(57)【要約】【課題】 レーザーセンサを使用して精度のよい検知を行うことができるとともに、切削液のミストや水蒸気などがセンサ面に付着することに伴うくもりや汚れの発生を抑えることができる工作機械の工具折損検知機構を提供する。【解決手段】  工具折損検知機構6は、一端が開口した筒状のケーシング11と、ケーシング11内に配置された反射型レーザーセンサ12とを備えている。反射型レーザーセンサ12は、工具マガジン4の最下部にある工具Tにレーザーを照射することで工具Tの切損の有無を検知する。反射型レーザーセンサ12のレーザーの進行方向は、垂直方向に対して所定角度傾斜させられている。【選択図】    図２
2018086702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸と、主軸の上方に配置されて工具を収容する工具マガジンと、主軸および工具マガジン間に配置された工具交換装置とを備えている工作機械に設けられて、工具マガジンに収容された工具の破損の有無を検知する工具折損検知機構であって、
一端が開口した筒状のケーシングと、ケーシング内に配置された反射型レーザーセンサとを備えており、反射型レーザーセンサは、工具マガジンの最下部にある工具にレーザーを照射することで工具の破損の有無を検知するもので、そのレーザーの進行方向は、垂直方向に対して所定角度傾斜させられていることを特徴とする工作機械の工具折損検知機構。
【請求項２】
ケーシングの開口は、レーザーの進行方向に直交する面よりも垂直方向に近くなるように傾斜させられていることを特徴とする工作機械の工具折損検知機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機械の工具折損検知機構に関し、特に、工具マガジンを備えた工作機械に適した工具折損検知機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
主軸と、工具を収容する工具マガジンと、主軸および工具マガジン間に配置された工具交換装置とを備えている工作機械に設けられて、工具マガジンに収容された工具の破損の有無を検知する工具折損検知機構として、特許文献１には、接触センサで工具の長さを測定し、折損の有無を判定するものが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、工具の直線移動領域に対応するように光センサを配置して、工具の折損を検知するものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１３８０９４号公報
【特許文献２】特開２０００−２８０１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
工具折損検知機構として、レーザーを照射することで工具の切損の有無を検知するものは、精度がよいので、望ましいが、レーザーセンサを使用する場合、加工時に生じる切削液のミストや水蒸気などがセンサ面に付着することに伴うくもりや汚れによって、工具折損の検出ができなくなるという問題が生じ、そのため、清掃などのメンテナンスを頻繁に行う必要がある。
【０００６】
この発明の目的は、レーザーセンサを使用して精度のよい検知を行うことができるとともに、切削液のミストや水蒸気などがセンサ面に付着することに伴うくもりや汚れの発生を抑えることができる工作機械の工具折損検知機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による工作機械の工具折損検知機構は、主軸と、主軸の上方に配置されて工具を収容する工具マガジンと、主軸および工具マガジン間に配置された工具交換装置とを備えている工作機械に設けられて、工具マガジンに収容された工具の切損の有無を検知する工具折損検知機構であって、一端が開口した筒状のケーシングと、ケーシング内に配置された反射型レーザーセンサとを備えており、反射型レーザーセンサは、工具マガジンの最下部にある工具にレーザーを照射することで工具の切損の有無を検知するもので、そのレーザーの進行方向は、垂直方向に対して所定角度傾斜させられていることを特徴とするものである。
【０００８】
この発明の工作機械の工具折損検知機構によれば、加工時に生じる切削液のミストや水蒸気などが下から舞い上がってくるのに対し、レーザーの進行方向が垂直方向に対して所定角度傾斜させられているので、ミストや水蒸気はレーザーのセンサ面に到達しにくいものとなり、これにより、切削液のミストや水蒸気などがセンサ面に付着することに伴うくもりや汚れの発生を抑えることができる。したがって、センサ面の清掃などのメンテナンスを行う頻度を少なくすることができ、メンテナンス性が改善される。
【０００９】
ケーシングの開口は、レーザーの進行方向に直交するように設けられてもよいが、好ましくは、レーザーの進行方向に直交する面よりも垂直方向に近くなるように傾斜させられているものとされる。
【００１０】
このようにすると、下から舞い上がってくる切削液のミストや水蒸気などがセンサ面に一層到達しにくいものとなり、メンテナンスを行う頻度をさらに少なくすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の工作機械の工具折損検知機構によれば、切削液のミストや水蒸気などがセンサ面に付着することに伴うくもりや汚れの発生を抑えることができ、センサ面の清掃などのメンテナンスを行う頻度を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、この発明の工作機械の工具折損検知機構の１実施形態を示す正面図である。
【図２】図２は、図１の要部を拡大して一部を断面にした図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図１および図２を参照して、この発明の工作機械の工具折損検知機構の１実施形態について説明する。以下の説明において、図１の上下・左右を上下・左右というものとする。
【００１４】
工作機械(1)は、主軸頭(2)と、主軸頭(2)に支持されている主軸(3)と、主軸(3)の垂直方向上方に配置されている工具マガジン(4)と、主軸(3)および工具マガジン(4)間に配置されている工具交換アーム(5)と、工具マガジン(4)に収容された工具(T)の切損の有無を検知する工具折損検知機構(6)とを備えている。
