JPS641268B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ドリル、タツプなどの回転工具によ
る切削加工中に工具の損傷、折傷の危険性等の異
常状態が予見されたとき、これを検出して、工具
寿命の判定、工具の交換、あるいは工具の折損を
防止するための適切な工具保護動作を行なうのに
利用できる回転工具の折損予防装置に関するもの
である。

回転工具の折損予防装置としてトルクリミツタ
を用いて折損を予防することはよく知られている
けれども、単にトルクリミツタを使用するだけで
は、作業者がいない場合にはトルクリミツタの耐
久試験を行なつているのと同じ状態となつてトル
クリミツタの破壊につながり、自動加工に適用で
きないという問題があつた。

一方、生産技術の進歩に伴い切削加工の省力
化、無人化の要望が高まつているが、このような
自動加工においては、回転切削工具の損傷、折損
の危険性等の異常状態をインプロセス検出するこ
とが重要な課題となる。

本発明の目的は、上記のような回転切削工具の
異常状態をインプロセス検出するのに有効な回転
工具の折損予防装置を提供することにある。

すなわち本発明は、機械主軸に装着して回転せ
しめられる工具ホルダ本体と、該工具ホルダ本体
に回転可能に嵌装された工具把持軸と、該工具把
持軸に前記工具ホルダ本体の回転力を伝達する伝
動部材と、該伝動部材に組み付けたトルクリミツ
タと、該トルクリミツタの動作時に生じる前記工
具ホルダ本体と前記伝動部材との相対運動を検出
する検出手段とによつて構成されている回転工具
の折損予防装置に係る。

上記の検出手段には、種々の方法が考えられる
が、検出信号は最終的には電気信号として処理す
ることが多いので、実際には非接触式の近接スイ
ツチや光電スイツチを用いるのが有利であり、ま
た接触式では、前述したトルクリミツタの動作時
に生じる前記ホルダ本体と前記伝動部材との相対
運動に直接連動して動作するマイクロスイツチ、
あるいは流体などを介して間接的に動作する圧力
スイツチ等が適当であろう。

上述のように本発明によれば、工具ホルダ本体
に組み付けたトルクリミツタの作動を検出する手
段が設けられているので、加工作業中に回転工具
に過負荷がかかつて該工具が折損するおそれがあ
る場合や、刃先の摩網により工具寿命が近づいた
場合などに、これらの異常状態を検出して、工具
の折損を防止する保護動作の指令や、工具交換の
指令に利用することができ、回転工具の損傷、折
損の危険性等の異常状態をインプロセス検出する
ことが可能となる。

以下、本発明の実施態様を図面に基づいて説明
する。１は工具ホルダ本体で、ドリル、タツプな
どの回転工具を保持する円筒部２と、その後端に
一体的に連設したテーパシヤンク部３及び鍔部４
とを有しており、テーパシヤンク部３を工作機械
の主軸６のテーパ孔７に嵌合して取り付けられ、
主軸６に突設したドライブキー８を鍔部４に設け
たキー溝５に係合して主軸６と一緒に回転する。
９は機械固定部を示す。１０は伝動筒軸で、キー
１１を介して工具ホルダ本体１の円筒部２に嵌着
され、その前部外周に刻設したねじ部１２に調整
ナツト１３を螺着して、円筒部２からの突出長さ
が調整できる構造となつている。１４は工具把持
軸で、伝動筒軸１０に回転自在に嵌装され、かつ
図示の実施例では回転工具としてタツプ１５を用
い、そのフローテイング機構１６が組み込まれて
いるので、一定の範囲で軸方向へも摺動可能とな
つている。回転工具（タツプ）１５は工具把持軸
１４の先端部に嵌着して保持される。また、工具
把持軸１４の後半部は後述する伝動部材を係合す
るため中空軸に形成されると共に、後壁部１７に
角孔１８が設けられている。

２０は伝動部材で、主体をなす円盤２１と、そ
の片側に突設された角軸２２と、反対側に突設さ
れたねじ軸２３とからなり、角軸２２は角孔１８
に摺動自在に係合され、ねじ軸２３には後述する
トルクリミツタ３０が組み付けられる。また、円
盤２１のねじ軸２３側の面にはトルクリミツタ３
０のクラツチ溝２４が３箇所に設けられ、外周部
に取付用環状溝２５が形成されている（第２図参
照）。上記伝動部材２０は、円盤２１を伝動筒軸
１０の後述部に嵌合し、環状溝２５に係合する鋼
球２６を介して伝動筒軸１０に回転自在に嵌装さ
れる。

トルクリミツタ３０は、クラツチ溝２４に係合
する複数の鋼球３１と、ねじ軸２３に回転自在に
嵌合され鋼球３１を保持するリテーナ３２と、該
リテーナ３２内に嵌装され鋼球３１に押装するバ
ツクリング３３と、ねじ軸２３に嵌装されバツク
リング３３を介して鋼球３１をクラツチ溝２４に
押圧する皿ばね３４と、ねじ軸２３に螺着され皿
ばね３４のばね圧を加減するトルク設定ナツト３
５とによつて構成されている。そして第３図に明
示されているように、リテーナ３２の前端面に直
径方向に相対して設けられた一対の突出部３６，
３６が伝動筒軸１０後端部に形成した切欠部３
７，３７に係合して、伝動筒軸１０からリテーナ
３２に回転力が伝動され、更にリテーナ３２から
鋼球３１、円盤２１、角軸２２を経て工具把持軸
１４に伝達される。

４０は検出体で、リテーナ３２の後端面に固着
突設されている。４１は近傍スイツチで、工具ホ
ルダ本体２の内側に固装され、かつ検出体４０に
近接して配置されている。該近接スイツチ４１は
工具ホルダ本体２に内装したアンプ４２及び投光
器４３に接続され、検出体４０の相体的な位置変
化を検出してその電気信号をアンプ４２及び投光
器４３で光に変換するようになつている。そし
て、投光器から発信された光はシヤンク部３の中
心部に設けた透孔４４及び主軸６に設けた貫通孔
４５を通過して、機械固定部（図示せず）に装着
された受光器４６で受信される。

次に、上記装置の作用を説明する。

先ず、トルク設定ナツト３５を調整して、切削
加工中に回転工具１５にかかるトルクが一定の閾
値（寿命トルク）を越えるとトルクリミツタ３０
が作動するように設定しておく。

而して、切削加工中に回転工具１５の刃先が摩
耗して寿命が近づいたり、切粉が詰つたりして切
削トルクが著しく増大し、工具１５が損傷又は折
損する危険性があると、トルクリミツタ３０が作
動し、伝動部材２０と、リテーナ３２したがつて
伝動筒軸１０との間にスリツプが生じ、回転工具
１５、工具把持軸１４、伝動部材２０及びトルク
設定ナツト３５が停止する。一方、工具ホルダ本
体１は回転を続けるので、停止状態の検出体４０
と近接スイツチ４１との間に相対運動が生じ、近
接スイツチ４１が検出体４０の相対的な位置変化
を検出する。近接スイツチ４１で検出された電気
信号はアンプ４２及び投光器４３により光に変換
され、受光器４６で受信される。

このように受光器４６が検出信号としての光を
受信すると、トルクリミツタ３０が作動したもの
と判断して、工具１５の折損を防止するための保
護動作を予め設定した命令手順に従つて行なわせ
る。そして、この保護動作が何回も繰り返され、
予め定めた判定基準を越えたとき、工具が摩耗な
どにより寿命に達したか、切削条件が不適正（例
えば、工作物の硬さの過大、送りの過大など）で
あると判断して警報を発し、機械を停止させて工
具の交換を行なうなど適切な処置をとる。

上記した実施例は、本発明の好適な一実施例で
あり、本発明の趣旨、範囲を逸脱しない限り、
種々の変更及び修正が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る回転工具の折損予防装置
の一実施例を示す縦断正面図、第２図は伝動部材
の斜視図、第３図はリテーナと伝動筒軸の後端部
分の斜視図である。 １……工具ホルダ本体、２……円筒部、１０…
…伝動筒軸、１４……工具把持軸、２０……伝動
部材、３０……トルクリミツタ、４０……検出
体、４１……近接スイツチ、４２……アンプ、４
３……投光器、４６……受光器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機械主軸に装着して回転せしめられる工具ホ
   ルダ本体と、該工具ホルダ本体に回転可能に嵌装
   された工具把持軸と、該工具把持軸に前記工具ホ
   ルダ本体の回転力を伝達する伝動部材と、該伝動
   部材に組み付けたトルクリミツタと、該トルクリ
   ミツタの動作時に生じる前記工具ホルダ本体と前
   記伝動部材との相対運動を検出する検出手段とに
   よつて構成されている回転工具の折損予防装置。