CN101641175B

CN101641175B - 钻机装置

Info

Publication number: CN101641175B
Application number: CN2008800077877A
Authority: CN
Inventors: 大塚贤二
Original assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Current assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Priority date: 2007-02-05
Filing date: 2008-02-01
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2028-02-01
Also published as: TWI333876B; WO2008096681A1; KR20090108617A; TW200936279A; JP2008188703A; KR101066060B1; EP2127790A1; JP4787768B2; EP2127790B1; EP2127790A4; US20100028093A1; CN101641175A

Abstract

本发明的钻机装置为了防止小直径刀具的寿命短缩而不对小直径刀具施加大的负担。以钻机马达(46)作为驱动源驱动环形刀具转动的电钻通过具有进给马达(20a)的钻机进给部接近被加工体，由环形刀具进行被加工体的穿孔。在穿孔的过程中，钻机马达(46)的马达电流由马达电流检测器(50)检测。主控制部(64)比较由马达电流检测器(50)获得的检测结果与预先设定的比较值，识别穿孔过程中的上述环形刀具的刀具直径，根据上述识别结果对每个上述刀具直径设定控制模式。

Description

钻机装置

技术领域

本发明涉及用于被加工体的穿孔同时可安装不同直径的刀具的钻机装置。

背景技术

在钻机装置中，由于环形刀具(刀具)的直径、刀具对被加工体的压力、被加工体的种类或材质、切屑对刀具的排屑槽的堵塞等，负荷会产生变化。在对比较小直径的刀具施加过大负荷的情况下，会使刀具的寿命短缩。

因此，在专利文献1中公开了检测对被加工体进行开孔时的驱动用马达的电流(马达电流)、在该马达电流超过预先设定的基准值时停止开孔作业的过负荷监视装置。

另外，在具有自动进给机构的钻机装置中，以往，根据马达电流的变化控制进给速度。例如，对进给量的控制设定为两段阶，即，当马达电流超某一水平时转移到反复进行“进给完全停止”→“进给动作”的断续运行模式，或当切削中马达电流超过某一水平时转移到比通常切削的进给特性慢的进给特性的模式。

专利文献1：日本特开2005-52914号

但是，进给速度的控制由于是不管刀具直径的大小而以使过负荷检测水平相同的方式进行的，随着刀具直径变小，相对切削时的推力方向的力而言转动负荷力矩变小，若不向刀具施加过大的推力方向的力的话就不能达成过负荷停止，所以对刀具施加大的负担，使得寿命短缩。

另外，当进给量过少时，切屑变细，排出性恶化。在这种情况下，最终切屑会堵塞刀具的排屑槽，因为切屑不能排出而有可能使切削不能进行。另外，当完全停止进给时，有时切屑会进入被切削体和刀尖之间，这样刀尖有可能无法进入被切削体而无法进行切削。该现象在小直径刀具的情况下显著出现，存在刀具寿命短缩的问题。

发明内容

本发明的目的是解决这样的由刀具直径引起的刀具的寿命短缩、马达过负荷等问题。

即，本发明提供一种钻机装置，其具备将钻机马达作为驱动源来驱动刀具转动的电钻、和使上述电钻相对于被加工体往复运动的钻机进给部，驱动上述电钻及上述钻机进给部对上述被加工体进行穿孔；在该钻机装置中，具有检测流过上述钻机马达的电流的马达电流检测器、和控制上述钻机马达的通电的控制部；上述控制部基于在规定钻机进给速度下的上述马达电流检测器的检测电流来识别穿孔中的上述刀具的直径，根据上述识别结果对每个上述刀具直径设定控制模式。

具体来讲，上述控制部对应上述刀具的能够使用的刀具直径设定多个比较值，比较上述比较值与由上述马达电流检测器检测的上述检测电流，识别上述刀具直径。

更具体来讲，上述比较值是使用具有规定的第一刀具直径的刀具测量的第一比较值、以及使用具有比该第一刀具直径小的第二刀具直径的刀具测量的第二比较值；上述控制模式是该检测电流为该第一比较值以上的大直径模式、该检测电流比该第一比较值小且为该第二比较值以上的中直径模式、以及该检测电流不足该第二比较值的小直径模式这三种。

另外，上述控制部根据上述刀具直径设定了上述控制模式之后，将上述钻机进给部的控制设为通常的进给控制。

进而，上述控制部能够对每个上述控制模式分配与刀具直径对应的控制程序，在执行过程中由上述马达电流检测器检测出的马达电流超过预先设定的阀值时使上述钻机马达及上述钻机进给部的进给马达停止。

