JP2000094273A - 損耗センサ付き切削工具 - Google Patents
損耗センサ付き切削工具Info
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- JP2000094273A JP2000094273A JP10270771A JP27077198A JP2000094273A JP 2000094273 A JP2000094273 A JP 2000094273A JP 10270771 A JP10270771 A JP 10270771A JP 27077198 A JP27077198 A JP 27077198A JP 2000094273 A JP2000094273 A JP 2000094273A
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- thin film
- cutting tool
- fine lines
- wear
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- Milling Processes (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 切削工具の損耗を、加工中にインプロセ
スで定量的に求め、しかも、感度や信頼性に優れたセン
サ付き切削工具を提供する。 【解決手段】 スローアウェイ型切削工具の逃げ面３上
において、切れ刃縁２に平行方向に複数の細線７が隔設
されて成る、導電性材料で薄膜状に形成されたセンサ薄
膜６と、上記複数の細線７の両端部において、それぞれ
の細線７を並列に結合する二つのターミナル部８とから
成る工具損耗検知機能センサを設けた。
スで定量的に求め、しかも、感度や信頼性に優れたセン
サ付き切削工具を提供する。 【解決手段】 スローアウェイ型切削工具の逃げ面３上
において、切れ刃縁２に平行方向に複数の細線７が隔設
されて成る、導電性材料で薄膜状に形成されたセンサ薄
膜６と、上記複数の細線７の両端部において、それぞれ
の細線７を並列に結合する二つのターミナル部８とから
成る工具損耗検知機能センサを設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、切削加工に使用す
るスローアウェイ型刃物に関するものである。
るスローアウェイ型刃物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】切削加工時において、切削工具に生じる
摩耗やチッピング（微小な欠け）などの工具損耗は、加
工精度を著しく劣化させるため、切削加工中にインプロ
セスで速やかに検知することが求められる。しかし、加
工中に工具損耗を直接観察することは作業環境上大変難
しい。
摩耗やチッピング（微小な欠け）などの工具損耗は、加
工精度を著しく劣化させるため、切削加工中にインプロ
セスで速やかに検知することが求められる。しかし、加
工中に工具損耗を直接観察することは作業環境上大変難
しい。
【０００３】そこで、工具損耗に付随して起こる他の現
象（切削力や振動の変化など）を工作機械上などの加工
点付近に設置したセンサで検出し、検出信号に何らかの
信号処理を行って工具損耗を推定している。そのため、
インプロセスでは損耗の定量的な量を求めることが困難
であったり、十分な感度や信頼性が得られなかった。
象（切削力や振動の変化など）を工作機械上などの加工
点付近に設置したセンサで検出し、検出信号に何らかの
信号処理を行って工具損耗を推定している。そのため、
インプロセスでは損耗の定量的な量を求めることが困難
であったり、十分な感度や信頼性が得られなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題を解決することを目的とし、切削工具の損耗やチッ
ピング（欠損）が生じる切削工具自体の部分にセンサを
配置することにより、加工中にインプロセスで損耗を検
知することができ、工具損耗量が定量的に求められ、し
かも、感度や信頼性に優れたセンサ付き切削工具を提供
することである。
問題を解決することを目的とし、切削工具の損耗やチッ
ピング（欠損）が生じる切削工具自体の部分にセンサを
配置することにより、加工中にインプロセスで損耗を検
知することができ、工具損耗量が定量的に求められ、し
かも、感度や信頼性に優れたセンサ付き切削工具を提供
することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決することを目的とするものであり、スローアウェイ型
切削工具の逃げ面上において、切れ刃縁に平行方向に複
数の細線が隔設されて成る、導電性材料で薄膜状に形成
されたセンサ薄膜と、上記複数の細線の両端部におい
て、それぞれの細線を並列に結合する二つのターミナル
部とから成ることを特徴とする工具損耗検知機能センサ
付き切削工具を提供する。
決することを目的とするものであり、スローアウェイ型
切削工具の逃げ面上において、切れ刃縁に平行方向に複
数の細線が隔設されて成る、導電性材料で薄膜状に形成
されたセンサ薄膜と、上記複数の細線の両端部におい
