JPH1110483A

JPH1110483A - ドリル制御装置

Info

Publication number: JPH1110483A
Application number: JP9185771A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yoshida; 浩一吉田; Hajime Ohashi; 肇大橋; Makoto Tanahashi; 誠棚橋
Original assignee: Yamazaki Mazak Corp
Current assignee: Yamazaki Mazak Corp
Priority date: 1997-06-26
Filing date: 1997-06-26
Publication date: 1999-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】加工プログラム中にペッキング動作のブロック
を組込まなくても、必要に応じてペッキングしながらド
リル加工し、かつ加工時間を短縮させること。【解決手段】加工プログラムＰＲＯの切削ブロックＮ１
０２を実行中にドリル工具３１に作用する切削負荷Ｓ
Ｆ、ＴＦを検出する送り軸負荷演算部８と主軸負荷演算
部１０及び、検出された切削負荷ＳＦ、ＴＦが所定のし
きい値ＳＦａ、ＴＦａ以上である場合に所定の判定信号
を出力する切削負荷比較判定部１２を設け、ドリル工具
１３をＺ軸方向に戻し移動させることを、早送り位置決
め指令Ｇ０により指令するブロックＮ００１を有したペ
ッキングプログラムＰ１１３１を格納するペッキングプ
ログラムメモリ１６を設け、前記判定信号に基づいてペ
ッキングプログラムＰ１１３１を実行するように指令す
るプログラム制御部１５を設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ドリル工具を用いて加
工を行う工作機械において、ドリル工具にかかる切削負
荷に応じて、該ドリル工具のペッキングを行うのに好適
なドリル制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ドリル工具が摩耗することにより切削穴
に切粉がつまるなどして、切削負荷が過度に増大すると
ドリル工具が折損する危険性がある。従って、ドリル工
具の切削負荷が過度に増大する前に、切削途中でペッキ
ングを適宜行う必要がある。このようなペッキングを行
うために、例えば従来のＮＣ工作機械等では、加工プロ
グラム中にペッキング動作を指令するブロックを組み込
んでいた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
に加工プログラム中にペッキング動作を指令するブロッ
クを組み込む場合には、ペッキング動作を開始するまで
の穴切削の送り量やペッキング動作の回数等を該加工プ
ログラム中で指定していた。従って、このような加工プ
ログラムの作成は熟練を要し、困難な作業となってい
た。また、このような加工プログラム上でペッキング動
作を指令するようにすると、ドリル工具の切削負荷が特
に増大しない場合にもペッキングを行ってしまうことが
あるので、その分、加工時間が長くなる。

【０００４】そこで本発明は上記事情に鑑み、加工プロ
グラム中にペッキング動作のブロックを組み込まなくて
も、必要に応じてペッキングを適宜行いながらドリル加
工を行うことができ、しかも加工時間を極力短縮させる
ことができるドリル制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち本発明のうち第１の
発明は、ドリル工具（３１）によるワーク（６０）に対
する穴切削を、切削送り指令（Ｇ１）により指令する切
削ブロック（Ｎ１０２）を有した加工プログラム（ＰＲ
Ｏ）を格納する第１のメモリ手段（６）を有し、前記加
工プログラム（ＰＲＯ）に基づいてドリル工具（３１）
を用いて所定の加工を行なう工作機械（１００）におい
て、前記加工プログラム（ＰＲＯ）の前記切削ブロック
（Ｎ１０２）を実行する加工実行手段（７、９、１７、
３３、３５）を設け、前記加工実行手段（７、９、１
７、３３、３５）により前記切削ブロック（Ｎ１０２）
が実行されている間に、前記ドリル工具（３１）に作用
する切削負荷（ＳＦ、ＴＦ）を検出して切削負荷信号と
して出力する切削負荷検出手段（８、１０）を有し、前
記切削負荷検出手段（８、１０）からの切削負荷信号に
基づいて、前記検出された切削負荷（ＳＦ、ＴＦ）が所
定の値（ＳＦａ、ＴＦａ）以上である場合に所定の判定
信号を出力する切削負荷比較判定手段（１２）を設け、
ドリル工具（３１）を工具主軸方向（Ｚ軸方向）に戻し
移動させることを、戻し送り指令（Ｇ０）により指令す
る戻し送りブロック（Ｎ００１）を有したペッキングプ
ログラム（Ｐ１１３１）を格納する第２のメモリ手段
（１６）を設け、前記切削負荷比較判定手段（１２）の
判定信号に基づいて、前記加工実行手段（７、９、１
７、３３、３５）に対して、前記第２のメモリ手段（１
６）に格納された前記ペッキングプログラム（Ｐ１１３
１）を実行するように指令するペッキングプログラム実
行指令手段（１５）を設けて構成される。

【０００６】また本発明のうち第２の発明は、第１の発
明によるドリル制御装置（１）において、ペッキングの
実行を指示するペッキング実行フラグ（ＦＬ）を格納す
る第３のメモリ手段（６ａ）を設け、前記ペッキングプ
ログラム実行指令手段（１５）は、前記第３のメモリ手
段（６ａ）に格納された前記ペッキング実行フラグ（Ｆ
Ｌ）がペッキングの実行を指示している場合にのみ、前
記切削負荷比較判定手段（１２）の判定信号に基づい
て、前記加工実行手段（７、９、１７、３３、３５）に
対して、前記ペッキングプログラム（Ｐ１１３１）を実
行するように指令するようになっている。

【０００７】また本発明のうち第３の発明は、第２の発
明によるドリル制御装置（１）において、前記第３のメ
モリ手段（６ａ）は前記第１のメモリ手段（６）中に存
在している。

【０００８】また本発明のうち第４の発明は、第１の発
明によるドリル制御装置（１）において、前記加工実行
手段（７、９、１７、３３、３５）は、ドリル工具（３
１）を回転駆動する主軸駆動モータ（３５）を有し、前
記切削負荷検出手段（１０）は、前記主軸駆動モータ
（３５）の負荷電流値に基づいて切削負荷信号を出力す
るようになっている。

