JP3208873U - 工具の寿命判断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】研削または切削加工装置によるワークの加工精度に影響を与えずに、低コストで容易に、研削または切削加工用の工具の劣化を判断できる工具の寿命判断装置を提供する。【解決手段】研削加工装置の工具Ｔによって研削されるワークが載せられる加工台の近傍に配置される基台２ｚと、基台２ｚに支持され、工具Ｔによって研削されるダミーワークＤが載置されて固定される天板３と、天板３に載置固定されたダミーワークＤが工具Ｔによって研削されたときの反力を測定するため、天板３に取り付けられた部材６、９と基台２ｚに取り付けられた部材７、１０との間に介設された荷重センサ４ｚと、荷重センサ４ｚの出力値を予め設定された閾値と比較して工具Ｔの刃部の劣化を判断する制御部Ｃとを備えた。【選択図】図１

Description

本考案は、グラインディングセンターやマシニングセンター等の研削または切削加工装置の工具の切れ味の劣化を判断する工具の寿命判断装置に係り、特に、研削または切削加工装置の加工精度に影響を与えずに低コストで容易に工具の劣化を判断できる工具の寿命判断装置に関する。

研削または切削加工装置（グラインディングセンター、マシニングセンター等のＮＣ工作機械）の研削または切削工具は、長期間の使用によって刃部が摩耗して切削性能が低下する。

従来、研削加工装置の研削工具の刃部の劣化を判断する装置として、研削加工装置の加工台とワークとの間に水晶を用いた圧電センサ（水晶式圧電センサ）を介設し、ワークを研削工具で研削するときの荷重（研削荷重）を、水晶式圧電センサで検出するようにしたものが知られている。この装置によれば、研削工具の刃部が劣化するにつれて、ワークを研削するときの研削抵抗が大きくなって研削荷重が増大するため、水晶式圧電センサの出力値を監視することで研削工具の刃部の劣化を判断できる。

また、別の装置として、切削加工装置に、ワークを切削工具で切削する際に切削工具がワークから受ける切削反力を検出するロードセルを、組み込んだものが知られている（特許文献１参照）。この装置によれば、切削工具の刃部が劣化するにつれて、ワークを切削するときの切削抵抗が大きくなって切削反力が増大するため、ロードセルの出力値を監視することで切削工具の刃部の劣化を判断できる。

特開２０００−７１１号公報

ところで、前者の装置においては、水晶式圧電センサを用いているため、振動や荷重等の外乱の影響を受け易く、頻繁に零点補正（ゼロ点ドリフト）を行う必要があり、使い勝手の点で改善の余地が残されている。また、水晶式圧電センサを用いているため、精度を追求すると装置全体が高価となってしまう。

後者の装置においては、切削加工装置に組み込まれたロードセルによって、ワークの切削加工中に切削工具が受ける切削反力を検出しているため、切削反力を検出する際にロードセルに生じる撓み（最大２００μｍ程度）が切削工具の位置に影響を与えてしまう。すなわち、切削反力を検出する際のロードセルの撓みが、ワークの加工精度に影響を及ぼしてしまう。

以上の事情を考慮して創案された本考案の目的は、研削または切削加工装置によるワークの加工精度に影響を与えずに、低コストで容易に、研削または切削加工用の工具の劣化を判断できる工具の寿命判断装置を提供することにある。

上記目的を達成するために創案された本考案によれば、研削または切削加工装置の工具によって研削または切削加工されるワークが載せられる加工台の近傍に配置される基台と、基台に支持され、工具によって研削または切削加工されるダミーワークが載置されて固定される天板と、天板に載置固定されたダミーワークが工具によって研削または切削加工されたときの反力を測定するため、天板に取り付けられた部材と基台に取り付けられた部材との間に介設された荷重センサと、荷重センサの出力値を予め設定された閾値と比較して工具の刃部の劣化を判断する制御部と、を備えたことを特徴とする工具の寿命判断装置が提供される。

