JPH0449403A - 工作機械における送り軸の動作制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えばドリル加工などの最中に、加工負荷が
大きいためにそのドリルが停止してしまったようなとき
でも加工を再開することができるようにした工作機械に
おける送り軸の動作制御装置に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）切削や
ポーリングなどの機械加工を行なう際には、ワークの材
質の不均一やそれらの加工を行なうツールの切れ味の劣
化が原因して、常に一定品質の製品を製造し続けること
ができなくなる。

このような不具合をできるだけ緩和するために、１−記
の原因を吸収するような措置が取られている。

例えば、ワークに穴明けを行なうボーリンク°加工の場
合、次のような構成を白°する工作機械によって行われ
るが、ワークはクランプされて固定され、また、このワ
ークに穴明けするドリルは、主軸のモータによって回転
されると共に送りねじによってワークに対して接近離間
自在に移動できるようになっている。この移動はボール
ねじを回転させる送りモータによって行われるようにな
っている。

このような工作機械によってポーリング加工を行なうと
、最初はドリルの切れが良いから、指定された送り速度
でポーリングを行なっても、そのドリルを回転させてい
る主軸のモータには余り負担がかからない。したがって
、このような状態でのポーリング加圧が行なわれている
ときには、第４図のように主軸のモータに流れている電
流は通常切削電流Ａ以下であり、〕−め設定されている
送り速度でこのままポーリング加工を継続してもなんら
の問題もなく製品の加工を行なうことができる。ところ
が、だんだんとドリルの切れ味が悪くなってきたにもか
かわらずに、」―記と同一の送り速度でポーリング加工
を行なっていると、主軸のモータに流れる電流が増加し
てくる。そこで、この増加を抑えるべくドリルの送り速
度を遅くして、この電流が必要以上に」−昇しないよう
にしている。

この主軸のモータに流れる電流と送り速度との関係は第
４図に示される通りであり、その電流の増加に伴って送
り速度を遅くするようにしである。

このように、主軸のモータに流れる電流の大きさによっ
て送り速度を遅くすれば、換石すれは、加工負荷の増加
に伴って加工速度を遅くすれば、ある程度の品質を維持
しつつ製品の加工を安定して行なうことができる。しか
しながら、ドリルの切れ味が悪くなって、たまたまワー
クに食い付いて主軸のモータの回転が停止してしまった
ときには、それ以にの加工ができなくなってしまうはか
りではなく、工作機械自体も作業不能となってしまう。

というのは、主軸がこのようにして停止してしまうと、
主軸のモータには過電流が流れ、その回路を保護するサ
ーマルスイッチなどの保護装置が働いてしまうからであ
る。この保護装置が作動してしまうと、その復帰は人間
が行なわなければならず、また、その復帰に伴って、そ
のワークには途中からの作業かできなくなってしまうの
で、作業内容によっては、そのワークは不良品となって
しまう。

本発明は、このような従来の不具合を解消するために成
されたものであり、加工負荷が大きすぎて主軸が停止し
てしまったようなときでも、可及的に継続してその加工
を行なえるようにした工作機械における送り軸の動作制
御装置の提供を１」的とする。

（課題を解決するための手段） −に記１」的を達成するための本発明は、ワークをクラ
ンプするクランプ部材と、当該ワークに対して所定の作
業を行なうツールが取り（＝Ｊけられているツール取付
部利とを備え、前記クランプ部材あるいは前記ツール取
付部材のいずれか一方あるいは双方を接近させることに
よって前記ワークに対して所定の作業を行なうようにし
た工作機械において、前記クランプ部材あるいは前記ツ
ール取付部材のいずれか−りあるいは双方を接近離間駆
動する送り駆動手段と、前記ワークが前記ツールによっ
て加工されている際のその加工負荷を検出する加工負荷
検出手段と、当該加工負荷検出手段によって所定値以−
１−の加工負荷が検出されたときには、前記送り駆動手
段、によって−旦前記クランプ部祠と前記ツール取付部
材とを離間する方向に駆動した後再度前記りランプ部制
と前記ツール取４−Ｊ部Ｈとを接近方向に駆動する送り
制御手段とを自−することを特徴とする。

（作用） 以１−のように構成された本発明の工作機械における送
り軸の動作制御装置は、次のように作用する。

加工負荷検出手段によってｆめ設定されていた以１−の
負荷が検出されたとき、すなわち、過負荷が検出された
ときには、送り制御手段は駆動手段を加工時とは反対に
駆動してクランプ部祠とツール取付部材とを離間させる
。これによって加工負荷は一時軽減されるので、ツール
がワークに食い（−Ｊいてしまうようなことが防止され
る。したがって、このような食い（・Ｊきが万が一起き
てしまったときであっても加工を継続することができる
ことになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は、本発明にかかる送り軸の動作制御装置の概略
構成図、第２図は、第１図に示した装置の動作フローチ
ャー１・である。

第１図に示す工作機械は、ワークに穴明けするポーリン
グ装置である。ワーク１０に対して穴明けするツールと
してのドリル１２は、ツール取付部材としての送りユニ
ット１４に取り付けられている。ドリル１２は主軸モー
タ１６によって駆動される。尚、ワーク１０は、図示し
ないチャック等のクランプ部材によって固定されている
。送りユニット１４には、ボールねじ１８が螺合され、
このボールねじ１８の回転によって送りユニット１４が
図中Ｒ，Ｌ方向に移動する。このボールねじ１８は送り
輔モータ２０によって駆動される。

このボールねじ１８と送り軸モータ２０及び後述する送
り軸モータ用サーボアンプ２６は、送り駆動手段を構成
する。

主軸モータ１６には、このモータ１６の回転速度を制御
する主軸モータ用ザーボアンブ２２が接続されている。

この主軸モータ用サーボアンプ２２には、速度指令回路
２３と主軸電流検出回路２４とが設けられ、速度指令回
路２３は、ＮＣ制御装置本体２５から出力された主軸の
回転数指令にしたがって、主軸モータ１６に速度指令を
出力する。この速度指令は、具体的には電圧である。し
たがって、主軸モータ１６には、ＮＣ制御装置本体２５
から出力された回転数指令に応じた電圧が印加されるこ
とになる。

また、送り軸モータ２０には、このモータ２０の回転速
度を制御する送り軸モータ用サーボアンプ２６が接続さ
れている。送り制御手段として機能する送り軸動作制御
部２８は、主軸モータ用サーボアンプ２２に設けられて
いる加工負荷検出手段としての主軸電流検出回路２４か
らの信けを人力して、ＮＣ制御装置本体２５から出力さ
れた回転数指令を必要に応じて補正し、その補正後の信
弓を送り軸用サーボアンプ２６に出力する。例えば、主
軸モータ１６にかかる負荷が大きくなって主軸電流検出
回路２４によっである程度以１−の電流が検出されると
、送り軸動作制御部２８はＮＣ制御装置本体２５から出
力された送り軸モータ２０の回転速度を遅くする方向に
補正する。送り軸モータ用サーボアンプ２６は、この補
正後の回転速度の指令に基づいて送り軸モータ２０に速
度指令を出力する。さらに主軸モータ１６にかかる負荷
が大きくなってこのモータ２０がロックしてしまったよ
うなときには、送り軸動作制御部２８は逆転指令を送り
軸モータ用サーボアンプ２６に出力することになる。こ
れによって、ワーク１０とドリル１２との食い付きが解
除されることになる。

以上のような構成を有している本発明の送り軸の動作制
御装置は、第２図の動作フローチャートに基づいて次の
ように動作する。尚、この動作フローヂャートは、送り
軸動作制御部の動作フローチャートを示している。尚、
この説明は第３図を参照しつつ行なうが、この第３図に
示しであるグラフは横軸で表わされる主軸モータ１６に
流れる電流と送り軸の送り速度との関係を示すものであ
り、このグラフに相当するデータは送り軸動作制御部２
８に記憶されているものである。

