JP4136784B2 - Processing method and processing apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予め定める時間が経過する毎に制御対象の現在位置を検出し、指令位置と現在位置との偏差に係数を乗算した速度を指令速度として制御対象を一軸方向に往復移動させる加工方法および加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4は従来のプリント基板加工機の正面図であり、図5は平面図である。
【0003】
図4において、プリント基板加工機1のテーブル2はベース3上を紙面に垂直な前後(X軸)方向に移動自在である。クロスガイド4は、ベース3に固定されたコラム5上を図の左右(Y軸)方向に移動自在である。ドリル6を回転自在に支持するスピンドル7は、クロスガイド4上を図の上下(Z軸)方向に移動自在である。図示のプリント基板加工機1は、6個のスピンドル7を備えている。プリント基板8はテーブル2に載置されている。
【0004】
そして、テーブル2とクロスガイド4をそれぞれ移動させることによりドリル6の軸線を加工位置に位置決めし、ドリル6を下降させてプリント基板8に穴を加工する。また、ドリル6を次の加工位置に移動させるときには、ドリル6を待機位置(先端がプリント基板8の表面から2mm程度上方の位置)に位置決めすることにより、いわゆるエアカット時間を短縮するようにしている。
【0005】
図6は、従来のスピンドル7(すなわちドリル6)の制御ブロック線図であり、位置フィードバック制御によりドリル6を駆動する場合である。
【0006】
同図において、減算器20の入力側は、目標とする位置の座標(以下、「目標値」という。)を出力する図示を省略する司令部および図示を省略するスピンドル7の位置検出器25の出力側に接続され、出力側は乗算器21の入力側に接続されている。乗算器21の出力側はアンプ22の入力側に接続されている。アンプ22の出力側はモータ23に接続されている。制御対象24はモータ23に接続されている。
【0007】
そして、指令された目標値pと位置検出器25の出力gすなわち現在の座標との偏差jを求め、偏差jに係数(位置ループゲイン)kを乗算して指令速度vpとし、アンプ22を介してモータ23を駆動する。この結果、制御対象24は、偏差jに応じた速度で移動する。
【0008】
位置フィードバック制御を用いてドリル6の移動を制御すると、ドリル6先端の位置を正確に位置決めできるので、例えば、プリント基板8に貫通穴を加工する場合、加工する穴の深さを必要最小限の長さにすることができる。
【0009】
しかし、よく知られているように、位置フィードバック制御では目標値の近傍で移動速度が低下するため、加工時間を短縮するのに限界があり、加工能率を向上させることができない。
【0010】
ところで、プリント基板8に穴明け加工をする場合、貫通穴の加工が多く、しかも1本のドリル6で多数の穴を加工する場合がほとんどである。すなわち、ドリル6が移動する移動ストロークはほとんど変わらず、また、先端が加工深さに到達したときのドリル6の応答位置とそのときの目標値との偏差(このときの偏差をj0という。)はほぼ同じになる。
【0011】
そこで、プリント基板加工機1では、設計上の加工深さに偏差j0を加えた位置をプログラム上の加工深さとし、目標値がプログラム上の加工深さに一致するとドリル6の現在座標に関わらず、直ちにドリル6をプリント基板8から引き抜くようにしている。
【0012】
図7は、このような位置フィードバック制御を行う場合の目標値pと応答位置gの関係を示す図であり、点線は係数kの値が大きい場合、一点差線は係数kの値が小さい場合である。同図から明らかなように、係数kの値が大きい場合、小さい場合に比べて目標値pに対する応答位置gの追従性に優れるので加工能率を向上させることができると共に、加工精度の信頼性を向上させることができる。そこで、従来は、係数kの値を大きい値に設定していた。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
近年、電子部品の実装密度が高くなってきており、これに伴って、加工する穴と穴の間隔が小さくなり、ドリル6が待機位置に留まる時間は短くなっている。
【0014】
図8は、従来のドリル6の移動に伴うテーブル2の振動を示す図である。
【0015】
同図に示すように、目標値pの方向が変化する時、すなわちドリル6を加工終了端から待機位置に戻す際、およびドリル6を待機位置から加工を開始する際、図5に矢印Mで示すように、ベース1に回転運動が発生するため、テーブル2が指令位置(加工位置)に対して振動する。
【0016】
ここで、係数kの値を大きくする(移動速度を速くする)と、加速度が大きくなるので、テーブル2に発生する振動は大きくなる。
【0017】
ドリル6を待機位置から移動させる際に発生したテーブル2の振動が減衰しない場合、ドリル6先端のプリント基板8に対する位置が変化するため、加工精度を維持することが困難であった。
【0018】
本発明の目的は、加工速度をほとんど低下させることなく、加工精度向上させることができる加工方法及び加工装置を提供するにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第一の手段は、予め設定した時間が経過する毎に、その時点におけるドリルの位置を応答位置として検出し、指令位置と最新の応答位置との偏差に係数を乗算して指令速度とし、この指令速度によりドリルを一軸方向に往復移動させる加工方法において、前記係数が、前記ドリルを予め定める方向に移動させるときに使用する第1の係数と、前記以外の方向に移動させるときに使用する前記第1の係数より値が小さい第2の係数とからなり、前記ドリルを予め定める方向に移動させる場合は前記第1の係数により、その他の場合は前記第2の係数により前記指令速度を演算し、前記第2の係数を適用する前記ドリルの移動方向が加工対象から抜け出す方向、かつ移動範囲に前記ドリルの待機位置が含まれることを特徴とする。
【0021】
【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。
【0022】
図1は、本発明に係るドリル6の制御ブロック線図であり、図6と同じものまたは同一機能のものは同一符号を付して説明を省略する。
【0023】
同図において、判定器30は、減算器20と並列に接続され、切り換え器31を制御する。切り換え器31の端子cは減算器20の出力側に接続され、端子aは乗算器21の入力側に、端子bは乗算器32の入力側に、それぞれ接続されている。乗算器21の係数k1の値は乗算器32の係数k2の値よりも大きい。乗算器21と乗算器32の出力側はそれぞれアンプ22の入力側に接続されている。なお、Z座標は加工位置が0であり、上方が+側である。
【0024】
次に、本発明の動作を説明する。
【0025】
図2は、判定器30の動作を示すフローチャートである。判定器30は、予め定める期間ごとに、指令された目標値pの値を記憶すると共に、今回の目標値pnと、前回の目標値pn-1とを比較し(手順S10)、(pn−pn-1)の値が正または0である場合は手順S20の処理を行い、その他の場合は手順S30の処理を行う。
【0026】
手順S20では、目標値pnの方向がドリル6を下降させる方向であるので、端子cと端子aとを接続する。一方、手順S30では、目標値pnの方向がドリル6を上昇させる方向であるので、端子cと端子bとを接続する。
【0027】
図3は、本発明におけるドリル6の移動に伴うテーブル2の指令位置に対する実際の位置を示す図である。
【0028】
同図に示すように、ドリル6が待機位置で方向転換する際の加速度の変化を小さくすることができるので、ドリル6が待機位置で方向転換することによって発生したテーブル2の振動は、ドリル6の先端がプリント基板の表面に到達するまでに減衰するので、穴の位置精度を向上させることができる。また、ドリルを下降させる際の係数kの値を大きくしているので、穴の深さ精度を向上させることができる。
【0029】
なお、ドリルが下降端(pn)で方向変換する際にテーブル2に振動が発生するが、加工が終了しているので、問題になることはない。また、ドリル6を上昇させる際の係数kを小さくする結果、目標値に対する追従精度は低下するが、低下する精度は数μm程度であるので、実用上問題になる(すなわち、ドリル6の先端がプリント基板8の表面と干渉する)ことはない。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ドリルが待機位置で方向転換する際の加速度の変化が小さくなり、ドリルが待機位置で方向転換することによって発生したテーブルの振動は、ドリルの先端がプリント基板の表面に到達するまでに減衰するので、穴の位置精度を向上させることができる。また、ドリルを下降させる際の係数kの値を大きくしているので、穴の深さ精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るドリル6の制御ブロック線図である。
【図2】判定器30の動作を示すフローチャートである。
【図3】本発明におけるドリル6の移動に伴うテーブル2の振動を示す図である。
【図4】従来のプリント基板加工機の正面図である。
【図5】従来のプリント基板加工機の平面図である。
【図6】従来のドリル6の制御ブロック線図である。
【図7】目標値pと応答位置gの関係を示す図である。
【図8】従来のドリル6の移動に伴うテーブル2の振動を示す図である。
【符号の説明】
21 乗算器
24 制御対象
30 判定器
31 切り換え器
32 乗算器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention detects a current position of a controlled object every time a predetermined time elapses, and uses a speed obtained by multiplying a deviation between the command position and the current position by a coefficient as a command speed to reciprocate the controlled object in a uniaxial direction. And a processing apparatus.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a front view of a conventional printed circuit board processing machine, and FIG. 5 is a plan view.
[0003]
In FIG. 4, the table 2 of the printed circuit board processing machine 1 is movable on the
[0004]
Then, by moving the table 2 and the cross guide 4 respectively, the axis of the
[0005]
FIG. 6 is a control block diagram of the conventional spindle 7 (that is, the drill 6), in which the
[0006]
In the figure, the input side of the
[0007]
Then, a deviation j between the commanded target value p and the output g of the
[0008]
If the movement of the
[0009]
However, as is well known, in position feedback control, the moving speed decreases in the vicinity of the target value, so there is a limit to shortening the machining time, and the machining efficiency cannot be improved.
[0010]
By the way, when drilling a printed
[0011]
Therefore, in the printed circuit board processing machine 1, the position obtained by adding the deviation j0 to the designed processing depth is set as the processing depth on the program, and the target value matches the processing depth on the program regardless of the current coordinates of the
[0012]
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the target value p and the response position g when such position feedback control is performed. The dotted line indicates a large value of the coefficient k, and the alternate long and short dashed line indicates a small value of the coefficient k. It is. As is clear from the figure, when the value of the coefficient k is large, the tracking efficiency of the response position g with respect to the target value p is superior to that when the coefficient k is small, so that the machining efficiency can be improved and the reliability of the machining accuracy is improved. Can be improved. Therefore, conventionally, the coefficient k is set to a large value.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, the mounting density of electronic components has increased, and accordingly, the interval between holes to be processed is reduced, and the time for the
[0014]
FIG. 8 is a diagram showing the vibration of the table 2 accompanying the movement of the
[0015]
As shown in FIG. 5, when the direction of the target value p changes, that is, when the
[0016]
Here, if the value of the coefficient k is increased (the moving speed is increased), the acceleration increases, and therefore the vibration generated in the table 2 increases.
[0017]
When the vibration of the table 2 generated when the
[0018]
An object of the present invention is to provide a processing method and a processing apparatus capable of improving the processing accuracy without substantially reducing the processing speed.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
To solve the above problems, first means of the present invention, whenever the elapsed time set in advance, and detects the position of the drill at that time as a response position, the deviation between the command position and the latest response position In the machining method in which the drill is reciprocated in one axis direction by the command speed by multiplying the coefficient, the coefficient is a first coefficient used when the drill is moved in a predetermined direction, and the above. A second coefficient having a value smaller than the first coefficient used when moving in the direction of, the first coefficient when moving the drill in a predetermined direction, and the second coefficient in other cases. the second factor to calculate the command speed, the moving direction of the drill of applying the second coefficient includes the standby position of the drill direction, and the movement range get out of the processing target And wherein the door.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.
[0022]
FIG. 1 is a control block diagram of a
[0023]
In the figure, a
[0024]
Next, the operation of the present invention will be described.
[0025]
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the
[0026]
In step S20, since the direction of the target value pn is the direction in which the
[0027]
FIG. 3 is a diagram showing an actual position with respect to the command position of the table 2 accompanying the movement of the
[0028]
As shown in the figure, since the change in the acceleration when the
[0029]
Note that vibration occurs in the table 2 when the drill changes its direction at the descending end (pn), but this does not cause a problem because the machining is completed. Further, as a result of reducing the coefficient k when raising the
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the change in acceleration when the drill changes its direction at the standby position is reduced, and the vibration of the table caused by the change of direction of the drill at the standby position is Since it attenuates before reaching the surface of the printed circuit board, the hole position accuracy can be improved. Further, since the value of the coefficient k when lowering the drill is increased, the depth accuracy of the hole can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a control block diagram of a
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the
FIG. 3 is a diagram showing vibration of the table 2 accompanying the movement of the
FIG. 4 is a front view of a conventional printed circuit board processing machine.
FIG. 5 is a plan view of a conventional printed circuit board processing machine.
6 is a control block diagram of a
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a target value p and a response position g.
FIG. 8 is a diagram showing vibration of the table 2 that accompanies the movement of the
[Explanation of symbols]
21
Claims (1)
前記係数が、前記ドリルを予め定める方向に移動させるときに使用する第1の係数と、前記以外の方向に移動させるときに使用する前記第1の係数より値が小さい第2の係数とからなり、
前記ドリルを予め定める方向に移動させる場合は前記第1の係数により、その他の場合は前記第2の係数により前記指令速度を演算し、
前記第2の係数を適用する前記ドリルの移動方向が加工対象から抜け出す方向、かつ移動範囲に前記ドリルの待機位置が含まれる
ことを特徴とする加工方法。Every time a preset time has elapsed, and detects the position of the drill at that time as a response position, and the command speed is multiplied by the coefficient on the deviation between the command position and the latest response position, uniaxial drill This command speed In the processing method of reciprocating in the direction,
The coefficient includes a first coefficient used when the drill is moved in a predetermined direction and a second coefficient having a value smaller than the first coefficient used when the drill is moved in a direction other than the above. ,
When the drill is moved in a predetermined direction, the command speed is calculated by the first coefficient, and in the other case, the second coefficient is calculated .
The processing method according to claim 1, wherein the moving direction of the drill to which the second coefficient is applied exits from the processing target, and the standby position of the drill is included in the moving range .
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JP2003133375A JP4136784B2 (en) | 2003-05-12 | 2003-05-12 | Processing method and processing apparatus |
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2003
- 2003-05-12 JP JP2003133375A patent/JP4136784B2/en not_active Expired - Lifetime
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