JP2002103155A

JP2002103155A - 工具折れ検探知方法とその装置

Info

Publication number: JP2002103155A
Application number: JP2000303331A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Maejima; 前島正幸; Yoshihisa Furuki; 古木良尚; Jun Takabayashi; 準高林; Hitoyasu Yano; 矢野仁康
Original assignee: Enshu Ltd
Current assignee: Enshu Ltd
Priority date: 2000-10-03
Filing date: 2000-10-03
Publication date: 2002-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】工具マガジン内の工具交換位置に有る交換工
具を、この工具交換動作に関連して光センサにより検知
する新規な工具折れ検探知方法とその装置を提供する。【解決手段】工具マガジンＴＭ内の工具交換位置(Ａ)
に、光センサ手段１０を配置するとともに、加工後に工
具マガジンに回収される工具Ｔ１の刃先位置Ｔａに対応
するよう上記光センサ手段の検知位置(Ａ１)を予め調節
制御させ、工具マガジン内の工具交換位置へ戻される使
用済み工具の工具マガジン内での搬入途上にて工具刃先
の有無を高速探知する工具折れ検探知方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械において
使用される工具の折れ検探知方法とその装置に係り、特
に、工具マガジン内の工具交換位置にワーク加工後に戻
る工具を、この工具交換動作に関連して探知出来るよう
にしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、工作機械の工具折れ検探知装置
は、（１）主軸に装着された工具を工具折れ検位置まで
移動し、この工具折れ検位置にて、磁気式センサにより
検知するもの（特開２０００−１４１１６９号公報）が
ある。（２）また、旋回アームに接触スイッチを備え、
この接触スイッチの先端に接触子を取付け、この接触子
を検出すべき工具刃先位置へ旋回移動して工具の有無を
検出するもの（特開平５ー１４６９５３号公報）があ
る。（３）更に、予め工具交換アームの移動軌跡上にタ
ッチセンサを配置し、工具交換装置の交換動作により移
動する工具交換アームに把持された工具先端を、上記タ
ッチセンサにより計測検知する工具交換連動の工具折れ
検装置としたもの（特開平１１−９０７８６号）があ
る。

【０００３】上記（１）（２）の方式においては、交換
すべき工具を折れ検探知位置へ移動させた後、折れ検動
作させるものであるから、余分な折れ検探知時間が必要
になる。また、上記（３）の方式においては、工具交換
アームに把持された工具先端を上記タッチセンサにより
計測検知する工具交換連動の工具折れ検装置であるか
ら、余分な折れ検探知時間が必要にならない利点があ
る。しかし、工具交換アームの「前後ストローク量＋工
具長の変化量」だけタッチセンサの位置移動を行なわな
ければならず、工具交換装置の近傍にコンパクトに設置
できないばかりか、工具折れ検探知装置の大型化を余儀
なくされると言う問題点がある。

【０００４】更に、上記センサにおいて、磁気式センサ
を使用したものでは、磁性体である工具刃先の接近・離
反状態を大雑把に感知する性能でしかないから、精密な
折れ検探知ができない。また、タッチ式センサを使用し
たものでは、接触スイッチの先端に接触子を取付けた形
式であるから、この接触子が刃先との高速移動検知によ
る衝撃的接触や外力作用で折り曲げられたりする。この
ため、このタッチ式センサは、極めて容易に接触子が折
れ曲がったり破損し易く、高速検知性能に劣るととも
に、耐久性に劣り高精度検知ができない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
従来の工具折れ検探知装置が持つ問題点に鑑みてなされ
たもので、工具マガジン内の工具交換位置に有る交換工
具を、この工具交換動作に関連して光センサ手段によ
り、検知する新規な工具折れ検探知方法とその装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたもので、請求項１の工具折れ検探知
方法は、工具マガジン内の工具交換位置又はこの工具交
換位置付近に、光センサ手段を位置調節可能に配置し、
上記光センサ手段の検知位置は加工後に工具マガジンに
回収される工具の刃先位置に対応するよう予め工具番号
に基づき調節制御されており、工具マガジンの工具交換
位置へ戻される使用済み工具の搬入途上となる上記光セ
ンサ手段の検知位置にて、刃先の有無を高速探知するこ
とを特徴とする。

