JPH0691427A

JPH0691427A - 間欠歯状体の歯欠け検出装置

Info

Publication number: JPH0691427A
Application number: JP26558992A
Authority: JP
Inventors: Osamu Honda; 修本田; Shingo Arakawa; 信悟荒川; Satoru Kato; 哲加藤; Mikio Yamashita; 幹夫山下; Masatoshi Terada; 雅俊寺田; Kazuaki Kobayashi; 和秋小林; Isamu Fujikawa; 勇藤川; Mikio Sawa; 幹夫澤
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1992-09-09
Filing date: 1992-09-09
Publication date: 1994-04-05

Abstract

(57)【要約】【目的】歯欠け検出装置のセンサの破損のおそれをな
くし、間欠歯状体の歯欠けを確実にかつ早期に発見させ
る。【構成】回転刃10を挟んで、その一方側からレーザを
投光する投光器20と、他方側でそのレーザを受光する受
光器30とを、所定距離をおいて対向して設置し、信号処
理系において、前記レーザの通光状態をパルス信号とし
て検出し、該信号のうち、刃振れによる誤動作領域を除
いた範囲を基準として刃欠信号の出力を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、間欠歯状体よりなる
ノコ歯等を用いた切断機および切削機において、その運
転中、間欠歯状体の歯欠けを確実にかつ早期に発見でき
る歯欠け検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】間欠歯状体よりなるノコ歯等を用いた切
断機および切削機の歯欠けの検出は、従来、検査マンの
目視チェックにより行われていたが、一般にそれらが用
いられる機械のラインスピードは高速であること、さら
に連続して常時監視する必要があることなどから、疲労
等による見落としは免れず、気がついたときには多量の
欠陥が発生したというケースがほとんどであった。

【０００３】このため自動的に刃欠けを検出する装置と
して、図８に示す特開昭６３−８１２０４号のような光
距離センサを用い、あるいは図９に示す特開平２−１８
０５２０号のような渦流変位センサを用いて、刃先の凸
凹を距離として検出し、その検出値をしきい値と比較し
て刃欠けを検出する技術が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの技術
は、本来トリマのような比較的信号処理の行い易い連続
刃状体を対象とするものであり、連続刃状体の刃欠け検
出の際は図１０に示すようにしきい値レベル判定を行え
るが、間欠歯状体の刃欠け検出を行う際は信号間隔が刃
欠けにより変化し、しきい値レベルの判定が困難となる
問題がある。

【０００５】また、センサが刃先の凸凹を距離として検
出するというものであり、その設置箇所をある程度被検
出体の近くに置く必要がり、多量に飛散する切り屑によ
ってセンサが破損するおそれが大きいという問題があ
る。

【０００６】この発明は、以上のような従来技術の問題
点に鑑み創案されたもので、センサの破損のおそれがな
く、間欠歯状体の歯欠けを確実にかつ早期に発見できる
歯欠け検出装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、この発明に係
る間欠歯状体の刃欠け検出装置は、間欠歯状体を挟ん
で、その一方側からレーザを投光する投光器と、他方側
でそのレーザを受光する受光器とを、所定距離をおいて
対向して設置したレーザ判別センサと、前記レーザの通
光状態をパルス信号として検出し、該信号のうち、刃振
れによる誤動作領域を除いた範囲を基準として刃欠信号
の出力を行う信号処理系とからなることを特徴とする。

【０００８】ここで、刃振れによる誤動作領域とは、前
記パルス信号のうち、刃振れによってレーザが漏光する
場合のパルス信号の変化領域をいい、例えば図２(e)は
刃振れ時のパルス信号を示したものであるが、同図にお
いては不完全遮光および不完全通光の領域、すなわち4
〜5V、1〜2Vの領域をいう。

【０００９】また、飛散中の切り屑や刃面についた切り
屑によるノイズを認識するため、前記信号処理系に、前
記パルス信号を実効値処理する実効値処理回路を設けて
も良く、さらに運転速度に左右されずに確実に判別する
ために前記実効値処理回路により得られた実効値を微分
処理する微分回路を設けても良い。

