JPH057138B2 - - Google Patents

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JPH057138B2
JPH057138B2 JP59101554A JP10155484A JPH057138B2 JP H057138 B2 JPH057138 B2 JP H057138B2 JP 59101554 A JP59101554 A JP 59101554A JP 10155484 A JP10155484 A JP 10155484A JP H057138 B2 JPH057138 B2 JP H057138B2
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JP
Japan
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tool
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sensor
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JP59101554A
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Kyokazu Yoshimura
Norio Myawaki
Hiroyuki Yamada
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Omron Corp
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Omron Tateisi Electronics Co
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Priority to AT85106105T priority patent/ATE46777T1/de
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Publication of JPH057138B2 publication Critical patent/JPH057138B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は工作機械における工具の折損を折損時
に発生するアコーステイツクエミツシヨン(以下
AEという)を利用して検出する工具折損検出装
置に関するものである。
従来技術とその問題点 工作機械、例えばボール盤等は自動運転させる
ことが多いが、ボール盤のドリルの刃が折損する
ことがしばしばあり、そのような場合には何らか
の方法で折損を検出する必要がある。こうした工
作機械の工具の折損を検出する一手法として、従
来より工作機械の工具やワークの近傍にAEセン
サを設け、そこから得られるAE信号に基づいて
工具の折損を検出している。
ところで従来の工具折損検出装置によれば、
AEセンサより得られる信号を適宜増幅し、増幅
出力を所定のスレツシユホールドレベルで弁別し
て工具の折損信号としている。ここでAEセンサ
は工具の近傍やワーク等に接触するように取付ら
れるが、その取付位置によつてAE信号レベルが
大幅に異なることが知られている。そしてAEセ
ンサを工作機械の任意の位置に取付ると、AEセ
ンサから工具とワークとの摩擦や切り屑等の発生
によつて比較的高レベルのAE信号が得られるこ
とがあり、これらと区別して工具の折損を検出す
るために検出レベルを適正に調整する必要があ
る。そしてこの検出レベルの調整はAE信号増幅
器の増幅度や検出のスレツシユホールドレベルを
調整することによつて行つている。しかしながら
AEセンサの取付位置や取付状態等によつてAE信
号レベルが大幅に異なり、しかも工具の折損時の
AE信号は折損時しか得られないのでAEセンサの
取付位置や取付状態の確認が難しく、言わば手探
り状態でAEセンサを取付けていた。更にAEセン
サより得られるAE信号増幅器の増幅度やスレツ
シユホールドレベルは、AEセンサの取付状態と
かかわりなく定めていたためそれらを正しく設定
することは極めて困難であつた。更に工具の種
類、例えばドリル径を変更した時や回転速度等の
切削条件を異ならせたときにもAE信号レベルが
異なるため、調整が困難であり使い難く信頼性に
問題があるという欠点があつた。
発明の目的 本発明はこのような従来の工具折損検出装置の
問題点に鑑みてなされたものであつて、工具折損
時のAE信号発生器を用いて擬似AE信号を発生さ
せAEセンサの適切な設置位置や増幅率等を設定
すると共に、その動作を確認することができる工
具折損検出装置を提供することを目的とする。
発明の構成と効果 本発明は工作機械の工具近傍に設けられたAE
センサと、該AEセンサの出力を増幅する増幅器
を有し、工具の折損時に得られるAE信号に基づ
いて折損を検出する工具折損検出装置であつて、
工具の折損時に得られるAE信号の周波数を含む
擬似AE信号を発生する擬似AE信号発生手段と、
擬似AE信号発生手段の発振レベルを設定するレ
ベル設定手段と、工作機械のワークに接触させて
配置し、擬似AE信号発生手段によつて駆動され
て擬似AE信号をワークに伝えるAE発振素子と、
を具備することを特徴とするものである。
このような特徴を有する本発明によれば、工作
機械による工作を行う前に擬似AE信号発生手段
により工具の折損時の擬似AE信号を発生させて
AE信号の受波レベルを求めている。従つてAEセ
