ITBZ940062A1

ITBZ940062A1 - Dispositivo per la perforazione in profondita' di piastre conduttrici o simili.

Info

Publication number: ITBZ940062A1
Application number: IT000062A
Authority: IT
Inventors: Thomas Kunz; Ulrich Rock; Gerhard Voith
Original assignee: Schmoll Gmbh Maschinen
Priority date: 1993-11-26
Filing date: 1994-11-25
Publication date: 1996-05-25
Also published as: JPH07285097A; IT1278342B1; ITBZ940062A0; DE4340249A1

Description

L'invenzione si riferisce ad un dispositivo per la perforazione in profondità di piastre conduttrici o simili, in cui un mandrino portapunta, portante un utensile di foratura, È abbassatale in direzione del rivestimento superficiale conducente della piastra conduttrice disposta su una tavola di macchina e la rispettiva posizione in altezza dell'utensile di foratura è misurabile relativamente alla superficie della piastra conduttrice per mezzo di un dispositivo per misurare l'altezza.

Piastre conduttrici a più strati vengono dotate non soltanto di fori di passaggio, ma per via della maggior possibilità di utilizzazione in alta misura di fori ciechi forati, che si estendono dalla superficie fino ad un determinato strato conduttore all'interno della piastra conduttrice. Per via della crescente miniaturizzazione e quindi di spessori di strato diventanti sempre minori alla profondità dei fori ciechi {misurata relativamente alla superficie delle piastre conduttrici) é imposta una tolleranza di alcuni μm. Si é cercato di rispettare questa richiesta finora per il fatto che la testa portapunta veniva corredata di una unità di calibratura e - accanto al dispositivo misuratore per l'appostamento della testa portapunta - di un secondo dispositivo per misurare la profondità. In questo caso la testa portapunta dopo l'accoglimento dell'utensile disposta sopra l'unità di calibratura, si abbassa e trasmette un impulso zero al secondo sistema di misurazione, per mezzo del quale il comando rileva la rispettiva posizione della punta dell'utensile relativamente alla superficie della piastra conduttrice. La precisione del foro in profondità viene però pregiudicata da imprecisioni del mandrino portapunta, dell'avanzamento lungo gli assi Z, del comando CNC della piastra accogliente, dell'applicazione meccanica del secondo dispositivo per misurare la profondità e dell'utensile di foratura (per esempio sulla base di dilatazioni termiche) come pure causa di irregolarità del materiale della piastra conduttrice, di influssi ambientali (per esempio sporcizia) e della manutenzione della macchina. Inoltre l’onere di macchina è relativamente grande per via del dispositivo misuratore supplementare e dell'unità di calibratura contenente per esempio un laser.

Lo scopo della presente invenzione è quindi quello di proporre un dispositivo del suddetto tipo che ammetta con una struttura semplice una maggior precisione della foratura in profondità.

Questo scopo viene raggiunto nel caso di un dispositivo del suddetto tipo secondo l'invenzione sostanzialmente per il fatto che fra l'utensile di foratura e lo strato superficiale conduttore o rispettivamente lo strato conduttore ennesimo viene forma una differenza di potenziale ed il segnale, atto ad essere preso all'atto del contatto della punta dell'utensile di foratura con lo strato superficiale fra l'utensile di forature e il rivestimento superficiale, viene impiegato per la determinazione del livello zero della profondità di foratura ed eventualmente il segnale, atto ad essere preso all'atto del contatto depila punta dell'utensile di foratura con lo strato conduttore ennesimo, viene impiegato per determinare il livello finale della profondità di foratura.

