JP2000210927A - Method and apparatus for drilling with core drill - Google Patents
Method and apparatus for drilling with core drillInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被切削物として鉄
筋コンクリート、コンクリート、岩石等を切削・穿孔す
る、例えば６吋以下のビットを使用し、標準チューブに
中継ぎ用としてチューブまたはロッドを連結して０．４
〜１０ｍの長さの穿孔を行う長孔穿孔用のコアドリルの
穿孔方法及びその装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses, for example, a bit of 6 inches or less for cutting and drilling reinforced concrete, concrete, rock, or the like as an object to be cut, and connecting a tube or rod as a joint to a standard tube. 0.4
The present invention relates to a method and apparatus for drilling a core drill for long holes, which drills holes having a length of 10 to 10 m.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種のコアドリルは、コアビッ
トを回転させる回転駆動部と、コアビットを前進・後退
させる送り機構と、その送り機構を駆動する送り駆動部
と、これらを支える支柱と、その支柱を固定する際に用
いられる架台とによって構成されていた。そして、コア
ドリルの切削・穿孔の動作を自動的に制御する制御装置
が設けられ、この制御装置は、操作パネルを有し、内部
には電子制御回路を有していた。加えて、湿式のコアド
リルでは、コアビットを冷却するために冷却水を導き、
その供給・停止を調整する冷却水供給弁を備えていた。2. Description of the Related Art Conventionally, a core drill of this type includes a rotary drive for rotating a core bit, a feed mechanism for moving the core bit forward and backward, a feed drive for driving the feed mechanism, a supporting column for supporting these components, and It consisted of a gantry used to fix the columns. Then, a control device for automatically controlling the operation of cutting and drilling of the core drill was provided. This control device had an operation panel and had an electronic control circuit inside. In addition, in a wet core drill, cooling water is guided to cool the core bit,
A cooling water supply valve for adjusting the supply / stop was provided.
【０００３】また、従来技術としては、特開平３−２７
９０８号公報が開示されている。これは、コアビットの
寸法に関する情報にしたがって、そのコアビットに対し
て最適な回転数となる切削目標値であり、かつコアビッ
トの寸法にかかわりなくそのコアビットの刃先周速が一
定となるコアビット回転用電動機（以下、主モータとい
う）の切削目標電流値を設定し、電流値一定の制御を行
うものである。The prior art is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-27.
No. 908 is disclosed. This is a cutting target value that provides an optimum rotation speed for the core bit in accordance with the information on the dimensions of the core bit, and a motor for rotating a core bit in which the peripheral speed of the cutting edge of the core bit is constant regardless of the size of the core bit ( The cutting target current value of the main motor is set, and the current value is controlled to be constant.
【０００４】この技術は、コアドリルの穿孔速度が、コ
アビットの周速一定の適正値（約１８０ｍ／ｍｉｎ）の
時に最大であるというデータに基づいている。そして、
コアビットが被切削物に当たって切削が開始され、コア
ビットが安全に回転する条件に達したときに解除信号を
出力する条件設立手段と、始動時から主モータの回転速
度を一定の低い値に制限し、前記条件成立手段からの解
除信号で前記制限を解除した後に、前記主モータの切削
目標電流値により、電流一定制御を行うというものであ
る。これは、切削開始直前には主モータが高速回転にな
ってコアビットの刃先が被切削物に当たった瞬間に大き
な衝撃がコアドリル本体に加わり、しかも切削位置のず
れが生じやすく、切削・穿孔の加工精度が悪化する等に
対するためのものである。[0004] This technique is based on data that the drilling speed of the core drill is maximum when the peripheral speed of the core bit is constant and an appropriate value (about 180 m / min). And
Cutting is started when the core bit hits the workpiece, and a condition establishing means that outputs a release signal when the core bit reaches a condition for safely rotating, and limiting the rotation speed of the main motor from a start to a constant low value, After the restriction is released by a release signal from the condition satisfaction means, a constant current control is performed based on a cutting target current value of the main motor. This is because the main motor rotates at high speed just before the start of cutting, and a large impact is applied to the core drill body at the moment when the cutting edge of the core bit hits the object to be cut, and the cutting position is likely to be misaligned. This is for preventing the accuracy from deteriorating.
【０００５】しかし、始動時に低速にすることは、整流
子モータの場合にはモータの低速化に特性上の限界があ
り、危険の恐れのない低速回転（例えば、５０ｍ／ｍｉ
ｎ）は難しいという問題があった。また、上記のコアビ
ットの刃先周速を一定にするための主モータの電流値一
定制御では、コアドリルの適正負荷を実現することは整
流子モータの特性上から難しく、負荷トルクの不足によ
る切削効率の低下は免れないという問題があった。さら
に、整流子モータは、その特性上、定格電流の制限値の
関係から、鉄筋部とコンクリート部とではその切削を同
じ設定電流で電流一定制御を行う必要があり、この場合
には、鉄筋部での負荷トルクの不足のために切削効率が
低下するという問題があって鉄筋部で変速比を変え、負
荷トルクを上げて対応することも考えられるが、これに
は構造が複雑になるという問題があった。However, in the case of a commutator motor, there is a characteristic limit in reducing the speed of the commutator motor at a low speed at the time of starting, and there is no danger of low speed rotation (for example, 50 m / mi).
n) had a problem that it was difficult. In addition, in the constant current value control of the main motor for keeping the cutting edge peripheral speed of the core bit constant, it is difficult to realize the proper load of the core drill due to the characteristics of the commutator motor, and the cutting efficiency is reduced due to insufficient load torque. There was a problem that decline was inevitable. Furthermore, the commutator motor needs to perform constant current control for the cutting of the reinforcing bar and the concrete portion at the same set current, because of the relationship of the rated current limit value due to its characteristics. There is a problem that cutting efficiency is reduced due to lack of load torque at the time, and it is conceivable to change the gear ratio at the reinforcing bar and increase the load torque, but this complicates the structure. was there.
