(57)【要約】  【課題】  長尺なシャフト状のワークを切削加工する際に生じて前記ワークに巻回付着する切粉を確実に検知することが可能な切粉巻き検知装置を提供することである。【解決手段】  切削されるワークＷの外径よりわずかに大きな内径を有するセンサリング１１と、該センサリングを、前記ワークを嵌装するようにワークの全長に渡って移動する移動手段とを備え、前記センサリングが移動する際に、該センサリングと接触する切粉Ｋを検知する構成とした。【選択図】    図１
2006212737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋盤加工されるシャフト状のワークに巻回して付着する切粉を検知する切粉巻き検知装置であって、
切削される前記ワークの外径よりわずかに大きな内径を有するセンサリングと、該センサリングを、前記ワークを嵌装するようにワークの全長に渡って移動する移動手段とを備え、前記センサリングが移動する際に、該センサリングと接触する前記切粉を検知することを特徴とする切粉巻き検知装置。
【請求項２】
前記センサリングが接触センサを備えていると共に、前記移動手段が、前記センサリングを保持する保持ブラケットと、前記保持ブラケットを摺動自在に支持するスライドガイドと、前記保持ブラケットを前記ワークの軸方向に移動するシリンダ部材とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の切粉巻き検知装置。
【請求項３】
前記センサリングの進行方向の前面に、嵌装する前記ワークの外表面に向けて圧縮エアを噴射する複数のエア噴射ノズルを円周上等配して配設し、圧縮エアを前記ワークの全周に渡って吹き付けた後のワーク表面を探査することを特徴とする請求項１または２に記載の切粉巻き検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械、特に旋盤により切削加工する際に、ワークに巻回して付着する切粉を検知する切粉巻き検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
旋盤によりシャフトのような長尺なワークを切削加工すると、螺旋状の切粉が発生してワークに巻回して付着することがある。
【０００３】
ワークに切粉が巻回付着すると、加工精度が悪化する等の加工不良を生じたり、バイト等の加工工具を破損するというトラブルの原因となる。さらには、複数の加工工程を連続して自動搬送しながら行う場合には、搬送される後工程で問題が生じたり、搬送中に搬送停止等のトラブルが発生するという問題も生じる。
【０００４】
また、切粉はワークだけでなく切削工具に巻き付くこともあり、この場合でも、加工精度を悪化させたり、工具の破損を招く等のトラブルの原因となっている。
【０００５】
そのために、切削工具に巻き付いた切粉を検知してトラブルを未然に防止するとした数値制御式切削加工機械の切粉巻き付き検知装置が既に出願されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、刃物台の工具ホルダ取付け面に切粉排除装置を設けて、切削加工により生じる切粉がワークや工具に絡みつくことを防止するとした数値制御旋盤の刃物台が既に出願されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】実公平６−４５３１７号公報（第１−４頁、第２図）
【特許文献２】特開平６−２９７２０４号公報（第１−３頁、第９図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
長尺なワークの外表面を所定の径となるように切削すると、螺旋状の切粉が発生し、ワークに巻回して付着する。この螺旋状の切粉は、単に圧縮エアを吹き付ける等の除去操作では完全に排除することは困難である。
【０００８】
また、複数の主軸ヘッドを備える旋盤により、複数のワークを同時に切削加工し、次工程に送り出す構成の工作機械においては、ワークの品質や数量確保のために、同時に加工される対のワークを揃えて次工程へ搬送することが望ましい。
【０００９】
そのためには、シャフト状の長尺なワークを切削加工した後で、ワーク外周部に付着する切粉の有無を確認し、異常のないワークを、または異常のない対のワークを同時に次工程に搬送することが望まれる。
【００１０】
本発明の目的は、上記問題点を解消するために、長尺なシャフト状のワークを切削加工する際に生じて前記ワークに巻回付着する切粉を確実に検知することが可能な切粉巻き検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために請求項１に係る発明は、旋盤加工されるシャフト状のワークに巻回して付着する切粉を検知する切粉巻き検知装置であって、切削される前記ワークの外径よりわずかに大きな内径を有するセンサリングと、該センサリングを、前記ワークを嵌装するようにワークの全長に渡って移動する移動手段とを備え、前記センサリングが移動する際に、該センサリングと接触する前記切粉を検知することを特徴としている。
