JPS60141425A - ブロ−チ盤の切削制御方法 - 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】 本発明はブローチ盤における切削制御方法に関するもの
である。

一般にブローチ加工は押し、引き、又は、回転されるブ
ローチを被削材に送り込み、その押し。

りｊき又は回転工程で、被剛材にブローチの断面形状を
移すことにより行なゎ４Ｌるが、ブローチ加工における
面粗度やこの面粗度に影響を及ぼす振動、或はこの振動
に起因する騒音などには、ブローチの切刃の形態やその
送り運動が深く関与している。

即ち、従来、面粗度の向上や振動、騒音の低減は、被剛
材の材質などを考慮して、ブローチの切込量や切削送り
速度を経験的に最適と考えられる条件に設定して切削し
たり、不等ピッチで切刃を設けたブローチを使用するこ
となどによって図られているからである。

しかし、従来の対応策ではビビリ撮動などが生じた場合
、作業を中断しているので作業効率が低下せざるを得な
がったり、ブローチ自体の製作費が高価につく等の難点
があるほか、依然として振動問題があり、また、重切削
の場合には切込みが小さくなるため切刃が被削材に喰い
込みにくくなりブローチの寿命が短かくなるという難点
もある。

本発明は上記のブローチ加工の現状に鑑み、ブローチの
送り運動自体をその運動中に可変制御することにより、
振動、騒音の軽減と共に面粗度の向上を図り、また、従
来は難点の多かった重切削をも可能にする制御方法を提
供することを目的としてなされたもので、その構成は、
ブローチ盤における切削送り速度を、その送り運動を行
う部材に設けた移動パルス検出器から供給される移動パ
ルス信号を適宜の時間パルスに対応させて移動量／時間
、又は、時間／移動量で表わされるパルス信号による現
在送り速度信号で検出するようにしておく一方、前記送
り運動を行う部材の移動駆動源を、切削送り運動を行う
部材について選択された送り速度においてその増減を含
み任意に設定する移動量／時間、又は１時間／移動量を
表わすパルス信号による予定送り速度信号によって駆動
し、前記送り運動を行う部材の移動時、現在送り速度信
号と予定送り速度信号とを比較演算し、この演算結果に
よって上記駆動源を制御することにより、切削送り運動
をする部材の送り速度を適宜範囲で増減させることを特
徴とするものである。

次に、本発明の実施例を図に拠り説明する。

■はブローチ盤のラムヘッド２にその後端のシャンク部
を調節ネジ２ａにより着脱自在に固着したブローチ、３
は前記ラムヘッドの前方に配設した案内ブツシュで被削
材Ｗの取付治具として機能すると共に、前記ブローチｌ
の進退をブローチ案内部において案内する。

４は前記ブローチ１の進退、即ち切削送りの駆動源であ
る油圧シリンダで、そのピストン４ａに取附けられたロ
ッド４ｂの先端に上記ラムヘッド２が設けらＡしている
。

５は上記シリンダ４に圧油を給、排する油ポンプで、４
ポ一ト２位置切換弁５ａ、アンロード形圧力制御弁５ｂ
、　５ｃ及びこれらをつなぐ配管５ｄ並びにモータ５ｅ
などを介して前記シリンダ４に接続されている。５ｆは
油溜めであり、上記１〜５により一般的な横型ブローチ
盤の一例を構成する。尚、ブローチ盤には上記例のほか
立型もあり、また、ブローチにも押しブローチ、回転ブ
ローチなどがあるが、本発明はブローチ盤の機械形式、
或は、ブローチの種類を問わず適用できるものである。

而して、第１図々示のブローチは引きブローチで、その
送り駆動源は油圧シリンダであり、従来のブローチ加工
は、被剛材の材質やブローチの形状、材質などを考慮し
て選択される適宜定速のブローチ送りにより行なわれて
いる。

しかし、このようなブローチ加工では、ビビリ振動など
が生じ易いという難点のあることは、先に述べた通りで
ある。特に、キー溝などのブローチ加工では切削力がブ
ローチに偏ってかかるためビビリ振動が生じ易いうえ、
難削材に対しては切込みが小さくなりがちで切刃の逃げ
面が摩擦されてブローチの寿命が短かくなるほか、振動
問題もある。

そこで本発明では切削送りを行う部材、ここではブロー
チ１の引込み速度、即ち、被、剛材の材質などに応じ予
め選択されたブローチ１の送り速度を、その速度におい
て適宜増、減変更し、ブローチ■の各切刃による切削時
に生じる振動周波数を人為的に変え、主として共振現象
を防ぐとともに、切刃の適切な切込みを確保して良好な
ブローチ加工が実現できるようにしたものである。以下
、この点について説明する。

第１図に於て、６はピストン４ａの右行行程、即ちブロ
ーチ１を図の右方へ引き、−それに切削を行わせる油圧
シリンダ４の圧油給排口４ｃ側に近接して設（）た油圧
サーボ弁で、この弁には、例えば次のような基本構成の
ものを用いる。

