JP3117939U - Tapping device - Google Patents
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Abstract
【課題】タップの破損を確実に防止するとともに、構造が簡単で安価に製造できるタッピング装置を提供する。
【解決手段】タップを破損させる限界トルクが加わる前にタップ12を退避制御させる制御部20を含み、該制御部20は、各タップ12の種類ごとに設定トルク値Tを記憶させた記憶部24と、主軸回転モータ制御部26と、タップ12の種類を選択させる入力部(28)と、主軸回転モータ13にかかる負荷トルクの総値を検出するトルク検知部30と、入力部28で選択されたタップの種類に対応して記憶部24から設定トルク値Tを読み込んで、主軸回転中に該読み込んだ設定トルク値とトルク検出部30で検出された負荷トルク総値とを比較して負荷判定するトルク比較判定部を含む処理部22と、を有し、該負荷トルク総値が設定トルク値以上となった際にタップを退避制御するように構成される。
【選択図】図1Provided is a tapping device that reliably prevents damage to taps and has a simple structure and can be manufactured at low cost.
A control unit 20 that retracts and controls a tap 12 before a limit torque that damages the tap is applied, and the control unit 20 stores a set torque value T for each type of the tap 12 is provided. The spindle rotation motor control unit 26, the input unit (28) for selecting the type of the tap 12, the torque detection unit 30 for detecting the total value of the load torque applied to the spindle rotation motor 13, and the input unit 28. The set torque value T is read from the storage unit 24 corresponding to the type of the tap, and the load setting is determined by comparing the read set torque value and the total load torque value detected by the torque detection unit 30 during rotation of the spindle. And a processing unit 22 including a torque comparison / determination unit that is configured to retract the tap when the total load torque value is equal to or greater than a set torque value.
[Selection] Figure 1
Description
本考案は、タッピング加工の際のタップの破損を防止するタッピング装置に関する。 The present invention relates to a tapping device that prevents breakage of a tap during tapping.
例えば、タッピングマシン等でワークにタッピング加工する際には、切削屑の詰まり等によりタップに加わる負荷トルクが急激に増加して、タップが折損する場合が多い。タップが折損するとタップを無駄に損失してしまうと同時に、ワークに折れたタップ先端が残ったりしてしまうので該ワークを商品として利用できなくなってしまう。そこで、タッピング加工中のタップ折損防止を図る技術が種々提案されており、例えば、特許文献1に開示されている。特許文献1記載のタッピング装置では、タッピング加工時に検出される総負荷と予め設定された基準負荷とから実切削負荷または負荷増大量を逐次演算してタッパの磨耗程度が寿命であるか否か又はタッパに切削屑が詰まっている状態であるか否かを判断する過負荷判定手段を有しており、タッパの磨耗程度が寿命である状態又はタッパに切削屑が詰まっている状態であると判断されたときに主軸を減速制御して該主軸の回転位相と送り位置とを同期させたままの状態で前記タッパの切込みを中止するものであった。また、基準負荷としては、例えば、空運転させた際の総負荷トルク(空運転時基準負荷トルク)等が用いられるものであった。
特許文献1記載のタッピング装置では、タッピング加工時に実切削負荷トルクまたは切削負荷トルク増大量を逐次演算し、さらに、その演算された実切削負荷トルクまたは切削負荷トルク増大量と過負荷判定値とを逐次判定(演算)する必要があるので、制御部のコンピュータのハード面及び制御プログラムがともに複雑化していた。特に、高速で回転しているタップの折損を防ぐためには、処理装置における高速な演算及び制御処理が必要となるので、高性能な処理装置や複雑な電子回路等を必要とし、装置の製造コストが高くつくものであった。また、基準負荷として空運転時基準負荷トルクを用いるので、タッピング加工前に、いちいち空運転でタッピング加工を行い、そのときに検出される総負荷のデータを入力装置での入力操作によってコンピュータに保存させる必要があるので、加工作業前の準備に手間取り、作業工程の煩雑化及び作業時間の長時間化、及び加工コストの高騰等の問題が生じていた。
In the tapping device described in
本考案は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その一つの目的は、タップの破損を確実に防止するとともに、構造が簡単で安価に製造でき、さらには、簡便に作業前の準備を行ってスムーズなタッピング加工を行なえるタッピング装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and one of its purposes is to reliably prevent the tap from being damaged, and to be simple and inexpensive to manufacture. An object of the present invention is to provide a tapping apparatus that can perform preparation and perform smooth tapping.
