JP6906153B2 - リアルタイム状況検知用のセンサ付き回転加工工具 - Google Patents
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Description
前記回転軸を略中心とした中心軸線を有する縦長形状であって、後端が回転加工工具本体部の後端で外部に開放され、先端が前記回転加工工具本体部の先端より上部で外部から閉鎖されるセンサ設置穴(例えば、本実施形態における熱電対挿入孔5、55)と、
前記センサ設置穴の後端から挿入されて該センサ設置穴の先端に位置決めされ、位置決めされた位置での状態を検出するセンサ(例えば、本実施形態における熱電対11、61)と、を備えている。
前記熱電対等の一端は前記接続部に固定され、前記結束部は前記熱電対等の一端に接続されて外部に突出する電導性を有するケーブルを有しても良い。
前記回転加工工具本体部の後端と連結する接続部と、該接続部に連結する結束部とを有し、
前記熱電対の一端は前記接続部に固定され、前記結束部は前記熱電対の一端に接続されて該熱電対からの温度情報を受信する温度受信部と、該温度受信部が受信した温度情報を無線方式で外部に送信する送信部とを有することもできる。
前記センサ挿入部は、前記熱電対の一端を固定し、
該熱電対の一端に接続されて外部に突出する電導性を有するケーブルを有すれば良い。
前記回転軸を略中心とした中心軸線を有する縦長形状であって、先端が前記回転加工工具の後端で外部に開放され、後端が前記回転加工工具の先端より上部で外部から閉鎖されるセンサ設置穴と、
前記センサ設置穴の後端から挿入されて該センサ設置穴の先端に位置決めされ、位置決めされた位置での状態を検出するセンサと、回転加工装置によれば前記センサ設置穴の後端に連通し 前記回転加工工具の後端側に開口するセンサ載置用開口部と、前記センサの一端と連結し、前記回転加工工具の後端に結合するセンサ挿入部と、を備えることを特徴とする回転加工工具も提案される。
以下、本発明に係るリアルタイム状況検知用のセンサ付き回転加工工具における第1実施形態について、図1〜図4を参照しながら詳細に説明するが、本発明は図示されるものに限られないことはいうまでもない。また、各図面は本発明を概念的に説明するためのものであるから、理解容易のために、必要に応じて寸法、比又は数を誇張又は簡略化して表している場合もある。更に、以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略することもある。
図2はセンサ付き回転加工工具1を把持したツールホルダ21の構成を示した断面図である。ツールホルダ21は、工作機械側(図示せず)の運動により回転軸O−Oを中心に回転可能であって、回転軸の軸方向に沿ってセンサ付き回転加工工具1を把持する先端から反対側の後端に向かって延びる中空孔23が設けられている。ツールホルダ21は、先端の締付けナット24を締めることにより、コレット・ナット25を介してセンサ付き回転加工工具1を把持可能に構成されている。これにより種々のサイズにおけるセンサ付き回転加工工具1の把持を可能とし、汎用性が高いだけでなく、加工中のトラブルでセンサ付き回転加工工具1が激しく破損した場合や、工作機械側の操作を誤ってセンサ付き回転加工工具1周辺部をワーク以外に接触させてしまった場合でもツールホルダ21にまでダメージが及びにくく、コレット・ナット25の交換のみよって対処することが可能である。
図3は、熱電対11で測定された回転工具本体部3の温度情報における電気信号のフローを示すブロック図であり、図中の各矢印は、熱電対11で測定された回転工具本体部3の温度情報を示す電気信号のフローであって、信号伝送路の形式によって有線方式を実線で示し、無線方式を破線で示している。
Bluetooth(ブルートゥース)、無線LAN(Local Area Network)、及び、ZigBee(ジグビー)等の使用が好適である。
以下、本発明に係るリアルタイム状況検知用のセンサ付き回転加工工具における第2実施形態について、図5〜図6を参照しながら詳細に説明する。図1〜図3の例と同様に本発明は図示されるものに限られず、理解容易のために、寸法、比又は数を誇張又は簡略化して表している場合もある。また、以下の説明で同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略している点も同様である。
