JPS62242853A - 回転体監視装置 - Google Patents
回転体監視装置Info
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- JPS62242853A JPS62242853A JP61086579A JP8657986A JPS62242853A JP S62242853 A JPS62242853 A JP S62242853A JP 61086579 A JP61086579 A JP 61086579A JP 8657986 A JP8657986 A JP 8657986A JP S62242853 A JPS62242853 A JP S62242853A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
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- G01N2291/269—Various geometry objects
- G01N2291/2693—Rotor or turbine parts
-
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- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
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Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or 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】
（産業上の利用分野）
この発明はマシニングセンタ等の工作機械や水力タービ
ン等の各種回転機械における回転軸や回転軸固着物の回
転中の状況を監視する監視装置に関する。
ン等の各種回転機械における回転軸や回転軸固着物の回
転中の状況を監視する監視装置に関する。
（従来の技術）
最近工作機械における切削状況や工具の摩耗、損傷状況
をインプロセスで監視する方法として、切削時に発生す
るＡＥ（アコースティック・エミッション）を超音波ト
ランスジューサなどのＡＥセンサで検出し、このＡＥＩ
号に信号処理を施し、解析あるいは記録する方法が種々
試みられている（たとえば昭和６１年２月１日、日本機
械学会発行の「日本機械学会誌」第８９巻第８０７号第
１７〜２３頁）。第２図はこの方法をマシニングセンタ
における工具折損の監視に適用した例を示し、ワーク１
に穴あけ中のドリル２および穴あけ部で発生するＡＥは
、弾性波としてドリル２からツールホルダ３、マシニン
グセンタの主軸４、軸受５を経てハウジング６に伝達さ
れ、このハウジング６に付設したＡＥセンサ７により電
気信号に変換されてＡＥ倍信号してＡＥＥ号処理装置８
に与えられ、この信号に増ｒｌＪ、検波、弁別等の公知
の信号処理を施してドリル折損の検出がおこなわれる。
をインプロセスで監視する方法として、切削時に発生す
るＡＥ（アコースティック・エミッション）を超音波ト
ランスジューサなどのＡＥセンサで検出し、このＡＥＩ
号に信号処理を施し、解析あるいは記録する方法が種々
試みられている（たとえば昭和６１年２月１日、日本機
械学会発行の「日本機械学会誌」第８９巻第８０７号第
１７〜２３頁）。第２図はこの方法をマシニングセンタ
における工具折損の監視に適用した例を示し、ワーク１
に穴あけ中のドリル２および穴あけ部で発生するＡＥは
、弾性波としてドリル２からツールホルダ３、マシニン
グセンタの主軸４、軸受５を経てハウジング６に伝達さ
れ、このハウジング６に付設したＡＥセンサ７により電
気信号に変換されてＡＥ倍信号してＡＥＥ号処理装置８
に与えられ、この信号に増ｒｌＪ、検波、弁別等の公知
の信号処理を施してドリル折損の検出がおこなわれる。
（発明が解決しようとする問題点）
ところが上記従来の装置においては、ＡＥ倍信号軸受５
を介して取出すので、この軸受の精度、予荷重、ｆａ
Ｗ４状態などによって信号の伝播特性が影響を受け、ま
た軸受の回転に伴うノイズが発生するうえ、弾性波伝達
経路が長＜ｆａＭであるため反射波が重畳するので、Ａ
Ｅ信信号処理買置８おける信号の解析が困難となり、特
に小径のドリルやエンドミルはＡＥ倍信号のものが微弱
であるので切損検出が極めて困難であった。またＡＥセ
ンサ７を主軸４に取付け、スリップリングを介してＡＥ
センサの出力信号を外部へ取出すことも考えられるが、
この場合もスリップリングのノイズが大きいため上記と
同様な問題がある。
