JPH0426976B2 - - Google Patents
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- JPH0426976B2 JPH0426976B2 JP59119200A JP11920084A JPH0426976B2 JP H0426976 B2 JPH0426976 B2 JP H0426976B2 JP 59119200 A JP59119200 A JP 59119200A JP 11920084 A JP11920084 A JP 11920084A JP H0426976 B2 JPH0426976 B2 JP H0426976B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tool
- signal
- workpiece
- gate
- axis motor
- 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
-
- 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
- B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
- B23Q17/0952—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool during machining
- B23Q17/0957—Detection of tool breakage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Description
本発明は工作機械の工具の破損を被加工物の加
工形跡の変化から検出する検出装置に関するもの
である。
工形跡の変化から検出する検出装置に関するもの
である。
従来の工具の折損を検出する装置として、例え
ば実開昭56−33151号に示されるように切屑の量
を光学的に検出し、切屑の量が減少したことによ
り工具の折損を検出することが記載されている
が、この装置では切屑が排出されている間のみ検
出可能であつて、切屑の排出量が少ない場合や切
屑の排出が無い場合に、工具の折損を検出するこ
とについては考慮されていない。また、米国特許
第3912925号には工具に光を当てて透過光により
工具の折損を検出することが記載されている。こ
の装置では、工具の有無により光量の変化が明確
に判別できる場合は良好な手段であるが、工具が
スピンドルの上下動作に伴なつて移動する時の所
定のタイミングにおける工具の形状を判定する必
要があること及びスピンドル先端からの工具の突
出し寸法に限りある加工機械においては狭い空間
に投光器、受光器を装備することから装置が大型
化するので、実際の加工作業に際し、加工部位の
監視が容易なことではない。とくに、小さい形状
の加工すなわち小さい直径の穴を明ける場合にお
いては、工具もスピンドルも小さいものとなるた
め、透過光を遮ることによる受光側の光量の変化
が少ないので工具折損の検出が安定ではないとい
うことがあつた。
ば実開昭56−33151号に示されるように切屑の量
を光学的に検出し、切屑の量が減少したことによ
り工具の折損を検出することが記載されている
が、この装置では切屑が排出されている間のみ検
出可能であつて、切屑の排出量が少ない場合や切
屑の排出が無い場合に、工具の折損を検出するこ
とについては考慮されていない。また、米国特許
第3912925号には工具に光を当てて透過光により
工具の折損を検出することが記載されている。こ
の装置では、工具の有無により光量の変化が明確
に判別できる場合は良好な手段であるが、工具が
スピンドルの上下動作に伴なつて移動する時の所
定のタイミングにおける工具の形状を判定する必
要があること及びスピンドル先端からの工具の突
出し寸法に限りある加工機械においては狭い空間
に投光器、受光器を装備することから装置が大型
化するので、実際の加工作業に際し、加工部位の
監視が容易なことではない。とくに、小さい形状
の加工すなわち小さい直径の穴を明ける場合にお
