JPS6236826B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6236826B2 JPS6236826B2 JP14651979A JP14651979A JPS6236826B2 JP S6236826 B2 JPS6236826 B2 JP S6236826B2 JP 14651979 A JP14651979 A JP 14651979A JP 14651979 A JP14651979 A JP 14651979A JP S6236826 B2 JPS6236826 B2 JP S6236826B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- detector
- comparator
- outputs
- tool
- 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.)
- Expired
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 16
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
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)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、工具破損検出器に関する。
従来の工具破損検出器は、工作機械に取付けた
振動検出器によりその工作機械の振動を検出し、
工具破損のときの大きな振動を検出することによ
り工具の破損を検知していた。
振動検出器によりその工作機械の振動を検出し、
工具破損のときの大きな振動を検出することによ
り工具の破損を検知していた。
しかしながら、単に工作機械の振動の大きさだ
けを監視していると、工具破損以外に発生する主
軸の回転停止や刃物台の回動などによる振動と工
具破損に起因する別異な振動との区別がつきにく
い。そのため、主軸の回転停止や刃物台の回動な
どによる振動の影響を少なくするには、検出レベ
ルを高くして高振動のみを検出することで達成で
きる。しかしその反面、低レベルの振動が検出で
きず、工具破損の検出率が低下するという欠点が
ある。また、一方レベル値を低くおさえると、工
具破損以外で発生するノイズを検出してしまい、
加工停止を指令する信号が頻繁に出て作業能率が
低下する。
けを監視していると、工具破損以外に発生する主
軸の回転停止や刃物台の回動などによる振動と工
具破損に起因する別異な振動との区別がつきにく
い。そのため、主軸の回転停止や刃物台の回動な
どによる振動の影響を少なくするには、検出レベ
ルを高くして高振動のみを検出することで達成で
きる。しかしその反面、低レベルの振動が検出で
きず、工具破損の検出率が低下するという欠点が
ある。また、一方レベル値を低くおさえると、工
具破損以外で発生するノイズを検出してしまい、
加工停止を指令する信号が頻繁に出て作業能率が
低下する。
本発明は、以上の欠点にもとずいてなされたも
ので、旋削加工中に生じる異常振動を検出器で電
気信号として検出するとともに、主軸の回転周期
を検出し、これらの検出値により工具破損を検出
するようにした工具破損検出装置を得るにある。
ので、旋削加工中に生じる異常振動を検出器で電
気信号として検出するとともに、主軸の回転周期
を検出し、これらの検出値により工具破損を検出
するようにした工具破損検出装置を得るにある。
以下に図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。
て説明する。
第１図において、振動検出器１は旋盤または切
削工具に固着されて、旋削加工中に発生する振動
を電気信号として検出するたとえば圧電素子から
なる検出器である。上記振動検出器１にはこの検
出器から出力された電気信号を増幅する増幅回路
２が接続されている。上記増幅回路２には整流平
滑回路３が接続され、この回路で増幅された電気
信号を整流平滑する。上記整流平滑回路３には第
１の比較器４が接続されている。上記第１の比較
器４は、上記整流平滑回路３より入力された電気
信号が設定値Ａと比較され、平滑信号が設定値Ａ
より大きくなつた場合に、１パルスが次のパルス
間隔検出器５へ出力する。上記パルス間隔検出器
５は、上記第１の比較器より出力されるパルス間
隔を検出するもので、減算器６が接続されてい
る。一方、主軸回転周期検出器７は、たとえばエ
ンコーダなどからなり、主軸の回転周期を検出
し、上記減算器６へ出力する。上記減算器６は、
上記パルス間隔検出器からのパルス間隔値と上記
回転周期検出器７からの主軸回転の周期値との差