本考案に係る工具の寿命判断装置においては、天板を基台に対して鉛直方向に案内する鉛直ガイドを備え、荷重センサは、天板に載置固定されたダミーワークが工具によって研削または切削加工されたとき、鉛直方向の反力を測定する鉛直荷重センサを有していてもよい。

本考案に係る工具の寿命判断装置においては、天板を基台に対して水平方向に案内する水平ガイドを備え、荷重センサは、天板に載置固定されたダミーワークが工具によって研削または切削加工されたとき、水平方向の反力を測定する水平荷重センサを有していてもよい。

本考案に係る工具の寿命判断装置においては、天板を基台に対して鉛直方向に案内する鉛直ガイドと、天板を基台に対して水平方向に案内する水平ガイドとを備え、荷重センサは、天板に載置固定されたダミーワークが工具によって研削または切削加工されたとき、鉛直方向の反力を測定する鉛直荷重センサと、水平方向の反力を測定する水平荷重センサとを有していてもよい。

本考案に係る工具の寿命判断装置においては、天板に、その天板に載置固定されたダミーワークが工具によって研削または切削されたときの荷重が伝わる荷重伝達部材を取り付け、荷重伝達部材と基台に取り付けられた部材との間に、荷重センサを介設し、荷重センサを、荷重の方向とは反対方向に押圧することで、荷重センサにプリロードを付加するバネを有し、制御部が、ダミーワークの研削または切削時に、荷重伝達部材が荷重の方向に押圧されることで荷重センサの出力値が減少し、予め決められた閾値を下回ったとき、工具の刃部が劣化したと判断する機能を有していてもよい。

本考案に係る工具の寿命判断装置によれば、次のような効果を発揮できる。
（１）研削または切削加工装置の加工台の近傍に、基台、天板および荷重センサを備えた本考案に係る寿命判断装置を配置し、天板に載せられたダミーワークを研削または切削したときの荷重を荷重センサで検出することで、工具の刃部の劣化を判断する。
（２）すなわち、従来のように研削または切削加工装置の加工台に載せられたワークを研削または切削加工するときの反力を検出するのではなく、加工台の近傍に配置されたダミーワークを研削または切削するときの反力を検出するので、実際にワークを研削または切削加工する際の加工精度に影響を及ぼすことはない。
（３）また、本考案に係る工具の寿命判断装置は、研削または切削加工装置に組み込まれるものではなく、研削または切削加工装置の加工台の近傍に配置されるものなので、後付けでき、取扱性に優れ、低コストで容易に工具の劣化を判断できる。

本考案の一実施形態に係る工具の寿命判断装置の説明図であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は正面断面図である。 図１に示す工具の寿命判断装置の構成のうち、鉛直方向の研削反力を検出するための構成を示す説明図であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は正面断面図である。 図１に示す工具の寿命判断装置の構成のうち、水平方向の研削反力を検出するための構成を示す説明図であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は正面断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本考案の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本考案に直接関係のない要素は図示を省略する。

（工具の寿命判断装置の概要）
図１に示す本考案の一実施形態に係る工具の寿命判断装置１は、従来のように研削または切削加工装置（グラインディングセンター、マシニングセンター等のＮＣ工作機械）の加工台に載せられたワークを実際に研削または切削するときの反力を検出するものではなく、加工台の側方に配置されたダミーワークＤを試験的に研削または切削するときの反力を検出するものである。

すなわち、本実施形態に係る工具の寿命判断装置１は、研削または切削加工装置（グラインディングセンター、マシニングセンター等のＮＣ工作機械）の工具Ｔによって研削または切削されるワークが載せられる加工台の側方に配置される基台２と、基台２に支持され、工具Ｔによって研削または切削されるダミーワークＤが載置されて固定される天板３と、天板３に載置固定されたダミーワークＤが工具Ｔによって研削または切削されたときの反力を測定するため、天板３に取り付けられた部材と基台２に取り付けられた部材との間に介設された荷重センサ４と、荷重センサ４の出力値を予め設定された閾値と比較して工具Ｔの刃部の劣化を判断する制御部Ｃと、を備えている。