上記課題を解決するために本考案は、主軸14に連結されたタップ12を回転させてタップ孔を穿穴するタッピング装置であって、タップを破損させる限界トルクが加わる前にタップ12を退避制御させる制御部20を含み、該制御部20は、各タップ12の種類ごとに予め設定した破損限界トルク値未満の設定トルク値Tを記憶させた記憶部24と、主軸回転モータ13を制御する主軸回転モータ制御部26と、主軸14に連結されたタップ12の種類を選択させる入力部(28)と、主軸回転モータ13にかかる負荷トルクの総値を検出するトルク検知部30と、入力部(28)で選択されたタップの種類に対応して記憶部24から設定トルク値Tを読み込んで、主軸回転中に該読み込んだ設定トルク値とトルク検出部30で検出された負荷トルク総値とを比較して負荷判定するトルク比較判定部222を含む処理部22と、を有し、該負荷トルク総値が設定トルク値以上となった際にタップを退避制御することを特徴とするタッピング装置10から構成される。タッピング装置10は、例えば、主軸の回転軸が鉛直縦方向に配置された縦型の装置や、主軸の回転軸が水平方向に設定された横型のものでもよい。また、タッピング装置は、ワークに対してタップの位置を調整する際に、手動で位置を調整するものでもよく、コンピュータに入力された数値に基づいてモータ等を駆動させて位置制御するものでもよい。また、記憶部24にタップの種類ごとに記憶される設定トルク値は、さらにワークの材質等によって細分されて記憶されていると好適である。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a tapping device that rotates a
また、制御部20は、タップ12の回転数を検出する回転数検出部32を有し、記憶部24には、各タップの種類ごとに予め設定したタップの加工回転数Rを記憶させておき、処理部22は、タップ孔を穿穴する際に、入力部(28)で選択されたタップの種類に対応して記憶部24に記憶された加工回転数Rで該タップ12を一定に回転させるように制御するとよい。
Further, the
また、処理部22は、主軸14の回転起動時から主軸14が一定の回転数になる前までは、負荷トルク総値と設定トルク値とを比較しないか、又は負荷トルク総値が設定トルク値以上となった際でもタップ12の退避制御を行なわないこととしてもよい。すなわち、処理部22は、実際にタップがタップ孔を穿穴加工する前までは、負荷トルク総値と設定トルク値とを比較判定せずにタップ12の退避制御を行なわせないような制御を行なうか、または負荷トルク総値が設定トルク値とを比較判定して負荷トルク総値が設定トルク値以上となった際でもタップ12の退避制御を行なわないように制御する。
Further, the
また、記憶部24には、タップの種類ごとに、負荷トルク総値が設定トルク値T以上となった際に穿穴加工によるトルク負荷がなくなる位置までタップを退避させ、再び該加工中の穴中を進めて穿穴加工させる動作を繰り返す際のタップの磨耗又は疲労による寿命限界になる前の寿命回数Nを記憶させておき、処理部22は、タップ12の進出・退避制御の繰り返し回数が寿命回数N未満では、該タップ12の進出・退避制御を繰り返すとともに、タップ12の進出・退避制御の繰り返し回数が寿命回数N以上となった際には、主軸14の回転を停止させるように制御することとしてもよい。すなわち、タップが進出・退避を繰り返されることにより、タップに疲労が蓄積して折れしまう疲労による寿命限界、又はタップが磨耗してタップ孔を切削できなくなってしまう磨耗による寿命限界に達する前に、主軸の回転を停止させることができる。
Further, for each type of tap, the
本考案のタッピング装置によれば、主軸に連結されたタップを回転させてタップ孔を穿穴するタッピング装置であって、タップを破損させる限界トルクが加わる前にタップを退避制御させる制御部を含み、該制御部は、各タップの種類ごとに予め設定した破損限界トルク値未満の設定トルク値を記憶させた記憶部と、主軸回転モータを制御する主軸回転モータ制御部と、主軸に連結されたタップの種類を選択させる入力部と、主軸回転モータにかかる負荷トルクの総値を検出するトルク検知部と、入力部で選択されたタップの種類に対応して記憶部から設定トルク値を読み込んで、主軸回転中に該読み込んだ設定トルク値とトルク検出部で検出された負荷トルク総値とを比較して負荷判定するトルク比較判定部を含む処理部と、を有し、該負荷トルク総値が設定トルク値以上となった際にタップを退避制御する構成であるから、タップに該タップを破損させる負荷が加わるのを確実に防止して、タップの折れ及びワーク等を保護しながらタップ孔を穿穴加工できるタッピング装置を、簡単な構成で実現することができ、低コストで製造することができる。特に、タップにかかる負荷トルクの判定に用いられる値としては、逐次検出される負荷トルク総値と予め設定された設定トルク値の2値による比較演算だけなので、電子回路の構成や制御プログラム等も比較的単純に構成できる。また、タップ加工する前には、入力部で主軸に連結したタップの種類等を選択するだけで該タップに応じた設定トルク値が設定されるので、簡単な準備作業だけですみ、円滑なタップ加工を行なえる。 According to the tapping device of the present invention, the tapping device that rotates the tap connected to the main shaft to make the tap hole includes a control unit that controls the retraction of the tap before a limit torque that damages the tap is applied. The control unit is connected to the main shaft, a storage unit that stores a set torque value less than a preset failure limit torque value for each tap type, a main shaft rotation motor control unit that controls the main shaft rotation motor, and the main shaft. An input unit for selecting the tap type, a torque detection unit for detecting the total value of the load torque applied to the spindle motor, and a set torque value read from the storage unit corresponding to the tap type selected by the input unit A processing unit including a torque comparison determination unit that determines a load by comparing the set torque value read during rotation of the spindle and the total load torque value detected by the torque detection unit, Since the tap is retracted when the total torque value exceeds the set torque value, it is possible to reliably prevent the tap from being subjected to a load that damages the tap, thereby protecting the tap from bending and workpieces. However, a tapping device capable of drilling a tapped hole can be realized with a simple configuration, and can be manufactured at low cost. In particular, the value used for determining the load torque applied to the tap is only a comparison operation based on the binary value of the load torque total value that is sequentially detected and a preset torque value that is set in advance. It can be configured relatively simply. Also, before tapping, simply selecting the type of tap connected to the spindle at the input section, etc., the set torque value is set according to the tap, so only a simple preparatory work is required. Can be processed.
