JPS61132858A - Tool breakage detecting device - Google Patents

Tool breakage detecting device

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Publication number
JPS61132858A
JPS61132858A JP59254836A JP25483684A JPS61132858A JP S61132858 A JPS61132858 A JP S61132858A JP 59254836 A JP59254836 A JP 59254836A JP 25483684 A JP25483684 A JP 25483684A JP S61132858 A JPS61132858 A JP S61132858A
Authority
JP
Japan
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tool
signal
breakage
output
sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP59254836A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Nakamura
秀明 中村
Takeshi Yamada
武 山田
Kazuaki Otsuka
大塚 一明
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Tateisi Electronics Co
Priority to JP59254836A priority Critical patent/JPS61132858A/en
Publication of JPS61132858A publication Critical patent/JPS61132858A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating 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
    • G01N29/14Investigating 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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  • Biochemistry (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the reliability of a detection by constituting a titled device so that an output of an acoustic emission (AE) sensor is provided to a signal processing part only in the course of an actual work. CONSTITUTION:At the time of a regular cutting, a power spectrum distribution of an AE signal from an AE sensor 9 is concentrated to around 50kHz, and a power spectrum distribution of the time when a tool is broken has a peak in the vicinity of 300kHz. Therefore, when only the AE signal of the vicinity of the respective frequency components is fetched by two BPFs 13, 14, detected by detectors 16, 17, and its output levels are compared by a comparator 19, the normal time and the time when the tool is broken can be discriminated exactly. Therefore, by applying a signal to a breakage detecting circuit 21 only when the tool is broken, a wrong detection is eliminated, and the reliability for detecting a breakage is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は工作機械における工具の折損や異常を切削加工
及び折損時に発生するアコースティックエミッション(
以下AEという)を利用して監視。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention] The present invention solves the problem of tool breakage and abnormality in machine tools by acoustic emissions (
(hereinafter referred to as AE) for monitoring.

自動検出する工具折損検出装置に関するものである。This invention relates to a tool breakage detection device that automatically detects tool breakage.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明による工具折損検出装置は、加工対象の近傍に取
付けられたAEセンサ及び工具の加工対象への接触を検
知する接触検知手段を設けると共に、工具が加工対象に
接触している間だけゲートを開放してAEセンサからの
出力を信号処理部に伝えるようにした−ものである。こ
うすれば工具や加工対象、又はその周辺から発生する種
々の信号に基セいて誤った工具折損信号を出力すること
がなく、信頼性の高い工具折損検出装置とすることがで
きる。
The tool breakage detection device according to the present invention includes an AE sensor installed near the workpiece and a contact detection means for detecting contact of the tool with the workpiece, and a gate is opened only while the tool is in contact with the workpiece. The sensor is opened to transmit the output from the AE sensor to the signal processing section. In this way, an erroneous tool breakage signal will not be output based on various signals generated from the tool, the workpiece, or their surroundings, and a highly reliable tool breakage detection device can be achieved.

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

工作機械において工具を用いて加工対象(以下ワークと
いう)を切削加工する場合、何らかの原因で工具が折損
し又切屑のつまりを起こして異常切削している場合があ
る。近年の工場自動化の進展に伴いこのような工具の折
損や異常切削を自動的に検出することが強く要求されて
いる。こうした工作機械の工具の折損を検出する一手法
として、従来より工作機械の工具やワークの近傍にAH
センサを設け、そこから得られるAE傷信号基づいて工
具の折損を検出する装置が提案されている。
When a machine tool uses a tool to cut an object to be machined (hereinafter referred to as a workpiece), the tool may break for some reason or become clogged with chips, resulting in abnormal cutting. With the recent progress in factory automation, there is a strong demand for automatic detection of tool breakage and abnormal cutting. As a method for detecting tool breakage in machine tools, conventional methods have been to
A device has been proposed that includes a sensor and detects tool breakage based on an AE flaw signal obtained from the sensor.

ところで工具とワークが接触していない間は工具は折損
することはあり得ない、しかしながら従来の工具折損検
出装置によれば、AEセンサから得られる信号を信号処
理部に与え常に工具の折損を検知するようにしている。
By the way, it is impossible for the tool to break while the tool and the workpiece are not in contact. However, according to the conventional tool breakage detection device, the signal obtained from the AE sensor is sent to the signal processing unit to constantly detect tool breakage. I try to do that.

