JPH05123913A - 印刷配線板用孔あけ機のドリル折損検出装置 - Google Patents
印刷配線板用孔あけ機のドリル折損検出装置Info
- Publication number
- JPH05123913A JPH05123913A JP3311457A JP31145791A JPH05123913A JP H05123913 A JPH05123913 A JP H05123913A JP 3311457 A JP3311457 A JP 3311457A JP 31145791 A JP31145791 A JP 31145791A JP H05123913 A JPH05123913 A JP H05123913A
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- JP
- Japan
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- drill
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- cutting time
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- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Drilling And Boring (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】印刷配線板用孔あけ機において、例えば直径
０．４mmといったドリルであってもドリル先端の一部の
みの欠ける場合も、正常なドリルによる切削と先端欠け
のあるドリルによる切削との区別を検出できるドリル折
損検出装置を提供。 【構成】ドリル加工開始から比較回路の出力が出力され
るまでの時間差から空切削時間を検出する空切削時間手
段と、ドリル交換後の第１加工時の空切削時間を基準値
として記憶する基準値記憶手段と、孔あけ加工毎の空切
削時間を基準値と比較し長い場合を異常と判断する異常
判断手段とを具備。
０．４mmといったドリルであってもドリル先端の一部の
みの欠ける場合も、正常なドリルによる切削と先端欠け
のあるドリルによる切削との区別を検出できるドリル折
損検出装置を提供。 【構成】ドリル加工開始から比較回路の出力が出力され
るまでの時間差から空切削時間を検出する空切削時間手
段と、ドリル交換後の第１加工時の空切削時間を基準値
として記憶する基準値記憶手段と、孔あけ加工毎の空切
削時間を基準値と比較し長い場合を異常と判断する異常
判断手段とを具備。
Description
【０００１】
【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または音波(ACOUSUTICEMISSON 、
以下ＡＥと略す) を監視することによって、ドリルの刃
先の折損を確実に捉えるような、印刷配線板用孔あけ機
のドリル折損検出装置に関する。
加工時に生ずる弾性波または音波(ACOUSUTICEMISSON 、
以下ＡＥと略す) を監視することによって、ドリルの刃
先の折損を確実に捉えるような、印刷配線板用孔あけ機
のドリル折損検出装置に関する。
【０００２】
【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、ドリルによる加工孔は数が多いばかりでなく、高
密度実装化のためその直径は極めて細くなる（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た。かかるドリル折損の従来
の検出方法として、押えヘッド部に発光器と受光器対を
取付け、ドリルによる光の遮断を監視する方法、および
孔加工時に発生する切粉の排出状態を光学的に監視して
検出する方法、更には、最近ではＡＥセンサを用いて孔
加工時に発生するＡＥ信号の断続を検出する方法（特開
平２−１５２７４９号公報）も提案されていた。
では、ドリルによる加工孔は数が多いばかりでなく、高
密度実装化のためその直径は極めて細くなる（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た。かかるドリル折損の従来
の検出方法として、押えヘッド部に発光器と受光器対を
取付け、ドリルによる光の遮断を監視する方法、および
孔加工時に発生する切粉の排出状態を光学的に監視して
検出する方法、更には、最近ではＡＥセンサを用いて孔
加工時に発生するＡＥ信号の断続を検出する方法（特開