いては、工具もスピンドルも小さいものとなるた
め、透過光を遮ることによる受光側の光量の変化
が少ないので工具折損の検出が安定ではないとい
うことがあつた。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除去し
たもので、いかなる大きさの工具の折損でも正確
且つ安定に検出する工具折損検出装置を提供する
ことを目的とする。
たもので、いかなる大きさの工具の折損でも正確
且つ安定に検出する工具折損検出装置を提供する
ことを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は被加工物
を加工した後に残る加工形跡（すなわち穴部）を
監視し、被加工物の表面に形成される加工形跡の
表面積の変化を検知する。工具が正常状態であれ
ば、加工形跡は所定の大きさの表面積を有し、折
損している状態すなわち一部破損とか折れた場
合、加工形跡は正常状態に比較して小さい表面積
になる。更に、監視手段として光学センサーを用
いた場合、加工形跡の周辺には切屑が散乱してい
ることが常態であるが、切屑が加工形跡と同一の
又は類似の範疇として検知することにより工具折
損の識別を確実にすることができる。なぜかとい
うと、切屑量（数）は工具が正常であれば増加し
工具が折損していれば減少するので、加工形跡の
増減と傾向が同等であるからである。このことは
工具が小さなものになる程有利である。
を加工した後に残る加工形跡（すなわち穴部）を
監視し、被加工物の表面に形成される加工形跡の
表面積の変化を検知する。工具が正常状態であれ
ば、加工形跡は所定の大きさの表面積を有し、折
損している状態すなわち一部破損とか折れた場
合、加工形跡は正常状態に比較して小さい表面積
になる。更に、監視手段として光学センサーを用
いた場合、加工形跡の周辺には切屑が散乱してい
ることが常態であるが、切屑が加工形跡と同一の
又は類似の範疇として検知することにより工具折
損の識別を確実にすることができる。なぜかとい
うと、切屑量（数）は工具が正常であれば増加し
工具が折損していれば減少するので、加工形跡の
増減と傾向が同等であるからである。このことは
工具が小さなものになる程有利である。
以下本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説
明する。第１図は本発明の一実施例を示す配置図
である。同図において、１はスピンドル、２はス
ピンドル１に対向して配置されたテーブルで、両
者は各々Ｘ，Ｙ，Ｚ軸用モータ３及び４，５によ
り相対的に移動制御又は位置決め制御される。６
は工具でスピンドル１の下端に回転自在に取付け
られていて、図示しないスピンドルモータにより
回転される。７はテーブル２の上面に載置された
被加工物で、薄板の場合を示す。８は被加工物７
に工具６により形成された貫通孔である。貫通孔
８には左方から光束９が投射され、被加工物７で
反射された後対物レンズ１０を介して撮像管すな
わちテレビカメラ１１に導入される。テレビカメ
ラ１１は複数の光検出素子（例えば光電変換素子
等）の集合体であり、貫通孔８の像を電気信号に
変換する。被加工物７に投射された光束９は被加
工物７の表面で反射するが、第２図に示すように
加工された部分すなわち貫通孔８では乱反射する
ため受光側のテレビカメラ１１に導入される光の
強さが低下し、テレビカメラ１１の出力信号ａは
受光の強さに応じて低下する。１２は光源で、電
源１３と発光部１４と集光レンズ１５から成り、
発光部１４からは一定の強さの光を放出するよう
に電源１３により制御される。１６は光束の通路
上に設けられた反射鏡である。光束の通路は投射
側、反対側共にグラスフアイバー等の光学的通路
材料を使用すれば、通路の選択が容易になるか
ら、検出装置を小さくまとめる為に有効である。
１７はテレビカメラ１１の出力から貫通孔８の像
を検出する検出装置で、検出信号の一方はテレビ
１８に出力され、他方はブザー、色つきランプ、
発光素子等の表示装置１９に出力される。２０は
NC装置で、Ｘ軸モータ４とＹ軸モータ５を駆動
することにより被加工物７をXY座標内に移動又
