JPS62120948A - 工具折損検出装置 - Google Patents
工具折損検出装置Info
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- JPS62120948A JPS62120948A JP60256893A JP25689385A JPS62120948A JP S62120948 A JPS62120948 A JP S62120948A JP 60256893 A JP60256893 A JP 60256893A JP 25689385 A JP25689385 A JP 25689385A JP S62120948 A JPS62120948 A JP S62120948A
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- Japan
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- tool
- breakage
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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)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (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に関するものである。
本発明は工具に対応した形状の取付部を有し、折損時と
同一レベルで且つ折損時に得られる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手段を工
作機械の工具取付位置に取付けると共に、工具支持部に
ＡＥセンサを設けている。そして取付けた擬似折損信号
発生手段を用いてＡＥセンサの感度を調整し、そのとき
の擬似折損信号のピーク値と工作機械の動作によりベア
リング等から重畳されるノイズの振幅レベルに基づいて
不感帯を有する増幅器によって増幅して定常的なノイズ
を除去し、その出力を増幅することによって擬似折損信
号のみを工具折損検出装置の折損検出処理回路に伝える
ようにしている。
同一レベルで且つ折損時に得られる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手段を工
作機械の工具取付位置に取付けると共に、工具支持部に
ＡＥセンサを設けている。そして取付けた擬似折損信号
発生手段を用いてＡＥセンサの感度を調整し、そのとき
の擬似折損信号のピーク値と工作機械の動作によりベア
リング等から重畳されるノイズの振幅レベルに基づいて
不感帯を有する増幅器によって増幅して定常的なノイズ
を除去し、その出力を増幅することによって擬似折損信
号のみを工具折損検出装置の折損検出処理回路に伝える
ようにしている。
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、何らがの原因で工具が折損
し又切屑のっ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。
いう）を切削加工する場合、何らがの原因で工具が折損
し又切屑のっ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。
しかしながら従来の工具折損検出装置によれば、ワーク
の近傍にＡＥセンサが設けられるためその取付位置によ
ってＡＥ傷信号レベルが大幅に異なる。従って出願人は
既に特願昭５９−２２７１９６号において、工作機械の
工具支持部にＡＥセンサを設けその出力に基づいて折損
を検出する工具折損検出装置を提案している（未公開）
。しかるにＡＥセンサを工具支持部に取付けた場合には
工具支持部の主軸がベアリング等によって回転するため
、回転時のノイズがＡＥ傷信号重畳し折損時のＡＥ傷信
号識別することが困難になるという問題点があった。
の近傍にＡＥセンサが設けられるためその取付位置によ
ってＡＥ傷信号レベルが大幅に異なる。従って出願人は
既に特願昭５９−２２７１９６号において、工作機械の
工具支持部にＡＥセンサを設けその出力に基づいて折損
を検出する工具折損検出装置を提案している（未公開）
。しかるにＡＥセンサを工具支持部に取付けた場合には
工具支持部の主軸がベアリング等によって回転するため
、回転時のノイズがＡＥ傷信号重畳し折損時のＡＥ傷信
号識別することが困難になるという問題点があった。
本発明はこのような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、ＡＥセンサを工作機械の工具支
持部に取付けた場合にもノイズの影響がなく、折損時の
信号のみを信号処理部に伝えることができる工具折損検
出装置を提供することを目的とする。
なされたものであって、ＡＥセンサを工作機械の工具支
