JPS62166948A

JPS62166948A - 回転工具の異常予知装置

Info

Publication number: JPS62166948A
Application number: JP509886A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Nagao; 高明長尾; Yotaro Hatamura; 洋太郎畑村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-01-16
Filing date: 1986-01-16
Publication date: 1987-07-23

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、ドリル、タップ、エンドミル等の回転工具に
、折損、欠損、摩耗等の異常状態が発生するのを、その
発生前に予め検出する回転工具の異常予知装置に関する
。

〔従来の技術〕

ドリル、タップ、エンドミル等の回転工具により加工物
を切削加工する場合、回転工具に折損、欠損、摩耗等を
生じると、加工物に対して所期の加工を行なうことがで
きないばかりでな（、そのような異常状態のままの運転
が継続されることにより、加工物が破損し、工作機械に
損害を生じる場合がある。そして、これによる加工物の
廃棄により生じる損失や工作機械の修理等に要する損失
は極めて大きなものとなる。特に工具の折損事故の場合
、その加工物への喰込みのため事後処理が困難となり、
結局加工物そのものが破損しなくてもそれを破棄しなけ
ればならなくなる事態がしばしば生じる。

近年、工場の自動化（ＦＡ）において、数値制御工作機
械の無人運転が企図されているが、このような無人運転
にあっては、上記の異常状態を自動的に検出し、工作機
械の運転停止等適宜の処置を探ることが不可欠となる。

ところが、上記の損失の防止は異常状態そのものの検出
によっては遅きに失して不可能であり、異常状態の発生
を事前に予知し、回転工具に対して異常状態の発生を回
避させるための動作、即ち、回転工具の後退、停止、回
転数減少等の動作（以下、損傷回避動作という）を行な
わせる必要がある。

従来、このような異常状態の発生を予知する異常予知装
置として、工具を装着する主軸を回転させるモータの電
流値を監視し、その電流値の増大により予知する手段や
、回転工具損傷時に発生する音響信号により予知する手
段を用いた装置が提案されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記モータの電流値を監視する手段を用
いた装置は、回転工具に加わる切削力、即ちトルクやス
ラストを間接的に検出するものであるため、正常時と異
常時とにおける電流値の差が小さく、かつ、外乱による
変動が大きくてＳＺＮ比が低く、これらの現象は回転工
具の径が小さくなる程顕著に現れ、異常予知は極めて困
難であった。さらに、音響信号による手段を用いた装置
は、通常の切削音や単なる引掻き音が同時に存在してい
るため、当然ノイズの混入が著るしく、その異常予知は
精度が低いという欠点があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたちのであり、
その目的は、上記従来の問題点を解決し、異常状態の予
知を高精度で行なうことができる回転工具の異常予知装
置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明は、回転工具を装着
したホルダに当該回転工具の切削力を検出する検出器を
備え、検出された切削力が所定の値を超えたとき異常信
号を出力する第１の比較手段と、前記検出器で検出され
た切削力の切削開始時における切削力に対する倍率が所
定の値を超えたとき異常信号を出力する第２の比較手段
、および前記検出器で検出された切削力の変動成分が所
定の値を超えたとき異常信号を出力する第３の比較手段
、ならびに前記検出器で検出された切削力の変動成分が
所定の値を超えた回数が所定の回数を超えたとき異常信
号を出力する第４の比較手段のうちの少なくとも１つの
比較手段とを備えたことを特徴とする。

〔作用〕

検出器で検出された切削力は、回転工具が損傷に至る前
に現れる切削力のある定められた値と第１の比較手段で
比較される。この第１の比較手段と共に、上記第２の比
較手段、第３の比較手段および第４の比較手段のうちの
少なくとも１つの比較手段が用いられる。そして、使用
された比較手段のうちのいずれかの比較手段から異常信
号が出力されると、この異常信号を利用してホルダに異
常状態の発生を回避させるような動作をさせる。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る回転工具の異常予知装置
のブロック図である。図で、１は回転工具等の治具を含
み、これらの治具を数値制御するＮＣ装置である。２は
ＮＣ装置１を制御するコンピュータであり、コンピュー
タ２からの指令信号はリモート・バッファ３を介してＮ
Ｃ装置１に与えられる。ＮＣ装置１、コンピュータ２）
リモート・バッファ３により数値制御による工作機械の
駆動がなされる。本実施例においては、コンピュータ２
に、ＮＣ装置１における回転工具に生じる異常を予知す
るための機能を付加するものである。

４は回転工具のホルダ内に装着された切削力（スラスト
およびトルク）を検出する検出装置、５は受信アンテナ
を示す。この検出装置４および受信アンテナ５について
は後述する。６は受信アンテナから出力される切削力信
号（検出されたスラストおよびトルクに応じた信号）を
増幅する増幅器、７は増幅器６からの出力信号をこれに
対応するディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である
。８はコンピュータ２からのディジタル信号をアナログ
信号に変換するＤ／Ａ変換器、９は警報装置である。

コンピュータ２に入力されたスラスト信号およびトルク
信号は、予め定められた所定の手順により処理される（
この処理については後述する）。

そして、その処理の結果、回転工具に異常状態が発生し
つつあると判断されると、ＮＣ装置１に対して異常信号
を出力し、回転工具の損傷回避動作を実行させる。同時
に、Ｄ／Ａ変換変換８分監視室等にある警報装置９を作
動せしめ、係員に当該回転工具の点検、取換等の処理を
促がす。

次に、検出装置４および受信アンテナ５について、その
概略を第２図（ａｌ〜（Ｃ）により説明する。

第２図（ａ）は第１図に示す検出装置および受信アンテ
ナの概略構成の断面図である。図で、１０は回転工具の
工具ホルダを示し、１１はその円筒部、１２はそのシャ
ンク部である。シャンク部１２は工作機械の主軸穴に装
着され、これにより円筒部１１は回転せしめられる。１
３は円筒部ｌｌ内に設けられた主軸、１４は主軸１３の
先端部に固定された回転工具装着用チャックである。１
５ａ。

１５ｂは主軸１３を円筒部１１内に支持する支持部材、
１６は主軸１３に固定された検出部である。

支持部材１５ａ，１５ｂおよび検出部１６の構造につい
ては後述する。１７は検出部１６で検出されたスラスト
およびトルクをこれらに対応する電気信号に変換する検
出回路、１８は検出回路１７の出力信号を外部に送信す
る送信器、１９は送信アンテナ、２０は工具ホルダ１０
の外部の適宜個所に固定されたアンテナ支持部である。

なお、５はアンテナ支持部２０に支持された第１図に示
す受信アンテナである。

第２図（ｂｌは第１図（ａｌに示す支持部材の斜視図で
ある。図で、２４は円筒部１１に挿入される環状筒体、
２５は主軸１３が挿入される環状筒体２４の中心穴、２
６は環状筒体２４の表面から中心穴２５に貫通された横
長の貫通穴である。貫通穴２６は上下２段に複数個形成
される。２７は上下の貫通穴２６により．形成される薄
板部である。２８は環状筒体２４の表面から中心穴２５
に貫通された縦長の貫通穴である。貫通穴２８は環状筒
体２４の周面に複数配置され、そのうちの２つずつが接
近して形成されている。２９は離れた貫通穴２８相互間
に形成される貫通溝である。３０は接近した貫通穴２８
間に形成される薄板部である。環状筒体２４の中心穴２
５の上端部は主軸１３に、又環状筒体２４の下端部は円
筒部１１に固定される。

第２図（Ｃ）は第１図（ａ）に示す検出部の斜視図であ
る。図で、３５ａ，３５ｂは対称に形成された扇形部、
３６は両川形部３５ａ、３５ｂを連結する連結部である
。０は連結部３６および各扇形部３５ａ、３５ｂの中心
を示す。３７ａ、３７ｂは各扇形部３５ａ、３５ｂの各
稜辺の近くに、上下方向に貫通形成された貫通穴、３８
ａ、３８ｂは各貫通穴を連結する形状のスリット穴であ
る。

３９ａ、３９ｂは各稜辺と各貫通穴３７ａ、３７ｂとに
よって形成される薄板状の放射たわみ梁である。

４０ａ、４０ｂは各扇形部３５ａ、３５ｂの弧状周面か
ら各貫通穴３７ａ、３８ａにかけて貫通形成された貫通
穴、４１ａ、４１ｂは扇形部３５ａ、３５ｂの上下面と
各貫通穴４０ａ、４０ｂとの間に形成される薄板状の平
行たわみ梁である（貫通穴４０ｂ、平行たわみ梁４１ｂ
は図示されていない）。４２は各扇形部３５ａ、３５ｂ
の下面の一部に連結されたリング状の取付部であり、第
２図（ａｌに示す円筒部１１に固定される。４３はボル
ト穴であり、連結部３６を第２図（ａ）に示す主軸１３
に取付ける。４４は放射たわみ梁３７ａ。

