KR101775589B1 - 가공 장치 - Google Patents

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사토루 노조에
마사노리 사토
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비아 메카닉스 가부시키가이샤
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
    • B23Q17/2233—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool relative to the workpiece
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Abstract

절연된 전극 부재(17e)를 로터 샤프트(16)의 수압부(16a)에 근접 배치하여, 이들 수압부(16a)와 전극 부재(17e)와의 사이에서 커패시터(C)를 형성한다. 스테이터(19b)에 인버터 전원(20)으로부터 전류가 공급되면, 로터 샤프트(16)에는, 축전압이 유도되며, 이 축전압은, 커패시터(C)를 통해 전극 부재(17e)에도 유도되는 동시에, 전극 부재(17e)에는 축전압을 검지하는 검지 장치(29)가 접속되어 있다. 검지 장치(29)는, 스핀들이 하강하여, 드릴(5)의 선단이 어스된 상태의 피가공물에 맞닿음으로써, 지금까지 검지하고 있던 축전압을 검지할 수 없게 되면, 검지 신호를 NC 장치(30)에 출력한다. NC 장치(30)는, 검지 신호가 입력되면, 드릴(5)이 피가공물에 맞닿은 것으로 판단하여, 그 위치로부터 소정의 깊이까지 드릴(5)을 가공하여 구멍을 드릴링한다.

Description

가공 장치{MACHINING APPARATUS}
본 발명은, 예를 들면 프린트 기판 등의 피가공물을 가공하는 가공 장치에 관한 것이며, 상세하게는, 공구와 피가공물의 접촉을 검출하는 센서 구성에 관한 것이다.
일반적으로, 로터 샤프트를 모터에 의해 회전시키며, 이 로터 샤프트의 선단에 설치된 드릴에 의해 프린트 기판(피가공물)에 구멍을 뚫는 프린트 기판 천공기가 알려져 있다. 이러한 프린트 기판 천공기는, 상이한 층에 형성된 회로 사이를 접속하기 위해, 다수의 스루홀(관통 구멍)이나, 블라인드 홀(바닥이 있는 구멍)을 프린트 기판에 드릴링하는데, 근년, 프린트 기판이, 더욱 얇아지는 동시에, 더욱 다층화가 진행됨에 따라, 가공 정밀도가 더 요구되고 있다.
보다 상세하게는, 상기 프린트 기판 천공기는, 프린트 기판의 표면에 드릴의 선단이 도달한 위치로부터 미리 설정된 깊이만큼 구멍을 가공하기 때문에, 그 가공 정밀도를 향상시키기 위해서는, 정확하게 드릴의 선단이 프린트 기판의 표면에 도달한 것을 검지하는 것이 중요하게 된다. 따라서, 종래, 가공 테이블 위에 프린트 기판을 절연한 상태로 재치하는 동시에, 로터 샤프트에 유도된 축전압 내의 소정 전압을 검출하는 비교기를, 프레스 풋(press-foot)에 접속한 것이 고안되어 있다(특허문헌 1 참조).
상기 특허문헌 1에 기재된 프린트 기판 천공 가공기는, 프린트 기판에 구멍을 뚫을 때, 우선, 인버터 전원으로부터 스테이터 코일에 교류 전압을 공급하고 로터 샤프트를 회전시키며, 상기 로터 샤프트가 회전하고 있는 상태로 홀더를 하강시킨다. 홀더가 하강을 시작하면, 최초로 프레스 풋의 부시가 프린트 기판의 표면에 맞닿는다. 그 후, 에어 실린더가 수축함으로써 프레스 풋이 프린트 기판에 맞닿은 상태로 스핀들만 하강하여, 드릴의 선단이 프린트 기판의 표면에 도달한다. 드릴이 프린트 기판에 맞닿으면, 축전압이 프린트 기판 표면의 동박(銅箔), 프레스 풋의 부시를 통해 비교기로 출력된다. 그리고, 상기 비교기로부터 소정 전압을 검지한 것을 나타내는 검출 신호를 NC 장치가 수취함으로써, 프린트 기판 천공 가공기는, 드릴이 프린트 기판의 표면에 도달한 것을 검지하고 있다.
일본국 특허공보 제4184575호
이와 같이, 스테이터 코일에 교류 전압이 공급되는 것에 기초하여 로터 샤프트에 유도되는 축전압을 이용하면, 정확하게 드릴과 프린트 기판이 맞닿은 것을 검지할 수 있다. 그러나, 통상, 피가공물은 금속제의 기준 핀이나 클램프 등에 의해 고정된 상태로 가공 테이블 위에 재치되기 때문에, 프레임 어스된 상태에 있는데, 상기 특허문헌 1에 기재된 프린트 기판 천공기에서는, 드릴, 프린트 기판 및 프레스 풋의 부시를 통해 로터 샤프트에 인가된 축전압을 검출하기 때문에, 프린트 기판을 가공 테이블로부터 절연할 필요가 있어, 상술한 금속성의 핀 등을 사용할 수 없으며, 특별히 절연 재료(예를 들어, 세라믹)로 이루어진 핀 등을 작성할 필요가 있었다. 또한, 비교기가 접속되는 프레스 풋의 부시를 도전성 재료로 형성하는 동시에, 이 부시를 유지하는 홀더는, 절연성 재료로 형성할 필요가 있었다.
따라서, 본 발명은, 특별히 피가공물을 가공 테이블로부터 절연하지 않고도, 피가공물 표면과 드릴의 선단이 맞닿은 것을 축전압을 이용하여 정확하게 검출 가능한 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 선단(先端)에 피가공물(workpiece)을 가공하는 공구가 부착되며, 절연된 상태로 회전 가능하게 지지된 로터 샤프트와, 상기 로터 샤프트에 설치된 로터와, 상기 로터와 함께 모터를 형성하는 스테이터와, 이들 스테이터 또는 로터에 설치된 회전 자계를 발생시키기 위한 코일에 교류 전압을 공급하는 전원과, 피가공물을 어스(earth)된 상태로 재치(載置)하는 가공 테이블을 구비하며, 상기 모터에 의해 상기 로터 샤프트를 회전시켜 피가공물을 가공하는 가공 장치로서,
절연된 상태로 상기 로터 샤프트에 근접 배치되어, 상기 로터 샤프트와의 사이에서 커패시터를 형성하는 전극 부재와,
상기 전극 부재에 접속하며, 상기 코일에 교류 전압이 공급됨으로써 상기 로터 샤프트에 유도(誘起)된 전압을 검지하는 검지 장치와,
상기 검지 장치에 의해 검지된 전압이 검지되지 않게 되었을 때, 상기 공구의 선단이 피가공물에 접촉한 것으로 판단하는 제어부를 구비한
것을 특징으로 한다.
이에 따라, 로터 샤프트와, 절연된 상태로 상기 로터 샤프트에 근접 배치된 전극 부재와의 사이에서 커패시터를 형성하며, 이 전극 부재에 검지 장치를 접속함으로써, 가공 시에 회전하는 로터 샤프트에 유도되는 전압(축전압)을, 피가공물을 통하지 않고 검지할 수 있다. 이에 따라, 금속제의 핀 등에 의해 용이하게 피가공물을 가공 테이블에 고정할 수 있는 동시에, 검지 장치에 의해 축전압이 검지되지 않게 된 것에 기초하여, 공구와 피가공물이 맞닿은 것을 고정밀도로 검출할 수 있다.
또한, 구체적으로는, 상기 로터 샤프트를 공기 베어링에 의해 회전 가능하게 지지하며,
상기 전극 부재를, 상기 공기 베어링의 상단부(上端部)를 절연 부재에 의해 절연하여 형성하면 바람직하다.
이에 따라, 공기 베어링에 의해 로터 샤프트를 지지함으로써, 상기 로터 샤프트를 적은 마찰 손실로 고회전으로 회전시킬 수 있는 동시에, 공기 베어링과 접촉하지 않고 절연된 상태로 지지할 수 있다. 또한, 공기 베어링의 상단부를 절연 부재에 의해 절연하여 전극 부재로 함으로써, 가공 장치의 기본 구조를 변경하는 일 없이 축전압이 검지 가능해지며, 부품의 공통화를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 가공 장치의 정면도.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 가공 테이블의 피가공물 고정 방법을 도시하는 모식도.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 가공 장치의 터치 센서 구조를 도시하는 모식도.
[가공 장치의 개략 구성]
이하, 본 발명에 관한 실시형태에 대해 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 피가공물을 가공하는 가공 장치로서의 프린트 기판 천공기(1)는, 피가공물로서의 프린트 기판(2)을 재치하는 가공 테이블(3)과, 선단에 드릴(5; 공구)을 유지하는 스핀들(6)과, 상기 스핀들(6)의 선단에 끼움결합하며, 드릴(5)에 앞서 프린트 기판(2)과 맞닿아 상기 프린트 기판(2)을 가공 테이블(3)에 가압하는 프레스 풋(7)을 갖고 있다. 상기 프린트 기판(2)은, 절연층과 전기 회로가 교대로 적층되어 형성되고, 그 표면에는 회로 패턴을 형성하기 위한 동박(2a)이 부착되어 있으며, 도 2에 도시한 바와 같이 2개의 기준 핀(9a, 9b)에 의해 가공 테이블에 고정되어 있다. 구체적으로는, 가공 테이블(3)의 표면에는, 사각형의 홈(10)과, 일측면이 V자 형상으로 형성된 홈(11)이 형성되어 있으며, 일방의 기준 핀(9a)이 사각형의 홈(10)에 삽입되어 클램프 플레이트(12)에 의해 고정됨으로써(도 2의 2점 쇄선의 상태), 프린트 기판(2)의 Y축 방향으로의 이동이 규제된다. 또한, 일측면이 V자 형상의 홈(11)에 타방의 기준 핀(9b)이 삽입되어, 상기 기준 핀(9b)이 클램프 플레이트(13)에 의해 V자 부분(11a)에 고정됨으로써, 프린트 기판(2)의 X축 방향으로의 이동이 규제된다.
한편, 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 가공 테이블(3)에 대향하도록 배치된 스핀들(6)은, 원통 형상의 본체부(15)와, 선단에 프린트 기판(2)을 가공하는 드릴(5)이 부착되는 로터 샤프트(16)와, 상기 로터 샤프트(16)를 회전 가능하게 지지하는 공기 베어링(17)과, 로터 샤프트(16)를 회전시키는 모터(19)를 구비하여 구성되어 있으며, 상기 공기 베어링(17)은, 로터 샤프트(16)를, 래디얼(radial) 공기 베어링(17a)에 의해 직경 방향으로, 스러스트(thrust) 공기 베어링(17b)에 의해 상하 방향으로 지지하고 있다. 이 래디얼 공기 베어링(17a)은, 공기 베어링의 본체 부분(17c)으로부터 로터 샤프트(16)를 향해 직경 방향으로 압축 공기를 분출하는 복수의 분출구로 구성되어 있는 동시에, 스러스트 공기 베어링(17b)은, 로터 샤프트(16)의 상단부에 설치된 링 형상의 수압부(16a; 受壓部)가 끼움삽입되는 공기 베어링 본체부(17c)의 틈새부(17d)에 의해, 수압부(16a)에 상하로부터 압축 공기를 분출하는 복수의 분출구로 구성되어 있다.
또한, 상기 모터(19)는, 로터 샤프트(16)의 중앙부에서 동재(銅材)를 단락환(端絡環) 형상으로 형성한 로터(19a; 회전자)와, 스핀들 본체부(15)의 로터(19a)에 대향하는 위치에 설치된 스테이터(19b; 고정자)로 구성되어 있으며, 인버터 전원(20)으로부터 스테이터(19b)의 코일(19c)로 교류 전압이 공급되면, 변동하는 자계(회전 자계)가 발생하여 로터(19a)(로터 샤프트(16))를 회전시키도록 되어 있다. 참고로, 인버터 전원(20)은, 3상(相) 전원(21)으로부터 입력되는 상용 교류 전압을 주파수가 높은 교류 전압으로 변환하고 있다.
상기 스핀들(6)의 본체부(15)는, 크로스 슬라이드(22)에 대해 상하 방향(Z축 방향)으로 이동 가능한 새들(23)에 고정되어 있으며, 상기 크로스 슬라이드(22)는, 가공 테이블(3)을 가로지르도록 베드(25)에 설치된 크로스 레일(미도시)에, 좌우 방향(Y축 방향)으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 상기 가공 테이블(3)은, 베드(25) 위에 크로스 슬라이드(22)에 대해 직교하는 방향(X축 방향)으로 이동 가능하게 설치되어 있으며, 프린트 기판 천공기(1)는, 스핀들(6)을 크로스 슬라이드(22)에 의해 Y축 방향으로 이동시키는 동시에, 가공 테이블(3)을 X축 방향으로 이동시킴으로써 가공 위치를 위치 결정한다. 그리고, 가공 위치가 위치 결정되면, 새들(23)에 의해 스핀들을 하강시켜 프린트 기판에 구멍을 드릴링하도록 되어 있다. 참고로, 새들(23)을 Z축 방향으로 하강시키면, 드릴(5)에 앞서 프레스 풋(7)의 부시(7a)가 프린트 기판(2)과 접촉하는데, 상기 프레스 풋(7)은 한 쌍의 에어 실린더(26)에 의해 지지되어 있으며, 이 에어 실린더(26)가 신축함으로써 스핀들(6)과 상대 이동 가능하게 구성되어 있다.
[터치 센서의 구성]
다음으로, 드릴(5)이 프린트 기판(2)의 표면에 도달한 것을 검출하는 센서 구조(31; 이하, 터치 센서라고 함)에 대해, 도 1 및 도 3에 근거하여 설명한다. 상기 분출구(17a, 17b)가 드릴링되는 공기 베어링(17)의 본체 부분(17c)은, 그 상단부(17e)가 절연 부재(27)에 의해, 스핀들(6)의 본체부(15), 공기 베어링(17)의 하방(下方)부(17f)에 대해 절연된 상태로 고정되어 있다. 이 상단부(17e)는, 그보다 하방측의 공기 베어링(17)의 본체부(17c)인 공기 베어링의 하방부(17f)와의 사이에 틈새를 형성하여, 로터 샤프트(16)의 수압부(16a)가 설치되는 상기 틈새부(17d)를 형성하고 있는 동시에, 대지 저항이 높은 전극 부재로 되어, 상기 로터 샤프트(16)의 수압부(16a)와의 사이에서 커패시터(C)를 형성하고 있다.
상기 로터 샤프트(16)는, 공기 베어링(17)에 의해 주위로부터 부유된 상태로 회전 가능하게 지지되어 있다. 즉 전기적으로는 로터 샤프트(16)는, 주위(스핀들의 본체부(15), 공기 베어링(17))에 대해 절연된 상태로 지지되어 있지만, 스테이터(19b)의 코일(19c)에 인버터 전원(20)으로부터 3상의 교류 전압이 공급되면 약간이지만 이른바 0상 전압이 발생하며, 이 0상 전압에 의해 모터(19)의 코일(19c)이나 프레임(예를 들면, 공기 베어링(17)의 하방부(17f)) 등과 로터(19a) 사이의 부유 용량을 통해 로터(19a)에 유도 전압(V0; 이하, 축전압이라고 함)이 유도된다(수V정도). 그리고, 축전압(V0)이 유도되면, 로터 샤프트(16)와의 사이에서 커패시터를 형성하는 상기 전극 부재(17e)에도 전압이 유도되며, 상기 전극 부재(17e)에는, 이 축전압(V0)을 검지하는 검지 장치(29)가 접속되어 있다.
그런데, 상기 프린트 기판(2)을 고정하고 있는 기준 핀(9a, 9b)은, 철 등의 금속제인 동시에, 가공 테이블(3)도 마찬가지로 강재 등의 금속제이며, 프린트 기판(2)은, 그 표면의 동박(2a)이 기준 핀(9a, 9b)을 통해 케이스 접지(어스)되어 있다. 그 때문에, 드릴(5)의 선단이 프린트 기판(2)의 표면에 접촉하면 로터 샤프트(16)의 전위는 0이 되어, 전극 부재에도 전압이 유도되지 않게 된다. 상기 검지 장치(29)는, 프린트 기판 천공기를 제어하는 NC 장치(30; 제어부)에 접속되어 있어, 축전압(V0)을 검지하는 동시에, 드릴(5)이 프린트 기판(2)의 표면에 도달하여 검지하고 있던 축전압(V0)이 검지되지 않게 되면, NC 장치(30)에 검지 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 그리고, NC 장치(30)는, 이 검지 장치(29)로부터 검지 신호에 근거하여 드릴(5)의 선단이 프린트 기판(2)의 표면에 도달한 것으로 판단하여, 그때의 스핀들 위치를 천공 가공의 기준 위치(0점 위치)로 한다.
터치 센서(31)는, 이들 로터 샤프트(16), 전극 부재(17e), 검지 장치(29) 및 NC 장치(30)에 의해 구성되어 있으며, 로터 샤프트(16)와 전극 부재(17e)와의 사이에서 커패시터(C)를 형성함으로써, 회전하는 로터 샤프트(16)에 유도되는 축전압(V0)을, 다른 부재(예를 들어, 프린트 기판)를 통하지 않고 검지할 수 있는 동시에, 이 축전압(V0)의 변화에 따라 드릴(5) 선단과 프린트 기판(2) 표면과의 접촉을 검출하기 때문에, 드릴(5) 선단의 위치를 정확하게 알 수 있도록 되어 있다.
또한, 스핀들(6)은, 그 상하 방향(Z축 방향)의 이동 범위가 규제되어 있으며, NC 장치(30)는, 스핀들(6)을 하강시키기 시작하고 나서 소정의 시간, 예를 들면 스핀들(6)이 상단 위치로부터 프린트 기판(2) 표면까지 이동하는데 필요한 시간, 경과해도 검지 장치(29)로부터 검지 신호가 입력되지 않는 경우, 드릴(5)이 파손되어 있는 것으로 판단한다.
다음으로, 본 발명의 실시형태에 따른 프린트 기판 천공 장치(1)의 작용에 대해 설명한다. 작업자는, 프린트 기판(2)에 천공을 행할 때, 우선, 프린트 기판(2)을 가공 테이블(3) 위에 재치하는 동시에, 철 등의 도전성 재료로 이루어진 기준 핀(9a, 9b)에 의해, 프린트 기판(2)을 가공 테이블(3)에 고정한다.
프린트 기판(2)이 가공 테이블(3) 위에 재치되면, 인버터 전원(20)을 작동시켜 스테이터(19b)의 코일(19c)에 교류 전압을 공급하며, 로터 샤프트(16)를 회전시킨다. 스테이터(19b)의 코일(19c)에 교류 전압이 공급되면, 로터 샤프트(16)에 축전압(V0)이 유도되는 동시에, 이 축전압(V0)이 커패시터(C)를 통해 검지 장치(29)에 의해 검지된다.
그리고, NC 장치(30)는, 가공 준비가 갖추어지면 가공 테이블(3) 및 크로스 슬라이드(22)를 이동시켜 가공 위치를 위치결정하며, 가공 위치 위에 드릴(5)이 위치하면, 새들(23)을 하강시킨다. 새들(23)이 하강하면 프레스 풋(7) 및 스핀들(6) 모두가 하강을 개시하며, 우선, 프레스 풋(7)에 의해 프린트 기판(2)이 가공 테이블(3)에 가압된다.
그리고, 이 상태로부터 새들(23)이 더 하강하면, 에어 실린더(26)가 수축되며, 프레스 풋(7)이 프린트 기판(2)에 맞닿은 상태로부터 스핀들만 하강하여, 드릴(5)의 선단이 프린트 기판(2)의 표면에 도달한다. 드릴(5)의 선단이 프린트 기판(2)의 표면과 접촉하면 로터 샤프트(16)의 전위가 0이 되어, 검지 장치(29)에서도 축전압(V0)을 검지할 수 없게 된다. 축전압(V0)을 검지할 수 없게 되면, 검지 장치(29)는 NC 장치(30)에 대해 검지 신호를 출력하며, 이 검지 신호가 입력되면 NC 장치(30)는, 드릴(5)의 선단이 프린트 기판(2)의 표면에 도달한 것으로 판단하여, 그때의 스핀들(6)의 위치를 가공의 기준 위치로 한다. 그리고, 이 기준 위치로부터 미리 프로그램된 소망하는 거리만큼 스핀들(6)을 하강시켜 프린트 기판(2)에 구멍을 드릴링한다.
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 주위로부터 절연된 전극 부재(17e)를, 로터 샤프트(16)에 근접 배치하여 커패시터(C)를 형성함으로써, 회전하는 로터 샤프트(16)에 유도되는 축전압(V0)을 다른 부재를 통하지 않고 검지할 수 있다. 특히, 로터 샤프트(16)를 공기 베어링(17)에 의해 형성하며, 이 공기 베어링(17)의 일부(본 실시형태에서는 스러스트 공기 베어링(17b)을 구성하는 상단부)를 전극 부재(17e)로 함으로써, 로터 샤프트(16)와의 틈새(17d)를 작게 할수록, 공기 베어링의 성능 및 축전압(V0)의 검지 성능도 향상한다.
또한, 가공 장치의 기본 구조를 변경할 필요가 없기 때문에, 다른 가공 장치와의 사이에서 부품의 공통화를 도모할 수 있는 동시에, 구조가 간단하고, 드릴을 검출하기 위한 특별한 전압원을 준비할 필요도 없다. 또한, 프린트 기판(2)을 절연할 필요가 없기 때문에, 금속제의 핀에 의해 프린트 기판(2)을 가공 테이블(3)에 고정할 수 있는 동시에, 프린트 기판(2)의 절연이 불충분함에 따라, 가공 정밀도가 저하할 우려가 없다.
참고로, 본 실시형태에 있어서, 검지 장치(29)는, 검지하고 있던 축전압(V0)을 검지할 수 없게 되고 비로소 NC 장치(30)에 검지 신호를 출력하고 있었지만, 축전압(V0)을 검지하면 NC 장치(30)에 검지 신호를 출력하며, 이 검지 신호가 출력되지 않게 되었을 때 NC 장치(30)는, 드릴(5)이 프린트 기판(2)에 맞닿은 것으로 판단해도 된다. 즉, 검지 장치가 축전압(V0)을 검지할 수 없게 된 것을 파악하면, 검지 신호의 출력 방식은 어떻게 해도 된다. 또한, 검지 장치(29)는, 필터를 통해 축전압(V0)의 소정의 전압을 검지하도록 해도 된다.
또한, 전극 부재(17e)는, 로터 샤프트에 근접 배치되면 어디에 설치되어도 되며, 반드시 공기 베어링(17)과 일체일 필요도 없다. 또한, 전극 부재(17e)는, 본 실시형태와 같이 세라믹 등의 절연 부재를 통해 스핀들에 부착되는 것이 아니라, 그 전체를 절연 부재로 코팅하여 절연되어도 된다. 또한, 로터 샤프트(16)는, 세라믹제의 베어링 등에 의해 절연된 상태로, 회전 가능하게 지지되어도 된다.
또한, 프린트 기판(2)은, 금속제의 핀뿐만이 아니라, 금속제의 클램프 등에 의해 가공 테이블(3)에 고정되어도 된다. 또한, 본 실시형태에서는, 프린트 기판(2)의 천공 가공기에 대해 설명했지만, 적어도 표면이 도전성인 피가공물을 가공하는 가공 장치이면 어떠한 것이어도 되며, 피가공물을 가공하는 공구는, 드릴에 한정되지 않고, 엔드 밀(end mill) 등 다른 공구여도 된다.
참고로, 본 실시형태에서는 스테이터에 설치한 회전 자계를 발생시키기 위한 코일에 3상 인버터 출력을 공급하여 구동하는 유도 모터에 있어서 0상 전압으로 로터 샤프트에 유도되는 축전압인 예를 나타냈지만, 이는 로터에 영구 자석이나 전자석(계자(界磁))을 이용한 자석 동기(同期) 모터에서도 마찬가지이며, 또한 로터에 설치한 전기자(電機子) 코일에 브러시 등을 이용하며 교류 전압(코일을 흐르는 전류의 방향이 역전한다는 의미로 교류 전압임)을 공급하여 구동하는 직류 모터 등에서도 전기자 코일과 로터 샤프트 사이의 부유 용량을 통해 로터 샤프트에 축전압이 유도되기 때문에, 본원 발명은 유효하다.
산업상의 이용 가능성
본 발명은, 모터에 의해 공구를 회전시켜 피가공물을 가공하는 가공 장치에 관한 것으로, 예를 들면, 프린트 기판 등에 드릴이나 엔드 밀 등의 공구를 이용하여 가공하는 가공 장치에 이용 가능하다.
1 : 가공 장치(프린트 기판 천공기)
2 : 피가공물(프린트 기판)
3 : 가공 테이블
5 : 공구(드릴)
16 : 로터 샤프트
17 : 공기 베어링
17e : 전극 부재
19 : 모터
19a : 로터
19b : 스테이터
19c : 코일
20 : 전원(인버터 전원)
27 : 절연 부재
29 : 검지 장치
30 : 제어부(NC 장치)
C : 커패시터
V0 : 전압(축전압)

Claims (2)

  1. 선단(先端)에 피가공물(workpiece)을 가공하는 공구가 부착되며, 절연된 상태로 회전 가능하게 지지된 로터 샤프트와,
    상기 로터 샤프트에 설치된 로터 및 스테이터를 가지며, 상기 로터 샤프트를 회전시키는 모터와,
    이들 스테이터 또는 로터에 설치된 회전 자계를 발생시키기 위한 코일에 교류 전압을 공급하는 전원과,
    피가공물을 어스(earth)된 상태로 재치(載置)하는 가공 테이블과,
    절연된 상태로 상기 로터 샤프트에 근접 배치되어, 상기 로터 샤프트와의 사이에서 커패시터를 형성하는 전극 부재와,
    상기 전극 부재에 접속하며, 상기 코일에 교류 전압이 공급됨으로써 상기 로터 샤프트에 유도(誘起)된 전압을 검지하는 검지 장치와,
    상기 검지 장치에 의해 검지된 전압이 검지되지 않게 되었을 때, 상기 공구의 선단이 피가공물에 접촉한 것으로 판단하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 가공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로터 샤프트를 공기 베어링에 의해 회전 가능하게 지지하며,
    상기 전극 부재를, 상기 공기 베어링의 상단부(上端部)를 절연 부재에 의해 절연하여 형성한, 가공 장치.
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