JP4078005B2

JP4078005B2 - Boring equipment

Info

Publication number: JP4078005B2
Application number: JP37481199A
Authority: JP
Inventors: 尚人今泉; 毅鈴木; 敏一有木
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2019-12-28
Also published as: JP2001179513A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボーリング装置に関し、特に、各種穴部の内周面や端面等を切削するために用いられるボーリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図６に示すようなボーリング装置が知られている。同図に示すボーリング装置１０１は、例えば、船舶の船尾管内部を切削する作業に適用可能なものである。この場合、ボーリング装置１０１は、船舶の船体溶接作業がほぼ完了した段階で船尾管ＳＴに対して設置される。ボーリング装置１０１は、駆動軸（ボーリング機械本体）１０２を有し、この駆動軸１０２は、穴部としての船尾管ＳＴに配置される。また、船尾管ＳＴに対しては、船首側受け台１０３と船尾側受け台１０４とが固定され、各受け台１０３，１０４に設けられている軸受によって、船尾管ＳＴ内に配置された駆動軸１０２が支持される。駆動軸１０２の中央部付近は、船尾管ＳＴ内に配置される内部軸受１０５によって支持される。
【０００３】
更に、駆動軸１０２の船尾側端部には、駆動電動機１０６を含む駆動ユニット１０７が接続される。駆動ユニット１０７の駆動電動機１０６は、電源・制御装置１０８に接続されている。これにより、電源・制御装置１０８を介して駆動電動機１０６を駆動・回転数制御すれば、駆動軸１０２は、船尾管ＳＴ内で回転する。また、駆動軸１０２に対しては、複数の刃物台１０９，１１０，１１１，１１２が船首〜船尾方向に移動自在に取り付けられる。刃物台１０９は、船尾管ＳＴの船尾側における端面近傍に位置するよう駆動軸１０２に取り付けられ、刃物台１１２は、船尾管ＳＴの船首側における端面近傍に位置するよう駆動軸１０２に取り付けられる。また、刃物台１１０，１１１は、内部軸受１０５を挟んで船尾管ＳＴの内部に位置するよう駆動軸１０２に取り付けられる。
【０００４】
これらの刃物台１０９〜１１２には、それぞれ、切削用のバイトが固定される。そして、各刃物台１０９〜１１２は、それぞれ図示しない送りねじを含む刃物台送り機構１１４によって駆動軸１０２の軸方向に移動させることができる。このように構成されたボーリング装置１０１によって船尾管ＳＴの切削加工するに際しては、電源・制御装置１０８、駆動ユニット１０７を介して駆動軸１０２を船尾管ＳＴ内で回転駆動させると共に、刃物台送り機構１１４を介して刃物台１０９〜１１２を船首〜船尾方向に移動させる。ボーリング装置１０１では、このようにして、船尾管ＳＴの端面、内周面（軸受ブッシュ取付面）を所望形状に切削する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のボーリング装置では、加工寸法（切削量）の調整、バイトの位置変更等は、装置をその都度停止させた上で、インサイドマイクロメータ等を使用した作業員による手作業で行なわれていた。また、船尾管の船首側又は船尾側端面と軸受ブッシュ取付面との切替作業や、軸受ブッシュ面が多段である場合における段切替作業も同様に作業員の手によって行なわれていた。更に、切削加工をスムースに進めるために、作業中に異常を監視したり、各軸受等に対して注油したりする必要があるが、従来、この種の作業も作業員の手によって行なわれていた。このように、従来のボーリング装置において、作業員の負担は多大であり、昼夜連続作業を行うことも困難であったことから、設備が十分に有効利用されているとはいえなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、容易に省力化を図ることが可能であると共に作業効率を向上させることができるボーリング装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明によるボーリング装置は、穴部の内周面や端面等を切削加工するために用いられるボーリング装置において、穴部に配置されると共に回転駆動される駆動軸と、駆動軸に対して摺動自在に装着される刃物台と、刃物台に対して移動自在に装着されるバイトと、駆動軸と平行に配されて刃物台に螺合する第１送りねじを有して第１送りねじを回転することで刃物台を駆動軸の軸方向に進退移動させる刃物台送り機構と、駆動軸と平行に配された第２送りねじと、駆動軸と直行するシャフトを有して第２送りねじと噛み合うウォームギアと、シャフトと接続するピニオンギアと、ピニオンギアに噛み合うと共にバイト支持部に駆動軸に対して傾斜して固定されたラックとを有して第２送りねじを回転することでバイト支持部と共にバイトを前記穴部の径方向に進退移動させるバイト送り機構と、バイトによる切削量を検出する切削量検出手段と、切削量検出手段の検出値に基づいて、刃物台送り機構とバイト送り機構とを制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
このボーリング装置を用いて穴部の内周面や端面等を切削する場合、駆動軸（ボーリング機械本体）は穴部内に配置され、所定の受け台によって位置決めされる。また、駆動軸には刃物台が取り付けられ、当該刃物台は刃物台送り機構を作動させることによって駆動軸の軸方向に進退移動させることができる。更に、刃物台にはバイトが取り付けられ、当該バイトはバイト送り機構を作動させることによって穴部の径方向、すなわち、駆動軸の軸方向と略直交する方向に進退移動させることが可能である。
【０００９】
これら駆動軸、刃物台、及び、バイト等を穴部に対して配置し、駆動軸を回転させると、刃物台及びバイトは、駆動軸と共に回転し、穴部の内周面や端面等が切削される。そして、バイトによる切削量は、光学センサ等からなる切削量検出手段によって検出され、切削量検出手段は検出した切削量を示す信号を制御手段に与える。制御手段は、検出手段の検出値に基づいて、刃物台送り機構とバイト送り機構とを制御し、対象部位が所望形状に切削されるように両者を移動させる
【００１０】
