JPH0735610Y2 - 伸線加工中の異常検出装置 - Google Patents
伸線加工中の異常検出装置Info
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- JPH0735610Y2 JPH0735610Y2 JP1990117684U JP11768490U JPH0735610Y2 JP H0735610 Y2 JPH0735610 Y2 JP H0735610Y2 JP 1990117684 U JP1990117684 U JP 1990117684U JP 11768490 U JP11768490 U JP 11768490U JP H0735610 Y2 JPH0735610 Y2 JP H0735610Y2
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、鋼線等の伸線加工中におけるダイヤの摩耗
やダイス割れ、潤滑状態の異常、及びそれらによる線材
の傷の発生等、異常の発生を検知する装置に関する。
やダイス割れ、潤滑状態の異常、及びそれらによる線材
の傷の発生等、異常の発生を検知する装置に関する。
（従来の技術） ダイスを通して伸線を行なう場合、線材がダイスを通過
する際の抵抗が大きいため、ダイスの摩耗やダイス割れ
等が発生し易く、その結果伸線した線材に筋状の傷を発
生させる等の異常事態が起る場合がある。そのため、伸
線加工中の異常の発生を監視する必要があるが、従来、
そのための監視または異常検出手段としては、目視又は
渦電流探傷等の手段が採用されている。しかしながら、
目視の場合は、熟練の検査要員を必要とし、またその検
知能力にも限度があり、伸線加工の高速化や極細線等に
対応することは困難である。しかも、目視の場合は、伸
線加工中、常時監視することは困難であり、異常が発生
してもそれに気付くまで無駄な加工や不良品を作り続け
てしまうという問題が発生しており、製品の歩留まりを
低下させている。
する際の抵抗が大きいため、ダイスの摩耗やダイス割れ
等が発生し易く、その結果伸線した線材に筋状の傷を発
生させる等の異常事態が起る場合がある。そのため、伸
線加工中の異常の発生を監視する必要があるが、従来、
そのための監視または異常検出手段としては、目視又は
渦電流探傷等の手段が採用されている。しかしながら、
目視の場合は、熟練の検査要員を必要とし、またその検
知能力にも限度があり、伸線加工の高速化や極細線等に
対応することは困難である。しかも、目視の場合は、伸
線加工中、常時監視することは困難であり、異常が発生
してもそれに気付くまで無駄な加工や不良品を作り続け
てしまうという問題が発生しており、製品の歩留まりを
低下させている。
同様に、渦流探傷の場合、検知精度に難点があり、特に
極細線等に発生する傷を確実に検知することは困難であ
り、製品の歩留まりを低下させる要因となっている。
極細線等に発生する傷を確実に検知することは困難であ
り、製品の歩留まりを低下させる要因となっている。
（考案が解決しようとする問題点） 本考案は、上記実情に鑑み創案されたものであって、伸
線加工中におけるダイスの摩耗、欠損、潤滑異常、線材
への傷の発生等の異常を、自動的に、正確に且つ素早
く、そして継続して常時検出できる伸線中の異常検出装
置を提供することを目的とするものである。
線加工中におけるダイスの摩耗、欠損、潤滑異常、線材
への傷の発生等の異常を、自動的に、正確に且つ素早
く、そして継続して常時検出できる伸線中の異常検出装
置を提供することを目的とするものである。
（問題点を解決するための手段） 本考案者は、上記問題を解決するために種々研究した結
果、伸線加工においてダイス面と材料面との間のミクロ
の凸凹の衝突、変形の繰り返しによって生じるAE（Acou
stic Emission）に着目し、該AEを分析、処理すること
によって伸線加工中の異常検出や潤滑状態の評価に応用
できることを知得し、本考案に至ったものである。AEと
は、超音波振動の一種で通常人の耳に聞こえない数10KH
z以上の振動をいい、伝播してきた音響パルス（応力
波）をAEセンサで検知して電気信号に変換することがで
き、本考案は、その信号を処理することによって、異常
