JPS61182573A - Foreknowing device for tool breakage - Google Patents
Foreknowing device for tool breakageInfo
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- JPS61182573A JPS61182573A JP60024058A JP2405885A JPS61182573A JP S61182573 A JPS61182573 A JP S61182573A JP 60024058 A JP60024058 A JP 60024058A JP 2405885 A JP2405885 A JP 2405885A JP S61182573 A JPS61182573 A JP S61182573A
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Abstract
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切削時に発生す
るアコースティックエミッション（以下ＡＥという）を
利用して予知する工具折損予知装置に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of the Invention] The present invention relates to a tool breakage prediction device that predicts tool breakage in a machine tool by using acoustic emissions (hereinafter referred to as AE) generated during cutting.
本発明による工具折損予知装置は、工作機械の切削工作
時毎に得られるＡＥ倍信号複数の区間に分割し、その分
割された二つの区間の振幅平均値の自乗差が工具の摩耗
や変形に伴って増加し、工具が折損する直前にその値が
急激に増加することに基づいて工具の折損を予知するよ
うにしたものである。こうすれば工具が折損する前に予
知信号が得られるので、工具の交換等適切に対応するこ
とが可能となる。The tool breakage prediction device according to the present invention divides the AE multiplied signal obtained each time a machine tool cuts into multiple sections, and calculates the square difference of the average amplitude of the two divided sections to determine whether the tool will wear out or deform. Accordingly, tool breakage is predicted based on the fact that the value increases rapidly just before the tool breaks. In this way, a predictive signal can be obtained before the tool breaks, so it becomes possible to take appropriate measures such as replacing the tool.
工作機械において工具を用いて加工対象（以下ワークと
いう）を切削加工する場合、長期間の使用によって工具
の摩耗や塑性変形が進行して折損に到ることがある。加
工中に工具が折損すれば、ワークに損傷を与えたり切削
作業を円滑に行うことができなくなるという問題点があ
る。When a machine tool uses a tool to cut an object to be machined (hereinafter referred to as a workpiece), the tool may undergo wear and plastic deformation due to long-term use, leading to breakage. If the tool breaks during machining, there are problems in that it may damage the workpiece or make it impossible to perform the cutting operation smoothly.
そこで工作機械においては工具の折損をあらかじめ予測
しておくことが望まれるが、従来の装置では工具の折損
を予知することができず、工具の折損を検出した後に工
具の交換等を行う必要があった。又工具の寿命を判定す
るために工具による切削、加工の回数を計数し、工具の
平均寿命に基づいて設定された上限値に達すれば工具の
寿命が尽きたものとして交換を行うようにしたものがあ
った。しかし個々の工具の寿命は切削条件や工具の固有
の特性等により大きな変動があるため、単なる切削回数
の計数によっては適切な寿命判定を行うことができなか
った。Therefore, it is desirable for machine tools to predict tool breakage in advance, but conventional equipment cannot predict tool breakage, and it is necessary to replace the tool after detecting tool breakage. there were. In addition, in order to determine the life of the tool, the number of cutting and machining operations performed by the tool is counted, and when the upper limit value set based on the average life of the tool is reached, the tool is considered to have reached the end of its life and is replaced. was there. However, since the lifespan of individual tools varies greatly depending on cutting conditions, unique characteristics of the tool, etc., it has not been possible to appropriately determine the lifespan by simply counting the number of cuts.
