JP3180513B2 - Drill tapping equipment - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ドリル付タップを利用
して、ドリル加工とタップ加工とを連続して行うことが
できるドリルタップ加工装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drill tapping apparatus capable of performing drilling and tapping continuously using a tap with a drill.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ドリルによりねじの下孔を加工し、その
後タップによりねじ孔に加工する際、タップは、そのピ
ッチにより主軸の１回転当りの主軸軸方向の送り量が一
義的に定まる。その為、ねじ孔を加工する際には、ドリ
ルにより下孔を加工した後、ドリルから特殊なチャック
に取り付けたタップに工具を交換していた。このチャッ
クとしては、タップをその軸方向に移動自在に支持し、
主軸を回転させながら主軸をその軸方向に移動してタッ
プが下孔に食い込んだ後、ねじのピッチと主軸の１回転
当りの送り量とが一致しなくても、チャックがタップを
その軸方向に移動させてそのずれを吸収するものが知ら
れていた。2. Description of the Related Art When drilling a pilot hole of a screw with a drill and then drilling it into a screw hole with a tap, the feed amount of the tap in the spindle direction per rotation of the spindle is uniquely determined by the pitch. Therefore, when drilling a screw hole, after drilling a pilot hole, the tool was changed from a drill to a tap attached to a special chuck. As this chuck, the tap is supported movably in the axial direction,
After the spindle is moved in the axial direction while rotating the spindle and the tap bites into the pilot hole, even if the screw pitch does not match the feed per rotation of the spindle, the chuck moves the tap in the axial direction. It has been known that the object is moved to a location where the displacement is absorbed.
【０００３】これに対し、近年のＮＣ制御装置の発達に
より、主軸の回転と主軸軸方向の送りとの間での同期制
御が一般的に行われるようになり、このような特殊なチ
ャックを使用しなくても、タップ加工を行えるようにな
ってきた。その際のＮＣプログラムの作成には、マニュ
アルプログラミングや対話型自動プログラミング等が知
られている。On the other hand, with the recent development of the NC control device, synchronous control between the rotation of the spindle and the feed in the spindle axis direction is generally performed, and such a special chuck is used. Without having to do this, tapping has become possible. Manual programming, interactive automatic programming, and the like are known for creating the NC program at that time.
【０００４】マニュアルプログラミングは、ドリル加工
とタップ加工との加工条件に従って、ドリル径や深さ、
主軸回転速度や送り速度、送り量等を決め、操作者がＮ
Ｃ言語によりそれに応じたＮＣプログラムを作成するも
のである。対話型自動プログラミングは、ＣＲＴ等の画
面上に、ドリル加工、タップ加工等のメニュー画面が表
示され、操作者がそれを選択すると共に、加工手順に従
った質問が画面上に表示され、操作者がその質問に応じ
ることによって、自動的にＮＣプログラムが作成される
ものである。[0004] In manual programming, drill diameter and depth,
Determine the spindle rotation speed, feed speed, feed amount, etc.
An NC program corresponding to the language is created in C language. In the interactive automatic programming, a menu screen such as drilling and tapping is displayed on a screen such as a CRT, and an operator selects the menu screen, and a question according to the processing procedure is displayed on the screen. The NC program is automatically created by responding to the question.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
工具の発達や工具交換時間の短縮の要請等から、図３に
示すように、先端にドリル部１が形成され、そのドリル
部１に続いてタップ部２が形成されたドリル付タップ４
が使用されるようになってきた。このドリル付タップ４
を使用してＮＣ加工しようとする場合、ドリル加工から
タップ加工への移行に際しては、タップ部２が被加工物
６の下孔８に食い込み始めるときに、タップ加工に応じ
た主軸回転や送りに移行した後でなければ、タップ部２
の破損や加工不良等を招く。However, in recent years,
As shown in FIG. 3, a drilled tap 1 having a drill portion 1 formed at the tip and a tap portion 2 formed subsequently to the drilled portion 1 due to a demand for development of a tool, reduction of tool change time, or the like.
Is being used. This drill tap 4
In the case of performing NC machining using a drill, when shifting from drilling to tapping, when the tap portion 2 starts to bite into the prepared hole 8 of the workpiece 6, the spindle rotation or feed according to the tapping is performed. If not after the transition, tap section 2
Damage and poor processing.
【０００６】その為、マニュアルプログラミングを行う
場合には、タップ部２が食い込み始めるまでに、タップ
加工条件に移行するように、主軸モータや送り軸モータ
の駆動条件をプログラムしなければならない。即ち、ド
リル加工からタップ加工に移行する際に、主軸モータの
回転速度及び送り軸モータの回転速度の変更には、所要
の時間を要する。送り軸モータの速度を変更している間
にも、主軸はその軸方向に送られるので、変更中にタッ
プ部２が食い込まないようにプログラムする必要があ
り、プログラミングが煩わしいという問題があった。Therefore, when performing manual programming, the driving conditions of the spindle motor and the feed shaft motor must be programmed so as to shift to tapping conditions before the tapping portion 2 starts to bite. That is, when shifting from drilling to tapping, it takes time to change the rotation speed of the spindle motor and the rotation speed of the feed shaft motor. Even while the speed of the feed shaft motor is being changed, the spindle is fed in the axial direction. Therefore, it is necessary to perform programming so that the tap portion 2 does not bite during the change, and there is a problem that the programming is troublesome.
【０００７】また、従来の対話型自動プログラミングで
は、ドリル部１での加工に際しては、ドリル加工のメニ
ューを選択して自動プログラミングを行い、タップ部２
での加工に際しては、タップ加工のメニューを選択して
自動プログラミングを行っている。その為、プログラミ
ングの作成は容易であるが、ドリルのＮＣプログラムで
は、ドリル加工の終了に伴って、一旦主軸の回転や送り
を停止し、その後、タップのＮＣプログラムを実行する
ように構成されていた。このように、ドリル加工からタ
ップ加工に移行する際に、一旦主軸の回転や送りを停止
していたので、加工時間が長くなるという問題があっ
た。In conventional interactive automatic programming, when drilling in the drill unit 1, a drilling menu is selected to perform automatic programming, and a tap unit 2 is used.
At the time of processing, automatic programming is performed by selecting a tap processing menu. Therefore, it is easy to create programming. However, the NC program of the drill is configured to temporarily stop the rotation and the feed of the spindle with the end of the drilling, and then execute the NC program of the tap. Was. As described above, when shifting from drilling to tapping, the rotation and feed of the main spindle have been temporarily stopped, so that there has been a problem that the processing time becomes longer.
【０００８】そこで本発明は上記の課題を解決すること
を目的とし、ドリル付タップを用いて加工する際の加工
時間を短縮し、加工能率を向上させたドリルタップ加工
装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a drill tapping apparatus which shortens the processing time when processing using a tap with a drill and improves the processing efficiency by solving the above problems. .
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明は課題を解決するための手段として次の構成
を取った。即ち、図１に例示する如く、先端のドリル部
に続いてタップ部が形成されたドリル付タップが取り付
けられた主軸を回転させる主軸モータＭ１と、前記主軸
をその軸方向に移動させる送り軸モータＭ２とを備え、
前記主軸を回転させながら前記主軸を軸方向に送りドリ
ル加工をすると共に、前記主軸の回転と、前記送り軸の
送りを同期させながら前記主軸を軸方向に送りタップ加
工をするドリルタップ加工装置において、前記ドリル加
工から前記タップ加工への移行の際に、ドリル加工速度
からタップ加工速度に移行する第１パターン、及びドリ
ル加工後一旦停止してからタップ加工速度に移行する第
２パターンを備え、一方のパターンに応じて前記主軸モ
ータＭ１及び前記送り軸モータＭ２を駆動制御する駆動
制御手段Ｍ３と、設定されたドリル加工条件及びタップ
加工条件に基づいて、前記第１パターン及び前記第２パ
ターンによる移行に要する所要時間をそれぞれ算出する
所要時間算出手段Ｍ４と、該所要時間算出手段Ｍ４によ
り算出された各所要時間に基づいて、前記ドリル加工か
ら前記タップ加工に移行する所要時間が短い方のパター
ンを選択し、前記駆動制御手段Ｍ３に指示する選択指示
手段Ｍ５と、を備えたことを特徴とするドリルタップ加
工装置の構成がそれである。In order to achieve the above object, the present invention has the following structure as means for solving the problems. That is, as exemplified in FIG. 1, a main spindle motor M1 for rotating a main spindle to which a tap with a drill having a tap portion formed thereon is attached following a tip of a drill section, and a feed shaft motor for moving the main spindle in the axial direction. M2 and
A drill tapping device that feeds the main shaft in the axial direction while rotating the main shaft and performs drilling, and performs rotation tapping of the main shaft in the axial direction while synchronizing rotation of the main shaft and feed of the feed shaft. A first pattern that shifts from the drilling speed to the tapping speed at the time of transition from the drilling to the tapping process, and a second pattern that temporarily stops after the drilling and shifts to the tapping speed, Drive control means M3 for controlling the drive of the spindle motor M1 and the feed shaft motor M2 according to one of the patterns, and the first pattern and the second pattern based on the set drilling and tapping conditions. Required time calculating means M4 for calculating the required time required for the transition, and various places calculated by the required time calculating means M4. A selection instructing means M5 for selecting a pattern having a shorter time required to shift from the drilling to the tapping based on time, and instructing the drive control means M3. That is the configuration of the processing device.
【００１０】[0010]
【作用】前記構成を有するドリルタップ加工装置は、所
要時間算出手段Ｍ４が、設定されたドリル加工条件及び
タップ加工条件に基づいて、第１パターン及び第２パタ
ーンによる移行に要する所要時間をそれぞれ算出し、選
択指示手段Ｍ５が、算出された各所要時間に基づいて、
ドリル加工からタップ加工に移行する所要時間が短い方
のパターンを選択し、駆動制御手段Ｍ３に指示する。そ
して、駆動制御手段Ｍ３が、ドリル加工からタップ加工
への移行の際に、選択指示手段Ｍ５の指示に基づいて、
ドリル加工速度からタップ加工速度に移行する第１パタ
ーンあるいはドリル加工後一旦停止してからタップ加工
速度に移行する第２パターンにより主軸モータＭ１及び
送り軸モータＭ２を駆動制御する。In the drill tapping apparatus having the above-mentioned configuration, the required time calculating means M4 calculates the required time required for the transition by the first pattern and the second pattern based on the set drilling conditions and tapping conditions, respectively. Then, the selection instruction means M5, based on each calculated required time,
The pattern in which the required time for shifting from drilling to tapping is shorter is selected, and the driving controller M3 is instructed. Then, at the time of the transition from drilling to tapping, the drive control means M3, based on the instruction of the selection instruction means M5,
The drive of the spindle motor M1 and the feed shaft motor M2 is controlled by a first pattern that shifts from the drilling speed to the tapping speed or a second pattern that stops once after the drilling and shifts to the tapping speed.
