JPS61182574A - 工具折損予知装置 - Google Patents
工具折損予知装置Info
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- JPS61182574A JPS61182574A JP60024059A JP2405985A JPS61182574A JP S61182574 A JPS61182574 A JP S61182574A JP 60024059 A JP60024059 A JP 60024059A JP 2405985 A JP2405985 A JP 2405985A JP S61182574 A JPS61182574 A JP S61182574A
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- signal
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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
- G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/4454—Signal recognition, e.g. specific values or portions, signal events, signatures
-
- 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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- Pathology (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (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】
〔発明の分野〕
本発明は工作機械における工具の折損を切削時に発生す
るアコースティックエミッション（以下ＡＥという）を
利用して予知する工具折損予知装置に関するものである
。
るアコースティックエミッション（以下ＡＥという）を
利用して予知する工具折損予知装置に関するものである
。
本発明による工具折損予知装置は、工作機械の切削時に
発生するＡＥ倍信号平均振幅レベルが工具の摩耗や変形
に伴って増加し、工具が折損する直前には相前後する切
削時におけるＡＥ倍信号平均振幅レベルの差が急激に増
大することに基づいて工具の折損を予知するものである
。こうすれば工具が折損する前に予知信号が得られるの
で工具の交換等適切な手段を取ることが可能となる。
発生するＡＥ倍信号平均振幅レベルが工具の摩耗や変形
に伴って増加し、工具が折損する直前には相前後する切
削時におけるＡＥ倍信号平均振幅レベルの差が急激に増
大することに基づいて工具の折損を予知するものである
。こうすれば工具が折損する前に予知信号が得られるの
で工具の交換等適切な手段を取ることが可能となる。
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、長期間の使用によって工具
の摩耗や塑性変形が進行して折損に到ることがある。加
工中に工具が折損すれば、ワークにＦＭ （＆を与えた
り切削作業を円滑に行うことができなくなるという問題
点がある。
いう）を切削加工する場合、長期間の使用によって工具
の摩耗や塑性変形が進行して折損に到ることがある。加
工中に工具が折損すれば、ワークにＦＭ （＆を与えた
り切削作業を円滑に行うことができなくなるという問題
点がある。
そこで工作機械においては工具の折損をあらかじめ予測
しておくことが望まれるが、従来の装置では工具の折損
を予知することができず、工具の折損を検出した後に工
具の交換等を行う必要があった。又工具の寿命を判定す
るために工具による切削、加工の回数を計数し、工具の
平均寿命に基づいて設定された上限値に達すれば工具の
寿命が尽きたものとして交換を行うようにしたものがあ
った。しかし個々の工具の寿命は切削条件や工具の固有
の特性等により大きな変動があるため、単なる切削回数
の計数によっては適切な寿命判定を行うことができなか
った。
しておくことが望まれるが、従来の装置では工具の折損
