JPH08168997A - プリント基板穴明け機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 径の異なる各ドリルの送り速度如何に関係な
く、Ｘ軸又は／およびＹ軸が位置決めする寸前にＺ軸に
於けるドリルの刃先が被削材セットの表面に達すること
ができること。 【構成】 制御装置を有し、被削材セット１７とドリル
１６がＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に相対的に移動するプリン
ト基板穴明け機に於いて、前記制御装置の中央演算処理
装置に、径の異なる各ドリルのＺ軸下降送り速度をそれ
ぞれ記憶した第１の記憶回路と、Ｚ軸下降送り速度に対
応してＺ軸下降開始時刻検出用Ｘ軸、Ｙ軸の指定座標に
対するＸ軸、Ｙ軸の残り移動量のしきい値Ｌをそれぞれ
記憶した第２の記憶回路とをそれぞれ電気的に接続し、
中央演算処理装置と電気的に接続する各ドリルのしきい
値Ｌ判定回路は、前記第１及び第２の記憶回路の記憶信
号に基づき、当該ドリルのしきい値Ｌを判定することを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリント基板穴明け機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子部品を実装するために使用さ
れるプリント基板穴明け機は、下部支持台の上面に設け
られかつＸ軸用サーボモータの駆動力によりＸ軸方向に
水平移動する被削材セット用テーブル板（摺動板）と、
上部支持台の前面に設けられかつＹ軸用サーボモータの
駆動力によりＹ軸方向に水平移動する水平移動板と、こ
の水平移動板の前面に設けられかつＺ軸用サーボモータ
の駆動力によりＺ軸方向に垂直移動する垂直移動部材
と、この垂直移動部材に設けられた主軸と、この主軸に
回転可能に支持されかつ主軸に内蔵されたモータの駆動
力により被削材セットを穴明けする交換可能な複数個の
ドリルと、前記各軸のサーボモータとそれぞれ電気的に
接続し、各サーボモータの回転を制御する制御装置とか
ら構成されていた。

【０００３】しかして、このような構成のプリント基板
穴明け機は、被削材セットに穴明け加工する時は、まず
Ｘ軸又は／及びＹ軸用サーボモータを駆動させ、Ｘ軸又
は／及びＹ軸の位置決めをする。一方、Ｘ軸又は／及び
Ｙ軸の位置決め完了時刻前のＸ軸又は／及びＹ軸とオー
バラップしている「ある一定の時点」にＺ軸用サーボモ
ータを駆動させて、ドリルを下降している。

【０００４】このようにＸ軸又は／及びＹ軸の位置決め
完了前にＺ軸用サーボモータを駆動させる理由は、プリ
ント基板に穴明け加工する場合、穴が非常に多いため、
一穴を穴明け加工する時間がほんのわずか変化するだけ
でも、全体の穴明け加工時間に大きな影響を及すからで
ある。。

【０００５】したがって、図５で示すようにＸ軸、Ｙ軸
の位置決め完了前のわずかな時間帯にはＸ軸、Ｙ軸とＺ
軸はオーバーラップして動いている。もちろん、ドリル
の先端が被削材セット（プリント基板）の表面に達する
時刻にはＸ軸、Ｙ軸いずれも位置決めは完了している必
要がある。

【０００６】そこで、Ｚ軸下降開始時刻は、一般にＸ
軸、Ｙ軸指令座標に対するＸ軸、Ｙ軸の残り移動量ｍｍ
があるしきい値Ｌに達した時刻ｔ１として実験的に決め
ることが多い。

【０００７】しかしながら、従来のプリント基板穴明け
機は、ドリルの空送距離（ドリルの先端と被削材セット
の表面との間隙を意味する。）Ａが一定であり、またＺ
軸下降の送り速度Ｂはドリルと被削材セットとの切削条
件により決定され、その送り速度Ｂが速いものｂ１や遅
いものｂ２があったにもかかわらず、Ｚ軸の下降時期は
径の異なる各ドリルの送り速度ｂ１、ｂ２に関係なく一
定であった。

【０００８】したがって、たとえば送り速度が速いもの
ｂ１は、Ｘ軸又は／およびＹ軸の位置決め完了時刻ｔ２
からＺ軸のドリルがプリント基板の表面を切削開始する
時刻ｔ３までの間に待ち時間ｔ４が生じてしまう。

【０００９】それ故に、従来のプリント基板穴明け機
は、Ｘ軸又は／およびＹ軸が位置決めする寸前にＺ軸に
於けるドリルの刃先が被削材セットの表面に径の異なる
各ドリルの送り速度如何に関係なく達することができな
いと言う欠点があった。