本発明はこのような工作機械の問題点に鑑みてなされた
ものであって、工作機械の切削加工時に得られるＡＥ倍
信号基づいて工具の折損を予知するようにした工具折損
予知装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such problems with machine tools, and provides a tool breakage prediction device that predicts tool breakage based on an AE multiplied signal obtained during cutting with a machine tool. The purpose is to
本発明は工作機械における工具の折損を予知する予知装
置であって、工作機械の工具近傍に設けられ工作時のＡ
Ｅ倍信号電気信号に変換するＡＥセンサと、切削加工時
に得られるＡＥ倍信号り第１のサンプリング時間のＡＥ
倍信号選択する第１の選択手段と、第１の選択手段より
選択されるＡＥ倍信号振幅平均値を算出する第１の平均
値算出手段と、切削加工時における第１のサンプリング
時間終了後の第２のサンプリング時間のＡＥ倍信号選択
する第２の選択手段と、第２の選択手段より得られるＡ
Ｅ倍信号振幅平均値を算出する第２の平均値算出手段と
、第２及び第１の平均値算出手段により算出された平均
値の自乗の差を算出する自乗差算出手段と、自乗差算出
手段より得られる自乗差と所定の闇値レベルを比較する
比較手段と、を具備し、比較手段の出力によって工具の
折損を予知することを特徴とするものである。The present invention is a prediction device for predicting breakage of a tool in a machine tool, which is installed near the tool of the machine tool and
An AE sensor that converts the E-multiplied signal into an electric signal, and an AE sensor at the first sampling time of the AE-multiplied signal obtained during cutting.
a first selection means for selecting a double signal; a first average value calculation means for calculating an average value of the amplitude of the AE double signal selected by the first selection means; a second selection means for selecting the AE times signal of the second sampling time; and A obtained by the second selection means.
a second average value calculation means for calculating an E-fold signal amplitude average value; a square difference calculation means for calculating the difference between the squares of the average values calculated by the second and first average value calculation means; and a square difference calculation means The present invention is characterized by comprising a comparison means for comparing the squared difference obtained by the means with a predetermined darkness value level, and predicting tool breakage based on the output of the comparison means.
このような特徴を有する本発明によれば、工具が摩耗や
塑性変形の進行によって折損に到る場合には、高い精度
で折損を予知することが可能である。従って工具の折損
が予知された場合には、引き続く切削加工を中止したり
その工具を交換する等の適切な処理を行うことが可能と
なる。又工具の折損が予知されるので切削加工中に突然
工具が折損する可能性が少なくなり、切削作業を円滑に
進めることが可能となる。According to the present invention having such features, when a tool breaks due to progress of wear or plastic deformation, it is possible to predict breakage with high accuracy. Therefore, if breakage of a tool is predicted, it is possible to take appropriate measures such as stopping the subsequent cutting process or replacing the tool. Furthermore, since tool breakage is predicted, there is less possibility that the tool will suddenly break during cutting, making it possible to proceed with the cutting work smoothly.
（実施例の全体構成）
第１図は本発明による工具折損予知装置の一実施例の全
体構成を示すブロック図である。本実施例の工具折損予
知装置はボール盤に適用したものであって、ボール盤の
テーブル１上にバイス２が取付けられその上部にバイス
２によってワーク３が固定されている。そしてこのワー
ク３に対してボール盤のドリル４を軸方向に降下させて
切削加工が行われる。ここでボール盤のテーブル１上に
ＡＥ倍信号検出するＡＥセンサ５を設ける。ＡＥセンサ
５は切削時のＡＥ倍信号検出する広帯域のＡＥセンサで
あって、その出力はプリアンプ６に与えられる。プリア
ンプ６はＡＥセンサ５のＡＥ倍信号所定レベルに増幅し
、増幅出力をバンドパスフィルタフに与える。バンドパ
スフィルタ７は切削時のＡＥ倍信号例えば周波数１００
ＫＩＩｚ〜ＩＭＨｚまでの周波数のＡＥ倍信号次段の増
幅器８に伝えるものである。増幅器８はバンドパスフィ
ルタフの出力を所定レベルに増幅し、その出力を全波整
流器９に伝える。全波整流器９の出力はローパスフィル
タ１０に与えられる。ローパスフィルタ１０は例えば周
波数２ Ｋ Ｉｌｚ以上のＡＥ倍信号遮断することによ
ってＡＥ倍信号包路線信号を得るものであって、その出
力はＡ／Ｄ変換器１１に与えられる。全波整流器９及び
ローパスフィルタ１０はＡＥ倍信号らその包路線信号を
検出する包路線検出手段を形成している。Ａ／Ｄ変換器
１１は所定のクロック周期毎に包絡線信号をデジタル信
号に変換するものである。一方ドリル４にはテーブル１
との間のインピーダンスを測定することによってドリル
４の先端がワーク３に接触したことを検知する接触セン
サ１２が設けられている。そしてＡ／Ｄ変換器、１１で
変換されたデジタルデータ及び接触センサ１２の検知信
号はマイクロコンピュータ１３に与えられる。マイクロ
コンピュータ１３はこれらの入力信号に基づいて後述す
る演算処理手順によって工具、この場合にはドリル４の
折損を予知して折損予知信号を表示器１４に与えるもの
である。尚、図中破線で示すようにボール盤が数値制御
装置１５により制御される場合には、数値制御装置１５
とマイクロコンピュータ１３とを接続しておいてもよい
。(Overall Configuration of Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of a tool breakage prediction device according to the present invention. The tool breakage prediction device of this embodiment is applied to a drilling machine, and a vice 2 is attached to a table 1 of the drilling machine, and a workpiece 3 is fixed by the vice 2 above. Then, the workpiece 3 is cut by lowering the drill 4 of the drilling machine in the axial direction. Here, an AE sensor 5 for detecting the AE multiplied signal is provided on the table 1 of the drilling machine. The AE sensor 5 is a wideband AE sensor that detects an AE multiplied signal during cutting, and its output is given to a preamplifier 6. The preamplifier 6 amplifies the AE multiplied signal of the AE sensor 5 to a predetermined level, and provides the amplified output to a bandpass filter. The band pass filter 7 uses an AE multiplied signal during cutting, for example, a frequency of 100.
The AE multiplied signal of the frequency from KIIz to IMHz is transmitted to the next stage amplifier 8. Amplifier 8 amplifies the output of the bandpass filter to a predetermined level and transmits the output to full-wave rectifier 9. The output of the full-wave rectifier 9 is given to a low-pass filter 10. The low-pass filter 10 obtains an envelope signal of the AE-multiplied signal by blocking the AE-multiplied signal having a frequency of 2 K Ilz or more, for example, and its output is given to the A/D converter 11 . The full-wave rectifier 9 and the low-pass filter 10 form envelope detection means for detecting the envelope signal of the AE multiplied signal. The A/D converter 11 converts the envelope signal into a digital signal at every predetermined clock cycle. On the other hand, drill 4 has table 1
A contact sensor 12 is provided that detects that the tip of the drill 4 has contacted the workpiece 3 by measuring the impedance between the drill and the workpiece 3. Then, the digital data converted by the A/D converter 11 and the detection signal of the contact sensor 12 are given to the microcomputer 13. Based on these input signals, the microcomputer 13 predicts breakage of the tool, in this case the drill 4, by arithmetic processing procedures to be described later, and provides a breakage prediction signal to the display 14. In addition, as shown by the broken line in the figure, when the drilling machine is controlled by the numerical control device 15, the numerical control device 15
and the microcomputer 13 may be connected.
（ＲＡＭのメモリマツプ）
第２図はマイクロコンピュータ１３内部の記憶手段であ
るランダムアクセスメモリ （以下ＲＡＭという）１６
の記憶内容を示すメモリマツプである。本図に示すよう
にＲＡＭ１６には工具の切削開始からＡＥ倍信号サンプ
リングする迄の第１の遅延時間を定める遅延時間タイマ
Ｔｄｌ、切削開始から第２のサンプリング塩の遅延時間
を定める第２の遅延時間タイマＴｄ２及び第１．第２の
サンプリング時間を夫々定めるサンプリングタイマＴ
ｓ １ ＋Ｔｓ２領域が設けられている。又ＲＡＭ１６
には第１、第２のサンプリング時にＡＥセンサ５から得
られるＡＥ倍信号包路線のデジタル変換値を順次加算し
て記憶するＡ／Ｄ変換データ領域ＤＩ、Ｄ２が設けられ
、平均値の自乗差の演算結果を保持するＡＥ（ＶＤ）領
域とそのスレッシュホールドレベルヲ定めるスレッシュ
ホールドレベルθｔｈ領域が設けられている。(RAM memory map) Figure 2 shows random access memory (hereinafter referred to as RAM) 16 which is a storage means inside the microcomputer 13.
