KR100204364B1 - 공작 기계의 공구 파손 검출 장치 - Google Patents

Abstract

기계 가공 작업 중에 공구 주위에 유기되는 자기장의 세기변화를 이용하여 공구의 파손을 감지하는 장치로써 공구에 일정 주기의 자기장 발생 신호를 인가하여 자기장을 발생시키게 하고, 상기 공구에는 자기장 검출센서를 설치하여 상기 자기장 발생 신호에 따라 발생되는 자기장의 세기를 검출하고, 검출한 자기장의 세기의 변화량에 따라 서로 다른 폭을 가지는 펄스 신호를 발생하며, 상기 발생한 펄스 신호를 비교하여 공구의 파손을 검출하며, 검출한 공구의 파손 신호를 작업용 콘트롤러로 전송함으로써 공구의 파손을 정확하게 검출할 수 있음은 물론 공구가 파손될 경우에 공작 기계를 정지시켜 공작물과 공작 기계의 손상을 방지한다.

Description

공작 기계의 공구 파손 검출 장치

본 발명은 CNC(Computer Numerical Control)용 공작 기계 및 NC(Numerical Control)용 공작 기계 등의 공작기계로 공작물을 가공할 경우에 돌발적으로 발생하는 공구의 파손을 검출하는 공작기계의 공구 파손 검출장치에 관한 것이다.

공작기계에 소정의 공구를 장착하고, 공작물을 소정의 형상, 모양 및 치수로 가공할 경우에 공구가 부러지는 등의 파손이 돌발적으로 발생하는 경우가 있다.

공작물을 가공하는 도중에 공구가 파손되면, 공작기계에 많은 무리를 줄 뿐만 아니라 공작물의 가공에 에러가 발생하게 된다.

그러므로 공작기계에 공구를 장착하고, 공작물을 가공하는 상태에서 공구의 파손을 검출하는 장치는 공작기계의 자체에 주는 피해를 방지하고, 기계가공의 신뢰성을 향상시키는데 매우 중요한 요소 중의 하나이다.

공구의 파손을 검출하는 검출 장치로서는 공구의 절삭력의 변화를 검출하는 것이다.

공작물을 가공하는 공구의 절삭량이 많아지고, 절삭 깊이가 깊을 경우에 공작기계의 주축 모터에서 소비되는 전류가 증가하게 된다.

공작기계에 장착하여 공작물을 가공하는 공구에 따라 주축 모터로 흐르는 최대 허용전류의 값을 미리 설정하여 두고, 공작물을 가공할 경우에 상기 주축 모터로 흐르는 전류를 검출하여 상기 미리 설정한 최대 허용 전류의 값과 비교하며, 비교 결과 주축 모터로 흐르는 전류가 미리 설정한 최대 허용 전류의 값보다 클 경우에 공구의 파손 등의 이상이 발생한 것으로 판단하였다.

그러나 상기한 종래의 기술은 주축의 회전명령에 따라 주축 모터를 구동시키는 초기에 많은 전류가 흐르게 되는데, 이를 검출하여 공구의 파손으로 판단하는 오동작을 일으킬 수 있다.

그러므로 공작물을 가공하는 프로그램을 제작할 경우에 주축을 회전시키는 초기에 주축 모터로 많은 전류가 흘러도 이를 공구의 파손으로 판단하지 않도록 하는 프로그램을 함께 제작해야 되어 프로그램의 제작이 매우 어려웠다.

그리고 절삭력이 작을 경우에는 공구의 파손이 발생하더라도 주축 모터로 흐르는 전류의 변화가 적으므로 공구의 이상으로 검출하지 못하는 에러가 발생한다.

또한, 주축 모터로 흐르는 전류를 검출하는 시간 간격을 짧게 설정할 경우에 이상 상태의 발생을 검출하지 못하게 되고, 길게 설정할 경우에는 공구의 이상을 검출하여 공작기계를 정지시키는 데까지 많은 시간이 소요되어 공작기계에 많은 무리를 주고, 공작물의 가공에 에러가 발생하게 된다.