【０００９】また本発明のうち第５の発明は、第１の発
明によるドリル制御装置（１）において、前記加工実行
手段（７、９、１７、３３、３５）は、ドリル工具（３
１）をワーク（６０）に対して工具主軸方向（Ｚ軸方
向）に移動駆動する送り軸駆動モータ（３３）を有し、
前記切削負荷検出手段（８）は、前記送り軸駆動モータ
（３３）の負荷電流値に基づいて切削負荷信号を出力す
るようになっている。

【００１０】また本発明のうち第６の発明は、第１の発
明によるドリル制御装置（１）において、前記切削負荷
比較判定手段（１２）の判定信号に基づいて、該判定信
号が出力された際のドリル工具（３１）の工具主軸方向
（Ｚ軸方向）における位置（ＴＺＬ１）を検出する工具
位置検出部（２０）を設け、前記ペッキングプログラム
実行指令手段（１５）は、前記加工実行手段（７、９、
１７、３３、３５）に対して、前記工具位置検出部（２
０）により検出されたドリル工具（３１）の工具主軸方
向（Ｚ軸方向）における位置（ＴＺＬ１）に基づいて、
前記ペッキングプログラム（Ｐ１１３１）を実行するよ
うに指令する。

【００１１】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。以下の
「作用」の欄についても同様である。

【００１２】

【作用】上記した構成により本発明のうち第１の発明で
は、加工プログラム（ＰＲＯ）の切削ブロック（Ｎ１０
２）を実行中に、ドリル工具（３１）における切削負荷
（ＳＦ、ＴＦ）が切削負荷検出手段（８、１０）で検出
され、切削負荷比較判定手段（１２）において、この切
削負荷（ＳＦ、ＴＦ）が所定の値（ＳＦａ、ＴＦａ）以
上であるかどうか、即ちペッキングが必要かどうか比較
判定され、この切削負荷（ＳＦ、ＴＦ）が所定の値（Ｓ
Ｆａ、ＴＦａ）以上である場合に、ペッキングプログラ
ム実行指令手段（１５）が、加工プログラム（ＰＲＯ）
とは別に第２のメモリ手段（１６）に格納されたペッキ
ングプログラム（Ｐ１１３１）を加工実行手段（７、
９、１７、３３、３５）に対して実行するように指令す
る。

【００１３】また本発明のうち第２の発明では、ペッキ
ングを必要としない加工を行う際には、ペッキング実行
フラグ（ＦＬ）がペッキングの実行を指示していないよ
うにしておく。

【００１４】また本発明のうち第３の発明では、第１の
メモリ手段（６）に格納されている加工プログラム（Ｐ
ＲＯ）を読み出すために該第１のメモリ手段（６）にア
クセスした状態で、ペッキング実行フラグ（ＦＬ）を格
納した第３のメモリ手段（６ａ）にも一度にアクセスで
きる。

【００１５】また本発明のうち第４の発明では、ドリル
工具（３１）を回転駆動する主軸駆動モータ（３５）か
ら切削負荷信号を得る。

【００１６】また本発明のうち第５の発明では、送り軸
を駆動する送り軸駆動モータ（３３）から切削負荷信号
を得る。

【００１７】また本発明のうち第６の発明では、ドリル
工具（３１）における切削負荷（ＳＦ、ＴＦ）が所定の
値（ＳＦａ、ＴＦａ）以上となった位置（ＴＺＬ１）に
基づいてペッキング動作が行われる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は、本発明のドリル制御装置の一例が採用され
た工作機械を示すブロック図、図２は、ドリル制御プロ
グラムの一例を示す図、図３は、加工プログラムの一例
を示す図、図４は、ペッキングプログラムの一例を示す
図、図５は、図３に示す加工プログラム及び図４に示す
ペッキングプログラムによる、ワークに対する加工状態
を示す模式図である。

【００１９】マシニングセンタ等の工作機械１００は、
図１に示すようにドリル制御装置１を有しており、ドリ
ル制御装置１は主制御部２を有している。主制御部２に
は、バス線２ａを介してディスプレイ３、キーボード
５、加工プログラムメモリ６、軸サーボ制御部７、送り
軸負荷演算部８、主軸回転制御部９、主軸負荷演算部１
０、システムプログラムメモリ１１、切削負荷比較判定
部１２、パラメータメモリ部１３、プログラム制御部１
５、ペッキングプログラムメモリ１６、加工制御部１
７、戻し位置演算部１９、工具位置検出部２０、割込有
効判定部２１、工具位置メモリ部２２、切削状態判定部
２３などが接続している。また、工作機械１００は主軸
駆動モータ３５により回転駆動自在になった主軸３０を
有しており、この主軸３０にはドリル工具３１などの回
転工具を着脱自在に装着できるようになっている。な
お、主軸駆動モータ３５には上述した主軸回転制御部９
及び主軸負荷演算部１０が接続されている。更に、主軸
３０は送り軸駆動モータ３３によって該主軸３０の軸心
方向である図１の矢印Ａ、Ｂ方向（Ｚ軸のプラス方向及
びマイナス方向）に移動駆動自在になっている。そして
上述した軸サーボ制御部７及び送り軸負荷演算部８は送
り軸駆動モータ３３に接続されている。主軸３０の図１
紙面下方には、加工すべきワーク６０を搭載したテーブ
ル３２が図示しないテーブル駆動モータにより、前記Ｚ
軸方向に対して直角なＸ軸及びＹ軸方向に移動駆動自在
に設けられている。なお、この工作機械１００において
は、主軸３０の移動方向がＺ軸方向であり、テーブル３
２の移動方向がＸ軸及びＹ軸方向であるとしたが、ＸＹ
Ｚ軸の軸構成は任意であり、機械に応じて各種の軸構成
が採られることは勿論である。

