JPH0239718Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、工作機械の主軸に装着された工具の
損傷を検出する工具損傷検出装置に関するもので
ある。

「従来の技術」 一般に切削加工中における工具の損傷検出は、
工作機械の無人運転化を進める上で必要不可欠で
あるが、近年、この工具損傷検出装置として、工
具が損傷したときに生じるアコーステイツクエミ
ツシヨン（以下AEと略す）を利用するものがし
ばしば使用されている。第４図は横型NC工作機
械に上記検出装置を付設した状態を示すもので、
この図において、工具１が損傷したときに発生す
るAE波は、主軸２から軸受３，４を介してスリ
ーブ５へ伝達され、主軸ノーズ６を経てAEセン
サ７へ入力され、工具損傷が検出される。

「考案が解決しようとする問題点」 ところで、上記検出装置にあつては、AE波は
上記軸受３，４を伝播する際に該軸受３，４内の
グリース等によつて減衰される。このため、十分
なＳ／Ｎ比を得るには、AE波のノイズレベルを
小さく抑える必要がある。

また一方、切粉が主軸２等に衝突することによ
つてもAE波が発生するが、このAE波は切粉の衝
突位置がAEセンサ７の取付け位置から十分に離
れていれば、主軸ノーズ６とスリーブ５によつて
構成される円筒状構造物間を反射・吸収を繰返し
ながら伝達されるため、十分に減衰されてAEセ
ンサ７に入力される。その結果、AE波のノイズ
レベルは小さくなる。これは実験的にも確認され
ている。

ところが、大きな運動エネルギを有する大形の
切粉がAEセンサ７の取付け位置の近傍に衝突す
ると、減衰過程が短く、十分な減衰が行われない
うちにAE波がAEセンサ７に到達する。このた
め、このAE波のノイズレベルは工具１の損傷時
に発生するAE波のノイズレベルに比べて非常に
大きくなり、切粉の衝突を工具損傷と誤判定して
しまうことがある。

本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、
AEセンサの取付け位置の近傍に切粉が衝突する
ことによつて発生するAE波のノイズレベルを十
分に低減させ、以つて工具損傷の検出精度を高め
た工作機械における工具損傷検出装置を提供する
ことを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 上記目的を達成するために、本考案は、主軸に
装着した工具の損傷を、主軸ノーズに取付けた
AEセンサにより検出するようにした工作機械に
おける工具損傷検出装置において、上記主軸ノー
ズの外面で上記AEセンサの取付け部位の近傍に
溝を形成して構成したものである。

「作用」 そして、本考案の工具損傷検出装置において
は、上記溝が、主軸ノーズの表面を伝播するAE
波を遮断すると共に、AEセンサの近傍で発生し
たAE波のAEセンサへの伝達の障害となるもので
ある。

「実施例」 以下、本考案の一実施例を第１図ないし第３図
を参照して説明する。ここで、従来例と基本構造
を同一にする部分については従来例と同一の符号
を付してその説明を省略する。

この実施例において、AEセサ７は主軸ノーズ
６の外面で従来と同様の位置に設置されており、
このAEセンサ７の取付け部位の周囲には、該AE
センサ７を中心とする円環状の溝８が形成されて
いる。また、上記AEセンサ７の上面には、AEセ
ンサ７より大径の円形のゴム板９と該ゴム板９の
同形の金属製のプレート１０がプレート１０を上
側にして載荷されている。そして、AEセンサ７
とこれらゴム板９、プレート１０及び上記溝８
は、下部周縁の取付け縁１１ａが円環状のゴム板
１２を介してボルト１３によつて主軸ノーズ６に
取付けられた有頭円筒状のキヤツプ１１により覆
われている。また、このキヤツプ１１の頭部には
複数の止めねじ１４，１４が、該頭部を貫通して
その各一端を上記プレート１０の上面に当接せし
めて螺着されており、この止めねじ１４，１４に
より、AEセンサ７に上方から一定の押付け力を
作用させることができるようになつている。

なお、図中１５はAEセンサ７を図示しない検
出装置本体に連絡するリード線である。

しかして、上記構成の工具損傷検出装置におい
ては、工具１の損傷によつて発生したAE波は、
従来同様、主軸２から軸受３，４を介してスリー
ブ５のに伝達され、主軸ノーズ６を経てAEセン
サ７へ入力される。そして、AEセンサ７により
検知されて電気信号に変換され、図示しない検出
装置本体に送られる。

一方、切粉が主軸２等に衝突することによつて
発生したAE波は、切粉の衝突位置がAEセンサ７
の取付け位置から十分に離れている場合は、スリ
ーブ５と主軸ノーズ６等を伝播する間に十分に減
衰される。また、切粉衝突位置が主軸ノーズ６の
外面でAEセンサ７の取付け部位に近い場合は、
AEセンサ７の周囲に沿つて主軸ノーズ６の外面
に形成された溝８が、AE波の表面伝播を阻止す
ると共に、内部伝播における障害となり、これに
より、AE波は大きく減衰せしめられる。さらに、
従来の検出装置においては、切粉がAEセンサ７
に直接衝突するおそれもあつたが、上記検出装置
では、AEセンサ７はキヤツプ１１により保護さ
れているのでこのおそれはなく、また、切粉がキ
ヤツプ１１に衝突した場合でも、キヤツプ１１と
AEセンサ７及びキヤツプ１１と主軸ノーズ６の
間にはそれぞれゴム板９，１２が介在せしめられ
ているから、AE波はこれらゴム板９，１２によ
りそのAEセンサ７への伝播が遮られる。したが
つて、切粉の衝突により発生するAE波をAEセン
サ７がそのまま検出してこれを工具損傷の信号と
して誤判定するといつたおそれはなく、検出精度
が高まり、信頼性が向上する。

ところで、上記実施例においては、溝８をAE
センサ７の全周に沿つて設けたが、これは切粉の
衝突位置が限定できないためである。したがつて
切粉の衝突位置やあるいは他の原因によるノイズ
の発生位置が限定できる場合、また、AEセンサ
７を取付ける構造物の形状等によつては、溝８を
部分的に設けても構わない。

「考案の効果」 以上説明したように、本考案の工具損傷検出装
置は、主軸ノーズの外面でAEセンサの取付け部
位の近傍に溝を形成し、この溝により、AEセン
サの取付け位置の近傍に切粉が衝突することによ
つて発生するAE波を減衰させるようにしたもの
であるから、該AE波によつて引き起される誤判
定を確実に防止でき、工具損傷検出における信頼
性を大幅に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の一実施例を示す
もので、第１図は工作機械の主軸部分の断面図、
第２図は第１図の円部の拡大断面図、第３図は
第２図の−矢視図、また、第４図は従来例を
示す断面図である。 ６……主軸ノーズ、７……AEセンサ、８……
溝。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 工作機械の主軸に装着された工具の損傷を、主
   軸ノーズに取付けたアコーステイツクエミツシヨ
   ンセンサにより検出するようにした工作機械にお
   ける工具損傷検出装置において、上記主軸ノーズ
   の外面で上記アコーステイツクエミツシヨンセン
   サの取付け部位の近傍には、アコーステイツクエ
   ミツシヨンセンサへのアコーステイツクエミツシ
   ヨン波の伝達を減じる溝が形成されて成ることを
   特徴とする工作機械における工具損傷検出装置。