그러므로 최근에는 공구재료의 국부적인 변형 에너지가 급격하게 방출될 경우에 발생하는 탄성 응력파를 이용하여 공구의 이상을 검출하고 있다.

일반적으로 공구가 공작물을 가공할 경우에 공작물이 절삭되면서 소정의 절삭음을 발생하게 된다.

상기 발생하는 절삭음은 정상 가공일 경우와 공구에 이상이 발생할 경우에 따라 상이하게 발생된다.

상기 발생되는 소리를 음향 센서를 이용하여 검출하고, 검출한 음향 주파수 및 음질의 변화를 판단하여 공구의 이상을 검출하였다.

공작물을 가공할 경우에 발생하는 소리를 이용하여 공구의 이상을 검출하는 종래의 기술을 도1의 도면을 참조하여 설명한다.

도1은 종래의 공구 파손 검출장치의 구성을 보인 도면이다. 여기서, 부호1은 미리 저장된 프로그램에 따라서 소정의 치수, 형상 및 모양으로 가공되는 소정의 공작물이고, 부호2는 상기 공작물(1)을 가공하는 공구이다.

부호3은 상기 공구(2)를 장착하여 상기 공작물(1)을 소정의 치수, 형상 및 모양으로 가공하는 선반 또는 머신센터 등의 공작기계이며, 부호4는 상기 공작기계(3)를 제어하며 상기 공작물(1)을 가공하는 작업용 콘트롤러이다.

부호5는 상기 공작기계(3)에 공구(2)를 장착하고, 상기 공작물(1)을 가공할 경우에 발생되는 소리를 검출하는 마이크 등의 음향센서이고, 부호6은 상기 음향센서(5)의 검출신호 중에서 상기 공구(2)의 이상을 검출할 소정 주파수의 신호만을 통과시키는 필터이고, 부호7은 상기 필터(6)의 출력신호로 상기 공구(2)의 이상 유무를 판단하고, 판단신호를 상기 작업용 콘트롤러(4)로 전송하는 음성신호 연산부이다.

이러한 구성의 공구 파손 검출장치가 구비되어 있는 종래의 공작기계는 작업자가 공작물(1)의 가공할 치수, 형상 및 모양 등을 작업용 콘트롤러(4)에 미리 프로그램하여 저장하고, 공작기계(3)에는 상기 공작물(1)을 가공할 소정의 공구(2)를 장착하게 된다.

이와 같은 상태에서 작업용 콘트롤러(4)는 미리 저장된 소정의 프로그램에 따라 공작기계(3)를 제어하여 공작물(1)을 원하는 치수, 형상 및 모양으로 원하는 수량만큼 가공하게 된다.

이와 같이 공작물(1)을 가공하는 상태에서 발생되는 소리를 음향센서(5)가 검출하게 된다.

상기 음향센서(5)의 검출신호 중에서 불필요한 주파수의 신호는 필터(6)에서 제거되고, 상기 공구(2)의 이상을 검출할 소정 주파수의 신호가 필터(6)에서 필터링되어 출력되며, 음성신호 연산부(7)로 입력된다.

그러면, 음성신호 연산부(7)는 상기 필터(6)에서 출력되는 신호의 주파수 성분과 크기를 분석하여 공구(2)의 이상 유무를 판단하고, 판단결과를 작업용 콘트롤러(4)로 전송하여 공구(2)에 이상이 있을 경우에 콘트롤러(4)는 공작기계(3)의 동작을 정지시키게 된다.

그러나 상기한 종래의 기술은 공구(2)가 공작물(1)을 가공할 경우에 공작물(1)이 절삭되는 소리는 물론 공작기계(3)에 구비되어 있는 각종 기어 및 구동부의 구동소리 등이 함께 음향센서에 검출된다.

그러므로 음향센서가 검출한 소리들 중에서 공작물의 절삭음을 정확하게 검출해야 되는 것으로서 절삭음을 검출하기 위한 복잡한 보정 프로그램을 필요로 하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 공구의 파손에 따른 자기장의 변화를 이용하여 공구의 파손을 정확하게 검출하는 공작기계의 공구파손 검출장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공작기계의 공구 파손 검출장치는 공구가 파손될 경우에 자기장의 세기가 크게 변화되는 것을 이용하는 것으로서 공구에 일정 주기의 자기장 발생신호를 인가하여 자기장을 발생시키게 한다.

