JPH106113A - Automatic drilling machine for small hole machining - Google Patents
Automatic drilling machine for small hole machiningInfo
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- JPH106113A JPH106113A JP8165855A JP16585596A JPH106113A JP H106113 A JPH106113 A JP H106113A JP 8165855 A JP8165855 A JP 8165855A JP 16585596 A JP16585596 A JP 16585596A JP H106113 A JPH106113 A JP H106113A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、加工物に小径穴を
加工するボイスコイルモータを用いた小径穴加工用自動
ボール盤に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic drilling machine for machining small holes using a voice coil motor for machining small holes in a workpiece.
【０００２】[0002]
（１）従来の小径穴加工用自動ボール盤は、サーボモー
タとボールねじとから成る送り機構を用いて、送り（ス
ピンドルの直線運動）を実現している。 （２）送り速度を一定にして（送り速度を制御して）加
工を行う。 （３）プリント基板加工などの場合、加工穴の深さを正
確にするためには、ドリルにリングをセッティングして
ドリル先端からスピンドル先端までの距離を一定に維持
し、加工物の高さを測定して、ドリル先端から加工面ま
での距離を算出する。(1) A conventional automatic drilling machine for drilling small-diameter holes realizes a feed (linear movement of a spindle) by using a feed mechanism including a servomotor and a ball screw. (2) Processing is performed with the feed speed kept constant (by controlling the feed speed). (3) In the case of processing a printed circuit board, etc., in order to make the depth of the processing hole accurate, set the ring on the drill and maintain the distance from the tip of the drill to the tip of the spindle constant, and adjust the height of the workpiece. Measure and calculate the distance from the drill tip to the machined surface.
【０００３】（４）ドリルが折れているかを検出するた
めに、光学式センサまたは切屑検出センサなどを設けて
ドリル折れを検出する。(4) In order to detect whether or not the drill is broken, an optical sensor or a chip detecting sensor is provided to detect the broken drill.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の小径穴加工用自動ボール盤では、 （１）ボールねじを使用しているので、バックラッシが
生じ、ドリルに加わる軸方向外力をサーボモータの電流
変化から測定することは難しい。 （２）従来のように、ボールねじ機構を使用している場
合、送り加速度と最高送り速度は、それぼど高くなく、
ドリル折れ防止のための緊急後進命令等に対する応答性
も低い。However, in the above-mentioned conventional automatic drilling machine for drilling small diameter holes, (1) since a ball screw is used, backlash occurs, and the axial external force applied to the drill is reduced by the electric current of the servomotor. It is difficult to measure from change. (2) When a ball screw mechanism is used as in the past, the feed acceleration and the maximum feed speed are not so high.
Responsiveness to emergency reverse commands to prevent drill breakage is low.
【０００５】（３）従来のように、送り速度を一定にし
て加工する場合、穴加工の深さが深くなるほど切削力は
大きくなり、ドリル折れの可能性も高くなる。そのた
め、従来の加工機では、加工後期の切削力増加を考慮し
て、送り速度をある程度小さくして加工を行う。 （４）リングセッティングマシンと加工物の高さ測定機
とを使用せず、ドリル先端から加工面までの距離を測定
しようとした。(3) As in the prior art, when processing is performed with a constant feed rate, the deeper the hole is drilled, the greater the cutting force and the higher the possibility of drill breakage. Therefore, in the conventional processing machine, processing is performed with the feed speed reduced to some extent in consideration of an increase in the cutting force in the latter half of the processing. (4) An attempt was made to measure the distance from the tip of the drill to the work surface without using a ring setting machine and a work height measuring machine.
【０００６】（５）光学式センサまたは切屑検出センサ
などを設けることなく、ドリル折れを検出しようとし
た。 このように、本発明は、従来の問題点を除去し、ドリル
に加わる軸方向外力を測定することができるとともに、
全体加工時間を短縮し、かつ応答性を向上させ得る小径
穴加工用自動ボール盤を提供することを目的とする。(5) An attempt was made to detect drill breakage without providing an optical sensor or a chip detecting sensor. As described above, the present invention eliminates the conventional problems and can measure the axial external force applied to the drill,
An object of the present invention is to provide an automatic drilling machine for small-diameter hole drilling capable of shortening the entire machining time and improving responsiveness.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕小径穴加工用自動ボール盤のスピンドルの送り
に、ボイスコイルモータを用いる小径用自動ボール盤に
おいて、ドリルの装着されるスピンドルと、このスピン
ドルを回転させるスピンドルモータと、前記スピンドル
を直線運動させるボイスコイルモータと、前記スピンド
ルの変位を検出する変位センサと、前記スピンドルの直
線運動を制御する制御手段とを備え、前記ボイスコイル
モータで前記スピンドルを後進させ、一定な位置を維持
させ、前記ドリルの下に加工物をセットし、前記スピン
ドルモータで前記スピンドルを回転させ、前記ボイスコ
イルモータで前記スピンドルを送ることにより、ドリリ
ングし、指示された深さまでドリリングしたことを前記
変位センサの信号から判断し、前記ボイスコイルモータ
で前記スピンドルを後進させるようにしたものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides: [1] A drill for a small diameter automatic drilling machine using a voice coil motor for feeding a spindle of an automatic drilling machine for small diameter hole drilling. A spindle, a spindle motor for rotating the spindle, a voice coil motor for linearly moving the spindle, a displacement sensor for detecting displacement of the spindle, and control means for controlling the linear movement of the spindle, By moving the spindle backward with the voice coil motor, maintaining a constant position, setting a workpiece under the drill, rotating the spindle with the spindle motor, and sending the spindle with the voice coil motor Drilling and drilling to the indicated depth Judging from the signal of the sensor, the voice coil motor moves the spindle backward.
【０００８】〔２〕上記〔１〕記載のボイスコイルモー
タを用いた小径穴加工用自動ボール盤において、前記ボ
イスコイルモータに流れる電流を測定し、ボイスコイル
モータの電流と推力とが比例することを用いて、前記ド
リルに加わる軸方向外力が測定できるようにしたもので
ある。 〔３〕上記〔２〕記載のボイスコイルモータを用いた小
径穴加工用自動ボール盤において、前記ボイスコイルモ
ータに流れる電流を測定して、切削スラストが測定でき
るようにしたものである。[2] In the automatic drilling machine for drilling small diameter holes using the voice coil motor according to the above [1], the current flowing through the voice coil motor is measured, and it is determined that the current of the voice coil motor is proportional to the thrust. Used to measure the axial external force applied to the drill. [3] In the automatic drilling machine for small-diameter hole drilling using the voice coil motor according to the above [2], a cutting thrust can be measured by measuring a current flowing through the voice coil motor.
【０００９】〔４〕上記〔３〕記載のボイスコイルモー
タを用いた小径穴加工用自動ボール盤において、前記ボ
イスコイルモータに流れる電流を測定して、切削スラス
トを測定し、前記ドリルが折れているかを検出する機能
を有するようにしたものである。 〔５〕上記〔２〕記載のボイスコイルモータを用いた小
径穴加工用自動ボール盤において、前記ドリルに加わる
軸方向外力の測定値と前記変位センサの変位測定値とを
用いて、加工面までの距離を測定するようにしたもので
ある。[4] In the automatic drilling machine for small-diameter hole drilling using the voice coil motor according to the above [3], a current flowing through the voice coil motor is measured to measure a cutting thrust and whether the drill is broken. Has the function of detecting [5] In the automatic drilling machine for small-diameter hole drilling using the voice coil motor according to the above [2], a measured value of an external axial force applied to the drill and a measured displacement value of the displacement sensor are used to measure a distance to a machined surface. The distance is measured.
