JPS60244857A - 工具折損検出装置 - Google Patents
工具折損検出装置Info
- Publication number
- JPS60244857A JPS60244857A JP59101552A JP10155284A JPS60244857A JP S60244857 A JPS60244857 A JP S60244857A JP 59101552 A JP59101552 A JP 59101552A JP 10155284 A JP10155284 A JP 10155284A JP S60244857 A JPS60244857 A JP S60244857A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amplification factor
- signal
- amplifier
- tool
- signals
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/14—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (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】
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
るアコースティックエミッション（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
。
るアコースティックエミッション（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倍信号基
づいて工具の折損を検出している。
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倍信号基
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
ッシュホールドレベルで弁別して工具の折損信号として
いる。しかしＡＥセンサより工具の折損時以外にも工具
やワークとの摩擦や切り屑等の発生によって比較的高レ
ベルのＡＥ倍信号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ッシュホールドレベルを
調整することによって行っている。
より得られる信号を適宜増幅し、増幅出力を所定のスレ
ッシュホールドレベルで弁別して工具の折損信号として
いる。しかしＡＥセンサより工具の折損時以外にも工具
やワークとの摩擦や切り屑等の発生によって比較的高レ
ベルのＡＥ倍信号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ッシュホールドレベルを
調整することによって行っている。
従来の検出装置ではＡＥ信号増幅器の増幅度を人手によ
って設定しているが、ドリル径を変更したときやワーク
に切削油を注油したとき、ワークの種類や切削条件等に
よってＡＥ信号レベルは大幅に異なる。又ＡＥセンサの
取付状態によってｔ＋ＡＥ信号のレベルが異なるため、
その都度適正な増幅度に手動で設定することは困難であ
り使い難いという問題点があった。そして増幅度が高す
ぎれば摩擦や切り屑等の発生によって工具の折損信号が
出力されることがあり、又増幅率が低いと工具が折損し
ても出力が得られない場合があって装置の信頼性が低く
なるという問題点があった。
って設定しているが、ドリル径を変更したときやワーク
に切削油を注油したとき、ワークの種類や切削条件等に
よってＡＥ信号レベルは大幅に異なる。又ＡＥセンサの
取付状態によってｔ＋ＡＥ信号のレベルが異なるため、
その都度適正な増幅度に手動で設定することは困難であ
り使い難いという問題点があった。そして増幅度が高す
ぎれば摩擦や切り屑等の発生によって工具の折損信号が
出力されることがあり、又増幅率が低いと工具が折損し
ても出力が得られない場合があって装置の信頼性が低く
なるという問題点があった。
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って、ドリル径やワークの種類
、切削条件等によってＡＥ倍信号レベルが異なる場合に
も自動的に最適な増幅度に調整することができ、信頼性
を向上させ得る工具折損検出装置を提供することを目的
とする。
鑑みてなされたものであって、ドリル径やワークの種類
、切削条件等によってＡＥ倍信号レベルが異なる場合に
も自動的に最適な増幅度に調整することができ、信頼性