即ち、サーボ弁６は、−の油流路を口径の異なる複数の
弁により仕切った弁室６ａと、前記複数の弁を個々に開
閉するために各弁について設けたソレノイド等の適宜ア
クチェータによる作動部６ｂと、該作動部６ｂにその駆
動信号を供給する駆動部６ｃとから形成されている。

而して、上記サーボ弁６は、弁室６ａ内の各弁が、個々
区々に、或は、それらの適宜組合せなどによリ任意に開
閉制御されることにより、油圧シリンダ４の左室に供給
される圧油の流量を任意自在に制御し、ロッド４ｂの右
行行程速度を任意に制御するものである。ここでの速度
制御には、単なる速度の増減は勿論、その周期的乃至は
非周期的くり返しを含む。

このため本発明では上記サーボ弁６を以下に述べる制御
系の一例により制御することにした。

図において、７はロッド４ｂに関連イ１けて設け、その
単位移動量、例えば１圃当り１００個のパルス信号を発
生する移動パルス検出器で、適宜距離当りのパルス信号
を生じるようにした測長器を用いる。

８は」二記パルス検出器７がら供給されるパルス信号を
時ａ１パルス発生器９がら供給される任意の時間を表わ
すパルス信号、例えば１秒当り１００個のパルスに対応
させ、ロッド４ｂの右行行程移動速度を移！！ＩＩ量／
時間または時間／移動量を表わす信号に形成する現在送
り速度検出部、　１０は前記油圧シリンダ４の出力の可
変範囲を、そのロッド４ｂの移動速度（ｍｍ／ｍ１ｎ）
を表わす数値で任意に設定できるようにした設定部で、
例えば、送り速度が２４００冊（２，４ｍ）　／ｍｉｎ
に設定されているとき、次のような設定を行なうことが
できるようにしである。

而して、設定部１０では、」−記の選択された切削送り
速度におけロッド４ｂの送りモードを、その速度の例え
ば約１０％前後で任膚：に増減させるための信号を形成
する。

即ち、選択された送り速度が２．４ｍ　（２４００ｎｍ
）／ｍｉｎ　（６０ｓｅｃ）のとき、ロッド４ｂは１秒
で４０圃移動し、その移動モードは一定であるが１本発
明では、例えば、」二記選択送り速度による切削送り中
に、１゜１秒で４０陶、或は０．９秒で４０ｍｍの移動
をさせるといった具合に、その移動モードを任意に変更
するため、４０ｎＩｎの移動量を表わす４０００個のパ
ルスを１．１秒を表わす１】０個のパルスに対応させた
信号、或は、０．９秒を表わす９０個のパルスに対応さ
せた信号によって設定するのである。尚、ここでの選択
送り速度を表わす信号は４０００個の移動量パルスに１
００個の時間パルスが対応されて形成される。

尚、上記の設定信号は、１秒を表わす１００個の時間パ
ルスに４４ｍ＋或は３６１ＩＩＴｌを表わす４４００個
或は３６００個の距離パルスを対応させた形の信号や、
更に、単位時間或は単位距離を小さく設定した形の信号
など、種々の形式のものがあり、これらのいずれの形を
設定（，３号とするかは任意に選択できるようにしてよ
い。

而して、」二記設定部１０には、」二記のようにして任
意に設定できる予定送りモード信号がロッド４ｂめ移動
に応しどの位置で或はどのようなタイミングで供給され
るかを決定するため、上記パルス検出器７及び／又は時
間パルス発生器９からのパルス信号が供給されるように
してあり、この設定部１０て形成される予定送りモード
信号は、予定送り速度記憶部１１に、例えば、ロッド４
ｂ、即ちブローチ１の適宜の単位移動量或は適宜の単位
移動時間に対応して記憶される。ここで、上記単位移動
量或は同時間は任意に設定、変更することができる。

１２は現在送り速度検出部８と予定送り速度記憶部１１
から供給される送り速度信号を逐次比較演算し１両者の
偏差を計数する演算部、１３は前記演算部１２の偏差を
制御部１４の補正信号に形成する補正部で、始動時には
予定送り速度記憶部１０を経由して供給された設定信号
がそのまま制御部１４に供給される。

このようにすると、当初ロッド４ｂ、即ちブローチ１は
予め選択された切削送り速度で移動し始めるが、ロッド
４ｂの移動開始と同時に移動パルス検出器７から供給さ
れるパルス信号が現在送り速度検出部８に送られ、ここ
でロッド４ｂの適宜の単位移動量或は単位移動時間当り
についての上記パルス信号がａ１数されると共に特訓パ
ルス発生器９からのパルス信号に対応させられて前記ロ
ッド４ｂ、即ちブローチ１の現在送り速度が検出される
。この現在送り速度は演算部１２において予定送りモー
トと比較演算され、演算結果よる偏差信号が補正部１３
に供給される。補正部１３はそこで形成した補正信号を
制御部１４に供給するので、制御部１４では駆動部６ｃ
の制御信号が補正され、この結果、油圧サーボ弁６はロ
ッド４ｂがブローチ１について選択された切削送り速度
における予定送りモードで移動するように弁室６ａ内に
設けられた各弁の開閉が制御されるのである。