これにより、このボーリング装置では、加工寸法（切削量）の調整やバイトの位置変更等を行うために装置を停止させることが不要となり、従来、作業員の手によって行なわれていた作業を自動化することができる。また、切削箇所を穴部の端面と内周面とで切り替える作業や、切削面が多段である場合における段切替作業等も自動的に行うことが可能となる。この結果、このボーリング装置によれば、作業員の負担が大幅に軽減され、かつ、昼夜連続作業等が可能となるので、作業効率を向上させることができる。
【００１１】
この場合、駆動軸を支持する軸受を有し、穴部に対して駆動軸を位置決めする受け台と、穴部内に配置されると共に駆動軸を支持する内部軸受と、駆動軸の回転に応じて受け台の軸受と内部軸受とに注油可能な注油ユニットとを更に備えると好ましい。
【００１２】
このような構成を採用すれば、切削加工をスムースに進めるために不可欠な軸受に対する注油作業を自動化することができる。従って、ボーリング装置の使用時における人員配置を削減可能となり、容易に昼夜連続運転等を行うことができる。
【００１３】
また、切削量検出手段の検出値に基づいて切削作業中の異常を検知する異常検知手段と、異常検知手段によって切削作業中の異常が検知された際に、その旨を表示させる表示手段とを更に備えると好ましい。
【００１４】
このような構成を採用すれば、切削加工をスムースに進めるために不可欠な各種監視作業を自動化することができる。従って、ボーリング装置の使用時における人員配置を削減可能となり、容易に昼夜連続運転等を行うことができる。
【００１５】
この場合、受け台の軸受の温度を計測する受け台軸受温度計測手段と、内部軸受の温度を検出する内部軸受温度計測手段とを更に備え、異常検知手段は、受け台軸受温度計測手段と内部軸受温度計測手段の計測値に基づいて切削作業中の異常を検知するものであると好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明によるボーリング装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明によるボーリング装置を示す概略構成図である。同図に示すボーリング装置１は、各種穴部に対して芯出しを行いながら機械加工（切削加工）を施すためのものである。すなわち、このボーリング装置１は、図１に例示する船舶に設けられる船尾管ＳＴの内部を切削する作業の他、舵ストック穴のボーリング作業、舵ピントル穴のボーリング作業、海上クレーン船に設けられるクレーンの主フレーム連結ピン穴におけるボーリング作業、潜水艦に設けられる魚雷発射管や潜望鏡等の昇降筒におけるボーリング作業といった各種作業に適用すると好適なものである。
【００１８】
図１に示すように、ボーリング装置１は、穴部内（図１に示す例では、船尾管ＳＴの内部）に配置される駆動軸（ボーリング機械本体）２を有する。この駆動軸２は、図中右側に位置する受け台（船首側受け台）３と図中左側に位置する受け台（船尾側受け台）４とによって、穴部としての船尾管ＳＴに対して位置決めされる。各受け台３，４は、それぞれ軸受（転がり軸受又は滑り軸受）５，６を有し、これら軸受５，６によって穴部（船尾管ＳＴ）内に配置された駆動軸２の両端部が支持される。また、駆動軸２の中央部付近は、穴部（船尾管ＳＴ）内に配置される内部軸受（転がり軸受又は滑り軸受）７によって支持される。
【００１９】
また、ボーリング装置１には、駆動軸２を回転駆動させるための駆動ユニット８が含まれる。駆動ユニット８は、主駆動モータ９を有し、この主駆動モータ９によって発生される動力を駆動軸２に伝達する。駆動ユニット８の主駆動モータ９は、動力ライン及び計装ラインを介して電源・制御装置１０に接続されている。電源・制御装置１０は、図２に示すように、図示しないインバータ回路を有する電源部１０ａと、制御・演算処理のためのプログラムを予め記憶させたＲＯＭ及び制御・演算の際に各種データを記憶するＲＡＭを含み、電源部１０ａを制御するＣＰＵ１０ｂとを備える。主駆動モータ９は、電源部１０ａに接続されており、これにより、電源・制御装置１０を介して駆動ユニット８を作動させれば、駆動軸２を所望の回転数で回転させることができる。
【００２０】
駆動軸２に対しては、第１刃物台１１、第２刃物台１２、第３刃物台１３、第４刃物台１４が船首〜船尾方向（駆動軸２の軸方向）に移動自在に取り付けられる。図１に示す例では、第１刃物台１１は、図中右側、すなわち、船尾管ＳＴの船首側における端面と対向するよう駆動軸２に取り付けられ、第４刃物台１４は、図中左側、すなわち、船尾管ＳＴの船尾側における端面と対向するよう駆動軸２に取り付けられる。また、第２刃物台１２と第３刃物台１３とは、内部軸受７を挟んで船尾管ＳＴの内部に位置するよう駆動軸２に取り付けられる。各刃物台１１〜１４は、何れも、駆動軸２と共に回転可能であると共に、駆動軸２の軸方向に移動自在である。以下、第３刃物台１３（以下、「刃物台１３」という）を例にとって説明する。
【００２１】
図３及び図４に示すように、駆動軸２の各図中上部には、第１凹部２ａが形成されており、この第１凹部２ａには、第１サーボモータ１５によって回転駆動される第１送りねじ１６が駆動軸２と平行に配されている。第１サーボモータ１５も、主駆動モータ９と同様に電源・制御装置１０の電源部１０ａに接続されており（図２参照）、電源・制御装置１０によって駆動・回転数制御される。一方、刃物台１３には、駆動軸２の第１凹部２ａに遊嵌されると共に第１送りねじ１６と螺合する連結部１３ａが固定されている。これら第１サーボモータ１５、第１送りねじ１６、連結部１３ａ等は、刃物台送り機構１７を構成し、電源・制御装置１０を介して刃物台送り機構１７（第１サーボモータ１５）を作動させることにより、回転又は静止する駆動軸２に対して刃物台１３を船首〜船尾方向（駆動軸２の軸方向）に進退移動させることができる。
【００２２】
また、図３及び図４に示すように、駆動軸２の各図中下部には、第２凹部２ｂが形成されており、この第２凹部２ｂには、第２サーボモータ１８によって回転駆動される第２送りねじ１９が駆動軸２と平行に配されている。第２サーボモータ１８も、第１サーボモータ１５と同様に電源・制御装置１０の電源部１０ａに接続されており、電源・制御装置１０によって駆動・回転数制御される。一方、刃物台１３に対しては、第２送りねじ１９と噛合うウォームギア２０を有するシャフト２１が駆動軸２と直交するように配されている。このシャフト２１は、一端に固定されたかさ歯車２２ａと，シャフトを介して刃物台１３に回転自在に支持されているかさ歯車２２ｂとを介して刃物台１３と連結されている。また、シャフト２１の他端には、電磁式クラッチ２３（図４参照）が設けられており、この電磁式クラッチ２３を繋ぐと、シャフト２１とピニオンギア２４（図３参照）とが接続される。
