JP2001138118A - プリント基板加工機 - Google Patents

プリント基板加工機

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JP2001138118A
JP2001138118A JP32987699A JP32987699A JP2001138118A JP 2001138118 A JP2001138118 A JP 2001138118A JP 32987699 A JP32987699 A JP 32987699A JP 32987699 A JP32987699 A JP 32987699A JP 2001138118 A JP2001138118 A JP 2001138118A
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printed circuit
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勝浩 長沢
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Hitachi Via Mechanics Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】主軸部の移動により発生する振動を抑制し、小
径穴の高速加工を可能にしたプリント基板加工機を提供
する。 【解決手段】 プリント基板を載置するテーブル4と、
前記テーブル4の上方に配置されたクロススライド9と
をXY方向に相対移動させるとともに、前記クロススラ
イド9に支持された主軸部をボールねじ12を介してZ
方向に移動させてプリント基板16の加工を行なうプリ
ント基板加工機において、前記ボールねじ12の上部に
前記主軸部が螺合するねじ部とは逆相のねじ部を形成
し、この逆相のねじ部に螺合し前記主軸部の慣性力を打
ち消すカウンタウエイト18を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板加工
機にかかり、特に、主軸部の上下移動により発生する振
動を抑えるようにしたプリント基板加工機に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】プリント基板に穴明け加工を行うものと
して、たとえば、図3に示すプリント基板穴明機が提案
されている。
【0003】このプリント基板穴明機は、ベッド1と、
このベッド1上に固定された直線案内手段のレール2に
移動可能に支持され、モータ3を含むねじ送り機構によ
りX軸方向に駆動されるテーブル4と、このテーブル4
の移動領域を跨ぐようにベッド1に固定されたコラム5
の正面に固定された直線案内手段のレール6に移動可能
に支持され、モータ7およびボールねじ8を含むねじ送
り機構によりY軸方向に駆動されるクロススライド9
と、このクロススライド9の表面に固定された直線案内
手段のレール10に移動可能に支持され、モータ11お
よびボールねじ12を含むねじ送り機構によりZ軸方向
に駆動されるハウジング13と、このハウジング13に
支持された主軸ユニット14と、主軸ユニット14内の
主軸に着脱可能に支持されたドリル15とを備えてい
る。
【0004】そして、モータ3とモータ7を作動させ、
テーブル4上に固定されたプリント基板16と主軸に支
持されたドリル15をX軸Y軸方向に移動させ、プリン
ト基板16とドリル15の位置決めを行った後、モータ
11を作動させてハウジング13をZ軸方向に移動させ
て、図示しないプレッシャフットでプリント基板を押さ
えた後、ドリル15によりプリント基板16に穴あけを
行う。
【0005】このようなプリント基板穴明機で加工され
る穴は、直径0.3mmが一般的となり、さらに直径
0.1mmの穴加工も増え始めている。これらの細径の
穴を加工する際の主軸の回転数は、毎分160,000
回転程度になる。また、穴加工速度も、300穴/分か
ら500穴/分の高速加工が要求されてきている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような高速加工を
行う場合、ハウジング13、主軸ユニット14などで構
成される主軸部のZ軸(上下)方向移動時(主に上昇
時)に発生する振動がプリント基板穴明機全体を振動さ
せるようになる。
【0007】この主軸部の上昇時には、主軸部の重量と
移動加速度に比例し、1主軸部当たり約2000Nの荷
重変動が発生し、プリント基板穴明機を振動させること
になる。この振動がテーブル4やクロススライド9の位
置決め精度に影響を及ぼし、加工された穴の位置精度を
低下させたり、ドリル15の折損が発生するなど、高速
加工を実現する上での障害となっていた。
【0008】上記の事情に鑑み、本発明の目的は、主軸
部の移動により発生する振動を抑制し、小径穴の高速加
工を可能にしたプリント基板加工機を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、プリント基板を載置するテーブ
ルと、前記テーブルの上方に配置されたクロススライド
とをXY方向に相対移動させるとともに、前記クロスス
ライドに支持された主軸部をボールねじを介してZ方向
に移動させてプリント基板の加工を行なうプリント基板
加工機において、前記ボールねじの上部に前記主軸部が
螺合するねじ部とは逆相のねじ部を形成し、この逆相の
ねじ部に螺合し前記主軸部の慣性力を打ち消すカウンタ
ウエイトを設けた。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1および図2は、本発明の実施
の形態を示すもので、図1は、本発明によるプリント基
板加工機の斜視図、図2は、本発明の要部を示す拡大側
面図である。
【0011】同図において、図3と同じものは同じ符号
を付けて示してある。6aは直線案内手段のベアリング
で、レール6に摺動可能に嵌合し、クロススライド9を
支持している。8aはナットで、クロススライド9の背
面に固定され、ボールねじ8に螺合している。10aは
直線案内手段のベアリングで、レール10に摺動可能に
嵌合し、ハウジング13を支持している。11aはブラ
ケットで、クロススライド9に固定され、モータ11を
支持している。
【0012】12はボールねじで、その長さ方向の中心
から下には右ねじ12aが、上には左ねじ12bが形成
され、カップリング17を介してモータ11に接続され
ている。13aはナットで、ボールねじ12の右ねじ1
2aに螺合し、ハウジング13に固定されている。
【0013】18はカウンタウエイトで、レール10に
摺動可能に嵌合する直線案内手段のベアリング10bに
支持され、ボールねじ12の左ねじ12bに螺合するナ
ット18を固定している。
【0014】19はエアシリンダで、ハウジング13の
両側に固定されている。20はプレッシャフットで、主
軸ユニット14の下端部と摺動可能に嵌合しエアシリン
ダ19に支持されている。
【0015】このような構成で、モータ3とモータ7の
作動によりテーブル4とクロススライド9をX軸、Y軸
方向に移動させプリント基板16とドリル15の位置決
めを行う。ついで、モータ11を作動させ、ドリル15
をZ軸方向に移動させてプリント基板16の穴あけを行
う。
【0016】このとき、ボールねじ12に形成された右
ねじ12aと左ねじ12bが逆相になっているため、ハ
ウジング13、主軸ユニット14、エアシリンダ19お
よびプレッシャフット20を含む主軸部が下降すると
き、カウンタウエイト18が上昇し、主軸部が上昇する
とき、カウンタウエイト18は下降する。
【0017】したがって、ボールねじ12には、主軸部
による慣性力とカウンタウエイト18による慣性力が互
いに逆向きに作用し、互いの慣性力を打ち消し合うこと
によりボールねじ12の振動を抑制することができる。
【0018】ここで、主軸部の重量をWs、ボールねじ
12の右ねじ12aのリードをLm、重力加速度をgと
すると主軸部の慣性力Isは、下記の1式で求めること
ができる。
【0019】
【数1】
【0020】同様に、カウンタウエイト18の重量をW
k、ボールねじ12の左ねじ12bのリードをLh、重
力加速度をgとすると主軸部の慣性力Ikは、下記の2
式で求めることができる。
【0021】
【数2】
【0022】したがって、ボールねじ12に掛かる主軸
部の慣性力Isを打ち消すには、主軸部の慣性力Isと
カウンタウエイト18による慣性力Ikが等しくなれば
よい。すなわち、右ねじ12aのリードLmと左ねじ1
2bのリードLhが同じであればカウンタウエイト18
の重量Wkを主軸部の重量Wsと同じ(Wk=Ws)に
すればよいことがわかる。
【0023】しかし、実際のプリント基板穴明機におい
ては、図2に示すように、プレッシャフット20でプリ
ント基板16を押さえて加工するため、エアシリンダ1
9に供給されている圧縮空気の圧力が主軸部の慣性力I
sを減少させる方向に作用している。
【0024】したがって、カウンタウエイト18の重量
Wkは、主軸部の重量Wsからエアシリンダ19に供給
されている圧縮空気の反力Nを引いた値(Wk=Wsー
N)とする。
【0025】前記のように、カウンタウエイト18を設
け、ボールねじ12に掛かる主軸部の慣性力を打ち消す
ようにしたので、ボールねじ12に発生する振動を抑
え、小径穴の高速加工を行うことができる。
【0026】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、プ
リント基板を載置するテーブルと、前記テーブルの上方
に配置されたクロススライドとをXY方向に相対移動さ
せるとともに、前記クロススライドに支持された主軸部
をボールねじを介してZ方向に移動させてプリント基板
の加工を行なうプリント基板加工機において、前記ボー
ルねじの上部に前記主軸部が螺合するねじ部とは逆相の
ねじ部を形成し、この逆相のねじ部に螺合し前記主軸部
の慣性力を打ち消すカウンタウエイトを設けたので、ボ
ールねじに発生する振動を抑え、小径穴の高速加工を行
うことができる。また、振動が抑制されることで、穴の
加工位置精度の低下を防止することができる。さらに、
振動によるドリルの折損を防止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるプリント基板加工機の斜視図。
【図2】本発明の要部を示す側面図。
【図3】従来のプリント基板加工機の斜視図。
【符号の説明】
4…テーブル、9…クロススライド、12…ボールね
じ、12a…右ねじ、12b…左ねじ、13…ハウジン
グ、14…主軸ユニット、18…カウンタウエイト。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プリント基板を載置するテーブルと、前記
    テーブルの上方に配置されたクロススライドとをXY方
    向に相対移動させるとともに、前記クロススライドに支
    持された主軸部をボールねじを介してZ方向に移動させ
    てプリント基板の加工を行なうプリント基板加工機にお
    いて、前記ボールねじの上部に前記主軸部が螺合するね
    じ部とは逆相のねじ部を形成し、この逆相のねじ部に螺
    合し前記主軸部の慣性力を打ち消すカウンタウエイトを
    設けたことを特徴とするプリント基板加工機。
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