JPS60228058A - Device for detecting degree of wear of tool - Google Patents

Device for detecting degree of wear of tool

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Publication number
JPS60228058A
JPS60228058A JP59084630A JP8463084A JPS60228058A JP S60228058 A JPS60228058 A JP S60228058A JP 59084630 A JP59084630 A JP 59084630A JP 8463084 A JP8463084 A JP 8463084A JP S60228058 A JPS60228058 A JP S60228058A
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JP
Japan
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wear
tool
output
degree
sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP59084630A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ichiro Inazaki
一郎 稲崎
Toushirou Aoyama
藤詞郎 青山
Koji Kojima
小島 浩二
Ryoichi Miyake
三宅 亮一
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
Tateisi Electronics Co
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 Tateisi Electronics Co, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Tateisi Electronics Co
Priority to JP59084630A priority Critical patent/JPS60228058A/en
Publication of JPS60228058A publication Critical patent/JPS60228058A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • B23Q17/0904Arrangements 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 before or after machining
    • B23Q17/0919Arrangements for measuring or adjusting cutting-tool geometry in presetting devices
    • B23Q17/0947Monitoring devices for measuring cutting angles

Abstract

PURPOSE:To automatically detect the degree of wear of a tool without stopping a cutting process, by processing the output of an AE sensor through a band-pass filter, rectifying the output of the filter, and using a data sampling means to send out sampled data as a calculation output indicating the degree of wear of the tool. CONSTITUTION:An AE sensor 7 is secured to the shank 6 of a tool 5. The output of the sensor 7 is amplified by a preamplifier 8 and thereafter removed, by a band-pass filter 9, of a noise produced by a machine vibration or the like. The output of the filter 9 is rectified by a full-wave rectification circuit 10, the output of which is subjected to A/D conversion. A signal generated by the A/D conversion is entered into a microcomputer 12 so that the degree of wear of the tool 5 is determined through a system program and digitally indicated on a wear display unit 13. When the degree of wear has reached a prescribed level, a wear degree limit output is sent out. In order to eliminate the effect of the sporadic AE and take out the level of only the continuous AE correlative to the width of the wear of the flank of the tool, the maximum density AEm as to the probability density function of the full-wave rectification output of the AE is determined. As a result, the degree of wear of the tool is accurately detected even if the form of each chip of a workpiece becomes spiral.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の分野) この発朔は、工作機械にA3Gノる工具の摩耗度を、加
工中に発生ずるアコースティック・エミッション(以下
、ΔFという)を利用して検出するようにした工具摩耗
度検出装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] (Field of the Invention) This development is based on a method for detecting the degree of tool wear in a machine tool by using acoustic emission (hereinafter referred to as ΔF) generated during machining. This invention relates to a tool wear degree detection device.

(発明の背景) 従来、工作機械例えば旋盤において、バイトの摩耗度を
検出するには、切削工程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
てバイトの先端をタッチセンサで接触検査するのが通例
である。
(Background of the Invention) Conventionally, in a machine tool such as a lathe, in order to detect the degree of wear of the cutting tool, an operator has to observe the tip of the cutting tool under a microscope after the cutting process is finished, or temporarily interrupt the cutting process and check the cutting tool. It is customary to test the tip with a touch sensor.

しかし、最近フレキシブル・マニコフ1クチャリング・
シテスム(以下、FMAという)、ファクトリやオート
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オンライン的に検出する
ことが要望されている。
However, recently flexible Manikov 1 curing
As systems (hereinafter referred to as FMA), factories and automation (hereinafter referred to as FA) become popular,
There is a demand for online detection of the degree of wear of the cutting tool during the cutting process.

