JPH01271109A - プリント基板の加工装置におけるスピンドル高さ調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プリント基板の加工装置におけるスピンドル
高さ調節装置に係シ、特にプリント基板に行き止まり穴
や座ぐり等を正確な深さに加工するために好適なプリン
ト基板の加工装置におけるスピンドル高さ調節装置に関
する。

〔従来の技術〕

プリント基板への実装密度が増加するにつれて、ブライ
ンドホールと称される行き止まシ穴の加工が増加してい
る。この行き止まり穴加工では、深さの精度が±０．０
５ｆｌ以下と高い加工精度が要求されているが、ドリル
の長さや、ドリルの装着位置がバラツクことと、上下方
向（スピンドルの軸方向）の１つの駆動源で複数個のス
ピンドルを上下動させて穴明は加工をしていることから
、個々のスピンドルの高さ補正が困難であった。

一方、この種プリント基板に対する行き止まり穴等の加
工技術として、従来例えば特開昭６１−１３１８０４号
公報に開示されている技術がある。

この従来技術によれば、多層プリント基板の端面に、内
層の回路が露出していれば、その回路まで正確に穴明は
加工を行うことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、多層プリント基板の内層のプリント基板には、
あらかじめエツチングにより所要のパターンが形成され
、かつその外周には基準穴を形成するための桟が残され
ている。

したがって、多層プリント基板の端面に電極を当て、ド
リルと電極の間の導通をとって加工深さを制御するよう
にした従来技術は現実的ではない。

本発明の目的は、前記従来技術の問題を解決し、行き止
まシ穴や座ぐり等の深さ方向の精度を、高精度で加工し
得るプリント基板の加工装置におけるスピンドル高さ調
節装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的は、スピンドルと、該スピンドルの上下方向駆
動機構とを、スピンドル高さ調節機構を有する継手によ
り連結し、前記スピンドル高さ調節機構を駆動源に連結
し、プリント基板のテーブル上に工具高さ検出装置を設
置し、前記スピンドル高さ調節機構の駆動源と工具高さ
検出装置とを制御装置に接続するとともに、前記制御装
置を、工具高さ検出装置の検出値と設定値との差を演算
し、かつその演算値に基づいて前記スピンドル高さ調節
機構の駆動源の駆動方向と駆動量とを決定し、前記スピ
ンドル高さ調節機構の駆動源に対して制御信号を出力す
るように構成したことにより、達成される。

〔作用〕

本発明では、スピンドルに工具を装着した後、スピンド
ルとプリント基板のテーブルとを２次元方向に相対的に
移動させ、テーブル上に設置された工具高さ検出装置と
、スピンドルに装着された工具とを位置合わせする。

ついで、スピンドルを下降させる方向に、スピンドルの
上下方向駆動機構を作動させ、スピンドルをあらかじめ
設定した下限位置まで下降させる。

そして、工具高さ検出装置により、前記スピンドルを下
限位置まで下降させた状態における工具の先端部の高さ
を検出し、その検出値を制御装置に対して出力する。

前記制御装置では、工具高さ検出装置による工具の先端
部の高さの検出値と、設定値との差を演算する。ついで
、制御装置は演算値に基づいてスピンドル高さｖ！１節
機構の駆動源の駆動方向と駆動量とを決定する。そして
、制御装置は前記決定した駆動方向と駆動量に基づいて
、前記スピンドル高さ調節機構の駆動源に対して制御信
号を出力する。

前記スピンドル高さ調節機構の駆動源は、制御装置から
入力した制御信号によりスピンドル高さ調節機構を作動
させ、工具先端部の高さが設定位置に合致するようにス
ピンドルの高さを調節する。

前記スピンドルの高さを調節した後、スピンドルを上下
方向駆動機構により所定高さに上昇させ、常法によりブ
リント基板を搭載したテーブルとスピンドルとを相対的
に移動させ、プリント基板に対する加工位置に工具を位
置合わせし、スピンドルに回転運動と上下運動とを与え
、行き止ｉシ穴や座ぐり等の加工を行う。

前述のごとく、本発明ではスピンドルを下限位置に下降
させた状態で工具高さ検出装置により工真の先端部の高
さを検出し、その検出値を制御装置に対して出力し、制
御装置により工具高さ検出装置の検出値と設定値との差
を演算し、その演算値に基づいて、スピンドル高さ調節
機構の駆動源の駆動方向と駆動量とを決定し、これに基
づいて前記スピンドル高さ調節機構の駆動源に対して制
御信号を出力し、この駆動源によりスピンドル高さ調節
機構を作動させ、スピンドルの高さを適正に調節するよ
うにしているので、プリント基板に正確な深さで行き止
まシ穴や座ぐシ等を加工することができる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図〜第３図は本発明の第１の実施例を示すもので、
第１図は装置全体の斜視図、第２図は工具高さ検出装置
としてのドリル高さ検出装置の作用状態を示す拡大縦断
面図、第３図はスピンドル高さ調節機構とその駆動源と
を示す一部破断拡大正面図である。

