, it becomes possible to accurately set the sensitivity of the AE sensor using the pseudo breakage signal generator.

〔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信号に基づいて工
具の折損を検出する装置が提案されている。
When a machining target (hereinafter referred to as a work) is cut using a tool in a machine tool, the tool may be broken or clogged with chips for some reason and abnormal cutting may be performed. With the progress of factory automation in recent years, it is strongly required to automatically detect such breakage of tools and abnormal cutting. As a method of detecting the breakage of the tool of the machine tool, AE has been conventionally performed near the tool or the work of the machine tool.
An apparatus has been proposed which is provided with a sensor and detects breakage of a tool based on an AE signal obtained from the sensor.

しかしながら従来の工具折損検出装置によれば、AEセ
ンサは工具の近傍やワークに接触するように取付けられ
るが、その取付位置によってAE信号のレベルが大幅に
なる。そのため従来の工具折損検出装置ではAEセンサ
の感度を工具の大きさに応じてあらかじめ定められた標
準値に設定し、個々の工作機械の工具,AEセンサ間の
減衰率を試行錯誤で補正していた。しかるに工具の折損
時のAE信号は折損時にしか得られないのでAEセンサ
の取付位置や取付状態の確認が難しく、工具の折損を確
実に検出することが困難であった。更に工具の種類、例
えばドリル径を変更した時や切削条件を異ならせたとき
にもAE信号レベルが異なるため、調整が困難であり使
い難いという欠点があった。
However, according to the conventional tool breakage detection device, the AE sensor is mounted so as to come into contact with the vicinity of the tool or the work, but the level of the AE signal becomes large depending on the mounting position. Therefore, in the conventional tool breakage detection device, the sensitivity of the AE sensor is set to a standard value that is predetermined according to the size of the tool, and the attenuation rate between the tool of each machine tool and the AE sensor is corrected by trial and error. It was However, since the AE signal at the time of breakage of the tool is obtained only at the time of breakage, it is difficult to confirm the attachment position and the attachment state of the AE sensor, and it is difficult to reliably detect the breakage of the tool. Further, since the AE signal level is different even when the type of tool, for example, the drill diameter is changed or the cutting conditions are changed, there is a drawback that adjustment is difficult and it is difficult to use.

〔発明の目的〕[Object 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センサの感度を調整
するため工具折損時のAE信号と同一の特性を有するA
E信号を発生し、しかもそのレベルを擬似折損信号変換
器を取付けた対象に対応して正しいレベルの擬似折損信
号を発生することができる擬似折損信号発生装置を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in view of the problems of the conventional tool breakage detection device, and has the same characteristics as the AE signal at the time of tool breakage in order to adjust the sensitivity of the AE sensor.
An object of the present invention is to provide a pseudo breakage signal generator capable of generating an E signal and generating a pseudo breakage signal having a correct level corresponding to an object to which a pseudo breakage signal converter is attached.

〔発明の構成と効果〕[Constitution and effect of the invention]

本発明は工作機械の工具近傍に設けられるAEセンサを
有し、工具折損時のAE信号に基づいて折損を検出する
工具折損検出装置の感度調整に用いる擬似折損信号発生
装置であって、送受波用の変換素子を有する擬似折損信
号変換器と、工具に対応して設定されたレベルにより工
具の折損時に得られるAE信号の周波数を含む擬似折損
信号を発生して前記擬似折損信号変換器の送波用変換素
子を駆動する駆動手段と、擬似折損信号変換器の受波用
変換素子に得られる擬似折損信号を増幅する受信手段
と、受信手段の受波レベルを工具に対応した擬似折損信
号レベルにより弁別する弁別手段と、弁別手段により弁
別された擬似折損信号レベルの過不足を表示する表示手
段と、を具備することを特徴とするものである。
The present invention is a pseudo breakage signal generation device having an AE sensor provided in the vicinity of a tool of a machine tool and used for adjusting the sensitivity of a tool breakage detection device that detects a breakage based on an AE signal when a tool breaks. And a pseudo breakage signal converter having a conversion element for generating a pseudo breakage signal including a frequency of an AE signal obtained when the tool is broken according to a level set corresponding to the tool and sending the pseudo breakage signal converter. Drive means for driving the wave conversion element, receiving means for amplifying the pseudo breakage signal obtained in the wave receiving conversion element of the pseudo breakage signal converter, and the reception wave level of the reception means for the pseudo breakage signal level corresponding to the tool It is characterized by comprising: a discriminating means for discriminating by means of: and a display means for displaying the excess or deficiency of the pseudo breakage signal level discriminated by the discriminating means.