を向上させ得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
本発明は工作機械における工具の折損をＡＥ倍信号より
検出する工具折損検出装置であって、工作機械の工具近
傍に設けられたＡＥセン号と、ＡＥセンサの出力を増幅
する可変増幅率増幅器と、所定周期毎に増幅器のＡＥ小
出力ホールドするホールド回路と、工具の非折損時の基
準信号レベルを記憶する記憶手段と、ホールド回路より
得られるＡＥ信号レベルを所定期間保持し平均化するＡ
Ｅ信号平均化手段と、平均化されたＡＥ信号レベルを記
憶手段の基準ＡＥ信号レベルと比較し基準ＡＥ信号レベ
ルに一致する増幅率を算出する増幅率算出手段と、増幅
率算出手段により算出された増幅度に基づいて可変増幅
率増幅器の増幅率を設定する増幅率設定手段と、を具備
することを特徴とするものである。
検出する工具折損検出装置であって、工作機械の工具近
傍に設けられたＡＥセン号と、ＡＥセンサの出力を増幅
する可変増幅率増幅器と、所定周期毎に増幅器のＡＥ小
出力ホールドするホールド回路と、工具の非折損時の基
準信号レベルを記憶する記憶手段と、ホールド回路より
得られるＡＥ信号レベルを所定期間保持し平均化するＡ
Ｅ信号平均化手段と、平均化されたＡＥ信号レベルを記
憶手段の基準ＡＥ信号レベルと比較し基準ＡＥ信号レベ
ルに一致する増幅率を算出する増幅率算出手段と、増幅
率算出手段により算出された増幅度に基づいて可変増幅
率増幅器の増幅率を設定する増幅率設定手段と、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、ドリル径等の
工具やワークの種類、切削条件が異なった場合には一旦
学習モードによってＡＥ信号レベルを検知し、そのレベ
ルに基づいて増幅率を設定するようにしている。従って
これらの種々の条件にかかわらず自動的に適切な増幅率
に設定することが可能となる。従って工具折損信号の信
頼性を向上させることができ自動化された工作機械等に
応用する際に特に有用となる。
工具やワークの種類、切削条件が異なった場合には一旦
学習モードによってＡＥ信号レベルを検知し、そのレベ
ルに基づいて増幅率を設定するようにしている。従って
これらの種々の条件にかかわらず自動的に適切な増幅率
に設定することが可能となる。従って工具折損信号の信
頼性を向上させることができ自動化された工作機械等に
応用する際に特に有用となる。
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
すブロック図である。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。このとき例えばワーク１が配置されるベース上に
ＡＥセンサ３を固定しておく。ＡＥセンサ３は例えばＩ
ＫＨｚから１ ’Ｍ ｋ程度の広帯域のＡＥ倍信号検出
するものであって、その出力は増幅器４に与えられる。
すブロック図である。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。このとき例えばワーク１が配置されるベース上に
ＡＥセンサ３を固定しておく。ＡＥセンサ３は例えばＩ
ＫＨｚから１ ’Ｍ ｋ程度の広帯域のＡＥ倍信号検出
するものであって、その出力は増幅器４に与えられる。
増幅器４ば増幅率設定器５により増幅率を外部からの信
号によって任意に変更することができる可変増幅率増幅
器であって、その増幅出力をバンドパスフィルタ６と表
示器駆動用の増幅器７に与えるものである。この増幅器
４より得られるＡＥ倍信号周波数成分は、切り屑が生じ
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の折損時には２００ Ｋ ）Ｉｚ付近にピーク値
を有する信号となっている。従ってバンドパスフィルタ
６はドリル２の折損時に発生するＡＥ倍信号周波数、例
えば１００〜３００ Ｋ Ｈｚの信号を通過させるフィ
ルタとし、その出力はサンプルホールド回路８に与えら
れる。サンプルホールド回路８は所定時間毎に与えられ
るＡＥ倍信号一時保持するものであって、その出力を制
御部９の入力インターフェース１゜に与える。入力イン
ターフェース１ｏはこのＡＥ信号を中央演算装置（以下
ＣＰＵという）１１に与えるものである。ＣＰＵＩ １
には記憶手段としてリードオンリメモリ （以下ＲＯＭ
という）１２及び種々のデータを一時記憶するランダム
アクセスメモリ （以下ＲＡＭという）１３が接続され
ており、後述する手順に従って工具の折損を検出すると
共に増幅器４の増幅度を設定するものである。
