JP2013103278A - Working detection device - Google Patents

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Toshimitsu Baba
俊光 馬場
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Toyota Auto Body Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a working detection device capable of reliably working a workpiece and shortening a cycle time of the working.SOLUTION: A control device advances a rotary main shaft by a feed mechanism while rotating the rotary main shaft, as an advancing operation (S5). The control device then detects a working start P1 (S8) when a value of a load voltage V measured by a measurement device is continuously higher than a predetermined working initial voltage value V1 during a predetermined working initial time t1 (S6, S7) as an initial detection operation. Then, the control device detects a working completion P2 (S11) when the value of the load voltage V measured by the measurement device is continuously lower than a predetermined working terminal voltage value V2 during a predetermined working terminal time t2 (S9, S10) as a terminal detection operation after the detection of the working start P1. Thereafter, the control device retreats the rotary main shaft by the feed mechanism (S13) as a retreat operation when the working completion P2 is detected.

Description

本発明は、回転工具を回転させて加工を行う際に、測定器からの信号によって加工が終了したことを検出することができる加工検出装置に関する。   The present invention relates to a machining detection device capable of detecting the completion of machining by a signal from a measuring instrument when machining is performed by rotating a rotary tool.

種々の機械部品を製造する工場等においては、産業用ロボットの移動先端部に、ドリル等の回転工具によって加工を行う加工装置を取り付け、産業用ロボットによって加工装置を被加工物における所定の加工位置に移動させて、穴明け加工等を行っている。加工装置は、回転工具を支持する回転主軸と、この回転主軸を軸方向へ送る送り機構とを備えている。産業用ロボットを用いた加工装置による加工は、回転する回転主軸を、送り機構によって所定量前進させた後に後退させて行っている。   In factories that manufacture various machine parts, a processing device that performs processing with a rotary tool such as a drill is attached to the moving tip of an industrial robot, and the processing device is moved to a predetermined processing position on the workpiece by the industrial robot. It is moved to, and drilling processing etc. is performed. The processing apparatus includes a rotation main shaft that supports the rotary tool, and a feed mechanism that sends the rotation main shaft in the axial direction. Processing by a processing apparatus using an industrial robot is performed by moving a rotating main spindle forward by a predetermined amount by a feed mechanism and then moving it backward.

例えば、特許文献1においては、ドリルを回転させる回転アクチュエータと、回転アクチュエータの負荷トルクを検出する負荷トルク検出部と、ドリルを取り付けた加工ヘッドを前進・後退させる送りアクチュエータとを有する穴明け加工装置について開示されている。この穴明け加工装置においては、ドリルがワークを切り込み、負荷トルクが最大値に到達して一定時間経過したときに、ドリルを後退させて切屑を分断させている。
また、特許文献2においては、放電穴加工を行う際に、電極とワーク間の電圧を測定し、第一の最大電圧値がこれよりも低い第二の最大電圧値より高くなる状態が、既定回数以上連続して発生したときに、放電により生成した穴が貫通したと判定する貫通検知装置について開示されている。この貫通検知装置においては、放電穴加工が貫通したことを正確に検知することができる。
For example, in Patent Document 1, a drilling device having a rotary actuator that rotates a drill, a load torque detecting unit that detects a load torque of the rotary actuator, and a feed actuator that moves a processing head attached with the drill forward and backward. Is disclosed. In this drilling device, when the drill cuts the workpiece and the load torque reaches the maximum value and a certain time has elapsed, the drill is moved backward to sever the chips.
In Patent Document 2, when performing discharge hole machining, the voltage between the electrode and the workpiece is measured, and the state in which the first maximum voltage value is higher than the second maximum voltage value lower than this is the default. There is disclosed a penetration detection device that determines that a hole generated by discharge has penetrated when it occurs continuously more than the number of times. In this penetration detection device, it is possible to accurately detect that the discharge hole machining has penetrated.

特許第4662104号公報Japanese Patent No. 4662104 特開2005−144651号公報JP-A-2005-144651

ところで、被加工物が鋳物製品等の寸法のばらつきを有するものになると、回転工具の送り量によって加工が完了したことを検出するだけでは、被加工物に対して穴明け等の加工が確実に行われたかを確認することができない。そのため、寸法のばらつきを考慮して、回転工具の送り量を若干長くすることを行っている。その結果、加工のサイクルタイムを短縮することが困難になっている。   By the way, when the workpiece has a dimensional variation such as a cast product, the processing such as drilling is surely performed on the workpiece only by detecting the completion of the processing by the feed amount of the rotary tool. I can't confirm what happened. For this reason, the feed amount of the rotary tool is slightly increased in consideration of dimensional variations. As a result, it is difficult to shorten the processing cycle time.

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、被加工物に確実に加工を行うことができ、加工のサイクルタイムを短縮することができる加工検出装置を提供しようとして得られたものである。   The present invention has been made in view of such a background, and has been obtained in an attempt to provide a processing detection apparatus that can reliably process a workpiece and can shorten the cycle time of the processing. .

