CN114096367A - 铣削工具、模块、切削系统、处理方法以及处理程序 - Google Patents

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Abstract

本公开的一个方式所涉及的铣削工具在被保持于工具保持件的状态下使用，其中，所述铣削工具具备：轴部，其端部安装于所述工具保持件；刀安装部或刀部，其设置于所述轴部中的与所述端部相反的一侧的端部；以及多个传感器，它们安装于所述轴部，多个所述传感器包括加速度传感器以及形变传感器。

Description

铣削工具、模块、切削系统、处理方法以及处理程序
技术领域
本公开涉及铣削工具、模块、切削系统、处理方法以及处理程序。除非上下文另有明确规定，本公开通篇使用的单数形式包括复数形式。
本申请要求基于2019年8月9日提交的日本申请第2019-147274号的优先权，并援引所述日本申请中记载的所有内容。
背景技术
以往，开发出了例如铣刀及钻头那样的铣削工具、以及车刀那样的车削工具等切削工具。
例如，在专利文献1(日本特表2009-542446号公报)中，公开了以下那样的系统。即，该系统具有容器(1)且在刀夹(20)中收容部件，其特征在于，所述刀夹(20)具有第一端部(21)以及第二端部(22)，所述刀夹(20)的所述第一端部(21)形成为固定于机床，所述第二端部(22)形成为安装刀尖，所述刀夹(20)具备由空洞壁包围的内部的空洞(23)，所述空洞(23)收容所述容器(1)，所述容器至少具备中央的部分(2)以及末端的部分(3、4)，所述末端的部分(3、4)与所述中央的部分(2)连结，并且所述末端的部分处的至少任一方形成盖并能够开放地与所述中央的部分连结，所述中央的部分(2)具备外表面，该外表面具有形成为与所述刀夹(20)中的所述空洞壁接触的至少一个接触区域(5)、以及形成为与冷却介质接触的至少一个间隙区域(6)，所述空洞(23)的一方的端部形成为与冷却介质用的供给部连结，所述空洞(23)的另一方的端部与冷却介质用的出口连结，所述空洞(23)具有用于装配所述容器(1)的开口(25)，用于输送所述冷却介质的至少一个间隙形成于所述容器(1)和所述空洞壁之间，所述容器(1)形成为收容所述部件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2009-542446号公报
专利文献2：日本特开2018-54611号公报
专利文献3：美国专利第9864362号说明书
专利文献4：日本特开2009-285804号公报
专利文献5：国际公开第2017/002762号
专利文献6：日本特开2016-221665号公报
专利文献7：日本实用新型登记第3170029号公报
专利文献8：日本特开2015-77658号公报
专利文献9：国际公开第2015/056495号
专利文献10：欧洲专利申请公开第3292930号说明书
专利文献11：国际公开第2018/047834号
专利文献12：国际公开第2016/202569号
专利文献13：日本特开2006-159299号公报
发明内容
本公开的铣削工具在保持于工具保持件的状态下使用，所述铣削工具具备：轴部，其端部安装于所述工具保持件；刀安装部或刀部，其设置于所述轴部中的与所述端部相反的一侧的端部；以及多个传感器，它们安装于所述轴部，多个所述传感器包括加速度传感器以及形变传感器。
本公开的模块能够安装于具备轴部和刀安装部或刀部的铣削工具的所述轴部，该刀安装部或刀部设置于所述轴部的端部，所述模块具备：柱状的主体，其能够沿所述轴部的轴向安装于所述轴部；以及多个传感器，它们安装于所述主体，多个所述传感器包括加速度传感器以及形变传感器。
本公开的切削系统具备：铣削工具，其在保持于工具保持件的状态下使用；以及管理装置，所述铣削工具包括：轴部，其端部安装于所述工具保持件；刀安装部或刀部，其设置于所述轴部中的与所述端部相反的一侧的端部；以及多个传感器，它们安装于所述轴部，多个所述传感器具有加速度传感器以及形变传感器，所述管理装置从所述铣削工具接收所述传感器信息。
本公开的切削系统具备：一个或多个切削工具；以及管理装置，所述切削工具包括：轴部，其端部安装于机床；刀安装部或刀部，其设置于所述轴部中的与所述端部相反的一侧的端部；以及传感器，其安装于所述轴部，所述管理装置包括：保存处理部，其将在利用安装于第一机床的所述切削工具进行切削对象物的切削时的所述传感器的测量结果蓄积于存储部中，将在利用安装于第二机床的、曾安装于所述第一机床的所述切削工具或其他所述切削工具进行切削对象物的切削时的所述传感器的测量结果蓄积于所述存储部中；以及控制部，其对由所述保存处理部蓄积的各所述测量结果进行处理。
本公开的处理方法使用一个或多个切削工具，其中，所述切削工具具备：轴部，其端部安装于机床；刀安装部或刀部，其设置于所述轴部中的与所述端部相反的一侧的端部；以及传感器，其安装于所述轴部，所述处理方法包括如下步骤：将所述切削工具安装于第一机床；利用安装于所述第一机床的所述切削工具进行切削对象物的切削，并对所述传感器的测量结果进行蓄积；将曾安装于所述第一机床的所述切削工具或其他所述切削工具安装于第二机床；利用安装于所述第二机床的所述切削工具进行切削对象物的切削，并对所述传感器的测量结果进行蓄积；以及对蓄积的各所述测量结果进行处理。
本公开的处理程序在管理切削工具的管理装置中使用，所述切削工具具备：轴部，其端部安装于机床；刀安装部或刀部，其设置于所述轴部中的与所述端部相反的一侧的端部；以及传感器，其安装于所述轴部，所述处理程序用于使计算机作为如下部件而发挥功能：保存处理部，其将在利用安装于第一机床的所述切削工具进行切削对象物的切削时的所述传感器的测量结果蓄积于存储部中，将在利用安装于第二机床的、曾安装于所述第一机床的所述切削工具或其他所述切削工具进行切削对象物的切削时的所述传感器的测量结果蓄积于所述存储部中；以及控制部，其对由所述保存处理部蓄积的各所述测量结果进行处理。
附图说明
图1是表示本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具的结构的侧视图。
图2是表示本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具的结构的向视图。
图3是示意性表示本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具、工具保持件以及机床的主轴的侧视图。
图4是示意性表示本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具、工具保持件以及机床的主轴的侧视图。
图5是示意性表示本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具、工具保持件以及机床的主轴的侧视图。
图6是表示本公开的第一实施方式所涉及的切削系统的结构的图。
图7是表示本公开的第一实施方式所涉及的切削系统中的管理装置的结构的图。
图8是表示本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具的结构的另一例的侧视图。
图9是表示本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具的结构的另一例的侧视图。
图10是表示本公开的第一实施方式所涉及的切削系统的第一变形例的图。
图11是表示本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具的第二变形例的图。
图12是表示本公开的第二实施方式所涉及的铣削工具单元的结构的侧视图。
图13是表示本公开的第三实施方式所涉及的切削系统的结构的图。
图14是表示本公开的第三实施方式所涉及的切削系统中的管理装置的结构的图。
图15是表示本公开的第三实施方式所涉及的处理方法的概要的图。
图16是表示本公开的第三实施方式所涉及的铣削工具所产生的位移、施加于铣削工具的铣削阻力之间的关系的一个例子的图。
图17是表示本公开的第三实施方式所涉及的铣削工具所产生的位移、施加于铣削工具的铣削阻力之间的关系的另一例的图。
图18是表示本公开的第三实施方式所涉及的施加于铣削工具的铣削阻力、铣削工具所产生的位移之间的对应关系的另一例的图。
图19是规定了本公开的第三实施方式所涉及的切削系统中的管理装置的处理的顺序的流程图。
图20是表示本公开的第三实施方式所涉及的切削系统中的管理装置的存储部所保持的判定基准表的一个例子的图。
图21是表示形变传感器的测量结果以及解析结果的一个例子的曲线图。
图22是表示加速度传感器的测量结果以及解析结果的一个例子的曲线图。
图23是表示显示部的判定结果的显示例的说明图。
具体实施方式
＜本公开所要解决的问题＞
通过在铣削工具以及车削工具等切削工具中安装传感器，能够测量表示切削工具的加工状态的物理量。希望有能够进行上述那样的测量的先进技术。
本公开为了解决上述的问题而完成，其目的在于，提供能够高精度地测量切削工具的加工状态的铣削工具、模块、切削系统、处理方法以及处理程序。
＜本公开的效果＞
根据本公开，能够高精度地测量切削工具的加工状态。
＜本发明的实施方式的概要＞
首先，罗列本发明的实施方式的内容进行说明。
(1)本公开的实施方式所涉及的铣削工具在保持于工具保持件的状态下使用，其中，所述铣削工具具备：轴部，其端部安装于所述工具保持件；刀安装部或刀部，其设置于所述轴部中的与所述端部相反的一侧的端部；以及多个传感器，它们安装于所述轴部，多个所述传感器包括加速度传感器以及形变传感器。
这样，根据在轴部安装加速度传感器的结构，能够基于该加速度传感器的测量结果，获取包含在工具保持件以及机床中对该工具保持件赋予旋转力的主轴的各位移量在内的、加速度传感器的安装位置处的位移量、以及轴部承受的来自铣削对象物的铣削阻力等物理量。另外，根据在轴部安装形变传感器的结构，即使工具保持件以及机床的主轴因更换等而发生变化，也能够基于形变传感器的测量结果，获取铣削阻力以及轴部的变形量等物理量。另外，根据在轴部安装加速度传感器以及形变传感器的结构，例如，能够获取基于加速度传感器的测量结果的物理量、基于形变传感器的测量结果的物理量、以及基于加速度传感器的测量结果及形变传感器的测量结果的物理量，使用各物理量来进行各种校验。另外，根据在轴部安装加速度传感器以及形变传感器的结构，与在工具保持件上设置传感器的情况相比，能够缩短从加速度传感器的安装位置到刀安装部或刀部为止的距离、以及从形变传感器的安装位置到刀安装部或刀部为止的距离，因此能够不使刀安装部或刀部与传感器的安装位置之间的加速度以及应力衰减，而提高加速度传感器以及形变传感器的灵敏度。因而，能够高精度地测量切削工具的加工状态。
(2)优选为，多个所述传感器还包括温度传感器以及声音传感器中的至少任一方。
根据上述那样的结构，例如，在轴部中产生了异常的振动的情况下，能够检测出伴随着该振动的摩擦热以及异响中的至少任一方的产生。
(3)优选为，所述铣削工具还具备安装于所述轴部的壳体，所述壳体收纳所述传感器。
根据上述那样的结构，能够保护传感器不受切削屑以及传感器的周围的障碍物等的影响。
(4)优选为，所述铣削工具还具备安装于所述轴部的无线通信装置，所述无线通信装置发送表示各所述传感器的测量结果的传感器信息。
根据上述那样的结构，例如，在接收侧的装置中，能够进行使用了各传感器的测量结果的异常检测等的处理。
(5)优选为，所述无线通信装置还发送能够分别识别多个所述传感器的识别信息。
根据上述那样的结构，例如，在接收侧的装置中，能够在准确地识别多个传感器的基础上进行预定的处理。
(6)更优选为，所述无线通信装置还发送表示各所述传感器和所述刀安装部之间的位置关系或各所述传感器和所述刀部之间的位置关系的位置信息。
