JPH0794846A - Ｐｃｂ加工機 - Google Patents

Ｐｃｂ加工機

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JPH0794846A
JPH0794846A JP5233504A JP23350493A JPH0794846A JP H0794846 A JPH0794846 A JP H0794846A JP 5233504 A JP5233504 A JP 5233504A JP 23350493 A JP23350493 A JP 23350493A JP H0794846 A JPH0794846 A JP H0794846A
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JP
Japan
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data
spindle
cutting
tool
pcb
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Yasunori Hiroshima
康則 広島
Kenji Kondo
健二 近藤
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Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路パターンを連続して形成することがで
き、スピンドルの昇降動作回数を低減させて高精度な切
削加工を行なうことのできるＰＣＢ加工機を提供する。 【構成】 ＰＣＢ基板３を位置決めして固定する加工台
４の上方に所望の切削ツール１２が着脱自在に取付けら
れたスピンドル１１を駆動制御装置３８により水平方向
および上下方向に移動自在に配設し、回路パターンデー
タ４４を入力するデータ入力回路４０と、このデータ入
力回路４０からの回路パターンデータ４０から輪郭デー
タ４５を作成する輪郭データ生成回路４１と、この輪郭
データに基づいて形成すべき回路パターンの残余部分を
ハッチングするためのハッチングデータ４６を作成する
ハッチングデータ生成回路４２と、このハッチングデー
タ４６を端部において順次連結して可能な限り連続した
切削データ４７を作成して駆動制御装置３８に出力する
切削データ生成回路４３とを有するデータ処理装置３９
を配設したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＰＣＢ加工機に係り、特
に、ＣＡＤ（computer aided design ）等により作画さ
れたデータに基づいて銅箔基板上に回路パターンを形成
して印刷回路基板（ＰＣＢ：printed circuit board ）
を形成するためのＰＣＢ加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、電子機器を開発したり、大量
生産の対象とならない生産量の少ない電子機器を製造す
るにあたって、適切な電子回路を形成したＰＣＢを正確
に、迅速に、かつ、低価格に試作する必要性が高まって
いる。
【０００３】しかし、従来、ＰＣＢを試作する場合は、
光学的処理や化学的処理等の工程が必要なため、少数の
試作ＰＣＢの作成にも、回路パターンの作成が必要とな
り、作業が極めて煩雑となる。
【０００４】この現状を改善するため、従来から、絶縁
性基板上に銅箔層を積層してなるＰＣＢの材料としての
銅箔基板（以下、ＰＣＢ基板という）を切削加工するこ
とにより所望の回路パターンを削り出すＰＣＢ加工機が
提案されている。
【０００５】このようなＰＣＢ加工機においては、所定
の切削加工を行なうＰＣＢ基板を吸着固定するための加
工台を有しており、この加工台の上方には、Ｘ軸駆動装
置およびＹ軸駆動装置によりＸ軸およびＹ軸方向に制御
して移動されるとともに、Ｚ軸駆動装置により昇降動作
されるスピンドルが配設されている。このスピンドルに
は、コレットチャックを介して所望の切削ツールが着脱
自在に装着されており、加工台の下方には、各種の切削
ツールを保持するとともに、スピンドルの下降動作によ
り切削ツールの交換を行なうためのインデックステーブ
ルが配設されている。さらに、スピンドルの外周側に
は、空気噴出口が形成されたフロートヘッドがスピンド
ルに対して昇降可能に配設されており、このフロートヘ
ッドのフロート面からコレットチャックに挟持固定され
た切削ツールの先端部を所定量突出させ、この切削ツー
ルを所定深さだけＰＣＢ基板に突刺すとともに、空気噴
出口から噴出される空気によりフロートヘッドのフロー
ト面とＰＣＢ基板との間に空気層を形成し、切削ツール
の突刺し量を一定に保持するとともに、フロート面とＰ
ＣＢ基板との間隙を一定に保持するようになされてい
る。
【０００６】このような従来のＰＣＢ加工機において
は、所定のＰＣＢ基板を加工台上に位置決めして吸着固
定し、Ｚ軸駆動装置によりスピンドルを下降させるとと
もに所定深さに切削ツールの突出量を調整することによ
って、切削幅を調整した後、所望の回路パターンに基づ
いて、Ｘ軸駆動装置およびＹ軸駆動装置を駆動制御して
スピンドルを回転させながら移動させることにより、Ｐ
ＣＢ基板上の銅箔層および絶縁性基板を切削して所望の
回路パターンを形成するようになっている。
【０００７】このとき、例えば、ＰＣＢ基板のＸ軸方向
の切削加工を行なった後、Ｙ軸方向に所定の切削幅分だ
け移動させて、再びＸ軸方向の切削加工を行なうように
し、この動作を連続して行なうことにより、ＰＣＢ基板
