KR101451913B1

KR101451913B1 - 프린트 기판 가공기

Info

Publication number: KR101451913B1
Application number: KR1020080047924A
Authority: KR
Inventors: 히로후미 카도; 히로유키 카마타; 신타로 타카하시; 카츠히로 나가사와
Original assignee: 비아 메카닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2007-05-24
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2014-10-16
Also published as: TWI398314B; TW200846106A; JP5138273B2; JP2008290193A; CN101310919A; KR20080103451A; US20080292416A1; CN101310919B; US7959385B2

Abstract

프린트 기판 가공기는, 프린트 기판(4)을 가공하는 공구(2)를 유지하는 스핀들(1)과, 프린트 기판 가공시에 프린트 기판을 테이블에 가압하는 가압장치(101)를 구비하고 있다. 가압장치는, 스핀들을 따라 승강가능한 프레셔 풋(6)과 공구 관통구멍이 형성된 복수의 가압피스(30)를 가지고, 프레셔 풋에, 복수의 가압피스 중 1개를 선택할 수 있도록 설치된 회전부재(10)와, 회전부재를 회전시키는 모터(13)와, 프레셔 풋을 승강시키는 실린더(20)·전자밸브(40)와, 모터와 실린더·전자밸브를 제어하는 제어부(48)를 구비하고, 제어부는, 공구의 종류와 직경에 근거하여 가압피스를 선택하여, 실린더·전자밸브를 제어하고, 프린트 기판에 대한 가압력을 변경한다.

Description

프린트 기판 가공기{PRINTED CIRCUIT BOARD MACHINING APPARATUS}

본 발명은, 프린트 기판 가공기에 관한 것이다.

일반적으로, 프린트 기판(이하, 「작업물」이라 함)에 구멍을 형성함에 있어서는, 프린트 기판 펀칭기에 의해 공구(드릴)로 구멍이 형성되어 왔다. 이 경우에 공구는, 공구의 축선을 따른 방향의 가압력을 받지만, 축선에 대하여 교차하는 방향의 힘을 거의 받지 않는다. 이 때문에, 프린트 기판 펀칭기는, 공구의 축선에 대하여 교차하는 방향에 대한 강성을 높이지 않고, 직경이 작은(예컨대, 약 0.1mm) 구멍을 고속으로 형성할 수 있다.

그런데, 가공한 구멍에 버(burr)가 발생하는 경우가 있다. 이 때문에, 작업물의 상측에 상판를 포개는 동시에 공구를 깎아 들어가게 하기에 앞서 작업물 가압장치로 작업물의 구멍을 형성할 부분의 근방을 눌러 버의 발생을 방지하고 있었다.

또한, 가압장치로서, 복수의 가압피스를 가지고, 가공에 사용할 공구의 직경에 맞춰서 가압피스를 선택하여, 그 가압피스로 작업물을 가압하도록 되어 있는 것이 일본특허공개공보 H4(1992)-354609호에 개시되어 있다.

또한, 작업물에 홈가공이나 외형가공(이하, 「홈 외형가공」이라 함)을 하는 데, 프린트 기판 외형가공기에 의해 밀링용 공구를 사용하고 있다. 이 경우에 공구는, 공구의 축선을 따른 방향의 가압력과 축선에 대하여 교차하는 방향의 힘을 받는다. 이 때문에, 프린트 기판 외형가공기의 구조는, 프린트 기판 펀칭기와 거의 동일하지만, 공구의 축선에 대하여 직각방향의 강성을 강하게 하여 직각방향의 부하에도 견뎌낼 수 있도록 되어 있다.

프린트 기판 외형가공기의 경우에는 작업물의 가공시에 작업물을 테이블에 누르는데, 공구를 작업물에 깎아 들어가게 한 상태로 공구와 작업물(테이블)을 수평방향으로 상대이동시키기 때문에, 작업물 가압장치로서 브러시를 채용하여 작업물의 표면이 손상되는 것을 예방하고 있다. 통상적으로 브러시는 1개이지만, ２중으로 배치한 것도 있다(일본실용공고공보 H8(1996)-10480호). 또한, 프린트 기판 외형가공기는 작업물에 구멍을 형성할 수도 있다. 또한, 프린트 기판 펀칭기와 프린트 기판 외형가공기를 총칭하여 "프린트 기판 가공기"라고 한다.

