JP2007038305A

JP2007038305A - 工具折損検出装置

Info

Publication number: JP2007038305A
Application number: JP2005221749A
Authority: JP
Inventors: Akira Matsuhashi; 章松橋
Original assignee: Metrol Co Ltd
Current assignee: Metrol Co Ltd
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2007-02-15
Also published as: US20070022619A1

Abstract

【課題】回転工具の溝や刃に落ち込んで削れたり、曲がったり、バウンドしたりせず、したがって、工具の回転を停止させることなく、工具の側部や先端の折損の検出を可能にし、機械の稼働率の向上を図ることのできる工具折損検出装置、及び、工具の先端切羽斜面のチッピング量の合否の判定に誤動作の生じない工具折損検出装置を提供する
【解決手段】本願装置１は、接触杆５を工具の溝や刃に落ち込ませないようにするために接触杆５を検出しようとするドリル等（工具６）のねじれ溝６ａを跨ぐ幅Ａを持つ帯状焼き入れバネ板とし、回転工具の溝や刃にたとえ当たってもバネの特性により逃げられるように構成した。また、工具の先端の欠損の検出が可能になるように、前記接触杆５を、断面がＬ状に曲げられ、工具の先端側軸方向への撓みを生じない板金棹とした。
【選択図】図１

Description

本発明はドリル、タップ、リーマ、エンドミル等の工具の折損（側部や先端）の有無を検出するための工具折損検出装置に関するものである。

従来、この種の工具折損検出装置は、たとえば、図４の如く、装置本体の駆動部４１の主軸４２に基端部４３を固定してなる接触杆４４を、駆動部４１の作動で一定の範囲で旋回させ、その旋回範囲内にある工具４５の側面に直角方向から当接させるようにし、該接触杆４４が工具４５に当接しないで通過したときには「折損」と判断し、警告又は機械制御部（図示せず）へ停止信号を出力するように構成されていた（特開２００１−０３８５１２、特開２００５−１９８５５３参照）。
特開２００１−０３８５１２特開２００５−１９８５５３

しかしながら、上記装置の接触杆４４は、図４の如く、小径の針金状ニードルであり、回転中のドリルやタップなどの工具の側面に直角方向から当てるには適さなかった。なぜならば、切削時に切り屑を穴の外に排出するためのねじれ溝４５ａがあるドリルやタップなどの工具の溝に落ち込んで削れたり、曲がったり、バウンドしたりするおそれがあったからである。したがって、これらの工具の折損検出時にはその回転を停止させなければならなかった。

また、上記装置では、工具の回転あるいは停止を問わず、接触杆４４が接触した接触点より下側の折損については検知できたが、工具の先端切羽斜面に当接させてその欠損（チッピング）を検出することは困難であった。なぜならば、接触杆はその撓みやガタなどのために、工具先端に当接しないで逃げてしまうことがあったからである。換言すれば、工具の先端切羽斜面にチッピングがないにもかかわらず、欠損と判定する誤動作の生ずるおそれがあった。

本発明は上記の点に鑑みて創出したもので、その目的とするところは、回転工具の溝や刃に落ち込んで削れたり、曲がったり、バウンドしたりせず、したがって、工具の回転を停止させることなく、工具の側部や先端の折損の検出を可能にし、機械の稼働率の向上を図ることのできる工具折損検出装置を提供することにある。また、他の発明の目的とするところは、工具の先端切羽斜面のチッピングやチッピング量の合否の判定に誤動作の生じない工具折損検出装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る工具折損検出装置は、接触杆を工具の側面に直角方向から当接することにより折損を検出する工具折損検出装置において、前記接触杆を検出しようとするドリル等のねじれ溝を跨ぐ幅を持つ帯状焼き入れバネ板としたことを特徴とし、工具を回転させたまま折損の検出が可能になるように構成した。

また、請求項２に記載の発明に係る工具折損検出装置は、前記接触杆が針金状ニードルとその中間部に着脱又は位置移動可能に設けた短小の帯状焼き入れバネ板とからなることを特徴とし、細い工具への過大な接触力を与えないようにできるとともに、工具の回転方向に対応して取付向きを変更できるように構成した。

さらに、請求項３に記載の発明に係る工具折損検出装置は、接触杆を工具の側面に直角方向から当接することにより折損を検出する工具折損検出装置において、前記接触杆を、断面がＬ状に曲げられ、工具の先端側軸方向への撓みを生じない板金棹とし、Ｌ状接触杆の先端側のコンタクトが工具先端切羽斜面に当たるようにしたことを特徴とし、工具の先端の折損の確実な検出が可能になるように構成した。

本発明によれば、接触杆を検出しようとするドリル等のねじれ溝を跨ぐ幅を持つ帯状焼き入れバネ板としたから、ドリルやタップなどのねじれ溝に落ち込んで削れたり、曲がったり、バウンドしたりせず、したがって、ドリルやタップなどの工具を停止させることなく（回転中であっても）、折損の検出が可能である。したがって、検出に際しての機械の稼働率の向上が図れるという優れた効果を奏するものである。

また、請求項２に記載の発明によれば、接触杆が短小な帯状焼き入れバネ板を針金状ニードルの中間部の位置を自在に選ぶことが可能であるため、細い工具への過大な接触力を与えないようにすることが可能である。また、短小な帯状焼き入れバネ板が針金状ニードルに着脱可能になっているため、工具の回転方向に対応して取付向きを自在に変更できるなど、各種の優れた効果を奏するものである。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、接触杆を断面がＬ状であって、工具の先端側軸方向への撓みを生じない板金棹とし、しかも、Ｌ状接触杆の先端側コンタクトがドリルの先端切羽斜面に当てられるため、工具の先端切羽のチッピング量の合否の正確な判定が可能になるという優れた効果を奏するものである。

次に、本発明の複数の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本願装置の第１例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、図２は本願装置の第２例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、図３は本願装置の第３例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。

図１は本願装置１の第１例を示すもので、該本願装置１は駆動部２の主軸３に基端部材４を介して固定してなる帯状焼き入れバネ板からなる接触杆５を、その旋回範囲内にある工具６に対して扁平状に当たるようにしている。該帯状焼き入れバネ板からなる接触杆５は折損検出しようとするドリル等（工具６）のねじれ溝６ａを跨ぐ幅Ａを、図１（ｂ）の如く、当接部位７のみならず全長にわたって有している。ここに接触杆５を前記溝を跨ぐ幅Ａをもつ帯状にしたのは工具の溝や刃に落ち込ませないためであり、焼き入れしたバネ板としたのは回転工具の溝や刃にたとえ当たってもバネの特性により逃げられるようにするためである。

前記帯状焼き入れバネ板からなる接触杆５の基端部材４は、その端部に駆動部２の主軸３を挟み込むスリ割り溝４ａを有し、該スリ割り溝４ａを側面から挿通した締付具４ｂにより締付け固定している。また、帯状焼き入れバネ板からなる接触杆５とその基端部材４との一体化は、締付具４ｂにより締付け固定している。

前記駆動部２としては、電動モータ（制御モータ）を駆動源とするものでもよいが、エアコンプレッサーからエアホースを介して連通した直動エア駆動源を利用するようにしてもよい。この直動エア駆動源は、工作機械の如く、切削剤（油）が多量にふりかかる状況下や切削剤が噴霧状に充満する雰囲気中でも電気的トラブルが生じにくく、この面では有効だからである。

前記当接部位７を含む全長にわたってドリル等のねじれ溝６ａを跨ぐ幅Ａを持つ帯状焼き入れバネ板からなる接触杆５は、図１（ｂ）の一点鎖線で示す如く、ねじれ溝６ａへの落ち込みが規制できる。勿論、ねじれ溝６ａへの落ち込み規制効果は工具６が回転中でも有効に機能する。

図２は本願装置１の第２例を示す。これによれば、駆動部２の主軸３に基端部材４を介して固定してなる針金状ニードル８と、該針金状ニードル８の中間部位に、帯状焼き入れバネ板からなる短小接触杆９を着脱又は位置移動可能に設けてなる。

前記短小接触杆９は、図２（ａ）の如く、前記針金状ニードル８へ締付固定できる固定部品９ａと、該固定部品９ａに締付具により一体化してなる帯状焼き入れバネ板９ｂとからなる。この短小接触杆９の帯状焼き入れバネ板９ｂは、図２（ｂ）の如く、工具６のねじれ溝６ａを跨ぐだけの横幅Ａを持っている。

前記短小接触杆９は、締付具９ａ′を緩めれば、固定部品９ａとともに針金状ニードル８に沿って矢印イ−イ′方向に移動でき、その移動後に確定した最適位置にて再び固定できるようになっている。これは細い工具への過大な接触力を与えないようにするために有効である。また、短小接触杆９は、工具の回転方向に対応し、締付具９ａ′を緩めて固定部品９ａとともに針金状ニードル８から抜き取り、その取付向きを変更することも可能である。

なお、図２に示す本願装置１の場合も、針金状ニードル８の基端部材４は、その端部に駆動部２の主軸３を挟み込むためのスリ割り溝４ａを有し、該スリ割り溝４ａを側面から挿通した締付具４ｂにより締付固定されていることは、図１の場合と共通している。

図３は本願装置１の第３例を示す。これによれば、図３（ａ）の如く、駆動部２の駆動軸３に基端部材４を介して固定してなる接触杆５を断面Ｌ形の板金棹１０とし、工具の先端側軸方向への撓みを生じないようにしている。これは先端側上縁の上端面がドリル（工具６）の先端切羽斜面に当たるようにし、切羽のチッピング量の合否の判定ができるようにしているものである。

前記板金棹１０は、前記駆動軸３を挟み込みんだスリ割り溝４ａに挿通した締付具４ｂにより締付固定した基端部材４の下側隅角部に、Ｌ形の基端内角面を合わせ、図３（ａ）及び（ｂ）の如く、取付具１０ａ、１０ｂにて固定されている。

前記板金棹１０の先端部には、工具６の先端切羽６′の折損を検出するコンタクト１１を、図３（ｃ）の如く、設けている。このコンタクト１１を設けるのは、工具６の先端切羽６′に当接しないときは、「欠損」と判定して欠損信号を図示しない制御部に出力し、当接したときは、「正常」と判定して正常信号を制御部に出力できるようにするためである。

次に、本願装置１の作用を説明する。まず、本願装置１の接触杆５を、ドリルやタップなどの工具６のねじれ溝を跨ぐ幅を持つ帯状焼き入れバネ板としたから、該工具６が回転中であったとしても、そのねじれ溝６ａに接触杆５が落ち込むことがなく、工具の折損検出ができるため、機械の稼働率を損なうことがない。

また、本願装置１の接触杆５として、針金状ニードル８とその中間部に、工具６のねじれ溝６ａを跨ぐ幅を持つに短小の帯状焼き入れバネ板からなる短小接触杆９を、着脱又は位置移動可能に設けるときは、細い工具への過大な接触力を与えないようにすることができる。また、短小接触杆９は工具の回転方向に対応してその取付向きを変更できるという利点もある。

さらに、本願装置１の接触杆５として、断面がＬ状に曲げられ、工具の先端側軸方向への撓みを生じない板金棹を用い、Ｌ状接触杆の先端側のコンタクト（エッジ部）がドリル等の先端切羽斜面に当たるようにすると、工具６の先端切羽のチッピング量の合否の判定が確実にできるものである。

本願装置１は、工具の回転を停止させることなく、工具の折損や先端の欠損の検出が可能である。換言すれば、工具の折損検出及びチッピング量の合否の判定のために機械の稼働率を低下させることのないという有効なものである。

本願装置の第１例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。本願装置の第２例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。本願装置の第３例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。従来装置の接触杆の旋回と工具との関係を示す説明的斜視図である。

符号の説明

１本願装置
２駆動部
３主軸
４基端部材
４ａスリ割り溝
４ｂ締付具
５接触杆
６工具（ドリル、タップ）
６ａねじれ溝
６′ 工具先端
７当接部位
８針金状ニードル
９短小接触杆
９ａ固定部品
９ａ′ 締付具
９ｂ接触板
１０板金棹
１０ａ、１０ｂ取付具
１１コンタクト
Ａ接触杆の横幅
４１装置本体の駆動部
４２主軸
４３基端部
４４接触杆
４５工具

Claims

接触杆を工具の側面に直角方向から当接することにより折損を検出する工具折損検出装置において、前記接触杆を検出しようとするドリル等のねじれ溝を跨ぐ幅を持つ帯状焼き入れバネ板としたことを特徴とする工具折損検出装置。
前記接触杆が、針金状ニードルとその中間部に着脱又は位置移動可能に設けた短小の帯状焼き入れバネ板とからなることを特徴とする請求項１に記載の工具折損検出装置。
接触杆を工具の側面に直角方向から当接することにより折損を検出する工具折損検出装置において、前記接触杆を、断面がＬ状に曲げられ、工具の先端側軸方向への撓みを生じない板金棹とし、Ｌ状接触杆の先端側のコンタクトが工具先端切羽斜面に当たるようにしたことを特徴とする工具折損検出装置。