JPS6244358A - 工具損傷検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、数値制御（ＮＣ）工作機械に於ける工具損傷
検出装置に関するものである。

［従来の技術］ ＮＣ工作機械は多数の切削工具を備え、加工工程に応じ
工具を取換え多工程の加工を自動的に行っている。

斯かるＮＣ工作機械に於いて、工具が損傷すると正しく
切削されない状態で加工が進行し、加工不良となると共
に無駄な加工時間を貸すことになって機械の稼動率も低
下する。従って、工具が損傷した時には直ちに機械を停
止させ、工具の交換等所要の手段を講じなければならな
い。

従来より工具の損傷を検出する方法としてＡＥ（Ａｃｏ
ｕｓｔｉｃ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）方式、即ち物体が破壊
する際内部の歪エネルギが解放されるがその時周波数の
高い音波が発生する、この音波を検出して工具の損傷を
検出するものがある。

［発明が解決しようとする問題点］ 然し、従来のＡＥ方式では、八［センサを加工機側に設
けており、ＡＥセンサはＡＥ波が工具取付部材回転軸受
等を伝播したものを検知しており、ＡＥ波が高周波であ
ることから減衰率が高く、実際に検知し得る工具損傷時
のＡＥ波は１／２〜１／１０程度減衰したものとなって
しまう。又、加工機側に取付けた場合、加工機の起動停
止の際生ずるノイズ、或は加工時加工主軸の回転による
ノイズ等もＡＥセンサによって検知される為、前記ＡＥ
波の減衰との相互作用でＳ／Ｎが悪（ＡＥ方式による工
具損傷の検出精度に大きく影響している。

本発明は斯かる実情に檻み、ＡＥ波検出に於けるＳ／Ｎ
を向上させ工具損傷検出の精度向上を図ろうとするもの
である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は加工物又は加工物近傍に音波センサ及び該セン
サからの信号を処理して発信する送信器を取付け、該送
信器からの信号を受信し所要の信号を出力する受信器等
をＡＥ検出器に接続し、ＡＥ検出器に於いて受信器等か
らの信号のレベル判定を行って工具損傷の有無を検出す
る様構成したことを特徴とするものでおる。

［作　　用］ 工具損傷時の音波を工具の極近傍で且減衰する以前に検
知し得るのでＳ／Ｎが大きく、確実に且精度よく工具の
損傷検出が可能でおる。

［実　施　例］ 以下図面を参照しつつ本発明の実施・例を説明する。

図中１はＮＣ工作機械、２はＮＣ制御装置、３ｔよ加工
物３′が設置されたパレットであり、力０工工程の進行
に合せパレットチェンジψ（図示せず）によって加工ス
テージョンへ順次移動されるものでおる。

パレット３ａ、３ｂ、３ｃ　（可能ならば加工物に直接
でもよい）に音波センサ４ａ、　４ｂ、　４ｃを取付け
、音波センサ４ａ、　４ｂ、　４ｃの検出信号は送信器
１９ａ、　１９ｂ。

１９ｃへそれぞれ入力する様にし、送信器１９は入力さ
れた信号を処理し所要の周波数をもつ搬送波で発信する
様にする。この搬送周波数ｔよ各送信器１９ａ、　１９
ｂ、　１９ｃによって変え、各搬送周波数に対応させチ
ャンネルＣｈ＋　、　Ｃｈ２　、　Ｃｂ３としておく。

前記各送信器１９ａ、　１９ｂ、　１９ｃに対応したチ
ャンネルｃｈ、　、　Ｃｈ２　、　Ｃｈ３を有する受信
器２０を設け、該受信器２０は信号分離器２１へ接続し
、信号分離器２１では搬送周波からＡＥ倍信号分離しＡ
Ｅ検出器５へ入力する様にしてあり、ＡＥ検出器５には
更に工具損傷判別器６を接続する。該工具損傷判別器６
にプリンタ７、キーボード８、表示器９を必要に応じて
接続し、判別条件の設定及び所要の表示をし得る様にす
る。

前記した制御装置２は予めプログラムされた条件に従っ
て、工作機械１を駆動せしめ、回転数検出器１０からの
信号を適宜処理し一定の回転数を越えた場合に回転信＠
ａとして工具損傷判別器６に入力する様にし、工具損傷
判別器６は該信号ａが入力された時点より判別を開始し
、該工具損傷判別器６からは工具が損傷した場合の警報
信号ｄ及びｅが入力される様になっている。

切削条件により音波センサ４からの出力レベルが変るの
で、前記工具損傷判別器６へはＮＣ工作機械のツール番
号（又はツールを保持しているポット番号）に対応させ
切込量、切削速度、加工物の材質等切削条件に応じた増
幅率判別レベルをキーボード８より工具損傷判別器６へ
記憶させ、該工具損傷判別器６より前記各切削条件に対
応した増幅率判別レベルを増幅器１１と比較器１２に設
定入力する。

