JP4662104B2 - 穴明け加工装置 - 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７）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７と図８に示す２つの方式がある。
【０００６】
図７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７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８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８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７、図８の方式は、次のような課題がある。
【００１２】
（１）図７の方式の課題。
図７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７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７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７場合は、加工ヘッド５０を一旦後退させ（図７のｔ２〜ｔ３）、その後高速前進させて（図７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８の方式の課題。
図８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７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、
ドリル１６を回転させる回転アクチュエータＭ３と、
該回転アクチュエータＭ３の負荷トルクτを検出する負荷トルク検出部１０Cと、
該負荷トルク検出部１０Cで検出した負荷トルクτが所定の基準値τ ref に下がったか否かを判定する負荷トルク判定部１０Dと、
該ドリル１６を取り付けた加工ヘッド１５を前進・後退させる送りアクチュエータＭ１を有し、
該送りアクチュエータM1を、
該ドリル１６がワークWを切り込み負荷トルクτが最大値τ max に到達して一定時間Ｔ経過したと判断した場合に、
該ドリル１６がワークＷに突き当たったままで切込み力を減少させるよう、
該負荷トルク判定部１０Ｄにより負荷トルクτが所定の基準値τrefに下がったことを判定するまで、
逆転駆動させ、
ドリル１６をワークＷに突き当てたままで後退させて切屑Ｋを分断させることを特徴とする穴明け加工装置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、切削加工中に（例えば図２のｔ２〜ｔ４）、ドリル１６をワークＷに突き当てたままで後退させる間に（例えば図２のｔ４〜ｔ５）切屑Ｋを分断させるので、ドリル１６とワークＷの間に切屑が挟まったり、該ドリル１６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１６の寿命が長くなると共に、加工時間が短くなり、更に、ドリル１６を後退させる際に該ドリル１６の切込み力が減少して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、主軸モータＭ３で回転するドリル１６と、該ドリル１６が取り付けられ送りモータＭ１で上下方向（Ｚ軸方向）に前進・後退する加工ヘッド１５を有する。
【００２９】
即ち、穴明け加工装置は（図４、図５）、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、一例としてＨ形鋼のウェブＷＢの穴明け加工を行うドリル１６と、その加工ヘッド１５が図示されている。
【００３１】
このドリル１６は、前記主軸モータＭ３で回転することにより、後述するように、切削加工を行うと共に（例えば図２のｔ２〜ｔ４）、切屑Ｋの分断を行う（例えば図２のｔ４〜ｔ５）。
【００３２】
加工ヘッド１５は、スライダ２７上に敷設されたＺ軸ガイド２８、２９に滑り結合し、Ｚ軸用の送りモータＭ１で回転するボールねじ３０に螺合している。
【００３３】
また、スライダ２７は、門型フレーム１４上に（図４）敷設されたＹ軸ガイド３１、３２に滑り結合し、Ｙ軸用の送りモータＭ４で回転するボールねじ３３に螺合している。
【００３４】
この構成により、後述するコンベアローラ２６を（図５）を介してワークＷを搬入位置決めした後（図６のステップ１０１）、前記Ｙ軸用送りモータＭ４を（図４）駆動してドリル１６を左右方向（Ｙ軸方向）に位置決めし、主軸モータＭ３を駆動して該ドリル１６を回転させる（図６のステップ１０２）。
【００３５】
この状態で、Ｚ軸用の送りモータＭ１を早送り速度で駆動すると（図２のｔ０）、加工ヘッド１５、従ってドリル１６が同速度でワークＷに向かって前進し、該ドリル１６がワークＷに突き当たって損傷しないように、突き当たり直前で（図２のｔ１）、送りモータＭ１をより遅い速度である切削送り速度に切り替えてからドリル１６をワークＷに突き当て（図２のｔ２）、加工が開始される。
【００３６】
この場合、ドリル１６がワークＷに接近している間は（図２のｔ０〜ｔ２）、該ドリル１６を回転させる主軸モータＭ３の負荷トルクτは、最低値τmin を示しているが、ドリル１６がワークＷに突き当たってそれに切り込むと（図２のｔ２〜ｔ３）、急激に上昇して最大値τmax に到達する。
【００３７】
そして、切削加工中は、図３（Ａ）に示すように、主軸モータＭ３（図１）により回転するドリル１６が、送りモータＭ１の切削送り速度で前進してワークＷを切り込むことにより、穴Ｑを加工して行くと、該ドリル１６の切込み力により、ワークＷが下方に撓む。
【００３８】
ところが、加工開始から（図２のｔ２）、一定時間Ｔが経過した後（図２のｔ４）、上記送りモータＭ１を（図１）逆転駆動させて加工ヘッド１５を介してドリル１６を後退させると（図２のｔ４）、該ドリル１６を回転させている主軸モータＭ３の負荷トルクτが最大値τmax から徐々に低下する。
【００３９】
この状態で、主軸モータＭ３の負荷トルクτが所定の基準値τref に下がったときに（図２のｔ５）、送りモータＭ１を停止してドリル１６の後退を停止させと、図３（Ｂ）に示すように、ワークＷの撓みは無くなって平坦になる。
【００４０】
従って、ドリル１６が例えば距離Ｌだけ（図３（Ａ）、図３（Ｂ））後退する間に（図２のｔ４〜ｔ５）、該ドリル１６のワークＷに対する切込み力が減少することにより、穴Ｑ加工の際に発生した切屑Ｋが回転するドリル１６て分断される。
【００４１】
このように、ドリル１６は、前進した場合の切込み力による切削加工と（図３（Ａ））、後退してその切込み力を減少させることによる切屑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ｔ２〜ｔ４、ｔ４〜ｔ５）。
【００４２】
これにより、本発明によれば、切屑Ｋを分断を迅速容易に行うことでき、また、ドリル１６が、例えば距離Ｌだけ後退する間に（図３（Ａ）、図３（Ｂ））、該ドリル１６は穴Ｑの底部に当接しており、ワークＷに突き当たったままで離れないので、本発明によれば、ドリルの寿命を長くし、加工時間を短縮することができる。
【００４３】
また、上記ドリル１６が取り付けられている加工ヘッド１５を、スライダ２７を介して設けた前記門型フレーム１４は（図４）、穴明け加工装置のベース１７上に立設されている。
【００４４】
上記ベース１７上の左側には、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。
【００４５】
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。
【００４６】
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、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。
【００４７】
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。
【００４８】
更に、ベース１７（図５）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。
【００４９】
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４）、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。
【００５０】
この構成により、コンベアローラ２６を（図５）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６のステップ１０１）。
【００５１】
この状態で、ドリル１６（図４）を左右方向（Ｙ軸方向）に位置決めし、主軸モータＭ３を駆動してドリル１６を回転させ（図６のステップ１０２）、その後は、今度は送りモータＭ１（図４）を駆動することにより、ドリル１６をワークＷに突き当て所定の動作が行われる（図３のステップ１０３以降）。
【００５２】
上記構成を有する穴明け加工装置の制御は、ＮＣ装置１０（図１）により行われ、該ＮＣ装置１０は、図示するように、ＣＰＵ１０Ａと、主軸モータ駆動部１０Ａと、負荷トルク検出部１０Ｃと、負荷トルク判定部１０Ｄと、送りモータ駆動部１０Ｅと、記憶部１０Ｆと、入出力部１０Ｇにより構成されている。
【００５３】
ＣＰＵ１０Ａは、本発明の動作プログラム（図６に相当）に従って主軸モータ駆動部１０Ａ、負荷トルク検出部１０Ｃなどの制御を統括する。
【００５４】
主軸モータ駆動部１０Ａは（図１）、回転アクチュエータである前記主軸モータＭ３を制御してドリル１６を回転させる。
【００５５】
負荷トルク検出部１０Ｃは、前記ドリル１６を回転させる主軸モータＭ３の電流を、例えばインパータ６を介して入力し、該主軸モータＭ３の負荷トルクτを検出する（図２）。
【００５６】
負荷トルク判定部１０Ｄは（図１）、前記負荷トルク検出部１０Ｃで検出した負荷トルクτが（図２）、所定の基準値τref に下がったか否かを判定する。
【００５７】
送りモータ駆動部１０Ｅは、送りアクチュエータである送りモータＭ１を制御して上記ドリル１６の加工ヘッド１５を上下方向（Ｚ軸方向）に前進・後退させる。
【００５８】
記憶部１０Ｆは、前記ドリル１６の後退を開始する基準時間である一定時間Ｔ（図２）などを記憶し、この一定時間Ｔは他の加工情報と共に入出力部１０Ｇから入力される。
【００５９】
以下、前記構成を有する本発明の動作を図６に基づいて説明する。
【００６０】
（１）加工開始前の動作。
図６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１６を左右方向に位置決めし、回転させ、ステップ１０３において、送りモータＭ１を早送り速度、切削送り速度で駆動し、ドリル１６をワークＷに突き当てる。
【００６１】
即ち、ＮＣ装置１０のＣＰＵ１０Ａは（図１）、穴明け加工装置の（図５）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。
【００６２】