て、それぞれの細線を並列に結合する二つのターミナル
部とから成ることを特徴とする工具損耗検知機能センサ
付き切削工具を提供する。
【０００６】上記二つのターミナル部の間にオーム計が
接続され、これにより複数の細線の並列回路の抵抗値が
計測される。
接続され、これにより複数の細線の並列回路の抵抗値が
計測される。
【０００７】上記センサ薄膜及びターミナル部は、蒸着
により形成してもよい。
により形成してもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例に基
づいて図面を参照して説明する。図１〜図３は、本発明
の実施例を示す図面である。本発明の切削工具１は、そ
の形状は通常の切削工具と同じであり、切れ刃縁２を介
して互いに隣接する逃げ面３、すくい面４及び横逃げ面
５を有する。
づいて図面を参照して説明する。図１〜図３は、本発明
の実施例を示す図面である。本発明の切削工具１は、そ
の形状は通常の切削工具と同じであり、切れ刃縁２を介
して互いに隣接する逃げ面３、すくい面４及び横逃げ面
５を有する。
【０００９】切削を行うと、切れ刃縁２に連成した逃げ
面３の部分が摩耗したり、場合によっては、切れ刃縁２
の一部が欠ける、いわゆるチッピングが生じたりする。
これらの逃げ面摩耗やチッピングは工具寿命の判定の上
の一つの重要な基準になる。
面３の部分が摩耗したり、場合によっては、切れ刃縁２
の一部が欠ける、いわゆるチッピングが生じたりする。
これらの逃げ面摩耗やチッピングは工具寿命の判定の上
の一つの重要な基準になる。
【００１０】本発明は、逃げ面摩耗幅やチッピングの有
無とその大きさを、切削加工しながら（インプロセス）
求めることを可能とするセンサが融合された切削工具で
ある。
無とその大きさを、切削加工しながら（インプロセス）
求めることを可能とするセンサが融合された切削工具で
ある。
【００１１】図１において、実施例１に係る切削工具１
は、その逃げ面３上に、純チタン等の導電性材料ででき
た複数の等幅・等間隔細線状パターンとターミナル部か
ら成るセンサ薄膜６が形成されている。このセンサ薄膜
６は、スパッタリングを用いて作成する。例えば、１０
０μｍ幅、間隔に形成される。
は、その逃げ面３上に、純チタン等の導電性材料ででき
た複数の等幅・等間隔細線状パターンとターミナル部か
ら成るセンサ薄膜６が形成されている。このセンサ薄膜
６は、スパッタリングを用いて作成する。例えば、１０
０μｍ幅、間隔に形成される。
【００１２】センサ薄膜６の複数の細線７は、逃げ面摩
耗の進行方向に直角方向に並べられるように配置され、
すべての細線は両端で同じ導電性材料薄膜のターミナル
部８、８によって並列結合され、その並列回路と直列に
オーム計９が接続されている。
耗の進行方向に直角方向に並べられるように配置され、
すべての細線は両端で同じ導電性材料薄膜のターミナル
部８、８によって並列結合され、その並列回路と直列に
オーム計９が接続されている。
【００１３】このような構成の本発明の切削工具に係る
実施例の作用について、図２及び図３により以下説明す
る。図２（ａ）は、逃げ面摩耗１０が進行している状態
を示し、図２（ｂ）は、チッピング１１が進行している
状態を夫々示している。
実施例の作用について、図２及び図３により以下説明す
る。図２（ａ）は、逃げ面摩耗１０が進行している状態
を示し、図２（ｂ）は、チッピング１１が進行している
状態を夫々示している。
【００１４】このような状態の切削工具１について、切
削加工中のインプロセスで、オーム計９により細線両端
の電気抵抗を測定する。すると、逃げ面摩耗１０やチッ
ピング１１の進行に伴って細線７が次第に細くなったり
断線したりするので、センサ薄膜６両端での電気抵抗に
変化が生じる。
削加工中のインプロセスで、オーム計９により細線両端
の電気抵抗を測定する。すると、逃げ面摩耗１０やチッ
ピング１１の進行に伴って細線７が次第に細くなったり
断線したりするので、センサ薄膜６両端での電気抵抗に
変化が生じる。
【００１５】図３は、切削工具１について、切削時間と
オーム計９で測定した電気抵抗との値をプロットしたグ
ラフである。このグラフにおいて、第１番目の細線が断
線すると電気抵抗は急激に増加して、第２番目の細線が
断線するとさらに電気抵抗が急激に増加する。そして、
電気抵抗の変化は損耗により断線した細線の本数に比例
する。
オーム計９で測定した電気抵抗との値をプロットしたグ
ラフである。このグラフにおいて、第１番目の細線が断
線すると電気抵抗は急激に増加して、第２番目の細線が
断線するとさらに電気抵抗が急激に増加する。そして、
電気抵抗の変化は損耗により断線した細線の本数に比例
する。
【００１６】ところで、細線７の幅やその配置間隔は既
知であるので、こうした電気抵抗の変化量より現在生じ
ている逃げ面摩耗量（逃げ面摩耗幅１２）やチッピング
の大きさを定量的に知ることができる。測定分解能は細
線間隔に比例するので、細線７の幅や間隔は求めたい分
解能に応じて設定する。
知であるので、こうした電気抵抗の変化量より現在生じ
ている逃げ面摩耗量（逃げ面摩耗幅１２）やチッピング
の大きさを定量的に知ることができる。測定分解能は細
線間隔に比例するので、細線７の幅や間隔は求めたい分
解能に応じて設定する。
