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技術 湿式切削における工具切刃のモニタリング装置

出願人 工業技術院長
発明者 澤井信重碓井雄一宮沢伸一
出願日 1997年10月13日 (23年2ヶ月経過) 出願番号 1997-278537
公開日 1999年4月27日 (21年8ヶ月経過) 公開番号 1999-114781
状態 特許登録済
技術分野 工作機械の検出装置
主要キーワード 防水フィルタ ストロボスコープ 対物距離 接写レンズ 断続光 フライス切削 計測手法 モニタリング装置
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この項目の情報は公開日時点(1999年4月27日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

湿式切削における工具切刃モニタリング装置を提供する。

解決手段

湿式切削に用いる切削液光路の一部としてビデオカメラにてモニタリングする。

概要

背景

従来、ビデオカメラを使用したモニタリングおよび計測手法フライス切削マシニングセンタなどの断続切削およびNC旋削において工具切刃の状態をオンライン計測する方法として使用されている。

概要

湿式切削における工具切刃のモニタリング装置を提供する。

湿式切削に用いる切削液光路の一部としてビデオカメラにてモニタリングする。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

ビデオカメラ望遠顕微鏡光学系防水フィルタとからなる湿式切削において工具切刃監視する撮像光学系と、上記撮像光学系の外周部に設けられ、光源からの光で上記工具切刃を照明する導光部と、上記撮像光学系の先端に設けられ、上記導光部の先端に形成された上記工具切刃の切削に用いられる切削液を供給する切削液導通路と、から構成されることを特徴とする湿式切削における工具切刃のモニタリング装置

請求項2

ビデオカメラと望遠顕微鏡光学系と該望遠顕微鏡光学系の先端に位置し、該望遠顕微鏡光学系の光軸に対して45゜の角度をなすビームスプリッタと該ビームスプリッタの先端に配設された柱状の透光部とからなり、湿式切削における工具切刃を監視する撮像光学系と、光源からの光を上記望遠顕微鏡光学系の光軸に対して90゜の角度で上記ビームスプリッタに入射して光軸方向の先端に反射し、上記透光部を介して上記工具切刃を照明する導光部と、少なくとも上記撮像光学系の先端に設けられ、上記工具切刃の切削に用いられる切削液を供給する切削液導通路と、から構成されることを特徴とする湿式切削における工具切刃のモニタリング装置。

請求項3

上記光源は上記工具切刃の動きに同期して発光するストロボスコープ光源であることを特徴とする請求項1または2の何れかに記載の湿式切削における工具切刃のモニタリング装置。

技術分野

0001

本発明はフライス切削マシニングセンタ等による湿式切削において、切削液光路の一部とすることで工具切刃の状態をモニターする湿式切削における工具切刃のモニタリング装置に関するものである。

背景技術

0002

従来、ビデオカメラを使用したモニタリングおよび計測手法はフライス切削やマシニングセンタなどの断続切削およびNC旋削において工具切刃の状態をオンライン計測する方法として使用されている。

発明が解決しようとする課題

0003

しかしながら、いずれの方法も乾式切削でおこなうことを前提にしており、湿式切削の環境では利用することが不可能であるという問題を有していた。

課題を解決するための手段

0004

本発明は従来の欠点に鑑み提案されたもので、ビデオカメラと望遠顕微鏡光学系防水フィルタとからなる湿式切削において工具切刃を監視する撮像光学系と、上記撮像光学系の外周部に設けられ、光源からの光で上記工具切刃を照明する導光部と、上記撮像光学系の先端に設けられ、上記導光部に形成された工具切刃の切削に用いられる切削液を供給する切削液導通路と、から構成される湿式切削における工具切刃のモニタリング装置を提供するものである。

0005

また、本発明は、ビデオカメラと望遠顕微鏡光学系と該望遠顕微鏡光学系の先端に位置し、該望遠顕微鏡光学系の光軸に対して45゜の角度をなすビームスプリッタと該ビームスプリッタの先端に配設された柱状の透光部とからなり、湿式切削における工具切刃を監視する撮像光学系と、光源からの光を上記望遠顕微鏡光学系の光軸に対して90゜の角度で上記ビームスプリッタに入射して光軸方向の先端に反射し、上記透光部を介して上記工具の切刃部を照明する導光部と、上記撮像光学系の先端に設けられ、上記工具切刃の切削に用いられる切削液を供給する切削液導通路と、から構成される湿式切削における工具切刃のモニタリング装置を提供するものである。

