(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具と主軸に取付けられた被加工物との間に相対的な運動を与える駆動装置と、前記被加工物と前記工具との間に切削油を吐出する切削油吐出装置と、前記駆動装置及び前記切削油吐出装置を制御する制御装置とを備えた自動切削装置において、
前記制御装置は前記駆動装置を制御する駆動装置制御部と前記切削油吐出装置を制御する切削油吐出装置制御部とを有し、
前記切削油吐出装置制御部は、
前記駆動装置が作動して切削動作が行われていることを検出する切削動作検出手段と、
前記切削動作が行われていることを検出している時間を計数するタイマ手段と、
前記タイマ手段により計数した計数時間を記憶し、被加工物の変更時にリセットされる動作時間記憶メモリとを備え、
前記タイマ手段が最初に計数した計数時間を前記動作時間記憶メモリに記憶させ、以後前記タイマ手段が計数するごとにその計数時間で前に前記動作時間記憶メモリに記憶させた計数時間を更新し、
前記駆動装置を最初に作動させるときには、少なくとも前記駆動装置が作動している間前記切削油吐出装置を作動させて前記切削油を前記被加工物と前記工具との間に吐出させ、
以後前記駆動装置が作動するたびに前記動作時間記憶メモリに記憶させた前記計数時間だけ切削油を吐出するかまたは該計数時間に対応した量の切削油を吐出するように前記切削油吐出装置を作動させるべく構成されていることを特徴とする自動切削装置。
【請求項２】
駆動指令に応じて工具と主軸に取付けられた被加工物との間に相対的な運動を与える駆動装置と、切削油吐出指令に応じて前記被加工物と前記工具との間に切削油を吐出する切削油吐出装置と、前記駆動装置と前記切削油吐出装置にそれぞれ前記駆動指令と前記切削油吐出指令を与える制御装置とを具備する自動切削装置において、
前記制御装置は、前記駆動装置を制御する前記駆動指令を出力する駆動装置制御部と、前記切削油吐出装置を制御する前記切削油吐出指令を出力する切削油吐出装置制御部とを有し、
前記切削油吐出装置制御部は、
前記駆動装置が作動して切削動作が行われていることを検出する切削動作検出手段と、
前記切削動作が行われていることを検出している時間を計数するタイマ手段と、
前記タイマ手段により計数した計数時間を記憶し且つ被加工物の変更時のリセット指令でリセットされる動作時間記憶メモリとを備え、
前記リセット指令が入力された後に前記タイマ手段が最初に計数した計数時間を前記動作時間記憶メモリに記憶し、以後前記タイマ手段が計数するごとにその計数時間で前に前記動作時間記憶メモリに記憶させた計数時間を更新し、
前記リセット指令が入力されると前記切削油を吐出する切削油吐出指令を出力し、以後前記駆動指令が出力されるごとに前記動作時間記憶メモリに記憶させた前記計数時間だけ切削油を吐出させるかまたは該計数時間に対応した量の切削油を吐出させるための前記切削油吐出指令を出力するように構成されていることを特徴とする自動切削装置。
【請求項３】
駆動指令に応じて工具と主軸に取付けられた被加工物との間に相対的な運動を与える駆動装置と、切削油供給指令に応じて前記被加工物と前記工具との間に切削油を吐出する切削油吐出装置と、前記駆動装置と前記切削油吐出装置にそれぞれ前記駆動指令と前記切削油吐出指令を与える制御装置とを具備し、前記駆動装置が油圧力を利用して前記工具を駆動する自動切削装置において、
前記制御装置は、前記駆動装置を制御する前記駆動指令を出力する駆動装置制御部と、前記切削油吐出装置を制御する前記切削油吐出指令を出力する切削油吐出装置制御部とを有し、
前記切削油吐出装置制御部は、
前記駆動装置が作動して切削動作が行われていることを検出する切削動作検出手段と、
前記切削動作検出手段が前記切削動作が行われていることを検出している時間を計数するタイマ手段と、
前記タイマ手段が計数した計数時間を記憶し、被加工物の変更時にリセット指令が入力されるとリセットされる動作時間記憶メモリと、
前記リセット指令が入力された後に前記タイマ手段が最初に計数した計数時間を前記動作時間記憶メモリに記憶させ、以後前記タイマ手段が計数するごとにその計数時間で前に前記動作時間記憶メモリに記憶させた計数時間を更新させるメモリ更新手段と、
