JPS62162446A

JPS62162446A - 工具接触検出装置

Info

Publication number: JPS62162446A
Application number: JP573086A
Authority: JP
Inventors: Naoto Fujisaka; 尚登藤坂; Koichi Tsujino; 辻野　孝一; Hiroyuki Yamada; 山田　広幸
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1986-01-13
Filing date: 1986-01-13
Publication date: 1987-07-18

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】（イ）産業上の利用分野この発明は、ＮＣ工作機において、工具とワークの正確
な位置関係を得るために使用される工具接触検出装置に
関する。

（ロ）従来の技術 −Ｃに、ＮＣ工作機においてワークに正確な加工を行う
ためには、加工前に、ワークに対する工具先端の正確な
位置関係を知り、座標データとする必要がある。従来、
この座標データを得るのに、■工具先端からワークの加
工面までの距離を定規によって測定する。

■目視によって工具先端をワークに接触させ、座標デー
タを訂正する。

■加工テーブルの端部にスイッチを設け、工具先端をこ
のスイッチに触れさせる。

等の方法を用いていた。

（ハ）発明が解決しようとする問題点上記従来技術のうち、第１と第２の方法は作業に手間が
かかるし、その上、第１の方法では精度が得られないと
いう問題があった。また、第３の方法は、測定精度がス
イッチの精度に影響されやすい上に、ワークと工具先端
の位置を間接的に測定するものであるから、やはり精度
が得られないという問題があった。

この発明は、上記に鑑み、ＮＣ工作機において、測定作
業が簡単で、加工精度を向上し得る工具接触検出装置を
提供することを目的としている。

（ニ）問題点を解決するための手段この発明の工具接触検出装置は、擬似ＡＥ発生器（４０
）と、送信部（１０）及び受信部（２０）からなり、送
信部が工具の回転主軸（２）に固設され受信部の一部が
前記回転主軸に遊嵌されるＡＥ検出部（３０）とから構
成されている。

また、前記ＡＥ検出部の送信部は、ＡＥセンサ（１１）
と、このＡＥセンサの出力より所定の周波数成分のＡＥ
倍信号導出するフィルタ（１２）と、このＡＥ倍信号無
線で送信する出力回路（１３，１４）と、受信部から送
られて来る交流信号を直流電圧に変換して他の回路に電
′ａ電圧を供給するＡ　Ｃ／Ｄ　Ｃ変換器（１７）とを
備えており、さらに前記ＡＥ検出部の受信部は、送信部
から送信されて来る信号を受信する回路（２１，２２）
と、この回路で受信された信号から前記ＡＥに応じた信
号を導出し、接触の有無を出力する回路（２３，２４）
と、発振源（２７）と、この発振源よりの交流信号を前
記送信部のＡＣ／ＤＣ変換器に出力する出力回路（２９
）とを備えている。

さらにまた、前記擬似ＡＥ発生器がワークテーブル（８
）に設置されている。

（ホ）作用この工具接触検出装置では、工具先端がワークに接触す
ると、擬似ＡＥ発生器で発生されるＡＥ倍信号、ワーク
テーブル−ワーク→工具−主軸の経路で伝搬し、送信部
のＡＥセンサで検出される。

このＡＥセンサで検出された信号は、フィルタを経て出
力回路より無線で送信され、受信部で受信される。そし
て、受信部では接触の有無を出力する回路より接触を示
す信号を出力する。

（へ）実施例以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第１図は、この発明の一実施例を示す工具接触検出機能
を持つＡＥテレメータ装置の回路ブロック図である。

このＡＥテレメータ装置は、送信部１０及び受信部２０
とからなるＡＥ検出部３０と、擬似ＡＥ発生器４０とか
ら構成されている。

送信部１０は、例えば圧電素子で形成されるＡＥセンサ
１１、このＡＥセンサ１１の出力より所定の周波数成分
のＡＥ倍信号増幅するバンドパスアンプ１２、検波回路
１３、検波された信号を変調して出力する発信回路１４
、送信コイル１５、電力受給用コイル１６より入力され
るＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換するＡ　Ｃ／Ｄ　Ｃ変換器
１７を備えている。

