JPS6238107B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工作機械におけるバイトの異常検出方
法に関するものであり、更に詳しく言えば、旋盤
等において主軸の軸受絶縁効果を利用したバイト
〜ワーク通電法によりバイトの摩耗、欠損、等の
異常を検出するバイトの異常検出方法に関するも
のである。

従来より、旋盤等におけるバイトの摩耗、欠損
等の異常を検出する色々な方法が考えられ、一部
では実用化されている。この種の検出方法とし
て、一般的には、切削力検出器を用いるものや、
モータ電力の測定によるものが知られている。

前者の切削力検出器を用いる方法は、バイト刃
物台の間に切削力検出器を配置し、正常なバイト
で切削するときに比べ、切削力が大きくなつたこ
とを検出することによりバイトの摩耗を検出する
ものである。然し乍ら、この方法では切削力検出
器を取り付けているためバイトによる切削剛性を
損なうという欠点があるばかりでなく、切削力検
出器自体の費用も高価であるという欠点がある。

後者の旋盤のモータ電力を測定することにより
バイトの異常を検出する方法は、簡単な方法では
あるが、検出感度が悪く、しかもモータからの動
力伝達部分の損失、変動が大きいためにバイトの
異常を検出するには好ましくない。

従つて、本発明の目的は、叙上の如き従来技術
の欠点を除去し、切削剛性を損なうことなく、バ
イト異常を高感度で検出することができる工作機
械におけるバイトの異常検出方法を提供すること
にある。

而して、本発明は、旋盤等の工作機械の主軸の
所定部に電気的接点を設け、この電気的接点とバ
イトとの間に抵抗の直列接続回路を挿入し、この
抵抗両端より電圧を検出出力として得ようとする
ものであり、前記抵抗両端より得られる電圧によ
り、バイト〜ワーク間に発生した熱起電力を検出
し、バイトの送り速度の低速領域において、この
熱起電力レベルが変化する割合を、予め定められ
た基準と比較することにより得る様にしたもので
ある。この様に、本発明はバイト〜ワーク間の熱
起電力を電気的に検出し、この熱起電力振幅の送
り速度に対する変化を測定することによりバイト
の摩耗異常を検出することを特徴とする。

以下、図面を参照して本発明の一実施例につい
て詳細に説明する。

第１図は旋盤におけるバイトの異常検出装置の
主要部を示す概略構成図である。この図におい
て、旋盤の主軸３は旋盤の本体１に軸受２を介し
て支持されている。この主軸３の一端には被加工
物としてワーク５が取り付けられる。また、主軸
３の他端には電気的接点４が接触可能に設けられ
ている。この電気的接点４には測定抵抗９が直列
に接続され、測定抵抗９の他端はスイツチ１０に
接続されている。

一方、バイト６は刃物台７に固定され、この刃
物台７は主軸３と平行な方向及び主軸３の中心線
方向に移動可能とされる。バイト６と刃物台７は
電気的に導通可能とされ、刃物台７の所定部には
接点８が接続される。基本的には、この様に構成
された装置の前述した測定抵抗９の両端より測定
される電圧を検出出力１１として得るわけであ
る。

次に動作について説明する。よく知られている
様に、モータ（図示せず）に電力を印加すると、
このモータにより旋盤の主軸３は高速回転し、同
時にワーク５も回転する。そしてバイト６をワー
ク５に近接し、適宜移動させることにより、ワー
ク５は旋削される。この様な旋盤において、スイ
ツチ１０を接点８に接続すると、測定抵抗９の両
端には検出出力１１としてバイト〜ワーク間に生
ずる熱起電力が検出される。

この様に、主軸３、電気的接点４、測定抵抗
９、スイツチ１０、接点８、バイト〜ワーク間に
より電気的閉回路を構成することにより、バイト
〜ワーク間の熱起電力を検出することができる。
勿論、主軸回転時に生ずる軸受２の絶縁効果によ
り、主軸３は本体１より電気的に絶縁されている
ので、バイト６又はワーク５をその周囲から絶縁
物により絶縁する必要がないので、切削剛性を損
なうことはない。