を予知することができず、工具の折損を検出した後に工
具の交換等を行う必要があった。又工具の寿命を判定す
るために工具による切削、加工の回数を計数し、工具の
平均寿命に基づいて設定された上限値に達すれば工具の
寿命が尽きたものとして交換を行うようにしたものがあ
った。しかし個々の工具の寿命は切削条件や工具の固有
の特性等により大きな変動があるため、単なる切削回数
の計数によっては適切な寿命判定を行うことができなか
った。
〔発明の目的〕
本発明はこのような工作機械の問題点に鑑みてなされた
ものであって、工作機械の切削加工時に得られるＡＥ倍
信号基づいて工具の折損を予知するようにした工具折損
予知装置を提供することを目的とする。
ものであって、工作機械の切削加工時に得られるＡＥ倍
信号基づいて工具の折損を予知するようにした工具折損
予知装置を提供することを目的とする。
本発明は工作機械における工具の折損を予知する予知装
置であって、工作機械の工具近傍に設けられ工作時のＡ
Ｅ倍信号電気信号に変換するＡＥセンサと、工作機械に
よる切削毎に所定時間のＡＥ倍信号振幅の平均値を算出
する平均値算出手段と、切削後に得られたＡＥ倍信号平
均値とその直前の平均値との差を算出する平均値差算出
手段と、平均値差算出手段より得られる平均値差と所定
の閾値レベルを比較する比較手段と、を具備し、比較手
段の出力によって工具の折損を予知することを特徴とす
るものである。
置であって、工作機械の工具近傍に設けられ工作時のＡ
Ｅ倍信号電気信号に変換するＡＥセンサと、工作機械に
よる切削毎に所定時間のＡＥ倍信号振幅の平均値を算出
する平均値算出手段と、切削後に得られたＡＥ倍信号平
均値とその直前の平均値との差を算出する平均値差算出
手段と、平均値差算出手段より得られる平均値差と所定
の閾値レベルを比較する比較手段と、を具備し、比較手
段の出力によって工具の折損を予知することを特徴とす
るものである。
このような特徴を有する本発明によれば、工具が摩耗や
塑性変形の進行によって折損に到る場合には、高い精度
で折損を予知することが可能である。従って工具の折損
が予知された場合には、引き続く切削加工を中止したり
その工具を交換する等の適切な処理を行うことが可能と
なる。又工具の折損が予知されるので切削加工中に突然
工具が折損する可能性が少なくなり、切削作業を円滑に
進めることが可能となる。
塑性変形の進行によって折損に到る場合には、高い精度
で折損を予知することが可能である。従って工具の折損
が予知された場合には、引き続く切削加工を中止したり
その工具を交換する等の適切な処理を行うことが可能と
なる。又工具の折損が予知されるので切削加工中に突然
工具が折損する可能性が少なくなり、切削作業を円滑に
進めることが可能となる。
（実施例の全体構成）
第１図は本発明による工具折損予知装置の一実施例の全
体構成を示すブロック図である。本実施例の工具折損予
知装置はボール盤に通用したものであって、ボール盤の
テーブル１上にバイス２が取付けられその上部にバイス
２によってワーク３が固定されている。そしてこのワー
ク３に対してボール盤のドリル４を軸方向に降下させて
切削加工が行われる。ここでボール盤のテーブル１上に
ＡＥ倍信号検出するＡＥセンサ５を設ける。ＡＥセンサ
５は切削時のＡＥ倍信号検出する広帯域のＡＥセンサで
あって、その出力はプリアンプ６に与えられる。プリア
ンプ６はＡＥセンサ５のＡＥ倍信号所定レベルに増幅し
、増幅出力をバンドパスフィルタフに与える。バンドパ
スフィルタ７は切削時のＡＥ倍信号例えば周波数１００
ＫＨｚ〜ＩＭＨｚまでの周波数のＡＥ倍信号次段の増幅
器８に伝えるものである。増幅器８はバンドパスフィル
タフの出力を所定レベルに増幅し、その出力を全波整流
器９に伝える。全波整流器９の出力はローパスフィルタ
１０に与えられる。ローパスフィルタ１０は例えば周波
数２ＫＨｚ以上のＡＥ倍信号遮断することによってＡＥ
倍信号包路線信号を得るものであって、その出力はＡ／
Ｄ変換器１１に与えられる。全波整流器９及びローパス
フィルタ１０はＡＥ倍信号らその包路線信号を検出する
包路線検出手段を形成している。Ａ／Ｄ変換器１１は所
定のクロック周期毎に包路線信号をデジタル信号に変換
するものである。一方ドリル４にはテーブル１との間の
インピーダンスを測定することによってドリル４の先端
がワーク３に接触したことを検知する接触センサ１２が