図１に示すように、本実施形態に係る工具Ｔの寿命判断装置１は、研削または切削加工装置の工具ＴによってダミーワークＤを研削または切削する際、鉛直方向（Ｚ方向）の反力と、水平方向（Ｘ方向）の反力とを検出する。このため、荷重センサ４は、鉛直荷重センサ（Ｚ荷重センサ）４ｚと、水平荷重センサ（Ｘ荷重センサ）４ｘとを有し、基台２は、Ｚ方向の反力を支持する第１基台（Ｚ基台）２ｚと、Ｘ方向の反力を支持する第２基台（Ｘ基台）２ｘとを有する。但し、Ｘ荷重センサ４ｘおよびＸ基台２ｘを省略して、Ｚ方向のみの反力を検出するようにしてもよく、Ｚ荷重センサ４ｚおよびＺ基台２ｚを省略して、Ｘ方向のみの反力を検出するようにしてもよい。なお、以下、工具ＴによってダミーワークＤを研削する場合について説明するが、工具ＴによってダミーワークＤを切削する場合も同様である。この場合、「研削」を「切削」に置き換えることになる。

（鉛直方向の研削反力を検出するための構成）
図１、図２に示すように、この工具Ｔの寿命判断装置１は、工具Ｔによって研削されるダミーワークＤが載置固定される天板３と、天板３の下方に配置されたＺ基台２ｚと、Ｚ基台２ｚの下方に配置されたＸ基台２ｘとを有する。ダミーワークＤを工具Ｔによって研削する際、Ｚ基台２ｚは、Ｚ方向の反力（研削反力）を支持し、Ｘ基台２ｘはＸ方向の反力（研削反力）を支持する。Ｘ基台２ｘは、研削加工装置（例えばグラインディングセンター等のＮＣ工作機械）の加工台の近傍（例えば側方）に配置固定され、Ｚ基台２ｚは、Ｘ基台２ｘの上に水平ガイド（Ｘガイド）５を介して装着される。

図２に示すように、この寿命判断装置１は、天板３に下方に向けて延設された下方延長部材６と、Ｚ基台２ｚに上方に向けて延設された上方延長部材７と、上方延長部材７と下方延長部材６との間に介設され、天板３をＺ基台２ｚに対して鉛直方向に案内する鉛直ガイド（Ｚガイド）８とを有する。下方延長部材６は、天板３から垂下された板体からなり、上方延長部材７は、Ｚ基台２ｚから上方に延出された板体からなり、これら板体は平行に配置されている。板体同士の間には、Ｚガイド８が配設されている。Ｚガイド８は、ＬＭガイド（登録商標）等の所謂リニアガイドが用いられ、水平方向（図２（ｂ）の左右方向）に間隔を隔てて２個配設されている。これにより、天板３が鉛直方向に対して斜めに下降する事態（所謂こじり）を防止している。

図２に示すように、この寿命判断装置１は、下方延長部材６の下部に水平方向に延設された第１水平部９と、上方延長部材７の上部に第１水平部９よりも上方に位置して水平方向に延設された第２水平部１０と、第１水平部９と第２水平部１０との間に介設された鉛直荷重センサ（Ｚ荷重センサ）４ｚと、第１水平部９に支持されたＺ荷重センサ４ｚを第２水平部１０に押し付けてＺ荷重センサ４ｚにプリロードを加える鉛直バネ（Ｚバネ）１１とを有する。第１水平部９は、下方延長部材６の下部に水平に装着された板体からなり、第２水平部１０は、上方延長部材７の上部に水平に装着された板体からなり、これら板体は平行に配置されている。板体同士の間には、Ｚ荷重センサ４ｚが配設されている。