Per la misurazione in profondità in questa maniera non è necessario alcun ulteriore dispositivo misuratore e neanche una stazione di calibratura. Inoltre la profondità di foratura viene misurata sempre con precisione a partire dal punto sul quale viene collocato l'utensile di foratura, cosicché irregolarità della piastra conduttrice non hanno alcuna o in ogni caso poca influenza sulla tolleranza in profondità. Sià soltanto la determinazione secondo l'invenzione del livello zero porta rispetto ai noti dispositivi ad una maggiore precisione della foratura in profondità, anche nel caso in cui si prenda come base una posizione in profondità fissa predeterminata dello strato conduttore ennesimo fino al quale dovrà arrivare il foro cieco. Se il principio di misurazione secondo l'invenzione viene applicato però anche per ogni foro cieco, in aggiunta alla determinazione del livello finale, constatando quando la punta dell'utensile di foratura viene a contatto covi lo strato conduttore ennesimo., in aggiunta possono essere compensate anche imprecisioni della posizione in profondità dello strato conduttore ennesimo e può essere ulteriormente ancora ridotta la tolleranza in profendità. Nel caso di un dispositivo secondo l'invenzione il dispositivo per misurare l'altezza comunque presente, è impiegabile per l'appostamento del mandrino portapunta anche per misurare la profondità di perforazione. A partire dal livello zero, constatato covi il contatto della punta dell'utensile di foratura, i segnali di misura della profondità vengono opportunamente trasmessi soltanto ad un contatore separato del presente dispositivo per misurare l'altezza.

Il principio di misura secondo l'invenzione non è limitato alla foratura, ma nella stessa misura anche alla fresatura o ad una simile lavorazione di materiale. Se prima e qui di seguito si parla di "perforazione in profondità" questo non dovrà rappresentare alcuna limitazione a questo termine.

Il potenziale P dell'utensile di foratura può essere applicato da una contattaiione meccanica diretta del rotore dell'utensile, per esempio per mezzo di un elettrodo. Opportunamente però il potenziale Pb può essere dato per via induttiva o capacitiva, cioè senza contatti, all'utensile di foratura.

Il potenziale Po dello strato superficiale conduttore può avvenire per via di una contattazione diretta, viene però realizzato in una vantaggiosa conformazione dell'invenzione per il fatto che un pressore in un materiale conducente, come metallo, associato al mandrino portapunta, abbassatile fino allo strato superficiale e questo contattante, viene messo sul potenziale Po.

Affinchè la constatazione del livello terminale ila posizione finale desiderata) dell'utensile foratore, nel caso di perforazioni in profondità non venga pregiudicata dagli accorgimenti che sono stati adottati secondo l'invenzione per la determinazione del livello zero, l'utensile di foratura opportunamente viene messo su un potenziale Pb di 0 volt ed lo strato superficiale o rispettivamsnte lo strato conduttore ennesimo su un potenziale Po o rispettivamente P„ di p volt (p diverso da O). Sulla base della grandezza del segnale in questo caso è anche constatabile da quale strato conduttore provenga il segnale.

Poiché nel caso dell'alta velocità di avanzamento dell'utensile di foratura esistono certe difficoltà a frenare in modo sufficientemente rapido l'avanzamento quando l'operazione di frenatura viene iniziata soltanto all'atto del contatto della punta dell'utensile di foratura con lo strato conduttore ennesimo fino al quale dovrà giungere il foro cieco., secondo un perfezionamento dell'invenzione viene proposto di effettuare, per predeterminare l'eventuale posizione in profondità dello strato conduttore ennesimo, in un primo momento una perforazione di prova. Nella successiva perforazione in profondità la velocità di avanzamento dell'utensile di foratura viene comandata, ad una ridotta distanza prima di raggiungere la superficie dello strato conduttore ennesimo (l'eventuale posizione di profondità di esso è ora anteriormente nota), su un valore minore, in modo che "il percorso di frenatura" sia sufficientemente basso all'atto del contatto della punta dell'utensile di foratura con lo strato conduttore ennesimo..