また、制御部は、タップの回転数を検出する回転数検出部を有し、記憶部には、各タップの種類ごとに予め設定したタップの加工回転数を記憶させておき、処理部は、タップ孔を穿穴する際に、入力部で選択されたタップの種類に対応して記憶部に記憶された加工回転数で該タップを一定に回転させるように制御することにより、例えば、タップの種類やワークの材質等に応じて、タップの折損を防止しつつ好適な加工回転速度の条件を維持しながらタップ孔を穿穴することができる結果、精度が高く高品質なタップ孔を穿穴できる。 Further, the control unit has a rotation number detection unit that detects the rotation number of the tap, and the storage unit stores a preset processing rotation number for each tap type, and the processing unit includes: When making a tap hole, for example, by controlling the tap to rotate at a constant processing rotation speed stored in the storage unit corresponding to the type of tap selected in the input unit, for example, Depending on the type and material of the workpiece, the tap hole can be drilled while preventing breakage of the tap while maintaining a suitable processing speed condition. As a result, a highly accurate and high quality tap hole is drilled. it can.
また、処理部は、主軸の回転起動時から主軸が一定の回転速度になる前までは、負荷トルク総値と設定トルク値とを比較しないか、又は負荷トルク総値が設定トルク値以上となった際でも主軸の退避制御を行なわない構成であるから、構成を複雑化させることなく、例えば、主軸の回転起動時等に瞬間的に加わる高い負荷トルク総値により、タップが実際にタップ孔に進出する前にタップが退避制御されるといった動作不良を防止できる。 In addition, the processing unit does not compare the total load torque value with the set torque value or until the total load torque value is equal to or greater than the set torque value from when the main shaft starts rotating until before the main shaft reaches a constant rotational speed. Even if the main shaft is not retracted, the tap is actually placed in the tap hole without complicating the configuration, for example, due to the high total load torque that is instantaneously applied when the main shaft starts rotating. It is possible to prevent an operation failure such that the tap is retracted before the advance.
また、記憶部には、タップの種類ごとに、負荷トルク総値が設定トルク値以上となった際に穿穴加工によるトルク負荷がなくなる位置までタップを退避させ、再び該加工中の穴中を進めて穿穴加工させる動作を繰り返す際のタップの磨耗又は疲労による寿命限界になる前の寿命回数を記憶させておき、処理部は、タップの進出・退避制御の繰り返し回数が寿命回数未満では、該タップの進出・退避制御を繰り返すとともに、タップの進出・退避制御の繰り返し回数が寿命回数以上となった際には、主軸の回転を停止させるように制御する構成とすることにより、繰り返されるタップの進出・退避制御によって徐々に疲労が蓄積されていくタップが疲労寿命により折損する前に、又は徐々に磨耗していくタップが磨耗寿命により穿穴加工できなくなる前に、主軸の回転を停止させて、タップの寿命による折損等を未然に防止でき、ワークの損傷を防止できる。 In addition, for each type of tap, the storage unit retracts the tap to a position where the torque load due to drilling is eliminated when the total load torque value is equal to or greater than the set torque value, and again in the hole being processed. Store the number of times of life before reaching the life limit due to wear or fatigue of the tap when repeating the operation to advance and drill holes, and the processing unit is less than the number of times of life of the tap advance / retreat control, The tap is repeatedly controlled by repeating the tap advance / retract control and controlling the spindle to stop rotating when the tap advance / retract control repeat count exceeds the lifespan. The tap that gradually accumulates fatigue due to the advancement / retraction control of the tap does not break due to the fatigue life, or the tap that gradually wears cannot be drilled due to the wear life. Before and rotation of the spindle is stopped, it can be prevented breakage due life of the tap, it is possible to prevent damage to the workpiece.
以下添付図面を参照しつつ、本考案のタッピング装置について説明する。本考案のタッピング装置は、タッピング加工中に切削屑の詰まり等によってタップに過負荷が加わることにより生じるタップの破損を未然に防止するタッピング装置である。図1ないし図5は、本発明のタッピング装置の実施形態を示している。本実施形態において、図1に示すように、タッピング装置10は、タップ孔の加工の際に、タップを破損させる限界トルクが加わる前にタップを退避制御させる制御部20を有している。
Hereinafter, a tapping apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The tapping device of the present invention is a tapping device that prevents damage to the tap caused by an overload applied to the tap due to clogging of cutting chips during tapping. 1 to 5 show an embodiment of a tapping apparatus according to the present invention. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
本実施形態では、タッピング装置10は、例えば、図1、図2に示すように、軸先端にタップ12を連結させて回転自在に設けられた主軸14と、水平面上にワーク(加工対象物)Wを載置させる加工台16と、主軸14を回転自在に支持する主軸台装置18と、主軸14を回転させる主軸回転モータ13と、を有している。本実施形態では、主軸14の回転軸は、水平横方向に設定されており、タップは、横軸周りに回転するように設けられている。なお、本実施形態では、タップの軸方向にZ軸が設定され、Z軸に直交でかつ水平方向にX軸が、上下方向にY軸がそれぞれ設定されている。主軸台装置18は、加工台16に対して、X軸方向及びY軸方向に移動可能であり、主軸台装置18を移動させてタップを加工台上のワークWの下穴に対して位置決めされる。また、タッピング装置10は、主軸台装置をX軸方向へ移動させるX軸送りモータ19を有しており、該X軸送りモータを介してタップ12の加工台16上のワークWのX軸方向の位置決めが行われる。主軸台装置18のY軸方向への移動は、例えば、図示しないハンドルを介して手動で上下移動されてタップ12のワークに対するY軸方向の位置決めがされる。タップ12のZ軸方向の移動、即ちタップ12のワークWの下孔への進出は、例えば、ハンドル15を介して手動で移動される。回転するタップ12が下穴内に進出されるとタップ自身の回転によりタップ孔を切り込みながら自己的に螺進するようになっている。加工台16上には、図示しない固定装置が設けられており、加工台上に載置されたワークWは任意の位置に固定される。
In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, for example, the
さらに、タッピング装置10は、タップのX軸位置を検出するX軸座標検出器171、Y軸位置を検出するY軸座標検出器172、Z軸座標検出器173を有している。各X,Y,Z座標検出器171,172,173は制御部20と電気的に接続されて、それぞれ位置を逐次検出して検出データを制御部20へ送る。また、主軸台装置の上部側には、オン・オフスイッチや入力・表示装置等を含む操作部21が設けられている。
Further, the tapping
本実施形態では、制御部20は、図1に示すように、処理装置22と、記憶装置24と、主軸回転モータ制御装置26と、入力・表示装置28と、トルク検知部30と、回転数検出部32と、を有している。制御部20は、制御プログラムにより、検出した負荷トルク、回転数等の数値、記憶部に記憶させた数値及びそれらの演算結果の数値に基づいて、タッピング装置10を数値制御する。制御部20は、例えば、主軸台装置18又は加工台16等の中に内蔵されたコンピュータ等からなる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
図3に示すように、記憶装置24には、本実施形態では、例えば、タップ12の種類ごとに予め設定した破損限界トルク値未満の設定トルク値Tが記憶されている。また、記憶装置24には、タップ12の種類ごとに予め設定された加工回転数Rが記憶されている。この加工回転数Rは、例えば、タップ孔の加工の際にタップが折れることがなく、精度が高く加工できる最適な条件の回転数が設定されている。さらに、記憶装置24には、後述する寿命回数Nが記憶されている。本実施形態では、タップの種類ごとにさらにワークの材質に応じて細分されてデータベース化されている。すなわち、記憶装置24内に構築されるデータベースには、例えば、タップの径、ピッチ等で分類されるタップの種類(例えば、M2.5,M3,M4,...等)及びワークの材質(例えば、アルミニウム、銅、真鍮、鉄、ステンレス、プラスチック等)に関連させて、それぞれ設定トルク値T、加工回転数R、寿命回数N等を記憶させている。また、記憶装置24には、選択されたタップの種類、ワークの材質に対応して設定トルク値T、加工回転数R等を一次的に記憶保持させるメモリ部242を有している。また、記憶装置24には、本実施形態では、制御用プログラム、及びワークの下孔の位置、穿穴するタップ孔の深さ、その他の加工条件等が記憶されており、必要に応じてメモリ部に読み出される。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, for example, a set torque value T less than the breakage limit torque value set in advance for each type of the
入力・表示装置28は、本実施形態では、例えば、入力部及び表示部が一体化されているタッチパネルからなり、主軸台装置18の操作部21を構成している。入力・表示装置28には、記憶部24に記憶されているタップの種類、ワークの材質が表示されるとともに、タップの種類、ワークの材質を選択できるようになっている。また、入力・表示装置28は、例えば、X,Y,Z座標検出部からの検出データにより、タップのX、Y、Z軸座標位置が表示されており、表示をみながらタップの位置決めを行えるようになっている。さらに、入力・記憶装置28は、ワークに応じた、タップ孔の位置や、タップ孔の深さ、その他の加工条件等を入力して記憶部24に記憶させることができるようになっている。なお、入力装置と表示装置とを別構成としてもよい。
In the present embodiment, the input /