状態を検出しようとするもので次のような構成を有す
る。
果、伸線加工においてダイス面と材料面との間のミクロ
の凸凹の衝突、変形の繰り返しによって生じるAE（Acou
stic Emission）に着目し、該AEを分析、処理すること
によって伸線加工中の異常検出や潤滑状態の評価に応用
できることを知得し、本考案に至ったものである。AEと
は、超音波振動の一種で通常人の耳に聞こえない数10KH
z以上の振動をいい、伝播してきた音響パルス（応力
波）をAEセンサで検知して電気信号に変換することがで
き、本考案は、その信号を処理することによって、異常
状態を検出しようとするもので次のような構成を有す
る。
即ち、上記問題点を解決する本考案の伸線加工中の異常
検出装置は、伸線装置の工具又はその近傍に音響センサ
を設置し、該音響センサにより工具−材料間で発生する
音響を検出し、該検出結果により伸線加工中の異常を検
知するようにしたことを特徴とする構成を有している。
上記音響検出センサとしては、AEセンサが好適である。
検出装置は、伸線装置の工具又はその近傍に音響センサ
を設置し、該音響センサにより工具−材料間で発生する
音響を検出し、該検出結果により伸線加工中の異常を検
知するようにしたことを特徴とする構成を有している。
上記音響検出センサとしては、AEセンサが好適である。
（作用） 伸線加工中におけるダイス面と材料面との間のミクロ凸
凹の衝突、変形の繰り返しによって発生する音響パルス
（応力波）は、固体内部の微細な構造変化や材料の変形
等によってその振幅が相違する。
凹の衝突、変形の繰り返しによって発生する音響パルス
（応力波）は、固体内部の微細な構造変化や材料の変形
等によってその振幅が相違する。
従って、その音響パルスをAEセンサにより検知して、時
間的に変化するAE信号を解析整理することによって、微
細な異常状態でも検知することができる。AE信号の処理
の手法として、AE信号を増幅して周波数フィルターを通
して平均検波減圧に変換し、ペンレコーダ等に波形とし
て記録することによって、認識できる。検出波形は、異
常がない通常状態では、第２図に示すようにほぼ所定の
振幅で振動し、異常事態が発生すると第３図に示すよう
に激しく脈動する。
間的に変化するAE信号を解析整理することによって、微
細な異常状態でも検知することができる。AE信号の処理
の手法として、AE信号を増幅して周波数フィルターを通
して平均検波減圧に変換し、ペンレコーダ等に波形とし
て記録することによって、認識できる。検出波形は、異
常がない通常状態では、第２図に示すようにほぼ所定の
振幅で振動し、異常事態が発生すると第３図に示すよう
に激しく脈動する。
今、第５図に示すように、AE信号（検波電圧）の平均的
な変化を平均値電圧Va（mv）、脈動する振幅を振動振幅
dV（mv）として整理すると、正常状態では平均値電圧及
び脈動振幅ともほぼ一定に推移するが、異常事態が発生
するとこれらの値が急激に大きくなる。従って、これら
の値がある一定値以上を越えると、自動的に伸線加工を
停止する信号や警報信号を発するようにすることによっ
て、伸線加工中の異常の自動監視を行なうことができ
る。
な変化を平均値電圧Va（mv）、脈動する振幅を振動振幅
dV（mv）として整理すると、正常状態では平均値電圧及
び脈動振幅ともほぼ一定に推移するが、異常事態が発生
するとこれらの値が急激に大きくなる。従って、これら
の値がある一定値以上を越えると、自動的に伸線加工を
停止する信号や警報信号を発するようにすることによっ
て、伸線加工中の異常の自動監視を行なうことができ
る。
また、それらの値がゆっくりと上昇する場合は、ダイス
等の摩耗が次第に進行していることが判り、急激な変化
は、ダイスの欠損や線材に傷の発生等の異常が発生して
いることを示す。
等の摩耗が次第に進行していることが判り、急激な変化
は、ダイスの欠損や線材に傷の発生等の異常が発生して
いることを示す。
（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第１図は、本装置の実施例の概要を示し、本実施例では
全没式湿式伸線機での高強度炭素鋼線（ピアノ線）をダ