Poiché la posizione di profondità dello strato conduttore ennesimo entro la piastra conduttrice varia sulla base di tolleranze di fabbricazione, per cui potrebbe essere pregiudicata la precisione della perforazione in profondità, nel caso di ancora una ulteriore conformazione dell'invenzione viene previsto che ad ogni perforazione in profondità la posizione di profondità, constatata nel caso della perforazione in profondità precedente, dello strato conduttore ennesimo, viene considerata, all'atto della commutazione della velocità di avanzamento su un valore minore direttamente prima di raggiungere lo strato conduttore ennesimo. In questo caso viene utilizzata la esperienza che la posizione in profondità dagli strati conduttori entro la piastra conduttrice non varia di colpo, ma soltanto gradualmente. In questa maniera nella rispettiva successiva perforazione in profondità si tiene conto in quale posizione di profondità finiva il foro cieco vicino.

Prescindendo dai già descritti vantaggi (evitare numerosi fattori pregiudicanti la precisione della foratura in profondità) con la soluzione secondo l'invenzione viene ottenuta una regolazione automatica degli assi Z e il vantaggio con ciò collegato della velocità; inoltre è possibile il controllo di una rottura della punta .

Ulteriori scopi, caratteristiche, vantaggi e possibilità di impiego dell'invenzione risultano dalla seguente descrizione di esempi di realizzazione sulla base del disegno. Tutte le caratter istiche descritte e/o rappresentate in figura formano da sola o in una qualsiasi combinazione l'oggetto dell'Invenzione anche indipendentemente dal loro riassunto nelle rivendicazioni o dalla loro citazione.

L'unica figura rappresenta ir» una vista verticale schematicamente un dispositivo per la perforazione in profondità, presentante l'invenzione.

Una piastra conduttrice LP è disposta, isolata se necessario, su una tavola di macchina 4 dotata di una superficie il più possibile piana e il più possibile orizzontale. La piastra conduttrice LP è rappresentata a titolo di esempio con due strati conduttori, lo strato superficiale conduttore So e lo strato conduttore ennesimo Sπ. Fra gli strati conduttori So,Sπ e sotto lo strato conduttore ennesimo Sπ, si trovano di regola alternativamente ulteriori strati isolanti e conduttori {non rappresentati). Al di sopra della piastra conduttrice LP é disposto, in modo regolabile in altezza e rotante, un mandrino portapunta 2, in cui è supportato un utensile di foratura 1 per mezzo di un rotore portautensile 5. D un mandrino portapunta 2 o/e il rotore portautensile 5 è/sono elettr icernente isolato/i. Al mandrino portapunta 2 in questa particolare conformazione dell'invenzione è associato un pressore metallico, cioè? conducente 3 che all'inizio della perforazione in profondità viene abbassato sul rivestimento superficiale conducente So della piastra conduttrice LP. La regolazione in altezza del mandrino portapunta 2 o rispettivamente del rotore portautensile 5 e quindi dell'utensile di foratura 1 viene misurata per mezzo di un dispositivo h per la misurazione dell'altezza.

Secondo l'invenzione fra l'utensile di foratura 1 e lo strato superficiale conducente So e lo strato conduttore ennesimo viene formata una differenza del potenziale 6' P per il fatto che il mandrino portapunta viene messo su un potenziale Pb di O volt, lo strato superficiale So o rispettivamente il pressore 3, contattato con questo, su un potenziale PO di po volt (po diverso da 0) e lo strato conduttore ennesimo Sn su un potenziale Pn di pn volt (pn diverso da 0). Se all'inizio della perforazione in profondità la punta dell'utensile di foratura 1 viene a contatto con il rivestimento superficiale So allora, fra l'utensile di foratura i e il rivestimento superficiale SO può essere preso un segnale, che può essere fornito per mezzo di una elaborazione dei segnali 7 per la determinazione del livello zero della profondità di foratura ad un dispositivo 6 per misurare l'altezza. A partire da ivi, all'atto dell'avanzamento dell'utensile di foratura 1 durante la perforazione in profondità viene correntemente misurata la posizione in altezza del mandrino portapunta S e rispettivamente del rotore portautensile 5 per mezzo del dispositivo 6 per misurare l'altezza, per esempio fino a raggiungere una profondità nominale, alla quale viene disinserito l'avanzamento dell'utensile di foratura 1.