前記リセット指令が入力されると前記切削油を吐出する切削油吐出指令を出力し、以後前記駆動指令が出力されるごとに前記動作時間記憶メモリに記憶させた前記計数時間だけ前記切削油を吐出させるかまたは該計数時間に対応した量の切削油を吐出させるための前記切削油吐出指令を出力する切削油吐出指令発生手段とを具備することを特徴とする自動切削装置。
【請求項４】
工具と主軸に取付けられた被加工物との間に相対的な運動を与える駆動装置と、前記被加工物と前記工具との間に切削油を吐出する切削油吐出装置とを備えた自動切削装置の制御方法において、
前記駆動装置が作動して切削動作が行われているか否かを検出し、
前記切削動作が行われていることを検出している時間をタイマ手段により計数し、
前記タイマ手段が最初に計数した計数時間を動作時間記憶メモリに記憶させ、以後前記タイマ手段が計数するごとにその計数時間で前に前記動作時間記憶メモリに記憶させた計数時間を更新し、
前記駆動装置を最初に作動させるときには、少なくとも前記駆動装置が作動している間、前記切削油吐出装置を作動させて前記切削油を前記被加工物と前記工具との間に吐出し、以後被加工物が変更されない限り前記駆動装置が作動するたびに前記タイマ手段に記憶させた前記計数時間だけ前記切削油を吐出するかまたは該計数時間に対応した量の切削油を吐出するように前記切削油吐出装置を作動させることを特徴とする自動切削装置の制御方法。
【請求項５】
駆動指令に応じて工具と主軸に取付けられた被加工物との間に相対的な運動を与える駆動装置と、切削油吐出指令に応じて前記被加工物と前記工具との間に切削油を吐出する切削油吐出装置とを備えた自動切削装置の制御方法において、
前記記駆動装置が作動して切削動作が行われているか否かを検出し、
前記切削動作が行われていることを検出している時間をタイマ手段により計数し、
被加工物を変更した時のリセット指令でリセットされる動作時間記憶メモリに前記リセット指令が入力された後に前記タイマ手段が最初に計数した計数時間を記憶し、以後前記タイマ手段が計数するごとにその計数時間で前に前記動作時間記憶メモリに記憶させた計数時間を更新し、
前記リセット指令が入力されると前記切削油を吐出する切削油吐出指令を出力して前記切削油吐出装置から切削油を吐出させ、以後前記駆動指令が出力されるごとに前記タイマ手段に記憶した前記計数時間だけ前記切削油を吐出させるかまたは該計数時間に対応した量の切削油を吐出させる切削油吐出指令を出力して前記切削油吐出装置から切削油を吐出させることを特徴とする自動切削装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、鉄等の被加工物を連続的に切削する自動切削装置及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４（Ａ）及び（Ｂ）は、自動切削装置の概要を概略的に示す図である。この種の自動切削装置は、工具１と主軸２に取付けられた被加工物としてのパイプ３との間に相対的な運動を与える図示しない駆動装置と、パイプ３と工具１との間にノズル４から切削油を吐出する図示しない切削油吐出装置と、駆動装置及び切削油吐出装置を制御する図示しない制御装置とを備えている。図示しない御装置は、駆動装置と切削油吐出装置の両方を制御する。パイプ３は、パイプ供給部５に保持されており、図示しない供給機構によりパイプ供給部５からパイプ送給装置６に供給される。パイプ送給装置６は、パイプ３を主軸５の中央部に設けられたチャック７に通した後、パイプ３の先端がストッパ８に当接するまでパイプ３を送給する。パイプ３の先端がストッパ８に当接した後、チャック７がパイプ３を把持する。工具１は、例えば油圧力を利用して駆動される。
【０００３】
工具１と主軸２に取付けられたパイプ３との間に相対的な運動を与える駆動装置は、制御装置からの駆動指令に応じて、主軸２を回転させてパイプ３を回転させるとともに、予め定めた所定の動作パターンに従って工具１をパイプ１に向かって近づけたり、離したり、また工具１をパイプ３の軸線方向に移動させることにより、パイプ３を切削加工する。また制御装置から切削油吐出指令を受けた切削油吐出装置は、ノズル４から切削油を、工具１とパイプ３との間に向けて吐出する。
