JPS61131857A - ドリル折損検出装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ドリルの折損を自動的に検出することのでき
るドリル折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
も例えばドリルの折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、ちるいは穿孔により発生した切屑の通過の有無を先
覚素子により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、上記従来のドリル折損検出方法は、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
穿孔用ドリルの折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Ｑ、３ｍｇ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。なぜならば、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、ドリルが折損
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
発生しないので折損検出が不可能となる。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
盤により行われている。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、再び穿孔
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折損検出装置を提供すること
を目的とする。

〔発明の概要〕

穿孔にともなう切屑の発生部位に近接して発生した切屑
を強制吸入する吸入体を配設するとともに、この吸入体
に赤外線検出部を取付けて、吸入体により吸入されてい
る切屑よシ放射される赤外線を検出して電気信号に変換
し、この電気信号を穿孔期間中にわたって積分すること
により得られた積分値を閾値と比較することによジトリ
ルの折損の有無を峻別するようＫしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図は、この実施例のドリル折損検出装置を示してい
る。このドリル折損検出装置は、ドリル（１）Ｋよる穿
孔により加工物（２）から生じた切屑（３）を吸引する
吸引部（４）と、この吸引部（４）によ）吸引されてい
る切屑（３）の接近を検出して電気信号に変換する赤外
線検出部（５）と、この赤外線検出部（５）から出力さ
れた電気信号ＳＡを増幅する増幅回路（６）と。

この増幅回路（６）から出力された電気、信号ＳＢを積
分する積分回路（７）と、閾値ｖＴが設定されこの積分
回路（７）から出力された積分値信号ＳＣと閾値ｖＴと
を比較する比較回路（８）と、ボール盤の制御部（９）
に入力側が接続されタイミング信号ＳＤ、　ＳＤ　をそ
れぞれ積分回路（７）と比較回路（８）に出力するタイ
ミング信号出力回路ａ〔と、比較回路（８）から出力さ
れたドリル折損検出信号８Ｅを入力して管軸を発すると
ともに制御部（９）に穿孔停止指示信号ＳＦを出力する
警報回路（１υとから構成されている。しかして、吸引
部（４）は、ドリル（１）が握持されている。しかして
、吸引部（４）は、ドリル（１）が握持されているチャ
ック醤が軸支されている軸受部（１３に例えばばねなど
の弾性体を介してほぼ同軸に懸吊され且つドリル（１）
が遊挿されている円筒状の吸入体Ｉと、一端部がこの吸
入体０の上端側部に接続された可撓性の吸入管−と、こ
の吸入管（１９の他端部が切屑回収フィルタαｅを介し
て接続された真空源αηとからなっている。

上記吸入体０４）の下端部は、半球状に拡径して集光部
α〜をなしている。この集光部Ｈの内面は、鏡面仕上げ
され凹面鏡となっている。一方、赤外線検出部（５）は
、吸入体αａの円筒部と集光部Ｕとの円環状の境界に沿
って着設されていて、タンタル酸リチウム、チタン酸ジ
ルコン酸鉛等のセラミック強誘電体単結晶を主体とする
もので、切Ｒ（３）からの赤外線を受光すると受光量に
対応し九大きさの電圧を有する電気信号ＳＡに変換する
ようＫなっている。このとき切屑（３）からの赤外線は
、集光部（１秒により光学的に増幅されるようになって
いる。さらに、タイミング信号出力回路α１から出力さ
れるタイミング信号ＳＤは、第２図に示すように、パル
ス状のもので、穿孔期間中出力される。また、タイミン
グ信号８Ｄ　も、パルス状のもので、タイミング信号Ｓ
Ｄの後縁立下シと同時に、つまシ積分値信号ＳＣの出力
と同期して出力されるように左っている。

さらに、比較回路（８）　ｔｉ　、閾値ＶＴより積分値
信号８Ｃが小さいときにのみ、ドリル折損検出信号ＳＥ
を出力するようになっている。

しかして、上記構成のドリル折損検出装置において、ま
ず、加工物（２）をボール盤の加工物保持台αｌに固定
する。この加工物（２）は１例えばガラスエポキシ樹脂
、イミド樹脂な、どの合成樹脂製の印刷配線基板である
。しかして、制御　ｍ　（９）からの制御信号に基づき
、チャックαａに連結されている主軸が回転することに
より、ドリル（１）が回転駆動されると同時に、加工物
（２）側に下降する。このとき。

集光部（１９の下端面が加工物（２）に当接するが、吸
入体（Ｌ４）は、軸受部（１３に弾性的に懸吊されてい
るので。

ドリル（１）の送９に支障をきたすことはない。さらに
、ドリル（１）の送りと平行して、真空源側を作動させ
排気を行う。かくて、ドリル（１）にｌ加工物（２）の
穿孔作業が開始されると、切屑（３）が発生し、この発
生した切屑（３）は、吸入体住→及び吸入管霞を介して
切屑回収フィルタα■４で搬送されたのち回収される。

一方、切屑（３）が集光部（１８に接近すると、切屑（
３）から放射される赤外線が光学的に増幅された後、赤
外線検出部（５）にて受光される。ついで、この赤外線
検出部（５）からは、赤外線受光量に応じた大きさの電
圧値を有する電気信号８人が増幅回路（６）に出力され
る。そして、この増幅回路（６）にては、電気信号８Ａ
が増幅され、増幅された電気信号ＳＢが積分回路（７）
に出力される。一方、穿孔期間中、タイミング信号出力
回路（ＩＩは、制御部（９）からの制御信号ＳＧに基づ
き、タイミング信号ＳＤが積分回路（７）に出力されて
いる。しかして、この積分回路（７）にては、タイミン
グ信号ＳＤ入力中にわたって電気信号ＳＢの積分が行わ
れる。そして、タイミング信号ＳＤのパルス部分Ｐ、の
後縁にて、つオシトリル（１）が上昇して穿孔作業が終
了すると、パルス部分Ｐ１期間中の積分値を示す積分値
信号ＳＣが比較回路（８）に出力される。一方、この比
較回路（８）には。

タイミング信号出力回路α１からこの積分値信号ＳＣの
出力に同期してタイミング信号８Ｄが出力されていて、
比較回路（８）にては、このタイミング信号ＳＤ入力期
間中、積分値信号ＳＣと閾値ｖＴとの比較が行われる。

そして、この場合、閾値ｖＴよりも積分値信号８Ｃの電
圧値の方が大であるので、ドリル折損検出信号ＳＲは出
力されない。しかし、第２図のタイミング信号ＳＤのパ
ルス部分Ｐ、に対応する穿孔期間にて示すように、ドリ
ル（１）が何らかの原因で折損している場合は、切屑（
３）が発生しないので。

電気信号８Ｂのレベルが著しく低くなる。したがって、
積分回路（７）　Ｋおける積分値も、ドリル（１）が折
損していない場合に比べ著しく小さくなる。それゆえ、
比較回路（８）に入力した積分値信号ＳＣの電圧値の方
が閾値ＶＴよりも小さくなるので、比較回路（８）よジ
トリル折損検出信号ＳＲが警報回路収りに出力される。

すると、警報回路（Ｌυにては警報音が発せられるとと
もに、穿孔停止指示信号８Ｆが制御部（９）に出力され
、穿孔作業が一時中断する。そうして。

折損したドリル（１）を交換した後、穿孔作業を再開す
る。

以上のように、この実施例のドリル折損検出装置は、穿
孔にともなって発生する切屑から放射される赤外線検出
量の多寡によジトリル折損を検出するようにしているの
で、検出精度が著しく向上する。とくに、小径のドリル
によ）合成樹脂部材を穿孔する場合に格別の効果を奏す
る。したがって、数値制御（ＮＣ）によるボール盤の穿
孔作業能率の向上に寄与するところ大である。

なお、タイミング信号出力回路部として、所定間隔でタ
イミング信号を出力するタイマーを用いてもよい。ある
いは、ＮＣ装置の補助機能Ｍコードを利用してタイミン
グ信号を出力させるようにしてもよい。また、上記実施
例においては比較回路（８）の入力側を積分回路（７）
とタイミング信号出力回路−に接続しているが、積分回
路（力からの積分値信号ＳＣ入力時点でのみ比較演算を
行うものであるならば、タイミング信号出力回路α［１
に接続させる必要はない。すなわち、タイミング信号８
Ｄを入力させる必要はない。さらに、吸入体（１４）を
軸受部（１３に接続させることなく、独立して穿孔位置
に設置してもよい。また、集光部（旧は省略してもよい
。

さらに、吸入体Ｉは、ドリル（１）と同軸に設けること
なく、吸入開口部を穿孔部位に側方から近接させて添設
するようにしてもよい。さらにまた、上記実施例は、単
軸ボール盤を例示しているが、各ドリルに応じて本発明
の装置を設けることにより多軸ボール盤にも適用可能で
ある。

〔発明の効果〕

本発明のドリル折損検出装置は、穿孔にともなって発生
する切屑から放射される赤外線検出量の多寡によジトリ
ル折損を検出するようにしているので、検出精度が著し
く向上する。とくに、小径のドリルにより合成樹脂部材
を穿孔する場合に格別の効果を奏する。したがって１本
発明の装置を適用した場合、穿孔作業能率の向上に寄与
するところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のドリル折損検出装置の全体
構成図、第２図はドリル折損検出を説明するためのタイ
ミングチャートである。 （１）ニトリル、　　　　　（３）　：切　屑。 （４）：吸引部、　　　　　　（５）　：赤外線検出部
。 （７）：積分回路。 （８）：比較回路（判定回路）。 （Ｉ４＝吸入体。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 （ほか１名） 第１１１！Ｉ Ｓε

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ドリルによる穿孔にともなう切屑の発生部位に近接して
   配設される吸入体を有し上記切屑を上記吸入体を経由し
   て吸引する吸引部と、上記吸入体に着設され上記吸引部
   により吸引されている切屑から放射される赤外線を受光
   し受光量を示す検出信号に変換する赤外線検出部と、上
   記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、上記検出信号及び上記タイミング信号
   を入力し上記タイミング信号入力期間中にわたって上記
   検出信号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、閾値が設定されこの閾値と上記積分値信
   号とを比較することにより上記ドリルの折損の有無を判
   定する判定回路とを具備することを特徴とするドリル折
   損検出装置。