JPH04133558U - パルサ装置およびこれを用いた工作機械における工具異常検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ツールモニタ側での疑似信号に対する補正とか
ノイズカットといった複雑な電気的処理を不要なものと
して、それにかかるコストの低減を可能にし、かつ、Ａ
Ｅセンサの最適動作位置の設定を正確に行うことができ
るようにする。 【構成】パルサ装置２６とツールモニタ１６とで工具異
常検知装置を構成する。このパルサ装置２６は、パルサ
１２と、ケーブル１８と、パルサ駆動ユニット２８とで
構成されており、ツールモニタ１６とは分離独立してい
る。ツールモニタ１６は、ケーブル２０を介してＡＥセ
ンサ１４が接続され、該ＡＥセンサ１４からケーブル２
０を介して入力した異常信号に基づいて工具の異常状態
をモニタするとともに、パルサ装置２６内のパルサ１２
からの疑似信号をＡＥセンサ１４の感度調整信号として
入力処理する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、工作機械でのドリル、バイト、リーマ等の各種工具の折損などの異 常を報知する異常信号〔ＡＥ（アコースティック・エミッション）音〕をＡＥセ ンサで検出し、このＡＥセンサ出力をツールモニタに取り込み所要の処理で工具 の折損の警報あるいは該折損の予知を警報できる工具異常検知装置に係り、より 詳しくは、前記異常信号と同一の疑似信号をパルサから発生させ、その疑似信号 を用いて工具の折損などの異常を正確に検出するためのＡＥセンサの最適動作位 置を設定できるようにした工具異常検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

工作機械で駆動回転中のドリルは、それの折損に関連したＡＥ信号を発生する ことが知られている。このようなＡＥ信号を利用してドリルの折損警報を行う従 来の装置について図３および図４を参照して説明する。

【０００３】 これらの図に示されるドリル工作機械において、２は主軸頭、４はチャック、 ６はワーク（被削材）、８はバイス、１０はテーブルである。これらはドリル工 作機械としては周知の構造のものである。

【０００４】 このような周知の工作機械において、従来のドリル折損検知装置は、パルサ１ ２と、ＡＥセンサ１４と、ツールモニタ１６とで構成されている。ここで、ツー ルモニタ１６は、内部に符号１６ａで示すように、疑似信号発生回路と、該疑似 信号発生回路出力を増幅する増幅回路と、該増幅回路の増幅度を調整してパルサ 出力レベルを調整するパルサレベル調整部と、増幅回路出力に応答してパルサを 駆動するパワー回路とを備えており、疑似信号発生回路からの疑似信号を、増幅 回路で増幅するとともに、その増幅度をパルサレベル調整部で調整し、かつ、調 整出力でパワー回路を駆動するようにしている。

【０００５】 パルサ１２は、ケーブル１８を介してツールモニタ１６のパワー回路に接続さ れており、パワー回路で駆動されることで、ドリルでワーク６に穴あけ加工中に 該ドリルの折損に関連して発生する特有の異常信号（ＡＥ信号）と同一の疑似信 号をケーブル１８を介してツールモニタ１６に出力するようになっている。

【０００６】 ＡＥセンサ１４は、ケーブル２０を介してツールモニタ１６に接続されており 、ドリルで穴あけ加工中に入力される異常信号を検出するとともに、この異常信 号をケーブル２０を介してツールモニタ１６に出力するようになっている。

【０００７】 このようなＡＥセンサ１４は、その異常信号を正確に十分な感度でもって検出 できるようにするために、ドリルで実際にワーク６に穴あけ加工する前にそのテ ーブル１０上での配置位置を設定してその感度を調整しておく必要がある。

【０００８】 その感度調整のため、図３で示すように、ワーク６上にパルサ１２を配置する とともに、該パルサ１２から異常信号と同一の疑似信号を発生させ、この発生し た疑似信号を、ワーク６、バイス８、およびテーブル１０を介してＡＥセンサ１ ４に取り込ませるとともに、該ＡＥセンサ１４からケーブル２０を介してツール モニタ１６に入力させる。そして、テーブル１０上でＡＥセンサ１４を動かしな がら、ＡＥセンサ１４の各配置位置でのツールモニタ１６の表示部での疑似信号 レベルをモニタし、テーブル１０上におけるＡＥセンサ１４の最適動作位置を設 定する。

