JPH0665454B2 - 荷重検出器付き工具取り付けアダプタ - Google Patents
荷重検出器付き工具取り付けアダプタInfo
- Publication number
- JPH0665454B2 JPH0665454B2 JP63059824A JP5982488A JPH0665454B2 JP H0665454 B2 JPH0665454 B2 JP H0665454B2 JP 63059824 A JP63059824 A JP 63059824A JP 5982488 A JP5982488 A JP 5982488A JP H0665454 B2 JPH0665454 B2 JP H0665454B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- tool
- detector
- adapter
- shaft portion
- 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
Links
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 42
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、切削工具に加わる切削荷重を検出する検出器
を備えた荷重検出器付き工具取り付けアダプタに関す
る。
を備えた荷重検出器付き工具取り付けアダプタに関す
る。
［従来の技術］ 近年、FMCやFMS等の生産システムの実用化に伴ない、マ
シニングセンタやNC旋盤等の工作機械は無人運転される
ようになり、ワーク加工中における異常監視を行なうた
めの切削状態のインプロセス計測が強く望まれ、特に工
具の異常と大きな関りをもつ切削力及び切削抵抗の測定
が大きな課題となっている。
シニングセンタやNC旋盤等の工作機械は無人運転される
ようになり、ワーク加工中における異常監視を行なうた
めの切削状態のインプロセス計測が強く望まれ、特に工
具の異常と大きな関りをもつ切削力及び切削抵抗の測定
が大きな課題となっている。
従来、切削力や切削抵抗の測定には、ストレインゲージ
や水晶振動子を治具等に組込んで行なう歪測定や主軸モ
ータの負荷電流の測定が試みられている。
や水晶振動子を治具等に組込んで行なう歪測定や主軸モ
ータの負荷電流の測定が試みられている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、歪測定にあっては、検出器が高価である
と共に検出器自体の剛性が低いために過大な力が加わる
と破損し易い。また歪測定及びモータ負荷電流の測定の
いずれにあっても、小径ドリルやタップ等の小さい切削
力又は切削抵抗を測定する場合には、検出感度が低いた
めにノイズ等の影響を受け、的確に切削力や切削抵抗を
測定することが困難であり、工作機械の無人運転を妨げ
る大きな要因となっていた。
と共に検出器自体の剛性が低いために過大な力が加わる
と破損し易い。また歪測定及びモータ負荷電流の測定の
いずれにあっても、小径ドリルやタップ等の小さい切削
力又は切削抵抗を測定する場合には、検出感度が低いた
めにノイズ等の影響を受け、的確に切削力や切削抵抗を
測定することが困難であり、工作機械の無人運転を妨げ
る大きな要因となっていた。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、工作機械や切削工具の構造を変更することなく切
削工具に加わる荷重を直接且つ正確に測定できるように
した新規な荷重検出器付き工具取り付けアダプタを提供
することを目的とする。
ので、工作機械や切削工具の構造を変更することなく切
削工具に加わる荷重を直接且つ正確に測定できるように
した新規な荷重検出器付き工具取り付けアダプタを提供
することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ この目的を達成するため本発明にあっては、一端に工具
ホルダ１が取り付けられ、他端に工具８が取り付けられ
る軸部11と、荷重検出器18を挟持しかつ前記軸部11に対
して回動可能なスペーサリング14、15と、前記スペーサ
リング14、15に係止され軸部11が回転する場合に前記ス
ペーサリング14、15の回転を禁止する回転係止部材20
と、各一方が前記軸部11と共に回動可能に取り付けら
れ、各他方が前記スペーサリング14、15を共に回動可能
に挟持するスラストベアリング12、13とを備え、前記荷
重検出器18は更に、圧電材料層21の両面に電極層22a、2
2bを形成した円形のフィルムシートの中央に前記軸部11
