JPS62120947A - 擬似折損信号発生装置 - Google Patents
擬似折損信号発生装置Info
- Publication number
- JPS62120947A JPS62120947A JP25689285A JP25689285A JPS62120947A JP S62120947 A JPS62120947 A JP S62120947A JP 25689285 A JP25689285 A JP 25689285A JP 25689285 A JP25689285 A JP 25689285A JP S62120947 A JPS62120947 A JP S62120947A
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- JP
- Japan
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- tool
- pseudo
- signal
- breakage
- abnormal vibration
- Prior art date
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- Pending
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-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or 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】
〔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。
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装置の調整に用いる擬似折損
信号発生装置に関するものである。
信号発生装置に関するものである。
本発明による擬似折損信号発生装置は、工作機械の工具
支持部に工具に対応した形状の取付部を取付け、折損時
と同一レベルで且つ折損時に得られるＡＥ倍信号周波数
を含む擬似折損信号を発生させて調整を行う際に、主軸
の回転により異常振動が生じたときに異常振動を検出し
て外部に出力するようにしたものである。こうすれば擬
似折損信号発生装置の異常振動が検知されその脱落や破
損による事故を未然に防止することができる。
支持部に工具に対応した形状の取付部を取付け、折損時
と同一レベルで且つ折損時に得られるＡＥ倍信号周波数
を含む擬似折損信号を発生させて調整を行う際に、主軸
の回転により異常振動が生じたときに異常振動を検出し
て外部に出力するようにしたものである。こうすれば擬
似折損信号発生装置の異常振動が検知されその脱落や破
損による事故を未然に防止することができる。
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、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。
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。
しかしながら従来の工具折損検出装置によれば、ＡＥセ
ンサは工具の近傍やワークに接触するように取付けられ
るが、その取付位置によってＡＥ倍信号レベルが大幅に
異なる。そこで出願人は既に特願昭５９−２２７１９６
号等において工具の折損時と同一の信号を与える擬似折
損信号発生手段を工作機械の工具支持部に取付けるよう
、にした装置を提案している（未公開）。しかしながら
擬似折損信号発生器を工具支持部に取付けた場合には、
取付状態が適切でなければ遠心力によって異常振動が起
こり、擬似折損信号発生器が脱落したり破壊する可能性
があるという問題点があった。
ンサは工具の近傍やワークに接触するように取付けられ
るが、その取付位置によってＡＥ倍信号レベルが大幅に
異なる。そこで出願人は既に特願昭５９−２２７１９６
号等において工具の折損時と同一の信号を与える擬似折
損信号発生手段を工作機械の工具支持部に取付けるよう
、にした装置を提案している（未公開）。しかしながら
擬似折損信号発生器を工具支持部に取付けた場合には、
取付状態が適切でなければ遠心力によって異常振動が起
こり、擬似折損信号発生器が脱落したり破壊する可能性
があるという問題点があった。
