JP4577866B2 - Drilling apparatus and method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はドリルの寿命を長くし、加工時間を短縮し、切屑の分断を迅速容易に行う穴明け加工装置及びその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
【0003】
従来より、穴明け加工装置は、モータMで(図11)回転するドリル51を備えた加工ヘッド50を有し、該加工ヘッド50を前進させることにより、上記回転するドリル51でワークWの切削加工を行い穴Qを加工する。
【0004】
このような穴明け加工装置において、切削加工中に発生する切屑をそのまま放置しておくと、切削加工の邪魔になるなど不都合を生じるので、従来より、切屑を分断している。
【0005】
この場合、切屑を分断する方式としては、図11と図12に示す2つの方式がある。
【0006】
図11の方式は、切削加工中に加工ヘッド50を後退させ、ドリル51の刃先をワークWから一旦離すことにより、切屑Kを分断する。
【0007】
即ち、図11において、例えばt1で切削加工を開始してから、切削加工中のt2において、加工ヘッド50を後退させ回転するドリル51の刃先を加工中の穴Qの底部から離して切屑Kを分断し、t3において、該加工ヘッド50を高速前進させ、t4において、回転するドリル51を穴Qの底部に突き当て再度切削加工を行う。
【0008】
また、図12の方式は、切削加工中に加工ヘッド50をワークW中で一旦停止させることにより、切屑Kを分断する。
【0009】
即ち、図12において、例えばt1で切削加工を開始してから、切削加工中のt2において、加工ヘッド50を一旦停止させることにより、回転するドリル51の刃先を加工中の穴Qの底部に突き当てたままで切屑Kを分断し、t3において、該加工ヘッド50を前進させ、再度切削加工を行う。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
ところが、上記図11、図12の方式は、次のような課題がある。
【0012】
(1)図11の方式の課題。
図11の場合には、既述したように、加工ヘッド2を後退させ(例えば図11のt2〜t3)ドリル51をワークWから一旦離すことにより、切屑Kを分断する。
【0013】
このため、ドリル51とワークWとの間に切屑Kが挟まることがあり、また、ドリル51が後退後に高速前進して(例えば図11のt3〜t4)加工中の穴Qの底部に突き当たるので、負荷が急激に上昇する。
【0014】
その結果、ドリル51に衝撃が加わり、該ドリル51の寿命が短くなる。
【0015】
また、図11の場合は、加工ヘッド50を一旦後退させ(図11のt2〜t3)、その後高速前進させて(図11のt3〜t4)ドリル1を穴Qの底部に突き当てるといった往復動作が行われる。
【0016】
その結果、このような余分な往復動作のために、加工時間が長くなり、ひいては効率が低下する。
【0017】
(2)図12の方式の課題。
図12の場合には、既述したように、切削加工中に加工ヘッド50を一旦停止させることにより、回転するドリル51の刃先を加工中の穴Qの底部に突き当てたままで切屑Kを分断する。
【0018】
このため、前記図11の場合のように、ドリル51の寿命が短くなったり、加工時間が長くなったりすることはない。
【0019】
しかし、切削加工中に加工ヘッド50を一旦停止させても、その切削加工負荷により、加工ヘッド50側やワークW側が撓むことがある。
【0020】
例えば、ワークWがH形鋼の場合には、ムク材と比べて剛性が小さく、そのため切削加工負荷により撓み易い。
【0021】
その結果、回転するドリル51は、ワークWが撓むことにより、加工中の穴Qの底部に突き当たったままで該ワークWを切削してしまうことがある。
【0022】
即ち、従来は、加工ヘッド2側やワークW側の撓みにより、ドリル1とワークW間の相対速度をゼロにするには長時間を要し、これにより、相対速度がゼロになるまでは、切屑が薄く繋がり分断できないことがある。
【0023】
本発明の目的は、穴明け加工装置において、ドリルの寿命を長くし、加工時間を短縮し、切屑の分断を迅速容易に行うことにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、
回転可能なドリル1を備えた加工ヘッド2と、該加工ヘッド2を移動させる油圧シリンダ4と、該油圧シリンダ4と加工ヘッド2間に嵌挿された弾性部材3を有し、該油圧シリンダ4を駆動する油圧回路は、該油圧シリンダ4を前進又は後退させる切り換えを行う方向切換回路7を含み、
該弾性部材3の復元力は油圧シリンダ4の推力に比べて小さく、穴明け加工中であって該弾性部材3が収縮した状態で、該方向切換回路7を後退モード(図6)に切り換えて油圧シリンダ4を停止させたときに、回転するドリル1をワークWに突き当てて停止させた状態で、該油圧シリンダ4のピストンロッド5は該弾性部材3の復元力により加工ヘッド2に対して後退することを特徴とする穴明け加工装置と、
上記穴明け加工装置を使用する穴明け加工方法であって、
(1)
油圧シリンダ4を加工ヘッド2に当接させた状態で切削送り速度で前進させ、回転するドリル1でワークWの穴明け加工を行い、
(2) 該穴明け加工中であって該弾性部材3が収縮した状態で、該方向切換回路7を後退モード(図6)に切り換えて油圧シリンダ4を停止させたときに、回転するドリル1をワークWに突き当てて停止させた状態で、該油圧シリンダ4のピストンロッド5は該弾性部材3の復元力により加工ヘッド2に対して後退する と共に回転するドリル1をワークWに突き当てて停止させた状態で切屑Kを分断し、上記(1)と(2)の動作を繰り返すことを特徴とする穴明け加工方法という技術的手段を講じている。
【0025】
上記本発明の構成によれば、ドリル1を(図3(B))ワークWから離さないで切屑Kを分断できるようになったので、ドリル1とワークWの間に切屑が挟まったり、該ドリル1が再度ワークWと突き当たることはなく、そのためドリル1の寿命が長くなると共に、加工時間が短くなり、更に、弾性部材3が切削加工負荷による加工ヘッド2側とワークW側の撓みを吸収するので、ドリル1とワークW間の相対速度が早くゼロとなり、切屑の分断を迅速容易に行うことができる。
【0026】
このため、本発明によれば、穴明け加工装置において、ドリルの寿命を長くし、加工時間を短縮し、切屑の分断を迅速容易に行うことが可能となる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、実施の形態により添付図面を参照して、説明する。
図1は本発明の実施の形態を示す全体図である。
【0028】
図1に示す穴明け加工装置は、回転可能なドリル1を取り付けた加工ヘッド2と、該加工ヘッド2を移動させる油圧シリンダ4を有する。
【0029】
即ち、穴明け加工装置は(図8、図9)、一般にはワークWを切削し穴明け加工を行う装置であって、後述するように、例えばH形鋼のウェブWBと左右のフランジLF、RFの穴明け加工を行う。
【0030】
このうち、図1には、上記H形鋼の左右のフランジLF、RFの(図8)穴明け加工を行うドリル1が図示されている。
【0031】
このドリル1の加工ヘッド2は、Y軸ガイド21に滑り結合し、該加工ヘッド2と油圧シリンダ4のピストンロッド5との間には、弾性部材3が嵌挿され、該弾性部材3の例としては、コイルばね、エアークッション、ゴムなどがある。
【0032】
この構成により、切削送り時には(図3(A))、油圧シリンダ4のピストンロッド5は加工ヘッド2と当接し、該加工ヘッド2がY軸ガイド21上を切削送り速度で前進し、モータM2で回転するドリル1でワークWを切削し穴Qを明ける。
【0033】
この間、上記弾性部材3は、収縮してそれにエネルギが蓄えられる。
【0034】
ところが、切削加工中に油圧シリンダ4がそのロッド側油圧室4Bを遮断し、ヘッド側油圧室4Aを油タンク13に連通させることにより(図6)停止すると、ワークW側が後述する可動バイス24、25(図9)と固定バイス22、23でクランプされていることから、前記弾性部材3はワークW側とは反対のピストンロッド5側にエネルギを放出して伸張する(図3(B))。
【0035】
これにより、弾性部材3の復元力により、ピストンロッド5は加工ヘッド2に対して後退し、ピストンロッド5と加工ヘッド2間に隙間δが形成されると共に、ドリル1がワークWに突き当たったままで停止する。
