JPS6154541B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6154541B2 JPS6154541B2 JP57024794A JP2479482A JPS6154541B2 JP S6154541 B2 JPS6154541 B2 JP S6154541B2 JP 57024794 A JP57024794 A JP 57024794A JP 2479482 A JP2479482 A JP 2479482A JP S6154541 B2 JPS6154541 B2 JP S6154541B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutting
- vibration
- cutting edge
- tool
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001845 vibrational spectrum Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, 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
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/09—Arrangements 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
- B23Q17/0904—Arrangements 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
- B23Q17/0919—Arrangements for measuring or adjusting cutting-tool geometry in presetting devices
- B23Q17/0947—Monitoring devices for measuring cutting angles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, 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
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/12—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring vibration
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、切削工具における切刃欠損をインプ
ロセスで検出する方法に関するものである。
ロセスで検出する方法に関するものである。
工具切刃のチツピングは偶発的であり、その発
生を予測することは困難である。このため、連続
的に監視してその発生を検出し、対策を講ずる必
要がある。このようなことから、切削工具のイン
プロセス検出について種々の手法が研究されてい
るが、本発明者らは切削中の工具の振動変化を加
速度ピツクアツプで検出、解析することにより、
比較的小さなチツピングをも検出できることを見
出した。
生を予測することは困難である。このため、連続
的に監視してその発生を検出し、対策を講ずる必
要がある。このようなことから、切削工具のイン
プロセス検出について種々の手法が研究されてい
るが、本発明者らは切削中の工具の振動変化を加
速度ピツクアツプで検出、解析することにより、
比較的小さなチツピングをも検出できることを見
出した。
即ち、本発明者らの実験において、切削中の工
具の振動を加速度ピツクアツプで検出し、その加
速度信号をスペクトル分析することによりパワー
スペクトラムの変化を調べたところ、その場合の
実験条件では、切削中に発生する工具系の振動ス
ペクトルが、主として、0.65，２，４，7kHz付近
の領域にあることがわかつた。これらの周波数
は、その工具系に固有のものである。そこで、上
記加速度信号をバンドパスフイルタにより1.4〜
2.2kHz，3.5〜4.5kHz，5.8〜7.5kHzの三つの周波
数帯域に分け、それぞれの加速度レベル（RMS
（root mean square）値）の変化と切刃損傷との
関係について調べた結果、第１図に示すように、
上記三つの周波数帯域における加速度レベルのい
ずれかが急変した時点に、切刃におけるその周波
数帯域に対応する部分にチツピングが生じている
ことが確認された。
具の振動を加速度ピツクアツプで検出し、その加
速度信号をスペクトル分析することによりパワー
スペクトラムの変化を調べたところ、その場合の
実験条件では、切削中に発生する工具系の振動ス
ペクトルが、主として、0.65，２，４，7kHz付近
の領域にあることがわかつた。これらの周波数
は、その工具系に固有のものである。そこで、上
記加速度信号をバンドパスフイルタにより1.4〜
2.2kHz，3.5〜4.5kHz，5.8〜7.5kHzの三つの周波
数帯域に分け、それぞれの加速度レベル（RMS
（root mean square）値）の変化と切刃損傷との
関係について調べた結果、第１図に示すように、
上記三つの周波数帯域における加速度レベルのい
ずれかが急変した時点に、切刃におけるその周波
数帯域に対応する部分にチツピングが生じている
ことが確認された。
また、例えば前切刃や横切刃にチツピングが発
生すると、4kHz及び7kHzの加速度レベルが急増
するが、そのチツピングの大きさが比較的小さく
て切刃の機能に大きな損傷を与えない場合には、
