JPH11347873A - ワーク加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワーク加工装置において、ラムの昇降駆動手
段であるリニアモータに供給される電力が断たれたと
き、装置の破損を予防する。 【解決手段】 ワーク加工装置は、基体１０に設けられ
たラム保持体１５と、ラム保持体に昇降可能に設けられ
てワーク６に加工を施す工具２８を回転可能に保持する
ラム２５と、ラム保持体とラム２５との間に介在してラ
ムを昇降させるリニアモータ３９と、ラムとラム保持体
との間に介在してラムを上方に付勢する付勢手段２９
と、ラム保持体に設けられてラムに連結され、ラムの昇
降に応じて流体４６が流入出するシリンダ装置４２と、
流体の流れを、リニアモータの停止中に止める常閉電磁
弁４３とを備えている。よって、リニアモータ３９の電
源が断たれると電磁弁が閉じられて流体の流れが阻止さ
れ、シリンダ装置が不作動状態になって、ラムの昇降を
阻止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工具を回転可能に
保持するラムを上方に付勢する付勢手段を備え、ラムを
付勢手段に抗して下方向に移動させながらワークに加工
を施すワーク加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３はワーク加工装置の１例である、従
来のプリント基板加工装置の一部を断面で表した斜視図
である。

【０００３】ベッド１は、１対のリニアガイド２を有し
ている（片方は図示省略）。モータ３もベッド１に固定
されている。ボールねじ４は、ベッド１に回転自在に支
持され、ボールねじ４の一端はモータ３に接続されてい
る。テーブル５は、リニアガイド２によりベッド１上に
ｘ方向に移動可能に支持され、不図示のナットがボール
ねじ４に螺合して、ボールねじ４に連結されている。ワ
ークであるプリント基板（以下、基板という。）６は、
テーブル５上に固定されている。

【０００４】コラム１１は、ベッド１に垂直に立設され
ている。コラム１１とベッド１は一体化されて基体１０
を形成している。コラム１１とベッド１とによって基体
が形成されている。１対のリニアガイド１２は、コラム
１１に横向きに固定されている。モータ１３は、コラム
１１に取り付けられている。ボールねじ１４は、コラム
１１に回転自在に支持され、ボールねじの一端はモータ
１３に接続されている。ラム保持体であるサドル１５
は、リニアガイド１２によりコラム１１上にｙ方向に移
動可能に支持され、不図示のナットがボールねじ１４に
螺合して、ボールねじ１４に連結されている。

【０００５】１対のリニアガイド２２は（片方は、図示
省略）、サドル１５に固定されている。モータ２３もサ
ドル１５に固定されている。ボールねじ２４は、サドル
１５に回転自在に支持され、ボールねじ２４の一端はモ
ータ２３に接続されている。ラムであるハウジング２５
は、リニアガイド２２によりサドル１５上にｚ方向に移
動可能に設けられ、背面に固定されたナット２６がボー
ルねじ２４に螺合して、ボールねじ２４に連結されてい
る。スピンドル２７は、ハウジング２５に固定されてい
る。ドリル２８は、スピンドル２７に回転自在に支持さ
れた図示しない主軸の先端にチャックを介して保持され
ている。付勢手段であるばね２９は、ハウジング２５の
重量バランスをとるためハウジング２５を上方に付勢
し、ハウジング２５を支えている。ＮＣ装置３０は、モ
ータ３、１３、２３等を制御する装置で、図２に示す電
圧Ｃの電源（以下、電源Ｃという。）に接続されてい
る。

【０００６】次に、上記従来のプリント基板加工装置の
動作を説明する。

【０００７】ＮＣ装置３０は、予め入力された加工プロ
グラムにしたがって、モータ３、１３を動作させ、先ず
ドリル２８を基板６の所定の位置に対向させる。その
後、モータ２３を動作させ、ばね２９に抗してハウジン
グ２５を所定の位置まで下降させる。ドリル２８により
基板６に孔を明けた後、ハウジング２５を上昇させる。
ハウジング２５は、ばね２９に付勢されて速やかに上昇
し、作業速度を向上させている。また、ハウジング２５
がばね２９によって押し上げられることによって、その
分、ハウジング２５を上昇させるモータ２３の駆動力を
小さくすることができ、モータ２３を小型にすることが
できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、孔明け
速度をさらに向上させることが望まれている。

【０００９】このため、ハウジング２５の昇降駆動手段
を、モータ２３で駆動するボールねじ２４に代えて摩擦
抵抗が無視できるほど小さいリニアモータが使用されて
いる。リニアモータを使用すると、ドリル２８のｚ方向
の移動速度をさらに高速にできる。

【００１０】また、ボールねじ２４の場合、ハウジング
２５は、ねじ螺合によって、ねじが回転しないかぎり昇
降しない。このため、電源が切られてもその位置に保持
されている。ところが、リニアモータの場合、上下動自
在であるため停電等によりコイルへの電力供給が断たれ
ると、ハウジング２５がばね２９によって押し上げら
れ、サドル１５に衝突し、スピンドル２７あるいはサド
ル１５を破損する恐れがある。

【００１１】本発明の目的は、ラムの昇降駆動手段に供
給される電力が断たれた場合であっても、装置自体の破
損を予防することのできるワーク加工装置を提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、次のワー
ク加工装置によって達成される。

【００１３】基体（１０）に設けられたラム保持体（１
５）と、前記ラム保持体（１５）に昇降可能に設けられ
てワークに加工を施す工具（２８）を回転可能に保持す
るラム（２５）と、前記ラム保持体（１５）と前記ラム
（２５）との間に介在して前記ラム（２５）を昇降させ
る昇降駆動手段と、前記ラム（２５）と前記ラム保持体
（１５）との間に介在して前記ラム（２５）を上方に付
勢する付勢手段（２９）と、を備えたワーク加工装置に
おいて、前記昇降駆動手段がリニアモータ（３９）であ
り、前記ラム保持体（１５）に設けられて前記ラム（２
５）に連結され、前記ラム（２５）の昇降に応じて流体
（４６）が流入出するシリンダ装置（４２）と、前記リ
ニアモータ（３９）の電源がオフ状態になっている間、
前記流体（４６）の流れを止める常閉電磁弁（４３）
と、を備えたことを特徴とする。

【００１４】基体（１０）に設けられたラム保持体（１
５）と、前記ラム保持体（１５）に昇降可能に設けられ
てワークに加工を施す工具（２８）を回転可能に保持す
るラム（２５）と、前記ラム保持体（１５）と前記ラム
（２５）との間に介在して前記ラム（２５）を昇降させ
る昇降駆動手段と、前記昇降駆動手段を制御する制御手
段（３０）と、前記ラム（２５）と前記ラム保持体（１
５）との間に介在して前記ラム（２５）を上方に付勢す
る付勢手段（２９）と、を備えたワーク加工装置におい
て、前記昇降駆動手段がリニアモータ（３９）であり、
前記ラム保持体（１５）に設けられて前記ラム（２５）
に連結され、前記ラム（２５）の昇降に応じて流体（４
６）が流入出するシリンダ装置（４２）と、前記リニア
モータ（３９）と、前記制御手段（３０）との少なくと
も一方の電源Ｍ，Ｃがオフ状態になっている間、前記流
体（４６）の流れを止める常閉電磁弁（４３）と、を備
えたことを特徴とする。

【００１５】（作用）前者のワーク加工装置の作用。

【００１６】ラム（２５）は、付勢手段（２９）に抗し
て或は従って、リニアモータ（３９）によって下降し或
は上昇する。リニアモータ（３９）は制御手段（３０）
に制御されて停止、昇降動作をする。ラム（２５）はリ
ニアモータ（３９）によって速やかに昇降する。このた
め、ワーク加工装置は工具（２８）によって能率良くワ
ーク（６）に加工を施す。ラム（２５）が昇降すると
き、ラム（２５）に接続されたシリンダ装置（４２）が
作動させられて、流体がシリンダ装置（４２）を流入出
する。リニアモータの電源がオフにならない間、電磁弁
（４３）は開いており、流体が、シリンダ装置（４２）
を自由に流入出することができる。従って、シリンダ装
置（４２）は、ラム（２５）の昇降を阻止するようなこ
とがない。

【００１７】リニアモータ（３９）の電源Ｍがオフ状態
になると、電磁弁（４３）は閉じられる。このため、流
体（４６）の流れが止められ、シリンダ装置（４２）
は、作動することができなくなりラム（２５）の昇降を
拘束する。

【００１８】また、リニアモータ（３９）の電源がオフ
状態になると、リニアモータ（３９）がラム（２５）の
移動（昇降）制御しなくなるため、ラム（２５）は付勢
手段（２９）によって昇降させられようとする。しか
し、ラム（２５）は、シリンダ装置（４２）によって、
昇降が拘束されているため、付勢手段（２９）に付勢さ
れて上昇するようなことがない。

【００１９】従って、ラム（２５）は、リニアモータ
（３９）の電源Ｍがオフ状態になっても、付勢手段によ
って上昇させられることがなく、ラム保持体（１５）に
激突するようなことがない。ラム（２５）は、リニアモ
ータ（３９）の電源がオフになっている間、昇降が拘束
されている。

【００２０】後者のワーク加工装置の作用。

【００２１】前者のワーク加工装置の作用と異なる作用
のみ説明する。

【００２２】リニアモータ（３９）は、制御手段（３
０）に制御されて停止、昇降動作をして、ラム（２５）
を昇降させる。

【００２３】リニアモータ（３９）と制御手段（３０）
との少なくとも一方の電源Ｍ，Ｃがオフ状態になると、
電磁弁（４３）は閉じられる。

【００２４】従って、ラム（２５）は、リニアモータ
（３９）の電源Ｍと、制御手段（３０）の電源Ｃとのい
ずれか一方がオフの場合は、付勢手段（３９）に抗して
その場（現在の位置）に保持される。

【００２５】なお、上記括弧内の符号は、図面と対照す
るために符したものであり、本発明の構成をなんら限定
するものではない。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図
１、図２に基づいて説明する。

【００２７】図１は本発明の実施の形態に係るプリント
基板加工装置の主要部の側面図である。また、図１は、
図３に示す従来例のプリント基板加工装置と、異なる部
分を示してあり、他の部分は省略し、且つ同一部分につ
いては、同一符号を付して、その部分の説明は省略す
る。

【００２８】リニアモータ３９のコイル４０は、ハウジ
ング２５の背面に固定され、電圧Ｍの電源（以下、電源
Ｍという。）に接続されている。リニアモータ３９のマ
グネット４１は、コイル４０に対向して、サドル１５に
形成された凹部１５ａ内に固定されている。シリンダ装
置４２は、シリンダ４２ａとピストンロッド４２ｂとで
構成されている。シリンダ４２ａはサドル１５の上部に
固定され、ピストンロッド４２ｂはサドル１５に形成さ
れた孔１５ｂを貫通してハウジング２５の上面に連結さ
れている。

【００２９】常時閉の２方口の電磁弁４３の一方の接続
口は配管４４によりシリンダ装置４２内のチャンバＡ
に、他方の接続口は配管４５によりシリンダ装置内のチ
ャンバＢにそれぞれ接続されている。電磁弁４３のコイ
ル４３ａは後述する電圧Ｓの電源（以下、電源Ｓとい
う。）に接続されている。そして、チャンバＡ、Ｂと、
配管４４，４５と、電磁弁４３とには流体としての圧油
４６が充填されている。ばね４３ｂは、電源Ｓがオフの
時、電磁弁４３内の流路を遮断する。環状のクッション
４７は、ピストンロッド４２ｂを貫通させてサドル１５
の上部下面に取り付けられている。

【００３０】図２は、各電源Ｍ、Ｃ、Ｓに対する各電気
部品の配線図である。

【００３１】図２（ａ）において、電源Ｍには、リニア
モータ３９のコイル４０と、電源Ｍ用の電源スイッチ５
２とが直列に接続され、リレーのコイル５１がコイル４
０に並列に接続されている。

【００３２】図２（ｂ）において、電源Ｃには、ＮＣ装
置３０と電源Ｃ用の電源スイッチ５４が直列に接続さ
れ、ＮＣ装置３０にリレーのコイル５３が並列に接続さ
れている。

【００３３】図２（ｃ）において、電源Ｓには、電源Ｓ
用の電源スイッチ５６と、電磁弁４３のコイル４３ａ
と、上記リレーのコイル５１、５３により開閉される常
開接点のスイッチ５１ａ、５３ａと、電磁弁４３のコイ
ル４３ａとが直列に接続され、さらに、コイル４３ａに
リレーのコイル５５が並列に接続されている。コイル５
５には、ＮＣ装置３０の制御部に接続された不図示の接
点が接続されている。

【００３４】次に、動作を説明する。

【００３５】リニアモータ３９は、スイッチ５２が開か
れ、電源Ｍがオフ状態になっている間は、コイル４０に
電力が供給されないため、マグネット４１に抗して力を
及ぼさない。したがって、ハウジング２５は昇降自在に
なっており、ばね２９に付勢されて上方へ移動しようと
する。しかし、スイッチ５６と接点５１ａが開いている
から、電磁弁４３が閉状態であり、圧油４６の流れが止
められている。このため、シリンダ装置４２が作動でき
ないようになっており、ハウジング２５は上昇すること
なく停止させられている。

【００３６】スイッチ５２が開かれたままで、スイッチ
５４を閉じると、ＮＣ装置３０が起動する。この状態で
は、まだ、電磁弁４３が閉じられて、ハウジング２５は
停止している。

【００３７】次に、スイッチ５２を閉じ、リニアモータ
３９のコイル４０に電力を供給すると、ＮＣ装置３０は
ハウジング２５を現在の位置に保持するように制御す
る。この状態で、スイッチ５１ａ，５３ａは閉じている
が、スイッチ５６は開いている。このため、電磁弁４３
のコイル４３ａには電流が流れず、電磁弁４３は、閉状
態のまま、圧油の流れを止めている。圧油の流れが止め
られているため、シリンダ装置４２は、作動せず、ハウ
ジング２５を停止状態に拘束している。

【００３８】次に、スイッチ５６を閉じると、電磁弁４
３のコイル４３ａに電流が流れ、電磁弁４３が開き、圧
油４６が移動可能、すなわち、ハウジング２５が上下方
向に移動可能な状態になる。ＮＣ装置３０は、コイル５
５により動作する不図示の接点の状態を監視し、当該接
点が閉じている間は電磁弁４３が開、すなわちハウジン
グ２５が上下方向に移動できる状態にあると判断し、ハ
ウジング５の上昇、加工及びある位置での停止の制御を
行なう。

【００３９】以上のスイッチ５２，５４，５６は、手動
によって順次開閉してもよいし、自動的に順次開閉され
るようになっていてもよい。

【００４０】以下、従来と同様に、ＮＣ装置３０の制御
によって、予め入力された加工プログラムに従ってドリ
ル２８と基板６をｘｙ方向に相対的に移動させた後、ハ
ウジング２５をｚに移動させて基板６に加工を施す。

【００４１】停電あるいは電力ケーブルの破断等により
電源Ｍ、Ｓ、Ｃのいずれかが断たれると、電磁弁４３は
直ちに閉じ、ハウジング２５はその位置に保持される。

【００４２】作業終了後、ハウジング２５を所定の位置
に位置決めし、スイッチ５６を開く。すると、電磁弁４
３が閉じて圧油４６は移動できなくなり、ばね２９がハ
ウジング２５を上方に付勢しても、ハウジング２５は移
動しない。

【００４３】このように、本実施の形態では、リレーの
コイル５１，５３およびスイッチ５６を設け、電源Ｍ、
Ｓ、Ｃのいずれかが断たれても、電磁弁４３が閉状態に
なって、圧油４６の流れを止め、ハウジング２５をその
位置に保持することができる。したがって、リニアモー
タをハウジング２５の昇降駆動手段に使用しても、ハウ
ジング２５がばね２９に押し上げられてサドル１５に激
突するようなことがない。電磁弁４３とシリンダ装置４
２は、いわば、ハウジング２５の安全装置である。ま
た、リレー５５を設けたので、万一コイル４３ａが破損
した場合でも、早急に復旧させることができる。

【００４４】なお、ばね２９の力が弱い場合は、圧油４
６に代えて空気を流体として使用してもよい。また、リ
レー５５は必ずしも設ける必要がない。

【００４５】さらに、シリンダ装置４２は、ピストンロ
ッド４２ｂをサドル１５に接続し、シリンダ４２ａをハ
ウジング２５に設けてもよい。

【００４６】また、以上のプリント基板加工装置のテー
ブル５はｘ方向に、サドル１５はｙ方向に、ラム２５は
ｚ方向に移動するようになっているが、本発明は、これ
に限定されず、テーブル５とサドル１５とのいずれか一
方が固定され、他方がｘ方向とｙ方向の両方に移動でき
るようになっている装置も含むものとする。

【００４７】さらに、以上の説明では、プリント基板加
工装置について説明したが、本発明は、これに限定され
ず、他のワークを加工できるようになっている加工装置
も含むものとする。

【００４８】

【発明の効果】本発明のワーク加工装置は、リニアモー
タの電源が、或は、制御手段の電源がオフ状態になった
とき、常閉電磁弁によって、流体の流れを止め、シリン
ダ装置が作動できないようにして、ラムの昇降を拘束す
るようにしたので、ラムが付勢手段によって上方に押し
上げられてラム保持体に激突するようなことがない。

【００４９】従ってワーク加工装置、特に、ラム保持体
と、ラムの損傷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るプリント基板加工装
置の側面図である。

【図２】（ａ）リニアモータのコイルの電源に対する配
線図である。 （ｂ）ＮＣ装置の電源に対する配線図である。 （ｃ）バルブコイルの電源に対する配線図である。

【図３】従来のプリント基板加工装置の一部を断面で表
した斜視図である。

【符号の説明】

Ｃ 電源（制御手段の電源） Ｍ 電圧、電源（リニアモータの電源） Ｓ 電源 １ ベッド ５ テーブル ６ プリント基板（ワーク） １０ 基体 １１ コラム １５ サドル（ラム保持体） ２５ ハウジング（ラム） ２８ ドリル（工具） ２９ ばね（付勢手段） ３０ ＮＣ装置（制御手段） ３９ リニアモータ（昇降駆動手段） ４２ シリンダ装置 ４２ａ シリンダ ４２ｂ ピストンロッド ４３ 電磁弁 ４３ａ コイル ４３ｂ ばね ４４ 配管 ４５ 配管 ４６ 圧油（流体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｐ 7/00 Ｂ２３Ｑ 1/08 Ｚ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体に設けられたラム保持体と、 前記ラム保持体に昇降可能に設けられてワークに加工を
   施す工具を回転可能に保持するラムと、 前記ラム保持体と前記ラムとの間に介在して前記ラムを
   昇降させる昇降駆動手段と、 前記ラムと前記ラム保持体との間に介在して前記ラムを
   上方に付勢する付勢手段と、 を備えたワーク加工装置において、 前記昇降駆動手段がリニアモータであり、 前記ラム保持体に設けられて前記ラムに連結され、前記
   ラムの昇降に応じて流体が流入出するシリンダ装置と、 前記リニアモータの電源がオフ状態になっている間、前
   記流体の流れを止める常閉電磁弁と、 を備えたことを特徴とするワーク加工装置。
2. 【請求項２】 基体に設けられたラム保持体と、 前記ラム保持体に昇降可能に設けられてワークに加工を
   施す工具を回転可能に保持するラムと、 前記ラム保持体と前記ラムとの間に介在して前記ラムを
   昇降させる昇降駆動手段と、 前記昇降駆動手段を制御する制御手段と、 前記ラムと前記ラム保持体との間に介在して前記ラムを
   上方に付勢する付勢手段と、 を備えたワーク加工装置において、 前記昇降駆動手段がリニアモータであり、 前記ラム保持体に設けられて前記ラムに連結され、前記
   ラムの昇降に応じて流体が流入出するシリンダ装置と、 前記リニアモータと、前記制御手段との少なくとも一方
   の電源がオフ状態になっている間、前記流体の流れを止
   める常閉電磁弁と、 を備えたことを特徴とするワーク加工装置。