が貫通するための通し穴を形成することにより環状に形
成したことを特徴とする。
ホルダ１が取り付けられ、他端に工具８が取り付けられ
る軸部11と、荷重検出器18を挟持しかつ前記軸部11に対
して回動可能なスペーサリング14、15と、前記スペーサ
リング14、15に係止され軸部11が回転する場合に前記ス
ペーサリング14、15の回転を禁止する回転係止部材20
と、各一方が前記軸部11と共に回動可能に取り付けら
れ、各他方が前記スペーサリング14、15を共に回動可能
に挟持するスラストベアリング12、13とを備え、前記荷
重検出器18は更に、圧電材料層21の両面に電極層22a、2
2bを形成した円形のフィルムシートの中央に前記軸部11
が貫通するための通し穴を形成することにより環状に形
成したことを特徴とする。
本発明はまた、前記荷重検出器18が軸部11の周回り方向
に４分割されて各分割検出部18a〜18dが軸部11を中心と
して対象に配置され、軸部11に直交する分割検出部18a
〜18dの各検出信号によりXY方向の荷重を検出すること
を特徴とする。
に４分割されて各分割検出部18a〜18dが軸部11を中心と
して対象に配置され、軸部11に直交する分割検出部18a
〜18dの各検出信号によりXY方向の荷重を検出すること
を特徴とする。
［作用］ このような本発明の荷重検出器付き工具取り付けアダプ
タにあっては、検出器としてフィルムシート状の圧電セ
ンサを用いていることから、厚さが0.2mm程度と薄く且
つ軽量であるため、アダプタに検出器を組込んで切削工
具に加わる切削荷重を直接的に検出することができる。
タにあっては、検出器としてフィルムシート状の圧電セ
ンサを用いていることから、厚さが0.2mm程度と薄く且
つ軽量であるため、アダプタに検出器を組込んで切削工
具に加わる切削荷重を直接的に検出することができる。
またフィルムシート状の圧電センサは外部回路の切換え
によって1Kgfから1000Kgfを越える広い範囲でスラスト
荷重を検出することができ、且つ分解能力も100gf程度
と高く、小径ドリルやタップであっても工具に加わる切
削荷重を正確に検出することができる。
によって1Kgfから1000Kgfを越える広い範囲でスラスト
荷重を検出することができ、且つ分解能力も100gf程度
と高く、小径ドリルやタップであっても工具に加わる切
削荷重を正確に検出することができる。
更にフィルムシート状の圧電センサは、膜厚が薄いため
に切削荷重を受けても変形量（圧縮歪）はごく僅かであ
り、加工精度に影響を及ぼすことはない。
に切削荷重を受けても変形量（圧縮歪）はごく僅かであ
り、加工精度に影響を及ぼすことはない。
更にまた、圧電センサの感度を決める圧電定数（単位力
当りの電荷発生量）は荷重を受ける面積の大小ににかか
わらず一定であるため、面積を大きくすることで単位面
積当りの荷重を低減して高い剛性を得ることができる。
当りの電荷発生量）は荷重を受ける面積の大小ににかか
わらず一定であるため、面積を大きくすることで単位面
積当りの荷重を低減して高い剛性を得ることができる。
また、本発明にあっては、軸部11の一端には工具ホルダ
１が取り付けられ、他端には工具８が取り付けられるよ
うにアダプタ構成としたので、工具ホルダ１側の工作機
械や工具８の構造を変更することなく工具８に加わる荷
重を直接且つ正確に測定できる。
１が取り付けられ、他端には工具８が取り付けられるよ
うにアダプタ構成としたので、工具ホルダ１側の工作機
械や工具８の構造を変更することなく工具８に加わる荷
重を直接且つ正確に測定できる。
［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示した説明図である。
第１図において、１は工具ホルダーであり、主軸装着側
にテーパ軸部２が形成され、先端側にフランジ溝３を備
えたフランジ４が形成されており、フランジ４の下端面
中央より軸方向に破線で示す工具取付穴５が形成されて
いる。この工具ホルダー１は例えばMAS規格等に従って
寸法と形状をもち、全ての工作機械の主軸に対し標準品
として着脱することができる。
にテーパ軸部２が形成され、先端側にフランジ溝３を備
えたフランジ４が形成されており、フランジ４の下端面
中央より軸方向に破線で示す工具取付穴５が形成されて
いる。この工具ホルダー１は例えばMAS規格等に従って
寸法と形状をもち、全ての工作機械の主軸に対し標準品
として着脱することができる。
工具ホルダー１に続いては切削荷重を検出するための検
出器を設けるアダプタ６が設けられる。アダプタ６は上
部に工具ホルダー１の工具取付穴５に装着する取付軸７