【００２３】
更に、刃物台１３には、切削用のバイト２５が固定されているバイト支持部２６が駆動軸２と直交する方向（各図中上下方向、穴部としての船尾管ＳＴの径方向）に移動自在に取り付けられている。このバイト支持部２６には、ピニオンギア２４と噛合うラック２７が駆動軸２に対して傾斜するように固定されている。これら第２サーボモータ１８、第２送りねじ１９、ウォームギア２０及びシャフト２１、電磁式クラッチ２３、ピニオンギア２４、バイト支持部２６、ラック２７等は、バイト送り機構２８を構成し、電源・制御装置１０を介して刃物台送り機構２８を作動させることにより、すなわち、電磁式クラッチ２３を繋いで第２サーボモータ１８を回転駆動させることにより、回転又は静止する駆動軸２に対し、バイト２５（バイト支持部２６）を駆動軸２の軸方向と直交する方向、すなわち、穴部（船尾管ＳＴ）の径方向に進退移動させることができる。
【００２４】
一方、図１に示すように、各刃物台１１〜１４には、非接触型の切削量検出センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４がそれぞれ取り付けられている。各切削量検出センサＳ１〜Ｓ４は、いずれも光学式の測長センサであり、電源・制御装置１０のＣＰＵ１０ｂに接続されている（図２参照）。各切削量検出センサＳ１〜Ｓ４は、切削部位に光を投射して切削量（切削深さ）を計測すると共に、計測値を示す信号を電源・制御装置１０のＣＰＵ１０ｂに与え、ＣＰＵ１０ｂは、各切削量検出センサＳ１〜Ｓ４から受け取った信号に基づき、電源部１０ａを介して主駆動モータ９、第１サーボモータ１５、第２サーボモータ１８を制御する。
【００２５】
また、図１に示すように、ボーリング装置１には、受け台３、４に設けられている軸受５，６及び内部軸受７に対して注油可能な注油ユニット３０が備えられている。注油ユニット３０は、注油ポンプ３１と油タンク３２とを有し、注油ポンプ３１は、油供給管を介して軸受５，６及び内部軸受７に接続されている。注油ポンプ３１は、図２に示すように、電源・制御装置１０の電源部１０ａ（インバータ回路）に接続されており、駆動軸２が１回転する毎に作動される。これにより、切削加工をスムースに進めるために不可欠な軸受５，６及び内部軸受７に対する注油作業を自動化することができる。従って、ボーリング装置１は、使用時に人員配置を削減可能であり、容易に昼夜連続運転等を行うことができる。
【００２６】
更に、各受け台３，４に設けられている軸受５，6には、第１軸受温度計（受け台軸受温度計測手段）Ｔ１、及び、第２軸受温度計（受け台軸受温度計測手段）Ｔ２とが配置されており、内部軸受７には、内部軸受温度計Ｔ３が配置されている。各温度計Ｔ１〜Ｔ３は、電源・制御装置１０のＣＰＵ１０ｂに接続されており、軸受５，６及び内部軸受７の温度（流通する潤滑油の温度）を計測し、計測値を示す信号をＣＰＵ１０ｂに与える。
【００２７】
加えて、図１及び図２に示すように、電源・制御装置１０のＣＰＵ１０ｂには、入力・表示装置５０が接続されている。この入力・表示装置５０を介して、電源・制御装置１０に対し、工作手順を示すデータ、切削距離、切削深さ（切削量）等の加工寸法に関する数値等を入力することができる。また、入力・表示装置５０のモニタ上には、各種情報を表示させることが可能である。
【００２８】
次に、図６を参照しながら、上述したように構成されたボーリング装置１の動作について説明する。
【００２９】
まず、ボーリング装置１によって船尾管ＳＴの切削加工するに際しては、駆動軸２、受け台３，４、各刃物台１１〜１４等を船尾管ＳＴの所定位置に配置した上で、駆動軸２の芯出し、各刃物台１１〜１４のゼロ点位置等の初期位置設定が行なわれる（Ｓ１０）。この段階で、電源・制御装置１０のＣＰＵ１０ｂは、異常検出手段として機能し、ボーリング装置１の各構成要素に異常が存在していないどうかを確認する（Ｓ１２）。すなわち、主駆動モータ９、第１サーボモータ１５、第２サーボモータ１８が正常であるか否か、第１及び第２温度計Ｔ１，Ｔ２及び内部軸受温度計Ｔ３による計測値が上限値を下回っているか否か、電源部１０ａから電力が供給可能であるか否か、電源部１０ａのインバータ回路が正常であるか否か等を確認する。この段階で何らかの異常が検出されたり、ＣＰＵ１０ｂ自体が正常に機能し得ない場合、工程は、Ｓ１０における初期位置設定の段階に戻る。
【００３０】
Ｓ１２において、ボーリング装置１の各構成要素に異常が存在していないと判定されると、電源・制御装置１０のＣＰＵ１０ｂは、入力・表示装置５０のモニタに、船尾管ＳＴの船首側又は船尾側端面と軸受ブッシュ取付面との切替手順、軸受ブッシュ面が多段である場合における段切替手順といった工作手順や、切削長さ、切削深さ（切削量）等の加工寸法に関する数値を入力するための画面を表示させる。作業員は、入力・表示装置５０を操作しながら、工作手順、加工寸法等に関するデータを入力する（Ｓ１４）。
【００３１】
作業員よって、工作手順、加工寸法等に関する数値等が入力されると、電源・制御装置１０のＣＰＵ１０ｂは、予めＲＯＭに記憶されている制御プログラム、及び、入力された各種データに基づいて、電源部１０ａに対して所定の動作信号を与える。これにより、駆動ユニット８（主駆動モータ９）によって駆動軸２が回転駆動され、各刃物台１１〜１４及びバイト２５は、駆動軸２と共に回転し、穴部としての船尾管ＳＴの内周面や端面等が切削される（Ｓ１６）。この間、バイト２５による切削量は、各切削量検出センサＳ１〜Ｓ４によって検出され、制御手段としてのＣＰＵ１０ｂは、各切削量検出センサＳ１〜Ｓ４の計測値に基づいて、各バイト２５によって対象部位が所望形状に切削されるように刃物台送り機構１７（第１サーボモータ１５）とバイト送り機構２８（第２サーボモータ１８）とを制御するための信号を電源部１０ａに与える。
【００３２】
これにより、ボーリング装置１では、加工寸法（切削量）の調整やバイトの位置変更等を行うために装置を停止させることが不要となり、従来、作業員の手によって行なわれていた作業を自動化することができる。また、切削箇所を船尾管ＳＴ（穴部）の端面と内周面とで切り替える作業や、切削面が多段である場合における段切替作業等も自動的に行うことが可能となる。この結果、このボーリング装置１によれば、作業員の負担が大幅に軽減され、かつ、昼夜連続作業等が可能となるので、作業効率を向上させることができる。
