JPH05305553A - 工具折損検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工作機械において主軸が保持した加工工具の
折損を迅速に検出する。 【構成】 折損検出装置１００を主軸５６の軸方向移動
経路中に設け、その位置において検出子１１６が軸方向
移動経路と交差する方向に移動されるとき、加工工具の
先端部に接触すれば、その加工工具が折損していないこ
とがわかり、加工工具がどこで折損しても先端部がなく
なることにより、検出子が加工工具の先端部に接触する
か否かにより折損の有無を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加工工具の折損を検出す
る方法に関するものであり、特に、検出の迅速化に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、工作機械には、加工工具をその加
工工具の軸線まわりに回転させて被加工物に加工を施す
とともに、加工工具を自動で交換するものがある。この
種の工作機械は、例えば特公昭５２−３４０７５号公報
に記載されているように、（ａ）一端に加工工具を保持
して回転する主軸と、（ｂ）複数種類の加工工具を収容
する工具マガジンと、（ｃ）主軸を定められた移動経路
に沿って工具マガジンとの間で工具交換を行う工具交換
位置まで移動させる移動装置とを含むように構成され
る。

【０００３】このような工作機械において加工工具に折
損が生ずる場合があり、折損を検出して加工工具を交換
することが必要である。そのため、上記公報に記載の工
作機械においては折損検出装置が設けられ、加工終了後
に折損を検出するようにされている。

【０００４】この公報に記載の工作機械においては、加
工工具を保持した主軸は水平軸線まわりに回転するとと
もに、上下方向に移動させられるようになっている。ま
た、ワークは、主軸の回転軸線に平行な方向と、その方
向と水平面内において直交する方向とに移動させられる
テーブル上に位置決めして固定され、これら主軸および
テーブルの移動によってワークの所定の個所に加工が施
される。折損検出装置はテーブル上の主軸側の端部に設
けられており、テーブルに主軸の回転軸線と平行な軸線
まわりに回動可能に取り付けられた検出アームと、検出
アームの先端に、検出アームの回動軸線と平行な方向に
移動可能に設けられるとともに、スプリングによって加
工工具側に突出する向きに付勢された検出子と、検出子
の後退により作動するリミットスイッチとを備えてい
る。

【０００５】検出アームは加工時には水平な退避位置に
あり、検出時には上下方向に延びる検出位置に回動させ
られる。また、検出時には主軸が上昇させられ、加工工
具が検出位置に回動させられた検出アームの検出子と同
心となる位置に位置決めされ、この状態でテーブルの移
動により検出子が加工工具に向かって前進させられる。
テーブルの移動量は加工工具の長さに応じて設定され、
加工工具に折損が生じていなければ検出子が加工工具に
接触して後退させられ、リミットスイッチが作動するこ
とにより折損が生じていないと判定され、加工工具に折
損が生じていれば検出子が後退せず、リミットスイッチ
が作動しないことにより折損が生じたと判定される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この折
損検出装置においては、折損を検出するために検出アー
ムを回動させ、加工工具を検出子に対向する位置へ移動
させた上、検出子を加工工具の回転軸線に平行な方向に
移動させることが必要であり、検出に時間がかかる問題
があった。本発明は、加工工具の折損を迅速に検出する
ことができる方法を提供することを課題として為された
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る工具折損検
出方法は、上記の課題を解決するために、加工工具の交
換のために主軸が少なくともその主軸の回転軸線に平行
な軸方向移動経路を含む移動経路に沿って移動させられ
る工作機械に、その軸方向移動経路と交差する方向に移
動可能な検出子を備えた折損検出装置を、軸方向移動経
路に平行な方向の位置が不変の状態で設け、主軸が工具
交換のために軸方向移動経路を移動している途中に、そ
の主軸を、その主軸が保持した加工工具が折損していな
ければその加工工具の先端部が、検出子の移動軌跡と軸
方向移動経路との交点上に位置するはずの位置で停止さ
せ、検出子を軸方向移動経路から離れた位置から主軸が
保持した加工工具が折損していなければ加工工具の先端
部に接触するはずの位置まで移動させ、検出子が先端部
に接触しなければ、その加工工具が折損していると判定
することを要旨とするものである。

