JP2568193B2 - 非接触式工具破損検査装置 - Google Patents

非接触式工具破損検査装置

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JP2568193B2
JP2568193B2 JP62068671A JP6867187A JP2568193B2 JP 2568193 B2 JP2568193 B2 JP 2568193B2 JP 62068671 A JP62068671 A JP 62068671A JP 6867187 A JP6867187 A JP 6867187A JP 2568193 B2 JP2568193 B2 JP 2568193B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、レーザ光を利用した非接触式工具破損検査
装置に関する。
[従来の技術] 工作機械などのようにドリルやタップなどの刃具を用
いる産業用機械では、刃具でワークを加工している途中
に刃具が損傷することがある。刃具が損傷したままワー
クの加工を続けると、不良率増加の原因となるなどの不
具合が生じる。
そこで従来より、第5図に示すように、接触式の検測
子900を水平方向に移動させ下降させることにより検測
子900を刃具901に当て、刃具901の損傷を検出せんとし
ている。このように接触式の検測子900を当てがえば、
刃具901の損傷を検出できるので、不良率低減化を図り
得る。
しかしながら検測子900の移動ストロークを大きくす
ると、検測子900の設置スペースが大きくなる。逆に検
測子900の移動ストロークを小さくすると、刃具901のセ
ッチングの自由度が制限される。特に、多軸スピンドル
構造のように刃具901が多数個の場合には、検測子900を
多数個必要とするので、刃具901のセッチングの自由度
が制限される。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は上記した実情に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、設置スペースを大きくとらずしかも刃具のセ
ッチングの自由度を確保しやすい非接触式工具破損検査
装置を提供するにある。
[問題点を解決するための手段] 本発明にかかる非接触式工具破損検査装置は、ワーク
を加工する複数の刃具にそれぞれ対応する基準信号を記
憶する基準信号格納手段と、これら複数の基準信号の中
から破損を検査すべき刃具に対応する1つの基準信号を
選択する基準信号選定手段と、破損を検査すべき1つの
刃具の所定部分にレーザ光を照射し刃具で反射されたレ
ーザ光による信号によって刃具までの距離を測定するレ
ーザ距離測定装置と、該レーザ距離測定装置を複数の刃
具にそれぞれ対応する角度位置に角度調整するための駆
動手段と、レーザ距離測定装置によって測定された信号
と基準信号選定手段によって選択された1つの基準信号
とを比較して刃具のそれぞれの破損の有無を判別する刃
具破損判定手段と、刃具破損判定手段の信号に応じて警
告を発する警告手段と、で構成されているものである。
この場合のブロック図を第1図に示す。
基準信号選定手段、刃具破損判定手段は、マイクロコ
ンピュータで構成することができる。基準信号格納手段
は、半導体メモリで形成することができる。
又、上記判定手段は、コンパレータなどを利用してア
ナログ制御で構成することもできる。
警告手段としては、ランプ、発光ダイオード、ブザー
を用いたものが代表的なものである。
レーザ距離測定装置は、ステップモータなどの駆動手
段により、水平方向および垂直方向のすくなくとも一方
に位置調整できるようにされていることが望ましい。こ
のようにすれば、刃具が多数個ある場合であっても、刃
具のそれぞれに応じてレーザ距離測定装置を位置調整さ
せうる。
[実施例] 以下本発明にかかる非接触式工具破損検査装置を、工
作機械に適用した一実施例について図面を参照して説明
する。
まず説明の便宜上、工作機械1について第2図を参照
して説明する。この工作機械1は、リミットスイッチ10
a、10bが配置されているスライド部10と、スライド部10
にそって前進方向及び後進方向へスライド自在に配設さ
れた送りユニット11と、送りユニット11上に設けられた
軸頭12と、軸頭12の先端に設けられ先端にホルダ13をも
つ多数本のスピンドル14と、スライド部10の対向位置に
設けられた治具15と、からなる。ここでホルダ13にはそ
れぞれ、刃具16が保持されている。従って刃具16は多数
本配設されている。治具15は、支柱150、150、台部152
をもつ。治具15にはワークWが設置されている。
本実施例にかかる非接触式工具破損検査装置は、上記
工作機械1に設置されており、レーザ距離測定装置2
と、制御装置3と、警告灯4と、からなる。
レーザ距離測定装置2は、レーザ距離測定装置2から
刃具16の所定部分としての先端部分までの距離を測定し
得るものであり、第2図に示すように、治具15の台部15
2などに装着されている。
レーザ距離測定装置2は、第3図に示すように、レー
ザ光を発振する半導体レーザ発振器20と、レーザ光を集
光させる検光レンズ21と、刃具16で散乱したレーザ光を
受光して絞る受光レンズ22と、光学フィルタ23と、レー
ザ光を受けて信号を生じるPSD24と、をもつ。PSD24は、
シリコンフォトダイオードを応用した光スポット位置検
出半導体であり、高抵抗Si基板をi層、受光面にP層、
反対側にn層を設け、P層の両端に電極を配置してい
