JPH07256507A - 工具異常検出装置 - Google Patents
工具異常検出装置Info
- Publication number
- JPH07256507A JPH07256507A JP7434594A JP7434594A JPH07256507A JP H07256507 A JPH07256507 A JP H07256507A JP 7434594 A JP7434594 A JP 7434594A JP 7434594 A JP7434594 A JP 7434594A JP H07256507 A JPH07256507 A JP H07256507A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- main shaft
- housing
- bearing
- spindle
- thrust
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Turning (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Drilling And Boring (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成で検出精度が高い工具異常検出装
置を提供すること。 【構成】 工具１０が取り付けられる主軸１２と、主軸
１２を収容した主軸ハウジング１６とを有する。主軸１
２をスラスト方向に移動可能に保持した第一の軸受１
４，１５と、内輪が主軸１２に固定され内輪と外輪との
間でスラスト方向に主軸１２を保持する第二の軸受２０
とを設け、第二の軸受２０の外輪が固定されスラスト力
を受ける検知部材２２を主軸１２及び第二の軸受２０と
ともにスラスト方向に移動可能に設ける。検知部材２２
の工具１０とは反対側の端面と対向し主軸ハウジング１
６内に形成されたスラスト受け面３２と、スラスト受け
面３２に面した空間部に連通し加圧流体が供給される流
体通路３４と、スラスト受け面３２での加圧流体の圧力
を検知する圧力センサ４０を設ける。
置を提供すること。 【構成】 工具１０が取り付けられる主軸１２と、主軸
１２を収容した主軸ハウジング１６とを有する。主軸１
２をスラスト方向に移動可能に保持した第一の軸受１
４，１５と、内輪が主軸１２に固定され内輪と外輪との
間でスラスト方向に主軸１２を保持する第二の軸受２０
とを設け、第二の軸受２０の外輪が固定されスラスト力
を受ける検知部材２２を主軸１２及び第二の軸受２０と
ともにスラスト方向に移動可能に設ける。検知部材２２
の工具１０とは反対側の端面と対向し主軸ハウジング１
６内に形成されたスラスト受け面３２と、スラスト受け
面３２に面した空間部に連通し加圧流体が供給される流
体通路３４と、スラスト受け面３２での加圧流体の圧力
を検知する圧力センサ４０を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、工作機械において、
主軸に取り付けられたドリル等の工具の折損や摩耗等の
異常を検出する工具異常検出装置に関する。
主軸に取り付けられたドリル等の工具の折損や摩耗等の
異常を検出する工具異常検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ドリルの折損や摩耗等を検知する
工具異常検出装置は、例えば本願出願人による特開平５
−１４６９０９号公報に開示されているように、工具が
取り付けられる主軸の軸方向負荷を軸受からピストンを
介して油圧変化に変えて検知しているものがある。その
検知方法は、この軸受を一対のピストンにより挟持し、
このピストンを各々保持したシリンダ部と、この各シリ
ンダ部に連続し上記軸受の軸方向前後端部の各々の側で
独立して閉管路を形成した油圧管路とを設け、このシリ
ンダ部及び各油圧管路に所定の圧力で油を密封し、上記
油圧管路の油圧を圧力センサにより検知しているもので
ある。そして、これにより、主軸に取り付けられた工具
の折損や摩耗等により生じる加工抵抗の変化を、ピスト
ンを介して軸方向に生じる油圧の変化に変換し、この油
圧を圧力センサで検出して工具異常を検知することがで
きるものである。
工具異常検出装置は、例えば本願出願人による特開平５
−１４６９０９号公報に開示されているように、工具が
取り付けられる主軸の軸方向負荷を軸受からピストンを
介して油圧変化に変えて検知しているものがある。その
検知方法は、この軸受を一対のピストンにより挟持し、
このピストンを各々保持したシリンダ部と、この各シリ
ンダ部に連続し上記軸受の軸方向前後端部の各々の側で
独立して閉管路を形成した油圧管路とを設け、このシリ
ンダ部及び各油圧管路に所定の圧力で油を密封し、上記
油圧管路の油圧を圧力センサにより検知しているもので
ある。そして、これにより、主軸に取り付けられた工具
の折損や摩耗等により生じる加工抵抗の変化を、ピスト
ンを介して軸方向に生じる油圧の変化に変換し、この油
圧を圧力センサで検出して工具異常を検知することがで
きるものである。
【０００３】また、特公平５−２４３６６号公報に開示
されているように、電気的に応力を検知する歪ゲージを
主軸に取り付け、この歪ゲージの出力により、主軸に係
る負荷を検知するものもある。
されているように、電気的に応力を検知する歪ゲージを
主軸に取り付け、この歪ゲージの出力により、主軸に係
る負荷を検知するものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の前者
の場合、軸受自体が本体に保持されているので、軸受が
摺動しにくく、そのわずかな移動が検知されにくく、検
出信号のＳ／Ｎ比も良いものではなかった。
の場合、軸受自体が本体に保持されているので、軸受が
摺動しにくく、そのわずかな移動が検知されにくく、検
出信号のＳ／Ｎ比も良いものではなかった。
【０００５】また、上記従来の技術の後者の場合、高速
で回転する主軸から電気的に検知信号を取るために、Ｆ
Ｍ送信機を主軸側に取り付け、ＦＭ受信機によりその検
知信号を受けているものである。従って、電気系の構成
が複雑であり、機械的電気的信頼性も低いものであっ
た。
で回転する主軸から電気的に検知信号を取るために、Ｆ
Ｍ送信機を主軸側に取り付け、ＦＭ受信機によりその検
知信号を受けているものである。従って、電気系の構成
が複雑であり、機械的電気的信頼性も低いものであっ
た。
【０００６】この発明は、上記従来の技術の問題点に鑑
みて成されたもので、簡単な構成で検出精度が高い工具
異常検出装置を提供することを目的とする。
みて成されたもので、簡単な構成で検出精度が高い工具
異常検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、ドリル等の
工具が取り付けられる主軸と、この主軸を収容した主軸
ハウジングと、上記主軸の前後端部に位置し上記主軸ハ
ウジングに対しこの主軸を回転自在かつスラスト方向に
移動可能に支持した第一の軸受と、この第一の軸受間に
位置し内輪が上記主軸に固定され内輪と外輪との間で上
記主軸を回転自在かつスラスト方向に保持する第二の軸
受と、上記主軸と主軸ハウジング間において上記主軸に
対し回転自在かつ上記主軸ハウジングに対しスラスト方
向に移動可能に嵌合され上記第二の軸受の外輪が固定さ
れスラスト力を受ける検知部材と、この検知部材の上記
工具とは反対側の端面と空間部を介して対向し上記主軸
ハウジングに設けられたスラスト受け面と、上記空間部
に加圧流体を供給する流体管路と、上記スラスト受け面
での加圧流体の圧力を検知する圧力センサとを備えた工
具異常検出装置である。さらに、上記スラスト受け面で
の加圧流体の圧力を検知する圧力センサと、上記主軸ハ
ウジングの上記検知部材の側面と対面する位置に開口し
上記加圧流体を供給する第一の流体管路と、上記主軸ハ
ウジングの上記スラスト受け面に開口し常時圧力センサ
に流体圧を導く第二の流体管路とを備え、上記主軸ハウ
ジングと上記検知部材との間の上記第一の流体管路の開
口部から上記空間部へ上記加圧流体が通過可能な隙間が
形成された工具異常検出装置である。
工具が取り付けられる主軸と、この主軸を収容した主軸
ハウジングと、上記主軸の前後端部に位置し上記主軸ハ
ウジングに対しこの主軸を回転自在かつスラスト方向に
移動可能に支持した第一の軸受と、この第一の軸受間に
位置し内輪が上記主軸に固定され内輪と外輪との間で上
記主軸を回転自在かつスラスト方向に保持する第二の軸
受と、上記主軸と主軸ハウジング間において上記主軸に
対し回転自在かつ上記主軸ハウジングに対しスラスト方
向に移動可能に嵌合され上記第二の軸受の外輪が固定さ
れスラスト力を受ける検知部材と、この検知部材の上記
工具とは反対側の端面と空間部を介して対向し上記主軸
ハウジングに設けられたスラスト受け面と、上記空間部
に加圧流体を供給する流体管路と、上記スラスト受け面