【００２０】工作機械１００は以上のような構成を有す
るので、工作機械１００を用いてワーク６０に対してド
リル工具３１を用いて加工を行なう場合、ドリル制御装
置１において、オペレータがディスプレイ３等で確認し
ながらキーボード５を介して加工開始の命令を入力す
る。主制御部２は、該命令に基づいて加工プログラムメ
モリ６から加工プログラムＰＲＯを読み出し、読み出し
た加工プログラムＰＲＯに基づいて所定の加工を行なう
ように加工制御部１７に対して指令する。加工制御部１
７は、読み出された加工プログラムＰＲＯに基づいて、
主軸回転制御部９を介して主軸駆動モータ３５を回転駆
動させて主軸３０を回転駆動させるとともに、軸サーボ
制御部７を介して送り軸モータ３３を駆動させて主軸３
０をＺ軸方向に適宜移動駆動させ、また図示しないテー
ブル送り制御部を介してこれに接続された図示しないテ
ーブル駆動モータを駆動させてテーブル３２をＸ軸及び
Ｙ軸方向に適宜移動駆動させて、主軸３０に装着された
ドリル工具３１により、ワーク６０に対して複数の穴６
５を切削する形の加工を行なう。

【００２１】具体的には、本実施例の加工プログラムＰ
ＲＯは、図示しないメインプログラム及び、図３に示す
ように、該メインプログラム中で呼び出されるサブプロ
グラムＳＰＲを有した構成になっている（なお図３では
説明の簡略化のために加工プログラムＰＲＯのうちサブ
プログラムＳＰＲのみを示している。）。即ちこの加工
プログラムＰＲＯでは、図示しないメインプログラム中
の図示しないブロックにおいて、ドリル工具３１の先端
を所定のイニシャル位置Ｐに早送りで移動位置決めする
ことが指令されており、これによりドリル工具３１の先
端は図５に示すようにイニシャル位置Ｐに早送りで移動
位置決めされる（この動作は図５の動作ＡＣ１に対応し
ている。）。次いで、前記メインプログラム中における
その後の図示しないブロックにおいて、ドリル工具３１
の先端をイニシャル位置Ｐから所定のアプローチ位置Ｒ
１に早送りで移動位置決めすることが指令されている。
この時点でドリル工具３１の先端は、図５に示すアプロ
ーチ位置Ｒ１に位置決めされることとなる（この動作は
図５の動作ＡＣ２に対応している。）。

【００２２】続いて、前記メインプログラム中における
その後の図示しないブロックにおいて、上述したサブプ
ログラムＳＰＲ（図３中のブロックＮ１００〜Ｎ１０
５）が呼び出され、該サブプログラムＳＰＲが実行され
ることになる。即ちこのサブプログラムＳＰＲでは、図
３に示すブロックＮ１００において、Ｍ９６Ｐ１１３
１；とされ、ペッキングプログラムＰ１１３１のマクロ
割込を有効にすることが指令されている。加工プログラ
ムＰＲＯを格納していた加工プログラムメモリ６内に
は、ペッキング実行フラグＦＬを格納したフラグメモリ
部６ａが存在しており、上述したＭ９６Ｐ１１３１；
を解釈した時点で、加工制御部１７は、加工プログラム
メモリ６内のフラグメモリ部６ａのペッキング実行フラ
グＦＬをオン状態にする。なお、このペッキング実行フ
ラグＦＬはオン状態又はオフ状態のどちらかをとるよう
になっており、オン状態ではペッキングの実行を指示
し、オフ状態ではペッキングの不実行を指示している。
勿論、別の実施例としてフラグメモリ部６ａ等のメモリ
手段を加工プログラムメモリ６と別個に設けてもよい。
また、別の実施例として、ペッキングの実行をサブプロ
グラムＳＰＲのブロックＮ１００、即ちＭ９６Ｐ１１
３１；等によって指令するのでなく、オペレータがキー
ボード５等を介して、ペッキングプログラムＰ１１３１
のマクロ割込有効或いは無効の指令を入力するようにし
てもよい。

【００２３】次に、ブロックＮ１０１では、Ｇ９０Ｇ
９２Ｚ０；とされ、ドリル工具３１の先端が位置決め
されているアプローチ位置Ｒ１を基準（原点Ｚ＝０）と
したアブソリュート表示による座標系設定が指令されて
おり、ブロックＮ１０２では、Ｇ１Ｚ−２０；とさ
れ、座標Ｚ＝−２０へドリル工具３１の先端を切削送り
で直線補間により図５の位置Ｑ１まで移動するように指
令されている。この際に、ドリル工具３１はワーク６０
に対して所定の穴切削を行なうこととなり、この指令を
実行して位置Ｑ１まで、即ちＺ＝−２０までの切削を完
了することにより（この動作は図５の動作ＡＣ３に対応
している）、１つ目の穴６５が穿孔されたことになる
（ここでは加工プログラムＰＲＯの概要を説明する都合
上、ペッキングを行わない場合の手順を説明してい
る。）。そして、ブロックＮ１０３でＭ９７；とされ、
ペッキングプログラムＰ１１３１のマクロ割込を無効に
することが指令されており、この時点で、加工制御部１
７は、加工プログラムメモリ６内のフラグメモリ部６ａ
のペッキング実行フラグＦＬをオフ状態にする。次い
で、ブロックＮ１０４でＧ０Ｚ０；とされ、再び座標
Ｚ＝０である前記アプローチ位置Ｒ１まで早送りで位置
決め移動することが指令されており、ドリル工具３１は
前記アプローチ位置Ｒ１に早送りで再び移動位置決めさ
れる（この動作は図５の動作ＡＣ４に対応している）。
次いで、ブロックＮ１０５でＭ９９；とされ、サブプロ
グラム終了が指令されており、加工制御部１７はサブプ
ログラムＳＰＲの終了を認識し、加工プログラムＰＲＯ
の上述した図示しないメインプログラムに復帰する。こ
のように１穴目の穴切削が完了した。