を一体に有し、また下部には切削工具として例えばドリ
ル８を取付けるためのチャック９を固着している。アダ
プタ６はチャック９と一体に形成しても良いが、アダプ
タ６を全ての切削工具に対し標準品として使用できるよ
うにするため、アダプタ６に対しチャック９等の工具取
付部材を着脱自在に設けることが望ましい。勿論、アダ
プタ６に対してはチャック９を設けずに、直接ドリル８
等の切削工具を取付けることもできる。
出器を設けるアダプタ６が設けられる。アダプタ６は上
部に工具ホルダー１の工具取付穴５に装着する取付軸７
を一体に有し、また下部には切削工具として例えばドリ
ル８を取付けるためのチャック９を固着している。アダ
プタ６はチャック９と一体に形成しても良いが、アダプ
タ６を全ての切削工具に対し標準品として使用できるよ
うにするため、アダプタ６に対しチャック９等の工具取
付部材を着脱自在に設けることが望ましい。勿論、アダ
プタ６に対してはチャック９を設けずに、直接ドリル８
等の切削工具を取付けることもできる。
工具ホルダー１の工具取付穴５に取付軸７をもって装着
したアダプタ６は、フランジ10とフランジ10に対して小
径の軸部11を有し、フランジ10、軸部11、更に工具ホル
ダー１のフランジ４によって軸受部を形成している。
したアダプタ６は、フランジ10とフランジ10に対して小
径の軸部11を有し、フランジ10、軸部11、更に工具ホル
ダー１のフランジ４によって軸受部を形成している。
このアダプタ６の工具ホルダー１に対する装着で形成さ
れた軸受部、即ち工具ホルダー１のフランジ４とアダプ
タ６のフランジ10の間の軸部11には、軸方向に一対のス
ラストベアリング12,13が組込まれ、スラストベアリン
グ12と13の間にスペーサリング14,15、更にスワッシャ
リング16を介してフィルムシート状の圧電センサを用い
た検出器18を挟み込み状態で装着している。
れた軸受部、即ち工具ホルダー１のフランジ４とアダプ
タ６のフランジ10の間の軸部11には、軸方向に一対のス
ラストベアリング12,13が組込まれ、スラストベアリン
グ12と13の間にスペーサリング14,15、更にスワッシャ
リング16を介してフィルムシート状の圧電センサを用い
た検出器18を挟み込み状態で装着している。
更に、スラストベアリング12と13の間にスワッシャリン
グ16を介して検出器18を挟み込み固定するスペーサリン
グ14,15の外周には回転係止部材20が装着されている。
但し、回転係止部材20はスペサリング14,15の回転方向
の動きは規制するが、軸方向については変位自在となる
ように連結されている。
グ16を介して検出器18を挟み込み固定するスペーサリン
グ14,15の外周には回転係止部材20が装着されている。
但し、回転係止部材20はスペサリング14,15の回転方向
の動きは規制するが、軸方向については変位自在となる
ように連結されている。
第２図は第１図のアダプタ６における検出器18の取付け
構造の拡大説明図である。
構造の拡大説明図である。
第２図から明らかなように、工具ホルダー１に対するア
ダプタ６の装着でフランジ4,10の間に形成された軸部11
には、スラストベアリング12,13の間にスペーサリング1
4と15を組込み、スペーサリング14と15の間にスワッシ
ャリング16を介して検出器18を挟み込み状態で組込んで
いる。スペーサリング14と15の間にスワッシャリング16
を介して挟み込まれた検出器18の両側にはＯリング19a,
19bが設けられ、検出器18をシールしている。
ダプタ６の装着でフランジ4,10の間に形成された軸部11
には、スラストベアリング12,13の間にスペーサリング1
4と15を組込み、スペーサリング14と15の間にスワッシ
ャリング16を介して検出器18を挟み込み状態で組込んで
いる。スペーサリング14と15の間にスワッシャリング16
を介して挟み込まれた検出器18の両側にはＯリング19a,
19bが設けられ、検出器18をシールしている。
このようなアダプタ６に対する検出器18の組込み構造に
あっては、工作機械の主軸によって工具ホルダー１及び
アダプタ６が回転されても、検出器18を挟み込んだスペ
ーサリング14,15は第１図に示したように回転係止部材2
0によって回転が止められており、検出器18が回転する
ことはない。
あっては、工作機械の主軸によって工具ホルダー１及び
アダプタ６が回転されても、検出器18を挟み込んだスペ
ーサリング14,15は第１図に示したように回転係止部材2
0によって回転が止められており、検出器18が回転する
ことはない。
一方、アダプタ６の先端に装着したドリル８等による切
削加工時の切削荷重はアダプタ６の軸方向に加わり、こ