【００３３】
また、ボーリング装置１の自動運転中、ＣＰＵ１０ｂは、異常検知手段としても機能する。すなわち、ＣＰＵ１０ｂは、第１及び第２温度計Ｔ１，Ｔ２及び内部軸受温度計Ｔ３の計測値に基づき、各軸受５，６，７の温度が上限値を下回っているか否かを確認し、また、ＣＰＵ１０ｂは、各切削量検出センサＳ１〜Ｓ４から受け取った信号に基づいて、各バイト２５による切削状況が、予め入力された数値等から逸脱しないかどうか確認する（Ｓ１８）。更に、Ｓ１８では、ＣＰＵ１０ｂは、主駆動モータ９、第１サーボモータ１５、第２サーボモータ１８が正常であるか否か、電源部１０ａから電力が供給可能であるか否か、電源部１０ａのインバータ回路が正常であるか否か等も確認する。
【００３４】
Ｓ１８において、ＣＰＵ１０ｂは何らかの異常が存在していると判断した場合、発生している異常の内容を入力・表示装置５０のモニタ上に表示させる（Ｓ２２）。そして、主駆動モータ９、第１サーボモータ１５、及び、第２サーボモータ１８を適宜停止させ、ボーリング装置１の自動運転を一旦中断させる。一方、Ｓ１８において、何ら異常が発生していないと判断された場合は、Ｓ２０において自動運転が終了させるべき旨が判断されるまで、Ｓ１６及びＳ１８における処理が繰り返される。このように、ボーリング装置１では、切削加工をスムースに進めるために不可欠な各種監視作業が自動化されている。従って、ボーリング装置１の使用時における人員配置を削減可能となり、容易に昼夜連続運転等を行うことができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によるボーリング装置は、以上説明したように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、ボーリング装置に対して、刃物台を駆動軸の軸方向に進退移動させる刃物台送り機構と、バイトを穴部の径方向に進退移動させるバイト送り機構と、バイトによる切削量を検出する切削量検出手段とを備えると共に、切削量検出手段の検出値に基づいて、刃物台送り機構とバイト送り機構とを制御するように構成することにより、穴部の内周面や端面を切削加工する作業を容易に省力化でき、かつ、作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるボーリング装置を示す概略構成図である。
【図２】図１に示すボーリング装置の制御ブロック図である。
【図３】図１に示すボーリング装置に含まれる刃物台送り機構及びバイト送り機構を説明するための概略構成図である。
【図４】図３におけるIV−IV線についての断面図である。
【図５】図１に示すボーリング装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】従来のボーリング装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１…ボーリング装置、２…駆動軸、３，４…受け台、５，６…軸受、７…内部軸受、８…駆動ユニット、９…主駆動モータ、１０…電源・制御装置、１０ａ…電源部、１０ｂ…ＣＰＵ、１１…第１刃物台、１２…第２刃物台、１３…第３刃物台、１３ａ…連結部、１４…第４刃物台、１５…第１サーボモータ、１６…第１送りねじ、１７…刃物台送り機構、１８…第２サーボモータ、１９…第２送りねじ、２０…ウォームギア、２１…シャフト、２３…電磁式クラッチ、２４…ピニオンギア、２５…バイト、２６…バイト支持部、２７…ラック、２８…バイト送り機構、３０…注油ユニット、３１…注油ポンプ、３２…油タンク、５０…入力・表示装置、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４…切削量検出センサ、ＳＴ…船尾管、Ｔ１…第１軸受温度計、Ｔ２…第２軸受温度計、Ｔ３…内部軸受温度計。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a boring device, and more particularly to a boring device used for cutting inner peripheral surfaces and end surfaces of various hole portions.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a boring device as shown in FIG. 6 is known. A boring device 101 shown in the figure is applicable to, for example, an operation for cutting the inside of a stern tube of a ship. In this case, the boring device 101 is installed on the stern tube ST when the ship hull welding operation of the ship is almost completed. The boring device 101 has a drive shaft (boring machine main body) 102, and this drive shaft 102 is arranged in the stern tube ST as a hole. Further, for the stern tube ST, a bow cradle 103 and a stern cradle 104 are fixed, and a drive shaft disposed in the stern tube ST by a bearing provided in each cradle 103, 104. 102 is supported. The vicinity of the center portion of the drive shaft 102 is supported by an internal bearing 105 disposed in the stern tube ST.
