JP2016080422A - Pressure measurement device and pressure measurement device system - Google Patents

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篤 嶋本
Atsushi Shimamoto
篤 嶋本
修康 亀崎
Nobuyasu Kamezaki
修康 亀崎
康之 杉山
Yasuyuki Sugiyama
康之 杉山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressure measurement device for detecting clogging in an air path for blowing out air and provided on the main shaft of a machine tool in order to clean a tool holder attachable/detachable to and from the main shaft, the one that is designed to be chargeable with electric power without removing a body cover.SOLUTION: A tool holder attachable/detachable to and from the main shaft of a tool machine is had, and a passage is provided in the tool holder and the body in correspondence to a first passage for blowing out air and provided on the main shaft of the tool machine, the pressure of a pressure detection passage therein is detected, and this pressure information and remaining power supply information are transmitted to the outside by wireless. The pressure measurement device presented herein includes a power-receiving unit of a separate type transformer that makes contactless power feeding, a rechargeable power supply, and a charge circuit. When the remaining amount of power supply declines, charging is promoted by alarm indication, etc., and the pressure measurement device body is inserted into a power transmission stand having the power transmission unit of a power-transmittable and contactless power feeding separate type transformer and power is transmitted, whereby the power supply is charged with electricity.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ドリルなどの加工用工具を保持した工具ホルダを、工作機械の主軸に装着する際に、主軸と当接する工具ホルダのフランジ端面部の清掃を行うために、工作機械の主軸側に設けて圧力エアを吹き出すエア経路の詰まりを検出する圧力測定装置に関するものである。   In the present invention, when a tool holder holding a machining tool such as a drill is mounted on a spindle of a machine tool, the flange end surface portion of the tool holder that comes into contact with the spindle is cleaned on the spindle side of the machine tool. The present invention relates to a pressure measuring device that detects clogging of an air path that is provided and blows out pressure air.

一般に、マシニングセンタのような工作機械では、主軸の内周面に工具ホルダを介して加工用工具を保持する機構を有すると共に、この加工用工具を脱着可能にする機構を設け、所望の加工をするための複数の工具が整列されたマガジンから必要な工具を自動搬送装置で選択して、主軸に装着して加工を行うことができるように構成されている。   In general, a machine tool such as a machining center has a mechanism for holding a machining tool via a tool holder on the inner peripheral surface of a main shaft, and a mechanism that allows the machining tool to be attached and detached to perform desired machining. For example, a necessary tool is selected from a magazine in which a plurality of tools are arranged with an automatic conveying device, and the tool is mounted on a main shaft to perform processing.

マシニングセンタではこのようなオートツールチェンジャ等の自動機器の導入が進み、機械加工の自動化が飛躍的に進展し、主軸部への加工用工具の交換頻度の増加が顕著となった。自動交換に際して主軸に当接する工具ホルダのフランジ端面部は、加工用工具の交換時には主軸側から吹き出す圧力エアブローで清掃されて、異物の付着が無く清浄化された状態にあることは非常に重要である。   With the introduction of such automatic tools such as an auto tool changer at the machining center, the automation of machining has progressed dramatically, and the frequency of exchanging machining tools to the spindle has increased significantly. It is very important that the flange end face of the tool holder that comes into contact with the spindle during automatic replacement is cleaned with pressure air blown from the spindle side when the machining tool is replaced, so that there is no foreign matter attached. is there.

もしこのような工作機械の主軸内に設けられた圧力エアの流路中に詰まりが生じていたり、圧力エア供給源に障害が生じたりすると、清掃が充分に行われず主軸と加工用工具の間に異物が存在して、加工用工具の保持姿勢寸法に誤差が生じ、加工精度に影響を及ぼす恐れがある。   If the pressure air flow path provided in the spindle of such a machine tool is clogged or the pressure air supply source is obstructed, the cleaning will not be performed sufficiently and the spindle and machining tool will not be cleaned. There is a possibility that foreign matter exists in the workpiece, and an error occurs in the holding posture dimension of the machining tool, which affects the machining accuracy.

従来、この圧力エアの流路の詰まりを検出するものとして、特許文献1が開示されている。そこでは、圧力エア供給源からエア供給流路に供給されたエアの圧力または流量を測定して加工用工具の装着有無を判定し、さらに工具ホルダのシャンクテーパ部がクランプされた状態において、エア噴射孔のエアの圧力または流量を測定し、予め測定した良好な装着状態との値を比較して装着不良の有無を判定している。   Conventionally, Patent Document 1 is disclosed as means for detecting clogging of the flow path of the pressure air. There, the pressure or flow rate of the air supplied from the pressure air supply source to the air supply flow path is measured to determine whether or not the machining tool is mounted, and in the state where the shank taper portion of the tool holder is clamped, The pressure or flow rate of air in the injection hole is measured, and the presence or absence of mounting failure is determined by comparing the value with a good mounting state measured in advance.

