JPH084995B2 - 切削工具と工作物の接触を検出する装置と方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明の工作機械の雑音によって虚偽の警報を発生
せずに、切削工具と工作物の間の接触による振動を速や
かに検出する改良された装置と方法に関する。

工作機械モニタは、ゆっくりと前進する工具挿着体が
初めて工作物と接触する時の振動レベルの突然の増加を
検出する。工作物をきずつける程工具が前進する前に、
工具接触事象を速やかに検出するには、検出の判定の為
に低い振動閾値を設定することが必要である。或る工作
機械では、持続時間が短いが、振幅の大きいスパイク形
雑音が起る。こういう雑音スパイクで虚偽の警報を発生
しない様な措置をとらないと、工作物の面の位置に対す
る誤ったデータが発生される。この工作機械モニタの接
触の特徴を利用して、工具のオフセットを定めると共
に、部品の寸法をオンラインで測定することが出来る。

音響式接触検出装置を試験する際に生産用旋盤で生ずる
雑音スパイクは、工具接触事象を速やかに検出する為に
保証として、設定しなければならない工具接触検出閾値
の数百倍という大きな振幅を持っている。然し、雑音ス
パイクの持続時間は何時も、接触閾値レベルで測定し
て、８乃至14ミリ秒の狭い帯域内に入っており、スパイ
クの持続時間を決定する要因が、接触検出装置のアナロ
グ予備処理回路にあるエイリヤシング防止フィルタであ
ることを示している。このフィルタのカットオフ周波数
は、ディジタル装置に於けるこの後の標本化動作によっ
てエイリヤシングが発生しない様にする位に低い。標本
化周期は、アナログ信号サンプルの合間に信号のディジ
タル解析が出来る位に長い。従って、雑音スパイクの持
続時間を短縮する為に、フィルタのカットオフ周波数を
高くすることは望ましくない。

この発明は、米国特許第4,428,055号並びに1984年８
月29日に出願された係属中の米国特許出願通し番号第64
5,203号の改良である。後に記載した米国特許出願で
は、雑音スパイクの判っている最大持続時間よりも長い
期間の間、工具接触警報を遅延させることにより、虚偽
の警報の問題を除いている。この期間は前に述べた例で
は15ミリ秒であり、この為１吋／分の公称の接触試験前
進速度では、工具は初期接触の後、約0.2ミルだけ工作
物の中に前進することが出来る。この遅延は、部品に若
干のきずがつくことを許すことの出来る様な最初の切込
み及び中間の切込み以外の切込みに装置を使う場合、一
層遅い工具前進速度を使うことによって測定時間を長く
することを必要とするので、装置の避けることの出来な
い他の遅延と加えた場合、許容し得るぎりぎりのところ
である。検出用の振幅の閾値と交差した後、雑音パルス
のピークが通過する間だけ待って、勾配の極性を試験
し、勾配が負であれば、信号を捨てることが、アナログ
回路方式で提案されている。警報までの遅延時間が短縮
されるが、多重ピークの雑音パルスにより、時また虚偽
の警報が発生される。

発明の要約 この発明の目的は接触検出の遅延を最小限にし、単一
ピーク及び多重ピークの振幅の大きい雑音パルスで虚偽
の警報を発生することをなくしながら、従来の工作機械
モニタの性能を改善することである。

別の目的は、工作機械のスパイク形雑音で虚偽の警報
を発生する問題に対する解決策として、工作機械モニタ
装置に工具の接触の検出能力を付け加えるのに、余分の
ハードウエアを必要としない様に、工作機械モニタの工
具破損検出器のディジタル方式と両立し得る様な解決策
を提供することである。