設けられている。そしてＡ／Ｄ変換器１１で変換された
デジタルデータ及び接触センサ１２の検知信号はマイク
ロコンピュータ１３に与えられる。マイクロコンピュー
タ１３には又このボール盤を制御する数値制御装置１４
が接続され、数値制御装置１４より工作機械の駆動回転
数に対応する信号が与えられる。そしてマイクロコンピ
ュータ１３はこれらの入力信号に基づいて後述する演算
処理手順によって工具、この場合にはドリル４の折損を
予知して折損予知信号を表示器１５に与えるものである
。
体構成を示すブロック図である。本実施例の工具折損予
知装置はボール盤に通用したものであって、ボール盤の
テーブル１上にバイス２が取付けられその上部にバイス
２によってワーク３が固定されている。そしてこのワー
ク３に対してボール盤のドリル４を軸方向に降下させて
切削加工が行われる。ここでボール盤のテーブル１上に
ＡＥ倍信号検出するＡＥセンサ５を設ける。ＡＥセンサ
５は切削時のＡＥ倍信号検出する広帯域のＡＥセンサで
あって、その出力はプリアンプ６に与えられる。プリア
ンプ６はＡＥセンサ５のＡＥ倍信号所定レベルに増幅し
、増幅出力をバンドパスフィルタフに与える。バンドパ
スフィルタ７は切削時のＡＥ倍信号例えば周波数１００
ＫＨｚ〜ＩＭＨｚまでの周波数のＡＥ倍信号次段の増幅
器８に伝えるものである。増幅器８はバンドパスフィル
タフの出力を所定レベルに増幅し、その出力を全波整流
器９に伝える。全波整流器９の出力はローパスフィルタ
１０に与えられる。ローパスフィルタ１０は例えば周波
数２ＫＨｚ以上のＡＥ倍信号遮断することによってＡＥ
倍信号包路線信号を得るものであって、その出力はＡ／
Ｄ変換器１１に与えられる。全波整流器９及びローパス
フィルタ１０はＡＥ倍信号らその包路線信号を検出する
包路線検出手段を形成している。Ａ／Ｄ変換器１１は所
定のクロック周期毎に包路線信号をデジタル信号に変換
するものである。一方ドリル４にはテーブル１との間の
インピーダンスを測定することによってドリル４の先端
がワーク３に接触したことを検知する接触センサ１２が
設けられている。そしてＡ／Ｄ変換器１１で変換された
デジタルデータ及び接触センサ１２の検知信号はマイク
ロコンピュータ１３に与えられる。マイクロコンピュー
タ１３には又このボール盤を制御する数値制御装置１４
が接続され、数値制御装置１４より工作機械の駆動回転
数に対応する信号が与えられる。そしてマイクロコンピ
ュータ１３はこれらの入力信号に基づいて後述する演算
処理手順によって工具、この場合にはドリル４の折損を
予知して折損予知信号を表示器１５に与えるものである
。
（ＲＡＭのメモリマツプ）
第２図はマイクロコンピュータ１３内部の記憶手段であ
るランダムアクセスメモリ （にｌ下ＲＡＭという）１
６の記憶内容を示すメモリマツプである。本図に示すよ
うにＲＡＭ１６には工具の最初の切削時に立てられる初
回フラグ、工具の切削開始からＡＥ倍信号サンプリング
する迄の遅延時間を定める遅延時間タイマＴｄ、ＡＥ信
号のサンプル時間を定めるサンプリングタイマＴｓが設
ケラれており、又そのサンプリング時にＡＥセンサ５か
ら得られるＡＥ倍信号デジタル変換値を順次加算して記
憶するＡ／Ｄ変換データ領域りが設けられている。更に
ＡＥ倍信号平均値差のスレッシュホールドレベル（閾値
レベル）を定めるスレッシュホールドレベルθｔｈ領域
が設けられ、更に複数回、例えば２０回のＡＥ倍信号平
均値ＡＥｌ（ｖｌ〜λＥ２０Ｍを保持する記憶領域が設
けられている。この記憶領域はＡ Ｅ ｆＶ）の変動を
示す標準偏差を求めるために用いられるものである。更
にＲＡＭ１６には切削時に求めた標準偏差δを記憶する
領域が設けられる。ここで標準偏差δは電源をオフとし
てもその内容を保持するように、例えば不揮発性メモリ
等により構成しておくことが好ましい。
るランダムアクセスメモリ （にｌ下ＲＡＭという）１
６の記憶内容を示すメモリマツプである。本図に示すよ
うにＲＡＭ１６には工具の最初の切削時に立てられる初
回フラグ、工具の切削開始からＡＥ倍信号サンプリング
する迄の遅延時間を定める遅延時間タイマＴｄ、ＡＥ信
号のサンプル時間を定めるサンプリングタイマＴｓが設
ケラれており、又そのサンプリング時にＡＥセンサ５か
ら得られるＡＥ倍信号デジタル変換値を順次加算して記
憶するＡ／Ｄ変換データ領域りが設けられている。更に
