JPH047880Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （考案の分野） 本考案は、多軸型工作機械に着脱自在に取付け
られて駆動回転される、ドリル、バイト、リーマ
などの切削工具の異常（折損、欠け、チツピン
グ、摩耗など）を検出するのに用いられるAEセ
ンサの取付用プレートに関する。

（従来技術とその問題点） 工作機械では、その切削工具が駆動回転時に上
述のような異常を生じたときに、周波数の高い
AE（アコーステイツクエミツシヨン）波を発生す
ることが知られている。そこで、切削工具の加工
中（インプロセス）における異常検出のために
AEセンサが用いられている。このAEセンサの使
用に際し、従来では、第５図に示すように構成さ
れていた。

先ず、工作機械Ａの全体構成について説明すれ
ば、１は、コラム２に設けられた多軸ユニツトで
あり、前記多軸ユニツト１とコラム２に設けられ
た駆動モータ３とが、伝動プーリや伝動ギアなど
を介して連動連結されている。前記多軸ユニツト
１には複数本の主軸４……が回転自在に取付けら
れ、そして、主軸４……それぞれにはチヤツクを
介してドリルなどの切削工具５が着脱自在に取付
けられている。

コラム２には治具６が設けられ、この治具６
に、前記切削工具５によつて加工されるワーク７
が固定支持されている。

このような工作機械Ａに対し、前記AEセンサ
８を次のように設置していた。

第１従来例 １個のAEセンサ８を治具６上に取付け、切削
工具５の異常に伴なうAE波を、ワーク７および
治具６を介してAEセンサ８に伝播させ、そのAE
波を検出するように構成していた。

第２従来例 この例は、第５図に示すように、切削工具５…
…それぞれの先端側のブレを防止するために、ガ
イドプレート９を取付けた場合に適用されるもの
である。即ち、多軸ユニツト１に支持ロツド１
０，１０を介してガイドプレート９が取付けられ
ている。このガイドプレート９には、図示しない
が、挿通する切削工具５の軸径より少しだけ大き
い内径のブツシユが切削工具５の設置位置に対応
して取付けられ、切削工具５のブレをブツシユの
内周面との接当によつて防止するように構成され
ている。そして、前記ガイドプレート９にAEセ
ンサ８を取付け、切削工具５の異常に伴なうAE
波を、切削工具５、ガイドプレート９を介して１
個のAEセンサ８に伝播させ、そのAE波を検出す
るように構成していた。

なお、第５図では、第１および第２従来例の両
方を図示している。

しかしながら、このような構成を有する従来例
の場合では、いずれにおいても、切削工具５が複
数本使用されるにもかかわらず、AEセンサ８が
１個であるために、切削工具５で異常が発生した
ときに、どの切削工具５において異常が発生した
のかを識別できない欠点があつた。

殊に、折損は外観から判別できるものの、欠け
やチツピング、摩耗などは外観からは判別しづら
く、異常検出時において、異常を発生した切削工
具５を識別するのに手間を要し、使い勝手が悪い
欠点があつた。

また、第１従来例の場合では、ワーク７の移動
音など、ワーク７や治具６からレベルの高い機械
的ノイズが発生し、それらのノイズに起因して、
異常検出精度自体が低下する欠点があつた。ま
た、ワーク７が大きくて長いものの場合に、切削
工具５が主軸４への取付箇所近くで折損すると、
AE波の減衰量が大きく、その折損すら検出でき
ないことがあり、ワーク７の形状に影響を受ける
欠点があつた。

（考案の目的） 本考案は、このような事情に鑑みてなされたも
のであつて、多軸型工作機械に適用するのに、切
削工具の異常に伴なつて発生するAE波を減衰少
なく検出するとともに、異常を発生した切削工具
を識別できるようにして、切削工具の異常を精度
良く検出できるようにAEセンサを取付けるAEセ
ンサ用取付プレートを提供することを目的とす
る。