상기 공구에는 자기장 검출센서를 설치하여 상기 자기장 발생신호에 따라 발생되는 자기장의 세기를 검출하고, 검출한 자기장의 세기의 변화량에 따라 서로 다른 폭을 가지는 펄스 신호를 발생하며, 상기 발생한 펄스 신호를 비교하여 공구의 파손을 검출하며, 검출한 공구의 파손 신호를 작업용 콘트롤러로 전송함으로써 공작기계의 동작을 정지시킨다.

제1도는 종래의 공구 파손 검출장치의 구성을 보인 도면.

제2도는 본 발명의 공구 파손 검출장치의 전체 구성을 보인 단면.

제3도는 본 발명의 공구 파손 검출장치에서 자기장 발생부를 보인 회로도.

제4도는 본 발명의 공구 파손 검출장치에서 공구 파손 검출부를 보인 회로도.

제5도는 본 발명의 공구 파손 검출장치에서 공구 파손 검출부를 보인 상세 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 공작물 12 : 공구

13 : 공작기계 14 : 작업용 콘트롤러

15 : 자기장 발생부 16 : 자기장 검출 센서

17 : 공구 파손 검출부 151 : 발진부

152 : 증폭부 153 : 자기장 발생신호 출력부

154 : 대역 통과 필터 155 : 정류/비교부

171 : 완충 증폭기 172 : 제1펄스 발생부

173 : 제2펄스 발생부 174 : 비교부

175 : 검출신호 출력부 1751 : 래치

1752 : 경보부 1753 : 표시/전송부

1754 : 리세트부

이하, 첨부된 도2 내지 도5의 도면을 참조하여 본 발명의 공작기계의 공구파손 검출장치를 상세히 설명한다.

도2는 본 발명의 공구파손 검출장치의 구성을 보인 도면이다.

여기서, 부호11은 미리 저장된 프로그램에 따라서 소정의 치수, 형상 및 모양으로 가공되는 소정의 공작물이고, 부호12는 상기 공작물(11)을 가공하는 공구이다. 부호13은 상기 공구(12)를 장착하여 상기 공작물(11)을 소정의 치수, 형상 및 모양으로 가공하는 공작기계이며, 부호14는 상기 공작기계(13)를 제어하여 상기 공작물(11)을 가공하는 작업용 콘트롤러이다.

부호15는 상기 공구(12)로 일정 주기의 자기장 발생신호를 인가하여 자기장을 발생하게 하는 자기장 발생부이고, 부호16은 상기 공구(12)가 발생하는 자기장을 검출하는 자기장 검출센서이며, 부호17은 상기 자기장 검출센서(16)의 검출신호로 상기 공구(12)가 파손되었는지를 검출하고 검출신호를 상기 작업용 콘트롤러(14)로 전송하는 공구파손 검출부이다.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 공작기계의 공구상태 검출장치는 작업용 콘트롤러(14)의 제어에 따라 공작기계(13)가 동작하여 공구(12)가 공작물(11)을 소정의 치수, 형상 및 모형으로 가공할 경우에 자기장 발생부(15)는 일정 주기로 자기장 발생신호를 발생하여 상기 공구(12)에 인가하게 된다.

그러면, 상기 공구(12)는 인가되는 자기장 발생신호에 따라 자기장을 발생하게 된다.

이와 같은 상태에서 공구(12)에서 발생되는 자기장의 세기를 자기장 검출센서(116)가 검출하게 된다.

여기서, 자기장 검출센서(16)는 예를 들면, 공구(12)의 주변에 코일을 권선하여 자기장의 세기를 검출할 수 있다.

그러나 코일만으로 자기장 검출센서(16)를 제조하여 자기장을 검출할 경우에 검출하는 자기장의 신호 레벨이 매우 낮다.

그러므로 본 발명에서는 공구(12)의 외주연부에 환상형 코어를 설치하고, 상기 환상형 코어에 코일을 권선하여 자기장의 세기를 검출한다.

상기 자기장 검출센서(16)가 검출한 자기장의 세기는 공구파손 검출부(17)로 입력된다.

그러면, 공구파손 검출부(17)는 자기장 검출센서(16)가 검출한 자기장의 세기의 변화를 판단하고, 자기장 세기의 변화가 있을 경우에 공구(12)의 파손으로 판단하고, 작업용 콘트롤러(14)로 전송하게 된다.

상기 작업용 콘트롤러(14)는 상기 공구파손 검출부(17)의 검출신호로 공구(12)가 파손되었는 지를 판단하고, 공구(12)의 파손이 판단될 경우에 공작기계(13)를 정지시키게 된다.

도3은 본 발명의 공구파손 검출장치에서 자기장 발생부(15)의 구성을 보인 회로도이다. 이에 도시된 바와 같이 발진신호를 출력하는 발진부(151)와, 상기 발진부(151)의 발진신호를 증폭하는 증폭부(152)와, 상기 증폭부(152)의 출력신호를 자기장 발생신호로 출력하여 상기 공구(12)에 인가하는 자기장 발생신호 출력부(153)와, 상기 자기장 발생신호 출력부(153)가 상기 공구(12)에 인가하는 자기장 발생신호를 검출하는 대역 통과 필터(154)와, 상기 대역 통과 필터(154)의 출력신호를 정류하고 미리 설정된 기준 전압과 비교하여 상기 작업용 콘트롤러(14)에 준비 신호로 출력하는 정류/비교부(155)로 구성하였다.

상기 자기장 발생신호 출력부(153)는 상기 증폭부(152)의 출력단자가 트랜지스터(TR1)의 베이스에 접속되고, 트랜지스터(TR1)의 콜텍터는 저항(R1)을 통해 트랜스(T1)의 일차 코일 및 콘덴서(C1)에 접속되며, 트랜스(T1)의 이차 코일은 가변전압(VR1), 트랜스(T2)의 일차 코일을 통해 공구(12)에 접속되며, 트랜스(T2)의 이차 코일은 콘덴서(C2) 및 상기 대역 통과 필터(154)의 입력단자에 접속된다.

도3의 도면 설명중 미설명 부호 B1+는 전원이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 자기장 발생부(15)는 전원(B1+)이 인가된 상태에서 발진부(151)는 발진하여 예를 들면, 100KHz의 주파수를 가지는 발진 신호를 출력하게 된다.

상기 발진부(151)가 출력하는 발진 신호는 증폭부(152)에서 증폭되고, 자기장 발생신호 출력부(153)의 트랜지스터(TR1)의 베이스에 인가되어 그의 콜렉터로 출력된다.

상기 트랜지스터(TR1)의 콜렉터로 출력된 100KHz의 발진신호는 트랜스(T1)의 일차 코일에서 이차 코일로 유도되고, 트랜스(T1)의 이차 코일로 유도된 발진신호는 가변저항(VR1) 및 트랜스(T2)의 일차 코일을 통해 공구(12)에 자기장 발생신호가 인가된다.

그러면, 공구(12)는 인가되는 100KHz의 발진 신호에 따라 자기장을 발생하게 된다.

그리고 상기 트랜스(T2)의 일차코일에서 이차 코일로 유도되는 발진신호는 대역 통과 필터(154)로 입력된다.

상기 대역 통과 필터(154)는 상기 트랜스(T2)의 이차 코일로부터 입력되는 신호에서 100KHz의 발진신호는 검출하고, 검출한 발진 신호는 정류/비교부(155)에 입력되어 직류 레벨로 정류되고, 미리 설정된 기준 전압과 비교된다.

여기서, 발진부(151)가 발진하여 공구(12)에 정상으로 자기장 발생신호가 인가될 경우에 상기 대역 통과 필터(154)의 출력신호를 정류한 직류 레벨보다 기준전압의 레벨이 낮게 설정한다.

그러면, 공구(12)에 자기장 발생신호가 인가되지 않을 경우에 정류/비교부(155)가 저전위를 출력하고, 출력한 저전위는 작업용 콘트롤러(14)에 인가되어 작업용 콘트롤러(14)는 공구(12)에서 자기장이 발생되지 않음을 인식하게 된다.