根据上述那样的结构，例如，无需将各传感器的位置信息预先保存于接收侧的装置中，从而容易构建系统。
(7)本公开的实施方式所涉及的模块能够安装于具备轴部和刀安装部或刀部的铣削工具的所述轴部，该刀安装部或刀部设置于所述轴部的端部，所述模块具备：柱状的主体，其能够沿所述轴部的轴向安装于所述轴部；以及多个传感器，它们安装于所述主体，多个所述传感器包括加速度传感器以及形变传感器。
这样，根据在模块中安装加速度传感器，能够基于该加速度传感器的测量结果，获取包含在工具保持件以及机床中对该工具保持件赋予旋转力的主轴的各位移量在内的、加速度传感器的安装位置处的位移量、以及轴部承受的来自铣削对象物的铣削阻力等物理量。另外，根据在模块中安装形变传感器的结构，即使工具保持件以及机床的主轴因更换等而发生变化，也能够基于形变传感器的测量结果，获取铣削阻力以及轴部的变形量等物理量。另外，根据在模块中安装加速度传感器以及形变传感器的结构，例如，能够获取基于加速度传感器的测量结果的物理量、基于形变传感器的测量结果的物理量、以及基于加速度传感器的测量结果及形变传感器的测量结果的物理量，使用各物理量来进行各种校验。另外，根据在模块中安装加速度传感器以及形变传感器的结构，与在工具保持件设置传感器的情况相比，能够缩短从加速度传感器的安装位置到刀安装部或刀部为止的距离，以及从形变传感器的安装位置到刀安装部或刀部为止的距离，因此能够不使刀安装部或刀部与传感器的安装位置之间的加速度以及应力衰减，而提高加速度传感器以及形变传感器的灵敏度。因而，能够高精度地测量切削工具的加工状态。
(8)本公开的实施方式所涉及的切削系统具备：上述(4)所述的铣削工具；以及管理装置，所述管理装置从所述铣削工具接收所述传感器信息。
这样，根据在轴部安装加速度传感器的结构，能够基于该加速度传感器的测量结果，获取包含在工具保持件以及机床中对该工具保持件赋予旋转力的主轴的各位移量在内的、加速度传感器的安装位置处的位移量、以及轴部承受的来自铣削对象物的铣削阻力等物理量。另外，根据在轴部安装形变传感器的结构，即使工具保持件以及机床的主轴因更换等而发生变化，也能够基于形变传感器的测量结果，获取铣削阻力以及轴部的变形量等物理量。另外，根据在轴部安装加速度传感器以及形变传感器的结构，例如，能够获取基于加速度传感器的测量结果的物理量、基于形变传感器的测量结果的物理量、以及基于加速度传感器的测量结果及形变传感器的测量结果的物理量，使用各物理量来进行各种校验。另外，根据在轴部安装加速度传感器以及形变传感器的结构，与在工具保持件设置传感器的情况相比，能够缩短从加速度传感器的安装位置到刀安装部或刀部之间的距离，以及从形变传感器的安装位置到刀安装部或刀部之间的距离，因此能够不使刀安装部或刀部与传感器的安装位置之间的加速度以及应力衰减，而提高加速度传感器以及形变传感器的灵敏度。因而，能够高精度地测量切削工具的加工状态。
(9)优选为，所述管理装置对各所述传感器的识别信息、以及表示对应的所述传感器和所述刀安装部之间的位置关系或对应的所述传感器和所述刀部之间的位置关系的位置信息进行保存，所述无线通信装置还发送能够分别识别多个所述传感器的识别信息，所述管理装置还从所述铣削工具接收所述识别信息，并从所保存的所述位置信息中获取与接收到的所述识别信息对应的所述位置信息。
根据上述那样的结构，管理装置使用接收到信息以及所保存的信息，例如能够计算出对铣削工具施加的铣削阻力以及铣削工具的位移量。另外，例如，无需将各传感器的位置信息预先保存于接收侧的装置中，从而容易构建系统。
(10)本公开的实施方式所涉及的切削系统具备：一个或多个切削工具；以及管理装置，所述切削工具包括：轴部，其端部安装于机床；刀安装部或刀部，其设置于所述轴部中的与所述端部相反的一侧的端部；以及传感器，其安装于所述轴部，所述管理装置包括：保存处理部，其将在利用安装于第一机床的所述切削工具进行切削对象物的切削时的所述传感器的测量结果蓄积于存储部中，将在利用安装于第二机床的、曾安装于所述第一机床的所述切削工具或其他所述切削工具进行切削对象物的切削时的所述传感器的测量结果蓄积于所述存储部中；以及控制部，其对由所述保存处理部蓄积的各所述测量结果进行处理。
根据上述那样的结构，例如，能够将基于安装于第一机床的切削工具中的传感器的测量结果的物理量、基于安装于第二机床的切削工具中的传感器的测量结果的物理量进行比较，从而容易进行使用了第一机床的切削不良的原因是与切削工具关系更大些、还是与第一机床关系更大些等判断。因而，能够高精度地测量切削工具的加工状态。
(11)本公开的实施方式所涉及的处理方法使用一个或多个切削工具，其中，所述切削工具具备：轴部，其端部安装于机床；刀安装部或刀部，其设置于所述轴部中的与所述端部相反的一侧的端部；以及传感器，其安装于所述轴部，所述处理方法包括如下步骤：将所述切削工具安装于第一机床；利用安装于所述第一机床的所述切削工具进行切削对象物的切削，并对所述传感器的测量结果进行蓄积；将曾安装于所述第一机床的所述切削工具或其他所述切削工具安装于第二机床；利用安装于所述第二机床的所述切削工具进行切削对象物的切削，并对所述传感器的测量结果进行蓄积；以及对蓄积的各所述测量结果进行处理。
通过上述那样的方法，例如，能够对基于安装于第一机床的切削工具中的传感器的测量结果的物理量、基于安装于第二机床的切削工具中的传感器的测量结果的物理量进行比较，从而容易进行使用了第一机床的切削不良的原因是与切削工具关系更大些、还是与第一机床关系更大些等判断。因而，能够高精度地测量切削工具的加工状态。
(12)本公开的实施方式所涉及的处理程序在管理切削工具的管理装置中使用，其中，所述切削工具具备：轴部，其端部安装于机床；刀安装部或刀部，其设置于所述轴部中的与所述端部相反的一侧的端部；以及传感器，其安装于所述轴部，所述处理程序用于使计算机作为如下部件而发挥功能：保存处理部，其将在利用安装于第一机床的所述切削工具进行切削对象物的切削时的所述传感器的测量结果蓄积于存储部中，将在利用安装于第二机床的、曾安装于所述第一机床的所述切削工具或其他所述切削工具进行切削对象物的切削时的所述传感器的测量结果蓄积于所述存储部中；以及控制部，其对由所述保存处理部蓄积的各所述测量结果进行处理。
根据上述那样的结构，例如，能够对基于安装于第一机床的切削工具中的传感器的测量结果的物理量、基于安装于第二机床的切削工具中的传感器的测量结果的物理量进行比较，从而容易进行使用了第一机床的切削不良的原因是与切削工具关系更大些、还是与第一机床关系更大些等判断。因而，能够高精度地测量切削工具的加工状态。
＜本发明的实施方式的详细内容＞
以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。
需要说明的是，附图中对相同或相当的部分标注相同的附图标记而不重复其说明。另外，可以将以下所记载的实施方式的至少一部分进行任意组合。
＜第一实施方式＞
图1是表示本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具的结构的侧视图。
铣削工具101是例如在铣床等机床中使用的立铣刀，用于对由金属构成的铣削对象物进行铣削。铣削工具101在被保持于心轴等工具保持件210的状态下被使用。
工具保持件210安装于柱状的主轴220，该主轴220对工具保持件210赋予旋转力，且设置于机床。工具保持件210是配置于机床的主轴220的延长线上的柱状的构件。具体而言，工具保持件210的上端部保持于机床的主轴220。另外，工具保持件210的下端部保持铣削工具101。
参照图1，铣削工具101具备作为轴部的一个例子的柄部11、刀安装部12、未图示的刀部、加速度传感器14、形变传感器19、以及壳体24。在图1中，通过作为假想线的双点划线来表示壳体24。
需要说明的是，铣削工具101也可以是不具备刀部的结构。另外，刀部可以一体地固定于刀安装部12，也可以能够装拆地安装于刀安装部12。
图2是表示本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具的结构的向视图。详细而言，图2是图1中的A方向所见的向视图。图1的A方向与从正面侧向背面侧贯穿记载有图2的纸面的方向一致。
参照图2，铣削工具101具备多个加速度传感器14、多个形变传感器19。各加速度传感器14以及各形变传感器19安装于柄部11的周面。需要说明的是，加速度传感器14的数量可以是一个。另外，形变传感器19的数量可以是一个。
在图2所示的例子中，铣削工具101具备四个加速度传感器14、四个形变传感器19。
四个加速度传感器14中的两个加速度传感器14设置于隔着柄部11的旋转轴线17而成为点对称的位置。另外，另外两个加速度传感器14也设置于隔着旋转轴线17而成为点对称的位置。而且，四个加速度传感器14在柄部11的周向上分别设置于每隔90°地错位的位置。
需要说明的是，各加速度传感器14在沿着柄部11的旋转轴线17的方向(以下，也称为高度方向H1)上可以设置于在相同的位置，也可以设置在互不相同的位置。
四个形变传感器19中的两个形变传感器19设置于隔着旋转轴线17而成为点对称的位置。另外，另外两个形变传感器19也设置于隔着旋转轴线17而成为点对称的位置。而且，四个形变传感器19在柄部11的周向上分别设置于每隔90°地错位的位置。
具体而言，形变传感器19配置于在柄部11的周向上相邻的加速度传感器14之间。在图2所示的例子中，形变传感器19配置于在柄部11的周向上从加速度传感器14起每隔45°地错位的位置。
各加速度传感器14例如是对一个方向的加速度进行测量的所谓的单轴加速度传感器。加速度传感器14的测量方向例如是产生伴随着铣削工具101的铣削的振动的方向。即，加速度传感器14能够测量伴随着铣削工具101的铣削的振动的加速度。具体而言，加速度传感器14的测量方向141是沿着以柄部11的旋转轴线17为法线的平面18的方向、且沿着与将加速度传感器14和旋转轴线17连结的直线143正交的方向。
需要说明的是，各加速度传感器14可以测量离心加速度。另外，各加速度传感器14例如可以是对三个方向的加速度进行测量的所谓的三轴加速度传感器。
另外，例如，各形变传感器19在沿着柄部11的旋转轴线17的方向上，可以设置于相同的位置，也可以设置于互不相同的位置。
另外，各加速度传感器14以及各形变传感器19在高度方向H1上，可以设置于相同的位置，也可以设置于互不相同的位置。
在将各加速度传感器14以及各形变传感器19设置于在高度方向H1的相同的位置的情况下，能够在高度方向H1上缩窄各加速度传感器14以及各形变传感器19向柄部11的安装所需要的区域，因此能够使铣削工具101小型化。另外，为了确保该区域而延长柄部11的长度的必要性降低，因此能够防止铣削工具101的刚性的降低。
柄部11的基材例如由铣削工具用的超硬合金或模具用钢构成。
壳体24安装于柄部11。壳体24收纳各加速度传感器14以及各形变传感器19。
具体而言，壳体24包括未图示的底板部以及侧壁部。壳体24从下方以及侧方覆盖各加速度传感器14以及各形变传感器19。
图3是示意性表示本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具、工具保持件以及机床的主轴的侧视图。
参照图3，对铣削工具101、工具保持件210以及机床的主轴220中产生的形变进行说明。需要说明的是，在图3中，为了便于理解，将工具保持件210以及机床的主轴220形成为一体而作为一个构件示出。将形成为一体后的构件称为支承构件230。
在进行铣削工具101的铣削时，假定从铣削对象物向铣削工具101的刀部施加负载、即铣削阻力F[N]的情况。在该情况下，通过以下的式(1)表示支承构件230的最表面处产生的形变ε(x)[ε]。需要说明的是，形变ε(x)是无名数。然而，在本说明书中，为了明确ε(x)是形变，而记载单位[ε]。