持部に取付けた場合にもノイズの影響がなく、折損時の
信号のみを信号処理部に伝えることができる工具折損検
出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、工具の取付位
置に取付けられる工具の形状に対応した形状の取付部を
有し、工具の折損時に得られるＡＥ傷信号周波数を含み
工具の種類に応じた所定レベルの擬似折損信号を発生す
る擬似折損信号発生手段と、工作機械の動作に伴いＡＥ
センサより得られる所定レベル以下の信号を遮断する不
感帯領域をＷし、擬似折損信号発生手段により発生する
擬似折損信号のピーク値に等しいピーク値を有する信号
に変換する信号処理手段と、ＡＥセンサの感度を設定す
る悪魔設定手段と、を具備することを特徴とするもので
ある。
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、工具の取付位
置に取付けられる工具の形状に対応した形状の取付部を
有し、工具の折損時に得られるＡＥ傷信号周波数を含み
工具の種類に応じた所定レベルの擬似折損信号を発生す
る擬似折損信号発生手段と、工作機械の動作に伴いＡＥ
センサより得られる所定レベル以下の信号を遮断する不
感帯領域をＷし、擬似折損信号発生手段により発生する
擬似折損信号のピーク値に等しいピーク値を有する信号
に変換する信号処理手段と、ＡＥセンサの感度を設定す
る悪魔設定手段と、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手段によ
り擬似折損信号を発生させ、そのときのピーク値と工作
機械の動作により定常的に発生するノイズの振幅値に基
づいて不感帯特性を有する増幅器の不惑帯領域を設定し
、その出力を増幅して元の擬似折損信号を再現して折損
検出処理部に与えている。こうすれば工具の折損時に伝
わるＡＥ傷信号同一の伝達経路によってベアリングノイ
ズが除去された擬似折損信号がＡＥセンサを介して信号
処理部に伝わる。従って極めて容易にＡＥ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手段によ
り擬似折損信号を発生させ、そのときのピーク値と工作
機械の動作により定常的に発生するノイズの振幅値に基
づいて不感帯特性を有する増幅器の不惑帯領域を設定し
、その出力を増幅して元の擬似折損信号を再現して折損
検出処理部に与えている。こうすれば工具の折損時に伝
わるＡＥ傷信号同一の伝達経路によってベアリングノイ
ズが除去された擬似折損信号がＡＥセンサを介して信号
処理部に伝わる。従って極めて容易にＡＥ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。
こうして調整を終えた後工具を取付ければ、工作時には
定常的なノイズが除去されて折損検出処理部に伝えられ
、ベアリングノイズ等の影響なく工具折損の検出を行う
ことができる。そして工具の折損時には擬似折損信号と
同一の経路によってＡＥ傷信号ＡＥセンサに伝えられる
。そのため工具からＡＥセンサまでのＡＥ傷信号減衰等
の影響を受けることもないので、工具の折損検出の信顛
性を大幅に向上させることができる。
定常的なノイズが除去されて折損検出処理部に伝えられ
、ベアリングノイズ等の影響なく工具折損の検出を行う
ことができる。そして工具の折損時には擬似折損信号と
同一の経路によってＡＥ傷信号ＡＥセンサに伝えられる
。そのため工具からＡＥセンサまでのＡＥ傷信号減衰等
の影響を受けることもないので、工具の折損検出の信顛
性を大幅に向上させることができる。
（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
た状態を示すものであって、ワーり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
ルを取付けてワーク１に開口が設けられる。ここでワー
クに切削を行う前にドリル支持部３のドリル取付位置に
擬似折損信号発生器４が取付けられる。擬似折損信号発
生器４は後述するように工具の折損時のＡＥ信号波形と
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。そしてドリル支持部３の
側面には図示のようにＡＥセンサ５が設けられる。ＡＥ
センサ５はドリル等の工具からのＡＥ傷信号擬似折損信
号発生器４からのＡＥ傷信号検出する広帯域のＡＥセン
サであって、その出力はナナログスイッチ６に与えられ
る。
すブロック図である。本実施例はボール盤に取付けられ
た状態を示すものであって、ワーり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
ルを取付けてワーク１に開口が設けられる。ここでワー
クに切削を行う前にドリル支持部３のドリル取付位置に
擬似折損信号発生器４が取付けられる。擬似折損信号発
生器４は後述するように工具の折損時のＡＥ信号波形と
