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JPH0526248U - Cutting equipment - Google Patents

Cutting equipment

Info

Publication number
JPH0526248U
JPH0526248U JP7655291U JP7655291U JPH0526248U JP H0526248 U JPH0526248 U JP H0526248U JP 7655291 U JP7655291 U JP 7655291U JP 7655291 U JP7655291 U JP 7655291U JP H0526248 U JPH0526248 U JP H0526248U
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
force sensor
cutting
processing
force
tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7655291U
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
正高 稲城
雅夫 翫
直 川田
豊次 伊藤
隆美 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP7655291U priority Critical patent/JPH0526248U/en
Priority to DE4228333A priority patent/DE4228333A1/en
Publication of JPH0526248U publication Critical patent/JPH0526248U/en
Priority to US08/285,871 priority patent/US5506786A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 超精密切削加工の分野において、加工中の切
削状態や形状精度をリアルタイムに検出する力覚センサ
の破損を防止する。 【構成】 刃物台3には切削加工中の加工反力を検出す
る力覚センサ4が取付けられている。力覚センサ4の上
下には、わずかの間隙Gを距てて制限部材32を、基底部
では接した状態で固定する。制限部材32にはピエゾ素子
Pを挿着し力覚センサ4が変形範囲を越えて変形するこ
とがないよう、ピエゾ素子Pへの印加電圧を変化させて
制限部材32と力覚センサ4との間隙Gを微調整し、変形
量を制限する。
(57) [Summary] (Modified) [Purpose] In the field of ultra-precision cutting, to prevent damage to the force sensor that detects the cutting state and shape accuracy during processing in real time. [Structure] A force sensor 4 for detecting a processing reaction force during cutting is attached to the tool rest 3. A limiting member 32 is fixed above and below the force sensor 4 with a slight gap G in contact therewith at the base. The voltage applied to the piezo element P is changed so that the force sensor 4 is not deformed beyond the deformation range by inserting the piezo element P into the restriction member 32 and the force sensor 4 is deformed. The gap G is finely adjusted to limit the amount of deformation.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

この考案は、画像形成装置に用いられる金属製薄肉円筒部材を被切削部材とす る切削加工装置に関するものである。 The present invention relates to a cutting device using a thin metal cylindrical member used in an image forming apparatus as a member to be cut.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

例えば感光体ドラム・磁気ディスクサブストレートなどの超精密切削加工の分 野においては、通常鏡面加工が行われている。これらの製品の検査については、 寸法精度・形状精度のみならず、表面が鏡面であるかどうかも重要であり、スク ラッチと呼ばれる幅10μm程度の微細な傷も許されない場合が多い。 For example, in the field of ultra-precision cutting of photoconductor drums and magnetic disk substrates, mirror finishing is usually performed. When inspecting these products, not only dimensional accuracy and shape accuracy but also whether or not the surface is a mirror surface is important, and in many cases fine scratches with a width of about 10 μm called scratches are not allowed.

【0003】 この表面状態の検査については、現状では加工後に作業者が目視で検査してい る。この方法では、作業者に技能が要求されるとともに、加工の自動化を進める 上で問題となっていた。Regarding the inspection of the surface state, at present, the operator visually inspects after processing. This method requires the skill of the worker and poses a problem in promoting the automation of processing.

【0004】 また、この表面状態の検査については、次のような研究がなされている。Further, the following research has been conducted on the inspection of the surface state.

【0005】 1)レーザー光を被加工物の表面に当てて得られる散乱光により、切削加工され た面の粗さを測定する技術(森田健二、川久保洋一:回折光を利用した鏡面加工 表面粗さのインプロセス計測、精密工学会誌、54、4(1988)、642〜646)。1) A technique for measuring the roughness of a machined surface by scattered light obtained by irradiating the surface of a workpiece with laser light (Kenji Morita, Yoichi Kawakubo: Mirror surface machining using diffracted light Sano in-process measurement, Journal of Precision Engineering, 54, 4 (1988), 642-646).

【0006】 2)レーザー光を被加工物の表面に当てて得られる散乱光により、加工された面 の微細傷を定量的に測定評価する技術(三好隆志、姜永準、斎藤勝政:散乱理論 を用いた微小傷の測定評価に関する研究(第1報)、精密工学会誌、54、6(198 8)、1095〜1100)。2) A technique for quantitatively measuring and evaluating fine scratches on a processed surface by scattered light obtained by shining a laser beam on the surface of a workpiece (Takashi Miyoshi, Jun Kangei, Katsumasa Saito: using scattering theory) Study on measurement and evaluation of small scratches (1st report), Journal of Precision Engineering, 54, 6 (1988), 1095-1100).