【０００８】

【作用】このように構成された工具折損検出方法によれ
ば、折損検出は主軸が工具交換位置へ移動する途中に行
われる。折損検出装置は主軸の軸方向移動経路中におい
て不変の位置に設けられており、その位置において検出
子が軸方向移動経路と交差する方向に移動させられると
き、加工工具の先端部に接触すれば、加工工具が折損し
ていないことがわかる。加工工具がどこで折損しても先
端部は必ずなくなるため、検出子が加工工具の先端部に
接触するか否かにより折損の有無を検出することができ
るのである。

【０００９】折損検出時の主軸の停止位置が同じであれ
ば、加工工具の長さによって加工工具の先端部の位置が
変わり、折損が生じていなくても検出子が先端部に接し
なかったり、逆に折損が生じていても加工工具の残部に
検出子が接触したりする事態が生じて、折損が確実に検
出されない。そのため、主軸は「主軸が保持した加工工
具が折損していなければ検出子が加工工具の先端部に接
触するはずの位置」に停止させられ、加工工具の長さに
応じて停止位置が変えられるのであり、それにより加工
工具の長さ如何によらず、折損の有無を確実に検出する
ことができる。

【００１０】

【発明の効果】このように本発明によれば、加工工具の
折損検出は工具交換時に行われ、主軸が工具交換位置へ
移動するための軸方向の移動を利用して行われるため、
折損検出のために主軸を余分に移動させる必要がなく、
迅速に折損を検出することができる。また、検出子は軸
方向移動経路と交差する方向に移動させられて折損の有
無を検出するようにされているため、検出子と主軸との
干渉を避けるための検出子の移動方向と折損検出のため
の移動方向とが同じでよく、また、折損検出装置は軸方
向移動経路に平行な方向の位置が不変とされているた
め、検出子を移動させるための移動装置が簡単なもので
済む。さらに、前記公報に記載の装置におけるように、
検出子を軸方向移動経路に沿って移動させる必要がない
ため、加工工具がワークから離脱させられれば直ちに折
損検出を行うことも可能であり、折損検出に要するスペ
ースが少なくて済む。

【００１１】

【実施例】以下、本発明をＮＣタッピングマシンにおけ
る加工工具の折損検出に適用した場合の実施例を図面を
基づいて詳細に説明する。図４および図５において１０
はベースである。ベース１０上に取り付けられたハウジ
ング１２内には、図７に示すように主軸ヘッド１４およ
び０°／１８０°回転ワークテーブル装置１６（以下、
ワークテーブル装置１６と略称する。）が設けられ、主
軸ヘッド１４に保持された加工工具がワークテーブル装
置１６のワークテーブル１８上に位置決めされたワーク
に加工を施すようにされている。

【００１２】ベース１０上には、図７に示すようにＸ軸
方向（紙面に直角な方向）に延びる一対のガイドレール
２２が設けられ、Ｘ軸スライド２４を摺動可能に支持し
ている。Ｘ軸スライド２４にはナット２６が固定される
とともにボールねじ２８に螺合されており、ボールねじ
２８がＸ軸方向駆動モータ３０（図８参照）によって回
転させられることによりＸ軸スライド２４はＸ軸方向に
移動させられる。Ｘ軸スライド２４上には、一対のガイ
ドレール３２が水平面内においてＸ軸方向と直交するＹ
軸方向（図７において左右方向）に設けられ、Ｙ軸スラ
イド３４を摺動可能に支持している。Ｙ軸スライド３４
は図６に示すようにボールねじ３６にナット３８におい
て螺合され、ボールねじ３６がＹ軸方向駆動モータ４０
（図７参照）によって回転させられることにより、Ｙ軸
方向に移動させられる。

【００１３】Ｙ軸スライド３４上にはコラム４４が立設
されている。コラム４４の前面には一対のガイドレール
４６（図６参照）がＺ軸方向（上下方向）に設けられ、
Ｚ軸スライド４８が摺動可能に嵌合されている。Ｚ軸ス
ライド４８に固定の図示しないナットはボールねじ５０
に螺合されており、ボールねじ５０がＺ軸方向駆動モー
タ５２（図７参照）によって回転させられることにより
昇降させられる。