そこで、本出願人は先に、特願昭59−6747号公報
等において、工作機械の工具またはその近傍に取付番プ
られたAEセンサと、前記AEセンサの出力を、適当な
レベルに増幅する増幅回路と、前記増幅回路の出力側に
設けられ、か゛つ前記工具の摩耗と強い相関のある周波
数成分を通過させるバンドパスフィルタと、前記バンド
パスフィルタの出力を整流、平滑して、工具摩耗度に対
応したレベルの直流信号を得る直流化回路とを備え、こ
の直流化回路の出力を工具摩耗度として出力するように
した工具摩耗度検出装置を出願(未公開)している。
Therefore, in Japanese Patent Application No. 59-6747, etc., the present applicant previously proposed an AE sensor installed on or near a tool of a machine tool, and amplified the output of the AE sensor to an appropriate level. an amplifier circuit; a bandpass filter that is provided on the output side of the amplifier circuit and passes frequency components that have a strong correlation with tool wear; and a bandpass filter that rectifies and smoothes the output of the bandpass filter to reduce tool wear. The company has filed an application (unpublished) for a tool wear degree detection device that is equipped with a DC converter circuit that obtains a DC signal at a level corresponding to the tool wear degree, and outputs the output of this DC converter circuit as the tool wear degree.

しかしながら、このような工具摩耗度検出装置にあって
は、AE振幅平均値信号とバイトの逃げ面摩耗幅とは一
定切削条例の下では比重に強い相関関係があるが、切削
状態の変化、特に切り屑形態の変化はAE振幅平均値信
号に大きな影響を与え、バイトの逃げ面摩耗幅との強い
相関関係を崩してしまうという欠点があった。
However, in such a tool wear degree detection device, although the AE amplitude average value signal and the flank wear width of the cutting tool have a strong correlation with the specific gravity under constant cutting regulations, changes in cutting conditions, especially Changes in chip form have a large effect on the average AE amplitude signal, which has the disadvantage of destroying the strong correlation with the wear width of the flank face of the cutting tool.

(発明の目的) この発明の目的は、例えば旋盤に適用した場合、切削工
程中に、すなわち切削工程を何等中断することなく、バ
イトの摩耗度を自動検出することができ、しかも切り屑
形態の影響を除きより信頼性の高い工具摩耗度検出装置
を提供することにある。
(Object of the Invention) The object of the present invention is to be able to automatically detect the degree of wear of the cutting tool during the cutting process, that is, without interrupting the cutting process, and to detect the shape of chips. The object of the present invention is to provide a more reliable tool wear degree detection device that eliminates the influence.

(発明の構成と効果) この発明は上記の目的を達成でるために、工作機械の工
具、ワークまたはその近傍に取付けられたAEセンサと
、前記AEセセンの出力を、適当なレベルに増幅する増
幅回路と、前記増幅回路の出力側に設けられ、かつ前記
工具の摩耗と強い相関のある周波数成分を通過さけるバ
ンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタの出力信
号を整流する整流回路と、前記整流回路の出力信号を微
小時間毎にサンプルするデータサンプリング手段と、前
記サンプルされたデータの確率密度関数の最大値をめ、
これを工具摩耗度として出力する演篩手段とからなるこ
とを特徴どするものである。
(Structure and Effects of the Invention) In order to achieve the above object, the present invention includes an AE sensor attached to a tool or workpiece of a machine tool or the vicinity thereof, and an amplification device that amplifies the output of the AE sensor to an appropriate level. a bandpass filter that is provided on the output side of the amplifier circuit and that avoids passing frequency components that have a strong correlation with wear of the tool; a rectifier circuit that rectifies the output signal of the bandpass filter; and the rectifier circuit. a data sampling means for sampling the output signal at every minute time, and a maximum value of the probability density function of the sampled data;
The present invention is characterized by comprising a screening means for outputting this as a tool wear degree.