【0007】 3)レーザー光を利用して臨界角法で表面粗さを非接触で計測する技術(河野嗣 男:インプロセス計測加工制御技術の概要、精密工学会産学協同研究協力分科会 合同発表会シンポジウムテキスト、1990、1〜5)。3) Non-contact measurement of surface roughness using the critical angle method using laser light (Tsuguo Kono: Outline of in-process measurement processing control technology, Joint presentation by Precision Engineering Society, Industry-Academia Cooperative Research Cooperation Subcommittee) Meeting symposium text, 1990, 1-5).

【0008】 また、加工中の振動、AE信号、熱の流れなどに着目することにより、加工状 態を監視することについて、次のような研究がなされている。Further, the following research has been conducted on monitoring the processing state by paying attention to vibration during processing, AE signal, heat flow and the like.

【0009】 4)熱流束に着目することにより切り屑の絡みなどの現象を加工中に認識する技 術(新野秀憲、M.Rahman、稲場千佳郎:熱流束計測に基づく加工環境の認識−計 測結果の妥当性評価−精密工学会秋季大会学術講演論文集、1990、583〜584)。4) Technology for recognizing phenomena such as chip entanglement during machining by focusing on heat flux (Hidenori Shinno, M. Rahman, Chikaro Inaba: Recognition of machining environment based on heat flux measurement-total Validity evaluation of measurement results-Proceedings of the Japan Society for Precision Engineering Autumn Meeting, 1990, 583-584).

【0010】 5)超音波信号を用いて工具の摩耗状態を認識する技術(伊藤周三、白澤富士夫 、稲場千佳郎、伊藤誼:超音波インプロセスセンサによる工具摩耗状態認識、精 密工学会秋季大会学術講演論文集、1990、585-586)。5) Technology for recognizing the wear state of tools using ultrasonic signals (Shuzo Ito, Fujio Shirasawa, Chikaro Inaba, Kei Ito: Tool wear state recognition using ultrasonic in-process sensors, Japan Society for Precision Engineering Autumn Meeting Academic Proceedings, 1990, 585-586).

【0011】 また、形状精度の計測では、加工された被加工物の形状測定から切込み量にフ ィードバックをかけて、高精度な加工を実現する試みがなされている(河野嗣男 :インプロセス計測加工制御技術の概要、精密工学会産学協同研究協力分科会合 同発表会シンポジウムテキスト、1990、1〜5)。In the measurement of shape accuracy, an attempt has been made to realize high-precision processing by measuring the shape of a processed workpiece and feeding back the depth of cut (Tsuguo Kono: In-process measurement processing). Outline of control technology, symposium text of the presentation meeting of the precision engineering society, industry-academia cooperative research cooperation subcommittee, 1990, 1-5.

【0012】[0012]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

これらの従来技術について、加工中の振動やAE信号を監視するものは、主に 工具の摩耗や破損の検出を目的としている。また、加工中の熱の流れを監視する ものは、熱の情報は一般に時間遅れを持つため、高速な現象の検出は難しいと考 えられる。また、これらの技術は、μmオーダーの一般的な精密加工を対象とし ており、超精密切削加工に適用した事例はない。 Among these conventional techniques, those that monitor vibrations and AE signals during machining are mainly intended to detect wear and breakage of tools. In addition, it is considered difficult for a device that monitors the heat flow during processing to detect a high-speed phenomenon because the heat information generally has a time delay. In addition, these technologies are targeted for general precision processing on the order of μm, and there is no case where they are applied to ultra-precision cutting processing.

【0013】 さらに、レーザー光などの光学的な計測法では、次のような欠点がある。Further, the optical measuring method using laser light has the following drawbacks.

【0014】 レーザー光を利用して、光学的に表面の形状や粗さを計測する場合、空間的な 制約から、加工を行っているバイトの刃先とセンサにより計測しているポイント を同一にすることは難しい。従って、センサにより検出された情報は、まさに加 工しているポイントの情報でなく、わずかであるが時間的な差を持つことになる 。When optically measuring the shape and roughness of the surface using laser light, the cutting edge of the cutting tool and the point measured by the sensor are made to be the same due to spatial restrictions. It's difficult. Therefore, the information detected by the sensor is not exactly the information of the processing point, but has a slight time difference.