[0003]
Further, a drive unit 107 including a drive motor 106 is connected to the stern side end of the drive shaft 102. The drive motor 106 of the drive unit 107 is connected to the power supply / control device 108. As a result, when the drive motor 106 is driven / rotational speed controlled via the power source / control device 108, the drive shaft 102 rotates in the stern tube ST. A plurality of tool rests 109, 110, 111, and 112 are attached to the drive shaft 102 so as to be movable in the bow-to-stern direction. The tool post 109 is attached to the drive shaft 102 so as to be positioned near the end surface on the stern side of the stern tube ST, and the tool post 112 is attached to the drive shaft 102 so as to be positioned near the end surface on the bow side of the stern tube ST. The tool rests 110 and 111 are attached to the drive shaft 102 so as to be positioned inside the stern tube ST with the internal bearing 105 interposed therebetween.
[0004]
Cutting tools 109 to 112 are fixed with cutting tools, respectively. The tool rests 109 to 112 can be moved in the axial direction of the drive shaft 102 by a tool rest feed mechanism 114 including a feed screw (not shown). When cutting the stern tube ST by the boring device 101 configured in this manner, the drive shaft 102 is rotationally driven in the stern tube ST via the power source / control device 108 and the drive unit 107, and the turret feed mechanism. The tool post 109 to 112 is moved in the bow-to-stern direction via 114. In the boring device 101, the end surface and inner peripheral surface (bearing bush mounting surface) of the stern tube ST are cut into a desired shape in this way.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional boring device, adjustment of machining dimensions (cutting amount), change of the position of the cutting tool, etc. are performed manually by an operator using an inside micrometer or the like after stopping the device each time. It was. Further, the switching operation between the bow side or the stern side end surface of the stern tube and the bearing bush mounting surface, and the step switching operation when the bearing bush surface is multi-staged are also performed by the operator. Furthermore, in order to smoothly perform the cutting process, it is necessary to monitor the abnormality during the work and to lubricate each bearing and the like. Conventionally, this kind of work is also performed by the hand of the worker. It was. As described above, in the conventional boring apparatus, the burden on the worker is great, and it is difficult to perform continuous work day and night. Therefore, it cannot be said that the facilities are sufficiently effectively used.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a boring device that can easily save labor and improve work efficiency.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A boring device according to the present invention as set forth in claim 1 is a boring device used for cutting an inner peripheral surface or an end surface of a hole, and a drive shaft disposed in the hole and rotated and driven. A tool post slidably mounted on the shaft, a tool mounted movably on the tool post, and a first feed screw arranged in parallel with the drive shaft and screwed into the tool post A tool feed mechanism for moving the tool post in the axial direction of the drive shaft by rotating the first feed screw, a second feed screw arranged parallel to the drive shaft, and a shaft orthogonal to the drive shaft. And a worm gear meshing with the second feed screw, a pinion gear connected to the shaft, and a rack meshed with the pinion gear and fixed to the bite support portion at an inclination with respect to the drive shaft. Byte support by rotating And byte feed mechanism for advancing and retracting the bytes in the radial direction of the hole with the cutting amount detecting means for detecting the amount of cutting by byte, based on the detected value of the cutting amount detecting means, tool rest feed mechanism and byte feed mechanism And a control means for controlling.
[0008]
When cutting the inner peripheral surface or end face of the hole using this boring device, the drive shaft (boring machine main body) is disposed in the hole and positioned by a predetermined cradle. Further, a tool post is attached to the drive shaft, and the tool post can be moved forward and backward in the axial direction of the drive shaft by operating the tool post feed mechanism. Further, a tool is attached to the tool post, and the tool can be moved back and forth in the radial direction of the hole, that is, in the direction substantially perpendicular to the axial direction of the drive shaft by operating the tool feed mechanism.
[0009]
When these drive shaft, tool rest, tool, etc. are arranged with respect to the hole and the drive shaft is rotated, the tool rest and tool rotate with the drive shaft, and the inner peripheral surface and end face of the hole are cut. Is done. Then, the cutting amount by the cutting tool is detected by a cutting amount detection means comprising an optical sensor or the like, and the cutting amount detection means gives a signal indicating the detected cutting amount to the control means. The control means controls the tool post feed mechanism and the bite feed mechanism based on the detection value of the detection means, and moves them so that the target part is cut into a desired shape.
As a result, in this boring apparatus, it is not necessary to stop the apparatus in order to adjust the machining dimensions (cutting amount), change the position of the cutting tool, etc., and automate the work conventionally performed by the operator's hand. be able to. In addition, it is possible to automatically perform an operation of switching the cutting location between the end face and the inner peripheral surface of the hole, a step switching operation when the cutting surface is multi-staged, and the like. As a result, according to this boring device, the burden on the worker is greatly reduced, and continuous work and the like can be performed day and night, so that work efficiency can be improved.
[0011]
In this case, the bearing has a bearing that supports the drive shaft, the pedestal that positions the drive shaft with respect to the hole, the internal bearing that is disposed in the hole and supports the drive shaft, and the rotation of the drive shaft It is preferable to further include an oiling unit capable of lubricating the bearing of the cradle and the internal bearing.
[0012]
By adopting such a configuration, it is possible to automate the lubrication work for the bearing, which is indispensable for smoothly performing the cutting process. Therefore, it is possible to reduce the number of personnel at the time of using the boring device, and it is possible to easily perform continuous operation day and night.
[0013]
Further, an abnormality detection means for detecting an abnormality during the cutting operation based on a detection value of the cutting amount detection means, and a display means for displaying that when an abnormality during the cutting operation is detected by the abnormality detection means. It is preferable to provide further.
