JP6693781B2 - 加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばドリルを回転させるためのスピンドルを減速させる場合に、エネルギーを回生抵抗で消費させるタイプのスピンドル回転駆動部を備える加工装置に関する。

ドリルによりプリント基板に穴あけを行うようにしたドリル加工装置においては、加工の開始と停止が繰り返される。図５は、従来技術におけるスピンドルの回転数の時間的変化を示しており、所定の回転数にある時が加工状態、回転数がゼロの時がドリル交換等のための加工停止状態である。減速の開始から回転停止に至るまでの減速動作にかかる減速時間Ｔｄは、いつも一定である。

減速の際に、スピンドルの回転エネルギーを発電機に与え、発電機で発生した電力を蓄電器に蓄えるようにしたスピンドル回転駆動方式が例えば特許文献１に開示されているが、発電機で発生した電力を回生抵抗で消費させるスピンドル回転駆動方式がある。

特開2012-125899号公報

回生抵抗を使用する従来のスピンドル回転駆動方式において、減速時間Ｔｄをいつも一定にしておくと、減速動作が短期間に発生した場合、回生抵抗の放熱が間に合わなくなって回生抵抗を焼損させるおそれがある。従って、減速動作が短期間に発生しても回生抵抗の放熱が間に合うように、減速時間Ｔｄは余裕をもって長めに設定しておく必要があるが、このようにすると、全体の加工時間を短縮させることが難しかった。

そこで、本発明は、スピンドルの減速時に発電される電力を消費させるための回生抵抗を焼損させることなく、全体の加工時間を短縮できる加工装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の加工装置においては、スピンドルを回転させるためのモータと、当該モータに駆動電力を供給するための駆動回路であって前記スピンドルの減速時に発電される電力を消費させるための回生抵抗が接続されるものと、当該駆動回路の動作を制御して前記スピンドルの回転をプログラムで制御する制御部とを有する加工装置において、前記制御部は、前記スピンドルを減速させる場合の減速時間を、前回の減速指令時点あるいは減速終了時点からの経過時間を把握し、当該経過時間に基づき、当該経過時間が長い時には相対的に短く、当該経過時間が短い時には相対的に長くすることを特徴とする。

また請求項２に記載のドリル加工装置においては、請求項１に記載の加工装置において、前記制御部は、前記経過時間が所定の閾値を超えているか否かにより、前記減速時間を決定することを特徴とする。

本発明によれば、スピンドルの減速時に発電される電力を消費させるための回生抵抗を焼損させることなく、全体の加工時間を短縮できる加工装置を得ることができる。

本発明の実施例１におけるスピンドルの回転数の時間的変化と動作を説明するための図である。 本発明の実施例１を説明するためのドリル加工装置の概略構成図である。 本発明の実施例１における減速動作間隔と減速時間との関係を示す図である。 本発明の実施例２における減速動作間隔と減速時間との関係を示す図である。 従来技術におけるスピンドルの回転数の時間的変化と動作を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
実施例１
図２は実施例１を説明するためのドリル加工装置の概略構成図である。同図において、１は被加工物となるプリント基板、２はプリント基板１を載置するテーブル、３はテーブル２をＸ方向に駆動するためのテーブル駆動部、４はプリント基板１に穴あけを行うためのドリル、５はドリル４を回転させるためのスピンドル６を保持するスピンドル部、７はスピンドル部５の内部に設けられるモータ、８はスピンドル部５をＹ方向に駆動するためのスピンドル水平駆動部、９はスピンドル部５をＺ方向に駆動するためのスピンドル垂直駆動部、１０はスピンドル部５のモータ７を回転させるためのスピンドル回転駆動部である。スピンドル回転駆動部１０はモータ７への駆動電力を供給するためのインバータ１１とその動作を制御するためのインバータ制御部１２を含む。１３はインバータ１１の内部に接続される回生抵抗で、スピンドル６の減速時にモータ７で発電される電力を消費させるためのものである。

１４はテーブル駆動部３、スピンドル水平駆動部８、スピンドル垂直駆動部９及びインバータ制御部１２を制御する全体制御部である。全体制御部１４は、例えばプログラム制御の処理装置によって実現され、ここでは説明を省略する機能も含まれている。全体制御部１４は、そこに格納された加工プログラムに従って各部を制御し、プリント基板１への加工動作を遂行する。

１５はインバータ制御部１２の内部に設けられる加減速パラメータ設定部である。インバータ制御部１２は全体制御部１４から加減速パラメータ設定部１５にセットされる加減速パラメータに従ってインバータ１１を介してモータ７の加速と減速を制御する。このように内部に加減速パラメータ設定部１５を有し、インバータの如きモータ駆動回路を制御してモータの加減速を制御するようにしたインバータ制御部１２は、例えば特許第5127930号で知られている。
なお、全体制御部１４からインバータ制御部１２に与えられる情報としては、加減速パラメータ以外にもあるが、本発明に直接関係しないので、ここで説明を省略する。

図１は、実施例１におけるスピンドルの回転数の時間的変化と動作を説明するための図である。インバータ制御部１２の内部にある加減速パラメータ設定部１５には、動作を開始する最初の段階において、全体制御部１４から加速パラメータがセットされる。ここでの加速パラメータは、時間Ｔm（加速時間となる）で所定の回転数まで上昇させるものである。また、加減速パラメータ設定部１５には、全体制御部１４において減速指令が発行される時点ｔ０、ｔ１、ｔ２・・・において、全体制御部１４から減速パラメータがセットされる。この場合の減速パラメータは、それぞれ前回の減速指令時点と今回の減速指令時点との減速指令間隔Ｔ0、Ｔ1、Ｔ2・・・に基づき、それぞれ時間Ｔｄ0、Ｔｄ1、Ｔｄ2・・・（減速時間となる）で回転数をゼロにする減速度を指定するものである。減速指令間隔と減速時間との関係は、図３に示すように、減速指令間隔が長い場合には相対的に短め、減速動作指令間隔が短い場合には相対的に長めになるようにする。

上記実施例によれば、減速動作が短期間に発生しない場合の減速時間は短め、減速動作が短期間に発生する場合の減速時間は長めにするので、全体の加工時間を短縮することができる。

実施例２
この実施例２においては、上記実施例１における減速開始間隔と減速時間との関係を変更し、図４に示すように、減速開始間隔に所定の閾値Ｔsを設定し、減速開始間隔が閾値Ｔsを超えていれば長めの減速時間Ｔda、超えていなければ短めの減速時間Ｔdｂに決定するものである。この実施例２においても、減速動作が短期間に発生しない場合の減速時間は短め、減速動作が短期間に発生する場合の減速時間は長めになるので、全体の加工時間を短縮することができる。
なお、この実施例２においては、閾値は一つに限らず、二つ以上設定し、減速時間を段階的に変えるようにしてもよい。

実施例３
上記実施例１と２においては、前回の減速開始時点と今回の減速開始時点との間隔に基づき、減速時間を制御しているが、この実施例３においては、減速による停止時点、すなわち減速終了時点を毎回監視し、前回の減速終了時点からの経過時間に基づき、減速時間を制御するようにするものである。この実施例３においても、減速動作が短期間に発生しない場合の減速時間は短め、減速動作が短期間に発生する場合の減速時間は長めになるので、全体の加工時間を短縮することができる。

１：プリント基板、２：テーブル、３：テーブル駆動部、４：ドリル、５：スピンドル部、６：スピンドル、７：モータ、８：スピンドル水平駆動部、９：スピンドル垂直駆動部、
１０：スピンドル回転駆動部、１１：インバータ、１２：インバータ制御部、
１３：回生抵抗、１４：全体制御部、１５：加減速パターン設定部

Claims (2)

1. スピンドルを回転させるためのモータと、当該モータに駆動電力を供給するための駆動回路であって前記スピンドルの減速時に発電される電力を消費させるための回生抵抗が接続されるものと、当該駆動回路の動作を制御して前記スピンドルの回転をプログラムで制御する制御部とを有する加工装置において、
   前記制御部は、前記スピンドルを減速させる場合の減速時間を、前回の減速指令時点から今回の減速指令時点までの経過時間を把握し、
   当該経過時間に基づき、当該経過時間が長い時には相対的に短く、
   当該経過時間が短い時には相対的に長くすることを特徴とする加工装置。
2. 請求項１に記載の加工装置において、
   前記制御部は、前記経過時間が所定の閾値を超えているか否かにより、前記減速時間を決定することを特徴とする加工装置。
   

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