【0015】 また、実際の加工では、切削液を使用する場合が多く、光学的な計測法では、 その影響も問題となってくるため、インプロセス計測として実際の生産に適用す ることは難しい。従って、光学的な方法では、加工後に計測することになり、検 査の時間がかかる。In addition, cutting fluid is often used in actual machining, and its influence also becomes a problem in optical measurement methods, so it is difficult to apply it to actual production as in-process measurement. . Therefore, in the optical method, the measurement is performed after the processing, and the inspection takes time.

【0016】 そこで、我々は加工中に計測するパラメータとして加工反力に着目した。加工 反力は、加工点そのもので発生している物理量であり、加工中の表面の形状や状 態が変化する場合、加工反力も表面の形状や状態にともない変化していると考え られるからである。Therefore, we paid attention to the processing reaction force as a parameter measured during processing. The processing reaction force is a physical quantity generated at the processing point itself, and if the surface shape or state during processing changes, the processing reaction force is also considered to change with the surface shape or state. is there.

【0017】 前記の加工反力を検出する検出手段としてはひずみゲージを利用した力覚セン サが使用される。A force sensor using a strain gauge is used as the detection means for detecting the processing reaction force.

【0018】 前記力覚センサは切削工具を支持するバイトシャンク基部に取付けられ、工具 の受ける切削抵抗ををバイトシャンク基部に設けたひずみゲージの電気的な加工 反力の信号に変換して加工状態をモードパターンの波形をもって表示することが 出来る。The force sensor is attached to the base of the tool shank supporting the cutting tool, and the cutting resistance received by the tool is converted into a signal of an electric processing reaction force of the strain gauge provided on the base of the tool shank to process the machining state. Can be displayed as a mode pattern waveform.

【0019】 従って前記のモードパターン信号から得た情報をフィードバックすることによ り被切削物の加工状態を自動的に修正することが可能となる。Therefore, by feeding back the information obtained from the mode pattern signal, it becomes possible to automatically correct the machining state of the workpiece.

【0020】 しかし前記の力覚センサは異常に大きな切削抵抗を受けたり、他の器物との衝 突等によって限度以上の大きな外力が加わったりすると破壊し修復するのが困難 となるので、力覚センサの加工反力を検出する範囲を越える変形を阻止する防護 装置が必要とされる。However, if the force sensor is subjected to an abnormally large cutting resistance, or if an external force exceeding the limit is applied due to a collision with another instrument, it is difficult to destroy and restore the force sensor. A protective device is required to prevent deformation beyond the range where the processing reaction force of the sensor is detected.

【0021】 一般に、防護装置としては、力覚センサの外壁に対しボルトのねじ調節等によ って刃物台の外壁と僅かな間隙を形成した強固なブロック部材を設置し、大きな 外力を受けたときは力覚センサの変形がブロック部材によって阻止することがな されるが、その間隙は数ミクロンから数十ミクロンの範囲内において極めて高い 精度をもって設定される必要があるため、ボルトの調節では高精度に設定するこ とがむずかしく、そのため力覚センサの万全な防護には多大な調整時間を要しな がら万全を期することは困難とされていた。In general, as a protective device, a strong block member, which forms a slight gap with the outer wall of the tool rest by adjusting the screw of a bolt, is installed on the outer wall of the force sensor to receive a large external force. At this time, the deformation of the force sensor is prevented by the block member, but since the gap must be set with extremely high accuracy within the range of several microns to several tens of microns, adjustment of the bolt will increase the It was difficult to set the accuracy, and it was therefore difficult to ensure complete protection of the force sensor without requiring a great amount of adjustment time.