【００１７】以上、一実施例を示したが、本出願の特許
請求の範囲記載の発明の技術思想の範囲内でのその他の
実施例も可能であることことは言うまでもない。
請求の範囲記載の発明の技術思想の範囲内でのその他の
実施例も可能であることことは言うまでもない。
【００１８】以上の構成から成る本発明によると、イン
プロセスにおいて、切削工具の逃げ面の摩耗度合いやチ
ッピングの損耗状態が定量的に計測することができ、摩
耗又はチッピング状態に応じて切削工具を取り替えるこ
とが可能となる。従って、切削に不適切な程度摩耗した
り、チッピングしたりした切削工具の縦続使用による切
削精度の劣化を防止することができる。
プロセスにおいて、切削工具の逃げ面の摩耗度合いやチ
ッピングの損耗状態が定量的に計測することができ、摩
耗又はチッピング状態に応じて切削工具を取り替えるこ
とが可能となる。従って、切削に不適切な程度摩耗した
り、チッピングしたりした切削工具の縦続使用による切
削精度の劣化を防止することができる。
【００１９】又、切削に不適切な程度に摩耗又はチッピ
ングしてはいない、さらに使用できる切削工具を早期に
取り替えて破棄するような不経済なことも防止でき、き
わめて効率的、経済性に優れた切削工具のインプロセス
での管理が可能である。
ングしてはいない、さらに使用できる切削工具を早期に
取り替えて破棄するような不経済なことも防止でき、き
わめて効率的、経済性に優れた切削工具のインプロセス
での管理が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の切削工具に係る実施例を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図２】図２は、実施例１に係る切削工具の作用を説明
する斜視図である。
する斜視図である。
【図３】図３は、実施例１に係る切削工具の作用を説明
するためのグラフであり、切削時間と電気抵抗を示す図
である。
するためのグラフであり、切削時間と電気抵抗を示す図
である。
１ 切削工具 ２ 切れ刃縁 ３ 逃げ面 ４ すくい面 ５ 横逃げ面 ６ センサ薄膜 ７ 細線 ８ ターミナル部 ９ オーム計 １０ 逃げ面摩耗 １１ チッピング １２ 逃げ面摩耗
【手続補正書】
【提出日】平成１１年７月２６日（１９９９．７．２
６）
６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決することを目的とするものであり、スローアウェイ型
切削工具の逃げ面上において、切れ刃縁に平行方向に、
導電性材料でできた、複数の等幅・等間隔細線状パター
ンと複数の細線を並列に結合するターミナル部とから成
るセンサ薄膜が形成されており、上記複数の細線は、逃
げ面摩耗の進行方向に直角方向に伸びるように配置され
ていることを特徴とする工具損耗検知機能センサ付き切
削工具を提供する。
決することを目的とするものであり、スローアウェイ型
切削工具の逃げ面上において、切れ刃縁に平行方向に、
導電性材料でできた、複数の等幅・等間隔細線状パター
ンと複数の細線を並列に結合するターミナル部とから成
るセンサ薄膜が形成されており、上記複数の細線は、逃
げ面摩耗の進行方向に直角方向に伸びるように配置され
ていることを特徴とする工具損耗検知機能センサ付き切
削工具を提供する。
Claims (3)
- 【請求項１】 スローアウェイ型切削工具の逃げ面上
において、切れ刃縁に平行方向に複数の細線が隔設され
て成る、導電性材料で薄膜状に形成されたセンサ薄膜
と、上記複数の細線の両端部において、それぞれの細線
を並列に結合する二つのターミナル部とから成ることを
特徴とする工具損耗検知機能センサ付き切削工具。 - 【請求項２】 上記二つのターミナル部の間にオーム
計が接続されていることを特徴とする請求項１記載の工
具損耗検知機能センサ付き切削工具。 - 【請求項３】 上記センサ薄膜及びターミナル部は、
スパッタリングにより形成されていることを特徴とする
請求項１又は２記載の工具損耗検知機能センサ付き切削
工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27077198A JP3146353B2 (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | 損耗センサ付き切削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27077198A JP3146353B2 (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | 損耗センサ付き切削工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000094273A true JP2000094273A (ja) | 2000-04-04 |
