JPS6215457A - 工具折損検出装置 - Google Patents
工具折損検出装置Info
- Publication number
- JPS6215457A JPS6215457A JP60154885A JP15488585A JPS6215457A JP S6215457 A JPS6215457 A JP S6215457A JP 60154885 A JP60154885 A JP 60154885A JP 15488585 A JP15488585 A JP 15488585A JP S6215457 A JPS6215457 A JP S6215457A
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- JP
- Japan
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- tool
- output
- signal
- breakage
- circuit
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- Pending
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- 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折損時に発生す
るアコースティックエミッショソン（以下ＡＥという）
を利用して検出する工具折損検出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ソン（以下ＡＥという）
を利用して検出する工具折損検出装置に関するものであ
る。
本発明による工具折損検出装置は、ＡＥセンサから得ら
れる工具折損時のＡＥ倍信号基づいて折損を検出すると
共にＡＥ倍信号有無を二値信号として弁別し、工具の切
削に応じた信号との排他的論理和をとることにより工具
の折損を検出し、これらの論理和出力によって折損信号
を出力するようにしたものである。
れる工具折損時のＡＥ倍信号基づいて折損を検出すると
共にＡＥ倍信号有無を二値信号として弁別し、工具の切
削に応じた信号との排他的論理和をとることにより工具
の折損を検出し、これらの論理和出力によって折損信号
を出力するようにしたものである。
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
、又切屑の詰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
、又切屑の詰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、工具の
折損時に発生するＡＥ倍信号基づいて工具の折損を検出
しているが、工具の折損は単発的な現象であり、このと
き発生するＡＥ倍信号基づいて折損を検出することがで
きなければ以後継続して切削加工を続けることとなり、
切削加工が行えず又ワークを傷つけることがあるという
問題点があった。
折損時に発生するＡＥ倍信号基づいて工具の折損を検出
しているが、工具の折損は単発的な現象であり、このと
き発生するＡＥ倍信号基づいて折損を検出することがで
きなければ以後継続して切削加工を続けることとなり、
切削加工が行えず又ワークを傷つけることがあるという
問題点があった。
本発明はこのような従来の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、折損時に発生するＡＥ倍
信号よって工具の折損が検出できない場合にも、切削中
のＡＥ倍信号工具の切削信号とに基づいて折損を検出す
るようにした工具折損検出装置を提供することを目的と
する。
鑑みてなされたものであって、折損時に発生するＡＥ倍
信号よって工具の折損が検出できない場合にも、切削中
のＡＥ倍信号工具の切削信号とに基づいて折損を検出す
るようにした工具折損検出装置を提供することを目的と
する。
〔発明の構成と効果〕
本発明は工作機械の工具近傍に設けられたＡＥセンサを
有し工具の折損時に得られるＡＥ倍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、ＡＥセンサからの
ＡＥ倍信号有無を検出し二値信号に変換するＡＥ信号検
知手段と、工具の切削加工時に与えられる信号に基づい
て切削を検知する切削検知手段と、ＡＥ信号検知手段及
び切削検知手段の出力を入力信号とする排他的論理和出
力手段と、を具備し、排他的論理和出力手段の出力に基
づいて工具の折損を識別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であって、ＡＥセンサからの
ＡＥ倍信号有無を検出し二値信号に変換するＡＥ信号検
知手段と、工具の切削加工時に与えられる信号に基づい