の切削荷重はアダプタ６のフランジ10と工具ホルダー１
のフランジ４との間にスラストベアリング12,13、更に
スペーサリング14,15及びスワッシャリング16を介して
挟み込んでいる検出器18に加わることになる。
削加工時の切削荷重はアダプタ６の軸方向に加わり、こ
の切削荷重はアダプタ６のフランジ10と工具ホルダー１
のフランジ４との間にスラストベアリング12,13、更に
スペーサリング14,15及びスワッシャリング16を介して
挟み込んでいる検出器18に加わることになる。
第３図は第1,2図に示したアダプタ６に組込まれる検出
器18を示した断面図であり、第４図にその平面図を一部
破断して示す。
器18を示した断面図であり、第４図にその平面図を一部
破断して示す。
第３図において、検出器18は中央に圧電材料層21をも
ち、この圧電材料層21の両側に電極層22a,22bを形成
し、更に電極層22a,22bの外側に絶縁シート23a,23bを接
着剤等により固着しており、電極層22a,22bからはそれ
ぞれリード線24a,24bが引き出されている。
ち、この圧電材料層21の両側に電極層22a,22bを形成
し、更に電極層22a,22bの外側に絶縁シート23a,23bを接
着剤等により固着しており、電極層22a,22bからはそれ
ぞれリード線24a,24bが引き出されている。
このような構造をもつ検出器18は、圧電材料層21と両側
に形成した電極層22a,22bとによってフィルムシート状
の圧電センサ（圧電フィルム）を構成しており、両面側
から荷重を受けると信号電荷を荷重に応じて発生する。
に形成した電極層22a,22bとによってフィルムシート状
の圧電センサ（圧電フィルム）を構成しており、両面側
から荷重を受けると信号電荷を荷重に応じて発生する。
この圧電材料層21と電極層22a,22bで成るフィルムシー
ト状の圧電センサの厚さは0.2mm程度であり、検出感度
を決める圧電定数（単位力当たりの発生電荷量）は力を
受ける面積の大小に係わらず一定となる。このため圧電
センサの面積を大きくすることにより単位面積当たりに
加わる荷重を低減し、感度を低下させることなく圧電セ
ンサの剛性を大きくすることができる。更に、0.2mm程
度の厚さをもつ圧電センサはヤング率が小さくとも力に
よる変形量はごく僅かであり、第１図に示したように工
具ホルダー１のフランジ４とアダプタ６のフランジ10と
の間にスラストベアリング12,13を介して挟み込んで
も、圧電センサの変形歪による加工精度への影響は問題
とならない。
ト状の圧電センサの厚さは0.2mm程度であり、検出感度
を決める圧電定数（単位力当たりの発生電荷量）は力を
受ける面積の大小に係わらず一定となる。このため圧電
センサの面積を大きくすることにより単位面積当たりに
加わる荷重を低減し、感度を低下させることなく圧電セ
ンサの剛性を大きくすることができる。更に、0.2mm程
度の厚さをもつ圧電センサはヤング率が小さくとも力に
よる変形量はごく僅かであり、第１図に示したように工
具ホルダー１のフランジ４とアダプタ６のフランジ10と
の間にスラストベアリング12,13を介して挟み込んで
も、圧電センサの変形歪による加工精度への影響は問題
とならない。
更に、圧電センサを用いた検出器18からの荷重検出信号
の取出しは電荷増幅回路（チャージアンプ）を使用して
行なう。電荷検出回路は周知のように入力容量として圧
電センサが接続されることから、圧電センサにおける荷
重に応じた発生電荷量に応じた信号電圧を出力する。ま
た、検出器18は第１図のようにアダプタ６に組込んだ状
態で所定の初期荷重を受けていることから、切削加工時
の荷重検出に先立って電荷検出回路に設けた帰還コンデ
ンサを放電リセットすることで、零点調整を行なった後
に荷重検出を行なう。
の取出しは電荷増幅回路（チャージアンプ）を使用して
行なう。電荷検出回路は周知のように入力容量として圧
電センサが接続されることから、圧電センサにおける荷
重に応じた発生電荷量に応じた信号電圧を出力する。ま
た、検出器18は第１図のようにアダプタ６に組込んだ状
態で所定の初期荷重を受けていることから、切削加工時
の荷重検出に先立って電荷検出回路に設けた帰還コンデ
ンサを放電リセットすることで、零点調整を行なった後
に荷重検出を行なう。
このような圧電センサを用いた検出器18によれば、電荷
増幅回路（チャージアンプ）に設けた帰還コンデンサの
容量を切換えることにより、1Kgfから1000Kgfまでの広
い範囲に亘って荷重を検出することができ、且つ100gf
程度の高い分解能が得られる。
増幅回路（チャージアンプ）に設けた帰還コンデンサの