での加圧流体の圧力を検知する圧力センサとを備えた工
具異常検出装置である。さらに、上記スラスト受け面で
の加圧流体の圧力を検知する圧力センサと、上記主軸ハ
ウジングの上記検知部材の側面と対面する位置に開口し
上記加圧流体を供給する第一の流体管路と、上記主軸ハ
ウジングの上記スラスト受け面に開口し常時圧力センサ
に流体圧を導く第二の流体管路とを備え、上記主軸ハウ
ジングと上記検知部材との間の上記第一の流体管路の開
口部から上記空間部へ上記加圧流体が通過可能な隙間が
形成された工具異常検出装置である。
【０００８】また、上記スラスト受け面と対面する上記
検知部材の端面には、上記隙間から上記第二の流体管路
に向かって上記加圧流体が通過可能な溝が形成されてい
る。または、上記検知部材と対面する上記スラスト受け
面には、上記隙間から上記第二の流体管路に向かって上
記加圧流体が通過可能な溝が形成されているものであ
る。また、上記検知部材には、上記主軸ハウジングに対
し回転を阻止する回り止めが設けられているものであ
る。
検知部材の端面には、上記隙間から上記第二の流体管路
に向かって上記加圧流体が通過可能な溝が形成されてい
る。または、上記検知部材と対面する上記スラスト受け
面には、上記隙間から上記第二の流体管路に向かって上
記加圧流体が通過可能な溝が形成されているものであ
る。また、上記検知部材には、上記主軸ハウジングに対
し回転を阻止する回り止めが設けられているものであ
る。
【０００９】またこの発明は、ドリル等の工具が取り付
けられる主軸と、この主軸を収容した主軸ハウジング
と、上記主軸の前後端部に位置し上記主軸ハウジングに
対しこの主軸を回転自在かつスラスト方向に移動可能に
支持した第一の軸受と、この第一の軸受間に位置し内輪
が上記主軸に固定され内輪と外輪との間で上記主軸を回
転自在かつスラスト方向に保持する第二の軸受と、上記
主軸と主軸ハウジング間において上記主軸に対し回転自
在かつ上記主軸ハウジングに対しスラスト方向に移動可
能に嵌合され上記第二の軸受の外輪が固定されスラスト
力を受ける検知部材と、この検知部材の上記工具とは反
対側の端面と空間部を介して対向し上記主軸ハウジング
に設けられたスラスト受け面と、このスラスト受け面に
開口し上記空間部に加圧流体を供給する流体管路と、上
記スラスト受け面での加圧流体の圧力を検知する圧力セ
ンサを備えた工具異常検出装置である。上記主軸ハウジ
ングの上記スラスト受け面に開口し上記スラスト受け面
に、上記圧力センサに流体圧を導く流体管路を備えてい
る。また。上記スラスト受け面に、上記加圧流体を供給
する流体管路の開口部から上記圧力センサに流体圧を導
く流体管路の開口部に連通する溝が形成されている。上
記検知部材には、上記主軸ハウジングに対し回転を阻止
する回り止めが設けられている工具異常検出装置であ
る。
けられる主軸と、この主軸を収容した主軸ハウジング
と、上記主軸の前後端部に位置し上記主軸ハウジングに
対しこの主軸を回転自在かつスラスト方向に移動可能に
支持した第一の軸受と、この第一の軸受間に位置し内輪
が上記主軸に固定され内輪と外輪との間で上記主軸を回
転自在かつスラスト方向に保持する第二の軸受と、上記
主軸と主軸ハウジング間において上記主軸に対し回転自
在かつ上記主軸ハウジングに対しスラスト方向に移動可
能に嵌合され上記第二の軸受の外輪が固定されスラスト
力を受ける検知部材と、この検知部材の上記工具とは反
対側の端面と空間部を介して対向し上記主軸ハウジング
に設けられたスラスト受け面と、このスラスト受け面に
開口し上記空間部に加圧流体を供給する流体管路と、上
記スラスト受け面での加圧流体の圧力を検知する圧力セ
ンサを備えた工具異常検出装置である。上記主軸ハウジ
ングの上記スラスト受け面に開口し上記スラスト受け面
に、上記圧力センサに流体圧を導く流体管路を備えてい
る。また。上記スラスト受け面に、上記加圧流体を供給
する流体管路の開口部から上記圧力センサに流体圧を導
く流体管路の開口部に連通する溝が形成されている。上
記検知部材には、上記主軸ハウジングに対し回転を阻止
する回り止めが設けられている工具異常検出装置であ
る。
【００１０】さらにこの発明は、ドリル等の工具が取り
付けられる主軸と、この主軸を収容した主軸ハウジング
と、上記主軸の前端部に位置し、上記主軸ハウジングに
対し上記主軸を回転自在かつスラスト方向に移動可能に
保持した第一の軸受と、この第一の主軸間に位置し一方
の回転軸が上記主軸ハウジングに固定され上記主軸に遊
嵌された第二の軸受と、上記主軸と一体的に設けられス
ラスト方向に上記第二の軸受と対向するフランジ部と、
上記主軸ハウジングに形成され上記主軸側に開口して加
圧流体を供給する流体管路と、上記主軸のフランジ部と
スラスト方向に空間部を介して対面し上記第二の軸受の
他方の回転輪に固定された検知部材と、この検知部材に
形成され一方の開口部が上記主軸ハウジングの流体管路
の開口部と連通し他方の開口部が上記主軸のフランジ部
と対面する流体管路と、上記主軸ハウジングに形成され
た流体管路内の加圧流体の圧力を検知する圧力センサと
を備えた工具異常検出装置である。
付けられる主軸と、この主軸を収容した主軸ハウジング
と、上記主軸の前端部に位置し、上記主軸ハウジングに
対し上記主軸を回転自在かつスラスト方向に移動可能に
保持した第一の軸受と、この第一の主軸間に位置し一方
の回転軸が上記主軸ハウジングに固定され上記主軸に遊
嵌された第二の軸受と、上記主軸と一体的に設けられス
ラスト方向に上記第二の軸受と対向するフランジ部と、
上記主軸ハウジングに形成され上記主軸側に開口して加
圧流体を供給する流体管路と、上記主軸のフランジ部と
スラスト方向に空間部を介して対面し上記第二の軸受の
他方の回転輪に固定された検知部材と、この検知部材に
形成され一方の開口部が上記主軸ハウジングの流体管路
の開口部と連通し他方の開口部が上記主軸のフランジ部
と対面する流体管路と、上記主軸ハウジングに形成され
た流体管路内の加圧流体の圧力を検知する圧力センサと
を備えた工具異常検出装置である。
【００１１】さらにこの発明は、ドリル等の工具が取り
付けられる主軸と、この主軸を収容した主軸ハウジング
と、上記主軸の前後端部に位置し上記主軸ハウジングに
対し上記主軸を回転自在かつスラスト方向に保持する第
一の軸受と、この第一の軸受内に位置し上記主軸を回転
自在かつスラスト方向に保持する一対の第二の軸受と、
この一対の第二の軸受のそれぞれの内輪を上記主軸に固
定するとともに、前方側の第一の軸受の外輪を上記主軸
ハウジングに対し回り止め状態でかつスラスト方向にわ
ずかに移動可能に設け、後方側の軸受の外輪を上記主軸
ハウジング側に支持し、上記主軸側に開口して加圧流体
を供給する流体管路を上記主軸ハウジングに形成し、上
記一対の第二の軸受の外輪間に設けられ前方側の第二の
軸受の端面と空間部を介して対向し後方側の上記第二の
軸受の外輪に支持された検知部材と、この検知部材に形
成され一方の開口部が上記主軸ハウジングの流体管路の
開口部と連通し他方の開口部が上記前方の第一の軸受の
外輪の端面と対面する流体管路と、上記主軸ハウジング
に形成された流体管路内の加圧流体の圧力を検知する圧
力センサとを備えた工具異常検出装置である。
付けられる主軸と、この主軸を収容した主軸ハウジング
と、上記主軸の前後端部に位置し上記主軸ハウジングに
対し上記主軸を回転自在かつスラスト方向に保持する第
一の軸受と、この第一の軸受内に位置し上記主軸を回転
自在かつスラスト方向に保持する一対の第二の軸受と、
この一対の第二の軸受のそれぞれの内輪を上記主軸に固
定するとともに、前方側の第一の軸受の外輪を上記主軸
ハウジングに対し回り止め状態でかつスラスト方向にわ
ずかに移動可能に設け、後方側の軸受の外輪を上記主軸
ハウジング側に支持し、上記主軸側に開口して加圧流体
を供給する流体管路を上記主軸ハウジングに形成し、上
記一対の第二の軸受の外輪間に設けられ前方側の第二の
軸受の端面と空間部を介して対向し後方側の上記第二の
軸受の外輪に支持された検知部材と、この検知部材に形
成され一方の開口部が上記主軸ハウジングの流体管路の
開口部と連通し他方の開口部が上記前方の第一の軸受の
外輪の端面と対面する流体管路と、上記主軸ハウジング
に形成された流体管路内の加圧流体の圧力を検知する圧
力センサとを備えた工具異常検出装置である。
【００１２】
【作用】この発明の工具異常検出装置は、主軸を主軸ハ
ウジングに対し、前後の第一の軸受と中間の第二の軸受
による３点支持することで剛性を向上させ、しかも、検
知部材を主軸とともにスラスト方向に移動しやすく支持
したことにより、主軸に取り付けられた工具の折損や摩
耗等の場合に生じる加工抵抗を検知するに際して、主軸
にかかるスラスト力を、そのまま検知部材の動きに変え
ることができ、この検知部材とそれに対面する部材との
間に加圧流体を供給し、この加圧流体の圧力を圧力セン
サに導いて検出し、その圧力の変化により、加工抵抗
