(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定一方向であるＸ方向に移動自在な１個のテーブルと、Ｘ方向と直角なＹ方向およびＸ，Ｙ方向に直角なＺ方向に移動自在な複数のスピンドルと、を備え、前記複数のスピンドルは、所定間隔毎にＹ方向に並んで配置され、前記各スピンドルの先端にドリルを保持すると共に前記テーブル上のＸ方向におけるワーク加工領域内にワークを載置し、前記テーブルと前記スピンドルとをＸＹ方向に移動して前記スピンドルを加工位置に位置決めしてから、前記スピンドルをＺ方向に移動して、前記ドリルにより前記ワークに穴を加工するプリント基板穴明機において、
光を出力する発光器と、前記光を受光する受光器とからなるセンサを設け、前記発光器を、出力する光の光軸がＹ方向に対して所定角度θ傾斜するようにしてＸ方向が前記ワーク加工領域内における前記テーブルのＹ方向の一方の端部に配置し、前記受光器を、受光面の中心が前記光軸に対して垂直になるようにして、Ｘ方向が前記ワーク加工領域内における前記テーブルのＹ方向の他方の端部に配置する、
ことを特徴とするプリント基板穴明機。
【請求項２】
前記所定角度θを、０＜θ＜１０度の範囲とする、
ことを特徴とする請求項１に記載のプリント基板穴明機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はプリント基板穴明機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来のプリント基板穴明機の斜視図である。また、図５は、ドリルカセット３の縦断面図である。
【０００３】
図４において、プリント基板穴明機４に設けられたテーブル６は、駆動手段（不図示）によりベッド５上をＸ方向（プリント基板穴明機４に向かって前後方向）に位置決め自在である。テーブル６上には、各スピンドル２２ごとに、複数（図では３個）のドリルカセット３と、ツールポスト７と、工具径確認装置８と、被加工物（ワーク）であるプリント基板９とが固定されている。
【０００４】
ドリルカセット３には、多数のドリル１が保持されている。図５に示すように、ドリル１のシャンク１ａには樹脂製のドリルリング２が圧入等により容易に移動しないようにして配置されている。ドリルリング２は上側の面２ａから刃先までが予め定める長さｌ１になるようにしてドリル１に位置決めされている。そして、ドリル１はドリルカセット３に設けられたシャンク１ａの一部及び刃部１ｃを収納する収納穴３ｂに挿入され、かつドリルリング２の下部がドリルカセット３の上面に形成された座繰り部３ａに嵌入することにより径方向に、また、ドリルリング２の下面２ｂが座繰り部３ａの底面に当接することにより高さ方向に、それぞれ位置決めされている。図示を省略するが、ツールポスト７にもドリルカセット３と同様に、ドリルリング２が嵌入する座ぐり部とこの座ぐり部と同軸でドリル１のシャンク部及び刃部を収納する収納穴とからなる２個のドリル保持部７ａ、７ｂが設けられ、ドリル１を位置決めして保持することができる。
【０００５】
ハウジング２１は、駆動手段（不図示）により、ベッド５に固定されたクロスレール２０の前面をＸ方向に対して横方向に直角なＹ方向、及びこのＹ方向に対して上下方向に直角なＺ方向に位置決め自在である。スピンドル２２は、外周をハウジング２１に保持され、下端にドリル１を保持している。ＮＣ制御装置２３はプリント基板穴明機４の各部の動作を制御する。
【０００６】
次に、従来のプリント基板穴明機４の動作を説明する。
【０００７】
加工を開始するときには、スピンドル２２にドリル１を保持させ、ドリル径検出装置８により保持したドリル１の径を確認し、ドリル径が指定されたものである場合は加工を開始する。また、加工時においてドリル１を交換する場合は、一方のドリル保持部７ａに交換するドリル１を保持させておき、他方のドリル保持部７ｂは空にしておく。そして、加工に使用していたドリル１を他方のドリル保持部７ｂに載置し、これから使用するドリル１を一方のドリル保持部７ａから取り出した後、ドリル径検出装置８により保持したドリル１の径を確認し、ドリル径が指定されたものである場合は加工を開始する（特許文献１参照）。なお、ドリル径検出装置８によりドリルの突き出し長さを確認する場合もある。