【０００７】請求項２の工具折れ検探知装置は、工具マ
ガジン内の工具交換位置又はこの工具交換位置付近に配
置した光センサ手段と、上記光センサ手段をワーク加工
後に工具マガジン内に回収される工具の刃先位置に対応
する検知位置に、予め工具番号に基づき調節制御する直
線移動位置決め手段と、工具マガジン内に戻される工具
の工具番号に基づき上記直線移動位置決め手段を運転制
御させるプログラム制御手段と、を備えてなることを特
徴とする。

【０００８】請求項３の工具折れ検探知装置は、工具マ
ガジン内の工具交換位置又はこの工具交換位置付近に配
置した光センサ手段と、上記光センサ手段をワーク加工
後に工具マガジン内に回収される工具の刃先位置に対応
する検知位置に、予め工具番号に基づき調節制御する円
弧移動位置決め手段と、工具マガジン内に戻される工具
の工具番号に基づき上記円弧移動位置決め手段を運転制
御させるプログラム制御手段と、を備えてなることを特
徴とする。

【０００９】

【作用】本発明の請求項１によると、先ず、工具マガジ
ン内の工具交換位置又はこの工具交換位置付近には、光
センサ手段を配置している。この光センサ手段は、投光
器と受光器とからなる透過式で、工具マガジン内の工具
交換位置へ戻る工具の工具刃先を感知できる機能を持っ
ている。従って、加工後に工具マガジン内へ回収される
工具の刃先位置に対応するように、予め登録されている
工具番号に対応してＮＣ制御装置のプログラムが働き、
上記光センサ手段の検知位置を予め調節制御する。これ
で、工具マガジン内の工具交換位置へ戻される使用済み
工具は、工具マガジン内の工具交換位置又はこの工具交
換位置付近における搬入途上にて、工具刃先の有無を光
センサ手段により高速探知される。

【００１０】上記工具折れ検探知方法によると、工具マ
ガジン内の工具交換位置へ戻される使用済み工具は、工
具マガジン内の工具交換位置又はこの工具交換位置付近
にて、工具刃先の有無を光センサ手段により高速探知さ
れるから、折れ検のためのタイムロスがなく、ワーク加
工のサイクルタイムを犠牲にしない。更に、光センサ手
段は、工具マガジン内の工具交換位置又はこの工具交換
位置付近に配置されているから、切粉やクーラントの悪
影響を受けず感知性能を低下させないし、省スペースの
もとに設置できる。

【００１１】本発明の請求項２の工具折れ検探知装置に
よると、光センサ手段は工具マガジン内の工具交換位置
又はこの工具交換位置付近に配置されている。この光セ
ンサ手段は、直線移動位置決め手段により、ワーク加工
後に工具マガジン内に回収される工具の刃先位置に対応
する検知位置に予め調節制御される。この調節制御は、
使用済み工具ごとの工具番号を識別するプログラム制御
手段が直線移動位置決め手段を運転して上記光センサ手
段を工具刃先位置に対応する検知位置に位置調節する。

【００１２】これにより、工具マガジン内の工具交換位
置へ戻される使用済み工具は、工具マガジン内での搬入
途上にて工具刃先の有無を光センサ手段により高速探知
される。このため、折れ検のためのタイムロスがなく、
ワーク加工のサイクルタイムを犠牲にしない。更に、光
センサ手段は、工具マガジン内の工具交換位置又は工具
交換位置付近に直線移動位置決め手段を介して配置され
ているから、切粉やクーラントの悪影響を受けず感知性
能を低下させないし、省スペースのもとに設置できる。

【００１３】本発明の請求項３の工具折れ検探知装置に
よると、光センサ手段は工具マガジン内の工具交換位置
又はこの工具交換位置付近に配置されている。この光セ
ンサ手段は、円弧移動位置決め手段により、ワーク加工
後に工具マガジン内に回収される工具の刃先位置に対応
する検知位置に予め調節制御される。この調節制御は、
使用済み工具ごとの工具番号を識別するプログラム制御
手段が円弧移動位置決め手段を運転して上記光センサ手
段を工具刃先位置に対応する検知位置に位置調節する。

