切削試験機
【課題】 表面粗さが小さい、きれいな加工面の最適加工条件を得るために、膨大な工数が確保できなくても効率良く最短の時間で、かつ、最小のコストで結果を出すことができる切削試験機を提供する。
【解決手段】 ワークＷの表面粗さが小さくなる加工条件を得るための切削試験機１０であって、主軸台７に回転自在に軸支され、ワークＷまたは工具を保持して回転する主軸７ａと、ワークＷの面粗度を検出する面粗度検出手段と、切削加工時に前記工具に加わる切削抵抗を検出する切削抵抗検出手段と、切削加工時における前記工具の温度を検出する温度検出手段とを備えたことを特徴とする切削試験機１０である。
【解決手段】 ワークＷの表面粗さが小さくなる加工条件を得るための切削試験機１０であって、主軸台７に回転自在に軸支され、ワークＷまたは工具を保持して回転する主軸７ａと、ワークＷの面粗度を検出する面粗度検出手段と、切削加工時に前記工具に加わる切削抵抗を検出する切削抵抗検出手段と、切削加工時における前記工具の温度を検出する温度検出手段とを備えたことを特徴とする切削試験機１０である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの最適な切削加工条件を得るための切削試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来にはなかった次世代材料が開発され、一般部品に採用されている。たとえば、前記次世代材料のコバールは、硬質ガラスと膨張係数を等しくし、鉄、ニッケル、コバルトから構成された合金である。このコバールを用いて作られた線材や管は、硬質ガラスに封入したり接触させたりすることができるため、主に電子管材料や光通信関連部品に使われている。
また、インコネルは、ニッケルをベースにした合金である。このインコネルは、耐熱性、耐食性に優れているため、航空機エンジンや原子力発電の機器に使用されている。
このように、従来の材料の切削条件では切削できない異種の難切削材の部品が多く出回るようになってきている。
【０００３】
工作機械、たとえば、ＮＣ旋盤を使用して被加工物（ワーク）の外径を切削する場合やワークに深穴を加工する場合、たくさんの条件で試験をしなければならないが、その試験の膨大な工数が確保できないのが現状である。そのために、試行錯誤的に試験を行うため、多くの無駄が発生してしまうという問題があった。また、最適な切削条件が判らないため、最適な切削加工条件のもとで可能な最長の工具寿命が判らないという問題があった。さらに、新規の難切削材の材料と工具がともに高価であるため、切削試験のコストの割りに成果が低いという問題があった。
【０００４】
図６は、従来のＮＣ旋盤のワーク計測装置を示す平面図である。図６に示すように、ワーク計測装置５０は、加工後のワークＷの径を計測するものである。ワーク計測装置５０は、タレット５７の回転工具取付部５７ａに、回転工具の代わりに旋回自在に取り付けられた測定子５５を備えている。測定子５５の先端は球状のプローブ５５ｃになっている。刃物台５６に設けられた工具駆動用のモータ５８により、旋回軸部５５ａの軸線の周りに測定部５５を旋回させる。測定子５５は、プローブ５５ｃがワークＷと接触した際の変位により接触を検知してワークの加工径を測定する（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、切削中のワークの表面粗さ判定方法（図示せず）が開示されている。これは、工作機械の無人化運転を行う場合、加工不良品を最小に抑えるために、所定の切削面粗度が損なわれたかどうか等、切削面の精度を監視するためのものである（たとえば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−３２１１４０号（段落００１６〜００１８、図３）
【特許文献２】特開平５−１７７５１２号（段落０００７〜０００９、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これまで、ワーク計測装置やワークの表面粗さ測定装置が機械に組み込まれた目的は、加工ワークを良品に仕上げるためであり、加工不良品を最小に抑えるために加工不良品が出る前に、事前に工具（バイト）のチップ交換等の対策を講じるためであった。これは品質管理や、生産管理の向上対策であり、最適な切削条件を見つけるためのものではなかった。
なお、チップとは、超硬合金で形成された刃部の小片をいう。バイトの場合は１個であるが、フライスの場合は複数個から構成される。消耗により交換が可能で、スローアウェイチップともいい、工具の先端部に固定される。
【０００７】
そこで、本発明は、これらの問題点を解決するために創案されたものであり、表面粗さが小さい、きれいな加工面の最適加工条件を得るために、膨大な工数が確保できなくても効率良く最短の時間で、かつ、最小のコストで結果を出すことができる切削試験機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、ワーク（Ｗ）の表面粗さが小さくなる加工条件を得るための切削試験機（１０）であって、主軸台（７）に回転自在に軸支され、ワーク（Ｗ）または工具（１１）を保持して回転する主軸（７ａ）と、前記ワーク（Ｗ）の面粗度を検出する面粗度検出手段と、切削加工時に前記工具（１１）に加わる切削抵抗を検出する切削抵抗検出手段と、切削加工時における前記工具（１１）の温度を検出する温度検出手段と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の切削試験機（１０）であって、前記ワーク（Ｗ）の硬度を検出する硬度検出手段と、前記工具（１１）を撮像する撮像手段と、前記ワーク（Ｗ）の寸法を検出する寸法検出手段とを、さらに備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の切削試験機であって、前記温度検出手段は電対温度計であり、前記熱電対温度計が前記ワーク（Ｗ）と前記工具（１１）との間に発生する熱起電力に基づいて、前記工具（１１）の温度を検出するものであって、前記主軸（７ａ）と前記主軸台（７）とを電気的に絶縁するために、前記主軸（７ａ）が前記主軸台（７）にセラミックベアリング（７ｃ、７ｄ）により軸支され、前記主軸（７ａ）から熱起電力を検出するために、前記主軸（７ａ）に可動接点部（２０）を設置したことを含む熱起電力検出手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の切削試験機であって、前記主軸（７ａ）の可動接点部（２０）は、液体の金属である水銀（２０ｃ）を保持した筒状の水銀保持部材（２０ａ）を主軸（７ａ）の軸線上に設け、主軸（７ａ）の軸線上の端部に設けた接触子（２０ｅ）を前記水銀保持部材（２０ａ）の水銀（２０ｃ）に挿入したことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、前記接触子（２０ｅ）は、細線であることを特徴とする請求項４に記載の切削試験機。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の切削試験機（１０）であって、機上にワークの着脱に供されるマテハンロボット（１０ｃ）を、さらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、ワークの表面粗さが小さくなる加工条件を得るための切削試験機であって、主軸台に回転自在に軸支され、ワークまたは工具を保持して回転する主軸と、前記ワークの面粗度を検出する面粗度検出手段を備えたことにより、最適な切削条件であるか否かの判定に有効である。また、切削加工時に前記工具に加わる切削抵抗を検出する切削抵抗検出手段を備えたことにより、工具に加わる切削抵抗を検出することができるため、切削速度と、工具の最適な切り込み量と、送り量との決定に有効である。さらに、切削加工時における前記工具の温度を検出する温度検出手段とを備えたことにより、切削点での温度上昇を確認できるため、最適な切削加工条件を判定するのに有効である。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、ワークの硬度を検出する硬度検出手段と、工具を撮像する撮像手段と、ワークの寸法を検出する寸法検出手段とを、さらに、備えたことにより、加工面の硬さの程度が判り、工具の摩耗の程度が判り、ワークの径が判るため、最適な切削加工条件を決定するのに有効である。
また、ワークの加工面の硬さを測定するための硬度計を設けたことにより、ワークの加工前と加工後の比較ができるため、そのワークの特性（加工硬化）を知ることができる。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、熱電対温度計がワークと工具との間の熱起電力の電圧差に基づいて、工具先端の切削点の温度を検出するものであり、主軸と主軸台とを電気的に絶縁するために、主軸が主軸台にセラミックベアリングにより軸支され、主軸の熱起電力を検出するために、主軸が主軸台との間に可動接点部を設置したことを含む熱起電力検出手段が得られたことにより、主軸と刃物台を利用した１つの熱電対温度計が構成できる。これにより、工具の温度を測定する温度計ができる。また、この熱電対温度計により、刃物台上で露出するものは、工具に接続した電線１本であり、露出する配線が少なく簡素にできる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、前記主軸（７ａ）の可動接点部（２０）は、液体の金属である水銀（２０ｃ）を保持した筒状の水銀保持部材（２０ａ）を主軸（７ａ）の軸線上に設け、主軸（７ａ）の軸線上の端部に設けた接触子（２０ｅ）を水銀保持部材（２０ａ）の水銀（２０ｃ）に挿入したことにより、これまでの問題であった摩擦熱による発熱が抑えられるので、高速回転に対応でき、さらに、ノイズの発生や、摩耗、騒音等が、解消できる。
【００１８】
請求項５に係る発明によれば、接触子（２０ｅ）が細線であることから、周速が小さく高速回転しても摩擦熱の発生を抑えることができるため、高速回転が可能である。
【００１９】
請求項６に係る発明によれば、切削試験機（１０）の機上にワークの着脱を行うマテハンロボット（１０ｃ）を備えたことにより、ワークの受け渡しや供給の自動化できるため、効率良く最短の時間で結果を出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明に係る切削試験機の斜視図である。図１に示すように、切削試験機１０の正面には左右に開閉するドア１０ａ、１０ａが配設されており、そのドア１０ａ、１０ａを開くと、正面には主軸台７が配設され、その主軸台７の主軸７aにはコレットチャック７ｂが装着されている。その主軸台７の手前には、水平に固定されたテーブル９（図３参照）が配設され、テーブル９には刃物台９ａ、９ｂが配置されている。また、刃物台９ａ、９ｂには櫛歯状に工具や測定具が配置されている。さらに、切削試験機１０の右側には操作盤１０ｂが配置され、機上には、マテハンロボット１０ｃが載置されている。
【００２１】
図２は本発明に係る切削試験機の平面図であり、図３は正面図、図４は左側面図である。図２に示すように、この切削試験機１０は、主軸台移動型のＮＣ旋盤となっている。
つまり、ベッド１には左右（Ｘ軸）方向に長い矩形のベース２が配置され、その上面にすべりガイド２ａ、２ｂが形成されている。そのベース２の上には、Ｘ軸（左右）方向へ摺動自在にサドル３が配設されている。このサドル３は、ベース２の中央に配設されたＸ軸ボールネジ４ａを介してベース２に接続されており、前記Ｘ軸ボールネジ４ａの軸端部には、Ｘ軸サーボモータ４が接続されている。
【００２２】
また、サドル３の上面には、すべりガイド２ａ、２ｂと直交する方向のすべりガイド３ａ、３ａ（図３参照）が設けられ、このすべりガイド３ａ、３ａに前後（Ｚ軸）方向へ摺動自在にスライドベース５が配設されている。このスライドベース５はＺ軸（前後）方向に長い矩形であり、また、スライドベース５の中央の裏面にはＺ軸ボールネジ６ａ（図３参照）が配置され、このＺ軸ボールネジ６ａを介してサドル３にスライドベース５が接続されており、前記Ｚ軸ボールネジ６ａの軸端部には、Ｚ軸サーボモータ６が接続されている。
【００２３】
さらに、図４は、本発明に係る切削試験機の左側面図である。図４に示すように、スライドベース５の上面には、主軸台７が載置され、主軸台７の後部には、スピンドルモータ８が配設され、プーリ８ａとゴム製の絶縁体によって形成されたＶベルト８ｂによって、回転動力が伝達されるようになっている。
したがって、主軸台７はＸ軸とＺ軸を有しており、刃物台９ｃが固定であっても円筒状
に旋削加工ができるＮＣ旋盤となっている。
また、ワークを把持するコレットチャック７ｂは、主軸７ａに固定されており、前記主軸７ａを回転支持するベアリングを絶縁体のセラミック製のベアリング７ｃ、７ｄ（図５参照）とし、さらに、回転動力を伝達するＶベルト８ｂも絶縁体とすることにより、主軸７ａは主軸台７から完全に絶縁状態を構成することができる。
【００２４】
また、図３は本発明に係る切削試験機の正面図である。図３に示すように、テーブル９の上面の右側には、切削抵抗を検出する切削抵抗検出手段である切削抵抗測定装置（切削動力計ともいう）１２が設けられ、その上にベース状の刃物台９ｃが載置され、その刃物台９ｃには、櫛歯状に工具（ツール）を固定したバイトホルダ９ａ、９ｂ（図２参照）が固定されている。このバイトホルダ９ａには溝部が形成されており、この溝部に外径切削用バイト（以下、外径バイトという）１１が装着されて固定されている。
