JP2001328049A - 刃物検知装置 - Google Patents
刃物検知装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 自動加工機に取り付けたの刃物の折損の有
無、磨耗度、刃先位置等をレーザー光を利用して検知す
る装置として、発光部及び受光部の内部への切削油や切
り粉等の侵入を阻止でき、内部の保護ガラス表面が汚れ
ず、常に安定した受光感度に基づく高い検知精度が得ら
れるものを提供する。 【解決手段】 レーザー光を出射する発光部１１と、受
光部１２とが対設され、自動加工機に取り付けた刃物が
レーザー光軸ＬＡ上を通過する際の受光量の変化に基づ
いて電気信号を出力する刃物検知装置１０において、発
光部１１内の焦点レンズ２の光出射側と受光部１２内の
受光素子５の光入射側とに保護ガラス６が設置され、発
光部１１の発光口３の内側と受光部１１の受光口４の内
側とに、光通過孔７ａを備えたシャッター７が配置し、
シャッター７を開放位置と遮蔽位置とに転換させるシャ
ッター駆動手段８，９を備える。
無、磨耗度、刃先位置等をレーザー光を利用して検知す
る装置として、発光部及び受光部の内部への切削油や切
り粉等の侵入を阻止でき、内部の保護ガラス表面が汚れ
ず、常に安定した受光感度に基づく高い検知精度が得ら
れるものを提供する。 【解決手段】 レーザー光を出射する発光部１１と、受
光部１２とが対設され、自動加工機に取り付けた刃物が
レーザー光軸ＬＡ上を通過する際の受光量の変化に基づ
いて電気信号を出力する刃物検知装置１０において、発
光部１１内の焦点レンズ２の光出射側と受光部１２内の
受光素子５の光入射側とに保護ガラス６が設置され、発
光部１１の発光口３の内側と受光部１１の受光口４の内
側とに、光通過孔７ａを備えたシャッター７が配置し、
シャッター７を開放位置と遮蔽位置とに転換させるシャ
ッター駆動手段８，９を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マシニングセンタ
等の自動加工機に取り付けた刃物の折損の有無、磨耗
度、刃先位置等をレーザー光を利用して無接触式で検知
するための刃物検知装置に関する。
等の自動加工機に取り付けた刃物の折損の有無、磨耗
度、刃先位置等をレーザー光を利用して無接触式で検知
するための刃物検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動加工機に取り付けた刃物の折
損の有無を調べる手段として、タッチセンサーの如き接
触式の検知装置が汎用されていたが、近年においてレー
ザー光を利用した無接触式のものが普及しつつある。こ
のレーザー式刃物検知装置は、レーザーダイオードの如
きレーザー発光素子からのレーザー光をコリメートレン
ズの如き焦点レンズで絞って発光口を通して出射する発
光部と、そのレーザー光を受光口を通して内部のフォト
ダイオードの如き受光素子で受けて電気信号に変換する
受光部とが対設されており、自動加工機の加工ベッドに
取り付けて移動させ、刃物が発光部と受光部の間のレー
ザー光軸上を通過する際の受光量の変化に基づいて所要
の電気信号を出力するものであり、刃物の折損の有無の
みならず、移動速度と受光量との相関から刃先の磨耗度
や刃先の精密な位置等も併せて検知することができる。
損の有無を調べる手段として、タッチセンサーの如き接
触式の検知装置が汎用されていたが、近年においてレー
ザー光を利用した無接触式のものが普及しつつある。こ
のレーザー式刃物検知装置は、レーザーダイオードの如
きレーザー発光素子からのレーザー光をコリメートレン
ズの如き焦点レンズで絞って発光口を通して出射する発
光部と、そのレーザー光を受光口を通して内部のフォト
ダイオードの如き受光素子で受けて電気信号に変換する
受光部とが対設されており、自動加工機の加工ベッドに
取り付けて移動させ、刃物が発光部と受光部の間のレー
ザー光軸上を通過する際の受光量の変化に基づいて所要
の電気信号を出力するものであり、刃物の折損の有無の
みならず、移動速度と受光量との相関から刃先の磨耗度
や刃先の精密な位置等も併せて検知することができる。
【０００３】しかして、従来のレーザー式刃物検知装置
では、加工中に飛散する切削油や切り粉等の侵入による
検知不良ないし検知精度の低下を防止するために、発光
口及び受光口に保護ガラスとその外側を覆う光通過孔付
きの保護カバーとを取り付けると共に、この保護ガラス
と保護カバーとの間に常時エアブローを行うようにして
いる。その構造を発光部側で代表して図５に示す。この
図において、３０は発光ブロックであり、その内部に装
填したレーザーダイオード３１からのレーザー光をコリ
メートレンズ３２を介して絞って発光口３３から外部へ
出射するが、この発光口３３には透明な保護ガラス３４
が嵌め込まれると共に、発光口３２の外側に庇状の保護
カバー３５が取り付けられており、レーザー光Ｌが保護
ガラス３４を透過して保護カバー３５の光通過孔３５ａ
を通るように設定され、また保護カバー３５の内側基部
近傍にエアー放出口３６ａが設けてあり、ブロック３０
内部のエアー通路３６より供給されるエアーが該放出口
３６ａより保護ガラス３４と保護カバー３５の狭間に常
時放出されるようになっている。３７はブロック３０内
