JPS63139641A - 切削加工用工具の刃物破損及び眼界摩耗の早期検出装置 - Google Patents
切削加工用工具の刃物破損及び眼界摩耗の早期検出装置Info
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- JPS63139641A JPS63139641A JP62288607A JP28860787A JPS63139641A JP S63139641 A JPS63139641 A JP S63139641A JP 62288607 A JP62288607 A JP 62288607A JP 28860787 A JP28860787 A JP 28860787A JP S63139641 A JPS63139641 A JP S63139641A
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
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。
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、反転使用可能チップを有し、このチップの刃
物−こ少なくとも一つの絶縁された導体路が埋め込まれ
ており、この導体路は電圧源に接続されており、かつ加
工過程を中止するための信号をトリガするのに用いられ
るスイッチング回路の一部である、切削加工用工具の刃
物破損及び限界摩耗の早期検出装置番こ関する。
物−こ少なくとも一つの絶縁された導体路が埋め込まれ
ており、この導体路は電圧源に接続されており、かつ加
工過程を中止するための信号をトリガするのに用いられ
るスイッチング回路の一部である、切削加工用工具の刃
物破損及び限界摩耗の早期検出装置番こ関する。
従来技術
最近、切削加工≦ご用いられる工具の刃物破損を早期検
出することが次第に重要になっている。
出することが次第に重要になっている。
このような早期検出を達成するため、既（こ檎々の提案
がなされた。例えば、工具ｌご用いられる所ｍ１反転使
用可能チップが装備された工具に特番こ使用するのに適
している装置が公刊である。
がなされた。例えば、工具ｌご用いられる所ｍ１反転使
用可能チップが装備された工具に特番こ使用するのに適
している装置が公刊である。
このような反転使用可能チップはしばしば非導電性の硬
質材料層により被覆される。このような硬質材料層の刃
縁の近傍に導体路を埋め込むことが既に提案されている
。この導体路は電圧源に接続されており、加工過程を中
止するための信号をトリガするのＣご用いられる電流回
路の一部である。
質材料層により被覆される。このような硬質材料層の刃
縁の近傍に導体路を埋め込むことが既に提案されている
。この導体路は電圧源に接続されており、加工過程を中
止するための信号をトリガするのＣご用いられる電流回
路の一部である。
このような反転便用可能チップでは、交換可能なチップ
内の導体路と工具ホルダとの間の接点を必要とするが、
しかしこれは困難であるのみならず、このような接点は
電気的接続が不確実であるという欠点を有する。このよ
うな接点は汚れまたは腐食が起こり易く、使用が増すに
連れて摩耗する。
内の導体路と工具ホルダとの間の接点を必要とするが、
しかしこれは困難であるのみならず、このような接点は
電気的接続が不確実であるという欠点を有する。このよ
うな接点は汚れまたは腐食が起こり易く、使用が増すに
連れて摩耗する。
発明の目的
本発明は、前記の欠点を消去し、チップ内の導体路と工
具ホルダ内の電圧源及び測定装置との間で、信頼度が高
く確実に動作をする電気的接続を可能（こする装置を提
供することを目的とする。
具ホルダ内の電圧源及び測定装置との間で、信頼度が高
く確実に動作をする電気的接続を可能（こする装置を提
