(57)【要約】【課題】加工速度をほとんど低下させることなく、加工精度向上させることができる加工方法及び加工装置を提供すること。【解決手段】第１の係数を乗算する乗算器２１と、第１の係数よりも値が小さい第２の係数を乗算する乗算器３２と、制御対象２４の移動方向を判定する判定器３０と、乗算器２１と、乗算器３２を切り換える切り換え器３１を設け、判定器３０により、制御対象２４を予め定める方向に移動させる場合は乗算器２１により、その他の場合は乗算器３２により、指令速度を演算する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定した時間が経過する毎に、その時点における制御対象の位置を応答位置として検出し、指令位置と最新の応答位置との偏差に係数を乗算して指令速度とし、この指令速度により制御対象を一軸方向に往復移動させる加工方法において、
前記係数が、前記制御対象を予め定める方向に移動させるときに使用する第１の係数と、前記以外の方向に移動させるときに使用する前記第１の係数より値が小さい第２の係数とからなり、
前記制御対象を予め定める方向に移動させる場合は前記第１の係数により、その他の場合は前記第２の係数により前記指令速度を演算することを特徴とする加工方法。
【請求項２】
前記制御対象がドリルであり、前記第１の係数を適用する前記ドリルの移動方向が加工対象から抜け出す方向、かつ移動範囲に前記ドリルの待機位置が含まれる、ことを特徴とする請求項１に記載の加工方法。
【請求項３】
制御対象の現在位置を検出する位置検出手段を備え、指示された位置と現在位置との偏差に予め定めた係数を乗算した値を指令速度として前記制御対象を一軸方向に往復移動させる加工装置において、
第１の係数を乗算する第１の乗算器と、第１の係数よりも値が小さい第２の係数を乗算する第２の乗算器と、前記制御対象の移動方向を判定する判定手段と、前記第１の乗算器と、前記第２の乗算器を切り換える切り換え手段と、を設け、
前記制御対象を予め定める方向に移動させる場合は前記第１の乗算器により、その他の場合は前記第２の乗算器により、前記指令速度を演算する、ことを特徴とする加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予め定める時間が経過する毎に制御対象の現在位置を検出し、指令位置と現在位置との偏差に係数を乗算した速度を指令速度として制御対象を一軸方向に往復移動させる加工方法および加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来のプリント基板加工機の正面図であり、図５は平面図である。
【０００３】
図４において、プリント基板加工機１のテーブル２はベース３上を紙面に垂直な前後（Ｘ軸）方向に移動自在である。クロスガイド４は、ベース３に固定されたコラム５上を図の左右（Ｙ軸）方向に移動自在である。ドリル６を回転自在に支持するスピンドル７は、クロスガイド４上を図の上下（Ｚ軸）方向に移動自在である。図示のプリント基板加工機１は、６個のスピンドル７を備えている。プリント基板８はテーブル２に載置されている。
【０００４】
そして、テーブル２とクロスガイド４をそれぞれ移動させることによりドリル６の軸線を加工位置に位置決めし、ドリル６を下降させてプリント基板８に穴を加工する。また、ドリル６を次の加工位置に移動させるときには、ドリル６を待機位置（先端がプリント基板８の表面から２ｍｍ程度上方の位置）に位置決めすることにより、いわゆるエアカット時間を短縮するようにしている。
【０００５】
図６は、従来のスピンドル７（すなわちドリル６）の制御ブロック線図であり、位置フィードバック制御によりドリル６を駆動する場合である。
【０００６】
同図において、減算器２０の入力側は、目標とする位置の座標（以下、「目標値」という。）を出力する図示を省略する司令部および図示を省略するスピンドル７の位置検出器２５の出力側に接続され、出力側は乗算器２１の入力側に接続されている。乗算器２１の出力側はアンプ２２の入力側に接続されている。アンプ２２の出力側はモータ２３に接続されている。制御対象２４はモータ２３に接続されている。
【０００７】
そして、指令された目標値ｐと位置検出器２５の出力ｇすなわち現在の座標との偏差ｊを求め、偏差ｊに係数（位置ループゲイン）ｋを乗算して指令速度ｖｐとし、アンプ２２を介してモータ２３を駆動する。この結果、制御対象２４は、偏差ｊに応じた速度で移動する。
【０００８】
位置フィードバック制御を用いてドリル６の移動を制御すると、ドリル６先端の位置を正確に位置決めできるので、例えば、プリント基板８に貫通穴を加工する場合、加工する穴の深さを必要最小限の長さにすることができる。
【０００９】
しかし、よく知られているように、位置フィードバック制御では目標値の近傍で移動速度が低下するため、加工時間を短縮するのに限界があり、加工能率を向上させることができない。
【００１０】
ところで、プリント基板８に穴明け加工をする場合、貫通穴の加工が多く、しかも１本のドリル６で多数の穴を加工する場合がほとんどである。すなわち、ドリル６が移動する移動ストロークはほとんど変わらず、また、先端が加工深さに到達したときのドリル６の応答位置とそのときの目標値との偏差（このときの偏差をｊ０という。）はほぼ同じになる。
【００１１】
そこで、プリント基板加工機１では、設計上の加工深さに偏差ｊ０を加えた位置をプログラム上の加工深さとし、目標値がプログラム上の加工深さに一致するとドリル６の現在座標に関わらず、直ちにドリル６をプリント基板８から引き抜くようにしている。
【００１２】
図７は、このような位置フィードバック制御を行う場合の目標値ｐと応答位置ｇの関係を示す図であり、点線は係数ｋの値が大きい場合、一点差線は係数ｋの値が小さい場合である。同図から明らかなように、係数ｋの値が大きい場合、小さい場合に比べて目標値ｐに対する応答位置ｇの追従性に優れるので加工能率を向上させることができると共に、加工精度の信頼性を向上させることができる。そこで、従来は、係数ｋの値を大きい値に設定していた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、電子部品の実装密度が高くなってきており、これに伴って、加工する穴と穴の間隔が小さくなり、ドリル６が待機位置に留まる時間は短くなっている。
【００１４】
図８は、従来のドリル６の移動に伴うテーブル２の振動を示す図である。
【００１５】
同図に示すように、目標値ｐの方向が変化する時、すなわちドリル６を加工終了端から待機位置に戻す際、およびドリル６を待機位置から加工を開始する際、図５に矢印Ｍで示すように、ベース１に回転運動が発生するため、テーブル２が指令位置（加工位置）に対して振動する。
【００１６】
ここで、係数ｋの値を大きくする（移動速度を速くする）と、加速度が大きくなるので、テーブル２に発生する振動は大きくなる。
【００１７】
ドリル６を待機位置から移動させる際に発生したテーブル２の振動が減衰しない場合、ドリル６先端のプリント基板８に対する位置が変化するため、加工精度を維持することが困難であった。
【００１８】
本発明の目的は、加工速度をほとんど低下させることなく、加工精度向上させることができる加工方法及び加工装置を提供するにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の第一の手段は、予め定める時間が経過する毎に、その時点における制御対象の位置を応答位置として検出し、指令位置と最新の応答位置との偏差に係数を乗算して指令速度とし、この指令速度により制御対象を一軸方向に往復移動させる加工方法において、第１の係数と、第１の係数よりも値が小さい第２の係数と、を設け、前記制御対象を予め定める方向に移動させる場合は前記第１の係数により、その他の場合は前記第２の係数により前記指令速度を演算する、ことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の第二の手段は、制御対象の現在位置を検出する位置検出手段を備え、指示された位置と現在位置との偏差に予め定めた係数を乗算した値を指令速度として前記制御対象を一軸方向に往復移動させる加工装置において、第１の係数を乗算する第１の乗算器と、第１の係数よりも値が小さい第２の係数を乗算する第２の乗算器と、前記制御対象の移動方向を判定する判定手段と、前記第１の乗算器と、前記第２の乗算器を切り換える切り換え手段と、を設け、前記制御対象を予め定める方向に移動させる場合は前記第１の乗算器により、その他の場合は前記第２の乗算器により、前記指令速度を演算する、ことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係るドリル６の制御ブロック線図であり、図６と同じものまたは同一機能のものは同一符号を付して説明を省略する。
【００２３】
同図において、判定器３０は、減算器２０と並列に接続され、切り換え器３１を制御する。切り換え器３１の端子ｃは減算器２０の出力側に接続され、端子ａは乗算器２１の入力側に、端子ｂは乗算器３２の入力側に、それぞれ接続されている。乗算器２１の係数ｋ１の値は乗算器３２の係数ｋ２の値よりも大きい。乗算器２１と乗算器３２の出力側はそれぞれアンプ２２の入力側に接続されている。なお、Ｚ座標は加工位置が０であり、上方が＋側である。
【００２４】
次に、本発明の動作を説明する。
【００２５】
図２は、判定器３０の動作を示すフローチャートである。判定器３０は、予め定める期間ごとに、指令された目標値ｐの値を記憶すると共に、今回の目標値ｐｎと、前回の目標値ｐｎ−１とを比較し（手順Ｓ１０）、（ｐｎ−ｐｎ−１）の値が正または０である場合は手順Ｓ２０の処理を行い、その他の場合は手順Ｓ３０の処理を行う。
【００２６】
手順Ｓ２０では、目標値ｐｎの方向がドリル６を下降させる方向であるので、端子ｃと端子ａとを接続する。一方、手順Ｓ３０では、目標値ｐｎの方向がドリル６を上昇させる方向であるので、端子ｃと端子ｂとを接続する。
【００２７】
図３は、本発明におけるドリル６の移動に伴うテーブル２の指令位置に対する実際の位置を示す図である。
【００２８】
同図に示すように、ドリル６が待機位置で方向転換する際の加速度の変化を小さくすることができるので、ドリル６が待機位置で方向転換することによって発生したテーブル２の振動は、ドリル６の先端がプリント基板の表面に到達するまでに減衰するので、穴の位置精度を向上させることができる。また、ドリルを下降させる際の係数ｋの値を大きくしているので、穴の深さ精度を向上させることができると共に、穴の深さ精度を向上させることができる。
【００２９】
なお、ドリルが下降端（ｐｎ）で方向変換する際にテーブル２に振動が発生するが、加工が終了しているので、問題になることはない。また、ドリル６を上昇させる際の係数ｋを小さくする結果、目標値に対する追従精度は低下するが、低下する精度は数μｍ程度であるので、実用上問題になる（すなわち、ドリル６の先端がプリント基板８の表面と干渉する）ことはない。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ドリルがプリント基板に当接する際のテーブル振動を小さくできるので、加工能率をほとんど低下させることなく加工精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るドリル６の制御ブロック線図である。
【図２】判定器３０の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明におけるドリル６の移動に伴うテーブル２の振動を示す図である。
【図４】従来のプリント基板加工機の正面図である。
【図５】従来のプリント基板加工機の平面図である。
【図６】従来のドリル６の制御ブロック線図である。
【図７】目標値ｐと応答位置ｇの関係を示す図である。
【図８】従来のドリル６の移動に伴うテーブル２の振動を示す図である。
【符号の説明】
２１  乗算器
２４  制御対象
３０  判定器
３１  切り換え器
３２  乗算器
【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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【図８】
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