JP7299985B2 - 切削工具、データ収集システム及び切削工具用ホルダ - Google Patents
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Description
(データ収集システム)
図1に示す例のように、データ収集システム10は、切削工具20(例えば、旋削工具)と、データ収集装置11と、を有してよい。切削工具20は、外部の機器に対し情報を送信可能である。データ収集装置11は、切削工具20から送信された情報を収集することができる。以下、切削工具20について説明し、その後にデータ収集装置11について説明する。
切削工具20は、工作機械Mtに着脱可能に取り付けられてよい。切削工具20は、例えば、工作機械Mtの手動操作や自動制御等によって、前後、左右及び上下に移動可能である。工作機械Mtが操作(自動制御も含む)されることにより、切削工具20は、例えば、回転している対象物Ob(木材や金属等)に押し当てられ、対象物Obを所望の形状及び寸法に切削(加工)することができる。
チップ30は、スローアウェイチップと呼ばれる交換式のインサート(以下、インサート30とも呼ぶ。)であってよい。チップ30は、ホルダ40の先端40a(以下、第1端40aとも呼ぶ。)側を欠いた窪み40c内に位置し、ホルダ40に固定されてよい。チップ30の形状は、任意に設定できる。例えば、チップ30の形状は、対象物Obの材質及び/又は形状等に応じて設定されてよい。チップ30の形状は、四角板形状(図示の例)、四角形状以外の多角形状の板状(例えば三角板形状又は五角板形状)、又は円盤状を呈してよい。
刃部31は、すくい面31aと、逃げ面31bと、切刃31cと、を有してよい。すくい面31aは、刃部31の上面を構成してよい。逃げ面31bは、すくい面31aと交差し刃部31の側面を構成してよい。切刃31cは、すくい面31a及び逃げ面31bの境界に位置してよい。
ホルダ40は、例えば、棒状を呈し、先端40a(第1端40a)から後端40b(以下、第2端40bとも呼ぶ。)に亘る長さを有してよい。別の観点では、ホルダ40は、第1方向Di1に沿って延び、ある程度の長さを有してよい。ホルダ40の長さ(第1端40aから第2端40bまでの長さ)は、任意に設定される。例えば、ホルダ40は、50mm以上200mm以下の長さを有してよい。
基体50は、例えば、センサ41、無線通信部42、配線44及びカバー43をホルダ40から除いた部位であってよい。基体50の材料は任意である。例えば、基体50の材料は、鋼又は鋳鉄等であってよい。基体50の柔靭性を高める観点から、基体50の材料を鋳鉄にすることができる。基体50の大きさ及び形状の説明については、ホルダ40における大きさ及び形状の説明と重複する部分が多いため省略する。第1端40aは、基体50の先端(前方の端部)であってよく、第2端40bは、基体50の後端(後方の端部)であってよい。
固定部56は、突出部56aを有してよい(有していなくてもよい。)。突出部56aは、基体50の側壁(第1側面51)から外方に向かって突出してよい。固定部56(突出部56a)は、先端部56bを有してよい。シャンク部55の外周面のうち第1方向Di1に直交する方向を第2方向Di2とする。このとき、先端部56bは、第2方向Di2の一方側に面している第1側面51よりも第2方向Di2の一方側に位置してよい(位置していなくてもよい。)。先端部56bは、突出部56aの頂点を構成してよい。
図2及び図3を参照する。凹部60は、例えば、第1側面51に開口してよく、第2側面52側に向かってある程度の深さを有してよい。凹部60内には、例えば、センサ41及び無線通信部42が位置してよく、凹部60は、カバー43と共にセンサ41及び無線通信部42を囲んでよい。凹部60内には、センサ41及び無線通信部42を通電可能に接続している配線44も位置してよい。
カバー43は、例えば、四角板形状を呈する平板であってよい。カバー43の形状は、凹部60の形状にあわせて適宜設定できる。例えば、側方から見た凹部60の形状(凹部60における開口部分60aの形状)が楕円形状である場合、カバー43の形状は楕円形状を呈する平板形状であってよい。上下方向におけるカバー43の長さは、例えば、上下方向における第1凹部61の長さよりも僅かに短く、上下方向における第2凹部62の長さよりも僅かに長くてよい。更に、前後方向におけるカバー43の長さは、前後方向における第1凹部61の長さよりも僅かに短く、前後方向における第2凹部62の長さよりも僅かに長くてよい。これにより、センサ41及び無線通信部42をカバー43によって覆う際に、カバー43を第1凹部61内に嵌め込むことができる。つまり、第1凹部61によってカバー43の位置決めができる。
図2を参照する。センサ41は、例えば、切削時に切削工具20の状態を測定可能な機器である。無線通信部42は、例えば、センサ41が測定した物理量を含む情報を外部の装置(例えば、データ収集装置11)に送信可能な機器である。センサ41が測定した物理量を含む情報は、例えば、配線44を介して無線通信部42に入力され、無線通信部42からデータ収集装置11に送信される。
図1及び図2を参照する。センサ41が測定した物理量は、例えば、無線通信部42を介してデータ収集装置11に送信されてよい。データ収集装置11は、例えば、工作機械Mt又は工作機械Mt周辺のスペースに配置されてよい。データ収集装置11は、例えば、コンピュータを含んでよい。コンピュータは、CPU、RAM、ROM及び外部記憶装置を含んでよい。ROM及び/又は部記憶装置に記録されているプログラムがCPUによって実行されることで、情報処理部11aは、様々な機能を発揮できる。
図8(a)を参照する。図8(a)には、本開示における第1変形例による切削工具20Aの凹部60周辺部分が示されている。図8(a)は、上記図4に対応する。第1変形例における切削工具20Aは、実施形態との関係において、第1接合材BoA1が介在する位置が異なる。その他の具体的な構造については、実施形態による切削工具20と共通する。実施形態と共通する部分については、符号を流用すると共に詳細な説明を省略する。
カバー43A(内面部43Aa)は、第1底面61bに当接(接触)する部位を含んでよい。つまり、カバー43Aと第1底面61bとが少なくとも一部において当接してよい。上記にいう当接するとは、内面部43Aa及び第1底面61bとの間に僅かな第1接合材BoA1も位置しておらず、内面部43Aaが第1底面61bに対し完全に当接している場合の他、内面部43Aa及び第1底面61bとの間に僅かな第1接合材Bo1があるものの、目視をした際には内面部43Aaが第1底面61bに当接しているように見える場合も含む。
第1接合材BoA1は、凹部60における開口部分60aの周縁に沿って、第1内壁61a及び側面部43Acの間、更には第2底面62b及び内面部43Aaの間に位置してもよい。第1内壁61a及び側面部43Acの間に位置する第1接合材BoA1は、例えば、第1内壁61a、側面部43Ac及び第1底面61bのそれぞれに接合されてよい。第2底面62b及び内面部43Aaの間に位置する第1接合材BoA1は、例えば、第2内壁62a、内面部43Aa及び第2底面62bのそれぞれに接合されてよい。
図8(b)を参照する。図8(b)は、本開示における第2変形例による切削工具20Bの凹部60周辺部分が示されており、上記図4に対応する。図8(b)は、実施形態との関係において、基体50から突出してカバー43Bが位置している点が異なる。以下、共通する部分は符号を流用すると共に詳細な説明を省略する。
カバー43Bは、内面部43a側が凹部60(第1凹部61)内に位置し、外面部43Bb側が凹部60外に位置してよい。別の観点では、カバー43Bは少なくとも一部が凹部60内に位置してよい。カバー43Bの凹部60内に位置する割合は任意に設定することができる。例えば、カバー43Bは、体積全体のうち、90%以上、70%以上、又は50%以上が凹部60内に位置してよい。カバー43は、体積全体のうち50%よりも小さい割合で凹部60内に位置してもよい。
図9を参照する。図9は、本開示における第3変形例による切削工具20Cの凹部60C周辺部分が示されており、上記図4に対応する。図9は、実施形態との関係において、カバー43Cが基体50C外に位置している点、及び、凹部60Cが第1凹部61Cと第3凹部63Cから構成されている点が異なる。以下、共通する部分は符号を流用すると共に詳細な説明を省略する。
凹部60Cは、第1凹部61C及び第3凹部63Cを有してよい。第1凹部61Cは、第1側面51を開口し第2側面52側に向かって延びてよい。第3凹部63Cは、第1凹部61Cの第1底面61Cbに開口し第2側面52側に向かって延びてよい。
カバー43Cは、例えば、凹部60C外に位置すると共に、凹部60C内に位置する第1接合材BoC1によって基体50Cに固定されてよい。カバー43Cの幅(第3方向Di3の長さ)は、第1凹部61Cの幅よりも大きくてよい。カバー43Cの幅は、例えば、第1凹部61Cにおける幅の1.1倍以上、1.2倍以上、又は1.3倍以上とされてよい。更に、カバー43Cの長さ(前後方向の長さ)は、第1凹部61Cの長さよりも長くてよい。カバー43Cの長さは、第1凹部61Cにおける長さの1.1倍以上、1.2倍以上、又は1.3倍以上とされてよい。
11…データ収集装置
20…切削工具
30…チップ
31a…すくい面
31b…逃げ面
40、40A、40B、40C…ホルダ
40a…第1端(先端)
40b…第2端(後端)
41…センサ
43、43A、43B、43C…カバー
43a、43Aa、43Ba、43Ca…内面部(内面)
43c、43Ac、43Bc、43Cc…側面部(側面)
50、50C…基体
51…第1側面(第1領域)
52…第2側面
56a…突出部
56b…先端部
60、60C…凹部
61、61C…第1凹部
61a、61Ca…第1内壁
61b、61Cb…第1底面(第1中途位置)
62…第2凹部
62a…第2内壁
62b…第2底面(第2中途位置)
63、63C…第3凹部
63b、63Cb…第3底面(底)
Bo1、BoA1、BoC1…第1接合材(接合材)
Di1…第1方向
Di2…第2方向
Di3…第3方向
Li…直線
Mt…工作機械
Ob…対象物
Claims (17)
- 第1方向に延びているシャンク部と、前記シャンク部の一端に位置している固定部と、前記シャンク部の外表面に開口している凹部と、を有している基体と、
前記固定部に固定されており、切刃を有しているチップと、
前記凹部内に位置しているセンサと、
前記凹部を塞いでいるカバーと、
を有しており、
前記切刃は、前記シャンク部の外周面のうち前記第1方向に直交する第2方向の一方側に面している第1領域よりも前記第2方向の前記一方側に位置しており、
前記カバーは、その全体が前記切刃よりも前記第2方向の他方側に位置しており、
前記凹部は、前記第1領域から当該凹部の深さ方向における第1中途位置までの開口が、前記第1中途位置よりも前記凹部の底側に位置する開口に比較して、少なくとも一の差し渡し方向の両側へ拡径していることによって、前記第1中途位置に第1底面が位置する第1凹部を有しており、
前記カバーは、内面側の少なくとも一部が前記第1凹部に収容されて、前記第1凹部の内周面及び前記第1底面によって位置決めされている
切削工具。 - 前記チップは、前記第1方向に見て、
前記第1方向及び前記第2方向の双方に直交している第3方向に面しているすくい面と、
前記第3方向に対して所定の逃げ角で傾斜しつつ前記第2方向の前記一方側に面しており、前記切刃を介して前記すくい面と交差している逃げ面と、をさらに有している
請求項1に記載の切削工具。 - 前記凹部は、前記第1領域にて開口して前記カバーに塞がれている
請求項1又は2に記載の切削工具。 - 前記カバーは、その全体が前記基体の外表面よりも前記基体の内側に位置している
請求項1~3のいずれか1項に記載の切削工具。 - 前記第1凹部の深さが前記カバーの厚みよりも大きい
請求項1~4のいずれか1項に記載の切削工具。 - 前記カバーと前記基体の前記凹部内における表面との間に介在する接合材を更に有している
請求項1~5のいずれか1項に記載の切削工具。 - 前記凹部は、前記第1底面から当該凹部の深さ方向の第2中途位置までの開口が、前記第2中途位置よりも前記凹部の底側に位置する開口に比較して、少なくとも前記一の差し渡し方向の両側へ拡径していることによって、前記第2中途位置に第2底面が位置する第2凹部を有しており、
前記カバーと前記第2底面との間に隙間が構成されている
請求項6に記載の切削工具。 - 前記カバーと前記第1底面とが少なくとも一部において当接している
請求項7に記載の切削工具。 - 前記接合材は、前記凹部の開口の全周に亘って、前記カバーと前記基体の前記凹部内における表面との間に介在している
請求項6~8のいずれか1項に記載の切削工具。 - 前記接合材は、前記カバーの内面に接している
請求項6~9のいずれか1項に記載の切削工具。 - 前記接合材は、前記カバーの側面に接している
請求項6~10のいずれか1項に記載の切削工具。 - 前記接合材は、全部が前記凹部内に位置している
請求項6~11のいずれか1項に記載の切削工具。 - 前記接合材は、その全部が前記カバーの外面よりも前記カバーの内面側に位置している
請求項6~12のいずれか1項に記載の切削工具。 - 前記カバーの側面の表面粗さは、前記カバーの内面の表面粗さよりも大きい
請求項1~13のいずれか1項に記載の切削工具。 - 前記第1凹部の内周面の表面粗さは、前記第1領域の表面粗さよりも大きい
請求項1~14のいずれか1項に記載の切削工具。 - 請求項1~15のいずれか1項に記載の切削工具と、
前記センサが測定した物理量の情報を蓄積する記憶部と、
を有しているデータ収集システム。 - 第1方向に延びているシャンク部と、前記シャンク部の一端に位置している固定部と、前記シャンク部の外面に開口している凹部と、を有している基体と、
前記凹部内に位置しているセンサと、
前記凹部を塞いでいるカバーと、
を有しており、
前記固定部は、前記シャンク部の外周面のうち前記第1方向に直交する第2方向の一方側に面している第1領域よりも前記第2方向の前記一方側に位置する先端部を有しており、
前記カバーは、その全体が前記先端部よりも前記第2方向の他方側に位置しており、
前記凹部は、前記第1領域から当該凹部の深さ方向における第1中途位置までの開口が、前記第1中途位置よりも前記凹部の底側に位置する開口に比較して、少なくとも一の差し渡し方向の両側へ拡径していることによって、前記第1中途位置に第1底面が位置する第1凹部を有しており、
前記カバーは、内面側の少なくとも一部が前記第1凹部に収容されて、前記第1凹部の内周面及び前記第1底面によって位置決めされている
切削工具用ホルダ。
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