JPS60152951A - バイト摩耗度測定方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） この発明は、旋盤にｄ３４Ｊるバイ１〜の摩耗度を、切
削中に発生ずるアコースティック・エミッション（以下
、ＡＥという）を利用して測定するようにしたバイ１〜
摩耗度測定方法に関する。

（発明の背景） 従来、旋盤においてバイトの淳耗ｆ復を測定するには、
切削構成終了後に作業員がバイトの先端を顕微鏡で観察
したり、あるいは切削工程を一時中断してバイトの先端
をウッヂセンリで接触検査するのが通例である。

しかし、最近、フレ：１．シブル・マニュファクヂュア
リング・システム（以下、ＥＭＳという）。

ファクトリ・オートメーション（以下、ＦＡという）が
盛んになるに連れ、切削工程中にバイトの摩耗度を測定
することが要望されるに至っている。

（発明の目的） この発明の目的は、径の異なる複数種のワークピースを
順次切削しながらバイトの摩耗度を測定覆る方法を提供
り−ることにある。

（発明の構成と効果） この発明は、上記の「１的を達成Ｊるために、ワークピ
ースの径が変わるたびに、同一切削条例となるにうにワ
ークの回転速度を調整して一定時間だけ試し切削を行な
い、該切削中に発生ずるアコースティック・エミッショ
ンについて特定周波数相成分を抽出し、該抽出成分に基
づいてバイトの摩耗度を測定することを特徴とする。

このようイ′ｒ構成にＪ：れば、ワークピースの径が変
わったどしても、最終的に得られる特定周波数帯成分に
ついては、バイ１への摩耗度ど強い相関関係にあるため
、正確なバイト摩耗度の測定を行なうことができる。

（実施例の説明） 第１図において、ワークピース１は旋盤（図示せず）に
対して回転自在に保持されており、ワークピース１ど対
向する刃物台２にはバイト３が固定されている。

このような状態で、所定の径を有Ｊ゛るワークピースに
対して、所定の送り、切込みおよび切削速度で切削加工
を行なうど、パイ１−３の先端部近傍からＧＥＬ　Ａ　
Ｅが発生する。

第２図を参照して、ＡＥの発生状況を説明覆る。

図中ａ部から（ま、バイト３の逃げ面部３１どワークピ
ース１との摩耗によってＡＥが発生し、１部からは切り
屑４とバイトのすくい面部３２との摩耗にＪ：ってＡＥ
が発生し、０部からはワークピース１が切削時組成変形
覆るどきにΔＦが発生し、ｄ部からは切り屑４とチップ
ブレーカ３３との摩１察にＪ、−）でΔＦが発生し、更
に図中０部からは切り屑４が切断するときにＡＥが発生
する。

これらのΔＦの中で、ａ部から発生ＪるＡＥは、バイｔ
−３の逃げ面部３１の摩耗が進行するとと６に増加する
。これは、逃げ面摩耗が進行すると、ワークピース１ど
逃げ面部３１どの摩擦力が増加づるためである。

切削中に発生ずる△「のパワースペク１へラムを、逃げ
面摩耗が進行したバイトど、新品のパイ１〜とを比較し
て第３図に承り。同図において曲線ａは、逃げ面摩耗が
進行したバイトのΔＦパワースペクトラム、曲線Ｂは新
品のバイトのΔＦパワースペクトラムである。

この図から明らかなにうに、逃げ面摩耗が進行すると、
パワースペクトラムは各周波数成分について全体的に増
加し、殊に１００　Ｋ　！−１ｚ〜３００Ｋ　ＨＺの周
波数帯において、パワーの増加が顕著に見られる。この
発明では、このようなパワーの変化を検出して、バイト
の摩耗度を検出する。

ずなわち、バイ］・３の先端部から発生するＡＥは、刃
物台２に取付【ノられたＡＥセンサ５で検出された後、
プリアンプ６で所定のレベルに増幅される。

プリアンプ６の出ツノ側には、通過帯域を１００Ｋ　ｌ
−Ｉ　Ｚ〜３００ＫＨ２に設定されたバンドパスフィル
タ７が設けられている。

次いで、バンドパスフィルタ７を介して取り出された１
　００　Ｋ　Ｈｚ〜３００ＫＨｚ成分は、絶交・１値回
路８で整流され、更にローパスフィルタ９で平滑されて
、直流信号（ＡＥ平均値）に変換される。

この直流信号のレベルは、パイ１〜３の摩耗度に対応し
、バイ１へ３の摩耗度が進行するに連れてレベルが増加
する。

一方、ローパスフィルタ９の出力は、指釦式表示′ａｉ
　Ｑに供給されて、バイトの摩耗度が表示されるほか、
Δ／Ｄ変換器１１を介してデジタル表示器１２に供給さ
れ、パイ１〜の摩耗度がデジタル的に表示される。

