JPH048412A - 工具破損検知装置 - Google Patents

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、マシニングセンタなどの工作機械において加
工ヘッドに取付けられているツールに破損が生じている
か否がを確ｇする工具破損検知装置に関する。

〔従来の技術ｊ 加工ヘッドに装置されたツールの破損を検知する検知装
置として、一対の導電性板ばねなどによる検出子をツー
ル先端に当接させて、一方の板ばねに電流を与えるもの
がある。ツールが破損していないときには、一方の板ば
ねがらツールを経て他方の板ばねに電流が流れ検知回路
が形成される。またツールが破損しているときには、板
ばね間に電流が流れず、これによりツールの破損が検知
される。この種の工具破損検知装置としての従来例とし
ては例えば特公昭６３−４８６４２号公報に開示されて
いるものがある。この公報に記載されてる従来例では、
ワーク支持テーブル側に、前述の一対の板ばねからなる
検出子ならびにこれを支持するホルダが設けられており
、ツール破損検知を行なうときに、シリンダ機構により
ホルダを前進させながら回転させ、前記検出子をドリル
などの先端に接触させている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の工具破損検知装置では、検出子がワーク支持
テーブル側に設けられているため、ツールの破損検知を
行なう際に、ツールを保持している加工ヘッドをシフト
させ、またはワーク支持テーブルを移動させて検出機構
側をシフトさせて、検出子をツールに近付けることが必
要になる。しかしながらワーク支持テーブルでは、ワー
ク（被加工物）が設けられていない部分に前記検出機構
を設けているため、前記シフト分だけ余分な動作を行な
わなければならない、また従来は前記検出子などを含む
検知機構がワーク支持テーブルに露出して設けられてい
たため、ワーク加工中の切粉や冷却用のクーラントなど
が検出子にかかる問題がある。

さらに前述の特公昭６３−４８６４２号公報に記載され
ている従来例では、シリンダ機構によりホルダが前進し
ながら回転し、この動作により検出子がツールの先端に
接触する。よって板ばねなどからなる検出子がツール表
面に摺動しながら接触することになり、接触子の摩耗な
どの問題が生じる。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、加工ヘ
ッドまたはワーク支持テーブルをシフトする必要がなく
、また検出子をツールに対して直角に接触または近接さ
せることができる工具破損検知装置を提供することを目
的としている。

Ｃ課題を解決するための手段〕 本発明による工具破損検知装置は、ワーク支持部に対し
て相対的に移動し且つツールが保持されている加工ヘッ
ドに検知ユニットが搭載されており、この検知ユニット
には、前記ツールに接触または近接して破損を検知する
検出子と、この検出子をツールの被検知位置まで移動さ
せる送出機構とが設けられていることを特徴とするもの
である。

また上記送出機構は、駆動軸を進退動作させる駆動源と
、この駆動軸と同軸にて回転でき且つ検出子が設けられ
ている検出子保持部材と、この検出子保持部材を回転自
在に保持し前記駆動軸の進出と共に検知位置へ移動する
ホルダと、前記駆動軸と検出子保持部材との間に形成さ
れて前記ホルダが検知位置へ移動した後の駆動軸の進出
動作により検出子保持部材を回転させ検出子をツールの
方向へ移動させるカム部とから成るものである。

さらに上記加工ヘッドには、非検知時に送出機構ならび
に検出子を囲むカバーが設けられているものである。

〔作用〕

上記手段では、検出子とこの検出子を移動させる送出装
置とを加工ヘッドに設けているため、検出子をツールに
近づけるために、ワーク支持テーブルをシフトさせたり
、加工ヘッドをシフトさせる必要がない、また加工ヘッ
ドにツールを設けているため、切粉やクーラントが検出
子にかかることがない、特に第３の手段では、送出機構
ならびに検出子がカバーにより覆われているため、切粉
やクーラントから検出子を完全に保護できる。

さらに前記第２の手段では、送出機構において、シリン
ダ機構のロッド伸出などにより、まずホルダと検出子保
持部材がツールの軸方向へ沿って直線的に移動し、この
移動が完了した後の駆動軸の進出により、検出子保持部
材が回転し、検出子がツール先端に対し直角に移動して
ツールに接触しまた近接する。よって検出子がツール先
端に摺動することがない。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明による工具破損検知装置を備えた工作機
械として、専用工作機械を示す正面図、第２図はその側
面図である。

第１図と第２図において、符号ｌはバーチカル加工ユニ
ットであり、その加工ヘッド２は上下方向へ移動自在に
支持されている。Ｔは加工ヘッド２に保持されているツ
ールであり、３はワーク支持部である。Ｗはワーク支持
部に保持されたワークである。

加工ヘッド２の側面（第１図の紙面手前側の面、第２図
の図示左側の面）には検知ユニット１０が搭載されてい
る。検知ユニット１０は、後述のように、検出子１１と
送出機構１２とから成るものであるが、加工ヘッド２に
はこれらを囲むカバー１３が設けられている。非検出時
には、検出子１１はこのカバー１３内に退行している。

第３図（Ａｌは検知ユニットを第１図と同じ方向から示
した拡大正面図、第４図はその右側面図、第５図は第４
図のＶ−Ｖ断面図、第６図と第７図は検知ユニットの動
作別断面図、第８図はホルダならびに検出子の部分を示
す斜視図である。

符号１５は支持ベースである。第４図に示すように、こ
の支持ベース１５は加工へ・ンド２に支持されている。

この支持ベース１５の上面には油圧シリンダ１６が固定
されており、そのロッド１７は前記加工ヘッド２に保持
されたツールＴの軸方向に沿って進退動作する。ロッド
１７の下端には昇降ベース１８が固定され、さらにその
下には前記ロッド１７と同軸にて駆動軸１９が連結され
ている。前記油圧シリンダ１６によりロッド１７が進退
駆動されると、昇降ベース１８と駆動軸１９とが一体と
なってツールＴの軸に沿う方向へ昇降動作する。

前記支持ベース１５の上面には一対の摺動軸受２１が設
けられており、この摺動軸受２１には一対のガイド軸２
２が摺動自在に挿通されている。

摺動軸受２１の挿通穴上端にはダストシール２３が装着
されている。前記ロッド１７に固定されている昇降ベー
ス１８には一対の摺動穴１８ａが穿設され、ガイド軸２
２はその摺動穴１８ａに摺動自在に挿通されている。一
対のガイド軸２２の下端にはプレート２５が固定され、
このプレート２５の中央部にはブツシュ２６が固定され
、さらにブツシュ２６には筒状のホルダ２７が固定され
ている。また前記ガイド軸２２の上端は前記摺動軸受２
１の上方に突出し、このガイド軸２２の上端にはストッ
パ２８が固定されている。第３図（Ａｌは油圧シリンダ
１６のロッド１７が最も長く伸出した状態を示しており
、前記プレート２５ならびにブツシュ２６、ホルダ２７
が最下端に下降し、ストッパ２８が摺動軸受２１の上端
に当たっている。前記ロッド１７の下端に連続している
駆動軸１９はブツシュ２６に形成された摺動穴２６ａに
摺動自在に挿通されており、この摺動穴２６ａの上端に
はダストシール２９が装着されている。

前記ホルダ２７の内部には筒状部材３１が固定されてお
り、さらにこの筒状部材３１の内側に検出子保持部材３
４が挿入されている。この検出子保持部材３４は、前記
ホルダ２７の内面に設けられた回転軸受３２と３３とに
より回転自在に支持されている。前記駆動軸１９はこの
検出子保持部材３４の穴３４ａ内に押入されており、検
出子保持部材３４は駆動軸１９と同志にて駆動軸１９の
回りを回転でき、また前記ロッド１７の進退動作により
駆動軸１９は検出子保持部材３４の穴３４ａ内を軸方向
へ摺動できるようになっている。

駆動軸１９の下端部には径方向の穴１９ｂが形成され、
この穴１９ｂにビーン１９ａがその両端を半径方向へ突
出した状態で挿通されている。検出子保持部材３４の前
記穴３４ａが形成されている部分の周面には一対のカム
溝３４ｂが形成されている。第３図ｆｉ＋　は一方のカ
ム溝３４ｂを示す側面図である。このカム溝３４ｂは検
出子保持部材３４の軸方向に対し捩れながら下方に延び
る形状に形成されている（第８図の斜視図参照）、前記
駆動軸１９に設けられたビン１９ａの両端は、それぞれ
検出子保持部材３４のカム溝３４ｂに挿入されさらに外
側へ突出している。検出子保持部材３４の外周にはカラ
ー３５が設けられ、このカラー３５は前記カム溝３４ｂ
から外方へ突出した前記ビン１９ａの下側に係止されて
いる。このカラー３５と前記筒状部材３１の下部との間
にはコイルスプリング３６が介装されており、このコイ
ルスプリング３６の付勢力により駆動軸１９はホルダ２
７に対して相対的に図示上方に付勢されている。

前記検出子保持部材３４の下端には検出子１１が設けら
れている。この検出子１１は、検出子保持部材３４の下
端に固定された支持部材４２とこの支持部材４２に支持
された一対の板ばね製の接触子４３ａと４３ｂとから構
成されている。この接触子４３ａ、４３ｂの一方には図
示しない給電経路から電流が与えられるようになってい
る。

