CN102770223B - 移动式钻床 - Google Patents

Abstract

在移动式钻床中，当与驱动用的电机串联连接的电路零件产生了短路故障时，可靠地检测其状态，从而可靠地防止电机的误起动。该移动式钻床中的驱动电机控制电路（78）具有：主控制部（86）；相对于电源端子（38L，38M）与驱动电机（42）串联连接的双向可控硅（58）以及继电器（60）；与这些双向可控硅（58）以及继电器（60）关联的外围电路（44）（双向可控硅控制电路（66）、继电器控制电路（68）、双向可控硅检查判定部（70）、旁路电阻（72）等）；以及用于测定流过驱动电机（42）的电流的电流测定部（64）。

Description

移动式钻床

技术领域

本发明涉及用于对被加工物实施钻孔等切削加工的钻床，特别涉及在将其主体通过电磁铁等固定到被加工物的状态下进行切削加工的移动式的钻床。

背景技术

通常，移动式的钻床使用商用的交流电源，若通过用户接通电源开关，则主体的基部中嵌入的电磁铁通电，主体通过电磁铁的磁力被吸附固定在铁板等被加工物上。在如此将主体固定到被加工物的状态下，如果用户对启动开关进行导通操作，则在主体中内置的驱动电机将启动，对钻头等切削工具进行旋转驱动。然后，如果用户通过例如手动的手柄（handle）或者控制杆（Lever）降低切削工具而按到被加工物上，则切削工具一边旋转一边前进从而切削（例如穿孔）被加工物（例如，专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2007-196362

发明内容

发明要解决的课题

如上所述，移动式钻床在用户最初接通电源开关时，只是成为电磁铁导电而导致主体通过磁力被吸附固定到被加工物上的状态，在接着启动开关被操作为导通之前，驱动用的电机不启动。

但是，如果在控制驱动电机的电路上使用的电子元件尤其是与驱动电机串联连接的切换（switching）元件发生了短路故障，则在接入电源开关的瞬间，驱动电机将突然启动。除此之外，在该情况下，为了停止驱动电机的旋转，只能切断电源开关。

进而，在这种移动式钻床中，在驱动电机的启动时，为了缓和对在驱动电机和切削工具之间存在的齿轮等传动机构和工具保持部施加的冲击，有时采用通过切换元件的切换控制，逐渐提升流过驱动电机的负载电流的软启动的方法。但是，在如上所述那样切换元件发生了短路故障时，软启动无效，电机从最初开始就以大的短路电流起动。由此，传动机构和工具保持部受到强烈冲击而导致容易损坏或者劣化。

此外，在移动式钻床的各种机型中，也有能够代替手动的手柄操作而通过电机驱动的进给机构以电动方式进行切削工具相对于被加工物的进退移动的机型。在这样的机型中，如果在控制电动进给用的电机的电路中使用的电子元件、尤其是与进给电机串联连接的切换元件发生了短路故障，则在投入了电源开关的瞬间进给电机将意外启动，若开通（ON）离合器，则切削工具将前进移动。这也是应该改善的问题。

本发明为了解决上述那样的以往技术的问题而完成，提供一种在与驱动用的电机串联连接的电路零件发生了短路故障时，可靠地检测其状态从而可靠地防止电机的误起动的移动式钻床。

用于解决课题的方案

本发明的第1观点中的移动式钻床，具有：驱动电机，用于对切削工具进行旋转驱动；电机控制部，用于控制所述驱动电机的动作；移动式的主体，搭载所述驱动电机以及所述电机控制部；以及固定部，用于将所述主体固定到被加工物上，所述电机控制部具有：切换元件以及开闭器，相对于电源端子与所述驱动电机串联连接；第1电阻（72），与所述开闭器并联连接；第1判定部（70），与所述切换元件并联连接以便判定所述切换元件是否发生了短路故障；切换控制部，用于控制所述切换元件；以及开闭控制部（52，68），用于控制所述开闭器。

本发明的第2观点中的移动式钻床，具有：旋转驱动部，包含用于对切削工具进行旋转驱动的驱动电机；进给电机，用于使所述切削工具相对于被加工物前进移动或者后退移动；电机控制部，用于控制所述进给电机的动作；移动式的主体，搭载所述旋转驱动部、所述进给电机以及所述电机控制部；以及固定部，用于将所述主体固定到被加工物上，所述电机控制部具有：切换元件以及开闭器，相对于电源端子与所述进给电机串联连接；第1电阻（120），与所述开闭器并联连接；第1判定部（118），与所述切换元件并联连接以便判定所述切换元件是否发生了短路故障；切换控制部，用于控制所述切换元件；以及开闭控制部（52，116），用于控制所述开闭器。

在本发明的移动式钻床中，在通过固定部将主体固定到被加工物的状态下，通过切换控制部将切换元件保持在截止状态，通过开闭控制部将开闭器保持在截止状态，从而能够通过第1判定部判定切换元件是否发生了短路故障。进而，通过开闭控制部将开闭器保持在截止状态，通过切换控制部使切换元件导通，从而还能够判定开闭器是否发生了短路故障。此外，由于与开闭器并联连接了第1电阻，因此能够在将开闭器保持在截止状态的状态下进行切换元件的检查，能够抑制开闭器的损坏劣化和熔敷等。

