JP3806894B2 - プリント基板加工機 - Google Patents
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Description
【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、複数の主軸を個別に制御してプリント基板の加工時間を短縮し、加工効率を向上させるのに好適なプリント基板加工機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
プリント基板の穴明け加工において、穴の加工時間の短縮は、ほぼ限界に達している。したがって、更に加工時間を短縮し加工効率を向上させるためには、加工位置の間を移動する主軸の移動時間を短縮することが必要である。
【0003】
このため、1枚のプリント基板に主軸の移動方向(Y方向)に複数の加工領域を設定するとともに、各加工領域に対応する主軸を個別に移動可能に配置し、主軸の移動距離を短縮して、加工効率を向上させるようにしたプリント基板加工機が、たとえば、特開昭64−58405号公報に提案されている。このプリント基板加工機は、図7に示すような構成になっている。
【0004】
1はベッド。2はテーブルで、ベッド1に固定された案内手段3に矢印X方向に移動可能に支持され、送りねじ4を含むねじ送り機構によって駆動される。5r、5lはドリル供給手段で、テーブル2に所定の間隔で固定されている。
【0005】
6はクロスレールで、テーブル2を跨ようにベッド1に固定されている。7r、7lはスライダで、クロスレール6に固定された案内手段8に矢印Y方向に移動可能に支持され、それぞれ送りねじ9r、9l、モータ10r、10lを含むねじ送り機構によって個別に駆動される。
【0006】
11r、11lはサドルで、それぞれスライダ7r、7lに固定された案内手段12に矢印Z方向に移動可能に支持され、それぞれ送りねじ13、モータ14を含むねじ送り機構によって駆動される。
【0007】
15r、15lは主軸ユニットで、ドリルを着脱可能に支持するチャックを設けた主軸と、その回転駆動用のモータを備え、それぞれサドル11r、11lに支持されている。16はプリント基板で、テーブル2に載置固定され、加工される。
【0008】
このような構成で、プリント基板16の加工領域を略中央で左右に分け、その右側の加工領域は主軸ユニット15rで、左側の加工領域は主軸ユニット15lで分担して加工を行うことにより、プリント基板16を加工するのに必要な各主軸ユニット15r、15lのY方向の移動距離を、単一の主軸ユニットを用いて加工する場合の1/2に短縮することができる。また、各主軸ユニット15r、15lを個別に位置決めして加工を行うことができるので、加工効率を向上させることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、複数のスライダを個別に駆動するため、スライダをY方向に駆動するためのねじ送り機構をスライダの数と同じ数だけ設けなければならず、スライダの数が3以上になると、ねじ送り機構を配置するクロスレールのスペースの確保が困難になる。また、3以上のねじ送り機構の送り精度の均一化も困難になる。
【0010】
上記の事情に鑑み、本発明の目的は、Y方向に個別に駆動される3以上の主軸ユニットを用いることを可能とし、より加工効率を向上させることができるプリント基板加工機を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本願発明は、プリント基板を載置してX方向に移動可能なテーブルと、該テーブルを跨ように配置されたクロスレールと、該クロスレールに支持された案内装置上に直列に配置され、Y方向に移動可能な複数のスライダと、前記スライダ毎に支持され、Z方向に移動可能な主軸と、前記案内装置と平行となるようにして前記クロスレール上に固定された1列のリニアモータ用の磁性体レールと、該磁性体レールと対向するように前記スライダ毎に固定されたリニアモータ用のコイルとを備え、記スライダを加工領域内で個別に移動させるプリント基板加工機であって、前記クロスレールに固定されたリニアエンコーダと、該リニアエンコーダに対向するように前記スライダ毎に固定されたリニアエンコーダヘッドと、前記クロスレールに固定され前記スライダと個別に対向し、且つ原点位置が定められた前記スライダと同数の原点位置復帰用ドックと、該原点位