好ましい実施例の音響式工具接触検出器は次に述べる
様な部品を持っている。広帯域加速度計の様な振動セン
サが工作機械の上に位置ぎめされて、工具と工作物の界
面に於ける振動並びに工作機械のその他の雑音を感知
し、対応する電気信号を発生する。アナログ予備処理装
置が、信号を増幅すると共に帯域波して、機械の一層
低い周波数の雑音を減衰させる手段と、整流器及びエイ
リヤシング防止用低域フィルタで構成されたエネルギ検
出手段とで構成されている。単一極性の出力信号が、こ
の波形を標本化してアナログ信号サンプルをディジタル
形式に変換する手段に送られる。ディジタル装置にある
工具接触検出論理回路が、信号が低い閾値と交差したか
どうかを判定し、その後信号の振幅の勾配の極性を決定
する。第１に、工具と工作物が接触していない状態で工
作機械が運転される時に生ずる連続的な往復動雑音レベ
ルを越える低い閾値レベルより高い信号サンプルを検出
する手段が設けられる。第２に、閾値を越えることごと
くの現在のサンプルをその前のサンプル、又は現在のサ
ンプルとその前のＮ個のサンプルの平均である追跡平均
と比較して、信号の勾配の極性を表示する信号を設け
る。第３に、正の勾配の表示又はカウントが負の勾配の
カウントを所定の数だけ越えた時に、工具接触警報を発
生する増数／減数計数器の様な手段を設ける。この所定
の数は、単一ピーク及び多重ピークの雑音スパイクを虚
偽の警報として排除する様に選ばれる。警報をトリガす
る為の予め設定された数は、閾値レベルに交差してから
振幅の大きい雑音スパイクのピークに達するまでの期間
内の最大数のカウント又はサンプルより僅かに大きくす
ることが出来る。

工具接触事象の振動の微候を認識するまでの遅延を短
縮する方法の別の特徴は、警報信号が工作機械制御装置
に伝達されて、工具の前進を止めることである。

発明の詳しい説明 機械的に発生された雑音スパイクを原因とする誤った
接触事象の検出を避けると共に、その際、真の接触事象
を検出する時の遅延を最小限にするという工具接触検出
器の能力は、加工の際、工作機械で部品を測定するのに
使う時に重要であることが判っている。これは、機械の
軸受の様な源からの雑音スパイクが、部品の面の位置に
関する虚偽の測定値に対応する様な、虚偽の工具接触の
検出を発生することがあるからである。遅延時間を最短
にすることは２つの理由で重要である。第１に、接触の
時点と遅延した接触の検出との間の工具の前進により、
部品の面の位置の表示に誤差が生ずる。第２に、この遅
延を、工具の前進を瞬時に止めることが出来ない装置の
他の遅延と加えると、工具が部品の中に入り込む様に
し、こうして部品に或る程度のきずをつける。１吋／分
という妥当に遅い工具前進速度では、遅延の１ミリ秒が
0.016ミリの工具の前進に対応する。妥当な目標とし
て、約0.1ミルの部品の面の位置の精度を得るには、接
触を検出するまでの遅延を６ミリ秒未満に抑えることが
必要であり、そうしないと、遅延が十分一様であれば、
面の位置であれを補償することが必要になる。部品の面
をきずつける点での目標は、仕上げ面では約0.2ミリ未
満であり、仕上げ面以外の測定値ではかなり大きな工具
の進入深さを許すことが出来る。工作機械が工作機械モ
ニタから工具接触信号を受取ってから約50ミリ秒未満の
内に、工具の前進を停止する為には、特別の装置が必要
になることがある。

工具と工作物の面の実際の最初の接触と接触の検出の
判定の間の遅延の主な理由は、検出された信号レベルの
増加が雑音スパイクによるものであるか、真の工具接触
事象によるものであるかに関して確実な判定を下すこと
が出来る位に十分な情報を含む一組の信号サンプルを収
集して解析する必要がある為である。工作物の面の位置
の精度並びに部品がきずつけられる惧れがある点で、こ
の遅延には犠牲が伴うが、最小限の数の信号サンプルを
用いて識別し得る様な、雑音スパイクと接触信号の特徴
を検査することにより、この遅延を最短にすることが重
要である。雑音スパイクの形は、標本化に備えてセンサ
信号を処理した後は、略一定であることが判った。信号
の勾配が正から負に変化する雑音スパイクのピークは、
スパイクの開始後の略同じ時刻に発生する。こういうこ
とを利用して、工具の接触を雑音パルスから区別する。