特許第4896580号公報Japanese Patent No. 4896580

ところが、特許文献1に開示された工作機械の主軸に設けられた圧力エアの流路の詰まりを検出するものでは、エアの圧力や流量の測定を主軸側で行っているため常に状態を監視できるという利点はあるものの、構造が複雑になり、本来の加工の目的ではない付帯装置が付くため、複雑な機構によるコストアップやメンテナンス作業の煩雑化等の課題があった。また目詰まりの有無の判定のため、判定基準値の条件出しが必要であり、エアの圧力や流量の測定のディレイタイミングなど細かな調整を必要としていた。   However, in the case of detecting clogging of the flow path of the pressure air provided on the spindle of the machine tool disclosed in Patent Document 1, the state of the pressure can be constantly monitored because the measurement of the air pressure and flow rate is performed on the spindle side. However, since the structure is complicated and an auxiliary device that is not the purpose of the original processing is attached, there are problems such as cost increase due to a complicated mechanism and complicated maintenance work. In addition, in order to determine the presence or absence of clogging, it is necessary to set a condition for the determination reference value, and fine adjustments such as a delay timing for measuring air pressure and flow rate are required.

一方、図4から図6に示すような、加工用工具と同様に工具ホルダを有して、工作機械の主軸100に取り付けて、圧力エアの流路の詰まりを目視で検出する圧力測定装置が公知であって使用されている。これは主軸100に8系統設けられた圧力エアを噴き出す第1の流路101に合わせた位置で、工具ホルダ2に第2の流路202があって、これと繋がって圧力測定部41にも第3の流路203があり、さらにこれと繋がって第7の流路207、および第8の流路208がそれぞれ8系統設けられている。そしてシリンダ42とそのシリンダ内部45で摺動可能なピストン43が第7の流路207に接続されている。主軸側の圧力エア供給源からエア流路に供給された圧力エアは主軸100側の第1の流路101、圧力測定装置側の第2の流路202、第3の流路203、第7の流路207を経てシリンダ内部45へ到達し、シリンダ内部45において摺動可能なピストン43を押し出し、その際のピストン43の動きや移動した距離で流路の状態を検出することができる。ピストン43aはエアの流れが良好な流路の場合であり、シリンダ42の終端まで移動している。これに対して、ピストン43b、43cは途中で留まり、エアの流路に詰まりが生じている場合である。なおシリンダ内部45の容積を超えて注入された圧力エアは第8の流路208を通じて外部へ放出される。   On the other hand, as shown in FIGS. 4 to 6, there is a pressure measuring device that has a tool holder similar to a machining tool, is attached to a main spindle 100 of a machine tool, and visually detects clogging of a flow path of pressure air. Known and used. This is a position corresponding to the first flow path 101 for jetting pressure air provided on the main shaft 100, and the tool holder 2 has a second flow path 202, which is connected to the pressure measurement section 41 as well. There is a third flow path 203, and further, there are provided seven systems of seventh flow path 207 and eighth flow path 208, respectively. The cylinder 43 and the piston 43 slidable in the cylinder interior 45 are connected to the seventh flow path 207. The pressure air supplied from the pressure air supply source on the main shaft side to the air flow path is the first flow path 101 on the main shaft 100 side, the second flow path 202 on the pressure measuring device side, the third flow path 203, and the seventh. It reaches the cylinder interior 45 through the flow path 207, pushes out the slidable piston 43 in the cylinder interior 45, and the state of the flow path can be detected by the movement and distance moved of the piston 43 at that time. The piston 43a is a flow path with a good air flow, and has moved to the end of the cylinder. On the other hand, the pistons 43b and 43c stay on the way, and the air flow path is clogged. Note that the pressure air injected beyond the capacity of the cylinder interior 45 is discharged to the outside through the eighth flow path 208.

このような機構によって流路の目詰まりを検出する場合、摺動可能なピストンはメカニカル式でありそれも複数存在するため摺動抵抗によるばらつきがあること、シリンダはある程度の長さが必要であり曲がりやすいこと、ピストンの動きと移動ストローク量の確認は工作機械を停止させて人間が目視で行わねばならないこと、一度エア噴射を受けたピストンは伸びたまま戻らないこと、流路、ピストンおよびシリンダの頻繁な清掃が必要であること等、多くの難点があった。よってこの圧力センサを電気式に置き換えるとすれば、電源が必要となり、電源が電池式の場合、電池の残量が減った際に圧力測定装置のカバーを開けて電池を交換するのが通常想定される方法である。圧力測定装置はクーラントのミストが発生する場所での使用が必須のため電気部分は密閉されることが必要である。従って電池交換のためカバーの開閉をその都度繰り返し行うとカバーの開閉に係る部品の劣化によって密閉状態の低下が起こりやすかった。   When clogging of the flow path is detected by such a mechanism, the slidable piston is a mechanical type, and since there are a plurality of pistons, there is variation due to sliding resistance, and the cylinder needs to have a certain length. It is easy to bend, the movement of the piston and the amount of movement stroke must be confirmed by human eyes with the machine tool stopped, the piston that has been subjected to air injection once does not return stretched, the flow path, piston and cylinder There were many difficulties, such as the need for frequent cleaning. Therefore, if this pressure sensor is replaced with an electric type, a power source is required. When the power source is a battery type, it is usually assumed that the battery is replaced by opening the cover of the pressure measuring device when the remaining battery level is low. Is the method. Since the pressure measuring device must be used in a place where the mist of the coolant is generated, it is necessary that the electrical part be sealed. Accordingly, when the cover is repeatedly opened and closed for battery replacement, the sealed state is likely to be lowered due to deterioration of parts related to the opening and closing of the cover.