平２−１５２７４９号公報）も提案されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ドリルの破損には、根
元で折れ刃先がすべて無くなる場合と、ドリル先端の一
部のみの欠ける場合と、がある。刃先がすべて無くなる
ような折損の場合には、刃先と印刷配線板の接触が生じ
ないので切粉の発生やＡＥ信号の発生を監視することに
より、ドリル折損検出は可能であった。しかしドリルの
刃先の先端が欠けた場合には、切削長が不足するが印刷
配線板は孔あけされる。従って切粉やＡＥ信号の発生を
監視する方法では正常なドリルによる切削と先端欠けの
あるドリルによる切削との区別がつかず検出不能であっ
た。
元で折れ刃先がすべて無くなる場合と、ドリル先端の一
部のみの欠ける場合と、がある。刃先がすべて無くなる
ような折損の場合には、刃先と印刷配線板の接触が生じ
ないので切粉の発生やＡＥ信号の発生を監視することに
より、ドリル折損検出は可能であった。しかしドリルの
刃先の先端が欠けた場合には、切削長が不足するが印刷
配線板は孔あけされる。従って切粉やＡＥ信号の発生を
監視する方法では正常なドリルによる切削と先端欠けの
あるドリルによる切削との区別がつかず検出不能であっ
た。
【０００４】また、発光器と受光器対の光路をドリルで
遮る方法は取付及び光軸調整作業が必要なため、直径
０．４mm以下のドリル刃先の先端欠けに対する検出は困
難であった。本発明の課題は、印刷配線板用孔あけ機に
おいて、例えば直径０．４mmといったドリルであっても
ドリル先端の一部のみの欠ける場合も、正常なドリルに
よる切削と先端欠けのあるドリルによる切削との区別を
検出できるドリル折損検出装置を提供することにある。
遮る方法は取付及び光軸調整作業が必要なため、直径
０．４mm以下のドリル刃先の先端欠けに対する検出は困
難であった。本発明の課題は、印刷配線板用孔あけ機に
おいて、例えば直径０．４mmといったドリルであっても
ドリル先端の一部のみの欠ける場合も、正常なドリルに
よる切削と先端欠けのあるドリルによる切削との区別を
検出できるドリル折損検出装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、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手段と、増
幅手段の出力から約１００ＫＨｚから５００ＫＨｚ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包絡線
検波回路と、包絡線検波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、ドリル加工開始から比較回
路の出力が出力されるまでの時間差から空切削時間を検
出する空切削時間手段と、ドリル交換後の第１加工時の
空切削時間を基準値として記憶する基準値記憶手段と、
孔あけ加工毎の空切削時間を基準値と比較し長い場合を
異常と判断する異常判断手段とを具備することを特徴と
する印刷配線板用孔あけ機のドリル折損検出装置を提供
することにより、上述した従来技術の課題を解決した。
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手段と、増
幅手段の出力から約１００ＫＨｚから５００ＫＨｚ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包絡線
検波回路と、包絡線検波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、ドリル加工開始から比較回
路の出力が出力されるまでの時間差から空切削時間を検
出する空切削時間手段と、ドリル交換後の第１加工時の
空切削時間を基準値として記憶する基準値記憶手段と、
孔あけ加工毎の空切削時間を基準値と比較し長い場合を
異常と判断する異常判断手段とを具備することを特徴と
する印刷配線板用孔あけ機のドリル折損検出装置を提供
することにより、上述した従来技術の課題を解決した。
【０００６】
【実施例】次に図面により本発明の実施例を説明する。
図１は本発明の実施例印刷配線板用孔あけ機のドリル折
損検出装置を使用した孔あけ機全体を示す概略ブロック
図である。基材１はボール盤型孔あけ機のテーブル上に
図示しない基準ピ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
により回転が伝えられ、かつ図示しない、上下移動用電
動機を有する、送り装置により下方に送りがかけられ基
材１に孔あけ加工される。
図１は本発明の実施例印刷配線板用孔あけ機のドリル折
損検出装置を使用した孔あけ機全体を示す概略ブロック
図である。基材１はボール盤型孔あけ機のテーブル上に