供することを目的とする。
発明の構成
この目的は本発明に従って本出願の特許請求の範囲第１
項記載の特徴部の構成要件を有する工具により達成され
る。
項記載の特徴部の構成要件を有する工具により達成され
る。
チップｌこ絶縁されて埋め込まれた導体路はチップ内に
設けられた閉電流回路の一部とす本ことができる。この
電流回路では、工具内ｌこ設けられた誘導コイルにより
交流が誘導され、この交流は工具ホルダ内に設けられた
測定コイルｌこより測定される。交番磁界のできるだけ
多くの磁力線がチップの電流回路を交差するように、誘
導−及び測定コイルを工具ホルダ内のチップ近傍に設け
るのが有効である。しかしまたチップに埋、め込まれ、
絶縁された導体路をコンデンサ板を介してコンタクトな
しに交流電圧源と接続して置くこともできる。そのさい
チップ内のコンデンサ板は、導体路自身が造られている
のと同様の導電材料からなる面から構成することができ
る。このコンデンサ板は、導体路と同様に電気の非導電
性硬質材料からなる被覆層番こより絶縁されているのが
有利である。非導電性硬質材料層としては、酸化アルミ
ニウム、酸化窒化アルミニウムまたは窒化ケイ素からな
る層が考えられる。電気的の導体路及び／または不導体
路及びコンデンサ板は公刊の仕方でＰＶＩ’ｌ−又はＣ
ＶＤ法で製造することもできるが、しかし例えばスクリ
ーン印刷の方法でまたは薄膜技術を用いて製造すること
もできる。導体路を主切れ刃に沿って配置するのが適切
であるが、しかじ又副切れ刃番こ沿って配置することも
できる。
設けられた閉電流回路の一部とす本ことができる。この
電流回路では、工具内ｌこ設けられた誘導コイルにより
交流が誘導され、この交流は工具ホルダ内に設けられた
測定コイルｌこより測定される。交番磁界のできるだけ
多くの磁力線がチップの電流回路を交差するように、誘
導−及び測定コイルを工具ホルダ内のチップ近傍に設け
るのが有効である。しかしまたチップに埋、め込まれ、
絶縁された導体路をコンデンサ板を介してコンタクトな
しに交流電圧源と接続して置くこともできる。そのさい
チップ内のコンデンサ板は、導体路自身が造られている
のと同様の導電材料からなる面から構成することができ
る。このコンデンサ板は、導体路と同様に電気の非導電
性硬質材料からなる被覆層番こより絶縁されているのが
有利である。非導電性硬質材料層としては、酸化アルミ
ニウム、酸化窒化アルミニウムまたは窒化ケイ素からな
る層が考えられる。電気的の導体路及び／または不導体
路及びコンデンサ板は公刊の仕方でＰＶＩ’ｌ−又はＣ
ＶＤ法で製造することもできるが、しかし例えばスクリ
ーン印刷の方法でまたは薄膜技術を用いて製造すること
もできる。導体路を主切れ刃に沿って配置するのが適切
であるが、しかじ又副切れ刃番こ沿って配置することも
できる。
その際チップの各動作位置番こは、相互に依存しない導
体路を設けることができる。
体路を設けることができる。
実施例
第１図は回転工具のチップ１を示す。このチップの本体
はタングステンカーパイｒ及び補助金属からなるコアを
有し、このコアの表面は非導電性材料、例えば窒化珪素
で被覆されており、この材料ｌζ導体路２が埋め込まれ
ている。この導体路は破断されない状態では閉電流回路
を形成する。この電流回路ｌこ、チップ近傍で工具内に
設けられた誘導コイル４ｊこより交流が誘導され、この
交流は、同じように前記の電流回路の近くに設けられた
測定コイル５により測定することができる。交流が供給
される誘導コイル４の磁力線は時間的ｊこ変化するので
、導体路２にも電流が誘導され、この電流は（導体路の
電流回路は交番磁界に囲まれているので）チップの測定
コイル〆こより測定することができる。この電流回路が
閉回路であるかぎり、即ち導体路２が断路されてないか
ぎり、測定コイル５においてその振幅が入力交流電圧番