【０００６】一方、本出願人によって特開平８−２２４
７２７号公報に、滑り周波数制御の可変周波数インバー
タで駆動される高速回転の誘導電動機とその減速機とで
構成されるコアドリル駆動装置に関する技術が開示され
ている。この技術は、従来のコアドリル駆動装置が主と
して使用されていた単相１００Ｖの整流子モータの特性
上の前記問題点を解決したものである。すなわち、この
技術によれば、図１１に示すように、誘導電動機５１の
速度ＶFMを検出する速度検出器５２と、トルク特性を決
定する滑り周波数演算器５６と、最高速度の周波数ＶFT
を設定する周波数設定器５７と、インバータ５３の周波
数を決定する周波数演算器５４と、前記電動機のギャッ
プ磁束数が常に一定となるＶ／ｆ値が予め回路中に入力
されている電圧演算器５５とを有し、前記電動機速度Ｖ
FMから滑り周波数演算で求めた滑り周波数ＶFSと周波数
に換算した電動機速度とを加算器５８で加算し、この加
算値ＶF0と前記周波数設定器５７で設定した最高速度の
周波数ＶFTとを前記周波数演算器５４と電圧演算器５５
とに入力し、これらの演算出力を前記インバータの周波
数指令値ＦINV 及び電圧指令値ＶINV として可変周波数
インバータ５３で高速回転の誘導電動機５１を駆動し、
減速機５０を介してコアドリルに出力し駆動している。On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 727 discloses a technique related to a core drill drive device including a high-speed rotation induction motor driven by a variable frequency inverter of slip frequency control and a speed reducer thereof. This technique solves the above-mentioned problem in the characteristics of a single-phase 100 V commutator motor in which a conventional core drill driving device is mainly used. That is, according to this technique, as shown in FIG. 11, a speed detector 52 for detecting the speed V FM of the induction motor 51, a slip frequency calculator 56 for determining a torque characteristic, the maximum speed frequency V FT
, A frequency calculator 54 for determining the frequency of the inverter 53, and a voltage calculator 55 in which the V / f value at which the gap magnetic flux number of the motor is always constant is previously input to the circuit. And the motor speed V
The slip frequency V FS obtained by the slip frequency calculation from FM and the motor speed converted into the frequency are added by an adder 58, and the added value V F0 and the frequency V FT of the maximum speed set by the frequency setting device 57 are calculated. The frequency calculator 54 and the voltage calculator 55
And the high-speed induction motor 51 is driven by the variable frequency inverter 53 as the frequency command value F INV and the voltage command value V INV of the inverter.
It is output to and driven by a core drill via a speed reducer 50.
【０００７】図１０には、この発明の特性曲線の具体的
例が示されている。図において、コアビットの１〜６吋
のサイズ毎の回転数が負荷トルクの変動に拘らず殆ど一
定であり、しかもコアビット刃面の適正周速（約１８０
ｍ／ｍｉｎ）を実際の切削時使用点で維持できるという
特徴を持っている。さらに、各コアビットサイズに最適
な回転数を選択すれば、一つの切削電流目標値（インバ
ータ入力電流）の設定により、所定の負荷を実現できる
という特徴を持っている。また、このコアドリルのソフ
ト始動装置について、実願平９−３５８１号に本出願人
によって提案されている。これは、コアドリルの手動送
り装置に関するものであるが、無負荷時にビビリ等の殆
どない低速回転（例えば５０〜８０ｒ／ｍｉｎ）が実現
できることが記述されている。FIG. 10 shows a specific example of the characteristic curve of the present invention. In the figure, the number of revolutions of the core bit for each size of 1 to 6 inches is almost constant irrespective of the variation of the load torque, and the appropriate peripheral speed (about 180
m / min) at the point of use during actual cutting. Furthermore, if an optimum rotation speed is selected for each core bit size, a predetermined load can be realized by setting one cutting current target value (inverter input current). A soft starter for this core drill has been proposed by the present applicant in Japanese Utility Model Application No. 9-3581. This relates to a manual feed device for a core drill, but describes that a low-speed rotation (for example, 50 to 80 r / min) with little chatter or the like can be realized when there is no load.
【０００８】一方、コアドリルの自動送り装置が、特願
平１０−２０５９９６号で本出願人によって提案されて
いる。この発明は、滑り周波数制御で駆動される可変周
波数インバータ制御の高速回転誘導電動機とその減速機
とで構成されてコアビットを回転させる送り駆動部を備
えコアドリルの動作を制御する制御装置を有するコアド
リルの自動送り装置において、コアビットの寸法に関す
る情報にしたがってコアビットに最適な回転数を設定す
る回転数設定手段と、コアドリルに所定の負荷トルクを
付与するインバータ入口の切削目標電流値であってイン
バータ入口で所定の負荷電流値を設定する電流値設定手
段と、該電流値設定手段からの切削目標電流値とインバ
ータ入口の負荷電流を検出する電流検出手段で検出した
負荷電流値とを比較しインバータ入口の負荷電流が前記
切削目標電流値になるように前記送り駆動部の電動機回
転を制御するものである。しかし、長孔穿孔の場合、コ
アビットが追加連結する中継ぎチューブやロッドの曲り
のために孔壁のコンクリート面に当たり、この摩擦によ
る負荷トルクの増加のために前記回転数及び電流値一定
制御のみでは、長孔穿孔のコアドリルの自動制御は困難
であった。On the other hand, an automatic feeder for a core drill has been proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 10-205996. The present invention relates to a core drill having a control device for controlling the operation of a core drill including a feed drive unit configured to rotate a core bit and configured by a variable frequency inverter-controlled high-speed rotation induction motor driven by a slip frequency control and a speed reducer thereof. In the automatic feeder, a rotation speed setting means for setting an optimum rotation speed for the core bit according to the information on the dimensions of the core bit, and a cutting target current value at the inverter inlet for applying a predetermined load torque to the core drill, wherein Current value setting means for setting the load current value of the inverter, and comparing the cutting target current value from the current value setting means with the load current value detected by the current detection means for detecting the load current at the inverter entrance, and comparing the load current at the inverter entrance. The motor rotation of the feed drive unit is controlled so that the current becomes the cutting target current value. However, in the case of long hole drilling, the core bit hits the concrete surface of the hole wall due to the bending of the relay tube or rod to be additionally connected, and only the rotation speed and the current value constant control alone increase the load torque due to this friction, Automatic control of core drill for long hole drilling was difficult.
【０００９】この問題を解決するために図９に示す厚さ
６９０ｍｍのテスト用鉄筋コンクリートを使用し、６吋
径のビットによってテストを行った結果が図４、図５及
び図６に示されている。そして、このテストで使用した
コアドリル駆動装置の特性曲線が図１０に示されてい
る。この図１０において、穿孔時の回転数は、コンクリ
ート部で３７６ｒ／ｍｉｎ、鉄筋部で３２２、２８２及
び２５０ｒ／ｍｉｎに設定して行われた。また、中継ぎ
の方法は、図７に示すロッド継ぎと、図８に示す中継ぎ
チューブの場合との両方で行われた。ここに、符号５は
減速機、６はビット、１５は標準チューブ、１６Ａは中
継ぎチューブ、１６Ｂはロッド、そして１７はアダプタ
ヘッドである。In order to solve this problem, a 690 mm thick test reinforced concrete shown in FIG. 9 was used and a test was conducted with a 6-inch diameter bit. The results are shown in FIGS. 4, 5 and 6. . FIG. 10 shows a characteristic curve of the core drill driving device used in this test. In FIG. 10, the number of revolutions at the time of drilling was set at 376 r / min for the concrete portion and 322, 282 and 250 r / min for the reinforcing bar portion. Further, the splicing method was performed both for the rod splicing shown in FIG. 7 and for the splicing tube shown in FIG. Here, 5 is a speed reducer, 6 is a bit, 15 is a standard tube, 16A is a relay tube, 16B is a rod, and 17 is an adapter head.
【００１０】上記の図４、図５及び図６のデータは、最
も多用されている図８に示す中継ぎチューブでテストし
たものをプロットした結果である。なお、このテスト結
果から図７のロッド継ぎの方が、図８の中継ぎチューブ
より前記の孔壁の当たりが少ないことが分かった。The data shown in FIGS. 4, 5 and 6 are obtained by plotting the data obtained by testing the most frequently used relay tube shown in FIG. The test results show that the rod joint of FIG. 7 has less contact with the hole wall than the joint tube of FIG.
【００１１】図４は穿孔深さ（横軸）と負荷トルク（縦
軸）との関係を、図５は負荷トルク（横軸）と支柱の最
大振れ（縦軸）との関係を、図６は穿孔深さ（横軸）と
穿孔速度（縦軸）との関係をそれぞれプロットしたもの
ある。各点は計測点を示し、実線Ａ及び鎖線Ｂはそれぞ
れコンクリート部及び鉄筋部の傾向を示す線である。ま
た、図９は、テストに使用した鉄筋コンクリートの配筋
図である。FIG. 4 shows the relationship between the drilling depth (horizontal axis) and the load torque (vertical axis). FIG. 5 shows the relationship between the load torque (horizontal axis) and the maximum deflection of the column (vertical axis). Is a plot of the relationship between the drilling depth (horizontal axis) and the drilling speed (vertical axis). Each point indicates a measurement point, and solid line A and chain line B are lines indicating the tendency of the concrete portion and the reinforcing bar portion, respectively. FIG. 9 is a diagram showing the arrangement of reinforced concrete used in the test.
【００１２】図４において、穿孔作業に入り、中継ぎチ
ューブを継ぎ足した位置付近からコンクリート部・鉄筋
部とも負荷トルクが上昇している。このテストは、コン
クリート部では回転数を常に３７６ｒ／ｍｉｎに設定
し、支柱の振れを見て電流値を増減して負荷トルクを変
えたものであり、また、鉄筋部では支柱の振れを見て回
転数を３２２、２８２、及び２５９ｒ／ｍｉｎと段階的
に下げて負荷トルクを増加させたものである。そして、
図５からは、コンクリート部・鉄筋部とも負荷トルクが
上昇しているにもかかわらず、支柱の最大振れは変わら
ないということが分かる。また、図６からは、コンクリ
ート部では穿孔深さに関係なく穿孔速度はほぼ一定であ
り、鉄筋部でも穿孔速度は一定であるが、中継ぎチュー
ブを継ぎ足した位置付近の前後で異なるのは、回転数を
切換えて負荷トルクを増したためである。これらの現象
は、コアドリルの通常の穿孔作業では見られないもの
で、長孔穿孔に見られる特殊な現象である。In FIG. 4, the drilling work has started, and the load torque has increased in both the concrete portion and the reinforcing bar portion from near the position where the relay tube was added. In this test, the rotational speed was always set to 376 r / min in the concrete part, and the load torque was changed by increasing or decreasing the current value while observing the deflection of the support. The load torque is increased by gradually decreasing the number of revolutions to 322, 282, and 259 r / min. And
From FIG. 5, it can be seen that the maximum deflection of the column does not change even though the load torque has increased in both the concrete portion and the reinforcing bar portion. Further, from FIG. 6, the drilling speed is almost constant regardless of the drilling depth in the concrete portion, and the drilling speed is also constant in the reinforcing steel portion. This is because the load torque was increased by switching the number. These phenomena are not observed in the normal drilling operation of the core drill, but are special phenomena observed in the long hole drilling.