ンサの取付位置や取付状態を正しく設定すること
が可能となる。又その擬似AE信号によつて増幅
度やスレツシユホールドレベルを適宜調整して工
具折損の検知動作を確認することが可能である。
従つて工具折損の信号の信頼性を向上させること
ができ使い易い工具折損検出装置とすることがで
きる。
実施例の説明 第1図は本発明による工具折損検出装置の一実
施例を示すブロツク図である。本図においてワー
ク1はボール盤のベース上に固定されており、ワ
ーク1の上部よりドリル2を回転させて所定速度
で押下しワーク1に開口を設ける。ここでワーク
1の上部のドリルの刃が接触する位置にワークに
切削を行う前にあらかじめAEセンサと同じく
PZT等からなるAE発振素子3を取付ける。この
AE発振素子3にはレベル設定器4によつて設定
されるレベルに従つて所定範囲の周波数、例えば
100〜300KHzの間の周波数を連続的に発振するス
イープ発振器5が接続され、このスイープ発振器
5によつて駆動される。そしてワーク1が配置さ
れる工具の近傍、例えば第1図に示すようにベー
ス上にAE信号を検出するAEセンサ6を設ける。
AEセンサ6は例えば1KHzから1MHz程度の広帯
域のAE信号を検出するものであつて、その出力
は増幅器7に与えられる。増幅器7は可変抵抗器
8の調整により増幅率を任意に設定することがで
きる増幅器であつて、その出力をバンドパスフイ
ルタ9と表示器駆動用の増幅器10に与えるもの
である。この増幅器7より得られるAE信号の周
波数成分は、切り屑等が生じない通常の切削時に
は100KHz以下でピーク値を有し高い周波数まで
の周波数成分を有する信号であり、ドリル2の折
損時や切り屑等が発生したときには200KHz付近
にピーク値を有する信号となつている。従つてバ
ンドパスフイルタ9はドリル2の折損時に発生す
るAE信号の周波数、例えば100〜300KHz程度の
信号を通過させるフイルタとする。バンドパスフ
イルタ9の出力は比較器11とAE信号レベルを
表示する表示器12に与えられる。比較器11は
バンドパスフイルタ9より得られるAE信号を所
定の基準値レベルと比較してそのレベル以上の信
号が与えられたときに折損信号を出力するもので
あつて、検知信号を折損表示器13に与える。又
表示器12は動作中に切り屑や摩擦等によつてバ
ンドパスフイルタ9を通過するAE信号を表示す
る表示器であり、更に増幅路10の出力は表示器
14に与えられ常に切削中の信号が表示されてい
る。
次に本実施例の工具折損検出装置においてAE
センサを設置した時の操作について説明する。ま
ず工具の種類、例えばドリルの刃を適宜変更する
ものとするとそのドリル径1φ〜3φに夫々に対応
した切り屑等のAE信号レベルは、第2図に示す
レベルL1〜L3のようにあらかじめ定められて
いる。従つて例えば1φのドリルを用いる場合に
は第2図より設定値L1となるようにレベル設定
器4を操作してスイープ発振器5の発振レベルを
設定する。そしてスイープ発振器5を断続的に駆
動しAEパルス発振素子3を通じて擬似AE信号を
ワーク1に与える。
第3図(a)はスイープ発振器5によつて発振され
る擬似AE信号を示す波形図である。このように
所定周期毎に断続的に100〜300KHzの範囲の擬似
AE信号が与えられると、AEセンサ6よりAE信
号が取出され増幅器7によつて増幅されてバンド
パスフイルタ9に与えられる。ここでスイーブ発
振器5の周波数はあらかじめ工具折損時のAE信
号の周波数に相当する100〜300KHzの周波数であ
るので、その信号はバンドパスフイルタ9を通過
し表示器12と比較器11に与えられる。従つて
表示器12のレベルが適正となるようにAEセン
サ6の取付場所や取付状態、及び増幅器7の増幅
率を可変抵抗器8によつて調整する。ここでスイ
ープ発振器5より発振される擬似AE信号のレベ
ルは工具の折損時のAE信号レベルに等しいので、
比較器11のスレツシユホールドレベルはこのと
き与えられるAE信号レベルよりも十分高くなる
ように設定しておく。例えば第3図bに示すよう
にバンドパスフイルタ9を通つて得られるAE信
号がスレツシユホールドレベルSより低い場合に
は、AEセンサ6の取付位置をワーク1に近づけ
たりワークのベースに密接させて固定し、更には
増幅器7の増幅率を上昇させるといつた調整を行
い、第3図cに示すように受波AE信号がスレツ
シユホールドレベルよりも高く設定する。そうす
ればこの工具折損検出装置は正しく調整されたこ
ととなる。
この調整を終えた後ワーク1よりAE信号発振
素子3を外してドリルを回転させてワーク1を切
削する。こうすればAEセンサ6の位置や増幅器
7の増幅率及び比較器11のスレツシユホールド
レベルが正しく設定されているので、切り屑や摩
擦等によつて得られるAE信号によつて誤動作す
ることなく、ドリル2の折損によつて確実にAE
信号を得ることが可能となる。又工具、例えばド
リル2の口径を例えば3φに変更した場合には、
第2図に示すようにレベル設定器4を用いてレベ
ルL1よりも高いレベルL3に設定した状態で
AE発振素子3をワーク1に取付け、スイープ発
振器5を駆動して断続する擬似AE信号をワーク
1に与える。ドリル径の交換だけでなくドリルの
送り速度や回転速度、ワークの種類等を切削条件
を変更した場合には、夫々に対応する擬似AE信
号レベルをレベル設定器4により設定し、AEセ
ンサ6の位置や取付状態及び増幅器7の増幅率を
変更することによつて常に正しい状態で工具折損
検出装置を動作させることが可能となる。
尚本実施例は100〜300KHzの周波数を連続的に
発振するスイープ発振器5を用いて擬似AE信号
としているが、工具の折損に等しい一様な周波数
を有するノイズ発振器等を用いてAE発振器を駆
動するように構成することも可能である。
又本実施例はボール盤のドリル折損検出装置に
ついて説明しているが、本発明は他の工作機械、
例えば施盤やフライス盤等の種々の工作機械に適
用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による工具折損検出装置の一実
施例を示すブロツク図、第2図は異なるドリル径
を用いる際に設定される擬似AE信号のレベルを
示すグラフ、第3図はAE信号発振器に与える擬
似AE信号とその信号によつてAEセンサより得ら
れるAE検出信号を示すグラフである。 1……ワーク、2……ドリル、3……AE発振
素子、4……レベル設定器、5……スイープ発振
器、6……AEセンサ、7……増幅器、8……可
変抵抗器、9……バンドパスフイルタ、11……
比較器、12……AE信号表示器、13……折損
表示器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 工作機械の工具近傍に設けられたAEセンサ
    と、該AEセンサの出力を増幅する増幅器を有し、
    工具の折損時に得られるAE信号に基づいて折損
    を検出する工具折損検出装置において、 工具の折損時に得られるAE信号の周波数を含
    む擬似AE信号を発生する擬似AE信号発生手段
    と、 前記擬似AE信号発生手段の発振レベルを設定
    するレベル設定手段と、 工作機械のワークに接触させて配置し、前記擬
    似AE信号発生手段によつて駆動されて擬似AE信
    号をワークに伝えるAE発振素子と、を具備する
    ことを特徴とする工具折損検出装置。 2 前記擬似AE信号発生手段は、工具折損時の
    AE信号の周波数を含む範囲の周波数を連続して
    発振するスイープ発振器であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の工具折損検出装置。 3 前記擬似AE信号発生手段は、工具折損時の
    AE信号の周波数を含むノイズを発振するノイズ
    発振器であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の工具折損検出装置。
JP59101554A 1984-05-18 1984-05-18 工具折損検出装置 Granted JPS60244859A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59101554A JPS60244859A (ja) 1984-05-18 1984-05-18 工具折損検出装置
US06/734,679 US4918616A (en) 1984-05-18 1985-05-16 Tool monitoring system
EP85106105A EP0165482B1 (en) 1984-05-18 1985-05-17 Tool monitoring system
KR1019850003399A KR900007293B1 (ko) 1984-05-18 1985-05-17 공구 감시시스템
DE8585106105T DE3573333D1 (en) 1984-05-18 1985-05-17 Tool monitoring system
AT85106105T ATE46777T1 (de) 1984-05-18 1985-05-17 Werkzeugueberwachungssystem.

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JP59101554A JPS60244859A (ja) 1984-05-18 1984-05-18 工具折損検出装置

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Publication Number Publication Date
JPS60244859A JPS60244859A (ja) 1985-12-04
JPH057138B2 true JPH057138B2 (ja) 1993-01-28

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ID=14303636

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JP59101554A Granted JPS60244859A (ja) 1984-05-18 1984-05-18 工具折損検出装置

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH069765B2 (ja) * 1985-01-29 1994-02-09 オムロン株式会社 擬似折損信号発生装置
DE112016006602T5 (de) * 2016-03-16 2018-12-13 Mitsubishi Electric Corporation Maschinenbewegungsbahnverlaufsmessvorrichtung

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Publication number Publication date
JPS60244859A (ja) 1985-12-04

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