の後部空間に納めた電気回路基板である。
では、加工中に飛散する切削油や切り粉等の侵入による
検知不良ないし検知精度の低下を防止するために、発光
口及び受光口に保護ガラスとその外側を覆う光通過孔付
きの保護カバーとを取り付けると共に、この保護ガラス
と保護カバーとの間に常時エアブローを行うようにして
いる。その構造を発光部側で代表して図５に示す。この
図において、３０は発光ブロックであり、その内部に装
填したレーザーダイオード３１からのレーザー光をコリ
メートレンズ３２を介して絞って発光口３３から外部へ
出射するが、この発光口３３には透明な保護ガラス３４
が嵌め込まれると共に、発光口３２の外側に庇状の保護
カバー３５が取り付けられており、レーザー光Ｌが保護
ガラス３４を透過して保護カバー３５の光通過孔３５ａ
を通るように設定され、また保護カバー３５の内側基部
近傍にエアー放出口３６ａが設けてあり、ブロック３０
内部のエアー通路３６より供給されるエアーが該放出口
３６ａより保護ガラス３４と保護カバー３５の狭間に常
時放出されるようになっている。３７はブロック３０内
の後部空間に納めた電気回路基板である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザー式刃物
検知装置では、上記のように保護ガラスを設けることに
より、内部への切削油や切り粉等の侵入は完全に防止さ
れ、またエアブローによって保護ガラス３４の表面への
切削油や切り粉等の付着もある程度は抑えられる。しか
るに、特に切削油は種類が多く性状も様々であるため、
エアブローを行っていても保護ガラス３４の表面への付
着を完全には防止しきれず、該表面に薄い膜状となって
付着することが多々ある上、保護ガラス３４の表面に曇
りを生じることも多く、これらによってレーザー光の直
進性が乱されたり、光の強弱変化を起こし、受光感度に
影響して検知精度が低下するという問題があった。
検知装置では、上記のように保護ガラスを設けることに
より、内部への切削油や切り粉等の侵入は完全に防止さ
れ、またエアブローによって保護ガラス３４の表面への
切削油や切り粉等の付着もある程度は抑えられる。しか
るに、特に切削油は種類が多く性状も様々であるため、
エアブローを行っていても保護ガラス３４の表面への付
着を完全には防止しきれず、該表面に薄い膜状となって
付着することが多々ある上、保護ガラス３４の表面に曇
りを生じることも多く、これらによってレーザー光の直
進性が乱されたり、光の強弱変化を起こし、受光感度に
影響して検知精度が低下するという問題があった。
【０００５】本発明は、上述の情況に鑑み、レーザー式
の刃物検知装置として、発光部及び受光部の内部への切
削油や切り粉等の侵入を確実に阻止でき、発光部及び受
光部の内部の保護ガラス表面に切削油等が付着する恐れ
がなく、もって常に安定した受光感度に基づく高い検知
精度が得られるものを提供することを第一の目的とし、
これに加えて保護ガラスの表面を曇りのない清澄な状態
に保持し、もって長期にわたって高い検知精度を維持で
きるものを提供することを第二の目的としている。
の刃物検知装置として、発光部及び受光部の内部への切
削油や切り粉等の侵入を確実に阻止でき、発光部及び受
光部の内部の保護ガラス表面に切削油等が付着する恐れ
がなく、もって常に安定した受光感度に基づく高い検知
精度が得られるものを提供することを第一の目的とし、
これに加えて保護ガラスの表面を曇りのない清澄な状態
に保持し、もって長期にわたって高い検知精度を維持で
きるものを提供することを第二の目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記第一の目的を達成す
るために、請求項１の発明は、図面の参照符号を付して
示せば、レーザー発光素子１からのレーザー光Ｌを焦点
レンズ２で絞って発光口３を通して出射する発光部１１
と、そのレーザー光Ｌを受光口４を通して内部の受光素
子５で受けて電気信号に変換する受光部１２とが対設さ
れ、自動加工機Ｍに取り付けた刃物Ｔが発光部１１と受
光部１２の間のレーザー光軸ＬＡ上を通過する際の受光
量の変化に基づいて所要の電気信号を出力する刃物検知
装置１０において、発光部１１内の焦点レンズ２の光出
射側と受光部１２内の受光素子５の光入射側とに、それ
ぞれ保護ガラス６が設置され、発光部１１の発光口３の
内側と受光部１１の受光口４の内側とに、それぞれ光通
過孔７ａを備えたシャッター７が配置すると共に、これ
らシャッター７，７をレーザー光が光通過孔７ａを通る
開放位置と発光口３及び受光口４を塞ぐ遮蔽位置とに転
換させるシャッター駆動手段８，９を備えることを特徴
としている。
るために、請求項１の発明は、図面の参照符号を付して
示せば、レーザー発光素子１からのレーザー光Ｌを焦点
レンズ２で絞って発光口３を通して出射する発光部１１
と、そのレーザー光Ｌを受光口４を通して内部の受光素
子５で受けて電気信号に変換する受光部１２とが対設さ
れ、自動加工機Ｍに取り付けた刃物Ｔが発光部１１と受
光部１２の間のレーザー光軸ＬＡ上を通過する際の受光
量の変化に基づいて所要の電気信号を出力する刃物検知
装置１０において、発光部１１内の焦点レンズ２の光出
射側と受光部１２内の受光素子５の光入射側とに、それ
ぞれ保護ガラス６が設置され、発光部１１の発光口３の
