JPS62246408A - 深穴ドリルサイクル制御方式 - 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〕 本発明は数値制御工作機械における深穴ドリルサイクル
制御方式に関し、特に、スピンドルの負荷を検出して戻
し動作をするようにした深穴ドリルサイクル制御方式に
関する。

〔従来の技術〕

数値制御工作機械で深穴ドリル加工を行うにはＪＩＳで
決められたＧコードを用いる方式が使用されている。

この例を第４図に示す。第４図はＪＩＳ　　Ｂ６３１４
における固定サイクル（Ｇａ４）の加工例を示す図であ
る。図において、４５はドリルであり、点線はドリル示
早送りで、実線は切削送りで動くことを表し、ｑは一回
当たりの切込量を表す。図のようにドリル４５はＸＹ方
向の位置決めを早送りで行い、Ｚ軸方向に穴加工開始点
上早送りで下降し、一定量（ｑ）切削加工を行い、切り
屑を排除するために一旦加工開始点まで上昇し、さらに
加工中断点まで早送りで下降して次の加工を行う。この
ように何度も間欠送りをおこなって加工を完了する。こ
のような加ニブログラムは国際規格１３０　１０５６、
米国規格ＥＩＡ　　Ｒ３−２７４にも規定され広く使用
されている。

第５図に同様な加ニブログラムの例を示す。第５図の加
工例ではドリルが加工開始点まで戻らず、一定量（ｄ）
のみ戻る点が第４図の加工例と異なる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このような方式は広く使用され、有用な方式で
あるが、プログラマ−は常に、安全を見込んで切込量を
設定せざるを得ない。その結果ドリルは必要以上の下降
、上昇動作を行うこととなり、その分加工時間が長くな
る。さらに、プログラマ−は加工時間を短くするために
切込量（ｑ）を出来るだけ太き（しなければならないが
、一方、安全上切込量（ｑ）は太き（取る必要があり、
切込量を決めるには相当の知識と経験を必要とし、その
分プログラマ−に負担がかかるという問題があった・ 本発明の目的は上記問題点を解決し、実際に切屑の排除
が必要になった場合にのみドリルを上昇させるように構
成した深穴ドリルサイクル制御方式を提供することにあ
る。

〔問題を解決するための手段〕

本発明では上記問題点を解決するために少なくともＸＹ
テーブルとＺ軸を制御するする軸制御手段と、スピンド
ルを制御するスピンドル制御手段を備えてなる深穴ドリ
ルサイクル制御方式において、 ドリルサイクル中の該スピンドルの負荷を検出する負荷
検出手段と、該負荷検出手段によって検出された前記ス
ピンドルの初期負荷を記憶する初期負荷記憶手段と、記
憶された前記スピンドルの初期負荷に一定値を乗じた値
とスピンドルの実負荷を比較する負荷比較手段と、該実
負荷が前記初期負荷に一定数を乗じた値を越えたときＺ
軸の戻し工程を行うように制御する戻し動作制御手段と
、を有することを特徴とする深穴ドリルサイクル制御方
式が 提供される。

〔作用〕

加工開始点近傍では切屑の排除は順調に行われわれるの
で、スピンドルの初期負荷は実際の加工のための切削負
荷のみである。

これに対し、実負荷は加工負荷に切屑の溜まったための
負荷が加算される。

従って、スピンドルの初期負荷と実負荷を比較して実負
荷の値が初期負荷に一定値を乗じた値を越えたときは切
屑が溜まってきたことを表すのでこれを検出して、戻し
制御を行う。初期負荷に対して一定値を乗じるのは切屑
に無関係な負荷変動やノイズの影響を排除するためであ
る。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図面に基ずいて説明する。

第１図に本発明の一実施例のブロック構成図を示す。図
において、１０は数値制御装置（ＣＮＣ）であり、軸制
御手段１１、スピンドル制御手段１２、初期負荷記憶手
段１３、負荷比較手段１４、戻し動作制御手段１５を有
する。軸制御手段１１は軸指令信号を受け、ＸＹテーブ
ル、Ｚ軸の移動指令信号を出力する。スピンドル制御手
段１２は数値制御装置ｌＯ内部のスピンドル指令信号を
受けてスピンドルモータを駆動するための速度指令信号
を出力する。初期負荷記憶手段１３は穴加工の最初の切
屑が外部に順調に排除されておりドリル加工のための切
削負荷のみがかかっている状態での負荷（本実施例では
負荷電流）を記憶する。負荷比較手段１４は加工の初期
負荷電流と実際の実負荷電流とを比較し、実負荷電流が
初期負荷電流値に一定数を乗じた値を越えたとき、戻し
動作制御手段１５へ信号ＯＣを出す。戻し動作制御手段
１５は負荷比較手段１４からの信号ＯＣを受けて、Ｚ軸
の戻し動作を行う。

２０はスピンドルアンプであり、スピンドル制御手段１
２からの速度指令信号を受けて後述のスピンドルモータ
４２を駆動する。又、負荷比較手段２１を内蔵し、負荷
比較手段２１は後述のスピンドルモータ４２の負荷電流
を検出して、初期負荷記憶手段１３と負荷比較手段１４
へ出力する。

３０はサーボアンプであり軸制御手段１１からの指令に
よって、Ｚ軸の送りモータ４１を駆動する。機械のＸＹ
テーブルを駆動するＸ軸送りモータ、Ｙ輸送リモータを
駆動するサーボアンプは省略しである。

４０はドリル加工を行うマシニングセンタ等の機械であ
り、Ｚ軸を駆動するＺ軸用送りモータ４１、スピンドル
を駆動するスピンドルモータ４２、Ｚ軸４３、スピンド
ル４４、ドリル加工を行うドリル４５、加工すべきワー
ク４６、ＸＹの位置決めをするＸＹテーブル４７等から
構成されている。

次に、本実施例の動作について、フローチャート図を基
に述べる。第２図に本実施例のフローチャート図を示す
。図において、ステップはＳｌ、Ｓ２、Ｓ３のように表
す。

Ｓｌではまずドリルが穴加工開始点まで早送りでアプロ
ーチする。

Ｓ２ではドリル加工の開始が行われる。実際にスピンド
ル４４の回転が開始される。

Ｓ３ではドリルが切り込まれ一定時間初期負倚電流が測
定し、読み取り、初期負荷記憶手段１３に記憶される。

Ｓ４ではドリルが穴底に達したか否かが判断される。Ｙ
ＥＳのときはＳ９へ進みドリルはドリル加工開始点へ戻
り加工は終了する。ＮＯのときは次の８５へ進む。

Ｓ５では実負荷電流（Ｉ３）と初期負荷電流（ｘｒ）に
一定数（α）を掛けたもの（α・工、）が比較される。

この一定数（α）は約１．１〜１．２程度の値が一般的
である。勿論この値はワークの材質、加工条件等によっ
て異なる。負荷電流がこの値（α・Ｉ、）より小さいと
きはＳ４へもどる。負荷電流の値がこの値（α・Ｉｆ）
より大きい時はＳ６へ進む。

Ｓ６では負荷電流（１１）が初期電流（Ｉｆ）に一定数
（α）、を乗じた値（α・Ｉｆ）より大である場合であ
り、戻し動作制御手段１５によって戻し動作が行われる
。戻し動作は一定量の場合と、穴加工開始点まで戻る場
合とがあり、数値制御装置内部のパラメータ等により切
り換えることができる。戻し動作が終了すると８７へ進
む。

Ｓ７では加工中断点まで早送りで戻り、ドリル加工を再
開し、次に、Ｓ４へ戻る。

このように、初期電流に一定数を乗じた値と実負荷電流
を比較し、実負荷電流の値がこの値を越えたとき、即ち
、切り屑が詰まってきた場合のみ戻し動作をさせるので
、無駄な戻し動作が不要となり、加工速度が早くなり、
又、プログラムも容易となる。

次に、本実施例のハードウェアの構成を図面に基ずいて
述べる。第３図に本実施１例のハードウェアのブロック
構成図を示す。図において、■は全体を制御するＣＰＵ
、２は制御プログラムを記憶させたＲＯＭ、３は各種の
パラメータ、データを記憶するＲＡＭ、４はデータを表
示するＣＲＴ、５はデータを入力するためのキーボード
、６はテープリーグ等の入カニニットであり、７は外部
との信号のやりとりを行うインターフェイス、５１は機
械の操作を行うための機械操作盤である。

