JP3196964B2 - 工具折損検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数の工具が取り付
けられた工具ヘッドを有した工作機械に設けられ、その
工具の折損等の異常を検出する工具折損検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、工具折損検出装置は、例えば特公
平２−２３２９９号公報に開示されているように、スピ
ンドルに装着される多軸工具ユニット上の複数の工具の
長さと配列に対応した位置関係にある折損検出器を設
け、工具が当接する折損検出器のマイクロスイッチのＯ
Ｎ，ＯＦＦにより工具の折損を検出していた。また、特
公平２−４６３３０号公報に開示されているように、工
具装着装置内に発光素子と受光素子を設け、工具を工具
装着装置内に挿入した状態で、工具の刃先の異常等を光
学的に検出するものも提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の前者
の場合、マイクロスイッチが設けられた折損検出器は、
配線等が形成され移動させることができないので、検出
時に工具が移動しなければならず、装置全体としては、
工具の非加工位置でさらに工具折損検出用に工具を移動
させる必要があり、工具の動きが複雑になるという問題
があった。また、接触式でマイクロスイッチを各工具毎
に配設すると、検出装置が大きくなり場所をとるという
欠点もある。

【０００４】また、上記従来の技術の後者の場合、工具
装着装置毎に発光素子と受光素子が設けられ、これを多
軸工具ユニットの折損検出装置に利用すると構成が複雑
になり、装置も大きくなってスペース効率が悪いという
問題がある。

【０００５】この発明は、上記従来の技術の問題点に鑑
みて成されたもので、簡単な構成でスペース効率がよ
く、複数の工具を同時に確実に検査することができる工
具折損検出装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、複数の工具
が取り付けられた工具ヘッドと、この工具ヘッドを複数
保持して回転により各工具ヘッドを加工位置と非加工位
置とに割り出すタレットヘッドを有し、このタレットヘ
ッドが回動して工具ヘッドが非加工位置での最上部に位
置した状態で、その工具が鉛直上方を向いて保持され、
上記工具と鉛直方向に対向して複数の検出軸を設け、こ
の検出軸を相対的に上動可能に保持した検出軸保持部材
を設け、この検出軸保持部材を昇降させる移動装置と、
この移動装置によって上記検出軸が上記工具の先端部に
当接する位置まで上記検出軸保持部材を降下させ各検出
軸が各工具の先端に当接した状態で全ての検出軸が所定
の位置にあるか否かを検知する検知装置とを設けた工具
折損検出装置である。

【０００７】またこの発明は、上記タレットヘッドに設
けられた複数の工具ヘッドに対応して、上記検出軸保持
部材に設けられた検出軸が、各々の工具ヘッドの工具に
対応して複数種類切替可能に設けた工具折損検出装置で
ある。

【０００８】また、タレットヘッドの回動により各工具
ヘッドの位置が同じ位置に回動した状態では、各工具ヘ
ッドの各工具が各々同一の位置に来るように配置され、
各検出軸保持部材に各々の工具ヘッドの各工具に対応し
て複数の検出軸を設け、上記検出軸保持部材に設けた同
一の検出軸が各工具ヘッドの複数の工具に対応しても良
い。

【０００９】またこの発明は、上記検出軸保持部材及び
検知装置が、タレットヘッドが回転自在に設けられた支
持台に取り付けられた工具折損検出装置である。

【００１０】

【作用】この発明の工具折損検出装置は、工作機械の上
方位置で複数の工具の折損を容易かつ確実に検出するこ
とができ、スペース効率も良くなるようにしたものであ
る。

【００１１】

【実施例】以下この発明の一実施例について図面に基づ
いて説明する。この実施例の工具折損検出装置は、基台
１０上で、支持台１２がガイド１４に沿って、送り装置
１６により水平方向に前後動可能に設けられている。支
持台１２には、タレットヘッド１８が、水平に対して４
５度傾斜した面上に設けられ、この傾斜面に対して直交
して設けられた回転軸２０を中心として、タレットヘッ
ド１８が図示しない駆動モータにより回動可能に設けら
れている。このタレットヘッド１８には、互いに９０度
間隔で４個の工具ヘッド２２，２３，２４，２５が設け
られ、この工具ヘッド２２〜２５に、各々複数のドリル
２６やタップ２８が着脱自在に設けられている。各ドリ
ル２６やタップ２８は、回転軸２０に対して４５度傾い
た方向に突出するように取り付けられている。そして、
工具ヘッド２２に取り付けられたドリル２６と、工具ヘ
ッド２４に取り付けられたタップ２８とは同一の配置お
よび先端位置に設けられ、同様に、工具ヘッド２３に取
り付けられたドリル２６と、工具ヘッド２５に取り付け
られたタップ２８とも、同一の配置および先端位置に設
けられている。各工具ヘッド２２〜２５は、把持装置３
０に固定されたワーク３２に対して、ドリル２６，タッ
プ２８が水平方向に突出する位置で９０度ずつ割り出し
回転し、図示しないクランプ装置により位置決め固定さ
れる。支持台１２には、各ドリル２６、タップ２８を回
転させるスピンドルモータ３４が設けられ、各ドリル２
６、タップ２８とスピンドルモータ３４は、図示しない
伝達機構を介して連結されている。また、工具ヘッド２
２〜２５のうち、タレットヘッド１８により最上部に回
動した工具ヘッドに設けられたドリル２６又はタップ２
８は、鉛直上方を向いて突出した状態で停止している。