前記制御装置２からは加工工程に応じて発せられる信号
が信号ｆとして前記受信器２０に入力される。信号ｆが
受信器２０に入力されると加工に供される加工物３′が
設置されているパレット例えば３ａの発信チャンネルＣ
ｈ＋に、受信器２０のチャンネルが切換わり、実際に加
工されている加工物３′に対応した音波センサ４ａの検
出信号のみを受信し得る様になる。更に、制御装置２か
ら工具損傷判別器６ヘツ一ル番号に対応した信号ｔが入
力され、入力されたその信号ｔに対応した増幅率、判別
レベルとなる様工具損傷判別器６によってＡＥ検出器５
がセットされる。

信号分離器２１で分離されたＡＥ倍信号、増幅器１１に
より信号ｔに対応した切削条件で設定された増幅率に従
い増幅され、工具損傷判別器６及び前記比較器１２に入
力される。比較器１２では増幅器１１からのＡＥ倍信号
が前記の如く設定した判別レベルより高いか低いかを判
別し、高い場合には切削異常信号Ｃを工具損傷判別器６
に入力する。

該工具損傷判別器６はＡ／Ｄ変換器１３、ＡＮＤ回路１
４，１５　、演算器１６を有し、前記ＡＥ倍信号はＡ／
Ｄ変換器１３でデジタル処理されて演算器１６へ入力さ
れる。該演算器１６へは前記した様にキーボード８によ
って切削条件に対応した増幅率、判別レベルが入力され
ており、ＮＣ制御装置２から信号ｔが入力されると該信
号１に対応する増幅率、判別レベルがＡＥ検出器５に入
力される。

又回転信号ａ、切削異常信号ｃＬ、ｔＡＮＤ回路１４へ
入力され、ＡＮＤ回路１４は回転信＠ａ、切削異常信号
Ｃが共にある場合、演算器１６に判別作動せしめる為の
信号を発する。

ＡＮＤ回路１４からの信号があると演算器１６はＡＮＤ
回路１５へ出力し、ＡＮＤ回路１５を介してＮＣ制御装
置２、電源装置１７へ警報信号ｄ、ｅを発する。

ＮＣ制御装置２は工作機械１を停止させ、次に電源装置
１７は該ＮＣ制御装置２への電力供給を遮断する。又、
演算器１６はプリンタ７、表示器９にそれぞれ駆動信号
を出力し所要の情報を表示させる。

更に、信号ｆに対応する１　７１０工物の加工が完了し
た場合、その加工物が取付けられたパレットが加工ステ
ージョンから取除かれ、別のパレットが新に加工ステー
ジョンにセットされる。

このパレット交換の作動等新な加工工程を行う際のトリ
ガー信号即ち信号ｆが前記した如く受信器２０及び工具
損傷判別器６に入力されて、前記したと同様な作動が繰
返されて工具の損傷判別が行われる。

又、斯かる損傷検出作動に於いて音波センサは加工物３
′の極近傍に取付けられ、且加工物３′はパレットに堅
固に固定されているので減衰作用は少なく主軸回転に伴
うノイズもない。従ってＳ／Ｎは大きく検出精度はよい
。

又、１８は無人運転、有人運転の切換えを行う為のスイ
ッチであり、該スイッチ１８を断としておくとＡＮＤ回
路１５が作動せず警報信号は発せられないのでテスト加
工時や有人運転時に選択し　　（て使用できる。

尚、上記実施例では音波センサと送信器とを別体とした
が一体構成としてもよく、送信器を送受信器として信号
ｆが入力された時のみ発信を開始する様にしてもよい。

更に、ＡＮＤ回路１４を工具損傷判別器６内に設けたが
、ＡＥ検出器５内の増幅器１１と比較器１２どの間に設
けてＡＥ波すのゲイト機能としてもよい。又、比較器１
２をＡ／Ｄ変換器１３の後に設けてデジタル式の判別と
しても良い。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、工具損傷を加工物側で
検知するのでＳ／Ｎを高くとれ判別精度が著しく向上す
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の１実施例を示すブロック図である。 ２はＮＣ制御装置、４ａ、　４ｆ）、　４ｃは音波セン
サ、５はＡＥ検出器、６は工具損傷判別器、１９ａ、　
１９ｂ、　１９ｃよ送信器、２０は受信器を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）加工物又は加工物近傍に音波センサ及び該センサか
   らの信号を処理して発信する送信器を取付け、該送信器
   からの信号を受信し所要の信号を出力する受信器等をＡ
   Ｅ検出器に接続し、ＡＥ検出器に於いて受信器等からの
   信号のレベル判定を行つて工具損傷の有無を検出する様
   構成したことを特徴とする工具損傷検出装置。