[式1]
Figure BDA0003438858640000111
在式(1)中，x是从铣削工具101的前端部到形变的测量位置为止的距离[mm]，ε(x)是测量位置处的形变[ε]，Lb是铣削工具101的长度[mm]，L是从铣削工具101的前端部到支承构件230的基端部为止的距离[mm]，Zs是支承构件230中的形变的测量位置的剖面系数[mm＾3]，E是杨氏模量[MPa]。另外，运算符“＾”表示乘方。
由式(1)可知，形变ε(x)受到形变的测量位置处的剖面系数的影响，另一方面，不受测量位置以外的部分处的剖面系数的变化的影响。
通过在支承构件230测量形变，并预先掌握距离x以及剖面系数Zs，由此能够使用式(1)来反向计算铣削阻力F。
然而，由于距离L依存于长度Lb，因此即使在支承构件230测量形变，若长度Lb不明，则也无法基于形变的测量结果来计算铣削阻力F。
另外，根据使用导致的劣化的程度、以及铣削对象物的种类等而更换铣削工具101。在更换了铣削工具101的情况下，长度Lb有可能在更换的前后不恒定。因而，为了计算铣削阻力F，每当更换铣削工具101时，均需要测量长度Lb。
另一方面，通过以下的式(2)来表示在从铣削对象物向铣削工具101的刀部施加铣削阻力F的情况下的、铣削工具101的最表面处产生的形变ε(x)[ε]。
[式2]
Figure BDA0003438858640000121
在式(2)中，x是从铣削工具101的前端部到形变的测量位置为止的距离[mm]，Lb是铣削工具101的长度[mm]，Zb是铣削工具101中的形变的测量位置的剖面系数[mm＾3]，E是杨氏模量[MPa]。
由式(2)可知，铣削工具101中的形变ε(x)在形变的测量位置处的剖面系数发生变化时受到其影响，另一方面，即使测量位置以外的部分处的剖面系数发生变化也不会受到其影响。具体而言，例如，即使支承构件230的剖面系数发生变化，铣削工具101中的形变ε(x)也不会受到其影响。
因而，即使因更换支承构件230、即机床的主轴220以及工具保持件210等，导致机床的主轴220以及工具保持件210的特性发生变化，铣削工具101中的形变ε(x)也不会受到该特性的变化的影响。
通过在铣削工具101中测量形变，并预先掌握距离x以及剖面系数Zb，能够使用式(2)来反向计算铣削阻力F。
另外，铣削工具101中的铣削位置和测量位置之间的位置关系，具体而言，例如，铣削位置和测量位置之间的距离是恒定的。因此，为了计算铣削阻力F，不需要在每次更换铣削工具101时测量长度Lb。因而，能够基于形变的测量结果而容易地计算出铣削阻力F。
另外，通过在铣削工具101测量形变，能够在不受到支承构件230的剖面系数Zs的影响的前提下，计算出铣削阻力F。
图4是示意性表示本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具、工具保持件以及机床的主轴的侧视图。
参照图4，对铣削工具101、工具保持件210以及主轴220中产生的位移进行说明。需要说明的是，在图4中，为了便于理解，将工具保持件210以及机床的主轴220形成为一体而作为一个构件示出。将形成为一体后的构件称为支承构件230。
在进行铣削工具101的铣削时，从铣削对象物向铣削工具101的刀部施加负载、即铣削阻力F的情况下，通过以下的式(3)来表示支承构件230中产生的位移量d(x)[mm]。
[式3]
Figure BDA0003438858640000131
在式(3)中，x是从铣削工具101的前端部到加速度的测量位置为止的距离[mm]，Lb是铣削工具101的长度[mm]，L是从铣削工具101的前端部到支承构件230的基端部为止的距离[mm]，Is是支承构件230中的加速度的测量位置的截面惯性矩[mm＾4]，E是杨氏模量[MPa]。
支承构件230是工具保持件210以及机床的主轴220的组合，因此支承构件230的截面惯性矩Is在工具保持件210以及机床的主轴220的轴向A1上不是恒定的。因此，考虑截面惯性矩Is只好通过预先调查而虚拟性地规定。因而，不容易使用式(3)高精度地求出铣削阻力F。
另一方面，式(3)的右边是铣削阻力F的项。另外，若以时间对位移量d(x)进行二次微分，则成为加速度。因此，在因产生刀部的缺损等而铣削阻力F发生了变化的情况下，加速度的测量值发生变化。因而，通过观察加速度的测量值的变化，能够检测出产生了刀部的缺损等不良状况。
另一方面，通过以下的式(4)～式(6)来表示从铣削对象物向铣削工具101的刀部施加铣削阻力的情况下的、铣削工具101中产生的位移量d(x)[mm]。
[式4]
Figure BDA0003438858640000141
[式5]
Figure BDA0003438858640000142
[式6]
Figure BDA0003438858640000143
在式(4)中，x是从铣削工具101的前端部到加速度的测量位置为止的距离[mm]，d(x)是加速度的测量位置处的位移量[mm]，Lb是铣削工具101的长度[mm]，Ib是铣削工具101中的加速度的测量位置的截面惯性矩，Is是支承构件230中的加速度的测量位置的截面惯性矩[mm＾4]，E是杨氏模量[MPa]，在式(6)中，L是从铣削工具101的前端部到支承构件230的固定端为止的距离[mm]。
若向式(4)中代入式(5)以及式(6)，则式(4)包含截面惯性矩Is以及距离L。因而，可知铣削工具101中的位移量d(x)受到工具保持件210以及机床的主轴220的刚性的影响。也就是说，加速度的测量值受到包括机床的主轴220、工具保持件210以及铣削工具101的主轴系整体的特性的影响。
通过预先掌握距离x、长度Lb、距离L、截面惯性矩Ib、截面惯性矩Is以及杨氏模量E，理论上能够使用在支承构件230中测量出的加速度、以及式(4)～式(6)来反向计算铣削阻力F。然而，由于在每次变更机床中的主轴220或工具保持件210时需要重新掌握各数值，因此反向计算铣削阻力F实际上是非常困难的。
另外，式(4)的右边是铣削阻力F的项。另外，若以时间对位移量d(x)进行二次微分，则成为加速度。因此，在因产生刀部的缺损等而铣削阻力F发生了变化的情况下，加速度的测量值发生变化。因而，通过观察加速度的测量值的变化，能够检测出产生了刀部的缺损等不良状况。
如以上说明的那样，在工具保持件210或机床的主轴220设置形变传感器而测量了形变的情况下，若不调查形变的测量位置(形变传感器的设置位置)和铣削位置之间的距离、以及铣削工具101的刚性，则无法基于形变传感器中的形变的测量结果，来计算伴随着铣削的铣削阻力。
另外，由于即使在工具保持件210或机床的主轴220设置加速度传感器来测量加速度也难以计算伴随着铣削的铣削阻力的绝对值，因此尽管能够计算铣削阻力的相对变化量，也难以计算绝对变化量。
另一方面，通过在铣削工具101设置形变传感器来测量形变，能够基于形变传感器中的形变的测量结果，计算伴随着铣削的铣削阻力F，即使工具保持件210以及机床的主轴220中的至少任一方发生变化，也不会影响铣削阻力F的计算。
另外，通过在铣削工具101设置加速度传感器来测量加速度，能够计算出包括机床的主轴220以及工具保持件210的位移在内的、加速度的测量位置(加速度传感器的设置位置)中的位移。另外，基于铣削工具101中的加速度的测量结果，能够计算出铣削阻力F的相对变化量，另一方面，由于在加速度中含有来自机床的主轴220以及工具保持件210的影响，因此基于加速度的测量结果而计算出铣削阻力F的绝对变化量是非常困难的。
图5是示意性表示本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具、工具保持件以及机床的主轴的侧视图。详细而言，图5中的左侧表示机床的主轴以及工具保持件的长度较短的状态(a)，图5中的右侧表示机床的主轴以及工具保持件的长度较长的状态(b)。
参照图5，对铣削工具101、铣削工具101中产生的形变以及位移进行说明。需要说明的是，在图5中，为了便于理解，将工具保持件210以及机床的主轴220形成为一体而作为一个构件示出。将状态(a)下的形成为一体后的构件称为支承构件230a，将状态(b)下的形成为一体后的构件称为支承构件230b。
在状态(a)下，支承构件230a的上端部作为悬臂梁中的固定端而发挥功能。在支承构件230a的下端部安装有铣削工具101的上端部。
在支承构件230a中的预定的高度位置20，设置有加速度传感器14以及形变传感器19。也就是说，加速度传感器14以及形变传感器19设置于相同的高度位置20。
若对设置在铣削工具101的前端部处的刀部施加铣削阻力F，则支承构件230a以及铣削工具101从以虚线所示的直线状的状态向以实线所示的弯曲的状态进行位移。伴随着向弯曲的状态的位移，在铣削工具101中设置了加速度传感器14的位置处产生位移量da，在铣削工具101中设置了形变传感器19的位置处产生形变εa。
加速度传感器14对伴随着位移量da的产生的加速度进行测量。形变传感器19测量形变εa。
在状态(b)下，支承构件230b的上端部作为悬臂梁中的固定端而发挥功能。在支承构件230b的下端部安装有铣削工具101的上端部。
在支承构件230b中的预定的高度位置20设置有加速度传感器14以及形变传感器19。也就是说，加速度传感器14以及形变传感器19设置于相同的高度位置20。状态(a)下的高度位置20和状态(b)下的高度位置20为相同的高度。
若对位于铣削工具101的前端部的刀部施加铣削阻力F，则支承构件230b以及铣削工具101从以虚线所示的直线的状态向以实线所示的弯曲的状态进行位移。状态(b)下的铣削阻力F与状态(a)下的铣削阻力F相比，朝向以及大小相同。
伴随着支承构件230b以及铣削工具101的位移，在铣削工具101中设置了加速度传感器14的位置处产生位移量db，在铣削工具101中设置了形变传感器19的位置处产生形变εb。
支承构件230b与支承构件230a相比而较长，刚性较低，因此位移量db大于位移量da。
具体而言，铣削工具101中产生的加速度由设置了加速度传感器14的位置的绝对位移引起而产生。而且，该位移因从设置了加速度传感器14的位置到支承构件230的固定端为止的区域的形变的累积而产生。
因此，铣削工具101中产生的加速度不仅受到铣削工具101的形状等的特性、以及加速度传感器14的位置的影响，还受到支承构件230的形状等的特性的影响。
另一方面，形变εa以及形变εb分别取决于铣削阻力F、从施加了铣削阻力F的位置到形变传感器19的安装位置为止的距离、以及形变传感器19的安装位置处的铣削工具101的剖面形状的条件。因此，如状态(a)以及状态(b)那样，在铣削阻力F等条件相同的情况下，形变εa以及形变εb相同。
根据以上内容，通过将加速度传感器14以及形变传感器19的双方安装于铣削工具101，能够起到以下的效果。
即，即使机床的主轴220以及工具保持件210中的至少任一方因更换等而发生变化，也能够基于在铣削工具101中设置的形变传感器中的形变的测量结果，进行铣削阻力F的计算。另外，通过基于在铣削工具101中设置的加速度传感器中的加速度的测量结果来计算铣削工具101中产生的绝对位移，能够掌握包含机床的主轴220以及工具保持件210带来的影响在内的、铣削工具101中产生的绝对振动。
图6是表示本公开的第一实施方式所涉及的切削系统的结构的图。详细而言，图6是表示铣削工具在具备图1所示的构成要素的基础上进一步具备电池以及无线通信装置的状态的图。需要说明的是，在图6中，以实线表示电池以及无线通信装置。
参照图6，铣削工具101在具备图1所示的构成的基础上进一步具备电池22以及无线通信装置23。
电池22经由未图示的电线而与各加速度传感器14、各形变传感器19以及无线通信装置23连接。电池22经由电线而向各加速度传感器14、各形变传感器19以及无线通信装置23供电。在电线上设置有对供电的接通以及断开进行切换的开关。
无线通信装置23经由未图示的信号线而与各加速度传感器14以及各形变传感器19连接。各加速度传感器14将表示在柄部11产生的加速度的测量信号经由信号线输出到无线通信装置23。各形变传感器19将表示在柄部11产生的形变的测量信号经由信号线而输出到无线通信装置23。
无线通信装置23在从加速度传感器14接收到测量信号时，将接收到的测量信号所示的测量结果包含在无线信号中并发送到外部的个人计算机等管理装置301。管理装置301例如蓄积接收到的测量结果，并解析所蓄积的测量结果。
另外，无线通信装置23在从形变传感器19接收到测量信号时，将接收到的测量信号所示的测量结果包含在无线信号中并发送到管理装置301。管理装置301例如蓄积接收到的测量结果，并解析所蓄积的测量结果。
另外，无线通信装置23从未图示的存储部获取表示各加速度传感器14以及各形变传感器19与刀安装部12或刀部之间的位置关系、即铣削工具101中的测量位置和铣削位置之间的位置关系的位置信息，并将其发送到管理装置301。管理装置301例如蓄积接收到的位置信息，并解析所蓄积的位置信息。
位置信息所示的位置关系例如是测量位置和铣削位置之间的距离。需要说明的是，位置信息不限于此，也可以表示该测量位置和该铣削位置之间的距离、以及该铣削位置相对于该测量位置的方向或该测量位置相对于该铣削位置的方向。
壳体24在收容了各加速度传感器14、各形变传感器19、电池22、无线通信装置23、电线以及信号线的状态下，具体而言在从各加速度传感器14以及各形变传感器19等的下方以及侧方将它们覆盖的状态下，对电池22以及无线通信装置23进行保持。
图7是表示本公开的第一实施方式所涉及的切削系统中的管理装置的结构的图。
参照图6以及图7，切削系统201具备铣床等铣削用的机床202、以及管理装置301。
机床202具备铣削工具101、未图示的驱动部、以及控制该驱动部的未图示的控制部。驱动部是驱动铣削工具101的马达等。控制部控制驱动部的转速等。
铣削工具101发送包含表示加速度传感器14的测量结果以及形变传感器19的测量结果的传感器信息的无线信号。
管理装置301从铣削工具101接收包含传感器信息的无线信号，并对接收到的传感器信息所示的测量结果进行处理。具体而言，例如管理装置301对接收到的传感器信息所示的测量结果进行解析。
具体而言，管理装置301包括无线通信部31、控制部32、显示部33、存储部35、操作输入部36。
无线通信部31与铣削工具101的无线通信装置23进行基于无线的通信。具体而言，无线通信部31从铣削工具101的无线通信装置23接收包含传感器信息的无线信号，并将该无线信号所包含的传感器信息所示的测量结果保存于存储部35。
操作输入部36包括键盘以及鼠标等用户接口。操作输入部36接受来自用户的指示以及数据输入。
存储部35例如包括HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)等存储装置。另外，例如，存储部35包括CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory：光盘只读存储器)、DVD-ROM(Digital Versatile Disk Read Only Memory：数字多功能磁盘只读存储器)或BD-ROM(Blu-ray(注册商标)Disc Read Only Memory：蓝光光盘只读存储器)等辅助存储装置。另外，例如，存储部35包括RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)以及ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)等半导体存储器。
在存储部35中保存有用于使控制部32动作的程序以及数据、无线通信部31从铣削工具101接收到的测量结果、以及控制部32的解析结果等。
控制部32例如包括CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)。控制部32对蓄积于存储部35中的加速度传感器14的测量结果进行解析，并将解析结果保存于存储部35。另外，控制部32进行管理装置301中的无线通信部31以及显示部33等各单元的控制。
显示部33例如是显示器。显示部33对蓄积于存储部35中的控制部32的解析结果进行显示。需要说明的是，显示部33可以设置在管理装置301的外部。
另外，在因机床202以及管理装置301间的距离较长等理由而在两者之间难以直接进行无线信号的发送接收的情况下，切削系统201可以在两者之间具备中继装置。在该情况下，机床202经由中继装置而将无线信号发送到管理装置301。
图21是表示形变的测量结果以及解析结果的一个例子的曲线图。
具体而言，图21的下层曲线图表示由形变传感器19测量的旋转方向的形变的时间性变化，图21的中层曲线图表示由形变传感器19测量的平移方向的形变的时间性变化。
图21的上层曲线图是基于控制部32的形变的解析结果的一个例子。在此，示例了窗宽设为1秒的移动最大值、移动最小值、以及移动平均值。
即，在图21的上层曲线图中，三条实线的曲线图是控制部32根据旋转方向的形变的测量结果(下层曲线图)计算出的解析结果。三条实线的曲线图从上方起依次表示旋转方向的形变的移动最大值、移动平均值、以及移动最小值。另外，三条虚线的曲线图是控制部32根据平移方向的形变的测量结果(中层曲线图)计算出的解析结果。三条虚线的曲线图从上方依次表示平移方向的形变的移动最大值、移动平均值、以及移动最小值。
图22是表示加速度的测量结果以及解析结果的一个例子的曲线图。
具体而言，图22的下层曲线图表示由加速度传感器14测量的旋转方向的加速度的时间性变化，图22的中层曲线图表示由加速度传感器14测量的平移方向的加速度的时间性变化。
图22的上层曲线图是基于控制部32的加速度的解析结果的一个例子。在此也示例将窗宽设为1秒的移动最大值、移动最小值、以及移动平均值。
即，在图22的上层曲线图中，三条实线的曲线图是控制部32根据旋转方向的加速度的测量结果(下层曲线图)计算出的解析结果。三条实线的曲线图从上方起依次表示旋转方向的加速度的移动最大值、移动平均值、以及移动最小值。另外，三条虚线的曲线图是控制部32根据平移方向的加速度的测量结果(中层曲线图)计算出的解析结果。三条虚线的曲线图从上方起依次表示平移方向的加速度的移动最大值、移动平均值、以及移动最小值。
图21以及图22的解析结果(上层曲线图)被蓄积于存储部35，并由显示部33显示。图21以及图22的解析结果(上层曲线图)还能够从无线通信部31发送到外部装置(其他管理装置、便携终端等)。在该情况下，能够利用外部装置所具备的显示器来显示解析结果。
关于图21以及图22的测量结果(中层曲线图和下层曲线图)，也能够显示于显示部33或发送至外部装置。
[使用方法]
参照图7，对铣削工具101的使用方法进行说明。
首先，将铣削工具101的柄部11例如固定于机床202中的工具保持件210。
接下来，通过将设置于电线的开关从断开切换为接通，从电池22向各加速度传感器14、各形变传感器19以及无线通信装置23供电。
接下来，通过驱动铣削工具101旋转并对铣削对象物进行铣削，从而在柄部11产生伴随着铣削的加速度以及形变。
各加速度传感器14将表示在柄部11产生的加速度的测量信号输出到无线通信装置23。另外，各形变传感器19将表示在柄部11产生的形变的测量信号输出到无线通信装置23。
接下来，无线通信装置23将从加速度传感器14接收到的测量信号所示的测量结果以及加速度传感器14的识别信息包含于无线信号中并发送到外部的管理装置301。另外，无线通信装置23将从形变传感器19接收到的测量信号所示的测量结果以及形变传感器19的识别信息包含于无线信号中并发送到外部的管理装置301。
例如，铣削工具101将该识别信息保存于未图示的存储部。无线通信装置23发送该存储部所保存的识别信息。
在管理装置301中，无线通信部31从无线通信装置23接收包含表示加速度传感器14的测量结果的传感器信息的无线信号，并将接收到的传感器信息保存于存储部35。另外，无线通信部31从无线通信装置23接收包含表示形变传感器19的测量结果的传感器信息的无线信号，并将接收到的传感器信息保存于存储部35。
控制部32根据从用户经由操作输入部36而输入来的指示，对存储部35所蓄积的测量结果进行解析。
需要说明的是，铣削工具101也可以是不包括温度传感器26以及声音传感器27的双方的结构。
另外，铣削工具101也可以是不具备壳体24的结构。
另外，铣削工具101也可以是不具备无线通信装置23的结构。在该情况下，例如，铣削工具101将传感器信息等保存于未图示的存储部。而且，例如，用户进行将该存储部所保存的传感器信息等保存于管理装置301的存储部35的操作。
另外，无线通信装置23也可以是不发送表示各加速度传感器14以及各形变传感器19和刀安装部12或刀部之间的位置关系的位置信息的结构。在该情况下，例如，管理装置301预先将该位置关系保存于存储部35。
另外，替代发送位置信息，铣削工具101中的无线通信装置23也可以是发送包含能够分别识别各加速度传感器14以及各形变传感器19的识别信息在内的无线信号的结构。
管理装置301对表示各加速度传感器14以及各形变传感器19的识别信息、以及对应的加速度传感器14以及各形变传感器19和刀安装部12之间的位置关系或对应的加速度传感器14以及各形变传感器19和刀部之间的位置关系的位置信息进行保存。
管理装置301的无线通信部31从铣削工具101的无线通信装置23接收上述识别信息。控制部32基于存储部35所保存的识别信息，分别识别各加速度传感器14以及各形变传感器19。
控制部32从保存于存储部35的位置信息中，获取与无线通信部31接收到的识别信息对应的位置信息以及传感器信息。然后，控制部32基于获取到的位置信息以及对应的传感器信息，计算铣削阻力F以及位移量d等。
另外，无线通信装置23也可以是不发送识别信息的构成。例如，在柄部11加速度传感器14以及形变传感器19分别设置一个，并且无线信号的频率在加速度传感器14以及形变传感器19间不同的情况下，能够在管理装置301中辨别来自加速度传感器14的传感器信息和来自形变传感器19的传感器信息。
另外，管理装置301也可以是不从铣削工具101接收传感器信息的构成。在该情况下，例如铣削工具101将传感器信息等保存于未图示的存储部。然后，例如用户对该存储部所保存的传感器信息等进行保存于管理装置301的存储部35中的操作。
图8以及图9是表示本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具的结构的另一例的侧视图。
图1所示的例子是加速度传感器14以及形变传感器19安装在作为铣削工具的一种的立铣刀中的结构，但不限于此。例如参照图8，加速度传感器14以及形变传感器19也可以安装于作为铣削工具的一种的钻头102中的轴部的一个例子即主体部111。
另外，参照图9，加速度传感器14以及形变传感器19也可以是安装于作为铣削工具的一种的铣刀103中的轴部的一个例子即凸台部118的结构。
在图9所示的例子中，在凸台部118中的与刀安装部12相反的一侧的端部连结有柄部113。需要说明的是，在铣刀103中，也可以是不设置柄部113的结构。在该情况下，凸台部118安装于工具保持件210。
[第一变形例]
图10是表示本公开的第一实施方式所涉及的切削系统的第一变形例的图。