【００１５】
主軸頭(2)は、コラム(7)の前面に垂直方向（Ｙ軸）に移動自在に支持されている。コラム(7)は、ベッド（図示略）に固定され左右方向（Ｘ軸）に移動自在に支持されているテーブル（図示略）との間で直交３軸方向に相対移動可能となっている。
【００１６】
主軸(3)は、前後方向（Ｚ軸）にのびた水平軸線を有しており、主軸(3)に交換可能に取り付けられた工具(T)によって、ワークに対して所要の加工が行われる。
【００１７】
工具マガジン(4)は、垂直状で、主軸(3)の軸線と平行な軸(4a)を中心として旋回可能なように、コラム(7)に支持されている。工具マガジン(4)の外周部に、複数の工具収容部(9)が周方向に等間隔で設けられている。複数の工具収容部(9)のうち最下部にあるものを符号(9A)で示している。
【００１８】
工具交換アーム(5)は、主軸(3)と工具マガジン(4)との間で工具(T)を受渡しするもので、主軸(3)の軸線と平行にのびた軸(5a)を有している。 工具交換アーム(5)は、軸(5a)から互いに１８０°反対方向に突出させられた２つのアーム部(8)を有している。各アーム部(8)の先端部には半円弧凹状工具把持部(8a)が設けられている。工具交換アーム(5)は、軸(5a)を中心に垂直面内で旋回自在かつ軸(5a)の軸線方向に進退自在に取り付けられている。
【００１９】
工具交換アーム(5)を使用した工具の交換動作は、次のように行われる。
【００２０】
主軸(3)および最下部にある工具収容部(9A)には、これから交換されるべき２つの工具(T)がそれぞれ前向き姿勢で保持されている。工具交換アーム(5)を後進限に位置させておいて、両アーム部(8)の工具把持部(8a)が同両工具(T)を把持するまで、工具交換アーム(5)を旋回させる。そして、工具交換アーム(5)を前進させる。そうすると、交換されるべき２つの工具(T)は主軸(3)および最下部にある工具収容部(9A)から抜き取られる。工具交換アーム(5)を１８０°旋回させ、工具交換アーム(5)を後退させると、交換されるべき２つの工具(T)は、交換された状態で、主軸(3)および最下部にある工具収容部(9A)にそれぞれ保持される。
【００２１】
工具折損検知機構(6)は、図２に詳細を示すように、コラム(7)に取り付けられているケーシング(11)と、ケーシング(11)内に設けられた反射型レーザーセンサ(12)とを備えている。
【００２２】
ケーシング(11)は、一端が閉鎖されて、他端が開口した円筒状をなしており、その開口(11a)を通してレーザーセンサ(12)のレーザーの照射および受光が行われる。レーザーセンサ(12)は、ケーシング(11)の中間部分に配置されており、レーザーの進行方向は、ケーシング(11)の長さ方向に一致させられている。
【００２３】
レーザーセンサ(12)は、工具マガジン(4)の最下部にある工具収容部(9A)に収容された工具(T)の先端部にレーザーを照射することで工具(T)の切損の有無を検知するもので、照射面から照射された照射光(I)に対して、反射光(O)が受光面に到達した場合に、切損無し、反射光(O)が受光面に到達しない場合に、切損有りと判定される。
【００２４】
ケーシング(11)は、開口が真下を向く垂直状の配置ではなく、垂直方向（主軸(3)の軸線、工具交換アーム(5)の軸(5a)の軸線および工具マガジン(4)の軸(4a)の軸線をつなぐ方向）に対して、所定角度傾斜させられている。そして、その開口(11a)は、レーザーの進行方向（円筒状ケーシング(11)の長さ方向）に直交するのではなく、垂直面内にあるように（左右方向に対して直交するように）形成されている。
【００２５】
ケーシング(11)の傾斜角度は、例えば、垂直方向に対して３０°程度（１５°から４０°までの間の適宜な値）とされる。開口(11a)は、ちょうど垂直面内にある場合に限られるものではなく、レーザーの進行方向に直交する面を基準にして、垂直方向に近づくように傾斜させられていればよく、垂直方向に対して、−１５°から＋１５°程度傾斜していてもよい。
【００２６】
この工作機械(1)では、主軸(3)の上方に工具マガジン(4)が配置されており、主軸(3)における加工時に発生するミストや水蒸気は、図２に二点鎖線の白抜き矢印で示す方向に舞い上がってくる。したがって、レーザーの照射方向を真下に向けるようにすると、舞い上がってきたミストや水蒸気がセンサ面（照射面および受光面）に付着しやすく、くもりや汚れが生じやすい。くもりや汚れが生じると、精度のよい切損検知ができなくなるので、頻繁に清掃などのメンテナンスが必要となる。
【００２７】
上記の工具折損検知機構(6)によると、レーザーの進行方向は、垂直方向に対して所定角度傾斜させられているので、舞い上がってきたミストや水蒸気がセンサ面に付着しにくいものとなり、レーザーセンサ(12)のセンサ面の清掃などのメンテナンスを行う頻度を少なくすることができる。
【００２８】
また、ケーシング(11)の開口(11a)が、レーザーの進行方向に直交する面に対して垂直または垂直方向に近づくように傾斜させられているので、図２に二点鎖線の白抜き矢印で示す方向に移動するミストや水蒸気は、開口(11a)からケーシング(11)内に侵入しにくいものとなっており、メンテナンス性がさらに改善される。
【００２９】
この工具折損検知機構(6)は、工具マガジンを備えた既存の工作機械に、後から取り付けることができる。この際、工具マガジン(4)および工具交換アーム(5)などの工具交換装置は、種々変更可能であり、図示したものと異なる工具マガジンや工具交換装置を備えた工作機械に対しても、上記の工具折損検知機構(6)を適用して、工具マガジンに収容された工具(T)の切損の有無を検知することができる。
【符号の説明】
【００３０】
(1)：工作機械
(3)：主軸
(4)：工具マガジン
(5)：工具交換アーム（工具交換装置）
(6)：工具折損検知機構
(7)：コラム
(11)：ケーシング
(11a)：開口
(12)：レーザーセンサ
(T)：工具
(I)：照射光
(O)：反射光
【図１】
2018086702.tif 000003
【図２】
2018086702.tif 000004