0006

更に、本発明は、上記光源が上記工具切刃の動きに同期して発光するストロボスコープ光源である湿式切削における工具切刃のモニタリング装置を提供するものである。

発明を実施するための最良の形態

0007

以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の第1の実施形態における湿式切削における工具切刃のモニタリング装置の構成を示す概念図であって、1はビデオカメラ、2は望遠顕微鏡光学系の一部を成す接写レンズ、3は防水フィルタ、4は工具切刃6の動きに同期して発光するストロボスコープ光を導く光路であり、4′はストロボスコープであり、4aはその先端部である。また、5はモニタリング装置の匡体であって、下部に切削液挿入口5aおよび切削液放出口であるノズル5bが上記匡体5から突出して形成されている。

0008

本実施形態の湿式切削における工具切刃のモニタリング装置では、ノズル5bから噴出する切削液を光路の一部として、光路4の先端部4aから放射した光が切削液の中を伝搬して工具切刃6で反射し、再び切削液の中を伝搬して防水フィルタ3を介して接写レンズ2で画像が拡大され、ビデオカメラ1に入射する。これによって、ビデオカメラ1の出力を図示していないTVモニタを用いて目視で観察したり、A/Dコンバータを介してコンピュータに入力して画像処理をおこなう。

0009

なお、工具切刃6の動作に同期させて、ストロボスコープ光を光路4の先端部4aから放射しているので、ビデオカメラ1には工具切刃6の画像が静止して写り、これによって、本実施形態の湿式切削における工具切刃のモニタリング装置の用途は広がり、あらゆる湿式切削工具に応用できる。さらに、望遠顕微鏡光学系において対物距離を外部から調整することが可能になれば、モニター可能な範囲が広がって応用範囲も拡大する。

0010

図2は本発明の第2の実施形態における湿式切削における工具切刃のモニタリング装置の構成を示す概念図である。なお、図1に示した実施形態と同一の構成は同一符号で表している。

0011

図において3′は例えばアクリル樹脂光学ガラスなどといった透光性の材料で構成した導光部材であって、望遠顕微鏡光学系である接写レンズ2と光軸が一致しており、その反射面は上記光軸と45゜の角度をなすプリズム3aが形成されている。

0012

また、プリズム3aと対面してストロボスコープ4′が配置され、ストロボスコープ4′と匡体5の間には適宜な導光手段が配設されている。このような構成により、ストロボスコープ4′を第1の実施形態と同様に工具切刃6の動作に同期させて発光させると、ストロボスコープ4′からの断続光はプリズム3aの反射面で反射して工具切刃6を照射し、これによって工具切刃6で反射してビデオカメラ1には工具切刃6の画像が静止して写る。

0013

これによって、本実施形態の湿式切削における工具切刃のモニタリング装置の用途は広がり、あらゆる湿式切削工具に応用できる。さらに、望遠顕微鏡光学系2において対物距離を外部から調整することが可能になれば、モニター可能な範囲が広がって応用範囲も拡大する。

0014

以上、本発明を図面に記載された実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記した実施形態だけではなく、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない限りどのようにでも実施することができる。例えば、ストロボスコープの代わりに照明ランプ等を使用しても静止している工具切刃のモニタリングには効果がある。

発明の効果

0015

以上要するに、本発明によれば、切削液をビデオカメラの光路の一部としているので、湿式切削中において常に工具切刃をモニターすることができるので、切削部の摩耗チッピング及び欠損等の確認ができる。

図面の簡単な説明

0016

図1本発明の第1の実施形態における湿式切削における工具切刃のモニタリング装置の構成を示す概念図である。
図2図1の要部の構成を示す概念図である。
図3本発明の第2の実施形態における湿式切削における工具切刃のモニタリング装置の要部の構成を示す概念図である。

--

0017

1ビデオカメラ
2接写レンズ
3防水フィルタ
3′導光部材
3aプリズム
4光路
4′ストロボスコープ
4a 光路の先端部
4b遮光板
5匡体
5a切削液挿入口
5bノズル
6工具切刃

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