【0022】 本考案はこの点を解決して改良した結果力覚センサの許容される変形範囲を高 精度に設定し、之によって力覚センサの破壊を未然にかつ確実に防止する処置を とることの出来る切削加工装置の提供を目的としたものである。As a result of solving this problem and improving the present invention, the allowable deformation range of the force sensor is set with high accuracy, and as a result, measures are taken to prevent damage to the force sensor in advance. The purpose of the present invention is to provide a cutting machine capable of performing the above.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記目的は、画像形成装置に用いられる金属製薄肉円筒部材を被切削部材とす る切削加工装置において、前記切削加工に用いる工具の刃物台に切削加工時の加 工反力を検出するための力覚センサを設置し、前記力覚センサの作動範囲をピエ ゾ素子を用いて規制することによって前記力覚センサの破損を防止するよう構成 したことを特徴とする切削加工装置によって達成される。 The above-mentioned object is to detect the reaction force at the time of cutting on the tool post of the tool used for the cutting in the cutting device using the thin metal cylindrical member used for the image forming apparatus as the member to be cut. The present invention is achieved by a cutting machine characterized in that a force sensor is installed and the operating range of the force sensor is restricted by using a piezo element to prevent damage to the force sensor.

【0024】[0024]

【実施例】【Example】

以下、この考案の切削加工装置の実施例を説明する。図1は切削加工装置の概 略図、図2は切削中の加工反力の出力波形を示す図である。 An embodiment of the cutting apparatus of the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic view of a cutting device, and FIG. 2 is a diagram showing an output waveform of a processing reaction force during cutting.

【0025】 この考案の切削加工装置は、画像形成装置に用いられる金属製薄肉円筒部材を 被切削部材とするものであり、複写機やレーザービームプリンターなどに用いら れる金属製薄肉円筒部材である感光体ドラム基体1を加工する旋盤2には刃物台 3が設けられている。刃物台3には切削加工中の加工反力を検出するひずみゲー ジを利用した力覚センサすなわち力覚センサ4が取付けられており、この力覚セ ンサ4が切削加工に用いる工具Aから切削加工時の加工反力を検出するための検 出手段を構成している。The cutting apparatus of the present invention uses a metal thin-walled cylindrical member used in an image forming apparatus as a member to be cut, and is a metal thin-walled cylindrical member used in a copying machine or a laser beam printer. A lathe 2 for processing the photosensitive drum substrate 1 is provided with a tool rest 3. The tool rest 3 is equipped with a force sensor, that is, a force sensor 4 that uses a strain gauge that detects the processing reaction force during cutting. This force sensor 4 cuts from the tool A used for cutting. It constitutes a detection means for detecting the processing reaction force during processing.

【0026】 力覚センサ4から得られた出力信号を動歪計5にて増幅し、AD変換器6によ りデジタル信号に変換してコンピュータ7に取込む。コンピュータ7には記憶手 段8としてメモリとディスク装置が接続されており、そこに記憶されている切削 加工時の加工表面状態に応じて類別される複数のモードパターン信号と、力覚セ ンサ4から得られた出力信号とを比較手段9で比較し、切削加工中の状態を検出 する。コンピュータ7では検出後加工を制御するための信号を作成し、旋盤2を 制御するNC装置またはシーケンサ10に対してデジタルIOボード・RS232Cイン ターフェースなどを介して制御信号を送る。The output signal obtained from the force sensor 4 is amplified by the dynamic strain gauge 5, converted into a digital signal by the AD converter 6, and taken into the computer 7. A memory and a disk device are connected to the computer 7 as a storage means 8, and a plurality of mode pattern signals categorized according to the processing surface state at the time of cutting stored in the memory 7 and the force sensor 4 are stored. The output signal obtained from the above is compared by the comparison means 9 to detect the state during cutting. The computer 7 creates a signal for controlling the machining after detection and sends a control signal to the NC device or the sequencer 10 for controlling the lathe 2 via a digital IO board / RS232C interface or the like.

【0027】 力覚センサ4から得られた出力信号はローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、 バンドパスフィルタなどのフィルタ処理を行ってからAD変換器6に入力しても よく、またこれらのフィルタ処理をAD変換器6によるAD変換後にソフトウェ アにて行ってもよく、これによりノイズを除去することができる。The output signal obtained from the force sensor 4 may be filtered by a low-pass filter, a high-pass filter, a band-pass filter, etc., and then input to the AD converter 6, and these filter processes may be AD-converted. It may be performed by software after AD conversion by the device 6, so that noise can be removed.