本発明はこのような擬似折損信号発生装置の問題点に鑑
みてなされたものであって、工作機械の工具支持部に擬
似折損信号発生器を取付けたときに異常振動があれば外
部からその異常振動を検知することができる擬似折損信
号発生装置を提供することを目的とする。
みてなされたものであって、工作機械の工具支持部に擬
似折損信号発生器を取付けたときに異常振動があれば外
部からその異常振動を検知することができる擬似折損信
号発生装置を提供することを目的とする。
本発明は工作機械の工具近傍に設けられるＡＥセンサを
有し、工具の折損時に得られるＡＥ倍信号基づいて折損
を検出する工具折損検出装置の調整に用いる擬似折損信
号発生装置であって、工具の形状に対応した形状を有し
工具の支持部に取付けられる取付部と、工具の折損時に
得られるＡＥ倍信号周波数を含む擬似折損信号を発生す
る擬似折損信号発生部と、擬似折損信号発生部の出力を
ＡＥ倍信号変換するＡＥ信号変換器と、異常振動を検知
する異常振動検知器と、異常振動検知器より異常振動が
検知されたと゛きに外部に検知信号を与える異常振動出
力手段と、を具備することを特徴とするものである。
有し、工具の折損時に得られるＡＥ倍信号基づいて折損
を検出する工具折損検出装置の調整に用いる擬似折損信
号発生装置であって、工具の形状に対応した形状を有し
工具の支持部に取付けられる取付部と、工具の折損時に
得られるＡＥ倍信号周波数を含む擬似折損信号を発生す
る擬似折損信号発生部と、擬似折損信号発生部の出力を
ＡＥ倍信号変換するＡＥ信号変換器と、異常振動を検知
する異常振動検知器と、異常振動検知器より異常振動が
検知されたと゛きに外部に検知信号を与える異常振動出
力手段と、を具備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
る工作を行う前にあらかじめ擬似折損信号発生装置によ
り工具の折損時のＡＥ倍信号同一の擬似折損信号を発生
させてＡＥセンサの感度を調整するようにしている。こ
のとき擬似折損信号発生装置を工作機械の工具支持部に
取付は実際の使用状態と同一の条件下で擬似折損信号を
発生させることができる。又擬似折損信号発生装置を工
具支持部に取付けて工作機械を動作させているときに、
異常振動があれば外部より容易に検知することができる
。それ故擬似折損信号発生装置を工具支持部に確実に取
付けて動作させることができ、異常振動に伴う擬似折損
信号発生装置の異常、破壊や工具支持部からの脱落を未
然に防止することが可能となる。そして擬似折損信号発
生装置より擬似折損信号を発生させれば工具の折損時に
伝わるＡＥ倍信号同一の伝達経路によって擬似折損信号
がＡＥセンサに伝わる。このとき適正な信号が得られる
ようにＡＥセンサの感度を調整すれば容易にＡＰ、セン
サの取付位置や感度を最適に調整することができる。
る工作を行う前にあらかじめ擬似折損信号発生装置によ
り工具の折損時のＡＥ倍信号同一の擬似折損信号を発生
させてＡＥセンサの感度を調整するようにしている。こ
のとき擬似折損信号発生装置を工作機械の工具支持部に
取付は実際の使用状態と同一の条件下で擬似折損信号を
発生させることができる。又擬似折損信号発生装置を工
具支持部に取付けて工作機械を動作させているときに、
異常振動があれば外部より容易に検知することができる
。それ故擬似折損信号発生装置を工具支持部に確実に取
付けて動作させることができ、異常振動に伴う擬似折損
信号発生装置の異常、破壊や工具支持部からの脱落を未
然に防止することが可能となる。そして擬似折損信号発
生装置より擬似折損信号を発生させれば工具の折損時に
伝わるＡＥ倍信号同一の伝達経路によって擬似折損信号
がＡＥセンサに伝わる。このとき適正な信号が得られる
ようにＡＥセンサの感度を調整すれば容易にＡＰ、セン
サの取付位置や感度を最適に調整することができる。
（擬似折損信号発生装置の構成）
第２図は本発明による擬似折損信号発生装置の一実施例
の断面図である。本図において擬似折損信号発生器１の
ケース２内には、バッテリ３と設定される出力レベルに
応じた擬似折損信号を発生する擬似折損信号発生回路４
及び電源スィッチ５が設けられている。擬似折損信号発
生回路４はＤＩＰスイッチ等によるレベル設定スイッチ
６により設定されたレベルの擬似折損信号を発生するも
のであって、その出力はケース２の内面上部に貼付けら
れた圧電素子７に与えられる。圧電素子７は与えられた
電気信号をそれに対応したＡＥ信号に変換するものであ
