JP2011167814A - Sensor for breakage detection device, and breakage detection device equipped with the sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工具の折損を検出するためのセンサ及びこのセンサを備えた折損検出装置に関するものである。 The present invention relates to a sensor for detecting breakage of a tool and a breakage detection apparatus including the sensor.
従来、工具の折損を検出する折損検出装置の一例として、特許文献1に示されるものがあった。 Conventionally, as an example of a breakage detection device for detecting breakage of a tool, there is one disclosed in Patent Document 1.
特許文献1に示される折損検出装置は、測定対象である工具と対向する位置に設けられ、その工具に接触すると接触信号を出力する接触センサと、接触センサを前進及び後退移動させるものでありパルスエンコーダ等の位置検出器を内蔵したシリンダとを含む工具長測定器を備える。この折損検出装置では、シリンダによって、接触センサを基点から工具の方向に移動させ、接触センサが所定位置にある工具の先端に触れるまでの移動距離から工具の長さを測定する。そして、この測定した長さを折損していない正常な工具の長さと比較することによって折損の有無を検出する。 The breakage detection device shown in Patent Document 1 is provided at a position facing a tool to be measured, and outputs a contact signal when it comes in contact with the tool, and moves the contact sensor forward and backward. And a tool length measuring device including a cylinder with a built-in position detector such as an encoder. In this breakage detection device, the contact sensor is moved from the base point toward the tool by the cylinder, and the length of the tool is measured from the moving distance until the contact sensor touches the tip of the tool at a predetermined position. Then, the presence or absence of breakage is detected by comparing the measured length with the length of a normal tool that is not broken.
工具の形状は、加工対象の加工形状によって異なり、様々なものがある。例えば、工具の先端部において、複数(例えば、2つ又は3つ)の刃先が工具の中心軸に対して回転対称に配置されると共に工具の中心軸方向に突出した形状を有するものがある。なお、工具の先端部において2つの刃先が工具の中心軸に対して回転対称に配置されると共に工具の軸方向に突出した形状を有するものを2枚刃の工具、工具の先端部において3つの刃先が工具の中心軸に対して回転対称に配置されると共に工具の軸方向に突出した形状を有するものを3枚刃の工具とも称する。この2枚刃の工具においては、2つの刃先のうち一方のみが折れることがある。また、3枚刃の工具においては、3つの刃先のうち1つ又は2つの刃先のみが折れることがある。 The shape of the tool varies depending on the machining shape to be machined, and there are various types. For example, there is a tool tip having a shape in which a plurality of (for example, two or three) cutting edges are arranged rotationally symmetrically with respect to the center axis of the tool and project in the direction of the center axis of the tool. Note that a tool having a shape in which two cutting edges are arranged rotationally symmetrically with respect to the center axis of the tool and protrudes in the axial direction of the tool at the tip end of the tool has three blades at the tip end of the tool. A tool having a shape in which the cutting edge is disposed rotationally symmetrically with respect to the central axis of the tool and protrudes in the axial direction of the tool is also referred to as a three-blade tool. In this two-blade tool, only one of the two cutting edges may be broken. In a three-blade tool, only one or two of the three cutting edges may be broken.
ところで、上述の折損検出装置で、2つの刃先のうち一方のみが折れている2枚刃の工具の折損を検出しようとした場合、接触センサを所定位置にある工具の先端に触れるまで移動させると、接触センサは折れていない方の刃先に触れて信号を出力することになる。つまり、接触センサは、2つの刃先のうち一方が折れていても、2つの刃先のいずれも折れていない場合(正常な場合)と同様に、工具の先端が接触したことを示す信号を出力する。よって、接触センサが工具の先端に触れるまでの移動距離は、2つの刃先のうち一方のみが折れている場合と、2つの刃先が両方とも折損していない正常な場合とで同じになる。つまり、計測される工具の長さは、折損していない正常な工具の長さと同等になり、2つの刃先のうち一方のみが折れていることを検出することができない。なお、3枚刃の工具の場合も同様に、3つの刃先のうち1つ又は2つの刃先のみが折れていることを検出することができない。このように、上述の折損検出装置は、複数の刃先の一部の刃先のみが折れた工具の折損を検出できないことがある。 By the way, in the above-described breakage detection device, when trying to detect breakage of a two-blade tool in which only one of the two cutting edges is broken, the contact sensor is moved until it touches the tip of the tool at a predetermined position. The contact sensor touches the blade edge that is not bent and outputs a signal. That is, even if one of the two cutting edges is broken, the contact sensor outputs a signal indicating that the tip of the tool has come into contact as in the case where neither of the two cutting edges is broken (normal case). . Therefore, the movement distance until the contact sensor touches the tip of the tool is the same when only one of the two cutting edges is broken or when the two cutting edges are not broken. That is, the length of the tool to be measured is equivalent to the length of a normal tool that is not broken, and it cannot be detected that only one of the two cutting edges is broken. Similarly, in the case of a three-blade tool, it cannot be detected that only one or two of the three cutting edges are broken. As described above, the above-described breakage detection device may not be able to detect breakage of a tool in which only some of the blade edges are broken.
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、複数の刃先の一部の刃先のみが折れた工具の折損の有無を検出しやすくできるセンサ及びこのセンサを備えた折損検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a sensor that can easily detect the presence or absence of breakage of a tool in which only some of the cutting edges of a plurality of cutting edges are broken, and a breakage detection apparatus including the sensor. For the purpose.
上記目的を達成するために請求項1に記載の折損検出装置用のセンサは、
一端において中心軸に対して回転対称位置に複数の刃先が設けられると共に、該刃先が中心軸方向に突出した形状を有する工具における刃先の折損の有無を検出する折損検出装置用のセンサであって、
工具の一端によって押圧される部位であり、その工具によって押圧されない状態の原点位置に対して、自身の中心軸方向に変位可能、且つ、自身の中心軸に垂直な仮想平面に対して傾斜可能に支持された被押圧部と、
被押圧部を自動的に原点位置に復帰させる復元力発生部と、
工具に押圧された被押圧部が中心軸方向に移動した移動距離を検出し、被押圧部が原点位置から所定距離移動したことを示す検出信号を出力する検出部と
を備えることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a sensor for a breakage detection device according to claim 1,
A sensor for a breakage detecting device, wherein a plurality of cutting edges are provided at one end at a rotationally symmetric position with respect to the central axis, and detects whether the cutting edge is broken in a tool having a shape in which the cutting edge protrudes in the central axis direction. ,
A part that is pressed by one end of a tool, and can be displaced in the direction of its center axis with respect to the origin position that is not pressed by the tool, and can be tilted with respect to a virtual plane perpendicular to its center axis A supported pressed portion; and
A restoring force generator that automatically returns the pressed part to the origin position;
And a detection unit that detects a movement distance of the pressed part that is pressed by the tool and moves in the central axis direction, and outputs a detection signal indicating that the pressed part has moved a predetermined distance from the origin position. Is.
このようにすることによって、例えば、工具の中心軸と被押圧部の中心軸とを一致させて被押圧部が工具によって押圧された場合、被押圧部は、全ての刃先が折れていない正常な工具によって押圧されると、自身の中心軸に対して回転対称となる位置を押圧されることになる。被押圧部は、このように自身の中心軸に対して回転対称となる位置を押圧されると、自身の中心軸に沿って変位(すなわち、平行移動)するので、原点位置から所定距離移動しやすい。 By doing in this way, for example, when the pressed part is pressed by the tool with the center axis of the tool and the center axis of the pressed part being matched, the pressed part is not broken at all. When pressed by a tool, a position that is rotationally symmetric with respect to its own central axis is pressed. When the pressed portion is thus pressed at a position that is rotationally symmetric with respect to its own central axis, the pressed portion is displaced (that is, translated) along its own central axis, so that it moves a predetermined distance from the origin position. Cheap.
これに対して、複数の刃先のうち一部の刃先のみが折れている工具によって押圧されると、被押圧部は、自身の中心軸に対して偏った位置を押圧されることになる。被押圧部は、このように自身の中心軸に対して偏った位置を押圧されると、自身の中心軸に垂直な仮想平面に対して傾斜するので、原点位置から所定距離移動しにくくなる。 On the other hand, when a part of the plurality of cutting edges is pressed by a broken tool, the pressed part is pressed at a position biased with respect to its own central axis. When the pressed portion is pressed at a position biased with respect to its own central axis in this way, the pressed portion is inclined with respect to a virtual plane perpendicular to the central axis of the pressed portion, so that it becomes difficult for the pressed portion to move a predetermined distance from the origin position.
従って、工具と被押圧部とを相対的に移動させて工具で被押圧部を押圧する際に、正常な工具で被押圧部を押圧した場合と、複数の刃先のうち一部の刃先のみが折れている工具で被押圧部を押した場合とでは、検出部が検出信号を出力するまでに要する工具と被押圧部との相対的な移動距離を異ならせることができる。よって、一端において中心軸に対して回転対称位置に複数の刃先が設けられた工具の折損の有無を検出しやすくできる。 Therefore, when the tool and the pressed part are relatively moved and the pressed part is pressed with the tool, when the pressed part is pressed with a normal tool, only some of the cutting edges are out of the plurality of cutting edges. When the pressed part is pressed with a folded tool, the relative movement distance between the tool and the pressed part required until the detection unit outputs a detection signal can be made different. Therefore, it is possible to easily detect the presence or absence of breakage of a tool having a plurality of cutting edges provided at rotational symmetry positions with respect to the central axis at one end.
また、請求項2に示すように、断面円形の穴部を有するものであって、穴部内にて被押圧部を摺動可能に収納するケースを備え、被押圧部は、工具の一端が接触する円形の接触面と、この接触面に対向する円形の裏面とを両端面とする柱状部材からなり、この柱状部材は、接触面と裏面との間に被押圧部の中心軸に垂直な方向の厚さが最も厚い部分を有する球体の一部としてもよい。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a case having a hole having a circular cross section, and slidably storing the pressed part in the hole, and the pressed part is in contact with one end of the tool. A columnar member having both ends as a circular contact surface and a circular back surface opposite to the contact surface, and the columnar member is in a direction perpendicular to the central axis of the pressed portion between the contact surface and the back surface. It may be a part of a sphere having the thickest part.
このように、被押圧部がケースの穴部内に収納される場合、被押圧部は、接触面と裏面との間に自身の中心軸に垂直な方向の厚さが最も厚い部分を有する球体の一部とすることによって、被押圧部を自身の中心軸に垂直な仮想平面に対して傾斜しやすくすることができるので好ましい。 In this way, when the pressed part is housed in the hole of the case, the pressed part is a spherical body having a thickest portion in the direction perpendicular to its central axis between the contact surface and the back surface. By setting it as a part, the pressed part can be easily inclined with respect to a virtual plane perpendicular to the center axis of the pressed part.
また、復元力発生部は、エアー、磁気力、弾性力などを用いる部材によって構成することができる。しかしながら、請求項3に示すように、復元力発生部は、弾性部材を用いることによって、簡単に構成することができる。 Further, the restoring force generator can be configured by a member that uses air, magnetic force, elastic force, or the like. However, as shown in claim 3, the restoring force generator can be easily configured by using an elastic member.
また、検出部は、請求項4に示すように、被押圧部が原点位置から所定距離移動したときに、被押圧部が直接的もしくは間接的に接触して、被押圧部が原点位置から所定距離移動したことを示す検出信号を出力する接触式のリミットスイッチや、請求項5に示すように、被押圧部が原点位置から所定距離移動したときに、被押圧部が原点位置から所定距離移動したことを示す信号を出力する非接触式のリミットスイッチを採用することができる。さらに、検出部は、請求項6に示すように、被押圧部の原点位置からの移動距離に応じた信号を出力する距離センサを採用するようにしてもよい。 Further, as shown in claim 4, when the pressed part moves a predetermined distance from the origin position, the detecting part comes into direct or indirect contact with the pressed part, and the pressed part is predetermined from the origin position. A contact-type limit switch that outputs a detection signal indicating that the distance has moved, or, as shown in claim 5, when the pressed part moves a predetermined distance from the origin position, the pressed part moves a predetermined distance from the origin position. It is possible to employ a non-contact type limit switch that outputs a signal indicating that this has been done. Furthermore, as shown in claim 6, the detection unit may employ a distance sensor that outputs a signal corresponding to the moving distance from the origin position of the pressed portion.
また、上記目的を達成するために請求項7に記載の折損検出装置用のセンサは、
一端において中心軸に対して回転対称位置に複数の刃先が設けられた工具における刃先の折損の有無を検出する折損検出装置用のセンサであって、
工具の一端によって押圧される部位であり、工具によって押圧されない状態の原点位置に対して、自身の中心軸方向に変位可能、且つ、自身の中心軸に垂直な仮想平面に対して傾斜可能に支持された被押圧部と、
被押圧部を自動的に原点位置に復帰させる復元力発生部と、
工具に押圧された被押圧部が中心軸方向に原点位置から所定距離移動したときに、被押圧部が接触して被押圧部が原点位置から所定距離移動したことを示す検出信号を出力する複数の接触式のリミットスイッチを含む検出部と、を備え、
被押圧部は、工具の一端が接触する接触面に対向する裏面に、自身の中心位置に対して回転対称位置に複数の突起を有し、
複数のリミットスイッチは、複数の突起に対向する位置に設けられることを特徴とするものである。
Further, in order to achieve the above object, a sensor for a breakage detection device according to claim 7,
A sensor for a breakage detecting device that detects the presence or absence of breakage of a blade edge in a tool provided with a plurality of blade edges at a rotationally symmetric position at one end with respect to a central axis,
This is a part that is pressed by one end of the tool, and can be displaced in the direction of its own central axis with respect to the origin position that is not pressed by the tool, and can be tilted with respect to a virtual plane perpendicular to its own central axis. Pressed part,
A restoring force generator that automatically returns the pressed part to the origin position;
A plurality of detection signals indicating that when the pressed portion pressed by the tool moves a predetermined distance from the origin position in the central axis direction, the pressed portion contacts and the pressed portion moves a predetermined distance from the origin position A detection unit including a contact type limit switch of
The pressed part has a plurality of protrusions at a rotationally symmetric position with respect to its center position on the back surface facing the contact surface with which one end of the tool contacts.
The plurality of limit switches are provided at positions facing the plurality of protrusions.
このようにすることによって、正常な工具で被押圧部を押圧した場合は、全てのリミットスイッチから検出信号が出力され、複数の刃先のうち一部の刃先のみが折れている工具で被押圧部を押した場合は、一部のリミットスイッチから検出信号が出力されることになる。従って、正常な工具で被押圧部を押圧した場合と、複数の刃先のうち一部の刃先のみが折れている工具で被押圧部を押した場合とで、検出信号を出力したリミットスイッチの個数をかえることができる。換言すると、検出信号の態様をかえることができる。よって、一端において中心軸に対して回転対称位置に複数の刃先が設けられた工具の折損の有無を検出しやすくできる。 In this way, when the pressed part is pressed with a normal tool, detection signals are output from all limit switches, and the pressed part is a tool in which only some of the cutting edges are broken. When is pressed, a detection signal is output from some limit switches. Therefore, the number of limit switches that output detection signals when the pressed part is pressed with a normal tool and when the pressed part is pressed with a tool in which only some of the cutting edges are broken. Can be changed. In other words, the mode of the detection signal can be changed. Therefore, it is possible to easily detect the presence or absence of breakage of a tool having a plurality of cutting edges provided at rotational symmetry positions with respect to the central axis at one end.
なお、請求項8、9に関しては、作用、効果が上述の請求項2、3における作用、効果と同様であるため説明を省略する。 In addition, regarding the eighth and ninth aspects, since the operation and effect are the same as those of the above-described second and third aspects, description thereof will be omitted.
また、上記目的を達成するために請求項10に記載の折損検出装置は、
請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載される折損検出装置用のセンサと、
工具にて被押圧部を押圧させるために、工具の中心軸と被押圧部の中心軸とを一致させて、センサと工具とを基準位置から相対的に移動させる駆動手段と、
検出部から検出信号が出力されるまでに、センサと工具とが基準位置から相対的に移動した移動距離を測定する測定手段と、
測定手段にて測定された移動距離が予め設定された基準距離と一致するか否かによって、刃先の折損の有無を検出する折損検出部と、を備えることを特徴とするものである。
Moreover, in order to achieve the said objective, the breakage detection apparatus of
A sensor for a breakage detection device according to any one of claims 1 to 6,
Driving means for relatively moving the sensor and the tool from the reference position by matching the center axis of the tool and the center axis of the pressed part in order to press the pressed part with the tool;
Measuring means for measuring a moving distance that the sensor and the tool have moved relative to the reference position before the detection signal is output from the detection unit;
And a breakage detecting unit that detects whether or not the blade edge is broken depending on whether or not the moving distance measured by the measuring unit matches a preset reference distance.
このようにすることによって、被押圧部は、全ての刃先が折れていない正常な工具によって押圧されると、自身の中心軸に対して回転対称となる位置を押圧されることになる。被押圧部は、このように自身の中心軸に対して回転対称となる位置を押圧されると、自身の中心軸に沿って変位(すなわち、平行移動)するので、原点位置から所定距離移動しやすい。 By doing in this way, when the pressed part is pressed by a normal tool in which all the cutting edges are not broken, a position that is rotationally symmetric with respect to its own central axis is pressed. When the pressed portion is thus pressed at a position that is rotationally symmetric with respect to its own central axis, the pressed portion is displaced (that is, translated) along its own central axis, so that it moves a predetermined distance from the origin position. Cheap.
これに対して、複数の刃先のうち一部の刃先のみが折れている工具によって押圧されると、被押圧部は、自身の中心軸に対して偏った位置を押圧されることになる。被押圧部は、このように自身の中心軸に対して偏った位置を押圧されると、自身の中心軸に垂直な仮想平面に対して傾斜するので、原点位置から所定距離移動しにくくなる。 On the other hand, when a part of the plurality of cutting edges is pressed by a broken tool, the pressed part is pressed at a position biased with respect to its own central axis. When the pressed portion is pressed at a position biased with respect to its own central axis in this way, the pressed portion is inclined with respect to a virtual plane perpendicular to the central axis of the pressed portion, so that it becomes difficult for the pressed portion to move a predetermined distance from the origin position.