や、工具の折損、摩耗、欠け等の異常を検知するもので
ある。
ウジングに対し、前後の第一の軸受と中間の第二の軸受
による３点支持することで剛性を向上させ、しかも、検
知部材を主軸とともにスラスト方向に移動しやすく支持
したことにより、主軸に取り付けられた工具の折損や摩
耗等の場合に生じる加工抵抗を検知するに際して、主軸
にかかるスラスト力を、そのまま検知部材の動きに変え
ることができ、この検知部材とそれに対面する部材との
間に加圧流体を供給し、この加圧流体の圧力を圧力セン
サに導いて検出し、その圧力の変化により、加工抵抗
や、工具の折損、摩耗、欠け等の異常を検知するもので
ある。
【００１３】
【実施例】以下この発明の実施例について図面に基づい
て説明する。図１〜図５は、この発明の第一実施例を示
すもので、この実施例の工具異常検出装置は、ドリル等
の工具１０が取り付けられた主軸１２と、この主軸１２
を収容した主軸ハウジング１６とを有した各種工作機械
に利用されるものである。主軸１２の工具１０側である
前端部とその反対側である後端部において、主軸ハウジ
ング１６と主軸１２との間には、ラジアル方向の位置を
規制するとともに、主軸１２とともにスラスト方向にわ
ずかに移動可能な円筒コロ軸受等のラジアル軸受である
第一の軸受としての一対の軸受１４，１５が設けられて
いる。軸受１４は、主軸ハウジング１６の工具１０側
で、その外輪１４ａの一端が主軸ハウジング１６の段部
１６ａに当接し、外輪１４ａの他端が取付部材１８によ
り保持されて主軸ハウジング１６に対して固定されてい
る。そして、軸受１４の内輪１４ｂが主軸１２に固定さ
れて、スラスト方向に主軸１２とともにわずかに移動可
能に設けられている。また、軸受１５も軸受１４と同様
の構成で、外輪１５ａが主軸ハウジング１６に固定さ
れ、内輪１５ｂが主軸１２に固定され、主軸１２がスラ
スト方向にわずかに移動可能に設けられている。
て説明する。図１〜図５は、この発明の第一実施例を示
すもので、この実施例の工具異常検出装置は、ドリル等
の工具１０が取り付けられた主軸１２と、この主軸１２
を収容した主軸ハウジング１６とを有した各種工作機械
に利用されるものである。主軸１２の工具１０側である
前端部とその反対側である後端部において、主軸ハウジ
ング１６と主軸１２との間には、ラジアル方向の位置を
規制するとともに、主軸１２とともにスラスト方向にわ
ずかに移動可能な円筒コロ軸受等のラジアル軸受である
第一の軸受としての一対の軸受１４，１５が設けられて
いる。軸受１４は、主軸ハウジング１６の工具１０側
で、その外輪１４ａの一端が主軸ハウジング１６の段部
１６ａに当接し、外輪１４ａの他端が取付部材１８によ
り保持されて主軸ハウジング１６に対して固定されてい
る。そして、軸受１４の内輪１４ｂが主軸１２に固定さ
れて、スラスト方向に主軸１２とともにわずかに移動可
能に設けられている。また、軸受１５も軸受１４と同様
の構成で、外輪１５ａが主軸ハウジング１６に固定さ
れ、内輪１５ｂが主軸１２に固定され、主軸１２がスラ
スト方向にわずかに移動可能に設けられている。
【００１４】主軸１２の軸受１４，１５間には、スラス
ト方向の荷重を受けることができるアンギュラ玉軸受け
等の第二の軸受としての軸受２０が設けられている。軸
受２０は、スラスト方向前後の力を受けることができる
様に一対設けられ、その内輪２０ｂが主軸１２に固定さ
れている。そして、軸受１４の内輪１４ｂと軸受２０の
内輪２０ｂとの間に金属製のスペーサ１７が嵌め込ま
れ、主軸１２の工具１０側のストッパ面１２ａに、軸受
１４の内輪１４ｂが当接し、軸受２０の内輪２０ｂがス
ペーサ１７を介して主軸１２に螺合したナット１９によ
り締めつけられて固定されている。また、外輪２０ａ
は、有底円筒状の検知部材２２の内側面の段部２２ａに
当接して固定されている。検知部材２２は、円筒端面の
透孔２４に主軸１２が、回転可能に同軸的に挿通され、
スラスト方向に主軸１２とともに移動可能に設けられて
いる。
ト方向の荷重を受けることができるアンギュラ玉軸受け
等の第二の軸受としての軸受２０が設けられている。軸
受２０は、スラスト方向前後の力を受けることができる
様に一対設けられ、その内輪２０ｂが主軸１２に固定さ
れている。そして、軸受１４の内輪１４ｂと軸受２０の
内輪２０ｂとの間に金属製のスペーサ１７が嵌め込ま
れ、主軸１２の工具１０側のストッパ面１２ａに、軸受
１４の内輪１４ｂが当接し、軸受２０の内輪２０ｂがス
ペーサ１７を介して主軸１２に螺合したナット１９によ
り締めつけられて固定されている。また、外輪２０ａ
は、有底円筒状の検知部材２２の内側面の段部２２ａに
当接して固定されている。検知部材２２は、円筒端面の
透孔２４に主軸１２が、回転可能に同軸的に挿通され、
スラスト方向に主軸１２とともに移動可能に設けられて
いる。
【００１５】検知部材２２には、外側面に主軸１２の軸
線方向に形成された長溝２６が設けられ、長溝２６に、
主軸ハウジング１６に螺合された回り止めネジ２８の先
端部が位置し、検知部材２２がスラスト方向に移動可能
であるとともに回転不能にガイドしている。また、検知
部材２２の先端部は、主軸ハウジング１６の内壁面に固
定された軸止め輪２３に所定の位置で当接可能に設けら
れている。検知部材２２と、主軸ハウジング１２の内周
面との間隔δｒは、全周に渡って、加圧流体が通過可能
な、ほぼ１０〜２０μｍ程度の隙間に形成されている。
検知部材２２の端面の外側表面には、図３に示すよう
に、放射状に３方向に形成された、加圧流体が通過可能
な溝３０が設けられている。この溝３０の深さδｈは、
約３０〜４０μｍ程度であり、外側面から中心部の透孔
２４付近まで形成されている。なお、この溝３０は、図
１の２点鎖線で示すように、主軸ハウジング１６のスラ
スト受け面３２側に、溝３０に代えて同様に溝３０’を
形成しても良いものである。また、検知部材２２の端面
と対面して、この検知部材２２をスラスト方向に支持す
るスラスト受け面３２が主軸ハウジング１２に形成され
ている。そして、検知部材２２の端面の外側表面とスラ
スト受け面３２との間隔δｄは、ほぼ５０μｍ程度から
それ以下に、主軸１２のスラスト方向移動により変化す
る。
線方向に形成された長溝２６が設けられ、長溝２６に、
主軸ハウジング１６に螺合された回り止めネジ２８の先
端部が位置し、検知部材２２がスラスト方向に移動可能
であるとともに回転不能にガイドしている。また、検知
部材２２の先端部は、主軸ハウジング１６の内壁面に固
定された軸止め輪２３に所定の位置で当接可能に設けら
れている。検知部材２２と、主軸ハウジング１２の内周
面との間隔δｒは、全周に渡って、加圧流体が通過可能
な、ほぼ１０〜２０μｍ程度の隙間に形成されている。
検知部材２２の端面の外側表面には、図３に示すよう
に、放射状に３方向に形成された、加圧流体が通過可能
な溝３０が設けられている。この溝３０の深さδｈは、
約３０〜４０μｍ程度であり、外側面から中心部の透孔
２４付近まで形成されている。なお、この溝３０は、図
１の２点鎖線で示すように、主軸ハウジング１６のスラ
スト受け面３２側に、溝３０に代えて同様に溝３０’を
形成しても良いものである。また、検知部材２２の端面
と対面して、この検知部材２２をスラスト方向に支持す
るスラスト受け面３２が主軸ハウジング１２に形成され
ている。そして、検知部材２２の端面の外側表面とスラ
スト受け面３２との間隔δｄは、ほぼ５０μｍ程度から
それ以下に、主軸１２のスラスト方向移動により変化す
る。
【００１６】主軸ハウジング１６には、検知部材２２の
側面に開口して加圧エア供給源に接続され加圧エアを供
給する流体管路３４が形成され、この流体管路３４の開
口部３４ａと対面した検知部材２２の側面には凹部３６
が形成されている。主軸ハウジング１６のスラスト受け
面３２には、その主軸１２の近傍に、主軸ハウジング１
６に内に形成された流体管路３８の一端の開口部３８ｄ
が開口し、流体管路３８の他端は、流体の圧力を電気的
に検知する半導体ダイヤフラム圧力センサ等の圧力セン
サ４０に接続されている。
側面に開口して加圧エア供給源に接続され加圧エアを供
給する流体管路３４が形成され、この流体管路３４の開
口部３４ａと対面した検知部材２２の側面には凹部３６
が形成されている。主軸ハウジング１６のスラスト受け
面３２には、その主軸１２の近傍に、主軸ハウジング１
６に内に形成された流体管路３８の一端の開口部３８ｄ
が開口し、流体管路３８の他端は、流体の圧力を電気的
に検知する半導体ダイヤフラム圧力センサ等の圧力セン
サ４０に接続されている。
【００１７】この実施例の工具異常検出装置の動作は、
工具１０を主軸１２に取り付け、ワーク５０をセットし
た後、図示しない主軸モータを回転させ、主軸１２を所
定回転数で回転させる。そして、図示しない摺動機構及
び送りモータにより主軸ハウジング１６をワークに向か
って移動させる。この時、加圧エア源より、加圧エアを
流体管路３４に供給する。これにより、主軸ハウジング