このような特徴を有する本発明によれば、擬似折損信号
変換器内に擬似折損信号をそのまま受波して電気信号に
変換する変換素子を設けて、その受波レベルに基づいて
擬似折損信号の適否を表示している。従って擬似折損信
号のレベルが適正でなければそれに基づいて駆動レベル
を変更することにより常に擬似折損信号のレベルを正確
に調整することが可能となる。こうして調整されたレベ
ルの擬似折損信号を用いればAEセンサの感度を最適値
に調整することが可能となり、又AEセンサの後段に接
続される工具折損検出装置の信号処理部の周波数特性を
適切に調整することも可能になるという効果が得られ
る。
According to the present invention having such a feature, a conversion element that receives the pseudo-breakdown signal as it is and converts it into an electric signal is provided in the pseudo-breakage signal converter, and the pseudo-breakdown signal of the pseudo-breakage signal is generated based on the received level. The suitability is displayed. Therefore, if the level of the pseudo breakage signal is not proper, the level of the pseudo breakage signal can always be accurately adjusted by changing the drive level based on it. By using the pseudo breakage signal of the level thus adjusted, the sensitivity of the AE sensor can be adjusted to an optimum value, and the frequency characteristic of the signal processing unit of the tool breakage detection device connected to the subsequent stage of the AE sensor can be properly adjusted. The effect is that it can be adjusted.

〔実施例の説明〕[Explanation of Examples]

(擬似折損信号発生装置の構成) 第1図は本発明による擬似折損信号発生装置の全体構成
を示すブロック図であり、第2図はその擬似折損信号変
換器の構造を示す断面図である。これらの図において、
擬似折損信号変換器1は擬似折損信号発生回路部2に接
続されている。そして第2図に示すようにケース3の下
面に2枚の圧電素子4及び5が取付けられる。圧電素子
4は回路部2より与えられる擬似折損信号を超音波信号
に変換して取付対象に送波するための変換素子であり、
圧電素子5は擬似折損信号変換器を取付ける取付対象の
底面から反射して得られる擬似折損信号を受波して電気
信号に変換する変換素子である。擬似折損信号変換器1
は図示のようにワーク6上に取付けられるものとする。
(Structure of Pseudo Breakage Signal Generator) FIG. 1 is a block diagram showing the overall structure of the pseudo breakage signal generator according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing the structure of the pseudo breakage signal converter. In these figures,
The pseudo breakage signal converter 1 is connected to the pseudo breakage signal generation circuit unit 2. Then, as shown in FIG. 2, two piezoelectric elements 4 and 5 are attached to the lower surface of the case 3. The piezoelectric element 4 is a conversion element for converting a pseudo breakage signal given from the circuit unit 2 into an ultrasonic signal and transmitting it to an attachment target.
The piezoelectric element 5 is a conversion element that receives a pseudo breakage signal obtained by reflecting from a bottom surface of an attachment target to which the pseudo breakage signal converter is attached and converts the pseudo breakage signal into an electric signal. Pseudo breakage signal converter 1
Shall be mounted on the work 6 as shown.