８は軸制御を行う軸制御回路で各軸毎に軸の位置制御回
路等が含まれている。３０はサーボユニットであり、軸
制御回路８の指令を受けてＺ輸送りモータ４１を駆動す
る。Ｘ及びＹ軸用の軸制御回路、サーボアンプ、モータ
は省略しである。

９はスピンドル制御回路であり、指令値をＤＡ変換する
ＤＡ変換器等を内蔵している。２０はスピンドルアンプ
であり、スピンドル制御回路９の指令を受けてスピンド
ルモータ４２を駆動し、負荷比較手段２１を内蔵し、ス
ピンドルモータ４２の負荷電流を検出する 上記の実施例では負荷としてスピンドルの負荷電流を用
いたが負荷を検出するのは他の手段、例えば、加工時の
音、振動、主軸の歪等を検出して実施することもできる
。

さらに、従来の切込量をプログラムで大きめに指定して
、一定の範囲では負荷を検出して戻し動作を行わせ、一
定の範囲を越えた所ではプログラムで戻し動作を行うこ
ともできる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では主軸の実負荷が初期負荷
に一定値を乗じた値を越えたときに戻し動作を行うので
、無駄な戻し動作がな（加工が早く行われ、又、プログ
ラムも容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック構成図であり、 第２図は上記実施例のフローチャート図であり第３図は
上記実施例のハードウェアのブロック構成図であり、 第４図は従来例としてのＪＩＳ　　Ｂ６３１４における
固定サイクル（Ｇａ４）の加工例を示す図であり、 第５図は従来例としての深穴加工サイクル加工例を示す
図である。 １−・−・・・・ＣＰＵ ２−・−・・−ＲＯＭ ３・−・・ＲＡＭ ８・・・・・・・軸制御回路 ９・・・・・・−主軸制御回路 １０・−・−数値制御装置（ＣＮＣ） １１・・−一−−−・軸制御手段 １２−−−−−−−・スピンドル制御手段１３・−・・
−・・初期負荷記憶手段 １４・−・−・−負荷比較手段 １５−・・−戻し動作制御手段 ２０−・・−スピンドルアンプ ３０・・・−・−サーボアンプ ４０−・・・・機械 ４１・・−・・・−・Ｚ輸送リモータ ４２・・・−・スピンドルモータ ４５・・・・・・・ドリル ４７−−−−−・・ＸＹテーブル 出願人　　　ファナック株式会社 代理人　　　弁理士　　服部毅巖 第３図 第４図 第５図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくともＸＹテーブルとＺ軸を制御するする軸
   制御手段と、スピンドルを制御するスピンドル制御手段
   を備えてなる深穴ドリルサイクル制御方式において、 ドリルサイクル中の該スピンドルの負荷を検出する負荷
   検出手段と、 該負荷検出手段によって検出された前記スピンドルの初
   期負荷を記憶する初期負荷記憶手段と、記憶された前記
   スピンドルの初期負荷に一定値を乗じた値とスピンドル
   の実負荷を比較する負荷比較手段と、 該実負荷が前記初期負荷に一定数を乗じた値を越えたと
   きＺ軸の戻し工程を行うように制御する戻し動作制御手
   段と、 を有することを特徴とする深穴ドリルサイクル制御方式
   。
2. （２）前記スピンドルの初期負荷と前記スピンドルの実
   負荷はスピンドルモータの負荷電流から検出されるよう
   に構成したことを特長とする特許請求の範囲第１項記載
   の深穴ドリルサイクル制御方式。
3. （３）前記スピンドルの初期負荷と前記スピンドルの実
   負荷の検出はサーボユニットでディジィタル信号として
   検出するように構成した特許請求の範囲第１項又は第２
   項の深穴ドリルサイクル制御方式。
4. （４）前記戻し動作制御手段はＺ軸を穴明け開始点まで
   戻すように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項、第２項又は第３項の深穴ドリルサイクル制御方式
   。
5. （５）前記戻し動作制御手段はＺ軸を所定量戻すように
   構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
   項又は第３項の深穴ドリルサイクル制御方式。