그러나, 최근에는 작업물의 판두께가 얇아지고 있다. 이 때문에, 판두께가 얇은 작업물은 강성이 작으므로, 프린트 기판 가공기는 공구의 근방을 누를 필요가 있다. 그러나, 종래의 프린트 기판 가공기는, 가압피스에 의해 작업물을 테이블에 가압하는 힘이 공구의 종류나 지름에 관계없이 일정하였다.

이로 인해, 종래의 프린트 기판 외형가공기로는, 판두께가 얇은 작업물의 홈 외형가공을 정확하게 수행하기가 곤란하였다.

본 발명의 과제는, 공구의 종류나 직경에 따라, 프린트 기판을 가압하는 가압력을 조절하여, 프린트 기판의 홈가공, 외형가공이 정확하게 이루어질 수 있도록 한 프린트 기판 가공기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 프린트 기판 가공기(100)는, 테이블(3)과, 상기 테이블에 놓인 프린트 기판(4)을 가공하는 공구(2)를 유지하며 회전승강이 가능한 스핀들(1)과, 상기 프린트 기판(4)을 가공할 때, 상기 프린트 기판(4)을 상기 테이블에 가압하는 가압장치(101)를 구비하고, 상기 가압장치(101)가, 상기 스핀들(1)을 따라 승강가능한 승강부재(6)와, 상기 공구(2)가 관통하는 관통구멍이 형성된 복수의 가압피스(30)를 가지며, 상기 복수의 가압피스 중 1개를 선택할 수 있도록 구성되어, 상기 승강부재(6)에 유지된 이동부재(10)와, 상기 공구(2)가 관통하는 관통구멍이 형성된 복수의 가압피스(30)를 가지고, 상기 승강부재(6)에, 상기 복수의 가압피 스(30) 중 1개를 선택할 수 있도록 설치된 이동부재(10)와, 상기 가압피스의 관통구멍이 상기 공구의 축심과 일치하도록, 상기 이동부재를 이동시키는 이동구동수단(13)과, 상기 승강부재(6)을 승강시켜 상기 선택한 가압피스(30)를 상기 프린트 기판(4)에 가압시키는 승강구동수단(20, 40)과, 상기 이동구동수단(13)과 상기 승강구동수단(20, 40)을 제어하는 제어수단(48)을 구비하고, 상기 제어수단(48)은, 상기 이동구동수단(13)을, 상기 공구(2)의 종류와 직경에 따라, 상기 가압피스(30)를 선택하도록 제어하며, 또한 상기 선택한 가압피스(30)에 대응하여, 상기 승강구동수단(20, 40)을, 상기 프린트 기판(4)에 대한 가압력을 변경하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 프린트 기판 가공기는, 제어수단이, 선택한 가압피스에 대응하여, 승강구동수단을, 프린트 기판에 대한 가압력을 변경하는 제어를 하도록 되어 있으므로, 프린트 기판에 홈이나 구멍을 능률적으로 정확하게 형성할 수 있다.

또한, 괄호안의 부호는, 편의적으로, 도면과 쉽게 대조하기 위해 부여된 것으로서, 본 발명의 구성을 조금도 한정하는 것은 아니다.

이하, 본 발명의 프린트 기판 가공기를 도면에 근거하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시형태에서의 프린트 기판 가공기의 개략적인 정면단면도이다. 도 2는 도 1의 A선 단면 부분의 도면이다. 도 3은 동작 설명도이다.

프린트 기판 가공기(100)는, 작업물(4)에 홈가공, 외형가공, 펀칭가공을 하 도록 되어 있다. 또한, 작업물에 홈가공, 외형가공, 펀칭가공을 하는 모든 경우에 있어서도, 작업물의 하측에 하부판을 배치하여, 작업물을 놓는 테이블이 손상되는 것을 방지하고 있다.

