JPS61210948A - 工具折損検出システム - 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〕 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。

自動検出する工具折損検出システムに関するものである
。

〔発明の概要〕

本発明による工具折損検出システムは、ＡＥセンサから
得られるＡＥ倍信号基づいて工具の折損を検出する信号
処理部を設けると共に、信号処理部より工具折損が検出
されたときには数値制御装置を制御することによって折
損の確認を行い、誤った工具折損のネ食出時には非折損
データを記憶手段に記憶しておき、以後信号処理部より
実質的に同一レベルの信号が検出されたときに誤った工
具の折損検出があったものとして処理するようにし、工
具の折損を識別するよ６にしたものである。

〔従来技術とその問題点〕

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ＡＥ
センサを設け、そこから得られるＡＥ倍信号基づいて工
具の折損を検出する装置が提案されている。

ところで従来の工具折損検出装置は、ＡＥセンサより得
られる信号の振幅の平均値や特定の周波数に基づいて工
具の折損を検出しているが、これらの検出条件は所定値
に定められている。しかしながら個々の工作機械毎に工
作の取付状態や回転数等の動作条件が異なるので、同一
径の工具であっても折損波形が異なっている。このため
あるＡＥ倍信号与えられたときに誤って折損を検出して
しまうことがあった。特に検出条件が固定されていると
このような工作機械特有の性質に対応することができず
、同一の条件で何度も誤検出を行うことがあり工具折損
検出の信頼性を高く保つことができないという問題点が
あった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような従来の工具折損検出システムの問題
点に鑑みてなされたものであって、同一の条件によって
何度も信号処理部による工具折損の誤検出を行うことな
く折損検出の信頼性を使用時間と共に向上させることが
でき、又経年変化に対しても自動的に対応することがで
きる工具折損検出システムを提供することを目的とする
。

〔発明の構成と効果〕

本発明は数値制御装置を用いて制御される工作機械に取
付けられた工具折損検出装置を有する工具折損検出シス
テムであって、工具折損検出装置は、工作機械の工具近
傍に設けられたＡＥセンサ　　　　′と、ＡＥセンサか
ら得られるＡＥ倍信号記憶する第１の記憶手段と、ＡＥ
センサからの出力信号に基づいて所定の検出条件により
工具の折損を識別する信号処理部と、信号処理部により
工具の折損が識別されたときに数値制御装置に折損検出
信号を送出することによって工具の実折損を検出する折
損検出手段と、折損検出手段により工具の折損が確認さ
れなかったときに第１の記憶手段に保持されたＡＥ倍信
号読出すことにより最新の複数回の非折損データを記憶
する第２の記憶手段と、信号処理部より折損が識別され
たときに第２の記憶手段の非折損データを読出し、各非
折損データと類似しない折損データのみを識別して外部
に伝える制御手段と、を具備し、数値制御装置は、工具
折損検出装置からの折損検出信号に基づいて動作を制御
する折損識別制御手段を有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、工作機械によ
り工作が行われる際にはＡＥセンサからの信号を第１の
記憶手段に記憶しており、信号処理部より折損が検出さ
れれば数値制御装置と共に折損の確認を行い、折損が確
認されなければ第１の記憶手段より折損検出時の信号を
読出して非折損データを第２の記憶手段に記憶し、その
データと類似の信号が再び検出されても工具の折損と検
出しないようにしている。こうすれば工具折損検出シス
テムに学習機能が付加されたこととなり、工作機械の使
用環境や条件に対応した検出条件を次第に形成すること
が可能となる。従ってあらかじめ折損波形を考慮して検
出条件を厳密に定めておく必要はなくなる。そして誤動
作を検出する度に最新の複数回の非折損検出データが第
２の記憶手段に保持されるので、工作機械の経年変化に
対して自動的に検知条件が変更される。そのため同一の
使用条件下では工具折損検出の信頼性を次第に向上させ
ることができ、異なった使用条件下でも検出の信頼性を
保つことが可能となる。