加速度レベルが速かに回復し、切削能力もそのま
ま継続する。やがて、大きな欠損、損傷に至る
と、切刃の機能が失われるため、加速度レベルが
増大する。しかし、切刃のチツピングが初期にお
いてすでに相当の大きさにまで成長していると、
切刃の機能がある程度損われているので、加速度
レベルは飽和点まで増加し、回復することがな
い。
生すると、4kHz及び7kHzの加速度レベルが急増
するが、そのチツピングの大きさが比較的小さく
て切刃の機能に大きな損傷を与えない場合には、
加速度レベルが速かに回復し、切削能力もそのま
ま継続する。やがて、大きな欠損、損傷に至る
と、切刃の機能が失われるため、加速度レベルが
増大する。しかし、切刃のチツピングが初期にお
いてすでに相当の大きさにまで成長していると、
切刃の機能がある程度損われているので、加速度
レベルは飽和点まで増加し、回復することがな
い。
このように、加速度信号を分析して工具系に特
有の振動周波数に着目すると、チツピング、欠損
などの切刃の状態と各周波数帯域に分けた信号の
レベルの変化とは密接な関係があり、従つてこれ
を利用することによりインプロセスでチツピング
等の検出を行うことができる。
有の振動周波数に着目すると、チツピング、欠損
などの切刃の状態と各周波数帯域に分けた信号の
レベルの変化とは密接な関係があり、従つてこれ
を利用することによりインプロセスでチツピング
等の検出を行うことができる。
本発明は、かかる知見に基づくものであつて、
切削機械の工具系に振動ピツクアツプを取付けて
切削時における振動を検出し、その出力信号を、
その工具系ににおいて切削時に発生する固有の振
動周波数の近辺に所定幅で周波数帯域を設定した
複数のバンドパスフイルタに通した後、RMS計
において、上記切削時に発生するノイズの継続時
間よりも十分大きな時定数をもつた回路系で積分
することによりノイズを消去した振動レベルに相
当する信号に変換するRMS処理を行い、この
RMS処理を施した信号のレベルの変動に基づい
て切刃欠損を検出することを特徴とするものであ
る。
切削機械の工具系に振動ピツクアツプを取付けて
切削時における振動を検出し、その出力信号を、
その工具系ににおいて切削時に発生する固有の振
動周波数の近辺に所定幅で周波数帯域を設定した
複数のバンドパスフイルタに通した後、RMS計
において、上記切削時に発生するノイズの継続時
間よりも十分大きな時定数をもつた回路系で積分
することによりノイズを消去した振動レベルに相
当する信号に変換するRMS処理を行い、この
RMS処理を施した信号のレベルの変動に基づい
て切刃欠損を検出することを特徴とするものであ
る。
以下に図面を参照して本発明の方法をさらに具
体的に説明する。
体的に説明する。
切刃欠損を検出すべき工具が第２図に示すよう
な正面フライスカツタである場合、その工具１の
裏側に加速度ピツクアツプ２を装着し、加速度信
号を採取する。上記工具は、フライスカツタばか
りでなく、旋盤等の連続切削を行う工具であつて
もよく、それらの工具系に振動のピツクアツプを
装着して、切削時に発生する工具系に固有の複数
の振動周波数を含む周波数帯域の振動を検出すれ
ばよい。上記加速度ピツクアツプ２から出力され
る加速度信号は、スリツプリングによつて取出
し、あるいはFM送受信器を介して取出し、必要
に応じて一旦データレコーダに収録する。而し
て、上記加速度信号は、第３図に示すように、複
数のバンドパスフイルタ３ａ，３ｂ，３ｃによつ
て工具系に固有の各振動周波数の近辺の周波数帯
域、あるいは主要振動周波数をそれぞれ含むその
近辺の周波数帯域に分け、各バンドパスフイルタ
の出力をそれぞれRMS（root mean square）計
４ａ，４ｂ，４ｃにより加速度レベルに相当する
信号とする。
な正面フライスカツタである場合、その工具１の
裏側に加速度ピツクアツプ２を装着し、加速度信
号を採取する。上記工具は、フライスカツタばか
りでなく、旋盤等の連続切削を行う工具であつて
もよく、それらの工具系に振動のピツクアツプを
装着して、切削時に発生する工具系に固有の複数
の振動周波数を含む周波数帯域の振動を検出すれ
ばよい。上記加速度ピツクアツプ２から出力され
る加速度信号は、スリツプリングによつて取出
し、あるいはFM送受信器を介して取出し、必要
に応じて一旦データレコーダに収録する。而し
て、上記加速度信号は、第３図に示すように、複
数のバンドパスフイルタ３ａ，３ｂ，３ｃによつ
て工具系に固有の各振動周波数の近辺の周波数帯
域、あるいは主要振動周波数をそれぞれ含むその
近辺の周波数帯域に分け、各バンドパスフイルタ
の出力をそれぞれRMS（root mean square）計
４ａ，４ｂ，４ｃにより加速度レベルに相当する
信号とする。
上記バンドパスフイルタ３ａ，３ｂ，３ｃの周
波数帯域は、工具系において切削時に発生する振
動周波数を予め計測して、例えばその振動周波数
が前記実験例のように0.65，２，４，7kHz付近に
ある場合には、それらの近辺の1.4〜2.2kHz，3.5
〜4.5kHz，5.8〜7.5kHz（0.65kHzの周波数はチツ
ピングとの関連性が小さいので無視）に設定すれ
ばよい。
波数帯域は、工具系において切削時に発生する振
動周波数を予め計測して、例えばその振動周波数
が前記実験例のように0.65，２，４，7kHz付近に
ある場合には、それらの近辺の1.4〜2.2kHz，3.5
〜4.5kHz，5.8〜7.5kHz（0.65kHzの周波数はチツ
ピングとの関連性が小さいので無視）に設定すれ
ばよい。
また、上記RMS計４ａ，４ｂ，４ｃは、バン
ドパスフイルタの出力を均らすと共にノイズを消
去し、それを振動のレベルに相当する信号に変換
するものであるが、適当な時定数をもつた回路系