【００２４】加工プログラムＰＲＯでは、これ以降にお
いても上述した図示しないメインプログラム中における
各指令と同様の指令が同様の順序でなされており、これ
を実行することにより、２穴目、３穴目、４穴目、…
…、という形で所望する位置に所望する数の穴６５を切
削していくことになる。即ち、加工プログラムＰＲＯの
メインプログラムは、上述したサブプログラムＳＰＲか
らの復帰の後に、ドリル工具３１の先端を２穴目に対応
した所定のアプローチ位置Ｒ２に早送りで移動位置決め
する指令をなす図示しないブロックを有し（これは図５
の動作ＡＣ５に対応しており、本実施例では一例として
前記アプローチ位置Ｒ１からＸ軸方向である図の矢印
Ｃ、Ｄ方向のうちマイナス方向である矢印Ｄ方向に所定
距離移動する場合を示している）、これに続いて上述し
たサブプログラムＳＰＲを呼び出す図示しないブロック
を有している。従って、加工制御部１７がこのサブプロ
グラムＳＰＲを実行（これは図５の動作ＡＣ６〜ＡＣ７
に対応）することにより図５の位置Ｑ２までの深さの２
穴目の穴切削が完了する（本実施例では説明の便宜上、
図３に示すように切削する穴６５の底端位置はどれも座
標Ｚ＝−２０とし、同じ深さの穴６５を複数切削する例
を示しているが、本発明は、深さの異なった穴を切削す
る実施例にも適用できることは明らかである。）。そし
て更に加工プログラムＰＲＯのメインプログラムは、ド
リル工具３１の先端を切削すべき次の穴に対応した所定
のアプローチ位置（Ｒ３、Ｒ４、……）に早送りで移動
位置決めする指令をなすブロック及び、これに続いてサ
ブプログラムＳＰＲを呼び出すブロックを有しており、
これらを実行することにより３穴目、４穴目、……、の
穴切削が完了することになる。

【００２５】ところで、ドリル工具３１によりワーク６
０を穴切削する際に、該ドリル工具３１が摩耗し、切削
している穴６５に切粉がつまるなどして切削負荷が過度
に増大すると該ドリル工具３１が折損する危険性が生じ
る。従って、このような場合には切削中にペッキングを
適宜行う必要がある。そこで本実施例のドリル制御装置
１では以下に説明するように、切削中にペッキングプロ
グラムＰ１１３１を適宜呼出し実行してペッキングを行
うように制御する。

【００２６】即ち、主制御部２は、加工プログラムＰＲ
Ｏに基づく加工を開始する際に、同時にシステムプログ
ラムメモリ１１からドリル制御プログラムＣＴＳを読み
出し、該ドリル制御プログラムＣＴＳに基づいて加工を
実行して行く。即ち、加工制御部１７が、加工プログラ
ムＰＲＯの実行を進め、サブプログラムＳＰＲの実行を
開始すると、割込有効判定部２１にペッキングプログラ
ムＰ１１３１のマクロ割込が有効であるかどうかを判定
させる（ステップＳＴ１）。割込有効判定部２１は、加
工プログラムメモリ６内のフラグメモリ部６ａに格納さ
れたペッキング実行フラグＦＬがオン状態かオフ状態か
を読み取り、オン状態であればペッキングプログラムＰ
１１３１のマクロ割込が有効であると判定し、逆に、オ
フ状態であればペッキングプログラムＰ１１３１のマク
ロ割込が無効であると判定して、判定信号Ｓ１を主制御
部２に出力する。

【００２７】主制御部２は、この判定信号Ｓ１が
「０」、即ちマクロ割込が無効である場合には、サブプ
ログラムＳＰＲが終了かどうかを判定する（ステップＳ
Ｔ９）。即ち、主制御部２は、サブプログラムＳＰＲの
うち現在実行中のブロックがブロックＮ１０５であれば
サブプログラムＳＰＲが終了であると判定してドリル制
御プログラムＣＴＳを終了し、逆に、現在実行中のブロ
ックがブロックＮ１０５以外のブロックであればサブプ
ログラムＳＰＲが終了でないと判定して、再び上述した
ステップＳＴ１に戻る。また、主制御部２は、割込有効
判定部２１からの判定信号Ｓ１が「１」、即ちマクロ割
込が有効である場合には、切削状態判定部２３にドリル
工具３１を切削送りで移動中か否かを判定させる（ステ
ップＳＴ２）。切削状態判定部２３は、加工制御部１７
が現在実行している指令を読み取り、該指令が切削送り
による移動ブロック（即ち、ブロックＮ１０２）である
場合には切削送りで移動中であると判定し、逆に、現在
実行中の指令が切削送りによる移動ブロック以外である
場合には切削送りで移動中でないと判定して、判定信号
Ｓ２を主制御部２に出力する。主制御部２は、この判定
信号Ｓ２が「０」、即ち切削送りで移動中でない場合に
は、サブプログラムＳＰＲが終了かどうかを判定し（ス
テップＳＴ９）、サブプログラムＳＰＲが終了であれば
ドリル制御プログラムＣＴＳを終了し、サブプログラム
ＳＰＲが終了でなければ、再び上述したステップＳＴ１
に戻る。また、主制御部２は、切削状態判定部２３から
の判定信号Ｓ２が「１」、即ち切削送りで移動中である
場合には、ステップＳＴ３に入り、主軸負荷演算部１０
及び送り軸負荷演算部８に次に説明するような形で切削
負荷を監視させる。

【００２８】即ち、主軸負荷演算部１０は、主軸駆動モ
ータ３５の負荷電流値を検出することにより、該電流値
から主軸駆動モータ３５に作用するトルク負荷ＴＦ、従
って主軸３０のトルク負荷ＴＦを逐次演算し、演算した
トルク負荷ＴＦを切削負荷信号として切削負荷比較判定
部１２に順次伝送する。また同時に、送り軸負荷演算部
８は、送り軸駆動モータ３３の負荷電流値を検出するこ
とにより、該電流値から送り軸駆動モータ３３に作用す
るスラスト負荷ＳＦ、従って主軸３０に対するＺ軸方向
の送り軸にかかるスラスト負荷ＳＦを逐次演算し、演算
したスラスト負荷ＳＦを切削負荷信号として切削負荷比
較判定部１２に順次伝送する。これらスラスト負荷ＳＦ
及びトルク負荷ＴＦは主軸３０に装着されたドリル工具
３１にかかる負荷と対応しているので、ドリル工具３１
の切削負荷と見做される。

