JPH11851A - Tool breakage detecting device - Google Patents

Tool breakage detecting device

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Publication number
JPH11851A
JPH11851A JP17302497A JP17302497A JPH11851A JP H11851 A JPH11851 A JP H11851A JP 17302497 A JP17302497 A JP 17302497A JP 17302497 A JP17302497 A JP 17302497A JP H11851 A JPH11851 A JP H11851A
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JP
Japan
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tool
machining
breakage
detection
tool length
Prior art date
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Application number
JP17302497A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noboru Yamamoto
昇 山本
Yutaka Shimada
豊 嶋田
Hiroyuki Sakai
広幸 坂井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamazaki Mazak Corp
Original Assignee
Yamazaki Mazak Corp
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Publication date
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Publication of JPH11851A publication Critical patent/JPH11851A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect the breakage of a tool in a short time by eliminating the transfer of a tool length to a numerical controller. SOLUTION: A tool breakage detecting device 12 mounted on and used for a machining center controlled by a numerical controller 6 has a communication line 26 connected to the numerical controller 6 for a machine tool, a tool length measuring means to measure the tool lengths L of a tool before and after mounted on the spindle of the machine tool and used for machining, a breakage judgement part 20 to compute a difference between the tool lengths before and after machining from the tool lengths measured by the tool length measuring means, before and after used for machining, and to output a breakage signal S4, if the difference between the tool lengths is equal to a preset value or more, and a communication control part 21 to output the breakage signal from the breakage judgement part 20 to the communication line 26.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マシニングセンタなど
の工作機械の数値制御装置を介することなく、工具切損
を迅速に検知することの出来る工具切損検知装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool breakage detecting device capable of rapidly detecting a tool breakage without using a numerical control device of a machine tool such as a machining center.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の検知装置としては、加工
エリア外の自動工具交換装置部分に、工具長を測定する
測長器を設けておき、工具交換の時間を利用して、自動
工具交換装置に工具を装着した状態で次の加工に使用す
べき(または、使用の終了した工具でも同様。以下、次
の加工に使用する工具の切損を判定する場合についての
み述べる。)工具の工具長を測定し、当該測定した測定
値を工作機械の数値制御装置に転送して、数値制御装置
内の工具データメモリに格納された工具データと比較
し、測定値が数値制御装置内の工具データメモリに格納
された当該工具の工具長と一致しない場合には、切損し
たものと判定していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a detector of this kind, a length measuring device for measuring a tool length is provided in an automatic tool changer outside a machining area, and an automatic tool changer is used by utilizing a tool change time. A tool to be used for the next machining with the tool attached to the exchange device (or the same for a tool that has been used. Hereinafter, only the case of determining the breakage of the tool used for the next machining will be described). Measures the tool length, transfers the measured value to the numerical controller of the machine tool, compares the measured value with the tool data stored in the tool data memory in the numerical controller, and compares the measured value with the tool in the numerical controller. If the tool length does not match the tool length stored in the data memory, it is determined that the tool has been cut.

【0003】通常、測長器による測定自体はそれほどの
時間を要さないが、当該測長器によって測定された測定
値を数値制御装置に転送して、更に工具データ内の対応
する工具の工具長と比較判定するプロセスに、通常10
秒以上の時間を必要としている。
Normally, the measurement itself by the length measuring device does not take much time, but the measured value measured by the length measuring device is transferred to the numerical control device, and the tool value of the corresponding tool in the tool data is further transferred. 10
You need more than a second.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この場合、工作機械側
の加工エリアで行なっている他の工具による加工が、1
0秒以上かかる加工の場合はなんら問題はないが、10
秒以内で終わる短い加工の場合、工作機械側では加工の
終了した工具を次に使用する、現在工具長の計測中の工
具と交換する必要があることから、数値制御装置による
工具切損判定の結果が出るまで待機状態となり、無駄な
非切削時間が発生していた。
In this case, the machining performed by another tool in the machining area on the machine tool side is 1
In the case of processing that takes 0 seconds or more, there is no problem.
In the case of short machining that takes less than a second, the machine tool needs to replace the tool that has finished machining with the next tool that is currently measuring the tool length. It was in a standby state until a result was obtained, and unnecessary non-cutting time was generated.

【0005】本発明は、上記事情に鑑み、工具切損を迅
速に検知することが出来、無駄な非切削時間の発生を極
力防止することの可能な工具切損検知装置を提供するこ
とを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a tool breakage detecting device capable of quickly detecting a tool breakage and preventing generation of useless non-cutting time as much as possible. It is assumed that.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の内、請求
項1の発明は、数値制御装置(6)により制御される工
作機械(1)に装着されて使用される工具切損検知装置
(12)において、前記工具切損検知装置は当該工作機
械の数値制御装置(6)に接続される通信回線(26)
を有しており、前記工作機械の主軸(4)に装着されて
加工に使用される前後の工具の工具長対応寸法(TL、
TLM、TLMA)をそれぞれ測定する工具長測定手段
(13、15、22、25)を設け、該工具長測定手段
で測定された加工に使用される前後の工具長対応寸法か
ら、加工の前後における工具長の差を演算し、当該工具
長の差が所定値以上の場合に切損信号(S4)を出力す
る切損判定手段(20)を設け、該切損判定手段から出
力される切損信号を前記通信回線に出力する外部通信手
段(21)を設けて構成される。
That is, according to the present invention, the invention of claim 1 is a tool breakage detecting device mounted and used on a machine tool (1) controlled by a numerical controller (6). In (12), the tool breakage detecting device is a communication line (26) connected to a numerical controller (6) of the machine tool.
And a tool length corresponding dimension (TL, TL) of the front and rear tools attached to the spindle (4) of the machine tool and used for machining.
Tool length measuring means (13, 15, 22, 25) for measuring TLM and TLMA, respectively, and from the tool length corresponding dimensions before and after used for machining measured by the tool length measuring means, before and after machining. A cut-off determining means (20) for calculating a difference between the tool lengths and outputting a cut-off signal (S4) when the difference between the tool lengths is equal to or more than a predetermined value, is provided. External communication means (21) for outputting a signal to the communication line is provided.