【０００９】 そして、ＡＥセンサ１４の最適動作位置が設定されると、図４で示すようにパ ルサ１２をワーク６から外したうえで、チャック４にドリル２２を付け、切削油 ２４を供給しながら、ワーク６を切削する。そして、この切削中にドリル２２に 折損異常があれば、その異常信号がワーク６、バイス８、テーブル１０を介して ＡＥセンサ１４に与えられる。ＡＥセンサ１４は、この異常信号をケーブル２０ を介してツールモニタ１６に出力する。ツールモニタ１６は、この異常信号の入 力に基づいてドリル２２の折損を警報する。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

このような従来の装置においては、工作機械とツールモニタ１６との距離が大 きくなると、パルサ１２の配置位置とツールモニタ１６の配置位置との離間も大 きくなって両者間を接続するケーブル１８長も当然長くなり、そのケーブル１８ のインピーダンスも大きくなる。そして、ケーブル１８のインピーダンスが大き くなると、パルサ１２を駆動するためのツールモニタ１６からの駆動信号も減衰 が大きくなるうえ、ノイズ成分も相対的に増長してくることになり、パルサ１２ からの疑似信号の波形が本来のものからかけ離れたものとなる結果、ツールモニ タ１６側ではＡＥセンサ１４を介して受信した疑似信号に補正をかけたり、ノイ ズカットをしたり、その他の電気的処理を施す必要を生じる。また、ＡＥセンサ １４のケーブル１８長などにも機種毎とかでバラツキがあるから、このような電 気的処理の対応にはたいへんコストがかかるものとなり、最適動作位置の設定を 正確に行うことを困難なものにしていた。

【００１１】 したがって、本考案においては、ツールモニタ側での疑似信号に対する補正と かノイズカットといった複雑な電気的処理を不要なものとして、それにかかるコ ストの低減を可能にし、かつ、ＡＥセンサの最適動作位置の設定を正確に行うこ とができるようにすることを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

このような目的を達成するために、本考案の請求項１に係るパルサ装置におい ては、パルサ駆動ユニット（２６）と、パルサ（１２）とを有し、該パルサ駆動 ユニット（２６）は、ツールモニタ（１６）とは分離独立してユニット化された ものであり、かつ、少なくとも工具の折損に関連した異常信号と同一の疑似信号 を発生する疑似信号発生回路（２６ａ）、および該疑似信号発生回路（２６ａ） 出力に関連してパルサ駆動出力を出力するパワー回路（２６ｄ）からなり、パル サ（１２）は、パルサ駆動ユニット（２６）にケーブル（１８）を介して接続さ れているとともに、該ケーブル（１８）を介してパルサ駆動ユニット（２６）か らのパルサ駆動出力の入力に応答して疑似信号を出力するものであることを特徴 としている。

【００１３】 本考案の請求項２に係る工具異常検知装置においては、請求項１に記載のパル サ装置（２６）と、ツールモニタ（１６）とを有しており、ツールモニタ（１６ ）は、ケーブル（２０）を介してＡＥセンサ（１４）が接続され、該ＡＥセンサ （１４）からケーブル（２０）を介して入力した異常信号に基づいて工具の異常 状態をモニタするとともに、パルサ装置（２６）内のパルサ（１２）からの疑似 信号をＡＥセンサ（１４）の感度調整信号とするものであることを特徴としてい る。

【００１４】

【作用】

請求項１および２においては、パルサ装置（２６）は、ツールモニタ（１６） とは分離独立しているから、ツールモニタ（１６）に対してパルサ（１２）をケ ーブルで接続する必要がない。

【００１５】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照して詳細に説明する。図１は、ドリル工作 機械と、本考案の実施例に係るパルサ装置と、ツールモニタとを示す図であり、 図２はパルサ装置のブロック図であり、これらの図において従来例に係る図３お よび図４と対応する部分には同一の符号を付し、同一の符号に係る部分について の詳しい説明は省略する。

【００１６】 本実施例においては、ツールモニタ１６とは分離独立したパルサ装置２６を備 えたことに特徴がある。このパルサ装置２６は、パルサ１２と、ケーブル１８と 、パルサ駆動ユニット２８とで構成されたものである。そして、パルサ駆動ユニ ット２８は、従来ではツールモニタ１６に内蔵されていた符号１６ａで示される 回路２８ａ〜２８ｄを具備している。

【００１７】 すなわち、パルサ駆動ユニット２８は、工具の折損に係る異常信号と同一の疑 似信号を発生する疑似信号発生回路２８ａと、該疑似信号発生回路２８ａ出力を 増幅する増幅回路２８ｂと、この増幅回路２８ｂの増幅度を調整する調整部２８ ｃと、増幅回路２８ｂ出力に応答してパルサ１２を駆動するパワー回路２８ｄと を有している。ここで、調整部２８ｃはドリル径とかドリルの種類などに対応し たレベルとか波形の疑似信号を選択するときに操作されるものであり、ドリル径 に対応した増幅度で増幅回路２８ｂを動作させる。

【００１８】 本実施例の工具異常検知装置においては、このようなパルサ装置２６と、ツー ルモニタ１６とを有している。ツールモニタ１６には、ケーブル２０を介してＡ Ｅセンサ１４が接続されており、該ＡＥセンサ１４からケーブル２０を介しては 図４の従来例と同様にして入力した異常信号に基づいてドリルの異常状態をモニ タするが、ＡＥセンサ１４の最適動作位置の設定時には、パルサ装置２６のパル サ１２からの疑似信号をＡＥセンサ１４の感度調整信号として該ＡＥセンサ１４ を介して入力処理する。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明したことから明らかなように、本考案の請求項１に係るパルサ装置は 、ツールモニタとは分離独立したものでパルサと、パルサ駆動ユニットとからな るから、ツールモニタにパルサをケーブルを介して接続する必要がなくなり、そ の結果、ツールモニタからのケーブル長に起因したパルサ駆動信号の減衰とか、 ノイズ成分の相対的増長とかがなく、ツールモニタ側でのＡＥセンサからの受信 疑似信号に対する補正とか、ノイズカットとかが不要になり、従来に要していた 電気的処理に係るコストを低減させることができるうえ、ＡＥセンサの最適動作 位置の設定を正確に行うことができる。

【００２０】 また、本考案の請求項２に係る工具異常検知装置においては、上記パルサ装置 を用いるから、パルサとツールモニタとを長いケーブルを介して直接接続し、ツ ールモニタからパルサに対して疑似信号を出力する必要がなくなるから、ツール モニタの配置位置の設定が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係る工具異常検知装置の構成
を示す図である。

【図２】図１のパルサユニットの内部回路図である。

【図３】従来の工具異常検知装置の構成を示す図であっ
て、パルサによるＡＥセンサの最適動作位置の設定の説
明に供する図である。

【図４】従来の工具異常検知装置の構成を示す図であっ
て、図３のＡＥセンサの最適動作位置の設定後の該ＡＥ
センサによる工具異常検知の説明に供する図である。

【符号の説明】

２ 主軸頭 ４ チャック ６ ワーク １０ テーブル １４ ＡＥセンサ １６ ツールモニタ ２０ ケーブル ２６ パルサ装置 ２８ パルサ駆動ユニット

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルサ駆動ユニット（２８）と、パルサ
   （１２）とを有し、該パルサ駆動ユニット（２８）は、
   ツールモニタ（１６）とは分離独立してユニット化され
   たものであり、かつ、少なくとも工具の折損に関連した
   異常信号と同一の疑似信号を発生する疑似信号発生回路
   （２８ａ）、および該疑似信号発生回路（２８ａ）出力
   に関連してパルサ駆動出力を出力するパワー回路（２８
   ｄ）からなり、パルサ（１２）は、パルサ駆動ユニット
   （２８）にケーブル（１８）を介して接続されていると
   ともに、該ケーブル（１８）を介してパルサ駆動ユニッ
   ト（２８）からのパルサ駆動出力の入力に応答して疑似
   信号を出力するものであることを特徴とするパルサ装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のパルサ装置（２６）
   と、ツールモニタ（１６）とを有しており、ツールモニ
   タ（１６）は、ケーブル（２０）を介してＡＥセンサ
   （１４）が接続され、該ＡＥセンサ（１４）からケーブ
   ル（２０）を介して入力した異常信号に基づいて工具の
   異常状態をモニタするとともに、パルサ装置（２６）内
   のパルサ（１２）からの疑似信号をＡＥセンサ（１４）
   の感度調整信号とするものであることを特徴とする工作
   機械における工具異常検知装置。