JPH08290312A - 切削制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ボール盤等の回転切削用工具にお
ける切削制御装置に関するものであり、その目的は、切
削工具が被穿孔物に接触するまでの時間を短くすること
で、切削加工全体の作業時間を短縮することである。 【構成】 主電動機２の穿孔開始時の電流変化率を電流
検出回路１８で検出し、マイクロコンピュータ２１によ
り主電動機２の電流変化率に応じて送り電動機４の速度
を変えることのできる速度制御装置を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボール盤等の回転切削
用工具の切削制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の切削用工具においては、切削工具
が被穿孔物に接触して穿孔を開始するまでは、切削工具
を一定速度で送り切削工具が被穿孔物に接触し穿孔を開
始すると主電動機の電流が所定値となるように切削工具
の送り速度を制御して負荷トルクを所定値に保つように
している。図４に示すように切削工具の径によって切削
時の送り速度は大きく変わり、径が大きいほど送り速度
は低くなる。径が６０ｍｍの切削工具では１０〜１５ｍ
ｍ／分程度である。切削工具が被穿孔物に接触するまで
の時間は、切削加工全体の作業時間を短縮するために短
いほど良い。そのためには切削工具が被穿孔物に接触す
るまでの送り速度を早くすれば良い。切削工具が被穿孔
物に接触するまでの送り速度を一定（たとえば４５ｍｍ
／分）とした場合、図５に示すように切削工具が被穿孔
物に接触した瞬間に流れる電流の大きさは、切削工具の
径によって異なり、穴あけ時の送り速度と無負荷送り時
の送り速度の差が大きい大口径切削工具では被穿孔物に
接触した瞬間に主電動機が過負荷になり切削工具を痛め
る危険がある。送り電動機の速度制御のゲインを大きく
して応答性を上げれば、径の大きな切削工具でも被穿孔
物に接触した瞬間の主電動機の過負荷を防げるが、切削
中の主電動機の回転数の安定性が悪くなるので、ゲイン
をむやみに大きくできない。そのため、切削工具が被穿
孔物に接触するまでの送り速度を低く抑え、径の大きな
切削工具でも被穿孔物に接触した瞬間に主電動機が過負
荷にならないようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】切削工具が被穿孔物に
接触するまでの送り速度を抑えているため、切削工具が
被穿孔物に接触するまでの時間が長くなり、切削加工全
体の作業時間も長くなるという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、上記課題を克服し、切削
工具が被穿孔物に接触するまでの時間を短くし、切削加
工全体の作業時間を短縮することのできる切削制御装置
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、穿孔を開始するまでの送り速度を早くし、
切削工具が被穿孔物に接触した瞬間の主電動機の電流の
変化率により、主電動機が過負荷になる前に切削工具の
送り速度を下げ、大口径穴あけ時にも主電動機が過負荷
にならないようにする。

【０００６】

【作用】上記のように構成した本発明の切削制御装置
は、切削加工全体の作業時間を短縮できるよう動作す
る。

【０００７】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図５を用いて説明
する。１はドリルスタンド、２は主電動機、３は電気ド
リル、４は送り電動機であるステッピングモータ、５は
制御ボックス、６は電磁ベース、７は切削工具、８は交
流電源、９は電源スイッチ、１０はドリルスイッチ、１
１は整流ブリッジ、１２は電磁コイル、１３は半導体制
御素子、１４はリミットスイッチ、１５はステッピング
モータ用直流電源、１６はステッピングモータ駆動素
子、１７は点弧回路、１８及び１９は各電流検出回路、
２０は電源回路、２１はマイクロコンピュータ、２２は
ドライバである。図２は図１における本発明の制御手順
を示すフローチャートである。以下、図２の手順に従っ
て図１に示す回路の動作を説明する。

【０００８】図２におけるスタートは、切削工具７を電
気ドリル３に固定し、電源スイッチ９及びドリルスイッ
チ１０を投入する手順に相当する。電源スイッチ９が投
入されると交流電源８は整流ブリッジ１１により整流さ
れ、電磁コイル１２に電流を流して被穿孔物を吸着固定
する。ドリルスイッチ１０が投入されると電源回路２０
が動作し、マイクロコンピュータ２１が動作を開始す
る。