【００１２】支持台１２には、工作機械の最上部で突出
しているドリル２６またはタップ２８の折損等を検出す
る検出軸３６を保持した一対の検出軸保持部材３８が、
取付部材４０を介して取り付けられている。検出軸保持
部材３８は、回転軸４２を中心に、回動モータ４４によ
り回動可能に設けられているとともに、軸受４６により
軸支され、上下動用シリンダ４８により上下動可能に取
り付けられている。また、一対の検出軸保持部材３８
は、回転軸４２を中心に両側に、各々複数の検出軸３６
が取り付けられている。取付部材４０には、検出軸３６
の位置の異常を検知する検知装置である発光装置５０と
受光装置５２が取り付けられている。また、各検出軸３
６の上端部には、検出軸３６とともに上下動する検出板
５４が取り付けられている。検出板５４の基端部は、検
出軸３６にボルト止めされ、その先端部には、発光素子
５０と受光素子５２の光軸と中心が同軸に形成された透
孔５６が各々に同軸に設けられている。また、各検出板
５４の先端部は、位置決め用のスリットが各々に対応し
て形成たれた係止板６６のスリットに係止されている。
また、検出軸３６は、図４に示すように、検出軸保持部
材３８にボルト止めされたガイド筒６２内に鉛直方向に
緩嵌合され、自重のみで頭部３６ａがガイド筒６２に当
接して抜け落ちないように設けられている。また、検出
軸３６の下端は樹脂製の当接部６４が取り付けられてお
り、ドリル２６等の先端が当たっても傷や破損等がない
ように形成されている。

【００１３】回転軸４２の先端部には、支持台１２に対
して相対的に固定された状態で、ガイド板５８が取り付
けられている。ガイド板５８の裏面には、検出軸保持部
材３８の回転方向にそって下方に傾斜した傾斜面６０が
形成されており、検出軸３６の頭部が当接して、所定の
突出位置に強制的にセットされるように設けられたもの
である。

【００１４】この実施例の工具折損検出装置の動作は、
先ず、工具ヘッド２２のドリル２６でワーク３２の所定
の位置に孔を形成する。また、この前又は後に、上下動
用シリンダ４８を作動させて検出軸保持部材３８を降下
させ、工具ヘッド２４のタップ２８の先端部に、検出軸
３６の当接部６４が当接する位置より所定量下方まで検
出軸保持部材３８を下ろす。この状態で、タップ２８が
全て正常であれば、検出軸３６はタップ２８の先端位置
で停止し、発光素子５０から出た光は、全ての検出板５
４の透孔５６を通過し受光素子５２に入射して、タップ
２８に異常がないことを検知する。また、タップ２８の
１本にでも折損があると、折損した分だけ検出軸３６の
位置が下降し、対応する検出板５４の透孔５６の位置も
下方にずれ、発光素子５０からの光は検出板５４に遮ら
れ、折損が検出される。折損がある場合は、そのタップ
２８を交換する。そして、タレットヘッド１８を１８０
度回動させ、工具ヘッド２２に設けられたドリル２６の
先端を、検出軸３６の下方に位置させる。次に、上記と
同様に、再度上記検出軸保持部材３８を降下させ、検出
軸３６の当接部６４がドリル２６の先端に当接する位置
より所定量下方までおろす。この状態で、ドリル２６が
全て正常であれば、検出軸３６はドリル先端位置で停止
し、発光素子５０から出た光は全ての検出板５４の透孔
５６を通過し受光素子５２に入射し、ドリル２６に異常
がないことを検知する。また、ドリル２６の１本にでも
折損があると、発光素子５０からの光は対応する検出板
５４に遮られ、折損が検出される。異常が検出された場
合は、そのワーク３２をラインから外し、異常がない場
合は、支持台１２を前進させてタップ２８によりドリル
２６であけた孔にねじを切る。