イヤモンドダイスによる伸線加工に適用した場合の実施
例を示す。
全没式湿式伸線機での高強度炭素鋼線（ピアノ線）をダ
イヤモンドダイスによる伸線加工に適用した場合の実施
例を示す。
図中、１が供給リールであり、２が潤滑剤槽であり、内
部に複数段の円筒ガイドを有する一対のガイドローラ
３、４が配置され、その中間部にダイスホルダ５〜８に
保持されたダイスが順次小さくなったダイス９〜12を配
置し、供給リールに貯蔵された鋼線をガイドローラ３、
４間を往復させてその間にダイス９〜12を通して順次伸
線し、伸線した鋼線は引取りドラム14を通って巻取リー
ル15に巻きとられる。以上の伸線装置は、従来の周知の
全没式伸線機である。
部に複数段の円筒ガイドを有する一対のガイドローラ
３、４が配置され、その中間部にダイスホルダ５〜８に
保持されたダイスが順次小さくなったダイス９〜12を配
置し、供給リールに貯蔵された鋼線をガイドローラ３、
４間を往復させてその間にダイス９〜12を通して順次伸
線し、伸線した鋼線は引取りドラム14を通って巻取リー
ル15に巻きとられる。以上の伸線装置は、従来の周知の
全没式伸線機である。
本実施例では、上記伸線機において、最終段のダイス12
のホルダ８にAEセンサ20を取付け、該センサの検出信号
をプリアンプ21及びメインアンプ22で増幅して、周波数
フィルター23を通して平均検波電圧に変換し、ペンレコ
ーダ24に波形として記録するようにして、伸線加工中の
鋼線のAEを連続監視で行なうようにしてある。前期AEセ
ンサ20は、伝播してきた音響パルスを電気信号に変換す
る素子であり、その材質として、通商PZTと呼ばれる圧
電セラミックスのチタン酸ジルコン酸鉛〔Pb(Zr-Ti)
O3〕で構成されているものを用いた。
のホルダ８にAEセンサ20を取付け、該センサの検出信号
をプリアンプ21及びメインアンプ22で増幅して、周波数
フィルター23を通して平均検波電圧に変換し、ペンレコ
ーダ24に波形として記録するようにして、伸線加工中の
鋼線のAEを連続監視で行なうようにしてある。前期AEセ
ンサ20は、伝播してきた音響パルスを電気信号に変換す
る素子であり、その材質として、通商PZTと呼ばれる圧
電セラミックスのチタン酸ジルコン酸鉛〔Pb(Zr-Ti)
O3〕で構成されているものを用いた。
前記装置を使用して、次のような加工条件で伸線を行な
い、その加工中以下のようなAE計測条件で連続監視を行
なった。
い、その加工中以下のようなAE計測条件で連続監視を行
なった。
加工条件； ダイス：ダイヤモンドダイス 加工材料：高強度炭素鋼線（ピアノ線） 加工度:13〜17％ センサ設置ダイス径:0.17mm AE計測条件； 計測周波数域:200〜1000KHz プリアンプ増幅度:40dB メインアンプ増幅度:30dB 平均時定数:6ms 前記の条件で新品のダイスを使用して、その寿命（線径
が規格を越えるか、或いは品質劣化が始まるまで）がく
るまでの加工量Ｗに対する平均電圧Va及び脈動振幅dVの
関係は第４図に示すようになった。
が規格を越えるか、或いは品質劣化が始まるまで）がく
るまでの加工量Ｗに対する平均電圧Va及び脈動振幅dVの
関係は第４図に示すようになった。
該図において、加工量の増大に伴い平均値電圧と脈動電
圧が共に上昇しているが、これは同一ダイスでの加工量
が増えるに伴ってダイスの摩耗が増加していく過程を示
していると言える。
圧が共に上昇しているが、これは同一ダイスでの加工量
が増えるに伴ってダイスの摩耗が増加していく過程を示
していると言える。
そして、約28Kg程加工した所で材料にダイス欠けによる
筋状の傷（ダイスマーク）が発生し、その結果平均電圧
及び脈動振幅とも急激に上昇し、異常が発生したことが
判る。また、ペンレコーダで記録したこの時のAE波形を
第３図に示す。該図に示すように、伸線中のダイス欠け
による大きな損傷に対して、AE信号は急激な平均値電圧
の上昇と波形の乱れを生じ明確な反応を示している。逆
に、この波形の急激な変動を見るだけで、明らかに加工
状態や潤滑状態に異常な変化が生じたことが判る。従っ
て、この異常な波形の変動を確認した時点で機械を停止
し、状況確認、調整することによって不良品低減し、歩
