JPH02262958A - Grinding burning detector - Google Patents

Grinding burning detector

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Publication number
JPH02262958A
JPH02262958A JP1078035A JP7803589A JPH02262958A JP H02262958 A JPH02262958 A JP H02262958A JP 1078035 A JP1078035 A JP 1078035A JP 7803589 A JP7803589 A JP 7803589A JP H02262958 A JPH02262958 A JP H02262958A
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JP
Japan
Prior art keywords
grinding
bhn
signal
setting value
detection
Prior art date
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Pending
Application number
JP1078035A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoyasu Imai
智康 今井
Ryohei Mukai
良平 向井
Takayuki Yoshimi
隆行 吉見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki KK
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

PURPOSE:To instantaneously detect generation of grinding burning in grinding processing by providing a comparator, which compares a BHN signal detected in a detection coil with a BHN setting value for discrimination of grinding burning and outputs a grinding burning detection signal when the BHN signal value has become over the BHN setting value. CONSTITUTION:For the magnetic head of a detecting head 17 which has drawn near the grinding place during grinding processing of a work W being a ferromagnetic substance, since an alternating field is applied to the grinding place, a Barkhausen noise(BHN) signal is output by a detection coil. This BHN signal is input into a comparator 34, and is compared with a BHN setting value for grinding burning discrimination being set in this comparator 34. And in case that grinding burning occurs at the grinding place, since the BHN signal increases at that place, the grinding processing is continued repeatedly so long as the detected BHN setting value does not reach the BHN setting value, and when the detected BHN signal reaches the BHN setting value, a grinding burning signal is output from the comparator 34.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、研削加工における研削焼けを検出する研削
焼は検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a grinding burn detection device for detecting grinding burn during grinding.

〔従来の技術] 従来の技術においては、研削加工において発生する研削
焼けは、工作物の動きを停止して作業者の目視により確
認されており、研削焼けが確認されると、研削加工が中
止される。
[Conventional technology] In conventional technology, grinding burn that occurs during grinding is visually checked by the operator after stopping the movement of the workpiece, and when grinding burn is confirmed, the grinding process is stopped. be done.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

作業者の目視による研削焼けの確認は、工作物が動いて
いる間にはできず、工作物の動きを停止した上で行わな
ければならないので、研削焼けが発生した時点より研削
加工を中止するまでにかなりの時間が経過してしまう、
従って、不良加工品が生じる。
Grinding burn cannot be visually confirmed by the worker while the workpiece is in motion and must be done after the workpiece has stopped moving, so grinding should be stopped from the moment grinding burn occurs. A considerable amount of time has passed until
Therefore, defective processed products are produced.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明による研削焼は検出装置は、近接した強磁性体
に交番磁場を加える磁気ヘッド及び検出コイルとが対と
なった研削焼は検出ヘッドと、検出コイルにおいて検出
されるバルクハウゼンノイズ(BHN)信号と研削焼は
判別用のBHN設定値とを比較し、BHN信号値がBH
N設定値以上になったとき研削焼は検出信号を出力する
比較器とから構成されている。
The grinding noise detection device according to the present invention includes a magnetic head that applies an alternating magnetic field to a nearby ferromagnetic material and a detection coil, and Barkhausen noise (BHN) detected in the grinding noise detection head and the detection coil. Compare the signal and grinding burn with the BHN setting value for discrimination, and if the BHN signal value is BH
The grinding device is composed of a comparator that outputs a detection signal when the value exceeds the N setting value.

〔作  用〕[For production]

強磁性体に交番磁界が加えられると、電気的なノイズ、
即ちバルクハウゼンノイズ(BHN)が発生し、BHN
は、その強磁性体の応力及び硬さとに関係する。そうし
て、強磁性体の工作物を研削し、研削焼けが生じると、
引張応力が大きくなり、硬さが低下する。
When an alternating magnetic field is applied to a ferromagnetic material, electrical noise,
That is, Barkhausen noise (BHN) occurs, and BHN
is related to the stress and hardness of the ferromagnetic material. Then, when grinding a ferromagnetic workpiece and grinding burn occurs,
Tensile stress increases and hardness decreases.

強磁性体である工作物の研削加工中に研削箇所に近接し
た検出ヘッドの磁気ヘッドは、研削箇所に交番磁界を加
えているので、検出コイルによりバルクハウゼンノイズ
(BHN)信号が出力される。
During grinding of a ferromagnetic workpiece, the magnetic head of the detection head close to the grinding location applies an alternating magnetic field to the grinding location, so that a Barkhausen noise (BHN) signal is output by the detection coil.