【0007】また、本発明の内、請求項2の発明は、工
具長測定手段は、検出光射出装置(15a、15b)が
設けられたセンサヘッド(15)を有し、該センサヘッ
ド(15)を往復駆動装置(13)によって往復駆動自
在に設け、前記検出光射出装置から射出される検出光
(15c)が遮断された際の前記射出光の基準位置から
の位置を検出する射出光位置検出手段(16)を設け、
該射出光位置検出手段により検出された前記検出光(1
5c)が遮断された際の前記射出光の基準位置からの位
置に基づいて前記工具長対応寸法を演算する工具長計測
制御部(25)から構成される。なお、括弧内の番号等
は、図面における対応する要素を示す便宜的なものであ
り、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるも
のではない。以下の「作用」の欄についても同様であ
る。
According to a second aspect of the present invention, the tool length measuring means has a sensor head (15) provided with detection light emitting devices (15a, 15b). ) Is reciprocally driven by a reciprocating drive device (13), and an emission light position for detecting a position of the emission light from a reference position when the detection light (15c) emitted from the detection light emission device is blocked. Providing detection means (16);
The detection light (1) detected by the emission light position detection means
The tool length measurement control unit (25) calculates the tool length corresponding dimension based on the position of the emitted light from the reference position when 5c) is blocked. Note that the numbers and the like in parentheses are for convenience showing the corresponding elements in the drawings, and therefore, this description is not limited to the description on the drawings. The same applies to the following “action” column.

【0008】[0008]

【作用】上記した構成により、本発明のうち請求項1の
発明は、工具(10)の使用前後の工具長対応寸法(T
L、TLM、TLMA)を比較して、工具の切損を検知
判定するように作用する。請求項2の発明は、工具の工
具長対応寸法を非接触で測定するように作用する。
According to the above construction, the invention according to claim 1 of the present invention provides a tool length (T) before and after use of the tool (10).
L, TLM, and TLMA) to detect and determine a tool breakage. The invention of claim 2 acts so as to measure the tool length corresponding dimension of the tool in a non-contact manner.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図1は工具切損検知装置の一例を示すブロック図、
図2はマシニングセンタの一例を示す斜視図、図3は工
具切損検知装置のセンサ部分の詳細を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a tool breakage detection device.
FIG. 2 is a perspective view showing an example of the machining center, and FIG. 3 is a view showing details of a sensor portion of the tool breakage detecting device.

【0010】マシニングセンタ1は、図2に示すよう
に、機体2を有しており、機体2の外周部はカバー3で
被覆されている。機体2の図中前方には、ワークの加工
を行なう、カバー3で被覆された加工エリアARAが形
成されており、加工エリア内には、図示しないワークを
搭載するテーブル5が設けられている。テーブル5は、
図示しない駆動装置により水平方向である矢印C、D方
向に移動駆動自在となっており、テーブル5の図中上方
には主軸4が、矢印C、D方向に直角な水平方向である
矢印A、B方向及び垂直方向である矢印E、F方向に移
動駆動自在に設けられている。
As shown in FIG. 2, the machining center 1 has a body 2, and the outer periphery of the body 2 is covered with a cover 3. A processing area ARA covered with a cover 3 for processing a work is formed in front of the machine body 2 in the figure, and a table 5 for mounting a work (not shown) is provided in the processing area. Table 5
The main shaft 4 can be moved and driven in the horizontal directions indicated by arrows C and D by a driving device (not shown). It is provided so as to be movable in the directions B and the directions of the arrows E and F which are vertical directions.

【0011】機体2の後方には、数値制御装置6を内蔵
した制御ボックス3aが設けられており、制御ボックス
3aには数値制御装置6を構成する操作盤6aが設けら
れている。加工エリアARAの後方には多数の工具を収
納した工具マガジン7が設けられており、工具マガジン
7の前方には工具マガジン7と主軸4との間で工具交換
を行なう公知の自動工具交換装置9が設けられている。
A control box 3a having a built-in numerical controller 6 is provided behind the body 2 and an operation panel 6a constituting the numerical controller 6 is provided in the control box 3a. A tool magazine 7 containing a large number of tools is provided behind the machining area ARA, and a known automatic tool changer 9 for performing tool change between the tool magazine 7 and the spindle 4 is provided in front of the tool magazine 7. Is provided.

