JPS6079261A - 工具異常検出装置 - Google Patents
工具異常検出装置Info
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- JPS6079261A JPS6079261A JP58185952A JP18595283A JPS6079261A JP S6079261 A JPS6079261 A JP S6079261A JP 58185952 A JP58185952 A JP 58185952A JP 18595283 A JP18595283 A JP 18595283A JP S6079261 A JPS6079261 A JP S6079261A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/14—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (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Ag4g号を利用して、切削加工中の工具の異
常を検出する装置に関する。
常を検出する装置に関する。
(従来例の説明及び問題点)
従来のAE倍信号利用して工具の異常を検出□□□−□
□警□□□□□ する装置としては突発型AK倍信号ピーク価か一定閾値
を越え/こときに異常信号を出力するものが一般的であ
った。しかしながら、機械振動やすJり屑の衝突、切削
油の飛沫等によって41:するノイズによって動作する
ことがあるなどで精度が十分でなく、寸だ装置が複雑で
高価であるなどの問題があり、小径工具の破損を確実に
しかも経済的に検出することはできなかった。即ち第1
図はIE常り削時と工具異常時におけるA 、luゝ信
号の周波数分析結果を示しているか、従来の一般的な装
置てηよ−AE信号をフィルタに通し、1笥い周波数成
分(例えばl 5 Q KH2以上りのみを取り出し、
そのレベルが設定1シム1値を越えると異常と判定して
い/cO記1図では明らかに1「常1]−Jよりも異常
lIつの力がレベルが高いが、槻1ノ+!i振動やLツ
ノ11イに、しり発生される信号でもレベルの大きいノ
イズも親d」1]され、誤った判定を下すことかあった
。又周波数比率を検出する装置もあつ/(が、やdリノ
イズで誤った判定を下すこともあった。
□警□□□□□ する装置としては突発型AK倍信号ピーク価か一定閾値
を越え/こときに異常信号を出力するものが一般的であ
った。しかしながら、機械振動やすJり屑の衝突、切削
油の飛沫等によって41:するノイズによって動作する
ことがあるなどで精度が十分でなく、寸だ装置が複雑で
高価であるなどの問題があり、小径工具の破損を確実に
しかも経済的に検出することはできなかった。即ち第1
図はIE常り削時と工具異常時におけるA 、luゝ信
号の周波数分析結果を示しているか、従来の一般的な装
置てηよ−AE信号をフィルタに通し、1笥い周波数成
分(例えばl 5 Q KH2以上りのみを取り出し、
そのレベルが設定1シム1値を越えると異常と判定して
い/cO記1図では明らかに1「常1]−Jよりも異常
lIつの力がレベルが高いが、槻1ノ+!i振動やLツ
ノ11イに、しり発生される信号でもレベルの大きいノ
イズも親d」1]され、誤った判定を下すことかあった
。又周波数比率を検出する装置もあつ/(が、やdリノ
イズで誤った判定を下すこともあった。
かかる問題を1Qir火するため眞、例えd、特開昭5
7240549列伝1′14に示すように、すJ削加工
中に発生するΔ1も信号のうち特定の周波な領域の’l
+t −”づ成分とそれ以外の周波数領域の信号成分と
の振幅の比を検出し、かかる割りF器出力が運r元して
大きい値を示すときは工具の摩耗を判定するものが提案
された。しかしながら慎械振動や、uLりくずの衝突、
切削油飛沫などによって牛するノイズにより動作したり
、またセンサと工具の位置、ワークの形状などによって
閾値を変化させなければならないなと精度が十分でなく
、寸だ装置が複雑高価であるなどの問題があり、小径工
具の酸4週を確実にしかも軽重的に検知し得なかった。
7240549列伝1′14に示すように、すJ削加工
中に発生するΔ1も信号のうち特定の周波な領域の’l
+t −”づ成分とそれ以外の周波数領域の信号成分と
の振幅の比を検出し、かかる割りF器出力が運r元して
大きい値を示すときは工具の摩耗を判定するものが提案
された。しかしながら慎械振動や、uLりくずの衝突、
切削油飛沫などによって牛するノイズにより動作したり
、またセンサと工具の位置、ワークの形状などによって
閾値を変化させなければならないなと精度が十分でなく
、寸だ装置が複雑高価であるなどの問題があり、小径工
具の酸4週を確実にしかも軽重的に検知し得なかった。
(本発明の目的、本発明の構成効果の説明)本発明はこ
のような従来の問題点を)Q!r決しようとするもので
あって第1図から明らかなように正常切削時には約10
’Q KH2以下の信号が大きく、丑/こ全体的にレベ
ルが少さいが、異常り削時には約1 +) tl K〜
300 K)iZが大きく全f/l・的にレベルが大き
い。本発明はこのJ(−4,徴(/7:/i、目すると
共に、工具の折損時に前記割智器出力か人きく変化する
ことにθ二目して工具異常を検出するものであって、A
E俵号を検出するセンサと、プリアンプ、余波整流回路
、′IL均化処理回路、バントパスフィルタ、/l′:
波整b11回路、割カ器、第1の立上り検出部、コ/バ
レ―り、アンド回路、出力回路とから構成さ〕゛1/ξ
下具異割検出:#:置に関するもの−Cある。即ちプリ
アンプ、全波整流回路後の信号を割算器の分母に、又、
プリアンプ、バントパスフィルタ(約100に〜約3
Q Q K)12 又(1−I約1 (l OK 〜約
500KH2) 、全波整流回路後の信号を割算器の分
子として割算器(で人力し、’l+11算器の出力を入
力して周波数成分を比率Y/Xの急酷な変化を微分11
−1烙である第1の立上り検出部で検出し、第1の立」
ニリ検出部の出力腎コンパレータに人力してコンパレー
タで設定1尚値と比較し−C周波数比率)ントり異邦出
力とし、又プリアンプ、乍jl 整15ii)回路、(
1′均化処J、□IJj 1j困路後の信号をコンパレ
ータて比較し−Cレベル異常出力とし、周波数比率立子
り異’1’:’;出力とレベル異′);眉宇j力をアン
ド回路・\入力し、l”’l ’J”’j ’rj’+
出力が同ll−5に発/−1した場合にのみ工具異常と
゛(MJ ’1177するようになっている。本発明は
この、1、うに第1の立1す(ラエ山部を設けたので、
I−具の4〕日1jIRIに割で1器出力即し周波数成
分比率Y/Xの7急激な変工じ夕としえることができる
ので、きわめ−C止(1’lfi h−、十’、 J−
L JJi h! ?14検出できる。即ち一1具が1
姑R’li Lでワークと稈」y状態になると、I J
1#i’ JJi lI′iと、L: < jJU k
A 、”B (i −’i 力検出されて、工具折伊
と判断した異′1チ♂信秘か出され誤動作することがあ
ったが、厚部現象ては、割ず)器出力にゆるやかに変化
するが、工具」ノ1損時には、急激に出力が大きくなる
ので、割p1−器出力変化州(立−ヒリ)を見ることに
より、工具折損をより確実に検出てきるものとなったO (本発明の詳細な説明) 以下本発明の実施例を1ず第2図について説明すると、
、AE倍信号センサ(1)で検出されたプリアンプ(2
)で適宜なレベル丑で増幅される。既述のように異常切
削時にはA Eレベルが大きく、周波数成分子 約i
−c+ o K 〜300 KH2又(6Jl) 1o
o K〜50QI(f−IZの周波数の全体に対する
比率が大きいことに荒目してこれを検出する/こめ、プ
リアンプの信号を・レベル異常検出部(I)と周波数比
率立上り異常検出i;?lj(■1)に供給する。
のような従来の問題点を)Q!r決しようとするもので
あって第1図から明らかなように正常切削時には約10
’Q KH2以下の信号が大きく、丑/こ全体的にレベ
ルが少さいが、異常り削時には約1 +) tl K〜
300 K)iZが大きく全f/l・的にレベルが大き
い。本発明はこのJ(−4,徴(/7:/i、目すると
共に、工具の折損時に前記割智器出力か人きく変化する
ことにθ二目して工具異常を検出するものであって、A
E俵号を検出するセンサと、プリアンプ、余波整流回路
、′IL均化処理回路、バントパスフィルタ、/l′:
波整b11回路、割カ器、第1の立上り検出部、コ/バ
レ―り、アンド回路、出力回路とから構成さ〕゛1/ξ
下具異割検出:#:置に関するもの−Cある。即ちプリ
アンプ、全波整流回路後の信号を割算器の分母に、又、
プリアンプ、バントパスフィルタ(約100に〜約3
Q Q K)12 又(1−I約1 (l OK 〜約
500KH2) 、全波整流回路後の信号を割算器の分
子として割算器(で人力し、’l+11算器の出力を入
力して周波数成分を比率Y/Xの急酷な変化を微分11
−1烙である第1の立上り検出部で検出し、第1の立」
ニリ検出部の出力腎コンパレータに人力してコンパレー
タで設定1尚値と比較し−C周波数比率)ントり異邦出
力とし、又プリアンプ、乍jl 整15ii)回路、(
1′均化処J、□IJj 1j困路後の信号をコンパレ
ータて比較し−Cレベル異常出力とし、周波数比率立子
り異’1’:’;出力とレベル異′);眉宇j力をアン
ド回路・\入力し、l”’l ’J”’j ’rj’+
出力が同ll−5に発/−1した場合にのみ工具異常と
゛(MJ ’1177するようになっている。本発明は
この、1、うに第1の立1す(ラエ山部を設けたので、
I−具の4〕日1jIRIに割で1器出力即し周波数成
分比率Y/Xの7急激な変工じ夕としえることができる
ので、きわめ−C止(1’lfi h−、十’、 J−
L JJi h! ?14検出できる。即ち一1具が1
姑R’li Lでワークと稈」y状態になると、I J
1#i’ JJi lI′iと、L: < jJU k
A 、”B (i −’i 力検出されて、工具折伊
と判断した異′1チ♂信秘か出され誤動作することがあ
ったが、厚部現象ては、割ず)器出力にゆるやかに変化
するが、工具」ノ1損時には、急激に出力が大きくなる
ので、割p1−器出力変化州(立−ヒリ)を見ることに
より、工具折損をより確実に検出てきるものとなったO (本発明の詳細な説明) 以下本発明の実施例を1ず第2図について説明すると、
、AE倍信号センサ(1)で検出されたプリアンプ(2
)で適宜なレベル丑で増幅される。既述のように異常切
削時にはA Eレベルが大きく、周波数成分子 約i
−c+ o K 〜300 KH2又(6Jl) 1o
o K〜50QI(f−IZの周波数の全体に対する
比率が大きいことに荒目してこれを検出する/こめ、プ
リアンプの信号を・レベル異常検出部(I)と周波数比
率立上り異常検出i;?lj(■1)に供給する。
レベル異常検出部(I)fd全波整流回路(3)、〕ピ
均化処理回路(4)、コノパレータ(9)からなりプリ
アンプ(2)からの信号を全波整流回路(3)、平均化
処理回路(4)によってAE倍信号平均レベルを抽出し
、コンパレータ(9)に入力し、AE平均レベル設定閾
値を越えたときにコンパレータ(9)はレベル異常信号
を出力する。
均化処理回路(4)、コノパレータ(9)からなりプリ
アンプ(2)からの信号を全波整流回路(3)、平均化
処理回路(4)によってAE倍信号平均レベルを抽出し
、コンパレータ(9)に入力し、AE平均レベル設定閾
値を越えたときにコンパレータ(9)はレベル異常信号
を出力する。
周波数比率立上り異常検出部(Jl)は−まず割TAヒ
に(8)の分母系及び分子糸の2系分に分かれている。
に(8)の分母系及び分子糸の2系分に分かれている。
う)似系(は周波数成分全体を全波整流回路(()〕に
通して、割昏器(8)の分−11Xとして人力する。分
イ系C11、約100 K 〜3 tl OKH2又i
’j l Otl K 〜5fl OKH2のバンドパ
スフィルタ(6)と全波整肺、l”l:、1 fi’f
′+(7)とからなり、プリアンプ(2)からのイ冨号
から7・ノトパスンイルク(6)で必要な周波数成分を
取出して全波整77in回路(7)をa l、て割檜器
(ト)の分子Yとして人力する。
通して、割昏器(8)の分−11Xとして人力する。分
イ系C11、約100 K 〜3 tl OKH2又i
’j l Otl K 〜5fl OKH2のバンドパ
スフィルタ(6)と全波整肺、l”l:、1 fi’f
′+(7)とからなり、プリアンプ(2)からのイ冨号
から7・ノトパスンイルク(6)で必要な周波数成分を
取出して全波整77in回路(7)をa l、て割檜器
(ト)の分子Yとして人力する。
割η著蹄(8)はアプーロク害]j麹器てあって、Y/
’Xのイ的を出力する。Y/X (、[周波数成分で+
o o K −:+ o o +<1+ン・又は10
o K −5001(H2〕全(4<)l/へ/L
ニrJ−fる比率に比1夕lI L jt (lrl!
となろ。この周波数比率Y/Xし4、微分回路である第
1の立上り検出部C1/11 (7t1人力されて、正
常切削時から異常by削萌へ移行することによる、ワー
クしJf’A’E シた切削工具との摩擦現象と区別さ
れる周波数比率Y/Xの1急激な変化即し立上りを検出
する。このY/Xの変化率I−1]ち出力の立上りはコ
ノパレータ/10)に入力されY/Xの変化率か設定閾
値を越えたときコンパレータ(頂は周波数比率Y//x
の変化率の立上り異常信号を出力する。
’Xのイ的を出力する。Y/X (、[周波数成分で+
o o K −:+ o o +<1+ン・又は10
o K −5001(H2〕全(4<)l/へ/L
ニrJ−fる比率に比1夕lI L jt (lrl!
となろ。この周波数比率Y/Xし4、微分回路である第
1の立上り検出部C1/11 (7t1人力されて、正
常切削時から異常by削萌へ移行することによる、ワー
クしJf’A’E シた切削工具との摩擦現象と区別さ
れる周波数比率Y/Xの1急激な変化即し立上りを検出
する。このY/Xの変化率I−1]ち出力の立上りはコ
ノパレータ/10)に入力されY/Xの変化率か設定閾
値を越えたときコンパレータ(頂は周波数比率Y//x
の変化率の立上り異常信号を出力する。
コンパレータ(9)のレベル異常信列トコンノくレータ
(100周波数比率の変化率の立上り異常信号は一アン
ド回路(]復に入力され、レベル異常信号と周波数比率
の変化率の立上り異常信号とが同時に発生した場合にの
みアンド回路qυ(d異常と判定して出力回路Q2に」
二具異常信号を出力し出力回路o2はリレー出力などの
開側1信号を出力する。
(100周波数比率の変化率の立上り異常信号は一アン
ド回路(]復に入力され、レベル異常信号と周波数比率
の変化率の立上り異常信号とが同時に発生した場合にの
みアンド回路qυ(d異常と判定して出力回路Q2に」
二具異常信号を出力し出力回路o2はリレー出力などの
開側1信号を出力する。
第3図は本発明の別の実施例を示す。第2図と同じ部材
は同じ符刊で示されその説明は省略する。
は同じ符刊で示されその説明は省略する。
第8図では、平均化処理回路(4)のあとにかつコンパ
レータ(9)の前に、微分回路である第2の立上り検出
部03が挿入されており、平均化処理回路からの48号
を入力し、平均化されたAEレベルの急へな変化即ち立
−ヒリを検出し、コンパレータ(男は第2の立−1−り
検出部q]からの信号を人力して、工具とセンサの距離
変化に影響さ7”Lないように、設定i因値と比較して
AEレベルの変化率が設定閾値を越えたときAf!8レ
ベル立上り異常信号を出力するようにされている。
レータ(9)の前に、微分回路である第2の立上り検出
部03が挿入されており、平均化処理回路からの48号
を入力し、平均化されたAEレベルの急へな変化即ち立
−ヒリを検出し、コンパレータ(男は第2の立−1−り
検出部q]からの信号を人力して、工具とセンサの距離
変化に影響さ7”Lないように、設定i因値と比較して
AEレベルの変化率が設定閾値を越えたときAf!8レ
ベル立上り異常信号を出力するようにされている。
本発明は以上のようにAgレベル異′111検出部(」
)と周波状比率カー1−0り異常検11[冒GB fi
l)とから構成し、半≠毒咄→工両(寅山部からのレベ
ル異′1名信弓と周波数比率立北ジ異常イ昌号倉入力さ
れ、固化けが同)PI′に発生したときに−1,具!’
! ?j’; Gj号を出力回路02に出力するアンド
回路(1υを設けであるので機械振動や切屑の衝突、切
削油飛沫なとによって生ずるノイズによるftl定誤り
か無く、′:j/C−1−只とワークとのN:Jη現象
による誤動イ′[もなく、しかも簡t)うな回路((1
6成である3)−まだ切1f’i、i(]’、 6:J
のb゛1−常摩れによる異常私発生旧にも動f’l−J
ろので、切1を予知検出装置にも使用することか−Cき
ろ、。
)と周波状比率カー1−0り異常検11[冒GB fi
l)とから構成し、半≠毒咄→工両(寅山部からのレベ
ル異′1名信弓と周波数比率立北ジ異常イ昌号倉入力さ
れ、固化けが同)PI′に発生したときに−1,具!’
! ?j’; Gj号を出力回路02に出力するアンド
回路(1υを設けであるので機械振動や切屑の衝突、切
削油飛沫なとによって生ずるノイズによるftl定誤り
か無く、′:j/C−1−只とワークとのN:Jη現象
による誤動イ′[もなく、しかも簡t)うな回路((1
6成である3)−まだ切1f’i、i(]’、 6:J
のb゛1−常摩れによる異常私発生旧にも動f’l−J
ろので、切1を予知検出装置にも使用することか−Cき
ろ、。
4 図面の節、!1うな説明
第1図(d、正常−)削時と工具)゛ヰ常1144との
八E (ii号フレベル対比図、1−Ag3図および第
:3図r[本発明のそれぞ11異る実施例のブロックI
ツ1である。。
八E (ii号フレベル対比図、1−Ag3図および第
:3図r[本発明のそれぞ11異る実施例のブロックI
ツ1である。。
(1)・・センサ (2)・プリアンプ。
(3)・全波整流回路 (4) 平均化処理回路(5)
・・全波整流回路 (6)・バンドバスフィルタ(7)
・・全波1r流回路 (8)・割算器(9)・・・コン
パレータ (0) コンパレータ(1υ・・・アント回
路 (la 出力回路(13・・・第2の立ら土り検
(1−0・・fi4’ 1の立ち上り検〜山部 出部 代理人 弁理士 河 内 41°1 二、%’1ffl 第2図 第3図
・・全波整流回路 (6)・バンドバスフィルタ(7)
・・全波1r流回路 (8)・割算器(9)・・・コン
パレータ (0) コンパレータ(1υ・・・アント回
路 (la 出力回路(13・・・第2の立ら土り検
(1−0・・fi4’ 1の立ち上り検〜山部 出部 代理人 弁理士 河 内 41°1 二、%’1ffl 第2図 第3図
Claims (2)
- (1)アコースティックエミソンヨノ(以下AEと略記
する。)信号を検出するセンザと、センタからのAE信
刊を適度のレベル剤で増幅するダリアノブと、ダリアノ
ブからの信村を整Jcする全波整流回路と、全波整流回
路からの信号を人力してA E信号の平均レベルを抽出
する゛(′均圧処理回路と、311均化処理回路からの
償弓を人力して設定1泪値と比較してAJす平均レベル
か設定閾飴を越え/こときにレヘル異常信シ3を出力す
るレベル異常信号用のコノパレータと、ダリアノブから
の信じ゛から周波数成分全体を検波して割算器に公刊X
として出力する公刊系の1ン波整イZシ回路と、ダリア
ノブからの信号がら約10 +l KH2乃至500
KH2の内、必挟な周波数成分を取出スハントパスフィ
ルタト、バーン川パスフィルタからの信号を検波し′C
割算器V(分7− Yとして出力する分子系全波整流回
路と、分母系全波整流回路の信号と分子系全波整流回路
の賠弓を人力して割算Y/Xを?]い周波数成分比率Y
/Xを出力する割算器と、割q器の信号を人力して周波
数成分比率Y/Yの急檄な変化を検出する第1のウーー
1ニジ検出γ<11と、第1の立−ヒリ検11冒′<1
(からの信号を人力して設定間[1l11と比較し、周
波数成分比、オ′Y/Xの変化率か設定1&l饋庖越し
/ことき周波数IL率分士シ異常信ダを出力する周波数
比率)ン上9異′畠信号用のコノパレータと、レヘル異
′1;5情5用のコンパレ〜りの出力と周波敬比菖:立
1−リ4.,1常(i号用のコンパレータの出力を人力
し、レベルゲ11′畠信刊と周波数比率立上ジ異常信号
が回11’jに発生し/ことき工具Jlij 7F、信
号を出カッ−る)゛ント回路と、7ノト回路からの信シ
づを人力してR11l 1llll信−号を出力する出
力回路とを具えで乙−る−1−ユj、異常検出装置、。 - (2) 前記平均住処1111回路とレベル、11j1
1常仏5へ川のコンパレータとの間には、51′均化処
理回路からの信号を入力し、平均化されたAPニレベル
の泡檄な変化を検出する第2の立上り検出部が挿入され
、前記レベル異常信号用のコンパレータは、第2の立上
り検出部からの信号を入力して設定閾値と比較してA
、Eレベルの変化率が設定閾値を越えたとき立上り異常
信号を出力する立上り異常信号用コンパレータである特
許請求の範囲第1項に記載の工具異常検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58185952A JPS6079261A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | 工具異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58185952A JPS6079261A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | 工具異常検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6079261A true JPS6079261A (ja) | 1985-05-07 |
JPH0215823B2 JPH0215823B2 (ja) | 1990-04-13 |
Family
ID=16179745
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58185952A Granted JPS6079261A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | 工具異常検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6079261A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02190239A (ja) * | 1989-01-19 | 1990-07-26 | Nachi Fujikoshi Corp | 印刷配線板孔あけ機用ドリル異常検出装置 |
WO2002038916A3 (en) * | 2000-11-07 | 2002-09-06 | Halliburton Energy Serv Inc | An apparatus and method for determining downhole bit failure |
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