JPH0627051U - ワーク加工用工具の折損検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワーク加工用工具の折損を確実に検出するた
めの装置を提供する。 【構成】 工具折損検出装置２０は、工具が折損したと
き工具から発する超音波（ＡＥ信号）を検知するＡＥセ
ンサ２１を有している他に、ワークに疑似ＡＥ信号を送
る疑似ＡＥ信号発振手段３２と、ＡＥセンサー２１に検
知された疑似ＡＥ信号によってワークに対する工具の接
触・非接触状態を判定して工具の折損を判定する工具折
損判定回路２９とを有している。ワークの加工中、疑似
ＡＥ信号は定期的にワークに加えられ、ワークに接触し
ている工具に伝達され、ＡＥセンサ２１に検知される。
工具が折損しワークから離れると、疑似ＡＥ信号は工具
に伝達されなくなり、ＡＥセンサ２１に検出されなくな
る。これによって工具の折損が工具折損判定回路２９に
よって判定され、検出される。一方、工具から発するＡ
Ｅ信号をＡＥセンサ２１が検知することによっても、折
損が検出される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ワーク加工用工具の折損を確実に検出するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、ワークの加工中に工具が折損したとき、工具から発生する超音波（以下 、「ＡＥ信号」と称する。）をＡＥセンサーによって検知し、工具の折損を検出 する工具折損検出装置（図示省略）がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、このような工具折損検出装置は、工具の折損を一度検知し損なうと 、再度検知することができず、工具が折損したままの状態で加工が継続されるこ とがあるという問題点を有している。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、工具の折損をＡＥセンサーによって検出する工具折損検出装置にお いて、前記ワークに疑似ＡＥ信号を送る疑似ＡＥ信号発振手段と、前記ＡＥセン サーに検知された前記疑似ＡＥ信号によって前記ワークに対する前記工具の接触 ・非接触状態を判定する工具折損判定回路とを有する装置により、前記の課題を 解決した。

【０００５】

【作用】

疑似ＡＥ信号発振手段は、ワークに疑似ＡＥ信号を定期的に送る。 ワークに加工が施されている間、ドリル、エンドミル等の工具はワークに接触 している。このため、疑似ＡＥ信号はワークから工具に伝達され（以下、このよ うな状態を「導通状態」と称する。）、ＡＥセンサーによって検知される。 工具折損判定回路は、ＡＥセンサーが疑似ＡＥ信号を検知したことによって、 工具とワークが導通状態になっており工具が折損していないと判定する。

【０００６】 工具は、折損したときＡＥ信号を発生する。ＡＥ信号はＡＥセンサーによって 検知される。この検知によって工具の折損が検出される。 又、工具は折損によって、ワークに対して非接触状態になり、工具とワークの 間は非導通状態となる。このため、疑似ＡＥ信号は、ワークから工具に伝達され なくなり、ワークに送られたにもかかわらず、ＡＥセンサーに検知されないこと になる。 工具折損判定回路は、ＡＥセンサーが疑似ＡＥ信号を検知しないことによって 、工具とワークが非導通状態であることを検知し、工具が折損したものと判定す る。 従って、工具の折損は、ＡＥ信号の検知と、疑似ＡＥ信号の遮断とによって検 出されることになる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図１乃至図３に基づいて説明する。 工作機械１０（図２参照）のワーク加工用工具（工具）１１の支持部１２には 、工具折損検出装置２０のＡＥセンサー２１が取付けられている。又、ワークＷ が取付けられるテーブル１３には、後述する疑似ＡＥ信号発振部２６が設置され ている。工具１１は、例えば、ドリル、エンドミル、ボーリングバー等である。

【０００８】 ＡＥセンサー２１（図２参照）は、信号レベル検出回路２２に接続されている 。 信号レベル検出回路２２は、ＡＥセンサー２１によって検知されたＡＥ信号、 或いは、後述する疑似ＡＥ信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する回路 である。

【０００９】 パラメータ設定回路３１（図１参照）は、作業員の外部操作によって、折損検 出サイクル時間（ｔｓ、図３参照）と、後述する疑似ＡＥ信号発生手段３２から 発生させられる疑似ＡＥ信号の発振間隔時間（ｔｊ）とを設定する回路である。 折損検出サイクル時間（ｔｓ）とは、ワークＷを工作機械１０のテーブル１３ に取付け、加工終了後、次のワークＷをテーブル１３に取付けるまでの加工サイ クル時間（Ｔｓ）よりも長く設定された時間のことをいう。実施例では、１加工 サイクル時間（Ｔｓ）内に３箇所の孔明け作業が行なわれるようになっている。 疑似ＡＥ信号の発振間隔時間（ｔｊ）は、ワークＷの複数箇所に加工を施すと き、どれか１ヶ所に要する加工時間（Ｔｊ）よりも短く設定されている。 パラメータ設定回路３１には、タイミング生成回路２３が接続されている。

