JPH0295546A - 開先加工機の切削送り速度制御装置 - 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） この発明は、・切削負荷抵抗により切削送り速度を制御
する開先加工機の切削送り速度制御装置に関する。

（従来の技術） 従来一般の開先加工機は、回転カッター用の主軸モータ
とこの回転カッターを備える切削ヘッドの切削送りモー
タを備えており、被加工材に対するカッターの単位切削
■を勘案して作業者が切削送り速度を設定していた。

（発明が解決しようとする課題） 作業能率が向上させる観点から、切削送り速度はできる
だけ早く設定することが望ましいが、切削加工時におＣ
プる切削負荷抵抗は単位時間当りの切削量に比例して増
大するものであり、このため設定が適切でないと切削負
荷の過大を招き、回転カッターの回転低下による切削面
精度の劣化を生ずる。また、電力事情が悪い条件で切削
した場合は、モータがロックして焼損を招き寿命を短縮
させるという問題があった。さらに継続的な過大切削は
刃先に大きな衝撃荷重を作用させるもので欠損率も高か
った。

（課題を解決するための手段） 本発明は、回転カッターにかかる切削負荷抵抗が増大あ
るいは減少するとき、その増減に応じてカッター回転数
に変動がみられるものであり、回転数すなわち回転速度
が許容範囲ならば切削面精度を保証することができる点
、また、切削送り速度を仰えて切削間を小さくしたとき
、良好な切削精度を得ることができる点に着目してなさ
れている。

すなわち、本発明は回転カッターの回転速度を計測して
実際の切削負荷抵抗を検出する検出回路と、許容される
最大切削負荷抵抗の制限値を設定する設定回路を有し、
両者の出力信号を比較回路で比較して、その結果によっ
て主軸ヘッドの送りモータの制御部を操作し、該モータ
の電力電圧、周波数を制御するようにしたもので、回転
速度検出器、変換回路、負荷設定回路、比較回路、制御
部などの構成を工夫したものである。

（実施例） 以下この発明に係る切削送り速度制御装置を一実施例に
ついて説明する。

第１図および第２図は、１］形鋼における両側フランジ
とウェブの接合端に第４図のような開先スカラップ加工
を行なう開先加工機の全体構成を示している。すなわち
、この加工機は両側フランジａおよびｂと、ウェブＣの
両接合端に奥部を円弧状とした切欠きＦａ、Ｆｂ　（ス
カラップ加工）を形成し、両側フランジａ、ｂの端部に
直線状のルート面Ｒａ、Ｒｂと斜面状の面取り面Ｖａ、
Ｖｂ（開先加工〉を形成するためのものである。

同図において、１は機台、２はベツド、３は被加工材で
あるＨ形鋼Ｗ（以下下単にワークという）の搬送用のコ
ロコンベヤ、４は機台１の上部に設けた門型フレーム、
５は機台１に対して前後方向に移動可能に設けたサイド
フレーム。

６はサイドフレーム５の前面部に設けた一方の支持フレ
ーム、７は門型フレーム４の前面部に設けた他方の支持
フレーム、８は他方の支持フレーム７を左右動すなわち
一方の支持フレーム６に対し開閉案内する水平ガイド、
９および１０は両方の支持フレーム６．７の上下方向に
設けた昇降ガイド、ＡおよびＢは昇降ガイド９．１０に
それぞれ移動自在に設けた切削ヘッド、１１．１２．１
３は各切削ヘッドＡ、Ｂに配設した回転カッターで、上
方から順に１１はルート面Ｒａ、Ｒｂを加工する追込み
カッター、１２は切欠きＦａ、　Ｆｂを加工するスカラ
ップカッター、１３は面取り面ｖａ１ｖｂを加工する開
先カッターである。１４および１４は図示省略の伝動手
段を介して前記回転カッター群を回転駆動する主軸モー
タ、１５および１６は切削ヘッドＡ、Ｂの下端に取りつ
けた受動ナツト、１７および１８は前記昇降ガイド９．
１０のガイド方向に設けた切削ヘッドＡ、Ｂの送りねじ
軸、１９．２０は送りねじ軸１７．１８に連結して両方
の支持フレーム６．７のそれぞれ上端部に取りつけた主
軸ヘッドＡ、Ｂの切削送りモータである。