【００１２】
上記の構成を有する請求項１に係る発明によれば、長尺なワークのどの部分に切粉が巻回付着していても、確実に検知することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、前記センサリングが接触センサを備えていると共に、前記移動手段が、前記センサリングを保持する保持ブラケットと、前記保持ブラケットを摺動自在に支持するスライドガイドと、前記保持ブラケットを前記ワークの軸方向に移動するシリンダ部材とを備えていることを特徴としている。
【００１４】
上記の構成を有する請求項２に係る発明によれば、スライドガイドを介してシリンダ部材により移動する構成としたので、ワークの外径よりわずかに大きな内径を有するセンサリングを、ワークの軸線に沿って正確に摺動可能とし、ワークに付着している切粉を正確に検知することができる。
【００１５】
請求項３に係る発明は、前記センサリングの進行方向の前面に、嵌装する前記ワークの外表面に向けて圧縮エアを噴射する複数のエア噴射ノズルを円周上等配して配設し、圧縮エアを前記ワークの全周に渡って吹き付けた後のワーク表面を探査することを特徴としている。
【００１６】
上記の構成を有する請求項３に係る発明によれば、ワークに付着した切削油やゴミ、および除去容易な切粉等を圧縮エアの吹き付けにより除去することができるので、ワークの外径よりわずかに大きな内径を有するセンサリングを前記ワークに嵌装させても、導電性を有する切削油が前記センサリングに接触して誤反応することがない。そのために、除去困難な螺旋状に巻回した切粉の有無を正確に検知することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ワークの外径よりわずかに大きな内径を有するセンサリングを、ワークを嵌装するようにワークの全長に渡って移動して、前記ワークに巻回して付着している切粉を検知する構成としているので、長尺なシャフト状のワークの外周部に付着する切粉がどこにあっても、この切粉を確実に検知することが可能な切粉巻き検知装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る切粉巻き検知装置の実施の形態について、図１から図５に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
まず、図１および図２にもとづき、切粉巻き検知装置１について説明する。本実施例に係る切粉巻き検知装置は、センサリングを一個だけ備える単独型の切粉巻き検知装置の場合も、一対二個備える切粉巻き検知装置の場合もあるが、ここではセンサリング１１を一対二個備える切粉巻き検知装置１について説明する。
【００２０】
前記切粉巻き検知装置１は、センサリング１１とセンサリング１１を移動する移動手段とを備えている。また、前記移動手段は、前記センサリング１１をそれぞれ備える検知手段２（２Ａ、２Ｂ）を一体的に保持する保持ブラケット３と、前記保持ブラケット３を摺動自在に支持するスライドガイド４と、前記保持ブラケット３を移動するシリンダ部材５とを備えた構成である。
【００２１】
前記センサリング１１は、ワークチャックＴに支持されているワークＷに接離自在であると共に、ワークの外径より大きな内径Ｄ１を有している。そのために、図１に示すように、ワークＷから離間した位置Ａと、ワークＷ方向に移動して前記ワークチャックＴに接近した位置Ｂとの間を矢印Ｃ方向に往復自在な構成とされている。
【００２２】
前記保持ブラケット３は、検知手段２Ａ、２Ｂを一体的に装着している。それぞれの検知手段はそれぞれ、センサリング１１と、該センサリング１１を保持するリングブラケット１２と、ホルダ１３を備えており、このホルダ１３がそれぞれ前記保持ブラケット３に固着されている。つまり、保持ブラケット３はホルダ１３を介してセンサリング１１を保持する構成である。
【００２３】
また、それぞれのホルダ１３が互いに保持するそれぞれのセンサリング１１の離間ピッチＰを、後述する左右一対のワークＷの間隔Ｐ１に合致した寸法に正しく調整されて、前記ホルダ１３が止めネジ３０により固定されている。そのために、シリンダ５によりスライドガイド４にガイドされながら摺動移動させられて、ワークＷを嵌装するように往復移動可能とされている。
【００２４】
そのために、左右一対の二本のワークＷに付着した切粉を探査する際に、前記一対のセンサリング１１を前記ワークＷに接近する方向に前進移動して、二本のワークＷを同時に嵌装して前記ワークＷの全長に渡って探査し、前記センサリング１１と前記ワークに巻回して付着している切粉Ｋを検知することができる。
【００２５】
前記センサリング１１は金属等の導電性物質を検知するセンサ体であればよいが、本実施の形態においては、金属製のセンサリング１１に、接触センサ１０を固着する構成としている。また、金属製のセンサリング１１を保持するリングブラケット１２およびホルダ１３は非導電性の樹脂製としている。そのために、前記センサリング１１に導電性を有する異物が接触すると、電気抵抗が変化し、この変化を前記接触センサ１０を介して検出することで、異物特に金属性の切粉の有無を検知するセンサ体とすることができる。