内側と受光部１１の受光口４の内側とに、それぞれ光通
過孔７ａを備えたシャッター７が配置すると共に、これ
らシャッター７，７をレーザー光が光通過孔７ａを通る
開放位置と発光口３及び受光口４を塞ぐ遮蔽位置とに転
換させるシャッター駆動手段８，９を備えることを特徴
としている。
【０００７】上記構成の刃物検知装置１０では、刃物検
知を行う時のみシャッター７，７を開放位置に設定し、
それ以外はシャッター７，７を遮蔽位置とすることによ
り、発光口３及び受光口４から内部への切削油や切り粉
等の侵入が機械的に確実に遮断される。しかして、保護
ガラス６は焦点レンズ２及び受光素子５に近い内奥に位
置するから、シャッター７を開放位置とした刃物検知中
においても、空気中を浮遊する塵埃や切削油霧滴等が保
護ガラス６の表面に達することは殆どない。
知を行う時のみシャッター７，７を開放位置に設定し、
それ以外はシャッター７，７を遮蔽位置とすることによ
り、発光口３及び受光口４から内部への切削油や切り粉
等の侵入が機械的に確実に遮断される。しかして、保護
ガラス６は焦点レンズ２及び受光素子５に近い内奥に位
置するから、シャッター７を開放位置とした刃物検知中
においても、空気中を浮遊する塵埃や切削油霧滴等が保
護ガラス６の表面に達することは殆どない。
【０００８】請求項２の発明は、上記請求項１の刃物検
知装置において、発光部１１及び受光部１２における前
記保護ガラス６と前記シャッター７との間の空間１３を
与圧するエアー供給手段１４を具備してなるものとして
いる。この場合、エアー供給手段１４によって空間１３
を常時与圧しておけば、シャッター７が開放状態と遮蔽
状態のいずれであっても内外の圧力差によって発光部１
１及び受光部１２の内部への外気の侵入が阻止され、も
って外気に付随した塵埃や切削油霧滴等が内部へ入り込
むのを確実に防止できる。
知装置において、発光部１１及び受光部１２における前
記保護ガラス６と前記シャッター７との間の空間１３を
与圧するエアー供給手段１４を具備してなるものとして
いる。この場合、エアー供給手段１４によって空間１３
を常時与圧しておけば、シャッター７が開放状態と遮蔽
状態のいずれであっても内外の圧力差によって発光部１
１及び受光部１２の内部への外気の侵入が阻止され、も
って外気に付随した塵埃や切削油霧滴等が内部へ入り込
むのを確実に防止できる。
【０００９】請求項３の発明は、前記第二の目的を達成
するために、上記請求項２の刃物検知装置において、発
光部１１及び受光部１２における前記保護ガラス６と前
記シャッター７との間の空間１３が、レーザー光通過部
で連通する複数の空気室１３ａ〜１３ｃに区画されてな
るものとしている。この場合、空間１３が複数の空気室
１３ａ〜１３ｃに区画されていることにより、この空間
１３内での空気の流動が生じにくくなるから、該空気中
に僅かに水分等が含まれていても保護ガラス６の表面に
付着蓄積しにくく、もってガラス面は曇りのない清澄な
状態に保持されることになる。
するために、上記請求項２の刃物検知装置において、発
光部１１及び受光部１２における前記保護ガラス６と前
記シャッター７との間の空間１３が、レーザー光通過部
で連通する複数の空気室１３ａ〜１３ｃに区画されてな
るものとしている。この場合、空間１３が複数の空気室
１３ａ〜１３ｃに区画されていることにより、この空間
１３内での空気の流動が生じにくくなるから、該空気中
に僅かに水分等が含まれていても保護ガラス６の表面に
付着蓄積しにくく、もってガラス面は曇りのない清澄な
状態に保持されることになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る刃物検知装置
の一実施例について、図面を参照して具体的に説明す
る。図１は刃物検知装置１０の全体斜視図、図２は該刃
物検知装置１０の不使用時における要部の縦断正面図、
図３は同使用時おける要部の縦断正面図、図４は該刃物
検知装置１０を取り付けた自動加工機Ｍの斜視図であ
る。
の一実施例について、図面を参照して具体的に説明す
る。図１は刃物検知装置１０の全体斜視図、図２は該刃
物検知装置１０の不使用時における要部の縦断正面図、
図３は同使用時おける要部の縦断正面図、図４は該刃物
検知装置１０を取り付けた自動加工機Ｍの斜視図であ
る。
【００１１】図１に示すように、この刃物検知装置１０
は、左右両端に二股状の取付用突片５ａ，１５ａを有す
る横長の台座ブロック１５上に、共にやや縦長で同形の
発光ブロック１１と受光ブロック１２が距離を置いて対
設されており、発光ブロック１１の発光口３から出射さ
れたレーザー光Ｌが受光ブロック１２の受光口４（図
２，３参照）に入射するように構成されている。１６
ａ，１６ｂは台座ブロック１５に設けられた一対のエア
ー導入口、１７は該台座ブロック１５から導出する電気
ケーブルである。
は、左右両端に二股状の取付用突片５ａ，１５ａを有す
る横長の台座ブロック１５上に、共にやや縦長で同形の
発光ブロック１１と受光ブロック１２が距離を置いて対
設されており、発光ブロック１１の発光口３から出射さ
れたレーザー光Ｌが受光ブロック１２の受光口４（図
２，３参照）に入射するように構成されている。１６
ａ，１６ｂは台座ブロック１５に設けられた一対のエア
ー導入口、１７は該台座ブロック１５から導出する電気
ケーブルである。
【００１２】図２に示すように、発光ブロック１１の内
部には、レーザー発光ユニット１８とそのレーザー出射
側に臨む保護ガラス６を嵌装した環状保持板６ａとが装
填されており、この保護ガラス６と発光口３との間にレ
ーザー光通過部で連通する３つの空気室１３ａ〜１３ｃ
に区画された空間１３を有すると共に、発光口３側の空
間１３ａの下方にピストン８を上下方向移動自在に装填
したシリンダ室２０を備え、また該シリンダ室２０の上
端側に連通するエアー通路９と、中間の空気室１３ｂに
連通するエアー通路１４とを有している。
部には、レーザー発光ユニット１８とそのレーザー出射
側に臨む保護ガラス６を嵌装した環状保持板６ａとが装
填されており、この保護ガラス６と発光口３との間にレ
ーザー光通過部で連通する３つの空気室１３ａ〜１３ｃ
に区画された空間１３を有すると共に、発光口３側の空
間１３ａの下方にピストン８を上下方向移動自在に装填
したシリンダ室２０を備え、また該シリンダ室２０の上
端側に連通するエアー通路９と、中間の空気室１３ｂに
連通するエアー通路１４とを有している。
【００１３】一方、受光ブロック１２の内部には、受光
ユニット２３とそのレーザー入射側に臨む保護ガラス６
を嵌装した環状保持板６ａとが装填され、発光ブロック
１１側と全く同様に、保護ガラス６と受光口４との間に
３つの空気室１３ａ〜１３ｃに区画された空間１３、受
光口４側の空間１３ａの下方にピストン８を装填したシ
リンダ室２０、該シリンダ室２０の上端側に連通するエ
アー通路９、中間の空気室１３ｂに連通するエアー通路
１４を有している。なお、発光ブロック１１及び受光ブ
ロック１２のエアー通路９，１４は、それぞれ台座ブロ
ック１５内の通気路２１，２２を通して当該台座ブロッ
ク１５のエアー導入口１６ａ，１６ｂに連通している。
ユニット２３とそのレーザー入射側に臨む保護ガラス６
を嵌装した環状保持板６ａとが装填され、発光ブロック
１１側と全く同様に、保護ガラス６と受光口４との間に
３つの空気室１３ａ〜１３ｃに区画された空間１３、受
光口４側の空間１３ａの下方にピストン８を装填したシ
リンダ室２０、該シリンダ室２０の上端側に連通するエ
アー通路９、中間の空気室１３ｂに連通するエアー通路
１４を有している。なお、発光ブロック１１及び受光ブ
ロック１２のエアー通路９，１４は、それぞれ台座ブロ
ック１５内の通気路２１，２２を通して当該台座ブロッ
ク１５のエアー導入口１６ａ，１６ｂに連通している。
【００１４】また、発光ブロック１１及び受光ブロック
１２の空間１３ａ内には、縦長箱枠形のシャッター７が
上下移動可能に装填されている。このシャッター７は、
上部寄りに光通過孔７ａを有しており、その下端部にお
いてＯリング２４を介して空間１３ａ内に突入している
ピストンロッド８ａの先端に連結され、もってピストン
８と一体に昇降動作する。このピストン８は、シリンダ
室２０の下部に装填したコイルスプリング２５の弾発力
によって常時は上限位置にあるように付勢されている
が、エアー通路９を介してシリンダ室２０の上部側にエ
アーを導入した際、該コイルスプリング２５の付勢に抗
して下降し、下端に突設されたストッパーピン８ｂがシ
リンダ室２０の底端に当接する下限位置に保持される。
しかして、シャッター７は、ピストン８の上限位置では
図２の如く該光通過孔７ａが発光口３及び受光口４から
上方へ外れた遮蔽位置となり、同下限位置では図３の如
く該光通過孔７ａが発光口３及び受光口４に臨んで且つ
レーザー光軸ＬＳを通す開放位置に来るように設定され
ている。
１２の空間１３ａ内には、縦長箱枠形のシャッター７が
上下移動可能に装填されている。このシャッター７は、
上部寄りに光通過孔７ａを有しており、その下端部にお
いてＯリング２４を介して空間１３ａ内に突入している
ピストンロッド８ａの先端に連結され、もってピストン
８と一体に昇降動作する。このピストン８は、シリンダ
室２０の下部に装填したコイルスプリング２５の弾発力
によって常時は上限位置にあるように付勢されている
が、エアー通路９を介してシリンダ室２０の上部側にエ
アーを導入した際、該コイルスプリング２５の付勢に抗
して下降し、下端に突設されたストッパーピン８ｂがシ
リンダ室２０の底端に当接する下限位置に保持される。
しかして、シャッター７は、ピストン８の上限位置では
図２の如く該光通過孔７ａが発光口３及び受光口４から
上方へ外れた遮蔽位置となり、同下限位置では図３の如
く該光通過孔７ａが発光口３及び受光口４に臨んで且つ
レーザー光軸ＬＳを通す開放位置に来るように設定され
ている。
【００１５】レーザー発光ユニット１８は、円筒状の保
持枠１８ａ内に、レーザー発光素子であるレーザーダイ
オード１を嵌装したリング１ａと、焦点レンズであるコ
リメートレンズ２を嵌装した短筒体２ａとが各々セット
ねじ２６を介して定位置に保持されされると共に、保持
枠１８ａの外側にレーザーダイオード１の基板１ｂに接
続した電気回路基板２７を備えており、コリメートレン
ズ２側を保護ガラス６に臨ませて発光ブロック１１内に
装填されている。一方、受光ユニット２３は、受光素子
であるフォトダイオード５を嵌装したリング２３ａと、
該フォトダイオード５の基板５ａに接続した電気回路基
板２８を備えており、リング２３ａをセットボルト２９
で固定することにより、フォトダイオード５が保護ガラ
