JP4474074B2 - Workpiece machining method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工具を対地抵抗が高い回転自在のロータシャフトに保持させてワークを加工するワークの加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4は、従来のプリント基板穴明機における加工部の正面図である。クロススライド1は図示を省略する移動手段により、図の左右(Y)方向に移動自在に支持されている。クロススライド1には1対の直線案内装置2が固定されている。サドル3は直線案内装置2に支持され、図示を省略する移動手段により、図の上下(Z)方向に移動自在である。サドル3の中央部には、ホルダ4が固定され、ホルダ4にはスピンドル5が固定されている。
【0003】
ロータシャフト6は空気ラジアル軸受7a〜7cによりスピンドル5に回転自在に支持されると共に、空気スラスト軸受8により軸方向に位置決めされて支持されている。ロータシャフト6には、銅材を端絡環状形成したロータ(回転子)9が配置されている。スピンドル5のロータ9に対向する位置には、コイル(固定子)10が配置されている。コイル10はインバータ電源11に接続されている。インバータ電源11は、三相電源12から入力される商用交流電圧を周波数の高い交流電圧に変換する。ロータシャフト6の先端には、ドリル14が保持されている。
【0004】
スピンドル5の先端には、プレッシャフット20が嵌合している。プレッシャフット20は1対のエアシリンダ21に支持されている。エアシリンダ21はホルダ4に支持されている。サドル3に支持されたデジタル式スケール22の計測端子22aの一端がプレッシャフット20に固定され、プレッシャフット20とホルダ4の相対位置を計測する。デジタル式スケール22はNC装置23に接続されている。プレッシャフット20の先端にはブッシュ24が固定されている。
【0005】
テーブル30にはプリント基板31が固定されている。テーブル30は紙面に垂直な方向(X方向)に移動自在である。
【0006】
そして、プリント基板31の表面からの深さがHのブラインドホール(以下、「止まり穴」という。)を、以下の手順で加工する。すなわち、加工に先立ち、エアシリンダ21を動作させ、ピストンロッド21aを最も突き出した状態で、ブッシュ24の下端からドリル14の先端までの距離Aを求めておく。インバータ電源11を動作させ、コイル10に電流を流すと、コイル10に発生する磁界によりロータ9に回転トルクが発生し、ロータシャフト6が回転する。
【0007】
この状態でサドル3すなわちホルダ4を下降させると、先ず、ブッシュ24の下端がプリント基板31に当接し、プリント基板31をテーブル30に押しつける。そして、プレッシャフット20はプリント基板31を押しつけた状態で下降を停止し、以後は空気圧に抗してホルダ4に対して相対的に上昇する。NC装置23は計測端子22aが移動を開始したときのZ軸座標Z0を読み取り、ホルダ4を座標Z0からA+Hだけ下降させる。この結果、精度に優れる加工をすることができた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
1枚のプリント基板には、止まり穴だけでなく貫通穴も加工する。上記従来技術の場合、穴の深さを精密に管理する必要がない貫通穴を加工する場合も計測端子が上下に移動するため、摺動によりスケール部が摩耗する。そこで、デジタル式スケールの精度を頻繁に点検すると共に、定期的に部品交換をして計測精度の低下を予防する必要があった。
【0009】
また、ドリル先端の高さをプレッシャフットを介して計測するため、穴の深さ精度に限界があった。
【0010】
なお、本願出願人は、特願2000−163681号において、工具を対地抵抗が高い回転自在のロータシャフトに保持させてワークを加工するワークの加工方法において、ワークを大地から絶縁しておき、ロータシャフトに発生する軸電圧をワークを介して測定することにより工具の先端位置を検出することを特徴とするワークの加工方法を提案した。この加工方法によれば、保守点検が容易で、しかも穴の深さを精度よく加工することができた。しかし、工具の先端近傍に導電性の小片(以下、「切粉」という。)が付着していた場合、切粉の端部を工具先端として誤認してしまい、穴の深さが浅くなる場合があった。
【0011】
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、保守点検が容易で、工具の先端近傍に導電性の切粉が付着した場合であっても、穴の深さ精度に優れるワークの加工方法を提供するにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、モータを構成する回転子をロータシャフトに配置すると共にこのロータシャフトを空気軸受けで支持させ、前記モータを構成する固定子に交流電流を供給することにより前記ロータシャフトを回転させ、前記ロータシャフトに保持させた工具によりワークを加工するワークの加工方法において、前記ワークを大地から絶縁すると共に、前記ワークの前記工具と対向する側に非導電性の部材を配置し、前記固定子に供給された交流電流によって前記ロータシャフトに誘起される電圧が前記ワークの導電性部材に印加されたときに前記工具の先端が前記ワークの導電性部材に当接したと判定することを特徴とする。
【0013】
【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。
【0014】
図1は本発明に係るプリント基板穴明機における加工部の正面図であり、図4と同じものまたは同一機能のものは同一の符号を付して説明を省略する。
【0015】
プリント基板31は、銅箔31cがドリル14と対向するようにしてテーブル30に固定され、絶縁層31iによりテーブル30から絶縁されている。銅箔31cの上面には、絶縁板50が載置されている。銅箔31cはケーブル42を介してフィルタ(ここではバンドパスフィルタ)43の入力端子43aに接続されている。フィルタ43の出力端子43bは比較器44の入力端子44aに接続され、接地端子43eは大地に接続されている。比較器44の出力端子44bはNC装置23に接続されている。ホルダ4、プレッシャフット20およびテーブル30は接地されている。
【0016】
次に、軸電圧について説明する。
【0017】