【００２６】
もちろん、前記センサリング１１自体を接触センサとして製造することも可能であるが、探査するワークＷの外径に応じた内径を有する接触センサを予め用意しておく必要があり、不便である。そのために、所定の内径に機械加工された金属製リングに接触センサ１０を固着した構成のセンサリング１１とすれば、ワークＷの外径に応じた内径の金属製リングを用意すればよく、簡単に対応可能となり好適である。
【００２７】
図２中の６はベースであり、該ベース６の両側部に固設されたスライドガイド４に、スライドブロック３１を介して保持ブラケット３が装着されている。そのために、前記保持ブラケット３に装着されると共にセンサリング１１を備える検知手段２が、前記スライドガイド４に沿って摺動する構成である。また、摺動して移動している検知手段２に接続されるケーブル８は、屈曲自在な構成であるケーブルガイド７内を挿通している。
【００２８】
図３に示すように、センサリング１１の内径Ｄ１はワークＷの外径Ｄ２よりもわずかに大きな径とされており、本実施の形態においてはその隙間Ｅを１ｍｍ程度に設定している。そのために、旋盤の切削加工により螺旋状の切粉が発生してワークＷに巻回して付着すると、円周上のいずれかの部分において、前記切粉の一部が前記隙間Ｅを越えて突出することになり、この突出した切粉がセンサリング１１に接触する。
【００２９】
また、センサリング１１を保持するリングブラケット１２の前記センサリング１１の進行方向の前面に、嵌装するワークＷの外表面に向けて圧縮エアを噴射する複数のエア噴射ノズル１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）を円周上等配して配設している。
【００３０】
前記の複数のエア噴射ノズル１４から圧縮エアを矢印１４Ａ方向に噴射して、ワークＷの全周に渡って吹き付けながら、検知手段２を移動しワーク表面を探査し、ワークＷに付着した切粉Ｋを検知する構成としている。そのため、ワークＷに付着した切削油やゴミ、および除去容易な切粉等を圧縮エアの吹き付けにより除去することができ、除去困難な螺旋状に巻回した切粉Ｋの有無を正確に検知することができる。
【００３１】
さらに、導電性を有する切削油を吹き飛ばすので、前記センサリング１１に導電性を有する切削油が接触して誤検知することを防止する構成となり、さらに正確な切粉巻き検知装置とすることができる。
【００３２】
１５はエア噴射ノズル１４に圧縮エアを供給するエア配管である。また、本実施の形態においては前記エア噴射ノズル１４を円周上に４個設けたが、この数量には限定されず、３個でも６個でもよく、探査するワークＷの円周上を隈なく吹き付け可能な数量であればよい。ただ、ワークＷの円周上を隈なく吹き付けるためには、複数のエア噴射ノズルを円周上等配して設けることが好ましい。
【００３３】
上記のような構成としているので、本発明に係わる切粉巻き検知装置１によれば、シャフト状のワークＷを切削加工する際に、ワークＷのどの部分に切粉Ｋが巻回付着していても、前記切粉Ｋを確実に検知することができる。
【００３４】
次に、図４および図５により本発明に係わる切粉巻き検知装置１の全体構成について詳細に説明する。図４は装置全体の平面図を示し、図５は側面図を示している。
【００３５】
本実施の形態に係わる切粉巻き検知装置１は、一対二個のセンサリング１１を有する検知装置であって、二本のそれぞれのワークＷに付着した切粉Ｋを同時に探査することができる。また、それぞれのワークＷはそれぞれの根元側をワークチャックＴに間隔Ｐ１離間して保持されており、前記根元側とは反対側は自由端となっているので、この自由端側から前記根元側に向けてセンサリング１１を挿入することができる。この時に、前記センサリング１１をそれぞれ備える検知手段２Ａ、２Ｂの離間ピッチＰが前記間隔Ｐ１と等しくなるようにして、止めネジ３０により固定しているのは前述した通りである。
【００３６】
また、ベース６上の両端部にスライドガイド４をそれぞれ設置して、この二本のスライドガイド４を跨ぐようにして、両側に配設されるスライドブロック３１を介して保持ブラケット３を装着している。そのために、前記保持ブラケット３は、その両端部をガイドされながら、スライドガイド４上をスライドする構成であり、前記ベース６上を正確に水平移動することができる。
【００３７】
また、前記ベース６上の一端側にシリンダ部材５を設置すると共に、該シリンダ部材５のロッド５０を、前記保持ブラケット３の一端に設ける取付部材３２に固定している。そのために、シリンダ部材５を駆動することで、検知手段２を備える保持ブラケット３を前記ワークＷの全長に渡って、図中に示す位置Ａから位置Ｂまでガタツクことなく走査することができる。
【００３８】
さらに、センサリング１１がワークチャックＴに衝突しないように、前記ロッド５０の引き戻し部にダンパ５１とストッパ５２を装着している。