【００１３】以下、この長孔穿孔の現象について掘り下
げてみる。今、チューブに曲りがある場合、コアドリル
にかかる負荷トルクは、ビットの刃面にかかる負荷トル
クとチューブの外周にかかる負荷トルクとの和と考える
と、 Ｔ＝μ1 ＰＤ／２＋μ2 ＦＤ／２ ・・・・・・・ （１） ここに、 Ｔ ：全負荷トルク μ1 ：ビット刃面とコンクリートとの摩擦係数 Ｐ ：ビットの垂直方向への押圧力 Ｄ ：ビット刃径 μ2 ：チューブ外周とコンクリートとの摩擦係数 Ｆ ：チューブ外周のコンクリート壁への水平方向押圧
力 （１）式において、μ1 ＰＤ／２はビット刃面にかかる
負荷トルクを、μ2 ＦＤ／２ははチューブの外周にかか
る負荷トルクを表している。Hereinafter, the phenomenon of the perforation of the long hole will be described. Now, when the tube has a bend, the load torque applied to the core drill is considered to be the sum of the load torque applied to the cutting surface of the bit and the load torque applied to the outer periphery of the tube. T = μ 1 PD / 2 + μ 2 FD / 2 ....... (1) here, T: total load torque mu 1: coefficient of friction between the bit blade surface and the concrete P: pressing force in the vertical direction of the bit D: bit edge diameter mu 2: tube outer periphery Coefficient of friction between concrete and concrete F: Horizontal pressing force against concrete wall on outer periphery of tube In equation (1), μ 1 PD / 2 is load torque applied to bit blade surface, and μ 2 FD / 2 is outer periphery of tube Represents the load torque applied to.
【００１４】前記の特願平１０−２０５９９６号におい
ては、通常の穿孔作業の場合に、負荷トルクに関係なく
回転数はほぼ一定という特性から、ビット径に最適な回
転数と所定の負荷トルクとを保つように制御されてい
る。したがって、コンクリート部穿孔の場合には、上記
のように回転数が一定であるから、負荷トルクも一定
（すなわち、押圧力一定）であれば、穿孔速度も一定の
筈である。しかるに、図４のように中継ぎチューブを継
ぎ足した位置までは負荷トルクはほぼ一定であるが、そ
の後は負荷トルクは上昇している。一方、図６から穿孔
速度はほぼ一定であることが分かる。そして、図５か
ら、支柱の最大振れは負荷トルクが上昇しているにもか
かわらずほぼ一定であり、振れの原因と見られる押圧力
はほぼ一定と考えられる。したがって、負荷トルクが上
昇しているにもかかわらず穿孔速度と支柱の最大振れと
が常にほぼ一定である原因は、チューブの曲りによって
外周にかかる負荷トルク、すなわち（１）式のμ2 ＦＤ
／２が加算されたものと考えられる。In the aforementioned Japanese Patent Application No. 10-205996, in the case of a normal drilling operation, the rotation speed is almost constant irrespective of the load torque. Is controlled to keep. Therefore, in the case of drilling a concrete portion, the rotation speed is constant as described above, so that if the load torque is constant (that is, the pressing force is constant), the drilling speed should be constant. However, the load torque is substantially constant up to the position where the relay tube is added as shown in FIG. 4, but thereafter, the load torque increases. On the other hand, it can be seen from FIG. 6 that the perforation speed is almost constant. From FIG. 5, it can be considered that the maximum deflection of the column is substantially constant even though the load torque is increased, and the pressing force which is considered to be the cause of the deflection is considered to be substantially constant. Therefore, the reason why the drilling speed and the maximum deflection of the column are always substantially constant despite the increase in the load torque is that the load torque applied to the outer circumference due to the bending of the tube, that is, μ 2 FD of the equation (1)
It is considered that / 2 was added.
【００１５】一方、鉄筋部穿孔の場合には、回転数は上
記のように３段階に順次低くなり、負荷トルクは逆に順
次高くなるが、穿孔速度と支柱の最大振れとは、コンク
リート部と同様に常にほぼ一定であることから、同様の
原因が考えられる。また、このテスト結果から、支柱の
最大振れが所定の限度を超えると穿孔速度が急速に落ち
ることも確認されている。したがって、上記のテスト結
果から、前記の特願平１０−２０５９９６号に示された
コアドリル自動送り装置に、支柱の最大振れ検出による
制御を付加することによって長孔穿孔での問題点は解決
できるものと考えられる。On the other hand, in the case of rebar drilling, the number of revolutions decreases sequentially in three stages as described above, and the load torque increases in reverse order. However, the drilling speed and the maximum deflection of the column are different from those of the concrete part. Similarly, since it is almost always constant, a similar cause can be considered. The test results also confirm that the drilling speed drops rapidly when the maximum deflection of the strut exceeds a predetermined limit. Therefore, from the above test results, the problem in the long hole drilling can be solved by adding the control by detecting the maximum deflection of the column to the core drill automatic feeder shown in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 10-205996. it is conceivable that.