〔実施例の説明〕

（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。本実施例は数値制御装置を用いて
制御されるボール盤に取付けられた工具折損検出装置を
示すものであって、ワーク１はボール盤のベース上に固
定されており、ワーク１の上部よりドリル２を回転させ
て所定速度で押下しワーク１を開口する。ドリル２は数
値制御装置３によってその動作が制御されている。ここ
で用いられるドリルは図示しない自動工具交換器によっ
て自動的に交換されるものとする。さてワーク１の上部
のドリルの刃が接触する位置にワーク１に切削を行う前
にあらかじめＡＥセンサと同じ＜ＰＺＴ等からなる擬似
折損信号発生器４が取付けられる。駆動回路５はこの擬
似折損信号発生器４を駆動するものであって、あらかじ
め工具の折損時の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駆動波形を発振するよう構成さ
れており、その振幅レベルは外部より与えられる。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
すようにベース上にＡＥ倍信号検出するＡＥセンサ６を
設ける。ＡＥセンサ６はドリル２等の工具からのＡＥ倍
信号ｔｉ僚折損信号発生器４からの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ＡＥ信号処理
部７に与えられる。ＡＥ信号処理部７はＡＥセンサ６か
らの信号を周期的な記憶装置で記憶すると共に工具の折
損、異常切削の信号を検知し、入出力インターフェース
８を通じて中央演算装置（以下ＣＰＵという）　９に与
えるものである。ＣＰＵ９にはシステム制御プログラム
や数値制御装置３との通信制御プログラムを記憶するリ
ードオンリメモリ（以下ＲＯＭという）１０と、この数
値制御装置３によって用いられる工具に対応する複数回
の非折損検出データの記憶領域を含むランダムアクセス
メモリ（以下ＲＡＭという）１１から成る記憶手段が接
続されている。ＣＰＵ９には更に入出力インターフェー
ス１２を介して切削中のＡＥ信号レベル、工具の異常切
削や折損を表示する表示器１３、及び工具の番号や種類
、標準のＡＥセンサの感度を設定する入カキ−１４が接
続される。更に信号伝送ライン１５を介して数値制御装
置３が接続されている。ＣＰＵ９はこれらの入力に基づ
いてＡＥ信号処理部７より折損が検出されれば数値制御
装置３と共に折損の確認を行い、非折損検出データをＲ
ＡＭＩＩに順次保持すると共に、以後ＡＥ信号処理部７
で折損が検出されたときに非折損検出データとの類似性
を判別して工具の折損を外部に出力するように制御する
ものである。

（信号処理部の構成） 次に第２図はＡＥ信号処理部７の詳細な構成を示すブロ
ック図である。本図においてＡＥセンサ６の出力はまず
アナログスイッチ２０に与えられる。アナログスイッチ
２０はＣＰＵ９からの制御信号に基づいてアナログ信号
を断続するスイッチであって、その出力端は可変増幅率
増幅器２１に接続されている。増幅器２１はＣＰＵ９か
らの制御入力に基づいて増幅率を設定することができる
可変増幅率増幅器であって、その出力を二つのバンドパ
スフィルタ２２，２３、エンドレステープ２４及び入出
力インターフェース８を介してＣＰＵ９に与えるもので
ある。バンドパスフィルタ２２は中心周波数が３００　
Ｋ　Ｈｚ　、バンドパスフィルタ２３は中心周波数が５
０ＫＨｚのフィルタであり、夫々の中心周波数付近の信
号のみを次段の検波器２５．２６に伝える。又エンドレ
ステープ２４は可変増幅率増幅器２１の出力をそのまま
記憶する記憶手段であり、一定時間内のサイクルで記憶
内容が更新されるためテープ内には常に最新の所定時間
のＡＥ倍信号記憶されることとなる。エンドレスチー１
２４はこのＡＥ倍信号記憶するＡＥ信号トランクＴａと
クロック信号を記憶するクロック用トラックＴ　ｃ　１
　＋及び検知信号を書込む制御トラックＴｃｒとを有し
ており、テープ制御インターフェース２７を介してＣＰ
Ｕ９によって走行、及びデータの入出力が制御される。

エンドレステープ２４の続出信号はＡ／Ｄ変換器２８を
介してデジタル信号に変換され、入出力インターフェー
ス８を通じてＣＰＵ９に与えられる。又検波器２５゜２
６は夫々その入力信号を検波し振幅に応した出力を得る
ものであって、検波器２５の出力は微分回路２９に、検
波器２５．２６の出力は夫々比較器３０に与えられる。

これらのバンドパスフィルタ２２，２３、検波器２５．
２６及び比較器３０により折損時のＡＥ倍信号識別する
周波数識別手段を形成している。微分回路２９は入力信
号の急峻な変化分のみを次段のレベル判定器３１に伝え
るものである。レベル判定器３１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３２と異常切削検出回路３３に伝
える。又比較器３０は検波器２５．２６の出力を比較し
検波器２５の出力が大きい場合にのみ出力を折損検出回
路３２に伝える。

