JP2019151015A - Core drill device - Google Patents

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宗潤 高下
Munemitsu Takashita
宗潤 高下
雅弘 寺川
Masahiro Terakawa
雅弘 寺川
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SHIBUYA KK
Shibuya Co Ltd
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Abstract

To provide a core drill device capable of detecting buried objects such as a reinforcing-bar at high precision without depending of the size of an aperture of a core bit.SOLUTION: A core drill device comprises: an automatic feeder having a cutting motor; and a core drill body having a drill motor rotationally driving a core bit, and further includes: a vibration sensor detecting vibration a value; and control means controlling at least either the drill motor or the cutting motor in cooperation with the vibration sensor. The control means detects contact with a reinforcing-bar or the like on the basis of vibration data including the vibration value of vibration frequency in accordance with the rotation number of the core bit and the number of teeth of a cutting tip, and stops the drill motor or the cutting motor.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、コンクリート構造物等の穿孔・切削作業の際に使用されるコアドリル装置に関する。詳しくは、鉄筋等の埋設物を有する被削物を穿孔する際において、埋設物を切削し破断させないように制御することができるコアドリル装置に関する。   The present invention relates to a core drill device used for drilling / cutting a concrete structure or the like. More specifically, the present invention relates to a core drill device that can be controlled so as not to cut and break the embedded object when drilling a workpiece having an embedded object such as a reinforcing bar.

コンクリート構造物や石材等の穿孔作業において、従来からコアドリル装置が使用されている。コアドリル装置は、円筒形状の切削工具であるコアビットを回転駆動させて被削物に円形の孔を形成して穿孔する装置である。その例として、図6に一般的なコアドリル装置200の構成及び穿孔作業の工程を示す。コアドリル装置200は、コンクリート構造物等の被削物Wの上にベース201を据付け固定して固定される。ベース201には支柱202が固定され、支柱202にはスライドブロック203が取り付けられる。スライドブロック203は、支柱202に沿って昇降可能となっており、自動送り装置204によって昇降するようになっている。自動送り装置204は、内蔵する切込み用モータMによって、スライドブロック203の昇降のオン・オフと昇降速度が制御される。 Conventionally, a core drill device has been used for drilling a concrete structure or stone. The core drill device is a device that rotates and drives a core bit, which is a cylindrical cutting tool, to form a circular hole in a work to be drilled. As an example, FIG. 6 shows a configuration of a general core drill device 200 and a drilling process. The core drill device 200 is fixed by fixing a base 201 on a work W such as a concrete structure. A support column 202 is fixed to the base 201, and a slide block 203 is attached to the support column 202. The slide block 203 can be moved up and down along the support column 202, and is moved up and down by the automatic feeding device 204. Automatic feeder 204, the cut motor M S for internal, on-off and the lift speed of the lifting of the slide block 203 is controlled.

被削物Wは、コアドリル本体210によって穿孔される。コアドリル本体210は、穿孔工具であるコアビットCと、コアビットCを回転駆動するドリルモータMとを主要な構成要素として有する。図6のコアドリル本体210では、コアビットCとドリルモータMとをギアケース211を介して接続している。ギアケース211は、ドリルモータMの回転数を減速するギアを内蔵する。そして、コアドリル本体210は、自動送り装置204によるスライドブロック203の昇降によって被削物Wに接触・離隔するようになっている。 The work W is drilled by the core drill body 210. Core drill body 210 has a core bit C is a drilling tool, a drill motor M D for rotating the core bit C as main components. In core drill body 210 of FIG. 6, are connected via a gear case 211 and a core bit C and drill motor M D. Gear case 211 has a built-in gear for reducing the rotational speed of the drill motor M D. The core drill main body 210 is brought into contact with or separated from the work W by raising and lowering the slide block 203 by the automatic feeding device 204.

コアビットCは、円筒形状の切削工具である。例えば、円筒の先端の外周部分に研磨材等の硬質材料を結着したビットが用いられている。また、近年では、ビットにより高い切削力を具備させるため、先端にダイヤモンド等の硬質材料が結合された切削チップ(切削刃)Tを複数形成したコアビットがよく使用されている。尚、コアドリル装置の各構成部材の名称は、コアドリル装置の製造メーカ等の当業者間で多少の相違がある。上記で使用された名称(例えば、コアドリル本体、コアビット等)は、一例であるので、他の名称であっても作用、機能、形状等において同一・類似の部材であれば、上記部材を意味するものである。   The core bit C is a cylindrical cutting tool. For example, a bit in which a hard material such as an abrasive is bound to the outer peripheral portion of the tip of a cylinder is used. In recent years, a core bit having a plurality of cutting tips (cutting blades) T to which a hard material such as diamond is bonded is often used in order to make the bit have a higher cutting force. The names of the constituent members of the core drill apparatus have some differences among those skilled in the art such as the manufacturer of the core drill apparatus. The names used above (for example, core drill main body, core bit, etc.) are examples, so even if other names are used, the members are the same or similar in terms of action, function, shape, etc. Is.

そして、コアドリル装置200による穿孔作業では、まず、ベース201を被削物Wの適宜の位置に設置・固定して装置の据え付けを行う。その後、ドリルモータMを駆動しコアビットCを回転させつつ、自動送り装置204を作動させてスライドブロック203を支柱202に沿って降下させ、コアビットCを被削物に押し当てて穿孔を行う。このような通常のコアドリル装置においては、自動送り装置204の切込み用モータM及びドリルモータMにおける動作電流又は動作電圧がモニター及び調整できるようになっている。そして、穿孔作業中、ドリルモータMの負荷の増減に応じて、切込み用モータMの送り速度が制御されている。 In the drilling operation by the core drill device 200, first, the base 201 is installed and fixed at an appropriate position on the work W, and then the device is installed. Thereafter, while rotating the core bit C drives the drill motor M D, to activate the automatic feeder 204 to the slide block 203 is lowered along the column 202, perforating by pressing a core bit C to the work object. Thus in a normal core drilling device such, the operating current or the operating voltage at the cut motor M S and drill motor M D of the automatic feeder 204 is adapted to be monitored and adjusted. Then, during drilling operations, in accordance with the increase or decrease of the load of the drill motor M D, the feeding speed of the cut motor M S is controlled.

以上で説明したコアドリル装置は、穿孔作業が多数必要とされる工事現場で欠くことのできない作業機器であり、新築工事のみならず補修工事や改修工事でも広く利用されている。特に、鉄筋コンクリート構造物の補修・改修工事では、床面や壁面の穿孔作業が重要であり、コアドリル装置が必須となっている。   The core drill apparatus described above is an indispensable working device at a construction site where a large number of drilling operations are required, and is widely used not only in new construction work but also in repair work and repair work. In particular, in repair / renovation work of reinforced concrete structures, drilling of floor surfaces and wall surfaces is important, and a core drill device is essential.

ところで、鉄筋コンクリート構造物の補修・改修工事においては、コンクリート構造物全体の強度の低下を招くおそれがあるため、構造物中の既設の埋設物を破壊しないように施工することが望まれる。この埋設物とは、鉄筋や各種配管(水道管、ガス管等)が挙げられる。特に、鉄筋コンクリート構造物の耐震補強を目的とする工事に関しては、既設の鉄筋の破壊は回避されるべきである。このような工事において、被削物中の埋設物の位置が図面等から予め把握されている場合には、それらを回避しつつ適切に上述したコアドリル装置を使用すれば工事を進めることができる。   By the way, in repair / renovation work of a reinforced concrete structure, there is a possibility that the strength of the entire concrete structure may be reduced. Therefore, it is desired to perform construction so as not to destroy existing embedded objects in the structure. Examples of the buried objects include reinforcing bars and various pipes (water pipes, gas pipes, etc.). In particular, for works aimed at seismic reinforcement of reinforced concrete structures, destruction of existing reinforcing bars should be avoided. In such construction, when the position of the embedded object in the work is grasped in advance from a drawing or the like, the construction can be advanced if the above-described core drill apparatus is appropriately used while avoiding them.

一方、図面紛失等により既設構造物の埋設物の位置が予め把握できない場合は、コアドリル装置をそのまま使用することは好ましくない。上述のコアドリル装置は、ドリルモータ及び切込み用モータに対するモニタリングと制御によって被削物を穿孔し続けるようにしているため、コアビットが埋設物に達してもそのまま切り進んでしまうからである。   On the other hand, when the position of the embedded object of the existing structure cannot be grasped in advance due to loss of the drawing or the like, it is not preferable to use the core drill device as it is. This is because the above-described core drill device continues drilling the workpiece by monitoring and controlling the drill motor and the cutting motor, and therefore, even if the core bit reaches the embedded object, the core drill device proceeds as it is.

そこで、鉄筋コンクリート等の埋設物を含む被削物の穿孔作業を考慮し、コアビットが埋設物を破断しないような制御機構を備えたコアドリル装置が開発されている。例えば、特許文献1には、穿孔時の切込み用モータの電流や電圧等に基づいて切込み速度を検出し、その変化量又は変化率が予め設定された閾値を越えたときにコアドリル又は切込み用モータを停止させるコアドリル装置が記載されている。この文献記載のコアドリル装置では、被削物中でコアビットが鉄筋に到達したときに、切込み用モータの電流値等が上昇することに着目し、これを検知することで切削を停止して鉄筋の破損を防止することができる。   In view of this, in consideration of a drilling operation of a work including an embedded object such as reinforced concrete, a core drill apparatus having a control mechanism that prevents the core bit from breaking the embedded object has been developed. For example, Patent Document 1 discloses a core drill or a cutting motor when the cutting speed is detected based on the current or voltage of the cutting motor at the time of drilling, and the amount of change or rate of change exceeds a preset threshold. A core drilling device for stopping the operation is described. In the core drill device described in this document, when the core bit reaches the reinforcing bar in the work, it is noted that the current value of the cutting motor increases, and by detecting this, the cutting is stopped and the reinforcing bar Breakage can be prevented.

特開2009−61749号公報JP 2009-61749 A

上記した特許文献1記載のコアドリル装置は、鉄筋コンクリート等の穿孔作業において、埋設物の破損防止に寄与できることが確認されている。このコアドリル装置によれば、コアビットが鉄筋等に接触すると、瞬時に切削停止することができる。しかしながら、本発明者等の検討によれば、切削の条件によっては、鉄筋等の検出が困難になる場合があることも確認されている。特に、大口径のコアビットを適用したコアドリル装置においては、鉄筋等が存在していてもこれを誤認して切削を継続して破損させる傾向があることを確認している。   It has been confirmed that the core drill device described in Patent Document 1 described above can contribute to prevention of damage to buried objects in drilling work such as reinforced concrete. According to this core drill apparatus, when the core bit comes into contact with a reinforcing bar or the like, cutting can be stopped instantaneously. However, according to the study by the present inventors, it has been confirmed that the detection of reinforcing bars and the like may be difficult depending on the cutting conditions. In particular, in a core drill device using a large-diameter core bit, it has been confirmed that even if a reinforcing bar or the like is present, it tends to be misidentified and continue to be damaged.

本発明は、以上のような背景のもとになされたものであり、コアビットを備えるコアドリル装置であって、鉄筋等の埋設物を含む被削物を穿孔する際、従来よりも精度よく埋設物を検出し、その破損を防ぐことができるものを提供することを目的とする。特に、コアビットの口径の大小に影響されること無く機能するものを提供する。   The present invention has been made based on the background as described above, and is a core drill apparatus including a core bit, and when drilling a work including an embedded object such as a reinforcing bar, the embedded object is more accurate than before. An object of the present invention is to provide a device that can detect and prevent the damage. In particular, the one that functions without being affected by the size of the core bit diameter is provided.

本発明者等は、上記した従来のコアドリル装置(特許文献1)において、大口径のコアビット使用時に埋設物の検出精度が低下する要因は、このコアドリル装置が採用する検出原理にあると考察した。上述のとおり、上記従来のコアドリル装置では、切込み用モータ等が受ける負荷(電流・電圧)を基準とし、コアビットが鉄筋等の異物を切り込んだときの抵抗の増大によって、電流(電圧)が上昇することを利用して装置を制御している。この検出原理そのものには誤りは無い。しかし、切込みモータの負荷(電流・電圧)は、コアビットの重量の増加によっても変化する。通常、大口径のコアビットは重量も大きいので、大口径のコアビットを適用するコアドリル装置では、埋設物との接触が無い通常の穿孔中の段階から電流負荷が大きい。判定のベースとなる電流値が増大すると、その変化や増加率は低くなり、埋設物との接触の有無の判定が困難となる。   The present inventors have considered that in the above-described conventional core drill device (Patent Document 1), the reason that the detection accuracy of the embedded object decreases when using a large-diameter core bit is the detection principle employed by the core drill device. As described above, in the conventional core drill device, the load (current / voltage) received by the cutting motor or the like is used as a reference, and the current (voltage) increases due to an increase in resistance when the core bit cuts a foreign object such as a reinforcing bar. This is used to control the device. There is no error in the detection principle itself. However, the load (current / voltage) of the cutting motor varies with an increase in the weight of the core bit. Usually, a large-diameter core bit has a large weight, and therefore, in a core drill apparatus to which a large-diameter core bit is applied, a current load is large from the stage during normal drilling where there is no contact with an embedded object. When the current value that is the basis of determination increases, the change or increase rate decreases, and it becomes difficult to determine whether there is contact with an embedded object.

以上のような理由から、切込み用モータの負荷を検出要素とする従来のコアドリル装置では、コアビットの口径の増大に追従させつつ鉄筋等を検出することが困難となっている。そこで、本発明は、コアビットが鉄筋等の埋設物に接触したときの挙動であって、コアビットの直径や重量の影響を受けない挙動・因子について検討を行った。   For the reasons described above, in the conventional core drill apparatus using the load of the cutting motor as a detection element, it is difficult to detect the reinforcing bars and the like while following the increase in the diameter of the core bit. Therefore, the present invention examined the behavior and factors that are behavior when the core bit comes into contact with an embedded object such as a reinforcing bar and that are not affected by the diameter and weight of the core bit.

そして、本発明者等は、検討の結果、鉄筋等の埋設物の検出基準として、コアビットに由来する特定振動周波数の振動値の変化に着目し、本発明に想到した。   As a result of the study, the inventors of the present invention have come up with the present invention by paying attention to the change in the vibration value of the specific vibration frequency derived from the core bit as a detection standard for the buried object such as a reinforcing bar.

即ち、上記課題を解決する本発明は、被削物上に据付けられるベースと、前記ベースに設けられた支柱と、前記支柱に沿って昇降可能に設置されたスライドブロックと、前記スライドブロックを昇降させる切込み用モータを有する自動送り装置を備え、前記スライドブロックによって支持され、複数の切削チップを先端に有するコアビットと、前記コアビットを回転駆動させるドリルモータを有するコアドリル本体を備えるコアドリル装置において、その取り付け部位が受ける振動値を検出する振動センサと、前記振動センサと連携し、前記ドリルモータ又は前記切込み用モータの少なくともいずれかを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記振動センサにより検出される振動データから、前記コアビットに由来する振動周波数fcの振動値を少なくとも含む参照データを抽出し、前記参照データに基づいて、前記ドリルモータ又は前記切込み用モータの少なくともいずれかを制御することを特徴とするコアドリル装置である。   That is, the present invention that solves the above-mentioned problems includes a base installed on a work piece, a support provided on the base, a slide block installed so as to be able to move up and down along the support, and the slide block. A core drill apparatus comprising an automatic feed device having a cutting motor to be driven, a core bit supported by the slide block and having a plurality of cutting tips at a tip thereof, and a core drill body having a drill motor for rotationally driving the core bit. A vibration sensor that detects a vibration value received by a part; and a control unit that controls at least one of the drill motor and the cutting motor in cooperation with the vibration sensor. From the detected vibration data, the vibration frequency derived from the core bit The vibration value of c extracts reference data including at least, on the basis of the reference data, a core drilling apparatus characterized by controlling at least one of the drill motor or the cut motor.

上記のとおり、本発明に係るコアドリル装置は、振動を検知する振動センサと、振動センサと連携してドリルモータ又は切込み用モータの少なくともいずれかを制御する制御手段とを備える。本発明は、最近の切削力の高いコアビットの特性を考慮し、コアビットが埋設物に接触したときに生じる異常振動を検出することを意図している。そして、制御手段は、振動センサにより検出される振動データを適切に処理して、前記異常振動の発生を検知し、ドリルモータ又は切込み用モータを制御・停止させるようになっている。   As described above, the core drill apparatus according to the present invention includes a vibration sensor that detects vibration and a control unit that controls at least one of a drill motor and a cutting motor in cooperation with the vibration sensor. The present invention is intended to detect abnormal vibration that occurs when a core bit comes into contact with an embedded object in consideration of the characteristics of a recent core bit having a high cutting force. The control means appropriately processes the vibration data detected by the vibration sensor, detects the occurrence of the abnormal vibration, and controls and stops the drill motor or the cutting motor.

ここで、上記の異常振動について説明する。近年、開発・使用されているコアビットは、硬質の切削チップを先端に備えたものが主流となっている。こうした切削チップを備えるコアビットは、切削力が高く、特に、コンクリートや石材等の硬度の高い被削物に対して高い切削性を発揮する。一方、鉄筋コンクリート等に含まれる鉄筋等の埋設物は、金属製の線材や配管等が多い。金属は、コンクリート等と比較すると、靭性が大きい材料である。そして、コアビットが備える切削チップは、靭性が大きい金属に対しては切削性が低くなる傾向にある。即ち、コアビットの切削チップは、加工対象によって切削性が異なり、コンクリート等の被削物は切削し易いが、鉄筋等の埋設物は切削し難いという特性がある。   Here, the abnormal vibration will be described. In recent years, core bits that have been developed and used have been mainly equipped with a hard cutting tip at the tip. A core bit provided with such a cutting tip has a high cutting force, and in particular, exhibits high machinability with respect to a workpiece having high hardness such as concrete or stone. On the other hand, buried objects such as reinforcing bars contained in reinforced concrete have many metal wires and pipes. Metal is a material having greater toughness than concrete or the like. And the cutting tip with which a core bit is equipped exists in the tendency for machinability to become low with respect to a metal with large toughness. That is, the cutting bit of the core bit has a characteristic that the cutting ability varies depending on the object to be processed, and a workpiece such as concrete is easy to cut, but an embedded object such as a reinforcing bar is difficult to cut.

そのため、鉄筋等を含むコンクリート等を穿孔中、コアビットが埋設物に衝突すると、コアビットは、切削しやすい場所(コンクリート等)と切削しにくい場所(鉄筋等)に交互に接触しながら回転するため、1回転中に速度変化が生じて異常振動が発生する。この異常振動は、コンクリート等の被削物を穿孔する定常時の振動と明瞭に相違する。   Therefore, when the core bit collides with an embedded object while drilling concrete containing a reinforcing bar, etc., the core bit rotates while contacting alternately with a place that is easy to cut (concrete etc.) and a place that is difficult to cut (rebar etc.), A speed change occurs during one rotation and abnormal vibration occurs. This abnormal vibration is clearly different from the steady-state vibration for drilling a workpiece such as concrete.

ここで、回転中のコアビットは、その回転数に応じた振動周波数の振動を発生させている。上記した異常振動は、このコアビットの振動の振動値を大きく変化させる。このようなコアビットの異常振動に起因する特定の振動周波数における振動値の変化は、コアビット径の大が大きい場合でも同様に発生することから、従来よりも有効に埋設物の検知が可能となる。   Here, the rotating core bit generates vibration with a vibration frequency corresponding to the number of rotations. The abnormal vibration described above greatly changes the vibration value of the vibration of the core bit. Such a change in the vibration value at a specific vibration frequency caused by the abnormal vibration of the core bit occurs in the same manner even when the core bit diameter is large, so that the embedded object can be detected more effectively than before.

そして、被削物中で回転するコアビットに起因する振動の振動周波数を追跡するとき、その振動周波数fc(Hz)は、コアビットの回転数をRS(rpm)、コアビットの切削チップの歯数をB(個)としたとき、下記のいずれかの周波数f1、f(Hz)となる。コアビットに異常振動が生じたとき、これらの振動周波数f1、fのいずれか一方、又は、双方の振動値において顕著な変化が生じる。

Figure 2019151015
Then, when tracking the vibration frequency of the vibration caused by the core bit rotating in the work, the vibration frequency fc (Hz) is the rotation speed of the core bit RS (rpm) and the number of teeth of the cutting bit of the core bit is B. When (pieces), one of the following frequencies f 1 and f 2 (Hz) is obtained. When abnormal vibration occurs in the core bit, a significant change occurs in the vibration value of one or both of these vibration frequencies f 1 and f 2 .
Figure 2019151015

本発明の制御手段は、振動センサにより検出される振動データから、上記の振動周波数f1、fの振動をコアビットに由来する振動として、それらを少なくとも含む参照データを抽出する。そして、この参照データに基づいて、穿孔作業の制御を行う。この制御手段による動作の具体的内容としては、まず、振動周波数fcの振動値が閾値を少なくとも1回超えたときにドリルモータ又は切込み用モータの少なくともいずれかを制御するようになっている。 The control means of the present invention extracts, from the vibration data detected by the vibration sensor, the vibrations having the vibration frequencies f 1 and f 2 as vibrations derived from the core bit, and reference data including at least them. Based on this reference data, the drilling operation is controlled. As specific contents of the operation by this control means, first, at least one of the drill motor and the cutting motor is controlled when the vibration value of the vibration frequency fc exceeds the threshold value at least once.

また、本発明の制御手段は、振動周波数fcの振動値の変化率を算出し、この変化率が閾値を少なくとも1回超えたときにドリルモータ又は切込み用モータの少なくともいずれかを制御するようになっていても良い   Further, the control means of the present invention calculates the rate of change of the vibration value of the vibration frequency fc, and controls at least one of the drill motor and the cutting motor when the rate of change exceeds the threshold value at least once. May be

そして、コアビットによる振動周波数fcの振動値は、コアビットが連結されたコアドリル本体で検知することができる。また、コアビットによる振動周波数fcの振動値は、コアドリル本体を支持する自動送り装置でも検知可能である。よって、振動センサは、コアドリル本体又は自動送り装置のいずれかに設置するのが好ましい。コアドリル本体に設置する場合、検知される振動値が高い点にメリットがある。一方、自動送り装置に振動センサを設置する場合には、振動センサと制御手段との接続を簡易にする点にメリットがある。後述の実施形態で説明するように、振動センサや制御手段は、自動送り装置内部の制御基板への実装が容易である。振動センサを自動送り装置に設置することで、ケーブルの取り回しを考慮することなく、簡潔な装置構成とすることができる。そして、自動送り装置に振動センサを設置しても十分な振動値を検出できることが多い。このことから、自動送り装置に振動センサを設置することが好ましい場合が多い。   And the vibration value of the vibration frequency fc by a core bit can be detected with the core drill main body with which the core bit was connected. Further, the vibration value of the vibration frequency fc by the core bit can also be detected by an automatic feeder that supports the core drill body. Therefore, the vibration sensor is preferably installed in either the core drill body or the automatic feeder. When installed in the core drill body, there is a merit that the detected vibration value is high. On the other hand, when a vibration sensor is installed in the automatic feeder, there is a merit in that the connection between the vibration sensor and the control means is simplified. As will be described in an embodiment described later, the vibration sensor and the control means can be easily mounted on the control board inside the automatic feeder. By installing the vibration sensor in the automatic feeding device, a simple device configuration can be achieved without considering cable routing. And even if a vibration sensor is installed in the automatic feeder, a sufficient vibration value can often be detected. For this reason, it is often preferable to install a vibration sensor in the automatic feeder.

尚、本発明で設置される振動センサは、3軸方向(X軸、Y軸、Z軸)の測定が可能な振動センサが好ましい。穿孔面の形状や穿孔方向の影響があっても、確実に振動値を検出するためである。穿孔作業において、いずれかの軸の振動値が大きい場合、その軸における振動値を利用することが好ましい。   The vibration sensor installed in the present invention is preferably a vibration sensor capable of measuring in three axis directions (X axis, Y axis, Z axis). This is because the vibration value is reliably detected even if the shape of the drilling surface and the drilling direction are affected. In the drilling operation, when the vibration value of any axis is large, it is preferable to use the vibration value of that axis.

本発明に係るコアドリル装置は、以上説明した振動センサ及び制御手段を備える以外は、従来のコアドリル装置と同様の構成を有する。コアドリル本体及び自動送り装置の構成は、従来のものと同様である。   The core drill apparatus according to the present invention has the same configuration as the conventional core drill apparatus except that it includes the vibration sensor and the control means described above. The configurations of the core drill body and the automatic feeder are the same as those of the conventional one.

また、本発明に係るコアドリル装置においては、使用するコアビット径に制限を設定することなく、埋設物を検知しつつ穿孔作業を行うことができる。この点、本発明者等の検討によれば、特許文献1記載の電流・電圧の変化に基づき埋設物検知を行うコアドリル装置では、コアビット径が直径70mmを超えると検出が困難であった。本発明では、この従来技術では適用困難な70mm以上の大径のコアビットを使用した場合であっても、埋設物検知が可能である。本発明は、現在、入手可能なコアビットが適用でき、直径25mmのコアビットから直径305mmのコアビットまで使用できる。   Moreover, in the core drill apparatus according to the present invention, it is possible to perform the drilling operation while detecting the embedded object without setting a limit on the core bit diameter to be used. In this regard, according to the study by the present inventors, in the core drill device that detects the embedded object based on the current / voltage change described in Patent Document 1, it was difficult to detect the core bit diameter exceeding 70 mm in diameter. In the present invention, it is possible to detect an embedded object even when a core bit having a large diameter of 70 mm or more, which is difficult to apply with this conventional technology, is used. The present invention is applicable to currently available core bits and can be used from a core bit with a diameter of 25 mm to a core bit with a diameter of 305 mm.

本発明に係るコアドリル装置は、適切に設置された振動センサにより検知された、コアビット由来の特定の周波数の振動値の変化により、穿孔作業を制御する。この制御手段は、コアビットの直径の大小によらずに有効に機能する。本発明によれば、鉄筋コンクリート等の埋設物を有する被削物の穿孔作業において、埋設物を破損することなく穿孔することができる。   The core drill apparatus according to the present invention controls the drilling operation based on a change in the vibration value of a specific frequency derived from the core bit, which is detected by an appropriately installed vibration sensor. This control means functions effectively regardless of the diameter of the core bit. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the drilling operation | work of the workpiece which has embedded objects, such as a reinforced concrete, it can be drilled without damaging an embedded object.

第1実施形態に係るコアドリル装置の実施形態の構成を説明する図。The figure explaining the structure of embodiment of the core drill apparatus which concerns on 1st Embodiment. コアドリル装置の自動送り装置に制御手段を組み込んだときの回路図。The circuit diagram when a control means is integrated in the automatic feeder of a core drill apparatus. 第1実施形態に係るコアドリル装置において、制御手段による振動データの処理過程を説明するフローチャート。The flowchart explaining the processing process of the vibration data by a control means in the core drill apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係るコアドリル装置において、制御手段による振動データの処理過程を説明するフローチャート。The flowchart explaining the processing process of the vibration data by a control means in the core drill apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係るコアドリル装置の構成を説明する図。The figure explaining the structure of the core drill apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 自動送り装置を備える従来のコアドリル装置の構成を説明する図。The figure explaining the structure of the conventional core drill apparatus provided with an automatic feeder.

第1実施形態:以下、本発明の好適な実施態様を説明する。図1は、本実施形態に係るコアドリル装置100の構成を示す。このコアドリル装置100の基本的な構成は、従来のコアドリル装置(図6)と同様である。即ち、コアドリル装置100は、ベース101で支持された支柱102、及び、支柱102に取り付けられた自動送り装置104を備える。また、コアビットC及びドリルモータMを備えるコアドリル本体110を有する。コアドリル本体110は、スライドブロック103によって支持される。 First Embodiment : A preferred embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 shows a configuration of a core drill apparatus 100 according to the present embodiment. The basic configuration of the core drill apparatus 100 is the same as that of the conventional core drill apparatus (FIG. 6). That is, the core drill apparatus 100 includes a support column 102 supported by the base 101 and an automatic feeding device 104 attached to the support column 102. Also, having a core drill body 110 with a core bit C and drill motor M D. The core drill body 110 is supported by the slide block 103.

自動送り装置104は、切込み用モータMを内蔵している。切込み用モータMによって自動送り装置104の昇降オン・オフと昇降速度が制御される。コアビットCは、ドリルモータMによって回転駆動され被削物Wの穿孔を行う。自動送り装置104には電源コードPが接続されており、コアドリル装置外の商用電源或いは発電機等に接続される。 Automatic feeder 104 incorporates the cut motor M S. Lifting on and off the lifting speed of the automatic feeder 104 is controlled by a cut motor M S. Core bit C carries the drilling of the work material W is rotated by a drill motor M D. A power cord P is connected to the automatic feeder 104, and is connected to a commercial power source or a generator outside the core drill device.

そして、本実施形態では、自動送り装置104に、振動検出するための振動センサが取り付けされている。本実施形態では、振動センサは、自動送り装置104の制御基板に実装されることで固定されている。振動センサS1は、3軸方向加速度センサ等の市販のセンサを適用できる。制御基板は、自動送り装置104に内蔵されている。尚、図1では、説明の便宜上、自動送り装置104の外側に制御振動センサS1を表示している。   In the present embodiment, a vibration sensor for detecting vibration is attached to the automatic feeder 104. In the present embodiment, the vibration sensor is fixed by being mounted on the control board of the automatic feeder 104. As the vibration sensor S1, a commercially available sensor such as a triaxial acceleration sensor can be applied. The control board is built in the automatic feeder 104. In FIG. 1, for convenience of explanation, the control vibration sensor S <b> 1 is displayed outside the automatic feeder 104.

また、コアドリル装置100は、振動センサS1と連携して、切込み用モータM又はドリルモータMを停止させる制御手段Uを備える。制御手段Uは、トライアック等のスイッチング素子や電力用素子を制御できるマイコンの形態の装置とすることができる。本実施形態では、自動送り装置104に制御基板に制御手段Uとなるマイコンを実装させた。尚、図1では、説明の便宜上、振動センサS1と共に制御手段U(マイコン)を、自動送り装置104の外側に表示している。 Also, core drilling apparatus 100, in cooperation with the vibration sensor S1, and a control unit U for stopping the motor M S or drill motor M D for incision. The control means U can be a device in the form of a microcomputer capable of controlling a switching element such as a triac or a power element. In this embodiment, the automatic feeder 104 is mounted with a microcomputer serving as the control means U on the control board. In FIG. 1, for convenience of explanation, the control unit U (microcomputer) is displayed outside the automatic feeder 104 together with the vibration sensor S <b> 1.

図2は、本実施形態に係るコアドリル装置100において、自動送り装置104内部に振動センサS1と制御手段Uとなるマイコンを実装させたときの全体回路図(外部電源−自動送り装置−ドリルモータMの制御回路の図)である。振動センサS1である加速度センサと制御手段Uであるマイコンとが接続されている。マイコン(制御手段U)は、切込み用モータ及びドリルモータの電源制御が可能となっている。マイコンは、振動センサS1からの振動データの取り込み、解析(高速フーリエ変換(FFT)等)、計算、判定等を行うようプログラミングされている。尚、本実施形態のように、振動センサS1と制御手段Uを、自動送り装置104の制御基板上に実装することで、装置構成をコンパクトにすると共に制御回路の構築も簡易にできる。よって、このような形態が好ましい。 FIG. 2 is an overall circuit diagram of the core drill device 100 according to the present embodiment when the microcomputer serving as the vibration sensor S1 and the control means U is mounted inside the automatic feed device 104 (external power source-automatic feed device-drill motor M). 2 is a diagram of a control circuit of D ). An acceleration sensor as the vibration sensor S1 and a microcomputer as the control means U are connected. The microcomputer (control means U) can control the power supply of the cutting motor and the drill motor. The microcomputer is programmed to take in vibration data from the vibration sensor S1, perform analysis (fast Fourier transform (FFT), etc.), calculation, determination, and the like. As in this embodiment, by mounting the vibration sensor S1 and the control means U on the control board of the automatic feeder 104, the apparatus configuration can be made compact and the construction of the control circuit can be simplified. Therefore, such a form is preferable.

次に、本実施形態にコアドリル装置100による穿孔作業、制御手段Uによる埋設物の検出方法について説明する。本実施形態においても、穿孔作業の基本的な工程は、従来のコアドリル装置(図6)よる作業とほぼ同様となる。コアドリル本体110に適宜の口径のコアビットCを接続した後、ベース101を被削物Wに固定しつつ、穿孔位置の位置決めを行う。その後、任意の回転数に設定してドリルモータMを駆動すると共に、自動動送り装置104を作動して、コアビットCを一定速度で被削物Wに押し当てて穿孔を開始する。そして、穿孔開始前又は穿孔開始と同時に、振動センサS1とマイコンを起動して、振動検出を開始する。尚、図1の被削物Wは、鉄筋等の埋設物Rを含む。 Next, a drilling operation by the core drill apparatus 100 and a method for detecting an embedded object by the control means U will be described in this embodiment. Also in this embodiment, the basic process of the drilling operation is almost the same as the operation by the conventional core drill apparatus (FIG. 6). After connecting the core bit C having an appropriate diameter to the core drill body 110, the drilling position is positioned while fixing the base 101 to the work W. Thereafter, it drives the drill motor M D is set to an arbitrary rotational speed, by operating the automatic dynamic feeder 104, to start the perforation is pressed against the workpiece material W a core bit C at a constant rate. Then, before the drilling is started or simultaneously with the drilling, the vibration sensor S1 and the microcomputer are activated and vibration detection is started. 1 includes an embedded object R such as a reinforcing bar.

図3は、本実施形態の制御手段U(マイコン)における、穿孔作業の開始段階(スタート)から、鉄筋検出により切込み用モータM又はドリルモータMを停止させるまでの処理工程を説明するフローチャートである。穿孔作業の開始により、制御手段Uは、振動センサS1からの振動データを取り込む(ステップA1)。制御手段Uには、コアビットの回転数及び切削チップの歯数が入力されており、予め、周波数f、fが設定されている。制御手段Uは、振動データに対してFFT(高速フーリエ変換)処理を実施し、振動周波数f、fの振動値(振幅値)を抽出して参照データを生成する(ステップA2)。尚、本実施形態では、3軸方向加速度センサを使用しているので、解析・判定に最も有用な最大振幅を示す軸の振動データから参照データを生成している。 Figure 3 is a flowchart illustrating the control unit U of this embodiment (the microcomputer), the start phase of the drilling operation (start), the process steps up to stopping the cut motor M S or the drill motor M D by rebar detection It is. When the drilling operation is started, the control means U takes in vibration data from the vibration sensor S1 (step A1). The control means U receives the number of rotations of the core bit and the number of teeth of the cutting tip, and the frequencies f 1 and f 2 are set in advance. The control unit U performs FFT (Fast Fourier Transform) processing on the vibration data, extracts vibration values (amplitude values) of the vibration frequencies f 1 and f 2 , and generates reference data (step A2). In this embodiment, since a triaxial acceleration sensor is used, reference data is generated from vibration data of an axis indicating the maximum amplitude most useful for analysis / determination.

また、FFT後に周波数f、fのいずれをコアビットの振動周波数fcの参照データとするかについての制限は無い。f、fの双方を参照データとしても良いし、いずれか一方を参照データとしても良い。本発明者等の検討によれば、通常、振動値はf<fとなることが多い。本実施形態では、コアビットの振動周波数fcとして、fの振動値を参照データとした。 Further, there is no restriction on which of the frequencies f 1 and f 2 is used as reference data for the oscillation frequency fc of the core bit after the FFT. Both f 1 and f 2 may be used as reference data, or one of them may be used as reference data. According to the study by the present inventors, the vibration value is usually f 1 <f 2 in many cases. In the present embodiment, as the vibration frequency fc of the core bit, and the reference data on the vibration value of f 2.

そして、制御手段Uは、穿孔開始段階の参照データにおける振動周波数fcの振動値に対して、埋設物との接触を判定するための閾値を設定する(ステップA3)。本実施形態(図3)では、この閾値として、穿孔開始段階の振動値に対して1.5倍と設定している。   And the control means U sets the threshold value for determining a contact with an embedded thing with respect to the vibration value of the vibration frequency fc in the reference data of a drilling start stage (step A3). In this embodiment (FIG. 3), this threshold value is set to 1.5 times the vibration value at the drilling start stage.

以上説明した、参照データとなる振動周波数fc及び閾値の設定後、穿孔作業に進展に応じて取得した参照データの振動値により、コアビットと埋設物との接触の判定処理がなされる(ステップA4)。この判定処理は、タイマーにより一定時間内における、振動周波数fcの振動値(振幅)の閾値超過の有無を判定している。本実施形態(図3)の判定処理においては、タイマーを0.2秒で設定している。そして、0.2秒間で、しきい値を越える振幅が少なくとも1回以上、連続して2秒間発生したら、鉄筋穿孔と判定するようになっている。   After the setting of the vibration frequency fc and threshold value serving as the reference data as described above, the determination process of the contact between the core bit and the embedded object is performed based on the vibration value of the reference data acquired according to the progress in the drilling operation (step A4). . In this determination process, it is determined whether or not the threshold value of the vibration value (amplitude) of the vibration frequency fc is exceeded within a certain time by a timer. In the determination process of this embodiment (FIG. 3), the timer is set at 0.2 seconds. When the amplitude exceeding the threshold value is generated at least once in 2 seconds and continuously for 2 seconds, it is determined that the reinforcing bar is perforated.

参照データの振動値が閾値を超過し、コアビットが埋設物に接触したと判定されたとき、制御手段Uのマイコンは、切込み用モータMを停止する。自動送り装置104のトライアックをオフとして電源供給を遮断することでドリルモータMを停止できる(ステップA5)。 Vibration value of the reference data exceeds the threshold value, when it is determined that the core bit is in contact with the buried object, the microcomputer of the control unit U stops the cut motor M S. The triac of the automatic feeder 104 can be stopped drill motor M D by cutting off the power supply as an off (step A5).

切込み用モータMとドリルモータMの停止後、自動送り装置104を穿孔方向と逆方向に移動させることで、穿孔部分における埋設物の有無の確認や適切な処理を行うことができる。 After stopping the cut motor M S and drill motor M D, by moving the automatic feeder 104 in the drilling direction and the reverse direction, it is possible to confirm and proper processing of the presence or absence of buried objects in the perforated portion.

第2実施形態:この実施形態では、コアドリル装置の各部材の構成は、第1実施形態のコアドリル装置(図1)と同じとし、制御手段Uであるマイコンの一部の構成とプログラムを変更した。この実施形態は、制御手段Uによる穿孔作業中のコアビットと埋設物との接触判定を、より高速で簡易的に行うものである。 Second Embodiment : In this embodiment, the configuration of each member of the core drill apparatus is the same as that of the core drill apparatus (FIG. 1) of the first embodiment, and the configuration and program of a part of the microcomputer that is the control means U are changed. . In this embodiment, the contact determination between the core bit and the buried object during the drilling operation by the control means U is performed at a higher speed and more easily.

ここで、この実施形態における制御手段Uの処理内容について説明する。本発明の制御手段Uでは、振動センサからの振動データから、コアビットに由来する振動周波数fcの振動値を少なくとも含む参照データに基づいた判定処理を行う。ここで、振動周波数fcは、コアビットの回転数と切削チップの歯数に応じた振動周波数f、fとみなすことが好ましい。本発明者等の検討によれば、このコアビット由来の振動周波数fとfとの間の振動周波数の帯域において、コアビットの異常振動による振動値の上昇は、f、fの2つの振動のみで観察され、他の振動周波数の振動値はさほど上昇しない。そして、振動周波数fとfとの間の帯域で測定される振動値に基づき閾値を設定したとき、異常振動によって前記閾値を超える振動値は、f、fの振動の少なくともいずれかである。つまり、f、f以外の他の振動周波数の振動が、前記閾値を超える可能性は低い。従って、振動データから、振動周波数fとfとの間の帯域の振動値に基づいて判定処理を行っても、コアビットと埋設物との接触による異常振動を検出できる。 Here, the processing content of the control means U in this embodiment is demonstrated. The control means U of the present invention performs a determination process based on reference data including at least a vibration value of the vibration frequency fc derived from the core bit from vibration data from the vibration sensor. Here, the vibration frequency fc is preferably regarded as vibration frequencies f 1 and f 2 according to the number of rotations of the core bit and the number of teeth of the cutting tip. According to the study by the present inventors, in the vibration frequency band between the vibration frequencies f 1 and f 2 derived from the core bit, the increase in the vibration value due to the abnormal vibration of the core bit is two of f 1 and f 2 . It is observed only by vibration, and the vibration values at other vibration frequencies do not increase so much. When the threshold value is set based on the vibration value measured in the band between the vibration frequencies f 1 and f 2 , the vibration value exceeding the threshold value due to abnormal vibration is at least one of the vibrations of f 1 and f 2 . It is. That is, it is unlikely that vibrations at other vibration frequencies than f 1 and f 2 exceed the threshold value. Therefore, even if the determination process is performed based on the vibration value in the band between the vibration frequencies f 1 and f 2 from the vibration data, the abnormal vibration due to the contact between the core bit and the embedded object can be detected.

そこで、穿孔作業に際し、使用予定のコアビットの切削チップの歯数と、設定可能な回転数に基づいて、fの最小値(f1min)とfの最大値(f2max)をそれぞれ求め、それらに基づいた振動データを参照データとして利用することができる。具体的には、振動センサからの振動データから、振動周波数f1minとf2maxとの間の帯域の振動値を含む振動データを参照データとし、この参照データの振動値、振動値の変化率に基づき、閾値設定や判定処理を行うことができる。このとき、参照データとして抽出する範囲をf1min及びf2maxに対して、多少の余裕を設定することが好ましい。例えば、計算されたf1minの0.5〜0.9倍(より好ましくは0.6〜0.9倍)の周波数を参照データの下限となる振動周波数とする一方、計算されたf2maxの1.1〜1.5倍(より好ましくは1.1〜1.4倍)の周波数を参照データの上限となる振動周波数とすることで、漏れの無い判定処理ができる。 Therefore, calculated upon the drilling operation, and the number of teeth of the cutting tip of the planned use core bits, based on the rotational speed that can be set, the minimum value of f 1 (f 1min) and the maximum value of f 2 and (f 2max) respectively, Vibration data based on them can be used as reference data. Specifically, vibration data including a vibration value in a band between vibration frequencies f 1min and f 2max is used as reference data from vibration data from the vibration sensor, and the vibration value and the change rate of the vibration value of the reference data are used. Based on this, threshold setting and determination processing can be performed. At this time, it is preferable to set a slight margin for the range to be extracted as reference data with respect to f 1min and f 2max . For example, while the calculated frequency of f 1 min is 0.5 to 0.9 times (more preferably 0.6 to 0.9 times), the frequency that is the lower limit of the reference data is set as the vibration frequency, while the calculated f 2max By making the frequency of 1.1 to 1.5 times (more preferably 1.1 to 1.4 times) the vibration frequency that is the upper limit of the reference data, a determination process without leakage can be performed.

また、上記したように、本発明者等の検討によれば、fの振動値とfの振動値とを対比すると、通常、f<fとなることが多い。異常振動が発生したときにおける、それらの振動値の関係も同様である。よって、異常振動の検出の指針としては、数値の大きい振動周波数f(f2max)の振動値を重視すべきである。そこで、上記のように、振動データから所定の振動周波数帯域の振動値を抽出する場合において、その上限値の設定のみを行い、振動周波数f(f2max)以下の振動データを参照データとすることで、信頼性を保持しつつ簡易的な処理ができる。このように参照データの振動周波数の帯域設定を上限のみとするときは、上記と同様、上限値としてf2maxの計算値の1.1〜1.5倍に設定することが好ましい。 Further, as described above, according to the study by the present inventors, when the vibration value of f 1 and the vibration value of f 2 are compared, usually, f 1 <f 2 is often obtained. The relationship between the vibration values when abnormal vibration occurs is the same. Therefore, as a guideline for detecting abnormal vibration, the vibration value with a large vibration frequency f 2 (f 2max ) should be emphasized. Therefore, as described above, when a vibration value in a predetermined vibration frequency band is extracted from vibration data, only the upper limit value is set, and vibration data having a vibration frequency f 2 (f 2max ) or less is used as reference data. Thus, simple processing can be performed while maintaining reliability. As described above, when only setting the upper limit of the vibration frequency band of the reference data, the upper limit is preferably set to 1.1 to 1.5 times the calculated value of f 2max .

この第2実施形態では、振動データから参照データを生成するにあたって、上記した、振動周波数帯域の上限設定のみを行っている。その具体的な設定プロセスについて説明すると、まず、後述する実施例では歯数(B)が4〜22個(コアビット径:25〜305mm)のコアビットを使用している。また、コアビットの回転数(RS)は、200rpm〜1000rpmを予定している。従って、コアビットの回転数に基づく振動周波数fの最小値(f1min)は、約3.3Hz(200rpm/60)である。一方、コアビットの回転数と歯数に基づく振動周波数fの最大値(f2max)は約367Hz(1000rpm×22個/60)である。よって、参照データとしては、振動周波数が3.3Hz〜367Hzの帯域の振動値を少なくとも含むものが必要となる。 In the second embodiment, when the reference data is generated from the vibration data, only the upper limit setting of the vibration frequency band described above is performed. The specific setting process will be described. First, in the embodiment described later, a core bit having 4 to 22 teeth (B) (core bit diameter: 25 to 305 mm) is used. Further, the rotational speed (RS) of the core bit is scheduled to be 200 rpm to 1000 rpm. Therefore, the minimum value (f 1min ) of the vibration frequency f 1 based on the rotation speed of the core bit is about 3.3 Hz (200 rpm / 60). On the other hand, the maximum value (f 2max ) of the vibration frequency f 2 based on the rotation speed and the number of teeth of the core bit is about 367 Hz (1000 rpm × 22/60 ). Therefore, the reference data needs to include at least a vibration value in a band with a vibration frequency of 3.3 Hz to 367 Hz.

本実施形態では、参照データの上限の振動周波数のみを設定しつつ、上限値を500Hzに設定した(実施例にf2max(約367Hz)の約1.36倍)。図3の全体回路図において、制御手段Uは、振動センサとマイコンとの間(図3の周辺回路内)に遮断周波数500Hzに設定されたローパスフィルタを接続し、500Hz以下の振動周波数の振動値を参照している。本実施形態では、この500Hz以下の振動周波数の振動データが、コアビットに由来する周波数fcの振動値を含む参照データとする。 In the present embodiment, while setting only the upper limit vibration frequency of the reference data, the upper limit value is set to 500 Hz (about 1.36 times f 2max (about 367 Hz in the example)). In the overall circuit diagram of FIG. 3, the control means U connects a low-pass filter set at a cutoff frequency of 500 Hz between the vibration sensor and the microcomputer (in the peripheral circuit of FIG. 3), and the vibration value at a vibration frequency of 500 Hz or less. Refers to. In the present embodiment, the vibration data having a vibration frequency of 500 Hz or less is set as reference data including a vibration value of the frequency fc derived from the core bit.

この第2実施形態においては、以上説明した参照データの設定方針とこれに基づく判定処理プログラムと、これに対応すべく設置されたローパスフィルタ以外の装置構成は、第1実施形態の構成(図1、図2)と同様である。本実施形態でも、振動センサS1は自動送り装置104の制御基板に実装され、制御手段Uも自動送り装置104の制御基板にマイコンの形態で実装されている。そして、本実施形態における穿孔作業の操作も、基本的に第1実施形態と同様である。   In the second embodiment, the configuration of the reference data described above, the determination processing program based thereon, and the device configuration other than the low-pass filter installed in response thereto are the configurations of the first embodiment (FIG. 1). , Similar to FIG. Also in this embodiment, the vibration sensor S1 is mounted on the control board of the automatic feeding device 104, and the control means U is also mounted on the control board of the automatic feeding device 104 in the form of a microcomputer. The operation of the drilling operation in this embodiment is basically the same as that in the first embodiment.

図4は、本実施形態の制御手段U(マイコン)における開始段階(スタート)から、鉄筋検出により切込み用モータM又はドリルモータMを停止させるまでの処理工程を説明するフローチャートである。本実施形態では、上述のとおり、ローパスフィルタを経由した500Hz以下の振動周波数の振動値が参照データとして取り込まれる(ステップB1)。そして、第1実施形態と同じく、最大振幅を示す軸の振動値を参照データとし、振動値の閾値を設定する(ステップB2、B3)。本実施形態での閾値は、穿孔開始段階の振動値の平均に対して1.5倍となっている。 Figure 4 is a flowchart for explaining the startup phase in the control unit U of this embodiment (microcomputer) (Start), the process steps up to stopping the cut motor M S or the drill motor M D by rebar detection. In the present embodiment, as described above, a vibration value having a vibration frequency of 500 Hz or less via the low-pass filter is captured as reference data (step B1). Then, similarly to the first embodiment, the vibration value of the axis indicating the maximum amplitude is used as reference data, and a threshold value of the vibration value is set (steps B2 and B3). The threshold in the present embodiment is 1.5 times the average vibration value at the drilling start stage.

本実施形態の制御手段Uにおいて、参照データの範囲設定と閾値設定の後の処理内容は、第1実施形態と同じである。穿孔作業中に取得された参照データの振動値に対し、コアビットと埋設物との接触による異常振動発生の判定処理がなされている(ステップB4)。第1実施形態と同様、タイマー(0.2秒)による判定処理がなされる。そして、コアビットが埋設物に接触したと判定されたとき、制御手段Uは、切込み用モータMとドリルモータMを停止できる(ステップB5)。これによりコアビットによる埋設物の破断が防止される。 In the control means U of the present embodiment, the processing content after the reference data range setting and threshold setting is the same as in the first embodiment. A process for determining the occurrence of abnormal vibration due to contact between the core bit and the embedded object is performed on the vibration value of the reference data acquired during the drilling operation (step B4). As in the first embodiment, a determination process using a timer (0.2 seconds) is performed. Then, when it is determined that the core bit is in contact with the buried object, the control unit U can stop the motor M S and drill motor M D for cut (step B5). This prevents the embedded object from being broken by the core bit.

第3実施形態:この実施形態は、振動センサの取付け位置を変更したコアドリル装置に関する。図5は、この第3実施形態となるコアドリル装置100´の構成を示す。このコアドリル装置100´は、コアドリル本体(コアビットC、ドリルモータM)、自動送り装置104等の基本構成は、第1、第2実施形態に係るコアドリル装置100と同じである。この実施形態では、振動センサS1をコアドリルモーターMの外装に設置する。一方、制御手段Uは、第1実施形態と同様、自動送り装置104内の制御基板にマイコンの形態で設置されている。振動センサS1は制御手段Uのマイコンのアナログ入力端子にケーブルによって接続される。尚、振動センサS1は、コアドリル本体110のギアケース111の内部に設置することもできる。 3rd Embodiment : This embodiment is related with the core drill apparatus which changed the attachment position of the vibration sensor. FIG. 5 shows a configuration of a core drill apparatus 100 ′ according to the third embodiment. The core drill device 100 ′ has the same basic configuration as the core drill device 100 according to the first and second embodiments, such as the core drill body (core bit C, drill motor M D ), automatic feed device 104, and the like. In this embodiment, to install a vibration sensor S1 to the exterior of the core drill motor M D. On the other hand, the control means U is installed in the form of a microcomputer on a control board in the automatic feeder 104, as in the first embodiment. The vibration sensor S1 is connected to an analog input terminal of the microcomputer of the control means U by a cable. The vibration sensor S1 can also be installed inside the gear case 111 of the core drill body 110.

この実施形態のこのコアドリル装置100´は、振動センサS1の設置位置を除き第1実施形態のコアドリル装置100と同様の構成を有する。そして、穿孔作業における作業工程の手順や制御手段Uによる振動データの処理内容(図3のフローチャート)は第1実施形態と同様とすることができる。尚、この実施形態のこのコアドリル装置100´では、コアドリル本体(ドリルモータM)に振動センサS1が取付けされているので、自動送り装置104に内蔵された制御手段U(マイコン)との接続にケーブルが必要となる。自動送り装置104に振動センサS1が内蔵されている第1実施形態では、ケーブルが不要であることを考慮すると、ケーブルの取り回しが簡素となる点で第1実施形態の構成が好ましいといえる。 This core drill apparatus 100 'of this embodiment has the same configuration as the core drill apparatus 100 of the first embodiment except for the installation position of the vibration sensor S1. And the procedure of the work process in the drilling work and the processing content of the vibration data by the control means U (flow chart in FIG. 3) can be the same as those in the first embodiment. In this core drill device 100 ′ of this embodiment, since the vibration sensor S 1 is attached to the core drill body (drill motor M D ), it is connected to the control means U (microcomputer) built in the automatic feeder 104. A cable is required. In the first embodiment in which the vibration sensor S1 is built in the automatic feeder 104, it can be said that the configuration of the first embodiment is preferable in that the cable is simplified in consideration of the fact that the cable is unnecessary.

以上、第1〜第3実施形態に係るコアドリル装置について説明したが、コアドリル装置の構造は上記に限定されることはない。例えば、上記実施形態では、自動送り装置104内部の制御基板に振動センサS1が実装されているが、振動センサの取付け位置はこれに限定されない。振動センサは、自動送り装置104の外側(ケース)の表面に接着・接合してもよい。また、制御手段Uも、自動送り装置104の制御基板に実装されることに限定されない。制御手段は、マイコンを備えるコントロールボックス等、外部装置の形態となっていても良く、これを自動送り装置104の外側に設置しても良い。   As mentioned above, although the core drill apparatus which concerns on 1st-3rd embodiment was demonstrated, the structure of a core drill apparatus is not limited above. For example, in the above-described embodiment, the vibration sensor S1 is mounted on the control board inside the automatic feeder 104, but the mounting position of the vibration sensor is not limited to this. The vibration sensor may be bonded and bonded to the outer (case) surface of the automatic feeder 104. Further, the control means U is not limited to being mounted on the control board of the automatic feeder 104. The control means may be in the form of an external device such as a control box equipped with a microcomputer, and may be installed outside the automatic feeding device 104.

また、制御手段による処理内容についても、上述のフローチャート(図3、図4)の内容に限定されることはない。これらの図では、振動周波数fcの振動値、又は、所定の上限値以下の振動周波数の振動値を参照データとして処理しているが、この参照データの評価において、制御手段Uのマイコンは、所定時間毎の振動値の変化量又は変化率を算出して評価しても良い。   Also, the processing contents by the control means are not limited to the contents of the above-described flowcharts (FIGS. 3 and 4). In these figures, the vibration value of the vibration frequency fc or the vibration value of the vibration frequency equal to or lower than a predetermined upper limit value is processed as reference data. In the evaluation of this reference data, the microcomputer of the control means U You may evaluate by calculating the variation | change_quantity or change rate of the vibration value for every time.

ここでは、上記した第2実施形態に係るコアドリル装置の具体例を用いて鉄筋コンクリートの穿孔作業を行い、埋設物である鉄筋の検出の可否・精度を検証した。この実施例では、市販のコアドリル(商品名 ダイモドリルTS-402:株式会社シブヤ製)と自動送り装置(AFS−V:株式会社シブヤ製)とを組み合わせてコアドリル装置を構成した。そして、このコアドリル装置の自動送り装置の内部に振動センサとして、市販の3軸加速度センサ(ADXL335:アナログ・デバイセズ製)を実装した。   Here, the concrete drilling work of the reinforced concrete was performed using the specific example of the core drill apparatus according to the second embodiment described above, and the feasibility / accuracy of detection of the reinforcing bar as the embedded object was verified. In this example, a core drill device was configured by combining a commercially available core drill (trade name: Daimo Drill TS-402: manufactured by Shibuya Co., Ltd.) and an automatic feeder (AFS-V: manufactured by Shibuya Co., Ltd.). Then, a commercially available three-axis acceleration sensor (ADXL335: manufactured by Analog Devices) was mounted as a vibration sensor inside the automatic feeder of the core drill device.

被削物となる鉄筋コンクリートとして、1500mm(長さL)×1000mm(幅W)×310mm(厚さt)の鉄筋コンクリートを用意した。この鉄筋コンクリートには、直径φ20mmの鉄筋が100mmピッチで2段埋設されている。   Reinforced concrete of 1500 mm (length L) × 1000 mm (width W) × 310 mm (thickness t) was prepared as reinforced concrete to be a work piece. In this reinforced concrete, reinforcing bars having a diameter of 20 mm are embedded in two stages at a pitch of 100 mm.

穿孔作業は、コアビット径28mm、110mm、204mm、305mmの4種のコアビットを用いた穿孔作業を行った。これらのコアビットは、先端にダイヤモンドが焼結された切削チップを備え、切削チップの歯数は、それぞれ、4個、12個、16個、22個である。   The drilling operation was performed using four types of core bits having core bit diameters of 28 mm, 110 mm, 204 mm, and 305 mm. These core bits have cutting tips with diamonds sintered at their tips, and the number of teeth of the cutting tips is 4, 12, 16, and 22, respectively.

そして、上記した手順にてコアドリル装置を鉄筋コンクリート上面に据付固定した後、穿孔作業を行った。上記のとおり、第2実施形態のコアドリル装置では、歯数(B)が4〜22個(コアビット径:25〜305mm)のコアビットを回転数(RS)200rpm〜1000rpmで使用することを考慮し、コアビットの振動周波数fcを含む参照データとして、振動周波数が3.3Hz〜367Hzの帯域の振動値を含むものを想定している。そして、遮断周波数500Hzに設定されたローパスフィルタを制御手段Uに接続し、500Hz以下の振動周波数の振動値に基づき、図3のフローチャートに従った判定処理を行い、鉄筋検知を行うこととしている。この実施例では、このプログラムを適用しつつ、小径のコアビットから、鉄筋コンクリートに1箇所ずつ穿孔作業を行った。   Then, after the core drill apparatus was installed and fixed on the upper surface of the reinforced concrete by the above-described procedure, a drilling operation was performed. As described above, in the core drill device of the second embodiment, considering that a core bit having 4 to 22 teeth (B) (core bit diameter: 25 to 305 mm) is used at a rotation speed (RS) of 200 rpm to 1000 rpm, As the reference data including the vibration frequency fc of the core bit, it is assumed that the vibration data includes vibration values in a band of 3.3 Hz to 367 Hz. Then, a low-pass filter set at a cutoff frequency of 500 Hz is connected to the control means U, and based on the vibration value of the vibration frequency of 500 Hz or less, determination processing according to the flowchart of FIG. 3 is performed to detect the reinforcing bars. In this example, the drilling operation was performed one place at a time in the reinforced concrete from a small-diameter core bit while applying this program.

上記の条件のもと、穿孔作業を行った結果、使用した3種のコアビット(直径:28mm、110mm、204mm、305mm)の全てにおいて、コアビットが鉄筋に接触すると同時に、自動送り装置の停止が確認された。そして、コアビットを引き上げ、穿孔箇所の底部を目視確認したところ、鉄筋に浅い傷(深さ0.3mm程度)は確認されたが、大きな損傷は全くない状態であった。よって、本実施例のコアドリル装置によって、鉄筋の検出が可能であることが確認された。   As a result of drilling work under the above conditions, all three core bits used (diameter: 28 mm, 110 mm, 204 mm, 305 mm) were confirmed to stop the automatic feeder at the same time that the core bit contacted the reinforcing bar. It was done. Then, when the core bit was pulled up and the bottom of the perforated part was visually confirmed, a shallow scratch (depth of about 0.3 mm) was confirmed in the reinforcing bar, but there was no major damage. Therefore, it was confirmed that the reinforcing bar can be detected by the core drill device of the present example.

以上説明したとおり、本発明に係るコアドリル装置によれば、鉄筋コンクリート等の埋設物を含む被削物の穿孔作業において、当該埋設物の破損を防止しつつ作業を行うことができる。特に、本発明は、大径のコアビットに対しても埋設物を効果的に検出することができる。本発明は、既設・新設の鉄筋コンクリート構造物の建設現場において特に有用である。   As described above, according to the core drill device of the present invention, in the drilling work of a work including an embedded object such as reinforced concrete, the work can be performed while preventing the embedded object from being damaged. In particular, the present invention can effectively detect an embedded object even for a large-diameter core bit. The present invention is particularly useful at the construction site of existing / new reinforced concrete structures.

100、100´、200 コアドリル装置
101、201 ベース
102、202 支柱
103、203 スライドブロック
104、204 自動送り装置
110、210 コアドリル本体
111、211 ギアケース
ドリルモータ
切込み用モータ
C コアビット
T 切削チップ
S1 振動センサ
U 制御手段
P 電源ケーブル
W 被削物
100, 100, 200 core drilling apparatus 101, 201 base 102, 202 struts 103 and 203 slide blocks 104, 204 Automatic feeder 110,210 core drill body 111, 211 a gear case M D drill motor M S cuts motor C core bit T Cutting Chip S1 Vibration sensor U Control means P Power cable W Workpiece

Claims (6)

被削物上に据付けられるベースと、前記ベースに設けられた支柱と、 前記支柱に沿って昇降可能に設置されたスライドブロックと、前記スライドブロックを昇降させる切込み用モータを有する自動送り装置を備え、
前記スライドブロックによって支持され、複数の切削チップを先端に有するコアビットと、前記コアビットを回転駆動させるドリルモータを有するコアドリル本体を備えるコアドリル装置において、
その取り付け部位が受ける振動値を検出する振動センサと、
前記振動センサと連携し、前記ドリルモータ又は前記切込み用モータの少なくともいずれかを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記振動センサにより検出される振動データから、前記コアビットに由来する振動周波数fcの振動値を少なくとも含む参照データを抽出し、前記参照データに基づいて、前記ドリルモータ又は前記切込み用モータの少なくともいずれかを制御することを特徴とするコアドリル装置。
A base installed on a workpiece, a support provided on the base, a slide block installed so as to be able to move up and down along the support, and an automatic feeding device having a cutting motor for moving the slide block up and down ,
In a core drill device comprising a core bit supported by the slide block and having a plurality of cutting tips at the tip, and a core drill body having a drill motor that rotationally drives the core bit,
A vibration sensor for detecting a vibration value received by the attachment site;
Control means for controlling at least one of the drill motor or the cutting motor in cooperation with the vibration sensor;
The control means extracts reference data including at least a vibration value of a vibration frequency fc derived from the core bit from vibration data detected by the vibration sensor, and based on the reference data, the drill motor or the cutting tool A core drill apparatus that controls at least one of motors.
コアビットの回転数をRS(rpm)、コアビットの切削チップの歯数をB(個)としたとき、下記式で求められる周波数f1、f(Hz)の少なくともいずれかを、コアビットの振動周波数fc(Hz)とする請求項記載のコアドリル装置。
Figure 2019151015
When the rotation speed of the core bit is RS (rpm) and the number of teeth of the cutting bit of the core bit is B (pieces), at least one of the frequencies f 1 and f 2 (Hz) obtained by the following formula is set as the vibration frequency of the core bit. The core drill apparatus according to claim 1, wherein the core drill apparatus is fc (Hz).
Figure 2019151015
制御手段は、振動周波数fcの振動値が少なくとも1回閾値を超えたときにドリルモータ又は切込み用モータの少なくともいずれかを制御する請求項1又は請求項2記載のコアドリル装置。   The core drill device according to claim 1 or 2, wherein the control means controls at least one of the drill motor and the cutting motor when the vibration value of the vibration frequency fc exceeds the threshold value at least once. 制御手段は、振動周波数fcの振動値の変化率を算出し、前記変化率が閾値を少なくとも1回超えたときにドリルモータ又は切込み用モータの少なくともいずれかを制御する請求項1又は請求項2記載のコアドリル装置。   The control means calculates a change rate of a vibration value of the vibration frequency fc and controls at least one of a drill motor and a cutting motor when the change rate exceeds a threshold value at least once. The core drill apparatus as described. 振動センサは、コアドリル本体又は自動送り装置のいずれかに設置されている請求項1〜請求項4のいずれかに記載のコアドリル装置。   The core sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein the vibration sensor is installed in either the core drill body or the automatic feeder. 振動センサは、3軸方向(X軸、Y軸、Z軸)の振動センサである請求項1〜請求項5のいずれかに記載のコアドリル装置。
The core drill device according to any one of claims 1 to 5, wherein the vibration sensor is a vibration sensor in a triaxial direction (X axis, Y axis, Z axis).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020095781A1 (en) * 2018-11-06 2020-05-14 日東工器株式会社 Boring machine
CN113146339A (en) * 2021-04-27 2021-07-23 仟佰度计量检测有限公司 Laser-assisted drilling depth measuring tool
CN114559560A (en) * 2020-11-27 2022-05-31 广东博智林机器人有限公司 Punching operation control method and device and cooperative robot

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07229381A (en) * 1994-02-16 1995-08-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Buried article detection method and buried article detection device
JP2013060013A (en) * 2012-10-22 2013-04-04 Ohbayashi Corp Boring method, control method, and boring device
WO2017077700A1 (en) * 2015-11-02 2017-05-11 日本電気株式会社 Vibration detector, observation apparatus, and observation system
JP2017156302A (en) * 2016-03-04 2017-09-07 三菱重工業株式会社 Buried object survey device, excavation system, and buried object survey method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07229381A (en) * 1994-02-16 1995-08-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Buried article detection method and buried article detection device
JP2013060013A (en) * 2012-10-22 2013-04-04 Ohbayashi Corp Boring method, control method, and boring device
WO2017077700A1 (en) * 2015-11-02 2017-05-11 日本電気株式会社 Vibration detector, observation apparatus, and observation system
JP2017156302A (en) * 2016-03-04 2017-09-07 三菱重工業株式会社 Buried object survey device, excavation system, and buried object survey method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020095781A1 (en) * 2018-11-06 2020-05-14 日東工器株式会社 Boring machine
JPWO2020095781A1 (en) * 2018-11-06 2021-09-02 日東工器株式会社 Drilling machine
JP7036945B2 (en) 2018-11-06 2022-03-15 日東工器株式会社 Drilling machine
CN114559560A (en) * 2020-11-27 2022-05-31 广东博智林机器人有限公司 Punching operation control method and device and cooperative robot
WO2022111207A1 (en) * 2020-11-27 2022-06-02 广东博智林机器人有限公司 Punching operation control method and apparatus, and collaborative robot
CN113146339A (en) * 2021-04-27 2021-07-23 仟佰度计量检测有限公司 Laser-assisted drilling depth measuring tool

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