JPS5828749Y2 - 切削工具の接触電圧、熱起電力の分離検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は工作機械の切削工具とワーク（工作品）間に外
部電圧を印加して、両者間の接触電圧と熱起電力を測定
する場合、この接触電圧と熱起電力を分離検出する装置
に関するものである。

第１図は工作機械の一種のフライス盤の切削工具とワー
ク間の通電状態を検出する従来装置を説明する図である
。

主軸２の端部に電気接点１を取付け、ワーク５を固定す
るテーブル６とこの電気接点１との間に外部電源７と測
定抵抗８を直列につなぎ測定回路を形成すると、主軸ベ
アリング３−１．３−２の回転時のベアリング絶縁効果
（電気抵抗を発生する）により工具４とワーク５間の通
電状態を検出可能であり、これにより工具破損等の異常
状態の検出ができる。

第１図の測定回路の等両回路を第２図に示す。

１０が工具、ワーク間の接触抵抗、１１が工具、ワーク
間の熱起電力、１２がベアリング３−１゜３−２の電気
抵抗、１３がベアリング３−Ｌ３−２のキャパシタンス
である。

ベアリングの抵抗及びキャパシタンスによるベアリング
回転中の合成インピーダンスは工具、ワーク間の抵抗１
０に比べて大き°く、一般に無視できる。

１４は電気接点の抵抗で略０である。

印加される電源７が直流であるため、測定抵抗８の検出
電圧には工具、ワーク間の接触抵抗に基づく直流電源電
圧の分圧成分（通電電流に比例する）と、工具、ワーク
間の熱起電力とが重畳して検出され、両者の区別がつか
ないため工具とワーク間の詳しい状態を把握することが
難しかった。

第３図はこのような従来装置による検出電圧の一例を示
すもので、図中の実線Ａは検出電圧を示し、破線Ｂはこ
のときの通電電流に比例して出された接触電圧を示すも
ので、直接検出されたものではない。

熱起電力は実線Ａから破線Ｂを差引いたものとなる。

′本考案の目的は、簡単な構成により工具とワ
ーク間の接触電圧と熱起電力とを同時に分離検出を可能
にする装置を提供することにある。

第１図の装置で直流電源７を使用した場合、接触電圧と
熱起電力を分離検出する一方策として第４図に示すよう
な手段が考えられる。

図示のように、直流電源７を回路に接続したり回路から
外したりする切換スイッチ１５を付加する。

すなわち、電源７を除いて測定回路を短絡し、検出電圧
■を測定すれば熱起電力となる。

次に切換スイッチ１５を他方へ倒し、電源７を接続した
状態で検出電ＥＶを測定すれば、電源７による通電電流
に相当する電圧と熱起電力との合成出力となる。

これから前述の熱起電力を差引くことにより、通電電流
に相当する電圧と熱起電力とを分離検出できる。

しかし、この方法は低インピーダンスの切換スイッチ１
５が機械的な開閉スイッチであるため、スイッチの寿命
が問題となる。

また、スイッチ切換時のノイズも問題である。

そこで本考案では、直流電源７の代りに交流電源を使用
し、工具とワークの接触電圧の変ｆヒを外部型モと同周
波数である交流成分として、また熱起電力を直流変動成
分として、それぞれフィルターにより分離検出する。

これにより、直流重臣を印加した場合の切換スイッチに
よる欠点もなくなり、しかも接触電圧と熱起電力の２つ
の検出出力が同時に得られる。

以下、実施ψ１ｊにより本考案を具体的に説明する。

第５図は本考案の一実施ψ１１を示すブロック図であり
、第６図はその動作を説明する信号波形図である。

第５図に唱いて、１６は第２図に示したフライス盤の電
気的等両回路を示し、７′は交流電源、８は検出抵抗で
あり、■は検出電圧である。

この検出電圧Ｖの波形は第６図ａのようになる。

この検出電ＥＶには交流電源７′の電源周波数を搬送波
とした接触電歪と熱起電力の直流成分とが重畳されてい
る。

この検出電圧は差動増幅器９で増幅され、その出力の一
方はローパスフィルタ１７により、出力端子２１に第６
図Ｃに示すごとき波形の直流変動成分の熱起電力を得る
。

他の出力は交流電源７′の周波数成分を通すようなバン
ドパスフィルタ１８により、第６図すに示すような交流
電源周波数を搬送波とする接触電圧を分離検出する。

これを整流回路１９で整流し、ローパスフィルタ２０に
通すことにより第６図すの波形の包絡線に相当する出力
を端子２２に得る。

なト、工作機械のベアリングにはキャパシタンス１３が
あるので、整流回路１９は泣相検波にすると効果的であ
る。

交流電源７′として、上記説明では正弦波交流を念頭に
置いていたが、第７図ａの方形波、ｂの方形波に直流の
重畳したもの、Ｃの正弦波に直流の重畳したもの等、適
宜どれを用いてもよい。

以上述べたように、本考案によれば切削中に工具〜ワー
ク通電電流と、工具〜ワーク熱起電力を同時測定可能と
なったため、工具の異常状態が詳しく把握できるように
なった。

【図面の簡単な説明】

第１図は工作機械の切削工具とワーク間の通電状態を検
出する従来装置を説明する図、第２図は第１図の等画回
路図、第３図は第１図の従来装置による検出電圧を示す
図、第４図は第１図の従来装置の改善手段を説明する図
、第５図は本考案の一実施ψりを示すブロック図、第６
図は第５図の動作を示す信号波形図、第７図は本考案に
用いる交流電源波形の他の例を示す図である。 ４・・・切削工具、５・・・ワーク、Ｔ′・・・交流電
源、８・・・測定抵抗、９・・・差動増幅器、１Ｔ・・
・ローパスフィルタ、１８・・・バンドパスフィルタ、
１９・・・整流回路、２０・・・ローパスフィルタ、２
１・・・熱起電力出力端子、２２・・・接触電圧出力端
子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 工作機械にあ〜いて、切削工具とワーク間に直列に接続
   された交流電源及び測定抵抗と、該測定抵抗から検出さ
   れる電圧信号から直流変動成分を分離して切削工具とワ
   ーク間に生じる熱起電力を検出する第１のａ−パスフィ
   ルタと、上記測定抵抗から検出される電圧信号から交流
   電源の周波数成分を分離するためバンドパスフィルタと
   、該バンドパスフィルタの出力を整流する整流回路と、
   該整流回路の出力からその包絡線に相当する低周波成分
   を抽出して切削工具とワーク間に生じる接触電圧を検出
   する第２のローパスフィルタとを備え付けたことを特徴
   とする切削工具の接触電圧、熱起電力の分離検出装置。