図２に示すように、Ｚ荷重センサ４ｚは、本体４ａと探子部４ｂとを備えたロードセルからなり、本体４ａが第１水平部９に載置固定され、探子部４ｂが第２水平部１０に当接されている。第１水平部９とＺ基台２ｚとの間には、第１水平部９に支持されたＺ荷重センサ４ｚの探子部４ｂを第２水平部１０に押し付けて、Ｚ荷重センサ４ｚに鉛直方向のプリロードを加える鉛直バネ（Ｚバネ）１１が配設されている。Ｚバネ１１は、Ｚ荷重センサ４ｚの直下に配設されており、Ｚ荷重センサ４ｚの探子部４ｂを的確に第２水平部１０に押し付ける。このとき、Ｚ荷重センサ４ｚは、Ｚガイド８によって、鉛直方向に案内される。この構成によれば、天板３に載置固定されたダミーワークＤを工具Ｔによって研削すると、ダミーワークＤの鉛直方向（Ｚ方向）の研削抵抗によって、天板３、下方延長部材６、第１水平部９およびＺ荷重センサ４ｚが一体的に下方に押圧され、Ｚバネ１１によってプリロードが掛けられていたＺ荷重センサ４ｚの出力値が減少する。

図２に示すように、この寿命判断装置１は、天板３に載置固定されたダミーワークＤを工具Ｔによって研削するとき、Ｚ荷重センサ４ｚの出力値を予め設定された閾値と比較して工具Ｔの刃部の劣化を判断する制御部Ｃを有する。長期の使用によって工具Ｔの刃部が摩耗して研削性能が低下すると、ダミーワークＤを研削する際の抵抗が大きくなるため、天板３を鉛直下方に押圧する荷重が増大する。従って、ダミーワークＤの鉛直方向（Ｚ方向）の研削抵抗によって、天板３、下方延長部材６、第１水平部９およびＺ荷重センサ４ｚが一体的に下方に押圧されることで、Ｚバネ１１によって第２水平部１０に押し付けられているＺ荷重センサ４ｚの探子部４ｂの押し付け力が弱まり、Ｚ荷重センサ４ｚの出力値が減少する際、Ｚ荷重センサ４ｚの出力値は、工具Ｔの研削抵抗の増大すなわち研削性能の低下の度合に応じて減少する。よって、Ｚ荷重センサ４ｚの出力値が予め設定された閾値（Ｚ閾値）を下回ったとき、工具Ｔの刃部が劣化したと判断できる。

すなわち、この寿命判断装置１は、天板３に載置固定されたダミーワークＤが工具Ｔによって研削されたとき、鉛直下方の研削荷重が伝わる荷重伝達部材として、下方延長部材６および第１水平部９を備えていると共に、第１水平部９とＺ基台１ｚに上方延長部材７を介して設けられた第２水平部１０との間に介設されたＺ荷重センサ４ｚを、研削荷重の方向（鉛直下方）とは反対方向（鉛直上方）に押圧し、Ｚ荷重センサ４ｚにプリロードを付加するバネ（Ｚバネ）１１を備えている。また、この寿命判断装置１は、ダミーワークＤの研削時に、荷重伝達部材（下方延長部材６および第１水平部９）が研削荷重の方向（鉛直下方）に押圧されることでＺ荷重センサ４ｚの出力値が減少し、予め決められたＺ閾値を下回ったとき、工具Ｔの刃部が劣化したと判断する制御部Ｃを有する。