【0012】自動工具交換装置9は、図1に示すよう
に、ロッド9aを有しており、ロッド9aの先端にはア
ーム9bが設けられている。アーム9bの両側には、グ
リッパ9c、9cがマシニングセンタ1で使用する工具
10を把持開放自在に設けられており、アーム9bの図
1矢印D側には、工具マガジン7とアーム9bとの間で
工具のやり取りを行なうシフタ11が、矢印E、F方
向、即ち上下方向に移動駆動自在に設けられている
As shown in FIG. 1, the automatic tool changer 9 has a rod 9a, and an arm 9b is provided at the tip of the rod 9a. On both sides of the arm 9b, grippers 9c, 9c are provided so as to freely hold and release a tool 10 used in the machining center 1. On the side of arrow D of FIG. 1 between the tool magazine 7 and the arm 9b. A shifter 11 for exchanging tools is provided so as to be movable and movable in directions indicated by arrows E and F, that is, in a vertical direction.

【0013】自動工具交換装置9の図1上部には、工具
切損検知装置12が設けられており、工具切損検知装置
12は、エアシリンダ13を有している。エアシリンダ
13には、図1に示すように、ロッド13aが矢印C、
D方向に突出駆動自在に設けられており、ロッド13a
の先端にはセンサヘッド15がガイドレール14を介し
て移動自在に設けられている。センサヘッド15は、図
3に示すように、発光部15及び受光部15bを有して
おり、発光部15から検出光15cを受光部15bに向
けて射出することが出来る。センサヘッド15の、図3
下方には、リニアスケール16が矢印C、D方向に沿っ
て設けられており、センサヘッド15には、図3に示す
ように、リニアスケール16の読み取りヘッド16aが
固着されている。
At the upper part of FIG. 1 of the automatic tool changer 9, a tool breakage detecting device 12 is provided, and the tool breakage detecting device 12 has an air cylinder 13. As shown in FIG. 1, a rod 13a is attached to the air cylinder 13 by an arrow C,
The rod 13a is provided so as to be freely driven to protrude in the direction D.
A sensor head 15 is movably provided at a tip end of the sensor via a guide rail 14. As shown in FIG. 3, the sensor head 15 includes a light emitting unit 15 and a light receiving unit 15b, and the detection light 15c can be emitted from the light emitting unit 15 toward the light receiving unit 15b. FIG. 3 of the sensor head 15
A linear scale 16 is provided below along the directions of arrows C and D, and a reading head 16a of the linear scale 16 is fixed to the sensor head 15, as shown in FIG.

【0014】工具切損検知装置12は、図1に示すよう
に、主制御部17を有しており、主制御部17にはバス
線19を介して切損判定部20、通信制御部21、セン
サ駆動制御部22、工具長メモリ23及び工具長計測制
御部25が接続している。通信制御部21には、前述の
数値制御装置6が通信回線26を介して接続している。
As shown in FIG. 1, the tool breakage detecting device 12 has a main control unit 17. The main control unit 17 has a cutout determination unit 20 and a communication control unit 21 via a bus line 19. , A sensor drive control unit 22, a tool length memory 23, and a tool length measurement control unit 25 are connected. The numerical control device 6 is connected to the communication control unit 21 via a communication line 26.

【0015】マシニングセンタ1は以上のような構成を
有するので、マシニングセンタ1により加工を行なう場
合には、数値制御装置6の指令により、工具マガジン7
から所定の工具10をシフタ11により取り出し、自動
工具交換装置9のアーム9bのグリッパ9cに供給し、
当該工具10を供給された自動工具交換装置9は、加工
エリアARA内の主軸4に対して、当該工具10をそれ
まで主軸4に装着されていた工具10と交換する形で供
給する。新しい工具10が交換装着された主軸4は、直
ちにテーブル5上に搭載された図示しないワークに対し
て当該工具10により所定の加工を行なう。
Since the machining center 1 has the above configuration, when machining is performed by the machining center 1, the tool magazine 7 is operated by a command from the numerical controller 6.
A predetermined tool 10 is taken out by a shifter 11 and supplied to a gripper 9c of an arm 9b of the automatic tool changer 9;
The automatic tool changer 9 supplied with the tool 10 supplies the tool 10 to the spindle 4 in the machining area ARA in such a manner that the tool 10 is replaced with the tool 10 mounted on the spindle 4 until then. The spindle 4 on which the new tool 10 has been replaced is immediately subjected to a predetermined processing by the tool 10 on a work (not shown) mounted on the table 5.

【0016】一方、それまで主軸に装着されていた工具
10を一方のグリッパ9cに把持したアーム9bは、当
該工具10をシフタ11に返却し、シフタ11は、当該
返却された工具10を工具マガジン7の所定のポケット
位置に返却する。この際、主軸から返却された工具10
が、主軸4によるワークの加工中に切損していた場合、
そのまま加工を継続すると、当該切損工具により加工さ
れた不良ワークを継続して加工することとなり、大きな
無駄となるばかりか、後の加工に際しても当該切損状態
の工具を使用する可能性があることから、工具マガジン
7に返却する前に当該工具の切損を判定し、切損してい
た場合には、直ちにアラームを出してオペレータに告知
する必要がある。
On the other hand, the arm 9b holding the tool 10 mounted on the main spindle by the one gripper 9c returns the tool 10 to the shifter 11, and the shifter 11 transfers the returned tool 10 to the tool magazine. 7 is returned to the predetermined pocket position. At this time, the tool 10 returned from the spindle
However, when the workpiece is cut during machining of the workpiece by the spindle 4,
If the processing is continued as it is, the defective workpiece processed by the cut tool is continuously processed, which is not only a large waste, but also there is a possibility that the tool in the cut state may be used in subsequent processing. Therefore, it is necessary to judge the cutting of the tool before returning it to the tool magazine 7, and if it has been cut, it is necessary to immediately issue an alarm and notify the operator.

【0017】そこで、工具マガジン7から次の加工に使
用する工具10をシフタ11が取り出して、自動工具交
換装置9のアーム9bに対して工具10をやり取りする
位置である、第1図に示すアーム受渡し待機位置P1に
工具10が位置決めされたところで、工具切損検知装置
12の主制御部17は、センサ駆動制御部22に対して
次に加工に使用する工具10の工具長を測定するように
指令する。センサ駆動制御部22はこれを受けて。エア
シリンダ13のロッド13aを矢印D方向に突出させ
る。すると、ロッド13aの先端に設けられたセンサヘ
ッド15も、待機位置P1にシフタ11により位置決め
保持された工具10方向に向けて、ガイドレール14上
を矢印D方向に移動する。
The arm shown in FIG. 1 is a position where the shifter 11 takes out the tool 10 to be used for the next machining from the tool magazine 7 and transfers the tool 10 to the arm 9b of the automatic tool changer 9. When the tool 10 is positioned at the delivery standby position P1, the main controller 17 of the tool breakage detecting device 12 instructs the sensor drive controller 22 to measure the tool length of the tool 10 to be used next for processing. Command. The sensor drive control unit 22 receives this. The rod 13a of the air cylinder 13 is projected in the direction of arrow D. Then, the sensor head 15 provided at the tip of the rod 13a also moves on the guide rail 14 in the direction of arrow D toward the tool 10 positioned and held by the shifter 11 at the standby position P1.

【0018】センサヘッド15が矢印D方向に突出移動
すると、センサヘッド15に設けられた発光部15a及
び受光部15bもシフタ11に保持されている工具10
の先端10aに向けて矢印D方向に移動し、その移動中
に発光部15aから受光部15bに向けて射出されてい
る検出光15cを工具10の先端10aが横切り、遮断
する。シフタ11は、待機位置P1では、センサヘッド
15と矢印C、D方向に整合する位置に位置決めされて
おり、かつ、工具10をその軸心CTがセンサヘッド1
5の移動駆動方向と一致する矢印C、D方向に一致する
形で保持するように設けられているので、センサヘッド
15が矢印D方向移動すると、検出光15cは正確に工
具10の先端10aを捕えることが出来る。
When the sensor head 15 protrudes and moves in the direction of arrow D, the light emitting part 15a and the light receiving part 15b provided on the sensor head 15 are also held by the tool 10 held by the shifter 11.
The tool 10 moves in the direction of arrow D toward the tip 10a of the tool 10, and the tip 10a of the tool 10 crosses and blocks the detection light 15c emitted from the light emitting unit 15a toward the light receiving unit 15b during the movement. The shifter 11 is positioned at the standby position P1 so as to be aligned with the sensor head 15 in the directions indicated by arrows C and D.
5 is provided so as to be held in a form coinciding with the directions of the arrows C and D, which coincide with the directions of movement of the sensor 5, so that when the sensor head 15 moves in the direction of the arrow D, the detection light 15c accurately moves the tip 10a of the tool 10 Can be caught.

【0019】工具10の先端10aが検出光15cを横
切ると、それまで発光部15aから受光部15bに到達
していた検出光15cが工具10の先端10aにより遮
断され、受光部15bの出力信号S1はそれまでの”
1”状態から”0”になる。出力信号S1が”0”にな
ると、工具長測定制御部25は、刃先検出信号S2をセ
ンサ駆動制御部22に出力する。また、工具長測定制御
部25は、検出光15cが工具10により遮断された際
の、リニアスケール16の読み取りヘッド16aの出力
からセンサヘッド15の、即ち、発光部15aから受光
部15bへ射出される検出光15cの測定原点ZPを基
準とした矢印D方向への突出量L1を演算し、その値
を、これからの加工で使用する工具10の使用前の工具
長TLに対応した寸法値TLMとして工具長メモリ23
内に格納する。リニアスケール16は、センサヘッド1
5の移動方向に平行な矢印C、D方向に設けられたスケ
ール16bを読み取りヘッド16aが読み取って、図示
しないカウンタによりその値を常時積算している。従っ
て、検出光15cが工具10により遮断された際の、セ
ンサヘッド15、即ち、発光部15aから受光部15b
へ射出される検出光15cの測定原点ZPを基準とした
位置(即ち、センサヘッド15の矢印D方向への突出量
L1)は、当該カウンタにより積算された積算値出力を
もとに工具長測定制御部25により容易に演算すること
が出来る。なお、エアシリンダ13は、センサヘッド1
5による工具20の検出の後も、測長可能ストローク一
杯、従って、図3最左方にまで突出駆動された後、原点
ZPに戻る形で連続駆動される。
When the tip 10a of the tool 10 crosses the detection light 15c, the detection light 15c that has reached the light receiving portion 15b from the light emitting portion 15a is cut off by the tip 10a of the tool 10, and the output signal S1 of the light receiving portion 15b is output. Is the previous
The state changes from 1 to 0. When the output signal S1 changes to 0, the tool length measurement controller 25 outputs a cutting edge detection signal S2 to the sensor drive controller 22. Also, the tool length measurement controller 25. Is the measurement origin ZP of the detection light 15c emitted from the output of the reading head 16a of the linear scale 16 to the sensor head 15, ie, from the light emitting unit 15a to the light receiving unit 15b, when the detection light 15c is cut off by the tool 10. Is calculated as a dimension value TLM corresponding to the tool length TL before use of the tool 10 to be used in the future machining, and the tool length memory 23 is used.
Store in. The linear scale 16 includes the sensor head 1
The reading head 16a reads the scale 16b provided in the directions of the arrows C and D parallel to the moving direction of No. 5, and the value is constantly integrated by a counter (not shown). Therefore, when the detection light 15c is blocked by the tool 10, the sensor head 15, that is, the light emitting unit 15a to the light receiving unit 15b
The position of the detection light 15c emitted to the reference position with respect to the measurement origin ZP (that is, the protrusion amount L1 of the sensor head 15 in the direction of arrow D) is determined based on the integrated value output by the counter. The calculation can be easily performed by the control unit 25. In addition, the air cylinder 13 is a sensor head 1
After the detection of the tool 20 by 5, the length-measurable stroke is full, so that the tool is driven to protrude to the leftmost position in FIG. 3 and then continuously driven to return to the origin ZP.

【0020】シフタ11が、工具10を待機位置P1に
位置決めした際には、工具11の基準位置SPと工具切
損検知装置12の測定原点ZPとの距離TXは常に一定
であることから、工具10の先端10aが検出光15c
を遮断した際の、測定原点ZPを基準としたセンサヘッ
ド15(検出光15c)の突出量L1は、工具10の工
具長TLに1対1に対応する。従って、工具長計測制御
部25がリニアスケール16の読み取りヘッド16aの
出力からセンサヘッドの15の測定原点ZPを基準とし
た矢印D方向への突出量L1を演算して、その値を、こ
れからの加工で使用する工具10の使用前の工具長TL
に対応した寸法値TLMとしてもなんらの問題もない。
なお、距離TXからの突出量L1を引くなどして、実際
の工具長TLを演算し、その値を工具長メモリ23に格
納してもよいことは勿論である。
When the shifter 11 positions the tool 10 at the standby position P1, the distance TX between the reference position SP of the tool 11 and the measurement origin ZP of the tool breakage detector 12 is always constant. The tip 10a of 10 is the detection light 15c
The projection amount L1 of the sensor head 15 (detection light 15c) based on the measurement origin ZP at the time of cutting off corresponds to the tool length TL of the tool 10 on a one-to-one basis. Accordingly, the tool length measurement control unit 25 calculates the amount of projection L1 in the direction of arrow D based on the measurement origin ZP of the sensor head 15 from the output of the reading head 16a of the linear scale 16, and calculates the value from this point onward. Tool length TL before use of tool 10 used in machining
There is no problem even if the dimension value TLM corresponding to the above is used.
The actual tool length TL may be calculated by subtracting the protrusion amount L1 from the distance TX, and the value may be stored in the tool length memory 23.

【0021】こうして、待機位置P1に位置決めされた
これから加工に使用する工具10の加工使用前の寸法値
TLMが工具長メモリ23に格納され、当該工具10の
工具長の測定が終了したところで、加工エリアARA内
の主軸4に装着された工具10Mによる加工が終了し、
工具交換の必要が生じた場合には、自動工具交換装置9
が数値制御装置6からの指令で駆動され、シフタ11に
保持され、工具長の測定が完了した工具10と主軸4に
装着された使用済みの工具10Mが交換され、工具長の
測定が完了した工具10を装着した主軸4は、直ちに所
定の加工を開始する。なお、使用済み工具10Mは、シ
フタ11により、工具マガジン7に返却され、更に、シ
フタ11は、次に加工に使用する工具10Nを工具マガ
ジン7から取り出し待機位置P1に位置決めして、主軸
4による加工が終了して工具交換が開始されるのを待
つ。この際、工具切損検知装置12は、先述と同様の手
順で待機位置P1で当該取り出された工具10Nについ
て、工具長TLに対応した寸法値TLMを測定演算し、
工具長メモリ23に格納しておく。
In this way, the dimension value TLM of the tool 10 to be used for machining, which is positioned at the standby position P1 before machining, is stored in the tool length memory 23. When the measurement of the tool length of the tool 10 is completed, the machining is completed. Machining by the tool 10M mounted on the spindle 4 in the area ARA is completed,
If a tool change is required, the automatic tool changer 9
Is driven by a command from the numerical control device 6, is held by the shifter 11, and the used tool 10M mounted on the spindle 4 is exchanged with the tool 10 whose tool length measurement is completed, and the tool length measurement is completed. The spindle 4 to which the tool 10 is attached immediately starts a predetermined machining. The used tool 10M is returned to the tool magazine 7 by the shifter 11, and the shifter 11 further takes out the tool 10N to be used for machining from the tool magazine 7 and positions it at the standby position P1. Wait for machining to end and start tool change. At this time, the tool breakage detection device 12 measures and calculates a dimension value TLM corresponding to the tool length TL for the extracted tool 10N at the standby position P1 in the same procedure as described above,
It is stored in the tool length memory 23.