次にワークＷを所定の加工位置にセットする各手段の構
成を説明する。

２１．２２は一方および他方の支持フレーム６．７のそ
れぞれ内面側に設けた昇降ガイド、２３．２４および２
５．２６は上記昇降ガイド２１．２２に係合させた上下
一対からなるクランプ片。

２７〜３０は上記クランプ片２３〜２６を各別に昇降作
動させる油圧シリンダ、３１は一対の支持フレーム６に
対して他方の支持フレーム７を移動し、前記切削ヘッド
Ａ、Ｂの間隔およびクランプ間隔をワークＷに対応させ
る油圧シリンダ、３２は主軸ヘッドＡの上端部にして、
当接部を一方のフランジａに対応さＵたワークＷの位置
決め部材、３３は位置決め部材３２を当接位置と退避位
置に作動させる油圧シリンダである。

上記の構成において、切削加工位置にワークＷを供給し
てクランプ片２３〜２６により所定の位置へ固定した後
、主軸モータ１４．１４により各回転カッター１１〜１
３を駆動し、次いで切削送りモータ１９．２０により主
軸ヘッドＡ、Ｂを上方へ移送する。この場合、各回転カ
ッター１１〜１３はワークＷに対して順に作用し、追込
みカッター１１がフランジａ、ｂの切削を行ない、次に
スカラップカッター１２がウェブＣの切削を行ない、そ
して、開先カッター１３がフランジａ、ｂの切削を行な
うのであるが、回転カッターの配設状態とワークの形状
の関係から切削量は行程中を通じ一定しない。

従って、作業者は加工しうる切削最大断面を勘案して切
削送り速度を設定するが、何れにしても回転カッターを
駆動する主軸モータの切削負荷抵抗は切削送り速度に比
例して増大する。ここで、前記の設定が適正でなかった
り或いは切れ味の鈍化したカッターを用いた場合は、切
削負荷が過大となり、カッター回転が低下して種々の弊
害を引き起すことになる。

そこで、切削負荷抵抗の許容最大値を設定しておき、こ
の値よりも実際の切削負荷抵抗値が大きくなったとき切
削送りモータを減速制御すれば、適正な切削間が得られ
、回転カッターは正規の回転に戻って高精度の加工を行
なうことができる。

第４図は切削負荷抵抗に応じて切削送り速度を制御する
ブロック回路を示している。

まず、三相電源線路Ｒ，Ｓ、−ｒ−に操作スイッチ３４
を接続し、この操作スイッチ３４の負荷側に回転カッタ
ー１１〜１４を駆動する三相誘導電動機からなる主軸モ
ータ１４を直列接続する。

また同じ電源線路Ｒ，Ｓ、Ｈに主軸ヘッドＡ、Ｂを送り
制御する三相誘導電動機からなる切削送りモータ１９．
２０と、このモータ１９．２０の回転速度制御装置３５
を直列に接続する。

回転速度制御装置は、−例としてパルス幅変調周波数コ
ンバータ（ＰＷＭ）からなっており三相電源の整流器３
６、中間回路３７、インバータ３８およびこれらを制御
調整する制御ｇＢ３９から構成される。上記制御部３９
には後述する比較回路からの直流電圧が制御信号として
入力されるもので、この制御信号に応じた電圧、周波数
制御がなされ、モータ１９．２０か速度制御される。

４０は主軸モータ１４の反負荷側の出力軸に取りつけた
磁気式または光学式の回転速度検出器、４１は−［記検
出器４０からの出り信号を受けて、その出力に応じた電
圧信号ｖ１を発信する変換回路、４２は適宜の基準電源
と、この基準電源に接続した抵抗器４３により構成した
負荷設定回路で、主軸七−夕にＪコける切削負荷抵抗の
最大許容値（制限値）に対応する分圧電圧■を出力させ
る。

４５は変換回路４１の出力電圧■と負荷設定回路４２の
分圧電圧■とを比較する比較回路で、比較結果すなわち
Ｖ＋　＞　■のとき切削送りモータ１９．２０の電圧、
周波数を増加して同モータ速度を速くし、またＶ、　＜
　ｖｚのとき電圧、周波数を減少して速度を遅くするよ
うに出力する。４６は上記比較回路４５と制御部３９と
の間に設けた加偉回路で、前記比較回路４３の出力と人
為設定の出力電圧鳩とを加梓して制御部３９に出力する
。人為設定出力電圧ｖ３は切削送りモータ１９．２０の
初期の回転速度を設定するためのもので、前記した切削
負荷の制限１１ａに対応する分圧電圧力■に連動して与
えることもできる。

なお、前記の分圧電圧■は切削負荷抵抗の最大許容値に
対応するもので、作業者によって予め適宜に設定される
。

本実施例のように三種類の回転カッターを用いて、夫々
別個の切削加工に対応している場合は、カッターの配置
と加工材の形状の関係で、時に二種または三種類のカッ
ターが同時に切り込むことがおり、単位切削量の変動が
大きい。

この切削量の限界を越えると、カッターの回転が遅くな
り負荷抵抗電圧ｙが制限値の分圧電圧ｖ２より小さくな
るので、加算回路では初期設定出力電圧ｖ３から上記の
出力を減じた減速制御信号を送りモータに与える。また
、定格回定数に近い状態で通常の切削加工が行なわれて
負荷抵抗電圧ｖ１が分圧電圧■より大ぎい場合は、加算
回路では初期設定出力電圧ｖ３に上記の出力を加えた増
速制御信号を送りモータに与える。従って、送りモータ
は実際の負荷抵抗の大小によって自動的に加減速を行な
うもので、単位切削■に見合った速度で切削ヘッドを移
送する。

なお、一実施例では開先加工機の対象を１−１形鋼の開
先、スカラップ加工としたものであるが、平板の端面に
し形聞先、Ｋ形間先の加工を行なうものについても例外
なく適用できる。また、一実施例では回転カッターの回
転速度を検出して切削負荷抵抗を計測したがＣＴ電流検
出器を用いて負荷電流から切削負荷抵抗を求めることも
できる。

（発明の結果） 以上のように本発明の切削送り速度制御装置によれば、
切削負荷抵抗の最大許容値を設定しておいて、これを上
回る実負荷抵抗がかかったとき切削送りを減少し、回転
カッターの単位切削量を小さくすることかできる。従っ
て、回転カッターを即時に正規の回転数に引き上げるこ
とができるので高精度の面仕上げが行なえ、また過負荷
によるモータのロックなどを未然に防止することができ
る。

さらに単に減速制御だけでなく、実負荷抵抗の増減に対
応して切削送り速度を自動調整できるので、減速後にお
いて再度切削送りを速く復帰させ、能率的な切削加工を
行なうこともできる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の切削送り速度υ［御装置の一実施例を
示す開先加工機の正面図　第２図は同じく平面図　第３
図は被加工材のクランプ手段を示す拡大正面図　第４図
は開先加工を施こした被加工材の斜視図　第５図は制御
ブロック回路図である。 Ｗ：被加工材（ワーク）、１１〜１３：回転カッター（
追込みカッター、スカラップカッター、開先カッター）
、１４：主軸モータ、Ａ、Ｂ：切削ヘッド、１９．２０
：切削送りモータ。 ３５：回転速度制御装置、３６：整流器、３７：中間回
路、３８：インバータ、３９：制御部、４０：回転速度
検出器、４１：変換回路、４２：負荷設定回路、４３：
抵抗器、４５：比較回路、４６：加算回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転カッターを備えた切削ヘッドと被加工材とを対向さ
   せ、上記切削ヘッドを所定の切削送り方向に移送して被
   加工材に開先加工を行なう加工機において、 前記回転カッターを駆動する主軸モータと、切削ヘッド
   を駆動する三相誘導電動機からなる切削送りモータを設
   け、上記主軸モータ側にその切削負荷抵抗を検出する検
   出器と、この検出器の出力を受けて電圧信号に変換する
   変換回路を設け、また切削負荷抵抗の制限値を設定しそ
   の設定値に応じた電圧信号を出力する負荷設定回路を設
   けて、これら変換回路と負荷設定回路の出力信号を比較
   回路で比較し、比較結果の出力信号を前記切削送りモー
   タの回転速度制御装置に入力してモータを回転駆動する
   電力電圧、周波数を制御するようにした開先加工機の切
   削送り速度制御装置。