【００１１】[0011]
【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。図２は本発明の一実施例であるドリルタップ
加工装置の概略構成図である。主軸１０には、前述した
図３に示すドリル付タップ４が取り付けられており、主
軸１０は、移動台１２に回転可能に支承されている。主
軸１０は、主軸モータ１４の回転軸に連結されて、回転
駆動されるように構成されている。そして、主軸１０の
回転は、主軸モータ１４に設けられた主軸用エンコーダ
１６により検出され、主軸用エンコーダ１６は主軸１０
の回転に応じたパルス信号を出力するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a drill tapping apparatus according to one embodiment of the present invention. The above-described tap 4 with a drill shown in FIG. 3 described above is attached to the main shaft 10, and the main shaft 10 is rotatably supported by a movable base 12. The main shaft 10 is connected to a rotation shaft of a main shaft motor 14 and is configured to be driven to rotate. The rotation of the spindle 10 is detected by a spindle encoder 16 provided on the spindle motor 14, and the spindle encoder 16
And outputs a pulse signal corresponding to the rotation of.
【００１２】移動台１２は、図示しない本体に主軸１０
の軸方向に摺動可能に支承されており、また、移動台１
２には、図示しない本体に回転可能に支承されたボール
ねじ１８に螺合されたナット２０が固定されている。ボ
ールねじ１８（以下、送り軸１８という。）は、送り軸
モータ２２の回転軸に連結されて、回転駆動されるよう
に構成されている。この送り軸１８の回転は、送り軸モ
ータ２２に設けられた送り軸用エンコーダ２４により検
出され、送り軸用エンコーダ２４は送り軸１８の回転に
応じたパルス信号を出力するものである。The moving table 12 has a main shaft 10 mounted on a main body (not shown).
Is supported so as to be slidable in the axial direction.
A nut 20 screwed to a ball screw 18 rotatably supported by a main body (not shown) is fixed to 2. The ball screw 18 (hereinafter, referred to as a feed shaft 18) is connected to a rotation shaft of a feed shaft motor 22, and is configured to be driven to rotate. The rotation of the feed shaft 18 is detected by a feed shaft encoder 24 provided on a feed shaft motor 22, and the feed shaft encoder 24 outputs a pulse signal according to the rotation of the feed shaft 18.
【００１３】前記主軸モータ１４、主軸用エンコーダ１
６、送り軸モータ２２、送り軸用エンコーダ２４は、そ
れぞれ電子制御回路３０に接続されている。この電子制
御回路３０は、周知のＣＰＵ３２、ＲＯＭ３４、ＲＡＭ
３６を論理演算回路の中心として構成され、外部と入出
力を行う入出力回路、ここでは入力回路３８及び駆動回
路４０をコモンバス４２を介して相互に接続されてい
る。The spindle motor 14, spindle encoder 1
6. The feed shaft motor 22 and the feed shaft encoder 24 are connected to the electronic control circuit 30, respectively. The electronic control circuit 30 includes a well-known CPU 32, ROM 34, RAM
An input / output circuit for inputting / outputting with the outside, here an input circuit 38 and a drive circuit 40, are connected to each other via a common bus 42.
【００１４】ＣＰＵ３２は、主軸用エンコーダ１６及び
送り軸用エンコーダ２４からの信号を入力回路３８を介
して入力し、主軸１０の回転速度や回転角度を検出する
と共に、移動台１２の送り速度や移動位置を検出する。
一方、これらの信号及びＲＯＭ３４、ＲＡＭ３６内のデ
ータや予め記憶された制御プログラムに基づいてＣＰＵ
３２は、主軸モータ１４及び送り軸モータ２２の回転を
制御して、主軸１０を所定の回転速度で回転させながら
移動台１２を所定の送り速度で所定の位置に移動する。
また、主軸１０の回転と送り軸１８の送りを同期させて
主軸１０の１回転当りの移動台１２の移動量を所定の移
動量にすることができるように構成されている。The CPU 32 receives signals from the main spindle encoder 16 and the feed axis encoder 24 via an input circuit 38, detects the rotation speed and rotation angle of the main shaft 10, and controls the feed speed and movement Detect the position.
On the other hand, based on these signals, data in the ROM 34 and the RAM 36, and a control program stored in advance, the CPU
Reference numeral 32 controls the rotation of the main shaft motor 14 and the feed shaft motor 22, and moves the movable table 12 to a predetermined position at a predetermined feed speed while rotating the main shaft 10 at a predetermined rotation speed.
Further, the rotation of the main shaft 10 and the feed of the feed shaft 18 are synchronized so that the movement amount of the movable table 12 per rotation of the main shaft 10 can be set to a predetermined movement amount.
【００１５】次に、前述した電子制御回路３０において
行われる加工制御処理について、図４のフローチャート
によって説明する。まず、ドリル及びタップの加工条件
を、予め入力された被加工物６の材質、タップ径、タッ
プピッチ、主軸１０の加減速度Ａs 、送り軸１８の加減
速度Ａz 等から算出する（ステップ１００。以下Ｓ１０
０という。以下同様。）。算出する加工条件には、主軸
１０のドリル加工時速度Ｖds、主軸１０のタップ加工時
速度Ｖts、送り軸１８のドリル加工時速度Ｖdz、送り軸
１８のタップ加工時速度Ｖtzが含まれている。尚、各加
工時速度Ｖds，Ｖts，Ｖdz，Ｖtzを図示しないキーボー
ド等から入力するようにしても実施可能である。Next, the processing control processing performed in the electronic control circuit 30 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the processing conditions of the drill and the tap are calculated from the material, the tap diameter, the tap pitch, the acceleration / deceleration As of the spindle 10, the acceleration / deceleration Az of the feed shaft 18, etc., which are input in advance (step 100. S10
It is called 0. The same applies hereinafter. ). The processing conditions to be calculated include the drilling speed Vds of the main shaft 10, the tapping speed Vts of the main shaft 10, the drilling speed Vdz of the feed shaft 18, and the tapping speed Vtz of the feed shaft 18. Note that the processing speeds Vds, Vts, Vdz, and Vtz may be input from a keyboard (not shown) or the like.
【００１６】次に、算出した主軸１０のドリル加工時速
度Ｖds、主軸１０のタップ加工時速度Ｖts、送り軸１８
のドリル加工時速度Ｖdz、送り軸１８のタップ加工時速
度Ｖtzから、第１パターン及び第２パターンの所要時間
Ｔ1s，Ｔ1z，Ｔ2s，Ｔ2zを算出する（Ｓ１１０）。第１
パターンとは、図５に示すように、主軸１０のドリル加
工時速度Ｖdsから主軸１０のタップ加工時速度Ｖtsに主
軸１０の加減速度Ａsでもって連続的に移行する場合、
及び送り軸１８のドリル加工時速度Ｖdzから送り軸１８
のタップ加工時速度Ｖtzに送り軸１８の加減速度Ａz で
もって連続的に移行する場合をいう。Next, the calculated speed Vds during drilling of the spindle 10, the speed Vts during tapping of the spindle 10, and the feed shaft 18 are calculated.
The required times T1s, T1z, T2s, and T2z of the first and second patterns are calculated from the speed Vdz during drilling and the speed Vtz during tapping of the feed shaft 18 (S110). First
As shown in FIG. 5, the pattern is a case where the drilling speed Vds of the spindle 10 continuously shifts from the drilling speed Vds to the tapping speed Vts of the spindle 10 with the acceleration / deceleration As of the spindle 10.
And the speed Vdz during drilling of the feed shaft 18 from the feed shaft 18
Is continuously shifted to the tapping speed Vtz with the acceleration / deceleration Az of the feed shaft 18.
【００１７】そして、そのときの速度の移行に要する主
軸１０の所要時間Ｔ1s及び送り軸１８の所要時間Ｔ1z
は、下記式で表される。 Ｔ1s＝｜Ｖds−Ｖts｜／Ａs Ｔ1z＝｜Ｖdz−Ｖtz｜／Ａz また、第２パターンとは、図６に示すように、主軸１０
のドリル加工時速度Ｖdsから主軸１０の加減速度Ａs で
もって一旦主軸１０の回転を停止してから主軸１０の加
減速度Ａs でもってタップ加工時速度Ｖtsに移行する場
合、及び送り軸１８のドリル加工時速度Ｖdzから送り軸
１８の加減速度Ａz でもって一旦送り軸１８を停止して
から送り軸１８の加減速度Ａz でもってタップ加工時速
度Ｖtzに移行する場合をいう。The required time T1s of the spindle 10 and the required time T1z of the feed shaft 18 required for shifting the speed at that time.
Is represented by the following equation. T1s = | Vds-Vts | / As T1z = | Vdz-Vtz | / Az The second pattern is, as shown in FIG.
When the rotation of the spindle 10 is temporarily stopped with the acceleration / deceleration As of the spindle 10 from the drilling speed Vds, and then the tapping speed Vts is shifted with the acceleration / deceleration As of the spindle 10, and the drilling of the feed shaft 18 This refers to a case where the feed shaft 18 is once stopped from the hour speed Vdz with the acceleration / deceleration Az of the feed shaft 18 and then shifted to the tapping speed Vtz with the acceleration / deceleration Az of the feed shaft 18.
【００１８】そして、そのときの速度変化に要する主軸
１０の所要時間Ｔ2s及び送り軸１８の所要時間Ｔ2zは、
下記式で表される。 Ｔ2s＝（Ｖds＋Ｖts）／Ａs Ｔ2z＝（Ｖdz＋Ｖtz）／Ａz こうして、所要時間を算出すると、次に、第１パターン
の主軸１０の所要時間Ｔ1sと第２パターンの送り軸１８
の所要時間Ｔ2zとを比較する（Ｓ１２０）。第１パター
ンの主軸１０の所要時間Ｔ1sの方が長いときには、主軸
１０の所要時間Ｔ1sが比較的長く、第１パターンの主軸
１０の所要時間Ｔ1sが速度の移行に要する最低限必要な
時間であると判断する。The required time T2s of the spindle 10 and the required time T2z of the feed shaft 18 required for the speed change at that time are as follows:
It is represented by the following equation. T2s = (Vds + Vts) / As T2z = (Vdz + Vtz) / Az After calculating the required time, the required time T1s of the spindle 10 in the first pattern and the feed axis 18 in the second pattern are obtained.
Is compared with the required time T2z (S120). When the required time T1s of the spindle 10 in the first pattern is longer, the required time T1s of the spindle 10 in the first pattern is relatively long, and the required time T1s of the spindle 10 in the first pattern is the minimum required time required for shifting the speed. Judge.
【００１９】主軸１０の所要時間Ｔ1sが大きいときには
（Ｓ１２０）、第１パターンでの主軸１０の所要時間Ｔ
1sが経過する間の移動台１２の空走する距離Ｌを算出す
る（Ｓ１３０）。空走距離Ｌが長い場合には、図３に示
すように、それに応じて、ドリル部１が長いものが必要
となる。When the required time T1s of the spindle 10 is long (S120), the required time T of the spindle 10 in the first pattern is determined.
The running distance L of the mobile platform 12 during 1s is calculated (S130). When the idle running distance L is long, as shown in FIG. 3, a drill section 1 having a long drill section 1 is required.
【００２０】一般に、送り軸１８のドリル加工時速度Ｖ
dzより送り軸１８のタップ加工時速度Ｖtzの方が速いこ
とから、移動台１２の空走距離Ｌは、図７に示すよう
に、下記式により求められる。タップ加工時速度Ｖtzへ
の移行が遅い方が空走距離Ｌが短くなり、その分、ドリ
ル部１の長さが短くてもよい。ここで、Ｌ1zは第１パタ
ーンでの送り軸１８の所要時間Ｔ1zの間の移動台１２の
空走距離である。Generally, the speed V during drilling of the feed shaft 18
Since the tapping speed Vtz of the feed shaft 18 is faster than dz, the idle distance L of the movable base 12 is obtained by the following equation, as shown in FIG. The slower the transition to the tapping speed Vtz, the shorter the free running distance L, and the length of the drill portion 1 may be correspondingly shorter. Here, L1z is the idle running distance of the movable base 12 during the required time T1z of the feed shaft 18 in the first pattern.
【００２１】Ｌ＝Ｌ1z＋Ｖdz×（Ｔ1s−Ｔ1z） Ｌ1z＝（Ｖdz＋Ｖtz）×Ｔ1z／２ 空走距離Ｌを算出すると、この空走距離Ｌが予め設定さ
れた所定値αより大きいか否か判断する（Ｓ１４０）。
所定値αは、被加工物６の厚さとドリル部１の長さとの
関係から予め設定され、図３に示すように、ドリル加工
終了後からタップ部２が被加工物６に食い込むまでに、
主軸１０を軸方向に移動させることができる距離によっ
て定まる。L = L1z + Vdz × (T1s−T1z) L1z = (Vdz + Vtz) × T1z / 2 When the free running distance L is calculated, it is determined whether or not the free running distance L is larger than a predetermined value α. S140).
The predetermined value α is set in advance from the relationship between the thickness of the workpiece 6 and the length of the drill portion 1, and as shown in FIG. 3, after the drilling is completed, until the tap portion 2 bites into the workpiece 6.
It is determined by the distance that the main shaft 10 can be moved in the axial direction.
【００２２】空走距離Ｌが所定値α以下で（Ｓ１４
０）、主軸１０の所要時間Ｔ1sが経過する間、移動台１
２を空走させても、タップ部２が被加工物６に食い込ま
ない場合には、図７に示すように、主軸１０及び送り軸
１８共に第１パターンで駆動制御するようにＮＣプログ
ラムを自動的に作成する（Ｓ１５０）。第１パターンで
駆動することにより、空走距離Ｌが長くなるが、加減速
中の時間が少ないため、振動、発熱を抑えることができ
る。If the idle running distance L is equal to or less than a predetermined value α (S14
0), while the required time T1s of the spindle 10 elapses,
If the tap portion 2 does not bite into the workpiece 6 even after the idle running of the NC 2, the NC program is automatically executed so as to control the drive of both the spindle 10 and the feed shaft 18 in the first pattern as shown in FIG. (S150). By driving in the first pattern, the idle running distance L is increased, but vibration and heat generation can be suppressed because the time during acceleration / deceleration is short.
【００２３】このプログラムの作成に当たっては、予め
入力されたドリル付タップ４のドリル部１やタップ部２
の長さ等の各種寸法が参照される。また、図３に示すよ
うに、遅くともタップ部２の先端と被加工物６とが空走
距離Ｌだけ離れているときに、主軸１０の回転速度がド
リル加工時速度Ｖdsからタップ加工時速度Ｖtsに移行を
開始するようにプログラムされる。更に、送り軸１８の
速度は、少なくともタップ部２の先端と被加工物６とが
送り軸１８の所要時間Ｔ1zの間の空走距離Ｌ1zだけ離れ
ているときに、ドリル加工時速度Ｖdzからタップ加工時
速度Ｖtzに移行を開始するようにプログラムされる。In creating this program, the drill unit 1 and the tap unit 2 of the tap 4 with a drill input in advance are used.
