JP3170029U

JP3170029U - センサ内蔵工具ホルダ

Info

Publication number: JP3170029U
Application number: JP2011003640U
Authority: JP
Inventors: 雅洋長谷川; 泰弘八尾; 幸作野村
Original assignee: 伊藤　幸男; 伊藤幸男
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2011-09-01
Anticipated expiration: 2021-06-09

Abstract

【課題】加工工具（切削刃具や研削砥石等）の加工点の温度、圧力、振動等を的確に検出すべく、回転工具の刃先や研削砥石の外周縁に温度、圧力、振動等センサの先端を内蔵して刃先や研削砥石の外周面及びワークの加工点の温度、圧力、振動等を直接検出可能としたセンサ内蔵工具を提供する。【解決手段】主軸Ｓの連結穴Ｓ１に挿着部１を着脱可能とし、先端取付部３に環状刃具１０，２０を着脱可能に取り付けた工具ホルダ１００にて、上記環状刃具の中心孔部１０Ａ，２０Ａから外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段ＴＳを内蔵させ、上記環状刃具の中心孔部に挿着するフランジ部１１，２１内に温度、圧力、振動等の検出手段からの信号ｅをデジタル化するＡ／Ｄ変換器５０とトランスミッタ６０とバッテリＢとを内蔵し、上記トランスミッタから無線で外部制御部７０に情報ｅを伝播する。【選択図】図１

Description

本考案は、研削砥石や切削刃具等の加工工具に係わり、特に、加工工具（切削刃具や研削砥石等）の加工点の温度を的確に検出すべく、回転工具の刃先や研削砥石の外周縁に温度、圧力、振動等センサの先端を内蔵して刃先や研削砥石の外周面及びワークの加工点の温度、圧力、振動等を直接検出可能としたセンサ内蔵工具に関するようにするものである。

近年、例えば、航空機による国際的な物流増大に対応する事と、対地球環境向上を図るための低燃費性の要求が高まり、航空機のジェットエンジンの軽量化と燃費改善が図られている。その具体的方策として、ジェットエンジンの２基化や小型化、更には、タービンブレードの薄肉化等で対応している。特に、タービンブレードの薄肉化には、高精度な研削技術が必須になっている。この従来の切削工具や研削砥石表面に冷却水を噴射して表面の水冷と切粉・塵埃除去をするとともに、加工点及びその周辺の温度状況を検知しながら加工する技術が提供されている。

更に、金属素材の切削加工や研削加工時において、加工温度の異常上昇による素材の変質を防止するため、また、摩擦係数の異なる材料層を備えた基板を研磨するに際し、研磨温度変化を検出し、該研磨温度が所定温度に達した時点で研磨を自動的に停止するために、被加工素材や切削工具や研削砥石の温度上昇を検出する温度、圧力、振動等の検出手段を備えた切削装置や研削盤等が提供されている。

その具体的な技術は、研磨の終点を高精度に検出し得る研磨の終点検出方法及びその研磨装置であり、摩擦係数の異なる材料層を備えた基板を研磨するに際し、研磨温度変化を検出し、該研磨温度が所定温度に達した時点で研磨を自動的に停止する。その具体的構成は、研磨手段を表面に配置した回転支持体と、上記研磨手段上に載置される被研磨部材を回転保持する被研磨部材回転保持手段を有する研磨装置において、上記被研磨部材の少なくとも一部またはその近傍に研磨温度等の検出手段を設けると共に該研磨温度等の検出手段で検出された研磨温度が所定温度に達した時点で研磨を停止する制御手段を設けている。そして、上記研磨温度、圧力、振動等の検出手段は、熱電対又は赤外線温度検出器であるとするものである（例えば、特許文献１参照。）。

更に、砥石等の回転工具の熱影響等による軸変位を正確に検出して、加工精度の向上を図る工作機械の状態検出装置がある。その構成は、研削盤のスピンドル軸の先端に取付けられた砥石軸の外径面に近接して、砥石軸の外径の変位を検出する非接触変位センサを設ける。演算手段によって、変位センサの検出信号から砥石軸の軸方向の伸びを演算する。砥石軸の材質は、スピンドルよりも熱伝達率の大きな材質としたものである（例えば、特許文献２参照。）。

更に、工作物温度を適切に測定しながらの研削装置において、熱電対を構成する各熱電対線の一端部を離間して研削中の工作物Ｗの表面に接触させることにより、工作物温度を測定する温度等の検出手段が設けられている。該温度等の検出手段で測定した工作物温度が、正常研削時に於ける工作物温度に対する第１許容温度であるかどうかを判断して研削砥石のドレス必要性の有無を検出する判定手段が設けられたものである（例えば、特許文献３参照。）。