在本发明一优选方式中，固定部具有被一体地编入主体的电磁铁，如果电源开关被接通则使电磁铁通电从而通过电磁力吸附到被加工物，如果电源开关被切断则停止电磁铁的通电从而解除电磁力的吸附。

在另一优选方式中，在电源开关被接通而固定部刚刚将主体固定到被加工物以便检查切换元件是否发生了短路故障之后，在电机控制部中，切换控制部将切换元件保持在截止状态，开闭控制部将开闭器保持在截止状态，第1判定部输出与所述切换元件的端子间电压的大小相应的判定结果。

在另一优选方式中，第1判定部具有：发光元件，与切换元件并联连接；光接收元件，与该发光元件相结合而构成光耦合器；以及二值信号产生电路，与该光接收元件连接，当光接收元件为非导通状态时产生第1逻辑值（高电平）的信号，当光接收元件为导通状态时产生第2逻辑值（低电平）的信号。更优选的是，设置与切换元件并联连接且与发光元件串联连接的第2电阻（90，126）。

在另一优选方式中，电机控制部具有：电流测定部，测定流过上述驱动电机或者进给电机的电流的电流值；以及第2判定部（52），用于判定开闭器是否发生了短路故障。该情况下，在电源开关被接通而固定部刚刚将主体固定到被加工物以便检查开闭器是否发生了短路故障之后，在电机控制部中，开闭控制部将开闭器保持在截止状态，切换控制部以期望的占空比对切换元件进行切换控制，第2判定部将通过电流测定部获得的电流测定值与规定的基准值进行比较，并输出与比较结果相应的判定结果。

此外，在另一优选方式中，在上述驱动电机或者进给电机根据规定的开关操作对工具保持部进行旋转驱动的期间，在电机控制部中，开闭控制部将开闭器保持在导通状态，切换控制部以期望的占空比对切换元件进行切换控制。

发明效果

根据本发明的移动式钻床，通过上述那样的结构以及作用，当与驱动用的电机串联连接的电路零件产生了短路故障时，能够可靠地检测其状态，可靠地防止电机的误起动，并且能够提高安全性即可靠性。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式中的移动式钻孔机构的外观的侧视图。

图2是表示上述实施方式中的移动式钻孔机构的电气系统的结构的方框图。

图3是表示双向可控硅检查判定部的一构成例的电路图。

图4是表示双向可控硅检查判定部的另一构成例的方框图。

图5是表示上述实施方式的移动式钻床中的整体动作的步骤的流程图。

图6表示上述实施方式中的电机控制电路检修的详细步骤。

图7是表示另一实施方式中的移动式钻孔机构的电气系统的结构的方框图。

图8A是表示上述另一实施方式中的电机控制电路检修的详细步骤的流程图。

图8B是表示上述另一实施方式中的电机控制电路检修的详细步骤的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的优选实施方式。

图1表示本发明的一实施方式中的移动式钻床的外观。该移动式钻床具有主体10，其将所需的机械零件以及电机/电子零件分别搭载或者安装到单元内的适当的位置。

该主体10包括载放在被加工物W上的立方体形状的底座部12、通过螺栓等被固定在该底座部12的前部且纵向延伸的柱状套管（casing）16、在该纵向柱状套管16的背后经由齿轮箱（gear box）18一体安装且在底座部12的上方横向延伸的柱状套管20。

底座部12由用于通过电磁力将主体10可装卸地固定到被加工物W的电磁铁22构成。在横向柱状的套管20中容纳了后述的驱动电机42（图2）。在齿轮箱18中容纳了与驱动电机42的输出轴进行驱动耦合的齿轮串（未图示）。在底座部12上安装了用于容纳被载放到该钻床的电路基板的电路箱26。在纵向柱状套管16中容纳了可装卸地保持作为切削工具的例如环状切削刀C的可旋转的保持部或者刀杆（arbor）（未图示）、用于将该刀杆相对于被加工物W上下进行前进或者后退移动的手动式的进给机构（未图示）等。

在该实施方式中，由驱动电机42、上述齿轮串、上述刀杆以及后述的驱动电机控制电路44（图2）构成用于将环状切削刀C旋转驱动的旋转驱动部。

在主体10的上部安装了架设在横向柱状套管20的后部和纵向柱状套管16的背部之间的把手28。该把手28为空心，在其后端部安装了用于通电缆（未图示）的鞘（sheath）30，在前端部设置了包含各种操作按钮（开关）和显示器等的操作盘32。此外，在纵向柱状套管16的一侧面安装了用于驱动手动式进给机构的操作杆或者手柄34。

图2以方框图的形式表示该钻床中的电气系统的电路结构。该钻床例如使用商用的单相交流电源36作为电源。在交流电源36和电源端子38L、38M之间例如电插入了按压按钮式的手动的电源开关40。若接通该电源开关40（开关导通），则电气系统的各部分成为动作状态或者可动作状态。若该电源开关被切断（开关截止），则电气系统的所有电路成为动作停止或者中止状态。

驱动电机42例如由电流整流子电动机构成，与电源端子38L、38M电连接。在电源端子38L、38M上还连接了用于控制驱动电机42的动作的驱动电机控制电路44、用于生成直流的内部电源电压的直流电源电路46以及电磁铁22等。

