JP2002120219A - 脆性材の穴開け方法及び同装置 - Google Patents
脆性材の穴開け方法及び同装置Info
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- JP2002120219A JP2002120219A JP2000317115A JP2000317115A JP2002120219A JP 2002120219 A JP2002120219 A JP 2002120219A JP 2000317115 A JP2000317115 A JP 2000317115A JP 2000317115 A JP2000317115 A JP 2000317115A JP 2002120219 A JP2002120219 A JP 2002120219A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガラスやセラミックスの様な脆性材に穴開け
するときに、穴の出口に発生する欠けを小規模にする。 【解決手段】 図（ｂ）の横軸上Ｂ〜Ｃ間及びＦ〜Ｇ間
において、ドリル送り速度を低速に切換える。 【効果】 図（ａ）のドリル１１が脆性材１０を突き抜
ける手前の特定点Ｂ，Ｆで、ドリルの送り速度を低速に
切換え、脆性材の後面に発生が予想される欠けを抑制す
る。
するときに、穴の出口に発生する欠けを小規模にする。 【解決手段】 図（ｂ）の横軸上Ｂ〜Ｃ間及びＦ〜Ｇ間
において、ドリル送り速度を低速に切換える。 【効果】 図（ａ）のドリル１１が脆性材１０を突き抜
ける手前の特定点Ｂ，Ｆで、ドリルの送り速度を低速に
切換え、脆性材の後面に発生が予想される欠けを抑制す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガラス又はセラミッ
クスからなる脆性材に、ドリルで穴を開ける加工技術に
関する。
クスからなる脆性材に、ドリルで穴を開ける加工技術に
関する。
【０００２】
【従来の技術】図７（ａ），（ｂ）は従来のガラス板の
穴開け説明図である。（ａ）では、ガラス板１０１をダ
イヤモンドドリル１０２で穴開けを開始する。１０３は
穴である。周知の通り、ガラス板１０１はセラミックス
と同様に脆性材料であり、欠けやすい。（ｂ）はダイヤ
モンドドリル１０２がガラス板１０１を貫通したときを
示し、穴１０３の出口にチッピングと称する欠け１０
５，１０５が不可避的に発生する。欠け１０５，１０５
は約４５゜の傾斜を有するもので、蛤の貝殻のような波
模様となり見栄えが良くない。従って、従来から欠け１
０５，１０５の発生を抑える若しくは発生したとしても
規模を小さくする研究が進められてきた。
穴開け説明図である。（ａ）では、ガラス板１０１をダ
イヤモンドドリル１０２で穴開けを開始する。１０３は
穴である。周知の通り、ガラス板１０１はセラミックス
と同様に脆性材料であり、欠けやすい。（ｂ）はダイヤ
モンドドリル１０２がガラス板１０１を貫通したときを
示し、穴１０３の出口にチッピングと称する欠け１０
５，１０５が不可避的に発生する。欠け１０５，１０５
は約４５゜の傾斜を有するもので、蛤の貝殻のような波
模様となり見栄えが良くない。従って、従来から欠け１
０５，１０５の発生を抑える若しくは発生したとしても
規模を小さくする研究が進められてきた。
【０００３】例えば、特開平７−３２２０５号公報
「ワンウエイ穴明ドリル」では、ドリル２０（符号は公
報記載のものを流用する。以下同じ）の先端に刃部２１
を備え、この刃部２１の先端にアール部Ｒを設けたこと
により、チッピング幅を狭めることを目的とする。又、
実開平１−６０８１４号公報「ガラス製品用穴明け装
置」では、ダイヤモンドコアドリルでガラス製品に穴を
明けるときに、同ドリルの切込み（前進）と後退を繰り
返すことを特徴とする。前進と後退を繰り返しつつ少し
ずつドリルを前進させることでガラス製品に与える力を
緩和して、欠けの発生し抑える若しくは欠けの程度を軽
減するというものである。
「ワンウエイ穴明ドリル」では、ドリル２０（符号は公
報記載のものを流用する。以下同じ）の先端に刃部２１
を備え、この刃部２１の先端にアール部Ｒを設けたこと
により、チッピング幅を狭めることを目的とする。又、
実開平１−６０８１４号公報「ガラス製品用穴明け装
置」では、ダイヤモンドコアドリルでガラス製品に穴を
明けるときに、同ドリルの切込み（前進）と後退を繰り
返すことを特徴とする。前進と後退を繰り返しつつ少し
ずつドリルを前進させることでガラス製品に与える力を
緩和して、欠けの発生し抑える若しくは欠けの程度を軽
減するというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のアー
ル付きドリルは、形状が複雑なドリルであり、ドリルの
コストが嵩むと同時に、アール部が摩耗しやすいため頻
繁にドリルを交換する必要があり、その費用も嵩む。ま
た、上記の装置では、ドリルの前進と後退を繰り返し
つつ少しずつドリルを前進させるため、穴開けに要する
時間が長くなり生産性が著しく低下する。
ル付きドリルは、形状が複雑なドリルであり、ドリルの
コストが嵩むと同時に、アール部が摩耗しやすいため頻
繁にドリルを交換する必要があり、その費用も嵩む。ま
た、上記の装置では、ドリルの前進と後退を繰り返し
つつ少しずつドリルを前進させるため、穴開けに要する
時間が長くなり生産性が著しく低下する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記解題を解決するため
本発明者等は、各種の検討及び実験を繰り返すなかで、
次に説明する特有の現象を突き止めることに成功した。
図１（ａ），（ｂ）は本発明に係る特定点の説明図であ
る。（ａ）において、ガラス又はセラミックスからなる
脆性材１０において、ドリル１１が始めて当る面を前面
Ａ、その反対側の面を後面Ｃと呼び、且つ回転中のドリ
ル１１を矢印の如く送って穴開け作業を実施する。こ
の際に、ドリル１１を矢印の如く送る送りモータの電
流値を記録したものが（ｂ）である。
本発明者等は、各種の検討及び実験を繰り返すなかで、
次に説明する特有の現象を突き止めることに成功した。
図１（ａ），（ｂ）は本発明に係る特定点の説明図であ
る。（ａ）において、ガラス又はセラミックスからなる
脆性材１０において、ドリル１１が始めて当る面を前面
Ａ、その反対側の面を後面Ｃと呼び、且つ回転中のドリ
ル１１を矢印の如く送って穴開け作業を実施する。こ
の際に、ドリル１１を矢印の如く送る送りモータの電
流値を記録したものが（ｂ）である。
【０００６】すなわち、（ｂ）は横軸がドリル１１の先
端１２の位置、縦軸が「送りモータ」の電流値を示す。
ドリル１１が前面Ａに当り脆性材１０との接触面が増加
する間に電流値は矢印のごとく増加し、その後、電流
値は矢印のごとく点Ｅまではほぼ一定となるが、点Ｅ
から急減することが認められた。この点Ｅから横軸に降
ろした点をＢとすれば、横軸でＡ−Ｂ間は、図（ａ）に
おいて脆性材１０から実質的にほぼ一定の切削抵抗がド
リル１１に作用していたと考えられる。そして、Ｂ−Ｃ
間では脆性材１０の残肉が激減し、残肉の厚さが減少す
ることに比例して脆性材１０からの切削抵抗が減少し、
電流値が減少したと考えられる。
端１２の位置、縦軸が「送りモータ」の電流値を示す。
ドリル１１が前面Ａに当り脆性材１０との接触面が増加
する間に電流値は矢印のごとく増加し、その後、電流
値は矢印のごとく点Ｅまではほぼ一定となるが、点Ｅ
から急減することが認められた。この点Ｅから横軸に降
ろした点をＢとすれば、横軸でＡ−Ｂ間は、図（ａ）に
おいて脆性材１０から実質的にほぼ一定の切削抵抗がド
リル１１に作用していたと考えられる。そして、Ｂ−Ｃ
間では脆性材１０の残肉が激減し、残肉の厚さが減少す
ることに比例して脆性材１０からの切削抵抗が減少し、
電流値が減少したと考えられる。
【０００７】そこで、本発明者等は、前記点Ｅ（点Ｂ）
を特定点と定め、この特定点以降はドリルの送り速度を
下げれば、脆性材１０への作用力が小さくなり、チッピ
ング現象が収る若しくは抑制できると推定し、この手法
で実験を実施したところ、好ましい結果が確認できた。
を特定点と定め、この特定点以降はドリルの送り速度を
下げれば、脆性材１０への作用力が小さくなり、チッピ
ング現象が収る若しくは抑制できると推定し、この手法
で実験を実施したところ、好ましい結果が確認できた。
【０００８】具体的には請求項１は、ドリルで、ガラス
又はセラミックスからなる脆性材に穴を開ける方法にお
いて、ドリルが始めて当る面を前面、その反対側の面を
後面、脆性材の内部で且つ前記後面から一定距離離れた
位置における点を特定点と呼ぶときに、回転しつつ高速
で前進するドリルの先端が、特定点に達したときから後
面を抜けるまでの間は、ドリルを低速前進させることを
特徴とする。ドリルが脆性材を突き抜ける手前の特定点
で、ドリルの送り速度を低速に切換える。これで、脆性
材の後面に発生が予想される欠けの発生を抑制すること
ができる。
又はセラミックスからなる脆性材に穴を開ける方法にお
いて、ドリルが始めて当る面を前面、その反対側の面を
後面、脆性材の内部で且つ前記後面から一定距離離れた
位置における点を特定点と呼ぶときに、回転しつつ高速
で前進するドリルの先端が、特定点に達したときから後
面を抜けるまでの間は、ドリルを低速前進させることを
特徴とする。ドリルが脆性材を突き抜ける手前の特定点
で、ドリルの送り速度を低速に切換える。これで、脆性
材の後面に発生が予想される欠けの発生を抑制すること
ができる。
【０００９】請求項２では、特定点は、ドリルを送るド
リル送りモータの電流値をモニターし、この電流値カー
ブを描いたときに、この電流値カーブが減少に転じたと
ころの変曲点としたことを特徴とする。ドリル送りモー
タの電流値が減少に転じた点を、特定点とみなすこと
で、特定点を容易に且つ確実に定めることができる。
リル送りモータの電流値をモニターし、この電流値カー
ブを描いたときに、この電流値カーブが減少に転じたと
ころの変曲点としたことを特徴とする。ドリル送りモー
タの電流値が減少に転じた点を、特定点とみなすこと
で、特定点を容易に且つ確実に定めることができる。
【００１０】請求項３の脆性材の穴開け装置は、脆性材
を載せるテーブルと、このテーブルに直交配置したドリ
ルと、このドリルを回すドリル回転モータと、このドリ
ル回転モータと共にドリルを脆性材に向って送るドリル
送りモータと、このドリル送りモータの電流を計測する
電流計と、この電流計で計測した電流値の変化率を計算
する演算部と、この演算部で求めた変化率が予め定めて
ある負の領域に入るか否かを判別する判別部と、この判
別部で変化率が負の領域に入ったと判断したときにドリ
ル送りモータを低速に切替え且つ変化率が負の領域から
外れたときにドリル送りモータを高速に戻す速度制御部
と、からなる。
を載せるテーブルと、このテーブルに直交配置したドリ
ルと、このドリルを回すドリル回転モータと、このドリ
ル回転モータと共にドリルを脆性材に向って送るドリル
送りモータと、このドリル送りモータの電流を計測する
電流計と、この電流計で計測した電流値の変化率を計算
する演算部と、この演算部で求めた変化率が予め定めて
ある負の領域に入るか否かを判別する判別部と、この判
別部で変化率が負の領域に入ったと判断したときにドリ
ル送りモータを低速に切替え且つ変化率が負の領域から
外れたときにドリル送りモータを高速に戻す速度制御部
と、からなる。
【００１１】テーブルとドリルとドリル回転モータとド
リル送りモータとを標準装備した汎用の穴開け装置に、
電流計、演算部、判断部及び速度制御部を付加するだけ
で、ドリルが脆性材を突き抜ける手前の特定点で、ドリ
ルの送り速度を低速に切換えることのできる穴開け装置
を構成することができる。演算部、判断部及び速度制御
部は、一個の制御部に容易に集約することができる。従
って、高価な自動加工機を使用すること無く、請求項３
によれば安価な穴開け装置で欠けの少ない穴開け加工が
可能となる。
リル送りモータとを標準装備した汎用の穴開け装置に、
電流計、演算部、判断部及び速度制御部を付加するだけ
で、ドリルが脆性材を突き抜ける手前の特定点で、ドリ
ルの送り速度を低速に切換えることのできる穴開け装置
を構成することができる。演算部、判断部及び速度制御
部は、一個の制御部に容易に集約することができる。従
って、高価な自動加工機を使用すること無く、請求項３
によれば安価な穴開け装置で欠けの少ない穴開け加工が
可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図２は本発明に係る脆性材の穴開け装置の
原理図であり、脆性材の穴開け装置２０は、ガラス又は
セラミックスからなる脆性材１０を載せるテーブル２１
と、このテーブル２１に直交配置したドリル１１と、こ
のドリル１１を回すドリル回転モータ２２と、このドリ
ル回転モータ２２と共にドリル１１を脆性材１０に向っ
て送るドリル送りモータ２３と、このドリル送りモータ
２３の電流を計測する電流計２４と、この電流計２４で
計測した電流値の変化率を計算する演算部２５と、この
演算部２５で求めた変化率が予め定めてある負の領域に
入るか否かを判別する判別部２６と、この判別部２６で
変化率が負の領域に入ったと判断したときにドリル送り
モータ２３を低速に切替え且つ変化率が負の領域から外
れたときにドリル送りモータ２３を高速に戻す速度制御
部２７と、からなる。
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図２は本発明に係る脆性材の穴開け装置の
原理図であり、脆性材の穴開け装置２０は、ガラス又は
セラミックスからなる脆性材１０を載せるテーブル２１
と、このテーブル２１に直交配置したドリル１１と、こ
のドリル１１を回すドリル回転モータ２２と、このドリ
ル回転モータ２２と共にドリル１１を脆性材１０に向っ
て送るドリル送りモータ２３と、このドリル送りモータ
２３の電流を計測する電流計２４と、この電流計２４で
計測した電流値の変化率を計算する演算部２５と、この
演算部２５で求めた変化率が予め定めてある負の領域に
入るか否かを判別する判別部２６と、この判別部２６で
変化率が負の領域に入ったと判断したときにドリル送り
モータ２３を低速に切替え且つ変化率が負の領域から外
れたときにドリル送りモータ２３を高速に戻す速度制御
部２７と、からなる。
【００１３】２８は送りねじ、２９はナット、３１はホ
ルダ、３２はスタンドである。また、演算部２５、判断
部２６及び速度制御部２７は、便宜上個別に説明したが
１個の制御部に集約することは差支えない。
ルダ、３２はスタンドである。また、演算部２５、判断
部２６及び速度制御部２７は、便宜上個別に説明したが
１個の制御部に集約することは差支えない。
【００１４】以上の穴開け装置２０の作用を次に述べ
る。図３は作用説明の為のポジション説明図であり、点
Ｏはドリルの待機位置兼スタート位置、Ａは脆性材１０
の前面、Ｂは特定点、Ｃは脆性材１０の後面、Ｄは加工
終了位置を示す。
る。図３は作用説明の為のポジション説明図であり、点
Ｏはドリルの待機位置兼スタート位置、Ａは脆性材１０
の前面、Ｂは特定点、Ｃは脆性材１０の後面、Ｄは加工
終了位置を示す。
【００１５】図４は本発明に係る脆性材の穴開け工程フ
ロー図であり、ＳＴ××はステップ番号を示す。 ＳＴ０１：ドリルの先端をワーク（脆性材）の前面に到
達させる。すなわち、図３にて、点Ｏから前面Ａまで、
ドリル１１を超高速で前進させる。 ＳＴ０２：送り速度を高速Ｖh1に切換え、この高速Ｖh1
でワークの穴開けを開始する。すなわち、図３にて前面
Ａから後面Ｃへドリル１１を高速Ｖh1で送る。 ＳＴ０３：送りモータの電流値Ｔを連続的に計測する
（図２符号２４参照）。 ＳＴ０４：微小時間ｄｔ当りの電流値差ｄＴを、演算
し、変化率（ｄＴ／ｄｔ）を求める（図２の演算部２５
で実施）。
ロー図であり、ＳＴ××はステップ番号を示す。 ＳＴ０１：ドリルの先端をワーク（脆性材）の前面に到
達させる。すなわち、図３にて、点Ｏから前面Ａまで、
ドリル１１を超高速で前進させる。 ＳＴ０２：送り速度を高速Ｖh1に切換え、この高速Ｖh1
でワークの穴開けを開始する。すなわち、図３にて前面
Ａから後面Ｃへドリル１１を高速Ｖh1で送る。 ＳＴ０３：送りモータの電流値Ｔを連続的に計測する
（図２符号２４参照）。 ＳＴ０４：微小時間ｄｔ当りの電流値差ｄＴを、演算
し、変化率（ｄＴ／ｄｔ）を求める（図２の演算部２５
で実施）。
【００１６】ＳＴ０５：負のしきい値Ｋ１、これより小
さな負のしきい値Ｋ２を判断部に与えておき、ＳＴ０４
で求めた変化率（ｄＴ／ｄｔ）がＫ１とＫ２との間に入
ったか否かを調べる。種類がサーボモータで、回転数
８，０００／分、定格出力４００ｗ、定格トルク１．２
７Ｎ・ｍ、定格電流２．６Ａのドリル送りモータにて、
穴開けを行ったところ、不可避的ノイズは変化率換算で
−０．８、ワークの後面Ｃ附近での変化率は−４．８で
あった。従って、この場合は、（−１〜０）の間の変化
率ではノイズを含む虞れがあり、−５以下では想定外の
変化率となり、異常値とみなすことができる。この例で
は、−５≦（ｄＴ／ｄｔ）≦−１を判断式とする。これ
を一般式に直すと、Ｋ２≦（ｄＴ／ｄｔ）≦Ｋ１とな
る。
さな負のしきい値Ｋ２を判断部に与えておき、ＳＴ０４
で求めた変化率（ｄＴ／ｄｔ）がＫ１とＫ２との間に入
ったか否かを調べる。種類がサーボモータで、回転数
８，０００／分、定格出力４００ｗ、定格トルク１．２
７Ｎ・ｍ、定格電流２．６Ａのドリル送りモータにて、
穴開けを行ったところ、不可避的ノイズは変化率換算で
−０．８、ワークの後面Ｃ附近での変化率は−４．８で
あった。従って、この場合は、（−１〜０）の間の変化
率ではノイズを含む虞れがあり、−５以下では想定外の
変化率となり、異常値とみなすことができる。この例で
は、−５≦（ｄＴ／ｄｔ）≦−１を判断式とする。これ
を一般式に直すと、Ｋ２≦（ｄＴ／ｄｔ）≦Ｋ１とな
る。
【００１７】ＳＴ０６：ＳＴ０５でＹＥＳすなわち、変
化率（ｄＴ／ｄｔ）が（−１）以下になれば、特定点に
達したと判断し、ドリルの送りを低速Ｖｌに切換える。
この切換点が図３の点Ｂに相当する。低速Ｖｌに切換え
てもドリル送り電流値の減少は続く。ワークの残肉が減
少し、電流値を下げる要素が効いているからである。
化率（ｄＴ／ｄｔ）が（−１）以下になれば、特定点に
達したと判断し、ドリルの送りを低速Ｖｌに切換える。
この切換点が図３の点Ｂに相当する。低速Ｖｌに切換え
てもドリル送り電流値の減少は続く。ワークの残肉が減
少し、電流値を下げる要素が効いているからである。
【００１８】ＳＴ０７：ワークの残肉が減少し続ける間
は変化率（ｄＴ／ｄｔ）は（−１）以下であり続ける。
しかし、図３でドリル１１が後面Ｄをほぼ突き抜ける
と、ドリル１１に作用していた切削抵抗が消失し、電流
値の変化が見込めなくなる。すなわち、変化率（ｄＴ／
ｄｔ）はゼロに近似する。ノイズを見込んで、（ｄＴ／
ｄｔ）＞Ｋ１になったら、ドリルが実質的にワークの後
面Ｃを抜けたとみなす。 ＳＴ０８：ＳＴ０７でＹＥＳならドリルがワークを抜け
たと判断できるので、ドリルの送りを高速Ｖh2に切換え
る。 ＳＴ０９：図３でドリル１１の先端１２が、加工終了点
Ｄに達したか否かを調べる。 ＳＴ１０：ＳＴ０９でＹＥＳなら、ドリルをスタート位
置Ｏへ戻す。これで、穴開け作業の１サイクルが完了し
たことになる。
は変化率（ｄＴ／ｄｔ）は（−１）以下であり続ける。
しかし、図３でドリル１１が後面Ｄをほぼ突き抜ける
と、ドリル１１に作用していた切削抵抗が消失し、電流
値の変化が見込めなくなる。すなわち、変化率（ｄＴ／
ｄｔ）はゼロに近似する。ノイズを見込んで、（ｄＴ／
ｄｔ）＞Ｋ１になったら、ドリルが実質的にワークの後
面Ｃを抜けたとみなす。 ＳＴ０８：ＳＴ０７でＹＥＳならドリルがワークを抜け
たと判断できるので、ドリルの送りを高速Ｖh2に切換え
る。 ＳＴ０９：図３でドリル１１の先端１２が、加工終了点
Ｄに達したか否かを調べる。 ＳＴ１０：ＳＴ０９でＹＥＳなら、ドリルをスタート位
置Ｏへ戻す。これで、穴開け作業の１サイクルが完了し
たことになる。
【００１９】以上に述べた工程フローに基づいて確認実
験を行った。 条件： ワーク：８ｍｍ厚さのソーダライムガラス ドリルの径：１０．２ｍｍ ドリルの回転速度：８，０００回転／分 ドリルの送り速度：表１に示す。
験を行った。 条件： ワーク：８ｍｍ厚さのソーダライムガラス ドリルの径：１０．２ｍｍ ドリルの回転速度：８，０００回転／分 ドリルの送り速度：表１に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１はドリルの送り速度と、加工時間（加
工所要時間）と、欠けに基づく評価をまとめたものであ
る。なお、Ｏ→Ａ、Ａ→Ｂなどは図３に合致させた。ま
た、欠け評価は、幅が０．５ｍｍ以下の欠けであれば実
用上差支えないとして「○」、幅が０．５ｍｍを超えた
ときには差支えあるとして「×」とした。
工所要時間）と、欠けに基づく評価をまとめたものであ
る。なお、Ｏ→Ａ、Ａ→Ｂなどは図３に合致させた。ま
た、欠け評価は、幅が０．５ｍｍ以下の欠けであれば実
用上差支えないとして「○」、幅が０．５ｍｍを超えた
ときには差支えあるとして「×」とした。
【００２２】実験番号１：Ａ→Ｂにおける高速Ｖh1を１
５０ｍｍ／ｍｉｎ、Ｂ→Ｃにおける低速Ｖｌを５０ｍｍ
／ｍｉｎ、Ｃ→Ｄにおける高速Ｖh2を１５０ｍｍ／ｍｉ
ｎ、その他を５０００ｍｍ／ｍｉｎと、設定したとこ
ろ、加工時間は１４．４ｓであり、欠け評価は○であっ
た。
５０ｍｍ／ｍｉｎ、Ｂ→Ｃにおける低速Ｖｌを５０ｍｍ
／ｍｉｎ、Ｃ→Ｄにおける高速Ｖh2を１５０ｍｍ／ｍｉ
ｎ、その他を５０００ｍｍ／ｍｉｎと、設定したとこ
ろ、加工時間は１４．４ｓであり、欠け評価は○であっ
た。
【００２３】実験番号２：Ａ→Ｂにおける高速Ｖh1を１
５０ｍｍ／ｍｉｎ、Ｂ→Ｃにおける低速Ｖｌを９０ｍｍ
／ｍｉｎ、Ｃ→Ｄにおける高速Ｖh2を１５０ｍｍ／ｍｉ
ｎ、その他を５０００ｍｍ／ｍｉｎと、設定したとこ
ろ、加工時間は１１．３ｓであり、欠け評価は○であっ
た。
５０ｍｍ／ｍｉｎ、Ｂ→Ｃにおける低速Ｖｌを９０ｍｍ
／ｍｉｎ、Ｃ→Ｄにおける高速Ｖh2を１５０ｍｍ／ｍｉ
ｎ、その他を５０００ｍｍ／ｍｉｎと、設定したとこ
ろ、加工時間は１１．３ｓであり、欠け評価は○であっ
た。
【００２４】実験番号３：Ａ→Ｂにおける高速Ｖh1を１
５０ｍｍ／ｍｉｎ、Ｂ→Ｃにおける低速Ｖｌを１００ｍ
ｍ／ｍｉｎ、Ｃ→Ｄにおける高速Ｖh2を１５０ｍｍ／ｍ
ｉｎ、その他を５０００ｍｍ／ｍｉｎと、設定したとこ
ろ、加工時間は１０．９ｓと短くなったが、欠け評価は
×であった。
５０ｍｍ／ｍｉｎ、Ｂ→Ｃにおける低速Ｖｌを１００ｍ
ｍ／ｍｉｎ、Ｃ→Ｄにおける高速Ｖh2を１５０ｍｍ／ｍ
ｉｎ、その他を５０００ｍｍ／ｍｉｎと、設定したとこ
ろ、加工時間は１０．９ｓと短くなったが、欠け評価は
×であった。
【００２５】実験番号４：Ａ→Ｂにおける高速Ｖh1を２
００ｍｍ／ｍｉｎ、Ｂ→Ｃにおける低速Ｖｌを６０ｍｍ
／ｍｉｎ、Ｃ→Ｄにおける高速Ｖh2を２００ｍｍ／ｍｉ
ｎ、その他を５０００ｍｍ／ｍｉｎと、設定したとこ
ろ、加工時間は１１．７ｓであり、欠け評価は○であっ
た。
００ｍｍ／ｍｉｎ、Ｂ→Ｃにおける低速Ｖｌを６０ｍｍ
／ｍｉｎ、Ｃ→Ｄにおける高速Ｖh2を２００ｍｍ／ｍｉ
ｎ、その他を５０００ｍｍ／ｍｉｎと、設定したとこ
ろ、加工時間は１１．７ｓであり、欠け評価は○であっ
た。
【００２６】実験番号５：Ａ→Ｂにおける高速Ｖh1を２
００ｍｍ／ｍｉｎ、Ｂ→Ｃにおける低速Ｖｌを９５ｍｍ
／ｍｉｎ、Ｃ→Ｄにおける高速Ｖh2を２００ｍｍ／ｍｉ
ｎ、その他を５０００ｍｍ／ｍｉｎと、設定したとこ
ろ、加工時間は９．６ｓであり、欠け評価は○であっ
た。
００ｍｍ／ｍｉｎ、Ｂ→Ｃにおける低速Ｖｌを９５ｍｍ
／ｍｉｎ、Ｃ→Ｄにおける高速Ｖh2を２００ｍｍ／ｍｉ
ｎ、その他を５０００ｍｍ／ｍｉｎと、設定したとこ
ろ、加工時間は９．６ｓであり、欠け評価は○であっ
た。
【００２７】実験番号６：Ａ→Ｂにおける高速Ｖh1を２
００ｍｍ／ｍｉｎ、Ｂ→Ｃにおける低速Ｖｌを１００ｍ
ｍ／ｍｉｎ、Ｃ→Ｄにおける高速Ｖh2を２００ｍｍ／ｍ
ｉｎ、その他を５０００ｍｍ／ｍｉｎと、設定したとこ
ろ、加工時間は９．４ｓと短くなったが、欠け評価は×
であった。
００ｍｍ／ｍｉｎ、Ｂ→Ｃにおける低速Ｖｌを１００ｍ
ｍ／ｍｉｎ、Ｃ→Ｄにおける高速Ｖh2を２００ｍｍ／ｍ
ｉｎ、その他を５０００ｍｍ／ｍｉｎと、設定したとこ
ろ、加工時間は９．４ｓと短くなったが、欠け評価は×
であった。
【００２８】この実験から、低速Ｖｌは９５ｍｍ／ｍｉ
ｎが上限であることが分かった。また、前後の高速Ｖh
1，Ｖh2は２００ｍｍ／ｍｉｎであっても差支えなこと
が確認できた。
ｎが上限であることが分かった。また、前後の高速Ｖh
1，Ｖh2は２００ｍｍ／ｍｉｎであっても差支えなこと
が確認できた。
【００２９】ところで、上記の工程フローは、穴開け作
業の１サイクル毎に変化率を演算して特定点を特定する
ものであった。穴開け対象のワークが多数個あり、それ
らの材質などの特性が同一である場合には、前記図４を
１サイクル若しくは数サイクル実施し、特定点が定まっ
たときには、その情報に基づいて次図の工程フローを実
行することで穴開けを行うことは可能である。
業の１サイクル毎に変化率を演算して特定点を特定する
ものであった。穴開け対象のワークが多数個あり、それ
らの材質などの特性が同一である場合には、前記図４を
１サイクル若しくは数サイクル実施し、特定点が定まっ
たときには、その情報に基づいて次図の工程フローを実
行することで穴開けを行うことは可能である。
【００３０】図５は本発明に係る脆性材の穴開け工程フ
ローの別実施例図であり、ＳＴ××はステップ番号を示
す。 ＳＴ２１：まず、特定点情報を読み込む。具体的には、
図３において、後面Ｃから距離Ｌだけワーク中央に寄っ
たところに特定点Ｂが、あることをインプットする。後
面Ｃ基準で特定点Ｂを定めておけば、異なる厚さのワー
クに対応させ得るからである。 ＳＴ２２：ドリルの先端をワークの前面に到達させる。
すなわち、図３にて、点Ｏから前面Ａまで、ドリル１１
を超高速で前進させる。 ＳＴ２３：送り速度を高速Ｖh1に切換え、この高速Ｖh1
でワークの穴開けを開始する。すなわち、図３にて前面
Ａから後面Ｃへドリル１１を高速Ｖh1で送る。 ＳＴ２４：ドリルの先端が特定点に達したか否かを調べ
る。 ＳＴ２５：ＳＴ２４でＹＥＳなら、ドリルの送りを低速
Ｖｌに切換える。 ＳＴ２６：ドリルがワークを貫通したかを調べる。 ＳＴ２７：ＳＴ２６でＹＥＳなら、ドリルがワークを抜
けたと判断できるので、ドリルの送りを高速Ｖh2に切換
える。 ＳＴ２８：図３でドリル１１の先端１２が、加工終了点
Ｄに達したか否かを調べる。 ＳＴ２９：ＳＴ２８でＹＥＳなら、ドリルをスタート位
置Ｏへ戻す。これで、穴開け作業の１サイクルが完了し
たことになる。
ローの別実施例図であり、ＳＴ××はステップ番号を示
す。 ＳＴ２１：まず、特定点情報を読み込む。具体的には、
図３において、後面Ｃから距離Ｌだけワーク中央に寄っ
たところに特定点Ｂが、あることをインプットする。後
面Ｃ基準で特定点Ｂを定めておけば、異なる厚さのワー
クに対応させ得るからである。 ＳＴ２２：ドリルの先端をワークの前面に到達させる。
すなわち、図３にて、点Ｏから前面Ａまで、ドリル１１
を超高速で前進させる。 ＳＴ２３：送り速度を高速Ｖh1に切換え、この高速Ｖh1
でワークの穴開けを開始する。すなわち、図３にて前面
Ａから後面Ｃへドリル１１を高速Ｖh1で送る。 ＳＴ２４：ドリルの先端が特定点に達したか否かを調べ
る。 ＳＴ２５：ＳＴ２４でＹＥＳなら、ドリルの送りを低速
Ｖｌに切換える。 ＳＴ２６：ドリルがワークを貫通したかを調べる。 ＳＴ２７：ＳＴ２６でＹＥＳなら、ドリルがワークを抜
けたと判断できるので、ドリルの送りを高速Ｖh2に切換
える。 ＳＴ２８：図３でドリル１１の先端１２が、加工終了点
Ｄに達したか否かを調べる。 ＳＴ２９：ＳＴ２８でＹＥＳなら、ドリルをスタート位
置Ｏへ戻す。これで、穴開け作業の１サイクルが完了し
たことになる。
【００３１】以上に説明した図４と図５に共通する穴開
け方法は、図３においてドリル１１が始めて当る面を前
面Ａ、その反対側の面を後面Ｃ、脆性材１０の内部で且
つ後面Ｃから一定距離Ｌ（図３参照）離れた位置におけ
る点を特定点Ｂと呼ぶときに、回転しつつ高速で前進す
るドリル１１の先端１２が、特定点Ｂに達したときから
後面Ｃを抜けるまでの間は、ドリル１１を低速前進させ
ることを特徴とする。
け方法は、図３においてドリル１１が始めて当る面を前
面Ａ、その反対側の面を後面Ｃ、脆性材１０の内部で且
つ後面Ｃから一定距離Ｌ（図３参照）離れた位置におけ
る点を特定点Ｂと呼ぶときに、回転しつつ高速で前進す
るドリル１１の先端１２が、特定点Ｂに達したときから
後面Ｃを抜けるまでの間は、ドリル１１を低速前進させ
ることを特徴とする。
【００３２】特に図４によれば、特定点Ｂは、ドリル１
１を送るドリル送りモータの電流値をモニターし、この
電流値カーブを描いたときに、この電流値カーブが減少
に転じたところの変曲点（図１（ｂ）点Ｅ参照）とした
ことを特徴とするものである。
１を送るドリル送りモータの電流値をモニターし、この
電流値カーブを描いたときに、この電流値カーブが減少
に転じたところの変曲点（図１（ｂ）点Ｅ参照）とした
ことを特徴とするものである。
【００３３】図６（ａ）〜（ｃ）は図３の別実施例図で
ある。（ａ）に示す通り、脆性材１０の斜面１３に、ド
リル１１で穴１４を開けるときの例を説明する。図中、
Ａは第１前面、Ｂは第１特定点、Ｃは第１後面、Ｆは前
記Ｂより出口に寄った第２特定点、Ｇは第２後面、Ｈは
加工終了位置であり、斜面１３がドリル１１の軸に対し
て約４５゜程傾斜しているため、「第１」と「第２」の
ポジションが不可避的に発生する。（ｂ）は横軸がドリ
ル先端の位置、縦軸がドリル送り速度を示し、Ｏ→Ａは
超高速、Ａ→Ｂは高速（前記Ｖh1に相当）、Ｂ→Ｃは低
速（前記Ｖｌに相当）、Ｃ→Ｆは高速（前記Ｖh2に相
当）、Ｆ→Ｇは低速（前記Ｖｌに相当）、Ｇ→Ｈは高速
（前記Ｖh2に相当）、Ｈ→Ｏは超高速（戻り）とする。
ある。（ａ）に示す通り、脆性材１０の斜面１３に、ド
リル１１で穴１４を開けるときの例を説明する。図中、
Ａは第１前面、Ｂは第１特定点、Ｃは第１後面、Ｆは前
記Ｂより出口に寄った第２特定点、Ｇは第２後面、Ｈは
加工終了位置であり、斜面１３がドリル１１の軸に対し
て約４５゜程傾斜しているため、「第１」と「第２」の
ポジションが不可避的に発生する。（ｂ）は横軸がドリ
ル先端の位置、縦軸がドリル送り速度を示し、Ｏ→Ａは
超高速、Ａ→Ｂは高速（前記Ｖh1に相当）、Ｂ→Ｃは低
速（前記Ｖｌに相当）、Ｃ→Ｆは高速（前記Ｖh2に相
当）、Ｆ→Ｇは低速（前記Ｖｌに相当）、Ｇ→Ｈは高速
（前記Ｖh2に相当）、Ｈ→Ｏは超高速（戻り）とする。
【００３４】（ｃ）は横軸がドリル先端の位置、縦軸が
送りモータ電流値を示し、Ｏ→Ａは無負荷であるから微
小、Ａ→Ｂは高速で送るから電流値は高く、Ｂ→Ｃは低
速に切換えたために電流値が激減するが、Ｃ直前で変化
率が小さくなる。そこで、Ｃで高速に戻しその結果、Ｃ
→Ｆの電流値は上がる。Ｆで再び低速に戻すと、電流値
が激減するが、Ｇ直前で変化率が小さくなるので、Ｇで
再々度高速に戻す。この結果、Ｇ→Ｈで電流値は高ま
る。Ｈ→Ｏでは無負荷であるから電流値は、微小とな
る。
送りモータ電流値を示し、Ｏ→Ａは無負荷であるから微
小、Ａ→Ｂは高速で送るから電流値は高く、Ｂ→Ｃは低
速に切換えたために電流値が激減するが、Ｃ直前で変化
率が小さくなる。そこで、Ｃで高速に戻しその結果、Ｃ
→Ｆの電流値は上がる。Ｆで再び低速に戻すと、電流値
が激減するが、Ｇ直前で変化率が小さくなるので、Ｇで
再々度高速に戻す。この結果、Ｇ→Ｈで電流値は高ま
る。Ｈ→Ｏでは無負荷であるから電流値は、微小とな
る。
【００３５】このように、ＢとＦとを特定点としてドリ
ル送り速度を低速に切換える。この結果、ドリルの軸に
直交しないところの傾斜面においても、穴の出口におけ
る欠けの発生を有効に抑制することができる。
ル送り速度を低速に切換える。この結果、ドリルの軸に
直交しないところの傾斜面においても、穴の出口におけ
る欠けの発生を有効に抑制することができる。
【００３６】尚、脆性材はガラス又はセラミックスから
なる脆い材料を総称するもので、種類、形状を格別に特
定するものではない。
なる脆い材料を総称するもので、種類、形状を格別に特
定するものではない。
【００３７】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１では、ドリルが脆性材を突き抜ける手前
の特定点で、ドリルの送り速度を低速に切換える。これ
で、脆性材の後面に発生が予想される欠けの発生を抑制
することができる。従って、生産性をそれ程下げること
無くチッピング（欠け）を小規模にすることができ、脆
性材の仕上り品質を大幅に高めることができる。
する。請求項１では、ドリルが脆性材を突き抜ける手前
の特定点で、ドリルの送り速度を低速に切換える。これ
で、脆性材の後面に発生が予想される欠けの発生を抑制
することができる。従って、生産性をそれ程下げること
無くチッピング（欠け）を小規模にすることができ、脆
性材の仕上り品質を大幅に高めることができる。
【００３８】請求項２では、ドリル送りモータの電流値
が減少に転じた点を、特定点とみなすことで、特定点を
容易に且つ確実に定めることができる。
が減少に転じた点を、特定点とみなすことで、特定点を
容易に且つ確実に定めることができる。
【００３９】請求項３は、テーブルとドリルとドリル回
転モータとドリル送りモータとを標準装備した汎用の穴
開け装置に、電流計、演算部、判断部及び速度制御部を
付加するだけで、ドリルが脆性材を突き抜ける手前の特
定点で、ドリルの送り速度を低速に切換えることのでき
る穴開け装置を構成することができる。演算部、判断部
及び速度制御部は、一個の制御部に容易に集約すること
ができる。従って、高価な自動加工機を使用すること無
く、請求項３によれば安価な穴開け装置で欠けの少ない
穴開け加工が可能となる。
転モータとドリル送りモータとを標準装備した汎用の穴
開け装置に、電流計、演算部、判断部及び速度制御部を
付加するだけで、ドリルが脆性材を突き抜ける手前の特
定点で、ドリルの送り速度を低速に切換えることのでき
る穴開け装置を構成することができる。演算部、判断部
及び速度制御部は、一個の制御部に容易に集約すること
ができる。従って、高価な自動加工機を使用すること無
く、請求項３によれば安価な穴開け装置で欠けの少ない
穴開け加工が可能となる。
【図１】本発明に係る特定点の説明図
【図２】本発明に係る脆性材の穴開け装置の原理図
【図３】作用説明の為のポジション説明図
【図４】本発明に係る脆性材の穴開け工程フロー図
【図５】本発明に係る脆性材の穴開け工程フローの別実
施例図
施例図
【図６】図３の別実施例図
【図７】従来のガラス板の穴開け説明図
１０…脆性材、１１…ドリル、１２…ドリルの先端、１
４…穴、２０…脆性材の穴開け装置、２１…テーブル、
２２…ドリル回転モータ、２３…ドリル送りモータ、２
４…電流計、２５…演算部、２６…判断部、２７…速度
制御部、Ａ…前面、Ｂ…特定点、Ｃ…後面。
４…穴、２０…脆性材の穴開け装置、２１…テーブル、
２２…ドリル回転モータ、２３…ドリル送りモータ、２
４…電流計、２５…演算部、２６…判断部、２７…速度
制御部、Ａ…前面、Ｂ…特定点、Ｃ…後面。
Claims (3)
- 【請求項１】 ドリルで、ガラス又はセラミックスから
なる脆性材に穴を開ける方法において、前記ドリルが始
めて当る面を前面、その反対側の面を後面、脆性材の内
部で且つ前記後面から一定距離離れた位置における点を
特定点と呼ぶときに、回転しつつ高速で前進するドリル
の先端が、前記特定点に達したときから後面を抜けるま
での間は、ドリルを低速前進させることを特徴とした脆
性材の穴開け方法。 - 【請求項２】 前記特定点は、ドリルを送るドリル送り
モータの電流値をモニターし、この電流値カーブを描い
たときに、この電流値カーブが減少に転じたところの変
曲点としたことを特徴とする請求項１記載の脆性材の穴
開け方法。 - 【請求項３】 脆性材を載せるテーブルと、このテーブ
ルに直交配置したドリルと、このドリルを回すドリル回
転モータと、このドリル回転モータと共にドリルを脆性
材に向って送るドリル送りモータと、このドリル送りモ
ータの電流を計測する電流計と、この電流計で計測した
電流値の変化率を計算する演算部と、この演算部で求め
た変化率が予め定めてある負の領域に入るか否かを判別
する判別部と、この判別部で変化率が負の領域に入った
と判断したときにドリル送りモータを低速に切替え且つ
変化率が負の領域から外れたときにドリル送りモータを
高速に戻す速度制御部と、からなる脆性材の穴開け装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000317115A JP2002120219A (ja) | 2000-10-17 | 2000-10-17 | 脆性材の穴開け方法及び同装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000317115A JP2002120219A (ja) | 2000-10-17 | 2000-10-17 | 脆性材の穴開け方法及び同装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002120219A true JP2002120219A (ja) | 2002-04-23 |
Family
ID=18795962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000317115A Pending JP2002120219A (ja) | 2000-10-17 | 2000-10-17 | 脆性材の穴開け方法及び同装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002120219A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003002320A1 (fr) * | 2001-06-29 | 2003-01-09 | Mitsubishi Materials Corporation | Outil, dispositif et procede de forage |
| JP2008230884A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Bando Kiko Co Ltd | 穿孔方法 |
| WO2012005356A1 (ja) | 2010-07-09 | 2012-01-12 | 株式会社スギノマシン | 穴あけ加工制御方法および穴あけ加工装置 |
| JP2012254501A (ja) * | 2011-06-09 | 2012-12-27 | Toyota Motor Corp | 圧粉成形体の加工用工具および加工方法 |
| DE102014008658A1 (de) | 2013-06-20 | 2014-12-24 | Fanuc Corporation | Numerische Werkzeugmaschinensteuerung zum Bohren |
-
2000
- 2000-10-17 JP JP2000317115A patent/JP2002120219A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003002320A1 (fr) * | 2001-06-29 | 2003-01-09 | Mitsubishi Materials Corporation | Outil, dispositif et procede de forage |
| US7131795B2 (en) | 2001-06-29 | 2006-11-07 | Mitsubishi Materials Corporation | Tool device, and method for drilling |
| JP2008230884A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Bando Kiko Co Ltd | 穿孔方法 |
| WO2012005356A1 (ja) | 2010-07-09 | 2012-01-12 | 株式会社スギノマシン | 穴あけ加工制御方法および穴あけ加工装置 |
| KR20140002602A (ko) | 2010-07-09 | 2014-01-08 | 가부시키가이샤 스기노 마신 | 천공가공 제어방법 및 천공가공장치 |
| US9333563B2 (en) | 2010-07-09 | 2016-05-10 | Sugino Machine Limited | Drilling work control method and drilling work device |
| JP2012254501A (ja) * | 2011-06-09 | 2012-12-27 | Toyota Motor Corp | 圧粉成形体の加工用工具および加工方法 |
| DE102014008658A1 (de) | 2013-06-20 | 2014-12-24 | Fanuc Corporation | Numerische Werkzeugmaschinensteuerung zum Bohren |
| US9665087B2 (en) | 2013-06-20 | 2017-05-30 | Fanuc Corporation | Numerical controller of machine tool for drilling |
| DE102014008658B4 (de) | 2013-06-20 | 2018-12-27 | Fanuc Corporation | Numerische Werkzeugmaschinensteuerung zum Bohren |
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