JPH0751992A

JPH0751992A - 穴開け加工方式

Info

Publication number: JPH0751992A
Application number: JP19649893A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Fujimoto; 明彦藤元
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1993-08-06
Filing date: 1993-08-06
Publication date: 1995-02-28

Abstract

(57)【要約】【目的】ＮＣ工作機械を用いて深穴加工を行う場合の
穴開け加工方式に関し、ドリルの切削負荷トルクの検出
レベルを簡単に調整することができ、しかもその切削負
荷トルクを適正に制御することができるようにする。【構成】主軸切削負荷推定手段１は、スピンドルモー
タ（主軸）７３の速度信号Ｘ１ｓとスピンドルモータ７
３へのトルク指令値Ｕ１ｓを基にしてスピンドルモータ
７３に働く外乱負荷トルクＹｓを推定する。主軸切削負
荷監視手段２は、主軸切削負荷推定手段１が推定した外
乱負荷トルクＹｓが所定の検出レベルに達したか否かを
監視し、その監視結果を主軸及び送り軸制御手段３に送
る。主軸及び送り軸制御手段３は、その監視結果を受け
て主軸及び送り軸の駆動制御を行うべく、送り軸のサー
ボモータ６３には送り速度指令信号６３を、主軸のスピ
ンドルモータ７３には回転速度指令信号Ｓを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワークにドリルを用いて
穴を開ける穴開け加工方式に関し、特にＮＣ工作機械を
用いて深穴加工を行う場合の穴開け加工方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】穴開け加工、特に微細な深穴加工を行う
場合、切り込み量が深くなるとドリルの切削負荷トルク
が増大し、その結果いわゆるドリルの食われ現象等が生
じる。そこで、本出願人は、これらの現象を防止すべ
く、ドリルの切削負荷トルクをドリルホルダ内に内蔵し
たトルクセンサを用いて検出し、その検出結果及び加工
深さに応じて加工条件を変更する穴開け加工方式を、特
開平４−２４００１１号公報において提案した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開平４
−２４００１１号公報に開示した穴開け加工方式の場
合、トルクセンサを用いて、ドリルの切削負荷トルクが
所定の検出レベル以上になったか否かを監視している
が、そのレベル設定はトルクセンサ本体に設けられたレ
ベル設定器で行う必要があった。また、そのレベル設定
も、ドリルやワーク、加工条件等が変わる毎に行う必要
があった。このため、ドリルの切削負荷トルク検出は煩
雑な作業になっていた。

【０００４】さらに、トルクセンサには、１つのレベル
しか設定できない。ところで、実際の穴開け加工時にト
ルクセンサが所定レベルを検出し、異常であるとしてド
リルの送りを停止しようとしても、ドリルの送りには慣
性力が働いている。このため、ドリルは直ちに停止する
ことはできず、その結果ドリルの切削負荷トルクが折損
レベルを超えてしまい、結局ドリルが折損してしまうこ
とがある。この場合、トルクセンサの検出レベルを低め
に設定すれば、このようなドリル折損を防止することが
できるが、ドリルの切削負荷トルクが頻繁にその検出レ
ベルに達するようになり、その結果加工に長時間を要し
てしまう。したがって、トルクセンサに設定可能なただ
１つの検出レベルをどのレベルに設定するかを決定する
のは困難な作業となり、その調整に時間を要していた。

【０００５】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、ドリルの切削負荷トルクの検出レベルを簡単
に調整することができ、切削負荷トルクを適正に制御す
ることができる穴開け加工方式を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、ワークにドリルを用いて穴を開ける穴開
け加工方式において、前記ドリルを回転駆動する主軸の
切削負荷トルクを推定する主軸切削負荷推定手段と、前
記主軸切削負荷推定手段による推定切削負荷トルクが所
定トルク以上になったか否かを判別し監視する主軸切削
負荷監視手段と、前記主軸切削負荷監視手段の監視結果
に基づいて前記ドリルの主軸及び送り軸の駆動制御を行
う主軸及び送り軸制御手段と、を有することを特徴とす
る穴開け加工方式が、提供される。

