MULTI INTELLIGENCE® b-series | 株式会社山本金属製作所

据置型無線加速度センサ b-seriesMULTI INTELLIGENCE®

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据置型無線加速度センサ b-series ラインナップ：b-flash / b-lex

加速度をリアルタイムに測定し
最適加工条件選定、機械の異常検知など多岐に渡り活用可能

計測デモ_b-flash

計測デモ_b-lex

特徴01

加工中の加速度データを
リアルタイムに表示し、記録
設置場所は自由

特徴02

アンプ、A/Dコンバータ、
コントローラー、無線送受信機を
本体に内蔵

特徴03

直感的に理解できる
表示・記録ソフトウェア

あらゆる振動をリアルタイムにモニタリングする事が可能な機器です。

25×25×25【mm】の小型サイズで、どこにでも設置が可能で、任意の箇所の振動を計測可能です。

防水機能がついているので、クーラントや水に影響される環境でも使用可能です。

本体に無線送受信機を内蔵しており、お手軽にご使用いただけます。

加速度現象の”見える化”を実現し、
最適加工条件選定・トラブル解析をサポート致します。

加速度の計測手法

基本仕様Specification

共通仕様

給電方法	バッテリーボックス搭載型：16340 3.7[V] リチウムイオン二次電池外部電源供給型：DC 3.3 – 5 [V]
取付方法	マグネットまたはボルト固定
サイズ	約25mm×25mm×25mm

給電方法

バッテリーボックス搭載型：16340 3.7[V] リチウムイオン二次電池

外部電源供給型：DC 3.3 – 5 [V]

取付方法

マグネットまたはボルト固定

サイズ

約25mm×25mm×25mm

共通仕様（センサ部）

加速度センサ	b-flash・b-lex 共通（同一のアナログ出力型加速度センサを搭載）
センサ固有振動数	44,000 Hz
実測周波数特性	20 kHzまで振幅偏差 ±3 dB以内でフラット（下図参照） -3 dB点：20 kHz

図1 周波数応答特性 / Figure1 Frequency response characteristics — 図1　周波数応答特性　/　Figure1 Frequency response characteristics

センサ性能について： b-flash・b-lexは同一の加速度センサを搭載しています。実測データでは20 kHzまで振幅偏差±3 dB以内のフラットな特性を確認しており、一般的な回転機械の振動診断（軸受・歯車・モータ等）に必要な周波数帯を十分にカバーします。b-flashのサンプリングレート48,000 S/sは、このセンサの実用帯域20 kHzを余裕を持ってカバーするよう設定されています。

モデル別仕様

b-flash　高サンプリングレート版

加速度検出方向	2方向（Z軸固定、X軸・Y軸は切替式）
加速度サンプリングレート（無線送信サンプリングレート）	48,000 S/s 加速度センサのアナログ信号をAD変換でデジタル化し、生波形をそのまま無線送信
出力データ	①生波形（Raw waveform） ②FFT ③RMS（二乗平均平方根）
連続稼働時間（バッテリー動作時）	30 h以上

b-lex

加速度検出方向	直交3軸方向（X,Y,Z）
無線送信サンプリングレート（RMS更新周期）	MAX 200 S/s アナログ回路でRMS値を演算した後、この速さでAD変換・無線送信
出力データ	RMS（二乗平均平方根）
連続稼働時間（バッテリー動作時）	50 h以上

内部処理の仕組み

共通の加速度センサ

実測 -3 dB点 20 kHz

アナログ信号（連続波形）

この時点ではまだデジタル化されていない

b-flash：AD変換

生波形をデジタル化

波形 / FFT / 移動RMS

無線送信サンプリングレート 48,000 S/s

b-lex：アナログ回路

アナログのままRMS値を演算

AD変換 → 無線送信

送信サンプリングレート 200 S/s

b-lexのRMS演算は、デジタル化される前の連続的なアナログ信号に対して行われます。
そのため、センサの実用帯域（20 kHzまで）に含まれる振動成分は演算の時点で漏れなく反映されており、
200 S/sという送信サンプリングレートは、演算済みのRMS値を最後にデジタル化・無線送信する速さを表しています。

モデルの選び方

目的	推奨モデル	理由
詳細な周波数解析・波形の可視化がしたい	b-flash	生波形とFFTを取得でき、20 kHzまでの詳細な解析が可能
長期間・多点で常時監視したい	b-lex	低消費電力・長時間稼働（50 h以上）、演算済みRMS値のみを送信
異常の兆候をRMS推移で早期に把握したい	b-flash,b-lex	振動の実効値（RMS）を継続的にモニタリング可能

MULTI INTELLIGENCE® b-series
使用事例Case

事例１　振動データを活用したインペラ加工品質の改善

使用モデル	b-lex
機械	立型５軸マシニングセンタ
製品	インペラ
工程	仕上げ加工

インペラ加工におけるb-lex・Advanced Control®の活用事例インペラ中部に「MULTI INTELLIGENCE® b-lex」を設置し、翼加工時における「びびり振動」や「過負荷」の見える化を行いました。この見える化により、修正が必要な箇所の早期発見が可能となりました。さらに、b-lexから得られる加速度データと、主軸負荷データを組み合わせることで、最適な加工パスへの修正・検討が容易になります。 ※主軸負荷データの取得には、弊社の工作機械CNC制御システム「Advanced Control®」を使用しています。