容量を切換えることにより、1Kgfから1000Kgfまでの広
い範囲に亘って荷重を検出することができ、且つ100gf
程度の高い分解能が得られる。
次に、上記の実施例の作用を説明する。
第１図に示す本発明の工具ホルダー装置を工作機械の主
軸に装着してアダプタ６を介してチャック９に装着した
ドリル８によりワークの切削加工を開始すると、主軸ヘ
ッドもしくはワークテーブルが一定速度で加工送りされ
る。
軸に装着してアダプタ６を介してチャック９に装着した
ドリル８によりワークの切削加工を開始すると、主軸ヘ
ッドもしくはワークテーブルが一定速度で加工送りされ
る。
このときドリル８には切削抵抗に応じた軸方向の切削荷
重が加わり、このドリル８の切削荷重はアダプタ６のフ
ランジ10と工具ホルダー１のフランジ４との間にスラス
トベアリング12,13、スペーサリング14,15、更にスワッ
シャリング16を介して挟み込んだ検出器18に作用し、検
出器18のリード線24a,24bを入力接続している電荷増幅
回路（チャージアンプ）からは軸方向の切削荷重に応じ
た信号電圧が得られる。
重が加わり、このドリル８の切削荷重はアダプタ６のフ
ランジ10と工具ホルダー１のフランジ４との間にスラス
トベアリング12,13、スペーサリング14,15、更にスワッ
シャリング16を介して挟み込んだ検出器18に作用し、検
出器18のリード線24a,24bを入力接続している電荷増幅
回路（チャージアンプ）からは軸方向の切削荷重に応じ
た信号電圧が得られる。
このためドリル８の刃の摩耗により切削抵抗が増加した
り、ドリル８が折れたような場合には、異常な切削荷重
の検出信号が得られるため、この検出信号に基づいてプ
ロセッサ等により適切な対応処置をとることができる。
更に、検出器18による切削荷重の検出出力は充分な分解
能をもっていることから、加工進行状況に応じて所定の
切削荷重の基準パターンを決め、この基準パターンに実
際の切削荷重が追従するようにフィードバック制御を行
なうこともできる。
り、ドリル８が折れたような場合には、異常な切削荷重
の検出信号が得られるため、この検出信号に基づいてプ
ロセッサ等により適切な対応処置をとることができる。
更に、検出器18による切削荷重の検出出力は充分な分解
能をもっていることから、加工進行状況に応じて所定の
切削荷重の基準パターンを決め、この基準パターンに実
際の切削荷重が追従するようにフィードバック制御を行
なうこともできる。
第５図は第１図のアダプタ６に装着される検出器の他の
実施例を示した説明図であり、この実施例にあっては、
スペーサリング14と15の間にスワッシャリング16を介し
て挾み込む検出器を、軸周回りに４分割して検出器18a,
18b,18c,18dとしたことを特徴とする。
実施例を示した説明図であり、この実施例にあっては、
スペーサリング14と15の間にスワッシャリング16を介し
て挾み込む検出器を、軸周回りに４分割して検出器18a,
18b,18c,18dとしたことを特徴とする。
ここで軸方向に直交するX,Y座標を図示のように設定し
たとすると、検出器18aと18bが中心対しＹ軸方向に配列
され、検出器18cと18dが中心に対しＸ軸方向に配列され
る。
たとすると、検出器18aと18bが中心対しＹ軸方向に配列
され、検出器18cと18dが中心に対しＸ軸方向に配列され
る。
このように検出器を検出器18a〜18dに４分割することに
より、軸方向、即ちＺ軸方向の荷重に加え、Ｙ軸方向及
びＸ軸方向の荷重も検出することができる。
より、軸方向、即ちＺ軸方向の荷重に加え、Ｙ軸方向及
びＸ軸方向の荷重も検出することができる。
即ち、検出器18a〜18dの検出信号の合計又は平均を求め
ることでＺ軸方向の荷重を検出でき、また検出器18aと1
8bの検出信号の差を取ることで軸方向の荷重を検出で
き、更に検出器18cと18dの検出信号の差を取ることでＸ
軸方向の荷重を検出することができる。
ることでＺ軸方向の荷重を検出でき、また検出器18aと1
8bの検出信号の差を取ることで軸方向の荷重を検出で
き、更に検出器18cと18dの検出信号の差を取ることでＸ
軸方向の荷重を検出することができる。
［発明の効果］ 以上説明してきたように本発明によれば、工具に加わる
切削荷重（スラスト荷重）を検出する検出器としてフィ
ルムシート状の圧電センサを用いていることから、圧電
センサは極めて薄く且つ軽量であるため、アダプタに検
出器を組込んで切削工具に加わる切削荷重を直接検出す
ることができる。
切削荷重（スラスト荷重）を検出する検出器としてフィ
ルムシート状の圧電センサを用いていることから、圧電
センサは極めて薄く且つ軽量であるため、アダプタに検