本発明は、回転アクチュエータによって回転する回転主軸と、
該回転主軸に取り付けられた回転工具と、
送りアクチュエータによって駆動され、上記回転主軸をその軸方向にストロークさせる送り機構と、
上記回転アクチュエータに加わる負荷電圧を測定する測定器と、
上記回転アクチュエータ及び上記送りアクチュエータを駆動する出力制御、及び上記測定器から上記負荷電圧を読み取る入力制御を行う制御装置と、を備えており、
該制御装置は、上記回転主軸を回転させながら、上記送り機構によって上記回転主軸を前進させる前進動作と、
上記測定器によって測定する上記負荷電圧の値が、所定の加工初期時間の間、所定の加工初期電圧値よりも継続して高くなったときに、加工開始を検出する初期検出動作と、
上記加工開始を検出した後、上記測定器によって測定する上記負荷電圧の値が、所定の加工終期時間の間、所定の加工終期電圧値よりも継続して低くなったときに、加工完了を検出する終期検出動作と、
上記加工完了を検出したとき、上記送り機構によって上記回転主軸を後退させる後退動作と、を順次行うよう構成されていることを特徴とする加工検出装置にある(請求項1)。
The present invention comprises a rotating spindle that is rotated by a rotary actuator;
A rotating tool attached to the rotating spindle;
A feed mechanism that is driven by a feed actuator and strokes the rotating spindle in the axial direction;
A measuring instrument for measuring a load voltage applied to the rotary actuator;
An output control for driving the rotary actuator and the feed actuator, and a control device for performing input control for reading the load voltage from the measuring instrument,
The controller is configured to advance the rotary spindle forward by the feed mechanism while rotating the rotary spindle;
An initial detection operation for detecting the start of machining when the value of the load voltage measured by the measuring instrument continuously becomes higher than a predetermined machining initial voltage value during a predetermined machining initial time;
After the start of machining is detected, the completion of machining is detected when the value of the load voltage measured by the measuring instrument is continuously lower than the predetermined machining end voltage value for a predetermined machining end time. End-of-life detection action to
The machining detection device is configured to sequentially perform a retreat operation for retreating the rotation main shaft by the feed mechanism when the completion of the machining is detected (claim 1).

上記加工検出装置は、回転工具によって被加工物に加工を行う際に、回転アクチュエータに加わる負荷電圧の測定を行って、加工開始と加工完了とを検出することにより、回転工具による被加工物の加工を迅速かつ確実に行うことができるものである。
加工検出装置における回転工具によって被加工物に加工を行う際には、制御装置は、前進動作として、回転アクチュエータに制御信号を送って回転主軸を回転させる。また、制御装置は、送りアクチュエータに制御信号を送って送り機構を駆動し、送り機構によって回転主軸を前進させる。
When the workpiece is machined by the rotary tool, the machining detection device measures the load voltage applied to the rotary actuator and detects the machining start and machining completion, thereby detecting the workpiece by the rotary tool. Processing can be performed quickly and reliably.
When processing a workpiece with a rotary tool in the processing detection device, the control device sends a control signal to the rotary actuator to rotate the rotating spindle as a forward movement. Further, the control device sends a control signal to the feed actuator to drive the feed mechanism, and advances the rotating spindle by the feed mechanism.

次いで、制御装置は、初期検出動作として、測定器によって測定する負荷電圧の値を監視する。そして、制御装置は、負荷電圧の値が、所定の加工初期時間の間、所定の加工初期電圧値よりも継続して高くなったときには、回転工具が被加工物に加工を開始したと判断して、加工開始を検出する。   Next, the control device monitors the value of the load voltage measured by the measuring instrument as the initial detection operation. Then, the control device determines that the rotary tool has started machining the workpiece when the value of the load voltage continues to be higher than the predetermined machining initial voltage value for a predetermined machining initial time. The processing start is detected.

次いで、制御装置は、終期検出動作として、加工開始を検出した後、測定器によって測定する負荷電圧の値を監視する。そして、制御装置は、負荷電圧の値が、所定の加工終期時間の間、所定の加工終期電圧値よりも継続して低くなったときには、回転工具による被加工物の加工が完了したと判断して、加工完了を検出する。
その後、制御装置は、後退動作として、加工完了を検出したとき、送りアクチュエータに制御信号を送って送り機構を駆動し、送り機構によって回転主軸を後退させる。
Next, the control device monitors the value of the load voltage measured by the measuring instrument after detecting the start of machining as the end detection operation. Then, the control device determines that the machining of the workpiece by the rotary tool is completed when the value of the load voltage continues to be lower than the predetermined machining end voltage value during the predetermined machining end time. To detect the completion of machining.
Thereafter, when the machining operation is detected as a backward movement, the control device sends a control signal to the feed actuator to drive the feed mechanism, and the feed mechanism causes the rotary spindle to move backward.