【００１０】なお、図５に於いて、符号ＣはＸ軸に於け
るテーブル板（摺動板）またはＹ軸に於ける移動板（摺
動板）の移動距離である。また符号ＤはＺ軸の下降開始
時点ｔ１からＸ軸又は／およびＹ軸の位置決め完了時刻
ｔ２までの各軸Ｘ、Ｙ、Ｚのオーブラップしている時間
幅である。

【００１１】

【発明が解決しようとする問題点】本発明は以上によう
な従来の欠点に鑑み、径の異なる各ドリルの送り速度如
何に関係なく、Ｘ軸又は／およびＹ軸が位置決めする寸
前にＺ軸に於けるドリルの刃先が被削材セットの表面に
達することができ、したがって、加工時間の短縮化、穴
位置精度の高精度化、ドリルの破損防止化等を図ること
ができるプリント基板穴明け機を得ることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のプリント基板穴
明け機は、下部支持台１の上面に設けられかつＸ軸用サ
ーボモータ５の駆動力によりＸ軸方向に水平移動する水
平摺動板３と、この水平摺動板の上面に設けられかつＹ
軸用サーボモータ９の駆動力によりＹ軸方向に水平移動
する被削材セット用テーブル板７と、上部支持台２の前
面２ａに設けられかつＺ軸用サーボモータ１３の駆動力
によりＺ軸方向に垂直移動する垂直移動部材１１と、こ
の垂直移動部材に設けられた主軸１５と、この主軸に回
転可能に支持されかつ主軸に内蔵されたモータの駆動力
により被削材セット１７を穴明けする交換可能な複数個
のドリル１６と、前記各軸のサーボモータとそれぞれ電
気的に接続し、各サーボモータの回転を制御する制御装
置２３とから成り、前記制御装置の中央演算処理装置２
４には径の異なる各ドリルのＺ軸下降送り速度をそれぞ
れ記憶した第１の記憶回路２６と、前記Ｚ軸下降送り速
度に対応してＺ軸下降開始時刻検出用Ｘ軸、Ｙ軸の指定
座標に対するＸ軸、Ｙ軸の残り移動量のしきい値Ｌをそ
れぞれ記憶した第２の記憶回路２７とをそれぞれ電気的
に接続し、中央演算処理装置と電気的に接続する各ドリ
ルのしきい値Ｌ判定回路２８は、前記第１及び第２の記
憶回路の記憶信号に基づき、当該ドリルのしきい値Ｌを
判定することを特徴とする

【００１３】

【作用】まず制御装置の中央演算処理装置は、第１の記
憶回路から選択された当該ドリルのＺ軸下降送り速度を
読み込む。

【００１４】次に中央演算処理装置は、第２の記憶回路
から前記Ｚ軸下降送り速度に対応するＺ軸下降開始時刻
検出用Ｘ軸、Ｙ軸の指定座標に対するＸ軸、Ｙ軸の残り
移動量の「しきい値Ｌ」をしきい値Ｌ判定回路を介して
読み込む。

【００１５】しきい値Ｌ判定回路は、第１の記憶回路の
記憶情報と第２の記憶回路からの記憶情報とを付き合
わ、当該ドリルのしきい値Ｌを判定する。そして、中央
演算処理装置はしきい値Ｌ判定回路の判定に基づき、当
該ドリルのしきい値Ｌを第３の記憶回路に一旦記憶さ
せ、主軸を高速回転させる。

【００１６】次に中央演算処理装置は加工プログラムの
指令に基づきＸ軸又は／及びＹ軸用サーボモータを起動
させる。

【００１７】しかして、中央演算処理装置はＸ軸又は／
及びＹ軸の位置決め完了時刻前に第３の記憶回路に記憶
されたしきい値Ｌに基づきＺ軸用サーボモータを起動さ
せる。そうすると、ドリルは被削材セットの表面に向か
って下降し、Ｘ軸又はおよびＹ軸の位置決め完了と同時
にドリルが被削材セットの表面に到達し、直ちに切削を
開始する。

【００１８】

【実施例】以下図面に示す実施例により、本発明を詳細
に説明する。

【００１９】図１ないし図４に示す一実施例において、
５０はプリント基板に穴あけ加工をする場合に使用され
るプリント基板穴明け機である。

【００２０】すなわち、１は下部支持台、２は下部支持
台１の後側の上面に載置された上部支持台、３は下部支
持台１の上面に平行に設けられた１対の第１ガイドレー
ル４、４に案内される水平摺動板である。

【００２１】この水平摺動板３はＸ軸用サーボモータ５
の駆動力により、第１螺杆６を介してＸ軸方向へ水平移
動する。

【００２２】次に７は前記水平摺動板３の上面に平行に
設けられた１対の第２ガイドレール８、８に案内される
被削材セット用テーブル板である。このテーブル板７は
水平摺動板の一端部に固定的に設けられたＹ軸用サーボ
モータ９の駆動力により、第２螺杆１０を介してＸ軸と
交差するＹ軸方向へ水平移動する。前記第２螺杆１０は
第２ガイドレール８、８の間に位置するように水平摺動
板３上に適宜に支承されている。したがって、第１ガイ
ドレール４、４と第２ガイドレール８、８、また第１螺
杆６と第２螺杆１０はそれぞれ交差するように配設され
ている。

【００２３】次に１１は上部支持台２の前面２ａに設け
られた１対の第３ガイドレール１２、１２に案内される
垂直移動部材（主軸サドル）である。この垂直移動部材
１１は、通常２個以上設けられ、Ｚ軸用サーボモータ１
３の駆動力により、第３螺杆１４を介してＺ軸方向へ垂
直移動する。

【００２４】１５は垂直移動部材１１に設けられた主軸
である。この主軸１５にはモータが内蔵され、該モータ
の駆動力によりドリル１６が高速回転する。

【００２５】１７は図２で示すようにプリント基板を主
とした被削材セットで、通常複数のプリント基板１７ａ
を重ね、その下にはベークライト製敷板１７ｂを、また
その上にはアルミニューム製当て板１７ｃを用いてい
る。被削材セット１７はテーブル板７の上面に設けた基
準ピン１８を介してテーブル板７に固定される。

【００２６】１９はプレッシャーフットであり、垂直移
動部材１１に一対のエアシリンダ２０を介して装着され
ている。互いに径が異なる交換用ドリル群２１はテーブ
ル板７上にツールポスト群２２を介して配置されてい
る。

【００２７】２３はＺ軸用サーボモータ５、Ｙ軸用サー
ボモータ９、Ｚ軸用サーボモータ１３及び主軸１５のモ
ータを各々回転制御する制御装置である。

【００２８】この制御装置２３の主要部を図３に示す。
そこで、制御装置２３についてさらに詳しく説明する
と、２４は中央演算処理装置ＣＰＵで、この中央演算処
理装置ＣＰＵにはＸ軸用サーボモータ５、Ｙ軸用サーボ
ーモータ９、Ｚ軸用サーボモータ１３がそれぞれ電気的
に接続している。

【００２９】２５は被削材セット１７の加工プラグラム
を内容とするフロッピィディスクなどの記憶媒体であ
る。

【００３０】２６は中央演算処理装置２４と電気的に接
続し、かつ、径の異なる各ドリルのＺ軸下降送り速度を
それぞれ記憶した第１の記憶回路である。この第１の記
憶回路２６にはドリルの種類（ドリル１、ドリル２、ド
リル３……ドリルｎ）に対応してＺ軸下降送り速度ｍｍ
／分（１０００、２５００、３０００……ｎ）がそれぞ
れ設定されいる。

【００３１】２７は中央演算処理装置２４と電気的に接
続し、かつ、前記Ｚ軸下降送り速度に対応してＺ軸下降
開始時刻検出用Ｘ軸、Ｙ軸の指定座標に対するＸ軸、Ｙ
軸の残り移動量の「しきい値Ｌ」をそれぞれ記憶した第
２の記憶回路である。この第２記憶回路２７には、本実
施例ではＺ軸下降送り速度ｍｍ／分が０〜１，０００の
時しきい値Ｌｍｍは０．０５、Ｚ軸下降送り速度ｍｍ／
分が１，００１〜２，０００の時しきい値Ｌｍｍは０．
０４、Ｚ軸下降送り速度ｍｍ／分が２，００１〜３，０
００の時しきい値Ｌｍｍは０．０３……ｎと言う具合に
Ｚ軸下降送り速度のグループ別に対応して「しきい値
Ｌ」がそれぞれ設定されている。

【００３２】２８は前記第１及び第２の記憶回路の記憶
信号に基づき、当該ドリルの「しきい値Ｌ」を判定する
しきい値Ｌ判定回路である。このしきい値Ｌ判定回路２
８は、図４で示すようにＸ軸又は／及びＹ軸の位置決め
完了時刻（ｔ２の時点）とＺ軸が下降を開始（ｔ１の時
点）してから被削材セットの表面３０の寸前に達する
（ｔ２の時点と同じ）までのオーバラップ時間帯（Ｄ１
あるいはＤ２の時間幅）としての当該ドリルのしきい値
Ｌを判定する。