１６内の検知部材２２と、主軸ハウジング１６のスラス
ト受け面３２との間に加圧エアが送り込まれ、静圧空気
軸受と同様に機能する。また、その加圧エアの圧力によ
り、検知部材２２とともに主軸１２、軸受２０、及び軸
受１４の内輪１４ｂが工具１０側に微小量移動し、図示
しないストッパに当接して停止する。これにより、検知
部材２２の端面の外側表面とスラスト受け面３２との間
に、ほぼ５０μｍ程度の間隙の空間部が形成される。こ
れにより、流体管路３８を経て圧力センサ４０により検
出される圧力は、大気圧に開放されている主軸１２の周
面部と同様に、ほぼゲージ圧よりわずかに高い圧力を示
している。
工具１０を主軸１２に取り付け、ワーク５０をセットし
た後、図示しない主軸モータを回転させ、主軸１２を所
定回転数で回転させる。そして、図示しない摺動機構及
び送りモータにより主軸ハウジング１６をワークに向か
って移動させる。この時、加圧エア源より、加圧エアを
流体管路３４に供給する。これにより、主軸ハウジング
１６内の検知部材２２と、主軸ハウジング１６のスラス
ト受け面３２との間に加圧エアが送り込まれ、静圧空気
軸受と同様に機能する。また、その加圧エアの圧力によ
り、検知部材２２とともに主軸１２、軸受２０、及び軸
受１４の内輪１４ｂが工具１０側に微小量移動し、図示
しないストッパに当接して停止する。これにより、検知
部材２２の端面の外側表面とスラスト受け面３２との間
に、ほぼ５０μｍ程度の間隙の空間部が形成される。こ
れにより、流体管路３８を経て圧力センサ４０により検
出される圧力は、大気圧に開放されている主軸１２の周
面部と同様に、ほぼゲージ圧よりわずかに高い圧力を示
している。
【００１８】そして、工具１０の先端がワーク５０に当
接し加工が開始されると、その加工抵抗により、主軸１
２にはスラスト方向に力が作用し、軸受２０には、この
スラスト力により、検知部材２２とともにわずかに、工
具１０とは反対方向に移動する。この移動距離は、数十
μｍ程度である。この加圧エアの流体管路３４の開口部
３４ａから流体管路３８の開口部３８ｄまでの圧力低下
は、図４に示すような傾向を示す。
接し加工が開始されると、その加工抵抗により、主軸１
２にはスラスト方向に力が作用し、軸受２０には、この
スラスト力により、検知部材２２とともにわずかに、工
具１０とは反対方向に移動する。この移動距離は、数十
μｍ程度である。この加圧エアの流体管路３４の開口部
３４ａから流体管路３８の開口部３８ｄまでの圧力低下
は、図４に示すような傾向を示す。
【００１９】即ち、図２、図４に示すように、流体管路
３４の開口部３４ａのａ地点から検知部材２２の端面の
角部ｂ地点までの圧力損失に対して、端面の角部ｂ地点
から溝３０の中心部側端部ｃ地点までの圧力損失は小さ
く、溝３０の中心側端部ｃ地点から大気圧に開放された
ｄ地点までの圧力損失は、きわめて急激に生じるもので
ある。これは、検知部材２２の外周面と主軸ハウジング
１６の内周面との隙間が、１０〜２０μｍときわめて小
さいのに対して、検知部材端面とスラスト受け面３２と
の間は、スラスト力がかかった状態でも、検知部材２２
の端面の溝３０により、適切な流体通路が形成され、圧
力損失が小さいからである。そして、流体管路３８の開
口部３８ｄは、このｄ地点よりわずかに溝３０の中心部
側端部ｃ地点寄りに位置し、このｃ−ｄ地点間の圧力の
急激な変化を、流体管路３８により圧力センサ４０に伝
達可能に設けられている。なお、この溝３０がないと、
この加圧エアの流路ａ−ｂ−ｃ−ｄにおける圧力損失
は、図４の破線に示すように、一様に低下する傾向とな
る。
３４の開口部３４ａのａ地点から検知部材２２の端面の
角部ｂ地点までの圧力損失に対して、端面の角部ｂ地点
から溝３０の中心部側端部ｃ地点までの圧力損失は小さ
く、溝３０の中心側端部ｃ地点から大気圧に開放された
ｄ地点までの圧力損失は、きわめて急激に生じるもので
ある。これは、検知部材２２の外周面と主軸ハウジング
１６の内周面との隙間が、１０〜２０μｍときわめて小
さいのに対して、検知部材端面とスラスト受け面３２と
の間は、スラスト力がかかった状態でも、検知部材２２
の端面の溝３０により、適切な流体通路が形成され、圧
力損失が小さいからである。そして、流体管路３８の開
口部３８ｄは、このｄ地点よりわずかに溝３０の中心部
側端部ｃ地点寄りに位置し、このｃ−ｄ地点間の圧力の
急激な変化を、流体管路３８により圧力センサ４０に伝
達可能に設けられている。なお、この溝３０がないと、
この加圧エアの流路ａ−ｂ−ｃ−ｄにおける圧力損失
は、図４の破線に示すように、一様に低下する傾向とな
る。
【００２０】そして、図示しない制御装置により工具１
０の送り量が制御されており、工具１０の先端がワーク
５０に当接する位置及びタイミングが分かるので、工具
１０を回転させながらワーク５０の表面から数ｍｍ進ん
だところで、圧力センサ４０の出力を図示しない制御装
置が検知する。圧力センサ４０の出力は、図５に示すよ
うに、時間ｔ１でワーク５０に工具１０が当接し、スラ
スト力が主軸１２にかかると、圧力センサ４０の出力も
急激に立ち上がり、スラスト力が横ばいになると圧力セ
ンサ出力もほぼ一定となる。ここで、図５に示すよう
に、主軸１０にかかるスラスト力を歪ゲージ等の測定装
置で測定すると、加工抵抗の変動等によって、高い周波
数で大きな変動波形が得られる。従って、このスラスト
力の測定値を基にスラスト力の判別を行うと、誤差が大
きくなってしまうものである。しかし、加圧エアを介し
て、スラスト力を測るようにしたこの実施例では、加圧
エアがダンパとして作用し、図５の圧力センサ出力に示
すように、滑らかな曲線として検出され、正確な判別が
可能となる。
０の送り量が制御されており、工具１０の先端がワーク
５０に当接する位置及びタイミングが分かるので、工具
１０を回転させながらワーク５０の表面から数ｍｍ進ん
だところで、圧力センサ４０の出力を図示しない制御装
置が検知する。圧力センサ４０の出力は、図５に示すよ
うに、時間ｔ１でワーク５０に工具１０が当接し、スラ
スト力が主軸１２にかかると、圧力センサ４０の出力も
急激に立ち上がり、スラスト力が横ばいになると圧力セ
ンサ出力もほぼ一定となる。ここで、図５に示すよう
に、主軸１０にかかるスラスト力を歪ゲージ等の測定装
置で測定すると、加工抵抗の変動等によって、高い周波
数で大きな変動波形が得られる。従って、このスラスト
力の測定値を基にスラスト力の判別を行うと、誤差が大
きくなってしまうものである。しかし、加圧エアを介し
て、スラスト力を測るようにしたこの実施例では、加圧
エアがダンパとして作用し、図５の圧力センサ出力に示
すように、滑らかな曲線として検出され、正確な判別が
可能となる。
【００２１】この圧力センサ４０の出力を基に、工具１
０の折損検知を行うには、工具１０が折損している場
合、正常な工具１０であれば、ワーク５０内へ数ｍｍ進
んだ状態でも、折損した工具１０はワークに達していな
いので、主軸１２にはスラスト力が作用せず、圧力セン
サ４０の出力は立ち上がらない。従って、工具１０がワ
ーク５０に接触する前の圧力センサ４０の出力よりわず
かに高い値を閾値Ｖ１としておけば、工具１０がワーク
５０内へ数ｍｍ進んだ時点ｔ２で確実に折損検知を行う
ことができる。
０の折損検知を行うには、工具１０が折損している場
合、正常な工具１０であれば、ワーク５０内へ数ｍｍ進
んだ状態でも、折損した工具１０はワークに達していな
いので、主軸１２にはスラスト力が作用せず、圧力セン
サ４０の出力は立ち上がらない。従って、工具１０がワ
ーク５０に接触する前の圧力センサ４０の出力よりわず
かに高い値を閾値Ｖ１としておけば、工具１０がワーク
５０内へ数ｍｍ進んだ時点ｔ２で確実に折損検知を行う
ことができる。
【００２２】また、工具１０が摩耗している場合、加工
抵抗がおおきくなり主軸１２にかかるスラスト力も大き
くなる。従って、圧力センサ４０の出力が一定となる定
常加工時の圧力センサ出力が、摩耗限界となった工具１
０により得られる圧力センサ４０の出力の定常出力値Ｖ
２以上となった時に、摩耗と判断するように設定するこ
とができる。
抵抗がおおきくなり主軸１２にかかるスラスト力も大き
くなる。従って、圧力センサ４０の出力が一定となる定
常加工時の圧力センサ出力が、摩耗限界となった工具１
０により得られる圧力センサ４０の出力の定常出力値Ｖ
２以上となった時に、摩耗と判断するように設定するこ
とができる。
【００２３】さらに、例えば、工具１０の先端部がわず
かに欠けた場合、工具１０は、正常な工具と同様にワー
ク１０に当接するので、上述の折損検知では、発見でき
ない。しかし、この場合、工具１０の刃が欠けているの
で、加工抵抗はきわめて大きくなりスラスト力も異常に
大きなものとなる。従って、通常の加工では生じ得ない
大きなスラスト力に対して、一定の閾値Ｖ３を設定して
おくことにより、工具の欠け等の異常も検知することが
できる。
かに欠けた場合、工具１０は、正常な工具と同様にワー