【００１４】これにより、工具マガジン内の工具交換位
置へ戻される使用済み工具は、工具マガジン内での搬入
途上にて工具刃先の有無を光センサ手段により高速探知
される。このため、折れ検のためのタイムロスがなく、
ワーク加工のサイクルタイムを犠牲にしない。更に、光
センサ手段は、工具マガジン内の工具交換位置又は工具
交換位置付近に円弧移動位置決め手段を介して配置され
ているから、切粉やクーラントの悪影響を受けず感知性
能を低下させないし、極めて省スペースのもとに設置で
きる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を工具マガジン内に
備えた工具折れ検探知方法とこれを実施する探知装置の
実施形態について、その構成を図面に基づいて説明す
る。

【００１６】図１〜図４は、本発明に使用される工具折
れ検探知装置の代表的な第１実施形態を示している。こ
の工具折れ検探知装置１００は、マシニングセンタＭＣ
において、ドラム式の工具マガジンＴＭ（又はチェン式
の工具マガジン）を備えたものと、主軸１との間で工具
交換を行なう工具交換プログラムをＮＣ制御装置内に記
憶させたものと、工具交換アームの有無に関係なく工具
交換できるものと、からなる工作機械を対象とする。

【００１７】上記マシニングセンタＭＣにおいて、工具
マガジンＴＭは、図２に示すように、円板２の外周に工
具杷持器３を多数備えている。この工具杷持器３には、
各々異なる工具Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，が吊下げられてい
る。上記工具マガジンＴＭ内の工具交換位置（Ａ）に
は、この一寸手前の検知位置(Ａ１))に光センサ手段１
０を配置している。上記光センサ手段１０は、投光器１
１と受光器１２とからなる透過式で、工具マガジンＴＭ
内の工具交換位置（Ａ）へ向かって検知位置(Ａ１)を通
過する工具Ｔ１(その他の工具Ｔ２，Ｔ３)の刃先Ｔａ
(その他の先Ｔｂ，Ｔｃ)を感知できるように、予め位置
決め投光器１１と受光器１２間の光軸(Ｘ)が刃先Ｔａに
調節される。上記調節は、光センサ手段１０の投光器１
１と受光器１２を直線移動位置決め手段２０に取付け、
この上下移動による位置決め制御に委ねている。

【００１８】続いて、上記光センサ手段１０について、
ワーク加工後に工具マガジンＴＭ内に回収される工具Ｔ
１，Ｔ２，Ｔ３，…の刃先位置(Ａ２)に対応する検知位
置(Ａ１)に、光センサ手段１０を予め調節制御する直線
移動位置決め手段２０と、この直線移動位置決め手段を
運転するプログラム制御手段３０との実施形態を説明す
る。

【００１９】上記光センサ手段１０と、この直線移動位
置決め手段２０から説明する。光センサ手段１０におけ
る投光器１１と受光器１２とは、図３に示すように、１
つの水平支持体１３上の右寄り左右に、スライド片１
４，１５と締付ボルト１６，１７によって遠近調節可能
に配置されている。この投光器１１と受光器１２との距
離は、ワーク加工に使用される最大工具径Ｄ０よりやや
広い間隔に調節固定されている。

【００２０】上記光センサ手段１０は、その支持体１３
をマシニングセンタＭＣにおける工具マガジンＴＭの前
部左隅(図示において)に配置した直線移動位置決め手段
２０の昇降体２６に連結されている。この直線移動位置
決め手段２０は、回転軸２２を垂直上方に向けたサーボ
モータＳＭを機体Ｂの固定体Ｆに固着されている。上記
回転軸２２には、ボールネジ２３が垂直姿勢にして連結
され、これが機体Ｂの内壁に取付けた承持体２５にサポ
ートされている。このボールネジ２３には、昇降体２６
となるナット体が螺合されており、昇降のみ可能に承持
体２５内に係合している。しかして、上記光センサ手段
１０は、サーボモータＳＭの正逆転駆動により、ワーク
加工後に工具マガジンＴＭ内に回収される工具Ｔ１(Ｔ
２，Ｔ３，…)の刃先位置に対応する検知位置(Ａ１)
に、待機位置(Ｂ)から調節制御されて直線移動位置決め
される。