全面の切削加工を行なうものである。そして、Ｘ軸方向
の加工時において、切削する必要のない回路パターン部
分に位置したときは、スピンドルを上昇させ、回路パタ
ーンのない切削位置まで移動させた後、再度、スピンド
ルを下降させて切削加工を続行するようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＰＣＢ
加工機においては、ＰＣＢ基板の回路パターンに応じて
スピンドルを昇降動作させる必要があるため、スピンド
ルの昇降動作回数が極めて多くなってしまい、この昇降
動作によるスピンドルの位置ずれが生じるおそれがあ
り、高い精度で加工を行なうことができない点が問題と
なる。また、このスピンドル部分は比較的重量があり、
このスピンドルの昇降動作に極めて時間がかかってしま
い、切削加工を迅速に行なうことができないという問題
を有している。
【０００９】また、スピンドルのコレットチャックに保
持された切削ツールを交換する場合には、スピンドルを
インデックステーブル付近まで下降させて交換するよう
にしているので、切削ツールの交換を迅速に行なうこと
ができず、しかも、スピンドルの昇降量が大きいことか
らスピンドルの昇降機構が大型化、複雑化してしまい、
スピンドル部分の重量が増大し、その結果、スピンドル
の加工時における移動速度を速くすると、スピンドルの
ぶれが生じてしまい、高速高精度の切削加工を行なうこ
とができないという問題をも有している。
【００１０】さらに、切削ツールにより切削加工を進め
ていった場合に、フロートヘッドのフロート面が切削後
の面と切削前の面とに跨がって位置されることがあり、
このような場合に、フロートヘッドのフロート面と切削
後の面との間隙の方が切削前の面との間隙より大きく形
成されることになるため、空気噴出口からの空気の圧力
が切削後の面の方が低くなり、フロート面が沈んだり傾
斜してしまうことがある。そのため、フロート面とＰＣ
Ｂ基板との間に一定の間隙を確保することができず、そ
の結果、切削ツールの突刺し量を一定に保持することが
できず、一定幅による適正な切削加工を行なうことがで
きないという問題を有している。
【００１１】本発明は前記した点に鑑みてなされたもの
で、回路パターンを連続して形成することができ、スピ
ンドルの昇降動作回数を低減させて高精度な切削加工を
行なうことができ、また、切削ツールの交換を迅速に行
なうことができ、さらに、スピンドルのフロートヘッド
とＰＣＢ基板との間隙を一定に保持して適正な切削加工
を行なうことのできるＰＣＢ加工機を提供することを目
的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】目的を達成するため請求
項１に記載の発明に係るＰＣＢ加工機は、ＰＣＢ基板を
位置決めして固定する加工台を配設するとともに、この
加工台の上方に所望の切削ツールが着脱自在に取付けら
れたスピンドルを水平方向および上下方向に移動自在に
配設し、このスピンドルを所望の切削データに基づいて
移動制御する駆動制御装置を設けてなるＰＣＢ加工機に
おいて、回路パターンデータを入力するデータ入力回路
と、このデータ入力回路からの回路パターンデータから
形成すべき回路パターンの輪郭データを作成する輪郭デ
ータ生成回路と、この輪郭データ生成回路からの輪郭デ
ータに基づいて形成すべき回路パターンの残余部分を加
工するため所定方向に所定幅でハッチングするためのハ
ッチングデータを作成するハッチングデータ生成回路
と、このハッチングデータ生成回路からのハッチングデ
ータに基づいて隣接するハッチングデータを端部におい
て順次連結し連続した切削データを作成して駆動制御装
置に出力する切削データ生成回路とを有するデータ処理
装置を配設したことを特徴とするものである。
【００１３】また、請求項２に記載の発明は、ＰＣＢ基
板を位置決めして固定する加工台を配設するとともに、
この加工台の上方にスピンドルを水平方向および上下方
向に移動自在に配設し、このスピンドルに所望の切削ツ
ールを着脱自在に把持するチャックを取付け、スピンド
ルを所望の切削データに基づいて移動制御する駆動制御
装置を設け、少なくとも一部が加工台より下方に設けら
れ所定の切削ツールが装着された複数のツールホルダを
保持するツールストアを配設するとともに、このツール
ストアを所望の位置に位置決めさせるツールストア制御
装置を配設し、チャックに把持された切削ツールをツー
ルストアのツールホルダに保持された切削ツールと交換
する切削ツール交換装置を配設してなるＰＣＢ加工機に
おいて、切削ツールの交換時に所定のツールホルダを所
定の高さに上昇させるツールホルダ昇降機構を配設した
ことを特徴とするものである。
【００１４】さらに、請求項３に記載の発明は、ＰＣＢ
基板を位置決めして固定する加工台を配設するととも
に、この加工台の上方にスピンドルを水平方向および上
下方向に移動自在に配設し、このスピンドルに所望の切
削ツールを着脱自在に把持するコレットチャックを取付
け、スピンドルを所望の切削データに基づいて移動制御
する駆動制御装置を設け、前スピンドルにコレットチャ
ックの周囲を被覆するフロートヘッドを配設するととも
に、このフロートヘッドのフロート面に空気層によりＰ
ＣＢ基板から浮上させる空気を噴出する空気噴出口を配
設してなるＰＣＢ加工機において、フロートヘッドのフ
ロート面に、空気層の厚み以下の突出量を有する複数の
スペーサを設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
【作用】本発明の請求項１に記載のＰＣＢ加工機によれ
ば、データ処理装置のデータ入力回路により、ＣＡＤよ