は位置決めし、Ｚ軸モータを駆動することにより
工具６をＺ軸方向に下降又は上昇させる。更に、
NC装置２０から検出装置１７へＺ軸即ち工具６
を回転させる信号が印加される。 第３図は検出装置１７の具体的な実施例を示す
ブロツク図で、第１図と同一部分には同一符号を
付す。２１はカメラ制御回路で、被加工物７の加
工形跡の画像を走査し、映像信号を出力する。２
２は映像信号を所定の信号レベルで弁別し、２値
化信号SIに変換する変換回路で、第４図のような
構成である。 第４図において２３は所定の信号レベルを設定
する可変抵抗器、２４は比較器、２５はカメラ制
御回路２１からの入力端子である。R1，R2は抵
抗、C1，C2はコンデンサである。２６は比較器
２４の出力端子で、ANDゲート２７に接続され
る。２８はORゲートで、テレビ１８の同期信号
を入力端子２９から入力され、その出力端子３０
はテレビ１８に接続される。３１は映像信号の垂
直同期サンプリング区間を決定する第１のゲート
回路、３２は映像信号の水平同期サンプリング区
間を決める第二のゲート回路で、夫々第５図及び
第６図に詳細なブロツク図を示す。 第５図は上記した映像信号SIの垂直同期サンプ
リング期間を決定する第１のゲート回路で、第７
図に示す映像信号の走査線l1〜l7のタイミングを
規定している水平同期パルスSHの数により区間
ABを設定する。すなわち、垂直同期信号SVが
出力される間隔は走査線が第７図に示すテレビ１
８の画面の上端１８ｕから下端１８ｄまで移動す
時間に相当する。そして、フリツプフロツプFF1
のセツト端子Ｓとカウンタ３４のロード端子Ｌに
接続される。３５はデイジタルスイツチで、作業
者が手動により画面上の走査線l1から位置Ａまで
の走査数を設定する。デイジタルスイツチ３５の
出力は、並列にカウンタ３４に接続されているの
で、ANDゲート３６から出力された走査開始信
号によりデイジタルスイツチ３５の数値データは
カウンタに初期セツトされる。これにより画面の
上端１８ｕからＡまでの距離が決まる。フリツプ
フロツプFF1の出力はANDゲート３６に入力さ
れ、ANDゲート３６の他の入力端には水平同期
信号SHが入力され、その出力はカウンタ３４の
減算入力端子に接続される。したがつて、デイジ
タルスイツチ３５に設定された数の走査回数にな
るとカウンタ３５の数値が０となり端子B0から
信号が出力され、この信号はフリツプフロツプ
FF1をリセツトすると同時にフリツプフロツプ
FF2とカウンタ３７をセツトする。フリツプフロ
ツプFF2の出力が高いレベルとなりANDゲート
３８はゲートが開かれるので信号SHがカウンタ
３７の減算入力端子に印加される。３９はカウン
タ３７に並列に接続されたデイジタルスイツチ
で、このデイジタルスイツチ３９の数値が区間
ABに対応し、この数値と走査回数が一致すると
フリツプフロツプFF2はリセツトされる。この時
のフリツプフロツプFF2の出力信号GVが区間AB
に対応する。 第６図は上記した映像信号SIの水平同期サンプ
リング期間を決定する第２のゲート回路で、第１
のゲート回路と略同一の構成である。水平同期信
号SHがフリツプフロツプFF3のセツト端子Ｓと
カウンタ４０のロード端子Ｌに接続される。４１
はデイジタルスイツチで、作業者が手動により第
７図に示すテレビ１８の画面の左端１８ｌからＡ
までの距離を決める。４２はANDゲートである。
ANDゲート４２の一方入力端にはフリツプフロ
ツプFF3の出力が接続され、他方入力端子にはク
ロツクパルスが入力される。すなわち、走査線l1
〜l7の左端からＡまでの区間が決められる。ま
た、上記した垂直同期の場合と同様にしてフリツ
プフロツプFF4、ANDゲート４３、カウンタ４
４、デイジタルスイツチ４５により区間ADが規
定される。そして、走査区間ADの時に高いレベ
ルになる信号GHがフリツプフロツプFF4の出力
端から得ることができる。ANDゲート２７の入
力端には、NC装置２０からＺ軸モータ３の駆動
信号SFが入力され、更に、クロツク発振器４６
の出力信号CKが入力され、映像信号SIが入力さ
れる。 ANDゲート２７の動作を第８図に示す波形図
を用いて説明する。SVは垂直同期信号、SHは水
