JPS632648A - 工具破損検出装置 - Google Patents

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］ 本発明は工具破損検出装置、更に詳しくはＮＣ自動盤、
ロータリーインデックスマシン、マシニングセンタ、ト
ランスファーマシン、多ａボール盤等の工作機械あるい
はアッセンブリマシン等に用いるドリル等の工具の破損
を検出するための装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来から１Ｍ々の工作機械あるいはアッセンブリマシン
等に使用するドリル等は、作業中に破損すると、そのワ
ークが破損量となるだけでなく、その後の作業が行なえ
ないので、早期に破損を検出することが必要とされ、そ
のために種々の方法による工具破損の検出装置が提供さ
れていた。

このような従来の工具破損の検出装ことしては、振動を
検出する方法、光を用いる方法、近接スイッチを用いる
方法等があった。

振動を用いる方法としては、破損前の工具を用いた場合
の機械振動をあらかじめ記憶しておき、工具の破損に伴
なう異常振動が発生した時には、あらかじめ記憶してい
る正常振動と比較して工具を破損した旨の信号を出力す
るものである。

また光を使用した方法としては、切削が終了した後に工
具が後退する場所にあらかじめ発光素子と受光素子とを
対向させて位数させ、工具の破損前では発光素子からの
光が受光素子に受光されないものの、工具が折れた場合
等には光を受光するようにして、工具の破損信号を出力
するものであるゆ 更に近接スイッチを用いた方法としては、工具が磁性体
であることを利用して、工具の破損前では工具の近接を
検出するものの、工具が折れた場合等には工具が短くな
るので近接が検出できないようにして、工具の破損信号
を出力するものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら従来の方法では、例えば振動を検出する場
合にあっては、工作機械等から発する異常振動の他にも
、例えば他の機械、コンプレッサ等からの振動によって
工具の破損信号を出力してしまうだけでなく、工作機械
周囲での物品の落下、地震等によっても工具の破損信号
を出力してしまうので、誤信号が多すぎ、実際の使用に
は不適なものであった。

また光を使用する方法にあっては、発光素子あるいは受
光素子に、切削時に使用する切削油、あるいは切りくず
等が付着して、受光下情となることもあった。

更に近接スイッチを使用する方法にあっても。

切削によって発生する切りくずを検出してしまうという
ミス作動が多いものであった。

そこで本発明は、切削が終了した後に工具が後退する場
所を横切るように回転する検出棒を有する検出装置を使
用して、工具の破損がない場合には検出棒が工具の先端
部分に衝接し、工具の破損があって工具が短くなってい
る場合には検出棒の工具への衝接がないように形成する
ことによって、振動あるいは切削油、切りくず等の影響
を受けない工具の破損の検出装置を提供することを目的
とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 前述した問題点を解決するために、本発明は、回転装置
と、この回転装置が所定角度の回転を行なったことを検
出する検出装置と、この検出装置の検出結果によって出
力を行なう出力装置とから形成され、回転装置を、回転
軸が工具の軸心にほぼ一致している回転体と、この回転
体に固定された揺振棒とから形成したことを特徴とする
。

［作用］ このような未発１１に関わる装置は、工作機械等の工具
付近に固定し、工具が所定の切削加工を終了して０点に
復帰した時に、回転装置が作動するものである。

この回転装置の作動は１回転体を回転させることによっ
て、回転体の軸心を中心として、揺振棒が０点に復帰し
た工具方向に回転することとなる。

するとこの時、工具に破損がない場合、即ち工具が加工
開始前の長さのままである場合には、揺振棒が工具の先
端部分に接触することとなる。

また工具が破損して短くなっている場合には、回転体に
よって回転させられた揺振棒が工具に接触しないことと
なる。

従って、工具が破損して短くなっているか否かは１回転
装置の回転によって工具方向に揺振する揺振袖の工具へ
の接触の有無、即ち回転装置がどの程度の角度だけ回転
したかということを検出すれば良いこととなる。

即ち１回転装置による揺振棒の所定角度の回転を工具に
よって阻止された場合には、工具が破損していないこと
となり、逆に回転装置による回転を工具によって阻止さ
れず、所定角度だけ回転してしまった場合は、工具が破
損していることとなる。

［実施例］ 以下本発明の実施例を、図示例と共に説明する。

第１図は２台の回転装置ｔｏ、及びこの２台の回転Ｓｃ
ｉ？１１Ｏと電気的に接続されている１台の検出装２１
２０及び出力装置３０とから形成された場合を示す概略
図であり、第２図は回転装２１１０部分の詳細を示した
斜視図であり、第３図は同正面図である。

図において、回転装置１０は、ステッピングモータによ
り回転軸１１が回転しながら、ワーク４０に向かって進
退する工具５０の回転軸１１に一致して回転作動を行な
わせる回転体１２と、この回転体１２の先端に固定され
、かつ回転体１２の回転によって、０点に位置する正常
工具５０の先端部分に接触する極細の針状の揺振棒１３
とから形成されている。またこのような回転型２１ｔｏ
は、切削油の付着を考慮して、防水型として形成されて
いる。

また検出袋２ｉ２０は、回転装置１０が所定の回転を行
なったか否かを検出するためのものである。

この検出装置２０による検出は、例えば工具５０の先端
部分に揺振棒１３が接触することによって生じる回転装
置１０における回転トルクの変化を検出し、回転トルク
の外力による変化が生じた時に、揺振棒１３が工具５０
に接触したものと判断するように形成しておく。

そして回転トルクが外力によって変化した時には、回転
装置１０をすぐさま逆転させて揺振棒１３を復帰させる
と共に、工具５０の破損がない旨の信号を出す。

逆に工具５０が破損して短くなっているために、回転装
置１０によって揺振した揺振棒１３が工具５０に接触し
ない場合には、外力による回転トルク変化が生じないの
で、工具５０の破損信号を出力装置３０から発すること
となる。

またこのように工具５０が破損している時には、回転！
置１０による揺振棒１３の揺振を所定角度に限定し、そ
の所定角度まで揺振したにも関わらず回転トルクの変化
がない場合には、工作機械の作動を停止させると共に、
回転装置１０を逆転させて揺振棒１３を復帰させるもの
である。

更に出力装２ｔ３０は１回転装置１０とは離れた場所、
例えば作業者の近く等に設こすることが可ｆｌであり、
検出装置２０による検出の結果、工具５０が破損してい
る場合に、作業者に対してその旨の出力、例えば警報あ
るいはランプの点灯等を行なうためのものである。

次にこのような実施例に関わる工具５０破損検出装置２
０の実際の作動を説明する。

まず、第２図及び第３図に示したように１回転間ｆｉｌ
ｏを１回転軸１１が工具５０の回転軸１１に一致するよ
うに、工具５０の付近の図示しない工作機械本体に固定
する。

次いで回転装置ｌＯを作動させて、揺振棒１３が正常な
工具５０の先端に接触するまでの回転角度を測定し、そ
の後回転装置１０による回転により、揺振棒１３が正常
な工具５０の先端に接触する角度から約１０度程度いき
過ぎるまで回転するように調整する。

このような調整を行なった後、工作機械を作動させて、
所定の加工を行なう。

この所定の加工は、０点で待機している工具５０が、ワ
ーク４０に向かって回転しながら接近し、やがて所定量
だけワーク４０加工を行なった後に、再び０点に復帰す
ることによって１工程が終了するものである。

このようにしてワーク４０の加工を終了した後、工具５
０が０点に復帰すると、やがて回転装置１０が作動して
、揺振棒１３が回転軸１１を中心に回転することとなる
。

この時工具５０が破損していないとする。

すると回転していった揺振棒１３が工具５０の先端部分
に接触することとなる。

このようにして回転していった揺振棒１３が工具５０に
接触すると、同時に回転装置ｔｏに生じる回転トルクが
変化することとなるので、そのことを検出して回転型Ｗ
１１Ｏを逆転させて揺振棒１３を現状の位置に復帰させ
るものである。

このようにして揺振棒１３が工Ａ５０に接触したことを
検出装置２０によって検出すると、工具５０の破損がな
い旨の信号が出力装置３０から出力されることとなり、
次の同様な作業が引続き行なわれることとなる。

また工具５０が破損している場合には、工具５０が折れ
たりして短くなっているために、回転していった揺振棒
１３が工具５０に接触しないこととなる。

この時には、揺振棒１３の回転角度としてあらかじめ設
定した所定角度である、正常工具５０位行数りも約１０
度程度いき過ぎる位ｔまで回転する間に１回転装は１０
の回転トルクが外力によって変化しないので、そのこと
を検出族２ｔ２０が検出して、出力型と３０から工具５
０破損の旨の信号、例えば警報あるいはランプの点灯等
が行なわれる。またこのような結果を検出した後、ある
いは検出と同時に、工作機械の作動を停止させると共に
、回転装置１０を逆転させて揺振棒１３が回転開始前の
位置に復帰させることとなる。更にこのような時の揺振
棒１３の復帰は、回転装置１０の回転数、即ちステッピ
ングモータのステップ数を、あらがじめ設定した回転角
度を行なった時のステップ数と比較することによって、
工具５０位とをいき過ぎたとして判断して、復帰させる
ことができる。

工具５０破損検出装置２０をこのように形成すると、外
乱によって誤測定をすることがない。

特に外部の振動、切りくず、切削油等による影響がない
ので、極めて安定した工具５０破損の検出が行なえるも
のである。

また更に、複数の工具５０を固定して順次、あるいは同
時に加工するような工作機械１例えば多軸ボール盤のよ
うな機械に使用する場合には。

第１図に示したように１台の検出装置２０に多数台の回
転装置１０を接続して使用すると効率的である。

また以上の説明では、回転波Ｍ１０の作動を。

工具５０が０点復帰した後として説明したが。

工具５０が０点復帰するための復帰作動中に回転波２ｔ
ｌＯを作動させて揺振棒１３を揺振させても良い。

更に工具５０としてドリルを図示したが、この他にも、
エンドミル等の回転玉Ｘ５０にも使用できるだけでなく
、フライス用の工具５０等にも使用できる。なおドリル
の破損を検出する場合にあっては、実験の結果、０．６
φのドリルまで検出が可１蔚であった。

［発明の効果］ 以上説１１シたように１本発明は、切削が終了した後に
工具が後退する場所を横切るように回転する検出棒を有
する検出装置を使用して、工具の破損がない場合には検
出棒が工具の先端部分に衝接し、工具の破損があって工
具が短くなっている場合には検出棒の工具への衝接がな
いように形成することによって、振動あるいは切削油、
切りくず等の影響を受けない工具の破損の検出装置を提
供するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示すものであって、第１図は
２台の回転波とを１台の検出装置及び出力装置に接続し
た場合を示す概略図、第２図は回転装置部分の詳細を示
した斜視図、第３図は同正面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転装置と、この回転装置が所定角度の回転を行な
   ったことを検出する検出装置と、この検出装置の検出結
   果によって出力を行なう出力装置とから形成され、 回転装置を、回転軸が工具の軸心にほぼ一致している回
   転体と、この回転体に固定された揺振棒とから形成した
   ことを特徴とする工具破損検出装置。