３７ｂの両側根本部に貼着されたストレインゲージ、４
５は平行たわみ梁４１ａ、４１ｂの両側根本部に貼着さ
れたストレインゲージである。

このような工具ホルダ１０を用いたスラストおよびトル
クの検出動作の概要を、ドリルによる穴あけ加工の例を
挙げて説明する。工具装着用チャック１４にドリルを装
着し、工作機械により円筒部１１を回転することにより
穴あけ加工が行なわれる。ドリルによる切削加工中、主
軸１３　（即ちドリル）には軸方向にスラストが、又回
転方向にトルクが加わる。

ところで、工作機械に固定された円筒部１１に対する主
軸１３の軸方向の移動は、第２図（ｂ）に示す薄板部２
７がたわむことにより相当程度自由であり、かつ、主軸
１３の軸まわりの回転は第２図（ｂ）に示す薄板部３０
がたわむことにより相当程度自由である。したがって、
主軸１３は支持部材１５ａ、１５ｂにより、その軸方向
のみおよび軸まわりのみに自由に変位できるように支持
されていることになる。このため、主軸１３に加わるス
ラストおよびトルクは、円筒部１１が回転していても何
等支障なく検出部１６の連結部３６に伝達される。

今、連結部３６にスラストが加わると、このスラストの
大きさに応じて第２図（Ｃ）に示す平行たわみ梁４１ａ
、４１ｂにたわみが生じ、又、連結部３６にトルクが加
わると、このトルクの大きさに応じて第２図（Ｃ）に示
す放射にたわみ梁３９ａ、３９ｂにたわみが生じる。こ
れらのたわみに応じて、各ストレインゲージ４４，４５
が歪み、その抵抗値を変化せしめる。これら抵抗値の変
化は、ブリッジ回路等の適宜な構成より成る検出回路１
７により出力としてとり出され、この出力は送信器１８
、送信アンテナ１９を介して工具ホルダ外に送信される
。受信アンテナ５はこれを受信し、第１図に示すように
、受信信号をスラスト信号、トルク信号として増幅器６
に出力する。

このような工具ホルダ１０は、例えば、特開昭５９−７
３２６５号に提示されている。

以上、第１図に示す検出装置４および受信アンテナ５に
ついて説明した。このようにして検出された正常なドリ
ルに加わるスラスト信号およびトルク信号の１例を第３
図（ａ）、　（ｂ）に示す。図は、被削鋼材３５０Ｃに
対して４鶴径のドリルを用い、送り０．０８ｍ　／　ｒ
ｅｖ　、回転数１６０９ｒｐｍにて穴の深さ５．０　ｍ
の穴あけ加工を行なった場合のものであり、横軸には時
間がとっである。図から、ドリルによる切削開始後、ス
ラストおよびトルクは徐々に増大し、やがてほぼ一定の
値で定常の切削が行なわれ、切削終了とともにスラスト
およびトルクが減少する。

本実施例では、このようなスラスト信号およびトルク信
号を第１図に示すようにＡ／Ｄ変換器７によりディジタ
ル信号に変換し、コンピュータ２に入力する。コンピュ
ータ２は、これらスラスト信号およびトルク信号を入力
し、ドリルの折損等の異常発生を予知するための処理を
行なう。この処理の理解のため、以下に発明者等が行な
った実験例を説明する。

第４図ｆａｔ〜ｆｄｌはドリル折損時のスラスト信号お
よびトルク信号の波形図である。第４図（ａ）、　（ｂ
）は、アルミニウムに対して直径２鶴のドリルを用い、
回転数３１８８ｒｐｍ、送り速度０．０６０　ａｍ／ｒ
ｅｖで８Ｂ深さの穴あけ加工を行なった場合の波形図で
あり、過大なトルクによりドリルが折損した例である。

