JPH03142147A - 工具の破損及び疲労の状態を決定する装置及び方法 - Google Patents
工具の破損及び疲労の状態を決定する装置及び方法Info
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- JPH03142147A JPH03142147A JP2224527A JP22452790A JPH03142147A JP H03142147 A JPH03142147 A JP H03142147A JP 2224527 A JP2224527 A JP 2224527A JP 22452790 A JP22452790 A JP 22452790A JP H03142147 A JPH03142147 A JP H03142147A
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B19/02—Program-control systems electric
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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】
発明の背景
この発明は工作機械モニタ（ＭＴＭ） 、更に具体的に
云えば、工具の破損を確実に検出するだけでなく、工具
の疲労をも検出するＭＴＭに関する。
云えば、工具の破損を確実に検出するだけでなく、工具
の疲労をも検出するＭＴＭに関する。
工具の振動信号を検出してフィルタにかけ（平均を求め
）、その結果得られた信号の平均値の変化を使って、工
具の破損を検出するＭＴＭが、米国特許第４，６３６．
７７９号、同第４，６３６゜７８０号、同第４．６４２
．６１７号及び同第４゜８４９．７４１号に記載されて
いる。これは、例えば航空機用エンジンの合金鋼の様な
硬い材料を切削する時、セラミック工具の破損を確実に
検出するのに適切であることが判っている。然し、この
方法は、セラミック切削工具がこの様な合金を軽く切削
している時、又は切削がこの様な工具を用いて普通の合
金鋼に対して行なわれる時には、余り信頼性がない。こ
う云う用途では、工具の破損によって振動信号に突然の
小さな変化しか発生せず、これは何等工具の問題を示す
ものではない通常の事態によって起る平均値の比較的小
さい突然の変化と区別することが出来ない。更に、この
様なＭＴＭは、工具の過度の疲労を検出するのが困難で
ある。こう云う疲労は、振動信号の平均レベルに、切込
みを増加する普通の切削によって起る変化と同様な漸進
的な変化を招くものである。
）、その結果得られた信号の平均値の変化を使って、工
具の破損を検出するＭＴＭが、米国特許第４，６３６．
７７９号、同第４，６３６゜７８０号、同第４．６４２
．６１７号及び同第４゜８４９．７４１号に記載されて
いる。これは、例えば航空機用エンジンの合金鋼の様な
硬い材料を切削する時、セラミック工具の破損を確実に
検出するのに適切であることが判っている。然し、この
方法は、セラミック切削工具がこの様な合金を軽く切削
している時、又は切削がこの様な工具を用いて普通の合
金鋼に対して行なわれる時には、余り信頼性がない。こ
う云う用途では、工具の破損によって振動信号に突然の
小さな変化しか発生せず、これは何等工具の問題を示す
ものではない通常の事態によって起る平均値の比較的小
さい突然の変化と区別することが出来ない。更に、この
様なＭＴＭは、工具の過度の疲労を検出するのが困難で
ある。こう云う疲労は、振動信号の平均レベルに、切込
みを増加する普通の切削によって起る変化と同様な漸進
的な変化を招くものである。
従って、この発明の目的は、工具の破損だけでなく、種
々の形式の切削工具に対し、工具の疲労をも確実に検出
する装置と方法を提供することである。