留まりを向上させ、品質管理に役立てる事ができる。
筋状の傷（ダイスマーク）が発生し、その結果平均電圧
及び脈動振幅とも急激に上昇し、異常が発生したことが
判る。また、ペンレコーダで記録したこの時のAE波形を
第３図に示す。該図に示すように、伸線中のダイス欠け
による大きな損傷に対して、AE信号は急激な平均値電圧
の上昇と波形の乱れを生じ明確な反応を示している。逆
に、この波形の急激な変動を見るだけで、明らかに加工
状態や潤滑状態に異常な変化が生じたことが判る。従っ
て、この異常な波形の変動を確認した時点で機械を停止
し、状況確認、調整することによって不良品低減し、歩
留まりを向上させ、品質管理に役立てる事ができる。
第６図は伸線加工中の異常を自動監視できる本考案の他
の実施例のブロック線図であり、前記実施例の同様な部
分は同符号を用いている。
の実施例のブロック線図であり、前記実施例の同様な部
分は同符号を用いている。
該実施例では、ダイスホルダ等に取り付けたAEセンサ等
の音響センサ20からの音響パルスをプリアンプ21及びメ
インアンプ22で増幅して、周波数フィルター23を通して
平均検波電圧に変換しペンレコーダ24で連続して記録す
ると共に、A/Dコンバータ25でデジタル信号に変換し
て、マイクロコンピュータ26に入力するようになってい
る。マイクロコンピュータ26には、予め異常を判断する
ための基準となるリミット電圧を設定しおき、A/Dコン
バータ25を介して入力されてくる検知データと比較し、
設定電圧を越えると、マイクロコンピュータ26より、伸
線装置へのライン停止信号を送って自動的にラインを停
止すると共に、警報装置にも警報信号を送って、ブザー
等の警報を発するようにしてある。なお、AEセンサでの
検出データは、逐次マイクロコンピュータを介してプリ
ンター又はCRT等に適宜表示するようにしても良い。
の音響センサ20からの音響パルスをプリアンプ21及びメ
インアンプ22で増幅して、周波数フィルター23を通して
平均検波電圧に変換しペンレコーダ24で連続して記録す
ると共に、A/Dコンバータ25でデジタル信号に変換し
て、マイクロコンピュータ26に入力するようになってい
る。マイクロコンピュータ26には、予め異常を判断する
ための基準となるリミット電圧を設定しおき、A/Dコン
バータ25を介して入力されてくる検知データと比較し、
設定電圧を越えると、マイクロコンピュータ26より、伸
線装置へのライン停止信号を送って自動的にラインを停
止すると共に、警報装置にも警報信号を送って、ブザー
等の警報を発するようにしてある。なお、AEセンサでの
検出データは、逐次マイクロコンピュータを介してプリ
ンター又はCRT等に適宜表示するようにしても良い。
以上、本考案の実施例を示したが、本考案は上記実施例
に限らず、音響センサの取付け位置や制御回路等種々の
設計変更が可能である。
に限らず、音響センサの取付け位置や制御回路等種々の
設計変更が可能である。
（効果） 本考案は、以上のような構成からなり次のような格別の
効果を奏するものである。
効果を奏するものである。
本装置は、材料−ダイス面間の状況変化に敏感に反応す
ることができ、伸線加工で最も欠陥の発生する頻度が高
いダイス欠けによる筋状の傷も確実に自動的に見つける
ことが可能であり、材料の品質管理や歩留まり向上に非
常に有益である。また、以下のような優れた利点を有す
る。
ることができ、伸線加工で最も欠陥の発生する頻度が高
いダイス欠けによる筋状の傷も確実に自動的に見つける
ことが可能であり、材料の品質管理や歩留まり向上に非
常に有益である。また、以下のような優れた利点を有す
る。
（１） １つのセンサで異常現象に対処できる。
（２） 長時間連続的に監視ができる。
（３） 監視・検査の判定をAEシステムで行なえる。
（４） １台のAEシステムで複数個所の監視ができる。
（５） 異常の早期検出あるいは予知ができる。
（６） 加工条件の以下や作業条件の悪化をもたらさな
い。
い。
（７） 取扱いが容易である。
第１図は本考案に係る伸線加工中の異常検出装置の概略
図、第２図及び第３図はペンレコーダで記録したAE信号
の波形図、第４図は伸線加工量に対する平均値電圧及び
脈動振幅の関係図、第５図は平均値電圧及び脈動電圧の