【００１０】

【作用】本発明ではレーザ判別センサを用い、それを図
１に示すように間欠歯状体１を挟んで、その一方側から
レーザを投光する投光器２と他方側でそのレーザを受光
する受光器３とを対向して設置している。したがって、
レーザの通光状態により運転中でもその刃欠けが瞬時に
わかるものとなっているが、このような設置構成により
投光器２と受光器３とをある程度間欠刃状体１から離し
て設置することができ、飛散切り屑による破損防止が図
られる。しかも、このセンサは、投光器２から受光器３
へのレーザの通光状態を基準とするため、レーザ光のス
ポット径は小さくてすみ、それにより図１に示すよう
に、切り屑囲いカバー４を設置する場合でもレーザ光を
通す孔は極めて微小なものでたり、センサを常に良好な
状態に置くことができる。

【００１１】また、間欠歯状体１の刃振れの際は、レー
ザの通光状態に影響がでるが、本発明の信号処理系にお
いては、前記レーザの通光状態をパルス信号として検出
し、該信号のうち、刃振れによる誤動作領域を除いた範
囲を基準として刃欠信号の出力を行うので、刃振れに関
係なく刃欠けの検出が確実に行えるものとなっている。
図２(a)(b)(c)は間欠歯状体１に刃振れがない場合（(a)
では破線で示す）、同図(a)(d)(e)は刃振れが生じた場
合（(a)では実線で示す）のそれぞれの場合のレーザス
ポットとそのパルス信号を示した説明図であり、これら
の図を用いて刃振れによる誤検出防止の作用を説明す
る。間欠歯状体１に刃振れがない通常の状態では、同図
(b)に示すように、レーザ光が完全に歯部に遮断され、
そのパルス信号も同図(c)に示すように整然とした信号
となるが、刃振れが生じると、同図(d)に示すように、
レーザ光は不完全に遮光されることになり、同図(e)に
示すように、刃欠けの誤信号となってしまう。そこで、
刃振れによる誤動作領域（図２では4〜5V、1〜2V）を考
慮し、予めこの領域をリミットして処理し、そのリミッ
ト領域（図２では2〜4V）を基準とすることにより、同
図(f)に示すように刃振れの際の信号を整然なものとす
ることができ、誤検出の防止が図られるものとなる。

【００１２】ところで、刃欠けの検出の際は、飛散中の
切り屑や刃面についた切り屑により、検出信号にノイズ
がでるおそれがある。例えば、図３(a)は刃欠け時のパ
ルス信号、同図(c)は切り屑遮蔽時のパルス信号をそれ
ぞれ示すが、同図(c)では、切り屑の遮蔽により信号に
ノイズが生じ、刃欠けなしの状態を正確に検出できない
ものとなっている。しかし、これらの信号を実効値処理
すると、刃欠け時の通光による実効値は同図(b)に示す
ように部分的に上昇するのに対し、切り屑遮蔽時の実効
値は同図(d)に示すように減少することになり、刃欠け
の認識はもちろん、切り屑によって遮蔽されていること
が明瞭に認識できる。そこで、前記信号処理系に実効値
処理回路を設けた場合には、飛散中の切り屑や刃面につ
いた切り屑によるノイズに影響されずに刃欠けの検出を
正確に行うことができるものとなる。

【００１３】一方、間欠歯状体の運転速度も、刃欠けの
検出に影響を与える。運転速度が遅い場合のパルス信号
を図４(a)に、その実効値を同図(b)に、また運転速度が
早い場合のパルス信号を図４(d)に、その実効値を同図
(e)にそれぞれ示すので、その図を用いて説明すると、
運転速度が遅いときは同図(a)に示すようにパルスピッ
チが広がり、前記実効値処理することで同図(b)に示す
ように、刃欠け部分以外のベースが低い値（2.5V）とな
り、刃欠けの検出が容易となっているのに対し、運転速
度が早くなる同図(d)の場合は、その実効値処理後は同
図(e)に示すように、刃欠け部分以外のベースが高くな
り（3V）、刃欠け部信号のしきい値判定ができなくなっ
てしまうのである。そこで、実効値処理後にその実効値
を微分回路で微分処理し、刃欠けの変化分だけを抽出す
れば、運転速度に関係なく刃欠けの検出が確実なものと
なり有益となる。なお、検出を更に容易にさせるため
に、微分処理した値を増幅器を用いて増幅させれば、よ
り有益となることは言うまでもない。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例について説明す
る。なお、本発明は以下の実施例になんら限定されるも
のではない。

