JPS59232749A - ドリル加工監視装置 - 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、ドリル作業におけるドリルの折損予知や摩耗
の検知を行なうことによってドリル作業の無人化自動運
転を図るドリル加工監視装置に関するものである。

〔従来技術〕

一般に使用されるボール盤におけるドリルの折損防止の
方法には、■一定量切削ごとにドリルを引戻しながら順
次加工を進めたり、■スピンドルを駆動するモータの電
流やトルクを測定し、ためしの切削を行ない、その結果
よりレベル設定し、これを越える電流やトルクが発生す
ると早戻しする方式が採られている。

しかし、上記■の方法の場合、切削の状態の良し悪しに
かかわらず一定量切削すると自動的に早戻しされ、作業
能率が悪く、またドリル折損の予知は行なえないなどの
問題がある。また上記■の方法の場合、ただ単に電流ま
たはトルクの増加の情報のみしか考慮されないため、切
粉の排出状況やドリル折損予知が遅れるなどの問題があ
る。

〔発明の目的〕

本発明は、ドリルの加工監視および制御方法の機能向上
を図るため、切削時のトルクの高周波成分を検出し、ボ
ール盤および加工の条件で評価を行ない、切粉の排出の
悪化、ドリルの折損予知、切削不良をより早い時期に検
出することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

本発明のドリル加工監視装置は、モータトルク検出装置
を備えたモータにより、伝達機構を介して駆動されると
ともに送り機構によって送られるドリルを備えたボール
盤のドリル加工監視装置において、 ■前記モータトルク検出装置からの１〜ルク信号を切削
トルク信号に変換する空運転トルク除去装置と、 ■前記空運転トルク除去装置の出力信号の高周波成分の
ピーク値を検出する高周波成分検出装置と、■ドリル径
と工作物の材質から最適切削トルクを計算する最適切削
トルク計算装置と、 ■前記高周波成分検出装置の出力と前記最適切削トルク
計算装置の出力とを比較し、切削不良信号を送出する第
１の評価装置と、 ■前記空運転トルク除去装置の出力の低周波成分と前記
最適切削トルク計算装置の出力とを比較し、切削異常信
号を送出する第２の評価装置と、■前記空運転トルク除
去装置の出力の低周波成分とドリル径からドリル強度を
計算するドリル強度計算装置の出力とを比較し、ドリル
折損危険信号を送出する第３の評価装置 とを備えた構成を特徴とするものである。

〔実施例〕

以下、本発明を第１図のブロック図に示す構成に基いて
説明する。

図において、（１）はモータ、（２）は同モータのトル
ク検出器、（３）はベルト、（４１，（５）はプーリ、
（６）は減速比表示装置、（７）はドリル（８）のチャ
ック、（９）は工作物、ａΦはドリルの切削トルク換算
装置、（１１）は空運転トルク除去装置、（１２）はバ
イパスフィルタ、（１３）はピーク値検出器、（１４）
は最適切削トルク計算装置、（１５）は第１の評価装置
、（１６）は第２の評価装置、（１７）はドリル強度計
算装置、（工８）は第３の評価装置、（１９）はドリル
送り制御装置、（２０）はローパスフィルタである。

この実施例において、モータ（１１には、トルクを直接
に、または入力電圧、電流から電気的にトルクを算出す
るトルク検出器（２）が設けられている。

このモータ（１１の出力軸にはプーリ（４）が取り付け
られており、ボール盤側の駆動軸に取り付けられたブー
１月５）との間にはベルト（３）が懸装されている。

ベルト（３）の途中には、ベルト（３）の上下の高さを
検出することによりプーリ比、すなわち減速比を検出す
る減速比表示装置（６）が付設されている。この減速比
の検出方法としては、ベルトの取り付は位置を光学的・
機械的に検出したり、駆動側とスピンドル側の回転数Ｎ
ｍ、ＮｓＯ比（Ｎｍ　／Ｎｓ　）から算出する方法があ
る。第１図では、光学的にベルト（３）の掛けられた位
置を検出する方式を示している。

この減速比表示装置（６）の出力により、ドリルの切削
トルク換算装置Ｑ（１）では、前記トルク検出器（２）
からのトルク信号τｍを、チャック（７）に取り付けら
れたドリル（８）端のトルクτＳに換算する。すなわち
、τｓ　＝　（Ｎｓ　／Ｎｍ　）　τｍという演算を行
なう。そして、次の空運転トルク除去装置（１１）では
、加工開始信号により保持されている加工直前に実測し
た運転トルクτ０をドリルトルク信号τＳから差し引き
、真の切削トルクのみ出力する。