【００１０】 タイミング生成回路２３は、折損検出サイクル時間（ｔｓ）が経過する度毎に 後述する第２折損判定回路２９にサイクル完了信号Ｐ１を送るとともに、発振間 隔時間（ｔｊ）が経過する度毎にモード切替回路２４を介して、疑似ＡＥ信号発 生回路２５に疑似ＡＥ信号を発生するように疑似ＡＥ信号発生指示信号Ｐ２を送 る回路である。 タイミング生成回路２３には、モード切替回路２４が接続されている。

【００１１】 モード切替回路２４は、直接検出モード（Ａモード）と導通チェックモード（ Ｂモード）とを切り替える回路である。 Ａモードとは、ＡＥ信号を検出するためのモードのことであり、Ｂモードとは 疑似ＡＥ信号を使用して工具１１がワークＷと導通状態になっているか否かを検 出するためのモードのことである。

【００１２】 疑似ＡＥ信号発生手段３２は、疑似ＡＥ信号発生回路２５と、疑似ＡＥ信号発 振部２６とで構成されている。 疑似ＡＥ信号発生回路２５は、モード切替回路２４がＢモードに切り替わって いる間に、疑似ＡＥ信号発振部２６に疑似ＡＥ信号を発生させる回路である。 疑似ＡＥ信号発振部２６は、工具が折損したときに発生する実際の超音波（Ａ Ｅ信号）に似せた超音波（疑似ＡＥ信号）を発生する部分であり、自ら振動する ようになっている。

【００１３】 モード切替回路２４には、第１折損判定回路２７と導通判定回路２８とが接続 されている。 第１折損判定回路２７は、モード切替回路２４がＡモードに切り替わっている とき、ＡＥセンサー２１によって検知された信号がＡＥ信号であるか、或いは、 雑音であるかを分析し、判定するための回路である。

【００１４】 導通判定回路２８は、モード切替回路２４がＢモードに切り替わっているとき 、疑似ＡＥ信号が送られてきたか否かによって、ワークＷに工具１１が導通して いるか否かを判定するための回路である。 導通判定回路２８には、第２折損判定回路（工具折損判定回路）２９が接続さ れている。

【００１５】 第２折損判定回路２９は、タイミング生成回路２３から送られてきた前回のサ イクル完了信号Ｐ１とその後に送られてきたサイクル完了信号Ｐ１との間に、導 通判定回路２８から送られてくる信号が導通判定信号Ｐ３か、非導通判定信号Ｐ ４であるかを判定し、工具１１の折損を検知する回路である。 第１、第２折損判定回路２７，２９には、折損通知手段３０が接続されている 。 折損通報手段３０は、第１、第２折損判定回路２７，２９から送られてくる折 損信号Ｐ５，Ｐ６によって、工具１１が折損したことを作業員に通報する装置で ある。

【００１６】 次に、動作を説明する。 先ず工具に折損が生じていない場合について説明する。 モード切替回路２４は、通常、Ａモードに切り替わっている。 工具に折損が生じていないため、ＡＥ信号は発生せず、第１折損判定回路２７ は、折損信号Ｐ５を折損通知手段３０に送ることはない。

【００１７】 タイミング生成回路２３は、発振間隔時間（ｔｊ）が経過すると、疑似ＡＥ信 号発生指示信号Ｐ２をモード切替回路２４に送る。モード切替回路２４は、疑似 ＡＥ信号発生指示信号Ｐ２を受けると、Ｂモードに切り替わり、疑似ＡＥ信号発 生回路２５を作動させるＯＮ信号Ｐ７を疑似ＡＥ信号発生回路２５に送る。