ＡＥ倍信号平均値差のスレッシュホールドレベル（閾値
レベル）を定めるスレッシュホールドレベルθｔｈ領域
が設けられ、更に複数回、例えば２０回のＡＥ倍信号平
均値ＡＥｌ（ｖｌ〜λＥ２０Ｍを保持する記憶領域が設
けられている。この記憶領域はＡ Ｅ ｆＶ）の変動を
示す標準偏差を求めるために用いられるものである。更
にＲＡＭ１６には切削時に求めた標準偏差δを記憶する
領域が設けられる。ここで標準偏差δは電源をオフとし
てもその内容を保持するように、例えば不揮発性メモリ
等により構成しておくことが好ましい。
（本実施例の動作）
次に波形図及びフローチャートを参照しつつ本実施例の
動作について説明する。動作を開始するとまずステップ
２０においてＲＡＭ１６の初回フラグをセットする。そ
してステップ２１に進んで接触センサ１２よりドリル４
の先端がワーク３に接触する際の信号を待受ける。接触
センサ１２からの信号の代わりに数値制御装置１４より
接触時の信号を受は取るようにしてもよい。さてドリル
４がワーク３に接触すればステップ２２に進んで遅延時
間タイマＴｄを動作させ、遅延時間タイマＴｄがタイム
アツプするのを待受ける（ステップ２３）。
動作について説明する。動作を開始するとまずステップ
２０においてＲＡＭ１６の初回フラグをセットする。そ
してステップ２１に進んで接触センサ１２よりドリル４
の先端がワーク３に接触する際の信号を待受ける。接触
センサ１２からの信号の代わりに数値制御装置１４より
接触時の信号を受は取るようにしてもよい。さてドリル
４がワーク３に接触すればステップ２２に進んで遅延時
間タイマＴｄを動作させ、遅延時間タイマＴｄがタイム
アツプするのを待受ける（ステップ２３）。
接触後ドリル４を軸方向に降下させることによりワーク
３に開口が設けられる。そのとき発生するＡＥ倍信号ワ
ーク３及びテーブル１を介してＡＥセンサ５に与えられ
る。このＡＥ倍信号プリアンプ６によって増幅されバン
ドパスフィルタ７を介して増幅器８によって所定のレベ
ルに増幅されて全波整流器９に与えられる。そして全波
整流器９より整流されローパスフィルタ１０により平滑
されてＡＥ倍信号包絡線信号が得られ、Ａ／Ｄ変換器１
１によって所定の周期でデジタル信号に変換される。
３に開口が設けられる。そのとき発生するＡＥ倍信号ワ
ーク３及びテーブル１を介してＡＥセンサ５に与えられ
る。このＡＥ倍信号プリアンプ６によって増幅されバン
ドパスフィルタ７を介して増幅器８によって所定のレベ
ルに増幅されて全波整流器９に与えられる。そして全波
整流器９より整流されローパスフィルタ１０により平滑
されてＡＥ倍信号包絡線信号が得られ、Ａ／Ｄ変換器１
１によって所定の周期でデジタル信号に変換される。
遅延時間タイマＴｄはドリル４がワーク３に接触した後
第４図（ａ）に示される位置、即ちその先端円錐部゛が
ワーク１を切削する迄の遅延時間ＴｄだけＡ／Ｄ変換値
を処理しないようにするものである。この遅延時間Ｔｄ
では第５図（ａ）に示すようにＡＥ倍信号低いレベルと
なっている。そして遅延時間Ｔｄの経過後はドリル４が
第４図（ｂ）に示すようにワーク３内を進行し堀り進む
ため、第５図（ａ）に示すようにサンプリング時間Ｔｓ
では大きいレベルのＡＥ倍信号得られることとなる。従
って遅延時間タイマＴｄがタイムアツプすればステップ
２４に進んでサンプリングタイマＴｓの動作を開始する
。その後ステップ２５に進んでＡ／Ｄ変換器１１より与
えられるＡ／Ｄ変換値を取込みＲＡＭｌ６に記憶する。
第４図（ａ）に示される位置、即ちその先端円錐部゛が
ワーク１を切削する迄の遅延時間ＴｄだけＡ／Ｄ変換値
を処理しないようにするものである。この遅延時間Ｔｄ
では第５図（ａ）に示すようにＡＥ倍信号低いレベルと
なっている。そして遅延時間Ｔｄの経過後はドリル４が
第４図（ｂ）に示すようにワーク３内を進行し堀り進む
ため、第５図（ａ）に示すようにサンプリング時間Ｔｓ
では大きいレベルのＡＥ倍信号得られることとなる。従
って遅延時間タイマＴｄがタイムアツプすればステップ
２４に進んでサンプリングタイマＴｓの動作を開始する
。その後ステップ２５に進んでＡ／Ｄ変換器１１より与
えられるＡ／Ｄ変換値を取込みＲＡＭｌ６に記憶する。
そしてステップ２６に進んでサンプリングタイマＴｓが
タイムアンプするかどうかをチェックする。こうしてス
テップ２５．２６のループを繰り返しサンプリングタイ