【0028】 切削中の加工反力の検出には、例えば1989年精密工学会秋季大会学術講演論文 集頁111-112「磁気ディスク切削用モノブロック形3分力検出ホルダの試み」( 畑村洋太郎、足立光明)記載されている、工具一体型の加工反力検出ホルダを使 用することができる。このセンサは、通常のバイトシャンクと同じ大きさで、コ ンパクトであり、剛性が高いことが特徴である。実際に、このセンサを用いて加 工を行った場合、鏡面が形成でき、形状精度も通常のシャンクと同程度であるこ とが認識されている。For detecting the processing reaction force during cutting, for example, 1989 Precision Engineering Society Autumn Meeting Academic Lectures, pp. 111-112 “Trial of Monoblock Type Three-Component Force Detection Holder for Magnetic Disk Cutting” (Yotaro Hatamura, Adachi Mitsuaki) The tool-integrated machining reaction force detection holder described can be used. This sensor has the same size as a normal bite shank, is compact and has high rigidity. In fact, it has been recognized that when processing is performed using this sensor, a mirror surface can be formed and the shape accuracy is about the same as that of a normal shank.

【0029】 動歪計5としては例えば(株)共和電業製DPM613BをAD変換器としては例え ばカノープス電子(株)製AD変換ボードADX-98Eを、インターフェースボード としては例えばコンテック(株)IOボードPIO-24/24(98)を、コンピュータと しては例えば日本電気(株)製PC-9801UVを使用することができる。As the dynamic strain gauge 5, for example, a DPM613B manufactured by Kyowa Denki Co., Ltd. is used as an AD converter, for example, an AD conversion board ADX-98E manufactured by Canopus Electronics Co., Ltd., and as an interface board, for example, Contec Co., Ltd. IO. The board PIO-24 / 24 (98) can be used as a computer, for example, PC-9801UV manufactured by NEC Corporation.

【0030】 次に、この切削加工装置を用いて、切削加工中の加工状態の検出を行った例に ついて述べる。被加工物は、材質A5805相当のアルミニウム製薄肉円筒で直径が6 0mm、厚みは1mmの感光体ドラム基体1を使用した。工具は天然単結晶ダイヤモ ンド平バイトを使用した。加工条件は、主軸回転数6,000rpm、送り0.2mm/rev、 切込み20μmにて加工した。Next, an example of detecting a processing state during cutting using this cutting apparatus will be described. The workpiece was a thin-walled aluminum cylinder corresponding to the material A5805, and the photosensitive drum substrate 1 having a diameter of 60 mm and a thickness of 1 mm was used. The tool used was a natural single crystal diamond flat tool. The processing conditions were: spindle speed 6,000 rpm, feed 0.2 mm / rev, depth of cut 20 μm.

【0031】 この感光体ドラム基体1の加工において、加工中に起きる不良としては表面状 態の不良が重要である。具体的には、びびり振動・こすれ傷・切粉のからみによ る不良・削り残しなどがある。これらの不良は、従来加工後の人間が目視により 判断していた。加工反力の出力信号のパターンを分類することにより、これらの 現象が出力信号から検出されることがわかった。In the processing of the photoconductor drum substrate 1, surface defects are important as defects that occur during processing. Specifically, there are chatter vibrations, scratches, defects due to entanglement of cutting chips, and uncut parts. Conventionally, these defects were visually judged by humans after processing. It was found that these phenomena can be detected from the output signal by classifying the output signal pattern of the processing reaction force.

【0032】 加工反力の検出を行う際に、力覚センサ4が正常に動作しているかをチェック している。具体的には使用した力覚センサ4は歪ゲージにより力を歪に変換して 検出しているので、使用前に動歪計5で回路のバランスをとり、バランス調整後 の出力信号が設定した範囲内になっている場合正常動作をしていると判断する。 力覚センサ4の回路中に断線などの故障がある場合には、バランス調整後の出力 信号が設定した範囲外となり、正常動作でないことが判る。When the processing reaction force is detected, it is checked whether the force sensor 4 is operating normally. Specifically, the force sensor 4 used detects the force by converting it into strain with a strain gauge, so the dynamic strain gauge 5 balances the circuit before use, and the output signal after balance adjustment is set. If it is within the range, it is determined to be operating normally. If the circuit of the force sensor 4 has a failure such as a wire breakage, the output signal after the balance adjustment is out of the set range, and it can be seen that the operation is not normal.

