DE2535973A1 - Multiple spindle gantry drill - has tool carrier at multiple of hole index distance above sliding worktable - Google Patents

Multiple spindle gantry drill - has tool carrier at multiple of hole index distance above sliding worktable

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DE2535973A1 DE19752535973 DE2535973A DE2535973A1 DE 2535973 A1 DE2535973 A1 DE 2535973A1 DE 19752535973 DE19752535973 DE 19752535973 DE 2535973 A DE2535973 A DE 2535973A DE 2535973 A1 DE2535973 A1 DE 2535973A1
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Abstract

The machine has a gantry tool carrier with drills in either side. Underneath the gantry, a cross table for the workpiece is provided. The tool carrier (4) has the drill assemblies (5, 51) arranged at a distance (A) from the travel direction of table (14). The distance is an integral multiple of the hole index. The control of the drilling feed of the drill assemblies (5, 51) is carried out by a common lateral beam (6) located between the two assemblies. Each of the drilling assemblies (5, 51) is fitted with a coupling mechanism (9) provided with a carrier lug (10) achieving the operational connection between the moving lateral beam (6) and the respective drilling assembly.

Description

Mehrspindelbohrautomat, insbesondere zum Bohren von Leiterpl-atten Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrspindelbohrautomat, insbesondere zum Bohren von Schaltungsplatten, bestehend aus einem als Portal ausgebildeten, auswählbare Bohrtrerkzeuge tragenden Werkzeugträger und einem unter dem Portal im Rasterschritt der Schaltungsplatten-Bohrungsteilung verfahrbaren, die Leiterplatten aufnehmenden Support.Multi-spindle automatic drilling machine, especially for drilling circuit boards The invention relates to an automatic multi-spindle drilling machine, in particular for drilling of circuit boards, consisting of one designed as a portal, selectable Tool carrier carrying drilling tools and one under the portal in a grid step the circuit board bore division movable, receiving the circuit boards Support.

Das Bohren von Schaltungsplatten ist mittels dem bekannten Mehrspindelautomaten recht zeitraubend. Es ist bekannt, Werkzeugmaschinen aller Art von einer Datensteuerung aus zu betreiben, wobei die Steuerung auch den jeweiligen Vorschub des das Werkstück tragenden Supportes in den beiden koordinaten Richtungen steuert.The drilling of circuit boards is by means of the well-known multi-spindle automatic machine quite time consuming. It is known to machine tools of all types from a data control to operate from, the controller also the respective feed of the workpiece load-bearing supports in both coordinate directions.

Grossflächige Schaltungsplatten besitzen eine Vielzahl von in einem Längs- und Querraster angeordneten Bohrungen zur Aufnahme von Bauelementen. Zur Beschleunigung des Bohrvorganges ist es üblich, kleinere Schaltungsplatten in einem Nutzen zu bohren, so dass sich das Bohrmuster im Nutzen wiederholt. Auf dem Support werden mehrere Schaltungsplatten oder mehrere Nutzen von Schaltungsplatten übereinander gestapelt und gemeinsam gebohrt. Je grösser die Anzahl der am Werkzeugträger angebrachten Bohrwerkzeuge ist, umso schneller lässt sich der Durchsatz der zu bohrenden Schaltungsplatten bewerkstelligen. Die Anzahl der am Werkzeugträger anbringbaren Bohrwerkzeuge ist indessen begrenzt. Die einzelnen Bohrwerkzeuge müssen im Teilungsabstand des Lochteilungsrasters der Schaltungsplatten angeordnet sein. Dieser Forderung steht die räumliche Abmessung der einzelnen Bohrvzerkzeuge hinderlich entgegen. Je grösser der Abstand der Bohrwerkzeuge am Werkzeugträger ist, umso grösser werden auch die Verfahrwege des die Leiterplatten aufnehmenden Suppors. Grosse Verfahrwege bedingen ebenfalls einen erhöhten Zeitaufwand zum Bohren der Leiterplatten.Large-area circuit boards have a multitude of in one Holes arranged lengthways and crossways to accommodate components. To the To speed up the drilling process, it is common to have smaller circuit boards in one To drill panels so that the drilling pattern is repeated in the panel. On the support are several circuit boards or several panels of circuit boards on top of each other stacked and drilled together. The greater the number of tools attached to the tool carrier Drilling tools, the faster the throughput of the circuit boards to be drilled accomplish. The number of drilling tools that can be attached to the tool carrier is however limited. The individual drilling tools must be in the pitch of the hole pitch grid the circuit boards be arranged. This requirement is met by the spatial dimension the individual Bohrvzerkzeuge obstructive against. The greater the distance between the drilling tools is on the tool carrier, the greater the travel distances of the circuit boards receiving suppors. Long travels also require an increased amount of time for drilling the circuit boards.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Bohren der Leiterplatten zu beschleunigen und einen Mehrspindelbohrautomat der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine vergleichsweise Vielzahl von Bohrwerkzeugen trägt. Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der Werkzeugträger beidseitig Bohrwerkzeuge trägt, wobei der Abstand von am Werkzeugträger in Vorschubrichtung des Längsschlittens des Supportes gegenüberliegend angeordneten Bohrwerkzeugen ein ganzzahliges Vielfaches des Lochrasters beträgt.The invention is based on the object of drilling the circuit boards to accelerate and a multi-spindle drilling machine of the type mentioned create that carries a comparatively large number of drilling tools. This task is achieved according to the invention in that the tool carrier has drilling tools on both sides carries, the distance from the tool carrier in the feed direction of the longitudinal slide of the support opposite arranged drilling tools an integral multiple of the hole pattern.

Durch diese erfinderische Anordnung der Bohrwerkzeuge am Werkzeugträger wird es ermöglicht, die doppelte Anzahl von Bohrwerkzeugen am Mehrspindelbohrautomaten anzuordnen. So ist es möglich, den Durchsatz an zu bohrenden Schaltungsplatten wesentlich zu erhöhen.This inventive arrangement of the drilling tools on the tool carrier it is possible to double the number of drilling tools on the multi-spindle drilling machine to arrange. It is thus possible to significantly reduce the throughput of circuit boards to be drilled to increase.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt der Bohrhub der von der Steuerung ausgewählten Bohrwerkzeuge mittels einer allen Bohrwerkzeugen gemeinsamen Hubtraverse. Die Hubtraverse ist hierbei zwischen den beidseitig am Werkzeugträger angeordneten Bohrwerkzeugen gelagert. Jedes Bohrwerkzeug besitzt einen mit der numerischen Steuerung verbundenen Koppelmechanismus, der einen von der numerischen Steuerung in die Bewegungsbahn der Hubtraverse und aus dieser stellbaren Bohrwerkzeug-Mitnehmer aufweist.According to a further feature of the invention, the drilling stroke takes place Drilling tools selected by the control using one of all drilling tools common lifting beam. The lifting beam is here between the on both sides Tool carrier arranged drilling tools stored. Every drilling tool owns a coupling mechanism connected to the numerical control, one of the numerical control in the movement path of the lifting beam and adjustable from this Has drilling tool driver.

Die von der numerischen Steuerung ebenfalls geschaltete Hubtraverse kommt zum Anschlag mit dem in ihrer Bewegungsbahn gestellten Mitnehmer des ausgewählten Bohrwerkzeuges, so dass bei einer fortschreitenden Bewegung der Hubtraverse das ausgewählte Bohrwerkzeug dieser Bewegung folgt. Die Hubtraverse steuert den Bohrvorschub der ausgewählten Bohrwerkzeuge.The lifting traverse also switched by the numerical control comes to a stop with the carrier of the selected in its trajectory Drilling tool, so that with a progressive movement of the lifting beam the selected drilling tool follows this movement. The lifting beam controls the drilling feed of the selected drilling tools.

