(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを構成する回転子をロータシャフトに配置すると共にこのロータシャフトを空気軸受けで支持させ、前記モータを構成する固定子に交流電流を供給することにより前記ロータシャフトを回転させ、前記ロータシャフトに保持させた工具によりワークを加工するワークの加工方法において、
前記ワークを大地から絶縁すると共に、前記ワークの前記工具と対向する側に非導電性の部材を配置し、前記固定子に供給された交流電流によって前記ロータシャフトに誘起される電圧が前記ワークの導電性部材に印加されたときに前記工具の先端が前記ワークの導電性部材に当接したと判定することを特徴とするワークの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工具を対地抵抗が高い回転自在のロータシャフトに保持させてワークを加工するワークの加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来のプリント基板穴明機における加工部の正面図である。クロススライド１は図示を省略する移動手段により、図の左右（Ｙ）方向に移動自在に支持されている。クロススライド１には１対の直線案内装置２が固定されている。サドル３は直線案内装置２に支持され、図示を省略する移動手段により、図の上下（Ｚ）方向に移動自在である。サドル３の中央部には、ホルダ４が固定され、ホルダ４にはスピンドル５が固定されている。
【０００３】
ロータシャフト６は空気ラジアル軸受７ａ〜７ｃによりスピンドル５に回転自在に支持されると共に、空気スラスト軸受８により軸方向に位置決めされて支持されている。ロータシャフト６には、銅材を端絡環状形成したロータ（回転子）９が配置されている。スピンドル５のロータ９に対向する位置には、コイル（固定子）１０が配置されている。コイル１０はインバータ電源１１に接続されている。インバータ電源１１は、三相電源１２から入力される商用交流電圧を周波数の高い交流電圧に変換する。ロータシャフト６の先端には、ドリル１４が保持されている。
【０００４】
スピンドル５の先端には、プレッシャフット２０が嵌合している。プレッシャフット２０は１対のエアシリンダ２１に支持されている。エアシリンダ２１はホルダ４に支持されている。サドル３に支持されたデジタル式スケール２２の計測端子２２ａの一端がプレッシャフット２０に固定され、プレッシャフット２０とホルダ４の相対位置を計測する。デジタル式スケール２２はＮＣ装置２３に接続されている。プレッシャフット２０の先端にはブッシュ２４が固定されている。
【０００５】
テーブル３０にはプリント基板３１が固定されている。テーブル３０は紙面に垂直な方向（Ｘ方向）に移動自在である。
【０００６】
そして、プリント基板３１の表面からの深さがＨのブラインドホール（以下、「止まり穴」という。）を、以下の手順で加工する。すなわち、加工に先立ち、エアシリンダ２１を動作させ、ピストンロッド２１ａを最も突き出した状態で、ブッシュ２４の下端からドリル１４の先端までの距離Ａを求めておく。インバータ電源１１を動作させ、コイル１０に電流を流すと、コイル１０に発生する磁界によりロータ９に回転トルクが発生し、ロータシャフト６が回転する。
【０００７】
この状態でサドル３すなわちホルダ４を下降させると、先ず、ブッシュ２４の下端がプリント基板３１に当接し、プリント基板３１をテーブル３０に押しつける。そして、プレッシャフット２０はプリント基板３１を押しつけた状態で下降を停止し、以後は空気圧に抗してホルダ４に対して相対的に上昇する。ＮＣ装置２３は計測端子２２ａが移動を開始したときのＺ軸座標Ｚ０を読み取り、ホルダ４を座標Ｚ０からＡ＋Ｈだけ下降させる。この結果、精度に優れる加工をすることができた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
１枚のプリント基板には、止まり穴だけでなく貫通穴も加工する。上記従来技術の場合、穴の深さを精密に管理する必要がない貫通穴を加工する場合も計測端子が上下に移動するため、摺動によりスケール部が摩耗する。そこで、デジタル式スケールの精度を頻繁に点検すると共に、定期的に部品交換をして計測精度の低下を予防する必要があった。
【０００９】
また、ドリル先端の高さをプレッシャフットを介して計測するため、穴の深さ精度に限界があった。
【００１０】
なお、本願出願人は、特願２０００−１６３６８１号において、工具を対地抵抗が高い回転自在のロータシャフトに保持させてワークを加工するワークの加工方法において、ワークを大地から絶縁しておき、ロータシャフトに発生する軸電圧をワークを介して測定することにより工具の先端位置を検出することを特徴とするワークの加工方法を提案した。この加工方法によれば、保守点検が容易で、しかも穴の深さを精度よく加工することができた。しかし、工具の先端近傍に導電性の小片（以下、「切粉」という。）が付着していた場合、切粉の端部を工具先端として誤認してしまい、穴の深さが浅くなる場合があった。
【００１１】
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、保守点検が容易で、工具の先端近傍に導電性の切粉が付着した場合であっても、穴の深さ精度に優れるワークの加工方法を提供するにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、モータを構成する回転子をロータシャフトに配置すると共にこのロータシャフトを空気軸受けで支持させ、前記モータを構成する固定子に交流電流を供給することにより前記ロータシャフトを回転させ、前記ロータシャフトに保持させた工具によりワークを加工するワークの加工方法において、前記ワークを大地から絶縁すると共に、前記ワークの前記工具と対向する側に非導電性の部材を配置し、前記固定子に供給された交流電流によって前記ロータシャフトに誘起される電圧が前記ワークの導電性部材に印加されたときに前記工具の先端が前記ワークの導電性部材に当接したと判定することを特徴とする。
【００１３】
【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。
【００１４】
図１は本発明に係るプリント基板穴明機における加工部の正面図であり、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説明を省略する。
【００１５】
プリント基板３１は、銅箔３１ｃがドリル１４と対向するようにしてテーブル３０に固定され、絶縁層３１ｉによりテーブル３０から絶縁されている。銅箔３１ｃの上面には、絶縁板５０が載置されている。銅箔３１ｃはケーブル４２を介してフィルタ（ここではバンドパスフィルタ）４３の入力端子４３ａに接続されている。フィルタ４３の出力端子４３ｂは比較器４４の入力端子４４ａに接続され、接地端子４３ｅは大地に接続されている。比較器４４の出力端子４４ｂはＮＣ装置２３に接続されている。ホルダ４、プレッシャフット２０およびテーブル３０は接地されている。
【００１６】
次に、軸電圧について説明する。
【００１７】
ロータシャフト６は空気ラジアル軸受７ａ〜７ｄおよび空気スラスト軸受８により支持され、スピンドル５には接触していない。すなわち、ロータシャフト６とスピンドル５とは電気的に略絶縁されている。そして、三相電源１２あるいはインバータ電源１１の図示を省略するスイッチがオンされると、コイル１０を介してロータシャフト６には軸電圧Ｖ０が発生する。
【００１８】
図２は、軸電圧の説明図である。
【００１９】
三相電源１２の周波数が５０Ｈｚの場合、ロータシャフト６に発生する軸電圧Ｖ０は同図（ａ）の波形になっている。そして、この波形は、同図（ｂ）に示す三相電源１２の周波数すなわち５０Ｈｚの電圧Ｖｓに、インバータ電源１１の制御周波数である図示を省略する１ｋＨｚの電圧Ｖｉ１および同図（ｃ）に示すインバータ電源１１の制御周波数の３倍の周波数である３ｋＨｚの電圧Ｖｉ２の波形等を重畳した波形に略等しい。
【００２０】
次に、プリント基板３１の表面からの深さがＨの止まり穴を加工する手順を説明する。
【００２１】
加工に先立ち、エアシリンダ２１を動作させてピストンロッド２１ａを最も突き出した状態にしておく。そして、インバータ電源１１を動作させ、コイル１０に電流を流し、ロータシャフト６を回転させた状態でホルダ４（すなわちドリル１４）を下降させる。
【００２２】
すると、先ず、ブッシュ２４の下端が絶縁板５０に当接し、絶縁板５０を介してプリント基板３１をテーブル３０に押しつけ、その状態で下降を停止する。ホルダ４がさらに下降し、ドリル１４の先端が絶縁板５０を貫通して、銅箔３１ｃに当接すると、ロータシャフト６に発生する軸電圧Ｖ０がフィルタ４３に入力される。フィルタ４３は軸電圧Ｖ０のうち、電圧Ｖｉ１（またはＶｉ２）を比較器４４に出力する。比較器４４は、正弦波電圧Ｖｉ１（またはＶｉ２）が予め定める電圧を超えると、ＮＣ装置２３に検出信号を出力する。ＮＣ装置２３は、比較器４４から検出信号を受け取ると、そのときのＺ軸座標Ｚ１を読み取り、ホルダ４を座標Ｚ１からＨだけ下降させた後、ホルダ４（すなわちドリル１４）を上昇させる。そして、次の加工位置に移動し、上記の手順を繰り返す。
【００２３】
ところで、プリント基板に穴明け加工を行うと、絶縁板５０から抜け出たドリル１４の先端に、加工に伴って切除された銅箔３１ｃの切粉６０が付着している場合がある。
【００２４】
図３は、ドリルの先端に切粉が付着していた場合の加工状態を示すである。
【００２５】
同図（ａ）に示すように、ドリル１４の先端近傍に切粉６０が付着していた場合、同図（ｂ）に示すように、先ず切粉６０の下端が絶縁板５０に当接する。ドリル１４は高速で回転しているので、ほとんどの切粉６０は下端が絶縁板５０に当接した瞬間にドリル１４の下端から離脱する。また、ドリル１４の下端から離脱しなかった切粉６０は、ドリル１４が絶縁板５０を切削することによりドリル１４の後方（同図の上方）に移動する。この結果、同図（ｃ）に示すように、ドリル１４の先端が直接、銅箔３１ｃに接触する。
【００２６】
このように、ドリル１４の先端近傍に切粉６０が付着していた場合でも、ドリル１４の先端と銅箔３１ｃとの間に切粉６０が介在することがないので、ドリル１４の先端の位置を確実に測定することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ドリル先端に付着した切粉を確実に除去できるので、深さ精度に優れる加工を行うことができる。
【００２８】
また、切粉を除去するための特別な工程を必要としないので、加工効率の低下を招くことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係るプリント基板穴明機における加工部の正面図である。
【図２】軸電圧の説明図である。
【図３】切粉が付着していた場合の加工状態を示すである。
【図４】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１４  ドリル
３０  テーブル
３１  プリント基板
３１ｃ  銅箔
３１ｉ  絶縁層
５０  絶縁板
６０  切粉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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