【0033】 図2は表面状態が0.2Sないし0.3S程度の鏡面の得られる通常の切削状態に対 応する加工反力の出力信号の波形である。加工開始とともに加工反力が検出され 、この加工反力の出力信号の立ち上がりに着目することにより、加工開始の自動 判断を行なっている。また、出力信号は加工終了とともにほぼゼロレベルに戻っ ており、この出力信号の立ち下がりに着目することにより、加工終了の自動判断 を行なってる。FIG. 2 is a waveform of an output signal of a processing reaction force corresponding to a normal cutting state where a mirror surface having a surface state of about 0.2S to 0.3S is obtained. The processing reaction force is detected at the start of processing, and by paying attention to the rise of the output signal of this processing reaction force, the processing start is automatically determined. In addition, the output signal returns to almost zero level when the machining is completed, and by paying attention to the trailing edge of this output signal, the automatic completion of machining is determined.

【0034】 図3は前記刃物台3の細部構成を示したもので、前記工具Aは取付具30を介し て力覚センサ4に取付られ、前記力覚センサ4は刃物台3に固定される。FIG. 3 shows a detailed configuration of the tool rest 3, in which the tool A is attached to the force sensor 4 via a fixture 30 and the force sensor 4 is fixed to the tool rest 3. .

【0035】 前記力覚センサ4は、上底面に設けた角溝31Aの中間部に角穴31Bが貫通して いて、該角穴31Bの前記角溝31Aに対応する上下底には前述した歪ゲージ31をそ れぞれ貼着して取付けている。The force sensor 4 has a square hole 31B penetrating the middle portion of the square groove 31A provided on the upper bottom surface thereof, and the above-mentioned strain is formed on the upper and lower bottoms of the square hole 31B corresponding to the square groove 31A. Each gauge 31 is attached and attached.

【0036】 前記力覚センサ4は、感光体ドラム基体1を加工する際に受ける前記工具Aの 切削抵抗を、角穴31Bの上底面に作用する引張あるいは圧縮ひずみとして検知し て、その加工反力を前述した信号波形として出力する。The force sensor 4 detects the cutting resistance of the tool A received when the photosensitive drum substrate 1 is processed, as a tensile or compressive strain acting on the upper bottom surface of the square hole 31B, and detects the processing resistance. The force is output as the signal waveform described above.

【0037】 力覚センサ4の上下の各外側面にはわずかの間隙Gを距たてた各制限部材32が 基底部では接した状態で固定されている。On the upper and lower outer side surfaces of the force sensor 4, each limiting member 32 with a slight gap G is fixed in a state of being in contact with the base portion.

【0038】 本考案の切削加工装置では、前記各制限部材32は、切穴溝32Aに接続して貫通 した各角穴32Bの内部にピエゾ素子Pを挿着していて、ピエゾ素子Pに印加する 電圧によって間隙Gは微細な調整がなされるようになっている。In the cutting apparatus of the present invention, each limiting member 32 has a piezo element P attached inside each square hole 32B that is connected to and penetrates the cut groove 32A, and is applied to the piezo element P. The gap G is adapted to be finely adjusted by the applied voltage.

【0039】 よって予じめ切削工具に静的な負荷を与え、力覚センサ4からの出力を検知し ながら切削工具への負荷を除々に増加して行く。Therefore, a static load is applied to the preliminary cutting tool, and the load on the cutting tool is gradually increased while detecting the output from the force sensor 4.

【0040】 そして力覚センサ4からの出力が、測定可能とする限界値内のある設定値を示 したところ(例えば限界ひずみ量の50%〜70%)以上には、力覚センサ4がひず まないよう間隙Gを設定する。かかる間隙Gを設定するのはピエゾ素子Pへの印 加電圧を変化させ、切削工具への負荷を増加して行っても、刃物台31の変形が制 限部材32によって阻止されて、力覚センサ4からの出力が設定値以上に変化しな いよう調整することによって行われる。When the output from the force sensor 4 indicates a certain set value within the measurable limit value (for example, 50% to 70% of the limit strain amount), the force sensor 4 falls below the threshold value. Set the gap G so that it does not move. The gap G is set by changing the applied voltage to the piezo element P and increasing the load on the cutting tool, so that the deformation of the tool rest 31 is blocked by the restricting member 32 and the force sense is suppressed. This is performed by adjusting so that the output from the sensor 4 does not change beyond the set value.

【0041】 加工状態が正常であって前記工具Aの受ける切削抵抗が予じめ設定した設定範 囲内にあれば、力覚センサ4の弾性変形は前述した間隙Gの範囲内にとどまり、 従って前記の各制限部材32には当接することなく加工が続行される。If the machining state is normal and the cutting resistance received by the tool A is within the preset setting range, the elastic deformation of the force sensor 4 remains within the above-mentioned gap G, and thus The machining is continued without contacting each of the restriction members 32.