平走査信号（H1〜H7）である。映像信号SIは第
７図の貫通孔８の映像４７に対応する走査線l3，
l4，l5の部分Ｅ，Ｆ，Ｇのみが変換回路２２から
高い電圧レベルとしてANDゲート２７に入力さ
れる。信号GHは区間ADに対応して高い電圧レ
ベルとなり、信号GVは区間ABに対応して高い
電圧レベルになる。信号SFは工具６が下降して
いる間は高い電圧レベルであるから、ANDゲー
ト２７の出力は信号SAに示した通り、信号SIの
Ｅ，Ｆ，Ｇの部分に対応するクロツクパルスの数
として得ることができる。信号SAはカウンタ４
８に入力されて計数され、面積信号に換算され
る。他のカウンタ４９には、作業者により貫通孔
８の有無又は工具６の破損を判別するに足りる数
値がセツトされる。すなわち、正常な場合には、
大きな貫通孔８と多数の切屑と工具６の像が影の
如く判定される数値を予備実験により確認し、更
に、工具６が切損した場合の小さなキズ跡、少な
い切屑、工具６が無い状態の像が少ない影として
判定される数値をも確認して工具切損の判別値を
決定する。５０は２つのカウンタ４８と４９との
内容を比較する比較器で、カウンタ４８の計数値
Ｎが、カウンタ４９の設定値Ｍを越えたとき信号
を出力する。比較器５０の出力はフリツプフロツ
プ５１のセツト端子Ｓに入力されるので、フリツ
プフロツプ５１の出力は高い電圧レベルの出力と
なる。５２はフリツプフロツプ５１から信号によ
りＸ，Ｙ，Ｚ軸の駆動モータ３，４，５を停止
し、表示回路１９に工具折損の表示をするシーケ
ンス回路である。 以上延べた如く、本発明においては、加工形跡
の周辺の領域ABCDを限定し、映像をとらえ、
形跡の大きさを監視し、影の大きさが所定の大き
さを越えたことにより、加工工具が正常、また、
影の大きさが所定の大きさを越えないことによ
り、工具折損であることを検出するようにしたか
ら、加工工具の折損検出が正確且つ安定である。 次に、第９図にしたがい、プレツシヤフツト５
４を併用したプリント基板穴明機に本発明を適用
した場合について述べる。プレツシヤフツト５４
とは、発明の背景の欄に掲げた実開昭56−33151
号及び、米国特許第4420685号明細書に記載され
ている如く、被加工物７であるプリント基板がテ
ーブル２から浮き上ることを防止する為に、加工
作業が進行している間、空圧源６２からの圧縮空
気をハウジング５３とスピンドル１の外周とプレ
ツシヤフツト５４から成るシリンダ５５に供給
し、シリンダ５５の中を摺動するプレツシヤフツ
ト５４の下端面を被加工物７であるプリント基板
に押付けて固定するものである。プレツシヤフツ
ト５４の側壁には、光束９が通り抜ける通過孔５
６が形成されている。この通過孔５６は、上下に
長軸を有する長穴（略楕円又は長方形状等）であ
る。プレツシヤフツト５４の他の側面、とくに長
穴５６から離れた側には、除塵装置５７の吸込口
５８が形成されていて、加工作業の間は常に切粉
を吸引し、プレツシヤフツト５４の中を清浄に保
つようにしている。プレツシヤフツト５４の側壁
に吸込口５８と長穴５６を形成し、長穴５６の外
側に反射鏡１６と対物レンズ１０を配置したこと
により、切粉が残らず排出されるので、穴明け工
具６（プリント基板の場合は、ドリルであること
が多い。）に切粉がからんで折損したり、反射鏡
１６や対物レンズ１０に切粉が付着して光束を遮
ることが無いという効果がある。とくに、長穴５
６が反射鏡１６や対物レンズ１０よりも大きい
か、はみ出し部分を有する場合に、上記の効果が
大きいことが実験の結果明らかであつた。 尚、本発明の実施例の説明においては、テレビ
１８を用いたが、テレビ１８に映し出された像を
ビデオテープに記録し、加工状態を解析すること
により更に有効に活用することができる。また、
テレビ１８の映像を二値化しないで一般的な利用
をすれば、加工中の状態を作業者が目視する為の
モニターとして使用することができる。更に、こ
の場合、テレビ１８の画面に縦軸又は横軸に平行
線を描き、又は画面中央に十字形状のクロスライ
ンを描いておいて、加工形跡の大きさ、位置等の
情報を見やすくすると同時に、正確に感知するた
めの目盛を入れることにより、モニターの利用が
容易になる。また、テレビカメラ１１の代わりに