그리고 발진부(151)에서 발생된 발진신호가 공구(12)에서 정상으로 자기장 발생신호로 인가될 경우에는 정류/비교부(155)가 고전위를 출력하고, 출력한 고전위는 작업용 콘트롤러(14)에 준비신호로 인가되어 작업용 콘트롤러(14)는 공구에서 자기장이 발생함을 인식하게 된다.

도4는 본 발명의 공구파손 검출장치에서 공구파손 검출부를 보인 회로도이다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 자기장 검출센서(16)의 검출신호를 완충 증폭하는 완충 증폭기(171)와, 상기 완충 증폭기(171)에서 출력되는 자기장 검출신호의 세기가 급격히 가변될 경우에 미리 설정된 각기 다른 폭의 펄스 신호를 출력하는 제1펄스 발생부(172) 및 제2펄스 발생부(173)와, 상기 제1펄스 발생부(172) 및 제2펄스 발생부(173)의 출력신호를 비교하여 공구(12)의 파손 검출신호를 출력하는 비교부(174)와, 상기비교부(174)의 출력신호를 상기 작업용 콘트롤러(14)로 전송하는 검출신호 출력부(175)로 구성하였다.

도5는 본 발명의 공구 파손 검출장치에서 공구파손 검출부를 보인 상세 회로도이다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 완충 증폭기(171)는, 자기장 검출센서(16)가 콘덴서(C11)를 통해 접지저항(R11) 및 연산 증폭기(1711)의 비반전 입력단자(+)에 접속되고, 연산 증폭기(1711)의 출력단자가 접지저항(R12) 및 접지콘덴서(C12)에 접속됨과 아울러 그 접속점이 연산 증폭기(1711)의 반전 입자단자(-)에 궤환 접속된다.

제1펄스 발생부(172) 및 제2펄스 발생부(173)는, 전원(B2+)에 저항(R21)(R31), 가변저항(VR21)(VR31) 및 저항(R22)(R32)이 직렬로 접속되고, 상기 가변저항(VR21)(VR31)의 가변단자가 접지콘덴서(C21)(C31) 및 저항(R23)(R33)을 통해 연산 증폭기(1721)(1731)의 반전 입력단자(-)에 접속되며, 연산 증폭기(1721)(1731)의 비반전 입력단자(+)에는 상기 완충 증폭기(171)의 출력단자가 접속되어 반전 입력단자(-)에 접속되며, 연산 증폭기(1721)(1731)의 출력단자는 병렬 접속된 콘덴서(C22)(C32) 및 저항(R24)(R34)을 통해 연산 증폭기(1721)(1731)의 반전 입력단자(-)에 궤환 접속된다.

상기 검출신호 출력부(175)는, 상기 비교부(174)의 출력단자가 래치(1751)의 세트 단자(SE)에 접속되어 래치(1751)의 출력단자(Q)가 경보부(1752)에 접속된다.

상기 래치(1751)의 출력단자(/Q)에는 전원(B2+)이 포토 카플러(PT1)의 발광부, 저항(R4) 및 발광 다이오드(LED)를 통해 인가되게 접속되고, 포토 카플러(PT1)의 수광부가 상기 작업용 콘트롤러(14)에 접속되어 표시/전송부(1753)가 구성된다.

상기 래치(1751)의 리세트 단자(RE)에는 상기 작업용 콘트롤러(14)에서 출력되는 리세트 신호가 포토 카플로(TP2) 및 접지저항(R42)을 통해 인가되게 접속되어 리세트부(1754)가 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 공구 파손 검출부(17)는, 인가되는 전원(B2+)이 제1펄스 발생부(172) 및 제2펄스 발생부(173)의 직렬 접속된 저항(R21)(R31), 가변저항(VR21)(VR31) 및 저항(R22)(R32)에 의해 분할되고, 분할되어 가변저항(VR21(VR31)의 가변단자로 출력되는 전원이 저항(R23)(R33)을 통해 연산 증폭기(1721)(1731)의 반전 입력단자(-)에 인가된다.