ロータシャフト6は空気ラジアル軸受7a〜7dおよび空気スラスト軸受8により支持され、スピンドル5には接触していない。すなわち、ロータシャフト6とスピンドル5とは電気的に略絶縁されている。そして、三相電源12あるいはインバータ電源11の図示を省略するスイッチがオンされると、コイル10を介してロータシャフト6には軸電圧V0が発生する。
【0018】
図2は、軸電圧の説明図である。
【0019】
三相電源12の周波数が50Hzの場合、ロータシャフト6に発生する軸電圧V0は同図(a)の波形になっている。そして、この波形は、同図(b)に示す三相電源12の周波数すなわち50Hzの電圧Vsに、インバータ電源11の制御周波数である図示を省略する1kHzの電圧Vi1および同図(c)に示すインバータ電源11の制御周波数の3倍の周波数である3kHzの電圧Vi2の波形等を重畳した波形に略等しい。
【0020】
次に、プリント基板31の表面からの深さがHの止まり穴を加工する手順を説明する。
【0021】
加工に先立ち、エアシリンダ21を動作させてピストンロッド21aを最も突き出した状態にしておく。そして、インバータ電源11を動作させ、コイル10に電流を流し、ロータシャフト6を回転させた状態でホルダ4(すなわちドリル14)を下降させる。
【0022】
すると、先ず、ブッシュ24の下端が絶縁板50に当接し、絶縁板50を介してプリント基板31をテーブル30に押しつけ、その状態で下降を停止する。ホルダ4がさらに下降し、ドリル14の先端が絶縁板50を貫通して、銅箔31cに当接すると、ロータシャフト6に発生する軸電圧V0がフィルタ43に入力される。フィルタ43は軸電圧V0のうち、電圧Vi1(またはVi2)を比較器44に出力する。比較器44は、正弦波電圧Vi1(またはVi2)が予め定める電圧を超えると、NC装置23に検出信号を出力する。NC装置23は、比較器44から検出信号を受け取ると、そのときのZ軸座標Z1を読み取り、ホルダ4を座標Z1からHだけ下降させた後、ホルダ4(すなわちドリル14)を上昇させる。そして、次の加工位置に移動し、上記の手順を繰り返す。
【0023】
ところで、プリント基板に穴明け加工を行うと、絶縁板50から抜け出たドリル14の先端に、加工に伴って切除された銅箔31cの切粉60が付着している場合がある。
【0024】
図3は、ドリルの先端に切粉が付着していた場合の加工状態を示すである。
【0025】
同図(a)に示すように、ドリル14の先端近傍に切粉60が付着していた場合、同図(b)に示すように、先ず切粉60の下端が絶縁板50に当接する。ドリル14は高速で回転しているので、ほとんどの切粉60は下端が絶縁板50に当接した瞬間にドリル14の下端から離脱する。また、ドリル14の下端から離脱しなかった切粉60は、ドリル14が絶縁板50を切削することによりドリル14の後方(同図の上方)に移動する。この結果、同図(c)に示すように、ドリル14の先端が直接、銅箔31cに接触する。
【0026】
このように、ドリル14の先端近傍に切粉60が付着していた場合でも、ドリル14の先端と銅箔31cとの間に切粉60が介在することがないので、ドリル14の先端の位置を確実に測定することができる。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ドリル先端に付着した切粉を確実に除去できるので、深さ精度に優れる加工を行うことができる。
【0028】
また、切粉を除去するための特別な工程を必要としないので、加工効率の低下を招くことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明に係るプリント基板穴明機における加工部の正面図である。
【図2】軸電圧の説明図である。
【図3】切粉が付着していた場合の加工状態を示すである。
【図4】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
14 ドリル
30 テーブル
31 プリント基板
31c 銅箔
31i 絶縁層
50 絶縁板
60 切粉[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a workpiece machining method for machining a workpiece by holding a tool on a rotatable rotor shaft having high ground resistance.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a front view of a processing portion in a conventional printed circuit board drilling machine. The
[0003]
The
[0004]
A
[0005]
A printed
[0006]
Then, a blind hole having a depth H from the surface of the printed circuit board 31 (hereinafter referred to as “blind hole”) is processed in the following procedure. That is, prior to machining, the
[0007]
When the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In addition to blind holes, through holes are processed on one printed circuit board. In the case of the above-described prior art, the scale terminal is worn by sliding because the measurement terminal moves up and down even when a through-hole that does not require precise management of the depth of the hole is processed. Therefore, it was necessary to frequently check the accuracy of the digital scale and regularly replace parts to prevent a decrease in measurement accuracy.