【００１６】[0016]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、穿孔効率を
落とすことなく、良好な穿孔作業ができる長孔穿孔用の
コアドリルの穿孔方法及びその装置を提供することを目
的としている。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for drilling a core drill for long holes, which can perform a good drilling operation without lowering the drilling efficiency.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明のコアドリル穿孔
方法によれば、滑り周波数制御の可変周波数インバータ
で駆動される高速回転誘導電動機とその減速機とから構
成されてコアビットを回転させる回転駆動部と、コアビ
ットを前進・後退させる送り駆動手段とを備えたコアド
リル穿孔装置による穿孔方法において、インバータ入口
の目標電流値を設定し、設定目標電流値検知手段によっ
てその設定目標電流値を検知してその値を一定に維持
し、支柱振れ値検知手段で支柱の最大振れ値を検知して
その値を所定値以下になるように回転駆動部の回転数を
調整してコアドリルの穿孔を行う。本発明のコアドリル
穿孔装置によれば、滑り周波数制御の可変周波数インバ
ータで駆動される高速回転誘導電動機とその減速機とか
ら構成されてコアビットを回転させる回転駆動部と、コ
アビットを前進・後退させる送り駆動手段とを備えたコ
アドリル穿孔装置において、インバータ入口の目標電流
値検知手段と、前記回転駆動部の回転数設定手段と、前
記回転駆動部と送り駆動手段とを支える支柱の最大振れ
値を検出する支柱振れ値検出手段とを設けている。According to the core drilling method of the present invention, a rotary drive unit for rotating a core bit, comprising a high-speed rotary induction motor driven by a variable frequency inverter for controlling a slip frequency and its speed reducer. In a drilling method using a core drill drilling device having a core bit drilling device having forward drive and backward drive of a core bit, a target current value at an inverter inlet is set, and the set target current value is detected by a set target current value detection unit. The value is maintained constant, the maximum deflection value of the column is detected by the column deflection value detection means, and the number of rotations of the rotation drive unit is adjusted so that the value is equal to or less than a predetermined value, and the core drill is drilled. According to the core drill perforating device of the present invention, a rotation drive unit configured to rotate a core bit, comprising a high-speed rotation induction motor driven by a variable frequency inverter of slip frequency control and a speed reducer, and a feed for moving the core bit forward and backward. In a core drill drilling device provided with a driving means, a target current value detecting means at an inverter entrance, a rotation speed setting means of the rotary driving section, and a maximum swing value of a column supporting the rotary driving section and a feed driving section are detected. And a support deflection value detecting means.
【００１８】そして、前記回転駆動部及び送り駆動部と
を制御する制御装置を設け、その制御装置は前記目標電
流値を一定に維持すると共に支柱の最大振れ値が所定値
以下になるようコアビット回転数を調整する機能を有し
ている。A control device is provided for controlling the rotation drive unit and the feed drive unit. The control device keeps the target current value constant and controls the core bit rotation so that the maximum swing value of the column is less than a predetermined value. It has the function of adjusting the number.
【００１９】また、前記滑り周波数制御の可変周波数イ
ンバータで駆動される高速回転誘導電動機は、誘導電動
機の速度を検出する速度検出器と、トルク特性を決定す
る滑り周波数演算器と、最高速度の周波数を決定する周
波数設定器と、インバータの周波数を決定する周波数演
算器と、前記電動機のギャップ磁束数が常に一定となる
Ｖ／ｆ（印加電圧／周波数）値が予め回路中に入力され
ている電圧演算器とを有し、前記電動機の速度から滑り
周波数演算器で演算された滑り周波数と周波数に換算さ
れた電動機速度とを加算し、この加算値と前記周波数設
定器で設定された最高速度の周波数とを前記周波数演算
器と電圧演算器とに入力し、これらの演算出力を前記イ
ンバータの周波数指令値及び電圧指令値とする可変周波
数インバータで駆動される高速回転の誘導電動機であ
る。The high-speed rotary induction motor driven by the slip frequency control variable frequency inverter includes a speed detector for detecting a speed of the induction motor, a slip frequency calculator for determining a torque characteristic, and a frequency of a maximum speed. , A frequency calculator for determining the frequency of the inverter, and a voltage for which a V / f (applied voltage / frequency) value at which the gap magnetic flux number of the motor is always constant is input to the circuit in advance. Arithmetic unit, and adds the slip frequency calculated by the slip frequency calculator from the speed of the motor and the motor speed converted to the frequency, and calculates the sum of the added value and the maximum speed set by the frequency setting device. The frequency is input to the frequency calculator and the voltage calculator, and the calculated outputs are driven by a variable frequency inverter using the frequency command value and the voltage command value of the inverter. An induction motor of high speed rotation that is.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の長孔穿孔用のコ
アドリルの穿孔装置の実施形態を示す斜視図である。こ
の穿孔装置は、コアドリル１と可変周波数インバータに
より制御される制御装置２とで構成され、両者はケーブ
ル３を介して接続されている。そして、コアドリル１
は、ビット回転用モータ４と減速機５とを備えてコアビ
ット６を回転させるビット回転駆動部７と、そのコアビ
ット６を前進・後退させる摺動部８と、送り駆動手段で
ある手動操作用ハンドル９と、これらを支える支柱１０
と、これらの各部材を搭載して被切削物に固定する際に
用いられる架台１１とより構成されている。そして、架
台１１はアンカーボルト１２によって被切削物に固定さ
れている。前記コアビット６は、アダプタヘッド１７と
標準チューブ１５と中継ぎチューブ１６Ａとビット部１
８とより構成され、減速機５の出力軸に接続されてい
る。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a drilling device for a core drill for long holes according to the present invention. This drilling device includes a core drill 1 and a control device 2 controlled by a variable frequency inverter, and both are connected via a cable 3. And core drill 1
Is a bit rotation drive unit 7 having a bit rotation motor 4 and a speed reducer 5 for rotating a core bit 6, a sliding unit 8 for moving the core bit 6 forward and backward, and a handle for manual operation as feed drive means. 9 and the pillars 10 that support them
And a gantry 11 used when mounting these members and fixing them to the workpiece. The gantry 11 is fixed to the workpiece by the anchor bolt 12. The core bit 6 includes an adapter head 17, a standard tube 15, an intermediate tube 16A, and a bit portion 1.