【０００７】

【作用】主軸切削負荷推定手段は、ドリルを回転駆動す
る主軸の切削負荷トルクを推定する。主軸切削負荷監視
手段は、その主軸切削負荷推定手段による推定切削負荷
トルクが所定トルク以上になったか否かを判別し監視す
る。そして、主軸及び送り軸制御手段は、主軸切削負荷
監視手段の監視結果に基づいてドリルの主軸及び送り軸
の駆動制御を行う。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図２は本発明のドリル加工方式を実施するため
の数値制御装置（ＣＮＣ）のハードウェアのブロック図
である。図において、１０は数値制御装置（ＣＮＣ）で
ある。プロセッサ１１は数値制御装置（ＣＮＣ）１０全
体の制御の中心となるプロセッサであり、バス２１を介
して、ＲＯＭ１２に格納されたシステムプログラムを読
み出し、このシステムプログラムに従って、数値制御装
置（ＣＮＣ）１０全体の制御を実行する。ＲＡＭ１３に
は一時的な計算データ、表示データ等が格納される。Ｒ
ＡＭ１３にはＤＲＡＭが使用される。ＣＭＯＳ１４には
加工プログラム及び各種パラメータ等が格納される。本
発明に係る推定切削負荷トルクＹｓの検出レベルＴH 、
ＴL もこのＣＭＯＳ１４に格納されている。ＣＭＯＳ１
４は、図示されていないバッテリでバックアップされ、
数値制御装置（ＣＮＣ）１０の電源がオフされても不揮
発性メモリとなっているので、それらのデータはそのま
ま保持される。

【０００９】インタフェース１５は外部機器用のインタ
フェースであり、紙テープリーダ、紙テープパンチャ
ー、紙テープリーダ・パンチャー等の外部機器３１が接
続される。紙テープリーダからは加工プログラムが読み
込まれ、また、数値制御装置（ＣＮＣ）１０内で編集さ
れた加工プログラムを紙テープパンチャーに出力するこ
とができる。

【００１０】ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コント
ローラ）１６はＣＮＣ１０に内蔵され、ラダー形式で作
成されたシーケンスプログラムで機械を制御する。すな
わち、加工プログラムで指令された、Ｍ機能、Ｓ機能及
びＴ機能に従って、これらをシーケンスプログラムで機
械側で必要な信号に変換し、Ｉ／Ｏユニット１７から機
械側に出力する。この出力信号は機械側のマグネット等
を駆動し、油圧バルブ、空圧バルブ及び電気アクチュエ
ータ等を作動させる。また、機械側のリミットスイッチ
及び機械操作盤のスイッチ等の信号を受けて、必要な処
理をして、プロセッサ１１に渡す。

【００１１】グラフィック制御回路１８は各軸の現在位
置、アラーム、パラメータ、画像データ等のディジタル
データを画像信号に変換して出力する。この画像信号は
ＣＲＴ／ＭＤＩユニット２５の表示装置２６に送られて
表示される。インタフェース１９はＣＲＴ／ＭＤＩユニ
ット２５内のキーボード２７からのデータを受けて、プ
ロセッサ１１に渡す。

【００１２】インタフェース２０は手動パルス発生器３
２に接続され、手動パルス発生器３２からのパルスを受
ける。手動パルス発生器３２は、ここでは図示されてい
ない機械操作盤に実装され、手動で機械稼働部を精密に
位置決めするのに使用される。

【００１３】軸制御回路４１〜４３はプロセッサ１１か
らの各軸の移動指令を受けて、各軸の指令をサーボアン
プ５１〜５３に出力する。サーボアンプ５１〜５３はこ
の移動指令を受けて、各軸のサーボモータ６１〜６３を
駆動する。Ｚ軸の送りを制御するサーボモータ６３はボ
ールねじ６４を回転させて、スピンドルモータ７３に接
続された主軸ヘッド７４のＺ軸方向での位置及び送り速
度を制御する。また、サーボモータ６３には、位置検出
用のパルスコーダ６３１が内蔵されており、このパルス
コーダ６３１から位置信号がパルス列として軸制御回路
４３にフィードバックされる。ここでは図示されていな
いが、Ｘ軸の送りを制御するサーボモータ６１、Ｙ軸の
送りを制御するサーボモータ６２にも、上記サーボモー
タ６３と同様に位置検出用のパルスコーダが内蔵され、
そのパルスコーダから位置信号がパルス列としてフィー
ドバックされる。場合によっては、位置検出器として、
リニアスケールが使用される。また、このパルス列をＦ
／Ｖ（周波数／速度）変換することにより、速度信号を
生成することができる。