【００１４】前記主軸ヘッド１４はＺ軸スライド４８に
取り付けられている。主軸ヘッド１４の本体５４はＺ軸
スライド４８と一体に形成され、主軸５６がＺ軸方向に
平行な垂直軸線まわりに回転可能に支持されるととも
に、主軸駆動モータ５８によって回転させられるように
なっており、Ｚ軸スライド４８の移動により回転軸線に
平行な方向に移動させられる。主軸５６内には図示しな
いドローバーが設けられ、加工工具６０を保持する工具
ホルダ６２の後端部に設けられたプルスタッドに係合し
て主軸５６内に引き込み、主軸５６に固定するようにさ
れている。

【００１５】ドローバーによる工具ホルダ６２の引込
み，解放は、Ｚ軸スライド４８，本体５４内に設けられ
た図示しないカムおよびＺ軸方向駆動モータ５２の外側
に取り付けられたカムフォロワ６４とを有するドローバ
ー駆動用カム装置によって為される。主軸５６はＺ軸ス
ライド４８の移動により昇降し、それに伴ってカムフォ
ロワ６４がカムに係合，離脱するのであるが、主軸５６
の上昇時にドローバーによる工具ホルダ６２の把持を解
き、下降時に把持するように構成されているのである。
なお、この構成は特開昭６３−２６７１３６号公報に記
載の装置と同じである。

【００１６】上記コラム４４にはまた、図７に示すよう
に、その前面に固定のフレーム６６に工具マガジン６８
が取り付けられている。工具マガジン６８は主軸ヘッド
１４より前側に設けられており、フレーム６６に主軸５
６の回転軸線と交差する軸線まわりに回転可能に取り付
けられた回転体７０を有している。回転体７０には、そ
れぞれ工具ホルダ６２を保持する１０個のグリップアー
ム７２が等角度間隔にかつ回動可能に取り付けられてお
り、回転体７０がインデックスモータ７４を駆動源とす
るバレルカム装置（図示省略）によって間欠回転させら
れることにより、１０個のグリップーム７２が順次最も
下方の工具交換位置に移動させられる。なお、これら回
転体７０およびグリップアーム７２は、フレーム６６に
固定のカバー７６によって覆われている。

【００１７】グリップアーム７２は、グリップアーム７
２に取り付けられた２個のカムフォロワおよび主軸ヘッ
ド１４の本体５４に設けられたカムを含む工具交換用カ
ム装置によって回動させられ、主軸５６との間で工具の
交換を行う。主軸５６の上昇に伴ってグリップアーム７
２は主軸５６に保持された工具ホルダ６２に係合し、ド
ローバーによる工具ホルダ６２の把持が解かれた後、更
に主軸５６が上昇することにより工具ホルダ６２が主軸
５６から抜け出させられる。主軸５６が上昇端位置へ移
動した後、回転体７０が回転させられて次に主軸５６に
保持させる工具ホルダ６２を把持したグリップアーム７
２が工具交換位置に位置決めされ、主軸５６の下降によ
り、グリップアーム７２が工具ホルダ６２が主軸５６に
嵌合される位置に回動させられた後、主軸５６に工具ホ
ルダ６２が嵌合され、更にドローバーによって把持され
た後、グリップアーム７２が工具ホルダ６２から離脱さ
せられるのである。なお、この構成も前記特開昭６３−
２６７１３６号公報に記載の装置と同じである。

【００１８】このように加工工具６０の交換は、主軸５
６の昇降、すなわち主軸５６の回転軸線に平行な軸方向
移動によって行われるのであり、この軸方向移動経路
中、グリップアーム７２が工具ホルダ６２を把持するた
めの回動を開始する位置から、工具ホルダ６２が主軸５
６から離脱させられるまでの位置が工具交換位置であ
る。また、Ｚ軸スライド４８，ボールねじ５０およびＺ
軸方向駆動モータ５２等が移動装置を構成している。

【００１９】なお、主軸ヘッド１４のＺ軸方向における
機械的原点は予め設定されている。この原点は主軸ヘッ
ド１４の下降端と上昇端との間に設定され、加工は原点
より下方の領域で行われ、工具の交換は主として原点よ
り上方の領域で行われる。

