JP2712628B2 - ドリル穴明け機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はドリル穴明け機、特に、プリント基板の穴明
け加工に用いられる数値制御装置付のドリル穴明け機に
関する。

〔従来の技術〕

従来のドリル穴明け機は、３軸制御の機械を例にとる
と、まず、X,Y軸で位置決めを行ない、次にＺ軸で穴明
けを行なう。一連の基板の加工は、工具の移動軌跡を指
令するNCプログラムにより行なっていた。

近年、プリント基板の多層化に伴ない貫通穴の他に止
り穴加工が要求されるようになってきた。

止り穴加工では、プリント基板の上面から穴底までの
深さを均一にするために高い加工精度が必要である。

ところが、プリント基板の上面が全くの平面でないた
めに、NCプログラムで指令される一定値の指令では精度
がでないので、基板上面の位置を検出し、検出した位置
から指定された穴底深さまでの移動量を算出して、穴明
け加工をする。

従来のドリル穴明け機について図面を参照して詳細に
説明する。

第２図は従来の一例を示すブロック図である。

第２図に示すドリル穴明け機は、補間分配制御部100
が、分配指令発生部101において、移動指令１を各軸の
分配指令２に分解し、ディジタルサーボ部200へ送り出
す。

この時、分配指令発生部101では、分配指令２を各軸
毎に累積し、指令位置として記憶する。

ディジタルサーボ部200では、各軸の分配指令２に応
じて駆動指令３を駆動部300へ出力する。

駆動部300では、駆動指令３により駆動系を動作させ
る。

この時、サーボ系の実際の動きは、各軸の分配指令２
より遅れて追従し、この遅れ誤差を、遅れ誤差記憶レジ
スタ201に記憶する。

上記記憶部400は、Ｚ軸のドリルの刃先が基板の上面
に接触した時、検出信号４を分配指令発部101に出力す
る。

分配指令発生部101では、検出信号４を入力した時点
までの分配指令２を累積した指令位置を基板上面の位置
とし、検出した指令位置と穴深さ指令５を用いて次の分
配指令２を算出し、算出結果をディジタルサーボ部200
へ出力して所望の穴底深さまでの穴明けを行なう。

次に、基板の上面検出の様子を説明する。

第３図は移動指令とサーボモータの応答波形を示すグ
ラフである。

穴明け加工を行なうＺ軸の移動指令１があるとする。
その時のＺ軸のドリル刃先の実際の動き10は、移動指令
１に比べで遅れたものになっている。

Ｚ軸のドリルの刃先が基板の上面であるＡ点に接触し
たとき、上面検出部400は検出信号４を分配指令発生部1
01に出力する。

この時、分配指令発生部101は、Ｚ軸の分配指令２を
累積した指令位置を基板上面の位置として検出するが、
その位置は、実際の位置よりサーボ系の遅れεだけ進ん
だ指令位置Ps点となっている。

一般に、サーボ系のシステムゲインをKs（1/sec）と
すると、サーボ系の遅れ誤差ε（mm）は、 ε＝F/Ks F:指令送り速度（mm/sec） で求められる。

サーボ系の遅れ誤差εは、高速で穴明けを行なう場合
に、速度に比例して大きくなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のドリル穴明け機は、止り穴加工を行な
う場合に、検出信号を入力した時の指令位置Ps点のサー
ボ系の遅れ誤差εが考慮されていないので、ドリルの穴
明け加工を行なう速度を大きくすると、加工精度が低下
するという欠点があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のドリル穴明け機は、 （Ａ）工具の移動軌跡を指令するNCプログラムに従って
生成される移動指令を各軸の分配指令に分解する補間分
配制御部、 （Ｂ）穴明け速度に比例して大きくなるサーボ系の遅れ
誤差の計測値を記憶する遅れ誤差記憶レジスタ、 （Ｃ）前記分配指令にもとづき、前記遅れ誤差記憶レジ
スタの値によって駆動指令を出力するディジタルサーボ
部、 （Ｄ）前記駆動指令により駆動系を動作させる駆動部、 （Ｅ）ドリルの先端が基板上面に接触した時の指令位置
を検出し、その結果を現在実行中のプログラムに反映さ
せるための検出信号を出力する基板上面検出部、 （Ｆ）サーボ系の遅れ誤差を読み出し、指令位置から遅
れ誤差を補正して基板上面の位置を求める遅れ誤差補正
処理部、 （Ｇ）補正された基板上面の位置からの穴底深さを指令
する分配指令発生部、 とを含んで構成される。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