更に、上定盤に保持された被研磨物と、下定盤上に装着された研磨パッドとを接触加圧した状態で、供給ノズルからスラリー供給しながら、被研磨物Ｗと研磨パッドとを相対的に摺動させて行なう研磨の状況をモニタするシステムであって、研磨パッドの径方向互いに異なる位置に配置された複数の温度センサの検出出力に基づいて、研磨パッドの温度の均一性を算出し、この温度の均一性と研磨の均一性との間の相関関係から研磨の均一性をモニタするようにしているものである（例えば、特許文献４参照。）。

特開平８−７８３６９号公報特開平１０−１１８９２５号公報特開平６−２４６６３２号公報特開２００８−９３７４２号公報

上記特開平８−７８３６９号公報の研磨装置は、被研磨部材の少なくとも一部またはその近傍に、熱電対又は赤外線温度検出器からなる研磨温度の検出手段を設けると共に該研磨温度の検出手段で検出された研磨温度が所定温度に達した時点で研磨を停止する制御手段を設けている。これにより、熱電対は研磨基板の裏面または裏面近傍に配置され、研磨温度を検出し、検出した信号は回転式接触端子により外部へ取り出される。しかしながら、上記研磨温度等の検出手段では、回転定盤に貼られた研磨布に接して研磨される被研磨部材（研磨基板）の裏面となる回転する基板保持具内に熱電対を備えたから、研磨布に接して研磨される被研磨部材（研磨基板）の表面温度を直接検出できず熱伝導の悪い被研磨部材（研磨基板）であると、正確な温度検出に時間遅れを生じるばかりか、被研磨部材（研磨基板）よりも遥かに熱容量の大きな基板保持具内に備えた熱電対では、基板保持具が被研磨部材（研磨基板）からの熱伝導エネルギーを激しく吸収するから被研磨部材（研磨基板）の表面側の正確な温度検出が不可能という問題が解決されていない。

また、上記特開平１０−１１８９２５号公報の工作機械の状熊検出装置は、研削盤のスピンドル軸の先端に取付けられた砥石軸の外径面に近接して、砥石軸の外径の変位を検出する非接触変位センサを設ける。演算手段によって、変位センサの検出信号から砥石軸の軸方向の伸びを演算するものであり、研削砥石の外周温度を検出することが出来ない。また、特開平６−２４６６３２号公報の工作物温度を適切に測定しながらの研削装置は、熱電対を構成する各熱電対線の一端部を離間して研削中の工作物Ｗの表面に接触させることにより、工作物温度を測定するものであり、切削工具の刃先や研削砥石の外周温度を直接検出できない。更に、特開２００８−９３７４２号公報の研磨の状況をモニタするシステムは、上定盤に保持された被研磨物と、下定盤上に装着された研磨パッドとを接触加圧した状態で、供給ノズルからスラリーを供給しながら、被研磨物と研磨パッドとを相対的に摺動させて行なうものであり、温度センサを研磨パッドの裏面側となる下定盤上に装着したから、研磨パッドを介して被研磨物の表面温度を検出する方式であり、熱伝導率の悪い研磨パッドを介して被研磨物の表面温度を検出することとなり正確な温度検出が期待できない。

本考案は、上記各公知文献における各種問題点に鑑みてなされたもので、特に、加工工具（切削刃具や研削砥石等）外周面やワークの加工点の温度、圧力、振動等を的確に検出すべく、回転工具の刃先や研削砥石の外周縁に温度、圧力、振動等センサの先端を内蔵して刃先や研削砥石の外周面及びワークの加工点の温度、圧力、振動等を直接検出可能としたセンサ内蔵工具を提供するものである。

そして、ワークの加工点及びこれに接する環状刃先の温度、圧力、振動等及び温度、圧力、振動等の微変動を俊敏に検出でき、瞬間的に情報をトランスミッタからの無線やスリップリングを介して外部制御部に情報が伝播されて的確な加工点の温度制御ができ、工具寿命やワークの高品質加工を可能とした。

上記目的を達成するべく本考案の請求項１によるセンサ内蔵工具ホルダは、主軸の連結穴に挿着部を着脱可能とし、先端取付部に環状刃具を着脱可能に取り付けた工具ホルダにおいて、上記環状刃具の中心孔部から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段を内蔵させ、上記環状刃具の中心孔部に挿着するフランジ部内に温度、圧力、振動等の検出手段からの信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵し、上記トランスミッタから無線で外部制御部に情報を伝播することを特徴する。

本考案の請求項２のセンサ内蔵工具ホルダは、主軸の連結穴に挿着部を着脱可能とし、先端取付部に環状刃具を着脱可能に取り付けた工具ホルダにおいて、上記環状刃具の中心孔部から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段を内蔵させ、上記工具ホルダ内に上記温度、圧力、振動等の検出手段からの信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵し、上記トランスミッタから無線で外部制御部に情報を伝播することを特徴する。