従ってワークやワーク台及びその周辺から発生する様々
の信号がAEセンナを介して信号処理部に与えられるた
め、切削中でないにもかかわらず誤って工具折損信号を
出力してしまう恐れがあった。
Therefore, various signals generated from the workpiece, the workbench, and its surroundings are applied to the signal processing section via the AE sensor, so there is a risk that a tool breakage signal may be erroneously output even though cutting is not in progress.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明はこのような従来の工具折損検出装置の問題点に
鑑みてなされたものであって、実際の工作中のみAEセ
ンサの出力を信号処理部に与えるようにして工具折損検
出装置の信頼性を向上させることを目的とする。
The present invention has been made in view of the problems of the conventional tool breakage detection device, and improves the reliability of the tool breakage detection device by providing the output of the AE sensor to the signal processing section only during actual machining. The purpose is to improve

〔発明の構成と効果〕[Structure and effects of the invention]

本発明は工作機械の工具支持部に設けられたAEセンサ
を有し、工具の折損時に得られるAE傷信号基づいて折
損を検出する工具折損検出装置であって、AEセンサの
出力信号に基づいて工具の折損を識別する信号処理部と
、工具の加工対象への接触を検知する接触検知手段と、
接触検知手段より接触検知信号が与えられている間にA
Eセンサの出力を信号処理部に伝えるゲート手段と、を
具備することを特徴とするものである。
The present invention is a tool breakage detection device that has an AE sensor installed in a tool support part of a machine tool and detects breakage based on an AE flaw signal obtained when a tool breaks. a signal processing unit that identifies tool breakage; a contact detection unit that detects contact of the tool with the workpiece;
A while the contact detection signal is being given by the contact detection means.
The device is characterized by comprising a gate means for transmitting the output of the E-sensor to a signal processing section.

このような特徴を有する本発明によれば、工具と加工対
象が接触している間のみゲートが開放されAE傷信号信
号処理部に伝わる。従って信号処理部による処理の結果
、工具折損があれば折損信号を出力することができる。
According to the present invention having such characteristics, the gate is opened only while the tool and the workpiece are in contact with each other, and the AE flaw signal is transmitted to the signal processing section. Therefore, if the tool is broken as a result of processing by the signal processing section, a breakage signal can be output.

しかし工具が加工対象に接触していなければAEセンサ
の出力は信号処理部には伝わらないので、ワークやワー
ク台からの種々の信号を誤って工具折損信号として出力
する可能性がなくなる。そのため本発明により工具折損
検出の信頼性を向上させることが可能となる。
However, if the tool is not in contact with the workpiece, the output of the AE sensor will not be transmitted to the signal processing section, which eliminates the possibility of erroneously outputting various signals from the workpiece or workbench as a tool breakage signal. Therefore, the present invention makes it possible to improve the reliability of tool breakage detection.

〔実施例の説明〕[Explanation of Examples]

(実施例の全体構成) 第1図は本発明による工具折損検出装置の一実施例を示
すブロック図である。本実施例はボール盤に取付けられ
た状恕を示すものであって、ワーク1はボール盤のベー
ス2上に固定されており上部よりドリル支持部3にドリ
ル4を取付けてワーク1に開口が設けられる。ドリル支
持部3の側部には図示のようにドリル4の先端がワーク
1に接触したときに動作するリミットスイッチ5が設け
られる。ここでワーク1に切削を行う前にはワークl上
のドリル4が接触する位置にあらかじめ擬似折損信号発
生器6を取付ける。擬似折損信号発生器6は後述するよ
うに工具の折損時のAE出力波形と相似で、且つ同一の
パワースペクトル分布を持つ擬似折損信号を発生するも
のである。又レベル設定器7はこの擬似折損信号発生器
6の駆動レベルを設定するものであって、使用工具の大
きさ2種類に応じて設定された駆動レベルの信号を駆動
回路8に伝える。駆動回路8は工具の折損時のAE傷信
号相似で且つ同一のパワースペクトル分布を持つ駆動波
形により擬似折損信号発生器6を駆動するものである。
(Overall Configuration of Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a tool breakage detection device according to the present invention. This embodiment shows a state in which the workpiece 1 is attached to a drilling machine, and the workpiece 1 is fixed on the base 2 of the drilling machine, and a drill 4 is attached to the drill support part 3 from above, and an opening is provided in the workpiece 1. . A limit switch 5 is provided on the side of the drill support part 3, as shown in the figure, which operates when the tip of the drill 4 comes into contact with the workpiece 1. Before cutting the work 1, a pseudo-breakage signal generator 6 is installed in advance on the work 1 at a position where the drill 4 comes into contact with the work 1. As will be described later, the pseudo-breakage signal generator 6 generates a pseudo-breakage signal that is similar to the AE output waveform when the tool breaks and has the same power spectrum distribution. Further, the level setter 7 sets the drive level of the pseudo-breakage signal generator 6, and transmits to the drive circuit 8 signals of drive levels set according to the two sizes of the tools used. The drive circuit 8 drives the pseudo-breakage signal generator 6 with a drive waveform that is similar to the AE flaw signal at the time of tool breakage and has the same power spectrum distribution.

そしてワーク1が配置される工具の近傍、例えば第1図
に示すようにベース2上にAE傷信号検出するAEセン
サ9を設ける、AEセンサ9はドリル4等の工具からの
AE傷信号擬似折損信号発生器6からのAE傷信号検出
する広帯域のAEセンサであって、その出力はゲート回
路10に、与えられる。ゲート回路10は外部の出力に
よってアナログ信号を断続するもので、その出力は増幅
器11に与えられる。増幅器11は可変抵抗器12の調
整により増幅率を任意に設定することができる増幅器で
あって、その出力を二つのバンドパスフィルタ13.1
4及び切削レベル表示器15に与えるものである。バン
ドパスフィルタ13は中心周波数300 K b、バン
ドパスフィルタ14は中心周波数50KHzのフィルタ
であって、夫々の中心周波数付近の信号のみを次段の検
波器16.17に伝える。検波器16,17は夫々その
入力信号を検波し振幅に応じた出力を得るものであって
、検波器16の出力は微分回路18に、検波器16.1
7の出力は夫々ヰ較器19に与えられる。これらのバン
ドパスフィルタ13.14、検波器16 、、、17及
び比較器19により折損時のAE傷信号識別する周波数
識別手段を形・成している。微分回路18は入力信号の
急峻な変化分のみを次段のレベル判定器20に伝える。
An AE sensor 9 for detecting AE flaw signals is provided near the tool on which the workpiece 1 is placed, for example, on the base 2 as shown in FIG. This is a wideband AE sensor that detects an AE flaw signal from a signal generator 6, and its output is given to a gate circuit 10. The gate circuit 10 intermittents the analog signal using an external output, and its output is given to the amplifier 11. The amplifier 11 is an amplifier whose amplification factor can be arbitrarily set by adjusting the variable resistor 12, and its output is passed through two band-pass filters 13.1.
4 and the cutting level indicator 15. The bandpass filter 13 has a center frequency of 300 Kb, and the bandpass filter 14 has a center frequency of 50KHz, and only signals near the respective center frequencies are transmitted to the next-stage detectors 16 and 17. The detectors 16 and 17 each detect the input signal and obtain an output according to the amplitude, and the output of the detector 16 is sent to a differentiating circuit 18,
The outputs of 7 are respectively given to a calibrator 19. These bandpass filters 13, 14, detectors 16, 17, and comparator 19 form a frequency identification means for identifying an AE flaw signal at the time of breakage. Differentiating circuit 18 transmits only steep changes in the input signal to level determiner 20 at the next stage.

レベル判定器20は所定の基準レベルと入力信号とを比
較するものであり、入力信号が大きければ出力を折損検
出回路21と異常切削検出回路22に伝える。又比較8
19は検波1116.17の出力を比較し、検波器16
の出力が大きい場合にのみ出力を折損検出回路21に伝
える。折損検出回路21はこれらの入力の論理積をとっ
て工具の折損を検出する論理回路であって、折損検出信
号によって出力回路23を介して外部に出力する。又異
常切削検出回路22はレベル判定器20の出力に基づい
て異常切削を検出するものであって、その出力を出力回
路24を介して外部に伝えるものである。
The level determiner 20 compares the input signal with a predetermined reference level, and if the input signal is large, transmits the output to the breakage detection circuit 21 and the abnormal cutting detection circuit 22. Comparison 8
19 compares the outputs of the detectors 1116 and 17, and
The output is transmitted to the breakage detection circuit 21 only when the output is large. The breakage detection circuit 21 is a logic circuit that takes the AND of these inputs to detect a breakage of the tool, and outputs a breakage detection signal to the outside via the output circuit 23. The abnormal cutting detection circuit 22 detects abnormal cutting based on the output of the level determiner 20, and transmits the output to the outside via the output circuit 24.

(AEセンサ感度設定動作) 次に本実施例の工具折損検出装置を工作機械に設置する
際の操作について説明する。まず擬似折損信号発生器6
を第1図に示すようにワーク1のドリルにより開口する
位置に取付け、工具の種類 。
(AE Sensor Sensitivity Setting Operation) Next, the operation when installing the tool breakage detection device of this embodiment in a machine tool will be described. First, the pseudo-breakage signal generator 6
As shown in Figure 1, install the tool at the location where it will be opened with a drill on workpiece 1, and select the type of tool.

例えばドリル径に応じてレベル設定器7によって擬似折
損信号レベルを設定する。そして駆動回路8を介して擬
似折損信号発生器6を駆動すれば擬似折損信号がワーク
l及びベース2を通じてAEセンサ9に与えられる。こ
のときにはリミットスイッチ5の動作状態にかかわらず
ゲート回路10を閉成し、AEセンサ9の出力が増幅器
11に与えられるようにしておく。そして切削レベル表
示器15の表示レベルが所定値となるように増幅器11
の増幅率を可変抵抗器12によって調整する。
For example, a pseudo-breakage signal level is set by the level setter 7 according to the diameter of the drill. Then, by driving the pseudo-breakage signal generator 6 via the drive circuit 8, a pseudo-breakage signal is applied to the AE sensor 9 through the work l and the base 2. At this time, the gate circuit 10 is closed regardless of the operating state of the limit switch 5, so that the output of the AE sensor 9 is applied to the amplifier 11. Then, the amplifier 11 is set so that the display level of the cutting level indicator 15 becomes a predetermined value.
The amplification factor of is adjusted by the variable resistor 12.

こうすればAEセンサ9から適正なレベルで信号処理部
にAE傷信号伝達することが可能となる。
This allows the AE flaw signal to be transmitted from the AE sensor 9 to the signal processing section at an appropriate level.

(監視動作) 次にこのボール盤によりワーク1を開口する場合には、
擬似折損信号発生器6をワーク1上から外してドリル支
持部3を押下しワーク1を開口する。そのとき第2図に
示すようにドリル支持部3が押下してドリル4の先端が
ワーク1に達すれば、リミットスイッチ5のアクチュエ
ータが下方に押し下げられてゲート回路10にゲート信
号が伝えられる。そうすればゲートが開放しAEセンサ
9よりAE傷信号ゲート回路10を通って増幅器11に
伝えられる。又ドリル支持部3を上げてワークの開口位
置を変更する際にはドリル支持部3はリミットスイッチ
5のアクチェエータには当接しないので、ゲート回路1
0は閉成しAE傷信号信号処理部に伝えられない。従っ
てドリル4による実際の開口時にのみAE傷信号信号処
理部に伝えられることとなる。
(Monitoring operation) Next, when opening the workpiece 1 using this drilling machine,
The pseudo-breakage signal generator 6 is removed from the workpiece 1 and the drill support part 3 is pushed down to open the workpiece 1. At this time, as shown in FIG. 2, when the drill support 3 is pushed down and the tip of the drill 4 reaches the workpiece 1, the actuator of the limit switch 5 is pushed down and a gate signal is transmitted to the gate circuit 10. Then, the gate is opened and the AE flaw signal is transmitted from the AE sensor 9 to the amplifier 11 through the gate circuit 10. Furthermore, when raising the drill support part 3 to change the opening position of the workpiece, the drill support part 3 does not come into contact with the actuator of the limit switch 5, so the gate circuit 1
0 is closed and is not transmitted to the AE flaw signal signal processing section. Therefore, the AE flaw signal is transmitted to the signal processing unit only when the drill 4 actually opens the hole.

(信号処理部の動作) さて通常の切削加工時にAEセンサ9より与えられるA
E傷信号パワースペクトルの分布は第3図の曲線すに示
すように周波数50KHz付近に集中しており、それよ
り高い周波数領域では単調に減衰する分布となっている
。又多くの実験より知られるように工具の折損時のパワ
ースペクトルの分布は第3図の曲線aにより表され、周
波数300に11z付近にピークを持つことが明らかと
なっている。
(Operation of the signal processing section) Now, the A given by the AE sensor 9 during normal cutting
The distribution of the power spectrum of the E-flaw signal is concentrated around a frequency of 50 KHz, as shown by the curve in FIG. 3, and the distribution is monotonically attenuated in a frequency range higher than that. Furthermore, as is known from many experiments, the distribution of the power spectrum when a tool breaks is represented by curve a in FIG. 3, and it is clear that it has a peak at frequency 300 and around 11z.

これは信号源が機械的振動を原因とするものでなく、工
具の非可塑性破壊時に生じる超音波特有の現象が起こる
ためと考えられる。従って二つのバンドパスフィルタ1
3.14により夫々の周波数成分付近のAE倍信号みを
取出して検波器16゜17により検波しへその出力レベ
ルを比較すれば通常時と工具折損時とを明確に識別する
ことが可能である。即ち通常の切削時には周波数50K
Hz付近のAE倍信号パワーが周波数300KHz付近
のパワーより大きく、工具の折損時には周波数300K
Hz付近のパワーが周波数50KHz付近のパワーより
大きいからである。比較器19はこれらの出力を比較し
て工具の折損時にのみ信号を折損検出回路21に与えて
いる。
This is considered to be because the signal source is not caused by mechanical vibration, but a phenomenon peculiar to ultrasonic waves that occurs during non-plastic fracture of a tool occurs. Therefore, two bandpass filters 1
3.14, it is possible to clearly distinguish between normal conditions and tool breakage by extracting only the AE multiplied signals near each frequency component, detecting them with detectors 16 and 17, and comparing their output levels. . In other words, during normal cutting, the frequency is 50K.
The AE multiplied signal power near Hz is larger than the power near the frequency 300KHz, and when the tool breaks, the frequency is 300K.
This is because the power near Hz is greater than the power near a frequency of 50 KHz. The comparator 19 compares these outputs and provides a signal to the breakage detection circuit 21 only when the tool breaks.

一方切削加工時に生じる切屑と工具、ワークとの接触や
摩擦によって第3図の曲線aで示されるパワースペクト
ル分布と似た信号が発生する場合がある。この場合には
バンドパスフィルタ13゜14の中心周波数やQの値、
及び比較器19のスレッシェホ゛−ルドレベル等を適切
に設定しても切屑と工具やワークの接触9.−摩擦によ
る信号を工具の折損信号と誤って判断することがある。
On the other hand, a signal similar to the power spectrum distribution shown by curve a in FIG. 3 may be generated due to contact or friction between chips and a tool or workpiece during cutting. In this case, the center frequency and Q value of the bandpass filter 13°14,
Even if the threshold level of the comparator 19 is set appropriately, contact between the chips and the tool or workpiece9. - Signals caused by friction may be mistakenly interpreted as tool breakage signals.

従って本実施例においては工具の折損時に見られるAE
倍信号時間領域の波形にも着目し、これらの信号を分離
している。即ち工具の折損時に得られるAE信号波形は
第4図(a)に示すように折損時に鋭い立上りを有する
信号となっており、一方切屑と工具やワークの接触、摩
擦によって発生するAE倍信号第4図中)に示すように
鋭い立上りを示さず所定時間信号が継続する波形となっ
ている。従って第1図に示すように検波器16の出力を
微分回路18に与え、折損時等の急峻な信号のみを分離
してレベル判定!520に与える。そしてその入力レベ
ルを所定の基準値と比較し、急峻な立上りのAE倍信号
得られたときにレベル判定器20より折損検出回路21
に信号を与える。折損検出回路21はこれらの論理積信
号によって工具の折損を検出する。このように周波数領
域の折損検出と時間領域の折損検出の両者を組み合わせ
れば工具の折損の信頼性を向上することが可能となる。
Therefore, in this example, the AE observed when the tool breaks
We also focused on the waveform in the double signal time domain and separated these signals. That is, the AE signal waveform obtained when the tool breaks, as shown in Figure 4(a), is a signal with a sharp rise at the time of breakage, while the AE multiplied signal waveform generated by contact and friction between chips and the tool or workpiece. As shown in Figure 4), the waveform does not show a sharp rise and continues for a predetermined period of time. Therefore, as shown in FIG. 1, the output of the detector 16 is fed to the differentiating circuit 18, and only steep signals such as those caused by breakage are separated to determine the level! Give 520. Then, the input level is compared with a predetermined reference value, and when an AE multiplied signal with a steep rise is obtained, the breakage detection circuit 21
give a signal to The breakage detection circuit 21 detects tool breakage based on these AND signals. In this way, by combining both frequency domain breakage detection and time domain breakage detection, it is possible to improve the reliability of tool breakage.

又第1図のブロック図に示すように増幅器11の出力を
そのまま切削レベル表示、815により表示し切削レベ
ルを示しており、更に切屑とワークとの異常な接触、摩
擦状態を工具の折損1通常の加工信号として分離するこ
とが可能である。
In addition, as shown in the block diagram of Fig. 1, the output of the amplifier 11 is directly displayed as a cutting level display 815 to indicate the cutting level, and furthermore, abnormal contact between chips and workpieces and friction conditions are detected by tool breakage 1. It is possible to separate the signal as a processed signal.

尚本実施例はワークを実際に切削するときの信号をリミ
ットスイッチを用いて得ているが、数値制御装置によっ
て加工対象を加工する装置に本発明の工具折損検出装置
を適用する場合には、数値制御装置より工具の切削時の
信号をゲート回路に与えそれに基づいて工作時だけAE
倍信号信号処理部に伝えることによって工具の折損を検
出することも可能である。
In this embodiment, a limit switch is used to obtain a signal when actually cutting a workpiece, but when the tool breakage detection device of the present invention is applied to a device that processes a workpiece using a numerical control device, The numerical control device sends a signal when cutting the tool to the gate circuit, and based on that signal, the AE is activated only during machining.
It is also possible to detect tool breakage by transmitting the multiplied signal to the signal processing unit.

又本実施例は信号処理部として周波数領域の折損検出と
時間領域の折損検出との論理積により折損を検出するよ
うにしているが、これらのいずれ9か一方によって折損
を検出するようにしてもよく、又他の折損検出方式を用
いたり組み合わせることも可能である。
Furthermore, in this embodiment, the signal processing section detects breakage by the AND of breakage detection in the frequency domain and breakage detection in the time domain. It is also possible to use or combine other breakage detection methods.

更に本実施例はボール盤のドリル折損検出装置について
説明しているが、本発明は他の工作機械、例えば旋盤や
フライス盤等の種々の工作機械に適用することが可能で
ある。
Furthermore, although this embodiment describes a drill breakage detection device for a drilling machine, the present invention can be applied to other machine tools, such as various machine tools such as lathes and milling machines.

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

第1図は本発明による工具折損検出装置の一実施例を示
すブロック図、第2図は本実施例の工具折損検出装置の
工作時のドリル支持部とリミットスイッチとの位置関係
を示す側面図、第3図はAEセンサ9より得られるAE
倍信号パワースペクトルを示す図、第4図(a)は工具
折損時に得られるAE信号波形、第4図中)は切屑が生
じる場合に得られるAE信号波形を示す図である。 1・・−−−一〜・ワーク   2−−−−−−−・ベ
ース  3・−−−−−−−・ドリル支持部  4−−
−−−−−ドリル  5−−−−−−−リミットスイッ
チ  6・−−−−−−一擬似折損信号発生器  7−
・−−−−−レベル設定器  8−−−−−−−一駆動
回路  9−−−−−−−−A Eセンサ  10−−
−−−−−−−ゲート回路  11・−−−−−−・増
幅器13 、 14−−−−−−−バンドパスフィルタ
  15−−−−−−−・切削レベル表示器  16.
17−・−−一−−検波器18−−−−−−一微分回路
  19−−−−−−一比較器  20−・−・−レベ
ル判定器  21−−−−−−一折損検出回路  23
.24・−一−−−−・出力回路 特許出願人   立石電機株式会社 代理1人 弁理士 岡本宜嘉(他1名)第2図 第3図
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the tool breakage detection device according to the present invention, and Fig. 2 is a side view showing the positional relationship between the drill support part and the limit switch during machining of the tool breakage detection device of the present embodiment. , FIG. 3 shows the AE obtained from the AE sensor 9.
FIG. 4(a) is a diagram showing a double signal power spectrum. FIG. 4(a) is a diagram showing an AE signal waveform obtained when a tool breaks, and FIG. 4(a) is a diagram showing an AE signal waveform obtained when chips are generated. 1.-----1~-Work 2----------Base 3----------Drill support part 4--
--------Drill 5---Limit switch 6・---------Pseudo-breakage signal generator 7-
・------Level setter 8--------Drive circuit 9------A E sensor 10--
-----------Gate circuit 11・------・Amplifier 13, 14---Band pass filter 15---------Cutting level indicator 16.
17---1--Detector 18--1 Differential circuit 19---1 Comparator 20---Level judge 21--1 Breakage detection circuit 23
.. 24・-1---- Output circuit patent applicant Tateishi Electric Co., Ltd. (1 representative) Patent attorney Yoshiyoshi Okamoto (1 other person) Figure 2 Figure 3

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)工作機械の工具支持部に設けられたAEセンサを
有し、工具の折損時に得られるAE信号に基づいて折損
を検出する工具折損検出装置において、 前記AEセンサの出力信号に基づいて工具の折損を識別
する信号処理部と、 工具の加工対象への接触を検知する接触検知手段と、 前記接触検知手段より接触検知信号が与えられている間
に前記AEセンサの出力を前記信号処理部に伝えるゲー
ト手段と、を具備することを特徴とする工具折損検出装
置。
(1) In a tool breakage detection device that includes an AE sensor provided on a tool support part of a machine tool and detects breakage based on an AE signal obtained when the tool breaks, the tool is detected based on an output signal of the AE sensor. a signal processing unit that identifies breakage of the tool; a contact detection unit that detects contact of the tool with the workpiece; and a contact detection unit that detects the output of the AE sensor while the contact detection unit is applying a contact detection signal to the signal processing unit. A tool breakage detection device comprising: a gate means for transmitting a signal to the tool.
(2)前記接触検知手段は、工作機械の工具支持部の可
動範囲に設けられ工具の対象へ接触を検知するリミット
スイッチであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の工具折損検出装置。
(2) Tool breakage detection according to claim 1, wherein the contact detection means is a limit switch that is provided in a movable range of a tool support part of a machine tool and detects contact with an object of the tool. Device.
(3)前記信号処理部は、工具の折損時に得られるAE
信号の周波数成分と強い相関を持つ周波数成分のAE信
号が与えられたときに出力を出す周波数識別手段と、前
記AEセンサより急激に立上る信号が与えられたときに
出力を出す立上り信号検出手段と、該周波数識別手段及
び立上り信号検出手段の論理積出力に基づいて工具折損
を識別する論理出力手段と、を有するものであることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の工具折損検出装
置。
(3) The signal processing unit is configured to control the AE obtained when the tool breaks.
Frequency identifying means that outputs an output when an AE signal having a frequency component that has a strong correlation with the frequency component of the signal is given, and rising signal detecting means that outputs an output when a signal that rises rapidly from the AE sensor is given. and logic output means for identifying tool breakage based on the AND output of the frequency identification means and the rising signal detection means. Device.
JP59254836A 1984-11-30 1984-11-30 Tool breakage detecting device Pending JPS61132858A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02133085A (en) * 1988-11-10 1990-05-22 Omron Tateisi Electron Co Angle-of-rotation control motor
US5076102A (en) * 1988-03-24 1991-12-31 Omron Tateisi Electronics Co. Tool monitor

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JPS56126558A (en) * 1980-03-10 1981-10-03 Sumitomo Electric Ind Ltd Damage detector for cutting tool

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