を介して取出すので、この軸受の精度、予荷重、ｆａ
Ｗ４状態などによって信号の伝播特性が影響を受け、ま
た軸受の回転に伴うノイズが発生するうえ、弾性波伝達
経路が長＜ｆａＭであるため反射波が重畳するので、Ａ
Ｅ信信号処理買置８おける信号の解析が困難となり、特
に小径のドリルやエンドミルはＡＥ倍信号のものが微弱
であるので切損検出が極めて困難であった。またＡＥセ
ンサ７を主軸４に取付け、スリップリングを介してＡＥ
センサの出力信号を外部へ取出すことも考えられるが、
この場合もスリップリングのノイズが大きいため上記と
同様な問題がある。
この発明は上記従来の問題点を解決するもので、回転体
において発生−４る微弱なＡＥを減衰の少ない状態で、
かつ波形の乱れやノイズの少ない状態で検出し、回転体
のＡＥＥ生現象を精度よく訂祝できる回転体監視装置を
提供することを目的とする。
において発生−４る微弱なＡＥを減衰の少ない状態で、
かつ波形の乱れやノイズの少ない状態で検出し、回転体
のＡＥＥ生現象を精度よく訂祝できる回転体監視装置を
提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
上記目的を達成するためこの発明の回転体監視装置は、
回転体にＡＥセンサおよび回転トランスのロータを固設
し、前記ＡＥセンサの出力端を前記０−夕のコイルに接
続し、前記ロータに対向する前記回転トランスのステー
タを静止体に固設し、前記ステータのコイルの出力端を
ＡＥ信号処］！Ｉ！ｌ装に接続する構成とした。
回転体にＡＥセンサおよび回転トランスのロータを固設
し、前記ＡＥセンサの出力端を前記０−夕のコイルに接
続し、前記ロータに対向する前記回転トランスのステー
タを静止体に固設し、前記ステータのコイルの出力端を
ＡＥ信号処］！Ｉ！ｌ装に接続する構成とした。
この発明は、マシニングセンタ、ボール盤、中ぐり盤、
旋盤などの各種工作機械の定常切削挙動や工具の摩耗、
破壊挙動の監視に用いることができ、これらの工作機械
の刃物あるいは被削物を回転駆動する主軸が本発明にお
ける回転体に相当する。またこの発明は、水力タービン
や蒸気タービンの羽根車や、内燃機関の出力軸、巻上機
の巻上軸、車輌の車軸等、各種回転機械の回転軸および
この回転軸に固着した部分の摩耗や破壊等の異常挙動、
および定常運転挙動の監視に用いることができ、この場
合はこれらの各種回転機械の回転軸が本発明における回
転体に相当する。
旋盤などの各種工作機械の定常切削挙動や工具の摩耗、
破壊挙動の監視に用いることができ、これらの工作機械
の刃物あるいは被削物を回転駆動する主軸が本発明にお
ける回転体に相当する。またこの発明は、水力タービン
や蒸気タービンの羽根車や、内燃機関の出力軸、巻上機
の巻上軸、車輌の車軸等、各種回転機械の回転軸および
この回転軸に固着した部分の摩耗や破壊等の異常挙動、
および定常運転挙動の監視に用いることができ、この場
合はこれらの各種回転機械の回転軸が本発明における回
転体に相当する。
この発明における回転トランスとしては、ビデオテープ
レコーダの回転ヘッドの信号授受用に用いられているも
のと同様な構成を有するものを用いることができるが、
特に高周波特性のすぐれたものを用いるのが好ましい。
レコーダの回転ヘッドの信号授受用に用いられているも
のと同様な構成を有するものを用いることができるが、
特に高周波特性のすぐれたものを用いるのが好ましい。
この発明におけるＡＥＥ号処理装置としては、電気信号
の形で入力されるＡＥ倍信号、増巾、高低周波数帯域カ
ット、検波、周波数弁別、振巾弁別等を施して、工具破
損やき裂発生の警報を出し、あるいはオシロスコープに
よるＡＥ倍信号表示、データレコーダによるＡＥＥ号デ
ータの記録、解析器による周波数分析等をおこなう公知
のＡＥＥ号処理装置を用いることができる。
の形で入力されるＡＥ倍信号、増巾、高低周波数帯域カ
ット、検波、周波数弁別、振巾弁別等を施して、工具破
損やき裂発生の警報を出し、あるいはオシロスコープに
よるＡＥ倍信号表示、データレコーダによるＡＥＥ号デ
ータの記録、解析器による周波数分析等をおこなう公知
のＡＥＥ号処理装置を用いることができる。
（作用）
この発明の回転体監視装置においては、回転体において
発生したＡＥは回転体内を弾性波とじて伝播してＡＥセ
ンサにより電気信号に変換され、回転トランスのロータ
のコイルを流れて、静止側のステータのコイルに電磁誘
導により二次電流を銹起し、この二次１！流がＡＥ倍信
号してＡＥＥ号処理装置により処理される。従って固体
内の弾性波伝播経路を短＜ａ潔にでき、かつ軸受を介さ
ずＡＥ倍信号取出すことができる。また回転トランス部
においては非接触で信りの授受がおこなわれるので、高
周波特性のすぐれたものを用いることにより、スリップ
リングでは伝送不可能な微弱な高周波信号の取出しをお
こなうことができる。
発生したＡＥは回転体内を弾性波とじて伝播してＡＥセ
ンサにより電気信号に変換され、回転トランスのロータ
のコイルを流れて、静止側のステータのコイルに電磁誘
導により二次電流を銹起し、この二次１！流がＡＥ倍信
号してＡＥＥ号処理装置により処理される。従って固体
内の弾性波伝播経路を短＜ａ潔にでき、かつ軸受を介さ
ずＡＥ倍信号取出すことができる。また回転トランス部
においては非接触で信りの授受がおこなわれるので、高
周波特性のすぐれたものを用いることにより、スリップ
リングでは伝送不可能な微弱な高周波信号の取出しをお
こなうことができる。
（実施例）
以下第１図によりこの発明をマシニングセンタにおける
工具折損検出装置に適用した場合の一実施例について説
明する。
工具折損検出装置に適用した場合の一実施例について説
明する。
図中、第２図と同一部分には同一符号を付してある。Ａ
Ｅセンサ７は、主軸（回転体）４に回転中心軸線４ａに
対して対称位置にあけた２箇所の穴９の底部に、接着剤
により各１個ずつ固着してある。１０は回転トランスで
、そのロータ１１は、Ｌ字形断面を有する環状のフェラ
イトコア１２にコイル１３を巻装したものであり、フェ
ライトコア１２は主軸４の段付部に嵌込固着されている
。
Ｅセンサ７は、主軸（回転体）４に回転中心軸線４ａに
対して対称位置にあけた２箇所の穴９の底部に、接着剤
により各１個ずつ固着してある。１０は回転トランスで
、そのロータ１１は、Ｌ字形断面を有する環状のフェラ
イトコア１２にコイル１３を巻装したものであり、フェ
ライトコア１２は主軸４の段付部に嵌込固着されている
。
また２個のＡＥセンサ７の出力端は、センサ出力が重畳
されるように極性を同じにして直列に］イル１３に接続
されている。また回転ｌ・ランス１０のステータ１４は
、Ｌ字状断面を有する環状のフェライトコア１５にコイ
ル１６を巻装したものであり、フェライトコア１５はつ
ば付リング状の取付金１７にＩＮ込固着され、この取付
金１７はハウジング（静止体）６に嵌込まれボルト１８
により固定されている。コイル１３の出力端はＡＥ信号
処理装置８に接続してある。
されるように極性を同じにして直列に］イル１３に接続
されている。また回転ｌ・ランス１０のステータ１４は
、Ｌ字状断面を有する環状のフェライトコア１５にコイ
ル１６を巻装したものであり、フェライトコア１５はつ
ば付リング状の取付金１７にＩＮ込固着され、この取付
金１７はハウジング（静止体）６に嵌込まれボルト１８
により固定されている。コイル１３の出力端はＡＥ信号
処理装置８に接続してある。
上記構成の工具折損監視装置２０においては、ドリル２
およびワーク１の穴あけ部で発生したＡＥは、弾性波と
してドリル２、ツールホルダ３を経て主軸４に伝播され
、ＡＥセンサ７により電気信号に変換され、回転トラン
ス１０を経てＡＥ倍信号してＡＥ信号処理装置８に与え
られる。このＡＥ信号処理装置８においては、ＡＥ倍信
号前置増ＩＩ］後、フィルタによる高低周波数帯域カッ
ト、検波、周波数弁別、しきい値との比較による振巾弁
別等を施し、運転中のＡＥ信号発生状況のオシロスコー
プへの表示、データレコーダへの記録をおこなうととも
に、ドリル２の折損時には警報を出し、工具交換装置に
工具交換指令を発する。
およびワーク１の穴あけ部で発生したＡＥは、弾性波と
してドリル２、ツールホルダ３を経て主軸４に伝播され
、ＡＥセンサ７により電気信号に変換され、回転トラン
ス１０を経てＡＥ倍信号してＡＥ信号処理装置８に与え
られる。このＡＥ信号処理装置８においては、ＡＥ倍信
号前置増ＩＩ］後、フィルタによる高低周波数帯域カッ
ト、検波、周波数弁別、しきい値との比較による振巾弁
別等を施し、運転中のＡＥ信号発生状況のオシロスコー
プへの表示、データレコーダへの記録をおこなうととも
に、ドリル２の折損時には警報を出し、工具交換装置に
工具交換指令を発する。
この発明は上記実施例に限定されるものではなく、たと
えば上記実施例においては、２個のＡＥセンサ７を主軸
４の回転中心軸線４ａに対して対称の位置に配設したの
で、ＡＥセンサ７およびこのセンサ付設のための穴９の
穿設に伴う回転体の機械的アンバランスを生じることが
ないので、ノイズや振動が少ないという長所を有するも
のであるが、ＡＥセンサに対して回転体が充分大型大重
量のものである場合等は、必ずしも対称位置に設ける必
要はない。また上記実施例では２個のＡＥセンサ７を前
記対称位置に設けるとともに、直列に接続したので、両
センサの出力電圧が重督され、微弱ＡＥの検出を一層確
実容易におこなうことができるという長所を有するが、
発生源のＡＥの大きさ等によっては１個のＡＥセンサを
用いてもよい。また回転トランス１０の形状や取付構造
は、上記実施例以外のものとしてもよい。
えば上記実施例においては、２個のＡＥセンサ７を主軸
４の回転中心軸線４ａに対して対称の位置に配設したの
で、ＡＥセンサ７およびこのセンサ付設のための穴９の
穿設に伴う回転体の機械的アンバランスを生じることが
ないので、ノイズや振動が少ないという長所を有するも
のであるが、ＡＥセンサに対して回転体が充分大型大重
量のものである場合等は、必ずしも対称位置に設ける必
要はない。また上記実施例では２個のＡＥセンサ７を前
記対称位置に設けるとともに、直列に接続したので、両
センサの出力電圧が重督され、微弱ＡＥの検出を一層確
実容易におこなうことができるという長所を有するが、
発生源のＡＥの大きさ等によっては１個のＡＥセンサを
用いてもよい。また回転トランス１０の形状や取付構造
は、上記実施例以外のものとしてもよい。
（発明の効果）
以上説明したようにこの発明によれば、ＡＥ光発生よる
弾性波は回転体内のみを伝播してＡＥセンサにより電気
信号に変換されるので、弾性波伝播経路を短くかつ軸受
を経由しない簡潔な経路とすることができ、さらにこの
ＡＥセンサの出力信号はノイズの少ない回転トランスを
経て取出すようにしたので、回転体において発生する微
弱なＡＥを減衰の少ない状態で、かつ波形の乱れやノイ
ズの少ない状態で検出し、回転体のＡＥ発生現象を精度
よく監視できる。
弾性波は回転体内のみを伝播してＡＥセンサにより電気
信号に変換されるので、弾性波伝播経路を短くかつ軸受
を経由しない簡潔な経路とすることができ、さらにこの
ＡＥセンサの出力信号はノイズの少ない回転トランスを
経て取出すようにしたので、回転体において発生する微
弱なＡＥを減衰の少ない状態で、かつ波形の乱れやノイ
ズの少ない状態で検出し、回転体のＡＥ発生現象を精度
よく監視できる。
第１図はこの発明の一実施例を示す工具切損監視装置の
機器接続図、第２図は従来の工具切損監視装置の一例を
示すＩＮ器接続図である。 ２・・・ドリル、３・・・ツールボルダ、４・・・主軸
（回転体）、４ａ・・・回転中心軸線、５、・・・軸受
、６・・・ハウジング（静止体）、７・・・ＡＥセンサ
、８・・・ＡＥ信号処理装置、１０・・・回転トランス
、１１・・・ロータ、１２・・・フェライトコア、１３
・・・コイル、１４・・・ステータ、１５・・・フェラ
イトコア、１６・・・コイル、１７・・・取付金、２０
・・・工具折損監視装置。 出ヨ人 大河内 禎 − 成 松 明 壽
機器接続図、第２図は従来の工具切損監視装置の一例を
示すＩＮ器接続図である。 ２・・・ドリル、３・・・ツールボルダ、４・・・主軸
（回転体）、４ａ・・・回転中心軸線、５、・・・軸受
、６・・・ハウジング（静止体）、７・・・ＡＥセンサ
、８・・・ＡＥ信号処理装置、１０・・・回転トランス
、１１・・・ロータ、１２・・・フェライトコア、１３
・・・コイル、１４・・・ステータ、１５・・・フェラ
イトコア、１６・・・コイル、１７・・・取付金、２０
・・・工具折損監視装置。 出ヨ人 大河内 禎 − 成 松 明 壽
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転体にＡＥセンサおよび回転トランスのロータを
固設し、前記ＡＥセンサの出力端を前記ロータのコイル
に接続し、前記ロータに対向する前記回転トランスのス
テータを静止体に固設し、前記ステータのコイルの出力
端をＡＥ信号処理装置に接続したことを特徴とする回転
体監視装置。 ２ 複数個のＡＥセンサが、回転体の回転中心軸線に対
して対称の位置に固設してある特許請求の範囲第１項記
載の回転体監視装置。 ３ 回転体が工作機械の主軸であり、静止体が前記主軸
を回転自在に支持するハウジングである特許請求の範囲
第１項または第２項記載の回転体監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61086579A JPS62242853A (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | 回転体監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61086579A JPS62242853A (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | 回転体監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62242853A true JPS62242853A (ja) | 1987-10-23 |
| JPH04541B2 JPH04541B2 (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=13890915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61086579A Granted JPS62242853A (ja) | 1986-04-15 | 1986-04-15 | 回転体監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62242853A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006023716B3 (de) * | 2006-05-19 | 2007-12-06 | Argotech Gmbh | Vorrichtung zur Zustands- oder Bruchüberwachung eines Werkzeuges oder eines Werkstückes in einem maschinellen Prozess |
| JP2013084795A (ja) * | 2011-10-11 | 2013-05-09 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | ウェーハ面取り装置、および面取り用砥石の表面状態または面取り用砥石によるウェーハの加工状態の検出方法 |
| WO2016124609A1 (de) * | 2015-02-02 | 2016-08-11 | Deckel Maho Pfronten Gmbh | Spindelvorrichtung für eine programmgesteuerte werkzeugmaschine |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007034867A1 (ja) * | 2005-09-21 | 2007-03-29 | Jtekt Corporation | アコースティックエミッション測定装置、動力伝達装置および転がり軸受装置 |
-
1986
- 1986-04-15 JP JP61086579A patent/JPS62242853A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006023716B3 (de) * | 2006-05-19 | 2007-12-06 | Argotech Gmbh | Vorrichtung zur Zustands- oder Bruchüberwachung eines Werkzeuges oder eines Werkstückes in einem maschinellen Prozess |
| JP2013084795A (ja) * | 2011-10-11 | 2013-05-09 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | ウェーハ面取り装置、および面取り用砥石の表面状態または面取り用砥石によるウェーハの加工状態の検出方法 |
| WO2016124609A1 (de) * | 2015-02-02 | 2016-08-11 | Deckel Maho Pfronten Gmbh | Spindelvorrichtung für eine programmgesteuerte werkzeugmaschine |
| CN107206504A (zh) * | 2015-02-02 | 2017-09-26 | 德克尔马霍普夫龙滕有限公司 | 用于程序控制的机床的主轴装置 |
| JP2018504289A (ja) * | 2015-02-02 | 2018-02-15 | デッケル マホ プフロンテン ゲーエムベーハーＤＥＣＫＥＬ ＭＡＨＯ Ｐｆｒｏｎｔｅｎ ＧｍｂＨ | プログラム制御の工作機械のためのスピンドル装置 |
| US10369673B2 (en) | 2015-02-02 | 2019-08-06 | Deckel Maho Pfronten Gmbh | Spindle device for a program-controlled machine tool |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04541B2 (ja) | 1992-01-07 |
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