て切削を検知する切削検知手段と、ＡＥ信号検知手段及
び切削検知手段の出力を入力信号とする排他的論理和出
力手段と、を具備し、排他的論理和出力手段の出力に基
づいて工具の折損を識別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、切削中に得ら
れる信号に基づいて切削検知信号、及びＡＥセンサから
の信号の有無に基づいて二値信号に変換するＡＥ信号検
知手段の出力信号の排他的論理和出力によって工具の折
損を検出するようにしている。従って単発的な折損時の
信号により工具折損が検出できない場合には切削検知信
号のみが得られ、ＡＥ倍信号発生しないので排他的論理
和出力に基づいて折損を検出することが可能となり、折
損検出の信！■性を大幅に向上することが可能となる。
れる信号に基づいて切削検知信号、及びＡＥセンサから
の信号の有無に基づいて二値信号に変換するＡＥ信号検
知手段の出力信号の排他的論理和出力によって工具の折
損を検出するようにしている。従って単発的な折損時の
信号により工具折損が検出できない場合には切削検知信
号のみが得られ、ＡＥ倍信号発生しないので排他的論理
和出力に基づいて折損を検出することが可能となり、折
損検出の信！■性を大幅に向上することが可能となる。
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
すブロック図である。本図においてワーク１はボール盤
のベース２上に固定されており、ワーク１の上部よりド
リル３を回転させて所定速度で押下しワーク１に開口を
設ける。ドリル３は後述する数値制御装置４によって制
御されるものとする。ここで例えばワーク１が配置され
るベース２上にＡＥセンサ５を固定しておく。ＡＥセン
サ５はドリル３等の工具からのＡＥ倍信号検出する広帯
域のＡＥセンサであって、その出力はプリアンプ６を介
してバンドパスフィルタフに与えられる。バンドパスフ
ィルタ７は工具の折損時に得られるＡＥ倍信号周波数特
性に対応した通過周波数帯域を有しており、その出力は
全波整流器８によって整流される。そして全波整流器８
の整流出力はローパスフィルタ９に与えられ、高周波成
分が遮断されて次段の微分回路１０及び高利得増幅器１
１に与えられる。微分回路１０の出力は比較器１２に与
えられると共に切削レベル表示器１３によって工具の切
削レベルとして表示される。比較器１２は微分出力を所
定の闇値レベルと比較するものであって、闇値レベルを
越えれば工具が折損したものとして出力信号をオア回路
１４に与える。又高利得増幅器１１は入力信号を高い増
幅率で増幅し、信号の有無に応じた二値信号に変換する
増幅器であって、その出力を比較器１５に与える。比較
器１５は入力信号を波形整形するものである。高利得増
幅Ｈ１１と比較器１５とはＡＥ倍信号有無を検出するＡ
Ｅ信号検知手段を構成しており、その出力はエックスク
ルーシブオア（排他的論理和）回路１６に与えられる。
すブロック図である。本図においてワーク１はボール盤
のベース２上に固定されており、ワーク１の上部よりド
リル３を回転させて所定速度で押下しワーク１に開口を
設ける。ドリル３は後述する数値制御装置４によって制
御されるものとする。ここで例えばワーク１が配置され
るベース２上にＡＥセンサ５を固定しておく。ＡＥセン
サ５はドリル３等の工具からのＡＥ倍信号検出する広帯
域のＡＥセンサであって、その出力はプリアンプ６を介
してバンドパスフィルタフに与えられる。バンドパスフ
ィルタ７は工具の折損時に得られるＡＥ倍信号周波数特
性に対応した通過周波数帯域を有しており、その出力は
全波整流器８によって整流される。そして全波整流器８
の整流出力はローパスフィルタ９に与えられ、高周波成
分が遮断されて次段の微分回路１０及び高利得増幅器１
１に与えられる。微分回路１０の出力は比較器１２に与
えられると共に切削レベル表示器１３によって工具の切
削レベルとして表示される。比較器１２は微分出力を所
定の闇値レベルと比較するものであって、闇値レベルを
越えれば工具が折損したものとして出力信号をオア回路
１４に与える。又高利得増幅器１１は入力信号を高い増
幅率で増幅し、信号の有無に応じた二値信号に変換する
増幅器であって、その出力を比較器１５に与える。比較
器１５は入力信号を波形整形するものである。高利得増
幅Ｈ１１と比較器１５とはＡＥ倍信号有無を検出するＡ
Ｅ信号検知手段を構成しており、その出力はエックスク
ルーシブオア（排他的論理和）回路１６に与えられる。
一方数値制御装置４より工具の切削開始及び終了時点毎
にタイミング信号がこの工具折損検出装置のフリップフ
ロップ１７に与えられる。フリップフロップ１７は数値
制御袋Ｗ４から得られるタイミング信号に基づいて工具
の切削を検知する切削検知手段を構成しており、タイミ
ングパルスに基づいて工具の切削時に例えば“Ｈ”レベ
