DE3936959A1 - Bohrmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrmaschine mit Arbeitsspindel und Spindelhalter und einem Niederhalter, der ein Druckstück mit einer Durchgangsöffnung für Bohrer aufweist.

Die erfindungsgemäße Bohrmaschine wird insbesondere als hochtourige Bohrmaschine für qualitativ hochwertige Bohrungen von Leiterplatten bzw. Leiterplattenpakten ein­ gesetzt. Für die Qualität der Bohrungen ist ein festes Pressen des Leiterplattenpaketes auf den Arbeitstisch uner­ läßlich. Diese Pressung erfolgt mit dem im Niederhalter vor­ gesehenen Druckstück, das eine Durchgangsöffnung für die zu verwendenden Bohrer hat. Für die angestrebte gute Pressung ist es erstrebenswert, daß die Pressung in dem geringst möglichen Abstand von der Spindelachse erfolgt. Bei den bekannten Bohrmaschinen erfolgt ein Wechsel des Bohrers durch den Niederhalter hindurch. Da der Bohrer einen Begrenzungsring trägt, muß das Durchgangsloch im Druckstück einen vergleichsweise großen Durchmesser aufweisen. Dies hat zur Folge, daß das Pressen der Leiterplatten notwendiger­ weise nur in einem erheblichen radialen Abstand vom Bohrer möglich ist. Bei flexiblen Leiterplatten oder Leiterplatten mit vergleichsweise geringer Stärke führt der notwendiger­ weise große Durchmesser im Druckstück beim Bohren leicht zu einer Aufwölbung mit Gratbildung innerhalb des Leiter­ plattenpakets.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Bohrmaschine der als bekannt vorausgesetzten Art so auszubilden, daß die zu bohrenden Werkstücke, insbesondere Leiterplattenpakete möglichst nah am Bohrloch gespannt werden. Es soll die Durchgangsöffnung im Druckstück nur geringfügig größer sein als der wirksame Durchmesserbereich des Bohrers.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß das Druckstück für einen Bohrerwechsel mittels einer Betätigungseinrichtung aus seiner Arbeitsposition entfernbar und wieder in seine Arbeitsposition einsetzbar ist.

Eine derartige Ausbildung der Bohrmaschine stellt sicher, daß ein Wechsel des Bohrers nicht durch die Durchgangs­ öffnung des Druckstücks hindurch erfolgen muß. Vielmehr kann für einen Bohrerwechsel zunächst das Druckstück mit einer Betätigungseinrichtung automatisch entfernt, danach der alte Bohrer entnommen und ein neuer Bohrer in Bohraufnahme einge­ setzt werden und schließlich wieder das Druckstück in die Arbeitsposition am Niederhalter bewegt werden. Durch die Trennbarkeit des Druckstücks vom Niederhalter und das Be­ wegen des Druckstücks mittels einer Betätigungseinrichtung in Wirklage bzw. außer Wirklage kann der Durchmesser der Durchgangsöffnung in dem Druckstück wesentlich kleiner als bisher gehalten werden. Der Durchmesser der Durchgangs­ öffnung muß nur geringfügig größer sein als der Außendurch­ messer des wirksamen Bohrerbereichs.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Druckstück eine Druckplatte, die einen Ring aufweist, der sich in der Arbeitsposition der Druckplatte klemmend an die Wand einer im Niederhalter vorgesehenen Aufnahmebohrung anlegt.

Dabei ist es zweckmäßig, daß eine Ablagestation für das Druckstück vorgesehen ist, welche die Betätigungseinrichtung aufweist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind zwei Ablage­ stationen für zwei Druckstücke mit unterschiedlich großen Durchmessern ihrer Durchgangsöffnung vorgesehen.