参照图10，替代图6所示的机床202，第一变形例所涉及的切削系统203具备机床204。在第一变形例所涉及的机床204中，与图6所示的铣削工具101相比，铣削工具104还包括温度传感器26以及声音传感器27。
温度传感器26安装于柄部11。温度传感器26测量柄部11的温度。
声音传感器27安装于柄部11。声音传感器27测量在柄部11的周边产生的声音。
电池22经由未图示的电线而与温度传感器26以及声音传感器27连接。电池22经由电线向温度传感器26以及声音传感器27供电。
无线通信装置23经由未图示的信号线而与温度传感器26以及声音传感器27连接。温度传感器26将表示柄部11的温度的测量信号经由信号线输出到无线通信装置23。声音传感器27将表示在柄部11产生的声音的测量信号经由信号线而输出到无线通信装置23。
无线通信装置23在从温度传感器26接收到测量信号时，将接收到的测量信号所示的测量结果包含在无线信号中而发送到管理装置301。管理装置301例如蓄积接收到的测量结果，并对所蓄积的测量结果进行解析。
另外，无线通信装置23在从声音传感器27接收到测量信号时，将接收到的测量信号所示的测量结果包含在无线信号中而发送到管理装置301。管理装置301例如蓄积接收到的测量结果，并对所蓄积的测量结果进行解析。
壳体24在收容了温度传感器26以及声音传感器27的状态下、具体而言在从温度传感器26以及声音传感器27等的下方以及侧方将它们覆盖的状态下，对温度传感器26以及声音传感器27进行保持。
铣削工具104发送包含表示温度传感器26的测量结果以及声音传感器27的测量结果的传感器信息在内的无线信号。
管理装置301从铣削工具101接收包含传感器信息的无线信号，并对接收到的传感器信息所示的测量结果进行解析。
无线通信部31从铣削工具101的无线通信装置23接收包含传感器信息的无线信号，并将该无线信号所包含的传感器信息所示的测量结果保存于存储部35。
控制部32分别对蓄积于存储部35中的温度传感器26的测量结果以及声音传感器27的测量结果进行解析，将解析结果保存于存储部35。
显示部33对蓄积于存储部35中的控制部32的解析结果进行显示。
其他结构与上述的铣削工具101相同，因此在此不重复详细的说明。
[第二变形例]
图11是表示本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具的第二变形例的图。
参照图11，第二变形例所涉及的铣削工具105与图2所示的铣削工具101相比，各加速度传感器14以及各形变传感器19埋入到柄部11的内部。
需要说明的是，向各加速度传感器14以及各形变传感器19供电的未图示的电池也可以埋入柄部11的内部。另外，将各加速度传感器14的测量结果以及各形变传感器19的测量结果包含在无线信号中而发送的未图示的无线通信装置也可以埋入到柄部11的内部。
另外，铣削工具105的柄部11也可以是包括将柄部11中的一部分的直径扩大的未图示的扩径部的结构。
而且，在该扩径部的内部可以埋入各加速度传感器14以及各形变传感器19。另外，上述无线通信装置可以埋入到扩径部的内部。
其他结构与上述的铣削工具101相同，因此在此不重复详细的说明。
然而，通过在切削工具安装传感器，能够测量表示切削工具的加工状态的物理量。希望有能够进行上述那样的测量的先进技术。
与此相对地，本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具是在保持于工具保持件210的状态下使用的铣削工具。该铣削工具具备：柄部11，其端部安装于工具保持件210；刀安装部12或刀部，其设置于柄部11中的与端部相反的一侧的端部；以及多个传感器，它们安装于柄部11。该多个传感器包括加速度传感器14以及形变传感器19。
另外，本公开的第一实施方式所涉及的切削系统具备铣削工具101、管理装置301。管理装置301从铣削工具101接收传感器信息。
这样，根据在柄部11安装加速度传感器14的结构，能够基于加速度传感器14的测量结果而获取包含在工具保持件210以及机床202中对工具保持件210施加旋转力的主轴220的各位移量在内的、加速度传感器14的安装位置处的位移量、以及柄部11从铣削对象物受到的铣削阻力等物理量。另外，根据在柄部11安装形变传感器19的结构，即使工具保持件210以及机床的主轴220因更换等而发生变化，也能够基于形变传感器19的测量结果而获取铣削阻力以及柄部11的变形量等物理量。另外，根据在柄部11安装加速度传感器14以及形变传感器19的结构，例如，能够获取基于加速度传感器14的测量结果的物理量、基于形变传感器19的测量结果的物理量、以及基于加速度传感器14的测量结果以及形变传感器19的测量结果的物理量，并使用各物理量来进行各种校验。具体而言，例如能够对在柄部11产生的振动以及铣削的精度的降低等现象是与铣削工具关系更大些、还是与工具保持件以及机床的主轴关系更大些进行判断。另外，根据在柄部11安装加速度传感器14以及形变传感器19的结构，与在工具保持件210设置传感器的情况相比，能够缩短从加速度传感器14的安装位置到刀安装部12或刀部为止的距离、以及从形变传感器19的安装位置到刀安装部12或刀部为止的距离，因此刀安装部12或刀部和传感器安装位置之间的加速度以及应力的衰减较少，而能够提高加速度传感器14以及形变传感器19的灵敏度。
因而，在本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具以及切削系统中，能够高精度地测量切削工具的加工状态。
另外，在本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具中，上述多个传感器还包括温度传感器26以及声音传感器27中的至少任一方。
根据上述那样的结构，例如，在柄部11产生了异常的振动的情况下，能够检测出伴随着该振动的摩擦热以及异响中的至少任一方的产生。
另外，在本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具中，铣削工具101还具备安装于柄部11的壳体24。壳体24收纳传感器。
根据上述那样的结构，能够保护传感器不受切削屑以及传感器的周围的障碍物等的影响。
另外，在本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具中，铣削工具101还具备安装于柄部11的无线通信装置23。无线通信装置23发送表示各传感器的测量结果的传感器信息。
根据上述那样的结构，例如，在管理装置301中能够进行使用了各传感器的测量结果的异常检测等的处理。
另外，在本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具中，无线通信装置23还发送能够分别识别多个传感器的识别信息。
根据上述那样的结构，例如，在管理装置301中，能够在准确地识别多个传感器的基础上进行预定的处理。
另外，在本公开的第一实施方式所涉及的铣削工具中，无线通信装置23还发送表示各传感器和刀安装部12或刀部之间的位置关系的位置信息。
根据上述那样的结构，例如，无需将各传感器的位置信息在管理装置301中预先保存，从而能够容易构建切削系统201。
另外，在本公开的第一实施方式所涉及的切削系统中，管理装置301对表示各传感器的识别信息、以及对应的传感器和刀安装部12或刀部之间的位置关系的位置信息进行保存。无线通信装置23还发送能够分别识别多个传感器的识别信息。管理装置301还从铣削工具101接收识别信息，从保存的位置信息中获取与接收到的识别信息对应的位置信息。
根据上述那样的结构，管理装置301能够使用接收到信息以及所保存的信息而计算出例如施加于铣削工具101的铣削阻力以及铣削工具101的位移量。另外，例如，无需将各传感器的位置信息预先保存于管理装置301，从而能够容易构建切削系统201。
接下来，使用附图对本发明的其他实施方式进行说明。需要说明的是，对附图中相同或相当的部分标注相同的附图标记而不重复其说明。
＜第二实施方式＞
本公开的第二实施方式涉及一种铣削工具单元，与作为第一实施方式的另一例所涉及的铣削工具的铣刀103相比，在铣刀不安装加速度传感器14以及形变传感器19，而进一步具备安装模块。除以下所说明的内容以外，其余与第一实施方式的另一例所涉及的铣刀103相同。
图12是表示本公开的第二实施方式所涉及的铣削工具单元的结构的侧视图。
参照图12，铣削工具单元106具备铣削工具107、安装模块114。
铣削工具107在图12所示的例子中是铣刀。铣削工具107包括作为轴部的一个例子的凸台部112、以及设置于凸台部112的端部处的刀安装部12或未图示的刀部。
安装模块114是能够安装于凸台部112中的与刀安装部12或刀部相反的一侧的端部处的构件。具体而言，安装模块114包括：主体114A、将主体114A安装于凸台部112的作为安装部的螺纹部114B、作为相对于凸台部112的止转件而发挥功能的止转部114C、安装于主体114A的加速度传感器14以及形变传感器19。
主体114A是柱状的构件。加速度传感器14以及形变传感器19安装于主体114A的周面。
铣削工具107、主体114A、以及工具保持件210能够通过螺纹部114B连结。
其他结构与上述的铣刀103相同，因此在此不重复详细的说明。
本公开的第二实施方式所涉及的安装模块是能够安装于铣削工具107的凸台部112处的模块，该铣削工具107具备凸台部112、设置于凸台部112的端部处的刀安装部12或刀部。安装模块114具备：柱状的主体114A，其能够沿凸台部112的轴向而安装于凸台部112；以及多个传感器，它们安装于主体114A。该多个传感器包括加速度传感器14以及形变传感器19。
这样，根据在安装模块114安装加速度传感器14的结构，能够基于加速度传感器14的测量结果而获取包含在工具保持件210以及机床202中对工具保持件210施加旋转力的主轴220的各位移量在内的、加速度传感器14的安装位置处的位移量、以及凸台部112从铣削对象物受到的铣削阻力等物理量。另外，根据在安装模块114安装形变传感器19的结构，即使工具保持件210以及机床的主轴220因更换等而发生变化，也能够基于形变传感器19的测量结果而获取铣削阻力以及凸台部112的变形量等物理量。另外，根据在安装模块114安装加速度传感器14以及形变传感器19的结构，例如能够获取基于加速度传感器14的测量结果的物理量、基于形变传感器19的测量结果的物理量、以及基于加速度传感器14的测量结果以及形变传感器19的测量结果的物理量，并使用各物理量来进行各种校验。另外，根据在安装模块114安装加速度传感器14以及形变传感器19的结构，与在工具保持件210设置传感器的情况相比，能够缩短从加速度传感器14的安装位置到刀安装部12或刀部为止的距离、以及从形变传感器19的安装位置到刀安装部12或刀部为止的距离，因此刀安装部12或刀部和传感器安装位置之间的加速度以及应力的衰减较少，而能够提高加速度传感器14以及形变传感器19的灵敏度。
因而，本在公开的第二实施方式所涉及的安装模块中，能够高精度地测量切削工具的加工状态。
接下来，使用附图对本发明的其他实施方式进行说明。需要说明的是，对附图中相同或相当的部分标注相同的附图标记而不重复其说明。
＜第三实施方式＞
本公开的第三实施方式涉及使用第一实施方式所涉及的铣削工具101等的处理方法以及进行该处理方法的切削系统。除以下所说明的内容以外，其余与第一实施方式所涉及的切削系统201相同。
需要说明的是，在本公开的第三实施方式所涉及的处理方法以及切削系统中，只要是构成为包括：端部安装于机床的轴部、设置于该轴部中的与上述端部相反的一侧的端部的刀安装部或刀部、以及安装于上述轴部的传感器的切削工具，就不限于铣削工具101，而可以使用其他切削工具。例如，在该处理方法以及切削系统中，可以使用图8所示的钻头102、图9所示的铣刀103、图10所示的铣削工具104、图11所示的铣削工具105、或图12所示的铣削工具单元106。另外，在该处理方法以及切削系统中，可以使用例如车削工具作为铣削工具以外的切削工具。
图13是表示本公开的第三实施方式所涉及的切削系统的结构的图。图14是表示本公开的第三实施方式所涉及的切削系统中的管理装置的结构的图。
参照图13以及图14，切削系统205具备作为图6所示的机床202的、机床202A以及机床202B。即，机床202A以及机床202B分别包括铣削工具101。需要说明的是，机床202A以及机床202B例如可以是图10所示的机床204。
铣削工具101具有：柄部11，其端部安装于机床具体来说第一机床202A或第二机床202B；刀安装部12或刀部，其设置于柄部11中的与上述端部相反的一侧的端部；以及传感器，其安装于柄部11，具体来说为加速度传感器14以及形变传感器19。
另外，替代图6所示的管理装置301，切削系统205具备管理装置3010。
替代图7所示的无线通信部31、存储部35以及控制部32，管理装置3010包括无线通信部310、存储部350以及控制部320。
无线通信部310能够作为将加速度传感器14以及形变传感器19的测量结果蓄积于存储部350中的保存处理部而发挥功能。
详细而言，无线通信部310从铣削工具101的无线通信装置23接收包含表示加速度传感器14的测量结果的传感器信息以及表示该加速度传感器14的位置的位置信息的无线信号，并将接收到的传感器信息以及位置信息保存于存储部350。表示加速度传感器14的位置的位置信息是表示加速度传感器14和刀安装部12或刀部之间的位置关系的信息。
另外，无线通信部310从无线通信装置23接收包含表示形变传感器19的测量结果的传感器信息以及表示该形变传感器19的位置的位置信息的无线信号，并将接收到的传感器信息以及位置信息保存于存储部350。表示形变传感器19的位置的位置信息是表示形变传感器19和刀安装部12或刀部之间的位置关系的信息。
具体而言，无线通信部310将通过安装在第一机床202A上的铣削工具101而进行铣削对象物的铣削时的加速度传感器14以及形变传感器19的测量结果蓄积于存储部350。
另外，无线通信部310将通过安装于第二机床202B的铣削工具101而进行铣削对象物的切削时的加速度传感器14以及形变传感器19的测量结果蓄积于存储部350。
控制部320对由无线通信部310蓄积的各测量结果进行处理。例如，控制部320根据从用户经由操作输入部36而输入来的指示，对通过无线通信部310而蓄积于存储部350的各测量结果进行解析。
详细而言，例如，控制部320基于存储部350所蓄积的传感器信息以及位置信息，计算铣削阻力F以及位移量d等。
图15是表示本公开的第三实施方式所涉及的处理方法的概要的图。
参照图15，在本公开的第三实施方式所涉及的处理方法M中，首先，用户在第一机床202A上安装铣削工具101。接下来，第一机床202A利用铣削工具101而进行铣削对象物的铣削。接下来，管理装置3010对传感器的测量结果进行蓄积。接下来，用户在第二机床202B上安装铣削工具101。接下来，第二机床202B利用铣削工具101进行铣削对象物的铣削。接下来，管理装置3010对传感器的测量结果进行蓄积。接下来，管理装置3010对所蓄积的各测量结果进行处理。
需要说明的是，在处理方法M中，可以使用多个传感器，也可以使用一个传感器，例如，可以使用一个加速度传感器14或形变传感器19。另外，在处理方法M中，也可以使用一个与加速度传感器14以及形变传感器19不同种类的传感器。
更详细而言，例如，在工厂等制造设施中的第一机床的铣削发生了不良状况的情况下，在利用配置在铣削工具的厂家等校验设施中的第二机床以及管理装置来校验其原因的情况下，使用处理方法M。
即，处理方法M是例如对第一机床202A的系统与第二机床202B的系统相比而处于怎样的状态进行判定的方法。
第一机床202A的系统包括第一机床202A以及铣削对象物。第二机床202B的系统包括第二机床202B以及铣削对象物。
在处理方法M中，例如以第二机床202B的系统处于适当的状态为前提。通过以第二机床202B的状态为基准而进行第一机床202A的状态的判定，能够进行第一机床202A的系统与第二机床202B的系统相比而处于怎么样的状态、即是否处于适当的状态等判定。
如图15所示，首先，用户在制造设施中，在第一机床202A的工具保持件安装铣削工具101，利用铣削工具101进行铣削对象物的铣削，并将形变传感器19的测量结果以及加速度传感器14的测量结果蓄积于管理装置301。
接下来，用户在校验设施中，在第二机床202B的工具保持件上安装铣削工具101，利用铣削工具101来进行铣削对象物的铣削，并将形变传感器19的测量结果以及加速度传感器14的测量结果蓄积于管理装置301。
需要说明的是，安装于第二机床202B的工具保持件的铣削工具101是与曾安装于第一机床202A的工具保持件的铣削工具101为同一铣削工具101、或与曾安装于第一机床202A的工具保持件的铣削工具101具有相同性能的其他铣削工具101。
接下来，用户在校验设施中，使用管理装置3010对所蓄积的形变传感器19的测量结果以及加速度传感器14的测量结果进行解析。需要说明的是，管理装置3010不限于测量结果的解析，也可以是进行其他种类的处理的结构。
在处理方法M中，能够与第一实施方式相比而更有意地使用加速度传感器14的测量结果以及形变传感器19的测量结果。以下，进行详细地说明。
通过在柄部11设置形变传感器19，如上所述，能够基于形变传感器19的测量结果而计算出铣削工具101的铣削阻力F。
通过在柄部11设置加速度传感器14，如上所述，能够基于加速度传感器14的测量结果计算出铣削工具101的位移量d。
另外，通过在柄部11设置形变传感器19以及加速度传感器14，能够计算出位移/形变。位移量/形变、即d(x)/ε(x)[mm]通过以下的式(7)～式(9)来表示。
[式7]
Figure BDA0003438858640000301
[式8]
Figure BDA0003438858640000302
[式9]
Figure BDA0003438858640000311
例如，在通过某个机床进行了铣削后在铣削产生不良状况的情况下，d(x)/ε(x)(以下，也称为d/ε)在对该机床的状态进行判定时使用。
具体而言，如果在制造设施以及校验设施中共用铣削工具101，则由于式(7)的右边的项的后半部分(EZb/x)是恒定的，因此仅式(7)的右边的项的前半部分受到工具保持件210以及机床的主轴220的影响而变化。
另外，式(7)的右边的项的前半部分与式(4)的右边的项的前半部分、即施加了铣削阻力F的部分共通。因此，式(7)中的d/ε的值发生变化，表示式(4)中的位移量d(x)以及铣削阻力F的关系性发生变化。另外，式(7)中的d/ε的值是恒定的，表示式(4)中的位移量d(x)以及铣削阻力F的关系性是恒定的。
因而，通过对制造设施中的d/ε以及校验设施中的d/ε进行比较，由此在式(4)中的位移量d(x)的值发生了变化时，能够判断该原因是与铣削阻力F有关、还是与工具保持件210以及机床的主轴220的影响有关。
使用式(7)的目的是，例如通过从式(4)中去掉铣削阻力F，容易掌握式(4)的右边中的施加了铣削阻力F的部分、即受到工具保持件210以及机床的主轴220的结构影响的部分(以下，也称为影响部分)的值是否是恒定的。为了实现该目的，最简单的方法是，例如如式(7)那样，将式(4)的左边除以式(2)的左边ε(x)，将式(4)的右边除以式(2)的右边。
需要说明的是，为了容易掌握影响部分的值是否是恒定的，替代式(7)，也可以使用通过将式(4)的两边除以铣削阻力F而得到的以下的式(10)。铣削阻力F例如是基于形变ε(x)的测量结果而计算出的值。
[式10]
Figure BDA0003438858640000312
在此，对机床的状态的判定进行说明。
铣削阻力F表示铣削工具101的刀部对铣削对象物进行铣削时从铣削对象物受到的阻力的大小。因而，铣削阻力F的大小与刀部对铣削对象物进行铣削的瞬间的、刀部和铣削对象物所接触的面积成正比例。由此，铣削阻力F通过以下的式(11)来表示。
[式11]
Figure BDA0003438858640000321
在式(11)中，Kc是比铣削阻力[N/mm＾2]，fz是铣削工具101每一刀的进给量[mm/t]，ap是铣削工具101的轴向的切入量[mm]，d是铣削工具101的位移[mm]。
比铣削阻力Kc主要由铣削工具101的刀尖形状、以及铣削对象物的材质决定。
基于加速度传感器14计算的位移量d与铣削工具101从铣削对象物退出的量有关系，因此当位移变大时，使铣削对象物的铣削无法适当地进行。
图16是表示本公开的第三实施方式所涉及的铣削工具所产生的位移、施加于铣削工具的铣削阻力之间的关系的一个例子的图。
在图16中，横轴表示柄部11中产生的位移，纵轴表示施加于柄部11的铣削阻力。另外，曲线图G1示出由式(11)表示的铣削阻力F以及位移量d的关系，曲线图G2示出由式(4)表示的铣削阻力F以及位移量d的关系。
曲线图G1中，如果加工条件、即进给量fz以及切入量ap是恒定的，则倾斜度因比铣削阻力Kc而发生变化。另外，如果进给量fz以及切入量ap是恒定的，并且铣削工具101相同，则比铣削阻力Kc由铣削对象物决定。
参照图16，表示位移量d以及铣削阻力F的关系的曲线图G1以及曲线图G2的交点P的坐标满足式(4)以及式(11)。
图17是表示本公开的第三实施方式所涉及的铣削工具所产生的位移与施加于铣削工具的铣削阻力之间的关系的另一例的图。
图17还示出因铣削对象物发生变化而导致比铣削阻力Kc发生变化，由此倾斜度从曲线图G1变化而成的曲线图G3、G4。即，图17与图16相比，还示出了倾斜度比曲线图G1小的曲线图G3、倾斜度比曲线图G1大的曲线图G4。
参照图17，因比铣削阻力Kc发生变化，根据式(11)而曲线图G1的倾斜度发生变化，另一方面，根据式(4)而曲线图G2的倾斜度不变，因此在曲线图G1和曲线图G2之间的交点P1、曲线图G3和曲线图G2之间的交点P2、以及曲线图G4和曲线图G2之间的交点P3处，位移量d以及铣削阻力F的关系性相同，即d/ε的值彼此相同。
图18是表示本公开的第三实施方式所涉及的施加于铣削工具的铣削阻力与铣削工具所产生的位移之间的对应关系的另一例的图。
图18还示出因机床的主轴220以及工具保持件210中的至少任一方更换等而发生变化，由此倾斜度从曲线图G2变化而成的曲线图G5、G6。即，图18与图16相比，还示出了倾斜度比曲线图G2小的曲线图G5、倾斜度比曲线图G2大的曲线图G6。
参照图18，因机床的主轴220以及工具保持件210中的至少任一方发生变化，根据式(11)而曲线图G1的倾斜度不变，另一方面，根据式(4)而曲线图G2的倾斜度发生变化，因此在曲线图G2、G5、G6和曲线图G1之间的各个交点处，位移量d以及铣削阻力F的关系不同，即d/ε的值互不相同。
曲线图G1和曲线图G2之间的交点P4、曲线图G1和曲线图G5之间的交点P5、曲线图G1和曲线图G6之间的交点P6分别位于倾斜度不同的曲线图G2、曲线图G5以及曲线图G6上。因而，分别与交点P4、交点P5以及交点P6对应的d/ε的值是互不相同的值。
接下来，对本公开的第三实施方式所涉及的管理装置3010的处理的一个例子进行说明。
[动作的流程]
管理装置3010中的各装置具备包括控制部320的一部分或全部的计算机，该计算机中的CPU等运算处理部从存储部350等存储器分别读出并执行包括以下的时序图或流程图的各步骤的一部分或全部的程序。这些多个装置的程序能够分别从外部进行安装。这些多个装置的程序分别以保存于记录介质的状态流通。
