JPS59142050A - 工具損傷検出装置 - Google Patents
工具損傷検出装置Info
- Publication number
- JPS59142050A JPS59142050A JP1623383A JP1623383A JPS59142050A JP S59142050 A JPS59142050 A JP S59142050A JP 1623383 A JP1623383 A JP 1623383A JP 1623383 A JP1623383 A JP 1623383A JP S59142050 A JPS59142050 A JP S59142050A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- signal
- damage
- voltage
- automatic machine
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
- G01H1/003—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
- G05B19/4065—Monitoring tool breakage, life or condition
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37351—Detect vibration, ultrasound
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/37—Measurements
- G05B2219/37434—Measuring vibration of machine or workpiece or tool
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Automation & Control Theory (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】
本発明は加工機の工具損傷なＡ、Ｅ （アコースティッ
クエミッション）信号の強度を検出する方法を用いて検
知する工具損傷検出装置に関する。
クエミッション）信号の強度を検出する方法を用いて検
知する工具損傷検出装置に関する。
ＡＥ倍信号用いて工具損傷検出を行なう方法は加工機や
工具に特別な構造上の変更を加えることなく、工具や刃
物台などに検出子を取り付けることによって行ない得る
ため、工具損傷検出が容易であり、また検出子の出力を
増幅することで検出感度を高めることができるなどの利
点を持っている。
工具に特別な構造上の変更を加えることなく、工具や刃
物台などに検出子を取り付けることによって行ない得る
ため、工具損傷検出が容易であり、また検出子の出力を
増幅することで検出感度を高めることができるなどの利
点を持っている。
このような工具損傷検出装置に使用されている検出回路
のブロック図の従来技術の一例を第１図に示す。これは
検出子１の出力をアンプ２で増幅し、フィルタ３で所定
の信号成分だけを取り出し、これを一定時間の平均電圧
（信号電圧）を出力させ、包絡検波器４で検波する。さ
らに上記信号電圧と、予め設定した電圧（判定電圧）７
とを比較器５で比較し、信号電圧が判定電圧を超えた場
合に警報回路６が動作し、工具損傷を知らせるというよ
うな構成である。
のブロック図の従来技術の一例を第１図に示す。これは
検出子１の出力をアンプ２で増幅し、フィルタ３で所定
の信号成分だけを取り出し、これを一定時間の平均電圧
（信号電圧）を出力させ、包絡検波器４で検波する。さ
らに上記信号電圧と、予め設定した電圧（判定電圧）７
とを比較器５で比較し、信号電圧が判定電圧を超えた場
合に警報回路６が動作し、工具損傷を知らせるというよ
うな構成である。
しかしながらＡＥ倍信号工具損傷検出外、正常な切削時
においても発生していて、その強度は送り速さ、切削速
度、切削深さなどの加工条件、さらに工具、被削材など
の種類、大きさなどによって異なる。
においても発生していて、その強度は送り速さ、切削速
度、切削深さなどの加工条件、さらに工具、被削材など
の種類、大きさなどによって異なる。
単一の工具および被剛材で同一の加工条件で加工を行な
う場合は、その正常な切削時のＡＥ信号強度は一連の加
工を通じて一定と見なせるから工具損傷検出のための判
定電圧は一つの設定値で十分であるが、例えば多数の工
具を順次に使用し、異なった加工条件で加工を行なう自
動工作機械の工具損傷検出の場合には、単一の判定電圧
の下では一連の加工のうちでもっとも大きなＡＥ倍信号
発生する加工に合わせ、この際発生する正常な切削時の
信号電圧以上の値に判定電圧を設定せざるを得ない。
う場合は、その正常な切削時のＡＥ信号強度は一連の加
工を通じて一定と見なせるから工具損傷検出のための判
定電圧は一つの設定値で十分であるが、例えば多数の工
具を順次に使用し、異なった加工条件で加工を行なう自
動工作機械の工具損傷検出の場合には、単一の判定電圧
の下では一連の加工のうちでもっとも大きなＡＥ倍信号
発生する加工に合わせ、この際発生する正常な切削時の