従って、正常な工具で被押圧部を押圧した場合と、複数の刃先のうち一部の刃先のみが折れている工具で被押圧部を押した場合とでは、センサの検出部から検出信号が出力されるまでに、センサと工具とが基準位置から相対的に移動する移動距離を異ならせることができる。よって、一端において中心軸に対して回転対称位置に複数の刃先が設けられた工具の折損の有無を検出しやすくできる。 Therefore, when the pressed part is pressed with a normal tool and when the pressed part is pressed with a tool in which only some of the cutting edges are broken, a detection signal is output from the sensor detection unit. By the time the sensor and the tool are moved relative to each other from the reference position, the moving distance can be made different. Therefore, it is possible to easily detect the presence or absence of breakage of a tool having a plurality of cutting edges provided at rotational symmetry positions with respect to the central axis at one end.
また、上記目的を達成するために請求項11に記載の折損検出装置は、
請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載される折損検出装置用のセンサと、
工具にて被押圧部を押圧させるために、工具の中心軸と被押圧部の中心軸とを一致させて、センサと工具とを基準位置から予め設定された距離だけ相対的に移動させる駆動手段と、
センサと工具とが予め設定された距離だけ相対的に移動した状態で、検出部から検出信号が出力されたか否かによって、刃先の折損の有無を検出する折損検出部と、を備えることを特徴とするものである。
Moreover, in order to achieve the said objective, the breakage detection apparatus of
A sensor for a breakage detection device according to any one of claims 1 to 6,
In order to press the pressed part with the tool, the driving unit moves the sensor and the tool relative to each other by a predetermined distance from the reference position by matching the central axis of the tool with the central axis of the pressed part. When,
A breakage detection unit that detects whether or not the cutting edge is broken depending on whether a detection signal is output from the detection unit in a state where the sensor and the tool are relatively moved by a preset distance. It is what.
なお、この請求項11における作用、効果は、上述の請求項10における作用、効果と同様であるため説明を省略する。
In addition, since the effect | action and effect in this
また、上記目的を達成するために請求項12に記載の折損検出装置は、
請求項6に記載される折損検出装置用のセンサと、
工具にて被押圧部を押圧させるために、工具の中心軸と被押圧部の中心軸とを一致させて、センサと工具とを基準位置から相対的に移動させる駆動手段と、
検出部から出力される移動距離に応じた信号に基づいて、センサと工具とが基準位置から相対的に移動した移動距離を測定する測定手段と、
測定手段にて測定された移動距離に基づいて、刃先の折損の有無を検出する折損検出部と、を備えることを特徴とするものである。
Moreover, in order to achieve the said objective, the breakage detection apparatus of
A sensor for a breakage detection device according to claim 6;
Driving means for relatively moving the sensor and the tool from the reference position by matching the center axis of the tool and the center axis of the pressed part in order to press the pressed part with the tool;
Measurement means for measuring the movement distance of the sensor and the tool moved relative to the reference position based on a signal corresponding to the movement distance output from the detection unit;
And a breakage detection unit that detects the presence or absence of breakage of the cutting edge based on the moving distance measured by the measuring means.
このようにすることによって、工具が正常である場合、折損している場合、及び、折損している場合は折損の度合いに応じた、センサと工具とが相対的に移動した移動距離を測定することができる。従って、一端において中心軸に対して回転対称位置に複数の刃先が設けられた工具の折損の有無を検出しやすくできると共に、折損の度合いも検出することができる。 By doing this, when the tool is normal, when it is broken, and when it is broken, the distance traveled by the sensor and the tool is measured according to the degree of breakage. be able to. Therefore, it is possible to easily detect the presence or absence of breakage of a tool provided with a plurality of cutting edges at rotational symmetry positions with respect to the central axis at one end, and it is also possible to detect the degree of breakage.
また、上記目的を達成するために請求項13に記載の折損検出装置は、
請求項7乃至請求項9のいずれか一項に記載される折損検出装置用のセンサと、
工具にて被押圧部を押圧させるために、工具の中心軸と被押圧部の中心軸とを一致させて、センサと工具とを基準位置から相対的に移動させる駆動手段と、
センサと工具とが予め設定された距離だけ相対的に移動した状態で、複数のリミットスイッチのうち検出信号を出力したリミットスイッチの個数に基づいて、刃先の折損の有無を検出する折損検出部と、ものである。
Moreover, in order to achieve the said objective, the breakage detection apparatus of
A sensor for a breakage detection device according to any one of claims 7 to 9,
Driving means for relatively moving the sensor and the tool from the reference position by matching the center axis of the tool and the center axis of the pressed part in order to press the pressed part with the tool;
A breakage detection unit that detects the presence or absence of breakage of the cutting edge based on the number of limit switches that output detection signals among a plurality of limit switches in a state where the sensor and the tool are relatively moved by a predetermined distance. , That is.
このようにすることによって、正常な工具で被押圧部を押圧した場合は、全てのリミットスイッチから検出信号が出力され、複数の刃先のうち一部の刃先のみが折れている工具で被押圧部を押した場合は、一部のリミットスイッチから検出信号が出力されることになる。従って、正常な工具で被押圧部を押圧した場合と、複数の刃先のうち一部の刃先のみが折れている工具で被押圧部を押した場合とで、検出信号を出力するリミットスイッチの個数をかえることができる。換言すると、検出信号の態様をかえることができる。よって、一端において中心軸に対して回転対称位置に複数の刃先が設けられた工具の折損の有無を検出しやすくできる。 In this way, when the pressed part is pressed with a normal tool, detection signals are output from all limit switches, and the pressed part is a tool in which only some of the cutting edges are broken. When is pressed, a detection signal is output from some limit switches. Therefore, the number of limit switches that output detection signals when the pressed part is pressed with a normal tool and when the pressed part is pressed with a tool in which only some of the cutting edges are broken. Can be changed. In other words, the mode of the detection signal can be changed. Therefore, it is possible to easily detect the presence or absence of breakage of a tool having a plurality of cutting edges provided at rotational symmetry positions with respect to the central axis at one end.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の実施の形態における折損検出装置は、加工対象である被加工物50を切削加工する工具(切削工具)30の折損の有無を検出する折損検出装置に関するものである。特に、本発明の実施の形態における折損検出装置は、一端において中心軸に対して回転対称位置に複数の刃先が設けられた工具30における刃先の折損の有無を検出するのに好適なものである。
The breakage detection apparatus according to the embodiment of the present invention relates to a breakage detection apparatus that detects the presence or absence of breakage of a tool (cutting tool) 30 that cuts a
加工対象に加工を施すための工具は、加工対象における加工形状によって異なり、様々なものがある。加工対象における加工形状の一例としては、例えば、図11(a)、(b)に示す、被加工物50に施された加工穴51のようなものがある。この加工穴51は、開口形状が円形であり、かつ底(谷部54)から開口側(図11(b)における上側)に突出する山型(山部52)を有する有底の穴である。換言すると、加工穴51は、有底の円柱状の穴であり、穴の底が開口側に突出した山型をなしている。
There are various types of tools for performing processing on a processing target, depending on the processing shape of the processing target. As an example of the processing shape in the processing target, there is a
この山部52は、加工穴51の中心軸方向において底(谷部54)から開口側にいくほど加工穴51の開口面積が狭くなることによって形成されている。つまり、山部52は、加工穴51の中心軸方向において底(谷部54)から開口側にいくほど、加工穴51の中心軸に平行な壁面との間隔が大きくなる傾斜部53を有する。また、換言すると、山部52は、加工穴51の中心軸方向において底(谷部54)から開口側にいくほど、加工穴51の中心軸に垂直な面での断面積が小さくなる。
The
なお、山部52の頂上は、加工穴51の中心軸と同一の中心軸を有する円形の平面をなすようなものであってもよい。そして、被加工物50には、この山部52の頂上から被加工物50の外部に貫通する貫通孔55が設けられている。このような加工穴51は、ブレーキ配管(例えば鉄製)が圧入される穴として好適なものである。
The top of the
このように、被加工部50に対して切削加工を施す場合、例えば、図10(a)、(b)に示すような工具30を用いると好適である。なお、この工具30は、例えば、工具ホルダ40(図1参照)に保持された状態で主軸装置(図示省略)に装着される。そして、主軸装置の回転部が高速回転する際に、この回転部と共に工具ホルダ40が高速回転することで高速回転する。そして、工具30は、高速回転した状態で刃先311、312が被加工物50に接触することで切削可能となる。
As described above, when cutting the
図10(a)、(b)に示すように、工具30は、段差部341,342を境にして、刃先311,312が設けられる先端側と、工具ホルダ40に保持される後端側(先端側に対して直径が大きい)に区分することができる。そして、工具30は、被加工物50に対して上述のような加工形状の切削加工を施すために、工具30の一端(被加工物50に接触する側の端部)において、2枚の刃先311,312が工具30の中心軸に対して回転対称に配置されると共に、工具30の中心軸方向に突出した形状を有する。
As shown in FIGS. 10A and 10B, the
刃先311,312は、工業用ダイヤモンドなどを含むものであり、それぞれ、傾斜部311a,312a、先端部311c,312cなど含むものである。つまり、刃先311は、傾斜部311a、先端部311cを含む。同様に、刃先312は、傾斜部312a、先端部312cを含む。
The cutting edges 311 and 312 include industrial diamond and the like, and include
傾斜部311a,312aは、工具30の中心軸方向において工具30の先端に行くほど、工具30の中心軸との間隔が広くなり、その最先端に先端部311c,312cが設けられる。また、傾斜部311a,312aは、側面である側壁部311b、側壁部312b、及び先端側の表面であり側壁部311b、側壁部312b側の端部が工業用ダイヤモンドで形成されている。また、先端部311c,312c、及び谷部321,322も、工業用ダイヤモンドで形成されている。なお、この谷部321,322には、クーラント(潤滑冷却用の流体でありミスト状のオイル)を供給するためのクーラント用穴部331,332が設けられている。
The
本実施の形態においては、折損の検出対象として、一端において、2枚の刃先311,312が工具30の中心軸に対して回転対称に配置されると共に、工具30の中心軸方向に突出した形状を有する工具30を採用する例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、一端において工具の中心軸に対して回転対称位置に複数(例えば、3枚)の刃先が設けられると共に、その刃先が工具30の中心軸方向に突出した形状を有する工具であれば採用することができる。
In the present embodiment, as a break detection target, at one end, the two
なお、工具の先端部において2つの刃先が工具の中心軸に対して回転対称に配置されると共に工具の軸方向に突出した形状を有するものを2枚刃の工具、工具の先端部において3つの刃先が工具の中心軸に対して回転対称に配置されると共に工具の軸方向に突出した形状を有するものを3枚刃の工具とも称する。 Note that a tool having a shape in which two cutting edges are arranged rotationally symmetrically with respect to the center axis of the tool and protrudes in the axial direction of the tool at the tip end of the tool has three blades at the tip end of the tool. A tool having a shape in which the cutting edge is disposed rotationally symmetrically with respect to the central axis of the tool and protrudes in the axial direction of the tool is also referred to as a three-blade tool.