Die Ablage des Druckstücks an einer Ablagestation ermöglicht einerseits einen besonders einfachen Zugriff der Bohrerauf­ nahme zu den unterschiedlichen Bohrern eines eng bestückten Bohrermagazins. Andererseits erlaubt diese Konstruktion auch ein leichtes Auswechseln unterschiedlicher Druckstücke mit der Folge, daß man für unterschiedliche Durchmesserbereiche der verschiedenen Bohrer jeweils unterschiedliche Druck­ stücke verwenden kann. Es muß also nicht das gleiche Druck­ stück so ausgebildet sein, daß der größte Bohrer durchtreten kann und damit wiederum der radiale Abstand für den kleinsten Durchmesser unnötig groß wird.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß neben einer Ablage­ station ein Bohrermagazin vorgesehen ist. Die räumliche Nähe zwischen Ablagestation und Bohrermagazin stellt geringe Wechselzeiten sicher.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Betätigungseinrichtung über mindestens einen Stellmotor betätigbare in und außer Eingriff bewegbare Klauen auf. Der Stellmotor kann dabei nach einem weiteren Merkmal der Erfin­ dung ein pneumatischer oder hydraulischer Stellzylinder sein.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß die Klauen radial einwärts und radial auswärts bewegbar sind.

Die Klauen sind am Rand einer in der Ablagestation vorge­ sehenen Aufnahmeöffnung für die Druckplatte angeordnet. Die so angeordneten und wie vorstehend beschrieben betätigten Klauen stellen eine besonders einfache und platzsparende Art der Betätigungseinrichtung dar.

Schließlich wird erfindungsgemäß noch vorgeschlagen, daß die Ablagestation als Vermessungsstation für die Vermessung der Bohrer ausgebildet ist. Die Doppelfunktion der Ablagestation hat erhebliche Vorteile gegenüber einer bisher üblichen Vermessung an einer besonderen Vermessungsstation. Bei der erfindungsgemäßen Kombination zwischen Ablagestation und Vermessungsstation erfolgt das Vermessen beim Bohrerwechsel praktisch ohne zusätzlichen zeitlichen Aufwand. Es ist dabei sogar möglich, mit geringem Aufwand zwei Messungen durchzu­ führen, nämlich jeweils nach dem Einsetzen eines neuen Bohrers und nach dessen Benutzung vor seiner Entnahme. Aus diesen Vergleichsmessungen lassen sich zusätzliche Informa­ tionen gewinnen, beispielsweise die Information, ob der Bohrer verrutscht oder abgebrochen ist.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfin­ dung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung der maßgeblichen Bestandteile der Bohrmaschine mit zwei Bohrermagazinen und zwei Ablage­ stationen, teilweise in Explosionsdarstellung,

Fig. 2 eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene Darstellung der Ablagestation.

Von der Bohrmaschine sind in Fig. 1 nur Teile dargestellt, nämlich ein Teil des Spindelhalters 1 und der Niederhalter 2. Der Niederhalter 2 ist gegenüber dem Spindelhalter 2 in Richtung der Spindelachse 22 verschieblich geführt.

In der Bohreraufnahme 23 der Bohrspindel wird der Bohrer 4 gehalten. Dieser Bohrer 4 erstreckt sich beim Bohren durch eine zentrale Durchgangsöffnung 3a eines als Druckplatte ausgebildeten Druckstücks 3. Das Druckstück 3 besitzt an seinem abgesetzten Rand einen Ring 20, über den das Druck­ stück 3 kraftschlüssig in einer nicht dargestellten Auf­ nahmebohrung des Niederhalters 2 fixiert ist. Der Durch­ messer der Durchgangsöffnung 3a ist nur geringfügig größer als der Durchmesser des wirksamen Bereichs des Bohrers 4. Zum Bohren der Werkstücke, beispielsweise zum Bohren von Leiterplattenpaketen drückt der Niederhalter 2 den die Durchgangsöffnung 3a umgebenden Randbereich des Druckstücks 3 fest auf die Oberfläche des Leiterplattenpakets.

Das Druckstück 3 kann mit einer Betätigungsvorrichtung, die in Fig. 2 genauer dargestellt wird, aus der Arbeitsposition entfernt und in die Arbeitsposition wieder eingesetzt werden. Die Betätigungseinrichtung ist jeweils in eine Ablagestation eingebaut, die in Fig. 2 doppelt vorgesehen ist. Neben den beiden Ablagestationen 7 und 8 sind zwei Bohrermagazine 6 und 5 vorgesehen.