（考案の構成と効果） 本考案は、このような目的を達成するために、
AE波を伝播可能なプレート部材に、AEセンサの
設置部と、工作機械に着脱自在に取付けられて駆
動回転される切削工具の軸部を、その軸部の外周
面との間に空気の侵入を阻止する液体または液状
体を滞留可能な状態で挿通するブツシユとを備
え、前記プレート部材どうしを、隣合うものの間
に周囲からのノイズ伝播を阻止する吸音部を介装
した状態で支持プレートの取り付け開口上に設
け、その支持プレートに前記工作機械に対して位
置固定する支持部材の取付部とを備えて構成す
る。

この構成によれば、本考案のAEセンサ取付用
プレートを用いることにより、外部ノイズの影響
を受けることの無い状態で、異常時に発生する
AE波を、切削工具自体から、液体または液状体、
および、ブツシユを介してプレート部材に伝播さ
せ、その伝播されたAE波を切削工具それぞれご
とにAEセンサによつて検出できることとなる。

したがつて、切削工具からほぼ直接的に伝播さ
れるAE波を検出できるから、折損はもちろんの
こと、欠けやチツピング、摩耗などをもＳ／Ｅ比
の高い状態で精度良く検出でき、切削工具の異常
を精確に検出できるようになつた。

そのうえ、複数本の切削工具それぞれにAEセ
ンサを付設し、しかも、プレート部材どうしを吸
音部によつて仕切るとともに、プレート部材それ
ぞれを支持プレート上に単に載置せずに取り付け
開口上に設け、支持プレートとプレート部材との
接続部分を小さくするから、隣合つた切削工具の
異常までをもAEセンサで検出するようなことが
確実に回避され、異常を発生した切削工具を精確
に識別でき、切削工具の交換とか使用限度の予知
を個別に正確かつ容易に行なえ、極めて便利に使
用できるようになつた。

これらの結果、欠けやチツピング、摩耗などが
発生したまま、継続して加工不良品を生産すると
いうことを効率良く回避でき、製品を歩留まり良
く生産できるようになつた。

（実施例の説明） 以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。第１図は、本考案の実施例に係る
AEセンサ取付用プレートの平面図、第２図は、
第１図の一部切欠側面図である。これらの図にお
いて、１１……それぞれは、AE波を伝播可能な
矩形状のプレート部材である。１２は、ベークラ
イトや硬質ゴム製の支持プレートであり、この支
持プレート１２には、互いに所定間隔を隔てて段
付き取り付け開口１２ａが形成され、開口１２ａ
それぞれに前記プレート部材１１が嵌合されると
ともに、ネジ止めによつて一体連結されている。

前記プレート部材１１それぞれの長手方向一端
側には、工作機械Ａに着脱自在に取付けられて駆
動回転される切削工具の一例としてのドリル５の
軸部を挿通するブツシユ１３が取付けられ、そし
て、長手方向他端側にはAEセンサ８の設置部１
４が設けられている。

前記ブツシユ１３の内径は、ドリル５の外径よ
りも比較的大に設定され、ブツシユ１３内にドリ
ル５を容易に挿通できるとともに、ドリル５の軸
部を挿通した状態で、ブツシユ１３の内周面と軸
部の外周面との間に、油膜やグリスあるいは水な
どの、空気の侵入を阻止する液体または液状体を
滞留できるように構成されている。なお、油膜を
使用する場合、加工に先立つて予め注入しておい
ても良いが、加工に伴なつて冷却用の油が供給さ
れ、その油によつて油膜が自ずと形成されるもの
であり、加工開始時に注入していなくても良い。

前記支持プレート１２の長手方向両端側それぞ
れには、前記工作機械に対して位置固定する支持
部材（前述従来例の支持ロツド１０，１０と同様
である）の取付部としてのロツド挿通孔１５が形
成されている。

前記プレート部材１１……それぞれは磁性材料
によつて成形され、他方、AEセンサ８は、第２
図に示すように、マグネツトケース１６に収納さ
れるとともに、蓋１７をねじ込むことにより、圧
縮コイルスプリング１８を介してマグネツトケー
ス１６内に固定保持されている。これにより、マ
グネツトケース１６を前記設置部１４に載置する
だけでマグネツトケース１６がプレート部材１１
に磁気吸着され、AEセンサ８をプレート部材１
１に容易に取付けることができるようになつてい
る。

