JP2797205B2 - 数値制御工作機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）．産業上の利用分野 本発明は、自動プログラムに基づいてドリルサイクル
を行う数値制御工作機械に関する。

（ｂ）．従来の技術 第３図は、従来の数値制御工作機械によるドリルサイ
クルを示す図である。

従来、ワーク21に対して自動プログラムに基づいてド
リル加工を行う際には、第３図に示すように、ドリル先
端部20aがワーク21に突入する前後の区間K1′と、ドリ
ル先端部20aがワーク21を貫通する前後の区間K3′とに
おいて、送り速度F1′、F3′を、中間切削区間K2′にお
ける送り速度F2′よりも遅くするように送り速度を制御
して、ドリル20がワーク21に突入する際とワーク21を貫
通する際の負荷変動に対応するようにしていた。

（ｃ）．発明が解決しようとする問題点 従来の方法では、区間K1′の送り速度F1′が時々刻々
変化するドリル20の負荷を無視した形で単一の速度に維
持されていたために切削の初期、即ちドリル20の刃先20
bをワーク表面21aに当てる際には、送り速度F1′が速す
ぎ、刃先20bがドリル20の送り方向（矢印Ａ方向）と垂
直な方向へずれを生じてワーク21の穴開中心位置に正確
に当てること（心出し）が困難となり加工精度が悪くな
る。また、区間K1′の切削の終期、即ちドリル20の外周
コーナ20cがワーク表面21aへ突入する際には、送り速度
F1′が過度に低く押さえられた形となるので加工時間が
長くなってしまう。同様なことは区間K3′についても言
え、区間K3′の切削の初期、即ちドリル20の刃先20bが
ワーク21を貫通してワーク裏面21bから突出する際に
は、送り速度F3′が過度に低く押さえられた形となるの
で加工時間が長くなる。また、区間K3′の切削の終期、
即ち、ドリル20の外周コーナ20cがワーク裏面21bから突
出して穴開けが完了する際には、送り速度F3′が速すぎ
るので、当該ワーク21の加工された穴21cの端部21dにバ
リが生じたり、端部21dが欠けたりするなど仕上げが悪
くなる。

本発明は、上記事情に鑑み、自動プログラムに基づい
てドリルサイクルを行う場合に、加工精度や仕上げを良
くすることのできる数値制御工作機械を提供することを
目的とする。

（ｄ）．問題点を解決するための手段 本発明は、ドリル刃先（20b）又はドリル外周コーナ
（20c）がワーク（21）に対して突入出する際の突入出
制御距離（CLR）、ドリル先端部長さ（Ｌ）、更に標準
送り速度（Ｆ）に対する補正係数（OVR1、OVR3、OVR4、
OVR5、OVR7）を格納するメモリ手段（11）を設け、加工
プログラム（PRO）を格納する加工プログラムメモリ（1
0）を設け、前記メモリ手段（11）に格納された突入出
制御距離（CLR）及びドリル先端部長さ（Ｌ）と、加工
プログラム（PRO）に格納されたドリル加工すべきワー
ク（21）に関する加工位置情報（MPI）に基づいて、ド
リル刃先（20b）がワーク表面（21a）へ突入する前後の
刃先突入区間（K1）、ドリル外周コーナ（20c）がワー
ク表面（21a）へ突入する前後の外周コーナ突入区間（K
3）、ドリル先端部（20a）全体がワーク表面（21a）と
ワーク裏面（21b）間に位置する中間切削区間（K4）、
ドリル刃先（20b）がワーク裏面（21b）から突出する前
後の刃先突出区間（K5）、ドリル外周コーナ（20c）が
ワーク裏面（21b）から突出する前後の外周コーナ突出
区間（K7）を演算して設定する座標値演算部（５）を設
け、前記各区間（K1、K3、K4、K5、K7）におけるドリル
（20）の送り速度を、前記メモリ手段（11）中に格納さ
れた各補正係数（OVR1、OVR3、OVR4、OVR5、OVR7）に基
づいて加工プログラム（PRO）で指示された標準送り速
度（Ｆ）を補正することにより決定する送り速度演算部
（３）を設け、前記送り速度演算部（３）によって決定
された各区間（K1、K3、K4、K5、K7）における送り速度
（F1、F3、F4、F5、F7）に基づいて、ドリル（20）を送
り速度を変化させながら送り送り速度制御部（13）を設
けて構成される。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素
を示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上
の記載に限定拘束されるものではない。以下の
「（ｅ）．作用」の欄についても同様である。