【００２０】前記回転テーブル装置１６は、図７に示す
ようにベース１０上の主軸ヘッド１４の前側の位置に設
けられ、前記テーブル１８は軸７８により垂直軸線まわ
りに回転可能に取り付けられている。テーブル１８は矩
形を成し、長手方向の両端部がワーク取付部８０，８１
とされている。すなわち、ワーク取付部８０，８１には
それぞれワークを位置決めできる治具が固定されるか、
あるいはワークを直接位置決め固定できるようになって
おり、テーブル１８がテーブル駆動モータ８２によって
反転、すなわち１８０度ずつ回転させられることによ
り、２個のワーク取付部８０，８１が択一的に主軸ヘッ
ド１４の真下の加工位置に位置決めされ、主軸５６がＸ
軸，Ｙ軸およびＺ軸のスライド２４，３４，４８により
三次元の空間内を移動させられて、加工工具６０がワー
クの所定部位に加工を施す。

【００２１】これら主軸ヘッド１４，反転テーブル装置
１６および工具マガジン６８を覆うハウジング１２の前
壁８６には扉８８が設けられており、作業者が扉８８を
開いて、工具マガジン６８に収容された加工工具６０の
交換やテーブル１８に直接あるいは治具を介して固定さ
れたワークの交換等の作業を行うことができるようにさ
れている。また、工具マガジン６８は扉８８との間に開
閉可能に設けられたカバー９０によって覆われている。

【００２２】本マシンには、図７に示すように加工工具
６０の折損を検出する折損検出装置１００が設けられて
いる。折損検出装置１００は、図１に示すように、前記
コラム４４に取り付けられており、Ｚ軸方向には移動し
ないが、主軸ヘッド１４と共にＸ軸方向およびＹ軸方向
には移動する。

【００２３】コラム４４のＹ軸方向に平行な両側面には
それぞれコラムカバー１０２が固定されるとともに、コ
ラムカバー１０２にはブラケット１０４が固定されてい
る。ブラケット１０４は、コラム４４の側方から正面側
へ曲がり込んでＬ字形を成し、その底壁のコラム正面側
の部分には、図２に示すようにボス部材１０６が立設さ
れるとともに、軸１０８が垂直軸線まわりに回転可能に
嵌合されている。軸１０８の上面にはセンサアーム１１
０が軸１０８から水平に延び出す状態で固定され、その
自由端部に折損検出センサ１１２が取り付けられてい
る。

【００２４】折損検出センサ１１２は、本体１１４の先
端から針状の検出子１１６が延び出させられたものであ
り、本体１１４においてセンサアーム１１０の自由端部
に取り付けられたアジャストナット１１８に螺合されて
おり、この螺合量の調節により検出子１１６の先端の位
置が調節される。折損検出センサ１１２は、検出子１１
６が検出対象物に接触して回動することによりリミット
スイッチが作動させられてＯＮ信号を発するように構成
された接触式のセンサであり、非検出時にはリミットス
イッチが作動せず、信号はＯＦＦのままである。検出子
１１６は弾性を有するものとされ、対象物に接触した状
態から更にセンサアーム１１０が旋回させられても、弾
性変形して逃げるようにされている。なお、センサアー
ム１１０および本体１１４の前部および下部は、図１に
示すように、センサアーム１１０に固定のＬ字形のカバ
ー１２０によって覆われている。

【００２５】センサアーム１１０の折損検出センサ１１
２が取り付けられた側とは反対側の端部には耳片１２４
が突設され、エアシリンダ１２６のピストンロッド１２
８の先端部にピン１３０によって垂直軸線まわりに回動
可能に連結されている。エアシリンダ１２６は、ブラケ
ット１０４に固定の取付部材１３２にピン１３４により
垂直軸線まわりに回動可能に取り付けられている。

【００２６】エアシリンダ１２６は複動式のシリンダで
あり、２個のエア室は、図３に示すように、パイプ１３
８，コラム４４の上面に取り付けられた電磁方向切換弁
１４２を介してエア源１４４（図５参照）に接続されて
いる。これらエア室は電磁方向切換弁１４２の切換えに
よりエア源１４４と大気とに択一的に連通させられ、エ
アシリンダ１２６のブラケット１０４に取り付けられた
側のエア室がエア源１４４に連通させられ、他方のエア
室が大気に解放された状態ではピストンロッド１２８が
伸長させられ、折損検出センサ１１２は図１に二点鎖線
で示すようにＸ軸方向（図において左右方向）と平行で
あって、加工を妨げない退避位置に位置させられる。ま
た、エア室とエア源１４４および大気との連通が逆にさ
れればピストンロッド１２８が収縮し、折損検出センサ
１１２はセンサアーム１１０の旋回により、実線で示す
ように検出子１１６が主軸５６の回転軸線近傍の検出位
置に移動させられる。