【００３３】２９は中央演算処理装置２４と電気的に接
続し、かつ、前記しきい値Ｌ判定回路２８が当該ドリル
１６に対して判定した「しきい値Ｌ」を一旦記憶する第
３の記憶回路である。

【００３４】上記の構成に於いて、プリント基板穴明け
機５０の基本的な作動態様を説明する。

【００３５】まず制御装置２３は作動を開始すると、記
憶媒体２５より加工プログラムを読み込む。穴明け機５
０は加工プログラムの読み込みが終了した後にドリル交
換が必要な時、ツールポスト２２にある交換用ドリル群
２１からプログラム指令のドリルを選択し、その主軸１
５にセットする。

【００３６】次に制御装置２３の中央演算処理装置２４
は、第１の記憶回路２６から選択された当該ドリル１６
のＺ軸下降送り速度を読み込む。例えば当該ドリル１６
の番号が「ドリル２」であればＺ軸下降送り速度は
「２，５００ｍｍ／分」であると読み込む。

【００３７】次に中央演算処理装置２４は、第２の記憶
回路２７から前記Ｚ軸下降送り速度に対応するＺ軸下降
開始時刻検出用Ｘ軸、Ｙ軸の指定座標に対するＸ軸、Ｙ
軸の残り移動量の「しきい値Ｌ」をしきい値Ｌ判定回路
２８を介して読み込む。しきい値Ｌ判定回路２８は、第
１の記憶回路２６の記憶情報と第２の記憶回路２７から
の記憶情報とを付き合わ、例えばＺ軸下降送り速度が
「２，５００ｍｍ／分」であるならばしきい値Ｌは０．
０３ｍｍであると判定する。そして、中央演算処理装置
２４はしきい値Ｌ判定回路２８の判定に基づき、当該ド
リル１６のしきい値Ｌを読み込んだならば、第３の記憶
回路２９に一旦「しきい値Ｌ（例えば０．０３ｍｍ）」
を記憶させ、主軸１５を高速回転させる。

【００３８】次に中央演算処理装置２４は加工プログラ
ムの指令に基づきＸ軸又は／及びＹ軸用サーボモータ
５、９を起動させる。そうすると、例えば水平摺動板３
とテーブル板７とのそれぞれの水平移動により、Ｘ軸、
Ｙ軸の平面的位置決めがなされる。

【００３９】しかして、中央演算処理装置２４はＸ軸又
は／及びＹ軸の平面的な位置決め完了時刻前に上述した
「しきい値Ｌ（例えば０．０３ｍｍ）」に基づきＺ軸用
サーボモータ１３を起動させる。そうすると、ドリル１
６は被削材セット１７の表面（当て板の表面）３０に向
かって下降し、Ｘ軸又はおよびＹ軸の位置決め完了時刻
とドリル１６が被削材セットの表面３０に到達して切削
を開始する時刻とが略一致し、位置決め完了と略同時に
穴明け加工を開始する。

【００４０】ここで図４に基づき、Ｚ軸下降送り速度Ｂ
の速いものｂ１（仮想線）と遅いものｂ２（実線）の場
合について説明する。

【００４１】図４は従来の説明図（図５）と同一の説明
図なので、ここでは便宜上符号について簡単に説明す
る。

【００４２】すなわち、横軸は時間ｔ。縦軸は上方に斜
め実線で示したＸ軸又はＹ軸の移動量ｍｍ。ｔ１は第３
の記憶回路２９に一旦記憶された当該ドリルの「しきい
値Ｌ（例えばＬ１、Ｌ２）」に達した時刻。この時刻ｔ
１は交換用ドリル群２１から選択されたドリルの径に対
応し、下方に示したＺ軸下降送り速度Ｂの速いものｂ１
（仮想線）と遅いものｂ２（実線）とでは可変する。し
たがって、例えばしきい値Ｌ２、Ｌ１に対応してＸ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸のオーバラップしている時間幅が長い時Ｄ１
と短い時Ｄ２がある。Ａはドリルの空想距離。ＣはＸ軸
又はＹ軸の実際の移動量。３０は被削材セットの表面。

【００４３】したがって、本発明では、図４から明らか
なように選択されたドリルがＺ軸下降送り速度Ｂの速い
ものｂ１（仮想線）と遅いものｂ２（実線）のいずれの
場合であっても、Ｘ軸又はおよびＹ軸の位置決め完了時
刻ｔ２とドリル１６が被削材セットの表面３０に到達し
て切削を開始する時刻ｔ２とが略一致する。

【００４４】このようにして垂直移動部材１１がＺ軸に
下降すると、プレッシャーフット１９は適切な圧力で被
削材セット１７を押えつけ、高速回転しているドリル１
６が被削材セット１７に穴を明ける。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に於いては、径の異なる各ドリルの送り速度如何に関係
なく、Ｘ軸又は／およびＹ軸が位置決めする寸前にＺ軸
に於けるドリルの刃先が被削材セットの表面に達するこ
とができる。

【００４６】したがって、加工時間の短縮化、穴位置精
度の高精度化、ドリルの破損防止化等を図ることができ
る。

【００４７】また垂直移動部材にエアシリンダを介して
被削材セットを押え付けることができるプレッシャーフ
ットが設けられている実施例の場合は、適切な圧力で被
削材セットを押えつけることができる。

【００４８】

【図面の簡単な説明】

【００４９】

【図１】本発明の装置の全体を示す斜視図。

【００５０】

【図２】本発明の装置の要部を示す概略説明図。

【００５１】

【図３】本発明の主要部の電気回路のブロック図。

【００５２】

【図４】本発明のしきい値Ｌに関する説明図。

【００５３】

【図５】従来のしきい値Ｌに関する説明図。

【００５４】

【符号の説明】

１…下部支持台、２…上部支持台、３…水平摺動板、４
…第１ガイドレール、５…Ｘ軸用サーボモータ、６…第
１螺杆、７…テーブル板、８…第２ガイドレール、９…
Ｙ軸用サーボモータ、１０…第２螺杆、１１…垂直移動
部材、１２…第３ガイドレール、１３…Ｚ軸用サーボモ
ータ、１４…第３螺杆、１５…主軸、１６…ドリル、１
７…被削材セット、１９…プレッシャフット、２０…エ
アシリンダ、２１…交換用ドリル群、２２…ツールポス
ト群、２３…制御装置、２４…中央演算処理装置、２６
…第１の記憶回路、２７…第２の記憶回路、２８…しき
い値Ｌ判定回路、２９…第３の記憶回路、３０…表面。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部支持台１の上面に設けられかつＸ軸
   用サーボモータ５の駆動力によりＸ軸方向に水平移動す
   る水平摺動板３と、この水平摺動板の上面に設けられか
   つＹ軸用サーボモータ９の駆動力によりＹ軸方向に水平
   移動する被削材セット用テーブル板７と、上部支持台２
   の前面２ａに設けられかつＺ軸用サーボモータ１３の駆
   動力によりＺ軸方向に垂直移動する垂直移動部材１１
   と、この垂直移動部材に設けられた主軸１５と、この主
   軸に回転可能に支持されかつ主軸に内蔵されたモータの
   駆動力により被削材セット１７を穴明けする交換可能な
   複数個のドリル１６と、前記各軸のサーボモータとそれ
   ぞれ電気的に接続し、各サーボモータの回転を制御する
   制御装置２３とから成り、前記制御装置の中央演算処理
   装置２４には径の異なる各ドリルのＺ軸下降送り速度を
   それぞれ記憶した第１の記憶回路２６と、前記Ｚ軸下降
   送り速度に対応してＺ軸下降開始時刻検出用Ｘ軸、Ｙ軸
   の指定座標に対するＸ軸、Ｙ軸の残り移動量のしきい値
   Ｌをそれぞれ記憶した第２の記憶回路２７とをそれぞれ
   電気的に接続し、中央演算処理装置と電気的に接続する
   各ドリルのしきい値Ｌ判定回路２８は、前記第１及び第
   ２の記憶回路の記憶信号に基づき、当該ドリルのしきい
   値Ｌを判定することを特徴とするプリント基板穴明け
   機。
2. 【請求項２】 請求項１に於いて、制御装置の中央演算
   処理装置にはしきい値Ｌ判定回路が判定した当該ドリル
   のしきい値を一旦記憶する第３の記憶回路２９が接続し
   ていることを特徴とするプリント基板穴明け機。
3. 【請求項３】 請求項１に於いて、垂直移動部材にはエ
   アシリンダ２０を介して被削材セット１７を押え付ける
   ことができるプレッシャーフット１９が設けられている
   ことを特徴とするプリント基板穴明け機。