こうして、上記加工検出装置においては、制御装置によって加工開始と加工完了とを検出することにより、回転工具によって被加工物に確実に加工を行うことができる。また、制御装置が加工完了を検出した後には、直ちに後退動作を行うことにより、回転工具による加工のサイクルタイムを短縮することができる。さらに、制御装置が加工完了を検出した後、直ちに後退動作を行うことにより、送り機構が、加工を完了した後も余分に回転工具をその軸方向へ送ってしまうことを防止することができる。これにより、回転工具が、被加工物における、加工した穴の直下に位置する部位に干渉して、自ら損傷してしまうことを防止することもできる。   In this way, in the said process detection apparatus, a process can be reliably processed with a rotary tool by detecting the process start and process completion by a control apparatus. Further, after the control device detects the completion of machining, the cycle time of machining by the rotary tool can be shortened by immediately performing the backward movement. Further, by performing the backward movement immediately after the control device detects the completion of machining, it is possible to prevent the feeding mechanism from sending an extra rotating tool in the axial direction even after the machining is completed. Thereby, it can also prevent that a rotary tool interferes with the site | part located in the to-be-processed object directly under the processed hole, and is damaged by itself.

それ故、上記加工検出装置によれば、被加工物に確実に加工を行うことができ、加工のサイクルタイムを短縮することができる。   Therefore, according to the said process detection apparatus, a workpiece can be processed reliably and the cycle time of a process can be shortened.

実施例にかかる、加工検出装置の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the process detection apparatus concerning an Example. 実施例にかかる、加工検出装置の動作を示すフローチャート。The flowchart which shows operation | movement of the process detection apparatus concerning an Example. 実施例にかかる、横軸に時間tをとり、縦軸に回転主軸に加わる負荷電圧Vをとって、負荷電圧Vの時間経過を模式的に示すグラフ。The graph which shows the time passage of the load voltage V typically by taking the time t on the horizontal axis and taking the load voltage V applied to the rotation main axis on the vertical axis according to the example. 実施例にかかる、産業用ロボットに取り付けられた加工装置によって、被加工物に加工を行う状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state which processes a to-be-processed object with the processing apparatus attached to the industrial robot concerning an Example. 実施例にかかる、被加工物に対して穴明け加工を行う前の状態の加工装置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the processing apparatus of the state before performing a drilling process with respect to a to-be-processed object concerning an Example. 実施例にかかる、被加工物に対して穴明け加工を行う状態の加工装置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the processing apparatus of the state which performs the drilling process with respect to a workpiece concerning an Example. 実施例にかかる、被加工物に対して穴明け加工を行った状態の加工装置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the processing apparatus of the state which performed the drilling process with respect to the to-be-processed object concerning an Example. 実施例にかかる、回転主軸を被加工物から後退させた状態の加工装置を示す説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory drawing which shows the processing apparatus of the state which retracted the rotating main shaft from the workpiece concerning an Example.

上述した加工検出装置における好ましい実施の形態につき説明する。
上記加工検出装置において、上記回転工具は、上記被加工物に対して穴明け加工を行うドリル、上記被加工物に形成された穴を拡大する加工(荒削り加工、仕上げ加工等)を行うリーマ等とすることができる。
上記測定器によって測定する負荷電圧は、上記回転工具が上記被加工物を加工する際に、この回転工具から上記回転アクチュエータに加わる負荷によって生じる電圧とすることができる。
A preferred embodiment of the above-described processing detection apparatus will be described.
In the processing detection apparatus, the rotary tool includes a drill that performs drilling on the workpiece, a reamer that performs processing (roughing, finishing, etc.) for expanding a hole formed in the workpiece. It can be.
The load voltage measured by the measuring instrument can be a voltage generated by a load applied from the rotary tool to the rotary actuator when the rotary tool processes the workpiece.

また、上記加工装置は、産業用ロボットの移動先端部に取り付けられており、かつ、該移動先端部の移動によって所定の加工位置に移動した後、上記制御装置によって上記各動作を順次行うよう構成されていてもよい(請求項2)。
この場合には、産業用ロボットによって、回転工具が取り付けられた回転主軸及び送り機構を、被加工物における複数の加工位置へ逐次移動させることができる。そして、各加工位置において、前進、初期検出、終期検出、後退の各動作を行って、回転工具による加工を行うことができる。
The processing device is attached to the moving tip of the industrial robot, and after moving to a predetermined processing position by the movement of the moving tip, the control device sequentially performs the operations. (Claim 2).
In this case, the rotation spindle and the feed mechanism to which the rotary tool is attached can be sequentially moved to a plurality of machining positions on the workpiece by the industrial robot. Then, at each machining position, it is possible to perform machining with a rotary tool by performing forward, initial detection, final detection, and reverse operations.