ＺＣ制御装置本体２５から加工指令が出され、主軸モー
タ１６の回転速度と送り軸モータ２０の回転速度の指令
が主軸モータ用サーボアンプ２２及び送り軸動作制御部
２８にそれぞれ出力されるる。主軸モータ用サーボアン
プ２２に設けられている速度指令回路２３は、この回転
速度の指令に基づいた電圧を主軸モータ１６に印加する
。また、送り軸動作制御部２８は人力したその回転速度
の指令を送り軸モータ用サーボアンプ２６にそのまま出
力し、送り軸モータ用サーボアンプ２６は、この回転速
度の指令に基づいた電圧を送り軸モータ２０に印加する
。主軸モータ１６と送り軸モータ２０とは、この指令に
基づいた回転速度で回転を開始する。送り軸モータ２０
の回転に伴ってｒ・め定められた速度で送りユニット１
４がワーク１０の方向に移動し、ドリル１２がワークに
接したときから穴明は加工が開始されるが、送り軸動作
制御部２８は、主軸モータ用ザーボアンブ２２に設けら
れている主軸電流検出回路２４によって検出された主軸
モータ１６に流れている電流Ｍ、、を入力する（Ｓｌ）
。この検出されている電流ＭＡの値が記憶されている第
３図に示すようなグラフの通常切削電流Ａよりも小さけ
れは、主軸モータ１６の負荷が軽く、正常に穴明は加工
が行われているのであるから、送り軸動作制御部２８は
、ＮＣ制御装置本体２５から出力されている送り軸モー
タ２０の回転速度の指令をそのまま送り軸モータ用サー
ボアンプ２６に出力する。このため、送りユニット１４
は指令に基づく送り速度でワーク１０側に前進し、所定
速度での穴開は加工が行われる（８２．８３）。

一方、加工中に検出されている電流ＭＡの値が、記憶さ
れている第３図に示すようなグラフの通常切削電流Ａ以
１−最高切削電流Ｂ以下であるときには（Ｓ６）、ドリ
ルの切れ味が悪くなってきたなどの原因で正常な穴明け
の加工は期待できないから、送り軸動作制御部２８は、
その検出されている電流値に基づいて次のようにして送
り速度を設定することになる。例えば、第３図に示すよ
うに、加工中、Ｃという電流値が主軸電流検出回路２４
によって検出されたとすると、送り軸動作制御部２８は
第３図に相当するデータをルックアップして送り速度の
補正演算を行なう。ＮＣ制御装置本体２５からは送り軸
モータ２０の回転速度の指令値として第３図に示すよう
にＶ。という指令が出ているが、上記のようにＣという
値の電流値が検出されたときには、その指令速度に補正
を加えてＶｌという回転数の指令を送り軸モータ用ザー
ボアンブ２６に出力する。これによって送りユニット１
４は指令に基づく送り速度でワーク１０側に前進し、そ
の速度での穴開は加工が行われることになる（８７．Ｓ
８）。