更に、ｌＴｌ−パスフィルタ９の出力はコンパレータ１
５へと供給され、ここで基準電圧Ｖｒｅｆと比較される
ことによって、バイト交換指令出力が得られるようにな
っている。

次に、この装置の使用方法、１すなわち本発明の測定方
法を説明する。

この旋盤はＮ　Ｃ１１１１１ａｌｌされており、第４図
に示１”如く、径の賃なる５種類のワークピースΔ〜Ｅ
について、それぞれ一定個数ずつ切削加工を行なうよう
にプログラムが組まれている。

例えば、ワークピース△について一定個数だ（プ切削加
工を行なった後、ワークピースＢについて同様に一定個
数だレノ加工を行４ｒい、順次ワークピースＣ，Ｄと進
み、最後にワークピース１三について一定個数だｔプ切
削加工を行なうのである。

この際、ワークピース△〜Ｅの径は、Ｄ＞Ａ＞Ｅ＞Ｂ＞
Ｃとなっており、このため仮に旋盤の回転数を一定とし
たとしても、バイトの先端とワ−クビース外周面との摺
接速度は一定とはならず、？ｉなわらワークピースの径
が変わるたびに切削条件も変わってしまう。

一方、切削条件が変わると、ＡＥの発生状況。

殊にローパスフィルタ９の出力レベルが変動してしまい
、そのままではバイトの摩耗度と正しい相関にある信号
を得ることができない。

そこで、この発明では、各種類のワークピースＡ−Ｅに
ついて切削を開始するに当り、切削開始後一定時間の間
に限って試し切削を行なう。

この試し切削は、常に一定の切削条件、ずなわちバイ１
〜の先端とワークピース外周面との摺接速度が一定とな
るような条件を設定して行なう。

第５図に示す如く、ワークの種類が同一である限りにお
いては、旋盤の回転数については一定であるが、ワーク
の種類がΔ〜Ｆの如く変更された場合には、それに合せ
て旋盤の回転数を変更する。

そして、大径のワークピースに対し−Ｃは旋盤の回転数
を遅くし、小径のワークに対しては旋盤の回転数を速く
することににっで、常に何れのワークピースに対しても
バイトどワークピース外周面との摺接速度を一定とＪ“
るようにするのである。

このにうにすると、第５図のグラフからも明らかなよう
に、各種類のワークピース△〜Ｅをそれぞれ一定個数ず
つ順次切削していった場合、各ワークピースの試し切削
の際に得られるローパスフィルタ９の出力、すなわちΔ
［平均値の値は、順次なだらかに士界していき、Ｊなわ
ちバイ１−の摩耗痕と強い相関のある信号を１−１、こ
れに基づいてバイトの１ｆ耗度を確実に測定できるａ＋
　’−ｃある。

なお、第５図においてへ−１，△−２．Ａ−３・・・は
、）土類Ａのワークピースの１個口、２個目。

３個口・・・を示し、Ｂ−１，１３−２，Ｉ”３−３・
・・についても同様である。

また、旋盤の回転数を変更づるについては、ワークの種
類がＡ〜Ｆと変更した場合でも、富にバイトの先端とワ
ークピース外周面との摺接速度が一定となるような旋盤
回転数を予めめ、これをＮＣ旋盤の場合であれば予めプ
［１グラｌ＼してａ、；　ＩＪば良い。

また、各ワークピースに対して切削開始後一定時間だけ
試し切削を行なうことについても、予めＮＣ旋盤にプロ
グラムさせておけば良い訳である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための電気的な構成を示
すブロック図、第２図は八Ｅの発生箇所を示す説明図、
第３図は摩耗痕の異なるバイトに対応したへＥＩ？ンサ
出力のパワースペクトラムを示すグラフ、第４図は本発
明り法に適用される複数種のワークピースの形状を示す
図、第５図は各ワークピースの径にＲ１＋　する旋盤回
転数との関係および切削工程中のへＥ平均値との関係を
示すグラフである。 １・・・ワークピース ２・・・刃物台 ３・・・バイト ５・・・ΔＥセンサ ６・・・プリアンプ ７・・・バンドパスフィルタ ８・・・絶り４１ｆｆ＋回路 ９・・・ローパスフィルタ １０・・・指ｒ１式表示器 １１・・・Ａ／Ｄ変換器 １２・・・デジタル表示器 特許出願人 立石電機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）径の異なるワークピースを順次切削し４Ｔがらバ
   イトの摩耗度を測定する方法であって；ワークピースの
   径が変わるたびに、同一切削条件となるようにワークの
   回転速度を調整して、一定時間だけ試し切削を行ない、
   該切削中に発生するアコースティック・エミッションに
   ついて特定周波１　’ｌ）成分を抽出し、該抽出成分に
   基づいてバイ１−の摩耗度を測定することを特徴どする
   バイ１〜摩耗度測定方法。