特許 6322484 工作機械の工具折損検知装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6322484

(24)【登録日】2018年4月13日

(45)【発行日】2018年5月9日

(54)【発明の名称】工作機械の工具折損検知装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 3/155 20060101AFI20180423BHJP

   B23Q 17/09 20060101ALN20180423BHJP

【ＦＩ】

   B23Q3/155 E

   !B23Q17/09 C

【請求項の数】1

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-112907(P2014-112907)

(22)【出願日】2014年5月30日

(65)【公開番号】特開2015-226942(P2015-226942A)

(43)【公開日】2015年12月17日

【審査請求日】2017年1月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000146847

【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087619

【弁理士】

【氏名又は名称】下市 努

(72)【発明者】

【氏名】島崎 琢也

(72)【発明者】

【氏名】星 隆史

(72)【発明者】

【氏名】安村 亮祐

【審査官】 山本 忠博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−２１９６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１３８１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１３８２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０９０７８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２８３１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−１３４５３７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６２−０５０００７（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ １７／０９，３／１５５−３／１５７，

Ｂ２３Ｂ ４１／００，４３／００−４３／０２，

４７／００，４９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主軸に装着された工具を工具マガジンの保持部に戻すと共に、該工具マガジンの保持部に保持された工具を主軸に装着するようにした工作機械の工具折損検知装置において、
前記工具マガジンに、折損検知を要する工具の保持位置に対応して取り付けられ、前記工具の工具マガジンの保持部への戻り動作により折損検知状態又は非折損検知状態となる検知ユニットと、
工具交換位置に設けられ、前記検知ユニットが折損検知状態又は非折損検知状態となったことを検知するセンサとを備え、
前記検知ユニットは、軸方向位置及び軸線回りの角度位置を調整可能に取り付けられ、前記工具の前記工具マガジンの保持部への戻り動作により回動駆動される回動部材と、該回動部材に前記工具の長手方向に平行に延びる伝達部材を介して連結され、前記回動部材が、回動駆動されていないとき非検知位置に位置し、回動駆動されたとき検知位置に移動する検知部材と、該検知部材を前記非検知位置に付勢する付勢部材と、前記工具マガジンに着脱可能に設けられ、前記検知部材を前記付勢部材の付勢力に抗して前記検知位置に保持する回り止め部材とを有し、
前記センサは、前記検知部材が、前記検知位置に移動したとき前記非折損検知状態であることを検知し、前記非検知位置に位置しているとき前記折損検知状態であることを検知する
ことを特徴とする工作機械の工具折損検知装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、主軸側の工具を工具マガジンの保持部に戻し、工具マガジン側の工具を主軸に装着するようにした工作機械の工具折損検知装置に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械の工具の折損を検知するようにした従来装置として、例えば、工具交換アームに、工具が正常なときは該工具に接触して移動させられ、工具が折損しているときには該工具と非接触となるプローブを設け、該プローブが移動したか否かをセンサで検知するようにしたものがある（特許文献１参照）。

【0003】

また、工具の軸方向に移動可能の検知バーに、チェックピンを工具に対向するように、かつチェックピン長さを選択可能に取り付け、前記検知バーの軸方向位置を近接スイッチで検出するようにしたものもある（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第２６９８９３６号公報

【特許文献2】実開昭６３−１００１３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前記特許文献１の従来装置では、工具毎に長さが異なる場合は、前記プローブの位置を工具の先端位置に合わせる必要があり、検知に時間を要する問題がある。プローブを工具の基部側に当接するように配置すれば長さの異なる工具に対応できるが、工具の先端部が折れた場合には折損を検知できない。

【0006】

また前記特許文献２に記載されているような調整機構を設けると折損検知装置の占有容積が大きくなり、被加工ワークの可動範囲に影響を与えるという問題が懸念される。

【0007】

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、長さの異なる工具に対応でき、ワークの可動範囲に影響を与えることのない工作機械の工具折損検知装置を提供することを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１の発明は、主軸に装着された工具を工具マガジンの保持部に戻すと共に、該工具マガジンの保持部に保持された工具を主軸に装着するようにした工作機械の工具折損検知装置において、
前記工具マガジンに、折損検知を要する工具の保持位置に対応して取り付けられ、前記工具の工具マガジンの保持部への戻り動作により折損検知状態又は非折損検知状態となる検知ユニットと、
工具交換位置に設けられ、前記検知ユニットが折損検知状態又は非折損検知状態となったことを検知するセンサとを備え、
前記検知ユニットは、軸方向位置及び軸線回りの角度位置を調整可能に取り付けられ、前記工具の前記工具マガジンの保持部への戻り動作により回動駆動される回動部材と、該回動部材に前記工具の長手方向に平行に延びる伝達部材を介して連結され、前記回動部材が、回動駆動されていないとき非検知位置に位置し、回動駆動されたとき検知位置に移動する検知部材と、該検知部材を前記非検知位置に付勢する付勢部材と、前記工具マガジンに着脱可能に設けられ、前記検知部材を前記付勢部材の付勢力に抗して前記検知位置に保持する回り止め部材とを有し、
前記センサは、前記検知部材が、前記検知位置に移動したとき前記非折損検知状態であることを検知し、前記非検知位置に位置しているとき前記折損検知状態であることを検知する
ことを特徴としている。

【発明の効果】

【0011】

請求項１の発明によれば、検知ユニットを、折損検知を要する工具の保持位置に対応して取り付けたので、各検知ユニットを各工具の長さや径等に対応した状態に調整しておくことができ、工具毎に長さや径が異なる場合にも対応できる。

【0012】

また、検知ユニットは工具マガジンに配置されており、かつセンサは工具交換位置に配置されているので、ワークの可動範囲に影響を与えることはない。

【0013】

また、工具が折損していない場合は、前記戻り動作に伴って工具により回動部材が回動駆動され、該回動部材の回動が伝達部材を介して検知部材に伝達され、該検知部材が検知位置に移動し、該検知部材が検知位置に位置していることを前記センサが検知する。一方、工具が折損している場合は、回動部材が回動されないため検知部材は検知位置に移動せず、従って、センサが検知部材を検知することはなく、その結果、工具が折損していることを検知できる。

【0014】

さらにまた、前記工具の長手方向に平行に延びる伝達部材に、回動部材を、軸方向位置及び伝達部材の軸線回りの角度位置を調整可能に取り付けたので、工具の長さ、径に応じて回動部材の工具長手方向位置、角度位置を調整することで、長さ，径の異なる各種の工具の折損検知に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施例１に係る工具折損検知装置を備えた工作機械の正面図である。

【図2】前記工作機械の側面図である。

【図3】前記工作機械の工具マガジンの正面斜視図である。

【図4】前記前記工具マガジンに装着された工具折損検知装置の正面斜視図である。

【図5】前記工具折損検知装置単体の正面斜視図である。

【図6】前記工具折損検知装置単体の背面斜視図である。

【図7】前記工具折損検知装置単体の側面図である。

【図8】前記工具折損検知装置の回動部材部分の変形例を示す断面正面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

【実施例1】

【0017】

図１〜図７は、本発明の実施例１に係る工作機械の工具折損検知装置を説明するための図である。

【0018】

図において、１は工具主軸であり、該工具主軸１には、工具マガジン４に保持された各種の工具７から所望の工具が装着され、該工具主軸１に装着された工具７をワーク主軸（図示せず）に把持され、旋回駆動されるワークに作用させることで該ワークの機械加工が行われる。

【0019】

前記工具７は、ホルダ部７ａと、該ホルダ部７ａに固定された刃部７ｂとを有する。前記ホルダ部７ａは、前記工具マガジン４の後述する工具把持爪４ｃに把持される溝部７ｃ及び前記工具主軸１に係合固定される係合部７ｄを有する
前記工具主軸１は機械正面から見て左右方向（Ｘ軸方向），上下方向（Ｙ軸方向）及び軸方向（Ｚ軸方向）に移動可能に構成されており、かつＺ軸回りに回転駆動される。

