JPH0260963B2 - - Google Patents
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- JPH0260963B2 JPH0260963B2 JP55134556A JP13455680A JPH0260963B2 JP H0260963 B2 JPH0260963 B2 JP H0260963B2 JP 55134556 A JP55134556 A JP 55134556A JP 13455680 A JP13455680 A JP 13455680A JP H0260963 B2 JPH0260963 B2 JP H0260963B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- contact
- tool
- current path
- workpiece
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
- G01B7/023—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring distance between sensor and object
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
- B23Q17/2233—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool relative to the workpiece
- B23Q17/2241—Detection of contact between tool and workpiece
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ベツド、テーブル等の支持体を介し
て電気的に導通され相対的に接近したり離間した
りする工具と工作物が相互に接触したことを検出
する工作機械の接触検出装置に関する。
て電気的に導通され相対的に接近したり離間した
りする工具と工作物が相互に接触したことを検出
する工作機械の接触検出装置に関する。
従来、上記のような工作機械の接触検出装置に
おいては、ベツド、テーブル等の支持体を取巻く
ようにトロイダル状のコイルを配設するととも
に、これを交流電圧で励磁して工具と工作物の接
触によつてベツド、テーブル等の支持体に誘導電
流が流れるようにし、ベツド、テーブル等の支持
体に励磁電流が流れたことをコイルに流れる電流
の増加によつて検出して工具と工作物が接触した
ことを判定するようにしていた。
おいては、ベツド、テーブル等の支持体を取巻く
ようにトロイダル状のコイルを配設するととも
に、これを交流電圧で励磁して工具と工作物の接
触によつてベツド、テーブル等の支持体に誘導電
流が流れるようにし、ベツド、テーブル等の支持
体に励磁電流が流れたことをコイルに流れる電流
の増加によつて検出して工具と工作物が接触した
ことを判定するようにしていた。
しかしながら、かかる従来のものでは、工具と
工作物が接触していない状態でもコイルのインピ
ーダンスに応じた一定レベルの初期電流がコイル
に流れており、工具と工作物の接触を高感度に検
出するには、誘導電流路の抵抗を小さくして、接
触時の電流変化を大きくする必要がある。
工作物が接触していない状態でもコイルのインピ
ーダンスに応じた一定レベルの初期電流がコイル
に流れており、工具と工作物の接触を高感度に検
出するには、誘導電流路の抵抗を小さくして、接
触時の電流変化を大きくする必要がある。
したがつて、上記のような工作機械の接触検出
装置で、スピンドルに装着された工具とこの工具
に対して相対移動する工作物との間の接触を検出
する場合には、スピンドル支持用のベアリングに
発生する抵抗を接触抵抗の非常に小さなブラシで
バイパスしなければならず、バイパス用のブラシ
が高価となるだけでなく、ブラシの接触抵抗が高
くなると、接触検出が確実に行えなくなる恐れが
あつた。
装置で、スピンドルに装着された工具とこの工具
に対して相対移動する工作物との間の接触を検出
する場合には、スピンドル支持用のベアリングに
発生する抵抗を接触抵抗の非常に小さなブラシで
バイパスしなければならず、バイパス用のブラシ
が高価となるだけでなく、ブラシの接触抵抗が高
くなると、接触検出が確実に行えなくなる恐れが
あつた。
本発明はこのような従来の問題点をなくすため
になされたもので、励磁用のコイルとは別に、誘
導電流路を取囲む形状の環状磁心を有する検出コ
イルを配設し、誘導電流路に電流が流れたことを
この検出コイルによつて検出することにより、誘
導電流路の抵抗値が大きい場合でも、工具と工作
物の接触を確実に検出できるようにしたことを特
徴とするものである。
になされたもので、励磁用のコイルとは別に、誘
導電流路を取囲む形状の環状磁心を有する検出コ
イルを配設し、誘導電流路に電流が流れたことを
この検出コイルによつて検出することにより、誘
導電流路の抵抗値が大きい場合でも、工具と工作
物の接触を確実に検出できるようにしたことを特
徴とするものである。
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図は主軸頭１１のスピンドル１２に装着さ
れた工具Ｔに対して、ベツド１３上に摺動するテ
ーブル１５に載置された工作物Ｗが進退運動する
加工機の例が示されており、スピンドル１２を支
承するベアリングの電気抵抗はブラシ１６によつ
てバイパスされるようになつている。
れた工具Ｔに対して、ベツド１３上に摺動するテ
ーブル１５に載置された工作物Ｗが進退運動する
加工機の例が示されており、スピンドル１２を支
承するベアリングの電気抵抗はブラシ１６によつ
てバイパスされるようになつている。
２０は、第３図に示すように環状に形成された
鉄心２６の全周にコイル２７を巻装した励磁用の
トロイダルコイルを示し、主軸頭１１の先端面に
主軸頭１１の外周を取囲むように固着され、数Ｋ
Hzから数10KHzの交流電源２１によつて励磁され
ている。これにより、トロイダルコイル２０に交
番電流が流れ、トロイダルコイル巻線の中心部を
貫通する環状の閉じた磁束を発生する。この磁束
は工具Ｔ、スピンドル１２、ブラシ１６、主軸頭
１１、加工機本体１０、テーブル１５、工作物Ｗ
によつて形成される電流路２３の一部を取巻いて
いるため、工具Ｔと工作物Ｗとが接触すると、工
具Ｔ、スピンドル１２、ブラシ１６、主軸頭１
１、加工機本体１０、テーブル１５、工作物Ｗを
介して誘導電流が流れる。
鉄心２６の全周にコイル２７を巻装した励磁用の
トロイダルコイルを示し、主軸頭１１の先端面に
主軸頭１１の外周を取囲むように固着され、数Ｋ
Hzから数10KHzの交流電源２１によつて励磁され
ている。これにより、トロイダルコイル２０に交
番電流が流れ、トロイダルコイル巻線の中心部を
貫通する環状の閉じた磁束を発生する。この磁束
は工具Ｔ、スピンドル１２、ブラシ１６、主軸頭
１１、加工機本体１０、テーブル１５、工作物Ｗ
によつて形成される電流路２３の一部を取巻いて
いるため、工具Ｔと工作物Ｗとが接触すると、工
具Ｔ、スピンドル１２、ブラシ１６、主軸頭１
１、加工機本体１０、テーブル１５、工作物Ｗを
介して誘導電流が流れる。
一方、２２は、励磁コイル２０と同一構成の検
出コイルで、主軸頭１１の先端面から一定距離離
れた主軸頭１１の中央部を取巻くように配設され
ており、前記励磁コイル２０と検出コイル２２と
の間には磁気的な遮蔽を行う遮蔽部２４が主軸頭
１１の外周を取巻くように突設されている。した
がつて、コイル２０から漏洩した磁束が検出コイ
ル２２直接作用して検出コイル２２に起電力を発
生させることは殆んどなく、工具Ｔと工作物Ｗが
接触しておらず、電流路２３に誘導電流が流れて
いない状態では検出コイル２２の出力は実質的に
零となる。
出コイルで、主軸頭１１の先端面から一定距離離
れた主軸頭１１の中央部を取巻くように配設され
ており、前記励磁コイル２０と検出コイル２２と
の間には磁気的な遮蔽を行う遮蔽部２４が主軸頭
１１の外周を取巻くように突設されている。した
がつて、コイル２０から漏洩した磁束が検出コイ
ル２２直接作用して検出コイル２２に起電力を発
生させることは殆んどなく、工具Ｔと工作物Ｗが
接触しておらず、電流路２３に誘導電流が流れて
いない状態では検出コイル２２の出力は実質的に
零となる。
また、工具Ｔと工作物Ｗが接触して電流路２３
に誘導電流が流れた場合には、主軸頭１１の外周
に誘導電流によつて誘起される磁界が発生し、こ
れによつて検出コイル２２の巻線に交番電流が流
れ、検出コイル２２から交流電圧信号が出力され
る。
に誘導電流が流れた場合には、主軸頭１１の外周
に誘導電流によつて誘起される磁界が発生し、こ
れによつて検出コイル２２の巻線に交番電流が流