第１図について説明すると、前進する工具挿着体と工
作物の間の初期接触による音響的な振動、並びに工具が
ゆっくりと前進する時の工作機械のその他の雑音が、加
速度計の様な適当な振動センサ10によって検出される。
その後、センサ信号をアナログ信号チャネルで予備処理
する。このチャンネルの出力信号は、ディジタル微候認
識論理回路によって認識される様な工具接触事象の微候
を含んでいる。アナログ信号チャンネルが増幅器及び帯
域フィルタ11と、両波整流器12及びエイリヤシング防止
用低域フィルタ13で構成されたエネルギ検出器とを持っ
ている。出力は、選ばれた帯域内の振動の振幅に比例す
る単一極性のアナログ波形である。工具接触検出器は30
乃至100KHzの領域内の音響振動を利用する。一層低い周
波数に集中する傾向を持つ機械の振幅が大きい雑音を減
衰させることが必要であり、100KHzより高い所では、セ
ンサが工具と工作物の界面に接近していなければ、振動
は著しく減衰する。予備処理した振動信号を適当な標本
化及びアナログ・ディジタル変換回路14により、標本化
してディジタル形式に変換する。

第２図に示したアナログ・チャンネルの出力信号は、
工具接触の微候だけでなく、工作機械の機構によって発
生させる惧れのあるあらゆる雑音スパイクをも含んでい
る。工作物の寸法を検査する作業の間、工具ホルダ及び
切削挿着体（第３図参照）を部品に向けて急速に動か
し、その後、接触するまで、約１吋／分の速度に減速す
る。工具と工作物が接触しない状態の工作機械の普通の
運転によって発生される背景雑音である連続的な往復動
雑音が感知される。或る工作機械では、持続時間が短い
が、振動が大きいスパイク形雑音に出合うことがあり、
他の工作機械は比較的静かであって、この様な雑音パル
スを発生しない。ゆっくりと前進する工具挿着体が初め
て工作物と接触する時、振動レベルに突然の実質的な連
続的な増加が生ずる。こういう機械的な又は音響的な振
動を加速度計によって感知し、電気信号に変換する。小
さな連続的な往復動雑音信号が15に示されており、振幅
の大きい単一ピーク及び多重ピークの雑音スパイクが1
6,17に示されており、緩やかに上昇する工具接触信号が
18に示されている。工具接触検出論理回路は、予め設定
した振幅閾値19を越えて上昇する処理済みの振動信号に
よってトリガされ、雑音スパイクが存在しても、こうい
う雑音スパイクは無視する。閾値レベル19は、連続的な
往復動雑音の信号ピークの或る最低限の倍数、例えば２
乃至３倍である。これは予め設定してもよいし或いは工
作機械の動作時の雑音レベルの変化に追従してもよい。

この発明の説明に入る前に、第３図に示した典型的な
工作機械モニタを説明する。このモニタは横形タレット
旋盤に取付けられている。このモニタは竪形タレット旋
盤及び他の形式の工作機械、例えばフライス盤、マシニ
ング・センタ及びドリルに用いることが出来る。図示の
旋盤の部品は、機械の枠体20、Ｚ軸スライド21、主軸台
22、チャック23、工作物24及びＸ軸横スライド25であ
る。回転自在の工具タレット26が幾つかの工具ブロック
27（１つだけ示す）を持ち、その各々が工具ホルダ28及
び切削挿着体29を支持している。工作機械制御装置30は
例えばゼネラル・エレクトリック社のMC2000である。こ
れらは数値制御装置又は計算機式数値制御装置として知
られている。加速度計31又はその他の振動センサが、工
具と工作物の界面で発生される振動に良好に結合される
様な場所で、旋盤のタレット又はタレット基部に取付け
られる。工作機械モニタの２番目及び３番目の主要な部
品が、好ましくは電子雑音を拾うことを最小限に抑える
為に、タレット近くの旋盤に配置したアナログ予備処理
装置32と、離れた場所に配置されたディジタル処理装置
33である。

適当な１つのセンサは、ビブラメトリックVM1000加速
度計（コネクチカット州のビブラメトリックス・インコ
ーポレーテッド社）であり、その共振周波数より低い比
較的平坦な応答の領域内で使われる。これは回転自在の
タレットに配置するのが普通であり、小形スリップリン
グ及び同軸ワイヤが、それをアナログ予備処理装置32に
結合する。旋盤の設計によるが、別の場所は、回転カッ
プラを必要としない、タレットから離れた場所である。
この加速度計がセンサである場合、アナログ信号処理チ
ャンネルが、信号を35KHz乃至60KHzの領域に制限する帯
域フィルタを含んでおり、エネルギ検出器は両波整流器
とエイリヤシング防止用の500Hz低減フィルタとで構成
されていて、信号エネルギ対時間のアナログ波形を発生
する。この他の加速度計及びアナログ信号処理装置が前
に引用した米国特許出願に記載されている。