（ｅ）．作用 上記した構成により、ドリル（20）は、各区間（K1、
K3、K4、K5、K7）における加工に際して、それぞれ最適
の送り速度（F1、F3、F4、F5、F7）で送られるように作
用する。

（ｆ）．実施例 以下、図面に基づき、本発明の実施例を説明する。

第１図は、本発明による数値制御工作機械の一例を示
す制御ブロック図、 第２図は、第１図に示す数値制御工作機械によるドリ
ルサイクルの一例を示す図である。

本発明による数値制御工作機械１は、第１図に示すよ
うに、主制御部２を有しており、該主制御部２には、バ
ス線16を介して、送り速度演算部３、座標値演算部５、
補間制御部６、位置比較部７、位置検出部９、加工プロ
グラムメモリ10、パラメータメモリ11、データ入力装置
12、送り軸制御部13、主軸制御部15等が接続している。
また、前記送り軸制御部13には第２図に示すドリル20に
矢印Ａ、Ｂ方向の送りを掛ける図示しない送り軸を駆動
する送り軸駆動モータ17が接続しており、該送り軸駆動
モータ17にはトランスデューサ17aが設けられている。
また、前記主軸制御部15には、ドリル20が装着された図
示しない主軸を矢印Ｅ、Ｆ方向に回転駆動する主軸駆動
モータ19が接続している。更に、前記位置検出部９には
前記トランスデューサ17aが接続しており、位置検出部
９はトランスデューサ17aからの信号PS1に基づいてドリ
ル20の刃先20bの矢印Ａ、Ｂ方向における位置を演算す
ることが出来る。そして、前記パラメータメモリ11に
は、ドリル長さ（工具長）、ドリル外周20dと先端部20a
の境界の外周コーナ20cから刃先20bまでのドリル先端部
長さＬ（Ｌ＝Ｄ×cot（α/2）/2 D:ドリル20の直径
α：ドリル20の先端角）、突入出制御距離CLR（CLR≦L/
2）、補正係数OVR1、OVR3、OVR4、OVR5、OVR7（０＜OVR
1＜OVR3＜OVR4＝１、０＜OVR7＜OVR5＜OVR4＝１）、加
減速距離DEP等が格納されている。

数値制御工作機械１は以上のような構成を有するの
で、数値制御工作機械１によりドリルサイクルを行うに
は、オペレータはデータ入力装置12から、加工すべきワ
ーク21に関する加工位置情報MPIとしてワーク表面21a上
の穴開開始点DSPの座標位置DSPc（以下、任意の点の座
標位置を示す際には、当該点を示す附号の後に附号“c"
を付加することにより行う）、ワーク裏面21b上の穴開
終了点DFPの座標位置DFPc又はワーク21の板厚ｔ、以上
３個のデータの内、２個以上を入力し、また、加工情報
INFとして主軸回転数Ｓ及び標準送り速度Ｆを入力す
る。この際に、オペレータが入力する標準送り速度Ｆ
は、ワーク21の中間部である後述の中間切削区間K4を切
削する際の送り速度F4と等しい。こうしてオペレータに
よって入力された加工位置情報MPI及び加工情報INFは、
加工プログラムPROとして加工プログラムメモリ10内に
格納される。

そして、加工に際して主制御部２は、加工プログラム
メモリ10中の加工プログラムPROを読み出して、当該加
工プログラムPRO中の加工位置情報MPI、加工情報INFに
基づいて、主軸制御部15、主軸駆動モータ19を介して、
ドリル20を装着した主軸の回転数を加工プログラムPRO
に指定された主軸回転数Ｓに駆動制御すると共に、送り
軸制御部13、送り軸駆動モータ17を介して、ドリル20に
矢印Ａ方向に送りを掛けて、ワーク21に対するドリル20
による加工を開始する。

加工に先立って、主制御部２は、加工プログラムPRO
中の加工位置情報MPIとパラメータメモリ11中に格納さ
れたドリル長さ（工具長）、ドリル先端部長さＬ、突入
出制御距離CLR等に基づいて、刃先突入区間K1、移行区
間K2、外周コーナ突入区間K3、中間切削区間K4、刃先突
出区間K5、移行区間K6、外周コーナ突出区間K7を設定す
る。