【００２１】上記直線移動位置決め手段２０を運転する
プログラム制御手段３０は、主軸１との間で工具交換を
行なう工具交換プログラムＰＣと、各工具番号Ｔ１，Ｔ
２，Ｔ３，…とを照合させる。これにより、上記直線移
動位置決め手段２０をプログラム制御手段３０が駆動制
御されて、予め工具刃先が通過する検知位置(Ａ１)に上
記光センサ手段１０の光軸(Ｘ)を一致させることで、各
特定工具についてその折れ検すべき刃先位置が確定され
る。

【００２２】本発明の第１実施形態となる工具折れ検探
知装置１００は、上記のように構成され、下記のように
工具折れ検方法が実行される。先ず、工具マガジンＴＭ
内の工具交換位置(Ａ)には、この上部に空となっている
工具杷持器３の１つが巡回可能に待機している。上記工
具交換位置(Ａ)には、主軸１に装着された工具Ｔ１が加
工を終えて、その工具Ｔ１(その他の工具Ｔ２，Ｔ３，)
の刃先Ｔａ(その他の先Ｔｂ，Ｔｃ)を感知できるよう
に、検知位置(Ａ１)に予め位置決め投光器１１と受光器
１２間の光軸(Ｘ)が刃先Ｔaに調節制御される。上記調
節制御は、光センサ手段１０の投光器１１と受光器１２
を取付け直線移動位置決め手段２０の上下移動による位
置決め制御に委ねている。

【００２３】その上記直線移動位置決め手段２０を運転
するプログラム制御手段３０は、主軸１との間で工具交
換を行なう工具交換プログラムＰＣと、各工具番号Ｔ１
(Ｔ２，Ｔ３，)とを照合させる。これにより、上記直線
移動位置決め手段２０をプログラム制御手段３０により
駆動制御し、予め工具刃先が通過する検知位置(Ａ１)に
上記光センサ手段１０の光軸(Ｘ)を一致させる。これ
で、各特定工具についてその折れ検すべき刃先位置が確
定される。

【００２４】従って、加工後に工具マガジンＴＭに回収
される工具Ｔ１の刃先位置に対応するように、予め登録
されている工具番号に対応してＮＣ制御装置のプログラ
ムが働き、上記光センサ手段の検出位置を予め調節制御
する。これで、工具マガジン内の工具交換位置へ戻され
る使用済み工具は、工具マガジン内での搬入途上にて工
具刃先の有無を光センサ手段により高速探知される。

【００２５】上記第１実施形態による工具折れ検方法
を、図４に示すフローチャート図を中心にして説明す
る。先ず、マシニングセンタＭＣの運転開始で、「スタ
ート」させる。ここで、ＮＣ制御装置から「工具交換」
の指令が出されて「新しい工具を主軸に装着」させる。
これに続いて、図２に示すように、主軸１を加工領域Ｋ
まで移動させて「ワーク加工」を行わせ、「ワーク加工
を終了」させるとともに、次の新しいワーク加工に対す
る「工具交換指令」がＮＣ制御装置から出力される。一
方、上記ワーク加工の時間内において、プログラム制御
手段３０は、ＮＣ制御装置からの「工具交換」指令を読
み取って「工具ＮＯの確認」を行い、予め登録されてい
るその工具長から直線移動位置決め手段２０を作動させ
て「光センサを検知位置」へ移動させ、「光センサの位
置決め」を予め行う。上記光センサ手段１０の動作は、
図１に示すように、待機位置(Ｂ)にある光センサ手段１
０を加工済み工具Ｔ１の刃先Ｔａが通過する検知位置
(Ａ１)へと上昇移動させて行う。