図示しない基準ピ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
により回転が伝えられ、かつ図示しない、上下移動用電
動機を有する、送り装置により下方に送りがかけられ基
材１に孔あけ加工される。
【０００７】ＡＥセンサ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。上端検出スイッチおよび下端検出スイッ
チは、図示しない上下移動用電動機の回転に直結された
図示しないロータ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１７のＭ信号により代用して
もよい。
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。上端検出スイッチおよび下端検出スイッ
チは、図示しない上下移動用電動機の回転に直結された
図示しないロータ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１７のＭ信号により代用して
もよい。
【０００８】図２は図１の信号処理装置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、図３は信号処理装置１３の一部を構成する
プリセットタイマ回路１３ｆの動作を示す流れ図、図４
はドリル１０の上下移動に対応したＡＥセンサ３の出
力、工具破損信号などのタイミング表を示している。図
２で、ＡＥセンサ３の出力は信号処理装置１３に入力さ
れ、まず増幅手段である増幅器１３ａで増幅し、バンド
パスフィルタ１３ｂで１００ＫＨｚ〜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
側または負電位側の包絡線を取り出し、比較回路１３ｅ
に接続される。
回路を示すブロック図で、ＡＥセンサを含む本発明の実
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、図３は信号処理装置１３の一部を構成する
プリセットタイマ回路１３ｆの動作を示す流れ図、図４
はドリル１０の上下移動に対応したＡＥセンサ３の出
力、工具破損信号などのタイミング表を示している。図
２で、ＡＥセンサ３の出力は信号処理装置１３に入力さ
れ、まず増幅手段である増幅器１３ａで増幅し、バンド
パスフィルタ１３ｂで１００ＫＨｚ〜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
側または負電位側の包絡線を取り出し、比較回路１３ｅ
に接続される。
【０００９】比較回路１３ｅでは、包絡線検波回路１３
ｃの信号が電圧設定器１３ｄにより予め設定された電位
を越えると出力するものであって、プリセットタイマ回
路１３ｆに接続される。プリセットタイマ回路１３ｆに
は比較回路１３ｅの出力、上端検出スイッチ１４および
数値制御装置１７のドリル交換信号が入力し、空切削時
間の検出を行っている。空切削時間が基準値に比べて長
い場合には、異常と判断し工具破損信号を数値制御装置
１７に出力する。
ｃの信号が電圧設定器１３ｄにより予め設定された電位
を越えると出力するものであって、プリセットタイマ回
路１３ｆに接続される。プリセットタイマ回路１３ｆに
は比較回路１３ｅの出力、上端検出スイッチ１４および
数値制御装置１７のドリル交換信号が入力し、空切削時
間の検出を行っている。空切削時間が基準値に比べて長
い場合には、異常と判断し工具破損信号を数値制御装置
１７に出力する。
【００１０】図３によりプリセットタイマ回路１３ｆの
動作を説明する。入力はカウンタ開始、カウンタ停止、
基準値設定の３種類でいずれも判断回路として使われて
おり、出力は工具破損の１種類のみである。このプリセ
ットタイマ回路には２つのモードがあり、一つは基準値
を設定するものであり、他方は監視・判定するものであ
る。まず、基準値設定モード（Ｍ＝０）を説明する。カ
ウンタ開始入力があれば、カウンタを一旦ゼロとしてか
ら一定時間毎（例えば１ｍｓｅｃ）に加算を行い、カウ
ンタ停止信号が入力されるまで継続する（ブロック２２
−２６）。このカウンタ値はドリルが下降開始してから
基材に孔あけ開始するまでの空切削時間に相当する。Ｍ
＝０の場合にはその空切削時間を基準値として記憶し、
モードを監視・判定（Ｍ＝１）に切り替える（ブロック
２７−２９）。次の孔あけ加工から監視・判定モードと
なり、カウンタ開始信号からカウンタ停止信号までに得
られた空切削時間を求め、空切削時間が基準値を越える
場合は工具の先端が折れたと判断して、工具破損信号を
出力する（ブロック２９−３１）。