トルク検出部30は、主軸回転モータに加わる負荷トルクの総値を検出する検出手段である。本実施形態では、トルク検出部30は、例えば、主軸回転モータを回転させる際の電流値を負荷トルク総値として逐次検出する。すなわち、トルク検出部は、主軸回転モータの電流値の変化を逐次検出して該電流値を処理装置22側へ出力するようになっている。トルク検出部30が検出する負荷トルク総値としては、主軸、タップ、モータ等を回転させるための慣性によるトルク、タップがタップ孔を切込む際にワークから受ける負荷トルク、切込み屑がタップに詰まった際に加わる負荷トルク等をすべて含む値となる。トルク検出部30は、主軸回転モータ制御装置26に接続されており、検出値は主軸回転モータ制御装置26を介して処理装置22へ出力される。一方、回転数検出部32は、主軸14の回転数を逐次検出する回転センサ等からなる。本実施形態では、回転数検出部32は、主軸回転モータ制御装置26と接続されており、検出データは、を処理部22へ出力される。
The
主軸回転モータ制御装置26は、主軸回転モータ13と電気的に接続されており、処理装置22からの信号に応じて主軸回転モータ13の正回転、逆回転及び停止を含むモータの駆動制御を行なうモータ制御装置である。本実施形態では、主軸回転モータ制御装置26は、トルク検出部30、回転数検出部32から検出データが逐次入力されるとともに、その検出データを処理装置22へ出力し、さらに、処理装置22の演算、判定結果に基づいて主軸回転モータ13へ制御信号を出力する。
The spindle rotation
処理装置22は、制御部において、記憶装置に記憶された制御プログラムを実行し、記憶装置24、主軸回転モータ制御装置26、入力・表示装置28、検出部等からデータを受け取って演算、処理を行い、各装置の制御を行なう中枢部である。本実施形態では、処理装置22は、トルク検出部30から主軸回転モータ13に加わる負荷トルク総値が設定トルク値を越えるか否かを逐次比較判定する。そして、負荷トルク総値が設定トルク値より下であると判定する際には主軸14を一定の回転数で回転させるように主軸回転モータ制御装置26を制御してタップ孔を穿穴加工する。一方、処理装置22が負荷トルクが設定トルク値以上であると判定した場合には、タップを退避制御するように主軸回転モータ制御装置の制御を行なう。
The
詳細には、本実施形態では、図3に示すように、処理装置22は、トルク比較判定部222と、回転数比較判定部224と、を含む。処理装置22は、入力・表示装置28でタップの種類及びワークの材質が選択されると、選択されたタップの種類、ワークの材質に対応して記憶装置24に記憶させている設定トルク値T、加工回転数R等を記憶装置24のメモリ部242に記憶保持させる。主軸回転中には、処理装置22は、トルク比較判定部222を介して記憶部の領域内に記憶保持させた設定トルク値Tを読込み、該読込んだ設定トルク値Tとトルク検出部30で検出された負荷トルク総値とを逐次比較して負荷判定する。
Specifically, in the present embodiment, as illustrated in FIG. 3, the
処理装置22は、図5に示すように、トルク比較判定部222で負荷トルク総値が設定トルク値Tよりよりも小さいと判定する場合には、後述のように回転数比較部224を介して主軸が加工回転数Rで一定に回転するように主軸回転モータ制御装置をフィードバック制御する(BC区間)。一方、処理装置22は、トルク比較判定部222が負荷トルク総値が設定トルク値以上となったと判定した際には(C点)、タップに過負荷がかかっていると判定し、主軸回転モータ制御装置26を制御してタップの退避制御を行う(C−G区間)。本実施形態での具体的な退避制御は、例えば、処理装置22は、負荷トルク総値が設定トルク値に達した際に、タップが折れる破損限界トルク値が加わる前に主軸回転モータ制御部を介して主軸14を急激に減速させて停止させる(CD区間)。そして瞬時停止させた後(DE区間)、主軸14の回転方向を切換えて主軸14を緩やかに逆回転加速させて(EF区間)、一定の逆回転速度で加工中の屑の詰まり等により生じるトルク負荷がなくなる位置までタップをタップ孔から退避させる(FG区間)。タップをタップ孔から退避させた後に、大きな制動力を加えて主軸14の逆回転を急激に減速させて停止させる(GH区間)。なお、主軸を逆回転させる回転速度は、タップが折れない程度に比較的緩やかに設定される。タップを退避制御させた後には、処理装置22は、再び主軸を正回転させてタップを加工中の穴中に進出させて穿穴加工を再開する。処理装置22は、このように該タップを進出、退避制御を繰り返しながらタップ孔を穿穴していく。上記のように、本実施形態では、タップにかかる負荷トルクの判定に用いられる値としては、逐次検出される負荷トルク総値と予め設定された設定トルク値の2値による比較演算だけなので、電子回路の構成や制御プログラム等も比較的単純な構成でよく、確実にタップの折れを防止できるタッピング装置を簡単に構成し、低コストで製造できる。
As shown in FIG. 5, when the torque
なお、処理装置22は、例えば記憶部24に記憶させている予め設定させたタップ孔の深さまで、タップ孔が穿穴されたか否かを比較判定するようになっている。本実施形態では、処理装置22は、Z軸座標検出部171で検出されるタップのZ軸座標位置を実際にタップが穿穴したタップ孔の深さとして検出し、該タップ孔の深さと、予め設定された値と、を比較して主軸回転モータ制御装置を制御するようになっている。処理装置22は、タップ孔の深さが予め設定された深さの値よりも小さいと比較判定した場合には、タップの進出・退避制御を繰り返し、タップ孔の深さが深さの値に達したと判定した場合には、主軸を停止するように制御する。
For example, the
さらに、処理装置22は、タップ孔を穿穴する際には、回転数比較判定部224を介して記憶部24の領域内に記憶保持させた加工回転数Rを読込み、該読込んだ加工回転数と回転数検出部32で検出された回転数とを逐次比較判定する。処理装置22は、図5に示すように、主軸を加工回転数Rで回転するまで加速するとともに(AB区間)、一定の加工回転数Rを保持するように主軸回転モータ制御装置をフィードバック制御する(BC区間)。具体的には、図5のBC区間に示すように、処理装置22は、主軸を加工回転数Rで回転させながらタップ孔を穿穴加工している際に、タップがワークから抵抗を受ける等で主軸の回転数が減少しようとすると、主軸回転モータの電流を増大させて、主軸の回転数を加工回転数Rに保持させる。また、逆に、回転数が増加しようとすると、主軸回転モータの電流を減少させて、主軸の回転数を加工回転数Rに保持させる。このように、主軸すなわちタップの回転数を一定に保持して穿穴するので、精度が高くきれいなタップ孔を穿穴することができる。
Further, when drilling the tap hole, the
なお、本実施形態では、処理部22は、主軸の回転起動時から一定の回転数になるまでは、タップの退避制御を行なわないようになっている。主軸の回転起動時には、停止している主軸、タップ、モータの回転子を回転させるために瞬間的に(或いはある程度の時間)大きな負荷トルクが必要となり、この慣性による負荷トルク総値が設定トルク値を越える場合がある。また、主軸の回転数が低いとトルクが大きくなることから、所定の加工回転数Rになる前に検出する負荷トルク総値が設定トルク値を越える場合がある。このように主軸が加工回転数になる前に、すなわち、実際にタップをタップ孔の進出させる前に、主軸回転モータの負荷トルク総値が設定トルク値以上となって、タップの退避制御が行なわれるような動作不良が生じる。したがって、例えば、主軸の回転数が一定の加工回転数Rに達するまでの加速度間(図5上、AB区間)では、実際にはタップ孔の穿穴加工を行なわないので、処理装置22は、トルク比較判定部222において、負荷トルク総値と設定トルク値との比較判定を行なわず、タップ退避制御させないようになっている。すなわち、処理装置22は、タップが破損する可能性が高くなる、実際にタップがタップ孔に進出して穿穴加工している場合(図5上、BC区間)だけ負荷トルク総値を比較判定し、タップの退避制御を行なうようになっている。これにより、構成を複雑化又は演算の高速化を必要とすることなく、上述のようなタッピング装置の動作不良を確実に防止することができる。なお、処理装置22は、主軸の回転起動時から一定の回転数になるまでの間も負荷トルク総値と設定トルク値とを比較判定させてもよいが、その場合には、該一定の回転数になるまでに、負荷トルク総値が設定トルク値以上となった場合でもタップの退避制御を行なわないようにすることとしても良い。
In the present embodiment, the
また、処理装置22は、図3に示すように、タップの進出・退避制御の繰り返し回数を計数する計数部226と、該計数部226で検出する該繰返し回数と記憶装置に予め記憶された寿命回数Nとを比較する回数比較部228と、を含む。寿命回数Nは、上述のように進出・退避制御が繰り返されるタップはワークのタップ孔へ進出して穿穴加工するごとに徐々に疲労が蓄積していき、遂にはタップが疲労による寿命で折れてしまうが、そのようなタップの寿命が限界になる前の回数に設定されている。寿命回数Nは、例えば、記憶装置22にタップの種類及びワークの材質に対応して、設定トルク値、加工回転数とともに記憶されている。処理装置22は、入力・表示装置28でタップの種類及びワークの材質が選択されると、選択されたタップの種類、ワークの材質に対応する寿命回数Nを読み込み、タップの退避制御が行なわれる毎に回数比較部228で計数部226からの回数と寿命回数Nとを比較判定する。そして、処理部22の回数比較部228は、タップの進出・退避制御の繰り返し回数が寿命回数未満と判定した場合には、同様に上述のようなタップの進出・退避制御を繰り返すように主軸回転モータ制御装置26へ制御信号を送る。一方、タップの進出・退避制御の繰返し回数が寿命回数N以上と判定した場合には、タップを加工中のタップ孔から退避させて、タップのタップ孔への再進出を止めて、主軸の回転を停止するように制御する。これにより、疲労によりタップが折れてワークWに残るのを未然に防止でき、ワークを保護することができる。なお、本実施形態では、寿命回数は、タップに疲労が蓄積することによりタップが折れる疲労寿命を基にして設定したが、タップが磨耗していくことによりタップ孔穿穴加工ができなくなる磨耗寿命となる前の回数に設定することとしてもよい。
Further, as shown in FIG. 3, the
なお、図1に示すように、制御部20は、X軸送りモータ19を駆動制御するX軸送りモータ制御装置29を有している。X軸送りモータ制御装置29は、例えば、X軸座標検出部171からの検出データと制御プログラム等に基づいて処理装置2にから制御信号を受けてX軸送りモータを駆動制御し主軸台装置18をX軸方向に移動させる。例えば、ワークに設けられた複数の下穴の位置を予め入力させておくことで、自動的に連続したタップ孔の穿穴作業を行わせることができる。
As shown in FIG. 1, the
図4は、タップ孔を穿穴加工する際の概略フローチャートを示しており、本実施形態に係るタッピング装置の作用とともに説明する。例えば、図1に示すように、予めタップ孔を穿穴する位置に下穴を穿穴しておいたワークWを加工台16の上に載置し、図示しない固定装置等で固定する。図4に示すように、ステップS12において、まず、タップ12を主軸14に連結してタッピング装置に取り付ける。この際、図示しないハンドルや、操作部等を介して主軸台装置を移動させて、タップをワークの下穴に対応した位置に位置決めする。なお、必要に応じて、タップに負荷が加わらない状態での負荷トルクを検出し、該負荷トルク値が所定の範囲内であるかどうか調整してもよい。ステップS14に進んで、入力・表示装置を介して、主軸に連結したタップの種類及びワークの材質を選択する。するとステップS16では、タップの種類等を選択すると処理部により設定トルク値、加工回転数、寿命回数等の加工条件が読み込まれる。この際、必要に応じて例えば、入力・表示装置を介して、ワークの下穴の座標位置、タップ孔の穿穴する深さ等その他の加工条件を入力する。次に、ステップS18に進み、主軸を前記読み込んだ加工回転数で一定に回転させて、例えば、ハンドル15を介してタップ12をワークWの下穴に進出させてタップ加工を行なう。ステップS20では、主軸を設定の加工回転数に保持しながら、トルク検出部を介して主軸回転モータにかかる負荷トルク総値を逐次検出する。そしてステップS22において、負荷トルク総値が設定トルク値以上となるか否かをトルク比較判定する。負荷トルク総値が設定トルク値より下の値であると判定されれば(Noの場合には)、ステップS24に進み、設定の切込み深さまでタップ孔が穿穴されるかどうか判定される。ステップS24で穿穴加工したタップ孔の深さが設定値に達していれば(Yesの場合には)、ステップS26へ進み主軸を停止させる。そして、ステップS28において、主軸を逆回転させることでタップをタップ孔から退避させ、該タップ加工を終了する。一方、ステップS24において、穿穴加工したタップ孔の深さが設定値に達していないと判定された場合には(Yesの場合には)、ステップS20に戻る。