他の光検出素子を用いても良い。更に、光源を工
具６の加工作業に同期した断続光源（矩形波状又
はパルス状光源）とし、加工後のタイミングで加
工形跡を監視するようにすれば、熱により変形し
やすいプリント基板等の温度上昇を制限すること
ができる。
明する。第１図は本発明の一実施例を示す配置図
である。同図において、１はスピンドル、２はス
ピンドル１に対向して配置されたテーブルで、両
者は各々Ｘ，Ｙ，Ｚ軸用モータ３及び４，５によ
り相対的に移動制御又は位置決め制御される。６
は工具でスピンドル１の下端に回転自在に取付け
られていて、図示しないスピンドルモータにより
回転される。７はテーブル２の上面に載置された
被加工物で、薄板の場合を示す。８は被加工物７
に工具６により形成された貫通孔である。貫通孔
８には左方から光束９が投射され、被加工物７で
反射された後対物レンズ１０を介して撮像管すな
わちテレビカメラ１１に導入される。テレビカメ
ラ１１は複数の光検出素子（例えば光電変換素子
等）の集合体であり、貫通孔８の像を電気信号に
変換する。被加工物７に投射された光束９は被加
工物７の表面で反射するが、第２図に示すように
加工された部分すなわち貫通孔８では乱反射する
ため受光側のテレビカメラ１１に導入される光の
強さが低下し、テレビカメラ１１の出力信号ａは
受光の強さに応じて低下する。１２は光源で、電
源１３と発光部１４と集光レンズ１５から成り、
発光部１４からは一定の強さの光を放出するよう
に電源１３により制御される。１６は光束の通路
上に設けられた反射鏡である。光束の通路は投射
側、反対側共にグラスフアイバー等の光学的通路
材料を使用すれば、通路の選択が容易になるか
ら、検出装置を小さくまとめる為に有効である。
１７はテレビカメラ１１の出力から貫通孔８の像
を検出する検出装置で、検出信号の一方はテレビ
１８に出力され、他方はブザー、色つきランプ、
発光素子等の表示装置１９に出力される。２０は
NC装置で、Ｘ軸モータ４とＹ軸モータ５を駆動
することにより被加工物７をXY座標内に移動又
は位置決めし、Ｚ軸モータを駆動することにより
工具６をＺ軸方向に下降又は上昇させる。更に、
NC装置２０から検出装置１７へＺ軸即ち工具６
を回転させる信号が印加される。 第３図は検出装置１７の具体的な実施例を示す
ブロツク図で、第１図と同一部分には同一符号を
付す。２１はカメラ制御回路で、被加工物７の加
工形跡の画像を走査し、映像信号を出力する。２
２は映像信号を所定の信号レベルで弁別し、２値
化信号SIに変換する変換回路で、第４図のような
構成である。 第４図において２３は所定の信号レベルを設定
する可変抵抗器、２４は比較器、２５はカメラ制
御回路２１からの入力端子である。R1，R2は抵
抗、C1，C2はコンデンサである。２６は比較器
２４の出力端子で、ANDゲート２７に接続され
る。２８はORゲートで、テレビ１８の同期信号
を入力端子２９から入力され、その出力端子３０
はテレビ１８に接続される。３１は映像信号の垂
直同期サンプリング区間を決定する第１のゲート
回路、３２は映像信号の水平同期サンプリング区
間を決める第二のゲート回路で、夫々第５図及び
第６図に詳細なブロツク図を示す。 第５図は上記した映像信号SIの垂直同期サンプ
リング期間を決定する第１のゲート回路で、第７
図に示す映像信号の走査線l1〜l7のタイミングを
規定している水平同期パルスSHの数により区間
ABを設定する。すなわち、垂直同期信号SVが
出力される間隔は走査線が第７図に示すテレビ１
８の画面の上端１８ｕから下端１８ｄまで移動す
時間に相当する。そして、フリツプフロツプFF1
のセツト端子Ｓとカウンタ３４のロード端子Ｌに
接続される。３５はデイジタルスイツチで、作業
者が手動により画面上の走査線l1から位置Ａまで
の走査数を設定する。デイジタルスイツチ３５の
出力は、並列にカウンタ３４に接続されているの
で、ANDゲート３６から出力された走査開始信
号によりデイジタルスイツチ３５の数値データは
カウンタに初期セツトされる。これにより画面の
上端１８ｕからＡまでの距離が決まる。フリツプ
フロツプFF1の出力はANDゲート３６に入力さ
