JPH07237093A - 工業用非接触検出システムおよび検出方法 - Google Patents
工業用非接触検出システムおよび検出方法Info
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- JPH07237093A JPH07237093A JP6072194A JP7219494A JPH07237093A JP H07237093 A JPH07237093 A JP H07237093A JP 6072194 A JP6072194 A JP 6072194A JP 7219494 A JP7219494 A JP 7219494A JP H07237093 A JPH07237093 A JP H07237093A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ドリルビットなど連続的動作をしている対象
物の延長状態を検出するための、非接触のレーザ検出シ
ステムを提供する。 【構成】 ドリルビット４２の十分なまたは十分でない
溝長さの状態を検出するために、ドリルビットはそのド
リルビットの刃先６５から反射されるエネルギが検出さ
れるまでレーザ検出システムについて移動させられる。
その後、ドリルビット４２は先端が最初に検出された点
から予め選択された距離だけレーザ検出システムについ
て移動させられてドリルビット４２から反射したエネル
ギがコンピュータによって分析される第２の点に至り、
レーザがまだドリルビット４２の溝を付けられた部分６
７に入射しているかどうかが判断される。まだ入射して
いるとコンピュータが判断したならば、ドリルビットの
溝長さは少なくとも予め選択された距離と同じだけ長い
ということである。
物の延長状態を検出するための、非接触のレーザ検出シ
ステムを提供する。 【構成】 ドリルビット４２の十分なまたは十分でない
溝長さの状態を検出するために、ドリルビットはそのド
リルビットの刃先６５から反射されるエネルギが検出さ
れるまでレーザ検出システムについて移動させられる。
その後、ドリルビット４２は先端が最初に検出された点
から予め選択された距離だけレーザ検出システムについ
て移動させられてドリルビット４２から反射したエネル
ギがコンピュータによって分析される第２の点に至り、
レーザがまだドリルビット４２の溝を付けられた部分６
７に入射しているかどうかが判断される。まだ入射して
いるとコンピュータが判断したならば、ドリルビットの
溝長さは少なくとも予め選択された距離と同じだけ長い
ということである。
Description
【０００１】
【発明の分野】この発明は、機械システムにおいて対象
物の状態を確認するための工業用非接触検出システムに
関するものである。より特定的には、この発明は、他の
連続反復運動において回転する１つまたは複数の対象物
の状態を確認するためのレーザ検出システムに関するも
のである。
物の状態を確認するための工業用非接触検出システムに
関するものである。より特定的には、この発明は、他の
連続反復運動において回転する１つまたは複数の対象物
の状態を確認するためのレーザ検出システムに関するも
のである。
【０００２】
【先行技術の説明】自動化した製造のための機械の発達
は、人類に多くの恩恵をもたらしてきた。すなわち、今
日では消費者および工業用のほとんどの電子機器および
設備の製造は大幅に自動化されている。エレクトロニク
ス関係のボードの製造中、回路板では、板上に回路を配
線し、かつ板をシャシに固定するために、正確な穿孔が
行なわれねばならない。そのために、コンピュータ化さ
れた高速穿孔機が、迅速に板を位置決めし、それを適所
に保持し、必要な孔をあける。
は、人類に多くの恩恵をもたらしてきた。すなわち、今
日では消費者および工業用のほとんどの電子機器および
設備の製造は大幅に自動化されている。エレクトロニク
ス関係のボードの製造中、回路板では、板上に回路を配
線し、かつ板をシャシに固定するために、正確な穿孔が
行なわれねばならない。そのために、コンピュータ化さ
れた高速穿孔機が、迅速に板を位置決めし、それを適所
に保持し、必要な孔をあける。
【０００３】しかし、穿孔動作中ドリルビットが破断
し、破断したビットが検出出来なくなった場合、問題が
生じる。破断したビットが検出されなければ、穿孔機は
穿孔を継続しようとして深刻な結果をもたらすであろ
う。ドリルの破断がビットの刃先から極めて近い距離で
生じた場合、穿孔機は損傷したドリルビットで穿孔を続
け、板を破壊するか、よくても許容不可能な質の低い孔
を生成し、いずれにしても欠陥回路板を廃棄せねばなら
なくなる。他方、ドリルの破断がドリルの刃先から離れ
た所で生じた場合、結果として製造された回路板には、
ビットが損傷を受けた後の穿孔工程において形成される
はずであった孔がない。１つまたはそれ以上の孔が欠け
た欠陥板は後検査工程で認識され、欠けている孔をあけ
ることができる。しかし、この修正過程によって生産性
は著しく低減する。
し、破断したビットが検出出来なくなった場合、問題が
生じる。破断したビットが検出されなければ、穿孔機は
穿孔を継続しようとして深刻な結果をもたらすであろ
う。ドリルの破断がビットの刃先から極めて近い距離で
生じた場合、穿孔機は損傷したドリルビットで穿孔を続
け、板を破壊するか、よくても許容不可能な質の低い孔
を生成し、いずれにしても欠陥回路板を廃棄せねばなら
なくなる。他方、ドリルの破断がドリルの刃先から離れ
た所で生じた場合、結果として製造された回路板には、
ビットが損傷を受けた後の穿孔工程において形成される
はずであった孔がない。１つまたはそれ以上の孔が欠け
た欠陥板は後検査工程で認識され、欠けている孔をあけ
ることができる。しかし、この修正過程によって生産性
は著しく低減する。
【０００４】破断したビットを検出するための非接触シ
ステムは現在入手可能であるが、従来の非接触システム
は典型的には環境条件に大きく影響され、穿孔システム
上にうまく位置決めされることができない。現在公知の
非接触検出システムは、発光ダイオード（ＬＥＤ）また
はマイクロ波技術を用いたものを含み、それらはいずれ
も環境条件に大きく左右される。これらの非接触検出シ
ステムは、誤り、干渉および変化する厳しい環境条件の
影響を排除するために、対象物の連続反復運動の利点を
活用していない。
ステムは現在入手可能であるが、従来の非接触システム
は典型的には環境条件に大きく影響され、穿孔システム
上にうまく位置決めされることができない。現在公知の
非接触検出システムは、発光ダイオード（ＬＥＤ）また
はマイクロ波技術を用いたものを含み、それらはいずれ
も環境条件に大きく左右される。これらの非接触検出シ
ステムは、誤り、干渉および変化する厳しい環境条件の
影響を排除するために、対象物の連続反復運動の利点を
活用していない。
【０００５】また、多くの利用可能な検出器が対象物の
極めて近くに、かつ対象物の動きに対して垂直な角度に
置かれねばならない。一般に、この位置は適当ではな
く、それによって検出装置は困難な動作条件のもとにお
かれる。穿孔機の動作において、従来の光検出システム
は、ドリルによって生じた破片の飛散経路におかれ、そ
れによって干渉および装置の誤りが増加した。
極めて近くに、かつ対象物の動きに対して垂直な角度に
置かれねばならない。一般に、この位置は適当ではな
く、それによって検出装置は困難な動作条件のもとにお
かれる。穿孔機の動作において、従来の光検出システム
は、ドリルによって生じた破片の飛散経路におかれ、そ
れによって干渉および装置の誤りが増加した。
【０００６】ＬＥＤ検出システムは光閉塞の原理を利用
し、したがって、検出されている対象物が直接光路内に
なければならない。穿孔システムでは、このためにドリ
ルビットを押えアセンブリ内に完全に引っ込めることが
必要となる。孔をあける都度、ドリルビットをこのよう
に完全に引っ込めることによって、穿孔機の効率は著し
く低減する。また、このようなシステムは非常に小さな
部分信号変化も検出せねばならず、それは特に直径が小
さいドリルに対していえることである。しかし、このよ
うなＬＥＤまたは閉塞システムは比較的低い信号−ノイ
ズ比を有しており、そのような信号範囲を検出すること
が難しい。
し、したがって、検出されている対象物が直接光路内に
なければならない。穿孔システムでは、このためにドリ
ルビットを押えアセンブリ内に完全に引っ込めることが
必要となる。孔をあける都度、ドリルビットをこのよう
に完全に引っ込めることによって、穿孔機の効率は著し
く低減する。また、このようなシステムは非常に小さな
部分信号変化も検出せねばならず、それは特に直径が小
さいドリルに対していえることである。しかし、このよ
うなＬＥＤまたは閉塞システムは比較的低い信号−ノイ
ズ比を有しており、そのような信号範囲を検出すること
が難しい。
【０００７】非接触マイクロ波検出システムは、予め定
められた位置にある導波管の端部またはその近くに微細
ドリルのような連続目標があると、送信信号の定常波比
（ＳＷＲ）が変化するという原理で動作する。このＳＷ
Ｒの変化は、受信機によって検出することができ、それ
によって目標の条件を示す信号が発生される。これらの
マイクロ波システムは、測定された周波数変化のドプラ
原理を使用して動作するのではなく、むしろ信号のＤＣ
成分だけがこのような検出システムで利用される。した
がって、出力信号の周波数成分は使用されない。
められた位置にある導波管の端部またはその近くに微細
ドリルのような連続目標があると、送信信号の定常波比
（ＳＷＲ）が変化するという原理で動作する。このＳＷ
Ｒの変化は、受信機によって検出することができ、それ
によって目標の条件を示す信号が発生される。これらの
マイクロ波システムは、測定された周波数変化のドプラ
原理を使用して動作するのではなく、むしろ信号のＤＣ
成分だけがこのような検出システムで利用される。した
がって、出力信号の周波数成分は使用されない。
【０００８】共振マイクロ波キャビティの生成およびＳ
ＷＲの変化によるキャビティに入ってくる対象物の検出
は、共振キャビティに入り込むほとんどすべての異物に
よって影響を受ける。したがって、このようなシステム
は空気によって運ばれる破片からの干渉を受けやすい。
マイクロ波検出システムは、「ドリルラップ」として知
られる、プリント回路板における銅層の穿孔中にできた
銅の削り屑からの干渉、およびシステム間のばらつきに
も影響を受けやすい。
ＷＲの変化によるキャビティに入ってくる対象物の検出
は、共振キャビティに入り込むほとんどすべての異物に
よって影響を受ける。したがって、このようなシステム
は空気によって運ばれる破片からの干渉を受けやすい。
マイクロ波検出システムは、「ドリルラップ」として知
られる、プリント回路板における銅層の穿孔中にできた
銅の削り屑からの干渉、およびシステム間のばらつきに
も影響を受けやすい。
【０００９】さらに、マイクロ波キャビティ内の、また
はその周囲のすべてのエレメントは一定に保たれねばな
らない。キャビティを構成する成分は、マイクロ波検出
装置に変化や調整を加えずに動かすことができない。マ
イクロ波検出システムはシステム間で容易に適用不可能
であり、各ホストシステムによって生成されたキャビテ
ィ内、またはその周りにある対象物に応じて調整または
変更が必要であろう。
はその周囲のすべてのエレメントは一定に保たれねばな
らない。キャビティを構成する成分は、マイクロ波検出
装置に変化や調整を加えずに動かすことができない。マ
イクロ波検出システムはシステム間で容易に適用不可能
であり、各ホストシステムによって生成されたキャビテ
ィ内、またはその周りにある対象物に応じて調整または
変更が必要であろう。
【００１０】マイクロ波検出システムは、対象物存在状
態から対象物不在状態への小さい信号変化を生成し、そ
れらの状態はシステムのコンパレータによって分析され
る。小さい信号変化を用いることによって、マイクロ波
システムによる誤りの可能性は極めて高くなる。
態から対象物不在状態への小さい信号変化を生成し、そ
れらの状態はシステムのコンパレータによって分析され
る。小さい信号変化を用いることによって、マイクロ波
システムによる誤りの可能性は極めて高くなる。
【００１１】現在公知のドリルビット検出システムの前
述の欠点に加え、これらのシステムはドリルビットの目
詰まり時を検出しない。ＬＥＤ検出システムへの環境的
影響、およびそれによって生じる低い信号−ノイズ比の
ために、回転するドリルビットの異なる反射率を測定可
能に示す信号を得ることは難しい。現在のマイクロ波シ
ステムが反射した信号のＤＣ成分だけを利用しており、
したがって反射した信号の周波数を考慮していないこと
も理解される。
述の欠点に加え、これらのシステムはドリルビットの目
詰まり時を検出しない。ＬＥＤ検出システムへの環境的
影響、およびそれによって生じる低い信号−ノイズ比の
ために、回転するドリルビットの異なる反射率を測定可
能に示す信号を得ることは難しい。現在のマイクロ波シ
ステムが反射した信号のＤＣ成分だけを利用しており、
したがって反射した信号の周波数を考慮していないこと
も理解される。
【００１２】ＬＥＤおよびマイクロ波システムの欠点の
多くは、ドリルビットから反射した波動光を検出するレ
ーザ検出システムの出現によって克服された。このよう
なレーザ検出システムは、現在カリフォルニア、トーラ
ンス（Torrance,California）のエクセロン・オートメ
ーション（Excellon Automation ）によって製造された
Concept 1 & 4 、ＭＶＩおよびＭＶＩＩ穿孔機に含まれ
ている。しかし、現在のレーザ検出システムはドリルビ
ットの存在の有無を検出するには好都合であるが、ドリ
ルビットが目詰まりしているかどうかは検出しない。
多くは、ドリルビットから反射した波動光を検出するレ
ーザ検出システムの出現によって克服された。このよう
なレーザ検出システムは、現在カリフォルニア、トーラ
ンス（Torrance,California）のエクセロン・オートメ
ーション（Excellon Automation ）によって製造された
Concept 1 & 4 、ＭＶＩおよびＭＶＩＩ穿孔機に含まれ
ている。しかし、現在のレーザ検出システムはドリルビ
ットの存在の有無を検出するには好都合であるが、ドリ
ルビットが目詰まりしているかどうかは検出しない。
【００１３】たとえば、「生の」プリント回路板が穿孔
されているとき、ドリルビットは目詰まりしやすい。回
路板は、典型的には、硬化すべきエポキシ樹脂材料から
形成される。したがって、生の、または完全に硬化して
いない板は、粘着材料を含み、それが穿孔中、ドリルビ
ットにくっつきやすい。ドリルビットは、その送り量が
低すぎる場合も目詰まりしやすい。すなわち、作業中の
ビットの軸方向の動きが遅すぎると、ドリルビットの熱
が上昇し、伝導によって周囲の板材料を加熱し、粘着材
料をドリルビットの溝に堆積してしまう。目詰まりした
ビットは反射表面積が少ないので、現在のレーザ検出シ
ステムはときどきドリルビットが破断していると示す。
材料がどのように溝に溜まっているかにかかわらず、目
詰まりしたドリルビットと破断したドリルビットとを区
別することが重要になることが多い。
されているとき、ドリルビットは目詰まりしやすい。回
路板は、典型的には、硬化すべきエポキシ樹脂材料から
形成される。したがって、生の、または完全に硬化して
いない板は、粘着材料を含み、それが穿孔中、ドリルビ
ットにくっつきやすい。ドリルビットは、その送り量が
低すぎる場合も目詰まりしやすい。すなわち、作業中の
ビットの軸方向の動きが遅すぎると、ドリルビットの熱
が上昇し、伝導によって周囲の板材料を加熱し、粘着材
料をドリルビットの溝に堆積してしまう。目詰まりした
ビットは反射表面積が少ないので、現在のレーザ検出シ
ステムはときどきドリルビットが破断していると示す。
材料がどのように溝に溜まっているかにかかわらず、目
詰まりしたドリルビットと破断したドリルビットとを区
別することが重要になることが多い。
【００１４】一般に、ドリルビットが破断した場合、ド
リルビットを取換えるまで回路板の穿孔は停止せねばな
らない。他方、ドリルビットが目詰まりした場合、穿孔
工程は必ずしも停止する必要がない。ドリルビットはし
ばしば目詰まりするが、多くの板が穿孔されるまでドリ
ルビットの付着物を除去する必要はない。したがって、
ビット検出システムが、ビットが破断したか、ただ目詰
まりしただけかを区別することができなければ、目詰ま
りしたビットを検査するために不必要な遅延が生じ穿孔
時間が失われる。穿孔機のユーザに、機械を停止する
か、穿孔を続けるかの選択肢を与えることも不可欠であ
る。
リルビットを取換えるまで回路板の穿孔は停止せねばな
らない。他方、ドリルビットが目詰まりした場合、穿孔
工程は必ずしも停止する必要がない。ドリルビットはし
ばしば目詰まりするが、多くの板が穿孔されるまでドリ
ルビットの付着物を除去する必要はない。したがって、
ビット検出システムが、ビットが破断したか、ただ目詰
まりしただけかを区別することができなければ、目詰ま
りしたビットを検査するために不必要な遅延が生じ穿孔
時間が失われる。穿孔機のユーザに、機械を停止する
か、穿孔を続けるかの選択肢を与えることも不可欠であ
る。
【００１５】エクセロン・オートメーションのConcept
1 & 4 、ＭＶＩおよびＭＶＩＩ穿孔機に含まれているよ
うな前述のレーザ検出システムと同様の、ＬＥＤおよび
マイクロ波システムのさらなる欠点は、現在使用されて
いるドリルビットが特定の穿孔動作に対して十分な溝長
さを有しているかをそれらのシステムが決めることがで
きないということである。回路板の穿孔のように、正確
な深さで孔をあけねばならないような穿孔への適用の場
合、使用されるドリルビットは、ドリルビットに沿って
延在する特定の長さの溝を有して、必要とされる正確な
深さまで孔をあけることができねばならない。
1 & 4 、ＭＶＩおよびＭＶＩＩ穿孔機に含まれているよ
うな前述のレーザ検出システムと同様の、ＬＥＤおよび
マイクロ波システムのさらなる欠点は、現在使用されて
いるドリルビットが特定の穿孔動作に対して十分な溝長
さを有しているかをそれらのシステムが決めることがで
きないということである。回路板の穿孔のように、正確
な深さで孔をあけねばならないような穿孔への適用の場
合、使用されるドリルビットは、ドリルビットに沿って
延在する特定の長さの溝を有して、必要とされる正確な
深さまで孔をあけることができねばならない。
【００１６】回路板に孔をあけるために使用されるドリ
ルビットは、典型的には、カッティング面を含む刃先、
溝付部、およびシャンク部を含む。刃先およびカッティ
ング面は回路板に実際に孔をあけるのに使用される。刃
先およびカッティング面の後には溝付部があり、この溝
付部はカッティング部の直径にほぼ等しいか、またはそ
れより小さい直径を有し、カッティング面によってくり
抜かれた材料を孔から取除くのに使用される。刃先と反
対側の溝付部の端部で、ドリルビットはシャンク部を含
み、このシャンク部は典型的には溝付部より大きい直径
を有し、それによってシャンクは穿孔動作中、穿孔機の
コレットによって保持されることができる。
ルビットは、典型的には、カッティング面を含む刃先、
溝付部、およびシャンク部を含む。刃先およびカッティ
ング面は回路板に実際に孔をあけるのに使用される。刃
先およびカッティング面の後には溝付部があり、この溝
付部はカッティング部の直径にほぼ等しいか、またはそ
れより小さい直径を有し、カッティング面によってくり
抜かれた材料を孔から取除くのに使用される。刃先と反
対側の溝付部の端部で、ドリルビットはシャンク部を含
み、このシャンク部は典型的には溝付部より大きい直径
を有し、それによってシャンクは穿孔動作中、穿孔機の
コレットによって保持されることができる。
【００１７】ドリルビットがその溝付部の長さよりも深
い孔をあけるのに使用される場合、ドリルビットがその
溝付部の長さ全体に沿って孔をくり抜く際、より大きい
直径のシャンク部が穿孔されている材料の上面と接触す
るであろう。この結果、穿孔されている材料は損傷を受
ける可能性がある。たとえば、ドリルビットのより大き
い直径のシャンク部が、穿孔中、回路板の上面と接触す
ると、シャンク部は回路板の上面に意図された直径より
実質的に大きい直径の孔をくり抜き、回路板に損傷を与
えるであろう。ドリルビット、特に、たとえば、０．０
０２０インチの直径を有する小さいドリルビットのシャ
ンク部が回路板の上面と接触した場合よく生じるさらな
る問題は、ドリルビットがその上に加えられたさらなる
応力の結果、よく破断するということである。
い孔をあけるのに使用される場合、ドリルビットがその
溝付部の長さ全体に沿って孔をくり抜く際、より大きい
直径のシャンク部が穿孔されている材料の上面と接触す
るであろう。この結果、穿孔されている材料は損傷を受
ける可能性がある。たとえば、ドリルビットのより大き
い直径のシャンク部が、穿孔中、回路板の上面と接触す
ると、シャンク部は回路板の上面に意図された直径より
実質的に大きい直径の孔をくり抜き、回路板に損傷を与
えるであろう。ドリルビット、特に、たとえば、０．０
０２０インチの直径を有する小さいドリルビットのシャ
ンク部が回路板の上面と接触した場合よく生じるさらな
る問題は、ドリルビットがその上に加えられたさらなる
応力の結果、よく破断するということである。
【００１８】不十分な溝長さを有するドリルビットを原
因とする問題は、通常、穿孔機のオペレータが間違った
ドリルビットを穿孔機のコレット内に取付けるか、また
は自動穿孔への適用において穿孔機が間違ったサイズの
ドリルビットを選択するかによって生じる。ドリルビッ
トは、オペレータまたは機械が適切なドリルビットを選
択し得るように印をつけられるか、または識別されるこ
とが多いが、これらの印付けはドリルビットの真の溝長
さを反映していないことが多い。すなわち、ドリルビッ
トのカッティング面を研ぐと、ドリルビットの溝付部の
小さい部分を削取ってしまうことが多い。ドリルビット
を何回も研ぐことによって、印をつけた溝長さの値から
ドリルビットの溝長さを著しく減少させてしまうことに
なる。結果的にたとえオペレータまたは自動穿孔機が適
切に印をつけたドリルビットを選択しても、ドリルビッ
トの溝長さは特定の穿孔動作に対して依然として不十分
なものとなるであろう。
因とする問題は、通常、穿孔機のオペレータが間違った
ドリルビットを穿孔機のコレット内に取付けるか、また
は自動穿孔への適用において穿孔機が間違ったサイズの
ドリルビットを選択するかによって生じる。ドリルビッ