ク１０に当接するので、上述の折損検知では、発見でき
ない。しかし、この場合、工具１０の刃が欠けているの
で、加工抵抗はきわめて大きくなりスラスト力も異常に
大きなものとなる。従って、通常の加工では生じ得ない
大きなスラスト力に対して、一定の閾値Ｖ３を設定して
おくことにより、工具の欠け等の異常も検知することが
できる。
【００２４】この実施例の工具異常検出装置は、加圧エ
アを検知部材２２と主軸ハウジング１６の間に印加し、
主軸ハウジング１６内のスラスト受け面３２と検知部材
２２との間の加圧エア圧力により、スラスト力に対応し
た出力を得て、工具異常を判断しているものであり、圧
力センサ４０の出力が安定しており、ノイズが少なく、
きわめてＳ／Ｎ比の良い検知信号を得ることができる。
従って、精度良く、折損検知や、摩耗検知、さらには工
具の欠け等の異常をも検知することができる。また、回
り止めネジ２８により検知部材２２の主軸１２回りの回
転が阻止されているので、検知部材２２がスラスト受け
面３２に当接した際にも、主軸１２の回転により当接面
が焼き付くようなこともない。
アを検知部材２２と主軸ハウジング１６の間に印加し、
主軸ハウジング１６内のスラスト受け面３２と検知部材
２２との間の加圧エア圧力により、スラスト力に対応し
た出力を得て、工具異常を判断しているものであり、圧
力センサ４０の出力が安定しており、ノイズが少なく、
きわめてＳ／Ｎ比の良い検知信号を得ることができる。
従って、精度良く、折損検知や、摩耗検知、さらには工
具の欠け等の異常をも検知することができる。また、回
り止めネジ２８により検知部材２２の主軸１２回りの回
転が阻止されているので、検知部材２２がスラスト受け
面３２に当接した際にも、主軸１２の回転により当接面
が焼き付くようなこともない。
【００２５】次に、この発明の第二実施例について図
６、図７に基づいて説明する。ここで、上述の実施例と
同様の部材については同一符号を付して説明を省略す
る。この実施例の工具異常検出装置は、主軸ハウジング
１６のスラスト受け面３２に、加圧エアの供給源に接続
された流体管路３４の開口部３４ａと、圧力センサ４０
に接続された流体管路３８の開口部３８ｄが、溝４２に
よって連接されて設けられたものである。溝４２の深さ
は、約３０〜４０μｍ程度であり、検知部材２２の平な
端面がスラスト受け面３２に当接した状態で、加圧エア
が圧力損失を伴って、流体管路３８の開口部３８ｄに伝
達される程度の長さである。
６、図７に基づいて説明する。ここで、上述の実施例と
同様の部材については同一符号を付して説明を省略す
る。この実施例の工具異常検出装置は、主軸ハウジング
１６のスラスト受け面３２に、加圧エアの供給源に接続
された流体管路３４の開口部３４ａと、圧力センサ４０
に接続された流体管路３８の開口部３８ｄが、溝４２に
よって連接されて設けられたものである。溝４２の深さ
は、約３０〜４０μｍ程度であり、検知部材２２の平な
端面がスラスト受け面３２に当接した状態で、加圧エア
が圧力損失を伴って、流体管路３８の開口部３８ｄに伝
達される程度の長さである。
【００２６】この実施例の工具異常検出装置の動作は、
上記第一実施例と同様であり、加圧エア供給当初は、検
知部材２２が主軸ハウジング１６のスラスト受け面３２
から離間しており、圧力センサ４０の出力は、ゲージ圧
よりわずかに高い程度である。そして工具１０がワーク
５０に当接して、スラスト力がかかると、検知部材２２
が主軸ハウジング１６のスラスト受け面３２側に移動
し、流体管路３４，３８の開口部３４ａ，３８ｄを塞ぐ
ように位置する。これにより、加圧エアは、溝４２を通
って、流体管路３４の開口部３４ａから流体管路３８の
開口部３８ｄに伝わる。この時、スラスト力により検知
部材２２のスラスト受け面３２への近接状態が異なり、
上記実施例と同様に、圧力センサ４０の出力が異なる。
即ち、スラスト力が小さいと、検知部材２２とスラスト
受け面３２との間が比較的広く、圧力センサ４０に検知
される圧力は比較的小さい。また、加工抵抗が大きくス
ラスト力が大きくなると、この間が狭くなって、大気側
へ逃げる圧力が小さくなり、圧力センサ４０に伝わる圧
力が大きくなるものである。これにより、工具１０の折
損、摩耗、欠け等を正確に検知できるものである。
上記第一実施例と同様であり、加圧エア供給当初は、検
知部材２２が主軸ハウジング１６のスラスト受け面３２
から離間しており、圧力センサ４０の出力は、ゲージ圧
よりわずかに高い程度である。そして工具１０がワーク
５０に当接して、スラスト力がかかると、検知部材２２
が主軸ハウジング１６のスラスト受け面３２側に移動
し、流体管路３４，３８の開口部３４ａ，３８ｄを塞ぐ
ように位置する。これにより、加圧エアは、溝４２を通
って、流体管路３４の開口部３４ａから流体管路３８の
開口部３８ｄに伝わる。この時、スラスト力により検知
部材２２のスラスト受け面３２への近接状態が異なり、
上記実施例と同様に、圧力センサ４０の出力が異なる。
即ち、スラスト力が小さいと、検知部材２２とスラスト
受け面３２との間が比較的広く、圧力センサ４０に検知
される圧力は比較的小さい。また、加工抵抗が大きくス
ラスト力が大きくなると、この間が狭くなって、大気側
へ逃げる圧力が小さくなり、圧力センサ４０に伝わる圧
力が大きくなるものである。これにより、工具１０の折
損、摩耗、欠け等を正確に検知できるものである。
【００２７】この実施例の工具異常検出装置によっても
上記第一実施例と同様の効果が得られるものであり、さ
らに、検知部材２２等の構造を簡単なものにすることが
できる。
上記第一実施例と同様の効果が得られるものであり、さ
らに、検知部材２２等の構造を簡単なものにすることが
できる。
【００２８】次に、この発明の第三実施例について図８
に基づいて説明する。ここで、上述の実施例と同様の部
材については同一符号を付して説明を省略する。この実
施例の工具異常検出装置は、主軸ハウジング１６に取付
部材４５を介して固定されスラスト方向に主軸１２を保
持するスラスト玉軸受け等の軸受４４が設けられ、主軸
１２には、スラスト方向に軸受４４と対向するフランジ
部４６が一体的に設けられている。さらに、主軸１２側
に開口して加圧エアを供給するとともに、圧力センサ４
０にも接続された流体管路４８が、主軸ハウジング１６
内に形成されている。この加圧エアは、圧力センサ４０
側の流体管路との合流点の手前の絞り４１を経て流体管
路４８に接続され、軸受４４の回転輪４４ｂには、主軸
１２側のフランジ部４６とスラスト方向に対面したリン
グ状の検知部材５２が固定されている。この検知部材５
２には、流体管路５４が形成され、一方の開口部５４ａ
が主軸ハウジング１６の流体管路４８の開口部４８ａと
対面し、他方の開口部５４ｂが、主軸１２側のフランジ
部４６の端面と対面している。
に基づいて説明する。ここで、上述の実施例と同様の部
材については同一符号を付して説明を省略する。この実
施例の工具異常検出装置は、主軸ハウジング１６に取付
部材４５を介して固定されスラスト方向に主軸１２を保
持するスラスト玉軸受け等の軸受４４が設けられ、主軸
１２には、スラスト方向に軸受４４と対向するフランジ
部４６が一体的に設けられている。さらに、主軸１２側
に開口して加圧エアを供給するとともに、圧力センサ４
０にも接続された流体管路４８が、主軸ハウジング１６
内に形成されている。この加圧エアは、圧力センサ４０
側の流体管路との合流点の手前の絞り４１を経て流体管
路４８に接続され、軸受４４の回転輪４４ｂには、主軸
１２側のフランジ部４６とスラスト方向に対面したリン
グ状の検知部材５２が固定されている。この検知部材５
２には、流体管路５４が形成され、一方の開口部５４ａ
が主軸ハウジング１６の流体管路４８の開口部４８ａと
対面し、他方の開口部５４ｂが、主軸１２側のフランジ
部４６の端面と対面している。
【００２９】この実施例の工具異常検出装置の動作は、
上記第一実施例と同様であり、加圧エア供給当初は、検
知部材５２の流体管路５４から加圧エアが主軸１２に設
けられたフランジ部４６に噴射され、フランジ部４６
は、主軸１２とともに、検知部材５２から数十μｍ程度
離間しており、圧力センサ４０の出力は、ゲージ圧より
わずかに高い程度である。そして、工具１０がワーク５
０に当接して、スラスト力がかかると、フランジ部４６
が検知部材５２の流体管路５４の開口部５４ｂを塞ぐ。
この時、フランジ部４６は主軸１２と一体に高速で回転
しているが、検知部材５２は軸受４４に設けられている
ので、回転しながらスラスト方向に主軸１２を支持す
る。
上記第一実施例と同様であり、加圧エア供給当初は、検
知部材５２の流体管路５４から加圧エアが主軸１２に設
けられたフランジ部４６に噴射され、フランジ部４６
は、主軸１２とともに、検知部材５２から数十μｍ程度
離間しており、圧力センサ４０の出力は、ゲージ圧より
わずかに高い程度である。そして、工具１０がワーク５
０に当接して、スラスト力がかかると、フランジ部４６