受信部２０は、受信コイル２１を経て入力される信号を
増幅する受信増幅回路２２、変調信号よりＡＥに応じた
信号を導出する検波回路２３、この検波回路２３の出力
を受ける接触検出表示回路２４と折損モニタ回路２５、
接触検出モードと折損モニタモードを手動で切替えるた
めのモード切替回路２６、発振回路２７及びこの発振回
路２７よりの発振信号を受けて電力供給用コイル２８を
駆動するドライバ２９を備えている。

モード切替回路２６は、ａ側に投入されると接触検出モ
ードが設定され、ハイ電圧が接触検出表示回路２４に加
えられ、接触検出表示回路２４を動作させる。また、ｂ
側に投入されると折１員モニタモードが設定され、ロー
電圧が折損モニタ回路２５に加えられ、折損モニタ回路
２５を動作させるようになっている。ここで、接触検出
モードとはドリルの刃先がワークに接触したことを検出
するための動作モード、また、折損モニタモードとはド
リルの折損を監視するための動作モードである。

擬似ＡＥ発生器４０は、発振回路４Ｉとパルサ（圧電素
子）４２とから構成されており、発振回路４１は、モー
ド切替回路２６が接触検出モードに設定された時、この
モード切替回路２６からのハイ電圧を受けて動作するよ
うになっている。

このＡＥテレメータ装置のＡＥ検出部３０は、第２図、
第３図に示すように、工作機１に装着される。工作機１
は、回転主軸２の先端に工具（ドリル刃）３が取付けら
れ、この回転主軸２と主軸頭５間にベアリング６が介設
されている。回転主軸２は、図示外の駆動源により高速
回転駆動されるようになっている。回転主軸２の上部に
は送信部１０が固設され、また、受信部２０のコイル部
２０ａが嵌挿されている。

送信部１０の外形状はトーラス状に形成されている。ま
た、受信部２０はコイル部２０ａと本体部２０ｂに分離
構成されており、コイル部２０ａは偏平で先端部が輪状
に形成され、この輪状部内に受信コイル２１と電力供給
用コイル２８が巻回されている。さらに、受信部２０の
本体部２０ｂ内には、擬似ＡＥ発生器４０の発振回路４
１が内蔵されている。また、擬似ＡＥ発生器４０のパル
サ４２は、ワークテーブル８の端部に設置されている。

次に、このＡＥテレメータ装置の動作について説明する
。

〈工具接触検出モード〉このモードは、モード切替回路２６がａ側に投入される
ことにより設定される。この設定により、ハイ電圧が接
触検出表示回路２４と折損モニタ回路２５に加えられ、
接触検出表示回路２４が動作を開始するとともに、折損
モニタ回路２５は休止状態となる。また、上記ハイ電圧
により、擬似ＡＥ発生器４０の発振回路４１も発振動作
を開始する。この発振により、パルサ４２が励振され、
振動を開始する。つまり、擬似ＡＥを発する。

この擬似ＡＥは、ドリル３の先端がテーブル８上のワー
ク７に接していない状態では、ＡＥ検出部３０までは伝
搬しない。

しかし、ドリル３の先端がワーク７に接触すると、パル
サ４２よりのｆｌｕ（ＵＡＥは、ワークテーブル８−ワ
ーク７→ドリル３→主軸２を経て、ＡＥ検出部３０のＡ
Ｅセンサ１１に伝搬する。ＡＥセンサ１１では、この擬
似ＡＥを検出してその信号をバンドパスアンプ１２に入
力し、このバンドパスアンプ１２より所定の周波数成分
のＡＥ倍信号導出する。そして、検波回路１３でこのＡ
Ｅ倍信号エンベロープ検波し、さらに発信回路１４で変
調を行い、送信コイル１５を通して受信部２０に送信す
る。

受信部２０では、送られて来た信号を受信コイル２１で
受信し、受信増幅回路２２で増幅した後、検波回路２３
で検波し、擬似ＡＥに応じたレベル信号を導出する。こ
の検波信号が所定レベル以上であると、接触検出表示回
路２４でドリル接触を示す表示をなすとともに、その旨
を示すワンショット信号Ｔ０を出力する。

