JP2004074393A

JP2004074393A - 非接触式損耗検知システム、回転するスローアウェイチップの損耗検知方法およびフライス工具

Info

Publication number: JP2004074393A
Application number: JP2002301375A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Yamane; 山根　八洲男; Ayumi Torimoto; 鳥本　歩
Original assignee: Kyocera Corp; Hiroshima University NUC
Current assignee: Kyocera Corp; Hiroshima University NUC
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2002-10-16
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2022-10-16
Also published as: JP4302959B2

Abstract

【課題】回転するスローアウェイチップなどの損耗部材の損耗を非接触で正確かつ簡単に検知できる非接触式損耗検知システム、このシステムを利用した回転するスローアウェイチップの損耗検知方法およびフライス工具を提供することである。
【解決手段】被損耗部分に設けた導電性膜からなるセンサ部２、同調用コンデンサ３、および高周波コイル４から形成された共振回路１と；発振コイル６、この発振コイル６に接続された発振回路７、およびこの発振回路７からの発振信号を検出する検出回路８とを含む高周波発振型近接スイッチ５とを備え、前記共振回路１の高周波コイル４と前記高周波発振型近接スイッチ５の発振コイル６とが互いに近接位置に配置されていることを特徴とする非接触式損耗検知システムである。
【選択図】　図８

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波発振型近接スイッチを使用した非接触式損耗検知システム、回転するスローアウェイチップの損耗検知方法およびフライス工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スローアウェイチップは、切削刃として各種切削工具に広く使用されている。スローアウェイチップは、刃先が磨耗したとき、自在に交換、取付けが可能な切削工具のチップである。
【０００３】
スローアウェイチップは、アルミナ質燒結体、窒化珪素質燒結体、サ−メット、超硬合金などの母材から構成された平板状チップであり、そのコーナー部の切刃稜（すなわち切刃部）にて切削を行う。そして、この切刃稜が磨耗すると、他のコーナー部の切刃稜を使用して研削を行い、すべてのコーナー部の切刃稜が磨耗したとき、取り換えられる。
【０００４】
ところが、スローアウェイチップが磨耗したことを知ることは容易ではない。特に、切削加工中に、切削加工を中断することなく、切刃稜の磨耗程度を検出することは困難である。このような問題を解決するために、下記特許文献１には、スローアウェイチップの切刃稜近傍、具体的にはスローアウェイチップの逃げ面に前記した切刃稜に沿って延びる導電性膜のセンサライン（センサ部）を設け、このセンサラインの両端を外部の検知回路に接続して、センサラインの電気抵抗値を測定し、切刃稜が磨耗してセンサラインが断線したとき、抵抗値の変化から当該切刃稜が損耗したことを知ることができるようにした損耗センサ付きスローアウェイチップが開示されている。
【特許文献１】
特開２００１−１２１３０８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に開示のような損耗センサ付きスローアウェイチップを使用して切刃稜の損耗状態を検知するためには、スローアウェイチップのセンサ部が外部の検知回路に接続されていることが前提となる。このため、上記損耗センサ付きスローアウェイチップは、工具自体は回転せずに被削材が回転して被削材の切削加工が行われるような工具（例えば旋盤等）に適用される。
【０００６】