を算出して、その算出した値の絶対値を第２の比
較器８へ出力する。上記第２の比較器８は、上記
減算器６から出力された絶対値をこの第２の比較
器に設定された設定値Ｂと比較して、絶対値が設
定値より小さいと制御信号Ｃを出力する。
削工具に固着されて、旋削加工中に発生する振動
を電気信号として検出するたとえば圧電素子から
なる検出器である。上記振動検出器１にはこの検
出器から出力された電気信号を増幅する増幅回路
２が接続されている。上記増幅回路２には整流平
滑回路３が接続され、この回路で増幅された電気
信号を整流平滑する。上記整流平滑回路３には第
１の比較器４が接続されている。上記第１の比較
器４は、上記整流平滑回路３より入力された電気
信号が設定値Ａと比較され、平滑信号が設定値Ａ
より大きくなつた場合に、１パルスが次のパルス
間隔検出器５へ出力する。上記パルス間隔検出器
５は、上記第１の比較器より出力されるパルス間
隔を検出するもので、減算器６が接続されてい
る。一方、主軸回転周期検出器７は、たとえばエ
ンコーダなどからなり、主軸の回転周期を検出
し、上記減算器６へ出力する。上記減算器６は、
上記パルス間隔検出器からのパルス間隔値と上記
回転周期検出器７からの主軸回転の周期値との差
を算出して、その算出した値の絶対値を第２の比
較器８へ出力する。上記第２の比較器８は、上記
減算器６から出力された絶対値をこの第２の比較
器に設定された設定値Ｂと比較して、絶対値が設
定値より小さいと制御信号Ｃを出力する。
つぎに、上記構成の工具破損検出装置の作用に
ついて説明する。
ついて説明する。
振動検出器１は、旋削加工によつて発生する異
常振動を電気信号として検出し、この電気信号を
増幅器２で増幅する。上記増幅器２で増幅された
電気信号は整流平滑回路３で整流平滑して第１の
比較器４に入力する。上記第１の比較器４に入力
された平滑信号は設定値Ａと比較され、この設定
値Ａより入力した信号が大きくなると１パルス出
力する。ここで、切削工具が破損した状態で加工
し続けた場合の整流平滑回路３からの出力を、た
とえば記録計またはオシロスコープなどによつて
調べると、第２図のような主軸の回転周期に近似
した大きな振動による出力がある。これは工具破
損後の切削ば断続切削的になることによるもので
ある。このように工具破損後の旋削に、異常振動
が断続的に生じるのは、以下の理由による。すな
わち、まず、工具破損時において最初の大きな異
常振動が生じる。このときの工具破損は、刃先の
チツピングなどの比較的軽微なものであり、一部
の切刃が正常な状態で残存しているとすると、破
損時に破損量に応じて切込量が小さく変化する。
したがつて、被加工物には破損に基因して段差部
分が生じる。一方、切削工具は、研損後において
も一定速度で送りをかけられているので、前述し
た切込量が小さい状態で切削を行う。ところが、
主軸が１回転して前記被加工物の段差部分が、上
記切削工具のチツピング後に残存している部分に
当ると、切込量が急激に増加する。その結果、第
２のチツピングが生じ２回目の大きな異常振動が
生じる。また、これにより被加工物には最初のチ
ツピングと同様の段差部分が生じる。しかして、
この第２のチツピングにより生じた段差部分によ
り、主軸が１回転すると再び第３のチツピングが
誘起され、３回目の大きな異常振動と被加工物の
段差部分が生じる。以下、このようなチツピング
及びこのチツピングにより誘起される被加工物の
段差部分は、主軸が１回転するごとに、つまり主
軸の回転に同期して切削工具の切込量が平均化す
るまで断続的かつ減衰的に発生する。これらのこ
とから、工具破損による断続的な切削で発生する
周期的な大きな異常振動と、旋盤の主軸の回転周
期とを比較させて、これらの周期が略一致すれ
ば、切削工具が破損しているものと判定できる。
常振動を電気信号として検出し、この電気信号を
増幅器２で増幅する。上記増幅器２で増幅された
電気信号は整流平滑回路３で整流平滑して第１の
比較器４に入力する。上記第１の比較器４に入力
された平滑信号は設定値Ａと比較され、この設定
値Ａより入力した信号が大きくなると１パルス出
力する。ここで、切削工具が破損した状態で加工
し続けた場合の整流平滑回路３からの出力を、た
とえば記録計またはオシロスコープなどによつて
調べると、第２図のような主軸の回転周期に近似
した大きな振動による出力がある。これは工具破
損後の切削ば断続切削的になることによるもので
ある。このように工具破損後の旋削に、異常振動
が断続的に生じるのは、以下の理由による。すな
わち、まず、工具破損時において最初の大きな異
常振動が生じる。このときの工具破損は、刃先の
チツピングなどの比較的軽微なものであり、一部
の切刃が正常な状態で残存しているとすると、破