々の形式の切削工具に対し、工具の疲労をも確実に検出
する装置と方法を提供することである。
発明の要約
工具の状態を決定するこの発明の装置は、工具の振動を
感知して、交流及び直流電力成分を持つ振動信号を発生
する手段と、振動信号の直流電力成分の関数である第１
の信号を計算する手段と、振動信号の交流電力成分の関
数である第２の信号を引算する手段と、第１及び第２の
信号を比較する手段とで構成される。
感知して、交流及び直流電力成分を持つ振動信号を発生
する手段と、振動信号の直流電力成分の関数である第１
の信号を計算する手段と、振動信号の交流電力成分の関
数である第２の信号を引算する手段と、第１及び第２の
信号を比較する手段とで構成される。
工具の状態を決定するこの発明の方法は、工具の振動を
感知することによって振動信号を発生し、振動信号の直
流電力の関数である第１の信号を計算し、振動信号の交
流電力の関数である第２の信号を計算し、第１及び第２
の信号を比較する工程を含む。
感知することによって振動信号を発生し、振動信号の直
流電力の関数である第１の信号を計算し、振動信号の交
流電力の関数である第２の信号を計算し、第１及び第２
の信号を比較する工程を含む。
詳しい説明
第１図には加速度計１０の様な振動センサが示されてい
る。これは前に引用した米国特許に記載されている様な
工具（図面に示してない）に又はその近くに取付けられ
、例えば５）１ｚ乃至７０ｋＨｚの・：ｉ）域幅を持っ
ている。特定の実施例では、コネクチカット州のビブラ
メトリックス・インコーボレーテット社から製造された
ビブラメトリックスＶＭ１０１８形を使った。この加速
度計は、取付けた時、共振周波数が約６０ｋＨｚであり
、役に立つ応答は約７０ｋＨｚまで有する。この他の加
速度計を使うことが出来る。センサ１０からの出力信号
が帯域フィルタ（ＢＰＦ）１２に印加される。
る。これは前に引用した米国特許に記載されている様な
工具（図面に示してない）に又はその近くに取付けられ
、例えば５）１ｚ乃至７０ｋＨｚの・：ｉ）域幅を持っ
ている。特定の実施例では、コネクチカット州のビブラ
メトリックス・インコーボレーテット社から製造された
ビブラメトリックスＶＭ１０１８形を使った。この加速
度計は、取付けた時、共振周波数が約６０ｋＨｚであり
、役に立つ応答は約７０ｋＨｚまで有する。この他の加
速度計を使うことが出来る。センサ１０からの出力信号
が帯域フィルタ（ＢＰＦ）１２に印加される。
その通過帯域は、−殻内に、異常な工具の状態、例えば
、破損又は疲労した工具を示す周波数を通過させるが、
通常の加工並びに背景雑音を示す周波数を排除する様に
選ばれている。典型的には、この通過帯域は約３０乃至
７０ ｋＨｚであるが、工具及び工作物の材料と切削速
度等に応じて、この他の通過帯を使うことが出来る。Ｂ
ＰＦ １２からの信号が、両波（ＦＷ）整流器１４と
低域フィルタ（ＬＰＦ）１６とで構成されたエネルギ検
出器に印加される。ＦＷ整流器は、高い感度を持つ点で
好ましい。然し、この他の形式の整流器、例えば、半波
整流器を使ってもよい。この後、整流器１４からの単極
性出力が低域フィルタ（ＬＰＦ）１６に印加される。こ
れは典型的にはカットオフ周波数が約５００ Ｈｚであ
る。ＬＰＦ １６からの出力信号は、ＢＰＦ １２
からの信号の変化するエネルギを表わす様な、時間と共
に変化する振幅を持つが、アナログ・ディジタル変換器
（ＡＤＣ）１８に印加される。この変換器の典型的な標
本化周波数は約２ ｋＨｚである。従って、ＬＰＦ
１Ｂは、エネルギ検出器の一部分としての作用の他に、
ＡＤＣ１８に対するエイリアシング防止フィルタである
。希望によっては、こう云う機能を別々のＬＰＦによっ
て実施してもよい。ＬＰＦ １６のカットオフ周波数
及びＡＤＣ１８の標本化周波数にこの他の周波数を使っ
てもよい。然し、ＬＰＦ １６のカットオフ周波数は
