JP2015104798A - 加工装置及び加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加工動作を行うためにボールねじを用いて移動体を駆動する加工装置及び加工方法において、加工途中での駆動機構の発熱状況を監視し、駆動機構の発熱による、駆動機構の熱膨張による加工精度の低下、潤滑剤の劣化、駆動機構の破損等を防ぐ加工装置及び加工方法を提供する。【解決手段】移動体１の特定方向の累積移動量を検出するための累積移動量検出手段７と、累積加工時間を検出するための累積加工時間検出手段６と、前記累積移動量検出手段７で所定の移動量を検出したら、前記累積加工時間検出手段６で検出した累積加工時間が所定時間以内にあるかどうかを判定する判定手段８を備えるようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、加工動作を行うためにボールねじを用いて移動体を駆動する加工装置及び加工方法に関するものである。

ドリルを用いてプリント基板に穴明けを行う装置においては、プリント基板を載置するテーブルをドリルに対し相対的に移動させたり、ドリルを回転させるスピンドルが取付けられた基台をプリント基板に対し相対的に移動させたりして、プリント基板の所望の位置に穴明けを行うようになっている。
上記テーブルや基台の如き移動体をボールねじを用いて駆動するものにおいては、ボールねじのスクリュー部とナット部との摩擦による発熱が原因で、これら駆動機構の熱膨張による加工精度の低下、潤滑剤の劣化、駆動機構の破損等の問題がある。

従来、特許文献１〜３に開示されるように、テーブルの累積移動量を把握し、それが所定の値になった時点で、駆動機構の劣化時点、メンテナンス時期として検出するものがあるが、加工途中での駆動機構の発熱の問題は考慮されていない。

特開2000-107977号公報 特開2003-271213号公報 特開2011-53860号公報

そこで、本発明は、加工動作を行うためにボールねじを用いて移動体を駆動する加工装置及び加工方法において、駆動機構の発熱による、駆動機構の熱膨張による加工精度の低下、潤滑剤の劣化、駆動機構の破損等を防ぐことを目的とするものである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の加工装置においては、加工動作を行うためにボールねじを用いて移動体を駆動する加工装置において、前記移動体の特定方向の累積移動量を検出するための累積移動量検出手段と、累積加工時間を検出するための累積加工時間検出手段と、前記累積移動量検出手段が所定の移動量を検出したら、前記累積加工時間検出手段で検出した累積加工時間が所定時間以内にあるかどうかを判定する判定手段とを有することを特徴とする。

また請求項２に記載の加工装置においては、加工動作を行うためにボールねじを用いて移動体を駆動する加工装置において、前記移動体の特定方向の累積移動量を検出するための累積移動量検出手段と、累積加工時間を検出するための累積加工時間検出手段と、前記累積移動量検出手段で所定の移動量を検出したら、当該所定の移動量と前記累積加工時間検出手段で検出した累積加工時間とに基づいて求めた平均移動速度が所定速度以内にあるかどうかを判定する手段とを有することを特徴とする。

また請求項３に記載の加工装置においては、請求項１あるいは２項に記載の加工装置において、前記移動体はドリルで穴明けを行うべきプリント基板が載置されるテーブルであることを特徴とする。

また請求項４に記載の加工装置においては、請求項１あるいは２項に記載の加工装置において、前記移動体はドリルが装着されたスピンドルが取付けられた基台であることを特徴とする。

また請求項５に記載の加工装置においては、請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の加工装置において、前記判定手段が肯定の判定をしたら加工動作を停止させることを特徴とする。

また請求項６に記載の加工方法においては、ボールねじを用いて移動体を駆動して加工を行う加工方法において、前記移動体の特定方向の累積移動量を検出するための累積移動量検出ステップと、累積加工時間を検出する累積加工時間検出ステップと、前記累積移動量検出ステップで所定の移動量を検出したら、前記累積加工時間検出ステップで検出した累積加工時間が所定時間以内にあるかどうかを判定する判定ステップとを有することを特徴とする。

また請求項７に記載の加工方法においては、ボールねじを用いて移動体を駆動して加工を行う加工方法において、前記移動体の特定方向の累積移動量を検出するための累積移動量検出ステップと、累積加工時間を検出する累積加工時間検出ステップと、前記累積移動量検出ステップで所定の移動量を検出したら、当該所定の移動量と前記累積加工時間検出手段で検出した累積加工時間とに基づいて求めた平均移動速度が所定速度以内にあるかどうかを判定する判定ステップとを有することを特徴とする。

また請求項８に記載の加工方法においては、請求項６あるいは７項に記載の加工方法において、前記移動体はドリルで穴明けを行うべきプリント基板が載置されるテーブルであることを特徴とする。

また請求項９に記載の加工方法においては、請求項６あるいは７項に記載の加工方法において、前記移動体はドリルが装着されたスピンドルが取付けられた基台であることを特徴とする。

また請求項１０に記載の加工方法においては、請求項６から９のうちのいずれか１項に記載の加工方法において、前記判定ステップで肯定の判定をしたら加工動作を停止させることを特徴とする。

本発明によれば、ボールねじを用いて移動体を駆動する加工装置及び加工方法において、駆動機構の発熱による、駆動機構の熱膨張による加工精度の低下、潤滑剤の劣化、駆動機構の破損等の問題を防ぐことができる。

本発明の一実施例を説明するためのブロック図である。 図１における制御部の動作フローである。

以下、本発明の一実施例について説明する。

図１は、本発明の一実施例を説明するためのブロック図である。図１において、１は図示していないプリント基板を載置するテーブル、２はプリント基板に穴を明けるためのドリル、３はドリル２を装着して回転させるスピンドル、４はテーブル１をＸ軸方向に移動させるためのテーブル駆動部、５はテーブル駆動部４、スピンドル３が取付けられた基台をＹ軸方向に移動させるＹ軸駆動部、スピンドル３をＺ軸方向（上下方向）に移動させるＺ軸駆動部、スピンドル３を回転させる回転駆動部等を含めた装置全体の動作を制御するものである。

制御部５には、テーブル1のＸ軸方向の累積移動量を検出するための累積移動量検出手段６、累積加工時間を検出するための累積加工時間検出手段７及び判定手段８が設けられる。累積移動量検出手段７は、テーブル１をＸ軸方向に一定距離だけ移動させる毎にテーブル駆動部４から発生する信号をカウントするカウンタで構成されるが、テーブル1が一定距離だけ移動する毎にテーブル1側に設けた検出器が発生するフィードバック信号をカウントするものであっても良い。累積加工時間検出手段６は、一定周期の信号をカウントするカウンタで構成される。判定手段８は、累積移動量検出手段６で検出した累積移動量が所定の長さＡ以上になったら、累積加工時間検出手段７で検出した累積加工時間が所定の時間Ｔ内にあるかどうかを判定するものである。制御部５は、判定手段８が所定の時間Ｔ内にあると判定すると、加工動作を停止させるとともにオペレータに警報を発する。また制御部は、判定手段８が所定の時間Ｔ内にないと判定すると、累積移動量検出手段６と累積加工時間検出手段７をリセットする。

図２は、図１における制御部５の動作フローである。図２において、加工を開始させるステップ１１の後、累積移動量検出手段６と累積加工時間検出手段７の動作を開始させるステップ１２がある。次に累積移動量検出手段６の累積移動量が所定の長さＡ以上になったかどうかを判定するステップ１３があり、ここでＮＯならばステップ１３を繰り返す。ここでＹＥＳならば、次に累積加工時間検出手段７で検出した累積加工時間が所定の時間Ｔ内にあるかどうかを判定するステップ１４があり、ここでＹＥＳならば、加工動作を停止させるとともにオペレータに警報を発するステップ１５がある。ステップ１４でＮＯならば、累積移動量検出手段６と累積加工時間検出手段７をリセットし、上記ステップ１２に戻るステップ１６がある。

以上の実施例によれば、Ｘ軸の累積移動量が所定の長さＡ以上になる毎に、それにかかった時間をとらえている。こうすることで、短時間に長距離を移動させたかどうかを判定し、発熱の状況を監視することができる。
すなわち、短時間で大きな移動をさせると発熱が大きくなる。そこで、所定時間Ｔを境界にして、それよりも短時間でテーブル1の累積移動量が所定の長さＡ以上になったならば、駆動機構に許容できない発熱があるものと見做し、加工を停止させるようにした。
これにより、駆動機構の発熱による、駆動機構の熱膨張による加工精度の低下、潤滑剤の劣化、駆動機構の破損等の問題を防ぐことができる。

以上の実施例では、移動体がプリント基板が載置されるテーブルで、これをＸ軸方向へ移動させる場合の例であるが、ドリルを回転させるスピンドルが取付けられた基台をＹ軸方向に移動させる場合等、他の移動体、他の軸方向の移動にも適用できることは明らかである。

また以上の実施例では、判定手段８が所定の時間Ｔ内にあると判定すると、加工動作を停止させるとともにオペレータに警報を発するようになっているが、どちらか一方、すなわち加工動作を停止させるだけとしたり、オペレータに警報を発してオペレータに加工動作を停止させるための操作を促しても良い。

また以上の実施例においては、判定手段８は、累積移動量が所定の長さＡになった時点で累積加工時間が所定の時間Ｔ内にあるかどうかを判定しているが、この代わりに、累積移動量検出手段６で検出した累積移動量Ａをその時の累積加工時間検出手段６で検出した累積加工時間で割って平均移動速度を算出し、それが所定の速度以内にあるかどうかを判定するようにしても良い。
短時間で大きな移動をさせると発熱が大きくなる、ということは、平均移動速度が大きくなると発熱が大きくなる、ということでもある。従って、上記のようにすることで、平均移動速度が想定内よりも大きかった場合に、駆動機構に許容できない発熱があるものと見做し、加工を停止させることができる。

１：テーブル
２：ドリル
３：スピンドル
４：テーブル駆動部
５：制御部
６：累積移動量検出手段
７：累積加工時間検出手段
８：判定手段

図１は、本発明の一実施例を説明するためのブロック図である。図１において、１は図示していないプリント基板を載置するテーブル、２はプリント基板に穴を明けるためのドリル、３はドリル２を装着して回転させるスピンドル、４はテーブル１をＸ軸方向に移動させるためのテーブル駆動部である。テーブル駆動部４はボールねじを用いてテーブル１を駆動するものである。５はテーブル駆動部４、スピンドル３が取付けられた基台をＸ軸方向と直角なＹ軸方向に移動させるＹ軸駆動部、スピンドル３をＺ軸方向（上下方向）に移動させるＺ軸駆動部、スピンドル３を回転させる回転駆動部等を含めた装置全体の動作を制御するものである。

以上の実施例では、ボールねじを用いて駆動する移動体をプリント基板が載置されるテーブル１とし、これをＸ軸方向へ移動させる場合の例であるが、本発明はドリルを回転させるスピンドルが取付けられた基台をＹ軸方向に移動させる場合等、他の移動体、他の軸方向の移動にも適用できることは明らかである。

Claims (10)

1. 加工動作を行うためにボールねじを用いて移動体を駆動する加工装置において、前記移動体の特定方向の累積移動量を検出するための累積移動量検出手段と、累積加工時間を検出するための累積加工時間検出手段と、前記累積移動量検出手段が所定の移動量を検出したら、前記累積加工時間検出手段で検出した累積加工時間が所定時間以内にあるかどうかを判定する判定手段とを有することを特徴とする加工装置。
2. 加工動作を行うためにボールねじを用いて移動体を駆動する加工装置において、前記移動体の特定方向の累積移動量を検出するための累積移動量検出手段と、累積加工時間を検出するための累積加工時間検出手段と、前記累積移動量検出手段で所定の移動量を検出したら、当該所定の移動量と前記累積加工時間検出手段で検出した累積加工時間とに基づいて求めた平均移動速度が所定速度以内にあるかどうかを判定する判定手段とを有することを特徴とする加工装置。
3. 請求項１あるいは２項に記載の加工装置において、前記移動体はドリルで穴明けを行うべきプリント基板が載置されるテーブルであることを特徴とする加工装置。
4. 請求項１あるいは２項に記載の加工装置において、前記移動体はドリルが装着されたスピンドルが取付けられた基台であることを特徴とする加工装置。
5. 請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の加工装置において、前記判定手段が肯定の判定をしたら加工動作を停止させることを特徴とする加工装置。
6. ボールねじを用いて移動体を駆動して加工を行う加工方法において、前記移動体の特定方向の累積移動量を検出するための累積移動量検出ステップと、累積加工時間を検出する累積加工時間検出ステップと、前記累積移動量検出ステップで所定の移動量を検出したら、前記累積加工時間検出ステップで検出した累積加工時間が所定時間以内にあるかどうかを判定する判定ステップとを有することを特徴とする加工方法。
7. ボールねじを用いて移動体を駆動して加工を行う加工方法において、前記移動体の特定方向の累積移動量を検出するための累積移動量検出ステップと、累積加工時間を検出する累積加工時間検出ステップと、前記累積移動量検出ステップで所定の移動量を検出したら、当該所定の移動量と前記累積加工時間検出手段で検出した累積加工時間とに基づいて求めた平均移動速度が所定速度以内にあるかどうかを判定する判定ステップとを有することを特徴とする加工方法。
8. 請求項６あるいは７項に記載の加工方法において、前記移動体はドリルで穴明けを行うべきプリント基板が載置されるテーブルであることを特徴とする加工方法。
9. 請求項６あるいは７項に記載の加工方法において、前記移動体はドリルが装着されたスピンドルが取付けられた基台であることを特徴とする加工方法。
10. 請求項６から９のうちのいずれか１項に記載の加工方法において、前記判定ステップで肯定の判定をしたら加工動作を停止させることを特徴とする加工方法。