This is a memory map showing the memory contents of . As shown in this figure, the RAM 16 contains a delay time timer Tdl that determines the first delay time from the start of tool cutting until sampling the AE multiplied signal, and a second delay timer that determines the delay time of the second sampling salt from the start of cutting. Time timer Td2 and the first . Sampling timer T that respectively determines the second sampling time
A s 1 +Ts2 region is provided. Also RAM16
are provided with A/D conversion data areas DI and D2 that sequentially add and store the digital conversion values of the AE multiplied signal envelope obtained from the AE sensor 5 during the first and second sampling, and the square difference of the average value is An AE (VD) area for holding the calculation results and a threshold level θth area for determining the threshold level thereof are provided.
（本実施例の動作）
ｉ次に波形図及びフローチャートを参照しつつ本実
施例の動作について説明する。本実施例はラフ１−ウェ
アタイマにより選択されたサンプリング時間にＡＥセン
サ５より得られるＡＥ倍信号基づいて工具の折損を予知
するようにしている。さて第３図のフローチャートにお
いて動作を開始すると、マイクロコンピュータ１３は接
触センサ１２よりドリル４がワーク３に接触する際の接
触信号を待受ける（ステップ２０）。接触センサ１２か
らの信号の代わりに数値制御装置１５より接触時の信号
を受は取るようにしてもよい。さてこの信号があればス
テップ２１に進んでＲＡＭ１６の二つの遅延時間タイマ
Ｔｄ１． Ｔａ２の動作を開始し、遅延時間タイマＴｄ
ｌのタイムアツプを待受ける（ステップ２２）。接触後
ドリル４を軸方向に降下させることによりワーク３に開
口が設けられる。そのとき発生するＡＥ倍信号ワーク３
及びテーブル１を介してＡＥセンサ５に与えられる。こ
のＡＥ倍信号プリアンプ６によって増幅されバンドパス
フィルタ７を介して増幅器８によって所定のレベルに増
幅されて全波整流器９に与えられる。そして全波整流器
９より整流されローパスフィルタ１０により平滑されて
ＡＥ倍信号包路線信号が得られ、Ａ／Ｄ変換器１１によ
って所定の周期でデジタル信号に変換される。(Operation of this embodiment)
Next, the operation of this embodiment will be explained with reference to waveform diagrams and flowcharts. In this embodiment, tool breakage is predicted based on the AE multiplied signal obtained from the AE sensor 5 at the sampling time selected by the rough 1-wear timer. When the operation starts in the flowchart of FIG. 3, the microcomputer 13 waits for a contact signal from the contact sensor 12 when the drill 4 contacts the workpiece 3 (step 20). Instead of the signal from the contact sensor 12, a signal at the time of contact may be received from the numerical control device 15. Now, if this signal is present, the process advances to step 21 and the two delay time timers Td1. Start the operation of Ta2 and set the delay time timer Td.
It waits for the time-up of l (step 22). After contact, the drill 4 is lowered in the axial direction to form an opening in the workpiece 3. AE double signal work 3 that occurs at that time
and is given to the AE sensor 5 via table 1. The signal is amplified by this AE multiplied signal preamplifier 6, passed through a bandpass filter 7, and amplified to a predetermined level by an amplifier 8, and then provided to a full-wave rectifier 9. The signal is then rectified by a full-wave rectifier 9 and smoothed by a low-pass filter 10 to obtain an AE-multiplied signal envelope signal, which is converted into a digital signal by an A/D converter 11 at a predetermined period.