さらに、外径バイト１１の後端部には、温度検出手段である熱起電力の検出用の電線１３ａが接続されている。また、バイトホルダ９ｂには、ワークを切り落して蘇生するために突切りバイト１８が同様に溝部に固定されている。
左側のテーブル９の上面には、ベース状の刃物台９ｄが載置され、寸法検出手段であるワーク計測装置１７と、硬度検出手段である硬度計１５と、面粗度検出手段である面粗度測定装置１４等がそれぞれのホルダに固定され、所定の間隔をもって配置されている。
また、主軸台７の右側には、撮像手段であるＣＣＤカメラ１６が配置されている。
【００２５】
工具は、ここでは外径バイト１１と突切りバイト１８であるが、この他に、たとえば、ドリルやボーリングバーであってもよい。ドリルであれば、ドリル用ホルダを増設してもよいし、交換しても構わない。
【００２６】
切削抵抗測定装置１２は、たとえば、外径バイト１１の３成分の切削抵抗である主分力と、背分力と、送り分力との測定できる装置は、３成分切削動力計ともいう。この切削抵抗測定装置１２は、テーブル９の上に搭載されており、切削抵抗測定装置１２の上には各工具が固定され、刃物台９ｃによって挟持されている。この切削抵抗測定装置１２には、水晶圧電式センサが３組が組み込まれており、３成分の切削動力を測定することができる。また、３成分の切削抵抗を求める方式は、ひずみ計ゲージを用いた方式であってもよいし、この他の方式の測定装置であっても構わない。また、３成分に限らず、１成分の動力計や２成分の動力計を利用してもよい。
【００２７】
温度検出手段の温度計は、図２に示すように、切削熱によって温度上昇する工具の刃先点の温度を測定する。外見上は、外径バイト１１の後端部に熱電対温度計用の電線１３ａ、１３ｂを接続したものであるが、ワーク側の熱起電力を取り出すためには主軸の絶縁が必要なため、主軸７aのベアリングは、セラミックスベアリング７ｃ、７ｄに置き換え、Ｖベルトはゴム製のＶベルト８ｂ（図４参照）によって動力を伝達している。また、回転している主軸７ａから熱起電力を取り出すため、主軸７ａの後部側に、水銀２０ｃを使った可動接点部２０（図５参照）を設置している。
原理は熱電対温度計と同様である。熱電対温度計は２種類の金属線の熱起電力を利用した温度計であり、異種金属が接している部分の一方の温度が上がると、熱起電力（電圧）が発生することは知られている。また、この熱起電力は、温度に依存する。
つまり、ワークと工具がともに金属の場合、切削点は、異種金属の接合部と考えることができるので、工具とワークとの間に熱起電力が発生する。そこで、この熱起電力を測定することによって、切削中の工具刃先の温度を評価することができる。
【００２８】
図５は、主軸の可動接点部を示す断面の模式図である。図５に示すように、可動接点部２０は、主軸７ａの後部に配置されており、液体金属の水銀２０ｃを保持する水銀保持部材２０ａと、主軸７ａに設けられた接触子２０ｅが設けられている。
これは、ワークＷを切削する外径バイト１１と、水銀保持部材２０ａの後端部２０ｂとの間の電圧を測定することによって外径バイト１１の温度を測定する。
水銀保持部材２０ａは直径が、たとえば、３．０ｍｍの筒状であり、主軸７ａの軸線上に設けられている。また、水銀保持部材２０ａ後端部には電線１３ｂが接続され、電線１３ｂは電圧測定の電圧計に接続されている。
接触子２０ｅは、主軸７ａの軸線上の端部に設けられている。接触子２０ｅは、振れのない姿勢で水銀２０ｃの中に挿入し埋没されて可動接点とすることにより、良好な電気的接続を可能にしている。接触子２０ｅは、ここでは直径が０．１ｍｍの細線である。
したがって、接触子２０ｅは外周の周速は、回転数がたとえば毎分５０００回転であっても、１．５７ｍ／min（π×０．１ｍｍ×５０００×１／１０００＝１．５７ｍ／min）と小さいため、摩擦熱による発熱が抑えられるので、高速回転に対応できる。
なお、一般に、これまでの可動接点部は、固体の金属同士（たとえば、銅板と銅板、または金属とブラシ）で構成されているが、固体の金属同士であると擦れ合うときの接点が不安定になり、ノイズの発生や、摩耗、騒音等のさまざまな問題が生じる。
そこで、図５に示すように、可動接点部に液体の金属である水銀を使用し、主軸側の回転子である接触子２０ｅを限りなく最小径にしたことにより、その他のこれまでの問題、たとえば、ノイズの発生や、摩耗、騒音等が、解消できる。
【００２９】
面粗度検出手段の面粗度測定装置１４は、接触型であり、ワークＷの表面粗さを触針が接触して測定する。この面粗度測定用の触針部はケース１４ａに格納され、内部には清浄な圧縮空気が供給されており、外部からの切削液の浸入を防止している。また、表面粗さを測定する際には、ケース１４ａが上昇して面粗度測定装置１４の触針を出現させ、ワークＷを接近させる。なお、光を照射してその散乱光の性質等から評価する方法や、光学素子（ガラスやプラスチック等の透明な材料）や絶縁材料などの表面粗さを評価する測定方法のような非接触式であってもよいし、この他の方式であっても構わない。
【００３０】
硬度検出手段の硬度計１５は、ワークＷの加工面の硬さを測定するためのものであり、ロックウェル硬さ試験機に使われるのと同じダイヤモンド円錐圧子を使用する。ダイヤモンド円錐圧子は、先端が１２０°の円錐形になっており、このダイヤモンド円錐圧子にワークを所定の力で押し付け、その押しキズを面粗度測定装置１４で測定して硬さを評価する。
たとえば、ステンレスのような、加工によって表面が加工硬化する材料の加工前、加工後の硬さを評価するには好都合である。
【００３１】
撮像手段のＣＣＤカメラ１６は、工具のチップ刃先を拡大撮像して摩耗の具合を確認するためのカメラである。ＣＣＤカメラ１６は、主軸台７に隣接してカバーに格納されている。ＣＣＤカメラ１６は、加工後にエアシリンダ１６ｂの駆動による前進によってドア１６ａが開き、たとえば、外径バイト１１に接近し、チップ先端部の形状変化を撮像して画像データをパソコンに送信する。
【００３２】
寸法検出手段のワーク計測装置１７は、ワークの外径（直径）を等間隔に８カ所（４５度ずつ）測定して平均値を求め、直径を表示する。これは全方位形精密マイクロスイッチを内蔵したプローブ１７ａによって検知される。この検知信号は、プローブ１７aの元部に内蔵されたトランスミッタとレシーバで構成されるオプチカルトランスミッションからインターフェイスユニットに送られ、加工後の寸法計測が行われる。ワークの所定直径は、ソフトで指定する。
また、本体のＸ軸にはスケール（図示せず）が設けられ，クローズドループが形成されている。なお、スケールは、マグネスケール、パルスケール、インダクトシンなどのほか、その他のスケールであってもよい。
【００３３】
つづいて、本発明の切削試験機の動作について説明する。