置復帰用ドックに対向するようにしてスライダ毎に固定された原点検出用センサと、隣接する前記スライダの一方に固定された干渉防止用ドックと、該干渉防止用ドックに対向するように他方の前記スライダに固定された干渉検出用センサと、制御部とを備え、該制御部が、総ての前記スライダをそれぞれの原点に復帰させるとき、前記干渉検出用センサが前記干渉防止用ドックに対向していないことを検出するまで前記スライダを隣接する前記スライダとの間隔が広がる方向に移動させる第1工程と、該第1工程に続き総ての前記原点検出用センサが原点復帰用ドックから外れたことを検出するまで各スライダをそれぞれの前記原点位置復帰用ドックから離れる方向に移動させる第2工程と、該第2工程に続き総ての前記原点検出用センサがそれぞれの前記原点復帰用ドックに対向するまで前記各スライダを前記原点位置復帰用ドックに向けて移動させる第3工程と、前記第3工程により前記原点検出用センサがそれぞれの前記原点復帰用ドックに対向したことを検出した位置から前記リニアエンコーダ出力を監視して前記スライダをそれぞれの原点位置に停止させる第4工程とを実施することを特徴とする。
【0013】
【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ないし図5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、図1におけるクロスレール部の側面図、図3は、各主軸ユニットが原点位置にある状態を示す平面図、図4、図5は、各主軸ユニットが任意の位置にある状態を示す平面図、図6は、原点復帰動作を示すフローチャートである。
【0014】
同図において、図7と同じものは同じ符号を付けて示してある。7cはスライダで、クロスレール6に固定された案内手段8に矢印Y方向に移動可能に支持されている。11cはサドルで、スライダ7cに固定された案内手段12に矢印Z方向に移動可能に支持され、送りねじ13、モータ14を含むねじ送り機構にによって駆動される。15cは主軸ユニットで、ドリルを着脱可能に支持するチャックを設けた主軸と、その回転駆動用のモータを備え、サドル11cに支持されている。
【0015】
17はリニアモータの磁性体レールで、クロスレール6に案内手段8と並行に固定されている。18r、18c、18lはリニアモータのコイルで、それぞれスライダ7r、7c、7lに磁性体レール17と対向するように固定されている。なお、19はストッパで、磁性体レール17の両端に位置するようにクロスレール6に固定されている。
【0016】
20r、20c、20lは原点位置復帰用のドックで、クロスレール6に固定されている。21はブラケットで、各スライダ7r、7c、7lに固定されている。22r、22c、22lはセンサで、透過型光学センサで構成され、それぞれドック20r、20c、20lと対応するようにブラケット21に固定されている。
【0017】
23はリニアエンコーダで、クロスレール6に案内手段8と平行に固定されている。24r、24c、24lはリニアエンコーダヘッドで、リニアエンコーダ23と対応するように各々スライダ7r、7c、7lに固定されている。
【0018】
27r、27cは干渉防止用のドックで、それぞれ前記スライダ7r、7cに固定されている。26c、26lはセンサで、透過型光学センサで構成され、それぞれドック27r、27cと対応するようにそれぞれブラケット25を介してスライダ7c、7lに固定されている。
【0019】
このような構成で、図3に示すように、各主軸ユニット15r、15c、15lが分担する加工領域は、主軸ユニット15rがr1からr2、主軸ユニット15cがc1からc2、主軸ユニット15lがl1からl2のように設定されている。また、各主軸ユニット15r、15c、15lの原点位置は、それぞれ対応するドック20r、20c、20lの右端からLr、Lc、Llの位置にある。
【0020】
各主軸ユニット15r、15c、15lが原点位置にある状態から、制御装置(図示せず)の指令に基づいて、コイル18r(または、18c、18l)に電流が印加されると、コイル18r(または、18c、18l)を固定したスライダ7r(または、7c、7l)が案内手段8に沿って移動し、主軸ユニット15r(または、15c、15l)を加工位置へ移動させる。
【0021】
この時、互いに隣接するスライダ7rとスライダ7c、スライダ7cとスライダ7lの加工領域の一部が重複しているため、制御装置は、各スライダ7r、7c、7lの位置を監視し、各スライダ7r、7c、7lが互いに干渉しないように制御する。
【0022】
加工すべきプリント基板16を載置したテーブル2とスライダ7r(7c、7l)のX、Y方向の相対移動により、プリント基板16と主軸ユニット15r(15c、15l)が位置決めされると、モータ14が作動して、主軸ユニット15r(15c、15l)をZ方向に移動させ、プリント基板16への穴明けを行う。
【0023】
上記のような、テーブル2とスライダ7r(7c、7l)のX、Y方向の相対移動と主軸ユニット15r(15c、15l)のZ方向の移動を繰り返すことにより、プリント基板16に必要な穴の加工を行う。
【0024】
なお、スライダ7r、7c、7lは、案内手段8に移動可能に支持されているだけであるため、Y方向の力が作用すると容易に移動する。たとえば、ドリルの折損によりプリント基板加工機を停止させ、作業者がドリルの交換を行った場合、ドリルを交換した主軸ユニット15r(15c、15l)を支持するスライダ7r(7c、7l)のY軸方向の位置が変化していることがある。このため、電源を投入してプリント基板加工機を起動する場合、各スライダ7r、7c、7lを原点復帰させることが必要になる。
【0025】
たとえば、図4および図5に示すように、各スライダ7r、7c、7lが任意の位置に有る場合に、原点復帰指令が発信されると図6に示す手順にしたがって各スライダ7r、7c、7lの原点復帰動作が行なわれる。なお、透過型光学センサの投光器からの光が受光器で受光されている状態をOFFとし、ドックにより光が遮られた状態をONとして説明する。
【0026】
まず、干渉検出用のセンサ26c、26lの出力を確認する(ステップS1)。センサ26c、26lのいずれか一方もしくは両方がONである場合、センサ26c、26lに対応するドック27r、27cを固定したスライダ7r、7cのいずれか一方もしくはその両方を各スライダ7r、7c、7lの間隔が広がる方向に移動させる(ステップS2)。
【0027】
次いで本加工機は、前記干渉検出用のセンサ26c、26lの出力がいずれもOFFである場合、原点検出用のセンサ22r、22c、22lの出力を確認する(ステップS3)。このステップS3による確認の結果、たとえば、図5に示すように、センサ22r、22c、22lがドック20r、20c、20lとラップしてON状態に有るとき、あるいは、センサ22r、22c、22lのいずれか1もしくは2のセンサがON状態に有るとき、そのセンサ22r、22c、22lを固定したスライダ7r、7c、7lを、それぞれの担当加工領域側に、センサ22r、22c、22lがドック20r、20c、20lから外れ、図4に示す如くOFFになるまで移動させる(ステップS4〜ステップS3巡回)。
【0028】
各スライダ7r、7c、7lを、原点位置方向に低速で移動させる(ステップS5)。センサ22r、22c、22lの出力を監視する(ステップS6)。そして、その出力がONになったとき、そのセンサ22r、22c、22lを固定したスライダ7r、7c、7lを一端停止させる(ステップS7)。
【0029】
全てのスライダ7r、7c、7lが停止した後、各スライダ7r、7c、7lを原点位置方向へ移動させ(ステップS8)、リニアエンコーダヘッド24r、24c、24lの出力を見ながら原点位置へ到達したスライダ7r、7c、7lを停止させる(ステップS9)。
【0030】
スライダ7r、7c、7lをY軸方向の原点位置に復帰させる際、各スライダ7r、7c、7lを同時に動作させても、各スライダ7r、7c、7lが同一速度で移動しないため、移動開始時の各スライダ7r、7c、7lの間隔が所定の距離以下である場合には、隣接するスライダ7rと7c、各スライダ7cと7lが干渉することがある。
【0031】
各スライダ7r、7c、7lの単位時間当りの移動量の変動量は、Kv値を80(1/sec)、速度を1m/sec、速度変動率を7%とすると、
となる。
【0032】
したがって、センサ26c、26lとドック27r、27cにより、各スライダ7r、7c、7lの間隔が1.75mm以上あることを確認して各スライダ7r、7c、7lを移動させれば、各スライダ7r、7c、7lの干渉を防止することができる。
【0033】
このようにして、各スライダ7r、7c、7lをそれぞれの原点位置に復帰させ、各原点位置から加工位置までの距離を、リニアエンコーダ23により管理することにより、精度の高い加工を行なうことができる。
【0034】
【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してX方向に移動可能なテーブルと、このテーブルを跨ように配置されたクロスレールに、それぞれ個別にY方向に移動可能に支持された複数のスライダと、それぞれ前記スライダに、Z方向に移動可能に支持された複数の主軸と、前記クロスレールに固定された1列のリニアモータ用の磁性体レールと、それぞれ前記スライダに、前記磁性体レールと対向するように固定された複数のリニアモータ用のコイルとを設けたので、Y方向に個別に駆動される3以上の主軸ユニットを用いることを可能とし、より加工効率を向上させることができるプリント基板加工機を提供することができる。
【0035】
また、前記クロスレールに固定されたリニアエンコーダと、このリニアエンコーダに対応するように前記各スライダに固定された複数のリニアエンコーダヘッドと、前記各スライダに個別に対応するように前記クロスレールに固定された原点位置復帰用の複数のドックと、これらのドックと対応するように各スライダに固定された複数のセンサと、隣接するスライダの一方に固定された干渉防止用の複数のドックと、このドックに対応するように他方のスライダに固定された複数のセンサとを設けたので、高精度の加工を行なうことができる。
【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】図1におけるクロスレール部の側面図。
【図3】各主軸ユニットが原点位置にある状態を示す平面図。
【図4】各主軸ユニットが任意の位置にある状態を示す平面図。
【図5】各主軸ユニットが任意の位置にある状態を示す平面図。
【図6】原点復帰動作を示すフローチャート。
【図7】従来のプリント基板加工機の斜視図。
【符号の説明】
2…テーブル、6…クロスレール、7r7c7l…スライダ、
15r、15c、15l…主軸ユニット、16…プリント基板、
17…磁性体レール、18r、18c、18l…コイル、
20r、20c、20l…ドック、22r、22c、22l…センサ、
23…リニアエンコーダ、
24r、24c、24l…リニアエンコーダヘッド、
26c、26l…センサ、27r、27c…ドック。
Claims (1)
- プリント基板を載置してX方向に移動可能なテーブルと、該テーブルを跨ように配置されたクロスレールと、
前記クロスレールに支持された案内装置上に直列に配置され、Y方向に移動可能な複数のスライダと、
該スライダ毎に支持され、Z方向に移動可能な主軸と、
前記案内装置と平行となるようにして前記クロスレール上に固定された1列のリニアモータ用の磁性体レールと、
該磁性体レールと対向するように前記スライダ毎に固定されたリニアモータ用のコイルとを備え、
前記スライダを加工領域内で個別に移動させるプリント基板加工機であって、
前記クロスレールに固定されたリニアエンコーダと、
該リニアエンコーダに対向するように前記スライダ毎に固定されたリニアエンコーダヘッドと、
前記クロスレールに固定され前記スライダと個別に対向し、且つ原点位置が定められた前記スライダと同数の原点位置復帰用ドックと、
該原点位置復帰用ドックに対向するようにしてスライダ毎に固定された原点検出用センサと、
隣接する前記スライダの一方に固定された干渉防止用ドックと、該干渉防止用ドックに対向するように他方の前記スライダに固定された干渉検出用センサと、制御部とを備え、
該制御部が、総ての前記スライダをそれぞれの原点に復帰させるとき、
前記干渉検出用センサが前記干渉防止用ドックに対向していないことを検出するまで前記スライダを隣接する前記スライダとの間隔が広がる方向に移動させる第1工程と、
該第1工程に続き総ての前記原点検出用センサが原点復帰用ドックから外れたことを検出するまで各スライダをそれぞれの前記原点位置復帰用ドックから離れる方向に移動させる第2工程と、
該第2工程に続き総ての前記原点検出用センサがそれぞれの前記原点復帰用ドックに対向するまで前記各スライダを前記原点位置復帰用ドックに向けて移動させる第3工程と、
前記第3工程により前記原点検出用センサがそれぞれの前記原点復帰用ドックに対向したことを検出した位置から前記リニアエンコーダ出力を監視して前記スライダをそれぞれの原点位置に停止させる第4工程と、
を実施することを特徴とするプリント基板加工機。
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