【０００４】
従来は、自動切削装置の始動から終了までの間、駆動装置による駆動と無関係に、切削油を常時吐出させていた。これは例えば、工具２を油圧力を利用して駆動する場合には、装置の周辺の温度に応じて油圧装置の油の粘度が変化し、特に冬場においては、油圧装置の油の粘度が増加して、工具１の押し付け速度にバラツキが発生する。即ち、パイプ３の切断開始から終了までの時間に差異が生じる。また工具を油圧または電動のいずれで駆動する場合でも、被加工物の材質に応じて工具１の押し付け速度を調整するため、被加工物の材質により工具の押し付け時間に差異が生じる。このような押し付け時間の差異に応じて、切削油の吐出時間または吐出量の調整をすることも考えられるが、この調整は非常に面倒である上繁雑である。そのために従来は、この様な調整を無くすために、切削油を常時吐出させていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら切削油を常時吐出させると、切削が完了した被加工物としてのパイプ３に切削油が付着する量が多くなる上、パイプ３の内径部に浸入する切削油の量が多くなる。被加工物に付着する切削油の量が多くなることは、自動切削装置の外に持ち出される切削油の量が多くなることを意味しており、これは切削油を早く減少させるだけでなく、装置の周辺を切削油で汚すことになる。
【０００６】
本発明の目的は、被加工物に付着する切削油の量を少なくすることができる自動切削装置及びその制御方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、簡単な構成または工程で、被加工物に付着する切削油の量を少なくすることができる自動切削装置及びその制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、工具と主軸に取付けられた被加工物との間に相対的な運動を与える駆動装置と、被加工物と工具との間に切削油を吐出する切削油吐出装置と、駆動装置及び切削油吐出装置を制御する制御装置とを備えた自動切削装置を改良の対象とする。
【０００９】
本発明においては、図１及び図２に示したブロック図に示すように、制御装置１０は駆動装置１３を制御する駆動装置制御部１１と切削油吐出装置１４を制御する切削油吐出装置制御部１２とを有している。具体的には、駆動装置制御部１１が駆動装置１３を制御する駆動指令を出力し、切削油吐出装置制御部１２が切削油吐出装置１４を制御する切削油吐出指令を出力する。
【００１０】
切削油吐出装置制御部１２は、駆動装置１３が作動して切削動作が行われていることを検出する切削動作検出手段１２ａと、切削動作が行われていることを検出している時間を計数するタイマ手段１２ｂと、タイマ手段１２ｂにより計数した計数時間を記憶し、被加工物の変更時にリセットされる動作時間記憶メモリ１２ｄを備えている。
【００１１】
そして切削油吐出装置制御部１２は、タイマ手段１２ｂが最初に計数した計数時間を動作時間記憶メモリ１２ｄに記憶させ、以後タイマ手段１２ｂが計数するごとにその計数時間で前に動作時間記憶メモリ１２ｄに記憶させた計数時間を更新する。この動作を行うための手段として、切削油吐出装置制御部１２には、メモリ更新手段１２ｃを設けることができる。また切削油吐出装置制御部１２は、駆動装置１３を最初に作動させるときには、少なくとも駆動装置１３が作動している間切削油吐出装置１４を作動させて切削油を被加工物と工具との間に吐出させ、以後駆動装置が作動するたびに動作時間記憶メモリ１２ｄに記憶させた計数時間だけ切削油を吐出するかまたは該計数時間に対応した量の切削油を吐出するように切削油吐出装置を作動させる。この動作を行うために、切削油吐出装置制御部１２には、切削油吐出指令発生手段１２ｆを設けることができる。ここで「計数時間に対応した量」とは、予め求めた計数時間と切削油の量との関係から定めた切削油の量である。切削油吐出装置１４は、この量の切削油を吐出すると切削油の吐出を停止する。