このような2枚刃の工具30においては、2つの刃先311,312のうち一方のみが折れることがある。従来技術における折損検出装置で、この2つの刃先311,312のうち一方のみが折れている2枚刃の工具30の折損を検出しようとした場合、接触センサを所定位置にある工具30の先端部311c,312cのいずれかに触れるまで移動させると、接触センサは折れていない方の刃先(刃先311,312のうち一方)に触れて信号を出力することになる。つまり、接触センサは、2つの刃先311,312のうち一方が折れていても、2つの刃先311,312のいずれも折れていない場合(正常な場合)と同様に、工具30の先端部311c,312cが接触したことを示す信号を出力する。よって、接触センサが工具30の先端部311c,312cに触れるまでの移動距離は、2つの刃先311,312のうち一方のみが折れている場合と、2つの刃先311,312が両方とも折損していない正常な場合とで同じになる。つまり、計測される工具30の長さは、折損していない正常な工具30の長さと同等になり、2つの刃先311,312
のうち一方のみが折れていることを検出することができない。
In such a two-
It is impossible to detect that only one of them is broken.
本実施の形態における折損検出装置は、このような問題を解決することを目的とするものである。折損検出装置は、図1に示すように、センサ10と折損検出部20などを含んで構成されるものである。
The breakage detection apparatus in the present embodiment is intended to solve such a problem. As shown in FIG. 1, the breakage detection apparatus includes a
ここで、図1〜図3を用いて、折損検出装置のセンサ10に関して説明する。センサ10は、上述のような2枚刃の工具30における2つの刃先311,312の折損の有無を検出する折損検出装置用のセンサである。
Here, the
図1、図2などに示すように、センサ10は、主要な構成要素として、工具30の一端(刃先311,312)によって押圧される部位であり、その工具30によって押圧されない状態の原点位置に対して、自身の中心軸方向に変位可能、且つ、自身の中心軸に垂直な仮想平面に対して傾斜可能に支持されたヘッド12(被押圧部)と、ヘッド12を自動的に原点位置に復帰させるバネ13(復元力発生部)と、工具30に押圧されたヘッド12が中心軸方向に移動した移動距離を検出し、ヘッド12が原点位置から所定距離移動したことを示す検出信号を出力するリミットスイッチ(検出部)14を備える。また、このほかに、本実施の形態においては、ヘッド12の中心点を支持する中心点支持部152及び、この中心点支持部152が取り付けられて中心点支持部152を保持する保持部151、保持部151とリミットスイッチ14との間に配置されるバネ16を備える。
As shown in FIGS. 1, 2, etc., the
そして、これらヘッド12、バネ13、リミットスイッチ14、中心点支持部152が取り付けられた保持部151、バネ16は、ケース11に収納される。なお、これらは、ケース11の正面部115(一方の端面)からヘッド12、バネ13(中心点支持部152はバネ13と同様にヘッド12と保持部151との間に配置される)、保持部151、バネ16、リミットスイッチ14の順番でケース11に収納される。また、図1に示すように、ヘッド12が工具30によって押圧されていないときは、ヘッド12の中心軸、バネ13の螺旋の中心軸、保持部151の中心軸、中心支持部152の中心軸、バネ16の螺旋の中心軸、穴部114の中心軸は、同一の直線上となるように配置されている。
The
また、ケース11は、断面円形の穴部114を有するものであって、穴部114内にてヘッド12及び中心点支持部152が取り付けられた保持部151を摺動可能に収納するものである。本実施の形態においては、ケース11の一例として、第1部材111と第2部材112とを備えるものを採用する。この第1部材111と第2部材112とは、螺子113によって螺子止めされる。第1部材111は、図2(a)に示すように、四隅に螺子113が貫通する貫通孔111aを備える。また、第2部材112は、四隅(貫通孔111aに対応する位置)に螺子113が挿入される螺子孔112aを備える。
The
さらに、ケース11(第1部材111)の正面部115(一方の端面)には、穴部114に連通する円形の開口部115bを備え、ケース11(第2部材112)の後端部(他方の端面)には、リミットスイッチ14が設けられる。つまり、ケース11は、工具30の折損を検出する際に、工具30(刃先311,312)と対向する面である正面部115に円形の開口部115bを備え、この正面部115の反対側にリミットスイッチ14が設けられる。なお、リミットスイッチ14は、接触を検出する検出面がケース11内部に配置され、外部に信号を出力するための配線17がケース11外部に配置される。
Further, the front portion 115 (one end surface) of the case 11 (first member 111) includes a
また、図2(b)に示すように、開口部115bの開口面積は、ヘッド12における自身の中心軸に垂直な方向の厚みが最も厚い部分の断面積(この断面積は、ヘッド12の中心軸に対する垂直面に沿う断面の面積である)よりも小さい。好ましくは、ヘッド12の接触面121の面積と同程度、又は接触面121の面積よりも大きいとよい。
Further, as shown in FIG. 2B, the opening area of the
そして、第1部材111における穴部114は、開口径が異なる三段階の形状をなしている。まず、開口部115bから所定範囲(例えば、ヘッド12の中心軸方向におけるヘッド12の厚さ、又は、ヘッド12の中心軸方向におけるヘッド12の厚さの半分に相当する範囲など)の第1領域においては、開口部115bに近いほど開口面積が小さく、且つ、その開口面積の変化量が大きい形状をなす。このようにして、穴部114は、抜け防止部115aが形成される。換言すると、第1領域は、ヘッド12における自身の中心軸に垂直な方向の厚さが最も厚い部分の断面積よりも小さい開口部115bを有し、開口部115bから所定範囲においてヘッド12の側面の形状に対応した曲面形状をなす。
And the
次に、第1領域の端部(開口部115b側とは反対側の端部)から所定範囲(例えば、ヘッド12をヘッド12の中心軸方向に移動させる範囲に相当する)の第2領域においては、ヘッド12における自身の中心軸に垂直な方向の厚さが最も厚い部分の断面積よりも大きい開口面積(ヘッド12が摺動可能な程度の開口径)を有する筒形状をなす。換言すると、ヘッド12における自身の中心軸に垂直な方向の厚さが最も厚い部分の直径よりも大きい開口径を有する筒形状をなす。
Next, in a second region within a predetermined range (for example, a range in which the
そして、第2領域の端部(第1領域側とは反対側の端部)から第1部材111の端部(開口部115b側とは反対側の端部)の第3領域においては、後ほど説明する保持部151の先端部の断面積(この断面積は、ヘッド12の中心軸に対する垂直面に沿う断面の面積である)よりも大きい開口面積(保持部151が摺動可能な程度の開口径)を有する筒形状をなす。換言すると、保持部151の先端部における直径よりも大きい開口径を有する筒形状をなす。
In the third region from the end of the second region (the end opposite to the first region) to the end of the first member 111 (the end opposite to the
これによって、ヘッド12は、自身の中心軸方向に変位可能となると共に、自身の中心軸に垂直な仮想平面に対して傾斜しやすくなる。また、ヘッド12の接触面121は、この開口部115bからケース11の外部に露出可能になる。
As a result, the
なお、第2部材112における穴部114は、図2(b)に示すように、後ほど説明する保持部151の後端部の断面積(この断面積は、ヘッド12の中心軸に対する垂直面に沿う断面の面積である)よりも大きい開口面積(保持部151が摺動可能な程度の開口径)を有する筒形状をなす。換言すると、保持部151の後端部における直径よりも大きい開口径を有する筒形状をなす。なお、保持部151は、図2(b)に示すように、先端部の断面積に比べて後端部の断面積の方が大きい。従って、第2部材112における穴部114の開口面積は、第1部材111の第3領域の開口面積よりも大きい。従って、ケース11は、第2部材112と第1部材111との間、及び第1部材111の第2領域と第3領域との間に段差部を有する。なお、図1においては、保持部151は簡略化して図示している。
As shown in FIG. 2B, the
ヘッド12は、図3に示すように、工具30の一端(先端部311c,312c)が接触する円形の接触面121と、この接触面121に対向する円形の裏面122(接触面121と平行な面)とを両端面とする柱状部材からなり、この柱状部材は、接触面121と裏面122との間にヘッド12の中心軸に垂直な方向の厚さが最も厚い部分を有する球体の一部である。よって、ヘッド12(柱状部材)の側面123は球面の一部である。つまり、ヘッド12は、接触面121と裏面122とに挟まれる位置に球体の重心が実際に、もしくは仮想的(球体の重心が凹部124にある場合)に含まれるものである。そして、ヘッド12の中心軸は、このヘッド12に含まれる球体の重心を通るものである。また、理想的には、重心と接触面121とのヘッド12の中心軸上の長さと、重心と裏面122とのヘッド12の中心軸上の長さが同一であることが望ましい。また、接触面121は、ヘッド12の中心軸と工具30の中心軸とが一致した状態で工具30の一端(先端部311c,312c)が接触する際に、先端部311c,312cが同時に接触する形状を有するものである。
As shown in FIG. 3, the
また、ヘッド12の裏面122側には、中心点支持部15が配置される部分である凹部124が設けられる。この凹部124は、裏面122側から接触面121側に向かうにつれて、開口面積が小さくなる円錐形状の底を有するものである。この凹部124の中心点(円錐形状の底の中心点)は、ヘッド12の中心軸上に設けられる。
Further, a
なお、本実施の形態においては、ヘッド12は、上述のような穴部114に収納されて、自身の中心軸方向に変位可能、且つ、自身の中心軸に垂直な仮想平面に対して傾斜可能に支持される例を採用しているため、このような形状を採用するが、本発明はこれに限定されるものではない。つまり、ヘッド12が自身の中心軸方向に変位可能、且つ、自身の中心軸に垂直な仮想平面に対して傾斜可能であれば、ヘッド12の形状は特に限定されるものではない。
In the present embodiment, the