マＴｓがタイムアンプする迄Ａ／Ｄ変換値をＲＡＭ１６
のＡ／Ｄ変換変換データ域領域次加算する。サンプリン
グタイマＴｓは第５図（ｂ）に示すようにＡＥ倍信号包
路線信号のスペクトル算出のためのサンプリング時間を
定めるものであって、例えば１秒間、 ０．５ｍＳ毎
に２０００ポイントのＡ／Ｄ変換を行うものとする。
タイムアンプするかどうかをチェックする。こうしてス
テップ２５．２６のループを繰り返しサンプリングタイ
マＴｓがタイムアンプする迄Ａ／Ｄ変換値をＲＡＭ１６
のＡ／Ｄ変換変換データ域領域次加算する。サンプリン
グタイマＴｓは第５図（ｂ）に示すようにＡＥ倍信号包
路線信号のスペクトル算出のためのサンプリング時間を
定めるものであって、例えば１秒間、 ０．５ｍＳ毎
に２０００ポイントのＡ／Ｄ変換を行うものとする。
ステップ２６においてサンプリングタイマＴｓがタイム
アツプすればステップ２７に進んでＡ／Ｄ変換器１１よ
り与えられるＡ／Ｄ変換値の取込みを禁止する。次いで
ルーチン２８に進んでサンプリング時に得られたＡ／Ｄ
変換データの合計値をデータ数で除算することによって
その平均値π１（ｖ）を算出する。そしてステップ２９
に進んでＸレジスタに既にデータが保持されているかど
うかをチェックし、保持されていればそのデータをＹレ
ジスタに転送し、保持されていなければこの処理を行う
ことなくステップ３１に進んでここで求めたＡ Ｅ Ｍ
の値をＸレジスタに記憶する。更にステップ３２に進ん
で既に閾値が設定されているかどうかをチェックする。
アツプすればステップ２７に進んでＡ／Ｄ変換器１１よ
り与えられるＡ／Ｄ変換値の取込みを禁止する。次いで
ルーチン２８に進んでサンプリング時に得られたＡ／Ｄ
変換データの合計値をデータ数で除算することによって
その平均値π１（ｖ）を算出する。そしてステップ２９
に進んでＸレジスタに既にデータが保持されているかど
うかをチェックし、保持されていればそのデータをＹレ
ジスタに転送し、保持されていなければこの処理を行う
ことなくステップ３１に進んでここで求めたＡ Ｅ Ｍ
の値をＸレジスタに記憶する。更にステップ３２に進ん
で既に閾値が設定されているかどうかをチェックする。
閾値は過去の複数回ｎ、例えば２０回分の平均値Ａ Ｅ
Ｍの差ΔＡ Ｅ （Ｖ）により定まる標準偏差δに基
づいて定めるものとし、閾値が設定されていなければル
ーチン３３に進んで閾値を設定する。
Ｍの差ΔＡ Ｅ （Ｖ）により定まる標準偏差δに基
づいて定めるものとし、閾値が設定されていなければル
ーチン３３に進んで閾値を設定する。
標準偏差は次式により表される。
であり、ΔＡ ＥＬＭは２０回の夫々の平均値差である
。
。
そしてこの標準偏差δの複数倍、例えば３δを閾値θｔ
ｈとし、ステップ２１°に戻る。
ｈとし、ステップ２１°に戻る。
既にこの式に基づいて閾値が設定されいる場合にはステ
ップ３４に進んで初回フラグが立っているかどうかをチ
ェックし、立っていればステップ３５に進んで初回フラ
グをクリアしてステップ２１に戻る。ステップ３４にお
いて初回フラグが立っていなければ前回の切削時のＡＥ
倍信号振幅平均値がＹレジスタに保持されているので、
ステップ３６に進んでＸレジスタとＹレジスタの減算を
行いその差ΔＡ Ｅ （Ｖ）を求める。そしてステップ
３７に進んでその絶対値が閾値３δを越えるかどうかを
チェックし、閾値を越えなければステップ２１に戻る。
ップ３４に進んで初回フラグが立っているかどうかをチ
ェックし、立っていればステップ３５に進んで初回フラ
グをクリアしてステップ２１に戻る。ステップ３４にお
いて初回フラグが立っていなければ前回の切削時のＡＥ
倍信号振幅平均値がＹレジスタに保持されているので、
ステップ３６に進んでＸレジスタとＹレジスタの減算を
行いその差ΔＡ Ｅ （Ｖ）を求める。そしてステップ
３７に進んでその絶対値が閾値３δを越えるかどうかを
チェックし、閾値を越えなければステップ２１に戻る。
ここでＡＥセンサ５より与えられる各切削加工時の所定
サンプル時間のＡＥ倍信号平均値Ａ Ｅ Ｍは切削回数
に応じて徐々に増加し、折損直前で急激に増大する。し
かし切削条件の変化等によって変動するため本発明では
相前後する２回の切削におけるＡＥ倍信号平均値差ΔＡ
Ｅ （Ｖ）を各切削毎に算出している。第６図は工具
の使用後折損に到る迄の切削回数に対するＡＥ倍信号平