【００３９】
そのために、前記センサリング１１を備える保持ブラケット３を高速移動しても、前記取付部材３２が先ず前記ダンパ５１に当接して衝撃を緩和し、ブレーキを掛けられながら前記ストッパ５２により停止する。つまり、前記ストッパ５２の設置位置を調節することで、前記保持ブラケット３の停止位置を規定可能であり、前記センサリング１１を前記ワークチャックＴのごく近くまで移動させることができる。
【００４０】
センサリング１１に固着される接触センサ１０にはケーブル８が接続されており、該ケーブル８は屈曲自在なケーブルガイド７を経由して、配線管９に挿通している。そのために、ケーブル８を備える接触センサ１０であっても、保持ブラケット３と共に自由に水平移動することができる。
【００４１】
さらに、エア噴射ノズルに接続されるエア配管１５も前記ケーブルガイド７を経由して配管される弾性チューブとしているので、前記保持ブラケット３の水平移動に追随し、所定のエア噴射を行うことができる。
【００４２】
上記のような構成としているので、二個のセンサリング１１を備える切粉巻き検知装置であっても、それぞれのワークチャックに装着される二本のワークＷを嵌装するようにして、前記検知手段２を、ワークＷの軸線方向に沿って正確にまた平行に移動して切粉を検知することができる。そのために、前述したように、ワークＷの径よりも僅かに大きな内径のセンサリング１１を、二本のワークＷに沿って走査していくことが可能となり、ワークＷに付着した切粉Ｋを確実に検知することができる。
【００４３】
もちろん、ワークＷを一本毎に加工して搬送する際に、単独の前記センサリング１１を備えると共に、前記センサリングを保持する保持ブラケットと、前記保持ブラケットを摺動自在に支持するスライドガイドと、前記保持ブラケットを前記ワークの軸方向に移動するシリンダ部材とを備える移動手段を用いて、前記ワークＷに付着した切粉Ｋを検知することもできる。
【００４４】
所定形状に切削加工されるそれぞれのワークＷは、図示されない搬送手段により次工程へ搬送されていく。もし、ワークＷに付着した切粉Ｋを検知すると、排出手段（不図示）を用いて排出し、作業者により検査、修復するようにしている。また、二本同時に加工して搬送する工程の場合には、正常な製品を二本毎に処理していくことが肝要である。
【００４５】
そのために、同時に切削加工したワークＷのいずれか一方のワークＷにでも不良があれば、そのまま次工程へ搬送できない。また、加工形状に不良がなくても、前述したような切粉ＫがワークＷ表面に巻回して付着していると、次工程の加工精度が悪化する虞や、加工工具を損傷する虞があるので、形状不良の場合と同様にそのまま次工程へ搬送しないほうがよい。
【００４６】
本実施の形態においては、前述した通り、同時に加工した二本のワークＷの周囲に付着した切粉Ｋを、ワークＷの全長に渡って同時に探査し、いずれか一方のワークＷにでも切粉Ｋが付着していることを検知した時には、二本のワークＷを図示しない排出手段により同時に排出する構成とした。
【００４７】
また、排出部へ排出された二本のワークＷは、所定時間毎に巡回する作業者の手により検査、修復されて次工程へ同時に送り出されて、その後の加工を継続すればよい。
【００４８】
上記のように、本発明に係わる切粉巻き検知装置によれば、接触センサを備えるセンサリングを、スライドガイドを介してシリンダ部材により移動する構成としたので、ワークの外径よりわずかに大きな内径を有するセンサリングであっても、ワークの軸線に沿って正確に摺動可能とし、ワークに付着している切粉を正確に検知することができる。
【００４９】
さらに、複数のノズルから圧縮エアを噴射しながら、ワークの全周に近接して、ワークの全長に渡って探査するので、ワークＷに付着した切削油やゴミ、および除去容易な切粉等を除去した後で、除去困難な螺旋状に巻回した切粉Ｋのみを、誤動作することなく正確に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る切粉巻き検知装置の作用を示す概略側面図である。
【図２】本発明に係る切粉巻き検知装置の全体正面図である。
【図３】ワークに嵌装したセンサリングの状態を示す拡大断面図である。
【図４】本発明に係る切粉巻き検知装置全体の概要を示す平面図である。
【図５】本発明に係る切粉巻き検知装置全体の概要を示す側面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  切粉巻き検知装置
２、２Ａ、２Ｂ  検知手段
３  保持ブラケット（移動手段）
４  スライドガイド（移動手段）
５  シリンダ部材（移動手段）
１１  センサリング
１４  エア噴射ノズル
Ｄ１  内径（センサリングの）
Ｄ２  外径（ワークの）
Ｋ  切粉
Ｗ  ワーク
【図１】
2006212737.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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