【００２９】切削負荷比較判定部１２は、送り軸負荷演
算部８及び主軸負荷演算部１０から伝送されてきた切削
負荷信号を受け取ると、この切削負荷信号によって示さ
れるスラスト負荷ＳＦ及びトルク負荷ＴＦに基づき、ド
リル工具３１による切削負荷が所定の値以上であるかど
うかを比較判定する（ステップＳＴ４）。即ち、切削負
荷比較判定部１２は、伝送されてきたスラスト負荷ＳＦ
及びトルク負荷ＴＦを、予めメモリされている所定のス
ラスト負荷しきい値ＳＦａ（摩耗したドリル工具３１に
より切削を行った際に生じると予想されるスラスト負荷
の最小値）及びトルク負荷しきい値ＴＦａ（摩耗したド
リル工具３１により切削を行った際に生じると予想され
るトルク負荷の最小値）と比較して、スラスト負荷ＳＦ
がスラスト負荷しきい値ＳＦａ以上であるか、又はトル
ク負荷ＴＦがトルク負荷しきい値ＴＦａ以上である場合
には切削負荷が所定の値以上である（即ちドリル工具３
１が摩耗している）と判定し、逆に、スラスト負荷ＳＦ
がスラスト負荷しきい値ＳＦａ未満であり、かつトルク
負荷ＴＦがトルク負荷しきい値ＴＦａ未満である場合に
は切削負荷が所定の値未満である（即ちドリル工具３１
が摩耗していない）と判定して、判定信号Ｓ３を主制御
部２に出力する。なお、別の実施例として、スラスト負
荷ＳＦ又はトルク負荷ＴＦのどちらか一方だけを切削負
荷として演算し、これをスラスト負荷しきい値ＳＦａ又
はトルク負荷しきい値ＴＦａと比較判定するようにして
もよい。また、更に別の実施例として、切削負荷比較判
定部１２は、スラスト負荷ＳＦやトルク負荷ＴＦの時間
的変化を監視し、これらスラスト負荷ＳＦやトルク負荷
ＴＦの単位時間あたりの増加量の変化により比較判定を
行うようにしてもよい。

【００３０】主制御部２は、切削負荷比較判定部１２か
らの判定信号Ｓ３が「０」、即ち切削負荷が所定の値未
満である場合、即ちドリル工具３１が摩耗しておらず、
工具折損の危険が無い場合には、サブプログラムＳＰＲ
が終了かどうかを判定し（ステップＳＴ９）、サブプロ
グラムＳＰＲが終了であればドリル制御プログラムＣＴ
Ｓを終了し、サブプログラムＳＰＲが終了でなければ、
再び上述したステップＳＴ１に戻る。また、主制御部２
は、切削負荷比較判定部１２からの判定信号Ｓ３が
「１」、即ち切削負荷が所定の値以上である場合には、
即ちドリル工具３１が摩耗しており、工具折損の危険が
ある場合には、プログラム制御部１５に所定の開始命令
信号Ｓ４を出力する。

【００３１】ところで主制御部２は、加工プログラムＰ
ＲＯに基づく加工を開始する際に、同時にプログラム制
御部１５に対してペッキングプログラムＰ１１３１の読
み出しを指令している。従って、プログラム制御部１５
では、ペッキングプログラムメモリ１６に格納されてい
たペッキングプログラムＰ１１３１を読み出して待機し
た状態になっている。そこで、プログラム制御部１５に
対して、上述したように主制御部２から所定の開始命令
信号Ｓ４が出力されると、プログラム制御部１５は、こ
の信号Ｓ４に基づいて、加工制御部１７に対して、現在
実行中の加工プログラムＰＲＯを一時停止させ、その一
方で、加工プログラムＰＲＯに対してペッキングプログ
ラムＰ１１３１（例えば図４に示すようにブロックＮ０
０１〜Ｎ００３により構成されている）を割込ませて実
行する（ステップＳＴ５）。

【００３２】プログラム制御部１５がペッキングプログ
ラムＰ１１３１を割込ませると、これと同時に工具位置
検出部２０は、ドリル工具３１の先端の現在の工具座標
位置ＴＬＺ１（Ｚ軸座標上の位置）を検出し（ステップ
ＳＴ６）、検出した工具座標位置ＴＬＺ１を工具位置メ
モリ部２２に格納する。この時点でのドリル工具３１に
おける実際の状態は、例えば図５の３穴目で示すよう
に、該ドリル工具３１の先端が所定のアプローチ位置Ｒ
３から切削送り（図５中の動作ＡＣ１０に対応）で矢印
Ｂ方向に切削すべき穴６５の底の位置Ｑ３よりも浅い位
置Ｑ３０まで（従って途中まで）送られた状態になって
いる。従って、この場合、工具位置検出部２０で検出さ
れる工具座標位置ＴＬＺ１は位置Ｑ３０のＺ座標上の位
置である。

【００３３】また、工具位置検出部２０で検出された工
具座標位置ＴＬＺ１は戻し位置演算部１９にも座標位置
信号として伝送され、該工具座標位置ＴＬＺ１の信号を
受け取った戻し位置演算部１９は、該伝送された工具座
標位置ＴＬＺ１に基づいて戻し座標位置ＴＬＺ２を演算
する（ステップＳＴ７）。例えば、戻し位置演算部１９
は、工具座標位置ＴＬＺ１から、パラメータメモリ部１
３に予め格納されていた所定量Δｐの分だけＺ軸のプラ
ス方向である図の矢印Ａ方向にステップバックした位置
という形で戻し座標位置ＴＬＺ２を求める。