ディジタル処理装置のマイクロコンピュータにあるこ
の発明の工具接触検出装置の主な機能が第１図に示され
ている。単一ピーク及び多重ピークの雑音パルスを虚偽
の警報として捨てながら、検出遅延を最短にして工具接
触警報が発生される。工具接触検出論理回路の１番目の
仕事は、閾値交差検出回路34によって行なわれるが、デ
ィジタル信号サンプルが予め設定された低い閾値レベル
19より高いことを検出することである。信号サンプルが
この閾値レベルより高ければ、論理回路は次に信号の振
幅の勾配の極性を決定する。閾値より高いサンプルがサ
ンプル／平均比較回路35に送られ、そこで現在のサンプ
ルの振幅を直ぐ前の、閾値より高いサンプルと、又は追
跡平均の現在値と比較することによって、勾配の極性が
決定される。追跡平均は、現在のサンプルとその前のＮ
個のサンプルの振幅の平均値として計算される。Ｎは約
10より小さい数である。追跡平均が回路36によって計算
される。装置は、単一ピークの雑音スパイクの初めから
そのピーク振幅を通過するまでに発生し得る最大数より
若干大きなカウントにプリセットされた増数／減数計数
器37を利用する。信号の振幅が正の勾配を示す度に、計
数器が減数計数し、負の勾配が表示される度に増数計数
する。計数器がゼロまで減数計数すると、工具接触警報
が発生される。単一ピーク及び多重ピークの雑音スパイ
クは計数器37をゼロまで減数させることがなく、警報が
発生されない。この代りに、ゼロから出発して予め定め
られた数まで増数計数する計数器を用いてもよい。

最小限の数の信号サンプルを用いて識別し得る様な、
雑音スパイクと接触信号の特徴を検査することにより、
警報までの遅延を最短にすることが重要である。MTM工
具接触検出装置の重要な特徴は、ディジタル処理装置又
はディジタル装置によって標本化される前に加速度計信
号（第２図参照）を予備処理する時、アナログ信号チャ
ンネルが、金属間の衝撃に応答して加速度計信号が発生
された時は、殆んど不変のパルスの形を出力することで
ある。これは、この様な衝突信号は持続時間が短く（又
は同等のことであるが、周波数成分が広く）、MTMアナ
ログ・チャンネル・フィルタ、特に500Hz低域フィルタ1
3をインパルスで励振する為である。線形装置のインパ
ルス応答は一定であるる。

MTMアナログ・チャンネル・フィルタの特性と金属間
の衝突による加速度の出力信号の特性の間の関係によ
り、略一定のスパイク雑音の形になるから、雑音スパイ
クを同定し、雑音スパイクの終りより前に、それを工具
接触信号から区別することが出来る。MTM装置で用いら
れる方法は、信号の勾配が正から負に変化する所である
雑音スパイクのピークが、常にスパイクの初めから約1.
5ミリ秒後に起ることに基づいている。他方、スパイク
の合計の持続時間は10ミリ秒程度である。これは、ピー
クからの減衰が、ピークまでの上昇よるも遅いからであ
る。

然し、工具接触検出論理回路は、その正の勾配が1.5
ミリ秒を越えて続く様なことごとくの信号を、工具接触
信号として分類するものではない。これは、スパイク信
号の標本化が割合まばらであり、スパイクが密な環境で
は、２つ又は更に多くの雑音スパイクが重なって、多重
ピークを持つ複合雑音パルスを発生し、この為多数の正
の勾配の領域を発生するからである。方向性計数器37が
選択可能な数にプリセットされ、正の勾配が検出され、
正の勾配の表示又は信号が計数器に送られる場合に、各
々の信号サンプルで減数される。好ましい実施例では、
プリセットされる数は信号サンプルの約３ミリ秒に相当
し、この為、真の接触信号の時、信号の振幅が単調に増
加するので、信号が初めて検出閾値19より高くなってか
ら、接触の検出は僅か３ミリ秒しか遅延しない。

第4a図及び第4b図は、工具接触の音響的な微候に出合
った時、計数器37が最短時間にゼロまで減数計数する様
子を示している。接触信号18′が直接的に増加するもの
として示されており、各々のサンプル時刻に、閾値より
高いサンプルが検出され、新しいサンプルと追跡平均と
の比較により、正の勾配が表示され、正の勾配のカウン
ト又は表示が計数器に送られる。相次ぐ12回目の減数計
数で警報が発生される。破線で示した追跡平均基準は、
処理される振動信号を密接に追跡する為に、平均の計算
に２つのサンプルしか使わない。図面に示した警報まで
の予め設定された数は、例にすぎない。６乃至20の数を
使うことが出来る。数をこれより小さくすれば、遅延が
短くなり、大きくすれば、雑音スパイクに対する免疫性
の安全率が高まる。現在使われている数は、警報までの
カウント又はサンプル数が1/2ミリ秒のサンプル周期で
３ミリ秒に対応して６である。

第5a図及び第5b図は、平均基準方式により、単一ピー
クの雑音スパイクが排除されることを示している。この
追跡平均基準は、信号のピークを素早く検出しようとす
る場合、信号レベルを密接に追跡することを必要とす
る。そうしないと、ピークを越えて得られた信号サンプ
ルは、遅れている平均より高いレベルを持つことがあ
り、従って、初期の正の信号の勾配の延長に誤って寄与
することがあるからである。この密接な追跡が、追跡平
均を計算するのに、（工具破損検出アルゴリズムで行な
われてい様に、平均計算窓で最も最近のサンプルをクリ
ップせずに）少ない数の信号サンプルだけを平均化する
ことによって行なわれる。工具接触検出装置は、現在で
は、この平均の計算作用に２つのサンプルだけを用いて
いる。第5a図で、単一の雑音スパイクでは、両方向計数
器が、スパイクの負の勾配が始まった直ぐ後に、予め設
定された値に向って上向きに計数し、従って検出がなさ
れないことが判る。閾値より高い各々のサンプルをその
前の、閾値より高いサンプルだけに比較するか、又は２
つのサンプルの平均と比較すると、計数器の反転は尚更
速く起る。

第6a図及び第6b図は、サンプル毎の比較方式により、
多重ピークの雑音スパイクが排除されることを示す。計
数器は、最初は12に設定されているが、正の勾配が検出
されている限り、減数計数し、最初のピークを通過して
勾配が負に変化したら、直ぐに増数計数し、２番目のピ
ークの正の勾配を検出した時に減数計数し、この２番目
のピークを通過して勾配が負になった後、再び増数計数
する。この為、工具接触の検出が行なわれない。この変
形は、増数計数速度を減数計数速度よりも高く設定する
ことである。多重ピークの雑音パルスでは、信号の勾配
が正でない時に計数器が増数計数する速度が、信号の勾
配が正である時の減数計数速度より高い為に、計数器が
ゼロまで減数計数することはない。

要約すれば、切削工具と工作物の初期の接触を遅延を
最短にして検出する方法が、工具と工作物が接触しない
状態の時の工作機械の連続的な往復動雑音レベルを越え
る振幅の低い閾値より高い信号サンプルがあれば、この
信号サンプルを検出し、閾値より高いことごとくの現在
のサンプルをその前の閾値より高いサンプル、又は現在
のサンプル及びその前のＮ個のサンプルの平均と比較
し、正又は負の信号の勾配のカウントを発生し、正の勾
配が、単一ピーク及び多重ピークの雑音スパイクを虚偽
の警報として排除するのに十分な予め設定された数だ
け、負の勾配のカウントを越える時、工具接触警報信号
を発生することを含む。この予め設定される数は、振幅
閾値と交差してから振幅の大きい雑音スパイクのピーク
に達するまでの期間内の最大カウントより僅かに大き
い。