、ＡＤＣ１８の標本化周波数の半分未満にすべきである
。
、破損又は疲労した工具を示す周波数を通過させるが、
通常の加工並びに背景雑音を示す周波数を排除する様に
選ばれている。典型的には、この通過帯域は約３０乃至
７０ ｋＨｚであるが、工具及び工作物の材料と切削速
度等に応じて、この他の通過帯を使うことが出来る。Ｂ
ＰＦ １２からの信号が、両波（ＦＷ）整流器１４と
低域フィルタ（ＬＰＦ）１６とで構成されたエネルギ検
出器に印加される。ＦＷ整流器は、高い感度を持つ点で
好ましい。然し、この他の形式の整流器、例えば、半波
整流器を使ってもよい。この後、整流器１４からの単極
性出力が低域フィルタ（ＬＰＦ）１６に印加される。こ
れは典型的にはカットオフ周波数が約５００ Ｈｚであ
る。ＬＰＦ １６からの出力信号は、ＢＰＦ １２
からの信号の変化するエネルギを表わす様な、時間と共
に変化する振幅を持つが、アナログ・ディジタル変換器
（ＡＤＣ）１８に印加される。この変換器の典型的な標
本化周波数は約２ ｋＨｚである。従って、ＬＰＦ
１Ｂは、エネルギ検出器の一部分としての作用の他に、
ＡＤＣ１８に対するエイリアシング防止フィルタである
。希望によっては、こう云う機能を別々のＬＰＦによっ
て実施してもよい。ＬＰＦ １６のカットオフ周波数
及びＡＤＣ１８の標本化周波数にこの他の周波数を使っ
てもよい。然し、ＬＰＦ １６のカットオフ周波数は
、ＡＤＣ１８の標本化周波数の半分未満にすべきである
。
ＡＤＣ１８からのディジタル信号が追跡コンピュータ２
０に印加される。このコンピュータが、信号の平均値を
計算する。この平均値は、直流電力の値の平方根に比例
する。従って、このディジタル信号の直流電力の関数で
ある信号が、コンピュータ２０から、工具状態評価コン
ピュータ２２の様な比較手段と、追跡コンピュータ２４
とに供給される。同様に、ＡＤＣ１８からのディジタル
信号が、サンプルと平均値の差の自乗の平均を計算する
コンピュータ２４に印加される。従って、交流電力又は
ディジタル信号の変化の関数である信号がコンピュータ
２２に供給される。
０に印加される。このコンピュータが、信号の平均値を
計算する。この平均値は、直流電力の値の平方根に比例
する。従って、このディジタル信号の直流電力の関数で
ある信号が、コンピュータ２０から、工具状態評価コン
ピュータ２２の様な比較手段と、追跡コンピュータ２４
とに供給される。同様に、ＡＤＣ１８からのディジタル
信号が、サンプルと平均値の差の自乗の平均を計算する
コンピュータ２４に印加される。従って、交流電力又は
ディジタル信号の変化の関数である信号がコンピュータ
２２に供給される。
直流電力（平均）の関数である信号の他に、交流電力（
変化）の関数である信号をコンピュータ２２に供給する
ことにより、工具の破損の更に確実な表示、及び工具の
疲労の表示が得られることが判った。評価コンピュータ
２２からの出力信号が可聴並びに／又は可視警報器２６
を作動し、この為、オペレータは工具を使っている機械
を停止することが出来る。自動停止回路を使ってもよい
。
変化）の関数である信号をコンピュータ２２に供給する
ことにより、工具の破損の更に確実な表示、及び工具の
疲労の表示が得られることが判った。評価コンピュータ
２２からの出力信号が可聴並びに／又は可視警報器２６
を作動し、この為、オペレータは工具を使っている機械
を停止することが出来る。自動停止回路を使ってもよい
。
第２図にはコンピュータ２０及び２４のプログラムが示
されており、プログラムの開始が末端ブロック２０１で
示されている。その後、プロセス・ブロック２０３で示
す様に、標本化速度、例えば２ ｋＨｚで新しい信号サ
ンプル（Ｘ＋ ）を求め、プロセス・ブロック２０５で
示す様に記憶する。
されており、プログラムの開始が末端ブロック２０１で