【００１２】
なおより具体的には、始動時の認識や、被加工物が変更されたことを認識する必要があるため、始動時や被加工物が変更されたときに、リセット指令を出力するリセット手段１２ｅを備えている。リセット指令を用いる場合、動作時間記憶メモリ１２ｄは、リセット指令が入力されるとリセットされて記憶値を消去またはクリアする構造にする。またメモリ更新手段１２ｃは、リセット指令が入力された後にタイマ手段が最初に計数した計数時間を動作時間記憶メモリに記憶させるように構成する。更に、切削油吐出指令発生手段１２ｆは、リセット指令が入力されると切削油を吐出する切削油吐出指令を出力し、以後駆動指令が出力されるごとに動作時間記憶メモリに記憶させた計数時間だけ切削油を吐出させるかまたは該計数時間に対応した量の切削油を吐出させるための切削油吐出指令を出力するように構成する。
【００１３】
本発明の制御方法では、まず駆動装置が作動して切削動作が行われているか否かを検出する。次に切削動作が行われていることを検出している時間をタイマ手段１２ｂにより計数し、タイマ手段１２ｂが最初に計数した計数時間を動作時間記憶メモリ１２ｃに記憶させ、以後タイマ手段１２ｂが計数するごとにその計数時間で前に動作時間記憶メモリ１２ｃに記憶させた計数時間を更新する。そして駆動装置１３を最初に作動させるときには、少なくとも駆動装置が作動している間、切削油吐出装置１４を作動させて切削油を被加工物と工具との間に吐出し、以後被加工物が変更されない限り駆動装置１３が作動するたびにタイマ手段に記憶させた計数時間だけ切削油を吐出するかまたは該計数時間に対応した量の切削油を吐出する。リセット指令が入力される場合には、リセット指令が入力されると動作時間記憶メモリ１２ｄをリセットし、切削油を吐出する切削油吐出指令を出力して切削油吐出装置１４から切削油を吐出させる。この場合の切削油の停止は、時間で停止させてもよいし、タイマ手段１２ｂの計数動作の終了と同期して停止させてもよいし、任意である。
【００１４】
【作用】
本発明では、駆動装置１３を最初に駆動するときに、タイマ手段１２ｂが最初に計数した計数時間を動作時間記憶メモリ１２ｃに記憶させる。この最初の計数時間が基準時間となる。以後タイマ手段１２ｂが計数するごとにその計数時間で前に動作時間記憶メモリ１２ｃに記憶させた計数時間を更新する。したがって切削動作が行われるごとに、動作時間記憶メモリ１２ｃに記憶させる計数時間が変化する。例えば、工具を油圧力で駆動する場合には、季節、時間帯、動作回数等により油圧用油の粘度が変わる。動作回数が増えると、油圧用油の温度が高くなって、油圧用油の粘度が低下し、１回の切削動作に要する時間が短くなる。したがって、このような場合には動作時間記憶メモリ１２ｃに記憶される計数時間は、動作回数が増えるごとに短くなる。本発明では、動作時間記憶メモリ１２ｃに記憶されている計数時間だけ切削油を吐出させるか、または計数時間に対応した量の切削油を吐出するため、動作回数が増えるに従って切削油の吐出量は少なくなり、切削油が外に持ち出される率が少なくなる。このような切削動作時間の変化は、工具を電動機等のその他の駆動源により動かす場合にも、切削油及び自動切削装置が暖まるまでの間に発生する。
【００１５】
なお前回の切削動作時間を利用せずに、切削動作を開始してから終了するまでの間だけ、切削油を吐出するように構成してもよいように思えるが、実際には切削動作の終了を検出してから切削油の吐出を停止させる指令が出力されるまでに時間遅れがあるため、その間に無駄に切削油が吐出される。本発明のように、前回の計数時間（切削動作時間）に基いて切削油を吐出すると、このような時間遅れがないため、切削油の吐出量を最小限にすることが可能である。
【００１６】
【実施例】
