(57)【要約】【課題】  本発明は、未貫通穴の如き加工不良を防ぐとともに、時間のかかる工具折損の確認動作を少なくすることを目的とするものである。【解決手段】  加工単位毎に、工具が加工物に接触する前の時点で工具の物理的折損を直接的に検知する第一のステップと工具が加工物に接触した時点で工具の物理的折損を検知する第二のステップとをそれぞれ前後して行い、前記第二のステップで折損を検知しても次のタイミングで行う前記第一ステップで折損を検知しない場合には次の加工単位の動作を進め、前記第一ステップで折損を検知しなくても次のタイミングで行う前記第二ステップで折損を検知した場合には加工動作を中止し工具の折損確認を行うための確認ステップを行うことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工単位毎に、工具が加工物に接触する前の時点で工具の物理的折損を直接的に検知する第一のステップと工具が加工物に接触した時点で工具の物理的折損を検知する第二のステップとをそれぞれ前後して行い、前記第二のステップで折損を検知しても次のタイミングで行う前記第一ステップで折損を検知しない場合には次の加工単位の動作を進め、前記第一ステップで折損を検知しなくても次のタイミングで行う前記第二ステップで折損を検知した場合には加工動作を中止し工具の折損確認を行うための確認ステップを行うことを特徴とする加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の加工方法において、前記第二ステップにおいて次の前記第一ステップで検知できない折損を検知した場合には当該第一ステップを経ることなく前記確認ステップを行うようにしたことを特徴とする加工方法。
【請求項３】
工具が加工物に接触する前の時点で工具の物理的折損を直接的に検知する第一の検知手段と、工具が加工物に接触した時点で工具の物理的折損を検知する第二の検知手段と、加工単位毎に前記第一検知手段と第二検知手段をそれぞれ前後して動作させる第一の制御手段と、前記第二検知手段で折損を検知しても次のタイミングで動作する前記第一検知手段で折損を検知しない場合には次の加工単位の動作を進め、前記第一検知手段で折損を検知しなくても次のタイミングで動作する前記第二検知手段で折損を検知した場合には加工動作を中止し工具の折損確認を行う第三の制御手段とを備えることを特徴とする加工装置。
【請求項４】
請求項３に記載の加工装置において、前記第三制御手段は、前記第二検知手段にて前記第一検知手段が検知できない折損を検知した場合には当該第一検知手段の動作を待つことなく加工動作を中止し折損確認を行うことを特徴とする加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばドリルによってプリント基板に穴明けを行う場合に使用する加工方法及び加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工具としてドリルを用いた加工装置における工具折損検知機能として、従来、以下のような二通りの方式がある。
【０００３】
一つは、加工時に工具が加工物に接触した時点で工具の物理的折損を検出するものであり、ＴＢＤＤ(Touch Broken Drill Detection)と呼ばれるものである。これは、例えば、特許文献１に開示されるように、ドリルが加工対象のプリント基板に接触した時点で、その接触を例えばスピンドルのロータシャフトに発生する軸電圧の変化で検知し、その検知位置と基準位置との差を比較することでドリルの折損長が判り、それが所定値以上の場合、ドリルの折損として検知するものである。
【０００４】
本方式の欠点としては、ドリル折損の検知は実際にドリルがプリント基板に接触しないと検知できない点である。つまり、接触しないと検知できないということは、一連の穴明け動作の進行中は途中で止めることができないので、必ず一度は折損状態で穴明け動作が進行してしまうことになり、未貫通穴が発生する点である。
【０００５】
また、ドリルがプリント基板に接触した際の軸電圧を検出する方式においては、極稀に折損状態でないのに折損状態と誤検知する可能性がある。その場合、確認ステーションにおいて折損状態の確認を行う動作が発生する。確認ステーションでの確認動作は、加工動作を一旦停止させ、確認ステーションが存在する位置までドリルを移動させ、ドリル径、ドリル長を正確に検知する動作であるが、加工エリアからの移動が入るため確認終了までに時間がかかる。誤検知であった場合、確認ステーションでの確認時間の分だけ加工タクトが低下することになり、生産性の低下に繋がる欠点がある。
【０００６】
もう一つは、加工時に工具が加工物に接触する直前の時点で工具の物理的折損を直接的に検出するＤＢＤＤ(Direct Broken Drill Detection)と呼ばれるものである。これは、例えば、特許文献２に開示されるように、プリント基板を押さえるための構造体内に、光を投射する発光部とここからの光を受光する光センサとを取付け、両者を結ぶ光軸上に位置するドリルによる光センサへの遮光の度合いによりドリル折損を検知するものである。