그리고 작업용 콘트롤러(14)가 리세트 신호를 출력함에 따라 검출신호 출력부(175)의 리세트부(1754)의 포토 카플러(PT2)가 동작하고, 래치(1751)의 리세트 단자(RE)에 고전위가 인가되므로 래치(1751)가 리세트되어 출력단자(Q)(/Q)로 저전위 및 고전위를 각기 출력하게 된다.

이와 같은 상태에서 자기장 검출센서(16)가 검출하는 자기장이 완충 증폭기(171)의 콘덴서(C11)를 통하고, 연산 증폭기(1711)에서 완충 증폭되어 상기 제1펄스 발생부(172) 및 제2펄스 발생부(173)의 연산증폭기(1721)(1731)의 비반전 입력단자(+)에 인가된다.

상기 연산 증폭기(1721)(1731)는 그의 반전 입력단자(-)에 인가되는 전원 레벨과 상기 완충 증폭기(171)의 출력신호 레벨을 비교하게 된다.

여기서, 완충 증폭기(171)에서 출력되는 자기장 검출신호의 레벨이 가변됨이 없이 일정할 경우에 연산 증폭기(1721)(1731)는 모두 저전위를 출력하게 된다.

그러면, 비교부(174)가 저전위를 출력하고, 비교부(174)가 출력한 저전위는 검출신호 출력부(175)의 래치(1751)의 세트단자(SE)에 인가된다.

따라서 래치(1751)가 세트되지 않아 그의 출력단자(Q)(/Q)로 각기 저전위 및고전위를 출력하게 되므로 경보부(1752)가 동작하지 않고, 표시/전송부(1753)의 발광 다이오드(LED)가 점등되지 않음은 물론 포토 카플러(PT1)가 동작하지 않게 된다.

이와 같은 상태에서 공구(12)가 파손되어 자기장 검출 센서(15)가 검출하는 자기장의 세기가 가변되면, 상기 연산 증폭기(1721)(1731)의 비반전 입력단자(-)에 인가되는 자기장 검출 신호의 레벨이 가변되므로 연산 증폭기(1721)(1731)는 펄스신호를 출력하게 된다.

여기서, 본 발명은 콘덴서(C22)(C32)의 용량을 서로 상이하게 설정하여 제1펄스 발생부(172)에서 출력되는 펄스 신호의 폭이 제2펄스 발생부(173)에서 출력되는 펄스신호의 폭보다 좁게 한다.

그러면, 상기 제1펄스 발생부(172) 및 제2펄스 발생부(173)가 출력하는 펄스 신호의 폭이 차이 기간동안 비교부(174)가 고전위의 펄스 신호를 출력하고, 출력한 고전위의 펄스신호는 래치(1751)의 세트단자(SE)에 인가된다.

이와 같이 래치(1751)의 세트단자(SE)에 고전위의 펄스신호가 인가되면, 래치(1751)가 세트되어 그의 출력단자(Q)로 고전위를 출력하고, 출력단자(/Q)로 저전위를 출력하게 된다.

이와 같이 래치(1751)가 출력단자(Q)로 출력하는 고전위에 의해 경보부(172)가 구동되어 공구(12)의 파손을 경보하게 된다.

그리고 래치(1751)의 출력단자(/Q)로 저전위가 출력됨에 따라 전원(B2+)이 표시/전송부(1753)의 포토 카플러(PT1)의 발광부, 저항(R41) 및 발광 다이오드(LED)를 순차적으로 통해 래치(1751)의 출력단자(/Q)로 흐르게 되므로 발광 다이오드(LED)가 점등되어 공구(12)의 파손을 표시하고, 포토 카플러(PT1)가 동작하여 작업용 콘트롤러(14)에 공구(12)의 파손을 알리게 된다.

그러면, 작업용 콘트롤러(12)는 공구(12)의 파손을 판단하고, 공작 기계(13)를 정지시켜 공작물(11)의 가공에 에러가 발생되는 것을 방지한다.