さらに、加工中に検出されている電流ＭＡの値が、記憶
されている第３図に示すようなグラフの通常切削電流Ｂ
よりも大きくなったときには、ドリル１２がワーク１０
に食い（＝Ｊいてしまい、主軸モータ１６が停止してし
まったものと思われるので（Ｓ６）、このようなときに
は、送り軸モータ２０を逆転させてこの食い付きが解除
されるようにする。例えば、第３図に示すように、加工
中、Ｄという異常に大きな電流値が主軸電流検出回路２
４によって検出されたとすると、送り軸動作制御部２８
は第３図に相当するデータをルックアップして送り速度
の補正演算を行なう。ＮＣ制御装置本体２５からは送り
軸モータ２０の回転速度の指令値として第３図に示すよ
うにＶ。という指令が出ているが、−に記の５ようにＤ
という値の電流値が検出されたときには、その指令速度
に補正を加えて−Ｖ２という逆回転の回転数の指令を送
り軸モータ用ザーボアンブ２６に出力する。これによっ
て送りユニット１４は指令に基づく送り速度でワーク１
０から離れる方向に一旦後退する。このため、主軸モー
タ１６は一時無負荷に近い状態となるので、主軸電流検
出回路２４によって検出された電流の値はかなり小さな
値になる。すると、送り軸動作制御部２８はＺＣ制御装
置本体２５から出力されているＶ。という指令を送り軸
モータ用サーボアンプ２６に出力する。これによって送
りユニット１４は指令に基づく送り速度でワーク１０側
に再び前進し、その速度での穴開は加工が再開されるこ
とになる（８９〜５１１）。以」ユの処理は穴明は加工
が完了するまで行われ、加工が終了すれば、ＮＣ制御装
置本体からは、送りユニット１４の原位置復帰指令が出
力され、これに伴って、送り軸１８が逆転することにな
る（Ｓ４゜８５）。

以」−のように、本発明においては、加工負荷がある程
度大きくなるまでは、その加工負荷の程度に応じて加工
速度を低下させ、さらに加工負荷が増加したときには、
−旦加工負荷を低減させた後盲度加］−を行なうように
している。このようにすれば、加、工負荷が大きくなり
過ぎたことが原因で工作機械自体が停止してしまうよう
なことを防止できることになる。

尚、」１記の実施例においては、ドリル加工を例示して
本発明の詳細な説明したか、これに限らず、例えは、バ
イトあるいは砥石を用いての切削加工などにおいても本
発明を適用することができる。

（発明の効果） 以Ｉ−の説明により明らかなように、本発明によれば、
加工負荷が異常に大きくなったときには、送り駆動手段
によって一旦前記りランプ部制と前記ツール取１−Ｊ部
祠とを離間する方向に駆動して一旦加工を停止した後、
再度前記クランプ部利と前記ツール取（−Ｊ部材とを接
近方向に駆動して加工を再開するようにしたので、可及
的に継続してその加工を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる送り軸の動作制御装置の概略
構成図、 第２図は、第１図に示した装置の動作フローチャー１・
、 第３図は、本発明にかかる送り軸の動作制御装置の送り
制御を示す図、 第４図は、従来の送り軸の制御装置の送り制御を示す図
である。 １０・・・ワーク　　１２・・・ドリル（ツール）、１
４・・・送りユニット（ツール取（＝Ｊ部材）、１８・
・・ボールねじ（送り駆動手段）、２０・・・送り軸モ
ータ（送り駆動手段）、２４・・・主電流検出回路（加
工負荷検出手段）２６・・・送り軸モータ用ザーボアン
ブ（送り駆動手段）、 ２８・・・送り軸動作制御部（送り制御手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ワークをクランプするクランプ部材と、当該ワークに対
   して所定の作業を行なうツールが取り付けられているツ
   ール取付部材とを備え、前記クランプ部材あるいは前記
   ツール取付部材のいずれか一方あるいは双方を接近させ
   ることによって前記ワークに対して所定の作業を行なう
   ようにした工作機械において、 前記クランプ部材あるいは前記ツール取付部材のいずれ
   か一方あるいは双方を接近離間駆動する送り駆動手段と
   、 前記ワークが前記ツールによって加工されている際のそ
   の加工負荷を検出する加工負荷検出手段と、 当該加工負荷検出手段によって所定値以上の加工負荷が
   検出されたときには、前記送り駆動手段によって一旦前
   記クランプ部材と前記ツール取付部材とを離間する方向
   に駆動した後再度前記クランプ部材と前記ツール取付部
   材とを接近方向に駆動する送り制御手段とを有すること
   を特徴とする工作機械における送り軸の動作制御装置。