このように、この寿命判断装置１は、ダミーワークＤに加わる鉛直方向（Ｚ方向）の研削抵抗が増大するに応じて、Ｚ荷重センサ（ロードセル）４ｚに加わる荷重が減少する構造なので、Ｚ荷重センサ４ｚに過負荷が加わることはなく、過負荷によるＺ荷重センサ４ｚの損傷を回避できる。ここで、図２に示すように、天板３と第２水平部１０との間には、所定の間隔（例えば２ｍｍ程度）Ｇ１が設けられており、この間隔Ｇ１が鉛直方向（Ｚ方向）の最大ストロークとなり、第２水平部１０が鉛直方向（Ｚ方向）のストッパとなる。これにより、ダミーワークＤに加わる鉛直下方の荷重が非常に大きい場合には、天板３が第２水平部１０に着座し、Ｚ荷重センサ４ｚの探子部４ｂが第２水平部１０から離脱するため、Ｚ荷重センサ４ｚが荷重フリーとなって損傷しない。

（水平方向の研削反力を検出するための構成）
図１、図３に示すように、この寿命判断装置１は、Ｚ方向の研削反力を支持するＺ基台２ｚの下方に、Ｘ方向の研削反力を支持するためのＸ基台２ｘを有する。Ｘ基台２ｘは、研削加工装置（例えばグラインディングセンター等のＮＣ工作機械）の加工台の近傍（例えば側方）に配置固定される。Ｘ基台２ｘとＺ基台２ｚとの間には、水平ガイド（Ｘガイド）５が介設されている。Ｘ基台２ｘおよびＺ基台２ｚは、共に水平な板体からなり、平行に配置されている。Ｘ基台２ｘとＺ基台２ｚとの間には、Ｚ基台２ｚをＸ基台２ｘに対して水平方向（Ｘ方向）に案内する水平ガイド（Ｘガイド）５として、ＬＭガイド（登録商標）等の所謂リニアガイドが介設されている。Ｘガイド５は、ダミーワークＤを研削する際の工具Ｔの移動方向（Ｘ方向）と直交する方向（図３（ａ）の左右方向）に間隔を隔てて２個配設されている。これにより、Ｚ基台２ｚが工具Ｔの移動方向（Ｘ方向）に対して斜めに移動する事態（所謂こじり）を防止できる。

図３に示すように、この寿命判断装置１は、Ｚ基台２ｚに形成された第１支持部１２と、Ｘ基台２ｘに設けられた第２支持部１３と、第１支持部１２に取り付けられた水平荷重センサ（Ｘ荷重センサ）４ｘとを有する。Ｘ荷重センサ４ｘは、本体４ａと探子部４ｂとを備えたロードセルからなり、本体４ａが第１支持部１２に固定され、探子部４ｂが第２支持部１３に当接されている。また、この寿命判断装置１は、Ｘ荷重センサ（ロードセル）４ｘの探子部４ｂを第２支持部１３に押し付ける水平バネ（Ｘバネ）１４を有する。Ｘバネ１４は、Ｚ基台２ｚの第１支持部１２とＸ基台２ｘに設けられた第３支持部１５との間に介設されており、Ｘ荷重センサ４ｘに、研削荷重の方向（Ｘ方向）とは反対方向のプリロードを加える。第３支持部１５は、本実施形態においては、第２支持部１３と一体成形されたブロック体からなるが、第２支持部１３と別体としてもよい。

図３に示すように、Ｘバネ１４は、Ｘ荷重センサ４ｘの背面に正対するように配設されており、Ｘ荷重センサ４ｘの探子部４ｂを的確に第２支持部１３に押し付ける。このとき、Ｘ荷重センサ４ｘは、Ｘガイド５によって、水平方向に案内される。この構成によれば、図１に示すように、天板３に載置固定されたダミーワークＤを工具Ｔによって水平方向（Ｘ方向）に研削すると、ダミーワークＤのＸ方向の研削抵抗によって、天板３、下方延長部材６、鉛直ガイド８、上方延長部材７、Ｚ基台２ｚおよびＸ荷重センサ４ｘが一体的にＸ方向に押圧され、Ｘバネ１４によってプリロードが掛けられていたＸ荷重センサ４ｘの出力値が減少する。

