JP4231128B2

JP4231128B2 - Drilling machine

Info

Publication number: JP4231128B2
Application number: JP25840098A
Authority: JP
Inventors: 義人太田; 典久境
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2018-09-11
Also published as: JP2000084716A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｈ型鋼のごときワークに対してドリルの切削による穴明け加工を行う穴明け加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の穴明け加工機について簡単に説明すると、以下のようになる。
【０００３】
即ち、フレームにはワークに対して穴明け加工を行う穴明け加工ヘッドが切削方向へ往復動可能に設けてあり、この穴明け加工ヘッドには回転駆動可能なドリルが備えてある。上記穴明け加工ヘッドを切削方向へ往復動させるため、フレームには油圧シリンダが設けてあると共に、この油圧シリンダの作動によって切削方向へ往復動するピストンロッドには穴明け加工ヘッドの連結部が連結してある。上記油圧シリンダには穴明け加工ヘッドの往動速度を早送り速度と切削送り速度（早送り速度よりも遅い送り速度）に切換える速度切換手段が接続してある。そして、ドリルの先端部がワークに突当ったことを検出するため、油圧シリンダには圧力の変動を検出する圧力スイッチが接続してあり、この圧力スイッチにより圧力の変動を検出すると穴明け加工ヘッドの往動速度を早送り速度から切削送り速度に切換えるように速度切換手段を制御できるように構成してある。
【０００４】
従って、油圧シリンダの作動によりピストンロッドを切削方向へ往動させることにより、穴明け加工ヘッドを早送り速度で切削方向へ往動させて、回転駆動中のドリルの先端部をワークに突当てる。ここで、穴明け加工ヘッドの往動速度を早送り速度にしたのは、穴明け加工ヘッドが往動を開始してから短時間でドリルの先端部がワークの突当るようにして作業時間を短くするためである。そして、圧力スイッチにより油圧シリンダ内の圧力が変動したこと、換言すればドリルの先端部がワークに突当ったことを検出すると、加工負荷を低減してドリルの寿命向上及び切削性の向上を図るため、速度切換手段を制御して穴明け加工ヘッドの往動速度を早送り速度から切削送り速度に切換える。これによって、ワークに対してドリルの切削による穴明け加工を行うことができる。尚、穴明け加工後においては、油圧シリンダの作動によりピストンロッドを切削方向へ復動させることにより、穴明け加工ヘッドをワークに対して離反せしめる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、油圧シリンダに接続したバルブ等の油圧機器の作動の影響により圧力スイッチが誤作動して、ドリルの先端部がワークに突当ったことを正確に検出できない場合がある。この場合には、穴明け加工ヘッドが往動を開始すると直ちに穴明け加工ヘッドの往動速度が切削送り速度に切換わることにより、作業時間が長くなったり、あるいはドリルの先端部がワークに突当っても切削送り速度に直ちに切換わらず、ドリルの寿命向上及び切削性の向上を図ることができなかったりするという問題がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明にあっては、フレームにワークに対して穴明け加工を行う穴明け加工ヘッドを切削方向へ往復動可能に設け、この穴明け加工ヘッドに回転駆動可能なドリルを備え、穴明け加工ヘッドを切削方向へ往復動させるため、上記フレームにアクチュエータを設けると共に、このアクチュエータの作動によって切削方向へ往復動する可動体に穴明け加工ヘッドを連結し、このアクチュエータに、穴明け加工ヘッドの往動速度を早送り速度と切削送り速度に切換える速度切換手段を接続し、上記アクチュエータを上記フレームに対して切削方向の反対方向へ僅かに往復動できるように構成し、アクチュエータをフレームに対して切削方向へ往動する方向へ付勢可能な付勢部材を設け、アクチュエータをフレームに対して固定せしめるロック手段を設け、ドリルの先端がワークに突当ってアクチュエータがフレームに対して切削方向の反対方向へ僅かに移動したことを検出するセンサを設け、このセンサによりアクチュエータがフレームに対して切削方向の反対方向へ僅かに移動したことを検出すると穴明け加工ヘッドの往動速度を早送り速度から切削送り速度に切換えるように上記速度切換手段を制御するように構成してなることを特徴とする。
【００１４】
請求項１に記載の発明特定事項によると、アクチュエータの作動により可動体を切削方向へ往動させることにより、穴明け加工ヘッドを早送り速度で切削方向へ往動させて、回転駆動中のドリルの先端部をワークに突当てる。そして、突当てによるドリルの先端部の衝撃を付勢部材により吸収しつつ、ドリルの先端部がワークに突当ってアクチュエータが付勢部材の付勢力に抗してフレームに対して前記反対方向へ僅かに移動したことをセンサにより検出すると、速度切換手段を制御して穴明け加工ヘッドの往動速度を早送り速度から切削送り速度に切換える。又、ロック手段によりアクチュエータをフレームに対して固定せしめる。これによって、ワークに対してドリルの切削による穴明け加工を行うことができる。