【００３４】この時点では、プログラム制御部１５は上
述したようにペッキングプログラムＰ１１３１の実行を
開始している。即ち、図４に示すように、ペッキングプ
ログラムＰ１１３１のブロックＮ００１において、Ｇ０
Ｚ＃９９８；とされ、ドリル工具３１の先端をＺ＃９
９８で示す座標位置まで早送りで移動することが指令さ
れている（別の実施例として、例えばブロックＮ００１
において、Ｇ１Ｚ＃９９８；とし、ドリル工具３１の
先端をＺ＃９９８で示す座標位置まで切削送りで移動す
ることを指令するようにしてもよい）。そこで、プログ
ラム制御部１５はブロックＮ００１の中の＃９９８に対
して、戻し位置演算部１９で演算された戻し座標位置Ｔ
ＬＺ２の値を代入し、この指令に基づいて加工制御部１
７等に、ドリル工具３１の先端を戻し座標位置ＴＬＺ２
まで早送りで移動することを指令する。これにより、例
えば図５の３穴目に示すように、ドリル工具３１の先端
が矢印Ａ方向に所定量Δｐだけ早送りでステップバック
された位置Ｑ３１まで移動された（図５の動作ＡＣ１１
に対応）。この動作ＡＣ１１によって、切削穴につまっ
ていた切粉が適宜吐き出され、ドリル工具３１の折損の
危険は回避された。

【００３５】次いで、ブロックＮ００２では、Ｇ１Ｚ
＃９９９；とされ、ドリル工具３１の先端をＺ＃９９９
で示す割込座標位置まで切削送りで直線補間により移動
するように指令されている。そこで、プログラム制御部
１５はブロックＮ００２の中の＃９９９に対して、工具
位置メモリ部２２に格納された工具座標位置ＴＬＺ１の
値を代入し、この指令に基づいて加工制御部１７等に、
ドリル工具３１の先端を工具座標位置ＴＬＺ１である割
込座標位置、即ちペッキングプログラムＰ１１３１が開
始された際のドリル工具３１のＺ座標位置まで切削送り
で直線補間により移動することを指令する。これによ
り、例えば図５の３穴目に示すように、ドリル工具３１
の先端が位置Ｑ３１から矢印Ｂ方向に所定量Δｐだけ、
即ち上述した位置Ｑ３０まで切削送りで移動された（図
５の動作ＡＣ１２に対応）。図５の３穴目では上述した
ように切粉が適宜吐き出されているので、ドリル工具３
１に対して生ずるべき摩擦負荷の原因が極力取り除かれ
ており、よってこの動作ＡＣ１２によって、ドリル工具
３１の先端が切削途中の位置Ｑ３０までスムーズに挿入
された。また、ドリル工具３１が切削送りで位置Ｑ３０
まで挿入されたので、これに続いて直ちに該位置Ｑ３０
から更に矢印Ｂ方向へスムーズな切削を続けることので
きる状態になった。なお、ペッキングプログラムＰ１１
３１に関し、別の実施例として、ブロックＮ００１で
は、早送りによりインクリメンタル表示で前記所定量Δ
ｐだけＺ軸のプラス方向に移動させるように指令し、ブ
ロックＮ００２では、切削送りによりインクリメンタル
表示で前記所定量ΔｐだけＺ軸のマイナス方向に移動さ
せるように指令する内容としてもよい。

【００３６】次いで、ブロックＮ００３でＭ９９；とさ
れ、プログラムの実行終了が指令されている。こうして
該ペッキングプログラムＰ１１３１が終了すると、プロ
グラム制御部１５は、一時停止していた前記加工プログ
ラムＰＲＯを再開させる（ステップＳＴ８）。つまり、
加工制御部１７に対して加工プログラムＰＲＯのサブプ
ログラムＳＰＲを実行再開させる。上述したように、加
工プログラムＰＲＯのブロックＮ１０２に基づいてドリ
ル工具３１を切削送りで直線補間により移動中であった
ので、この移動を再開することになる（図５の動作ＡＣ
１３に対応）。

【００３７】その後、既に説明したように切削送りによ
り所定の深さまで切削し、アプローチ位置Ｒ３に早送り
して位置決めする（図５の動作ＡＣ１４に対応）形でサ
ブプログラムＳＰＲの実行が完了することになる。以
降、別の穴６５を切削する際にも上述した手順と同様
に、切削負荷が演算され（ステップＳＴ３）、該切削負
荷が所定の値と比較判定され（ステップＳＴ４）、該判
定結果に応じて、従って切削負荷の増大に応じて、ペッ
キングプログラムＰ１１３１が呼出し実行（ステップＳ
Ｔ５〜ＳＴ７）されるようになっている。このように、
加工プログラムでペッキング動作を予め設定しておく必
要無く、切削負荷の増大に応じてその位置から直ちにペ
ッキングを行えるようになっている。また、１つの穴を
切削する間にペッキング動作を行った後、該穴の切削完
了前であれば（従ってサブプログラムＳＰＲのブロック
Ｎ１０２の実行完了前でありペッキング実行フラグＦＬ
がオン状態であれば）、図２に示すように切削負荷の増
大に応じて何度でもペッキング動作を行えるようになっ
ているので、ペッキング動作の回数等を予め設定してお
く必要が無い。勿論、既に上述したように切削負荷が所
定の値以上に増大しない場合にはペッキングが行われな
くて済むので、必要の無いペッキングで加工時間を長く
することはない。