Se lo strato conduttore ennesimo Sn, il quale deve essere appena raggiunto con il foro cieco, si trova su un potenziale Pn diverso da Pb, si può prendere, se la punta dell'utensile di foratura 1 viene a contatto con lo strato conduttore ennesimo Sn, un segnale fra questi due componenti che può essere alimentato per la determinazione del livello finale della profondità di foratura al dispositivo 6 per misurare l'altezza, dopodiché viene disinserito l'avanzamento dell'utensile di foratura 1. La profondità desiderata del foro cieco può in questa maniera essere raggiunta con un'alta prec isione.

Nel disegno è rappresentato schematicamente una contattazione meccanica del rotore portautensile 5 per l'alimentazione con il potenziale Pb. Il potenziale Pb può essere applicato però anche per via induttiva o capacitiva all'utensile di foratura 1.

Elenco dei numeri di riferimento:

1 utensile di foratura

2 mandrino portapunta

3 pressore

4 tavola di macchina

5 retore portautensile

6 dispositivo per misurare l'altezza

7 elaborazione dei segnali

LP piastra conduttrice

So strato superficiale

Sn strato conduttore ennesimo

Pb potenziale (punta)

Po potenziale (strato superficiale o rispettivamente pressore)

Pn potenziale (strato conduttore ennesimo)

Claims

RIVENDICA2XONI 1. Dispositivo per la perforazione in profondità di piastre conduttrici (LP) o simili, in cui un mandrino portapunta (2) portante un utensile perforatore (1) è abbassatin e in direzione del rivestimento superficiale conduttore (So) della piastra conduttrice (LP) disposta su una tavola di macchina (4) e la rispettiva posizione in altezza dell'utensile di foratura (1) relativamente alla superficie della piastra conduttrice è misurabile per mezzo di un dispositivo (6) per misurare l'altezza, caratterizzato dal fatto che fra l'utensile di foratura (1) e lo strato superficiale conduttore (So) o rispettivamente lo strato conduttore ennesimo (Sn) viene formata una differenza di potenziale (δ'P) e che il segnale, atto ad essere preso con all'atto del contatto della punta dell'utensile di foratura (1) con il rivestimento superficiale (So) fra l'utensile di foratura (1) ed il rivestimento superficiale (So), viene impiegato per la determinazione del livello zero della profondità di perforazione ed eventualmente il segnale, atto ad essere preso all'atto del contatto della punta dell'utensile di foratura (1) con lo strato conduttore ennesimo (Sn), viene impiegato per determinare il livello finale della profondità di foratura.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il potenziale (Pb) dell'utensile di foratura (1) viene applicato per via induttiva o capacitiva mediante una contattazione diretta del rotore portautensile (5).
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che al mandrino portapunta (2) è associato un pressore (3) abbassatiile fino stilo strato superficiale conduttore (So) e che il potenziale (Po) del strato superficiale conduttore (So) viene formato per il fatto che il pressore (3) viene messo sul potenziale (Po).
4. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che l'utensile di foratura (1) & messo su un potenziale (Pb) di 0 volt e lo strato superficiale (So) o rispettivamente lo strato conduttore ennesimo (Sn) su un potenziale (Po) o rispettivamente (Pn) di p volt (p diverso da O).
5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che per la predeterminazione della eventuale posizione in profondità dello strato conduttore ennesimo (Sn) viene effettuata una perforazione di prova e che nella esecuzione della successiva perforamazione in profondità la velocità di avanzamento dell'utensile di foratura (1) viene comandata, ad una ridotta distanza dal raggiungimento della superficie dello strato conduttore ennesimo (Sn), su un valore minore.
6. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5., caratterizzato dal fatto che ad ogni perforazione in profondità si tiene conto della posizione in profondità dello strato conduttore ennesimo (Sn), constatabile nella precedente perforazione in profondità, all'atto della commutazione della velocità di avanzamento su un valore minore direttamente prima di raggiungere lo strato conduttore ennesimo (5n).