ワークストッカ２１（図２参照）に新しいワークＷ（たとえば、φ２０×１５０ｍｍのバー材）が供給されると、機上のマテハンロボット１０ｃのハンドがワークレスト（図示でず）に運んでセットすると、プッシャー（図示せず）がワークＷをコレットチャック７ｂに押し込み、コレットチャック７ｂがワークＷを把持する。
主軸７ａが回転し、主軸台７が前後（Ｚ軸）方向と、左右（Ｘ軸）方向へ移動し、予め入力されたプログラムにしたがって、最初の設定された切削条件にのっとり、外径バイト１１にワークＷが接近し、１回目の外径切削加工を行う。
その間、切削抵抗測定装置１２は、外径バイト１１の主分力と、背分力と、送り分力との３成分の切削抵抗を測定する。さらに、温度計１３は、切削熱によって温度上昇する工具先端の切削点の温度を測定する。
【００３４】
さらに、この面粗度測定装置１４の触針部のケース１４ａが上昇し、触針部（図示せず）が現われると、主軸台７のワークＷが接近する。そして、面粗度測定装置１４の触針にワークＷの表面が接触して表面粗さを測定する。
さらに、硬度計１５に主軸台７が接近する。そして、ダイヤモンド円錐圧子にワークＷを所定の力で押し付けて、その圧痕の形状を面粗度測定装置１４で測定し、この粗さより硬さを推定する。
【００３５】
また、ＣＣＤカメラ１６のエアシリンダ１６ｂが駆動してＣＣＤカメラ１６が前進すると、正面のドア１６ａが開き、ＣＣＤカメラ１６が前進しながら左に移動して、外径バイト１１に接近し、外径バイト１１のチップ先端部の撮影を行う。
さらに、ワーク計測装置１７のプローブに、主軸台７が移動して、Ｃ軸制御された主軸７ａを割り出し、ワークの外径（直径）を等間隔に８カ所（４５度ずつ）測定して、平均値を求め、直径表示する。
以上の測定を手際よく行い、元の位置に戻り、つぎの切削条件で２回目の切削加工を開始する。このように、この手順にしたがって、１００種類以上の切削条件によって切削試験が効率良く、無駄なく行われ、終了する。
なお、ワーク直径が８ｍｍになると、ワークＷは突切りバイト１８によって切断され、その後、マテハンロボット１０ｃ（図１参照）により２５ｍｍ引き出され、ワークがなくなれば、新しいワークが供給される。
その結果、従来、試行錯誤で網羅的に決められた１００種類以上の切削条件を実施するために、１〜２週間要していた切削試験作業は、２〜３時間で終えることができるようになった。これは、１／２５〜１／３３に短縮したことになる。このように、効率良く最短の時間でワークの切削データを採取して整理して最適な切削加工条件を提供することができる。
【００３６】
なお、本発明はその技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。たとえば、ＮＣ旋盤の代わりに、フライス盤、マシニングセンタ（ＭＣ）等を使用してワークの外周を加工するフライス加工やミーリング加工であっても構わないし、また、種々の測定器の配置を変えてもよいし、種々の測定器の種類を増やしても構わない。
また。機械にいろいろセンサを装着することにより、測定データがデータベースに溜まる。そして、溜まったデータを参照しながら、切削試験計画を立て、また、加工を行う。こうしたサイクルを繰り返すことにより、ますます、精度の高い最適な切削加工条件を見出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る切削試験機の斜視図である。
【図２】本発明に係る切削試験機の平面図である。
【図３】図１の正面図である
【図４】図１の左側面図である。
【図５】主軸の可動接点部を示す断面の模式図である。
【図６】従来のＮＣ旋盤のワーク計測装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３８】
７ 主軸台
７ａ 主軸
７ｂ コレットチャック
７ｃ、７ｄ セラミックスベアリング
８ａ プーリ
８ｂ Ｖベルト
９ テーブル
９ａ，９ｂ バイトホルダ
９ｃ，９ｄ 刃物台
１０ 切削試験機
１０ｃ マテハンロボット
１１ 工具（外径切削用バイト、外径バイト）
１１ｃ バイトホルダ
１２ 切削抵抗測定装置（切削抵抗検出手段）
１３ 温度計、熱電対温度計（温度検出手段）
１３ａ、１３ｂ 電線
１４ 面粗度測定装置（面粗度検出手段）
１５ 硬度計（硬度検出手段）
１６ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
１６ａ ドア
１６ｂ エアシリンダ
１７ ワーク計測装置（寸法検出手段）
１７ａ プローブ
１８ 突切りバイト
２０ 可動接点部
２０ａ 水銀保持部材
２０ｂ 後端部
２０ｃ 水銀
２０ｄ シール
２０ｅ 接触子
２１ ワークストッカ
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの最適な切削加工条件を得るための切削試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来にはなかった次世代材料が開発され、一般部品に採用されている。たとえば、前記次世代材料のコバールは、硬質ガラスと膨張係数を等しくし、鉄、ニッケル、コバルトから構成された合金である。このコバールを用いて作られた線材や管は、硬質ガラスに封入したり接触させたりすることができるため、主に電子管材料や光通信関連部品に使われている。
また、インコネルは、ニッケルをベースにした合金である。このインコネルは、耐熱性、耐食性に優れているため、航空機エンジンや原子力発電の機器に使用されている。
このように、従来の材料の切削条件では切削できない異種の難切削材の部品が多く出回るようになってきている。
【０００３】
工作機械、たとえば、ＮＣ旋盤を使用して被加工物（ワーク）の外径を切削する場合やワークに深穴を加工する場合、たくさんの条件で試験をしなければならないが、その試験の膨大な工数が確保できないのが現状である。そのために、試行錯誤的に試験を行うため、多くの無駄が発生してしまうという問題があった。また、最適な切削条件が判らないため、最適な切削加工条件のもとで可能な最長の工具寿命が判らないという問題があった。さらに、新規の難切削材の材料と工具がともに高価であるため、切削試験のコストの割りに成果が低いという問題があった。
【０００４】
図６は、従来のＮＣ旋盤のワーク計測装置を示す平面図である。図６に示すように、ワーク計測装置５０は、加工後のワークＷの径を計測するものである。ワーク計測装置５０は、タレット５７の回転工具取付部５７ａに、回転工具の代わりに旋回自在に取り付けられた測定子５５を備えている。測定子５５の先端は球状のプローブ５５ｃになっている。刃物台５６に設けられた工具駆動用のモータ５８により、旋回軸部５５ａの軸線の周りに測定部５５を旋回させる。測定子５５は、プローブ５５ｃがワークＷと接触した際の変位により接触を検知してワークの加工径を測定する（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、切削中のワークの表面粗さ判定方法（図示せず）が開示されている。これは、工作機械の無人化運転を行う場合、加工不良品を最小に抑えるために、所定の切削面粗度が損なわれたかどうか等、切削面の精度を監視するためのものである（たとえば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−３２１１４０号（段落００１６〜００１８、図３）