また、上記被加工物は、鋳物として成形され、鋼板のプレス加工を行うための金型であり、該金型は、上記鋼板を成形する成形表面部と、該成形表面部に対する下方において該成形表面部を補強する補強リブとを有しており、上記回転工具によって加工する穴は、上記成形表面部を貫通するエア抜き穴であってもよい(請求項3)。
この場合には、被加工物が、鋳物から成形されて寸法のばらつきが生じやすい金型であっても、測定器によって測定した負荷電圧から加工開始と加工完了の検出を行うことにより、回転工具による成形表面部への加工を確実に行うことができる。また、加工完了の検出を行った後に、後退動作によって直ちに回転工具を後退させることにより、回転工具が、補強リブに干渉して、自ら損傷してしまうことを防止することができる。
The workpiece is a mold that is molded as a casting and presses the steel sheet. The mold includes a molding surface portion that molds the steel sheet and a molding surface portion below the molding surface portion. It has a reinforcing rib which reinforces the surface portion, and the hole processed by the rotary tool may be an air vent hole penetrating the molding surface portion.
In this case, even if the workpiece is a mold that is formed from a casting and is likely to have dimensional variations, the rotary tool is detected by detecting the start of processing and the completion of processing from the load voltage measured by the measuring instrument. Thus, it is possible to reliably perform the processing on the molding surface portion. Further, after detecting the completion of machining, the rotating tool is immediately retracted by the retracting operation, whereby the rotating tool can be prevented from interfering with the reinforcing rib and being damaged by itself.

以下に、加工検出装置にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
図1は、加工検出装置1の構成を示す。同図に示すごとく、本例の加工検出装置1は、加工装置2と制御装置3とによって構成されている。加工装置2は、回転アクチュエータ22によって回転する回転主軸21と、回転主軸21に取り付けられた回転工具23と、送りアクチュエータ25によって駆動され、回転主軸21をその軸方向にストロークさせる送り機構24と、回転アクチュエータ22に加わる負荷電圧Vを測定する測定器26とを備えている。また、加工装置2は、制御装置3によって動作するよう構成されており、制御装置3は、回転アクチュエータ22及び送りアクチュエータ25を駆動する出力制御と、測定器26から負荷電圧Vを読み取る入力制御とを行う。
Hereinafter, embodiments of the processing detection apparatus will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of the processing detection apparatus 1. As shown in FIG. 1, the machining detection device 1 of this example includes a machining device 2 and a control device 3. The processing apparatus 2 includes a rotary spindle 21 rotated by a rotary actuator 22, a rotary tool 23 attached to the rotary spindle 21, a feed mechanism 24 that is driven by a feed actuator 25 and strokes the rotary spindle 21 in its axial direction, And a measuring device 26 for measuring a load voltage V applied to the rotary actuator 22. The processing device 2 is configured to be operated by the control device 3. The control device 3 includes output control for driving the rotary actuator 22 and the feed actuator 25, and input control for reading the load voltage V from the measuring instrument 26. I do.

図2は、加工検出装置1の動作のフローチャートを示し、図3は、測定器26によって測定した負荷電圧Vの時間経過のグラフを模式化して示す。
制御装置3は、次の前進動作、初期検出動作、終期検出動作及び後退動作を、順次行うよう構成されている。
図3に示すごとく、制御装置3は、まず、前進動作として、回転主軸21を回転させながら(図2のステップS3)、送り機構24によって回転主軸21を前進させる(S5)。次いで、制御装置3は、初期検出動作として、測定器26によって測定する負荷電圧Vの値が、所定の加工初期時間t1の間、所定の加工初期電圧値V1よりも継続して高くなったときに(S6,S7)、加工開始P1を検出する(S8)。次いで、制御装置3は、終期検出動作として、加工開始P1を検出した後、測定器26によって測定する負荷電圧Vの値が、所定の加工終期時間t2の間、所定の加工終期電圧値V2よりも継続して低くなったときに(S9,S10)、加工完了P2を検出する(S11)。その後、制御装置3は、後退動作として、加工完了P2を検出したとき、送り機構24によって回転主軸21を後退させる(S13)。
FIG. 2 shows a flowchart of the operation of the machining detection apparatus 1, and FIG. 3 schematically shows a graph of the elapsed time of the load voltage V measured by the measuring device 26.
The control device 3 is configured to sequentially perform the next forward operation, initial detection operation, end detection operation, and reverse operation.
As shown in FIG. 3, the control device 3 first advances the rotating main shaft 21 by the feed mechanism 24 while rotating the rotating main shaft 21 (step S3 in FIG. 2) as a forward movement operation (S5). Next, the control device 3 performs the initial detection operation when the value of the load voltage V measured by the measuring instrument 26 continuously becomes higher than the predetermined processing initial voltage value V1 during the predetermined processing initial time t1. (S6, S7), the processing start P1 is detected (S8). Next, the control device 3 detects the machining start P1 as an end detection operation, and then the value of the load voltage V measured by the measuring device 26 is greater than the predetermined machining end voltage value V2 for a predetermined machining end time t2. If it is continuously lowered (S9, S10), the machining completion P2 is detected (S11). Thereafter, the control device 3 retracts the rotating spindle 21 by the feed mechanism 24 when the machining completion P2 is detected as the retraction operation (S13).