で積分を行うようなものであればよい。第４図ａ
はバンドパスフイルタを通過した加速度信号の一
例を示し、同図ｂ〜ｄはその加速度信号について
の時定数の異なるRMS計出力を示している。ｂ
では時定数が小さ過ぎるが、ｄでは逆に大き過
ぎ、ｃに示すような波形が得られるように時定数
を設定する必要がある。この場合、時定数τは、 t3≫τ≫t4 であることが必要である。
ドパスフイルタの出力を均らすと共にノイズを消
去し、それを振動のレベルに相当する信号に変換
するものであるが、適当な時定数をもつた回路系
で積分を行うようなものであればよい。第４図ａ
はバンドパスフイルタを通過した加速度信号の一
例を示し、同図ｂ〜ｄはその加速度信号について
の時定数の異なるRMS計出力を示している。ｂ
では時定数が小さ過ぎるが、ｄでは逆に大き過
ぎ、ｃに示すような波形が得られるように時定数
を設定する必要がある。この場合、時定数τは、 t3≫τ≫t4 であることが必要である。
このようにして得られた振動のレベルに相当す
る信号（第４図ｃ）は、第１図からもわかるよう
に、チツピングや欠損に応じて増大するため、そ
れを記録表示計において表示し、あるいは比較器
において適当な闘値と比較することにより、チツ
ピングや欠損を検知することができる。
る信号（第４図ｃ）は、第１図からもわかるよう
に、チツピングや欠損に応じて増大するため、そ
れを記録表示計において表示し、あるいは比較器
において適当な闘値と比較することにより、チツ
ピングや欠損を検知することができる。
以上に詳述したところから明らかなように、本
発明によれば、チツピングや欠損などの切刃の状
態と切削時にピツクアツプで検出して各周波数帯
域に分けた信号のレベルの変化とが密接な関係を
有することを利用しているため、インプロセスで
極めて簡易に工具の切刃欠損を検出することがで
きる。
発明によれば、チツピングや欠損などの切刃の状
態と切削時にピツクアツプで検出して各周波数帯
域に分けた信号のレベルの変化とが密接な関係を
有することを利用しているため、インプロセスで
極めて簡易に工具の切刃欠損を検出することがで
きる。
また、一般に、工具系の振動周波数は、その切
削時における各種の条件によりある程度変化する
が、チツピングに関連する周波数変化は大別して
ほぼ2kHz，4kHz及び7kHzの近傍にあり、本発明
においては、検出信号を通すバンドパスフイルタ
に、上記周波数の近辺に所定幅の帯域をもたせた
ので、上記振動周波数がある程度変化しても、そ
の変化に拘りなく工具の状態に関する情報を確実
に得ることができる。
削時における各種の条件によりある程度変化する
が、チツピングに関連する周波数変化は大別して
ほぼ2kHz，4kHz及び7kHzの近傍にあり、本発明
においては、検出信号を通すバンドパスフイルタ
に、上記周波数の近辺に所定幅の帯域をもたせた
ので、上記振動周波数がある程度変化しても、そ
の変化に拘りなく工具の状態に関する情報を確実
に得ることができる。
さらに、バンドパスフイルタを通過した信号を
通すRMS計において、上記切削時に発生するノ
イズの継続時間よりも十分大きな時定数をもつた
積分回路系で信号を処理するようにしたので、ノ
イズの除去が確実に行われ、高Ｓ／Ｎ比及びハイ
レスポンスを実現して、工具状態を確実に検出可
能である。
通すRMS計において、上記切削時に発生するノ
イズの継続時間よりも十分大きな時定数をもつた
積分回路系で信号を処理するようにしたので、ノ
イズの除去が確実に行われ、高Ｓ／Ｎ比及びハイ
レスポンスを実現して、工具状態を確実に検出可
能である。
しかも、切刃欠損の検出を上記RMS処理を施
した信号に基づいて行い、RMS処理したデータ
と次のRMS処理したデータとが比較されること
となるため、誤動作の発生が著しく低く抑えら
れ、切刃欠損の検出における信頼性を著しく高め
ることができる。
した信号に基づいて行い、RMS処理したデータ
と次のRMS処理したデータとが比較されること
となるため、誤動作の発生が著しく低く抑えら
れ、切刃欠損の検出における信頼性を著しく高め
ることができる。
第１図は本発明の基礎となる実験結果を示すグ
ラフ、第２図は本発明を実施る工具系の斜視図、
第３図は本発明を実施する装置のブロツク構成
図、第４図ａ〜ｄは信号波形についての説明図で
ある。
ラフ、第２図は本発明を実施る工具系の斜視図、
第３図は本発明を実施する装置のブロツク構成
図、第４図ａ〜ｄは信号波形についての説明図で
ある。
Claims (1)
- １ 切削機械の工具系に振動ピツクアツプを取付
けて切削時における振動を検出し、その出力信号
を、その工具系ににおいて切削時に発生する固有
の振動周波数の近辺に所定幅で周波数帯域を設定
した複数のバンドパスフイルタに通した後、
RMS計において、上記切削時に発生するノイズ
の継続時間よりも十分大きな時定数をもつた回路
系で積分することによりノイズを消去した振動レ
ベルに相当する信号に変換するRMS処理を行
い、このRMS処理を施した信号のレベルの変動
に基づいて切刃欠損を検出することを特徴とする
切削工具における切刃欠損の検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2479482A JPS58143942A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | 切削工具における切刃欠損の検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2479482A JPS58143942A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | 切削工具における切刃欠損の検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58143942A JPS58143942A (ja) | 1983-08-26 |
| JPS6154541B2 true JPS6154541B2 (ja) | 1986-11-22 |
Family
ID=12148090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2479482A Granted JPS58143942A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | 切削工具における切刃欠損の検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58143942A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5089342B2 (ja) * | 2007-11-07 | 2012-12-05 | セイコーインスツル株式会社 | 検出装置及びプレートの加工方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53128083A (en) * | 1977-04-14 | 1978-11-08 | Hiromi Ogasawara | Working condition detecting device of machine tool |
-
1982
- 1982-02-18 JP JP2479482A patent/JPS58143942A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53128083A (en) * | 1977-04-14 | 1978-11-08 | Hiromi Ogasawara | Working condition detecting device of machine tool |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58143942A (ja) | 1983-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0077789B1 (en) | Method and apparatus for monitoring the tool status in a machine tool with cyclic machining | |
| EP0861450B1 (en) | Plural vibrator single step inversion separation method | |
| US4707687A (en) | Detector to discriminate between tool break acoustic signatures and spiky noise | |
| RU94003391A (ru) | Способ получения вертикальных сейсмических профилей в ходе бурения скважин | |
| RU2001117231A (ru) | Обнаружение активности сложного сигнала для усовершенствованной классификации речи/шума в аудио-сигнале | |
| JPS61100348A (ja) | 工作機械監視装置、及び工具の破損事象を検出する方法 | |
| US5298889A (en) | Metal cutting machine tool break detection | |
| JPS6154541B2 (ja) | ||
| US5641905A (en) | Second derivative resonant ultrasound response analyzer | |
| EP3722161A1 (en) | A method for detecting the application of scratches and bumps | |
| JPS6317581B2 (ja) | ||
| JPS5845520A (ja) | ノツキング検出装置 | |
| JP3249111B2 (ja) | 工具寿命の感知装置 | |
| TWI257084B (en) | Shock detector for optical disc recorders and shock-proof recording method using the same | |
| JPH08304559A (ja) | トンネル前方探査装置及び探査方法 | |
| JPS6122968Y2 (ja) | ||
| JPH0558855B2 (ja) | ||
| JPH0712640A (ja) | 異常音検出装置 | |
| JPH10206555A (ja) | 地震計 | |
| JPS58108420A (ja) | 工作機械におけるびびり監視装置 | |
| JPS62218661A (ja) | キヤビテ−シヨン発生判別装置 | |
| JPS6252459A (ja) | 工具折損検出装置のインタ−フエ−ス回路 | |
| US3056945A (en) | Processing seismic traces and apparatus therefor | |
| JPH0587620A (ja) | 音響振動監視装置 | |
| JPH0469526A (ja) | 信号検出装置 |