示されている。その後、プロセス・ブロック２０３で示
す様に、標本化速度、例えば２ ｋＨｚで新しい信号サ
ンプル（Ｘ＋ ）を求め、プロセス・ブロック２０５で
示す様に記憶する。
次に、判定ブロック２０７が、（Ｎ＋１）個のサンプル
を記憶したかどうかを判定する。答がノーであれば、プ
ログラムは、（Ｎ＋１）個のサンプルが記憶されるまで
、即ち、ブロック２０７の答がイエスになるまで、プロ
セス・ブロック２０３にループ状に戻る。その後、プロ
セス・ブロック２０９で示す様に、一番古い（時間的に
一番前の）サンプルを捨てる。次にプロセス・ブロック
２１１で示す様に、残っているＮ個のサンプルに対する
平均値（￥）を計算する。平均値（直流電力）がコンピ
ュータ２２に印加される。
を記憶したかどうかを判定する。答がノーであれば、プ
ログラムは、（Ｎ＋１）個のサンプルが記憶されるまで
、即ち、ブロック２０７の答がイエスになるまで、プロ
セス・ブロック２０３にループ状に戻る。その後、プロ
セス・ブロック２０９で示す様に、一番古い（時間的に
一番前の）サンプルを捨てる。次にプロセス・ブロック
２１１で示す様に、残っているＮ個のサンプルに対する
平均値（￥）を計算する。平均値（直流電力）がコンピ
ュータ２２に印加される。
平均値はプロセス・ブロック２１３にも供給され、そこ
で平均値（Ｘ）と現在のサンプル（Ｘ）の間の差（偏差
）の自乗を計算する。次に、プロセス・ブロック２１５
で示す様に、差（Ｄ）を記憶する。判定ブロック２１７
は、（Ｍ＋１）個のＤの値が記憶されたかどうかの検査
が行なわれることを示す。Ｎ及びＭの典型的な値は１６
乃至６４であるが、その他の値にしてもよい。答がノー
であれば、プログラムはプロセス・ブロック２０３にル
ープ状に戻る。答がイエスである時、Ｄの一番古い値が
、プロセス・ブロック２１９で示す様に、捨てられる。
で平均値（Ｘ）と現在のサンプル（Ｘ）の間の差（偏差
）の自乗を計算する。次に、プロセス・ブロック２１５
で示す様に、差（Ｄ）を記憶する。判定ブロック２１７
は、（Ｍ＋１）個のＤの値が記憶されたかどうかの検査
が行なわれることを示す。Ｎ及びＭの典型的な値は１６
乃至６４であるが、その他の値にしてもよい。答がノー
であれば、プログラムはプロセス・ブロック２０３にル
ープ状に戻る。答がイエスである時、Ｄの一番古い値が
、プロセス・ブロック２１９で示す様に、捨てられる。
、その後、残っているＭ個の値の０２ （変化）の平均
値、即ち交流電力が、プロ１ セス・ブロック２２１で示す様に計算される。
値、即ち交流電力が、プロ１ セス・ブロック２２１で示す様に計算される。
σ２の最初の有効な出力が（Ｎ十Ｍ＋２）個の信号サン
プルで得られ、その後サンプル時刻毎に有効な値が発生
されることに注意されたい。σ２の値がコンピュータ２
２に供給され、プログラムはプロセス・ブロック２０３
にループ状に戻る。
プルで得られ、その後サンプル時刻毎に有効な値が発生
されることに注意されたい。σ２の値がコンピュータ２
２に供給され、プログラムはプロセス・ブロック２０３
にループ状に戻る。
第２図のフローチャートでは、この他の実施例も考えら
れることを承知されたい。例えば、計算を簡単にする為
、プロセス・ブロック２１３を省略し、交流電力の平方
根に比例する表式（Ｘマ）の平均値を計算してもよい。
れることを承知されたい。例えば、計算を簡単にする為
、プロセス・ブロック２１３を省略し、交流電力の平方
根に比例する表式（Ｘマ）の平均値を計算してもよい。
これをＹ（直流電力の平方根）と比較することが出来る
。ｉを自乗して、直流電力に比例するｙ２を計算し、σ
２（交流電力）と比較してもよい。この比較が評価コン
ピュータ２２によって行なわれる。
。ｉを自乗して、直流電力に比例するｙ２を計算し、σ
２（交流電力）と比較してもよい。この比較が評価コン
ピュータ２２によって行なわれる。
