JPH0132024B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0132024B2 JPH0132024B2 JP20851381A JP20851381A JPH0132024B2 JP H0132024 B2 JPH0132024 B2 JP H0132024B2 JP 20851381 A JP20851381 A JP 20851381A JP 20851381 A JP20851381 A JP 20851381A JP H0132024 B2 JPH0132024 B2 JP H0132024B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- chatter
- acceleration
- output
- larger
- 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
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 29
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 13
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 2
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は工作機械におけるびびり監視装置、特
にマシニングセンタの如き各種工具によつて工作
物を切削加工する工作機械に好適なびびり監視装
置に関するものである。
にマシニングセンタの如き各種工具によつて工作
物を切削加工する工作機械に好適なびびり監視装
置に関するものである。
本発明の目的とするところは、各種工具による
切削状態におけるびびりの有無を、簡単な構成で
しかも正確に判別できるようにすることである。
切削状態におけるびびりの有無を、簡単な構成で
しかも正確に判別できるようにすることである。
一般に、工作機械の切削加工を伴う振動を検出
し、この検出信号をバンドパスフイルタに入力し
て所定周波数領域の信号だけを取り出し、この所
定周波数領域の検出信号の値を基準値と比較して
びびりの有無を検出し、工作機械を制御すること
は公知である。
し、この検出信号をバンドパスフイルタに入力し
て所定周波数領域の信号だけを取り出し、この所
定周波数領域の検出信号の値を基準値と比較して
びびりの有無を検出し、工作機械を制御すること
は公知である。
しかしながら、予め定められたプログラムに従
つて各種工具を主軸に順次装着して工作物を切削
加工するマシニングセンタの如き工作機械におい
ては、各工具毎に自励びびり振動周波数ならびに
びびり振動の大きさが異なるため、上記した公知
のもののように検出信号を一定の基準値と比較す
るだけでは、各工具についてびびり状態を正確に
把握することができなく、また各工具毎に基準値
を定める方式では装置がきわめて複雑かつ高価に
なる問題がある。
つて各種工具を主軸に順次装着して工作物を切削
加工するマシニングセンタの如き工作機械におい
ては、各工具毎に自励びびり振動周波数ならびに
びびり振動の大きさが異なるため、上記した公知
のもののように検出信号を一定の基準値と比較す
るだけでは、各工具についてびびり状態を正確に
把握することができなく、また各工具毎に基準値
を定める方式では装置がきわめて複雑かつ高価に
なる問題がある。
このような問題を解決するために本発明者等の
種々の実験の結果、各種工具による切削加工にお
いてびびりが発生する加速度値は自励びびり振動
周波数と相関関係を有し、びびりの有無が工具の
種類に拘らず振動周波数と加速度との関係より判
別できる方策が見い出された。すなわち第２図
は、各種工具を用いて工作物を切削加工した場合
のびびりの発生状態を、自励びびり振動周波数ｆ
と加速度ｇとの関係で示したものであり、図中○
印がびびり有、×印がびびり無の状態を示してい
る。第２図から明らかなことは、あるびびり振動
周波数を境にしてそれより低い周波数領域と高い
周波数領域とでびびりが発生する加速度値が異な
り、しかもそれぞれの周波数領域内においてはび
びりが発生する加速度値がほぼ一定であることが
判明した。
種々の実験の結果、各種工具による切削加工にお
いてびびりが発生する加速度値は自励びびり振動
周波数と相関関係を有し、びびりの有無が工具の
種類に拘らず振動周波数と加速度との関係より判
別できる方策が見い出された。すなわち第２図
は、各種工具を用いて工作物を切削加工した場合
のびびりの発生状態を、自励びびり振動周波数ｆ
と加速度ｇとの関係で示したものであり、図中○
印がびびり有、×印がびびり無の状態を示してい
る。第２図から明らかなことは、あるびびり振動
周波数を境にしてそれより低い周波数領域と高い
周波数領域とでびびりが発生する加速度値が異な
り、しかもそれぞれの周波数領域内においてはび
びりが発生する加速度値がほぼ一定であることが
判明した。
よつて本発明は、各種工具によつて切削加工を
行う工作機械において、加速度変換器の加速度信
号を少なくとも２つのバンドパスフイルタによつ
て分離し、これらバンドパスフイルタの各出力を
それぞれ異なる設定値と比較してびびりの有無を
工具の種類に拘らず正確に判別できるようにした
びびり監視装置を提供せんとするものである。
行う工作機械において、加速度変換器の加速度信
号を少なくとも２つのバンドパスフイルタによつ
て分離し、これらバンドパスフイルタの各出力を
それぞれ異なる設定値と比較してびびりの有無を
工具の種類に拘らず正確に判別できるようにした
びびり監視装置を提供せんとするものである。
以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。
第１図において、１０は例えば自動工具交換装置
を備えた数値制御工作機械の主軸頭を示し、この
主軸頭１０に軸承された主軸１１には予め定めら
れた加工プログラムに従つて各種工具１２が順次
挿着されるようになつている。主軸頭１０には加
速度変換器１３が取付けられ、この加速度変換器
１３は切削加工中に発生する機械振動の加速度を
検出してその検出信号を増幅器１４に入力する。
増幅器１４には第１および第２のバンドパスフイ
ルタ１５，１６が接続され、第１のバンドパスフ
イルタ１５により前記加速度信号の所定周波数領
域の信号だけが取り出され、また第２のバンドパ
スフイルタ１６により前記周波数領域より高い所
定周波数領域の信号だけが取り出されるようにな
つている。
第１図において、１０は例えば自動工具交換装置
を備えた数値制御工作機械の主軸頭を示し、この
主軸頭１０に軸承された主軸１１には予め定めら
れた加工プログラムに従つて各種工具１２が順次
挿着されるようになつている。主軸頭１０には加
速度変換器１３が取付けられ、この加速度変換器
１３は切削加工中に発生する機械振動の加速度を
検出してその検出信号を増幅器１４に入力する。
増幅器１４には第１および第２のバンドパスフイ
ルタ１５，１６が接続され、第１のバンドパスフ
イルタ１５により前記加速度信号の所定周波数領
域の信号だけが取り出され、また第２のバンドパ
スフイルタ１６により前記周波数領域より高い所
定周波数領域の信号だけが取り出されるようにな
つている。
第１のバンドパスフイルタ１５には第１の比較
器１７が接続され、この比較器１７によりバンド
パスフイルタ１５より取り出された加速度信号と
第１の設定器１８にて設定された設定値Ａとが比
較され、加速度信号が設定値Ａより小さい場合に
はOK信号を、大きい場合にはNG信号を出力す
るようになつている。同様に第２のバンドパスフ
イルタ１６には第２の比較器１９が接続され、こ
の比較器１９によりバンドパスフイルタ１６より
取り出された加速度信号と第２の設定器２０にて
設定された設定値Ｂとが比較され、加速度信号が
設定値Ｂより小さい場合にはOK信号を、大きい
場合にはNG信号を出力するようになつている。
しかして前記第１および第２の比較器１７，１９
の双方よりOK信号が出力された場合にはアンド
回路２１を通して正常信号が送出され、また第１
および第２の比較器１７，１９の何れか一方ある
いは双方よりNG信号が出力された場合にはオア
回路２２を通して異常信号が送出されるようにな
つている。かかる第１および第２の比較器１７，
１９、第１および第２の設定器１８，２０、アン
ド回路２１ならびにオア回路２２により、びびり
の有無を判別する判別装置２５を構成している。
器１７が接続され、この比較器１７によりバンド
パスフイルタ１５より取り出された加速度信号と
第１の設定器１８にて設定された設定値Ａとが比
較され、加速度信号が設定値Ａより小さい場合に
はOK信号を、大きい場合にはNG信号を出力す
るようになつている。同様に第２のバンドパスフ
イルタ１６には第２の比較器１９が接続され、こ
の比較器１９によりバンドパスフイルタ１６より
取り出された加速度信号と第２の設定器２０にて
設定された設定値Ｂとが比較され、加速度信号が
設定値Ｂより小さい場合にはOK信号を、大きい
場合にはNG信号を出力するようになつている。
しかして前記第１および第２の比較器１７，１９
の双方よりOK信号が出力された場合にはアンド
回路２１を通して正常信号が送出され、また第１
および第２の比較器１７，１９の何れか一方ある
いは双方よりNG信号が出力された場合にはオア
回路２２を通して異常信号が送出されるようにな
つている。かかる第１および第２の比較器１７，
１９、第１および第２の設定器１８，２０、アン
ド回路２１ならびにオア回路２２により、びびり
の有無を判別する判別装置２５を構成している。
ここで第２図に示す実験結果に基いて、第１の
バンドパスフイルタ１５として300Hz〜700Hzの周
波数領域を通過させるものが、また第２のバンド
パスフイルタ１６として700Hz〜3000Hzの周波数
領域を通過させるものが設けられ、さらに第１の
設定器１８には設定値Ａとして0.1ｇの加速度値
が、第２の設定器２０には設定値Ｂとして0.04ｇ
の加速度値が設定される。しかしながら、それら
の数値は工作機械、特にその主軸系の剛性等によ
つて種々異なるものとなることは明らかであり、
単に一例を示すものにすぎない。
バンドパスフイルタ１５として300Hz〜700Hzの周
波数領域を通過させるものが、また第２のバンド
パスフイルタ１６として700Hz〜3000Hzの周波数
領域を通過させるものが設けられ、さらに第１の
設定器１８には設定値Ａとして0.1ｇの加速度値
が、第２の設定器２０には設定値Ｂとして0.04ｇ
の加速度値が設定される。しかしながら、それら
の数値は工作機械、特にその主軸系の剛性等によ
つて種々異なるものとなることは明らかであり、
単に一例を示すものにすぎない。
次に上記構成における作用について説明する。
主軸頭１０の主軸１１に工具１２が装着される
と、予め定められた切削条件で工作物が加工さ
れ、その切削加工によつて発生する自励びびり振
動が主軸頭１０が取付けられた加速度変換器１３
によつて検出される。加速度変換器１３で検出さ
れた加速度信号は増幅器１４により増幅された
後、周波数領域の異なる２つのバンドパスフイル
タ１５，１６によつて２つの周波数成分に分離さ
れる。一方の周波数領域（300Hz〜700Hz）におけ
る加速度信号は、第１の比較器１７により設定値
Ａより大きいか小さいかが比較され、大きい場合
にはびびりが生じているものとみなしてNG信号
を出力し、小さい場合にはOK信号を出力する。
また他方の周波数領域（700Hz〜3000Hz）におけ
る加速度信号は、第２の比較器１９により設定値
Ｂより大きいか小さいかが比較され、大きい場合
にはびびりが生じているものとみなしてNG信号
を出力し、小さい場合にはOK信号を出力する。
しかして両比較器１７，１９よりOK信号が出力
された場合にはアンド回路２１より正常信号が送
出され、また両比較器１７，１９の一方にでも
NG信号が出力された場合にはオア回路２２より
異常信号が送出され、この異常信号に基いて切削
加工を停止したり、警報信号を出したり、あるい
はまた切削条件を変更したりしてびびりの発生を
防止する。
主軸頭１０の主軸１１に工具１２が装着される
と、予め定められた切削条件で工作物が加工さ
れ、その切削加工によつて発生する自励びびり振
動が主軸頭１０が取付けられた加速度変換器１３
によつて検出される。加速度変換器１３で検出さ
れた加速度信号は増幅器１４により増幅された
後、周波数領域の異なる２つのバンドパスフイル
タ１５，１６によつて２つの周波数成分に分離さ
れる。一方の周波数領域（300Hz〜700Hz）におけ
る加速度信号は、第１の比較器１７により設定値
Ａより大きいか小さいかが比較され、大きい場合
にはびびりが生じているものとみなしてNG信号
を出力し、小さい場合にはOK信号を出力する。
また他方の周波数領域（700Hz〜3000Hz）におけ
る加速度信号は、第２の比較器１９により設定値
Ｂより大きいか小さいかが比較され、大きい場合
にはびびりが生じているものとみなしてNG信号
を出力し、小さい場合にはOK信号を出力する。
しかして両比較器１７，１９よりOK信号が出力
された場合にはアンド回路２１より正常信号が送
出され、また両比較器１７，１９の一方にでも
NG信号が出力された場合にはオア回路２２より
異常信号が送出され、この異常信号に基いて切削
加工を停止したり、警報信号を出したり、あるい
はまた切削条件を変更したりしてびびりの発生を
防止する。
このように本発明は、各種工具による切削加工
において、工具の種類に拘らずある振動周波数を
境にして相互に異なる一定の加速度値でびびりの
有無を判別できる事実を見い出し、このために切
削加工によつて生ずる振動を検出する加速度変換
器の出力を、異なる周波数領域の信号を通過させ
る２つのバンドパスフイルタによつて分離し、こ