動作を説明する。入力はカウンタ開始、カウンタ停止、
基準値設定の３種類でいずれも判断回路として使われて
おり、出力は工具破損の１種類のみである。このプリセ
ットタイマ回路には２つのモードがあり、一つは基準値
を設定するものであり、他方は監視・判定するものであ
る。まず、基準値設定モード（Ｍ＝０）を説明する。カ
ウンタ開始入力があれば、カウンタを一旦ゼロとしてか
ら一定時間毎（例えば１ｍｓｅｃ）に加算を行い、カウ
ンタ停止信号が入力されるまで継続する（ブロック２２
−２６）。このカウンタ値はドリルが下降開始してから
基材に孔あけ開始するまでの空切削時間に相当する。Ｍ
＝０の場合にはその空切削時間を基準値として記憶し、
モードを監視・判定（Ｍ＝１）に切り替える（ブロック
２７−２９）。次の孔あけ加工から監視・判定モードと
なり、カウンタ開始信号からカウンタ停止信号までに得
られた空切削時間を求め、空切削時間が基準値を越える
場合は工具の先端が折れたと判断して、工具破損信号を
出力する（ブロック２９−３１）。
【００１１】図４は、図２の孔あけサイクル１（正常加
工）、孔あけサイクル２（加工中のドリル折れ）、孔あ
けサイクル３（折れたドリルで加工）における、ドリル
の上下移動に対応した、図２のＡＥセンサ３の出力、工
具破損信号などのタイミング表を示し、孔あけサイクル
の信号タイミングを示す。孔あけサイクル１（正常加
工）では、孔あけはａｂｃｄｅの順に行われている。ａ
は孔あけ開始時のドリルの位置、ｂはドリルが機材に接
触した位置、ｃは機材を２枚孔あけした位置、ｄは機材
の下にある敷板まで孔あけした位置、ｅは機材加工後の
戻り位置を示している。
工）、孔あけサイクル２（加工中のドリル折れ）、孔あ
けサイクル３（折れたドリルで加工）における、ドリル
の上下移動に対応した、図２のＡＥセンサ３の出力、工
具破損信号などのタイミング表を示し、孔あけサイクル
の信号タイミングを示す。孔あけサイクル１（正常加
工）では、孔あけはａｂｃｄｅの順に行われている。ａ
は孔あけ開始時のドリルの位置、ｂはドリルが機材に接
触した位置、ｃは機材を２枚孔あけした位置、ｄは機材
の下にある敷板まで孔あけした位置、ｅは機材加工後の
戻り位置を示している。
【００１２】上端検出スイッチは、ドリル１０が下降す
ると上端検出スイッチ１４が「切」となり、孔あけ完了
後の戻しで元の位置へ復帰し「入」となる。ＡＥ信号は
基材がドリルで切削されている時間のみ信号が発生し、
ドリルの戻し時には信号は発生しない。上端検出スイッ
チ１４および「実加工中」のタイミングから「空切削時
間」Ｔ0 、Ｔ1 、Ｔ2 が求められ、そのうちＴ0 は基準
値として記憶される。判定回路は得られた空切削時間を
基準値Ｔ0 と順次比較し、基準値を越える場合には工具
破損出力信号を数値制御装置１７に送信する。
ると上端検出スイッチ１４が「切」となり、孔あけ完了
後の戻しで元の位置へ復帰し「入」となる。ＡＥ信号は
基材がドリルで切削されている時間のみ信号が発生し、
ドリルの戻し時には信号は発生しない。上端検出スイッ
チ１４および「実加工中」のタイミングから「空切削時
間」Ｔ0 、Ｔ1 、Ｔ2 が求められ、そのうちＴ0 は基準
値として記憶される。判定回路は得られた空切削時間を
基準値Ｔ0 と順次比較し、基準値を越える場合には工具
破損出力信号を数値制御装置１７に送信する。
【００１３】ドリル１０が折れた場合を、孔あけサイク
ル２に示す。途中でドリル１０が折れた場合の空切削時
間はＴ1 であって基準値と等しいので、異常の検出はで
きない。しかし、孔あけサイクル３では、ドリルが短く
なるため機材との接触位置はｂとｃの中間となる。従っ
てＡＥ信号の発生は折れたドリル長に対応する分だけ遅
くなり、図２の比較回路１３ｅの出力「実加工中」も変
化する。空切削時間はＴ2 となり、Ｔ0 と比較して長い
ため、工具破損信号を出力する。
ル２に示す。途中でドリル１０が折れた場合の空切削時
間はＴ1 であって基準値と等しいので、異常の検出はで
きない。しかし、孔あけサイクル３では、ドリルが短く
なるため機材との接触位置はｂとｃの中間となる。従っ
てＡＥ信号の発生は折れたドリル長に対応する分だけ遅
くなり、図２の比較回路１３ｅの出力「実加工中」も変
化する。空切削時間はＴ2 となり、Ｔ0 と比較して長い
ため、工具破損信号を出力する。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ドリルが基材に接触するまでの空切削時間をＡＥセンサ
により監視する方式を採用したため、例えば直径０．４
mmといったドリルの刃先の折れを検出することが可能と
なり、かつ、ドリル交換位置信号を入力するだけで、判