第３図は評価コンピュータ２２のソフトウェアに考えら
れる１実施例のフローチャートである。
れる１実施例のフローチャートである。
Ｘ及びσ２の値がプロセス・ブロック３０１に印加され
、そこでσ２を叉で除して、比Ｒを計算する。Ｒの値が
プロセス・ブロック３０３に印加さ２ れ、これが、選ばれた数のサンプル、例えば１６個乃至
６４個のサンプルにわたるＲの平均値を計算する。サン
プルの数はこの他の値にしてもよい。
、そこでσ２を叉で除して、比Ｒを計算する。Ｒの値が
プロセス・ブロック３０３に印加さ２ れ、これが、選ばれた数のサンプル、例えば１６個乃至
６４個のサンプルにわたるＲの平均値を計算する。サン
プルの数はこの他の値にしてもよい。
Ｒ及びＲの値が判定ブロック３０５に印加され、そこで
ＣＩＲより大きいか、Ｃ２Ｒより小さいかを調べる為に
比較する。定数０１及びＣ２は典型的には夫々０，５及
び２であるが、この他の値にしてもよい。答がノーであ
れば、これはＲに比べて、Ｒが突然に変化したことを意
味するが、これは工具の破損が原因で起る可能性が最も
強く、従って警報器２６を作動する。Ｒの値が判定ブロ
ック３０７にも印加され、そこで選ばれた閾値Ｔより小
さいかどうかを見る為に比較される。Ｔの値は、特定の
工具の種類及び材料、切削する材料、切削速度等でのこ
れまでの経験に基づいて選ばれる。答がノーであれば、
最も考えられる原因は漸次の工具の疲労であり、警報器
２６を作動する。
ＣＩＲより大きいか、Ｃ２Ｒより小さいかを調べる為に
比較する。定数０１及びＣ２は典型的には夫々０，５及
び２であるが、この他の値にしてもよい。答がノーであ
れば、これはＲに比べて、Ｒが突然に変化したことを意
味するが、これは工具の破損が原因で起る可能性が最も
強く、従って警報器２６を作動する。Ｒの値が判定ブロ
ック３０７にも印加され、そこで選ばれた閾値Ｔより小
さいかどうかを見る為に比較される。Ｔの値は、特定の
工具の種類及び材料、切削する材料、切削速度等でのこ
れまでの経験に基づいて選ばれる。答がノーであれば、
最も考えられる原因は漸次の工具の疲労であり、警報器
２６を作動する。
この発明の範囲内でこの他のいろいろな実施例が考えら
れることが理解されよう。例えば、コンピュータ２０，
２２．２４を説明の便宜の為に別々のコンピュータとし
て示したが、実際にはそれらは１個のコンピュータ、例
えばマイクロプロセッサである。更に、これらのコンピ
ュータは、公知の様にそれに相当するアナログ又はディ
ジタル形の結線回路に置換えてもよい。
れることが理解されよう。例えば、コンピュータ２０，
２２．２４を説明の便宜の為に別々のコンピュータとし
て示したが、実際にはそれらは１個のコンピュータ、例
えばマイクロプロセッサである。更に、これらのコンピ
ュータは、公知の様にそれに相当するアナログ又はディ
ジタル形の結線回路に置換えてもよい。
追跡コンピュータ２０のプログラムの第２の実施例は加
重平均の式を用いる。
重平均の式を用いる。
ｘ （ｔｔ ） ＝に＋ ｘ （ｔｔ ） 十に２ ｘ
（ｔｔ−１）こ＼でｘ（ｔｌ）は加重平均の現在の推
定値であり、Ｘ （ｔｔ ）は現在のサンプルであり、
ｘ（ｔｌ−１）は前の平均であり、Ｋ＋、に２は、Ｋ
１ ＋ Ｋ、！ ＝ １となる様な第１及び第２の定数
である。第４図はこのプログラムのフローチャートであ
り、これは第２図の工程２０３，２０５，２０７．２０
９，２１１に代るものである。プロセス・ブロック４０
１で示す様に、第１のサンプルｘ（ｔ□）が標本化され
、その後プロセス・ブロック４０３で示す様に記憶され
る。これは、後で説明する初期設定手順の一部分である
。ブロック４０５で、ｉ＝０．１，２．３・・・・・・
とじて、現在の信号の値ｘ（ｔｉ）が標本化され、その
後に１を乗する（ブロック４０７）。その結果書られる
積に１ｘ（ｔｌ）が、ブロック４０８で示す様に記憶さ
れる。
（ｔｔ−１）こ＼でｘ（ｔｌ）は加重平均の現在の推
定値であり、Ｘ （ｔｔ ）は現在のサンプルであり、
ｘ（ｔｌ−１）は前の平均であり、Ｋ＋、に２は、Ｋ
１ ＋ Ｋ、！ ＝ １となる様な第１及び第２の定数
である。第４図はこのプログラムのフローチャートであ
り、これは第２図の工程２０３，２０５，２０７．２０
９，２１１に代るものである。プロセス・ブロック４０
１で示す様に、第１のサンプルｘ（ｔ□）が標本化され
、その後プロセス・ブロック４０３で示す様に記憶され
る。これは、後で説明する初期設定手順の一部分である
。ブロック４０５で、ｉ＝０．１，２．３・・・・・・
とじて、現在の信号の値ｘ（ｔｉ）が標本化され、その
後に１を乗する（ブロック４０７）。その結果書られる
積に１ｘ（ｔｌ）が、ブロック４０８で示す様に記憶さ
れる。
次の工程は前の平均を読取ることである（ブロック４０
９）。然し、最初のサンプルｘ（ｔｏ）に対しては、未
だ前の平均がない。従って、初期設定手順は、ブロック
４０３に示す様に記憶された最初のサンプル自体を最初
のサンプルに対する前の平均値として使う。これを破線
で示しである。
９）。然し、最初のサンプルｘ（ｔｏ）に対しては、未
だ前の平均がない。従って、初期設定手順は、ブロック
４０３に示す様に記憶された最初のサンプル自体を最初
のサンプルに対する前の平均値として使う。これを破線
で示しである。
この後の全てのサンプルに対しては、真の前の平均値が
存在し、それを使う。前の平均値にに２を乗じ（ブロッ
ク４１１） 、その後、和Ｋｌｘ（ｔＩ ） 十に２
ｘ （ｔＩ−ｔ ）を計算しくブロック４１３） 、こ
の和がｘ （ｔｌ ）になる。これがブロック４１５で
示す様に、前の平均値ｘ（ｔ、−１）の代りになる。加
重平均ｘ （Ｊ ）が第２図の工程２１３に印加され、
その後プログラムはブロック４０５にループ状に戻る。
存在し、それを使う。前の平均値にに２を乗じ（ブロッ
ク４１１） 、その後、和Ｋｌｘ（ｔＩ ） 十に２
ｘ （ｔＩ−ｔ ）を計算しくブロック４１３） 、こ
の和がｘ （ｔｌ ）になる。これがブロック４１５で
示す様に、前の平均値ｘ（ｔ、−１）の代りになる。加
重平均ｘ （Ｊ ）が第２図の工程２１３に印加され、
その後プログラムはブロック４０５にループ状に戻る。
定数の望ましい選び方は、Ｋ＋ ＝０．２、Ｋ２５
＝０．８とするものであり、これは擬似的な又は雑音で
汚染された新しい信号サンプルが平均値に不当に影響し
ない様に制限する。別の選び方は、Ｋ＋−０，８及びＩ
（、−０，２であり、サンプル値の変化に対する応答を
速くすることである。更に考えられる別の選び方は、加
重を等しくすることである。即ち、Ｋ＋ −に２ ＝０
．５とすることである。
汚染された新しい信号サンプルが平均値に不当に影響し
ない様に制限する。別の選び方は、Ｋ＋−０，８及びＩ
（、−０，２であり、サンプル値の変化に対する応答を
速くすることである。更に考えられる別の選び方は、加
重を等しくすることである。即ち、Ｋ＋ −に２ ＝０
．５とすることである。
第１図はこの発明のブロック図、
第２図は第１図に使われる追跡コンピュータのプログラ
ムに考えられる１実施例のフローチャート、 第３図は第１図に使われる評価コンピュータのプログラ
ムの１実施例のフローチャー！・、第４図は一方の追跡
コンピュータのプログラムの２番目の実施例のフローチ
ャートである。 主な符号の説明 １０：振動センサ １４：両波整流器 １６：低域フィルタ ２０：移動平均コンピュータ ２２、工具状態評価コンピュータ ２４：変化追跡コンピュータ
ムに考えられる１実施例のフローチャート、 第３図は第１図に使われる評価コンピュータのプログラ
ムの１実施例のフローチャー！・、第４図は一方の追跡
コンピュータのプログラムの２番目の実施例のフローチ
ャートである。 主な符号の説明 １０：振動センサ １４：両波整流器 １６：低域フィルタ ２０：移動平均コンピュータ ２２、工具状態評価コンピュータ ２４：変化追跡コンピュータ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、工具の状態を決定する装置に於て、 工具の振動を感知して、交流及び直流電力成分を持つ振
動信号を発生する手段と、 前記振動信号の直流電力成分の関数である第１の信号を
計算する手段と、 前記振動信号の交流電力成分の関数である第２の信号を
計算する手段と、 前記第１及び第２の信号を比較する手段とを有する装置
。 ２、感知する手段が加速度計で構成される請求項１記載
の装置。 ３、第１の信号が直流電力に比例する請求項１記載の装
置。 ４、第１の信号が直流電力の平方根に比例する請求項１
記載の装置。 ５、第２の信号が交流電力に比例する請求項１記載の装
置。 ６、第２の信号が交流電力の平方根に比例する請求項１
記載の装置。 ７、前記比較する手段が、第１及び第２の信号の比を形
成する手段と、該比の平均値を形成する手段と、該比を
前記比の平均値と比較する手段と、前記平均値を選ばれ
た閾値と比較する手段とで構成されている請求項１記載
の装置。 ８、前記感知する手段に結合された帯域フィルタと、該
フィルタに結合されたエネルギ検出器と、入力が該エネ
ルギ検出器に結合されると共に出力が両方の計算する手
段に結合されたアナログ・ディジタル変換器とを有する
請求項１記載の装置。 ９、前記帯域フィルタが約３０乃至７０ｋＨｚの通過帯
域を有する請求項８記載の装置。１０、前記エネルギ検
出器が両波整流器及び該整流器に結合された低域フィル
タで構成される請求項８記載の装置。 １１、前記低域フィルタが約５００Ｈｚのカットオフ周
波数を有する請求項８記載の装置。 １２、前記比較する手段に結合された警報器を有する請
求項１記載の装置。 １３、前記第１の信号を計算する手段が、前記振動信号
の選ばれた数のサンプルの和を形成する手段と、該和を
前記選ばれた数で除す手段とで構成されている請求項１
記載の装置。 １４、前記第１の信号を計算する手段が、第１の選ばれ
た定数及び現在のサンプルの値の第１の積を形成する手
段と、第２の選ばれた定数と前のサンプルの平均の第２
の積を形成する手段と、前記第１及び第２の積を加算す
る手段とを有する請求項１記載の装置。 １５、前記第１及び第２の定数が夫々約０．２及び０．
８である請求項１４記載の装置。１６、工具の状態を決
定する方法に於て、 工具の振動を感知することによって振動信号を発生し、 該振動信号の直流電力の関数である第１の信号を計算し
、 前記振動信号の交流電力の関数である第２の信号を計算
し、 第１及び第２の信号を比較する工程を含む方法。 １７、第１の信号が直流電力に比例する請求項１６記載
の方法。 １８、第１の信号が直流電力の平方根に比例する請求項
１６記載の方法。 １９、第２の信号が交流電力に比例する請求項１６記載
の方法。 ２０、第２の信号が交流電力の平方根に比例する請求項
１６記載の方法。 ２１、比較する工程が、第１及び第２の信号の比を計算
し、該比の平均値を形成し、該比を該比の平均値と比較
し、該平均値を選ばれた閾値と比較する工程を含む請求
項１６記載の方法。 ２２、警報器を作動する工程を含む請求項１６記載の方
法。 ２３、第１の信号を計算する工程が、前記振動信号の選
ばれた数のサンプルの和を形成し、該和を選ばれた数で
除す工程を含む請求項１６記載の方法。 ２４、第１の信号を計算する工程が、第１の選ばれた定
数と現在のサンプルの値の第１の積を形成し、第２の選
ばれた定数と前のサンプルの平均の第２の積を形成し、
該第１及び第２の積を加算する工程を含む請求項１６記
載の方法。
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