まず、ドリル刃先20bがワーク表面21aからワーク21へ
突入する直前（第２図におけるドリル20のSTSの状態）
の加工開始点MSPを設定し、更に、ドリル20を、前記加
工開始点MSPからワーク21へドリル刃先20bが突入してワ
ーク21にセンタ穴が形成される程度（第２図におけるド
リル20のST1の状態）まで送る、刃先突入区間K1を設定
する。即ち、主制御部２はパラメータメモリ11から突入
出制御距離CLRを読み出し、ドリル刃先20bが加工プログ
ラムPRO中に指示されたワーク表面21a上の穴開開始点DS
Pよりも前記突入出制御距離CLRだけワーク21に対して外
方、即ち、第２図矢印Ｂ方向へ出た位置の座標MSPc（MS
Pc＝DSPc−CLR）を座標値演算部５に演算させることに
より加工開始点MSPを設定する（なお、加工プログラムP
RO中に加工位置情報MPIとして穴開開始点DSPの座標位置
DSPcが格納されていない場合には、座標値演算部５は、
穴開終了点DFPの座標位置DFPcとワーク21の板厚ｔの差
を演算して穴開開始点DSPの座標位置DSPc（DSPc＝DFPc
−ｔ）を求めた後に、上述の加工開始点MSPの設定を行
う）。また、ワーク表面21a上の穴開開始点DSPから当該
突入出制御距離CLRだけ内方、即ち、第２図矢印Ａ方向
へ入った位置の座標P1c（P1c＝DSPc＋CLR）を座標値演
算部５に演算させることにより第１点P1を設定する。そ
して、刃先突入区間K1として、前記加工開始点MSPから
ワーク表面21a上の穴開開始点DSPを経て第１点P1までの
区間を設定する。

次に、主制御部２は、ドリル20を、前記第１点P1から
外周コーナ20cがワーク21へ突入する直前（第２図にお
けるドリル20のST2の状態）まで送る、移行区間K2を設
定する。即ち、主制御部２はパラメータメモリ11からド
リル先端部長さＬを読み出し、外周コーナ20cがワーク
表面21aよりも前記突入出制御距離CLRだけ第２図矢印Ｂ
方向へ出た位置におけるドリル刃先21bの位置の座標P2c
（P2c＝DSPc＋Ｌ−CLR）を座標値演算部５に演算させる
ことにより第２点P2を設定する。そして、移行区間K2と
して、前記第１点P1から第２点P2までの区間を設定す
る。

また、主制御部２は、ドリル20を、前記第２点P2から
外周コーナ20cがワーク21へ突入してドリル先端部20a全
体がワーク21へ突入することによりワーク表面21a上に
所定の直径Ｄの穴21cが形成される（第２図におけるド
リル20のST3の状態）まで送る、外周コーナ突入区間K3
を設定する。即ち、主制御部２は、外周コーナ20cがワ
ーク表面21aよりも前記突入出制御距離CLRだけ第２図矢
印Ａ方向へ入った位置におけるドリル刃先21bの位置の
座標P3c（P3c＝DSPc＋Ｌ＋CLR＝P2c＋2CLR）を座標値演
算部５に演算させることにより加工開始点P3を設定す
る。そして、外周コーナ突入区間K3として、前記第２点
P2から第３点P3までの区間を設定する。

また、主制御部２は、ドリル20を、前記第３点P3から
ドリル刃先20bがワーク裏面21bへ到達する直前（第２図
におけるドリル20のST4の状態）まで送って通常の中間
切削動作を行う、中間切削区間K4を設定する。即ち、主
制御部２は、ドリル刃先20bが加工プログラムPRO中に指
示されたワーク裏面21a上に穴開終了点DFPよりも前記突
入出制御距離CLRだけワーク21に対して内方、即ち、第
２図矢印Ｂ方向へ入った位置の座標P4c（P4c＝DFPc−CL
R）を座標値演算部５に演算させることにより第４点P4
を設定する（なお、加工プログラムPRO中に加工位置情
報MPIとして穴開終了点DFPの座標位置DFPcが格納されて
いない場合には、座標値演算部５は、穴開開始点DSPの
座標位置DSPcとワーク21の板厚ｔの和を演算して穴開終
了点DFPの座標位置DFPc（DFPc＝DSPc＋ｔ）を求めた後
に、上述の第４点P4の設定を行う）。そして、中間切削
区間K4として、前記第３点P3から第４点P4までの区間を
設定する。

また、主制御部２は、ドリル20を、前記第４点P4から
ドリル20がワーク21を貫通してドリル刃先20bがワーク
裏面21bから突出する（第２図におけるドリル20のST5の
状態）まで送る、刃先突出区間K5を設定する。即ち、主
制御部２は、ドリル刃先20bが前記穴開終了点DFPよりも
前記突入出制御距離CLRだけワーク21に対して外方、即
ち、第２図矢印Ａ方向へ入った位置の座標P5c（P5c＝DF
Pc＋CLR）を座標値演算部５に演算させることにより第
５点P5を設定する。そして、刃先突出区間K5として、前
記第４点P4からワーク裏面21b上の穴開終了点DFPを経て
第５点Ｐまでの区間を設定する。