【0020】

前記工具マガジン４は、機械固定部に支持され、前記Ｚ軸と平行な軸線回りに回転駆動される円盤４ａの外周部に多数の工具保持部４ｂを備えており、該各工具保持部４ｂを工具交換位置Ａに割り出し位置決め可能に構成されている。なお、前記工具保持部４ｂは、開閉可能に、かつ閉状態に付勢して配置された一対の把持爪４ｃ、４ｃで構成されている。

【0021】

前記工具交換位置Ａに位置決めされた工具保持部４ｂ内に工具主軸１に装着された工具７がＹ軸方向に進入すると、該工具保持部４ｂの把持爪４ｃ，４ｃが前記溝部７ｃを把持することにより該工具７は工具マガジン４の所定の工具保持部４ｂに保持される。また工具交換位置Ａにある工具保持部４ｂに保持された工具７の係合部７ｄを工具主軸１が係合固定してＹ軸方向に移動することで該工具７は工具主軸１に装着される。

【0022】

本実施例では、検知ユニット５と近接スイッチ（センサ）６とを有する折損検知装置１２が設けられている。

【0023】

前記検知ユニット５は、前記工具マガジン４の、前記刃部７ｂが細長いため折損し易い等の理由から折損検知を要する工具７を保持する各工具保持部４ｂに対応して取り付けられている。

【0024】

前記検知ユニット５は、工具７が工具保持部４ｂに戻される戻り動作により、該工具７の刃部７ｂが折損していることを検知した折損検知状態又は該刃部７ｂが折損していないことを検知した非折損検知状態の何れかとなる。

【0025】

また前記近接スイッチ６は、前記検知ユニット５が前記折損検知状態又は非折損検知状態となったことを検知するためのものであり、工具交換位置Ａに対応するように機械固定部に配設されている。従ってこの近接スイッチ６は全ての検知ユニット５に共用されている。

【0026】

前記検知ユニット５は、工具７の刃部７ｂが折損していない場合は、前記戻り動作に伴って刃部７ｂにより回動駆動される回動部材８と、該回動部材８を支持する伝達部材９と、該伝達部材９に固定された検知部材１０とを備えている。

【0027】

前記回動部材８は、Ｌ字形の板片からなる測定子８ａと、該測定子８ａがボルト締め固定された測定子ブロック８ｂとを有する。この測定子ブロック８ｂは前記伝達部材９のロッド９ａに嵌合する取付け孔８ｃと、該取付け孔８ｃに達するスリット８ｄと、該スリット８ｄを狭める方向に締め付ける蝶ボルト８ｅとを有する。前記回動部材８は、前記蝶ボルト８ｅを緩めることで前記ロッド９ａに対してその軸方向位置及び角度位置を調整可能となっている。

【0028】

前記伝達部材９のロッド９ａは前記刃部７ｂと略平行に延びており、該ロッド９ａの基端部は取付けブラケット９ｃに回動可能に支持されている。この取付けブラケット９ｃは前記工具マガジン４の円盤４ａにボルト締め固定されている。なお、前記ロッド９ａの先端部には、前記回動部材８の先端位置を規制する抜け止めプレート９ｂが装着されている。

【0029】

前記検知部材１０は前記ロッド９ａに溶接固定された基部１０ａと、該基部１０ａから突出するドッグ部１０ｂとを有する。

【0030】

前記検知ユニット５は、前記工具７の工具保持部４ｂへの戻り動作により回動部材８が回動すると、該回動により前記伝達部材９が検知部材１０を、これのドッグ部１０ｂが前記近接スイッチ６に対向する検知位置に移動させ、その結果前記近接スイッチ６をオンさせる非折損検知状態となる。

【0031】

前記取付けブラケット９ｃには回り止めボルト９ｄが着脱可能に螺挿されている。この回り止めボルト９ｄが前記検知部材１０の基部１０ａを貫通して取付けブラケット９ｃに螺挿されたとき、該検知ユニット５は、前記ドッグ部１０ｂが近接スイッチ６をオンさせる前記非折損検知状態となる。