そのBHN信号は、比較器に入力され、比較器において
設定された研削焼は判別用のBHN設定値と比較される
。研削箇所に研削焼けが生じた場合、その箇所ではBH
N信号は増大するので、検出されたBHN信号がBHN
設定値に達しない限り、研削加工は続行反復され、検出
されたBHN信号がBHN設定値に達すると、比較器か
ら研削焼は検出信号が出力される。
The BHN signal is input to a comparator, and the grinding loss set in the comparator is compared with a BHN setting value for discrimination. If grinding burn occurs at a grinding location, BH will occur at that location.
Since the N signal increases, the detected BHN signal becomes BHN
As long as the set value is not reached, the grinding process is continued and repeated, and when the detected BHN signal reaches the BHN set value, a grinding burnout detection signal is output from the comparator.

〔実 施 例〕〔Example〕

この発明の実施例を図面に従って説明する。 Embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

第1図には、この発明による研削焼は検出装置を利用し
たツルーイング装置を備えた円筒研削盤が例示されてい
る。研削盤は、カム研削盤、ビン研削盤等であってもよ
い。
FIG. 1 exemplifies a cylindrical grinding machine equipped with a truing device that utilizes a grinding detection device according to the present invention. The grinder may be a cam grinder, a bottle grinder, or the like.

ベツド1上には、工作主軸台2及び心理台3が載置され
たテーブル4が長手送り方向(Z軸線方向)に、砥石台
5が切込み方向(X軸線方向)に夫々滑動自在に設けら
れ、テーブル4は、サーボモータ6で駆動される図示し
ないボールねじ機構により長手送り方向(Z軸線方向)
にベツド1上の案内面に沿って往復動されるようなって
おり、工作主軸台2には、工作主軸7が回転自在に軸承
され、主軸モータ8によって回転駆動されるようになっ
ている。
On the bed 1, a table 4 on which a work headstock 2 and a psychological table 3 are placed is provided so as to be slidable in the longitudinal feeding direction (Z-axis direction), and a grindstone head 5 is slidably provided in the cutting direction (X-axis direction). , the table 4 is moved in the longitudinal direction (Z-axis direction) by a ball screw mechanism (not shown) driven by a servo motor 6.
A work spindle 7 is rotatably supported on the work head stock 2 and rotated by a spindle motor 8.

工作主軸7には、工作物Wを支承するセンタ9及び駆動
部材10が取付けられている。心理台3には、センタ9
に対向して共働するセンタ11が取付られている。
A center 9 for supporting a workpiece W and a drive member 10 are attached to the work spindle 7. Center 9 is on psychological table 3.
A cooperating center 11 is mounted opposite to.

砥石台5は、砥石モータ12でベルト伝動機構13を介
して回転駆動される砥石車14を軸承し、サーボモータ
15で駆動される図示しないボールねじ機構により切込
み送り方向(X軸線方向)にベツド1上を進退されるよ
うになっている。
The grinding wheel head 5 supports a grinding wheel 14 which is rotatably driven by a grinding wheel motor 12 via a belt transmission mechanism 13, and is rotated by a ball screw mechanism (not shown) driven by a servo motor 15 in the cutting feed direction (X-axis direction). It is designed to advance and retreat from the top.

更にベツド1上には、研削焼は検出ヘッド基台16がテ
ーブル4を挾んで砥石車14に対向位置で設置され、検
出ヘッド基台16上には、第2図に示すような研削焼は
検出ヘッド17がサーボモータ18でX軸線向に進退駆
動されるように載置されている。
Further, on the bed 1, a grinding head base 16 is installed with the table 4 in between and facing the grinding wheel 14. On the detection head base 16, a grinding head base 16 as shown in FIG. A detection head 17 is mounted so as to be driven forward and backward in the X-axis direction by a servo motor 18.

第2図において、研削焼は検出へラド17は、シリンダ
状のヘッド本体19の中空穴20にピストン状の磁気ヘ
ッド保持体21が滑動自在に嵌装され、先端に磁気ヘッ
ド2zが取付けられている磁気ヘッド保持体21が中空
穴20内の圧縮ばねz3に押圧されて前進突出するよう
構成されており、磁気ヘッド22は、第3図に示すよう
に交流が巻線に加えられる鉄心22aと検出コイル22
bとが対となって構成され、鉄心22aが近接している
強磁性体に交番磁場を加え、且つ検出コイル22bがそ
の結果発生するバルクハウゼンノイズ(BHN)を検出
するようになっている。
In FIG. 2, the grinding detection head 17 has a piston-shaped magnetic head holder 21 slidably fitted into a hollow hole 20 of a cylindrical head body 19, and a magnetic head 2z attached to the tip. The magnetic head holder 21 is configured to protrude forward by being pressed by a compression spring z3 in the hollow hole 20, and the magnetic head 22 is connected to an iron core 22a to which an alternating current is applied to the winding, as shown in FIG. Detection coil 22
The iron core 22a applies an alternating magnetic field to the ferromagnetic material in close proximity, and the detection coil 22b detects Barkhausen noise (BHN) generated as a result.