トは、オペレータまたは機械が適切なドリルビットを選
択し得るように印をつけられるか、または識別されるこ
とが多いが、これらの印付けはドリルビットの真の溝長
さを反映していないことが多い。すなわち、ドリルビッ
トのカッティング面を研ぐと、ドリルビットの溝付部の
小さい部分を削取ってしまうことが多い。ドリルビット
を何回も研ぐことによって、印をつけた溝長さの値から
ドリルビットの溝長さを著しく減少させてしまうことに
なる。結果的にたとえオペレータまたは自動穿孔機が適
切に印をつけたドリルビットを選択しても、ドリルビッ
トの溝長さは特定の穿孔動作に対して依然として不十分
なものとなるであろう。
【００１９】これまで、ドリルビットの溝長さは典型的
にドリルビットのオフライン測定によって確認された。
しかし、多くのドリルビットは極めて小さく、そのため
従来の手段によって溝の長さの測定を行なうことは極め
て難しかった。さらに、自動穿孔への適用において、自
動穿孔シーケンスへの使用を意図したドリルビットのオ
フライン測定によって、自動穿孔機の効率が実質的に低
下した。
にドリルビットのオフライン測定によって確認された。
しかし、多くのドリルビットは極めて小さく、そのため
従来の手段によって溝の長さの測定を行なうことは極め
て難しかった。さらに、自動穿孔への適用において、自
動穿孔シーケンスへの使用を意図したドリルビットのオ
フライン測定によって、自動穿孔機の効率が実質的に低
下した。
【００２０】結果的に、ドリルビットを素早く測定し
て、意図した深さの孔をあけるのに十分な溝長さを確実
にビットに与えることがドリルビット検出システムには
必要となる。さらに、自動穿孔機の自動穿孔シーケンス
の一部としてオンラインでドリルビットの溝長さを測定
することもドリルビット検出システムには必要となる。
て、意図した深さの孔をあけるのに十分な溝長さを確実
にビットに与えることがドリルビット検出システムには
必要となる。さらに、自動穿孔機の自動穿孔シーケンス
の一部としてオンラインでドリルビットの溝長さを測定
することもドリルビット検出システムには必要となる。
【００２１】
【発明の概要】前述の必要性を満たすこの発明は、非接
触レーザ検出システムを含み、このシステムは連続運動
をしている対象物から反射した波動光を検出し、対象物
の延長状態を決める。このシステムは、自動化した機械
において特定の工具またはその部分の状態を検出するの
に特に有用であり、それによって自動動作の過程でその
ような工具の破断、またはそのような工具に伴なう他の
問題を検出する能力を備える。最も不利な環境において
も、動く対象物を正確かつ繰返し検出するこの発明の能
力によって、このシステムは工業的適用に理想的であ
る。
触レーザ検出システムを含み、このシステムは連続運動
をしている対象物から反射した波動光を検出し、対象物
の延長状態を決める。このシステムは、自動化した機械
において特定の工具またはその部分の状態を検出するの
に特に有用であり、それによって自動動作の過程でその
ような工具の破断、またはそのような工具に伴なう他の
問題を検出する能力を備える。最も不利な環境において
も、動く対象物を正確かつ繰返し検出するこの発明の能
力によって、このシステムは工業的適用に理想的であ
る。
【００２２】非接触レーザベース検出システムの１つの
好ましい用途は、自動穿孔機上においてドリルビットの
状態を検出することである。波動する大きい電子信号
が、ドリルビットの刃先の近くにレーザビームを投射
し、ドリルビットの溝の凹面で反射した光を光検出器で
集めることによって生成される。しきい値信号および増
幅されたしきい値信号を得ることによって、ドリルビッ
トの状態がきれい、目詰まりまたは破断のいずれである
かを決めることができる。
好ましい用途は、自動穿孔機上においてドリルビットの
状態を検出することである。波動する大きい電子信号
が、ドリルビットの刃先の近くにレーザビームを投射
し、ドリルビットの溝の凹面で反射した光を光検出器で
集めることによって生成される。しきい値信号および増
幅されたしきい値信号を得ることによって、ドリルビッ
トの状態がきれい、目詰まりまたは破断のいずれである
かを決めることができる。
【００２３】この発明の非接触レーザベース検出システ
ムの別の好ましい用途は、回転する対象物片の溝長さが
特定の適用にたいして十分な長さであるかどうかを決め
ることである。１つの特定の適用において、この発明
は、回転するドリルビットの溝長さが特定の穿孔への適
用に対して十分な長さであるかを決めるのに使用される
ことができる。ドリルビットの溝付部は、ドリルビット
のこの部分上へのレーザ光の入射に応答して、波動する
反射光信号を発生する。しかし、ドリルビットは、レー
ザ光がドリルビットのシャンク部または穿孔機のコレッ
ト上に入射する場合、波動する反射光信号を発生しな
い。
ムの別の好ましい用途は、回転する対象物片の溝長さが
特定の適用にたいして十分な長さであるかどうかを決め
ることである。１つの特定の適用において、この発明
は、回転するドリルビットの溝長さが特定の穿孔への適
用に対して十分な長さであるかを決めるのに使用される
ことができる。ドリルビットの溝付部は、ドリルビット
のこの部分上へのレーザ光の入射に応答して、波動する
反射光信号を発生する。しかし、ドリルビットは、レー
ザ光がドリルビットのシャンク部または穿孔機のコレッ
ト上に入射する場合、波動する反射光信号を発生しな
い。
【００２４】この発明の１つの局面において、溝長さが
特定の適用に対して十分な長さかどうかを確認される。
この発明のこの局面は、レーザ光源に関してドリルビッ
トを動かすためのシステムを含む。レーザ光がまずドリ
ルビットの先端でまたはその近くで入射し、次に少なく
とも意図したドリル孔の深さである予め選択された距離
だけ先端から離れた所に入射するようにドリルビットと
レーザ光源との間を相対的に動かすことによって、ドリ
ルビットの溝長さが特定の適用に対して十分であるかを
確認することができる。
特定の適用に対して十分な長さかどうかを確認される。
この発明のこの局面は、レーザ光源に関してドリルビッ
トを動かすためのシステムを含む。レーザ光がまずドリ
ルビットの先端でまたはその近くで入射し、次に少なく
とも意図したドリル孔の深さである予め選択された距離
だけ先端から離れた所に入射するようにドリルビットと
レーザ光源との間を相対的に動かすことによって、ドリ
ルビットの溝長さが特定の適用に対して十分であるかを
確認することができる。
【００２５】この発明の別の局面において、穿孔機によ
って選択されたドリルビットの実際の溝長さが測定され
る。レーザ光源がまずドリルビットの先端で、またはそ
の近くで入射するようにドリルビットとレーザ光源との
間を相対的に動かし、次にレーザ光がシャンク部上に入
射するまでレーザ光が溝付部上に入射するようにその相
対的な動きを続け、さらにレーザ光が先端およびシャン
ク部上に入射した点を記録することによって、ドリルビ
ットの溝付部の長さを非接触レーザベース測定システム
を用いて測定することができる。
って選択されたドリルビットの実際の溝長さが測定され
る。レーザ光源がまずドリルビットの先端で、またはそ
の近くで入射するようにドリルビットとレーザ光源との
間を相対的に動かし、次にレーザ光がシャンク部上に入
射するまでレーザ光が溝付部上に入射するようにその相
対的な動きを続け、さらにレーザ光が先端およびシャン
ク部上に入射した点を記録することによって、ドリルビ
ットの溝付部の長さを非接触レーザベース測定システム
を用いて測定することができる。
【００２６】
【好ましい実施例の説明】ここでは図面が参照され、全
体を通して同じ数字が同じ部分を表わす。
体を通して同じ数字が同じ部分を表わす。
【００２７】全般に、図１−図６は先行技術のレーザ検
出システムを示し、この発明の理解を容易にするために
これよりその説明が行なわれる。
出システムを示し、この発明の理解を容易にするために
これよりその説明が行なわれる。
【００２８】図１（ａ）は、全般に１４で示される、回
路板に孔をあけるための穿孔機を示す。回路板の自動穿
孔は、コンピュータ２０２（図７）に制御される自動回
路板穿孔機１４のサーボモータ駆動作業台１６へ回路板
４４（図１（ｂ））を載置することによって典型的に達
成される。このような機械の例には、カリフォルニア、
トーランスのエクセロン・オートメーションによって製
造されたConcept IV穿孔および経路システムがある。図
示されていないが、いくつかの自動回路板穿孔システム
は多数のドリルまたはスピンドルアセンブリを組込み、
それらのアセンブリは共通のサーボモータ駆動作業台に
配置され、共用のコンピュータシステム（図示せず）に
よって制御される。これによって多数の回路板をこのシ
ステムを用いて一度に穿孔することができる。
路板に孔をあけるための穿孔機を示す。回路板の自動穿
孔は、コンピュータ２０２（図７）に制御される自動回
路板穿孔機１４のサーボモータ駆動作業台１６へ回路板
４４（図１（ｂ））を載置することによって典型的に達
成される。このような機械の例には、カリフォルニア、
トーランスのエクセロン・オートメーションによって製
造されたConcept IV穿孔および経路システムがある。図
示されていないが、いくつかの自動回路板穿孔システム
は多数のドリルまたはスピンドルアセンブリを組込み、
それらのアセンブリは共通のサーボモータ駆動作業台に
配置され、共用のコンピュータシステム（図示せず）に
よって制御される。これによって多数の回路板をこのシ
ステムを用いて一度に穿孔することができる。
【００２９】図１（ａ）に示された自動回路板穿孔機１
４の動作の間、回路板４４は作業台１６上でスピンドル
アセンブリ１８の下に正確に位置決めされる。このスピ
ンドルアセンブリは約１５，０００ないし１０，０００
ｒｐｍの様々な速度でドリルビット４２を回転させる。
穿孔工程の間、回路板４４の撓みによって生じる問題を
排除するために、押え３４は約６０ポンドの力を回路板
４４に加え、回路板４４と作業台１６がうまく接触する
ことを確実にする。押え３４は真空システム（図示せ
ず）も含み、ドリル４２の動作によって生じた塵および
破片を取除く。スピンドルアセンブリ１８および押え３
４は引下げられ、回転するドリルビット４２は回路板４
４に孔５２を形成する。穿孔工程全体は通常コンピュー
タ２０２（図７）によって調整され、１秒間におよそ５
個の孔を形成する速度で作動する。
４の動作の間、回路板４４は作業台１６上でスピンドル
アセンブリ１８の下に正確に位置決めされる。このスピ
ンドルアセンブリは約１５，０００ないし１０，０００
ｒｐｍの様々な速度でドリルビット４２を回転させる。
穿孔工程の間、回路板４４の撓みによって生じる問題を
排除するために、押え３４は約６０ポンドの力を回路板
４４に加え、回路板４４と作業台１６がうまく接触する
ことを確実にする。押え３４は真空システム（図示せ
ず）も含み、ドリル４２の動作によって生じた塵および
破片を取除く。スピンドルアセンブリ１８および押え３
４は引下げられ、回転するドリルビット４２は回路板４
４に孔５２を形成する。穿孔工程全体は通常コンピュー
タ２０２（図７）によって調整され、１秒間におよそ５
個の孔を形成する速度で作動する。
【００３０】コンピュータ２０２は、作業台１６の位置
決め、板４４の送り量、ドリルビット４２の回転速度
（たとえばｒｐｍ）、ドリルビット４２の自動交換、ド
リルビット４２の直径確認、およびドリルビット４２の
溝長さ確認などを制御する。プリント回路板には小さい
パッド、薄い導線および狭い線間隔が必要なので、自動
回路板穿孔機には．００４ないし．２５０インチの範囲
の直径を有する大小様々な質の高い孔をたくさんあける
能力が必要となる。ドリルビット４２を引下げ、回路板
孔５２（図１（ｂ））を作った後、ドリルビット４２お
よび押え３４は引っ込められ、回路板４４は次の孔をあ
けるように自動的に再び位置決めされる。
決め、板４４の送り量、ドリルビット４２の回転速度
（たとえばｒｐｍ）、ドリルビット４２の自動交換、ド
リルビット４２の直径確認、およびドリルビット４２の
溝長さ確認などを制御する。プリント回路板には小さい
パッド、薄い導線および狭い線間隔が必要なので、自動
回路板穿孔機には．００４ないし．２５０インチの範囲
の直径を有する大小様々な質の高い孔をたくさんあける
能力が必要となる。ドリルビット４２を引下げ、回路板
孔５２（図１（ｂ））を作った後、ドリルビット４２お
よび押え３４は引っ込められ、回路板４４は次の孔をあ
けるように自動的に再び位置決めされる。
【００３１】自動穿孔機１４は毎秒５個の割合で必要な
孔を速やかにあけるので、ドリルビット４２の刃先を破
断しているか損傷しているか視覚的に検査して、機械１
４を停止させようとすることはできない。したがって、
マイクロ波および光閉塞技術を使用して自動または非接
触方法が最初に開発され、破断または損傷したドリルビ
ットを自動的にチェックし、それに対応した。
孔を速やかにあけるので、ドリルビット４２の刃先を破
断しているか損傷しているか視覚的に検査して、機械１
４を停止させようとすることはできない。したがって、
マイクロ波および光閉塞技術を使用して自動または非接
触方法が最初に開発され、破断または損傷したドリルビ
ットを自動的にチェックし、それに対応した。
【００３２】非接触光検出システムは、投射光が対象物
からの光反射ではなく、検出したい対象物によって閉塞
されることを前提として従来作動する。光閉塞システム
では、ドリルに対するレーザビームが小さいほど検出し
た信号の変化が大きくなる。光閉塞システム（またはＬ
ＥＤシステム）の問題は、集束ビームの直径が最も小さ
いドリルの直径よりも遙かに大きいということである。
より小さい直径では、検出した光の極めて小さい変化が
正確に感知されねばならない。光閉塞システムにおいて
は、光路における異物もビームを閉塞させ、対象物があ
るという誤った読取りを行なう可能性が生じる。閉塞シ
ステムは安定した光信号にも基づく。定常状態の光検出
器は、塵、破片および他の環境条件からの問題によって
悩まされてきた。この発明に関して説明した反射光シス
テムのような、波動光を検出するシステムは、塵、破片
および周囲光からの干渉をほとんどすべて排除する。
からの光反射ではなく、検出したい対象物によって閉塞
されることを前提として従来作動する。光閉塞システム
では、ドリルに対するレーザビームが小さいほど検出し
た信号の変化が大きくなる。光閉塞システム（またはＬ
ＥＤシステム）の問題は、集束ビームの直径が最も小さ
いドリルの直径よりも遙かに大きいということである。
より小さい直径では、検出した光の極めて小さい変化が
正確に感知されねばならない。光閉塞システムにおいて
は、光路における異物もビームを閉塞させ、対象物があ
るという誤った読取りを行なう可能性が生じる。閉塞シ
ステムは安定した光信号にも基づく。定常状態の光検出
器は、塵、破片および他の環境条件からの問題によって
悩まされてきた。この発明に関して説明した反射光シス
テムのような、波動光を検出するシステムは、塵、破片
および周囲光からの干渉をほとんどすべて排除する。
【００３３】図１および図３ならびに他の図面に示され
るように、この発明はドリルビット４２の状態を監視す
るためにレーザ検出センサ１２を使用する。むろん、ル
ータビットのような他の回転する対象物もこの発明から
恩恵を被る。従来の非干渉光源の代わりにレーザを使用
することによって、検出システムの感度および精度は大
きく向上する。従来の光検出システムは、対象物存在状
態から対象物不在状態への信号変化がこの発明のものよ
りも小さい。０．００４ないし０．２５０インチの直径
のドリルビット４２にＬＥＤ光源検出器を利用すると、
光はより微細なドリルビット４２によっては部分的にし
か閉塞されない。したがって、この方法を使用するに
は、対象物存在状態から対象物不在状態への小さい信号
変化を識別することが必要である。レーザ６０は標準的
なＬＥＤまたはマイクロ波装置のいずれよりもドリルチ
ップの領域へのエネルギの集中度を高くすることができ
る。ドリルビット４２の刃先のような動く対象物の特定
の一点に集束するレーザビームを使用して、ドリルビッ
トの刃先があれば検出器に信号を送り返し、ドリルビッ
トがなければ信号を送らないことは、対象物存在状態か
ら対象物不在状態への大きい比率の信号変化を生成する
のに極めて役立つ。
るように、この発明はドリルビット４２の状態を監視す
るためにレーザ検出センサ１２を使用する。むろん、ル
ータビットのような他の回転する対象物もこの発明から
恩恵を被る。従来の非干渉光源の代わりにレーザを使用
することによって、検出システムの感度および精度は大
きく向上する。従来の光検出システムは、対象物存在状
態から対象物不在状態への信号変化がこの発明のものよ
りも小さい。０．００４ないし０．２５０インチの直径
のドリルビット４２にＬＥＤ光源検出器を利用すると、
光はより微細なドリルビット４２によっては部分的にし
か閉塞されない。したがって、この方法を使用するに
は、対象物存在状態から対象物不在状態への小さい信号
変化を識別することが必要である。レーザ６０は標準的
なＬＥＤまたはマイクロ波装置のいずれよりもドリルチ
ップの領域へのエネルギの集中度を高くすることができ
る。ドリルビット４２の刃先のような動く対象物の特定
の一点に集束するレーザビームを使用して、ドリルビッ
トの刃先があれば検出器に信号を送り返し、ドリルビッ
トがなければ信号を送らないことは、対象物存在状態か
ら対象物不在状態への大きい比率の信号変化を生成する
のに極めて役立つ。
【００３４】図１（ａ）に示されるレーザ検出システム
の実施例をより特定的に参照すると、ドリルビット４２
の非接触レーザ検出のためのセンサまたはレーザ検出シ
ステム１２が自動回路板穿孔機１４に関連して示され
る。穿孔機１４は、穿孔する複数の回路板４４（図１
（ｂ））を収容することができる作業台１６と、少なく
とも１つのドリルまたはスピンドルアセンブリ１８とを
含む。制御モジュール（図示せず）は、ドリルビット４
２の作業台１６に対する正確な三次元位置のための電子
回路を含み、誤り制御回路（図示せず）はセンサによっ
て誤りが検出された場合、穿孔工程を停止する。ドリル
アセンブリ１８は、ドリルケース２８、ドリル垂直方向
位置決めモータおよびリードスクリュアセンブリ２４、
継手２５、スピンドル３０、コレット３２、ドリルビッ
ト４２、および押え３４を含む。押え３４は、圧力プレ
ート３６と、２つの圧力軸受ピストンおよびシリンダア
センブリ３８、４０とを含む。着脱自在のドリルビット
４２はドリルコレット３２によって支持される。回転す
るドリルビット４２はドリル垂直方向位置決めモータお
よびリードスクリュアセンブリ２４によって回路板４４
に孔をくり抜くとともに、孔があけられた後ドリルビッ
ト４２を引抜く。
の実施例をより特定的に参照すると、ドリルビット４２
の非接触レーザ検出のためのセンサまたはレーザ検出シ
ステム１２が自動回路板穿孔機１４に関連して示され
る。穿孔機１４は、穿孔する複数の回路板４４（図１
（ｂ））を収容することができる作業台１６と、少なく
とも１つのドリルまたはスピンドルアセンブリ１８とを
含む。制御モジュール（図示せず）は、ドリルビット４
２の作業台１６に対する正確な三次元位置のための電子
回路を含み、誤り制御回路（図示せず）はセンサによっ
て誤りが検出された場合、穿孔工程を停止する。ドリル
アセンブリ１８は、ドリルケース２８、ドリル垂直方向
位置決めモータおよびリードスクリュアセンブリ２４、
継手２５、スピンドル３０、コレット３２、ドリルビッ
ト４２、および押え３４を含む。押え３４は、圧力プレ
ート３６と、２つの圧力軸受ピストンおよびシリンダア
センブリ３８、４０とを含む。着脱自在のドリルビット
４２はドリルコレット３２によって支持される。回転す
るドリルビット４２はドリル垂直方向位置決めモータお
よびリードスクリュアセンブリ２４によって回路板４４
に孔をくり抜くとともに、孔があけられた後ドリルビッ
ト４２を引抜く。
【００３５】継手２５は、電気的に制御される空気駆動
電磁弁であり、これはコンピュータ２０２（図７）から
のコマンドに応答して、スピンドルアセンブリ３０を選
択または開放する。この好ましい実施例において、この
発明のレーザ検出システム１２は、エクセロン・オート
メーションによって製造されたConcept 4 MVII穿孔機の
ような自動回路板穿孔システムとともに使用され、これ
は回路板４４（図１（ｂ））を穿孔するために、１つま
たは複数個のスピンドルアセンブリ１８およびドリルビ
ット４２を選択することができる。
電磁弁であり、これはコンピュータ２０２（図７）から
のコマンドに応答して、スピンドルアセンブリ３０を選
択または開放する。この好ましい実施例において、この
発明のレーザ検出システム１２は、エクセロン・オート
メーションによって製造されたConcept 4 MVII穿孔機の
ような自動回路板穿孔システムとともに使用され、これ
は回路板４４（図１（ｂ））を穿孔するために、１つま
たは複数個のスピンドルアセンブリ１８およびドリルビ
ット４２を選択することができる。
【００３６】特定のスピンドルアセンブリ１８およびド
リルビット４２がそれらの穿孔機で選択された場合、継
手２５が、ドリルビット４２が穿孔に先立ち回路板４４
の上面に直接隣接するようにスピンドルアセンブリ１８
を垂直方向に位置決めする。逆に、特定のスピンドルア
センブリ１８が、現在の自動穿孔シーケンスの間、回路
板に孔をあけるのに使用することを意図されず、結果的
に開放されている場合、継手２５は、ドリルビット４２
が回路板４４の上面から垂直方向に持ち上げられてしま
うようにスピンドル３０を位置決めする。たとえば、エ
クセロン・オートメーションのConcept ４ ＭＶＩＩ穿
孔機では、ドリルビット４２が選択されている場合スピ
ンドルの開放は、回路板４４の位置の上方に約１．５″
ドリルビット４２を持ち上げる。
リルビット４２がそれらの穿孔機で選択された場合、継
手２５が、ドリルビット４２が穿孔に先立ち回路板４４
の上面に直接隣接するようにスピンドルアセンブリ１８
を垂直方向に位置決めする。逆に、特定のスピンドルア
センブリ１８が、現在の自動穿孔シーケンスの間、回路
板に孔をあけるのに使用することを意図されず、結果的
に開放されている場合、継手２５は、ドリルビット４２
が回路板４４の上面から垂直方向に持ち上げられてしま
うようにスピンドル３０を位置決めする。たとえば、エ
クセロン・オートメーションのConcept ４ ＭＶＩＩ穿
孔機では、ドリルビット４２が選択されている場合スピ