【００１４】スピンドル制御回路７１はスピンドル回転
指令及びスピンドルのオリエンテーション等の指令を受
けて、スピンドルアンプ７２にスピンドル速度信号を出
力する。スピンドルアンプ７２はこのスピンドル速度信
号を受けて、スピンドルモータ７３を指令された回転速
度で回転させる。また、オリエンテーション指令によっ
て、所定の位置にスピンドルを位置決めする。

【００１５】スピンドルモータ７３には歯車あるいはベ
ルトを介してポジションコーダ８２が結合されている。
したがって、ポジションコーダ８２はスピンドルモータ
７３に同期して回転し、帰還パルスを出力し、その帰還
パルスはインタフェース８１を経由してプロセッサ１１
によって読み取られる。この帰還パルスは他の軸をスピ
ンドルモータ７３に同期させて移動させ、穴開け等の加
工を行うために使用される。また、この帰還パルスをＦ
／Ｖ（周波数／速度）変換することにより、速度信号Ｘ
１ｓを生成することができる。

【００１６】スピンドル制御回路７１は、ここでは図示
されていないプロセッサを備えてソフトウェア処理を行
い、その機能の一部にオブザーバ４１０を有している。
オブザーバ４１０は、上記の速度信号Ｘ１ｓ等を受けて
スピンドルモータ７３に働く外乱負荷トルクＹｓを推定
する。その推定外乱負荷トルクＹｓ（以下「外乱負荷ト
ルクＹｓ」という）はＣＰＵ１１に送られ、ＣＰＵ１１
はその外乱負荷トルクＹｓを読み取って所定の処理を行
う。上記オブザーバ４１０及びＣＰＵ１１が行う処理に
ついての詳細は後述する。

【００１７】スピンドルモータ７３の主軸ヘッド７４に
は、ドリル７５が取り付けられている。ドリル７５の回
転制御はスピンドルモータ７３によって行われる。また
ドリル７５のＺ軸方向での位置及び送り速度の制御は、
上記主軸ヘッド７４を介してサーボモータ６３によって
行われる。

【００１８】ドリル７５は、サーボモータ６３によって
Ｚ軸方向に送られてワーク９１に対して穴開け加工を行
う。このワーク９１は、テーブル９２に固定されてお
り、そのテーブル９２は、ここではその機構を図示して
いないが、上述したＸ軸サーボモータ６１及びＹ軸サー
ボモータ６２によってそれぞれＸ方向、Ｙ方向に移動制
御される。

【００１９】次に、上述した外乱負荷トルクＹｓを推定
するオブザーバ４１０について説明する。図３は外乱負
荷トルクを推定するためのオブザーバのブロック図であ
る。このブロック図に示した処理は、上述したように、
スピンドル制御回路７１のオブザーバ４１０において実
行される。

【００２０】オブザーバ４１０が推定する外乱負荷トル
クＹｓは、スピンドルモータ７３の全トルクから加減速
のための加減速トルクを除いたものとなり、切削負荷ト
ルク、機構部の摩擦トルク等の外乱負荷トルクを含むも
のである。ただし、ドリルやワークの材質等が一定であ
れば、切削負荷トルク以外のトルクについては、所定の
計算手法で除外することができる。そこで、本実施例で
は、外乱負荷トルクＹｓを切削負荷トルクと同等のもの
として取り扱うこととする。

【００２１】図において、電流指令値Ｕ１ｓは、上述し
たプロセッサ１１からの移動指令を受けてスピンドルモ
ータ７３に出力されるトルク指令値であり、要素４０１
に入力されてスピンドルモータ７３を駆動する。スピン
ドルモータ７３の出力トルクには演算要素４０２におい
て、外乱負荷トルクＸ２が加算される。演算要素４０２
の出力は要素４０３によって、速度信号Ｘ１ｓとなる。
ここで、Ｊはスピンドルモータ７３のイナーシャであ
る。