出器を組込んで切削工具に加わる切削荷重を直接検出す
ることができる。
また、フィルムシート状の圧電センサは外部回路の追加
によって1Kgfから1000Kgfを越える広い範囲で荷重を検
出することができ、且つ分解能も100gfと高いため、重
切削は勿論のこと小径ドリルやタップであっても工具に
加わる切削荷重を正確に検出することができる。
によって1Kgfから1000Kgfを越える広い範囲で荷重を検
出することができ、且つ分解能も100gfと高いため、重
切削は勿論のこと小径ドリルやタップであっても工具に
加わる切削荷重を正確に検出することができる。
また、フィルムシート状の圧電センサは膜厚が薄いため
に切削荷重を受けても変形量（圧縮歪）はごく僅かであ
り、主軸に工具を装着する工具ホルダー装置に圧電セン
サを設けていても加工精度に影響を及ぼすことはない。
に切削荷重を受けても変形量（圧縮歪）はごく僅かであ
り、主軸に工具を装着する工具ホルダー装置に圧電セン
サを設けていても加工精度に影響を及ぼすことはない。
更に、圧電センサの感度を決める圧電定数（単位力当た
りの電荷発生量）は荷重を受ける面積の大小に係わらず
一定であるため、センサ面積を大きくすることで端子面
積当たりの荷重を低減して切削荷重に対し高い剛性を得
ることができる。
りの電荷発生量）は荷重を受ける面積の大小に係わらず
一定であるため、センサ面積を大きくすることで端子面
積当たりの荷重を低減して切削荷重に対し高い剛性を得
ることができる。
また、本発明にあっては、軸部11の一端には工具ホルダ
１が取り付けられ、他端には工具８が取り付けられるよ
うにアダプタ構成としたので、工具ホルダ１側の工作機
械や工具８の構造を変更することなく工具８に加わる荷
重を直接且つ正確に測定できる。
１が取り付けられ、他端には工具８が取り付けられるよ
うにアダプタ構成としたので、工具ホルダ１側の工作機
械や工具８の構造を変更することなく工具８に加わる荷
重を直接且つ正確に測定できる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示した説明図； 第２図は第１図の検出器装着部分を取り出して示した拡
大説明図； 第３図は本発明で用いる検出器の断面図； 第４図は第３図の検出器を一部破断して示した平面図； 第５図は本発明で用いる検出器の他の実施例を示した説
明図である。 1:工具ホルダー 2:テーパ軸部 3:フランジ溝 4,10:フランジ 5:取付穴 6:アダプタ 7:取付軸 8:ドリル 9:チャック 11:軸部 12,13:スラストベアリング 14,15:スペーサリンク 16:スワッシャリング 18:検出器（フィルムシート状圧電センサ） 19a,19b:Oリング 20:回転係止部材 21:圧電材料層 22a,22b:電極層 23a,23b:絶縁シート 24a,24b:リード線
大説明図； 第３図は本発明で用いる検出器の断面図； 第４図は第３図の検出器を一部破断して示した平面図； 第５図は本発明で用いる検出器の他の実施例を示した説
明図である。 1:工具ホルダー 2:テーパ軸部 3:フランジ溝 4,10:フランジ 5:取付穴 6:アダプタ 7:取付軸 8:ドリル 9:チャック 11:軸部 12,13:スラストベアリング 14,15:スペーサリンク 16:スワッシャリング 18:検出器（フィルムシート状圧電センサ） 19a,19b:Oリング 20:回転係止部材 21:圧電材料層 22a,22b:電極層 23a,23b:絶縁シート 24a,24b:リード線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東保 喜八郎 富山県高岡市二上町150番地 富山県工業 技術センター中央研究所内 (72)発明者 角崎 雅博 富山県富山市飯野字殿田割25―４ 富山県 工業技術センター富山研究所内 (56)参考文献 特開 平１−222851（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−86067（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−34295（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−136208（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】一端に工具ホルダ１が取り付けられ、他端
に工具８が取り付けられる軸部11と、 荷重検出器18を挟持しかつ前記軸部11に対して回動可能
なスペーサリング14、15と、 前記スペーサリング14、15に係止され軸部11が回転する