こ正比例する交流′電圧が測定できる。しかし破断また
は限界摩耗が生じると、導体路２が、従って又電流回路
も断ち切られ、それにより測定コイル内ｌこ誘起される
測定電流の信号振幅が跳躍的に低下することとなる。測
定コイル５においては、破断後も引続き交流電圧を測定
できる。何故ならば誘導コイル４及び測定コイル５は相
互距離が小さいため相互ｌこ誘導結合されているからで
ある。
はタングステンカーパイｒ及び補助金属からなるコアを
有し、このコアの表面は非導電性材料、例えば窒化珪素
で被覆されており、この材料ｌζ導体路２が埋め込まれ
ている。この導体路は破断されない状態では閉電流回路
を形成する。この電流回路ｌこ、チップ近傍で工具内に
設けられた誘導コイル４ｊこより交流が誘導され、この
交流は、同じように前記の電流回路の近くに設けられた
測定コイル５により測定することができる。交流が供給
される誘導コイル４の磁力線は時間的ｊこ変化するので
、導体路２にも電流が誘導され、この電流は（導体路の
電流回路は交番磁界に囲まれているので）チップの測定
コイル〆こより測定することができる。この電流回路が
閉回路であるかぎり、即ち導体路２が断路されてないか
ぎり、測定コイル５においてその振幅が入力交流電圧番
こ正比例する交流′電圧が測定できる。しかし破断また
は限界摩耗が生じると、導体路２が、従って又電流回路
も断ち切られ、それにより測定コイル内ｌこ誘起される
測定電流の信号振幅が跳躍的に低下することとなる。測
定コイル５においては、破断後も引続き交流電圧を測定
できる。何故ならば誘導コイル４及び測定コイル５は相
互距離が小さいため相互ｌこ誘導結合されているからで
ある。
第２図に、工具の迅速交換に適した工具ヘッド６がチッ
プ１と共に示されている。この工具ヘッド６における誘
導コイル４及び測定コイル５の配置が図示されている。
プ１と共に示されている。この工具ヘッド６における誘
導コイル４及び測定コイル５の配置が図示されている。
第６図に示されたチップ１は反転使用可能チップでちる
。ここでは４つのチップエツジ（刃）の破損ないしは限
界摩耗を検査できる。４つの刃のそれぞれに導体路２ａ
、２ｂ、２ｃ、２ｄこれら４つの導体路は、一方でそれ
ぞれ自体側面に設けられた４つのコンデンサ板３ａ。
。ここでは４つのチップエツジ（刃）の破損ないしは限
界摩耗を検査できる。４つの刃のそれぞれに導体路２ａ
、２ｂ、２ｃ、２ｄこれら４つの導体路は、一方でそれ
ぞれ自体側面に設けられた４つのコンデンサ板３ａ。
３ｂ、３ｃおよび３ｄの一つに、他方でチップの下側の
コンデンサ板７に接続されている。これらの導体路及び
コンデンサ板は公知の仕方で非導電性の硬質材料被覆層
に埋め込まれており、この被覆層はタングステン−また
はチタンカーバイｒ及び補助金属からなる硬質合金本体
に被着されている。
コンデンサ板７に接続されている。これらの導体路及び
コンデンサ板は公知の仕方で非導電性の硬質材料被覆層
に埋め込まれており、この被覆層はタングステン−また
はチタンカーバイｒ及び補助金属からなる硬質合金本体
に被着されている。
コンデンサ板３ａｓ ３ｂｓ ３ｃ、３ｄＰｊよび
７は導体路と同じ材料からなり、導体路と同じようｌこ
製造されている。これらの部材は不導体材料からなる被
覆層により外側に対して絶縁されている。
７は導体路と同じ材料からなり、導体路と同じようｌこ
製造されている。これらの部材は不導体材料からなる被
覆層により外側に対して絶縁されている。
相応の当接板８．９は第４図に示されたように工具ヘッ
ド１１のチップ装着部１０に設けられている。
ド１１のチップ装着部１０に設けられている。
第５図及び第６図に容積結合による本発明の適用例の測
定原理が等価回路図で示されている。
定原理が等価回路図で示されている。
ゼネレータを介して交流電圧がコンデンサＣ１およびア
ースに印加されると、コンデンサＣ２およびアースにお