图19是规定了本公开的第三实施方式所涉及的切削系统中的管理装置的处理的顺序的流程图。
参照图19，首先，无线通信部31从安装于第一机床202A的铣削工具101的无线通信装置23接收包含传感器信息以及对应的传感器的位置信息在内的无线信号，将该无线信号所包含的传感器信息所示的形变传感器19的测量结果以及位置信息保存于存储部350(步骤S101)。
接下来，控制部320基于存储部350所蓄积的形变传感器19的测量结果以及位置信息，计算铣削阻力F，并将计算结果保存于存储部350(步骤S103)。
接下来，无线通信部31从铣削工具101的无线通信装置23接收包含传感器信息以及位置信息的无线信号，将该无线信号所包含的传感器信息所示的加速度传感器14的测量结果以及位置信息保存于存储部350(步骤S105)。
接下来，控制部320基于存储部350所蓄积的加速度传感器14的测量结果以及位置信息，计算铣削工具101的位移量d，并将计算结果保存于存储部350(步骤S107)。
接下来，控制部320基于存储部350所蓄积的位移量d以及形变ε，计算位移量d和形变ε之比(d/ε)，并将计算结果保存于存储部350(步骤S109)。
接下来，无线通信部31从安装于第二机床202B的铣削工具101的无线通信装置23接收包含传感器信息的无线信号，并将该无线信号所包含的传感器信息所示的形变传感器19的测量结果保存于存储部350(步骤S111)。
接下来，控制部320在第二机床202B进行与步骤S103～S109相同的处理。
在此，作为一个例子，在以下的条件下进行图19所示的处理。即，第一机床202A中的加工条件、和第二机床202B中的加工条件相同。
另外，作为一个例子，由第一机床202A铣削的铣削对象物和由第二机床202B铣削的铣削对象物相同。
具体而言，例如，铣削工具101的每一刀的进给量以及铣削工具101的轴向的切入量等加工条件在第一机床202A以及第二机床202B间相同。
安装于第一机床202A的铣削工具101和安装于第二机床202B的铣削工具101相同。
具体而言，例如，安装于第二机床202B的工具保持件210的铣削工具101可以是从第一机床202A拆下的铣削工具101，也可以是与安装于第一机床202A的铣削工具101同型号的其他铣削工具(步骤S113～S119)。
接下来，控制部320对存储部350所保存的、安装于第一机床的铣削工具101的铣削阻力F(以下，也称为铣削阻力F1)和安装于第二机床的铣削工具101的铣削阻力F(以下，也称为铣削阻力F2)进行比较，并将比较结果保存于存储部350。
具体而言，控制部320对铣削阻力F1和铣削阻力F2是否为相同的值进行判断。需要说明的是，控制部320也可以是如下的结构：即使在铣削阻力F1以及铣削阻力F2间在预定的范围内存在差异的情况下，判断为是相同的值(步骤S121)。
接下来，控制部320对存储部350所保存的、安装于第一机床202A的铣削工具101的位移量d(以下，也称为位移量d1)和安装于第二机床202B的铣削工具101的位移量d(以下，也称为位移量d2)进行比较，并将比较结果保存于存储部350。
具体而言，控制部320对位移量d1和位移量d2是否为相同的值进行判断。需要说明的是，控制部320也可以是如下的结构：即使在位移量d1以及位移量d2间在预定的范围内存在差异的情况下，判断为是相同的值(步骤S123)。
接下来，控制部320对存储部350所保存的、关于安装于第一机床202A的铣削工具101的比d/ε(以下，也称为比k1)和关于安装于第二机床202B的铣削工具101的比d/ε(以下，也称为比k2)进行比较，并将比较结果保存于存储部350。
具体而言，控制部320对比k1和比k2是否为相同的值进行判断。需要说明的是，控制部320也可以是如下的结构：即使在比k1以及比k2间在预定的范围内存在差异的情况下，判断为是相同的值(步骤S125)。
接下来，控制部320基于存储部350所蓄积的各比较结果，对第一机床202A的系统的状态进行判断。在此，第一机床202A的系统包括第一机床202A、铣削工具101以及铣削对象物(步骤S127)。
需要说明的是，图19所示的处理的一部分可以同时进行。具体而言，例如，步骤S101～S109的处理、步骤S111～S119的处理可以同时进行。另外，步骤S101以及步骤S103的处理、步骤S105以及S107的处理可以同时进行。另外，步骤S111以及步骤S113的处理、步骤S115以及S117的处理可以同时进行。
图20是表示本发明的第三实施方式所涉及的切削系统中的管理装置的存储部所保持的判定基准表的一个例子的图。
参照图20，判定基准表Tb1用于在控制部320对第一机床202A的状态进行判断时的判定基准。管理装置3010中的存储部350保存判定基准表Tb1。
在判定基准表Tb1中，记载有与铣削阻力F1以及铣削阻力F2的比较结果、位移量d1以及位移量d2的比较结果、比k1以及比k2的比较结果的组合相应的判定结果。
判定基准表Tb1成为对第一机床202A的系统与第二机床202B的系统相比处于怎样的状态进行判定时的基准。例如，判定基准表Tb1以第二机床202B的系统处于适当的状态为前提。通过使用判定基准表Tb1来进行判定，能够对第一机床202A的系统与第二机床202B的系统相比处于怎么样的状态、即是否处于适当的状态进行判定。
例如，在第一机床202A的铣削时，在发生了异常的振动、异响、以及铣削的精度的降低中的至少任一者的情况下，能够对该原因与铣削工具101导致的影响、机床的主轴220以及工具保持件210导致的影响中的哪一者关系更大些进行判断。
在图20所示的例子中，在铣削阻力F1和铣削阻力F2相同、位移量d1和位移量d2相同、且比k1和比k2相同的情况下，判定为在第二机床202B中能够再现与第一机床202A相同的铣削。也就是说，判定为第一机床202A的支承构件230以及铣削对象物是正常的(de1)。
另外，在铣削阻力F1和铣削阻力F2相同、位移量d1和位移量d2不同、且比k1和比k2不同的情况下，判定为第二机床202B的铣削对象物和第一机床202A的铣削对象物不同，第二机床202B中的支承构件230和第一机床202A中的支承构件230不同。也就是说，可知铣削的不良状况的原因在于第一机床202A的支承构件230以及铣削对象物(de2)。
作为在支承构件230存在不良状况的原因，可以列举例如切削屑的侵入所导致的工具保持件210向机床的主轴220的安装不良状况、以及每个机床的主轴220的刚性之差等。另外，作为在铣削对象物存在不良状况的原因，可以列举例如铣削对象物的材质在制造设施以及校验设施间实际不同、以及制造设施以及校验设施间的、在铣削对象物的固定中使用的夹具的刚性之差等。
另外，在铣削阻力F1和铣削阻力F2不同、位移量d1和位移量d2相同、且比k1和比k2不同的情况下，判定为第二机床202B的铣削对象物和第一机床202A的铣削对象物不同，第二机床202B中的支承构件230和第一机床202A中的支承构件230不同。也就是说，可知铣削的不良状况的原因在于第一机床202A的支承构件230以及铣削对象物(de3)。
另外，在铣削阻力F1和铣削阻力F2不同、位移量d1和位移量d2不同、且比k1和比k2相同的情况下，判定为第二机床202B的铣削对象物和第一机床202A的铣削对象物不同。也就是说，可知铣削的不良状况的原因在于铣削对象物(de4)。
另外，在铣削阻力F1和铣削阻力F2不同、位移量d1和位移量d2不同、且比k1和比k2不同的情况下，判定为第二机床202B中的支承构件230和第一机床202A中的支承构件230不同。也就是说，可知铣削的不良状况的原因在于第一机床202A的支承构件230(de5的(1))。需要说明的是，在该情况下，也可以判定为第二机床202B的铣削对象物和第一机床202A的铣削对象物有可能不同。即，铣削的不良状况的原因也在于铣削对象物(de5的(2))。
控制部320基于存储部350所保存的比较结果、存储部350所保存的判定基准表Tb1，针对第一机床202A的系统具体而言支承构件230的状态以及铣削对象物的状态进行判定。
图23是表示显示部的判定结果的显示例的说明图。
如图23所示，管理装置3010的控制部320能够将上述的判定结果显示于显示部33。图23是控制部320的判定结果是判定基准表Tb1(图20)的判定结果de2的情况下的显示例，在F(a)、F(b)、d(a)、d(b)、d/ε(a)、以及d/ε(b)的栏中，分别显示有数值。图23中的F、d、d/ε的比较结果和综合判定结果的内容是一个例子，不限于此。
需要说明的是，控制部32能够使其他判定结果de1、de3～de5，以与图23相同的显示形式而显示于显示部33。
另外，基于判定基准表Tb1的判定结果de1～de5也能够从无线通信部310发送到外部装置(其他管理装置、便携终端等)。在该情况下，能够利用外部装置所具备的显示器而以预定的显示形式显示判定结果de1～de5。
需要说明的是，在柄部11中，加速度传感器14以及形变传感器19可以各安装有一个。另外，在柄部11中，加速度传感器14以及形变传感器19的任一方可以安装有一个或多个。
另外，在切削系统205以及处理方法M中，如上所述，替代铣削工具101，作为另一例，也可以使用未图示的车刀等车削工具。在该情况下，替代第一机床202A以及第二机床202B，使用未图示的车削用的第一机床以及第二机床。
具体而言，例如，车削用的第一机床以及第二机床是CNC(Computer NumericalControl：计算机数字控制)车床或复合加工机。
在CNC车床中，车削工具例如安装于刚性较高的转塔。另外，在复合加工机中，车削工具例如安装于刚性比上述转塔低的主轴。
例如与图1以及图2所示的铣削工具101同样地，车削工具具备柄部11、刀安装部12或刀部、加速度传感器14以及形变传感器19。或者，例如与图10所示的铣削工具104同样地，车削工具具备柄部11、刀安装部12或刀部、加速度传感器14、形变传感器19、温度传感器26以及声音传感器27。
另外，在使用车削工具的处理方法M中，例如，进行与图19所示的步骤S101～S127同样的处理。
即，即使在使用车削工具的处理方法M中，例如图14所示的管理装置301的控制部320也能够基于管理装置3010的存储部350所蓄积的各比较结果而判断第一机床的系统的状态。在此，第一机床的系统包括第一机床、车削工具以及车削对象物。另外，控制部320使用存储部350所保存的车削用的判定基准表进行判定，由此能够判定第一机床的系统与第二机床的系统相比处于怎么样的状态、即是否处于适当的状态。
如以上那样，本公开的第三实施方式所涉及的切削系统具备铣削工具101等切削工具、管理装置3010。铣削工具101包括：柄部11，其端部安装于机床；刀安装部12或刀部，其设置于柄部11中的与上述端部相反的一侧的端部；以及传感器，其安装于柄部11。管理装置3010包括无线通信部310、控制部320。无线通信部310将在利用安装于第一机床202A的铣削工具101进行铣削对象物的铣削时的传感器的测量结果蓄积于存储部350，将在利用安装于第二机床202B的、曾安装于第一机床202A的铣削工具101进行铣削对象物的铣削时的传感器的测量结果蓄积于存储部350。控制部320对由无线通信部310蓄积的各测量结果进行处理。
根据上述那样的结构，例如，能够对基于安装于第一机床202A的铣削工具101中的传感器的测量结果的物理量、基于安装于第二机床202B的铣削工具101中的传感器的测量结果的物理量进行比较，从而容易进行使用了第一机床202A的切削的不良状况的原因是与铣削工具101关系更大些、还是与第一机床202A关系更大些等的判断。
因而，在本公开的第三实施方式所涉及的切削系统中，能够高精度地测量切削工具的加工状态。