場合に前記スペーサリング14、15の回転を禁止する回転
係止部材20と、 各一方が前記軸部11と共に回動可能に取り付けられ、各
他方が前記スペーサリング14、15を共に回動可能に挟持
するスラストベアリング12、13とを備え、 前記荷重検出器18は更に、圧電材料層21の両面に電極層
22a、22bを形成した円形のフィルムシートの中央に前記
軸部11が貫通するための通し穴を形成することにより環
状に形成したことを特徴とする荷重検出器付き工具取り
付け用アダプタ。 - 【請求項２】前記荷重検出器18が軸部11の周回り方向に
４分割されて各分割検出部18a〜18dが軸部11を中心とし
て対象に配置され、軸部11に直交する分割検出部18a〜1
8dの各検出信号によりXY方向の荷重を検出することを特
徴とする荷重検出器付き工具取り付け用アダプタ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63059824A JPH0665454B2 (ja) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | 荷重検出器付き工具取り付けアダプタ |
| US07/316,968 US4924713A (en) | 1988-03-14 | 1989-02-28 | Transducer to detect force which is applied to machine tool when machining workpiece and its attaching structure |
| DE3908175A DE3908175C2 (de) | 1988-03-14 | 1989-03-13 | Belastungs-Detektorvorrichtung |
| GB8919718A GB2223544B (en) | 1988-03-14 | 1989-08-31 | Feed-screw support structure |
| EP19890123017 EP0377145A3 (de) | 1988-03-14 | 1989-12-13 | Vorrichtung zur Einstellung der axialen Vorspannung von Wälzlagern und Spindelmuttern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63059824A JPH0665454B2 (ja) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | 荷重検出器付き工具取り付けアダプタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02116454A JPH02116454A (ja) | 1990-05-01 |
| JPH0665454B2 true JPH0665454B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=13124363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63059824A Expired - Lifetime JPH0665454B2 (ja) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | 荷重検出器付き工具取り付けアダプタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0665454B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100232894A1 (en) * | 2009-03-16 | 2010-09-16 | The Boeing Company | Adaptor with Interchangeable Load Sensing Elements |
| KR101220409B1 (ko) * | 2010-12-20 | 2013-01-09 | 숭실대학교산학협력단 | 절삭력 측정이 가능한 밀링머신 |
| IT201800010523A1 (it) * | 2018-11-22 | 2020-05-22 | Eltek Spa | Dispositivo di supporto sensorizzato per cuscinetti |