ンドルの開放は、回路板４４の位置の上方に約１．５″
ドリルビット４２を持ち上げる。
【００３７】穿孔シーケンスは選択された直径を有する
ドリルビットをドリルコレット３２に装填することによ
って始まる。穿孔機１４は次に回路板４４（図１
（ｂ））にそのさまざまな場所で多数の孔をあける。こ
の動作が完了すると、多分異なる直径を有する別のドリ
ルビットがコレット３２内に装填され、すべての孔が回
路板４４にあけられるまでこの工程が繰返される。穿孔
動作中にドリルビット４２が破断するか欠けた場合、ま
たはドリルビット４２が意図した深さの孔をあけるのに
十分な長さにわたる溝を有さない場合に問題が生じる。
ドリルビットをドリルコレット３２に装填することによ
って始まる。穿孔機１４は次に回路板４４（図１
（ｂ））にそのさまざまな場所で多数の孔をあける。こ
の動作が完了すると、多分異なる直径を有する別のドリ
ルビットがコレット３２内に装填され、すべての孔が回
路板４４にあけられるまでこの工程が繰返される。穿孔
動作中にドリルビット４２が破断するか欠けた場合、ま
たはドリルビット４２が意図した深さの孔をあけるのに
十分な長さにわたる溝を有さない場合に問題が生じる。
【００３８】図１（ｂ）を参照すると、プリント回路板
４４が、作業台１６の上面と圧力プレート３６との間に
位置決めされているのが示される。プリント回路板４４
は、電気的に非導電性の基板４６と、基板４６内で複数
の導電層４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄの中に位置決
めされた複数の導線４８とを含む。ドリルビット４２
は、５２において穿孔を行ない、導電層４８ａ、４８
ｂ、４８ｃを接続させた後、圧力プレート３６のドリル
ビット経路開口５０から引き抜かれるのが図１に示され
る。
４４が、作業台１６の上面と圧力プレート３６との間に
位置決めされているのが示される。プリント回路板４４
は、電気的に非導電性の基板４６と、基板４６内で複数
の導電層４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄの中に位置決
めされた複数の導線４８とを含む。ドリルビット４２
は、５２において穿孔を行ない、導電層４８ａ、４８
ｂ、４８ｃを接続させた後、圧力プレート３６のドリル
ビット経路開口５０から引き抜かれるのが図１に示され
る。
【００３９】図２は、レーザ検出システム１２を含む押
さえアセンブリ３４をより詳細に示し、スピンドルアセ
ンブリが穿孔のために選択されていることを想定する。
レーザ検出システム１２は、投射されたレーザビームが
ドリルビット４２の刃先に一直線上に達するよう位置決
めされ、スピンドルアセンブリ３０は、ドリルビット４
２が穿孔を完了した後、ドリルビット４２に対応して押
さえアセンブリ内に最小限に引き込められている。セン
サ１２を押さえ３４の内側に載置し、ドリルビット４２
の刃先近くにレーザビームを投射することによって、ド
リルの刃先の存在を１ストロークごとに確認することが
できる。
さえアセンブリ３４をより詳細に示し、スピンドルアセ
ンブリが穿孔のために選択されていることを想定する。
レーザ検出システム１２は、投射されたレーザビームが
ドリルビット４２の刃先に一直線上に達するよう位置決
めされ、スピンドルアセンブリ３０は、ドリルビット４
２が穿孔を完了した後、ドリルビット４２に対応して押
さえアセンブリ内に最小限に引き込められている。セン
サ１２を押さえ３４の内側に載置し、ドリルビット４２
の刃先近くにレーザビームを投射することによって、ド
リルの刃先の存在を１ストロークごとに確認することが
できる。
【００４０】図２および図３に示されるように、好まし
い検出システムは、回転軸の下方に回転軸に対する垂線
上約２５°の角度を形成するレーザビームを投射し、ド
リル１８の軸に対して斜角で位置決めされることによっ
て、ドリルビット４２を引っ込めるのに必要な距離を最
小にする。軸から９０°を越え約１２０°までの角度が
好ましい。したがって、レーザビームを投射して、ドリ
ルの回転軸に対して斜めの角度で反射光を感知すること
によって、穿孔機の効率が上がる。ドリルアセンブリ１
８が図１（ｂ）に示されるように引っ込められた場合、
穿孔中に生じた塵および銅の削り屑が押さえ３４に形成
されたキャビティに入り込む。過去の設計において行な
われたように、垂直入射角での投射は、光学系がドリル
ビット４２によって生じた破片の直接の飛散経路内に置
かれるであろうため、真空設計を複雑にする。
い検出システムは、回転軸の下方に回転軸に対する垂線
上約２５°の角度を形成するレーザビームを投射し、ド
リル１８の軸に対して斜角で位置決めされることによっ
て、ドリルビット４２を引っ込めるのに必要な距離を最
小にする。軸から９０°を越え約１２０°までの角度が
好ましい。したがって、レーザビームを投射して、ドリ
ルの回転軸に対して斜めの角度で反射光を感知すること
によって、穿孔機の効率が上がる。ドリルアセンブリ１
８が図１（ｂ）に示されるように引っ込められた場合、
穿孔中に生じた塵および銅の削り屑が押さえ３４に形成
されたキャビティに入り込む。過去の設計において行な
われたように、垂直入射角での投射は、光学系がドリル
ビット４２によって生じた破片の直接の飛散経路内に置
かれるであろうため、真空設計を複雑にする。
【００４１】特定的に図２を参照すると、この図は可動
押さえ３４へのセンサ１２の載置を示しており、押さえ
３４の内側に置かれた１対の位置決めだぼ８０および８
２によってセンサが整列される。検出装置１２を適所に
保持する支持ねじ８４および８６は押さえアセンブリ３
４の一番上に置かれる。光路８８および９０は押さえ３
４を抜け、光源６０および光検出器７０（図３（ｂ））
に対してドリルビット４２が一直線上に達するように形
成される。
押さえ３４へのセンサ１２の載置を示しており、押さえ
３４の内側に置かれた１対の位置決めだぼ８０および８
２によってセンサが整列される。検出装置１２を適所に
保持する支持ねじ８４および８６は押さえアセンブリ３
４の一番上に置かれる。光路８８および９０は押さえ３
４を抜け、光源６０および光検出器７０（図３（ｂ））
に対してドリルビット４２が一直線上に達するように形
成される。
【００４２】レーザダイオード、レンズ、フィルタおよ
びセンサヘッドエレクトロニクスは、センサ本体１２と
して機能する機械台内に収容される。センサ本体は穿孔
機の押さえ３４の一体部分、または押さえ３４に載置さ
れたモジュラユニットであってもよい。
びセンサヘッドエレクトロニクスは、センサ本体１２と
して機能する機械台内に収容される。センサ本体は穿孔
機の押さえ３４の一体部分、または押さえ３４に載置さ
れたモジュラユニットであってもよい。
【００４３】図３（ａ）は、ドリルビット４２およびセ
ンサ１２をより詳細に示す概略図である。図３（ａ）に
示されるドリルビット４２は、回路板穿孔への適用に使
用されるドリルビットの典型であり、刃先およびカッテ
ィング面６５と、溝付部６７と、シャンク部６８とを含
み、溝付部６７はその長さにわたってらせん状凹面溝を
有する。ドリルビット４２の溝付部６７は、穿孔工程か
ら生じた孔の面からの塵を除去するよう機能する。ドリ
ルビット４２の溝長さＬf は、溝６６を含むドリルビッ
ト４２の刃先６５とシャンク部６８との間の距離として
規定される。シャンク部６８は通常溝付部６７より大き
い直径を有する。典型的には、１つの穿孔機１４に使用
される一連の異なるカッティング直径のドリルビットの
シャンク部６８の直径は１つの標準直径であり、それに
よって穿孔機１４（図１（ａ））のコレット３２による
ドリルビットの自動交換を容易にする。カラー６９は、
ドリルビット４２がコレット３２と同一平面になるよう
にコレット３２内に挿入されるとき、ドリルビット４２
の刃先６５が穿孔面に向かって穿孔機１４から予め定め
られた距離、延在するように、シャンク部６８上に位置
決めされる。
ンサ１２をより詳細に示す概略図である。図３（ａ）に
示されるドリルビット４２は、回路板穿孔への適用に使
用されるドリルビットの典型であり、刃先およびカッテ
ィング面６５と、溝付部６７と、シャンク部６８とを含
み、溝付部６７はその長さにわたってらせん状凹面溝を
有する。ドリルビット４２の溝付部６７は、穿孔工程か
ら生じた孔の面からの塵を除去するよう機能する。ドリ
ルビット４２の溝長さＬf は、溝６６を含むドリルビッ
ト４２の刃先６５とシャンク部６８との間の距離として
規定される。シャンク部６８は通常溝付部６７より大き
い直径を有する。典型的には、１つの穿孔機１４に使用
される一連の異なるカッティング直径のドリルビットの
シャンク部６８の直径は１つの標準直径であり、それに
よって穿孔機１４（図１（ａ））のコレット３２による
ドリルビットの自動交換を容易にする。カラー６９は、
ドリルビット４２がコレット３２と同一平面になるよう
にコレット３２内に挿入されるとき、ドリルビット４２
の刃先６５が穿孔面に向かって穿孔機１４から予め定め
られた距離、延在するように、シャンク部６８上に位置
決めされる。
【００４４】図３（ｂ）は、センサ１２の光学構成要素
を示す。図３（ａ）および３（ｂ）に示されるように、
集束光学系はレーザダイオード６０の出力を受け、ドリ
ルビット４２上へ光を投射する。レーザダイオード６０
からの光はストライプ投射光学系６４を通ってドリルビ
ット４２上へ投射される。
を示す。図３（ａ）および３（ｂ）に示されるように、
集束光学系はレーザダイオード６０の出力を受け、ドリ
ルビット４２上へ光を投射する。レーザダイオード６０
からの光はストライプ投射光学系６４を通ってドリルビ
ット４２上へ投射される。
【００４５】集束レーザを利用することによって、光源
を対象物からより遠くに位置付けることができ、環境条
件の影響を大幅に低減し、機械設計に柔軟性を与えるこ
とができる。集束したレーザ光はドリルビット４２の凹
形溝面６６から反射する。ドリルビット溝６６の凹面の
利用は、センサ１２をよりうまく位置付けたり、動かし
たりする際の助けにもなる。センサ１２を動作している
対象物から遠くに、かつ破片の飛散経路から遠くに位置
付けることができると、センサ１２は環境による干渉を
うけることがより少なくなる。反射光は受光レンズ７４
によって集められ、較正され、光フィルタ７２によって
フィルタリングされ、固相光検出器７０によって集めら
れる。光フィルタ７２は周囲の可視照明が光検出器７０
に届くことを阻止する一方、レーザダイオード６０から
の近赤外光を光検出器７０によって集めることを許容す
る。コンピュータ２０２（図７）へのケーブル７８はセ
ンサ１２へ接続され、それによってさまざまな電気信号
がセンサ１２によって送受信されることができる。ケー
ブル７８上を送られる信号の一つはビーム検出信号であ
る。ビーム検出信号は、ドリルビット溝６５が検出され
るたびに発生される。ビーム検出信号がドリルの少なく
とも完全な一回転を含む時間期間の間状態を変化させな
い場合、ドリルビット４２は破断しているまたは存在し
ないと考えられる。
を対象物からより遠くに位置付けることができ、環境条
件の影響を大幅に低減し、機械設計に柔軟性を与えるこ
とができる。集束したレーザ光はドリルビット４２の凹
形溝面６６から反射する。ドリルビット溝６６の凹面の
利用は、センサ１２をよりうまく位置付けたり、動かし
たりする際の助けにもなる。センサ１２を動作している
対象物から遠くに、かつ破片の飛散経路から遠くに位置
付けることができると、センサ１２は環境による干渉を
うけることがより少なくなる。反射光は受光レンズ７４
によって集められ、較正され、光フィルタ７２によって
フィルタリングされ、固相光検出器７０によって集めら
れる。光フィルタ７２は周囲の可視照明が光検出器７０
に届くことを阻止する一方、レーザダイオード６０から
の近赤外光を光検出器７０によって集めることを許容す
る。コンピュータ２０２（図７）へのケーブル７８はセ
ンサ１２へ接続され、それによってさまざまな電気信号
がセンサ１２によって送受信されることができる。ケー
ブル７８上を送られる信号の一つはビーム検出信号であ
る。ビーム検出信号は、ドリルビット溝６５が検出され
るたびに発生される。ビーム検出信号がドリルの少なく
とも完全な一回転を含む時間期間の間状態を変化させな
い場合、ドリルビット４２は破断しているまたは存在し
ないと考えられる。
【００４６】広い範囲のドリルビット直径に適合するた
めに、センサ光学系はドリルビット上に光のストライプ
を投射する。これによって、ドリルビット４２上の溝６
６ごとに少なくとも確実に１点で、光が確実に反射し
て、光検出器７０へ戻される。光のストライプを使用す
る場合、光学整列もまた重要性が低くなる。光のストラ
イプを発生するために、集束光学系６４は円筒形または
円環状レンズのエレメントを組込み得る。高さ約０．０
０４インチかつ幅０．０２０インチの寸法のストライプ
投射が好ましいと思われる。レーザダイオード６０の固
定出力に対しては、ストライプが大きいほど、ドリルビ
ット４２上の最高の反射点における光パワー密度が低く
なる。ストライプ中の１点における光パワー密度は、光
の斑点よりも低い。この結果、光学信号は検出器７０で
あまり受信されない。
めに、センサ光学系はドリルビット上に光のストライプ
を投射する。これによって、ドリルビット４２上の溝６
６ごとに少なくとも確実に１点で、光が確実に反射し
て、光検出器７０へ戻される。光のストライプを使用す
る場合、光学整列もまた重要性が低くなる。光のストラ
イプを発生するために、集束光学系６４は円筒形または
円環状レンズのエレメントを組込み得る。高さ約０．０
０４インチかつ幅０．０２０インチの寸法のストライプ
投射が好ましいと思われる。レーザダイオード６０の固
定出力に対しては、ストライプが大きいほど、ドリルビ
ット４２上の最高の反射点における光パワー密度が低く
なる。ストライプ中の１点における光パワー密度は、光
の斑点よりも低い。この結果、光学信号は検出器７０で
あまり受信されない。
【００４７】ドリル軸に対して垂直の角度で光が投射さ
れる場合、レーザビームは好ましくはドリル軸で、また
はそのあたりに集束される。ドリルの回転軸に対して斜
角で光が投射される場合、これは好ましい実施例である
が、ドリル軸からわずかにはずれたドリルビットの溝凹
面６６上の１点から光が反射されるとき光検出器７０は
最大信号を受信する。最高の反射点は、レーザビーム投
射角、ドリルビットのらせん角度、およびドリルビット
４２の直径の関数である。固定したドリルビットらせん
角度および固定したレーザビーム投射角に対し、最高の
反射点は小さい直径のドリルビットより、大きい直径の
ドリルビットの方がドリルビットの軸から遠い。
れる場合、レーザビームは好ましくはドリル軸で、また
はそのあたりに集束される。ドリルの回転軸に対して斜
角で光が投射される場合、これは好ましい実施例である
が、ドリル軸からわずかにはずれたドリルビットの溝凹
面６６上の１点から光が反射されるとき光検出器７０は
最大信号を受信する。最高の反射点は、レーザビーム投
射角、ドリルビットのらせん角度、およびドリルビット
４２の直径の関数である。固定したドリルビットらせん
角度および固定したレーザビーム投射角に対し、最高の
反射点は小さい直径のドリルビットより、大きい直径の
ドリルビットの方がドリルビットの軸から遠い。
【００４８】波動する大きい信号はしたがってドリルビ
ット４２の回転に伴い生成される。レーザビームは回転
するドリル４２の２つの溝面６６の各々から検出器７０
へ反射され、ドリルビットの回転周波数に直接関係する
周波数を有する発振またはＡＣ信号を与える。したがっ
て、予め定められた周波数でレーザ光の発振信号の存在
を感知することができる。ＤＣまたは周囲光を含む他の
周波数は、後に説明されるように光学的かつ電子的にフ
ィルタリングすることができる。むろん、このようなＡ
Ｃ信号がないということは、ドリルビット４２の刃先が
破断または損傷しているか、レーザ１２がドリルビット
４２の溝付部６７上にもはや集束しておらず、代わりに
ドリルビット４２の別の部分に集束しているということ
を意味する。
ット４２の回転に伴い生成される。レーザビームは回転
するドリル４２の２つの溝面６６の各々から検出器７０
へ反射され、ドリルビットの回転周波数に直接関係する
周波数を有する発振またはＡＣ信号を与える。したがっ
て、予め定められた周波数でレーザ光の発振信号の存在
を感知することができる。ＤＣまたは周囲光を含む他の
周波数は、後に説明されるように光学的かつ電子的にフ
ィルタリングすることができる。むろん、このようなＡ
Ｃ信号がないということは、ドリルビット４２の刃先が
破断または損傷しているか、レーザ１２がドリルビット
４２の溝付部６７上にもはや集束しておらず、代わりに
ドリルビット４２の別の部分に集束しているということ
を意味する。
【００４９】光学構成要素およびセンサヘッドエレクト
ロニクスは図４に示されるようにセンサ本体１２として
機能する機械台に収容される。図４は、センサ本体１２
の詳細とドリルビット４２に対するその関係を概略的に
示す。センサ本体１２は、レーザダイオード６０、ソー
スレンズ７６、ストライプ投射光学系６４、光検出器７
０、光フィルタ７２、および受光レンズ７４を含む光学
を収容する。センサ本体１２はまた、図５、６および７
のエレクトロニクスも収容し、これらは後に述べられ
る。ケーブル７８はセンサ１２へ接続され、それによっ
てさまざまな電気信号をコンピュータ２０２（図７）か
ら送受信することができる。
ロニクスは図４に示されるようにセンサ本体１２として
機能する機械台に収容される。図４は、センサ本体１２
の詳細とドリルビット４２に対するその関係を概略的に
示す。センサ本体１２は、レーザダイオード６０、ソー
スレンズ７６、ストライプ投射光学系６４、光検出器７
０、光フィルタ７２、および受光レンズ７４を含む光学
を収容する。センサ本体１２はまた、図５、６および７
のエレクトロニクスも収容し、これらは後に述べられ
る。ケーブル７８はセンサ１２へ接続され、それによっ
てさまざまな電気信号をコンピュータ２０２（図７）か
ら送受信することができる。
【００５０】図４に示されるように、レンズは互いに平
行な経路において投射および受光を行なうのではなく、
角度を形成している。この角度は、レンズが同じ水平面
にある場合、０ないし９０°の範囲であり得る。図４に
示されるソースレンズ７６およびストライプ投射光学系
６４は、単一の円環状光学エレメント内に組み込まれ
る。
行な経路において投射および受光を行なうのではなく、
角度を形成している。この角度は、レンズが同じ水平面
にある場合、０ないし９０°の範囲であり得る。図４に
示されるソースレンズ７６およびストライプ投射光学系
６４は、単一の円環状光学エレメント内に組み込まれ
る。
【００５１】図５および図６に示されるセンサエレクト
ロニクスはレーザパワーを制御し、光検出器の出力を増
幅し、ドリルビット４２の存在が感知されるとビーム検
出信号を発生する。
ロニクスはレーザパワーを制御し、光検出器の出力を増
幅し、ドリルビット４２の存在が感知されるとビーム検
出信号を発生する。
【００５２】図５の集積回路１１０はレーザダイオード
６０の出力パワーを制御する。レーザダイオード１１４
とひとまとめにされた光ダイオード１１２の出力は集積
回路１１０へのフィードバックとして使用され、一定の
光学パワーを維持する。プログラム抵抗器１１６はレー
ザダイオード１１４の出力パワーを調整する。
６０の出力パワーを制御する。レーザダイオード１１４
とひとまとめにされた光ダイオード１１２の出力は集積
回路１１０へのフィードバックとして使用され、一定の
光学パワーを維持する。プログラム抵抗器１１６はレー
ザダイオード１１４の出力パワーを調整する。
【００５３】図６は、光検出器７０上に向けられた光
を、ドリルビット４２が感知されたという信号に変換す
るエレクトロニクスを示す。トランスインピーダンス増
幅器１２６は、光検出器ダイオード１２８上に向けられ
た光の量に比例する電圧を発生するのに使用される。阻
止キャパシタ１３０は波動する電圧信号だけがコンパレ
ータ１３６の入力に与えられることを許容する。この波
動する電圧のレベルが一対の抵抗器１３２および１３４
の分圧網によって確立されたしきい値電圧レベルを上回
る場合、コンパレータ１３６の出力はドリルビットが感
知されたことを示す。コンパレータ１３６の出力はライ
ン７８ａに沿ってコンピュータ２０２（図７）に送ら
れ、それによってコンパレータ１３６の出力がドリルビ
ット４２が検出されていないことを示せば、訂正動作が
行なわれる。
を、ドリルビット４２が感知されたという信号に変換す
るエレクトロニクスを示す。トランスインピーダンス増
幅器１２６は、光検出器ダイオード１２８上に向けられ
た光の量に比例する電圧を発生するのに使用される。阻
止キャパシタ１３０は波動する電圧信号だけがコンパレ
ータ１３６の入力に与えられることを許容する。この波
動する電圧のレベルが一対の抵抗器１３２および１３４
の分圧網によって確立されたしきい値電圧レベルを上回
る場合、コンパレータ１３６の出力はドリルビットが感
知されたことを示す。コンパレータ１３６の出力はライ
ン７８ａに沿ってコンピュータ２０２（図７）に送ら
れ、それによってコンパレータ１３６の出力がドリルビ
ット４２が検出されていないことを示せば、訂正動作が
行なわれる。
【００５４】より精巧な実現において、信号はサンプリ
ングされ、そのサンプルは回転周波数に対して干渉性の
ある検出器において処理される。ドリルビット４２が、
たとえばスピンドルアセンブリ１８に取付けられた（タ
コメータのような）電気的フィードバック機構から既知
である回転周波数を有せば、検出器がドリルビット４２
の回転周波数を中心とする狭い周波数帯域幅のまわりで
だけ信号を探すように、調整可能な電子フィルタが実現
される。これには、電気的ノイズの帯域幅を縮小し、し
たがって電気的信号−ノイズ比を上げる効果がある。
ングされ、そのサンプルは回転周波数に対して干渉性の
ある検出器において処理される。ドリルビット４２が、
たとえばスピンドルアセンブリ１８に取付けられた（タ
コメータのような）電気的フィードバック機構から既知
である回転周波数を有せば、検出器がドリルビット４２
の回転周波数を中心とする狭い周波数帯域幅のまわりで
だけ信号を探すように、調整可能な電子フィルタが実現
される。これには、電気的ノイズの帯域幅を縮小し、し
たがって電気的信号−ノイズ比を上げる効果がある。
【００５５】レーザ源６０はドリルの刃先の小領域に大
量のエネルギを集中させることができるので、ドリルチ