この状態で、ＣＰＵ１０Ａは、ドリル１６を（図４）左右方向（Ｙ軸方向）に位置決めした後、今度は主軸モータ駆動部１０Ａを介して主軸モータＭ３を駆動して該ドリル１６を回転させる。
【００６３】
この段階では（図２のｔ０）、送りモータＭ１は（図１）停止しており、上記回転するドリル１６は、ワークＷから離反している。
【００６４】
しかし、ＣＰＵ１０Ａが（図１）送りモータ駆動部１０Ｅを介して送りモータＭ１を早送り速度で駆動すると、ドリル１６も早送り速度で前進してワークＷに接近するので（図２のｔ０〜ｔ１）、既述したように、ワークＷに突き当たる直前に（図２のｔ１）送りモータＭ１を切削送り速度に切り替えてからドリル１６を同速度でワークＷに突き当てる（図２のｔ２）。
【００６５】
（２）加工開始後の動作。
【００６６】
（２）−Ａ 一回目の切削加工（図２のｔ２〜ｔ４）。
【００６７】
図６のステップ１０４において、送りモータＭ１を切削送り速度で駆動し、ドリル１６をワークＷに切り込ませ、切削加工を行い、ステップ１０５において、ドリル１６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。
【００６８】
即ち、前記したように、ドリル１６が切削送り速度でワークＷに突き当たると（図２のｔ２）、該ドリル１６はそのまま切削送り速度でワークＷを切込み、回転するドリル１６がワークＷを切削し穴Ｑの加工が開始される。
【００６９】
穴Ｑの加工が開始されると、ＣＰＵ１０Ａは（図１）、ドリル１６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ｔ２）から一定時間Ｔを経過したか否かを判断する。
【００７０】
例えば、ＣＰＵ１０Ａは（図１）、上記ドリル１６がワークＷを貫通したことは、負荷トルク検出部１０Ｃにより主軸モータＭ３の負荷トルクτ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）が予め記憶部１０Ｆ（図１）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。
【００７１】
そして、加工開始（図２のｔ２）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（図２のｔ２〜ｔ′）、回転するドリル１６が切削送り速度で前進してワークＷを切込み、ｔ４まで穴Ｑ加工が続行される。
【００７２】
この場合、ドリル１６を回転させる主軸モータＭ３の負荷トルクτは、該ドリル１６がワークＷに接近している間は最低値τmin であるが（図２のｔ０〜ｔ２、ドリル１６がワークＷに突き当たってそれに切り込むと（図２のｔ２）急激に上昇し、ｔ３で最大値τmax に到達する。
【００７３】
また、切削加工中は（例えば図２の現時点ｔ′）、ドリル１６の切込み力により、ワークＷが下方に撓んでいる。
【００７４】
（２）−Ｂ 一回目の切屑Ｋの分断（図２のｔ４〜ｔ５）。
【００７５】
しかし、図６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、ドリル１６の後退を開始し、ステップ１０８において、主軸モータＭ３の負荷トルクτが所定の基準値τref に下がったか否かを判断し、下がっていない場合には（ＮＯ）、ステップ１０７に戻って同じ動作を繰り返し、下がった場合には（ＹＥＳ）、ステップ１０９において、ドリル１６の後退を停止する。
【００７６】
即ち、ＣＰＵ１０Ａは（図１）、加工開始（図２のｔ２）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）、送りモータ駆動部１０Ｅを介して送りモータＭ１を逆転駆動し、ドリル１６の後退を開始すると共に、負荷トルク検出部１０Ｃを介して検出した主軸モータＭ３の負荷トルクτが、所定の基準値τref に下がったか否かを負荷トルク判定部１０Ｄにより判定する。
【００７７】
そして、ＣＰＵ１０Ａは（図１）、主軸モータＭ３の負荷トルクτが、所定の基準値τref に下がったと判断した場合には（図２のｔ５）、そこで送りモータ駆動部１０Ｅを制御して送りモータＭ１を停止し、ドリル１６の後退を停止する。
【００７８】
この場合、ドリル１６が距離Ｌだけ後退する間に（図２のｔ４〜ｔ５）、該ドリル１６は、ワークＷに突き当たったままで該ワークＷに対する切込み力を減少させることにより、穴Ｑを加工する際に発生した切屑Ｋを分断する。
【００７９】
また、このドリル１６の後退が停止したときには（図２のｔ５）、切削加工のワークＷの撓みは無くなって平坦になっている。
【００８０】
（２）−Ｃ 二回目の切削加工（図２のｔ５〜ｔ７）。
【００８１】
図６のステップ１０９において、ドリル１６の後退を停止した後は、ステップ１０４に戻って同じ動作を繰り返し、送りモータＭ１を切削送り速度で駆動し、ドリル１６をワークＷに切り込ませ、切削加工を行う。
【００８２】
即ち、ＣＰＵ１０Ａは（図１）、送りモータＭ１を停止してドリル１６の後退を停止した後は（図２のｔ５）、送りモータ駆動部１０Ｅを制御して再度送りモータＭ１を切削送り速度で駆動し、これにより、回転するドリル１が、再度ワークＷに切り込むことにより、穴Ｑ加工が続行される。
【００８３】
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ｔ２〜ｔ４）の動作と同じ動作が行われる。
【００８４】
即ち、図６のステップ１０５において、ドリル１６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が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。
【００８５】
例えば、図２の現時点ｔ′′では、再加工開始（図２のｔ５）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（図２のｔ２〜ｔ４）、回転するドリル１６がワークＷに切り込んで穴Ｑ加工が続行され、この状態は、ｔ７まで続く。
【００８６】
また、切削加工中は（例えば図２の現時点ｔ′′）、同様にドリル１６の切込み力により、ワークＷが下方に撓んでいる。
【００８７】
このようにして二回目の切削加工が行われる。
【００８８】
（２）−Ｄ 二回目の切屑Ｋの分断（図２のｔ７〜ｔ８）。
【００８９】
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、ドリル１６の後退を開始し、ステップ１０８において、主軸モータＭ３の負荷トルクτが所定の基準値τref に下がったか否かを判断し、下がっていない場合には（ＮＯ）、ステップ１０７に戻って同じ動作を繰り返し、下がった場合には（ＹＥＳ）、ステップ１０９において、ドリル１６の後退を停止し（図２のｔ８）、この間（図２のｔ７〜ｔ８）、前回と同様に（図２のｔ４〜ｔ５）、ドリル１６は、ワークＷに突き当たったままで該ワークＷに対する切込み力を減少させることにより、穴Ｑを加工する際に発生した切屑Ｋを分断する。
【００９０】
また、このドリル１６の後退が停止したときには（図２のｔ８）、同様に切削加工のワークＷの撓みは無くなって平坦になっている。
【００９１】
このようにして二回目の切屑Ｋの分断が行われる。
【００９２】
上記のように、本発明によれば、一回目の切削加工（図２のｔ２〜ｔ４）、一回目の切屑Ｋの分断（図２のｔ４〜ｔ５）、二回目の切削加工（図２のｔ５〜ｔ７）、二回目の切屑Ｋの分断（図２のｔ７〜ｔ８）・・・といった図６のステップ１０４から１０９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。
【００９３】
（３）加工終了後の動作（図２のｔ１０〜ｔ１２）。
【００９４】
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６のステップ１０５において、ドリル１６がワークＷを貫通したと判断した場合には（ＹＥＳ）、ステップ１１０において、送りモータＭ１を早戻り速度で駆動し、ドリル１６をワークＷから離反させる。
【００９５】
即ち、ＣＰＵ１０Ａが（図１）、負荷トルク検出部１０Ｃを介して主軸モータＭ３の負荷トルクτの変化を検出することにより、ドリル１６がワークＷを貫通したと判断した場合には（図２のｔ１０）、送りモータ駆動部１０Ｅを介して送りモータＭ１を早戻り速度で駆動し、ドリル１６を後退してワークＷから離反させ、元の位置に復帰させる（図２のｔ１２）。
【００９６】
この場合、切削加工中には（図２のｔ８〜ｔ１０）、ドリル１６の切込み力により撓んでいたワークＷは、ドリル１６が離反し切込み力が無くなると同時に撓みが無くなって平坦になり（ｔ１０〜ｔ１２）、また、ワークＷが貫通することにより、主軸モータＭ３の負荷トルクτは、急激に減少して最低値τmin となる（図２のｔ１０〜ｔ１１）。
【００９７】
尚、上記実施形態においては、Ｈ形鋼のウェブＷＢを切削加工するドリル１６（図１）について詳述したが、本発明はこれに限定されず、Ｈ形鋼の左右のフランジＬＦ、ＲＦを（図４）切削加工するドリル１にも適用され、同様の効果を奏することは勿論である。
【００９８】
また、主軸モータＭ３の代わりに、送りモータＭ１の負荷トルク変動を利用しても、同様の効果を奏することは勿論である。
【００９９】
【発明の効果】
上記のとおり、本発明によれば、切削加工中に、ドリルをワークに突き当てたままで後退させる間に切屑を分断させるので、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、ドリルを後退させる際に該ドリルの切込み力が減少して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。
【０１００】
【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】本発明による切削送り時と後退時におけるドリル１６とワークＷとの関係を示す図である。
【図４】本発明が適用される穴明け加工装置の正面図である。
【図５】本発明が適用される穴明け加工装置の平面図である。
【図６】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７】第１従来技術の説明図である。
【図８】第２従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１０ ＮＣ装置
１０Ａ ＣＰＵ
１０Ｂ 主軸モータ駆動部
１０Ｃ 負荷トルク検出部
１０Ｄ 負荷トルク判定部
１０Ｅ 送りモータ駆動部
１０Ｆ 記憶部
１０Ｇ 入出力部
１４ 門型フレーム
１５ 加工ヘッド
１６ ドリル
２７ スライダ
２８、２９ Ｚ軸ガイド
３０、３３ ボールねじ
３１、３２ Ｙ軸ガイド
Ｍ１ 送りモータ
Ｍ３ 主軸モータ
Ｑ 穴
Ｗ ワーク
【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７）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７と図８に示す２つの方式がある。
【０００６】
図７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７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８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８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７、図８の方式は、次のような課題がある。
【００１２】
（１）図７の方式の課題。
図７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７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７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７場合は、加工ヘッド５０を一旦後退させ（図７のｔ２〜ｔ３）、その後高速前進させて（図７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８の方式の課題。
図８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７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、
ドリル１６を回転させる回転アクチュエータＭ３と、
該回転アクチュエータＭ３の負荷トルクτを検出する負荷トルク検出部１０Cと、
該負荷トルク検出部１０Cで検出した負荷トルクτが所定の基準値τ ref に下がったか否かを判定する負荷トルク判定部１０Dと、
該ドリル１６を取り付けた加工ヘッド１５を前進・後退させる送りアクチュエータＭ１を有し、
該送りアクチュエータM1を、
該ドリル１６がワークWを切り込み負荷トルクτが最大値τ max に到達して一定時間Ｔ経過したと判断した場合に、
該ドリル１６がワークＷに突き当たったままで切込み力を減少させるよう、
該負荷トルク判定部１０Ｄにより負荷トルクτが所定の基準値τrefに下がったことを判定するまで、
逆転駆動させ、
ドリル１６をワークＷに突き当てたままで後退させて切屑Ｋを分断させることを特徴とする穴明け加工装置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、切削加工中に（例えば図２のｔ２〜ｔ４）、ドリル１６をワークＷに突き当てたままで後退させる間に（例えば図２のｔ４〜ｔ５）切屑Ｋを分断させるので、ドリル１６とワークＷの間に切屑が挟まったり、該ドリル１６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１６の寿命が長くなると共に、加工時間が短くなり、更に、ドリル１６を後退させる際に該ドリル１６の切込み力が減少して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、主軸モータＭ３で回転するドリル１６と、該ドリル１６が取り付けられ送りモータＭ１で上下方向（Ｚ軸方向）に前進・後退する加工ヘッド１５を有する。
【００２９】
即ち、穴明け加工装置は（図４、図５）、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、一例としてＨ形鋼のウェブＷＢの穴明け加工を行うドリル１６と、その加工ヘッド１５が図示されている。
【００３１】
このドリル１６は、前記主軸モータＭ３で回転することにより、後述するように、切削加工を行うと共に（例えば図２のｔ２〜ｔ４）、切屑Ｋの分断を行う（例えば図２のｔ４〜ｔ５）。
【００３２】
加工ヘッド１５は、スライダ２７上に敷設されたＺ軸ガイド２８、２９に滑り結合し、Ｚ軸用の送りモータＭ１で回転するボールねじ３０に螺合している。
【００３３】
また、スライダ２７は、門型フレーム１４上に（図４）敷設されたＹ軸ガイド３１、３２に滑り結合し、Ｙ軸用の送りモータＭ４で回転するボールねじ３３に螺合している。
【００３４】
この構成により、後述するコンベアローラ２６を（図５）を介してワークＷを搬入位置決めした後（図６のステップ１０１）、前記Ｙ軸用送りモータＭ４を（図４）駆動してドリル１６を左右方向（Ｙ軸方向）に位置決めし、主軸モータＭ３を駆動して該ドリル１６を回転させる（図６のステップ１０２）。
【００３５】
この状態で、Ｚ軸用の送りモータＭ１を早送り速度で駆動すると（図２のｔ０）、加工ヘッド１５、従ってドリル１６が同速度でワークＷに向かって前進し、該ドリル１６がワークＷに突き当たって損傷しないように、突き当たり直前で（図２のｔ１）、送りモータＭ１をより遅い速度である切削送り速度に切り替えてからドリル１６をワークＷに突き当て（図２のｔ２）、加工が開始される。
【００３６】
この場合、ドリル１６がワークＷに接近している間は（図２のｔ０〜ｔ２）、該ドリル１６を回転させる主軸モータＭ３の負荷トルクτは、最低値τmin を示しているが、ドリル１６がワークＷに突き当たってそれに切り込むと（図２のｔ２〜ｔ３）、急激に上昇して最大値τmax に到達する。
【００３７】
そして、切削加工中は、図３（Ａ）に示すように、主軸モータＭ３（図１）により回転するドリル１６が、送りモータＭ１の切削送り速度で前進してワークＷを切り込むことにより、穴Ｑを加工して行くと、該ドリル１６の切込み力により、ワークＷが下方に撓む。
【００３８】
ところが、加工開始から（図２のｔ２）、一定時間Ｔが経過した後（図２のｔ４）、上記送りモータＭ１を（図１）逆転駆動させて加工ヘッド１５を介してドリル１６を後退させると（図２のｔ４）、該ドリル１６を回転させている主軸モータＭ３の負荷トルクτが最大値τmax から徐々に低下する。
【００３９】
この状態で、主軸モータＭ３の負荷トルクτが所定の基準値τref に下がったときに（図２のｔ５）、送りモータＭ１を停止してドリル１６の後退を停止させと、図３（Ｂ）に示すように、ワークＷの撓みは無くなって平坦になる。
【００４０】
従って、ドリル１６が例えば距離Ｌだけ（図３（Ａ）、図３（Ｂ））後退する間に（図２のｔ４〜ｔ５）、該ドリル１６のワークＷに対する切込み力が減少することにより、穴Ｑ加工の際に発生した切屑Ｋが回転するドリル１６て分断される。
【００４１】
このように、ドリル１６は、前進した場合の切込み力による切削加工と（図３（Ａ））、後退してその切込み力を減少させることによる切屑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ｔ２〜ｔ４、ｔ４〜ｔ５）。
【００４２】
これにより、本発明によれば、切屑Ｋを分断を迅速容易に行うことでき、また、ドリル１６が、例えば距離Ｌだけ後退する間に（図３（Ａ）、図３（Ｂ））、該ドリル１６は穴Ｑの底部に当接しており、ワークＷに突き当たったままで離れないので、本発明によれば、ドリルの寿命を長くし、加工時間を短縮することができる。
【００４３】
また、上記ドリル１６が取り付けられている加工ヘッド１５を、スライダ２７を介して設けた前記門型フレーム１４は（図４）、穴明け加工装置のベース１７上に立設されている。
【００４４】
上記ベース１７上の左側には、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。
【００４５】
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。
【００４６】
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、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。
【００４７】
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。
【００４８】
更に、ベース１７（図５）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。
【００４９】
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４）、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。
【００５０】
この構成により、コンベアローラ２６を（図５）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６のステップ１０１）。
【００５１】
この状態で、ドリル１６（図４）を左右方向（Ｙ軸方向）に位置決めし、主軸モータＭ３を駆動してドリル１６を回転させ（図６のステップ１０２）、その後は、今度は送りモータＭ１（図４）を駆動することにより、ドリル１６をワークＷに突き当て所定の動作が行われる（図３のステップ１０３以降）。
【００５２】
上記構成を有する穴明け加工装置の制御は、ＮＣ装置１０（図１）により行われ、該ＮＣ装置１０は、図示するように、ＣＰＵ１０Ａと、主軸モータ駆動部１０Ａと、負荷トルク検出部１０Ｃと、負荷トルク判定部１０Ｄと、送りモータ駆動部１０Ｅと、記憶部１０Ｆと、入出力部１０Ｇにより構成されている。
【００５３】
ＣＰＵ１０Ａは、本発明の動作プログラム（図６に相当）に従って主軸モータ駆動部１０Ａ、負荷トルク検出部１０Ｃなどの制御を統括する。
【００５４】
主軸モータ駆動部１０Ａは（図１）、回転アクチュエータである前記主軸モータＭ３を制御してドリル１６を回転させる。
【００５５】
負荷トルク検出部１０Ｃは、前記ドリル１６を回転させる主軸モータＭ３の電流を、例えばインパータ６を介して入力し、該主軸モータＭ３の負荷トルクτを検出する（図２）。
【００５６】
負荷トルク判定部１０Ｄは（図１）、前記負荷トルク検出部１０Ｃで検出した負荷トルクτが（図２）、所定の基準値τref に下がったか否かを判定する。
【００５７】
送りモータ駆動部１０Ｅは、送りアクチュエータである送りモータＭ１を制御して上記ドリル１６の加工ヘッド１５を上下方向（Ｚ軸方向）に前進・後退させる。
【００５８】
記憶部１０Ｆは、前記ドリル１６の後退を開始する基準時間である一定時間Ｔ（図２）などを記憶し、この一定時間Ｔは他の加工情報と共に入出力部１０Ｇから入力される。
【００５９】
以下、前記構成を有する本発明の動作を図６に基づいて説明する。
【００６０】
（１）加工開始前の動作。
図６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１６を左右方向に位置決めし、回転させ、ステップ１０３において、送りモータＭ１を早送り速度、切削送り速度で駆動し、ドリル１６をワークＷに突き当てる。
【００６１】
即ち、ＮＣ装置１０のＣＰＵ１０Ａは（図１）、穴明け加工装置の（図５）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。
【００６２】
この状態で、ＣＰＵ１０Ａは、ドリル１６を（図４）左右方向（Ｙ軸方向）に位置決めした後、今度は主軸モータ駆動部１０Ａを介して主軸モータＭ３を駆動して該ドリル１６を回転させる。
【００６３】
この段階では（図２のｔ０）、送りモータＭ１は（図１）停止しており、上記回転するドリル１６は、ワークＷから離反している。
【００６４】
しかし、ＣＰＵ１０Ａが（図１）送りモータ駆動部１０Ｅを介して送りモータＭ１を早送り速度で駆動すると、ドリル１６も早送り速度で前進してワークＷに接近するので（図２のｔ０〜ｔ１）、既述したように、ワークＷに突き当たる直前に（図２のｔ１）送りモータＭ１を切削送り速度に切り替えてからドリル１６を同速度でワークＷに突き当てる（図２のｔ２）。
【００６５】
（２）加工開始後の動作。
【００６６】
（２）−Ａ 一回目の切削加工（図２のｔ２〜ｔ４）。
【００６７】
図６のステップ１０４において、送りモータＭ１を切削送り速度で駆動し、ドリル１６をワークＷに切り込ませ、切削加工を行い、ステップ１０５において、ドリル１６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。
【００６８】
即ち、前記したように、ドリル１６が切削送り速度でワークＷに突き当たると（図２のｔ２）、該ドリル１６はそのまま切削送り速度でワークＷを切込み、回転するドリル１６がワークＷを切削し穴Ｑの加工が開始される。
【００６９】
穴Ｑの加工が開始されると、ＣＰＵ１０Ａは（図１）、ドリル１６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ｔ２）から一定時間Ｔを経過したか否かを判断する。
【００７０】
例えば、ＣＰＵ１０Ａは（図１）、上記ドリル１６がワークＷを貫通したことは、負荷トルク検出部１０Ｃにより主軸モータＭ３の負荷トルクτ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）が予め記憶部１０Ｆ（図１）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。
【００７１】
そして、加工開始（図２のｔ２）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（図２のｔ２〜ｔ′）、回転するドリル１６が切削送り速度で前進してワークＷを切込み、ｔ４まで穴Ｑ加工が続行される。
【００７２】
この場合、ドリル１６を回転させる主軸モータＭ３の負荷トルクτは、該ドリル１６がワークＷに接近している間は最低値τmin であるが（図２のｔ０〜ｔ２、ドリル１６がワークＷに突き当たってそれに切り込むと（図２のｔ２）急激に上昇し、ｔ３で最大値τmax に到達する。
【００７３】
また、切削加工中は（例えば図２の現時点ｔ′）、ドリル１６の切込み力により、ワークＷが下方に撓んでいる。
【００７４】
（２）−Ｂ 一回目の切屑Ｋの分断（図２のｔ４〜ｔ５）。
【００７５】
しかし、図６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、ドリル１６の後退を開始し、ステップ１０８において、主軸モータＭ３の負荷トルクτが所定の基準値τref に下がったか否かを判断し、下がっていない場合には（ＮＯ）、ステップ１０７に戻って同じ動作を繰り返し、下がった場合には（ＹＥＳ）、ステップ１０９において、ドリル１６の後退を停止する。
【００７６】
即ち、ＣＰＵ１０Ａは（図１）、加工開始（図２のｔ２）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）、送りモータ駆動部１０Ｅを介して送りモータＭ１を逆転駆動し、ドリル１６の後退を開始すると共に、負荷トルク検出部１０Ｃを介して検出した主軸モータＭ３の負荷トルクτが、所定の基準値τref に下がったか否かを負荷トルク判定部１０Ｄにより判定する。
【００７７】
そして、ＣＰＵ１０Ａは（図１）、主軸モータＭ３の負荷トルクτが、所定の基準値τref に下がったと判断した場合には（図２のｔ５）、そこで送りモータ駆動部１０Ｅを制御して送りモータＭ１を停止し、ドリル１６の後退を停止する。
【００７８】
この場合、ドリル１６が距離Ｌだけ後退する間に（図２のｔ４〜ｔ５）、該ドリル１６は、ワークＷに突き当たったままで該ワークＷに対する切込み力を減少させることにより、穴Ｑを加工する際に発生した切屑Ｋを分断する。
【００７９】
また、このドリル１６の後退が停止したときには（図２のｔ５）、切削加工のワークＷの撓みは無くなって平坦になっている。
【００８０】
（２）−Ｃ 二回目の切削加工（図２のｔ５〜ｔ７）。
【００８１】
図６のステップ１０９において、ドリル１６の後退を停止した後は、ステップ１０４に戻って同じ動作を繰り返し、送りモータＭ１を切削送り速度で駆動し、ドリル１６をワークＷに切り込ませ、切削加工を行う。
【００８２】
即ち、ＣＰＵ１０Ａは（図１）、送りモータＭ１を停止してドリル１６の後退を停止した後は（図２のｔ５）、送りモータ駆動部１０Ｅを制御して再度送りモータＭ１を切削送り速度で駆動し、これにより、回転するドリル１が、再度ワークＷに切り込むことにより、穴Ｑ加工が続行される。
【００８３】
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ｔ２〜ｔ４）の動作と同じ動作が行われる。
【００８４】
即ち、図６のステップ１０５において、ドリル１６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が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。
【００８５】
例えば、図２の現時点ｔ′′では、再加工開始（図２のｔ５）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（図２のｔ２〜ｔ４）、回転するドリル１６がワークＷに切り込んで穴Ｑ加工が続行され、この状態は、ｔ７まで続く。
【００８６】
また、切削加工中は（例えば図２の現時点ｔ′′）、同様にドリル１６の切込み力により、ワークＷが下方に撓んでいる。
【００８７】
このようにして二回目の切削加工が行われる。
【００８８】