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。そしてドリル支持部３の
側面には図示のようにＡＥセンサ５が設けられる。ＡＥ
センサ５はドリル等の工具からのＡＥ傷信号擬似折損信
号発生器４からのＡＥ傷信号検出する広帯域のＡＥセン
サであって、その出力はナナログスイッチ６に与えられ
る。
アナログスイッチ６は外部の信号によってアナログ信号
を断続するもので、その出力は不感帯特性を有する増幅
器７及び制御回路８に与えられる。
を断続するもので、その出力は不感帯特性を有する増幅
器７及び制御回路８に与えられる。
制御回路８はボール盤の主軸の回転時に生ずるベアリン
グ等のノイズの振幅値及び擬似折損信号のピーク値の振
幅レベルに基づいて、定常的なノイズを除去することが
できるように増幅器７の不感帯領域を設定するものであ
る。不感帯増幅器７は例えば入力端に一対のダイオード
が接続され入力信号のゼロクロス点を中心とする所定範
囲に不感帯特性を有する増幅器であって、その出力は増
幅器９に与えられる。増幅器９は制御回路８によって増
幅率が設定され不感帯増幅器７による減衰を補償するた
めのものであって、その出力は更に増幅器１０に与えら
れる。増幅器１０は可変抵抗器１１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１２．１３及び切削レベ
ル表示器１４に与えるものである。バンドパスフィルタ
１２は中心周波数３００ＫＨｚ、バンドパスフィルタ１
３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１５゜１６に
伝える。検波器１５．１６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１５の出
力は微分回路１７に、検波器１５．１６の出力は夫々比
較器１８に与えられる。
グ等のノイズの振幅値及び擬似折損信号のピーク値の振
幅レベルに基づいて、定常的なノイズを除去することが
できるように増幅器７の不感帯領域を設定するものであ
る。不感帯増幅器７は例えば入力端に一対のダイオード
が接続され入力信号のゼロクロス点を中心とする所定範
囲に不感帯特性を有する増幅器であって、その出力は増
幅器９に与えられる。増幅器９は制御回路８によって増
幅率が設定され不感帯増幅器７による減衰を補償するた
めのものであって、その出力は更に増幅器１０に与えら
れる。増幅器１０は可変抵抗器１１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１２．１３及び切削レベ
ル表示器１４に与えるものである。バンドパスフィルタ
１２は中心周波数３００ＫＨｚ、バンドパスフィルタ１
３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１５゜１６に
伝える。検波器１５．１６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１５の出
力は微分回路１７に、検波器１５．１６の出力は夫々比
較器１８に与えられる。
微分回路１７は入力信号の急峻な変化分のみを次段のレ
ベル判定器１９及び折損・異常レベル表示器２０に伝え
る。レベル判定器１９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
較器１８は検波器１５．１６の出力を比較し、検波器１
５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、検出信号
によってアナログスイッチ６を閉成すると共に出力回路
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１９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。
ベル判定器１９及び折損・異常レベル表示器２０に伝え
る。レベル判定器１９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
較器１８は検波器１５．１６の出力を比較し、検波器１
５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、検出信号
によってアナログスイッチ６を閉成すると共に出力回路
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１９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。
（擬似折損信号発生器の構成）
第２図は擬似折損信号発生器４の一例を示す断面図であ
り、第３図はその電気的構成を示すブロック図である。
り、第３図はその電気的構成を示すブロック図である。
これらの図において擬似折損信号発生器４のケース３０
内には、バッテリ３１が設けられている。又その側部に