[0009]
In addition, since the height of the drill tip is measured through the pressure foot, there is a limit to the depth accuracy of the hole.
[0010]
The applicant of the present application disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-163681 in a workpiece machining method in which a workpiece is machined by holding a tool on a rotatable rotor shaft having high resistance to ground, and the workpiece is insulated from the ground. A workpiece machining method was proposed in which the tip position of a tool is detected by measuring the axial voltage generated on the shaft through the workpiece. According to this processing method, maintenance and inspection were easy, and the depth of the hole could be processed with high accuracy. However, if a small conductive piece (hereinafter referred to as “chip”) is attached near the tip of the tool, the end of the chip will be mistaken as the tip of the tool, resulting in a shallow hole depth. was there.
[0011]
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, to facilitate maintenance inspection, and to process a workpiece with excellent hole depth accuracy even when conductive chips adhere to the vicinity of the tip of the tool. Is in providing a way.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a rotor constituting a motor on a rotor shaft, supports the rotor shaft with an air bearing, and supplies an alternating current to the stator constituting the motor. In the workpiece processing method of rotating the rotor shaft and processing the workpiece with a tool held on the rotor shaft, the workpiece is insulated from the ground, and a non-conductive member is provided on the side of the workpiece facing the tool. When the voltage induced in the rotor shaft by the alternating current supplied to the stator is applied to the conductive member of the workpiece, the tip of the tool comes into contact with the conductive member of the workpiece It is characterized by determining .
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.
[0014]
FIG. 1 is a front view of a processing portion in a printed circuit board drilling machine according to the present invention, and those having the same or the same functions as those in FIG.
[0015]
The printed
[0016]
Next, the shaft voltage will be described.
[0017]
The
[0018]
FIG. 2 is an explanatory diagram of the shaft voltage.
[0019]
When the frequency of the three-
[0020]
Next, a procedure for processing a blind hole having a depth H from the surface of the printed
[0021]
Prior to processing, the
[0022]
Then, first, the lower end of the
[0023]
By the way, when a drilling process is performed on the printed circuit board, there is a case in which the
[0024]
FIG. 3 shows a processing state when chips adhere to the tip of the drill.
[0025]
As shown in FIG. 6A, when the
[0026]
Thus, even when the
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the chips adhering to the drill tip can be reliably removed, so that processing with excellent depth accuracy can be performed.
[0028]
Moreover, since a special process for removing chips is not required, the processing efficiency is not reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a processing section in a printed circuit board drilling machine according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of shaft voltage.
FIG. 3 shows a processing state when chips are attached.
FIG. 4 is an explanatory diagram of the prior art.
[Explanation of symbols]
14
Claims (1)
前記ワークを大地から絶縁すると共に、前記ワークの前記工具と対向する側に非導電性の部材を配置し、前記固定子に供給された交流電流によって前記ロータシャフトに誘起される電圧が前記ワークの導電性部材に印加されたときに前記工具の先端が前記ワークの導電性部材に当接したと判定することを特徴とするワークの加工方法。 A rotor constituting the motor is disposed on the rotor shaft, and the rotor shaft is supported by an air bearing, and the rotor shaft is rotated by supplying an alternating current to the stator constituting the motor, and held on the rotor shaft. In a workpiece machining method for machining a workpiece with a tool
The work is insulated from the ground, and a non-conductive member is disposed on the side of the work facing the tool. A voltage induced in the rotor shaft by an alternating current supplied to the stator is A method of processing a workpiece, characterized in that, when applied to a conductive member, it is determined that the tip of the tool is in contact with the conductive member of the workpiece.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001159048A JP4474074B2 (en) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | Workpiece machining method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001159048A JP4474074B2 (en) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | Workpiece machining method |
Publications (2)
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JP2002346990A JP2002346990A (en) | 2002-12-04 |
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JP2001159048A Expired - Lifetime JP4474074B2 (en) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | Workpiece machining method |
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-
2001
- 2001-05-28 JP JP2001159048A patent/JP4474074B2/en not_active Expired - Lifetime
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