JP2010162686A

JP2010162686A - 転削工具の工具本体検出システム及び工具本体検出方法

Info

Publication number: JP2010162686A
Application number: JP2010007116A
Authority: JP
Inventors: Wen-Chih Chiu; 文志邱
Original assignee: Foxnum Technology Co Ltd
Current assignee: Foxnum Technology Co Ltd
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2010-01-15
Publication date: 2010-07-29
Also published as: CN101780649A; CN101780649B; US7986416B2; US20100183388A1

Abstract

【課題】本発明は、時間を節約し、且つ加工効率を高める転削工具の工具本体検出システム及び工具本体検出方法を提供することを目的とする。
【解決手段】工具本体検出システムは、数値制御工作機械に装着された転削工具の工具本体を検出することに用いられ、第一周波数でレーザーを発射するエミッタ及び該エミッタからのレーザーを受信する受信機を備えるレーザーセンサーと、工具本体がエミッタと受信機との間で上下移動している時に、受信機が受信したレーザーの周波数が第一周波数より小さい瞬間の工具本体の位置を第一位置として記録し、零である瞬間の工具本体の位置を第二位置として記録し、工具本体の第一位置及び第二位置の座標値の差に基づいて、工具本体にオフセンターが発生したか否かを判断するコントローラーと、を備える。本発明は、転削工具の工具本体検出方法をさらに提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、検出システム及び検出方法に関するものであって、特に転削工具の工具本体検出システム及び工具本体検出方法に関するものである。

プリント回路基板用転削工具（例えばドリル）の工具本体を取り換える場合、操作者は先ず工具本体の直径を測量することにより、コントローラーが指定した工具本体であるか否かを判断し、次に工具本体のオフセンター値を測量することにより、工具本体にオフセンターが発生したか否かを判断する。もし工具本体の直径が要求に符合しなければ、工具本体を取り換えることを必要とする。もし工具本体にオフセンターが発生すると、工具本体を正確に装着したか否かを検出するか、又はプリント回路基板用転削工具の主軸に問題が発生したか否かを検出して、工具本体にオフセンターが発生することを防ぎ、従って更に高い加工精度を獲得する。

上述の二回の測量は、全て工具本体測量計器によって完成するため、大量の時間を浪費し、加工効率も低下する。

本発明の目的は、前記課題を解決し、時間を節約し、且つ加工効率を高める工具本体検出システム及び工具本体検出方法を提供することである。

本発明に係る工具本体検出システムは、数値制御工作機械に装着された転削工具の工具本体を検出することに用いられ、第一周波数でレーザーを発射するエミッタ及び該エミッタからのレーザーを受信する受信機を備えるレーザーセンサーと、前記工具本体が前記エミッタと前記受信機との間で上下移動している時、前記受信機が受信したレーザーの周波数を判断し、且つ前記受信機が受信したレーザーの周波数が前記第一周波数より小さい瞬間の前記工具本体の位置を第一位置として記録し、前記受信機が受信したレーザーの周波数が零である瞬間の前記工具本体の位置を第二位置として記録し、前記工具本体の第一位置及び第二位置の座標値の差に基づいて、前記工具本体にオフセンターが発生したか否かを判断するコントローラーと、を備える。

本発明に係る工具本体検出方法は、数値制御工作機械に装着された転削工具の主軸を移動して、前記数値制御工作機械に装着された転削工具の工具本体をエミッタ及び受信機からなるレーザーセンサーの上方に移動し、且つ数値制御工作機械に装着された転削工具の主軸の回転速度が所定の速度に達するように制御するステップと、コントローラーを通して前記レーザーセンサーをスターティングして、前記エミッタが第一周波数でレーザーを発射するステップと、前記数値制御工作機械に装着された転削工具の主軸を下へだんだん移動させるとともに、前記コントローラーは、前記受信機が受信する前記レーザーの周波数を演算し且つ該周波数が前記第一周波数より小さい瞬間の前記工具本体の位置を第一位置として記録するステップと、前記数値制御工作機械に装着された転削工具の主軸を続いて下へ移動させるとともに、前記コントローラーは、続いて前記受信機が受信する前記レーザーの周波数を演算し且つ該周波数が零である瞬間の前記工具本体の位置を第二位置として記録するステップと、前記コントローラーが垂直方向における第一位置及び第二位置の座標値の差ε_ｌを計算するステップと、前記コントローラーは前記座標値の差ε_ｌが零に近いか否かを判断し、もし前記座標値の差ε_ｌが零に近くないと、前記工具本体にオフセンターが発生したと判断して検出を終了するステップと、前記座標値の差ε_ｌが零に近いと、前記コントローラーは前記工具本体にオフセンターが発生しなかったと判断するステップと、を備える。