は発生するＡＥ傷信号レベルを設定する設定スイッチ３
２が設けられており、そのスイッチ出力と電源とが駆動
回路３３に加えられる。駆動回路３３は第３図に示すよ
うに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３４とその出力を微分する微分回路３
５が設けられる。微分回路３５は略三角波状の出力を発
生させるものであり、その出力は乗算器３６に与えられ
る。又駆動回路３３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３７と、そのノイズ出
力から周波数３００ＫＩｌｚ付近の信号のみを取出すバ
ンドパスフィルタ３８が設けられており、バンドパスフ
ィルタ３８の出力と微分回路３５の出力が乗算器３６に
よって乗算される。そうすれば乗算器３６より微分回路
３５の微分出力が包絡線となった擬似折損信号が発生す
る。乗算器３６の出力は増幅器３９によりレベル設定ス
イッチ３２によって設定された増幅率で増幅される。そ
してその増幅出力はケース３０の内面上部に貼付けられ
た圧電素子４０に与えられる。圧電素子４０は与えられ
た電気信号をそれに対応する機械信号に変換するもので
あって、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。擬似折損信号発生器４のケース３０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
、その上部は使用されるドリル径に対応して一定の径を
有する円筒部材４１を上方に突出させた取付部が設けら
れる。
内には、バッテリ３１が設けられている。又その側部に
は発生するＡＥ傷信号レベルを設定する設定スイッチ３
２が設けられており、そのスイッチ出力と電源とが駆動
回路３３に加えられる。駆動回路３３は第３図に示すよ
うに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３４とその出力を微分する微分回路３
５が設けられる。微分回路３５は略三角波状の出力を発
生させるものであり、その出力は乗算器３６に与えられ
る。又駆動回路３３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３７と、そのノイズ出
力から周波数３００ＫＩｌｚ付近の信号のみを取出すバ
ンドパスフィルタ３８が設けられており、バンドパスフ
ィルタ３８の出力と微分回路３５の出力が乗算器３６に
よって乗算される。そうすれば乗算器３６より微分回路
３５の微分出力が包絡線となった擬似折損信号が発生す
る。乗算器３６の出力は増幅器３９によりレベル設定ス
イッチ３２によって設定された増幅率で増幅される。そ
してその増幅出力はケース３０の内面上部に貼付けられ
た圧電素子４０に与えられる。圧電素子４０は与えられ
た電気信号をそれに対応する機械信号に変換するもので
あって、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。擬似折損信号発生器４のケース３０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
、その上部は使用されるドリル径に対応して一定の径を
有する円筒部材４１を上方に突出させた取付部が設けら
れる。
第４図は擬似折損信号発生器４を工具支持部に取付けた
状態を示す部分断面図である。本図においてドリル支持
部３は主軸５１がベアリング部５２によって回転自在に
保持されており、その主軸５１の先端にドリルを取付け
るチャック５３が設けられる。通常チャック５３の先端
には所望の径のドリルが取付けられるが、この工具折損
検出装置を動作させる際にはまずＡＥセンサ５の感度調
整のためにドリルの取付位置に前述した擬似折損信号発
生器４の上部円筒部材４１を固定する。ＡＥセンサ５は
図示のようにドリル支持部３の側面に取付けるものとす
る。
状態を示す部分断面図である。本図においてドリル支持
部３は主軸５１がベアリング部５２によって回転自在に
保持されており、その主軸５１の先端にドリルを取付け
るチャック５３が設けられる。通常チャック５３の先端
には所望の径のドリルが取付けられるが、この工具折損
検出装置を動作させる際にはまずＡＥセンサ５の感度調
整のためにドリルの取付位置に前述した擬似折損信号発
生器４の上部円筒部材４１を固定する。ＡＥセンサ５は
図示のようにドリル支持部３の側面に取付けるものとす
る。
（実施例の感度調整操作）
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４
をチャック５３に取付けた後用いる工具の種類、例えば
ドリル径に応じてレベル設定スイッチ３２を操作して擬
似折損信号レベルを設定する。そして擬似折損信号発生
器４を動作させた後工作機械を駆動する。擬似折損信号
発生器４は内部にバッテリ３１を有しているので、外部
から電力を供給することなく動作する。従って主軸５１