ップが破断すると検出器７０で大きい信号変化が生じ
る。また、波動する（ＡＣ）信号だけが考慮されるよう
に検出器７０の出力が電子的にフィルタリングされるの
で、センサ１２は背景光レベルの変化に影響を受けな
い。
量のエネルギを集中させることができるので、ドリルチ
ップが破断すると検出器７０で大きい信号変化が生じ
る。また、波動する（ＡＣ）信号だけが考慮されるよう
に検出器７０の出力が電子的にフィルタリングされるの
で、センサ１２は背景光レベルの変化に影響を受けな
い。
【００５６】この発明において、アナログビーム信号は
増幅器１２６によって図６のビーム検出回路から与えら
れ、その信号はライン１４２へ送られ、そこで図７の回
路によって処理されることに留意されたい。
増幅器１２６によって図６のビーム検出回路から与えら
れ、その信号はライン１４２へ送られ、そこで図７の回
路によって処理されることに留意されたい。
【００５７】図７は、この発明の溝検出回路２００の概
略図である。検出回路２００はライン７８ｂを介してコ
ンピュータ２０２から切換選択信号を与えられ、ライン
１４２を介して図６のビーム検出回路からアナログビー
ム信号を与えられる。検出回路２００はライン７８ｃを
介してコンピュータ２０２へ溝状態信号を発生する。コ
ンピュータ２０２はビーム検出信号（ライン７８ａを介
して与えられる）および溝検出信号を処理し、ドリルビ
ット４２（図１（ａ））の延長状態に到達し、それは映
像ディスプレイ２０４に表示される。
略図である。検出回路２００はライン７８ｂを介してコ
ンピュータ２０２から切換選択信号を与えられ、ライン
１４２を介して図６のビーム検出回路からアナログビー
ム信号を与えられる。検出回路２００はライン７８ｃを
介してコンピュータ２０２へ溝状態信号を発生する。コ
ンピュータ２０２はビーム検出信号（ライン７８ａを介
して与えられる）および溝検出信号を処理し、ドリルビ
ット４２（図１（ａ））の延長状態に到達し、それは映
像ディスプレイ２０４に表示される。
【００５８】後に説明されるように、先行技術のレーザ
検出システムは連続運動をしている対象物の状態、すな
わち存在の有無を決める。穿孔機の実施例において、こ
れらの状態は正常なドリルビットおよび破断したドリル
ビットに対応する。しかし、ドリルビットが異物で目詰
まりすると、先行技術のシステムは、ドリルビットが破
断したという誤った検出状態を与えるであろう。
検出システムは連続運動をしている対象物の状態、すな
わち存在の有無を決める。穿孔機の実施例において、こ
れらの状態は正常なドリルビットおよび破断したドリル
ビットに対応する。しかし、ドリルビットが異物で目詰
まりすると、先行技術のシステムは、ドリルビットが破
断したという誤った検出状態を与えるであろう。
【００５９】破断ビットの誤った検出は主に、エポキシ
樹脂のような回路板材料でビットの溝が目詰まりした場
合、ドリルビット溝の反射特性が、ビーム検出回路が溝
を識別する著しい信号変化を発生しない、すなわち、検
出信号の電圧が予め定められたしきい値を上回らない点
にまで低下することによる。多くの場合、破断したドリ
ルビットの誤った識別によって、機械がドリルビットを
検査し、付着物を取り除くために停止している間、穿孔
機の利用時間が無駄になる。したがって、米国連続番号
No.07/791,416 に説明される発明の穿孔機実施例におけ
る主な目的は、（１）正常なドリルビット（２）破断し
たドリルビット（３）目詰まりしたドリルビットの中か
ら選択されたドリルビットの延長状態を提供することで
あった。
樹脂のような回路板材料でビットの溝が目詰まりした場
合、ドリルビット溝の反射特性が、ビーム検出回路が溝
を識別する著しい信号変化を発生しない、すなわち、検
出信号の電圧が予め定められたしきい値を上回らない点
にまで低下することによる。多くの場合、破断したドリ
ルビットの誤った識別によって、機械がドリルビットを
検査し、付着物を取り除くために停止している間、穿孔
機の利用時間が無駄になる。したがって、米国連続番号
No.07/791,416 に説明される発明の穿孔機実施例におけ
る主な目的は、（１）正常なドリルビット（２）破断し
たドリルビット（３）目詰まりしたドリルビットの中か
ら選択されたドリルビットの延長状態を提供することで
あった。
【００６０】さらに、先行技術のシステムはドリルビッ
トの一部分、典型的には刃先上に光ビームを集束させる
だけなので、意図した孔をあけるのに十分な長さの溝付
部をドリルビットが有するか否かを検出することができ
ない。孔の深さよりも短い溝長さを有するドリルビット
を使用すると、回路板を損傷させる可能性がある。不十
分な長さの溝はドリルビットの誤った選択、またはたと
えば、長期間にわたって何度もビットを研ぐことによっ
て生じる溝の損傷から生じる可能性がある。
トの一部分、典型的には刃先上に光ビームを集束させる
だけなので、意図した孔をあけるのに十分な長さの溝付
部をドリルビットが有するか否かを検出することができ
ない。孔の深さよりも短い溝長さを有するドリルビット
を使用すると、回路板を損傷させる可能性がある。不十
分な長さの溝はドリルビットの誤った選択、またはたと
えば、長期間にわたって何度もビットを研ぐことによっ
て生じる溝の損傷から生じる可能性がある。
【００６１】回路板の損傷は、より大きい直径のシャン
ク部６８（図３（ａ））が、穿孔機が孔をあけようとす
る際に回路の上面と接触することによって生じる。シャ
ンク部は回路板に大きすぎる孔をあけそうになる。この
ような誤りによって、板は使用不能となるまで損傷を受
ける。さらに、ドリルビット４２は、ドリルビットのシ
ャンク部が回路板の上面に接触すると破断することが多
い。したがって、この発明の穿孔機実施例における主な
目的は、不十分な溝長さとして選択されたドリルビット
のさらなるドリルビット状態を与えることである。この
目的を達成する現在好ましいとされる実施例は、図７に
示される回路と、図１１および１２を参照して下に詳細
に説明されるコンピュータ２０２によって実行されるさ
らなるコンピュータソフトウェアとを含む。
ク部６８（図３（ａ））が、穿孔機が孔をあけようとす
る際に回路の上面と接触することによって生じる。シャ
ンク部は回路板に大きすぎる孔をあけそうになる。この
ような誤りによって、板は使用不能となるまで損傷を受
ける。さらに、ドリルビット４２は、ドリルビットのシ
ャンク部が回路板の上面に接触すると破断することが多
い。したがって、この発明の穿孔機実施例における主な
目的は、不十分な溝長さとして選択されたドリルビット
のさらなるドリルビット状態を与えることである。この
目的を達成する現在好ましいとされる実施例は、図７に
示される回路と、図１１および１２を参照して下に詳細
に説明されるコンピュータ２０２によって実行されるさ
らなるコンピュータソフトウェアとを含む。
【００６２】これより図７に戻ると、ライン１４２を介
して回路２００によって受信されたアナログビーム信号
は、現在好ましいとされる実施例において、アナログバ
ッファ増幅器（図示せず）によって増幅され、異なるプ
リント回路板上に好ましく置かれた図６および７の回路
で信号の減衰を補償する。ビーム信号は抵抗器−キャパ
シタまたはＲＣフィルタ２０６、２０８を介してローパ
スフィルタリングされ、すなわち信号の高周波数成分が
取り除かれる。ビーム信号はＡＣ結合キャパシタ２１０
に送られる。ＡＣ結合キャパシタ２１０は信号のＤＣ成
分を妨げ、ＡＣ成分を通す。
して回路２００によって受信されたアナログビーム信号
は、現在好ましいとされる実施例において、アナログバ
ッファ増幅器（図示せず）によって増幅され、異なるプ
リント回路板上に好ましく置かれた図６および７の回路
で信号の減衰を補償する。ビーム信号は抵抗器−キャパ
シタまたはＲＣフィルタ２０６、２０８を介してローパ
スフィルタリングされ、すなわち信号の高周波数成分が
取り除かれる。ビーム信号はＡＣ結合キャパシタ２１０
に送られる。ＡＣ結合キャパシタ２１０は信号のＤＣ成
分を妨げ、ＡＣ成分を通す。
【００６３】ビーム信号はキャパシタ２１０から抵抗器
２１２を介して作動増幅器２１４の反転（−）入力へ送
られる。抵抗器２３６は増幅回路のフィードバックエレ
メントである。２つの抵抗器２１２、２３６の比率は増
幅器２１４の利得によって決まる。接地と増幅器２１４
の非反転（＋）入力との間に接続された抵抗器２１６は
バイアスおよびオフセット電流効果を最小限にする。増
幅器２１４は好ましくは少なくとも１００の係数だけビ
ーム信号の低周波数成分を増幅させるように選択され
る。増幅されたビーム信号は抵抗器２１８を介して、し
きい値回路の一部であるコンパレータ２２０の正の入力
へ送られる。
２１２を介して作動増幅器２１４の反転（−）入力へ送
られる。抵抗器２３６は増幅回路のフィードバックエレ
メントである。２つの抵抗器２１２、２３６の比率は増
幅器２１４の利得によって決まる。接地と増幅器２１４
の非反転（＋）入力との間に接続された抵抗器２１６は
バイアスおよびオフセット電流効果を最小限にする。増
幅器２１４は好ましくは少なくとも１００の係数だけビ
ーム信号の低周波数成分を増幅させるように選択され
る。増幅されたビーム信号は抵抗器２１８を介して、し
きい値回路の一部であるコンパレータ２２０の正の入力
へ送られる。
【００６４】しきい値回路はコンパレータ２２０を含
み、これはデジタル信号出力を与える。コンパレータ２
２０は、抵抗器２２２（負のパワーに直接接続される）
および抵抗器２２４（接地に直接接続される）を含む分
圧網によって負のしきい値電圧を与えられる。キャパシ
タ２２６は抵抗器２２４と並列に接続され、しきい値信
号のローパスフィルタリングを与える。しきい値回路は
第２の抵抗器２２８も含み、それは正の電圧入力および
コンパレータ２２０の出力を横切るように置かれる。抵
抗器２２８、２１８は、増幅されたビーム信号がしきい
値電圧に近い電圧を有する場合、コンパレータ２２０に
おける特徴的履歴現象を軽減するよう機能する。−０．
６７Ｖのしきい値電圧が現在好ましいが、しきい値電圧
はこの発明を具体化する特定の回路２２０のパラメータ
によって異なるであろうことが当業者には理解されるで
あろう。しきい値回路はプルアップ抵抗器２３０も含
み、この抵抗器は正のパワー入力とコンパレータ２２０
の出力との間に結合される。
み、これはデジタル信号出力を与える。コンパレータ２
２０は、抵抗器２２２（負のパワーに直接接続される）
および抵抗器２２４（接地に直接接続される）を含む分
圧網によって負のしきい値電圧を与えられる。キャパシ
タ２２６は抵抗器２２４と並列に接続され、しきい値信
号のローパスフィルタリングを与える。しきい値回路は
第２の抵抗器２２８も含み、それは正の電圧入力および
コンパレータ２２０の出力を横切るように置かれる。抵
抗器２２８、２１８は、増幅されたビーム信号がしきい
値電圧に近い電圧を有する場合、コンパレータ２２０に
おける特徴的履歴現象を軽減するよう機能する。−０．
６７Ｖのしきい値電圧が現在好ましいが、しきい値電圧
はこの発明を具体化する特定の回路２２０のパラメータ
によって異なるであろうことが当業者には理解されるで
あろう。しきい値回路はプルアップ抵抗器２３０も含
み、この抵抗器は正のパワー入力とコンパレータ２２０
の出力との間に結合される。
【００６５】通常動作の間、ライン７８ａ上に与えられ
たデジタルビーム信号はジャンパ２４７を介してピン３
からピン２へ接続され、ピン２はマルチプレクサ２４８
の入力Ａに接続される。マルチプレクサ２４８の入力Ｂ
は溝検出信号を送るコンパレータ２２０の出力へ接続さ
れる。コンピュータ２０２はライン７８ｂを介して、ま
ずビーム検出信号、次に溝検出信号を、ワンショット２
４４の入力へ接続し、適当な時間にライン７８ｃを介し
てワンショット２４４の出力を監視する。
たデジタルビーム信号はジャンパ２４７を介してピン３
からピン２へ接続され、ピン２はマルチプレクサ２４８
の入力Ａに接続される。マルチプレクサ２４８の入力Ｂ
は溝検出信号を送るコンパレータ２２０の出力へ接続さ
れる。コンピュータ２０２はライン７８ｂを介して、ま
ずビーム検出信号、次に溝検出信号を、ワンショット２
４４の入力へ接続し、適当な時間にライン７８ｃを介し
てワンショット２４４の出力を監視する。
【００６６】ライン７８ａを介して固定したしきい値ビ
ーム検出信号を使用する代わりに、ピン２から１へジャ
ンパ２４７することによって、回路は同等のビーム検出
信号に対して調整可能なしきい値を発生することができ
る。コンピュータ２０２がマルチプレクサ２４８の出力
Ａを選択した場合、アナログスイッチ２３２は閉じて、
高利得フィードバック抵抗器２３６と並列にフィードバ
ック抵抗器２３４を接続する。この増幅器２１４の利得
は、抵抗器２３４および抵抗器２３６、ならびに入力抵
抗器２１２の並列抵抗の比率によって決まる。増幅器２
１４の利得を調整することは、コンパレータ２２０のし
きい値を変化させるのと同じである。キャパシタ２３８
はローパスフィルタとして機能する。１対のツェナーダ
イオード２４０、２４２は電圧クランプを与え、回路２
００の電圧を制限する。この動作方法は、たとえば、
０．０３０インチビットのようなより大きいサイズの目
詰まりドリルを検出するのに望ましく、これは目詰まり
したドリルでもより大きい振幅のアナログビーム検出信
号１４２を生成しやすい。
ーム検出信号を使用する代わりに、ピン２から１へジャ
ンパ２４７することによって、回路は同等のビーム検出
信号に対して調整可能なしきい値を発生することができ
る。コンピュータ２０２がマルチプレクサ２４８の出力
Ａを選択した場合、アナログスイッチ２３２は閉じて、
高利得フィードバック抵抗器２３６と並列にフィードバ
ック抵抗器２３４を接続する。この増幅器２１４の利得
は、抵抗器２３４および抵抗器２３６、ならびに入力抵
抗器２１２の並列抵抗の比率によって決まる。増幅器２
１４の利得を調整することは、コンパレータ２２０のし
きい値を変化させるのと同じである。キャパシタ２３８
はローパスフィルタとして機能する。１対のツェナーダ
イオード２４０、２４２は電圧クランプを与え、回路２
００の電圧を制限する。この動作方法は、たとえば、
０．０３０インチビットのようなより大きいサイズの目
詰まりドリルを検出するのに望ましく、これは目詰まり
したドリルでもより大きい振幅のアナログビーム検出信
号１４２を生成しやすい。
【００６７】この実現はきれいなドリル、目詰まりした
ドリル、および破断したドリルを区別するために２つの
しきい値を用いる。信号２５０（図８）および２５０′
（図９）間の違いを検出するには多くの方法があること
が明らかである。たとえば、そのような１つの方法は、
信号２５０および２５０′のピークを検出し、それをア
ナログ−デジタル変換器を介してコンピュータ２０２に
送り、ソフトウェアアルゴリズムにそのドリル条件を分
析させることであろう。
ドリル、および破断したドリルを区別するために２つの
しきい値を用いる。信号２５０（図８）および２５０′
（図９）間の違いを検出するには多くの方法があること
が明らかである。たとえば、そのような１つの方法は、
信号２５０および２５０′のピークを検出し、それをア
ナログ−デジタル変換器を介してコンピュータ２０２に
送り、ソフトウェアアルゴリズムにそのドリル条件を分
析させることであろう。
【００６８】コンパレータ２２０の説明に戻ると、結果
として生じた出力は高電圧レベルおよび低電圧レベルを
有するデジタルまたはパルス化信号である。このデジタ
ル信号は、ドリルビット４２の二次「しるし」を示し、
ドリルビットの溝がきれいか、目詰まりしているかによ
って決まる周波数で周期的パルスを発生する。パルスは
ワンショット集積回路２４４によって検出される。この
回路には、たとえば、テキサス・インストルメンツから
入手可能な７４ＬＳ１２３装置が現在好ましいとされ
る。パルス周波数が、たとえば、６ミリ秒ごとのような
予め選択された値より大きいかまたはそれに等しけれ
ば、連続した高電圧がワンショット２４４によって発生
され、ドリルビットが破断していないことを示す。そう
でなく、パルス周波数が予め選択された周波数よりも低
ければ、連続した低電圧がワンショット２４４によって
発生される。ワンショット２４４によって与えられたこ
の溝検出信号は、回路２００からライン７８ｃを介して
データ処理のためにコンピュータ２０２に送られる。
として生じた出力は高電圧レベルおよび低電圧レベルを
有するデジタルまたはパルス化信号である。このデジタ
ル信号は、ドリルビット４２の二次「しるし」を示し、
ドリルビットの溝がきれいか、目詰まりしているかによ
って決まる周波数で周期的パルスを発生する。パルスは
ワンショット集積回路２４４によって検出される。この
回路には、たとえば、テキサス・インストルメンツから
入手可能な７４ＬＳ１２３装置が現在好ましいとされ
る。パルス周波数が、たとえば、６ミリ秒ごとのような
予め選択された値より大きいかまたはそれに等しけれ
ば、連続した高電圧がワンショット２４４によって発生
され、ドリルビットが破断していないことを示す。そう
でなく、パルス周波数が予め選択された周波数よりも低
ければ、連続した低電圧がワンショット２４４によって
発生される。ワンショット２４４によって与えられたこ
の溝検出信号は、回路２００からライン７８ｃを介して
データ処理のためにコンピュータ２０２に送られる。
【００６９】コンピュータ２０２は、それぞれライン７
８ａおよび７８ｃを介してビーム検出および溝検出に対
応するデジタル信号を受信する。ビーム検出信号は図６
の先行技術の回路によって生成され、溝検出信号はこの
発明の溝検出回路２００によって生成されることに留意
されたい。これらの信号の双方を組合せることによって
のみ、目詰まりしたビット状態を決めることができる。
８ａおよび７８ｃを介してビーム検出および溝検出に対
応するデジタル信号を受信する。ビーム検出信号は図６
の先行技術の回路によって生成され、溝検出信号はこの
発明の溝検出回路２００によって生成されることに留意
されたい。これらの信号の双方を組合せることによって
のみ、目詰まりしたビット状態を決めることができる。
【００７０】次の論理表は、ドリルビット４２の延長状
態を得る際にコンピュータ２０２によって処理される信
号の組合せを要約したものである。ビーム検出信号 溝検出信号 延長ビット状態 １ １ きれいなドリルビット ０ １ 目詰まりしたドリルビット ０ ０ 破断したドリルビット ビーム検出信号に対応する論理ハイまたは「１」値と、
溝検出信号に対応する論理ローまたは「０」値との組合
せが規定されていないが、もしそのような場合がコンピ
ュータによって検出された場合、誤り条件となることに
留意されたい。このビット状態検出はむろん論理ゲート
から構成される単純な回路によって処理される。しか
し、状態検出は、先行技術の穿孔機１４（図１（ａ））
の一部であるコンピュータ２０２によって達成される。
たとえば、Zilog Z8000 マイクロプロセッサを有するＣ
ＮＣ−６モデル、またはMotorola M680x0 マイクロプロ
セッサを有するＣＮＣ−７が、この発明の譲受人、エク
セロン・オートメーションによって製造された穿孔機と
ともに現在入手可能である。
態を得る際にコンピュータ２０２によって処理される信
号の組合せを要約したものである。ビーム検出信号 溝検出信号 延長ビット状態 １ １ きれいなドリルビット ０ １ 目詰まりしたドリルビット ０ ０ 破断したドリルビット ビーム検出信号に対応する論理ハイまたは「１」値と、
溝検出信号に対応する論理ローまたは「０」値との組合
せが規定されていないが、もしそのような場合がコンピ
ュータによって検出された場合、誤り条件となることに
留意されたい。このビット状態検出はむろん論理ゲート
から構成される単純な回路によって処理される。しか
し、状態検出は、先行技術の穿孔機１４（図１（ａ））
の一部であるコンピュータ２０２によって達成される。
たとえば、Zilog Z8000 マイクロプロセッサを有するＣ
ＮＣ−６モデル、またはMotorola M680x0 マイクロプロ
セッサを有するＣＮＣ−７が、この発明の譲受人、エク
セロン・オートメーションによって製造された穿孔機と
ともに現在入手可能である。
【００７１】コンピュータ２０２は好ましくは、ドリル
ビットが目詰まりした場合、映像ディスプレイ２０４へ
警告メッセージを送る。このように、穿孔機のオペレー
タ（図示せず）はビットが目詰まりすると適切な行動を
とることができる。このようなオペレータに依存した決
定によって、ある条件下において穿孔を継続することが
でき、したがって穿孔機の「やっかいな停止」を防止す
ることができる。たとえば、緑の回路板が穿孔されてい
る場合、オペレータは、ビットの付着物を取り除くため
に機械を停止させる前に、ある枚数の回路板を目詰まり
したビットで穿孔するように選択することができる。他
方、ドリルビットが破断した場合、穿孔機は、自動的に
初期化パラメータによってか、またはオペレータの介入
によって直ちに停止される。
ビットが目詰まりした場合、映像ディスプレイ２０４へ
警告メッセージを送る。このように、穿孔機のオペレー
タ（図示せず）はビットが目詰まりすると適切な行動を
とることができる。このようなオペレータに依存した決
定によって、ある条件下において穿孔を継続することが
でき、したがって穿孔機の「やっかいな停止」を防止す
ることができる。たとえば、緑の回路板が穿孔されてい
る場合、オペレータは、ビットの付着物を取り除くため
に機械を停止させる前に、ある枚数の回路板を目詰まり
したビットで穿孔するように選択することができる。他
方、ドリルビットが破断した場合、穿孔機は、自動的に
初期化パラメータによってか、またはオペレータの介入
によって直ちに停止される。
【００７２】図８、９および１０を参照すると、テスト
中の、図６および７のレーザ検出回路のある信号を示す
例示的波形図を参照することによってこの発明の機能を
より十分に理解することができる。図示された例は、ア
ナログビーム信号波形２５０、ＡＣ増幅信号波形２５
２、ビーム検出信号波形２５４および溝検出信号波形２
５６を示す。図７に戻ると、関連の信号が次のようにし
て得られる。アナログビーム信号はライン１４２上に与
えられ、ＡＣ増幅信号は増幅器２１４の出力ピンで与え
られ、ビーム検出信号はライン７８ａ上に与えられ、溝
検出信号はライン７８ｃ上に与えられる。これらの波形
は次のオシロスコープ解像度、すなわち波形２５０−２
００ミリボルト／目盛、波形２５２−５ボルト／目盛、
波形２５４−５ボルト／目盛、および波形２５６−５ボ