号によって任意に変更することができる可変増幅率増幅
器であって、その増幅出力をバンドパスフィルタ６と表
示器駆動用の増幅器７に与えるものである。この増幅器
４より得られるＡＥ倍信号周波数成分は、切り屑が生じ
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の折損時には２００ Ｋ ）Ｉｚ付近にピーク値
を有する信号となっている。従ってバンドパスフィルタ
６はドリル２の折損時に発生するＡＥ倍信号周波数、例
えば１００〜３００ Ｋ Ｈｚの信号を通過させるフィ
ルタとし、その出力はサンプルホールド回路８に与えら
れる。サンプルホールド回路８は所定時間毎に与えられ
るＡＥ倍信号一時保持するものであって、その出力を制
御部９の入力インターフェース１゜に与える。入力イン
ターフェース１ｏはこのＡＥ信号を中央演算装置（以下
ＣＰＵという）１１に与えるものである。ＣＰＵＩ １
には記憶手段としてリードオンリメモリ （以下ＲＯＭ
という）１２及び種々のデータを一時記憶するランダム
アクセスメモリ （以下ＲＡＭという）１３が接続され
ており、後述する手順に従って工具の折損を検出すると
共に増幅器４の増幅度を設定するものである。
ＲＡＭ１３には折損検出のスレッシュホールドレベルと
切り屑等によって発生するＡＥ倍信号基準レベルがあら
かじめ定められているものとする。
切り屑等によって発生するＡＥ倍信号基準レベルがあら
かじめ定められているものとする。
ＣＰＵＩ １の出力は出力インターフェース１４を介し
て工具の折損を表示する折損表示器１５と増幅率設定器
５に与えられている。又増幅器７の出力端は現在のＡＥ
信号レベルを表示する表示器１６に接続されている。
て工具の折損を表示する折損表示器１５と増幅率設定器
５に与えられている。又増幅器７の出力端は現在のＡＥ
信号レベルを表示する表示器１６に接続されている。
次に本実施例の工具折損検出装置の動作について第２図
のフローチャート、第３図及び第４図の波形図を参照し
つつ説明する。フローチャートにおいて引出し線を用い
て示す番号はＣＰＵＩ １の動作ステップである。動作
を開始すると、まず学習モードに入りステップ２１にお
いてＡＥセンサ３より与えられ増幅器４及びバンドパス
フィルタ６を介して与えられるＡＥ倍信号読込む。この
ＡＥ倍信号読込みは第３図及び第４図に示すように所定
の学習期間Ｔの間継続して行う。そうすれば通常の動作
時には１００ＫＨｚ以下でバンドパスフィルタ６をほと
んど通過しないが、切り屑や摩擦等が生じると第３．４
図に示すように断続的にＡＥ倍信号サンプルホールド回
路８に得られ、その信号が入力インターフェース１０を
介してＣＰＵＩ １に読込まれてＲＡＭ１３に保持され
る。
のフローチャート、第３図及び第４図の波形図を参照し
つつ説明する。フローチャートにおいて引出し線を用い
て示す番号はＣＰＵＩ １の動作ステップである。動作
を開始すると、まず学習モードに入りステップ２１にお
いてＡＥセンサ３より与えられ増幅器４及びバンドパス
フィルタ６を介して与えられるＡＥ倍信号読込む。この
ＡＥ倍信号読込みは第３図及び第４図に示すように所定
の学習期間Ｔの間継続して行う。そうすれば通常の動作
時には１００ＫＨｚ以下でバンドパスフィルタ６をほと
んど通過しないが、切り屑や摩擦等が生じると第３．４
図に示すように断続的にＡＥ倍信号サンプルホールド回
路８に得られ、その信号が入力インターフェース１０を
介してＣＰＵＩ １に読込まれてＲＡＭ１３に保持され
る。
この学習期間Ｔが終了するとステップ２２に進んで入力
ＡＥ倍信号平均化処理を行う。次いでステップ２３にお
いてこのとき得られたＡＥ倍信号平均値に基づいて増幅
器４の増幅率を算出する。例えば第３図に示すように学
習期間Ｔの間に得られたＡＥ倍信号信号レベルが低い場
合には、その平均値が標準ＡＥ信号レベルとなるように
増幅率を上昇させ、第４図に示すように学習時に得られ
たＡＥ倍信号信号レベルが高い場合には、その平均値を
標準ＡＥ信号レしルとなるように増幅率を低くなるよう
に算出する。そしてステップ２４に進んで算出された増
幅率となるように増幅率を上昇、又は下降させる。これ
は出力インターフェース１４を介して増幅率設定器５の
フィードバック値を調整することによって行う。このよ
うにして通常の切削時に得られるＡＥ倍信号平均値を標
準ＡＥ信号レベルとなるように増幅率を調整すれば、第
３図及び第４図に示すように切り屑や摩擦等によってＡ
Ｅ倍信号ほぼ標準レベルに近いものとなる。
ＡＥ倍信号平均化処理を行う。次いでステップ２３にお
いてこのとき得られたＡＥ倍信号平均値に基づいて増幅
器４の増幅率を算出する。例えば第３図に示すように学
習期間Ｔの間に得られたＡＥ倍信号信号レベルが低い場
合には、その平均値が標準ＡＥ信号レベルとなるように
増幅率を上昇させ、第４図に示すように学習時に得られ
たＡＥ倍信号信号レベルが高い場合には、その平均値を
標準ＡＥ信号レしルとなるように増幅率を低くなるよう
に算出する。そしてステップ２４に進んで算出された増
幅率となるように増幅率を上昇、又は下降させる。これ
は出力インターフェース１４を介して増幅率設定器５の
フィードバック値を調整することによって行う。このよ
うにして通常の切削時に得られるＡＥ倍信号平均値を標
準ＡＥ信号レベルとなるように増幅率を調整すれば、第
３図及び第４図に示すように切り屑や摩擦等によってＡ
Ｅ倍信号ほぼ標準レベルに近いものとなる。
こうして増幅率を調整した後ステップ２５に進んでサン
プルホールド回路８及び入力インターフェース１０を介
してＡＥ倍信号あらかじめＲＡＭ１３に設定されている
スレッシュホールドレベルＳを越えるかどうかをチェッ
クする。このレベルを越えなければドリル２が折損する
ことなく動作が続いているが、スレッシュホールドレベ
ルＳを越えた場合には工具が折損したのでステップ２６
に進んで出力インターフェース１４を介して折損表示器
１５に折損信号を表示する。
プルホールド回路８及び入力インターフェース１０を介
してＡＥ倍信号あらかじめＲＡＭ１３に設定されている
スレッシュホールドレベルＳを越えるかどうかをチェッ
クする。このレベルを越えなければドリル２が折損する
ことなく動作が続いているが、スレッシュホールドレベ
ルＳを越えた場合には工具が折損したのでステップ２６
に進んで出力インターフェース１４を介して折損表示器
１５に折損信号を表示する。
このような増幅率の変更はドリルの径を変更した場合や
切削油を注油したとき、ワークの種類を変えたとき、更
に回転速度や送り速度等の切削条件を異ならせたときや
セン号を付は換えたとき等に行う。そうすれば常に正確
な増幅率を得ることができるため折損信号の信頼性を増
すことが可能である。
切削油を注油したとき、ワークの種類を変えたとき、更
に回転速度や送り速度等の切削条件を異ならせたときや
セン号を付は換えたとき等に行う。そうすれば常に正確
な増幅率を得ることができるため折損信号の信頼性を増
すことが可能である。
尚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、例えば旋盤やフ
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。
明しているが、本発明は他の工作機械、例えば旋盤やフ
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。
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
すブロック図、第２図は本実施例の工具折損検出装置の
動作を示すフローチャート、第３図及び第４図はボール
盤を動作させたときに得られるＡＥ倍信号時間的を変化
を示すグラフである。 １−−−−−−−ワーク ２−−〜−−−−ドリル ３
−−−−−−−Ａ Ｅセンサ ４． ７−−−−−−増
幅器 ５−一〜−−−−増幅率設定器 ６−−−−−−
−バンドパスフイルタ ８−−−−−−−サンプルホー
ルド回路 ９−曲制御部 １１−曲ＣＰＵ １２−−−
−−ＲＯＭ １３−−−−−−−ＲＡＭ特許出願人 立
石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本官喜（化１名） 第１図 第２図 第３図 第４図
すブロック図、第２図は本実施例の工具折損検出装置の
動作を示すフローチャート、第３図及び第４図はボール
盤を動作させたときに得られるＡＥ倍信号時間的を変化
を示すグラフである。 １−−−−−−−ワーク ２−−〜−−−−ドリル ３
−−−−−−−Ａ Ｅセンサ ４． ７−−−−−−増
幅器 ５−一〜−−−−増幅率設定器 ６−−−−−−
−バンドパスフイルタ ８−−−−−−−サンプルホー
ルド回路 ９−曲制御部 １１−曲ＣＰＵ １２−−−
−−ＲＯＭ １３−−−−−−−ＲＡＭ特許出願人 立
石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本官喜（化１名） 第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- （１）工作機械の工具近傍に設けられたＡＥセンサと、 前記ＡＥセンサの出力を増幅する可変増幅率増幅器と、 所定周期毎に前記増幅器のＡＥ比出力ホールドするホー