【0042】 加工状態が異常となり或いは事故が発生して工具Aの受ける切削抵抗が予じめ 設定した設定範囲を越えて力覚センサ4自体に強い外力が加わった場合には、力 覚センサ4は変形し間隙Gは0となって、力覚センサ4は制限部材32に当接し、 その結果制限部材32によって力覚センサ4の変形は阻止されて、力覚センサ4は 設定した以上のひずみが生じることなく、力覚センサ4は破損を来たすような過 大な外力を受ける以前にその外力が除去されて破壊が防止される。If a strong external force is applied to the force sensor 4 itself beyond the preset setting range, the cutting resistance received by the tool A becomes abnormal due to abnormal machining conditions or an accident occurs, and the force sensor 4 Is deformed and the gap G becomes 0, and the force sensor 4 contacts the limiting member 32. As a result, the force sensor 4 is prevented from being deformed by the limiting member 32, and the force sensor 4 distorts more than the set strain. Before the force sensor 4 receives an excessive external force that causes damage, the external force is removed and destruction is prevented.

【0043】 この実施例は、力覚センサ4の主分力方向の破損防止機構であるが、送分力、 背分力方向についても同様にして破損防止を行う事は容易である。Although this embodiment is a mechanism for preventing damage to the force sensor 4 in the main component force direction, it is easy to prevent damage in the same manner with respect to the feed force component and the back force component direction.

【0044】 また、歪ゲージを用いた方式の力覚センサについても本考案を利用して破損防 止を行うことも容易である。Further, with respect to the force sensor of the type using a strain gauge, it is easy to prevent damage by utilizing the present invention.

【0045】[0045]

【考案の効果】[Effect of the device]

本考案により、工具一体型力覚センサを異常な切削加工や予測の事故に基因す る破損から適確に防止することが可能となり、その結果正確な加工反力の検出に より常に鏡面加工を得ることの出来る切削加工装置が提供されることとなった。 The present invention makes it possible to properly prevent the tool-integrated force sensor from being damaged due to abnormal cutting or a predicted accident, and as a result, it is possible to always detect a machining reaction force and perform mirror finishing. A cutting machine that can be obtained is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】切削加工装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a cutting device.

【図2】切削中の加工反力の出力波形を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an output waveform of a processing reaction force during cutting.

【図3】刃物台の細部構成図である。FIG. 3 is a detailed configuration diagram of a tool rest.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 感光体ドラム基体 2 旋盤 3 刃物台 4 力覚センサ 5 動歪計 6 AD変換器 7 コンピュータ 8 記憶手段 9 比較手段 10 NC装置またはシーケンサ 11 上位コンピュータ A 工具 31 ひずみゲージ 32 制限部材 P ピエゾ素子 1 Photoconductor Drum Base 2 Lathe 3 Turret 3 Force Sensor 5 Dynamic Strain Meter 6 AD Converter 7 Computer 8 Storage Means 9 Comparing Means 10 NC Device or Sequencer 11 Upper Computer A Tool 31 Strain Gauge 32 Restricting Member P Piezo Element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 伊藤 豊次 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 (72)考案者 橋本 隆美 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toyoji Ito 2970 Ishikawa-cho, Hachioji, Tokyo Konica stock company (72) Takami Hashimoto 2970 Ishikawa-cho, Hachioji, Tokyo Konica stock company

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 画像形成装置に用いられる金属製薄肉円
筒部材を被切削部材とする切削加工装置において、前記
切削加工に用いる工具の刃物台に切削加工時の加工反力
を検出するための力覚センサを設置し、前記力覚センサ
の作動範囲をピエゾ素子を用いて規制することによって
前記力覚センサの破損を防止するよう構成したことを特
徴とする切削加工装置。
1. A force for detecting a processing reaction force at the time of cutting on a tool post of a tool used for the cutting, in a cutting device using a thin metal cylindrical member used for an image forming apparatus as a member to be cut. A cutting device, wherein a force sensor is installed, and the operation range of the force sensor is restricted by using a piezo element to prevent damage to the force sensor.
JP7655291U 1991-08-26 1991-09-24 Cutting equipment Pending JPH0526248U (en)

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