このような構成によれば、例えば旋盤に適用した場合、
切削工程中に、すなわち切削工程を何等中断覆ることな
く、バイトの摩耗度を自動検出することができることに
加え、切り屑形態が変化したとしても、これに影響を受
けることなくバイトの摩耗度を高精喰に検出することが
できる。
According to such a configuration, when applied to a lathe, for example,
In addition to being able to automatically detect the degree of wear of the cutting tool during the cutting process, that is, without interrupting the cutting process, it is also possible to detect the degree of wear of the cutting tool without being affected by changes in the shape of chips. It can be detected with high accuracy.

(実施例の説明) 第1図は、本発明WA置を旋盤に適用し、バイトの摩耗
度を検出するようにした構成を丞すブロック図である。
(Description of Embodiments) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration in which the WA device of the present invention is applied to a lathe to detect the degree of wear of a cutting tool.

同図において、円筒状ワーク1は周知の如く、心押台2
とチャック3によって回転自在に保持されており、刃物
台4にはバイト5が固定され、このバイト5のシャンク
6にはへEセンサ7が固定されている。
In the figure, a cylindrical workpiece 1 is a tailstock 2, as is well known.
A cutting tool 5 is fixed to the tool rest 4, and an E sensor 7 is fixed to the shank 6 of the cutting tool 5.

AEセンサ7は比較的広帯域のもので、100fl−1
z〜1MHIzのAEを検出可能に構成されている。
The AE sensor 7 has a relatively wide band of 100 fl-1
It is configured to be able to detect AE of z to 1 MHz.

プリアンプ8は、この例ではゲイン20dB。The preamplifier 8 has a gain of 20 dB in this example.

帯域100KHz 〜IMHzに設定され、AEセンサ
7の出力を適当なレベルに増幅する。
The band is set to 100 KHz to IMHz, and the output of the AE sensor 7 is amplified to an appropriate level.

プリアンプ8の出力側には、通過帯域を100KHz 
〜300KHz 、−24d B10ct k−設定さ
れたバンドパスフィルタ9が設けられており、このバン
ドパスフィルタ9によって機械振動等に伴うノイズ成分
がカットされる。
The output side of preamplifier 8 has a passband of 100KHz.
A bandpass filter 9 set at ~300KHz, -24dB10ctk is provided, and this bandpass filter 9 cuts noise components associated with mechanical vibrations and the like.

次いで、バンドパスフィルタ9を介して取り出された1
00KHz〜300 K Hz成分は、平均化時定数1
 m5ecに設定された全波整流回路10によって整流
される。
1 extracted through the bandpass filter 9.
The 00KHz to 300KHz component has an averaging time constant of 1
It is rectified by a full-wave rectifier circuit 10 set to m5ec.

A/D変換器11は、全波整流回路10の出力を、サン
プリング周期0 、1 m5ec、 −12ビツトでA
/D変換し、このA/D変換器出力はマイクロコンピュ
ータ12へと読込まれる。
The A/D converter 11 converts the output of the full-wave rectifier circuit 10 into A with a sampling period of 0, 1 m5ec, -12 bits.
A/D conversion is performed, and the output of this A/D converter is read into the microcomputer 12.

そして、マイクロコンピュータ12においては、後述す
るシステムプログラムを実行することによ。
The microcomputer 12 executes a system program to be described later.

って、バイトの摩耗度をめ、これを例えば%によって摩
耗痕表示装置13にデジタル表示させるほか、このバイ
ト摩耗度が所定の限界値に達した場合には、摩耗度限界
出力を外部へ出力する。 □従って、この摩耗度限界出
力に基づいて、ロボット等のハンドリング手段に指令を
与え、バイト6を自動交換させる等の適宜な制御を行な
うことができる。
Therefore, the degree of wear of the cutting tool is measured, and this is digitally displayed as a percentage, for example, on the wear trace display device 13, and when the degree of wear of the cutting tool reaches a predetermined limit value, the wear degree limit output is outputted to the outside. do. □Therefore, based on this wear degree limit output, a command can be given to a handling means such as a robot to perform appropriate control such as automatically replacing the cutting tool 6.

次に、マイクロコンピュータ12で実行されるシステム
プログラムの構成を、第2図のフローチャートを参照し
ながら説明する。
Next, the configuration of the system program executed by the microcomputer 12 will be explained with reference to the flowchart shown in FIG.

マイクロコンピュータ12のRAM内には、第3図に示
す如く、一連のサンプルデータエリア×(0) 、 X
 (1) 、 X (2> ・−X (N)が設4フ’
E)れており、これらの1リアは第4図に示すリンプル
データポインタIによって指定可能になっている。
In the RAM of the microcomputer 12, as shown in FIG. 3, a series of sample data areas x(0),
(1) , X (2> ・-X (N) is set 4F'
E), and these 1 rears can be specified by the rimple data pointer I shown in FIG.

また、第5図に示す如く、マイクロコンピュータ12の
RAM内には、一連の確率密度データエリアA (,0
)、 A (1)、 A (2>・・・△(K)が設け
られており、これらのエリアは、各1ナンプルデータの
値によって特定されるようになされている。また、これ
ら一連のデータエリアによって確率密度関数A(X(1
))がテーブルとし一〇形成されるようになっている。
Furthermore, as shown in FIG. 5, the RAM of the microcomputer 12 contains a series of probability density data areas A (,0
), A (1), A (2>...△(K)), and these areas are specified by the value of each 1 number data. The probability density function A(X(1
)) is to be formed as a table.

また、第4図において、確率密度関数の最大値レジスタ
Mには、後述する演輝処理の結果、最も発生確率の高い
サンプルデータX (I)に対応するサンプルデータ番
号Iが記憶される。
Further, in FIG. 4, the maximum value register M of the probability density function stores the sample data number I corresponding to the sample data X (I) with the highest probability of occurrence as a result of the performance processing described later.

第2図のフローチャートにJ5いて、まずステップ(1
00)では、サンプルデータエリアX (0)、X(1
)、X(2)・・・X(N)および確率データエリアA
 (0)、 A (1)、Δ(2)・・・Δ(K)を全
てクリアするとともに、サンプルデータポインタIをO
にリセットJ゛る。
At J5 in the flowchart in Figure 2, first step (1)
00), the sample data area X (0),
), X(2)...X(N) and probability data area A
(0), A (1), Δ(2)...Δ(K), and set the sample data pointer I to O.
Reset to J.

続く、ステップ(101)では、サンプル周期T(この
例では、0 、1 m5ec) 缶にA/D出力をサン
プルし、これをサンプルデータエリアx(0)、X(1
)、X(2>・・・X(N)に順次記憶させる。
In the following step (101), the A/D output is sampled at a sampling period T (in this example, 0,1 m5ec), and this is stored in the sample data area x(0), X(1 m5ec).
), X(2>...X(N)).

なお、第6図は、任意の全波整流波形に対して、サンプ
ルデータポインタIの内容と各サンプルデータX(1)
との関係を示すグラフである。
Note that FIG. 6 shows the contents of the sample data pointer I and each sample data X(1) for an arbitrary full-wave rectified waveform.
It is a graph showing the relationship between

以後、ステップ(105)でナンプルデータポインタを
歩進させ、ステップ(102>でサンプルデータポイン
タ■の値がNになるまでの間、ステップ(103)、(
104)を繰り返し実行する。
Thereafter, the number data pointer is incremented in step (105), and until the value of the sample data pointer ■ becomes N in step (102>), steps (103) and (
104) is repeatedly executed.

すなわち、ステップ(103)では、サンプルデータポ
インタ!で指定されるリーンプルデータエリア×(1)
の内容を読込み、続くステップ(104)では、読込ま
れたサンプルデータX(1)の値に対応する確率データ
エリアA(X(I))の内容に+1を加算する。
That is, in step (103), the sample data pointer! Lean pull data area specified by x (1)
In the following step (104), +1 is added to the content of the probability data area A (X(I)) corresponding to the value of the read sample data X(1).

