JPS62120949A - 擬似折損信号発生装置 - Google Patents
擬似折損信号発生装置Info
- Publication number
- JPS62120949A JPS62120949A JP25689485A JP25689485A JPS62120949A JP S62120949 A JPS62120949 A JP S62120949A JP 25689485 A JP25689485 A JP 25689485A JP 25689485 A JP25689485 A JP 25689485A JP S62120949 A JPS62120949 A JP S62120949A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- tool
- breakage
- pseudo
- frequency
- 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
-
- 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)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or 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や異常を切削加工
及び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)を利用して監視。
及び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)を利用して監視。
自動検出する工具折損検出装置の調整に用いるt疑似折
損信号発生装置に関するものである。
損信号発生装置に関するものである。
本発明は工具に対応した形状の取付部を有し、工具の折
損時に得られるAE倍信号周波数を含む擬似折損信号を
発生する擬似折損信号発生装置内に、AE倍信号伝達さ
れる工作機械の工具支持部のAE倍信号対する周波数特
性を測定するために、所定の周期で変化する周波数を発
生するスイープ信号発生器を組込み、工具支持部自体の
周波数特性を容易に測定できるようにしたものである。
損時に得られるAE倍信号周波数を含む擬似折損信号を
発生する擬似折損信号発生装置内に、AE倍信号伝達さ
れる工作機械の工具支持部のAE倍信号対する周波数特
性を測定するために、所定の周期で変化する周波数を発
生するスイープ信号発生器を組込み、工具支持部自体の
周波数特性を容易に測定できるようにしたものである。
工作機械において工具を用いて加工対象(以下ワークと
いう)を切削加工する場合、何らかの原因で工具が折損
し又切屑のつまりを起こして異常切削している場合があ
る。近年の工場自動化の進展に伴いこのような工具の折
損や異常切削を自動的に検出することが強く要求されて
いる。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
具の折損を検出する装置が提案されている。
いう)を切削加工する場合、何らかの原因で工具が折損
し又切屑のつまりを起こして異常切削している場合があ
る。近年の工場自動化の進展に伴いこのような工具の折
損や異常切削を自動的に検出することが強く要求されて
いる。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
具の折損を検出する装置が提案されている。
しかしながら従来の工具折損検出装置によれば、ワーク
の近傍にAEセンサが設けられるためその取付位置によ
ってAE倍信号レベルが大幅に異なる。従って出願人は
既に特願昭59−227196号において、工作機械の
工具支持部にAEセンサを設けその出力に基づいて折損
を検出する工具折損検出装置を提案している(未公開)
。しかるにAEセンサを工具支持部に取付けた場合には
、工具支持部の周波数特性によって発生した折損信号と
異なる信号がAEセンサに伝えられることとなる。従っ
てAEセンサから折損信号自体を得ることができず、A
E倍信号特徴に基づいて工具折損を検出する場合には折
損検出の信頼性が低下する恐れがあるという問題があっ
た。
の近傍にAEセンサが設けられるためその取付位置によ
ってAE倍信号レベルが大幅に異なる。従って出願人は
既に特願昭59−227196号において、工作機械の
工具支持部にAEセンサを設けその出力に基づいて折損
を検出する工具折損検出装置を提案している(未公開)
。しかるにAEセンサを工具支持部に取付けた場合には
、工具支持部の周波数特性によって発生した折損信号と
異なる信号がAEセンサに伝えられることとなる。従っ
てAEセンサから折損信号自体を得ることができず、A
E倍信号特徴に基づいて工具折損を検出する場合には折
損検出の信頼性が低下する恐れがあるという問題があっ
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、擬似折損信号発生装置が
取付けられる工作機械の工具支持部の周波数特性を容易
に測定し、補正することができる擬似折損信号発生装置
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、擬似折損信号発生装置が
取付けられる工作機械の工具支持部の周波数特性を容易
に測定し、補正することができる擬似折損信号発生装置
を提供することを目的とする。
本発明は工作機械の工具近傍に設けられるAEセンサを
有し、工具折損時のAE倍信号基づいて折損を検出する
工具折損検出装置の調整に用いる擬似折損信号発生装置
であって、工具の形状に対応した形状を有し、工具の支
持部に取付けられる取付部と、あらかじめ設定された範
囲内で周波数が連続して変化する信号を発振するスイー
プ発振部と、工具の折損時に得られるAE倍信号周波数
を含む擬似折損信号発振部と、スィーブ発振部及び擬似
折損信号発振部の出力を切換える切換手段と、切換手段
より得られる信号が与えられ電気信号をAE倍信号変換
するAE信号変換器と、を具備することを特徴とするも
のである。
有し、工具折損時のAE倍信号基づいて折損を検出する
工具折損検出装置の調整に用いる擬似折損信号発生装置
であって、工具の形状に対応した形状を有し、工具の支
持部に取付けられる取付部と、あらかじめ設定された範
囲内で周波数が連続して変化する信号を発振するスイー
プ発振部と、工具の折損時に得られるAE倍信号周波数
を含む擬似折損信号発振部と、スィーブ発振部及び擬似
折損信号発振部の出力を切換える切換手段と、切換手段
より得られる信号が与えられ電気信号をAE倍信号変換
するAE信号変換器と、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、工作機械によ
る工作を行う前にあらかじめ擬似折損信号発生装置をス
イープ発振器として動作させ、そのときAEセンサから
得られる出力によって工具支持部自体の周波数特性を調
整するようにしている。従って極めて容易に工具支持部
の周波数特性を打消すようにAEセンサの周波数特性を
調整することができ、工具支持部の影響がない折損信号
を工具折損検出装置の信号処理部に伝えることが可能と
なる。
る工作を行う前にあらかじめ擬似折損信号発生装置をス
イープ発振器として動作させ、そのときAEセンサから
得られる出力によって工具支持部自体の周波数特性を調
整するようにしている。従って極めて容易に工具支持部
の周波数特性を打消すようにAEセンサの周波数特性を
調整することができ、工具支持部の影響がない折損信号
を工具折損検出装置の信号処理部に伝えることが可能と
なる。
こうして調整を終えた後工具を取付ければ工具の折1員
時にはスイープ信号発振器の出力信号と同一の経路によ
ってAE倍信号AEセンサに伝えられる。そのため工具
取付部の影響を受けることがなくなり、工具の折損検出
の信頼性を大幅に向上させることができる。
時にはスイープ信号発振器の出力信号と同一の経路によ
ってAE倍信号AEセンサに伝えられる。そのため工具
取付部の影響を受けることがなくなり、工具の折損検出
の信頼性を大幅に向上させることができる。
(実施例の全体構成)
第1図は本発明による擬似折損信号発生装置の一実施例
を示すブロック図である。本実施例による擬似折損信号
発生装置1は擬似折損信号発生部とスイープ発振部とを
有しており、それらの出力がスイッチによって切換えら
れてAE倍信号変換される。スイープ発振部2には図示
のようにタイマ回路3が設けられる。タイマ回路3は周
波数を変える所定周期ののこぎり波を発生する発生回路
であり、その出力は増幅器4に与えられる。増幅器4及
び増幅器5は図示のように縦続接続されており、増幅器
4の一方の入力端は電圧VccとVee間に所定レベル
を設定する可変抵抗器VRIが接続される。又増幅器4
の出力端と増幅器4の入力端間には可変抵抗器VR2が
接続される。可変抵抗器VRLVR2は与えられたのこ
ぎり波の上限及び下限の電圧を所定値に設定するもので
あって、増幅器5の出力はV/F変換器6に与えられる
。
を示すブロック図である。本実施例による擬似折損信号
発生装置1は擬似折損信号発生部とスイープ発振部とを
有しており、それらの出力がスイッチによって切換えら
れてAE倍信号変換される。スイープ発振部2には図示
のようにタイマ回路3が設けられる。タイマ回路3は周
波数を変える所定周期ののこぎり波を発生する発生回路
であり、その出力は増幅器4に与えられる。増幅器4及
び増幅器5は図示のように縦続接続されており、増幅器
4の一方の入力端は電圧VccとVee間に所定レベル
を設定する可変抵抗器VRIが接続される。又増幅器4
の出力端と増幅器4の入力端間には可変抵抗器VR2が
接続される。可変抵抗器VRLVR2は与えられたのこ
ぎり波の上限及び下限の電圧を所定値に設定するもので
あって、増幅器5の出力はV/F変換器6に与えられる
。
V/F変換器6は与えられた電圧に対応した周波数の信
号を発生する発振器であり、その出力は切換スイッチ7
に与えられる。又擬似折損信号発振部8は所定のタイミ
ングで方形波のクロック信号を発生するクロック発生器
9とその出力を微分する微分回路10が設けられる。微
分回路10は略三角波状の出力を発生させるものであり
、その出力は乗算器11に与えられる。又擬似折損信号
発振部8は一様な周波数分布を有するホワイトノイズを
発生するノイズ発生器12と、そのホワイトノイズから
周波数300 K llz付近の信号のみを取出すバン
ドパスフィルタ13が設けられており、バンドパスフィ
ルタ13の出力と微分回路10の出力が乗算器11に与
えられる。乗算器11は微分回路10の微分出力が包路
線となった擬似折損信号を発生させるものであって、そ
の出力は切換スイッチ7に与えられる。切換スイッチ7
はスィーブ発振部2の出力であるV/F変換器6の出力
と擬似折損信号である乗算器10の出力とを外部の設定
によって切換えるものであって、その出力を増幅器14
に与える。増幅器14はレベル選択スイッチ15によっ
て選択された増幅率で入力信号を増幅するものであり、
その増幅出力は圧電素子16に与えられる。圧電素子1
6は与えられた電気信号をそれに対応する周波数のAE
倍信号変換するものであって、擬似折損信号及びスイー
プ発振信号を工作機械の工具支持部に伝えるもので丞る
。
号を発生する発振器であり、その出力は切換スイッチ7
に与えられる。又擬似折損信号発振部8は所定のタイミ
ングで方形波のクロック信号を発生するクロック発生器
9とその出力を微分する微分回路10が設けられる。微
分回路10は略三角波状の出力を発生させるものであり
、その出力は乗算器11に与えられる。又擬似折損信号
発振部8は一様な周波数分布を有するホワイトノイズを
発生するノイズ発生器12と、そのホワイトノイズから
周波数300 K llz付近の信号のみを取出すバン
ドパスフィルタ13が設けられており、バンドパスフィ
ルタ13の出力と微分回路10の出力が乗算器11に与
えられる。乗算器11は微分回路10の微分出力が包路
線となった擬似折損信号を発生させるものであって、そ
の出力は切換スイッチ7に与えられる。切換スイッチ7
はスィーブ発振部2の出力であるV/F変換器6の出力
と擬似折損信号である乗算器10の出力とを外部の設定
によって切換えるものであって、その出力を増幅器14
に与える。増幅器14はレベル選択スイッチ15によっ
て選択された増幅率で入力信号を増幅するものであり、
その増幅出力は圧電素子16に与えられる。圧電素子1
6は与えられた電気信号をそれに対応する周波数のAE
倍信号変換するものであって、擬似折損信号及びスイー
プ発振信号を工作機械の工具支持部に伝えるもので丞る
。
第2図はこの擬似折損信号発生装置1の構造を示す断面
図であって、ケース20内にバッテリ21が設けられて
いる。又その側部には出力信号を切換える切換スイッチ
7とAE信号レベルを選択するレベル選択スイッチ15
が設けられている。
図であって、ケース20内にバッテリ21が設けられて
いる。又その側部には出力信号を切換える切換スイッチ
7とAE信号レベルを選択するレベル選択スイッチ15
が設けられている。
そしてケース20の内面上部には圧電素子16が図示の
ように張り付けられており、ケース20の上部はAE倍
信号容易に伝達する金属部材が用いられている。更にそ
の上部には使用されるドリル径に対応して一定の径を有
する円筒部材22を上方に突出させた取付部が設けられ
る。そしてケース20内に前述したスイープ発振部2及
び擬似折損信号発振部8と増幅回路を含む電子回路部2
3が設けられている。
ように張り付けられており、ケース20の上部はAE倍
信号容易に伝達する金属部材が用いられている。更にそ
の上部には使用されるドリル径に対応して一定の径を有
する円筒部材22を上方に突出させた取付部が設けられ
る。そしてケース20内に前述したスイープ発振部2及
び擬似折損信号発振部8と増幅回路を含む電子回路部2
3が設けられている。
第3図は擬似折損信号発生装置1を工具支持部に取付け
た状態を示す断面図である。本図において工具支持部3
0は主軸31がベアリング部32によって回転自在に保
持されており、主軸31の先端にドリルを取付けるチャ
ック33が設けられる。又工具支持部30の側面にはA
E倍信号検出するAEセンサ34が取付けられる。通常
チャ・ツク33の先端には所望の径のドリルが取付けら
れるが、工具折損検出装置35を動作させる際にはまず
AEセンサ34の周波数特性と感度調整のためにドリル
の取付位置に前述した擬似折損信号発生装置1の上部円
筒部材22を固定する。工具折損検出装置35の信号処
理部には擬似折損信号発生装置1及び工具の折損時に得
られるAB倍信号ベアリング部32による周波数変化を
補償するための周波数特性調整部が設けられている。
た状態を示す断面図である。本図において工具支持部3
0は主軸31がベアリング部32によって回転自在に保
持されており、主軸31の先端にドリルを取付けるチャ
ック33が設けられる。又工具支持部30の側面にはA
E倍信号検出するAEセンサ34が取付けられる。通常
チャ・ツク33の先端には所望の径のドリルが取付けら
れるが、工具折損検出装置35を動作させる際にはまず
AEセンサ34の周波数特性と感度調整のためにドリル
の取付位置に前述した擬似折損信号発生装置1の上部円
筒部材22を固定する。工具折損検出装置35の信号処
理部には擬似折損信号発生装置1及び工具の折損時に得
られるAB倍信号ベアリング部32による周波数変化を
補償するための周波数特性調整部が設けられている。
(本実施例の動作)
次に本実施例の擬似折損信号発生装置の動作について波
形図を参照しつつ説明する。擬似折損信号発生装置1の
スイープ発振部2はタイマ回路3より第4図(alに示
すようなのこぎり波の信号を発生している。そしてその
出力は増幅器4.5に与えられ可変抵抗器VRI、VR
2の設定によって第4図(b)に示すように電源電圧V
ccとVee間の任意の値の間を変化するのこぎり波信
号に変換される。
形図を参照しつつ説明する。擬似折損信号発生装置1の
スイープ発振部2はタイマ回路3より第4図(alに示
すようなのこぎり波の信号を発生している。そしてその
出力は増幅器4.5に与えられ可変抵抗器VRI、VR
2の設定によって第4図(b)に示すように電源電圧V
ccとVee間の任意の値の間を変化するのこぎり波信
号に変換される。
そしてその出力はV/F変換器6に与えられてその電圧
に対応した周波数に変換される。従って可変抵抗器V
R1,V R2を調整することによって第4図(e)に
示すようにV/F変換器6の出力周波数をベアリングの
周波数特性に対応した周波数範囲の信号、例えば50K
Ilz〜300 K llzまで一連に変化する信号に
変換することができる。又擬似折損信号発振部8では第
4図Fdlに示すクロック信号が微分回路10によって
微分され、その微分出力とバンドパスフィルタ13を通
過したホワイトノイズが乗算器11によって乗算されて
第4図(e)に示すような擬似折損信号が得られる。従
って切換スイッチ7でこれらの出力を切換え、レベル設
定スイッチ15によってそのとき用いられる工具の種類
に対応したレベルに設定して増幅すれば、圧電素子16
によってAE倍信号変換されスイープ発振信号又は擬似
折損信号を工具支持部30に与えることができる。
に対応した周波数に変換される。従って可変抵抗器V
R1,V R2を調整することによって第4図(e)に
示すようにV/F変換器6の出力周波数をベアリングの
周波数特性に対応した周波数範囲の信号、例えば50K
Ilz〜300 K llzまで一連に変化する信号に
変換することができる。又擬似折損信号発振部8では第
4図Fdlに示すクロック信号が微分回路10によって
微分され、その微分出力とバンドパスフィルタ13を通
過したホワイトノイズが乗算器11によって乗算されて
第4図(e)に示すような擬似折損信号が得られる。従
って切換スイッチ7でこれらの出力を切換え、レベル設
定スイッチ15によってそのとき用いられる工具の種類
に対応したレベルに設定して増幅すれば、圧電素子16
によってAE倍信号変換されスイープ発振信号又は擬似
折損信号を工具支持部30に与えることができる。
この擬似折損信号発生装置を用いて工作機械の工具支持
部30の周波数特性を測定する場合には、切換スイッチ
7をV/F変換器6側に切換えて擬似−折・積信号発生
装置lをスイープ発振器として使用する。そうすればベ
アリング部32を介してAEセンサ34にAE倍信号与
えられる。従ってそのAEセンサ34から得られる周波
数スペクトルの変化を打ち消すように工具折損検出装置
35の周波数特性調整部を調整すれば、工具支持部30
自体の周波数特性にかかわらず発生したAE倍信号AE
センサ34を介してそのまま電気信号に変換されるよう
に調整することが可能となる。
部30の周波数特性を測定する場合には、切換スイッチ
7をV/F変換器6側に切換えて擬似−折・積信号発生
装置lをスイープ発振器として使用する。そうすればベ
アリング部32を介してAEセンサ34にAE倍信号与
えられる。従ってそのAEセンサ34から得られる周波
数スペクトルの変化を打ち消すように工具折損検出装置
35の周波数特性調整部を調整すれば、工具支持部30
自体の周波数特性にかかわらず発生したAE倍信号AE
センサ34を介してそのまま電気信号に変換されるよう
に調整することが可能となる。
第1図は本発明による擬似折損信号発生装置の一実施例
を示すブロック図、第2図は本実施例による擬似折損信
号発生装置の構成を示す断面図、第3図は本実施例によ
る擬似折損信号発生装置を工作機械の工具支持部に取付
けた状態を示す断面図、第4図は本実施例による擬似折
損信号発振部の各部の波形を示す波形図である。 1−・−擬似折損信号発生装置 2−・−・スイープ
発振部 3・−・−・−タイマ回路 4,5.14
・・・−・増幅器 6−・−V/F変換器 7−・
−・−切換スイッチ 8−一−−−・−擬似折損信号
発振部 9−・・−・・クロック発生器 10−・
−微分回路 11・・−・乗算器 12−−−−−
−・ノイズ発生回路 13−・・−バンドパスフィル
タ 15−・・−・レベル設定スイッチ 16−・
−圧電素子 34・・・−・・・・AEセンサ 3
5−−−−−一・・工具折損検出装置特許出願人
立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本官喜(他1名) 第2図 第3図 (e)泉車器11 巳ガ 4図 :、C−−−− Aハ^先 ee−−−−−
を示すブロック図、第2図は本実施例による擬似折損信
号発生装置の構成を示す断面図、第3図は本実施例によ
る擬似折損信号発生装置を工作機械の工具支持部に取付
けた状態を示す断面図、第4図は本実施例による擬似折
損信号発振部の各部の波形を示す波形図である。 1−・−擬似折損信号発生装置 2−・−・スイープ
発振部 3・−・−・−タイマ回路 4,5.14
・・・−・増幅器 6−・−V/F変換器 7−・
−・−切換スイッチ 8−一−−−・−擬似折損信号
発振部 9−・・−・・クロック発生器 10−・
−微分回路 11・・−・乗算器 12−−−−−
−・ノイズ発生回路 13−・・−バンドパスフィル
タ 15−・・−・レベル設定スイッチ 16−・
−圧電素子 34・・・−・・・・AEセンサ 3
5−−−−−一・・工具折損検出装置特許出願人
立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本官喜(他1名) 第2図 第3図 (e)泉車器11 巳ガ 4図 :、C−−−− Aハ^先 ee−−−−−
Claims (1)
- (1)工作機械の工具近傍に設けられるAEセンサを有
し、工具折損時のAE信号に基づいて折損を検出する工
具折損検出装置の調整に用いる擬似折損信号発生装置で
あって、 工具の形状に対応した形状を有し、工具の支持部に取付
けられる取付部と、 あらかじめ設定された範囲内で周波数が連続して変化す
る信号を発振するスィープ発振部と、工具の折損時に得
られるAE信号の周波数を含む擬似折損信号発振部と、 前記スィープ発振部及び擬似折損信号発振部の出力を切
換える切換手段と、 前記切換手段より得られる信号が与えられ電気信号をA
E信号に変換するAE信号変換器と、を具備することを
特徴とする擬似折損信号発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25689485A JPS62120949A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 擬似折損信号発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25689485A JPS62120949A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 擬似折損信号発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62120949A true JPS62120949A (ja) | 1987-06-02 |
Family
ID=17298881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25689485A Pending JPS62120949A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 擬似折損信号発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62120949A (ja) |
-
1985
- 1985-11-15 JP JP25689485A patent/JPS62120949A/ja active Pending
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