8 and is connected to the output shaft of the speed reducer 5.
【００２１】また、冷却水は、供給ホース１３を介して
前記モータ４に供給され、モータ４の図示しない水冷ジ
ャケットを通過し、コアビット６に供給されて冷却が行
われている。この冷却水供給手段の通路には、図示しな
い流量調節弁と冷却水量検出器とが設けられている。The cooling water is supplied to the motor 4 via a supply hose 13, passes through a water cooling jacket (not shown) of the motor 4, and is supplied to the core bit 6 for cooling. In the passage of the cooling water supply means, a flow rate control valve and a cooling water amount detector (not shown) are provided.
【００２２】そして、前記回転駆動部７と摺動部８との
間には、手元操作用の操作箱１４が取り付けられ、その
操作箱１４の上面には、操作パネル１９が設けられ、そ
の詳細を図２に示すように、操作パネルには回転数設定
用ツマミ２０（ビット径選定用）とインバータ入口の目
標電流値検知手段であるランプ２１（警報発生器または
電流計でもよい）と電源スイッチ２２とが設けられてい
る。An operation box 14 for operation at hand is mounted between the rotary drive unit 7 and the sliding unit 8, and an operation panel 19 is provided on the upper surface of the operation box 14. As shown in FIG. 2, a knob 20 for setting the number of revolutions (for selecting a bit diameter), a lamp 21 (which may be an alarm generator or an ammeter) serving as a target current value detecting means at the inverter inlet, and a power switch are provided on the operation panel. 22 are provided.
【００２３】また、前記支柱１０の最上部付近の側面に
は、支柱の最大振れ値検知手段であるダイヤルゲージ２
３が固定され、支柱の振れを計測できるようになってい
る。そして、前記インバータの制御装置２の図示しない
側面パネルには、電源スイッチ、電源ランプ等が設けら
れている。On the side surface near the uppermost portion of the column 10, a dial gauge 2 which is a means for detecting the maximum runout of the column is provided.
3 is fixed so that the deflection of the column can be measured. A power switch, a power lamp, and the like are provided on a side panel (not shown) of the inverter control device 2.
【００２４】次に、長孔穿孔用のコアドリルの穿孔方法
について、可変周波数インバータにより制御される誘導
電動機によって６吋のコアビットを使用した場合につい
て説明する。Next, a method of drilling a core drill for long holes will be described in the case where a 6-inch core bit is used by an induction motor controlled by a variable frequency inverter.
【００２５】コアドリルを被切削物に対して穿孔できる
ようにセットした後、長孔穿孔作業に掛かる。最初に、
インバータ制御装置２の図示しない電源スイッチをＯＮ
にし、電源ランプの点灯等を確認する。次いで、本体に
設置の手元操作箱１４の操作パネル１９上の回転数設定
ツマミ２０で始動時の低速回転数（例えば５０ｒ／ｍｉ
ｎ）を選定し、電源スイッチ２２をＯＮにして安全な始
動運転を行った後、ビット径６吋に最適な回転数（例え
ば３７６ｒ／ｍｉｎ）を設定し、本格的な穿孔作業に掛
かる。運転中、インバータ入口目標電流値（例えば２５
Ａ）を検知ランプ２１の点滅を検知（警報またはランプ
の点滅）しながら穿孔作業を行う。所定の穿孔長になる
と。電源スイッチ２２をＯＦＦにし、コアドリルの穿孔
作業を一時停止する。次ぎに、中継ぎチューブ１６Ａを
連結し、再び穿孔作業に入るが、支柱１０の振れをダイ
ヤルゲージ２３で検知し、振れが所定の値（例えば２ｍ
ｍ）より少ないならば、振れ値が所定値になるまで回転
数を下げて（例えば３２２ｒ／ｍｉｎ）負荷トルクを増
すような運転を行う。かくて、支柱１０の振れが所定値
になるまで順次回転数を下げ（２８２→２５０→２２５
→１８８→１６１ｒ／ｍｉｎ）、負荷トルクを増すよう
な運転を行う。After setting the core drill so as to be able to pierce the object to be cut, the work for drilling a long hole is started. At first,
Turn on the power switch (not shown) of the inverter control device 2
And check the lighting of the power lamp. Next, a low-speed rotation speed at start-up (for example, 50 r / mi) is set by a rotation speed setting knob 20 on the operation panel 19 of the hand operation box 14 installed in the main body.
After selecting n) and turning on the power switch 22 to perform a safe starting operation, an optimum rotation speed (for example, 376 r / min) is set for a bit diameter of 6 inches, and a full-scale drilling operation is started. During operation, the inverter inlet target current value (for example, 25
The drilling operation is performed while detecting the blinking of the detection lamp 21 (A) (warning or blinking of the lamp). When a predetermined perforation length is reached. The power switch 22 is turned off to temporarily stop the core drilling operation. Next, the connecting tube 16A is connected, and the drilling operation is started again.
m), the operation is performed such that the rotational speed is reduced (for example, 322 r / min) and the load torque is increased until the swing value reaches a predetermined value. Thus, the number of rotations is sequentially reduced until the deflection of the column 10 reaches a predetermined value (282 → 250 → 225).
→ 188 → 161r / min), and perform the operation to increase the load torque.