3 回転工具本体部
5 熱電対挿入孔
7 センサ挿入部
7a 接続部
7b 結束部
11 熱電対
13 ケーブル
14 コネクタ
21 ツールホルダ
23 中空孔
24 締付けナット
25 コレット・ナット
27 カバー部材
28 連通孔
29 受信用コネクタ
30 受信用ケーブル
31 中空層
33 電子基板
35 電源供給部
37 温度受信部
39 送信部
41 ツール挿入孔
51 センサ付き摩擦攪拌ツール
53 回転ツール本体部
53a ショルダ部
53b プローブ
55 熱電対挿入孔
57 センサ挿入部
57a 接続部
57b 結束部
61 熱電対
63 ケーブル
64 コネクタ
71 摩擦攪拌用ツールホルダ
73 回転ツール固定用孔
75 中空孔
77 回転ツール固定用ナット
79 固定用ビス
83 電子基板
85 電源供給部
87 受信用ケーブル
89 受信用コネクタ
91 温度受信部
93 送信部
97 センサ挿入部
99 加速度センサ
101 ロードセル
103 センサ載置用開口部
105 端部カバー
113 接着材(熱硬化性材料、ドータイト)
Claims (10)
- 回転軸を中心に回転自在な回転加工装置の先端に連結されて前記回転軸と軸を同一に回転し、その先端が被加工部材と接触することで該被加工部材を加工する回転加工工具であって少なくとも、
前記回転軸を中心とした中心軸線を有する縦長形状であって、後端が回転加工工具本体部の後端で外部に開放され、先端が前記回転加工工具本体部の先端より上部で外部から閉鎖されるセンサ設置穴と、
前記センサ設置穴の後端から挿入されて該センサ設置穴の先端に位置決めされ、位置決めされた位置での状態を検出するセンサと、
前記センサの一端と連結し、前記回転加工工具本体部の後端に結合するセンサ挿入部と、を備え、前記センサは、熱電対であり、
前記センサ挿入部は、前記回転加工工具本体部の後端と連結する接続部と、該接続部に連結する結束部との2部分を有し、前記熱電対の一端は前記接続部に固定され、前記結束部は前記熱電対の一端に接続されて外部に突出する電導性を有するケーブルを有し、
前記接続部は、前記回転加工工具本体部に応じて予め決定され、前記結束部は標準化された形状を有し、
前記結束部には、加速度センサ及び/又はロードセルを設置し、前記ケーブルの一端が加速度センサ及び/又はロードセルに接続される、ことを特徴とする回転加工工具。 - 前記センサ挿入部は、
前記回転加工工具本体部の後端と連結する接続部と、該接続部に連結する結束部とを有し、前記熱電対の一端は前記接続部に固定され、前記結束部は前記熱電対の一端に電気的に接続されて該熱電対からの温度情報を受信する温度受信部と、該温度受信部が受信した温度情報を無線方式で外部に送信する送信部とを有する、ことを特徴とする請求項1に記載の回転加工工具。 - 前記センサ挿入部は、前記熱電対の一端を固定し、
前記熱電対の一端に接続されて外部に突出する電導性を有するケーブルを有する、ことを特徴とする請求項1に記載の回転加工工具。 - 前記センサ挿入部には、加速度センサ及び/又はロードセルを設置される、ことを特徴とする請求項1に記載の回転加工工具。
- 前記センサ挿入部は、前記熱電対の一端に接続されて該熱電対からの温度情報を受信する温度受信部と、該温度受信部が受信した温度情報を無線方式で外部に送信する送信部とを有する、ことを特徴とする請求項3に記載の回転加工工具。
- 前記センサ設置穴の後端に連通し、前記回転加工工具の後端側に開口するセンサ載置用開口部を備えることを特徴とする請求項1に記載の回転加工工具。
- 前記センサ載置用開口部は前記センサ設置穴から径方向に拡がる、ことを特徴とする請求項6に記載の回転加工工具。
- 前記センサ載置用開口部は、前記回転加工装置による把持部分に設けられる、ことを特徴とする請求項6に記載の回転加工工具。
- 前記センサと前記センサ設置穴との隙間に銀粒子を含む熱硬化材料が充填され、該熱硬化材料は前記センサ設置穴に前記センサが挿入された状態で熱処理がなされている、ことを特徴とする請求項1に記載の回転加工工具。
- 前記送信部から無線方式で外部に送信される温度情報はデジタル情報であり、この温度情報を受信しアナログ変換して、電圧信号として出力するデジタル・アナログ変換手段を備える、ことを特徴とする請求項5に記載の回転加工工具。
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