本発明は、上記の欠点を補って、本体のカバーを外すこと無く電源への充電を行うことが可能な圧力測定装置および圧力測定装置システムを得ることが目的である。   An object of the present invention is to provide a pressure measuring device and a pressure measuring device system capable of charging the power source without removing the cover of the main body, making up for the above drawbacks.

本発明に係る圧力測定装置は、
工作機械の主軸に脱着可能な工具ホルダへ清掃用の圧力エアを吹き出すために、主軸に設けられた第1の流路の詰まりを検出する、主軸に脱着可能な圧力測定装置であって、
第1の流路と繋がって圧力エアの圧力を測定する部位を有する圧力測定部に設けられ、圧力エアの圧力を検知して圧力検知信号を出力する圧力センサと、
圧力センサからの圧力検知信号によって圧力値を演算し、圧力値を基にした圧力情報を無線にて送信する制御回路を有する制御回路基板と、
圧力センサおよび制御回路基板に電力を供給する充電可能な電源と、
制御回路基板に電気的に繋がって、非接触で電力を受電可能な分離型変圧器の受電部と、を備え、
制御回路基板が、電源を充電する充電回路を有するとともに、電源の残量情報を算出して残量情報を無線にて送信する機能を有して構成されている。
The pressure measuring device according to the present invention is:
A pressure measuring device detachable from the main shaft for detecting clogging of the first flow path provided in the main shaft in order to blow out pressure air for cleaning to a tool holder detachable from the main shaft of the machine tool,
A pressure sensor connected to the first flow path and having a portion for measuring the pressure air pressure, and detecting a pressure air pressure and outputting a pressure detection signal;
A control circuit board having a control circuit that calculates a pressure value based on a pressure detection signal from the pressure sensor and wirelessly transmits pressure information based on the pressure value;
A rechargeable power supply for supplying power to the pressure sensor and control circuit board;
A power receiving unit of a separate transformer that is electrically connected to the control circuit board and can receive power in a contactless manner;
The control circuit board has a charging circuit for charging the power supply, and has a function of calculating the remaining amount information of the power supply and transmitting the remaining amount information wirelessly.

また、電源が、二次電池および電気二重層キャパシタの少なくとも一つ以上であることが好ましい。   The power source is preferably at least one of a secondary battery and an electric double layer capacitor.

本発明に係る圧力測定装置システムは、
圧力測定装置と、
圧力測定装置の受電部に対向して圧力測定装置と別体で設けられ、受電部へ非接触で電力を送電可能な分離型変圧器の送電部と、
圧力測定装置から無線送信される残量情報を受信して、残量情報を画像および音の少なくとも一つ以上にて出力する残量情報出力手段と、
を有して構成されている。
The pressure measuring device system according to the present invention includes:
A pressure measuring device;
A power transmission unit of a separate transformer that is provided separately from the pressure measurement device facing the power reception unit of the pressure measurement device, and that can transmit power to the power reception unit in a non-contact manner,
Remaining amount information output means for receiving the remaining amount information wirelessly transmitted from the pressure measuring device and outputting the remaining amount information as at least one of an image and sound;
It is comprised.

本発明の実施形態を示した圧力測定装置の構成を示す斜視図The perspective view which shows the structure of the pressure measuring device which showed embodiment of this invention 本発明の実施形態を示した圧力測定装置を中央で切断した断面斜視図The cross-sectional perspective view which cut | disconnected the pressure measuring device which showed embodiment of this invention in the center 本発明の実施形態において送受電を行う際の圧力測定装置システムの構成図The block diagram of the pressure measuring device system at the time of performing power transmission / reception in the embodiment of the present invention 従来の圧力測定装置と主軸の構成斜視図Configuration perspective view of conventional pressure measuring device and spindle 従来の圧力測定装置と主軸の構成斜視図Configuration perspective view of conventional pressure measuring device and spindle 主軸に取り付けられて圧力検知が行われた時の、従来の圧力測定装置を中央で切断した断面斜視図Cross-sectional perspective view of a conventional pressure measuring device cut at the center when pressure detection is performed by attaching to the spindle

以下、本発明による実施形態について、図面をもとに詳細な説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の実施形態を示した圧力測定装置1の構成斜視図であり、カバーケース3を外した斜視図であって圧力測定装置1の内部を示したものである。   FIG. 1 is a structural perspective view of a pressure measuring device 1 showing an embodiment of the present invention, and is a perspective view with a cover case 3 removed, showing the inside of the pressure measuring device 1.

