JPS6135353A - 工具折損検出装置 - Google Patents
工具折損検出装置Info
- Publication number
- JPS6135353A JPS6135353A JP15792084A JP15792084A JPS6135353A JP S6135353 A JPS6135353 A JP S6135353A JP 15792084 A JP15792084 A JP 15792084A JP 15792084 A JP15792084 A JP 15792084A JP S6135353 A JPS6135353 A JP S6135353A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- sensor
- output
- signal
- amplifier
- 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
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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)
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- Pathology (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (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
。
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セン号を設け、そこから得られるＡＥ倍信号基
づいて工具の折損を検出する装置が提案されている。
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セン号を設け、そこから得られるＡＥ倍信号基
づいて工具の折損を検出する装置が提案されている。
ところで従来の工具折損検出装置に用いられているＡＥ
センサは、例えば第４図に示すようにＩＫＨｚからＩＭ
Ｈｚ程度の広帯域のＡＥ倍信号検出するＡＥセンサが用
いられている。そしてこうした広帯域の周波数特性とす
るためにセンサ自体の増幅度が低く微弱なＡＥ倍信号か
得ることができず、ＡＥセンサ出力を大幅に増幅しなけ
ればならないという問題点があった。しかるに工具の折
損時に得られるＡＥ倍信号２００ Ｋ Ｉｌｚ程度にピ
ークを有しており、微弱な信号であって多くの雑音が含
まれている。従って摩擦や他の原因によって得られるＡ
Ｅ倍信号工具の折損時のＡＥ倍信号を識別するためにＡ
Ｅセンサから得られる出力を大幅に増幅し、バンドパス
フィルタを介して折損信号を分離しコンパレータによっ
てレベル比較する必要があって、複雑な構造となり、又
誤動作も起こり易いという問題点があった。
センサは、例えば第４図に示すようにＩＫＨｚからＩＭ
Ｈｚ程度の広帯域のＡＥ倍信号検出するＡＥセンサが用
いられている。そしてこうした広帯域の周波数特性とす
るためにセンサ自体の増幅度が低く微弱なＡＥ倍信号か
得ることができず、ＡＥセンサ出力を大幅に増幅しなけ
ればならないという問題点があった。しかるに工具の折
損時に得られるＡＥ倍信号２００ Ｋ Ｉｌｚ程度にピ
ークを有しており、微弱な信号であって多くの雑音が含
まれている。従って摩擦や他の原因によって得られるＡ
Ｅ倍信号工具の折損時のＡＥ倍信号を識別するためにＡ
Ｅセンサから得られる出力を大幅に増幅し、バンドパス
フィルタを介して折損信号を分離しコンパレータによっ
てレベル比較する必要があって、複雑な構造となり、又
誤動作も起こり易いという問題点があった。
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、工具の折損に対応した周
波数特性を有する共振手段を設け、ＡＥセンサよりＳＮ
比の良い信号を得ることができ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、工具の折損に対応した周
波数特性を有する共振手段を設け、ＡＥセンサよりＳＮ
比の良い信号を得ることができる工具折損検出装置を提
供することを目的とする。
本発明はＡＥ倍信号利用して工具の折損を検出する工具
折損検出装置であって、工作機械の工具近傍に配置され
工具折損時のＡＥ倍信号周波数を含む範囲の周波数に共
振点を有する機械共振部材と、機械共振部材上に配置さ
れたＡＥセンサと、ＡＥセンサの出力を増幅する増幅器
と、増幅器出力及び基準電圧信号が与えられ増幅器の出
力が基準電圧レベルを越えるときに出力を出す比較回路
と、を具備することを特徴とするものである。
折損検出装置であって、工作機械の工具近傍に配置され
工具折損時のＡＥ倍信号周波数を含む範囲の周波数に共
振点を有する機械共振部材と、機械共振部材上に配置さ
れたＡＥセンサと、ＡＥセンサの出力を増幅する増幅器
と、増幅器出力及び基準電圧信号が与えられ増幅器の出
力が基準電圧レベルを越えるときに出力を出す比較回路
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、ＡＥセンサと
工具のベース間に介在する機械共振部材の周波数特性に
よって工具の折損時に発生ずる周波数のＡＥ倍信号ＡＥ
センサから得られる。従ってバンドパスフィルタ等を用
いる必要はなくその出力をそのまま増幅することによっ
て所定のスレッシュホールドレベルと比較することがで
きる。
工具のベース間に介在する機械共振部材の周波数特性に
よって工具の折損時に発生ずる周波数のＡＥ倍信号ＡＥ
センサから得られる。従ってバンドパスフィルタ等を用
いる必要はなくその出力をそのまま増幅することによっ
て所定のスレッシュホールドレベルと比較することがで
きる。
それ故構造が簡単となり、感度が高く雑音等の影響を受
は難い工具折損検出装置とすることが可能である。
は難い工具折損検出装置と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
すブロック図である。本図においてワーク１はボール盤
のベース２上に固定されており、ワーク１の上部よりド
リル３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２
」二にＡＥセンサ４を固定しておく。ＡＥセンサ４は第
２図に拡大図を示すようにＡＥセンサ４とベース２間に
機械的に共振する機械共振部材５を介在させておく。
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２上に固定されており、ワーク１の上部よりド
リル３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２
」二にＡＥセンサ４を固定しておく。ＡＥセンサ４は第
２図に拡大図を示すようにＡＥセンサ４とベース２間に
機械的に共振する機械共振部材５を介在させておく。
機械共振部材５は第３図に示すように工具の折損時に得
られるＡＥ倍信号周波数である１００〜３００Ｋ Ｉｌ
ｚにピークを有する周波数特性の二次遅れ系の共振体を
用いるものとする。ＡＥセンサ４はほぼ平坦な周波数特
性を有しこの範囲の周波数を電気信号に変換して増幅器
６に伝える。増幅器６は増幅率を任意に設定することが
できる増幅器であって、その増幅出力を整流回路７に伝
えるものである。整流回路７によって整流された出力は
平均値回路８に与えられる。平均値回路８は与えられた
入力信号の所定時間の平均値を求めるものであって、ス
パイク状のノイズ成分を除去してその出力をコンパレー
タ９に与える。コンパレータ９は所定の闇値レベルと与
えられた入力信号レベルとを比較するものであって、入
力レベルが高い場合に工具の折損信号を制御装置１０に
与えるものである。制御装置１０には工具の折損を表示
する表示器１１が接続されており、又工具の折損信号に
基づいてドリルの回転を停止し、更に必要な処理を行う
機構が設けられている。
られるＡＥ倍信号周波数である１００〜３００Ｋ Ｉｌ
ｚにピークを有する周波数特性の二次遅れ系の共振体を
用いるものとする。ＡＥセンサ４はほぼ平坦な周波数特
性を有しこの範囲の周波数を電気信号に変換して増幅器
６に伝える。増幅器６は増幅率を任意に設定することが
できる増幅器であって、その増幅出力を整流回路７に伝
えるものである。整流回路７によって整流された出力は
平均値回路８に与えられる。平均値回路８は与えられた
入力信号の所定時間の平均値を求めるものであって、ス
パイク状のノイズ成分を除去してその出力をコンパレー
タ９に与える。コンパレータ９は所定の闇値レベルと与
えられた入力信号レベルとを比較するものであって、入
力レベルが高い場合に工具の折損信号を制御装置１０に
与えるものである。制御装置１０には工具の折損を表示
する表示器１１が接続されており、又工具の折損信号に
基づいてドリルの回転を停止し、更に必要な処理を行う
機構が設けられている。
このように構成された本発明の工具折損検出装置を工作
機械、例えばボール盤に設置してボール盤を動作させれ
ば、切削時の摩擦や切屑によってワーク１とドリル３よ
りＡＥ倍信号生じる。しかし機械共振部材５が共振しな
いためＡＥセンサ４に伝えられるＡＥ倍信号微小レベル
となり、コンパレータ９によってノイズレベルが除去さ
れる。
機械、例えばボール盤に設置してボール盤を動作させれ
ば、切削時の摩擦や切屑によってワーク１とドリル３よ
りＡＥ倍信号生じる。しかし機械共振部材５が共振しな
いためＡＥセンサ４に伝えられるＡＥ倍信号微小レベル
となり、コンパレータ９によってノイズレベルが除去さ
れる。
そして工具が折損した場合は、ＡＥ倍信号周波数はＡＥ
センサの下部に設置された機械共振部材５の周波数特性
と一致しているためＡＥセンサ４に伝えられ、更に増幅
器６によって増幅される。そしてその増幅出力が整流回
路７により整流され平均値回路８を介してコンパレータ
９に与えられる。
センサの下部に設置された機械共振部材５の周波数特性
と一致しているためＡＥセンサ４に伝えられ、更に増幅
器６によって増幅される。そしてその増幅出力が整流回
路７により整流され平均値回路８を介してコンパレータ
９に与えられる。
この比較器入力が闇値レベルよりも高ければコンパレー
タ９は出力を出し、折損信号が制御装置１０に伝えられ
る。このような構成により増幅器の増幅率を下げてもコ
ンパレータ９の比較出力に基づいて工具の折損信号を得
ることが可能となり、摩擦等信の原因のＡＥ倍信号影響
を少なくして工具の折損を検出することができる。
タ９は出力を出し、折損信号が制御装置１０に伝えられ
る。このような構成により増幅器の増幅率を下げてもコ
ンパレータ９の比較出力に基づいて工具の折損信号を得
ることが可能となり、摩擦等信の原因のＡＥ倍信号影響
を少なくして工具の折損を検出することができる。
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、例えばマシニン
グセンタやＮＣ旋盤等の種々の工作機械のドリル、タッ
プ、エンドミル等の刃物折損検出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、例えばマシニン
グセンタやＮＣ旋盤等の種々の工作機械のドリル、タッ
プ、エンドミル等の刃物折損検出に適用することが可能
である。
又本実施例はＡＥセンサとして平坦な周波数特性を有す
るセンサを用いたが、ＡＥセンサ自体の周波数特性を工
具の折損信号である１００〜３００ＫＨｚ程度の周波数
特性を有するものとすることも考えられる。この場合に
は工具折損時のＡＥ倍信号機械共振部材とＡＥセンサに
よって検知されるため、更に摩擦等のノイズの影響を少
なくすることができ確実に工具の折損を検出することが
可能となる。
るセンサを用いたが、ＡＥセンサ自体の周波数特性を工
具の折損信号である１００〜３００ＫＨｚ程度の周波数
特性を有するものとすることも考えられる。この場合に
は工具折損時のＡＥ倍信号機械共振部材とＡＥセンサに
よって検知されるため、更に摩擦等のノイズの影響を少
なくすることができ確実に工具の折損を検出することが
可能となる。
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ＡＥセンサの取付部を示す拡大
図、第３図は本発明による機械共振部材５の周波数特性
の一例を示すグラフ、第４図は従来の工具折損検知装置
に用いられるＡＥセンサの周波数特性を示すグラフであ
る。 １−・−・ワーク ２−−−−−−−ベース ３−
・−ドリル４−−−−−−−・ＡＥセンサ ５−・−
一−−−機械共振部材 ６−−−−−−−増幅器
７−−−−−−一整流回路 ８−・−平均値回路
９−−−−−−コンパレータ １０−−−−−一制御
装置 １１−・〜表示器
すブロック図、第２図はＡＥセンサの取付部を示す拡大
図、第３図は本発明による機械共振部材５の周波数特性
の一例を示すグラフ、第４図は従来の工具折損検知装置
に用いられるＡＥセンサの周波数特性を示すグラフであ
る。 １−・−・ワーク ２−−−−−−−ベース ３−
・−ドリル４−−−−−−−・ＡＥセンサ ５−・−
一−−−機械共振部材 ６−−−−−−−増幅器
７−−−−−−一整流回路 ８−・−平均値回路
９−−−−−−コンパレータ １０−−−−−一制御
装置 １１−・〜表示器
Claims (2)
- （１）工作機械の工具近傍に配置され工具折損時のＡＥ
信号の周波数を含む範囲の周波数に共振点を有する機械
共振部材と、 前記機械共振部材上に配置されたＡＥセンサと、前記Ａ
Ｅセンサの出力を増幅する増幅器と、前記増幅器出力及
び基準電圧信号が与えられ増幅器の出力が基準電圧レベ
ルを越えるときに出力を出す比較回路と、を具備するこ
とを特徴とする工具折損検出装置。 - （２）前記ＡＥセンサは、工具折損時のＡＥ信号の周波
数を含む範囲の周波数にピークを有するＡＥセンサであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の工具折
損検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15792084A JPS6135353A (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | 工具折損検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15792084A JPS6135353A (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | 工具折損検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6135353A true JPS6135353A (ja) | 1986-02-19 |
Family
ID=15660345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15792084A Pending JPS6135353A (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | 工具折損検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6135353A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022069905A1 (en) * | 2020-10-02 | 2022-04-07 | Omnia Integrity Ltd | Acoustic emission sensor, apparatus and method using mechanical amplification |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55106751A (en) * | 1979-01-31 | 1980-08-15 | Yoshiaki Kakino | Tool damage detector |
-
1984
- 1984-07-27 JP JP15792084A patent/JPS6135353A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55106751A (en) * | 1979-01-31 | 1980-08-15 | Yoshiaki Kakino | Tool damage detector |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022069905A1 (en) * | 2020-10-02 | 2022-04-07 | Omnia Integrity Ltd | Acoustic emission sensor, apparatus and method using mechanical amplification |
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