JPS59227355A - 工具異常検出装置 - Google Patents
工具異常検出装置Info
- Publication number
- JPS59227355A JPS59227355A JP10089583A JP10089583A JPS59227355A JP S59227355 A JPS59227355 A JP S59227355A JP 10089583 A JP10089583 A JP 10089583A JP 10089583 A JP10089583 A JP 10089583A JP S59227355 A JPS59227355 A JP S59227355A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- abnormality
- circuit
- outputs
- level
- 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.)
- Granted
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-
- 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)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はＡＢ倍信号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。
検出する装置に関する。
従来のＡＥ倍信号利用して工具の異常を検出する装置と
しては突発型ＡＥ倍信号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った、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っ
て生ずるノイズによって動作することがあるので精度が
不十分でありブだ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
とはできなかった。またセンサで検出したＡｇ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Ａｇ信号の平均レベル
を抽出してＡＥ平均レベルが設定閾値を越えたときにレ
ベル異常信号を出力し、葦だプリアンプからの信号をバ
ンドパスフィルタ、全波整流回路を通じて割算器の分子
に入力し、プリアンプ力・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
を行っ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
か、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
号が小なくなる。これはセンサが離れるとＡｇ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のときのへＥ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１壕で、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１り変化しないが、Ａｇ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・く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。
しては突発型ＡＥ倍信号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った、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っ
て生ずるノイズによって動作することがあるので精度が
不十分でありブだ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
とはできなかった。またセンサで検出したＡｇ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Ａｇ信号の平均レベル
を抽出してＡＥ平均レベルが設定閾値を越えたときにレ
ベル異常信号を出力し、葦だプリアンプからの信号をバ
ンドパスフィルタ、全波整流回路を通じて割算器の分子
に入力し、プリアンプ力・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
を行っ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
か、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
号が小なくなる。これはセンサが離れるとＡｇ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のときのへＥ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１壕で、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１り変化しないが、Ａｇ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・く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、
Ａｇ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、バンドパスフィルタ、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。
Ａｇ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、バンドパスフィルタ、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、壕だプリアンプ、バンドパスフィルタ（約ｌ０ＧＫ
〜約３０ＯＫＩ（Ｚ％￥Ｅ７’Ｃは約１００に〜ｓ ｏ
ｏ ＫＨｚ ）、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ＡＫ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
て設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兄生した場合にのみ工具異常と判
断するようになっている。
に、壕だプリアンプ、バンドパスフィルタ（約ｌ０ＧＫ
〜約３０ＯＫＩ（Ｚ％￥Ｅ７’Ｃは約１００に〜ｓ ｏ
ｏ ＫＨｚ ）、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ＡＫ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
て設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兄生した場合にのみ工具異常と判
断するようになっている。
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、Ａｍ信号はセンサ（１）で検出され、プリア
ンプ（２）で適度なレベル壕で増幅される。第２図に示
されるように異常切削時にはＡ玉ニレベルが大きく、周
波数成分で約１００に〜３ （１０ＫＨｚ又は約１００
に〜５ Ｑ Ｑ ＫＨ２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（Ｉ）と
周波数異常検出部（Ｉ［ｌに供給する。
において、Ａｍ信号はセンサ（１）で検出され、プリア
ンプ（２）で適度なレベル壕で増幅される。第２図に示
されるように異常切削時にはＡ玉ニレベルが大きく、周
波数成分で約１００に〜３ （１０ＫＨｚ又は約１００
に〜５ Ｑ Ｑ ＫＨ２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（Ｉ）と
周波数異常検出部（Ｉ［ｌ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Ｑ３、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
ってＡｇ信号の平均化レベルを抽出し、ついで立上り検
出部口によって正常切削時力・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ンは平均化レベルの