另外，本公开的第三实施方式所涉及的处理方法是使用铣削工具101等切削工具的处理方法。铣削工具101具备：柄部11，其端部安装于机床；刀安装部12或刀部，其设置于柄部11中的与端部相反的一侧的端部；以及传感器，其安装于柄部11。在上述处理方法中，用户在第一机床202A安装铣削工具101。接下来，安装于第一机床202A的铣削工具101进行铣削对象物的铣削。接下来，管理装置301对传感器的测量结果进行蓄积。接下来，用户在第二机床202B安装曾安装于第一机床202A的铣削工具101。接下来，安装于第二机床202B的铣削工具101进行铣削对象物的铣削。接下来，管理装置3010对传感器的测量结果进行蓄积。接下来，管理装置3010对所蓄积的各测量结果进行处理。
通过上述那样的方法，例如能够对基于安装于第一机床202A的铣削工具101中的传感器的测量结果的物理量、基于安装于第二机床202B的铣削工具101中的传感器的测量结果的物理量进行比较，从而容易进行使用了第一机床202A的切削的不良状况的原因是与铣削工具101关系更大些、还是与第一机床202A关系更大些等判断。
因而，在本公开的第三实施方式所涉及的处理方法中，能够高精度地测量切削工具的加工状态。
另外，在本公开的第三实施方式所涉及的切削系统以及处理方法中，使用加速度传感器14以及形变传感器19。
根据上述那样的结构以及方法，例如能够获取基于加速度传感器14的测量结果的物理量即位移量d、基于形变传感器19的测量结果的物理量即铣削阻力F、以及基于加速度传感器14的测量结果以及形变传感器19的测量结果的物理量即比d/ε，并使用各物理量来进行各种校验。
＜其他变形例＞
上述实施方以所有的方面示例且应被认定为是非限定性内容。本发明的范围不是通过上述说明而是通过技术方案表示，包含了与技术方案等同的意义以及范围内的所有变更。
例如，在上述的实施方式中，也可以在铣削工具101的柄部11搭载形变以及加速度等的测量结果的解析功能，并将工具侧所进行的解析结果无线发送至管理装置301。
上述的实施方式例如能够通过将对预定时间对应的测量结果进行蓄积的存储部、对所蓄积的测量结果进行预定的解析的处理部、与传感器14、传感器19、电池22、以及无线通信装置23等一起收容于壳体24而实现。
在该情况下，工具侧的处理部根据形变以及加速度等的测量结果而计算出它们的移动最大值、移动最小值、以及移动平均值等，并将计算出的解析数据发送到无线通信装置23。
在工具侧的处理部所进行的处理中，也可以包含将在形变以及加速度等的测量结果超过预定的阈值时的值和时刻记录于存储部，并将所记录的数据发送到无线通信装置23。
＜实施方式的特征的附记＞
以上的说明包括以下所附记的特征。
[附记1]
一种铣削工具，该铣削工具在被保持于工具保持件的状态下使用，其中，
所述铣削工具具备：
轴部，其端部安装于所述工具保持件；
刀安装部或刀部，其设置于所述轴部中的与所述端部相反的一侧的端部；以及
多个传感器，它们安装于所述轴部，
多个所述传感器包括加速度传感器以及形变传感器，
各所述传感器在沿着所述轴部的旋转轴的方向上设置于相同的位置。
[附记2]
一种模块，该模块能够安装于具备轴部和刀安装部或刀部的铣削工具的所述轴部，该刀安装部或刀部设置于所述轴部的端部，其中，
所述模块具备：
柱状的主体，其能够沿所述轴部的轴向安装于所述轴部；以及
多个传感器，它们安装于所述主体，
多个所述传感器包括加速度传感器以及形变传感器，
各所述传感器在沿着所述轴部的旋转轴的方向上设置于相同的位置。
[附记3]
一种切削系统，其中，
所述切削系统具备：
铣削工具，其在被保持于工具保持件的状态下使用；以及
管理装置，
所述铣削工具包括：
轴部，其端部安装于所述工具保持件；
刀安装部或刀部，其设置于所述轴部中的与所述端部相反的一侧的端部；以及
多个传感器，它们安装于所述轴部，
多个所述传感器具有加速度传感器以及形变传感器，
各所述传感器在沿着所述轴部的旋转轴的方向上设置于相同的位置，
所述铣削工具还具备安装于所述轴部的无线通信装置，
所述无线通信装置发送表示各所述传感器的测量结果的传感器信息，
所述管理装置从所述铣削工具接收所述传感器信息。
[附记4]
一种切削系统，其中，
所述切削系统具备：
一个或多个切削工具；以及
管理装置，
所述切削工具包括：
轴部，其端部安装于机床；
刀安装部或刀部，其设置于所述轴部中的与所述端部相反的一侧的端部；以及
传感器，其安装于所述轴部，
所述管理装置包括：
保存处理部，其将在利用安装于第一机床的所述切削工具进行切削对象物的切削时的所述传感器的测量结果蓄积到存储部中，将在利用安装于第二机床的、曾安装于所述第一机床的所述切削工具或其他所述切削工具进行切削对象物的切削时的所述传感器的测量结果蓄积到存储部中；以及
控制部，其对由所述保存处理部蓄积的各所述测量结果进行处理，
在所述轴部安装有多个所述传感器，
多个所述传感器包括加速度传感器以及形变传感器，
各所述传感器在沿着所述轴部的旋转轴的方向上设置于相同的位置，
所述管理装置对所述各测量结果进行解析，
所述切削工具是铣削工具，
所述第一机床以及所述第二机床是铣削用的机床。
[附记5]
一种处理方法，该处理方法使用一个或多个切削工具，其中，
所述切削工具具备：
轴部，其端部安装于机床；
刀安装部或刀部，其设置于所述轴部中的与所述端部相反的一侧的端部；以及
传感器，其安装于所述轴部，
所述处理方法包括如下步骤：
将所述切削工具安装于第一机床；
利用安装于所述第一机床的所述切削工具进行切削对象物的切削，并对所述传感器的测量结果进行蓄积；
将曾安装于所述第一机床的所述切削工具或其他所述切削工具安装于第二机床；
利用安装于所述第二机床的所述切削工具进行切削对象物的切削，并对所述传感器的测量结果进行蓄积；以及
对所蓄积的各所述测量结果进行处理，
在所述轴部安装有多个所述传感器，
多个所述传感器包括加速度传感器以及形变传感器，
各所述传感器在沿着所述轴部的旋转轴的方向上设置于相同的位置，
在对所述各测量结果进行处理的步骤中，对所述各测量结果进行解析，
所述切削工具是铣削工具，
所述第一机床以及所述第二机床是铣削用的机床。
附图标记说明
11、113：柄部；
12：刀安装部；
14：加速度传感器；
17：旋转轴；
18：平面；
19：形变传感器；
22：电池；
23：无线通信装置；
24：壳体；
26：温度传感器；
27：声音传感器；
31、310：无线通信部；
32、320：控制部；
33：显示部；
35、350：存储部；
36：操作输入部；
101、104、105、107：铣削工具；
102：钻头；
103：铣刀；
106：铣削工具单元；
111：主体部；
112：凸台部；
114：安装模块；
114A：主体；
114B：螺纹部；
114C：止转部；
118：凸台部；
141：测量方向；
143：直线；
201、203、205：切削系统；
202：机床；
202A：第一机床；
202B：第二机床；
210：工具保持件；
220：机床的主轴；
230、230a、230b：支承构件；
301、3010：管理装置；
A1：轴向；
H1：高度方向。

Claims (13)

1.一种铣削工具，该铣削工具在被保持于工具保持件的状态下使用，其中，
所述铣削工具具备：
轴部，其端部安装于所述工具保持件；
刀安装部或刀部，其设置于所述轴部中的与所述端部相反的一侧的端部；以及
多个传感器，它们安装于所述轴部，
多个所述传感器包括加速度传感器以及形变传感器。
2.根据权利要求1所述的铣削工具，其中，多个所述传感器还包括温度传感器以及声音传感器中的至少任一方。
3.根据权利要求1或2所述的铣削工具，其中，所述铣削工具还具备安装于所述轴部的壳体，所述壳体收纳所述传感器。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的铣削工具，其中，
所述铣削工具还具备安装于所述轴部的无线通信装置，
所述无线通信装置发送表示各所述传感器的测量结果的传感器信息。
5.根据权利要求4所述的铣削工具，其中，所述无线通信装置还发送能够分别识别多个所述传感器的识别信息。
6.根据权利要求4或5所述的铣削工具，其中，所述无线通信装置还发送表示各所述传感器和所述刀安装部之间的位置关系或各所述传感器和所述刀部之间的位置关系的位置信息。
7.一种模块，该模块能够安装于具备轴部以及刀安装部或刀部的铣削工具的所述轴部，该刀安装部或刀部设置于所述轴部的端部，其中，
所述模块具备：
柱状的主体，其能够沿所述轴部的轴向安装于所述轴部；以及
多个传感器，它们安装于所述主体，
多个所述传感器包括加速度传感器以及形变传感器。
8.一种切削系统，其中，
所述切削系统具备：
权利要求4所述的铣削工具；以及
管理装置，
所述管理装置从所述铣削工具接收所述传感器信息。
9.根据权利要求8所述的切削系统，其中，
所述管理装置对各所述传感器的识别信息、以及表示对应的所述传感器和所述刀安装部之间的位置关系或对应的所述传感器和所述刀部之间的位置关系的位置信息进行保存，
所述无线通信装置还发送能够分别识别多个所述传感器的识别信息，
所述管理装置还从所述铣削工具接收所述识别信息，并从所保存的所述位置信息中获取与接收到的所述识别信息对应的所述位置信息。
10.一种切削系统，其中，
所述切削系统具备：
一个或多个切削工具；以及
管理装置，
所述切削工具包括：
轴部，其端部安装于机床；
刀安装部或刀部，其设置于所述轴部中的与所述端部相反的一侧的端部；以及
传感器，其安装于所述轴部，
所述管理装置包括：
保存处理部，其将在利用安装于第一机床的所述切削工具进行切削对象物的切削时的所述传感器的测量结果蓄积于存储部中，将在利用安装于第二机床的、曾安装于所述第一机床的所述切削工具或其他所述切削工具进行切削对象物的切削时的所述传感器的测量结果蓄积于所述存储部中；以及
控制部，其对由所述保存处理部蓄积的各所述测量结果进行处理。
11.一种处理方法，该处理方法使用一个或多个切削工具，其中，
所述切削工具具备：
轴部，其端部安装于机床；
刀安装部或刀部，其设置于所述轴部中的与所述端部相反的一侧的端部；以及
传感器，其安装于所述轴部，
所述处理方法包括如下步骤：
将所述切削工具安装于第一机床；
利用安装于所述第一机床的所述切削工具进行切削对象物的切削，并对所述传感器的测量结果进行蓄积；
将曾安装于所述第一机床的所述切削工具或其他所述切削工具安装于第二机床；
利用安装于所述第二机床的所述切削工具进行切削对象物的切削，并对所述传感器的测量结果进行蓄积；以及
对所蓄积的各所述测量结果进行处理。
12.一种处理程序，该处理程序在管理切削工具的管理装置中使用，其中，
所述切削工具具备：
轴部，其端部安装于机床；
刀安装部或刀部，其设置于所述轴部中的与所述端部相反的一侧的端部；以及
传感器，其安装于所述轴部，
所述处理程序用于使计算机作为如下部件而发挥功能：
保存处理部，其将在利用安装于第一机床的所述切削工具进行切削对象物的切削时的所述传感器的测量结果蓄积于存储部中，将在利用安装于第二机床的、曾安装于所述第一机床的所述切削工具或其他所述切削工具进行切削对象物的切削时的所述传感器的测量结果蓄积于所述存储部中；以及
控制部，其对由所述保存处理部蓄积的各所述测量结果进行处理。
13.一种切削系统，其中，
所述切削系统具备：
铣削工具，其在被保持于工具保持件的状态下使用；以及
管理装置，
所述铣削工具包括：
轴部，其端部安装于所述工具保持件；
刀安装部或刀部，其设置于所述轴部中的与所述端部相反的一侧的端部；以及
多个传感器，它们安装于所述轴部，
多个所述传感器具有加速度传感器以及形变传感器，所述管理装置从所述铣削工具接收所述传感器信息。
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