【特許文献２】特開平５−１７７５１２号（段落０００７〜０００９、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これまで、ワーク計測装置やワークの表面粗さ測定装置が機械に組み込まれた目的は、加工ワークを良品に仕上げるためであり、加工不良品を最小に抑えるために加工不良品が出る前に、事前に工具（バイト）のチップ交換等の対策を講じるためであった。これは品質管理や、生産管理の向上対策であり、最適な切削条件を見つけるためのものではなかった。
なお、チップとは、超硬合金で形成された刃部の小片をいう。バイトの場合は１個であるが、フライスの場合は複数個から構成される。消耗により交換が可能で、スローアウェイチップともいい、工具の先端部に固定される。
【０００７】
そこで、本発明は、これらの問題点を解決するために創案されたものであり、表面粗さが小さい、きれいな加工面の最適加工条件を得るために、膨大な工数が確保できなくても効率良く最短の時間で、かつ、最小のコストで結果を出すことができる切削試験機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、ワーク（Ｗ）の表面粗さが小さくなる加工条件を得るための切削試験機（１０）であって、主軸台（７）に回転自在に軸支され、ワーク（Ｗ）または工具（１１）を保持して回転する主軸（７ａ）と、前記ワーク（Ｗ）の面粗度を検出する面粗度検出手段と、切削加工時に前記工具（１１）に加わる切削抵抗を検出する切削抵抗検出手段と、切削加工時における前記工具（１１）の温度を検出する温度検出手段と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の切削試験機（１０）であって、前記ワーク（Ｗ）の硬度を検出する硬度検出手段と、前記工具（１１）を撮像する撮像手段と、前記ワーク（Ｗ）の寸法を検出する寸法検出手段とを、さらに備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の切削試験機であって、前記温度検出手段は電対温度計であり、前記熱電対温度計が前記ワーク（Ｗ）と前記工具（１１）との間に発生する熱起電力に基づいて、前記工具（１１）の温度を検出するものであって、前記主軸（７ａ）と前記主軸台（７）とを電気的に絶縁するために、前記主軸（７ａ）が前記主軸台（７）にセラミックベアリング（７ｃ、７ｄ）により軸支され、前記主軸（７ａ）から熱起電力を検出するために、前記主軸（７ａ）に可動接点部（２０）を設置したことを含む熱起電力検出手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の切削試験機であって、前記主軸（７ａ）の可動接点部（２０）は、液体の金属である水銀（２０ｃ）を保持した筒状の水銀保持部材（２０ａ）を主軸（７ａ）の軸線上に設け、主軸（７ａ）の軸線上の端部に設けた接触子（２０ｅ）を前記水銀保持部材（２０ａ）の水銀（２０ｃ）に挿入したことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、前記接触子（２０ｅ）は、細線であることを特徴とする請求項４に記載の切削試験機。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の切削試験機（１０）であって、機上にワークの着脱に供されるマテハンロボット（１０ｃ）を、さらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、ワークの表面粗さが小さくなる加工条件を得るための切削試験機であって、主軸台に回転自在に軸支され、ワークまたは工具を保持して回転する主軸と、前記ワークの面粗度を検出する面粗度検出手段を備えたことにより、最適な切削条件であるか否かの判定に有効である。また、切削加工時に前記工具に加わる切削抵抗を検出する切削抵抗検出手段を備えたことにより、工具に加わる切削抵抗を検出することができるため、切削速度と、工具の最適な切り込み量と、送り量との決定に有効である。さらに、切削加工時における前記工具の温度を検出する温度検出手段とを備えたことにより、切削点での温度上昇を確認できるため、最適な切削加工条件を判定するのに有効である。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、ワークの硬度を検出する硬度検出手段と、工具を撮像する撮像手段と、ワークの寸法を検出する寸法検出手段とを、さらに、備えたことにより、加工面の硬さの程度が判り、工具の摩耗の程度が判り、ワークの径が判るため、最適な切削加工条件を決定するのに有効である。
また、ワークの加工面の硬さを測定するための硬度計を設けたことにより、ワークの加工前と加工後の比較ができるため、そのワークの特性（加工硬化）を知ることができる。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、熱電対温度計がワークと工具との間の熱起電力の電圧差に基づいて、工具先端の切削点の温度を検出するものであり、主軸と主軸台とを電気的に絶縁するために、主軸が主軸台にセラミックベアリングにより軸支され、主軸の熱起電力を検出するために、主軸が主軸台との間に可動接点部を設置したことを含む熱起電力検出手段が得られたことにより、主軸と刃物台を利用した１つの熱電対温度計が構成できる。これにより、工具の温度を測定する温度計ができる。また、この熱電対温度計により、刃物台上で露出するものは、工具に接続した電線１本であり、露出する配線が少なく簡素にできる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、前記主軸（７ａ）の可動接点部（２０）は、液体の金属である水銀（２０ｃ）を保持した筒状の水銀保持部材（２０ａ）を主軸（７ａ）の軸線上に設け、主軸（７ａ）の軸線上の端部に設けた接触子（２０ｅ）を水銀保持部材（２０ａ）の水銀（２０ｃ）に挿入したことにより、これまでの問題であった摩擦熱による発熱が抑えられるので、高速回転に対応でき、さらに、ノイズの発生や、摩耗、騒音等が、解消できる。
【００１８】
請求項５に係る発明によれば、接触子（２０ｅ）が細線であることから、周速が小さく高速回転しても摩擦熱の発生を抑えることができるため、高速回転が可能である。