【００１０】〔６〕上記〔１〕記載のボイスコイルモー
タを用いた小径穴加工用自動ボール盤において、前記ボ
イスコイルモータに流れる電流を制御することにより、
切削力を制御しながら、穴加工を行うようにしたもので
ある。 〔７〕上記〔１〕記載のボイスコイルモータを用いた小
径穴加工用自動ボール盤において、前記制御器での位置
制御ゲインを小さくすることにより、前記スピンドルの
軸方向支持剛性を小さくした状態で、穴加工、加工位置
設定又は加工面までの距離測定を行うようにしたもので
ある。[6] In the automatic drilling machine for small-diameter hole drilling using the voice coil motor according to the above [1], by controlling a current flowing through the voice coil motor,
The drilling is performed while controlling the cutting force. [7] In the automatic drilling machine for small-diameter hole drilling using the voice coil motor according to the above [1], the position control gain of the controller is reduced to reduce the axial support rigidity of the spindle. Hole processing, processing position setting, or distance measurement to a processing surface is performed.
【００１１】〔８〕上記〔１〕記載のボイスコイルモー
タを用いた小径穴加工用自動ボール盤において、前記ス
ピンドルは前記スピンドルモータの回転軸と一体になっ
ており、前記スピンドルとスピンドルモータとが一緒に
直線運動するダイレクトドライブ方式のスピンドルを有
するようにしたものである。[8] In the automatic drilling machine for drilling small diameter holes using the voice coil motor according to the above [1], the spindle is integrated with a rotating shaft of the spindle motor, and the spindle and the spindle motor are combined. This has a direct drive type spindle that moves linearly.
〔９〕上記〔１〕記載のボイスコイルモータを用いた小
径穴加工用自動ボール盤において、前記スピンドルモー
タは固定されており、前記スピンドルだけが直線運動す
るようにしたものである。[9] In the automatic drilling machine for drilling small-diameter holes using the voice coil motor described in [1], the spindle motor is fixed, and only the spindle moves linearly.
【００１２】〔１０〕上記〔１〕記載のボイスコイルモ
ータを用いた小径穴加工用自動ボール盤において、前記
変位センサだけでなく速度センサをも備えるようにした
ものである。 〔１１〕上記〔１〕記載のボイスコイルモータを用いた
小径穴加工用自動ボール盤において、２台以上のボイス
コイルモータを用いるようにしたものである。[10] An automatic drilling machine for drilling a small-diameter hole using the voice coil motor according to the above [1], which is provided with not only the displacement sensor but also a speed sensor. [11] An automatic drilling machine for small hole drilling using the voice coil motor described in [1], wherein two or more voice coil motors are used.
【００１３】〔１２〕上記〔１１〕記載のボイスコイル
モータを用いた小径穴加工用自動ボール盤において、２
台以上のボイスコイルモータを直列連結して１台の駆動
アンプで駆動するようにしたものである。 〔１３〕上記〔８〕又は[12] In the automatic drilling machine for drilling small diameter holes using the voice coil motor described in [11],
More than one voice coil motors are connected in series and driven by one drive amplifier. [13] The above [8] or
〔９〕記載のボイスコイルモー
タを用いた小径穴加工用自動ボール盤において、１台の
ボイスコイルモータを用いており、そのボイスコイルモ
ータの推力中心線と前記スピンドルの中心線とが一致し
ているようにしたものである。[9] In the automatic drilling machine for small hole drilling using the voice coil motor described in [9], one voice coil motor is used, and the center line of the thrust of the voice coil motor coincides with the center line of the spindle. It is like that.
【００１４】〔１４〕上記〔１３〕記載のボイスコイル
モータを用いた小径穴加工用自動ボール盤において、ボ
イスコイルモータの中が空いており、その空いている所
に前記スピンドルモータ又はスピンドルが入るようにし
たものである。 上記のように、小径穴加工用自動ボール盤において、ス
ピンドルの送りに、ボイスコイルモータのダイレクト駆
動を用いるようにしたので、送り系のバックラッシが生
じることがなく、ボイスコイルモータの電流を測定する
ことによって、ドリルに加わる軸方向外力を別途にセン
サを設けることなく測定でき、スピンドルの送り加速度
と最高送り速度とが高められ、スピンドル動きの応答性
を高めることができる。[14] In the automatic drilling machine for drilling small diameter holes using the voice coil motor according to the above [13], the inside of the voice coil motor is vacant, and the spindle motor or the spindle is inserted into the vacant place. It was made. As described above, in the automatic drilling machine for drilling small-diameter holes, the direct drive of the voice coil motor is used for feeding the spindle, so that the backlash of the feed system does not occur and the current of the voice coil motor is measured. Thereby, the axial external force applied to the drill can be measured without providing a separate sensor, the feed acceleration of the spindle and the maximum feed speed can be increased, and the responsiveness of the spindle movement can be increased.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の
第１実施例を示すボイスコイルモータを用いた小径穴加
工用自動ボール盤の要部斜視図であり、図２はその小径
穴加工用自動ボール盤の主要部の可動部制御系の構成図
である。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an essential part of an automatic drilling machine for small-diameter hole drilling using a voice coil motor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a movable part control system of a main part of the automatic drilling machine for small-diameter hole drilling. FIG.
【００１６】図１において、１１，１２はボイスコイル
モータ、３０はスピンドルモータを示す。５１，５２は
変位センサであるリニアスケールであり、５１はスケー
ル、５２は検出ヘッドを示す。６０は磁気シールドされ
ている速度センサを示す。２４，２５は可動部が直進運
動するように案内するクロスローラテーブルの移動部と
固定部を示す。なお、２１は連結具、２２はモータホル
ダ、２３はスケールホルダ、４０はドリル、７０は加工
物である。In FIG. 1, reference numerals 11 and 12 denote voice coil motors, and reference numeral 30 denotes a spindle motor. Reference numerals 51 and 52 denote linear scales serving as displacement sensors, 51 denotes a scale, and 52 denotes a detection head. Reference numeral 60 denotes a speed sensor that is magnetically shielded. Reference numerals 24 and 25 denote a moving portion and a fixed portion of the cross roller table for guiding the movable portion to move linearly. In addition, 21 is a coupling tool, 22 is a motor holder, 23 is a scale holder, 40 is a drill, and 70 is a workpiece.
【００１７】まず、本発明の第１実施例を示すボイスコ
イルモータを用いた小径穴加工用自動ボール盤の構成に
ついて、図１を用いて説明する。図１に示すように、２
台のボイスコイルモータ１１，１２の出力軸は連結具２
１で連結され、その中央部にモータホルダ２２を設置
し、スピンドルモータ３０を装着する。モータホルダ２
２の側面には、スケール５１を装着したスケールホルダ
２３と、クロスローラテーブルの移動部２４とを装着す
る。連結具２１に速度センサ６０の検出棒を設置すれ
ば、可動部の速度を検出でき、制御性の向上を図ること
ができる。なお、速度センサ６０を使用せず、変位セン
サ５１，５２の信号から速度信号を間接的に得て用いる
ようにしてもよい。First, the configuration of an automatic drilling machine for drilling small diameter holes using a voice coil motor according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG.
The output shafts of the two voice coil motors 11 and 12 are connected
1, the motor holder 22 is installed at the center thereof, and the spindle motor 30 is mounted. Motor holder 2
The scale holder 23 on which the scale 51 is mounted and the moving unit 24 of the cross roller table are mounted on the side surface of the second unit 2. If the detection rod of the speed sensor 60 is provided on the connecting tool 21, the speed of the movable portion can be detected, and controllability can be improved. Instead of using the speed sensor 60, a speed signal may be obtained indirectly from the signals of the displacement sensors 51 and 52 and used.
【００１８】図１において、ボイスコイルモータ１１，
１２の可動部、連結具２１、モータホルダ２２、スピン
ドルモータ３０、スケールホルダ２３、スケール５１、
クロスローラテーブルの移動部２４、速度センサ６０の
検出棒は一体であり、可動部を構成している。ボイスコ
イルモータ１１，１２の固定部、クロスローラテーブル
の固定部２５、リニアスケールの検出ヘッド５２、速度
センサ６０の固定部は加工機の本体（図１には図示な
し）に固定される。In FIG. 1, a voice coil motor 11,
12, a movable member 12, a connecting member 21, a motor holder 22, a spindle motor 30, a scale holder 23, a scale 51,
The moving part 24 of the cross roller table and the detection rod of the speed sensor 60 are integrated and constitute a movable part. The fixed parts of the voice coil motors 11 and 12, the fixed part 25 of the cross roller table, the detection head 52 of the linear scale, and the fixed parts of the speed sensor 60 are fixed to the main body of the processing machine (not shown in FIG. 1).
【００１９】ボイスコイルモータ１１，１２に元々装着
されていた直進ベアリングは、取り出し、クロスローラ
テーブルだけによって可動部を支持する。この場合、ク
ロスローラテーブルでの摩擦は少ないから、可動部は摩
擦の影響を殆ど受けない。本実施例において、ボイスコ
イルモータを２台使用したのは、推力の向上とクロスロ
ーラテーブルにかかる不平衡力を減らすためである。２
台のボイスコイルモータの推力定数がほぼ同じである場
合（コイルのインダクタンスが違っても）は、ボイスコ
イルモータ２台のコイルを直列連結して１台のアンプで
駆動する。そうすると、各モータに流れる電流が等しく
なり、過渡的な不平衡力が生じることがなく、アンプも
１台だけで良い。The linear bearing originally mounted on the voice coil motors 11 and 12 is taken out and the movable part is supported only by the cross roller table. In this case, since the friction at the cross roller table is small, the movable portion is hardly affected by the friction. In this embodiment, two voice coil motors are used to improve the thrust and reduce the unbalance force applied to the cross roller table. 2
When the thrust constants of the two voice coil motors are substantially the same (even if the inductances of the coils are different), two voice coil motors are connected in series and driven by one amplifier. Then, the currents flowing through the motors become equal, no transient imbalance force is generated, and only one amplifier is required.
【００２０】もし、モータ２台の推力定数が違う場合
は、連結具の二つのアームの長さの比を変えることによ
って、推力差による不平衡力を無くすことができる。次
に、そのボイスコイルモータを用いた小径穴加工用自動
ボール盤の可動部制御系の構成を、図２を参照しながら
説明する。図２において、１００は中央制御器、１０１
は位置指令発生器、１０２は位置指令発生器１０１から
の位置指令によって制御される制御器、１０３は切り換
えスイッチ、１０４は電流アンプ、１０５はボイスコイ
ルモータ、１０６は可動部、１０７は速度センサ、１０
８は位置センサである。If the thrust constants of the two motors are different, the unbalanced force due to the difference in thrust can be eliminated by changing the ratio of the lengths of the two arms of the coupler. Next, a configuration of a movable part control system of the automatic drilling machine for small hole drilling using the voice coil motor will be described with reference to FIG. In FIG. 2, 100 is a central controller, 101
Is a position command generator, 102 is a controller controlled by a position command from the position command generator 101, 103 is a changeover switch, 104 is a current amplifier, 105 is a voice coil motor, 106 is a movable part, 107 is a speed sensor, 10
8 is a position sensor.
【００２１】可動部１０６の制御系を位置制御モードと
推力制御モードとの切り替えができるようにすると、後
述する切削スラスト制御加工ができる。位置制御モード
で加工する場合、位置指令を連続的に変える必要があ
る。図２に示すように、位置指令発生器１０１は中央制
御器１００からの送り速度指令値を積分して出力する。
それによって、送り速度指令値に比例する増加率で増加
する位置指令を得ることができる。If the control system of the movable unit 106 can be switched between the position control mode and the thrust control mode, cutting thrust control processing described later can be performed. When machining in the position control mode, it is necessary to continuously change the position command. As shown in FIG. 2, the position command generator 101 integrates and outputs a feed speed command value from the central controller 100.
Thereby, a position command that increases at an increasing rate proportional to the feed speed command value can be obtained.
【００２２】スピンドルを原点に急に戻す場合は、積分
値を０にして、つまり位置指令値を０にして、スピンド
ルを急に原点に戻す。位置指令発生器１０１を用いるこ
とによって、中央制御器１００の処理負担を低減させる
ことができる。中央制御器１００は可動部１０６を制御
する以外に、スピンドルモータの回転数制御、ｘｙテー
ブルの制御、加工データの入出力等の働きもする。When the spindle is suddenly returned to the origin, the integral value is set to 0, that is, the position command value is set to 0, and the spindle is returned to the origin immediately. By using the position command generator 101, the processing load on the central controller 100 can be reduced. The central controller 100 also controls the rotation speed of the spindle motor, controls the xy table, and inputs and outputs machining data, in addition to controlling the movable unit 106.
【００２３】次に、本発明の第１実施例を示すボイスコ
イルモータを用いた小径穴加工用自動ボール盤の基本的
な動作を説明する。後述する本発明の第２、３、４実施
例を示すボイスコイルモータを用いた小径穴加工用自動
ボール盤の基本的な動作もこの第１実施例と同様であ
る。 （１）送り速度制御加工 指示された送り速度でドリリングする一般的な加工方法
である。Next, the basic operation of the automatic drilling machine for drilling small diameter holes using a voice coil motor according to a first embodiment of the present invention will be described. The basic operation of an automatic drilling machine for drilling small diameter holes using a voice coil motor according to the second, third and fourth embodiments of the present invention, which will be described later, is the same as that of the first embodiment. (1) Feed speed control processing This is a general processing method for drilling at the specified feed rate.
【００２４】まず、可動部１０６を後進させ、一定の
位置を維持させる。つまり、可動部１０６の制御系は位
置制御モードにし、ストロークの後部位置の位置指令を
出す。 次に、図１に示すように、ドリル４０の下に加工物７
０をセットする。 次に、スピンドルモータ３０を回転させる。First, the movable section 106 is moved backward to maintain a fixed position. That is, the control system of the movable unit 106 is set to the position control mode, and issues a position command for the rear position of the stroke. Next, as shown in FIG.
Set 0. Next, the spindle motor 30 is rotated.
【００２５】次に、位置指令発生器１０１へ適当な送
り速度指令値を設定する。これによって、位置信号発生
器１０１は連続的に増加する位置指令値を制御器１０２
へ送出し、可動部１０６が前進しながらドリリングす
る。もし、穴加工中にボイスコイルモータ１０５の電流
が設定値以上になると、可動部１０６を急速後進させ、
切屑を排出し、早送り速度で加工再開直前位置まで可動
部１０６を送り、加工送り速度で加工を再開する。Next, an appropriate feed speed command value is set in the position command generator 101. As a result, the position signal generator 101 outputs a continuously increasing position command value to the controller 102.
And the movable part 106 drills while moving forward. If the current of the voice coil motor 105 becomes greater than or equal to the set value during drilling, the movable part 106 is caused to move backward rapidly,
The chips are discharged, the movable section 106 is fed to the position immediately before the resumption of the processing at the rapid feed rate, and the processing is resumed at the processing feed rate.
【００２６】次に、変位センサ（位置センサ）１０８
の信号から、指示された深さまでの加工が終わったこと
がわかると、位置指令発生器１０１の積分値、つまり位
置指令値を０にして、可動部１０６を原点に戻す。 （２）切削スラストの測定 ボイスコイルモータ１０５の推力は、コイルに流れる電
流に比例する。つまり、『推力＝ボイスコイルモータの
推力定数×電流』 したがって、コイルに流れる電流を測定することによっ
て、ボイスコイルモータ１０５の推力を測定できる。可
動部１０６にかかる摩擦力は殆どないから、ボイスコイ
ルモータ１０５の推力は可動部１０６を加減速する時要
する慣性力と可動部１０６にかかる重力と切削スラスト
との合計と等しい。つまり、 『推力＝慣性力＋重力＋切削スラスト』 可動部１０６が動き出す時と急速後進する時とは慣性力
が大きいが、穴加工中等、可動部１０６の速度変化が少
ない時は慣性力が大きくない。また、重力は変わらない
ので、穴加工中の推力変化は切削スラストとほぼ等し
い。したがって、ボイスコイルモータ１０５の電流を測
定することによって、切削スラストの測定が可能にな
る。Next, a displacement sensor (position sensor) 108
When it is known from the signal that the processing to the designated depth has been completed, the integral value of the position command generator 101, that is, the position command value is set to 0, and the movable section 106 is returned to the origin. (2) Measurement of Cutting Thrust The thrust of the voice coil motor 105 is proportional to the current flowing through the coil. That is, “thrust = thrust constant of voice coil motor × current” Therefore, by measuring the current flowing through the coil, the thrust of voice coil motor 105 can be measured. Since there is almost no frictional force applied to the movable part 106, the thrust of the voice coil motor 105 is equal to the sum of the inertial force required to accelerate and decelerate the movable part 106, the gravity applied to the movable part 106, and the cutting thrust. In other words, “thrust = inertia force + gravity + cutting thrust” The inertia force is large when the movable part 106 starts moving and when it moves backward rapidly, but is large when the speed change of the movable part 106 is small, such as during drilling. Absent. Also, since the gravity does not change, the change in thrust during drilling is almost equal to the cutting thrust. Therefore, by measuring the current of the voice coil motor 105, the cutting thrust can be measured.
【００２７】（３）切削スラスト制御加工 ボイスコイルモータ１０５のダイレクト駆動を用いて、
推力制御を行うと、送り速度を制御する加工ではなく、
切削スラストを制御する加工が可能になる。プリント回
路基板のような加工物は、加工し難い銅箔層と、比較的
に加工し易い絶縁層とが重なっている。その場合、銅箔
層では送り速度を小さくし、絶縁層では送り速度を大き
くしても、大きな切削力がかかることはなく、全体的な
加工速度の向上が期待できる。切削スラストを一定にし
た加工を行うと、加工負荷に合わせて送り速度が自動的
に決まる。(3) Cutting Thrust Control Processing Using the direct drive of the voice coil motor 105,
When thrust control is performed, it is not machining that controls the feed rate,
Processing that controls the cutting thrust becomes possible. In a processed product such as a printed circuit board, a copper foil layer that is difficult to process and an insulating layer that is relatively easy to process overlap. In this case, even if the feed speed is reduced in the copper foil layer and the feed speed is increased in the insulating layer, a large cutting force is not applied, and an improvement in the overall processing speed can be expected. When machining with a constant cutting thrust, the feed rate is automatically determined according to the machining load.
【００２８】下記のように切削スラストを一定にする加
工を行うことができる。 位置制御モードに設定し、一定送り速度で穴加工を始
める。 加工中、切削スラストが閾値を超えると、中央制御器
１００からのモード指令により、切り換えスイッチ１０
３によって、位置制御モードから推力制御モードへ切り
換える。As described below, processing for making the cutting thrust constant can be performed. Set to the position control mode and start drilling at a constant feed rate. During machining, when the cutting thrust exceeds the threshold value, the mode switch from the central controller 100 causes a changeover switch 10
3 switches from the position control mode to the thrust control mode.
【００２９】中央制御器１００からの推力指令値を、
閾値から設定値まで次第に増加させる。 推力指令値が設定値まで増加したら、推力指令値を一
定に維持する。 もし、送り速度が最小速度設定値以下になって設定時
間を超えると、位置制御モードへ切り換え、可動部１０
６を急速後進させ、切屑を排出し、早送り速度で加工再
開直前位置まで可動部１０６を送り、加工送り速度で加
工を再開する。上記へ戻る。The thrust command value from the central controller 100 is
It gradually increases from the threshold to the set value. When the thrust command value increases to the set value, the thrust command value is kept constant. If the feed speed falls below the minimum speed set value and exceeds the set time, the mode is switched to the position control mode and the movable unit 10
6 is moved backward rapidly, chips are discharged, the movable portion 106 is fed at a rapid feed speed to a position immediately before processing restart, and processing is restarted at the processing feed speed. Return to the above.
【００３０】変位センサ（位置センサ）１０８の信号
から、指示された深さまでの加工が終わったことがわか
ると、位置制御モードへ切り換え、ドリル４０を原点に
戻す。 （４）ドリルの折れ検出 ドリル４０が加工中折れてしまった場合、ドリル４０が
折れたまま次の穴加工を続けてはいけない。上記の切削
スラスト測定機能を用いると、別途のセンサを設けるこ
となく、ドリル４０の折れ検出が可能になる。すなわ
ち、ドリル４０が折れた場合、加工が始まる距離をスピ
ンドルが移動しても、切削スラストが検出されないか
ら、ドリル４０が折れていることがわかる。When it is known from the signal of the displacement sensor (position sensor) 108 that the machining to the specified depth has been completed, the mode is switched to the position control mode, and the drill 40 is returned to the origin. (4) Break Detection of Drill If the drill 40 breaks during processing, the next hole processing must not be continued with the drill 40 broken. The use of the above-described cutting thrust measurement function makes it possible to detect breakage of the drill 40 without providing a separate sensor. That is, when the drill 40 is broken, the cutting thrust is not detected even if the spindle moves the distance at which the processing starts, so that it can be seen that the drill 40 is broken.
【００３１】（５）軸方向への支持剛性調整 可動部制御系の位置制御ゲインを変えることによって、
スピンドル軸方向への支持剛性を変えることができる。
支持剛性を適当に減らして加工すると、加工時切削力の
急増を緩和する効果が生じる。それは、支持剛性が小さ
い場合、スプリングを通してスピンドルを動かすことと
同じ状態であるから、ドリルに加わる外力が増加する場
合、スピンドルの送り速度が自動的に減るためである。
そのため、支持剛性を適切に減らすと、突発的な大きな
力がドリルに加わることが避けられ、ドリルの初期位置
設定等にも役に立つ。(5) Adjusting the support rigidity in the axial direction By changing the position control gain of the movable part control system,
The support rigidity in the spindle axis direction can be changed.
When the processing is performed with the supporting rigidity appropriately reduced, an effect of alleviating a sudden increase in the cutting force at the time of processing is produced. This is because when the supporting stiffness is low, the spindle is automatically moved when the external force applied to the drill is increased, since this is the same state as moving the spindle through the spring.
Therefore, when the supporting rigidity is appropriately reduced, sudden large force is prevented from being applied to the drill, which is useful for setting the initial position of the drill.
【００３２】（６）加工面までの距離測定 多層基板のブラインドホール加工等正確な深さを要する
穴加工のためには、ドリル４０を交換した時、ドリル４
０の先端から加工面までの距離を測定して初期位置を設
定する必要がある。軸方向支持剛性調整機能とスラスト
測定機能とを用いると別途のセンサを設けることなく、
加工面までの距離測定が可能になる。(6) Measuring the distance to the processing surface For drilling holes that require an accurate depth such as blind hole drilling of a multilayer board, when the drill 40 is replaced, the drill 4
It is necessary to set the initial position by measuring the distance from the tip of 0 to the processing surface. By using the axial support rigidity adjustment function and thrust measurement function, there is no need to provide a separate sensor,
Distance measurement to the machined surface becomes possible.
【００３３】ドリル４０は回転させずに、軸方向の支持
剛性を小さくした状態で、位置指令発生器１０１へ小さ
い送り速度指令値を設定して、可動部１０６をゆっくり
下げながら、スラスト（ドリル４０が加工面に接触する
ことによるスラスト）が検出されるかを継続的にチェッ
クする。スラストが検出される時の変位が原点から加工
面までの距離である。スラストが検出されると、可動部
１０６をすぐ後進させる。軸方向の支持剛性を小さくし
た状態で可動部１０６を下げるようにしたのは、ドリル
４０が加工面と接触する時、大きな力が加わって、ドリ
ル４０が折れることを防止するためである。While the drill 40 is not rotated and the support rigidity in the axial direction is reduced, a small feed speed command value is set to the position command generator 101, and the thrust (drill 40 Continually checks whether thrust caused by contact with the machined surface is detected. The displacement when thrust is detected is the distance from the origin to the machined surface. When thrust is detected, the movable unit 106 is moved backward immediately. The reason why the movable portion 106 is lowered with the axial support rigidity reduced is to prevent the drill 40 from being broken by applying a large force when the drill 40 comes into contact with the processing surface.
【００３４】あるいは、上記のような加工前の初期位置
設定無しで、加工を始め、ドリルが加工面に接触する
時、すなわち、実際の加工が始まる時のスラスト増加を
検出して、初期位置を設定することもできる。次に、本
発明の第２実施例について説明する。図３は本発明の第
２実施例を示すボイスコイルモータを用いた小径穴加工
用自動ボール盤の要部斜視図である。第１実施例と同じ
箇所には同じ符号を付してその説明は省略する。Alternatively, the machining is started without setting the initial position before machining as described above, and when the drill comes into contact with the machined surface, that is, an increase in the thrust when the actual machining starts is detected, and the initial position is determined. Can also be set. Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a perspective view of a main part of an automatic drilling machine for drilling small diameter holes using a voice coil motor according to a second embodiment of the present invention. The same parts as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【００３５】図３に示すように、この実施例ではボイス
コイルモータ６４を１台だけ用いている。ボイスコイル
モータ６４を１台だけ用いる場合は、クロスローラテー
ブルにかかるモーメントが大きくなるから、クロスロー
ラテーブルの定格荷重と精度とを十分考慮する必要があ
る。次に、本発明の第３実施例について説明する。As shown in FIG. 3, in this embodiment, only one voice coil motor 64 is used. When only one voice coil motor 64 is used, the moment applied to the cross roller table increases, so it is necessary to sufficiently consider the rated load and accuracy of the cross roller table. Next, a third embodiment of the present invention will be described.
【００３６】図４は本発明の第３実施例を示すボイスコ
イルモータを用いた小径穴加工用自動ボール盤の要部の
斜視図、図５はその要部の断面図である（なお、スピン
ドルモータ３０は切断されていない）。これらの図にお
いて、１１１はボイスコイルモータのヨーク、１１２は
ボイスコイルモータの永久磁石、１１３はボイスコイル
モータの可動子、３０はスピンドルモータ、２６，２
７，２８は直進及び回転運動するガイドベアリングの外
筒、ボール、内輪をそれぞれ示す。２９はボイスコイル
モータのヨーク１１１とガイドベアリングの外筒２６と
を連結し、加工機の本体（図４には図示なし）に固定さ
れる部分であるハウジングを示す。FIG. 4 is a perspective view of a main part of an automatic drilling machine for drilling small-diameter holes using a voice coil motor according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part. 30 is not cut). In these figures, 111 is a yoke of the voice coil motor, 112 is a permanent magnet of the voice coil motor, 113 is a mover of the voice coil motor, 30 is a spindle motor, 26 and 2
Reference numerals 7 and 28 denote an outer cylinder, a ball, and an inner ring of a guide bearing that moves straight and rotates. Reference numeral 29 denotes a housing which connects the yoke 111 of the voice coil motor and the outer cylinder 26 of the guide bearing and is fixed to the main body (not shown in FIG. 4) of the processing machine.
【００３７】図４において、５１，５２は変位センサで
あるリニアスケールであり、５１がスケール、５２が検
出ヘッドを示す。２３はスケールホルダ、７１〜７５は
スピンドルモータ外筒等の回転を防ぎ、切削トルクを測
定するための部分であり、７０は加工物、７１はガイド
レール、７２はガイドベアリング、７３は力を測定する
ロードワッシャ、７４と７５は取り付け具を示す。In FIG. 4, reference numerals 51 and 52 denote linear scales serving as displacement sensors, 51 denotes a scale, and 52 denotes a detection head. 23 is a scale holder, 71 to 75 are parts for preventing rotation of a spindle motor outer cylinder and the like and measuring a cutting torque, 70 is a workpiece, 71 is a guide rail, 72 is a guide bearing, and 73 is a force. Load washers, 74 and 75, denote fittings.
【００３８】本発明の第３実施例を示すボイスコイルモ
ータを用いた小径穴加工用自動ボール盤の構成につい
て、図４及び図５を用いて説明する。図５に示すよう
に、ボイスコイルモータのヨーク１１１は中が空いてい
る形状であり、その空いている所にスピンドルモータ３
０が入る。ボイスコイルモータの可動子１１３の中央に
スピンドルモータ３０の後部を固定し、そのスピンドル
モータ３０の前部にガイドベアリングの内輪２８を装着
する。A configuration of an automatic drilling machine for drilling small-diameter holes using a voice coil motor according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 5, the yoke 111 of the voice coil motor has a hollow shape, and the spindle motor 3
Enters 0. The rear part of the spindle motor 30 is fixed to the center of the mover 113 of the voice coil motor, and the inner ring 28 of the guide bearing is mounted on the front part of the spindle motor 30.
【００３９】ハウジング２９はガイドベアリングの外筒
２６とボイスコイルモータのヨーク１１１とを連結し、
加工機の本体（図示なし）に固定される。ガイドベアリ
ングの外筒２６、ボール２７、内輪２８は直進運動だけ
でなく回転運動もできるタイプであるから、切削トルク
によって生じるスピンドルモータ外筒での反力トルク
は、スピンドルモータ外筒の後部まで伝達される。The housing 29 connects the outer cylinder 26 of the guide bearing and the yoke 111 of the voice coil motor,
It is fixed to the main body (not shown) of the processing machine. Since the outer cylinder 26, the ball 27, and the inner ring 28 of the guide bearing are of a type that can perform not only a linear motion but also a rotational motion, a reaction torque generated by a cutting torque in the spindle motor outer cylinder is transmitted to a rear portion of the spindle motor outer cylinder. Is done.
【００４０】図４において、７１〜７５はスピンドルモ
ータ外筒等の回転を防ぎ、切削トルクを測定するための
部分である。スピンドルモータ外筒での反力はボイスコ
イルモータの可動子１１３と取り付け具７５とを通して
ロードワッシャ７３に伝わる。ガイドレール７１、ガイ
ドベアリング７２、取り付け具７４による直動機具は、
モータ軸方向への直線運動だけ可能にし、円周方向の運
動は防いでいるので、スピンドルモータ外筒での反力ト
ルクはロードワッシャ７３の両面に加わる力になって、
ロードワッシャ７３に加わる力を測定すると、スピンド
ルモータ外筒での反力トルクが測定できる。（反力トル
ク＝ロードワッシャに加わる力×ロードワッシャからス
ピンドルモータの中心線までの距離）切削トルクとスピ
ンドルモータ外筒での反力トルクとには次の式が成り立
つ。In FIG. 4, reference numerals 71 to 75 denote parts for preventing the rotation of the outer cylinder of the spindle motor and measuring the cutting torque. The reaction force in the outer cylinder of the spindle motor is transmitted to the load washer 73 through the mover 113 of the voice coil motor and the fixture 75. The linear motion tool by the guide rail 71, the guide bearing 72, and the mounting tool 74
Since only linear movement in the motor axis direction is possible and movement in the circumferential direction is prevented, the reaction torque at the outer cylinder of the spindle motor becomes a force applied to both sides of the load washer 73,
By measuring the force applied to the load washer 73, the reaction torque at the outer cylinder of the spindle motor can be measured. (Reaction torque = force applied to the load washer × distance from the load washer to the center line of the spindle motor) The following equation is established between the cutting torque and the reaction torque at the outer cylinder of the spindle motor.
【００４１】[0041]
【数１】 上式によると、スピンドルモータの回転子の回転速度が
一定であれば、切削トルクはスピンドルモータ外筒での
反力トルクと等しい。もし、回転子の角加速度が測定可
能であれば、スピンドルモータの回転子の回転速度が変
わっても、切削トルクを測定できる。(Equation 1) According to the above equation, if the rotation speed of the rotor of the spindle motor is constant, the cutting torque is equal to the reaction torque at the outer cylinder of the spindle motor. If the angular acceleration of the rotor can be measured, the cutting torque can be measured even if the rotational speed of the rotor of the spindle motor changes.
【００４２】図４及び図５において、ボイスコイルモー
タの可動子１１３、スピンドルモータ３０、ガイドベア
リングの内輪２８、リニアスケールの検出ヘッド５２、
取り付け具７４，７５、ロードワッシャ７３、ガイドベ
アリング７２は一体であり、可動部を構成している。ボ
イスコイルモータのヨーク１１１、ボイスコイルモータ
の永久磁石１１２、ハウジング２９、ガイドベアリング
の外筒２６、スケールホルダ２３、スケール５１、ガイ
ドレール７１は一体であり、加工機の本体（図示なし）
に固定される。4 and 5, the mover 113 of the voice coil motor, the spindle motor 30, the inner ring 28 of the guide bearing, the detection head 52 of the linear scale,
The attachments 74 and 75, the load washer 73, and the guide bearing 72 are integrated and constitute a movable part. The yoke 111 of the voice coil motor, the permanent magnet 112 of the voice coil motor, the housing 29, the outer cylinder 26 of the guide bearing, the scale holder 23, the scale 51, and the guide rail 71 are integrated, and the main body of the processing machine (not shown).
Fixed to
【００４３】本発明の第３実施例を示すボイスコイルモ
ータを用いた小径穴加工用自動ボール盤では、スピンド
ルモータ軸とボイスコイルモータの推力中心線が一致し
ており、第２実施例のような不平衡力は生じない。ま
た、スピンドルモータ外筒での反力を測ると、切削トル
クを測定することができる。図６は本発明の第４実施例
を示すボイスコイルモータを用いた小径穴加工用自動ボ
ール盤の要部斜視図である。In the automatic drilling machine for drilling small diameter holes using a voice coil motor according to the third embodiment of the present invention, the spindle motor shaft coincides with the thrust center line of the voice coil motor. No imbalance forces occur. Further, by measuring the reaction force at the outer cylinder of the spindle motor, the cutting torque can be measured. FIG. 6 is a perspective view of an essential part of an automatic drilling machine for drilling small diameter holes using a voice coil motor according to a fourth embodiment of the present invention.
【００４４】この図において、１１，１２はボイスコイ
ルモータ、３０はスピンドルモータを示す。８０はボー
ルスプライン、１はスピンドル、２はスピンドル支持ブ
ロックを示す。２４，２５は可動部が直進運動するよう
に案内するクロスローラテーブルの移動部と固定部を示
す。２０，２１はボイスコイルモータ１１，１２の出力
軸とスピンドル支持ブロック２を連結する連結具を示
す。５１，５２は変位センサであるリニアスケールであ
り、５１はスケール、５２が検出ヘッドを示す。４０は
ドリル、７０は加工物である。In this figure, 11 and 12 are voice coil motors, and 30 is a spindle motor. 80 denotes a ball spline, 1 denotes a spindle, and 2 denotes a spindle support block. Reference numerals 24 and 25 denote a moving portion and a fixed portion of the cross roller table for guiding the movable portion to move linearly. Reference numerals 20 and 21 denote connectors for connecting the output shafts of the voice coil motors 11 and 12 and the spindle support block 2. Reference numerals 51 and 52 denote linear scales serving as displacement sensors, 51 denotes a scale, and 52 denotes a detection head. 40 is a drill, 70 is a workpiece.
【００４５】図６において、スピンドルモータ３０、ボ
イスコイルモータ１１，１２の固定部、クロスローラテ
ーブルの固定部２５、リニアスケールの検出ヘッド５２
は、加工機の本体（図示なし）に固定され、ボールスプ
ライン８０はスピンドルモータ３０の軸に固定される。
外の部分はスピンドルと一緒に直線運動する可動部であ
る（加工物７０除外）。In FIG. 6, the spindle motor 30, the fixed portions of the voice coil motors 11 and 12, the fixed portion 25 of the cross roller table, and the linear scale detection head 52
Is fixed to the main body (not shown) of the processing machine, and the ball spline 80 is fixed to the shaft of the spindle motor 30.
The outer part is the movable part that moves linearly with the spindle (workpiece 70 excluded).
【００４６】図６に示すように、スピンドルモータ３０
の出力は、ボールスプライン８０を通して、スピンドル
１に伝達される。そのため、スピンドル１が直線運動し
ても、スピンドルモータ３０の回転力はスピンドル１へ
伝達される。スピンドル１はスピンドル支持ブロック２
の中で自由に回転することができるが、軸方向への運動
はできないように拘束されている。そのため、スピンド
ル支持ブロック２を直線運動させると、スピンドル１も
スピンドル支持ブロック２と一緒に直線運動する。As shown in FIG. 6, the spindle motor 30
Is transmitted to the spindle 1 through the ball spline 80. Therefore, even if the spindle 1 moves linearly, the rotational force of the spindle motor 30 is transmitted to the spindle 1. Spindle 1 is spindle support block 2
It can rotate freely in the car, but is restricted so that it cannot move in the axial direction. Therefore, when the spindle support block 2 is moved linearly, the spindle 1 also moves linearly together with the spindle support block 2.
【００４７】スピンドル支持ブロック２は、クロスロー
ラテーブルの移動部２４に固定され、直線運動するよう
に案内される。スピンドル支持ブロック２の両側面に
は、ボイスコイルモータ１１，１２の出力軸とスピンド
ル支持ブロック２を連結する連結具２０、２１が装着さ
れる。スピンドル支持ブロック２の前面にはスケール５
１が設けられる。ボイスコイルモータに元々装着されて
いた直進ベアリングは取り出し、クロスローラテーブル
だけによって可動部を支持する。The spindle support block 2 is fixed to the moving portion 24 of the cross roller table, and is guided to move linearly. On both side surfaces of the spindle support block 2, connecting tools 20 and 21 for connecting the output shafts of the voice coil motors 11 and 12 and the spindle support block 2 are mounted. A scale 5 is provided on the front surface of the spindle support block 2.
1 is provided. The linear bearing originally mounted on the voice coil motor is taken out, and the movable part is supported only by the cross roller table.
【００４８】本発明の第４実施例を示すボイスコイルモ
ータを用いた小径穴加工用自動ボール盤では、ボイスコ
イルモータ１１，１２の推力によって、スピンドル１を
含めた可動部が直線運動するが、スピンドルモータは一
緒に直線運動しないので、可動部の質量を小さくするこ
とができる。また、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらは本発明の範囲から排除するものではな
い。In the automatic drilling machine for drilling small-diameter holes using a voice coil motor according to the fourth embodiment of the present invention, the movable parts including the spindle 1 move linearly by the thrust of the voice coil motors 11 and 12. Since the motors do not move linearly together, the mass of the movable part can be reduced. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible based on the spirit of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
【００４９】[0049]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。 （Ａ）スピンドルの送り加速度と最高送り速度とが高く
なって、全体加工時間を短縮することができる。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (A) The feed acceleration of the spindle and the maximum feed speed are increased, and the overall processing time can be reduced.
【００５０】（Ｂ）スピンドルの移動方向へのバックラ
ッシが無くなり、制御性の向上を図ることができ、加工
する穴の深さが正確になる。 （Ｃ）別途のセンサを設けることなく、切削スラストの
測定が可能になる。 （Ｄ）別途のセンサを設けることなく、ドリル折れの検
出が可能になる。 （Ｅ）別途のセンサを設けることなく、ドリル先端から
加工面までの距離測定が可能になる。(B) Backlash in the moving direction of the spindle is eliminated, controllability can be improved, and the depth of the hole to be machined becomes accurate. (C) Cutting thrust can be measured without providing a separate sensor. (D) Drill break can be detected without providing a separate sensor. (E) The distance from the drill tip to the machined surface can be measured without providing a separate sensor.
【００５１】（Ｆ）スピンドルの軸方向支持剛性を小さ
くすることができ、初期位置設定等の際、ドリル折れの
恐れが軽減される。 （Ｇ）切削スラスト制御加工が行え、加工時間を短縮す
ることができる。(F) The rigidity of the spindle in the axial direction can be reduced, and the possibility of drill breakage at the time of initial position setting or the like is reduced. (G) Cutting thrust control processing can be performed, and the processing time can be shortened.
【図１】本発明の第１実施例を示すボイスコイルモータ
を用いた小径穴加工用自動ボール盤の要部斜視図であ
る。FIG. 1 is a perspective view of an essential part of an automatic drilling machine for drilling a small-diameter hole using a voice coil motor according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例を示す小径穴加工用自動ボール
盤の主要部の可動部制御系の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a movable part control system of a main part of an automatic drilling machine for drilling a small diameter hole showing an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第２実施例を示すボイスコイルモータ
を用いた小径穴加工用自動ボール盤の要部斜視図であ
る。FIG. 3 is a perspective view of a main part of an automatic drilling machine for drilling small diameter holes using a voice coil motor according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第３実施例を示すボイスコイルモータ
を用いた小径穴加工用自動ボール盤の要部の斜視図であ
る。FIG. 4 is a perspective view of a main part of an automatic drilling machine for drilling small diameter holes using a voice coil motor according to a third embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第３実施例を示すボイスコイルモータ
を用いた小径穴加工用自動ボール盤の要部の断面図であ
る。FIG. 5 is a sectional view of a main part of an automatic drilling machine for drilling small diameter holes using a voice coil motor according to a third embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第４実施例を示すボイスコイルモータ
を用いた小径穴加工用自動ボール盤の要部斜視図であ
る。FIG. 6 is a perspective view of a main part of an automatic drilling machine for drilling small diameter holes using a voice coil motor according to a fourth embodiment of the present invention.
１ スピンドル ２ スピンドル支持ブロック １１，１２，６４，１０５ ボイスコイルモータ ２０，２１ 連結具 ２２ モータホルダ ２３ スケールホルダ ２４ クロスローラテーブルの移動部 ２５ クロスローラテーブルの固定部 ２６ ガイドベアリングの外筒 ２７ ガイドベアリングのボール ２８ ガイドベアリングの内輪 ２９ ハウジング ３０ スピンドルモータ ４０ ドリル ５１，５２，１０８ 変位センサ（リニアスケール） ５１ スケール（変位センサ） ５２ 検出ヘッド（変位センサ） ６０ 速度センサ ７０ 加工物 ７１〜７５ 切削トルクを測定するための部分 ７１ ガイドレール ７２ ガイドベアリング ７３ ロードワッシャ ７４，７５ 取り付け具 ８０ ボールスプライン １００ 中央制御器 １０１ 位置指令発生器 １０２ 制御器 １０３ 切り換えスイッチ １０４ 電流アンプ １０６ 可動部 １０７ 速度センサ １１１ ボイスコイルモータのヨーク １１２ ボイスコイルモータの永久磁石 １１３ ボイスコイルモータの可動子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spindle 2 Spindle support block 11, 12, 64, 105 Voice coil motor 20, 21 Connector 22 Motor holder 23 Scale holder 24 Cross roller table moving part 25 Cross roller table fixing part 26 Guide roller outer cylinder 27 Guide bearing Ball 28 guide bearing inner ring 29 housing 30 spindle motor 40 drill 51, 52, 108 displacement sensor (linear scale) 51 scale (displacement sensor) 52 detection head (displacement sensor) 60 speed sensor 70 workpiece 71 to 75 cutting torque Measurement part 71 Guide rail 72 Guide bearing 73 Load washer 74, 75 Mounting device 80 Ball spline 100 Central controller 101 Position command generator 102 Controller 103 Rikae switch 104 current amplifier 106 movable part 107 speed sensor 111 voice coil motor yoke 112 voice coil motor of the permanent magnet 113 a voice coil motor of the mover
Claims (14)
（ａ）ドリルが装着されるスピンドルと、（ｂ）該スピ
ンドルを回転させるスピンドルモータと、（ｃ）前記ス
ピンドルを直線運動させるボイスコイルモータと、
（ｄ）前記スピンドルの変位を検出する変位センサと、
（ｅ）前記スピンドルの直線運動を制御する制御手段と
を備え、（ｆ）前記ボイスコイルモータで前記スピンド
ルを後進させ、一定な位置を維持させ、前記ドリルの下
に加工物をセットし、前記スピンドルモータで前記スピ
ンドルを回転させ、前記ボイスコイルモータで前記スピ
ンドルを送ることにより、ドリリングし、指示された深
さまでドリリングしたことを前記変位センサの信号から
判断し、前記ボイスコイルモータで前記スピンドルを後
進させることを特徴とする小径穴加工用自動ボール盤。An automatic drilling machine for drilling small diameter holes,
(A) a spindle on which a drill is mounted, (b) a spindle motor for rotating the spindle, and (c) a voice coil motor for linearly moving the spindle.
(D) a displacement sensor for detecting a displacement of the spindle;
(E) control means for controlling the linear movement of the spindle, (f) moving the spindle backward by the voice coil motor, maintaining a constant position, setting a workpiece under the drill, By rotating the spindle with a spindle motor and sending the spindle with the voice coil motor, drilling, judging from the signal of the displacement sensor that drilling to the indicated depth is determined, the spindle is rotated by the voice coil motor. An automatic drilling machine for drilling small-diameter holes, which is driven backward.
盤において、前記ボイスコイルモータに流れる電流を測
定し、ボイスコイルモータの電流と推力とが比例するこ
とを用いて、前記ドリルに加わる軸方向外力が測定でき
るようにしたことを特徴とする小径穴加工用自動ボール
盤。2. The automatic drilling machine according to claim 1, wherein the current flowing through the voice coil motor is measured, and the axis applied to the drill is determined by using the fact that the current of the voice coil motor is proportional to the thrust. An automatic drilling machine for drilling small-diameter holes, characterized in that external force can be measured.
盤において、前記ボイスコイルモータに流れる電流を測
定して、切削スラストが測定できるようにしたことを特
徴とする小径穴加工用自動ボール盤。3. The automatic drilling machine according to claim 2, wherein a current flowing through the voice coil motor is measured so that a cutting thrust can be measured.
盤において、前記ボイスコイルモータに流れる電流を測
定して、切削スラストを測定することにより、前記ドリ
ルが折れているか否かを検出する機能を有することを特
徴とする小径穴加工用自動ボール盤。4. The automatic drilling machine according to claim 3, wherein a current flowing through the voice coil motor is measured, and a cutting thrust is measured to detect whether or not the drill is broken. An automatic drilling machine for drilling small-diameter holes, comprising:
盤において、前記ドリルに加わる軸方向外力の測定値と
前記変位センサの変位測定値とを用いて、加工面までの
距離を測定することを特徴とする小径穴加工用自動ボー
ル盤。5. The automatic drilling machine for drilling small-diameter holes according to claim 2, wherein a distance to a machined surface is measured by using a measured value of an axial external force applied to the drill and a displacement measured value of the displacement sensor. Automatic drilling machine for drilling small diameter holes.
盤において、前記ボイスコイルモータに流れる電流を制
御することにより、切削力を制御しながら、穴加工を行
うことを特徴とする小径穴加工用自動ボール盤。6. The automatic drilling machine according to claim 1, wherein the drilling is performed while controlling a cutting force by controlling a current flowing through the voice coil motor. For automatic drilling machines.
盤において、前記制御器での位置制御ゲインを小さくす
ることにより、前記スピンドルの軸方向支持剛性を小さ
くした状態で、穴加工、加工位置設定または加工面まで
の距離測定を行うことを特徴とする小径穴加工用自動ボ
ール盤。7. The automatic drilling machine for drilling small diameter holes according to claim 1, wherein the position control gain of the controller is reduced to reduce the axial support rigidity of the spindle. An automatic drilling machine for drilling small-diameter holes, which performs setting or distance measurement to the machined surface.
盤において、前記スピンドルは前記スピンドルモータの
回転軸と一体になっており、前記スピンドルとスピンド
ルモータとが一緒に直線運動するダイレクトドライブ方
式のスピンドルを有することを特徴とする小径穴加工用
自動ボール盤。8. A direct drive type drilling machine according to claim 1, wherein said spindle is integrated with a rotation shaft of said spindle motor, and said spindle and said spindle motor move linearly together. An automatic drilling machine for drilling small-diameter holes, having a spindle.
盤において、前記スピンドルモータは固定されており、
前記スピンドルだけが直線運動することを特徴とする小
径穴加工用自動ボール盤。9. The automatic drilling machine according to claim 1, wherein the spindle motor is fixed.
An automatic drilling machine for drilling small diameter holes, wherein only the spindle moves linearly.
ル盤において、前記変位センサだけでなく速度センサを
も備えることを特徴とする小径穴加工用自動ボール盤。10. The automatic drilling machine according to claim 1, further comprising a speed sensor in addition to the displacement sensor.
ル盤において、２台以上のボイスコイルモータを用いる
ことを特徴とする小径穴加工用自動ボール盤。11. The automatic drilling machine for drilling small diameter holes according to claim 1, wherein two or more voice coil motors are used.
ール盤において、２台以上のボイスコイルモータのコイ
ルを直列連結して１台の駆動アンプで駆動することを特
徴とする小径穴加工用自動ボール盤。12. The automatic drilling machine for small diameter holes according to claim 11, wherein two or more voice coil motor coils are connected in series and driven by one drive amplifier. Drilling machine.
工用自動ボール盤において、１台のボイスコイルモータ
を用い、該ボイスコイルモータの推力中心線と前記スピ
ンドルの中心線とが一致していることを特徴とする小径
穴加工用自動ボール盤。13. The automatic drilling machine according to claim 8, wherein one voice coil motor is used, and a thrust center line of the voice coil motor coincides with a center line of the spindle. An automatic drilling machine for drilling small diameter holes.
ール盤において、前記ボイスコイルモータのヨークの中
が空いており、その空いている所に前記スピンドルモー
タ又はスピンドルが入ることを特徴とする小径穴加工用
自動ボール盤。14. The automatic drilling machine according to claim 13, wherein the yoke of the voice coil motor is vacant, and the spindle motor or the spindle enters the vacant space. Automatic drilling machine for drilling holes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8165855A JPH106113A (en) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | Automatic drilling machine for small hole machining |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8165855A JPH106113A (en) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | Automatic drilling machine for small hole machining |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH106113A true JPH106113A (en) | 1998-01-13 |
Family
ID=15820284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8165855A Pending JPH106113A (en) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | Automatic drilling machine for small hole machining |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH106113A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100753162B1 (en) | 2005-12-29 | 2007-08-30 | 주식회사 탑 엔지니어링 | Method for Detecting Position of Substrate Using Position Error of Motor And Scriber Using The Same |
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1996
- 1996-06-26 JP JP8165855A patent/JPH106113A/en active Pending
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