而して、サーボ弁６の各弁の開閉度をロッド４ｂの選択
された送り速度において増、減制御し、ブローチ１の切
削送りに不等速の運動をさせると、各切刃の被削材に対
する相対速度が切削中微細に増減変更、即ち、各切刃が
被剛材に喰込み、且つ外れていくときの切削力の増減が
不定間隔となるから、振動ことに共振を防止することが
できるのである。

尚、本発明において、ブローチｌの不等速切削送りは、
面粗度に悪影響を及ぼすことがないように、一般的には
、被削材の材質などに応じて予め選択さＪしたそのブロ
ーチの切削送り速度の±ｌθ〜１５％前後の範囲で与え
らオするが、被削材の材質など、切削条件によっては上
記範囲を上記実施例の範囲より大きくしたり、或は逆に
小さくしてもよい。また、速度の増減周期など送り速度
変更のタイミングも、被剛材の材質など切削条件に応じ
任意に設定、或は、加工中任意に変更することができる
。更に、送り速度の変更は、その増加側或は減少側のい
ずオしであってもよい。

以」二の実施例は、送り駆動源が油圧シリンダでブロー
チがそのロッドにより進退させられる構造のブローチ盤
について述べたが、送り機構がクランク機構、ラックピ
ニオン、或は送りネジを用いたものであっても、本発明
は適用可能である。即ち、これらの送り機構を有するブ
ローチ盤では往復動するラムヘッド２、或は、該ヘッド
と結合された直線運動部材に移動パルス検出器７を関連
させて設ける一方、その駆動源であるモータやシリンダ
の出力を制御するようにすればよいからである。

因に、第２図は送り機構にラック４１とピニオン４２を
用い、該ピニオン４２を、減速機等から成る伝動系５２
を含むモータ５１により回転させて、ブローチｌを掴ん
でいるラムヘッド２を往復動させるようにしたブローチ
盤を示すものである。第２図に於て、第１図と同一符号
は同一の部分を示すが、制御部１４は、補正部１３、或
は、設定部ｌＯからの信号をモータ５１の制御信号に形
成できるものが用いられる。

更に、ブローチが回転する場合にあっては、そのスピン
ドルにその回転数（角）をパルス信号で検出する回転パ
ルス検出器−を、前記の移動パルス検出器に代えて設け
、この検出パルスを時間パルスに対応させ”Ｃ処理する
ことにより、ブローチの現在回転速度を検出するように
する一方、設定部の設定信号はそのブローチの回転速度
に対応した形のものにすることにより、上記実施例とほ
ぼ同様にして本発明方法を適用することができる。

上述のように１本発明は切削中のブローチに不等速運動
をさせるから、従来の定速送りによるブローチ加工にお
いて切削抵抗の周期的変動によって生じている強制振動
、或は、この強制振動により励起される自励振動を軽減
ないしはそのような振動を起させない切削を実現し、ま
た、上記振動・による騒音を軽減ないしは発生させない
切削を可能とし、更には、従来は困難であった重切削を
実施できるなどの作用効果がある。

本発明は以上の通りであるから、ブローチ盤の制御方法
として極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施の一例を表わした制御ブロッ
ク図、第２図は別個の制御ブロック図である。 ■・・・ブローチ、２・・・ラムヘッド、３・・・霞内
ブツシュ、４・・・油圧シリンダ、　４ｂ・・・ロッド
、５・・・油ポンプ、６・・・油圧サーボ弁、７・・・
移動パルス検出器、８・・・現在送り速度検出部、９・
・・時計パルス発生器、１０・・・設定部、１１・・・
予定送り速度記憶部、１２・・・演算部、１３・・・補
正部、１４・・・制御部代理人　小泉良邦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ブローチ盤における切削送り速度を、その送り運動を行
   う部材に設けた移動パルス検出器から供給さＪしる移動
   パルス信号を適宜の時間パルスに刻応させて移動量／時
   間、又は、時間／移動量で表わされるパルス信号による
   現在送り速度信号で検出するようにしておく一方、前記
   送り運動を行う部材の移動駆動源を、切削送り運動を行
   う部材について選択さ汎た送り速度においてその増減を
   含み任意に設定する移動量／時間、又は、時間／移１ｅ
   ＪｉＬを表わすパルス（７７号による予定送り速度信号
   によって駆動し、前記送り運動を行う部材の移動時、現
   在送り速度信号と予定送り速度信号とを比較演算し、こ
   の演算結果によって上記駆動源を制御することにより、
   切削送り運動をする部材の送り速度を適宜範囲で増減さ
   せることを特徴とするブローチ盤の切削制御方法。