[0014]
By adopting such a configuration, it is possible to automate various monitoring operations that are indispensable for smoothly performing the cutting process. Therefore, it is possible to reduce the number of personnel at the time of using the boring device, and it is possible to easily perform continuous operation day and night.
[0015]
In this case, it further comprises a cradle bearing temperature measuring means for measuring the temperature of the bearing of the cradle and an internal bearing temperature measuring means for detecting the temperature of the internal bearing, and the abnormality detecting means includes the cradle bearing temperature measuring means and the internal bearing temperature measuring means. It is preferable that the abnormality during the cutting operation is detected based on the measurement value of the bearing temperature measuring means.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a boring apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a boring apparatus according to the present invention. The boring apparatus 1 shown in the figure is for performing machining (cutting) while centering various hole portions. That is, this boring device 1 is provided with a rudder stock hole boring operation, a rudder pintle hole boring operation, a crane provided on an offshore crane ship, in addition to the operation of cutting the inside of the stern tube ST provided on the ship illustrated in FIG. This is suitable for various operations such as a boring operation in the main frame connecting pin hole and a boring operation in a lifting cylinder such as a torpedo launch tube and a periscope provided in the submarine.
[0018]
As shown in FIG. 1, the boring device 1 has a drive shaft (boring machine main body) 2 disposed in a hole (in the example shown in FIG. 1, inside the stern tube ST). The drive shaft 2 is connected to a stern tube ST as a hole by a cradle (a bow side cradle) 3 located on the right side in the figure and a cradle (a stern side cradle) 4 located on the left side in the figure. Positioned. Each cradle 3, 4 has a bearing (rolling bearing or sliding bearing) 5, 6, and these bearings 5, 6 support both ends of the drive shaft 2 disposed in the hole (stern tube ST). Is done. Further, the vicinity of the center portion of the drive shaft 2 is supported by an internal bearing (rolling bearing or sliding bearing) 7 disposed in the hole (stern tube ST).
[0019]
Further, the boring device 1 includes a drive unit 8 for rotating the drive shaft 2. The drive unit 8 has a main drive motor 9 and transmits power generated by the main drive motor 9 to the drive shaft 2. The main drive motor 9 of the drive unit 8 is connected to a power source / control device 10 via a power line and an instrumentation line. As shown in FIG. 2, the power supply / control device 10 stores a power supply unit 10a having an inverter circuit (not shown), a ROM in which a program for control / arithmetic processing is stored in advance, and various data at the time of control / calculation And a CPU 10b that controls the power supply unit 10a. The main drive motor 9 is connected to the power supply unit 10a, so that when the drive unit 8 is operated via the power supply / control device 10, the drive shaft 2 can be rotated at a desired rotational speed.
[0020]
The first tool post 11, the second tool post 12, the third tool post 13, and the fourth tool post 14 are attached to the drive shaft 2 so as to be movable in the bow-to-stern direction (the axial direction of the drive shaft 2). . In the example shown in FIG. 1, the first tool post 11 is attached to the drive shaft 2 so as to face the right side in the drawing, that is, the end surface on the bow side of the stern tube ST, and the fourth tool post 14 is arranged on the left side in the drawing, That is, the stern tube ST is attached to the drive shaft 2 so as to face the end surface on the stern side of the stern tube ST. Further, the second tool post 12 and the third tool post 13 are attached to the drive shaft 2 so as to be positioned inside the stern tube ST with the internal bearing 7 interposed therebetween. Each of the tool posts 11 to 14 can rotate together with the drive shaft 2 and can move in the axial direction of the drive shaft 2. Hereinafter, the third tool post 13 (hereinafter referred to as “the tool post 13”) will be described as an example.
[0021]
As shown in FIGS. 3 and 4, a first recess 2 a is formed in the upper part of each drawing of the drive shaft 2, and the first recess 2 a is rotationally driven by a first servomotor 15. One feed screw 16 is arranged in parallel with the drive shaft 2. The first servomotor 15 is also connected to the power supply unit 10a of the power supply / control device 10 in the same manner as the main drive motor 9 (see FIG. 2), and the drive / rotational speed is controlled by the power supply / control device 10. On the other hand, a connecting portion 13 a that is loosely fitted in the first recess 2 a of the drive shaft 2 and screwed with the first feed screw 16 is fixed to the tool post 13. The first servo motor 15, the first feed screw 16, the connecting portion 13 a, etc. constitute a tool post feed mechanism 17 and operate the tool post feed mechanism 17 (first servo motor 15) via the power supply / control device 10. By doing so, the tool post 13 can be moved forward and backward in the bow-to-stern direction (the axial direction of the drive shaft 2) with respect to the drive shaft 2 that rotates or stops.
[0022]
As shown in FIGS. 3 and 4, a second recess 2 b is formed in the lower part of each of the driving shafts 2, and the second recess 2 b is rotationally driven by the second servomotor 18. The second feed screw 19 is arranged in parallel with the drive shaft 2. Similarly to the first servomotor 15, the second servomotor 18 is connected to the power supply unit 10 a of the power supply / control device 10, and the drive / rotational speed is controlled by the power supply / control device 10. On the other hand, a shaft 21 having a worm gear 20 that meshes with the second feed screw 19 is arranged on the tool post 13 so as to be orthogonal to the drive shaft 2. The shaft 21 is connected to the tool post 13 via a bevel gear 22a fixed to one end and a bevel gear 22b rotatably supported on the tool post 13 via the shaft. The other end of the shaft 21 is provided with an electromagnetic clutch 23 (see FIG. 4). When the electromagnetic clutch 23 is connected, the shaft 21 and the pinion gear 24 (see FIG. 3) are connected. .