ルド回路と、 工具の非折損時の基準ＡＥ信号レベルを記憶する記憶手
段と、 前記ホールド回路より得られるＡＥ信号レベルを所定期
間保持し平均化するＡＥ信号平均化手段と、 前記平均化されたＡＥ信号レベルを前記記憶手段の基準
ＡＥ信号レベルと比較し基準ＡＥ信号レベルに一致する
増幅率を算出する増幅率算出手段と、 前記増幅率算出手段により算出された増幅度に基づいて
前記可変増幅率増幅器の増幅率を設定する増幅率設定手
段と、を具備することを特徴とする工具折損検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59101552A JPS60244857A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 工具折損検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59101552A JPS60244857A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 工具折損検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60244857A true JPS60244857A (ja) | 1985-12-04 |
Family
ID=14303588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59101552A Pending JPS60244857A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 工具折損検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60244857A (ja) |
-
1984
- 1984-05-18 JP JP59101552A patent/JPS60244857A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4736625A (en) | Method and apparatus for monitoring the cutting condition of a machine tool during machining of a workpiece | |
| JPS6224945A (ja) | モニタとモニタを最適化する方法 | |
| US4894644A (en) | Tool break/wear detection using a tracking minimum of detected vibrational signal | |
| JPS60244857A (ja) | 工具折損検出装置 | |
| JPS60244856A (ja) | 工具折損検出装置 | |
| JPS61182574A (ja) | 工具折損予知装置 | |
| JPS6294250A (ja) | 穴明工具の寿命検出装置 | |
| JPS60255354A (ja) | 工具折損検出装置 | |
| JPS60255356A (ja) | 工具異常切削監視装置 | |
| JP3105537B2 (ja) | 回転工具の異常予知装置及びその方法 | |
| JPS62136345A (ja) | 切削工具の異常検知装置 | |
| JPS61187654A (ja) | 工具摩耗検出装置 | |
| JPH0343020B2 (ja) | ||
| JPH02190239A (ja) | 印刷配線板孔あけ機用ドリル異常検出装置 | |
| JPS61217759A (ja) | 工具折損検出装置 | |
| JPS60244859A (ja) | 工具折損検出装置 | |
| JPH055625B2 (ja) | ||
| JPS6188147A (ja) | 工具折損検出装置 | |
| JPS61237056A (ja) | 工具折損検出装置 | |
| JPS61217761A (ja) | 工具折損検出装置 | |
| JPS6135353A (ja) | 工具折損検出装置 | |
| JPS61112962A (ja) | 工具折損検出装置 | |
| JPH0641087B2 (ja) | 工具折損検出装置 | |
| JPS61210952A (ja) | 工具折損検出装置 | |
| JPS61132863A (ja) | 工具折損検出装置 |