【００３８】以上のようにドリル制御装置１では、加工
プログラムＰＲＯ上においてペッキング動作１つ１つを
指令する必要が無く、加工プログラムＰＲＯ中にブロッ
クＮ１００やブロックＮ１０３のようなマクロ割込有効
或いは無効の指令を加えておくだけで、必要時（即ち切
削負荷が増大した際）に、この加工プログラムＰＲＯと
は別個に格納していたペッキングプログラムＰ１１３１
が呼び出し実行されることにより、必要な時に必要な回
数のペッキング動作を的確に行えるようになっている。
つまり、加工プログラムＰＲＯ中にペッキング動作のブ
ロックを組み込まなくても、必要に応じてペッキングを
適宜行いながらドリル加工を行うことができ、しかも加
工時間を極力短縮させることができる。なお別の実施例
として、上述した実施例での、加工プログラムＰＲＯ中
のブロックＮ１００やブロックＮ１０３のようなマクロ
割込有効或いは無効の指令のようなものを加えず、従っ
てペッキング実行フラグＦＬ等を利用せず、切削負荷が
増大した際には常にペッキング動作を行うようにしても
よい。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明のうち第１の
発明は、ドリル工具３１等のドリル工具によるワーク６
０等のワークに対する穴切削を、直線補間指令Ｇ１等の
切削送り指令により指令するブロックＮ１０２等の切削
ブロックを有した加工プログラムＰＲＯ等の加工プログ
ラムを格納する加工プログラムメモリ６等の第１のメモ
リ手段を有し、前記加工プログラムに基づいてドリル工
具を用いて所定の加工を行なう工作機械１００等の工作
機械において、前記加工プログラムの前記切削ブロック
を実行する軸サーボ制御部７、主軸回転制御部９、加工
制御部１７、送り軸駆動モータ３３、主軸駆動モータ３
５等の加工実行手段を設け、前記加工実行手段により前
記切削ブロックが実行されている間に、前記ドリル工具
に作用するスラスト負荷ＳＦ、トルク負荷ＴＦ等の切削
負荷を検出して切削負荷信号として出力する送り軸負荷
演算部８、主軸負荷演算部１０等の切削負荷検出手段を
有し、前記切削負荷検出手段からの切削負荷信号に基づ
いて、前記検出された切削負荷がスラスト負荷しきい値
ＳＦａ、トルク負荷しきい値ＴＦａ等の所定の値以上で
ある場合に所定の判定信号を出力する切削負荷比較判定
部１２等の切削負荷比較判定手段を設け、ドリル工具を
Ｚ軸方向等の工具主軸方向に戻し移動させることを、早
送り位置決め指令Ｇ０等の戻し送り指令により指令する
ブロックＮ００１等の戻し送りブロックを有したペッキ
ングプログラムＰ１１３１等のペッキングプログラムを
格納するペッキングプログラムメモリ１６等の第２のメ
モリ手段を設け、前記切削負荷比較判定手段の判定信号
に基づいて、前記加工実行手段に対して、前記第２のメ
モリ手段に格納された前記ペッキングプログラムを実行
するように指令するプログラム制御部１５等のペッキン
グプログラム実行指令手段を設けて構成される。従って
本発明によるドリル制御装置では、加工プログラムの切
削ブロックを実行中に、ドリル工具における切削負荷が
切削負荷検出手段で検出され、切削負荷比較判定手段に
おいて、この切削負荷が所定の値以上であるかどうか、
即ちペッキングが必要かどうか比較判定され、この切削
負荷が所定の値以上である場合に、ペッキングプログラ
ム実行指令手段が、加工プログラムとは別に第２のメモ
リ手段に格納されたペッキングプログラムを加工実行手
段に対して実行するように指令するようになっている。
つまり、加工プログラム上においてペッキング動作１つ
１つを指令しなくても、必要な時に加工プログラムとは
別のペッキングプログラムが実行されてペッキングが行
われるようになっている。つまり、加工プログラム中に
ペッキング動作を指令するブロックを組み込まずに済
み、特にペッキング動作を開始するまでの穴切削の送り
量やペッキング動作の回数等を加工プログラム中で指定
せずに済むので、加工プログラムの作成は簡単に行え
る。また、ペッキングは上述したように切削負荷が所定
の値以上である場合にのみ行われるようになっているの
で、必要の無い時に無駄なペッキング動作を行わずに済
み、加工時間を極力短縮することができる。

【００４０】また本発明のうち第２の発明は、第１の発
明によるドリル制御装置において、ペッキングの実行を
指示するペッキング実行フラグＦＬ等のペッキング実行
フラグを格納するフラグメモリ部６ａ等の第３のメモリ
手段を設け、前記ペッキングプログラム実行指令手段
は、前記第３のメモリ手段に格納された前記ペッキング
実行フラグがペッキングの実行を指示している場合にの
み、前記切削負荷比較判定手段の所定の判定信号に基づ
いて、前記加工実行手段に対して、前記ペッキングプロ
グラムを実行するように指令するようになっているの
で、第１の発明による効果に加えて、予めペッキングを
必要としないことがわかっているような加工を行う際
（例えば非常に浅い穴を切削するような場合など）に
は、ペッキング実行フラグがペッキングの実行を指示し
ていないようにしておき、無駄なペッキング動作を行わ
ないようにするので、加工時間を極力短縮することがで
きる。

【００４１】また本発明のうち第３の発明は、第２の発
明によるドリル制御装置において、前記第３のメモリ手
段は前記第１のメモリ手段中に存在しているので、第２
の発明による効果に加えて、第３のメモリ手段を第１の
メモリ手段と別個に設ける場合に比べて、第３のメモリ
手段を第１のメモリ手段中に設けるので装置をコンパク
トにすることができる。また、第３のメモリ手段が第１
のメモリ手段中に存在するので、第１のメモリ手段に格
納されている加工プログラムを読み取出すために該第１
のメモリ手段にアクセスした状態で、ペッキング実行フ
ラグを格納した第３のメモリ手段にも一度にアクセスで
きるので、その分、処理速度が速くなり好都合である。

【００４２】また本発明のうち第４の発明は、第１の発
明によるドリル制御装置において、前記加工実行手段
は、ドリル工具を回転駆動する主軸駆動モータ３５等の
主軸駆動モータを有し、前記切削負荷検出手段は、前記
主軸駆動モータの負荷電流値に基づいて切削負荷信号を
出力するようになっているので、第１の発明による効果
に加えて、ドリル工具を回転駆動する主軸駆動モータか
ら切削負荷信号を得ることができるので、ドリル工具の
切削状態を正確に判断することが可能となり好都合であ
る。

【００４３】また本発明のうち第５の発明は、第１の発
明によるドリル制御装置において、前記加工実行手段
は、ドリル工具をワークに対して工具主軸方向に移動駆
動する送り軸駆動モータ３３等の送り軸駆動モータを有
し、前記切削負荷検出手段は、前記送り軸駆動モータの
負荷電流値に基づいて切削負荷信号を出力するようにな
っているので、第１の発明による効果に加えて、送り軸
を駆動する送り軸駆動モータから切削負荷信号を得るこ
とができるので、ドリル工具の切削状態を正確に判断す
ることが可能となり好都合である。