図３に示すように、この寿命判断装置１は、天板３に載置固定されたダミーワークＤが工具Ｔによって水平方向（Ｘ方向）に研削されるとき、Ｘ荷重センサ４ｘの出力値を予め設定されたＸ閾値（Ｚ閾値とは異なる）と比較して工具Ｔの刃部に劣化を判断する制御部Ｃを有する。長期の使用によって工具Ｔの刃部が摩耗して研削性能が低下すると、ダミーワークＤを研削する際の研削抵抗が大きくなるため、天板３を水平方向（Ｘ方向）に押圧する荷重が増大する。従って、ダミーワークＤの水平方向（Ｘ方向）の研削抵抗によって、天板３、下方延長部材６、鉛直ガイド８、上方延長部材７、Ｚ基台２ｚおよびＸ荷重センサ４ｘが一体的にＸ方向に押圧されることで、Ｘバネ１４によって第２支持部１３に押し付けられているＸ荷重センサ４ｘの探子部４ｂの押し付け力が弱まり、Ｘ荷重センサ４ｘの出力値が減少する際、Ｘ荷重センサ４ｘの出力値は、工具Ｔの研削抵抗の増大すなわち研削性能の低下の度合に応じて減少する。よって、Ｘ荷重センサ４ｘの出力値が予め設定されたＸ閾値を下回ったとき、工具Ｔの刃部が劣化したと判断できる。

すなわち、この寿命判断装置１は、天板３に載置固定されたダミーワークＤが工具Ｔによって研削されたとき、水平方向（Ｘ方向）の研削荷重が伝わる荷重伝達部材として、下方延長部材６、鉛直ガイド８、上方延長部材７およびＺ基台２ｚを備えていると共に、Ｚ基台２ｚの第１支持部１２とＸ基台２ｘの第２支持部１３との間に介設されたＸ荷重センサ４ｘを、研削荷重の方向（Ｘ方向）とは反対方向（反Ｘ方向）に押圧し、Ｘ荷重センサ４ｘにプリロードを付加するバネ（Ｘバネ）１４を備えている。また、この寿命判断装置１は、ダミーワークＤの研削時に、荷重伝達部材（下方延長部材６、鉛直ガイド８、上方延長部材７およびＺ基台２ｚ）が研削荷重の方向（Ｘ方向）に押圧されることでＸ荷重センサ４ｘの出力値が減少し、予め決められたＸ閾値を下回ったとき、工具Ｔの刃部が劣化したと判断する制御部Ｃを有する。

このように、この寿命判断装置１は、ダミーワークＤに加わる水平方向（Ｘ方向）の研削抵抗が増大するに応じて、Ｘ荷重センサ（ロードセル）４ｘに加わる荷重が減少する構造なので、Ｘ荷重センサ４ｘに過負荷が加わることはなく、過負荷によるＸ荷重センサ４ｘの損傷を回避できる。ここで、図３に示すように、Ｚ基台２ｚの切込部１６と第２支持部１３との間には、所定の間隔（例えば２ｍｍ程度）Ｇ２が設けられており、この間隔Ｇ２が水平方向（Ｘ方向）の最大ストロークとなり、第２支持部１３が水平方向（Ｘ方向）のストッパとなる。これにより、ダミーワークＤに加わる水平方向（Ｘ方向）の荷重が非常に大きい場合には、Ｚ基台２ｚの切込部１６が第２支持部１３に当接し、Ｘ荷重センサ４ｘの探子部４ｂが第２支持部１３から離脱するため、Ｘ荷重センサ４ｘが荷重フリーとなって損傷しない。

（使用方法）
図１に示す本実施形態に係る工具Ｔの寿命判断装置１は、Ｘ基台２ｘが研削加工装置（例えばグラインディングセンター等のＮＣ工作機械）の工具Ｔによって研削されるワークが載せられる加工台の近傍（例えば側方）に配置固定され、天板３にダミーワーク（板体、直方体）Ｄが載置固定される。ダミーワークＤの材質は、ワークの材質と同じでもよいが、異なっていてもよい。材質に拘わらず、工具Ｔの摩耗劣化によって、研削抵抗が増大する事実に変わりはないからである。