その第１図に示す実施例のプリント基板加工装置は１、
Ｘ、Ｘデープル１．２を備えている。

前記Ｘデープル１は、直線駆動源（図示せず）Ｋ連結さ
れ、第１図に示す矢印Ｘ方向に往復運動し得るよ第５（
Ｌ′Ｃなっている。前記Ｘデープル２は、Ｘデー・プル
ｊ上に設置され、かつ直線駆動源（図示せず）に連結さ
れていて、第１図に示す矢印Ｙ方向に往復運動するよう
になっている。また、Ｙテーブルｚ上にはこの実施例で
は２枚のプリント基板６と、工具高さ検出装置である２
個のドリル高さ検出装置１１が設置されている。

一方、機台１０に、は第１図に示すように、前記２、枚
のプリント基板６に対応させて、スピンドルユニットが
２台取り付けられている。各スピンドルユニットは、機
台１０に固定されたハウジング９と、これに回転可能に
かつ上下方向に摺動可能に支持されたスピンドル８とを
有して構成されている。各スピンドル８は、上下方向駆
動機構に連結され、かつ回転駆動源（図示せず）Ｋ連結
されている。オノンニ、各スピンドル リル５が装着゛されている。なお、ハウジング９とスピ
ンドル８間ＶＣ．は、プッシコ−２３が介装されている
。

前記上下方向駆動機構は、第１図に示すよう姓六駆動シ
ャフト４ど、これに固定された２本の７−・ム３とを有
して構成されている。前記記動シャフト４は、回転駆動
源（図示せす）ＩＣ連結され、第１図に矢印θで示す方
向に設定角度、往復回転し得るようになっている。前記
アーム３は、駆動シャフト４の軸方向にスピンドル８と
同じ間隔を・」・＝いて取シ伺けられている。各アーム
３には、継手７を介してスピンドル８が連結されでいる
。−ｙｃ。

結果、駆動シャフト４をθ方向に往復回転さぜることに
より、スピンドル８を第１図に矢印Ｚで示す方向、つ填
り上下方向に往復移動させ得るよりになっている。

前記各継手７には、スピンドル高さ調節機構としてのス
クリューシャフト１７が連結されている。

前記プリント基板加工装置には、スピンドル高さ調節装
置が配備されている。

前記スピンドル高さ調節装置は、前記ドリル高さ検出装
置１１と、スピンドル高さ調節機構としてのスクリュー
シャフト１７と、これの駆動源であるモータ１８と、こ
のモータ１８の回転力をスクリューシャフト１７に伝達
するビニオン２１およびギヤ２２の絹と、制御装置（図
示せず）とを備えて構成されている。

前記ドリル高さ検出装置１１は、第２図に拡大示するよ
うに、ドリル挿通穴１２′を有するハウジング１２と、
レーザダイオード１３およびレンズ１４の組と、柱状レ
ンズ１５およびＣＣＤセンセンサの組とを備えている。

前記レーザダイオード１３およびレンズ１４の組と、柱
状レンズ１５およびＣＣＤセンサ１６の組とは、ドリル
挿通穴１２′をはさ，んでハウジング１２内の一方の側
と他方の側に配置されている。

前記ドリル高さ検出装置１１け、第１図に示すように、
Ｘデープル２上にスピンドル８に対応させて２個設置さ
れている。そして、各ドリル高さ検出装置１　１　Ｆ：
Ａ．、ドリル挿通穴１２′よυハウジング１２内にトリ
Ａ−５の先端部が挿入されたときに、レーザダイオード
１３から照射されたレーザ光によりＣＣＤセンザ１６に
ドリル５の先端部の影を投影し、ＣＣＤセンサ１６は投
影像からドリル５の先端部の高さを検出し、その検出値
を制御装置に対して出力するように構成されている。

前記スクリューシャフト１７の一半部１７番と他半部１
７ｂには，右ねじと左ねじが形成されている。そして、
スクリューシャフト１７の一半部１７ａは継手７に形成
されためねじにねじ込ま第１、スクリューシ・ヤフト１
７の他半部１７ｂはスピンドル８のヘッドに形成された
めねじにねじ込まれている。μた、スクリューシャフト
１７の中間部ニｌーｊ：，ーｔ’ヤ２２が取り付けられ
ている。

前記モータ１８には、可逆回転型のものを使用する。こ
のモー・り１８は、第３図に示すように、ブラケット１
９上に設置されており、このプラク・ット１９はスピン
ドル８のハウジング９上にボＡ・ト２０により固定され
ている。このモータ１８には、前記ギヤ２２とかみ合う
ピニオン２１が取り付けられている。

前記制御装置は、ドリル高さ検出装置１１のＣＣＤセン
サ１６からドリル５の先端部の高さの検出値を入力し、
設定値との差を演算し、その演算値に基づいて前記モー
タ１８の駆動方向としての回転方向と、駆動量としての
回転数とを決定し、前記モータ１８に対して制御信号を
出力するように構成されている。

前記実施例のプリント基板加工装置と、スピンドル高さ
調節装置とは、次のように作用する。

すなわち、各スピンドル８を上昇させた状態でドリル５
を装着した後、Ｘ、Ｙテーブル１，２を移動させ、ドリ
ル５の先端部にドリル高さ検出装置１１のハウジング１
２に設けられたドリル挿通穴１２′を位置合わせする。

ついで、アーム３と駆動シャフト４を有する上下方向駆
動機構を作動させ、各スピンドル８をあらかじめ設定さ
れた下限位置まで下降させる。前記スピンドル８を下限
位置まで下降させると、当該ドリル高さ検出装置１１の
ドリル挿通穴１２′を通じてハウジング１２内にドリル
５の先端部が挿入される。

前記ドリル５の先端部が当該ドリル高さ検出装置１１の
ハウジング１２内に挿入されると、このハウジング１２
内に配置されたレーザダイオード１３から照射されたレ
ーザ光により、ＣＣＤセンサ１６にドリル５の先端部の
影が投影され、この投影像からＣＣＤセンサ１６により
ドリル５の先端部の高さが検出され、その検出値は制御
装置（図示せず）に対して出力される。

前記制御装置では、前記ドリル高さ検出装置１１のＣＣ
Ｄセンサ１６から入力したドリル５の先端部の高さ検出
値と、設定値との差を演算する。

この設定値は、プリント′基板６に形成すべき行き止ま
シ穴の深さに相当する。そして、制御装置は前記演算値
に基づき、モータ１８の回転方向と回転数とを決定し、
これに基づいてモータ１８に制御信号を送シ込む。

前記モータ１８は、前記制御装置から送り込まれ九制御
信号により順方向または逆方向に、決められた回転数だ
け回転する。

前記モータ１８が順方向または逆方向に決められた回転
数、回転すると、その回転力はピニオン２１およびギヤ
２２を介してスクリューシャフト１７に伝達され、この
スクリューシャフト１７が順方向または逆方向に回転す
る。その結果、継手７とスピンドル８間のスパンが伸長
または縮小し、ドリル５の先端部の高さが設定値に一致
するように、当該スピンドル８の高さが適正に調節され
る。

このスピンドル８の高さ調節は、スピンドル８の個々に
ついて行う。

したがって、穴明は加工時に２本のスピンドル８をあら
かじめ設定された下限位置に一斉に下降させても、各ス
ピンドル８に装着されているドリル５により、正確な深
さの行き止まシ穴を加工することが可能となる。

前記各スピンドル８の高さを適正に調節した後、上下方
向駆動機構によりスピンドル８をいったん上限位置まで
上昇させ、Ｙテーブル２上の所定位置にプリント基板６
を固定し、常法によ！７Ｘ、Ｙテーブル１．２を移動さ
せ、各スピンドル８に装着されているドリル５とプリン
ト基板６に対する穴明は位置とを位置決めし、スピンド
ル８を回転駆動するとともに、上下方向駆動機構により
スピンドル８を下限位置まで下降させ、行き止まシ穴加
工を行う。

以上の穴明は加工動作を繰シ返すことによって、この実
施例では２枚のプリント基板６に、同時に行き止まシ穴
を次々に加工することができ、しかも正確な深さの行き
止まり穴を加工することができる。

次に、第４図は本発明の第２の実施例を示すもので、ス
ピンドル高さ調節機構とその駆動源とを示す一部破断拡
大正面図でおる。

この第４図に示す実施例では、スピンドル高さ調節機構
は、第１．第２のリンク２４．２５と、第１．第２のリ
ンク２４．２５を操作するスクリュー３２およびアーム
３３とを有して構成されておシ、このスピンドル高さ調
節機構の駆動源として、スクリューモータ２９を備えて
いる。

前記第１．第２のリンク２４．２５の一鴻部は互いに重
ね合わされ、かつセンタピン２６により連結されている
。前記第１のリンク２４の他端部は、スピンドル８とこ
れの上下方向駆動機構のアーム３とを結ぶ継手７にピン
２７を介して結合されている。前記第２のリンク２５の
他端部は、スピンドル８のヘッドにビン２８により結合
されている。

前記スクリューモータ２９には、可逆回転型のものが使
用されている。このスクリューモータ２９は、ブラケッ
ト３０上に設置されており、このブラケット３０は機台
１０上にボルト３１により固定されている。

前記スクリューモータ２９には、スクリュー３２が嵌挿
されている。このスクリュー３２には、カップリング３
４を介してアーム３３が連結されている。このアーム３
３は、前記第１．第２のリンク２４．２５のセンタピン
２６に連結されている。

この第２の実施例では、スクリューモータ２９に制御装
置（図示せず）から回転方向と回転数についての制御信
号が送シ込まれる。

これにより、スクリューモータ２９が順方向または逆方
向に、決められた回転数、回転する。

前記スクリューモータ２９が頭方向または逆方向に回転
するに伴い、スクリュー３２が第４図に矢印Ｗで示すよ
うに、進出”または後退する方向に移動し、これにより
センタピン２６を介して第１−第２のり／り２４，２５
が互いに縮小または伸長する方向に操作され、継手７と
スピンドル８のヘッド間のスパンがｖ４節され、ドリル
（第４図中では省略）の先端部の高さが設定値に一致す
るように、スピンドル８の高さが適正に調節される。

この第４図に示す第２の実施例の他の構成２作用につい
ては、前記第１の実施例と同様である。

なお、本発明では行ぎ止まシ穴に限らず、工具を替える
ことによって座ぐシ加工を行うこともできる。

また、本発明では２枚のプリント基板に同時に加工を行
う加工装置に限らず、１枚のプリント基板の加工装置に
も、あるいは３枚以上のプリント基板の加工装置にも適
用できること勿論である。

さらに、本発明では工具高さ検出装置は、図面に示す実
施例に限らず、要はスピンドルを下限位置に下降させた
状態で、工具の先端部の高さを的確に検出し得るもので
あればよい。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によれば、スピンドルを下限位置に
下降させた状態で工具高さ検出装置により工具の先端部
の高さを検出し、その検出値を制御装置に対して出力し
、制御装置により工具高さ検出装置の検出値と設定値と
の差を演算し、その演ｔｔ値に基づいて、スピンドル高
さ調節機構の駆動源の駆動方向と駆動量とを決定し、こ
れに基づいて前記スピンドル高さ調節機構の駆動源に対
して制御信号を出力し、この駆動源によりスピンドル高
さ調節機構を作動させ、スピンドルの高さを適正に調節
するようにしているので、プリント基板に正確な深さで
行き止まり穴や座ぐり等を加工し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１の実施例を示すもので、
第１図は装置全体の斜視図、第２図は工具高さ検出装置
としてのドリル高さ検出装置の作用状態を示す拡大縦断
面図、第３図はスピンドル高さ調節機構とその駆動源と
を示す一部破断拡大正面図、第４図は本発明の第２の実
施例を示すもので、スピンドル高さ調節機構とその駆動
源とを示す一部破断拡大正面図である。 １．２・・・Ｘ、Ｙテーブル、　　３・・・スピンドル
の上下方向駆動機構を構成しているアーム、　　４・・
・同駆動シャフト、５・・・工具であるドリル、６・・
・プリント基板、　　７・・・継手、　　８・・・スピ
ンドル、　　１１・・・工具高さ検出装置としてのドリ
ル高さ検出装置、　　１７・・・スピンドル高さ調節機
構を構成しているスクリューシャフト、　　１８・・・
スピンドル高さ調節機構の駆動源としてのモータ、２１
．２２・・・モータからスクリューシャフトへ回転力を
伝達するビニメ゛ン、ギヤ、２４．２５・・・スピンド
ル高さ調節機構を構成している第１．第２のリンク、　
　２９・・・スピンドル高さ調節機構の駆動源としての
スクリューモータ、　　３２・・・スクリュー、　　３
３・・・アーム。 茅１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、スピンドルと、該スピンドルの上下方向駆動機構と
   を、スピンドル高さ調節機構を有する継手により連結し
   、前記スピンドル高さ調節機構を駆動源に連結し、プリ
   ント基板のテーブル上に工具高さ検出装置を設置し、前
   記スピンドル高さ調節機構の駆動源と工具高さ検出装置
   とを制御装置に接続するとともに、前記制御装置を、工
   具高さ検出装置の検出値と設定値との差を演算し、かつ
   その演算値に基づいて前記スピンドル高さ調節機構の駆
   動源の駆動方向と駆動量とを決定し、前記スピンドル高
   さ調節機構の駆動源に対して制御信号を出力するように
   構成したことを特徴とするプリント基板の加工装置にお
   けるスピンドル高さ調節装置。