【００２２】一方、電流指令値Ｕ１ｓはオブザーバ４１
０に入力される。オブザーバ４１０は電流指令値Ｕ１ｓ
とスピンドルモータ７３の速度Ｘ１ｓから、外乱負荷ト
ルクを推定する。なお、ここではスピンドルモータ７３
の速度制御については省略し、外乱負荷トルクを推定す
るための演算のみを説明する。電流指令値Ｕ１ｓは要素
４１１で（Ｋｔ／Ｊ）をかけられ、演算要素４１２へ出
力される。演算要素４１２では、後述する演算要素４１
４からの帰還信号を加え、さらに、演算要素４１３で演
算要素４１５からの帰還信号を加算する。演算要素４１
２及び４１３の出力単位は加速度である。演算要素４１
３の出力は積分要素４１６に入力され、スピンドルモー
タ７３の推定速度ＸＸ１として出力される。

【００２３】推定速度ＸＸ１と実速度Ｘ１ｓとの差を演
算要素４１７で求め、その差分を演算要素４１４及び４
１５にそれぞれ帰還する。ここで、比例要素４１４は比
例定数Ｋ１を有する。比例定数Ｋ１の単位はｓｅｃ^-1で
ある。また、積分要素４１５にも積分定数Ｋ２を有す
る。積分定数の単位はｓｅｃ^-2である。

【００２４】積分要素４１５の出力（ＸＸ２／Ｊ）は図
より、以下の式で求められる。（ＸＸ２／Ｊ）＝（Ｘ１ｓ−ＸＸ１）・（Ｋ２／Ｓ）＝（Ｘ２／Ｊ）・〔Ｋ２／（Ｓ²＋Ｋ１・Ｓ＋Ｋ２）〕したがって、極が安定するように定数Ｋ１，Ｋ２を選択
すると上記の式は、以下の式となる。

【００２５】（ＸＸ２／Ｊ）≒（Ｘ２／Ｊ）ＸＸ２≒Ｘ２すなわち、外乱負荷トルクＸ２をＸＸ２で推定できる。
ただし、積分要素４１５の出力は推定外乱負荷トルクＸ
Ｘ２をＪで除した推定加速度（ＸＸ２／Ｊ）であり、比
例要素４２０によって電流値に変換されるが、トルク表
示をするために、この電流値を推定外乱負荷トルクＹｓ
で表示する。ここで、Ｊは先の要素４０３のＪと同じス
ピンドルモータ７３のイナーシャであり、Ｋｔは要素４
０１のトルク定数と同じである。Ａは係数であり、１以
下の数値であり、推定加速度（ＸＸ２／Ｊ）を補正する
ための係数である。このように、オブザーバ４１０を用
いてスピンドルモータ７３の外乱負荷トルクＹｓ（Ｘ
２）が推定できる。

【００２６】ＣＰＵ１１は、上述したように、この推定
外乱負荷トルクＹｓ、すなわちドリル７５の推定切削負
荷トルクＹｓを監視し、その推定切削負荷トルクＹｓが
所定の検出レベル（本実施例では、ＴH 、ＴL の２種
類）以上にならないように、ドリル７５の送り速度及び
回転数を制御する。

【００２７】図４は本発明の穴開け加工方式を説明する
ための図である。ドリル７５は点Ｐ１で切削を開始し、
点Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を経由して点Ｐ５まで切削を行い、
ワーク９１に深さｑ０の穴を開ける。説明のために、点
Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５を横方向にずらして描く。ドリル７５
は矢印Ｌ１〜Ｌ８に沿って順次移動する。矢印Ｌ１とＬ
２で１サイクルの加工が行われ、同様に、Ｌ３とＬ４、
Ｌ５とＬ６、Ｌ７とＬ８がそれぞれ１サイクルとなる。
各矢印の破線部分はドリル７５の早送りを示し、実線部
分は指令された加工条件での切削を示す。なお、上述し
たように、切削負荷トルクＹｓの検出レベルは、高低の
２種類ＴH 、ＴL が設定されているとする。

