專利名稱：加工方法和加工裝置的制作方法
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，放置工件的工作臺和夾持工具的主軸在相互垂直的X-、Y-和Z-方向上相對運動，以用工具加工工件。
背景技術(shù)：
圖8是一個傳統(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2上。工作臺2由X軸驅(qū)動機構(gòu)3驅(qū)動而能夠沿前/后(X)方向合乎要求地運動。夾持鉆4的主軸5由Z軸驅(qū)動機構(gòu)6驅(qū)動而能夠沿上下(Z)方向合乎要求地運動。Z軸驅(qū)動機構(gòu)6由Y軸驅(qū)動機構(gòu)7驅(qū)動而能夠沿左右(Y)方向合乎要求地運動。每個X-、Y-和Z-軸驅(qū)動機構(gòu)3、7和6都有一個未圖示出的位置檢測器，以便可以通過反饋控制將驅(qū)動機構(gòu)精確定位在指定的位置(坐標軸)。
在加工時，操作X軸驅(qū)動機構(gòu)3和Y軸驅(qū)動機構(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)動機構(gòu)6驅(qū)動而向下移動到指定高度，印制線路板1在目標位置被鉆孔。當鉆孔完成后，主軸5抬起，鉆4返回到備用位置。然后，重復前述的操作直到加工結(jié)束。因此，加工時間計算為X/Y方向運動時間和Z方向運動時間的總和。
鉆4的備用位置是指這樣一個位置，在該位置上，鉆4的前端與印制線路板1的表面有一個預(yù)定距離，以確實地排出金屬屑和防止當鉆4水平運動時干涉到印制線路板1。在備用位置，從鉆4的前端到印制線路板1的距離稱為空間動作距離(an air-cut distance)La?？臻g動作距離La的值常常根據(jù)經(jīng)驗確定。根據(jù)經(jīng)驗確定的該值對應(yīng)于前面提到的預(yù)定距離。
圖9是一個表示當橫坐標指定為時間軸時，X軸驅(qū)動機構(gòu)3的定位指令和真實位置(響應(yīng))之間關(guān)系的示意圖。圖10是一個示意圖，同樣地，它表示了Z軸驅(qū)動機構(gòu)6的定位指令和真實位置(響應(yīng))之間的關(guān)系。
如圖9所示，X軸驅(qū)動機構(gòu)3的位置響應(yīng)延遲于X軸定位指令。此外，在停止時，位置響應(yīng)相對于目標位置發(fā)生振蕩(過沖或下沖)，并且X軸驅(qū)動機構(gòu)3逐漸接近目標位置。從X軸定位指令達到目標位置并且直到X軸驅(qū)動機構(gòu)3在預(yù)定允許的位置誤差范圍內(nèi)穩(wěn)定下來，所需時間被稱作穩(wěn)定時間Ts。另一方面，Y軸驅(qū)動機構(gòu)7的操作與X軸驅(qū)動機構(gòu)3的操作相類似。
另一方面，如圖10所示，由于Z軸驅(qū)動機構(gòu)6上的載荷比X軸驅(qū)動機構(gòu)3上的載荷輕，所以，Z軸驅(qū)動機構(gòu)6相對于Z軸定位指令的位置響應(yīng)的延遲(位置偏離)比X軸驅(qū)動機構(gòu)3的小。此外，Z軸驅(qū)動機構(gòu)6的加速時間較短。因此，Z軸驅(qū)動機構(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是一個本發(fā)明的加工過程的說明圖，通過該加工過程可以提高加工速度。為了縮短加工時間和提高加工精度，一旦鉆4的軸定位在鉆孔位置8的軸線上，即，一旦經(jīng)過了穩(wěn)定時間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)明人提出了一項發(fā)明，在該發(fā)明中，在工作臺2和鉆4沿X軸和Y軸方向上運動的情況下，將鉆4的軸定位在加工位置上的時刻能夠從運動距離、速度和加速度計算出，并且，鉆4的前端能夠在穩(wěn)定時間Ts結(jié)束的同時到達印制線路板1的上部。
根據(jù)這個發(fā)明，當假設(shè)Z軸驅(qū)動機構(gòu)6的速度固定，以及相應(yīng)于Z軸驅(qū)動機構(gòu)6的指令Z軸驅(qū)動機構(gòu)6的位置響應(yīng)沒有延遲時，鉆4到達印制線路板的上部的運動時間能夠通過使用下降速度Vv和Z軸驅(qū)動機構(gòu)6的空間動作距離La從等式1獲得。
Ta＝La/Vz等式1Z軸驅(qū)動機構(gòu)6的下降運動開始于當Ts＝Ta時，與X軸的指令到達時間同時；
當Ts＞Ta時，從X軸的指令到達時間起經(jīng)過Ts-Ta時間后；及當Ts＜Ta時，從X軸的指令到達時間起之前的Ta-Ts時間。
順便提及，為了移動到下一個加工位置，同時操作X軸驅(qū)動機構(gòu)3和Y軸驅(qū)動機構(gòu)7。因此，Z軸操作開始的時刻根據(jù)較晚到達下一個加工位置的較遲的驅(qū)動機構(gòu)確定。
然而，在前述的相關(guān)技術(shù)中得到的時刻是一個理論上的時刻。實際的加工裝置在性能上會有變化。此外，即使在同一個加工裝置中，比如，由于運動方向、運動開始位置、或類似的原因，性能也可能改變。由于維護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，就可能需要在實際鉆孔的印制線路板上測量鉆孔位置精度。當進行這樣的測量時，由于測量步驟，無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)的前述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種加工方法和加工裝置，通過這種方法和裝置，測量步驟可以省略，從而，可以提高工件的加工生產(chǎn)率和加工質(zhì)量。
為了達到前述的目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，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，相對于與工具軸相一致的Z軸，在X軸和Y軸方向上移動工件；檢查相對于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)先建立用于確認定位響應(yīng)性能的多個測量條件。此外，說明與運動開始點、運動方向、運動速度、運動加速度、以及運動距離中的至少一個的依賴關(guān)系的條件被選擇作為測量條件。從在加工過程中使用的運動條件和測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，當獲得的數(shù)據(jù)超出了預(yù)定范圍時，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軸方向上運動開始時間、運動速度和運動開始定位中至少有一個受到控制。在這種情況下，運動開始位置可以被建立成短于預(yù)定的空間動作距離，縮短的距離為Lc，可利用運動時間Ta和穩(wěn)定時間Ts之間的差Tc和下降速度Vz從下面的等式獲得Lc＝Vz(Ts-Ts)即，運動開始位置設(shè)置在由空間動作距離(La)減去Lc所表示的位置上，從而使運動時間變短。
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；在從工具的前端達到加工距離(插入端)的時間點開始，通過將主軸的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間相加而獲得的時間經(jīng)過以后的時間點上，設(shè)置X-軸和Y-軸上的運動開始時間。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種加工裝置，包括運動機構(gòu)，用于使工作臺和主軸在相互垂直的X-、Y-和Z-軸方向上做相對運動，工作臺上放置工件，主軸夾持工具，操作該運動機構(gòu)加工工件；驅(qū)動機構(gòu)，用于加工前，相對于與工具軸一致的Z軸，在X軸和Y軸方向上移動工件；響應(yīng)性能檢測機構(gòu)，用于檢查相對于Z軸的X軸和Y軸方向的定位響應(yīng)性能；定位控制機構(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)明的另一個方面，提供了一種加工裝置，包括運動機構(gòu)，用于使工作臺和主軸在相互垂直的X-、Y-和Z-軸方向上相對運動，工作臺上放置工件，主軸夾持工具，操作該運動機構(gòu)加工工件；程序儲存機構(gòu)，用于儲存檢查程序和加工程序；分析機構(gòu)，用于從儲存機構(gòu)中讀取程序并分析讀取的程序；方式儲存機構(gòu)，用于儲存預(yù)定運動操作的方式和穩(wěn)定時間；方式匹配判斷機構(gòu)，用于判斷由分析機構(gòu)分析的運動操作和儲存在方式儲存機構(gòu)中的運動操作之間的匹配；驅(qū)動控制機構(gòu)，用于在X-和Y-軸方向上移動工件和/或工具；指令產(chǎn)生機構(gòu)，用于向驅(qū)動控制機構(gòu)產(chǎn)生Z軸下降指令；響應(yīng)分析機構(gòu)，用于分析由驅(qū)動控制機構(gòu)驅(qū)動的工件和/或工具在每個軸方向上的位置響應(yīng)；其中，加工前，在指定的測量條件下，在垂直于與主軸一致的Z軸的兩個方向上移動工作臺和工具，在定位指令的指令到達時間后，獲取運動機構(gòu)的位置響應(yīng)到達并停留在預(yù)定的允許范圍內(nèi)所需要的穩(wěn)定時間，在加工期間，根據(jù)獲得的穩(wěn)定時間，工具在Z軸方向上運動。
在這種情況下，加工裝置可以進一步包括參數(shù)儲存機構(gòu)，用于儲存一組預(yù)定的控制參數(shù)；其中，驅(qū)動控制機構(gòu)從參數(shù)儲存機構(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軸方向上移動工件和/或工具。
此外，加工裝置可以進一步地包括控制機構(gòu)，用于在裝運時(time ofshipment)檢查相對于兩個方向的定位響應(yīng)性能，將因此獲得的穩(wěn)定時間儲存在方式儲存機構(gòu)中，將儲存的穩(wěn)定時間與安裝后檢查到的穩(wěn)定時間進行比較，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。
在這種場合下，所述控制機構(gòu)可以得出下面的結(jié)論，即當穩(wěn)定時間依照安裝后檢查到的運動開始點的坐標值發(fā)生很大變化時，支撐裝置的基座的指定位置上出現(xiàn)了問題。此外，該控制機構(gòu)可以根據(jù)響應(yīng)波形的過沖或下沖的大小和安裝后檢查到的穩(wěn)定時間判斷裝置的擺動，從而評估安裝條件和/或基底剛度。
順便提級，比如，當鉆用作工具和印制線路板用作工件時，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是一個根據(jù)本發(fā)明的X軸控制裝置的連接圖；圖2是一個根據(jù)本發(fā)明的NC控制機構(gòu)的處理方框圖；圖3是一個表示根據(jù)本發(fā)明的鉆和X軸運動機構(gòu)之間關(guān)系的示意圖；
圖4是一個表示根據(jù)本發(fā)明的鉆和X軸運動機構(gòu)之間關(guān)系的示意圖；圖5是一個表示根據(jù)本發(fā)明的鉆和X軸運動機構(gòu)之間關(guān)系的示意圖；圖6是一個表示根據(jù)本發(fā)明的鉆和X軸運動機構(gòu)之間關(guān)系的示意圖；圖7是一個表示根據(jù)本發(fā)明的鉆和X軸運動機構(gòu)之間關(guān)系的示意圖；圖8是一個相關(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是一個表示X軸驅(qū)動機構(gòu)的運動位置指令和真實位置之間關(guān)系的示意圖；圖10是一個表示Z軸驅(qū)動機構(gòu)的運動位置指令和真實位置之間關(guān)系的示意圖；及圖11是一個說明相關(guān)技術(shù)的說明圖。
具體實施例方式
下面根據(jù)附圖中的實施例對本發(fā)明進行說明。
圖1是一個根據(jù)本發(fā)明的X軸控制裝置的連接圖，圖2是一個根據(jù)本發(fā)明的NC控制機構(gòu)的處理方框圖。在這些圖中，與圖8所示的傳統(tǒng)實施例中相同的部件由相同的參照標記表示，這些部分的重復的描述將被省略。
在圖1中，X-軸控制裝置由NC控制機構(gòu)51、驅(qū)動控制機構(gòu)52和伺服放大器53構(gòu)成。NC控制機構(gòu)51向驅(qū)動控制機構(gòu)52提供定位指令，并從驅(qū)動控制機構(gòu)52接收工作臺2的位置響應(yīng)。根據(jù)來自于NC控制機構(gòu)51的指令，驅(qū)動控制機構(gòu)52通過伺服放大器53操作X軸驅(qū)動機構(gòu)3以定位工作臺2。位置檢測器54向驅(qū)動控制機構(gòu)52提供工作臺2的當前位置。
如圖2所示，NC控制機構(gòu)51包括儲存部分61、程序讀取/分析部分62、方式/穩(wěn)定-時間儲存部分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。儲存部分61儲存檢查程序、進行加工的加工程序等等。在每個檢查程序中，寫有將在以后闡述的檢查條件。程序讀取/分析部分62從儲存部分61中讀取程序并分析讀取的程序。方式/穩(wěn)定-時間儲存部分63儲存預(yù)定的移動操作方式，以及從X軸定位指令到達目標位置直到X軸驅(qū)動機構(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)定時間。方式匹配判斷部分64根據(jù)方式/穩(wěn)定-時間儲存部分63中的檢查條件，判斷分析的運動操作和運動操作之間的匹配。操作指令產(chǎn)生部分65給操作X軸驅(qū)動機構(gòu)3的驅(qū)動控制機構(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)動機構(gòu)3的響應(yīng)。報警顯示部分67顯示預(yù)定的報警?？刂茀?shù)設(shè)置部分68儲存一組預(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控制機構(gòu)51按照下面說明的步驟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作為對加工指令的響應(yīng)，NC控制機構(gòu)51從儲存部分61中讀取預(yù)先提供和儲存的檢查程序。NC控制機構(gòu)51通過方式匹配判斷部分64使操作指令產(chǎn)生部分65向驅(qū)動控制機構(gòu)52產(chǎn)生一個指令，以通過伺服放大器53操作X軸驅(qū)動機構(gòu)3。比如，如表1所示，檢查程序規(guī)定了X軸驅(qū)動機構(gòu)3和Y軸驅(qū)動機構(gòu)7在停止時間時影響性能的因素，如速度、加速度、運動方向、運動開始坐標值、停止位置坐標值、以及類似的因素。順便提級，因為加速度可以被設(shè)置成一個固定值，所以表1中省略了該值。
表1檢查條件 X軸速度運動方向 運動開始坐標值 停止位置坐標值(m/min)1 30 + 012 30 + 053 30 + 0104 30 + 0205 40 + 016 40 + 057 40 + 0108 40 + 0209 30 - 100 8010 30 - 100 50· · · · ·· · · · ·· · · · ·
步驟2當執(zhí)行一個檢查程序時，NC控制機構(gòu)51使響應(yīng)分析部分66分析X軸驅(qū)動機構(gòu)3的響應(yīng)(位置響應(yīng))，并計算穩(wěn)定時間Ts。比如，穩(wěn)定時間Ts用下面的方法進行計算。即，根據(jù)位置偏離是否在預(yù)定允許范圍內(nèi)停留預(yù)定的時間來判斷穩(wěn)定。這樣，從指令到達時間直到位置偏離落入到預(yù)定的允許范圍內(nèi)所需要的時間被計算成穩(wěn)定時間Ts，其中，在指令到達時間，定位指令信號到達目標位置確定的值。順便提級，當響應(yīng)分析部分66計算出的穩(wěn)定時間Ts和圖9所描述的響應(yīng)波形的過沖或下沖的大小超過他們的預(yù)定臨界值時，報警顯示部分67顯示報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)定時間Ts儲存在方式/穩(wěn)定-時間儲存部分63中。
步驟4當還有其它檢查條件時，重復步驟1至步驟3的操作，并且將一組檢查條件和獲得的穩(wěn)定時間Ts儲存在方式/穩(wěn)定-時間儲存部分63中。
當直到此時的操作完成時，將開始實際的加工。
步驟5接下來，NC控制機構(gòu)51從儲存部分61中讀取一個實際的加工程序，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控制機構(gòu)51使方式匹配判斷部分64根據(jù)方式/穩(wěn)定-時間儲存部分63中的檢查條件，判斷分析的運動操作和運動操作之間的匹配。因此，一致的或最接近的檢查條件的穩(wěn)定時間Ts從方式/穩(wěn)定-時間儲存部分63中被讀取出來。
步驟7NC控制機構(gòu)51使操作指令產(chǎn)生部分65通過使用空間動作距離La和Z軸下降速度Vz從等式1獲得鉆4的板上部到達時間Ta，通過使用從儲存部分63中讀取的穩(wěn)定時間Ts計算最佳Z軸下降時該t，并產(chǎn)生一個給驅(qū)動控制機構(gòu)52的指令。
步驟8驅(qū)動控制機構(gòu)52根據(jù)步驟7中產(chǎn)生的指令操作X軸驅(qū)動機構(gòu)3。
從步驟5至步驟8的操作將重復進行直到完成加工。
另一方面，當連接轉(zhuǎn)換部分70的b邊時，即，當連接控制參數(shù)設(shè)置部分68時，操作執(zhí)行如下；當控制參數(shù)設(shè)置部分68被連接到響應(yīng)分析部分66時，報警顯示部分67不顯示報警，但是選擇一組預(yù)先儲存在控制參數(shù)設(shè)置部分68中的控制參數(shù)。當前設(shè)置在驅(qū)動控制機構(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。當存在一組參數(shù)，在該參數(shù)下，響應(yīng)波形的過沖和下沖的大小等等在它們的預(yù)定臨界值內(nèi)時，使用選擇的控制參數(shù)進行加工。當不能獲得理想的結(jié)果時，要選擇其它控制參數(shù)。當即使進行這樣的操作也沒有恰當?shù)囊唤M參數(shù)時，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控制機構(gòu)51使報警顯示部分67顯示報警，發(fā)出該裝置出現(xiàn)故障的通知。
Z軸驅(qū)動機構(gòu)6的操作如下。附帶地，圖3至圖7是表示時間軸為橫坐標時鉆的位置說明圖。
實施例1在鉆4的板上部到達時間(Board Top Arrival Time)Ta＞穩(wěn)定時間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)向下運動，如圖3實線所示。
Vz1≥La/Ts等式2因此，能夠提高加工生產(chǎn)率。
順便提級，假設(shè)在圖3中，Z軸驅(qū)動機構(gòu)6上沒有響應(yīng)延遲。然而，事實上，Z軸驅(qū)動機構(gòu)6上同樣有響應(yīng)延遲。因此，如圖4所示，最佳Z軸下降時刻t通過將延遲時間Td與在步驟7中得到的運動時間Ta相加而計算出，并且，鉆在已計算出的時刻t向下運動。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，運動時間Ta和穩(wěn)定時間Ts之間的差Tc從下面的等式3獲得，并且空間動作距離La縮短了一個距離Lc，如圖5中的實線所示。這樣，鉆在該位置向下運動。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實施例2在要求加工精度的情況下。
當要求高加工精度時，允許的穩(wěn)定范圍預(yù)先變窄，如圖6中的實線所示。然后，這種狀態(tài)下觀察穩(wěn)定時間Ts。因此，在加工精度得到提高同時，可以提高加工生產(chǎn)率。
與此相反，當加工精確不需要那么高時，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從板脫離的時間。然而，一旦鉆4從板脫離就操作X軸驅(qū)動機構(gòu)3和Y軸驅(qū)動機構(gòu)7時，可以提高加工生產(chǎn)率。
在這個實施例中，當在步驟2中計算的穩(wěn)定時間Ts和響應(yīng)波形的過沖和下沖的大小超出它們的預(yù)定臨界值時，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軸運動機構(gòu)的操作，對X軸運動機構(gòu)和Y軸運動機構(gòu)的進行控制情況。
在加工時，根據(jù)檢測Z軸驅(qū)動機構(gòu)6(或夾持鉆的主軸)位置的位置探測器的輸出，計算出鉆4從其到達的加工深度的位置抬高到印制線路板的表面的時間。同時，根據(jù)Z軸驅(qū)動機構(gòu)的位置響應(yīng)，獲得Z軸驅(qū)動機構(gòu)6的響應(yīng)延遲。然后，如圖7中的實線所示，將Z軸驅(qū)動機構(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到加工距離Ld的時間點開始抬回到印制線路板的表面的時間相加，一旦經(jīng)過這一時間后，就操作X軸驅(qū)動機構(gòu)3和Y軸驅(qū)動機構(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)動機構(gòu)3和Y軸驅(qū)動機構(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，可以防止鉆4被折斷。
順便提級，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，將在安裝時獲得的穩(wěn)定時間Ts與在裝運時預(yù)先測量的穩(wěn)定時間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控制機構(gòu)的CPU進行。
此外，當穩(wěn)定時間Ts相對運動開始點的坐標值有較大變化時，可以很容易地得出支撐裝置基座的指定位置存在問題這一結(jié)論。
此外，也可以從響應(yīng)波形的過沖和下沖的大小和穩(wěn)定時間Ts判斷裝置的擺動。因此，也可以評估安裝條件和底座剛度。
順便提級，本發(fā)明也可以應(yīng)用在工作臺在X-軸和Y-軸兩個方向上移動的加工裝置上。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，加工裝置實際上是在加工前預(yù)定的條件下進行操作的。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)果進行。因此，在不必測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，可以檢測精度退化或者安裝時由設(shè)置條件引起的設(shè)置條件的改變、時效退化等等。因此，不僅可以防止發(fā)生加工失敗，而且也改善了維護操作。
權(quán)利要求
1.一種加工方法，其在相互垂直的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加工前，相對于與工具軸一致Z軸，在X軸和Y軸方向上移動該工件；檢查相對于Z軸X軸和Y軸方向的定位響應(yīng)性能；及根據(jù)獲得的定位響應(yīng)性能的數(shù)據(jù)，在Z軸方向上定位工具。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其中，預(yù)先建立確認所述定位響應(yīng)性能的多個測量條件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加工方法，其中，測量條件闡明與運動開始點、運動方向、運動速度、運動加速度、以及運動距離中的至少一個的依賴關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加工方法，其中，在加工過程中使用的運動條件和測量條件之間進行比較而得到的獲得數(shù)據(jù)中，選擇定位響應(yīng)性能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其中，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，當獲得的數(shù)據(jù)超出了預(yù)定的范圍時，可以改變上述控制參數(shù)，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，其中，在該控制參數(shù)下，獲得的數(shù)據(jù)在預(yù)定的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其中，根據(jù)獲得的定位響應(yīng)性能，在工具Z軸方向上的運動開始時間、運動速度和運動的運動開始位置中，至少有一個可以得到控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的加工方法，其中，上述運動開始位置比預(yù)定的空間動作距離短，縮短的距離Lc通過使用運動時間Ta和穩(wěn)定時間Ts之間的差Tc以及下降速度從下面的等式獲得Lc＝Vz(Ta-Ts)
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其中，根據(jù)加工精度建立穩(wěn)定允許范圍，并且，在所述已建立的穩(wěn)定的允許范圍內(nèi)，檢查相對于Z軸的X-軸和Y-軸方向的定位響應(yīng)性能。
9.一種加工方法，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；在從工具的前端達到加工距離的時間點開始，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間相加而獲得的時間經(jīng)過后的時間點上，設(shè)置X-軸和Y-軸上的運動開始時間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9的任何一個權(quán)利要求所述的加工方法，其中，所述工具是鉆。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9的任何一個權(quán)利要求所述的加工方法，其中，所述工件是印制線路板。
12.一種加工裝置，包括運動機構(gòu)，用于使工作臺和主軸在相互垂直的X-、Y-和Z-軸方向上相對運動，工作臺上放置工件，主軸夾持工具，操作上述運動機構(gòu)加工工件；驅(qū)動機構(gòu)，用于加工前，相對于與工具軸一致的Z軸，在X軸和Y軸方向上移動工件；響應(yīng)性能探測機構(gòu)，用于檢查相對于Z軸的X軸和Y軸方向的定位響應(yīng)性能；定位控制機構(gòu)，根據(jù)獲得的定位響應(yīng)性能，在Z軸方向上定位工具。
13.一種加工裝置，包括運動機構(gòu)，用于使工作臺和主軸在相互垂直的X-、Y-和Z-軸方向上相對運動，工作臺上放置工件，主軸夾持工具，操作上述運動機構(gòu)加工工件；程序儲存機構(gòu)，用于儲存檢查程序和加工程序；分析機構(gòu)，用于從儲存機構(gòu)中讀取程序和分析讀取的程序；方式儲存機構(gòu)，用于儲存預(yù)定運動操作的方式和穩(wěn)定時間；方式匹配判斷機構(gòu)，用于判斷由分析機構(gòu)分析的運動操作和儲存在方式儲存機構(gòu)中的運動操作之間的匹配；驅(qū)動控制機構(gòu)，用于在X-和Y-軸方向上移動工件和/或工具；指令產(chǎn)生機構(gòu)，用于向驅(qū)動控制機構(gòu)產(chǎn)生Z軸下降指令；及響應(yīng)分析機構(gòu)，用于分析由驅(qū)動控制機構(gòu)驅(qū)動的每個軸方向上的工件和/或工具的位置響應(yīng)；其中，加工前，在指定的測量條件下，在垂直于與主軸一致的Z軸的兩個方向上移動工作臺和工具，獲得在定位指令的指令到達時間后，直到運動機構(gòu)的位置響應(yīng)到達和停留在預(yù)定的允許范圍內(nèi)所需要的穩(wěn)定時間，在加工時，根據(jù)獲得的穩(wěn)定時間，工具在Z軸方向上運動。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的加工裝置，該裝置進一步包括參數(shù)儲存機構(gòu)，用于儲存一組預(yù)定的控制參數(shù)；其中，控制機構(gòu)從參數(shù)儲存機構(gòu)中獲得控制參數(shù)，然后，根據(jù)控制參數(shù)，在X-軸方向和Y-軸方向上移動工件和/或工具。
15.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的加工裝置，該裝置進一步包括控制機構(gòu)，用于在裝運時檢查相對于兩個方向的定位響應(yīng)性能，將因此獲得的穩(wěn)定時間儲存在上述方式儲存機構(gòu)中，將儲存的穩(wěn)定時間與安裝后檢查到的穩(wěn)定時間進行比較，從而判斷安裝條件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的加工裝置，其中，上述控制機構(gòu)可以得出下面的結(jié)論，即當安裝后檢查到穩(wěn)定時間相對于運動開始點的坐標值發(fā)生很大變化時，支撐裝置基座的指定位置出現(xiàn)了問題。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的加工裝置，其中，控制機構(gòu)根據(jù)響應(yīng)波形的過沖或下沖的大小和安裝后檢查到的穩(wěn)定時間判斷裝置的擺動，從而評估安裝條件和/或基底剛度。
18.根據(jù)權(quán)利要求12至17的任何一個權(quán)利要求所述的加工裝置，其中，所述的工具是鉆。
19.根據(jù)權(quán)利要求12至17的任何一個權(quán)利要求所述的加工裝置，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控制機構(gòu)根據(jù)預(yù)先規(guī)定的檢查條件使X軸驅(qū)動機構(gòu)移動工作臺。因此，NC控制機構(gòu)獲得從定位指令的指令到達時間直到工作臺位置響應(yīng)在預(yù)定的允許范圍內(nèi)的穩(wěn)定為止所需要的穩(wěn)定時間。同樣，對于在Y軸方向上移動鉆的機構(gòu)，NC控制機構(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)定時間。在加工時，一旦經(jīng)過獲得的穩(wěn)定時間后，鉆便在Z軸方向上運動以切入印制線路板。
文檔編號B23Q1/26GK1611315SQ20031010310
公開日2005年5月4日 申請日期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, 長澤勝浩 申請人:日立比亞機械股份有限公司