このようにして、ステップ(102)−)(103)→
(104)→(105)→(102>を繰り返し実行す
ると、各確率データエリアには、各サンプルデータ11
0.1.2・・・Kの発生頻度が形成記憶され、これに
より確率密度関数Δ(X(I))がめられる。
In this way, steps (102)-)(103)→
By repeatedly executing (104) → (105) → (102>), each sample data 11 is stored in each probability data area.
The frequency of occurrence of 0.1.2...K is stored and a probability density function Δ(X(I)) is determined.

全てのサンプルデータについて以上の処理が終了すると
、ステップ(102)の実行結果はY I三Sとなり、
続くステップ(106)においては、サンプルデータポ
インタ(および最大値レジスタMをそれぞれOにリセッ
トづる。
When the above processing is completed for all sample data, the execution result of step (102) is YI3S,
In the following step (106), the sample data pointer (and the maximum value register M are each reset to O).

続くステップ(107)〜ステップ(110)では、確
率データエリアA (0)、 A (1)、 A(2)
・・・A (K)について、全ての記憶データの中で最
大値A (X (M) )がめられ、この最大値A (
X (M) )に対応したυンプルデータ番号iが最大
値レジスタMに記憶される。
In the following steps (107) to (110), probability data areas A (0), A (1), A (2)
...For A (K), the maximum value A (X (M)) is determined among all stored data, and this maximum value A (
The υ sample data number i corresponding to X (M) ) is stored in the maximum value register M.

このようにして、最大値レジスタMに最も発生頻喰の高
いデータに相当するデータ番号が記憶されると、ステッ
プ(107)の実行結果はYESどなり、続くステップ
(111)では、その値がバイトの限界摩耗度に対応し
た閾値KTHを越えでいるか否かの判定が行なわれ、こ
こでバイトの限界摩耗度を越えていると判定された場合
には、続くステップ(112)で摩耗限界信号出力を外
部へ送出し、続くステップ(113)では、バイト摩耗
度に相当する最大確率密度レジスタMの内容を表示デー
タとして、摩耗度表示装@13へと送出する。これによ
り、摩耗度表示装置13には、切削中のバイト摩耗度が
例えば%によってデジタル表示されることとなる。
In this way, when the data number corresponding to the most frequently occurring data is stored in the maximum value register M, the execution result of step (107) is YES, and in the following step (111), the value is It is determined whether or not the threshold value KTH corresponding to the limit wear degree of the cutting tool has been exceeded, and if it is determined that the limit wear degree of the tool bit has been exceeded, a wear limit signal is output in the following step (112). In the following step (113), the contents of the maximum probability density register M corresponding to the wear degree of the cutting tool are sent to the wear degree display device @13 as display data. As a result, the wear degree display device 13 digitally displays the wear degree of the cutting tool during cutting, for example, in %.

次に、本発明装置の作用を第7図〜第10図を参照して
説明する。バイトのフランク摩耗幅(Flank We
ar )とAE振幅平均値AE (v )および最大密
度AE (In )との関係を第10図に示す。
Next, the operation of the device of the present invention will be explained with reference to FIGS. 7 to 10. Flank Wear Width of Bit
FIG. 10 shows the relationship between the AE amplitude average value AE (v) and the maximum density AE (In).

ここで、平均値AE (V )は最大密度に〒(1をめ
たときと同じ条lで得られたデータからめたものである
Here, the average value AE (V) is calculated from the data obtained in the same row 1 as when 〒(1) was set at the maximum density.