[0023]
Further, on the tool post 13, a cutting tool support 26, to which a cutting tool 25 is fixed, moves in a direction perpendicular to the drive shaft 2 (vertical direction in each figure, radial direction of the stern tube ST as a hole). It is attached freely. A rack 27 that meshes with the pinion gear 24 is fixed to the bite support portion 26 so as to be inclined with respect to the drive shaft 2. The second servo motor 18, the second feed screw 19, the worm gear 20 and the shaft 21, the electromagnetic clutch 23, the pinion gear 24, the bite support portion 26, the rack 27, etc. constitute a bite feed mechanism 28, and a power / control device. 10 by operating the tool post feed mechanism 28 via 10, that is, by rotating the second servo motor 18 by connecting the electromagnetic clutch 23 to the rotating or stationary drive shaft 2. The support portion 26) can be moved forward and backward in a direction orthogonal to the axial direction of the drive shaft 2, that is, in the radial direction of the hole portion (stern tube ST).
[0024]
On the other hand, as shown in FIG. 1, non-contact type cutting amount detection sensors S1, S2, S3, and S4 are attached to the respective tool rests 11 to 14, respectively. Each of the cutting amount detection sensors S1 to S4 is an optical length measurement sensor, and is connected to the CPU 10b of the power supply / control device 10 (see FIG. 2). Each of the cutting amount detection sensors S1 to S4 measures the cutting amount (cutting depth) by projecting light onto the cutting site, and gives a signal indicating the measured value to the CPU 10b of the power supply / control device 10, and the CPU 10b Based on the signals received from the cutting amount detection sensors S1 to S4, the main drive motor 9, the first servo motor 15, and the second servo motor 18 are controlled via the power supply unit 10a.
[0025]
As shown in FIG. 1, the boring device 1 is provided with an oiling unit 30 capable of lubricating the bearings 5 and 6 and the internal bearings 7 provided on the cradles 3 and 4. The oil supply unit 30 includes an oil supply pump 31 and an oil tank 32, and the oil supply pump 31 is connected to the bearings 5 and 6 and the internal bearing 7 through an oil supply pipe. As shown in FIG. 2, the oil supply pump 31 is connected to a power supply unit 10 a (inverter circuit) of the power supply / control device 10 and is operated every time the drive shaft 2 rotates once. Thereby, the lubrication operation | work with respect to the bearings 5 and 6 and the internal bearing 7 indispensable in order to advance a cutting process smoothly can be automated. Therefore, the boring device 1 can reduce the number of personnel at the time of use, and can easily perform continuous operation day and night.
[0026]
Further, the bearings 5 and 6 provided on the cradles 3 and 4 include a first bearing thermometer (cradle bearing temperature measuring means) T1 and a second bearing thermometer (cradle bearing temperature measuring means). T2 is disposed, and an internal bearing thermometer T3 is disposed on the internal bearing 7. Each of the thermometers T1 to T3 is connected to the CPU 10b of the power supply / control device 10, measures the temperature of the bearings 5, 6 and the internal bearing 7 (the temperature of the circulating lubricating oil), and sends a signal indicating the measured value to the CPU 10b. To give.
[0027]
In addition, as shown in FIGS. 1 and 2, an input / display device 50 is connected to the CPU 10 b of the power supply / control device 10. Through the input / display device 50, data indicating a machining procedure, numerical values related to machining dimensions such as a cutting distance, a cutting depth (cutting amount), and the like can be input to the power source / control device 10. Various types of information can be displayed on the monitor of the input / display device 50.
[0028]
Next, the operation of the boring apparatus 1 configured as described above will be described with reference to FIG.
[0029]
First, when cutting the stern tube ST by the boring device 1, the drive shaft 2, the cradle 3, 4, each tool post 11 to 14, etc. are arranged at predetermined positions on the stern tube ST, and then the drive shaft 2 Centering and initial position setting such as a zero point position of each tool post 11-14 are performed (S10). At this stage, the CPU 10b of the power supply / control device 10 functions as an abnormality detection means, and checks whether or not there is an abnormality in each component of the boring device 1 (S12). That is, whether the main drive motor 9, the first servo motor 15, and the second servo motor 18 are normal or not, the measured values by the first and second thermometers T1, T2 and the internal bearing thermometer T3 are below the upper limit value. Whether the power supply unit 10a is able to supply power, whether the inverter circuit of the power supply unit 10a is normal, and the like. If any abnormality is detected at this stage, or if the CPU 10b itself cannot function normally, the process returns to the initial position setting stage in S10.
[0030]
When it is determined in S12 that there is no abnormality in each component of the boring device 1, the CPU 10b of the power supply / control device 10 displays the bow side or stern side of the stern tube ST on the monitor of the input / display device 50. To input numerical values related to the machining procedure such as the switching procedure between the end face and the bearing bush mounting surface, the switching procedure when the bearing bushing surface is multi-stage, and the cutting length and cutting depth (cutting amount). Display the screen. The operator inputs data relating to the machining procedure, machining dimensions, etc. while operating the input / display device 50 (S14).
[0031]
When the operator inputs numerical values relating to the machining procedure, machining dimensions, etc., the CPU 10b of the power supply / control device 10 turns on the power supply based on the control program stored in the ROM in advance and the various data inputted. A predetermined operation signal is given to the unit 10a. Thereby, the drive shaft 2 is rotationally driven by the drive unit 8 (main drive motor 9), and each tool post 11-14 and the cutting tool 25 rotate together with the drive shaft 2, and the inner peripheral surface of the stern tube ST as a hole. The end face and the like are cut (S16). During this time, the cutting amount by the cutting tool 25 is detected by the cutting amount detection sensors S1 to S4, and the CPU 10b as the control means determines the target part by each cutting tool 25 based on the measurement values of the cutting amount detection sensors S1 to S4. A signal for controlling the tool post feed mechanism 17 (first servo motor 15) and the tool feed mechanism 28 (second servo motor 18) is supplied to the power supply unit 10a so as to be cut into a desired shape.