が検知部材５２の流体管路５４の開口部５４ｂを塞ぐ。
この時、フランジ部４６は主軸１２と一体に高速で回転
しているが、検知部材５２は軸受４４に設けられている
ので、回転しながらスラスト方向に主軸１２を支持す
る。
【００３０】そして、フランジ部４６が検知部材５２の
流体管路５４の開口部５４ｂを塞ぐことにより、圧力セ
ンサ４０には、加圧エア供給源からの圧力が直接かか
り、その圧力が検知される。従って、例えば正常な工具
１０がワーク５０に当接した後、数ｍｍ進んだ位置で圧
力を検知すると、正常な場合は、圧力センサ４０の検知
圧力が高くなる。一方、折損工具の場合は、その位置で
もワークに当接していないので、スラスト力が作用せ
ず、フランジ部４６により流体管路５４の開口部５４ｂ
が塞がれない。従って、圧力センサ４０にかかる圧力は
上昇せず、工具の折損が検知される。
流体管路５４の開口部５４ｂを塞ぐことにより、圧力セ
ンサ４０には、加圧エア供給源からの圧力が直接かか
り、その圧力が検知される。従って、例えば正常な工具
１０がワーク５０に当接した後、数ｍｍ進んだ位置で圧
力を検知すると、正常な場合は、圧力センサ４０の検知
圧力が高くなる。一方、折損工具の場合は、その位置で
もワークに当接していないので、スラスト力が作用せ
ず、フランジ部４６により流体管路５４の開口部５４ｂ
が塞がれない。従って、圧力センサ４０にかかる圧力は
上昇せず、工具の折損が検知される。
【００３１】この実施例の工具異常検出装置によっても
上記第一実施例と同様に、比較的ノイズの少ない検知が
可能となるものである。
上記第一実施例と同様に、比較的ノイズの少ない検知が
可能となるものである。
【００３２】次に、この発明の第四実施例について図
９、図１０に基づいて説明する。ここで、上述の実施例
と同様の部材については同一符号を付して説明を省略す
る。この実施例の工具異常検出装置は、主軸１２を回転
自在かつスラスト方向に保持するアンギュラ玉軸受け等
の一対の第二の軸受６０，６１が設けられ、この軸受６
０，６１は、それぞれ内輪６０ｂ，６１ｂがスペーサ１
７とナット６３の締め付けにより主軸１２に固定されて
いる。軸受６１の外輪６１ａは主軸ハウジング１６の段
部１６ｂに当接し、また、この外輪６１ａの前端面に
は、リング状の検知部材６２が当接されている。軸受６
０の外輪６０ａと検知部材６２との間には、圧縮スプリ
ング６５が設けられ、その作用で、上記検知部材６２と
外輪６１ａが常時主軸ハウジング１６の段部１６ｂに向
かって押圧されている。そして、外輪６０ａと検知部材
６２との間には、隙間δが形成されている。外輪６０ａ
は、回り止めネジ２８によって回り止めされ、かつ主軸
１２とともにスラスト方向にわずかに移動自在に支持さ
れている。検知部材６２には、流体管路６４が形成さ
れ、一方の開口部６４ａが主軸ハウジング１６の流体管
路６６の開口部６６ａと対面し、他方の開口部６４ｂ
が、主軸１２とともにスラスト方向に移動可能な軸受６
０の外輪６０ａの端面に向かって開口している。流体管
路６６は、加圧エア供給源に接続されているとともに、
圧力センサ４０にも接続されている。
９、図１０に基づいて説明する。ここで、上述の実施例
と同様の部材については同一符号を付して説明を省略す
る。この実施例の工具異常検出装置は、主軸１２を回転
自在かつスラスト方向に保持するアンギュラ玉軸受け等
の一対の第二の軸受６０，６１が設けられ、この軸受６
０，６１は、それぞれ内輪６０ｂ，６１ｂがスペーサ１
７とナット６３の締め付けにより主軸１２に固定されて
いる。軸受６１の外輪６１ａは主軸ハウジング１６の段
部１６ｂに当接し、また、この外輪６１ａの前端面に
は、リング状の検知部材６２が当接されている。軸受６
０の外輪６０ａと検知部材６２との間には、圧縮スプリ
ング６５が設けられ、その作用で、上記検知部材６２と
外輪６１ａが常時主軸ハウジング１６の段部１６ｂに向
かって押圧されている。そして、外輪６０ａと検知部材
６２との間には、隙間δが形成されている。外輪６０ａ
は、回り止めネジ２８によって回り止めされ、かつ主軸
１２とともにスラスト方向にわずかに移動自在に支持さ
れている。検知部材６２には、流体管路６４が形成さ
れ、一方の開口部６４ａが主軸ハウジング１６の流体管
路６６の開口部６６ａと対面し、他方の開口部６４ｂ
が、主軸１２とともにスラスト方向に移動可能な軸受６
０の外輪６０ａの端面に向かって開口している。流体管
路６６は、加圧エア供給源に接続されているとともに、
圧力センサ４０にも接続されている。
【００３３】この実施例の工具異常検出装置の動作は、
上記第三実施例と同様であり、加圧エア供給当初は、検
知部材６２の流体管路６４から加圧エアが主軸１２に設
けられた軸受６０の外輪６０ａに噴射され、主軸１２は
軸受６０とともに、検知部材６２から数十μｍ程度離間
しており、圧力センサ４０の出力は、ゲージ圧よりわず
かに高い程度である。そして、工具１０がワーク５０に
当接して、スラスト力がかかると、主軸１２とともに軸
受６０が検知部材６２の端面に当接し、検知部材６２の
流体管路６４の開口部６４ｂを塞ぐ。これにより、流体
管路６４の開口部６４ｂが塞がれ、圧力センサ４０に
は、加圧エア供給源からの圧力が直接かかり、その圧力
が検知される。従って、例えば正常な工具１０がワーク
５０に当接した後、数ｍｍ進んだ位置で圧力を検知する
と、圧力センサ４０の検知圧力が高くなる。一方、折損
工具の場合は、その位置でもワークに当接していないの
で、スラスト力が作用せず、軸受６０により検知部材６
２の流体管路６４の開口部６４ｂが塞がれない。従っ
て、圧力センサ４０にかかる圧力は上昇せず、所定の出
力が得られないので工具の折損が検知される。
上記第三実施例と同様であり、加圧エア供給当初は、検
知部材６２の流体管路６４から加圧エアが主軸１２に設
けられた軸受６０の外輪６０ａに噴射され、主軸１２は
軸受６０とともに、検知部材６２から数十μｍ程度離間
しており、圧力センサ４０の出力は、ゲージ圧よりわず
かに高い程度である。そして、工具１０がワーク５０に
当接して、スラスト力がかかると、主軸１２とともに軸
受６０が検知部材６２の端面に当接し、検知部材６２の
流体管路６４の開口部６４ｂを塞ぐ。これにより、流体
管路６４の開口部６４ｂが塞がれ、圧力センサ４０に
は、加圧エア供給源からの圧力が直接かかり、その圧力
が検知される。従って、例えば正常な工具１０がワーク
５０に当接した後、数ｍｍ進んだ位置で圧力を検知する
と、圧力センサ４０の検知圧力が高くなる。一方、折損
工具の場合は、その位置でもワークに当接していないの
で、スラスト力が作用せず、軸受６０により検知部材６
２の流体管路６４の開口部６４ｂが塞がれない。従っ
て、圧力センサ４０にかかる圧力は上昇せず、所定の出
力が得られないので工具の折損が検知される。
【００３４】この実施例の工具異常検出装置によっても
上記第三実施例と同様の効果が得られるものであり、さ
らに、検知部材６２や軸受６０，６１等の取付構造を簡
単なものにすることができる。
上記第三実施例と同様の効果が得られるものであり、さ
らに、検知部材６２や軸受６０，６１等の取付構造を簡
単なものにすることができる。
【００３５】なお、この発明は、上記実施例の他、各実
施例において加圧流体として、オイルを用いても良く、
オイルを用いることにより、軸受の潤滑を同時に行うこ
とができるという効果がある。
施例において加圧流体として、オイルを用いても良く、
オイルを用いることにより、軸受の潤滑を同時に行うこ
とができるという効果がある。
【００３６】
【発明の効果】この発明の工具異常検出装置は、主軸に
かかるスラスト力を、加圧流体を介して圧力センサによ
り検知しているので、加工抵抗の変動等によるスラスト
力の変動の影響を受けにくく、Ｓ／Ｎ比の良い検知が可
能である。従って、高精度に工具の異常を検知すること
ができ、検知可能な異常の種類も多いものである。
かかるスラスト力を、加圧流体を介して圧力センサによ
り検知しているので、加工抵抗の変動等によるスラスト
力の変動の影響を受けにくく、Ｓ／Ｎ比の良い検知が可
能である。従って、高精度に工具の異常を検知すること
ができ、検知可能な異常の種類も多いものである。
【図１】この発明の工具異常検出装置の第一実施例の概
略縦断面図である。
略縦断面図である。
【図２】この発明の第一実施例の軸受と検知部材の部分
拡大縦断面図である。
拡大縦断面図である。
【図３】この発明の第一実施例の検知部材の正面図であ
る。
る。
【図４】この発明の第一実施例の加圧流体経路の圧力損
失を示すグラフである。
失を示すグラフである。
【図５】この発明の第一実施例の圧力センサの出力と、
主軸にかかるスラスト力を示すグラフである。
主軸にかかるスラスト力を示すグラフである。
【図６】この発明の第二実施例の軸受と検知部材の概略
縦断面図である。
縦断面図である。
【図７】この発明の第二実施例の主軸ハウジングのスラ
スト受け面の正面図である。
スト受け面の正面図である。