る。このPSD24では、受光面に光スポットを当てると、
電極から電流が生じる。
制御装置3は、第2図に示すように、入力インターフ
ェイス30、CPU31、メモリ32、出力インターフェイス33
とからなる。メモリ32には、多数個の刃具16にそれぞれ
対応する基準信号がデータとして記憶されている。
上記PSD24からの信号は、第2図に示すように、リー
ド線24a、入力インターフェイス30を介してCPU31に入力
される。ここで刃具16に損傷が生じていないかぎり、レ
ーザ発振器20と1つの刃具16とまでの距離は一定であ
り、又、PSD24と刃具16との間の距離は一定である。そ
して、刃具16に損傷が生じていると、レーザ発振器20と
その刃具16との間の距離は変動し、又、刃具16で散乱し
たレーザ光をうけるPSD24と刃具16との間の距離は変動
し、この変動はPSD24の電流から検知できる。
レーザ距離測定装置2は、第2図に示すように駆動回
路27aで駆動される水平回りステップモータ27により水
平軸線回りに角度調整できるようにされており、又、駆
動回路28aで駆動される垂直回りステップモータ28によ
り垂直軸線回りに角度調整できるようにされている。な
お、駆動回路27a及び28aはCPU31から出力インターフェ
イス33を介して出力される信号で作動し、リード線27
b、28bを介してステップモータ27、28を駆動させたり、
停止させたりする。
さて、工作機械1を使用する場合には、軸頭12をスラ
イド部10にそって前進させ、刃具16によりワークWに穴
あけ加工を行なう。穴あけ加工が終了したら、軸頭12の
ドグ11aがリミットスイッチ10aにあたるまで軸頭12を後
退させる。リミットスイッチ10aからの信号は、リード
線10d及び入力インターフェイス30を介してCPU31に入力
され、CPU31は、軸頭12が後退したことを検知する。
このように軸頭12が後退した状態で、CPU31が駆動回
路27aを介して水平回りステップモータ27を駆動した
り、駆動回路28aを介して垂直回りステップモータ28を
駆動したりし、レーザ距離測定装置2を刃具16に対応す
る位置に割り出す。ステップモータ27及びステップモー
タ28は、複数の刃具16にそれぞれ対応する角度位置にレ
ーザ距離測定装置2を角度調整するための駆動手段とし
て機能する。このように位置を割り出した状態で、レー
ザ距離測定装置2のレーザ発振器20から発振されたレー
ザ光を、刃具16の先端部分にあてる。このときレーザ距
離測定装置2からのレーザ光は、刃具16の先端部分より
少し後方にあたり、その後、ステップモータ27、28によ
りレーザ距離測定装置2は首を振り、レーザ光は刃具16
の先端に向けて所定距離ぶんに移動される。
刃具16で散乱したレーザ光は、受光レンズ22、光学フ
ィルタ23を通ってPSD24に至り、PSD24は所定の信号を生
じる。PSD24で生じた信号は、リード線24a、入力インタ
ーフェイス30を介してCPU31に入力される。そして、CPU
31は、多数個の刃具16のうちレーザ光をあてている1の
刃具16に対応する基準信号をメモリ32のエリアから選別
し、PSD24で生じた信号と、選別した基準信号とを比較
する。このとき、刃具16の先端に損傷が生じているとき
は、その刃具16とレーザ距離測定装置2のレーザ発振器
20との間の距離が、損傷前の距離と異なるので、両信号
に、ある量の差が生じる。そのため刃具16が損傷してい
るとCPU31が判別したときには、損傷信号を出力インタ
ーフェイス33、リード線4aを介して警告灯4に出力す
る。この結果、警告灯4は点灯して警告を発し、作業者
は、刃具16が損傷したことを知ることができる。
残りの刃具16のそれぞれに対しても、前述同様の作業
を行なう。即ち、軸頭12を後退した状態でCPU31がステ
ップモータ27や28を駆動させ、刃具16に対応する位置に
レーザ距離測定装置2を割出し、刃具16の先端部分にレ
ーザ光をあてるといった前述同様の動作を、残りの刃具
16に対して繰り返す。
ここで上記した制御装置3のCPU31が行なう動作のフ
ローチャートを第4図に示す。このフローチャートは、
工作機械1の電源投入と共にスタートする。まず、ステ
ップ100では、治具15にワークWを搬入する。ステップ1
02では、スピンドル14を駆動して刃具16を回転させなが
ら軸頭12をスライド部10にそって前進させ、刃具16でワ
ークWは加工される。加工が終了したら、軸頭12をスラ
イド部10にそって後退させる。このとき、リミットスイ
ッチ10aが作動して、軸頭12の後退をCPU31は確認する。
すると、ステップ106に進み、CPU31はカウンタを0に
セットする。ステップ108では、CPU31は、水平回りステ
ップモータ27や垂直回りステップモータ28を適宜駆動さ
せる信号を出力し、この駆動により、レーザ距離測定装
置2が変位し、レーザ距離測定装置2が1番目の刃具16
に対応する角度に割り出される。
ステップ110では、CPU31は、レーザ発振器20からレー
ザ光を発振させ、そのレーザ光を刃具16の先端で所定距
離ぶん移動する。このように移動するときには、前述し
たように、刃具16の先端より少し後の部分にレーザ光を
あて、その後、刃具16の先端へ向けてレーザ光をずらす
ようにする。このようにレーザ光をずらすのは、CPU31
が水平回りモータ27や垂直回りステップモータ28の駆動
信号を駆動回路27a、28aに出力することにより行なう。
上記のようにレーザ光をあてるときには、PSD24に信
号が生じるものであり、ステップ112で、CPU31は、この
信号と、刃具16に対応する基準信号とを比較する。そし
て、PSD24の信号と、基準信号との間に大きな差がある
か否かをステップ114で判断し、大きい差があるときに
はCPU31は刃具16が損傷していると判断し、ステップ116
で、警告灯4を点灯させる信号を出力し、警告灯4で警
報を発する。
なお、本実施例では、上記したステップ112とステッ
プ114とが、判別手段のステップに相当する。
一方、大きな差がないと判断したときには、ステップ
118に進み、CPU31はカウンタを「1」インクリメント
し、Nが2よりも大きいか否かをステップ120で判別
し、小さいときは、2番目、3番目の刃具16に対してス
テップ108から120の動作を繰返し、刃具16の破損を検出
する。Nが2より大きいときにはステップ122に進み、C
PU31は、加工済みのワークWを治具15から搬出すると共
に、未加工のワークWを治具15に搬入する。
本実施例にかかる非接触式工具破損検査装置では、接
触式の検測子に当てがう従来に比べて、検測子を刃具16
に接触させずレーザ光を刃具16にあてる構成であるの
で、設置スペースを小さくできるとともに刃具16のセッ
チングの自由度を確保できる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明にかかる非接触式工具破損
検査装置では、接触式の検測子を当てがう従来に比べ
て、レーザ光を刃具にあてるため刃具のセッチングの自
由度を確保できる。又工具破損検査装置を大きく移動さ
せないので装置の設置スペースを小さくできる。
本発明装置によれば、複数の刃具のうちのある刃具に
対応する角度位置にレーザ距離測定装置を駆動手段によ
り角度調整し、そのレーザ距離測定装置によって測定さ
れた信号と基準信号選択手段によって選択された1つの
基準信号とを比較して、その所定の刃具の破損の有無を
判別できる。その後、別の刃具に対応する角度位置にレ
ーザ距離測定装置を駆動手段により角度調整し、同様
に、レーザ距離測定装置によって測定された信号と基準
信号選択手段によって選択された1つの基準信号とを比
較して、その別の刃具の破損の有無を判別する。このよ
うに本発明装置によれば、1つのレーザ距離測定装置を
駆動手段で角度調整することによって、複数の刃具のそ
れぞれの破損の有無の検出を行い得るので、従来の接触
式に比べて設置スペースを小さくでき、刃具セッチング
の自由度を確保できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明の1実施例を示し、第1図は本実施例に
かかる非接触式工具破損検査装置のブロック図、第2図
は制御装置を工作機械と共に示す説明図、第3図はレー
ザ距離測定装置付近の説明図、第4図はフローチャート
である。第5図は従来の接触式工具破損検査装置の概略
斜視図である。 図中、2はレーザ距離測定装置、24はPSD、3はCPU、32
はメモリ、4は警告灯を示す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ワークを加工する複数の刃具にそれぞれ対
    応する基準信号を記憶する基準信号格納手段と、これら
    複数の基準信号の中から破損を検査すべき刃具に対応す
    る1つの基準信号を選択する基準信号選定手段と、破損
    を検査すべき1つの刃具の所定部分にレーザ光を照射し
    刃具で反射されたレーザ光による信号によって刃具まで
    の距離を測定するレーザ距離測定装置と、該レーザ距離
    測定装置を複数の刃具にそれぞれ対応する角度位置に角
    度調整するための駆動手段と、前記レーザ距離測定装置
    によって測定された信号と前記基準信号選定手段によっ
    て選択された1つの基準信号とを比較して刃具のそれぞ
    れの破損の有無を判別する刃具破損判定手段と、該刃具
    破損判定手段の信号に応じて警告を発する警告手段と、
    で構成されている非接触式工具破損検査装置。
JP62068671A 1987-03-23 1987-03-23 非接触式工具破損検査装置 Expired - Lifetime JP2568193B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006027577A1 (en) 2004-09-08 2006-03-16 Renishaw Plc Detection device and method
GB0625387D0 (en) 2006-12-21 2007-01-31 Renishaw Plc Object detector and method
CN111975448B (zh) * 2020-09-03 2024-09-20 珠海格力智能装备有限公司 对刀装置、加工设备及对刀控制方法
CN118237975B (zh) * 2024-03-04 2024-08-16 浙江威力士机械有限公司 一种组合机床用警报装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5061773A (ja) * 1973-10-05 1975-05-27
JPS55137816A (en) * 1979-04-06 1980-10-28 Toshiba Corp Multispindle boring machine
JPS6040255Y2 (ja) * 1980-01-25 1985-12-04 道夫 大上 ドリルの回転検出装置

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