れ、ANDゲート３６の他の入力端には水平同期
信号SHが入力され、その出力はカウンタ３４の
減算入力端子に接続される。したがつて、デイジ
タルスイツチ３５に設定された数の走査回数にな
るとカウンタ３５の数値が０となり端子B0から
信号が出力され、この信号はフリツプフロツプ
FF1をリセツトすると同時にフリツプフロツプ
FF2とカウンタ３７をセツトする。フリツプフロ
ツプFF2の出力が高いレベルとなりANDゲート
３８はゲートが開かれるので信号SHがカウンタ
３７の減算入力端子に印加される。３９はカウン
タ３７に並列に接続されたデイジタルスイツチ
で、このデイジタルスイツチ３９の数値が区間
ABに対応し、この数値と走査回数が一致すると
フリツプフロツプFF2はリセツトされる。この時
のフリツプフロツプFF2の出力信号GVが区間AB
に対応する。 第６図は上記した映像信号SIの水平同期サンプ
リング期間を決定する第２のゲート回路で、第１
のゲート回路と略同一の構成である。水平同期信
号SHがフリツプフロツプFF3のセツト端子Ｓと
カウンタ４０のロード端子Ｌに接続される。４１
はデイジタルスイツチで、作業者が手動により第
７図に示すテレビ１８の画面の左端１８ｌからＡ
までの距離を決める。４２はANDゲートである。
ANDゲート４２の一方入力端にはフリツプフロ
ツプFF3の出力が接続され、他方入力端子にはク
ロツクパルスが入力される。すなわち、走査線l1
〜l7の左端からＡまでの区間が決められる。ま
た、上記した垂直同期の場合と同様にしてフリツ
プフロツプFF4、ANDゲート４３、カウンタ４
４、デイジタルスイツチ４５により区間ADが規
定される。そして、走査区間ADの時に高いレベ
ルになる信号GHがフリツプフロツプFF4の出力
端から得ることができる。ANDゲート２７の入
力端には、NC装置２０からＺ軸モータ３の駆動
信号SFが入力され、更に、クロツク発振器４６
の出力信号CKが入力され、映像信号SIが入力さ
れる。 ANDゲート２７の動作を第８図に示す波形図
を用いて説明する。SVは垂直同期信号、SHは水
平走査信号（H1〜H7）である。映像信号SIは第
７図の貫通孔８の映像４７に対応する走査線l3，
l4，l5の部分Ｅ，Ｆ，Ｇのみが変換回路２２から
高い電圧レベルとしてANDゲート２７に入力さ
れる。信号GHは区間ADに対応して高い電圧レ
ベルとなり、信号GVは区間ABに対応して高い
電圧レベルになる。信号SFは工具６が下降して
いる間は高い電圧レベルであるから、ANDゲー
ト２７の出力は信号SAに示した通り、信号SIの
Ｅ，Ｆ，Ｇの部分に対応するクロツクパルスの数
として得ることができる。信号SAはカウンタ４
８に入力されて計数され、面積信号に換算され
る。他のカウンタ４９には、作業者により貫通孔
８の有無又は工具６の破損を判別するに足りる数
値がセツトされる。すなわち、正常な場合には、
大きな貫通孔８と多数の切屑と工具６の像が影の
如く判定される数値を予備実験により確認し、更
に、工具６が切損した場合の小さなキズ跡、少な
い切屑、工具６が無い状態の像が少ない影として
判定される数値をも確認して工具切損の判別値を
決定する。５０は２つのカウンタ４８と４９との
内容を比較する比較器で、カウンタ４８の計数値
Ｎが、カウンタ４９の設定値Ｍを越えたとき信号
を出力する。比較器５０の出力はフリツプフロツ
プ５１のセツト端子Ｓに入力されるので、フリツ
プフロツプ５１の出力は高い電圧レベルの出力と
なる。５２はフリツプフロツプ５１から信号によ
りＸ，Ｙ，Ｚ軸の駆動モータ３，４，５を停止
し、表示回路１９に工具折損の表示をするシーケ
ンス回路である。 以上延べた如く、本発明においては、加工形跡
の周辺の領域ABCDを限定し、映像をとらえ、
形跡の大きさを監視し、影の大きさが所定の大き
さを越えたことにより、加工工具が正常、また、
影の大きさが所定の大きさを越えないことによ
り、工具折損であることを検出するようにしたか
ら、加工工具の折損検出が正確且つ安定である。 次に、第９図にしたがい、プレツシヤフツト５
４を併用したプリント基板穴明機に本発明を適用
した場合について述べる。プレツシヤフツト５４