电磁铁22经由全波整流电路48以及断路检测电路50与电源端子38L、38M连接。全波整流电路48对商用交流进行全波整流，从而将直流的电流提供给电磁铁22。断路检测电路50在电源开关40接通时，检查电磁铁22中是否通电，如果电磁铁22没有通电，则判定为电磁铁22的线圈断线，从而对主控制部52提供警报信号。

直流电源电路46例如由串联稳压器（series regulator）或者三端稳压器构成，经由降压变压器54将输入的商用的交流电压变换为直流的电压，从而将额定值不同的多个直流电源电压V_a、V_cc、V_dd…供电至各部分。

与降压变压器54的次级侧连接的过零检测电路56检测商用交流循环的过零点，并将后述的双向可控硅58的各个循环的切换控制所需的商用频率的定时脉冲提供给主控制部52。

驱动电机控制电路44包括主控制部52、相对于电源端子38L、38M与驱动电机42串联连接的半导体的切换元件即双向可控硅（切换元件）58以及机械式继电器（开闭器）60、与这些双向可控硅58以及继电器60关联的外围电路62、用于测定流过驱动电机42的电流的电流测定部64等。

主控制部52由微机构成，根据在内部的存储装置（ROM）中存储的软件（程序），不仅控制驱动电机控制电路44内的各部分，还关于该钻床中的所有功能、动作以及时序进行单独或者统一的控制。

外围电路62包括根据来自主控制部52的控制信号对双向可控硅58进行切换控制的双向可控硅控制电路66、根据来自主控制部52的控制信号来控制继电器60的继电器控制电路68、通过后述的双向可控硅检查来发出判定结果的双向可控硅检查判定部70、与继电器60并联连接的旁路电阻72等。

电流测定部64由以下部件构成：由在使驱动电机42中流过电流的导体例如线缆上安装的变流器（Current transformer）构成的电流检测部74、以规定的放大率放大该电流检测部74的输出信号的放大电路76、基于该放大电路76的输出信号运算流过驱动电机42的电流（电机电流）的电流测定值的电流测定电路78。电流测定电路78具有A/D变换器以及数字运算电路。另外，该电流测定电路（A/D变换器以及数字运算电路）78也可以被编入主控制部52中。

在主控制部52上还连接了用于使驱动电机42启动（即起动环状切削刀C的旋转驱动）的启动开关80、用于使驱动电机42停止（即停止环状切削刀C的旋转驱动）的停止开关82、显示各种警报和动作状态等的显示器84等。

启动开关80以及停止开关82例如由按压按钮式的手动开关构成，显示器84例如由LED灯构成。这些开关80、82以及显示器84与电源开关40一起被设置在操作盘32（图1）上。

图3表示双向可控硅检查判定部70的优选的一构成例。在该构成例中，使用光耦合器86，将由光耦合器86的发光元件88和旁路电阻90构成的串联电路与双向可控硅58并联连接。

发光元件88由以互相反向极性并联连接的一对发光二极管88a、88b构成。光耦合器86的光接收元件92例如由光电晶体管构成，其发射极端子与接地电位V_ss的端子连接，集电极端子经由电阻94与直流的电源电压V_cc的端子连接，并且作为输出端子还与主控制部52的输入端口连接。

在该构成例中，光耦合器86的输出信号SA依赖于双向可控硅58的端子（T₁-T₂）间电压。即，当双向可控硅58的端子（T₁-T₂）间电压大于规定的阈值V_TH时，在旁路电阻90以及发光元件88（根据极性，发光二极管88a、88b中的一个）中流过一定值以上的大小的电流，发光元件88发光，光电晶体管92导通，从而输出信号SA成为与接地电位V_ss大致相等的低电平（L电平）。但是，当双向可控硅58的端子（T₁-T₂）间电压小于上述阈值V_TH时，在旁路电阻90以及发光元件88中几乎不流过电流，发光元件88不发光，因此光电晶体管92成为非导通状态，输出信号SA成为与电源电位V_cc大致相等的高电平（H电平）。

该双向可控硅检查判定部70如上述那样使用光耦合器86，因而将流过电机电流的驱动电路系统和主控制部86侧的控制系统电绝缘分离，因此成为对控制系统的安全性有利的结构。

作为双向可控硅检查判定部70的另一构成例，也可以如图4所示，对双向可控硅58仅并联连接旁路电阻90，通过判定电路96将旁路电阻90的端子间电压与规定的基准值进行比较，并根据比较结果而发出二值的判定结果（输出信号SA）。但是，在该构成例中，将电机驱动电路和控制电路电分离所需的绝缘电路的零件数增多，成本提高。

图5表示该移动式钻床中的整体动作的步骤。

用户握住主体10的把手28能够将该移动式钻床搬运到任意的场所，在放置到被加工物W上的期望的位置之后，接通电源开关40。

如果电源开关40接通（步骤A₁），则来自交流电源36的交流电力经由电源端子38L、38M，不仅供电至驱动电机控制电流44，还供电至电磁铁22。在驱动电机控制电流44中，主控制部52展开控制程序而开始控制动作，最初进行电机控制电路内的检修（步骤A₂）。该电机控制电路检修处理的结果，在如后述那样检修对象的电气零件不良时，在电源开关40被切断之前持续发出表示情况的警报显示（NG显示）（步骤A₃→A₄→A₅）。电机控制电路检修处理（步骤A₂）是作为本发明的特征的功能，在后面详细叙述。

进而，主控制部52从断路检测电路50获取电磁铁22是否正常通电、即主体10是否通过电磁铁22的磁力被牢固地固定在被加工物W的确认信息，在电磁铁22没有通电时通过显示器84发出规定的警报。

通常，在电源开关40接通后，用户手动对启动开关80进行导通操作。如果启动开关80导通（步骤A₇），则响应于该情况而启动驱动电机42（步骤A₈）。主控制部52为了使驱动电机42进行旋转动作，将继电器60保持在导通状态，并通过双向可控硅检查判定部70对双向可控硅58进行切换控制。

优选的是，在使驱动电机42启动时采用软启动。即，与商用电源电压的各个半循环同步而线性地改变施加到双向可控硅58的栅极G的触发信号的相位，使得在驱动电机42中流过驱动电流的占空比从最小值向最大值逐渐增大。由此，驱动电机42从静止状态平稳地将旋转速度提升至设定值，因此能够抑制给齿轮等传动机构和刀杆带来的启动时的冲击。

用户在将启动开关80导通之后，对手柄34进行正向（图1中为逆时针方向）的转动操作，从而降低环状切削刀C而按到被加工物W上。于是，环状切削刀C一边旋转一边向被加工物W中前进，通过其反作用导致驱动电机42的转矩上升，电机电流即负载电流增大。

主控制部52在切削加工中通过电流测定部64监视负载电流（步骤A₁₀）。在该监视中，将负载电流的测定值与规定的基准值进行比较，并根据其比较结果来判断负载电流是否变得过大（即是否成为过负荷）。在成为过负荷状态时，采取通过显示器84进行规定的警报显示或者强制性地停止驱动电机42等的安全措施。

如果环状切削刀C通过上述那样的手柄34的转动操作而深陷至被加工物W中或者将被加工物W贯通而完成所期望的切削加工，则用户将手柄34进行反向（图1的顺时针）的转动操作，升高（往复）环状切削刀C，之后按压停止开关82的按钮。

如果停止开关82被操作（步骤A₉），则响应于此而停止驱动电机42（步骤A₁₁）。主控制部52为了结束驱动电机42的旋转动作，停止对于双向可控硅58的切换控制，将继电器60切换到截止状态。

通常，用户在停止了驱动电机42的旋转之后，暂时切断电源开关40（步骤A₆）。由此，电机控制电路44的各部分都成为截止状态，同时电磁铁22的通电也停止，主体10从磁力的吸附固定状态被释放，能够从被加工物W分离。

图6表示该实施方式中的上述电机控制电路的检修动作（步骤S₂）的详细步骤。

如上所述，该检修动作（步骤S₂）在电源开关76接通后立即执行。首先，主控制部52进行该检修动作以及后续的装置动作（步骤A₂~A₁₁）所需的初始化（步骤S₁₁）。

接着，主控制部52在确认了继电器60的截止状态以及双向可控硅58的截止状态之后（步骤S₁₂），获取双向可控硅检查判定部70的输出信号SA而判断双向可控硅58是否发生了短路故障。

即，在该检修时，由于不对双向可控硅58提供任何触发信号，因此如果双向可控硅58没有发生短路故障，则来自交流电源36的交流电流流过包含驱动电机42、双向可控硅检查判定部70（旁路电阻90以及发光二极管88a/88b）、旁路电阻72的闭合电路，而双向可控硅58中完全不流过。这时的电流值由交流电源36的电源电压、驱动电机42的线圈阻抗、旁路电阻90、72的电阻值规定，其被设定为使发光二极管88a/88b以充分的光强度发光。因此，在双向可控硅检查判定部70中，光电晶体管92导通，从而输出信号SA成为低电平。因此，如果获取的双向可控硅检查判定部70的输出信号SA为低电平，则主控制部52视为双向可控硅58正常而没有发生短路故障（步骤S₁₃）。

另外，这时，由于旁路电阻72的电阻值较大（例如100KΩ），因此在驱动电机42、双向可控硅检查判定部70、旁路电阻72等中流过的电流值较小，不足以使驱动电机42启动。

但是，如果双向可控硅58发生了短路故障，则即使不对双向可控硅58提供任何触发信号，双向可控硅58也会以短路状态来通过来自交流电源36的交流电流，因此在双向可控硅检查判定部70中不流过电流，这时输出信号SA依然保持高电平。因此，如果获取的双向可控硅检查判定部70的输出信号SA为高电平，则主控制部52视为双向可控硅58发生了短路故障（步骤S₁₃）。该情况下，在确认了继电器60的截止状态以及双向可控硅58的截止状态之后（步骤S₁₄），进行双向可控硅不良（NG）的判定输出（步骤S₁₅），并结束本次的电机控制电路的检修动作。

另外，这时旁路电阻72的电阻值也较大（例如100KΩ），因此在包含驱动电机42、双向可控硅检查判定部70、旁路电阻72等的闭合电路中流过的电流值较小，不足以使驱动电机42启动。

在通过上述的双向可控硅检查判定为双向可控硅58正常时，接着进行继电器60的检查。在该继电器检查中，主控制部52在通过继电器控制电路68将继电器60保持为截止状态的基础上，通过双向可控硅控制电路66将双向可控硅58导通（步骤S₁₆）。在该双向可控硅92的导通动作中，例如以期望的占空比（例如100%）仅在一定时间（例如0.1秒期间）内对双向可控硅58进行切换控制。

如果继电器60没有发生短路故障，则在那样的双向可控硅58的导通动作中，来自交流电源36的电流流过包含驱动电机42、双向可控硅58、旁路电阻72的闭合电路。通过将旁路电阻72的电阻值选择成相当高的值（几毫安以下），从而能够将这时的电流值设为相当低的值（几毫安以下）。这时，双向可控硅58导通的时间短并且旁路电阻72的电阻值较大，因此在包含驱动电机42、双向可控硅检查判定部70、旁路电阻72等的闭合电路中流过的电流值较小，不足以使驱动电机42启动。

但是，当继电器60因熔敷等导致产生了短路故障的情况下，在双向可控硅58的导通动作中，来自交流电源36的电流不通过旁路电阻72而流过包含驱动电机42、双向可控硅58、短路状态的继电器电路60的闭合电路，因此成为相当大的电流值（例如几安培以上）。这时，由于双向可控硅58导通的时间短，因此驱动电机42几乎不旋转。

主控制部52通过电流测定部64读入在双向可控硅58的导通动作中流过驱动电机42的电流的测定值I_m（步骤S₁₇），并将该电流测定值I_m与规定的基准值I_S进行比较（步骤S₁₈）。

然后，作为比较结果，在I_m>I_S时，视为继电器60发生了短路故障，在确认了继电器60的截止状态以及双向可控硅58的截止状态之后（步骤S₁₉），进行继电器不良（NG）的判定输出（步骤S₂₀），并结束本次的电机控制电路的检修动作。

此外，作为比较结果，在I_m<I_S时，视为继电器60正常而没有发生短路故障，在确认了继电器60的截止状态以及双向可控硅58的截止状态之后（步骤S₂₁），结束该电机控制电路的检修动作。

如上所述，在该实施方式中，在电源开关40接通之后立即检查双向可控硅58以及继电器60是否发生了短路故障，并在发生了短路故障时输出表示该情况的警报（NG判定）（步骤S₁₅、步骤S₂₀），促使用户停止作业即进行电源开关40的截止操作（步骤A₅），其中，双向可控硅58是用于控制由交流电机构成的驱动电机42的旋转动作的切换元件，继电器60是与该双向可控硅58串联连接的开闭器。这样，在驱动电机控制电路44的双向可控硅58或者继电器60发生了短路故障时，不启动驱动电机42而持续发出警报显示，因此能够提高该移动式钻床的安全性以及可靠性。

此外，在双向可控硅58的检查中使用的双向可控硅检查判定部70能够通过光耦合器86将电机驱动电路系统和主控制部52侧的控制电路系统电绝缘，因此能够实现控制电路系统的安全性。

此外，与双向可控硅58并联地并且与双向可控硅检查判定部70的发光元件88串联地连接电阻90，因此能够避免在双向可控硅58为截止状态且继电器60为导通状态或者短路状态时发光元件88中流过过大的电流的危险性。

进而，与继电器60并联连接的旁路电阻72的功能也重要。在不具备该旁路电阻72的情况下，在双向可控硅58的检查时必须将继电器60设为导通状态。但是，在该双向可控硅58发生了短路故障的情况下，在该检查中非常大的电流流过电机驱动电路。通过将继电器60设为截止，能够切断该大电流，但继电器60的负担增大，继电器触点容易损坏或者熔敷。在该实施方式中，由于具备旁路电阻72，因此能够如上述那样将继电器60保持为截止状态的状态下进行双向可控硅58的检查。因此，继电器60的负担被减轻，能够抑制继电器触点的损坏劣化和熔敷。

进而，通过具备旁路电阻72，能够进一步提高继电器检查的判定精度。即，在不具备旁路电阻72的情况下，在继电器60的检查中即使通过电流测定部64获得的电流测定值I_m为零，如果将驱动电机42的线圈断线的可能性也考虑在内，则也未必能够从速判断为继电器60没有发生短路故障。

关于这一点，根据该实施方式，在继电器检查中，当通过电流测定部64获得的电流测定值I_m低于基准值I_s时，通过进一步比较判定I_m是否为零，从而能够判别是驱动电机42的线圈断线，还是继电器60产生了短路故障。

在上述的实施方式中，在用于控制驱动电机42的动作的驱动电机控制电路44中使用的双向可控硅（切换元件）58或者继电器（开闭器）60产生了短路故障时可靠地检测其不良状态，从而可靠地防止或者避免驱动电机42的误起动。

另外，在移动式钻床中，有时代替手动的手柄操作，通过电机驱动的进给机构以电动方式进行切削工具相对于被加工物的进退移动。对于在这样的电动式的进给机构中用于控制进给电机的动作的电机控制电路也能应用本发明。

图7表示该实施方式的移动式钻床具备电动式的进给机构的情况下的电气系统的结构。图中对于与上述的实施方式具有相同的结构或者功能的部分赋予相同的参考标号，尤其与驱动电机42相关联的部分以简略的方框示出。

在具备电动式的进给机构的情况下，如图7所示，设置有进给电机100、自动进给开关102、用于控制进给电机100的动作的进给电机控制电路104。

这里，进给电机100例如由直流电动机构成，机械上，经由齿轮机构（未图示）与纵向柱状套管16内的进给机构（未图示）驱动连接，电气上，从直流电源电路46经由直流电源电压V_dd的电源端子而被供电。

进给电机控制电路104包括主控制部52、在电源电压端子V_dd和V_ss之间与进给电机100串联连接的半导体的切换元件即晶体管（切换元件）106以及机械式继电器（开闭器）108、与这些晶体管106以及继电器108关联的外围电路110、用于测定流过进给电机100的电流的电流测定部112等。

在外围电路110中包括：根据来自主控制部52的控制信号对晶体管106进行切换控制的晶体管控制电路114、根据来自主控制部52的控制信号来控制继电器108的继电器控制电路116、在后述的晶体管检查中发出判定结果的晶体管检查判定部118、与继电器108并联连接的旁路电阻120。

晶体管检查判定部118优选使用光耦合器122，将由光耦合器122的发光元件例如发光二极管124和旁路电阻126组成的串联电阻与晶体管110并联连接。光耦合器122的光接收元件例如光电晶体管128的发射极端子与接地电位V_ss的端子连接，集电极端子经由电阻130与直流的电源电压V_cc的端子连接，并且作为输出端子还连接到主控制部52的输入端口。

电流测定部112可以与驱动电机42侧所具备的电流测定部64为相同的结构，具有电流检测部132、放大电路134、电流测定电路136。

在整体动作（图5）中，如果使启动开关80导通（步骤A₇），则不仅是驱动电机42启动，进给电机100也开始旋转动作。然后，通过手柄操作接入联轴器（clutch）（未图示），则进给机构经由联轴器与进给电机100连结，切削工具C在进给电机100的驱动下下降。然后，如果被加工物W上被开孔，则主控制部52通过电流测定部64读取驱动电机42的负载电流的电流值，从而检测或者识别开孔的完成，将进给电机100倒转，提升（往复）切削工具C。这时，驱动电机42持续旋转状态。然后，如果切削工具C返回到原位置，则通过在纵向柱状套管16内由规定的滑板（未图示）按压规定的限位开关（未图示），从而驱动电机42以及进给电机100全部停止，电源开关40成为截止等待。如果用户切断电源开关40（步骤A₆），则主控制部52将驱动电机控制电路44以及进给电机控制电路104的各部分都设为截止状态，电磁铁22的通电也停止，从而主体10从磁力的吸附固定状态被释放，能够从被加工物W分离。

图8A以及图8B表示该实施方式中的驱动电机控制电路44以及进给电机控制电路104的检修动作（步骤A₂）的详细步骤。

该检修动作在电源开关40接通后立即执行。首先，主控制部52进行该检修动作以及后续的装置动作（步骤A₂~A₁₁）所需的初始化（步骤S₂₁）。

接着，主控制部86在确认了驱动电机42侧的第1继电器60的截止状态以及双向可控硅58的截止状态以及进给电机100侧的第2继电器108的截止状态以及晶体管106的截止状态之后（步骤S₂₂），最初与上述实施方式同样地，经由双向可控硅检查判定部70进行双向可控硅58的检查（步骤S₂₃）。

在该双向可控硅检查的结果，当判定为双向可控硅58发生了短路故障时，在确认了上述第1以及第2继电器60、108的截止状态、双向可控硅58的截止状态以及晶体管106的截止状态之后（步骤S₂₄），进行双向可控硅不良（NG）的判定输出（步骤S₂₅），并在该阶段结束本次的电机控制电路的检修动作。

在通过双向可控硅检查判定为双向可控硅58正常时，接着进行第1继电器60的检查。在该第1继电器检查中，主控制部52在将第1以及第2继电器60、108以及晶体管106保持为截止状态的基础上，通过双向可控硅控制电路66以期望的占空比（例如100%）仅在一定时间（例如0.1秒期间）内使双向可控硅58导通（步骤S₂₆），通过电流测定部64读取流过驱动电机42的电流的测定值I_m1，将电流测定值I_m1与基准值I_s1进行比较，从而根据该比较结果来判定第1继电器60是否发生了短路故障（步骤S₂₈）。

当判定为第1继电器60发生了短路故障时，在确认了上述第1以及第2继电器60、108的截止状态、双向可控硅58的截止状态以及晶体管106的截止状态之后（步骤S₂₉），进行第1继电器不良（NG）的判定输出（步骤S₃₀），并在该阶段结束电机控制电路的检修动作。另外，在第1继电器60发生了短路故障时，与上述实施方式同样地，由于双向可控硅58导通的时间短，因此驱动电机42几乎不旋转。

当判定为第1继电器60正常而没有发生短路故障时，在确认了上述第1以及第2继电器60、108的截止状态、双向可控硅58的截止状态以及晶体管106的截止状态之后（步骤S₃₁），在进给电机100侧进行晶体管106的检查（步骤S₃₂）。该晶体管检查通过晶体管检查判定部118进行，在晶体管检查判定部118的输出信号SB成为低电平时判定为正常（没有短路故障），如果依然是高电平则判定为不良（短路故障）。

当判定为晶体管106不良（短路故障）时，在确认了上述第1以及第2继电器60、108的截止状态、双向可控硅58的截止状态以及晶体管106的截止状态之后（步骤S₃₃），进行晶体管不良（NG）的输出判定（步骤S₃₄），并在该阶段结束本次的电机控制电路的检修动作。

在上述的晶体管检查中判定为晶体管106正常时，接着进行第2继电器108的检查。在该第2继电器检查中，主控制部52在将第1以及第2继电器60、108以及双向可控硅58保持为截止状态的基础上，通过晶体管控制电路114以期望的占空比（例如100%）仅在一定时间（例如0.1秒期间）内使晶体管106导通（步骤S₃₅），通过电流测定部112读取流过进给电机100的电流的测定值I_m2（步骤S₃₆），将电流测定值I_m2与基准值I_s2进行比较，从而根据该比较结果来判定第2继电器108是否发生了短路故障（步骤S₃₇）。

然后，当判定为第2继电器108发生了短路故障时，在确认了上述第1以及第2继电器60、108的截止状态、双向可控硅58的截止状态以及晶体管106的截止状态之后（步骤S₃₈），进行第2继电器不良（NG）的输出判定（步骤S₃₉），并在该阶段结束电机控制电路的检修动作。另外，在第2继电器108发生了短路故障时，与上述实施方式同样地，由于晶体管106导通的时间短，因此进给电机100几乎不旋转。

当判定为第2继电器108正常而没有发生短路故障时，在确认了上述第1以及第2继电器60、108的截止状态、双向可控硅58的截止状态以及晶体管106的截止状态之后（步骤S₄₀），结束本次的电机控制电路的检修动作。

如上所述，在该实施方式中，在电源开关40接通之后立即检查双向可控硅58以及第1继电器60是否发生了短路故障，还判定晶体管106以及第2继电器108是否发生了短路故障，并在其中的任一个发生了短路故障时进行表示该情况的NG判定以及警报显示（步骤S₂₅、步骤S₃₀、步骤S₃₄、步骤S₃₉、A₄），促使用户停止作业即进行电源开关40的截止操作（步骤A₅），其中，双向可控硅58是用于控制驱动电机42的旋转动作的切换元件，第1继电器60是与该双向可控硅58串联连接的开闭器，晶体管106是用于控制进给电机100的旋转动作的切换元件，第2继电器108是与该晶体管106串联连接的开闭器。

由此，在驱动电机控制电路44的双向可控硅58或者第1继电器60发生了短路故障时，不启动驱动电机42而持续发出规定的警报显示，从而提高该移动式钻床的安全性以及可靠性，不仅如此，在进给电机控制电路104的晶体管106或者第2继电器108发生了短路故障时，不启动进给电机100而持续发出规定的警报显示，从而能够提高该移动式钻床的安全性以及可靠性。

另外，也可以采用如下结构，即如果在启动开关80被导通操作之后，进给开关102被导通操作，则响应于该情况将进给电机100不经由联轴器就运转耦合到进给机构。该情况下也同样，在进给电机控制电路104的晶体管106或者第2继电器108发生了短路故障时，通过在电极控制电路检修处理（步骤A₂）之后立即进行规定的NG显示（步骤A₄），从而能够提高该移动式钻床的安全性以及可靠性。

此外，在进给电机控制电路104中，通过晶体管检查判定部118得到与上述双向可控硅检查判定部70同样的作用效果，通过旁路电阻120得到与上述旁路电阻72同样的作用效果。

以上，说明了本发明的优选实施方式，但本发明绝不限于上述的实施方式，在其技术思想的范围内能够实现其他实施方式或者各种变形。例如，在用于对工具保持部进行旋转驱动的旋转驱动部中也可以使用由直流电机构成的驱动电机以及与上述进给电机控制电路104具有相同的结构的直流用电机控制电路。或者，也可以在用于使工具保持部进退移动的自动进给驱动部中使用由交流电机构成的进给电机以及与上述驱动电机控制电路44具有相同的结构的交流用电机控制电路。在传动机构和工具保持部等中也可以实现各种结构或者形态。

Claims (20)

1.一种移动式钻床，具有：

驱动电机，用于对切削工具进行旋转驱动；

电机控制部，用于控制所述驱动电机的动作；

移动式的主体，搭载所述驱动电机以及所述电机控制部；以及

固定部，用于将所述主体固定到被加工物上，

所述电机控制部具有：

切换元件以及开闭器，相对于电源端子与所述驱动电机串联连接；

第1电阻，与所述开闭器并联连接；

第1判定部，与所述切换元件并联连接以便判定所述切换元件是否发生了短路故障；

切换控制部，用于控制所述切换元件；以及

开闭控制部，用于控制所述开闭器。

2.如权利要求1所述的移动式钻床，其中，

所述电机控制部具有：

电流测定部，测定流过所述驱动电机的电流的电流值；以及

第2判定部，用于判定所述开闭器是否发生了短路故障。

3.如权利要求2所述的移动式钻床，其中，

在电源开关被接通而所述固定部刚刚将所述主体固定到所述被加工物以便检查所述开闭器是否发生了短路故障之后，在所述电机控制部中，

所述开闭控制部将所述开闭器保持在截止状态，

所述切换控制部以期望的占空比对所述切换元件进行切换控制，

所述第2判定部将通过所述电流测定部获得的电流测定值与规定的基准值进行比较，并输出与比较结果相应的判定结果。

4.如权利要求1所述的移动式钻床，其中，

在所述驱动电机根据规定的开关操作而正常地进行旋转动作的期间，在所述电机控制部中，

所述开闭控制部将所述开闭器保持在导通状态，

所述切换控制部以期望的占空比对所述切换元件进行切换控制。

5.如权利要求1所述的移动式钻床，其中，

所述驱动电机是交流电机，所述电源端子与交流电源连接，所述切换元件是双向可控硅。

6.如权利要求1所述的移动式钻床，其中，

所述驱动电机是直流电机，所述电源端子与直流电源连接，所述切换元件是晶体管。

7.如权利要求1所述的移动式钻床，其中，

在电源开关被接通而所述固定部刚刚将所述主体固定到所述被加工物以便检查所述切换元件是否发生了短路故障之后，在所述电机控制部中，

所述切换控制部将所述切换元件保持在截止状态，

所述开闭控制部将所述开闭器保持在截止状态，

所述第1判定部输出与所述切换元件的端子间电压的大小相应的判定结果。

8.如权利要求7所述的移动式钻床，其中，

所述第1判定部具有：

发光元件，与所述切换元件并联连接；

光接收元件，与所述发光元件相结合而构成光耦合器；以及

二值信号产生电路，与所述光接收元件连接，当所述光接收元件为非导通状态时产生第1逻辑值的信号，当所述光接收元件为导通状态时产生第2逻辑值的信号。

9.如权利要求8所述的移动式钻床，具有：

第2电阻，与所述切换元件并联连接且与所述发光元件串联连接。

10.如权利要求1所述的移动式钻床，其中，

所述固定部具有被一体地嵌入所述主体的电磁铁，如果电源开关被接通则使所述电磁铁通电从而通过电磁力吸附到所述被加工物，如果电源开关被切断则停止所述电磁铁的通电从而解除电磁力的吸附。

11.一种移动式钻床，具有：

旋转驱动部，包含用于对切削工具进行旋转驱动的驱动电机；

进给电机，用于使所述切削工具相对于被加工物前进移动或者后退移动；

电机控制部，用于控制所述进给电机的动作；

移动式的主体，搭载所述旋转驱动部、所述进给电机以及所述电机控制部；以及

固定部，用于将所述主体固定到被加工物上，

所述电机控制部具有：

切换元件以及开闭器，相对于电源端子与所述进给电机串联连接；

第1电阻，与所述开闭器并联连接；

第1判定部，与所述切换元件并联连接以便判定所述切换元件是否发生了短路故障；

切换控制部，用于控制所述切换元件；以及

开闭控制部，用于控制所述开闭器。

12.如权利要求11所述的移动式钻床，其中，

所述电机控制部具有：

电流测定部，测定流过所述进给电机的电流的电流值；以及

第2判定部，用于判定所述开闭器是否发生了短路故障。

13.如权利要求12所述的移动式钻床，其中，

在电源开关被接通而所述固定部刚刚将所述主体固定到所述被加工物以便检查所述开闭器是否发生了短路故障之后，在所述电机控制部中，

所述开闭控制部将所述开闭器保持在截止状态，

所述切换控制部以期望的占空比对所述切换元件进行切换控制，

所述第2判定部将通过所述电流测定部获得的电流测定值与规定的基准值进行比较，并输出与比较结果相应的判定结果。

14.如权利要求11所述的移动式钻床，其中，

在所述进给电机根据规定的开关操作而正常地进行旋转动作的期间，在所述电机控制部中，

所述开闭控制部将所述开闭器保持在导通状态，

所述切换控制部以期望的占空比对所述切换元件进行切换控制。

15.如权利要求11所述的移动式钻床，其中，

所述进给电机是交流电机，所述电源端子与交流电源连接，所述切换元件是双向可控硅。

16.如权利要求11所述的移动式钻床，其中，

所述进给电机是直流电机，所述电源端子与直流电源连接，所述切换元件是晶体管。

17.如权利要求11所述的移动式钻床，其中，

在电源开关被接通而所述固定部刚刚将所述主体固定到所述被加工物以便检查所述切换元件是否发生了短路故障之后，在所述电机控制部中，

所述切换控制部将所述切换元件保持在截止状态，

所述开闭控制部将所述开闭器保持在截止状态，

所述第1判定部输出与所述切换元件的端子间电压的大小相应的判定结果。

18.如权利要求17所述的移动式钻床，其中，

所述第1判定部具有：

发光元件，与所述切换元件并联连接；

光接收元件，与所述发光元件相结合而构成光耦合器；以及

二值信号产生电路，与所述光接收元件连接，当所述光接收元件为非导通状态时产生第1逻辑值的信号，当所述光接收元件为导通状态时产生第2逻辑值的信号。

19.如权利要求18所述的移动式钻床，具有：

第2电阻，与所述切换元件并联连接且与所述发光元件串联连接。

20.如权利要求11所述的移动式钻床，其中，

所述固定部具有被一体地嵌入所述主体的电磁铁，如果电源开关被接通则使所述电磁铁通电从而通过电磁力吸附到所述被加工物，如果电源开关被切断则停止所述电磁铁的通电从而解除电磁力的吸附。