JPS60244856A - 工具折損検出装置 - Google Patents

工具折損検出装置

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Publication number
JPS60244856A
JPS60244856A JP59101551A JP10155184A JPS60244856A JP S60244856 A JPS60244856 A JP S60244856A JP 59101551 A JP59101551 A JP 59101551A JP 10155184 A JP10155184 A JP 10155184A JP S60244856 A JPS60244856 A JP S60244856A
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JP
Japan
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threshold level
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breakage
value
tool
Prior art date
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Pending
Application number
JP59101551A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyokazu Yoshimura
吉村 喜代和
Yoshio Kushihashi
櫛橋 義雄
Norio Miyawaki
宮脇 則夫
Shunichi Sakaguchi
坂口 俊一
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.)
Omron Corp
Original Assignee
Tateisi Electronics Co
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tateisi Electronics Co, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Tateisi Electronics Co
Priority to JP59101551A priority Critical patent/JPS60244856A/ja
Publication of JPS60244856A publication Critical patent/JPS60244856A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/14Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (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。

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を折損時に発生す
るアコースティックエミッション(以下AEという)を
利用して検出する工具折損検出装置に関するものである
従来技術とその問題点 工作機械、例えばボール盤等は自動運転させることが多
いが、ボール盤のドリルの刃が折損することがしばしば
あり、そのような場合には何らかの方法で折損を検出す
る必要がある。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している。
ところで従来の工具折損検出装置によれば、AEセンサ
より得られる信号を適宜増幅し、増幅出力を所定のスレ
ッシュホールドレベルで弁別して工具の折損信号として
いる。しかしAEセンサより工具の折損時以外にも工具
やワークとの摩擦や切り屑等の発生によって比較的高レ
ベルのAE倍信号得られることがあり、これらと区別し
て工具折損を検出するために検出レベルを適正に調整す
る必要がある。そしてこの検出レベルの調整はAE信号
増幅器の増幅度や検出のスレッシュホールドレベルを調
整することによって行っている。従来の工具折損検出装
置ではこの検出のスレッシュホールドレベルは人手によ
って設定している。しかしながらドリル径を変更したと
きやワークの種類、切削条件等によってAE信号レベル
は大幅に異なるため、これらの条件変更の度に適正なス
レッシュホールドレベルを人手で設定することは困難で
あり、使い難いという問題点があった。そしてスレッシ
ュホールドレベルが低すぎれば摩擦や切り屑の発生によ
って工具の折損信号を出力することがあり、又スレッシ
ュホールドレベルが高いと工具の折損によっても信号が
得られない場合があって装置の信頼性が低くなるという
問題点があった。
発明の目的 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、容易に最適なスレッシュ
ホールドレベルに調整することができ、信頼性を向上さ
せ得る工具折損検出装置を提供することを目的とする。
発明の構成と効果 本発明は工作機械における工具の折損をAE倍信号より
検出する工具折損検出装置であって、工作機械の工具近
傍に設けられたAEセンサと、AEセンサの出力を増幅
する増幅器と、所定周期毎に増幅器のAE比出力ホール
ドするホールド回路と、スレッシュホールドレベル及び
ホールド回路より順次得られるAE比出力記憶するデー
タ領域を有する記憶手段と、工具の折損を検出するAE
倍信号スレッシュホールドレベルを設定する設定手段と
、ボールド回路に保持され記憶手段に保持されているス
レッシュホールドレベルを越えないAE倍信号最大値を
順次更新して、非折損最大値を保持する最大値検知手段
と、ホールド回路のAE倍信号記憶手段のスレッシュホ
ールドレベルを越えるときに折損信号を与えると共にそ
の値を折損値として保持する折損検知手段と、記憶手段
に保持された折損値及び非折損最大値に基づいて、その
中間の所定値を新なスレッシュホールドレベルとして算
出する算出手段と、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、切削中に発生
する切り屑や摩擦等によるAE倍信号最大値を順次更新
して記憶手段に記憶しており、更に設定されたスレッシ
ュホールドレベルを越えるAE倍信号折損値として記憶
し、これらの切り屑等のAE倍信号最大値と折損値とに
基づいて新なスレッシュホールドレベルを決定している
。従って工具やワーク等を変更した場合にも自動的に工
作条件に応じた適切なスレッシュホールドレベルを設定
することが可能である。それ故工具折損信号の信頼性を
向上させることができ、自動化された工作機械等に応用
する際に特に有用となる。
実施例の説明 第1図は本発明による工具折損検出装置の一実施例を示
すブロック図である。本図においてワーク1はボール盤
のベース上に固定されており、ワーク1の上部よりドリ
ル2を回転させて所定速度で押下しワーク1に開口を設
ける。このとき例えばワーク1が配置されるベース上に
AEセンサ3を固定しておく。AEセンサ3は例えばI
KHzからIMHz程度の広帯域のAE倍信号検出する
ものであって、その出力は増幅器4に与えられる。増幅
器4は可変抵抗器5の調整により増幅率を任意に設定す
ることができる増幅器であって、その増幅出力をバンド
パスフィルタ6と表示器駆動用の増幅器7に与えるもの
である。この増幅器4より得られるAE倍信号周波数成
分は、切り屑等が生じない通常の切削時には100KH
z以下でピーク値を有し高い周波数までの周波数成分を
有する信号であり、トリル2の折損時には200 K 
Hz付近にピーク値を有する信号となっている。従って
バンドパスフィルタ6はドリル2の折損時に発生するA
E倍信号周波数、例えば100〜300 K Hzの信
号を通過させるフィルタとし、その出力はサンプルホー
ルド回路8に与えられる。サンプルホールド回路8は与
えられるAE倍信号所定時間毎に一時保持するものであ
って、その出力を制御部9の入力インターフェース10
に与える。入力インターフェース10には更にスレッシ
ュホールドレベルの初期値を設定する設定部IIが接続
され、それらの信号を中央演算装置(以下CPUという
)12に与えるものである。CPU12には記憶手段と
してリードオンリメモリ (以下ROMという) 13
及び種々のデータを一時記憶するランダムアクセスメモ
リ (以下RAMという)14が接続されており、後述
する手順に従って折損検知信号を出すと共にそのスレッ
シュホールドレベルを変更するものである。CPUI 
2は更に出力インターフェース15を介してサンプルホ
ールド回路8にリセット信号を与えると共に、折損表示
器16に折損信号を与える。又増幅器7の出力端は現在
のAE信号レベルを表示する表示器17が接続されてい
る。
第2図はRAM14の記憶内容を示すメモリマツプであ
る。本図においてRAM14には設定部11から設定さ
れたスレンシュホールドレベルSを記憶する領域と、二
つの入力データMl 、 M2及びそのサンプリング時
点での読込みデータAを記憶する領域が設けられている
次に本実施例の工具折損検出装置の動作について第3図
のフローチャート及び第4図の波形図を参照しつつ説明
する。フローチャートにおいて引出し線を用いて示す番
号はCPU12の動作ステップである。動作を開始する
と、まずステップ21において設定部11より設定され
たスレッシュホールドレベルの初期値を入力インターフ
ェース10を介して読込む。このとき設定されたスレッ
シュホールドレベルSは第4図に示すレベルきする。
CPU12はこの値をRAM14のスレッシュホールド
レベル領域Sに記憶し、入力データ領域M1、 M2を
クリアする(ステップ22)。ここで時刻toよりボー
ル盤を動作させればドリル2がワーク1に接触しワーク
1の所定位置を開口する。このときAE倍信号発生する
が第4図に示すようにそのレベルは高くなくバンドパス
フィルタ6をほとんど通過しない。バンドパスフィルタ
6を通過したAE倍信号サンプルホールド回路8によっ
て所定サンプリング周期毎に保持され、入力インターフ
ェース10を介してCPUI 2に読込まれRAM14
の読込みデータ領域Aに保持される(ステップ23)。
そしてステップ24に進んでそのとき読込まれたサンプ
リングデータAとスレッシュホールドレベルSとを比較
する。第4図に示すように読込みデータへのレベルが低
い場合には、ステップ25に進んで入力データM1にス
トアされているデータとサンプリング読込みデータとを
比較する。最初の動作時にはステップ22においてMl
のデータがクリアされているのでステップ26に進んで
そのとき読込んだサンプリング読込みデータをデータ領
域M1に記憶する。そしてステップ23に戻って再びサ
ンプルホールド回路8より所定サンプリング周期毎に得
られるサンプリングデータAを順次読込む。
そしてワーク1の切削中の時刻t1〜t4に摩擦や切り
屑等が発生すれば、そのとき得られるAE倍信号周波数
は200〜300 KHz付近にピーク値をもつため、
バンドパスフィルタ6を通過してサンプルホールド回路
8に比較的レベルの高いAE倍信号保持される。ステッ
プ23においてそのAE倍信号CPU12によって読込
まれるので、ステップ25を介してステップ26に進ん
でMlの値が更新される。従って順次得られる切り屑や
摩擦等のAE倍信号よってスレッシュホールドレベルS
以下の最大のAE倍信号入力データ領域M1に保持され
ることとなる。
さて何らかの理由で時刻t5にドリル2の刃が折損した
場合には第4図に示すように大きなピーク値を持ち、2
00 K )lz付近をピークとするAE倍信号AEセ
ン+3より得られる。そのAE倍信号増幅器4及びバン
ドパスフィルタ6を介してサンプルホールド回路8に与
えられ、CPUI 2によって読込まれる。そしてその
ピーク値が設定されたスレッシュホールドレベルSを越
えている場合には、ステップ24からステップ27に進
んでそのとき得られる読込みデータを入力データ量2領
域に記憶する。そしてステップ2日に進んでそれまでに
得られた最大のAE倍信号ある入力データM1の値と、
スレッシュホールドレベルSを越えた入力データM2の
値とに基づいて新なスレッシュホールドレベルを演糠す
る。このとき新なスレッシュホールドレベルはMl 、
M2の中間の値、例えば(Ml +M2 )/2とする
。又これに何らかの補正項を加えることも考えられる。
そして第4図に示すように新なスレッシュホールドレベ
ルS1を算出してRAM14のスレッシュホールドレベ
ル領域Sに書込んでステップ22に戻る。こうずれば再
び入力データMl 、M2がクリアされ、以後与えられ
る切り屑等のAEデータの最大値が再びM1領域に保持
され、その切削条件での新なスレッシュホールドレベル
を設定することが可能となる。
尚本実施例はボール盤のドリル折損検出装置について説
明しているが、本発明は他の工作機械、例えば旋盤やフ
ライス盤等の種々の工作機械に適用することが可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による工具折損検出装置の一実施例を示
すブロック図、第2図はRAM14の記憶内容を示すメ
モリマツプ、第3図は本実施例の工具折損検出装置の動
作を示すフローチャート、第4図はボール盤を動作させ
たときに得られるAE倍信号時間的変化を示すグラフで
ある。 1−・−ワーク 2−−−−−ドリル 3−−−−A 
Eセンサ 4. 7−−−−−−−増幅器 5−−−−
−一可変抵抗器6−−−−−−バンドパスフィルタ 8
−−−−−−−サンプルホールド回路 9−−−−−一
制御部 11−−−−〜−一般定部12−−−−−CP
U 13−−−−−−−ROM 14−−−−−−AM 特許出願人 立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本宜喜(他1名) 第1図 第2図 第4図 第3図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)工作機械の工具近傍に設けられたAEセンサと、 前記AEセンサの出力を増幅する増幅器と、所定周期毎
    に前記増幅器のAE比出力ホールドするホールド回路と
    、 スレッシュホールドレベル及び前記ホールド回路より順
    次得られるAE比出力記憶するデータ領域を有する記憶
    手段と、 工具の折損を検出するAE倍信号スレッシュホールドレ
    ベルを設定する設定手段と、 前記ホールド回路に保持され前記記憶手段に保持されて
    いるスレッシュホールドレベルを越えないAE倍信号最
    大値を順次更新して、非折損最大値を保持する最大値検
    知手段と、 前記ホールド回路のAE倍信号前記記憶手段のスレッシ
    ュホールドレベルを越えるときに折損信号を与えると共
    にその値を折損値として保持する折損検知手段と、 前記記憶手段に保持された折損値及び非折損最大値に基
    づいて、その中間の所定値を新なスレッシュホールドレ
    ベルとして算出する算出手段と、を具備することを特徴
    とする工具折損検出装置。
  2. (2)前記算出手段は、記憶手段に保持された折損値と
    非折損最大値との相加平均値を新なスレッシュホールド
    レベルとして算出するものであることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の工具折損検出装置。
JP59101551A 1984-05-18 1984-05-18 工具折損検出装置 Pending JPS60244856A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59101551A JPS60244856A (ja) 1984-05-18 1984-05-18 工具折損検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59101551A JPS60244856A (ja) 1984-05-18 1984-05-18 工具折損検出装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60244856A true JPS60244856A (ja) 1985-12-04

Family

ID=14303562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59101551A Pending JPS60244856A (ja) 1984-05-18 1984-05-18 工具折損検出装置

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JP (1) JPS60244856A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5159836A (en) * 1988-09-02 1992-11-03 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Process and device for monitoring the chip-removing treatment of a workpiece
EP2660582B1 (en) 2012-04-30 2020-02-19 General Electric Company System and Method for Monitoring the Health of Stator Vanes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5159836A (en) * 1988-09-02 1992-11-03 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Process and device for monitoring the chip-removing treatment of a workpiece
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