折損検出回路３２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、検出信号を入出力
インターフェース８を介してＣＰＵ９に伝える。又異常
切削検出回路３３はレベル判定器３１の出力に基づいて
異常切削を検出して入出力インターフェース８を介して
ＣＰＵ９に伝えるものである。

（監視動作） 次に工具の折損を監視する監視動作について説明する。

第３図はこの監視動作を示すフローチャートである。本
図において動作を開始すると、まずステップ４０におい
て使用工具の入力に基づきその工具に対応した増幅率の
最適値をＲＡＭＩＩより読出し、ＡＥ信号処理部７の可
変増幅率増幅器２１の増幅率を設定する。一方ワーク１
の切削に応じてＡＥセンサ６よりＡＥ倍信号アナログス
イッチ２０に与えられ、最適の増幅率によって増幅され
て二つのバンドパスフィルタ２２．２３に与えられる。

又ＡＥ倍信号エンドレステープ２４にも与えられてＡＥ
信号トランクＴａに書込まれる。

さて通常の切削加工時にＡＥセンサ６より与えられるＡ
Ｅ倍信号パワースペクトルの分布は第４図の曲線すに示
すように周波数５０　Ｋ　ｌｌｚ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４図の曲線ａにより表さ
れ、周波数３００　Ｋ　Ｉｌｚ付近にピークを持つこと
が明らかとなっている。

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２
２．２３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２５゜２６より検波し、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。比較器３０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３２に与えてい
る。

一方墳削加工時に生じる切屑と工具やワークとの接触や
摩擦によって第４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２２゜２３の中心周波数やＱの値、
及び比較器３０のスレンシュホー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、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。そこで
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５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、一方切り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５図（ｂ）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ＡＥ信号処理部７では検波器２５の出力を
微分回路３０−に与え、折損時等の急峻な信号のみを分
離してレベル判定器３１に与える。異常切削検出回路３
３はレベル判定器３１の出力に基づいて入出力インター
フェース８よりＣＰＵ９に異常切削を伝える。

第３図に示すフローチャートにおいてＣＰＵ９は異常切
削検出回路３３より異常切削信号が伝えられるかどうか
をチェックしており（ステップ４１）。この信号がなけ
れば正常な切削動作が行われているのでステップ４２に
進んで表示器１３より切削レベルを表示する。そしてス
テップ４１に戻って同様の処理を繰り返し切削の異常を
監視している。

さて異常切削検出回路３３より異常切削信号が伝えられ
れば、ステップ４３に進んで第６図に示すようにエンド
レステープ２４の制御トラックＴｃｒにトリガ信号Ｓｔ
を書込む。そしてステップ４４において折損検出回路３
２より折損信号が与えられるかどうかをチェシフする。

折損検出回路３２は比較器３０とレベル判定器３１の論
理積によって工具の折損を検出し、工具折損時には入出
力インターフェース８よりＣＰＵ９に折損出力を伝える
。

従ってステップ４４において折損信号が与えられなけれ
ば異常切削が行われているので、ステップ４５において
表示器１３より異常切削を表示してステップ４１に戻る
。又ステップ４４において折損検出信号が与えられれば
工具の折損が検出されたので、エンドレステープ２４の
制御トランクＴｃｒに折損検出信号ｓｂを書込む（ステ
ップ４６）、そしてステップ４７に進んでＲＡＭＩＩに
既に非折損検出データが保持されているかどうかをチェ
ックする。

このデータが保持されていなければ過去にＡＥ信号処理
部７より折損が検出されてもそれは全て実際の工具折損
であったので、後述する折損確認ルーチン５１に進む。

そしてこの折損確認ルーチン５１において工具の折損が
検出されれば、ステップ５２を介してステップ５３に進
んで折損検出信号を外部に出力する。折損検出信号の出
力は表示器１３によって工具の折損を表示すると共にＡ
Ｅ信号処理部７のアナログスイッチ２０をオフとして処
理を終了する。

又ルーチン５１において折損確認動作の結果工具の折損
が確認されなければ、ステップ５４に進んでそのときの
非折損検出データ、即ちバンドパスフィルタ２２の出力
データＦ　ｈｆ、バンドパスフィルタ２３の出力データ
Ｆｌｆ及び微分回路２９の微分出力Ｄｒを夫々非折損検
出データとしてＲＡＭ１１に保持する。このときにはＣ
ＰＵ９はエンドレステープ２４の制御トラックＴｃｒに
記憶されているトリガ信号Ｓｔと折損検出信号ｓｂに基
づいて所定時間巻戻し、折損信号がそのまま記録されて
いる部分の頭出しを行う、そしてエンドレステープ２４
を再生してＡＥ信号トラックＴａより折損信号を再生し
、Ａ／Ｄ変換器２８によってデジタル信号に変更する。