又、第４図（Ｃ１，ｆｄ）は被削鋼材５５０Ｃに対して
直径２鶴のドリルを用い、回転数３１７５ｒｐｍ、送り
速度０．０６０　ｗ／ｒｅｖで８鰭深さの穴あけ加工を
行なった場合の波形図であり、過大なスラストによりド
リルが折損した例である。いずれの場合も、切削開始と
ともにスラストおよびトルクが増大し、やがて一定値に
達して定常切削が行なわれる。ところが、第４図ｆ８）
、　（ｂ）に示す場合、ドリル折損の寸前にトルクが増
大をはじめ、これが異常に増大してピークに達したとき
にドリルが折損する。その後、トルク、スラストとも減
少するが、やがてスラストの増大がみられる。又、第４
図（Ｃ）。

（ｄ）に示す場合、ドリル折損の寸前にスラストが急増
し、トルクも可成り増大して折損に至る。

以上の実施例から、ドリルの折損寸前にトルクやスラス
トの異常増大がはじまることが判る。したがって、この
トルクやスラストの異常増大を監視しておけば、折損前
にこれを予知することができる。そのためには、スラス
トやトルクの異常増大に対応して闇値を設け、この闇値
を超えるスラストやトルクが発生したときに、前述の損
傷回避動作を実行すれば、ドリルの折損を免れることに
なる。勿論、この闇値は種々の切削条件に応じて設定さ
れることになる。なお、トルクの異常増大はドリルの折
損時以外に、被削材の切屑がドリルにからみつくことに
よっても生じることから、スラストのみを監視する手段
も採用し得る。

さて、以上の予知を行なうには、コンピュータ２のメモ
リに予め種々の切削条件に対応した閾値゛を記憶させて
おき、加工実施時に当該加工に対応した闇値を選択し、
入力したスラスト信号、トルク信号をこの闇値と比較し
２．入力信号が闇値を超えたとき異常信号を出力する手
段をコンピュータ２に定めておけばよい。このような手
段を設けることは前記検出装置によりスラストやトルク
が検出可能となったことにより予想し得ることであり、
事実、これにより、被削材中に硬い粒子が含まれている
こと等によりその硬度が急変したり、被削材そのものの
硬度が大である場合等に生じる折損事故を未然に回避す
ることができる。

しかしながら、上記の手段ではすべての折損事故を回避
することができず、このような手段を備えても相当割合
で折損事故が発生し、場合によっては折損事故が生じて
もこれを検出できないこともある。その理由は、スラス
トやトルクのデータをとり込むサンプリング周期が大き
過ぎること、ドリルに疲労が生じている場合やドリルの
直径が小さい場合、又は被削材が軟かい場合等において
はスラストやトルクの値（したがって折損時のピーク値
）が小さくなること等が考えられる。

そこで、本実施例では、このような予知不能に陥る事態
を避け、はとんどすべての折損事故を予知できるように
するため、前述の手段に加えてさらにコンピュータ２に
次の手段を付加するようにした。

（１）　　ドリルの切削開始から一定時間経過後におけ
る（前述の定常の切削状態になったときの）スラストと
トルクの値をとり出して記憶させ、この値とスラスト、
トルクの移動平均値とを比較する。

ここで、移動平均値とは、今回とり入れた値も含めそれ
以前に連続してとり入れた値の平均値を云い、そのとり
入れ回数は適宜定める。前記比較において、トルク、ス
ラストの移動平均値が前者の所定倍数を超えたとき異常
信号を出力する。この所定倍数として、例えばスラスト
では２倍、トルクでは４倍が選定される。

第５図（ａ）、　（ｂ）はアルミニウムに対して直径２
朋のドリルを用い、回転速度３１００ｒｐｍ、送り速度
０．１（］＋ｍ／ｒｅｖで８龍深さの穴あけ加工を行な
ったときのスラストおよびトルクの波形図である。

この実験例では、スラストの値が２倍を超えたとき異常
信号を出力して回避動作を実行した。又、第５図（Ｃ）
、　ｆｄ）は被削鋼材５５０Ｃに対して直径２ｍｍのド
リルを用い、回転速度３１００ｒｐｍ、送り速度０．１
ｏａｎ　／　ｒｅｖで８龍深さの穴あけ加工を行なつた
ときのスラストおよびトルクの波形図である。この実験
例では、トルクの値が４倍を超えたとき異常信号を出力
して回避動作を実行した。

被削材が軟かい場合、ドリルに対して粘りがあり引っか
かり易く、このためスラストやトルクの増大は瞬間的に
生じる。又、被削材が軟かいとスラストやトルクの値が
小さい。これに対して、上記（１）の手段を付加すると
、移動平均によって瞬間的なスラスト、トルクの増大を
含めることができ、かつ、スラスト、トルクの初期の定
常値と比較することにより、スラスト、トルクの値が小
さくても予知が可能となる。

（２）今回とり入れたトルクから前回とり入れたトルク
を減算し、その値（変動成分）とある定められた闇値と
を比較し、当該変動成分がこの定められた闇値を超えた
とき異常信号を出力する。

トルクが急増する場合、そのピーク値付近の値を捕捉で
きないことがあるが、上記（２）の手段を付加し変動成
分を監視することにより、トルクが急増しつつある段階
でこれを捕捉することができる。

（３）上記（２）の手段で演算された変動成分を、上記
（２）の手段における闇値よりも低い他の闇値と比較し
、変動成分が当該他の闇値を超えたとき、メモリ内に記
憶されている変数値に１を加えることにより、変動成分
がその闇値を超えた回数をチェックし、この回数が所定
回数に達したとき異常信号を出力する。

ドリルに疲労や摩耗が生じると、トルクはそれほど大き
くなく、かつ、その変動成分もそれほど大きくなくても
、トルクが徐々に大きくなったり、あるいは瞬間的なト
ルクの増大が何回も生じたりして疲労破壊が発生し、又
、破壊に至らなくても切削能力が極めて低下したりする
。このような事態は、トルクを単純に闇値と比較したり
、上記（２）の手段のように単に変動成分を闇値と比較
しても検出できない場合が多いが、この（３）の手段の
ように、回数をチェックすることにより検出できる。

（４）スラスト信号、トルク信号を入力する毎にそれ以
前の連続する適数回（例えば１６回）の信号の平均値を
演算し、今回の平均値から前回の平均値を減算した差分
値（変動成分）をある定められた闇値と比較し、差分値
が当該闇値を超えたとき異常信号を出力する。

第６図（ａ）〜（Ｃ）は正常切削時のスラストの波形図
、第６図（ｄ）〜（ｆ）は正常切削時のトルクの波形図
、第６図（ｇ）〜０）は折損時のスラストの波形図、第
６図（ｊ）〜（１）は折損時のトルクの波形図である。

各図のうち、第６図（ａｔ、　ｆｄｌ、　（ｇ）、　（
Ｊ）はスラスト、トルクの入力値、第６図（ｂｌ、　ｔ
ｅｌ、　（ｈｌ、　（ｋ）はスラスト、トルクの平均値
、第６図（ｃｌ、　（ｆ）、　（１）、　（１１はスラ
スト、トルクの差分値を示す。図から明らかなように、
差分値は切削開始時および切削終了時ならびに折損時に
生じる。そして、その差分値の発生方向（正負の符号）
は切削開始時と折損時が等しく、切削終了時は反対であ
る。そこで、差分値に対しである定められた値の闇値を
設定しておき、差分値が２度目に当該闇値を超えたとき
（１度目は切削開始時であり、切削開始時にも差分値が
閾値を超える）異常信号を出力する。

通常、スラスト信号、トルク信号にはノイズが含まれる
場合が多いが、この（４）の手段では、とり入れた信号
を平滑化し、平均値として処理するので、ノイズの影響
は除去される。又、変動成分をとり出す場合、切削開始
時に大きな変動成分が現われて異常信号を出力してしま
うおそれがあるが、この（４）の手段はこのような不要
な異常信号の出力を完全に阻止することが可能となる。

このように、本実施例では、上記４つの手段を付加する
ことにより、ドリルの折損をほぼ完全に予知することが
できる。なお、これまではドリル折１員の原因が被削材
自身やドリルの疲労、摩耗等にある場合を考えて説明し
たが、工作機械側に原因がある場合もある。例えば、振
動が生じたり、ドリルが工具ホルダに確実に保持されて
いない場合には、曲げ応力が大きくなって折損すること
がある。しかし、このような場合はスラストが増大する
ので、スラスト信号を闇値と比較する手段、又は上記（
１）、　　（２）の手段により充分に予知が可能である
。さらに、工作機械における設定ミス、例えば増幅器の
ゲインや送り速度等の設定ミスの場合はスラスト信号、
トルク信号がフルスケールとなるので、これら信号を闇
値と比較する手段で予知が可能である。

次に、本実施例の動作を第７図に示すフローチャートを
参照しながら説明する。ドリルによる切削加工中、検出
装置４で検出されたスラストおよびトルクは、電気信号
として受信アンテナ５、増幅器６．Ａ／Ｄ変換器７を経
てコンピュータ２に入力される。コンピュータ２では、
スラスト信号、トルク信号をとり入れるとともに、前回
とり入れたトルク信号との差（変動成分）を演算する（
手順Ｓ＋）。次に、今回とり入れたスラスト信号および
トルク信号をそれぞれ切削条件によって選定されたそれ
ぞれの闇値と比較する（手順Ｓｚ）。スラスト信号、ト
ルク信号のいずれかが闇値を超えている場合は異常信号
を出力して（手順Ｓ　３）　Ｎ　Ｃ装置１に損傷回避動
作を実行させる。手順Ｓ２においていずれの信号も闇値
以下である場合、今度はスラスト信号、トルク信号が切
削開始時の信号に対してそれぞれの所定の倍率を超えた
か否かを判断しく手順Ｓ４）、超えていれば異常信号を
出力する（手順Ｓ３）。所定の倍率を超えていない場合
、手順Ｓ、で演算した変動成分を闇値Δ１と比較しく手
順Ｓｓ）、この閾値Δ１を超えていれば異常信号を出力
する（手順Ｓ、）。閾値Δ、を超えていない場合には、
当該変動成分を閾値Δ２　（閾値Δ。

より低い値）と比較する（手順Ｓ６）。閾値Δ２を超え
ていれば、メモリの所定番地に記憶されている変数に１
を加え（手順Ｓｔ）、次いで当該変数の数（閾値Δ２を
超えた回数）が所定の値になったか否かを判断する（手
順Ｓａ）。所定の値になっている場合には異常信号を出
力する（手順Ｓ３）。

手順Ｓ６で変動成分が閾値Δ２以下であると判断された
場合、又は手順Ｓ８で変数が所定の数に達していないと
判断された場合、手順Ｓ９．ＳＩＯの処理を実行する。

即ち、手順Ｓ９では、とり入れたスラスト信号、トルク
信号のうち前のｎ回（例えば１６回）の信号の平均値を
演算する。次に、この演算された平均値と、前回の処理
手順において手順Ｓ、で演算された平均値との差分値を
演算する（手順Ｓ、。）。次に、当該差分値がある定め
られた闇値を超えたか否かを判断しく手順Ｓ３．）、超
えていれば異常信号を出力する（手順Ｓ３）。闇値を超
えていなければ、ドリルによる加工が終了したか否かを
判断しく手順Ｓ１□）、加工が終了していなければ再び
手順Ｓ、に戻り、手順Ｓ、−３ｌ□の処理が繰り返され
る。

本実施例では、手順Ｓ３における異常信号の出力により
、ＮＣ装置１に損傷回避動作を行なわせるだけでなく、
同時にＤ／Ａ変換器８を介して警報装置９を作動させ、
監視室竺の係員に往事を促す。

このように、本実施例では、スラストおよびトルクを検
出し、その値をある闇値と比較するとともに、上記（１
）〜（４）の手段による比較をも行なうようにしたので
、ドリルの折損を洩れなく確実に予知することができる
。

なお、上記実施例の説明では、ドリルの折損事故を例示
して説明したが、ドリルに限ることはなく、タップやエ
ンドミル等の回転工具に適用できるのは明らかであり、
又、折損事故だけでなく、破損事故や摩耗の場合にも予
知が可能である。さらに、上記実施例の説明では、上記
（１）〜（４）の手段をすべて付加する例について説明
したが、必ずしもすべてを付加する必要はなく、切削条
件等を勘案してこれら手段のうちの任意の１つ又は−数
を選択して用いてもよい。又、変動成分はトルク信号を
用いる例について説明したが、スラスを信号を用いても
、両信号を用いてもよい。

