JPS63288647A - 工具破損検出方法 - 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、加工機の主軸に取り付けられた工具の破損を
、ワークとの接触の有無を利用して自動的に検出するた
めの工具破損検出方法に関するものである。

（従来の技術及びその問題点） 従来、加工機の主軸に取り付けられた工具の破損を検出
する方法としては、当該工具をワークのある側とは反対
側に設定された工具破損検出位置まで移動させ、当該工
具破損検出位置に於いて工具の破損を適当なセンサーを
利用して検出する方法が知られている。

このような従来の工具破損検出方法では、加工工程の開
始前に工具をワークとは反対方向に移動させなければな
らないので、時間のロスが大きくなる欠点があり、しか
も専用のセンサーを設置する必要があるために設備コス
トも大幅にアップする欠点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記のような従来の問題点を解決し得る工具破
損検出方法を提案するものであって、その特徴は、加工
機の主軸に取り付けられた工具とワークとの接触を検出
する接触検出手段を備えた加工機に於いて、ワーク近傍
の測定開始位置と、この測定開始位置から工具とワーク
とが接触する位置までの距離以上の工具移動量を予め設
定し、前記測定開始位置から工具をワークに向けて移動
させ、当該工具が前記工具移動量だけ移動し終わるまで
の間に前記接触検出手段から接触検出信号が出力されな
かったとき、工具破損として所要動作を行わせる点にあ
る。

（発明の作用） 前記測定開始位置は、通常の加工工程時に於いて工具移
動速度を高速から加工速度に切り換える位置と同様に、
例えば当該測定開始位置に位置する工具とワークとの対
向面間に１〜数龍の隙間が出来るように設定することが
出来る。又、前記工具移動量は、測定開始位置に正確に
停止している工具とワークとの対向面間の距離よりも若
干大きく設定しておく、待機位置から前記測定開始位置
迄は、従来の加工工程開始時と同様に工具を高速で移動
させることが出来る。測定開始位置からは予め設定した
低速で工具をワークに向けて移動させる。このとき当該
工具は、ワークとの接触時の過負荷を避けるために回転
駆動させておくことが出来る。

工具が破損（折用）シている場合は、当該工具が前記工
具移動量だけ移動し終わる迄にワークと接触することは
ないので、前記接触検出手段からは接触検出信号が出力
されない。従って工具を測定開始位置又は元の待機位置
まで後退移動させると共に工具破損を報知するアラーム
を作動させる等、予め設定された所要動作が実行される
。

工具が正常な場合は、当該工具が前記工具移動量だけ移
動し終わる迄にワークと接触し、前記接触検出手段から
接触検出信号が出力されるので、前記工具破損時の所要
動作は行われない、この場合、前記工具移動量を移動し
終わった工具を一旦測定開始位置まで後退移動させた後
に加工プログラ五に切り換え、この測定開始位置から通
常の加工工程を開始させることが出来る。勿論、前記接
触検出信号が出力した時点又は工具が前記工具移動量を
移動し終わった時点から通常の加ニブログラムに切り換
え、引き続き当該工具により所期の加工工程を実行させ
ることも可能である。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を添付の例示図に基づいて説明
する。

第１図に於いて、１は従来周知の数値制御加工機であっ
て、フレーム２に対して３次元方向に移動可能な主軸台
３に支承されている主軸４に工具５が取り付けられ、前
記フレーム２のワーク支持台６上に設置されたワーク７
を前記工具５により切削加工するものである。

この数値制御加工機１には、特開昭６１−２１４９５３
号公報に開示されている接触検出手段と同様の接触検出
手段が装備されている。この接触検出手段は、前記工具
５とワーク７との接触を検出するものであって、前記主
軸４に対して同心状に外嵌する状態で主軸台３に外嵌固
定されたセンサ一部８とこれに接続された制御部９とか
ら構成されている。

前記センサ一部８は、第２図に示すように励起コイル１
０と検知コイル１１とを、両者間に磁性板から成る環状
の遮蔽板１２を挟んで主軸４の軸方向に隣接並設したも
のであり、前記制御部９は、前記励起コイル１０に高周
波電流を供給するための電源部１３と、検知コイル１１
の出力信号から接触検出信号Ｓを得るための検出部１４
とから構成されている。

前記電源部１３によって励起コイル１０に高周波電流が
供給されている状態に於いて工具５ムワーク７とが接触
すると、前記励起コイル１０が形成する高周波磁界によ
り、第１図に示すようにフレーム２、主軸台３、主軸４
、工具５、ワーク７、及びワーク支持台６を経由する閉
回路に高周波電流Ｈが流れる。この高周波電流Ｈにより
検知コイル１１に高周波磁界が発生し、当該検知コイル
１１に誘導電流が流れ、出力信号が生じる。この出力信
号が前記検出部１４によって処理され、接触検出信号Ｓ
が出力される。即ち接触検出信号Ｓが０から１に立ち上
がる。工具５とワーク７とが離間しているときは、前記
閉回路が開いて高周波電流Ｈが流れないので検知コイル
１１には出力信号が生じない、従って接触検出信号Ｓは
出力されない。

上記の数値制御加工４！１１は、第３図に示すように主
軸台３を３次元方向に移動させるための駆動装置１５、
当該駆動装置１５を制御するコントローラー１６、主軸
４を回転させる駆動装置１７、当該駆動装置１７を制御
するコントローラー１８、主軸台３の位置を数値化して
検出する主軸台位置検出装置１９、及び設定された加ニ
ブログラムと前記主軸台位置検出装置！ｆ１９からの位
置情報Ｐとに従って前記各コントローラー１６．１８を
制御するマイクロコンピュータ−２０を装備している。

本発明は以上のような数値制御加工機１に於いて、前記
マイクロコンピュータ−２０に工具破損検出プログラム
と、当該プログラムを実行させるための測定開始位置０
、工具移動量し、及び工具移動速度Ｆを設定する。前記
測定開始位置０は、第４図に示すように工具５のワーク
７に対する切削加工時の移動方向と同一方向、例えばＸ
方向（又はＹ方向）に一定距離１　（例、２ｍ）だけ工
具５がワーク７から離間する位置であって、例えば加ニ
ブログラムの実行に際して、高速でワーク７に接近移動
させた工具５を切削加工速度に切り換える位置と等しく
することが出来る。前記工具５が回転軸心方向（２方向
）に移動してワーク７に孔開は加工を行う場合には、ワ
ーク７に対しＺ方向に一定距離だけ離れた位置を測定開
始位置０として設定することが出来る。前記工具移動量
りは、前記一定路１１１に任意の距離ｎ（例、０．０５
鶴）を加えた距離である。又、前記工具移動速度Ｆは、
例えば加ニブログラムの実行に際して設定される切削加
工速度よりも低速（例、２０ｍ／秒）に設定される。勿
論、切削加工速度と同一であっても良い。

次に第５図及び第６図のフローチャートに従って前記工
具破損検出プログラムによる本発明の工具破損検出方法
を説明する。

第５図に示すように、起動操作により主軸回転コントロ
ーラー１８を介して主軸回転用駆動装置１７が作動し、
主軸４を介して工具５が設定速度で回転駆動されると同
時に、主軸台移動コントローラー１６を介して主軸台移
動用駆動装置１５が作動し、主軸台３を介して工具５が
設定方向、この場合Ｘ方向（又はＹ方向）に於いてワー
ク７に設定速度で高速接近移動する。

主軸台位置検出装置１９からの位置情報Ｐにより移動す
る工具５の現在位置が常時検出されているので、この工
具５の現在位置と前記のように設定された測定開始位置
０とが比較演算され、一致したとき、即ち工具５が測定
開始位置０に到達したときに工具５の移動が止まるよう
に、前記主軸台移動コントローラー１６を介して主軸台
移動用駆動装置１５が制御される。このとき、工具破損
チェックの指令が入力されているか否かが検索され、当
該指令が入力されている場合には、予め設定されている
工具破損検出プログラムが呼び出され、実行される。工
具破損チェックの指令が入力されていないときは、加ニ
ブログラムが呼び出されて実行され、回転する工具５が
切削加工速度でワーク７に向かってＸ方向（又はＹ方向
）に移動し、当該工具５によるワーク７の切削加工が行
われる。然して設定量の切削加工が終了すれば、工具５
が元の待機位置に復帰するように前記主軸台移動コント
ローラー１６を介して主軸台移動用駆動装置１５が制御
される。

工具破損検出プログラムが呼び出されたときは、改めて
前記主軸台移動コントローラー１６を介して主軸台移動
用駆動装置１５が制御され、第６図に示すように設定速
度Ｆで工具５がワーク７に向かってＸ方向（又はＹ方向
）に移動せしめられる。このとき主軸台位置検出装置１
９からの位置情報Ｐによる工具５の現在位置と測定開始
位置０とに基づいて測定開始位置Ｏからの工具５の移動
量が演算される。この工具５の移動量が予め設定されて
いる前記工具移動量りと等しくなったとき、前記接触検
出手段からの接触検出信号Ｓが１に立ち上がっているか
否かがチェツクされる。

即ち、工具５が破損していなければ、前記測定開始位置
０から工具移動量りだけ工具５が移動し終わる前に当該
工具５はワーク７に接触する。然して先に説明したよう
に接触検出手段がその工具５とワーク７との接触を検知
し、接触検出信号Ｓを出力する。若し工具５が折損して
いるときは、当該工具５がワーク７に接触することはな
いので前記接触検出信号Ｓは出力されない、尚、工具５
が破損していない場合、測定開始位置０に正確に位置す
る工具５とワーク７との間の距＃ｌよりも前記工具移動
量りは若干大きいので、当該工具移動量したけ移動した
工具５はワーク７に対しその距離差ｎだけ切り込むこと
になる。又、前記測定開始位置０に於ける工具５の位置
に前記距離差ｎの範囲内で誤差があっても、当該工具５
は前記工具移動量りを移動し終わるまでに確実にワーク
７に接触することになる。

前記のように工具移動量りを移動し終わったとき、工具
５が破損していて接触検出信号Ｓが１に立ち上がってい
なければ、アラーム作動用フラグが０から１に立ち上が
り、当該工具５が測定開始位置０まで復帰移動して停止
するように前記主軸台移動コントローラー１６を介して
主軸台移動用駆動装置１５が制御される。そしてアラー
ム作動用フラグが１に立ち上がっていることに基づいて
アラームが作動せしめられ、工具５が破損していること
を報知する。

一方、工具移動量りを移動し終わったとき接触検出信号
Ｓが１に立ち上がっているとき（工具５が正常なとき）
は、そのまま引き続いて切削加工工程に入るように設定
されているか否かがチェックされ、切削加工工程が指示
されているときは切削加ニブログラムに切り換えられ、
第５図に基づいて説明したように工具５によるワーク７
の切削加工が前記工具移動ＩＬを移動し終わった位置か
ら引き続いて自動的に行われる。切削加工工程が指示さ
れていないときは、工具５は一旦測定開始位置０まで戻
され、改めて切削加ニブログラムによるワーク７の切削
加工が開始される。

尚、工具５を測定開始位置Ｏに於いて一旦停止させ、こ
の後、工具破損検出プログラム又は切削加ニブログラム
を実行させるようにしたが、前記測定開始位置０での工
具５の停止を省くことも出来る。工具５とワーク７との
接触を検出する方法は上記実施例の方法に限定されない
０例えば特開昭５４−４９６９１号公報に開示されたよ
うに、主軸に遊嵌されたコイルのインピーダンスが工具
５とワーク７との接触によって変化することを利用して
工具５とワーク７との接触を検出するような方法も応用
出来る。

（発明の効果） 以上のように本発明の工具破損検出方法によれば、工具
を破損検出のために設定された移動量だけ移動した後に
測定開始位置まで復帰移動させるとしても、通常の切削
加工工程時と比較して工具の無駄な移動量が極めて僅か
であり、切削加工工程の開始時等に本発明方法を採り入
れても時間のロスが少なく、大幅な能率低下を招く恐れ
はない、しかも併用する工具−ワーク接触検出手段は、
通常の数値制御加工機に加工開始位置の検出等のために
使用されるものであり、従来方法のように工具破損検出
に専用のセンサーを設置する必要はなく、設備コストが
大幅にアップすることもない

【図面の簡単な説明】

第１図は数値制御加工機の側面図、第２図は工具−ワー
ク接触検出手段の構成を説明する模式図、第３図は制御
系の構成を説明するブロック線図、第４図は設定される
測定開始位置や工具移動量を説明する模式図、第５図及
び第６図は制御方法を説明するフローチャートである。 １・・・数値制御加工機、３・・・主軸台、４・・・主
軸、５・・・工具、７・・・ワーク、８・・・工具−ワ
ーク接触検出手段のセンサ一部、９・・・同検出部、Ｏ
・・・測定開始位置、Ｌ・・・工具移動量。 特許出願人　大昭和精機株式会社 第　１　医 第　２　区 第　３　図 瑣　４　図 纂　５　： （ｆｆｉ区［Ｄ 薊　６　区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加工機の主軸に取り付けられた工具とワークとの接触を
   検出する接触検出手段を備えた加工機に於いて、ワーク
   近傍の測定開始位置と、この測定開始位置から工具とワ
   ークとが接触する、位置までの距離以上の工具移動量を
   予め設定し、前記測定開始位置から工具をワークに向け
   て移動させ、当該工具が前記工具移動量だけ移動し終わ
   るまでの間に前記接触検出手段から接触検出信号が出力
   されなかったとき、工具破損として所要動作を行わせる
   ことを特徴とする工具破損検出方法。