バネ13は、金属材料を螺旋状に加工してなるものであり、復元力によってヘッド12を自動的に原点位置に復帰させるものである。このバネ13は、自身の中心軸(螺旋の中心軸)がヘッド12の中心軸と一致するように、ヘッド12と保持部151との間に配置される。なお、このヘッド12の原点位置とは、ヘッド12が工具30から押圧されてない状態、かつ、ヘッド12がバネ13によってケース11の開口部115b側(抜け防止部115a)に押圧されている状態でとりうる位置である。ここでは、一例として、図1、図2に示すように、ヘッド12が自身の中心軸に垂直な仮想平面に対して傾斜しておらず、ヘッド12の先端側の一部がケース11の開口部115bからケース11の外部に突出している位置を採用する。
The
このように、本実施の形態においては、復元力発生部の一例として弾性部材である螺旋状に加工されたバネ13を用いて説明するが本発明はこれに限定されるものではない。螺旋状以外の形状に加工されたバネ(板バネなど)や、ゴムやスポンジなどのように弾性を有するように加工や成形してなる弾性部材(バネ以外の弾性部材)を採用することもできる。さらに、復元力発生部は、弾性部材以外にも、例えば、磁気、エアーなど、ヘッド12を自動的に原点位置に復帰させることができる復元力を発するものであれば採用することができる。しかしながら、復元力発生部は、弾性部材を用いることによって、簡単に構成することができる。
As described above, in the present embodiment, description will be made using the
また、保持部151は、図2(b)に示すように、2段階(先端部と後端部)の円柱形状をなし、つまり、断面積が異なる二つの円柱部が互いの中心軸が一致した状態で連なった形状をなしている。なお、先端部と後端部との断面積の関係は、上述のように、先端部の断面積に比べて後端部の断面積の方が大きい。
In addition, as shown in FIG. 2 (b), the holding
この保持部151は、第2部材112における穴部114内に、ヘッド12の中心軸方向に摺動可能であり、先端部がヘッド12側、後端部がリミットスイッチ14側となるように配置される。そして、保持部151は、バネ13とは別部材であり、保持部151とリミットスイッチ14との間に配置されたバネ16によってヘッド12側(第2部材112と第1部材111との間、及び第1部材111の第2領域と第3領域との間の段差部)に押圧されている。なお、バネ16は、金属材料を螺旋状に加工してなるものである。
This holding
保持部151は、ヘッド12が工具30によって押圧されていないときは、図2(b)に示すように、バネ16に押圧されて第2部材112と第1部材111との間、及び第1部材111の第2領域と第3領域との間の段差部に押し付けられた状態である。よって、ヘッド12が工具30によって押圧されていないときは、第2部材112と第1部材111との間、及び第1部材111の第2領域と第3領域との間の段差部によって、保持部151の一端面(ヘッド12の裏面122と対向する面)とヘッド12の裏面122との間隔が維持されている。つまり、第2部材112と第1部材111との間、及び第1部材111の第2領域と第3領域との間の段差部は、保持部151のストッパとして機能している。
When the
また、図2(b)に示すように、この保持部151の先端部には、ヘッド12の中心(ヘッド12の中心軸)を支持する中心支持部152が設けられる。この中心支持部152は、棒状部材であり、一方の端部に螺子152aが設けられ、他方の端部(先端)が尖った形状を有する。そして、中心支持部152は、保持部151の先端部における中心軸に設けられた螺子孔151aに螺子152aをねじ込んで固定されている。中心支持部152は、保持部151に固定されてケース11内に配置された状態でヘッド12の裏面122に設けられた凹部124の底の中心に接触することでヘッド12の中心を支持する。
As shown in FIG. 2B, a
このように、ヘッド12の中心(ヘッド12の中心軸)を支持する中心支持部152を備えることによって、ヘッド12は、中心支持部152にて支持される点(ヘッド12の中心軸)を支点として動くことになる。よって、ヘッド12は、自身の中心軸に垂直な仮想平面に対して傾斜したあと、工具30から押圧されなくなったときに、原点位置に戻りやすくなる。
Thus, by providing the
リミットスイッチ14は、工具30に押圧されたヘッド12が中心軸方向に移動した移動距離を検出し、ヘッド12が原点位置から所定距離移動したことを示す検出信号を出力するものである。このリミットスイッチ14は、ヘッド12が原点位置から中心軸方向に所定距離移動したときに、ヘッド12が間接的に(保持部151を介して)接触して、ヘッド12が原点位置から中心軸方向に所定距離移動したことを示す検出信号を出力する接触式のリミットスイッチである。
The
このように、センサ10は、工具30がヘッド12を原点位置から所定距離押し込んだ場合に検出信号(オン信号)を出力し、ヘッド12を原点位置から所定距離押し込んでない場合は検出信号(オン信号)を出力しない。つまり、センサ10は、工具30が接触したか否かを検出する接触センサと換言することができる。
Thus, the
次に、図1を用いて、折損検出装置の折損検出部20に関して説明する。折損検出部20は、コンピュータなどによって構成されるものであり、センサ10を移動させる駆動機構(図示省略)に対して駆動信号を出力することによってセンサ10をセンサ側基準位置から移動させる機能(駆動手段)と、センサ10(リミットスイッチ14)から検出信号(リミットスイッチ14のオン信号)が出力されるまでに、センサ10がセンサ側基準位置から移動した移動距離を測定する機能(測定手段)と、測定されたセンサ10の移動距離が予め設定された基準距離(折損検出用の判定距離)と一致するか否かによって、工具30の刃先311,312の折損の有無を検出する機能(折損検出部)などを備える。
Next, the
このセンサ10を移動させる駆動機構としては、例えば、油圧シリンダや空気圧シリンダなどの油圧又は空気圧によって駆動されるアクチュエータなどを含んで構成することができる。また、センサ10がセンサ側基準位置から移動した移動距離を測定する手段は、特に限定されるものではない。また、基準距離は、例えば、折損検出部20の記憶部に記憶される。なお、複数の長さ(工具側基準位置から工具30の先端までの長さ)の工具を検出対象とする場合は、工具の長さによって基準距離を変更する必要がある。よって、折損検出部20の記憶部には、検出対象の工具30の長さ(工具側基準位置から工具30の先端までの長さ)と、この工具30の長さ毎の基準距離とを関連付けて記憶しておくとよい。
The drive mechanism for moving the
ここで、上述のセンサ10と折損検出部20とを備える折損検出装置による工具30の折損の有無の検出方法に関して説明する。
Here, a method for detecting the presence or absence of breakage of the
まず、切削加工が終了して主軸装置から取り外されて収納部(マガジン)に収納された工具30を保持している工具ホルダ40とセンサ10とを所定位置にセットする。このとき、図1に示すように、センサ10におけるヘッド12の接触面121と工具30における先端部311c,312cとを対向させると共に、センサ10(ヘッド12)の中心軸と工具30の中心軸とを一致させ、一定の距離離れたセンサ側基準位置と工具側基準位置にセンサ10と工具ホルダ40をセットする。
First, the
なお、センサ10をセンサ側基準位置にセットする場合、センサ10の正面部115を
センサ側基準位置に配置する。一方、工具ホルダ40を工具側基準位置にセットする場合は、工具ホルダ40を主軸装置に取り付けたときの工具ホルダ40における取付端部を工具側基準位置に配置する。
When the
次に、折損検出部20は、センサ10を移動させる駆動機構に対して駆動信号を出力することによってセンサ10をセンサ側基準位置から工具30側へ、センサ10から検出信号が出力されまで移動させる。このとき、工具30は工具ホルダ40に保持された状態で工具側基準位置に固定された状態である。また、折損検出部20は、センサ10を移動させつつ、センサ10から検出信号が出力されたか否かを判定する。そして、センサ10から検出信号が出力されるまでに、センサ10がセンサ側基準位置から移動した移動距離を測定する。
Next, the
次に、折損検出部20は、センサ10から検出信号が出力されるまでに、センサ10がセンサ側基準位置から移動した移動距離を測定すると、その測定した移動距離と、記憶部に予め記憶された基準距離とを比較する。そして、折損検出部20は、移動距離が予め設定された基準距離と一致する場合は、工具30の刃先311,312の折損はない(正常)と判定し、一致しない場合は、工具30の刃先311,312に折損があると判定する。このようにすることによって、工具30の刃先311,312の折損の有無を検出することができる。
Next, when the
ここで、検出対象である工具30に折損がない場合と、折損がある場合とを比較して説明する。
Here, the case where there is no breakage in the
まず、検出対象である工具30に折損がない場合、図4(b)に示すように、ヘッド12は、全ての刃先が折れていない正常な工具30によって押圧されると、自身の中心軸に対して回転対称となる接触面121上の位置を押圧されることになる。図4(b)中の符号311c,312cは、接触面121上における先端部311c,312cが接触している位置を示すものである。このように、ヘッド12は、自身の中心軸に対して回転対称となる接触面121上の位置を工具30によって押圧された場合は、図4(a)に示すように、自身の中心軸方向に変位する。つまり、ヘッド12は、仮想平面に対して平行移動する。
First, when the
一方、検出対象である工具30に折損がある場合、図5(b)に示すように、ヘッド12は、複数の刃先のうち一部の刃先のみが折れている工具30によって押圧されると、自身の中心軸に対して回転対称でない接触面121上の位置を工具30によって押圧されることになる。図5(b)中の符号311cは、接触面121上における先端部311cが接触している位置を示すものである。このように、ヘッド12は、自身の中心軸に対して回転対称でない接触面121上の位置を工具30によって押圧された場合(つまり、工具30よって押圧される位置がヘッド12の中心軸に対して偏っている場合)は、図5(a)に示すように、自身の中心軸に垂直な仮想平面に対して傾斜するので、原点位置から所定距離移動しにくくなる。
On the other hand, when the
つまり、ヘッド12は、接触面121における工具30の接触位置の中心と接触面121の中心とが一致している状態で押圧された場合は、押圧方向に所定距離移動可能となる。一方、接触面121における工具30の接触位置が、接触面121の中心に対して偏った状態で押圧された場合は、自身の中心軸に垂直な仮想平面に対して傾斜することで押圧方向に移動するのが抑制される。
That is, when the
従って、工具30とヘッド12とを相対的に移動させて工具30でヘッド12を押圧する際に、正常な工具30でヘッド12を押圧した場合と、複数の刃先のうち一部の刃先のみが折れている工具30でヘッド12を押した場合とでは、リミットスイッチ14が検出信号を出力するまでに要する工具30とヘッド12との相対的な移動距離を異ならせることができる。つまり、正常な工具30と複数の刃先のうち一部の刃先のみが折れている工具30とでは、センサ10から検出信号が出力されるまでに、センサ10がセンサ側基準位置から移動する移動距離を異ならせることができる。なお、全部の刃先が折れている工具30の場合も、正常な工具30の場合に対して、センサ10から検出信号が出力されるまでに、センサ10がセンサ側基準位置から移動する移動距離を異ならせることができる。よって、一端において中心軸に対して回転対称位置に複数の刃先311,312が設けられた工具30の折損の有無を検出しやすくできる。
Therefore, when the
なお、本実施の形態においては、工具30を固定してセンサ10をセンサ側基準位置から移動させて、センサ10から検出信号が出力されるまでの移動距離に基づいて工具30の折損の有無を検出する例を採用しているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、センサ10と工具30とを基準位置から相対的に移動させて、センサ10から検出信号が出力されるまでの相対的な移動距離に基づいて工具30の折損の有無を検出するものであれば目的を達成できる。よって、センサ10を固定して、工具30を工具側基準位置から移動させるようにしてもよい。
In the present embodiment, the
さらに、本実施の形態においては、センサ10と工具30とを基準位置から相対的に移動させて、センサ10から検出信号が出力されるまでの相対的な移動距離に基づいて工具30の折損の有無を検出する検出方法を採用しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、工具30にてヘッド12を押圧させるために、工具30の中心軸とヘッド12の中心軸とを一致させて、センサ10と工具30とを基準位置から予め設定された距離(正常な工具30であればセンサ10から検出信号が出力される距離)だけ相対的に移動させる(駆動手段)。そして、センサ10と工具30とが予め設定された距離だけ相対的に移動した状態で、リミットスイッチ14から検出信号が出力されたか否かによって、工具30の刃先311,312の折損の有無を検出する(折損検出部)検出方法を採用するようにしてもよい。この検出方法では、センサ10と工具30とを基準位置から予め設定された距離だけ相対的に移動させたとき、工具30が正常の場合は、ヘッド12が原点位置から中心軸方向に所定距離移動してリミットスイッチ14から検出信号が出力される。一方、工具30に折損がある場合は、ヘッド12が原点位置から中心軸方向に所定距離移動しないためリミットスイッチ14から検出信号が出力さない。つまり、折損検出部20は、センサ10と工具30とを基準位置から予め設定された距離だけ相対的に移動させたとき、リミットスイッチ14から検出信号が出力された場合は工具30の刃先311,312の折損はない(正常)と判定し、検出信号が出力されない場合は、工具30の刃先311,312に折損があると判定する。なお、この場合においても、センサ10及び工具30のいずれを移動させてもよい。
Further, in the present embodiment, the breakage of the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not restrict | limited to the embodiment mentioned above at all, and various deformation | transformation are possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
(変形例1)
次に、図6を用いて、変形例1におけるセンサ10aに関して説明する。なお、上述の実施の形態におけるセンサ10と変形例1におけるセンサ10aとは、共通する点が多いので、共通する点は同じ符号を付与して説明を省略する。
(Modification 1)
Next, the
上述の実施の形態のセンサ10においては、本発明の検出部として接触式のリミットスイッチ14を採用しているのに対して、変形例1のセンサ10aにおいては、非接触式のリミットスイッチ(発光部14a1、受光部14a2)を採用する点で異なる。図6に示すように、センサ10aは、ケース11に穴部114を介して対向配置されるものであり、光を発光する発光部14a1と、発光部14a1から発光された光を受光する受光部14a2とが設けられる。そして、発光部14a1から発光された光は、ヘッド12が原点位置から所定距離移動してないときは受光部14a2にて受光され、ヘッド12が原点位置から所定距離移動したときはヘッド12に照射されることになる。つまり、ヘッド12が原点位置から所定距離移動したときは、発光部14a1から発光された光は、ヘッド12で遮断されるので、受光部14a2で受光できない状態となる。
In the
よって、ヘッド12が原点位置から所定距離移動してないときは、受光部14a2は、光を受光していることを示す信号をヘッド12が原点位置から所定距離移動してないことを示す信号として出力する。一方、ヘッド12が原点位置から所定距離移動したときは、受光部14a2は、光を受光していないことを示す信号をヘッド12が原点位置から所定距離移動したことを示す信号(検出信号)として出力する。
Therefore, when the
このように、非接触式のリミットスイッチ(発光部14a1、受光部14a2)を採用した場合であっても、工具30に押圧されたヘッド12が中心軸方向に移動した移動距離を検出し、ヘッド12が原点位置から所定距離移動したことを示す検出信号を出力することができる。また、このセンサ10aを用いた場合であっても、工具30の折損の有無を検出する出方法としては、上述の二つの検出方法を採用することができる。
As described above, even when the non-contact type limit switch (light emitting unit 14a1, light receiving unit 14a2) is employed, the moving distance that the
(変形例2)
次に、図7を用いて、変形例2におけるセンサ10bに関して説明する。なお、上述の実施の形態におけるセンサ10と変形例2におけるセンサ10bとは、共通する点が多いので、共通する点は同じ符号を付与して説明を省略する。
(Modification 2)
Next, the
上述の実施の形態のセンサ10においては、本発明の検出部として接触式のリミットスイッチ14を採用しているのに対して、変形例2のセンサ10bにおいては、距離センサ14b1を採用する点で異なる。図7に示すように、センサ10bは、ケース11の正面部115とは反対側に配置されるものであり、保持部151に対して赤外線を照射すると共に、保持部151にて反射した赤外線を用いてヘッド12の移動距離を検出する距離センサ14b1が設けられる。つまり、距離センサ14b1は、ヘッド12の原点位置からの移動距離に応じた信号(距離を示す信号)を出力するものである。
In the
このように、距離センサ14b1を採用した場合であっても、工具30に押圧されたヘッド12が中心軸方向に移動した移動距離を検出し、ヘッド12が原点位置から所定距離移動したことを示す検出信号を出力することができる。さらに、距離センサ14b1の場合、上述の接触式のリミットスイッチ14や非接触式のリミットスイッチ(発光部14a1、受光部14a2)とは異なり、ヘッド12が原点位置から所定距離移動したことを示す検出信号以外にも、ヘッド12の移動距離を示す信号を出力することができる。よって、このセンサ10bを用いた場合、工具30の折損の有無を検出する検出方法は、上述の二つの検出方法以外にも以下に示すような検出方法を採用することができる。
As described above, even when the distance sensor 14b1 is employed, the movement distance that the
つまり、工具30にてヘッド12を押圧させるために、工具30の中心軸とヘッド12の中心軸とを一致させて、センサ10bと工具30とを基準位置から相対的に移動させる(駆動手段)。そして、距離センサ14b1から出力されるヘッド12の移動距離に応じた信号に基づいて、センサ10bと工具30とが基準位置から相対的に移動した移動距離を測定する(測定手段)。そして、測定された移動距離に基づいて、工具30の刃先311,312の折損の有無を検出する(折損検出部)ようにしてもよい。
That is, in order to press the
このようにすることによって、工具30が正常である場合、折損している場合、及び、折損している場合は折損の度合いに応じた、センサ10bと工具30とが相対的に移動した移動距離を測定することができる。従って、一端において中心軸に対して回転対称位置に複数の刃先が設けられた工具30の折損の有無を検出しやすくできると共に、折損の度合いも検出することができる。
By doing in this way, when the
(変形例3)
次に、図8を用いて、変形例3におけるセンサ10cに関して説明する。なお、上述の実施の形態におけるセンサ10と変形例3におけるセンサ10cとは、共通する点が多いので、共通する点は同じ符号を付与して説明を省略する。
(Modification 3)
Next, the
上述の実施の形態のセンサ10においては、ヘッド12の中心(ヘッド12の中心軸)を支持する中心支持部152と、この中心支持部152を保持する保持部151を備えるのに対して、変形例3のセンサ10cにおいては、この保持部151、中心支持部152を備えない点で異なる。また、このように、中心支持部152を備えないため、ヘッド12cは、上述の実施の形態におけるヘッド12と異なり、凹部124を備える必要がない。このように、センサ10cは、保持部151、中心支持部152を備えない場合であっても本発明の目的は達成できるものである。
In the
なお、この場合、リミットスイッチ14は、ヘッド12cが原点位置から中心軸方向に所定距離移動したときに、ヘッド12cが直接的に接触して、ヘッド12cが原点位置から中心軸方向に所定距離移動したことを示す検出信号を出力することになる。また、このセンサ10cにおいては、上述の変形例1に示す非接触式のリミットスイッチ(発光部14a1、受光部14a2)や、変形例2に示す距離センサ14b1を採用することができる。よって、このセンサ10cを用いた場合であっても、工具30の折損の有無を検出する出方法としては、上述の実施の形態及び変形例2に示した三つの検出方法を採用することができる。
In this case, when the
(変形例4)
次に、図9を用いて、変形例4におけるセンサ10dに関して説明する。なお、上述の変形例3におけるセンサ10cと変形例4におけるセンサ10dとは、共通する点が多いので、共通する点は同じ符号を付与して説明を省略する。
(Modification 4)
Next, the sensor 10d according to Modification 4 will be described with reference to FIG. In addition, since the
上述の変形例3のセンサ10cにおいては、ヘッド12cが原点位置から中心軸方向に所定距離移動したか否かを検出する一つのリミットスイッチ14を備えるのに対して、変形例4のセンサ10dにおいては、複数の接触式のリミットスイッチ14d1〜14d4(ここでは、4つ備える例を採用する)を備える点で異なる。また、ヘッド12dは、裏面122dに複数の突起122d1〜122d4(ここでは、4つ備える例を採用する)を備える点で、変形例3のセンサ10cと異なる。なお、リミットスイッチ14d1〜14d4、及び突起122d1〜122d4は、それぞれ4つに限定されるものではない。リミットスイッチと突起は、同数かつ複数個あれば目的は達成できる。
The
つまり、図9(a)、(b)に示すように、センサ10dは、工具30の一端によって押圧される部位であり、工具30によって押圧されない状態の原点位置に対して、自身の中心軸方向に変位可能、且つ、自身の中心軸に垂直な仮想平面に対して傾斜可能に支持されたヘッド12dと、ヘッド12dを自動的に原点位置に復帰させるバネ13と、工具30に押圧されたヘッド12dが中心軸方向に原点位置から所定距離移動したときに、ヘッド12dが接触してヘッド12dが原点位置から所定距離移動したことを示す検出信号を出力する複数の接触式のリミットスイッチ14d1〜14d4を備える。
That is, as shown in FIGS. 9A and 9B, the sensor 10 d is a part that is pressed by one end of the
また、図9(c)に示すように、複数の突起122d1〜122d4は、ヘッド12dにおける工具30の一端が接触する接触面に対向する裏面122dに、ヘッド12dの中心位置に対して回転対称位置に設けられる。また、図9(b)に示すように、複数の接触式のリミットスイッチ14d1〜14d4は、複数の突起122d1〜122d4に対応(対向)する位置に設けられる。
Further, as shown in FIG. 9C, the plurality of protrusions 122d1 to 122d4 are rotationally symmetric with respect to the center position of the
このようにすることによって、正常な工具30でヘッド12dを押圧した場合は、全てのリミットスイッチ14d1〜14d4から検出信号が出力され、複数の刃先のうち一部の刃先のみが折れている工具30でヘッド12dを押した場合は、一部のリミットスイッチ(14d1〜14d4のいずれか)のみから検出信号が出力されることになる。従って、正常な工具30でヘッド12dを押圧した場合と、複数の刃先のうち一部の刃先のみが折れている工具30でヘッド12dを押した場合とで、検出信号を出力したリミットスイッチ14d1〜14d4の個数をかえることができる。換言すると、検出信号の態様をかえることができる。よって、一端において中心軸に対して回転対称位置に複数の刃先が設けられた工具30の折損の有無を検出しやすくできる。
In this way, when the
なお、このセンサ10dを用いた場合、工具30の折損の有無を検出する検出方法としては、以下に示すような検出方法を採用すると好ましい。
In addition, when this sensor 10d is used, it is preferable to employ a detection method as described below as a detection method for detecting the presence or absence of breakage of the
まず、工具30にてヘッド12dを押圧させるために、工具30の中心軸とヘッド12dの中心軸とを一致させて、センサ10dと工具30とを基準位置から相対的に移動させる(駆動手段)。そして、センサ10dと工具30とが予め設定された距離だけ相対的に移動した状態で、複数のリミットスイッチ14d1〜14d4のうち検出信号を出力したリミットスイッチ14d1〜14d4の個数に基づいて、工具30の刃先の折損の有無を検出する(折損検出部)。つまり、全てのリミットスイッチ14d1〜14d4から検出信号が出力された場合は、工具30の刃先の折損はなく正常であると判定し、一部のリミットスイッチ(14d1〜14d4のいずれか)のみから検出信号が出力された場合は、工具30の刃先の折損があると判定する。
First, in order to press the
このようにすることによって、正常な工具30でヘッド12dを押圧した場合は、全てのリミットスイッチから検出信号が出力され、複数の刃先のうち一部の刃先のみが折れている工具で被押圧部を押した場合は、一部のリミットスイッチから検出信号が出力されることになる。従って、正常な工具で被押圧部を押圧した場合と、複数の刃先のうち一部の刃先のみが折れている工具で被押圧部を押した場合とで、検出信号を出力したリミットスイッチの個数をかえることができる。換言すると、検出信号の態様をかえることができる。よって、一端において中心軸に対して回転対称位置に複数の刃先が設けられた工具30の折損の有無を検出しやすくできる。
In this way, when the
10,10a〜10d センサ、11 ケース、111 第1部材、111a 貫通孔、112 第2部材、112a 螺子孔、113 螺子、114 穴部、115 正面部、115a 抜け防止部、115b 開口部、12,12c,12d ヘッド(被押圧部)、121 接触面、122,122d 裏面、122d1〜122d4 突起、123 側面、124 凹部、13 バネ(復元力発生部)、14,14d1〜14d4 リミットスイッチ(検出部)、14a1 発光部、14a2 受光部、14b1 距離センサ、151 保持部、151a 螺子孔、152 中心支持部、152a 螺子、16 バネ、17 配線、20 折損検出部、30 工具、311,312 刃先、311a,312a 傾斜部、311b,312b 側壁部、311c,312c 先端部、321,322 谷部、331,332 クーラント用穴部、341,342 段差部、40 工具ホルダ、50 被加工物、51 加工穴、52 山部、53 傾斜部、54 谷部、55 貫通孔 10, 10a to 10d sensor, 11 case, 111 first member, 111a through hole, 112 second member, 112a screw hole, 113 screw, 114 hole portion, 115 front portion, 115a drop prevention portion, 115b opening portion, 12, 12c, 12d Head (pressed portion), 121 Contact surface, 122, 122d Back surface, 122d1-122d4 Protrusion, 123 Side surface, 124 Recess, 13 Spring (restoring force generating portion), 14, 14d1-14d4 Limit switch (detecting portion) , 14a1 Light emitting part, 14a2 Light receiving part, 14b1 Distance sensor, 151 Holding part, 151a Screw hole, 152 Center support part, 152a Screw, 16 Spring, 17 Wiring, 20 Breakage detecting part, 30 Tool, 311 312 Cutting edge, 311a, 312a Inclined portion, 311b, 312b Side wall portion, 311 , 312c Tip, 321, 322 Valley, 331, 332 Coolant hole, 341, 342 Stepped portion, 40 Tool holder, 50 Work piece, 51 Drilling hole, 52 Mountain, 53 Inclined, 54 Valley, 55 Through hole
Claims (13)
前記工具の一端によって押圧される部位であり、前記工具によって押圧されない状態の原点位置に対して、自身の中心軸方向に変位可能、且つ、自身の中心軸に垂直な仮想平面に対して傾斜可能に支持された被押圧部と、
前記被押圧部を自動的に前記原点位置に復帰させる復元力発生部と、
前記工具に押圧された前記被押圧部が前記中心軸方向に移動した移動距離を検出し、当該被押圧部が当該原点位置から所定距離移動したことを示す検出信号を出力する検出部と
を備えることを特徴とする折損検出装置用のセンサ。 A sensor for a breakage detection device for detecting whether or not a tool edge has a breakage in a tool having a shape in which a plurality of cutting edges are provided at one end in a rotationally symmetric position with respect to the center axis and the cutting edge projects in the direction of the center axis. There,
It is a part that is pressed by one end of the tool, and can be displaced in the direction of its own central axis with respect to the origin position that is not pressed by the tool, and can be tilted with respect to a virtual plane perpendicular to its central axis A pressed part supported by
A restoring force generator that automatically returns the pressed portion to the origin position;
A detection unit that detects a movement distance that the pressed part that is pressed by the tool has moved in the direction of the central axis and that outputs a detection signal indicating that the pressed part has moved a predetermined distance from the origin position; A sensor for a breakage detection device.
前記工具の一端によって押圧される部位であり、前記工具によって押圧されない状態の原点位置に対して、自身の中心軸方向に変位可能、且つ、自身の中心軸に垂直な仮想平面に対して傾斜可能に支持された被押圧部と、
前記被押圧部を自動的に前記原点位置に復帰させる復元力発生部と、
前記工具に押圧された前記被押圧部が前記中心軸方向に前記原点位置から所定距離移動したときに、当該被押圧部が接触して当該被押圧部が当該原点位置から所定距離移動したことを示す検出信号を出力する複数の接触式のリミットスイッチを含む検出部と、を備え、
前記被押圧部は、前記工具の一端が接触する接触面に対向する裏面に、自身の中心位置に対して回転対称位置に複数の突起を有し、
複数の前記リミットスイッチは、複数の前記突起に対向する位置に設けられることを特徴とする折損検出装置用のセンサ。 A sensor for a breakage detection device that detects the presence or absence of breakage of a cutting edge of a tool provided with a plurality of cutting edges at a rotationally symmetrical position with respect to the central axis at one end,
It is a part that is pressed by one end of the tool, and can be displaced in the direction of its own central axis relative to the origin position that is not pressed by the tool, and can be tilted with respect to a virtual plane perpendicular to its central axis A pressed part supported by
A restoring force generator that automatically returns the pressed portion to the origin position;
When the pressed part pressed by the tool moves a predetermined distance from the origin position in the central axis direction, the pressed part comes into contact and the pressed part moves a predetermined distance from the origin position. A detection unit including a plurality of contact-type limit switches that output a detection signal indicating,
The pressed portion has a plurality of protrusions at rotationally symmetric positions with respect to its center position on the back surface facing the contact surface with which one end of the tool contacts.
The plurality of limit switches are provided at positions opposed to the plurality of protrusions.
前記工具にて前記被押圧部を押圧させるために、当該工具の中心軸と当該被押圧部の中心軸とを一致させて、前記センサと前記工具とを基準位置から相対的に移動させる駆動手段と、
前記検出部から検出信号が出力されるまでに、前記センサと前記工具とが基準位置から相対的に移動した移動距離を測定する測定手段と、
前記測定手段にて測定された前記移動距離が予め設定された基準距離と一致するか否かによって、前記刃先の折損の有無を検出する折損検出部と、
を備えることを特徴とする折損検出装置。 A sensor for a breakage detection device according to any one of claims 1 to 6,
In order to press the pressed portion with the tool, the driving means moves the sensor and the tool relatively from a reference position by matching the central axis of the tool with the central axis of the pressed portion. When,
Measuring means for measuring a moving distance in which the sensor and the tool are relatively moved from a reference position before a detection signal is output from the detection unit;
A breakage detecting unit that detects whether or not the blade edge is broken depending on whether or not the moving distance measured by the measuring means matches a preset reference distance;
A breakage detection device comprising:
前記工具にて前記被押圧部を押圧させるために、当該工具の中心軸と当該被押圧部の中心軸とを一致させて、前記センサと前記工具とを基準位置から予め設定された距離だけ相対的に移動させる駆動手段と、
前記センサと前記工具とが予め設定された距離だけ相対的に移動した状態で、前記検出部から検出信号が出力されたか否かによって、前記刃先の折損の有無を検出する折損検出部と、
を備えることを特徴とする折損検出装置。 A sensor for a breakage detection device according to any one of claims 1 to 6,
In order to press the pressed part with the tool, the center axis of the tool and the central axis of the pressed part are matched, and the sensor and the tool are relative to each other by a predetermined distance from a reference position. Driving means for moving automatically,
In a state where the sensor and the tool are relatively moved by a preset distance, a breakage detection unit that detects the presence or absence of breakage of the cutting edge depending on whether a detection signal is output from the detection unit;
A breakage detection device comprising:
前記工具にて前記被押圧部を押圧させるために、当該工具の中心軸と当該被押圧部の中心軸とを一致させて、前記センサと前記工具とを基準位置から相対的に移動させる駆動手段と、
前記検出部から出力される移動距離に応じた信号に基づいて、前記センサと前記工具とが基準位置から相対的に移動した移動距離を測定する測定手段と、
前記測定手段にて測定された前記移動距離に基づいて、前記刃先の折損の有無を検出する折損検出部と、
を備えることを特徴とする折損検出装置。 A sensor for a breakage detection device according to claim 6;
In order to press the pressed portion with the tool, the driving means moves the sensor and the tool relatively from a reference position by matching the central axis of the tool with the central axis of the pressed portion. When,
Based on a signal corresponding to the movement distance output from the detection unit, measuring means for measuring the movement distance that the sensor and the tool have moved relative to a reference position;
On the basis of the moving distance measured by the measuring means, a breakage detection unit that detects the presence or absence of breakage of the cutting edge,
A breakage detection device comprising:
前記工具にて前記被押圧部を押圧させるために、当該工具の中心軸と当該被押圧部の中心軸とを一致させて、前記センサと前記工具とを基準位置から相対的に移動させる駆動手段と、
前記センサと前記工具とが予め設定された距離だけ相対的に移動した状態で、複数の前記リミットスイッチのうち検出信号を出力した当該リミットスイッチの個数に基づいて、前記刃先の折損の有無を検出する折損検出部と、
を備えることを特徴とする折損検出装置。 A sensor for a breakage detection device according to any one of claims 7 to 9,
In order to press the pressed portion with the tool, the driving means moves the sensor and the tool relatively from a reference position by matching the central axis of the tool with the central axis of the pressed portion. When,
With the sensor and the tool relatively moved by a preset distance, the presence or absence of breakage of the cutting edge is detected based on the number of limit switches that output detection signals among the plurality of limit switches. A breakage detection unit,
A breakage detection device comprising:
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