(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドリル（１０）が固定された保持部（１）と、保持部（１）が摺動自在に嵌合されると共に駆動軸（１１）に固定された接続部（２）と、保持部（１）と接続部（２）とをシールするシール部材（３）とを有し、
保持部（１）と接続部（２）との間に形成された空間内に圧力伝達媒体（４）を充填すると共に圧力センサー（５）で密封することで、圧力伝達媒体（４）の圧力変化をドリル（１０）に作用する駆動方向の切削抵抗の変化として検出するようにしたことを特徴とするドリル負荷検出装置。
【請求項２】
圧力伝達媒体（４）が、液体であることを特徴とする請求項１に記載のドリル負荷検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動盤におけるドリルの折損及び寿命管理等を、簡単かつ確実に検出するためのドリル負荷検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ドリルの折損や寿命等を検出するには、ドリルの振動の周波数を測定して判断する方法や、検知手段を直接ドリルに接触させることによって折れを検出する方法等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ドリルの振動の周波数による方法では、周辺機器の振動やノイズに大きく影響されてしまうという問題があった。また、検知手段を直接ドリルに接触させる方法では、ドリルの切粉が検出の邪魔になってしまうという問題があった。そのため、従来の方法では、ドリルの折損や寿命等を確実に検出することが難しかったのである。
【０００４】
そこで本発明は、構造が簡単で、ドリルの周囲の状況とは無関係にドリルの負荷状態を把握でき、ドリルの折損、焼け、摩耗等を確実に検出することにより、ドリルの寿命管理を容易に行うことができるようにするためのドリル負荷検出装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであって、その要旨は、ドリルが固定された保持部と、保持部が摺動自在に嵌合されると共に駆動軸に固定された接続部と、保持部と接続部とをシールするシール部材とを有し、保持部と接続部との間に形成された空間内に圧力伝達媒体を充填すると共に圧力センサーで密封することで、圧力伝達媒体の圧力変化をドリルに作用する駆動方向の切削抵抗の変化として検出するようにしたドリル負荷検出装置に係るものである。
【０００６】
そして好ましくは、圧力伝達媒体が、液体であるドリル負荷検出装置に係るものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のドリル負荷検出装置は、ドリルが固定された保持部と、保持部が摺動自在に嵌合されると共に駆動軸に固定された接続部と、保持部と接続部とをシールするシール部材とを有する。即ち、ドリルが固定された保持部と駆動軸に固定された接続部とを別体とし、その両者を摺動自在に嵌合することで、ドリルの負荷に応じて保持部が移動できるようにしたものである。また、保持部と接続部との間には空間が形成され、空間内には圧力伝達媒体が充填されている。更に、空間に対して圧力センサーが設けられているので、圧力伝達媒体は、保持部と接続部と圧力センサーとの間に密封されることとなる。なお、保持部と接続部との間にはシール部材が存在しているので、圧力伝達媒体が漏れることはない。
【０００８】
このような本発明のドリル負荷検出装置によれば、製品を加工すべく駆動軸の接続部を製品に向けて変位させると、それに伴ってドリルの保持部も製品に向かって変位する。そして、ドリルが製品の加工を開始すると、ドリルに切削抵抗が作用するようになるため、ドリルの保持部が駆動軸の接続部を押すようになる。すると、保持部が摺動して接続部との間の空間が小さくなり、空間内の圧力伝達媒体を通じてセンサーが圧力を検知する。
【０００９】
ここで、仮にドリルが折損した場合には無負荷状態となり、切削抵抗が作用しなくなって圧力が急減する。一方、ドリルに焼けや摩耗等が発生した場合には高負荷状態となり、切削抵抗が増加するために圧力も増加する。従って、本発明ではドリルに作用する切削抵抗を圧力変化に変換して検知することで、ドリルの折損、焼け、摩耗等を検出するようになっている。
【００１０】
このように、保持部と接続部との間の空間内に発生する圧力をドリルの切削抵抗の代用特性とし、圧力センサーで検知することは、周辺機器の振動やノイズ、ドリルの切粉等に全く影響されずにドリルへの負荷状態を把握できることとなるので、ドリルの折損、焼け、摩耗等が確実に検出され、ドリルの寿命管理を容易に行うことができるようになるのである。
【００１１】
なお、ドリルの負荷状態を圧力センサーに伝達する圧力伝達媒体は、保持部と接続部との間に形成された空間内に充填でき、圧力センサーで密封することができるものであれば液体、気体等を問わず、圧縮性流体でも非圧縮性流体でもよいが、応答性の点で、圧力に対して体積変化の極めて少ない液体、より具体的には作動油が好ましい。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の好ましい実施の形態の具体例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明のドリル負荷検出装置の一例を示す一部断面図である。図１に示すドリル負荷検出装置は、ドリル１０の保持部１と、保持部１に摺動自在に嵌合された駆動軸１１の接続部２と、保持部１と接続部２とのシール部材３とを有している。また、保持部１と接続部２との間には空間が形成されており、その空間内に圧力伝達媒体４（図１の例では作動油）が充填されている。更に、空間部には圧力センサー５が取りつけられており、圧力伝達媒体４を密封している。
【００１３】
なお、図１の例は、６軸自動盤内でドリル加工の駆動シャフトの中間に本発明のドリル負荷検出装置を取り付けたものであり、保持部１が中空になっていることから、長さ調整機能をも兼ね備えたものとなっている。
【００１４】
また、カムポジショナーを併用しており、製品の加工範囲内における圧力伝達媒体４（図１の例では作動油）の圧力をリアルタイムで検出できるようになっている。
【００１５】
次に、本発明のドリル負荷検出装置によるドリル寿命管理について説明する。ドリル１０が製品１２の加工を開始すると、ドリル１０に切削抵抗が作用して保持部１が図１の上側に押されることとなる。一方、接続部２は駆動軸１１によって図１の下側に向けて押されているので、圧力伝達媒体４（作動油）によって圧力センサー５は相応の圧力を検知する。
【００１６】
ドリル１０の摩耗限度と圧力センサー５が検知する圧力との関係は事前に確認されており、ドリル１０が摩耗限度内であるときは圧力も所定の範囲内になるはずなので、検知圧力が所定圧力であればドリル１０が使用可能であると判断できる。
【００１７】
ところが、加工範囲内でドリル１０が折れると無負荷状態になるので、接続部２が駆動軸１１によって図１の下側に向けて押され続けるにもかかわらず、検知圧力が折損前よりも低くなる。従って、圧力センサー５が検知した圧力が所定圧力よりも低い場合には、ドリル１０の折れと判断して直ちに加工を中止し、ドリル１０を取り替える。
【００１８】
また、ドリル１０に焼けや摩耗等が発生すると高負荷状態になるので、接続部２が駆動軸１１によって図１の下側に向けて一定速度で押されていても、検知圧力が焼けの発生前よりも高くなる。従って、圧力センサー５が検知した圧力が所定圧力よりも高い場合には、ドリル１０の摩耗限度等を越えていると判断して直ちに加工を中止し、ドリル１０を取り替える。
【００１９】
このように、本発明ではドリル１０に作用する負荷状態を圧力の変化として検出することができるので、圧力センサー５が検知した圧力を追跡し、事前に正常であることが確認されている所定の圧力と比較するだけで、ドリルの寿命管理を行うことができるようになっている。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のドリル負荷検出装置は、ドリルの保持部と、保持部に摺動自在に嵌合された駆動軸の接続部と、保持部と接続部とのシール部材とを有し、保持部と接続部との間に形成された空間内に圧力伝達媒体を充填すると共に圧力センサーで密封することで、ドリルに作用する負荷状態を圧力の変化として検出するようにしたので、圧力がドリルの切削抵抗の代用特性となり、構造が簡単で、ドリルの周囲の状況とは無関係にドリルの負荷状態を把握でき、ドリルの折損、焼け、摩耗等を確実に検出することにより、ドリルの寿命管理を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のドリル負荷検出装置の一例を示す一部断面図である。
【符号の説明】
１‥保持部
２‥接続部
３‥シール部材
４‥圧力伝達媒体（作動油）
５‥圧力センサー
１０‥ドリル
１１‥駆動軸
１２‥製品
【図１】
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