損時に破損量に応じて切込量が小さく変化する。
したがつて、被加工物には破損に基因して段差部
分が生じる。一方、切削工具は、研損後において
も一定速度で送りをかけられているので、前述し
た切込量が小さい状態で切削を行う。ところが、
主軸が１回転して前記被加工物の段差部分が、上
記切削工具のチツピング後に残存している部分に
当ると、切込量が急激に増加する。その結果、第
２のチツピングが生じ２回目の大きな異常振動が
生じる。また、これにより被加工物には最初のチ
ツピングと同様の段差部分が生じる。しかして、
この第２のチツピングにより生じた段差部分によ
り、主軸が１回転すると再び第３のチツピングが
誘起され、３回目の大きな異常振動と被加工物の
段差部分が生じる。以下、このようなチツピング
及びこのチツピングにより誘起される被加工物の
段差部分は、主軸が１回転するごとに、つまり主
軸の回転に同期して切削工具の切込量が平均化す
るまで断続的かつ減衰的に発生する。これらのこ
とから、工具破損による断続的な切削で発生する
周期的な大きな異常振動と、旋盤の主軸の回転周
期とを比較させて、これらの周期が略一致すれ
ば、切削工具が破損しているものと判定できる。
しかして、上記振動検出器１で検出した電気信
号を第１の比較器４に設定した設定値Ａと比較
し、この設定値Ａより大きい信号が入力したとき
のみパルス間隔検出値５へ１パルスが入力され
る。上記パルス間隔検出値５では、上記第１の比
較器４から入力されるパルス間隔を検出してその
間隔値を減算器６へ出力する。一方、回転周期検
出器７は、主軸の回転周期を検出し、その周期値
を上記減算器６へ出力する。上記減算器６では、
上記パルス間隔検出器５からのパルス間隔値と上
記回転周期検出器７からの主軸の回転周期値との
差を絶対値として算出し、その絶対値を第２の比
較器８へ出力する。第２の比較器８では、設定値
Ｂと絶対値との比較がなされ、この絶対値が設定
値より小さいと工具が破損しているものとして制
御信号Ｃを出力する。上記制御信号Ｃによつて、
切削工具の送りを停止させたり、警報信号を出す
などして、切削工具の破損に対して速やかに対処
する。
号を第１の比較器４に設定した設定値Ａと比較
し、この設定値Ａより大きい信号が入力したとき
のみパルス間隔検出値５へ１パルスが入力され
る。上記パルス間隔検出値５では、上記第１の比
較器４から入力されるパルス間隔を検出してその
間隔値を減算器６へ出力する。一方、回転周期検
出器７は、主軸の回転周期を検出し、その周期値
を上記減算器６へ出力する。上記減算器６では、
上記パルス間隔検出器５からのパルス間隔値と上
記回転周期検出器７からの主軸の回転周期値との
差を絶対値として算出し、その絶対値を第２の比
較器８へ出力する。第２の比較器８では、設定値
Ｂと絶対値との比較がなされ、この絶対値が設定
値より小さいと工具が破損しているものとして制
御信号Ｃを出力する。上記制御信号Ｃによつて、
切削工具の送りを停止させたり、警報信号を出す
などして、切削工具の破損に対して速やかに対処
する。
本発明は、以上述べたように、旋削加工中に発
生する異常振動を振動検出器によつて検出し、こ
の振動検出器によつて得られる電気信号を第１の
比較器の設定値と比較して、この第１の比較器か
ら出力されるパルスのパルス間隔値をパルス間隔
検出器で検出するとともに、主軸の回転周期値を
回転周期検出器で検出して、これらの値から旋削
加工中の工具の破損を検出するようにしたもので
ある。すなわち、切削工具の破損によつて発生す
る断続的な旋削の異常振動の周期値は、主軸の回
転周期と略一致する関係をもつことから、これら
の周期値の減算したものの絶対値を適当な設定値
と比較させてやることで、旋削条件の如何に係ら
ずバイトの破損状態を旋削加工中に検出できる。
特に、工具破損とそれ以外の振動との区別が的確
にでき、工具破損の検出率が向上できるととも
に、検出信号にもとづく加工停止などの不具合が
なくなり、作業能率の低下が避けられる。
生する異常振動を振動検出器によつて検出し、こ
の振動検出器によつて得られる電気信号を第１の
比較器の設定値と比較して、この第１の比較器か
ら出力されるパルスのパルス間隔値をパルス間隔
検出器で検出するとともに、主軸の回転周期値を
回転周期検出器で検出して、これらの値から旋削
加工中の工具の破損を検出するようにしたもので
ある。すなわち、切削工具の破損によつて発生す
る断続的な旋削の異常振動の周期値は、主軸の回
転周期と略一致する関係をもつことから、これら
の周期値の減算したものの絶対値を適当な設定値
と比較させてやることで、旋削条件の如何に係ら
ずバイトの破損状態を旋削加工中に検出できる。
特に、工具破損とそれ以外の振動との区別が的確
にでき、工具破損の検出率が向上できるととも
に、検出信号にもとづく加工停止などの不具合が
なくなり、作業能率の低下が避けられる。
なお、主軸の回転周期検出器のかわりに、数値
制御装置やその他の制御装置の主軸回転数の指令
値を用いてもよい。
制御装置やその他の制御装置の主軸回転数の指令
値を用いてもよい。
第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第２図は第１の比較器からの出力信号の波形を示
すグラフである。 １…振動検出器、３…整流平滑回路、４…第１
の比較器、５…パルス間隔検出器、６…減算器、
７…回転周期検出器、８…第２の比較器。
第２図は第１の比較器からの出力信号の波形を示
すグラフである。 １…振動検出器、３…整流平滑回路、４…第１
の比較器、５…パルス間隔検出器、６…減算器、
７…回転周期検出器、８…第２の比較器。
Claims (1)
- １ 旋削加工において発生する振動を検出して電
気信号を出力する振動検出器と、上記振動検出器
から得られる電気信号を設定値と比較してこの設
定値より大きな電気信号が入力するたびにパルス
信号を出力する第１の比較器と、上記第１の比較
器からの出力パルスのパルス間隔を検出してパル
ス間隔値を出力するパルス間隔検出器と、旋削用
工作機械の主軸の回転周期を検出してその周期値
を出力する回転周期検出器と、上記パルス周期検
出器により検出されたパルス周期値と上記回転周
期検出器によつて検出された回転周期値との差の
絶対値を算出する減算器と、上記減算器から得ら
れる絶対値を設定値と比較してこの設定値より小
さいときに工具破損信号を出力する第２の比較器
とを具備することを特徴とする工具破損検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14651979A JPS5676361A (en) | 1979-11-14 | 1979-11-14 | Detector of tool failure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14651979A JPS5676361A (en) | 1979-11-14 | 1979-11-14 | Detector of tool failure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5676361A JPS5676361A (en) | 1981-06-23 |
| JPS6236826B2 true JPS6236826B2 (ja) | 1987-08-10 |
Family
ID=15409478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14651979A Granted JPS5676361A (en) | 1979-11-14 | 1979-11-14 | Detector of tool failure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5676361A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59116513A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-05 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 刃物の異常検出装置 |
| JPS6274553A (ja) * | 1985-09-25 | 1987-04-06 | Kawasaki Steel Corp | 切削工具の異常検出方法 |
| JP2700368B2 (ja) * | 1991-09-05 | 1998-01-21 | 石川島播磨重工業株式会社 | オンラインロールグラインダの砥石破損検出装置 |
| JPH11296213A (ja) | 1998-04-07 | 1999-10-29 | Fanuc Ltd | 機械装置 |
| CN105798703A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-07-27 | 于法周 | 一种用于车床主传动的故障自动检测装置 |
-
1979
- 1979-11-14 JP JP14651979A patent/JPS5676361A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5676361A (en) | 1981-06-23 |
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