とは、発明の背景の欄に掲げた実開昭56−33151
号及び、米国特許第4420685号明細書に記載され
ている如く、被加工物７であるプリント基板がテ
ーブル２から浮き上ることを防止する為に、加工
作業が進行している間、空圧源６２からの圧縮空
気をハウジング５３とスピンドル１の外周とプレ
ツシヤフツト５４から成るシリンダ５５に供給
し、シリンダ５５の中を摺動するプレツシヤフツ
ト５４の下端面を被加工物７であるプリント基板
に押付けて固定するものである。プレツシヤフツ
ト５４の側壁には、光束９が通り抜ける通過孔５
６が形成されている。この通過孔５６は、上下に
長軸を有する長穴（略楕円又は長方形状等）であ
る。プレツシヤフツト５４の他の側面、とくに長
穴５６から離れた側には、除塵装置５７の吸込口
５８が形成されていて、加工作業の間は常に切粉
を吸引し、プレツシヤフツト５４の中を清浄に保
つようにしている。プレツシヤフツト５４の側壁
に吸込口５８と長穴５６を形成し、長穴５６の外
側に反射鏡１６と対物レンズ１０を配置したこと
により、切粉が残らず排出されるので、穴明け工
具６（プリント基板の場合は、ドリルであること
が多い。）に切粉がからんで折損したり、反射鏡
１６や対物レンズ１０に切粉が付着して光束を遮
ることが無いという効果がある。とくに、長穴５
６が反射鏡１６や対物レンズ１０よりも大きい
か、はみ出し部分を有する場合に、上記の効果が
大きいことが実験の結果明らかであつた。 尚、本発明の実施例の説明においては、テレビ
１８を用いたが、テレビ１８に映し出された像を
ビデオテープに記録し、加工状態を解析すること
により更に有効に活用することができる。また、
テレビ１８の映像を二値化しないで一般的な利用
をすれば、加工中の状態を作業者が目視する為の
モニターとして使用することができる。更に、こ
の場合、テレビ１８の画面に縦軸又は横軸に平行
線を描き、又は画面中央に十字形状のクロスライ
ンを描いておいて、加工形跡の大きさ、位置等の
情報を見やすくすると同時に、正確に感知するた
めの目盛を入れることにより、モニターの利用が
容易になる。また、テレビカメラ１１の代わりに
他の光検出素子を用いても良い。更に、光源を工
具６の加工作業に同期した断続光源（矩形波状又
はパルス状光源）とし、加工後のタイミングで加
工形跡を監視するようにすれば、熱により変形し
やすいプリント基板等の温度上昇を制限すること
ができる。
本発明によれば、常時移動する工具形状を直接
監視せずに、加工形跡を監視するようにしたから
工具の折損を確実に検出し、更に、切粉の形状や
工具の映像をも含めて、加工工程（Ｚ軸の一回の
下降から上昇まで）を監視するようにしたので、
工具の折損検出が正確且つ安定であるという効果
がある。
監視せずに、加工形跡を監視するようにしたから
工具の折損を確実に検出し、更に、切粉の形状や
工具の映像をも含めて、加工工程（Ｚ軸の一回の
下降から上昇まで）を監視するようにしたので、
工具の折損検出が正確且つ安定であるという効果
がある。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２
図は加工形跡と出力波形との関係を示す説明図、
第３図は第１図の一部を示すブロツク図、第４図
は第３図の一部詳細回路図、第５図および第６図
は第３図の一部を示すブロツク図、第７図は第１
図の一部映像を示す説明図、第８図は第３図の動
作を説明する波形図、第９図は本発明の他の実施
例を示す断面図、第１０図は第９図Ｌ−Ｌ断面図
である。 ６……工具、７……被加工物、８……貫通穴、
９……光束、１１……光学センサ、１４……発光
部、１７……検出装置、１８……テレビ、１９…
…表示装置、２０……NC装置、２１……カメラ
制御回路、２２……変換回路、３１……第１ゲー
ト、３２……第２ゲート。
図は加工形跡と出力波形との関係を示す説明図、
第３図は第１図の一部を示すブロツク図、第４図
は第３図の一部詳細回路図、第５図および第６図
は第３図の一部を示すブロツク図、第７図は第１
図の一部映像を示す説明図、第８図は第３図の動
作を説明する波形図、第９図は本発明の他の実施
例を示す断面図、第１０図は第９図Ｌ−Ｌ断面図