遅延時間タイマＴｄｌはドリル４がワーク３に接触した
後第４図（ａ）に示される位置、即ちドリル４の先端円
錐部がワーク１を切削する迄の遅延時間ＴｄｌだけＡ／
Ｄ変換値を処理しないようにするものである。この遅延
時間Ｔｄｌでは第５図（ａ）に示すようにＡＥ倍信号低
いレベルとなっている。そして遅延時間Ｔｄｌの経過後
はドリル４が第４図（ｂ）に示すようにワーク３内を進
行し堀り進むため、第５図（ａ）に示すように大きいレ
ベルのＡＥ倍信号得られることとなる。従って遅延時間
タイマＴｄｌがタイムアツプすればステップ２３に進ん
でサンプリングタイマＴｓｌの動作を開始する。そして
Ａ／Ｄ変換器１１より与えられる各サンプリング間隔毎
のＡ／Ｄ変換値をＡ／Ｄ変換データ領域Ｄ１に順次加算
しくステップ２４）、ステップ２５に進んですンプリン
グタイマ領域Ｔｓｌがタイムアツプするかどうかをチェ
ックする。こうしてステップ２４．２５のループを繰り
返しサンプリングタイマＴｓｌがタイムアツプする迄Ａ
／Ｄ変換値をＡ／Ｄ変換データ領域ＤＩに加算する。サ
ンプリングタイマＴｓｌは第５図（ｂ）に示すように切
削初期の所定区間のＡＥ倍信号振幅の平均値を得るサン
プリング時間を定めるものであって、例えば０．５秒間
、 ０．５ｍＳ毎に１０００ポイントのＡ／Ｄ変換を
行うものとする。The delay time timer Tdl is set to the position shown in FIG. 4(a) after the drill 4 contacts the workpiece 3, that is, until the conical tip of the drill 4 cuts the workpiece 1 for the delay time Tdl A/
This prevents the D-converted value from being processed. At this delay time Tdl, the AE times signal is at a low level as shown in FIG. 5(a). After the delay time Tdl has elapsed, the drill 4 advances inside the workpiece 3 as shown in FIG. 4(b) and digs, so that a high-level AE multiplied signal is obtained as shown in FIG. 5(a). That will happen. Therefore, when the delay time timer Tdl times up, the process proceeds to step 23 and the operation of the sampling timer Tsl is started. Then, the A/D conversion value for each sampling interval given by the A/D converter 11 is sequentially added to the A/D conversion data area D1 (Step 24), and the process proceeds to Step 25. Check whether the sampling timer area Tsl times up. Check. In this way, the loop of steps 24 and 25 is repeated until the sampling timer Tsl times up.
/D conversion value is added to A/D conversion data area DI. As shown in FIG. 5(b), the sampling timer Tsl determines the sampling time for obtaining the average value of the AE multiplied signal amplitude in a predetermined section at the beginning of cutting. It is assumed that A/D conversion of points is performed.
ステップ２５においてサンプリングタイマＴｓｌがタイ
ムアツプすればステップ２６に進んでＡ／Ｄ変換器１１
より与えられるＡ／Ｄ変換値の取込みを禁止し、ステッ
プ２７に進んで第２の遅延時間タイマＴｄ２のタイムア
ンプを待受ける。遅延時間タイマＴｄ２はサンプリング
開始時点を定めるものであり、タイムアツプすればステ
ップ２８に進んで第２のサンプリングタイマＴｓ２をス
タートさせ、ステップ２９及び３０に進んでサンプリン
グタイマＴｓ２がタイムアンプする迄ステップ２４．２
５と同様にＡ／Ｄ変換器１１よりＡ／Ｄ変換値を順次取
込んでデータ領域Ｄ２に加算していく。サンプリングタ
イマＴｓ２は切削後期の所定区間のＡＥ倍信号振幅の平
均値を得るサンプリング時間を定めるものであり、タイ
ムアツプすれば（ステップ３０）、ステップ３１に進ん
でＡ／Ｄ変換値の取込みを禁止する。そしてステップ３
２においてサンプリングタイマＴ ｓ １ ＋Ｔｓ２の
夫々のデータ数に応じた平均値ＡＥｓｌとλＥｓ２を算
出する。そしてステップ３３においてその自乗差を演算
し、そのデータをＡＥ（ＶＤ）とする。If the sampling timer Tsl times up in step 25, the process proceeds to step 26, where the A/D converter 11
Then, the process proceeds to step 27 and waits for the time amplifier of the second delay time timer Td2. The delay time timer Td2 determines the sampling start time, and when the time has expired, the process proceeds to step 28, where the second sampling timer Ts2 is started, and the process proceeds to steps 29 and 30, where steps 24. 2
Similarly to 5, A/D converted values are sequentially taken in from the A/D converter 11 and added to the data area D2. The sampling timer Ts2 determines the sampling time to obtain the average value of the AE multiplied signal amplitude in a predetermined section in the latter half of cutting, and when the time is up (step 30), the process proceeds to step 31 and prohibits the acquisition of A/D converted values. . and step 3
In step 2, average values AEs1 and λEs2 are calculated according to the number of data of each sampling timer T s 1 +Ts2. Then, in step 33, the squared difference is calculated and the data is set as AE(VD).
次にステップ３４に進んでＡＥ（ＶＤ）が既に定められ
ているスレッシュホールドレベルθｔｈを越えるかどう
かをチェックし、越えなければステップ２０に戻って同
様の処理を繰り返す。Next, the process proceeds to step 34, where it is checked whether AE (VD) exceeds a predetermined threshold level θth, and if it does not, the process returns to step 20 to repeat the same process.
第６図はＡＥセンサ５より与えられる各切削加工時に遅
延時間ＴｃＨ以後９０％の切削塩に得られるＡＥ倍信号
第５図（ｂｌに示すようにｖ１〜ｖ４に４等分したＡＥ
倍信号振幅の平均値についての切削回数に対応する変化
を示すグラフである。４等分した各区間の振幅平均値の
夫々をＡＥ ｍ）、ＡＥ （Ｖ２） 、 ＡＥ （Ｖ
３） 、 ＡＥ （Ｖ４）とすると、それらの値は図示
のように切削回数に対応して夫々増加している。しかし
ながらＡＥ（Ｖ４）は工具の使用を開始した時点及び折
損の直前で信号が上下にばらつくことが多く、切削回数
に対応する変化を検出することが困難である。従って本
発明ではこうした信号から工具の折損を予知するために
ＡＥ（Ｖｌ）とＡＥ（Ｖ３）を用イテ次式によりＡＥ
（ＶＤ）を求めている。Figure 6 shows the AE multiplied signal obtained at 90% cutting salt after the delay time TcH during each cutting process given by the AE sensor 5.
It is a graph which shows the change corresponding to the number of cuttings about the average value of the double signal amplitude. The amplitude average values of each section divided into four equal parts are AE m), AE (V2), AE (V
3) and AE (V4), their values increase corresponding to the number of cuttings as shown in the figure. However, in AE (V4), the signal often fluctuates up and down when the tool starts to be used and immediately before breakage, making it difficult to detect changes corresponding to the number of cuts. Therefore, in the present invention, in order to predict tool breakage from these signals, AE (Vl) and AE (V3) are used.
I'm looking for (VD).
＝ Ａ Ｅ （Ｖ３）１− Ａ Ｅ （Ｖｌ）”こうし
て求めたＡＥ（ＶＤ）の切削回数に対応する変化を第７
図に示す。本図に示すようにＡＥ （ＶＤ）は工具の折
損直前に急激に増大していることが知られる。第５図（
ｂ）より明らかなように本実施例におけるサンプリング
時間ＴｓｌとＴａ２とが等しく且つその中間の時間も等
しければ、その時間の平均値は夫々ＡＥ ｍ） 、 Ａ
Ｅ （Ｖ３）に対応している。= AE (V3)1- AE (Vl)”The change in AE (VD) obtained in this way corresponding to the number of cuttings is expressed as the seventh
As shown in the figure. As shown in this figure, it is known that AE (VD) increases rapidly just before the tool breaks. Figure 5 (
b) As is clearer, if the sampling times Tsl and Ta2 in this example are equal and the intermediate times are also equal, the average values of the times are AE m) and A, respectively.
Compatible with E (V3).
従ってステップ３４においてＡＥ（ＶＤ）値がスレッシ
ュホールドレベルθｔｈを越えていれば、ステップ３５
に進んで折損予知信号を出力する。こうして折損を予知
した場合には表示器１４により折損予知を表示したり、
必要に応じて工具を交換する等、適切に対処することが
可能となる。Therefore, if the AE (VD) value exceeds the threshold level θth in step 34, step 35
Then, a breakage prediction signal is output. When breakage is predicted in this way, the breakage prediction is displayed on the display 14,
It becomes possible to take appropriate measures such as replacing tools as necessary.
尚本実施例はローパスフィルタ１０の出力をＡ／Ｄ変換
器１１によってデジタル信号に変換しマイクロコンピュ
ータ内の処理によって切削時のＡＥ倍信号分割し、所定
の領域についての平均値を演算しその自乗差を求めるよ
うにしているが、接触センサの出力をトリガ信号として
遅延動作する２つのゲート回路を用いてＡＥ倍信号マイ
クロコンピュータに入力するように構成することも可能
である。又自季器、減算器のハードウェアを用いてＡＥ
（ＶＤ）の演算を行い、比較器を用いて閾値との比較を
行うように構成することも可能である。In this embodiment, the output of the low-pass filter 10 is converted into a digital signal by the A/D converter 11, the signal is divided into AE multiplied signals during cutting by processing within a microcomputer, the average value for a predetermined area is calculated, and the square is calculated. Although the difference is calculated, it is also possible to use two gate circuits that operate with a delay using the output of the contact sensor as a trigger signal to input the AE multiplied signal to the microcomputer. In addition, AE can be performed using the hardware of the self-container and subtractor.
It is also possible to perform the calculation of (VD) and compare it with a threshold value using a comparator.
又本実施例はＡＥ（ＶＤ）の出力が所定のスレッシュホ
ールドレベルを越えたときに折損予知信号を出力するよ
うにしているが、相前後する切削におけるＡＥ＜ＶＤ）
の変化量が所定値を越えたときに折損予知信号を出力す
るようにしてもよい。Furthermore, in this embodiment, a breakage prediction signal is output when the output of AE (VD) exceeds a predetermined threshold level, but if AE < VD in successive cuttings.
A breakage prediction signal may be output when the amount of change exceeds a predetermined value.
更に本実施例はボール盤のドリルの折損予知装置につい
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。Further, although this embodiment describes a breakage prediction device for a drill in a drilling machine, the present invention can be applied to various machine tools such as other machine tools such as lathes and milling machines.
第１図は本発明による工具折損予知装置の一実施例の全
体構成を示すブロック図、第２図はそのマイクロコンピ
ュータ内のＲＡＭ１６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予知装置の動作を示すフロ
ーチャート、第４図（ａｌ及び第４図（ｂｌはドリル４
によるワーク３の加工状態を連続して示す断面図、第５
図は１回の切削により得られるＡＥ信号波形とそのＡＥ
倍信号対応するローパスフィルタ１０より得られる包路
線信号を示す波形図、第６図はＡＥ倍信号包路線波形を
４分割して得られる平均値の切削回数に対する変化を示
すグラフ、第７図はＡＥ（ＶＤ）の切削回数に対する変
化を示すグラフである。
■−・・−テーブル ２−・−・−バイス ３−−
−−−−−ワーク ４−・−・・−ドリル ５−・
−−−−−Ａ Ｅセンサ ６゛−−−−−・−プリア
ンプ ７−・−バンドパスフィルタ８−−−−−−一
増幅器 ９−・−−−−一全波整流器 １ｏ−曲Ａ
／Ｄ変換器 １１−−−−−−一ローバスフィルタ１
２−−−−−−一接触センサ １３−−−−−・−マ
イクロコンピュータ １４−・−表示器 １６・−
−−−−−ＲＡ Ｍ特許出願人 立石電機株式会社
代理人 弁理士 岡本宜喜（化１名）
第１図
１−・−・−テーブル
３− ・−−−ワーフ
４−−−−・−ドリル
５−−−−−−ＡＥセシサ
第２図
第３図
第４図（ａ） 第４図（ｂ）
第５図
Ｖｌ Ｖ２ Ｖ３ Ｖ４FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of the tool breakage prediction device according to the present invention, and FIG. 2 is a memory map showing the storage contents of the RAM 16 in the microcomputer.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the tool breakage prediction device of this embodiment, and FIG.
5th sectional view showing successive machining states of workpiece 3 by
The figure shows the AE signal waveform obtained by one cutting and its AE
A waveform diagram showing the envelope signal obtained from the low-pass filter 10 corresponding to the multiplied signal, FIG. 6 is a graph showing the change in the average value obtained by dividing the AE multiplied signal envelope waveform into four, and a change in the number of cuttings. It is a graph showing a change in AE (VD) with respect to the number of cuttings. ■−・・−Table 2−・−・−Vise 3−−
------Work 4-・-・・-Drill 5-・
------A E sensor 6゛--------Preamplifier 7--Band pass filter 8--------1 amplifier 9------1 Full wave rectifier 1o-Song A
/D converter 11--low-pass filter 1
2-----One contact sensor 13--Microcomputer 14--Display device 16--
−−−−−RAM Patent Applicant Tateishi Electric Co., Ltd. Agent Patent Attorney Yoshiki Okamoto (1 person) Figure 1 1−・−・−Table 3− ・−−−Wharf 4−−−−・− Drill 5 --- AE Sesisa Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 (a) Fig. 4 (b) Fig. 5 Vl V2 V3 V4
Claims (3)
を電気信号に変換するＡＥセンサと、切削加工時に得ら
れるＡＥ信号より第１のサンプリング時間のＡＥ信号を
選択する第１の選択手段と、 前記第１の選択手段より選択されるＡＥ信号の振幅平均
値を算出する第１の平均値算出手段と、切削加工時にお
ける前記第１のサンプリング時間終了後の第２のサンプ
リング時間のＡＥ信号を選択する第２の選択手段と、 前記第２の選択手段より得られるＡＥ信号の振幅平均値
を算出する第２の平均値算出手段と、前記第２及び第１
の平均値算出手段により算出された平均値の自乗の差を
算出する自乗差算出手段と、 前記自乗差算出手段より得られる自乗差と所定の閾値レ
ベルを比較する比較手段と、を具備し、前記比較手段の
出力によって工具の折損を予知することを特徴とする工
具折損予知装置。(1) An AE sensor that is installed near the tool of a machine tool and converts the AE signal during machining into an electrical signal, and a first selection means that selects the AE signal at the first sampling time from the AE signals obtained during cutting. and a first average value calculation means for calculating an amplitude average value of the AE signal selected by the first selection means, and an AE signal at a second sampling time after the end of the first sampling time during cutting. a second selection means for selecting a signal; a second average value calculation means for calculating an amplitude average value of the AE signal obtained by the second selection means;
a square difference calculation means for calculating the difference between the squares of the average values calculated by the average value calculation means; and a comparison means for comparing the square difference obtained from the square difference calculation means with a predetermined threshold level, A tool breakage prediction device that predicts tool breakage based on the output of the comparison means.
に基づいて遅延動作するゲート回路であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の工具折損予知装置。(2) The tool breakage prediction device according to claim 1, wherein the first and second selection means are gate circuits that operate with a delay based on a signal during cutting.
、同一時間幅を有することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の工具折損予知装置。(3) The tool breakage prediction device according to claim 1, wherein the sampling times of the first and second selection means have the same time width.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60024058A JPS61182573A (en) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | Foreknowing device for tool breakage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60024058A JPS61182573A (en) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | Foreknowing device for tool breakage |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61182573A true JPS61182573A (en) | 1986-08-15 |
Family
ID=12127856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60024058A Pending JPS61182573A (en) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | Foreknowing device for tool breakage |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61182573A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018195618A (en) * | 2017-05-12 | 2018-12-06 | 株式会社ディスコ | Cutting device |
-
1985
- 1985-02-08 JP JP60024058A patent/JPS61182573A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018195618A (en) * | 2017-05-12 | 2018-12-06 | 株式会社ディスコ | Cutting device |
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