【００１９】
請求項６に係る発明によれば、切削試験機（１０）の機上にワークの着脱を行うマテハンロボット（１０ｃ）を備えたことにより、ワークの受け渡しや供給の自動化できるため、効率良く最短の時間で結果を出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明に係る切削試験機の斜視図である。図１に示すように、切削試験機１０の正面には左右に開閉するドア１０ａ、１０ａが配設されており、そのドア１０ａ、１０ａを開くと、正面には主軸台７が配設され、その主軸台７の主軸７aにはコレットチャック７ｂが装着されている。その主軸台７の手前には、水平に固定されたテーブル９（図３参照）が配設され、テーブル９には刃物台９ａ、９ｂが配置されている。また、刃物台９ａ、９ｂには櫛歯状に工具や測定具が配置されている。さらに、切削試験機１０の右側には操作盤１０ｂが配置され、機上には、マテハンロボット１０ｃが載置されている。
【００２１】
図２は本発明に係る切削試験機の平面図であり、図３は正面図、図４は左側面図である。図２に示すように、この切削試験機１０は、主軸台移動型のＮＣ旋盤となっている。
つまり、ベッド１には左右（Ｘ軸）方向に長い矩形のベース２が配置され、その上面にすべりガイド２ａ、２ｂが形成されている。そのベース２の上には、Ｘ軸（左右）方向へ摺動自在にサドル３が配設されている。このサドル３は、ベース２の中央に配設されたＸ軸ボールネジ４ａを介してベース２に接続されており、前記Ｘ軸ボールネジ４ａの軸端部には、Ｘ軸サーボモータ４が接続されている。
【００２２】
また、サドル３の上面には、すべりガイド２ａ、２ｂと直交する方向のすべりガイド３ａ、３ａ（図３参照）が設けられ、このすべりガイド３ａ、３ａに前後（Ｚ軸）方向へ摺動自在にスライドベース５が配設されている。このスライドベース５はＺ軸（前後）方向に長い矩形であり、また、スライドベース５の中央の裏面にはＺ軸ボールネジ６ａ（図３参照）が配置され、このＺ軸ボールネジ６ａを介してサドル３にスライドベース５が接続されており、前記Ｚ軸ボールネジ６ａの軸端部には、Ｚ軸サーボモータ６が接続されている。
【００２３】
さらに、図４は、本発明に係る切削試験機の左側面図である。図４に示すように、スライドベース５の上面には、主軸台７が載置され、主軸台７の後部には、スピンドルモータ８が配設され、プーリ８ａとゴム製の絶縁体によって形成されたＶベルト８ｂによって、回転動力が伝達されるようになっている。
したがって、主軸台７はＸ軸とＺ軸を有しており、刃物台９ｃが固定であっても円筒状
に旋削加工ができるＮＣ旋盤となっている。
また、ワークを把持するコレットチャック７ｂは、主軸７ａに固定されており、前記主軸７ａを回転支持するベアリングを絶縁体のセラミック製のベアリング７ｃ、７ｄ（図５参照）とし、さらに、回転動力を伝達するＶベルト８ｂも絶縁体とすることにより、主軸７ａは主軸台７から完全に絶縁状態を構成することができる。
【００２４】
また、図３は本発明に係る切削試験機の正面図である。図３に示すように、テーブル９の上面の右側には、切削抵抗を検出する切削抵抗検出手段である切削抵抗測定装置（切削動力計ともいう）１２が設けられ、その上にベース状の刃物台９ｃが載置され、その刃物台９ｃには、櫛歯状に工具（ツール）を固定したバイトホルダ９ａ、９ｂ（図２参照）が固定されている。このバイトホルダ９ａには溝部が形成されており、この溝部に外径切削用バイト（以下、外径バイトという）１１が装着されて固定されている。
さらに、外径バイト１１の後端部には、温度検出手段である熱起電力の検出用の電線１３ａが接続されている。また、バイトホルダ９ｂには、ワークを切り落して蘇生するために突切りバイト１８が同様に溝部に固定されている。
左側のテーブル９の上面には、ベース状の刃物台９ｄが載置され、寸法検出手段であるワーク計測装置１７と、硬度検出手段である硬度計１５と、面粗度検出手段である面粗度測定装置１４等がそれぞれのホルダに固定され、所定の間隔をもって配置されている。
また、主軸台７の右側には、撮像手段であるＣＣＤカメラ１６が配置されている。
【００２５】
工具は、ここでは外径バイト１１と突切りバイト１８であるが、この他に、たとえば、ドリルやボーリングバーであってもよい。ドリルであれば、ドリル用ホルダを増設してもよいし、交換しても構わない。
【００２６】
切削抵抗測定装置１２は、たとえば、外径バイト１１の３成分の切削抵抗である主分力と、背分力と、送り分力との測定できる装置は、３成分切削動力計ともいう。この切削抵抗測定装置１２は、テーブル９の上に搭載されており、切削抵抗測定装置１２の上には各工具が固定され、刃物台９ｃによって挟持されている。この切削抵抗測定装置１２には、水晶圧電式センサが３組が組み込まれており、３成分の切削動力を測定することができる。また、３成分の切削抵抗を求める方式は、ひずみ計ゲージを用いた方式であってもよいし、この他の方式の測定装置であっても構わない。また、３成分に限らず、１成分の動力計や２成分の動力計を利用してもよい。
【００２７】
温度検出手段の温度計は、図２に示すように、切削熱によって温度上昇する工具の刃先点の温度を測定する。外見上は、外径バイト１１の後端部に熱電対温度計用の電線１３ａ、１３ｂを接続したものであるが、ワーク側の熱起電力を取り出すためには主軸の絶縁が必要なため、主軸７aのベアリングは、セラミックスベアリング７ｃ、７ｄに置き換え、Ｖベルトはゴム製のＶベルト８ｂ（図４参照）によって動力を伝達している。また、回転している主軸７ａから熱起電力を取り出すため、主軸７ａの後部側に、水銀２０ｃを使った可動接点部２０（図５参照）を設置している。
原理は熱電対温度計と同様である。熱電対温度計は２種類の金属線の熱起電力を利用した温度計であり、異種金属が接している部分の一方の温度が上がると、熱起電力（電圧）が発生することは知られている。また、この熱起電力は、温度に依存する。
つまり、ワークと工具がともに金属の場合、切削点は、異種金属の接合部と考えることができるので、工具とワークとの間に熱起電力が発生する。そこで、この熱起電力を測定することによって、切削中の工具刃先の温度を評価することができる。
【００２８】
図５は、主軸の可動接点部を示す断面の模式図である。図５に示すように、可動接点部２０は、主軸７ａの後部に配置されており、液体金属の水銀２０ｃを保持する水銀保持部材２０ａと、主軸７ａに設けられた接触子２０ｅが設けられている。
これは、ワークＷを切削する外径バイト１１と、水銀保持部材２０ａの後端部２０ｂとの間の電圧を測定することによって外径バイト１１の温度を測定する。
水銀保持部材２０ａは直径が、たとえば、３．０ｍｍの筒状であり、主軸７ａの軸線上に設けられている。また、水銀保持部材２０ａ後端部には電線１３ｂが接続され、電線１３ｂは電圧測定の電圧計に接続されている。
接触子２０ｅは、主軸７ａの軸線上の端部に設けられている。接触子２０ｅは、振れのない姿勢で水銀２０ｃの中に挿入し埋没されて可動接点とすることにより、良好な電気的接続を可能にしている。接触子２０ｅは、ここでは直径が０．１ｍｍの細線である。
したがって、接触子２０ｅは外周の周速は、回転数がたとえば毎分５０００回転であっても、１．５７ｍ／min（π×０．１ｍｍ×５０００×１／１０００＝１．５７ｍ／min）と小さいため、摩擦熱による発熱が抑えられるので、高速回転に対応できる。
なお、一般に、これまでの可動接点部は、固体の金属同士（たとえば、銅板と銅板、または金属とブラシ）で構成されているが、固体の金属同士であると擦れ合うときの接点が不安定になり、ノイズの発生や、摩耗、騒音等のさまざまな問題が生じる。
そこで、図５に示すように、可動接点部に液体の金属である水銀を使用し、主軸側の回転子である接触子２０ｅを限りなく最小径にしたことにより、その他のこれまでの問題、たとえば、ノイズの発生や、摩耗、騒音等が、解消できる。
【００２９】
面粗度検出手段の面粗度測定装置１４は、接触型であり、ワークＷの表面粗さを触針が接触して測定する。この面粗度測定用の触針部はケース１４ａに格納され、内部には清浄な圧縮空気が供給されており、外部からの切削液の浸入を防止している。また、表面粗さを測定する際には、ケース１４ａが上昇して面粗度測定装置１４の触針を出現させ、ワークＷを接近させる。なお、光を照射してその散乱光の性質等から評価する方法や、光学素子（ガラスやプラスチック等の透明な材料）や絶縁材料などの表面粗さを評価する測定方法のような非接触式であってもよいし、この他の方式であっても構わない。
【００３０】
硬度検出手段の硬度計１５は、ワークＷの加工面の硬さを測定するためのものであり、ロックウェル硬さ試験機に使われるのと同じダイヤモンド円錐圧子を使用する。ダイヤモンド円錐圧子は、先端が１２０°の円錐形になっており、このダイヤモンド円錐圧子にワークを所定の力で押し付け、その押しキズを面粗度測定装置１４で測定して硬さを評価する。
たとえば、ステンレスのような、加工によって表面が加工硬化する材料の加工前、加工後の硬さを評価するには好都合である。
【００３１】
撮像手段のＣＣＤカメラ１６は、工具のチップ刃先を拡大撮像して摩耗の具合を確認するためのカメラである。ＣＣＤカメラ１６は、主軸台７に隣接してカバーに格納されている。ＣＣＤカメラ１６は、加工後にエアシリンダ１６ｂの駆動による前進によってドア１６ａが開き、たとえば、外径バイト１１に接近し、チップ先端部の形状変化を撮像して画像データをパソコンに送信する。
【００３２】
寸法検出手段のワーク計測装置１７は、ワークの外径（直径）を等間隔に８カ所（４５度ずつ）測定して平均値を求め、直径を表示する。これは全方位形精密マイクロスイッチを内蔵したプローブ１７ａによって検知される。この検知信号は、プローブ１７aの元部に内蔵されたトランスミッタとレシーバで構成されるオプチカルトランスミッションからインターフェイスユニットに送られ、加工後の寸法計測が行われる。ワークの所定直径は、ソフトで指定する。
また、本体のＸ軸にはスケール（図示せず）が設けられ，クローズドループが形成されている。なお、スケールは、マグネスケール、パルスケール、インダクトシンなどのほか、その他のスケールであってもよい。
【００３３】
つづいて、本発明の切削試験機の動作について説明する。
ワークストッカ２１（図２参照）に新しいワークＷ（たとえば、φ２０×１５０ｍｍのバー材）が供給されると、機上のマテハンロボット１０ｃのハンドがワークレスト（図示でず）に運んでセットすると、プッシャー（図示せず）がワークＷをコレットチャック７ｂに押し込み、コレットチャック７ｂがワークＷを把持する。
主軸７ａが回転し、主軸台７が前後（Ｚ軸）方向と、左右（Ｘ軸）方向へ移動し、予め入力されたプログラムにしたがって、最初の設定された切削条件にのっとり、外径バイト１１にワークＷが接近し、１回目の外径切削加工を行う。
その間、切削抵抗測定装置１２は、外径バイト１１の主分力と、背分力と、送り分力との３成分の切削抵抗を測定する。さらに、温度計１３は、切削熱によって温度上昇する工具先端の切削点の温度を測定する。
【００３４】
さらに、この面粗度測定装置１４の触針部のケース１４ａが上昇し、触針部（図示せず）が現われると、主軸台７のワークＷが接近する。そして、面粗度測定装置１４の触針にワークＷの表面が接触して表面粗さを測定する。
さらに、硬度計１５に主軸台７が接近する。そして、ダイヤモンド円錐圧子にワークＷを所定の力で押し付けて、その圧痕の形状を面粗度測定装置１４で測定し、この粗さより硬さを推定する。
【００３５】
また、ＣＣＤカメラ１６のエアシリンダ１６ｂが駆動してＣＣＤカメラ１６が前進すると、正面のドア１６ａが開き、ＣＣＤカメラ１６が前進しながら左に移動して、外径バイト１１に接近し、外径バイト１１のチップ先端部の撮影を行う。
さらに、ワーク計測装置１７のプローブに、主軸台７が移動して、Ｃ軸制御された主軸７ａを割り出し、ワークの外径（直径）を等間隔に８カ所（４５度ずつ）測定して、平均値を求め、直径表示する。
以上の測定を手際よく行い、元の位置に戻り、つぎの切削条件で２回目の切削加工を開始する。このように、この手順にしたがって、１００種類以上の切削条件によって切削試験が効率良く、無駄なく行われ、終了する。
なお、ワーク直径が８ｍｍになると、ワークＷは突切りバイト１８によって切断され、その後、マテハンロボット１０ｃ（図１参照）により２５ｍｍ引き出され、ワークがなくなれば、新しいワークが供給される。
その結果、従来、試行錯誤で網羅的に決められた１００種類以上の切削条件を実施するために、１〜２週間要していた切削試験作業は、２〜３時間で終えることができるようになった。これは、１／２５〜１／３３に短縮したことになる。このように、効率良く最短の時間でワークの切削データを採取して整理して最適な切削加工条件を提供することができる。
【００３６】
なお、本発明はその技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。たとえば、ＮＣ旋盤の代わりに、フライス盤、マシニングセンタ（ＭＣ）等を使用してワークの外周を加工するフライス加工やミーリング加工であっても構わないし、また、種々の測定器の配置を変えてもよいし、種々の測定器の種類を増やしても構わない。
また。機械にいろいろセンサを装着することにより、測定データがデータベースに溜まる。そして、溜まったデータを参照しながら、切削試験計画を立て、また、加工を行う。こうしたサイクルを繰り返すことにより、ますます、精度の高い最適な切削加工条件を見出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る切削試験機の斜視図である。
【図２】本発明に係る切削試験機の平面図である。
【図３】図１の正面図である
【図４】図１の左側面図である。
【図５】主軸の可動接点部を示す断面の模式図である。
【図６】従来のＮＣ旋盤のワーク計測装置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３８】
７ 主軸台
７ａ 主軸
７ｂ コレットチャック
７ｃ、７ｄ セラミックスベアリング
８ａ プーリ
８ｂ Ｖベルト
９ テーブル
９ａ，９ｂ バイトホルダ
９ｃ，９ｄ 刃物台
１０ 切削試験機
１０ｃ マテハンロボット
１１ 工具（外径切削用バイト、外径バイト）
１１ｃ バイトホルダ
１２ 切削抵抗測定装置（切削抵抗検出手段）
１３ 温度計、熱電対温度計（温度検出手段）
１３ａ、１３ｂ 電線
１４ 面粗度測定装置（面粗度検出手段）
１５ 硬度計（硬度検出手段）
１６ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
１６ａ ドア
１６ｂ エアシリンダ
１７ ワーク計測装置（寸法検出手段）
１７ａ プローブ
１８ 突切りバイト
２０ 可動接点部
２０ａ 水銀保持部材
２０ｂ 後端部
２０ｃ 水銀
２０ｄ シール
２０ｅ 接触子
２１ ワークストッカ
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク（Ｗ）の表面粗さが小さくなる加工条件を得るための切削試験機（１０）であって、
主軸台（７）に回転自在に軸支され、ワーク（Ｗ）または工具（１１）を保持して回転する主軸（７ａ）と、
前記ワーク（Ｗ）の面粗度を検出する面粗度検出手段と、
切削加工時に前記工具（１１）に加わる切削抵抗を検出する切削抵抗検出手段と、
切削加工時における前記工具（１１）の温度を検出する温度検出手段と、
を備えたことを特徴とする切削試験機（１０）。
【請求項２】
前記ワーク（Ｗ）の硬度を検出する硬度検出手段と、
前記工具（１１）を撮像する撮像手段と、
前記ワーク（Ｗ）の寸法を検出する寸法検出手段とを、
さらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の切削試験機（１０）。
【請求項３】
前記温度検出手段は電対温度計であり、前記熱電対温度計が前記ワーク（Ｗ）と前記工具（１１）との間に発生する熱起電力に基づいて、前記工具（１１）の温度を検出するものであって、
前記主軸（７ａ）と前記主軸台（７）とを電気的に絶縁するために、前記主軸（７ａ）が前記主軸台（７）にセラミックベアリング（７ｃ、７ｄ）により軸支され、
前記主軸（７ａ）から熱起電力を検出するために、前記主軸（７ａ）に可動接点部（２０）を設置したことを含む熱起電力検出手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の切削試験機（１０）。
【請求項４】
前記主軸（７ａ）の可動接点部（２０）は、液体の金属である水銀（２０ｃ）を保持した筒状の水銀保持部材（２０ａ）を主軸（７ａ）の軸線上に設け、主軸（７ａ）の軸線上の端部に設けた接触子（２０ｅ）を前記水銀保持部材（２０ａ）の水銀（２０ｃ）に挿入したことを特徴とする請求項３に記載の切削試験機（１０）。
【請求項５】
前記接触子（２０ｅ）は、細線であることを特徴とする請求項４に記載の切削試験機。
【請求項６】
機上にワーク（Ｗ）の着脱に供されるマテハンロボット（１０ｃ）を、さらに備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切削試験機（１０）。
【請求項１】
ワーク（Ｗ）の表面粗さが小さくなる加工条件を得るための切削試験機（１０）であって、
主軸台（７）に回転自在に軸支され、ワーク（Ｗ）または工具（１１）を保持して回転する主軸（７ａ）と、
前記ワーク（Ｗ）の面粗度を検出する面粗度検出手段と、
切削加工時に前記工具（１１）に加わる切削抵抗を検出する切削抵抗検出手段と、
切削加工時における前記工具（１１）の温度を検出する温度検出手段と、
を備えたことを特徴とする切削試験機（１０）。
【請求項２】
前記ワーク（Ｗ）の硬度を検出する硬度検出手段と、
前記工具（１１）を撮像する撮像手段と、
前記ワーク（Ｗ）の寸法を検出する寸法検出手段とを、
さらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の切削試験機（１０）。
【請求項３】
前記温度検出手段は電対温度計であり、前記熱電対温度計が前記ワーク（Ｗ）と前記工具（１１）との間に発生する熱起電力に基づいて、前記工具（１１）の温度を検出するものであって、
前記主軸（７ａ）と前記主軸台（７）とを電気的に絶縁するために、前記主軸（７ａ）が前記主軸台（７）にセラミックベアリング（７ｃ、７ｄ）により軸支され、
前記主軸（７ａ）から熱起電力を検出するために、前記主軸（７ａ）に可動接点部（２０）を設置したことを含む熱起電力検出手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の切削試験機（１０）。
【請求項４】
前記主軸（７ａ）の可動接点部（２０）は、液体の金属である水銀（２０ｃ）を保持した筒状の水銀保持部材（２０ａ）を主軸（７ａ）の軸線上に設け、主軸（７ａ）の軸線上の端部に設けた接触子（２０ｅ）を前記水銀保持部材（２０ａ）の水銀（２０ｃ）に挿入したことを特徴とする請求項３に記載の切削試験機（１０）。
【請求項５】
前記接触子（２０ｅ）は、細線であることを特徴とする請求項４に記載の切削試験機。
【請求項６】
機上にワーク（Ｗ）の着脱に供されるマテハンロボット（１０ｃ）を、さらに備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切削試験機（１０）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１０２８６４（Ｐ２００６−１０２８６４Ａ）
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９２１０３（Ｐ２００４−２９２１０３）
【出願日】平成１６年１０月５日（２００４．１０．５）
【出願人】（３９１００１６１９）長野県 (64)
【出願人】（３９１０３３１７１）株式会社エグロ (14)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月５日（２００４．１０．５）
【出願人】（３９１００１６１９）長野県 (64)
【出願人】（３９１０３３１７１）株式会社エグロ (14)
【Ｆターム（参考）】
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