である。 ６……工具、７……被加工物、８……貫通穴、
９……光束、１１……光学センサ、１４……発光
部、１７……検出装置、１８……テレビ、１９…
…表示装置、２０……NC装置、２１……カメラ
制御回路、２２……変換回路、３１……第１ゲー
ト、３２……第２ゲート。
Claims (1)
- １ 被加工物を載置したテーブルと、加工工具を
保持するスピンドルと、上記テーブルと上記スピ
ンドルとの相対的移動により二次元位置決め制御
を行うＸ軸モータおよびＹ軸モータと、上記スピ
ンドルを上記テーブルに垂直方向から近づけまた
は遠ざけるように駆動制御するＺ軸モータとを備
えた工作機械の工具折損検出装置において、加工
部を照光する光源と、被加工物の光学的な像を電
気信号としての映像信号に変換する光電変換手段
と、工具の上昇信号により映像信号を走査し加工
形跡の面積に対応する信号を出力する制御手段
と、この面積に対応する信号と予め入力された値
とを比較する比較手段とを備え、前記面積に対応
する信号が予め入力された値よりも大きくなつた
ときに折損信号を出力することを特徴とする工作
機械の工具折損検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59119200A JPS60263651A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 工具折損検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59119200A JPS60263651A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 工具折損検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60263651A JPS60263651A (ja) | 1985-12-27 |
| JPH0426976B2 true JPH0426976B2 (ja) | 1992-05-08 |
Family
ID=14755397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59119200A Granted JPS60263651A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 工具折損検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60263651A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6557183B2 (ja) * | 2016-06-28 | 2019-08-07 | ファナック株式会社 | 切削加工工具の寿命判定装置、寿命判定方法及びプログラム |
| CN106584209A (zh) * | 2016-11-10 | 2017-04-26 | 哈尔滨理工大学 | 基于云制造的刀具磨损实时在线监测方法 |
| JP6487475B2 (ja) * | 2017-02-24 | 2019-03-20 | ファナック株式会社 | 工具状態推定装置及び工作機械 |
| CN112388390B (zh) * | 2020-11-09 | 2022-08-26 | 上海圣之尧智能科技有限公司 | 一种车削刀具置换系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54109681A (en) * | 1978-02-17 | 1979-08-28 | Hitachi Ltd | Method of cutting blade inspection |
-
1984
- 1984-06-12 JP JP59119200A patent/JPS60263651A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60263651A (ja) | 1985-12-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |