JPH11347865A - プリント基板加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】熱変位によるスピンドルユニットの位置決め精
度の低下と、高次の振動による加工精度の低下を防止す
るようにした軸間隔可変機構を備えたのプリント基板加
工機を提供する。 【解決手段】プリント基板加工機において、Ｚ方向の案
内部材９とＹ方向の案内部材１７を備え、クロススライ
ド５に固定されたプレート１６と、Ｚ方向の案内部材９
を備え、前記プレート１６のＹ方向の案内部材９に摺動
可能に支持されたスライダ１８と、それぞれ前記プレー
ト１６とスライダ１８のＺ方向の案内部材９に移動可能
に支持された一対のサドル８ａ、８ｂとを設け、このサ
ドル８ａ、８ｂにスピンドルユニット１１ａ、１１ｂを
配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板に穴
明けを行うためのプリント基板加工機にかかり、特に、
少なくとも一対のスピンドルユニットを備え、スピンド
ルの間隔を変更できるようにしたプリント基板加工機に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板に穴明けを行うためのプリ
ント基板穴明け機は図２に示すように、構成されてい
る。同図において、１はベッド。２はテーブルで、ベッ
ド１に案内手段３を介してＸ方向に移動可能に支持さ
れ、ねじ送り機構（図示せず）により駆動される。この
テーブル２の上面には、プリント基板を載置する加工領
域２ａと、加工に使用するドリルを供給する工具供給領
域２ｂが設定されている。

【０００３】４はコラムで、テーブル２を跨ようにベッ
ド１に固定されている。５はクロススライドで、コラム
４に案内手段６を介してＹ方向に移動可能に支持され、
モータ７を駆動源とするねじ送り機構（図示せず）によ
り駆動される。８はサドルで、クロススライド５に案内
手段９を介してＺ方向に移動可能に支持されモータ１０
を駆動源とするねじ送り機構（図示せず）により駆動さ
れる。

【０００４】１１はスピンドルユニットで、先端にチャ
ック（図示せず）を備えたスピンドル（図示せず）を回
転可能に支持し、サドル８に固定されている。１２はプ
レッシャフットで、スピンドルユニット１１の先端に摺
動可能に勘合し、スピンドルユニット１１に固定された
エアシリンダ（図示せず）に支持されている。

【０００５】そして、テーブル２の加工領域にプリント
基板を載置固定し、スピンドルにドリルを装着して回転
させながら、テーブル２とクロススライド５をＸ、Ｙ方
向に相対移動させて、プリント基板とドリルの位置決め
を行なった後、サドル８をＺ方向に移動させて、プリン
ト基板に穴明けを行なう。

【０００６】この時、サドル８が下降すると、プレッシ
ャフット１２がプリント基板に当接し、さらに、サドル
８が下降すると、プレッシャフット１２を支えるエアシ
リンダに供給されているガスの圧力で、プレッシャフッ
ト１２がプリント基板を押さえる。さらに、サドル８が
下降すると、プレッシャフット１２の内部からドリルが
突出してプリント基板に食い込み、プリント基板に穴明
けを行なう。

【０００７】プリント基板加工機で加工されるプリント
基板の大きさは、一般に定尺（例えば１２００×１２０
０ｍｍ）の基板を４〜８程度に分割したもので、製品と
成るプリント基板が複数枚配列された大きさである。そ
して、このようなプリント基板に加工する穴の数は、多
いものでは数万個にもなる。このため、１枚のプリント
基板の加工時間が数時間になるものも珍しくない。この
ようなプリント基板の加工時間を短縮するためには、１
枚のプリント基板を複数のスピンドルで同時に加工する
ことが必要になる。

【０００８】このため、スピンドルの軸間隔を調整し
て、１枚のプリント基板を２本のスピンドルで加工する
ようにした軸間隔可変機構を備えたプリント基板加工機
が提案されている。このプリント基板加工機の軸間隔可
変機構は、前記クロススライド５に、図３に示すよう
に、複数のスピンドルユニット１１ａ〜１１ｈをＹ方向
に移動可能に配置し、このスピンドルユニット１１ａ、
１１ｃ、１１ｅ、１１ｇを結合部材１３ａで結合し、ス
ピンドルユニット１１ｂ、１１ｄ、１１ｆ、１１ｈを結
合部材１３ｂで結合して２つのグループを形成してい
る。

【０００９】各グループには、各々リニアモータのロー
タ１４ａもしくはロータ１４ｂが固定され、グループご
とにＹ方向に移動する。各リニアモータのロータ１４
ａ、ロータ１４ｂには、クロススライドに固定されたリ
ニアスケール１５の読み取りヘッド１５ａ、１５ｂが設
けられ、位置検出を行なうようになっている。

【００１０】そして、穴明け加工時とドリル交換時に、
スピンドルユニット１１ａと１１ｂの間、スピンドルユ
ニット１１ｃと１１ｄの間、スピンドルユニット１１ｅ
と１１ｆの間、スピンドルユニット１１ｇと１１ｈの間
の軸間隔を同時に調整するようになっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような軸間可変機
構においては、プリント基板加工機の中心位置からのス
ピンドルユニットの各グループの位置検出点までの距離
Ａ、Ｂが異なるため、熱変位によりスピンドルユニット
１１ａ〜１１ｈの位置精度が低下する。

【００１２】また、軸間可変機構を振動系モデルとして
見た場合、図４に示すように、各グループのスピンドル
ユニットをマスｍ１〜ｍ８とすると、４自由度の振動系
を２列設けているので、８自由度系を構成していること
になる。このため、結合部材の剛性が弱いと、高次の振
動が発生しやすくなり、加工精度が低下する。また、剛
性を大きくすると、リニアモータの駆動力を大きくしな
ければならない。

【００１３】上記の事情に鑑み、本発明の目的は、熱変
位によるスピンドルユニットの位置決め精度の低下と、
高次の振動による加工精度の低下を防止するようにした
軸間隔可変機構を備えたプリント基板加工機を提供する
ことにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、ベッドと、このベッド上にＸ方
向に移動可能に支持されたテーブルと、このテーブルを
跨ように前記ベッドに固定されたコラムと、このコラム
にＹ方向に移動可能に支持されたクロススライドと、こ
のクロススライドにＺ方向に移動可能に支持されたサド
ルと、このサドルに支持され、スピンドルを回転可能に
支持したスピンドルユニットとを備え、スピンドルでド
リルを保持し回転させるとともに、プリント基板を支持
した前記テーブルと前記クロススライドをＸ、Ｙ方向に
相対移動させて前記プリント基板と前記ドリルの位置決
めを行ったのち、前記サドルをＺ方向に移動させて前記
プリント基板に穴明けを行うようにしたプリント基板加
工機において、Ｚ方向の案内部材とＹ方向の案内部材を
備え、前記クロススライドに固定されたプレートと、Ｚ
方向の案内部材を備え、前記プレートのＹ方向の案内部
材に摺動可能に支持され、ねじ送り機構により駆動され
るスライダと、それぞれ前記プレートもしくはスライダ
のＺ方向の案内部材に移動可能に支持され、ねじ送り機
構により駆動される一対のサドルとを設け、このサドル
にスピンドルユニットを配置した。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明によるプリント基
板加工機の軸間隔可変機構を示す斜視図である。同図に
おいて、図２と同じもしくは同等のものは、同じ符号を
つけて示してある。

【００１６】１６はプレートで、Ｚ方向の案内部材９と
Ｙ方向の案内部材１７を備え、クロススライド５に固定
されている。１８はスライダで、Ｚ方向の案内部材９を
備え、案内部材１７に移動可能に支持されている。１９
はモータで、ブラケット（図示せず）を介してプレート
１６に支持されている。２０は送りねじで、スライダ１
８に固定されたナット（図示せず）と螺合するようにス
ライダ１８に回転可能に支持され、モータ１９の回転軸
に結合されている。

【００１７】８ａ、８ｂはサドルで、それぞれ案内部材
９に移動可能に支持されている。２１ａ、２１ｂは送り
ねじで、それぞれサドル８ａ、８ｂに固定されたナット
（図示せず）と螺合するようにプレート１６もしくはス
ライダ１８に回転可能に支持され、モータ１０の回転軸
に結合されている。１１ａ、１１ｂはスピンドルユニッ
トで、サドル８ａ、８ｂに固定されている。

【００１８】２２はリニアスケールで、プレート１６に
固定されている。２３は読み取り用のヘッドで、リニア
スケール２２と対向するようにスライダ１８に固定され
ている。

【００１９】このような構成で、スピンドルのドリルを
供給、排出する際には、モータ１９を作動させ、スライ
ダ１８を移動させてスピンドルユニット１１ａ、１１ｂ
の軸間隔Ｐを、プリント基板加工機のテーブル上に配置
されたドリル供給、排出用のツールポスト（図示せず）
の配置間隔と一致させる。

【００２０】また、加工を行なう場合には、モータ１９
を作動させ、スライダ１８を移動させてスピンドルユニ
ット１１ａ、１１ｂの軸間隔Ｐを予め指定された間隔に
調整する。

【００２１】この時、スライダ１８の移動量を、モータ
１９に付設されたロータリーエンコーダ（図示せず）の
出力で管理するようにしてもよいし、リニアスケール２
２により管理してもよい。さらに、それらを併用して管
理することもできる。また、図１に示すように、テーブ
ル２に所定の間隔で固定されたセンサ２４で確認するよ
うにしてもよい。

【００２２】上記のように、一対のスピンドルユニット
の一方を固定し、他方を移動させるようにすることによ
り、振動系としては、１自由度の振動系とすることがで
き高次の振動の発生を無くすことができる。

【００２３】また、一対のスピンドルユニットの間だけ
で軸間隔を調整するため、熱変位の影響を受けにくく、
ロータリエンコーダやリニアスケールを併用して補正す
ることにより、軸間隔を高精度に調整することができ
る。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ベ
ッドと、このベッド上にＸ方向に移動可能に支持された
テーブルと、このテーブルを跨ように前記ベッドに固定
されたコラムと、このコラムにＹ方向に移動可能に支持
されたクロススライドと、このクロススライドにＺ方向
に移動可能に支持されたサドルと、このサドルに支持さ
れ、スピンドルを回転可能に支持したスピンドルユニッ
トとを備え、スピンドルでドリルを保持し回転させると
ともに、プリント基板を支持した前記テーブルと前記ク
ロススライドをＸ、Ｙ方向に相対移動させて前記プリン
ト基板と前記ドリルの位置決めを行ったのち、前記サド
ルをＺ方向に移動させて前記プリント基板に穴明けを行
うようにしたプリント基板加工機において、Ｚ方向の案
内部材とＹ方向の案内部材を備え、前記クロススライド
に固定されたプレートと、Ｚ方向の案内部材を備え、前
記プレートのＹ方向の案内部材に摺動可能に支持された
スライダと、それぞれ前記プレートとスライダのＺ方向
の案内部材に移動可能に支持された一対のサドルとを設
け、このサドルにスピンドルユニットを配置したので、
熱変位によるスピンドルユニットの位置決め精度の低下
や、高次の振動による加工精度の低下を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプリント基板加工機の軸間隔可変
機構を示す斜視図。

【図２】従来のプリント基板加工機の一例を示す斜視
図。

【図３】従来プリント基板加工機の軸間隔可変機構の正
面図。

【図４】図３における送り系の振動モデル図。

【符号の説明】

１…ベッド、２…テーブル、４…コラム、５…クロスス
ライド、８ａ、８ｂ…サドル、９…案内部材、１１…ス
ピンドルユニット、１６…プレート、１７…案内部材、
１８…スライダ、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 入江 明 神奈川県海老名市上今泉2100番地 日立精 工 株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベッドと、このベッド上にＸ方向に移動可
   能に支持されたテーブルと、このテーブルを跨ように前
   記ベッドに固定されたコラムと、このコラムにＹ方向に
   移動可能に支持されたクロススライドと、このクロスス
   ライドにＺ方向に移動可能に支持されたサドルと、この
   サドルに支持され、スピンドルを回転可能に支持したス
   ピンドルユニットとを備え、スピンドルでドリルを保持
   し回転させるとともに、プリント基板を支持した前記テ
   ーブルと前記クロススライドをＸ、Ｙ方向に相対移動さ
   せて前記プリント基板と前記ドリルの位置決めを行った
   のち、前記サドルをＺ方向に移動させて前記プリント基
   板に穴明けを行うようにしたプリント基板加工機におい
   て、Ｚ方向の案内部材とＹ方向の案内部材を備え、前記
   クロススライドに固定されたプレートと、Ｚ方向の案内
   部材を備え、前記プレートのＹ方向の案内部材に摺動可
   能に支持されたスライダと、それぞれ前記プレートとス
   ライダのＺ方向の案内部材に移動可能に支持された一対
   のサドルとを設け、このサドルにスピンドルユニットを
   配置したことを特徴とするプリント基板加工機。