同様な原理に基づく雑音スパイクを排除する他の２つ
の方式を挙げることが出来るが、現在の工具接触検出器
の構成では使われていない。１つの方式は、負の勾配を
持つサンプルが検出された時に、直ちに信号を雑音スパ
イクとして排除することである。この方式を使わないの
は、真の接触信号は、部品の面が不均一である為に、一
時的に負の勾配の領域を持つことがあることが実験デー
タで観察されたからである。もう１つの可能性は、最初
の正の信号の勾配を定量的に測定し、工具接触信号に関
係を持つにしては大きすぎる勾配を排除することであ
る。これはよい結果をもたらし、検出遅延を尚更短くす
ることが可能になることがある。然し、勾配の極性の変
化のタイミングではなく、定量的な勾配の値は、スパイ
ク毎に不変ではなく、大幅に変化するスパイクのピーク
振幅の影響を非常に受け易い。

工具の接触を検出する時の遅延を最短にするこの方式
は、工作機械モニタの工具破損検出装置と両立し得る。
工具の破損の検出は、係属中の米国特許出願通し番号第
664,188号同第664,189号及び同第685,005号に記載され
ている。係属中の米国特許出願通し番号744,083号（198
5年６月12日出願）には、部品プログラムの情報を用い
て、加工条件に対して工具破損及び接触検出器を最適化
することが記載されている。この発明の工具接触検出方
式は、この工具破損検出用ソフトウエアの内、利用者が
選択し得る入力パラメータによって選択されて最適化さ
れた部分的な組合せによって構成されている。

この発明を好ましい実施例について具体的に図示し且
つ説明したが、当業者であれば、この発明の範囲内で種
々の変更を加えることが出来ることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の工具接触検出装置のブロック図、第
２図は部品に対する有効な接触をする前にスパイク形雑
音に出合う時のアナログ・チャンネル出力の振動信号を
示すグラフ、第３図は工作機械モニタを取付けた横形タ
レット旋盤の簡略斜視図、第4a図及び第4b図は接触信号
を検出する様子を示しており、増数／減数計数器のカウ
ント、接触信号及び追跡平均を示すグラフ、第5a図及び
第5b図は単一ピークの雑音スパイクを排除する様子を示
しており、増数／減数計数器のカウント、雑音スパイク
信号及び追跡平均を示すグラフ、第6a図及び第6b図はサ
ンプル毎の比較方式によって多重ピークの雑音スパイク
を排除する様子を示しており、増数／減数計数器のカウ
ント及び二重雑音スパイク信号を示すグラフである。 主な符号の説明 10:振動センサ 11:増幅器及び帯域フィルタ 12:両波整流器 13:低域フィルタ 14:標本化及びA/D変換回路 24:工作物 29:切削挿着体 34:閾値交差検出回路 35:サンプル／平均比較回路 37:増数／減数計数器