Für einen Wechsel des Bohrers 4 wird der Spindelhalter 1 mit Niederhalter 2 über das Zentrum der Ablagestation 7 oder 8 verfahren und abgesenkt, bis das Druckstück 3 in der Auf­ nahmeöffnung 3 liegt. Dabei liegt der Andruckbereich des Druckstücks 11 auf der Basisfläche 12 auf. In dieser Position werden die beiden vorher radial auswärts ver­ schwenkten Klauen 9 und 10 radial nach innen verfahren. Sie greifen dann durch einander gegenüberliegende Schlitze 24 am Niederhalter 2, von denen einer in Fig. 1 sichtbar ist. Bei einem Hochfahren des Niederhalters 2 wird das Druckstück durch die beiden Klauen 9 und 10 in seiner Auflageposition gehalten. Die Bohreraufnahme und der Bohrer 4 sind dann frei und können entsprechend der gewünschten Ablageposition ins Magazin verfahren werden. Danach wird die Bohreraufnahme 23 in bekannter Weise automatisch mit einem neuen Bohrer be­ stückt und wieder über die Ablagestation 7 verfahren, wo das Druckstück 3 in die vorgesehene Aufnahme eingedrückt wird. Die beiden Klauen 9 und 10 geben das Druckstück frei und es kann ein neuer Bohrvorgang erfolgen.

Die Ablagestation gemäß Fig. 2 ist gleichzeitig als Ver­ messungsstation ausgebildet. Sie besitzt eine Basisfläche 12 in deren Zentrum sich ein Meßstift 15 befindet. Der Meßstift 15 ist an einer T-förmigen Schwinge 13 befestigt, welche um einen horizontalen Lagerstift 14 verschwenkbar ist. Die Schwinge 13 besitzt eine Anlagefläche 16, die zu einer Auf­ nahmebohrung 17 weist. In der Aufnahmebohrung 17 ist ein nicht dargestellter Näherungsschalter angeordnet. Dieser Näherungsschalter gibt ein Signal, wenn der Meßstift 15 beim Vermessen des Bohrers 4 nach unten gedrückt wird.

Die als Meßstation ausgebildete Ablagestation 7 weist eine Aufnahmeöffnung 18 für einen nicht dargestellten pneumatischen oder hydraulischen Stellzylinder auf. Der Stellzylinder wirkt auf die Klaue 10, welche durch einen zweiarmigen Hebel gebildet wird, der um einen Lagerstift 19 verschwenkbar ist.

Claims (10)

1. Bohrmaschine mit Arbeitsspindel und Spindelhalter und einem Niederhalter, der ein Druckstück mit einer Durch­ gangsöffnung für Bohrer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (3) für einen Bohrerwechsel mittels einer Betätigungseinrichtung (9; 10) aus seiner Arbeitsposition entfernbar und wieder in seine Arbeitsposition einsetzbar ist.

2. Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (3) eine Druckplatte ist, die einen Ring (20) aufweist, der sich in der Arbeitsposition der Druckplatte klemmend an die Wand einer im Niederhalter (2) vorgesehenen Aufnahmebohrung anlegt.

3. Bohrmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ablagestation (7) für das Druckstück (3) vorgesehen ist, welche die Betätigungseinrichtung (9, 10) aufweist.

4. Bohrmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ablagestationen (7 und 8) für zwei Druckstücke (3) mit unterschiedlich großen Durchmessern ihrer Durchgangsöffnung (3a) vorgesehen sind.

5. Bohrmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß neben einer Ablagestation (7; 8) ein Bohrermagazin (6; 5) vorgesehen ist.

6. Bohrmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung über mindestens einen Stellmotor betätigbare in und außer Eingriff bewegbare Klauen (9; 10) aufweist.

7. Bohrmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor ein pneumatischer oder hydraulischer Stellzylinder ist.

8. Bohrmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klauen (9; 10) radial einwärts und radial auswärts bewegbar sind.

9. Bohrmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klauen (9; 10) am Rand einer in der Ablagestation (7; 8) vorgesehenen Aufnahmeöffnung (10) für die Druckplatte (3) angeordnet sind.

10. Bohrmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablagestation (7; 8) als Vermessungsstation für die Vermessung der Bohrer (4) ausgebildet ist.