しかしながら、例えば工具自体が回転するフライス工具の場合には、スローアウェイチップはフライスカッターの先端部に保持されて高速回転するため、スローアウェイチップに設けたセンサ部を外部の検知回路に電気的に接続することができない。このため、従来のフライス工具では、通常、損耗状態を検知するために切削加工を一旦中断してスローアウェイチップをフライスカッターから取り外し、工具顕微鏡などで切刃稜の磨耗程度や欠損の有無を観察するなどの方法が採用されていたが、切削作業の効率が低下し、かつ煩雑であるほか、磨耗量を定量的に検出できないため精度も低いという問題があった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、回転するスローアウェイチップなどの損耗部材の損耗を非接触で正確にかつ簡単に検知できる非接触式損耗検知システム、このシステムを利用した回転するスローアウェイチップの損耗検知方法およびフライス工具を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく種々検討を重ねる過程で、フライス工具のように工具自体が回転する場合には、スローアウェイチップの切刃稜近傍に設けたセンサ部を外部の検出回路に接続できないため、非接触でスローアウェイチップの摩損状況を検出することを考えた。非接触式検知手段としては、従来から高周波発振型近接スイッチがよく知られている。この高周波発振型近接スイッチの作動原理を図１３に示す。同図に示すように、この近接スイッチでは、発振コイル１０１（高周波コイル）に発振回路１０２が接続されて、共振周波数の高周波を発振させており、この発振信号を検出回路１０３にて検知している。そして、金属板１００が発振コイル１０１に近づくと、金属板１００内に渦電流が流れて、コイル１０１のインピーダンスが低下し、発振が低下ないし停止されるので、これを検出回路１０３にて検知する。
【０００９】
ところが、金属板が接近したことを検知するだけの通常の近接スイッチでは、フライス工具に取り付けたスローアウェイチップの切刃稜の損耗まで検知することができない。
【００１０】
そこで、本発明者らは、さらに検討を重ねた結果、スローアウェイチップなどの被損耗部分を有する可動部材に、図８に示すように、被損耗部分に設けた導電性膜からなるセンサ部２（例えばセンサライン）、同調用コンデンサ３、および高周波コイル４から形成された共振回路１を形成し、この共振回路１の高周波コイル４を高周波発振型近接スイッチ５の発振コイル６の近接位置に配置すると、前記センサ部２が損耗のない正常状態では前記共振回路１に高周波電流が流れて発振が低下ないし停止しているのに対し、前記センサ部２が損耗して断線した状態では共振回路１に高周波電流が流れなくなり発振が行われる。これにより、被損耗部分の損耗を非接触で正確にかつ簡単に検知することができるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明の非接触式損耗検知システムは、被損耗部分に設けた導電性膜からなるセンサ部、同調用コンデンサ、および高周波コイルから形成された共振回路と；発振コイル、この発振コイルに接続された発振回路、およびこの発振回路からの発振信号を検出する検出回路とを含む高周波発振型近接スイッチとを備え；前記共振回路の高周波コイルと前記高周波発振型近接スイッチの発振コイルとが互いに近接位置に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
この検知システムを利用した本発明にかかる回転するスローアウェイチップの損耗検知方法は、回転するカッターに装着されたスローアウェイチップの切刃部近傍に導電性膜からなるセンサ部を設け、このセンサ部、同調用コンデンサおよび高周波コイルから共振回路を構成し、この共振回路が前記カッターを含む回転体に取り付けられてスローアウェイチップと共に回転すると共に；前記共振回路の前記コイルが通過する経路の少なくとも１箇所に、前記コイルと周期的に近接する高周波発振型近接スイッチの発振コイルを配置し；前記スローアウェイチップの損耗によってセンサ部が断線したとき、前記発振コイルが接続された発振回路から発振信号を出力させ、この発振信号を検出回路によって検出することを特徴とする。
【００１３】
前記検出回路によって検出された前記発振信号は出力回路を経て出力され、前記回転体の停止、アラームの発生またはモニターへの表示が行われる。
【００１４】
また、前記非接触式損耗検知システムを利用した本発明のフライス工具は、切刃部近傍に導電性膜からなるセンサ部を設けたスローアウェイチップが先端部に装着されたフライスカッターと、このフライスカッターを取り付けるためのフライスアーバと、このフライスアーバの外周面から突出したフランジとを備え、このフランジにコイルが設置され、このコイルは前記センサ部および同調コンデンサと共に共振回路を形成しており、フライス盤本体の前記コイルと周期的に近接する位置には、高周波発振型近接スイッチの発振コイルが配置されていることを特徴とする。