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工作機械の切削工具と工作物の初期の接触
   を検出する装置に於て、 工具と工作物の界面に於ける振動並びに工作機械のその
   他の雑音に対応する信号を発生する振動センサと、 前記信号を増幅すると共に機械のそれより低い周波数の
   雑音を減衰させる手段と、100KHzより低い音響周波数帯
   のエネルギを検出してアナログ・チャンネル出力波形を
   発生する手段と、 該アナログ・チャンネル出力波形を標本化して、アナロ
   グ信号サンプルをディジタル形式に変換する手段と、 工具接触検出論理回路とを有し、該工具接触検出論理回
   路は、工具と工作物の接触がない状態で工作機械を運転
   したことによって生ずる連続的な雑音レベルを越える低
   い閾値レベルより高い信号サンプルがあれば、該信号サ
   ンプルを検出する手段と、前記閾値を越えることごとく
   の現在のサンプルを少なくとも１つの前のサンプルと比
   較して信号の勾配の極性を表示する手段と、正の勾配の
   表示が負の勾配の表示よりも所定の数だけ大きくなった
   時に工具接触警報を発生する手段で構成されており、前
   記所定の数は、単一ピーク及び多重ピークの雑音パルス
   を虚偽の警報として排除する様に選ばれている装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲１）に記載した装置に於
   て、最後に記載した手段が増数／減数計数器で構成され
   ている装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲２）に記載した装置に於
   て、前記現在のサンプル及びその前のＮ個のサンプルの
   平均である追跡平均を計算する手段を有し、前記比較す
   る手段が、前記現在のサンプルの振幅及び追跡平均を比
   較して勾配の極性を決定する装置。
4. 【請求項４】特許請求の範囲２）に記載した装置に於
   て、前記工具破損警報が工作機械を制御する工作機械制
   御装置に伝達される装置。
5. 【請求項５】切削工具と工作物の軽い擦合い接触を検出
   する工作機械モニタに於て、 工具と工作物の界面に於ける振動及び工作機械のその他
   の雑音に対応する信号を発生する加速度計と、 前記信号を増幅すると共に帯域波して機械の一層低い
   周波数の雑音を減衰させる手段、及び整流器並びにエイ
   リヤシング防止低域フィルタで構成されたエネルギ検出
   手段を持っていて、工具接触事象の微候、雑音スパイ
   ク、及び連続的な往復動雑音信号を含む単一極性のアナ
   ログ波形を出力するアナログ予備処理装置と、 単一ピーク及び多重ピークの雑音スパイクを捨てなが
   ら、工具接触警報を検出の遅延を最小限にして発生する
   ディジタル処理装置とを有し、 該ディジタル処理装置は、前記アナログ波形を標本化し
   て信号サンプルをディジタル形式に変換する手段、前記
   連続的な往復動雑音信号より最低倍率だけ高い設定され
   た低い閾値レベルを越える信号サンプルがある場合、こ
   の信号サンプルを検出する手段、現在のサンプルとその
   前のＮ個のサンプルの平均である追跡平均を計算する手
   段、前記閾値より高いことごとくのサンプルを前記追跡
   平均と比較して正又は負の勾配のカウントを発生する手
   段、及び正の勾配のカウントが負の勾配のカウントより
   も予め設定した数だけ大きくなる時に工具接触警報を発
   生する手段で構成されている工作機械モニタ。
6. 【請求項６】特許請求の範囲５）に記載した工作機械モ
   ニタに於て、最後に記載した手段が増数／減数計数器で
   ある工作機械モニタ。
7. 【請求項７】特許請求の範囲６）に記載した工作機械モ
   ニタに於て、前記警報をトリガする為に正の勾配のカウ
   ントが越えるべき前記予め設定された数が、前記閾値と
   交差してから振幅の大きい単一ピークの雑音スパイクの
   ピークまでの期間内の最大カウントより若干大きい工作
   機械モニタ。
8. 【請求項８】切削工具と工作物の初期の接触を遅延を最
   低限にして検出する方法に於て、 工作機械が工作物に向ってゆっくりと前進して軽い擦合
   い接触する時の工作機械の振動を感知し、該振動を電気
   信号に変換し、 前記信号を増幅並びに波して、加工による一層低い周
   波数の雑音を減衰させることによって、前記信号をアナ
   ログ・チャンネルで予備処理し、100KHzより低い選ばれ
   た帯域内の振動の振幅を表わす単一極性のアナログ波形
   を発生し、 該アナログ波形を標本化して信号サンプルをディジタル
   形式に変換し、 工具と工作物が接触していない状態に於ける工作機械の
   連続的な往復動雑音レベルを越える、振幅の小さい閾値
   を越える信号サンプルがあれば、該信号サンプルを検出
   し、前記閾値を越えることごとくの現在のサンプルをそ
   の前の少なくとも１つの、前記閾値を越えるサンプルと
   比較して正又は負の信号勾配のカウントを発生し、正の
   勾配のカウントが負の勾配のカウントを予め設定された
   数だけ越えた時に工具接触警報信号を発生する工程を含
   み、前記予め設定された数は、単一ピーク及び多重ピー
   クの工作機械の雑音スパイクを虚偽の警報として排除す
   る様になっている方法。
9. 【請求項９】特許請求の範囲８）に記載した方法に於
   て、警報をトリガする為の予め設定された数が、前記閾
   値に交差してから振幅が大きい単一ピークの雑音スパイ
   クのピークに達するまでの期間内の最大カウントより僅
   かに大きい方法。
10. 【請求項１０】特許請求の範囲９）に記載した方法に於
    て、前記工具接触警報信号を工作機械制御装置に伝達し
    て、前記切削工具の前進を止める工具を含む方法。