JPS61131855A - ドリル破損検出装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ドリルの破損を自動的に検出することのでき
るドリル破損検出装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時、加工作業の自動化にともない、工具の破損の検出
も自動化する趨勢下にある。たとえば。

穿孔作業においてもドリルの破損などに基因する穿孔異
常の自動検出が一部において実用化している。この場合
の検出方法としては、ドリルの破損に基因する異常振動
を把捉するか、あるいは穿孔によ）発生した切屑の通過
の有無な光電素子によシ検知するかの二つの方法が一般
に行われている。

しかしながら、上記従来のドリル破損検出方法は、たと
えば鋼、銅等の金属を被穿孔体とし、かつ比較的大径孔
穿孔用ドリルの破損検出には有効な手法であるが、被穿
孔体が例えば合成樹脂からなる印刷配線基板であって、
かつドリル径が０．８ｍ以下の小径孔穿孔用ドリルの破
損検出には適していない。すなわち、小径孔の穿孔によ
って、得られる合成樹脂切屑は、すこぶる小さく、かつ
半透明体であるため光電素子による検出が困離となる。

また、被穿孔体が合成樹脂である場合は、ドリルが破損
しても異常と正常との峻別に利用できる振動がほとんど
発生しないので、ドリルの破損検出が不可能である。一
般に、印刷配線基板の穿孔加工は、数値制御（ＮＣ）さ
れたボール盤によシ行われている。それゆえ、ドリルの
折損を看過した場合には、ドリル交換後に最初の位置か
らドリルの折損位置まで空送シして一旦停止させた後に
、穿孔作業を再開するようにしている。そのため１作業
性がすこぶる低下し、生産能率向上の障害となっている
。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情を勘案してなされたもので。

小径ドリルによる穿孔状態の良否を自動的かつ正確に検
出することのできるドリル破損検出装置を提供すること
を目的とする。

〔発明の概要〕

ドリルを回転駆動するモータの駆動電流を上記ドリルに
よる穿孔期間中くわたって積分し、この積分値を閾値と
比較するととＫよシ上記ドリルの破損を検出するように
したものである。

〔発明の実施例〕

′以下１本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図及び第２図は、この実施例のドリル破損検出装置
を示している。このドリル破損検出装置は、ドリル（１
）を回転させる高周波電流で高速（毎分１万回転以上）
回転駆動される誘導型の高周波モータ（２）の給電装置
に接続された交流を直流に変換する交流−直流（ＡＣ／
ＤＣ）変換器（３）と１例えばこのＡＣ／ＤＣ変換器（
３）の出力側に接続され低周波帯域の信号のみを通過さ
せるローパスフィルタ（４ンと。

このフィルタ（４）の出力側に接続されフィルタ（４）
から出力された電気信号８Ｆを所定期間にわたって積分
する積分回路（５）と、この積分回路（５）の出力側に
接続されあらかじめ設定されている閾値Ｖｌ、　Ｖ、と
積分回路（５）から出力された積分値信号ＳＩを比較し
比較結果に基づいてドリル（１）の破損を検出して破損
検出信号ＳＤを出力する比較回路（６）と、この比較回
路（６）から出力された破損検出信号ＳＤを入力して警
報を発するとともに加工中止信号ＳＨをボール盤を制御
する数値制御（ＮＣ）部（７）に出力するｇ報回路（８
）と、ドリルのＺ方向の位置検出を行う一対の位置検出
器（９）、αのと、これら位置検出器（９）、（ｌｉの
出力側に接続され積分期間を指定するタイミング信号Ｓ
Ｔを積分回路（５）に出力するメイミング信号出力回路
住υとから構成されている。しかして、ドリル（１）は
、チャック（１２に握持されている。また、とのチャッ
ク（１のは、モータ（２）によシ回転駆動されるスピン
ドルα３に連パされている。このスピンドルα階は１円
筒状のスピンドルノ・クジングα４に軸支されている。

このスピンドルハウジングＩには、モー。

り（２）が内設されている。また、スピンドルハウジン
グ０４）は、第１の案内体（１！１９に２方向に図示せ
ぬ送シ機構により摺動自在に装着されている。この第１
の案内体ａ像の上端部は、ベッドαＱに立設された一対
のコラム（１７）、α樽の上端部にてＺ方向に直交する
Ｙ方向（第１図紙面垂直方向）に図示せぬ送シ機構によ
υ摺動自在に支持された棒状の第２の案内体（［Ｉに図
示せぬ送り機構によ）Ｘ方向に摺動自在に支持されてい
る。また、第１の案内体α９には。

位置検出器（９）、（ＩＩがＺ方向に沿って配設されて
いる。一方、スピンドルハウジング（１４）の外周面に
は。

一対のドグ（’Ｍ、ｔ２υが突設されていて、ドリル（
１）の昇降にともなりて１位置検出器（９）、（１１）
に接触するように設定されている。このとき、ドグ（至
）が位置検出器（９）が接触するのは、ドリル（１）が
加工物（２）の直上位置にあるときであシ、かつドグＱ
Ｄが位置検出器α＠に接触するまでのドリル（１）の下
降距離は、穿孔深さにほぼ等しくなるように設定されて
いる。

つまり１位置検出器（９）から構成される装置検出信号
８Ｐｌは穿孔開始を示し、他方１位置検出器員から構成
される装置検出信号ＳＰ、は穿孔終了を示している。さ
らに、比較回路（６）は、積分値信号Ｓｒの電圧値が閾
値Ｖ、　、　Ｖ、間にあるときに正常と判定し。