この図から明らかなように、先に出願したΔF振幅平均
値△I三(v)に基づく摩耗幅検出の場合、フランク摩
耗幅が200μm程麿まではフランク摩耗幅に対応して
A’E平均値AE(v)G、lL+リニアに変化するが
、フランク摩耗幅が220μmを越えると、図中点線に
示す如く、AE平均値AE(V)は急激に増加し、この
ため、フランク摩耗幅とAE平均値AE (V )との
相関に基づくものでは、へE平均値AE (V )に基
づいてフランク摩耗幅を正確に検出することができない
As is clear from this figure, in the case of wear width detection based on the previously applied ΔF amplitude average value ΔI3(v), the A'E average corresponds to the flank wear width until the flank wear width is about 200 μm. The value AE(v) changes linearly with G, lL+, but when the flank wear width exceeds 220 μm, the average AE value AE(V) increases rapidly as shown by the dotted line in the figure, and therefore the flank wear width and If it is based on the correlation with the AE average value AE (V), it is not possible to accurately detect the flank wear width based on the AE average value AE (V).

ここにおいて、本出願人は、このように相関関係が外れ
る原因が、切り屑形態の変化に起因するとの知見を得た
Here, the present applicant has found that the cause of the correlation being deviated in this way is due to a change in the shape of the chips.

第7図(a)、第8図(a )および第9図(a )は
それぞれ、切り屑の形態を第7図(C)に示す円弧型、
第8図(0)に示すコイル状、第9図(C)に示す渦巻
き型に分類した場合における、へF信号の全波整流波形
をそれぞれ示すものである。
Fig. 7(a), Fig. 8(a) and Fig. 9(a) respectively show the shape of the chips as shown in Fig. 7(C);
9 shows the full-wave rectified waveforms of the F signal when classified into the coil shape shown in FIG. 8(0) and the spiral shape shown in FIG. 9(C).

第7図(a)に示す如く、円弧状切り屑の場合、AE信
号振幅AE (V )は数ms毎にヒゲ状ピーク値とな
り、これは、切り屑が切断づ゛る際の突発的へEと考え
られる。
As shown in Fig. 7(a), in the case of arc-shaped chips, the AE signal amplitude AE (V) reaches a whisker-like peak value every few milliseconds, and this is caused by sudden fluctuations when the chips keep cutting. It is considered to be E.

第8図(a )に示す如く、コイル状切り屑の場合は、
突発型へFの発生頻度は円弧型切り屑の場合より低く、
コイル状切り屑の長さが長くなると、切断してその瞬間
にかなりレベルの高いAEが発生する。
As shown in Figure 8(a), in the case of coiled chips,
The frequency of occurrence of sudden type F is lower than that of arc type chips,
When the length of the coiled chips becomes long, a considerably high level of AE is generated at the moment of cutting.

渦巻き型切り屑の場合には、突発型AEのレベルは円弧
型、コイル状に比べ著しく大きい。このように切り屑形
態が渦巻き型になると、突発型AEのレベルは非常に大
ぎくなるため、これが原因でAE平均1i11AE (
V )は急激に増大する訳である。
In the case of spiral-shaped chips, the level of sudden-type AE is significantly higher than that of arc-shaped and coil-shaped chips. When the chip shape becomes spiral like this, the level of sudden type AE becomes very large, which causes the AE average of 1i11AE (
V) increases rapidly.

なお、第10′図において、逃げ面摩耗幅が20μmの
ときは円弧型切り屑となり、220μm以上のときは渦
巻き型切り屑となり、その他は円弧型とコイル状の切り
屑となる。
In FIG. 10', when the flank wear width is 20 μm, arc-shaped chips are formed, when it is 220 μm or more, spiral-shaped chips are formed, and in other cases, arc-shaped and coil-shaped chips are formed.

これに対して、円弧型、コイル状および渦巻き型切り屑
について、確率密度関数における最大密度に了−(m 
)について観察すると、第7図(b)。
On the other hand, for arc-shaped, coil-shaped, and spiral-shaped chips, the maximum density in the probability density function is -(m
) is observed in Figure 7(b).

第8図(b)、第9図(b)にそれぞれ示ず如く、切り
屑の形態が円弧型またはコイル状から渦巻き型に変化し
たとしても、最大密度AE (m )についてはAE平
均値AE (v )はどの極端な変動は見られない。
As shown in FIG. 8(b) and FIG. 9(b), even if the shape of the chips changes from an arc shape or a coil shape to a spiral shape, the maximum density AE (m) is determined by the AE average value AE. (v) shows no extreme fluctuations.

このため、本発明の如く突発型AEの影響を取除き、逃
げ面摩耗幅と相関のある連続型AEだけのレベルを取り
出すために、AEの全波整流出力(AE信号振幅AE 
(v ) )の確率密度関数における最大密度AE (
m )をめるようにすれば、第10図に示す如く、切り
屑の形態が渦巻き型になったとしても、フランク摩耗幅
と最大密度AE(m )との間にリニアな関係を維持す
ることができ、このため精度信頼性の高いバイト摩耗度
検出装置を提供することができる。
Therefore, in order to remove the influence of sudden type AE and extract only the level of continuous type AE that is correlated with flank wear width, as in the present invention, the full-wave rectified output of AE (AE signal amplitude AE
(v) ) in the probability density function of the maximum density AE (
m), a linear relationship between the flank wear width and the maximum density AE (m) can be maintained even if the chip shape becomes spiral, as shown in Figure 10. Therefore, it is possible to provide a tool wear degree detection device with high accuracy and reliability.

このように、この実施例によれば、NC旋盤においてバ
イトの摩耗が進行した場合、その進行の度合を視覚的に
表示させることができるとともに、予め設定した限界摩
耗度に達した場合には、バイト交換出力を発することが
できる。
As described above, according to this embodiment, when the wear of the cutting tool progresses in the NC lathe, the degree of progress can be visually displayed, and when a preset limit wear level is reached, Byte exchange output can be emitted.

また、AEを介してバイトの摩耗度を検出するため、切
削工程が何等中断することなく行なうことができ、更に
切り屑の形態が円弧型またはコイル状から渦巻き型に変
化したとしても、バイトの摩耗度を精密に検出すること
ができ、FMS、FA等における要求を充分に満足させ
ることができる。
In addition, since the degree of wear of the cutting tool is detected via AE, the cutting process can be performed without any interruption, and even if the shape of the chips changes from an arc or coil shape to a spiral shape, the cutting tool can be The degree of wear can be detected precisely, and the requirements for FMS, FA, etc. can be fully satisfied.

なお、以上は旋盤の場合で説明したが、フライス盤、ボ
ール盤、研削盤、ホーニング盤等の各種工作機械に適用
できることは勿論である。
Although the above description has been made in the case of a lathe, it is of course applicable to various machine tools such as a milling machine, a drilling machine, a grinding machine, and a honing machine.