【0036】
このとき、伸張した弾性部材3により、加工ヘッド2側とワークW側の撓みが吸収され、そのため、ドリル1はワークWに対して切削送りから急停止することができ、該ドリル1は、回転しながら切屑Kの分断を迅速容易に行うことができる。
【0037】
この場合、後述するように、上記油圧シリンダ4が後退を開始してから加工ヘッド2に当接するまでの間(例えば図2のt4〜t5〜t6)、回転するドリル1はワークWに突き当たって停止したままで切屑Kを分断する。
【0038】
また、上記回転するドリル1を、ワークWに突き当てている力は、弾性部材3の復元力であって油圧シリンダ4の推力に比べれば軽微であり、そのためドリル1は停止した状態で切屑Kを分断し、切削加工が行われることはない。
【0039】
このように、油圧シリンダ4と加工ヘッド2は、切削加工と(図3(A))停止したドリル1による切屑Kの分断(図3(B))といった動作を繰り返すことにより、ステップフィード動作を行う(例えば図2のt3〜t4、t4〜t5〜t6)
【0040】
一方、上記油圧シリンダ4を駆動する油圧回路は(図1)、図示するように、方向切替回路7と、流量制御回路8と、送り切替回路9により構成されている。
【0041】
方向切替回路7は、油圧シリンダ4の前進(例えば図5の切削送り)又は後退(例えば図6の切削送り中の後退)の切り換えを行い、例えば4ポート3位置電磁弁7Aにより構成され、ポートPには、モータMで駆動する油圧ポンプ11が接続され、またポートTには油タンク13が接続されている。
【0042】
流量制御回路8は、切削送りの場合に(図5)油圧シリンダ4から吐き出される作動油の流量を制御し、該油圧シリンダ4のピストンロッド5は、この流量制御回路8で設定された流量で規定される切削送り速度で前進し、例えば直列接続された流量調整弁8Aと(図1)逆止め弁8Bにより構成されている。
【0043】
送り切替回路9は、油圧シリンダ4の早送り(図4)から切削送りへ(図5)の切り替え、又は切削送りから(図5)ワークWを貫通後の早戻り(図7)への切り替えを行い、例えば2ポート2位置電磁弁9Aにより構成されている。
【0044】
この構成により、例えば切削加工中は(例えば図2のt3〜t4)、方向切替回路7を構成する電磁弁7AのソレノイドSOL▲1▼がオン、ソレノイドSOL▲2▼がオフ、送り切替回路9を構成する電磁弁9AのソレノイドSOL▲3▼がオフになっている。
【0045】
これにより、電磁弁7Aは(図1)、位置がaであってポートAとP、ポートBとTが導通し、また電磁弁9Aは、位置がdであってポートCとDが遮断されており、油圧回路は、切削送りモードとなっている(図5)。
【0046】
従って、油タンク13の作動油は、油圧フィルタ12を通過後、モータMで駆動する油圧ポンプ11で汲み上げられて方向切替回路7のポートPとAを(図5)通過し油圧シリンダ4のヘッド側油圧室4Aに入ることにより、ピストンロッド5を介して加工ヘッド2を切削送り速度で前進させ、このとき該油圧シリンダ4のロッド側油圧室4Bから吐き出された作動油は、流量制御回路8を通過して油タンク13に戻る。
【0047】
この状態で、切削加工中一定時間経過した場合に(例えば図2のt4)、送り切替回路9の電磁弁9Aはそのままで、方向切替回路7を構成するソレノイドSOL▲1▼をオフに、ソレノイドSOL▲2▼をオンに切り替える。
【0048】
これにより、電磁弁7Aは(図1)、位置がcになってポートAとT、ポートBとPが導通し、油圧シリンダ4のロッド側油圧室4Bが遮断され、ヘッド側油圧室4Aが油タンク13に連通し、油圧回路は、後退モードに切り替わる(図6)。
【0049】
従って、油圧シリンダ4は停止し、既述したように、今度は弾性部材3の復元力によりピストンロッド5が後退し、そのとき油圧シリンダ4のヘッド側油圧室4Aの作動油は、油タンク13に戻る。
【0050】
そして、一定時間経過後(例えば図2のt5)、送り切替回路9の電磁弁9Aはそのままで、方向切替回路7の電磁弁7AのソレノイドSOL▲1▼をオンに、ソレノイドSOL▲2▼をオフに切り替えると、電磁弁7Aがa位置に(図1)切り替わって再度切削送りモードとなり(図5)、ピストンロッド5が前進し、加工ヘッド2と当接した後(図2のt6)、該加工ヘッド2が切削送り速度で前進して回転するドリル1でワークWを切削し穴Qが再加工される。
【0051】
この場合、既述したように、上記油圧シリンダ4のピストンロッド5が後退を開始してから加工ヘッド2に当接するまでの間(例えば図2のt4〜t5〜t6)、回転するドリル1はワークWに突き当たって停止したままで切屑Kを分断する。
【0052】
また、切削加工開始前には、ドリル1の刃先がワークWから離反している状態から前進し、該ワークWに突き当たってから一定時間経過後までは(図2のt0〜t2)、方向切替回路7の(図1)電磁弁7AのソレノイドSOL▲1▼がオン、SOL▲2▼がオフ、送り切替回路9の電磁弁9AのソレノイドSOL▲3▼がオンとなっていて、油圧回路は早送りモードである(図4)。
【0053】
更に、ドリル1がワークWを貫通し(図2のt10)、切削加工が終了した場合には、方向切替回路7の(図1)電磁弁7AのソレノイドSOL▲1▼がオフ、SOL▲2▼がオン、送り切替回路9の電磁弁9AのソレノイドSOL▲3▼がオンとなり、油圧回路は早戻りモードとなる(図7)。
【0054】
一方、図1のNC装置10は、前記方向切替回路7などの油圧回路を含む穴明け加工装置(図8、図9)全体を制御する。
【0055】
図8、図9は、本発明が適用される穴明け加工装置を示す図である。
【0056】
穴明け加工装置は、ベース17上に立設された門型フレーム14を有し、該門型フレーム14には、モータM3により回転しながら例えばワークWであるH形鋼のウェブWBを切削穴明け加工を行うドリル16を備えた加工ヘッド15が設けられている。
【0057】
上記ドリル16を備えた加工ヘッド15は、例えばモータ・ボールねじ機構(図示省略)によりY軸方向とZ軸方向に移動位置決め自在となっている。
【0058】
上記ベース17上には、左側には、モータM2により回転しながらH形鋼の左側フランジLFの穴明け加工を行うドリル1を備えた加工ヘッド2が、右側には、同様にモータM2により回転しながらH形鋼の右側フランジRFの穴明け加工を行うドリル1を備えた加工ヘッド2がそれぞれ設けられている。
【0059】
ベース17の左側には、移動プレート18が設けられ、該移動プレート18は、Y軸ガイド20に滑り結合し、油圧シリンダ19により左右方向(Y軸方向)に移動自在となっている。
【0060】
移動プレート18上には、前記加工ヘッド2がY軸ガイド21を介して滑り結合し、該加工ヘッド2は、既述した油圧シリンダ4により、左右方向に移動自在となっている。
【0061】
上記加工ヘッド2には、前記モータM2により回転駆動するドリル1が取り付けられ、該ドリル1は、例えばモータ・ボールねじ機構(図示省略)により上下方向(Z軸方向)に移動位置決め自在となっている。
【0062】
上記加工ヘッド2上であって、ドリル1の反対側には、図示するように、既述したコイルばねなどの弾性部材3の一端が取り付けられ、該弾性部材3の他端が油圧シリンダ4のピストンロッド5に取り付けられている。
【0063】
この場合、ベース17の右側に設けられたもう一方の加工ヘッド2は、上記説明した移動プレート18上の加工ヘッド2と同じ構造を有するので、その説明は省略する。
【0064】
更に、ベース17(図9)の右側(Y軸方向)の前方(X軸方向)と後方には、固定バイス22、23が設けられ、それらに対向して、移動プレート18上には、可動バイス24、25が設けられている。
【0065】
また、固定バイス22、23と可動バイス24、25の下方(Z軸方向)には(図8)、上記H形鋼のフランジRF、LFを支持するサポートローラ28、29が回転自在に支承されている。
【0066】
この構成により、コンベアローラ26を(図9)介してワークWを搬入した後、油圧シリンダ19を作動して移動プレート18を前方(Y軸方向)に移動させることにより、可動バイス24、25と固定バイス22、23で該ワークWをクランプし位置決めする(図10のステップ101)。
【0067】
この状態で、ドリル1(図8)を上下方向(Z軸方向)に位置決めし、モータM2を駆動してドリル1を回転させ(図10のステップ102)、その後は、今度は油圧シリンダ4(図8)を作動することにより、加工ヘッド2をワークWに接近させ所定の動作が行われる(図10のステップ103以降)。
【0068】
以下、上記構成を有する本発明の動作を図10に基づいて説明する。
【0069】
(1)切削加工開始前の動作。
図10のステップ101において、ワークWを搬入位置決めし、ステップ102において、ドリル1を上下方向に位置決めし、回転させ、ステップ103において、油圧シリンダ4を早送り速度、切削送り速度で前進させ、加工ヘッド2に当接させる。
【0070】
即ち、NC装置10は(図1)、穴明け加工装置の(図9)のコンベアローラ26を回転させてワークWである例えばH形鋼を搬入すると、油圧シリンダ19を制御して移動プレート18を前方(Y軸方向)に移動させ、可動バイス24、25と固定バイス22、23で該ワークWを固定し、それを位置決めする。
【0071】
この状態で、NC装置10は、ドリル1を(図8)上下方向(Z軸方向)に位置決めし、モータM2を駆動して該ドリル1を回転させる。
【0072】
この段階では(図2のt0)、油圧シリンダ4は停止しており、上記回転するドリル1は、ワークWから離反している。
【0073】
しかし、NC装置10が(図1)方向切替回路7を構成する電磁弁7AのソレノイドSOL▲1▼をオン、SOL▲2▼をオフ、送り切替回路9を構成する電磁弁9AのソレノイドSOL▲3▼をオンにすると、油圧シリンダ4は早送り速度で(図4)前進する。
【0074】
これにより、加工ヘッド2とドリル1も、早送り速度で前進してワークWに接近し(図2のt0〜t1)、ドリル1がワークWに突き当たったことを(図2のt1)、例えばドリル1を回転駆動するモータM2の電流の変化により検知したNC装置10が、一定時間経過後(図2のt2)に前記送り切替回路9の電磁弁9Aをオフにすることにより、油圧シリンダ4を切削送り速度に切り替えると、該油圧シリンダ4のピストンロッド5が弾性部材3の復元力に抗して前進し、加工ヘッド2に当接する(図2のt3)。
【0075】
この場合、加工ヘッド2は、ドリル1がワークWに突き当たってから(図2のt1)、油圧シリンダ4のピストンロッド5が当接するまで(図2のt3)、停止したままであり、切削加工は行われない。
【0076】
(2)切削加工開始後の動作。
【0077】
(2)−A 一回目の切削加工(図2のt3〜t4)。
【0078】
図10のステップ104において、油圧シリンダ4を加工ヘッド2に当接させた状態で切削送り速度で前進させ、切削加工を行い、ステップ105において、ドリル1がワークWを貫通したか否かを判断し、貫通しない場合には(NO)、ステップ106において、一定時間Tを経過したか否かを判断し、経過しない場合には(NO)、ステップ104に戻って同じ動作を繰り返す。
【0079】
即ち、前記したように、油圧シリンダ4のピストンロッド5が切削送り速度で加工ヘッド2に当接すると(図2のt3)、加工ヘッド2はそのまま切削送り速度で前進し、回転するドリル1がワークWを切削し穴Q加工が開始される。
【0080】
穴Q加工が開始されると、NC装置10は(図1)、ドリル1がワークWを貫通したか否かを判断し、貫通しない場合には、加工開始(図2のt3)から一定時間Tを経過したか否かを判断する。
【0081】
例えば、NC装置10は(図1)、上記ドリル1がワークWを貫通したことは、駆動モータM2のトルクが、従って電流が変化したことにより、一定時間経過したことは、現時点t′(図2)が予めメモリ(図示省略)に記憶した一定時間Tを経過したことで、それぞれ判断する。
【0082】
そして、加工開始(図2のt3)から一定時間Tを経過していない場合、(例えば現時点t′)、図示するように、その前と同様に、加工ヘッド2は、油圧シリンダ4のピストンロッド5に押されることにより、切削送り速度で前進し、回転するドリル1がワークWを切削し、t4まで穴Q加工が続行される。
【0083】
(2)−B 一回目の停止したドリル1による切屑Kの分断(図2のt4〜t5〜t6)。
【0084】
しかし、図10のステップ106において、一定時間Tを経過したと判断した場合には(YES)、ステップ107において、弾性部材3の復元力により油圧シリンダ4を後退させ、ステップ108において、油圧シリンダ4を前進させ、加工ヘッド2に当接させる。
【0085】
即ち、NC装置10は(図1)、加工開始(図2のt3)から一定時間Tが経過したと判断した場合には(図2のt4)、送り切替回路9を(図1)構成する電磁弁9AのソレノイドSOL▲3▼をオフのままで、方向切替回路7を構成するソレノイドSOL▲1▼をオフに、ソレノイドSOL▲2▼をオンに切り替えることにより、油圧シリンダ4を一旦停止させた後、弾性部材3の復元力により、該油圧シリンダ4のピストンロッド5を後退させ、その後(図2のt5)、送り切替回路9の電磁弁9AのソレノイドSOL▲3▼をそのままで、方向切替回路7の電磁弁7AのソレノイドSOL▲1▼をオンに、ソレノイドSOL▲2▼をオフに切り替えると、油圧シリンダ4のピストンロッド5が切削送り速度で前進し、加工ヘッド2と当接する(図2のt6)。
【0086】
この場合、図2に示すように、油圧シリンダ4のピストンロッド5が後退を開始してから加工ヘッド2に当接するまでの間(t4〜t5〜t6)、回転するドリル1はワークWに突き当たって停止したままで切屑Kを分断する。
【0087】
(2)−C 二回目の切削加工(図2のt6〜t7)。
【0088】
図10のステップ108において、油圧シリンダ4を前進させ、加工ヘッド2に当接させた後は、ステップ104に戻って同じ動作を繰り返し、油圧シリンダ4を加工ヘッド2に当接させた状態で切削送り速度で前進させ、切削加工を行う。
【0089】
即ち、図2のt6では、油圧シリンダ4のピストンロッド5が加工ヘッド2に当接した状態で、切削送り速度で前進するので、加工ヘッド2も同速度で前進し、回転するドリル1が、再度ワークWを切削し穴Q加工が続行される。
【0090】
このようにして二回目の切削加工が行われ、一回目の切削加工中(図2のt3〜t4)の動作と同じ動作が行われる。
【0091】
即ち、図10のステップ105において、ドリル1がワークWを貫通しない場合には(NO)、ステップ106において、一定時間T経過したか否かを判断し、経過していない場合には(NO)、ステップ104に戻って切削加工を続行する。
【0092】
例えば、図2の現時点t′′では、再加工開始(図2のt6)から一定時間Tを経過していないので、図示するように、その前と同様に、加工ヘッド2は、油圧シリンダ4のピストンロッド5に押されることにより、切削送り速度で前進し、回転するドリル1がワークWを切削して穴Q加工が続行され、この状態は、t7まで続く。
【0093】
このようにして二回目の切削加工が行われる。
【0094】
(2)−D 二回目の停止したドリル1による切屑Kの分断(図2のt7〜t8〜t9)。
【0095】
そして、ステップ106において、一定時間Tが経過したと判断した場合には(図2のt7)、ステップ107において、弾性部材3の復元力により油圧シリンダ4を後退させ、ステップ108において、油圧シリンダ4を前進させ、加工ヘッド2に当接させ、この間(図2のt7〜t8〜t9)、前回と同様に(図2のt4〜t5〜t6)、回転するドリル1はワークWに突き当たって停止したままで切屑Kを分断する。
【0096】
上記のように、本発明によれば、一回目の切削加工(図2のt3〜t4)、一回目の停止したドリル1による切屑Kの分断(図2のt4〜t5〜t6)、二回目の切削加工(図2のt6〜t7)、二回目の停止したドリル1による切屑Kの分断(図2のt7〜t8〜t9)・・・といった図10のステップ104から108までのステップフィード動作が行われ、穴明け加工装置において、ドリルの寿命を長くし、加工時間を短縮し、切屑の分断を迅速容易に行うことができる。
【0097】
(3)切削加工終了後の動作(図2のt10〜t11)。
【0098】
前記のようなステップフィード動作を行っている際に、図10のステップ105において、ドリル1がワークWを貫通したと判断した場合には(YES)、ステップ109において、油圧シリンダ4を早戻り速度で後退させ、加工ヘッド2をワークWから離反させる。
【0099】
即ち、NC装置10が(図1)、モータM2の電流の変化を検知することにより、ドリル1がワークWを貫通したと判断した場合には(図2のt10)、方向切替回路7の(図1)電磁弁7AのソレノイドSOL▲1▼をオフにすると共にSOL▲2▼をオンにし、送り切替回路9の電磁弁9AのソレノイドSOL▲3▼をオンにする(図7)。
【0100】
これにより、油圧シリンダ4のピストンロッド5は、早戻り速度で後退し、これに伴って加工ヘッド2は、ワークWの切削抵抗から解放され弾性部材3の復元力でピストンロッド5から離れた状態でワークWから離反し、元の位置に復帰する(図2のt11)。
【0101】
尚、上記実施形態においては、H形鋼の左右のフランジLF、RFを(図8)切削加工するドリル1について詳述したが、本発明はこれに限定されず、H形鋼のウェブWBを切削加工するドリル16にも適用され、同様の効果を奏することは勿論である。
【0102】
【発明の効果】
上記のとおり、本発明によれば、ドリルをワークから離さないで切屑を分断できるようになったので、ドリルとワークの間に切屑が挟まったり、該ドリルが再度ワークと突き当たることはなく、そのためドリルの寿命が長くなると共に、加工時間が短くなり、更に、弾性部材が切削加工負荷による加工ヘッド側とワーク側の撓みを吸収するので、ドリルとワーク間の相対速度が早くゼロとなり、切屑の分断を迅速容易に行うことができるという効果を奏することとなった。
【0103】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す全体図である。
【図2】本発明の動作説明図である。
【図3】本発明による油圧シリンダ4の切削送り時と後退時におけるピストンロッド5と加工ヘッド2との関係を示す図である。
【図4】本発明による早送りモードを示す図である。
【図5】本発明による切削送りモードを示す図である。
【図6】本発明による後退モードを示す図である。
【図7】本発明による早戻りモードを示す図である。
【図8】本発明が適用される穴明け加工装置の正面図である。
【図9】本発明が適用される穴明け加工装置の平面図である。
【図10】本発明による動作を説明するためのフローチャートである。
【図11】第1従来技術の説明図である。
【図12】第2従来技術の説明図である。
【符号の説明】
1 ドリル
2 加工ヘッド
3 弾性部材
4 油圧シリンダ
5 ピストンロッド
7 方向切替回路
7A 4ポート3位置電磁弁
8 流量制御回路
8A 流量調整弁
8B 逆止め弁
9 送り切替回路
9A 2ポート2位置電磁弁
10 NC装置
11 油圧ポンプ
12 油圧フィルタ
13 油タンク
W ワーク
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a drilling apparatus and method for prolonging the life of a drill, shortening the machining time, and cutting chips quickly and easily.
[0002]
[Prior art]
[0003]
2. Description of the Related Art Conventionally, a drilling apparatus has a machining head 50 equipped with a drill 51 that is rotated by a motor M (FIG. 11). Process the hole Q.
[0004]
In such a drilling apparatus, if the chips generated during the cutting process are left as they are, problems such as an obstacle to the cutting process occur. Therefore, the chips are conventionally divided.
[0005]
In this case, there are two methods shown in FIGS. 11 and 12 for dividing the chips.
[0006]
In the method shown in FIG. 11, the machining head 50 is retracted during the cutting process, and the cutting edge K of the drill 51 is once separated from the workpiece W to divide the chips K.
[0007]
That is, in FIG. 11, for example, after cutting is started at t1, at t2 during cutting, the cutting edge of the drill 51 that rotates by rotating the processing head 50 away from the bottom of the hole Q being processed is separated from the chip K. At t3, the machining head 50 is advanced at a high speed, and at t4, the rotating drill 51 is abutted against the bottom of the hole Q to perform cutting again.
[0008]
In the method of FIG. 12, the chip K is divided by temporarily stopping the machining head 50 in the workpiece W during the cutting process.
[0009]
That is, in FIG. 12, for example, after cutting is started at t1, the cutting head 50 is temporarily stopped at t2 during cutting, thereby pushing the cutting edge of the rotating drill 51 into the bottom of the hole Q being processed. The chip K is divided while being applied, and at t3, the machining head 50 is advanced to perform cutting again.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
[0011]
However, the methods shown in FIGS. 11 and 12 have the following problems.
[0012]
(1) Problems with the method of FIG.
In the case of FIG. 11, as described above, the machining head 2 is retracted (for example, t2 to t3 in FIG.
[0013]
For this reason, chips K may be caught between the drill 51 and the workpiece W, and the drill 51 moves forward at a high speed after retreating (for example, t3 to t4 in FIG. 11) and hits the bottom of the hole Q being processed. The load increases rapidly.
[0014]
As a result, an impact is applied to the drill 51 and the life of the drill 51 is shortened.
[0015]
In the case of FIG. 11, the machining head 50 is temporarily retracted (t2 to t3 in FIG. 11) and then advanced at a high speed (t3 to t4 in FIG. 11) to reciprocate the drill 1 against the bottom of the hole Q. Is done.
[0016]
As a result, due to such extra reciprocating motion, the processing time becomes longer and the efficiency is lowered.
[0017]
(2) Problems with the method of FIG.
In the case of FIG. 12, as described above, the machining head 50 is temporarily stopped during the cutting process, so that the chips K are divided while the cutting edge of the rotating drill 51 is abutted against the bottom of the hole Q being machined. To do.
[0018]
Therefore, unlike the case of FIG. 11, the life of the drill 51 is not shortened and the processing time is not lengthened.
[0019]
However, even if the machining head 50 is temporarily stopped during cutting, the machining head 50 side or the workpiece W side may bend due to the cutting load.
[0020]
For example, when the workpiece W is an H-shaped steel, the rigidity is smaller than that of the mug material, and therefore, the workpiece W is easily bent due to a cutting load.
[0021]
As a result, the rotating drill 51 may cut the workpiece W while it abuts against the bottom of the hole Q being processed due to the deflection of the workpiece W.
[0022]
That is, conventionally, it takes a long time to make the relative speed between the drill 1 and the work W zero due to the bending of the machining head 2 side or the work W side, so that until the relative speed becomes zero, Chips may be thinly connected and cannot be divided.
[0023]
An object of the present invention is to increase the life of a drill, shorten the processing time, and sever a chip quickly and easily in a drilling apparatus.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides:
A machining head 2 provided with a rotatable drill 1; a hydraulic cylinder 4 for moving the machining head 2; and an elastic member 3 fitted between the hydraulic cylinder 4 and the machining head 2;The hydraulic circuit that drives the hydraulic cylinder 4 includes a direction switching circuit 7 that performs switching to move the hydraulic cylinder 4 forward or backward,
The restoring force of the elastic member 3 is smaller than the thrust of the hydraulic cylinder 4, and the direction switching circuit 7 is switched to the reverse mode (FIG. 6) while the elastic member 3 is contracted during drilling. When the hydraulic cylinder 4 is stopped,With the rotating drill 1 stopped against the workpiece W, the hydraulic cylinder 4Piston rod 5A drilling device characterized by retreating with respect to the machining head 2 by the restoring force of the elastic member 3;
A drilling method using the above drilling device,
(1)
The hydraulic cylinder 4 is moved forward at a cutting feed speed in a state where the hydraulic cylinder 4 is in contact with the machining head 2, and the workpiece 1 is moved by the rotating drill 1.DrillingAnd
(2) TheWhen the hydraulic cylinder 4 is stopped by switching the direction switching circuit 7 to the reverse mode (FIG. 6) while the elastic member 3 is contracted during the drilling process, the rotating drill 1 is set to the workpiece W. The piston rod 5 of the hydraulic cylinder 4 retreats with respect to the machining head 2 by the restoring force of the elastic member 3 in a state of being stopped by hitting.                    In addition, the cutting means K is cut in a state where the rotating drill 1 is stopped against the workpiece W, and the above-described (1) and (2) operations are repeated. ing.
[0025]
According to the configuration of the present invention, since the drill 1 can be divided without separating the drill 1 from the workpiece W (FIG. 3B), the chips are sandwiched between the drill 1 and the workpiece W, The drill 1 never comes into contact with the workpiece W again, so that the life of the drill 1 is extended and the machining time is shortened. Further, the elastic member 3 absorbs the bending of the machining head 2 side and the workpiece W side due to the machining load. As a result, the relative speed between the drill 1 and the workpiece W is quickly reduced to zero, and chips can be divided quickly and easily.
[0026]
For this reason, according to the present invention, in the drilling device, it is possible to prolong the life of the drill, shorten the processing time, and sever the chips quickly and easily.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings by embodiments.
FIG. 1 is an overall view showing an embodiment of the present invention.
[0028]
The drilling apparatus shown in FIG. 1 has a machining head 2 to which a rotatable drill 1 is attached and a hydraulic cylinder 4 that moves the machining head 2.
[0029]
That is, the drilling device (FIGS. 8 and 9) is a device that generally cuts the workpiece W and performs drilling. As will be described later, for example, an H-shaped steel web WB and left and right flanges LF, Perform RF drilling.
[0030]
Among these, FIG. 1 shows a drill 1 for drilling holes in the left and right flanges LF and RF of the H-shaped steel (FIG. 8).
[0031]
The machining head 2 of this drill 1 has a Y-axis guide21The elastic member 3 is inserted between the machining head 2 and the piston rod 5 of the hydraulic cylinder 4, and examples of the elastic member 3 include a coil spring, an air cushion, and rubber. .
[0032]
With this configuration, at the time of cutting feed (FIG. 3A), the piston rod 5 of the hydraulic cylinder 4 abuts the machining head 2, and the machining head 2 is in contact with the Y-axis guide.21The workpiece W is advanced with the cutting feed speed, and the workpiece W is cut by the drill 1 rotated by the motor M2, and the hole Q is made.
[0033]
During this time, the elastic member 3 contracts to store energy therein.
[0034]
However, when the hydraulic cylinder 4 shuts off the rod-side hydraulic chamber 4B during the cutting process and stops the head-side hydraulic chamber 4A by communicating with the oil tank 13 (FIG. 6), the workpiece W side is moved to a movable vise 24 described later. 25 (FIG. 9) and the fixed vices 22 and 23, the elastic member 3 expands by releasing energy to the piston rod 5 side opposite to the workpiece W side (FIG. 3 (B)). .
[0035]
As a result, the piston rod 5 moves backward with respect to the machining head 2 due to the restoring force of the elastic member 3, and a gap δ is formed between the piston rod 5 and the machining head 2, and the drill 1 remains in contact with the workpiece W. Stop.
[0036]
At this time, the stretched elastic member 3 absorbs the bending of the machining head 2 side and the workpiece W side, so that the drill 1 can be stopped suddenly from the cutting feed with respect to the workpiece W. However, the chip K can be divided quickly and easily.
[0037]
In this case, as will be described later, the rotating drill 1 hits the workpiece W from the time when the hydraulic cylinder 4 starts to retract until it contacts the machining head 2 (for example, t4 to t5 to t6 in FIG. 2). The chips K are cut off while stopping.
[0038]
Further, the force with which the rotating drill 1 is abutted against the workpiece W is a restoring force of the elastic member 3 and is slight compared with the thrust of the hydraulic cylinder 4, and therefore the drill 1 is in a state where the drill 1 is stopped. The cutting process is not performed.
[0039]
In this way, the hydraulic cylinder 4 and the machining head 2 perform the step feed operation by repeating operations such as cutting and cutting of the chips K by the stopped drill 1 (FIG. 3A) (FIG. 3B). (E.g., t3 to t4, t4 to t5 to t6 in FIG. 2)
[0040]
On the other hand, the hydraulic circuit for driving the hydraulic cylinder 4 (FIG. 1) is composed of a direction switching circuit 7, a flow rate control circuit 8, and a feed switching circuit 9, as shown.
[0041]
The direction switching circuit 7 switches between forward movement (for example, cutting feed in FIG. 5) or backward movement (for example, backward movement during cutting feed in FIG. 6) of the hydraulic cylinder 4, and is constituted by, for example, a 4-port 3-position electromagnetic valve 7A. A hydraulic pump 11 driven by a motor M is connected to P, and an oil tank 13 is connected to the port T.
[0042]
The flow rate control circuit 8 controls the flow rate of hydraulic oil discharged from the hydraulic cylinder 4 in the case of cutting feed (FIG. 5), and the piston rod 5 of the hydraulic cylinder 4 has a flow rate set by the flow rate control circuit 8. It moves forward at a prescribed cutting feed rate, and is composed of, for example, a flow rate adjusting valve 8A and a check valve 8B (FIG. 1) connected in series.
[0043]
The feed switching circuit 9 switches from the rapid feed (FIG. 4) to the cutting feed (FIG. 5) of the hydraulic cylinder 4 or from the cut feed (FIG. 5) to the rapid return after penetrating the workpiece W (FIG. 7). For example, it is constituted by a 2-port 2-position electromagnetic valve 9A.
[0044]
With this configuration, for example, during cutting (eg, t3 to t4 in FIG. 2), the solenoid SOL (1) of the solenoid valve 7A constituting the direction switching circuit 7 is on, the solenoid SOL (2) is off, and the feed switching circuit 9 The solenoid SOL <3> of the electromagnetic valve 9 </ b> A that constitutes is turned off.
[0045]
As a result, the solenoid valve 7A (FIG. 1) is in the position a and the ports A and P, and the ports B and T are conducted, and the solenoid valve 9A is in the position d and the ports C and D are shut off. The hydraulic circuit is in the cutting feed mode (FIG. 5).
[0046]
Accordingly, the hydraulic oil in the oil tank 13 passes through the hydraulic filter 12, is then pumped up by the hydraulic pump 11 driven by the motor M, passes through the ports P and A of the direction switching circuit 7 (FIG. 5), and passes through the head of the hydraulic cylinder 4. By entering the side hydraulic chamber 4A, the machining head 2 is advanced at the cutting feed speed via the piston rod 5, and the hydraulic oil discharged from the rod side hydraulic chamber 4B of the hydraulic cylinder 4 at this time is supplied to the flow control circuit 8 And return to the oil tank 13.
[0047]
In this state, when a certain time elapses during cutting (for example, t4 in FIG. 2), the solenoid valve 9A of the feed switching circuit 9 is left as it is, and the solenoid SOL (1) constituting the direction switching circuit 7 is turned off. Switch SOL (2) on.
[0048]
As a result, the solenoid valve 7A (FIG. 1) is in the position c, the ports A and T, the ports B and P are conducted, the rod side hydraulic chamber 4B of the hydraulic cylinder 4 is shut off, and the head side hydraulic chamber 4A is The hydraulic circuit communicates with the oil tank 13 and switches to the reverse mode (FIG. 6).
[0049]
Accordingly, the hydraulic cylinder 4 is stopped, and as described above, the piston rod 5 is now retracted by the restoring force of the elastic member 3, and at this time, the hydraulic oil in the head side hydraulic chamber 4A of the hydraulic cylinder 4 is supplied to the oil tank 13 Return to.
[0050]
Then, after a lapse of a certain time (for example, t5 in FIG. 2), the solenoid valve 9A of the direction switching circuit 7 is turned on while the solenoid valve 9A of the feed switching circuit 9 is left, and the solenoid SOL2 is turned on. When switched off, the solenoid valve 7A switches to the position a (FIG. 1) and enters the cutting feed mode again (FIG. 5). After the piston rod 5 moves forward and contacts the machining head 2 (t6 in FIG. 2), The workpiece W is cut by the drill 1 that the processing head 2 advances and rotates at the cutting feed speed, and the hole Q is reworked.
[0051]
In this case, as described above, the rotating drill 1 is in a period from when the piston rod 5 of the hydraulic cylinder 4 starts to retract until it contacts the machining head 2 (for example, t4 to t5 to t6 in FIG. 2). The swarf K is divided while it stops at the work W.
[0052]
Further, before cutting starts, the cutting edge of the drill 1 moves forward from a state where it is separated from the workpiece W, and after a certain time has elapsed after it hits the workpiece W (t0 to t2 in FIG. 2), the direction is switched. In the circuit 7 (FIG. 1), the solenoid SOL (1) of the solenoid valve 7A is on, SOL (2) is off, and the solenoid SOL (3) of the solenoid valve 9A of the feed switching circuit 9 is on. This is a fast-forward mode (FIG. 4).
[0053]
Further, when the drill 1 penetrates the workpiece W (t10 in FIG. 2) and the cutting process is completed, the solenoid SOL (1) of the electromagnetic valve 7A in the direction switching circuit (FIG. 1) is turned off and SOL (2). ▼ is turned on, the solenoid SOL (3) of the electromagnetic valve 9A of the feed switching circuit 9 is turned on, and the hydraulic circuit enters the fast return mode (FIG. 7).
[0054]
On the other hand, the NC device 10 in FIG. 1 controls the entire drilling device (FIGS. 8 and 9) including a hydraulic circuit such as the direction switching circuit 7.
[0055]
8 and 9 are diagrams showing a drilling apparatus to which the present invention is applied.
[0056]
The drilling device has a portal frame 14 erected on a base 17, and an H-shaped steel web WB, for example, a workpiece W, is cut into the portal frame 14 while rotating by a motor M 3. A machining head 15 provided with a drill 16 for performing dawn machining is provided.
[0057]
The machining head 15 provided with the drill 16 can be moved and positioned in the Y-axis direction and the Z-axis direction by, for example, a motor / ball screw mechanism (not shown).
[0058]
On the base 17, on the left side is a machining head 2 equipped with a drill 1 for drilling the left flange LF of H-section steel while rotating by a motor M2, and on the right side is similarly rotated by a motor M2. On the other hand, machining heads 2 each having a drill 1 for drilling a right flange RF of H-shaped steel are provided.
[0059]
A moving plate 18 is provided on the left side of the base 17. The moving plate 18 is slidably coupled to a Y-axis guide 20 and is movable in the left-right direction (Y-axis direction) by a hydraulic cylinder 19.
[0060]
On the moving plate 18, the processing head 2 is slidably coupled via a Y-axis guide 21, and the processing head 2 is movable in the left-right direction by the hydraulic cylinder 4 described above.
[0061]
A drill 1 that is rotationally driven by the motor M2 is attached to the machining head 2. The drill 1 can be moved and positioned in the vertical direction (Z-axis direction) by, for example, a motor / ball screw mechanism (not shown). Yes.
[0062]
One end of the elastic member 3 such as the coil spring described above is attached to the opposite side of the drill 1 on the processing head 2 as shown in the figure, and the other end of the elastic member 3 is connected to the hydraulic cylinder 4. The piston rod 5 is attached.
[0063]
In this case, the other processing head 2 provided on the right side of the base 17 has the same structure as the processing head 2 on the moving plate 18 described above, and therefore description thereof is omitted.
[0064]
Furthermore, fixed vices 22 and 23 are provided on the front side (Y-axis direction) and the rear side of the base 17 (FIG. 9) on the right side (Y-axis direction). Vise 24 and 25 are provided.
[0065]
Further, below the fixed vices 22 and 23 and the movable vices 24 and 25 (in the Z-axis direction) (FIG. 8), support rollers 28 and 29 that support the flanges RF and LF of the H-shaped steel are rotatably supported. ing.
[0066]
With this configuration, after the work W is loaded through the conveyor roller 26 (FIG. 9), the hydraulic cylinder 19 is operated to move the moving plate 18 forward (in the Y-axis direction). The workpiece W is clamped and positioned by the fixed vices 22 and 23 (step 101 in FIG. 10).
[0067]
In this state, the drill 1 (FIG. 8) is positioned in the vertical direction (Z-axis direction), the motor M2 is driven to rotate the drill 1 (step 102 in FIG. 10), and then the hydraulic cylinder 4 ( By actuating FIG. 8), the machining head 2 is brought close to the workpiece W and a predetermined operation is performed (step 103 and subsequent steps in FIG. 10).
[0068]
The operation of the present invention having the above configuration will be described below with reference to FIG.