【００１５】
前記フランジは金属または磁性材料からなるのが好ましく、これにより前記コイルが回転により近接スイッチの発振コイルに近接していないときにも、近接スイッチを発振停止の状態に維持することができるので、損耗によりセンサ部が断線して発振が回復したときには損耗があったことを正確かつ簡単に検知できるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は前記した非接触式損耗検知システムを備えたフライス工具を示す正面図である。図１に示すように、このフライス工具は、先端面に複数のスローアウェイチップ１０が装着されたフライスカッター１１をフライスアーバ１２に一体に取付け、このフライスアーバ１２をフライス盤のスピンドル１３に装着したものである。切削時には、フライスカッター１１は軸心Ａを中心に高速回転する。従って、フライスカッター１１およびフライスアーバ１２は回転体を構成する。
【００１７】
フライスアーバ１２には、その外周面から突出したフランジ１４が取り付けられている。このフランジ１４は、図２に示すように、リング状で構成され、これをフライスアーバ１２の外周面に装着し、取付け用のネジ孔１５に取付けボルト（図示せず）を螺入して、ボルトの先端をフライスアーバ１２の外周面に当接させて、フライスアーバ１２に固定する。フランジ１４の材質は、前記のように金属または磁性材料からなるのが好ましいが、損耗の検出に悪影響を及ぼさない限り、非磁性材料を用いてもよい。
【００１８】
フランジ１４の外周部にはコイル埋設部１６が設けられている。このコイル埋設部１６は、コイルを巻き付けたコアを孔内に上から挿入したものであってもよく、あるいはコイルと孔内の隙間に樹脂を流し込んで固定したものであってもよい。コイルは後述するようにスローアウェイチップ１０および同調用コンデンサと共に共振回路１を形成する。
【００１９】
一方、フライス盤本体、具体的にはスピンドル１３に隣接するスピンドルヘッド３９の下面には、高周波発振型近接スイッチ５が取り付けられている。この近接スイッチ５の取付け位置は、フランジ１４の回転によりコイル埋設部１６が周期的に通過する位置であり、このコイル埋設部１６の通過位置に近接して近接スイッチ５の発振コイルが配置されている。
【００２０】
スローアウェイチップ１０の一例を図３に示す。スローアウェイチップ１０は、台形断面を有する母材１７を有する。母材１７の上面はすくい面１７ａとなり、側面は逃げ面１７ｂとなる。すくい面１７ａと逃げ面１７ｂとの間の稜線部が、切削を行うための切刃稜２０（切刃部）となる。
【００２１】
母材１７の中央部には上面から下面に貫通するねじ挿通孔１８が形成されている。スローアウェイチップ１０をホルダー等のチップポケットに装着する際には、上記ねじ挿通孔１８にクランプねじを挿通させ、チップポケットに形成されたねじ孔に螺合させてスローアウェイチップ１０を固定する。チップ１０を固定した状態では、例えば図３に示すコーナ部１９が切削に利用される。この実施形態に示すチップ１０は、クランプねじを緩めて９０゜回転させることにより、別のコーナ部１９を切削に利用できる。従って、９０゜づつ回転させることにより、４つのコーナ部１９で順次切削を行うことができる。
【００２２】
これら４つのコーナ部１９の逃げ面には、それぞれ、切刃稜２０に沿って延びる導電性膜からなるセンサライン２１（センサ部）が形成されている。すなわち、センサライン２１は、コーナ部１９を形成する隣接する２つの逃げ面１７ｂ、１７ｂにまたがって切刃稜２０に沿って延びている。センサライン２１は母材１７に対して電気的に絶縁状態で形成される。
【００２３】
図４に示すように、切刃稜２０からセンサライン２１の下辺までの距離Ｗは、コーナ部１９の寿命基準量（逃げ面１７ｂの磨耗限界）に一致している。フライス工具などに用いられるスローアウェイチップ１０におけるコーナ部１９の寿命基準量は、通常切刃稜２０から０．０５〜０．７ｍｍの範囲内である。従って、センサライン２１の幅ｔは、切刃稜２０からセンサライン２１の下辺までの距離Ｗと等しいか、それよりも小さい値に設定される（すなわちｔ≦Ｗ）。なお、寿命基準量や磨耗限界は一定ではなく、予備研削（粗削り）、標準削り、仕上げ切削など切削目的に応じて変わりうる。