In den Zeichnungen ist ein gemäss der Erfindung gebildeter Mehrspindelbohrautomat in verschiedenen Ansichten schematisch sowie ein Bohrwerkzeug ausführlich dargestellt.In the drawings is a multi-spindle automatic drilling machine formed according to the invention shown schematically in different views and a drilling tool in detail.

Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch den Werkzeugträger der Portalbohrmaschine, hingegen Figur 2 eine Ansicht von oben auf den Werkzeugträger. Auf einem Maschinenbett 1 ist ein Portal -im allgemeinen mit 2 bezeichnet- aufgesetzt. Das Portal besteht aus Portalstützen 3, 3' und einer kastenförmigen Portaltraverse 4, welche auch Werkzeugträger der Bohrwerkzeuge 5, 5' ist. Im kastenförmigen Werkzeugträger 4 ist eine Hubtraverse 6 angeordnet, die mittels eines Hubmechanismusses 7 in Richtung des Pfeiles 8 absenkbar- und anhebbar ist. Der Antrieb der Hubtraverse ist zwangsgesteuert, so dass unabhängig von der Anzahl der im Eingriff befindlichen Bohrer ihr Geschwindigkeitsverlauf, d.h. die Zustellbewegung und Vorschubbewegung gleichbleibend ist. Jedes der Bohnferkzeuge 5, 5' besitzt einen Kopplungsmechanismus 9, 9'. Der Kopplungsmechanismus beinhaltet einen Bohrwerkzeug-Mitnehmer 10, 10', der jeweils in die Bewegungsbahn der Hubtraverse und aus dieser heraus stellbar ist. In der Zeichnung gemäss der Figur 1 steht der Mitnehmer 10' in Eingriff mit der Hubtraverse 6, wohingegen der Mitnehmer 10 des Bohrwerkzeuges 5 bei einer Bewegung der Hubtraverse 6 in Richtung des Pfeiles 8 ausser Eingriff bleibt. Somit wird nur bei einer Bewegung der Hubtraverse 6 das Bohrwerkzeug 5' abwärts getrieben.Figure 1 shows a cross section through the tool carrier of the portal drilling machine, however, Figure 2 is a view from above of the Tool carrier. on A portal - generally designated by 2 - is placed on a machine bed 1. The portal consists of portal supports 3, 3 'and a box-shaped portal traverse 4, which is also the tool carrier of the drilling tools 5, 5 '. In the box-shaped tool holder 4 a lifting cross member 6 is arranged, which by means of a lifting mechanism 7 in the direction of the arrow 8 can be lowered and raised. The drive of the lifting beam is positively controlled, so that regardless of the number of drills in operation, their speed curve, i.e. the infeed movement and the feed movement are constant. Each of the bean pots 5, 5 'has a coupling mechanism 9, 9'. The coupling mechanism includes a drilling tool driver 10, 10 ', each in the path of movement of the lifting beam and can be raised from this. In the drawing according to Figure 1 is the Driver 10 'in engagement with the lifting cross member 6, whereas the driver 10 of the Drilling tool 5 when the lifting cross member 6 moves in the direction of arrow 8 remains out of action. Thus, only when the lifting cross member 6 moves Drilling tool 5 'driven downwards.

Der die Schaltungsplatten 11 tragende Support 12 ist ein Kreuztisch-Support mit einem Längsschlitten 13 und einem Querschlitten 14. Beträgt beispielsweise das Rastermass in der Schaltungsplatte in der Y-Richtung des Verfahrweges des Längsschlittens t, so ist der Abstand A der beiden Bohrspindelmitten 15' und 15 n.t, wobei n eine ganze Zahl ist. Entsprechend -und wie bekannt- ist auch der Querabstand der einzelnen beidseitig am Werkzeugträger 4 angebrachten Bohrwerkzeuge 5,5' n'.t', wobei t' die Lochrasterteilung im Verfahrweg des Querschlittens ist; n' ist auch hier eine ganze Zahl. Wie bereits vorstehend vermerkt, werden die einzelnen Koppelmechanismen 9,9' von einer numerischen Steuerung -hier nicht dargestellt- angerufen. Es ist somit möglich, dass mittels den Bohrspindeln 5 ein anderes Schaltungsplattenmuster gebohrt wird als mit jenen der Bohrwerkzeuge 5'. Es können somit hinsichtlich der Bohrungsmuster unterschiedliche Schaltungsplatten in einem Arbeitsgang gebohrt werden, wie es auch möglich ist, eine einzige Schaltungsplatte oder ein Nutzen von Schaltungsplatten mit den beiden beidseitig am Werkzeugträger angebrachten Bohrwerkzeugen zu bohren.The support 12 carrying the circuit boards 11 is a cross table support with a longitudinal slide 13 and a cross slide 14 Grid dimension in the circuit board in the Y direction of the travel path of the longitudinal slide t, the distance A between the two drilling spindle centers 15 'and 15 is n.t, where n is a is an integer. Correspondingly - and as is known - the transverse distance of the individual is also Drilling tools 5.5 'n'.t' attached to both sides of the tool carrier 4, where t 'is the Hole grid is in the traverse path of the cross slide; n 'is a whole here too Number. As noted above, the individual coupling mechanisms 9, 9 ' Called by a numerical control -not shown here-. So it is possible that a different circuit board pattern is drilled by means of the drilling spindles 5 is than with those of the drilling tools 5 '. It can thus with regard to the hole pattern different circuit boards can be drilled in one operation, as well as it is possible, a single circuit board or a use of circuit boards to drill with the two drilling tools attached to both sides of the tool carrier.

Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch ein bevorzugt zur Anwendung kommendes Bohrwerkzeug. Das Bohrwerkzeug 5 besitzt einen Hochfrequenz-Antriebsmotor in einem gekapselten Gehäuse 16 mit einer luftgelagerten Bohrspindel 17. Die Luft-Zu- und Ableitungen 18,18' sind durch den Kopf 19 des Bohrwerkzeuges geführt. Der Kopf 19 hält in einem Spannring 20 eine Führungshüle 21, in der das Gehäuse der Hochfrequenzbohrspindel gehalten ist. Die Führungshülse ist in einem Kugelkäfig 22 gleitbeweglich geführt, wobei letztere sich gegen das Führungsgehäuse 23 abstützt. Mit dem Kopf 19 des Bohrwerkzeuges sind Führungsstangen 24 verbunden, welche von einer Druckfeder 25 umgeben sind, so dass bei einer auf den Kopf der Bohrspindel wirkenden Last und ortsfestem Führungsgehäuse sich die Führungshülse mit der Hochfrequenzbohrspindel entgegen der Last der Feder 25 verschiebt. Beim Nachlassen der Last wird unter dem Zwang der Federn die Hochfrequenzbohrspindel wiederum in ihre obere Tot-Lage zurückgestellt. Der Kopf 19 trägt ferner den Koppelmechanismus 9 mit dem Mitnehmer 10. In der dargestellten Lage befindet sich der Mitnehmer in der Eingriffstellung mit der Hubtraverse 6 -hier gestrichelt angedeutet-. Die Steuerung des Mitnehmers erfolgt hier pneumatisch, durch Einspeisen von Druckluft in den Kolbenraum 26 des Mitnehmers 10. Die Rückstellung des Mitnehmers geschieht entsprechend und zwar durch Einspeisen von Druckluft in den Kolbenraum 26 t -bei gleichzeitiger Entlüftung des Kolbenraumes 26-. Zwei Druckluftventile 27 sind von jeweils einem Elektromagneten 28 ansteuerbar; sie stehen über eine Schaltleitung 29 mit der Maschinensteuerung in Verbindung. Die beiden Ventile steuern die Druckluft zu den Kolbenräumen 26 und 26'. Die Führungsgehäuse 23 der Bohrwerkzeuge sind an Aufnahmeplatten 31, 31' (Fig. 1) des Werkzeugträgers befestigt. Zum genauen Ausrichten des Bohrers 30 auf das Lochrastermass ist die Führungshülse 21 um 0,1 mm exzentrisch zu ihrer Bohrerachse 30' ausgebildet.Figure 3 shows a cross section through a preferred application upcoming drilling tool. The drilling tool 5 has a high-frequency drive motor in an encapsulated housing 16 with an air-bearing drill spindle 17. The air supply and leads 18,18 'are passed through the head 19 of the drilling tool. The head 19 holds in a clamping ring 20 a guide sleeve 21 in which the housing of the high-frequency drilling spindle is held. The guide sleeve is slidably guided in a ball cage 22, the latter being supported against the guide housing 23. With the head 19 of the drilling tool guide rods 24 are connected, which are surrounded by a compression spring 25, so that with a load acting on the head of the drilling spindle and a stationary guide housing the guide sleeve with the high-frequency drilling spindle against the load of the spring 25 moves. When the load is released, the high-frequency drilling spindle is forced by the springs again returned to their upper dead position. The head 19 also carries the coupling mechanism 9 with the driver 10. In the position shown, the driver is in the position of engagement with the lifting cross member 6 - indicated here by dashed lines -. The control of the driver takes place pneumatically, by feeding compressed air into the piston chamber 26 of the driver 10. The return of the driver happens accordingly and by feeding compressed air into the piston chamber 26 t with simultaneous venting of the piston chamber 26-. Two compressed air valves 27 are each of an electromagnet 28 controllable; they are connected to the machine control system via a switching line 29 in connection. The two valves control the compressed air to the piston chambers 26 and 26 '. The guide housings 23 of the drilling tools are attached to receiving plates 31, 31 '(Fig. 1) attached to the tool carrier. To precisely align the drill 30 with the The guide sleeve 21 is eccentric to its drill axis by 0.1 mm 30 'formed.

Durch Drehen der Fühuungshülse um die Achse 30' sind die Bohrspindeln genau auf das Rastermass einstellbar. Die so eingestellten Bohrspindeln sind mit dem Kopf 19 verstiftet.The drilling spindles are set by rotating the guide sleeve about the axis 30 ' precisely adjustable to the grid dimension. The drilling spindles set in this way are with pinned to the head 19.

Claims (1)

Patentansprüche Claims Mehrspindelbohrautomat, insbesondere zum Bohren von Schaltungsplatten, bestehend aus einem als Portal ausgebildeten, auswählbare Bohrwerkzeuge tragenden Werkzeugträger und einem unter dem Portal im Lochrasterschritt der Schaltungsplatten verfahrbaren, die Leiterplatten aufnehmenden Kreuzt#sch-Support, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass der Werkzeugträger (4) beidseitig Bohrwerkzeuge (5,5') trägt, wobei der Abstand (A) von am Werkzeugträger in Vorschubrichtung des Längsschlittens (13) des Supportes (12) gegenüberliegend angeordneten Bohrwerkzeugen ein ganzzahliges Vielfaches des Lochrasters beträgt.Multi-spindle automatic drilling machine, especially for drilling circuit boards, consisting of a selectable drilling tool bearing designed as a portal Tool carrier and one under the portal in the hole grid step of the circuit boards movable, the circuit boards receiving cross # sch support, thereby g e -k It is noted that the tool carrier (4) has drilling tools (5.5 ') on both sides carries, the distance (A) from the tool carrier in the feed direction of the longitudinal slide (13) of the support (12) oppositely arranged drilling tools an integer Is a multiple of the hole pattern. Mehrspindelbohrautomat nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass der Bohrhub der von der Steuerung des Mehrspindelbohrautomates ausgewählten Bohrwerkzeuge (5,5') mittels einer allen Bohrwerkzeugen gemeinsamen Hubtraverse (6) erfolgt, wobei die Hubtraverse (6) zwischen den beidseitig am Werkzeugträger (4) angeordneten Bohrwerkzeugen (5,5') gelagert ist. Multi-spindle automatic drilling machine according to Claim 1, characterized in that it is g e k e n n -z e i c h n e t that the drilling stroke is controlled by the control of the multi-spindle drilling machine selected drilling tools (5.5 ') by means of a common to all drilling tools Lifting crossbeam (6) takes place, the lifting crossbeam (6) between the two sides of the tool carrier (4) arranged drilling tools (5.5 ') is mounted. 3. Mehrspindelbohrautomat nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, dass jedes am Werkzeugträger (4) angeordnete Bohrwerkzeug (5,5') einen mit der Steuerung des Mehrspindelbohrautomates verbundenen Koppelmechanismus (9) besitzt, der einen in und aus der Bewegungsbahn der Hubtraverse (6) steuerbaren Bohrwerkzeug-Mitnehmer (10) aufweist. 3. Multi-spindle drilling machine according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h e t that each drilling tool (5.5 ') arranged on the tool carrier (4) a coupling mechanism connected to the control of the multi-spindle drilling machine (9) has one which can be controlled in and out of the path of movement of the lifting beam (6) Has drilling tool driver (10). 4. Mehrspindelbohrautomat nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass jedes Bohrwerkzeug eine hochfrequenzluftgelagerte Bohrspindel (16) aufweist, die in einer Führungshülse (21) gelagert ist, die mittels eines Kugelkäfigs (22) in einem Führungsgehäuse in Achsrichtung (30') des Bohrers (30) gleitbeweglich geführt ist, wobei die Führungshülse mit einem den Kopplungsmechanismus (9) tragenden Kopf in Verbindung steht, der mittels Druckfedern (25) gegenüber dem Führungsgehäuse (23) abgestützt ist. 4. Multi-spindle drilling machine according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z It is clear that every drilling tool has a high-frequency air-bearing drill spindle (16), which is mounted in a guide sleeve (21), which by means of a ball cage (22) slidably movable in a guide housing in the axial direction (30 ') of the drill (30) is guided, the guide sleeve with a coupling mechanism (9) supporting The head is connected to the guide housing by means of compression springs (25) (23) is supported. 5. Mehrspindelbohrautomat nach Anspruch 1 und 5 , dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass der Mitnehmer (10) im Kopf (19) des Kopplungsmechanismusses pneumatisch in- und ausser Eingriff mit der Hubtraverse (6) stellbar ist.5. Multi-spindle drilling machine according to claim 1 and 5, characterized g e -k e n n z e i h n e t that the driver (10) in the head (19) of the coupling mechanism is pneumatically adjustable in and out of engagement with the lifting beam (6). 6. Mehrspindelbohrautomat nach Ansprüchen 1 und 5, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass der Kopf (19) eines jeden Bohrwerkzeuges die Steuerventile (27) und elektrischen Stellglieder l(28) zum Betrieb des Mitnehmers (10) trägt.6. Multi-spindle drilling machine according to claims 1 and 5, thereby g e -k It is noted that the head (19) of each drilling tool controls the control valves (27) and electrical actuators l (28) for operating the driver (10) carries. 7. Mehrspindelbohrautomat nach Ansprüchen 1 und 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass die Führungshülse (21) gegenüber der Achse (30') des Bohrers (30) exzentrisch ausgebildet und im Führungsgehäuse (23) um ihre Längsachse drehbar und fixierbar ist.7. Multi-spindle drilling machine according to claims 1 and 4, thereby g e -k It is noted that the guide sleeve (21) opposite the axis (30 ') of the Drill (30) formed eccentrically and in the guide housing (23) around its longitudinal axis is rotatable and fixable. L e e r s e i t eL e r s e i t e
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