前記ロッド１７とともに昇降動作する昇降ベース１８に
はドグ４５ａと４５ｂが設けられている。一方、前記支
持へ−ス１５には上下に配置されたリミットスイッチ４
６ａと４６ｂが設けられており、ドグ４５ａまたは４５
ｂがリミットスイッチ４６ａまたは４６ｂのアクチュエ
ータに当たることにより、スイッチ検知が行なわれ、こ
れによりロッド１７のストローク検知が行なわれる。第
３図（Ａｌ　はロッド１７が最も大きく進出しており、
下側のドグ４５ｂが下側のリミットスイッチ４６ｂのア
クチュエータを押している。なお、第４図に示すように
、支持ベース１５には、上昇しているときの前記昇降ベ
ース１８の背部１８ｂに当接する落下防止用ノツチ４７
が取付けられている。

次に動作について説明する。

第６図と第７図は動作状態を示す断面図である。

第６図は油圧シリンダ１６のロッド１７が上昇退行して
、昇降ベース１８が最上部へ上昇している状態を示して
いる。第７図はロッド１７が伸出し昇降ベース１８が下
降して、プレート２５ならびにホルダ２７が最も下降し
た状態を示している。そして第３図（Ａｌは、ホルダ２
７が最下部に下降した状態からさらにロッド１７が進出
し、昇降ベース１８がさらに下降するとともに、駆動軸
１９が検出子保持部材３４の穴３４ａ内に深く入り込ん
で、カム溝３４ｂにより検出子１１が回動させられた状
態を示している。

上記一連の動作をさらに詳しく説明する。

第６図においては油圧シリンダ１６のロッド１７が退行
し、昇降ベース１８と駆動軸１９とが上昇し、昇降ベー
ス１８に設けられた上側のドグ４５ａが上側のリミット
スイッチ４６ａのアクチュエータを押し、上死点のスト
ローク検知がなされている。さらに駆動軸１９の上昇に
伴い、この駆動軸１９のビン１９ａによりホルダ２７が
弓き上げられている。よってこのホルダ２７と一体のプ
レート２５に設けられた一対のガイド軸２２は摺動軸受
２１から上方に突出している。駆動軸１９は回転するこ
となくロッド１７と共に昇降するものであり、駆動軸１
９がホルダ２７内の検出子保持部材３４の六３４ａ内に
て相対的に上昇している結果、駆動軸１９の突起１９ａ
が第３図（Ｂｌ　に示すカム溝３４ｂの上端へ移動して
いる（第８図参照）、よって検出子保持部材３４はカム
溝３４ｂの形状にしたがって反時計方向へ回動しており
、検出子１１は第５図ならびに第８図においてＡで示す
位置に待機している。すなわち第６図の状態では検出子
１１がＡで示す回動位置であり、しかもホルダ２７が上
昇させられ、ホルダ２７と検出子１１とが第１図に示す
カバー１３内に収納されている。

次に工具の破損検知を行なうときには、まず油圧シリン
ダ１６のロッド１７が伸出し、昇降ベース１８が下降す
る。このとき昇降ベース１８ならびにロッド１７に固定
されている駆動軸１９に対しホルダ２７はコイルスプリ
ング３６により相対的に下方向へ付勢されているため、
ホルダ２７内の検出子保持部材３４と駆動軸１９とが相
対動作することなく、ホルダ２７は駆動軸１９との相対
位置が第６図と同じ状態で下降する。第７図まで下降す
ると、ガイド軸２２の上端に設けられたストッパ２８が
摺動軸受２１の上端に当たり、ガイド軸２２はそれ以上
下降しなくなる。よってホルダ２７も最下部に移動した
ことになる。この時点では、未だ検出子１１は第５図に
おいてＡにて示す回動位置であるが、ホルダ２７が第７
図に示した位置に下降した時点で、検出子１１が加工ヘ
ッド２のカバー１３から下側へ突出し、検出子１１が加
工ヘッド２に設けられたツールＴの先端の側方に対向す
る。

第７図からさらにロッド１７が伸出すると、昇降ベース
１８がさらに下降するが、ホルダ２７は下死点にありス
トッパ２８によりそれ以上の下降が阻止されているため
、駆動軸１９がホルダ２７内の検出子保持部材３４の六
３４ａ内に深く挿入される。そして第３図（Ａｌに示す
ように昇降ベース１８に設けられたドグ４５ｂが下側の
リミットスイッチ４６ｂのアクチュエータを押した時点
で、ロッド１７の伸出が停止する。第７図から第３図ｆ
Ａ）の状態へ移行する間、回転することなく下降する駆
動軸１９と回動自在に支持されている検出子保持部材３
４とが、突起１９ａとカム溝３４’ｂとを介して関連し
、この関連動作ｌこより検出子保持部材３４がホルダ２
７内で回動する。