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。本発明が適用される自動切削装置の機械的な構造は、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示した従来の装置と同様であるから説明は省略する。本発明の装置では、図１及び図２に示すように、制御装置１０の切削油吐出装置制御部１２の構成に特徴がある。図２は、切削油吐出装置制御部１２の構成をブロック化して示している。図２に示したブロックの多くは、マイクロコンピュータを用いて実現できる。図３は、マイクロコンピュータを利用して、本実施例を実現する場合に用いるマイクロコンピュータを作動させるためのソフトウエアのアルゴリズムの一例を示している。なお本実施例では、切削油の吐出を時間で制御する。
【００１７】
切削油吐出装置制御部１２の切削動作検出手段１２ａは、駆動装置１３が作動して切削動作が行われていることを検出する。切削動作検出手段１２ａは、例えば、工具を油圧装置により駆動して被加工物に押し付ける場合には、油圧装置が動作を開始してから所定の動作を終了するまでを検出できるものであればよい。このような手段は、リミットスイッチ等の電気的スイッチにより構成することができる。またエンコーダを用いて移動量を検出することにより、切削動作が行われていることを検出してもよい。その他の駆動源により工具を駆動する場合にも、同様にスイッチやエンコーダ等により切削動作検出手段１２を構成すればよい。なお図３のアルゴリズムでは、ステップＳＴ４，ＳＴ６，ＳＴ１０及びＳＴ１３が切削動作検出手段１２の一部を構成している。
【００１８】
タイマ手段１２ｂは、切削動作検出手段１２ａが切削動作が行われていることを検出している時間を計数する。タイマ手段１２ｂは、マイクロコンピュータにより実現できる。図３のアルゴリズムでは、ステップＳＴ５，ＳＴ８，ＳＴ１２及びＳＴ１４によりタイマ手段１２ｂが構成される。
【００１９】
タイマ手段１２ｂにより計数した計数時間は、メモリ更新手段１２ｃの制御の下で動作時間記憶メモリ１２ｄに記憶される。メモリ更新手段１２ｃは、タイマ手段１２ｂが最初に計数した計数時間を動作時間記憶メモリ１２ｄに記憶させ、以後タイマ手段１２ｂが計数するごとにその計数時間で前に動作時間記憶メモリ１２ｄに記憶させた計数時間を更新する。即ち、前に動作時間記憶メモリ１２ｄに記憶させた計数時間に代えて（前に動作時間記憶メモリ１２ｄに記憶させた計数時間を消して）新たに計数した計数時間を動作時間記憶メモリ１２ｄに記憶させる。最初の計数であるか否かは、リセット手段１２ｅから出力されるリセット指令の有無により判断する。本実施例では、動作時間記憶メモリ１２ｄが、リセット指令を受けるとリセットされて、記憶している内容を０にする即ち消去する機能を備えている。したがって図３のアルゴリズムのステップＳＴ１及びＳＴ２は、動作時間記憶メモリ１２ｄの一部を構成している。なおメモリ更新手段１２ｃにリセット指令の有無の判断機能を持たせて、メモリ更新手段１２ｃの出力で動作時間記憶メモリ１２ｄをリセットさせてもい。
【００２０】
リセット手段１２ｅは、自動切削装置が始動された場合と、図示しないリセットスイッチが押された場合に、リセット指令を出力する。リセットスイッチが押されるのは、被加工物が変わった場合である。この場合には、再度切削油の吐出量の調整を行う必要があるからである。リセット手段１２ｅは、リセット指令を切削油吐出指令発生手段１２ｆにも出力する。
【００２１】
切削油吐出指令発生手段１２ｆは、駆動装置１３を最初に作動させるときには、少なくとも駆動装置１３が作動している間切削油吐出装置１４を作動させて切削油を被加工物と工具との間に吐出させる切削油吐出指令を出力し、以後駆動装置１３が作動するたびに動作時間記憶メモリ１２ｄに記憶させた計数時間だけ切削油を吐出させる切削油吐出指令を出力する。リセット指令が入力されると、動作時間記憶メモリ１２ｄがリセットされるため、動作時間記憶メモリ１２に記憶されている時間が０になる。そこでリセット指令指令が入力されると（ステップＳＴ１）、直ちに切削油吐出指令を出力して切削油を吐出させる（ステップＳＴ３）。本実施例では、この切削油吐出指令が第１回目の切削動作が終了した後に切削油の吐出を停止する指令を含んでいるため、第１回目の切削動作が終了した後に切削油の吐出を停止する（ステップＳＴ７）。なお第１回目の切削油の吐出の停止は、第２回目の切削油の吐出までに行なえればよく、したがって第１回目の切削油の吐出は少なくとも第１回目の切削動作が終了するまで継続すればよい。
