TW200936279A - Drilling apparatus - Google Patents

Description

200936279 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種使用在被加工體之穿孔’且可安# 不同直徑之刃物的電鑽裝置。 【先前技術】 電鑽裝置當中，由於環狀刃物（刃物）之直徑'刃％ Φ 相對於被加工體的加壓力、被加工體之種類或材質、切屑 在刃物之切槽的堵塞等，負荷會有所變動。對直徑較小的 刃物施加過大的負荷的情況下，會導致刃物的壽命縮短° 因此，專利文獻1揭示了 一種檢出對被加工體進行開 孔時的驅動用馬達之電流（馬達電流），當該馬達電流胃 過預設的基準値時，使開孔作業停止的過負荷監視裝置° 又，具備自動進給機構的電鑽裝置當中，以往都是依 馬達電流的變化在控制著進給速度。例如，是將進給量的 φ 控制設定成兩個階段來進行，也就是當馬達電流超過某個 位準時，會變成反覆「完全停止進給」—「進給動作」的 間歇運轉模式，或是在切削中，當馬達電流超過某個位準 時，會變成比一般切削之進給特性慢的進給特性的模式。 〔專利文獻1〕日本特開2005-52914號 【發明內容】 〔發明所欲解決之課題〕 然而，進給速度的控制是無論刃物直徑的大小，皆以 -4- 200936279 相同的過負荷檢出位準來進行，因此隨 旋轉負荷力矩相對於切削時之推拉方向 須對刃物用力施加推拉方向的力，才會 ，因此對刃物會施加太大的負擔，使壽 又，當進給量過少時，切屑會變細 在該情況下，最後，切屑會堵塞在刃物 法被排出，因而有可能無法進行切削。 Q 停止時，有時切屑會進入被切削體與刃 來，刃尖端就可能無法深入被切削體， 。此現象在小徑刃物的情況下尤爲顯著 命縮短的問題。 本發明之目的在於解決這種由於刃 物之壽命縮短、馬達過負荷等的問題。 〔用以解決課題之手段〕 φ 亦即，本發明提供一種電鑽裝置， 達作爲驅動源來驅動刃物旋轉的電鑽、 對於被加工體往復移動的電鑽進給部， 並驅動前述電鑽及前述電鑽進給部 進行穿孔的電鑽裝置， 其特徵爲具有： 用來檢出於前述電鑽馬達流通之電 器；以及 控制前述電鑽馬達之通電的控制部 著刃物直徑變小’ 的力就會變小’必 因爲過負荷而停止 命縮短。 ，排出性會惡化。 的切槽，切屑將無 另外，使進給完全 尖端之間’如此一 以致無法進行切削 ，會有導致刃物壽 物直徑所導致的刃 是具備：以電鑽馬 以及使前述電鑽相 而對前述被加工物 流的馬達電流檢出 -5- 200936279 前述控制部是根據預定之電鑽進給速度下的前述馬達 電流檢出器的檢出電流，來辨識穿孔中之前述刃物的直徑 ，並依前述辨識結果對前述各刃物直徑設定控制模式。 具體而言，前述控制部是對應於前述刃物之可使用的 刃物直徑來設定複數個比較値，並且比較前述比較値與前 述馬達電流檢出器的前述檢出電流來辨識前述刃物直徑。 更具體而言，前述比較値爲：使用具有預定之第1刃 φ 物直徑的刃物所計測的第1比較値、以及使用具有比該第 1刃物直徑小的第2刃物直徑的刃物所計測的第2比較値 ，前述控制模式有：該檢出電流在該第1比較値以上的大 徑模式、該檢出電流比該第1比較値小，並且在該第2比 較値以上的中徑模式、以及該檢出電流未滿該第2比較値 的小徑模式三種。 又，前述控制部在依前述刃物直徑設定前述控制模式 之後，會使前述電鑽進給部的控制變成一般的進給控制。 φ 又，前述控制部是對前述各控制模式分配對應於刃物 直徑的控制程式，在該執行中，當前述馬達電流檢出器所 檢出的馬達電流超過預設的臨界値時，可使前述電鑽馬達 及前述電鑽進給部的進給馬達停止。 【實施方式】 以下，針對本發明之電鑽裝置的實施形態，利用第1 圖〜第5圖加以說明。 第1圖、第2圖是電鑽裝置之全體構成的外觀圖，第 -6 - 200936279 2圖是第1圖的右側面圖。 (電鑽裝置的構成） 如第1圖及第2圖所示，電鑽裝置1〇〇是在本體10 的下面設有在內部具備電磁鐵的電磁基座12，在本體10 的一個側面設有可朝上下方向移動的滑板1 4。在該滑板 14支持著電鑽16。 〇 再者，在本體10設有爲使滑板14上下移動用的電鑽 進給部20、及把手1 8。電鑽進給部20內部設有進給馬達 ，因此可經由電鑽進給部2 0內的傳達機構，使電鑽1 6在 上下方向移動。又，亦可爲卸下該進給馬達之輸出系統的 離合器’並利用手動旋轉把手18，使電鑽16經由電鑽進 給部20內的傳達機構上下移動的手動操作。 電鑽16內設有電鑽馬達（AC馬達），藉由該電鑽馬 達的旋轉，安裝在旋轉軸22的環狀刃物24會旋轉。在環 〇 狀刃物24有中央插銷24a設置成可從環狀刃物24的下面 自由出沒的狀態。旋轉軸22是藉由從本體10之下端部朝 側方延伸的框架26，支持成可上下移動的狀態。 在本體1 〇之第1圖看來爲左側的側面，設有由後述 電源開關28及電鑽開關34所構成的旋轉開關30。 (電鑽裝置之操作） 接下來’針對電鑽裝置1 〇〇的一般操作加以說明。 第1圖及第2圖當中，作業員將電鑽裝置1〇〇設置在 30 200936279 被加工體（未圖示）的預定位置之後，會將旋轉開關 從「OFF」的位置旋轉至「電源ON」的位置，使後劲 源開關28導通（ON)。藉此，電壓會施加在電磁基座 內的電磁鐵，電鑽裝置100會被固定在被加工體。接1 ，當作業員將旋轉開關30從「電源ON」的位置旋轉3 電鑽ON」的位置，使後述電鑽開關34導通（ON)闲 電鑽16的電鑽馬達會開始旋轉，旋轉軸22及安裝在螯 Q 轉軸的環狀刃物24會開始旋轉，而且電鑽16會因爲電 進給部2〇而下降，使環狀刃物24的前端與被加工體的 面接觸。當電鑽16更進一步下降時，環狀刃物24會一 旋轉一面進入被加工體內，而可在被加工體形成穿孔。 穿孔結束的情況下，進給馬達會逆轉，當電鑽1 6 成預定位置時，進給馬達、電鑽16會停止。又，欲使 鑽1 ό的驅動停止的情況下，是將旋轉開關3 〇從「電 ON」的位置旋轉至「電源on」的位置，使電鑽開關 〇 斷開（OFF )。電鑽馬達的通電會因爲電鑽開關34 OFF而斷開（OFF)，電鑽16會停止旋轉，並且會使 給馬達的通電形成OFF，電鑽16的下降便會停止。 (電鑽裝置的電路構成） 第3圖是電鑽裝置1〇〇之電路構成的電路圖。 在交流電源（例如A C 1 0 0 V ) 4 0經由電源開關2 8 接有兩波整流器42，在該整流輸出連接有電磁基座12 電磁鐵的電磁線圈1 2a。而且，在交流電源40，經由電 電 12 來 厂 9 旋 鑽 表 面 形 電 鑽 34 的 進 連 之 鑽 -8- 200936279 開關34及電源開關28連接有使交流電源40 器44。 再者’在電鑽開關3 4與交流電源4 0之間 有電鑽馬達46 '電鑽馬達控制部48及馬達電 ，並且串聯連接有進給馬達電源電路52、進 部54及電鑽進給部20的進給馬達20a。 在進給馬達20a連接有用來判別進給馬達 的進給馬達N G判別部5 6，又，在電磁線圈1 磁斷線檢出電路58，該等是與用來控制電鑽 48的主控制部64連接。 在主控.制部64分別連接有用來檢出電鑽; 橫向位移的橫向位移檢出器60、用來防止已 馬達46之再啓動的再啓動防止檢出電路62、 態的LED顯示器68、以及從變壓器44的輸出 控制部6 4用的直流電源的電源電路7 0。 主控制部64是例如具備CPU、ROM64a 面電路等而構成，在該R〇M64a儲存有包含第 圖所示之處理的程式、以及判斷步驟所使用的 界値。 第4圖是本發明之實施形態的處理流程圖 由主控制部64執行。 (電鑽裝置的動作） 接下來，參照第1圖〜第4圖來說明電鑽 降壓的變壓 '串聯連接 流檢出器50 給馬達控制 20a之狀態 2a連接有電 馬達控制部 裝置100之 停止的電鑽 顯示動作狀 電壓生成主 、R A Μ及介 4圖及第5 比較値及臨 。