【0022】こうして、マシニングセンタ1の主軸4に
よる工具10を用いた加工が終了すると、当該使用済み
の工具10と次に使用する工具10Nを自動工具交換装
置9により交換して更に加工を継続して行くが、シフタ
11に自動工具交換装置9により返却された工具10に
ついて、当該工具10を工具マガジン7に返却する前
に、工具切損検知装置12による切損検知動作を行な
う。
When the machining using the tool 10 by the spindle 4 of the machining center 1 is completed, the used tool 10 and the tool 10N to be used next are exchanged by the automatic tool exchanging device 9 to continue the machining. However, for the tool 10 returned to the shifter 11 by the automatic tool changer 9, a cut-off detection operation is performed by the tool cut-off detector 12 before returning the tool 10 to the tool magazine 7.

【0023】それには、シフタ11により待機位置P1
に工具10を位置決めした状態で、加工使用前と同様
に、エアシリンダ13を駆動してセンサヘッド15を図
3矢印D方向移動駆動し、加工使用後の工具10の工具
長TLに対応した寸法値TLMAを工具長計測制御部2
5で測定演算し、寸法値TLMAを切損判定部20に出
力する。切損判定部20は、当該工具10の加工使用後
の寸法値TLMAが入力されたところで、工具長メモリ
23から、当該工具10についての加工使用前に測定演
算した工具長TLに対応した寸法値TLMを読み出し、
加工使用前後における工具長に対応した寸法値の変化を
演算する。即ち、|TLMA−TLM|なる演算を行
い、その結果が、例えば1mm以下の場合には、工具1
0が主軸4による加工中に工具切損が生じなかったもの
と判定し、通信制御部21を介して数値制御装置6に非
切損信号S3を送出する。数値制御装置6はこれを受け
てシフタ11を駆動し当該工具10を工具マガジン7へ
返却し、工具マガジン7から現在主軸4に装着されて加
工に使用されている工具10Nの次に使用する工具10
N2を取り出し、待機位置P1に位置決めし、同様に工
具切損検知装置12により加工使用前の工具長TLに対
応した寸法値TLMを測定演算し、工具長メモリ23に
格納しておく。
To do this, the shifter 11 sets the standby position P1.
In a state where the tool 10 is positioned, the air cylinder 13 is driven to move the sensor head 15 in the direction of arrow D in FIG. 3 in the same manner as before machining, and the dimension corresponding to the tool length TL of the tool 10 after machining is used. Value TLMA to tool length measurement control unit 2
5, and outputs the dimension value TLMA to the cut-off determining section 20. When the dimension value TLMA of the tool 10 after machining is input, the cut-off determining unit 20 reads from the tool length memory 23 the dimension value corresponding to the tool length TL measured and calculated before machining of the tool 10. Read the TLM,
The change of the dimension value corresponding to the tool length before and after machining is calculated. That is, an operation of | TLMA-TLM | is performed, and when the result is, for example, 1 mm or less, the tool 1
0 determines that no tool cutting has occurred during machining by the spindle 4, and sends a non-cutting signal S3 to the numerical controller 6 via the communication control unit 21. The numerical controller 6 receives this and drives the shifter 11 to return the tool 10 to the tool magazine 7, and the tool to be used next to the tool 10N currently mounted on the spindle 4 from the tool magazine 7 and used for machining. 10
N2 is taken out, positioned at the standby position P1, and similarly, the tool breakage detecting device 12 measures and calculates a dimension value TLM corresponding to the tool length TL before machining, and stores it in the tool length memory 23.

【0024】また、|TLMA−TLM|なる演算を行
なった結果、加工使用前後における工具長に対応した寸
法値の変化が、例えば1mmを越えている場合には、工
具10が主軸4による加工中に工具切損が生じたものと
判定し、通信制御部21を介して通信回線26により数
値制御装置6に切損信号S4を送出する。数値制御装置
6はこれを受けて直ちに、マシニングセンタ1によるワ
ークの加工を中断して、切損された工具により加工され
た不良ワークの加工を中止すると共に、操作盤6aに設
けられたディスプレィなどを介して工具切損をオペレー
タに告知する。
As a result of the calculation of | TLMA-TLM |, if the change in the dimensional value corresponding to the tool length before and after the use of the machining exceeds, for example, 1 mm, the tool 10 is not being machined by the spindle 4. Is determined to have caused a tool cut, and a cut signal S4 is transmitted to the numerical controller 6 through the communication line 26 via the communication control unit 21. Immediately upon receipt of this, the numerical controller 6 interrupts the machining of the workpiece by the machining center 1 to stop machining of the defective workpiece that has been machined by the cut-off tool, and operates the display provided on the operation panel 6a. Notify the operator of the tool breakage via

【0025】なお、工具の切損の判定は、全て工具切損
検知装置12内で行われ、マシニングセンタ1を直接制
御する数値制御装置9には判定結果のみが出力されるの
で、数値制御装置9側では工具切損の判定のためのなん
らの演算も必要とせず、工具10の切損検知判定動作は
高速で行われる。
It should be noted that the determination of the tool breakage is all performed in the tool breakage detection device 12, and only the determination result is output to the numerical control device 9 which directly controls the machining center 1. The side does not need any calculation for the determination of the tool breakage, and the operation for detecting the breakage of the tool 10 is performed at high speed.