りパターンデータを読込み、輪郭データ生成回路により
所定の輪郭データを作成し、ハッチングデータ生成回路
により、輪郭データ生成回路からの輪郭データに基づい
て形成すべき回路パターンのすべての残余部分のハッチ
ングデータを作成した後、切削データ生成回路により連
続した一筆書きの切削データを作成し、この切削データ
に基づいて駆動制御装置によりスピンドルを駆動制御し
て所望の回路パターンを切削加工するものである。これ
により、連続した一筆書き状の切削データに基づいて切
削加工を行なうことができ、スピンドルの昇降動作回数
を著しく低減させることができるものである。
【００１６】また、請求項２の発明によれば、ツールホ
ルダ昇降機構により、切削ツールを上板の上方まで上昇
させることができるようにしているので、スピンドルを
上板の下方まで昇降動作させる必要がなく、切削ツール
の交換を迅速に行なうことができるものである。
【００１７】さらに、請求項３の発明によれば、フロー
トヘッドの下面にスペーサを形成しているので、フロー
トヘッドのフロート面が沈んだり傾斜してしまった場合
でも、スペーサがＰＣＢ基板の表面に接触してフロート
面の沈み、傾斜を制限することができ、フロート面とＰ
ＣＢ基板との間に一定の間隙を確保することができるも
のである。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図２６を参
照して説明する。図１乃至図５は本発明に係るＰＣＢ加
工機の一実施例を示したもので、このＰＣＢ加工機１の
上板２には、ＰＣＢ基板３を所定位置に吸着固定する加
工台４が配設されており、このＰＣＢ加工機１の加工台
４に隣接する位置には、加工されるＰＣＢ基板３を位置
決めする未加工ＰＣＢセット部５が配設されている。加
工台４の未加工ＰＣＢセット部５の反対側には、加工済
みのＰＣＢ基板３を収納する加工ＰＣＢ受皿ユニット６
が配設されており、加工台４の上方には、ＰＣＢ基板３
を未加工ＰＣＢセット部５と加工台４との間および加工
台４と加工ＰＣＢ受皿ユニット６との間で移動させるＰ
ＣＢ移動装置７が配設されている。
【００１９】ＰＣＢ加工機１の上面一側には、ＰＣＢ加
工機１の一辺に沿って延在するＸ軸駆動装置８が配設さ
れており、ＰＣＢ加工機１の上方には、Ｘ軸駆動装置８
に直交する方向に延在するＹ軸駆動装置９がこのＸ軸駆
動装置８によりＸ軸方向に往復駆動自在に配設されてい
る。このＹ軸駆動装置９の左面側には、Ｚ軸駆動装置１
０がこのＹ軸駆動装置９によりＹ軸方向に往復駆動自在
に配設されており、このＺ軸駆動装置１０には、スピン
ドル１１が昇降自在に取付けられている。このスピンド
ル１１の先端部には、所望の切削ツール１２を着脱自在
に挟持固定するコレットチャック１３が回転駆動自在に
配設されており、スピンドル１１の外周側には、コレッ
トチャック１３を取り囲むフロートヘッド１４が配設さ
れている。このフロートヘッド１４は、その底面のフロ
ート面１５から突出する切削ツール１２の刃先の突出量
を調整できるようにスピンドル１１に対して上下位置を
ステッピングモータ６３調整可能とされている。すなわ
ち、切削ツール１２の刃先形状は例えば、刃先角９０゜
の円錐状とされており、その突出量により切削幅が調整
できる。
【００２０】さらに、図６および図７に示すように、フ
ロートヘッド１４の切削ツール１２の周囲には、加工す
るＰＣＢ基板３の加工面とフロート面１５との間に空気
層を形成して切削ツール１２による切削深さを調整する
ための空気を噴出させる空気噴出口１６が形成されてお
り、本実施例においては、フロートヘッド１４のフロー
ト面１５の外周部分には、例えば、ボールベアリング等
の突出部分の形状が球面あるいは曲面形状とされた複数
（本実施例においては、８個）のスペーサ１７，１７…
が配設されている。また、このフロートヘッド１４すな
わち切削ツール１２がＸ軸およびＹ軸方向に切削しなが
ら移動することから、切削による切削痕にスペーサ１７
が係合してしまわないように、スペーサ１７は、Ｘ軸方
向、Ｙ軸方向およびこれら各軸に対して４５゜の方向か
ら周方向にずらして形成するようになされている。
【００２１】ＰＣＢ加工機１の上板２の加工台４と加工
ＰＣＢ受皿ユニット６との間には、フロートヘッド１４
のフロート面１５と切削ツール１２先端の高さ位置を計
測するリニアゲージ１８が配設されるとともに、加工終
了後の切削ツール１２をコレットチャック１３から引出
す平行引出しチャック１９が配設されている。
【００２２】ＰＣＢ加工機１の上板２の下方には、イン
デックス６４により回転駆動自在に保持されたツールス
トアとしてのインデックステーブル２０が配設されてお
り、このインデックステーブル２０の外周部には、上下
に貫通する複数の保持孔２１，２１…が穿設されてい
る。このインデックステーブル２０の各保持孔２１に
は、種々の切削ツール１２を保持するツールホルダ２２
が着脱自在に装着されており、このツールホルダ２２の
上部周面には、上方が小径となるようにテーパ面２３が
形成されている。また、上板２のスピンドル１１のコレ
ットチャック１３が切削ツール１２の交換を行なう上板
２の位置には、開口２４が形成されており、上板２の開
口２４部分の上方には、ツールホルダ２２のテーパ面２
３が係合するテーパ孔２５が穿設された位置決め板２６
が配設されている。
【００２３】また、図３乃至図５に示すように、開口２
４の下方には、ツール着脱機構２７が配設されており、
このツール着脱機構２７は、昇降保持部材２８を有して
いる。この昇降保持部材２８の上方であってインデック
ステーブル２０側面には、上下方向に延在するガイドレ