工具Ｔの劣化を判断する場合、工具ＴによってダミーワークＤを研削する。かかるダミーワークＤの研削は、工具Ｔでワークを所定時間研削した毎に、定期的に行われる。詳しくは、工具Ｔは、研削加工装置（例えばグラインディングセンター等のＮＣ工作機械）によってプログラムに従って移動制御（ＮＣ制御）され、ダミーワークＤをＺ方向に所定深さ研削した後、Ｘ方向に所定長さ研削する。そして、Ｚ荷重センサ４ｚの検出値がＺ閾値未満となったとき、または、Ｘ荷重センサ４ｘの検出値がＸ閾値未満となったとき、制御部Ｃによって工具Ｔの刃部が劣化したと判断される。Ｚ閾値、Ｘ閾値は、夫々、予め幾つかのダミーワークＤを同条件で試験的に研削した検出結果に基づいて定めてもよいし、最初の研削時の検出値に所定係数Ｘ（０＜Ｘ≦１）を乗じた数値を用いてもよい。

（作用・効果）
本実施形態に係る工具Ｔの寿命判断装置１によれば、研削加工装置（例えばグラインディングセンター等のＮＣ工作機械）の加工台の近傍に、天板３、基台２（Ｚ基台２ｚ、Ｘ基台２ｘ）および荷重センサ４（Ｚ荷重センサ４ｚ、Ｘ荷重センサ４ｘ）を備えた本装置１を配置し、天板３に載せられたダミーワークＤを研削したときの研削荷重を荷重センサ４で検出して工具Ｔの刃部の劣化を判断する。

すなわち、従来のように研削加工装置（例えばグラインディングセンター等のＮＣ工作機械）の加工台に載せられたワークを研削または切削するときの反力を検出するのではなく、加工台の近傍に配置されたダミーワークＤを研削するときの研削反力を検出するので、実際にワークを研削加工する際の加工精度に影響を及ぼすことはない。

また、本実施形態に係る工具Ｔの寿命判断装置１は、研削加工装置（例えばグラインディングセンター等のＮＣ工作機械）に組み込まれるものではなく、研削加工装置の加工台の近傍に配置されるものなので、後付けでき、取扱性に優れ、低コストで容易に工具の劣化を判断できる。

Ｚガイド８が水平方向（図２（ｂ）の左右方向）に間隔を隔てて２個配設されているので、ダミーワークＤを工具Ｔで研削する際、天板３の中心（中央）では無い位置でＺ方向に研削した場合であっても、天板３が鉛直方向に対して斜めに下降する事態（所謂こじり）を防止でき、Ｚ荷重センサ４ｚにＺ方向の荷重を適切に加えることができる。

Ｘガイド５が工具Ｔの移動方向（Ｘ方向）と直交する方向（図３（ａ）の左右方向）に間隔を隔てて２個配設されているので、ダミーワークＤを工具Ｔで研削する際、天板３の中心線（中央線）では無いラインに沿って水平方向に研削した場合であっても、Ｚ基台２ｚが工具Ｔの移動方向（Ｘ方向）に対して斜めに移動する事態（所謂こじり）を防止でき、Ｘ荷重センサ４ｘにＸ方向の荷重を適切に加えることができる。

ダミーワークＤに加わるＺ方向の研削抵抗が増大するに応じて、Ｚ荷重センサ４ｚに加わる荷重が減少する構造なので、Ｚ荷重センサ４ｚに過負荷が加わることはなく、過負荷によるＺ荷重センサ４ｚの損傷を回避できる。

ダミーワークＤに加わるＸ方向の研削抵抗が増大するに応じて、Ｘ荷重センサ４ｘに加わる荷重が減少する構造なので、Ｘ荷重センサ４ｘに過負荷が加わることはなく、過負荷によるＸ荷重センサ４ｘの損傷を回避できる。