【０００７】
本方式の欠点としては、その構造上、ドリルの先端から一定量だけ上の位置に発光部と光センサ間の光軸が形成されるため、ドリル折損が先端に生じる小さなチッピングであった場合は検知できず、折損状態で穴明け動作を継続的に実施することになり、複数の未貫通穴が発生する点である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開2001-341052号公報
【特許文献２】ＵＳＰ3,912,925号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、未貫通穴の如き加工不良を防ぐとともに、時間のかかる工具折損の確認動作を少なくすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の加工方法においては、加工単位毎に、工具が加工物に接触する前の時点で工具の物理的折損を直接的に検知する第一のステップと工具が加工物に接触した時点で工具の物理的折損を検知する第二のステップとをそれぞれ前後して行い、前記第二のステップで折損を検知しても次のタイミングで行う前記第一ステップで折損を検知しない場合には次の加工単位の動作を進め、前記第一ステップで折損を検知しなくても次のタイミングで行う前記第二ステップで折損を検知した場合には加工動作を中止し工具の折損確認を行うための確認ステップを行うことを特徴とする。
【００１１】
また請求項２に記載の加工方法においては、請求項１に記載の加工方法において、前記第二ステップにおいて次の前記第一ステップで検知できない折損を検知した場合には当該第一ステップを経ることなく前期確認ステップを行うようにしたことを特徴とする。
【００１２】
また請求項３に記載の加工装置においては、工具が加工物に接触する前の時点で工具の物理的折損を直接的に検知する第一の検知手段と、工具が加工物に接触した時点で工具の物理的折損を検知する第二の検知手段と、加工単位毎に前記第一検知手段と第二検知手段をそれぞれ前後して動作させる第一の制御手段と、前記第二検知手段で折損を検知しても次のタイミングで動作する前記第一検知手段で折損を検知しない場合には次の加工単位の動作を進め、前記第一検知手段で折損を検知しなくても次のタイミングで動作する前記第二検知手段で折損を検知した場合には加工動作を中止し工具の折損確認を行う第三の制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
また請求項４に記載の加工装置においては、請求項３に記載の加工装置において、前記第三制御手段は、前記第二検知手段にて前記第一検知手段が検知できない折損を検知した場合には当該第一検知手段の動作を待つことなく加工動作を中止し折損確認を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、未貫通穴の如き加工不良を防ぐとともに、時間のかかる工具折損の確認動作を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例におけるフローチャートである。
【図２】本実施例のドリル加工装置の構成を示す図である。
【図３】図２におけるブッシュの構造を説明するための図である。
【図４】本実施例のドリル加工装置において、穴明け動作を繰り返す場合のドリル先端の高さの変位状況を示す図である。
【図５】図４と同様の図である。
【図６】図４と同様の図である。
【図７】図４と同様の図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１６】
図２は本発明の一実施例となるドリル加工装置の構成を示す図である。図２において、１は被加工物となるプリント基板、２はプリント基板１が載置されるテーブル、３はプリント基板１に穴明けを行うためのドリル、４はドリル３を回転させるスピンドルである。テーブル２とスピンドル４は、ドリル３がプリント基板１の穴明け位置に来るよう、相対移動するようになっている。５はスピンドル１２の先端側に図示を省略するシリンダを介して契合しているプレッシャフット、６はプリント基板１の上面を押し付けるためにプレッシャフット５の下端に取り付けられたブッシュである。プレッシャフット５は、ブッシュ６がプリント基板１の上面位置に到達するまで、スピンドル１２と共に降下できるようになっている。７はブッシュ６側でＴＢＤＤによる軸電圧を検出する軸電圧検出器、８はブッシュ６に取付けられたＤＢＤＤのための光センサ、９は装置全体の制御を行う全体制御部で、プログラム制御の処理装置によって実現されても良い。全体制御部９は、軸電圧検出器７と光センサ８からの出力を、それぞれＴＢＤＤ、ＤＢＤＤによるドリル折損検出を行うために使用する。
【００１７】
図３は図２におけるブッシュの構造を説明するための図である。図３において、８は前述の光センサ、１０は発光部であり、これらはDBDDによるドリル折損検出を行うためのものである。
【００１８】
図４〜７は、本実施例のドリル加工装置において、穴明け動作を繰り返す場合のドリル先端の高さの変位状況を示す図である。図において、ＤＢ１〜３はそれぞれDBDD、TB１〜３はそれぞれTBDDの動作時点である。加工単位である一つの穴明け動作を行う毎に、DBDDとTBDDを繰り返すが、DBDDはドリル先端が最上位になって次の穴明け動作を開始するために降下を始める前のタイミングで行い、TBDDはその後の降下途中のタイミングで行う。
【００１９】
図１は図４〜７のドリル折損検知動作を行うためのフローチャートである。先に説明した図２における全体制御部９は、一つの穴明けの加工動作を行う毎に図１のフローチャートの動作を行うよう、全体を制御する。先ず、テーブル２とスピンドル４を相対移動させ、ドリル３を次の穴明け位置まで移動させる。次にその穴明け位置でDBDDによるドリルの折損検知を行う。折損がなかった場合は加工動作を進めるが、折損があった場合は加工動作を中止し、確認ステーションの位置まで移動する。その後、確認ステーションで折損確認を行い、実際に折損が確認された場合はドリル3を交換し、その後、確認ステーションの位置から前の穴明け位置まで戻り、加工を開始する。折損が確認されなかった場合は、DBDDでの誤検知であるため、確認ステーションの位置から前の穴明け位置まで戻り、加工を開始する。
【００２０】
加工開始後の基板接触時において、TBDDによる折損検知を行い、折損がなかった場合は、次の穴明け位置に移動して同様の流れで加工を行う。TBDDで折損があった場合は、その折損がDBDDで検知できるものであるか否か判定する。これは、具体的には、ドリルの折損長が所定値以上か否かを判定すれば良い。これは、ドリルの折損長が所定値以上でないと、次のタイミングで行うDBDDで折損判定ができないからである。
【００２１】
TBDDでの判定が、DBDDで折損検知できるものであった場合は、次の穴明けを行うタイミングでDBDDによる折損検知を行い、折損がなかった場合はTBDDの誤検知であり、次の穴明け位置に移動して、これまでと同様の流れで加工を続行する。DBDDで折損があった場合は、加工動作を中止し、確認ステーションで折損の有無を確認する。ここで、折損が確認されなかった場合は、TBDDとDBDDの誤検知であり、次の穴明け位置まで移動して加工を再開する。一方、確認ステーションでも折損が確認された場合は、ドリル3を交換し、その後、再度、同じ穴明け位置から加工を再開する。
【００２２】
TBDDの判定が、次のタイミングで行うDBDDで折損判定できないものであった場合は、加工動作を中止し、確認ステーションで折損の有無を確認する。ここで折損がなかった場合は、TBDDでの誤検知となるため、次の穴明け位置まで移動して加工を続行する。一方、確認ステーションでも折損が確認できた場合は、ドリル３を交換し、再度、同じ穴明け位置から加工を再開する。同じ加工位置で再度実施する理由としては、DBDDで検知できないレベルのチッピングがあった場合、未貫通穴が発生する可能性があるためである。
【００２３】
本実施例においては、図４に示すように、ＴＢ２の後においてドリル折損が発生した場合は、次の穴明け動作が始まる前にDBDDで折損検知ができ、折損状態で穴明け動作が進行してしまうことを防止できる。また、図５に示すように、ＴＢ２の後においてドリルにDBDDで検知できないレベルのチッピングが発生した場合は、次の穴明け動作の途中のタイミングで行うTBDDで折損検知を行うことができるので、その後、未貫通穴が発生することを防止できる。また、図６に示すように、ＴＢ２において誤検知が発生しても、次のタイミングで行うDBDDで折損検知をしなければ、時間のかかる確認ステーションでの折損確認動作は行わずに、そのまま次の加工動作に進む。これにより、無駄な時間を少なくすることができ、生産性が向上する。また、図７に示すように、ＴＢ３において次のタイミングで行うDBDDで検知できない折損を検知した場合には、DBDDを行うことなく確認ステーションでの折損確認動作に移行する。
【００２４】
本実施例では、TBDDについては軸電圧検出方式、DBDDについては光学的検出方式の場合で説明したが、それぞれ他の方式でも良い。
また工具としては、ドリルの場合を説明したが、本発明は他の工具でも適用できることは明らかである。
【符号の説明】
【００２５】
１：プリント基板
２：テーブル
３：ドリル
４：スピンドル
５：プレッシャフット
６：ブッシュ
７：軸電圧検出器
８：光センサ
９：全体制御部
１０：発光部
【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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【図６】
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【図７】
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