特開2018-161698IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

圧縮空気により回転するスピンドルを工具主軸とする工作機械の工具損耗推定方法

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】工具そのものにセンサを設けることなく、工具損耗を加工中のインプロセスで推定することが可能な工具損耗推定方法の提供。
【解決手段】スピンドルの所定の回転速度を保持するために必要な圧縮空気の供給圧力と工具の逃げ面摩耗量との対応を示す第1の関係式を求め、所定の加工距離における圧縮空気の供給圧力の測定値に基づいて加工距離と圧縮空気の供給圧力との対応を示す第2の関係式を求め、第2の関係式により、次の加工距離における供給圧力予測値を推定し、供給圧力予測値と第1の関係式を用いて次の加工距離での工具の逃げ面摩耗量を推定する。
【選択図】図11

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、上述の工具損耗検知機能センサ付き切削工具では、測定分解能は細線間隔に比例するので、細線の幅や間隔は求めたい分解能に応じて設定するようになっているものの、切削工具の逃げ面上に導電性材料により形成可能な細線の幅や間隔には限界があり、微小な摩耗の進行を検知することができないという問題がある。また、消耗品であるスローアウェイ型切削工具そのものにセンサ機能を設けるため、コスト面で問題となる。 そこで、本発明においては、工具そのものにセンサを設けることなく、工具損耗を加工中のインプロセスで推定することが可能な工具損耗推定方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

圧縮空気により回転するスピンドルを工具主軸とし、スピンドルに供給する圧縮空気の供給圧力を調整することによりスピンドルの回転速度を制御する回転速度制御機構を有する工作機械では、工具逃げ面摩耗量が大きくなると、切削抵抗が増加するために、スピンドルの回転速度を保持するために回転速度制御機構がスピンドルに供給する圧縮空気の供給圧力を上昇させる。つまり、工具逃げ面摩耗量とスピンドルに供給する圧縮空気の・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
(1)スピンドルの所定の回転速度を保持するために必要な圧縮空気の供給圧力と工具の逃げ面摩耗量との対応を示す第1の関係式を求め、所定の加工距離における圧縮空気の供給圧力の測定値に基づいて加工距離と圧縮空気の供給圧力との対応を示す第2の関係式を求め、第2の関係式により、次の加工距離における供給圧力予測値を推定し、供給圧力予測値と第1の関係式を用いて次の加工距離での工具の逃げ面摩耗量を推定する構成により、工具そのものにセンサを設けることなく、工具逃げ面摩耗量を加工中のインプロセスで推定することが可能となる。 (2)スピンドルに供給する圧縮空気の供給圧力の測定値が供給圧力予測値から外れたときに工具の異常摩耗であると推定することにより、工具そのものにセンサを設けることなく、チッピングなどの異常摩耗を加工中のインプロセスで推定することが可能となる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明の実施の形態における工作機械を示す図である。

【図2】図1の静圧空気軸受スピンドル装置を示す断面図である。

【図3】図1の工作機械の工具主軸の回転速度制御機構の概要図である。

【図4】図1の工作機械の工具主軸の回転速度制御系のブロック線図である。

【図5】圧力レギュレータの一例を示すブロック図である。

【図6】工具の軌道を示す説明図である。

【図7】各回転速度における加工距離に対する逃げ面摩耗量を示す図である。

【図8】各回転速度における供給圧力の上昇量に対する逃げ面摩耗量を示す図である。

【図9】被削材にSKD61を使用した際の供給圧力の上昇量に対する逃げ面摩耗量を示す図である。

【図10】工具の摩耗状態を示す図である。

【図11】逃げ面摩耗量の推定について説明する図である。

【図12】異常摩耗の推定について説明する図である。

選択図 図11出願人が指定した本件の代表的な図

1 ベース   2 三次元駆動機構   3 テーブル   4 コラム   5 支持アーム   6 静圧空気軸受スピンドル装置   7 回転工具   10 スピンドル   20 エアーベアリング機構   40 回転駆動機構   50 エアー供給手段

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