工具ホルダ2のシャンクテーパ部2aは、図4で示した主軸100の内部に引き込まれ、主軸100にテーパ部とフランジ端面部の2面拘束で拘束されるテーパシャンク工具ホルダである。本実施例ではJIS B 6065−1,2規格による2面拘束形モジュラテーパ工具ホルダを用いているが、他の2面拘束形工具ホルダでも実施は可能である。   The shank taper portion 2a of the tool holder 2 is a taper shank tool holder that is drawn into the main shaft 100 shown in FIG. 4 and is restrained by the main shaft 100 by two-surface restraint of a taper portion and a flange end surface portion. In this embodiment, a two-surface constrained modular taper tool holder according to JIS B 6065-1 and 2 standards is used, but other two-surface constrained tool holders can be used.

フランジ部2bは、シャンクテーパ部2aと一体となっていて、マシニングセンタのオートツールチェンジャにて工具マガジンに保管されている複数の加工用工具を所望の加工内容に応じて選択、交換のために設けられているものであり、本発明の圧力測定装置1でもこれを有している。また主軸100の第1の流路101に対応して、8系統の貫通したエア流路を有している。   The flange portion 2b is integrated with the shank taper portion 2a, and is provided for selecting and replacing a plurality of machining tools stored in the tool magazine in the machining center auto tool changer according to the desired machining content. The pressure measuring device 1 of the present invention also has this. Corresponding to the first flow path 101 of the main shaft 100, there are eight air flow paths penetrating.

圧力測定部4にはフランジ部2bと繋がって、8系統のエア流路を有すると共に、圧力を検知する部材等が収納されており、カップ状の形状であって、材質はクーラント等による腐食を防止するためA6061なるアルミ合金を用いている。   The pressure measuring part 4 is connected to the flange part 2b, has eight air flow paths, and houses members for detecting pressure, etc., has a cup shape, and is made of material that is not corroded by coolant or the like. In order to prevent this, an aluminum alloy of A6061 is used.

圧力センサ5は、圧力測定部4に設けられたエア流路内に挿入されて、流路内の圧力を検知する。本実施例では、メトロダインマイクロシステム社製のアナログ気圧センサを用いている。そして圧力測定部4には8系統のエア流路があるため、それぞれの経路に対して圧力センサ5が計8個設けられている。   The pressure sensor 5 is inserted into an air flow path provided in the pressure measurement unit 4 and detects the pressure in the flow path. In this embodiment, an analog atmospheric pressure sensor manufactured by Metrodyne Microsystem is used. Since the pressure measuring unit 4 has eight air flow paths, a total of eight pressure sensors 5 are provided for each path.

配線基板6は8個の圧力センサ5の入出力配線を行う基板であって、円環状の形状で圧力測定部4の内部にて固定されている。圧力センサ5がこの基板上に実装されていて、圧力センサ5の駆動用電源と圧力検知の出力電圧の電気配線がなされており、不図示のコネクタおよびケーブルによって後述の制御回路基板9と接続されている。また配線基板6は、リジッドなベース材上に貼られたフレキシブル配線板であっても良く、制御回路基板9との接続部がこのフレキシブル配線板の延長部で構成されていても良い。   The wiring board 6 is a board for performing input / output wiring of the eight pressure sensors 5, and is fixed in the pressure measuring unit 4 in an annular shape. The pressure sensor 5 is mounted on this board, and the power supply for driving the pressure sensor 5 and the electrical wiring of the output voltage for pressure detection are made, and connected to a control circuit board 9 described later by a connector and a cable (not shown). ing. Moreover, the wiring board 6 may be a flexible wiring board affixed on a rigid base material, and the connection part with the control circuit board 9 may be comprised of the extension part of this flexible wiring board.

電源7は、不図示の電線ケーブルもしくは導電性の金属板など電気的に接続する手段により、圧力センサ5および制御回路基板9へ電力を供給している。本実施例では充電可能な2次電池であって、ニッケル水素もしくはリチウムイオン電池を用いている。また電源7を電気二重層キャパシタで構成した場合は、急速に充電が可能であり、電源の種類は、圧力センサ5および制御回路基板9の消費電力や圧力測定装置1に要求される連続使用時間、使用条件を考慮して適宜選択されるものである。   The power source 7 supplies electric power to the pressure sensor 5 and the control circuit board 9 by means of electrical connection such as an unillustrated electric cable or conductive metal plate. In this embodiment, a rechargeable secondary battery is used, which is a nickel metal hydride or lithium ion battery. Further, when the power source 7 is composed of an electric double layer capacitor, it can be charged quickly, and the type of power source is the power consumption of the pressure sensor 5 and the control circuit board 9 and the continuous use time required for the pressure measuring device 1. These are appropriately selected in consideration of use conditions.