信号電圧以上の値に判定電圧を設定せざるを得ない。
上記判定電圧は、しばしば、一連の加工に使用する工具
のうちでもっとも小さい工具が損傷した際に発生する信
号電圧より大きい場合があり、このような場合には工具
損傷検知ができないことになる。
のうちでもっとも小さい工具が損傷した際に発生する信
号電圧より大きい場合があり、このような場合には工具
損傷検知ができないことになる。
以上のような欠点を取り除くため、本発明は工具損傷検
出装置の一部に記憶回路を有し、これを検出装置の外部
から駆動させることにより、工具、加工条件に合わせた
適正な判定電圧を発生させることを可能にさせた。すな
わち本発明は、多数の工具を用いる自動工作機械の工具
損傷検出を容易にかつ正確に行なうことのできる工具損
傷検出装置を提供することを目的としている。
出装置の一部に記憶回路を有し、これを検出装置の外部
から駆動させることにより、工具、加工条件に合わせた
適正な判定電圧を発生させることを可能にさせた。すな
わち本発明は、多数の工具を用いる自動工作機械の工具
損傷検出を容易にかつ正確に行なうことのできる工具損
傷検出装置を提供することを目的としている。
以下図面を参照して、上記目的を達成するための本発明
の詳細な説明する。 、 第２図に本発明の一実施例を示すブロック図を示す。第
２図中１１はＡＥ倍信号検出子で工作機の工具あるいは
刃物台に取り付けられ、ＡＥ倍信号交流電圧の形で極用
する。１２はアンプで４０〜８０ｄｌ）の間の増幅度を
得ることができる。
の詳細な説明する。 、 第２図に本発明の一実施例を示すブロック図を示す。第
２図中１１はＡＥ倍信号検出子で工作機の工具あるいは
刃物台に取り付けられ、ＡＥ倍信号交流電圧の形で極用
する。１２はアンプで４０〜８０ｄｌ）の間の増幅度を
得ることができる。
本実施例ではアンプとして広帯域オペアンプを用いであ
る。１３はＬＣフィルタで、機械的振動雑音、電源から
発生する雑音、さらに１／ｆ雑音などを軽減させるため
３００に〜Ｉ ＭＨｚの間に通過帯を持たせである。１
４は増幅されたＡＥ信号電圧を検波し、数ｍ５ｅｃの時
定数を持つ積分回路を通過させ、緩慢に変化する直流電
圧に変換する（包絡検波）。この電圧は比較器２２の一
方の入力（信号電圧）となる。
る。１３はＬＣフィルタで、機械的振動雑音、電源から
発生する雑音、さらに１／ｆ雑音などを軽減させるため
３００に〜Ｉ ＭＨｚの間に通過帯を持たせである。１
４は増幅されたＡＥ信号電圧を検波し、数ｍ５ｅｃの時
定数を持つ積分回路を通過させ、緩慢に変化する直流電
圧に変換する（包絡検波）。この電圧は比較器２２の一
方の入力（信号電圧）となる。
次に、本発明の主旨である判定電圧発生方法を説明する
。
。
まず、データ設定器１５で、それまでに得られたデータ
に基づいて、工具、被削材−１および加工条件から割り
出された最適な工具損傷検出の判定直を設定する。
に基づいて、工具、被削材−１および加工条件から割り
出された最適な工具損傷検出の判定直を設定する。
次に、この直を記憶すべき記憶回路１８０番地をアドレ
ス設定回路１６で設定し、さらにセレクタ１９と連動し
て働（、読出しＲ又は書きこみＷに切替える切替えスイ
ッチ１７を書きこみＷ側に切替えることによって、半導
体メモ１ルバイスを用いた記憶回路１８の特定の番地に
判定直を書きこませる。この際、セレクタ１９はアドレ
ス設定側に切替わっている。
ス設定回路１６で設定し、さらにセレクタ１９と連動し
て働（、読出しＲ又は書きこみＷに切替える切替えスイ
ッチ１７を書きこみＷ側に切替えることによって、半導
体メモ１ルバイスを用いた記憶回路１８の特定の番地に
判定直を書きこませる。この際、セレクタ１９はアドレ
ス設定側に切替わっている。
以上の操作を自動工作機械の一連の加工を通じて、加工
条件、工具の数から割り出される必要回数だけ行なう。
条件、工具の数から割り出される必要回数だけ行なう。
ここで自動工作機械に作業手順を書きこませる際、上記
の番地信号を各々の加工に先だって出力させるように、
自動工作機械の制御部２０に記憶させることを行なうも
のとする。必要回数の書きこみが終了すれば切替えスイ
ッチ１７を読出しＲ側に切替える。
の番地信号を各々の加工に先だって出力させるように、
自動工作機械の制御部２０に記憶させることを行なうも
のとする。必要回数の書きこみが終了すれば切替えスイ
ッチ１７を読出しＲ側に切替える。
ここでセレクタ１９で自動工作機械の制御部２０と記憶
回路１８が接続される。これにより自動工作機械の運転
を開始すると制御部２０から各々の加工に先だって番地
信号が出力され記憶回路１８に入力し、記憶回路１８か
ら、記憶された判定直が自動的に出力されることになる
。
回路１８が接続される。これにより自動工作機械の運転
を開始すると制御部２０から各々の加工に先だって番地
信号が出力され記憶回路１８に入力し、記憶回路１８か
ら、記憶された判定直が自動的に出力されることになる
。
出力された判定直はＤ−Ａ変換器２１で電圧に変換され
、比較器２２の他の一方の入力（判定電圧）となる。こ
の判定電圧と、上記の包絡検波後の信号電圧とが比較器
２２で比較され、もし信号電圧が判定電圧を超えると警