ルト／目盛で捕捉された。０．００６インチの直径を有
するドリルビットがテスト中に使用された。
中の、図６および７のレーザ検出回路のある信号を示す
例示的波形図を参照することによってこの発明の機能を
より十分に理解することができる。図示された例は、ア
ナログビーム信号波形２５０、ＡＣ増幅信号波形２５
２、ビーム検出信号波形２５４および溝検出信号波形２
５６を示す。図７に戻ると、関連の信号が次のようにし
て得られる。アナログビーム信号はライン１４２上に与
えられ、ＡＣ増幅信号は増幅器２１４の出力ピンで与え
られ、ビーム検出信号はライン７８ａ上に与えられ、溝
検出信号はライン７８ｃ上に与えられる。これらの波形
は次のオシロスコープ解像度、すなわち波形２５０−２
００ミリボルト／目盛、波形２５２−５ボルト／目盛、
波形２５４−５ボルト／目盛、および波形２５６−５ボ
ルト／目盛で捕捉された。０．００６インチの直径を有
するドリルビットがテスト中に使用された。
【００７３】特に図８を参照して、示されている波形は
「ドリルビットクリーン」状態を表わす。アナログビー
ム波形２５０は周期的な反射された光信号を示し、信号
の周期性は旋回するドリルビットに関連しており、ビッ
トの各溝は電圧スパイクを引起こす、ということが見て
取れるだろう。波形２５０は回路２００によって平坦化
かつフィルタリングされ、結果としてこの時点でデジタ
ル化する準備の整った波形２５２が得られる。デジタル
ビーム検出波形２５４は、ビーム検出回路（図６）のし
きい値が超えられていないときの低い電圧レベルを有す
るパルス信号を表わし、それによりドリルビット４２の
溝のない面を示す。デジタル溝検出波形２５６は、ビー
ム検出信号よりも比較的に高いしきい値を有するが波形
２５４と同じ周波数のパルスをもたらす、パルス信号を
示す。
「ドリルビットクリーン」状態を表わす。アナログビー
ム波形２５０は周期的な反射された光信号を示し、信号
の周期性は旋回するドリルビットに関連しており、ビッ
トの各溝は電圧スパイクを引起こす、ということが見て
取れるだろう。波形２５０は回路２００によって平坦化
かつフィルタリングされ、結果としてこの時点でデジタ
ル化する準備の整った波形２５２が得られる。デジタル
ビーム検出波形２５４は、ビーム検出回路（図６）のし
きい値が超えられていないときの低い電圧レベルを有す
るパルス信号を表わし、それによりドリルビット４２の
溝のない面を示す。デジタル溝検出波形２５６は、ビー
ム検出信号よりも比較的に高いしきい値を有するが波形
２５４と同じ周波数のパルスをもたらす、パルス信号を
示す。
【００７４】図９に目を向けると、示されている波形は
「ドリルビット目詰まり」状態を表わす。この状態で
は、アナログビーム波形２５０′は周期性であるとはい
えきれいなドリルビットの特徴である電圧スパイクを示
さない。その結果、デジタルビーム検出波形２５４′は
継続的に低電圧であって、これはこの発明の利点がなけ
れば、ドリルビットが破損しているというにせの指示を
出してしまい、それにより穿孔機は止められることにな
る。しかしながら、増幅された印、すなわち波形２５
２′によって図９で示されたＡＣ増幅器信号は、ドリル
ビットの溝における２次の効果を表わす。増幅された信
号により、この時点で後の分析のためにしきい値を付け
られてよいほどに、十分に大きい振幅の変動を有する周
期波形が与えられる。このしきい値を付けられた信号
は、図９では溝検出波形２５６′によって表される。こ
の例では、ワンショット２４４（図７）がコンピュータ
２０２に継続的な高電圧信号を与えるであろうことに注
意されたい。したがって図９の例では、ドリルビットは
存在してはいるがきれいではない、または汚れていると
いうことが、コンピュータ２０２によって判断される。
「ドリルビット目詰まり」状態を表わす。この状態で
は、アナログビーム波形２５０′は周期性であるとはい
えきれいなドリルビットの特徴である電圧スパイクを示
さない。その結果、デジタルビーム検出波形２５４′は
継続的に低電圧であって、これはこの発明の利点がなけ
れば、ドリルビットが破損しているというにせの指示を
出してしまい、それにより穿孔機は止められることにな
る。しかしながら、増幅された印、すなわち波形２５
２′によって図９で示されたＡＣ増幅器信号は、ドリル
ビットの溝における２次の効果を表わす。増幅された信
号により、この時点で後の分析のためにしきい値を付け
られてよいほどに、十分に大きい振幅の変動を有する周
期波形が与えられる。このしきい値を付けられた信号
は、図９では溝検出波形２５６′によって表される。こ
の例では、ワンショット２４４（図７）がコンピュータ
２０２に継続的な高電圧信号を与えるであろうことに注
意されたい。したがって図９の例では、ドリルビットは
存在してはいるがきれいではない、または汚れていると
いうことが、コンピュータ２０２によって判断される。
【００７５】最後に、図１０で示されている波形は「ド
リルビット破損」状態を表わす。この状態では、波形２
５０″、２５２″、２５４″、２５６″はすべて継続的
な低電圧信号を示し、これらはドリルビットの不在に対
応するものである。
リルビット破損」状態を表わす。この状態では、波形２
５０″、２５２″、２５４″、２５６″はすべて継続的
な低電圧信号を示し、これらはドリルビットの不在に対
応するものである。
【００７６】ここまでに述べた論議は、自動穿孔機にお
ける破損した、または目詰まりしたドリルビットをチェ
ックするためのレーザベースシステムの好ましい一実施
例を説明するものである。この発明は自動穿孔機との関
連で上述のレーザベースシステムを用いて、選択された
ドリルビットの溝の長さが確実に意図される穿孔の応用
に十分なだけ長いようにする。
ける破損した、または目詰まりしたドリルビットをチェ
ックするためのレーザベースシステムの好ましい一実施
例を説明するものである。この発明は自動穿孔機との関
連で上述のレーザベースシステムを用いて、選択された
ドリルビットの溝の長さが確実に意図される穿孔の応用
に十分なだけ長いようにする。
【００７７】図１１は、ここにおいて好ましいとされて
いる自動回路基板穿孔機１４（図１）が従う、穿孔機１
４がプログラムされたまたは自動化された穿孔シーケン
スを行なっているときの動作の流れを示す。このタイプ
の自動穿孔機は、典型的にはコンピュータ２０２（図
７）を介して、穿孔機のオペレータによって特定の穿孔
シーケンスを行なうようにプログラムされる。オペレー
タは、自動穿孔機が回路基板４４上の特定の位置に特定
の直径および深さの孔を開けるようにプログラムするこ
とによって、特定的な自動化された穿孔シーケンスをプ
ログラムする。
いる自動回路基板穿孔機１４（図１）が従う、穿孔機１
４がプログラムされたまたは自動化された穿孔シーケン
スを行なっているときの動作の流れを示す。このタイプ
の自動穿孔機は、典型的にはコンピュータ２０２（図
７）を介して、穿孔機のオペレータによって特定の穿孔
シーケンスを行なうようにプログラムされる。オペレー
タは、自動穿孔機が回路基板４４上の特定の位置に特定
の直径および深さの孔を開けるようにプログラムするこ
とによって、特定的な自動化された穿孔シーケンスをプ
ログラムする。
【００７８】自動穿孔機１４はオペレータによって与え
られる命令を解釈して、これらの孔をあけるのに適切な
直径および長さのドリルビットを選択する。適切なドリ
ルビット４２を選択した後、穿孔機１４はワークテーブ
ル１６（図１）を用いて、ドリルビット４２を回路基板
４４の上方で、Ｘ方向およびＹ方向に正確に位置付け、
その後垂直方向位置決めモータおよびリードスクリュー
アセンブリ２４を用いて、オペレータによって特定され
た適切な深さおよび直径になるようにドリルビット４２
で孔をあける。
られる命令を解釈して、これらの孔をあけるのに適切な
直径および長さのドリルビットを選択する。適切なドリ
ルビット４２を選択した後、穿孔機１４はワークテーブ
ル１６（図１）を用いて、ドリルビット４２を回路基板
４４の上方で、Ｘ方向およびＹ方向に正確に位置付け、
その後垂直方向位置決めモータおよびリードスクリュー
アセンブリ２４を用いて、オペレータによって特定され
た適切な深さおよび直径になるようにドリルビット４２
で孔をあける。
【００７９】図１１をより詳細に参照して、レーザベー
スシステムの好ましい実施例を装備されたこの発明の自
動穿孔機１４の、典型的なプログラムされた穿孔サイク
ルまたはシーケンスを行なうときの基本的動作を、これ
より説明する。オペレータが穿孔サイクルをプログラム
した後、自動穿孔機１４（図１）は開始状態３００から
状態３０２に移行し、あけられるべき第１の一連の孔の
ために適切なドリルビット４２（図１）を選択する。自
動穿孔機では、ドリルビット４２は通常その自動穿孔機
１４にアクセス可能である場所に保管され、ドリルビッ
トの直径および長さに従って順序付けられる。したがっ
て、自動穿孔機１４はコンピュータ２０２（図７）によ
って発生された信号に応答して、特定の孔について適切
な直径および長さを有するドリルビットを選択する。
スシステムの好ましい実施例を装備されたこの発明の自
動穿孔機１４の、典型的なプログラムされた穿孔サイク
ルまたはシーケンスを行なうときの基本的動作を、これ
より説明する。オペレータが穿孔サイクルをプログラム
した後、自動穿孔機１４（図１）は開始状態３００から
状態３０２に移行し、あけられるべき第１の一連の孔の
ために適切なドリルビット４２（図１）を選択する。自
動穿孔機では、ドリルビット４２は通常その自動穿孔機
１４にアクセス可能である場所に保管され、ドリルビッ
トの直径および長さに従って順序付けられる。したがっ
て、自動穿孔機１４はコンピュータ２０２（図７）によ
って発生された信号に応答して、特定の孔について適切
な直径および長さを有するドリルビットを選択する。
【００８０】一般に、各々のあけられるべき一連の孔と
は、回路基板上のさまざまな位置に位置付けられてお
り、かつ同じ直径と同じくらいの深さとを有するもので
ある。たとえば、直径０．０２５インチで深さが０．１
２５インチから０．２５０インチの範囲の一連の孔があ
けられてもよい。したがって、特定の一連の孔のために
選択されるドリルビット４２（図３）は、このあけられ
るべき一連の孔と同じ直径を有し、かつシャンク部分６
８を回路基板４４（図２（ｂ））の上部表面と接触させ
ずにこの一連の孔のうち最も深い孔をあけるのに十分な
溝の長さＬ′f を備える、ドリルビット４２である。こ
の例では、ドリルビット４２は少なくとも０．２５０イ
ンチの溝の長さＬ′f を必要とするだろう。したがっ
て、典型的なプログラムされた穿孔シーケンスは、複数
組の一連の孔が順次的に穿孔されることからなる。
は、回路基板上のさまざまな位置に位置付けられてお
り、かつ同じ直径と同じくらいの深さとを有するもので
ある。たとえば、直径０．０２５インチで深さが０．１
２５インチから０．２５０インチの範囲の一連の孔があ
けられてもよい。したがって、特定の一連の孔のために
選択されるドリルビット４２（図３）は、このあけられ
るべき一連の孔と同じ直径を有し、かつシャンク部分６
８を回路基板４４（図２（ｂ））の上部表面と接触させ
ずにこの一連の孔のうち最も深い孔をあけるのに十分な
溝の長さＬ′f を備える、ドリルビット４２である。こ
の例では、ドリルビット４２は少なくとも０．２５０イ
ンチの溝の長さＬ′f を必要とするだろう。したがっ
て、典型的なプログラムされた穿孔シーケンスは、複数
組の一連の孔が順次的に穿孔されることからなる。
【００８１】状態３０２でドリルビットを選択した後、
穿孔機１４は状態３０３に移行してスピンドルアセンブ
リ３０（図１）の中のスピンドルモータ（図示せず）を
始動させ、これによりドリルビット４２はその動作スピ
ードで回転させられる。次に、穿孔機１４は判断状態３
０４に移行し、この状態３０４で穿孔機は状態３０２で
選択されたドリルビット４２が有する実際の溝の長さ
Ｌ′f が、所望される最小限の溝の長さＬ′f より大き
い、または等しいかどうかを判断する。選択されたドリ
ルビット４２は、たとえばドリルビットのカッティング
面を過度に尖らせてしまったせいで、所望される最小限
の溝の長さを実際には有していないかもしれない。この
好ましい実施例では、穿孔機１４はこの判断を、コンピ
ュータ２０２に対して「溝長さチェック」機能を実行す
ることによって行なう。これについては、後の部分で図
１２を参照してより詳細に説明する。
穿孔機１４は状態３０３に移行してスピンドルアセンブ
リ３０（図１）の中のスピンドルモータ（図示せず）を
始動させ、これによりドリルビット４２はその動作スピ
ードで回転させられる。次に、穿孔機１４は判断状態３
０４に移行し、この状態３０４で穿孔機は状態３０２で
選択されたドリルビット４２が有する実際の溝の長さ
Ｌ′f が、所望される最小限の溝の長さＬ′f より大き
い、または等しいかどうかを判断する。選択されたドリ
ルビット４２は、たとえばドリルビットのカッティング
面を過度に尖らせてしまったせいで、所望される最小限
の溝の長さを実際には有していないかもしれない。この
好ましい実施例では、穿孔機１４はこの判断を、コンピ
ュータ２０２に対して「溝長さチェック」機能を実行す
ることによって行なう。これについては、後の部分で図
１２を参照してより詳細に説明する。
【００８２】判断状態３０４で、状態３０２で選択され
たドリルビット４２の実際に測定された溝の長さＬ
f が、プログラムされた孔をあけるための最小の長さを
有してないと穿孔機１４が判断したならば、穿孔機１４
は状態３０６に進み、映像ディスプレイ２０４（図７）
に、このドリルビット４２の溝の長さＬf が穿孔するべ
くプログラムされた一連の孔には短かすぎるということ
を表示する。状態３０６から、穿孔機１４は状態３０８
に進み、その状態３０８においてオペレータは、好まし
くはすでにあるドリルビット４２と、溝の長さがＬf ≧
Ｌ′f であるドリルビットとを交換する。穿孔機１４は
状態３０８から状態３０３に戻って進み、この状態３０
３で穿孔機１４は再び前に説明したようにドリルビット
４２をその動作スピードで回転させる。
たドリルビット４２の実際に測定された溝の長さＬ
f が、プログラムされた孔をあけるための最小の長さを
有してないと穿孔機１４が判断したならば、穿孔機１４
は状態３０６に進み、映像ディスプレイ２０４（図７）
に、このドリルビット４２の溝の長さＬf が穿孔するべ
くプログラムされた一連の孔には短かすぎるということ
を表示する。状態３０６から、穿孔機１４は状態３０８
に進み、その状態３０８においてオペレータは、好まし
くはすでにあるドリルビット４２と、溝の長さがＬf ≧
Ｌ′f であるドリルビットとを交換する。穿孔機１４は
状態３０８から状態３０３に戻って進み、この状態３０
３で穿孔機１４は再び前に説明したようにドリルビット
４２をその動作スピードで回転させる。
【００８３】穿孔機１４が、判断状態３０４で、状態３
０２で選択されたまたは状態３０８でオペレータによっ
て与えられたドリルビット４２の溝の長さＬf が満足の
いくものであると判断したならば、穿孔機１４のコンピ
ュータ２０２は状態３１０においてドリルビット状態信
号を読取るべく進む。ここで好ましいとされる実施例で
は、ドリルビット状態信号はライン７８ａを介して図６
のセンサエレクトロニクスによって与えられたビーム検
出信号と、ライン７８ｂを介して図７の回路２００によ
って与えられた溝検出信号とを含む。これらの信号は、
図６および７との関連で前に説明したように、状態３０
２で選択されたドリルビット４２がきれいであるのか、
目詰まりしているのか、または破損しているのかを示
す。
０２で選択されたまたは状態３０８でオペレータによっ
て与えられたドリルビット４２の溝の長さＬf が満足の
いくものであると判断したならば、穿孔機１４のコンピ
ュータ２０２は状態３１０においてドリルビット状態信
号を読取るべく進む。ここで好ましいとされる実施例で
は、ドリルビット状態信号はライン７８ａを介して図６
のセンサエレクトロニクスによって与えられたビーム検
出信号と、ライン７８ｂを介して図７の回路２００によ
って与えられた溝検出信号とを含む。これらの信号は、
図６および７との関連で前に説明したように、状態３０
２で選択されたドリルビット４２がきれいであるのか、
目詰まりしているのか、または破損しているのかを示
す。
【００８４】状態３１０から、穿孔機１４は次に判断状
態３１２に進み、この判断状態３１２では、コンピュー
タ２０２（図７）が、状態３１０で読取られた状態信号
を評価して状態３０２で選択されたドリルビット４２が
破損しているかどうかを判断する。ドリルビット４２が
破損しているとコンピュータ２０２が判断すると、穿孔
機１４は状態３０６に進み、この状態３０６で、ドリル
ビットが破損していることを示すメッセージが映像ディ
スプレイ２０４（図７）上に表示される。穿孔機１４は
次に状態３０６から状態３０８に移り、この状態３０８
ではオペレータは典型的には破損したドリルビット４２
を交換する。破損したドリルビット４２を交換した後、
穿孔機１４は状態３０３に戻り、この状態３０３では代
わりのドリルビット４２が前に論じられたようにその動
作スピードで回転させられる。
態３１２に進み、この判断状態３１２では、コンピュー
タ２０２（図７）が、状態３１０で読取られた状態信号
を評価して状態３０２で選択されたドリルビット４２が
破損しているかどうかを判断する。ドリルビット４２が
破損しているとコンピュータ２０２が判断すると、穿孔
機１４は状態３０６に進み、この状態３０６で、ドリル
ビットが破損していることを示すメッセージが映像ディ
スプレイ２０４（図７）上に表示される。穿孔機１４は
次に状態３０６から状態３０８に移り、この状態３０８
ではオペレータは典型的には破損したドリルビット４２
を交換する。破損したドリルビット４２を交換した後、
穿孔機１４は状態３０３に戻り、この状態３０３では代
わりのドリルビット４２が前に論じられたようにその動
作スピードで回転させられる。
【００８５】判断状態３１２で、ドリルビット４２が破
損していないということが判断されると、穿孔機１４は
判断状態３１４に進み、この状態３１４でコンピュータ
２０２（図７）は、状態３１０で読取られた状態信号を
評価して、ドリルビット４２の溝６６（図３）が目詰ま
りしているかどうかを判断する。ドリルビット４２の溝
６６が目詰まりしているとコンピュータ２０２が判断す
ると、穿孔機１４は判断状態３１４から状態３０６に移
り、この状態３０６ではドリルビット４２の溝６７が目
詰まりしていることを示すメッセージが、映像ディスプ
レイ２０４（図７）に表示される。状態３０６から、穿
孔機１４は状態３０８に進み、この状態３０８でオペレ
ータは、ドリルビット４２の溝６６の付着物を取り除く
こともできるし、ドリルビット４２をきれいなドリルビ
ットと交換することもできるし、目詰まりしたドリルビ
ット４２で穿孔機１４に穿孔サイクルを続けさせること
もできる。ドリルビットが交換された場合、穿孔機１４
は状態３０３に進み、この状態３０３では代わりのドリ
ルビット４２が前に説明されたようにその動作スピード
で回転させられる。
損していないということが判断されると、穿孔機１４は
判断状態３１４に進み、この状態３１４でコンピュータ
２０２（図７）は、状態３１０で読取られた状態信号を
評価して、ドリルビット４２の溝６６（図３）が目詰ま
りしているかどうかを判断する。ドリルビット４２の溝
６６が目詰まりしているとコンピュータ２０２が判断す
ると、穿孔機１４は判断状態３１４から状態３０６に移
り、この状態３０６ではドリルビット４２の溝６７が目
詰まりしていることを示すメッセージが、映像ディスプ
レイ２０４（図７）に表示される。状態３０６から、穿
孔機１４は状態３０８に進み、この状態３０８でオペレ
ータは、ドリルビット４２の溝６６の付着物を取り除く
こともできるし、ドリルビット４２をきれいなドリルビ
ットと交換することもできるし、目詰まりしたドリルビ
ット４２で穿孔機１４に穿孔サイクルを続けさせること
もできる。ドリルビットが交換された場合、穿孔機１４
は状態３０３に進み、この状態３０３では代わりのドリ
ルビット４２が前に説明されたようにその動作スピード
で回転させられる。
【００８６】ドリルビット４２の付着物が取り除かれる
場合、穿孔機１４は図１１には示されていない制御フロ
ーに従い、この制御フローでは穿孔機１４がまずドリル
ビットの回転が止められる状態に入り、そのときにオペ
レータがドリルビットの付着物を取り除く。穿孔機１４
は次に、ドリルビット４２が再びその動作スピードで回
転させられる状態に進み、その後、ドリルビットは状態
３１６に進んで、この状態３１６で穿孔機１４はワーク
テーブル１６を位置決めして孔をあける。さらに、オペ
レータが状態３０８で、溝が目詰まりしているにもかか
わらず穿孔を続けるように信号を送った場合、穿孔機１
４は同じく図１１では示されていない制御フローに従
い、この制御フローでは穿孔機１４は状態３０８から状
態３１６に直接進んで、この状態３１６で穿孔機１４は
ワークテーブル１６を位置決めして孔をあける。
場合、穿孔機１４は図１１には示されていない制御フロ
ーに従い、この制御フローでは穿孔機１４がまずドリル
ビットの回転が止められる状態に入り、そのときにオペ
レータがドリルビットの付着物を取り除く。穿孔機１４
は次に、ドリルビット４２が再びその動作スピードで回
転させられる状態に進み、その後、ドリルビットは状態
３１６に進んで、この状態３１６で穿孔機１４はワーク
テーブル１６を位置決めして孔をあける。さらに、オペ
レータが状態３０８で、溝が目詰まりしているにもかか
わらず穿孔を続けるように信号を送った場合、穿孔機１
４は同じく図１１では示されていない制御フローに従
い、この制御フローでは穿孔機１４は状態３０８から状
態３１６に直接進んで、この状態３１６で穿孔機１４は
ワークテーブル１６を位置決めして孔をあける。
【００８７】コンピュータ２０２（図７）が判断状態３
１４で、ドリルビット４２が目詰まりしていないと判断
したなら、穿孔機は状態３１６に進み、この状態３１６
でワークテーブル１６は、穿孔機１４が回路基板４２に
おけるその孔のために予めプログラムされた位置に孔を
あけることができるように位置決めされる。ワークテー
ブル１６が適切に位置決めされた後、穿孔機１４は孔を
その予めプログラムされた深さまであけるべく進む。
１４で、ドリルビット４２が目詰まりしていないと判断
したなら、穿孔機は状態３１６に進み、この状態３１６
でワークテーブル１６は、穿孔機１４が回路基板４２に
おけるその孔のために予めプログラムされた位置に孔を
あけることができるように位置決めされる。ワークテー
ブル１６が適切に位置決めされた後、穿孔機１４は孔を
その予めプログラムされた深さまであけるべく進む。
【００８８】孔があけられた後、状態３１６で穿孔機１
４はドリルビット４２を孔から引上げて判断状態３１８
に進み、この判断状態３１８で穿孔機は、オペレータに
よって開始状態３００に先立ってプログラムされた穿孔
シーケンスに基づいて、状態３１６であけられた孔がこ
の特定のドリルビット４２によってあけられるべき最後
の孔としてプログラムされたものであるかどうか、すな
わちこの一連の孔のうちの最後の孔であるかどうかを判
断する。状態３１６であけられた孔がこの特定のビット
によってあけられるべき最後の孔でなければ、穿孔機１
４は状態３１０に戻り、この状態３１０で穿孔機１４は
図６および７のセンサエレクトロニクスによって与えら
れたドリルビット状態信号を再び読取る。穿孔機１４は
その後、前に論じられたように状態３１０から３１８ま
でを経て進む。このようにして、穿孔機１４は状態３０
２で選択された、または状態３０８で与えられた各ドリ
ルビット４２についてプログラムされた孔のすべてをあ
ける。
４はドリルビット４２を孔から引上げて判断状態３１８
に進み、この判断状態３１８で穿孔機は、オペレータに
よって開始状態３００に先立ってプログラムされた穿孔
シーケンスに基づいて、状態３１６であけられた孔がこ
の特定のドリルビット４２によってあけられるべき最後
の孔としてプログラムされたものであるかどうか、すな
わちこの一連の孔のうちの最後の孔であるかどうかを判
断する。状態３１６であけられた孔がこの特定のビット
によってあけられるべき最後の孔でなければ、穿孔機１
４は状態３１０に戻り、この状態３１０で穿孔機１４は
図６および７のセンサエレクトロニクスによって与えら
れたドリルビット状態信号を再び読取る。穿孔機１４は
その後、前に論じられたように状態３１０から３１８ま
でを経て進む。このようにして、穿孔機１４は状態３０
２で選択された、または状態３０８で与えられた各ドリ
ルビット４２についてプログラムされた孔のすべてをあ
ける。
【００８９】穿孔機１４が、状態３１８で、状態３１６
においてあけられた孔がこの特定のドリルビット４２で
あけられるべくプログラムされた最後の孔である、すな
わちこの特定の一連の孔における最後の孔であると判断
したならば、穿孔機１４は判断状態３２０に進み、この
判断状態３２０で穿孔機１４は、オペレータによって開
始状態３００に先立ってプログラムされた穿孔シーケン
スに基づき、状態３０２で選択されたドリルビット４２
がこのプログラムされた穿孔シーケンスで用いられるべ
き最後のドリルビット４２であるかどうかを判断する。
換言すれば、判断状態３２０においては、穿孔機１４
は、異なったドリルビット４２であけられなければなら
ない一連の孔のさらなるものが１つでもあるかどうかを
判断するのである。
においてあけられた孔がこの特定のドリルビット４２で
あけられるべくプログラムされた最後の孔である、すな
わちこの特定の一連の孔における最後の孔であると判断
したならば、穿孔機１４は判断状態３２０に進み、この
判断状態３２０で穿孔機１４は、オペレータによって開
始状態３００に先立ってプログラムされた穿孔シーケン
スに基づき、状態３０２で選択されたドリルビット４２
がこのプログラムされた穿孔シーケンスで用いられるべ
き最後のドリルビット４２であるかどうかを判断する。
換言すれば、判断状態３２０においては、穿孔機１４
は、異なったドリルビット４２であけられなければなら
ない一連の孔のさらなるものが１つでもあるかどうかを
判断するのである。
【００９０】穿孔機１４が、判断状態３２０において、
さらなるドリルビットを必要とする、あけられるべき一
連の孔のさらなるものがあるということを判断すると、
穿孔機１４は状態３２２に移行し、スピンドルアセンブ
リ３０（図１）内のモータを停止させることによってド
リルビット４２の回転を止める。状態３２２から、穿孔
機１４は状態３０２に戻り、プログラムされた穿孔シー
ケンスにおける次の一連の孔のためのドリルビット４２
を選択する。後続して選択されたドリルビット４２のた
めに、穿孔機１４は状態３０２から３２０を経て、判断
状態３２０で、このシーケンスにおいてあけられるべく
プログラムされた孔の一連になったものがすべてあけら
れており、状態３０２で選択されたドリルビット４２
が、用いられるべき最後のドリルビット４２であると穿
孔機１４が判断するまで、進む。したがって、プログラ
ムされた自動穿孔シーケンスのために選択されたドリル
ビット４２の各々は、穿孔機１４によりチェックされ、
それにより判断状態３０４で行なわれた「溝長さチェッ
ク」機能を介して、ドリルビット４２の溝の長さＬfが
その特定の一連の孔のためにプログラムされた孔の各々
をあけるのに十分であることが、保証される。
さらなるドリルビットを必要とする、あけられるべき一
連の孔のさらなるものがあるということを判断すると、
穿孔機１４は状態３２２に移行し、スピンドルアセンブ
リ３０（図１）内のモータを停止させることによってド
リルビット４２の回転を止める。状態３２２から、穿孔
機１４は状態３０２に戻り、プログラムされた穿孔シー
ケンスにおける次の一連の孔のためのドリルビット４２
を選択する。後続して選択されたドリルビット４２のた
めに、穿孔機１４は状態３０２から３２０を経て、判断
状態３２０で、このシーケンスにおいてあけられるべく
プログラムされた孔の一連になったものがすべてあけら
れており、状態３０２で選択されたドリルビット４２
が、用いられるべき最後のドリルビット４２であると穿
孔機１４が判断するまで、進む。したがって、プログラ
ムされた自動穿孔シーケンスのために選択されたドリル
ビット４２の各々は、穿孔機１４によりチェックされ、
それにより判断状態３０４で行なわれた「溝長さチェッ
ク」機能を介して、ドリルビット４２の溝の長さＬfが
その特定の一連の孔のためにプログラムされた孔の各々
をあけるのに十分であることが、保証される。
【００９１】図１２は、コンピュータ２０２（図７）に
おいて「溝長さチェック」機能を実行している間の、自
動穿孔機１４の動作を表わす流れ図である。この機能
は、図１１で示されたプログラムされた自動穿孔シーケ
ンスの間に判断状態３０４の中で呼出されるか、または
オペレータが穿孔機１４を手動で導いて、穿孔機１４が
プログラムされた自動穿孔シーケンスにないときにこの
機能を特定のドリルビット４２に対して行なうこともで
きる。「溝長さチェック」機能は、穿孔機１４がこの特
定のドリルビット４２であけるようにオペレータが意図
している孔をあけるのに、選択されたドリルビット４２
の溝の長さＬf が十分に長いということを確かめるもの
である。
おいて「溝長さチェック」機能を実行している間の、自
動穿孔機１４の動作を表わす流れ図である。この機能
は、図１１で示されたプログラムされた自動穿孔シーケ
ンスの間に判断状態３０４の中で呼出されるか、または
オペレータが穿孔機１４を手動で導いて、穿孔機１４が
プログラムされた自動穿孔シーケンスにないときにこの
機能を特定のドリルビット４２に対して行なうこともで
きる。「溝長さチェック」機能は、穿孔機１４がこの特
定のドリルビット４２であけるようにオペレータが意図
している孔をあけるのに、選択されたドリルビット４２
の溝の長さＬf が十分に長いということを確かめるもの
である。
【００９２】開始状態４００から、穿孔機１４は判断状
態４０２に移行し、「溝長さチェック」機能を行なうの
に必要ないくつかの初期条件が満たされているかどうか
を判断する。ここで好ましいとされる実施例では、この
初期条件は、穿孔機１４がプログラムされた自動穿孔シ
ーケンスを行なっているときに、オペレータが自動穿孔
シーケンスをプログラムする際にこの特定のドリルビッ
ト４２のために所望される溝の長さＬ′f を特定してあ
るかどうかを含む。オペレータが、所望される溝の長さ
Ｌ′f'を特定しなかった場合、穿孔機１４は判断状態４
０２から通常リターン状態４２４に直接進み、この状態
４２４から穿孔機１４はプログラムされた自動穿孔シー
ケンスを進める。穿孔機１４が「溝長さチェック」機能
を続けることができるようになる前に満たされなければ
ならない他の初期条件は、穿孔機１４がセンサ１２を装
備されていること、コレット３２の中にドリルビットが
あること、および穿孔機１４がマルチスピンドルアセン
ブリの機械である場合、少なくとも１本のスピンドル３
０（図１）が穿孔のために選択されるということを含
む。
態４０２に移行し、「溝長さチェック」機能を行なうの
に必要ないくつかの初期条件が満たされているかどうか
を判断する。ここで好ましいとされる実施例では、この
初期条件は、穿孔機１４がプログラムされた自動穿孔シ
ーケンスを行なっているときに、オペレータが自動穿孔
シーケンスをプログラムする際にこの特定のドリルビッ
ト４２のために所望される溝の長さＬ′f を特定してあ
るかどうかを含む。オペレータが、所望される溝の長さ
Ｌ′f'を特定しなかった場合、穿孔機１４は判断状態４
０２から通常リターン状態４２４に直接進み、この状態
４２４から穿孔機１４はプログラムされた自動穿孔シー
ケンスを進める。穿孔機１４が「溝長さチェック」機能
を続けることができるようになる前に満たされなければ
ならない他の初期条件は、穿孔機１４がセンサ１２を装
備されていること、コレット３２の中にドリルビットが
あること、および穿孔機１４がマルチスピンドルアセン
ブリの機械である場合、少なくとも１本のスピンドル３
０（図１）が穿孔のために選択されるということを含
む。
【００９３】穿孔機１４が判断状態４０２で、すべての
初期条件が満たされていると判断した場合、穿孔機１４
は状態４０４に進み、押さえアセンブリ３４（図１）
を、取付けられたセンサ１２とともに回路基板４４から
上昇させる。押さえアセンブリ３４を上昇させた後、穿
孔機１４は状態４０６に移行し、継手２５（図１）の電
磁弁を消磁することによってスピンドルアセンブリ３０
を開放する。
初期条件が満たされていると判断した場合、穿孔機１４
は状態４０４に進み、押さえアセンブリ３４（図１）
を、取付けられたセンサ１２とともに回路基板４４から
上昇させる。押さえアセンブリ３４を上昇させた後、穿
孔機１４は状態４０６に移行し、継手２５（図１）の電
磁弁を消磁することによってスピンドルアセンブリ３０
を開放する。
【００９４】エクセロン・オートメイション（Excellon
Automation ）のコンセプト（Concept ）４ ＭＶＩＩ
自動穿孔機などの、ここで好ましいとされる実施例にお
ける自動穿孔機１４では、スピンドルアセンブリ３０を
開放することの結果として、ドリルビット４２とコレッ
ト３２とがおよそ１インチから１インチ半ほど回路基板
から離れて上方向（正のＺ方向、図１参照）に動くこと
になる。さらに、スピンドルアセンブリ３０を開放する
ことによって、ドリルビット４２が押さえアセンブリ３
４に関して正のＺ方向に動くという結果にもなる。図２
および３を参照することで理解できるように、センサ１
２は押さえアセンブリ３４に装着されており、かつセン
サ１２がドリルビット４２の刃先６５（図３）の付近に
レーザビームを投射するように好ましくは配向されるた
め、スピンドル３０を開放することには、ドリルビット
４２を、センサ１２によって生じさせられたレーザビー
ムより上に移動させて、レーザビームがもはやドリルビ
ット４２の先端６５には投射されていないまたは焦点が
当たらなくなるようにするという効果もある。スピンド
ルアセンブリ３０が開放された場合の、レーザビームと
ドリルビット４２の刃先６５との相対的な位置は、後述
の図１３（ａ）で示される。
Automation ）のコンセプト（Concept ）４ ＭＶＩＩ
自動穿孔機などの、ここで好ましいとされる実施例にお
ける自動穿孔機１４では、スピンドルアセンブリ３０を
開放することの結果として、ドリルビット４２とコレッ
ト３２とがおよそ１インチから１インチ半ほど回路基板
から離れて上方向（正のＺ方向、図１参照）に動くこと
になる。さらに、スピンドルアセンブリ３０を開放する
ことによって、ドリルビット４２が押さえアセンブリ３
４に関して正のＺ方向に動くという結果にもなる。図２
および３を参照することで理解できるように、センサ１
２は押さえアセンブリ３４に装着されており、かつセン
サ１２がドリルビット４２の刃先６５（図３）の付近に
レーザビームを投射するように好ましくは配向されるた
め、スピンドル３０を開放することには、ドリルビット
４２を、センサ１２によって生じさせられたレーザビー
ムより上に移動させて、レーザビームがもはやドリルビ
ット４２の先端６５には投射されていないまたは焦点が
当たらなくなるようにするという効果もある。スピンド
ルアセンブリ３０が開放された場合の、レーザビームと
ドリルビット４２の刃先６５との相対的な位置は、後述
の図１３（ａ）で示される。
【００９５】状態４０６から、穿孔機１４は状態４１０
に進み、穿孔垂直方向位置決めモータ２４（図１）の動
作を開始させ、それによりドリルビット４２が下方に、
または負のＺ方向に動きはじめるようにする。さらに、
状態４１０で、穿孔機１４はセンサ１２をも能動化し
て、それによりセンサはレーザビームを発生し、図６お
よび７のセンサエレクトロニクスはレーザビームがドリ
ルビット４２の刃先６５（図３）に入射しているまたは
焦点が当たっていることを示す反射光を感知する。その
後、穿孔機１４は判断状態４１２に進み、ドリルビット
４２の刃先６５が、センサ１２によって生じさせられた
レーザビームの内に入るようにモータ２４によって移動
されたかどうかを判断する。穿孔機１４は、図６に示さ
れるセンサエレクトロニクスがレーザビーム内にドリル
ビット４２の刃先６５の存在を検出し、前に説明したよ
うにビーム検出ライン７８ａに信号を発生すると、ドリ
ルビットの刃先６５がレーザビーム内にあると判断す
る。穿孔機が判断状態４１２で、ドリルビット４２の先
端がまだレーザビームに入っていないと判断した場合、
穿孔機１４は状態４１０に戻り、垂直方向位置決めモー
タ２４を用いてドリルビット４２を下方に移動させ続け
る。
に進み、穿孔垂直方向位置決めモータ２４（図１）の動
作を開始させ、それによりドリルビット４２が下方に、
または負のＺ方向に動きはじめるようにする。さらに、
状態４１０で、穿孔機１４はセンサ１２をも能動化し
て、それによりセンサはレーザビームを発生し、図６お
よび７のセンサエレクトロニクスはレーザビームがドリ
ルビット４２の刃先６５（図３）に入射しているまたは
焦点が当たっていることを示す反射光を感知する。その
後、穿孔機１４は判断状態４１２に進み、ドリルビット
４２の刃先６５が、センサ１２によって生じさせられた
レーザビームの内に入るようにモータ２４によって移動
されたかどうかを判断する。穿孔機１４は、図６に示さ
れるセンサエレクトロニクスがレーザビーム内にドリル
ビット４２の刃先６５の存在を検出し、前に説明したよ
うにビーム検出ライン７８ａに信号を発生すると、ドリ
ルビットの刃先６５がレーザビーム内にあると判断す
る。穿孔機が判断状態４１２で、ドリルビット４２の先
端がまだレーザビームに入っていないと判断した場合、
穿孔機１４は状態４１０に戻り、垂直方向位置決めモー
タ２４を用いてドリルビット４２を下方に移動させ続け
る。
【００９６】しかしながら、判断状態４１２でドリルビ
ット４２の刃先６５がレーザビームに入ったと穿孔機１
４が判断したならば、穿孔機１４は状態４１４に移行
し、垂直方向位置決めモータ２４を停止させて、それに
よりドリルビット４２の下方への動きを止める。ドリル
ビット４２の刃先６５がレーザビームに入ったときの、
ドリルビット４２とセンサ１２によって生じさせられた
レーザビームとの相対的な位置は、後に論じられる図１
３（ｂ）で示される。さらに状態４１４で、穿孔機１４
は次にセンサ１２を不能化することによってレーザをオ
フにする。状態４１４から、穿孔機１４は状態４１６に
進み、ＦＬＵＴＥ＿ＬＯＧオプション、すなわち測定さ
れた溝の長さを登録または記録することが、オペレータ
によって選択されたかどうかを判断する。ＦＬＵＴＥ＿
ＬＯＧオプションはドリルビットの実際の溝の長さＬf
を測定する代替的な方法であって、後の部分で状態４４
０から４６２を参照して説明される。
ット４２の刃先６５がレーザビームに入ったと穿孔機１
４が判断したならば、穿孔機１４は状態４１４に移行
し、垂直方向位置決めモータ２４を停止させて、それに
よりドリルビット４２の下方への動きを止める。ドリル
ビット４２の刃先６５がレーザビームに入ったときの、
ドリルビット４２とセンサ１２によって生じさせられた
レーザビームとの相対的な位置は、後に論じられる図１
３（ｂ）で示される。さらに状態４１４で、穿孔機１４
は次にセンサ１２を不能化することによってレーザをオ
フにする。状態４１４から、穿孔機１４は状態４１６に
進み、ＦＬＵＴＥ＿ＬＯＧオプション、すなわち測定さ
れた溝の長さを登録または記録することが、オペレータ
によって選択されたかどうかを判断する。ＦＬＵＴＥ＿
ＬＯＧオプションはドリルビットの実際の溝の長さＬf
を測定する代替的な方法であって、後の部分で状態４４
０から４６２を参照して説明される。
【００９７】判断状態４１６で、ＦＬＵＴＥ＿ＬＯＧオ
プションが選択されていないと穿孔機１４が判断する、
と仮定すると、穿孔機１４はその場合、状態４１８に進
む。状態４１８で穿孔機１４はまずドリルビットを下方
に、つまり負のＺ方向に、好ましくはこの特定のドリル
ビット４２のためにオペレータによって特定された最小
の要求される溝の長さＬfminに等しい予め選択された距
離だけ、移動させる。穿孔機１４は次にセンサ１２を再
び能動化することによって、ドリルビット４２に焦点が
当たる、またはドリルビット４２に隣接する、レーザビ
ームを生じさせる。静止しているセンサ１２に対するド
リルビット４２の動きのため、レーザビームはこの時点
で好ましくは、最小の要求される溝の長さＬfminに等し
い予め選択された距離だけ、ドリルビット４２の刃先６
５上方の、ドリルビット４２のいくらかの部分に対し焦
点が当たっているまたは入射されている。ドリルビット
４２とセンサ１２によって生じさせられるレーザビーム
との相対的な位置は、後述する図１３（ｃ）で示され
る。
プションが選択されていないと穿孔機１４が判断する、
と仮定すると、穿孔機１４はその場合、状態４１８に進
む。状態４１８で穿孔機１４はまずドリルビットを下方
に、つまり負のＺ方向に、好ましくはこの特定のドリル
ビット４２のためにオペレータによって特定された最小
の要求される溝の長さＬfminに等しい予め選択された距
離だけ、移動させる。穿孔機１４は次にセンサ１２を再
び能動化することによって、ドリルビット４２に焦点が
当たる、またはドリルビット４２に隣接する、レーザビ
ームを生じさせる。静止しているセンサ１２に対するド
リルビット４２の動きのため、レーザビームはこの時点
で好ましくは、最小の要求される溝の長さＬfminに等し
い予め選択された距離だけ、ドリルビット４２の刃先６
５上方の、ドリルビット４２のいくらかの部分に対し焦
点が当たっているまたは入射されている。ドリルビット
４２とセンサ１２によって生じさせられるレーザビーム
との相対的な位置は、後述する図１３（ｃ）で示され
る。
【００９８】一般に、図１１のプログラムされた自動穿
孔シーケンスでは、ドリルビット４２の所望される溝の
長さＬ′f が、このシーケンスの間にこの特定のドリル
ビット４２があけるであろう孔の最大の深さよりも長く
なるように、オペレータは各ドリルビットのための予め
選択された距離を規定する。代替的には、この特定のド
リルビット４２によってあけられるべき最も著しい深さ
を有する孔を探し、この深さに付加的なセーフティマー
ジンをいくらか加えたものに等しくなるように、最小の
要求される溝の長さＬfminを加減することによって、あ
る特定のドリルビット４２のための最小の要求される溝
の長さＬfminを決定するであろうソフトウェアを、コン
ピュータ２０２にを組入れることが可能である。
孔シーケンスでは、ドリルビット４２の所望される溝の
長さＬ′f が、このシーケンスの間にこの特定のドリル
ビット４２があけるであろう孔の最大の深さよりも長く
なるように、オペレータは各ドリルビットのための予め
選択された距離を規定する。代替的には、この特定のド
リルビット４２によってあけられるべき最も著しい深さ
を有する孔を探し、この深さに付加的なセーフティマー
ジンをいくらか加えたものに等しくなるように、最小の
要求される溝の長さＬfminを加減することによって、あ
る特定のドリルビット４２のための最小の要求される溝
の長さＬfminを決定するであろうソフトウェアを、コン
ピュータ２０２にを組入れることが可能である。
【００９９】穿孔機１４は状態４１８から判断状態４２
０に進み、センサ１２のレーザビームがドリルビット４
２（図３）の溝を付けられた部分６７に対して入射して
いるかどうかを判断する。上述のように、図６のセンサ
エレクトロニクスは、ドリルビット４２の溝を付けられ
た部分６７に対して入射しているレーザビームを示す、
波動する光信号が検出されたときに、ライン７８ａに正
のビーム検出信号を発生する。このような波動する光信
号は、レーザビームの焦点がドリルビット４２の溝を付
けられた部分６７に当てられたときのみ発生されるが、
レーザビームの焦点がドリルビット４２のシャンク部分
６８またはカラー６９のいずれかに当てられた場合に
は、また穿孔機１４のコレット３２に焦点が当てられた
場合には、それらが確かに波動する信号を発生するのに
必要ないかなる溝を付けられた表面６６（図３）をも含
んでいても、そのような波動する光信号は発生されな
い。
０に進み、センサ１２のレーザビームがドリルビット４
２（図３）の溝を付けられた部分６７に対して入射して
いるかどうかを判断する。上述のように、図６のセンサ
エレクトロニクスは、ドリルビット４２の溝を付けられ
た部分６７に対して入射しているレーザビームを示す、
波動する光信号が検出されたときに、ライン７８ａに正
のビーム検出信号を発生する。このような波動する光信
号は、レーザビームの焦点がドリルビット４２の溝を付
けられた部分６７に当てられたときのみ発生されるが、
レーザビームの焦点がドリルビット４２のシャンク部分
６８またはカラー６９のいずれかに当てられた場合に
は、また穿孔機１４のコレット３２に焦点が当てられた
場合には、それらが確かに波動する信号を発生するのに
必要ないかなる溝を付けられた表面６６（図３）をも含
