JPH0227110B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0227110B2 JPH0227110B2 JP58019714A JP1971483A JPH0227110B2 JP H0227110 B2 JPH0227110 B2 JP H0227110B2 JP 58019714 A JP58019714 A JP 58019714A JP 1971483 A JP1971483 A JP 1971483A JP H0227110 B2 JPH0227110 B2 JP H0227110B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wear
- acoustic emission
- damage
- cutting 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 - Lifetime
Links
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
- B23Q17/0952—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 during machining
- B23Q17/0971—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 during machining by measuring mechanical vibrations of parts of the machine
-
- 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】
本発明は切削工具の損傷検出方法に関し、損傷
を正確に検出できるよう改良したものである。
を正確に検出できるよう改良したものである。
近年、無人化指向のニーズにこたえて、加工中
における切削工具の損傷を検出する各種方法が開
発された。その一つとして、物質が破損する際に
発生する超音波（アコーステイツクエミツシヨ
ン）を検出するアコーステイツクエミツシヨンセ
ンサ（以下AEセンサと略称する）を利用した方
法がある。つまりAEセンサから出力される、ア
コーステイツクエミツシヨンに対応したアコース
テイツクエミツシヨン信号（以下AE信号と略称
する）を監視することにより、加工中においても
切削工具の損傷が検出できるのである。
における切削工具の損傷を検出する各種方法が開
発された。その一つとして、物質が破損する際に
発生する超音波（アコーステイツクエミツシヨ
ン）を検出するアコーステイツクエミツシヨンセ
ンサ（以下AEセンサと略称する）を利用した方
法がある。つまりAEセンサから出力される、ア
コーステイツクエミツシヨンに対応したアコース
テイツクエミツシヨン信号（以下AE信号と略称
する）を監視することにより、加工中においても
切削工具の損傷が検出できるのである。
次に、このような方法を用いた従来技術を第１
図〜第３図を参照しつつ説明する。第１図はホブ
盤に適用した例を示し、第２図はその計測ブロツ
ク図を示す。両図において、１はAEセンサ、２
はホブ（歯切工具）、３は主軸受、４はギヤ、５
はフライホール、６は先メタル（サブ軸受）であ
り、AEセンサ１はホブ２から発生するアコース
テイツクエミツシヨンを検出してこれに対応した
AE信号を送出する。このAE信号はAE検出器７
で電圧に変換されてカウンタ８に入力され、この
カウンタは、AE信号が所定のしきい値を越えた
回数をカウントする（第３図参照）。もちろん、
しきい値はノイズレベルよりも高い電圧にセツト
している。そしてカウンタ８で検出したカウント
回数を基に歯切工具の寿命を判断していた。な
お、実験の際には、メモリー用のデータレコーダ
９及びモニタ用のオツシロスコープ１０を付加し
てデータをとる。
図〜第３図を参照しつつ説明する。第１図はホブ
盤に適用した例を示し、第２図はその計測ブロツ
ク図を示す。両図において、１はAEセンサ、２
はホブ（歯切工具）、３は主軸受、４はギヤ、５
はフライホール、６は先メタル（サブ軸受）であ
り、AEセンサ１はホブ２から発生するアコース
テイツクエミツシヨンを検出してこれに対応した
AE信号を送出する。このAE信号はAE検出器７
で電圧に変換されてカウンタ８に入力され、この
カウンタは、AE信号が所定のしきい値を越えた
回数をカウントする（第３図参照）。もちろん、
しきい値はノイズレベルよりも高い電圧にセツト
している。そしてカウンタ８で検出したカウント
回数を基に歯切工具の寿命を判断していた。な
お、実験の際には、メモリー用のデータレコーダ
９及びモニタ用のオツシロスコープ１０を付加し
てデータをとる。
ところで上述した従来技術では次のような欠点
があつた。
があつた。
(i) 電圧に変換されたAE信号がしきい値を越え
さえすれば、AE信号の大小に区別なく、一律
に一回としてカウントされるため、カウント回
数と工具寿命が一致しないことが多い。したが
つて工具の損傷を正確に把握できない。
さえすれば、AE信号の大小に区別なく、一律
に一回としてカウントされるため、カウント回
数と工具寿命が一致しないことが多い。したが
つて工具の損傷を正確に把握できない。
(ii) しきい値の設定レベルを誤ると摩耗を検出す
ることができない。つまり工具の欠損や折損な
ど大きなAE信号を発する現象だけしか評価で
きない。このように摩耗を検出できないという
ことが原因して、高速ホブ切りの実用化が阻止
されている。この理由は、たとえばワーク硬度
にバラツキがある場合に予定した硬度以上のワ
ークを高速で加工すると、加工途中においてホ
ブが大幅に摩耗して不良になつてしまうからで
ある。ちなみに、ホブ切りにおいては一般にホ
ブのフランク摩耗VBが0.4〜0.5mmになつたとこ
ろで工具交換をしている。そしてこのフランク
摩耗VBが0.5mmを超えると急激に摩耗が進行す
ることが知られており、VBが１mm以上になる
とホブが不良となつてしまう。したがつて上述
の如く硬いワークを高速で加工しようとすると
VBが0.5mmになるのがはやく、しかも摩耗が0.5
mmを超えると、高速加工であるということと
VBが0.5mmを超えると摩耗速度が速くなるとい
うことが相俟つてただちにホブの不良に至つて
しまう。
ることができない。つまり工具の欠損や折損な
ど大きなAE信号を発する現象だけしか評価で
きない。このように摩耗を検出できないという
ことが原因して、高速ホブ切りの実用化が阻止
されている。この理由は、たとえばワーク硬度
にバラツキがある場合に予定した硬度以上のワ
ークを高速で加工すると、加工途中においてホ
ブが大幅に摩耗して不良になつてしまうからで
ある。ちなみに、ホブ切りにおいては一般にホ
ブのフランク摩耗VBが0.4〜0.5mmになつたとこ
ろで工具交換をしている。そしてこのフランク
摩耗VBが0.5mmを超えると急激に摩耗が進行す
ることが知られており、VBが１mm以上になる
とホブが不良となつてしまう。したがつて上述
の如く硬いワークを高速で加工しようとすると
VBが0.5mmになるのがはやく、しかも摩耗が0.5
mmを超えると、高速加工であるということと
VBが0.5mmを超えると摩耗速度が速くなるとい
うことが相俟つてただちにホブの不良に至つて
しまう。
本発明は、上記従来技術に鑑み、欠損や折損な
どの損傷程度を正確に検出できるとともに、摩耗
の進行状況をも検出できる損傷検出方法を提供す
ることを目的とする。かかる目的を達成する本発
明の構成は、工作機械の切削工具から発生するア
コーステイツクエミツシヨンをセンサで検出し、
このセンサから送出されるアコーステイツクエミ
ツシヨン信号を基に前記切削工具の損傷を検出す
る方法において、所定のしきい値を越えるアコー
ステイツクエミツシヨン信号を積分しその累積値
に基づいて切削工具の損傷を検出することを特徴
とする。
どの損傷程度を正確に検出できるとともに、摩耗
の進行状況をも検出できる損傷検出方法を提供す
ることを目的とする。かかる目的を達成する本発
明の構成は、工作機械の切削工具から発生するア
コーステイツクエミツシヨンをセンサで検出し、
このセンサから送出されるアコーステイツクエミ
ツシヨン信号を基に前記切削工具の損傷を検出す
る方法において、所定のしきい値を越えるアコー
ステイツクエミツシヨン信号を積分しその累積値
に基づいて切削工具の損傷を検出することを特徴
とする。
以下本発明を実施例を基に説明する。
第４図は本発明方法を実現する装置を示すブロ
ツク図である。同図において、１はAEセンサ、
２はホブ、３は主軸受、４はギヤ、５はフライホ
イール、６は先メタル、７はAE検出器、８はカ
ウンタ、９はデータレコーダ、１０はオツシロス
コープであり、これらは従来のものと同一であ
る。更にこの装置では、DCアンプ１１及び積分
器１２が備えられている。したがつて、電圧に変
換されたAE信号のうちしきい値を越えたものは
積分器１２で積分される。この積分値は第５図に
おいて斜線を施こした面積に対応する。そして各
積分値はカウンタ８で累積される。つまりこの累
積値は第５図において斜線を施こした各部の面積
の和に相当する。
ツク図である。同図において、１はAEセンサ、
２はホブ、３は主軸受、４はギヤ、５はフライホ
イール、６は先メタル、７はAE検出器、８はカ
ウンタ、９はデータレコーダ、１０はオツシロス
コープであり、これらは従来のものと同一であ
る。更にこの装置では、DCアンプ１１及び積分
器１２が備えられている。したがつて、電圧に変
換されたAE信号のうちしきい値を越えたものは
積分器１２で積分される。この積分値は第５図に
おいて斜線を施こした面積に対応する。そして各
積分値はカウンタ８で累積される。つまりこの累
積値は第５図において斜線を施こした各部の面積
の和に相当する。
この装置により、所定通りの硬度のワークをホ
ブ切りした際のデータを第６図に示す。またこの
ときの切削速度はそれぞれ200rpm、160rpm、
130rpmとした。この図からわかるように摩耗量
とAE信号の積分値の累積に相関があることが理
解される。逆に言えば累積値を監視すれば加工中
においても摩耗の進行状況がわかる。もちろん欠
損や折損等による損傷程度も検知できる。更に切
削速度が第６図に示すデータ例と同一であるにも
かかわらず、積分値の累積の増加割合が大きい場
合には、ワークが硬すぎるものであつたり他の切
削条件が異常であつたりして、ホブの摩耗速度が
異常に大きいことを示す。この場合にはホブが破
損に至る前に適切な措置を施こすことによりホブ
の破損を防止できる。しかも、このような異常は
累積値の増加割合を検知することによりなされる
ため、摩耗の初期において異常摩耗であることが
わかる。よつて本方法を利用すれば、高速ホブ切
りの実用化が推進される。
ブ切りした際のデータを第６図に示す。またこの
ときの切削速度はそれぞれ200rpm、160rpm、
130rpmとした。この図からわかるように摩耗量
とAE信号の積分値の累積に相関があることが理
解される。逆に言えば累積値を監視すれば加工中
においても摩耗の進行状況がわかる。もちろん欠
損や折損等による損傷程度も検知できる。更に切
削速度が第６図に示すデータ例と同一であるにも
かかわらず、積分値の累積の増加割合が大きい場
合には、ワークが硬すぎるものであつたり他の切
削条件が異常であつたりして、ホブの摩耗速度が
異常に大きいことを示す。この場合にはホブが破
損に至る前に適切な措置を施こすことによりホブ
の破損を防止できる。しかも、このような異常は
累積値の増加割合を検知することによりなされる
ため、摩耗の初期において異常摩耗であることが
わかる。よつて本方法を利用すれば、高速ホブ切
りの実用化が推進される。
なお本発明はホブ盤のみならず、ギヤシエイパ
やフライス盤更にはNC歯切機械等に広く応用で
きることは言うまでもない。
やフライス盤更にはNC歯切機械等に広く応用で
きることは言うまでもない。
以上実施例とともに具体的に説明したように本
発明によれば、アコーステイツクエミツシヨン信
号を積分しその累積値に基づいて切削工具の損傷
を検出するようにしたので、欠損や折損などの損
傷程度を正確に検出できるとともに、加工中にお
いても摩耗の進行状況を検出できる。
発明によれば、アコーステイツクエミツシヨン信
号を積分しその累積値に基づいて切削工具の損傷
を検出するようにしたので、欠損や折損などの損
傷程度を正確に検出できるとともに、加工中にお
いても摩耗の進行状況を検出できる。
第１図は従来方法を適用したホブ盤を示す正面
図、第２図はその計測ブロツク図、第３図はAE
信号を示す特性図、第４図は本発明方法を実現す
る装置の計測ブロツクを示すブロツク図、第５図
はAE信号を示す特性図、第６図はAE信号の積分
値の累積とフランク摩耗との関係を示す特性図で
ある。 図面中、１はアコーステイツクエミツシヨンセ
ンサ（AEセンサ）、２はホブ、８はカウンタ、１
２は積分器である。
図、第２図はその計測ブロツク図、第３図はAE
信号を示す特性図、第４図は本発明方法を実現す
る装置の計測ブロツクを示すブロツク図、第５図
はAE信号を示す特性図、第６図はAE信号の積分
値の累積とフランク摩耗との関係を示す特性図で
ある。 図面中、１はアコーステイツクエミツシヨンセ
ンサ（AEセンサ）、２はホブ、８はカウンタ、１
２は積分器である。
Claims (1)
- １ 工作機械の切削工具から発生するアコーステ
イツクエミツシヨンをセンサで検出し、このセン
サから送出されるアコーステイツクエミツシヨン
信号を基に前記切削工具の損傷を検出する方法に
おいて、所定のしきい値を越えるアコーステイツ
クエミツシヨン信号を積分しその累積値に基づい
て切削工具の損傷を検出することを特徴とする切
削工具の損傷検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1971483A JPS59146739A (ja) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | 切削工具の損傷検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1971483A JPS59146739A (ja) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | 切削工具の損傷検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59146739A JPS59146739A (ja) | 1984-08-22 |
| JPH0227110B2 true JPH0227110B2 (ja) | 1990-06-14 |
Family
ID=12006956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1971483A Granted JPS59146739A (ja) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | 切削工具の損傷検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59146739A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105290881A (zh) * | 2015-11-12 | 2016-02-03 | 东莞市发斯特精密五金有限公司 | 刀具折断检测装置 |
| JP6805600B2 (ja) * | 2016-07-21 | 2020-12-23 | 株式会社リコー | 診断装置、診断システム、診断方法およびプログラム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5636050A (en) * | 1979-08-31 | 1981-04-09 | Mitsubishi Electric Corp | Detecting method for abnormality in tool |
| JPS57189753A (en) * | 1981-05-20 | 1982-11-22 | Westinghouse Electric Corp | Monitoring device for life of tool |
-
1983
- 1983-02-10 JP JP1971483A patent/JPS59146739A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59146739A (ja) | 1984-08-22 |
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