該處理是 裝置100的 -9- 200936279 動作。 首先，作業員將電源線的插頭插入電源插座之後，會 將電鑽裝置100設置在被加工體的預定位置。接下來，將 旋轉開關30從「OFF」的位置旋轉至「電源ON」的位置 使電源開關28導通（ON )時，在兩波整流器42會施加 交流電源40 ’電磁線圈1 2a會受到兩波整流器42的激磁 (S 1 0 1 )。 Q 在此’將旋轉開關30從「電源ON」的位置旋轉至「 電鑽ON」的位置’使電鑽開關34導通（ON)時，主控 制部64會因爲電源電路70動作而動作，該主控制部64 會使電鑽馬達控制部48動作，並使電鑽馬達46旋轉（ S102 ) 〇 又’藉由電鑽開關34的導通（on)，進給馬達電源 電路52及進給馬達控制部54會動作，並且以—定的進給 速度使電鑽16下降來驅動電鑽進給部20的進給馬達20a φ ( S 1 03)。 電鑽16會因爲電鑽進給部20而下降，因此環狀刃物 24會到達被加工體’但是環狀刃物24 —接觸到被加工體 之後的電鑽馬達46的電流’比起穿孔中的電流更不穩定 ，因此不在檢出結果以內（S104)。當環狀刃物24與被 加工體接觸之後，會由主控制部6 4判斷是否檢出電鑽馬 達46的馬達電流Im，也就是負荷（si〇5)。有檢出負荷 時（S105: Yes) ’會執行環狀刃物24之刃物直徑的辨別 處理。 -10- 200936279 首先’主控制部64會判斷馬達電流檢出器50的檢出 値是否在比較値以上（s】06 )。此時，比較値可事先設定 有：使用具有預定之第i刃物直徑的刃物所計測的第1比 較値（以下稱爲「比較値x」）、以及使用具有比該第1 刃物直徑小的第2刃物直徑的刃物所計測的第2比較値（ 以下稱爲「比較値y」）。在此，「第1刃物直徑」及「 第2刃物直徑」可依個別所使用的刃物的形狀或材質等、 φ 被加工體的材質等而適當設定。 而且’如果電鑽馬達46的馬達電流Im爲比較値X ( A)以上（「馬達電流img比較値X」、S106:Yes)， 主控制部64會判斷環狀刃物24的直徑爲大徑而設定爲大 徑模式（S 1 0 7 )。 又，在步驟S 106判斷爲「馬達電流Im<比較値X」 時（S106: No)，主控制部64會根據與比較値X不同的 比較値y(A)(但是x>y)來判斷「馬達電流Img比較 〇 値y」是否成立（S108)。判斷爲「馬達電流Im2比較値 y」時（S108 : Yes)，主控制部64會判斷環狀刃物24的 直徑爲中徑而設定爲中徑模式（S109)。另外，當「馬達 電流Im<比較値y」成立時（S108 : No )，主控制部64 會判斷環狀刃物24的直徑爲小徑而設定爲小徑模式（ S110 ) 〇 當上述步驟S107、S109、S110任一個處理結束時， 使電鑽進給部20之進給速度緩慢提升的處理（si 1 1 )是 由進給馬達控制部5 4執行，並且在預定時間後會執行— -11 - 200936279 般的進給控制（s 1 1 2 )。在該控制的執行當中，馬達電流 檢出器50及主控制部64會依各預定時間進行是否爲無負 荷狀態的檢出（S113)。 檢出爲無負荷狀態的情況下（S 1 1 3 : Yes )，主控制 部64會判斷已結束對被加工體的穿孔，並且使電鑽進給 部20的進給馬達20a逆轉而使電鑽16上升（S114)。在 該上升過程當中，當設在電鑽進給部2 0的限位開關形成 ❹ ON時，會使電鑽16的旋轉停止，並且使進給馬達20a停 止（S 1 1 5 )。此外，在未檢出無負荷狀態的情況下（S 1 1 3 :No)，會返回步驟S 1 1 2並繼續一般的進給控制。 (一般進給控制） 第5圖是第4圖之步驟S112的一般進給控制的詳細 流程圖。