【００２２】
第１回目の切削動作の時間をステップＳＴ４〜ステップＳＴ８で計数した後、計数時間はステップＳＴ９で動作時間記憶メモリ１２ｄに記憶される。以後ステップＳＴ１０〜ステップＳＴ１５が繰り返されて、切削動作が行われるごとに、動作時間記憶メモリ１２ｄに記憶される計数時間が更新される。第２回目以降に切削油吐出指令発生手段１２ｆから出力される切削油吐出指令は、切削動作の開始と同時またはその後に（例えば工具の移動開始と同時または工具が移動を開始してから工具が被加工物に押し付けられるまでの間に）切削油の吐出を開始し（ステップＳＴ１１）、動作時間記憶メモリ１２ｄに記憶されている計数時間が終了すると切削油の吐出を停止する（ステップＳＴ１６及びＳＴ１７）指令を含んでいる。したがって第２回目以降の切削動作では、前の切削動作の動作時間だけ切削油が吐出される。
【００２３】
本実施例においては、ステップＳＴ１５によりメモリ更新手段が実現され、ステップＳＴ１，ＳＴ３，ＳＴ７，ＳＴ１６，ＳＴ１７及びＳＴ１８によって切削油吐出指令発生手段１２ｆが実現されている。
【００２４】
本実施例では、前の切削動作の動作時間（計数時間）だけ切削油を吐出させているが、動作時間記憶メモリ１２ｄに記憶されている計数時間に基いて前の切削動作の際に吐出した切削油の吐出量を求め、この吐出量分だけ切削油を吐出するようにしてもよい。この場合には、図３のステップＳＴ１６の内容を「メモリに記憶された計数時間に基いて求めた吐出量を吐出？」とする。吐出量の測定は、流量計を用いて測定すればよい。なお吐出量の測定を時間で測定した場合には、表現が異なるだけで図３のアルゴリズムと同じになる。
【００２５】
自動切削装置を始動した後に、被加工物を変更する場合には、リセット手段１２ｅからリセット指令を出力させる。このリセット指令により、再度切削油の吐出時間が自動調節される（ステップＳＴ１８）。
【００２６】
なお図３には、示していないが、自動切削装置の電源が落とされると、図３のアルゴリズムは終了する。
【００２７】
本実施例では、制御装置１０の主要部をマイクロコンピュータを用いて構成しているが、コンピュータを用いずにハードウエア（電気回路等）を用いて制御装置を実現してもよいのは勿論である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、切削油を常に最適状態で吐出できるため、装置外部への切削油の持ち出し量を低減させることができる。特に本発明の装置及び方法によれば、簡単な構造または工程で切削油の吐出量を最小限に調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例で用いる制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】切削油吐出装置制御部の構成をブロック化して示す図である。
【図３】切削油吐出装置制御部をマイクロコンピュータを用いて実現する場合に用いるソフトウエアのアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図４】（Ａ）は自動切削装置の一例の主要部の構造を示す概略図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線矢視図である。
【符号の説明】
１  工具
２  主軸
３  パイプ（被加工物）
４  ノズル
５  パイプ供給部
６  パイプ送給装置
７  チャック
８  ストッパ
１０  制御装置
１１  駆動装置制御部
１２  切削油吐出装置制御部
１２ａ  切削動作検出手段
１２ｂ  タイマ手段
１２ｃ  メモリ更新手段
１２ｄ  動作時間記憶メモリ
１２ｅ  リセット手段
１２ｆ  切削油吐出指令発生手段
１３  駆動装置
１４  切削油吐出装置
【図１】
0003715668.tif 000002
【図２】
0003715668.tif 000003
【図３】
0003715668.tif 000004
【図４】
0003715668.tif 000005