んでいても、そのような波動する光信号は発生されな
い。
【０１００】ドリルビット４２を状態４１８において予
め選択された距離だけセンサ１２について移動させた後
で、波動する信号が検出された場合、穿孔機１４は状態
４２２に進み、まず映像ディスプレイ２０４（図７）を
介して、この特定のドリルビット４２の測定された溝の
長さＬf がプログラムされた孔をあけるのに十分である
ということをオペレータに示し、次に穿孔機１４はセン
サ１２を不能化する。ドリルビット４２を予め選択され
た距離だけ負のＺ方向に移動させた後で波動する信号が
検出された場合、レーザビームの焦点はドリルビット４
２の溝を付けられた部分６７に当てられたままである筈
である。したがって、ドリルビット４２はこの好ましい
実施例では、ドリルビット４２のシャンク部分６８を回
路基板４４の上部表面と接触させることなく、この予め
選択された距離に等しい深さまで回路基板４４に穿孔を
行なうことができる。
め選択された距離だけセンサ１２について移動させた後
で、波動する信号が検出された場合、穿孔機１４は状態
４２２に進み、まず映像ディスプレイ２０４（図７）を
介して、この特定のドリルビット４２の測定された溝の
長さＬf がプログラムされた孔をあけるのに十分である
ということをオペレータに示し、次に穿孔機１４はセン
サ１２を不能化する。ドリルビット４２を予め選択され
た距離だけ負のＺ方向に移動させた後で波動する信号が
検出された場合、レーザビームの焦点はドリルビット４
２の溝を付けられた部分６７に当てられたままである筈
である。したがって、ドリルビット４２はこの好ましい
実施例では、ドリルビット４２のシャンク部分６８を回
路基板４４の上部表面と接触させることなく、この予め
選択された距離に等しい深さまで回路基板４４に穿孔を
行なうことができる。
【０１０１】穿孔機１４はその後状態４２２から通常リ
ターン状態４２４に進む。穿孔機１４が図１１で示され
る自動穿孔シーケンスに関わっている場合、通常リター
ン状態４２４は穿孔機１４を自動穿孔シーケンスの次の
状態、すなわち状態３１０に戻す。しかしながら、穿孔
機１４が自動穿孔シーケンスに関わっておらず、しかし
手動動作に関わっている場合、通常リターン状態４２４
は穿孔機１４を、穿孔機１４が進行する前にさらなるオ
ペレータからの命令を待つ、「待機」位置に戻す。
ターン状態４２４に進む。穿孔機１４が図１１で示され
る自動穿孔シーケンスに関わっている場合、通常リター
ン状態４２４は穿孔機１４を自動穿孔シーケンスの次の
状態、すなわち状態３１０に戻す。しかしながら、穿孔
機１４が自動穿孔シーケンスに関わっておらず、しかし
手動動作に関わっている場合、通常リターン状態４２４
は穿孔機１４を、穿孔機１４が進行する前にさらなるオ
ペレータからの命令を待つ、「待機」位置に戻す。
【０１０２】ドリルビット４２（図３）を状態４１８で
予め定められた距離だけ移動させた後で、判断状態４２
０において波動する信号が検出されなかった場合、レー
ザビームはドリルビット４２のシャンク部分６８または
カラー６９のいずれかに入射している、または穿孔機１
４のコレット３２に入射している。この場合、ドリルビ
ット４２の溝の長さＬf は、このドリルビットによって
あけられるべくプログラムされた孔をあけるには長さが
十分ではなく、このドリルビット４２を用いれば、その
結果ドリルビット４２のシャンク部分６８が回路基板４
４と接触するようになってこの回路基板４４を破損する
可能性があるし、またはドリルビット４２を破損してし
まうだろう。したがって、判断状態４２０で波動する信
号が検出されなかった場合、穿孔機１４は状態４２６に
進み、この状態４２６において穿孔機１４は穿孔プロセ
スを止める。穿孔機１４は次に状態４２６からエラーリ
ターン状態４３０に進む。
予め定められた距離だけ移動させた後で、判断状態４２
０において波動する信号が検出されなかった場合、レー
ザビームはドリルビット４２のシャンク部分６８または
カラー６９のいずれかに入射している、または穿孔機１
４のコレット３２に入射している。この場合、ドリルビ
ット４２の溝の長さＬf は、このドリルビットによって
あけられるべくプログラムされた孔をあけるには長さが
十分ではなく、このドリルビット４２を用いれば、その
結果ドリルビット４２のシャンク部分６８が回路基板４
４と接触するようになってこの回路基板４４を破損する
可能性があるし、またはドリルビット４２を破損してし
まうだろう。したがって、判断状態４２０で波動する信
号が検出されなかった場合、穿孔機１４は状態４２６に
進み、この状態４２６において穿孔機１４は穿孔プロセ
スを止める。穿孔機１４は次に状態４２６からエラーリ
ターン状態４３０に進む。
【０１０３】穿孔機１４が図１１に示した自動穿孔シー
ケンスにかかわっている場合、エラーリターン状態４３
０は穿孔機１４を状態３０６に戻し、この状態３０６で
は映像ディスプレイ２０４（図７）上でメッセージが発
生されて、溝の長さＬf がこのドリルビットのためにプ
ログラムされた孔をあけるには長さが十分でない、すな
わちＬf ＜Ｌfminであることを示す。穿孔機１４が手動
の穿孔動作に関わっている場合、エラーリターン状態４
３０は穿孔機を「待機」位置（図示せず）に戻し、この
位置で穿孔機は溝の長さＬf がこのドリルビット２４の
意図される応用には十分に長くないということを示すメ
ッセージを映像ディスプレイ２０４上に表示する。
ケンスにかかわっている場合、エラーリターン状態４３
０は穿孔機１４を状態３０６に戻し、この状態３０６で
は映像ディスプレイ２０４（図７）上でメッセージが発
生されて、溝の長さＬf がこのドリルビットのためにプ
ログラムされた孔をあけるには長さが十分でない、すな
わちＬf ＜Ｌfminであることを示す。穿孔機１４が手動
の穿孔動作に関わっている場合、エラーリターン状態４
３０は穿孔機を「待機」位置（図示せず）に戻し、この
位置で穿孔機は溝の長さＬf がこのドリルビット２４の
意図される応用には十分に長くないということを示すメ
ッセージを映像ディスプレイ２０４上に表示する。
【０１０４】「溝長さチェック」機能が行なわれる対象
となるドリルビット４２の溝６６が目詰まりしていると
いうことも、考えられる。したがって、判断状態４２０
において反射された波動する光信号の不在を示す図６の
センサエレクトロニクスからのロー信号をライン７８ａ
でもたらされる際に、図７のセンサエレクトロニクスか
らの信号も評価して、溝６６が目詰まりしているかどう
かを判断することが好ましいであろう。図６のセンサエ
レクトロニクスからの、溝がないということを示す信号
と、図７のセンサエレクトロニクスからの、溝が目詰ま
りしていることを示す信号とは、ドリルビット４２を状
態４１８において予め選択された距離だけセンサ１２に
ついて移動させた後でも、やはりドリルビット４２の溝
の長さＬ f がその意図される応用に十分なだけ長いとい
うことを意味するだろう。したがって、判断状態４１２
においてドリルビット４２の刃先６５がレーザビームに
入ったかどうかの判断は、判断状態４２０においてドリ
ルビット４２の溝を付けられた部分６７に対してレーザ
が入射しているかどうかの判断と同様に、図６および７
の双方におけるセンサエレクトロニクスからの信号を参
照することによって行なわれてもよい。
となるドリルビット４２の溝６６が目詰まりしていると
いうことも、考えられる。したがって、判断状態４２０
において反射された波動する光信号の不在を示す図６の
センサエレクトロニクスからのロー信号をライン７８ａ
でもたらされる際に、図７のセンサエレクトロニクスか
らの信号も評価して、溝６６が目詰まりしているかどう
かを判断することが好ましいであろう。図６のセンサエ
レクトロニクスからの、溝がないということを示す信号
と、図７のセンサエレクトロニクスからの、溝が目詰ま
りしていることを示す信号とは、ドリルビット４２を状
態４１８において予め選択された距離だけセンサ１２に
ついて移動させた後でも、やはりドリルビット４２の溝
の長さＬ f がその意図される応用に十分なだけ長いとい
うことを意味するだろう。したがって、判断状態４１２
においてドリルビット４２の刃先６５がレーザビームに
入ったかどうかの判断は、判断状態４２０においてドリ
ルビット４２の溝を付けられた部分６７に対してレーザ
が入射しているかどうかの判断と同様に、図６および７
の双方におけるセンサエレクトロニクスからの信号を参
照することによって行なわれてもよい。
【０１０５】上述のように、ドリルビット４２が意図さ
れる動作のために十分な溝の長さＬ f を確実に有するよ
うにする好ましい方法は、まずドリルビット４２の刃先
６５を状態４１０においてレーザビームの中に移動させ
ることによる。次に、ドリルビット４２は状態４１８に
おいて予め選択された距離だけセンサ１２について移動
させられるが、この予め定められた距離は好ましくはこ
の特定のドリルビット４２のために要求される最小の溝
の長さＬfminに等しい。その後、レーザがドリルビット
４２の溝を付けられた部分６７に対してまだ入射してい
るかどうかを、判断状態４２０において波動する信号が
検出されるかどうかに基づいて判断するのに、図６に示
される、または代替的には図６および７の、センサエレ
クトロニクスが用いられる。
れる動作のために十分な溝の長さＬ f を確実に有するよ
うにする好ましい方法は、まずドリルビット４２の刃先
６５を状態４１０においてレーザビームの中に移動させ
ることによる。次に、ドリルビット４２は状態４１８に
おいて予め選択された距離だけセンサ１２について移動
させられるが、この予め定められた距離は好ましくはこ
の特定のドリルビット４２のために要求される最小の溝
の長さＬfminに等しい。その後、レーザがドリルビット
４２の溝を付けられた部分６７に対してまだ入射してい
るかどうかを、判断状態４２０において波動する信号が
検出されるかどうかに基づいて判断するのに、図６に示
される、または代替的には図６および７の、センサエレ
クトロニクスが用いられる。
【０１０６】しかしながら、判断状態４１６において、
ＦＬＵＴＥ＿ＬＯＧ機能が選択されるならば、ドリルビ
ット４２の溝の長さＬf がその意図される応用のために
十分であるかどうかを判断するための代替的な方法が、
穿孔機１４によって用いられる。この好ましい実施例で
は、ＦＬＵＴＥ＿ＬＯＧ機能へのアクセスは特定のパス
ワードを与えられた人物に限られており、これは主に穿
孔機１４の溝長さ検出システムの精度を確かめるまたは
ドリルビットの実際の溝の長さＬf を測定するための手
段として、メインテナンスキャパシティにおいて用いら
れるものである。
ＦＬＵＴＥ＿ＬＯＧ機能が選択されるならば、ドリルビ
ット４２の溝の長さＬf がその意図される応用のために
十分であるかどうかを判断するための代替的な方法が、
穿孔機１４によって用いられる。この好ましい実施例で
は、ＦＬＵＴＥ＿ＬＯＧ機能へのアクセスは特定のパス
ワードを与えられた人物に限られており、これは主に穿
孔機１４の溝長さ検出システムの精度を確かめるまたは
ドリルビットの実際の溝の長さＬf を測定するための手
段として、メインテナンスキャパシティにおいて用いら
れるものである。
【０１０７】さらに、この好ましい実施例では、穿孔機
が図１１に示されるシーケンスのような自動穿孔シーケ
ンスに関わっている場合、穿孔機１４はＦＬＵＴＥ＿Ｌ
ＯＧ機能を行なわない。したがって、ＦＬＵＴＥ＿ＬＯ
Ｇ機能が適切なパスワードを有する人物によって判断状
態４１６で選択される場合、穿孔機１４は次に判断状態
４１７に移行し、穿孔機１４が自動穿孔シーケンスに関
わっているかどうかが判断される。穿孔機が自動穿孔シ
ーケンスに関わっている場合、穿孔機１４は判断状態４
１７から状態４１８に戻り、ドリルビット４２を予め選
択された距離だけセンサについて移動させる。
が図１１に示されるシーケンスのような自動穿孔シーケ
ンスに関わっている場合、穿孔機１４はＦＬＵＴＥ＿Ｌ
ＯＧ機能を行なわない。したがって、ＦＬＵＴＥ＿ＬＯ
Ｇ機能が適切なパスワードを有する人物によって判断状
態４１６で選択される場合、穿孔機１４は次に判断状態
４１７に移行し、穿孔機１４が自動穿孔シーケンスに関
わっているかどうかが判断される。穿孔機が自動穿孔シ
ーケンスに関わっている場合、穿孔機１４は判断状態４
１７から状態４１８に戻り、ドリルビット４２を予め選
択された距離だけセンサについて移動させる。
【０１０８】しかしながら、穿孔機１４が自動穿孔シー
ケンスに関わっておらず、かつオペレータがＦＬＵＴＥ
＿ＬＯＧ機能を選択した場合、穿孔機は次に状態４４０
に移行し、この状態４４０では、レーザビームがドリル
ビット４２の刃先６５に入射していると判断状態４１２
で判断された点における、Ｚ軸上のドリルビット４２の
刃先６５の位置が、コンピュータ２０２（図７）内のメ
モリファイルに記録される。回路基板自動穿孔機は、典
型的にはＸ、Ｙ、およびＺ面においてドリルビット４２
を位置決めするための精度の高い位置決めシステムを装
備している。したがって、穿孔機１４は、単にスピンド
ルおよびドリルビット４２が状態４１４で停止した後で
ドリルビット４２の現在のＺ軸上の位置を検索すること
によって、状態４４０においてＺ軸位置を判断する。
ケンスに関わっておらず、かつオペレータがＦＬＵＴＥ
＿ＬＯＧ機能を選択した場合、穿孔機は次に状態４４０
に移行し、この状態４４０では、レーザビームがドリル
ビット４２の刃先６５に入射していると判断状態４１２
で判断された点における、Ｚ軸上のドリルビット４２の
刃先６５の位置が、コンピュータ２０２（図７）内のメ
モリファイルに記録される。回路基板自動穿孔機は、典
型的にはＸ、Ｙ、およびＺ面においてドリルビット４２
を位置決めするための精度の高い位置決めシステムを装
備している。したがって、穿孔機１４は、単にスピンド
ルおよびドリルビット４２が状態４１４で停止した後で
ドリルビット４２の現在のＺ軸上の位置を検索すること
によって、状態４４０においてＺ軸位置を判断する。
【０１０９】状態４４０から、穿孔機１４は次に状態４
４２に移行し、この状態４４２では垂直方向位置決めモ
ータ２４（図１）は、スピンドルアセンブリ３０とドリ
ルビット４２とを下方に移動させるように働き、センサ
１２は能動化されて、それによりドリルビット４２の溝
を付けられた部分６７（図３）に対しレーザビームが発
生される。モータ２４を始動させ、センサ１２を能動化
した後、穿孔機１４は判断状態４４４に進み、レーザビ
ームの焦点がドリルビット４２の溝を付けられた部分６
７に対して当てられているということを示す反射された
波動信号を、図６および７のセンサエレクトロニクスが
まだ検出しているかどうかを判断する。穿孔機１４が判
断状態４４４において、まだこの波動する信号を検出す
るならば、穿孔機１４は状態４４２に戻り、スピンドル
アセンブリ３０とドリルビット４２とを下方に移動する
ようにモータ２４を動作させ続ける。
４２に移行し、この状態４４２では垂直方向位置決めモ
ータ２４（図１）は、スピンドルアセンブリ３０とドリ
ルビット４２とを下方に移動させるように働き、センサ
１２は能動化されて、それによりドリルビット４２の溝
を付けられた部分６７（図３）に対しレーザビームが発
生される。モータ２４を始動させ、センサ１２を能動化
した後、穿孔機１４は判断状態４４４に進み、レーザビ
ームの焦点がドリルビット４２の溝を付けられた部分６
７に対して当てられているということを示す反射された
波動信号を、図６および７のセンサエレクトロニクスが
まだ検出しているかどうかを判断する。穿孔機１４が判
断状態４４４において、まだこの波動する信号を検出す
るならば、穿孔機１４は状態４４２に戻り、スピンドル
アセンブリ３０とドリルビット４２とを下方に移動する
ようにモータ２４を動作させ続ける。
【０１１０】しかしながら、判断状態４４４において、
レーザビームの焦点がドリルビット４２の溝を付けられ
た部分６７に対して当てられていることを示す反射され
た波動する信号を、センサが全く検出しない場合、穿孔
機１４は状態４４６に移行し、モータ２４を停止させか
つセンサ１２を不能化して、それによってスピンドル３
０およびドリルビット４２の下方への動きを止めてレー
ザビームをオフにする。典型的には、センサ１２がもは
やＦＬＵＴＥ＿ＬＯＧ機能の間にドリルビット４２から
波動する反射信号を受け取らない最初の点は、溝を付け
られた部分６７にじかに隣接する点において、レーザビ
ームがドリルビット４２のシャンク部分６８に入射して
いる場合に生じる。ドリルビット４２とこの位置におい
てセンサ１２によって生じさせられたレーザビームとの
相対的な位置は、後述する図１３（ｄ）で示される。
レーザビームの焦点がドリルビット４２の溝を付けられ
た部分６７に対して当てられていることを示す反射され
た波動する信号を、センサが全く検出しない場合、穿孔
機１４は状態４４６に移行し、モータ２４を停止させか
つセンサ１２を不能化して、それによってスピンドル３
０およびドリルビット４２の下方への動きを止めてレー
ザビームをオフにする。典型的には、センサ１２がもは
やＦＬＵＴＥ＿ＬＯＧ機能の間にドリルビット４２から
波動する反射信号を受け取らない最初の点は、溝を付け
られた部分６７にじかに隣接する点において、レーザビ
ームがドリルビット４２のシャンク部分６８に入射して
いる場合に生じる。ドリルビット４２とこの位置におい
てセンサ１２によって生じさせられたレーザビームとの
相対的な位置は、後述する図１３（ｄ）で示される。
【０１１１】穿孔機１４は次に状態４４６から状態４５
０に進み、この状態４５０で穿孔機１４はレーザビーム
がもはや溝を付けられた部分６７には入射していないＺ
軸上のドリルビット４２の位置を判断かつ記録する。レ
ーザがもはや溝を付けられた部分６７には入射していな
い場合の、ドリルビット４２の位置を判断かつ記録する
ことは、状態４４０で刃先６５の位置に対して行なわれ
たのと同じ態様で行なわれる。
０に進み、この状態４５０で穿孔機１４はレーザビーム
がもはや溝を付けられた部分６７には入射していないＺ
軸上のドリルビット４２の位置を判断かつ記録する。レ
ーザがもはや溝を付けられた部分６７には入射していな
い場合の、ドリルビット４２の位置を判断かつ記録する
ことは、状態４４０で刃先６５の位置に対して行なわれ
たのと同じ態様で行なわれる。
【０１１２】状態４４６から穿孔機１４は状態４５２で
実際の溝の長さＬf を計算するべく進むが、これは状態
４４０で記録された、刃先６５がセンサ１２のレーザビ
ームに入ったときのドリルビット４２の位置と、状態４
５０で記録された、センサ１２のレーザビームがドリル
ビット４２の溝を付けられた部分６７に入射することを
止めたときのドリルビット４２の位置との間の差を求め
ることによって行なわれる。この計算により、溝を付け
られた部分６７の実際の長さ、またはドリルビット４２
の溝の長さＬf （図３）がもたらされる。この長さは次
に、状態４５４でこの特定のスピンドルアセンブリ３０
に対応するコンピュータ２０２のメモリ内のファイルの
中に、後の表示および参照のために記憶される。状態４
５４から、穿孔機は通常リターン状態４２４に進む。こ
の好ましい実施例では、穿孔機１４は自動化された穿孔
シーケンスに関わっていないときのみＦＬＵＴＥ＿ＬＯ
Ｇ機能を行なうことができるので、通常リターン状態４
２４はＦＬＵＴＥ＿ＬＯＧ機能が行なわれた後で、穿孔
機を「待機」位置に戻し、そこで穿孔機はオペレータに
よるさらなる命令を待つ。
実際の溝の長さＬf を計算するべく進むが、これは状態
４４０で記録された、刃先６５がセンサ１２のレーザビ
ームに入ったときのドリルビット４２の位置と、状態４
５０で記録された、センサ１２のレーザビームがドリル
ビット４２の溝を付けられた部分６７に入射することを
止めたときのドリルビット４２の位置との間の差を求め
ることによって行なわれる。この計算により、溝を付け
られた部分６７の実際の長さ、またはドリルビット４２
の溝の長さＬf （図３）がもたらされる。この長さは次
に、状態４５４でこの特定のスピンドルアセンブリ３０
に対応するコンピュータ２０２のメモリ内のファイルの
中に、後の表示および参照のために記憶される。状態４
５４から、穿孔機は通常リターン状態４２４に進む。こ
の好ましい実施例では、穿孔機１４は自動化された穿孔
シーケンスに関わっていないときのみＦＬＵＴＥ＿ＬＯ
Ｇ機能を行なうことができるので、通常リターン状態４
２４はＦＬＵＴＥ＿ＬＯＧ機能が行なわれた後で、穿孔
機を「待機」位置に戻し、そこで穿孔機はオペレータに
よるさらなる命令を待つ。
【０１１３】上述のように、図６および７のセンサエレ
クトロニクスは、穿孔機１４またはオペレータによって
用いられることを意図されかつ選択されたドリルビット
が、回路基板またはドリルビットに損傷を与える危険な
しに適切な深さまで孔をあけるのに十分な溝の長さＬf
を確実に有するようにするべく用いることができる。
クトロニクスは、穿孔機１４またはオペレータによって
用いられることを意図されかつ選択されたドリルビット
が、回路基板またはドリルビットに損傷を与える危険な
しに適切な深さまで孔をあけるのに十分な溝の長さＬf
を確実に有するようにするべく用いることができる。
【０１１４】図１３（ａ）から１３（ｄ）に目を向ける
と、「溝長さチェック」機能の最中のドリルビット４２
とセンサ１２（図２）によって発生されたレーザビーム
５００との相対的な位置が示される。特に図１３（ａ）
を参照すると、スピンドルアセンブリ３２が開放された
後の、穿孔機が状態４１０（図１２）にあるときのドリ
ルビット４２とレーザビーム５００との相対的な位置が
示される。見てとれるように、ドリルビット４２の刃先
６５はセンサ１２によって発生されるレーザビーム５０
０の上方にあるため、センサ１２はレーザビームの焦点
がドリルビット４２の溝を付けられた部分６７に当てら
れていることを示すいかなる波動する信号をも検出しな
い。
と、「溝長さチェック」機能の最中のドリルビット４２
とセンサ１２（図２）によって発生されたレーザビーム
５００との相対的な位置が示される。特に図１３（ａ）
を参照すると、スピンドルアセンブリ３２が開放された
後の、穿孔機が状態４１０（図１２）にあるときのドリ
ルビット４２とレーザビーム５００との相対的な位置が
示される。見てとれるように、ドリルビット４２の刃先
６５はセンサ１２によって発生されるレーザビーム５０
０の上方にあるため、センサ１２はレーザビームの焦点
がドリルビット４２の溝を付けられた部分６７に当てら
れていることを示すいかなる波動する信号をも検出しな
い。