【００２８】先ず、ドリル７５は、矢印Ａ、Ｂの順に移
動し、点Ｐ１でワーク９１の切削を開始し、矢印Ｌ１に
沿って所定切り込み量ｑの位置Ｐ２に達すると、矢印Ｌ
２に沿って一旦点Ｐ１の位置に退避（復帰）する。

【００２９】この時点で、加工条件が変更される。すな
わち、ドリル７５の送り速度Ｆ及び回転数Ｓが次式
（１）に基づいて、所定割合β２、θ２で低減される。

【００３０】

【数１】送り速度Ｆ＝前サイクルでの送り速度Ｆ×β２回転数Ｓ＝前サイクルでの回転数Ｓ×θ２・・・（１）ここで、修正係数β２は例えば０．９７に、修正係数θ
２は０．９８に設定される。

【００３１】加工条件変更後、矢印Ｌ３に沿って移動
し、その変更された加工条件で切削を行う。この場合の
切削は、前サイクルで加工した加工穴底Ｐ２に対してク
リアランスαを考慮した点Ｐ２１から開始する。点Ｐ２
からの所定切り込み量ｑの位置に達する前に、点Ｐ３１
でドリル７５の推定切削負荷トルクＹｓが検出レベルＴ
L 以上になると、ドリル７５の送り速度Ｆ及び回転数Ｓ
が次式（２）に基づいて、所定割合β３、θ３で低減さ
れ、その送り速度Ｆ及び回転数Ｓで引き続き矢印Ｌ３に
沿って切削が継続される。

【００３２】

【数２】送り速度Ｆ＝今までの送り速度Ｆ×β３回転数Ｓ＝今までの回転数Ｓ×θ３・・・（２）ここで、修正係数β３は例えば０．５に、修正係数θ３
は０．６に設定される。なお、この修正計数β３、θ３
により算出された送り速度Ｆと回転数Ｓは保持されず、
次回切込み時にβ１、β２、θ１、θ２を乗じる際の送
り速度Ｆ、回転数Ｓとして参照されない。

【００３３】切削が継続されて点Ｐ３において、推定切
削負荷トルクＹｓが検出レベルＴH以上になると、ドリ
ル７５の切削負荷トルクが折損レベルに近づいていると
判別して、ドリル７５の送りを直ちに停止し、再び点Ｐ
１の位置に復帰する（矢印Ｌ４）。

【００３４】この時点で、再び加工条件が変更される
が、今回は過負荷トルク検出時であるため、低減割合を
大きくして次式（３）に基づいて変更される。

【００３５】

【数３】送り速度Ｆ＝前サイクルでの送り速度Ｆ×β１回転数Ｓ＝前サイクルでの回転数Ｓ×θ１・・・（３）ここで、修正係数β１は、β２より小さい値（例えば
０．９３）に、同様に修正係数θ１はθ２より小さい値
（例えば０．９５）に設定され、過負荷トルク検出時に
は、送り速度Ｆ、回転数Ｓの低減割合を大きくするよう
にしている。

【００３６】この加工条件で点Ｐ３から点Ｐ４まで、所
定切り込み量ｑの切削が行われる（矢印Ｌ５、Ｌ６）。
このようにして、深さｑ０の位置にある点Ｐ５まで切削
すると（矢印Ｌ７）、ドリル７５は矢印８に沿って復帰
し、穴開け加工を終了する。