【００４４】また本発明のうち第６の発明は、第１の発
明によるドリル制御装置において、前記切削負荷比較判
定手段の判定信号に基づいて、該判定信号が出力された
際のドリル工具の工具主軸方向における工具座標位置Ｔ
ＬＺ１等の位置を検出する工具位置検出部２０等の工具
位置検出部を設け、前記ペッキングプログラム実行指令
手段は、前記加工実行手段に対して、前記工具位置検出
部により検出されたドリル工具の工具主軸方向における
位置に基づいて、前記ペッキングプログラムを実行する
ように指令するので、ドリル工具における切削負荷が所
定の値以上となった位置に基づいてペッキング動作が行
われることとなり、ペッキングプログラム等の中にペッ
キング動作の開始位置などの値を予め指定しておく必要
が無い。従って、第１の発明による効果に加えて、プロ
グラム作成が簡単に行えるので都合がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のドリル制御装置の一例が採用
された工作機械を示すブロック図である。

【図２】図２は、ドリル制御プログラムの一例を示す図
である。

【図３】図３は、加工プログラムの一例を示す図であ
る。

【図４】図４は、ペッキングプログラムの一例を示す図
である。

【図５】図５は、図３に示す加工プログラム及び図４に
示すペッキングプログラムによる、ワークに対する加工
状態を示す模式図である。

【符号の説明】

１……ドリル制御装置６……第１のメモリ手段（加工プログラムメモリ）６ａ……第３のメモリ手段（フラグメモリ部）７……加工実行手段（軸サーボ制御部）８……切削負荷検出手段（送り軸負荷演算部）９……加工実行手段（主軸回転制御部）１０……切削負荷検出手段（主軸負荷演算部）１２……切削負荷比較判定手段（切削負荷比較判定部）１５……ペッキングプログラム実行指令手段（プログラ
ム制御部）１６……第２のメモリ手段（ペッキングプログラムメモ
リ）１７……加工実行手段（加工制御部）２０……工具位置検出部３１……ドリル工具３３……加工実行手段、送り軸駆動モータ（送り軸駆動
モータ）３５……加工実行手段、主軸駆動モータ（主軸駆動モー
タ）６０……ワーク１００……工作機械ＦＬ……ペッキング実行フラグＧ０……戻し送り指令（早送り位置決め指令）Ｇ１……切削送り指令（直線補間指令）Ｎ００１……戻し送りブロック（ブロック）Ｎ１０２……切削ブロック（ブロック）Ｐ１１３１……ペッキングプログラムＰＲＯ……加工プログラムＳＦ……切削負荷（スラスト負荷）ＳＦａ……所定の値（スラスト負荷しきい値）ＴＦ……切削負荷（トルク負荷）ＴＦａ……所定の値（トルク負荷しきい値）ＴＺＬ１……ドリル工具の工具主軸方向における位置
（工具座標位置）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ドリル工具によるワークに対する穴切削
を、切削送り指令により指令する切削ブロックを有した
加工プログラムを格納する第１のメモリ手段を有し、前記加工プログラムに基づいてドリル工具を用いて所定
の加工を行なう工作機械において、前記加工プログラムの前記切削ブロックを実行する加工
実行手段を設け、前記加工実行手段により前記切削ブロックが実行されて
いる間に、前記ドリル工具に作用する切削負荷を検出し
て切削負荷信号として出力する切削負荷検出手段を有
し、前記切削負荷検出手段からの切削負荷信号に基づいて、
前記検出された切削負荷が所定の値以上である場合に所
定の判定信号を出力する切削負荷比較判定手段を設け、ドリル工具を工具主軸方向に戻し移動させることを、戻
し送り指令により指令する戻し送りブロックを有したペ
ッキングプログラムを格納する第２のメモリ手段を設
け、前記切削負荷比較判定手段の判定信号に基づいて、前記
加工実行手段に対して、前記第２のメモリ手段に格納さ
れた前記ペッキングプログラムを実行するように指令す
るペッキングプログラム実行指令手段を設けて構成した
ドリル制御装置。
【請求項２】ペッキングの実行を指示するペッキング実
行フラグを格納する第３のメモリ手段を設け、前記ペッキングプログラム実行指令手段は、前記第３の
メモリ手段に格納された前記ペッキング実行フラグがペ
ッキングの実行を指示している場合にのみ、前記切削負
荷比較判定手段の判定信号に基づいて、前記加工実行手
段に対して、前記ペッキングプログラムを実行するよう
に指令するようになっていることを特徴とする請求項１
記載のドリル制御装置。
【請求項３】前記第３のメモリ手段は前記第１のメモリ
手段中に存在していることを特徴とする請求項２記載の
ドリル制御装置。
【請求項４】前記加工実行手段は、ドリル工具を回転駆
動する主軸駆動モータを有し、前記切削負荷検出手段は、前記主軸駆動モータの負荷電
流値に基づいて切削負荷信号を出力するようになってい
ることを特徴とする請求項１記載のドリル制御装置。
【請求項５】前記加工実行手段は、ドリル工具をワーク
に対して工具主軸方向に移動駆動する送り軸駆動モータ
を有し、前記切削負荷検出手段は、前記送り軸駆動モータの負荷
電流値に基づいて切削負荷信号を出力するようになって
いることを特徴とする請求項１記載のドリル制御装置。
【請求項６】前記切削負荷比較判定手段の判定信号に基
づいて、該判定信号が出力された際のドリル工具の工具
主軸方向における位置を検出する工具位置検出部を設
け、前記ペッキングプログラム実行指令手段は、前記加工実
行手段に対して、前記工具位置検出部により検出された
ドリル工具の工具主軸方向における位置に基づいて、前
記ペッキングプログラムを実行するように指令すること
を特徴とする請求項１記載のドリル制御装置。