【００１５】この後さらに、タレットヘッド１８を９０
度回転させて、工具ヘッド２３のドリル２６で、同一ワ
ーク３２の他の箇所に孔を形成する。このとき、上記と
同様に、その前又は後に、工具ヘッド２５のタップ２８
の異常検出を行なう。その際、検出軸保持部材３８を１
８０度回転させ、工具ヘッド２５に設けられたタップ２
８の位置に対応して各検出軸３６が取り付けられた他方
の検出軸保持部材３８を、このタップ２８の上方に位置
させ、検出軸３６を下降させて、異常を調べる。その後
上記と同様にタレットヘッド１８を１８０度回転させ
る。その後、再度検出軸保持部材３８を降下させ、検出
軸３６により異常を調べる。そして、異常がない場合
は、そのまま支持基台１２を前進させて工具ヘッド２５
のタップ２８によりねじを切る。異常がある場合は、そ
のワーク３２をラインから外す。次に、別のワークが把
持装置３０に固定され、上記と同様の工程に戻る。

【００１６】この実施例の工具折損検出装置によれば、
工具の退避位置で複数の工具の折損を一度に検出するこ
とができ、しかも、次の工程に入る前に異常を検出して
いるので次の工程において工具をいためることが無く、
事前に異常のあるワークを除去することができる。ま
た、検出位置が、タレットヘッドの回動により工具が最
上部に位置している場所で行なわれ、スペースの無駄が
無く、加工中の切りくず等も検出装置につきにくく、装
置の維持管理も容易である。さらに、検出軸３６は、自
重で下方に突出しており、工具の先端部に当たって停止
するので、ばね等の突出用の特別の部材を必要とせず、
動作も確実である。

【００１７】この発明の工具折損検出装置の検出軸の位
置出しは、自重により突出させるものの他、下方にスプ
リングによる付勢力を与えたものでも良い。さらに、検
知装置は、光学式のもののほか、機械的に全ての検出軸
の位置を検知するもの、例えば上記検出用透孔に検出棒
を差し込んで全て貫通するか否か等によって折損を検知
したり、磁気センサにより全ての検出軸が所定の位置に
あるか否かを非接触で検知するようにしても良い。

【００１８】

【発明の効果】この発明の工具折損検出装置は、複数の
工具が取り付けられた工具ヘッドが非加工位置の最上部
に位置した状態で工具が鉛直方向を向いて保持され、こ
の工具と鉛直方向に対向して複数の検出軸が設けられ、
この検出軸を相対的に上動可能に保持した検出軸保持部
材を降下させ、各検出軸を各工具先端に当接させて、光
センサ装置等により折損検出を行なうので、簡単な構成
で複数の工具の折損を確実に検出することができる。し
かも、検出位置が装置の上方であり、スペース効率が良
く、切りくず等もつきにくく検出部の環境が良好であ
り、維持管理が容易である。

【００１９】また、検出軸を複数の工具ヘッドに対応し
て設けることもスペース的に容易に可能であり、複雑な
加工に対応して多数の工具が取り付けられている場合も
簡単な構成で確実に折損検出を行なうことができる。さ
らに、タップとドリルのように同一の加工箇所を加工す
る複数種の工具の場合、複数の工具ヘッドに対して単一
の検出軸保持部材で対応することができ、部材およびス
ペースの削減を図ることができる。さらに、検出軸保持
部材等を、工具を保持して前後動する支持部材に設けた
ので、折損検出時に支持台等を大きく後退させる必要が
無く、加工工程の途中の工具切替前後で容易に工具折損
検出を行なうことができる。また、検出軸を自重で下方
に突出するようにすることにより、構成が簡単になり、
工具先端部に不必要な力がかかることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の工具折損検出装置の一実施例の正面
図である。

【図２】この実施例の工具折損検出装置の平面図であ
る。

【図３】この実施例の工具折損検出装置の検出軸保持部
材の平面図である。

【図４】この実施例の工具折損検出装置の検出軸を示す
部分断面図である。

【図５】この実施例の工具折損検出装置の検出板の部分
正面図である。

【符号の説明】

１８ タレットヘッド ２２，２３，２４，２５ 工具ヘッド ２６ ドリル ２８ タップ ３２ ワーク ３６ 検出軸 ３８ 検出軸保持部材 ４８ 上下動用シリンダ ５０ 発光素子 ５２ 受光素子

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の工具が取り付けられた工具ヘッド
   と、この工具ヘッドを複数保持して回転により各工具ヘ
   ッドを所定の加工位置と非加工位置とに割り出すタレッ
   トヘッドを有し、このタレットヘッドが回動して各工具
   ヘッドのうちの任意の工具ヘッドが非加工位置での最上
   部に位置した状態で、その工具が鉛直上方を向いて保持
   され、上記各工具ヘッドの工具に対応して上記工具と鉛
   直方向に対向した複数の検出軸を設け、この複数の検出
   軸を相対的に昇降可能に保持した検出軸保持部材を上記
   各工具ヘッドに対応して切替可能に複数設け、上記各検
   出軸保持部材を昇降させる移動装置と、この移動装置に
   よって上記検出軸が上記工具の先端部に当接する位置ま
   で上記検出軸保持部材を降下させ各検出軸が各工具の先
   端に当接した状態で全ての検出軸が所定の位置にあるか
   否かを検知する検知装置とを設けたことを特徴とする工
   具折損検出装置。