【００３７】図５、図６、図７は本発明を実行するため
のフローチャートを示す図であり、図５はステップ１〜
６、１１、１２及び１７を、図６はステップ７〜１０
を、図７はステップ１３〜１６をそれぞれ示す。図にお
いて、Ｓに続く数値はステップ番号を示す。〔Ｓ１〕ドリル７５の初期送り速度Ｆ₀及び初期回転数
Ｓ₀、加工穴深さｑ０、１サイクルの切り込み量ｑ、及
び検出レベルＴH 、ＴL を読み込む。〔Ｓ２〕ドリル７５を切削開始位置Ｐ１まで移動する。〔Ｓ３〕切削を開始する。〔Ｓ４〕ドリル７５の推定切削負荷トルクＹｓが検出レ
ベルＴL 以上であるか否かを判別する。検出レベルＴL
以上であればＳ５に進み、そうでなければＳ１１に進
む。〔Ｓ５〕加工条件を式（２）に基づいて変更し、切削を
継続して行う。〔Ｓ６〕ドリル７５の推定切削負荷トルクＹｓが検出レ
ベルＴH 以上であるか否かを判別する。検出レベルＴH
以上であればＳ７に進み、そうでなければＳ１１に進
む。〔Ｓ７〕ドリル７５の送りを停止し、そのときのドリル
位置（加工穴底位置）を読み込む。〔Ｓ８〕ドリルを切削開始位置Ｐ１に復帰させる。〔Ｓ９〕加工条件を式（３）に基づいて変更する。〔Ｓ１０〕切削を再開するためにドリル７５を加工穴底
位置に移動させる。〔Ｓ１１〕加工穴深さｑ０に達したか否かを判別する。
達したときはＳ１７に進み、達していないときはＳ１２
に進む。〔Ｓ１２〕１サイクルの切り込み量ｑに達したか否かを
判別する。達したときはＳ１３に進み、達していないと
きはプログラムを終了する。〔Ｓ１３〕ドリル７５の送りを停止し、そのときのドリ
ル位置（加工穴底位置）を読み込む。〔Ｓ１４〕ドリルを切削開始位置Ｐ１に復帰させる。〔Ｓ１５〕加工条件を式（１）に基づいて変更する。〔Ｓ１６〕切削を再開するためにドリル７５を加工穴底
位置に移動させる。〔Ｓ１７〕穴開け加工が終了したためにドリルを復帰さ
せる。

【００３８】このように、穴加工を行う際に、ドリル７
５の切削負荷トルクを推定し、その推定切削負荷トルク
Ｙｓが複数設けた検出レベルを超えた場合、その都度加
工条件の送り速度Ｆ及び回転数Ｓを順次低減するか、あ
るいは送りを直ちに停止するようにした。この検出レベ
ルは、プログラム上で簡単に設定することができる。し
たがって、過負荷トルクによるドリル７５の折損等を防
止できるだけでなく、ドリル７５の切削負荷トルクの検
出レベルを簡単に調整することができ、切削負荷トルク
を適正に制御することができる。

【００３９】また、この切削負荷トルクの推定は、スピ
ンドル制御回路７１に設けたオブザーバ４１０において
行うので、ドリルを交換した場合でも共通のオブザーバ
を使用することができ、従来のようなトルクセンサを交
換する必要もなくなる。

【００４０】さらに、加工穴深さに応じて、加工条件を
順次変更するため、深い位置での切削油の供給不足にも
適切に対応して深穴加工を行うことができる。また、加
工条件の変更は、修正係数を変更するだけなので、加工
穴深さに応じた適切な加工条件を簡単に設定することが
できる。

【００４１】さらに、従来、ドリル７５の折損等の発生
を防止するために、送り速度Ｆ及び回転数Ｓを低く設定
していたが、本実施例では、条件を順次変更するため、
浅い位置では送り速度Ｆ、回転数Ｓを比較的高く設定で
きる。したがって、高能率で穴開け加工を行うことがで
きる。

【００４２】図１は本発明の原理ブロック図である。主
軸切削負荷推定手段１は、スピンドルモータ（主軸）７
３の速度信号Ｘ１ｓとスピンドルモータ７３へのトルク
指令値Ｕ１ｓを基にしてスピンドルモータ７３に働く外
乱負荷トルクＹｓを推定する。主軸切削負荷監視手段２
は、主軸切削負荷推定手段１が推定した外乱負荷トルク
Ｙｓが所定の検出レベルに達したか否かを監視し、その
監視結果を主軸及び送り軸制御手段３に送る。主軸及び
送り軸制御手段３は、その監視結果を受けて主軸及び送
り軸の駆動制御を行うべく、送り軸のサーボモータ６３
には送り速度指令信号６３を、主軸のスピンドルモータ
７３には回転速度指令信号Ｓを、出力する。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、穴加工
を行う際に、ドリルの切削負荷トルクを推定し、その推
定切削負荷トルクが検出レベルに達した場合、加工条件
の変更または送りの停止を行うように構成した。この検
出レベルは、プログラム上で簡単に設定することができ
る。したがって、過負荷トルクによるドリルの折損等を
防止できるだけでなく、ドリルの切削負荷トルクの検出
レベルを簡単に調整することができ、しかもその切削負
荷トルクを適正に制御することができるまた、この切削
負荷トルクの推定は、ソフトウェア処理によって行うの
で、ドリルを交換した場合でもその切削負荷トルク推定
処理のためのソフトウェア（オブザーバ）を共通に使用
することができ、従来のようなトルクセンサを交換する
必要もなくなる。