均値差ΔＡＥ（ｖ）の変化を示すグラフである。本図に
示されているようにＡＥ倍信号平均値差ΔＡ Ｅ （Ｖ
）は折損毎に変動するが、その変動は一点鎖線で示した
閾値上３δ内に入っている。しかしながら折損直前では
この差が急激に増大するためこの閾値を越えている。従
って標準偏差δに基づいた閾値を設定し、ΔＡ Ｅ （
Ｖ）がこのスレッシュホールドレベルを越えたかどうか
を判断することによって工具の折損を予知することが可
能となる。
サンプル時間のＡＥ倍信号平均値Ａ Ｅ Ｍは切削回数
に応じて徐々に増加し、折損直前で急激に増大する。し
かし切削条件の変化等によって変動するため本発明では
相前後する２回の切削におけるＡＥ倍信号平均値差ΔＡ
Ｅ （Ｖ）を各切削毎に算出している。第６図は工具
の使用後折損に到る迄の切削回数に対するＡＥ倍信号平
均値差ΔＡＥ（ｖ）の変化を示すグラフである。本図に
示されているようにＡＥ倍信号平均値差ΔＡ Ｅ （Ｖ
）は折損毎に変動するが、その変動は一点鎖線で示した
閾値上３δ内に入っている。しかしながら折損直前では
この差が急激に増大するためこの閾値を越えている。従
って標準偏差δに基づいた閾値を設定し、ΔＡ Ｅ （
Ｖ）がこのスレッシュホールドレベルを越えたかどうか
を判断することによって工具の折損を予知することが可
能となる。
それ故ステップ３７において求められたΔＡ Ｅ （Ｖ
）の絶対値が閾値３δを越える場合には、ステップ３８
に進んで折損予知信号を出力する。こうして折損を予知
した場合には表示器１５により折損予知を表示したり、
必要に応じて工具を交換する等の適切な処理を行うこと
が可能となる。
）の絶対値が閾値３δを越える場合には、ステップ３８
に進んで折損予知信号を出力する。こうして折損を予知
した場合には表示器１５により折損予知を表示したり、
必要に応じて工具を交換する等の適切な処理を行うこと
が可能となる。
尚本実施例は各切削毎に得られるＡＥ倍信号平均値をＡ
／Ｄ変換しマイクロコンピュータ内の処理によってその
平均値及び平均値差を算出して閾値と比較しているが、
各切削加工時毎に積分回路等によって平均値を算出し、
コンパレータ等のハ ′−ドウエアによる比較器を用い
て閾値と比較するように構成することが可能であること
は言うまでもない。
／Ｄ変換しマイクロコンピュータ内の処理によってその
平均値及び平均値差を算出して閾値と比較しているが、
各切削加工時毎に積分回路等によって平均値を算出し、
コンパレータ等のハ ′−ドウエアによる比較器を用い
て閾値と比較するように構成することが可能であること
は言うまでもない。
又本実施例は閾値として標準偏差に基づいたスレッシュ
ホールドレベルを設定しているが、ＡＥ倍信号振幅の平
均値差があらかじめ想定できる場合には標準偏差によら
ず任意にスレッシュホールドレベルを設定することも可
能である。
ホールドレベルを設定しているが、ＡＥ倍信号振幅の平
均値差があらかじめ想定できる場合には標準偏差によら
ず任意にスレッシュホールドレベルを設定することも可
能である。
更に本実施例はボール盤のドリルの折損予知装置につい
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。
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。
第１図は本発明による工具折損予知装置の一実施例の全
体構成を示すブロック図、第２図はそのマイクロコンピ
ュータ内のＲＡＭ１６の記憶内容を示すメモリマツプ、
第３図は本実施例の工具折損予知装置の動作を示すフロ
ーチャート、第４図（ａ）及び第４図（ｂｌはドリル４
によるワーク３の加工状態を連続して示す画面図、第５
図は一回の切削により得られるＡＥ信号波形とローパス
フィルタ１０より得られる包路線信号を示す波形図、第
６図はある工具の切削回数に対する相前後するＡＥ倍信
号振幅の平均値差の変化を示すグラフである。 １−一一一−−テーブル ２・−・−・−バイス
３−−−−−−−ワーク ４−−一−−−ドリル
５−・−ＡＥセンサ ６−−−−−−プリアンプ
７−−−−−−−バンドパスフイルタ８−−−−−−一
増幅器 ９−・−・・・・全波整流器 １０−−−
−−−−ローパスフィルタ １１−・−・Ａ／Ｄ変ｍ
Ｗ１２−・・−接触センサ １３−・−・−マイクロ
コンピュータ １４−−−−一数値制御装置 １５