又、ベツド1上には、ツルーイング装置が砥石車14を
挾んでテーブル4と反対側に設置されている。ツルーイ
ング装置は、ベツド1上をサーボモータ24でX軸線向
に駆動されるツルア・トラバース台25と、ツルア・ト
ラバース台25の上をサーボモータ26でX軸線向に進
退駆動されるツルアヘッド27と、Z軸線と平行軸線回
りに回転駆動されるようにツルアヘッド27に取付られ
たツルア28とから構成されている。
Further, a truing device is installed on the bed 1 on the opposite side of the table 4 with the grinding wheel 14 in between. The truing device includes a truer traverse table 25 that is driven above the bed 1 in the X-axis direction by a servo motor 24, and a truer head 27 that is driven forward and backward in the X-axis direction above the truer traverse table 25 by a servo motor 26. It consists of a truer 28 attached to a truer head 27 so as to be rotationally driven around an axis parallel to the Z axis.

上記の少なくともサーボモータ15.1g、 24.2
6は、下記のような制御装置により制御される。
At least the above servo motor 15.1g, 24.2
6 is controlled by a control device as described below.

各サーボモータ15.1g、 24.26ノ駆動回路2
9.30゜31.32及び研削焼は検出ヘッド17の検
出コイル22bの検出出力と設定回路33の設定値とを
比較する比較回路34は、第1図に示すように数値制御
装置4゜に接続されている。
Each servo motor 15.1g, 24.26mm drive circuit 2
As shown in FIG. It is connected.

更に具体的に述べると、数値制御装置4oは、CPU(
中央演算処理装置)41、並びにCP U41に接続さ
れたパルス分配回路42.43.44.45、インタフ
ェース46.47及びメモリ48から構成されている。
To be more specific, the numerical control device 4o has a CPU (
It consists of a central processing unit (CPU) 41, pulse distribution circuits 42, 43, 44, 45 connected to the CPU 41, an interface 46, 47, and a memory 48.

駆動回路29.30,31.32はパルス分配回路42
.43゜44.45に、比較回路34はインタフェース
46に、表示器付き人力操作盤35はインタフェース4
7に夫々接続されている。
Drive circuits 29, 30, 31, 32 are pulse distribution circuits 42
.. 43°44.45, the comparison circuit 34 is connected to the interface 46, and the human operation panel 35 with display is connected to the interface 4.
7 respectively.

表示器付き人力操作盤35では、研削加ニブログラム等
の入力が行われ、メモリ48には、研削加ニブログラム
等が記憶されるようになっている。
The manual operation panel 35 with a display device inputs the grinding nib program and the like, and the memory 48 stores the grinding nib program and the like.

なお、図示では省略されているが、従来の技術のように
サーボモータ6.8及び砥石モータ12も、数値制御装
置40により制御され、研削盤は、所定の研削加工を行
うようになっている。
Although not shown in the figure, the servo motor 6.8 and the grindstone motor 12 are also controlled by the numerical control device 40 as in the conventional technology, so that the grinding machine performs a predetermined grinding process. .

上記の研削盤における研削焼は検出装置を用いたツルー
イング装置の操作・作用について説明するのに先立って
、先ず、研削焼は検出ヘッドによる研削焼は検出の原理
について説明する。
Before explaining the operation and function of the truing device using the grinding ware detection device in the above-mentioned grinding machine, first, the principle of grinding ware detection by the grinding ware detection head will be explained.

鋼材等の強磁性体に交番磁界が加えられると、電気的な
ノイズ、即ちバルクハウゼンノイズ(BHN)が発生す
る。そうして、BHNは、その鋼材等の応力及び硬さと
第4図及び第5図のような関係を伴う。即ち、BHNは
、引張応力の増大に従って増大し、圧縮応力の増大に従
って減小する。
When an alternating magnetic field is applied to a ferromagnetic material such as steel, electrical noise, ie Barkhausen noise (BHN), is generated. BHN has a relationship with the stress and hardness of the steel material as shown in FIGS. 4 and 5. That is, BHN increases as tensile stress increases and decreases as compressive stress increases.

又、BHNは、強磁性体の硬さが減小すると増大する。Also, BHN increases as the hardness of the ferromagnetic material decreases.

鋼材等の工作物Wを研削し、研削焼けが生じると、引張
応力が大きくなり、硬さが低下する。
When a workpiece W such as a steel material is ground and grinding burn occurs, the tensile stress increases and the hardness decreases.

従って、交番磁場が加っている箇所に研削焼けが生じた
場合、その箇所で検出されるBHN信号は増大する。
Therefore, if grinding burn occurs at a location where an alternating magnetic field is applied, the BHN signal detected at that location increases.

そこで、上記の研削盤における研削焼は検出装置を用い
たツルーイング装置の操作・作用について第6図に従っ
て説明する。
Therefore, the operation and function of the truing device using the detection device for grinding in the above-mentioned grinding machine will be explained with reference to FIG.

(1)先ず、砥石車14は、砥石モータ12によりベル
ト伝動機構13を介して回転駆動され、工作物Wは、工
作主軸台2と心神台3との岡センタ9.11に装着され
る。
(1) First, the grinding wheel 14 is rotationally driven by the grinding wheel motor 12 via the belt transmission mechanism 13, and the workpiece W is mounted on the center 9.11 of the work headstock 2 and the Shinshindai 3.

(2)テーブル4は、工作物Wの研削箇所が砥石車14
に対応するような位置にサーボモータ6の駆動によりZ
軸線方向に位置決めされる。
(2) In the table 4, the grinding part of the workpiece W is the grinding wheel 14.
Z by driving the servo motor 6 to a position corresponding to
axially positioned.

(3)検出ヘッド基台16、即ち研削焼は検出ヘッド1
7は、数値制御装置40からの指令により駆動回路を介
してサーボモータ18が駆動されることにより砥石車1
4に対向する工作物Wの外周面に向って前進し、鉄心2
2mが圧縮ばね23のばね力をもって工作物Wの外周面
に接触する。
(3) Detection head base 16, that is, the detection head 1
7 is a grinding wheel 1 which is driven by a servo motor 18 via a drive circuit in accordance with a command from a numerical control device 40.
The iron core 2 moves forward toward the outer peripheral surface of the workpiece W opposite to the iron core 2
2m comes into contact with the outer peripheral surface of the workpiece W with the spring force of the compression spring 23.

(4)工作物Wは、サーボモータ8の駆動による工作主
軸7の回転により駆動部材10を介して回転駆動される
(4) The workpiece W is rotationally driven via the drive member 10 by the rotation of the workpiece spindle 7 driven by the servo motor 8 .

(5)砥石台5は、数値制御装置40からの指令に基づ
き駆動回路29を介してサーボモータ15が駆動される
ことにより前進し、工作物Wの外周面に当接し、研削を
行う。
(5) The grindstone head 5 moves forward by driving the servo motor 15 via the drive circuit 29 based on a command from the numerical control device 40, comes into contact with the outer peripheral surface of the workpiece W, and performs grinding.

(6)圧縮ばね23のばね力をもって工作物Wの外周面
に接触している磁気ヘッド22の鉄心22aは、工作物
Wの外周面の径に追従し、磁気ヘッド22は、鋼材等の
強磁性体である工作物Wの研削箇所に交番磁界を加えて
いるので、検出コイル22bによりバルクハウゼンノイ
ズ(BHN)信号が出力される。
(6) The iron core 22a of the magnetic head 22, which is in contact with the outer peripheral surface of the workpiece W with the spring force of the compression spring 23, follows the diameter of the outer peripheral surface of the workpiece W, and the magnetic head 22 is made of a strong material such as steel. Since an alternating magnetic field is applied to the grinding location of the workpiece W, which is a magnetic material, a Barkhausen noise (BHN) signal is output by the detection coil 22b.

そのBHN信号は、比較回路34に入力され、比較回路
34において設定回路33に設定された研削焼は判別用
のBHN設定値と比較される。
The BHN signal is input to the comparison circuit 34, and in the comparison circuit 34, the grinding loss set in the setting circuit 33 is compared with the BHN setting value for discrimination.

(7)検出されたBHN信号がBHN設定値に達しない
限り、研削加工は続行反復される。
(7) As long as the detected BHN signal does not reach the BHN setting value, the grinding process continues and is repeated.

(8)検出されたBHN信号がBHN設定値に達すると
、比較回路34から検出信号がインターフェース46を
介してCP U41に入力される。
(8) When the detected BHN signal reaches the BHN setting value, the detection signal is input from the comparison circuit 34 to the CPU 41 via the interface 46.

(9)比較回路34からの検出信号を受けたCPU41
からの指令に基づいて駆動回路29,31.32を介し
てサーボモータ15.24.26が駆動される。それに
より砥石台5は、所定位置へ後退すると共に、ツルア・
トラバース台25とツルアヘッド27は移動を行い、ツ
ルア28は、砥石車14の外周面に接触し、それに対し
所定の軌跡を画き、所定のツルーイングを行う。
(9) CPU 41 receiving the detection signal from comparison circuit 34
The servo motors 15, 24, and 26 are driven via the drive circuits 29, 31, and 32 based on commands from the servo motors 15, 24, and 26. As a result, the grinding wheel head 5 retreats to a predetermined position, and the grinding wheel head 5
The traverse table 25 and the truer head 27 move, and the truer 28 comes into contact with the outer peripheral surface of the grinding wheel 14, draws a predetermined trajectory thereon, and performs a predetermined truing.

(1())CPU41からの指令に基づく所定のツルー
イングが完了すると、CPU41からの指、令に基づい
て駆動回路29,31.32を介してサーボモータ15
゜24、26が駆動される。それにより砥石台5は、所
定位置へ前進して、所定の研削加工を続行すると共に、
ツルア・トラバース台25とツルアヘッド27は原位置
へ戻る。
(1()) When the predetermined truing based on the command from the CPU 41 is completed, the servo motor 15 is
24 and 26 are driven. As a result, the grindstone head 5 advances to a predetermined position and continues the predetermined grinding process.
The Tsurua traverse stand 25 and the Tsurua head 27 return to their original positions.

〔発明の効果] この発明の研削焼は検出装置よれば、この考案によれば
、バルクハウゼンノイズを利用して、研削加工における
研削焼けの発生を瞬時に検出し得る。それにより、研削
焼けによる不良品の発生が防止される。
[Effects of the Invention] According to the grinding burn detection device of the present invention, occurrence of grinding burn during grinding can be instantaneously detected using Barkhausen noise. This prevents the production of defective products due to grinding burn.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、この発明の実施例における研削焼は検出装置
を利用したツルーイング装置を備えた円筒研削盤の構成
図、 第2図は、この発明の実施例における研削焼は検出装置
の研削焼は検出ヘッドの断面正面図、第3図は、この発
明の実施例における研削焼は検出装置の研削焼は検・出
ヘッドの説明構成図、第4図及び第5図は、強磁性体に
交番磁場が加えられた場合に発生するバルクハウゼンノ
イズ(BHN)と強磁性体における引張り応力及び硬さ
との関係を示すグラフ、 第6図は、この発明の実施例における研削焼は検出装置
を利用したツルーイング装置を備えた円筒研削盤の研削
加工とツルーイングとのフローチャートである。 にベツド   2:工作主軸台  3:心理台4:テー
ブル  5:砥石台
FIG. 1 is a configuration diagram of a cylindrical grinder equipped with a truing device that uses a detection device for grinding wear in an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional front view of the detection head, FIG. 3 is an explanatory configuration diagram of the detection/detection head of the detection device, and FIGS. A graph showing the relationship between Barkhausen noise (BHN) generated when an alternating magnetic field is applied, and tensile stress and hardness in a ferromagnetic material. It is a flowchart of grinding processing and truing of a cylindrical grinder equipped with a truing device. Bed 2: Work headstock 3: Psychological table 4: Table 5: Grindstone head

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 近接した強磁性体に交番磁場を加える磁気ヘッド及び検
出コイルとが対となった研削焼け検出ヘッドと、検出コ
イルにおいて検出されるバルクハウゼンノイズ(BHN
)信号と研削焼け判別用のBHN設定値とを比較し、B
HN信号値がBHN設定値以上になったとき研削焼け検
出信号を出力する比較器とから構成された研削焼け検出
装置
The grinding burn detection head is a pair of magnetic head and detection coil that apply an alternating magnetic field to a ferromagnetic material in close proximity, and the Barkhausen noise (BHN) detected in the detection coil.
) Compare the signal with the BHN setting value for determining grinding burn, and
Grinding burn detection device consisting of a comparator that outputs a grinding burn detection signal when the HN signal value exceeds the BHN setting value
JP1078035A 1989-03-31 1989-03-31 Grinding burning detector Pending JPH02262958A (en)

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