以下に、本例の加工検出装置1につき、図1〜図8を参照して詳説する。
図4は、産業用ロボット4に取り付けられた加工装置2によって、被加工物5に加工を行う状態を示す。
同図に示すごとく、本例の加工検出装置1は穴明け加工を行うものであり、本例の回転工具23はドリルである。加工装置2は、産業用ロボット4の移動先端部41に取り付けられており、かつ、移動先端部41の移動によって所定の加工位置に移動した後、制御装置3によって各動作を行うよう構成されている。産業用ロボット4は、サーボモータによって回転する関節を複数有し、移動先端部41の位置を三次元的に移動可能にしたものである。
Below, it demonstrates in detail with reference to FIGS. 1-8 about the process detection apparatus 1 of this example.
FIG. 4 shows a state in which the workpiece 5 is processed by the processing device 2 attached to the industrial robot 4.
As shown in the figure, the machining detection device 1 of this example performs drilling, and the rotary tool 23 of this example is a drill. The processing device 2 is attached to the moving tip portion 41 of the industrial robot 4 and is configured to perform each operation by the control device 3 after moving to a predetermined processing position by the movement of the moving tip portion 41. Yes. The industrial robot 4 has a plurality of joints that are rotated by a servo motor, and the position of the moving tip 41 can be moved three-dimensionally.

図5〜図8は、被加工物5に対して穴明け加工を行う加工装置2を示し、図5は、穴明け加工前の状態、図6は、穴明け加工を行う状態、図7は、穴明け加工後の状態、図8は、元の位置に復帰した状態を示す。
各図に示すごとく、本例の加工検出装置1によって加工を行う被加工物5は、鋼板のプレス加工を行うための金型5である。金型5は、鋼板を成形する成形表面部51と、成形表面部51に対する下方において成形表面部51を補強する補強リブ52とを有している。回転工具23によって加工する穴は、成形表面部51を貫通するエア抜き穴511である。補強リブ52は、格子状に形成されている。そして、回転工具23によって穴明け加工を行うエア抜き穴511の直下位置には、補強リブ52が位置する。
5 to 8 show the machining apparatus 2 that performs drilling on the workpiece 5, FIG. 5 shows a state before drilling, FIG. 6 shows a state where drilling is performed, and FIG. FIG. 8 shows a state after the drilling process, and a state after returning to the original position.
As shown in each drawing, the workpiece 5 to be processed by the processing detection apparatus 1 of this example is a mold 5 for pressing a steel plate. The mold 5 includes a forming surface portion 51 for forming a steel plate and reinforcing ribs 52 for reinforcing the forming surface portion 51 below the forming surface portion 51. The hole processed by the rotary tool 23 is an air vent hole 511 that penetrates the molding surface portion 51. The reinforcing ribs 52 are formed in a lattice shape. The reinforcing rib 52 is positioned immediately below the air vent hole 511 where the rotary tool 23 performs drilling.

図5に示すごとく、本例の回転アクチュエータ22及び送りアクチュエータ25は、いずれもモータによって構成されている。回転主軸21は、その先端部に回転工具23を装着するための装着部211を有しており、回転工具23は、装着部211に装着されて回転する。
送り機構24は、回転主軸21が配設されたスライド部241を、リニヤガイドによってスライドさせるよう構成されている。また、送り機構24は、送りネジ等によって、送りアクチュエータ25としてのモータの回転力を、スライド部241をスライドさせる推力に変換するよう構成されている。測定器26は、回転主軸21に加わる負荷トルクの大きさを示す負荷電圧Vを測定する電圧測定器26である。
As shown in FIG. 5, both the rotary actuator 22 and the feed actuator 25 of this example are constituted by a motor. The rotary spindle 21 has a mounting portion 211 for mounting the rotary tool 23 at the tip thereof, and the rotary tool 23 is mounted on the mounting portion 211 and rotates.
The feed mechanism 24 is configured to slide a slide portion 241 provided with the rotation main shaft 21 with a linear guide. The feed mechanism 24 is configured to convert the rotational force of the motor as the feed actuator 25 into a thrust force that slides the slide portion 241 with a feed screw or the like. The measuring device 26 is a voltage measuring device 26 that measures a load voltage V indicating the magnitude of the load torque applied to the rotation main shaft 21.