| SE543670C2 (en) * | 2019-05-28 | 2021-05-25 | Atlas Copco Ind Technique Ab | Power drill and force transducer for such a drill |
| JP2023115588A (ja) * | 2022-02-08 | 2023-08-21 | 株式会社東芝 | センサユニット及びセンサシステム |
| JP2024055168A (ja) * | 2022-10-06 | 2024-04-18 | 株式会社東芝 | センサシステム及び工作機械 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5210632B2 (ja) * | 1972-03-02 | 1977-03-25 | ||
| JPS5638894B2 (ja) * | 1972-12-11 | 1981-09-09 | ||
| JPS58136208U (ja) * | 1982-03-10 | 1983-09-13 | 株式会社日立製作所 | ドリル破損検出用荷重変換器 |
| JPS6034295A (ja) * | 1983-08-03 | 1985-02-21 | 株式会社日立製作所 | 皮膚感覚センサ |
-
1988
- 1988-03-14 JP JP63059824A patent/JPH0665454B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02116454A (ja) | 1990-05-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4924713A (en) | Transducer to detect force which is applied to machine tool when machining workpiece and its attaching structure | |
| JP5355579B2 (ja) | ツール・ホルダおよびツール・ホルダを使用する段階的シート成形方法 | |
| US4551950A (en) | Truing apparatus for a grinding wheel with rounded corners | |
| Santochi et al. | A sensor-integrated tool for cutting force monitoring | |
| Panzera et al. | Development of a three-component dynamometer to measure turning force | |
| GB2172939A (en) | Variable preload bearing assembly | |
| JPS60186354A (ja) | 合成負荷変換器 | |
| JP2005519265A (ja) | 工作機械の機械加工プロセスを監視するための音響センサ | |
| JPH01222851A (ja) | 工作機械の主軸スラストカの検出方法 | |
| JPH0665454B2 (ja) | 荷重検出器付き工具取り付けアダプタ | |
| WO2011052441A1 (ja) | 工作機械および変位計測器 | |
| US5211060A (en) | Bidirectional force sensor | |
| CN114425720B (zh) | 具有切削力和振动监测功能的机器人主轴系统及实现方法 | |
| CN108732992B (zh) | 一种针对数控加工中心机床回转工作台误差的检测方法 | |
| JPH04231829A (ja) | 平行にされた円板測定要素及び集積増幅器を有する介在式力センサ | |
| JPH02303752A (ja) | 工作機械用トルク検出器 | |
| JP3267919B2 (ja) | 空気軸受式工作機械の主軸状態検出装置 | |
| JPH01234138A (ja) | 工作機械用検出器の取り付け構造 | |
| JP2024055168A (ja) | センサシステム及び工作機械 | |
| JPH0246348B2 (ja) | Koguhorudaagatakenshutsusochi | |
| JPH0367823B2 (ja) | ||
| JPS62251048A (ja) | 切削力監視方法 | |
| JPH0435302B2 (ja) | ||
| CN223630036U (zh) | 测试装置 | |
| JP2000321153A (ja) | トルク、スラスト力およびラジアル力の検出方法、検出装置及び研磨装置 |