CS248778B1

CS248778B1 - Drilling head namely for drilling the holtes with small diameters

Info

Publication number: CS248778B1
Application number: CS337885A
Authority: CS
Inventors: Antonin Heger
Original assignee: Antonin Heger
Priority date: 1985-05-12
Filing date: 1985-05-12
Publication date: 1987-02-12

Abstract

Účelem řešení je podstatné zvýšení produktivity práce a přesnosti vrtání při současné jednodušší konstrukci a možnosti elektronického řízení posuvu. Uvedeného účelu se dosáhne vrtací hlavou podle vynálezu, sestávající z hnací jednotky (15), jejíž hřídel je opatřen vrtacím nástrojem, která je pevně uložena v pohyblivém dílu (12) elektromagnetu (16), v jehož plášti (14) jsou upevněny vodicí čepy (6) a (6*) vodítka (10) pohyblivého dílu (12) , ke kterému je připevněno táhlo (3), jehož konec je opatřen narážkou (4) a tažnou pružinou (2), která je upevněna k tvarovanému držáku (1), upevněnému k příčníku (8) vodicích čepů (6) a (6"), v němž je vytvořen středový otvor pro průchod táhla (3), kde mezi příčníkem (8) a vodítkem (10) je umístěna tlumicí vložka (9), přičemž k příčníku (8) je upevněno čidlo (5) koncové polohy.The purpose of the solution is to significantly increase productivity and drilling accuracy at the same time simpler design and electronic capabilities feed control. This purpose is achieved with a drilling head according to the invention, consisting of a drive unit (15), the shaft of which is provided with a drilling tool, which is fixed in the moving part (12) an electromagnet (16) in its housing (14) the guide pins (6) and (6 *) of the guide are fixed (10) the movable part (12) to which it is a rod (3) is attached, the end of which is provided a stop (4) and a tension spring (2) that is fastened to the shaped holder (1) fixed to the cross member (8) of the guide pins (6) and (6 "), in which a central passageway is formed rods (3), where between the cross member (8) and the guide (10), a damping insert (9) is provided, wherein: an end sensor (5) is attached to the cross member (8) position.

Description

(54} Vrtací hlava, zejména pro vrtání otvorů malých průměrů(54) Drilling head, especially for drilling small diameter holes

Účelem řešení je podstatné zvýšení produktivity práce a přesnosti vrtání při současné jednodušší konstrukci a možnosti elektronického řízení posuvu.The purpose of the solution is to significantly increase work productivity and drilling accuracy while simplifying the design and electronic feed control capabilities.

Uvedeného účelu se dosáhne vrtací hlavou podle vynálezu, sestávající z hnací jednotky (15), jejíž hřídel je opatřen vrtacím nástrojem, která je pevně uložena v pohyblivém dílu (12) elektromagnetu (16), v jehož plášti (14) jsou upevněny vodicí čepy (6) a (6*) vodítka (10) pohyblivého dílu (12) , ke kterému je připevněno táhlo (3), jehož konec je opatřen narážkou (4) a tažnou pružinou (2), která je upevněna k tvarovanému držáku (1), upevněnému k příčníku (8) vodicích čepů (6) a (6), v němž je vytvořen středový otvor pro průchod táhla (3), kde mezi příčníkem (8) a vodítkem (10) je umístěna tlumicí vložka (9), přičemž k příčníku (8) je upevněno čidlo (5) koncové polohy.This is achieved by a drilling head according to the invention, consisting of a drive unit (15), the shaft of which is provided with a drilling tool which is fixedly mounted in a movable part (12) of the electromagnet (16). 6) and (6 *) guides (10) of the movable part (12) to which is attached a rod (3), the end of which is provided with a stop (4) and a tension spring (2) which is fixed to the shaped holder (1) fastened to the crossmember (8) of the guide pins (6) and (6), in which a central hole is provided for the passage of the rod (3), wherein a damping insert (9) is located between the crossmember (8) and the guide (10); an end position sensor (5) is fastened to the cross member (8).

Vynález se týká vrtací hlavy, vhodné zejména pro vrtání otvorů malých průměrů do tištěných spojů a řeší podstatné zvýšení produktivity práce a přesnosti vrtání při současné její jednodušší konstrukci a možnosti elektronického řízení posuvu.The present invention relates to a drilling head particularly suitable for drilling small diameter holes into printed circuits and solves a significant increase in work productivity and drilling accuracy while at the same time simpler construction and electronic feed control capabilities.

Dosud známé vrtací hlavy pro vrtání otvorů malých průměrů sestávají obvykle z vřetena, ve kterém je upevněn vrtací nástroj, a dále z pákového mechanismu, jenž umožňuje svislý posuv vřetena ruční pákou, přičemž hlavní rotační pohyb je na toto vřeteno přenášen pomocí elektromotoru a řemene.The prior art drilling heads for drilling small diameter holes generally consist of a spindle in which the drilling tool is mounted, and a lever mechanism which allows the spindle to be moved vertically by a hand lever, the main rotational movement being transmitted to the spindle by an electric motor and belt.

Dále jsou známy vrtací hlavy, kde nástroj je upevněn přímo v hřídeli elektromotoru, jehož posuv i s nástrojem se provádí ručně rovněž pomocí pákového mechanismu.Furthermore, drilling heads are known in which the tool is mounted directly in the shaft of an electric motor, whose feed and the tool are also carried out manually also by means of a lever mechanism.

Nevýhodou těchto vrtacích hlav je, že posuv není možno provádět automaticky, čímž u dosud prováděného ručního posuvu pomocí pákového mechanismu se docílí jen nízké produktivity práce, přičemž síla, která vykonává tento posuv nepůsobí přesně v ose otáčení nástroje, což se nepříznivě projevuje na přesnosti vrtání a tím i ke zvyšování zmetkovitosti.The disadvantage of these drilling heads is that the feed cannot be carried out automatically, which results in low work productivity with the manual feed performed so far by the lever mechanism, while the force exerted by this feed does not act exactly in the tool rotation axis, which adversely affects drilling accuracy. and thereby increasing scrap.

Rovněž je známo i to, že místo ručního pákového mechanismus se používá hydraulického posuvu, který sice umožňuje ruční i automatické řízení posuvu, ale nevýhodou tohoto řešení je značná složitost a vysoké pořizovací náklady.It is also known that a hydraulic feed is used instead of the manual lever mechanism, which allows manual and automatic feed control, but the disadvantage of this solution is the considerable complexity and high acquisition costs.

Uvedené nevýhody odstraňuje vrtací hlava, zejména pro vrtání otvorů malých průměrů podle vynálezu, tvořená hnací jednotkou, jejíž hřídel je opatřen vrtacím nástrojem, jehož podstata spočívá v tom, že hnací jednotka je pevně uložena v pohyblivém dílu elektromagnetu, v jehož plášti jsou upevněny vodicí čepy vodítka pohyblivého dílu, ke kterému je připevněno táhlo, jehož druhý konec je opatřen narážkou a tažnou pružinou, která svým volným koncem je upevněna k tvarovanému držáku, upevněnému k příčníku vodicích čepů, v němž je vytvořen středový otvor pro průchod táhla, kde mezí příčníkem a vodítkem je umístěna tlumicí vložka, přičemž k příčníku je upevněno čidlo koncové polohy.The above-mentioned disadvantages are eliminated by a drilling head, in particular for drilling small diameter holes according to the invention, consisting of a drive unit, the shaft of which is provided with a drilling tool, the principle of which is the guide of the movable part to which the drawbar is attached, the other end of which is provided with a stop and a tension spring fixed by its free end to a shaped bracket fixed to the cross-member of the guide pins; a damping insert is placed in the guide, the end position sensor is fixed to the crossbar.

Výhodou vrtací hlavy podle vynálezu je, že umožňuje v plném rozsahu využití elektroniky k řízení průběhu posuvu a k ovládání vrtacího cyklu, což vede k podstatnému zvýšení produktivity práce a dále, že umožňuje odstranit mechanické převody posuvu a pohonu, zjednodušit celkovou konstrukci, snížit hlučnost a zvýšit přesnost vrtání v libovolné pracovní poloze, neboř síla, která vykonává posuv, působí přesně v ose otáčení nástroje, přičemž malé rotační setrvačné hmoty snižují dobu rozběhu i doběhu na minimum a s malou hmotností pohyblivé části umožňují tak vysokou frekvenci vrtání.The advantage of the drilling head according to the invention is that it allows the full use of electronics to control the feed rate and control the drilling cycle, which leads to a significant increase in labor productivity and furthermore to eliminate mechanical feed and drive gears, simplify overall construction, reduce noise and increase drilling accuracy in any working position, as the feed force acts precisely in the tool's axis of rotation, while the small rotational inertia reduces the acceleration and deceleration times to a minimum and allows a high drilling frequency with the low weight of the moving part.

Na přiloženém výkresu je znázorněno příkladné provedení vrtací hlavy podle vynálezu, kreslené ve svislém řezu.The attached drawing shows an exemplary embodiment of a drilling head according to the invention, drawn in vertical section.

Vrtací hlava, zejména pro vrtání otvorů malých průměrů, podle příkladného provedení sestává z hnací jednotky 15, pevně uložené v pohyblivém dílu 12 elektromagnetu 16, tvořeného cívkou 13 s kostrou 11, která je vyrobena z izolantu, například teflonu, a je suvně uložena v plášti 14, ve kterém je zespodu vytvořen kuželově zahloubený otvor 17.The drilling head, in particular for drilling small diameter holes, according to an exemplary embodiment consists of a drive unit 15 fixedly mounted in a movable part 12 of an electromagnet 16 formed by a coil 13 with a skeleton 11 which is made of insulating material such as Teflon. 14, in which a conically recessed opening 17 is formed from below.

V dolní části pohyblivého dílu 12, vyrobeného z magneticky vodivého materiálu, například z arémy, je vytvořen zvětšený otvor s následným kuželovým přechodem. K horní části pohyblivého dílu 12 je připevněno vodítko 10, ve kterém jsou vytvořeny otvory pro vedení vodicích čepů 6 a 6', vyrobených z magneticky nevodivého materiálu, například z mosazi, které jsou svými dolními -onci upevněny v plášti 14, z magneticky vodivého materiálu a jsou na svých horních koncích opatřeny osazeními, na která dosedá příčník J3, upevněný i s tvarovaným držákem 1_, na něj doléhajícím, maticemi 2 ^a 2^·In the lower part of the movable part 12, made of a magnetically conductive material, for example an arena, an enlarged opening is formed with a subsequent conical transition. A guide 10 is fastened to the upper part of the movable part 12, in which holes are provided for guiding the guide pins 6 and 6 'made of magnetically non-conductive material, for example brass, which are fastened in the housing 14 with magnetically conductive material. and are provided at their upper ends with shoulders, which are supported by a cross-member 13, fastened with the shaped holder 7, which bears on it, nuts 2 ^and 2;

Ve vodítku 10 je vytvořen středový otvor, ve kterém je upevněno táhlo 2, ^v jehož horním konci, opatřeném narážkou £, je vytvořen otvor pro uchycení tažné pružiny 2, která je svým druhým koncem upevněna v tvarovaném držáku _1· ^K horní ploše příčníku je upevněn mikrospínač 5, přičemž mezi příčníkem _8 a vodítkem 10 je umístěna tlumicí vložka 9, vyrobená z materiálu pro pohlcování mechanické energie, například z plsti.The guide 10 has a central opening in which is fixed rod ^2, whose upper end, provided with baffle plates £, an opening for attaching tension springs 2, its other end fastened in the shaped bracket _1 · ^The upper surface of the crosspiece is fastened a microswitch 5, wherein a cushion 9 made of a material for absorbing mechanical energy, such as felt, is placed between the crossbar 8 and the guide 10.

Vrtací hlava tvoří jeden kompaktní celek a je svým pláštěm 14 upevněna k nenaznačenému držáku, uloženému na svislém sloupu, v alternativním provedení je možno elektromotor 15~ nahradit vysokootáčkovou bruskou s pohonem pneumatickým nebo i elektrickým.The drilling head forms one compact unit and is fixed by its casing 14 to an unmarked holder mounted on a vertical column. Alternatively, the electric motor 15 can be replaced by a high-speed grinder with pneumatic or electric drive.

Při vrtání otvorů do tištěných spojů vrtací hlavou podle vynálezu je vrtací nástroj pomocí nenaznačené rychloupínací hlavy, případně vrtačkového sklíčidla, upevněn přímo na hřídeli hnací jednotky 15, přičemž pracovní poloha vrtací hlavy může být· libovolná. Připojením cívky 13 elektromagnetu 16 na elektrický zdroj začne magnetický tok této cívky 13 vtahovat pohyblivý díl 12 s hnací jednotkou 15 směrem dolů, až narážka 4_ rozepne mikrospínač 5 koncové polohy, který přeruší proud cívky 13 a pohyblivý díl 12 elektromagnetu 16 se i s hnací jednotkou 15 vrátí pomocí tažné pružiny 2^ do své základní polohy, určené tlumicí vložkou přičemž rychlost posuvu a velikost přítlačné síly na vrtací nástroje je určována proudem cívky 13, která je napájena ze zdroje.When drilling holes in the printed circuit board with the drilling head according to the invention, the drilling tool is fastened directly to the shaft of the drive unit 15 by means of an unmarked quick-release head or drill chuck, and the operating position of the drilling head can be arbitrary. By connecting the solenoid coil 13 to a power source, the magnetic flux of the coil 13 begins to draw the movable part 12 with the drive unit 15 down until the stop 4 opens the end position microswitch 5 which interrupts the coil current 13 and the movable part 12 of the solenoid 16 with the drive unit 15. it returns by means of a tension spring 22 to its basic position determined by the damping insert, the feed rate and the amount of thrust on the drilling tools being determined by the current of the coil 13, which is supplied from the source.

Při použití komutátorového motoru s permanentním magnetem, vznikne magnetická vazba mezi tímto motorem a rozptylovým tokem elektromagnetu 16. Rozptylový magnetický tok vzniká při průtoku proudu cívkou 13 v dolní části elektromagnetu 16 a uzavírá se přes statorovou část hnací jednotky 15 a tím dochází během pohybu pohyblivého dílu 12 ke zvýšení otáček hnací jednotky 15, čehož je možné využít k automatické kompenzaci poklesu otáček během vrtání, přičemž velikost této kompenzace je závislá na tvaru pólových nástavců elektromagnetu 16, kde v dolní části jeho pohyblivého dílu 12 a pláště 14 jsou k tomuto účelu vytvořena tvarovaná vybrání, pro objasnění zakreslena na přiloženém výkresu.When using a permanent magnet commutator motor, a magnetic coupling between the motor and the stray flux of the solenoid 16 is produced. Stray magnetic flux occurs when the current flows through the coil 13 in the lower part of the solenoid 16 and closes through the stator portion of the drive unit 15. 12 to increase the speed of the drive unit 15, which can be used to automatically compensate for the decrease in speed during drilling, the magnitude of this compensation being dependent on the shape of the pole pieces of the electromagnet 16, recess shown in the attached drawing for clarity.

Vrtací hlavy podle vynálezu je možno použít nejen pro vrtání otvorů malých průměrů do tištěných spojů, ale v případě dimenzování rozměrů této vrtací hlavy je možno ji použít i pro vrtání otvorů libovolných průměrů do různých druhů materiálů, případně ji možno využít při použití stopkových brusných kotoučů k vybrušování tvarových otvorů a povrchových drážek.The drilling heads according to the invention can be used not only for drilling small diameter holes into printed circuits, but in case of dimensioning of this drilling head it can also be used for drilling holes of any diameter into various types of materials, or it can be used Grinding of shaped holes and surface grooves.

Claims

SUBJECT MATTER

A drilling head, in particular for drilling small diameter holes, comprising a drive unit, the shaft of which is provided with a drilling tool, characterized in that the drive unit (15) is fixedly mounted in a movable part (12) of the electromagnet (16) in its housing (14) the guide pins (6, 6 ') of the guide (10) of the movable part (12) to which the tie rod (3) is attached, the end of which is provided with a stop (4) and a tension spring (2) attached to the shaped holder (1), fixed to the crossmember (8) of the guide pins (6, 6), in which a central hole is provided for the passage of the rod (3), and a cushioning insert (9) is located between the crossmember (8) and the guide (10); and an end position sensor (5) is fastened to the cross member (8).