【0032】

また前記検知部材１０の基部１０ａに固定されたボルト１０ｃと、前記取付けブラケット９ｃに固定されたボルト９ｅとの間には、ばね１１が介在されている。このばね１１は、前記検知部材１０を図３で時計回りに付勢しており、前記回り止めボルト９ｄを抜き取ると、検知ユニット５は、前記ドッグ部１０ｂが前記近接スイッチ６との対向位置から離れ、該近接スイッチ６をオフさせる折損検知状態となる。なお、本実施例の検知ユニット５は、工具７が工具保持部４ｂに保持されていない場合も前記折損検知状態とは同じ状態となっている。

【0033】

前記近接スイッチ６は、機械固定部側に取り付けられた支持プレート６ａに、前記ドッグ部１０ｂ側に向けて、かつ前記検知ユニット５が前記非折損検知状態にある場合の前記ドッグ部１０ｂに対向する位置に配設されている。該近接スイッチ６に接続された電気配線６ｂは図示しないコントロールユニットに接続されている。

【0034】

本実施例の折損検知装置１２では、各工具７の刃部７ｂの長さや径等に応じて前記回動部材８の位置調整が可能となっている。この場合、前記回り止めボルト９ｄを前記検知部材１０の基部１０ａを貫通させて前記取付けブラケット９ｃに螺挿した状態で、前記測定子８ａが前記保持部４ｂに保持された工具７の刃部７ｂの先端部上面に当接するように前記回動部材８の軸方向位置及び角度位置を調整する。その後、前記工具７を保持部４ｂから取り外し、前記回り止めボルト９ｄを抜き取ると、前記測定子８ａは前記ばね１１の付勢力により図３に二点鎖線で示すように刃部７ｂの上面より少し下方に位置する。

【0035】

本実施例装置１２では、工具７が工具交換位置Ａに位置する工具保持部４ｂ内に戻されると、工具７の刃部７ｂが折損していない場合は、前記戻り動作に伴って工具７の刃部７ｂにより測定子８ａが図３に二点鎖線で示された位置から実線で示された位置まで回動駆動され、該測定子８ａの回動がロッド９ａを介して検知部材１０に伝達され、これのドッグ部１０ｂが近接スイッチ６に対向するように回動し、該近接スイッチ６がオンし、該検知ユニット５が非折損検知状態となっていることが、つまり工具７の刃部７ｂが折損していないことが検知される。

【0036】

一方、工具７の刃部７ｂが折損している場合は、回動部材８は図３に二点鎖線で示す位置に停まって回動されないため検知部材１０は移動せず、従って、近接スイッチ６はオフのままであり、該検知ユニット５が折損検知状態となっていることが、つまり工具７の刃部７ｂが折損していることが検知される。

【0037】

また、本実施例装置１２では、前記工具７の長手方向に平行に延びる伝達部材９のロッド９ａに、回動部材８を、軸方向位置及び該ロッド９ａの軸線回りの角度位置を調整可能に取り付けたので、工具７の長さ、径などに応じて回動部材８の工具長手方向位置、角度位置を調整することで、長さ，径の異なる各種の工具７の折損検知に対応できる。

【0038】

図８は、回動部材８の位置調整機構の変形例を示し、図中、図４と同一符号は同一又は相当部分を示す。

【0039】

測定子ブロック８ｂは、ばね１３でロッド９ａを締め付けており、押しボタンカム１４を押すとこれのカム面１４ａが拡開カム１５のカム面１５ａを押し、これにより前記ばね１３の締め付け力が解除され、回動部材８の位置調整が可能となる。

【0040】

なお、前記実施例では、工具主軸の移動により工具交換を行う場合を説明したが、本発明は工具交換アームを用いて工具交換をする場合にも適用することができる。この場合は、工具交換アームに把持された工具が工具マガジンの工具保持部に戻される動作を利用することとなる。

【符号の説明】

【0041】

１ 旋盤
３ａ 工具主軸
４ 工具マガジン
４ｂ 保持部
５ 検知ユニット
６ センサ
７ 工具
８ 回動部材
９ 伝達部材
１０ 検知部材
１２ 工具折損検知装置
A 工具交換位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】