【００１５】図５ないし７は本発明に係る一実施例を示
し、鋼板のかい先(A)をとるエッジミラーに本発明を用
いた例を示す。図５はエッジミラー全体を示す説明図、
図６は刃欠け検出装置を示す説明図、図７は刃欠け検出
のブロック図であり、図中10は回転刃、20は投光器、30
は受光器、40は切り屑飛散防止カバー、50は信号制限回
路、60は実効値処理回路、70は微分処理回路、80はしきい
値判定回路である。

【００１６】前記エッジミラーは、図６に示すように、
上刃11、中刃12、下刃13よりなり、該下刃13に、エアシ
リンダ15によりワイヤブラシ14が当接可能に設置され、
刃欠け検出時にワイヤブラシ14を当接させて刃面に焼き
付いた切り屑を除去するものとなっている。

【００１７】このようなエッジミラーにおいて、本実施
例ではレーザ判別センサが用いられている。すなわち、
回転刃10を挟んで、その一方側からレーザを投光する投
光器20と他方側でそのレーザを受光する受光器30とを２
ｍの距離で対向して設置している。前記投光器20は、レ
ーザスポットが回転刃10の歯部となるような位置に設定
する。また特に、投光器20と受光器30とは、ある程度間
回転刃10から離して設置し、そしてそれらには切り屑飛
散防止カバー40で覆う構成とし、飛散切り屑によるセン
サの破損防止を図る。該切り屑飛散防止カバー40には、
レーザ21を通行させるための小孔41が設けられている
が、本実施例ではその直径がわずか2mmであり、投光器2
0および受光器30によるレーザの感知が切り屑に影響さ
れずに、常に良好に行われるものとなっている。

【００１８】また、本実施例では、図７に示すように、
前記センサにより検出されたパルス信号について、刃振
れによる誤動作領域を除いた範囲を基準の信号として出
力を行う信号制限回路50を設け、刃振れの影響に関係な
く刃欠けを確実に検出できるように構成している。更
に、該信号制限回路50に続けて、実効値処理回路60、微
分処理回路70、しきい値判定回路80を設けている。前記
実効値処理回路60は、飛散中の切り屑や刃面についた切
り屑によるノイズに影響されずに刃欠けの検出を行うべ
く、センサからのパルス信号を実効値に処理するもので
あり、前記微分処理回路70は、回転刃10の回転速度に影
響されずに刃欠けの検出を行うべく、前記実効値処理回
路60において処理された実効値を微分処理して出力する
ものである。

【００１９】以上よりなる本実施例の刃欠け検出を図７
を用いて説明する。

【００２０】レーザ判別センサにより、回転刃10に対す
るレーザの通光状態が検知され、これがパルス信号とし
て信号制限回路50に送られる。該信号制限回路50では、
予め刃振れによる誤動作領域を設定しておき、この範囲
を除いた信号を改めて次の実効値処理回路60に送る。こ
の信号制限回路50において誤動作領域をリミットするこ
とで、刃振れによる誤検出を防ぐことができるものとな
る。次に、実効値処理装置60では、送られた信号を実効
値処理し、その値を微分回路70に送り、該微分回路70で
は、その実効値を微分処理する。これらの処理により、
飛散中の切り屑や刃面についた切り屑によるノイズおよ
び回転刃10の回転速度に関係なく、刃欠けの信号を確実
に検出できるものとなる。微分回路70からの出力は、し
きい値判定回路80に送られるが、該回路80には予めしき
い値が設定されており、出力値としきい値との比較によ
って最終的に刃欠けの信号を出力する。この判断信号
は、警報を発するようになっている。