Reference is made to various dimensions such as length. Also, as shown in FIG. 3, when the tip of the tap portion 2 and the workpiece 6 are separated by the idle distance L at the latest, the rotation speed of the spindle 10 changes from the drilling speed Vds to the tapping speed Vts. Is programmed to begin the transition to. Further, the speed of the feed shaft 18 is determined by the tapping speed from the drilling speed Vdz when at least the tip of the tap portion 2 and the workpiece 6 are separated by the idle running distance L1z between the required time T1z of the feed shaft 18. It is programmed to start shifting to the machining speed Vtz.
【００２４】空走距離Ｌが所定値αより大きく（Ｓ１４
０）、主軸１０のタップ加工時速度Ｖtsに移行するまで
の間の主軸１０の所要時間Ｔ1sの間、移動台１２を空走
させるとタップ部２が被加工物６に食い込んでしまう場
合には、図８に示すように、主軸１０は第１パターン
で、送り軸１８は第２パターンで駆動制御するようにＮ
Ｃプログラムを自動的に作成する（Ｓ１６０）。The idle running distance L is larger than a predetermined value α (S14).
0) In the case where the tap portion 2 bites into the workpiece 6 when the movable base 12 is idled for the required time T1s of the main shaft 10 until the speed changes to the tapping speed Vts of the main shaft 10. As shown in FIG. 8, the spindle 10 is driven in a first pattern, and the feed shaft 18 is driven in a second pattern.
A C program is created automatically (S160).
【００２５】このときの、移動台１２の空走距離Ｌは、
下記式により求められる。 Ｌ＝（Ｖdz×Ｖdz＋Ｖtz×Ｖtz）／（２×Ａz ） このプログラムの作成に当たっては、遅くともタップ部
２の先端と被加工物６とが空走距離Ｌだけ離れていると
きに、主軸１０及び送り軸１８の速度の移行を開始す
る。また、送り軸１８の駆動制御は、図８に示すよう
に、ドリル加工終了後に移動台１２が空走距離｛Ｖdz×
Ｖdz／（２×Ａz ）｝移動した後、あるいは送り軸１８
の速度が０になった後、主軸１０の所要時間Ｔ1sと送り
軸１８の所要時間Ｔ2zとの差の時間（Ｔ1s−Ｔ2z）経過
したときに、送り軸１８をタップ加工時速度Ｖtzに加速
を開始させるようにプログラムすればよい。At this time, the free running distance L of the mobile platform 12 is:
It is obtained by the following equation. L = (Vdz.times.Vdz + Vtz.times.Vtz) / (2.times.Az) In creating this program, the spindle 10 and the feed shaft 10 are fed at least when the tip of the tap portion 2 and the workpiece 6 are separated by the idle distance L at the latest. The transition of the speed of the shaft 18 is started. Further, as shown in FIG. 8, the drive control of the feed shaft 18 is such that after the drilling is completed, the movable base 12 is driven by the free running distance ΔVdz ×
Vdz / (2 × Az)｝ After moving or feed axis 18
After the speed becomes zero, when the time (T1s-T2z), which is the difference between the required time T1s of the main spindle 10 and the required time T2z of the feed shaft 18, has elapsed, the feed shaft 18 is accelerated to the tapping speed Vtz. You can program it to start.
【００２６】一方、第１パターンの主軸１０の所要時間
Ｔ1sが第２パターンの送り軸１８の所要時間Ｔ2z以下で
あると判断すると（Ｓ１２０）、第１パターンの主軸１
０の所要時間Ｔ1sと第１パターンの送り軸１８の所要時
間Ｔ1zとを比較する（Ｓ１７０）。On the other hand, if it is determined that the required time T1s of the spindle 10 of the first pattern is shorter than the required time T2z of the feed shaft 18 of the second pattern (S120), the spindle 1 of the first pattern is determined.
The required time T1s of 0 and the required time T1z of the feed shaft 18 of the first pattern are compared (S170).
【００２７】主軸１０の所要時間Ｔ1sが送り軸１８の所
要時間Ｔ1zよりも大きいときには（Ｔ2z＞Ｔ1s＞Ｔ1
z）、図９に示すように、送り軸１８を一旦停止させて
からタップ加工時速度Ｖtzに移行すると、第１パターン
の主軸１０の所要時間Ｔ1sよりも長くなって加工時間が
長くなるので、主軸１０及び送り軸１８を第１パターン
で駆動するように自動プログラミングする（Ｓ１８
０）。このときの移動台１２の空走距離Ｌは前述したＳ
１３０の処理により算出する空走距離と同じであり、Ｓ
１５０の処理と同様にしてプログラムが作成される。When the required time T1s of the main shaft 10 is longer than the required time T1z of the feed shaft 18, (T2z>T1s> T1)
z), as shown in FIG. 9, when the feed shaft 18 is once stopped and then shifted to the tapping speed Vtz, the processing time becomes longer than the required time T1s of the main shaft 10 in the first pattern, so that the processing time becomes longer. Automatic programming is performed so that the main shaft 10 and the feed shaft 18 are driven in the first pattern (S18).
0). The idle running distance L of the movable platform 12 at this time is S
It is the same as the idle running distance calculated by the processing of 130,
A program is created in the same manner as the processing of 150.
【００２８】また、第１パターンの主軸１０の所要時間
Ｔ1sが第１パターンの送り軸１８の所要時間Ｔ1z以下で
あるときには（Ｓ１７０）、第２パターンの主軸１０の
所要時間Ｔ2sと第１パターンの送り軸１８の所要時間Ｔ
1zとを比較する（Ｓ１９０）。主軸１０の所要時間Ｔ2s
が送り軸１８の所要時間Ｔ1zより大きいときには（Ｔ2s
＞Ｔ2z＞Ｔ1z＞Ｔ1s又はＴ2z＞Ｔ2s＞Ｔ1z＞Ｔ1s）、図
１０に示すように、加工時間短縮のため、主軸１０及び
送り軸１８を第１パターンで駆動制御するように自動プ
ログラミングする（Ｓ２００）。When the required time T1s of the spindle 10 in the first pattern is shorter than the required time T1z of the feed shaft 18 in the first pattern (S170), the required time T2s of the spindle 10 in the second pattern and the required time T2s of the first pattern are used. Required time T of feed shaft 18
1z is compared (S190). Required time T2s of spindle 10
Is longer than the required time T1z of the feed shaft 18 (T2s
>T2z>T1z> T1s or T2z>T2s>T1z> T1s), as shown in FIG. 10, in order to reduce the machining time, the main shaft 10 and the feed shaft 18 are automatically programmed to be driven and controlled in the first pattern (S200). ).
【００２９】このときの移動台１２の空走距離Ｌは、第
１パターンの送り軸１８の所要時間Ｔ1zに基づいて、下
記式により求められる。 Ｌ＝（Ｖdz＋Ｖtz）×Ｔ1z／２ 主軸１０及び送り軸１８の速度を第１パターンで移行す
ると共に、少なくともタップ部２の先端と被加工物６と
が空走距離Ｌだけ離れているときに、速度移行をするよ
うにプログラムすればよい。The free running distance L of the movable base 12 at this time is obtained by the following equation based on the required time T1z of the feed shaft 18 in the first pattern. L = (Vdz + Vtz) × T1z / 2 When the speeds of the main shaft 10 and the feed shaft 18 are shifted in the first pattern, and at least the tip of the tap portion 2 and the workpiece 6 are separated by the idle distance L, What is necessary is just to program so that speed transition may be performed.
【００３０】一方、主軸１０の所要時間Ｔ2sが送り軸１
８の所要時間Ｔ1z以下のときには（Ｓ１９０）（Ｔ2z＞
Ｔ1z＞Ｔ2s＞Ｔ1s）、速度の移行に最低限送り軸１８の
所要時間Ｔ1zを要することから、図１１に示すように、
主軸１０を第１パターン又は第２パターンのいずれか一
方で、送り軸１８は第１パターンで駆動制御するように
自動プログラミングする（Ｓ２１０）。このときの空走
距離Ｌは、Ｓ２００のときと同様であり、Ｓ２００のと
きと同様にプログラムすればよい。On the other hand, the required time T2s of the spindle 10 is
8 is less than the required time T1z (S190) (T2z>
T1z>T2s> T1s) Since the minimum required time T1z of the feed shaft 18 is required for the transition of the speed, as shown in FIG.
Automatic programming is performed so that the main shaft 10 is driven by either the first pattern or the second pattern, and the feed shaft 18 is driven and controlled by the first pattern (S210). The idle running distance L at this time is the same as in S200, and may be programmed in the same manner as in S200.
【００３１】Ｓ１５０，Ｓ１６０，Ｓ１８０，Ｓ２０
０，Ｓ２１０の処理を終了すると、選択された第１パタ
ーンあるいは第２パターンに基づいて作成されたプログ
ラムにより、主軸モータ１４及び送り軸モータ２２を制
御して、被加工物６にねじ孔を加工し（Ｓ２２０）、加
工を終了すると一旦本制御処理を終了する。S150, S160, S180, S20
0, when the process of S210 is completed, the spindle motor 14 and the feed shaft motor 22 are controlled by a program created based on the selected first pattern or second pattern, and a threaded hole is machined in the workpiece 6. (S220), and when the machining is completed, the control process is temporarily terminated.
【００３２】尚、Ｓ１５０，Ｓ１６０，Ｓ１８０，Ｓ２
００〜Ｓ２２０の処理の実行が駆動制御手段Ｍ３として
働き、Ｓ１１０の処理の実行が所要時間算出手段Ｍ４と
して働き、Ｓ１２０〜１４０，Ｓ１７０，Ｓ１９０の処
理の実行が選択指示手段Ｍ５として働く。Incidentally, S150, S160, S180, S2
The execution of the processing of 00 to S220 functions as the drive control means M3, the execution of the processing of S110 functions as the required time calculating means M4, and the execution of the processing of S120 to 140, S170, and S190 functions as the selection instruction means M5.
【００３３】以上本発明はこの様な実施例に何等限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々なる態様で実施し得る。As described above, the present invention is not limited to such embodiments at all, and can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上詳述したように本発明のドリルタッ
プ加工装置は、ドリル付きタップを用いて加工する際、
第１パターン及び第２パターンでの速度移行に要する所
要時間が短い方のパターンを選択し、選択された第１パ
ターンあるいは第２パターンにより主軸モータ、送り軸
モータを駆動制御するので、加工時間を短縮することが
でき、加工能率を向上させることができるという効果を
奏する。As described in detail above, the drill tapping apparatus of the present invention can be used for drilling using a tap with a drill.
Since the shorter time required for the speed transition in the first pattern and the second pattern is selected and the drive of the spindle motor and the feed shaft motor is controlled by the selected first pattern or the second pattern, the machining time is reduced. This has the effect of shortening the working time and improving the processing efficiency.
【図１】本発明のドリルタップ加工装置の基本的構成を
例示するブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a basic configuration of a drill tapping apparatus according to the present invention.
【図２】本発明の一実施例としてのドリルタップ加工装
置の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a drill tapping apparatus as one embodiment of the present invention.
【図３】本実施例のドリル付タップのドリル部とタップ
部とを示す部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view showing a drill portion and a tap portion of the tap with a drill according to the embodiment.
【図４】本実施例の電子制御回路で行われる加工制御処
理の一例を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a processing control process performed by the electronic control circuit according to the embodiment.
【図５】本実施例の主軸と送り軸との第１パターンを示
す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a first pattern of a main shaft and a feed shaft of the present embodiment.
【図６】本実施例の主軸と送り軸との第２パターンを示
す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a second pattern of the main shaft and the feed shaft according to the present embodiment.
【図７】本実施例の第１パターンでの主軸の所要時間が
長く空走距離が長いときを示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a case where the required time of the spindle is long and the free running distance is long in the first pattern of the embodiment.
【図８】本実施例の第１パターンでの主軸の所要時間が
長く空走距離が短いときを示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a case where the required time of the spindle is long and the free running distance is short in the first pattern of the embodiment.
【図９】本実施例の第２パターンでの送り軸の所要時間
が長いときを示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a case where the required time of the feed shaft is long in the second pattern of the embodiment.
【図１０】本実施例の第１パターンでの送り軸の所要時
間が長いときを示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a case where the required time of the feed shaft is long in the first pattern of the embodiment.
【図１１】本実施例の第１パターンでの主軸の所要時間
が最も短いときを示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a case where the required time of the spindle in the first pattern of the present embodiment is the shortest.
Ｍ１，１４…主軸モータ Ｍ２，２２…送り軸モータ Ｍ３…駆動制御手段 Ｍ４…所要時間算出手段
Ｍ５…選択指示手段 １…ドリル部 ２…タップ部
４…ドリル付タップ ６…被加工物 １０…主軸
１２…移動台 １８…ボールねじ（送り軸） ３０…電子制御回路M1, 14: spindle motor M2, 22: feed shaft motor M3: drive control means M4: required time calculation means
M5: Selection instruction means 1: Drill part 2: Tap part
4: Tap with drill 6: Workpiece 10: Spindle
12: movable table 18: ball screw (feed shaft) 30: electronic control circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−14426（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−50754（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−162114（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−253746（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−73009（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−124024（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−95097（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23G 3/00 B23G 1/16 B23Q 15/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-59-14426 (JP, A) JP-A-61-50754 (JP, A) JP-A-63-162114 (JP, A) 253746 (JP, A) Japanese Utility Model 57-73009 (JP, U) Japanese Utility Model 59-124024 (JP, U) Japanese Utility Model 54-95097 (JP, U) (58) Fields surveyed (Int. 7 , DB name) B23G 3/00 B23G 1/16 B23Q 15/00
Claims (1)
されたドリル付タップが取り付けられた主軸を回転させ
る主軸モータと、前記主軸をその軸方向に移動させる送
り軸モータとを備え、前記主軸を回転させながら前記主
軸を軸方向に送りドリル加工をすると共に、前記主軸の
回転と、前記送り軸の送りを同期させながら前記主軸を
軸方向に送りタップ加工をするドリルタップ加工装置に
おいて、 前記ドリル加工から前記タップ加工への移行の際に、ド
リル加工速度からタップ加工速度に移行する第１パター
ン、及びドリル加工後一旦停止してからタップ加工速度
に移行する第２パターンを備え、一方のパターンに応じ
て前記主軸モータ及び前記送り軸モータを駆動制御する
駆動制御手段と、 設定されたドリル加工条件及びタップ加工条件に基づい
て、前記第１パターン及び前記第２パターンによる移行
に要する所要時間をそれぞれ算出する所要時間算出手段
と、 該所要時間算出手段により算出された各所要時間に基づ
いて、前記ドリル加工から前記タップ加工に移行する所
要時間が短い方のパターンを選択し、前記駆動制御手段
に指示する選択指示手段と、 を備えたことを特徴とするドリルタップ加工装置。A spindle motor for rotating a spindle to which a tap with a drill formed with a tap portion is attached following a drill portion at a tip; and a feed shaft motor for moving the spindle in the axial direction. A drill tapping device that feeds the spindle in the axial direction while rotating the spindle and performs drilling, and rotates the spindle and feeds the spindle in the axial direction while synchronizing the feed of the feed shaft. When the transition from the drilling to the tapping is performed, a first pattern that transitions from the drilling speed to the tapping speed and a second pattern that temporarily stops after the drilling and then transitions to the tapping speed are provided. Drive control means for driving and controlling the spindle motor and the feed shaft motor in accordance with the pattern of: a set drilling condition and tapping condition Based on the required time calculated by the required time calculating means, based on the required time calculated by the required time calculating means. And a selection instructing means for selecting a pattern having a shorter time required for shifting to machining and instructing the drive control means.
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|---|---|---|---|
| JP15767093A JP3180513B2 (en) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | Drill tapping equipment |
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