温度测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种温度测量装置，所述温度测量装置用于加工装置中以旋转轴为中心自由旋转的金属制旋转部件，所述加工装置夹持所述旋转部件并与所述旋转部件协作并同轴旋转。该温度测量装置包括：理想温度设定部，设定所述旋转部件的旋转中的理想温度；温度测量部，测量所述旋转部件的旋转中的实际温度；以及检测部，检测由所述温度测量部测量的实际温度和此时由所述理想温度设定部设定的理想温度之差是否超过预先设定的阈值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】温度测量装置
本专利技术涉及一种温度测量装置，在金属制工具等的旋转部件进行旋转动作的过程中，通过实时检测其摩擦磨损的临界点,从而可防止工具等的损坏或过度磨损。
技术介绍
通常，存在通过像端铣刀(end-mill)、丝锥、钻这样的金属制工具等的旋转部件进行旋转，从而对固定的工件(加工对象物)进行加工的装置，或者，相反地，将工具等固定而旋转工件本身的车床用车刀等加工装置。这些金属加工装置的工具等在通常的加工中具有足够的强度，但是如果长时间使用或连续使用则会产生摩擦磨损，当超过预定阈值(磨损临界)时，由于巨大磨损或根据情况可能会瞬间损坏。在这种情况下，需要更换工具等。尤其在昼夜连续加工时，多数情况下人注意到并进行对应但为时已晚，并且还存在由于更换工具等而机械长时间停止从而加工时间增加，或者由于损坏或断裂的工具而导致工件(加工对象物)发生二次损伤的问题因此，特别需要寻求提供一种方法，其在工具等的旋转部件动作中(旋转中)检测其断裂或耐用临界。对于这种需要，目前，根据经验法则对于每个工具等或工件调整加工装置的动作或工具等的更换时期。具体地，目前，通过工具前端发出的声音或工具的振动、由于摩擦热而工具前端部局部发生赤热时的色泽，根据匠人技艺进行预测和判断及应对，在使用相同材料相同直径的工具，相同条件(加工对象相同，加工速度、加工方法相同)的情况下，基于到那时发生损坏的时间经验来更换工具，从而在损坏之前就进行工具更换来防止损坏(下文将详细说明)。但是，经验法则无法适当地事先对应工具等的损坏、断裂。另外，没有实时检测动作中在机器上施加于工具等的负荷或振动的方法，从这个角度看，不能实时防止工具等的损坏或过度摩擦磨损的产生。另外，除了工具之外，近年来工业界实际应用的摩擦搅拌焊接装置的旋转工具也是产生巨大摩擦磨损的旋转部件，如何对对其机械性能的劣化或更换时期进行判断也很重要。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-92205号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题因此，本专利技术为了解决上述问题而做出，其目的在于提供一种温度测量装置，对于与金属制工具等的旋转部件的断裂等关联的摩擦磨损的临界点，通过关注其在旋转中的温度上升并在旋转动作中进行实时预知(检测)，从而防止工具等的损坏或过度磨损，并且能够防止更换时间损失和工件的二次损伤。解决问题的技术方案本专利技术的第一方面是提供一种温度测量装置，所述温度测量装置用于加工装置中以旋转轴为中心自由旋转的旋转部件，所加工装置夹持所述旋转部件并与所述旋转部件协作并同轴旋转，所述温度测量装置包括：理想温度设定部，设定所述旋转部件的旋转中的理想温度；温度测量部，测量所述旋转部件的旋转中的实际温度；以及检测部，检测由所述温度测量部测量的实际温度和由所述理想温度设定部设定的理想温度之差是否超过预先设定的阈值。在本专利技术第一方面中,当工具等的旋转部件的理想温度与实测温度之差超过预先设定的预定阈值时,可以检测到损坏等的征兆。可以得知工具部件等的旋转部件的内部温度与损坏等的征兆有关系，因此在本专利技术第一方面中,判定实际温度与预先设定的理想温度的乖离是否超过预定的阈值，当超过阈值时，检测为损坏等的临界温度。下文将示出理想温度设定的代表性具体实施例。优选地，通过预先设定有所述旋转部件和所述温度测量装置的运转条件下的理想温度的计算式计算由所述理想温度设定部设定的理想温度。另外，所述计算式的实施例为T＝Ts+(T0-Ts)exp(-t/Tm)数1Ts：设定密度为ρ，比热为C，与外部的热传导率为α，圆柱的初始温度为T0，发生急剧变化时阶跃响应的外部阶跃温度Tm：ρCD/4α。在本实施例中，可以由事先根据材质和运转条件在理论上预先设定了理想温度的数学式来导出。另外，优选地，由所述理想温度设定部设定的理想温度根据示出预定时间和温度的关系的时间/温度表确定理想温度除了可以根据预定的计算式计算之外，用户还可以根据加工条件等预先验证、设定理想温度，据此确定理想温度。关于判断哪个阶段是否为断裂等的征兆，完全可以由用户分别设定。在这两个示例中，鉴于难以将旋转部件的形状、材质或运转条件、环境条件全部用理论数学式对应，可以设定包含误差等的优选温度/时间表，或者，作为旋转部件或旋转条件、环境条件特有的温度，可设定为由用户根据经验法则导出的理想温度。另外，所述检测部也可以将在超过阈值时检测为临界温度，所述临界温度在根据上述计算式获得的理想温度、用户设定的理想温度或两者的任一个超过阈值时作为临界温度检测。本专利技术的第二方面是提供一种温度测量装置，所述温度测量装置用于加工装置中的以旋转轴为中心自由旋转的旋转部件，所加工装置夹持所述旋转部件并与所述旋转部件协作并同轴旋转，所述温度测量装置包括：温度测量部，测量所述旋转部件的旋转中的实际温度；温度变化检测部，检测由所述温度测量部测量的实际温度的变化度；以及临界检测部，将由所述温度变化检测部检测出的实际温度的变化度是否超过预先设定的条件作为临界温度进行检测。另外，上述温度测量装置还可以包括：理想温度设定部，设定所述旋转部件的旋转中的预定时间中的理想温度；检测部，检测所述温度测量部检测的实际温度和当时所述理想温度设定部设定的理想温度之差是否超过预设的阈值。在本专利技术第二方面中，不设定温度上升量的临界，而设定实际温度的变化度的临界。在本专利技术第一方面中，根据温度的上升量检测作为损坏等的征兆的临界温度，但是可知仅仅如此可能无法恰当地检测损坏等征兆。的确，本专利技术第一方面中，可由用户设定理想温度，从而可以高自由度地对应，但是在即将损坏等之前为止温度上升较小，在即将损坏之前温度一下子上升的情况下，有时仅仅根据温度的变化量难以捕捉征兆。在本专利技术第二方面中，考虑上述情况进行验证的结果为，可知温度上升量变大之前实际温度的变化度(例如变化率(温度倾斜))增大的情况，将其作为损坏等的临界征兆检测。另一方面，仅靠实际温度的变化度可能无法对应所有情况，因此可以将设定理想温度作为实际温度的变化量的阈值的本专利技术第一方面和本专利技术第二方面组合。另外，本专利技术第二方面中，所述温度测量部可以针对每一个预定时间执行预定时间的实际温度测量，所述温度测量部可以针对所述旋转部件的每一个动作在各动作时间中执行实际温度测量。考虑实际温度在每个加工时间进行测量的情况和在每个加工(例如端铣刀的穿孔加工的各加工或侧面加工的各过程)进行测量的情况。另外，优选地，对于由所述温度测量部测量的实际温度，将各测量时间中的最高温度设定为实际温度值。另外，所述温度变化检测部将所测量的实际温度和之前测量的实际温度的变化率作为所述变化度计算，在所述临界温度测量部中，检测算出的变化度是否超过预设的阈值。作为检测的实际温度的变化度，还考虑设定实际温度的变化率的临界作为阈值。另外，所述温度变化检测部将所测量的实际温度和之前测量的实际温度的温度差作为所述变化度计算，在所述临界温度测量部中，检测算出的变化度是否超过预设的阈值作为检测的实际温度的变化度，除观察上述实际温度的变化率的情况之外，考虑设定当前的实际温度和算之前测量的实际温度的温度差的临界作为阈值，例如与1次之前(或数次之前)的差或与数次量的平均的差等。而且，所述温度变化检测部将各预定时间或各动作时间的所述实际温度的积分值作为所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度测量装置，所述温度测量装置用于加工装置中以旋转轴为中心自由旋转的旋转部件，所述加工装置夹持所述旋转部件并与所述旋转部件协作并同轴旋转，其特征在于，所述温度测量装置包括：理想温度设定部，设定所述旋转部件的旋转中的理想温度；温度测量部，测量所述旋转部件的旋转中的实际温度；以及检测部，检测由所述温度测量部测量的实际温度和由所述理想温度设定部设定的理想温度之差是否超过预先设定的阈值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.25 JP 2015-0350731.一种温度测量装置，所述温度测量装置用于加工装置中以旋转轴为中心自由旋转的旋转部件，所述加工装置夹持所述旋转部件并与所述旋转部件协作并同轴旋转，其特征在于，所述温度测量装置包括：理想温度设定部，设定所述旋转部件的旋转中的理想温度；温度测量部，测量所述旋转部件的旋转中的实际温度；以及检测部，检测由所述温度测量部测量的实际温度和由所述理想温度设定部设定的理想温度之差是否超过预先设定的阈值。2.如权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于，通过预先设定有所述旋转部件和所述温度测量装置的运转条件下的理想温度的计算式来计算由所述理想温度设定部设定的理想温度。3.如权利要求1或2所述的温度测量装置，其特征在于，所述计算式为T＝Ts+(T0-Ts)exp(-t/Tm)数1Ts：密度为ρ，比热为C，与外部的热传导率为α，圆柱的初始温度为T0，发生急剧变化时阶跃响应中的外部阶跃温度Tm：ρCD/4α。4.如权利要求1所述的温度测量装置，其特征在于，由所述理想温度设定部设定的理想温度根据示出预定时间和温度的关系的时间/温度表来确定。5.如权利要求1至4中任一项所述的温度测量装置，其特征在于，所述检测部在超过所述阈值时检测出临界温度。6.一种温度测量装置，其特征在于，所述临界温度在权利要求2至4中任一项所述的理想温度中的任一个温度超过阈值时作为临界温度进行检测。7.一种温度测量装置，所述温度测量装置用于加工装置中以旋转轴为中心自由旋转的旋转部件，所述加工装置夹持所述旋转部件并与所述旋转部件协作并同轴旋转，其特征在于，所述温度测量装置包括：温度测量部，测量所述旋转部件的旋转中的实际温度；温度变化检测部，检测由所述温度测量部测量的实际温度的变化度；以及临界检测部，将由所述温度变化检测部检测出的实际温度的变化度是否超过预先设定的条件作为临界温度进行检测。8.如权利要求7所述的温度测量装置，其特征在于，所述温度测量部针对每个预定时间执行预定时间的实际温度测量。9.如权利要求7所述的温度测量装置，其特征在于，所述温度测量部针对所述旋转部件的每一个动作在各动作时间中执行实际温度测量。10.如权利要求7至9中任一项所述的温度测量装置，其特征在于，对于由所述温度测量部测量的实际温度，将各测量时间中的最高温度设定为实际温度值。11.如权利要求7至10中任一项所述的温度测量装置，其特征在于，所述温度变化检测部计算出所测量的实际温度与之前测量的实际温度的变化率并将其作为所述变化度，所述临界温度测量部对计算出的变化度是否...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本宪吾，山本泰三，新堂正俊，荒木雅史，榎本正敏，
申请(专利权)人：株式会社山本金属制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP