專利名稱：加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加工方法和加工裝置，在該方法和裝置中，放置工件的工作臺(tái)和夾持工具的主軸在相互垂直的X-、Y-和Z-方向上相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以用工具加工工件。
背景技術(shù)：
圖8是一個(gè)傳統(tǒng)使用的印制線路板加工裝置的結(jié)構(gòu)圖。在圖8中，印制線路板1固定在具有墊板9的工作臺(tái)2上。工作臺(tái)2由X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3驅(qū)動(dòng)而能夠沿前/后(X)方向合乎要求地運(yùn)動(dòng)。夾持鉆4的主軸5由Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6驅(qū)動(dòng)而能夠沿上下(Z)方向合乎要求地運(yùn)動(dòng)。Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6由Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7驅(qū)動(dòng)而能夠沿左右(Y)方向合乎要求地運(yùn)動(dòng)。每個(gè)X-、Y-和Z-軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3、7和6都有一個(gè)未圖示出的位置檢測(cè)器，以便可以通過(guò)反饋控制將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)精確定位在指定的位置(坐標(biāo)軸)。
在加工時(shí)，操作X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3和Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7以便鉆4的軸定位在鉆孔位置8的軸線(垂直于印制線路板1)方向上。此后，主軸5由Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6驅(qū)動(dòng)而向下移動(dòng)到指定高度，印制線路板1在目標(biāo)位置被鉆孔。當(dāng)鉆孔完成后，主軸5抬起，鉆4返回到備用位置。然后，重復(fù)前述的操作直到加工結(jié)束。因此，加工時(shí)間計(jì)算為X/Y方向運(yùn)動(dòng)時(shí)間和Z方向運(yùn)動(dòng)時(shí)間的總和。
鉆4的備用位置是指這樣一個(gè)位置，在該位置上，鉆4的前端與印制線路板1的表面有一個(gè)預(yù)定距離，以確實(shí)地排出金屬屑和防止當(dāng)鉆4水平運(yùn)動(dòng)時(shí)干涉到印制線路板1。在備用位置，從鉆4的前端到印制線路板1的距離稱為空間動(dòng)作距離(an air-cut distance)La?？臻g動(dòng)作距離La的值常常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定的該值對(duì)應(yīng)于前面提到的預(yù)定距離。
圖9是一個(gè)表示當(dāng)橫坐標(biāo)指定為時(shí)間軸時(shí)，X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3的定位指令和真實(shí)位置(響應(yīng))之間關(guān)系的示意圖。圖10是一個(gè)示意圖，同樣地，它表示了Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6的定位指令和真實(shí)位置(響應(yīng))之間的關(guān)系。
如圖9所示，X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3的位置響應(yīng)延遲于X軸定位指令。此外，在停止時(shí)，位置響應(yīng)相對(duì)于目標(biāo)位置發(fā)生振蕩(過(guò)沖或下沖)，并且X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3逐漸接近目標(biāo)位置。從X軸定位指令達(dá)到目標(biāo)位置并且直到X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3在預(yù)定允許的位置誤差范圍內(nèi)穩(wěn)定下來(lái)，所需時(shí)間被稱作穩(wěn)定時(shí)間Ts。另一方面，Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7的操作與X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3的操作相類似。
另一方面，如圖10所示，由于Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6上的載荷比X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3上的載荷輕，所以，Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6相對(duì)于Z軸定位指令的位置響應(yīng)的延遲(位置偏離)比X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3的小。此外，Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6的加速時(shí)間較短。因此，Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6直接以加工條件指定的速度下落，并且一旦完成加工便以最大速度抬起。
圖11是一個(gè)本發(fā)明的加工過(guò)程的說(shuō)明圖，通過(guò)該加工過(guò)程可以提高加工速度。為了縮短加工時(shí)間和提高加工精度，一旦鉆4的軸定位在鉆孔位置8的軸線上，即，一旦經(jīng)過(guò)了穩(wěn)定時(shí)間Ts，鉆4便切入印制線路板1，如圖11所示。
最后，正如日本專利特開平2002-166396所公開的，該發(fā)明人提出了一項(xiàng)發(fā)明，在該發(fā)明中，在工作臺(tái)2和鉆4沿X軸和Y軸方向上運(yùn)動(dòng)的情況下，將鉆4的軸定位在加工位置上的時(shí)刻能夠從運(yùn)動(dòng)距離、速度和加速度計(jì)算出，并且，鉆4的前端能夠在穩(wěn)定時(shí)間Ts結(jié)束的同時(shí)到達(dá)印制線路板1的上部。
根據(jù)這個(gè)發(fā)明，當(dāng)假設(shè)Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6的速度固定，以及相應(yīng)于Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6的指令Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6的位置響應(yīng)沒(méi)有延遲時(shí)，鉆4到達(dá)印制線路板的上部的運(yùn)動(dòng)時(shí)間能夠通過(guò)使用下降速度Vv和Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6的空間動(dòng)作距離La從等式1獲得。
Ta＝La/Vz 等式1Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6的下降運(yùn)動(dòng)開始于當(dāng)Ts＝Ta時(shí)，與X軸的指令到達(dá)時(shí)間同時(shí)；當(dāng)Ts＞Ta時(shí)，從X軸的指令到達(dá)時(shí)間起經(jīng)過(guò)Ts-Ta時(shí)間后；及當(dāng)Ts＜Ta時(shí)，從X軸的指令到達(dá)時(shí)間起之前的Ta-Ts時(shí)間。
順便提及，為了移動(dòng)到下一個(gè)加工位置，同時(shí)操作X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3和Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7。因此，Z軸操作開始的時(shí)刻根據(jù)較晚到達(dá)下一個(gè)加工位置的較遲的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)確定。
然而，在前述的相關(guān)技術(shù)中得到的時(shí)刻是一個(gè)理論上的時(shí)刻。實(shí)際的加工裝置在性能上會(huì)有變化。此外，即使在同一個(gè)加工裝置中，比如，由于運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)開始位置、或類似的原因，性能也可能改變。由于維護(hù)條件或裝置的安裝環(huán)境，性能也可能改變。因此，為了保持較高的加工精度，就可能需要在實(shí)際鉆孔的印制線路板上測(cè)量鉆孔位置精度。當(dāng)進(jìn)行這樣的測(cè)量時(shí)，由于測(cè)量步驟，無(wú)法期望提高加工生產(chǎn)率。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決屬于相關(guān)技術(shù)的前述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種加工方法和加工裝置，通過(guò)這種方法和裝置，測(cè)量步驟可以省略，從而，可以提高工件的加工生產(chǎn)率和加工質(zhì)量。
為了達(dá)到前述的目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種加工方法，其能夠在相互垂直的X-、Y-和Z-軸方向上定位工件和工具并加工工件，該方法包括以下步驟加工前，相對(duì)于與工具軸相一致的Z軸，在X軸和Y軸方向上移動(dòng)工件；檢查相對(duì)于Z軸的X軸和Y軸方向的定位響應(yīng)性能；根據(jù)已獲得的定位響應(yīng)性能，在Z軸方向上定位工具。
在這種情況下，預(yù)先建立用于確認(rèn)定位響應(yīng)性能的多個(gè)測(cè)量條件。此外，說(shuō)明與運(yùn)動(dòng)開始點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)加速度、以及運(yùn)動(dòng)距離中的至少一個(gè)的依賴關(guān)系的條件被選擇作為測(cè)量條件。從在加工過(guò)程中使用的運(yùn)動(dòng)條件和測(cè)量條件之間相比較而獲得的數(shù)據(jù)中，選擇用于定位的定位響應(yīng)性能。附帶地，能夠改變定位響應(yīng)性能的控制參數(shù)可以預(yù)先設(shè)定。在這種情況下，當(dāng)獲得的數(shù)據(jù)超出了預(yù)定范圍時(shí)，要改變控制參數(shù)。然后，檢查定位響應(yīng)性能，并根據(jù)控制參數(shù)將工具定位在軸向上，該控制參數(shù)使得獲得的數(shù)據(jù)在預(yù)定范圍內(nèi)。
此外，根據(jù)已經(jīng)獲得的定位響應(yīng)性能，在工具在Z軸方向上運(yùn)動(dòng)開始時(shí)間、運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)開始定位中至少有一個(gè)受到控制。在這種情況下，運(yùn)動(dòng)開始位置可以被建立成短于預(yù)定的空間動(dòng)作距離，縮短的距離為L(zhǎng)c，可利用運(yùn)動(dòng)時(shí)間Ta和穩(wěn)定時(shí)間Ts之間的差Tc和下降速度Vz從下面的等式獲得Lc＝Vz(Ta-Ts)即，運(yùn)動(dòng)開始位置設(shè)置在由空間動(dòng)作距離(La)減去Lc所表示的位置上，從而使運(yùn)動(dòng)時(shí)間變短。
此外，根據(jù)加工精度，可以建立穩(wěn)定允許范圍。在這種情況下，相對(duì)于Z軸的X-軸和Y-軸方向的定位響應(yīng)性能，在已建立的穩(wěn)定允許范圍內(nèi)檢查。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種加工方法，其能夠在相互垂直的X-、Y-和Z-軸方向上定位工件和工具并加工工件，該方法包括以下步驟在加工前，將工具的軸設(shè)置成Z軸，并獲得夾持工具主軸的Z軸位置響應(yīng)延遲；在從工具的前端達(dá)到加工距離(插入端)的時(shí)間點(diǎn)開始，通過(guò)將主軸的Z軸位置響應(yīng)的延遲與工件內(nèi)工具前端抬起返回到工件表面所需要的時(shí)間相加而獲得的時(shí)間經(jīng)過(guò)以后的時(shí)間點(diǎn)上，設(shè)置X-軸和Y-軸上的運(yùn)動(dòng)開始時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種加工裝置，包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于使工作臺(tái)和主軸在相互垂直的X-、Y-和Z-軸方向上做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)上放置工件，主軸夾持工具，操作該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)加工工件；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于加工前，相對(duì)于與工具軸一致的Z軸，在X軸和Y軸方向上移動(dòng)工件；響應(yīng)性能檢測(cè)機(jī)構(gòu)，用于檢查相對(duì)于Z軸的X軸和Y軸方向的定位響應(yīng)性能；定位控制機(jī)構(gòu)，根據(jù)獲得的定位響應(yīng)性能，在Z軸方向上定位工具。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種加工裝置，包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于使工作臺(tái)和主軸在相互垂直的X-、Y-和Z-軸方向上相對(duì)運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)上放置工件，主軸夾持工具，操作該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)加工工件；程序儲(chǔ)存機(jī)構(gòu)，用于儲(chǔ)存檢查程序和加工程序；分析機(jī)構(gòu)，用于從儲(chǔ)存機(jī)構(gòu)中讀取程序并分析讀取的程序；方式儲(chǔ)存機(jī)構(gòu)，用于儲(chǔ)存預(yù)定運(yùn)動(dòng)操作的方式和穩(wěn)定時(shí)間；方式匹配判斷機(jī)構(gòu)，用于判斷由分析機(jī)構(gòu)分析的運(yùn)動(dòng)操作和儲(chǔ)存在方式儲(chǔ)存機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)操作之間的匹配；驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，用于在X-和Y-軸方向上移動(dòng)工件和/或工具；指令產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，用于向驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)產(chǎn)生Z軸下降指令；響應(yīng)分析機(jī)構(gòu)，用于分析由驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的工件和/或工具在每個(gè)軸方向上的位置響應(yīng)；其中，加工前，在指定的測(cè)量條件下，在垂直于與主軸一致的Z軸的兩個(gè)方向上移動(dòng)工作臺(tái)和工具，在定位指令的指令到達(dá)時(shí)間后，獲取運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置響應(yīng)到達(dá)并停留在預(yù)定的允許范圍內(nèi)所需要的穩(wěn)定時(shí)間，在加工期間，根據(jù)獲得的穩(wěn)定時(shí)間，工具在Z軸方向上運(yùn)動(dòng)。
在這種情況下，加工裝置可以進(jìn)一步包括參數(shù)儲(chǔ)存機(jī)構(gòu)，用于儲(chǔ)存一組預(yù)定的控制參數(shù)；其中，驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)從參數(shù)儲(chǔ)存機(jī)構(gòu)中獲得控制參數(shù)，然后，根據(jù)該控制參數(shù)在X軸方向和Y軸方向上移動(dòng)工件和/或工具。
此外，加工裝置可以進(jìn)一步地包括控制機(jī)構(gòu)，用于在裝運(yùn)時(shí)(time ofshipment)檢查相對(duì)于兩個(gè)方向的定位響應(yīng)性能，將因此獲得的穩(wěn)定時(shí)間儲(chǔ)存在方式儲(chǔ)存機(jī)構(gòu)中，將儲(chǔ)存的穩(wěn)定時(shí)間與安裝后檢查到的穩(wěn)定時(shí)間進(jìn)行比較，從而判斷安裝條件。在這種情況下，該加工裝置具有判斷安裝條件的判斷功能。
在這種場(chǎng)合下，所述控制機(jī)構(gòu)可以得出下面的結(jié)論，即當(dāng)穩(wěn)定時(shí)間依照安裝后檢查到的運(yùn)動(dòng)開始點(diǎn)的坐標(biāo)值發(fā)生很大變化時(shí)，支撐裝置的基座的指定位置上出現(xiàn)了問(wèn)題。此外，該控制機(jī)構(gòu)可以根據(jù)響應(yīng)波形的過(guò)沖或下沖的大小和安裝后檢查到的穩(wěn)定時(shí)間判斷裝置的擺動(dòng)，從而評(píng)估安裝條件和/或基底剛度。
順便提級(jí)，比如，當(dāng)鉆用作工具和印制線路板用作工件時(shí)，該加工方法可以作為印制線路板鉆孔方法，該加工裝置可以作為印制線路板鉆孔裝置。


圖1是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的X軸控制裝置的連接圖；圖2是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的NC控制機(jī)構(gòu)的處理方框圖；圖3是一個(gè)表示根據(jù)本發(fā)明的鉆和X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間關(guān)系的示意圖；圖4是一個(gè)表示根據(jù)本發(fā)明的鉆和X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間關(guān)系的示意圖；圖5是一個(gè)表示根據(jù)本發(fā)明的鉆和X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間關(guān)系的示意圖；圖6是一個(gè)表示根據(jù)本發(fā)明的鉆和X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間關(guān)系的示意圖；圖7是一個(gè)表示根據(jù)本發(fā)明的鉆和X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間關(guān)系的示意圖；圖8是一個(gè)相關(guān)技術(shù)中使用的印制線路板加工裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖9是一個(gè)表示X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)位置指令和真實(shí)位置之間關(guān)系的示意圖；圖10是一個(gè)表示Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)位置指令和真實(shí)位置之間關(guān)系的示意圖；及圖11是一個(gè)說(shuō)明相關(guān)技術(shù)的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖中的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的X軸控制裝置的連接圖，圖2是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的NC控制機(jī)構(gòu)的處理方框圖。在這些圖中，與圖8所示的傳統(tǒng)實(shí)施例中相同的部件由相同的參照標(biāo)記表示，這些部分的重復(fù)的描述將被省略。
在圖1中，X-軸控制裝置由NC控制機(jī)構(gòu)51、驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)52和伺服放大器53構(gòu)成。NC控制機(jī)構(gòu)51向驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)52提供定位指令，并從驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)52接收工作臺(tái)2的位置響應(yīng)。根據(jù)來(lái)自于NC控制機(jī)構(gòu)51的指令，驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)52通過(guò)伺服放大器53操作X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3以定位工作臺(tái)2。位置檢測(cè)器54向驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)52提供工作臺(tái)2的當(dāng)前位置。
如圖2所示，NC控制機(jī)構(gòu)51包括儲(chǔ)存部分61、程序讀取/分析部分62、方式/穩(wěn)定-時(shí)間儲(chǔ)存部分63、方式匹配判斷部分64、操作指令產(chǎn)生部分65、響應(yīng)分析部分66、報(bào)警顯示部分67、控制參數(shù)設(shè)置部分68、轉(zhuǎn)換部分70等等。儲(chǔ)存部分61儲(chǔ)存檢查程序、進(jìn)行加工的加工程序等等。在每個(gè)檢查程序中，寫有將在以后闡述的檢查條件。程序讀取/分析部分62從儲(chǔ)存部分61中讀取程序并分析讀取的程序。方式/穩(wěn)定-時(shí)間儲(chǔ)存部分63儲(chǔ)存預(yù)定的移動(dòng)操作方式，以及從X軸定位指令到達(dá)目標(biāo)位置直到X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3穩(wěn)定在預(yù)定的允許位置誤差范圍內(nèi)為止所需的穩(wěn)定時(shí)間。方式匹配判斷部分64根據(jù)方式/穩(wěn)定-時(shí)間儲(chǔ)存部分63中的檢查條件，判斷分析的運(yùn)動(dòng)操作和運(yùn)動(dòng)操作之間的匹配。操作指令產(chǎn)生部分65給操作X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3的驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)52產(chǎn)生Z軸下降指令。響應(yīng)分析部分66分析X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3的響應(yīng)。報(bào)警顯示部分67顯示預(yù)定的報(bào)警。控制參數(shù)設(shè)置部分68儲(chǔ)存一組預(yù)定的控制參數(shù)。轉(zhuǎn)換部分70將響應(yīng)分析部分66的連接到報(bào)警顯示部分67或連接到控制參數(shù)設(shè)置部分68。
如此配置的NC控制機(jī)構(gòu)51按照下面說(shuō)明的步驟1-8執(zhí)行操作。在此假設(shè)連接轉(zhuǎn)換部分70的a邊。
步驟1作為對(duì)加工指令的響應(yīng)，NC控制機(jī)構(gòu)51從儲(chǔ)存部分61中讀取預(yù)先提供和儲(chǔ)存的檢查程序。NC控制機(jī)構(gòu)51通過(guò)方式匹配判斷部分64使操作指令產(chǎn)生部分65向驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)52產(chǎn)生一個(gè)指令，以通過(guò)伺服放大器53操作X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3。比如，如表1所示，檢查程序規(guī)定了X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3和Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7在停止時(shí)間時(shí)影響性能的因素，如速度、加速度、運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)開始坐標(biāo)值、停止位置坐標(biāo)值、以及類似的因素。順便提級(jí)，因?yàn)榧铀俣瓤梢员辉O(shè)置成一個(gè)固定值，所以表1中省略了該值。
表1

步驟2當(dāng)執(zhí)行一個(gè)檢查程序時(shí)，NC控制機(jī)構(gòu)51使響應(yīng)分析部分66分析X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3的響應(yīng)(位置響應(yīng))，并計(jì)算穩(wěn)定時(shí)間Ts。比如，穩(wěn)定時(shí)間Ts用下面的方法進(jìn)行計(jì)算。即，根據(jù)位置偏離是否在預(yù)定允許范圍內(nèi)停留預(yù)定的時(shí)間來(lái)判斷穩(wěn)定。這樣，從指令到達(dá)時(shí)間直到位置偏離落入到預(yù)定的允許范圍內(nèi)所需要的時(shí)間被計(jì)算成穩(wěn)定時(shí)間Ts，其中，在指令到達(dá)時(shí)間，定位指令信號(hào)到達(dá)目標(biāo)位置確定的值。順便提級(jí)，當(dāng)響應(yīng)分析部分66計(jì)算出的穩(wěn)定時(shí)間Ts和圖9所描述的響應(yīng)波形的過(guò)沖或下沖的大小超過(guò)他們的預(yù)定臨界值時(shí)，報(bào)警顯示部分67顯示報(bào)警以通知操作工裝置出現(xiàn)故障。
步驟3將一組檢查條件和獲得的穩(wěn)定時(shí)間Ts儲(chǔ)存在方式/穩(wěn)定-時(shí)間儲(chǔ)存部分63中。
步驟4當(dāng)還有其它檢查條件時(shí)，重復(fù)步驟1至步驟3的操作，并且將一組檢查條件和獲得的穩(wěn)定時(shí)間Ts儲(chǔ)存在方式/穩(wěn)定-時(shí)間儲(chǔ)存部分63中。
當(dāng)直到此時(shí)的操作完成時(shí)，將開始實(shí)際的加工。
步驟5接下來(lái)，NC控制機(jī)構(gòu)51從儲(chǔ)存部分61中讀取一個(gè)實(shí)際的加工程序，并且使程序讀取/分析部分62分析讀取的加工程序的內(nèi)容。
步驟6NC控制機(jī)構(gòu)51使方式匹配判斷部分64根據(jù)方式/穩(wěn)定-時(shí)間儲(chǔ)存部分63中的檢查條件，判斷分析的運(yùn)動(dòng)操作和運(yùn)動(dòng)操作之間的匹配。因此，一致的或最接近的檢查條件的穩(wěn)定時(shí)間Ts從方式/穩(wěn)定-時(shí)間儲(chǔ)存部分63中被讀取出來(lái)。
步驟7NC控制機(jī)構(gòu)51使操作指令產(chǎn)生部分65通過(guò)使用空間動(dòng)作距離La和Z軸下降速度Vz從等式1獲得鉆4的板上部到達(dá)時(shí)間Ta，通過(guò)使用從儲(chǔ)存部分63中讀取的穩(wěn)定時(shí)間Ts計(jì)算最佳Z軸下降時(shí)該t，并產(chǎn)生一個(gè)給驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)52的指令。
步驟8驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)52根據(jù)步驟7中產(chǎn)生的指令操作X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3。
從步驟5至步驟8的操作將重復(fù)進(jìn)行直到完成加工。
另一方面，當(dāng)連接轉(zhuǎn)換部分70的b邊時(shí)，即，當(dāng)連接控制參數(shù)設(shè)置部分68時(shí)，操作執(zhí)行如下；當(dāng)控制參數(shù)設(shè)置部分68被連接到響應(yīng)分析部分66時(shí)，報(bào)警顯示部分67不顯示報(bào)警，但是選擇一組預(yù)先儲(chǔ)存在控制參數(shù)設(shè)置部分68中的控制參數(shù)。當(dāng)前設(shè)置在驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)52中的控制參數(shù)由選擇的控制參數(shù)取代。此后，再次執(zhí)行步驟1和步驟2，以在選擇的控制參數(shù)下觀察響應(yīng)波形。當(dāng)存在一組參數(shù)，在該參數(shù)下，響應(yīng)波形的過(guò)沖和下沖的大小等等在它們的預(yù)定臨界值內(nèi)時(shí)，使用選擇的控制參數(shù)進(jìn)行加工。當(dāng)不能獲得理想的結(jié)果時(shí)，要選擇其它控制參數(shù)。當(dāng)即使進(jìn)行這樣的操作也沒(méi)有恰當(dāng)?shù)囊唤M參數(shù)時(shí)，則在該裝置中存在不正常的現(xiàn)象、或者該裝置的安裝條件出現(xiàn)惡化。因此，NC控制機(jī)構(gòu)51使報(bào)警顯示部分67顯示報(bào)警，發(fā)出該裝置出現(xiàn)故障的通知。
Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6的操作如下。附帶地，圖3至圖7是表示時(shí)間軸為橫坐標(biāo)時(shí)鉆的位置說(shuō)明圖。
實(shí)施例1在鉆4的板上部到達(dá)時(shí)間(Board Top Arrival Time)Ta＞穩(wěn)定時(shí)間Ts的情況下。
在相關(guān)技術(shù)中，鉆以速度Vz下降，如圖3虛線所示。另一方面，根據(jù)本發(fā)明，鉆4以從下面等式2得到的速度Vz1(Vz1＞Vz)向下運(yùn)動(dòng)，如圖3實(shí)線所示。
Vz1≥La/Ts 等式2因此，能夠提高加工生產(chǎn)率。
順便提級(jí)，假設(shè)在圖3中，Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6上沒(méi)有響應(yīng)延遲。然而，事實(shí)上，Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6上同樣有響應(yīng)延遲。因此，如圖4所示，最佳Z軸下降時(shí)刻t通過(guò)將延遲時(shí)間Td與在步驟7中得到的運(yùn)動(dòng)時(shí)間Ta相加而計(jì)算出，并且，鉆在已計(jì)算出的時(shí)刻t向下運(yùn)動(dòng)。因此，在不降低加工精度的情況下可以提高加工生產(chǎn)率。
作為選擇，在不改變鉆4的下降速度的情況下，運(yùn)動(dòng)時(shí)間Ta和穩(wěn)定時(shí)間Ts之間的差Tc從下面的等式3獲得，并且空間動(dòng)作距離La縮短了一個(gè)距離Lc，如圖5中的實(shí)線所示。這樣，鉆在該位置向下運(yùn)動(dòng)。與相關(guān)技術(shù)中的加工生產(chǎn)力相比，如圖5中的虛線所示，以這種方式可以提高加工生產(chǎn)率。
Lc＝Vz(Ta-Ts) 等式3實(shí)施例2在要求加工精度的情況下。
當(dāng)要求高加工精度時(shí)，允許的穩(wěn)定范圍預(yù)先變窄，如圖6中的實(shí)線所示。然后，這種狀態(tài)下觀察穩(wěn)定時(shí)間Ts。因此，在加工精度得到提高同時(shí)，可以提高加工生產(chǎn)率。
與此相反，當(dāng)加工精確不需要那么高時(shí)，預(yù)先加寬允許的穩(wěn)定范圍，如圖6中的虛線所示。因而，可以提高加工生產(chǎn)率。
傳統(tǒng)地，并不考慮鉆4從板脫離的時(shí)間。然而，一旦鉆4從板脫離就操作X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3和Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7時(shí)，可以提高加工生產(chǎn)率。
在這個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)在步驟2中計(jì)算的穩(wěn)定時(shí)間Ts和響應(yīng)波形的過(guò)沖和下沖的大小超出它們的預(yù)定臨界值時(shí)，將通知操作工裝置出現(xiàn)故障。因此可以防止發(fā)生加工失敗。
下面闡述參照Z(yǔ)軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的操作，對(duì)X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的進(jìn)行控制情況。
在加工時(shí)，根據(jù)檢測(cè)Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6(或夾持鉆的主軸)位置的位置探測(cè)器的輸出，計(jì)算出鉆4從其到達(dá)的加工深度的位置抬高到印制線路板的表面的時(shí)間。同時(shí)，根據(jù)Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置響應(yīng)，獲得Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6的響應(yīng)延遲。然后，如圖7中的實(shí)線所示，將Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的響應(yīng)延遲與鉆4的前端從其從印制線路板的表面達(dá)到加工距離Ld的時(shí)間點(diǎn)開始抬回到印制線路板的表面的時(shí)間相加，一旦經(jīng)過(guò)這一時(shí)間后，就操作X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3和Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7。
以這種方式，在鉆4與印制線路板1完全分開的狀態(tài)下操作X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3和Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7。因此，與如圖7中的虛線所示的相關(guān)技術(shù)相比，在可能提高加工生產(chǎn)率的同時(shí)，可以防止鉆4被折斷。
順便提級(jí)，本發(fā)明不僅可以提高加工精度和加工速度，而且，本發(fā)明在以下情況下同樣有效。
即，將在安裝時(shí)獲得的穩(wěn)定時(shí)間Ts與在裝運(yùn)時(shí)預(yù)先測(cè)量的穩(wěn)定時(shí)間Ts相比較。以這種方式，可以判斷安裝條件的質(zhì)量。例如這種判斷可由方式匹配判斷部分64執(zhí)行。附帶地，該判斷也可以由未圖示出的NC控制機(jī)構(gòu)的CPU進(jìn)行。
此外，當(dāng)穩(wěn)定時(shí)間Ts相對(duì)運(yùn)動(dòng)開始點(diǎn)的坐標(biāo)值有較大變化時(shí)，可以很容易地得出支撐裝置基座的指定位置存在問(wèn)題這一結(jié)論。
此外，也可以從響應(yīng)波形的過(guò)沖和下沖的大小和穩(wěn)定時(shí)間Ts判斷裝置的擺動(dòng)。因此，也可以評(píng)估安裝條件和底座剛度。
順便提級(jí)，本發(fā)明也可以應(yīng)用在工作臺(tái)在X-軸和Y-軸兩個(gè)方向上移動(dòng)的加工裝置上。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，加工裝置實(shí)際上是在加工前預(yù)定的條件下進(jìn)行操作的。因此，可以正確地掌握該加工裝置的目前條件。加工操作根據(jù)獲得的結(jié)果進(jìn)行。因此，在不必測(cè)量鉆孔位置精度的情況下，可以獲得高速和高精度的加工。
此外，可以檢測(cè)精度退化或者安裝時(shí)由設(shè)置條件引起的設(shè)置條件的改變、時(shí)效退化等等。因此，不僅可以防止發(fā)生加工失敗，而且也改善了維護(hù)操作。
權(quán)利要求
1.一種加工方法，其能夠在相互垂直的X-、Y-和Z-軸方向上定位工件和工具并加工該工件，該方法包括以下步驟在加工前，將工具軸設(shè)置成Z軸，并獲得夾持工具的主軸的Z軸位置響應(yīng)延遲；在從工具的前端達(dá)到加工距離的時(shí)間點(diǎn)開始，將上述主軸的Z軸位置響應(yīng)延遲與工件內(nèi)的工具前端抬起返回到工件表面所需要的時(shí)間相加而獲得的時(shí)間經(jīng)過(guò)后的時(shí)間點(diǎn)上，設(shè)置X-軸和Y-軸上的運(yùn)動(dòng)開始時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其中，所述工具是鉆。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其中，所述工件是印制線路板。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種加工方法和裝置，在該加工方法和裝置中，加工裝置的加工生產(chǎn)率和加工質(zhì)量可以得到提高。在加工前，NC控制機(jī)構(gòu)根據(jù)預(yù)先規(guī)定的檢查條件使X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)工作臺(tái)。因此，NC控制機(jī)構(gòu)獲得從定位指令的指令到達(dá)時(shí)間直到工作臺(tái)位置響應(yīng)在預(yù)定的允許范圍內(nèi)的穩(wěn)定為止所需要的穩(wěn)定時(shí)間。同樣，對(duì)于在Y軸方向上移動(dòng)鉆的機(jī)構(gòu)，NC控制機(jī)構(gòu)獲得直到位置響應(yīng)穩(wěn)定在預(yù)定的允許范圍內(nèi)為止所需要的穩(wěn)定時(shí)間。在加工時(shí)，一旦經(jīng)過(guò)獲得的穩(wěn)定時(shí)間后，鉆便在Z軸方向上運(yùn)動(dòng)以切入印制線路板。
文檔編號(hào)B23B39/00GK101028691SQ20071009642
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2003年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月31日
發(fā)明者渡邊一雄, 山下孝彥, 伊藤靖, 長(zhǎng)澤勝浩 申請(qǐng)人:日立比亞機(jī)械股份有限公司