[0032]
Thereby, in the boring device 1, it is not necessary to stop the device in order to adjust the machining dimension (cutting amount), change the position of the cutting tool, etc., and automate the work conventionally performed by the operator's hand. be able to. In addition, it is possible to automatically perform an operation of switching the cutting location between the end surface and the inner peripheral surface of the stern tube ST (hole portion), a step switching operation when the cutting surface is multi-staged, and the like. As a result, according to the boring device 1, the burden on the worker is greatly reduced, and continuous work and the like can be performed day and night, so that work efficiency can be improved.
[0033]
Further, during the automatic operation of the boring device 1, the CPU 10b also functions as an abnormality detection means. That is, the CPU 10b confirms whether or not the temperature of each of the bearings 5, 6, and 7 is below the upper limit value based on the measurement values of the first and second thermometers T1 and T2 and the internal bearing thermometer T3. The CPU 10b confirms whether the cutting status by each cutting tool 25 does not deviate from a numerical value or the like input in advance based on the signals received from the respective cutting amount detection sensors S1 to S4 (S18). Furthermore, in S18, the CPU 10b determines whether the main drive motor 9, the first servo motor 15, and the second servo motor 18 are normal, whether power can be supplied from the power supply unit 10a, whether the power supply unit 10a Also check whether the inverter circuit is normal.
[0034]
If the CPU 10b determines in S18 that some abnormality exists, the CPU 10b displays the content of the abnormality that has occurred on the monitor of the input / display device 50 (S22). And the main drive motor 9, the 1st servo motor 15, and the 2nd servo motor 18 are stopped suitably, and the automatic driving | operation of the boring apparatus 1 is once interrupted. On the other hand, if it is determined in S18 that no abnormality has occurred, the processes in S16 and S18 are repeated until it is determined in S20 that the automatic operation should be terminated. As described above, in the boring device 1, various monitoring operations that are indispensable for smoothly performing the cutting process are automated. Therefore, it is possible to reduce the number of personnel at the time of using the boring device 1 and easily perform continuous operation day and night.
[0035]
【The invention's effect】
Since the boring apparatus according to the present invention is configured as described above, the following effects are obtained. That is, a tool post feed mechanism for moving the tool post in the axial direction of the drive shaft with respect to the boring device, a bite feed mechanism for moving the tool forward and backward in the radial direction of the hole, and a cutting for detecting a cutting amount by the bit And a cutting tool for cutting the inner peripheral surface and the end face of the hole portion by controlling the turret feed mechanism and the bite feed mechanism based on the detection value of the cutting amount detection means. Work can be saved easily and work efficiency can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a boring device according to the present invention.
FIG. 2 is a control block diagram of the boring apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram for explaining a tool post feeding mechanism and a tool feeding mechanism included in the boring apparatus shown in FIG. 1;
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the boring apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a conventional boring device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Boring apparatus, 2 ... Drive shaft, 3, 4 ... Base, 5, 6 ... Bearing, 7 ... Internal bearing, 8 ... Drive unit, 9 ... Main drive motor, 10 ... Power supply / control apparatus, 10a ... Power supply part DESCRIPTION OF SYMBOLS 10b ... CPU, 11 ... 1st tool post, 12 ... 2nd tool post, 13 ... 3rd tool post, 13a ... Connection part, 14 ... 4th tool post, 15 ... 1st servo motor, 16 ... 1st feed Screws, 17 ... turret feed mechanism, 18 ... second servo motor, 19 ... second feed screw, 20 ... worm gear, 21 ... shaft, 23 ... electromagnetic clutch, 24 ... pinion gear, 25 ... bite, 26 ... bite support , 27 ... rack, 28 ... bite feed mechanism, 30 ... oil supply unit, 31 ... oil supply pump, 32 ... oil tank, 50 ... input / display device, S1, S2, S3, S4 ... cutting amount detection sensor, ST ... stern Tube, T1 ... first bearing thermometer, 2 ... the second bearing thermometer, T3 ... inside the bearing thermometer.

Claims

In the boring device used for cutting the inner peripheral surface and end surface of the hole,
A drive shaft disposed in the hole and driven to rotate;
A tool post slidably mounted on the drive shaft;
A bite movably mounted on the tool post;
A tool post that has a first feed screw that is arranged in parallel with the drive shaft and is screwed into the tool post, and moves the tool post in the axial direction of the drive shaft by rotating the first feed screw. A feed mechanism;
A second feed screw arranged in parallel to the drive shaft; a worm gear having a shaft perpendicular to the drive shaft and meshing with the second feed screw; a pinion gear connected to the shaft; and meshing with the pinion gear And a rack fixed to the tool support part at an angle with respect to the drive shaft, and the tool is moved forward and backward in the radial direction of the hole part together with the tool support part by rotating the second feed screw. A byte feed mechanism,
A cutting amount detecting means for detecting a cutting amount by the cutting tool;
A boring apparatus comprising: control means for controlling the tool post feed mechanism and the bite feed mechanism based on a detection value of the cutting amount detection means.

A bearing for supporting the drive shaft, and a pedestal for positioning the drive shaft with respect to the hole;
An internal bearing disposed in the hole and supporting the drive shaft;
The boring apparatus according to claim 1, further comprising an oiling unit capable of lubricating the bearing of the cradle and the internal bearing according to the rotation of the drive shaft.

An abnormality detection means for detecting an abnormality during a cutting operation based on a detection value of the cutting amount detection means;
The boring apparatus according to claim 2, further comprising a display unit that displays a message to the effect that an abnormality during the cutting operation is detected by the abnormality detection unit.

The cradle bearing temperature measurement means for measuring the temperature of the bearing of the cradle, and the internal bearing temperature measurement means for detecting the temperature of the internal bearing, the abnormality detection means, the cradle bearing temperature measurement means, The boring apparatus according to claim 3 , wherein an abnormality during a cutting operation is detected based on a measurement value of the internal bearing temperature measuring means.