制御回路基板9は、圧力センサ5へ駆動のための電力を供給するとともに、圧力センサ5にて得られた電圧出力を受けて圧力値を演算し、これを基に圧力情報を生成して、この信号をA/D変換および変調して、無線にて外部へ送信する。本実施例では2.4GHzの無線を用いているが、5GHz、920MHzなどの周波数の無線による送信であっても良い。無線にて送信された信号は、受信機を有するパーソナルコンピュータ、受信機を有する工作機械、もしくは工作機械に繋がって受信機を有するパーソナルコンピュータなどで受信および復調されて、圧力測定値がデータにて保管される。また予め圧力測定値にしきい値を設けておき、しきい値以下であった場合、警告音を発したり、工作機械を停止させたりすることが可能である。さらに電源7の電圧やインピーダンスを所定の時間間隔でサンプリングして電源7の残量を監視し、電源7の残量情報を無線にて送信する機能も有している。   The control circuit board 9 supplies electric power for driving to the pressure sensor 5, receives the voltage output obtained by the pressure sensor 5, calculates a pressure value, generates pressure information based on this, This signal is A / D converted and modulated and transmitted to the outside by radio. In this embodiment, 2.4 GHz radio is used, but radio transmission at a frequency such as 5 GHz or 920 MHz may be used. The signal transmitted wirelessly is received and demodulated by a personal computer having a receiver, a machine tool having a receiver, or a personal computer having a receiver connected to the machine tool, and the pressure measurement value is converted into data. Stored. In addition, a threshold value is set in advance in the pressure measurement value, and if it is below the threshold value, a warning sound can be emitted or the machine tool can be stopped. Furthermore, the power supply 7 has a function of sampling the voltage and impedance of the power supply 7 at predetermined time intervals to monitor the remaining amount of the power supply 7 and transmitting the remaining amount information of the power supply 7 wirelessly.

保持板10は、カップ状の圧力測定部4の底部に固定されていて、カップ円筒軸方向に伸びた形状をしており、電源7および制御回路基板9の間にあってこれらを保持している。また後述の分離型変圧器コイルの受電側である受電部300も固定支持している。   The holding plate 10 is fixed to the bottom of the cup-shaped pressure measuring unit 4, has a shape extending in the cup cylindrical axis direction, and is held between the power source 7 and the control circuit board 9. In addition, a power receiving unit 300 which is a power receiving side of a separate transformer coil described later is also fixedly supported.

カバーケース3はカップ状の形状を成してプラスティック材で出来ており、圧力測定部4に螺合されて圧力測定装置1の内部の部材を覆うように設けられ、O(オー)リング8によってその気密が保たれている。圧力測定装置1はマシニングセンタなどの工作機械で使用されるため、クーラントおよび切削粉などが降りかかる環境であって、これらから電気回路等を保護するための気密性が必要である。   The cover case 3 has a cup shape and is made of a plastic material. The cover case 3 is provided so as to be screwed into the pressure measuring unit 4 so as to cover the members inside the pressure measuring device 1. The airtightness is maintained. Since the pressure measuring device 1 is used in a machine tool such as a machining center, it is an environment where coolant, cutting powder, and the like fall, and airtightness is required to protect the electric circuit and the like from these environments.

次いで図2を参照して、本発明の第1の実施例を説明する。図2は本発明の圧力測定装置1の中央で切断した断面斜視図であり、8系統の流路のうち2つの流路が示されている。尚、8系統の流路は全て同一形状で、カップ状の圧力測定部4の中心軸を中心として放射状に形成されている。   Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional perspective view cut at the center of the pressure measuring device 1 of the present invention, and shows two of the eight channels. The eight channels are all in the same shape and are radially formed around the central axis of the cup-shaped pressure measuring unit 4.

フランジ端面部2cは主軸100と当接する面であり、前述のように加工用工具ではこの面に異物等が無いように保たれることが重要である。   The flange end surface portion 2c is a surface that comes into contact with the main shaft 100, and as described above, it is important that the surface of the processing tool is kept free from foreign matter or the like.

フランジ端面部2cを起点として、8個の第1の流路101それぞれに繋がって、第2の流路202が軸方向へ設けられている。本実施例では第2の流路202はその断面が直径2mmの円形であって、起点部はテーパがつけられている。   Starting from the flange end surface portion 2c, the second flow path 202 is provided in the axial direction so as to be connected to each of the eight first flow paths 101. In this embodiment, the second flow path 202 has a circular shape with a cross section of 2 mm in diameter, and the starting portion is tapered.

第2の流路202、第3の流路203はそれぞれ工具ホルダ2、圧力測定部4に連続して繋がっており、Oリング11によってその境界部の気密がなされている。第3の流路203もその断面が直径2mmの円形である。   The second flow path 202 and the third flow path 203 are continuously connected to the tool holder 2 and the pressure measurement unit 4, respectively, and the boundary is hermetically sealed by the O-ring 11. The third channel 203 is also circular with a cross section of 2 mm in diameter.

第4の流路204は第3の流路203から垂直に曲がって圧力測定部4の半径方向に設けられ、本実施例ではその断面の直径が1.45mmの円形である。   The fourth flow path 204 is bent perpendicularly from the third flow path 203 and is provided in the radial direction of the pressure measurement unit 4. In the present embodiment, the fourth flow path 204 is circular with a cross-sectional diameter of 1.45 mm.

