JPH0692061B2 - 工具接触検出装置における故障診断装置 - Google Patents
工具接触検出装置における故障診断装置Info
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- JPH0692061B2 JPH0692061B2 JP62028991A JP2899187A JPH0692061B2 JP H0692061 B2 JPH0692061 B2 JP H0692061B2 JP 62028991 A JP62028991 A JP 62028991A JP 2899187 A JP2899187 A JP 2899187A JP H0692061 B2 JPH0692061 B2 JP H0692061B2
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- JP
- Japan
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- piezoelectric element
- element sensor
- tool
- failure diagnosis
- vibration wave
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 30
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 12
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
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- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
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- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は工具接触検出装置に係り、特に、装置の信頼性
向上に関する。
向上に関する。
工具接触検出装置は工具とワークの接触によって生ずる
衝撃振動波を検出する装置と、その検出信号を電気的に
処理する装置とに大別されるが工具接触検出装置自体が
正常か異常かの判断機能は有していないものが多い。従
って工具接触検出装置をギャップエリミネータとして使
用する時、工具接触検出装置に異常があってもNC装置の
フィードバックできない。
衝撃振動波を検出する装置と、その検出信号を電気的に
処理する装置とに大別されるが工具接触検出装置自体が
正常か異常かの判断機能は有していないものが多い。従
って工具接触検出装置をギャップエリミネータとして使
用する時、工具接触検出装置に異常があってもNC装置の
フィードバックできない。
通常工具がワークへ接近する速度は適正な加工を行なう
ための切削送りの数倍の早い送り速度であり両者の接触
を工具接触検出装置で検出して適正な切削送りに切換え
る。この時工具接触検出装置が機能していなかった場合
には、早い送りのままワークの加工に入ると共に、NC装
置はその加工停止位置を算出できないまま加工を続ける
ことにより、工具のみならず機械の破損に至る可能性が
ある。又オペレータも危険である。
ための切削送りの数倍の早い送り速度であり両者の接触
を工具接触検出装置で検出して適正な切削送りに切換え
る。この時工具接触検出装置が機能していなかった場合
には、早い送りのままワークの加工に入ると共に、NC装
置はその加工停止位置を算出できないまま加工を続ける
ことにより、工具のみならず機械の破損に至る可能性が
ある。又オペレータも危険である。
本発明は工具接触検出装置の故障診断を工具とワークが
接触する前に行ない工具接触検出装置の信頼性を向上さ
せることを目的とする。
接触する前に行ない工具接触検出装置の信頼性を向上さ
せることを目的とする。
工作機械の工具とワークの接触によって生ずる衝撃振動
波を圧電素子センサーによって検出する故障診断装置に
おいて、前記故障診断装置機能確認の為の振動波を発す
る発振手段と、前記発振手段に接続する励振用圧電素子
センサーと、前記励振用圧電素子センサーから押圧さ
れ、前記励振用圧電素子センサーからの前記振動波及び
工具とワークの接触によって生ずる衝撃振動波を検出す
る検出用圧電素子センサーと、前記検出用圧電素子セン
サーに接続し前記振動波及び衝撃振動波のレベルを識別
する識別手段とからなることを特徴とする工具接触検出
装置における故障診断装置である。
波を圧電素子センサーによって検出する故障診断装置に
おいて、前記故障診断装置機能確認の為の振動波を発す
る発振手段と、前記発振手段に接続する励振用圧電素子
センサーと、前記励振用圧電素子センサーから押圧さ
れ、前記励振用圧電素子センサーからの前記振動波及び
工具とワークの接触によって生ずる衝撃振動波を検出す
る検出用圧電素子センサーと、前記検出用圧電素子セン
サーに接続し前記振動波及び衝撃振動波のレベルを識別
する識別手段とからなることを特徴とする工具接触検出
装置における故障診断装置である。
以下本発明の一実施例を表、図面によって説明する。圧
電現象には圧電効果と逆圧効果とがあり、又形状によっ
て定まる共振現象も含まれるが、今回は工具とワークの
接触によって発生する衝撃振動波を電荷の変化としてと
り出す圧電効果を利用する。出力電圧は次式によって定
められることが知られている。
電現象には圧電効果と逆圧効果とがあり、又形状によっ
て定まる共振現象も含まれるが、今回は工具とワークの
接触によって発生する衝撃振動波を電荷の変化としてと
り出す圧電効果を利用する。出力電圧は次式によって定
められることが知られている。
ここでg33は圧電素子固有の電圧出力係数である。Ｓは
圧電素子センサーの面積、Ｔは厚みである。今回使用し
た圧電素子センサーの物理定数は表１に示す通りであ
る。
圧電素子センサーの面積、Ｔは厚みである。今回使用し
た圧電素子センサーの物理定数は表１に示す通りであ
る。
第１図は本発明を適用する工具接触検出装置が固定され
る工作機械の一例を示す図である。11はワークであり、
12は工具、13は工作機械本体、14は工具接触検出装置が
固定される場所を表わす。
る工作機械の一例を示す図である。11はワークであり、
12は工具、13は工作機械本体、14は工具接触検出装置が
固定される場所を表わす。
第２図は工具接触検出装置内の故障診断装置を表わす。
PZ1は検出用圧電素子センサー、PZ2は励振用圧電素子セ
ンサー、21はピボット、22はコマ、23はバネを表わす。
検出用圧電素子センサーPZ1の下側のピボット21が工作
機械本体13のテーブルベースに接触し、検出用圧電素子
センサーPZ1は、その上側のコマ22及び励振用圧電素子
センサーPZ2、さらにその上のバネ23によりビボット21
に押付けられている。そのおおよその押付力は1Kgであ
る。
ンサー、21はピボット、22はコマ、23はバネを表わす。
検出用圧電素子センサーPZ1の下側のピボット21が工作
機械本体13のテーブルベースに接触し、検出用圧電素子
センサーPZ1は、その上側のコマ22及び励振用圧電素子
センサーPZ2、さらにその上のバネ23によりビボット21
に押付けられている。そのおおよその押付力は1Kgであ
る。
第３図は工具接触検出装置内の故障診断装置のブロック
図、 第４図はNC装置インターフェイスを表わす図、 第５図は故障診断タイムチャートを表わす図である。
図、 第４図はNC装置インターフェイスを表わす図、 第５図は故障診断タイムチャートを表わす図である。
故障診断装置機能確認の為、加工に入る前にNC装置42よ
りリクエスト信号REQを出力する。故障診断装置はこの
信号によって発振器36を動かし特定の周波数で励振回路
35を通して励振用圧電素子センサーPZ2を励振する。
りリクエスト信号REQを出力する。故障診断装置はこの
信号によって発振器36を動かし特定の周波数で励振回路
35を通して励振用圧電素子センサーPZ2を励振する。
検出用圧電素子センサーPZ1と励振用圧電素子センサーP
Z2は第２図に示すように２重構造となっており、励振用
圧電素子センサーPZ2による振動波が検出用圧電素子セ
ンサーPZ1に伝達され、出力が電圧に変換される。その
信号波をプリアンプ31で増巾後、全波整流器32で全波整
流し、直流レベルに変換する。直流信号電圧はスイッチ
ング回路33のコンパレータで基準電圧と比較され、それ
以上であれば接触信号としてフォトカプラを介し検出用
圧電素子センサー出力信号PZOUTとしてNC装置42へ出力
される。ワンショットマルチバイブレーター34は、イン
パルス状の接触信号もある時間巾をもたせるためで、0.
5〜50msec間で調整できる。NC装置42はリクエスト信号R
EQを出力している間、検出用圧電素子センサー出力信号
PZOUTが出力されて、その間検出用圧電素子センサー出
力信号PZOUTが出力されなければ故障と判断する。
Z2は第２図に示すように２重構造となっており、励振用
圧電素子センサーPZ2による振動波が検出用圧電素子セ
ンサーPZ1に伝達され、出力が電圧に変換される。その
信号波をプリアンプ31で増巾後、全波整流器32で全波整
流し、直流レベルに変換する。直流信号電圧はスイッチ
ング回路33のコンパレータで基準電圧と比較され、それ
以上であれば接触信号としてフォトカプラを介し検出用
圧電素子センサー出力信号PZOUTとしてNC装置42へ出力
される。ワンショットマルチバイブレーター34は、イン
パルス状の接触信号もある時間巾をもたせるためで、0.