このとき既に記憶している非折損検出データ数がＮ以上
であれば第７図にメモリマツプを示すように最も古いｍ
−Ｎ回目の非折損検出データを消去してここで求まった
非折損検出データを記憶しておく。そしてステップ４１
に戻って同様の処理を繰り返す、こうすれば新しい過去
Ｎ回分の非折損検出データが記憶されることとなる。

さてステップ４１〜４５のループにおいてＡＥ信号処理
部７より工具の折損が検出され、既にＲＡＭ１１に少な
くとも１つの非折損検出データが保持されている場合に
は、ステップ４７よりステップ４８に進んで非折損検出
データとの距離Ｓｉを算出する。即ちこのときにＡＥ信
号処理部７より与えられるバンドパスフィルタ２２．２
３及び微分回路２９のデータを夫々Ｆｈｖ、　　Ｆｌｖ
、及びＤｖとすると、第８図に示すようにこれらの三つ
の独立変数Ｆｈ、Ｆｌ、Ｄを軸とした特徴空間が形成さ
れる。

そしてこの特徴空間内で誤って工具の折損を検出した過
去の特徴点Ｆｉ　＝　（Ｆｈｆｉ　＋　　Ｆｌｆｉ　、
　Ｄｆｉ）（ｉ＝１〜Ｎ）と今回の折損データの特徴点
Ｆｖ＝　（Ｆｈｖ、　　Ｆｌｖ、　Ｄｖ　）との距離Ｓ
ｔを次式により一算出する。

Ｓｉ　＝ｋｌ　（Ｆｈｖ　　Ｆｈｆｉ　）　−に２　（
Ｆｌｙ−Ｆｌｆｉ　）＋に３（ＤシーＤｆｉ） 但しｋｌ、　ｋ２．　ｋ３は重み付は定数ｉは１〜Ｎの
整数 そしてステップ４９に進んでこうして検出した特徴空間
内の距ＮＳｉが所定偏差ε以下であるかどうかをチェッ
クする。距離Ｓｉが偏差εより大きげれば以前に誤って
工具の折ｍを検出した特徴点Ｆｉとは充分離れているの
で、ステップ５０に進んで全ての非折損検出データにつ
いて同様の処理が終了したかどうかをチェックし、この
処理を終えていなければステップ４８に進んでポインタ
ｉをインクリメントし、他の誤動作特徴点Ｆｉ　との距
離Ｓｉを算出して同様の処理を繰り返す。そしである特
徴空間内の距離Ｓｉが偏差εより小さければ既に学習し
た誤動作条件に極めて類似した条件で工具の折損が検出
されたので、誤って工具の折損が検出されたものとして
折損の外部出力は行わず、ステップ５４に進んでそのと
きの検出条件（Ｆｈｖ、　　Ｆｌｙ、　　Ｄｖ　）を最
新の折損非検出のデータ即ち誤動作特徴点Ｆｍ　＝　（
Ｆｈｆｍ　＋　　Ｆ１ｆ＋ｗ　、　Ｄｆｍ）としてＲＡ
ＭＩＩに記憶してステップ４１に戻る。又ステップ５０
において全ての誤動作特徴点Ｆｉ　との距離を偏差εと
比較し終えた場合には、過去に類似の特徴点で折損が誤
検出されたことがないのでルーチン５Ｉに進んで折損確
認動作を行う。

（折損確認動作） 次にルーチン５１の折損確認動作について説明する。第
９図は折損確認動作を示すフローチャートである。この
ルーチンが実行されるとまずステップ６０において折損
検出信号を信号伝送ライン１５を介して数値制御装置３
に伝送する。第１θ図はこの工具折損検出装置と一体に
なって動作する数値制御装置３の動作を示すフローチャ
ートである。

数値制御装置３は所定の処理プログラムに基づいてワー
ク１の切削加工を行っているが、工具折損検出装置より
工具の折損検出信号が与えられれば第１０図に示す折損
確認割込み処理ルーチンに移り、ステップ８０において
工具の動作を停止させる。

′そしてステップ８１に進んで工具（ドリル２）をワー
ク１から充分な距離まで一旦引き離す。そしてその位置
から工具がワーク１の先端に再び達するまでの再接触タ
イミングデータＴｏを信号伝送ライン１５を介して工具
折損検出装置に伝送する。