【図８】この発明の工具異常検出装置の第三実施例の概
略縦断面図である。
略縦断面図である。
【図９】この発明の工具異常検出装置の第四実施例の概
略縦断面図である。
略縦断面図である。
【図１０】この発明の工具異常検出装置の第四実施例の
部分拡大縦断面図である。
部分拡大縦断面図である。
【符号の説明】 １０ 工具 １２ 主軸 １４，１５，２０，４４，６０，６１ 軸受 １６ 主軸ハウジング ２２，５２，６２ 検知部材 ３２ スラスト受け面 ３４，３８，４８，５４，６４，６６ 流体管路 ４０ 圧力センサ
Claims (11)
- 【請求項１】 工具が取り付けられる主軸と、この主軸
を収容した主軸ハウジングと、上記主軸の前後端部に位
置し上記主軸ハウジングに対しこの主軸を回転自在かつ
スラスト方向に移動可能に支持した第一の軸受と、この
第一の軸受間に位置し内輪が上記主軸に固定され内輪と
外輪との間で上記主軸を回転自在かつスラスト方向に保
持する第二の軸受と、上記主軸と主軸ハウジング間にお
いて上記主軸に対し回転自在かつ上記主軸ハウジングに
対しスラスト方向に移動可能に嵌合され上記第二の軸受
の外輪が固定されスラスト力を受ける検知部材と、この
検知部材の上記工具とは反対側の端面と空間部を介して
対向し上記主軸ハウジングに設けられたスラスト受け面
と、上記空間部に加圧流体を供給する流体管路と、上記
スラスト受け面での加圧流体の圧力を検知する圧力セン
サとを備えた工具異常検出装置。 - 【請求項２】 工具が取り付けられる主軸と、この主軸
を収容した主軸ハウジングと、上記主軸の前後端部に位
置し上記主軸ハウジングに対しこの主軸を回転自在かつ
スラスト方向に移動可能に支持した第一の軸受と、この
第一の軸受間に位置し内輪が上記主軸に固定され内輪と
外輪との間で上記主軸を回転自在かつスラスト方向に保
持する第二の軸受と、上記主軸と主軸ハウジング間にお
いて上記主軸に対し回転自在かつ上記主軸ハウジングに
対しスラスト方向に移動可能に嵌合され上記第二の軸受
の外輪が固定されスラスト力を受ける検知部材と、この
検知部材の上記工具とは反対側の端面と空間部を介して
対向し上記主軸ハウジングに設けられたスラスト受け面
と、上記スラスト受け面での加圧流体の圧力を検知する
圧力センサと、上記主軸ハウジングの上記検知部材の側
面と対面する位置に開口し上記加圧流体を供給する第一
の流体管路と、上記主軸ハウジングの上記スラスト受け
面に開口し常時圧力センサに流体圧を導く第二の流体管
路とを備え、上記主軸ハウジングと上記検知部材との間
の上記第一の流体管路の開口部から上記空間部へ上記加
圧流体が通過可能な隙間が形成された工具異常検出装
置。 - 【請求項３】 上記スラスト受け面と対面する上記検知
部材の端面には、上記隙間から上記第二の流体管路に向
かって上記加圧流体が通過可能な溝が形成されている請
求項２記載の工具異常検出装置。 - 【請求項４】 上記検知部材と対面する上記スラスト受
け面には、上記隙間から上記第二の流体管路に向かって
上記加圧流体が通過可能な溝が形成されている請求項２
記載の工具異常検出装置。 - 【請求項５】 上記検知部材には、上記主軸ハウジング
に対し回転を阻止する回り止めが設けられている請求項
１，２，３又は４記載の工具異常検出装置。 - 【請求項６】 工具が取り付けられる主軸と、この主軸
を収容した主軸ハウジングと、上記主軸の前後端部に位
置し上記主軸ハウジングに対しこの主軸を回転自在かつ
スラスト方向に移動可能に支持した第一の軸受と、この
第一の軸受間に位置し内輪が上記主軸に固定され内輪と
外輪との間で上記主軸を回転自在かつスラスト方向に保
持する第二の軸受と、上記主軸と主軸ハウジング間にお
いて上記主軸に対し回転自在かつ上記主軸ハウジングに
対しスラスト方向に移動可能に嵌合され上記第二の軸受
の外輪が固定されスラスト力を受ける検知部材と、この
検知部材の上記工具とは反対側の端面と空間部を介して
対向し上記主軸ハウジングに設けられたスラスト受け面
と、このスラスト受け面に開口し上記空間部に加圧流体
を供給する流体管路と、上記スラスト受け面での加圧流
体の圧力を検知する圧力センサを備えた工具異常検出装
置。 - 【請求項７】 上記主軸ハウジングの上記スラスト受け
面に開口し上記スラスト受け面に、上記圧力センサに流
体圧を導く流体管路を備えた請求項６記載の工具異常検
出装置。 - 【請求項８】 上記スラスト受け面に、上記加圧流体を
供給する流体管路の開口部から上記圧力センサに流体圧
を導く流体管路の開口部に連通する溝が形成されている
請求項７記載の工具異常検出装置。 - 【請求項９】 上記検知部材には、上記主軸ハウジング
に対し回転を阻止する回り止めが設けられている請求項
６，７又は８記載の工具異常検出装置。 - 【請求項１０】 工具が取り付けられる主軸と、この主
軸を収容した主軸ハウジングと、上記主軸の前端部に位
置し、上記主軸ハウジングに対し上記主軸を回転自在か
つスラスト方向に移動可能に保持した第一の軸受と、こ
の第一の主軸間に位置し一方の回転軸が上記主軸ハウジ
ングに固定され上記主軸に遊嵌された第二の軸受と、上
記主軸と一体的に設けられスラスト方向に上記第二の軸
受と対向するフランジ部と、上記主軸ハウジングに形成
され上記主軸側に開口して加圧流体を供給する流体管路
と、上記主軸のフランジ部とスラスト方向に空間部を介
して対面し上記第二の軸受の他方の回転輪に固定された
検知部材と、この検知部材に形成され一方の開口部が上
記主軸ハウジングの流体管路の開口部と連通し他方の開
口部が上記主軸のフランジ部と対面する流体管路と、上
記主軸ハウジングに形成された流体管路内の加圧流体の
圧力を検知する圧力センサとを備えた工具異常検出装
置。 - 【請求項１１】 工具が取り付けられる主軸と、この主
軸を収容した主軸ハウジングと、上記主軸の前後端部に
位置し上記主軸ハウジングに対し上記主軸を回転自在か
つスラスト方向に保持する第一の軸受と、この第一の軸
受内に位置し上記主軸を回転自在かつスラスト方向に保
持する一対の第二の軸受と、この一対の第二の軸受のそ
れぞれの内輪を上記主軸に固定するとともに、前方側の
第一の軸受の外輪を上記主軸ハウジングに対し回り止め
状態でかつスラスト方向にわずかに移動可能に設け、後
方側の軸受の外輪を上記主軸ハウジング側に支持し、上
記主軸側に開口して加圧流体を供給する流体管路を上記
主軸ハウジングに形成し、上記一対の第二の軸受の外輪
間に設けられ前方側の第二の軸受の端面と空間部を介し
て対向し後方側の上記第二の軸受の外輪に支持された検
知部材と、この検知部材に形成され一方の開口部が上記
主軸ハウジングの流体管路の開口部と連通し他方の開口
部が上記前方の第一の軸受の外輪の端面と対面する流体
管路と、上記主軸ハウジングに形成された流体管路内の
加圧流体の圧力を検知する圧力センサとを備えた工具異
常検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07434594A JP3570688B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 工具異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07434594A JP3570688B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 工具異常検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07256507A true JPH07256507A (ja) | 1995-10-09 |
| JP3570688B2 JP3570688B2 (ja) | 2004-09-29 |
Family
ID=13544446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07434594A Expired - Fee Related JP3570688B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 工具異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3570688B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011062753A (ja) * | 2009-09-15 | 2011-03-31 | Jtekt Corp | 工作機械 |
| WO2012169300A1 (ja) * | 2011-06-09 | 2012-12-13 | 株式会社 日立製作所 | 工作機械の加工異常検知装置及び加工異常検知方法 |
| JP2017140687A (ja) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | エヌティーツール株式会社 | スマートツールホルダ |