第２図は、本発明によるバイトの異常検出装置
を示すブロツク図である。これは、上述したバイ
ト〜ワーク間の熱起電力／送り速度の関係により
バイトの摩耗度を自動的に判定するものである。
図において、送り指令部１４は旋盤１３を動作さ
せるための制御手段であり、送り指令部１４の出
力は旋盤１３に与えられる他、モニタ表示装置１
８に与えられる。旋盤１３はバイトの異常検出装
置を備えた第１図の如き構成を成しており、送り
指令によりモータ（図示せず）が回転され、主軸
３及びワーク５が回転されると共に、バイト６を
載せた刃物台７が動作可能とされる。モニタ表示
装置１８は例えばCRTデイスプレイ等で構成さ
れ、送り指令部１４からの信号により表示可能状
態となる。

第１図に示した測定抵抗９の両端の電圧は、検
出出力１１として第２図の検出出力処理部１５に
与えられる。また、旋盤１３の送り速度は基準デ
ータメモリ１６に与えられる。この処理部１５は
検出出力１１より熱起電力／送り速度の関係を検
出出力１５として比較器１７及びモニタ表示装置
１８に出力する。

一方、基準データメモリ１６には、各送り速度
における検出出力１５′のしきい値が予め設定さ
れて記憶されている。従つて、基準データメモリ
１６のアドレスとしてある送り速度が与えられる
とそれに対応した熱起電力のあるしきい値が出力
される。比較器１７はメモリ１６から出力される
しきい値と、実際の検出出力１５′を比較する。
つまり、送り速度が順次変化すれば、この比較器
１７により各送り速度におけるしきい値と検出出
力１５とが比較されることになる。この比較の結
果、例えば実際の検出出力１５がしきい値より大
であれば、バイトの摩耗大として警報出力１９を
出力する。この様に、モニタ表示装置１８の表示
状態或いは警報出力１９により、熱起電力／送り
速度に基づいてバイトの摩耗異常を検出すること
ができる。

第３図及び第４図は、バイト〜ワーク間に発生
する熱起電力の大きさを測定し、送り速度との関
係について示した図である。図示した測定結果は
新刃、中摩耗刃、摩耗刃の各々について、送り速
度を0.01mm／revから0.5mm／revまで変化させた
場合の熱起電力の値を示すものである。これによ
れば、摩耗刃の場合は、バイト〜ワーク間のすべ
り摩耗抵抗が大きくなり、特に送り速度が小さい
ときにはこの傾向が大きくなる。従つて、送り速
度が0.01mm／rev近傍では摩耗刃の場合熱起電力
が大きくなることがわかる。第４図は特に切削回
数との関連において測定した測定した熱起電力／
送り速度を示す図であり、この図においても送り
速度が0.1mm／rev以下では摩耗刃の熱起電力が増
大していることがわかる。

第５図は、バイトの刃先が欠損した場合におけ
る熱起電力／送り速度の測定結果を示した図であ
る。この場合、すべての送り速度において熱起電
力が著しく増大していることが理解される。

この様に、本実施例によればバイト〜ワーク間
の熱起電力を測定することにより熱起電力／送り
速度に基づいてバイトの摩耗、欠損等の異常を検
出することができる。

この様に本発明によれば、バイト又はワークを
絶縁部材によつて絶縁することなくバイト〜ワー
ク間の通電を可能できるため、切削剛性を損うこ
となく、バイト〜ワーク通電法により熱起電力／
送り速度を検出し、バイトの摩耗等の異常を検出
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による旋盤における
バイトの異常検出装置の主要部を示す概略構成
図、第２図は本発明によるバイトの異常検出装置
を示すブロツク図、第３図、第４図は本発明によ
るバイト〜ワーク熱起電力と送り速度の関係を示
す図、第５図は本発明によるバイト〜ワーク熱起
電力と送り速度の関係を示す図で、特に欠損刃の
場合の比較を説明するための図である。 １……旋盤本体、２……軸受、３……主軸、４
……電気的接点、５……ワーク、６……バイト、
７……刃物台、８……接点、９……測定抵抗、１
０……スイツチ、１６……基準データメモリ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主軸の回転に同期して回転するワークにバイ
   トにて加工を施す工作機械において、該主軸の所
   定部に接触する電気的接点と、該電気的接点とバ
   イト間に挿入された抵抗を備え、該抵抗の両端よ
   り検出される電圧に基づいてバイト〜ワーク間に
   発生した熱起電力を検出すると共に、ある送り速
   度で得られた該熱起電力と該送り速度に対応して
   予め定められた熱起電力とを比較することにより
   バイトの異常を検出することを特徴とする工作機
   械におけるバイトの異常検出方法。