【０００９】手順４０１では、マイクロコンピュータ２
１は動作を開始すると主電動機２の定速回転信号を出力
ポート２１５、ドライバ２２、点弧回路１７の順で半導
体制御素子１３に伝え主電動機２を一定回転数で回転さ
せる。

【００１０】手順４０２では、主電動機２が一定回転数
になった後、主電動機２の無負荷電流Ｉｏを電流検出回
路１８を介して検出しマイクロコンピュータ２１に記憶
する。

【００１１】手順４０３では、ステッピングモータ４を
制御して電気ドリル３を一定速度（４５ｍｍ／分）で下
降させる。この動作ではマイクロコンピュータ２１内の
出力ポート２１７からステッピングモータ駆動素子１６
に制御信号が伝達され、ステッピングモータ４が駆動さ
れる。

【００１２】手順４０４では、主電動機２の電流を電流
検出回路１８を介して検出し、主電動機２の電流が先に
検出した無負荷電流Ｉｏ＋１.５Ａ以上になれば切削工
具が被穿孔物に接触し、穿孔を開始したと判断する。

【００１３】穿孔開始を検出すると手順４０５で、主電
動機２の電流が過電流になる前に短いサンプリング時間
（たとえば５０ｍｓｅｃ）で主電動機２の電流を電流検
出回路１８を介して検出する。

【００１４】手順４０６〜４０９では、サンプリング時
間での主電動機２の電流の変化率（ｄｉ／ｄｔ）から切
削条件を予測し、必要に応じてステッピングモータ４の
回転数を変えて電気ドリル３の送り速度を遅くする。こ
の送り速度は一定でも良いが、さらに電流変化率の大き
さにより切り換えることも可能である。本実施例では、
主電動機２の電流変化率が１Ａより大きい場合は、切削
工具径が大きいかまたは被穿孔物が固い時なので電気ド
リル３の送り速度を２５ｍｍ／ｓｅｃと遅くし、主電動
機２が過電流にならないようにし、主電動機２の電流変
化率が０．５Ａ〜１Ａの場合は電気ドリル３の送り速度
を３５ｍｍ／ｓｅｃにしている。

【００１５】再設定された送り速度は電流の変化率に対
応してメモリ装置に記憶された値、あるいは所定の計算
式に従って算出されるものでも良い。

【００１６】手順４１０では、主電動機２の電流が所定
値となるまで、上記手順で設定された送り速度で電気ド
リル３を送る。

【００１７】手順４１１では、主電動機２の電流が一定
値Ｉｒｅｆとなるよう、電気ドリル３の送り速度を制御
して穿孔を行う。

【００１８】手順４１２では、主電動機２の電流を電流
検出回路１８を介して検出し、主電動機２の電流が先に
検出した無負荷電流Ｉｏ＋１.５Ａ以下になれば穿孔を
終了したと判断する。

【００１９】手順４１３では、ステッピングモータ４を
逆回転させて電気ドリル３を上昇させる。

【００２０】手順４１４では、リミットスイッチ１４の
開路により電気ドリル３が所定の位置まで上昇したこと
を検出する。

【００２１】手順４１５では、電気ドリル３及びステッ
ピングモータ４を停止させ、運転を終了する。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、穿孔初期の主電動機の
電流の変化率により送り速度を変えるので、穿孔前の送
り速度を早くしても過負荷にならず作業効率の向上を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明になる切削制御装置の一実施例を示す
回路図である。

【図２】 本発明になる切削制御装置の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図３】 本発明になる切削装置を示す外観図である。

【図４】 切削時の送り速さと切削工具径との関係を示
すグラフである。

【図５】 切削開始時の主電動機の電流変化を示すグラ
フである。

【符号の説明】

２は主電動機、３は電気ドリル、４はステッピングモー
タ、７は切削工具、１８は電流検出回路、２１はマイク
ロコンピュータ、２２はドライバである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主電動機によって回転する切削工具と、
   該切削工具と該主電動機とを支持する電気ドリル部を送
   り電動機により移動せしめて切削加工を行う切削制御装
   置において、前記主電動機の電流を検出する電流検出手
   段と、前記切削工具が被穿孔物に接触し穿孔を開始する
   時の該電流検出手段からの電流検出信号の変化率によ
   り、前記送り電動機の回転数を変えて前記切削工具の送
   り速度を切り換えることのできる速度制御装置を設けた
   ことを特徴とする切削制御装置。