【０１１５】図１３（ｂ）は、状態４１０（図１２）の
後の、スピンドルアセンブリ３０（図１）が位置決めモ
ータ２４によって下方つまり負のＺ方向に移動された場
合のドリルビット４２とレーザビーム５００との相対的
な位置を表わす。見てとれるように、ドリルビット４２
とレーザビーム５００とはこのときレーザビーム５００
がドリルビット４２の刃先６５から反射される点に相対
的に位置付けられている。反射されたビーム５０２は次
に、センサ１２によって判断状態４１２（図１２）で検
出される。
後の、スピンドルアセンブリ３０（図１）が位置決めモ
ータ２４によって下方つまり負のＺ方向に移動された場
合のドリルビット４２とレーザビーム５００との相対的
な位置を表わす。見てとれるように、ドリルビット４２
とレーザビーム５００とはこのときレーザビーム５００
がドリルビット４２の刃先６５から反射される点に相対
的に位置付けられている。反射されたビーム５０２は次
に、センサ１２によって判断状態４１２（図１２）で検
出される。
【０１１６】図１３（ｃ）は、状態４１８（図１２）の
後の、ドリルビット４２が好ましくは最短の所望される
溝の長さＬfminに等しい予め選択された距離だけ移動さ
れた場合の、ドリルビット４２とレーザビーム５００と
の相対的な位置を示す。レーザビーム５００は溝を付け
られた部分６７にまだ入射しており、その結果として反
射されたビーム５０２はセンサ１２（図２）によって検
出されているため、図１２で示される「溝長さチェッ
ク」機能は図１３（ｃ）に示されたドリルビット４２と
レーザビーム５００との相対的な位置のために判断状態
４２０で正の溝検出を復帰させるだろう。しかしなが
ら、レーザビームがシャンク部分６８に入射している場
合、シャンク部分６８には波動信号が発生されるべきい
かなる溝６６もないので、反射されるビーム５０２は存
在しないだろう。
後の、ドリルビット４２が好ましくは最短の所望される
溝の長さＬfminに等しい予め選択された距離だけ移動さ
れた場合の、ドリルビット４２とレーザビーム５００と
の相対的な位置を示す。レーザビーム５００は溝を付け
られた部分６７にまだ入射しており、その結果として反
射されたビーム５０２はセンサ１２（図２）によって検
出されているため、図１２で示される「溝長さチェッ
ク」機能は図１３（ｃ）に示されたドリルビット４２と
レーザビーム５００との相対的な位置のために判断状態
４２０で正の溝検出を復帰させるだろう。しかしなが
ら、レーザビームがシャンク部分６８に入射している場
合、シャンク部分６８には波動信号が発生されるべきい
かなる溝６６もないので、反射されるビーム５０２は存
在しないだろう。
【０１１７】図１３（ｄ）は、判断状態４４４（図１
２）での、穿孔機１４がドリルビット４２の溝を付けら
れた部分６７をもはや感知していない点におけるドリル
ビット４２およびレーザビーム５００との相対的な位置
を示す。示されるように、レーザビーム５００は溝を付
けられた部分６７に直接隣接する点においてドリルビッ
ト４２のシャンク部分６８に入射する。結果として、反
射された波動光信号５０２は全く発生されない。刃先６
５が状態４１２（図１３（ｂ））で検出されるようにレ
ーザビーム５００に入ったときのドリルビット４２のＺ
位置と、判断状態４４４（図１３（ｄ））におけるセン
サ１２がもはや波動する光信号５０２を受取っていない
ときのドリルビット４２のＺ位置との間の差を測定する
ことによって、ドリルビット４２の実際の溝の長さＬf
が計算できる。
２）での、穿孔機１４がドリルビット４２の溝を付けら
れた部分６７をもはや感知していない点におけるドリル
ビット４２およびレーザビーム５００との相対的な位置
を示す。示されるように、レーザビーム５００は溝を付
けられた部分６７に直接隣接する点においてドリルビッ
ト４２のシャンク部分６８に入射する。結果として、反
射された波動光信号５０２は全く発生されない。刃先６
５が状態４１２（図１３（ｂ））で検出されるようにレ
ーザビーム５００に入ったときのドリルビット４２のＺ
位置と、判断状態４４４（図１３（ｄ））におけるセン
サ１２がもはや波動する光信号５０２を受取っていない
ときのドリルビット４２のＺ位置との間の差を測定する
ことによって、ドリルビット４２の実際の溝の長さＬf
が計算できる。
【０１１８】前述の論議は、ドリルビットが確実にその
意図される応用のために十分な溝の長さＬf を有するよ
うにするための好ましい一実施例を詳述するものである
が、この発明の実現にはこの発明の範囲から逸脱するこ
となくさまざまな代用がなされ得るということを当業者
は理解するであろう。たとえば前述の論議は、センサ１
２とドリルビット４２との相対的な移動が、ドリルビッ
ト４２を継手２５と垂直方向位置決めモータ２４（図
１）とを介してＺ軸に沿って移動させることによって成
し遂げられるということを示すものである。
意図される応用のために十分な溝の長さＬf を有するよ
うにするための好ましい一実施例を詳述するものである
が、この発明の実現にはこの発明の範囲から逸脱するこ
となくさまざまな代用がなされ得るということを当業者
は理解するであろう。たとえば前述の論議は、センサ１
２とドリルビット４２との相対的な移動が、ドリルビッ
ト４２を継手２５と垂直方向位置決めモータ２４（図
１）とを介してＺ軸に沿って移動させることによって成
し遂げられるということを示すものである。
【０１１９】センサ１２とドリルビット４２との間の相
対的な移動を得るための等価構造は、センサ１２を静止
しているドリルビット４２について移動させることによ
って達成され得るということも、理解されるであろう。
上述の好ましい実施例では、センサ１２は押さえ３４に
装着され、この押さえ３４は耐圧ピストンおよびシリン
ダアセンブリ３８および４０（図１）を介して正および
負のＺ方向に移動させることができる。押さえアセンブ
リ３４を位置決めするための既存のメカニズムを、押さ
えアセンブリ３４の正確なＺ軸上への位置付けが成し遂
げられ得るように変形することによって、押さえアセン
ブリ３４に結合されるセンサ１２とドリルビット４２と
の間の相対的な移動はドリルビット４２ではなくセンサ
１２を動かすことによって達成することができる。
対的な移動を得るための等価構造は、センサ１２を静止
しているドリルビット４２について移動させることによ
って達成され得るということも、理解されるであろう。
上述の好ましい実施例では、センサ１２は押さえ３４に
装着され、この押さえ３４は耐圧ピストンおよびシリン
ダアセンブリ３８および４０（図１）を介して正および
負のＺ方向に移動させることができる。押さえアセンブ
リ３４を位置決めするための既存のメカニズムを、押さ
えアセンブリ３４の正確なＺ軸上への位置付けが成し遂
げられ得るように変形することによって、押さえアセン
ブリ３４に結合されるセンサ１２とドリルビット４２と
の間の相対的な移動はドリルビット４２ではなくセンサ
１２を動かすことによって達成することができる。
【０１２０】この発明の好ましい実施例を説明してきた
が、これには多くの応用があるであろうことは、当業者
にはさらに明らかとなるであろう。たとえばこれは、振
動の周波数に関連する周波数のうちにある部材の表面か
ら反射される反射光ビームを感知かつ検出することによ
って、ある単一の面において上下に振動するいかなる機
械の部材の状態をも検出するべく用いることができる。
また、光を反射しない表面の動きを検出する場合には、
反射テープを用いることができ、レーザビームの焦点は
その反射テープからの反射を検出するべく定められる。
実施例の特定の機能は、たとえば、増幅された信号の２
次の効果が検出される限りは、検出の対象を周波数の領
域に変えることによって変更してもよい。そのようなす
べての修正および変形は、前掲の特許請求の範囲内にあ
るものとして意図されるものである。
が、これには多くの応用があるであろうことは、当業者
にはさらに明らかとなるであろう。たとえばこれは、振
動の周波数に関連する周波数のうちにある部材の表面か
ら反射される反射光ビームを感知かつ検出することによ
って、ある単一の面において上下に振動するいかなる機
械の部材の状態をも検出するべく用いることができる。
また、光を反射しない表面の動きを検出する場合には、
反射テープを用いることができ、レーザビームの焦点は
その反射テープからの反射を検出するべく定められる。
実施例の特定の機能は、たとえば、増幅された信号の２
次の効果が検出される限りは、検出の対象を周波数の領
域に変えることによって変更してもよい。そのようなす
べての修正および変形は、前掲の特許請求の範囲内にあ
るものとして意図されるものである。
【図１】（ａ）はレーザ検出システムが装着された自動
回路基板穿孔機における部分正面図であり、（ｂ）は、
自動回路基板穿孔機に装着されたプリント回路基板に穿
孔がなされたものの、拡大部分図である。
回路基板穿孔機における部分正面図であり、（ｂ）は、
自動回路基板穿孔機に装着されたプリント回路基板に穿
孔がなされたものの、拡大部分図である。
【図２】図１の線２−２に沿って破断された、押さえア
センブリの側面図である。
センブリの側面図である。
【図３】（ａ）はドリルビットおよびレーザ検出システ
ムを表わす概略図であり、（ｂ）は（ａ）の線３−３に
沿ったレーザ検出システムの光学部品の上面概略図であ
る。
ムを表わす概略図であり、（ｂ）は（ａ）の線３−３に
沿ったレーザ検出システムの光学部品の上面概略図であ
る。
【図４】センサエレクトロニクスを含むレーザ検出シス
テムの上面概略図である。
テムの上面概略図である。
【図５】レーザダイオードの出力を制御するセンサエレ
クトロニクスの概略図である。
クトロニクスの概略図である。
【図６】光検出器の出力を増幅し、ドリルビットの存在
が感知されるとビーム検出信号を生成する、センサエレ
クトロニクスの概略図である。
が感知されるとビーム検出信号を生成する、センサエレ
クトロニクスの概略図である。
【図７】増幅された信号を検出するためのセンサエレク
トロニクスの概略図である。
トロニクスの概略図である。
【図８】ドリルビットが破損しておらず溝がきれいであ
るときに、図６および７のセンサエレクトロニクスによ
って発生される４つの信号の波形図である。
るときに、図６および７のセンサエレクトロニクスによ
って発生される４つの信号の波形図である。
【図９】ドリルビットが破損しておらず溝が目詰まりし
ているときに、図６および７のセンサエレクトロニクス
によって発生される４つの信号の波形図である。
ているときに、図６および７のセンサエレクトロニクス
によって発生される４つの信号の波形図である。
【図１０】ドリルビットが破損しているときに図６およ
び７のセンサエレクトロニクスによって発生される４つ
の信号の波形図である。
び７のセンサエレクトロニクスによって発生される４つ
の信号の波形図である。
【図１１】自動化された穿孔シーケンスまたはサイクル
の間の、この発明のレーザ検出システムを装備された、
自動穿孔機の動作の流れ図である。
の間の、この発明のレーザ検出システムを装備された、
自動穿孔機の動作の流れ図である。
【図１２】図１１の穿孔シーケンスの最中に「溝長さチ
ェック」機能を行なっている間の、この発明におけるレ
ーザ検出システムを装備された自動穿孔機の基本的動作
を表わす流れ図である。
ェック」機能を行なっている間の、この発明におけるレ
ーザ検出システムを装備された自動穿孔機の基本的動作
を表わす流れ図である。
【図１３】（ａ）から（ｄ）は、図１２の「溝長さチェ
ック」機能を行なっている間の、自動穿孔機のドリルビ
ットとレーザビームとにおける特定の間隔をあけられた
相対的な位置を示す概略図である。
ック」機能を行なっている間の、自動穿孔機のドリルビ
ットとレーザビームとにおける特定の間隔をあけられた
相対的な位置を示す概略図である。
１２ センサ ６０ エネルギ源 ２０２ コンピュータ
【手続補正書】
【提出日】平成６年７月５日
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１１】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１２】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１３】
Claims (18)
- 【請求項１】 異なった表面特性の領域を有する、連続
的に運動する対象物の線形ディメンションを判断するた
めのシステムであって、 エネルギを発生するためのエネルギ源と、 連続的に運動中の対象物から反射されるエネルギを感知
するためのセンサと、 センサからの情報に応答して、連続的に運動する対象物
の第１の表面特性を示す第１の信号および連続的に運動
する対象物の第２の表面特性を示す第２の信号を与える
ための、信号プロセッサと、 対象物の異なった相対的位置に焦点を当てるべくエネル
ギ源からエネルギを引出すシステムと、 連続的に運動する対象物の表面特性を示す第１および第
２の信号を受取り、第１の表面特性を含む対象物の第１
の領域における長さの寸法を判断する、コンピュータと
を含む、システム。 - 【請求項２】 エネルギ源はレーザを含み、センサは光
ダイオードを含む、請求項１に記載のシステム。 - 【請求項３】 対象物の異なった相対的な位置に焦点を
当てるべくエネルギ源からエネルギを引出すシステム
は、コンピュータによって発生される信号に応答して、
対象物に関連してエネルギ源を移動させる可動表面を含
む、請求項１に記載のシステム。 - 【請求項４】 対象物の異なった相対的な位置に焦点を
当てるべくエネルギ源からエネルギを引出すシステム
は、連続的に運動する対象物に結合されて対象物をエネ
ルギ源に対して移動させる装置を含む、請求項１に記載
のシステム。 - 【請求項５】 連続的に運動する対象物は、先端と、第
１の表面特性における溝を付けられた部分と、第２の表
面特性におけるシャンク部分とを有する回転するドリル
ビットである、請求項１に記載のシステム。 - 【請求項６】 異なった相対的な位置に焦点を当てるべ
くエネルギ源からエネルギを引出すシステムは、ドリル
ビットの溝を付けられた部分の一方端に実質的に隣接す
る第１の位置に焦点を当てるべくエネルギを引出し、次
に第１の位置から予め選択された距離だけ離れたドリル
ビット上の第２の位置に焦点を当てるべくエネルギを引
出す、請求項５に記載のシステム。 - 【請求項７】 第１の位置からの予め選択された距離
は、予め規定された最短の溝の長さに等しく、コンピュ
ータは、第１および第２の位置における表面特性を示す
信号プロセッサからの信号がドリルビットの溝を付けら
れた部分を示す場合に、ドリルビットの溝を付けられた
部分が予め規定された最短の溝の長さよりも大きい長さ
の寸法を有するということを判断する、請求項６に記載
のシステム。 - 【請求項８】 第１の位置は、回転するドリルビットの
先端に実質的に隣接する、請求項７に記載のシステム。 - 【請求項９】 エネルギはドリルビットの溝を付けられ
た部分における第１の端に実質的にある第１の位置にま
ず焦点を当てられ、異なった相対的な位置に焦点を当て
るべくエネルギ源からエネルギを引出すシステムは、ド
リルビットとエネルギ源との間に相対的な運動を引き起
こして、回転するドリルビットの溝を付けられた部分の
第２の端に実質的に隣接する、回転するドリルビットの
第１の位置から第２の位置までの溝を付けられた部分に
連続的にエネルギの焦点が当てられるようにする、請求
項５に記載のシステム。 - 【請求項１０】 ドリルビットの異なった位置に焦点を
当てるべくエネルギ源からエネルギを引出すシステム
は、ドリルビットとエネルギ源との間の相対的運動を止
め、ドリルビットの第２の表面特性を示す信号を与える
信号プロセッサに応答して第２の位置にエネルギの焦点
が当てられるようにする、請求項９に記載のシステム。 - 【請求項１１】 コンピュータは、少なくとも部分的に
は移動システムから受け取られる信号に基づいて、第１
の位置と第２の位置との間でドリルビットとエネルギ源
との間に引起こされる相対的運動の量を判断することに
よって、回転するドリルビットの溝を付けられた部分の
長さを判断する、請求項１０に記載のシステム。 - 【請求項１２】 先端と、溝を付けられた部分と、シャ
ンク部分とを有する回転するドリルビットの特性を検出
するためのセンサであって、 レーザ光を発生するためのレーザ光源と、 回転するドリルビットにレーザ光の焦点を当てるための
フォーカスシステムと、 回転するドリルビットの溝を付けられた部分から反射さ
れた光に応答して、回転するドリルビットの表面特性を
表わす信号を生成するためのセンサと、 センサからの信号を受取ってドリルビットの存在を示
す、第１の信号プロセッサと、 センサからの信号を受取ってドリルビットの目詰まりし
た溝を示すための、第２の信号プロセッサと、 ドリルビットとレーザ光源との間に相対的移動を引起こ
すためのシステムと、 第１の信号プロセッサからの信号および第２の信号プロ
セッサからの信号に応答して、ドリルビットの第１の状
態を与えるためのコンピュータとを含み、第１の状態
は、ドリルビットが存在しておりかつきれいである状
態、およびドリルビットが存在しておりかつ目詰まりし
ている状態のうち、少なくとも１つであり、コンピュー
タはさらにシステムからの信号に応答して相対的な運動
を引き起こし、かつドリルビットの第２の状態を与え、
第２の状態は、ドリルビットが十分な溝の長さを有する
状態と、ドリルビットが不十分な溝の長さを有する状態
とのうちの少なくとも１つである、センサ。 - 【請求項１３】 工具の選択された部分の長さを測定す
るための方法であって、選択された部分は実質的に均一
な表面特性を有し、前記方法は、 工具とエネルギ源との間に第１の相対的な移動を引き起
こし、それによりエネルギが工具の第１の位置に入射す
るようにするステップを含み、第１の位置は工具の選択
された部分の一方端に実質的に位置付けられ、さらに工
具の第１の位置から反射されるエネルギを受取るステッ
プと、 工具の第１の位置から反射されるエネルギを処理して、
それにより反射されるエネルギを示す第１の信号を発生
するステップと、 工具とエネルギ源との間に第２の相対的移動を引き起こ
して、それによりエネルギが工具の選択された部分に沿
った実質的に連続する経路の上に入射するようにするス
テップと、 工具の選択された部分上の実質的に連続する経路から反
射されるエネルギを受取るステップと、 工具の選択された部分における連続する経路から反射さ
れるエネルギを処理して、それにより反射されたエネル
ギを示す第２の信号を発生するステップと、 連続する経路から反射されるエネルギを示す第２の信号
が、エネルギ源からのエネルギはもはや工具の選択され
た部分には入射していないということを示した場合に、
工具とエネルギ源との間の第２の相対的な移動を止める
ステップと、 少なくとも部分的には第２の相対的な移動の距離に基づ
いて、選択された部分の長さを判断するステップとを含
む、方法。 - 【請求項１４】 工具はドリルビットであり、選択され
た部分はドリルビットの溝をつけられた部分である、請
求項１３に記載の方法。 - 【請求項１５】 工具とエネルギ源との間の第１および
第２の相対的な移動は、エネルギ源を工具に対して移動
させることによって提供される、請求項１３に記載の方
法。 - 【請求項１６】 実質的に均一な表面特性を有する工具
の選択された部分が、予め選択された最短の長さよりも
大きい長さを有するということを判断する方法であっ
て、 工具とエネルギ源との間で第１の相対的な移動を引き起
こして、それによりエネルギが工具の第１の位置に入射
するようにするステップを含み、第１の位置は工具の選
択された部分の一方端に実質的に位置付けられており、
さらに工具の第１の位置から反射されたエネルギを受取
るステップと、 工具の第１の位置から反射されたエネルギを処理して、
それにより反射されたエネルギを示す第１の信号を発生
するステップと、 工具とエネルギ源との間で第２の相対的な移動を引き起
こして、それによりエネルギが第１の位置から予め選択
された最短の長さに実質的に等しい予め選択された距離
だけ離れた第２の位置において工具に入射するようにす
るステップと、 工具の第１の位置から反射されるエネルギを受取るステ
ップと、 工具の第２の位置から反射されるエネルギを処理して、
それにより反射されたエネルギを示す第２の信号を発生
するステップと、 第２の信号が工具の選択された部分から反射されている
エネルギを示す場合に、選択された部分の長さが予め定
められた最短の長さに等しいまたはそれより大きいとい
うことを判断するステップとを含む、方法。 - 【請求項１７】 工具はドリルビットであり、選択され
た部分はドリルビットの溝を付けられた部分である、請
求項１６に記載の方法。 - 【請求項１８】 工具とエネルギ源との間の第１および
第２の相対的な移動は、エネルギ源を工具について移動
させることによって提供される、請求項１６に記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US045803 | 1993-04-09 | ||
| US08/045,803 US5404021A (en) | 1991-11-13 | 1993-04-09 | Laser sensor for detecting the extended state of an object in continuous motion |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07237093A true JPH07237093A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=21939973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6072194A Ceased JPH07237093A (ja) | 1993-04-09 | 1994-04-11 | 工業用非接触検出システムおよび検出方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5404021A (ja) |
| EP (1) | EP0619469A1 (ja) |
| JP (1) | JPH07237093A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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