第5の流路205は第4の流路204から垂直に分岐して圧力測定部4の軸方向へ設けたものであり、圧力センサ5が流路内に置かれていて、その断面の直径は3mmの円形としている。   The fifth flow path 205 branches vertically from the fourth flow path 204 and is provided in the axial direction of the pressure measurement unit 4. The pressure sensor 5 is placed in the flow path and has a cross-sectional diameter. Is a 3 mm circle.

第6の流路206は第4の流路と繋がって、半径方向にさらに伸びて設けられている。その断面の直径は2.5mmの円形としている。   The sixth channel 206 is connected to the fourth channel and is further extended in the radial direction. The diameter of the cross section is a circle of 2.5 mm.

以上の各流路の直径寸法は本実施形態での値であって、これらの値はマシニングセンタの第1の流路101の形状や吹き出す圧力エアの設定圧力によって最適なものが採用される。   The above-mentioned diameter dimensions of the respective flow paths are values in the present embodiment, and these values are optimum depending on the shape of the first flow path 101 of the machining center and the set pressure of the blown-out pressure air.

一方、電源7に対する充電は非接触充電の方法を用いており、分離型変圧器の対をなす受電側を圧力測定装置1に、送電側を送電スタンド408に設けている。分離型変圧器コイルの受電側が受電部300であって、シールド板301、平板コア302、コイル303、コイルホルダ304にて構成されていて、受電部300として保持板10に接着して取り付けられている。   On the other hand, the power supply 7 is charged by a non-contact charging method, in which the power receiving side forming the pair of the separation type transformer is provided in the pressure measuring device 1 and the power transmission side is provided in the power transmission stand 408. The power receiving side of the separate transformer coil is a power receiving unit 300, which is composed of a shield plate 301, a flat core 302, a coil 303, and a coil holder 304, and is attached to the holding plate 10 as the power receiving unit 300. Yes.

シールド板301はこの受電部300のベースであり、受電部300を支持するとともに非接触電力伝送時の磁束の漏れを防止するためにアルミニウム板を使用している。   The shield plate 301 is a base of the power reception unit 300, and uses an aluminum plate to support the power reception unit 300 and prevent leakage of magnetic flux during non-contact power transmission.

平板コア302は円盤状のフェライトでシールド板301上に接着されていて、送電側にて発生した交流磁束を透過してコイル303に電流を誘起させる。   The flat core 302 is bonded to the shield plate 301 with a disk-shaped ferrite, and transmits an alternating magnetic flux generated on the power transmission side to induce a current in the coil 303.

コイル303はドーナツ状に巻かれていて、制御回路基板9内に設けられている整流化回路に繋がっている。   The coil 303 is wound in a donut shape and is connected to a rectification circuit provided in the control circuit board 9.

コイルホルダ304は、コイル303の保持とコイル303からの引き出し線のガイドをするとともに周囲との絶縁も兼ねて平板コア302に固着されている。そしてカバーケース3の円筒カップ状の内側底部と接する位置に配置され、非接触電力伝送を行えるように構成されている。   The coil holder 304 is fixed to the flat core 302 so as to hold the coil 303 and guide the lead wire from the coil 303 and also to insulate it from the surroundings. And it arrange | positions in the position which contact | connects the cylindrical cup-shaped inner bottom part of the cover case 3, and it is comprised so that non-contact electric power transmission can be performed.

図3は、本発明の実施形態において送受電を行う際の圧力測定装置と送電スタンドおよびパーソナルコンピュータによる圧力測定装置システムの断面図およびシステム図を示している。   FIG. 3 shows a cross-sectional view and a system diagram of a pressure measurement device system using a pressure measurement device, a power transmission stand, and a personal computer when power is transmitted and received in the embodiment of the present invention.

送電スタンド408は、圧力測定装置1側に非接触にて電力を伝送する目的で構成されており、圧力測定装置1側の受電部300と対向して設けられた送電部400と、送電側基板405と、底板406、孔407、送電スタンド408で構成されている。   The power transmission stand 408 is configured for non-contact power transmission to the pressure measurement device 1 side, and includes a power transmission unit 400 provided facing the power reception unit 300 on the pressure measurement device 1 side, and a power transmission side substrate. 405, a bottom plate 406, a hole 407, and a power transmission stand 408.

送電部400は受電部300と略同じ部材、略同じ形状で設けられ、一対で分離型変圧器を構成している。   The power transmission unit 400 is provided with substantially the same members and substantially the same shape as the power reception unit 300, and constitutes a separate transformer in a pair.

送電側基板405は、外部の直流電源装置から電力を得て、インバータ回路にて交流に変換した電流を送電側コイル403に通電して交流磁界を発生させている。   The power transmission side substrate 405 obtains electric power from an external DC power supply device, and passes the current converted to AC by the inverter circuit to the power transmission side coil 403 to generate an AC magnetic field.

