CN102248198B - 印刷电路板穿孔机 - Google Patents

Abstract

一种印刷电路板穿孔机，将通气孔(8)配置在以下位置上：当在支架(2)上被定位在最靠近工件(20)的位置上的主轴单元(1)所保持的工具(6)的前端与工件(20)的上表面抵接时，使空间(31)与外部空气连通的位置，并且设有板状的闸门(50)，当加压座(7)的前端未与工件(20)抵接时，闸门(50)的一端被定位在加压座(7)的前端未与工件(20)抵接时向加压座(7)的外面开口的通气孔(8)的下端的上方，闸门(50)的一端与通气孔(8)的下端之间的距离等同于加压座(7)的前端未与工件(20)抵接时从加压座(7)的前端到工具(6)的前端为止的距离，闸门(50)的另一端保持在支架(2)上，当工具(6)的前端与工件(20)的上表面抵接时，利用闸门(50)将空间(31)与外部空气隔断。本发明无论在通常加工还是高精度加工时都能减小气割量，能够提高加工效率。

Description

印刷电路板穿孔机

技术领域

本发明涉及印刷电路板穿孔机，这种穿孔机用配置在主轴单元前端的加压座(基板压脚)对工件加压，并在此状态下对工件进行加工，所述主轴单元在中心部具有能够自由旋转的主轴。

背景技术

在对印刷电路板进行加工时，通过将多个印刷电路板层叠并对多个印刷电路板同时进行加工，能够提高效率。不过，为了防止在加工好的孔的入口部产生毛刺，通常要在层叠的印刷电路板的最上层配置上板。以下将印刷电路板和上板一并称为印刷电路板。印刷电路板的板厚度经常是不一样的，有时会在层叠后的印刷电路板的上下方向产生间隙。在这种情况下，有时随着钻头的切入，印刷电路板会在上下方向移动而导致钻头被折断。为此，要利用加压座预先压住印刷电路板的加工部周围，在将印刷电路板紧压在工作台的状态下使钻头切入。

另外，将由加压座与主轴单元形成的空间(以下称为“加压座内空间”)与吸尘器连接，并从设置在加压座上为了使钻头通过的孔(以下称为“钻头用孔”)吸入外部空气，以从印刷电路板上回收加工过程中产生的切削粉末。由于印刷电路板穿孔机的加工节拍较快，因此在加工印刷电路板的过程中，要一直使吸尘器工作。

如果在钻头向下一个加工位置移动时缩小加压座与印刷电路板的距离，就能缩短所谓气割时间，提高加工效率。然而，如果加压座接近印刷电路板，吸尘器的吸力就会使上板上浮，会堵住兼用作空气流入口的钻头用孔，从而会导致切削粉末不能充分排出。

为此提出了一种印刷电路板穿孔机，是在对工件加压时使加压座与主轴单元作相对移动(专利文献1)。即，将使加压座内空间与外部空气连通的通气孔设置在只在加工工件时与主轴单元相向的加压座侧面，在加工时使加压座内空间与外部空气隔断，在使钻头向下一个加工位置移动时则使加压座内空间与外部空气连通。

用印刷电路板穿孔机加工的孔的直径通常为0.1～6.4mm，但为了便于将主轴在高度方向定位，无论钻头的标称直径如何，都将从主轴前端到钻头前端(刀尖)的距离(以下称为“钻头伸出长度”)作为固定值(譬如25mm)。从而，通过采用专利文献1的技术，能够可靠地排出切削粉末，并且能够在钻头向下一个加工位置移动时防止上板的上浮。

专利文献1：日本发明专利特开2008-80433号公报

在使用细径钻头时，有时会因高速旋转的钻头前端的振动导致加工精度低下。在这种情况下，如果缩短钻头伸出长度(譬如15mm)，就能够提高加工精度。以下，将钻头伸出长度定为现有长度的加工称为“通常加工”，将缩短钻头伸出长度的加工称为“高精度加工”。在进行高精度加工时，是通过使主轴单元在保持主轴单元的支架上的安装位置低于通常加工时主轴单元的安装位置来缩短钻头伸出长度的。

图6用于说明采用专利文献1的技术时发生的问题，其中(a)表示将通气孔配置在适于通常加工的位置上来进行高精度加工的情况，(b)表示将通气孔配置在适于高精度加工的位置上来进行通常加工的情况。

如图6(a)所示，在进行通常加工过程中，当主轴单元1水平地向下一个加工位置移动时，由于为了高精度加工而被定位的主轴单元1堵住了设在加压座7上的通气孔8，因此加压座内空间31的压力不会上升，上板会上浮。另外，如图6(b)所示，在进行高精度加工过程中，当钻头6的前端与工件20的上端抵接时，由于为了通常加工而被定位的主轴单元1脱离了通气孔8，因此外部空气会从通气孔8流入加压座内空间31，导致加压座内空间31的压力不会下降，使吸尘能力下降。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种无论在通常加工还是高精度加工时都能减小气割量、能够提高加工效率的印刷电路板穿孔机。

为了解决上述问题，本发明的印刷电路板穿孔机具有：主轴单元，该主轴单元被保持在支架上，保持工具且使之能够自由旋转；以及加压座，该加压座支承在所述支架上而能够沿所述工具的轴向方向自由滑动，并且以覆盖所述主轴单元的前端的方式与所述主轴单元嵌合，在所述加压座的侧面设有将由所述加压座与所述主轴单元形成的空间与外部空气连通的通气孔，并且将所述空间与负压源连接，通过所述加压座来对工件加压，在堵塞所述通气孔的状态下利用所述工具对所述工件进行加工，其特征在于，将所述通气孔配置在以下位置上：当在所述支架上定位在最靠近所述工件的位置上的所述主轴单元所保持的所述工具的前端与所述工件的上表面抵接时，使所述空间与外部空气连通的位置，并且设有板状的闸门，当所述加压座的前端未与所述工件抵接时，所述闸门的一端被定位在所述加压座的前端未与所述工件抵接时向所述加压座的外面开口的所述通气孔的下端的上方，所述闸门的一端与所述通气孔的下端之间的距离等同于所述加压座的前端未与所述工件抵接时从所述加压座的前端到所述工具的前端为止的距离，所述闸门的另一端保持在所述支架上，当所述工具的前端与所述工件的上表面抵接时，利用所述闸门将所述空间与外部空气隔断。

发明的效果

无论是在通常加工还是高精度加工过程中，都能在工件的加工期间使加压座内空间处于负压状态，在使主轴单元上升及沿水平方向移动时能够防止工件的上浮，因此能够提高加工效率。另外，装置结构简单，因此能够降低运行成本。

附图说明

图1是本发明的印刷电路板穿孔机的机头部分正面局部剖视图。

图2是图1的A方向向视图。

图3是对图1中的加压座7的前端附近放大表示的图。

图4是表示本发明的变形例的图。

图5是表示本发明的另一变形例的图。

图6是说明已有技术的问题的图。

符号说明

1主轴单元

2支架

6工具(钻头)

7加压座

8通气孔

20工件

31加压座内空间

50闸门

具体实施方式

以下基于附图说明本发明的实施例。

图1是本发明的印刷电路板穿孔机的机头部分正面局部剖视图，表示主轴单元被定位在高精度加工位置上的情况。图2是图1的A方向向视图。

如图1所示，外形呈圆柱形的主轴单元1固定在支架2上。支架2固定在滑鞍3上。在支架2的下侧两端部配置有一对轴承4。滑鞍3支承在滑块5上而能够在上下方向(Z方向)自由定位。滑块5支承在图中省略的支柱上，能够在图中的左右方向(Y方向)自由定位。由于采用以上结构，主轴单元1能够在图中的上下及左右方向自由定位。在主轴单元1的前端支承着能够自由旋转的钻头6。在图示的主轴单元1上，在前端部形成45度的倒角部。

杯状的加压座7与主轴单元1的前端部嵌合且能够自由滑动。主轴单元1与加压座7之间在径向的间隙为直径0.1mm左右。固定在加压座7两端的一对杆15支承在轴承4上，分别与柔性接头16的一端连接。柔性接头16的另一端分别与一对气缸17的一端连接。气缸17的另一端分别固定在支撑座18上。支撑座18分别固定在滑鞍3上。气缸17始终对加压座7向图中的下方施力。

在加压座7的左侧面配置着通气孔8。关于通气孔8的大小和高度方向的位置将在后面说明。

如图2所示，加压座7侧面的配置有通气孔8的部分形成平坦的面7a。另外，在支架2的侧面也形成与面7a同样的面2a。

闸门50的材质为不锈钢等金属，是板厚为t的方形板状。闸门50的下端50a附近与面7a紧贴，并且闸门50被2根螺栓51固定在面2a上。

在加压座7的下部固定着树脂或金属制的衬套9。在衬套9的下端部形成将外部空气与钻头用孔10连接的十字形槽11。由于加压座7与衬套9实质上形成一体，因此以下将衬套9的下端面称为加压座7的下端面7b。

设于加压座7的下端附近的孔30将由加压座7与主轴单元1围住的加压座内空间31与接头32连接。与接头32连接的软管33的另一端与图中省略的吸尘器连接。

作为工件的印刷电路板20被置放于工作台21上。工作台21能够在与纸面垂直的前后方向(X方向)上自由定位。

由于采用以上结构，一旦使主轴单元1在支架2上的固定位置沿着主轴单元1的轴线O方向变化，加压座内空间31在轴线O方向的长度即发生变化。

以下说明通气孔8在高度方向的配置位置。

图3放大表示加压座7的前端附近结构，其中(a)表示加压座7的下端面7b与印刷电路板20的上表面抵接时的情况，(b)表示钻头6的前端与印刷电路板20的上表面抵接时的情况。主轴1被设定在高精度加工用的高度。

此处，当将加压座7的下端面7b离开印刷电路板20时或与印刷电路板20抵接时主轴单元1的前端1a与加压座7的下端面7b之间的距离设为L，将通常加工时的距离L设为距离Ln，将高精度加工时的距离L设为距离Lk，且Ln＞Lk。然而，无论加压座7是在距离Ln还是距离Lk时，钻头6的前端都以固定距离h(通常为2～3mm，此处为2mm)定位于下端面7b的上方。从而，在本实施例中，当加压座7的下端面7b与印刷电路板20的上表面抵接时，主轴单元1的前端1a与加压座7的下端面7b间的距离是Lk，钻头6的前端位于与下端面7b间的距离为h的位置上。

在图示的情况下，通气孔8是直径为m的圆形孔。另外，通气孔8面向外部空气一侧的上端8oa与面向加压座内空间31一侧的上端8ia在Z方向的高度相同。下端8ib被定位在当钻头6的前端与印刷电路板20的上表面抵接时能够将加压座内空间31与外部空气连通的位置上。即，当如图所示那样在主轴单元1的前端形成倒角部时，下端8ib被配置在倒角部上侧1j的下侧。以下设为m＝3mm。在本例中，通孔孔8的形状是圆形，但也可以将通气孔8做成椭圆形的长孔。

闸门50的下端50a以如下方式固定在支架2上：在加压座7的下端面7b离开印刷电路板20的上表面时(或与之抵接时)，闸门50的下端50a与通气孔8的下端8ob间的距离成为h。而闸门5的宽度则是在一例比通气孔8的宽度(口径)m的两端长2mm以上，板厚t则为1～2mm。而图3(a)所示的距离H则是加压座7的下端面7b离开印刷电路板20的上表面时(或加压座7的下端面7b与印刷电路板20的上表面抵接时)从加压座7的下端面7b到闸门50的下端50a为止的距离。

以下说明本发明的动作。

当主轴单元1水平地移动时，加压座7的下端面7b离开印刷电路板20，从通气孔8的下端8ob到与闸门50的下端50a相向的位置为止的部分与外部空气接触。另外，由于钻头用孔10也是打开的，因此外部空气通过通气孔8和钻头用孔10流入加压座内空间31。结果使钻头用孔10附近的压力接近大气压，印刷电路板20不会上浮。

从下端面7b与印刷电路板20抵接后到钻头6的前端与印刷电路板20抵接为止的期间，闸门50与钻头6(即主轴单元1)一体下降。从而，由于闸门50在从下端面7b与印刷电路板20抵接后到钻头6的前端与印刷电路板20抵接为止的期间下降，因此通气孔8的实际截面积渐渐缩小，一旦钻头6的前端与印刷电路板20抵接，即如图3(b)所示，通气孔8与外部空气之间被闸门50隔断，通气孔8的实际截面积变为0。从而在加工时使加压座内空间31的负压得以维持。

在加工结束、钻头6的前端离开印刷电路板20后，闸门50就相对于通气孔8上升，使通气孔8的实际截面积渐渐增加，在加压座7的下端面7b离开印刷电路板20的上表面时，加压座内空间31成为接近大气压的值。从而印刷电路板20不会上浮。已确认当通气孔8的直径为3mm以上时能够得到上述效果。

通常加工时的距离Ln比高精度加工时的距离Lk大，但即使在这种情况下，支架2的位置也不变，而只是变更主轴1的位置，因此动作与上述高精度加工时相同。

闸门50的材质也可以是刚性大的合成树脂。

另外，在上述例子中最好是m≥h，理由如下：

1.当如上述那样h是2mm左右以下、即h很小时加工就很困难，因此粗大一些容易加工通气孔8。

2.当为了提高闸门50的气密性能而在譬如通气孔8的入口安装垫片等时，由于可能与加压座7的表面之间形成台阶，因此如果设定为m≥h，则能从一开始就将闸门50载放在垫片上，因此动作时闸门50不会被垫片等的边缘止住，可使闸门50的动作顺利进行。

而当不会发生上述问题、能确保足够的截面积时也可以是m＜h。

图4是表示本发明的变形例的图。如上所述，本发明的通气孔8即使口径(m)较小时也有效果，因此如果将口径设为5m m以下，则即使不一定将通气孔8设置在上述的平坦的面上，闸门50也不会被垫片等的边缘止住。从而，可以在本图那样的加压座7的圆筒状侧壁上直接穿设通气孔8。在这种情况下，也可以设置多个小口径的通气孔8，并且设置一体型的或各自独立的闸门50。

图5是表示本发明的另一变形例的图。在加工深度为K的孔时，钻头6如图5所示那样下降K的距离。此时，闸门50的下端50a也下降K的距离，因此要预先设定为(H-h)≥K。即，如该图所示，如果使通气孔8的轴线向左上方倾斜，就能使通气孔8的下端8ob的位置高于下端8ib的位置，因此容易实现(H-h)≥K。

Claims (1)

1.一种印刷电路板穿孔机，具有：主轴单元，该主轴单元被保持在支架上，保持工具且使之能够自由旋转；以及

加压座，该加压座被支承在所述支架上而能够沿所述工具的轴向方向自由滑动，并且以覆盖所述主轴单元的前端的方式与所述主轴单元嵌合，

在所述加压座的侧面设有将由所述加压座与所述主轴单元形成的空间与外部空气连通的通气孔，并且将所述空间与负压源连接，

通过所述加压座来对工件加压，在堵塞所述通气孔的状态下利用所述工具对所述工件进行加工，其特征在于，

将所述通气孔配置在以下位置：在未设置闸门的情况下，当在所述支架上被定位在最靠近所述工件的位置上的所述主轴单元所保持的所述工具的前端与所述工件的上表面抵接时，使所述空间与外部空气连通的位置，

并且设有板状的闸门，当所述加压座的前端未与所述工件抵接时，所述闸门的一端被定位在所述加压座的前端未与所述工件抵接时向所述加压座的外面开口的所述通气孔的下端的上方，所述闸门的一端与所述通气孔的下端之间的距离等同于所述加压座的前端未与所述工件抵接时从所述加压座的前端到所述工具的前端为止的距离，所述闸门的另一端保持在所述支架上，

当所述工具的前端与所述工件的上表面抵接时，利用所述闸门将所述空间与外部空气隔断。