此外，以下的處理當中，各臨界値a、b、c、d (A )的關係爲a>b>c、以及a>d。 〇 當上述步驟Sill的處理結束時，主控制部64會確認 是否有來自進給馬達NG判別部56、電磁斷線檢出電路 58、橫向位移檢出器60等的NG信號（S201)。有NG 信號的情況下（S201: Yes)，主控制部64會使進給馬達 20a及電鑽16停止，並且依NG內容使LED顯示器68亮 燈（S202 )。 另一方面，沒有NG信號的情況下（S201: No)，主 控制部64會確認根據由步驟S106、S108所判斷的刃物直 徑的設定模式爲大 '中、小的哪一個（S203)，並且依設 -12- 200936279 定模式來執行控制程式（s 2 0 4、S 2 1 1、S 2 1 3 )。例如爲大 徑模式的情況下（S203 :大），會執行以配合大徑的進給 速度控制、或是依電鑽馬達46的馬達電流Im加快或放慢 進給的大徑用控制程式（S2 04 )。接下來，比較電鑽馬達 46的馬達電流Ιιη與臨界値a ( A ) ( S205 )，當主控制 部64判斷爲「馬達電流臨界値a」時（S205 : Yes) ’會判斷過負荷發生而使進給馬達20a及電鑽16停止， U 並且使LED顯示器68亮燈（S207)。 另一方面，在步驟S205當中，當主控制部64判斷爲 「馬達電流Im<臨界値a」時（S205 : No )，電鑽馬達46 的馬達電流Im會被拿來跟臨界値d(A)比較（S208 )， 判斷爲「馬達電流Img臨界値d」時（S208: Yes)，爲 了切斷切屑，會使進給馬達20a進行間歇運轉（S209 )。 該進給馬達20a的間歇運轉（S209 )會切斷切屑而降低電 鑽馬達46的負荷，並且在步驟S208反覆直到「馬達電流 φ 臨界値d」成爲No爲止。 又，在步驟S20 8，當主控制部64判斷爲「馬達電流 Im<臨界値d」時（S208: No)，會執行第4圖所說明的 步驟S113的處理，在此若檢出爲無負荷（S113: Yes)， 主控制部64會更進一步執行步驟S114、S115的處理並結 束穿孔作業，這點是如以上所述。 步驟S203當中，當主控制部64判斷爲中徑模式時（ S203 :中），主控制部64會執行例如以配合中徑的進給 速度進行控制、或是依電鑽馬達46的馬達電流Im加快或 -13- 200936279 放慢進給的中徑用控制程式（S 2 1 1 )。接下來，主控制部 64會比較馬達電流lm及臨界値b ( A ) ( S2 1 2 ),判斷 爲「馬達電流Im2臨界値b」時（S212: Yes)，會判斷 爲過負荷發生而使進給馬達20a及電鑽16停止，並且使 LED顯示器68亮燈（S207)。 又，步驟S203當中，當主控制部64判斷爲小徑模式 時（S203 :小）’主控制部64會執行例如以配合小徑的 φ 進給速度進行控制、或是依電鑽馬達46的馬達電流lm加 快或放慢進給的小徑用控制程式（S 2 1 3 )。再者，當主控 制部64比較馬達電流lm及臨界値c ( A )，並判斷爲「 馬達電流lm g臨界値c」時（S214 : Yes )，主控制部64 會判斷爲過負荷發生而使進給馬達20a及電鑽16停止， 並且使LED顯示器68亮燈（S207)。 再者，當主控制部64在步驟S212判斷爲「馬達電流 <臨界値b」時）（S212:N〇)，以及在步驟S214判斷爲 φ 「馬達電流 <臨界値c」時（S214 : No )，主控制部64會 執行第4圖所說明的步驟S113的處理，在檢出爲無負荷 的情況下（S113 : Yes)，主控制部64會執行步驟S114 、S115的處理並結束穿孔作業，這點是如上所述。 如以上所述，判別環狀刃物24的刃物直徑，若爲小 徑刃物，則不需完全使電鑽進給停止，而是可形成進給量 不會過慢的控制。