れらバンドパスフイルタの各出力をそれぞれ異な
る設定値と比較してびびり状態を判別できるよう
に構成したものである。
において、工具の種類に拘らずある振動周波数を
境にして相互に異なる一定の加速度値でびびりの
有無を判別できる事実を見い出し、このために切
削加工によつて生ずる振動を検出する加速度変換
器の出力を、異なる周波数領域の信号を通過させ
る２つのバンドパスフイルタによつて分離し、こ
れらバンドパスフイルタの各出力をそれぞれ異な
る設定値と比較してびびり状態を判別できるよう
に構成したものである。
従つて本発明によれば、各種工具を用いて切削
加工を行うマシニングセンタの如き工作機械にお
いても、各工具毎に基準値を設定して比較判別す
るような複雑の制御を必要とせず、しかもびびり
の有無を高精度に判別できるびびり監視装置が得
られる効果がある。
加工を行うマシニングセンタの如き工作機械にお
いても、各工具毎に基準値を設定して比較判別す
るような複雑の制御を必要とせず、しかもびびり
の有無を高精度に判別できるびびり監視装置が得
られる効果がある。
上記実施例においては、びびり振動周波数を２
つの領域に分けた例について述べたが、３つ以上
のバンドパスフイルタを用いてびびり振動周波数
を３つ以上の領域に分け、それぞれの領域におい
て所定の設定値と比較判別するようにしてもよ
い。
つの領域に分けた例について述べたが、３つ以上
のバンドパスフイルタを用いてびびり振動周波数
を３つ以上の領域に分け、それぞれの領域におい
て所定の設定値と比較判別するようにしてもよ
い。
図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
工作機械におけるびびり監視装置を概略的に示す
ブロツク線図、第２図は各種工具についてびびり
が発生する加速度を振動周波数に対して調べた実
験データである。 １０……主軸頭、１１……主軸、１２……工
具、１３……加速度変換器、１５，１６……バン
ドパスフイルタ、１７，１９……比較器、１８，
２０……設定器、２５……判別装置。
工作機械におけるびびり監視装置を概略的に示す
ブロツク線図、第２図は各種工具についてびびり
が発生する加速度を振動周波数に対して調べた実
験データである。 １０……主軸頭、１１……主軸、１２……工
具、１３……加速度変換器、１５，１６……バン
ドパスフイルタ、１７，１９……比較器、１８，
２０……設定器、２５……判別装置。
Claims (1)
- １ 主軸に装着される各種工具による切削加工に
よつて発生する振動を検出する加速度変換器と、
この加速度変換器の出力のうち互いに異なる周波
数領域の信号のみを取り出す少なくとも２つのバ
ンドパスフイルタと、互いに異なる設定値を設定
した少なくとも２つの設定器と、前記一方のバン
ドパスフイルタの出力が前記一方の設定器にて設
定された設定値より大きいか小さいかを比較して
設定値より小さい場合にはOK信号を、大きい場
合にはNG信号を出力する第１の比較器と、前記
他方のバンドパスフイルタの出力が前記他方の設
定器にて設定された設定値より大きいか小さいか
を比較して設定値より小さい場合にはOK信号
を、大きい場合にはNG信号を出力する第２の比
較器と、前記第１および第２の比較器の少なくと
も一方よりNG信号が出力された場合に異常信号
を送出する論理回路とによつて構成してなる工作
機械におけるびびり監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20851381A JPS58108420A (ja) | 1981-12-22 | 1981-12-22 | 工作機械におけるびびり監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20851381A JPS58108420A (ja) | 1981-12-22 | 1981-12-22 | 工作機械におけるびびり監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58108420A JPS58108420A (ja) | 1983-06-28 |
| JPH0132024B2 true JPH0132024B2 (ja) | 1989-06-29 |
Family