【Advanced Control® とは】
弊社デバイスで取得した各種センシングデータや、工作機械本体のデータ（CNC情報）を最適に融合・活用し、工作機械をインテリジェントに制御するシステムです。

事例２　振動データによる工具寿命予測

使用モデル	b-flex
機械	NC旋盤
製品	シャフト形状
工程	突っ切り加工

b-lexを用いて、超硬インサートによるS55Cの切削加工を行い、工具摩耗の進行に伴う加速度の変化を評価しました。実験の結果、加速度と切削抵抗には強い相関があることが確認されました。最終的に発生した刃先の欠損（チッピング）の際には、加速度と切削抵抗がともに急増する挙動を捉えています。このように、b-lexによる加速度データと切削抵抗の相関が認められたことで、加工中の負荷変動を加速度によって評価できることが実証されました。これにより、加工中の異常検知や工具寿命の予測が可能となります。

事例３　主軸負荷では捉えられない小径ドリルの工具破損検知

使用モデル	b-flash
機械	マシニングセンタ
被削材 / 加工内容	S50C／小径ドリルによる連続穴あけ（主軸回転速度約20,000 min^-1）
評価方法	振動波形にFFT帯域フィルタ処理を施し、加工に対応する周波数成分のRMS値を評価

① 設置概要と1穴ごとの加工状態の見える化

b-flashをバイス側面にマグネット固定。約1.4秒間隔の連続穴あけ（1行約90穴）が、1穴ずつ独立したピークとして確認できます。ピーク高さの推移から工具摩耗の傾向管理も可能です。

b-flash設置の様子と正常加工時の振動RMS推移 — 左：b-flash設置時の様子（バイス側面にマグネット固定）／右：正常加工時の振動RMS推移（上：1行分全体、下：60〜70秒の拡大）

② 工具破損の検知とスペクトログラム

工具破損の瞬間、振動RMS値はベースラインの約16倍のスパイクを示し、破損後は切削に伴う振動が消失しました。スペクトログラムでも、破損の瞬間に広帯域の衝撃振動が現れ、以降は加工に伴う周波数成分が消失する様子が確認できます。

工具破損検知のRMSグラフと振動スペクトログラム — 左：工具破損の検知（工具B・帯域フィルタ処理後のRMS値）／右：振動スペクトログラム（工具B・破損発生時）

主軸負荷モニタでは検知できない小径工具の折損も、高周波振動なら捉えられます。
同一加工サイクルのNC主軸負荷は約12%で一定のまま推移しており、破損の予兆も発生も判別できません。折損したままの空加工による不良品の連続発生を未然に防止できます。

切削以外での適用シーン

プレス、摩擦攪拌接合（FSW）、3Dプリンタ、研削加工、回転機器など

よくある質問FAQ

皆様からよく頂く御質問をまとめました。
下記以外の質問もお待ちしておりますので、是非お問い合わせ下さい。

どのような事ができるんですか？具体的な事例ありますか？: 加工中の加速度をリアルタイムでモニタリング可能です。
工具の寿命判断や，異常検知，切削条件の最適化などに有効です。

故障したらどこに連絡すればいいですか？有料ですか？: 山本金属営業担当に連絡ください。年間保守契約をされていましたら，基本無償で修理させていただきます。
ただし、自社で改造された場合や、想定と違う使用をされ壊れた場合は保証対象外となりますので、よろしくお願いします。
熱電対の断線に関しては、都度消耗品扱いとなります。

セッティングはどのようにおこないますか？簡単ですか？: 簡単に可能です。任意の個所にマグネットorボルトで固定を行います。

モニター用パソコンは自社で準備してもよいか？: 基本的にお客様にご準備いただく形になります。ご要望があれば弊社で用意させていただきます。

電池は１回充電したらどのぐらい持つか？また充電時間はどのぐらい必要か？: モデルにより異なります。
b-flash：30時間以上（バッテリー動作時）
b-lex：50時間以上（バッテリー動作時）
電池切れの状態から、満充電までに要する時間は約2時間です。

防水性はどの程度ありますか？: IP67相当ございます。通常のクーラント使用では問題ございません。

b-lexは200 Hzのサンプリングレートですが、振動を正しく評価できますか？: はい。b-flashとb-lexは同一の加速度センサ（実測-3 dB点20 kHz）を搭載しています。b-lexはアナログ信号に対してデジタル化する前の段階でアナログ回路によりRMS値を演算します。演算後の結果を200 S/sでデジタル化・無線送信しているため、この数値は送信の速さであり、振動を検知する精度そのものを制限するものではありません。

b-flashの48,000 S/sという数値はどのように決められていますか？: 搭載センサの実測周波数特性では20 kHzまで±3 dB以内のフラットな応答が確認されています。48,000 S/sはナイキスト周波数換算で24 kHzに相当し、センサの実用帯域20 kHzを余裕を持ってカバーする数値になっています。

b-flashとb-lexで振動の検知能力そのものに差はありますか？: 両モデルは同一の加速度センサを搭載しているため、振動を検知する物理的な性能に差はありません。違いは「振動データをどのような形で取り出すか」という点にあります。b-flashは生波形・FFT・移動RMSとして詳細なデータを出力し、b-lexは演算済みのRMS値のみを低消費電力・長時間稼働で送信します。