ス６に臨む状態で受光ブロック１２内に装填されてい
る。なお、レーザー発光ユニット１８のコリメートレン
ズ２の位置は、レーザーダイオード１から発したレーザ
ー光をフォトダイオード５に焦点合わせするように、保
持枠１８ａに対する短筒体２ａの螺合位置の移動によっ
て予め調整される。
持枠１８ａ内に、レーザー発光素子であるレーザーダイ
オード１を嵌装したリング１ａと、焦点レンズであるコ
リメートレンズ２を嵌装した短筒体２ａとが各々セット
ねじ２６を介して定位置に保持されされると共に、保持
枠１８ａの外側にレーザーダイオード１の基板１ｂに接
続した電気回路基板２７を備えており、コリメートレン
ズ２側を保護ガラス６に臨ませて発光ブロック１１内に
装填されている。一方、受光ユニット２３は、受光素子
であるフォトダイオード５を嵌装したリング２３ａと、
該フォトダイオード５の基板５ａに接続した電気回路基
板２８を備えており、リング２３ａをセットボルト２９
で固定することにより、フォトダイオード５が保護ガラ
ス６に臨む状態で受光ブロック１２内に装填されてい
る。なお、レーザー発光ユニット１８のコリメートレン
ズ２の位置は、レーザーダイオード１から発したレーザ
ー光をフォトダイオード５に焦点合わせするように、保
持枠１８ａに対する短筒体２ａの螺合位置の移動によっ
て予め調整される。
【００１６】上記構成の刃物検知装置１０は、例えば図
４に示すように、自動加工機Ｍの加工ベッドＢの端部
に、台座ブロック１５の両端の取付用突片５ａ，１５ａ
をボルト・ナットＳで固定して取り付け、刃物Ｔの検知
を行う。しかして、発光ブロック１１及び受光ブロック
１２の空間１３はエアー通路１４からのエアー導入によ
って常時与圧しておくが、両ブロック１１，１２のシャ
ッター７，７は刃物検知を行う時以外は遮蔽位置とす
る。
４に示すように、自動加工機Ｍの加工ベッドＢの端部
に、台座ブロック１５の両端の取付用突片５ａ，１５ａ
をボルト・ナットＳで固定して取り付け、刃物Ｔの検知
を行う。しかして、発光ブロック１１及び受光ブロック
１２の空間１３はエアー通路１４からのエアー導入によ
って常時与圧しておくが、両ブロック１１，１２のシャ
ッター７，７は刃物検知を行う時以外は遮蔽位置とす
る。
【００１７】刃物検知に際しては、発光ブロック１１及
び受光ブロック１２のシャッター７，７を共に開放位置
として、レーザーダイオード１を発光させる。このレー
ザーダイオード１から発せられたレーザー光は、コリメ
ートレンズ２によって絞られてシャッター７の光通過孔
７ａを通って出射され、受光ブロック１２側のシャッタ
ー７の光通過孔７ａを通ってフォトダイオード５に受光
される。従って、両ブロック１１，１２間のレーザー光
軸ＬＳが刃物Ｔの刃先を横切るように加工ベッドＢを移
動させれば、刃先位置を通過する際のフォトダイオード
５の受光量の変化によって刃物Ｔの状態が検知され、各
々に対応した所要の電気信号が出力される。すなわち、
刃物Ｔの折損の有無は、レーザー光が遮ぎられて受光量
の変化を生じるか否かによって検知される。しかして、
欠損が検知された場合、その検知信号によって機械を停
止したり、あるいは自動的に刃物交換を行うように設定
しておけばよい。また、刃物検知装置１０の移動速度と
受光量との相関から、刃先の磨耗度や刃先の精密な位置
等も併せて検知することができる。
び受光ブロック１２のシャッター７，７を共に開放位置
として、レーザーダイオード１を発光させる。このレー
ザーダイオード１から発せられたレーザー光は、コリメ
ートレンズ２によって絞られてシャッター７の光通過孔
７ａを通って出射され、受光ブロック１２側のシャッタ
ー７の光通過孔７ａを通ってフォトダイオード５に受光
される。従って、両ブロック１１，１２間のレーザー光
軸ＬＳが刃物Ｔの刃先を横切るように加工ベッドＢを移
動させれば、刃先位置を通過する際のフォトダイオード
５の受光量の変化によって刃物Ｔの状態が検知され、各
々に対応した所要の電気信号が出力される。すなわち、
刃物Ｔの折損の有無は、レーザー光が遮ぎられて受光量
の変化を生じるか否かによって検知される。しかして、
欠損が検知された場合、その検知信号によって機械を停
止したり、あるいは自動的に刃物交換を行うように設定
しておけばよい。また、刃物検知装置１０の移動速度と
受光量との相関から、刃先の磨耗度や刃先の精密な位置
等も併せて検知することができる。
【００１８】上記構成の刃物検知装置１０にあっては、
刃物検知を行う時以外は、発光ブロック１１及び受光ブ
ロック１２のシャッター７，７を共に遮蔽位置にして発
光口３及び受光口４を封鎖されているため、切削加工中
に飛散する切削油や切り粉等が発光口３及び受光口４か
ら内部へ侵入するのを確実に防止できる。しかも両ブロ
ック１１，１２共にシャッター７の内側の空間１３が常
時与圧されていることから、シャッター７と発光口３及
び受光口４の周縁との間や他の部位に僅かな隙間があっ
ても、内外の圧力差によって内部への外気の侵入が阻止
され、もって外気に付随した塵埃や切削油霧滴等が内部
へ入り込むのを確実に防止できる。
刃物検知を行う時以外は、発光ブロック１１及び受光ブ
ロック１２のシャッター７，７を共に遮蔽位置にして発
光口３及び受光口４を封鎖されているため、切削加工中
に飛散する切削油や切り粉等が発光口３及び受光口４か
ら内部へ侵入するのを確実に防止できる。しかも両ブロ
ック１１，１２共にシャッター７の内側の空間１３が常
時与圧されていることから、シャッター７と発光口３及
び受光口４の周縁との間や他の部位に僅かな隙間があっ
ても、内外の圧力差によって内部への外気の侵入が阻止
され、もって外気に付随した塵埃や切削油霧滴等が内部
へ入り込むのを確実に防止できる。
【００１９】一方、シャッター７が刃物検知時の開放位
置にある場合は、保護ガラス６は空間１３の内奥に位置
する上、空間１３の与圧によって図３に示すように光通
過孔７ａから外側へエアーブローを生じ、光通過孔７ａ
から内部への外気の侵入が阻止されるから、外気中に浮
遊する塵埃や切削油霧滴等が保護ガラス６に付着する懸
念はなく、もって該保護ガラス６の汚れによる検知精度
の低下を確実に防止できる。
置にある場合は、保護ガラス６は空間１３の内奥に位置
する上、空間１３の与圧によって図３に示すように光通
過孔７ａから外側へエアーブローを生じ、光通過孔７ａ
から内部への外気の侵入が阻止されるから、外気中に浮
遊する塵埃や切削油霧滴等が保護ガラス６に付着する懸
念はなく、もって該保護ガラス６の汚れによる検知精度
の低下を確実に防止できる。
【００２０】更に、上記実施例の刃物検知装置１０にお
いては、発光ブロック１１及び受光ブロック１２の空間
１３が複数の空気室１３ａ〜１３ｃに区画されて空気の
流動を生じにくいことから、該空気中に僅かに水分等が
含まれていても保護ガラス６の表面に付着蓄積しにく
く、もってガラス面を曇りのない清澄な状態に保持でき
るから、長期にわたって高い検知精度を維持できる。
いては、発光ブロック１１及び受光ブロック１２の空間
１３が複数の空気室１３ａ〜１３ｃに区画されて空気の
流動を生じにくいことから、該空気中に僅かに水分等が
含まれていても保護ガラス６の表面に付着蓄積しにく
く、もってガラス面を曇りのない清澄な状態に保持でき
るから、長期にわたって高い検知精度を維持できる。
【００２１】なお、シャッター７は、前記実施例ではコ
イルスプリング２５の付勢による遮蔽位置からシリンダ
室２０へのエアーの導入によって開放位置に変位する構
成としているが、逆にエアー圧の作用中は閉鎖位置にあ
ってエアー圧の停止によってばね力で開放位置に変位す
る構成としてもよい。また、シャッター７の駆動手段と
しては、前記のエアー圧で作動するピストン８に代え
て、モーターやソレノイドを使用することも可能であ
る。更に、本発明においては、レーザー発光素子及び受
光素子の種類、シャッター７の形状と光通過孔７ａの位
置、エアー通路９，１４の配置、空間１３の区画形状と
区画数、各構成部材の取付構造等、細部構成については
実施例以外に種々設計変更可能である。
イルスプリング２５の付勢による遮蔽位置からシリンダ
室２０へのエアーの導入によって開放位置に変位する構
成としているが、逆にエアー圧の作用中は閉鎖位置にあ
ってエアー圧の停止によってばね力で開放位置に変位す
る構成としてもよい。また、シャッター７の駆動手段と
しては、前記のエアー圧で作動するピストン８に代え
て、モーターやソレノイドを使用することも可能であ
る。更に、本発明においては、レーザー発光素子及び受
光素子の種類、シャッター７の形状と光通過孔７ａの位
置、エアー通路９，１４の配置、空間１３の区画形状と
区画数、各構成部材の取付構造等、細部構成については
実施例以外に種々設計変更可能である。
【００２２】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、マシニングセ
ンタ等の自動加工機に取り付けた刃物の折損の有無、磨
耗度、刃先位置等をレーザー光を利用して無接触式で検
知するための刃物検知装置として、レーザー光を出射す
る発光部の発光口の内側と受光部の受光口の内側とにシ
ャッターを備え、該シャッターを刃物検知時のみ開放位
置とし、それ以外は遮蔽位置として発光口及び受光口を
封鎖できることから、発光部及び受光部の内部への切削
油や切り粉等の侵入を確実に阻止でき、発光部内の焦点
レンズの光出射側と受光部内の受光素子の光入射側とに
設けた保護ガラスの表面に切削油等が付着する恐れがな
く、もって常に安定した受光感度に基づく高い検知精度
が得られるものが提供される。
ンタ等の自動加工機に取り付けた刃物の折損の有無、磨
耗度、刃先位置等をレーザー光を利用して無接触式で検
知するための刃物検知装置として、レーザー光を出射す
る発光部の発光口の内側と受光部の受光口の内側とにシ
ャッターを備え、該シャッターを刃物検知時のみ開放位
置とし、それ以外は遮蔽位置として発光口及び受光口を
封鎖できることから、発光部及び受光部の内部への切削
油や切り粉等の侵入を確実に阻止でき、発光部内の焦点
レンズの光出射側と受光部内の受光素子の光入射側とに
設けた保護ガラスの表面に切削油等が付着する恐れがな
く、もって常に安定した受光感度に基づく高い検知精度
が得られるものが提供される。
【００２３】請求項２の発明によれば、上記の刃物検知
装置において、発光部及び受光部のシャッターと保護ガ
ラスとの間の空間を常時与圧することから、シャッター
が開放状態と遮蔽状態のいずれであっても内外の圧力差
によって発光部及び受光部の内部への外気の侵入が阻止
され、もって外気に付随した塵埃や切削油霧滴等が内部
へ入り込むのを確実に防止でき、保護ガラスの汚れによ
る検知精度の低下をより確実に防止できるという点があ
る。
装置において、発光部及び受光部のシャッターと保護ガ
ラスとの間の空間を常時与圧することから、シャッター
が開放状態と遮蔽状態のいずれであっても内外の圧力差
によって発光部及び受光部の内部への外気の侵入が阻止
され、もって外気に付随した塵埃や切削油霧滴等が内部
へ入り込むのを確実に防止でき、保護ガラスの汚れによ
る検知精度の低下をより確実に防止できるという点があ
る。
【００２４】請求項３の発明によれば、上記の刃物検知
装置において、前記の発光部及び受光部のシャッターと
保護ガラスとの間の空間が複数の空気室に区画されて空
気の流動を生じにくいことから、保護ガラスの表面が曇
りのない清澄な状態に保持され、長期にわたって高い検
知精度を維持できるという利点がある。
装置において、前記の発光部及び受光部のシャッターと
保護ガラスとの間の空間が複数の空気室に区画されて空
気の流動を生じにくいことから、保護ガラスの表面が曇
りのない清澄な状態に保持され、長期にわたって高い検
知精度を維持できるという利点がある。
【図１】 本発明の一実施例に係る刃物検知装置の斜視
図である。
図である。
【図２】 同刃物検知装置の不使用時における要部の縦
断正面図である。
断正面図である。
【図３】 同刃物検知装置の使用時おける要部の縦断正
面図である。
面図である。
【図４】 同刃物検知装置を取り付けた自動加工機の斜
視図である。
視図である。
【図５】 従来技術の要部の縦断正面図である。
【符号の説明】 １ レーザーダイオード（レーザー発光素
子） ２ コリメートレンズ（焦点レンズ） ３ 発光口 ４ 受光口 ５ フォトダイオード（受光素子） ６ 保護ガラス ７ シャッター ７ａ 光透過孔 ８ ピストン（シャッター駆動手段） ９ エアー通路（シャッター駆動手段） １０ 刃物検知装置 １１ 発光ブロック（発光部） １２ 受光ブロック（受光部） １３ 空間 １３ａ〜１３ｃ 空気室 １４ エアー通路 Ｌ レーザー光 ＬＳ レーザー光軸 Ｍ 自動加工機 Ｔ 刃物
子） ２ コリメートレンズ（焦点レンズ） ３ 発光口 ４ 受光口 ５ フォトダイオード（受光素子） ６ 保護ガラス ７ シャッター ７ａ 光透過孔 ８ ピストン（シャッター駆動手段） ９ エアー通路（シャッター駆動手段） １０ 刃物検知装置 １１ 発光ブロック（発光部） １２ 受光ブロック（受光部） １３ 空間 １３ａ〜１３ｃ 空気室 １４ エアー通路 Ｌ レーザー光 ＬＳ レーザー光軸 Ｍ 自動加工機 Ｔ 刃物
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザー発光素子からのレーザー光を焦
点レンズで絞って発光口を通して出射する発光部と、そ
のレーザー光を受光口を通して内部の受光素子で受けて
電気信号に変換する受光部とが対設され、自動加工機に
取り付けた刃物が発光部と受光部の間のレーザー光軸上
を通過する際の受光量の変化に基づいて所要の電気信号
を出力する刃物検知装置において、 発光部内の焦点レンズの光出射側と受光部内の受光素子
の光入射側とに、それぞれ保護ガラスが設置され、 発光部の発光口の内側と受光部の受光口の内側とに、そ
れぞれ光通過孔を備えたシャッターが配置すると共に、
これらシャッターをレーザー光が光通過孔を通る開放位
置と発光口及び受光口を塞ぐ遮蔽位置とに転換させるシ
ャッター駆動手段を備えることを特徴とする刃物検知装
置。 - 【請求項２】 発光部及び受光部における前記保護ガラ
スと前記シャッターとの間の空間を与圧するエアー供給
手段を具備してなる請求項１記載の刃物検知装置。 - 【請求項３】 発光部及び受光部における前記保護ガラ
スと前記シャッターとの間の空間が、レーザー光通過部
で連通する複数の空気室に区画されてなる請求項２記載
の刃物検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000151206A JP2001328049A (ja) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | 刃物検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000151206A JP2001328049A (ja) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | 刃物検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001328049A true JP2001328049A (ja) | 2001-11-27 |
Family
ID=18656801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000151206A Pending JP2001328049A (ja) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | 刃物検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001328049A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004034278A (ja) * | 2002-07-08 | 2004-02-05 | Makino Milling Mach Co Ltd | 工具測定方法、及び工具測定機能を備えた工作機械 |
| JP2010538850A (ja) * | 2007-09-13 | 2010-12-16 | マーポス、ソチエタ、ペル、アツィオーニ | 光学デバイスを用いて機械構成部品をチェックするための装置および関連する保護デバイス並びに方法 |
| USD783694S1 (en) | 2015-04-08 | 2017-04-11 | Daishowa Seiki Kabushiki Kaisha | Measuring instruments for machine tools |
| USD795933S1 (en) | 2015-04-08 | 2017-08-29 | Daishowa Seiki Kabushiki Kaisha | Measuring instrument for machine tools |
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| JP2018111196A (ja) * | 2016-10-24 | 2018-07-19 | ブルム‐ノヴォテスト・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 工作機械中の工具計測用の計測システム |
| JP2018134727A (ja) * | 2016-10-24 | 2018-08-30 | ブルム‐ノヴォテスト・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 工作機械中の工具計測用の計測システム |
| JP2022525154A (ja) * | 2019-03-13 | 2022-05-11 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 工作機械用工具測定装置 |
Citations (5)
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| JPH07297102A (ja) * | 1994-04-22 | 1995-11-10 | Nikon Corp | ステージ精度評価方法 |
| JPH11188577A (ja) * | 1997-12-26 | 1999-07-13 | Okuma Corp | 刃具の振れ検出方法 |
-
2000
- 2000-05-23 JP JP2000151206A patent/JP2001328049A/ja active Pending
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| US8497466B2 (en) | 2007-09-13 | 2013-07-30 | Marposs, S.P.A. | Apparatus for checking mechanical component parts with optical devices, and relevant protection device and method |
| KR101476372B1 (ko) * | 2007-09-13 | 2014-12-24 | 마포스 쏘시에타 페르 아지오니 | 광학 디바이스들을 갖는 기계 구성요소 부품들을 체킹하기 위한 장치, 및 관련 보호 디바이스 및 방법 |
| USD783694S1 (en) | 2015-04-08 | 2017-04-11 | Daishowa Seiki Kabushiki Kaisha | Measuring instruments for machine tools |
| USD795933S1 (en) | 2015-04-08 | 2017-08-29 | Daishowa Seiki Kabushiki Kaisha | Measuring instrument for machine tools |
| JP2018103354A (ja) * | 2016-10-24 | 2018-07-05 | ブルム‐ノヴォテスト・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 工作機械中の工具計測用の計測システム |
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| JP2022525154A (ja) * | 2019-03-13 | 2022-05-11 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 工作機械用工具測定装置 |
| JP7289365B2 (ja) | 2019-03-13 | 2023-06-09 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 工作機械用工具測定装置 |
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