ID=16557402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20851381A Granted JPS58108420A (ja) | 1981-12-22 | 1981-12-22 | 工作機械におけるびびり監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58108420A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012137327A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Okuma Corp | 振動検出装置及び振動検出方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2549312B2 (ja) * | 1989-08-15 | 1996-10-30 | セイコー精機株式会社 | 工作機械における加工状態検出装置 |
| JP5674491B2 (ja) * | 2011-01-24 | 2015-02-25 | オークマ株式会社 | 振動判定装置 |
| JP5609739B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2014-10-22 | ブラザー工業株式会社 | 加工びびり振動検出装置、及び工作機械 |
-
1981
- 1981-12-22 JP JP20851381A patent/JPS58108420A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012137327A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Okuma Corp | 振動検出装置及び振動検出方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58108420A (ja) | 1983-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6937942B2 (en) | Method and apparatus of detecting tool abnormality in a machine tool | |
| US4656868A (en) | Method and apparatus for discriminating cutting state from non-cutting state in machine tool | |
| GB2166242A (en) | Acoustic monitoring of cutting conditions to detect tool break events | |
| US3819916A (en) | Method for monitoring machining condition of a machine tool | |
| US5298889A (en) | Metal cutting machine tool break detection | |
| JPH0132024B2 (ja) | ||
| EP3611585B1 (en) | Machine tool | |
| JPS6121787B2 (ja) | ||
| JP2629695B2 (ja) | 切削加工機械における監視装置 | |
| JPH0215823B2 (ja) | ||
| KR960003212B1 (ko) | 엔시(Numerical Control) 절삭시스템 이상진단을 위한 진동 모니터링 방법과 장치 | |
| JPH0558855B2 (ja) | ||
| JPH04269153A (ja) | データ抽出平均法による切削負荷監視方法 | |
| JPS6294250A (ja) | 穴明工具の寿命検出装置 | |
| JPH0215954A (ja) | 工具異常監視方法 | |
| JPH0343020B2 (ja) | ||
| SU973245A1 (ru) | Способ обнаружени поломок режущего инструмента на металлообрабатывающих станках | |
| JPH0132027B2 (ja) | ||
| JPS61159353A (ja) | 工具の破損検出方法 | |
| JPS61164763A (ja) | 工具折損検出システム | |
| JPS61278757A (ja) | 工具折損検出システム | |
| JPS5827056B2 (ja) | 工作機械の送り制御装置 | |
| JPS61112963A (ja) | 工具折損検出装置 | |
| JPH0248389B2 (ja) | ||
| JPH055617B2 (ja) |