本考案の請求項３のセンサ内蔵工具ホルダは、主軸の連結穴に挿着部を着脱可能とし、先端取付部に環状刃具を着脱可能に取り付けた工具ホルダにおいて、上記環状刃具の中心孔部から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段を内蔵させ、上記温度、圧力、振動等の検出手段の配線を工具ホルダ内に接続具を介して導き、上記工具ホルダの挿着部に嵌合するスリップリングを介して外部の外部制御部に情報を伝播することを特徴する。

本考案の請求項４のセンサ内蔵工具ホルダは、主軸の突出した接合部に、環状刃具の中心孔部にフランジ部を着脱可能とした工具ホルダにおいて、上記環状刃具の中心孔部から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段を内蔵させ、上記環状刃具のフランジ部内に温度、圧力、振動等の検出手段からの信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵し、上記トランスミッタから無線で外部制御部に情報を伝播することを特徴する。

本考案の請求項５のセンサ内蔵工具ホルダは、主軸の突出した接合部に、環状刃具の中心孔部にフランジ部を着脱可能とした工具ホルダにおいて、上記環状刃具の中心孔部から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段を内蔵させ、上記主軸内に上記温度、圧力、振動等の検出手段からの信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵し、上記トランスミッタから無線で外部制御部に情報を伝播することを特徴する。

本考案の請求項６のセンサ内蔵工具ホルダは、主軸の突出した接合部に、環状刃具の中心孔部のフランジ部を着脱可能とした工具ホルダにおいて、上記環状刃具の中心孔部から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段を内蔵させ、上記温度、圧力、振動等の検出手段の配線を工具ホルダ内に接続具を介して導き、上記工具ホルダの挿着部に嵌合するスリップリングを介して外部の外部制御部に情報を伝播することを特徴する。

本考案の請求項７のセンサ内蔵工具ホルダは、請求項１〜６のいずれか一つに記載のセンサ内蔵工具ホルダにおいて、上記環状刃具は、円盤の外周に切削用の刃片を配列させたものであることを特徴とする。

本考案の請求項８のセンサ内蔵工具ホルダは、請求項１〜６のいずれか一つに記載のセンサ内蔵工具ホルダにおいて、上記環状刃具は、円盤状の研削砥石としたことを特徴とする。

本考案の請求項９のセンサ内蔵工具ホルダは、請求項８に記載のセンサ内蔵工具ホルダにおいて、上記円盤状の研削砥石は、中心側の粒状密度を低くし、外周側の粒状密度を高くしたことを特徴とする。

本考案の請求項１０のセンサ内蔵工具ホルダは、請求項１〜６のいずれか一つに記載のセンサ内蔵工具ホルダにおいて、上記温度、圧力、振動等の検出手段は、熱電対、赤外線温度素子、放射温度素子、サーミスタ、感熱素子、光ファイバー等からなる温度感知素子であることを特徴とする。

本考案の請求項１，２，４，６〜８，１０記載のセンサ内蔵工具ホルダによると、環状刃具の中心孔部から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段を内蔵させ、上記環状刃具の中心孔部に挿着するフランジ部内叉は工具ホルダ内に、温度、圧力、振動等の検出手段からの信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵し、上記トランスミッタから無線で外部制御部に情報を伝播するから、円盤状の回転工具の刃先や円盤状の研削砥石の外周縁にセンサの先端を内蔵して刃先や研削砥石の外周面及びワークの加工点の温度、圧力、振動等を直接検出可能となり、ワークの加工点及びこれに接する環状刃先の温度、圧力、振動等及び温度、圧力、振動等の微動が俊敏に検出でき、瞬間的にトランスミッタから無線で外部制御部に情報が伝播されて的確な加工点の温度制御ができ、工具寿命やワークの高品質加工が実現できる。

また、請求項３，５記載のセンサ内蔵工具によると、上記環状刃具の中心孔部から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段を内蔵させ、上記温度、圧力、振動等の検出手段の配線を工具ホルダ内や主軸内に接続具を介して導き、上記工具ホルダの挿着部や主軸に嵌合するスリップリングを介して外部の外部制御部に情報を伝播するから、環状刃具の外周縁にセンサの先端を内蔵して刃先や研削砥石の外周面及びワークの加工点の温度、圧力、振動等を直接検出可能となり、ワークの加工点及びこれに接する環状刃先の温度、圧力、振動等及び温度、圧力、振動等の微動が俊敏に検出でき、瞬間的にスリップリングを介して外部制御部に情報が伝播されて的確な加工点の温度制御ができ、工具寿命やワークの高品質加工が実現できる。