[0069]
(1) Operation before starting cutting.
In step 101 of FIG. 10, the workpiece W is carried in and positioned, in step 102, the drill 1 is positioned in the vertical direction and rotated, and in step 103, the hydraulic cylinder 4 is advanced at a rapid feed rate and a cutting feed rate, and the machining head 2 is contacted.
[0070]
That is, the NC device 10 (FIG. 1) rotates the conveyor roller 26 of the drilling device (FIG. 9) and loads, for example, H-shaped steel as the workpiece W, and controls the hydraulic cylinder 19 to move the moving plate 18. Is moved forward (in the Y-axis direction), and the workpieces W are fixed by the movable vices 24 and 25 and the fixed vices 22 and 23 and positioned.
[0071]
In this state, the NC device 10 positions the drill 1 (FIG. 8) in the vertical direction (Z-axis direction), and drives the motor M2 to rotate the drill 1.
[0072]
At this stage (t0 in FIG. 2), the hydraulic cylinder 4 is stopped, and the rotating drill 1 is separated from the workpiece W.
[0073]
However, the NC apparatus 10 (FIG. 1) turns on the solenoid SOL (1) of the electromagnetic valve 7A constituting the direction switching circuit 7, turns off SOL (2), and solenoid SOL (9) of the electromagnetic valve 9A constituting the feed switching circuit 9. When 3 ▼ is turned on, the hydraulic cylinder 4 moves forward at a rapid feed speed (FIG. 4).
[0074]
As a result, the machining head 2 and the drill 1 also move forward at a fast feed speed and approach the workpiece W (t0 to t1 in FIG. 2), and the drill 1 has hit the workpiece W (t1 in FIG. 2). The NC device 10 detected by the change in the current of the motor M2 that rotationally drives 1 turns off the hydraulic cylinder 4 by turning off the electromagnetic valve 9A of the feed switching circuit 9 after a predetermined time has elapsed (t2 in FIG. 2). When switched to the cutting feed speed, the piston rod 5 of the hydraulic cylinder 4 moves forward against the restoring force of the elastic member 3 and comes into contact with the machining head 2 (t3 in FIG. 2).
[0075]
In this case, the machining head 2 remains stopped until the piston rod 5 of the hydraulic cylinder 4 comes into contact (t3 in FIG. 2) after the drill 1 hits the workpiece W (t1 in FIG. 2). Is not done.
[0076]
(2) Operation after the start of cutting.
[0077]
(2) -A First cutting (t3 to t4 in FIG. 2).
[0078]
In step 104 of FIG. 10, the hydraulic cylinder 4 is moved forward at the cutting feed speed while being in contact with the machining head 2 to perform cutting, and in step 105, it is determined whether or not the drill 1 has penetrated the workpiece W. If it does not penetrate (NO), it is determined in step 106 whether or not a predetermined time T has elapsed. If not (NO), the process returns to step 104 and the same operation is repeated.
[0079]
That is, as described above, when the piston rod 5 of the hydraulic cylinder 4 comes into contact with the machining head 2 at the cutting feed rate (t3 in FIG. 2), the machining head 2 moves forward at the cutting feed rate and the rotating drill 1 is moved. The workpiece W is cut and the hole Q machining is started.
[0080]
When the hole Q machining is started (see FIG. 1), the NC device 10 determines whether or not the drill 1 has penetrated the workpiece W. If the drill 1 does not penetrate, machining is started for a certain period of time (t3 in FIG. 2). It is determined whether T has elapsed.
[0081]
For example, the NC device 10 (FIG. 1) indicates that the drill 1 has penetrated the workpiece W, that a certain period of time has elapsed since the torque of the drive motor M2 and, therefore, the current has changed. Each determination is made when a predetermined time T stored in a memory (not shown) in 2) has passed.
[0082]
If the predetermined time T has not elapsed since the machining start (t3 in FIG. 2) (for example, the current time t ′), the machining head 2 is connected to the piston rod of the hydraulic cylinder 4 as before, as shown in the figure. 5 is pushed forward by the cutting feed speed, the rotating drill 1 cuts the workpiece W, and the hole Q processing is continued until t4.
[0083]
(2) -B Cutting of the chips K by the first stopped drill 1 (t4 to t5 to t6 in FIG. 2).
[0084]
However, if it is determined in step 106 in FIG. 10 that the predetermined time T has elapsed (YES), the hydraulic cylinder 4 is retracted by the restoring force of the elastic member 3 in step 107, and in step 108, the hydraulic cylinder 4 Is moved forward and brought into contact with the machining head 2.
[0085]
That is, the NC device 10 (FIG. 1) configures the feed switching circuit 9 (FIG. 1) when it is determined that a fixed time T has elapsed from the start of machining (t3 in FIG. 2) (t4 in FIG. 2). The hydraulic cylinder 4 is temporarily stopped by turning off the solenoid SOL (1) constituting the direction switching circuit 7 and turning on the solenoid SOL (2) while the solenoid SOL (3) of the solenoid valve 9A is kept off. After that, the piston rod 5 of the hydraulic cylinder 4 is retracted by the restoring force of the elastic member 3, and thereafter (t5 in FIG. 2), the solenoid SOL (3) of the electromagnetic valve 9A of the feed switching circuit 9 remains in the direction. When the solenoid SOL (1) of the solenoid valve 7A of the switching circuit 7 is turned on and the solenoid SOL (2) is turned off, the piston rod 5 of the hydraulic cylinder 4 moves forward at the cutting feed speed, and the machining head 2 Contact (t6 in FIG. 2).
[0086]
In this case, as shown in FIG. 2, the rotating drill 1 hits the workpiece W from the time when the piston rod 5 of the hydraulic cylinder 4 starts to retract until it comes into contact with the machining head 2 (t4 to t5 to t6). Then, the chips K are divided while stopped.
[0087]
(2) -C Second cutting (t6 to t7 in FIG. 2).
[0088]
In step 108 of FIG. 10, after the hydraulic cylinder 4 is moved forward and brought into contact with the machining head 2, the process returns to step 104 and the same operation is repeated, and cutting is performed with the hydraulic cylinder 4 in contact with the machining head 2. Move forward at feed rate to perform cutting.
[0089]
That is, at t6 in FIG. 2, the piston rod 5 of the hydraulic cylinder 4 is in contact with the machining head 2 and moves forward at the cutting feed speed. Therefore, the machining head 2 is also moved forward at the same speed, and the rotating drill 1 is rotated. The workpiece W is cut again and the hole Q machining is continued.
[0090]
In this way, the second cutting is performed, and the same operation as the operation during the first cutting (t3 to t4 in FIG. 2) is performed.
[0091]
That is, if the drill 1 does not penetrate the workpiece W in step 105 in FIG. 10 (NO), it is determined in step 106 whether or not a predetermined time T has elapsed, and if not (NO). Returning to step 104, the cutting process is continued.
[0092]
For example, at the current time t ″ in FIG. 2, since a certain time T has not elapsed since the start of reworking (t6 in FIG. 2), as shown in the figure, the machining head 2 is connected to the hydraulic cylinder 4 as before. The piston 1 is pushed by the piston rod 5 to advance at the cutting feed speed, and the rotating drill 1 cuts the workpiece W to continue the hole Q machining, and this state continues until t7.
[0093]
In this way, the second cutting is performed.
[0094]
(2) -D Cutting of the chips K by the second stopped drill 1 (t7 to t8 to t9 in FIG. 2).
[0095]
If it is determined in step 106 that the predetermined time T has elapsed (t7 in FIG. 2), the hydraulic cylinder 4 is retracted by the restoring force of the elastic member 3 in step 107, and in step 108, the hydraulic cylinder 4 Is moved forward and brought into contact with the machining head 2, during this time (t7 to t8 to t9 in FIG. 2), the rotating drill 1 hits the workpiece W and stops in the same manner as before (t4 to t5 to t6 in FIG. 2). The swarf K is cut off as is.
[0096]
As described above, according to the present invention, the first cutting (t3 to t4 in FIG. 2), the cutting of the chips K by the first stopped drill 1 (t4 to t5 to t6 in FIG. 2), the second time Step feed operation from step 104 to step 108 in FIG. 10 such as cutting (t6 to t7 in FIG. 2), cutting of chips K by the second stopped drill 1 (t7 to t8 to t9 in FIG. 2). In the drilling apparatus, the drill life can be extended, the processing time can be shortened, and chips can be divided quickly and easily.
[0097]
(3) Operation after completion of cutting (t10 to t11 in FIG. 2).
[0098]
When performing the step feed operation as described above, if it is determined in step 105 of FIG. 10 that the drill 1 has penetrated the workpiece W (YES), in step 109, the hydraulic cylinder 4 is returned to the rapid return speed. To move the machining head 2 away from the workpiece W.
[0099]
That is, when the NC device 10 (FIG. 1) detects that the drill 1 has penetrated the workpiece W by detecting a change in the current of the motor M2 (t10 in FIG. 2), the direction switching circuit 7 ( 1) Solenoid SOL (1) of solenoid valve 7A is turned off and SOL (2) is turned on, and solenoid SOL (3) of solenoid valve 9A of feed switching circuit 9 is turned on (FIG. 7).
[0100]
As a result, the piston rod 5 of the hydraulic cylinder 4 retreats at a fast return speed, and accordingly the machining head 2 is released from the cutting resistance of the workpiece W and separated from the piston rod 5 by the restoring force of the elastic member 3. Then, the workpiece is separated from the workpiece W and returned to the original position (t11 in FIG. 2).
[0101]
In the above embodiment, the drill 1 for cutting the left and right flanges LF and RF of the H-section steel (FIG. 8) has been described in detail. However, the present invention is not limited to this, and the web WB of the H-section steel is used. Needless to say, the present invention is also applicable to the drill 16 for cutting and has the same effect.
[0102]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the chips can be divided without separating the drill from the workpiece, so that the chips are not caught between the drill and the workpiece, or the drill does not strike the workpiece again. The service life of the drill is increased, the machining time is shortened, and the elastic member absorbs the bending of the machining head and workpiece due to the machining load. The effect was achieved that the division can be performed quickly and easily.
[0103]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the piston rod 5 and the machining head 2 when the hydraulic cylinder 4 according to the present invention is cutting fed and retracted.
FIG. 4 is a diagram showing a fast-forward mode according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a cutting feed mode according to the present invention.
FIG. 6 shows a reverse mode according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a fast return mode according to the present invention.
FIG. 8 is a front view of a drilling device to which the present invention is applied.
FIG. 9 is a plan view of a drilling apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 10 is a flowchart for explaining an operation according to the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram of the first prior art.
FIG. 12 is an explanatory diagram of the second prior art.
[Explanation of symbols]
1 Drill
2 Processing head
3 Elastic members
4 Hydraulic cylinder
5 Piston rod
7 Direction switching circuit
7A 4 port 3 position solenoid valve
8 Flow control circuit
8A Flow adjustment valve
8B Check valve
9 Feed switching circuit
9A 2-port 2-position solenoid valve
10 NC unit
11 Hydraulic pump
12 Hydraulic filter
13 Oil tank
W Work

Claims (5)

回転可能なドリルを備えた加工ヘッドと、該加工ヘッドを移動させる油圧シリンダと、該油圧シリンダと加工ヘッド間に嵌挿された弾性部材を有し、該油圧シリンダを駆動する油圧回路は、該油圧シリンダを前進又は後退させる切り換えを行う方向切換回路を含み、
該弾性部材の復元力は該油圧シリンダの推力に比べて小さく、穴明け加工中であって該弾性部材が収縮した状態で、該方向切換回路を後退モードに切り換えて油圧シリンダを停止させたときに、回転するドリルをワークに突き当てて停止させた状態で、該油圧シリンダのピストンロッドは該弾性部材の復元力により加工ヘッドに対して後退することを特徴とする穴明け加工装置。
A hydraulic circuit that includes a machining head having a rotatable drill, a hydraulic cylinder that moves the machining head, and an elastic member that is fitted between the hydraulic cylinder and the machining head, and that drives the hydraulic cylinder includes: Including a direction switching circuit for switching to move the hydraulic cylinder forward or backward,
The restoring force of the elastic member is smaller than the thrust of the hydraulic cylinder, and the hydraulic cylinder is stopped by switching the direction switching circuit to the reverse mode while the elastic member is contracted during drilling. In addition, the drilling apparatus is characterized in that the piston rod of the hydraulic cylinder moves backward with respect to the machining head by the restoring force of the elastic member in a state where the rotating drill is brought into contact with the workpiece and stopped.
上記弾性部材がコイルばね、エアークッション、又はゴムにより構成されている請求項1記載の穴明け加工装置。 The drilling device according to claim 1, wherein the elastic member is constituted by a coil spring, an air cushion, or rubber. 上記請求項1記載の穴明け加工装置を使用する穴明け加工方法であって、
(1)
油圧シリンダを加工ヘッドに当接させた状態で切削送り速度で前進させ、回転するドリルでワークの穴明け加工を行い、
(2)
穴明け加工中であって該弾性部材が収縮した状態で、該方向切換回路を後退モードに切り換えて油圧シリンダを停止させたときに、回転するドリルをワークに突き当てて停止させた状態で、該油圧シリンダのピストンロッドは該弾性部材の復元力により加工ヘッドに対して後退すると共に回転するドリルをワークに突き当てて停止させた状態で切屑を分断し、上記(1)と(2)の動作を繰り返すことを特徴とする穴明け加工方法。
A drilling method using the drilling device according to claim 1,
(1)
The hydraulic cylinder is advanced cutting feed rate being in contact with the machining head performs drilling work by the drill to rotate,
(2)
In a state in which a said drilling during machining elastic member is contracted, the direction switching circuit at the time of stopping the hydraulic cylinder is switched to the reverse mode, in a state of stopping abutted against the drill which rotates the workpiece The piston rod of the hydraulic cylinder retreats with respect to the machining head by the restoring force of the elastic member and divides the chips in a state where the rotating drill hits the work and stops, and the above (1) and (2) A drilling method characterized by repeating the operation.
上記(2)の動作において、油圧シリンダを加工ヘッドに対して後退させた後、方向切換回路により再度前進させるとき、油圧シリンダを切削送り速度で前進させ弾性部材の復元力に抗して加工ヘッドに当接させ、(1)の動作に移行する請求項3記載の穴明け加工方法。In the above operation (2), when the hydraulic cylinder is moved backward with respect to the machining head and then advanced again by the direction switching circuit, the hydraulic cylinder is advanced at the cutting feed speed to resist the restoring force of the elastic member. The drilling method according to claim 3, wherein the operation moves to the operation of (1). 上記油圧シリンダが後退を開始してから反転前進して加工ヘッドに当接するまでの間、回転するドリルはワークに突き当たって停止し切屑を分断する請求項4記載の穴明け加工方法。The drilling method according to claim 4, wherein the rotating drill hits the workpiece and stops to divide chips after the hydraulic cylinder starts retreating, reversely moves forward and comes into contact with the machining head.
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