【００２６】次に図３を参照し、自動送りによる穿孔方
法について説明する。まず自動送りスイッチをＯＮする
（Ｐ１）。すると主モータ、送りモータ、インバータ、
及び冷却水供給弁がＯＮされる（Ｐ２〜Ｐ５）。そし
て、被切削物が鉄筋の場合には、Ｐ６にてビットの寸法
に最適な回転数Ｎ２及び目標電流値Ａ１を設定し、被切
削物が通常のコンクリートの場合には、Ｐ７にてビット
の寸法に最適な回転数Ｎ１及び目標電流値Ａ１を設定す
る。Next, a method of punching by automatic feeding will be described with reference to FIG. First, the automatic feed switch is turned on (P1). Then the main motor, feed motor, inverter,
Then, the cooling water supply valve is turned on (P2 to P5). When the object to be cut is a rebar, the optimum rotation speed N2 and target current value A1 are set at P6 at the bit size. When the object to be cut is ordinary concrete, the bit is set at P7. The rotation speed N1 and the target current value A1 that are optimal for the dimensions are set.
【００２７】そして、鉄筋の場合はＰ８において送り速
度が下限値Ｖ１以下か判定し、ＮｏであればＰ１０に進
み、ＹｅｓであればＰ９で主モータ回転を減速する。通
常のコンクリートの場合はＰ１０で送り速度が上限値Ｖ
２以上か判定し、ＮｏであればＰ１５に進み、Ｙｅｓで
あればＰ１１で主モータ回転を増速する。In the case of rebar, it is determined in P8 whether the feed speed is equal to or lower than the lower limit value V1. If No, the process proceeds to P10, and if Yes, the rotation of the main motor is reduced in P9. In the case of ordinary concrete, the feed speed is the upper limit value V at P10.
It is determined whether it is 2 or more. If No, the process proceeds to P15, and if Yes, the speed of the main motor is increased at P11.
【００２８】Ｐ９及びＰ１１からＰ１２に進み、支柱振
れ値が所定値ｄ以下か判定し、ＮｏであればそれぞれＰ
９またはＰ１１に戻る。ＹｅｓであればそれぞれＰ１３
またはＰ１４に進み、主モータ回転を減速して負荷トル
クを増す。Proceeding from P9 and P11 to P12, it is determined whether the post deflection value is equal to or less than a predetermined value d.
Return to 9 or P11. Yes if P13
Alternatively, the program proceeds to P14, in which the rotation of the main motor is decelerated to increase the load torque.
【００２９】そして、Ｐ１５においては、インバータ入
口電流設定値が上限値Ａ１以上か判定し、Ｙｅｓであれ
ばＰ１６で送りモータを減速し、ＮｏであればＰ１７で
送りモータを増速する。そして、Ｐ１８に進み、インバ
ータ入口電流設定値が下限値Ａ２以下か判定し、Ｎｏで
あればＰ１５に戻る。In P15, it is determined whether the set value of the inverter inlet current is equal to or more than the upper limit value A1, and if Yes, the feed motor is decelerated in P16, and if No, the feed motor is increased in P17. Then, the process proceeds to P18, where it is determined whether the inverter inlet current set value is equal to or lower than the lower limit value A2. If No, the process returns to P15.
【００３０】かくて、穿孔深さに達したらＰ１９にて無
負荷時の電流を設定し、主モータ、送りモータ、インバ
ータ、及び冷却水供給弁がＯＦＦし（Ｐ２０〜Ｐ２
３）、穿孔を終了する（Ｐ２４）。Thus, when the drilling depth is reached, the no-load current is set at P19, and the main motor, feed motor, inverter, and cooling water supply valve are turned off (P20 to P2).
3) Terminate the perforation (P24).
【００３１】[0031]
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成さ
れ、コアドリル穿孔装置に、支柱の最大触れを検出して
この値が所定値以下になるように回転部駆動モータのト
ルクを増す手段を付加することで、長孔穿孔作業が熟練
者でなくても、穿孔速度を落とすことなく負荷トルクを
有効に活用して穿孔できるという効果を奏する。According to the present invention, there is provided a core drilling device having a means for detecting the maximum contact of a support and increasing the torque of a rotating unit drive motor so that the maximum value is less than a predetermined value. By the addition, even if a long hole drilling operation is not performed by an expert, there is an effect that the drilling can be effectively performed by utilizing the load torque without lowering the drilling speed.
【図１】本発明のコアドリルの穿孔装置の一実施形態を
示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a core drill punching device according to the present invention.
【図２】図１の手元操作パネルの詳細図。FIG. 2 is a detailed view of a hand operation panel of FIG. 1;
【図３】本発明によるコアドリルの自動送り穿孔方法を
説明する図。FIG. 3 is a view for explaining an automatic feed drilling method of a core drill according to the present invention.
【図４】長孔穿孔テスト時の負荷トルクと穿孔深さとの
関係データを示すグラフ。FIG. 4 is a graph showing relational data between a load torque and a drilling depth during a long hole drilling test.
【図５】長孔穿孔テスト時の最大支柱振れと負荷トルク
との関係データを示すグラフ。FIG. 5 is a graph showing relational data between the maximum support deflection and the load torque during a long hole drilling test.
【図６】長孔穿孔テスト時の穿孔速度と穿孔深さとの関
係データを示すグラフ。FIG. 6 is a graph showing relationship data between a drilling speed and a drilling depth during a long hole drilling test.
【図７】ロッドの接続を示す詳細図。FIG. 7 is a detailed view showing connection of rods.
【図８】中継ぎチューブの接続を示す詳細図。FIG. 8 is a detailed view showing connection of the relay tube.
【図９】長孔穿孔テストに使用した鉄筋コンクリートの
配筋を示す図。FIG. 9 is a view showing a reinforcing bar arrangement of reinforced concrete used in a long hole drilling test.