以上の構成により、前記設置部１４にAEセン
サ８を載置し、その配線１９を周波数判定処理部
（図外）に導き、AE波を検出してドリル５の折
損、欠け、チツピング、摩耗などの各種異常を検
出できるようにするのである。

第３図は、他の実施例を示す平面図、第４図
は、第３図の−線断面図であり、前記支持プ
レート１２において、プレート部材１１……それ
ぞれの周囲に、両者１１，１２間の連結部のみを
残して空間Ｓが形成され、周囲からのノイズ伝播
を良好に阻止できるように構成されている。上記
の空間Ｓは支持プレート１２に設けられる取り付
け開口上にプレート部材１１が取り付けられるこ
とにより形成される。

プレート部材１１……相互のAE波伝播や周囲
からのノイズ伝播を防止するための構成として
は、前述のような支持プレート１２自体を吸音性
材料で形成することによつて支持プレート１２自
体で吸音部に兼用構成したり、空間Ｓを付加した
りするものに限らず、例えば、プレート部材１１
……それぞれの周囲のみ吸音材で囲むなど各種の
構成が採用でき、それらをして吸音部と総称す
る。

更に、多軸ユニツト１からのノイズ伝播をより
良好に阻止するために、支持ロツド１０，１０と
ロツド挿通孔１５，１５との連結箇所にゴム製の
ブツシユやワツシヤを介装するようにしても良
い。

上記実施例では、AEセンサ８をマグネツトケ
ース１６により磁力でプレート部材１１に取付
け、その取付けを極めて容易に行なえるようにし
ているが、本考案としては、AEセンサ８をビス
止めによつて取付けるなど各種の取付構造が採用
可能である。

また、プレート部材１１を工作機械Ａに対して
位置固定するのに、支持ロツド１０をロツド挿通
孔１５に挿通して固定するようにしているが、例
えば、板状の部材によりプレート部材１１を挟み
付けて固定するようにしても良く、各種の支持部
材が採用でき、またその取付構造としても、挟み
付け用の凹部など各種の変形が可能であり、ロツ
ド挿通孔１５，１５や凹部などをして取付部１５
と称する。

前記支持プレート１２としては、ベークライト
や硬質ゴムなどのように電気的に絶縁性を有する
材料で構成すれば、工作機械ＡとAEセンサ９と
を電気的に絶縁でき、両者間の音響インピーダン
スを高くとることができて、コモンモードやノー
マリモードの電気的ノイズによる検出精度の低下
をも回避でき、切削工具５の異常をより一層精度
良く検出できる利点を有しているが、本考案とし
ては、吸音性に優れていれば良く、絶縁性の低い
材料で構成するものでもよい。

上記実施例では、４本のドリル５……に対する
場合を示したが、２本や３本あるいは５本以上の
場合に適用できるように構成するものでも良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例に係るAEセンサ取
付用プレートの平面図、第２図は、第１図の一部
切欠側面図、第３図は、他の実施例を示す平面
図、第４図は、第３図の−線断面図、第５図
は、従来例を示す全体正面図である。 ５……切削工具としてのドリル、８……AEセ
ンサ、１０……支持部材としての支持ロツド、１
１……プレート部材、１２……支持プレート、１
３……ブツシユ、１４……AEセンサの設置部、
１５……支持部材の取付部としてのロツド挿通
孔、Ａ……工作機械、Ｓ……吸音部を構成する空
間。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 AE波を伝播可能なプレート部材に、 AEセンサの設置部と、 工作機械に着脱自在に取付けられて駆動回転さ
   れる切削工具の軸部を、その軸部の外周面との間
   に空気の侵入を阻止する液体または液状体を滞留
   可能な状態で挿通するブツシユとを備え、 前記プレート部材どうしを、隣合うものの間に
   周囲からのノイズ伝播を阻止する吸音部を介装し
   た状態で支持プレートの取り付け開口上に設け、 その支持プレートに前記工作機械に対して位置
   固定する支持部材の取付部を備えたことを特徴と
   する多軸型工作機械におけるAEセンサ取付用プ
   レート。