【0026】また、上述の実施例では、主軸4に装着さ
れて加工に使用される全ての工具10について工具切損
検知装置12による切損判定を行なう場合について述べ
たが、工具切損検知装置12による切損判定は、必ずし
も加工に使用する全ての工具について行なう必要はない
ことから、切損判定を行なう工具については加工プログ
ラム中に所定の切損判定実行指令をMコードなどで指示
し、切損判定を加工に使用する工具に対して選択的に行
なうようにすることも出来る。
Further, in the above-described embodiment, the case has been described in which the tool breakage detecting device 12 performs a cut-off determination for all the tools 10 mounted on the spindle 4 and used for machining. Since it is not necessary to perform the cut-off determination by 12 for all tools used for machining, a predetermined cut-off determination execution command is instructed by a M code or the like in a machining program for a tool for performing a cut-off determination. It is also possible to perform the cutting loss determination selectively for a tool used for machining.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
数値制御装置6により制御されるマシニングセンタ1な
どの工作機械に装着されて使用される工具切損検知装置
12において、前記工具切損検知装置は当該工作機械の
数値制御装置6に接続される通信回線26を有してお
り、前記工作機械の主軸4に装着されて加工に使用され
る前後の工具の工具長TLや寸法値TLM、TLMA等
の工具長対応寸法をそれぞれ測定する工具長計測制御部
25、センサ駆動制御部22、センサヘッド15、エア
シリンダ13などの工具長測定手段を設け、該工具長測
定手段で測定された加工に使用される前後の工具長対応
寸法から、加工の前後における工具長の差を演算し、当
該工具長の差が所定値以上の場合に切損信号S4を出力
する切損判定部20などの切損判定手段を設け、該切損
判定手段から出力される切損信号を前記通信回線に出力
する通信制御部21などの外部通信手段を設けて構成し
たので、工具の使用前後の工具長対応寸法を比較するだ
けで、工具の切損を検知判定することが出来るので、工
具の切損の検知判定に際していちいち数値制御装置6ま
で工具長対応寸法などを通信回線を介して転送し、数値
制御装置6の工具ファイル内の工具データと比較判定す
るなどの時間のかかるプロセスを取る必要がなくなり、
短時間で工具切損を検知判定することが出来、工作機械
側で無駄な判定待ちによる非切削時間が生じることが未
然に防止される。なお、出願人の実験の結果、従来の、
工具の切損の検知判定に際していちいち数値制御装置6
まで工具長対応寸法を通信回線を介して転送し、数値制
御装置6内の工具ファイル内の工具データと比較判定す
る場合、判定結果が出るまで10秒以上掛かっていたの
が、本発明の工具切損検知装置の場合、2秒以内と、大
幅に短縮された。
As described above, according to the present invention,
In a tool breakage detecting device 12 mounted and used on a machine tool such as the machining center 1 controlled by the numerical control device 6, the tool breakage detecting device is a communication line connected to the numerical control device 6 of the machine tool. A tool length measurement control unit for measuring a tool length corresponding dimension such as a tool length TL or a dimension value TLM or TLMA of a tool before and after being attached to the spindle 4 of the machine tool and used for machining; 25, a sensor drive control unit 22, a sensor head 15, a tool length measuring means such as the air cylinder 13, etc., and a tool length corresponding dimension before and after used for machining measured by the tool length measuring means, before and after machining. A tool length difference is calculated, and when the tool length difference is greater than or equal to a predetermined value, a tool loss determining unit such as a tool loss determining unit 20 that outputs a tool loss signal S4 is provided. External communication means such as a communication control unit 21 for outputting a cut-off signal to the communication line, the tool cut-off is detected and determined only by comparing the tool length corresponding dimensions before and after use of the tool. Therefore, when detecting and determining the cutting of the tool, the tool length corresponding dimensions and the like are transferred to the numerical control device 6 via the communication line, and compared with the tool data in the tool file of the numerical control device 6. Eliminate the need for time-consuming processes,
The tool breakage can be detected and determined in a short time, and the non-cutting time due to useless waiting for the determination on the machine tool side is prevented from occurring. As a result of the applicant's experiment,
Numerical control unit 6 for detecting and determining tool breakage
In the case where the tool length corresponding dimension is transferred via the communication line and compared with the tool data in the tool file in the numerical control device 6, it took 10 seconds or more until the determination result was obtained. In the case of the cutout detection device, the time was greatly reduced to less than 2 seconds.