荷重センサ４ｘ、４ｚに水晶式圧電センサではなくロードセルを用いているので、振動や荷重等の外乱の影響による零点補正（ゼロ点ドリフト）を行う頻度が水晶式圧電センサと比べて大幅に減少して使い勝手が向上し、また、低コストとなる。

以上、添付図面を参照しつつ本考案の好適な実施形態について説明したが、本考案は上述した各実施形態に限定されないことは勿論であり、実用新案登録請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本考案の技術的範囲に属することは言うまでもない。

本考案は、グラインディングセンターやマシニングセンター等のＮＣ工作機械の工具の切れ味の劣化を判断する工具の寿命判断装置に利用できる。

Ｔ 工具
Ｄ ダミーワーク
Ｃ 制御部
１ 工具の寿命判断装置
２ 基台
２ｚ Ｚ基台
２ｘ Ｘ基台
３ 天板
４ 荷重センサ
４ｚ 鉛直荷重センサ（Ｚ荷重センサ）
４ｘ 水平荷重センサ（Ｘ荷重センサ）
５ 水平ガイド（Ｘガイド）
８ 鉛直ガイド（Ｚガイド）
６、９ 荷重伝達部材（Ｚ方向）
７、１０ Ｚ基台に取り付けられた部材
１１ バネ（Ｚバネ）
６、８、７、２ｚ 荷重伝達部材（Ｘ方向）
１３ Ｘ基台に取り付けられた部材
１４ バネ（Ｘバネ）

Claims (5)

1. 研削または切削加工装置の工具によって研削または切削加工されるワークが載せられる加工台の近傍に配置される基台と、
   該基台に支持され、前記工具によって研削または切削加工されるダミーワークが載置されて固定される天板と、
   該天板に載置固定された前記ダミーワークが前記工具によって研削または切削加工されたときの反力を測定するため、前記天板に取り付けられた部材と前記基台に取り付けられた部材との間に介設された荷重センサと、
   該荷重センサの出力値を予め設定された閾値と比較して前記工具の刃部の劣化を判断する制御部と、
   を備えたことを特徴とする工具の寿命判断装置。
2. 前記天板を前記基台に対して鉛直方向に案内する鉛直ガイドを備え、
   前記荷重センサは、前記天板に載置固定されたダミーワークが前記工具によって研削または切削加工されたとき、鉛直方向の反力を測定する鉛直荷重センサを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の工具の寿命判断装置。
3. 前記天板を前記基台に対して水平方向に案内する水平ガイドを備え、
   前記荷重センサは、前記天板に載置固定されたダミーワークが前記工具によって研削または切削加工されたとき、水平方向の反力を測定する水平荷重センサを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の工具の寿命判断装置。
4. 前記天板を前記基台に対して鉛直方向に案内する鉛直ガイドと、前記天板を前記基台に対して水平方向に案内する水平ガイドとを備え、
   前記荷重センサは、前記天板に載置固定されたダミーワークが前記工具によって研削または切削加工されたとき、鉛直方向の反力を測定する鉛直荷重センサと、水平方向の反力を測定する水平荷重センサとを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の工具の寿命判断装置。
5. 前記天板に、その天板に載置固定されたダミーワークが前記工具によって研削または切削されたときの荷重が伝わる荷重伝達部材を取り付け、
   該荷重伝達部材と前記基台に取り付けられた部材との間に、前記荷重センサを介設し、
   該荷重センサを、前記荷重の方向とは反対方向に押圧することで、前記荷重センサにプリロードを付加するバネを有し、
   前記制御部が、前記ダミーワークの研削または切削時に、前記荷重伝達部材が前記荷重の方向に押圧されることで前記荷重センサの出力値が減少し、予め決められた閾値を下回ったとき、前記工具の刃部が劣化したと判断する機能を有する、
   ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の工具の寿命判断装置。

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