【００２７】エアシリンダ１２６には２個の旋回速度調
節器１４６が取り付けられ、２個のエア室にそれぞれ供
給，排出されるエアの流量を調節し、ピストンロッド１
１６の伸縮速度を調節するようにされている。本実施例
においては折損検出センサ１１２が約１〜１．５秒で検
出位置と退避位置との間を移動する速度に調節されてい
る。また、ピストンロッド１２８の伸長端はストッパ１
４８によって規定され、ストッパ１４８は、折損検出セ
ンサ１１２が退避位置においてＸ軸方向に平行となるよ
うにセットされている。ピストンロッド１２８が伸長さ
せられてセンサアーム１１０が旋回させられるとき、エ
アシリンダ１２６は垂直軸線まわりに回動するが、ブラ
ケット１０４には２個のリミットスイッチ１５０が取り
付けられており、ピストンロッド１２８が伸長端位置お
よび収縮端位置に移動したときのエアシリンダ１２６を
それぞれ検出するようにされている。

【００２８】さらに、ピストンロッド１２８は収縮端ま
で引っ込むのであるが、シリンダナックル１５２の調節
により、折損検出センサ１１２が主軸５６の回転軸線を
旋回方向において小距離（本実施例においては１０mm）
行き過ぎるようにされている。さらにまた、検出子１１
６の先端の位置は前記アジャストナット１１８により、
主軸５６の回転軸線から検出子１１６の軸方向において
小距離（本実施例においては１０mm）突出するように調
節されている。

【００２９】本マシンは、図８に示す制御装置１６０に
よって制御される。制御装置１６０は、ＣＰＵ１６２，
ＲＯＭ１６４，ＲＡＭ１６６およびそれらを接続するバ
ス１６８を有するコンピュータを主体とするものであ
り、図５に示すようにハウジング１２の背面に設けられ
ている。バス１６８には入力インタフェース１７０が接
続され、操作装置１７１，入力装置１７２，折損検出セ
ンサ１１２およびリミットスイッチ１５０が接続されて
いる。操作装置１７１は加工工具の長さや加工工具の折
損検出を行うか否か等のデータを入力するものであり、
多数のキーを備えている。また、入力装置１７２は、Ｎ
Ｃデータ（数値データを含む運転プログラム）を入力す
る装置であり、入力は紙テープに穿孔されたＮＣデータ
を読み込むことにより行なわれる。折損検出センサ１１
２およびリミットスイッチ１５０はそれぞれ、図３に示
すケーブル１７４，１７５によって入力インタフェース
１７０に接続されている。

【００３０】バス１６８にはまた出力インタフェース１
７６が接続され、駆動回路１７８，１８０，１８２，１
８４，１８５，１８６，１８８および制御回路１９０を
介してＸ軸方向駆動モータ３０，Ｙ軸方向駆動モータ４
０，Ｚ軸方向駆動モータ５２，主軸駆動モータ５８，イ
ンデックスモータ７４，テーブル駆動モータ８２，電磁
方向切換弁１４２および表示装置１９６等が接続されて
いる。

【００３１】また、ＲＡＭ１６６には、図９に示すよう
に、折損検出位置メモリ２００と、工具マガジン６８に
収容される１０種類の加工工具の各工具番号を工具マガ
ジン６８の回転体７０の取付位置と対応付けて記憶する
第一〜第十の工具番号メモリ２０２〜２２０と、折損検
出センサ１１２の検出結果を記憶する折損検出結果メモ
リ２２２が設けられている。

【００３２】ＲＡＭ１６６には、図示は省略するが、本
マシンにおいて使用され得る全部の加工工具６０の工具
番号と、各加工工具６０の長さとを対応付けたデータが
格納されている。ここにおいて加工工具の長さとは、主
軸５６の先端から加工工具６０の先端までの距離であ
り、回転体７０のいずれの位置に取り付けられた加工工
具６０が使用されているかがわかれば、使用されている
加工工具６０の長さがわかる。さらに、ＲＯＭ１６４に
は、図１０にフローチャートで示す工具折損検出ルーチ
ンおよび図１１にフローチャートで示す工具交換ルーチ
ンが格納されている。以下、加工工具６０の折損検出に
ついて説明する。

【００３３】工具の折損検出は、工具交換時に行われ
る。そのため加工開始に先立って、まず、工具折損検出
時に加工工具６０の先端が位置すべき折損検出位置の設
定が作業者によって行われる。設定時には、長さが既知
の加工工具を主軸５６に保持させた後、本マシンを手動
モードに切り換える。そして、操作装置１７１に設けら
れたＺ軸方向移動キーを操作して主軸５６をＺ軸方向に
移動させ、図１２に示すように加工工具６０の先端が折
損検出センサ１１２の検出子１１６より１０mm程度下方
に突出する位置に移動させる。このように折損検出位置
を設定すれば、加工工具６０に折損が生じていなけれ
ば、折損検出センサ１１２は主軸５６の回転軸線と交差
する位置から行き過ぎて旋回するとき、必ず検出子１１
６が加工工具６０の先端部に接触することとなり、折損
が生じていないことが確実に検出される。なお、設定時
には、折損検出センサ１１２は自動であるいは手動で検
出位置に移動させておく。

【００３４】また、主軸５６をＺ軸方向に移動させると
き、表示装置１９６を主軸５６の現在位置をＸ軸，Ｙ軸
およびＺ軸の各方向毎に表示する「現在位置」画面に切
り換え、主軸５６のＺ軸方向の位置がわかるようにして
おく。Ｚ軸方向の位置はワークテーブル装置１６のワー
クテーブル１８の上面を０として測定され、主軸５６を
移動させた後、作業者は主軸５６のＺ軸方向の位置から
加工工具６０の長さを引いた値を求める。主軸５６を移
動させたとき、例えば、主軸５６のＺ軸方向の位置が４
００mmであり、加工工具６０の長さが１５０mmであると
すれば差２５０mmが求められ、表示装置１９６の表示を
「パラメータ設定」画面に切り換えた後、「折損検出位
置」の欄に２５０．０００（mm）を入力する。入力され
た値は折損検出位置を表し、折損検出位置メモリ２００
に格納される。

【００３５】また、加工工具の折損検出は、予め折損検
出が指示された場合に行われる。この指示は、表示装置
１９６を「工具の割当て」画面にし、その画面のうち、
補助機能の「切削後」の欄に信号「２００」を設定する
ことにより行われる。１つの加工に複数種類の加工工具
６０を使用する場合、各加工工具６０毎に折損を検出す
るならば、工具毎に信号「２００」を設定することが必
要である。

【００３６】次に、図１０に示す工具折損検出ルーチン
に従って工具折損の検出について説明する。このルーチ
ンは１個の加工工具６０による加工の終了毎に実行さ
れ、まず、ステップＳ１（以下、Ｓ１と略記する。他の
ステップについても同じ。）において工具折損検出が指
令されているか否かの判定が行われる。この指令は、加
工の済んだ工具について信号「２００」が設定されてい
る場合に出される。工具折損検出が指令されていればＳ
１の判定結果はＹＥＳとなってＳ２が実行され、加工工
具６０の先端を折損検出位置に移動させるための主軸５
６の位置（この位置を折損検出時の主軸の復帰位置と称
する）が求められるとともに、主軸５６が復帰位置に移
動させられる。

【００３７】復帰位置は、折損検出位置に主軸５６に保
持された加工工具６０の長さを加えることにより求めら
れる。工具マガジン６８に収容されている加工工具６０
のうち、いずれの加工工具６０が使用されているかはＮ
Ｃデータによりわかり、その加工工具６０の工具番号に
基づいて加工工具６０の長さがＲＡＭ１６６から読み出
されるとともに、折損検出位置がＲＡＭ１６６から読み
出されて復帰位置が算出される。したがって、復帰位置
は加工工具６０の長さによって異なるが、加工工具６０
はその長さ如何によらず、折損が生じていなければ加工
工具６０の先端部が検出位置へ旋回する検出子１１６と
交差する折損検出位置へ移動させられることとなる。