また、主制御部２は、ドリル20を、前記第５点P5から
外周コーナ20cがワーク裏面21bへ到達する直前（第２図
におけるドリル20のST46の状態）まで送る、移行区間K6
を設定する。即ち、主制御部２は、外周コーナ20cがワ
ーク裏面21bよりも前記突入出制御距離CLRだけ第２図矢
印Ｂ方向へ入った位置におけるドリル刃先21bの位置の
座標P6c（P6c＝DFPc＋Ｌ−CLR）を座標値演算部５に演
算させることにより第６点P6を設定する。そして、移行
区間K6として、前記第５点P5から第６点P6までの区間を
設定する。

更に、主制御部２は、ドリル20を、前記第６点P6から
外周コーナ20cがワーク裏面21bから突出してドリル先端
部20a全体がワーク裏面21bから突出することによりワー
ク21に所定の直径Ｄの穴21cが貫通形成される（第２図
におけるドリル20のSTFの状態）まで送る、外周コーナ
突出区間K7を設定する。即ち、主制御部２は、外周コー
ナ20cがワーク裏面21bよりも前記突入出制御距離CLRだ
け第２図矢印Ａ方向へ出た位置におけるドリル刃先21b
の位置の座標MFPc（MFPc＝DFPc＋Ｌ＋CLR＝P6c＋2CLR）
を座標値演算部５に演算させることにより加工終了点MF
Pを設定する。そして、外周コーナ突出区間K7として、
前記第６点P6から加工終了点MFPまでの区間を設定す
る。

こうして、刃先突入区間K1、移行区間K2、外周コーナ
突入区間K3、中間切削区間K4、刃先突出区間５、移行区
間K6、外周コーナ突出区間K7が設定されたところで、主
制御部２は、ドリル刃先20bを第２図に示す加工開始点M
SPへ早送りで移動させた後に、ドリル20に矢印Ａ方向へ
の送りを掛け、加工開始点MSPから第１点P1までの刃先
突入区間K1についての加工を開始し、ワーク表面21a上
にセンタ穴を正確に形成する。この際、送り軸制御部13
は加工プログラムPROに指定された標準送り速度Ｆより
も遅い第１送り速度F1でドリル20を送る。即ち、主制御
部２は、送り軸制御部13に送り速度を指示する際に、パ
ラメータメモリ11から刃先突入区間K1に対応した補正係
数OVR1を読み出して、送り速度演算部３に、加工プログ
ラムPROで指定された標準送り速度Ｆに、前記補正係数O
VR1（０＜OVR1＜１）を乗じて、第１送り速度F1（F1＝
Ｆ×OVR1）を求めさせ、その求められた第１送り速度F1
に基づいて送り軸制御部13に第１送り速度下F1に対応し
た送りをドリル20に与えるように指示する。これによ
り、ドリル刃先20bがワーク表面21aに接触する際のドリ
ル20の送り速度を標準送り速度Ｆよりもかなり遅くする
ことが出来、また、当該刃先突入区間K1に対応する図中
破線で示す従来の区間K1′における送り速度F1′よりも
遅くすることが出来るので、ドリル刃先20bが切削抵抗
によって送り方向（矢印Ａ方向）と垂直な方向へずれる
ことがなく、ドリル刃先20bをワーク表面21a上の穴開開
始点DPTに正確に当てること（心出し）が出来て加工精
度を良くすることが出来る。また、主制御部２は、位置
比較部７に第１点P1の座標P1cを設定すると共に、位置
検出部９でトランスデューサ17aからの信号PS1に基づい
てドリル刃先20bの矢印Ａ、Ｂ方向の位置を検出して、
前記位置比較部７を介して、検出されたドリル刃先20b
の位置を第１点P1の座標P1cと比較する。そして、位置
比較部７においてドリル刃先20bが第１点P1に達したと
判断されるまで、送り軸制御部13を介してドリル20を一
定の前記第１送り速度F1で矢印Ａ方向へ送る。

次に、ドリル刃先20bが第１点P1に達して刃先突入区
間K1の加工が終了すると、移行区間K2に入る。即ち、ド
リル20はドリル先端部20aがワーク21に突入している状
態の深さが深くなるにつれてその安定性が増し、より速
い送り速度に耐えることが出来るので、主制御部２は、
ドリル20を、先端部20aのワーク21への突入深さに対応
させた形で送り速度を徐々に増加させながら矢印Ａ方向
へ送る。即ち、主制御部２は、パラメータメモリ11から
次の外周コーナ突入区間K3に対応した補正係数OVR3を読
み出して、送り速度演算部３に、加工プログラムPROで
指定された標準送り速度Ｆに、前記補正係数OVR3（OVR1
＜OVR3＜１）を乗じて、第３送り速度F3（F1＝Ｆ×OVR
3）を求めさせる。そして、主制御部２は、補間制御部
６に、移行区間K2におけるドリル20の送り速度を、第１
送り速度F1から第３送り速度F3まで次第に加速するよう
に補間設定させる。そして、送り軸制御部13は、移行区
間K2において、ドリル20を、補間制御部６によって設定
されたように送り速度を第１送り速度F1から第３送り速
度F3まで加速させながら矢印Ａ方向へ送る、尚、移行区
間K2におけるドリル20の送り速度は、第２図に実線で示
すようにドリル先端部20aのワーク21への突入量に対応
する形で第１送り速度F1から第３送り速度F3まで直線的
に加速させることが理想的であるが、図中２点鎖線で示
すようにドリル先端部20aのワーク21への突入量に略対
応する形で第１送り速度F1から第３送り速度F3まで段階
的に加速させてもよい。

そして、ドリル刃先20bが第２点P2に達して移行区間K
2の加工が終了すると、外周コーナ突入区間K3に入り、
主制御部２は、送り軸制御部13を介してドリル20の外周
コーナ20cがワーク表面21aへ突入するまで一定の前記第
３送り速度F3でドリル20を矢印Ａ方向へ送り、ドリル20
の先端部20a全体がワーク21へ突入してワーク表面21a上
に所定の直径Ｄの穴が形成されるまで加工を行う。そし
て、この際の第３送り速度F3は、通常の標準送り速度Ｆ
（Ｆ＝F4）よりも低いが、図中破線で示す従来の区間K
1′における送り速度F1′のように過度に低く押さえら
れた状態でもないので、迅速な穴開けが可能となると共
に、通常の標準送り速度Ｆ（Ｆ＝F4）で送った際に生じ
る外周コーナ20cの破損摩耗の可能性を低減させること
が出来る。

従って、従来の区間K1′においてはドリル20の送り速
度が該区間K1′全体に亙って一定の送り速度F1′にされ
ていたが、当該区間K1′に対応する刃先突入区間K1、移
行区間K2、外周コーナ突入区間K3において、ドリル20の
送り速度を、それぞれの区間K1、K2、K3に最適な形で設
定することが出来る。即ち、加工精度に影響する刃先突
入区間K1における第１送り速度F1を特に低く押さえた形
とすることが出来るので、従来の区間K1′の送り速度F
1′よりも送り速度が遅くなり、ドリル刃先20bを正確に
穴開開始点DSPに当てることが出来、高精度の加工が保
証される。また、加工精度に影響の少ない移行区間K2、
外周コーナ突入区間K3における送り速度を刃先突入区間
の第１送り速度F1よりも速くし、外周コーナ突入区間K3
に関しては従来の区間K1′の送り速度F1′よりも送り速
度を速くすることが出来るので加工時間が過度に長くな
ることは無い。

次に、ドリル刃先20bが第３点P3に達して先端部20a全
体がワーク21内に突入すると、中間切削区間K4に入り、
送り軸制御部13は、ドリル20を、加工プログラムPROで
指定された標準送り速度Ｆに等しい第４送り速度F4で送
り、ドリル刃先20bがワーク裏面21bに達する直前まで迅
速に加工を行う。即ち、主制御部20はパラメータメモリ
11から加減速距離DEPを読み出し、送り軸制御部13を介
して、ドリル20を、ドリル刃先20bが第３点P3から前記
加減速距離DEPだけ進む間に、送り速度を第３送り速度F
3から標準送り速度Ｆに等しい第４送り速度F4に達する
まで次第に加速させながら矢印Ａ方向へ送る。そして、
送り速度が加工プログラムPROで指定された標準送り速
度Ｆに等しい第４送り速度F4に達すると、送り軸制御部
13は、一定の第４送り速度F4でドリル20を矢印Ａ方向へ
送る。中間切削区間K4はドリル20に掛かる負荷変動が刃
先突入区間K1、移行区間K2、外周コーナ突入区間K3より
も小さく、安定的な切削が可能なので、刃先突入区間K
1、移行区間K2、外周コーナ突入区間K3の第１送り速度F
1〜第３送り速度F3よりも速い第４送り速度F4でドリル2
0を送り、中間切削区間K4の加工を迅速に行う。なお、
中間切削区間K4のドリル20の第４送り速度F4の決定に際
しても、主制御部２はパラメータメモリ11からから中間
切削区間K4に対応した所定の補正係数OVR4を読み出し
て、送り速度演算部３に、当該補正係数OVR4を加工プロ
グラムPROで指定された標準送り速度Ｆに乗じる演算を
行わせるが、この場合は補正係数OVR4が“1"に設定され
ているので、補正後の第４送り速度F4は加工プログラム
PROに指定された標準送り速度Ｆに等しくなる。また、
主制御部２は、パラメータメモリ11から刃先突出区間K5
に対応した補正係数OVR5を読み出して、送り速度演算部
３に、加工プログラムPROで指定された標準送り速度Ｆ
に前記補正係数OVR5（０＜OVR5＜OVR4）を乗じて、第５
送り速度F5（F5＝Ｆ×OVR5）を求めさせる。そして、中
間切削区間K4において、ドリル刃先20bが第４点P4の前
記加減速距離DEPだけ手前（矢印Ｂ方向）に達すると、
ドリル20の送り速度を、第４送り速度F4から減速させ
て、ドリル刃先20bが第４点P4に達するまでに第５送り
速度F5まで減速させ、次の刃先突出区間K5における加工
に備える。

次に、ドリル刃先20bがワーク21を貫通する直前の第
４点P4に達して中間切削区間K4の加工が終了すると、刃
先突出区間K5に入る。即ち、ドリル20はドリル先端部20
aがワーク裏面21bから突出すると負荷が急に減少するの
で、主制御部２は、ドリル20の負荷変動に対応した形
で、送り軸制御部13を介して、標準送り速度Ｆよりも遅
い前記第５送り速度F5でドリル20に送りを掛ける。これ
により、ドリル20の刃先20bがワーク21を貫通して、ド
リル20の負荷が減少する際のドリル20の送りは、それ以
前の中間切削区間K4の第４送り速度F4よりも遅くなり、
従って、ワーク21に作用する切削力が過度に大きくなっ
てドリル20がワーク21の穴21cの裏面21bから急激に矢印
Ａ方向に突出してワーク21を損傷してしまうことは無
い。また、第５送り速度F5は、図中破線で示す従来の区
間K3′における送り速度F3′のように過度に低く押さえ
られた状態では無いので、加工時間の延長を防ぐことが
出来る。

そして、ドリル刃先20bがワーク裏面21bを貫通して第
５点P5に達すると、移行区間K6に入る。移行区間K6にお
いては、ドリル先端部20aのワーク裏面21bからの突出量
が大きくなるにつれてドリル20の負荷が減少して行くの
で、ドリル20の負荷変動に対応した形でドリル20の送り
速度を徐々に減速させながら切削加工を行う。即ち、主
制御部２は、パラメータメモリ11から次の外周コーナ突
出区間K7に対応した補正係数OVR7を読み出して、送り速
度演算部３に、加工プログラムPROで指定された標準送
り速度Ｆに前記補正係数OVR7（０＜OVR7＜OVR5）を乗じ
て、第７送り速度F7（F7＝Ｆ×OVR7）を求めさせる。そ
して、移行区間K2の場合と同様にして、主制御部２は、
補間制御部６に、移行区間K6におけるドリル20の送り速
度を、第５送り速度F5から第７送り速度F7まで次第に減
速するように補間設定させる。そして、送り軸制御部13
は、移行区間K6において、ドリル20を、補間制御部６に
よって設定されたように送り速度を第５送り速度F5から
第７送り速度F7まで減速させながら矢印Ａ方向へ送る。
尚、移行区間K6におけるドリル20の送り速度は、第２図
に実線で示すようにドリル先端部20aのワーク裏面21bか
らの突出量に対応する形で第５送り速度F5から第７送り
速度F7まで直線的に減速させることが理想的であるが、
図中２点鎖線で示すようにドリル先端部20aのワーク裏
面21bからの突出量に略対応する形で第５送り速度F5か
ら第７送り速度F7まで段階的に減速させてもよい。従っ
て、ドリル先端部20aのワーク裏面21bからの突出量が大
きくなってワーク21の穴21cの未切削部分が減少して行
くにつれて、ワーク21に作用する切削力が減少するの
で、ドリル20がワーク裏面21bから急激に矢印Ａ方向へ
突出してワーク21を損傷することが無い。

そして、ドリル刃先20bが第６点P6に達してドリル20
の外周コーナ20cがワーク裏面21bの直前に達すると、外
周コーナ突出区間K7に入り、該外周コーナ突出区間K7に
おいて、ワーク裏面21b近傍を切削して、端部21dを形成
する形で穴21cを所定の直径Ｄに加工する。この際、ワ
ーク裏面21b近傍の未切削部分は微小で損傷し易いの
で、主制御部２は、送り軸制御部13を介して、当該外周
コーナ突出区間K7におけるドリル20の送り速度を特に遅
くして、前記第７送り速度F7でドリル20に送りを掛け
る。これにより、ドリル20の外周コーナ20cがワーク裏
面21bから突出してワーク21の穴21cを所定の直径Ｄに形
成する際のドリル20の送りは、それ以前の刃先突入区間
K5の第５送り速度F5よりも更に遅くなり、また、図中破
線で示す従来の区間K3′における送り速度F3′よりも遅
くすることが出来るので、穴21cのワーク裏面21b近傍の
端部21dが欠けたり、又は、端部21dにバリが生じたりす
ることがなく、良好な仕上げ状態にすることが出来る。

従って、従来の区間K3′においてはドリル20の送り速
度が該区間K3′全体に亙って一定の送り速度F3′にされ
ていたが、当該区間K3′に対応する刃先突出区間K5、移
行区間K6、外周コーナ突出区間K7において、ドリル20の
送り速度を、それぞれの区間K5、K6、K7に最適な形で設
定することが出来る。即ち、仕上げに影響の少ない刃先
突出区間K5、移行区間K6における送り速度を外周コーナ
突出区間K7の第７送り速度F7よりも速くし、刃先突出区
間K5に関しては従来の区間K3′の送り速度F3′よりも送
り速度を速くすることが出来るので加工時間が過度に長
くなることは無い。また、仕上げに影響する外周コーナ
突出区間K7における第７送り速度F7を特に低く押さえた
形とすることが出来るので、従来の区間K3′の送り速度
F3′よりも送り速度が遅くなり、外周コーナ20cが穴21c
の端部21dを加工する際に、端部21dが欠けたり、端部21
dにバリが生じたりすることがなく、良好な仕上げ状態
にすることが出来る。

こうして、ドリル20の先端部20a全体がワーク21を貫
通して刃先20bが加工終了点MFPに達すると、送り軸制御
部13は、ドリル20を矢印Ｂ方向へ後退させて、再度、ド
リル刃先20bを加工開始点MSPまで戻し、一連のドリルサ
イクルの実行を完了させる。

なお、上述の実施例においては、加工プログラムPRO
中に、中間切削区間における第４送り速度F4を標準送り
速度Ｆとして設定した場合について述べたが、加工プロ
グラムにおける標準送り速度Ｆは、必ずしも中間切削区
間における第４送り速度F4に対応している必要はなく、
例えば刃先突入区間K1における第１送り速度F1を加工プ
ログラムPRO中で指定し、パラメータメモリ11中の補正
係数OVR1（この場合、OVR1＝１）、OVR3、OVR4、OVR5、
OVR7で各区間K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7における送り
速度を求めるようにすることも可能である。従って、加
工プログラムPRO中で指定される標準送り速度は、極端
な場合には各区間の送り速度のいずれにも対応している
必要はない。

（ｇ）．発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、ドリル刃先
20b又はドリル外周コーナ20cがワーク21に対して突入出
する際の突入出制御距離CLR、ドリル先端部長さＬ、更
に標準送り速度Ｆに対する補正係数OVR1、OVR3、OVR4、
OVR5、OVR7を格納するパラメータメモリ11等のメモリ手
段を設け、加工プログラムPROを格納する加工プログラ
ムメモリ10を設け、前記メモリ手段に格納された突入出
制御距離CLR及びドリル先端部長さＬと、加工プログラ
ムPROに格納されたドリル加工すべきワーク21に関する
加工位置情報MPIに基づいて、ドリル刃先20bがワーク表
面21aへ突入する前後の刃先突入区間K1、ドリル外周コ
ーナ20cがワーク表面21aへ突入する前後の外周コーナ突
入区間K3、ドリル先端部20a全体がワーク表面21aとワー
ク裏面21b間に位置する中間切削区間K4、ドリル刃先20b
がワーク裏面21bから突出する前後の刃先突出区間K5、
ドリル外周コーナ20cがワーク裏面21bから突出する前後
の外周コーナ突出区間K7を演算して設定する座標値演算
部５を設け、前記各区間K1、K3、K4、K5、K7におけるド
リル20の送り速度を、前記メモリ手段中に格納された各
補正係数OVR1、OVR3、OVR4、OVR5、OVR7に基づいて加工
プログラムPROで指示された標準送り速度Ｆを補正する
ことにより決定する送り速度演算部３を設け、前記送り
速度演算部３によって決定された各区間K1、K3、K4、K
5、K7における送り速度F1、F3、F4、F5、F7に基づい
て、ドリル20を送り速度を変化させながら送る送り軸制
御部13等の送り速度制御部を設けて構成したので、加工
プログラムPRO中に、加工すべきワーク21に関する加工
位置情報MPI、標準送り速度Ｆ等を格納することによっ
て、ドリル20は、各区間K1、K3、K4、K5、K7における加
工に際して、それぞれ最適の送り速度F1、F3、F4、F5、
F7で送られる。従って、ドリル20が不安定で加工精度に
影響が大きい刃先突入区間K1及び切削量が微小で仕上げ
に影響が大きい外周コーナ突出区間K7におけるドリル20
の送り速度を、他の区間における送り速度に対して特に
遅く設定することによって、加工精度及び仕上げを向上
させることが出来る。また、ドリル20の負荷変動が大き
い切削の開始時の刃先突入区間K1、外周コーナ突入区間
K3及びワーク貫通時の刃先突出区間K5、外周コーナ突入
区間K7におけるドリル20の送り速度を、ドリル20の負荷
変動が小さく、安定的な切削が可能な中間切削区間K4に
おける送り速度よりも遅く設定することによって、加工
の開始時にドリル20が損傷することやワーク貫通時にワ
ーク21が損傷することが防止でき、更に、加工精度また
は仕上げへの影響が少ない外周コーナ突入区間K3又は刃
先突出区間K5におけるドリル20の送り速度を、刃先突入
区間K1、外周コーナ突出区間K7における送り速度よりも
速く設定することによって、送り速度が過度に低下して
加工時間が極端に長くなることが防止される。また、ド
リル20の負荷変動が小さく、安定的な切削が可能な中間
切削区間K4におけるドリル20の送り速度を、他の区間に
おける送り速度よりも速く設定することによって、ワー
ク21の中間部の加工を迅速に行うことが出来る。従っ
て、自動プログラムによるドリル加工に際して、加工精
度及び仕上げの向上が図れ、工具寿命が長期化すると共
に、加工時間の短縮に寄与することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による数値制御工作機械の一例を示す
制御ブロック図、 第２図は、第１図に示す数値制御工作機械によるドリル
サイクルの一例を示す図、 第３図は、従来の数値制御工作機械によるドリルサイク
ルを示す図である。 １……数値制御工作機械 ３……送り速度演算部 ５……座標値演算部 10……加工プログラムメモリ 11……パラメータメモリ 13……送り速度制御部（送り軸制御部） 20……ドリル 20a……ドリル先端部 20b……ドリル刃先 20c……ドリル外周コーナ 21……ワーク 21a……ワーク表面 21b……ワーク裏面 DSP……穴開開始点 DFP……穴開終了点 CLR……突入出制御距離 Ｌ……ドリル先端部長さ K1……刃先突入区間 K3……外周コーナ突入区間 K4……中間切削区間 K5……刃先突出区間 K7……外周コーナ突出区間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−228009（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−89507（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23B 47/18 B23Q 15/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ドリル刃先又はドリル外周コーナがワーク
   に対して突入出する際の突入出制御距離、ドリル先端部
   長さ、更に標準送り速度に対する補正係数を格納するメ
   モリ手段を設け、 加工プログラムを格納する加工プログラムメモリを設
   け、 前記メモリ手段に格納された突入出制御距離及びドリル
   先端部長さと、加工プログラムに格納されたドリル加工
   すべきワークに関する加工位置情報に基づいて、ドリル
   刃先がワーク表面へ突入する前後の刃先突入区間、ドリ
   ル外周コーナがワーク表面へ突入する前後の外周コーナ
   突入区間、ドリル先端部全体がワーク表面とワーク裏面
   間に位置する中間切削区間、ドリル刃先がワーク裏面か
   ら突出する前後の刃先突出区間、ドリル外周コーナがワ
   ーク裏面から突出する前後の外周コーナ突出区間を演算
   して設定する座標値演算部を設け、 前記各区間におけるドリルの送り速度を、前記メモリ手
   段中に格納された各補正係数に基づいて加工プログラム
   で指示された標準送り速度を補正することにより決定す
   る送り速度演算部を設け、 前記送り速度演算部によって決定された各区間における
   送り速度に基づいて、ドリルを送り速度を変化させなが
   ら送る送り速度制御部を設けて構成した数値制御工作機
   械。