JPH0455821B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0455821B2 JPH0455821B2 JP10089583A JP10089583A JPH0455821B2 JP H0455821 B2 JPH0455821 B2 JP H0455821B2 JP 10089583 A JP10089583 A JP 10089583A JP 10089583 A JP10089583 A JP 10089583A JP H0455821 B2 JPH0455821 B2 JP H0455821B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- circuit
- wave rectifier
- rectifier circuit
- preamplifier
- 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
Links
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 34
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 18
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims description 13
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000010730 cutting oil Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
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
- B23Q17/0904—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 before or after machining
- B23Q17/0919—Arrangements for measuring or adjusting cutting-tool geometry in presetting devices
- B23Q17/0947—Monitoring devices for measuring cutting angles
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AE信号を利用して切削加工中の工具
の異常を検出する装置に関する。
の異常を検出する装置に関する。
従来のAE信号を利用して工具の異常を検出す
る装置としては突発型AE信号のピーク値が一定
閾値を越えたときに異常信号を出力するものが一
般的であつた、しかしながら機械振動や切り屑の
衝突、切削油の飛沫等によつて生ずるノイズによ
つて作動することがあるので精度が不十分であり
また装置が複雑高価であるなどの問題があり、小
径工具の破損を確実にしかも経済的に検出するこ
とはできなかつた。またセンサで検出したAE信
号をプリアンプで増幅し、プリアンプからの出力
信号を全波整流回路と平均化処理回路を通して
AE信号の平均レベルを抽出してAE平均レベが設
定閾値を越えたときにレベル異常信号を出力し、
またプリアンプからの信号をバンドパスフイル
タ、全波整流回路を通じて割算器の分子に入力
し、プリアンプからの信号を周波数成分全体を全
波整流回路を通じて割算器の分母として入力して
割算を行つて得た周波数成分比率が設定閾値を越
えたとき周波数異常信号を出力し、両異常信号が
同時に生じたときのみを工具異常として判断する
ことも考えられる。第１図はその場合の割算器の
出力と平均化処理回路の出力をセンサと工具の位
置を変化させて記録したグラフであるが、割算器
の出力は工具がセンサから離れても値は変化しな
いが平均化処理出力はセンサが工具から離れると
信号が小さくなる。これはセンサが離れるとAE
信号が減衰するためと考えられる。第２図は工具
とセンサ間が約10cmのときのAE信号の周波数分
析結果を示しており、センサを離すと相対的な形
即ち周波数成分の割合はそのままで、全体のレベ
ルが小さくなり、周波数成分の比率である割算器
出力はあまり変化しないが、AE信号の大きさを
表わす平均化処理出力は小さくなるものと考えら
れる。そのためセンサの位置を変えると割算器の
出力と設定閾値を比較するコンパレータの設定値
を変えねばレベル異常が検出できなくなる。
る装置としては突発型AE信号のピーク値が一定
閾値を越えたときに異常信号を出力するものが一
般的であつた、しかしながら機械振動や切り屑の
衝突、切削油の飛沫等によつて生ずるノイズによ
つて作動することがあるので精度が不十分であり
また装置が複雑高価であるなどの問題があり、小
径工具の破損を確実にしかも経済的に検出するこ
とはできなかつた。またセンサで検出したAE信
号をプリアンプで増幅し、プリアンプからの出力
信号を全波整流回路と平均化処理回路を通して