いて入力信号に比例する交流電圧Ｕｎｎが測定可能であ
り、この交流電圧は弐〇ｍ ＝ ｋ−ｕｇにしたがって
発電機電圧に比例する。
ースに印加されると、コンデンサＣ２およびアースにお
いて入力信号に比例する交流電圧Ｕｎｎが測定可能であ
り、この交流電圧は弐〇ｍ ＝ ｋ−ｕｇにしたがって
発電機電圧に比例する。
そのさい比例定数は、直列に接続された両コンデンサＣ
１およびＣ２が の全容量を形成し、それにより導体路の抵抗九に、 の全インピーダンスが形成されること番こより求められ
る。
１およびＣ２が の全容量を形成し、それにより導体路の抵抗九に、 の全インピーダンスが形成されること番こより求められ
る。
測定段の入力抵抗Ｒｍにより比例定数
Ｒｍ ＋ Ｚｇ
が算出される。
チップ上の導体路が破損すると、コンデンサＣ１および
Ｃ２に対し付加的に、破損箇所にコンデンサ板ｂが発生
し、それにより全容量Ｃｇはに変化する。
Ｃ２に対し付加的に、破損箇所にコンデンサ板ｂが発生
し、それにより全容量Ｃｇはに変化する。
第７図ａは発電機−および測定電圧の経過を示す。破損
後の測定電圧は第７図すに破線により示されている。
後の測定電圧は第７図すに破線により示されている。
Ｃｂの容量はコンデンサＣ１及びＣ２より小さい値を有
するので、インピーダンスＺｇの値は増加し、定数には
小さくなる。つまりＵｍの振幅は導体路が破損すると小
さくなる。
するので、インピーダンスＺｇの値は増加し、定数には
小さくなる。つまりＵｍの振幅は導体路が破損すると小
さくなる。
反転使用可能チップに埋め込まれた導体路が工具ホルダ
の導体に容址結合されている場合にも、当該導体路が信
号検出のために用いられない領域にて上記導体路を幅を
拡げたり又は比較的大きな面への移行部を有するように
構成して、それ１こより相応のコンデンサ板を形成する
ことができる。
の導体に容址結合されている場合にも、当該導体路が信
号検出のために用いられない領域にて上記導体路を幅を
拡げたり又は比較的大きな面への移行部を有するように
構成して、それ１こより相応のコンデンサ板を形成する
ことができる。
この第２のコンデンサ板は相応の構成で工具ホルダ、又
はチップと工具ホルダとの間の中間部材ｔこ配置され、
チップに設けられた第１のコンデンサ板と同様ｌこ絶縁
される。本発明の別の実施例では、１つの導体路と、種
々異なるチップのそれぞれ１つのコンデンサ板を結合す
ることができる。反転使用可能チップのコンデンサ板は
自由面に、しかし支承面にも設けることができる。コン
デンサ板を切削面ｌこ設けることも可能である。その際
対向板は工具ホルダの固定部（フランジフィンガ）に設
けられる。２つの導体路が用いられ、その内の一方がオ
ープン電流回路の一部であり、他方が閉電気回路の一部
である場合には、監視すべきチップエツジそれぞれに少
なくとも６つの容量性移行部が設けられる。
はチップと工具ホルダとの間の中間部材ｔこ配置され、
チップに設けられた第１のコンデンサ板と同様ｌこ絶縁
される。本発明の別の実施例では、１つの導体路と、種
々異なるチップのそれぞれ１つのコンデンサ板を結合す
ることができる。反転使用可能チップのコンデンサ板は
自由面に、しかし支承面にも設けることができる。コン
デンサ板を切削面ｌこ設けることも可能である。その際
対向板は工具ホルダの固定部（フランジフィンガ）に設
けられる。２つの導体路が用いられ、その内の一方がオ
ープン電流回路の一部であり、他方が閉電気回路の一部
である場合には、監視すべきチップエツジそれぞれに少
なくとも６つの容量性移行部が設けられる。
発明の効果
本発明により、チップ内の導体路と工具ホルダ内の電圧
源及び測定装置との間に、信頼度が高く確実に動作する
電気的接続を可能にするような、切削加工用工具の刃物
破損及び限界摩耗の早期検出装置装置を提供することが
できる。