【００３８】主軸５６が復帰位置へ上昇し、停止したな
らばＳ３が実行され、センサアーム１１０が旋回させら
れて折損検出センサ１１２が退避位置から検出位置へ軸
方向移動経路に直角な軌跡を描いて移動させられる。折
損検出位置は、前述のように検出子１１６より小距離下
方に設定されており、また、検出子１１６はその旋回軌
跡と主軸５６の軸方向移動経路との交点を越えて旋回す
るようにされるとともに、検出子１１６の長さは先端が
軸方向移動経路を少量越える大きさに設定されているた
め、加工工具６０に折損が生じていなければ検出子１１
６が加工工具６０の先端部に接触してＯＮ信号が発せら
れ、折損が生じていれば検出子１１６が加工工具６０の
先端部に接触せず、信号はＯＦＦのままである。

【００３９】折損検出センサ１１２の信号がＯＮである
かＯＦＦであるかは折損検出結果メモリ２２２に格納さ
れ、格納後、折損検出センサ１１２が退避位置に戻され
てＳ３の実行が終了する。

【００４０】続いてＳ４において折損が生じているか否
かの判定が行われる。この判定は折損検出センサ１１２
が信号を発しているか否かにより行われ、折損が生じて
いなければＳ４の判定結果はＮＯとなり、Ｓ５，Ｓ６が
実行されて加工工具の交換が行われる。主軸５６が原点
に復帰させられた後、上昇させられて工具の交換が行わ
れる。主軸５６を原点に復帰させるのは、主軸５６を所
定の回転位置に位置させるオリエンテーション動作を行
うためである。

【００４１】また、加工工具に折損が生じていればＳ４
の判定結果はＹＥＳとなり、Ｓ７においてエラー処理が
行われる。本ＮＣタッピングマシンの運転が停止させら
れるとともに、折損発生を示すアラームが発せられ、あ
るいはランプが点灯されるのである。

【００４２】以上、折損検出が指令された場合について
説明したが、折損検出が指令されなければＳ１の判定結
果はＮＯとなり、図１１に示す工具交換ルーチンが実行
され、Ｓ８において主軸５６がまずＺ軸方向の原点に復
帰させられた後、Ｓ９が実行され、主軸５６が上昇させ
られて工具の交換が行われる。

【００４３】このように本実施例においては加工工具６
０の折損が検出されるのであるが、主軸５６が加工工具
６０の交換を行うために軸方向に移動する途中で検出が
行われるため、折損検出のために余分な動きをさせなく
てもよく、迅速に折損検出を行うことができる。

【００４４】また、検出子１１６は旋回によって主軸５
６の軸方向移動経路と直交する位置に移動するようにさ
れているため、制御が容易である利点がある。検出子１
１６は本体１１４から長く延び出させられており、その
先端部において加工工具６０に接触するため、万一、旋
回量が過大で検出子１１６の先端部が加工工具６０に接
触した後、さらに本体１１４が移動させられても検出子
１１６の基端部における回動角度は少なく、損傷が生ず
ることはない。そのため検出子１１６を検出位置へ旋回
させるとき、確実に加工工具６０に接触するように多め
に旋回させることができ、制御をそれほど精度良く行わ
なくてもよいのである。

【００４５】また、検出子１１６を旋回させて加工工具
６０の先端部に接触させる場合、加工工具６０と検出子
１１６の移動平面とが交差するように折損検出位置を設
定すればよく、検出子１１６が細くても容易に加工工具
６０に接触させることができる。検出子１１６をその長
手方向に移動させて加工工具６０の先端部に接触させる
ことも可能なのであるが、その場合には検出子１１６の
位置を正確に加工工具６０と同一平面内に位置するよう
に設定することが必要であり、検出子１１６が細い場合
には特に設定が容易ではないのである。

【００４６】さらに、主軸ヘッド１４および折損検出装
置１００がいずれもコラム４４に設けられており、それ
らのＸ軸方向およびＹ軸方向における相対位置は変わら
ず、工具交換および折損検出のためにはＺ軸方向におい
てのみ相対移動するようにされているため、折損検出の
ために主軸ヘッド１４と折損検出装置１００とのＸ軸方
向およびＹ軸方向の位置合わせを行う必要がなく、加工
の終了後、直ちに折損を検出することができる。

【００４７】なお、上記実施例においては、加工工具の
交換毎に折損検出を行うか否かを指示し、その指示に基
づいて折損検出が行われるようにされていたが、指示し
なくても工具交換が行われる毎に自動的に折損検出が行
われるようにしてもよい。