定義説明図、第６図は本考案の他の実施例のブロック線
図である。 1:供給リール、2:潤滑油槽、３、4:ガイドローラ、５〜
8:ダイスホルダ、９〜12:ダイス、20:音響センサ（AEセ
ンサ）、21:プリアンプ、22:メインアンプ、23:周波数
フィルター、24:ペンレコーダ、25:A/Dコンバータ、26:
マイクロコンピュータ
図、第２図及び第３図はペンレコーダで記録したAE信号
の波形図、第４図は伸線加工量に対する平均値電圧及び
脈動振幅の関係図、第５図は平均値電圧及び脈動電圧の
定義説明図、第６図は本考案の他の実施例のブロック線
図である。 1:供給リール、2:潤滑油槽、３、4:ガイドローラ、５〜
8:ダイスホルダ、９〜12:ダイス、20:音響センサ（AEセ
ンサ）、21:プリアンプ、22:メインアンプ、23:周波数
フィルター、24:ペンレコーダ、25:A/Dコンバータ、26:
マイクロコンピュータ
Claims (2)
- 【請求項１】伸線装置の工具又はその近傍に音響センサ
を設置し、該音響センサにより工具−材料間で発生する
音響を検出し、該検出値により伸線加工中の異常を検知
するようにしたことを特徴とする伸線加工中の異常検出
装置。 - 【請求項２】前記音響センサがAEセンサである請求項１
記載の伸線中の異常を検知する装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990117684U JPH0735610Y2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 伸線加工中の異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990117684U JPH0735610Y2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 伸線加工中の異常検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0475608U JPH0475608U (ja) | 1992-07-02 |
| JPH0735610Y2 true JPH0735610Y2 (ja) | 1995-08-16 |
Family
ID=31865585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990117684U Expired - Lifetime JPH0735610Y2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 伸線加工中の異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0735610Y2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6580723B2 (ja) * | 2018-01-16 | 2019-09-25 | 株式会社神鋼エンジニアリング＆メンテナンス | 鋼板の形状矯正装置及び形状矯正方法 |
| CN114433656B (zh) * | 2020-10-30 | 2024-04-23 | 深圳富桂精密工业有限公司 | 冲压异常检测系统 |
| JP2023072572A (ja) * | 2021-11-12 | 2023-05-24 | 株式会社栗本鐵工所 | 棒材切断機及びその異常監視方法 |
-
1990
- 1990-11-13 JP JP1990117684U patent/JPH0735610Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| AN EXPERIMENTAL STUDY ON AE MONITORING OF FINE WIRE DRAWING PROCESS=H02 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0475608U (ja) | 1992-07-02 |
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