送電スタンド408は、送電部400および送電側基板405を内部に格納して、圧力測定装置1のカバーケース3の軸方向の一部が挿入できるようになっている。ゆえに、受電部300と送電部400が、カバーケース3と送電スタンド408を挟んで対向するように構成され、非接触電力伝送がなされる。孔407は送電スタンド408にカバーケース3を挿入する際の空気および付着したクーラント等の逃げ孔であって挿入を容易にしている。   The power transmission stand 408 stores the power transmission unit 400 and the power transmission side substrate 405 therein so that a part of the cover case 3 of the pressure measuring device 1 in the axial direction can be inserted. Therefore, the power reception unit 300 and the power transmission unit 400 are configured to face each other with the cover case 3 and the power transmission stand 408 interposed therebetween, and non-contact power transmission is performed. The hole 407 is an escape hole for air and adhering coolant when the cover case 3 is inserted into the power transmission stand 408 and facilitates insertion.

コイル303にて発生した電流は、制御回路基板9内の整流化回路にて整流され、制御回路基板9内の充電回路によって電源7が充電される。   The current generated in the coil 303 is rectified by a rectification circuit in the control circuit board 9 and the power supply 7 is charged by the charging circuit in the control circuit board 9.

カバーケース3と圧力測定部4の間にはOリング8があって内部の気密が保たれるようにしているが、電源7の充電の度にカバーケース3を外す作業により、使用環境によってはOリング8やカバーケース3の劣化を促進して気密の低下を引き起こす場合がある。本発明の実施形態では、非接触電力伝送を用いて圧力測定装置1内の電源7を充電することが出来るため、わざわざカバーケース3を外さなくても電源7の充電が可能である。   An O-ring 8 is provided between the cover case 3 and the pressure measuring unit 4 so as to keep the inside airtight. However, depending on the usage environment, the cover case 3 is removed every time the power source 7 is charged. There is a case where deterioration of the O-ring 8 and the cover case 3 is promoted to cause a decrease in airtightness. In the embodiment of the present invention, since the power source 7 in the pressure measuring device 1 can be charged using non-contact power transmission, the power source 7 can be charged without bothering to remove the cover case 3.

パーソナルコンピュータ503は圧力測定装置1から送信される情報を受信できる受信機能を有している。従って、パーソナルコンピュータ503は無線にて電源7の残量情報を受信して、残量情報を画像および音にて出力する情報出力手段も同時に有する。故に適切な時に充電を促す圧力測定装置システム20が可能となる。   The personal computer 503 has a receiving function capable of receiving information transmitted from the pressure measuring device 1. Therefore, the personal computer 503 also has information output means for receiving the remaining amount information of the power source 7 wirelessly and outputting the remaining amount information as an image and sound. Therefore, a pressure measuring device system 20 that prompts charging at an appropriate time is possible.

また、圧力測定装置1が送電スタンド408に挿入されて送受電が行われ、電源7への充電が行われている際に、制御回路基板9は電源7の残量すなわち充電の状態の情報を算出してこれを無線にて送信する。パーソナルコンピュータ503はこれを受信して充電の状態情報を画像もしくは音にて出力し、電源7の残量や充電完了までの残時間などを出力することが出来る。   In addition, when the pressure measuring device 1 is inserted into the power transmission stand 408 to perform power transmission / reception and to charge the power source 7, the control circuit board 9 displays information on the remaining amount of the power source 7, that is, the state of charge. Calculate and transmit this wirelessly. The personal computer 503 receives this and outputs the charging status information as an image or sound, and can output the remaining amount of the power supply 7 and the remaining time until the charging is completed.

以上説明した本発明による圧力測定装置1を、マシニングセンタのオートツールチェンジャの工具マガジンに装着しておき、マシニングセンタのプログラミングによってこの圧力測定装置1を任意のタイミングで選択して主軸100に装着して圧力エアを吹き出させることで、主軸100に設けられた第1の流路101の目詰りチェックを行うことができる。圧力測定装置1内の電源7の残量情報が無線にて得られ、しかも電源7の充電時の状態を容易に知ることが出来るため、可能な限りロス時間を生まずに電源7の充電を行うスケジューリングが容易となる。   The pressure measuring device 1 according to the present invention described above is mounted on a tool magazine of an automatic tool changer of a machining center, the pressure measuring device 1 is selected at an arbitrary timing by programming of the machining center, and is mounted on a main shaft 100 to perform pressure. By blowing out the air, the clogging check of the first flow path 101 provided in the main shaft 100 can be performed. Since the remaining amount information of the power source 7 in the pressure measuring device 1 can be obtained wirelessly, and the state when the power source 7 is charged can be easily known, the power source 7 can be charged without causing as much loss time as possible. The scheduling to be performed becomes easy.

また本発明による圧力測定装置1は、同じ規格の工具ホルダに対応した工作機械であれば使用が可能なため、汎用性が高く、他の同規格の工作機械への使い回しが可能という利点もある。
Further, the pressure measuring device 1 according to the present invention can be used as long as it is a machine tool corresponding to a tool holder of the same standard, so that it is highly versatile and can be used for other machine tools of the same standard. is there.

本発明の活用例として、マシニングセンタなどの工作機械の保全ツールとしての適用が可能である。   As an application example of the present invention, it can be applied as a maintenance tool of a machine tool such as a machining center.

1 圧力測定装置
2 工具ホルダ
2a シャンクテーパ部
2b フランジ部
2c フランジ端面部
3 カバーケース
4 圧力測定部
5 圧力センサ
6 配線基板
7 電源
8 Oリング
9 制御回路基板
10 保持板
11 Oリング
12 圧力測定装置システム
41 圧力測定部
42 シリンダ
43、43a、43b、43c ピストン
44 Oリング
45 シリンダ内部
100 主軸
101 第1の流路
202 第2の流路
203 第3の流路
204 第4の流路
205 第5の流路
206 第6の流路
207 第7の流路
208 第8の流路
300 受電部
301 シールド板
302 平板コア
303 コイル
304 コイルホルダ
400 送電部
401 送電側シールド板
402 送電側平板コア
403 送電側コイル
404 送電側コイルホルダ
405 送電側基板
406 底板
407 孔
408 送電スタンド
503 パーソナルコンピュータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pressure measuring device 2 Tool holder 2a Shank taper part 2b Flange part 2c Flange end surface part 3 Cover case 4 Pressure measuring part 5 Pressure sensor 6 Wiring board 7 Power supply 8 O-ring 9 Control circuit board 10 Holding board 11 O ring 12 Pressure measuring apparatus System 41 Pressure measurement unit 42 Cylinders 43, 43a, 43b, 43c Piston 44 O-ring 45 Cylinder inside 100 Main shaft 101 First flow path 202 Second flow path 203 Third flow path 204 Fourth flow path 205 Fifth Channel 206 206 Sixth channel 207 Seventh channel 208 Eight channel 300 Power reception unit 301 Shield plate 302 Flat core 303 Coil 304 Coil holder 400 Power transmission unit 401 Power transmission side shield plate 402 Power transmission side flat core 403 Side coil 404 Power transmission side coil holder 405 Power transmission side substrate 406 Bottom plate 407 408 power transmission stand 503 personal computer

Claims (3)

工作機械の主軸に脱着可能な工具ホルダへ清掃用の圧力エアを吹き出すために、前記主軸に設けられた第1の流路の詰まりを検出する、前記主軸に脱着可能な圧力測定装置であって、
前記第1の流路と繋がって前記圧力エアの圧力を測定する部位を有する圧力測定部に設けられ、前記圧力エアの圧力を検知して圧力検知信号を出力する圧力センサと、
前記圧力センサからの前記圧力検知信号によって圧力値を演算し、前記圧力値を基にした圧力情報を無線にて送信する制御回路を有する制御回路基板と、
前記圧力センサおよび前記制御回路基板に電力を供給する充電可能な電源と、
前記制御回路基板に電気的に繋がって、非接触で電力を受電可能な分離型変圧器の受電部と、を備え、
前記制御回路基板が、前記電源を充電する充電回路を有するとともに、前記電源の残量情報を算出して前記残量情報を無線にて送信する機能を有することを特徴とした圧力測定装置。
A pressure measuring device detachable from the main shaft for detecting clogging of a first flow path provided in the main shaft in order to blow out pressure air for cleaning to a tool holder detachable from the main shaft of a machine tool. ,
A pressure sensor connected to the first flow path and having a portion for measuring the pressure air pressure, and detecting a pressure of the pressure air and outputting a pressure detection signal;
A control circuit board having a control circuit that calculates a pressure value based on the pressure detection signal from the pressure sensor and wirelessly transmits pressure information based on the pressure value;
A rechargeable power source for supplying power to the pressure sensor and the control circuit board;
A power receiving unit of a separate transformer that is electrically connected to the control circuit board and can receive power in a contactless manner;
The pressure measurement device, wherein the control circuit board has a charging circuit for charging the power source, and has a function of calculating the remaining amount information of the power source and transmitting the remaining amount information wirelessly.
前記電源が、二次電池および電気二重層キャパシタの少なくとも一つ以上であることを特徴とした請求項1に記載の圧力測定装置。   The pressure measuring apparatus according to claim 1, wherein the power source is at least one of a secondary battery and an electric double layer capacitor. 前記圧力測定装置と、
前記圧力測定装置の前記受電部に対向して前記圧力測定装置と別体で設けられ、前記受電部へ非接触で電力を送電可能な前記分離型変圧器の送電部と、
前記圧力測定装置から無線送信される前記残量情報を受信して、前記残量情報を画像および音の少なくとも一つ以上にて出力する残量情報出力手段と、
を有することを特徴とした圧力測定装置システム。
The pressure measuring device;
A power transmission unit of the separation type transformer that is provided separately from the pressure measurement device facing the power reception unit of the pressure measurement device, and that can transmit electric power to the power reception unit in a contactless manner,
A remaining amount information output means for receiving the remaining amount information wirelessly transmitted from the pressure measuring device and outputting the remaining amount information in at least one of an image and sound;
A pressure measuring device system comprising:
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