【0028】工具長測定手段は、発光部15a及び受光
部15bなどからなる検出光射出装置が設けられたセン
サヘッド15を有し、該センサヘッド15をエアシリン
ダ13などの往復駆動装置によって往復駆動自在に設
け、前記検出光射出装置から射出される検出光15cが
遮断された際の前記射出光の基準位置からの位置を検出
するリニアスケール16などの射出光位置検出手段を設
け、該射出光位置検出手段により検出された前記検出光
15cが遮断された際の前記射出光の基準位置からの位
置に基づいて前記工具長対応寸法を演算する工具長計測
制御部25からなるので、工具の工具長対応寸法を非接
触で測定することが出来、測定を短時間で効率よく行な
うことが出来る。
The tool length measuring means has a sensor head 15 provided with a detection light emitting device including a light emitting portion 15a and a light receiving portion 15b, and the sensor head 15 is reciprocally driven by a reciprocating drive device such as an air cylinder 13. An emission light position detecting means such as a linear scale 16 for detecting a position of the emission light from a reference position when the detection light 15c emitted from the detection light emission device is cut off; The tool length measurement control unit 25 that calculates the tool length corresponding dimension based on the position of the emitted light from the reference position when the detection light 15c detected by the position detection means is cut off. Long dimension can be measured without contact, and measurement can be performed efficiently in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】工具切損検知装置の一例を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a tool breakage detection device.

【図2】マシニングセンタの一例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an example of a machining center.

【図3】工具切損検知装置のセンサ部分の詳細を示す図
である
FIG. 3 is a diagram showing details of a sensor portion of the tool breakage detecting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……工作機械(マシニングセンタ) 4……主軸 6……数値制御装置 12……工具切損検知装置 13……工具長測定手段、往復駆動手段(エアシリン
ダ) 15……工具長測定手段(センサヘッド) 15a……検出光射出手段(発光部) 15b……検出光射出手段(受光部) 15c……検出光 16……射出光位置検出手段(リニアスケール) 20……切損判定手段(切損判定部) 21……外部通信手段(通信制御部) 22……工具長測定手段(センサ駆動制御部) 25……工具長測定手段(工具長計測制御部) 26……通信回線 S4……切損信号 TL……工具長対応寸法(工具長) TLM、TLMA……工具長対応寸法(寸法値)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Machine tool (machining center) 4 ... Spindle 6 ... Numerical control device 12 ... Tool breakage detection device 13 ... Tool length measuring means, reciprocating drive means (air cylinder) 15 ... Tool length measuring means (sensor) Head) 15a Detecting light emitting means (light emitting unit) 15b Detecting light emitting means (light receiving unit) 15c Detecting light 16 Detecting light position detecting means (linear scale) 20 Cutout determining means (Off) Loss determination unit) 21 External communication means (communication control unit) 22 Tool length measurement means (sensor drive control unit) 25 Tool length measurement means (tool length measurement control unit) 26 Communication line S4 Cut-off signal TL: Dimension corresponding to tool length (tool length) TLM, TLMA: Dimension corresponding to tool length (dimension value)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】数値制御装置により制御される工作機械に
装着されて使用される工具切損検知装置において、 前記工具切損検知装置は当該工作機械の数値制御装置に
接続される通信回線を有しており、 前記工作機械の主軸に装着されて加工に使用される前後
の工具の工具長対応寸法をそれぞれ測定する工具長測定
手段を設け、 該工具長測定手段で測定された加工に使用される前後の
工具長対応寸法から、加工の前後における工具長の差を
演算し、当該工具長の差が所定値以上の場合に切損信号
を出力する切損判定手段を設け、 該切損判定手段から出力される切損信号を前記通信回線
に出力する外部通信手段を設けて構成した工具切損検知
装置。
1. A tool breakage detecting device mounted and used on a machine tool controlled by a numerical control device, wherein the tool breakage detecting device has a communication line connected to the numerical control device of the machine tool. Tool length measuring means for measuring a tool length corresponding dimension of a tool attached to the main spindle of the machine tool before and after being used for machining, and used for machining measured by the tool length measuring means. And calculating a difference between the tool lengths before and after machining from the tool length corresponding dimensions before and after the machining, and outputting a cutout signal when the difference between the tool lengths is equal to or greater than a predetermined value. A tool cut detection device comprising external communication means for outputting a cut signal output from the means to the communication line.
【請求項2】工具長測定手段は、 検出光射出装置が設けられたセンサヘッドを有し、 該センサヘッドを往復駆動装置によって往復駆動自在に
設け、 前記検出光射出装置から射出される検出光が遮断された
際の前記射出光の基準位置からの位置を検出する射出光
位置検出手段を設け、 該射出光位置検出手段により検出された前記検出光が遮
断された際の前記射出光の基準位置からの位置に基づい
て前記工具長対応寸法を演算する工具長計測制御部から
構成される請求項1記載の工具切損検知装置。
2. The tool length measuring means has a sensor head provided with a detection light emitting device, the sensor head is reciprocally driven by a reciprocating drive device, and the detection light emitted from the detection light emitting device is provided. An emission light position detection means for detecting a position of the emission light from a reference position when the emission light is blocked, and a reference for the emission light when the detection light detected by the emission light position detection means is blocked. The tool breakage detection device according to claim 1, further comprising a tool length measurement control unit that calculates the tool length corresponding dimension based on a position from a position.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103406571A (en) * 2013-08-16 2013-11-27 苏州市合昌电器有限公司 Drilling machine with protective device
KR101357507B1 (en) * 2009-03-23 2014-02-03 도시바 기카이 가부시키가이샤 Deep hole machining method and deep hole machining device
CN105479269A (en) * 2015-12-28 2016-04-13 东莞市巨冈机械工业有限公司 Tool wear monitoring method and device of numerical control machine tool

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