JP3987895B2 - プリント基板の穴明け方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予め第ｉ回（ｉ＝１〜ｎの整数）の切り込み量ｈｉを定めておき、深さが前記切り込み量ｈｉの総和Σｈｉの穴をｎ回に分けて穴明けをするプリント基板の穴明け加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板に貫通穴を加工をする場合、複数枚のプリント基板を重ねて加工することにより、加工速度を向上させている。
図３は、プリント基板に穴明けを行う場合の構成を示す側面図である。図で、１は上板で、板厚が０．１ｍｍ程度のアルミニウム板である。２はプリント基板である。３は下板で、板厚が１．６ｍｍ程度の合成樹脂板である。そして、上板１、複数枚（図では３枚）のプリント基板２および下板３は、周囲を図示を省略するテープ等により一体にまとめられ、１個のワークとして、プリント基板穴明機のテーブル４に固定されている。
【０００３】
深い穴を１回で加工すると、切粉の排出が悪くなるため、穴の真直度が低下し、下側のプリント基板２の穴位置精度が低下する。また、摩擦熱が増加して穴内面が粗くなり、スミアの発生が増加する。そこで、深い穴を加工をする場合は、ドリルの径毎に第ｉ回（ｉ＝１〜ｎの整数）の切り込み量ｈｉと、後述する引出距離ｆを予め定めておき、複数回に分けて加工をする。このような加工手順を図４により説明する。
【０００４】
図４は、深さＬの穴を３回に分けて加工する場合の手順を示す図であり、縦軸はドリル（図中の５）先端の位置座標、横軸は時間である。縦軸のＺ０はドリル５先端の待機位置の座標であり、移動原点である。Ａは引出位置の座標、Ｓは上板１表面の座標、Ｍ１とＭ２は第１と第２の中間位置の座標、Ｒは下板３表面の座標、Ｂは加工終了位置の座標、Ｚｔはテーブルの表面の座標である。また、ｍは座標Ｚ０から座標Ａまでの距離、ｆは座標Ａから座標Ｓまでの距離、ｈ１は座標Ｓから座標Ｍ１までの距離、ｈ２は座標Ｍ１から座標Ｍ２までの距離、ｈ３は座標Ｍ２から座標Ｂまでの距離である。また、ｑは座標Ｒから座標Ｂまでの距離である。そして、ＬはΣｈｉすなわち距離ｈ１〜ｈ３の総和に等しい。
【０００５】
加工が開始されると（時刻Ｔ０）、ドリル５は座標Ｚ０から座標Ａまで早送り速度Ｖ０で下降される。座標Ａに到達すると（時刻Ｔ１）、切り込み速度Ｖ１または切削速度Ｖ２に切り換えられ、座標Ｍ１まで下降する。座標Ｍ１に到達すると（時刻Ｔ２）、早送り速度Ｖ０に切り換えられ、上昇して座標Ａに戻る（時刻Ｔ３）。次に、切削速度Ｖ２に切り換えられ、座標Ｍ２まで下降する。座標Ｍ２に到達すると（時刻Ｔ４）、早送り速度Ｖ０に切り換えられ、上昇して座標Ａに戻る（時刻Ｔ５）。次に、切削速度Ｖ２に切り換えられ、座標Ｂまで下降する。座標Ｂに到達すると（時刻Ｔ６）、早送り速度Ｖ０に切り換えられ、上昇して座標Ａに戻り（時刻Ｔ７）、引き続き座標Ｚ０に戻り（時刻Ｔ８）、加工を終了する。
【０００６】
そして、ドリル５に付着した切粉は、ドリル５が距離ｆを往復する間に除去される結果、真直度に優れ、穴の内面が滑らかな高品質な穴を加工することができる。
【０００７】