れ、検出コイル２２から交流電圧信号が出力され
る。
第２図は励磁コイル２０と検出コイル２２との
間の関係を示す等価回路で、前記電流路２３は１
ターンコイルとして示され、ブラシ１６の接触抵
抗および、テーブル１５と加工機本体１０との間
の接触抵抗等を合成した電流路２３の抵抗値がＲ
で示されている。この回路からも明らかなように
励磁コイル２０と電流路２３とはＮ：１の変圧器
を構成し、電流路２３と検出コイル２２とは１：
Ｎの変圧器を構成している。したがつて、検出コ
イル２２の出力に接続される回路の入力インピー
ダンスZiがある程度大きく、検出コイル２２に電
流が殆んど流れないとすれば、電流路２３に流れ
る電流は励磁電流だけとなつて非常に小さな値と
なり、抵抗Ｒによる電圧降下は殆んどなくなる。
したがつて、検出コイ２２から出力される電圧の
大きさは、抵抗Ｒの大きさが変化しても殆んど変
化しないことになる。
間の関係を示す等価回路で、前記電流路２３は１
ターンコイルとして示され、ブラシ１６の接触抵
抗および、テーブル１５と加工機本体１０との間
の接触抵抗等を合成した電流路２３の抵抗値がＲ
で示されている。この回路からも明らかなように
励磁コイル２０と電流路２３とはＮ：１の変圧器
を構成し、電流路２３と検出コイル２２とは１：
Ｎの変圧器を構成している。したがつて、検出コ
イル２２の出力に接続される回路の入力インピー
ダンスZiがある程度大きく、検出コイル２２に電
流が殆んど流れないとすれば、電流路２３に流れ
る電流は励磁電流だけとなつて非常に小さな値と
なり、抵抗Ｒによる電圧降下は殆んどなくなる。
したがつて、検出コイ２２から出力される電圧の
大きさは、抵抗Ｒの大きさが変化しても殆んど変
化しないことになる。
第１図において２５は、検出コイル２２から交
流電圧が出力されているか否かによつて工具Ｔが
工作物Ｗと接触しているかどうかを判別する判別
回路で、入力インピーダンスの高い入力増幅回
路、整流回路、比較回路等によつて構成される。
このように、交流電圧の有無で接触を判別できる
ため、励磁コイル２０を励磁する交流電源２１の
出力電圧の変動等があつて、工具Ｔと工作物Ｗと
の間の接触を確実に検出できる。
流電圧が出力されているか否かによつて工具Ｔが
工作物Ｗと接触しているかどうかを判別する判別
回路で、入力インピーダンスの高い入力増幅回
路、整流回路、比較回路等によつて構成される。
このように、交流電圧の有無で接触を判別できる
ため、励磁コイル２０を励磁する交流電源２１の
出力電圧の変動等があつて、工具Ｔと工作物Ｗと
の間の接触を確実に検出できる。
なお、前記励磁コイル２０および検出コイル２
２の取付位置は、上記実施例の位置に限定される
ことはなく、励磁コイル２０と検出コイル２２の
いずれもが電流路２３を取囲む位置であれば、ど
こに配置してもよい。また、上記実施例において
は励磁コイル２０と検出コイル２２との間に遮蔽
部２４を設けて両コイルを接近して取付け得るよ
うにしていたが、第１図に２点鎖線で示すように
検出コイル２２を励磁コイル２０から離して取付
けて励磁コイル２０から漏洩する磁束が検出コイ
ル２２に直接作用することがないようにすれば、
遮蔽部２４は設けなくてもよい。
２の取付位置は、上記実施例の位置に限定される
ことはなく、励磁コイル２０と検出コイル２２の
いずれもが電流路２３を取囲む位置であれば、ど
こに配置してもよい。また、上記実施例において
は励磁コイル２０と検出コイル２２との間に遮蔽
部２４を設けて両コイルを接近して取付け得るよ
うにしていたが、第１図に２点鎖線で示すように
検出コイル２２を励磁コイル２０から離して取付
けて励磁コイル２０から漏洩する磁束が検出コイ
ル２２に直接作用することがないようにすれば、
遮蔽部２４は設けなくてもよい。
さらに、前記励磁コイル２０は、誘導電流路を
取巻くように磁束を発生できればよく、検出コイ
ル２２は、誘導電流によつて誘導電流路の回りに
発生した磁界を高感度で検出できるものであれば
よい。したがつて、励磁コイル２０および検出コ
イル２２は第４図に示すように環状の鉄心２６の
一部にコイル２７′を巻いたものでもよい。
取巻くように磁束を発生できればよく、検出コイ
ル２２は、誘導電流によつて誘導電流路の回りに
発生した磁界を高感度で検出できるものであれば
よい。したがつて、励磁コイル２０および検出コ
イル２２は第４図に示すように環状の鉄心２６の
一部にコイル２７′を巻いたものでもよい。
第５図に示す実施例は、研削盤に本発明を応用
したもので、砥石Ｇは導電性のものを使用する。
かかる砥石Ｇは砥石軸３４、砥石台３５、ベツド
本体３６、テーブル３７、ワーク支持装置３８，
３９を介してワークＷと導通関係が保たれてい
る。この場合、励磁コイル２０は砥石Ｇ側の砥石
軸３４を取囲むように配設され、検出コイル２２
は、磁気遮蔽部２４を挾んで励磁コイル２０の外
周に配設されている。
したもので、砥石Ｇは導電性のものを使用する。
かかる砥石Ｇは砥石軸３４、砥石台３５、ベツド
本体３６、テーブル３７、ワーク支持装置３８，
３９を介してワークＷと導通関係が保たれてい
る。この場合、励磁コイル２０は砥石Ｇ側の砥石
軸３４を取囲むように配設され、検出コイル２２
は、磁気遮蔽部２４を挾んで励磁コイル２０の外
周に配設されている。
以上述べたように本発明においては、工具と工
作物の接触によつて形成される閉ループの電流
路、すなわち、前記工具と工作物とこれを電気的
に導通させる加工機本体１０、ベツド本体３６の
いずれかに、前記電流路を取囲むような環状の磁
心にコイルを巻装した励磁コイルを配設するとと
もに、同じく前記電流路を取囲む形状の磁心にコ
イルを巻装した検出コイルを配設し、この検出コ
イルからの信号で接触を検出するようにしている
ため、工具と工作物が接触していない状態では検
出コイルからの出力信号が零に近い値となり、工
具と工作物の接触によつて出力信号が零に近い値
から所定の値まで増加する。したがつて、非接触
の状態と接触状態とを確実に区別でき、励磁電流
のわずかなレベル変化で接触を検出するものに比
べ、接触時に出力される交流電圧の大きな誘導電
流路の抵抗の大きさに殆ど影響されることがない
ので、誘導電流路の抵抗がかなり大きくても工具
と工作物の接触を確実に検出が行える利点があ
る。したがつて、かかる接触検出装置を用いてス
ピンドルの工具と工作物の接触を検出するように
した加工機もしくは研削盤等においては、スピン
ドルの抵抗をバイパスするブラシの接触抵抗等が
接触検出感度に影響することがない利点がある。
作物の接触によつて形成される閉ループの電流
路、すなわち、前記工具と工作物とこれを電気的
に導通させる加工機本体１０、ベツド本体３６の
いずれかに、前記電流路を取囲むような環状の磁
心にコイルを巻装した励磁コイルを配設するとと
もに、同じく前記電流路を取囲む形状の磁心にコ
イルを巻装した検出コイルを配設し、この検出コ
イルからの信号で接触を検出するようにしている
ため、工具と工作物が接触していない状態では検
出コイルからの出力信号が零に近い値となり、工
具と工作物の接触によつて出力信号が零に近い値
から所定の値まで増加する。したがつて、非接触
の状態と接触状態とを確実に区別でき、励磁電流
のわずかなレベル変化で接触を検出するものに比
べ、接触時に出力される交流電圧の大きな誘導電
流路の抵抗の大きさに殆ど影響されることがない
ので、誘導電流路の抵抗がかなり大きくても工具
と工作物の接触を確実に検出が行える利点があ
る。したがつて、かかる接触検出装置を用いてス
ピンドルの工具と工作物の接触を検出するように
した加工機もしくは研削盤等においては、スピン
ドルの抵抗をバイパスするブラシの接触抵抗等が
接触検出感度に影響することがない利点がある。
さらに、誘導電流路を取囲むように磁束を発生
させ、かつ誘導電流路を取囲むように検出コイル
を配設しているので、工具と工作物が接触した時
には誘導電流路に大きな励磁電流を流すことがで
きる上、誘導電流が流れたことを高感度に検出で
き、励磁コイルを高周波で励磁しなくても工具と
工作物の接触を確実に検出できる利点がある。こ
のため、交流電源として電波障害の発生しやすい
高周波電源を用いなくてもよい。
させ、かつ誘導電流路を取囲むように検出コイル
を配設しているので、工具と工作物が接触した時
には誘導電流路に大きな励磁電流を流すことがで
きる上、誘導電流が流れたことを高感度に検出で
き、励磁コイルを高周波で励磁しなくても工具と
工作物の接触を確実に検出できる利点がある。こ
のため、交流電源として電波障害の発生しやすい
高周波電源を用いなくてもよい。
図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
接触検出装置を備えた加工機の概略側面図、第２
図は第１図における励磁コイル２０と検出コイル
２２との間の関係を示す等価回路、第３図は励磁
コイル２０および検出コイル２２の構造を示す
図、第４図は励磁コイル２０および検出コイル２
２の変形例を示す図、第５図は本発明にかかる接
触検出装置を研削盤に応用した例を示す研削盤の
概略平面図である。 １０…加工機本体、１１…主軸頭、１２…スピ
ンドル、１５…テーブル、１６…ブラシ、２０…
励磁コイル、２１…交流電源、２２…検出コイ
ル、２３…電流路、２４…遮蔽部、２５…判別回
路、３４…砥石軸、３５…砥石台、３６…ベツド
本体、３７…テーブル、Ｇ…導電性砥石、Ｔ…工
具、Ｗ…工作物。
接触検出装置を備えた加工機の概略側面図、第２
図は第１図における励磁コイル２０と検出コイル
２２との間の関係を示す等価回路、第３図は励磁
コイル２０および検出コイル２２の構造を示す
図、第４図は励磁コイル２０および検出コイル２
２の変形例を示す図、第５図は本発明にかかる接
触検出装置を研削盤に応用した例を示す研削盤の
概略平面図である。 １０…加工機本体、１１…主軸頭、１２…スピ
ンドル、１５…テーブル、１６…ブラシ、２０…
励磁コイル、２１…交流電源、２２…検出コイ
ル、２３…電流路、２４…遮蔽部、２５…判別回
路、３４…砥石軸、３５…砥石台、３６…ベツド
本体、３７…テーブル、Ｇ…導電性砥石、Ｔ…工
具、Ｗ…工作物。
Claims (1)
- １ ベツド、テーブル等の支持体を介して電気的
に導通され相対的に接近したり離間したりする工
具と工作物の間の接触を検出する装置であつて、
前記工具と工作物および前記ベツド、テーブル等
の支持体によつて形成される電流路の一部を取囲
むように配設され前記電流路を取囲む環状の磁心
にコイルを巻装した励磁コイルと、前記電流路の
一部を取囲むように配設され前記電流路を取囲む
環状の磁心にコイルを巻装した検出コイルと、前
記電流路に流れる誘導電流の検出をする検出コイ
ルの出力によつて前記工具と工作物が接触したと
とを判別する判別手段とを設けたことを特徴とす
る工作機械の接触検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55134556A JPS5759105A (en) | 1980-09-26 | 1980-09-26 | Contact detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55134556A JPS5759105A (en) | 1980-09-26 | 1980-09-26 | Contact detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5759105A JPS5759105A (en) | 1982-04-09 |
| JPH0260963B2 true JPH0260963B2 (ja) | 1990-12-18 |
Family
ID=15131079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55134556A Granted JPS5759105A (en) | 1980-09-26 | 1980-09-26 | Contact detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5759105A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT202200003554A1 (it) * | 2022-02-25 | 2023-08-25 | Marposs Spa | Sistema per il controllo dell’integrita’ di un utensile |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5337055A (en) * | 1976-09-16 | 1978-04-05 | Toyoda Machine Works Ltd | Apparatus for detecting contact |
-
1980
- 1980-09-26 JP JP55134556A patent/JPS5759105A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5759105A (en) | 1982-04-09 |
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