好ましくは、図５に示すように、センサライン２１’　が切刃稜２０を介してすくい面１７ａと逃げ面１７ｂとにまたがって形成され、センサライン２１’の上辺が切刃稜２０よりもすくい面１７ａ側に形成されているのがよい。これは、後述するように、レーザ加工等で不要な導電性膜を除去してセンサラインのパターンを形成する際に、切刃稜２０にもレーザを照射する必要があるため、切刃稜２０部分が一旦溶融して再固溶した粗面な表面状態となってしまうのを防止するためである。
【００２４】
コーナ部１９で切削加工が行われると、時間の経過と共に切刃稜２０および逃げ面１７ｂの磨耗が進行する。逃げ面１７ｂの磨耗が進行して、センサライン２１に到達し、さらに磨耗が進行すると、ついには寿命基準量に到達し、センサライン２１は断線する。すなわち、センサライン２１の抵抗値が上昇して無限大になったとき（共振回路１に高周波電流が流れなくなって発振回路の発振が始まったとき）、コーナ部１９の切刃稜２０からの磨耗限界に達し、寿命であると判断される。
【００２５】
図３に示すように、センサライン２１は一端が接続ライン２２を介して接触領域２３に接続される。また、センサライン２１の他端は折り返し部２４、折り返しライン２５および接続ライン２６を介して接触領域２７に接続される。前記２つの接触領域２３、２７は対をなして配設されており、チップ１０の外部回路と電気的に接続される。前記接続ライン２２、２６、折り返し部２４、折り返しライン２５および接触領域２３、２７はセンサライン２１と一体に導電性膜から形成されており、母材１７に対して絶縁状態にある。また、前記接続ライン２２、２６、折り返し部２４、折り返しライン２５は、センサライン２１の抵抗値の変化を検出するのに影響を及ぼさないように、センサライン２１の幅ｔに比べて十分に大きい幅を有している。また、２つの接触領域２３、２７も外部回路との接続に支障がないように十分に広い面積を有する。なお、センサライン２１と折り返しライン２５との間隔（図４に示すＤ）は０．０５ｍｍ以上であるのが好ましい。
【００２６】
スローアウェイチップ１０の母材１７としては、例えばアルミナ質燒結体、窒化珪素質燒結体、サーメット、超硬合金、立方晶窒化ホウ素質燒結体（ｃＢＮ）、ダイヤモンド燒結体（ＰＣＤ）等が使用可能である。また、センサライン２１等の導電性膜は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ等の周期律表４ａ，５ａ，６ａ族金属、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅ等の鉄族金属、Ａｌ等の金属材料や、ＴｉＣ，ＶＣ，ＮｂＣ，ＴａＣ，Ｃｒ_３Ｃ_２，Ｍｏ_２Ｃ，ＷＣ，Ｗ_２Ｃ，ＴｉＮ，ＶＮ，ＮｂＮ，ＴａＮ，ＣｒＮ，ＴｉＣＮ，ＮｂＣＮ，ＴａＣＮ，ＣｒＣＮ等の周期律表４ａ，５ａ，６ａ族金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ等で形成される。このうち、特にＴｉＮを使用するのが好ましい。
【００２７】
センサライン２１を作製するには、まずチップの逃げ面１７ｂ表面にＣＶＤ法や、イオンプレーティング、スパッタリング、蒸着等のＰＶＤ法、めっき法等にて導電性膜が形成される。ついで、レーザ加工やエッチングなどによって導電性膜をセンサライン２１のほか、接続ライン２２、２６、折り返し部２４、折り返しライン２５および接触領域２３、２７を含む所定パターンに加工する。センサライン２１等の導電性膜の厚みは、約０．０５〜２０μｍ、好ましくは０．１〜５μｍであるのがよい。
【００２８】
センサライン２１等は、スローアウェイチップ１０の母材がアルミナ質燒結体、窒化珪素質燒結体、ｃＢＮ等の絶縁物で形成されている場合は、その表面に直接形成される。また、母材がサーメット、超硬合金等の導電物で形成されている場合には、アルミナ等の絶縁物からなる中間層を介在させる。アルミナ等の絶縁物からなる中間層は、センサライン２１を電気的に独立させる作用を有する。このような中間層はＣＶＤ法等の方法を採用することによって、母材表面とセンサライン等（導電性膜）との間に形成される。中間層は厚さが１〜１０μｍ程度であればよい。
【００２９】
図６は、前記したスローアウェイチップ１０をフライスカッター１１に装着する様子を示す概略説明図である。フライスカッター１１の下面周縁には所定の間隔で複数（通常、２〜２０個）のチップ装着用のポケット２８が設けられており、各ポケット２８にスローアウェイチップ１０が装着される。すなわち、チップ１０に設けたねじ挿通孔１８にクランプねじ４０を挿通させ、ポケット２８の側面に設けられたねじ孔（図示せず）に螺合させてチップ１０を所定位置に固定する。なお、スローアウェイチップ１０はクランプねじ４０で固定する場合に限らず、クランパー（不図示）をねじ止めすることによって固定するようにしてもよい。