カム溝３４ｂは検出子保持部材３４に対して下向きに反
時計方向へ捩れる状態に形成されているため、検出子保
持部材３４は第５図において時計方向へＢで示す位置ま
で回動し、接触子４３ａと４３ｂがツールＴに接触する
。このときホルダ２７が下死点にある状態で、検出子保
持部材３４がその位置で回動するため、接触子４３ａと
４３ｂはツールＴに対し直角方向から接触する。

そして接触子４３ａまたは４３ｂの一方から電流を流し
、ツールＴを介して接触子４３ａと４３ｂ間の導通があ
るか否かによりツール先端が破損されているかどうかの
検知が行なわれる。

検知動作が完了すると、ロッド１７が退行し、まず検出
子１１がＢの位置からＡの位置へ回動して戻り、さらに
ロッド１７の退行によりホルダ２７が上昇し、カバー１
３内に収納される。

なお図の実施例では、検出子１１として一対の接触子４
３ａ、４３ｂを設けたものを示しているが、１枚の板ば
ねによる接触子でもよく、また接触子の変わりにリミッ
トスイッチを設け、そのアクチュエータをツールに接触
させてもよい、また検出子１１として近接スイッチを設
け、検出子保持部材３４のＢ方向への回動により、この
近接スイッチをツールに接近させてもよい。

さらに本発明による工具破損検知装置は、第１図と第２
図に示す専用工作機械以外のマシニングセンタ等の工作
機械に搭載することができる。

〔効果〕

以上のように、請求項１記載の発明によれば、検出子を
加工ヘッド側に設けているため、検出子をツールに接触
させ、または近接させるために、加工ヘッドやワーク支
持部材をシフトさせる必要がない、よって工具破損検知
のために特別のシフト制御は不要になる。

請求項２記載の発明によれば、検知動作においてまずホ
ルダが直線的に進出し、その後検出子保持部材が回動し
て検出子がツールの被検知位置に接触しまたは近接する
ため、接触式の検出子の場合にツールに対して直角方向
から当たることになる。よって接触子とツールとがこす
られることもない、また単一の駆動源により検出子の伸
出と回動が行なわれるため、構造が非常に簡単になる。

また本発明では、送出機構と検出子とが加工ヘッド側に
設けられているため、加工作業中に切粉やクーラントが
検出子などにかかることがない、さらに請求項３記載の
ように、送出機構と検圧子を囲むカバーを設けることに
より、非検出時に切粉やクーラントから検出子などを完
全に保護できるようになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は工
具破損検知装置を備えた専用工作機械の正面図、第２図
はその側面図、第３図（Ａ）は検知ユニットを拡大して
示す正面図、第３図ｆＢ）はそのカム溝を示す左側面図
、第４図は検知ユニットの右側面図、第５図は第４図の
Ｖ−Ｖ断面図、第６図と第７図は検知ユニットの動作別
断面図、第８図は検知ユニットのホルダ部分ならびに検
出子を示す斜視図である。 ２・・・加工ヘッド、３・・・ワーク支持部、Ｔ・・・
ツール、１１・・・検出子、１２・・・送出機構、１３
・・・カバー　１５・・・支持ベース、１ε・・・油圧
シリンダ、１７・・・ロッド、１８・・・昇降ベース、
１９・・・駆動軸、１９ａ・・・ビン、２７・・・ホル
ダ、３４・・・検出子保持部材、３４ｂ・・・カム溝、
４３ａ、４３ｂ・・・接触子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ワーク支持部に対して相対的に移動し且つツールが
   保持されている加工ヘッドに検知ユニットが搭載されて
   おり、この検知ユニットには、前記ツールに接触または
   近接して破損を検知する検出子と、この検出子をツール
   の被検知位置まで移動させる送出機構とが設けられてい
   ることを特徴とする工具破損検知装置 ２、送出機構は、駆動軸を進退動作させる駆動源と、こ
   の駆動軸と同軸にて回転でき且つ検出子が設けられてい
   る検出子保持部材と、この検出子保持部材を回転自在に
   保持し前記駆動軸の進出と共に検知位置へ移動するホル
   ダと、前記駆動軸と検出子保持部材との間に形成されて
   前記ホルダが検知位置へ移動した後の駆動軸の進出動作
   により検出子保持部材を回転させ検出子をツールの方向
   へ移動させるカム部とから成る請求項１記載の工具破損
   検知装置 ３、加工ヘッドには、非検知時に送出機構ならびに検出
   子を囲むカバーが設けられている請求項１または２記載
   の工具破損検知装置