そしてステップ８３に進んで工具を再びワークにまで所
定速度で移動させる。

一方第９図のフローチャートにおいて、工具折損検出装
置が工具の接触タイミングデータＴｏを受は取れば（ス
テップ６１）、ステップ６２に進んでタイマをスタート
させる。このタイマはソフトウェアにより歩進するタイ
マを用いるものとする。

そしてステップ６３に進んで信号処理部７からドリル２
の先端がワークｌに接触する接触信号が得られるかどう
かをチェックし、得られなければステップ６４に進んで
タイマ時間Ｔが接触タイミングデータＴｏと所定の許容
時間ＴＬとの和を越えるかどうかをチェックする。タイ
マ時間Ｔがこの値を越えなければステップ６３に戻って
同様の処理を繰り返し、ドリル２の先端がワークｌに接
触するかどうかをチェックする。そしてステップ６４で
定められた時間内に接触が得られれば、ステップ６５に
進んで数値制御装置３に動作停止信号を伝送する。

そしてステップ６６においてそのときのタイマ時間から
接触時間Ｔｃを算出し、ステップ６７に進んで工具の再
接触のタイミング時間Ｔｏと実際の接触時間Ｔｃとの差
が許容誤差時間ΔＴ以内であるかどうかをチェックする
。そしてこの許容誤差時間以内でなければ工具が折損し
、ドリルの折損した先端がワークに達するまで数値制御
装置３によって認識されている時間以上の時間がかかっ
たので工具の折損が確認されたこととなる。従ってステ
ップ６８に進んで折損検出確認信号を数値制御装置３に
伝送すると共に動作を終了する。又ステップ６７におい
て再接触タイミング時間Ｔｏと接触時間Ｔｃとの差が許
容誤差時間ΔＴ内であれば、信号処理部７による工具の
折損検出は誤りであると判断される。従ってステップ６
９に進んヤ非折損確認処理を行ってこの処理を終了する
。

一方ステップ６４においてドリル２がワークｌに接触す
ることなく所定時間（Ｔｏ　＋ＴＬ　）以上を経過した
場合には、ドリル２を保持しているチャックが直接ワー
ク１に接触しないようにステップ７０に進み数値制御装
置３に動作停止信号を送る。

この場合には再接触タイミング時間Ｔｏを経過している
ごとが明らかであるので、ステ、フプ６６．６７の処理
を経ることなくステップ６８に進んで折損検出確認信号
を数値制御装置３に送って動作を停止させる。

さて数値制御装置３は第１０図のステップ８３において
ドリル２を下方に移動させる再接触動作を開始した後、
ステップ８４に進んで工具折損検出装置からの動作停止
信号を待ち受けており、この信号が得られれば直ちに動
作を停止する（ステップ８５）。そしてステップ８６に
進んで折損検出確認信号の有無をチェックし、折損検出
確認信号が折損検出装置より与えられなければ数値制御
装置３は再び加工を開始する。しかしこの信号が与えら
れた場合には、ステップ８７に進んで図示しない工具自
動交換器（ＡＴＣ）によってドリル２を交換し再び加工
を開始する。

このようにして工具折損の監視を行うと共にＡＥ信号処
理部７より工具の折損が検出された場合には、過去にほ
ぼ同一の特徴によって折損が検出されたかどうかを特徴
空間内の距離によってチェックし、過去にほとんど同一
の特徴で折損が検出された場合には誤った工具折損検出
であるとしてそれを更にＲＡＭＩＩに折損非検出データ
とじて記憶している。そして過去のデータとｌ’１４Ｕ
するデータにより工具の折損が検出されたときには工具
折損を外部に出力しないようにしている。

尚本実施例はＡＥ信号処理部７のアナログ処理によって
折損を検出するようにしているが、ＡＥセンサの出力を
Ａ／Ｄ変換した後にサンプリングしその後の処理を全て
デジタル信号処理によって行うことも可能である。この
場合にはバンドパスフィルタをデジタルフィルタに、微
分回路を差分演算等に置き換えてＣＰＵを用いた信号処
理を行うことが考えられる。

又本実施例はＡＥ信号処理部７のＡＥ倍信号記憶する記
憶手段をエンドレステープとしているが、Ａ／Ｄ変換後
のデジタル信号を例えばシフトレジスタ等の周期的な他
の記憶手段を用いて記憶させることができることは言う
までもない。