| KR20180104932A (ko) * | 2017-03-14 | 2018-09-27 | 두산공작기계 주식회사 | 공작기계 |
| JP2022535364A (ja) * | 2019-05-28 | 2022-08-08 | アトラス・コプコ・インダストリアル・テクニーク・アクチボラグ | 動力ドリル及びそのようなドリルのための力変換器 |
-
1994
- 1994-03-18 JP JP07434594A patent/JP3570688B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011062753A (ja) * | 2009-09-15 | 2011-03-31 | Jtekt Corp | 工作機械 |
| WO2012169300A1 (ja) * | 2011-06-09 | 2012-12-13 | 株式会社 日立製作所 | 工作機械の加工異常検知装置及び加工異常検知方法 |
| JP2012254499A (ja) * | 2011-06-09 | 2012-12-27 | Hitachi Ltd | 工作機械の加工異常検知装置及び加工異常検知方法 |
| JP2017140687A (ja) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | エヌティーツール株式会社 | スマートツールホルダ |
| KR20180104932A (ko) * | 2017-03-14 | 2018-09-27 | 두산공작기계 주식회사 | 공작기계 |
| JP2022535364A (ja) * | 2019-05-28 | 2022-08-08 | アトラス・コプコ・インダストリアル・テクニーク・アクチボラグ | 動力ドリル及びそのようなドリルのための力変換器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3570688B2 (ja) | 2004-09-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0078421B1 (en) | Adaptive control system for machine tool or the like | |
| US4551032A (en) | Mechanism for pre-loading bearings | |
| US5876041A (en) | Chuck drive system, especially for a rotating clamping device of a machine tool | |
| US4664571A (en) | Tool abnormality detector | |
| JPH0364248B2 (ja) | ||
| US4909521A (en) | Chuck having gripping and locating sensors | |
| EP0357798A1 (en) | Method for detecting thrust force of main spindle of machine tool | |
| US6145370A (en) | Loading mechanism for machines adapted to test material wear and lubrication properties | |
| JP3570688B2 (ja) | 工具異常検出装置 | |
| US20040133299A1 (en) | Method for simultaneous machining and measuring parameters of a surface being subjected to machining | |
| US3945275A (en) | Rotary jaw chuck with stock detector | |
| JPH0524366B2 (ja) | ||
| US4133206A (en) | Thrusting force detecting device of a rotary machining tool | |
| JP2000046141A (ja) | ボールねじの予圧動トルク測定方法および装置 | |
| US4621568A (en) | Rotary hydraulic cylinder | |
| KR101722990B1 (ko) | 고신뢰성 센서가 적용된 병렬 모터를 이용한 로드셀 일체식 액추에이터 | |
| JPH0722874B2 (ja) | 振動切削装置の自動制御方法 | |
| US4312155A (en) | Apparatus for grinding grooves in the inner race of a constant velocity universal joint | |
| JP2783052B2 (ja) | 工具ホルダ | |
| US3827293A (en) | Machine tool spindle calibration method and apparatus | |
| JPH10128643A (ja) | 加工機械主軸の状態監視装置 | |
| JPS63245304A (ja) | 工具異常予知装置 | |
| JP2022166613A (ja) | メカニカルシール | |
| EP0920942B1 (en) | Hydraulic rotary cylinder | |
| RU1786302C (ru) | Шпиндельный узел многооперационного станка |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040301 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040331 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040526 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040616 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20040621 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 4 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080702 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 5 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090702 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090702 Year of fee payment: 5 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090702 Year of fee payment: 5 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100702 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 7 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110702 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110702 Year of fee payment: 7 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110702 Year of fee payment: 7 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 7 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110702 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120702 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120702 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130702 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |