JPH09323210A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント基板の配線パターンの切削深さを正
確に規制でき、配線パターン切削時にプリント基板の破
損を防止できる切削装置を提供する点にある。 【解決手段】 プリント基板の配線パターンを切削する
球状刃８を備えた球状刃切削手段１０を囲むように切削
深さを規制するストッパ１１と、球状刃８を回転させる
モータを内蔵したリュータ６を備えている。リュータ６
及びストッパ１１は、レール１３をスライドするスライ
ドガイド１４及び１５にそれぞれ連結され、スライドガ
イド１４及び１５は引っ張りばね１７で引き合うように
付勢され、スライドガイド１５は圧縮コイルばね１９で
上方に付勢されている。マイクロメータヘッド１６でス
トッパ１１から球状刃８が突き出す突き出し量を調整
し、マイクロメータヘッド１８でリュータ６の自重を調
整して、球状刃８の先端が切削部分に突き当たる力を調
整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、切削装置に関し、
特にプリント基板の配線パターンの切削に好適な切削装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板の配線パターンの不要配線
を切削したり、設計変更のために配線パターンを切削す
ることが行われる。特に、小ロット生産での基板変更は
配線パターンの切削による変更で済ませることが少なく
ない。

【０００３】従来、プリント基板の配線パターンを切削
する方法として、図９の（Ａ）に示すように、エンドミ
ル型カッタ２などの切削手段を高速回転させるモータを
内蔵したリュータ３の側面にカッタ２の高さを調整でき
るストッパ４を設け、該ストッパ４でカッタ２の高さを
規制しながら手作業でプリント基板１の配線パターン１
ａの切削を行っている。また、他の方法として、図９の
（Ｂ）に示すように、レーザセンサ５などで距離を測定
しながら配線パターン１ａの切削を行う方法も提案され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前者のストッパ４を使
用した切削装置では、ストッパ４がカッタ２から離れた
位置にあるため、プリント基板の反りの影響を受けてカ
ッタ２を切削箇所に正しく当てることが難しく、またス
トッパ４がシルクなどに乗ると切削深さに影響し、多層
基板等で切削が深過ぎたり浅過ぎたりして切削不良が発
生してしまうことがある。

【０００５】また、後者のレーザセンサ５等を用いた切
削装置では、部品実装済基板の配線パターンを切削する
場合、実装された部品が邪魔になったり、距離測定に誤
差を生じるなどしてプリント基板を不良にしかねない。
さらに、前記両切削装置では、部品が高密度に実装され
たプリント基板の配線パターンの切削に対応することが
ますます困難となっている。

【０００６】本発明は、プリント基板の反りなどの影響
を受けることなく、プリント基板、特に実装済みプリン
ト基板の配線パターンの切削深さを正確に規制でき、配
線パターン切削時にプリント基板の破損を防止できる切
削装置を提供する点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の切削装置は、切
削手段を囲み、切削深さを規制するストッパを備えてい
る。ストッパからの切削手段の突き出し量を変えると、
規制する切削深さが変えられる。

【０００８】

【発明の実施の形態】まず、本発明の切削装置を図１に
示す模式図に基づいて説明する。モータを内蔵したリュ
ータ６の先端に設けたテーパ状クランプ７に、シャンク
９に球状刃８を備えたパターン切削手段１０（以下、球
状刃切削手段１０という）が交換可能に取り付けられて
いる。

【０００９】そして、該球状刃切削手段１０及び前記ク
ランプ７を同軸状に囲む、テーパ部１１ａと円筒部１１
ｂを備えたストッパ１１が設けられている。このような
構成のストッパ１１を前記球状刃切削手段１０に設ける
ことにより、スットパ１１は刃先のカバーの役目をはた
し、実装済み部品を球状刃切削手段１０から保護できる
ため、狭い箇所でも安全に切削作業ができる。また、ス
トッパ１１は球状刃切削手段１０と近接しているので、
プリント基板の反りやシルクなどの影響を受けずに正確
な深さに配線パターンを切削することができる。

【００１０】さらに、ストッパ１１を小型にできるの
で、部品実装済みプリント基板上でも邪魔にならないた
め、高密度実装基板での配線パターンの切削が可能とな
る。また、ストッパ１１と球状刃８の先端が近いため、
後述するように刃先のストッパ１１からの突き出し量を
容易に確認することができ、刃先の突き出し量の調整が
し易くなる。

【００１１】前記リュータ６は、リュータホルダ１２に
支持されており、該リュータホルダ１２は、レール１３
をスライドするスライドガイド１４に連結されている。
また、前記ストッパ１１も前記レール１３をスライドす
るスライドガイド１５に連結されている。

【００１２】前記レール１３をスライドするスライドガ
イド１４とスライドガイド１５間には、マイクロメータ
ヘッド１６がセットされるとともに、前記スライドガイ
ド１４とスライドガイド１５は、引っ張りばね１７にて
前記レール１３上で相互に引き合うようになっている。

【００１３】一方、前記ストッパ１１に連結されたスラ
イドガイド１５は、マイクロメータヘッド１８で支えら
れており、圧縮コイルばね１９で上向きに付勢されてい
る。

【００１４】そして、前記マイクロメータヘッド１６で
引っ張りばね力１７の引っ張り力を調整することによ
り、前記球状刃８が前記ストッパ１１の先端から突き出
す突き出し量を変えて、配線パターンへの切削深さを調
整する。また、前記マイクロメータヘッド１８で前記圧
縮コイルばね１９を調整することにより、前記リュータ
６の自重を調整して、プリント基板にかかる球状刃８の
先端の力を調整する。

【００１５】このように、同一レール上にある前記２つ
のスライドガイド１４及び１５を設けた調整機構を有す
ることにより、前記ストッパ１１からの球状刃８の突き
出し量を前記マイクロメータヘッド１６で簡単に調整で
きるようになっている。また、同時に球状刃８をプリン
ト基板に突き当たる力の調整を、前記マイクロメータヘ
ッド１８により簡単に行うことができる。さらに、万
一、実装済部品に間違って球状刃８が当たっても、前記
リュータ６が前記引っ張りばね１７の引っ張り力に抗し
て上方に逃げるので、部品の破損を回避することができ
る。

【００１６】前記切削装置全体は、Ｚ軸ストッパ２０ａ
で上昇が規制されたＺ軸調整用のＺ軸シリンダ２０に連
結されたプレート２１上に固定され、またこれら全体が
ＸＹロボット２２に連結されている。また後述するよう
に、前記リュータ６やマイクロメータヘッド１６、１８
などは、プリント基板に立てた垂線に対して所定角度傾
斜させて前記プレート２１に固着されている。

【００１７】以下、前記ストッパ１１の構成を図２に基
づいて詳述する。図２の（Ａ）は図２の（Ｄ）のＡ−
Ａ’断面を示し、図２の（Ｂ）は図２の（Ａ）の円筒部
１１ｂの要部左側面を示し、図２の（Ｃ）は図２の
（Ａ）の右側面を球状刃８と共に示し、図２の（Ｄ）は
平面を示している。

【００１８】図２に示すように、ストッパ１１は、後述
する切欠部１１ｃが形成されたフランジ１１ｄから下向
きにテーパ部１１ａと、該テーパ部１１ａの底面から下
方に球状刃８及びシャンク９が挿通できる円筒部１１ｂ
とを備えている。

【００１９】前記円筒部１１ｂの先端には、前記球状刃
８の一部を取り巻くように、円弧状片１１ｅを備えるよ
うに形成されている。さらに、前記円弧状片１１ｅの先
端面は水平面に対して１０度〜２０度の範囲の任意の角
度で傾斜面１１ｆとなっている。この傾斜面１１ｆを設
けると、前記球状刃８を、例えば１０度傾けて配線パタ
ーンを除去する場合、前記傾斜面１１ｆの角度を１０度
にすることで配線パターン面に水平に当てることができ
る。

【００２０】また、前記ストッパ１１の先端を円弧状片
１１ｅにするとストッパ先端に空間が形成され、この空
間は後述するエアーノズル２７（図４）にて空気を送
り、切削屑の清掃を行う通路となる。

【００２１】図３、図４及び図５には、切削装置を具体
化した実施の形態を示しており、図３は切削装置と後述
するＣＣＤカメラの要部正面を示し、図４は要部側面を
示し、図５は切削装置と後述するＣＣＤカメラの配置関
係の一例を示している。

【００２２】図３及び図４に示すように、上部にＺ軸ス
トッパ２０ａを備えたＺ軸調整シリンダ２０には、右側
端に傾斜を有するプレート２３がねじ２４等で取り付け
られている。該プレート２３上には、前記リュータ６及
びストッパ１１をガイドするありで形成されたレール１
３が設けられており、前記各スライドガイド１４、１５
には前記レール１３に嵌るあり溝が形成されている。

【００２３】前記リュータ６の右側には、前記引っ張り
ばね１７にて付勢された連結部材１４ａ及び１５ａが設
けられており、該連結部材１４ａは前記リュータ６のス
ライドガイド１４に連結され、該連結部材１５ａは前記
ストッパ１１のスライドガイド１５に連結されている。
そして、前記マイクロメータヘッド１６で前記引っ張り
ばね１７の引っ張り力を調整する。

【００２４】一方、前記リュータ６の左側には、前記ス
ライドガイド１５に連結された連結部材１５ｂと前記プ
レート２３に固着された固定部材１５ｃが設けられてお
り、前記連結部材１５ｂと固定部材１５ｃ間に設けられ
た圧縮ばね１９で前記スライドガイド１５を上方に付勢
している。そして、前記マイクロメータヘッド１８で前
記圧縮ばね１９を調整することにより、前記リュータ６
の自重を変えることができる。

【００２５】以上のようなリュータ自重の調整機構及び
ストッパからの球状刃突き出し量調整機構を備えた切削
装置は、配線パターンの切削位置を監視するＣＣＤカメ
ラ２５とともにＸＹロボット２２に連結されている。前
記ＣＣＤカメラ２５には、後述するように切削位置を示
すレーザポインタ２６が取り付けられている。さらに、
切削屑を清掃する空気を送るためのエアーノズル２７が
前記リュータ６の先端に取り付けられている。

【００２６】そして、図５に示すように、前記ＣＣＤカ
メラ２５の光軸２５ａは、プリント基板に立てた垂線２
７に対して一例として１２度傾斜させ、またリュータ６
は垂線２７に対して一例として１０度傾斜させて前記Ｘ
Ｙロボット２２に連結されている。図示しないが、前記
傾斜角を調整できる角度調整機構を前記ＸＹロボット２
２に設けて、切削すべきプリント基板の態様に応じて傾
斜角を調整すれば良い。

【００２７】以下、前記傾斜を持たせた理由を前記スト
ッパを備えた球状刃切削手段の機構も参照しながら説明
する。球状刃切削手段１０は、一般的に切削面に立てた
垂線から傾斜させて所定の切削作業を行うものである。
ところで、部品実装済みプリント基板には種々の部品が
実装されており、特に大型のパッケージ部品が実装され
ている場合は、その近傍に配線されたパターンを切削す
る際に、切削手段の垂線からの傾斜が大きいと、前記ス
トッパ１１が部品の縁などに当たり切削作業が困難にな
る。

【００２８】そこで、実際に市販されている大型部品の
高さなどを考慮すると、球状刃切削手段１０の最適傾斜
角が１０度〜２０度の範囲にあるのが好適であることが
分かった。また、前記球状刃８は、標準の球状刃では垂
直方向での切削はできないが、約１０度の角度より切削
が可能となり、１０度〜２０度の範囲の傾斜角で切削を
行うと、切削部での返りばりの発生を抑えるのにも好適
であった。

【００２９】そこで、前記ストッパ１１の先端がプリン
ト基板面に水平に当たるように１０度〜２０度の前記傾
斜面１１ｆを設けて前記球状刃切削手段１０の傾斜角に
対応させている。また、前記ストッパ１１のフランジ１
１ｄに形成した切欠部１１ｃは、前記ＣＣＤカメラ２５
の切削箇所の視野を確保するとともに、前記レーザポイ
ンタ２６からのレーザビームがストッパ１１に遮られな
いようにするために設けられたものである。

【００３０】図６には前記切削装置及び切削位置を監視
するＣＣＤカメラを利用して実際にパターンを切削する
際の装置全体の外観図を示している。図６に示すよう
に、ＸＹロボットに連結されたテーブル２９上のバック
アッププレート３０に差し込まれたバックアップピン３
１、３１で部品実装済みプリント基板３２がバックアッ
プされている。

【００３１】また、照明器具３３で照明されたパターン
切削位置が前記ＣＣＤカメラ２５にて撮影され、＋マー
ク３８とともにモニタ３７に重畳して表示されるように
なっている。さらに、前記リュータ６、前記ＣＣＤカメ
ラ２５、前記照明器具３３には、電源装置３４、３５、
３６からそれぞれ電源が供給されるようになっている。

【００３２】図７は、前記図６に示す切削装置の制御系
統をブロック的に示している。図７に示すように、リュ
ータ６、Ｚ軸シリンダ２０、サーボモータで駆動される
Ｘ軸テーブル２８ａ、サーボモータで駆動されるＹ軸テ
ーブル２８ｂ、照明器具３３などは、制御信号インター
フェース３９を介して端末装置４０に接続されており、
該端末装置４０からの指令に基づいて自動制御がなされ
る。また、前記ＣＣＤカメラ２５からの映像は、＋マー
ク発生器４１が発生する＋マークと重畳してモニタ３７
に表示される。

【００３３】以下、図８に示すフローチャートを参照し
ながら前記切削装置を利用したパターン切削手順の一例
を説明する。最初にマニュアルにて前記各マイクロメー
タヘッド１６、１８にて各ばね１７、１９の強さを調整
し、リュータ６の自重及び球状刃８のストッパ１１から
の突き出し量を設定する。そして、パターン切削を開始
する前にテスト用基板を用意しパターン切削装置のティ
ーチングを開始する。

【００３４】〈ステップ１〉基板のパターン切削位置を
ＣＣＤカメラ２５及びモニタ３７で確認する。 〈ステップ２〉マニュアルでＸＹテーブルを移動させて
パターン切削位置にモニタ３７上の＋マークを合わせ
る。

【００３５】〈ステップ３〉球状刃切削手段の回転及び
リュータのＺ軸移動を行い、マニュアル動作でパターン
切削を行う 〈ステップ４〉パターン切削位置及び切削深さをモニタ
にて確認する。

【００３６】〈ステップ５〉ステップ４の結果がＯＫの
場合は、パターン切削位置データ及びパターン切削深さ
データを端末装置４０のメモリに書き込む。 〈ステップ６〉次のパターン切削位置を同様に確認し、
各データをメモリに書き込み、以下同様のステップを繰
り返してティーチングを終了する。

【００３７】〈ステップ７〉パターンの切削をすべき基
板をセットする。 〈ステップ８〉端末装置４０から前記メモリに書き込ん
だ順に自動切削を指令する。

【００３８】〈ステップ９〉球状刃切削手段が切削すべ
きＸＹ切削位置上に移動する。 〈ステップ10〉球状刃切削手段が下降して球状刃が回転
し、パターン切削を実行する。 〈ステップ11、12〉パターン切削が全て終了すると、切
削箇所をモニタに映して目視検査をする。

【００３９】前記実施の形態では、球状刃を備えた切削
手段を用いた例で説明したが、前記ストッパに挿通可能
な切削手段であれば、エンドミル型の切削手段を用いて
も実施することができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明切削装置によれば、切削手段をス
トッパで囲むだけで良いからストッパの構造が簡単にな
り、しかもストッパからの切削手段の突き出し量を変え
るだけで、簡単に切削深さを規制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の切削装置を説明する模式図である。

【図２】本発明の切削装置に使用するストッパの説明図
である。

【図３】本発明の切削装置の正面図である。

【図４】本発明の切削装置の側面図である。

【図５】本発明の切削装置と監視用ＣＣＤカメラ配置関
係を示す図である。

【図６】本発明の切削装置とＣＣＤカメラを利用してパ
ターンの切削を行う装置構成図である。

【図７】本発明の切削装置とＣＣＤカメラを利用してパ
ターンの切削を行う装置の制御系統のブロック図であ
る。

【図８】本発明の切削装置を利用した切削手順を示すフ
ローチャートである。

【図９】従来の切削装置の説明図である。

【符号の説明】

６・・リュータ ８・・球状刃 １１・・ストッパ １
３・・レール １４、１５・・スライドガイド １７・
・引っ張りばね １９・・圧縮コイルばね

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被切削物を切削する切削手段と、該切削
   手段を囲み、切削深さを規制するストッパとを備えるこ
   とを特徴とする切削装置。
2. 【請求項２】 前記切削手段が前記ストッパから突き出
   す突き出し量を調整する突き出し量調整手段を備えるこ
   とを特徴とする請求項１の切削装置。
3. 【請求項３】 前記切削手段が被切削物に突き当たる力
   を調整する切削手段突き当たり力調整手段を備えること
   を特徴とする請求項１の切削装置。
4. 【請求項４】 前記ストッパの先端の一部を切り欠いた
   ことを特徴とする請求項１の切削装置。
5. 【請求項５】 前記ストッパの先端に被切削物表面と平
   行に当たる傾斜面を備えることを特徴とする請求項１の
   切削装置。
6. 【請求項６】 前記切削手段は、被切削物面の垂線に対
   して１０度乃至２０度の範囲の任意の角度で傾斜させて
   被切削物を切削する球状刃であることを特徴とする請求
   項１の切削装置。
7. 【請求項７】 前記被切削物は、プリント基板の配線パ
   ターンであることを特徴とする請求項１の切削装置。