り、擬似折損信号を工作機械の工具支持部に伝えるもの
である。又ケース２の上部はＡＥ倍信号容易に伝達する
金属部材が用いられており、その上部には使用されるド
リル径に対応して一定の径を存する円筒部材８を上方に
突出させた取付部が設けられる。そしてケース２内の円
筒部材８と同軸の位置に異常振動検知器９が設けられる
。異常振動検知器９は例えば傾きセンサや振動を電気信
号に変換する圧電素子等から構成されており、所定レベ
ル以上の異常な振動が槍に伝える。発光ダイオード１０
は例えば異常振動時に発光する赤外光ダイオードとし、
ケース２の側面より外部に露出するように配置されて外
部に異常振動の有無を伝えるものである。
の断面図である。本図において擬似折損信号発生器１の
ケース２内には、バッテリ３と設定される出力レベルに
応じた擬似折損信号を発生する擬似折損信号発生回路４
及び電源スィッチ５が設けられている。擬似折損信号発
生回路４はＤＩＰスイッチ等によるレベル設定スイッチ
６により設定されたレベルの擬似折損信号を発生するも
のであって、その出力はケース２の内面上部に貼付けら
れた圧電素子７に与えられる。圧電素子７は与えられた
電気信号をそれに対応したＡＥ信号に変換するものであ
り、擬似折損信号を工作機械の工具支持部に伝えるもの
である。又ケース２の上部はＡＥ倍信号容易に伝達する
金属部材が用いられており、その上部には使用されるド
リル径に対応して一定の径を存する円筒部材８を上方に
突出させた取付部が設けられる。そしてケース２内の円
筒部材８と同軸の位置に異常振動検知器９が設けられる
。異常振動検知器９は例えば傾きセンサや振動を電気信
号に変換する圧電素子等から構成されており、所定レベ
ル以上の異常な振動が槍に伝える。発光ダイオード１０
は例えば異常振動時に発光する赤外光ダイオードとし、
ケース２の側面より外部に露出するように配置されて外
部に異常振動の有無を伝えるものである。
第１図は本実施例による擬似折損信号発生装置の内部構
成を示すブロック図である。本図において擬似折損信号
発生器１には所定のタイミングで方形波のクロック信号
を発生するクロック発生器１１とその出力を微分する微
分回路１２が設けられる。微分回路１２は略三角波状の
信号を発生させるものであり、その出力は乗算器１３に
与えられる。又擬似折損信号発生器１は一様な周波数分
布を有するホワイトノイズを発生するノイズ発生器１４
と、そのノイズから周波数３００ Ｋ ｌｌｚ付近の信
号のみを取出すバンドパスフィルタ１５が設けられてお
り、バンドパスフィルタ１５の出力が乗算器１３に与え
られる。乗算器１３はこれらの入力信号を乗算するもの
であって、微分回路１２の微分出力が包絡線となった擬
似折損信号を可変増幅率増幅器１６に与える。可変増幅
率増幅器１６はレベル設定スイッチ６によって設定され
た増幅率に応じて入力信号を所定のレベルに増幅するも
のであって、その出力は圧電素子７に与えられる。
成を示すブロック図である。本図において擬似折損信号
発生器１には所定のタイミングで方形波のクロック信号
を発生するクロック発生器１１とその出力を微分する微
分回路１２が設けられる。微分回路１２は略三角波状の
信号を発生させるものであり、その出力は乗算器１３に
与えられる。又擬似折損信号発生器１は一様な周波数分
布を有するホワイトノイズを発生するノイズ発生器１４
と、そのノイズから周波数３００ Ｋ ｌｌｚ付近の信
号のみを取出すバンドパスフィルタ１５が設けられてお
り、バンドパスフィルタ１５の出力が乗算器１３に与え
られる。乗算器１３はこれらの入力信号を乗算するもの
であって、微分回路１２の微分出力が包絡線となった擬
似折損信号を可変増幅率増幅器１６に与える。可変増幅
率増幅器１６はレベル設定スイッチ６によって設定され
た増幅率に応じて入力信号を所定のレベルに増幅するも
のであって、その出力は圧電素子７に与えられる。
又前述したように異常振動検知器９の出力は発光ダイオ
ード１０に与えられる。
ード１０に与えられる。
一方擬似折損信号発生器１の外部にはこの発光ダイオー
ド１０の光を受光するフォトトランジスタ２０と、その
出力によって異常信号を検出する異常信号検出回路２１
が設けられる。異常信号検出回路２１はフォトトランジ
スタ２０の出力が所定レベル以上となれば、擬似折損信
号発生器１が異常振動したものとして工作機械の制御回
路２２内のモータ駆動回路に停止信号を与えるものであ
る。
ド１０の光を受光するフォトトランジスタ２０と、その
出力によって異常信号を検出する異常信号検出回路２１
が設けられる。異常信号検出回路２１はフォトトランジ
スタ２０の出力が所定レベル以上となれば、擬似折損信
号発生器１が異常振動したものとして工作機械の制御回
路２２内のモータ駆動回路に停止信号を与えるものであ
る。
（本実施例の動作）
次に本実施例の擬似折損信号発生装置を工作機械に設置
してＡＥセンサの感度を調整する際の操作について第３
図を参照しつつ説明する。まず擬似折損信号発生器１を
工作機械の工具支持部３０の先端に設けられたチャック
３１に取付け、ＡＥセンサ３２を工具支持部３０の側面
に図示のように取付ける。そしてＡＥセンサ３２の出力
によって工具の折損を検出する工具折損検出装置３３を
接続する。さて工作機械で用いる工具の種類、例えばド
リル径に応じて擬似折損信号発生器の１のレベル設定ス
イッチ６を操作して所定の駆動レベルとし、可変増幅率
増幅器１６の増幅率を設定する。擬似折損信号発生器１
は内部にバッテリ３を有しているため、外部から電力を
供給することなく各部に電源が供給される。従ってクロ
ック発生器１１よりクロック信号が発生し微分回路１２
によって微分され、その出力とバンドパスフィルタ１５
を通過したノイズが乗算器１３によって乗算されて増幅
器１６に与えられる。それ故可変増幅率増幅器１６より
設定されたレベルの擬似折損信号が圧電素子７に伝えら
れ、工作機械の工具支持部３０に伝達される。従って工
作機械の主軸を回転させれば実際の動作状態に近い状態
で擬似折損信号を得ることができる。
してＡＥセンサの感度を調整する際の操作について第３
図を参照しつつ説明する。まず擬似折損信号発生器１を
工作機械の工具支持部３０の先端に設けられたチャック
３１に取付け、ＡＥセンサ３２を工具支持部３０の側面
に図示のように取付ける。そしてＡＥセンサ３２の出力
によって工具の折損を検出する工具折損検出装置３３を
接続する。さて工作機械で用いる工具の種類、例えばド
リル径に応じて擬似折損信号発生器の１のレベル設定ス
イッチ６を操作して所定の駆動レベルとし、可変増幅率
増幅器１６の増幅率を設定する。擬似折損信号発生器１
は内部にバッテリ３を有しているため、外部から電力を
供給することなく各部に電源が供給される。従ってクロ
ック発生器１１よりクロック信号が発生し微分回路１２
によって微分され、その出力とバンドパスフィルタ１５
を通過したノイズが乗算器１３によって乗算されて増幅
器１６に与えられる。それ故可変増幅率増幅器１６より
設定されたレベルの擬似折損信号が圧電素子７に伝えら
れ、工作機械の工具支持部３０に伝達される。従って工
作機械の主軸を回転させれば実際の動作状態に近い状態
で擬似折損信号を得ることができる。
そして擬似折損信号発生器１の取付状態が適正でなく工
作機械を動作させて擬似折損信号発生器を回転させてい
るときに異常振動が生じれば、擬似折損信号発生器１内
の異常振動検知器９が動作して発光ダイオード１０を点
灯する。従って第１図に示したフォトトランジスタ２０
にその信号が伝わり異常信号検出回路２１より禁止信号
が工作機械の制御回路２２に伝えられる。従って異常振
動が発生すれば直ちにモータを停止して工作機械の動作
を停止することが可能となる。
作機械を動作させて擬似折損信号発生器を回転させてい
るときに異常振動が生じれば、擬似折損信号発生器１内
の異常振動検知器９が動作して発光ダイオード１０を点
灯する。従って第１図に示したフォトトランジスタ２０
にその信号が伝わり異常信号検出回路２１より禁止信号
が工作機械の制御回路２２に伝えられる。従って異常振
動が発生すれば直ちにモータを停止して工作機械の動作
を停止することが可能となる。
尚本実施例では異常振動検知器の出力端に赤外線発光ダ
イオードを接続し、外部よりその発光を検知して工作機
械の制御回路にモータ停止信号を与えている。こうすれ
ば異常振動があれば自動的に動作を停止することができ
るが、発光ダイオードを可視光の発光ダイオードとし操
作者に異常振動を報知するようにしてもよい。この場合
には擬似折損信号発生器１から直接異常振動が表示され
るため、直ちに工作機械を停止することによって異常振
動に伴う擬似折損信号発生器の破損や脱落を未然に防止
することができる。
イオードを接続し、外部よりその発光を検知して工作機
械の制御回路にモータ停止信号を与えている。こうすれ
ば異常振動があれば自動的に動作を停止することができ
るが、発光ダイオードを可視光の発光ダイオードとし操
作者に異常振動を報知するようにしてもよい。この場合
には擬似折損信号発生器１から直接異常振動が表示され
るため、直ちに工作機械を停止することによって異常振
動に伴う擬似折損信号発生器の破損や脱落を未然に防止
することができる。
第１図は本発明による擬似折損信号発生装置の一実施例
の電気的構成を示すブロック図、第２図は本実施例の擬
似折損信号発生器本体を示す断面図、第３図は本実施例
の擬似折損信号発生装置を工具折損検出装置を有する工
作機械に適用した状態を示す概略図である。 １−・−−−−一擬僚折損信号発生器 ３−・−−−
−−・バッテリ４−・−・擬似折損信号発生器路 ７
−−−−一圧電素子９−・−・−異常振動検知器 １
ｏ−・−発光ダイオード ２０・−・−°フォトトラ
ンジスタ ２１−・・−・−異常信号検出回路 ２
２・・−・・−制御回路特許出願人 立石電機株式
会社 代理人 弁理士 岡本宜喜（他１名） 第１ 損α 号ｌ！生器 第２図 第３図
の電気的構成を示すブロック図、第２図は本実施例の擬
似折損信号発生器本体を示す断面図、第３図は本実施例
の擬似折損信号発生装置を工具折損検出装置を有する工
作機械に適用した状態を示す概略図である。 １−・−−−−一擬僚折損信号発生器 ３−・−−−
−−・バッテリ４−・−・擬似折損信号発生器路 ７
−−−−一圧電素子９−・−・−異常振動検知器 １
ｏ−・−発光ダイオード ２０・−・−°フォトトラ
ンジスタ ２１−・・−・−異常信号検出回路 ２
２・・−・・−制御回路特許出願人 立石電機株式
会社 代理人 弁理士 岡本宜喜（他１名） 第１ 損α 号ｌ！生器 第２図 第３図
Claims (3)
- （１）工作機械の工具近傍に設けられる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の調整に用いる擬似折損信号
発生装置であって、 工具の形状に対応した形状を有し、工具の支持部に取付
けられる取付部と、 工具の折損時に得られるＡＥ信号の周波数を含む擬似折
損信号を発生する擬似折損信号発生部と、前記擬似折損
信号発生部の出力をＡＥ信号に変換するＡＥ信号変換器
と、 異常振動を検知する異常振動検知器と、 前記異常振動検知器より異常振動が検知されたときに外
部に検知信号を与える異常振動出力手段と、を具備する
ことを特徴とする擬似折損信号発生装置。 - （２）前記異常振動出力手段は、可視光を発光する発光
ダイオードであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の擬似折損信号発生装置。 - （３）前記異常振動出力手段は、赤外光を発光する発光
ダイオードであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の擬似折損信号発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25689285A JPS62120947A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 擬似折損信号発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25689285A JPS62120947A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 擬似折損信号発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62120947A true JPS62120947A (ja) | 1987-06-02 |
Family
ID=17298857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25689285A Pending JPS62120947A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 擬似折損信号発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62120947A (ja) |
-
1985
- 1985-11-15 JP JP25689285A patent/JPS62120947A/ja active Pending
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