| JP3146353B2 JP3146353B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=17490775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27077198A Expired - Lifetime JP3146353B2 (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | 損耗センサ付き切削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3146353B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001121308A (ja) * | 1999-10-28 | 2001-05-08 | Kyocera Corp | 損耗センサ付きスローアウェイチップ |
| JP2001170806A (ja) * | 1999-12-14 | 2001-06-26 | Kyocera Corp | 損耗センサ付きスローアウェイチップ |
| US20170282320A1 (en) * | 2014-09-18 | 2017-10-05 | Korea Institute Of Industrial Technology | Module for detecting contact between object to be processed and precision tool tip and method for detecting contact using same |
| CN113503805A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-10-15 | 深圳市信为科技发展有限公司 | 船舶轴瓦的磨损测量装置及其制备方法 |
| CN115673871A (zh) * | 2022-10-26 | 2023-02-03 | 天津大学 | 一种刀具磨损在线检测方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11240165A (ja) | 1997-12-26 | 1999-09-07 | Canon Inc | インクジェット記録装置および記録ヘッドの吐出回復方法 |
| JP6905224B2 (ja) * | 2017-03-24 | 2021-07-21 | 学校法人福岡工業大学 | 工具損耗推定方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03259702A (ja) * | 1990-03-09 | 1991-11-19 | Komatsu Ltd | カッタビットの摩耗検出装置 |
| JPH0938846A (ja) * | 1995-07-28 | 1997-02-10 | Agency Of Ind Science & Technol | 切削工具の摩耗量検知による工具寿命の自己診断方法 |
-
1998
- 1998-09-25 JP JP27077198A patent/JP3146353B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03259702A (ja) * | 1990-03-09 | 1991-11-19 | Komatsu Ltd | カッタビットの摩耗検出装置 |
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Cited By (5)
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| JP2001121308A (ja) * | 1999-10-28 | 2001-05-08 | Kyocera Corp | 損耗センサ付きスローアウェイチップ |
| JP2001170806A (ja) * | 1999-12-14 | 2001-06-26 | Kyocera Corp | 損耗センサ付きスローアウェイチップ |
| US20170282320A1 (en) * | 2014-09-18 | 2017-10-05 | Korea Institute Of Industrial Technology | Module for detecting contact between object to be processed and precision tool tip and method for detecting contact using same |
| CN113503805A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-10-15 | 深圳市信为科技发展有限公司 | 船舶轴瓦的磨损测量装置及其制备方法 |
| CN115673871A (zh) * | 2022-10-26 | 2023-02-03 | 天津大学 | 一种刀具磨损在线检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3146353B2 (ja) | 2001-03-12 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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