定回路の基準値を変更し、引き続き監視・判定を行うた
め、ドリルの径や切削速度を変更する場合にも簡単に対
応できる、印刷配線板用孔あけ機のドリル折損検出装置
を提供するものとなった。
ドリルが基材に接触するまでの空切削時間をＡＥセンサ
により監視する方式を採用したため、例えば直径０．４
mmといったドリルの刃先の折れを検出することが可能と
なり、かつ、ドリル交換位置信号を入力するだけで、判
定回路の基準値を変更し、引き続き監視・判定を行うた
め、ドリルの径や切削速度を変更する場合にも簡単に対
応できる、印刷配線板用孔あけ機のドリル折損検出装置
を提供するものとなった。
【図１】本発明の実施例印刷配線板用孔あけ機のドリル
折損検出装置を使用した孔あけ機全体を示す概略ブロッ
ク図。
折損検出装置を使用した孔あけ機全体を示す概略ブロッ
ク図。
【図２】図１の信号処理装置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。
ブロック図で、ＡＥセンサ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。
【図３】図２の信号処理装置１３の一部を構成するプリ
セットタイマ回路１３ｆの動作を示す流れ図。
セットタイマ回路１３ｆの動作を示す流れ図。
【図４】ドリルの上下移動に対応した、図２のＡＥセン
サ３の出力、工具破損信号などのタイミング表を示し、
孔あけサイクルの信号タイミングを示す。
サ３の出力、工具破損信号などのタイミング表を示し、
孔あけサイクルの信号タイミングを示す。
1 基材 2 ワーク押えヘッド 3 ＡＥセンサ（ＡＥ検出手段） 10 ドリル 11 スピンドルモータ 13 信号処理装置 13a 増幅器（増幅手段） 13b バンドパスフィルタ 13c 包絡線検波回路 13d 電圧設定器 13e 比較回路 13f プリセットタイマ回路（空切削時間検出手段、
基準値記憶手段及び異常判断手段） 14 上端検出スイッチ 17 数値制御装置
基準値記憶手段及び異常判断手段） 14 上端検出スイッチ 17 数値制御装置
Claims (1)
- 【請求項１】 ワーク押えヘッドに直接連結されたＡＥ
検出手段と、ＡＥ検出手段で得られたＡＥ信号を適度の
レベルまで増幅する増幅手段と、増幅手段の出力から約
１００ＫＨｚから５００ＫＨｚ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包絡線検波回路と、包絡線
検波回路の出力と電圧設定器で予め設定された電圧とを
比較する比較回路と、ドリル加工開始から比較回路の出
力が出力されるまでの時間差から空切削時間を検出する
空切削時間検出手段と、ドリル交換後の第１加工時の空
切削時間を基準値として記憶する基準値記憶手段と、孔
あけ加工毎の空切削時間を基準値と比較し長い場合を異
常と判断する異常判断手段とを具備することを特徴とす
る印刷配線板用孔あけ機のドリル折損検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3311457A JPH05123913A (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 印刷配線板用孔あけ機のドリル折損検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3311457A JPH05123913A (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 印刷配線板用孔あけ機のドリル折損検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05123913A true JPH05123913A (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=18017455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3311457A Withdrawn JPH05123913A (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 印刷配線板用孔あけ機のドリル折損検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05123913A (ja) |
-
1991
- 1991-10-31 JP JP3311457A patent/JPH05123913A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990107 |