JP2007168054A - ブローチ加工装置及びブローチ加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 再加工の発生を監視する。
【解決手段】ブローチ１１とワークＷとの相対的な移動を行う駆動手段４２と、駆動手段の実負荷電流値を検出する検出手段５３とを備え、相対的な移動により当該ワークの内側又は外側を切削加工するブローチ加工装置１０であって、切削の開始から終了までの作業期間中に定められた監視期間Ｔ１において、検出手段により検出された駆動手段の実負荷電流Ｗ０と予め定められた設定負荷電流Ｗ１とを比較することにより、切削加工済みのワークに対する再加工の実行を監視する再加工監視手段５１とを備えている。
【選択図】図１１

Description

本発明は、加工済みのワークの再加工を検出するブローチ加工装置及びブローチ加工方法に関する。

ブローチ加工とは、切削工具であるブローチとワークとの相対的な移動により、ブローチに設けられた切削チップをワークの所定箇所に接触させ、ワークを所定の形状に切削する加工法である。
従来のブローチ加工装置は、ブローチ加工を複数の工程に分けて工程毎の電流波形データを取り、これをもとに不良工具の良否判断を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２８５９５３号公報

ところで、ブローチ加工には、ブローチとワークとの相対的な移動により、ワークの内周又は外周を所定形状に切削する加工法がある。この加工法では、ワークが筒状であり、その内側をブローチが相対的に通過する場合と、ブローチが筒状であり、その内側をワークが相対的に通過する場合とがあるが、一般にワークの位置決め装置が無くとも加工を行うことが可能であった。
そのため、既に加工が行われたワークが、誤って或いは何らかの理由により再加工され、なお且つ、最初の加工時と再加工時とでワークに対してブローチがその中心線方向について回転角度変化を生じていた場合に、新たな部分がさらに切削されて不良ワークとなってしまうという問題があった。
前述した従来のブローチ加工装置は、不良工具の検出を行うことはできるが、このような再加工の実行を発見することはできなかった。
従って、これまでは、ユーザーの作業マニュアルでの再加工防止、または、加工後の目視確認等にて判断していた。しかしながら、再加工したものの、位相のずれ量が微小だと目視では判断つかない場合があり、その結果、再加工したワークが後工程に流れ、品質低下を発生させるおそれがあった。
本発明は、係る従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、ブローチ加工におけるワークの再加工の発見を可能とすることをその目的とする。

請求項１記載の発明は、ブローチとワークとの相対的な移動を行わせるための駆動手段と、前記駆動手段の実負荷電流値を検出する検出手段とを備え、前記ブローチとワークとの相対的な移動により当該ワークの内側又は外側を切削加工するブローチ加工装置であって、切削の開始から終了までの作業期間中に定められた監視期間において、前記検出手段により検出された前記駆動手段の実負荷電流と予め定められた設定負荷電流とを比較することにより、切削加工済みのワークに対する再加工の実行を監視する再加工監視手段とを備える、という構成を採っている。
ここで、監視期間は、加工作業実行時の経過時間に基づいて定めても良いし、加工作業において移動するブローチの位置に基づいて定めても良い。つまり、ブローチが加工時に所定位置に到達したときから別の所定位置に到達するまでの間を監視期間としても良い。他の請求項に記載の発明についても同様とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、監視期間の開始から終了までの時期を任意に設定する期間設定手段と、前記設定負荷電流の値を任意に設定する負荷電流設定手段と、設定された監視期間と設定負荷電流値とを記憶する記憶手段とを備える、という構成を採っている。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記記憶手段は、前記監視期間及び設定負荷電流値の組み合わせを少なくとも二種以上記憶し、前記再加工監視手段の監視に用いる前記監視期間及び設定負荷電流値の組み合わせ以外の組み合わせに基づいて、前記駆動手段の実負荷電流と予め定められた設定負荷電流とを比較することにより、切削加工時の異常の発生を監視する異常状態監視手段を備える、という構成を採っている。

請求項４記載の発明は、ブローチとワークとの相対的な移動を行わせるための駆動手段と、前記駆動手段の実負荷電流値を検出する検出手段とを備え、前記ブローチとワークとの相対的な移動により当該ワークの内側又は外側を切削加工するブローチ加工装置によるブローチ加工方法であって、前記切削の開始から終了までの作業期間中に定められた監視期間において、前記検出手段により検出された前記駆動手段の実負荷電流と予め定められた設定負荷電流とを比較することにより、切削加工済みのワークに対する再加工の実行を監視する再加工監視工程を備える、という構成を採っている。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記再加工監視工程では、任意に設定された前記監視期間の開始から終了までの時期及び任意に設定された設定負荷電流の値により再加工の実行の監視を行う、という構成を採っている。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記監視期間及び設定負荷電流の組み合わせを少なくとも二種以上設定し、前記再加工監視工程での監視に用いる前記監視期間及び設定負荷電流の組み合わせ以外の組み合わせに基づいて、前記駆動手段の実負荷電流と予め定められた設定負荷電流とを比較することにより、切削加工時の異常の発生を監視する異常状態監視工程を備える、という構成を採っている。

請求項１又は４記載の発明は、駆動手段よりブローチとワークとの相対的な移動を行うことでワークの切削を行い、当該切削時の駆動手段の実負荷電流値（電源から実際に駆動手段に流される電流値）の検出が検出手段により行われる。
駆動手段の負荷電流値は切削による負荷が大きければこれに伴って大きくなるが、再加工されるワークは初回加工されるワークよりも切削負荷が小さく、実負荷電流値も小さくなる傾向を示す。
従って、加工の開始から終了までの間で定められた監視期間において初回加工であれば到達し再加工であれば到達しない範囲で設定電流値を適宜選択し、監視期間に検出された実負荷電流値と設定負荷電流値とを比較する。その結果、監視期間を通じて実負荷電流値が設定負荷電流値を超えない場合に再加工の実行を見つけることができる。
このため、黙視作業に依存せず、安定して高い信頼性で再加工の監視を行うことが可能となる。

請求項２又は請求項５記載の発明では、任意に設定された監視期間に検出される実負荷電流値と、任意に設定された設定負荷電流値とを比較することができる。従って、例えば、加工開始から終了までの間で負荷電流に顕著な傾向が現れる場合における当該負荷電流値を設定負荷電流として選択したり、負荷電流値の判定に顕著な傾向を示す期間を監視期間とし、或いは負荷電流の判定においてノイズや予定外の変動を生じにくい期間を選択する等、適正な期間と電流値の選択で、より精度良く再加工を発見することが可能となる。

請求項３又は請求項６記載の発明では、再加工の監視のために定める監視期間及び設定負荷電流値以外に、切削加工時の異常の発生を監視するための監視期間及び設定負荷電流値を定め、当該監視期間について検出される実負荷電流値と設定負荷電流との比較を行い、当該設定電流値を超える或いは下回る状態を監視することにより切削加工の異常を発見することができる。
これにより、再加工の発見に加えて、例えば実負荷電流値の低下からブローチの摩耗、或いは実負荷電流値の上昇によりブローチの破損に基づくワークへの引っかかり等、種々の異常の発生を発見することが可能となる。

（ブローチ加工装置の全体構成）
以下、本発明の実施の形態であるブローチ加工装置１０について図１乃至図１３に基づいて説明する。図１はブローチ加工装置１０の全体の概略構成を示す斜視図である。
ブローチ加工装置１０は、ワークＷの孔部内側に挿入されて孔部内周を切削するブローチ１１，１１と、切削開始前と切削完了後に各ブローチ１１を個別に保持するリフター装置２０，２０と、各リフター装置２０，２０に保持されたいずれのブローチ１１，１１を使用するかを切り替える切替装置３０と、各リフター装置２０の下方に配置され、ワークＷが載置されるワーク台１２と、いずれかのリフター装置２０からブローチ１１を受け取ると共にワークＷに対して切削方向に牽引するブローチ牽引装置４０と、上記各構成を保持する図示しない本体フレームと、各リフター装置２０、切替装置３０及びブローチ牽引装置４０の動作制御を行う制御装置５０とを備えている。
なお、以下の説明において、各構成の説明で上又は下の方向を示す語は、本体フレームが水平面に設置された状態において上又は下となる状態を示すものとする。

図２はブローチ１１の正面図である。図２に示すように、各ブローチ１１は、棒状であって先端部１１ａ側でブローチ牽引装置４０に保持され、後端部１１ｂ側はリフター装置２０に保持される。また、ブローチ１１の先端近傍から中間部にかけて、長手方向に沿って並んで無数の切削歯１１ｃが形成されている。これらの切削歯１１ｃは、ブローチ１１が先端部１１ａ側に向かって進行することで順番にワークＷの内周面に摺接し、切削を行うようになっている。
なお、各ブローチ１１は、先端部１１ａを下方に向け、後端部１１ｂを上方に向けた状態でリフター装置２０又はブローチ牽引装置４０に保持される。

各リフター装置２０は、ブローチ１１の後端部１１ｂの保持と解除を可能とするスライド体２１と、スライド体２１を上下方向に移動可能に支持するガイド２２と、ガイド２２に沿って上下動させてスライド体２１を上位置と下位置とに切り替えるエアシリンダ２３とを備えている。
スライド体２１によるブローチ１１の保持と解除の切替及びエアシリンダ２３の上位置と下位置との切替は、制御装置５０の制御により行われる。即ち、エアシリンダ２３を下位置としてスライド体２１による保持状態の解除を行うことでブローチ牽引装置４０にブローチ１１の受け渡しが行われる。

切替装置３０は、二つのリフター装置２０，２０を左右に並べて保持し、これらリフター装置２０，２０を左右方向に移動可能とするガイド３１と、ガイド３１による各リフター装置２０，２０の移動駆動源となるエアシリンダ３２とを備えている。
エアシリンダ３２の駆動は制御装置５０の制御により行われ、エアシリンダ３２の駆動により、ブローチ牽引装置４０に対するブローチ１１の受け渡しが可能な位置への二つのリフター装置２０，２０の位置切替が行われるようになっている。

ワーク台１２は、アクチュエータ１３により、台上に配置されたワークＷを加工作業位置と待避位置に位置切替可能である。そして、ワーク台１２が作業位置にあるときには、台上のワークＷは、切替装置３０により選択されたリフター装置２０により下降するブローチ１１の下方において下降するブローチ１１がワークＷに設けられた孔部に挿入されるように位置設定が行われている。
なお、このブローチ加工装置１０はワークＷの内径の切削のため、ブローチ１１が挿入されることでワークＷの位置が調整されるため、ワーク台１２上での精密な位置決めが不要となる。

ブローチ牽引装置４０は、ブローチ１１の先端部の保持と解除を可能とするプルヘッド４６を備えたラム４１と、フレーム本体に設けられてラム４１を上下方向に移動可能に支持する図示しないガイドと、ブローチ１１とワークＷとの相対的な移動を行わせるための駆動手段としての駆動モータ４２と、駆動モータ４２の回転駆動力を直線的な上下動動作に替えてラム４１に伝えるボールねじ機構４３とを備えている。
プルヘッド４６によるブローチ１１の保持と解除の切替及び駆動モータ４２の駆動は、制御装置５０の制御により行われる。
また、ラム４１のブローチ受け渡し位置と切削時下降停止位置とには、それぞれ第一及び第二の近接センサ４４，４５が設けられ、各位置にラム４１が到達したことを検出し制御装置５０に出力するようになっている。

ブローチ加工装置１０では、駆動モータ４２の正回転によりラム４１はワーク台１２の下方の所定のブローチ受け渡し位置まで上昇すると、第一の近接センサ４４により検出され、駆動モータ４２の駆動が停止される。
そして、リフター装置２０により下降してきたブローチ１１の先端部がワーク台１２上のワークＷの孔部を通過してラム４１のプルヘッド４６に挿入されると、ラム４１ではブローチ１１の先端部の保持を行い、かかる状態で駆動モータ４２を逆回転させてリフター装置２０から解放されたブローチ１１を下降させる。そして、ラム４１が切削時下降停止位置まで下降すると、第二の近接センサ４５により検出され、駆動モータ４２の駆動が停止される。
これにより、ワーク台１２上のワークＷの孔部を通過しながらブローチ１１の下降移動が行われ、ワークＷの孔部の内側の切削が行われる。

（ブローチ加工装置の制御系）
図３はブローチ加工装置１０の制御系を示すブロック図である。図３に示すように、ブローチ加工装置１０の制御装置５０は、各種のプログラムを記憶するメモリを備えると共に当該各プログラムに従ってブローチ加工装置１０の各構成の動作制御を行うＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）５１と、ＰＬＣ５１の制御指令に従って駆動モータ４２の駆動を制御するインバータ５２と、インバータ５２から駆動モータ４２への負荷電流値を検出する検出手段としての負荷電流検知メータリレー５３とを備えている。

上記インバーター５２は、駆動モータ４２とその電源との間に設けられ、ＰＬＣ５１による各種の指令に従って駆動モータ４２に対する駆動電流を制御して駆動モータ４２の速度調節などの動作制御を行う。
具体的には、インバーター５２は、ＰＬＣ５１からのラム上昇指令又は下降指令に従い駆動モータ４２を正回転又は逆回転に駆動するように駆動電流を制御し、ＰＬＣ５２からの減速時の速度選択指令に従い電源周波数を制御して駆動モータ４２の駆動速度を調節する。
また、インバーター５２からＰＬＣ５１に対しては、駆動モータ４２の制御の準備完了や異常の発生を通知したり、ＰＬＣ５１の速度選択指令に対して目標速度の到達を通知する。

負荷電流検知メータリレー５３は、インバーター５２から駆動モータ４２に流れる実負荷電流の検出を行うと共に、ＰＬＣ５１からのリクエスト指令（ＲＱ）に応じて、ＰＬＣ５１に予め定められた負荷電流の設定値との大小比較を行い、当該比較結果をＰＬＣ５１に対してアンサー（ＡＳ）として信号出力する機能を有している。
なお、負荷電流検知メータリレー５３の接続については、本実施形態ではインバータ５２の負荷電流出力に接続しているが、そのほか、動力線に直結、ＣＴ（変流器）を通して接続、トランスジューサを通して接続等、各種の方法を採っても良い。

上記ＰＬＣ５１は、各リフター装置２０のエアシリンダ２３を作動させる電磁バルブ２４，切替装置３０のエアシリンダ３２を作動させる電磁バルブ３３が接続されている。そして、ＰＬＣ５１は、所定のプログラミングにより、切削時に、これらを適宜選択して開閉制御を行い、各エアシリンダを適切なタイミングで作動させると共に、前述したインバーター５２を通じて駆動モータ４２を制御し、協働させることでブローチ加工を実行する。
図４はブローチ加工におけるタイミングチャートである。図４において「ラム」はブローチ牽引装置４０のラム４１の上昇と下降のタイミングを示し、「リフタ」はリフタ装置２０のスライド体２１の上位置と下位置との切替タイミングを示し、「ワーク入れ」はワーク台１２の待避位置と加工作業位置との切替タイミングを示している。
かかる図４に示すように、ＰＬＣ５１は、アクチュエータを作動させてワーク台１２を待避位置に移動し（線図において下降）、その後、駆動モータ４２を駆動してラム４１を上昇させる。次いで、リフタ装置２０に保持されたブローチ１１を下位置から上位置に移動し、その間にワーク台１２のアクチュエータを作動させてワークＷを待避位置から下降作業位置に移動する。これにより、ブローチ１１の下方にワークＷが配置され、次にリフタ装置２０に保持されたブローチ１１を上位置から下位置に移動することで、ワークＷの孔部にブローチ１１の先端部を挿入し、さらに、ラム４１上のプルヘッド４６に挿入させる。その後、リフタ装置２０からブローチ１１を解放し、駆動モータ４２を駆動してラム４１を下降させる。これにより、ブローチ１１の切削歯１１ｃがワークＷの孔部の内面を切削しながら加工し、所定の切削が実行される。

また、ＰＬＣ５１は、所定のプログラミングにより、上述した切削の開始から終了までの作業期間中に定められた監視期間としての監視有効時間Ｔ１において、検出手段としての負荷電流検知メータリレー５３により検出された駆動モータ４２の実負荷電流Ｗ０と予め定められた設定負荷電流としての初回切削負荷電流Ｗ１とを比較することにより、切削加工済みのワークＷに対する再加工の実行を監視する再加工監視手段としての処理を実行する。
即ち、駆動モータ４２に対する負荷電流値は、ブローチ１１の切削負荷に応じて増減する。図５〜図９はブローチ１１を駆動モータ４２の駆動により下降させた場合の負荷電流値の変化を示す線図であり、図５はワークＷなし、図６はワークＷに対する一回目の切削、図７はワークＷに対する二回目の切削（再加工）、図８はワークＷに対する三回目の切削、図９はワークＷに対する四回目の切削を行った場合をそれぞれ示している。

ワークＷ無しの場合、つまり切削により負荷を生じないときには、図５に示すように、切削の開始時、切削の減速時、切削の停止時に電流値の立ち上がりが発生する。これに対して、一回の切削を行ったときには、図６に示すように、上記三点での立ち上がりに加えて切削の開始から減速までの区間に山なりに負荷電流値の上昇が発生する。また、二〜四回の切削を行った場合には、図７〜９に示すように、一回目の切削で山なりとなる区間では、上昇がほとんど生じないか生じてもその上昇量はわずかとなっている。
上記傾向から、ＰＬＣ５１では、一回目の切削で負荷電流値が山なりの変化を示す期間を再加工の監視有効時間Ｔ１と定め、この期間に一回目の加工で生じる山なりの頂上付近の負荷電流値を初回切削負荷電流Ｗ１と定め、監視有効時間Ｔ１中に実際に検出される実負荷電流Ｗ０が初回切削負荷電流Ｗ１を超えるか否かにより再加工（二回以上の加工）の実行の監視を行っている。なお、期間Ｔ１の間、Ｗ０＜Ｗ１が継続したら再加工と判定する。

また、ＰＬＣ５１は、所定のプログラミングにより、上述した切削の開始から終了までの作業期間中に定められた監視有効時間Ｔ２において、検出手段としての負荷電流検知メータリレー５３により検出された駆動モータ４２の実負荷電流Ｗ０と予め定められた設定負荷電流としての切削限界電流Ｗ２とを比較することにより、切削加工時の異常の発生を監視する異常状態監視手段としての処理を実行する。
即ち、一般に、切削の開始から減速までの区間でブローチ１１に破損などの不良を生じている場合に切削負荷が過度に大きくなり、これに伴い駆動モータ４２に対する負荷電流値が過度に大きくなる傾向を示す。
従って、ＰＬＣ５１では、切削の開始から減速までの期間をブローチの異常発生の監視有効時間Ｔ２と定め、この期間に正常なブローチ１１では加工中に発生し得ない負荷電流値を切削限界電流Ｗ２と定め、監視有効時間Ｔ２中に実際に検出される実負荷電流Ｗ０が切削限界電流Ｗ２を超えるか否かによりブローチ１１の異常発生の監視を行っている。なお、期間Ｔ２の間、Ｗ０＞Ｗ２が一度でも発生したら異常と判定する。

また、ＰＬＣ５１には、各種設定条件を作業者が入力するための設定入力手段５４が設けられている。この設定入力手段５４は、上述した初回切削負荷電流Ｗ１及び切削限界電流Ｗ２の値と監視有効時間Ｔ１及びＴ２の時期とを任意に設定することができ、負荷電流設定手段及び期間設定手段として機能する。
なお、初回切削負荷電流Ｗ１及び切削限界電流Ｗ２の設定については、例えば、前述した図５〜図９に示す実測データを参照して、再加工では生じ得ない負荷電流値を試験的に求め、或いはブローチ異常でしか生じ得ない負荷電流値を試験的に求め、統計的に好ましい値を選択することが望ましい。
また、監視有効時間Ｔ１及びＴ２の時期の設定についても、例えば、実測データを参照して、上記負荷電流Ｗ１，Ｗ２の監視を行うに際し、実負荷電流値に判定の根拠となる顕著な傾向が現れる期間や外乱等の影響によりノイズ等が発生しない期間を試験的に求め、統計的に好ましい期間を選択することが望ましい。
なお、設定入力手段５４から入力された負荷電流Ｗ１，Ｗ２及び監視有効時間Ｔ１，Ｔ２の値は、ＰＬＣ５１内に設けられた図示しない記憶手段としてのメモリに記憶されるようになっている。

また、ＰＬＣ５１には、再加工が判定されたときと、ブローチの以上が判定されたときに作業者に報知を行うための報知手段５５が接続されている。かかる報知手段５５としては、作業者に報知可能ないずれの方法を実行するものであってもよく、例えば、報知音などの音声出力手段、報知画面なとの画面出力手段、報知ランプなどの点灯装置などのいずれであっても良い。

また、ＰＬＣ５１は、第一及び第二の近接センサ４４，４５と接続され、駆動モータ４２の駆動時においてラム４１の上昇時停止位置又は下降時停止位置への位置決め制御を行う。

図１０から図１３はブローチ加工装置１０のＰＬＣ５１が実行する加工作業の動作フローチャートである。
図示のように、ＰＬＣ５１は、設定入力手段５５から初回切削負荷電流Ｗ１と切削限界負荷電流Ｗ２の設定入力を受けて各電流Ｗ１，Ｗ２を記憶する（ステップＳ１）。
そして、負荷電流検知メータリレー５３に対して初回切削負荷電流Ｗ１を設定値Ａに、また、切削限界負荷電流Ｗ２を設定値Ｂにセットする（ステップＳ２）。

次いで、ＰＬＣ５１は、設定入力手段５５から初回切削負荷電流Ｗ１と実負荷電流Ｗ０とを比較する監視有効時間Ｔ１の設定入力を受けてこれを記憶する（ステップＳ３）。即ち、監視有効時間Ｔ１の開始と終了のタイミングが切削動作の開始からの経過時間に基づいて設定される。
同様に、ＰＬＣ５１は、設定入力手段５５から切削限界負荷電流Ｗ２と実負荷電流Ｗ０とを比較する監視有効時間Ｔ２の設定入力を受けてこれを記憶する（ステップＳ４）。かかる監視有効時間Ｔ２も、その開始と終了のタイミングが切削動作の開始からの経過時間に基づいて設定される。

そして、ブローチ加工を開始する（ステップＳ５）。即ち、これ以降の処理において、ワークＷがセットされたワーク台１２が待避位置に移動し、ラム４１が上昇され、リフター装置２０の保持されたブローチ１１が一時的に上方移動され、その間にワーク台１２が加工作業位置に移動し、ブローチ１１が下方に移動してワークＷに挿通された状態でブローチ牽引装置４０に渡されて、ブローチ１１の下方に牽引され、ワークＷの内周面が切削される、という動作が順番に実行される。
なお、ＰＬＣ５１は、監視有効時間Ｔ１，Ｔ２を判定するための計時回路を備え、加工開始と共に計時の開始を行う。

上記ブローチ加工の動作開始と同時に、初回切削完了記憶がリセットされ（Ｋ１＝０：ステップＳ６）、ブローチ１１の刃具の正常状態記憶がリセットされる（Ｋ２＝０：ステップＳ７）。
なお、初回切削完了記憶とは、ＰＬＣ５１における再加工の判定結果の記録であり、後述する処理で、判定結果が再加工ではないときには１に更新される。また、刃具の正常状態記憶とは、ＰＬＣ５１におけるブローチ１１の異常発生の監視結果の記録であり、後述する処理で、ブローチ１１が異常ではないときには１に更新される。

次いで、ＰＬＣ５１は、ステップＳ８とステップＳ１５の処理へ同時に移行する。ステップＳ８では、ＰＬＣ５１は、現在が監視有効時間Ｔ１の期間内か判定する。
そして、期間内ではないときには（ステップＳ８：ＮＯ）、予め設定された、加工に要する通常的な所要時間の上限値であるサイクルタイムを超えているか判定する（ステップＳ９）。そして、サイクルタイムを超えている場合には（ステップＳ９：ＹＥＳ）、報知手段５５により異常報知を行い、加工作業を終了する（ステップＳ１４）。また、サイクルタイムを超えていないときにはステップＳ８に処理を戻す。

一方、ステップＳ８で現在が監視有効時間Ｔ１の期間内と判定されたときには（ステップＳ８：ＹＥＳ）、負荷電流検知メータリレー５３に対して実負荷電流Ｗ０と初回切削負荷電流Ｗ１との比較を要求する（ステップＳ１０）。そして、その結果、実負荷電流Ｗ０が初回切削負荷電流Ｗ１を超えていないときには（ステップＳ１０：ＮＯ）、現在が監視有効時間Ｔ１の期間内か判定する（ステップＳ１１）。監視有効時間Ｔ１の期間内であれば（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０に処理を戻す。また、実負荷電流Ｗ０が初回切削負荷電流Ｗ１を超えないまま、監視有効時間Ｔ１が経過した場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、再加工であると判定し（ステップＳ１２）、報知手段５５により異常報知を行い、加工作業を終了する（ステップＳ１４）。

また、実負荷電流Ｗ０と初回切削負荷電流Ｗ１との比較の結果、実負荷電流Ｗ０が初回切削負荷電流Ｗ１を超えたときには（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、初回切削完了記憶Ｋ１を１に更新する（ステップＳ１３）。
そして、処理をステップＳ２２に進める。

一方、ステップＳ１５の処理では、ＰＬＣ５１は、現在が監視有効時間Ｔ２の期間内か判定する。
そして、期間内ではないときには（ステップＳ１５：ＮＯ）、サイクルタイムを超えているか判定する（ステップＳ１６）。そして、サイクルタイムを超えている場合には（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、報知手段５５により異常報知を行い、加工作業を終了する（ステップＳ２１）。また、サイクルタイムを超えていないときにはステップＳ１５に処理を戻す。

一方、ステップＳ１５で現在が監視有効時間Ｔ２の期間内と判定されたときには（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、負荷電流検知メータリレー５３に対して実負荷電流Ｗ０と切削限界負荷電流Ｗ２との比較を要求する（ステップＳ１７）。そして、その結果、実負荷電流Ｗ０が切削限界負荷電流Ｗ２を超えていないときには（ステップＳ１７：ＮＯ）、現在が監視有効時間Ｔ２の期間内か判定する（ステップＳ１８）。監視有効時間Ｔ２の期間内であれば（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、ステップＳ１７に処理を戻す。また、実負荷電流Ｗ０が切削限界負荷電流Ｗ２を超えないまま、監視有効時間Ｔ２が経過した場合には（ステップＳ１８：ＮＯ）、ブローチ１１は正常であると判定し、刃具の正常状態記憶Ｋ２を１に更新する（ステップＳ１９）。
そして、処理をステップＳ２２に進める。

また、実負荷電流Ｗ０と切削限界負荷電流Ｗ２との比較の結果、実負荷電流Ｗ０が初回切削負荷電流Ｗ１を超えたときには（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、ブローチ１１に異常があると判定し（ステップＳ２０）、報知手段５５により異常報知を行い、加工作業を終了する（ステップＳ２１）。

ステップＳ２２では、ＰＬＣ５１は、初回切削完了記憶Ｋ１を読み出し、再加工ではないことを示す判定結果（Ｋ１＝１）であるか否かを判定する。そして、Ｋ１＝０の場合には（ステップＳ２２：ＮＯ）、ステップＳ８とステップＳ１５に戻り、これらの処理を再び実行する。

そして、Ｋ１＝１の場合には（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、ＰＬＣ５１は、刃具の正常状態記憶Ｋ２を読み出し、異常ではないことを示す判定結果（Ｋ２＝１）であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。そして、Ｋ２＝０の場合には（ステップＳ２３：ＮＯ）、ステップＳ８とステップＳ１５に戻り、これらの処理を再び実行する。
また、Ｋ２＝１の場合には（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、ＰＬＣ５１は、一回目の加工であり、ブローチ１１に異常もないものと判定し（ステップＳ２４）、その後の加工動作を完了まで継続して実行し処理を終了する。

（実施形態の効果）
上記ブローチ加工装置１０では、加工の開始から終了までの間で定められた監視有効時間Ｔ１において、ＰＬＣ５１が負荷電流検知メータリレー５３を通じて、初回加工であれば到達し再加工であれば到達しない範囲で設定された初回切削負荷電流Ｗ１と実負荷電流Ｗ０とを比較することで再加工の実行を見つけることができる。
従って、黙視作業に依存せず、安定して高い信頼性で再加工の監視を行うことが可能となる。

また、上記ブローチ加工装置１０では、加工の開始から終了までの間で定められた監視有効時間Ｔ２において、ＰＬＣ５１が負荷電流検知メータリレー５３を通じて、正常なブローチであれば生じない切削限界負荷電流Ｗ２と実負荷電流Ｗ０とを比較することでブローチ１１の異常を見つけることができる。
これにより、切削異常のよる不良ワークＷを発見することが可能となる。

また、設定入力手段５４により、監視有効時間Ｔ１，Ｔ２、初回切削負荷電流Ｗ１及び切削限界負荷電流Ｗ２を任意に設定することができるので、例えば、加工開始から終了までの間で負荷電流に顕著な傾向が現れる場合における当該負荷電流値を設定負荷電流として選択したり、負荷電流値の判定に顕著な傾向を示す期間を監視期間とし、或いは負荷電流の判定においてノイズや予定外の変動を生じにくい期間を選択する等、適正な期間と電流値の選択で、より精度良く再加工、或いはブローチの刃具の異常を発見することが可能となる。

（その他）
駆動モータ４２は、例えばサーボモータのように、その出力トルクが負荷電流値で検出可能なあらゆる形式の電動機を使用しても良い。
また、上記ブローチ加工装置１０では、加工時においてブローチ１１のみが移動する構成としたが、これに限らず、ワークＷが静止したブローチに対して移動して切削加工を行われる構成としても良いし、ブローチとワークＷの双方が互いに切削が行われる方向に移動する構成としても良い。
また、ブローチ加工装置１０では、孔部を有するワークＷの内側の切削を行う場合を例示したが、これに限らず、孔部の有無にかかわらず、ワークの外側の切削も上記構成のブローチ加工装置１０により行うことが可能である。ただし、ブローチは内側に刃具を有する筒状又は環状のものが使用される。なお、その場合も、ワーク台１２上においてワークＷの正確な位置決めと固定は不要である。
さらに、上記ブローチ加工装置１０としてブローチ又はワークが上下方向に移動するいわゆる縦型のものを例示したが、ブローチ又はワークが水平方向に移動するいわゆる横型のブローチ加工装置についても、上述した再加工の監視及びブローチの異常検出の手法を用いても良い。

また、リフター装置２０、切替装置３０、ワーク台１２における各動作の駆動源は、例示のものに限らず、エアシリンダ、電磁ソレノイド、電動機、その他その出力に応じて適正な駆動源を選択しても良いことは言うまでもない。
また、ブローチ牽引装置４０のラム４１の位置決めは近接センサ４４，４５の検出により行っているが、例えば、ブローチ加工装置をＮＣ機器としてサーボモータを用いた数値制御でラムの位置決めを行っても良い。その他のリフター装置２０、切替装置３０、ワーク台１２についても同様である。

また、ブローチ加工装置１０では、監視期間としての監視有効時間Ｔ１及びＴ２を作業時の経過時間に基づいて定める構成としたが、切削時のブローチ１１の上下位置に基づいて各時間Ｔ１，Ｔ２を定める構成としても良い。その場合、駆動モータ４２の回転数の検出やラム４２の上下位置を検出する位置検出センサなどを使用して時間Ｔ１，Ｔ２の開始と終了とを判断することが望ましい。また、その場合も、各時間Ｔ１，Ｔ２の設定は、試験等を行って統計的に定めることが望ましい。

発明の実施形態たるブローチ加工装置の全体の概略構成を示す斜視図である。 図１に開示したブローチの正面図である。 ブローチ加工装置の制御系を示すブロック図である。 ブローチ加工におけるタイミングチャートである。 ワークなしの状態でブローチを駆動モータの駆動により下降させた場合の負荷電流値の変化を示す線図である。 ワークに対する一回目の切削時におけるブローチを駆動モータの駆動により下降させた場合の負荷電流値の変化を示す線図である。 ワークに対する二回目の切削時におけるブローチを駆動モータの駆動により下降させた場合の負荷電流値の変化を示す線図である。 ワークに対する三回目の切削時におけるブローチを駆動モータの駆動により下降させた場合の負荷電流値の変化を示す線図である。 ワークに対する四回目の切削時におけるブローチを駆動モータの駆動により下降させた場合の負荷電流値の変化を示す線図である。 ブローチ加工装置のＰＬＣが実行する加工作業の動作フローチャートである。 ブローチ加工装置のＰＬＣが実行する図１０の続きの動作フローチャートである。 ブローチ加工装置のＰＬＣが実行する図１０の続きの動作フローチャートである。 ブローチ加工装置のＰＬＣが実行する図１１と図１２の続きの動作フローチャートである。

符号の説明

１０ ブローチ加工装置
１１ ブローチ
４２ 駆動モータ（駆動手段）
５０ 制御装置
５１ ＰＬＣ（再加工監視手段，異常状態監視手段）
５３ 負荷電流検知メータリレー（検出手段）
５４ 設定入力手段（期間設定手段，負荷電流設定手段）
Ｔ１，Ｔ２ 監視有効時間（監視期間）
Ｗ ワーク
Ｗ０ 実負荷電流
Ｗ１ 初回切削負荷電流（設定負荷電流）
Ｗ２ 切削限界電流（設定負荷電流）

Claims (6)

1. ブローチとワークとの相対的な移動を行わせるための駆動手段と、前記駆動手段の実負荷電流値を検出する検出手段とを備え、前記ブローチとワークとの相対的な移動により当該ワークの内側又は外側を切削加工するブローチ加工装置であって、
   前記切削の開始から終了までの作業期間中に定められた監視期間において、前記検出手段により検出された前記駆動手段の実負荷電流と予め定められた設定負荷電流とを比較することにより、切削加工済みのワークに対する再加工の実行を監視する再加工監視手段とを備えることを特徴とするブローチ加工装置。
2. 前記監視期間の開始から終了までの時期を任意に設定する期間設定手段と、
   前記設定負荷電流の値を任意に設定する負荷電流設定手段と、
   設定された監視期間と設定負荷電流値とを記憶する記憶手段とを備えることを特徴とする請求項１記載のブローチ加工装置。
3. 前記記憶手段は、前記監視期間及び設定負荷電流値の組み合わせを少なくとも二種以上記憶し、
   前記再加工監視手段の監視に用いる前記監視期間及び設定負荷電流値の組み合わせ以外の組み合わせに基づいて、前記駆動手段の実負荷電流と予め定められた設定負荷電流とを比較することにより、切削加工時の異常の発生を監視する異常状態監視手段を備えることを特徴とする請求項２記載のブローチ加工装置。
4. ブローチとワークとの相対的な移動を行わせるための駆動手段と、前記駆動手段の実負荷電流値を検出する検出手段とを備え、前記ブローチとワークとの相対的な移動により当該ワークの内側又は外側を切削加工するブローチ加工装置によるブローチ加工方法であって、
   前記切削の開始から終了までの作業期間中に定められた監視期間において、前記検出手段により検出された前記駆動手段の実負荷電流と予め定められた設定負荷電流とを比較することにより、切削加工済みのワークに対する再加工の実行を監視する再加工監視工程を備えることを特徴とするブローチ加工方法。
5. 前記再加工監視工程では、任意に設定された前記監視期間の開始から終了までの時期及び任意に設定された設定負荷電流の値により再加工の発生の監視を行うことを特徴とする請求項４記載のブローチ加工方法。
6. 前記監視期間及び設定負荷電流の組み合わせを少なくとも二種以上設定し、
   前記再加工監視工程での監視に用いる前記監視期間及び設定負荷電流の組み合わせ以外の組み合わせに基づいて、前記駆動手段の実負荷電流と予め定められた設定負荷電流とを比較することにより、切削加工時の異常の発生を監視する異常状態監視工程を備えることを特徴とする請求項５記載のブローチ加工方法。

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