次に第1図はこの擬似折損信号発生装置の全体構成を示
すブロック図である。本図においてレベル設定器10は
使用される工具に基づいたレベルを設定する設定手段で
あって、例えばこの擬似折損信号発生装置をボール盤に
取付ける場合にはドリルの径に応じたレベルが設定され
る。そしてその設定レベルの信号は駆動回路11に与え
られる。駆動回路11はレベル設定器10によって設定
されたレベルに基づいて工具の折損時のAE信号と相似
で、且つ同一のパワースペクトル分布を持つ駆動波形を
発振するものであり、その出力は擬似折損信号変換器1
の送波用の圧電素子4に与えられている。一方擬似折損
信号変換器1の受波用圧電素子5には変換された擬似折
損信号を増幅する増幅器12が接続されている。増幅器
12は図示のようにフイードバック抵抗R1〜Rnがア
ナログスイッチ13-1〜13-nの開閉に基づいて選択さ
れて、選択されるフイードバック抵抗と入力抵抗の比に
より定まる増幅率により擬似折損信号を増幅する増幅器
であって、その出力はカウンタ14及び2つの比較器1
5,16に伝えられる。又クロック発生器17は所定周
期のクロック信号を発生する発振器であって、そのクロ
ック信号は取付対象設定部18に与えられる。取付対象
設定部18には取付対象、例えばワークの材質を直接選
択するものであって、その選択データはリードオンリメ
モリ(以下ROMという)19に与えられる。ROM1
9は取付対象の音響インピーダンス、即ち密度ρ及び取
付対象を伝播する音波の音速c、より定まる定数に対応
する値が用いられる材質毎に記憶されており、取付対象
設定部18によって選択されてデータが適宜読出され
る。取付対象設定部18はその値を読出してクロック発
生器17の出力を適宜分周してカウンタ14に伝える。
カウンタ14は取付対象設定部18から与えられるパル
スを計数するnビットのバイナリカウンタであって、そ
の並列出力に基づいてアナログスイッチ13-1〜13-n
が開閉される。そしてカウンタ14の計数値によって開
閉される増幅器12の入出力間の抵抗値が、対数的に増
加するように抵抗R1からRnの値が定められているも
のとする。一方比較器15,16は夫々一方の端子に基
準電圧が与えられる。これらの基準電圧はレベル設定器
10へのレベル設定によって抵抗Rc1,Rc2の値が変更
され、工具径が大きくなれば基準レベルも高くなるよう
に適宜切換えられるものとする。比較器15,16は増
幅信号と基準レベルとを比較するもので、その出力が過
不足表示器20に与えられる。過不足表示器20は擬似
折損信号のレベルが適正であるか過不足であるかを発光
ダイオード等の表示器によって使用者に表示するもので
ある。
Next, FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the pseudo breakage signal generator. In the figure, the level setter 10 is a setting means for setting the level based on the tool used. For example, when the pseudo breakage signal generator is attached to a drilling machine, the level is set according to the diameter of the drill. . Then, the signal of the set level is given to the drive circuit 11. The drive circuit 11 oscillates a drive waveform similar to the AE signal at the time of tool breakage and having the same power spectrum distribution based on the level set by the level setter 10, and its output is a pseudo breakage signal. Converter 1
Is applied to the piezoelectric element 4 for transmitting the wave. On the other hand, an amplifier 12 for amplifying the converted pseudo breakage signal is connected to the wave receiving piezoelectric element 5 of the pseudo breakage signal converter 1. In the amplifier 12, the feedback resistors R1 to Rn are selected based on the opening and closing of the analog switches 13-1 to 13-n as shown in the figure, and the pseudo breakage signal is generated by the amplification factor determined by the ratio of the selected feedback resistor and the input resistance. An amplifier for amplifying, the output of which is a counter 14 and two comparators 1.
Passed to 5,16. The clock generator 17 is an oscillator that generates a clock signal of a predetermined cycle, and the clock signal is given to the attachment target setting unit 18. The attachment target setting unit 18 directly selects the attachment target, for example, the material of the work, and the selection data is given to a read only memory (hereinafter referred to as ROM) 19. ROM1
9 is the acoustic impedance of the attachment target, that is, the density ρ and the sound velocity c of the sound waves propagating through the attachment target, and a value corresponding to a constant determined by each material is stored for each material and selected by the attachment target setting unit 18 Is read as appropriate. The attachment target setting unit 18 reads the value, appropriately divides the output of the clock generator 17, and transmits it to the counter 14.
The counter 14 is an n-bit binary counter that counts the pulses given from the attachment target setting unit 18, and based on its parallel output, the analog switches 13-1 to 13-n.
Is opened and closed. The values of the resistors R1 to Rn are set so that the resistance value between the input and output of the amplifier 12 opened and closed by the count value of the counter 14 increases logarithmically. On the other hand, the comparators 15 and 16 are each provided with a reference voltage at one terminal. It is assumed that these reference voltages are appropriately switched so that the values of the resistors Rc1 and Rc2 are changed by the level setting in the level setter 10 and the reference level becomes higher as the tool diameter increases. The comparators 15 and 16 compare the amplified signal with the reference level, and the output thereof is given to the excess / deficiency indicator 20. The excess / deficiency indicator 20 indicates to the user whether the level of the pseudo breakage signal is proper or excess / deficient by a display such as a light emitting diode.

(工具折損検出装置の構成) 次に第3図はこの擬似折損信号発生装置を適用した工具
折損検出装置の全体の構造を示すブロック図である。本
図においてワーク6の上部のドリル30の刃が接触する
位置にワーク6に切削を行う前にあらかじめ前述した擬
似折損信号変換器1が取付けられる。そしてワーク6が
配置される工具の近傍、例えば第3図に示すようにベー
ス上にAE信号を検出するAEセンサ31を設ける。A
Eセンサ31はドリル30等の工具からのAE信号や擬
似折損信号変換器1からの擬似折損信号を検出する広帯
域のAEセンサであって、その出力はアナログスイッチ
32に与えられる。アナログスイッチ32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33に与えられる。増幅器33は可変抵抗器34の
調整により増幅率を任意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35,
36及び切削レベル表示器37に与えるものである。バ
ンドパスフィルタ35は中心周波数300KHz,バンドパ
スフィルタ36は中心周波数50KHz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3
8,39に伝える。検波器38,39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38の出力は微分回路40に、検波器38,39の出
力は夫々比較器41に与えられる。微分回路40は入力
信号の急峻な変化分のみを次段のレベル判定器42に伝
える。レベル判定器42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43と異常切削検出回路44に伝える。又
比較器41は検波器38,39の出力を比較し、検波器
38の出力が大きい場合にのみ出力を折損検出回路43
に伝える。折損検出回路43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、折損検
出信号によって出力回路45を介して外部に出力する。
又異常切削検出回路44はレベル判定器42の出力に基
づいて異常切削を検出するもので、その出力を出力回路
46を介して外部に伝えるものである。
(Structure of Tool Breakage Detection Device) Next, FIG. 3 is a block diagram showing the overall structure of a tool breakage detection device to which this pseudo breakage signal generator is applied. In the figure, the above-mentioned pseudo breakage signal converter 1 is attached in advance to the position where the blade of the drill 30 contacts the upper part of the work 6 before cutting the work 6. An AE sensor 31 for detecting an AE signal is provided near the tool on which the work 6 is arranged, for example, on the base as shown in FIG. A
The E sensor 31 is a broadband AE sensor that detects an AE signal from a tool such as the drill 30 and a pseudo breakage signal from the pseudo breakage signal converter 1, and its output is given to the analog switch 32. The analog switch 32 interrupts an analog signal by an external output, and its output is given to the amplifier 33. The amplifier 33 is an amplifier whose amplification factor can be arbitrarily set by adjusting the variable resistor 34, and the output of the amplifier 33 is set to two band pass filters 35,
36 and the cutting level indicator 37. The bandpass filter 35 is a filter having a center frequency of 300 KHz, and the bandpass filter 36 is a filter having a center frequency of 50 KHz. Only the signals near the respective center frequencies are detected by the detector 3 in the next stage.
Tell 8, 39. The detectors 38 and 39 respectively detect the input signals and obtain outputs corresponding to the amplitudes. The output of the detector 38 is given to the differentiating circuit 40, and the outputs of the detectors 38 and 39 are given to the comparator 41, respectively. To be The differentiating circuit 40 transmits only the steep change of the input signal to the level determiner 42 at the next stage. The level determiner 42 compares a predetermined reference level with the input signal. If the input signal is large, the level determiner 42 sends the output to the breakage detection circuit 43 and the abnormal cutting detection circuit 44. Further, the comparator 41 compares the outputs of the wave detectors 38 and 39, and outputs the output only when the output of the wave detector 38 is large.
Tell. The breakage detection circuit 43 is a logic circuit that detects the breakage of the tool by taking the logical product of these inputs, and outputs it to the outside via the output circuit 45 according to the breakage detection signal.
The abnormal cutting detection circuit 44 detects abnormal cutting based on the output of the level determiner 42, and transmits the output to the outside via the output circuit 46.

(擬似折損信号発生装置の動作) 次に本実施例の擬似折損信号発生装置の振幅の調整動作
について説明する。まず擬似折損信号変換器1を第1図
に示すようにワーク6の上部に固定し用いられる工具の
種類、例えばドリル径に応じてレベル設定器10によっ
て擬似折損信号レベルを設定する。そのとき同時に取付
対象設定部18より擬似折損信号変換器1が取付けられ
るワーク6の材質を設定しておく。そうすればその出力
に基づいて比較器15,16の基準レベルが調整され
る。そして設定レベルによって駆動回路11を介して擬
似折損信号変換器1の送波用圧電素子3が駆動され、固
定されているワーク内に第2図に破線で示すように擬似
折損信号が伝わる。ここで擬似折損信号の減衰率は信号
が伝播する媒体の音速c,密度ρ及び伝播距離xによっ
て定まり、その距離xにおける出力レベルPはPoを初
期値とすると次式 P=Po exp(−ρcx) ……(1) で与えられる。従って擬似折損信号レベルを調整するに
は、この減衰率を考慮する必要がある。前述したように
取付対象設定部18より使用者によって擬似折損信号変
換器1の取付対象、即ちワーク6の材質が選択されてい
る。従って例えば鉄,アルミニウム等の種類に応じた音
速と密度との積ρcがROM19より読出されており、
取付対象設定部18よりそれに対応したクロック幅のク
ロック信号がカウンタ14に与えられている。さて取付
対象であるワーク6の底面で信号が反射して受波用圧電
素子5に受波されるまでの時間をtとすると、tは次式
に与えられる。
(Operation of Pseudo Breakage Signal Generator) Next, the amplitude adjusting operation of the pseudo breakage signal generator of the present embodiment will be described. First, the pseudo breakage signal converter 1 is fixed to the upper portion of the work 6 as shown in FIG. 1, and the pseudo breakage signal level is set by the level setter 10 according to the type of tool used, for example, the drill diameter. At the same time, the material of the workpiece 6 to which the pseudo breakage signal converter 1 is attached is set by the attachment target setting unit 18 at the same time. Then, the reference levels of the comparators 15 and 16 are adjusted based on the output. Then, the wave-transmitting piezoelectric element 3 of the pseudo breakage signal converter 1 is driven by the set level via the drive circuit 11, and the pseudo breakage signal is transmitted into the fixed work as shown by the broken line in FIG. Here, the attenuation rate of the pseudo breakage signal is determined by the sound velocity c of the medium through which the signal propagates, the density ρ, and the propagation distance x, and the output level P at the distance x has the following equation P = Po exp (−ρcx ) …… Given in (1). Therefore, in order to adjust the pseudo breakage signal level, it is necessary to consider this attenuation rate. As described above, the user selects the attachment target of the pseudo breakage signal converter 1, that is, the material of the workpiece 6 from the attachment target setting unit 18. Therefore, for example, the product ρc of the sound velocity and the density corresponding to the type of iron, aluminum, etc. is read from the ROM 19,
A clock signal having a corresponding clock width is given to the counter 14 from the attachment target setting unit 18. Now, letting t be the time until the signal is reflected on the bottom surface of the workpiece 6 to be attached and is received by the wave receiving piezoelectric element 5, t is given by the following equation.