なお、送信部１０の電源電圧は、モードの如何にかかわ
らず受信部２０から無線で供給される。

すなわち、受信部２０の発振回路２７より発振信号がド
ライバ２９に入力され、この信号により電力供給用コイ
ル２８が駆動され、電力受給用コイル１６を経て、送信
部１０のＡ　Ｃ／Ｄ　Ｃ変換器１７にＡＣ電圧が入力さ
れ、定電圧化されてバンドパスアンプ１２、検波回路１
３等の各回路に電源電圧が供給される。これにより、送
信部１０が動作状態となる。

く折損モニタモード〉このモードは、モード切替回路２６がｂ側に投入される
ことにより設定される。この設定により、ロー電圧が接
触検出表示回路２４と折損モニタ回路２５に加えられ、
折損モニタ回路２５が動作を開始するとともに、接触検
出表示回路２４が休止状態となる。また、凝似Ａ’Ｅ発
生器４０の発振回路４１も動作停止状態となる。

このモード下では、ドリル３によりワーク７に対し加工
処理が行われるが、もし作業中にドリル折損が生じると
、発生したＡＥかやはり回転主軸２を伝搬し、ＡＥセン
サＩＩに加えられ、検出される。ＡＥセンサ１１は、こ
のＡＥ倍信号バンドパスアンプ１２に入力する。そして
、接触検出モードの場合と全く同様にして、送信部１０
より受信部２０に送信し、検波回路２３より折損によっ
テ発生したＡＥ倍信号レベルに応じた信号を導出する。

この検波信号が所定レベル以上であれば、折損モニタ回
路２５で折損発生を示す表示をなすとともに、その旨を
示す信号１）Ｄｓを出力する。

この実施例装置では、ドリル等、工具の折損モニタ用に
使用するＡＥテレメータ装置の主要部を、そのまま工具
接触検出用に使用することができる。

（ト）発明の効果この発明によれば、ワークと工具先端の接触を、接触時
に伝搬する擬似ＡＥを検出することにより、直接検出す
るものであるから、高精度の加工を行うことができる。

また、装置を構成するＡＥ検出部の送信部は、工具の回
転主軸に固設され、受信部の一部が回転主軸に遊嵌され
、送信部と受信部間は無線で信号が授受されるものであ
るから、ワークを交換する毎−に接触検出装置もいちい
ち取付け・取外しする手間が不要であり、座標データの
補正等の作業を短時間ですることが出来、作業効率が向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示すＡＥテレメータ装
置の回路ブロック図、第２図は、同ＡＥテレメータ装置
を工作機に装着した状態を示す断面図、第３図は、同装
着状態の部分斜視図である。２：回転主軸、　　　　７：ワーク、８：ワークテーブル、１０：送信部、１１：ＡＥセンサ、　　１２：バンドパスアンプ、１３
・２３；検波回路、１４：発信回路、　　　１５：送信コイル、１６：電力
受給用コイル、１７　：　ＡＣ／ＤＣ変換器、２０：受信部、　　　２１：受信コイル、２２：受信増
幅回路、２４：接触検出表示回路２７：発振回路、　　
　２８：電力供給用コイル、２９：ドライバ、　　　４
０：擬似ＡＥ発生器。第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）擬似ＡＥ発生器と、送信部及び受信部からなり、
送信部が工具の回転主軸に固設され、受信部の一部が前
記回転主軸に遊嵌されるＡＥ検出部とから構成され、かつ前記擬似ＡＥ発生器がワークテーブルに設置され、前記ＡＥ検出部の送信部にＡＥセンサと、このＡＥセン
サの出力より所定の周波数成分のＡＥ信号を導出するフ
ィルタと、このＡＥ信号を無線で送信する出力回路と、
受信部から送られて来る交流信号を直流電圧に変換して
他の回路に電源電圧を供給するＡＣ／ＤＣ変換器とを備
え、前記ＡＥ検出部の受信部に、前記送信部から送信されて
来る信号を受信する回路と、この回路で受信された信号
から前記ＡＥに応じた信号を導出し、接触の有無を出力
する回路と、発振源と、この発振源よりの交流信号を前
記送信部のＡＣ／ＤＣ変換器に出力する出力回路とを備
え、擬似ＡＥ発生器よりのＡＥをＡＥ検出部で検出すること
により、工具とワークの接触を検出するようにした工具
接触検出装置。