【図１０】長孔穿孔テストに使用したコアドリル駆動装
置の性能特性図。FIG. 10 is a performance characteristic diagram of a core drill driving device used for a long hole drilling test.
【図１１】従来の滑り周波数制御の可変周波数インバー
タで駆動される高速回転の誘導電動機とその減速機とで
構成されるコアドリル駆動装置の構成図。FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional core drill driving device including a high-speed rotation induction motor driven by a variable frequency inverter of slip frequency control and its speed reducer.
１・・・コアドリル ２・・・制御装置 ３・・・ケーブル ４・・・ビット回転用モータ ５・・・減速機 ６・・・コアビット ７・・・回転駆動部 ９・・・送り駆動手段 ８・・・摺動部 １０・・・支柱 １１・・・架台 １３・・・供給ホース １５・・・標準チューブ １６Ａ・・・中継ぎチューブ １６Ｂ・・・ロッド １８・・・ビット部 １９・・・操作パネル ２３・・・振れ検知用ダイヤルゲージ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Core drill 2 ... Control device 3 ... Cable 4 ... Bit rotation motor 5 ... Reduction gear 6 ... Core bit 7 ... Rotation drive part 9 ... Feed drive means 8 ... Sliding part 10 ... Post 11 ... Stand 13 ... Supply hose 15 ... Standard tube 16A ... Relay tube 16B ... Rod 18 ... Bit part 19 ... Operation Panel 23: Dial gauge for run-out detection
Claims (4)
で駆動される高速回転誘導電動機とその減速機とから構
成されてコアビットを回転させる回転駆動部と、コアビ
ットを前進・後退させる送り駆動手段とを備えたコアド
リル穿孔装置による穿孔方法において、インバータ入口
の目標電流値を設定し、設定目標電流値検知手段によっ
てその設定目標電流値を検知してその値を一定に維持
し、支柱振れ値検知手段で支柱の最大振れ値を検知して
その値を所定値以下になるように回転駆動部の回転数を
調整してコアドリルの穿孔を行うことを特徴とするコア
ドリルの穿孔方法。1. A rotary drive unit comprising a high-speed rotary induction motor driven by a variable frequency inverter of slip frequency control and a speed reducer for rotating a core bit, and feed driving means for moving the core bit forward and backward. In a drilling method using a core drill drilling device, a target current value at an inlet of an inverter is set, the set target current value is detected by a set target current value detecting means, and the value is maintained constant. A core drilling method comprising: detecting a maximum run-out value of a core drill;
で駆動される高速回転誘導電動機とその減速機とから構
成されてコアビットを回転させる回転駆動部と、コアビ
ットを前進・後退させる送り駆動手段とを備えたコアド
リル穿孔装置において、インバータ入口の目標電流値検
知手段と、前記回転駆動部の回転数設定手段と、前記回
転駆動部と送り駆動手段とを支える支柱の最大振れ値を
検出する支柱振れ値検出手段とを設けたことを特徴とす
るコアドリルの穿孔装置。2. A rotary drive unit comprising a high-speed rotary induction motor driven by a variable frequency inverter of slip frequency control and a speed reducer thereof, for rotating a core bit, and feed driving means for moving the core bit forward and backward. In the core drill drilling device, a target deflection value detecting means for detecting a target current value detection means at the entrance of the inverter, a rotation speed setting means for the rotary driving unit, and a maximum deflection value of a column supporting the rotary driving unit and the feed driving unit. Means for drilling a core drill.
する制御装置を設け、その制御装置は前記目標電流値を
一定に維持すると共に支柱の最大振れ値が所定値以下に
なるようコアビット回転数を調整する機能を有する請求
項２に記載のコアドリルの穿孔装置。3. A control device for controlling the rotation drive unit and the feed drive unit, wherein the control device maintains the target current value at a constant value and rotates the core bit so that the maximum swing value of the column is equal to or less than a predetermined value. The core drilling device according to claim 2, which has a function of adjusting the number.
ータで駆動される高速回転誘導電動機は、誘導電動機の
速度を検出する速度検出器と、トルク特性を決定する滑
り周波数演算器と、最高速度の周波数を決定する周波数
設定器と、インバータの周波数を決定する周波数演算器
と、前記電動機のギャップ磁束数が常に一定となるＶ／
ｆ値が予め回路中に入力されている電圧演算器とを有
し、前記電動機の速度から滑り周波数演算器で演算され
た滑り周波数と周波数に換算された電動機速度とを加算
し、この加算値と前記周波数設定器で設定された最高速
度の周波数とを前記周波数演算器と電圧演算器とに入力
し、これらの演算出力を前記インバータの周波数指令値
及び電圧指令値とする可変周波数インバータで駆動され
る高速回転の誘導電動機である請求項２または３に記載
のコアドリルの穿孔装置。4. A high-speed rotary induction motor driven by the slip frequency control variable frequency inverter, a speed detector for detecting a speed of the induction motor, a slip frequency calculator for determining a torque characteristic, and a frequency of a maximum speed. , A frequency calculator for determining the frequency of the inverter, and V /
a voltage calculator having an f-value previously input into the circuit, and adding the slip frequency calculated by the slip frequency calculator from the speed of the motor and the motor speed converted to the frequency, and And the frequency of the highest speed set by the frequency setting device are input to the frequency calculator and the voltage calculator, and these calculation outputs are driven by a variable frequency inverter having a frequency command value and a voltage command value of the inverter. The core drilling device according to claim 2 or 3, wherein the induction motor is a high-speed rotating induction motor.
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|---|---|---|---|
| JP01407299A JP3661834B2 (en) | 1999-01-22 | 1999-01-22 | Core drill drilling device |
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- 1999-01-22 JP JP01407299A patent/JP3661834B2/en not_active Expired - Fee Related
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