【００３０】
このとき、チップ１０の着座面に設けた前記一対の接触領域２３、２７に対向するポケット２８の一側面には、一対のプローブ２９、３０が突設された領域３１が設けられる。プローブ２９、３０は、図８に示すように、スプリング等によって弾力付勢されて先端が領域３１から突出している。このため、チップ１０が装着されると、プローブ２９、３０が押し下げられて、プローブ２９、３０の先端が前記一対の接触領域２３、２７と当接し、電気的に接触状態となる。なお、図３に示すスローアウェイチップ１０では、一対の接触領域２３、２７をすくい面１７ａとは反対の着座面に形成したが、これは図７に示すようにがポケット２８内の側面に形成されたプローブ２９、３０と当接させるためである。従って、プローブ２９、３０の設置位置の応じて、一対の接触領域２３、２７の少なくとも一方を他の面、例えば逃げ面１７ｂに形成することもできる。
【００３１】
プローブ２９、３０には、図６および図７に示すようにリード線３２の一端が接続されている。このリード線３２は他端が前記コイルおよび同調用コンデンサに接続されて、図８に示す共振回路１を形成する。
【００３２】
図８に示す共振回路１では、センサ部２（具体的には例えば図３，４に示すセンサライン２１）がスイッチの役割を果たし、センサライン２１が断線せずに導通している正常状態では高周波コイル４および同調用コンデンサ３を含む閉回路が形成される。この状態では、共振回路１に大きな高周波電流が流れ、コイル４に近接している高周波発振型近接スイッチ５の発振コイル６では損失が大きいため、発振が停止している。
【００３３】
そして、スローアウェイチップ１０の磨耗が進行して、ついにセンサライン２１が断線すると、共振回路１に大きな高周波電流が流れなくなるので、発振が行われるようになる。
【００３４】
高周波発振型近接スイッチ５を図９に示す。同図に示すように、発振コイル６はコンデンサ３４と並列に接続されて共振回路３３を形成している。この共振回路３３に発振回路７が接続され、さらに発振回路７に検波回路３５、積分回路３６、コンパレータ３７および出力回路３８がこの順で接続される。検波回路３５、積分回路３６およびコンパレータ３７は検出回路８を構成している。
【００３５】
この近接スイッチ５の動作を図１０に示すタイムチャートに基づいて説明する。同図において、センサライン２１が断線していない時刻ｔ_０では、近接するコイル４を含む共振回路１によって共振回路３３のインピーダンスは低い値にあるので、発振回路７から検波回路３５へ小さい振幅の発振出力ａを出力している。発振回路７は共振回路３３の共振周波数で定まる発振周波数で、この共振回路３３のインピーダンスの値に対応した発振出力ａを出力する。共振周波数は数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚの範囲であるのがよい。発振出力ａは検波回路３５で検波され、積分回路３６で平滑化され、積分回路３６から前記発振出力の振幅に比例した出力ｂが出力される。この出力ｂはコンパレータ３７にて、このコンパレータ３７にあらかじめ設定されたしきい値ｈと比較される。この場合、出力ｂはしきい値ｈよりも低いので、コンパレータ３７からの、すなわち検出回路８からの出力信号ｃはオフとなる。
【００３６】
センサライン２１の磨耗が進行するにつれて、センサライン２１の抵抗値が増大し、これに伴って共振回路３３のインピーダンスが増大するので、発振回路７の発振出力ａの振幅は増大する。そして、センサライン２１が完全に断線すると、共振回路３３のインピーダンスは最大となる。発振回路７の発振出力ａの振幅が増大するのに伴い、積分回路３６からの出力ｂも増大する。そして、この出力ｂが時刻ｔ_１にコンパレータ３７のしきい値ｈを超えると、コンパレータ３７からの、すなわち検出回路８からの出力信号ｃはオンとなり、出力回路５を通して端子Ｐからセンサライン２１の磨耗を検出した検出信号ｄが出力される。
【００３７】
この検出信号ｄによって、フライス盤（回転体）の運転停止、アラームの作動、モニターへの表示等を行わせる。前記コンパレータ３７のしきい値ｈは、積分回路３６からの出力ｂが増大し始めるセンサライン２１の磨耗開始からセンサライン２１が完全に断線するまでの間で設定可能である。
【００３８】
ここで、回転工具の共振時における共振周波数ｆは、
【数１】

（ただし、Ｌは発振コイル６のインダクタンスを、Ｃは同調用コンデンサ３の容量を示す。）で表されるため、共振周波数における同調用コンデンサ３の容量Ｃは下式で表される。
【数２】

