CN103153508B - 打孔加工控制方法以及打孔加工装置 - Google Patents

Abstract

【课题】为了在具有通过由不同材质的材料形成而划分的多个形成区域的工件上形成孔，在基于作用于钻头的负载扭矩，能够自动地判别形成有孔的2个以上的加工对象层的同时，谋求以对各加工对象层设定的加工条件进行打孔加工的简易化以及加工效率的提升。【解决手段】在具有由不同材质的材料划分的形成层51-56的工件50上形成孔70的打孔加工装置中，加工对象层判定单元基于打孔加工的开始和作用于钻头4的负载扭矩的变化，按照打孔加工的顺序判定加工对象层51a-56a，加工条件决定单元决定对应于各加工对象层的形成材料的设定加工旋转速度以及设定加工前进速度，驱动控制单元以钻头4在设定加工旋转速度以及设定加工前进速度下形成孔70的方式，控制主轴马达以及进给马达。

Description

打孔加工控制方法以及打孔加工装置

技术领域

本发明涉及一种通过工件与工具间的相对地旋转运动/进给运动，在工件上形成孔的打孔加工控制方法以及打孔加工装置，更为具体地是涉及一种在具有多个形成区域的工件（例如，层叠体）上形成孔的打孔加工控制方法以及打孔加工装置，上述多个形成区域通过由不同材质的材料形成而划分。

背景技术

为了在工件上形成孔，具备使工件和工具（例如钻头）进行相对地旋转运动以及进给运动的驱动装置的打孔加工装置已经为人们所知（例如，参照专利文献1-5）。

在通过此类打孔加工装置在工件上形成孔的情况下，对应工件的形成材料的材质或孔的深度等，从谋求加工精度或加工效率的提高或者对切削工具的保护的观点出发，包含工件与工具间的旋转运动的旋转速度或者进给运动的进给速度的加工条件，预先被模式化设定（例如，参照专利文献2），另外，对应作用于打孔加工中的工具的负载扭矩进行设定（例如，参照专利文献3-5）。并且，为了形成深孔，也有使工具暂时地后退，在排出切粉后，使其再次前进，实施分级进给加工的情况（例如，专利文献2、3）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-50942号公报

专利文献2：日本特开平5-50311号公报

专利文献3：日本特开平5-21683号公报

专利文献4：日本特开2004-1120号公报

专利文献5：日本特开2002-120219号公报

发明内容

（发明要解决的问题）

作为打孔加工对象的工件，具有通过由不同材质的材料形成而划分的多个形成区域的情况下（例如，为由彼此相接的层通过由不同材质的材料形成而划分的多个形成层构成的层叠体的情况），从加工精度或加工效率的提升，工具的保护或者加工后的工件的品质（例如，毛刺的有无）的提升等的观点出发，优选以适宜于形成各区域材料的加工条件进行打孔加工。

另外，伴随着强度优异并且轻量的复合材料的普及，在由复合材料，例如CFRP（Carbon Fiber Reinforced Plastics碳纤维强化树脂）和金属构成的层叠体等的具有层叠构造的部件上实施打孔加工的构造物也越来越多。

但是，对于此类具有通过由不同材质的材料形成而划分的多个形成区域的工件，如果每当各形成区域上的打孔加工开始时，作业者要进行对应该形成区域的加工条件的设定或者对预先设定的加工条件的选择的话，会耗费时间，导致加工效率低下。另外，优选防止使形成有孔的工件的品质降低的形状的产生，例如防止孔贯通工件的情况下的毛刺或起毛的发生，或者彼此相接的形成区域间或层间的剥离的发生等。

本发明鉴于此类的情况而作出，其目的在于，为了在具有通过由不同材质的材料形成而划分的多个形成区域的工件上形成孔，能够在自动地判别形成有孔的2个以上的加工对象层的同时，谋求以对各加工对象层设定的加工条件进行打孔加工的简易化以及加工效率的提升。

此外，本发明以谋求打孔加工装置的成本削减以及形成有孔的工件的品质的提升为目的。

（解决技术问题的技术方案）

本发明第1方面记载的发明为一种打孔加工控制方法，利用打孔加工装置进行，该打孔加工装置具备控制驱动装置（7、8）的控制装置（15），上述驱动装置使在工件（50、60）与在上述工件（50、60）上形成孔的工具（4）之间进行相对的旋转运动以及相对的进给运动。在该打孔加工控制方法中，上述工件（50、60）具有通过由不同材质的材料形成而划分的多个的规定数量的形成区域（51-56；61、62），由上述控制装置（15）对上述驱动装置（7、8）进行的驱动控制工序包含：负载扭矩检测步骤（S11），检测出作用于上述工具（4）的负载扭矩（T）；加工开始判定步骤（S12），判定对于上述工件（50、60）的打孔加工的加工开始；加工对象层判定步骤（S13、S18），将2个以上的上述形成区域（51-56；61、62），基于上述加工开始和上述负载扭矩（T）的变化，按照打孔加工的顺序，分别判定作为在上述进给运动的方向即进给方向上排列的2个以上的加工对象层（51a-56a；61a、62a、61b）；加工条件决定步骤（S14），决定上述旋转运动的旋转速度（S）以及上述进给运动的进给速度（F），上述旋转运动的旋转速度（S）以及上述进给运动的进给速度（F）对应于形成通过上述加工对象层判定步骤（S13、S18）判定的上述加工对象层（51a-56a；61a、62a、61b）的材料，上述工具（4）在全部上述2个以上的加工对象层（51a-56a；61a、62a、61b）形成上述孔（70）。

由此，在具有由不同材质的材料形成的规定数量的形成区域的工件中，进行打孔加工的2个以上的加工对象层，通过作用于工具的负载扭矩的检测而被自动地判定，进一步地对于判定的各加工对象层，能够以加工条件决定单元决定的分别对应于每个加工对象层的加工条件进行打孔加工。其结果是，对于形成有孔的2个以上的加工对象层，由于不需要对应各加工对象层的厚度，在各个加工对象层上预先设定进给方向上的各加工对象层的位置，也不需要将进给运动的进给量在加工对象层切换时设定，因此能够提升打孔加工效率。

本发明第2方面记载的发明，在第1方面所述的打孔加工控制方法中，上述控制装置（15），在上述加工开始判定步骤（S12）中，通过基于上述负载扭矩（T）的变化判定上述工件（50、60）与上述工具（4）的抵接，来判定上述加工开始。

由此，利用为了对加工对象层进行判定而检测出的负载扭矩判定打孔加工的加工开始，所以不需要专用的用于判定该加工开始的检测单元，能够削减打孔加工装置的成本。另外，由于不需要进给方向上的工具的初期位置和工件之间的距离的调整或者直至工件和工具抵接为止的进给量的设定，有助于加工效率的提升。

本发明第3方面记载的发明，在第1或者第2方面所述的打孔加工控制方法中，上述孔（70）为贯通上述工件（50、60）的贯通孔，上述2个以上的加工对象层（51a-56a；61a、62a、61b），具有形成有上述孔（70）的末端开口（71）的加工完成层（56a、61b），上述驱动控制工序，包含：即将贯通判定步骤（S15、S21），判定上述加工完成层（56a、61b）中上述工具（4）位于即将贯通上述工件（50、60）的即将贯通位置（Pa）；加工完成位置检测步骤（S25），检测出上述工具（4）贯通上述工件（50、60），完成打孔加工的加工完成位置（Pf）；进给速度减速步骤（S24），使上述进给速度（F）减速至和上述加工完成层（56a、61b）中的加工前进速度相比低速的低速前进速度，上述控制装置（15）控制上述驱动装置（7、8），使得使上述工具（4）以上述低速前进速度从上述即将贯通位置（Pa）前进至上述加工完成位置（Pf）。

由此，由于工具从工件的加工完成层内的即将贯通位置，直至贯通工件到达加工完成位置为止，是以和相对于该加工完成层的加工前进速度相比低速的低速前进速度进行进给运动，因此能够抑制在孔的末端开口所开口的加工完成层中的毛刺或起毛等的品质降低形状的产生，提升形成有孔的工件的品质。

本发明第4方面记载的发明，在第3方面所述的打孔加工控制方法中，上述即将贯通判定步骤（S15、S21），包含：加工完成层判定步骤（S15），判定上述加工完成层(56a、61b)；负载扭矩减少判定步骤（S21），判定上述负载扭矩（T）以规定减少率以上减少，上述控制装置（15），在上述即将贯通判定步骤（S15、S21）中，当在上述加工完成层（56a、61b）中判定上述规定减少率以上的上述负载扭矩（T）的减少时，判定上述工具（4）位于上述即将贯通位置（Pa）。

由此，在具有2个以上的加工对象层的工件中，由于通过加工对象层判定步骤自动地判定加工完成层，并且利用为了判定加工对象层而检测出的负载扭矩判定在该加工完成层中的工具的即将贯通位置，所以不需要用于判定即将贯通位置的专用的检测单元，能够削减打孔加工装置的成本。此外，不需要设定用于判定即将贯通位置的进给量，有利于加工效率的提升。

本发明第5方面记载的发明，在第1至第4中任一方面所述的打孔加工控制方法中，上述2个以上的加工对象层（51a-56a；61a、62a、61b）中，将按照打孔加工的顺序以先后的位置关系邻接排列的2个以上的上述加工对象层（51a-56a；61a、62a、61b），作为先行加工对象层以及后续加工对象层时，上述驱动控制工序包含推力降低步骤（S16、S17），上述推力降低步骤（S16、S17）在上述先行加工对象层的打孔加工中，当上述负载扭矩（T）为规定扭矩以上时，为了降低由上述工具（4）产生的推力，设定为和上述先行加工对象层中的上述进给速度（F）相比低速的推力降低用前进速度。

由此，由于由加工条件决定步骤决定的先行加工对象层中的进给速度减速至推力降低用前进速度，使得作用于后续加工对象层的钻头的推力降低，因此该推力的作用造成的后续加工对象层的挠曲被抑制，能够抑制先行加工对象层以及后续加工对象层间的层间剥离的发生，提升形成有孔的工件的品质。

本发明第6方面记载的发明，在第1至第5中任一方面所述的打孔加工控制方法中，上述控制装置（15），在上述加工对象层判定步骤（S13、S18）中，基于作为上述负载扭矩（T）的变动扭矩量相对于上述负载扭矩（T）的比例即扭矩变动率（ΔT）的绝对值是否在规定变动率以上，判定上述各加工对象层（51a-56a；61a、62a、61b）。

由此，由于基于作为负载扭矩的相对值的扭矩变动率的变化判定加工对象层，因此对比对应负载扭矩的绝对值的变化判定加工对象层的情况，在由于老化造成工具磨损时，也能够确保加工对象层的良好的判定精度。

本发明第7方面记载的发明，在第1至第6中任一方面所述的打孔加工控制方法中，在上述控制装置（15）中，对应上述加工对象层（51a-56a；61a、62a、61b），设定有用于进行上述进给运动的分级进给加工的分级进给用负载扭矩和分级进给用加工时间的关系，上述控制装置（15），基于上述负载扭矩（T）的变化判定上述分级进给加工中的上述工件（50、60）与上述工具（4）的抵接。

由此，由于在2个以上的加工对象层中的至少1个需要深孔加工的情况下，也能够在去除加工屑的同时进行打孔加工的分级进给加工，因此对于具有由不同材质的材料形成的规定数量的形成区域的工件，能够进行高精度的打孔加工。并且，利用负载扭矩判定工件与工具的抵接，从而判定打孔加工的再开始，因此不需要设定直至工件与工具抵接为止的进给量，有助于加工效率的提升。

本发明第8方面记载的发明，在第1至第7中任一方面所述的打孔加工控制方法中，上述控制装置（15）以如下方式控制上述驱动装置（7、8）：通过上述加工对象层判定步骤（S13、S18）判定后即刻（直後）的上述加工对象层（51a-56a；61a、62a、61b）中的上述旋转速度（S）或者上述进给速度（F），从上述加工对象层判定步骤（S13、S18）的判定前即刻（直前）的上述旋转速度（S）或者上述进给速度（F）逐渐增加或者逐渐减少至通过上述加工条件决定步骤（S14）决定的设定旋转速度（S1-S6）或者设定进给速度（F1-F6）。

由此，在通过加工对象层判定步骤判定的各加工对象层上打孔加工开始时，由于该加工对象层中的旋转速度或者进给速度，从加工对象层判定步骤中的加工对象层的判定前即刻的旋转速度或者进给速度逐渐变化后，到达上述设定旋转速度或者上述设定进给速度，因此孔的加工精度提高，工件的品质提升。

本发明第9方面记载的发明为一种打孔加工装置，具备：在工件（50、60）上形成孔的工具（4）、使在工件（50、60）与上述工具（4）之间进行相对的旋转运动以及相对的进给运动的驱动装置（7、8）和控制上述驱动装置（7、8）的控制装置（15），上述工件（50、60）具有通过由不同材质的材料形成而划分的多个的规定数量的形成区域（51-56；61、62），上述控制装置（15），具备：负载扭矩检测单元（22），检测出作用于上述工具（4）的负载扭矩（T）；加工开始判定单元（31），判定对于上述工件（50、60）的打孔加工的加工开始；加工对象层判定单元（33），将2个以上的上述形成区域（51-56；61、62），基于上述加工开始和上述负载扭矩（T）的变化，按照打孔加工的顺序，分别判定作为在上述进给运动的方向的进给方向上排列的2个以上的加工对象层（51a-56a；61a、62a、61b）；加工条件决定单元（34），决定对应于形成通过上述加工对象层判定单元（33）判定的上述加工对象层（51a-56a；61a、62a、61b）的材料的旋转速度（S）以及进给速度（F）；驱动控制单元（41、42），为了上述工具（4）在全部上述2个以上的加工对象层（51a-56a；61a、62a、61b）形成上述孔（70），控制上述驱动装置（7、8）以使得进行上述旋转速度（S）的上述旋转运动以及上述进给速度（F）的上述进给运动。

由此，具有与第1方面的发明同样的作用和效果。

（发明的效果）

根据本发明，为了在具有通过由不同材质的材料形成而划分的多个形成区域的工件上形成孔，在能够自动地判别形成有孔的2个以上的加工对象层的同时，能够使以对各加工对象层分别设定的加工条件进行打孔加工变得容易，提升加工效率。

此外，通过本发明，能够削减打孔加工装置的成本，另外能够提升形成有孔的工件的品质。

附图说明

图1为示出涉及本发明实施方式的打孔加工装置的一部分的示意图，（a）为打孔加工装置的主要部分主视图，（b）为（a）的b箭头图。

图2为由图1的打工加工装置加工的工件的说明图，（a）示出了工件的主要部分截面，（b）为（a）的钻头的前端附近的放大图，（c）示出了工件的各加工对象层的材料、设定旋转速度以及设定进给速度。

图3为图1的打孔加工装置的控制盘的主要部分框图。

图4为对由图1的打孔加工装置的控制盘实施的对驱动装置的驱动控制工序的主要部分进行说明的流程图的一部分。

图5为图4的流程图的剩余部分。

图6为被图1图的打孔加工装置加工的其他的工件的，与图2（a）相当的图。

符号说明

1  打孔加工装置

2  打孔加工机

4  钻头

7  主轴马达

8  进给马达

15 控制装置

21 进给位置检测单元

22 负载扭矩检测单元

31 加工开始判定单元

33 加工对象层判定单元

34 加工条件决定单元

35 分级进给加工判定单元

36 推力降低用判定单元

37 即将贯通判定单元

50、60 工件

70 孔

Pf 加工完成位置

Pa 即将贯通位置

S1-S6 设定加工旋转速度

F1-F6 设定加工前进速度

Ff 设定低速前进速度。

具体实施方式

以下，参照图1-图6对本发明的实施方式进行说明。

参照图1，涉及本发明的实施方式的打孔加工装置1具备：打孔加工机2，具备决定工件50的位置并且将其固定的载置台3和作为在工件50上形成贯通孔的孔70的切削用工具的钻头4；控制装置15，控制打孔加工机2。控制装置15具备：控制盘16，具备中央演算处理装置；操作盘17，作为用于作业者预先设定包含有打孔加工机2的加工条件以及与工件50相关的信息的加工数据的操作部。通过操作盘17输入的上述加工数据，被存储于控制装置15的存储装置。

打孔加工机2，除载置台3以及钻头4外，还具备有：外壳5，固定于支撑台或者自动装置（未图示）而被支撑；撞锤（ラム）6，作为通过外壳5上设置的引导部件（未图示）引导，能够与进给方向平行地做往复运动的保持体；主轴马达7，设置在撞锤6上，为驱动钻头4转动的主轴驱动装置的电动马达；进给马达8，为在进给方向上驱动撞锤6的进给驱动装置的电动马达；主轴用传递机构9，将主轴马达7的旋转传递至钻头4；进给用传递机构10，将进给马达8的驱动力传递至撞锤6。

撞锤6、两个马达7、8以及两个传递机构9、10，被安放于外壳5内。钻头4，通过主轴用传递机构9以及主轴马达7被撞锤6保持，被进给马达8驱动，与撞锤6、主轴马达7以及主轴用传递机构9一起向进给方向移动。

在此，进给方向，平行于作为主轴用传递机构9具备的主轴9a的旋转中心线的钻头4的旋转中心线，由作为打孔加工的方向的前进方向和与前进方向相反的后退方向构成。

主轴马达7，通过使钻头4进行旋转切削运动的旋转运动，使得在工件50和钻头4之间进行相对的旋转运动，进给马达8通过使钻头4进行进给运动，使得在工件50和钻头4之间进行相对地进给运动。在此，主轴马达7以及进给马达8构成打孔加工机2的驱动装置。

另外，进给马达8具有对作用于该进给马达8的扭矩进行限制的扭矩限制器8a。扭矩限制器8a，通过对用于设定作为上述扭矩的上限值的限制值的力（例如磁力）进行调整，使该限制值能够变更。

主轴用传递机构9，具备：主轴9a，连结于主轴马达7的旋转轴；卡盘（チャック）9b，以和该主轴9a一体旋转的方式设置于主轴9a前端，钻头4可拆卸地安装。主轴马达7以及主轴9a，安放于筒状的撞锤6内。

进给用传送机构10，具备：滚珠螺杆机构10b，由通过减速机构10a连结于进给马达8的旋转轴的滚珠螺杆10c，以及螺合于该滚珠螺杆10c的滚珠螺母10d构成；支撑件10e，连结于撞锤6的同时，与滚珠螺母10d一体地向进给方向移动。进给用传送机构10，将进给马达8的旋转运动，变换为在进给方向上的撞锤6、主轴马达7、主轴9a、卡盘9b以及钻头4的并进运动。因此，钻头4通过进给马达8驱动，能够在进给方向最大冲程A的范围内移动。在图1（b）中，仅移动了最大冲程A时的钻头4、卡盘9b以及撞锤6各自的一部分由两点虚线示出。

一并参照图2，工件50为具有由规定数量，在此为6个形成区域的形成层51-56构成的层叠构造的层叠体，从打孔加工的加工开始侧按照顺序，具有第1-第6形成层51-56。上述规定数量为多个，上述规定数量的形成区域通过不同材质的材料形成而划分。第1-第6形成层51-56中，在钻头4的进给方向上邻接的形成层51、52；52、53；53、54；54、55；55、56彼此相互接触。

第1、3、5形成层51、53、55，以作为第1材料的第1金属的钛合金或者钛为材料（图2（c）中以钛表示）而形成，第2、6形成层52、56以作为第2材料的第2金属的铝合金或者铝为材料（图2（c）中以铝表示）而形成，第4形成层54以作为第3材料的非金属材料的复合材料，这里以CFRP（Carbon Fiber Reinforced Plastics碳纤维强化树脂）为材料而形成。

并且，第1-第6形成层51-56分别具有作为形成孔70部位的第1-第6加工对象层51a-56a。从而，各加工对象层51a-56a在形成有孔70的工件50中为该孔70的周边部位。

另外，形成工件50的不同材质的两种以上的材料的种类的组合是任意的，进给方向上邻接的加工对象层的材料的种类的组合也是任意的。

如图2（a）所示，将钻头4从为了开始打孔加工而开始前进的初期位置Ps开始，至打孔加工完成而钻头4的前进完成的加工完成位置Pf的距离作为加工冲程B时，在该加工冲程B内存在：工件50；接近层Ls，钻头4从初期位置Ps（即，前进开始位置）开始到与工件50的第1加工对象层51a抵接为止；贯通后前进层Lf，钻头4将工件50的第6加工对象层56a贯通后，从第6加工对象层56a开始至到达加工完成位置Pf（即，前进完成位置）为止。接近层Ls以及贯通后前进层Lf，不相当于工件50中的作为打孔加工的对象的层，属于非加工层的空气层。

另外，孔70分别将第1-第6加工对象层51a-56a贯通，贯通于从第1加工对象51a到第6加工对象层56a而形成。因此，第1加工对象层51a，在工件50中为开始打孔加工的加工开始层，第6加工对象层56a，为形成作为孔70的末端部的末端开口71而完成打孔加工的完成加工层。

参照图3，控制盘16（参照图1）具备：检测部20，检测出打孔加工机2的状态；控制部30，控制各马达7、8的运行。

检测部20，具备：进给位置检测单元21，检测出作为进行进给运动的部件的钻头4（或者主轴9a）在进给方向上的位置；负载扭矩检测单元22，检测出在进给运动的过程中作用于钻头4的负载扭矩T；主轴旋转速度检测单元23，检测出作为进行旋转运动的钻头4（或者主轴9a）的旋转速度S（参照图2（c））的主轴马达7的主轴旋转速度；进给速度检测单元24，检测出作为钻头4（或者主轴9a）的进给速度F（参照图2（c））的进给马达8的进给旋转速度。

负载扭矩检测单元22，检测出作为驱动进给马达8的马达驱动信号值的电流值（以下，称为“马达电流值”），检测出钻头4的负载扭矩T。更具体地是，将马达电流值以规定的一定的时间间隔以规定的抽样次数进行抽样，将以该抽样次数的移动平均法计算出的平均值作为负载扭矩T。

一并参照图2，例如由编码器构成的进给位置检测单元21，检测出作为原点的初期位置Ps的同时，检测出相对于该初期位置Ps的进给方向上的钻头4的位置。在此，初期位置Ps被预先设置为钻头4的前端4a在进给方向上距离工件50仅隔开固定的接近距离Ds的位置。此外，进给位置检测单元21，检测出通过钻头4进行打孔加工的加工完成位置Pf。该加工完成位置Pf，在本实施方式中，为贯通工件50的钻头4的前端4a，在进给方向上距离工件50仅隔开规定的贯通距离Df的位置。

该实施方式中，进给方向上的钻头4的位置，等价于和钻头4一体地向进给方向移动的支撑件10e、撞锤6以及主轴9a（均参照图1）的进给方向上的位置。

控制部30，具备：加工开始判定单元31，通过判定工件50和钻头4的抵接来判定打孔加工的加工开始；扭矩变动率算出单元32，基于通过负载扭矩检测单元22检测出的负载扭矩T，算出负载扭矩T的扭矩变动率的ΔT；加工对象层判定单元33，将形成工件50的第1-第6形成层51-56中的2个以上的形成层，也就是在该实施方式中的第1-第6形成层51-56的6个形成层，作为进给运动的方向的进给方向上排列的2个以上的形成层，也就是作为6个加工对象层的第1-第6加工对象层51a-56a，基于通过负载扭矩检测单元22检测出的负载扭矩T的变化，按照打孔加工的顺序进行判定；加工条件决定单元34，决定包含加工旋转速度以及加工前进速度二者的加工条件，前者为在对应形成加工对象层51a-56a材料的各加工对象层51a-56a中的旋转运动的旋转速度S，后者为进给运动的进给速度F；分级进给加工判定单元35，用于进行分级进给加工；推力降低用判定单元36，判定应当降低进行进给运动的钻头4施加于工件50上的推力的加工状态；即将贯通判定单元37，判定打孔加工中的钻头4位于即将贯通工件50的进给方向的位置即即将贯通位置Pa；检测条件变更单元38，对应打孔加工机2的状态变更负载扭矩检测单元22的负载扭矩T的检测条件；主轴驱动控制单元41，在具有逆变器的同时，控制主轴马达7的旋转速度（即，旋转速度S）；进给驱动控制单元42，在具有伺服放大器的同时，控制进给马达8的旋转速度（即，进给速度F）。

在此，主轴驱动控制单元41以及进给驱动控制单元42，构成驱动控制单元的同时，为了获得通过加工条件决定单元34决定的旋转速度S以及进给速度F，分别对主轴马达7以及进给马达8进行控制。

参照图2，操作盘17（参照图1（a））例如为触摸屏式，具备运行/停止开关、输入部以及表示部。作业者通过上述输入部，将上述加工数据作为设定值输入，上述加工数据包含：作为在工件50上形成孔70的部位的第1-第6加工对象层51a-56a的配置的有关工件50的数据；旋转速度S的设定旋转速度以及进给速度F的设定进给速度等的适宜打孔加工的加工条件的相关数据；包含初期位置Ps、加工完成位置Pf以及分级进给时的后退位置的进给方向上的位置数据。

在此，加工对象层51a-56a的配置为工件50中的打孔加工的顺序、前进方向上的配置。另外，对于加工条件，也包含在打孔加工机2的运行中、非加工时的打孔加工装置1的运行条件。

上述设定旋转速度包含：设定加工旋转速度S1-S6，为钻头4对各加工对象层51a-56a进行打孔加工时的各加工对象层51a-56a分别的加工旋转速度；即将贯通用设定旋转速度Sf，为即将贯通工序时的即将贯通用旋转速度；设定接近旋转速度Ss，为接近工序时的接近旋转速度；设定返回旋转速度，为返回原点工序时的返回旋转速度。接近旋转速度与各加工对象层51a-56a的加工旋转速度相比速度快。

在此，即将贯通工序为钻头4从即将贯通位置Pa到达加工完成位置Pf为止的工序；接近工序为钻头4从初期位置Ps到与工件50抵接为止的工序；原点返回工序为钻头4从加工完成位置Pf返回至初期位置Ps的工序。

另外，设定进给速度包含：设定加工前进速度F1-F6，为钻头4对各加工对象层51a-56a进行打孔加工时的各加工对象层51a-56a的加工进给速度；设定低速前进速度Ff，为即将贯通工序中的即将贯通用进给速度；设定接近前进速度Fs，为接近工序中的接近前进速度；设定返回后退速度，为原点返回工序中的返回后退速度；推力降低用设定前进速度，为对钻头4的推力进行限制时的推力降低用前进速度；以及，分级进给时设定后退速度以及分级进给时设定接近前进速度，分别为分级进给加工时钻头4后退以及前进时的分级进给时后退速度以及分级进给时接近前进速度。

接近前进速度、返回后退速度、分级进给时接近前进速度以及分级进给时后退速度，与各加工前进速度相比速度快。设定接近前进速度Fs、设定原点返回后退速度、分级进给时设定接近前进速度以及分级进给时设定后退速度可以设定为相同，在此设定为进给马达8的最高速度。

另外，低速前进速度，与作为加工完成层的第6加工形成层56a中的加工前进速度相比速度低；推力降低用前进速度，与各加工前进速度相比速度低。

在图2（c）中，括号内示出了作为设定加工旋转速度S1-S6以及设定加工前进速度F1-F6的一例的数值。

参照图2、图3，对于控制部30进行进一步说明。

加工开始判定单元31基于通过负载扭矩检测单元22检测出的负载扭矩T判定工件50和钻头4的抵接。具体地是，钻头4从初期位置Ps开始前进直到与工件50抵接为止，当前进接近距离Ds的期间的负载扭矩T从几乎为零的状态，变为由于钻头4与第1加工对象层51的抵接造成负载扭矩T为加工开始用规定扭矩以上的时候，判定钻头4与工件50抵接，从而判定加工开始（即，咬住时）。

扭矩变动率ΔT基于通过负载扭矩检测单元22检测出的最新的负载扭矩T（以下，称之为“最新负载扭矩”。）和在该最新负载扭矩的前即刻检测出的负载扭矩T（以下称之为“前即刻负载扭矩”。）而算出，更具体地是，算出变动扭矩量（即，最新负载扭矩和前即刻复合扭矩的差）相对于前即刻负载扭矩的比。

加工对象层判定单元33通过加工开始判定单元31判定加工开始时，将第1加工对象层51a判定为最初的加工对象层。并且，加工对象层判定单元33，在第1加工对象层51a被判定后，将依照工件50中的打孔加工的顺序以先后的位置关系邻接排列的2个加工对象层（例如，第1、第2加工对象层51a、52a，第2、第3加工对象层52a、53a，第3、第4加工对象层53a、54a等）作为先行加工对象层（例如，第1加工对象层51a）以及后续加工对象层（例如，第2加工对象层52a）时，当作用于对先行加工对象层进行打孔加工的钻头4的负载扭矩T的在该先行加工对象层的加工条件下进行打孔加工时的扭矩变动率ΔT的绝对值，变动为规定变动率以上时，判定为加工对象层由先行加工对象层变成按照打孔加工的顺序位于先行加工对象层之后的后续加工对象层。

而后，加工对象层判定单元33基于通过加工开始判定单元31判定加工开始后的规定变动率之上的负载扭矩T的变动的发生次数和通过操作盘17预先设定的工件50的加工对象层51a-56a的配置，判定上述最初的加工对象层（即，第1加工对象层51a）以外的工件50具有的作为其余的5个加工对象层的第2-第6加工对象层52a-56a（即，第2-第6形成层52-56）。

如此，判定第1对象加工层51a以外的加工对象层52a-56a的判定工序，顺次在第1、第2加工对象层51a、52a之间，第2、第3加工对象层52a、53a之间，第3、第4加工对象层53a、54a之间，第4、第5加工对象层54a、55a之间，以及第5、第6加工对象层55a、56a之间进行，按照打孔加工的顺序分别判定工件50中的各对象加工层51a-56a。

也就是，对于第1加工对象层51a以外的加工对象层52a-56a，在进给方向上相接的加工对象层51a、52a；52a、53a；53a、54a；54a、55a；55a、56a彼此间，基于作用于对于先行进行打孔加工的先行加工对象层进行加工中的钻头4的负载扭矩T的变化，判定接续该先行加工对象层的后续加工对象层，这个判定工序重复进行，直到后续加工对象层为加工完成层（该实施方式中为第6加工对象层56a）为止。

在此，上述规定变动率对应先行加工对象层以及后续加工对象层的组合，基于各加工对象层51a-56a的形成材料预先设定。

而后，通过加工对象层判定单元33判定打孔加工开始的加工对象层51a-56a时，加工条件决定单元34为了决定加工对象层51a-56a中的旋转速度S以及进给速度F，检索控制装置15的上述存储装置中所存储的设定旋转速度以及设定进给速度，将旋转速度S以及进给速度F决定为，对应于各加工对象层51a-56a的设定加工旋转速度S1-S6以及设定加工前进速度F1-F6，各加工对象层51a-56a的打孔加工在适合的条件下进行。

推力降低用判定单元36，在上述先行加工对象层以及上述后续加工对象层的组中，在先行加工对象层的打孔加工中，判定为通过负载扭矩检测单元22检测出的负载扭矩T为预先设定的推力降低用规定扭矩以上的加工状态。通过推力降低用判定单元36判定推力降低用规定扭矩以上的负载扭矩T作用于钻头4时，加工条件决定单元34将进给速度F决定为推力降低用设定前进速度，该推力降低用设定前进速度为与对应先行加工对象层决定的设定加工前进速度相比速度低的推力降低用前进速度。

该推力降低用前进速度从如下观点出发进行设定，基于后续加工对象层的形成材料的厚度以及先行加工对象层中的进给速度F等，抑制后续加工对象层的挠曲。

另外，各加工对象层51a-56a中的打孔加工中用于进行分级进给加工的情况的分级进给时设定负载扭矩以及分级进给时设定加工时间，作为构成上述加工数据的一部分的分级进给加工开始条件，对应除了通过CFRP形成的第4加工对象层54a的各加工对象层51a-53a、55a、56a，通过操作盘17预先设定。

分级进给加工判定单元35，在通过负载扭矩检测单元22检测出的负载扭矩T为分级进给用负载扭矩的情况下，当通过构成检测部20的时间计测单元（未图示）检测出经过对应该分级进给用负载扭矩的分级进给用加工时间时，判定分级进给加工开始条件成立。

而后，通过分级进给加工判定单元35判定分级进给加工开始条件成立时，加工条件决定单元34将旋转速度S维持为加工中的加工对象层的设定加工旋转速度的同时，将进给速度F决定为分级进给时设定后退速度以及分级进给时设定接近前进速度，进行分级进给加工。

而后，分级进给加工中的工件50与钻头4的抵接，基于通过负载扭矩检测单元22检测出的负载扭矩T的变化，由分级进给用加工再开始判定单元判定。更具体地是，当分级进给时接近工序中的负载扭矩T在分级进给加工中的后退开始的时间点，由于加工中的加工对象层和钻头4的抵接而达到分级进给时规定扭矩以上时，该分级进给用加工再开始判定单元判定钻头4抵接于工件50，从而判定打孔加工再开始。

该分级进给加工中，在钻头4暂时地后退的分级进给时后退工序中的进给方向上的分级进给时后退位置被设定为初期位置Ps。作为其他的例子，也可以将该分级进给时后退位置以钻头4的前端4a占据工件50内的位置、或者较初期位置Ps更靠近工件50的位置的方式设定。

钻头4接近工件50的即将贯通位置Pa时，由于作为加工完成层的第6加工对象层56a的加工残余部的厚度减少，所以负载扭矩T变小。由此，即将贯通判定单元37，通过加工对象层判定单元33判定加工对象层为第6加工对象层56a，并且，基于负载扭矩T判定通过负载扭矩变动率算出单元32算出的扭矩变动率ΔT为规定减少率之上的减少率时，判定钻头4位于即将贯通位置Pa。上述规定减少率基于第6加工对象层56a的形成材料、第6加工对象层56a中的加工旋转速度以及加工前进速度、加工残余部的厚度等，通过实验或者模拟仿真获得。

而后，通过即将贯通判定单元37判定钻头4位于贯通附近位置时，加工条件决定单元34将旋转速度S以及进给速度F分别决定为即将贯通用设定旋转速度以及设定低速前进速度Ff，设定加工前进速度F6减速至设定低速前进速度Ff。该实施方式中，即将贯通用设定旋转速度被维持为第6加工对象层56a中的设定加工旋转速度S6，作为其他的例子，也可以设定为较设定加工旋转速度S6速度低的速度，这种情况下能够提高防止产生品质降低形状的效果。

在此，品质降低形状是指，毛刺、起毛或者后述的层间剥离等，在钻头4贯通工件50时产生的使工件50的品质降低的形状。

设定低速前进速度Ff从防止品质降低形状的产生的观点出发而设定，对应第6加工对象层56a的材质设定。另外，设定低速前进速度Ff在钻头4贯通工件50后，至到达加工完成位置Pf为止维持一定。作为其他例，设定低速前进速度Ff，从即将贯通位置Pa至到达加工完成位置Pf为止的期间，以不产生品质降低形状为条件，可以在和第6加工对象层56a中的设定前进速度相比低速的范围内变化。例如，通过将低速前进速度调整得变大，能够在防止品质降低形状的产生的同时，缩短加工时间。

另外，加工条件决定单元34，在接近工序时，将进给速度F决定为设定接近前进速度Fs，钻头4在到达加工完成位置Pf后的原点返回工序时，将进给速度F决定为设定返回后退速度。

主轴驱动控制单元41，基于通过主轴旋转速度检测单元23检测出的主轴旋转速度，对主轴马达7进行反馈控制，使得钻头4以设定加工旋转速度S1-S6旋转运动。同样地，进给驱动控制单元42，基于通过进给速度检测单元24检测出的进给旋转速度，对进给马达8进行反馈控制，使得钻头4以设定前进速度进行进给运动。

另外，主轴驱动控制单元41以及进给驱动控制单元42，在通过加工对象层判定单元33对加工对象层51a-56a进行判定的后即刻，以如下方式控制（以下，称之为“过调节控制（オーバーライド制御）”）各马达7、8：能够将旋转速度S以及进给速度F中的至少一方的速度，设定为与对于加工对象层51a-56a设定的设定加工旋转速度S1-S6以及设定加工前进速度F1-F6不同的值。

更为具体地是，钻头4在接近层Ls内前进与工件50抵接，在工件50的打孔加工（在此为，第1加工对象层51a的打孔加工）开始时（即，咬住时），以如下的方式过调节控制各马达7、8：将旋转速度S以及进给速度F中至少一方的速度，从接近层Ls中的设定接近旋转速度Ss以及设定接近前进速度Fs分别暂时减速到规定旋转速度以及规定进给速度后，逐渐增加到第1加工对象层51a中的设定加工旋转速度S1以及设定加工前进速度F1。

在此，上述规定旋转速度，和设定接近旋转速度Ss以及第1加工对象层51a中的设定加工旋转速度S1相比速度低，上述规定进给速度，和设定接近前进速度Fs以及设定加工前进速度F1相比速度低。

另外，作为其他例，通过加工对象层判定单元33判定第1加工对象层51时，也可以在钻头4在暂时后退规定距离（例如，1mm）后，进行过调节控制。

在打孔加工从高硬度的材质的加工对象层移至较低硬度的材质的加工对象层的情况下，以将旋转速度S以及进给速度F中至少一方的速度对应硬度逐渐增加的方式，过调节控制各马达7、8。

另外，在打孔加工从硬度低的材质的加工对象层移至较高硬度的材质的加工对象层的情况下，以将旋转速度S以及进给速度F中至少一方的速度对应硬度逐渐降低的方式，过调节控制各马达7、8。

（打孔加工开始时的过调节控制）

该实施方式中，主轴驱动控制单元41以如下的方式对主轴马达7进行过调节控制：在打孔加工开始时，将在通过加工对象层判定单元33判定后即刻的第1加工对象层51a中的旋转速度S，暂时减速至和设定接近旋转速度Ss以及设定加工旋转速度S1相比低速的上述规定旋转速度后，将旋转速度S从上述规定旋转速度逐渐增加至对于第1加工对象层51a设定的设定加工旋转速度S1。作为其他例，在打孔加工开始时的过调节控制中，也可以将旋转速度S不经由上述规定旋转速度，直接地设定为设定加工旋转速度S1。

同样地，进给驱动控制单元42以如下的方式对进给马达8进行过调节控制：在打孔加工开始时，将第1加工对象层51a中的进给速度F，暂时减速到和设定接近前进速度Fs相比低速的上述规定进给速度后，将进给速度F从上述规定进给速度逐渐增加到对于第1加工对象层51a设定的设定加工前进速度F1。

（打孔加工中的过调节控制）

另外，主轴驱动控制单元41，在工件的打孔加工中，以如下的方式对主轴马达7进行过调节控制：将通过加工对象层判定单元33判定后即刻的加工对象层52a-56a中的旋转速度S，从作为通过加工对象层判定单元33判定前即刻的旋转速度S的设定加工旋转速度S1-S5，逐渐增加（即，渐增）或者逐渐减少（即，渐减）至对于加工对象层52a-56a设定的设定加工旋转速度S2-S6。

同样地，进给驱动控制单元42，在工件的打孔加工中，以如下方式对进给马达8进行过调节控制：将通过加工对象层判定单元33判定后即刻的加工对象层52a-56a中的进给速度F，从作为通过加工对象层判定单元33判定前即刻的进给速度F的设定加工前进速度F1-F5或者推力降低用设定前进速度，逐渐增加或者逐渐减少至作为对于加工对象层52a-56a设定的设定进给速度的设定加工前进速度F2-F6。

旋转速度S以及进给速度F逐渐增加或者逐渐减少的程度，即速度的渐增或者渐减的程度，要考虑到上述设定旋转速度、上述设定进给速度、形成加工对象层51a-56a材料的材质（例如，硬度）等，从提高加工精度的观点出发进行设定。

例如，过调节控制时的第1-第6加工对象层51a-56a中的旋转速度S以及进给速度F，基于通过加工对象层判定单元33判定第1-第6加工对象层51a-56a前即刻的接近层Ls以及打孔加工中的第1-第5加工对象层51a-55a（相当于打孔加工的顺序上邻接的2个加工对象层的上述先行加工对象层。）中的上述设定旋转速度以及上述设定进给速度，或者，基于加工对象层判定单元33判定第1-第6加工对象层51a-56a后即刻的第1-第6加工对象层51a-56a（相当于打孔加工的顺序上邻接的两个加工对象层的上述后续加工对象层。）中的上述设定旋转速度以及上述设定进给速度，分别设定。

因此，作为过调节控制时的旋转速度S以及进给速度F设定时的基础的上述设定旋转速度以及上述设定进给速度的一例，在通过加工对象层判定单元33判定前即刻/后即刻的加工对象层（相当于打孔加工的顺序上邻接的两个加工对象层。）中，能够经常地选定上述设定旋转速度以及上述设定进给速度较大的加工对象层中的上述设定旋转速度以及上述设定进给速度。

并且，如图2（b）所示，钻头4具有从其前端4a到肩4b（钻头4的外径最大的部位）外径变化的锥形部4c。因此，在锥形部4c的长度Lt较各加工对象层51a-56a的厚度短的情况下，在各加工对象层51a-56a中，过调节控制优选在长度Lt以下的规定厚度范围内进行。因此，在进行过调节控制的情况下，需要考虑加工对象层51a-56a的厚度对钻头进行选定，另外，需要对应钻头4和加工对象层51a-56a的厚度对钻头4和工件50进行组合。

此外，进给驱动控制单元42进行，通过进给旋转速度的加速度控制对进给速度F的加速度控制，和扭矩限制器8a（参照图1（b））的限制值（リミッタ値）的控制。

具体地是，处于旋转停止状态的钻头4从初期位置Ps开始前进时，进给马达8，在接近工序（或者是，加工开始前层）中，进给速度F的加速度，设定为和对于工件50进行打孔加工时的加工时加速度相比小的接近工序时加速度。由此，能够抑制供给至进给马达8的电流的急增。

另外，进给驱动控制单元42，为了降低钻头4抵接于工件50的时间点的作用于钻头4的冲击，在接近工序（或者接近层Ls）中，以及在分级进给时后退工序中暂时后退的钻头4直到再次抵接于工件50而前进的分级进给时接近工序中，扭矩限制器8a的限制值设定为和对工件50进行加工时的加工时限制值相比小的接近限制值。

将负载扭矩检测单元22的检测机能进行变更的检测条件变更手段38，在接近工序以及分级进给时接近工序中，对通过负载扭矩检测单元22在每隔规定时间间隔进行的上述抽样的次数进行变更，使其少于打孔加工中的抽样次数。由此，能够将由于工件50与钻头4的抵接引起的马达电流值的变化（进而，负载扭矩T的变化）敏感地检测出，所以能够使工件50和钻头4抵接的检测迅速化，提高打孔加工开始时的主轴马达7以及进给马达8的控制响应性。

另外，对于检测条件变更单元38，在扭矩变动率ΔT的绝对值为规定变动率以上的加工对象层的切换时进行遮蔽处理，其目的为防止由于切换后即刻的马达电流值的急剧的变动造成的由加工层判定单元对加工对象层的错误判定，以及防止由于分级进给加工的从分级进给时后退工序向分级进给时接近工序的转移后即刻的电流值的急剧变动造成的由加工层判定单元对加工对象层的错误判定。

该遮蔽处理中包含：不检测马达电流值，或者将检测出的马达电流值从平均值的计算中除外。通过该遮蔽处理，由于对于负载扭矩T的检测为噪波的马达电流值被无视，因此负载扭矩检测单元22的检测精度提高。

根据需要参照图1-图3的同时，主要参照图4、图5，说明在由打孔加工装置1实施的打孔加工控制方法中，通过控制装置15执行的主轴马达7以及进给马达8的驱动控制工序。

通过操作盘17，设定包含工件50中的第1-第6加工对象层51a-56a的配置以及旋转速度S以及进给速度F等的加工条件的上述加工数据，接着，在打孔加工机2的运行开始后，在作为负载扭矩检测步骤的步骤S11中，通过负载检测单元22，在打孔加工机2的运行中经常地检测作用于钻头4的负载扭矩T。

接着，在作为加工开始判定步骤的步骤S12中，由初期位置Ps朝向工件50，在接近层Ls内前进的钻头4的负载扭矩T，通过负载扭矩检测单元22检测出，通过加工开始判定单元31判定该负载扭矩T是否变化为加工开始用规定扭矩以上。加工开始判定单元31，在负载扭矩T变为加工开始用规定扭矩以上时，判定钻头4抵接于工件50，从而判定由打孔加工机2的加工开始，在负载扭矩T不足加工开始用规定扭矩时，判定钻头4处于接近工序。

在步骤S13中，加工对象层判定单元33，在步骤S12中由加工开始判定单元31判定加工开始，从而判定在其后即刻进行打孔加工的加工对象层为第1加工对象层51a，接着在步骤S14中，加工条件决定单元34决定对应于第1加工对象层51a的设定加工旋转速度S1以及设定加工前进速度F1。而后，主轴驱动控制单元41以及进给驱动控制单元42，以钻头4在设定加工旋转速度S1以及设定加工前进速度F16下被驱动的方式对主轴马达7以及进给马达8进行控制，对第1加工对象层51a进行打孔加工。

接着，在步骤S15中，判定在步骤13中判定的加工对象层是否是加工完成层（该实施方式中，为第6加工对象层56a）。现在的情况下，由于加工对象层为第1加工对象层51a而不是第6加工对象层56a，因此进入步骤S16，通过推力降低用判定单元36，判定作用于对作为先行加工对象层的第1加工对象层51a进行加工中的钻头4的负载扭矩T是否为推力降低用规定扭矩以上。判定推力降低用规定扭矩以上的负载扭矩T作用于钻头4时，在步骤S17中，为了防止或者抑制在作为后续加工对象层的第2加工对象层52a上发生由钻头4的推力造成的挠曲，加工条件决定单元34，决定为和第1加工对象层51a中的设定加工前进速度F1相比低速的推力降低用规定前进速度。

步骤S16中，作用于对第1加工对象层51a进行加工中的钻头4的负载扭矩T不足推力降低用规定扭矩时，进入步骤S18，加工对象层判定单元33判定通过扭矩变动率算出单元32算出的扭矩变动率ΔT的绝对值是否为规定变动率以上。

扭矩变动率ΔT不足规定变动率时，进入步骤S19，判定分级进给加工开始条件是否成立，该加工开始条件成立时，通过步骤S20进行分级进给加工。在步骤S19中，上述加工开始条件不成立时，进入步骤S16，执行步骤S16-S18，继续进行第1加工对象层51a的打孔加工。

在步骤S18中，当判定扭矩变动率ΔT的绝对值为规定变动率以上时，则在步骤13S中，加工对象层判定单元33，判定加工对象层由第1加工对象层51a切换到第2加工对象层52a，在步骤S14中，加工条件决定单元34决定对应第2加工对象层52a的设定加工旋转速度S2以及设定加工前进速度F2，分别通过主轴驱动控制单元41以及进给驱动控制单元42控制的主轴马达7以及进给马达8以设定加工旋转速度S2以及设定加工前进速度F2驱动钻头4，在第2加工对象层52a上进行打孔加工。

以下，重复执行步骤S13-S20，直到步骤S15中判定加工对象层为第6加工对象层56a（即，加工完成层）为止，顺次判定第3-第6加工对象层53a-56a。

而后，步骤S13中判定加工对象层为第6加工对象层56a，在步骤S15中判定现在的加工对象层为加工完成层，进入步骤S21。

从而，步骤S13、S18构成加工对象层判定步骤，按照打工加工的顺序分别将工件50的形成层51-56作为在进给方向上排列的2个以上的加工对象层51a-56a进行判定；步骤S14构成加工条件决定步骤，决定与形成该加工对象层判定步骤判定的加工对象层51a-56a的材料相对应的旋转运动的旋转速度S以及进给运动的进给速度F。另外，步骤S16、S17构成推力降低步骤，为了降低钻头4作用于后续加工对象层的推力，使速度为和先行加工对象层中的加工前进速度相比低速的推力降低用前进速度。

步骤S21中，即将贯通判定单元37，判定扭矩变动率ΔT是否为规定减少率以上的减少率，负载扭矩T未减少至规定减少率以上时，判定为没有到达即将贯通位置Pa，进入步骤S22，与步骤S19、S20同样地，在分级进给加工开始条件成立时进行分级进给加工，该加工开始条件不成立时，在步骤S21中，以设定加工旋转速度S6以及设定加工前进速度F6对第6加工对象层56a进行打孔加工，直至判定负载扭矩T以规定减少率以上减少，钻头4到达即将贯通位置Pa为止。

当在步骤S21中判定钻头4到达即将贯通位置Pa时，则进入步骤S24，加工条件决定单元34将进给速度F决定为设定低速前速度Ff，在旋转速度S保持为设定加工旋转速度S6的状态下，进给速度F从设定加工前进速度F6被减速至设定低速前进速度Ff。

钻头4，被维持为设定低速前进速度Ff直到到达加工完成位置Pf为止，在第6加工对象层56a上进行打孔加工，在孔70将工件50贯通后，朝向加工完成位置Pf前进。而后，在步骤S25中，当通过进给位置检测单元21检测出钻头4到达加工完成位置Pf时，则进入步骤S26，加工条件决定单元34将进给速度F决定为设定返回后退速度，钻头4以高速的设定返回后退速度后退至初期位置Ps。

在此，步骤S19、S20以及步骤S22、S23，构成分级进给加工步骤，用于进行分级进给加工。

另外，步骤S15、S21构成即将贯通判定步骤。从而，在该即将贯通判定步骤中包含：步骤S15，为判定加工完成层的加工完成层判定步骤；步骤S21，为判定负载扭矩T以规定减少率以上减少的负载扭矩减少判定步骤。

并且，步骤S24构成进给速度减速步骤，将进给速度F减速为和加工完成层中的加工前进速度相比低速的低速前进速度，步骤S25构成加工完成位置Pf检测步骤，检测出钻头4将工件50贯通而完成打孔加工的加工完成位置Pf。

接着，对于以上述方式构成的实施方式的作用以及效果进行说明。

在具有通过由不同材质的材料形成而划分成规定数量的形成层51-56的工件50上形成孔70的打孔加工装置1，在通过其控制装置15对主轴马达7以及进给马达8的驱动控制工序中，加工对象判定单元33，基于通过负载扭矩检测单元22检测出的负载扭矩T的变化和通过加工开始判定单元31判定的加工开始，按照打孔加工的顺序分别判定2个以上的加工对象层51a-56a，加工条件决定单元34，决定对应于通过加工对象层判定单元33判定的加工对象层51a-56a的形成材料的设定加工旋转速度S1-S6以及设定进给加工前进速度F1-F6，主轴驱动控制单元41以及进给驱动控制单元42控制主轴马达7以及进给马达8，使得钻头4以设定加工旋转速度S1-S6以及设定加工前进速度F1-F6，在全部2个以上的加工对象层51a-56a形成孔70。

由此，在具有上述规定数量的形成层51-56的工件50中，进行打孔加工的2个以上的加工对象层51a-56a，通过作用于钻头4的负载扭矩T的检测而被自动地判定，并且对于判定的各加工对象层51a-56a，能够以加工条件决定单元34决定的分别对应于加工对象层51a-56a的加工条件进行打孔加工。其结果为，对于形成有孔70的2个以上的加工对象层51a-56a，由于不需要对应各加工对象层51a-56a的厚度，在各个加工对象层51a-56a上预先设定进给方向上的各加工对象层51a-56a的位置，也不需要每当加工对象层51a-56a切换时设定进给运动的进给量，因此以各个加工对象层设定的加工条件进行的打孔加工变得容易，能够提升加工效率。

控制装置15的加工开始判定单元31，通过基于负载扭矩T的变化判定工件50与工具的抵接，判定负载扭矩T为加工开始用规定扭矩以上从而判定加工开始。由此，因为利用为了加工对象层判定单元33判定加工对象层51a-56a而检测出的负载扭矩T，来判定打孔加工的加工开始，所以能够不需要用于判定该加工开始的专用的检测单元，能够削减打孔加工装置1的成本。另外，由于不需要进给方向上的钻头4的初期位置Ps和工件50之间的接近距离Ds的调整和直到工件50和工具抵接为止的进给量的设定，有助于加工效率的提升。

另外，对于钻头4的进给速度F，由于接近工序中的接近前进速度、原点返回工序中的返回后退速度、分级进给加工中的分级进给时接近前进速度以及分级进给时后退速度，与各加工对象层51a-56a中的加工前进速度相比为高速，因此能够缩短加工时间，加工效率提高。

通过控制装置15进行的驱动控制工序中，即将贯通判定单元37，判定在作为加工完成层的第6加工对象层56a中钻头4位于即将将贯通工件50的即将贯通位置Pa，由于钻头4从工件50的第6加工对象层56a内的即将贯通位置Pa贯通工件50直至到达加工完成位置Pf为止，进给速度F被减速，使得以和对于第6加工对象层56a的加工前进速度相比低速的低速前进速度进行进给运动，因此，能够抑制在孔70的末端开口71所开口的加工完成层中的毛刺等的品质降低形状的产生，提升形成有孔70的工件50的品质。

在控制装置15实施的驱动控制工序中，加工对象层判定单元33对加工完成层进行判定，即将贯通判定单元37，基于扭矩变动率ΔT判定负载扭矩T以规定减少率以上减少时，判定钻头4位于即将贯通位置Pa。

由此，在具有2个以上的加工对象层51a-56a的工件50中，由于通过加工对象层判定单元33自动地判定作为加工完成层的第6加工对象层56a，并且利用为了判定加工对象层51a-56a而检测出的负载扭矩T判定第6加工对象层56a中的钻头4的即将贯通位置Pa，所以不需要用于判定即将贯通位置Pa的专用的检测单元，能够削减打孔加工装置1的成本。此外，不需要设定用于判定即将贯通位置Pa的进给量，有利于加工效率的提升。

在工件50的2个以上的加工对象层51a-56a中，将按照打孔加工的顺序，以先后的位置关系邻接排列的2个加工对象层51a、52a；52a、53a；53a、54a；54a、55a；55a、56a设为先行加工对象层以及后续加工对象层时，在控制装置15的驱动控制工序中，推力降低用判定单元36，在先行加工对象层的打孔加工中，当判定负载扭矩T为推力降低用规定扭矩以上时，加工条件决定单元34，为了降低由钻头4产生的推力，将加工前进速度决定为和先行加工对象层中的设定加工前进速度F1-F6相比低速的推力降低用设定前进速度。

由此，由于通过将先行加工对象层中的进给速度F减速至推力降低用前进速度，使得作用于后续加工对象层的钻头4的推力降低，通过防止该推力的作用造成的后续加工对象层的挠曲的发生或者减少挠曲，而抑制挠曲，能够抑制先行加工对象层以及后续加工对象层中的层间剥离（即，品质降低形状）的发生，提升形成有孔70的工件50的品质。

加工对象层判定单元33以及即将贯通判定单元37，基于负载扭矩T的变动扭矩量相对于负载扭矩T的比例即扭矩变动率ΔT，分别判定各加工对象层51a-56a以及即将贯通位置Pa，因此对比于根据负载扭矩T的绝对值的变化判定加工对象层51a-56a的情况，在由于老化造成工具磨损时，也能够确保加工对象层51a-56a的良好的判定精度。

主轴驱动控制单元41以如下方式对主轴马达7进行过调节控制：通过加工对象层判定单元33判定后即刻的加工对象层51a-56a的旋转速度S以如下方式渐增或者渐减——就第1加工对象层51a而言，从作为上述判定前即刻的旋转速度S的设定接近旋转速度Ss，经由上述规定加工旋转速度渐增或者渐减至设定加工旋转速度S1；就第2-第6加工对象层52a-56a而言，从第1-第5设定加工旋转速度S1-S5渐增或者渐减至第2-第6设定加工旋转速度S2-S6。同样地，进给驱动控制单元42，以如下方式对进给马达8进行过调节控制：上述判定后即刻的加工对象层51a-56a的进给速度F以如下方式渐增或者渐减——就第1加工对象层51a而言，从作为上述判定前即刻的进给速度F的设定接近前进速度Fs，经由上述规定进给速度渐增或者渐减至设定加工前进速度F1；就第2-第6加工对象层52a-56a而言，从第1-第5设定加工前进速度F1-F5或者从推力降低用设定前进速度，渐增或者渐减至第2-第6设定加工前进速度F2-F6。

由此，在通过加工对象层判定单元33判定的各加工对象层51a-56a上打孔加工开始时，由于该加工对象层51a-56a中的旋转速度S以及进给速度F，从通过加工对象层判定单元33判定的各加工对象层51a-56a的判定前即刻的旋转速度S以及进给速度F逐渐变化后，达到上述设定旋转速度以及上述设定进给速度，孔70的加工精度提高，工件50的品质提高。

对应加工对象层51a-56a，预先设定用于进行进给运动的分级加工的分级进给用负载扭矩和分级进给用加工时间的关系，控制装置15具备的上述分级进给用加工再开始判定单元，基于负载扭矩T的变化判定分级进给加工中工件50和钻头4的抵接。

由此，由于在2个以上的加工对象层51a-56a中的至少1个需要深孔加工的情况下，也在去除加工屑的同时进行打孔加工的分级进给加工，因此对于具有由不同材质的材料形成的规定数量的形成区域的工件50，能够进行高精度的打孔加工。并且，利用负载扭矩T判定工件50与工具的抵接，从而判定打孔加工的再开始，因此不需要设定直至工件50与钻头4抵接的进给量，有助于加工效率的提升。

在控制装置15的上述存储装置中，由于通过来自操作盘17的操作，在打孔加工机2运行开始前，将孔70形成的顺序上的加工对象层51a-56a的配置和作为各加工对象层51a-56a中的旋转速度S的设定值的设定旋转速度以及作为进给速度F的设定值的设定进给速度存储，因此不需要每当加工对象层51a-56a的切换时设定旋转速度S以及进给速度F，能够提升加工效率。

以下，关于将上述的实施方式的一部分的构成进行变更的实施方式，对于变更后的构成进行说明。

工具，也可以是钻头4以外的为人们所知的打孔工具。

孔70在上述实施方式中，在具有规定数量的层的工件50中在全部该规定数量的层形成，也可以在全部上述规定数量以外的2个以上的加工对象区域（或者加工对象层）形成。孔70，也可以不是贯通孔，而是该孔70的末端部被封闭的孔，即有底孔。

驱动装置，也可以使工件50，或者使工件50以及工具二者，进行旋转运动以及进给运动中的至少一个运动。例如，主轴驱动装置，也可以通过主轴9a旋转驱动工件50而非钻头4，另外，通过进给驱动装置驱动工件50的情况下，进给位置检测单元21，检测出进给方向上的工件50的位置。

负载扭矩检测单元22，可以为检测出用于驱动进给马达8以及主轴马达7中的至少一个的马达驱动信号值的单元。

外壳5在支撑台上以能够在进给方向上移动的方式被支撑，进给驱动装置被固定于该支撑台，其能够将外壳5以及主轴驱动装置一体地沿进给方向驱动。

材料的组合，也可以为多个种类的金属、金属和合成树脂、多个复合材料。非金属层也可以为纤维强化树脂以外的树脂或者树脂以外的材料。

驱动装置，替代电动马达也可以为气动马达，这种情况下马达的驱动信号值为气体的压力。

工件可以为插入不同材质的部件的工件。例如，如图6所示，工件60，也可以为具有在母材中埋设有与形成该母材的材料不同的材质的材料的多个形成区域61、62的工件，形成有具有末端开口71的孔70的周边部位，作为第1-第3加工对象层61a、62a、61b，可以局部地形成层叠构造。在此，第3加工对象层61b为加工完成层。

即将贯通判定单元37，作为进给方向上的位置，也可以判定即将贯通作为加工完成层以外的加工对象层的特定加工对象层时的即将贯通位置Pa。更具体地是，作为进给方向上的位置，通过由操作盘17将预先设定的即将贯通位置Pa由进给位置检测单元21检测出，工件50的2个以上的加工对象层，具有形成有孔70末端部的加工完成层和作为加工完成层以外的加工对象层的特定加工对象层。驱动控制工序包含：即将贯通判定步骤，判定工具处于即将贯通特定加工对象层的即将贯通位置Pa；进给速度减速步骤，将加工前进速度减速至和特定加工对象层中的加工前进速度相比低速的低速前进速度。控制装置15，对进给马达8进行控制，使得钻头4从即将贯通位置Pa直至将特定加工对象层贯通为止以低速前进速度前进。

由此，由于工具从工件50的加工完成层以外的特定加工对象层内的即将贯通位置Pa到贯通该特定加工对象层为止，以和对于该特定加工对象层的加工前进速度相比低速的低速前进速度进行进给运动，因此，抑制由于工具从即将贯通位置Pa至贯通特定加工对象层为止的进给运动造成的推力而导致的前进方向上与特定加工对象层邻接的加工对象层挠曲，能够抑制特定加工对象层和该邻接加工对象层之间的层间剥离的发生，提升形成有孔70的工件50的品质。另外，特定加工对象层的形成材料自身，例如作为复合材料的纤维强化树脂具有纤维层的层叠构造的情况下，能够防止该纤维层间的剥离。

加工完成层也可以由复合材料（例如，CFRP）形成。这种情况下，通过以低速前进速度前进，能够防止末端开口71的周缘上的起毛的发生或复合材料自身具有的层叠构造中的层间剥离。此外，上述特定加工对象层的形成材料自身，例如作为复合材料的纤维强化树脂具有纤维层的层叠构造的情况下，防止该纤维层间的剥离。

过调节控制时的第2-第6加工对象层52a-56a中的旋转速度S，可以不经由该旋转速度S的渐增或者渐减，分别为第2-第6加工对象层52a-56a中的设定加工旋转速度S2-S6。

并且，上述加工装置以及加工控制方法，对于单层的材料形成的工件，通过将上述形成区域作为对应进给方向上的位置而划分的区域，也能够适用。

Claims (8)

1.一种打孔加工控制方法，利用打孔加工装置进行，该打孔加工装置具备控制驱动装置的控制装置，所述驱动装置使在工件与在所述工件上形成孔的工具之间进行相对的旋转运动以及相对的进给运动，所述打孔加工控制方法的特征在于，

所述工件具有通过由不同材质的材料形成而划分的多个的规定数量的形成区域，

通过所述控制装置对所述驱动装置的驱动控制工序包含：负载扭矩检测步骤，检测出作用于所述工具的负载扭矩；加工开始判定步骤，判定对于所述工件的打孔加工的加工开始；加工对象层判定步骤，将2个以上的所述形成区域，基于所述加工开始和所述负载扭矩的变化，按照打孔加工的顺序，分别判定作为在所述进给运动的方向的进给方向上排列的2个以上的加工对象层；加工条件决定步骤，决定对应于形成通过所述加工对象层判定步骤判定的所述加工对象层的材料的所述旋转运动的旋转速度以及所述进给运动的进给速度，

所述工具，在全部所述2个以上的加工对象层形成所述孔，

所述孔为贯通所述工件的贯通孔，

所述2个以上的加工对象层，具有形成有所述孔的末端开口的加工完成层，

所述驱动控制工序，包含：即将贯通判定步骤，判定所述加工完成层中，所述工具位于即将贯通所述工件的即将贯通位置；加工完成位置检测步骤，检测出所述工具贯通所述工件，完成打孔加工的加工完成位置；进给速度减速步骤，将所述进给速度减速至和所述加工完成层中的加工前进速度相比低速的低速前进速度，

所述控制装置控制所述驱动装置，使得所述工具以所述低速前进速度从所述即将贯通位置前进至所述加工完成位置。

2.一种打孔加工控制方法，利用打孔加工装置进行，该打孔加工装置具备控制驱动装置的控制装置，所述驱动装置使在工件与在所述工件上形成孔的工具之间进行相对的旋转运动以及相对的进给运动，所述打孔加工控制方法的特征在于，

所述工件具有通过由不同材质的材料形成而划分的多个的规定数量的形成区域，

通过所述控制装置对所述驱动装置的驱动控制工序包含：负载扭矩检测步骤，检测出作用于所述工具的负载扭矩；加工开始判定步骤，判定对于所述工件的打孔加工的加工开始；加工对象层判定步骤，将2个以上的所述形成区域，基于所述加工开始和所述负载扭矩的变化，按照打孔加工的顺序，分别判定作为在所述进给运动的方向的进给方向上排列的2个以上的加工对象层；加工条件决定步骤，决定对应于形成通过所述加工对象层判定步骤判定的所述加工对象层的材料的所述旋转运动的旋转速度以及所述进给运动的进给速度，

所述工具，在全部所述2个以上的加工对象层形成所述孔，

在所述控制装置中，对应所述所述加工对象层，设定用于进行所述进给运动的分级进给加工的分级进给用负载扭矩和分级进给用加工时间的关系，

所述控制装置，基于所述负载扭矩的变化，判定所述分级进给加工中的所述工件与所述工具的抵接。

3.根据权利要求1或2所述的打孔加工控制方法，其特征在于，

所述控制装置，在所述加工开始判定步骤中，基于所述负载扭矩的变化判定所述工件与所述工具的抵接，从而判定所述加工开始。

4.根据权利要求1所述的打孔加工控制方法，其特征在于，

所述即将贯通判定步骤包含：加工完成层判定步骤，判定所述加工完成层；负载扭矩减少判定步骤，判定所述负载扭矩以规定减少率以上减少，

所述控制装置，在所述即将贯通判定步骤中，当判定在所述加工完成层中的所述规定减少率以上的所述负载扭矩的减少时，判定所述工具位于所述即将贯通位置。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的打孔加工控制方法，其特征在于，

所述2个以上的加工对象层中，将按照打孔加工的顺序以先后的位置关系邻接排列的2个所述加工对象层，作为先行加工对象层以及后续加工对象层时，

所述驱动控制工序包含推力降低步骤，在所述先行加工对象层的打孔加工中，当所述负载扭矩变为规定扭矩以上时，为了降低由所述工具产生的推力，设定为和所述先行加工对象层中的所述进给速度相比低速的推力降低用前进速度。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的打孔加工控制方法，其特征在于，

所述控制装置，在所述加工对象层判定步骤中，基于所述负载扭矩的变动扭矩量相对于所述负载扭矩的比例即扭矩变动率的绝对值是否在规定变动率以上，判定所述各加工对象层。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的打孔加工控制方法，其特征在于，

所述控制装置以如下方式控制所述驱动装置：使得通过所述加工对象层判定步骤判定后即刻的所述加工对象层中的所述旋转速度或者所述进给速度，从所述加工对象层判定步骤中的判定前即刻的所述旋转速度或者所述进给速度逐渐增加或者逐渐减少至通过所述加工条件决定步骤决定的设定旋转速度或者设定进给速度。

8.一种打孔加工装置，具备：在工件的全部2个以上的加工对象层上形成孔的工具、使在所述工件与所述工具之间进行相对的旋转运动以及相对的进给运动的驱动装置和控制所述驱动装置的控制装置，所述打孔加工装置的特征在于，

所述工件具有通过由不同材质的材料形成而划分的多个的规定数量的形成区域，

所述控制装置，具备：负载扭矩检测单元，检测出作用于所述工具的负载扭矩；加工开始判定单元，判定对于所述工件的打孔加工的加工开始；加工对象层判定单元，将2个以上的所述形成区域，基于所述加工开始和所述负载扭矩的变化，按照打孔加工的顺序，分别判定作为在所述进给运动的方向的进给方向上排列的2个以上的加工对象层；加工条件决定单元，决定对应于形成通过所述加工对象层判定单元判定的所述加工对象层的材料的旋转速度以及进给速度；驱动控制单元，为了所述工具在全部所述2个以上的加工对象层形成所述孔，控制所述驱动装置以使得进行所述旋转速度的所述旋转运动以及所述进给速度的所述进给运动，

所述孔为贯通所述工件的贯通孔，

所述2个以上的加工对象层，具有形成有所述孔的末端开口的加工完成层，

所述驱动控制单元执行如下步骤，即：即将贯通判定步骤，判定所述加工完成层中，所述工具位于即将贯通所述工件的即将贯通位置；加工完成位置检测步骤，检测出所述工具贯通所述工件，完成打孔加工的加工完成位置；进给速度减速步骤，将所述进给速度减速至和所述加工完成层中的加工前进速度相比低速的低速前进速度，

所述控制装置控制所述驱动装置，使得所述工具以所述低速前进速度从所述即将贯通位置前进至所述加工完成位置。