本発明に係わる工具本体検出システム及び工具本体検出方法において、エミッタから工具本体にレーザーを発射し、且つコントローラーを通して受信機が受信する前記レーザーの周波数を演算するとともに、前記工具本体の位置を演算することにより、前記工具本体を早く検出することができ、従って加工時間を節約して、加工効率を高める。

本発明の実施形態に係る工具本体検出システムの構造を示すブロック図である。本発明の実施形態に係る工具本体検出システムの工具本体、凹部及びレーザーセンサーの立体図である。本発明の実施形態に係る工具本体検出方法のフローチャートである。本発明の実施形態に係る工具本体検出方法のフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１及び図２を参照すると、本発明の工具本体検出システムは、加工過程においてプリント回路基板用転削工具１の工具本体１０にオフセンターが発生したか否かを検出することに用いられ、さらに工具本体の直径を正確に設定したか否かを検出することに用いられる。前記工具本体検出システムは、レーザーセンサー１２及びコントローラー１４を備える。前記レーザーセンサー１２は、エミッタ１２０及び受信機１２２を備える。前記コントローラー１４は、処理ユニット１４０及び記憶ユニット１４２を備える。前記プリント回路基板用転削工具１の機台には凹部１６が設置されており、前記エミッタ１２０及び前記受信機１２２は、前記凹部１６の両端に設置される。

前記処理ユニット１４０は、前記エミッタ１２０が第一周波数でレーザーのような感応信号を発射するように制御し、且つ前記エミッタ１２０が発射するレーザーの第一周波数及び前記受信機１２２が受信するレーザーの周波数を演算し、前記工具本体１０の複数の位置（座標値）も演算する。前記記憶ユニット１４２は、前記工具本体１０の複数の位置を記憶する。

図３に示したように、本発明の工具本体検出方法は、以下のステップを備える。

ステップＳ１：前記プリント回路基板用転削工具１の工具本体１０を取り換えてから、前記プリント回路基板用転削工具１をスターティングする。

ステップＳ２：前記プリント回路基板用転削工具１を制御して前記工具本体１０を凹部１６の上方に移動する。前記工具本体１０は、前記エミッタ１２０と前記受信機１２２の連結線の直交等分線上に位置する。前記プリント回路基板用転削工具１の主軸が回転しながら前記工具本体１０を連動して回転する。前記プリント回路基板用転削工具１の主軸の回転速度が所定の測量速度に達したか否かを検出する。もし前記プリント回路基板用転削工具１の主軸の回転速度がまだ所定の測量速度に達しなかったら、続いて待つ。もし前記プリント回路基板用転削工具１の主軸の回転速度が所定の測量速度に達したら、ステップＳ３を執行する。

ステップＳ３：前記コントローラー１４を通して前記レーザーセンサー１２をスターティングして、前記エミッタ１２０が第一周波数でレーザーを発射する。この時、前記受信機１２２が受信する前記レーザーの周波数は第一周波数と等しい。

ステップＳ４：図２に示すＺ軸方向に沿って、前記プリント回路基板用転削工具１の主軸をだんだん下へ移動させるとともに、前記処理ユニット１４０は、前記受信機１２２が受信する前記レーザーの周波数を演算して、該周波数と前記第一周波数との関係を判断し、前記受信機１２２が受信する前記レーザーの周波数が前記第一周波数より小さい時、前記工具本体１０の位置を計算してから第一位置ａと記録し、前記第一位置ａを前記記憶ユニット１４２に記憶する。この時、前記エミッタ１２０から発射するレーザーは前記工具本体１０に接触し始める。

ステップ５：前記処理ユニット１４０は、続いて前記受信機１２２が受信する前記レーザーの周波数を判断し、且つ該周波数が零に変わった時、前記工具本体１０の位置を計算してから第二位置ｂと記録し、前記第二位置ｂを前記記憶ユニット１４２に記憶する。この時、前記エミッタ１２０から発射するレーザーは全部前記工具本体１０に接触する。

ステップＳ６：前記処理ユニット１４０は、Ｚ軸方向における前記第一位置ａの座標値と前記第二位置ｂの座標値の差ε_ｌを計算する。

ステップＳ７：前記処理ユニット１４０は、前記座標値の差ε_ｌが零に近いか否かを判断する。

ステップＳ８：前記座標値の差ε_ｌが零に近いと、前記エミッタ１２０から発射するレーザーが前記工具本体１０に接触し始めるとともに、前記工具本体１０の回転過程で前記レーザーが全部前記工具本体１０に接触するため、前記工具本体１０の回転過程でオフセンターが発生しなかったことを意味し、即ち前記工具本体１０の回転過程であらゆる位置の軸線が重なり、続いてステップＳ１０を執行する。

ステップＳ９：前記座標値の差ε_ｌが零に近くないと、前記エミッタ１２０から発射するレーザーが前記工具本体１０に接触し始めるとともに、前記工具本体１０の回転過程で前記レーザーが全部前記工具本体１０に接触できないため、前記工具本体１０の回転過程でオフセンターが発生したことを意味し、即ち前記工具本体１０の回転過程であらゆる位置の軸線が重ならず、前記工具本体検出を終了し、操作者は、スタートストップして調整しなければならない。

ステップＳ１０：図２に示すＺ軸方向に沿って、前記プリント回路基板用転削工具１の主軸を続いて下へ所定距離ｍほど移動させる。前記所定距離ｍは、前記工具本体１０の高さより小さい。

ステップＳ１１：前記プリント回路基板用転削工具１の主軸の移動を停止して、前記処理ユニット１４０は前記工具本体１０の位置を計算してから第三位置ｃと記録し、前記第三位置ｃを前記記憶ユニット１４２に記憶する。この時、前記工具本体１０の回転過程でオフセンターが発生しなかったので、前記エミッタ１２０から発射するレーザーは前記工具本体１０の中心位置に接触し、即ち前記工具本体１０の軸線位置に接触する。

ステップＳ１２：図２に示すＹ軸方向に沿って、前記プリント回路基板用転削工具１の主軸をだんだん前へ移動させる。

ステップＳ１３：前記処理ユニット１４０は、前記受信機１２２が前記エミッタ１２０から発射するレーザーを受信したか否かを判断する。もし前記受信機１２２が前記エミッタ１２０から発射するレーザーを受信しなかったら、即ち前記受信機１２２が受信したレーザーの周波数が零であると、前記プリント回路基板用転削工具１の主軸はＹ軸方向に沿って続いて前へ移動し、もし前記受信機１２２が前記エミッタ１２０から発射するレーザーを受信したら、即ち前記受信機１２２が受信したレーザーの周波数が零ではないと、ステップＳ１４を執行する。

ステップＳ１４：前記処理ユニット１４０は、前記受信機１２２が前記レーザーを受信し始める時の前記工具本体１０の位置を計算し、即ち前記受信機１２２が受信したレーザーの周波数が零ではない瞬間、前記工具本体１０の位置を第四位置ｄと記録し、前記第四位置ｄを前記記憶ユニット１４２に記憶する。

ステップＳ１５：前記処理ユニット１４０は、Ｙ軸方向における前記第三位置ｃの座標値と前記第四位置ｄの座標値の差ｒを計算する。この時、前記工具本体１０の回転過程でオフセンターが発生しなかったので、前記工具本体１０が前記第三位置ｃに位置する時、前記エミッタ１２０から発射するレーザーは前記工具本体１０の軸線位置に接触し、前記工具本体１０が前記第四位置ｄに位置する時、前記エミッタ１２０から発射するレーザーは前記工具本体１０の辺縁を接触し始めるため、前記座標値の差ｒは前記工具本体１０の半径を代表し、従って前記工具本体１０の直径は２ｒである。

ステップＳ１６：前記処理ユニット１４０は、前記プリント回路基板用転削工具１に設定した前記工具本体１０の直径が２ｒであるか否かを判断する。

ステップＳ１７：もし前記プリント回路基板用転削工具１に設定した前記工具本体１０の直径が２ｒであると、正確な工具本体を選択したことを意味し、工具本体検出を終了する。

ステップＳ１８：もし前記プリント回路基板用転削工具１に設定した前記工具本体１０の直径が２ｒではないと、違う工具本体を選択したことを意味し、工具本体検出を終了し、操作者は、スタートストップして工具本体を取り換えなければならない。

前記ステップＳ１２において、図２に示すＹ軸方向に沿って、前記プリント回路基板用転削工具１の主軸を続いて後へ移動させてもよく、もし前記受信機１２２が前記レーザーを受信しなかったら、前記プリント回路基板用転削工具１の主軸を続いて後へ移動し、もし前記受信機１２２が前記レーザーを受信したら、ステップＳ１４を執行する。

前記工具本体検出システム及び前記工具本体検出方法によって、前記工具本体１０にオフセンターが発生したか否かを判断するとともに、前記工具本体１０の直径を測量するが、前記工具本体検出システム及び前記工具本体検出方法によって前記工具本体１０にオフセンターが発生したか否かだけを判断するか、又は前記工具本体１０の直径だけを測量することもできる。なお、前記工具本体検出システム及び前記工具本体検出方法は、プリント回路基板用転削工具（例えばドリル）１の工具本体１０に適用するが、他の数値制御工作機械に装着された転削工具の工具本体にも適用できる。

前記工具本体検出システム及び前記工具本体検出方法において、前記エミッタ１２０から前記工具本体１０にレーザーを発射し、且つ前記処理ユニット１４０を通して前記受信機１２２が受信する前記レーザーの周波数を演算するとともに、前記工具本体１０の位置を演算することにより、前記工具本体１０は加工過程でオフセンターが発生したか否か及び前記工具本体１０の直径の誤差が存在するか否かを早く検出することができ、従って加工時間を節約して、加工効率を高める。

以上本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種種変更可能であることは勿論であって、本発明の保護範囲は、以下の特許請求の範囲から決まる。

１プリント回路基板用転削工具
１０工具本体
１２レーザーセンサー
１４コントローラー
１６凹部
１２０エミッタ
１２２受信機
１４０処理ユニット
１４２記憶ユニット

Claims

数値制御工作機械に装着された転削工具の工具本体を検出することに用いられ、
第一周波数でレーザーを発射するエミッタ及び該エミッタからのレーザーを受信する受信機を備えるレーザーセンサーと、
前記工具本体が前記エミッタと前記受信機との間で上下移動している時、前記受信機が受信したレーザーの周波数を判断し、且つ前記受信機が受信したレーザーの周波数が前記第一周波数より小さい瞬間の前記工具本体の位置を第一位置として記録し、前記受信機が受信したレーザーの周波数が零である瞬間の前記工具本体の位置を第二位置として記録し、前記工具本体の第一位置及び第二位置の座標値の差に基づいて、前記工具本体にオフセンターが発生したか否かを判断するコントローラーと、
を備えることを特徴とする転削工具の工具本体検出システム。
前記コントローラーは、前記工具本体が水平移動している時、前記エミッタと前記受信機の連結線の中点に位置する前記工具本体の位置を第三位置として記録し、前記受信機が受信したレーザーの周波数が零ではない瞬間の前記工具本体の位置を第四位置として記録し、且つ前記工具本体の第三位置及び第四位置の座標値の差に基づいて、前記工具本体の直径を測量することを特徴とする請求項１に記載の転削工具の工具本体検出システム。
前記数値制御工作機械に装着された転削工具はプリント回路基板用ドリルであることを特徴とする請求項１又は２に記載の転削工具の工具本体検出システム。
数値制御工作機械に装着された転削工具の工具本体を検出することに用いられ、
第一周波数でレーザーを発射するエミッタ及び該エミッタからのレーザーを受信する受信機を備えるレーザーセンサーと、
前記工具本体が前記エミッタと前記受信機との間で水平移動している時、前記受信機が受信したレーザーの周波数を判断し、且つ前記エミッタと前記受信機の連結線の中点に位置する前記工具本体の位置をｃとして記録し、前記受信機が受信したレーザーの周波数が零ではない瞬間の前記工具本体の位置をｄとして記録し、前記工具本体の位置ｃ及び位置ｄの座標値の差に基づいて、前記工具本体の直径を測量するコントローラーと、
を備えることを特徴とする転削工具の工具本体検出システム。
数値制御工作機械に装着された転削工具の主軸を移動して、前記数値制御工作機械に装着された転削工具の工具本体をエミッタ及び受信機からなるレーザーセンサーの上方に移動し、且つ数値制御工作機械に装着された転削工具の主軸の回転速度が所定の速度に達するように制御するステップと、
コントローラーを通して前記レーザーセンサーをスターティングして、前記エミッタが第一周波数でレーザーを発射するステップと、
前記数値制御工作機械に装着された転削工具の主軸を下へだんだん移動させるとともに、前記コントローラーは、前記受信機が受信する前記レーザーの周波数を演算し且つ該周波数が前記第一周波数より小さい瞬間の前記工具本体の位置を第一位置として記録するステップと、
前記数値制御工作機械に装着された転削工具の主軸を続いて下へ移動させるとともに、前記コントローラーは、続いて前記受信機が受信する前記レーザーの周波数を演算し且つ該周波数が零である瞬間の前記工具本体の位置を第二位置として記録するステップと、
前記コントローラーが垂直方向における第一位置及び第二位置の座標値の差ε_ｌを計算するステップと、
前記コントローラーは、前記座標値の差ε_ｌが零に近いか否かを判断して、もし前記座標値の差ε_ｌが零に近くないと、前記工具本体にオフセンターが発生したと判断して検出を終了するステップと、
もし前記座標値の差ε_ｌが零に近いと、前記コントローラーは前記工具本体にオフセンターが発生しなかったと判断するステップと、
を備えることを特徴とする転削工具の工具本体検出方法。
前記数値制御工作機械に装着された転削工具の主軸を続いて下へ所定距離ほど移動させるステップと、
前記数値制御工作機械に装着された転削工具の主軸の移動を停止して、前記コントローラーはこの時の前記工具本体の位置を第三位置として記録するステップと、
前記数値制御工作機械に装着された転削工具の主軸を水平方向に沿ってだんだん前へ又は後へ移動させるとともに、前記コントローラーは前記受信機が受信する前記レーザーの周波数が零であるか否かを判断し、もし前記受信機が受信する前記レーザーの周波数が零であると、前記数値制御工作機械に装着された転削工具の主軸を水平方向に沿って続いて前へ又は後へ移動させるステップと、
もし前記受信機が受信する前記レーザーの周波数が零ではないと、前記コントローラーはこの時の前記工具本体の位置を第四位置として記録するステップと、
前記コントローラーは、水平方向における前記第三位置及び前記第四位置の座標値の差ｒを計算するステップと、
をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の転削工具の工具本体検出方法。
数値制御工作機械に装着された転削工具の主軸を移動して、前記数値制御工作機械に装着された転削工具の工具本体をレーザーセンサーのエミッタと受信機の連結線の中点に移動し、且つ前記数値制御工作機械に装着された転削工具の主軸の回転速度を所定の速度に達するように制御するステップと、
コントローラーを通して前記レーザーセンサーをスターティングして、前記エミッタが第一周波数でレーザーを発射するステップと、
前記コントローラーは、この時の前記工具本体の位置をｃとして記録するステップと、
水平方向に沿って前記数値制御工作機械に装着された転削工具の主軸をだんだん前へ又は後へ移動させるとともに、前記コントローラーは、前記受信機が受信する前記レーザーの周波数を演算し且つ該周波数が零であると、前記数値制御工作機械に装着された転削工具の主軸を続いて前へ又は後へ移動させるステップと、
前記受信機が受信する前記レーザーの周波数が零ではないと、前記コントローラーはこの時の前記工具本体の位置をｄとして記録するステップと、
前記コントローラーは水平方向における前記位置ｃ及び前記位置ｄの座標値の差ｒを計算するステップと、
を備えることを特徴とする転削工具の工具本体検出方法。
前記コントローラーは、前記数値制御工作機械に装着された転削工具に設定した前記工具本体の直径が２ｒであるか否かを判断して、もし前記工具本体の直径が２ｒであると、正確な工具本体を選択したことを意味し、もし前記工具本体の直径が２ｒではないと、違う工具本体を選択したことを意味するステップをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の工具本体検出方法。