ところで、プリント基板は、製造過程で板厚が５〜１０％程度ばらつく。下板の厚さを均一にそろえると、テーブル４の表面に対する座標Ｂは、プリント基板の板厚がばらついても変わらない。したがって、テーブル４の表面を基準とし、ドリルの先端を座標Ｂまで切り込ませれば、プリント基板の板厚にばらつきがあっても、最下層のプリント基板に貫通穴を加工することができる。なお、座標Ｒから座標Ｂまでの距離ｑは０．５ｍｍ程度に設定される。また、引出位置Ａを、プリント基板の板厚の最大公差に合わせて、高い位置に設定しておけば、プリント基板の板厚がばらついても、切粉を確実に排除できる。
【０００８】
しかし、プリント基板に加工する穴数は数万に及ぶことがある。しかも、１個の穴を複数回で加工する場合、引出距離ｆを長くすると、加工時間が大幅に増加する。
【０００９】
加工時間を縮めるには、引出距離ｆを最小にすることが有効である。そこで、ワークが換わる毎に座標Ｓを求め、この位置を基準として引出位置Ａを定める。
【００１０】
図５は、座標Ｓすなわち座標Ｚ０から上板１の表面までの距離を測定する手順を示す図である。図で、６は測定子で、位置測定装置７に支持されている。そして、（ａ）に示すように、位置測定装置７を座標Ｚ０に配置する。この時、測定子６の先端は、Ｚ０からａだけ下方の位置にある。次に、（ｂ）に示すように、位置測定装置７を座標Ｚ０からｂだけ下げる。この時、測定端子６が押し込まれた量がｃであるとする。すると、座標Ｚ０を原点とし、切り込み方向をプラスとすると、座標Ｓは式１により求められる。また、座標Ｓから座標Ｂまでの距離、すなわち穴の深さＨは式２により求められる。
Ｓ＝ａ＋ｂ−ｃ……式１
Ｈ＝Ｂ−Ｓ……式２
なお、座標Ａは、Ａ＝Ｓ−ｆとして求められる。
【００１１】
しかし、切り込み量ｈｉは固定されているから、プリント基板２の板厚が公差内で厚い場合、ドリル５の先端が座標Ｂに到達しないことがある。そこで、以下のようにして、切り込み回数を決定する。
【００１２】
図６は、従来の切り込み回数ｉを決定する手順を示すフローチャートである。ＮＣ装置は、まず、座標Ｓを求め（手順Ｓ１００）、深さＨをＨ＝Ｂ−Ｓとして求める（手順Ｓ１１０）。次に、深さＨとΣｈｉを比較し（手順Ｓ１２０）、Ｈ≦Σｈｉの場合は処理を終了し、Ｈ＞Σｈｉの場合は手順Ｓ１３０の処理を行う。手順Ｓ１３０ではｈｉ＋１＝Ｈ−Σｈｉとしてから、ｈｉ＋１を記憶して（手順Ｓ１４０）処理を終了する。すなわち、座標Ｓと座標Ｂの距離ＨがΣｉよりも大きい場合は、切り込み回数を１回増加させる。
【００１３】
なお、プリント基板２の材質、およびドリル５の材質により、適切な切り込み量が異なるため、実験を行い、その結果に基づいて各切り込み量が決定される。通常、ｈ１≧ｈ２≧ｈ３に決められることが多く、例えば０．５ｍｍのドリルで深さ４ｍｍの穴を加工する場合、ｆ＝１．０ｍｍ、ｈ１＝２．０ｍｍ、ｈ２＝１．２ｍｍ、ｈ３＝０．８ｍｍとする。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の方法では、最終の切り込み深さｈｉ＋１が０に近い値であっても、切り込み回数を１回増加させるから、加工時間が大幅に増加し、作業能率が低下した。
【００１５】
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、加工能率を向上させることができるプリント基板の穴明け方法を提供するにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、予め第ｉ回の（ｉ＝１〜ｎの整数）の切り込み量ｈｉを定めておき、深さが前記切り込み量ｈｉの総和Σｈｉの穴をｎ回に分けて穴明けするプリント基板の穴明け加工方法において、ワーク上面のテーブル表面からの高さを測定し、前記ワーク上面から予め定められた前記テーブル表面からの高さまでを加工すべき穴の深さＨとし、この深さＨと前記総和Σｈｉとの差ｋ（ｋ＝Ｈ−Σｈｉ）が正で、かつ予め定める許容値αよりも小さい場合は、前記切り込み量ｈｉのいずれか１つをｋだけ増加させて加工することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項２の発明は、予め第ｉ回の（ｉ＝１〜ｎの整数）の切り込み量ｈｉを定めておき、深さが前記切り込み量ｈｉの総和Σｈｉの穴をｎ回に分けて穴明けするプリント基板の穴明け加工方法において、ワーク上面のテーブル表面からの高さを測定し、前記ワーク上面から予め定められた前記テーブル表面からの高さまでを加工すべき穴の深さＨとし、この深さＨと前記総和Σｈｉとの差ｋ（ｋ＝Ｈ−Σｈｉ）が正で、かつｋ／ｎ予め定める許容値βよりも小さい場合は、前記各切り込み量ｈｉをｈｉ＋ｋ／ｎに置き換えて加工することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。この実施の形態では、図示を省略するプリント基板穴明機のＮＣ装置に、予め従来と同様の諸元、すなわち、ドリルの径毎の第ｉ回の切り込み量ｈｉと、座標Ｚ０、Ｂおよび引出距離ｆに加え、許容量αおよび使用するドリルの許容切削量ｈｍが記憶させてある。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る切り込み回数および各切り込み量を決定する手順を示すフローチャートである。ＮＣ装置は、まず、座標Ｓを求め（手順Ｓ２００）、深さＨをＢ−Ｓとして求める（手順Ｓ２１０）。次に、深さＨとΣｈｉを比較し（手順Ｓ２２０）、Ｈ≦Σｈｉの場合は処理を終了し、Ｈ＞Σｈｉの場合は手順Ｓ２３０の処理を行う。手順Ｓ２３０ではαとｋ（ただし、ｋ＝Ｈ−Σｈｉ）とを比較し、ｋ≦αの場合は手順Ｓ２４０の処理を行い、ｋ＞αの場合は手順Ｓ２６０の処理を行う。手順Ｓ２４０では、ｈ１＋ｋとｈｍとを比較し、ｈ１＋ｋ≦ｈｍの場合はすでに記憶してあるｈ１をｈ１＋ｋに置き換えて処理を終了し、ｈ１＋ｋ＞ｈｍの場合は手順Ｓ２６０の処理を行う。手順Ｓ２６０ではｈｉ＋１＝ｋとしてｈｉ＋１を記憶し、処理を終了する。
【００２０】
この実施の形態では、第１の中間位置Ｍ１までの切り込み量を変えるだけであり、他の切り込み量は変えないから、切り込み回数が多い場合でも、穴の内面の品質が低下することはほとんどない。
【００２１】
また、ｈ１＋ｋが許容切削量ｈｍを越えないようにしたからドリルの寿命が短くなることもない。
【００２２】
なお、通常はｈ１≧ｈ２≧…ｈｉ≧…ｈｎとするから、ｈ１に代えて他の切り込み量、例えばｈｎを変えても良い。
【００２３】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る、切り込み回数ｉおよび各切り込み量ｈｉを決定する手順を示す他のフローチャートである。この第２の実施の形態では、上記第２の実施の形態における許容量αに代えて許容量βが記憶させてある。
ＮＣ装置は、まず、座標Ｓを求め（手順Ｓ３００）、深さＨをＨ＝Ｂ−Ｓとして求める（手順Ｓ３１０）。次に、深さＨとΣｈｉを比較し（手順Ｓ３２０）、Ｈ≦Σｈｉの場合は処理を終了し、Ｈ＞Σｈｉの場合は手順Ｓ３３０の処理を行う。手順Ｓ３３０ではβとｋ／ｎ（ただし、ｋ＝Ｈ−Σｈｉ）とを比較し、ｋ／ｎ≦βの場合は手順Ｓ３４０の処理を行い、ｋ／ｎ＞βの場合は手順Ｓ３５０の処理を行う。手順Ｓ３４０ではすでに記憶してある各ｈｉをｈｉ＝ｈｉ＋ｋ／ｎに置き換えて処理を終了する。また、手順Ｓ３５０ではｈｉ＋１＝ｋとしてｈｉ＋１を記憶し、処理を終了する。
【００２４】
この第２の実施の形態では、各切り込み量ｈｉをｋ／ｎだけ長くするから、上記第１の実施の形態に比べ、ｎが大きい場合にはβの値をαより大きくしても、切り込み回数が増加しない。また、例えば、β＝α／３にしておくと、３回で加工する場合には、第１回の切り込み量が上記第１の実施の形態の１／３になり、ドリルに加わる負荷を小さくできる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加工すべき穴の深さＨと前記総和Σｈｉとの差ｋ（ｋ＝Ｈ−Σｈｉ）が正で、かつ予め定める許容値αよりも小さい場合は、前記切り込み量ｈｉのいずれか１つをｋだけ増加させ、あるいは差ｋが正で、かつｋ／ｎが予め定める許容値βよりも小さい場合は、前記各切り込み量ｈｉを切り込み量ｈｉ＋ｋ／ｎに置き換えて加工するから、最終回の切り込み量が微小な場合には、切り込み回数が増加せず、加工能率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る、切り込み回数および各切り込み量を決定する手順を示すフローチャートである。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る、切り込み回数および各切り込み量を決定する手順を示すフローチャートである。
【図３】プリント基板に穴明けを行う場合の構成を示す側面図である。
【図４】深さＨを３回に分けて加工する場合の手順を示す図である。
【図５】テーブルの表面から上板の表面までの高さＰを測定する手順を示す図である。
【図６】従来の切り込み回数ｉを決定する手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
ｈｉ 第ｉ回の切り込み量
ｋ 差（Ｈ−Σｈｉ）
Ｈ 穴の深さ
ｎ 切り込み回数
α 許容値
β 許容値

Claims (2)

1. 予め第ｉ回の（ｉ＝１〜ｎの整数）の切り込み量ｈｉを定めておき、深さが前記切り込み量ｈｉの総和Σｈｉの穴をｎ回に分けて穴明けするプリント基板の穴明け加工方法において、
   ワーク上面のテーブル表面からの高さを測定し、前記ワーク上面から予め定められた前記テーブル表面からの高さまでを加工すべき穴の深さＨとし、この深さＨと前記総和Σｈｉとの差ｋ（ｋ＝Ｈ−Σｈｉ）が正で、かつ予め定める許容値αよりも小さい場合は、前記切り込み量ｈｉのいずれか１つをｋだけ増加させて加工することを特徴とするプリント基板の穴明け方法。
2. 予め第ｉ回の（ｉ＝１〜ｎの整数）の切り込み量ｈｉを定めておき、深さが前記切り込み量ｈｉの総和Σｈｉの穴をｎ回に分けて穴明けするプリント基板の穴明け加工方法において、
   ワーク上面のテーブル表面からの高さを測定し、前記ワーク上面から予め定められた前記テーブル表面からの高さまでを加工すべき穴の深さＨとし、この深さＨと前記総和Σｈｉとの差ｋ（ｋ＝Ｈ−Σｈｉ）が正で、かつｋ／ｎ予め定める許容値βよりも小さい場合は、前記各切り込み量ｈｉをｈｉ＋ｋ／ｎに置き換えて加工することを特徴とするプリント基板の穴明け方法。

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