FIG. 4 shows a schematic flowchart when the tap hole is drilled, and will be described together with the operation of the tapping apparatus according to the present embodiment. For example, as shown in FIG. 1, a workpiece W having a pilot hole drilled in advance at a position where a tap hole is drilled is placed on the processing table 16 and fixed by a fixing device (not shown) or the like. As shown in FIG. 4, in step S12, first, the
一方、ステップS22において、タップに切削屑が詰まって主軸回転モータの回転数を維持するために負荷トルク総値が増大し、負荷トルク総値が設定トルク値以上となると(Yesの場合には)、タップに過負荷が加わっていると判定し、図5のCD区間にも示すように、ステップS32に進んで、処理装置は主軸を急激に減速させて停止させる。そして、ステップS34において、タップの進出・退避制御の繰返し回数が予め設定される寿命設定N以上であるか否かを比較判定する。タップの進出・退避制御の繰返し回数が寿命回数より下であると判定された場合には(Noの場合には)、ステップS36に進み、図5のEG区間に示すように、主軸を逆回転させて、穿穴加工によるトルク負荷がなくなる位置まで(タップ孔穿穴加工時の負荷トルク総値が設定トルク値Tよりも少なくなる位置まで)タップを退避制御する。タップを逆回転させて退避させた後には、ステップS38に進んで主軸を急激に減速させて停止させる。そして、ステップS40において、再び主軸を回転させて、前記ステップS20に戻り、負荷トルク総値を監視しながらタップをタップ孔に再進出させてタップ孔を加工する。これにより、タップの防止を良好に防止しながら、スムーズなタップ孔の穿穴加工を行なうことができる。一方、ステップS34において、タップの進出・退避制御の繰返し回数が、寿命回数に達したと判定された場合には(Yesの場合には)、ステップS42に進み、主軸を逆回転させてタップを退避させた後、ステップS44において主軸を停止する。そして、ステップS46でタップを新しいものに交換した後、ステップS18に戻り、タップ穴の穿穴加工を再開する。これにより、タップの寿命による折れを未然に防ぐことができる。 On the other hand, in step S22, if the tap is clogged with cutting waste and the total load torque value increases in order to maintain the rotation speed of the spindle motor, and the total load torque value is equal to or greater than the set torque value (in the case of Yes). Then, it is determined that an overload is applied to the tap, and as shown in the CD section of FIG. 5, the process proceeds to step S <b> 32, and the processing apparatus rapidly decelerates the spindle to stop it. In step S34, it is compared and determined whether or not the number of tap advance / retreat control repetitions is equal to or greater than a preset life setting N. If it is determined that the number of tap advance / retreat control repetitions is less than the number of lifetimes (in the case of No), the process proceeds to step S36, and the main shaft is rotated in reverse as shown in the EG section of FIG. Thus, the tap is retracted to a position where the torque load due to drilling is eliminated (to a position where the total load torque value during the drilling of tap holes is less than the set torque value T). After the tap is reversely rotated and retracted, the process proceeds to step S38 and the spindle is rapidly decelerated and stopped. In step S40, the main shaft is rotated again, the process returns to step S20, and the tap is re-advanced into the tap hole while monitoring the total load torque value to process the tap hole. Thereby, smooth tapping of the tapped holes can be performed while preventing tapping well. On the other hand, if it is determined in step S34 that the number of tap advance / retreat control repetitions has reached the number of lifespan (in the case of Yes), the process proceeds to step S42, and the main shaft is rotated backward to tap the tap. After retracting, the spindle is stopped in step S44. Then, after replacing the tap with a new one in step S46, the process returns to step S18 to resume the drilling of the tap hole. Thereby, it is possible to prevent breakage due to the life of the tap.
以上説明した本考案のタッピング装置は、上記した実施形態のみの構成に限定されるものではなく、実用新案登録請求の範囲に記載した本考案の本質を逸脱しない範囲において、任意の改変を行ってもよい。 The tapping apparatus of the present invention described above is not limited to the configuration of only the above-described embodiment, and may be arbitrarily modified without departing from the essence of the present invention described in the claims of the utility model registration. Also good.
本考案のタッピング装置は、例えば、主軸の回転軸が鉛直縦方向に配置された縦型の装置や、主軸の回転軸が水平方向に設定された横型のもの、又は、手動或いは自動でタップの位置制御を行なえるもの等、種々のタッピング装置の構成で適用される。 The tapping device of the present invention is, for example, a vertical device in which the rotation axis of the main shaft is arranged in the vertical vertical direction, a horizontal device in which the rotation axis of the main shaft is set in the horizontal direction, or a manual or automatic tapping device. The present invention is applied to various tapping device configurations such as those capable of position control.
10 タッピング装置
12 タップ
13 主軸回転モータ
14 主軸
20 制御部
22 処理装置
222 トルク比較判定部
224 回転数比較判定部
24 記憶装置
26 主軸回転モータ制御装置
28 入力・表示装置
30 トルク検出部
32 回転数検出部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
タップを破損させる限界トルクが加わる前にタップを退避制御させる制御部を含み、
該制御部は、
各タップの種類ごとに予め設定した破損限界トルク値未満の設定トルク値を記憶させた記憶部と、
主軸回転モータを制御する主軸回転モータ制御部と、
主軸に連結されたタップの種類を選択させる入力部と、
主軸回転モータにかかる負荷トルクの総値を検出するトルク検知部と、
入力部で選択されたタップの種類に対応して記憶部から設定トルク値を読み込んで、主軸回転中に該読み込んだ設定トルク値とトルク検出部で検出された負荷トルク総値とを比較して負荷判定するトルク比較判定部を含む処理部と、を有し、該負荷トルク総値が設定トルク値以上となった際にタップを退避制御することを特徴とするタッピング装置。 A tapping device for drilling a tap hole by rotating a tap connected to a main shaft,
Including a control unit that retracts the tap before the limit torque that damages the tap is applied,
The control unit
A storage unit that stores a set torque value less than a preset breakage limit torque value for each tap type;
A spindle rotation motor control unit for controlling the spindle rotation motor;
An input unit for selecting the type of tap connected to the spindle;
A torque detector for detecting the total load torque applied to the spindle motor;
Read the set torque value from the storage unit corresponding to the type of tap selected by the input unit, and compare the read set torque value during spindle rotation with the total load torque value detected by the torque detection unit And a processing unit including a torque comparison / determination unit for determining a load, wherein the tap is retracted when the total load torque value is equal to or greater than a set torque value.
記憶部には、各タップの種類ごとに予め設定したタップの加工回転数を記憶させておき、
処理部は、タップ孔を穿穴する際に、入力部で選択されたタップの種類に対応して記憶部に記憶された加工回転数で該タップを一定に回転させるように制御することを特徴とする請求項1記載のタッピング装置。 The control unit has a rotation number detection unit that detects the rotation number of the tap,
In the storage unit, the processing rotation number of the tap set in advance for each tap type is stored,
The processing unit is configured to control the tap so that the tap is constantly rotated at the processing rotation number stored in the storage unit corresponding to the type of the tap selected by the input unit when the tap hole is drilled. The tapping apparatus according to claim 1.
処理部は、タップの進出・退避制御の繰り返し回数が寿命回数未満では、該タップの進出・退避制御を繰り返すとともに、
タップの進出・退避制御の繰り返し回数が寿命回数以上となった際には、主軸の回転を停止させるように制御する請求項1ないし3のいずれかに記載のタッピング装置。
For each type of tap, when the total load torque value is equal to or greater than the set torque value, the storage unit retracts the tap to a position where there is no torque load due to drilling, and advances through the hole being processed again. Store the number of times of life before reaching the life limit due to wear or fatigue of the tap when repeating the drilling process,
The processing unit repeats the tap advancement / retraction control when the tap advancement / retraction control repeat count is less than the lifetime number,
The tapping device according to any one of claims 1 to 3, wherein control is performed to stop the rotation of the main spindle when the number of tap advance / retreat control repetitions exceeds the number of lifetimes.
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