ール２９が配置されており、このガイドレール２９部分
には、クランク状を有する昇降体３０がスライダ３１を
介してガイドレール２９に沿って昇降自在に取付けられ
ている。ガイドレール２９の下方には、昇降体３０の下
面に連結されこの昇降体３０を昇降動作させる昇降駆動
シリンダ３２が配設されている。また、昇降体３０の下
面であってインデックステーブル２０の切削ツール１２
の交換位置における保持孔２１に対応する位置には、先
端部がインデックステーブル２０の下面近傍まで延在す
るガイドパイプ３３が昇降体３０を貫通するように固着
されている。このガイドパイプ３３の上端部には、ツー
ルホルダ２２の下面に当接する押上げ体３４が取付けら
れており、ガイドパイプ３３の内側には、ツールホルダ
２２の切削ツール１２を保持する孔部より小径とされた
押上げバー３５がガイドパイプ３３に沿って昇降自在に
嵌挿されている。さらに、昇降体３０の下面側には、押
上げバー３５を昇降動作させる押上げシリンダ３６が取
付けられており、さらに、昇降体３０の下面側の押上げ
バー３５の外周側には、この押上げバー３５を下方に付
勢するばね３７が配設されている。
【００２４】また、本実施例においては、図１に示すよ
うに、ＰＣＢ加工機１には、Ｘ軸駆動装置８、Ｙ軸駆動
装置９、Ｚ軸駆動装置１０、ＰＣＢ移動装置７、ステッ
ピングモータ６３等の駆動系の駆動制御を行なうための
駆動制御装置３８が配設されており、この駆動制御装置
３８には、所定の加工データを駆動制御装置３８に出力
するデータ処理装置３９が接続されている。このデータ
処理装置３９には、例えば、ＣＡＤ等により回路パター
ンデータを入力するデータ入力回路４０、このデータ入
力回路４０からの回路パターンデータから形成すべき回
路パターンの輪郭データを作成する輪郭データ生成回路
４１、この輪郭データ生成回路４１からの輪郭データに
基づいて形成すべき回路パターンの残余部分を加工する
ため所定方向に所定幅でハッチングするためのハッチン
グデータを作成するハッチングデータ生成回路４２、こ
のハッチングデータ生成回路４２からのハッチングデー
タに基づいて隣接するハッチングデータを端部において
順次連結して可能な限り連続した切削データを作成する
切削データ生成回路４３がそれぞれ配設されている。
【００２５】すなわち、データ入力回路４０により、Ｃ
ＡＤよりパターンデータを読込み、輪郭データ生成回路
４１により、このデータ入力回路４０から出力される回
路パターンデータ４４に基づいて、図８に示すように、
まず、細幅の輪郭データ４５ａを作成し、続いて、太幅
の輪郭データ４５ｂを作成する。このように細幅の輪郭
データ４５ａと太幅の輪郭データ４５ｂとをそれぞれ作
成するのは、先に細幅で削ることにより輪郭の切削面の
仕上りをきれいにし、かつ、微細な輪郭を加工するため
である。次に太幅で削るのは広い面積を迅速に削るため
であるが、場合によっては細幅の輪郭データ４５ａの作
成は省略してもよい。次いで、図９に示すように、ハッ
チングデータ生成回路４２により、輪郭データ生成回路
４１からの輪郭データ４５に基づいて形成すべき回路パ
ターンの残余部分をオーバーラップを考慮して指定方向
（例えば、Ｘ軸方向）にパターンハッチングすることに
より、回路パターンのすべての残余部分のハッチングパ
ターンデータ４６を作成する。このオーバーラップは、
例えば、％単位でデータ入力回路４０から入力すること
により、任意の値に設定することができるようになされ
ている。そして、図１０に示すように、ハッチングデー
タ生成回路４２により作成されたハッチングパターンデ
ータ４６に基づいて切削データ生成回路４３によりこの
ハッチングパターンの端点座標値で最も近い点同士を結
び可能な限り連続した切削データ４７を作成する。これ
により、可能な限り連続した一筆書きの切削データ４７
が作成される。この切削データ４７は、図１１（ａ）に
示すように、２本のハッチングパターンの端部の点
（ａ，ｍ）と点（ｃ，ｎ）とを連結する際に、その角度
θがパターンハッチングの方向に対して３０゜以上の場
合には、そのまま連結するものであるが、｜ｃ−ａ｜＜
ｗ・ｃｏｔ３０゜（ｗはハッチング幅；ｗ＝｜ｍ−ｎ
｜）の場合は必要な部分を削ってしまわないように、中
点（ｌ，ｎ）を設置し、この中点（ｌ，ｎ）と点（ａ，
ｍ）とを連結するようにする。図１１（ｂ）では、ｌ＝
ｗ・ｃｏｔ３０゜となる。また、図１１（ｃ）では、ｌ
＝ｗ・ｃｏｔ３０゜となる。なお、図１２のものは、図
３における押上げ体３４の先端をツールホルダ等の形状
もこれに対応するように改変している。
【００２６】次に、本実施例の作用について図１２乃至
図１４を参照して説明する。まず、スピンドル１１のコ
レットチャック１３に所望の切削ツール１２を装着する
場合は、スピンドル１１を上板２の開口２４の上方に移
動させるとともに、インデックステーブル２０を回転駆
動させて所望の切削ツール１２が保持されたツールホル
ダ２２を昇降体３０のガイドパイプ３３の上方に位置さ
せた状態で、図１２（ａ）に示す初期位置から、図１２
（ｂ）に示すように、昇降駆動シリンダ３２を駆動して
昇降体３０を上昇させることにより、昇降体３０のガイ
ドパイプ３３および押上げ体３４を上昇させ、図１２
（ｃ）に示すように、押上げ体３４によりツールホルダ
２２を把持し、インデックステーブル２０の保持孔２１
から上方に押上げ、このツールホルダ２２のテーパ面２
３を位置決め板２６のテーパ孔２５に係合させる。な
お、ツールホルダ２２の位置決め板２６と対面するフラ
ンジ面は、位置決め板２６との当接により、ツールホル
ダ２２の上昇高さおよび垂直度の規制部として作用し、