源及び測定装置との間に、信頼度が高く確実に動作する
電気的接続を可能にするような、切削加工用工具の刃物
破損及び限界摩耗の早期検出装置装置を提供することが
できる。
第１図はチップの中の導体路を誘導結合するための装置
を有する反転使用可能チップの略図、第２図は工具ヘッ
ドにおける誘導−及び測定コイルの配置を示す略図、第
６図は導体路の容量結合装置を有するチップの略図、第
４図は工具ヘッドに所属のチップ座を有する第２図によ
るチップの略図、第５図はチップの破損前の第６図１こ
よる装置の等価回路図、第６図は破損後の第６図による
チップの等価回路図、第７図はチップの破損前及び後の
、相応の装置における電圧経過をそれぞれ示す路線図で
ある。 １・・・チップ、２・・・導体路、３ａ〜３ｄ・・・コ
ンデンサ板、４・・・誘導コイル、５・・・測定コイル
、６・・・工具ヘッド、７・・・コンデンサ板、８．９
・・・当接板、１０・・・チッグ装着部、１１・・・工
具ヘッド
を有する反転使用可能チップの略図、第２図は工具ヘッ
ドにおける誘導−及び測定コイルの配置を示す略図、第
６図は導体路の容量結合装置を有するチップの略図、第
４図は工具ヘッドに所属のチップ座を有する第２図によ
るチップの略図、第５図はチップの破損前の第６図１こ
よる装置の等価回路図、第６図は破損後の第６図による
チップの等価回路図、第７図はチップの破損前及び後の
、相応の装置における電圧経過をそれぞれ示す路線図で
ある。 １・・・チップ、２・・・導体路、３ａ〜３ｄ・・・コ
ンデンサ板、４・・・誘導コイル、５・・・測定コイル
、６・・・工具ヘッド、７・・・コンデンサ板、８．９
・・・当接板、１０・・・チッグ装着部、１１・・・工
具ヘッド
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、反転使用可能チップを有し、該チップの刃物に少な
くとも一つの絶縁された導体路が埋め込まれており、該
導体路は電圧源に接続されており、かつ加工過程を中止
するための信号をトリガするのに用いられるスイッチン
グ回路の一部を構成する、切削加工用工具の刃物破損及
び限界摩耗の早期検出装置において、導体路は交流回路
の一部であり、かつコンタクトなしに電圧源に接続され
ていることを特徴とする、切削加工用工具の刃物破損及
び限界摩耗の早期検出装置。 ２、導体路はチップの中の閉電流回路の一部であり、該
電流回路において工具ホルダに設けられた誘導コイルに
より交流が誘導され、該交流は工具ホルダに設けられた
測定コイルにより測定される特許請求の範囲第１項記載
の切削加工用工具の刃物破損及び限界摩耗の早期検出装
置。 ６、交流磁界のできるだけ多くの磁力線がチップの電流
回路を交差するように、誘導コイル及び測定コイルが工
具内のチップ近傍に設けられている特許請求の範囲第２
項記載の切削加工用工具の刃物破損及び限界摩耗の早期
検出装置。 ４、絶縁してチップに埋め込まれ導体路がコンデンサ板
を介してコンタクトなしに電圧源に接続されている特許
請求の範囲第１項記載の切削加工用工具の刃物破損及び
限界摩耗の早期検出装置。 ５、チップ内のコンデンサ板は導体路と同じ材料の金属
製の面からなり、かつ導体路と同様に非導電性の硬質材
料からなる被覆層により絶縁されている特許請求の範囲
第４項記載の切削加工用工具の刃物破損及び限界摩耗の
早期検出装置。 ６、非導電性の硬質材料層が酸化アルミニウム、酸化窒
化アルミニウムまたは窒化ケイ素からなる特許請求の範
囲第５項記載の切削加工用工具の刃物破損及び限界摩耗
の早期検出装置。 ７、電気的不導体層及び／または導体路及びコンデンサ
板はＰＶＤ−又はＣＶＤ法で製造されている特許請求の
範囲第６項記載の切削加工用工具の刃物破損及び限界摩
耗の早期検出装置。
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