【００１５】
穴明け加工ヘッドが切削方向へ更に往動して、ドリルの先端部がワークを突き抜けると、穴明け加工が終了する。ここで、ロック手段によりアクチュエータをフレームに対して固定せしめているため、ドリルの先端部がワークから突き抜ける際に、加工負荷が急激に減少しても、付勢部材の付勢力によってアクチュエータはフレームに対して移動することはない。
【００１６】
尚、穴明け加工後においては、アクチュエータの作動により穴明けヘッドを切削方向へ復動させて、ワークに対して離反せしめる。
【００１７】
ここで、アクチュエータの作動によって切削方向へ往復動する可動体には、シリンダがアクチュエータの場合にあってはピストンロッド、電動モータがアクチュエータの場合にあっては電動モータに連動連結した送りねじに螺合したナット部材等が含まれる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１及び図２を参照するに、本発明の実施の形態に係る穴明け加工機１はＨ型鋼のごときワークＷに対して穴明け加工を行うものであって、支持フレーム３をベースにしている。支持フレーム３にはワークＷに対して穴明け加工を行う穴明け加工ヘッド５が切削方向（左方向、図１において左方向、図２において紙面に向って表方向）へガイド部材７を介して往復動可能に設けてある。上記穴明け加工ヘッド５の左側には上下方向（図１及び図２において上下方向）へ移動可能なドリル支持部材９が備えてあり、このドリル支持部材９には駆動モータ１１の駆動により回転駆動可能なドリルＤが設けてある。ここで、ドリルＤの先端部がワークに対して突き抜けたことを検出するため、駆動モータ１１の駆動回路（図示省略）には電流計（図示省略）が接続してある。
【００２０】
上記穴明け加工ヘッド５を切削方向へ往復動させるため、支持フレーム３には油圧シリンダ１３が設けてあり、この油圧シリンダ１３の作動によって切削方向へ往復動するピストンロッド１５には穴明け加工ヘッド５の連結部５ａが連結してある。図３に示すように、上記油圧シリンダ１３は第１油圧室１７と第２油圧室１９を備えてあって、第１油圧室１７には回路２１を介して４ポート３位置の方向制御弁２３のＡポートが接続してあり、第２油圧室１９には回路２５を介して方向制御弁２３のＢポートが接続してある。方向制御弁２３のＰポートには回路２７を介してポンプ２９が接続してあり、方向制御弁２３のＴポートには回路３１を介してタンクＴが接続してある。回路２７には穴明け加工ヘッド５の往動速度を早送り速度と切削送り速度（早送り速度よりも遅い送り速度）に切換える速度切換手段３３が接続してあり、この速度切換手段３３は、連通状態と遮断状態に切換可能な切換弁３５と流量制御弁３７を並設して備えてなる。
【００２１】
上記ピストンロッド１５には環状の突出部３９が設けてあり、穴明け加工ヘッド５の連結部５ａがこの突出部３９よりも切削方向側（左側）に位置するように構成してある。上記ピストンロッド１５における突出部３９と連結部５ａの間には支持スリーブ４１が設けてあり、この支持スリーブ４１には穴明け加工ヘッド５の連結部５ａをピストンロッド１５に対して切削方向へ移動する方向へ付勢するスプリング４３が設けてある。
【００２２】
上記穴明け加工ヘッド５をピストンロッド１５に対して固定せしめるため、適宜位置には穴明け加工ヘッド５の連結部５ａを切削方向の反対方向（右方向）へ押圧するロックシリンダ４５が設けてある。このロックシリンダ４５は、連結部５ａに隣接するように穴明け加工ヘッド５にボルトを介して設けられたシリンダ本体４７とこのシリンダ本体４７内に左右方向へ移動可能に設けられかつピストンロッド１５の先端部に固定した段付ピストン４９と、シリンダ本体４７と段付ピストン４９とによって形成された油圧室５１とを備えている。
【００２３】
図３に示すように、上記油圧室５１には回路５３の一端が接続してあり、この回路５３の他端は回路２７に分岐接続してあって、回路５３の途中には連通状態と遮断状態に切換可能な切換弁５５が接続してある。ここで、切換弁５５を連通状態に切換えて油圧室５１に圧油を供給して穴明け加工ヘッド５の連結部５ａを上記反対方向へ押圧することにより連結部５ａを突出部３９側へ押圧して穴明け加工ヘッド５をピストンロッド１５に対して固定できるように構成してある。
【００２４】
上記シリンダ本体４７には近接センサ５７が支持アーム５９を介して設けてあり、この近接センサ５７はドリルＤの先端部がワークＷに突当って穴明け加工ヘッド５がスプリング４３の付勢力に抗ししつつピストンロッド１５に対して右方向へ僅かに移動して突出部３９と支持スリーブ４１の隙間δ1 がほぼ０になったことを検出するものである。図３に示すように、この近接センサ５７は制御手段６１に接続してあって、制御手段６１は、近接センサ５７により穴明け加工ヘッド５がピストンロッド１５に対して切削方向の反対方向へ僅かに移動して隙間δ1 がほぼ０になったことを検出すると、切換弁５５を遮断状態から連通状態に切換えると共に、切換弁３５を連通状態から遮断状態に切換えるように制御するものである。
【００２５】
支持フレーム３にはワークＷを前後方向へ移動可能に支持する搬送テーブル６３が設けてあり、適宜位置にはワークＷを搬送テーブル６３に対して固定せしめるバイス装置（図示省略）が設けてある。
【００２６】
次に、本発明の実施の形態の作用について図４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００２７】
ワークＷを前方向へ搬送して前後方向の所定位置に位置決めし（ステップ１）、バイス装置によりワークＷを搬送テーブル６３に固定せしめる。次に、ドリル支持部材９を上下方向へ移動させて、ドリルＤをワークＷの被加工部とほぼ同じ高さ位置に位置せしめる（ステップ２）。これによって、ドリルＤの先端部をワークＷの被加工部と左右に対向せしめることができる。
【００２８】
ステップ２が終了した後に、駆動モータ１１の駆動によりドリル１３を回転駆動させて（ステップ３）、切換弁３５を連通状態に切換え、かつ方向制御弁２３をＡポートとＰポート及びＢポートとＴポートが連通した状態に切換えることにより、油圧シリンダ１３の作動によりピストンロッド１５を切削方向へ往動させることにより、穴明け加工ヘッド５を早送り速度で切削方向へ往動させて（ステップ４）、回転駆動中のドリルＤの先端部を右方向からワークＷに突当てる（ステップ５）。そして、突当てによるドリルＤの先端部の衝撃をスプリング４３により吸収しつつ、ドリルＤの先端部がワークに突当って穴明け加工ヘッド５がスプリング４３の付勢力に抗ししつつピストンロッド１５に対して右方向へ僅かに移動して隙間δ₁がほぼ０になったことを近接センサ５７により検出すると（ステップ６，７）、切換弁５５を連通状態に切換えてロックシリンダ４５の作動により穴明け加工ヘッド５の連結部５ａを右方向へ押圧することにより連結部５ａを突出部３９側へ押圧して穴明け加工ヘッド５をピストンロッド１５に対して固定せしめる（ステップ８）。又、切換弁３５を遮断状態に切換えて、穴明け加工ヘッド５を切削送り速度で切削方向へ往動させる（ステップ９）。これによって、ワークＷに対してドリルＤの切削による穴明け加工を行うことができる。
【００２９】
穴明け加工ヘッド５が切削方向へ更に往動して、ドリルＤの先端部がワークＷから突き抜けると（ステップ１０）、穴明け加工が終了する。ここで、ロックシリンダ４５の作動により穴明け加工ヘッド５をピストンロッド１５に対して固定せしめているため、ドリルＤの先端部がワークＷから突き抜ける際に加工負荷が急激に減少しても、スプリング４３の付勢力によって穴明け加工ヘッド５はピストンロッド１５に対して左方向へ移動することはない。尚、駆動モータ１１の駆動回路１３に流れる電流の急激な変化を電流計により検出することにより、ドリルＤの先端部がワークＷを突き抜けたことはわかるものである。
【００３０】
穴明け加工終了後においては、方向制御弁２３をＢポートとＰポート及びＡポートとＴポートが連通した状態に切換えて油圧シリンダ１３の作動により穴明け加工ヘッド５を切削方向へ復動させて、ワークＷに対して離反せしめる（ステップ１１）。そして、切換弁５５を遮断状態に切換えてロックシリンダ４５による固定状態を解除し（ステップ１２）、駆動モータ１１の駆動を停止してドリルＤの回転を停止せしめる（ステップ１３）。
【００３１】
以上のごとき、第１の発明の実施の形態によれば、穴明け加工ヘッド５がスプリング４３の付勢力に抗してピストンロッド１５に対して右方向へ僅かに移動して隙間δ1 がほぼ０になったことを近接センサ５７により検出することにより、従来の技術の如く、油圧機器の作動の影響を受けることなく、ドリルＤの先端部がワークＷに突当ったことを正確に検出することができ、作業時間を短くしつつ、ドリルＤの寿命向上及び切削性の向上を図ることができる。
【００３２】
又、ドリルＤの先端部がワークに突当る際のドリルＤの衝撃をスプリング４３により吸収できるため、ドリルＤの先端部の欠け等の損傷を抑制することができる。
【００３３】
更に、ドリルＤの先端部がワークＷから突き抜ける際に、加工負荷が急激に減少しても、スプリング４３の付勢力によって穴明け加工ヘッド５がピストンロッド１５に対して移動することがないため、ドリルＤの往動速度の急激な変化をなくして、ドリルＤの先端部のチッピングを抑制することができる。
【００３４】
次に、第２の発明の実施の形態について説明する。
【００３５】
図５を参照するに、第２の発明の実施の形態に係る穴明け加工機６５は第１の発明の実施の形態に係る穴明け加工機１とほぼ同様の構成を有しており、穴明け加工機６５の特徴部分についてのみ説明する。尚、穴明け加工機６５における複数の構成要素のうち穴明け加工機１の構成要素と同様の構成要素については、図面中対応する構成要素と同じ番号を付する。
【００３６】
穴明け加工ヘッド５を切削方向（左方向、図４において左方向）へ往復動させうため、支持フレーム３には油圧シリンダ６７が設けてあり、この油圧シリンダ６７の作動によって切削方向（左方向、図５において左方向）へ往復動するピストンロッド６９には穴明け加工ヘッド５の連結部５ａが一体的に連結してある。上記油圧シリンダ６７はガイド部材７１を介して支持フレーム３に対して切削方向へ僅かに往復動できるように構成してある。更に、油圧シリンダ６７の右側には支持部７３が備えてあって、この支持部７３は支持フレーム３に設けたブラケット７５に左右方向に移動自在に支持されてあって、支持部７３には油圧シリンダ６７を支持フレーム３に対して切削方向へ付勢するスプリング７７が設けてある。また、油圧シリンダ６７が右方向へ僅かに移動してブラケット７５と油圧シリンダ６７の隙間δ₂がほぼ０になった後に、油圧シリンダ６７を支持フレーム３に固定せしめるため、支持フレーム３の適宜位置には上下方向へ突出可能なピストンロッド７９を備えたロックシリンダ８１が設けてあり、ピストンロッド７９を上方向へ移動させると油圧シリンダ６７の左方向の移動が規制されるように構成してある。
【００３７】
支持フレーム３には近接センサ８３が支持アーム８５を介して設けてあり、この近接センサ８３はドリルＤの先端部がワークＷに突当って油圧シリンダ６７が支持フレーム３に対して右方向へ僅かに移動して隙間δ2 がほぼ０になったことを検出するものである。図６に示すように、この近接センサ８３は制御手段８７に接続してあり、制御手段８７は、近接センサ８３により油圧シリンダ６７が支持フレーム３に対して右方向へ僅かに移動して隙間δ2 がほぼ０になったことを検出すると、切換弁５５を遮断状態から連通状態に切換えると共に切換弁３５を連通状態から遮断状態に切換えるように制御するものである。
【００３８】
次に、第２の発明の実施の形態の作用について説明する。尚、第２の発明の実施の形態の作用については第１の発明の実施の形態の作用とほぼ同様であるため、図４に示すフローチャートを用いて簡単に説明する。
【００３９】
ワークＷを前方向（図５において紙面に向って表方向）へ搬送位置決めし（ステップ１）、ドリルＤを上下方向（図５において上下方向）へ移動させてドリルＤをワークＷの被加工部の高さ位置とほぼ高さ位置に位置せしめる（ステップ２）。そして、ドリルＤを回転させて（ステップ３）、油圧シリンダ６７の作動により穴明け加工ヘッド５を早送り速度で切削方向へ往動させて（ステップ４）、回転駆動中のドリルＤの先端部を右方向からワークＷに突当てる（ステップ５）。そして、突当てによるドリルＤの先端部の衝撃をスプリング７７により吸収しつつ、ドリルＤの先端部がワークＷに突当って油圧シリンダ６７がスプリング７７の付勢力に抗ししつつ支持フレーム３に対して右方向へ僅かに移動して隙間δ₂がほぼ０になったことを近接センサ８３により検出すると（ステップ６，７）、ロックシリンダ８１により油圧シリンダ６７を支持フレーム３に対して固定せしめ（ステップ８）、穴明け加工ヘッド５を切削送り速度で切削方向へ往動させる（ステップ９）。これによって、ワークＷに対してドリルＤの切削による穴明け加工を行うことができる。
【００４０】
穴明け加工ヘッド５が切削方向へ更に往動して、ドリルＤの先端部がワークＷを突き抜けると（ステップ１０）、穴明け加工が終了する。ここで、ロックシリンダ８１により油圧シリンダ６７を支持フレーム３に対して固定せしめているため、ドリルＤの先端部がワークから突き抜ける際に、加工負荷が急激に減少しても、スプリング７７の付勢力によって油圧シリンダ６７及び穴明け加工ヘッド５が支持フレーム３に対して移動することはない。
【００４１】
尚、穴明け加工終了後においては、穴明け加工ヘッド５を切削方向へ復動させてワークＷに対して離反せしめ（ステップ１１）、ロックシリンダ８１による固定状態を解除すると共にドリルＤの回転を停止せしめる（ステップ１２，１３）。
【００４２】
第２の発明の実施の形態においても、第１の発明の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００４３】
尚、本発明は前述のごとき発明の実施の形態の説明に限るものでなく、例えば油圧シリンダ１３（６７）の代わりに、送りねじを連動連結した電動モータを用い、この送りねじに螺合したナット部材に穴明け加工ヘッド５を連結しても差支えない。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、穴明け加工ヘッドが付勢部材の付勢力に抗して可動体に対して切削方向の反対方向へ僅かに移動したことを検出することにより、従来技術の如く、油圧機器の作動の影響を受けることなく、ドリルの先端部がワークに突当たったことを正確に検出することができるため、作業時間を短くしつつ、ドリルの寿命向上及び切削性の向上を図ることができる。
【００４５】
又、ドリルの先端部がワークに突当たった際のドリルの先端部の衝撃を付勢部材により吸収しているため、ドリルの先端部の欠け等の損傷を抑制することができる。
【００４６】
更に、ドリルの先端部がワークから突き抜ける際に、加工負荷が急激に減少しても、付勢部材の付勢力によって穴明け加工ヘッドが可動体に対して移動することがないため、ドリルの往動速度の急激な変化をなくして、ドリルの先端部のチッピングを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の実施の形態に係る穴明け加工機の概略的な正面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った図である。
【図３】第１の発明の実施の形態に係る油圧回路図である。
【図４】発明の実施の形態の作用を示すフローチャートである。
【図５】第２の発明の実施の形態に係る穴明け加工機の概略的な正面図である。
【図６】第２の発明の実施の形態に係る油圧回路図である。
【符号の説明】
１穴明け加工機
３支持フレーム
５穴明け加工ヘッド
１３油圧シリンダ
１５ピストンロッド
３３速度切換手段
４３スプリング
４５ロックシリンダ
５５切換弁
５７近接センサ
６１制御手段
６５穴明け加工機
６７油圧シリンダ
６９ピストンロッド
７７スプリング
８１ロックシリンダ
８３近接センサ
８７制御手段
Ｄドリル
Ｗワーク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a drilling machine that performs drilling by drilling a workpiece such as H-shaped steel.
[0002]
[Prior art]
A conventional drilling machine will be briefly described as follows.
[0003]
That is, a drilling head for drilling a workpiece is provided on the frame so as to reciprocate in the cutting direction, and the drilling head is provided with a drill that can be driven to rotate. In order to reciprocate the drilling head in the cutting direction, a hydraulic cylinder is provided in the frame, and a connecting portion of the drilling head is connected to a piston rod that reciprocates in the cutting direction by operation of the hydraulic cylinder. It is. The hydraulic cylinder is connected to speed switching means for switching the forward movement speed of the drilling head between a rapid feed speed and a cutting feed speed (a feed speed slower than the rapid feed speed). In order to detect that the tip of the drill hits the workpiece, a pressure switch for detecting the pressure fluctuation is connected to the hydraulic cylinder. When the pressure fluctuation is detected by this pressure switch, the drilling head The speed switching means can be controlled to switch the forward movement speed from the rapid feed speed to the cutting feed speed.
[0004]
Therefore, by moving the piston rod in the cutting direction by the operation of the hydraulic cylinder, the drilling head is moved in the cutting direction at a rapid feed speed, and the tip of the rotary drive is abutted against the workpiece. Here, the forward movement speed of the drilling head is set to the rapid feed speed, so that the work time is shortened by allowing the tip of the drill to abut the workpiece in a short time after the drilling head starts moving forward. It is to do. When it is detected that the pressure in the hydraulic cylinder has fluctuated by the pressure switch, in other words, when the tip of the drill hits the workpiece, the machining load is reduced to improve the drill life and machinability. Therefore, the speed switching means is controlled to switch the forward movement speed of the drilling head from the rapid feed speed to the cutting feed speed. Thereby, the drilling process by the cutting of a drill can be performed with respect to a workpiece | work. After drilling, the drilling head is moved away from the work by moving the piston rod back in the cutting direction by the operation of the hydraulic cylinder.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, it may be impossible to accurately detect that the pressure switch malfunctions due to the operation of a hydraulic device such as a valve connected to the hydraulic cylinder and the tip of the drill hits the workpiece. In this case, as soon as the drilling head starts to move forward, the forward movement speed of the drilling head is switched to the cutting feed speed, so that the working time becomes longer or the tip of the drill hits the workpiece. Even if it hits, there is a problem in that it is not possible to immediately switch to the cutting feed rate, and it is impossible to improve the life of the drill and to improve the machinability.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In the first aspect of the invention, a drilling head for drilling a workpiece in the frame is provided so as to be reciprocable in the cutting direction, and the drilling head is provided with a drill that can be driven to rotate. In order to reciprocate the drilling head in the cutting direction, an actuator is provided on the frame, and the drilling head is connected to a movable body that reciprocates in the cutting direction by the operation of the actuator. A speed switching means for switching the forward movement speed of the machining head between the rapid feed speed and the cutting feed speed is connected, and the actuator is configured to be able to slightly reciprocate in the direction opposite to the cutting direction with respect to the frame. In contrast, an urging member that can be urged forward in the cutting direction is provided, and the actuator is fixed to the frame. A lock means is provided, and a sensor is provided for detecting that the tip of the drill hits the workpiece and the actuator has moved slightly in the direction opposite to the cutting direction with respect to the frame. When the slight movement in the opposite direction is detected, the speed switching means is controlled so that the forward movement speed of the drilling head is switched from the rapid feed speed to the cutting feed speed.
[0014]
According to the invention specific matter of the first aspect , by moving the movable body in the cutting direction by the operation of the actuator, the drilling head is moved in the cutting direction at a rapid feed speed, so that the drill being rotated is driven. Put the tip part against the workpiece. Then, while the impact of the tip of the drill due to the abutment is absorbed by the biasing member, the tip of the drill hits the workpiece and the actuator resists the biasing force of the biasing member in the opposite direction to the frame. When a slight movement is detected by the sensor, the speed switching means is controlled to switch the forward movement speed of the drilling head from the rapid feed speed to the cutting feed speed. Further, the actuator is fixed to the frame by the locking means. Thereby, the drilling process by the cutting of a drill can be performed with respect to a workpiece | work.
[0015]
When the drilling head further moves in the cutting direction and the tip of the drill penetrates the workpiece, the drilling process ends. Here, since the actuator is fixed to the frame by the locking means, even when the machining load suddenly decreases when the tip of the drill penetrates from the workpiece, the actuator is attached to the frame by the urging force of the urging member. They do not move.
[0016]
After the drilling process, the drilling head is moved back in the cutting direction by the operation of the actuator to be separated from the workpiece.
[0017]
Here, the movable body that reciprocates in the cutting direction by the actuation of the actuator is screwed into a piston rod when the cylinder is an actuator, or a feed screw that is linked to the electric motor when the electric motor is an actuator. Matched nut members and the like are included.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
1 and 2, a drilling machine 1 according to an embodiment of the present invention performs a drilling process on a workpiece W such as an H-shaped steel, and uses a support frame 3 as a base. Yes. A drilling head 5 for drilling a workpiece W is formed on the support frame 3 via a guide member 7 in a cutting direction (left direction, left direction in FIG. 1 and front direction toward the paper surface in FIG. 2). It is provided so that it can reciprocate. A drill support member 9 that is movable in the vertical direction (vertical direction in FIGS. 1 and 2) is provided on the left side of the drilling head 5. The drill support member 9 is driven to rotate by driving a drive motor 11. A possible drill D is provided. Here, an ammeter (not shown) is connected to the drive circuit (not shown) of the drive motor 11 in order to detect that the tip of the drill D has penetrated the workpiece.
[0020]
In order to reciprocate the drilling head 5 in the cutting direction, the support frame 3 is provided with a hydraulic cylinder 13. The piston rod 15 that reciprocates in the cutting direction by the operation of the hydraulic cylinder 13 has a drilling head. Five connecting portions 5a are connected. As shown in FIG. 3, the hydraulic cylinder 13 includes a first hydraulic chamber 17 and a second hydraulic chamber 19, and the first hydraulic chamber 17 has a directional control valve 23 at a 4-port 3 position via a circuit 21. The A port of the direction control valve 23 is connected to the second hydraulic chamber 19 via a circuit 25. A pump 29 is connected to the P port of the direction control valve 23 via a circuit 27, and a tank T is connected to the T port of the direction control valve 23 via a circuit 31. The circuit 27 is connected to speed switching means 33 for switching the forward movement speed of the drilling head 5 between a rapid feed speed and a cutting feed speed (a feed speed slower than the rapid feed speed). The speed switch means 33 is in a communication state. And a switching valve 35 and a flow rate control valve 37 which can be switched to a shut-off state.
[0021]
The piston rod 15 is provided with an annular projecting portion 39, and the connecting portion 5 a of the drilling head 5 is configured to be located on the cutting direction side (left side) with respect to the projecting portion 39. A support sleeve 41 is provided between the protruding portion 39 and the connecting portion 5 a of the piston rod 15, and the connecting portion 5 a of the drilling head 5 is moved in the cutting direction with respect to the piston rod 15. There is provided a spring 43 that urges in the direction of movement.
[0022]
In order to fix the drilling head 5 to the piston rod 15, a lock cylinder 45 for pressing the connecting portion 5a of the drilling head 5 in the direction opposite to the cutting direction (right direction) is provided at an appropriate position. . The lock cylinder 45 is provided in the drilling head 5 via a bolt so as to be adjacent to the connecting portion 5a, and is provided in the cylinder body 47 so as to be movable in the left-right direction. A stepped piston 49 fixed to the distal end portion and a hydraulic chamber 51 formed by the cylinder body 47 and the stepped piston 49 are provided.
[0023]
As shown in FIG. 3, one end of a circuit 53 is connected to the hydraulic chamber 51, and the other end of the circuit 53 is branched to the circuit 27. A switching valve 55 that can be switched to a state is connected. Here, the switching valve 55 is switched to the communication state, pressure oil is supplied to the hydraulic chamber 51, and the connecting portion 5a of the drilling head 5 is pressed in the opposite direction, thereby pressing the connecting portion 5a toward the protruding portion 39. Thus, the drilling head 5 can be fixed to the piston rod 15.
[0024]
The cylinder body 47 is provided with a proximity sensor 57 via a support arm 59, and the proximity sensor 57 has a drilling head 5 that resists the biasing force of the spring 43 because the tip of the drill D abuts against the workpiece W. However, it moves slightly to the right with respect to the piston rod 15 to detect that the gap δ1 between the protrusion 39 and the support sleeve 41 has become almost zero. As shown in FIG. 3, the proximity sensor 57 is connected to the control means 61 , and the control means 61 causes the proximity sensor 57 to make the drilling head 5 slightly in the direction opposite to the cutting direction with respect to the piston rod 15. When it is detected that the gap δ1 has become almost zero, the switching valve 55 is switched from the shut-off state to the communication state, and the switching valve 35 is controlled to switch from the communication state to the shut-off state.
[0025]
The support frame 3 is provided with a transfer table 63 that supports the work W so as to be movable in the front-rear direction, and a vise device (not shown) that fixes the work W to the transfer table 63 is provided at an appropriate position.
[0026]
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0027]
The workpiece W is conveyed forward and positioned at a predetermined position in the front-rear direction (step 1), and the workpiece W is fixed to the conveyance table 63 by a vice device. Next, the drill support member 9 is moved in the vertical direction, and the drill D is positioned at substantially the same height as the workpiece W to be processed (step 2). As a result, the tip of the drill D can be opposed to the processed part of the workpiece W on the left and right.