t=2d/c ……(2) (d:ワーク6の厚さ) 従って本実施例では擬似折損信号の減衰を補償するため
増幅器12の増幅率Gを次式 G(t)=Go exp(−ρct/2) ……(3) dB表示で GdB(t)=Go′ρct ……(4) のように時間の経過と共に連続して増加させる。第4図
の破線はこの増幅率GdBの増加を示す曲線である。この
増幅率の増加は実際にはカウンタ14によって計数され
る計数値に応じて増幅器12のフィードバック抵抗の合
成値がアナログスイッチ13-1〜13-nの開閉によって
順次増加し、第4図に階段状に示すように増幅率が変え
られることによって実現される。このようにして増幅器
12の増幅率を順次増加させれば、ワーク6の厚さdに
依存することなく送出した擬似折損信号レベルに対応し
た出力が増幅器12から得られることとなる。そして時
刻t1に増幅器12が反射波を検知すれば、カウンタ14
にホールド信号を与えて計数を停止させる。比較器1
5,16はレベル設定器10によって設定されたレベル
に応じた基準信号が夫々の一方の入力端に与えられてお
り、他方の入力端には増幅器12によって増幅されたワ
ーク6の厚さに依存しない発生レベルの擬似折損信号が
伝えられることとなる。従って比較器15により過大レ
ベル,比較器16により過小レベルの信号を検出し、そ
れらのいずからも信号が得られない場合にのみ適切な擬
似折損信号レベルを擬似折損信号変換器1より発生して
いるものとして過不足表示器20によりそれらいずれか
を表示する。そうすれば使用者はその表示に基づいて駆
動回路11の駆動レベルを適宜調整し、適切なレベルと
なるように擬似折損信号レベルを調整することが可能と
なる。
t = 2d / c (2) (d: thickness of work 6) Therefore, in this embodiment, in order to compensate for the attenuation of the pseudo breakage signal, the amplification factor G of the amplifier 12 is expressed by the following expression G (t) = Go exp ( −ρct / 2) (3) In dB display, G dB (t) = Go′ρct (4) The value is continuously increased with the passage of time. The broken line in FIG. 4 is a curve showing this increase in the amplification factor G dB . This increase in the amplification factor actually increases in accordance with the count value counted by the counter 14 by the opening and closing of the analog switches 13-1 to 13-n according to the count value of the amplifier 12. This is achieved by changing the amplification factor as shown in the figure. If the amplification factor of the amplifier 12 is sequentially increased in this way, an output corresponding to the pseudo breakage signal level sent out can be obtained from the amplifier 12 without depending on the thickness d of the work 6. If the amplifier 12 detects the reflected wave at time t1, the counter 14
A hold signal is given to stop counting. Comparator 1
Reference numerals 5 and 16 are provided with a reference signal corresponding to the level set by the level setter 10 at one input end of each, and the other input end depends on the thickness of the work 6 amplified by the amplifier 12. A false breakage signal of a generation level that does not occur is transmitted. Therefore, the comparator 15 detects an excessive level signal and the comparator 16 detects an excessive level signal, and the pseudo breakage signal converter 1 generates an appropriate pseudo breakage signal level only when no signal is obtained from either of them. Either of them is displayed by the excess / deficiency indicator 20. Then, the user can appropriately adjust the drive level of the drive circuit 11 based on the display, and adjust the pseudo breakage signal level so as to be an appropriate level.

(工具折損検出装置の動作) こうして擬似折損信号発生装置の擬似折損信号を適切な
レベルに調整すれば、工具折損検出装置のAEセンサの
感度を切削レベル表示器37の表示レベルが所定値とな
るように増幅器33の増幅率を可変抵抗器34によって
調整する。こうすればAEセンサ31から適切なレベル
で信号処理部にAE信号を伝達することが可能となる。
そして工具の折損時には周波数300KHz付近にピークを
する折損信号が得られるため、バンドパスフィルタ35
によってそのレベルを検波し比較器31により50KHzの
周波数成分を有する信号と比較することによって工具の
折損を検出している。更に微分回路15により信号が急
激に立上る場合にそのレベルが所定値以上であれば比較
器42によって出力を出し、折損検出回路43によりそ
の論理積条件に基づいて工具の折損を検出している。こ
のように工具折損検出装置では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
工具折損の信頼性を向上させるようにしている。
(Operation of Tool Breakage Detection Device) If the pseudo breakage signal of the pseudo breakage signal generator is adjusted to an appropriate level in this way, the sensitivity of the AE sensor of the tool breakage detection device becomes a predetermined value on the cutting level display 37. Thus, the amplification factor of the amplifier 33 is adjusted by the variable resistor 34. This makes it possible to transmit the AE signal from the AE sensor 31 to the signal processing unit at an appropriate level.
When a tool breaks, a break signal with a peak near a frequency of 300 KHz is obtained.
The level is detected by the comparator 31 and the breakage of the tool is detected by comparing with the signal having the frequency component of 50 KHz by the comparator 31. Further, when the signal is rapidly raised by the differentiating circuit 15, if the level is equal to or higher than a predetermined value, the comparator 42 outputs an output, and the breakage detecting circuit 43 detects the breakage of the tool based on the logical product condition. . As described above, in the tool breakage detection device, the reliability of the tool breakage is improved by combining both the frequency domain breakage detection and the time domain breakage detection.

尚本実施例は擬似折損信号変換器1が取付けられる取付
対象をその材質によって設定するようにしているが、取
付対象の音響インピーダンス自体、即ち音速と密度との
積をそのまま入力してクロック幅を設定するようにする
ことも可能である。又本実施例では比較器15,16に
より発生した折損検出信号レベルが適正であるか過不足
であるかの表示を行っているが、これらの出力に基づい
て駆動回路11の駆動レベルを自動的に増減させ、擬似
折損信号レベルが設定された工具とワークとの種類に応
じて自動的に最適レベルとなるように調整することも可
能である。
In this embodiment, the mounting target to which the pseudo breakage signal converter 1 is mounted is set by its material. However, the acoustic impedance itself of the mounting target, that is, the product of the sound velocity and the density is input as it is to set the clock width. It is also possible to set it. Further, in the present embodiment, it is displayed whether the breakage detection signal level generated by the comparators 15 and 16 is proper or excessive. However, the drive level of the drive circuit 11 is automatically determined based on these outputs. It is also possible to adjust so that the pseudo breakage signal level automatically becomes the optimum level according to the type of the set tool and work.

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

第1図は本発明による擬似折損信号発生装置の回路部の
一実施例を示すブロック図、第2図はこの擬似折損信号
発生装置の擬似折損信号変換器の構造を示す断面図、第
3図は本発明の擬似折損信号発生装置を工具折損検出装
置に適用した一例を示すブロック図、第4図は擬似折損
信号発生装置のレベル調整時の増幅器の増幅率変化を示
すグラフである。 1……擬似折損信号変換器 2……擬似折損信号発生
回路部 3……ケース 4,5……圧電素子 6
……ワーク 10……レベル設定器 11……駆動
回路 12……増幅器 13-1〜13-n……アナロ
グスイッチ 14……カウンタ 15,16……比
較器 17……クロック発生器 18……取付対象
設定部 19……ROM 20……過不足表示器
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a circuit portion of a pseudo breakage signal generator according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a pseudo breakage signal converter of this pseudo breakage signal generator, and FIG. FIG. 4 is a block diagram showing an example in which the pseudo breakage signal generator of the present invention is applied to a tool breakage detection device, and FIG. 4 is a graph showing a change in amplification factor of an amplifier when the level of the pseudo breakage signal generator is adjusted. 1 ... Pseudo breakage signal converter 2 ... Pseudo breakage signal generation circuit section 3 ... Case 4, 5 ... Piezoelectric element 6
…… Work 10 …… Level setter 11 …… Driving circuit 12 …… Amplifier 13-1 to 13-n …… Analog switch 14 …… Counter 15, 16 …… Comparator 17 …… Clock generator 18 …… Mounting Target setting section 19: ROM 20: Excess / shortage indicator