更に本実施例は数値制御装置を用いたボール盤に通用し
た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
、更に大規模なマシニングセンタに通用することも可能
である。

【図面の簡単な説明】

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ＡＥ信号処理部の詳細な構成を
示すブロック図、第３図は本実施例の監視動作を示すフ
ローチャート、第４図はＡＥセンサ６より得られるＡＥ
倍信号パワースペクトルを示す図、第５図（ａ）は工具
折損時に得られるＡＥ信号波形、第５図（ｂｌは切屑が
生じる場合に得られるＡＥ信号波形を示す図、第６図は
エンドレステープの記憶状態を示す概念図、第７図は折
損データと工具毎の最適感度を記憶する記憶手段を示す
メモリマツプ、第８図は折損データの特徴空間を示す概
念図、第９図は工具折損検出装置の折損確認処理を示す
フローチャート、第１０図は数値制御装置の工具折損確
認処理を示すフローチャートである。 ■・−・−ワーク　　２−・−・−ドリル　　３−−−
−−−一数値制御装置　　４−・・−擬似折損信号発生
器　　５−−−−−−−駆動回路　　６−−−−−Ａ　
Ｅセンサ　　７・−−−−−Ａ　Ｅ信号処理部　　８．
１２−・−・−人出力インターフェース　　　　９−・
−・・−ＣＰＵ　　　　　１０−ｍ−・−ＲＯＭ　　　
　　１１−−ｍ−〜−−ＲＡＭ　　　１３・・・−表示
器　　１４−・−人力キー　　２　（Ｌ−−−−−−−
アナログスイッチ　　２１−・−−一−−可変増幅率増
幅器　　２２．　２３−　・−バンドパスフィルタ　　
２４−−−〜−−−エンドレステープ　　２５゜２６−
・・〜・検波器　　２８−−−−一・Ａ／Ｄ変換器　　
２９−・−・−・・微分回路　　３０・−・−・−比較
器　　３１−・・〜・レベル判定器　　３２−・−・・
−折損検出回路　　３３−・−・異常切削検出回路 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−−−−−・ワーク ４−−−−−一靭竹横化号灸友器 ６−−−−−−ＡＥセシサ 第４図 １００に２００Ｋ　３００Ｋ　４００Ｋ　　　　　Ｈ２
第６図 ｔ　　ｓｂ 第５図（ａ） 第５図（ｂ） 第７図 第８１！Ｉ ｈ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）数値制御装置を用いて制御される工作機械に取付
   けられた工具折損検出装置を有する工具折損検出システ
   ムであって、 前記工具折損検出装置は、 工作機械の工具近傍に設けられたＡＥセンサと、 前記ＡＥセンサから得られるＡＥ信号を記憶する第１の
   記憶手段と、 前記ＡＥセンサからの出力信号に基づいて所定の検出条
   件により工具の折損を識別する信号処理部と、 前記信号処理部により工具の折損が識別されたときに前
   記数値制御装置に折損検出信号を送出することによって
   工具の実折損を検出する折損検出手段と、 前記折損検出手段により工具の折損が確認されなかった
   ときに、前記第１の記憶手段に保持されたＡＥ信号を読
   出すことにより最新の複数回の非折損データを記憶する
   第２の記憶手段と、前記信号処理部より折損が識別され
   たときに前記第２の記憶手段の非折損データを読出し、
   各非折損データと類似しない折損データのみを識別して
   外部に伝える制御手段と、を具備し、前記数値制御装置
   は、前記工具折損検出装置からの折損検出信号に基づい
   て動作を制御する折損識別制御手段を有することを特徴
   とする工具折損検出システム。
2. （２）前記工具折損検出装置の折損検出手段は、前記信
   号処理部より工具の折損が検出されたときに前記数値制
   御装置に折損検出信号を送出する信号送出手段と、工具
   の加工対象への接触を検出しつつ前記数値制御装置より
   得られる工具の加工対象への接触時間と実質的に同一の
   時間に接触が得られないときに工具の実折損を検出する
   検出手段と、を有するものであり、 前記数値制御装置の折損識別制御手段は、前記工具折損
   検出装置からの折損検出信号に基づいて動作を停止させ
   る動作停止手段と、工具を加工対象に再び移動させ接触
   する時間を前記工具折損検出装置に送出する制御手段と
   、を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の工具折損検出システム。
3. （３）前記工具折損検出装置の信号処理部は、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、
   前記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検出出力を出す論理出力手段と、
   を具備することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の工具折損検出システム。