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

第1図は本発明を旋盤のバイト摩耗度検出に適用した実
施例を示すブロック図、第2図は本発明装置のマイクロ
コンピュータで実行されるシステムプログラムの構成を
示すフローチャート、第3図はサンプルデータ記憶エリ
アの内容を示すメモリフツブ、第4図はザンブルデータ
ポインタ、最大確率密麿レジスタの内容を示すメモリン
ツブ、第5図は確率データエリアの内容を示4メモリマ
ツプ、第6図は任意の全波整流波形に対して、サンプル
データポインタIと各VンブルデータX(1)どの関係
を示すグラフ、第7図は円弧型切り屑について、AEの
全波整流波形、AE平均値。 最大重1東、および切り屑の形態を示す説明図、第8図
はコイル状切り屑について、第7図と同様な図、第9図
は渦巻き型切り屑について、第7図と同様な図、第10
図は先に出願したAE平均値によるバイト摩耗度検出方
法と、本発明に係わる確率密度関数の最大密度を利用し
たバイト摩耗度検出方法とを比べて示すグラフである。 1・・・ワーク 2・・・心神台 3・・・チャック 4・・・刃物台 5・・・バイト 6・・・シャンク 7・・・へEセンサ 8・・・プリアンプ 9・・・バンドパスフィルタ 10・・・全波整流回路 11・・・A / D変換器 12・・・マイクロコンピュータ 13・・・摩耗痕表示装置 特許出願人 立石電機株式会社 第3図 1 X(1) X(1)’4 に 第4図 第5図 A(X(I)) 第7図 (。) (b) TIME Fns (C) 第8図 ”’ (b) (c) TIME ms 第9 図 (0) (b) 第10図
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to detecting the degree of wear of a cutting tool in a lathe, Fig. 2 is a flowchart showing the configuration of a system program executed by the microcomputer of the device of the present invention, and Fig. 3 is a sample. Figure 4 shows the contents of the data storage area; Figure 4 shows the data pointer; the memory block shows the contents of the maximum probability register; Figure 5 shows the contents of the probability data area; Figure 6 shows the contents of the random data area; A graph showing the relationship between the sample data pointer I and each V block data X(1) for wave rectification waveforms. FIG. 7 shows the full wave rectification waveform of AE and the AE average value for arc-shaped chips. An explanatory diagram showing the maximum weight 1 east and the form of chips, Figure 8 is a diagram similar to Figure 7 for coiled chips, and Figure 9 is a diagram similar to Figure 7 for spiral chips. , 10th
The figure is a graph showing a comparison between the previously applied tool wear degree detection method using the AE average value and the tool tool wear degree detection method using the maximum density of the probability density function according to the present invention. 1...Workpiece 2...Shinshindai 3...Chuck 4...Turret 5...Bite 6...Shank 7...E sensor 8...Preamplifier 9...Band pass Filter 10... Full wave rectifier circuit 11... A/D converter 12... Microcomputer 13... Wear mark display device Patent applicant Tateishi Electric Co., Ltd. Figure 3 1 X(1) X(1 )'4 Figure 4 Figure 5 A (X (I)) Figure 7 (.) (b) TIME Fns (C) Figure 8"' (b) (c) TIME ms Figure 9 (0) (b) Figure 10

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)工作機械の工具、ワークまたはその近傍に取付け
られたA I三センサと; 前記AEセンサの出力を、適当なレベルに増幅する増幅
回路と; 前記増幅回路の出力側に設番ノられ、かつ前記工具の摩
耗と強い相関のある周波数成分を通過させるバンドパス
フィルタと: 前記バンドパスフィルタの出力信号を整流する整流回路
と; 前記整流回路の出力信号を微小時間毎にサンプルするデ
ータサンプリング手段と; 前記サンプルされたデータの確率密度関数の最大値をめ
、これを工具摩耗度として出力する演棹手段とからなる
ことを特徴とする工具摩耗度検出装置。
(1) An AI sensor installed on a tool or workpiece of a machine tool or in the vicinity thereof; An amplifier circuit for amplifying the output of the AE sensor to an appropriate level; An installation number stamped on the output side of the amplifier circuit; , and a bandpass filter that passes a frequency component that has a strong correlation with wear of the tool; a rectifier circuit that rectifies the output signal of the bandpass filter; and a data sampling that samples the output signal of the rectifier circuit every minute time. A tool wear degree detection device comprising: means; and a calculation means for determining the maximum value of the probability density function of the sampled data and outputting this as a tool wear degree.
JP59084630A 1984-04-26 1984-04-26 Device for detecting degree of wear of tool Pending JPS60228058A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05154833A (en) * 1991-12-09 1993-06-22 Nikko Kyodo Co Ltd Dicing machine
CN106872580A (en) * 2017-01-19 2017-06-20 大连理工大学 A kind of pin wear condition monitoring method based on piezoelectric ceramics

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5548558A (en) * 1978-09-29 1980-04-07 Kazuaki Iwata Damage detector for cutting tool

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