又，若爲大徑，如果進給量過大，對環 狀刃物24會過度施加負荷，過負荷保護功能會立刻啓動 而停止，因此如步驟S20 8、S209所示，會在進給控制適 -14- 200936279 用間歇運轉來對應。在大徑的情況下，除此之外，當電鑽 16的電流値超過某個位準時，亦可不需完全使電鑽進給 停止’而是適用進給量不會過快的控制。再者，關於中徑 刃物，例如可依刃物直徑來選擇小徑刃物的控制或是與大 徑刃物同樣的控制，且可配合中徑刃物來設定適當的進給 量° 如以上所說明，根據本實施形態，由於是檢出環狀刃 0 物24的刃物直徑而分成大、中、小徑，並且將過負荷檢 出位準設在配合各個直徑的値，再進行進給控制的變更， 因此可提升刃物壽命及耐久性而不會使作業性受損。而且 ，可防止電鑽馬達46的燒毀。 此外，上述實施形態是在控制模式當中將刃物直徑分 成大、中、小三種，但是亦可爲兩種或四種以上。 【圖式簡單說明】 〇 第1圖是從電鑽方向觀看電鑽裝置之全體構成的外觀 圖。 第2圖是第1圖的右側面圖。 第3圖是第1圖之電鑽裝置之電路構成的電路圖。 第4圖是本發明之實施形態的處理流程圖° 第5圖是第4圖之一般進給控制的詳細流程圖。 【主要元件符號說明】 10 :本體 -15- 200936279 1 2 :電磁基座 1 2 a :電磁線圈 1 4 :滑板 1 6 :電鑽 1 8 :把手 20 :電鑽進給部 20a :進給馬達 ❹ 22 :旋轉軸 24 :環狀刃物 24a :中央插銷 2 6 :框架 2 8 :電源開關 3 〇 :旋轉開關 34 :電鑽開關 4 0 :交流電源 φ 42 :兩波整流器 44 :變壓器 46 :電鑽馬達 48 :電鑽馬達控制部 50 :馬達電流檢出器 52 :進給馬達電源電路 54 :進給馬達控制部 56 :進給馬達NG判別部 5 8 :電磁斷線檢出電路 -16 200936279 60 :橫向位移檢出器 62 :再啓動防止檢出電路 64 :主控制部

64a ： ROM 68 : LED顯示器 7 〇 :電源電路 1 0 0 :電鑽裝置 〇

-17-

Claims (1)

1. 200936279 十、申請專利範圍 1· 一種電鑽裝置，是具備：以電鑽馬達作爲驅動源來 驅動刃物旋轉的電鑽、以及使前述電鑽相對於被加工體往 復移動的電鑽進給部，並驅動前述電鑽及前述電鑽進給部 而對前述被加工物進行穿孔的電鑽裝置， 其特徵爲具有： 用來檢出於前述電鑽馬達流通之電流的馬達電流檢出 ❹ 器；以及 控制前述電鑽馬達之通電的控制部， 前述控制部是根據預定之電鑽進給速度下的前述馬達 電流檢出器的檢出電流，來辨識穿孔中之前述刃物的直徑 ，並依前述辨識結果對前述各刃物直徑設定控制模式。 2-如申請專利範圍第1項所記載的電鑽裝置，其中， 前述控制部是對應於前述刃物之可使用的刃物直徑來設定 複數個比較値，並且比較前述比較値與前述馬達電流檢出 〇 器的前述檢出電流來辨識前述刃物直徑。 3.如申請專利範圍第2項所記載的雩鑽裝置，其中， 前述比較値爲：使用具有預定之第1刃物直徑的刃物所計 測的第1比較値、以及使用具有比該第1刃物直徑小的第 2刃物直徑的刃物所計測的第2比較値， 前述控制模式有：該檢出電流在該第1比較値以上的 大徑模式、該檢出電流比該第1比較値小，並且在該第2 比較値以上的中徑模式、以及該檢出電流未滿該第2比較 値的小徑模式三種。 -18- 200936279 4 ·如申請專利範圍第1項所記載的電鑽 前述控制部在依前述刃物直徑設定前述控制 使前述電鑽進給部的控制變成一般的進給控 5 .如申請專利範圍第4項所記載的電鑽 前述控制部是對前述各控制模式分配對應於 制程式’在該執行中，當前述馬達電流檢出 達電流超過預設的臨界値時，會使前述電鑽 鑽進給部的進給馬達停止。 裝置，其中， 模式之後，會 制。 裝置，其中， 刃物直徑的控 器所檢出的馬 馬達及前述電

   -19-