【００２１】以上のように、本実施例によれば、飛散切
り屑によるセンサの破損防止が十分図られることはもち
ろん、刃振れによる誤検出を防ぐことができるととも
に、飛散中の切り屑や刃面についた切り屑によるノイズ
および回転刃10の回転速度に関係なく刃欠けの検出が行
えるものとなっている。

【００２２】なお、本実施例では、回転刃10の下刃13の
刃欠けだけを検出する構成としてあるが、これは説明の
便宜のためであり、もちろん上刃11や中刃12に同様の構
成を設けても良い。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る歯欠
け検出装置によれば、センサの破損のおそれがなく、間
欠歯状体の歯欠けを確実にかつ早期に発見できるものと
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるレーザ判別センサの設置状況を
説明する図である。

【図２】刃振れの際の刃欠け検出における影響を説明す
る図であり、(a)は間欠歯状体のレーザスポットを示す
説明図、(b)は完全に遮光された場合のレーザスポット
を示す説明図、(c)は(b)の際のパルス信号図、(d)は刃
振れ時の不完全に遮光された場合のレーザスポットを示
す説明図、(e)は(d)の際のパルス信号図、(f)は刃振れ
による誤動作領域をリミットしたパルス信号図である。

【図３】飛散中の切り屑や刃面についた切り屑による刃
欠け検出への影響を説明する図であり、(a)は刃欠け時
のパルス信号図、(b)は(a)の実効値を示す図、(c)は切
り屑による遮蔽時のパルス信号図、(d)は(c)の実効値を
示す図である。

【図４】間欠歯状体の運転速度による刃欠け検出への影
響を説明する図であり、(a)は運転速度が遅いときのパ
ルス信号図、(b)は(a)の実効値を示す図、(c)は(b)の実
効値を微分処理した出力を示す図、(d)は回転速度が早
いときのパルス信号図、(e)は(d)の実効値を示す図、
(f)は(d)の実効値を微分処理した出力を示す図である。

【図５】本発明の一例を用いたエッジミラー全体を示す
説明図である。

【図６】本実施例のレーザ判別センサの構成を示す説明
図である。

【図７】本実施例の刃欠け検出装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図８】特開昭６３−８１２０４号の技術を示すブロッ
ク図である。

【図９】特開平２−１８０５２０号の技術を示すブロッ
ク図である。

【図１０】従来技術における連続歯状体のは欠け検出信
号図であり、(a)は刃欠けがある場合の信号図、(b)刃欠
けがない場合の信号図である。

【符号の説明】

1 間欠歯状体 2,20 投光器 3,30 受光器 4 切り屑囲いカバー 10 回転刃 50 信号制限回路 60 実効値処理回路 70 微分処理回路 80 しきい値判定回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山下幹夫東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者寺田雅俊東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者小林和秋東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者藤川勇東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者澤幹夫東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】間欠歯状体を挟んで、その一方側からレ
ーザを投光する投光器と、他方側でそのレーザを受光す
る受光器とを、所定距離をおいて対向して設置したレー
ザ判別センサと、前記レーザの通光状態をパルス信号と
して検出し、該信号のうち、刃振れによる誤動作領域を
除いた範囲を基準として刃欠信号の出力を行う信号処理
系とからなる間欠歯状体の歯欠け検出装置。
【請求項２】請求項１記載の間欠歯状体の歯欠け検出
装置において、前記信号処理系に、前記パルス信号を実
効値処理する実効値処理回路を設けたことを特徴とする
請求項１記載の間欠歯状体の歯欠け検出装置。
【請求項３】請求項２記載の間欠歯状体の歯欠け検出
装置において、前記信号処理系に、前記実効値処理回路
により得られた実効値を微分処理する微分回路を設けた
ことを特徴とする請求項２記載の間欠歯状体の歯欠け検
出装置。