5〜50msec間で調整できる。NC装置42はリクエスト信号R
EQを出力している間、検出用圧電素子センサー出力信号
PZOUTが出力されて、その間検出用圧電素子センサー出
力信号PZOUTが出力されなければ故障と判断する。
第４図、第５図を参照し故障診断装置41とNC装置42の間
の信号のやりとりについて説明する。
の信号のやりとりについて説明する。
NC装置42からリクエスト信号REQを故障診断装置41
へ送ると同時にNC装置42は許可信号ALLOWをオフする。
へ送ると同時にNC装置42は許可信号ALLOWをオフする。
故障診断装置41はリクエスト信号REQを受けて励振
用圧電素子センサーPZ2を励振する。
用圧電素子センサーPZ2を励振する。
励振回路35も含めて故障診断装置41が正常であれば
検出用圧電素子センサー出力信号PZOUTが故障診断装置4
1からNC装置42へ伝達される。
検出用圧電素子センサー出力信号PZOUTが故障診断装置4
1からNC装置42へ伝達される。
NC装置42は検出用圧電素子センサー出力信号PZOUT
を受け取ると許可信号ALLOWがオフであることと、条件
を取って正常と認識する。
を受け取ると許可信号ALLOWがオフであることと、条件
を取って正常と認識する。
リクエスト信号REQがオフで許可信号ALLOWがオンの
時検出用圧電素子センサー出力信号PZOUTが伝達される
とNC装置42は接触信号と認識する。
時検出用圧電素子センサー出力信号PZOUTが伝達される
とNC装置42は接触信号と認識する。
リクエスト信号REQを出しても故障診断装置41から
検出用圧電素子センサー出力信号PZOUTが伝達されない
ときNC装置42はt1時間後にアラームと認識する。
検出用圧電素子センサー出力信号PZOUTが伝達されない
ときNC装置42はt1時間後にアラームと認識する。
以上述べたように本発明は加工に入る前にNC装置が故障
診断のリクエストをかけることにより工具接触検出装置
の正常・異常の判断ができる為ギャップエリミネータと
して信頼性を向上し危険をさせることができる。
診断のリクエストをかけることにより工具接触検出装置
の正常・異常の判断ができる為ギャップエリミネータと
して信頼性を向上し危険をさせることができる。
第１図は工具接触検出装置が固定される工作機械の一例
を示す図、 第２図は工具接触検出装置内の故障診断装置を表わす
図、 第３図は工具接触検出装置内の故障診断装置のブロック
図、 第４図はNC装置インターフェイスを表わす図、 第５図は故障診断タイムチャートを表わす図。 11……ワーク,21……ピボット、31……プリアンプ,12…
…工具,22……コマ、32……全波整流器,13……機械本
体,23……バネ,33……スイッチング回路,14……工具接
触検出装置が固定される場所,PZ1……検出用圧電素子セ
ンサー,34……ワンショットマルチバイブレータ,PZOUT
……検出用圧電素子センサー出力信号,PZ2……励振用圧
電素子センサー,35……励振回路,36……発振器,REQ……
リクエスト信号,ALLOW……許可信号,37……DC電源,41…
…故障診断装置,42……NC装置
を示す図、 第２図は工具接触検出装置内の故障診断装置を表わす
図、 第３図は工具接触検出装置内の故障診断装置のブロック
図、 第４図はNC装置インターフェイスを表わす図、 第５図は故障診断タイムチャートを表わす図。 11……ワーク,21……ピボット、31……プリアンプ,12…
…工具,22……コマ、32……全波整流器,13……機械本
体,23……バネ,33……スイッチング回路,14……工具接
触検出装置が固定される場所,PZ1……検出用圧電素子セ
ンサー,34……ワンショットマルチバイブレータ,PZOUT
……検出用圧電素子センサー出力信号,PZ2……励振用圧
電素子センサー,35……励振回路,36……発振器,REQ……
リクエスト信号,ALLOW……許可信号,37……DC電源,41…
…故障診断装置,42……NC装置
Claims (1)
- 【請求項１】工作機械の工具とワークの接触によって生
ずる衝撃振動波を圧電素子センサーによって検出する故
障診断装置において、前記故障診断装置機能確認の為の
振動波を発する発振手段と、前記発振手段に接続する励
振用圧電素子センサーと、前記励振用圧電素子センサー
から押圧され、前記励振用圧電素子センサーからの前記
振動波及び工具とワークの接触によって生ずる衝撃振動
波を検出する検出用圧電素子センサーと、前記検出用圧
電素子センサーに接続し前記振動波及び衝撃振動波のレ
ベルを識別する識別手段とからなることを特徴とする工
具接触検出装置における故障診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62028991A JPH0692061B2 (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | 工具接触検出装置における故障診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62028991A JPH0692061B2 (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | 工具接触検出装置における故障診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63196356A JPS63196356A (ja) | 1988-08-15 |
| JPH0692061B2 true JPH0692061B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=12263879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62028991A Expired - Lifetime JPH0692061B2 (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | 工具接触検出装置における故障診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0692061B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4554495A (en) * | 1984-08-29 | 1985-11-19 | Ormand R. Austin | Datum reference for tool touch probe system |
-
1987
- 1987-02-10 JP JP62028991A patent/JPH0692061B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63196356A (ja) | 1988-08-15 |
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