第１図に示すドリル穴明け機は、 （Ａ）工具の移動軌跡を指令するNCプログラムに従って
生成される移動指令１を各軸の分配指令２に分解する補
間分配制御部100、 （Ｂ）サーボ系の遅れ誤差を記憶する遅れ誤差記憶レジ
スタ201、 （Ｃ）分配指令２にもとづき、遅れ誤差記憶レジスタ20
1の値によって駆動指令３を出力するディジタルサーボ
部200、 （Ｄ）駆動指令３により駆動系を動作させる駆動部30
0、 （Ｅ）ドリルの先端が基板上面に接触した時の指令位置
を検出し、検出信号４を出力する基板上面検出部400、 （Ｆ）サーボ系の遅れ遅れ誤差６を読み出し、指令位置
から遅れ誤差６を補正して基板上面の位置を求める遅れ
誤差補正処理部500、 （Ｇ）補正された基板上面の位置からの穴底深さを指令
する分配指令発生部101、 とを含んで構成される。

移動指令１は、NCプログラムによって生成される。

補間分配制御部100は、分配指令発生部101において移
動指令１を各軸の分配指令２に分解し、ディジタルサー
ボ部200へ送り出す。

この時、分配指令発生部101では分配指令２を各軸毎
に累積し、指令位置として記憶する。

ディジタルサーボ部200では、各軸の分配指令２に応
じて駆動指令３を駆動部300へ出力する。

駆動部300では、駆動指令３により駆動系を動作させ
る。

この時、サーボ系の実際の動きは、各軸の分配指令２
より遅れて追従し、この遅れ誤差を遅れ誤差記憶レジス
タ201に記憶する。

上面検出部400は、Ｚ軸のドリルの刃先が基板の上面
に接触した時、検出信号４を分配指令発生部101に出力
する。

分配指令発生部101は、検出信号４により、分配指令
２を累積した指令位置を遅れ誤差補正処理部500へ出力
する。

遅れ誤差補正処理部500では、遅れ誤差記憶レジスタ2
01からサーボ系の遅れ誤差εを読み出し、分配指令発生
部101から出力された指令位置を遅れ誤差だけ補正す
る。すなわち、 上面位置＝分配指令発生部101から出力された指令位
置−遅れ誤差ε これにより、速度が大きくなるにつれて増大する遅れ
誤差の影響を取り除くことができ、正確な基板上面位置
を検出できる。

分配指令発生部101では、補正された上面位置を、遅
れ誤差補正処理部500から読み込み、い指定された穴底
深さ指令５を用いて次の分配指令２を算出し、算出結果
をディジタルサーボ部200へ出力して、所望の穴深さま
での穴明けを行なう。

〔発明の効果〕

本発明のドリル穴明け機は、加工精度を向上できると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
従来の一例を示すブロック図、第３図は移動指令とサー
ボモータの応答波形を示すグラフである。 １……移動指令、２……分配指令、３……駆動指令、４
……検出信号、５……穴底深さ指令、６……サーボ系遅
れ誤差、７……指令位置、８……補正された上面位置、
10……ドリル刃先の動き、100……補間分配制御部、101
……分配指令発生部、200……ディジタルサーボ部、201
……遅れ誤差記憶レジスタ、300……駆動部、400……基
板上面検出部、500……遅れ誤差補正処理部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）工具の移動軌跡を指令するNCプログ
   ラムに従って生成される移動指令を各軸の分配指令に分
   解する補間分配制御部、 （Ｂ）穴明け速度に比例して大きくなるサーボ系の遅れ
   誤差の計測値を記憶する遅れ誤差記憶レジスタ、 （Ｃ）前記分配指令にもとづき、前記遅れ誤差記憶レジ
   スタの値によって駆動指令を出力するディジタルダーボ
   部、 （Ｄ）前記駆動指令により駆動系を動作させる駆動部、 （Ｅ）ドリルの先端が基板上面に接触した時の指令位置
   を検出し、その結果を現在実行中のプログラムに反映さ
   せるための検出信号を出力する基板上面検出部、 （Ｆ）サーボ系の遅れ誤差を読み出し、指令位置から遅
   れ誤差を補正して基板上面の位置を求める遅れ誤差補正
   処理部、 （Ｇ）補正された基板上面の位置から穴底深さを指令す
   る分配指令発生部、 とを含むことを特徴とするドリル穴明け機。