【００１８】 疑似ＡＥ信号発生回路２５は、ＯＮ信号Ｐ７に基づいて疑似ＡＥ信号発振部２ ６から疑似ＡＥ信号を発生させる。 疑似ＡＥ信号は、ワークＷに工具１１が接触している場合のみ、工具に伝達さ れ、ＡＥセンサー２１によって検知される。疑似ＡＥ信号は、信号レベル検出回 路２２によってアナログ信号からデジタル信号に変換され、モード切替回路２４ に送られる。この時、モード切替回路２４はまだＢモードに切り替わったままに なっており、疑似ＡＥ信号は導通判定回路２８に送られる。 導通判定回路２８は、疑似ＡＥ信号が送られて来たことによって、導通判定信 号Ｐ３を第２折損判定回路２９に送る。 第２折損判定回路２９は、導通判定信号Ｐ３が送られてきたことを記憶する。

【００１９】 疑似ＡＥ信号発生指示信号Ｐ２がモード切替回路２４に送り込まれなくなると 、モード切替回路２４はＢモードからＡモードに自動的に切り替わり、疑似ＡＥ 信号発生回路２５にＯＦＦ信号Ｐ８を送る。疑似ＡＥ信号発生回路２５はＯＦＦ 信号Ｐ８に基づいて疑似ＡＥ信号発振部２６の発振を停止させる。

【００２０】 その後、発振間隔時間（ｔｊ）が経過すると、タイミング生成回路２３は、再 度、疑似ＡＥ信号発生指示信号Ｐ２をモード切替回路２４に送り、疑似ＡＥ信号 発生手段３２によって疑似ＡＥ信号を発振させる。 導通判定回路２８は、再度、導通判定信号Ｐ３を第２折損判定回路２９に送る 。

【００２１】 このようにして、発振間隔時間（ｔｊ）毎に、ワークＷに疑似ＡＥ信号が伝達 され、その度毎に第２折損判定回路２９によって折損の有無が判定される。 その後、折損検出サイクル時間（ｔｓ）が経過すると、タイミング生成回路２ ３は、サイクル完了信号Ｐ１を第２折損判定回路２９に送る。 第２折損判定回路２９は、折損検出サイクル時間（ｔｓ）内に、導通判定回路 ２８から導通判定信号Ｐ３を受け取っているため、折損無しの信号を折損通報回 路に送る。

【００２２】 次に、工具が折損した場合について説明する。 工具１１は折損するとＡＥ信号を発する。ＡＥ信号は、ＡＥセンサー２１によ って検出され、信号レベル検出回路２２によってデジタル信号に変換され、モー ド切替回路２４を経て、第１折損判定回路２７に送られる。第１折損判定回路２ ７は、送られてきた信号がＡＥ信号であるか、雑音であるかを判断し、ＡＥ信号 である場合には、折損信号Ｐ５を折損通報手段３０に送り、折損通報手段３０に よって、工具の折損を作業員に通報する。

【００２３】 一方、工具は折損するとワークから離れ、定期的にワークに送り込まれていた 疑似ＡＥ信号が工具に伝達されなくなる。このため、ＡＥセンサー２１は、疑似 ＡＥ信号を検知しなくなる。そして、導通判定回路２８は、非導通と判定し、非 導通判定信号Ｐ４を第２折損判定回路２９に送る。第２折損判定回路２９は、１ 折損検出サイクル時間（ｔｓ）内に、１度も導通判定回路２８から導通判定信号 Ｐ３が送り込まれて来ないため、折損通報手段３０によって、工具の折損を作業 員に通報する。

【００２４】 従って、ＡＥセンサー２１がＡＥ信号を検知し損なっても、疑似ＡＥ信号によ って、工具の折損を確実に検出することができる。

【００２５】

【考案の効果】

本考案のワーク加工用工具の折損検出装置は、工具の折損を一度検知し損なっ ても、折損を確実に検知することができるようになっているため、折損したまま の工具で加工を継続する恐れを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の工具折損検出装置の回路図である。

【図２】工作機械に対する工具折損検出装置の取付け状
態を示す概略図である。

【図３】工具折損検出装置の動作説明用のタイムチャー
ト図である。

【符号の説明】

Ｗ ワーク １１ 工具 ２０ 工具折損検出装置 ２１ ＡＥセンサー ３２ 疑似ＡＥ信号発振手段 ２９ 第２工具折損判定回路（工具折損判定回路）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具の折損をＡＥセンサーによって検出
   する工具折損検出装置において、前記ワークに疑似ＡＥ
   信号を送る疑似ＡＥ信号発振手段と、前記ＡＥセンサー
   に検知された前記疑似ＡＥ信号によって前記ワークに対
   する前記工具の接触・非接触状態を判定する工具折損判
   定回路とを有することを特徴とする、ワーク加工用工具
   の折損検出装置。