AE信号の平均レベルを抽出してAE平均レベが設
定閾値を越えたときにレベル異常信号を出力し、
またプリアンプからの信号をバンドパスフイル
タ、全波整流回路を通じて割算器の分子に入力
し、プリアンプからの信号を周波数成分全体を全
波整流回路を通じて割算器の分母として入力して
割算を行つて得た周波数成分比率が設定閾値を越
えたとき周波数異常信号を出力し、両異常信号が
同時に生じたときのみを工具異常として判断する
ことも考えられる。第１図はその場合の割算器の
出力と平均化処理回路の出力をセンサと工具の位
置を変化させて記録したグラフであるが、割算器
の出力は工具がセンサから離れても値は変化しな
いが平均化処理出力はセンサが工具から離れると
信号が小さくなる。これはセンサが離れるとAE
信号が減衰するためと考えられる。第２図は工具
とセンサ間が約10cmのときのAE信号の周波数分
析結果を示しており、センサを離すと相対的な形
即ち周波数成分の割合はそのままで、全体のレベ
ルが小さくなり、周波数成分の比率である割算器
出力はあまり変化しないが、AE信号の大きさを
表わす平均化処理出力は小さくなるものと考えら
れる。そのためセンサの位置を変えると割算器の
出力と設定閾値を比較するコンパレータの設定値
を変えねばレベル異常が検出できなくなる。
本発明はこのような問題点を解決しようとする
もので、AE信号のレベルを監視する代りに正常
切削時から異常切削時へのレベルの変化率即ちレ
ベルが大きくなる割合を監視して工具の異常を検
出しようとするもので、工具とセンサの距離変化
に影響されないためにAE平均化信号の立上りを
検出して周波数成分比率と合わせて工具異常を判
定するようにした工具異常検出装置に関するもの
である。即ちセンサ、プリアンプ、全波整流回
路、平均化処理回路、立上り検出部、バンドパス
フイルタ、全波整流回路、割算器、コンパレー
タ、アンド回路、出力回路とから構成されてい
る。
もので、AE信号のレベルを監視する代りに正常
切削時から異常切削時へのレベルの変化率即ちレ
ベルが大きくなる割合を監視して工具の異常を検
出しようとするもので、工具とセンサの距離変化
に影響されないためにAE平均化信号の立上りを
検出して周波数成分比率と合わせて工具異常を判
定するようにした工具異常検出装置に関するもの
である。即ちセンサ、プリアンプ、全波整流回
路、平均化処理回路、立上り検出部、バンドパス
フイルタ、全波整流回路、割算器、コンパレー
タ、アンド回路、出力回路とから構成されてい
る。
即ちプリアンプ、全波整流回路後の信号を割算
器の分母に、またプリアンプ、バンドパスフイル
タ（約100K〜約300KHz、または約100KHz〜
500KHz）、全波整流回路後の信号を割算器の分子
として割算器に入力し、割算器の出力をコンパレ
ータで設定閾値と比較して周波数異常出力とし、
又、プリアンプ、全波整流回路、平均化処理回路
後のAE平均レベル信号を立上り検出部に入力し
て、得られたAEレベルの急激な変化の信号をコ
ンパレータで設定閾値と比較して制定閾値を越え
ているときは立上り異常出力とし、周波数異常出
力と、立上り異常出力をアンド回路へ入力し、両
異常出力が同時に発生した場合にのみ工具異常と
判断するようになつている。
器の分母に、またプリアンプ、バンドパスフイル
タ（約100K〜約300KHz、または約100KHz〜
500KHz）、全波整流回路後の信号を割算器の分子
として割算器に入力し、割算器の出力をコンパレ
ータで設定閾値と比較して周波数異常出力とし、
又、プリアンプ、全波整流回路、平均化処理回路
後のAE平均レベル信号を立上り検出部に入力し
て、得られたAEレベルの急激な変化の信号をコ
ンパレータで設定閾値と比較して制定閾値を越え
ているときは立上り異常出力とし、周波数異常出
力と、立上り異常出力をアンド回路へ入力し、両
異常出力が同時に発生した場合にのみ工具異常と
判断するようになつている。
以下本発明の実施例を図面について説明する
と、第３図において、AE信号はセンサ１で検出
され、プリアンプ２で適度なレベルで増幅され
る。第２図に示されるように異常切削時にはAE
レベルが大きく、周波数成分で約100K〜300KHz
又は約100K〜500KHzの周波数の全体に対する比
率が大きいことに着目し、これを検出するために
プリアンプ２の信号をAEレベルの立上り異常検
出部と周波数異常検出部に供給する。
と、第３図において、AE信号はセンサ１で検出
され、プリアンプ２で適度なレベルで増幅され
る。第２図に示されるように異常切削時にはAE
レベルが大きく、周波数成分で約100K〜300KHz
又は約100K〜500KHzの周波数の全体に対する比
率が大きいことに着目し、これを検出するために
プリアンプ２の信号をAEレベルの立上り異常検
出部と周波数異常検出部に供給する。
レベル立上り異常検出部は全波整流回路３、平
均化処理回路４、微分回路である立上り検出部１
３、コンパレータ９とからなり、プリアンプ２か
らの信号を全波整流回路３、平均化処理回路４に
よつてAE信号の平均化レベルを抽出し、ついで
立上り検出部１３によつて正常切削時から異常切