【０００８】
ドリルによりプリント基板に穴を明けるプリント基板穴明機の場合、加工品質および加工能率を向上させるためには、所望の径のドリル１がスピンドル２２に装着されているかどうかを確認することが望ましい。また、加工中においても、ドリルが折損していないことを確認することが望ましい。図示のプリント基板穴明機の場合、加工開始時、あるいは、予め定める数の穴を加工した時に、ドリル径検出装置８により、スピンドル２２に保持されたドリル１の直径あるいはドリルが折損していないことを確認することが可能であり、品質に優れる加工を行うことができた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３０７２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、従来技術におけるドリル径検出装置８はテーブル６の移動範囲内ではあるが、加工領域から外れた位置に配置されている。このため、ドリル径を測定する場合あるいは折損の有無を確認する場合におけるテーブル６およびハウジング２１の移動距離が大きく、加工能率を十分に向上させることができなかった。
【００１１】
本発明の目的は、加工に使用するドリル径あるいは折損の有無を短時間に確認することができるプリント基板穴明機を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は、所定一方向であるＸ方向に移動自在な１個のテーブルと、Ｘ方向と直角なＹ方向およびＸ，Ｙ方向に直角なＺ方向に移動自在な複数のスピンドルと、を備え、前記複数のスピンドルは、所定間隔毎にＹ方向に並んで配置され、前記各スピンドルの先端にドリルを保持すると共に前記テーブル上のＸ方向におけるワーク加工領域内にワークを載置し、前記テーブルと前記スピンドルとをＸＹ方向に移動して前記スピンドルを加工位置に位置決めしてから、前記スピンドルをＺ方向に移動して、前記ドリルにより前記ワークに穴を加工するプリント基板穴明機において、光を出力する発光器と、前記光を受光する受光器とからなるセンサを設け、前記発光器を、出力する光の光軸がＹ方向に対して所定角度θ傾斜するようにしてＸ方向が前記ワーク加工領域内における前記テーブルのＹ方向の一方の端部に配置し、前記受光器を、受光面の中心が前記光軸に対して垂直になるようにして、Ｘ方向が前記ワーク加工領域内における前記テーブルのＹ方向の他方の端部に配置することを特徴とする。
【００１３】
この場合、前記角度θを、０＜θ＜１０度の範囲とするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
加工途中においてドリルの折損を確認する際、ドリル折損確認作業を加工領域内で行うことができるので、加工能率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るプリント基板穴明機の要部平面図である。
【図２】本発明に係るプリント基板穴明機の要部正面図である。
【図３】本発明の動作を説明するフローチャートである。
【図４】従来のプリント基板穴明機の斜視図である。
【図５】ドリルカセット３の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明に係るプリント基板穴明機の要部平面図である。また、図２は本発明に係るプリント基板穴明機の要部正面図であり、ドリルカセット３及びツールポスト７は従来の技術と同様である。なお、図４と同じものまたは同一機能のものは同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１７】
図１に示すように、テーブル６の前端６ｆからＸ方向の距離がＢである２点鎖線で示すラインＱがワーク９の載置可能範囲の前側端部の位置である。すなわち、ワーク９はＸ方向がラインＱからテーブル６の後端６ｂの間に載置される。以下、ワーク９が載置されて加工される領域をワーク載置（加工）領域Ｗｓという。
【００１８】
同図において点線で示すスピンドル２２はそれぞれＹ方向の移動範囲の中央に配置されており、それぞれの軸間距離はＬｓである。ここでは、スピンドル２２に添え字ｎ（ただし、ｎ＝１〜４）を付し、左端のスピンドル２２をスピンドル２２１とする。スピンドル２２１〜スピンドル２２４の中心線ＰはＹ軸と平行（Ｙ方向）である。そして、ラインＱと中心線ＰがＺ方向に重なるときテーブル６の座標Ｔｘは０である。また、テーブル６の幅（Ｙ方向長さ）は４Ｌｓである。
【００１９】
光センサ３０は、投光器３０ａと受光器３０ｂとから構成されている。そして、投光器３０ａはテーブル６に固定された座３２を介してＸ方向がワーク載置（加工）領域Ｗｓ内であるテーブル６のＹ方向の一方の端部（図示の場合、左端部）に配置されている。投光器３０ａは光がほとんど拡散しない光ビーム３１を出力する。光ビーム３１の光軸ＯのＹ軸に対する角度はθである。また、図２に示すように、光軸Ｏのテーブル６の表面からの高さはｈである。角度θとしては０＜θ＜１０、好ましくは１〜２度とするのが実用的である。
【００２０】
受光器３０ｂはテーブル６に固定された座３３を介してＸ方向がワーク載置領域Ｗｓ内であるテーブル６のＹ方向の他方の端部（図示の場合、右端部）に配置されている。受光器３０ｂは受光面の中心に光ビーム３１の光軸Ｏが垂直に入射するように配置されている。また、受光面の中心のテーブル６の右端からのＹ方向の距離はＣであり、ラインＱからＸ方向の距離はＡである。光センサ３０は光ビーム３１内に配置された直径が０．０５ｍｍ以上のドリルの直径および長さを検出することができる。
【００２１】
次に、本発明の動作を説明する。
【００２２】
図３は、本発明の動作を説明するフローチャートである。
【００２３】
なお、テーブル６の右端がＹ＝０であり、スピンドル２２４のＸ方向任意の位置におけるＹ座標値はＹ４であるとする。なお、このときのスピンドル２２１のＹ座標値Ｙ１は、Ｙ１＝Ｙ４＋３Ｌｓである。
【００２４】
いま、テーブル６が任意の位置における穴明けが完了した時にドリルの折損確認が指令されたとする（すなわち、座標値Ｙ４、Ｙ１は知られている）。
【００２５】
制御装置２３は、先ず、スピンドル２２１〜２２４をＺ方向に動作させ、テーブル表面からのドリル刃先の高さを検出高さｈｃに位置決めする（手順Ｓ１００）。なお、検出高さｈｃは、例えば光ビーム３１の光軸Ｏを中心とするＺ方向の幅が各１ｍｍ、ドリル径が１．６ｍｍ以下の場合は、ｈｃ＝（ｈ−１．５）とする。このようにすると、検出時におけるドリル刃先角の影響を除くことができる。なお、ドリル径が１．６ｍｍよりも太い場合には検出高さｈｃをドリル径に応じて変えるようにすればよい。
【００２６】
ドリルの高さが設定できたら、テーブル６の座標値ＴｘがＫ１以上であるかどうかを確認する（手順Ｓ１１０）。ここで、Ｋ１＝（Ｙ１＋Ｃ）ｔａｎθ＋Ａ＝（Ｙ４＋３Ｌｓ＋Ｃ）ｔａｎθ＋Ａである。そして、ＴｘがＫ１以上である場合、すなわち総てのスピンドル２２が光軸Ｏの後方（後端６ｂ側）にある場合、手順Ｓ１２０の処理を行い、その他の場合は手順Ｓ３００の処理を行う。手順Ｓ１２０ではｎ＝１として、テーブル６を距離（Ｔｘ−Ｋ１）だけ前方に移動させる（手順Ｓ１３０）。これにより、左端（最も発光器３０ａに近い側）のスピンドル２２１のドリルが光ビーム３１上に位置するようになる。そして、投光器３０ａから光ビーム３１を出力させ、受光器３０ｂの受光結果からスピンドル２２ｎ（この場合はスピンドル２２１）に保持されたドリル１の折損の有無を確認する（手順Ｓ１４０）。次に、ｎ＝ｎ＋１としてから（手順Ｓ１５０）、ｎと４とを比較し（手順Ｓ１６０）、ｎが４より大きい場合は手順Ｓ１８０の処理を行い、その他の場合は手順Ｓ１７０の処理を行う。手順Ｓ１７０ではテーブル６をＬｓｔａｎθだけ前方に移動させた後、手順Ｓ１４０の処理を行う。すなわち、ｎが４（スピンドルの数）を越えるまでテーブル６をＬｓｔａｎθずつ移動して、該移動毎に、斜めの光ビーム３１が、発光器３０ａ側のスピンドルから順次各スピンドル（２２１→２２４）のドリルに当たる。手順Ｓ１８０では、スピンドル２２１〜２２４に保持された各ドリル１の測定結果を参照し、総てのドリル１に折損がない場合は処理を終了する。また、いずれかのドリル１が折損している場合は、折損があったスピンドルにおいてドリル交換が可能かどうかを確認し（手順Ｓ１９０）、ドリル交換が可能な場合は手順Ｓ２００の処理を行い、その他の場合はアラームを表示して加工を中止する。手順Ｓ２００ではドリル１を交換し、次いで、手順Ｓ２１０の処理を行う。手順Ｓ２１０ではドリル１の交換結果がＯＫであるかどうかを確認し、ＯＫであれば処理を終了し、その他の場合はアラームを表示して加工を中止する。