閾値Ｖ、　、　Ｖ、の範囲外にあるときにのみ破損検出
信　　　・号８Ｄを出力するようになっている。

しかして、上記構成のドリル破損検出装置において、ド
リル（１）によシペッドａＱ上に位置決め固定されてい
る例えば合成樹脂製の加工物ａ２の穿孔作業を行う場合
、ドリル（１）は、　ＮＣ部（７）からの制御信号によ
りＸ−Ｙ面内における位置決めがなされる。

ついで、スピンドルハウジングα４が第１の案内体霞に
沿って下降し、穿孔作業が行なわれる。その結果、モー
タ（２）への供給電流は、　ＡＣ／ＤＣ変換器（３）Ｋ
て直流電流に変換された後、フィルタ（４）を介して第
３図に示す電気信号ＳＦが積分回路（５）に出力される
。一方、タイミング信号出力回路（１１）は１位置検出
信号ＳＰ１人力とともにパルス状のタイミング信号ＳＴ
が１位置検出信号ＳＰ、を入力するまで積分回路（５）
に出力される。しかして、積分回路（５）にては、タイ
ミング信号ＳＴ入力期間にわたって電気信号ＳＦの積分
が行なわれ、タイミング信号ＳＴのパルス部分Ｐ１の後
縁立下シと同時に、このときの積分値を示す積分値信号
ＳＩが比較回路（５）に出力される。

ところで、この比較回路（５）には、二つの閾値が設定
されている。一方の閾値ｖｌは、他方の閾値Ｖ２よシも
大きく、正常なドリル（１）と先端が摩耗したドリル（
１）とを峻別するためのものである。つまシ。

ドリル（１）が摩耗すると切削抵抗が著しく増大し過負
荷状態となるので、これに対応してモータ（２）へ供給
される電流が増大する。そこで、この電流の増大を閾値
ｖ１によシ検出することにより、ドリル（１）の摩耗を
発見するととができる。これに対して。

閾値■２は、ドリル（１）の折損を検出するためのもの
である。すなわち、ドリル（１）が折損しているときに
は、穿孔加工は行なわれず、モータ（２）へ供給される
電流は、正常に穿孔が行なわれている場合に比べて著し
く小さい。そこで、この電流の激減を閾値焉によシ検出
することによシ、ドリル（１）の折損を発見することが
できる。かくして、ドリル（１）が破損していす正常な
穿孔作業が行われているときには、積分値信号ＳＩは、
閾値■１と閾値Ｖ、との間にあるので破損検出信号ＳＤ
は出力されない。しかし、ドリル（１）が摩耗している
ときには、タイミング信号ＳＴのパルス部分Ｐ、に対応
する電気信号ＳＦのようＫその電圧値が、ドリル（１）
が摩耗していない場合に比べて著増する。したがって、
その積分値信号ＳＩも増大し、ｌ＠値ｖ１よシも大きく
なる。他方。

ドリル（１）が折損しているときＫは、タイミング信号
゛のパルス部分Ｐ、に対応する電気信号ＳＦのように。

その電圧値が、ドリル（１）が折損していない場合に比
べて著滅する。したがって、その積分値信号ＳＩも減少
し、閾値Ｖ、よシも小さくなる。かぐで、比較回路（６
）にては、これら積分値信号ＳＩの電圧値が閾値Ｖ、　
、　Ｖ、で規定される範囲外にあるときには、破損検出
信号ＳＤが警報回路（８）に出力され警報音が発せられ
る。同時に、この警報回路（８）からは、加工中止信号
ＳＨがＮＣ部（７）に出力され、穿孔加工を中断する。

しかして、破損したドリル（１）を交換した後、穿孔加
工を再開する。

以上のように、この実施例のドリル破損検出器は、モー
タの駆動電流を穿孔期間中積分し、このときの積分値に
基づいてドリルの破損を検出するようにしているので、
破損検出精度が高くなる。

したがって、破損検出において看過・誤認をしばしば生
じていた合成樹脂部材の穿孔に用いられる小径ドリルの
破損検出に適用した場合格別の効果を奏する。

なお、タイミング信号出力回路（１１）をＮＣ部（７）
に接続し、このＮＣ部（力からの制御信号に基づいてタ
イミング信号ＳＴを′出力するようにしてもよい。ざら
に、フィルタ（４）は省略してもよい。また、閾値ｖＩ
。

■、はいずれか一方、つま）工具摩耗あるいは折損のい
ずれか一方のみ検出するようにしてもよい。

さらに、モータ（２）は、高周波モータに限ることなく
、直流モータでもよい。

〔発明の効果〕

本発明は、ドリルの破損検出を高精度で行なうことがで
きる。したがって、破損検出において看過・誤認をしば
しば生じていた合成樹脂製の印刷配線基板の穿孔に用い
られる小径ドリルの破損検出に適用した場合格別の効果
を奏し、生産能率向上の一助となることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のドリル破損検出装置が適用
されるボール盤の正面図、第２図は本発明の一実施例の
ドリル破損検出装置の正面図、第３図はドリル破損検出
を説明するためのタイミングチャートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ドリルによる穿孔期間を示すタイミング信号を出力する
   タイミング信号出力回路と、上記ドリルを回転駆動する
   モータの駆動電流を入力するとともに上記タイミング信
   号を入力しこのタイミング信号入力期間中にわたって上
   記駆動電流を積分しこの積分値を示す積分値信号を出力
   する積分回路と、閾値が設定されているとともに上記積
   分値信号を入力して上記閾値と比較し比較結果に基づい
   て上記ドリルの破損を検出する判定回路とを具備するこ
   とを特徴とするドリル破損検出装置。