ルの論理出力をエックスクルーシブオア回路１６の一方
の入力端に与えるものである。エックスクルーシブオア
回路１６の出力ばオア回路１４の他方の入力端に接続さ
れており、オア回路１４の出力が工具の折損を表示する
折損表示器１８に与えられている。
にタイミング信号がこの工具折損検出装置のフリップフ
ロップ１７に与えられる。フリップフロップ１７は数値
制御袋Ｗ４から得られるタイミング信号に基づいて工具
の切削を検知する切削検知手段を構成しており、タイミ
ングパルスに基づいて工具の切削時に例えば“Ｈ”レベ
ルの論理出力をエックスクルーシブオア回路１６の一方
の入力端に与えるものである。エックスクルーシブオア
回路１６の出力ばオア回路１４の他方の入力端に接続さ
れており、オア回路１４の出力が工具の折損を表示する
折損表示器１８に与えられている。
次に本発明の工具折損検出装置の動作について第２図の
波形図を参照しつつ説明する。第２図は本発明による工
具折損検出装置の各部の波形を示す波形図である。これ
らの図において数値制御装置４からの制御によってドリ
ル３が所定周期でに下動を繰り返し、ワーク１に連続し
て切削加工を行っている。ここで第２図ｆｃｌに示すよ
うに数値制御装置４より時刻Ｆ＋ ｔ、に工具折損検出
装置のフリップフロップ１７に切削開始信号及び終了信
号が順次与えられ、それに基づいて第２図（ｄｉに示す
ようにフリップフロップ１７が切削信号を出力する。こ
のとき工具の切削に伴ってＡＥセンサ５よりＡＥ倍信号
得られ、プリアンプ６及びバンドパスフィルタ７を介し
てＡＥ倍信号全波整流され、更にローパスフィルタ９を
介して整流出力が微分回路１０及び高利得増幅器１１に
与えられる。第２図（ａ）は高利得増幅器１１に与えら
れるローパスフィルタ９の出力信号を示しており、信号
があれば高利得増幅器１１により飽和レベルまで増幅し
て入力信号を二値信号に変換する。そして更に比較器１
５によって第２図（ｂ）に示すように波形整形されて二
値信号が得られる。以後同様にして時刻ｔ３〜１４．．
−−−−の切削毎に比較器１５及びフリップフロップ１
７より出力が得られる。従ってエックスクルーシブオア
回路１６に与えられる入力は同時に“Ｌ ”又はＨ”レ
ベルであって相違することがないので、出力がオア回路
１４に与えられることはない。一方ローパスフィルタ９
の出力は微分回路１０を介して比較器１２に与えられる
が、比較器１２の闇値レベル以下であるため工具の折損
信号は外部に出力されない。
波形図を参照しつつ説明する。第２図は本発明による工
具折損検出装置の各部の波形を示す波形図である。これ
らの図において数値制御装置４からの制御によってドリ
ル３が所定周期でに下動を繰り返し、ワーク１に連続し
て切削加工を行っている。ここで第２図ｆｃｌに示すよ
うに数値制御装置４より時刻Ｆ＋ ｔ、に工具折損検出
装置のフリップフロップ１７に切削開始信号及び終了信
号が順次与えられ、それに基づいて第２図（ｄｉに示す
ようにフリップフロップ１７が切削信号を出力する。こ
のとき工具の切削に伴ってＡＥセンサ５よりＡＥ倍信号
得られ、プリアンプ６及びバンドパスフィルタ７を介し
てＡＥ倍信号全波整流され、更にローパスフィルタ９を
介して整流出力が微分回路１０及び高利得増幅器１１に
与えられる。第２図（ａ）は高利得増幅器１１に与えら
れるローパスフィルタ９の出力信号を示しており、信号
があれば高利得増幅器１１により飽和レベルまで増幅し
て入力信号を二値信号に変換する。そして更に比較器１
５によって第２図（ｂ）に示すように波形整形されて二
値信号が得られる。以後同様にして時刻ｔ３〜１４．．
−−−−の切削毎に比較器１５及びフリップフロップ１
７より出力が得られる。従ってエックスクルーシブオア
回路１６に与えられる入力は同時に“Ｌ ”又はＨ”レ
ベルであって相違することがないので、出力がオア回路
１４に与えられることはない。一方ローパスフィルタ９
の出力は微分回路１０を介して比較器１２に与えられる
が、比較器１２の闇値レベル以下であるため工具の折損
信号は外部に出力されない。
さて時刻ｔｏｏに工具が折損したものとすると、微分回
路１０の出力が通常の切削時のＡＥ信号レベル以上とな
るため、比較器１２より出力が得られオア回路１４を介
して工具の折損が表示される。
路１０の出力が通常の切削時のＡＥ信号レベル以上とな
るため、比較器１２より出力が得られオア回路１４を介
して工具の折損が表示される。
しかしながら第２図（ａｌに示すように工具折損は単発
現象でありその時のＡＥ倍信号瞬時で終わるため、確実
には工具の折損が検出されないことがある。この場合に
は以後ＡＥセンサ５にＡＥ倍信号伝えられず高利得増幅
器１１にもＡＥ倍信号伝えられないため、比較器１５の
出力は“Ｉ７゛レベルを保つ。しかし数値制御装置４よ
り切削開始時点と終了時点毎にトリガ信号が与えられ、
フリップフロップ１７は第２図ｆｄｌに示すように切削
時と同様の切削信号を発生ずる。従ってエックスクルー
シブオア回路１６より第２図（ｅ）に示すように排他的
論理和出力が得られる。この信号がオア回路１４に伝え
られ、オア回路１４より切削表示器１８に工具の折損信
号を伝えることが可能となる。
現象でありその時のＡＥ倍信号瞬時で終わるため、確実
には工具の折損が検出されないことがある。この場合に
は以後ＡＥセンサ５にＡＥ倍信号伝えられず高利得増幅
器１１にもＡＥ倍信号伝えられないため、比較器１５の
出力は“Ｉ７゛レベルを保つ。しかし数値制御装置４よ
り切削開始時点と終了時点毎にトリガ信号が与えられ、
フリップフロップ１７は第２図ｆｄｌに示すように切削
時と同様の切削信号を発生ずる。従ってエックスクルー
シブオア回路１６より第２図（ｅ）に示すように排他的
論理和出力が得られる。この信号がオア回路１４に伝え
られ、オア回路１４より切削表示器１８に工具の折損信
号を伝えることが可能となる。
尚、本実施例は数値制御装置により制御され工具の切削
開始及び切削終了時にタイミング信号が与えられる工作
機械に適用した実施例について説明したが、本発明は数
値制御装置を用いない汎用型の工作機械に適用すること
ができる。その場合にはドリル等の工具の可動範囲に例
えばリミットスイッチを設け、リミットスイッチの出力
をエラクスクルーシブオア回路の一方の入力端に与える
ことによって工具折損時の排他的論理和信号を得るよう
に構成することも可能である。
開始及び切削終了時にタイミング信号が与えられる工作
機械に適用した実施例について説明したが、本発明は数
値制御装置を用いない汎用型の工作機械に適用すること
ができる。その場合にはドリル等の工具の可動範囲に例
えばリミットスイッチを設け、リミットスイッチの出力
をエラクスクルーシブオア回路の一方の入力端に与える
ことによって工具折損時の排他的論理和信号を得るよう
に構成す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、更に大規模なマシニング
センタに適用することも可能である。
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、更に大規模なマシニング
センタに適用することも可能である。
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図は本実施例の工具折損検出装置の
工作時及び工具折損時の各部の波形を示す波形図である
。
すブロック図、第２図は本実施例の工具折損検出装置の
工作時及び工具折損時の各部の波形を示す波形図である
。
Claims (1)
- （１）工作機械の工具近傍に設けられた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、前記ＡＥセンサから
のＡＥ信号の有無を検出し二値信号に変換するＡＥ信号
検知手段と、 工具の切削加工時に与えられる信号に基づいて切削を検
知する切削検知手段と、 前記ＡＥ信号検知手段及び切削検知手段の出力を入力信
号とする排他的論理和出力手段と、を具備し、 前記排他的論理和出力手段の出力に基づいて工具の折損
を識別することを特徴とする工具折損検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60154885A JPS6215457A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | 工具折損検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60154885A JPS6215457A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | 工具折損検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6215457A true JPS6215457A (ja) | 1987-01-23 |
Family
ID=15594081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60154885A Pending JPS6215457A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | 工具折損検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6215457A (ja) |
-
1985
- 1985-07-12 JP JP60154885A patent/JPS6215457A/ja active Pending
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