附图说明

图1是从电钻的方向看钻机装置的整体构成的外观图。

图2是图1的右视图。

图3是表示图1的钻机装置的电路构成的电路图。

图4是表示本发明的实施方式的处理的流程图。

图5是表示图4的通常进给控制的详细情况的流程图。

具体实施方式

以下，用图1至图5说明本发明的钻机装置的实施方式。

图1、图2是表示钻机装置整体构成的外观图，图2是图1的右视图。

(钻机装置的构成)

如图1及图2所示，钻机装置100在本体10的下表面设置在内部具有电磁铁的电磁基座12，在本体10的一个侧面设置可上下方向移动的滑板14。在该滑板14上支承电钻16。

进而，在本体10设置使滑板14上下运动的钻机进给部20和手柄18。钻机进给部20内置有进给马达，由此能够经由钻机进给部20内的传递机构可使电钻16在上下方向移动。另外，也能够将该进给马达的输出系统的离合器分离，进行手动转动手柄18而经由钻机进给部20内的传递机构使电钻16上下运动的手动操作。

电钻16内置有钻机马达(AC马达)，由该钻机马达的转动使安装在主轴22上的环形刀具24转动。在环形刀具24上可从环形刀具24的下表面自由出没地设置中心销24a。主轴22由从本体10的下端部向侧方延伸的托架26可上下运动地支承。

在本体10的在图1中看时为左侧的侧面，设置后述的由电源开关28及电钻开关34构成的旋转开关30。

(钻机装置的操作)

接着，对钻机装置100的一般操作进行说明。

在图1及图2中，操作者把钻机装置100设置在被加工体(未图示)的规定位置上之后，把旋转开关30从“OFF”的位置转向“电源ON”的位置，接通后述的电源开关28。由此，对电磁基座12内的电磁铁施加电压，钻机装置100固定在被加工体上。接着，操作者把旋转开关30从“电源ON”的位置转向“电钻ON”的位置，接通后述的电开关34，此时，电钻16的钻机马达开始转动，主轴22及安装在其上的环形刀具24开始转动，同时由钻机进给部20使电钻16下降，环形刀具24的末端与被加工体的表面接触。当电钻16进一步下降时，能够环形刀具24一边转动一边进入被加工体内，在被加工体上形成穿孔。

在完成了穿孔的情况下，进给马达反向转动，电钻16到达规定位置时，进给马达、电钻16停止。另外，在想要停止驱动电钻16的情况下，把旋转开关30从“电钻ON”的位置转向“电源ON”的位置，切断电钻开关34。通过切断电钻开关34而切断钻机马达的通电，电钻16停止转动，同时切断进给马达的通电，电钻16停止下降。

(钻机装置的电路构成)

图3是表示钻机装置100的电路构成的电路图。

交流电源(例如AC100V)40经由电源开关28与全波整流器42连接，对该整流输出连接电磁基座12的电磁铁的电磁线圈12a。另外，对交流电源40进行降压的变压器44经由电钻开关34及电源开关28与交流电源40连接。

进而，在电钻开关34和交流电源40之间，串联连接钻机马达46、钻机马达控制部48及马达电流检测器50，同时串联连接进给马达电源电路52、进给马达控制部54及钻机进给部20的进给马达20a。

判别进给马达20a的状态的进给马达NG判别部56与进给马达20a连接，另外，磁性断线检测电路58与电磁线圈12a连接，这些与控制钻机马达控制部48的主控制部64连接。

检测钻机装置100的横向错位的横向错位检测器60、防止已停止的钻机马达46再起动的再起动防止检测电路62、显示动作状态的LED显示器68、由变压器44的输出电压生成主控制部64用的直流电源的电源电路70分别与主控制部64连接。

主控制部64具有例如CPU、ROM64a、RAM及接口电路等而构成，在该ROM64a中存储含有图4及图5所示的处理的程序及在判断步骤中使用的比较值和阀值。

图4是表示本发明的实施方式的处理的流程图。该处理由主控制部64执行。

(钻机装置的动作)

接着，参照图1至图4来说明钻机装置100的动作。

首先，操作者把电源软线的插头插入电源插座后，把钻机装置100设置在被加工体的规定位置。接着，把旋转开关30从“OFF”的位置转向“电源ON”的位置，接通电源开关28，此时，对全波整流器42施加交流电源40，由全波整流器42使电磁线圈12a励磁(S101)。

在此，当把旋转开关30从“电源ON”的位置转向“电钻ON”的位置而接通电钻开关34时，通过电源电路70动作而使主控制部64动作，该主控制部64使钻机马达控制部48动作，使钻机马达46转动(S102)。

另外，通过接通电钻开关34，进给马达电源电路52及进给马达控制部54动作，以一定的进给速度驱动钻机进给部20的进给马达20a而使电钻16下降(S103)。

通过利用钻机进给部20使电钻16下降，环形刀具24到达被加工体，但因为环形刀具24刚接触被加工体之后的钻机马达46的电流与穿孔中的电流相比不稳定，所以从检测结果中除去(S104)。在环形刀具24接触被加工体以后，由主控制部64判断钻机马达46有无马达电流Im、即负荷检测(S105)。有负荷检测时(S105：Yes)，执行环形刀具24的刀具直径的识别处理。

首先，由主控制部64判断由马达电流检测器50所检测的检测值是否在比较值以上(S106)。此时，作为比较值，预先设定使用具有规定的第一刀具直径的刀具测量到的第一比较值(以下称为“比较值x”)、以及使用具有比该第一刀具直径小的第二刀具直径的刀具测量到的第二比较值(以下称为“比较值y”)。在此，“第一刀具直径”以及“第二刀具直径”根据各自使用的刀具形状或材质等、被加工体的材质等进行适当设定。

另外，若钻机马达46的马达电流Im在比较值x(A)以上(“马达电流Im≥比较值x”，S106：Yes)的话，则由主控制部64判断环形刀具24的直径是大直径，设定大直径模式(S107)。

另外，在步骤S106中判断出“马达电流Im＜比较值x”时(S106：No)，由主控制部64根据与比较值x不同的比较值y(A)(其中x＞y)判断“马达电流Im≥比较值y”是否成立(S108)。在判断出“马达电流Im≥比较值y”时(S108：Yes)，由主控制部64判断环形刀具24的直径为中直径，设定中直径模式(S109)。另外，在“马达电流Im＜比较值y”成立时(S108：No)，由主控制部64判断环形刀具24的直径是小直径，设定小直径模式(S110)。

当完成上述步骤S107、S109、S110中的任意一个处理时，由进给马达控制部54执行缓慢提高钻机进给部20的进给速度的处理(S111)，在规定时间以后，执行通常的进给控制(S112)。在执行该控制的过程中，每隔规定时间由马达电流检测器50及主控制部64检测是否为无负荷状态(S113)。

在检测为无负荷状态的情况下(S113：Yes)，主控制部64判断对被加工体的穿孔已完成，使钻机进给部20的进给马达20a反向转动，使电钻16上升(S114)。在该上升过程中，在设于钻机进给部20的限位开关为接通的时刻，使电钻16停止转动，同时使进给马达20a停止(S115)。另外，在没有检测出无负荷状态的情况下(S113：No)，返回至步骤S112，继续进行通常进给控制。

(通常进给控制)

图5是表示图4的步骤S112的通常进给控制的详细情况的流程图。另外，在以下的处理中，各阈值a、b、c、d(A)具有a＞b＞c以及a＞d的关系。

当完成上述步骤S111的处理时，主控制部64检查有无来自进给马达NG判别部56、磁性断线检测电路58、横向错位检测器60等的NG信号(S201)。在有NG信号的情况下(S201：Yes)，主控制部64使进给马达20a及电钻16停止，同时根据NG内容将LED显示器68点亮(S202)。

另一方面，在没有NG信号的情况下(S201：No)，由主控制部64检查由步骤S106、S108判断的基于刀具直径的设定模式是大、中、小中的任意一个(S203)，执行对应于设定模式的控制程序(S204、S211、S213)。在例如是大直径模式的情况下(S203：大)，执行以与大直径吻合的进给速度进行控制、或者根据钻机马达46的马达电流Im加快或减速进给的大直径用控制程序(S204)。接着，比较钻机马达46的马达电流Im与阈值a(A)(S205)，由主控制部64判断“马达电流Im≥阈值a”时(S205：Yes)，判断过负荷发生，使进给马达20a及电钻16停止，同时将LED显示器68点亮(S207)。

另一方面，在步骤S205中，由主控制部64判断“马达电流Im＜阈值a”时(S205：No)，比较钻机马达46的马达电流Im与阀值d(A)(S208)，判断“马达电流Im≥阈值d”时(S208：Yes)，为了切断切屑，断续运行进给马达20a(S209)。该进给马达20a的断续运行(S209)反复进行，直至切断切屑、降低钻机马达46的负荷、在步骤S208中“马达电流Im＞阀值d”为No。

另外，在步骤S208中，由主控制部64判断“马达电流Im＜阀值d”时(S208：No)，执行图4中所说明的步骤S113的处理，在此若检测出为无负荷的话(S113：Yes)，进而由主控制部64执行步骤S114、S115的处理，完成穿孔作业，这与上述相同。

在步骤S203中，由主控制部64判断为中直径模式时(S203：中)，由主控制部64执行例如以与中直径吻合的进给速度控制、或者对应于钻机马达46的马达电流Im加快或减速进给的中直径用控制程序(S211)。接着，由主控制部64比较马达电流Im与阈值b(A)(S212)，在判断“马达电流Im≥阈值b”时(S212：Yes)，判断发生过负荷，使进给马达20a及电钻16停止，同时点亮LED显示器68(S207)。

另外，在步骤S203中，由主控制部64判断是小直径模式时(S203：小)，由主控制部64执行例如以与小直径吻合的进给速度控制、或者对应于钻机马达46的马达电流Im加快或减速进给的小直径用控制程序(S213)。进而，由主控制部64比较马达电流Im与阈值c(A)，在判断“马达电流Im≥阈值c”时(S214：Yes)，由主控制部64判断发生过负荷，使进给马达20a及电钻16停止，同时点亮LED显示器68(S207)。

进而，在由主控制部64在步骤S212中判断“马达电流＜阀值b”时(S212：No)、以及在步骤S214中判断“马达电流＜阀值c”时(S214：No)，由主控制部64执行在图4中说明过的步骤S113的处理，在检测出是无负荷的情况下(S113：Yes)，由主控制部64执行步骤S114、S115的处理，完成穿孔作业，这与上述相同。

综上所述，在判别环形刀具24的刀具直径为小直径刀具的情况下，能够形成不完全停止钻机进给、而且进给量不会过慢的控制。另外，在大直径的情况下，因为进给量过大的话会对环形刀具24过分施加负荷，过负荷保护功能立即作用，环形刀具停止下来，所以如步骤S208、S209所示，对进给控制适用断续运行而加以对应。在大直径的情况下，在此基础之上，在电钻16的电流值超过某一水平时，也可以适用不完全停止钻机进给、而且进给量不会过快的控制。进而，对中直径刀具而言，例如根据刀具直径可选择与小直径刀具控制或大直径刀具控制同样的控制，可设定与中直径刀具吻合的适当的进给量。

如以上说明的那样，按照本实施方式，由于检测环形刀具24的刀具直径并分类为大、中、小的直径，把过负荷检测水平设为与各自的直径吻合的值，进而进行进给控制的变更，所以，可不损害操作性地提高刀具寿命及耐久性。另外，可防止钻机马达46的烧损。

另外，在上述实施方式中，虽然在控制模式中将刀具直径分为大、中、小三种，但也可以是两种或四种以上。

Claims

1.一种钻机装置，所述钻机装置具备以钻机马达作为驱动源驱动刀具转动的电钻、和使所述电钻相对于被加工体往复运动的钻机进给部，驱动所述电钻及所述钻机进给部来对所述被加工体进行穿孔；其特征在于，具有：

对流过所述钻机马达的电流进行检测的马达电流检测器，和

对所述钻机马达的通电进行控制的控制部；

所述控制部与所述刀具的能够使用的刀具直径对应地设定多个比较值，比较在规定的钻机进给速度下的所述马达电流检测器的检测电流与所述比较值来识别所述刀具直径，根据该识别结果对每个所述刀具直径设定控制模式。

2.如权利要求1所述的钻机装置，其特征在于，所述比较值是使用具有规定的第一刀具直径的刀具测量到的第一比较值、以及使用具有比该第一刀具直径小的第二刀具直径的刀具测量到的第二比较值；

所述控制模式是该检测电流为该第一比较值以上的大直径模式、该检测电流比该第一比较值小且为该第二比较值以上的中直径模式、以及该检测电流不足该第二比较值的小直径模式这三种。

3.如权利要求1所述的钻机装置，其特征在于，所述控制部在根据所述刀具直径设定了所述控制模式之后，将所述钻机进给部的控制设成通常的进给控制。

4.如权利要求3所述的钻机装置，其特征在于，所述控制部对每个所述控制模式分配与刀具直径对应的控制程序，在控制程序的执行过程中由所述马达电流检测器检测出的马达电流超过预先设定的阀值时，使所述钻机马达及所述钻机进给部的进给马达停止。