また、請求項９記載のセンサ内蔵工具によると、円盤状の研削砥石は、中心側の粒状密度を低くし、外周側の粒状密度を高くしたから、砥石内を浸透して外周面にクーラント液を放射状に放出する放射効率が高められ、ワークの加工点及びこれに接する環状刃先の温度上昇を抑制でき、工具寿命やワークの高品質加工が実現できる。

本考案の第１実施の形態を示し、センサ内蔵工具ホルダの断面図である。本考案の第２実施の形態を示し、センサ内蔵工具ホルダの断面図である。本考案の第３実施の形態を示し、センサ内蔵工具ホルダの断面図である。本考案の第４実施の形態を示し、センサ内蔵工具と主軸の断面図である。本考案の第５実施の形態を示し、センサ内蔵工具と主軸の断面図である。本考案の第６実施の形態を示し、センサ内蔵工具と主軸の断面図である。

以下、図１乃至図６を参照して本考案の各実施の形態を順次に説明する。

本考案の第１実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ１００は、図１にその断面を示す。センサ内蔵工具ホルダ１００は、主軸Ｓの連結穴Ｓ１に挿着部１を着脱可能とし、中腹部２に繋がる先端取付部３に環状刃具（切削用の刃片Ｃを備える）１０及び環状刃具（研削砥石）２０を着脱可能に取り付ける。その取付手段は、上記環状刃具１０，２０の中心孔部１０Ａ，２０Ａに嵌るフランジ部１１，２１を先端取付部３に嵌合させ、締付ボルト１２の雄ネジ１２Ａを先端取付部３の雌ネジ３Ａに螺着して固定する。上記環状刃具１０，２０の中心孔部１０Ａ，２０Ａから外周縁に向けて、熱電対等センサの温度、圧力、振動等の検出手段ＴＳを内蔵している。上記環状刃具１０，２０の中心孔部１０Ａ，２０Ａに挿着するフランジ部１１，２１の内部に温度、圧力、振動等の検出手段（熱電対ＳＳやサーミスタ、感熱素子、感温体、光ファイバ等を採用）ＴＳからの信号ｅをデジタル化するＡ／Ｄ変換器５０とトランスミッタ６０とバッテリＢとを内蔵する。上記トランスミッタ６０からは、無線で外部制御部７０に情報ｅが伝播される。そして、上記外部制御部７０からＮＣ制御装置８０に情報ｅが送り込まれ、主軸Ｓの回転速度やワークＷの被研削面・切削加工面に対する切り込み・送り速度等を適応制御する関係構成となっている。

尚、上記温度、圧力、振動等の検出手段ＴＳは、上記環状刃具１０，２０の中心孔部１０Ａ，２０Ａから外径方向に開けた小孔ｈ内に挿入してその接合先端となる熱電対等センサＳＳを外周面に面一に内蔵させている。これにより、環状刃具１０，２０の外周面やワークの加工点の温度、圧力、振動等を直接感知でき、この情報ｅをＡ／Ｄ変換器５０に出力する。そして、刃片Ｃや砥石外周面の摩耗と共に、熱電対等センサＳＳは摩耗し、常に刃片Ｃや砥石外周面と面一の状態を維持することができる。上記環状刃具１０は、円盤の外周に切削用の刃片Ｃを配列させたものである。上記円盤状の研削砥石２０は、図示しないが、中心側の粒状密度を低くし、外周側の粒状密度を高くしたものであり、砥石内を浸透して外周面にクーラント液を放射状に放出する放射効率を高めて、ワークの加工点及びこれに接する環状刃先の温度上昇を抑制させ、工具寿命やワークの高品質加工が実現できるように配慮されている。

上記第１実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ１００は、以上のように構成されており、下記のように作用する。環状刃具の中心孔部から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段ＴＳを内蔵させ、上記環状刃具の中心孔部に挿着するフランジ部１１，２１内に、温度、圧力、振動等の検出手段からの信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器５０とトランスミッタ６０とバッテリＢとを内蔵し、上記トランスミッタから無線で外部制御部７０に情報ｅを伝播する。これにより、円盤状の回転工具の刃先や円盤状の研削砥石の外周縁にセンサの先端を内蔵して刃先Ｃや研削砥石の外周面及びワークＷの加工点の温度、圧力、振動等を直接検出可能となり、ワークの加工点及びこれに接する環状刃先の温度、圧力、振動等及び温度、圧力、振動等の微動が俊敏に検出される。そして、瞬間的にトランスミッタ６０から無線で外部制御部７０に情報ｅが伝播されて的確な加工点の温度制御が実行される。即ち、上記外部制御部７０からＮＣ制御装置８０に情報ｅが送り込まれ、主軸Ｓの回転速度やワークＷの被研削面・切削加工面に対する切り込み・送り速度等を適応制御する。この結果として、工具寿命やワークの高品質加工が実現される。

上記第１実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ１００は、下記の効果を発揮する。円盤状の回転工具の刃先や円盤状の研削砥石の外周縁に温度、圧力、振動等センサの先端を内蔵して刃先や研削砥石の外周面及びワークの加工点の温度、圧力、振動等を直接検出でき、ワークの加工点及びこれに接する環状刃先の温度、圧力、振動等及び温度、圧力、振動等の微動が俊敏に検出できる。そして、瞬間的にトランスミッタから無線で外部制御部に情報が伝播され、的確な加工点の温度制御が実行できる。即ち、上記外部制御部７０からＮＣ制御装置８０に情報ｅが送り込まれ、主軸Ｓの回転速度やワークＷの被研削面・切削加工面に対する切り込み・送り速度等が適応制御できる。この結果として、工具寿命やワークの高品質加工が実現できる。

続いて、本考案の第２実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ２００は、図２にその断面を示す。センサ内蔵工具ホルダ２００は、主軸Ｓの連結穴Ｓ１に挿着部１を着脱可能とし、中腹部２に繋がる先端取付部３に環状刃具（切削用の刃片Ｃを備える）１０及び環状刃具（研削砥石）２０を着脱可能に取り付ける。その取付手段は、上記環状刃具１０，２０の中心孔となるフランジ部１１´，２１´を先端取付部３に嵌合させ、締付ボルト１２の雄ネジ１２Ａを先端取付部３の雌ネジ３Ａに螺着して固定する。上記環状刃具１０，２０のフランジ部１１´，２１´から外周縁に向けて、温度、圧力、振動等センサである熱電対等の温度、圧力、振動等の検出手段ＴＳを内蔵している。上記環状刃具１０，２０のフランジ部１１´，２１´を挿着する中腹部２の内部に温度、圧力、振動等の検出手段ＴＳからの信号ｅをデジタル化するＡ／Ｄ変換器５０とトランスミッタ６０とバッテリＢとを内蔵する。上記トランスミッタ６０からは、無線で外部制御部７０に情報ｅが伝播される。そして、上記外部制御部７０からＮＣ制御装置８０に情報ｅが送り込まれ、主軸Ｓの回転速度やワークＷの被研削面・切削加工面に対する切り込み・Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の送り速度や主軸回転モータＭ等を適応制御する関係構成となっている。尚、フランジ部１１´，２１´の内周面と先端取付部３の外周面には、熱電対等センサの温度、圧力、振動等の検出手段ＴＳのリード線Ｌの接続具（ターミナル）ＳＯを備え、温度、圧力、振動等の検出手段ＴＳからの信号ｅをデジタル化するＡ／Ｄ変換器５０に導いている。上記円盤状の研削砥石２０は、中心側の粒状密度を低くし、外周側の粒状密度を高くしたものであり、砥石内を浸透して外周面にクーラント液を放射状に放出する放射効率を高めて、ワークの加工点及びこれに接する環状刃先の温度上昇を抑制させ、工具寿命やワークの高品質加工が実現できるように配慮されている。

上記本考案の第２実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ２００は、上記のように構成されており、以下その作用を説明する。図２に示すように環状刃具１０，２０の、フランジ部１１´，２１´の中心孔から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段ＴＳを内蔵しており、上記環状刃具の中心孔部に挿着する工具ホルダ内に、温度、圧力、振動等の検出手段ＴＳからの信号ｅがリード線Ｌを介してＡ／Ｄ変換器５０に入力されデジタル化される。そして、トランスミッタ６０から無線で外部制御部７０に情報ｅが伝播される。しかして、円盤状の回転工具の刃先や円盤状の研削砥石の外周縁に内蔵した熱電対等センサの先端が刃先や研削砥石の外周面及びワークの加工点の温度、圧力、振動等が温度及び温度、圧力、振動等の微動が俊敏に検出される。これにより、ワークの加工点及びこれに接する環状刃先の情報ｅが瞬間的にトランスミッタ６０から無線で外部制御部７０に伝播されて、的確な加工点の温度制御が実行される。即ち、上記外部制御部７０からＮＣ制御装置８０に情報ｅが送り込まれ、主軸Ｓの回転速度やワークＷの被研削面・切削加工面に対する切り込み・Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の送り速度や主軸回転モータＭ等を適応制御する。この結果として、工具寿命やワークの高品質加工が実現される。

上記第２実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ２００は、下記の効果を発揮する。円盤状の回転工具の刃先や円盤状の研削砥石の外周縁に温度、圧力、振動等センサの先端を内蔵して刃先や研削砥石の外周面及びワークの加工点の温度、圧力、振動等を直接検出でき、ワークの加工点及びこれに接する環状刃先の温度、圧力、振動等及び温度、圧力、振動等の微動が俊敏に検出できる。また、瞬間的にトランスミッタから無線で外部制御部に情報が伝播され、的確な加工点の温度、圧力、振動等制御が実行できる。即ち、上記外部制御部７０からＮＣ制御装置８０に情報ｅが送り込まれ、主軸Ｓの回転速度やワークＷの被研削面・切削加工面に対する切り込み・送り速度等が適応制御できる。この結果として、工具寿命やワークの高品質加工が実現できる。

続いて、本考案の第３実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ３００は、図３にその断面を示す。この実施例は、Ａ／Ｄ変換器５０とトランスミッタ６０とバッテリＢとを外部に配置したものである。この結果、トランスミッタ６０とバッテリＢを省略したものとなった。その詳細構成は、センサ内蔵工具ホルダ３００は、主軸Ｓの連結穴Ｓ１に挿着部１を着脱可能とし、先端取付部３に環状刃具１０，２０を着脱可能に取り付けた工具ホルダ３００において、上記環状刃具１０，２０のフランジ部１１´，２１´から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段ＴＳを内蔵させ、上記温度、圧力、振動等の検出手段の配線Ｌを工具ホルダ内に接続具Ｓ０を介して導き、上記工具ホルダの挿着部１に備える接続具Ｓ０に嵌合するスリップリングＳＲの接続具Ｓ０を介して外部のＡ／Ｄ変換器５０に情報ｅを伝播する。そして、Ａ／Ｄ変換器５０から外部制御部７に情報ｅを入力させ、ここからＮＣ制御装置８０に情報ｅが送り込まれ、主軸Ｓの回転速度やワークＷの被研削面又は切削加工面に対する切り込み・送り速度等が適応制御される。尚、主軸Ｓの先端取付部３に環状刃具（切削用の刃片Ｃを備える）１０及び環状刃具（研削砥石）２０を着脱可能する取付手段は、上記環状刃具１０，２０の中心孔となるフランジ部１１´，２１´を先端取付部３に嵌合させ、締付ボルト１２の雄ネジ１２Ａを先端取付部３の雌ネジ３Ａに螺着して固定される。

しかして、上記本考案の第３実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ３００は、上記のように構成されており、以下その作用を説明する。図３に示すように環状刃具１０，２０は、ＮＣ制御装置８０により、主軸Ｓが回転駆動されワークＷの被研削面叉は切削加工面に対する切り込み・送り速度等が適応制御される。この加工状態にて、環状刃具１０，２０の外周縁に内蔵している温度、圧力、振動等の検出手段ＴＳにおける熱電対等センサの先端が刃先や研削砥石の外周面及びワークの加工点の温度及び温度、圧力、振動等の微動を俊敏に検出する。これにより、ワークの加工点及びこれに接する環状刃先の情報ｅが瞬間的に配線ＬとスリップリングＳＲの接続具Ｓ０を介して外部のＡ／Ｄ変換器５０に情報ｅを伝播する。そして、Ａ／Ｄ変換器５０を介して外部制御部７に情報ｅを入力する。ここからＮＣ制御装置８０に情報ｅが送り込まれ、主軸Ｓの回転速度やワークＷの被研削面・切削加工面に対する切り込み・Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の送り速度や主軸回転モータＭ等を適応制御する。この結果として、工具寿命やワークの高品質加工が実現される。

上記第３実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ３００は、下記の効果を発揮する。円盤状の回転工具の刃先や円盤状の研削砥石の外周縁に温度、圧力、振動等センサの先端を内蔵して刃先や研削砥石の外周面及びワークの加工点の温度、圧力、振動等を直接検出でき、ワークの加工点及びこれに接する環状刃先の温度、圧力、振動等及び温度、圧力、振動等の微動が俊敏に検出できる。また、瞬間的に外部制御部に情報が伝播され、的確な加工点の温度制御が実行できる。即ち、上記外部制御部７０からＮＣ制御装置８０に情報ｅが送り込まれ、主軸Ｓの回転速度やワークＷの被研削面・切削加工面に対する切り込み・送り速度等が適応制御できる。この結果として、工具寿命やワークの高品質加工が実現できる。

続いて、考案の第４実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ４００は、図４にその断面を示す。この実施例は、主軸Ｓに主軸モータＭが直結した主軸装置において、主軸Ｓの突出した接合部Ｓ２に、環状刃具２０の中心孔のフランジ部３１を着脱可能とした工具ホルダに適応したものである。上記環状刃具２０の中心孔に嵌るフランジ部３１から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段ＴＳを内蔵させ、上記環状刃具のフランジ部３１内に温度、圧力、振動等の検出手段ＴＳからの信号ｅをテジタル化するＡ／Ｄ変換器５０とトランスミッタ６０とバッテリＢとを内蔵し、上記トランスミッタから無線で外部制御部７０に情報ｅを伝播するものである。その他の構成は、上記第１実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ１００と同一構成に付、同一符号を附して説明を省略する。尚、上記環状刃具２０は、この中心孔に嵌るフランジ部３１のテーパー孔３１Ａを主軸Ｓの突出した接合部Ｓ２に嵌め、締付ボルト１２の雄ネジ１２Ａを接合部Ｓ２の雌ネジＳ３に螺着して固定される。叉、図示しないが、環状刃具（切削用の刃片Ｃを備える）１０も採用される。更に、クーラント液Ｋの供給ポンプＣＰが配管Ｐから接続具Ｎを介して上記環状刃具１０，２０、特に浸透性の高い研削砥石２０に浸透供給され、外周面や刃片Ｃに供給される。

上記第４実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ４００は、以上のように構成されており、下記のように作用する。環状刃具２０の中心孔部から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段ＴＳを内蔵させ、上記環状刃具の中心孔に挿着するフランジ部３１内に、温度、圧力、振動等の検出手段からの信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器５０とトランスミッタ６０とバッテリＢとを内蔵し、上記トランスミッタから無線で外部制御部７０に情報ｅを伝播する。これにより、円盤状の回転工具の刃先や円盤状の研削砥石２０の外周縁に温度、圧力、振動等センサの先端を内蔵して刃先Ｃや研削砥石の外周面及びワークＷの加工点の温度、圧力、振動等を直接検出可能となり、ワークＷの加工点及びこれに接する環状刃先の温度、圧力、振動等及び温度、圧力、振動等の微動が俊敏に検出される。そして、瞬間的にトランスミッタ６０から無線で外部制御部７０に情報ｅが伝播されて的確な加工点の温度、圧力、振動等制御が実行される。即ち、上記外部制御部７０からＮＣ制御装置８０に情報ｅが送り込まれ、主軸Ｓの回転速度やワークＷの被研削面・切削加工面に対する切り込み・送り速度等を適応制御する。この結果として、工具寿命やワークの高品質加工が実現される。

上記第４実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ４００は、下記の効果を発揮する。円盤状の回転工具１０の刃先Ｃや円盤状の研削砥石２０の外周縁に温度、圧力、振動等センサの先端を内蔵して刃先や研削砥石の外周面及びワークＷの加工点の温度、圧力、振動等を直接検出でき、ワークの加工点及びこれに接する環状刃先の温度、圧力、振動等及び温度、圧力、振動等の微動が俊敏に検出できる。そして、瞬間的にトランスミッタから無線で外部制御部に情報が伝播され、的確な加工点の温度、圧力、振動等制御が実行できる。即ち、上記外部制御部７０からＮＣ制御装置８０に情報ｅが送り込まれ、主軸Ｓの回転速度やワークＷの被研削面・切削加工面に対する切り込み・送り速度等が適応制御できる。この結果として、工具寿命やワークの高品質加工が実現できる。

続いて、本考案の第５実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ５００は、図５にその断面を示す。この実施例は、上記第４実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ４００において、主軸Ｓ内にＡ／Ｄ変換器５０とトランスミッタ６０とバッテリＢとを内蔵し、上記トランスミッタから無線で外部制御部７０に情報ｅを伝播するように、設計変更したものである。従って、Ａ／Ｄ変換器５０とトランスミッタ６０とバッテリＢの配置変更以外は、上記センサ内蔵工具ホルダ４００と同一構成に付き、同一符号を附して説明を省略する。

本考案の第５実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ５００の作用効果は、上記第４実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ４００と同一作用と同一効果を発揮するため、その説明を省略する。

続いて、本考案の第６実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ６００は、図６にその断面を示す。この実施例は、上記第５実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ５００において、主軸Ｓ内に内蔵したＡ／Ｄ変換器５０とトランスミッタ６０とバッテリＢとを排除した。そして、上記第３実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ３００と同様に、主軸Ｓに備える接続具Ｓ０に嵌合するスリップリングＳＲの接続具Ｓ０を介して外部のＡ／Ｄ変換器５０に情報ｅを伝播する構成とした。そして、Ａ／Ｄ変換器５０から外部制御部７に情報ｅを入力させ、ここからＮＣ制御装置８０に情報ｅが送り込まれ、主軸Ｓの回転速度やワークＷの被研削面叉は切削加工面に対する切り込み・送り速度等が適応制御される。その他の構成は、上記センサ内蔵工具ホルダ４００と同一構成に付き、同一符号を附して説明を省略する。

本考案の第６実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ６００の作用効果は、上記第３実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ３００及び第５実施の形態となるセンサ内蔵工具ホルダ５００と同一作用と同一効果を発揮するため、その説明を省略する。

本考案は、その対象物を環状刃具となる円板の外周に刃片を備えた加工工具や円板状の研削砥石を対象の実施例で説明したものであるが、様々な加工工具を対象としての適用が可能である。

１挿着部
２中腹部
３先端取付部
３Ａ雌ネジ
１０環状刃具
２０研削砥石
１０Ａ，２０Ａ中心孔部
１２締付ボルト
１２Ａ雄ネジ
１１，２１フランジ部
１１´，２１´ フランジ部
３１フランジ部
３１Ａテーパー孔
５０Ａ／Ｄ変換器
６０トランスミッタ
７０外部制御部
８０ＮＣ制御装置
１００〜６００センサ内蔵工具ホルダ
Ｂバッテリ
Ｃ刃片
ＣＰ供給ポンプ
ｅ信号・情報
Ｋクーラント液
Ｍ主軸回転モータ
Ｎ接続具
Ｐ配管
Ｓ主軸
ＳＳ熱電対等センサ
Ｓ１連結穴
Ｓ２接合部
Ｓ３雌ネジ
ｈ小孔
ＴＳ温度、圧力、振動等の検出手段（温度センサ）
Ｗワーク

Claims

主軸の連結穴に挿着部を着脱可能とし、先端取付部に環状刃具を着脱可能に取り付けた工具ホルダにおいて、上記環状刃具の中心孔部から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段を内蔵させ、上記環状刃具の中心孔部に挿着するフランジ部内に温度、圧力、振動等の検出手段からの信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵し、上記トランスミッタから無線で外部制御部に情報を伝播することを特徴するセンサ内蔵工具ホルダ。
主軸の連結穴に挿着部を着脱可能とし、先端取付部に環状刃具を着脱可能に取り付けた工具ホルダにおいて、上記環状刃具の中心孔部から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段を内蔵させ、上記工具ホルダ内に上記温度、圧力、振動等の検出手段からの信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵し、上記トランスミッタから無線で外部制御部に情報を伝播することを特徴するセンサ内蔵工具ホルダ。
主軸の連結穴に挿着部を着脱可能とし、先端取付部に環状刃具を着脱可能に取り付けた工具ホルダにおいて、上記環状刃具の中心孔部から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段を内蔵させ、上記温度、圧力、振動等の検出手段の配線を工具ホルダ内に接続具を介して導き、上記工具ホルダの挿着部に嵌合するスリップリングを介して外部の外部制御部に情報を伝播することを特徴するセンサ内蔵工具ホルダ。
主軸の突出した接合部に、環状刃具の中心孔部にフランジ部を着脱可能とした工具ホルダにおいて、上記環状刃具の中心孔部から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段を内蔵させ、上記環状刃具のフランジ部内に温度、圧力、振動等の検出手段からの信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵し、上記トランスミッタから無線で外部制御部に情報を伝播することを特徴するセンサ内蔵工具ホルダ。
主軸の突出した接合部に、環状刃具の中心孔部にフランジ部を着脱可能とした工具ホルダにおいて、上記環状刃具の中心孔部から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段を内蔵させ、上記主軸内に上記温度、圧力、振動等の検出手段からの信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器とトランスミッタとバッテリとを内蔵し、上記トランスミッタから無線で外部制御部に情報を伝播することを特徴するセンサ内蔵工具ホルダ。
主軸の突出した接合部に、環状刃具の中心孔部のフランジ部を着脱可能とした工具ホルダにおいて、上記環状刃具の中心孔部から外周縁に向けて温度、圧力、振動等の検出手段を内蔵させ、上記温度、圧力、振動等の検出手段の配線を主軸内に接続具を介して導き、上記主軸に嵌合するスリップリングを介して外部の外部制御部に情報を伝播することを特徴するセンサ内蔵工具ホルダ。
上記環状刃具は、円盤の外周に切削用の刃片を配列させたものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のセンサ内蔵工具ホルダ。
上記環状刃具は、円盤状の研削砥石としたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のセンサ内蔵工具ホルダ。
上記円盤状の研削砥石は、中心側の粒状密度を低くし、外周側の粒状密度を高くしたことを特徴とする請求項８に記載のセンサ内蔵工具ホルダ。
上記温度、圧力、振動等の検出手段は、熱電対、赤外線温度素子、放射温度素子、サーミスタ、感熱素子、光ファイバー等からなる温度感知素子であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のセンサ内蔵工具ホルダ。