【００４４】さらに、ドリルの折損等の発生を防止する
ために、送り速度及び回転数を低く設定していたが、加
工条件を順次変更するようにしたので、加工深さに応じ
て送り速度及び回転数を適切に設定できる。したがっ
て、高能率で穴開け加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明のドリル加工方式を実施するための数値
制御装置（ＣＮＣ）のハードウェアのブロック図であ
る。

【図３】外乱負荷トルクを推定するためのオブザーバの
ブロック図である。

【図４】本発明の穴開け加工方式を説明するための図で
ある。

【図５】本発明を実行するためのフローチャートを示す
図であり、ステップ１〜６、１１、１２及び１７を示
す。

【図６】本発明を実行するためのフローチャートを示す
図であり、ステップ７〜１０を示す。

【図７】本発明を実行するためのフローチャートを示す
図であり、ステップ１３〜１６を示す。

【符号の説明】

１主軸切削負荷推定手段２主軸切削負荷監視手段３主軸及び送り軸制御手段１１プロセッサ１２ＲＯＭ１３ＲＡＭ１４ＣＭＯＳ６３サーボモータ（送り軸）７１スピンドル制御回路７３スピンドルモータ（主軸）７５ドリル９１ワーク４１０オブザーバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０５Ｂ 19/404 19/416

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークにドリルを用いて穴を開ける穴開
け加工方式において、前記ドリルを回転駆動する主軸の切削負荷トルクを推定
する主軸切削負荷推定手段と、前記主軸切削負荷推定手段による推定切削負荷トルクが
所定トルク以上になったか否かを判別し監視する主軸切
削負荷監視手段と、前記主軸切削負荷監視手段の監視結果に基づいて前記ド
リルの主軸及び送り軸の駆動制御を行う主軸及び送り軸
制御手段と、を有することを特徴とする穴開け加工方式。
【請求項２】前記所定トルクは前記ドリルの折損レベ
ル以下であって、かつ１つまたは複数の検出レベルに設
定されることを特徴とする請求項１記載の穴開け加工方
式。
【請求項３】前記主軸及び送り軸制御手段は、前記推定切削負荷トルクが前記所定トルク以下の場合、
前記ドリルの送りを継続して前記ドリルが前記ワークの
切り込み開始位置から所定量切り込んだ時点で一旦前記
ドリルを退避させて前記穴開け加工の加工条件を変更
し、前記推定切削負荷トルクが前記所定トルク以上になった
場合、前記所定トルクが最大の検出レベルでないときは
前記加工条件を変更し、前記所定トルクが最大の検出レ
ベルのときは前記ドリルの送りを停止して一旦前記ドリ
ルを退避させた後前記加工条件を変更し、前記変更された加工条件で前記穴開け加工を再開し、加工穴が所定深さに達した時点で前記穴開け加工を終了
する、ことを特徴とする請求項１記載の穴開け加工方式。
【請求項４】前記穴開け加工の加工条件変更は、前記
ドリルの送り速度及び回転数の低減であることを特徴と
する請求項３記載の穴開け加工方式。
【請求項５】前記切削負荷トルクが所定トルク以上に
なった場合の加工条件変更は、前記ドリルが前記ワーク
の切り込み開始位置から順調に所定量切り込んだ後の穴
開け加工再開時の加工条件変更より、大きな割合で前記
ドリルの送り速度及び回転数を低減することを特徴とす
る請求項３記載の穴開け加工方式。
【請求項６】前記主軸切削負荷推定手段は前記主軸に
速度指令等を出力するスピンドル制御回路内に設けられ
ることを特徴とする請求項１記載の穴開け加工方式。