図1に示すごとく、本例の制御装置3は、回転アクチュエータ22の回転制御を行う回転制御部33と、送りアクチュエータ25の送り制御を行う送り制御部34と、産業用ロボット4の制御を行うロボット制御部32と、回転制御部33、送り制御部34及びロボット制御部32を接続したシーケンサ制御部31とを有している。前進動作、初期検出動作、終期検出動作及び後退動作は、シーケンサ制御部31内に構築された制御プログラムによって実行される。測定器26によって測定される負荷電圧Vの値は、シーケンサ制御部31に読み込まれ、シーケンサ制御部31内の制御プログラムに使用される。
シーケンサ制御部31による各動作は、ロボット制御部32による移動先端部41の移動制御を行うロボット制御プログラムの中に組み込まれている。
As shown in FIG. 1, the control device 3 of this example controls the rotation control unit 33 that controls the rotation of the rotary actuator 22, the feed control unit 34 that controls the feed actuator 25, and the industrial robot 4. The robot control unit 32 includes a rotation control unit 33, a feed control unit 34, and a sequencer control unit 31 to which the robot control unit 32 is connected. The forward operation, the initial detection operation, the end detection operation, and the reverse operation are executed by a control program built in the sequencer control unit 31. The value of the load voltage V measured by the measuring instrument 26 is read into the sequencer control unit 31 and used for the control program in the sequencer control unit 31.
Each operation by the sequencer control unit 31 is incorporated in a robot control program for controlling the movement of the moving tip 41 by the robot control unit 32.

次に、加工検出装置1を用いて被加工物5に対して穴明け加工を行う方法につき、図2のフローチャート及び図3のグラフを参照して説明する。
図4に示すごとく、産業用ロボット4の教示を行って、金型5の成形表面部51に対して穴明け加工を行う複数の加工位置を記憶させておく。
そして、図5に示すごとく、加工検出装置1によって被加工物5に加工を行う際には、ロボット制御部32は、産業用ロボット4の移動先端部41を移動させ、回転工具23を装着した加工装置2を、目的とする所定の加工位置まで移動させる。そして、ロボット制御部32は、シーケンサ制御部31へ移動完了の信号を送り(図2のステップS1,S2)、シーケンサ制御部31から加工完了P2の信号が送られるまで、産業用ロボット4の移動先端部41を待機させる。
Next, a method for drilling the workpiece 5 using the machining detection device 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. 2 and the graph of FIG.
As shown in FIG. 4, the industrial robot 4 is instructed to store a plurality of machining positions for drilling the molding surface portion 51 of the mold 5.
As shown in FIG. 5, when processing the workpiece 5 by the processing detection device 1, the robot control unit 32 moves the moving tip 41 of the industrial robot 4 and attaches the rotary tool 23. The processing device 2 is moved to a target predetermined processing position. Then, the robot control unit 32 sends a movement completion signal to the sequencer control unit 31 (steps S1 and S2 in FIG. 2), and the industrial robot 4 moves until a sequence completion signal P2 is sent from the sequencer control unit 31. The tip 41 is put on standby.

シーケンサ制御部31は、前進動作として、回転制御部33を介して回転アクチュエータ22に制御信号を送って回転主軸21を回転させる(S3)。また、シーケンサ制御部31は、測定器26による負荷電圧Vの測定を開始する(S4)。また、シーケンサ制御部31は、送り制御部34を介して送りアクチュエータ25に制御信号を送って送り機構24を駆動し、送り機構24によって回転主軸21を、加工装置2における原位置から前進を開始させる(S5)。
次いで、シーケンサ制御部31は、初期検出動作として、測定器26によって測定する負荷電圧Vの値を監視する(S6)。そして、図3に示すごとく、シーケンサ制御部31は、負荷電圧Vの値が、所定の加工初期時間t1の間、所定の加工初期電圧値V1よりも継続して高くなったときには(S7)、回転工具23が被加工物5に加工を開始したと判断して、加工開始P1を検出する(S8)。
The sequencer control unit 31 sends a control signal to the rotary actuator 22 via the rotation control unit 33 as a forward movement to rotate the rotary spindle 21 (S3). Further, the sequencer control unit 31 starts measuring the load voltage V by the measuring instrument 26 (S4). Further, the sequencer control unit 31 sends a control signal to the feed actuator 25 via the feed control unit 34 to drive the feed mechanism 24, and the feed mechanism 24 starts to advance the rotary spindle 21 from the original position in the processing apparatus 2. (S5).
Next, the sequencer control unit 31 monitors the value of the load voltage V measured by the measuring instrument 26 as an initial detection operation (S6). Then, as shown in FIG. 3, when the value of the load voltage V is continuously higher than the predetermined machining initial voltage value V1 during the predetermined machining initial time t1, the sequencer control unit 31 (S7) It is determined that the rotary tool 23 has started processing the workpiece 5, and the processing start P1 is detected (S8).

図6に示すごとく、回転工具23による穴明け加工を開始した後には、シーケンサ制御部31は、送り制御部34を介して送りアクチュエータ25を制御し、回転工具23による穴明け加工を行う。このとき、シーケンサ制御部31は、回転主軸21を、所定量前進させる動作と所定量後退させる動作とを繰り返し、穴明け加工時に排出される切屑を分断しながら、穴明け加工を行う。そして、図3に示すごとく、この穴明け加工を行う際に、測定器26によって測定される回転主軸21への負荷電圧Vは、加工に伴う電圧の上昇と、加工の休止に伴う電圧の下降とを繰り返す波形で観測される(符号Kを参照)。   As shown in FIG. 6, after starting drilling with the rotary tool 23, the sequencer control unit 31 controls the feed actuator 25 via the feed control unit 34 to perform drilling with the rotary tool 23. At this time, the sequencer control unit 31 repeats the operation of moving the rotation spindle 21 by a predetermined amount and the operation of moving the rotation main shaft 21 by a predetermined amount, and performs drilling while dividing chips discharged during drilling. As shown in FIG. 3, the load voltage V applied to the rotating spindle 21 measured by the measuring instrument 26 when performing this drilling processing is a rise in voltage due to machining and a drop in voltage due to machining pause. Are observed in a waveform that repeats (see symbol K).

上記加工開始P1を検出した後には、シーケンサ制御部31は、終期検出動作として、加工開始P1を検出した後、測定器26によって測定する負荷電圧Vの値を監視する(S9)。そして、図3に示すごとく、シーケンサ制御部31は、負荷電圧Vの値が、所定の加工終期時間t2の間、所定の加工終期電圧値V2よりも継続して低くなったときには(S10)、回転工具23による被加工物5の加工が完了したと判断して、加工完了P2を検出する(S11)。このとき、シーケンサ制御部31は、測定器26による負荷電圧Vの測定を終了する(S12)。こうして、図7に示すごとく、回転工具23が金型5の成形表面部51を貫通し、穴明け加工が完了する。   After detecting the machining start P1, the sequencer control unit 31 monitors the value of the load voltage V measured by the measuring instrument 26 after detecting the machining start P1 as an end detection operation (S9). As shown in FIG. 3, when the value of the load voltage V is continuously lower than the predetermined machining end voltage value V2 during the predetermined machining end time t2, as shown in FIG. 3 (S10), It is determined that the processing of the workpiece 5 by the rotary tool 23 is completed, and the processing completion P2 is detected (S11). At this time, the sequencer control unit 31 ends the measurement of the load voltage V by the measuring instrument 26 (S12). Thus, as shown in FIG. 7, the rotary tool 23 penetrates the molding surface portion 51 of the mold 5 and the drilling process is completed.

次いで、シーケンサ制御部31は、後退動作として、加工完了P2を検出したとき、送り制御部34を介して送りアクチュエータ25に制御信号を送って送り機構24を駆動し、送り機構24によって回転主軸21を後退させる(S13)。そして、回転主軸21が加工装置2における原位置まで後退したときには、シーケンサ制御部31がロボット制御部32へ加工完了P2の信号を送る。図8には、回転主軸21が加工装置2における原位置まで後退した状態を示す。
その後、ロボット制御部32は、産業用ロボット4の移動先端部41及び加工装置2を、次の加工位置に移動させて、上記と同様にして、シーケンサ制御部31によって、次の加工位置に対して穴明け加工を行う。
Next, when the sequencer control unit 31 detects the machining completion P2 as a backward operation, the sequencer control unit 31 sends a control signal to the feed actuator 25 via the feed control unit 34 to drive the feed mechanism 24, and the feed mechanism 24 drives the rotary spindle 21. Is moved backward (S13). When the rotary spindle 21 moves backward to the original position in the machining apparatus 2, the sequencer control unit 31 sends a machining completion P2 signal to the robot control unit 32. FIG. 8 shows a state in which the rotary spindle 21 is retracted to the original position in the processing apparatus 2.
Thereafter, the robot control unit 32 moves the moving tip 41 and the processing apparatus 2 of the industrial robot 4 to the next processing position, and the sequencer control unit 31 performs the same operation on the next processing position as described above. And drill holes.

このようにして、加工検出装置1においては、制御装置3によって加工開始P1と加工完了P2とを検出することにより、回転工具23によって被加工物5に確実に加工を行うことができる。また、制御装置3が加工完了P2を検出した後には、直ちに後退動作を行うことにより、回転工具23による加工のサイクルタイムを短縮することができる。さらに、制御装置3が加工完了P2を検出した後、直ちに後退動作を行うことにより、送り機構24が、加工を完了した後も余分に回転工具23をその軸方向へ送ってしまうことを防止することができる。これにより、回転工具23が、被加工物5としての金型5における、加工した穴の直下に位置する補強リブ52に干渉して、自ら損傷してしまうことを防止することもできる。   In this manner, in the processing detection device 1, the processing device 5 can be reliably processed by the rotary tool 23 by detecting the processing start P <b> 1 and the processing completion P <b> 2 by the control device 3. Further, after the control device 3 detects the machining completion P2, the machining cycle time by the rotary tool 23 can be shortened by immediately performing the backward operation. Further, the control device 3 performs the backward movement immediately after detecting the machining completion P2, thereby preventing the feeding mechanism 24 from sending the rotary tool 23 in the axial direction even after the machining is completed. be able to. Thereby, it can also prevent that the rotary tool 23 interferes with the reinforcement rib 52 located just under the processed hole in the metal mold | die 5 as the to-be-processed object 5, and is damaged by itself.

それ故、上記加工検出装置1によれば、被加工物5に確実に加工を行うことができ、加工のサイクルタイムを短縮することができる。   Therefore, according to the said process detection apparatus 1, a process can be reliably performed to the to-be-processed object 5, and the cycle time of a process can be shortened.

1 加工検出装置
2 加工装置
21 回転主軸
22 回転アクチュエータ
23 回転工具
24 送り機構
25 送りアクチュエータ
26 測定器
3 制御装置
4 産業用ロボット
41 移動先端部
V 負荷電圧
5 被加工物(金型)
51 成形表面部
52 補強リブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing detection apparatus 2 Processing apparatus 21 Rotating spindle 22 Rotating actuator 23 Rotating tool 24 Feeding mechanism 25 Feeding actuator 26 Measuring device 3 Control apparatus 4 Industrial robot 41 Moving tip V Load voltage 5 Workpiece (mold)
51 Molded surface 52 Reinforcing rib

Claims (3)

回転アクチュエータによって回転する回転主軸、該回転主軸に取り付けられた回転工具、送りアクチュエータによって駆動され上記回転主軸をその軸方向にストロークさせる送り機構、及び上記回転アクチュエータに加わる負荷電圧を測定する測定器を有する加工装置と、
上記回転アクチュエータ及び上記送りアクチュエータを駆動する出力制御、並びに上記測定器から上記負荷電圧を読み取る入力制御を行う制御装置と、を備えており、
該制御装置は、上記回転主軸を回転させながら、上記送り機構によって上記回転主軸を前進させる前進動作と、
上記測定器によって測定する上記負荷電圧の値が、所定の加工初期時間の間、所定の加工初期電圧値よりも継続して高くなったときに、加工開始を検出する初期検出動作と、
上記加工開始を検出した後、上記測定器によって測定する上記負荷電圧の値が、所定の加工終期時間の間、所定の加工終期電圧値よりも継続して低くなったときに、加工完了を検出する終期検出動作と、
上記加工完了を検出したとき、上記送り機構によって上記回転主軸を後退させる後退動作と、を順次行うよう構成されていることを特徴とする加工検出装置。
A rotating spindle that is rotated by a rotating actuator; a rotary tool attached to the rotating spindle; a feed mechanism that is driven by a feed actuator to stroke the rotating spindle in the axial direction; and a measuring instrument that measures a load voltage applied to the rotary actuator. A processing device comprising:
An output control for driving the rotary actuator and the feed actuator, and a control device for performing input control for reading the load voltage from the measuring instrument,
The controller is configured to advance the rotary spindle forward by the feed mechanism while rotating the rotary spindle;
An initial detection operation for detecting the start of machining when the value of the load voltage measured by the measuring instrument continuously becomes higher than a predetermined machining initial voltage value during a predetermined machining initial time;
After the start of machining is detected, the completion of machining is detected when the value of the load voltage measured by the measuring instrument is continuously lower than the predetermined machining end voltage value for a predetermined machining end time. End-of-life detection action to
A machining detection device configured to sequentially perform a retraction operation for retreating the rotation spindle by the feed mechanism when the completion of the machining is detected.
請求項1に記載の加工検出装置において、上記加工装置は、産業用ロボットの移動先端部に取り付けられており、かつ、該移動先端部の移動によって所定の加工位置に移動した後、上記制御装置によって上記各動作を順次行うよう構成されていることを特徴とする加工検出装置。   2. The processing detection device according to claim 1, wherein the processing device is attached to a moving tip of an industrial robot and moves to a predetermined processing position by the movement of the moving tip, and then the control device. The processing detection apparatus is configured to sequentially perform the above operations. 請求項1又は2に記載の加工検出装置において、上記被加工物は、鋳物として成形され、鋼板のプレス加工を行うための金型であり、
該金型は、上記鋼板を成形する成形表面部と、該成形表面部に対する下方において該成形表面部を補強する補強リブとを有しており、
上記回転工具によって加工する穴は、上記成形表面部を貫通するエア抜き穴であることを特徴とする加工検出装置。
In the processing detection apparatus according to claim 1 or 2, the work is formed as a casting, and is a mold for pressing a steel plate,
The mold has a forming surface portion for forming the steel sheet, and reinforcing ribs for reinforcing the forming surface portion below the forming surface portion,
The hole to be processed by the rotary tool is an air vent hole penetrating the molding surface portion.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016532526A (en) * 2013-09-19 2016-10-20 ソテリア・インダストリーズ・インコーポレイテッドSoteria Industries,Inc. Retractable drill and related usage
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CN108481109A (en) * 2018-06-20 2018-09-04 上海惠亚铝合金制品有限公司 A kind of floor unit grinder

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