報回路２６が動作し、ブザーの音あるいはランプの発光
などで作業者に工具損傷を知らせると共に損傷信号を発
生させる。
、比較器２２の他の一方の入力（判定電圧）となる。こ
の判定電圧と、上記の包絡検波後の信号電圧とが比較器
２２で比較され、もし信号電圧が判定電圧を超えると警
報回路２６が動作し、ブザーの音あるいはランプの発光
などで作業者に工具損傷を知らせると共に損傷信号を発
生させる。
損傷信号は自動工作機械の制御部に入力し、不良工作物
の発生を防ぐと共に、工作機械自体を保護するために工
作機械を停止させる。
の発生を防ぐと共に、工作機械自体を保護するために工
作機械を停止させる。
以上のように、検出子によって検出されるＡＦＪ信号の
増幅・検波後の電圧と自動工作機械の加工に従って自動
的に設定される適切な判定電圧とを比較する機能を持つ
工具損傷検出装置を使用することによって、多数の工具
を使用する自動工作機械の各々の工具損傷検出を容易に
かつ正確に行なうことが可能になる。
増幅・検波後の電圧と自動工作機械の加工に従って自動
的に設定される適切な判定電圧とを比較する機能を持つ
工具損傷検出装置を使用することによって、多数の工具
を使用する自動工作機械の各々の工具損傷検出を容易に
かつ正確に行なうことが可能になる。
以上の説明では記憶部は記憶回路１８で示したが、この
記憶部は少な（とも２つ以上の直を記憶できるところに
特徴がある。記憶回路１８と示したものは例えばトグル
スイッチまたはリレーから成る回路を手動で一つ一つ記
憶内容を変更するもの、ヒユーズメモリのように外部か
ら電流を加えてヒユーズを溶断するか否かで記憶内容を
作るものが利用できる。
記憶部は少な（とも２つ以上の直を記憶できるところに
特徴がある。記憶回路１８と示したものは例えばトグル
スイッチまたはリレーから成る回路を手動で一つ一つ記
憶内容を変更するもの、ヒユーズメモリのように外部か
ら電流を加えてヒユーズを溶断するか否かで記憶内容を
作るものが利用できる。
本実施例で示した半導体メモリデバイスの例としては、
ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、さらにＥ”ＰＲＯＭなどが使用で
きる。
ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、さらにＥ”ＰＲＯＭなどが使用で
きる。
半導体メモリデバイスを用いた場合には、単に記憶内容
を電気的に作れる他に、装置のＩＣ化が。
を電気的に作れる他に、装置のＩＣ化が。
可能、ヶ９、第、□□□も。。うち、工。−゛・。
部または全部をＩＣ化でき、本発明−の効果は更に太き
（なる。記憶回路１８として、光メモリデバイスを用い
ることも可能である。
（なる。記憶回路１８として、光メモリデバイスを用い
ることも可能である。
以上の実施例では工具損傷に伴って発生するＡＥ信号検
出を用いて、工具損傷検出を行なう場合について説明を
行なったが、記憶回路を有し、自動工作機械の制御部で
駆動される記憶回路によって、判定値を切替える方法は
他の検出法、例えば工作機の主軸電動機の電流の増大を
検出する方法、振動加速度を検出する方法などによる工
具損傷検出装置にも応用できる。
出を用いて、工具損傷検出を行なう場合について説明を
行なったが、記憶回路を有し、自動工作機械の制御部で
駆動される記憶回路によって、判定値を切替える方法は
他の検出法、例えば工作機の主軸電動機の電流の増大を
検出する方法、振動加速度を検出する方法などによる工
具損傷検出装置にも応用できる。
第１図は従来のＡＨ信号検出を用いた工具損傷検出装置
の一例を示すブロック図、第２図は本発明の一実施例を
示すブロック図。 １１・・・・・・検出子、 １４・・・・・・包絡検波器、 １５・・・・・・データ設定器、 １６・・・・・・アドレス設定回路、 １８・・・・・・記憶回路、 ２０・・・・・・自動工作機械制御部、２１・・・・・
・Ｄ−Ａ変換器、 ２３・・・・・・警報器。
の一例を示すブロック図、第２図は本発明の一実施例を
示すブロック図。 １１・・・・・・検出子、 １４・・・・・・包絡検波器、 １５・・・・・・データ設定器、 １６・・・・・・アドレス設定回路、 １８・・・・・・記憶回路、 ２０・・・・・・自動工作機械制御部、２１・・・・・
・Ｄ−Ａ変換器、 ２３・・・・・・警報器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１工具損傷に伴って変化する信号を検出し、予め設
定した判定値と比較することにより工具損傷を検知する
工具損傷検出装置に於て、工具、被剛材、加工条行に基
づく判定値を設定するデータ設定器と該データ設定器か
らのデータを記憶する記憶回路と、該記憶回路のデータ
の番地を指定するアドレス設定回路と、自動工作機械の
制御部とからなり、該自動工作機械の制御部からの番地
信号に基づき前記記憶回路に記憶された複数の判定値の
うち必要なデータを読出し、Ｄ−Ａ変換器を介して判定
電圧とすることを特徴とする工具損傷検出装置。 （２）記憶回路は読出し及び青きこみ可能な半導体メモ
リーデバイスであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の工具損傷検出装置。 （３）工具損傷に伴う信号はＡＥ倍信号あることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の工具損傷検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1623383A JPS59142050A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | 工具損傷検出装置 |
| US06/576,235 US4574633A (en) | 1983-02-04 | 1984-02-02 | Apparatus for detecting tool damage in automatically controlled machine tool |
| DE19843403814 DE3403814A1 (de) | 1983-02-04 | 1984-02-03 | Erfassungsvorrichtung fuer werkzeugbeschaedigungen bei automatisch gesteuerten werkzeugmaschinen |
| GB08403059A GB2136125B (en) | 1983-02-04 | 1984-02-06 | Detecting tool damage in automatically controlled machine tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1623383A JPS59142050A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | 工具損傷検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59142050A true JPS59142050A (ja) | 1984-08-15 |
Family
ID=11910830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1623383A Pending JPS59142050A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | 工具損傷検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59142050A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61132863A (ja) * | 1984-11-30 | 1986-06-20 | Omron Tateisi Electronics Co | 工具折損検出装置 |
| JPS61293755A (ja) * | 1985-06-18 | 1986-12-24 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 工具損傷検出装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5614135A (en) * | 1979-07-13 | 1981-02-10 | Hitachi Seiki Co Ltd | Detector for cutting abnormality of machine tool |
| JPS56139858A (en) * | 1980-03-27 | 1981-10-31 | Komatsu Ltd | Tool abnormality detecting method of nc machine tool |
-
1983
- 1983-02-04 JP JP1623383A patent/JPS59142050A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5614135A (en) * | 1979-07-13 | 1981-02-10 | Hitachi Seiki Co Ltd | Detector for cutting abnormality of machine tool |
| JPS56139858A (en) * | 1980-03-27 | 1981-10-31 | Komatsu Ltd | Tool abnormality detecting method of nc machine tool |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61132863A (ja) * | 1984-11-30 | 1986-06-20 | Omron Tateisi Electronics Co | 工具折損検出装置 |
| JPS61293755A (ja) * | 1985-06-18 | 1986-12-24 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 工具損傷検出装置 |
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