【００２７】
また、手順Ｓ１１０で総てのドリルが光軸Ｏの後方にない場合、手順Ｓ３００でテーブル６の座標値ＴｘがＫ２以下であるかどうかを確認し、ＴｘがＫ２以下である場合、すなわち総てのスピンドル２２が光軸Ｏの前方にある場合、手順Ｓ３２０の処理を行い、その他の場合は手順Ｓ３１０の処理を行う。ここで、Ｋ２＝（Ｙ４＋Ｃ）ｔａｎθ＋Ａであり、手順Ｓ１１０でＮＯ、かつ手順Ｓ３００でＮＯとは、光ビーム３１がスピンドル中心線ＰをＹ方向のどこかで横切る位置である。従って、この場合、手順Ｓ３１０で、右端のスピンドル２２４のドリルが光ビーム３１上に位置するようにテーブル６を前方に移動する。手順Ｓ３２０ではｎ＝４として、テーブル６を距離（Ｔｘ−Ｋ２）だけ後方に移動させる（手順Ｓ３３０）。すなわち、手順Ｓ３１０又はＳ３３０により、右側のスピンドル２２４のドリルが光ビーム３１上に位置するようにテーブル６を移動する。そして、投光器３０ａから光ビーム３１を出力させ、受光器３０ｂの受光結果からスピンドル２２ｎ（この場合はスピンドル２２４）に保持されたドリル１の折損の有無を確認する（手順Ｓ３４０）。次に、ｎ＝ｎ−１としてから（手順Ｓ３５０）、ｎと０とを比較し（手順Ｓ３６０）、ｎが０より大きい場合は手順Ｓ３７０の処理を行い、その他の場合は手順Ｓ１８０の処理を行う。手順Ｓ３７０では、テーブル６をＬｓｔａｎθだけ後方に移動させた後、手順Ｓ３４０の処理を行う。すなわち、スピンドル２２３から２２１の各ドリル上に光ビーム３１が位置するようにテーブル６が順次後方へ移動され、すべてのスピンドル２１ｎのドリルが光ビーム３１により確認される。
【００２８】
また、手順Ｓ３１０では、テーブル６を座標値ＴｘがＫ２となる位置に移動させた後、手順Ｓ３２０の処理を行うが、ここでは、手順Ｓ３１０の処理により、スピンドル２２４の軸線を光軸Ｏ上に位置決めさせているので、手順Ｓ３２０でのテーブル移動はない。
【００２９】
以上説明したように、本発明によれば、ドリルの折損確認を行う際、ハウジング２１をＹ軸方向に移動させる必要が無く、かつＸ方向もワーク載置領域Ｗｓ内でテーブル６を移動させるだけであるため、ドリル折損確認作業を短時間で行うことができる。
【００３０】
なお、光ビーム３１がスピンドル中心線ＰをＹ方向のどこかで横切っている場合、上記では手順Ｓ３１０によりテーブル６を前進させてスピンドル２２４を光軸Ｏ上に位置決めしたが、テーブル６を後退させてスピンドル２２１を光軸Ｏ上に位置決めするようにしてもよい。このようにする場合は、手順Ｓ３１０の処理をＴｘ＝Ｋ１とし、手順Ｓ３２０から手順Ｓ３６０の処理に代えて手順Ｓ１２０から手順Ｓ１６０の処理を行えばよい。
【００３１】
光ビーム３１のＺ方向の幅を２ｍｍとしたが、これに限られるものではない。また、センサ３０の検出精度が低い場合あるいはスピンドル２２ｎの数が多い場合は、従来のドリル径検出装置８を設けておき、ドリルを初めて装着する場合はドリル径検出装置８を用い、センサ３０によりドリルの折損確認だけを行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１  ドリル
４  プリント基板穴明機
６  テーブル
９  ワーク
２２ｎ（２２１〜２２４）  スピンドル
３０  センサ
３０ａ  発光器
３０ｂ  受光器
３１  光
Ｗｓ  ワーク載置領域
θ  角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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