【００２６】上記工具折れ検探知条件が整った後、図２
に示すように、主軸１について「加工済み工具が折れ検
探知位置(Ａ１)を通過」させる。この時、図３に示すよ
うに、加工済み工具Ｔ１の刃先Ｔａが、上記光センサ手
段１０の光軸(Ｘ)と交叉して遮断通過すると、受光器１
２での受光が一瞬なくなる。上記受光遮断で「折れ検探
知」は、「工具折れ無し」ＹＥＳとなり、上記受光され
ずで「折れ検探知」は、「工具折れ有り」ＮＯと判断さ
れる。

【００２７】しかして、「工具折れ無し」ＹＥＳと判断
されれば、光センサ手段１０は直ちに待機位置(Ｂ)に戻
される。続いて、加工済み工具Ｔ１と次に使用する工具
とが工具マガジンと主軸間で「工具交換動作」され、
「次の加工工程」に移行する。この加工後に行われる
「折れ検探知」も、上記と同様に、光センサ手段１０を
加工済み工具の刃先が通過する新たな検知位置(Ａ１)に
予め位置決め調節した状態にて実行される。他方、「工
具折れ有り」ＮＯと判断されると、直ちに「折れ検探知
アラーム」を発信して運転を停止する。ここで、「折れ
た工具の取り外し」と、新たな工具との交換登録のため
の「セットアップ」を行う。

【００２８】上記第１実施形態による工具折れ検探知方
法によると、工具マガジン内の工具交換位置へ戻される
使用済み工具は、工具マガジン内での搬入途上にて工具
刃先の有無を光センサ手段により高速探知されるから、
折れ検のためのタイムロスがなく、ワーク加工のサイク
ルタイムを犠牲にしない。

【００２９】更に、上記第１実施形態による工具折れ検
装置によると光センサ手段は、工具マガジン内の工具交
換位置における手前位置の検知位置に配置されているか
ら、切粉やクーラントの悪影響を受けないから感知性能
を低下させないし、省スペースのもとに設置できる。

【００３０】上記工具折れ検探知装置１００は、本発明
の実施形態についての１つの具体例を図示したものであ
り、本発明はこの第１実施形態に限定されない。例え
ば、図５〜図９に示す第２実施形態の工具折れ検探知装
置２００としても良い。この工具折れ検探知装置２００
は、光センサ手段１０を円弧運動する円弧移動位置決め
手段５０に配置したもので、使用済み工具Ｔ１，Ｔ２，
Ｔ３ごとに工具マガジンＴＭ内の工具交換位置(Ａ)へ戻
される工具の搬入途上に、円弧移動の軌跡(Ｅ)で位置決
め出来るようにしたものである。

【００３１】上記工具折れ検探知装置２００は、工具マ
ガジンＴＭ内の工具交換位置(Ａ)に配置した光センサ手
段１０と、上記光センサ手段１０をワーク加工後に工具
マガジンＴＭ内に回収される各工具Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の
刃先位置Ｔａ，Ｔｂ、Ｔｃに対応する検知位置(Ａ１)に
待機位置(Ｂ)から予め調節制御する円弧移動位置決め手
段５０と、使用済み工具Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ごとに工具マ
ガジン内の工具交換位置(Ａ)へ戻される工具の搬入途上
又はこの工具交換位置(Ａ)に、検知位置(Ａ１)として上
記光センサ手段１０を位置決めする円弧移動位置決め手
段５０を運転するプログラム制御手段３０と、を備えて
いる。

【００３２】上記円弧移動位置決め手段５０は、図５と
図６に示すように、コ型の揺動体５１が揺動可能な支持
棒５３に連結さけており、この支持棒５３の上端がサー
ボモータＳＭの回転軸５５に取付けられている。上記サ
ーボモータＳＭは、工具マガジンＴＭの工具交換位置
(Ａ)における上方フレームＦに固着されている。上記揺
動体５１の先端部には、光センサ手段１０となる投光器
１１と受光器１２とが対向する形態で取付けられてい
る。しかして、上記光センサ手段１０は、サーボモータ
ＳＭの正逆転駆動により、ワーク加工後に工具マガジン
ＴＭ内における工具交換位置(Ａ)に回収される工具Ｔ１
(Ｔ２，Ｔ３)の各刃先位置に対応する検知位置(Ａ１)に
待機位置(Ｂ)から、コ型の揺動体５１を円弧移動させな
がら調節制御されて位置決めされる。

