JPH02106254A - 工具摩耗検出法 - Google Patents

工具摩耗検出法

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JPH02106254A
JPH02106254A JP63259850A JP25985088A JPH02106254A JP H02106254 A JPH02106254 A JP H02106254A JP 63259850 A JP63259850 A JP 63259850A JP 25985088 A JP25985088 A JP 25985088A JP H02106254 A JPH02106254 A JP H02106254A
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JP
Japan
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cutting
workpiece
cutting tool
wear
tool
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JP63259850A
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English (en)
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Takashi Nakamura
隆 中村
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/16—Compensation for wear of the tool
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G05B19/4065—Monitoring tool breakage, life or condition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37256—Wear, tool wear

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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、切削加工中に、切削工具の摩耗をインライン
にて電気的に測定する方法に関する。
［従来の技術］ 切削り具の摩耗量を切削加工中に測定する方法として、
Ａ、Ｅ（アコースティック・エミション）を用いる方７
ノ１、切削抵抗を測定し、その動きから摩耗を（ｆ［定
する方法などの付加装置を用いる方法、さらには切削工
具自身に摩耗量の検出機能、例えば放射性同位元素を切
削工具に含有させ、摩耗に対応した放射性同位元素の減
少を、放射能を測定することによって検出する方法、切
削工具の逃げ面に導体を形成し、フランク摩耗（すくい
面の摩耗）の進行にともなって導体が非連続になること
を検出することによって摩耗を検出するなど数多くの方
法が知られている。
［発明が解決しようとする課題］ 前記Ａ、Ｅ１切削抵抗などから摩耗量を推定する方法は
、摩耗量とこれら測定値との関係が、切削加工の状況に
よって一義的に定められないため、各切削現場ごとに、
その関係を検定することが不可欠である。そのため同一
被削材を多量に切削する現場しか採用されず汎用性に欠
ける。又、切り粉処理や被削材の硬度、形状のバラツキ
などの外乱要因に敏感な点も信頼性を下げており、問題
である。
放射性同位元素を用いる方法は、安全、衛生上一般化し
えないことはいうまでもない。
更に、切削工具の逃げ面に導体を形成する方法は、切削
工具本体が電気的絶縁体であることが必要であり、現伏
ではアルミナ、あるいは窒化硅素セラミック切削工具へ
しか適用できず、実際の切削現場において最も一般的に
使用されている超硬合金、コーティング、サーメットな
どの切削工具へは原理的に使用できないという大きな欠
点がある。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記課題を解決するための手段として、切削
加工中に、切削り只と被削材との間の接触抵抗をａ！Ｉ
Ｉ定することによって、該切削工５４の摩耗度を検出す
るものである。
以下、図面により本発明を説明する。
第１図は、本発明の実施例を示す。１は被削材、２は切
削チップ、３は被削材１と切削チップ２の接触部を示し
、被削材１と切削チップ２の間には、４で示す電源が、
７で示すスイッチを介して、接続され、電流Ｉが流れる
。なお、５は電流■をみる電流計であり、６は切削チッ
プ２と被削材ｌとの間の電位差Ｅｎをみる電圧計である
。接触抵抗Ｒは、被削材１と切削チップ２の間に生じた
電位差Ｅｎから、被削材１と切削チップ２の接触によっ
て生じる熱起電力Ｅｔを減算したものを電流Ｉで除すこ
とによって求めることができる。
第２図は切削距離に対する接触抵抗Ｒの変化を表わした
もので、接触抵抗Ｒを測定することによって、摩耗量の
測定ができるが、この根拠については後述する。なお、
第２図において、被削材は５４５Ｃ１切削チツプは住友
電気工業（株）製ＡＣ＋ｏ。
５Ｔ１５Ｅ、型番ＴＮＭＮＩＧ０４０８、切削速度１０
０ｍ／ｍｊ１１送りＯ，：ｌＯ＋ｍ／ｒｅＶ切り込み２
Ｉ■の切削条件によるもので、○はＡＣＩＯ，◇は５Ｔ
Ｉ５Ｈによるものをボしている。なお、　ＡＣＩＯは、
アルミナを超硬合金にコーティングしたコーティング工
具、５ＴＩ５Ｅは、通常の超硬合金である。また、第２
図から、本発明は特に、コーティング工具で、その効果
が顕著に認められることがわかる。
Ａ、　Ｂ二つの導体が接触しているときに、その接触点
の半径をａとすると、Ａ、　８間の接触抵抗（電流が広
い流路から接触点で急にしぼられたために、生ずる抵抗
であるので、拡がりｆｉｔ抗、ｓｐｒｅａｄｌｎｇｒｅ
ｓｌｓｔａｎｃｅとよばれる）Ｒは０式で表わされる。
但し、ρは抵抗率である。
切削加工を考えると、要は被削材と切削チップとが接触
をしており、その接触部分の面積が、切削チップの摩耗
に対応していると考えられる。そこで、この接触抵抗を
測定すれば、切削チップの摩耗が測定できることがわか
る。
なお、この接触抵抗Ｒは、第１図に示す、いわゆる四端
子法とよばれる通常の電気抵抗１１定法によって測定し
うるが、実際に、切削を行うと、切削チップと被削材と
の接触部分は、５００〜１０００°Ｃというきわめて高
いＩＬＡ度にさらされるため、電圧１．１６に生しる電
位差Ｅｍには、０式の接触抵抗に対するものに、熱起電
力Ｅｔが屯なったものである。
従って、接触抵抗Ｒは次の０式で求められる。
具体的には、第１図においてスイッチ７を入れたときに
生ずる電圧とスイッチ７を切った時に生しる電圧の差が
Ｅｍ−Ｅｔに相当する。
なお、本発明では、冷却水のイＴ無、さらに切削時の切
り粉による外乱等はほとんどみられなかった。
［発明の効果コ 本発明によれば、極めて簡単な装置によって、切削工具
の摩耗を被削材切削中において測定することができる。
【図面の簡単な説明】
第１川は、本発明の検出法を実施するための回路を示す
。 第２図は、本発明の二ロ具摩耗検出法による接触抵抗測
定例を示す。 １・・・被削材、２・・・切削チップ、３・・・切削チ
ップと被削材の接触部、４・・・電源、５・・・電流計
、６・・・電圧計、７・・・スイッチ。 切削津離、 （ｋｍ）

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）切削工具を用いて被削材を切削中に、切削工具と
    被削材との間の接触抵抗を測定することによって、該切
    削工具の摩耗量を検出することを特徴とする工具摩耗検
    出法。
  2. （２）切削工具を用いて被削材を切削中に、切削工具と
    被削材との間に電流を流し、切削工具と被削材との間に
    生じる電位差（Ｅｍ）と電流（Ｉ）とを求め、前記電流
    を切ったとき、切削工具と被削材との接触によって生じ
    ている熱起電力（Ｅｔ）を求め、前記電位差（Ｅｍ）よ
    り熱起電力（Ｅｔ）を減算し、電流（Ｉ）で除すること
    によって切削工具と被削材間の接触抵抗を測定すること
    によって該切削工具の摩耗量を検出することを特徴とす
    る工具摩耗検出法。
JP63259850A 1988-10-14 1988-10-14 工具摩耗検出法 Pending JPH02106254A (ja)

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