JPH02152749A - 印刷配線板用孔あけ機のドリル折損検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、印刷配線板の孔あけ加工時に生ずる弾性波
又は音波（ＡＣＯＵＳＴＩＣＢＭＩＳＳＩＯＮ以下ｒＡ
ＥＪと略す）を監視することによって、ドリルの折損を
確実に促えるような、印刷配線板用孔あけ機のドリル折
損検出装置に関する。

（従来の技術） 各種の電子機器に用いられる印刷配線板では、ドリルに
よる加工穴は数が多いばかりでなく、高密度実装化のた
めその直径が極めて細くなる（通常０．２〜０．４ｍｍ
）傾向にあるので、孔あけ途中でドリルの折損のおそれ
が増大している。かかるドリル折損の検出方法として、
切粉の排出状態を光学的に監視して検出する方法、及び
プリント基板に銅箔を張り付けてその銅箔間の導通検査
をする方法が知られているが、最近ではＡＥセンサーを
用いて検出する方法が提案されている。これは折損時に
発生する工具特有のＡＥに着目して工具の異常を検出す
る技術である。即ち予め正常切削時に発生するＡＥ倍信
号工具折損時に発生するＡＥ倍信号観測を行い、しきい
値をその中間となるよう調整することにより検出可能と
なる。

（発明が解決しようとする課題） この技術を印刷配線板の孔あけ加工に応用したところ、
次の事象が判明した。

（１）印刷配線板の孔あけ加工時に発生するＡＥ倍信号
特に小径ドリルの折損時のＡＥ倍信号同レベルで弁別が
不可能である。

（２）印刷配線板の板厚や枚数を変える、あるいは切削
条件を変えるとＡＥ倍信号挙動は大きく変化する。従っ
て、従来のＡＥセンサーを用いて検出する技術をそのま
ま印刷配線板に応用することは不可能であった。

本発明の課題は、印刷配線板の孔あけ機において小径ド
リルの折損を確実に検出でき、かつ印刷配′！ＩＡ仮の
板厚又は板数を変える、あるいは切削条件を変えても確
実にドリルの折損を検出できるような、ドリル折損検出
装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） このため本発明は、特許請求の範囲記載のドリル折損検
出装置を提供することにより、上述した従来装置の課題
を解決した。

（実施例） 次に図面により本発明の詳細な説明する。第１図は本発
明の実施例ドリル折損検出装置を使用した孔あけ機全体
の概略を示すものである。基材１はボール盤型孔あけ機
のテーブル上に基準ビンによって水平面方向の位置決め
がなされ、押えヘッド部２によって上下方向の振れの規
制がなされる。尚、押えヘッド部２とシリンダ４の間に
はピストン５があり、押えヘッド部２に押圧力を与えて
いる。この状態でドリル１０を装着したスピンドルモー
タ１１に回転が伝えられ、下方に送りがかけられ基材１
に孔あけ加工がなされる。ＡＥセンサー３は押えヘッド
２に取り付けられており、可とう性のあるリード線を経
て信号処理装置１３に接続されている。加工物押え筒部
９あるいはそれと一体移動する部分にドッグ取付板１６
が固定され、上端検出スイッチ１４および下端検出スイ
ッチ１５を作動させる。上端検出スイッチおよび下端検
出スイッチはマイクロスイッチや光電スイッチまたは近
接スイッチなどにこだわらず、ドリル１０の上下移動が
識別できるものであればよい。上下移動用電動機の回転
に直結されたロークリエンコーダから作られた信号ある
いは孔あけ機の数値制御装置のＭ信号により代用しても
よい。

第２図は基材１がドリル１０によって切削加工されてい
る時のＡＥセンサー３の出力信号を示す。

加工サイクルと次サイクルの信号の間には、パルス状の
ノイズが観測される。

このノイズの振幅は基材ｌの厚さや枚数、スピンドルモ
ーター１１の送り速度などの影響を受けるため、常に一
定でない。

第３図は信号処理装置１３の内部電気回路を示すブロッ
ク図で、ＡＥセンサーを含む本発明の実施例印刷配線板
用孔あけ機のドリル折損検出装置を示すブロック図、第
４図は第３図の電気回路の出力信号のタイミングチャー
トを示す。

ＡＥセンサー３の出力を増幅器１３ａで増幅し、バンド
パスフィルタ１３ｂで、１００ｋＨｚから３００ｋＨｚ
の周波数成分のみを抽出し、包絡線検波回路１３ｃで正
電位側の包絡線を取り出し、アナログスイッチ回路１３
ｄに接続される。タイミング発生回路１３ｇは上端検出
スイッチ１４および下端検出スイッチ１５の信号から加
工中を示すタイミングＴ１と基板孔あけ加工開始を示す
タイミングＴ２と加工完了を示すタイミングＴ３を発生
させる。アナログスイッチ１３ｄはタイミングＴＩによ
り制御され、第２図に示す加工中のＡＥ倍信号導通させ
、スピンドルモーター上昇時に発生するノイズ信号を遮
断している。

ピークホールド回路１３ｅはタイミングＴ２により、そ
れまで保持していた電圧を強制的に零電位とし、その後
アナログスイッチ回路１３ｄの出力をＴ１のタイミング
で順次取込み、保持している電位を超える入力電圧があ
ればその電圧を新しい保持電圧とし、低い入力電圧があ
る場合には保持電圧を変更しない。第４図にピークホー
ルドの状況をタイムチャートで示している。ピークホー
ルドを用いることにより、切削中のＡＥ傷信号挙動を確
実に検出出来る等の便がある。

比較回路１３ｆは予め調節された電圧設定器１３ｊを基
準とし、ピークホールド出力がこれを越えると信号を出
さず、下回ると信号を出すようになっている。タイミン
グ回路１３ｇから発生したタイミングＴ３と比較回路１
３ｆの出力はアンド回路１３ｈに接続され、ドリル折損
した場合には、比較回路１３ｆが出力されタイミングチ
ャートで異常保持回路１３ｉが動作し、異常信号が出力
される。異常保持回路１３ｉは折損解除スイッチ１３ｋ
が押されるまで状態を保持する。アンド回路１３ｈと異
常保持回路は折損と判断する判断回路を形成する。第４
図はタイミングチャートを示している。スピンドルモー
ターが下降すると、上端検出スイッチ、１４が切となり
、タイミングＴ２が発生する。タイミングＴ２によりピ
ークホールドは零電位となり、タイミングＴ１が続く期
間のＡＥ傷信号ピークホールドする。下端検出スイッチ
１５が人となり、次にスピンドルモーターは上昇する。

上昇すると下端検出スイッチ１５が切となりタイミング
Ｔ３が生成する。

折損したドリルで加工すれば、ピークホールド１３ｅは
零電位となり、タイミングＴ３で異常保持回路１３ｉが
動作して異常信号を出力する。ドリル折損が発生すれば
、次加工サイクルのスピンドルモーター上昇時に異常が
検出される。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、切削加工中に発
生するＡＥ傷信号レベルを監視する方式を採用したため
、例えば直径０．２ｍｍといった小径ドリルの折損検出
が可能な装置となった。また正常切削時と折損を識別す
るための調整は短期間に行え、切削条件が変化しても再
調整の必要が無くなった。さらに、本発明では、スピン
ドルモーターの上下移動と周期して折損検出を行うため
、１秒間に２〜５個以上の高速加工にも対応できるよう
になった。またこの方式はＡＥセンサーの取付方法を変
更するだけで、他の孔あけ加工機械にも適用できる汎用
性の高い折損検出装置となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例ドリル折損検出装置を使用した
印刷配線板用孔あけ機全体を示す概略正面立面図、第２
図は第１図のＡＥセンサーの出力信号を示すグラフ、第
３図は本発明の実施例印刷配線板用孔あけ機のドリル折
損検出装置を示すブロック図、第４図は第３図の電気回
路の出力信号のタイミングチャートを示す。 ３、、、、、ＡＥセンサー １３ａ、　、　、　、増幅器 １３ｂ、、、、バンドパスフィルタ １３ｃ、、、、包絡線検波回路 １４ｄ、、、、アナログスイッチ回路 １３ｅ、、、、ピークホールド回路 １３ｆ、、、、比較回路 １３ｈ、、、、アンド回路（判断回路）１３ｉ、、、、
異常保持回路（判断回路）代理人　弁理士　　河　内　
潤　二

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワーク押えヘッドに直接連結されたＡＥ検出手段
   と、得られたＡＥ信号を適度のレベルまで増幅する増幅
   器と、増幅器の出力から約１００ｋＨｚから５００ｋＨ
   ｚの内の必要な周波数成分を取り出すバンドパスフィル
   タと、バンドパスフィルタの出力から包絡線を検出する
   検波回路と、検波回路の出力をドリル加工中のみ通過さ
   せ、戻りサイクル中では遮断するアナログスイッチ回路
   と、アナログスイッチ回路の出力の最大値を常に検出し
   ているピークホールド回路と、ピークホールド回路の出
   力と予め設定された電圧とを比較する比較回路と、加工
   サイクル中に比較回路出力が有りで正常加工としそれ以
   外を既折損と判断する判断回路とを具備したことを特徴
   とする印刷配線板用孔あけ機のドリル折損検出装置。