JPS6034252A - 工作機械に於ける工具損傷の自動検出方法 - Google Patents
工作機械に於ける工具損傷の自動検出方法Info
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- JPS6034252A JPS6034252A JP14417783A JP14417783A JPS6034252A JP S6034252 A JPS6034252 A JP S6034252A JP 14417783 A JP14417783 A JP 14417783A JP 14417783 A JP14417783 A JP 14417783A JP S6034252 A JPS6034252 A JP S6034252A
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
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Classifications
-
- 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
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- B23Q17/0971—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 during machining by measuring mechanical vibrations of parts of the machine
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- B23Q17/12—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring vibration
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- 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】
本発明は工作機械における工具損傷の自動検出方法に関
するものであり、さらに詳しくは工具損傷に起因するア
コースティック・エミッション波（以下、Ａ−Ｅ波と略
称する）を主軸と主軸頭との間に形成された液膜を介し
てＡ−Ｅ波変換素子に伝達するように構成せしめた工作
機械に於ける工具損傷の自動検出方法に関するものであ
る。
するものであり、さらに詳しくは工具損傷に起因するア
コースティック・エミッション波（以下、Ａ−Ｅ波と略
称する）を主軸と主軸頭との間に形成された液膜を介し
てＡ−Ｅ波変換素子に伝達するように構成せしめた工作
機械に於ける工具損傷の自動検出方法に関するものであ
る。
イ、従来技術
ワークに切削加工を施す工作機械に於いて、（１）
切削加工の途上で発生した工具損傷をイン・プロセスで
検出するためＡ−Ｅ波を利用した自動検出装置が採用さ
れている。この装置は第１図に示すように、工具損傷時
に発生するＡ−Ｅ波を主軸頭に装着したＡ−Ｅ変換素子
（１）で検出し、該検出された信号を増幅器（２）、フ
ィルタ（３）を介して比較器（４）に送り、該比較器に
於いて前記入力信号を前辺って設定された闇値と比較す
る。入力信号が闇値よりも大きければ工具に損傷に生じ
ているものと判断し図示しない警報装置にアラーム信号
を発信させる。
検出するためＡ−Ｅ波を利用した自動検出装置が採用さ
れている。この装置は第１図に示すように、工具損傷時
に発生するＡ−Ｅ波を主軸頭に装着したＡ−Ｅ変換素子
（１）で検出し、該検出された信号を増幅器（２）、フ
ィルタ（３）を介して比較器（４）に送り、該比較器に
於いて前記入力信号を前辺って設定された闇値と比較す
る。入力信号が闇値よりも大きければ工具に損傷に生じ
ているものと判断し図示しない警報装置にアラーム信号
を発信させる。
然し乍ら」二記第１図に示す在来の工具損傷の自動検出
装置には、工具の損傷により発生したＡ−Ｅ波がＡ−Ｅ
変換素子に到達する迄にベアリング装置（５）含む複雑
な伝達経路を通過するため、大幅に減衰されて了うとい
う不都合が付隋している。即ち、第２図に示すようにＡ
−Ｅ波がＡ−Ｅ伝達性能の低いベアリン部分（５）を介
してＡ−Ｅ変換素子（１）に伝達されるため、Ａ−Ｅ波
に大きな減衰と振幅のバラツキが（２） 生じる。不発明社等の実験によれば、ベアリング部分（
５）に於いて２０乃至４０ｄＢの減衰が発生する事実が
＠認されている。また、主軸の回転数に依ってヘアリン
グ（５）の潤滑状態や該ヘアリングを構成するボール或
いはローラとレース間の接触状態が変わるので、Ａ−Ｅ
波の伝達特性も変化し、一般に高速回転になる程Ａ−Ｅ
波の伝達特性が悪くなるという問題点も見受けられる。
装置には、工具の損傷により発生したＡ−Ｅ波がＡ−Ｅ
変換素子に到達する迄にベアリング装置（５）含む複雑
な伝達経路を通過するため、大幅に減衰されて了うとい
う不都合が付隋している。即ち、第２図に示すようにＡ
−Ｅ波がＡ−Ｅ伝達性能の低いベアリン部分（５）を介
してＡ−Ｅ変換素子（１）に伝達されるため、Ａ−Ｅ波
に大きな減衰と振幅のバラツキが（２） 生じる。不発明社等の実験によれば、ベアリング部分（
５）に於いて２０乃至４０ｄＢの減衰が発生する事実が
＠認されている。また、主軸の回転数に依ってヘアリン
グ（５）の潤滑状態や該ヘアリングを構成するボール或
いはローラとレース間の接触状態が変わるので、Ａ−Ｅ
波の伝達特性も変化し、一般に高速回転になる程Ａ−Ｅ
波の伝達特性が悪くなるという問題点も見受けられる。
一方、ヘアリング（５）の回転によりＡ−Ｅ波が発生し
、主軸の回転速度が高くなるとベアリング（５）の回転
により発生するＡ４波が工具損傷に起因するＡ−Ｅ波よ
りも大きくなり検出精度が低下するという不都合も見受
けられる。更に主軸頭に装着されたＡ−Ｅ変換素子（１
）の近傍に（ｈ突する切粉により発生するＡ−Ｅ波が工
具損傷に起因するＡ−Ｅ波よりも大きくなる場合があり
、斯かるノイズを防止するため主軸頭にノイズ低減装置
を付設するなどの複雑な主軸構造が採用されており、工
作機械の製造コスト低減に大きな障害を与えて（３） いた。斯かる障害は、例えば直径約３鶴以下の小径ドリ
ル等に於いて特に顕著に認められるものであるが、これ
らの小径工具の損傷検出に関してこれ迄に工業的な態様
で実施可能な問題解決手段は何等提案されておらない。
、主軸の回転速度が高くなるとベアリング（５）の回転
により発生するＡ４波が工具損傷に起因するＡ−Ｅ波よ
りも大きくなり検出精度が低下するという不都合も見受
けられる。更に主軸頭に装着されたＡ−Ｅ変換素子（１
）の近傍に（ｈ突する切粉により発生するＡ−Ｅ波が工
具損傷に起因するＡ−Ｅ波よりも大きくなる場合があり
、斯かるノイズを防止するため主軸頭にノイズ低減装置
を付設するなどの複雑な主軸構造が採用されており、工
作機械の製造コスト低減に大きな障害を与えて（３） いた。斯かる障害は、例えば直径約３鶴以下の小径ドリ
ル等に於いて特に顕著に認められるものであるが、これ
らの小径工具の損傷検出に関してこれ迄に工業的な態様
で実施可能な問題解決手段は何等提案されておらない。
口０発明の目的
本発明の主要な目的は、在来のＡ−Ｅ波を利用する工具
損傷の自動検出方法乃至は自動検出装置に認められた上
記の如き不都合を解消し得る工作機械に於ける工具損傷
の自動検出手段を提供することにある。
損傷の自動検出方法乃至は自動検出装置に認められた上
記の如き不都合を解消し得る工作機械に於ける工具損傷
の自動検出手段を提供することにある。
本発明の目的の伯の主要な目的は、構造簡易な保守管理
の容易性と耐久性に優れた工具損傷の自動検出方法を提
案することにある。
の容易性と耐久性に優れた工具損傷の自動検出方法を提
案することにある。
ハ８発明の構成
本発明は、工作機械の主軸（６）側から主軸頭（７）へ
の工具（８）損傷に起因するアコースティック・エミッ
ション波（Ａ −Ｅ波）の伝達を前記主軸（６）と主軸
頭（７）との間に充填された液体（９）を介して行う工
作機械に於（４） ける工具損傷の自動検出方法を要旨とするものである。
の工具（８）損傷に起因するアコースティック・エミッ
ション波（Ａ −Ｅ波）の伝達を前記主軸（６）と主軸
頭（７）との間に充填された液体（９）を介して行う工
作機械に於（４） ける工具損傷の自動検出方法を要旨とするものである。
二、実施例
第３図及び第５図は本発明の実施に好適な工具損傷の自
動検出装置を例示する一部破断圧面図である。これらの
図面から理解し得るように本発明方法に於いては、回転
主軸（６）側から該回転主軸を回動自在に支承する主軸
Ｍ（７）側へのＡ４波の伝達をベアリング（５）の代り
に、前記回転主軸（６）と主軸［（７）の間に封入され
た液体（９）を介して行っている。
動検出装置を例示する一部破断圧面図である。これらの
図面から理解し得るように本発明方法に於いては、回転
主軸（６）側から該回転主軸を回動自在に支承する主軸
Ｍ（７）側へのＡ４波の伝達をベアリング（５）の代り
に、前記回転主軸（６）と主軸［（７）の間に封入され
た液体（９）を介して行っている。
先ずｆｆ１ａ凹に示才丈施態様に於いては、工具（８）
は主軸（６）に装着され、該主軸（６）はベアリング（
５）を介して主軸頭（７）に介して回転自在に嵌装され
ている。主軸頭（７）の下部に形成された液体充填室（
９°）にはＡ−Ｅ波伝達媒体として油（９）が常時充填
されている。該油（９）波送油パイプ（１０）から液体
充填室（９゛）内に供給され、Ａ−Ｅ波伝達媒体として
機能した後、排油パイプ（１０’ ）を介して（５） 図示しない油回収タンク内に回収され、以後、常法に従
って循環使用される。油（９）は液体充填室（９°）内
に完全密封することもできるが循環流を形成せしめた場
合に一層良好な発熱防止効果が得られるので、油回収タ
ンク内の油は図示しない送油ポンプを介して前記送油パ
イプ（１０）に還流させることが好ましい。
は主軸（６）に装着され、該主軸（６）はベアリング（
５）を介して主軸頭（７）に介して回転自在に嵌装され
ている。主軸頭（７）の下部に形成された液体充填室（
９°）にはＡ−Ｅ波伝達媒体として油（９）が常時充填
されている。該油（９）波送油パイプ（１０）から液体
充填室（９゛）内に供給され、Ａ−Ｅ波伝達媒体として
機能した後、排油パイプ（１０’ ）を介して（５） 図示しない油回収タンク内に回収され、以後、常法に従
って循環使用される。油（９）は液体充填室（９°）内
に完全密封することもできるが循環流を形成せしめた場
合に一層良好な発熱防止効果が得られるので、油回収タ
ンク内の油は図示しない送油ポンプを介して前記送油パ
イプ（１０）に還流させることが好ましい。
斯かる構造を有する回転主軸（６）に装着された工具（
８）が切粉の衝突等により損傷すると、該損傷により発
生したＡ−Ｅ波は、工具（８）から主軸（６）、油膜（
９）、ならびに主軸頭（７）を通って伝播し、Ａ−Ｅ変
換素子（１）に到達する。第４ＦＥＪは第３図に例示す
る工Ｉ４．損傷の自動検出装置と在来装置の実験結果を
示すものであるが、本発明方法により在来方法を大幅に
上用る検出性能を確保することができる。
８）が切粉の衝突等により損傷すると、該損傷により発
生したＡ−Ｅ波は、工具（８）から主軸（６）、油膜（
９）、ならびに主軸頭（７）を通って伝播し、Ａ−Ｅ変
換素子（１）に到達する。第４ＦＥＪは第３図に例示す
る工Ｉ４．損傷の自動検出装置と在来装置の実験結果を
示すものであるが、本発明方法により在来方法を大幅に
上用る検出性能を確保することができる。
尚、上記実施例に於いてはＡ−Ｅ波の伝達媒体として油
が使用されているが、Ａ−Ｅ波の伝達媒体として曲以外
の液体を使用することも可（６） 能である。また、液体充填室の形成位置は主軸（６）の
先端部分のみに限定されるものでばなく、主軸（６）の
周囲の任意の位置に形成することができる。従っ゛Ｃ液
体充填室（９°）の構造も自由に選択することが可能で
あり、例えば第５図に示すように主軸（６）の」二端に
円筒状フランジ（１１）を固着し、該フランジの端縁部
を液体（９）内に浸漬する等の構造を採用することも可
能である。
が使用されているが、Ａ−Ｅ波の伝達媒体として曲以外
の液体を使用することも可（６） 能である。また、液体充填室の形成位置は主軸（６）の
先端部分のみに限定されるものでばなく、主軸（６）の
周囲の任意の位置に形成することができる。従っ゛Ｃ液
体充填室（９°）の構造も自由に選択することが可能で
あり、例えば第５図に示すように主軸（６）の」二端に
円筒状フランジ（１１）を固着し、該フランジの端縁部
を液体（９）内に浸漬する等の構造を採用することも可
能である。
ホ１発明の効果
本発明方法によりＡ−Ｅ波の伝達減衰が２０ｄＢ以上改
善せられた（第４図参照）。Ａ−Ｅ波の伝達特性は油の
種類、油膜の厚さと幅、油接触部の仕上面精度等の要因
によって影響を受けるが、本発明方法に於いては標準的
な試験条件を設定した場合にも在来方法に比較してＡ−
Ｅ波の伝達減衰を２０ｄＢ以上減少せしめることができ
た。本発明方法に於いてベアリング（５）から発生ずる
Ａ−Ｅ波のレベルは在来方式の場合と比較して変化しな
いからＳ／Ｎが著しく改善（７） される。また、主軸（６）が高速回転するときにもＡ−
Ｅ波伝達特性が変化しないから、在来方式において不可
避であった回転数増加に起因するＡ−Ｅ波検出レベルの
低下現象も回避することができる。従っζ、不発明方法
の採用によりこれ迄困難であった直径３龍以下の小径工
具に対しても折損の検出が可能になり、更にチッピング
や摩耗の検出も可能となった。斯くして、本発明方法は
自動運転中に発生しまた工具ｔｌ（！に起因する損害を
最小限度に抑制し大事故の発生を未然に防止する。本発
明方法はまた、予備工具、ＡＰＣ等を備えたマンニング
・センタ加工に於いて、ｔｊｌｉ傷工具に代えて予備工
具を使用して加工を自動的に再開する補助手段を提供す
るものとして、無人連続運転の達成に大きく寄与し得る
ものである。
善せられた（第４図参照）。Ａ−Ｅ波の伝達特性は油の
種類、油膜の厚さと幅、油接触部の仕上面精度等の要因
によって影響を受けるが、本発明方法に於いては標準的
な試験条件を設定した場合にも在来方法に比較してＡ−
Ｅ波の伝達減衰を２０ｄＢ以上減少せしめることができ
た。本発明方法に於いてベアリング（５）から発生ずる
Ａ−Ｅ波のレベルは在来方式の場合と比較して変化しな
いからＳ／Ｎが著しく改善（７） される。また、主軸（６）が高速回転するときにもＡ−
Ｅ波伝達特性が変化しないから、在来方式において不可
避であった回転数増加に起因するＡ−Ｅ波検出レベルの
低下現象も回避することができる。従っζ、不発明方法
の採用によりこれ迄困難であった直径３龍以下の小径工
具に対しても折損の検出が可能になり、更にチッピング
や摩耗の検出も可能となった。斯くして、本発明方法は
自動運転中に発生しまた工具ｔｌ（！に起因する損害を
最小限度に抑制し大事故の発生を未然に防止する。本発
明方法はまた、予備工具、ＡＰＣ等を備えたマンニング
・センタ加工に於いて、ｔｊｌｉ傷工具に代えて予備工
具を使用して加工を自動的に再開する補助手段を提供す
るものとして、無人連続運転の達成に大きく寄与し得る
ものである。
第１図及び第２図は在来の工具損傷の自動検出手段を例
示する説明図であり、第３図および第５図は本発明の実
施態様を例示する説明図で（８） ある。また第４図は、本発明方法及び在来方法に於ける
Ａ−Ｅ波検出性能の比較線図である。 （６） −主軸、（７）−・主軸頭、（９’） −液体
、（１）−Ａ −Ｅ変換素子。 （９） １１３図 １Ｉ５図 ＩＩＪ図 ３００−
示する説明図であり、第３図および第５図は本発明の実
施態様を例示する説明図で（８） ある。また第４図は、本発明方法及び在来方法に於ける
Ａ−Ｅ波検出性能の比較線図である。 （６） −主軸、（７）−・主軸頭、（９’） −液体
、（１）−Ａ −Ｅ変換素子。 （９） １１３図 １Ｉ５図 ＩＩＪ図 ３００−
Claims (1)
- （１）工作機械の主軸側から主軸頭への工具損傷に起因
するアコースティック・エミッション波の伝達を前記主
軸と主軸頭との間に充填された液体を介して行なうこと
を特徴とする工作機械に７′１）ける工具損傷の自動検
出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14417783A JPS6034252A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | 工作機械に於ける工具損傷の自動検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14417783A JPS6034252A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | 工作機械に於ける工具損傷の自動検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6034252A true JPS6034252A (ja) | 1985-02-21 |
Family
ID=15355991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14417783A Pending JPS6034252A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | 工作機械に於ける工具損傷の自動検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6034252A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62277246A (ja) * | 1986-05-22 | 1987-12-02 | Nachi Fujikoshi Corp | プリント基板孔明け加工機械のドリル切損検出方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59146738A (ja) * | 1983-02-08 | 1984-08-22 | Seiwa Seiki Kk | 回転工具から超音波振動を取り出すための工具アダプタ |
-
1983
- 1983-08-05 JP JP14417783A patent/JPS6034252A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59146738A (ja) * | 1983-02-08 | 1984-08-22 | Seiwa Seiki Kk | 回転工具から超音波振動を取り出すための工具アダプタ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62277246A (ja) * | 1986-05-22 | 1987-12-02 | Nachi Fujikoshi Corp | プリント基板孔明け加工機械のドリル切損検出方法 |
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