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】工作機械の工具近傍に設けられるAEセン
サを有し、工具折損時のAE信号に基づいて折損を検出
する工具折損検出装置の感度調整に用いる擬似折損信号
発生装置であって、 送受波用の変換素子を有する擬似折損信号変換器と、 工具に対応して設定されたレベルにより工具の折損時に
得られるAE信号の周波数を含む擬似折損信号を発生し
て前記擬似折損信号変換器の送波用変換素子を駆動する
駆動手段と、 前記擬似折損信号変換器の受波用変換素子に得られる擬
似折損信号を増幅する受信手段と、 前記受信手段の受波レベルを工具に対応した擬似折損信
号レベルにより弁別する弁別手段と、 前記弁別手段により弁別された擬似折損信号レベルの過
不足を表示する表示手段と、を具備することを特徴とす
る擬似折損信号発生装置。
1. A pseudo breakage signal generation device for use in adjusting the sensitivity of a tool breakage detection device having an AE sensor provided in the vicinity of a tool of a machine tool and detecting a breakage based on an AE signal at the time of tool breakage, Pseudo breakage signal converter having a transducer element for transmitting and receiving, and a pseudo breakage signal converter for generating a pseudo breakage signal including a frequency of an AE signal obtained at the time of breakage of the tool according to a level set corresponding to the tool Driving means for driving the wave conversion element, receiving means for amplifying the pseudo breakage signal obtained in the wave receiving conversion element of the pseudo breakage signal converter, and the reception level of the reception means corresponding to the tool. Pseudo breakage signal generation, comprising: discrimination means for discriminating based on the pseudo breakage signal level; and display means for displaying an excess or deficiency of the pseudo breakage signal level discriminated by the discrimination means. Location.
【請求項2】前記受信手段は、前記擬似折損信号変換器
が取付けられる対象物を選択する選択手段と、選択され
た対象物の音響インピーダンスに基づいた変化率により
増幅率を可変しつつ前記受波用圧電素子の出力を増幅す
る増幅器と、を有することを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の擬似折損信号発生装置。
2. The receiving means includes a selecting means for selecting an object to which the pseudo breakage signal converter is attached, and the receiving means while varying an amplification factor according to a change rate based on an acoustic impedance of the selected object. The pseudo breakage signal generating device according to claim 1, further comprising: an amplifier that amplifies an output of the wave piezoelectric element.
JP60003651A 1985-01-11 1985-01-11 Pseudo breakage signal generator Expired - Lifetime JPH066252B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60003651A JPH066252B2 (en) 1985-01-11 1985-01-11 Pseudo breakage signal generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60003651A JPH066252B2 (en) 1985-01-11 1985-01-11 Pseudo breakage signal generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61164762A JPS61164762A (en) 1986-07-25
JPH066252B2 true JPH066252B2 (en) 1994-01-26

Family

ID=11563375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60003651A Expired - Lifetime JPH066252B2 (en) 1985-01-11 1985-01-11 Pseudo breakage signal generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH066252B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61164762A (en) 1986-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4918616A (en) Tool monitoring system
EP0165482B1 (en) Tool monitoring system
JPH066252B2 (en) Pseudo breakage signal generator
US5850184A (en) Ultrasonic tool confirmation sensor
JPS6264973A (en) Ultrasonic range finder
JPH03294150A (en) Tool abnormality detecting method
KR0120489Y1 (en) Device for measuring the distance using ultrasonic wave
JPH069765B2 (en) Pseudo breakage signal generator
JPH066253B2 (en) Tool breakage detector
JP2771570B2 (en) Ultrasonic detector
JP2548600B2 (en) Ultrasonic handset
KR0152725B1 (en) Distance measurement method and apparatus using ultrasonic wave
JP2686963B2 (en) Ultrasonic detector
SU1119825A1 (en) Apparatus for determining information on cutting process variables
JPS61164761A (en) Detecting device of tool breakage
JPH03180794A (en) Method and instrument for ultrasonic distance measurement
RU2082160C1 (en) Ultrasound depth meter or depth meter of flaw detector
SU998943A1 (en) Ultrasonic flaw detector
SU1548752A1 (en) Device for determining strength of concrete
JP3154077B2 (en) Ultrasonic controller
JPS61132862A (en) Tool breakage detecting device
SU1330516A1 (en) Method of determining the time of failure of friction pair coating
JPS61132864A (en) Tool breakage detecting device
SU1077768A1 (en) Apparatus for determining the moment of engagement of workpiece by cutting tool
JPH055624B2 (en)