いま、共振周波数ｆを２００ｋＨｚ、インダクタンスＬを１０ｍＨとすると、上式からコンデンサ３の容量Ｃは６３ｐＦとなる。浮遊容量を考慮すると、容量Ｃが約５０ｐＦのコンデンサ３が必要と判断される。
【００３９】
このように検出信号ｄからの発振信号によって、スローアウェイチップ１０の切刃稜２０が磨耗または損傷したことを検知することができるので、切刃稜２０の取り換えまたはスローアウェイチップ１０自体の取り換えを適切な時期に行うことができ、また切削中のスローアウェイチップ１０の損傷に起因する事故防止といった安全面でも有利である。
【００４０】
また、本発明の検知システムは、主に高周波発振型近接スイッチ５と工具側に設けた共振回路１とで構成されるため、ノイズに対しても安定であり、信頼性が高いという利点がある。また、前記高周波発振型近接スイッチ５には市販の近接スイッチが利用可能であるため、安価に製作できるという利点もある。
さらに、工具側の共振回路１はコイル４と同調用コンデンサ３とを備えただけであるから、工具が大型化せず、従って小型化も可能である。
【００４１】
図１に示すフライス工具ではコイルをフライスアーバー１２の外周面から突出したフランジ１４に埋設したが、本発明はこれに限定されるものではなく、コイルをフライスカッター１１に埋設して、スピンドルヘッド３９から突出した位置に高周波発振型近接スイッチ５を取り付けて、コイルと近接スイッチ５が周期的に対峙する構成にしてもよい。
【００４２】
また、コイルをフランジ１４等に埋設することは必ずしも必要でなく、例えば図１１に示すように、センサコイル部４０をフランジ１４１の表面から突出するように取付けてもよい。センサコイル部４０とは、前記と同様に、スローアウェイチップ１０および同調用コンデンサと共に共振回路１を形成しているコイルをいう。
【００４３】
センサコイル部４０は、チップ１０のセンサライン２１が正常なときは金属板として働き、センサライン２１が損耗や異常などによって断線すると、金属がないものとして働く。従って、図１１に示すように、センサコイル部４０のみを高周波発振型近接スイッチ５に対向させて、センサコイル部４０と近接スイッチ５とが周期的に対峙する構成をとると、正常状態ではフランジ１４１の１回転中に１回の信号を検出し、異常状態（センサライン２１の断線など）では、信号が出なくなるので、スローアウェイチップ１０が損耗したものとして検出信号が出力される。
【００４４】
しかし、このような態様では、工具の回転停止中は、センサコイル部４０が近接スイッチ５に対向していないと、近接スイッチ５はセンサライン２１が断線していると判断してしまう。
これを避けるためには、工具の回転中にのみ検出回路を動作させる必要がある。これに対して、図１に示すように、コイルを金属体または磁性体であるフランジ１４に埋設している場合には、センサライン２１が断線しない限りは、近接スイッチ５は常時金属体または磁性体があるものとして信号を出力し続ける。そして、センサライン２１が断線した時点で初めて１回転に１回の断線信号を出すことができる。
【００４５】
一方、近接スイッチ５のコイルに金属板を近づけると、コイルのインピーダンスは低下するが、金属板の代わりにフェライトを近づけると、インピーダンスは逆に増加する。この原理を利用して、フェライトにコイルを巻き付け、スローアウェイチップ１０および同調用コンデンサと共に共振回路１を形成させると、センサライン２１の正常状態では共振回路１内に誘導電流が流れ、検出コイルのインピーダンスは低下する。センサライン２１が断線すると、共振回路１に電流が流れなくなり、フェライトの効果でインピーダンスは増加する。
【００４６】
従って、近接スイッチ５のセンサコイルのインピーダンス変化を監視することによりスローアウェイチップ１０の損耗状態を検知することができる。すなわち、センサコイル部４０として、フェライトコアにコイルを巻き付けたものを使用すると、近接スイッチ５のセンサコイルの近くに何もない場合は、検出コイルのインピーダンスは変化しない。近接スイッチ５のセンサコイルの近くに金属がある場合には、検出コイルのインピーダンスは低下する。センサライン２１が正常な場合は検出コイルのインピーダンスは変化しないか低下するため、正常と判断され、異常信号は出力されない。異常信号が出力されるのは、スローアウェイチップ１０が損耗してセンサライン２１が断線した場合のみである。
【００４７】
よって、センサコイル部４０として、フェライトコアにコイルを巻き付けたものを使用すると、図１１に示すように、フランジ１４１の表面から突出した形態、および図１２に示すようにフランジ１４２に埋設した形態のいずれの形態でもよいため、センサコイル部の設置の自由度が大幅に向上する。特に、図１２に示すように、フランジ１４２に切り欠きや穴などの欠損部４１があった場合でも、センサライン２１の断線による異常信号のみを検出できる。
【００４８】
なお、以上の実施形態は、本発明の非接触式損耗検知システムをフライス工具に適用したものであるが、本発明の上記損耗検知システムはフライス工具への適用に限定されるものではなく、　回転する他の工具の損耗検知にも同様にして適用可能であり、さらに工具以外にも、回転、往復動などの可動する損耗部材（磨耗部材等）を備えた各種装置における損耗部分の損耗を検知するのにも同様にして適用可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、回転するスローアウェイチップなどの損耗部材の損耗を非接触で正確にかつ簡単に検知することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるフライス工具を示す正面図である。
【図２】図１に示すフライス工具に取り付けられるフランジの平面図である。
【図３】スローアウェイチップの一例を示す断面図である。
【図４】図３に示すスローアウェイチップのセンサラインを示す部分拡大図である。
【図５】スローアウェイチップの他のセンサラインを示す部分拡大図である。
【図６】スローアウェイチップのフライスカッタへの装着方法を示す概略説明図である。
【図７】フライスカッタのチップ装着用ポケットの部分斜視図である。
【図８】本発明の非接触式損耗検知システムの原理を示す説明図である。
【図９】本発明の非接触式損耗検知システムに使用する高周波発振型近接スイッチの回路構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の非接触式損耗検知システムに使用する高周波発振型近接スイッチの動作を示すタイムチャートである。
【図１１】センサコイル部の設置例を示す概念図である。
【図１２】センサコイル部の他の設置例を示す概念図である。
【図１３】通常の高周波発振型近接スイッチの原理を示す説明図である。
【符号の説明】
１：共振回路、２：センサ部、３：同調用コンデンサ、４：高周波コイル、５：高周波発振型近接スイッチ、６：発振コイル、７：発振コイル、８：検出コイル、１０：スローアウェイチップ、１１：フライスカッタ、１２：フライスアーバ、１７：母材、２０：切刃稜（切刃部）

Claims

被損耗部分に設けた導電性膜からなるセンサ部、同調用コンデンサ、および高周波コイルから形成された共振回路と、
発振コイル、この発振コイルに接続された発振回路、およびこの発振回路からの発振信号を検出する検出回路とを含む高周波発振型近接スイッチとを備え、
前記共振回路の高周波コイルと前記高周波発振型近接スイッチの発振コイルとが互いに近接位置に配置されていることを特徴とする非接触式損耗検知システム。
回転するカッターに装着されたスローアウェイチップの切刃部近傍に導電性膜からなるセンサ部を設け、このセンサ部、同調用コンデンサおよび高周波コイルから共振回路を構成し、この共振回路が前記カッターを含む回転体に取り付けられてスローアウェイチップと共に回転すると共に、
前記共振回路の前記コイルが通過する経路の少なくとも１箇所に、前記コイルと周期的に近接する高周波発振型近接スイッチの発振コイルを配置し、
前記スローアウェイチップの損耗によってセンサ部が断線したとき、前記発振コイルが接続された発振回路から発振信号を出力させ、この発振信号を検出回路によって検出することを特徴とする、回転するスローアウェイチップの損耗検知方法。
前記検出回路によって検出された前記発振信号は出力回路を経て出力され、前記回転体の停止、アラームの発生またはモニターへの表示を行わせる請求項２記載の損耗検知方法。
切刃部近傍に導電性膜からなるセンサ部を設けたスローアウェイチップが先端部に装着されたフライスカッターと、このフライスカッターを取り付けるためのフライスアーバと、このフライスアーバの外周面から突出したフランジとを備え、このフランジにコイルが設置され、このコイルは前記センサ部および同調コンデンサと共に共振回路を形成しており、フライス盤本体の前記コイルと周期的に近接する位置には、高周波発振型近接スイッチの発振コイルが取付けられていることを特徴とするフライス工具。
前記フランジが金属または磁性材料からなる請求項４記載のフライス工具。
前記コイルがフェライトコアの外周に巻回されたものである請求項４記載のフライス工具。