テーパ面２３はもっぱら位置決め板２６への導入とセン
ター合せ部として機能する。その後、図１２（ｄ）に示
すように、Ｚ軸駆動装置１０によりスピンドル１１を所
定量だけ下降させた状態で、図１２（ｅ）に示すよう
に、押上げシリンダ３６を駆動することにより、押上げ
バー３５をばね３７の付勢力に抗して上昇させ、ツール
ホルダ２２に保持された切削ツール１２を上昇させてス
ピンドル１１のコレットチャック１３に挟持固定させ
る。そして、図１２（ｆ）に示すように、スピンドル１
１を上昇させるとともに、押上げシリンダ３６および昇
降駆動シリンダ３２を戻して押上げバー３５および昇降
体３０を下降させて、空のツールホルダ２２をインデッ
クステーブル２０の保持孔２１に保持させ、さらに、押
上げ体３４のチャックを開放して昇降体３０を下降させ
ることにより、図１２（ｇ）に示すように、昇降体３０
は、元の位置に戻される。
【００２７】この場合に、本実施例においては、ツール
着脱機構２７により、切削ツール１２を上板２の上方ま
で上昇させることができるようにしているので、スピン
ドル１１を上板２の下方まで昇降動作させる必要がな
く、切削ツール１２の交換を迅速に行なうことができ
る。
【００２８】続いて、本実施例におけるＰＣＢ基板３の
切削加工動作について図１３に示すフローチャートを参
照して説明する。ＰＣＢ基板３に所望の回路パターンを
形成する場合は、まず、未加工ＰＣＢセット部５に加工
すべき所定のＰＣＢ基板３を位置決めしておく。
【００２９】一方、データ処理装置３９のデータ入力回
路４０により、ＣＡＤよる回路パターンデータ４４を読
込み（Ｓ１）、輪郭データ生成回路４１により所定の輪
郭データ４５を作成し（Ｓ２）、ハッチングデータ生成
回路４２により、輪郭データ生成回路４１からの輪郭デ
ータ４５に基づいて形成すべき回路パターンのすべての
残余部分のハッチングパターンデータ４６を作成（Ｓ
３）した後、切削データ生成回路４３により可能な限り
連続した一筆書きの切削データ４７を作成する（Ｓ
４）。
【００３０】そして、未加工ＰＣＢセット部５に配置さ
れたＰＣＢ基板３をＰＣＢ移動装置７により、加工台４
の上面に移動させて固定し、この状態で、データ処理装
置３９により作成された切削データ４７が駆動制御装置
３８に出力され、この駆動制御装置３８により所望の駆
動制御が行なわれる。
【００３１】すなわち、スピンドル１１を回転駆動させ
るとともに、Ｚ軸駆動装置１０により、スピンドル１１
を下降させ、このスピンドル１１の切削ツール１２の先
端部をＰＣＢ基板３の表面の所定深さまで突刺すもので
あり、この切削ツール１２の突刺す深さ寸法により切削
幅が決定されるものである。また、この切削ツール１２
の突刺し量は、フロート面１５の下面と切削ツール１２
の先端をリニアゲージ１８で測定し、その差を測定する
ことにより測定及び調整するようになっている。
【００３２】そして、駆動制御装置３８により、Ｘ軸駆
動装置８およびＹ軸駆動装置９を連続した切削データ４
７に基づいて駆動することにより、図１４（ａ）に示す
ように、スピンドル１１の切削ツール１２により、フロ
ートヘッド１４の空気噴出口１６から空気を噴出させな
がらＰＣＢ基板３の切削加工を行なうようになってい
る。ここで、記号Ｄはスピンドル１１の下降を表し、記
号Ｕは上昇を表している。
【００３３】また、本実施例においては、スピンドル１
１のフロートヘッド１４の下面にスペーサ１７を形成し
ているので、スペーサ１７がＰＣＢ基板３の表面に接触
することによりフロート面１５の沈下や傾斜を制限する
ことができ、フロート面１５とＰＣＢ基板３との間に一
定の間隙を確保することができる。さらに、スペーサ１
７の突出部分の形状を球面形状に形成しているので、ス
ペーサ１７がＰＣＢ基板３に当接した場合でも、当接抵
抗を著しく低減させることができ、フロートヘッド１４
を円滑に移動させることができ、しかも、空気噴出口１
６からの空気流の流れを乱すこともない。
【００３４】そして、その後、穴加工や外形加工がなさ
れ、加工済みのＰＣＢ基板３はＰＣＢ移動装置７により
加工ＰＣＢ受皿ユニット６に移動され、所定の加工が終
了する。
【００３５】したがって、本実施例においては、ハッチ
ングの部分を連続した一筆書き状の切削データ４７に基
づいて切削加工を行なうものであるため、スピンドル１
１の昇降動作回数を著しく低減させることができ、この
スピンドル１１の昇降動作によるスピンドル１１の位置
ずれの発生を防止することができ、高精度で切削加工を
行なうことができる。また、切削ツール１２交換時のス
ピンドル１１の昇降動作回数を低減させることにより、
迅速に切削加工を行なうことができる。
【００３６】また、ツール着脱機構２７により、切削ツ
ール１２を上板２の上方まで上昇させることができるよ
うにしているので、スピンドル１１を上板２の下方まで
昇降動作させる必要がなく、切削ツール１２の交換を迅
速に行なうことができる。しかも、スピンドル１１の昇
降量が少なくて済むので、昇降機構の構造を簡単にする
ことができ、スピンドル１１部分の周辺が簡単となり、
かつ、軽量化を図ることができ、その結果、スピンドル
１１の移動速度を高めることができ、しかも、移動速度
を高めても精度の高い切削加工を行なうことができる。
【００３７】さらに、フロートヘッド１４の下面にスペ
ーサ１７を形成しているので、フロートヘッド１４のフ
ロート面１５が沈下や傾斜しようとした場合でも、スペ
ーサ１７がＰＣＢ基板３の表面に接触してフロート面１
５の沈下や傾斜を制限することができ、フロート面１５
とＰＣＢ基板３との間に一定の間隙を確保することがで