この出力は、さらに、バイパスフィルタ（１２）とピー
ク値検出器（１３）に入力され、切削トルクに含まれる
高周波成分が検出される。

切削トルクに含まれる高周波成分には、ドリル切削時の
切粉の排出状況、切削油の供給状態、切削の不良、ドリ
ルのチャッキング不良などの各種の情報が含まれている
ことが実験的にわかっている。第３図はその例を示すも
ので、モータ始動初期の空運転トルクτ０から加工開始
後のトルクはステップ的に上昇するが、加工が進むにつ
れて高周波成分が増加していることがわかる。

次に、ドリル（８）の径と工作物（９）の材質計数を設
定することによって、切削時の最適トルクを計算する最
適切削トルク計算装置（１４）の出力と、前記高周波成
分検出装置（１２）、　　（１３）の出力は、第１の評
１価装置（１５）で比較され、高周波成分の割合が最適
トルク計算値に対しある比率を越えると、切削不良と判
断し異品信号が出力される。

また、同様に前記空運転トルク除去装置（１１）の出力
と前記最適切削トルク計算装置（１４）の出力を第２の
評価装置（１６）で比較し、切削異常信号を出力する。

更に、ドリルの強度計算装置（１７）の出力とローパス
フィルタ（２０）の出力とを第３の評価装置（１８）で
比較し、ドリル折損危険信号を出力する。

これら評価装置（１５）　、　　（１６）　、　　（１
８）の各出力は、主にドリルの早戻し信号に使われる。

第２図に示すのは、本発明の第２実施例のフ゛ロック図
であり、前記第１図に示した第１実施ＩＪ＋の構成のう
ち、ドリル端の切削トルク換算装置００１を取り除き、
減速比表示装置（６）の出力を最適切削トルク計算装置
（１４）に入力し、ドリル端に換算していたものを、逆
にモータ軸のトルクに換算するようにしたものである。

その他の構成および動作は第１実施例と同様であるので
説明を省略する。

〔発明の効果〕

本発明は上述した構成であるので、下記のような９）Ｊ
果を奏するものである。

１）ドリル折損予知に優れ、応答性が良くなる。

２）切粉の排出状況、切削油の供給状態も的確に検出で
きる。

３）最適トルク計算装置は、ドリル径の他、工作物の材
質が考慮されるため、実際の切削トルりに近いトルクを
演算で求めることができる。

４）ドリルのチャッキング不良や下穴またはポンチ穴と
の軸心のずれがあった場合なども容易に不良を検出する
ことができる。

５）作業者の熟練度に頼ることなく、常に最適な加工条
件で能率的に精度の高い加工を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成を示すブロック図、
第２図は第２実施例の構成を示すブロック図、第３図は
ドリル端のトルク変化の状態を示すトルク波形図である
。 （１）：モータ　　　　　（２）：トルク検出器（３）
：ベルト　　　　　（４１，（５）　：プーリ（６）二
減速比表示装置　（７）：チャック（８）ニトリル　　
　　　（９）：工作物ａＯ）：切削トルク換算装置 （１１）　　：空運転トルク除去装置 （１２）　　：バイパスフィルタ （１３）　　：ピーク値検出器 （１４）　　：最適切削トルク計算装置（１５）　　：
第１の評価装置 （１６）　　：第２の評価装置 （１７）　　ニトリル強度計算装置 （１Ｂ）　　：第３の評価装置 （１９）　　ニトリル送り制御装置 （２０）　　：ローバスフィルタ 特許出願人　　株式会社　安川電機製作所代理人　手掘
　益（ほか２名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　モータトルク検出装置を備えたモータにより、伝
   達機構を介して駆動されるとともに送り機構によって送
   られるドリルを備えたボール盤のドリル加工監視装置に
   おいて、 前記モータトルク検出装置からのトルク信号を切削トル
   ク信号に変換する空運転トルク除去装置と、 前記空運転トルク除去装置の出力信号の高周波成分のピ
   ーク値を検出する高周波成分検出装置と、ドリル径と工
   作物の材質から最適切削トルクを計算する最適切削トル
   ク計算装置と、 前記高周波成分検出装置の出力と前記最適切削トルク計
   算装置の出力とを比較し、切削不良信号を送出する第１
   の評価装置と、 前記空運転トルク除去装置の出力の低周波成分と前記最
   適切削トルク計算装置の出力とを比較し、切削異常信号
   を送出する第２の評価装置と、前記空運転トルク除去装
   置の出力の低周波成分とドリル径からドリル強度を計算
   するドリル強度計算装置の出力とを比較し、ドリル折損
   危険信号を送出する第３の評価装置 とを備えたことを特徴とするドリル加工監視装置。