を回転させれば実際の工具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。このとき第５図（ａ）に
示すようにＡＥセンサ５から得られるＡＥ倍信号ベアリ
ングの回転によるノイズに擬似折損信号が重畳したもの
となる。ここでベアリングノイズのピーク値をＶｏ ＋
擬似折損信号のピーク値をＶｐとすると、ベアリング
ノイズによって擬似折損信号の識別が困難となっている
。従って制御回路８によりベアリングノイズの振幅値Ｖ
ｏに対応する不感帯を不感帯増幅器７に設定する。そう
すればベアリングノイズの成分は出力側に現れず、擬似
折損信号のうち振幅Ｖｏを越えた成分のみが不感帯増幅
器７より増幅されて第５図（ｂ）に示すようなベアリン
グノイズを除去した信号を得ることができる。この信号
の振幅レベルは図示のようにＶｐ−Ｖｏとなり振幅値が
減少しているため、増幅器９によってその振幅を補償し
最大振幅値をＶｐとなるように設定する。即ち増幅器９
の増幅率はＶｐ／（Ｖｐ−Ｖｏ）に設定する。そうすれ
ばベアリングノイズを除去してほぼ元のピーク値■ρを
有する擬似折損信号のみを復元して増幅器１０に伝える
ことができる。次いで増幅器１０の増幅率を可変抵抗器
１１を調整することによって切削レベル表示器１４の表
示が所定レベルとなるようにその増幅率を調整する。こ
れを使用する工具毎に設定すれば、ＡＥセンサ５の感度
、即ち増幅器１０の出力が一定レベルとなるように調整
することが可能となる。このとき擬似折損信号は主軸５
１からドリル支持部３を通ってＡＥセンサ５に伝えられ
るが、チャック５３にドリルを取付けた際にもドリルの
折損時に同一の伝達経路によってＡＥ倍信号伝わるので
、ワークの形状や材質に影響されることがない。従って
工具の折損時には擬似折損信号のＡＥ出力と同一レベル
の信号が信号処理部に伝えられる。
際の操作について説明する。まず擬似折損信号発生器４
をチャック５３に取付けた後用いる工具の種類、例えば
ドリル径に応じてレベル設定スイッチ３２を操作して擬
似折損信号レベルを設定する。そして擬似折損信号発生
器４を動作させた後工作機械を駆動する。擬似折損信号
発生器４は内部にバッテリ３１を有しているので、外部
から電力を供給することなく動作する。従って主軸５１
を回転させれば実際の工具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。このとき第５図（ａ）に
示すようにＡＥセンサ５から得られるＡＥ倍信号ベアリ
ングの回転によるノイズに擬似折損信号が重畳したもの
となる。ここでベアリングノイズのピーク値をＶｏ ＋
擬似折損信号のピーク値をＶｐとすると、ベアリング
ノイズによって擬似折損信号の識別が困難となっている
。従って制御回路８によりベアリングノイズの振幅値Ｖ
ｏに対応する不感帯を不感帯増幅器７に設定する。そう
すればベアリングノイズの成分は出力側に現れず、擬似
折損信号のうち振幅Ｖｏを越えた成分のみが不感帯増幅
器７より増幅されて第５図（ｂ）に示すようなベアリン
グノイズを除去した信号を得ることができる。この信号
の振幅レベルは図示のようにＶｐ−Ｖｏとなり振幅値が
減少しているため、増幅器９によってその振幅を補償し
最大振幅値をＶｐとなるように設定する。即ち増幅器９
の増幅率はＶｐ／（Ｖｐ−Ｖｏ）に設定する。そうすれ
ばベアリングノイズを除去してほぼ元のピーク値■ρを
有する擬似折損信号のみを復元して増幅器１０に伝える
ことができる。次いで増幅器１０の増幅率を可変抵抗器
１１を調整することによって切削レベル表示器１４の表
示が所定レベルとなるようにその増幅率を調整する。こ
れを使用する工具毎に設定すれば、ＡＥセンサ５の感度
、即ち増幅器１０の出力が一定レベルとなるように調整
することが可能となる。このとき擬似折損信号は主軸５
１からドリル支持部３を通ってＡＥセンサ５に伝えられ
るが、チャック５３にドリルを取付けた際にもドリルの
折損時に同一の伝達経路によってＡＥ倍信号伝わるので
、ワークの形状や材質に影響されることがない。従って
工具の折損時には擬似折損信号のＡＥ出力と同一レベル
の信号が信号処理部に伝えられる。
（監視動作）
工作機械の動作時にはこのようにして最適感度に設定さ
れたＡＥセンサ５からの信号を信号処理部に伝え工具の
折損を検出する。工作時にはＡＥセンサの感度設定時と
同様にベアリングノイズが不感帯増幅器７の不惑帯領域
にあるため増幅器９には与えられず、不感帯レベルを越
えるＡＥ倍信号みが増幅器９を介して増幅器１０に与え
られる。
れたＡＥセンサ５からの信号を信号処理部に伝え工具の
折損を検出する。工作時にはＡＥセンサの感度設定時と
同様にベアリングノイズが不感帯増幅器７の不惑帯領域
にあるため増幅器９には与えられず、不感帯レベルを越
えるＡＥ倍信号みが増幅器９を介して増幅器１０に与え
られる。
従ってこのレベルを越える信号のみが折損検出回路に与
えられて工具折損の有無が識別される。さて工具の折損
時には周波数３００ Ｋ Ｉｌｚ付近にピークを有する
折損信号が得られるため、バンドパスフィルタ１２を介
して検波器１５によってそのレベルを検出し、比較器１
８によって５０ＫＨｚの周波数成分を有する信号と比較
することによって工具の折損を検出している。更に微分
回路１７により信号が急激に立上る場合にそのレベルが
所定値以上であればレベル判定器１９より出力が得られ
、折損検出回路２１よりその論理積条件に基づいて工具
の折損が検出される。このようにこの工具折損検出装置
では周波数領域の折損検出と時間領域の折損検出の両者
を組み合わせることによって工具の折損の信頼性を向上
させるようにしている。
えられて工具折損の有無が識別される。さて工具の折損
時には周波数３００ Ｋ Ｉｌｚ付近にピークを有する
折損信号が得られるため、バンドパスフィルタ１２を介
して検波器１５によってそのレベルを検出し、比較器１
８によって５０ＫＨｚの周波数成分を有する信号と比較
することによって工具の折損を検出している。更に微分
回路１７により信号が急激に立上る場合にそのレベルが
所定値以上であればレベル判定器１９より出力が得られ
、折損検出回路２１よりその論理積条件に基づいて工具
の折損が検出される。このようにこの工具折損検出装置
では周波数領域の折損検出と時間領域の折損検出の両者
を組み合わせることによって工具の折損の信頼性を向上
させるようにしている。
こうして工具の折損が検出されれば出力回路２３より折
損出力を与えると共に、アナログスイッチ６をオフとし
て以後ＡＥ倍信号入力を禁止する。
損出力を与えると共に、アナログスイッチ６をオフとし
て以後ＡＥ倍信号入力を禁止する。
これは工具の折損後に折損した工具とワークとの以上切
削や摩擦により発生する大きなＡＥ倍信号表示器１４に
よって表示させないようにして折損時の信号レベルを認
識できるようにするためである。
削や摩擦により発生する大きなＡＥ倍信号表示器１４に
よって表示させないようにして折損時の信号レベルを認
識できるようにするためである。
尚本実施例では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て工具折損を検出しているが、
他の種々の方法により工具の折損を検出する信号処理方
式を用いることも可能である。
検出の両者を組み合わせて工具折損を検出しているが、
他の種々の方法により工具の折損を検出する信号処理方
式を用いることも可能である。
又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。
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図は本実施例による擬似折損信号発
生器４の断面図、第３図はその電気的構成を示すブロッ
ク図、第４図は擬似折損信号発生器４とＡＥセンサ５と
を工作機械に取付けた状態を示す側面図、第５図は擬似
折損信号発生器４を動作させたときの各部の波形を示す
波形図である。 １−−−−−−−ワーク ２−・−・・ドリル ３
−・・−・・−ドリル支持部 ４−・−擬似折損信号
発生器 ５−・−一−−−ＡＥセンサ ６−・−ア
ナログスイッチ ７・−一不感帯増幅器 ８・・−
−一一一制御回路 ９，１０−・−・・−増幅器
１２ 、 １３−−−−−・−バンドパスフィルタ
１５ 、 １６−−−−−−検波器 １７−・−・−
微分回路 １８・−−−−−一比較器 １９−−−
−−−・レベル判定器２１−−−−−−一折損検出回路
２３．２４・・・・−出力回路 ３０−−−−−
・−ケース ３１−・−・−バッテリ３２−・−・・
・レベル設定スイッチ ３３−−−−−・−駆動回路
４０−・−・−圧電素子 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２図 第３図 第４図 第５図
すブロック図、第２図は本実施例による擬似折損信号発
生器４の断面図、第３図はその電気的構成を示すブロッ
ク図、第４図は擬似折損信号発生器４とＡＥセンサ５と
を工作機械に取付けた状態を示す側面図、第５図は擬似
折損信号発生器４を動作させたときの各部の波形を示す
波形図である。 １−−−−−−−ワーク ２−・−・・ドリル ３
−・・−・・−ドリル支持部 ４−・−擬似折損信号
発生器 ５−・−一−−−ＡＥセンサ ６−・−ア
ナログスイッチ ７・−一不感帯増幅器 ８・・−
−一一一制御回路 ９，１０−・−・・−増幅器
１２ 、 １３−−−−−・−バンドパスフィルタ
１５ 、 １６−−−−−−検波器 １７−・−・−
微分回路 １８・−−−−−一比較器 １９−−−
−−−・レベル判定器２１−−−−−−一折損検出回路
２３．２４・・・・−出力回路 ３０−−−−−
・−ケース ３１−・−・−バッテリ３２−・−・・
・レベル設定スイッチ ３３−−−−−・−駆動回路
４０−・−・−圧電素子 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２図 第３図 第４図 第５図
Claims (2)
- （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、 工具の取付位置に取付けられる工具の形状に対応した形
状の取付部を有し、工具の折損時に得られるＡＥ信号の
周波数を含み工具の種類に応じた所定レベルの擬似折損
信号を発生する擬似折損信号発生手段と、 工作機械の動作に伴い前記ＡＥセンサより得られる所定
レベル以下の信号を遮断する不感帯領域を有し、前記擬
似折損信号発生手段により発生する擬似折損信号のピー
ク値に等しいピーク値を有する信号に変換する信号処理
手段と、 前記ＡＥセンサの感度を設定する感度設定手段と、を具
備することを特徴とする工具折損検出装置。 - （２）前記信号処理手段は、ＡＥセンサから得られる所
定レベル以下の不感帯領域が設定された不感帯増幅器と
、前記不感帯を越えて得られる信号を元のピーク値を有
する信号に増幅する増幅器と、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装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60256893A JPS62120948A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 工具折損検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60256893A JPS62120948A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 工具折損検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62120948A true JPS62120948A (ja) | 1987-06-02 |
Family
ID=17298869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60256893A Pending JPS62120948A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 工具折損検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62120948A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06109712A (ja) * | 1992-09-22 | 1994-04-22 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 超音波探傷装置の自動感度調整方法及びその装置 |
| JPH0730546U (ja) * | 1993-11-12 | 1995-06-06 | 東北電力株式会社 | 分岐接続ケーブルの端末被覆管 |
| CN102950509A (zh) * | 2011-08-25 | 2013-03-06 | 斗山英维高株式会社 | 机床的工具测量装置 |
| JP2013524234A (ja) * | 2010-04-06 | 2013-06-17 | バレル ユーロプ ソシエテ パ アクシオンス シンプリフィエ | Ｐｄｃ、ｐｃｂｎ、または他の高硬度もしくは超高硬度の材料のための音響放射靱性試験 |
-
1985
- 1985-11-15 JP JP60256893A patent/JPS62120948A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06109712A (ja) * | 1992-09-22 | 1994-04-22 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 超音波探傷装置の自動感度調整方法及びその装置 |
| JPH0730546U (ja) * | 1993-11-12 | 1995-06-06 | 東北電力株式会社 | 分岐接続ケーブルの端末被覆管 |
| JP2013524234A (ja) * | 2010-04-06 | 2013-06-17 | バレル ユーロプ ソシエテ パ アクシオンス シンプリフィエ | Ｐｄｃ、ｐｃｂｎ、または他の高硬度もしくは超高硬度の材料のための音響放射靱性試験 |
| CN102950509A (zh) * | 2011-08-25 | 2013-03-06 | 斗山英维高株式会社 | 机床的工具测量装置 |
| CN102950509B (zh) * | 2011-08-25 | 2015-08-26 | 斗山英维高株式会社 | 机床的工具测量装置 |
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