이상에서와 같이 본 발명은 공구가 파손될 경우에 발생되는 자기장의 변화를 이용하여 공구의 파손 여부를 검출하는 것으로서 공구가 파손될 경우에 이를 빠르고 정확하게 검출할 수 있음은 물론 공구의 파손으로 인한 공작 기계 및 공작물의 손상을 제거할 수 있다.

Claims (7)

1. 공구가 장착되고 미리 저장된 프로그램에 따라 상기 공구로 공작물을 가공하는 공작 기계와, 상기 공작 기계의 가공 작업을 제어하는 작업용 콘트롤러와, 상기 공구에 일정 주기의 자기장 발생신호를 인가하여 자기장을 발생하게 하는 자기장 발생부와, 상기 자기장 발생신호에 따라 상기 공구에서 발생되는 자기장을 검출하는 자기장 검출 센서와, 상기 자기장 검출 센서의 검출 신호로 상기 공구가 파손되었는지를 검출하고 파손될 경우에 이를 상기 작업용 콘트롤러로 전송하는 공구 파손 검출부로 구성됨을 특징으로 하는 공작 기계의 공구 파손 검출 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 자기장 발생부는, 발진신호를 출력하는 발진부와, 상기 발진부의 발진 신호를 증폭하는 증폭부와, 상기 증폭부의 출력신호를 자기장 발생신호로 출력하여 상기 공구에 인가하는 자기장 발생신호 출력부와, 상기 자기장 발생신호 출력부가 상기 공구에 인가하는 자기장 발생신호를 검출하는 대역 통과 필터와, 상기 대역 통과 필터의 출력신호를 정류하고 미리 설정된 기준 전압과 비교하여 상기 작업용 콘트롤러에 준비 신호로 출력하는 정류/비교부로 구성됨을 특징으로 하는 공작 기계의 공구 상태 검출 장치.
3. 청구항2에 있어서, 상기 자기장 발생신호 출력부는, 상기 증폭부의 출력단자가 트랜지스터의 베이스에 접속되고, 트랜지스터의 콜렉터는 제1트랜스의 일차 코일측에 접속되어 제1트랜스의 이차 코일이 가변 저항 및 제2트랜스의 일차 코일을 통해 공구에 접속되며, 제2트랜스의 이차 코일은 상기 대역 통과 필터의 입력단자측에 접속됨을 특징으로 하는 공작 기계의 공구 상태 검출장치.
4. 청구항1에 있어서, 공구 파손 검출부는, 상기 자기장 검출 센서의 검출 신호를 완층 증폭하는 완충 증폭기와, 상기 완충 증폭기에서 출력되는 자기장 검출신호의 세기가 급격히 가변될 경우에 미리 설정된 각기 다른 폭의 펄스신호를 출력하는 제1 펄스 발생부 및 제2펄스 발생부와, 상기 제1 펄스 발생부 및 제2펄스 발생부의 출력신호를 비교하여 공구의 파손 검출신호를 출력하는 비교부와, 상기 비교부의 출력신호를 상기 작업용 콘트롤러로 전송하는 검출신호 출력부로 구성됨을 특징으로 하는 공작 기계의 공구 상태 검출장치.
5. 청구항1 또는 청구항4에 있어서, 상기 자기장 검출 센서는, 상기 공구의 외주연부에 환상형 코어를 설치하고, 상기 환상형 코어에 코일을 권선한 것을 특징으로 하는 공작 기계의 공구 파손 검출장치.
6. 청구항4에 있어서, 상기 검출신호 출력부는, 상기 공구가 파손될 경우에 상기 비교부의 출력신호에 따라 세트되고 상기 작업용 콘트롤러의 제어에 따라 리세트되는 래치와, 상기 래치가 세트될 경우에 공구 파손의 검출신호를 상기 작업용 콘트롤러로 전송하는 표시/전송부와, 상기 작업용 콘트롤러의 제어에 따라 상기 래치를 리세트시키는 리세트부로 구성됨을 특징으로 하는 공작 기계의 공구 파손 검출장치.
7. 청구항6에 있어서, 상기 검출신호 출력부는 공구가 파손될 경우에 이를 경보하는 경보부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작 기계의 공구 파손 검출장치.