（２）−Ｄ 二回目の切屑Ｋの分断（図２のｔ７〜ｔ８）。
【００８９】
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、ドリル１６の後退を開始し、ステップ１０８において、主軸モータＭ３の負荷トルクτが所定の基準値τref に下がったか否かを判断し、下がっていない場合には（ＮＯ）、ステップ１０７に戻って同じ動作を繰り返し、下がった場合には（ＹＥＳ）、ステップ１０９において、ドリル１６の後退を停止し（図２のｔ８）、この間（図２のｔ７〜ｔ８）、前回と同様に（図２のｔ４〜ｔ５）、ドリル１６は、ワークＷに突き当たったままで該ワークＷに対する切込み力を減少させることにより、穴Ｑを加工する際に発生した切屑Ｋを分断する。
【００９０】
また、このドリル１６の後退が停止したときには（図２のｔ８）、同様に切削加工のワークＷの撓みは無くなって平坦になっている。
【００９１】
このようにして二回目の切屑Ｋの分断が行われる。
【００９２】
上記のように、本発明によれば、一回目の切削加工（図２のｔ２〜ｔ４）、一回目の切屑Ｋの分断（図２のｔ４〜ｔ５）、二回目の切削加工（図２のｔ５〜ｔ７）、二回目の切屑Ｋの分断（図２のｔ７〜ｔ８）・・・といった図６のステップ１０４から１０９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。
【００９３】
（３）加工終了後の動作（図２のｔ１０〜ｔ１２）。
【００９４】
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６のステップ１０５において、ドリル１６がワークＷを貫通したと判断した場合には（ＹＥＳ）、ステップ１１０において、送りモータＭ１を早戻り速度で駆動し、ドリル１６をワークＷから離反させる。
【００９５】
即ち、ＣＰＵ１０Ａが（図１）、負荷トルク検出部１０Ｃを介して主軸モータＭ３の負荷トルクτの変化を検出することにより、ドリル１６がワークＷを貫通したと判断した場合には（図２のｔ１０）、送りモータ駆動部１０Ｅを介して送りモータＭ１を早戻り速度で駆動し、ドリル１６を後退してワークＷから離反させ、元の位置に復帰させる（図２のｔ１２）。
【００９６】
この場合、切削加工中には（図２のｔ８〜ｔ１０）、ドリル１６の切込み力により撓んでいたワークＷは、ドリル１６が離反し切込み力が無くなると同時に撓みが無くなって平坦になり（ｔ１０〜ｔ１２）、また、ワークＷが貫通することにより、主軸モータＭ３の負荷トルクτは、急激に減少して最低値τmin となる（図２のｔ１０〜ｔ１１）。
【００９７】
尚、上記実施形態においては、Ｈ形鋼のウェブＷＢを切削加工するドリル１６（図１）について詳述したが、本発明はこれに限定されず、Ｈ形鋼の左右のフランジＬＦ、ＲＦを（図４）切削加工するドリル１にも適用され、同様の効果を奏することは勿論である。
【００９８】
また、主軸モータＭ３の代わりに、送りモータＭ１の負荷トルク変動を利用しても、同様の効果を奏することは勿論である。
【００９９】
【発明の効果】
上記のとおり、本発明によれば、切削加工中に、ドリルをワークに突き当てたままで後退させる間に切屑を分断させるので、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、ドリルを後退させる際に該ドリルの切込み力が減少して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。
【０１００】
【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】本発明による切削送り時と後退時におけるドリル１６とワークＷとの関係を示す図である。
【図４】本発明が適用される穴明け加工装置の正面図である。
【図５】本発明が適用される穴明け加工装置の平面図である。
【図６】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７】第１従来技術の説明図である。
【図８】第２従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１０ ＮＣ装置
１０Ａ ＣＰＵ
１０Ｂ 主軸モータ駆動部
１０Ｃ 負荷トルク検出部
１０Ｄ 負荷トルク判定部
１０Ｅ 送りモータ駆動部
１０Ｆ 記憶部
１０Ｇ 入出力部
１４ 門型フレーム
１５ 加工ヘッド
１６ ドリル
２７ スライダ
２８、２９ Ｚ軸ガイド
３０、３３ ボールねじ
３１、３２ Ｙ軸ガイド
Ｍ１ 送りモータ
Ｍ３ 主軸モータ
Ｑ 穴
Ｗ ワーク
Claims (2)
- ドリルを回転させる回転アクチュエータと、
該回転アクチュエータの負荷トルクを検出する負荷トルク検出部と、
該負荷トルク検出部で検出した負荷トルクが所定の基準値に下がったか否かを判定する負荷トルク判定部と、
該ドリルを取り付けた加工ヘッドを前進・後退させる送りアクチュエータを有し、
該送りアクチュエータを、
該ドリルがワークを切り込み負荷トルクが最大値に到達して一定時間経過したと判断した場合に、
該ドリルがワークに突き当たったままで切込み力を減少させるよう、
該負荷トルク判定部により負荷トルクが所定の基準値に下がったことを判定するまで、
逆転駆動させ、
ドリルをワークに突き当てたままで後退させて切屑を分断させることを特徴とする穴明け加工装置。 - 上記送りアクチュエータは、穴が貫通したと判断するまで加工ヘッドの前進・後退を繰り返す請求項１記載の穴明け加工装置。
Priority Applications (1)
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