潰二よｉｔ！　’Ｘ　１％　４＋１　（７）　＊　ｎＡ
　−ｃ　＆よ、７１ア。アロ。

やいてのみ述べたが、仮に何等かの理由により予ゆでに
ない場合があったとしても、実際に折損等φ異呆が発生
した場合にこれを検出できることは明らかであり、少な
くとも工作機械は充分に保護することができる。そして
、工作機械の保護に、より完全を期そうとするならば、
本発明の予知装置に加えて、別途適宜の検出システムを
併用すればよい。

又、検出装置としては、必ずしもスラストおよびトルク
の両者を検出するものでなくてもよく、採用する比較手
段に応じてそのいずれか一方のみを検出する装置を用い
てもよい。又、検出装置は検出信号を無線による送受信
でとり出す構成のものを例示して説明したが、光により
とり出す構成のものを用いてもよい。又、警報装置は必
ずしも必要ではない。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、検出された切削力を所
定の値と比較する第１の比較手段を設けるとともに、当
該切削力を他の異なった次元で比較する第２〜第４の比
較手段のうちの少なくとも１つの比較手段を上記第１の
比較手段に付加するようにしたので、回転工具の異常を
洩れなく正確に予知することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る異常予知装置のブロック
図、第２図（ａ）、　（ｂｌ、　（Ｃ）はそれぞれ第１
図に示す装置に用いられる工具ホルダの断面図、支持部
材および検出部の斜視図、第３図（ａ）、　ｆｂ）は正
のスラストおよびトルクの波形図、第６図（ａ）、　ｆ
ｂ）。（Ｃ１，（ｄｌ、　（ｅｌ、〜、（ｆ）は正常時のスラ
ストおよびトルクの波形図、第６図（ｇｌ、　（ｈ）、
　（１）、　（Ｊ）、　（ｋ）、　（ｉｌは折損時のス
ラストおよびトルクの波形図、第７図は第１図に示す装
置の動作を説明するフローチャートである。１・・・・・・ＮＧ装ｆ、２・・・・・・コンピュータ
、４・旧・・検出装置、５・・・・・・受信アンテナ、
７・・・・・・Ａ／Ｄ変換器。第３図どＯ）どｂノ第４図ｆσノ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　どＣノどｂノ　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　（ｄ）７８′！皆初第６図ｂ　　　　　　　　　　七　　　　　　　　　　＼−Ｌ
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、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転工具を装着したホルダと、このホルダに配置
され前記回転工具の切削力を検出する検出器と、この検
出器で検出された切削力が所定の値を超えたとき異常信
号を出力する第１の比較手段と、前記検出器で検出され
た切削力の切削開始時における切削力に対する倍率が所
定の値を超えたとき異常信号を出力する第２の比較手段
、および前記検出器で検出された切削力の変動成分が所
定の値を超えたとき異常信号を出力する第３の比較手段
、ならびに前記検出器で検出された切削力の変動成分が
所定の値を超えた回数が所定の回数を超えたとき異常信
号を出力する第４の比較手段のうちの少なくとも１つの
比較手段とを備えたことを特徴とする回転工具の異常予
知装置。
（２）特許請求の範囲第（１）項において、前記第１の
比較手段において比較される切削力は、スラストである
ことを特徴とする回転工具の異常予知装置。
（３）特許請求の範囲第（１）項において、前記第３の
比較手段は、前回入力された切削力と今回入力された切
削力との差の値を所定の値と比較する比較手段であるこ
とを特徴とする回転工具の異常予知装置。
（４）特許請求の範囲第（３）項において、前記切削力
は、トルクであることを特徴とする回転工具の異常予知
装置。
（５）特許請求の範囲第（１）項において、前記第３の
比較手段は、連続する所定回数の切削力の平均値とそれ
に引続いて連続する所定回数の切削力の平均値との差を
所定の値と比較する比較手段であることを特徴とする回
転工具の異常予知装置。
（６）特許請求の範囲第（５）項において、前記切削力
は、スラストであることを特徴とする回転工具の異常予
知装置。
（７）特許請求の範囲第（１）項において、前記第３の
比較手段は、前回入力された切削力と今回入力された切
削力との差の値を所定の値と比較する比較手段、および
連続する所定回数の切削力の平均値とそれに引続いて連
続する所定回数の切削力の平均値との差を所定の値と比
較する比較手段とで構成されていることを特徴とする回
転工具の異常予知装置。
（８）特許請求の範囲第（１）項において、前記第４の
比較手段において比較される切削力は、トルクであるこ
とを特徴とする回転工具の異常予知装置。