【００４８】また、上記実施例においては主軸ヘッド１
４がＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸方向に移動してワークに加工
を施すようにされていたが、ワークを少なくとも１方向
に移動させ、主軸ヘッドを他の方向に移動させて加工を
行うようにしてもよい。

【００４９】さらに、上記実施例においては主軸ヘッド
１４のＺ軸方向の移動によりグリップアーム７２を回動
させて工具の交換が行われるようになっていたが、主軸
ヘッド１４と工具マガジン６８との間に工具交換装置を
設け、主軸ヘッド１４を所定の工具交換位置に移動させ
た状態で工具交換装置が主軸ヘッド１４と工具マガジン
６８との間で加工工具６０の交換を行うようにしてもよ
い。

【００５０】さらにまた、上記実施例においてＮＣタッ
ピングマシンは１個のコンピュータを有する制御装置１
６０によって制御されるようになっていたが、加工，折
損検出およびワークテーブル装置１６の制御と、工具マ
ガジン６８の制御とをそれぞれ別々のスレーブコンピュ
ータによって行い、それら２個のスレーブコンピュータ
をマスタコンピュータによって制御する構成としてもよ
い。

【００５１】また、上記実施例において工具交換は主軸
５６のＺ軸方向の移動のみによって行われるようになっ
ていたが、更に、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向のいずれか、ある
いはＸ軸方向およびＹ軸方向へも移動して工具交換が行
われる工作機械にも本発明を適用することができる。

【００５２】その他、特許請求の範囲を逸脱することな
く、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施した
態様で本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である工具折損検出方法が実
施されるＮＣタッピングマシンに設けられた折損検出装
置を示す平面図である。

【図２】上記折損検出装置を示す正面図である。

【図３】上記折損検出装置のエアシリンダへのエア供給
経路および折損検出センサの信号を伝達するケーブルを
示す図である。

【図４】上記ＮＣタッピングマシンの外観を示す正面図
である。

【図５】上記ＮＣタッピングマシンの外観を示す側面図
である。

【図６】上記ＮＣタッピングマシンをハウジングを取り
外して示す正面図である。

【図７】上記ＮＣタッピングマシンをハウジングを取り
外して示す側面図である。

【図８】上記ＮＣタッピングマシンを制御する制御装置
を示すブロック図である。

【図９】上記制御装置の主体を成すコンピュータのＲＡ
Ｍのうち、本発明に関連の深い部分を取り出して示すブ
ロック図である。

【図１０】上記コンピュータのＲＯＭに格納された工具
折損検出ルーチンを示すフローチャートである。

【図１１】上記コンピュータのＲＯＭに格納された工具
交換ルーチンを示すフローチャートである。

【図１２】上記折損検出方法により折損を検出する際の
折損検出位置の設定を説明する図である。

【符号の説明】

４８ Ｚ軸スライド ５０ ボールねじ ５２ Ｚ軸方向駆動モータ ５６ 主軸 ６０ 加工工具 ６８ 工具マガジン １００ 折損検出装置 １１６ 検出子 １６０ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に加工工具を保持して回転する主軸
   と、複数種類の加工工具を収容する工具マガジンと、前
   記主軸を少なくともその主軸の回転軸線に平行な軸方向
   移動経路を含む移動経路に沿って前記工具マガジンとの
   間で工具交換を行う工具交換位置まで移動させる移動装
   置とを含む工作機械において前記主軸が保持した加工工
   具の折損を検出する方法であって、 前記軸方向移動経路と交差する方向に移動可能な検出子
   を備えた折損検出装置を、前記軸方向移動経路に平行な
   方向の位置が不変の状態で設け、前記主軸が工具交換の
   ために前記軸方向移動経路を移動している途中に、その
   主軸を、その主軸が保持した加工工具が折損していなけ
   ればその加工工具の先端部が、前記検出子の移動軌跡と
   前記軸方向移動経路との交点上に位置するはずの位置で
   停止させ、前記検出子を前記軸方向移動経路から離れた
   位置から前記主軸が保持した加工工具が折損していなけ
   れば前記先端部に接触するはずの位置まで移動させ、検
   出子が先端部に接触しなければ、その加工工具が折損し
   ていると判定する工具折損検出方法。