−・−表示器 １６−−−−−−−ＲＡ Ｍ 特許出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本宜喜（他１名） 第１図 １−一一一・−テーブル ３−−−−一・ワーク
λ４−−−−−−ドソル ５−−−−−− ＡＥｔ’プサ 第２図 第４図（ａ） 第４図（１）） 第５図 副−−１４
体構成を示すブロック図、第２図はそのマイクロコンピ
ュータ内のＲＡＭ１６の記憶内容を示すメモリマツプ、
第３図は本実施例の工具折損予知装置の動作を示すフロ
ーチャート、第４図（ａ）及び第４図（ｂｌはドリル４
によるワーク３の加工状態を連続して示す画面図、第５
図は一回の切削により得られるＡＥ信号波形とローパス
フィルタ１０より得られる包路線信号を示す波形図、第
６図はある工具の切削回数に対する相前後するＡＥ倍信
号振幅の平均値差の変化を示すグラフである。 １−一一一−−テーブル ２・−・−・−バイス
３−−−−−−−ワーク ４−−一−−−ドリル
５−・−ＡＥセンサ ６−−−−−−プリアンプ
７−−−−−−−バンドパスフイルタ８−−−−−−一
増幅器 ９−・−・・・・全波整流器 １０−−−
−−−−ローパスフィルタ １１−・−・Ａ／Ｄ変ｍ
Ｗ１２−・・−接触センサ １３−・−・−マイクロ
コンピュータ １４−−−−一数値制御装置 １５
−・−表示器 １６−−−−−−−ＲＡ Ｍ 特許出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本宜喜（他１名） 第１図 １−一一一・−テーブル ３−−−−一・ワーク
λ４−−−−−−ドソル ５−−−−−− ＡＥｔ’プサ 第２図 第４図（ａ） 第４図（１）） 第５図 副−−１４
Claims (3)
- （１）工作機械の工具近傍に設けられ工作時のＡＥ信号
を電気信号に変換するＡＥセンサと、工作機械による切
削毎に所定時間のＡＥ信号の振幅の平均値を算出する平
均値算出手段と、切削後に得られたＡＥ信号の平均値と
その直前の平均値との差を算出する平均値差算出手段と
、前記平均値差算出手段より得られる平均値差と所定の
閾値レベルを比較する比較手段と、を具備し、前記比較
手段の出力によって工具の折損を予知することを特徴と
する工具折損予知装置。 - （２）前記平均値差の閾値レベルは、前記平均値差算出
手段より得られる複数回の平均値差の標準偏差により定
めるものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の工具折損予知装置。 - （３）前記平均値差の閾値レベルは、標準偏差の３倍に
設定することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
工具折損予知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60024059A JPS61182574A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 工具折損予知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60024059A JPS61182574A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 工具折損予知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61182574A true JPS61182574A (ja) | 1986-08-15 |
Family
ID=12127880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60024059A Pending JPS61182574A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 工具折損予知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61182574A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009294180A (ja) * | 2008-06-09 | 2009-12-17 | Yamatake Corp | 移動平均値算出装置および移動平均値算出方法 |
| JP2011064549A (ja) * | 2009-09-16 | 2011-03-31 | Tokyu Car Corp | 溶接部の異常監視装置 |
| WO2019060095A1 (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | Fisher Controls International Llc | BANDWIDTH SELECTION ACOUSTICAL TRANSMISSION APPARATUS AND METHODS FOR TRANSMITTING AVERAGE TIME SIGNAL DATA |
| US10373598B2 (en) | 2017-09-20 | 2019-08-06 | Fisher Controls International Llc | Integrated acoustic emission transducer apparatus and methods |
| JP2023095753A (ja) * | 2021-12-24 | 2023-07-06 | 株式会社デンソー | 異常検知装置、異常検知システム、異常検知方法および異常検知プログラム |
-
1985
- 1985-02-08 JP JP60024059A patent/JPS61182574A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009294180A (ja) * | 2008-06-09 | 2009-12-17 | Yamatake Corp | 移動平均値算出装置および移動平均値算出方法 |
| JP2011064549A (ja) * | 2009-09-16 | 2011-03-31 | Tokyu Car Corp | 溶接部の異常監視装置 |
| WO2019060095A1 (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | Fisher Controls International Llc | BANDWIDTH SELECTION ACOUSTICAL TRANSMISSION APPARATUS AND METHODS FOR TRANSMITTING AVERAGE TIME SIGNAL DATA |
| US10373598B2 (en) | 2017-09-20 | 2019-08-06 | Fisher Controls International Llc | Integrated acoustic emission transducer apparatus and methods |
| US10444196B2 (en) | 2017-09-20 | 2019-10-15 | Fisher Controls International Llc | Bandwidth-selectable acoustic emission apparatus and methods for transmitting time-averaged signal data |
| US10978035B2 (en) | 2017-09-20 | 2021-04-13 | Fisher Controls International Llc | Integrated acoustic emission transducer apparatus and methods |
| US10976288B2 (en) | 2017-09-20 | 2021-04-13 | Fisher Controls International Llc | Bandwidth-selectable acoustic emission apparatus and methods for transmitting time-averaged signal data |
| JP2023095753A (ja) * | 2021-12-24 | 2023-07-06 | 株式会社デンソー | 異常検知装置、異常検知システム、異常検知方法および異常検知プログラム |
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