き、その結果、切削ツール１２の突刺し量を一定に保持
することができ、一定幅による適正な切削加工を行なう
ことができる。
【００３８】また、図１５乃至図１７は本発明のＰＣＢ
加工機１に適用されるツール着脱機構２７の他の実施例
を示したもので、インデックステーブル２０の保持孔２
１に保持されるツールホルダ２２の上方外周面には、保
持溝４８が周設されており、昇降体３０の上面には、一
側縁にツールホルダ２２の保持溝４８に係合するＵ字状
の係合凹部４９が形成された係合保持板５０が回動自在
に配設されている。
【００３９】そして、本実施例においては、前述の実施
例の押上げ体３４は設けられておらず、その他の構成は
前記実施例のものと同様であるため、同一部分には同一
符号を付してその説明を省略する。
【００４０】本実施例においてスピンドルのコレットチ
ャック１３に所望の切削ツール１２を装着する場合は、
スピンドルを上板２の開口２４の上方に移動させるとと
もに、インデックステーブル２０を回転駆動させて所望
の切削ツール１２が保持されたツールホルダ２２を昇降
体３０のガイドパイプ３３の上方に位置させた状態で、
まず、係合保持板５０を回動動作させ、この係合保持板
５０の係合凹部４９をツールホルダ２２の保持溝４８に
係合させる。そして、昇降駆動シリンダ３２を駆動して
昇降体３０を上昇させることにより、ツールホルダ２２
をインデックステーブル２０の保持孔２１から上方に移
動させ、図示しないＺ軸駆動装置によりスピンドルを所
定量だけ下降させた状態で、押上げシリンダ３６を駆動
することにより、押上げバー３５をばね３７の付勢力に
抗して上昇させ、ツールホルダ２２に保持された切削ツ
ール１２を上昇させてスピンドルのコレットチャック１
３に挟持固定させる。そして、スピンドルを上昇させる
とともに、押上げシリンダ３６および昇降駆動シリンダ
３２を戻して押上げバー３５および昇降体３０を下降さ
せて、空のツールホルダ２２をインデックステーブル２
０の保持孔２１に保持させるとともに、係合保持板５０
を回動させて係合保持板５０の係合凹部４９とツールホ
ルダ２２の保持溝４８との係合を解除するようになって
いる。
【００４１】したがって、本実施例においても、ツール
着脱機構２７により、切削ツール１２を上板２の上方ま
で上昇させることができるようにしているので、前記実
施例と同様な効果が得られる。
【００４２】なお、ツールホルダ２２の保持溝４８に係
合してツールホルダ２２を保持する係合保持板５０の代
りに、図１８に示すように、リンク機構による一対の把
持アーム５１を配設し、この把持アーム５１を把持用シ
リンダ５２により開閉動作させてツールホルダ２２を保
持するようにしてもよい。また、図１９に示すように、
ばね５３により閉じ方向に付勢された一対の把持アーム
５１を交差して配設するとともに、これら各把持アーム
５１の基端部にそれぞれカムフォロワ５４を取付け、こ
れら各カムフォロワ５４の間に往復カム５５を進退自在
に配設することにより、把持アーム５１を開閉動作させ
るようにしてもよく、さらに、図２０に示すように、一
対の把持アーム５１を平行移動させることにより開閉動
作させるようにしてもよい。
【００４３】また、図２１および図２２は本発明のＰＣ
Ｂ加工機１に適用されるツール着脱機構２７のさらに他
の実施例を示したもので、インデックステーブル２０の
外周部分の各保持孔２１の半径方向内側および外側位置
には、一対の保持レール５６が周設されており、この保
持レール５６の切削ツール１２の交換位置に対応する部
分は、上方に盛り上げ形成された突状部５７とされてい
る。なお、この突状部５７にはローラ６０の周面が浅く
嵌合するような凹みを形成することにより、位置決めを
確実にすることもできる。また、インデックステーブル
２０の各保持孔２１には、ツールホルダ２２が上下に摺
動自在に挿入されており、このツールホルダ２２の下端
部には、外周に突出するフランジ５８が形成されてい
る。このフランジ５８とインデックステーブル２０の保
持孔２１の下面側との間には、ツールホルダ２２を下方
に付勢するばね５９が配設されており、各保持孔２１に
保持されたツールホルダ２２の上部両側には、それぞれ
保持レール５６の上面側に位置するローラ６０が回転自
在に保持されている。
【００４４】また、インデックステーブル２０の下方で
あって切削ツール１２の交換位置における保持孔２１に
対応する位置には、先端部がツールホルダ２２の下面近
傍に延在するガイドパイプ３３が配設されており、この
ガイドパイプ３３の内側には、押上げバー３５がガイド
パイプ３３に沿って昇降自在に嵌挿されている。さら
に、押上げバー３５の下方には、押上げバー３５を昇降
動作させる押上げシリンダ３６が取付けられており、押
上げバー３５の外周側には、この押上げバー３５を下方
に付勢するばね３７が配設されている。
【００４５】本実施例においては、インデックステーブ
ル２０を回転動作させることにより、ツールホルダ２２
のローラ６０が保持レール５６に沿って転がりながら移
動され、所定のツールホルダ２２が突状部５７に移動さ
れると、ローラ６０が保持レール５６の突状部５７に沿
って転がるため、ツールホルダ２２は、ばね５９の付勢
力に抗して上昇され、所定のツールホルダ２２を保持レ
ール５６の突状部５７の最上位置に位置させる。一方、
Ｚ軸駆動装置１０によりスピンドルを所定量だけ下降さ
せた状態で、押上げシリンダ３６を動作させて押上げバ
ー３５をばね３７の付勢力に抗して上昇させることによ
り、ツールホルダ２２に保持された切削ツール１２を上
昇させてスピンドルのコレットチャックに挟持固定させ
るものである。
【００４６】したがって、本実施例においても、スピン
ドルを上板２の下方まで昇降動作させる必要がないので
同様の効果が得られる。また、図２３および図２４は本
発明のＰＣＢ加工機１に適用されるツール着脱機構２７
の他の実施例を示したもので、本実施例においては、イ
ンデックステーブルの代りにツールストアとしてインデ
ックスチェーン６１を用いるようにしたものであり、切
削ツール１２の交換位置に対応する位置には、このイン
デックスチェーン６１を駆動するためのスプロケット６
２が回転駆動自在に配設されている。また、インデック
スチェーン６１の一側には、切削ツール１２を保持する
ツールホルダ２２が揺動自在に取付けられており、この
ツールホルダ２２は、自重により常にほぼ垂直状態に保
持されるようになされている。さらに、スプロケット６
２の一側には、スプロケット６２の最上位置に位置する
ツールホルダ２２の切削ツール１２を上方に押上げる押
上げバー３５が配設されている。
【００４７】本実施例においては、スプロケット６２を
回転駆動させることにより、インデックスチェーン６１
を駆動させ、所望の切削ツール１２がスプロケット６２
の最上位置に位置させ、この状態で、押上げバー３５を
上昇させて切削ツール１２を上方に押上げ、スピンドル
のコレットチャックに挟持固定させるようになってい
る。
【００４８】したがって、本実施例においても前記実施
例と同様に、スピンドルを上板２の下方まで昇降動作さ
せる必要がないので同様の効果が得られる。さらに、図
２５および図２６は本発明のＰＣＢ加工機１に適用され
るツール着脱機構２７の他の実施例を示したもので、本
実施例においても、図２３および図２４に示す実施例と
同様に、インデックステーブルの代りにインデックスチ
ェーン６１を用いるようにしたものであり、本実施例に
おいては、このインデックスチェーン６１を駆動するた
めのスプロケット６２を水平に周回駆動自在に配設され
ている。また、インデックスチェーン６１の一側には、
切削ツール１２を保持するツールホルダ２２が取付けら
れている。
【００４９】本実施例においては、スプロケット６２を
回転駆動させることにより、インデックスチェーン６１
を駆動させ、所望の切削ツール１２が所定の交換位置に
位置した状態で、ツールホルダ２２の切削ツール１２を
上方に押上げ、スピンドルのコレットチャックに挟持固
定させるようになっている。
【００５０】したがって、本実施例においても前記実施
例と同様に、スピンドルを上板２の下方まで昇降動作さ
せる必要がないので同様の効果が得られる。上記説明に
おいては、切削ツールの装着動作についてのみ説明した
が、取り外しについては装着と逆の手順で行われること
は言うまでもない。ただし、取り外しに先だってコレッ
トチャック１３と切削ツール１２とが食い付いているこ
とがあるため、取り外しに先立って平行引出しチャック
１９により、切削ツール１２を挾持した上でシリンダー
１１を上下させ、切削ツール１２が降下できるようにす
る。
【００５１】また、本発明によれば、フロートヘッドを
含むヘッド先端の直径がツールホルダの直径より大きく
ても、ツール変換に関わるツールホルダのみがヘッドに
接近するようにしたので、ツールホルダの配置間隔をヘ
ッド先端の半径より小さくすることができ、ツールの収
納効率を高めることができる。
【００５２】なお、本発明は前記実施例のものに限定さ
れるものではなく、必要に応じて種々変更することが可
能である。
【００５３】
【発明の効果】以上述べたように本発明に係るＰＣＢ加
工機は、連続した一筆書き状の切削データに基づいて切
削加工を行なうものであるため、スピンドルの昇降動作
回数を著しく低減させることができ、このスピンドルの
昇降動作によるスピンドルの位置ずれの発生を防止する
ことができ、高精度で、かつ、迅速に切削加工を行なう
ことができる。また、ツール着脱機構により、切削ツー
ルを上板の上方まで上昇させることができるようにして
いるので、切削ツールの交換を迅速に行なうことがで
き、しかも、スピンドルの構造が簡単となり、かつ、軽
量化を図ることができ、その結果、スピンドルの移動速
度を高めることができ、しかも、移動速度を高めても精
度の高い切削加工を行なうことができる。さらに、フロ
ートヘッドのフロート面にスペーサを形成しているの
で、フロートヘッドのフロート面とＰＣＢ基板との間に
一定の間隙を確保することができ、切削ツールの突刺し
量を一定に保持することができ、一定幅による適正な切
削加工を行なうことができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＰＣＢ加工機の一実施例を示す平面図
である。
【図２】本発明のＰＣＢ加工機を示す正面図である。
【図３】図１のＰＣＢ加工機のインデックステーブル部
分を示す正面図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】図３の側面図である。
【図６】スピンドルのフロートヘッド部分の正面図であ
る。
【図７】図６のフロートヘッドの底面図である。
【図８】本発明による回路パターンデータからの輪郭デ
ータ作成手段を示す説明図である。
【図９】本発明によるハッチングパターンデータ作成手
段を示す説明図である。
【図１０】本発明による切削データ作成手段を示す説明
図である。
【図１１】図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ本
発明によるハッチングパターンデータを接続して切削デ
ータ作成手段を示す説明図である。
【図１２】図１２（ａ）〜（ｇ）は本発明による切削ツ
ールの交換動作を示す説明図である。
【図１３】本発明の切削加工の切削データを作成する手
段を示すフローチャートである。
【図１４】図１４（ａ）は本発明による切削加工動作を
示す説明図、図１４（ｂ）は従来の切削加工動作を示す
説明図である。
【図１５】本発明のツール着脱機構の他の実施例を示す
正面図である。
【図１６】図１５の平面図である。
【図１７】図１５の係合保持板とツールホルダとの係合
状態を示す正面図である。
【図１８】図１８（ａ），（ｂ）はツールホルダの把持
機構の他の実施例を示す平面図である。
【図１９】図１９（ａ），（ｂ）はツールホルダの把持
機構の他の実施例を示す平面図である。
【図２０】図２０（ａ），（ｂ），（ｃ）はツールホル
ダの把持機構の他の実施例を示す平面図である。
【図２１】本発明のツール着脱機構の他の実施例を示す
平面図である。
【図２２】図２１の正面図である。
【図２３】本発明のツール着脱機構の他の実施例を示す
平面図である。
【図２４】図２３の正面図である。
【図２５】本発明のツール着脱機構の他の実施例を示す
平面図である。
【図２６】図２５の正面図である。
【符号の説明】
１…ＰＣＢ加工機 ２…上板 ３…ＰＣＢ基板 ４…加工台 ８…Ｘ軸駆動装置 ９…Ｙ軸駆動装置 １０…Ｚ軸駆動装置 １１…スピンドル １２…切削ツール １３…コレットチャック １４…フロートヘッド １５…フロート面 １６…空気噴出口 １７…スペーサ ２０…インデックステーブル ２１…保持孔 ２２…ツールホルダ ２４…開口 ２６…位置決め板 ２７…ツール着脱機構 ３０…昇降体 ３２…昇降駆動シリンダ ３３…ガイドパイプ ３５…押上げバー ３６…押上げシリンダ ３８…駆動制御装置 ３９…データ処理装置 ４０…データ入力回路 ４１…輪郭データ生成回路 ４２…ハッチングデータ生成回路 ４３…切削データ生成回路 ４４…回路パターンデータ ４５…輪郭データ ４６…ハッチングパターンデータ ４７…切削データ ４８…保持溝 ４９…係合凹部 ５０…係合保持板 ５６…保持レール ５７…突状部 ６０…ローラ ６１…インデックスチェーン ６２…スプロケット ６３…ステッピングモータ ６４…インデックス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｄ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＰＣＢ基板を位置決めして固定する加工
    台を配設するとともに、この加工台の上方に所望の切削
    ツールが着脱自在に取付けられたスピンドルを水平方向
    および上下方向に移動自在に配設し、このスピンドルを
    所望の切削データに基づいて移動制御する駆動制御装置
    を設けてなるＰＣＢ加工機において、回路パターンデー
    タを入力するデータ入力回路と、このデータ入力回路か
    らの回路パターンデータから形成すべき回路パターンの
    輪郭データを作成する輪郭データ生成回路と、この輪郭
    データ生成回路からの輪郭データに基づいて形成すべき
    回路パターンの残余部分を加工するため所定方向に所定
    幅でハッチングするためのハッチングデータを作成する
    ハッチングデータ生成回路と、このハッチングデータ生
    成回路からのハッチングデータに基づいて隣接するハッ
    チングデータを端部において順次連結し連続した切削デ
    ータを作成して前記駆動制御装置に出力する切削データ
    生成回路とを有するデータ処理装置を配設したことを特
    徴とするＰＣＢ加工機。
  2. 【請求項２】 ＰＣＢ基板を位置決めして固定する加工
    台を配設するとともに、この加工台の上方にスピンドル
    を水平方向および上下方向に移動自在に配設し、このス
    ピンドルに所望の切削ツールを着脱自在に把持するチャ
    ックを取付け、前記スピンドルを所望の切削データに基
    づいて移動制御する駆動制御装置を設け、少なくとも一
    部が前記加工台より下方に設けられ所定の切削ツールが
    装着された複数のツールホルダを保持するツールストア
    を配設するとともに、このツールストアを所望の位置に
    位置決めさせるツールストア制御装置を配設し、前記チ
    ャックに把持された切削ツールを前記ツールストアのツ
    ールホルダに保持された切削ツールと交換する切削ツー
    ル交換装置を配設してなるＰＣＢ加工機において、前記
    切削ツールの交換時に所定のツールホルダを所定の高さ
    に上昇させるツールホルダ昇降機構を配設したことを特
    徴とするＰＣＢ加工機。
  3. 【請求項３】 ＰＣＢ基板を位置決めして固定する加工
    台を配設するとともに、この加工台の上方にスピンドル
    を水平方向および上下方向に移動自在に配設し、このス
    ピンドルに所望の切削ツールを着脱自在に把持するチャ
    ックを取付け、前記スピンドルを所望の切削データに基
    づいて移動制御する駆動制御装置を設け、前記スピンド
    ルに前記チャックの周囲を被覆するフロートヘッドを配
    設するとともに、このフロートヘッドの下面に空気層に
    より前記ＰＣＢ基板から浮上させる空気を噴出する空気
    噴出口を備えたフロート面を配設してなるＰＣＢ加工機
    において、前記フロートヘッドの下面に、前記空気層の
    下端を越えない突出量を有する複数のスペーサを設けた
    ことを特徴とするＰＣＢ加工機。
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