[0028]
After step 2 is completed, the drill 13 is driven to rotate by driving the drive motor 11 (step 3), the switching valve 35 is switched to the communication state, and the direction control valve 23 is switched to the A port, P port, B port, T By switching to a state in which the ports are in communication, by moving the piston rod 15 in the cutting direction by the operation of the hydraulic cylinder 13, the drilling head 5 is moved in the cutting direction at a fast feed speed (step 4), The tip end of the rotating drill D is abutted against the workpiece W from the right direction (step 5). Then, while absorbing the impact of the tip of the drill D due to the abutting by the spring 43, the tip of the drill D hits the workpiece and the drilling head 5 resists the biasing force of the spring 43 while the piston rod 15. When the proximity sensor 57 detects that the gap δ ₁ has become almost zero (steps 6 and 7), the switching valve 55 is switched to the communication state and the lock cylinder 45 is operated. By pressing the connecting portion 5a of the drilling head 5 in the right direction, the connecting portion 5a is pressed toward the projecting portion 39 to fix the drilling head 5 to the piston rod 15 (step 8). Further, the switching valve 35 is switched to the shut-off state, and the drilling head 5 is moved forward in the cutting direction at the cutting feed speed (step 9). As a result, the workpiece W can be drilled by cutting with the drill D.
[0029]
When the drilling head 5 further moves forward in the cutting direction and the tip of the drill D penetrates the workpiece W (step 10), the drilling process ends. Here, since the drilling head 5 is fixed to the piston rod 15 by the operation of the lock cylinder 45, even if the machining load is suddenly reduced when the tip of the drill D penetrates the workpiece W, the spring The drilling head 5 does not move to the left with respect to the piston rod 15 by the urging force of 43. In addition, it can be understood that the tip of the drill D has penetrated the workpiece W by detecting an abrupt change in the current flowing through the drive circuit 13 of the drive motor 11 with an ammeter.
[0030]
After the drilling is completed, the direction control valve 23 is switched to the state where the B port and the P port and the A port and the T port are communicated, and the drilling head 5 is moved back in the cutting direction by the operation of the hydraulic cylinder 13. Then, it is separated from the workpiece W (step 11). Then, the switching valve 55 is switched to the shut-off state to release the fixed state by the lock cylinder 45 (step 12), and the drive motor 11 is stopped and the rotation of the drill D is stopped (step 13).
[0031]
As described above, according to the embodiment of the first invention, the drilling head 5 moves slightly to the right with respect to the piston rod 15 against the urging force of the spring 43, and the gap δ1 is substantially zero. The proximity sensor 57 detects that the tip of the drill D has hit the workpiece W without being affected by the operation of the hydraulic equipment, as in the prior art. Thus, the life of the drill D and the cutting performance can be improved while shortening the working time.
[0032]
Further, since the impact of the drill D when the tip of the drill D hits the workpiece can be absorbed by the spring 43, damage such as chipping of the tip of the drill D can be suppressed.
[0033]
Furthermore, when the tip of the drill D penetrates from the workpiece W, the drilling head 5 does not move relative to the piston rod 15 due to the biasing force of the spring 43 even if the machining load decreases rapidly. The rapid change in the forward movement speed of the drill D can be eliminated, and chipping at the tip of the drill D can be suppressed.
[0034]
Next, an embodiment of the second invention will be described.
[0035]
Referring to FIG. 5, the drilling machine 65 according to the second embodiment of the present invention has substantially the same configuration as the drilling machine 1 according to the first embodiment of the invention. Only the features of the dawn machine 65 will be described. Of the plurality of components in the drilling machine 65, the same components as those of the drilling machine 1 are denoted by the same reference numerals as the corresponding components in the drawing.
[0036]
In order to reciprocate the drilling head 5 in the cutting direction (left direction, left direction in FIG. 4), the support frame 3 is provided with a hydraulic cylinder 67. By the operation of the hydraulic cylinder 67, the cutting direction (left direction) is provided. The connecting portion 5a of the drilling head 5 is integrally connected to the piston rod 69 that reciprocates in the left direction in FIG. The hydraulic cylinder 67 is configured to reciprocate slightly in the cutting direction with respect to the support frame 3 via a guide member 71. Further, a support portion 73 is provided on the right side of the hydraulic cylinder 67, and this support portion 73 is supported by a bracket 75 provided on the support frame 3 so as to be movable in the left-right direction. A spring 77 that urges the cylinder 67 in the cutting direction with respect to the support frame 3 is provided. Further, after the hydraulic cylinder 67 has moved slightly to the right and the gap δ ₂ between the bracket 75 and the hydraulic cylinder 67 has become almost zero, the hydraulic cylinder 67 is fixed to the support frame 3 so that the support frame 3 is appropriately positioned. Is provided with a lock cylinder 81 provided with a piston rod 79 that can protrude in the vertical direction, and when the piston rod 79 is moved upward, the leftward movement of the hydraulic cylinder 67 is restricted. .
[0037]
A proximity sensor 83 is provided on the support frame 3 via a support arm 85, and the proximity sensor 83 is configured such that the tip of the drill D abuts against the workpiece W and the hydraulic cylinder 67 slightly moves rightward with respect to the support frame 3. To detect that the gap δ2 has become almost zero. As shown in FIG. 6, the proximity sensor 83 is connected to the control means 87. The control means 87 causes the hydraulic cylinder 67 to move slightly in the right direction with respect to the support frame 3 by the proximity sensor 83, so that the clearance δ2 Is detected, the switching valve 55 is switched from the shut-off state to the communicating state, and the switching valve 35 is controlled to switch from the communicating state to the shut-off state.
[0038]
Next, the operation of the embodiment of the second invention will be described. Since the operation of the second embodiment is substantially the same as that of the first embodiment, it will be briefly described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0039]
The workpiece W is transported and positioned in the forward direction (front direction toward the paper surface in FIG. 5) (step 1), the drill D is moved in the vertical direction (vertical direction in FIG. 5), and the drill D is moved on the workpiece W (Step 2). Then, the drill D is rotated (step 3), and the drilling head 5 is moved forward in the cutting direction at a rapid feed rate by the operation of the hydraulic cylinder 67 (step 4), and the tip of the drill D being rotated is moved. It strikes against the workpiece W from the right direction (step 5). The impact of the tip of the drill D due to the abutment is absorbed by the spring 77, the tip of the drill D hits the work W, and the hydraulic cylinder 67 resists the urging force of the spring 77 to the support frame 3. On the other hand, when the proximity sensor 83 detects that the gap δ ₂ has become almost zero by moving slightly to the right (steps 6 and 7), the hydraulic cylinder 67 is fixed to the support frame 3 by the lock cylinder 81. (Step 8), the drilling head 5 is moved forward in the cutting direction at the cutting feed rate (Step 9). As a result, the workpiece W can be drilled by cutting with the drill D.
[0040]
When the drilling head 5 further moves in the cutting direction and the tip of the drill D penetrates the workpiece W (step 10), the drilling process is completed. Here, since the hydraulic cylinder 67 is fixed to the support frame 3 by the lock cylinder 81, the biasing force of the spring 77 is applied even when the machining load is suddenly reduced when the tip of the drill D penetrates the workpiece. Thus, the hydraulic cylinder 67 and the drilling head 5 do not move relative to the support frame 3.
[0041]
After the drilling process is completed, the drilling head 5 is moved back in the cutting direction to move away from the workpiece W (step 11), the fixed state by the lock cylinder 81 is released, and the drill D is rotated. Stop (steps 12 and 13).
[0042]
The embodiment of the second invention also has the same effect as the embodiment of the first invention.
[0043]
The present invention is not limited to the description of the embodiment of the invention as described above. For example, instead of the hydraulic cylinder 13 (67), an electric motor having an interlocked connection with a feed screw is used, and the feed screw is screwed. The drilling head 5 may be connected to the nut member.
[0044]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, by detecting that the drilling head has slightly moved in the direction opposite to the cutting direction with respect to the movable body against the biasing force of the biasing member, In this way, it is possible to accurately detect that the tip of the drill hits the workpiece without being affected by the operation of the hydraulic equipment. Improvements can be made.
[0045]
Further, since the impact of the tip of the drill when the tip of the drill hits the work is absorbed by the biasing member, damage such as chipping of the tip of the drill can be suppressed.
[0046]
In addition, when the tip of the drill penetrates from the workpiece, the drilling head does not move relative to the movable body due to the biasing force of the biasing member even if the machining load decreases rapidly. It is possible to eliminate the rapid change of the moving speed and to suppress the tipping of the tip of the drill.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front view of a drilling machine according to an embodiment of the first invention.
FIG. 2 is a view taken along line II-II in FIG.
FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram according to the embodiment of the first invention.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the embodiment of the invention.
FIG. 5 is a schematic front view of a drilling machine according to an embodiment of the second invention.
FIG. 6 is a hydraulic circuit diagram according to an embodiment of the second invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drilling machine 3 Support frame 5 Drilling head 13 Hydraulic cylinder 15 Piston rod 33 Speed switching means 43 Spring 45 Lock cylinder 55 Switching valve 57 Proximity sensor 61 Control means 65 Drilling machine 67 Hydraulic cylinder 69 Piston rod 77 Spring 81 Lock cylinder 83 Proximity sensor 87 Control means D Drill W Workpiece

Claims

A drilling head for drilling a workpiece in the frame is provided so as to be able to reciprocate in the cutting direction. This drilling head is equipped with a drill that can be driven to rotate, and the drilling head is reciprocated in the cutting direction. Therefore, an actuator is provided on the frame, and a drilling head is connected to a movable body that reciprocates in the cutting direction by the operation of the actuator. The forward movement speed and cutting feed of the drilling head are connected to this actuator. A speed switching means for switching to the speed is connected, and the actuator is configured to be able to reciprocate slightly in the direction opposite to the cutting direction with respect to the frame, and the actuator is biased in the direction of moving forward with respect to the frame in the cutting direction. A possible urging member is provided, a locking means is provided to fix the actuator to the frame, and the tip of the drill A sensor is provided to detect that the actuator has moved slightly in the direction opposite to the cutting direction relative to the frame when it hits the workpiece, and this sensor indicates that the actuator has moved slightly in the direction opposite to the cutting direction relative to the frame. A drilling machine configured to control the speed switching means so as to switch the forward moving speed of the drilling head from a rapid feed speed to a cutting feed speed when detected.