[发明专利]温度测量装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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

发明内容

发明要解决的问题

因此，本发明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

本发明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。

在本发明第一方面中,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，因此在本发明第一方面中,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＝T_s+(T₀-T_s)exp(-t/T_m) 数1

Ts：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。