201233271 四、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（3)圖。 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明： 5〜工具； 1 6 a ~受壓部； 1 9〜馬達； 19b〜定子； 20〜電源（換流器電源）； 2 9〜檢知裝置； 16~轉子軸； 17e〜電極構材； 19a〜轉子； 19c〜線圈； 21〜三相電源； 30〜控制部（NC裝置）; 31〜感測器構造（接觸感測器）；〇電容器。 五、 本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式， 益 〇 六、 發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於將類似如印刷線路板等的工件加工的加 工裝置’詳言之’係關於檢測工具和工作件之接觸的感測 器構成。 【先則技術】 —般已知有印刷線路板穿孔機，其係藉由馬達使轉子 轴旋轉’藉由安裝在該轉子軸尖端的鑽頭而在印刷線路板 (工作件）上鑽孔。此種印刷線路板穿孔機為了連接形成 2 201233271 於不同層的電路之間，而在 (貫通孔）、盲六（帶底孔）， 來越薄，同時也更進一步地 的加工精度。 印刷線路板上穿設許多的通孔 但是近幾年來，印刷線路板越 多層化，因此被要求要有更高 更詳細地說’上述印刷線路板穿孔機，為了加工出從 鑽頭尖端到達印刷線路板的表面的位置起算具㈣設深度 的孔’為了更提升加工精度，正確地檢測出鑽頭尖端到達 印刷線路板表面就變得很重要了。因此，在過去已提出一 種裝置，其係將印刷線路板31於絕緣的狀態下放置在加工 σ 3 0上同時將私測被轉子軸6誘發的軸電壓V 〇之中的 所疋電壓Vi 1、Vi 2的比較器44與壓力腳20連接（參照專 利文獻1)。 上述專利文獻1記載的印刷線路板穿孔加工機為，在 .印刷線路板31上穿孔時’首先’從換流器電源i i向定子 線圈50提供交流電壓使轉子軸6旋轉，在該轉子轴6正在 旋轉的狀態下使支架4下降。當支架4開始下降時，先是 壓力腳20的軸襯41接觸到印刷線路板31的表面。繼之， 藉由空氣氣缸的收縮，在壓力腳2 0和印刷線路板抵接的狀 態下，僅使心軸下降，使鑽頭14的尖端到達印刷線路板 31的表面。當鑽頭ι4接觸到印刷線路板31時，透過印刷 線路板31表面的銅箔31c、壓力腳20的軸襯41而將軸電 壓V0輪出到比較器44。繼之，NC裝置23接收到表示該比 較盗44檢测到特定電壓π丨、Vi2的事實之檢出信號，藉 P刷線路板穿孔加工機檢測得知鑽頭14已到達印刷線 201233271 路板31的表面。 [先行技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]專利第41 84575號公報 【發明内容】 像這樣地，使用將交流電壓提供給定子線圈5〇而在轉 子軸6誘發的軸電壓V〇,就能正確地檢知出鑽頭η和印 刷線路板31的接觸。不過，通常工作件係由金屬製的 銷和夾具等固定的狀態下被載置在加工台上，所以，❹ 處於框體接地的狀態，但是在上述專利文獻！記載的印:
線路板穿孔機中’為了檢測出透過鑽頭14、印刷線路板W 以及壓力腳20的軸襯而施加於轉子軸6的軸電壓v〇,必 須使印刷線路板31與加工台絕緣，不能使用上述的金屬性 的銷，而必須特地採用由絕緣材料（例如陶究）所做成的. 銷。另外，以導電性材料形成和比較器連接的壓力腳20的 軸襯41 ’同時，必須以絕緣性材料形成固持該軸襯的 支架40。 因此，本發明之目標為，提供一種加工裝置，其無須 特思使工作件與加工A紹絡 , σ絕緣，也能夠使用軸電壓，正確地 檢知出工作件表面和鑽頭尖端的接觸。 [用以解決課題的手段] 本發明加工裝置（J )，苴 世，、已括.轉子軸（16)，其尖端安 裳用以加工工作件（2)的工且 "(5 ) 在絕緣的狀態下以自由 4 201233271 轉動的方式被支撐；安裝於該轉子軸（16)上的轉子（i9a); 和該轉子（19a)—起形成馬達（19)的定子（19b);電源 (2〇)，其係提供交流電壓給設置於該等定子（19b)或轉子 U 9 a)產生旋轉磁場的線圈（丨9 c);以及在工作件（2)被接地 的狀態下承載工作件之加工台（3);該加工裝置係為由該馬 達（19)使該轉子軸（16)轉動以加工工作件（2)，其特徵在於 包括：在被絕緣的狀態下靠近該轉子軸（16)配置，在和該 轉子軸（16)之間形成電容器（c)的電極構材（17e);連接該 電極構材(1 7e) ’檢知由於交流電壓被提供給前述線圈(1 9。) 而在該轉子軸（16)誘發的電壓（v〇)的檢知裝置（29);控制 部（30)，當該檢知裝置（29)已檢知出的電壓（v〇)變成未被 檢測出時，判斷為該工具（5)的尖端已接觸到工作件（2)。 另外’更具體地說，以此為佳：藉由空氣軸承（⑺以 ·:由轉動的方式支撐該轉子軸（16)，以絕緣構材⑽使該 二氣軸承（1 7)的上端部絕緣而形成該電極構材（1 &)。 此外，上述括號内的符號，係用於和圖式對照之物， 但此係為為了使得發明易於理解的權宜之計，並不會對申 。月專利範圍的構成造成絲毫影響。 [發明的效果] 依據申°月專利範圍第1項之發明，在轉子軸以及在被 !緣的狀態下靠近該轉子軸配置的電極構材之間形成電容 益’藉由將檢知褒置與該電極構材連接，能夠不透過工作 ^力工蛉旋轉的轉子軸所誘發的電壓（軸電壓）。 藉此’能夠用金屬製的銷容易地將卫作件固^在加工台， 5 201233271 並且，藉由檢知裝置不再檢測到 地檢知屮u t 釉電壓的事貫，能夠精確 出工具和工作件的接觸。 =中請專利範_ 2項的發明，藉由用空氣轴 ;=在能夠以些微的摩擦損失使該轉子軸高速轉動， 並且月b夠在不和空氧姑7辰垃t π 釉承接觸而絕緣的狀態下支撐之。另 外，以絕緣構材使該空氣轴承 )丄^ °卩絕緣而形成該電極 構材’猎此’能夠不改變加 咖广 交 裝置的基本構造而檢知到軸 電壓，以達到零件的共通化。 【實施方式】 [加工裝置的概略構成] _ Η下針對本發明的實施形態進行說明。如第i圖所 不’作為加工工作件的加工裝置的印刷線路板穿孔機^包 括：承載作為卫作件的印刷線純2的加卫台3;尖端安 裝鑽頭(工具)5的心轴6 ;嵌合於該心軸6的尖端，在鑽頭 5之前和印刷線路板2接觸，並把該印刷線路板2按壓在 °上的[力腳7。上述印刷線路板2，係由絕緣層和 電路乂互層積而形《，在其表面上貼有用以形成電路圖形 的銅箱^，如第2圖所示，係由2根基準銷9a、9b而固 定在加工台上。具體言在加工台3的表面上，形成方 形的溝10、-側面形成為v字形狀的溝u，—側的基準銷 9a***方形的溝10，並由夾具板12固定之(第2圖的2點 鎖線的狀態）’限制住印刷線路板2向Y軸方向的移動。另 外，另一側的基準銷叫访λ 輞扑***一側面為V字形狀的溝！丨中， 6 201233271 泫基準銷9b由夾具板13固定在V字部分1 ia，藉此，限 制印刷線路板2向X輛方向的移動。 另方面，如第1圖所示，配置為和上述加工台3相 ΐ的“軸6係構成為包括：圓筒形狀的主體部丄5、尖端安 裝了加工印刷線路板2的鑽頭5的轉子軸16、以自由轉動 的方式支it該轉子軸16的空氣軸承17'使轉子軸16轉動 的馬達19 ’該空氣軸承】7，係以徑向空氣轴承口a在徑方 向支樓轉子軸16，以推力空氣軸承17b在上下方向支樓轉 軸6 °亥L向二氣軸承1 7 a係由從空氣軸承的主體部分 17c向轉子軸16在徑方向噴出壓縮空氣的許多的喷出口構 成’並且’推力空氣軸纟m係由，在嵌插了設置在轉子 轴16的上端部的圓王裒狀的受壓冑16a的空氣轴承主體部分 Π。的縫隙部l7d’在受壓部16a從上下喷出壓縮空氣的複 數個喷出口構成。 另外，上述馬達19係由下列構成：將銅材於轉子軸 16中央部形成端環狀的轉子（轉動子）〗“；配置於和心軸 的主體部15的轉子19a面對的位置的定子（固定子）丨化， 當交流電壓從換流器電源2〇提供給定子m的線圈W 時，產生變動的磁場（旋轉磁場）而使轉子（轉子軸i6)i9a 轉動。此外，換流器電源20將從三相電源21輸入的商務 交流電屢轉換為頻率高的交流電壓。 上述心軸6的主體部15，固定於相對於制台22之 上下方向（z軸方向）自由移動的鞍座23,該橫滑台22係以 可在左右方向（γ軸方向）自由移動的方式，由設置於床面 7 201233271 25的平交軌（未圖示）支撐為跨越加工台 3。另外，上述加
橫滑台22使心軸6 & Y軸方向移動，同時，藉由使加工台 。而且’當加工位置 而能在印刷線路板上 3在X軸方向移動，以決定加工位置。 被決定時，藉由鞍座23讓心軸下降，所 穿孔。此外’使鞍座23在Z軸方向下降時，在鑽頭5之 壓力腳7的軸襯7a接觸到印刷線路板2,但是該壓力腳7 係由一對的空氣氣缸26所支撐，藉由該空氣氣缸26的伸 縮’而能夠使其與心軸6相對移動。 [接觸感測器的構成] 繼之，基於第1圖以及第3圖，說明檢測出鑽頭5已 到達印刷線路板2表面的事實的感測器構造（以下稱之為 接觸感測器）31。穿設有上述噴出口 17a、17b的空氣轴承 17的主體部分17c，其上端部17e係藉由絕緣構材27，被 固定於對心軸6的主體部15、空氣轴承17的下方部17f 絕緣的狀態下。這上端部17e，在其下方側的空氣軸承i 了 的主體部分17 c的空氣軸承的下方部17 f之間設有間隙， 形成配置了轉子軸1 6的受壓部1 6a的該縫隙部丨7d，同時， 成為對地電阻高的電極構材，在和該轉子軸16的受麗部 l6a之間形成電容器C。 上述轉子軸1 6 ’係藉由空氣軸承17 ’以可自由轉動的 方式支撐於從周圍浮起的狀態下。亦即，轉子輛16係在與 周遭（心軸的主體部i 5、空氣軸承17)電氣絕緣的狀態下被 8 201233271 支樓，但是當換流器電源20向定子1 9b的線圈1 9c提供3 相交流電壓時，就產生若干的所謂零相電壓，藉由此零相 電壓’透過馬達19的線圈19c和框（例如空氣軸承i 7的下 方部17f)等和轉子19a之間的浮游容量，在轉子誘發 誘導電壓（以下稱之為軸電壓）V〇 (數V程度）。而且，當轴 電壓V0被誘發時，在與轉子軸16之間形成電容器的上述 電極構材17e上也誘發電壓，檢知該軸電壓v〇的檢知裝置 29與該電極構材i7e連接。
另外，固定上述印刷線路板2的基準銷9a、9b，係由 鐵等的金屬製，而且，加工台3業同樣是鋼材等的金屬製， 印刷線路板2其表面的銅箔2a係透過基準銷9a、9b而被 框體接地(接地）。因此，當鑽頭5的尖端接觸印刷線路板 2的表面時’轉子軸16的電位為〇、也不會在電極構材誘 發電麼。上述檢知裝置29,和控制印刷線路板穿孔機的Μ 裝置（控制部）30連接，其檢知軸電壓v〇，並且，當鑽頭5 到達印刷線路板2表面上使得本來已檢知到的軸^ v〇變 得檢知不到時’將檢知信號輸出i NC裝置3〇。而且，NC 裝置30基於從該檢知裝置29傳來 1寻木的杈知信號，判斷鑽頭 5的尖端已到達印刷線路板2的表 衣Φ上了’並以此時心軸 位置作為穿孔加工的基準位置（〇點位置）。 接觸感測器31係由該等轉子舳〗 寺褥于釉16、電極構材17e、檢 知裝置29以及NC裝置30構成，μ λ产絲 再风藉由在轉子軸16和電極 構材1 7e之間形成電容器c，可以兀* J 乂不透過其他的構材（例如 印刷線路板），而檢測得知誘發於韓 放％轉動的轉子軸16的電壓 9 201233271 vo’並且，依據該軸電壓v〇的變化而檢出鑽頭5尖端和印 刷線路板2表面的接觸，因此能正麵測得知鑽頭5尖端 的位置。 卜。軸6 ’其上下方向（Z軸方向）移動範圍有受到 限制’當使心軸6開始下降以後經過特定的時間(例如心軸 6從上端位置到印刷線路板2表面移動所需要的時間），也 ’又有攸檢知裝置29收到檢知信號時’ Nc裝置3〇判斷為鑽 頭5受到折損。 =說明本發明實施形態的印刷線路板穿孔裝置i的動 作。操作者，當執行印刷線路板2的穿孔時，首先，將印 刷線路板2載置於加卫台3±，並且，使用以鐵等的導電 性材料做成的基準銷9a、9b，將印刷線路板2固定在加工 台3上。 當印刷線路板2被載置於加工台3上眸 σ d上時，啟動換流器 電源20以向定子19b的線目…提供交流電壓，使轉子軸 16轉動。當交流電壓被供應至定子⑽的線圈W時在 轉子軸16誘發軸電壓v〇，同時檢知裝置29 檢知軸電壓V 0。 ° 繼之，NC裝置30，當加工的準備完成時，使加工△ 3 以及橫滑台22移動並心加卫位置，若_5位於加工口位 置上：則使鞍座23下降β當鞍座23下降時，開始將壓力 腳7以及心軸6兩者下降，首弁 Τ百无透過壓力腳7將印刷線 路板2按壓在加工台3上。 則深 繼之’若鞍座23進一步由此狀能下限 , 7田此狀慼下降，貝1J空氣氣缸 10 201233271 2 6收縮，從壓六咖7 $ ^ 11卩刷線路板2抵接的狀態下僅使心 軸下降，鑽頭5的，,、— 的大端到達印刷線路板2的表面上◦告 頭5的尖·印刷線路板2的表面接料 位變為0,用檢知穿f㈧山— 的電 裒置29也無法檢知軸電壓y〇。 知軸電壓V0時，檢知梦罢…&松 、 向NC裝置3〇輸出檢知信號， 虽接收到該檢知信號時，Nc裝置⑽判 已到達印刷線路板2的# & μ 、， 的大鳊 置作為加工的基準：繼亚將該時刻的心軸6的位 繼之，使心軸6下降從該基準位 疋的所欲距離’以在印刷線路板2上穿設孔。 靠近二？據本實施形態，將與周遭絕緣的電極構材17e 16配置以形成電容器c，藉此 他的構材（例如印 个远過其 丨…. 檢測得知誘發於轉動的轉 /壓V〇。尤其是’由空氣軸承17形成轉子軸16， 使該工氣軸承17的一A八 一 軸承17b的p * 。刀（在本貫施形態中構成推力空氣 的⑽17d/部)為電極構材176 ’藉此’和轉子軸16 二1則越能提升空氣轴承的性能以及軸電壓 V 0的檢知性能。 =外’因為無須變更加工裝置的基本構造，而能達到 二、加工裝置之間零件的共通化，而且構 =:出鑽頭的特別的電㈣、。此外，因為無須使:： 定在加能用金屬製的銷將印刷線路板" 口 3上，並且，因為印刷線路板2的沒有完 ，’，所以也沒有加工精度下降之虞。 此外，在本實施形態中，檢知裝置⑵係由本來已檢知 11 201233271 到的軸電壓V〇變得拾4 侍知知不到時’開始將檢知信號輸出至 NC裝置30，但是★vr丨、，曰
也了以疋：當檢知出軸電壓V0，就向NC 裝置3 0輸出檢知作祙 ^ 。就’虽不再輸出該檢知信號時，NC裝 置3 0判斷為鑽頭5垃_雜&丨！： α^ 接觸到印刷線路板2。亦即，只要能夠 得知檢知裝置不再拾：目丨π 丹仏測传到軸電壓V0的事實，檢知信號的 輸出模式可以是任伯· t 0 , 了方式。另外，檢知裝置29透過濾過器 檢知軸電壓V0的特定的電壓亦可。 再者電極構材1 7e只要靠近轉子轴配置即可，設置 在那裡都可以’並不一定要和空氣軸承”為一體。另外， 電極構材17e也可以〜 不要像本貫施形態一樣地透過陶瓷等 等的絕緣構材安庐太，、、、 妒在轴上，而是用絕緣構材塗布其全體 使…邑緣$外，轉子轴16也可以是藉由陶£製的軸承絕 緣的狀態下’以可自由轉動的方式被支樓。 再者’印刷線路板2也可以不用金屬製的銷，而用金 屬製的夾具而固定於加 a ^ . m 口 3。另外，在本實施形態中， 料針對印刷線路板2的穿孔加工機進行說明，但是只要 疋v表面疋導電性的工作件的加工裝置即可，可以適用 於任何裝i ’加卫工作件的卫具不限於鑽頭，也可以是端 銳刀等其他的工具。 β卜在本實把形態、中，係例示將3相互換流器輪出 提供、°叹置在&子用以產生旋轉磁場的線目3而驅動的誘 導馬達中以零相電壓在轉子軸誘發的軸電i，但在轉子使 用永久磁石和電磁鐵(激磁)的磁石同時期馬達也是一樣， 另外在設於轉子的電機子線圈使用刷子等提供交流電壓 201233271 (就流過線圈的電流的方向逆轉的咅羞 义释7心義而&是交流電壓）驅 動的直流馬達等中，透過電機子線圈和轉子轴之間的浮游 容量而在轉子㈣發軸電壓，所以也能適用本案發明。 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明的實施形態的加工裝置的正面圖。 第2圖為本發明的實施形態的加工台的工作件固定方 法的模式圖。 第3圖為本發明的實施形態的加工裝置的接觸感測器 構造的模式圖。 【主要元件符號說明】 )； 3〜加工台； 16〜轉子軸； 17e〜電極構材； 19a〜轉子； 1 9 c〜線圈； 2 7〜絕緣構材； 30〜控制部（NC裝置）; 1〜加工裝置（印刷線路板穿孔機 2〜工作件（印刷線路板）； 5〜工具； 17〜空氣轴承； 19〜馬達； 19b〜定子； 2〇〜電源（換流器電源）； 2 9 ~檢知襄置； C〜電容器；V0〜電壓（軸電壓）。 13