立上り異常信号を出力する。
処理回路（４）、微分回路である立上り検出部Ｑ３、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
ってＡｇ信号の平均化レベルを抽出し、ついで立上り検
出部口によって正常切削時力・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ンは平均化レベルの
立上り異常信号を出力する。
周波数異常検出部（ＩＩ）は丑ず、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】００に〜３００ＫＨｚ又
は約１００ Ｋ 〜５００ ＫＨ２（７）バンドパスフ
ィルタ（６）と全波整流回路（７）と力・らなり、プリ
アンプ（２）からの信号から、バンドパスフィルタ（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って、Ｙ／Ｘの値を出力する
。
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】００に〜３００ＫＨｚ又
は約１００ Ｋ 〜５００ ＫＨ２（７）バンドパスフ
ィルタ（６）と全波整流回路（７）と力・らなり、プリ
アンプ（２）からの信号から、バンドパスフィルタ（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って、Ｙ／Ｘの値を出力する
。
Ｙ／Ｘは周波数成分”’Ｃ’１００Ｋ 〜３００ＫＨｚ
又は、１００に〜５００ ＫＨｚの全体レベルに対する
比率に比例した値となる。この周波数比率Ｙ／Ｘはコン
パレータ（１０に入力され１周波数比率Ｙ／ｘが設定閾
値を越えたときはコンパレータαＯは周波数異常信号を
出力する。
又は、１００に〜５００ ＫＨｚの全体レベルに対する
比率に比例した値となる。この周波数比率Ｙ／Ｘはコン
パレータ（１０に入力され１周波数比率Ｙ／ｘが設定閾
値を越えたときはコンパレータαＯ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αＱの周波数異常信号はアンド回路ａη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（１１）は異常と判定して
出力回路ｑａに工具異常信号を出力し、出力回路（６）
はリレー出力などの制御信号を出力する。
ータαＱの周波数異常信号はアンド回路ａη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（１１）は異常と判定して
出力回路ｑａに工具異常信号を出力し、出力回路（６）
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０３、コンパ
レータ（９）からなるＡＥレベルの立上り異常検出部（
１）と全波整流回路（５）からなる分母系と、バンドパ
スフィルタ（６）、全波整流回路（７〕からなる分子系
によりプリアンプ（２）カらのＡＢ倍信号入力される割
算器（８）とコンパレータ叫とからなる周波数具り 常検出部位）を具え、輛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αのに出力す
るアンド回路αυを設けであるので、ＡＥ倍信号立上り
異常検出部（Ｉ）はセンサと工具との位置の変化により
あ１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２１って工具異常を確実に検出できない
し、割算器を用いた周波数異常検出部は衝撃ノイズなど
を除去し、センサど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倍信号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
って七ヌザ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っ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。寸だ割ｐ−器
出力も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移動させ
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。
回路（４）、微分回路である立上り検出部０３、コンパ
レータ（９）からなるＡＥレベルの立上り異常検出部（
１）と全波整流回路（５）からなる分母系と、バンドパ
スフィルタ（６）、全波整流回路（７〕からなる分子系
によりプリアンプ（２）カらのＡＢ倍信号入力される割
算器（８）とコンパレータ叫とからなる周波数具り 常検出部位）を具え、輛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αのに出力す
るアンド回路αυを設けであるので、ＡＥ倍信号立上り
異常検出部（Ｉ）はセンサと工具との位置の変化により
あ１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２１って工具異常を確実に検出できない
し、割算器を用いた周波数異常検出部は衝撃ノイズなど
を除去し、センサど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倍信号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
って七ヌザ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っ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。寸だ割ｐ−器
出力も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移動させ
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ック図である。
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ック図である。
【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）・・・ノ（ンド
ノζスフィルタ（７）・・・全波整流回分 （８）・
・・割算器（９）・・・コンパレータ 叫−・・コン
パレータ（１］）・・・アンド回路 （６）・・・出
力回路ｕ１・・・立上り検出部 代理人 弁理士 河 内 潤 二
３）・・・全波整流回路 （４）・・・平均化処理回
路（５）・・・全波整流回路 （６）・・・ノ（ンド
ノζスフィルタ（７）・・・全波整流回分 （８）・
・・割算器（９）・・・コンパレータ 叫−・・コン
パレータ（１］）・・・アンド回路 （６）・・・出
力回路ｕ１・・・立上り検出部 代理人 弁理士 河 内 潤 二
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 アコースチックエミッション（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ＡＫ倍信号適度
のレベル１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ＡＦｉ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Ａｇ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Ａｇ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Ｚｏ。 ＫＨ２乃至５００ ＫＨｚ の内必要な周波数成分を
取出すバンドパスフィルタト、バンドパスフィルタから
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割算Ｙ／Ｘを行い周波数
成分比率Ｙμ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 true JPS59227355A (ja) | 1984-12-20 |
| JPH0455821B2 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 |
|---|---|
| JPH0455821B2 (ja) | 1992-09-04 |
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