削時へ移行することによる平均化レベルの急激な
変化、即ち立上りを検出する。このレベルの変化
率、即ちレベルが大きくなる割合はコンパレータ
９に入力され、変化率が設定閾値を越えたときに
コンパレータ９は平均化レベルの立上り異常信号
を出力する。
均化処理回路４、微分回路である立上り検出部１
３、コンパレータ９とからなり、プリアンプ２か
らの信号を全波整流回路３、平均化処理回路４に
よつてAE信号の平均化レベルを抽出し、ついで
立上り検出部１３によつて正常切削時から異常切
削時へ移行することによる平均化レベルの急激な
変化、即ち立上りを検出する。このレベルの変化
率、即ちレベルが大きくなる割合はコンパレータ
９に入力され、変化率が設定閾値を越えたときに
コンパレータ９は平均化レベルの立上り異常信号
を出力する。
周波数異常検出部はまず、割算器８の分母系
と分子系の２系に分れている。分母系は周波数成
分全体を全波整流回路５を通じて割算器８の分母
Ｘとして入力する。分子系は約100K〜300KHz又
は約100K〜500KHzのバンドパスフイルタ６と全
波整流回路７とからなり、プリアンプ２からの信
号から、バンドパスフイルタ６で必要な周波数成
分を取出して全波整流回路７を通して割算器８の
分子Ｙとして入力する。割算器８はアナログ割算
器であつて、Ｙ／Ｘの値を出力する。Ｙ／Ｘは周
波数成分で100K〜300KHz又は、100K〜800KHz
の全体レベルに対する比率に比例した値となる。
この周波数比較Ｙ／Ｘはコンパレータ１０に入力
され、周波数比較Ｙ／Ｘが設定閾値を越えたとき
はコンパレータ１０は周波数異常信号を出力す
る。
と分子系の２系に分れている。分母系は周波数成
分全体を全波整流回路５を通じて割算器８の分母
Ｘとして入力する。分子系は約100K〜300KHz又
は約100K〜500KHzのバンドパスフイルタ６と全
波整流回路７とからなり、プリアンプ２からの信
号から、バンドパスフイルタ６で必要な周波数成
分を取出して全波整流回路７を通して割算器８の
分子Ｙとして入力する。割算器８はアナログ割算
器であつて、Ｙ／Ｘの値を出力する。Ｙ／Ｘは周
波数成分で100K〜300KHz又は、100K〜800KHz
の全体レベルに対する比率に比例した値となる。
この周波数比較Ｙ／Ｘはコンパレータ１０に入力
され、周波数比較Ｙ／Ｘが設定閾値を越えたとき
はコンパレータ１０は周波数異常信号を出力す
る。
コンパレータ９のレベル立上り異常信号とコン
パレータ１０の周波数異常信号はアンド回路１１
に入力され、レベル立上り異常信号と周波数異常
信号とが同時に発生した場合にのみアンド回路１
１は異常と判定して出力回路１２に工具異常信号
を出力し、出力回路１２はリレー出力などの制御
信号を出力する。
パレータ１０の周波数異常信号はアンド回路１１
に入力され、レベル立上り異常信号と周波数異常
信号とが同時に発生した場合にのみアンド回路１
１は異常と判定して出力回路１２に工具異常信号
を出力し、出力回路１２はリレー出力などの制御
信号を出力する。
本発明は上述のように全波整流回路３、平均化
処理回路４、微分回路である立上り検出部１３、
コンパレータ９からなるAEレベルの立上り異常
検出部と全波整流回路５からなる分母系と、バ
ンドパスフイルタ６、全波整流回路７からなる分
子系によりプリアンプ２からのAE信号を入力さ
れる割算器８とコンパレータ１０とからなる周波
数異常検出部を具え、両検出部からのレベル立
上り異常信号と、周波数異常信号を入力され、両
信号が同時に発生したときにのみ工具異常信号を
出力回路１２に出力するアンド回路１１を設けて
あるので、AE信号の立上り異常検出部はセン
サと工具との位置の変化によりあまり影響を受け
ないが、機械を叩くなどの衝撃ノイズ等に反応し
てしまつて工具異常を確実に検出できないし、割
算器を用いた週明数異常検出器は衝撃ノイズなど
を除去し、サンサと工具との位置に影響を受けに
くいが、切屑から発生するAE信号を完全に除去
できない欠点があるが、両者を同時に用いること
により欠点を互に補つてセンサと工具の位置によ
る影響を受けずにより確実に工具異常を検出する
ことができ、機械振動や切屑の衝突、切削油飛沫
などによつて生ずるノイズによる判定の誤りがな
く、かつ簡単な回路構成である。また割算器出力
を立上り検出部出力もセンサと工具の距離には上
述のように影響されにくいのでセンサ取付位置を
動作させても、コンパレータへの設定値を変える
必要がなくなり、段取り時間が短縮されるなどの
利点がある。
処理回路４、微分回路である立上り検出部１３、
コンパレータ９からなるAEレベルの立上り異常
検出部と全波整流回路５からなる分母系と、バ
ンドパスフイルタ６、全波整流回路７からなる分
子系によりプリアンプ２からのAE信号を入力さ
れる割算器８とコンパレータ１０とからなる周波
数異常検出部を具え、両検出部からのレベル立
上り異常信号と、周波数異常信号を入力され、両
信号が同時に発生したときにのみ工具異常信号を
出力回路１２に出力するアンド回路１１を設けて
あるので、AE信号の立上り異常検出部はセン
サと工具との位置の変化によりあまり影響を受け
ないが、機械を叩くなどの衝撃ノイズ等に反応し
てしまつて工具異常を確実に検出できないし、割
算器を用いた週明数異常検出器は衝撃ノイズなど
を除去し、サンサと工具との位置に影響を受けに
くいが、切屑から発生するAE信号を完全に除去
できない欠点があるが、両者を同時に用いること
により欠点を互に補つてセンサと工具の位置によ
る影響を受けずにより確実に工具異常を検出する
ことができ、機械振動や切屑の衝突、切削油飛沫
などによつて生ずるノイズによる判定の誤りがな
く、かつ簡単な回路構成である。また割算器出力
を立上り検出部出力もセンサと工具の距離には上
述のように影響されにくいのでセンサ取付位置を
動作させても、コンパレータへの設定値を変える
必要がなくなり、段取り時間が短縮されるなどの
利点がある。
第１図は割算器出力と平均化処理回路出力をセ
ンサと工具の位置を変化させて記録したグラフ、
第２図は正常切削時と異常切削時とのAE信号レ
ベルの対比図、第３図は本考案の一実施例のブロ
ツク図である。 １……センサ、２……プリアンプ、３……全波
整流回路、４……平均化処理回路、５……全波整
流回路、６……バンドパスフイルタ、７……全波
整流回路、８……割算器、９……コンパレータ、
１０……コンパレータ、１１……アンド回路、１
２……出力回路、１３……立上り検出部。
ンサと工具の位置を変化させて記録したグラフ、
第２図は正常切削時と異常切削時とのAE信号レ
ベルの対比図、第３図は本考案の一実施例のブロ
ツク図である。 １……センサ、２……プリアンプ、３……全波
整流回路、４……平均化処理回路、５……全波整
流回路、６……バンドパスフイルタ、７……全波
整流回路、８……割算器、９……コンパレータ、
１０……コンパレータ、１１……アンド回路、１
２……出力回路、１３……立上り検出部。
Claims (1)
- １ アコースチツクエミツシヨン（以下AEと略
記する。）信号を検出するセンサと、センサから
のAE信号を適度のレベルまで増幅するプリアン
プと、プリアンプからの信号を整流する全波整流
回路と、全波整流回路からの信号を入力してAE
信号の平均レベルを抽出する平均化処理回路と、
平均化処理回路からの信号を入力し、平均化され
たAEレベルの急激な変化を検出する立上り検出
部と立上り検出部からの信号を入力して設定閾値
と比較してAEレベルの変化率が設定閾値を越え
たとき立上り異常信号を出力する立上り異常信号
用コンパレータと、プリアンプからの信号から周
波数成分全体を検波して割算器に分母Ｘとして出
力する分母系の全波整流回路と、プリアンプから
の信号から約100KHz乃至500KHzの内必要な周波
数成分を取出すバンドパスフイルタと、バンドパ
スフイルタからの信号を検波して割算器に分子Ｙ
として出力する分子系全波整流回路と、分母系全
波整流回路の信号と、分子系全波整流回路の信号
を入力してＹ／Ｘを行い周波数成分比率Ｙ／Ｘを
出力する割算器と、割算器の信号を入力して設定
閾値と比較し、周波数成分比率Ｙ／Ｘが設定閾値
を越えたとき周波数異常信号を出力する周波数異
常信号用のコンパレータと立上り異常信号用コン
パレータの出力と周波数異常信号用のコンパレー
タの出力を入力し、立上り異常信号と周波数異常
信号が同時に発生したとき工具異常信号を出力す
るアンド回路と、アンド回路からの信号を入力し
て制御信号を出力する出力回路とを具えてなる工
具異常検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10089583A JPS59227355A (ja) | 1983-06-08 | 1983-06-08 | 工具異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10089583A JPS59227355A (ja) | 1983-06-08 | 1983-06-08 | 工具異常検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59227355A JPS59227355A (ja) | 1984-12-20 |
| JPH0455821B2 true JPH0455821B2 (ja) | 1992-09-04 |
Family
ID=14286068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10089583A Granted JPS59227355A (ja) | 1983-06-08 | 1983-06-08 | 工具異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59227355A (ja) |
-
1983
- 1983-06-08 JP JP10089583A patent/JPS59227355A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59227355A (ja) | 1984-12-20 |
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