【００３３】上記円弧移動位置決め手段５０を運転する
プログラム制御手段３０は、主軸１との間で工具交換を
行なう工具交換プログラムＰＣと、各工具番号Ｔ１，Ｔ
２，Ｔ３，…とを照合させる。これにより、上記円弧移
動位置決め手段５０をプログラム制御手段３０が駆動制
御されて、予め工具刃先が通過する検知位置(Ａ１)に上
記光センサ手段１０の光軸(Ｘ)を一致させることで、各
特定工具についてその折れ検すべき刃先位置が確定され
る。

【００３４】本発明の第２実施形態となる工具折れ検探
知装置２００は、上記のように構成され、下記のように
工具折れ検方法が実行される。先ず、工具マガジンＴＭ
内の工具交換位置(Ａ)には、この上部に空となっている
工具杷持器３の１つが巡回可能に待機している。上記工
具交換位置(Ａ)には、主軸１に装着された工具Ｔ１が加
工を終えて、その工具Ｔ１(その他の工具Ｔ２，Ｔ３，)
の刃先Ｔａ(その他の先Ｔｂ,Ｔｃ)を感知できるよう
に、検知位置(Ａ１)に予め位置決め投光器１１と受光器
１２間の光軸(Ｘ)が刃先Ｔａに調節制御される。上記調
節制御は、光センサ手段１０の投光器１１と受光器１２
を取付け円弧移動位置決め手段５０の前後方向への円弧
移動による位置決め制御に委ねている。

【００３５】上記円弧移動位置決め手段５０を運転する
プログラム制御手段３０は、主軸１との間で工具交換を
行なう工具交換プログラムＰＣと、各工具番号Ｔ１(Ｔ
２，Ｔ３，)とを照合させる。これにより、上記円弧移
動位置決め手段をプログラム制御手段３０により駆動制
御し、予め工具刃先が通過する検知位置(Ａ１)に上記光
センサ手段１０の光軸(Ｘ)を一致させる。これで、各特
定工具についてその折れ検すべき刃先位置が確定され
る。

【００３６】従って、図７に示すように、加工後に工具
マガジンＴＭに回収される工具Ｔ１の刃先位置Ｔａに対
応するように、予め登録されている工具番号に対応して
ＮＣ制御装置のプログラムが働き、上記光センサ手段１
０を待機位置(Ｂ)から検出位置(Ａ１)に予め調節制御す
る。これで、工具マガジン内の工具交換位置(Ａ)へ戻さ
れる使用済み工具Ｔ１は、工具マガジン内での搬入途上
にて工具刃先の有無を光センサ手段により高速探知され
る。

【００３７】上記第２実施形態による工具折れ検探知方
法は、上記第１実施形態と同様に、図４に示すフローチ
ャート図を中心にして説明できる。先ず、マシニングセ
ンタＭＣの運転開始で「スタート」させる。ここで、Ｎ
Ｃ制御装置から「工具交換」の指令が出されて「新しい
工具を主軸に装着」させる。これに続いて、図５に示す
ように、主軸１を加工領域Ｋまで移動させて「ワーク加
工」を行わせ、「ワーク加工を終了」させるとともに、
次の新しいワーク加工に対する「工具交換指令」がＮＣ
制御装置から出力される。一方、上記ワーク加工の時間
内において、プログラム制御手段３０は、ＮＣ制御装置
からの「工具交換」指令を読み取って「工具ＮＯの確
認」を行い、予め登録されているその工具長から円弧移
動位置決め手段５０を作動させて「光センサを検知位
置」へ移動させ、「光センサの位置決め」を予め行う。
上記光センサ手段１０の動作は、図７に示すように、待
機位置(Ｂ)にある光センサ手段１０を加工済み工具(長
い工具の場合)Ｔ１の刃先Ｔａが通過する検知位置(Ａ
１)へと円弧移動させて行う。

【００３８】上記工具折れ検探知条件が整った後、図７
に示すように、主軸１について「加工済み工具が折れ検
探知位置(Ａ１)を通過」させる。この時、図６に示すよ
うに、加工済み工具Ｔ１の刃先Ｔａが、上記光センサ手
段１０の光軸(Ｘ)と交叉して遮断通過すると、受光器１
２での受光が一瞬なくなる。上記受光遮断で「折れ検探
知」は、「工具折れ無し」ＹＥＳとなり、上記受光され
ずで「折れ検探知」は、「工具折れ有り」ＮＯと判断さ
れる。

【００３９】しかして、「工具折れ無し」ＹＥＳと判断
されれば、光センサ手段１０は直ちに待機位置(Ｂ)に戻
される。続いて、加工済み工具Ｔ１と次に使用する工具
とが工具マガジンと主軸間で「工具交換動作」され、
「次の加工工程」に移行する。この加工後に行われる
「折れ検探知」も、上記と同様に、光センサ手段１０を
加工済み工具の刃先が通過する新たな検知位置(Ａ１)に
予め位置決め調節した状態にて実行される。他方、「工
具折れ有り」ＮＯと判断されると、直ちに「折れ検探知
アラーム」を発信して運転を停止する。ここで、「折れ
た工具の取り外し」と、新たな工具との交換登録のため
の「セットアップ」を行う。

【００４０】上記第２実施形態による工具折れ検探知方
法において、図８に示すように、中程度の長さを持つ工
具Ｔ２にあっては、光センサ手段１０を加工済み工具の
刃先Ｔｂが通過する新たな検知位置(Ａ２)に予め位置決
め調節した状態にて実行される。また、図９に示すよう
に、短い長さを持つ工具Ｔ３にあっては、光センサ手段
１０を加工済み工具の刃先Ｔｃが通過する新たな検知位
置(Ａ３)に予め位置決め調節した状態にて実行される。

【００４１】上記第２実施形態による工具折れ検探知方
法によると、工具マガジン内の工具交換位置へ戻される
使用済み工具は、工具マガジン内での搬入途上にて工具
刃先の有無を光センサ手段により高速探知されるから、
折れ検のためのタイムロスがなく、ワーク加工のサイク
ルタイムを犠牲にしない。

【００４２】更に、上記第２実施形態による工具折れ検
装置による光センサ手段は、工具マガジン内の工具交換
位置における下方の検知位置に配置されているから、工
具マガジン内の工具交換位置へ戻される使用済み工具
は、工具マガジン内での搬入途上にて工具刃先の有無を
光センサ手段により高速探知され、折れ検のためのタイ
ムロスがなく、ワーク加工のサイクルタイムを犠牲にし
ない。そして、光センサ手段は、工具マガジン内の工具
交換位置に円弧移動位置決め手段を介して配置されてい
るから、この円弧移動位置決め手段がコンパクトに構成
されるとともに、切粉やクーラントの悪影響を受けず感
知性能を低下させないし、省スペースのもとに設置でき
る。

【００４３】本発明は、上記実施形態に限定されない。
例えば、設計変更例として、(１)投光器１１及び受光器
１２の各面に清掃用のエアノズルを設け、エアを吹き付
けるようにする。これにより、各面が清掃されて、検出
性能が長期間にわたり維持されるとともに、検出不良に
よる誤動作が解消される。そして、(２)感度向上のため
に、受光器１２の受光面前にスリット(微少隙間)を設け
る。これにより、細径工具においても、確実に工具刃先
の存在を検知でき、検出能力を向上・維持できる。

【００４４】

【発明の効果】本発明の請求項１によると、工具マガジ
ン内の工具交換位置へ戻される使用済み工具は、工具マ
ガジン内での搬入途上にて工具刃先の有無を光センサ手
段により高速探知されるから、折れ検のためのタイムロ
スがなく、ワーク加工のサイクルタイムを犠牲にしな
い。更に、光センサ手段は、工具マガジン内の工具交換
位置又はこの付近に配置されているから、切粉やクーラ
ントの悪影響を受けず感知性能を低下させない上に、省
スペースのもとに設置できる。

【００４５】請求項２によると、工具マガジン内の工具
交換位置へ戻される使用済み工具は、工具マガジン内で
の搬入途上にて工具刃先の有無を光センサ手段により高
速探知されて、折れ検のためのタイムロスがなく、ワー
ク加工のサイクルタイムを犠牲にしない。更に、光セン
サ手段は、工具マガジン内の工具交換位置に直線移動位
置決め手段を介して配置されているから、切粉やクーラ
ントの悪影響を受けず感知性能を低下させない上に、省
スペースのもとに設置できる。

【００４６】請求項３によると、工具マガジン内の工具
交換位置へ戻される使用済み工具は、工具マガジン内で
の搬入途上にて工具刃先の有無を光センサ手段により高
速探知されて、折れ検のためのタイムロスがなく、ワー
ク加工のサイクルタイムを犠牲にしない。更に、光セン
サ手段は、工具マガジン内の工具交換位置に円弧移動位
置決め手段を介して配置されているから、コンパクトに
構成できるとともに、切粉やクーラントの悪影響を受け
ず感知性能を低下させない上に、省スペースのもとに設
置できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示し、工具マガジン前
部に配置した工具折れ検探知装置の正面図である。

【図２】本発明の第１実施形態を示し、工具マガジン前
部に配置した工具折れ検探知装置の平面図である。

【図３】本発明の第１実施形態を示し、光センサ手段の
正面図である。

【図４】本発明の第１実施形態を示し、折れ検探知のフ
ローチャート図である。

【図５】本発明の第２実施形態を示し、工具マガジン下
に配置した工具折れ検探知装置の平面図である。

【図６】本発明の第２実施形態を示し、光センサ手段の
斜視図である。

【図７】本発明の第２実施形態を示し、長い工具に対す
る光センサ手段の作用図である。

【図８】本発明の第２実施形態を示し、中程度の工具に
対する光センサ手段の作用図である。

【図９】本発明の第２実施形態を示し、短い工具に対す
る光センサ手段の作用図である。

【符号の説明】

１主軸３工具把持器１０光センサ手段１１投光器１２受光器２０直線移動位置決め手段２２回転軸２３ボールネジ２５承持体２６昇降体３０プログラム制御手段５０円弧移動位置決め手段１００工具折れ検装置２００工具折れ検装置Ａ工具交換位置Ａ１検知位置Ａ２検知位置Ａ３検知位置Ｂ待機位置Ｅ円弧移動の軌跡ＭＣマシニングセンタＰＣ工具交換プログラムＸ光軸ＴＭ工具マガジンＴ１，Ｔ２，Ｔ３工具Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ刃先

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者矢野仁康静岡県浜松市高塚町4888番地エンシュウ株式会社内Ｆターム(参考） 3C002 HH08 3C029 DD04 DD20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工具マガジン内の工具交換位置又はこの
工具交換位置付近に、光センサ手段を位置調節可能に配
置し、上記光センサ手段の検知位置は加工後に工具マガ
ジンに回収される工具の刃先位置に対応するよう予め工
具番号に基づき調節制御されており、工具マガジンの工
具交換位置へ戻される使用済み工具の搬入途上となる上
記光センサ手段の検知位置にて、刃先の有無を高速探知
することを特徴とする工具折れ検探知方法。
【請求項２】工具マガジン内の工具交換位置又はこの
工具交換位置付近に配置した光センサ手段と、上記光セ
ンサ手段をワーク加工後に工具マガジン内に回収される
工具の刃先位置に対応する検知位置に、予め工具番号に
基づき調節制御する直線移動位置決め手段と、工具マガ
ジン内に戻される工具の工具番号に基づき上記直線移動
位置決め手段を運転制御させるプログラム制御手段と、
を備えてなることを特徴とする工具折れ検探知装置。
【請求項３】工具マガジン内の工具交換位置又はこの
工具交換位置付近に配置した光センサ手段と、上記光セ
ンサ手段をワーク加工後に工具マガジン内に回収される
工具の刃先位置に対応する検知位置に、予め工具番号に
基づき調節制御する円弧移動位置決め手段と、工具マガ
ジン内に戻される工具の工具番号に基づき上記円弧移動
位置決め手段を運転制御させるプログラム制御手段と、
を備えてなることを特徴とする工具折れ検探知装置。