프린트 기판 가공기(100)는, 원통형상의 스핀들(1)로 공구(2)를 탈부착 교환이 가능하도록 유지하고 있다. 스핀들(1)은, Z 테이블(21)에 고정되어 있다. Z 테이블(21)은, 화살표 Y방향으로 이동 가능한 도시하지 않은 슬라이더에 상하방향(화살표 Z방향)으로 이동가능하게 지지되어 있다.

프린트 기판 가공기(100)는, 작업물을 가공하기 전과 가공중에, 작업물을 테이블에 가압하는 가압장치(101)를 구비하고 있다. 가압장치(101)는, 프레셔 풋(6), 실린더(20), 회전부재(10), 가압피스(30), 모터(13), 2포트 전자밸브(40A, 40B, 40C; 이하, 총칭 부호로서 "40"을 사용), 제어부(48) 등을 구비하고 있다.

프레셔 풋(6)은, 스핀들(1)의 선단부에 드릴(2)의 축선에 대하여 평행으로 슬라이딩 가능하게 끼움결합되어 로드(5)에 지지되어 있다.

프레셔 풋(6)의 축심부에는, 드릴(2)이 관통하는 관통구멍(7)이 형성되어 있다. 로드(5)는, 스핀들(1)과 평행하게 배치된 실린더(20)에 결합되어 있다. 실린더(20)는 Z 테이블(21)에 지지되어 있다.

회전부재(10)는, 베어링(11)을 통해 지지축(9)에 회전가능하게 지지되어 있다. 지지축(9)은, 프레셔 풋(6)에 돌출 설치되어 있다. 지지축(9)은, 프레셔 풋(6)의 축심에 대하여 θ만큼 기울어져 있다. 프레셔 풋(6)의 회전부재(10)와 맞닿는 면(23)은, 모선(母線)이 프레셔 풋(6)의 축선과 직교하는 하측에 볼록한 원추 면으로 형성되어 있다. 회전부재(10)의 프레셔 풋(6)과의 접촉면에는 상기 원추면에 접하는 오목부가 형성되어 있다. 회전부재(10)의 외주에는 톱니바퀴(12)가 형성되어 있다.

모터(13)는, 브래킷(14)을 통해 프레셔 풋(6)에 지지되어 있다. 모터(13)에는 인코더(15)가 부착되어 있다. 모터(13)의 출력축에는 톱니바퀴(12)와 맞물리는 톱니바퀴(16)가 부착되어 있다.

회전부재(10)에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, n개의 가압피스(30; 30A, 30B, 30C …)가 배치되어 있다. 가압피스(30A)는 합성수지 혹은 금속으로 형성된 링형상의 베이스부(30ak)와, 베이스부(30ak)의 단부에 이식된 섬유형상부재(30ab)로 구성되어 있다. 베이스부(30ak)의 중심부에는 관통구멍(30ah)이 형성되어 있다. 섬유형상부재(30ab)로서는 털 혹은 나일론 등이 채용되어 공구와 함께 작업물상을 이동할 때에 작업물을 거의 손상시키지 않도록 되어 있다. 또한, 섬유형상부재(30ab)는 작업물의 칩(chip)이 비산되는 것을 방지하는 역할도 하고 있다. 이하, 가압피스(30A)를 브러시(30A)라고 한다. 브러시(30A)는 홈을 가공할 때에 사용된다. 가압피스(30B, 30C)는 합성수지 혹은 금속으로 형성되고, 중심부에는 관통구멍(30bh, 30ch)이 각각 형성되어 있다.

실린더(20)는, 2포트 전자밸브(40; 40A, 40B, 40C)의 출구측에 각각 접속되어 있다. 2포트 전자밸브(40)의 입구측은 각각 감압밸브(41A, 41B, 41C; 이하, 총칭 부호로서 "41"을 사용)를 통해 컴프레서(47)의 출력측에 접속되어 있다. 본 실시형태의 경우, 이와 관련하여, 2포트 전자밸브(40A ,40B, 40C)를 ON으로 한 경우 의 프레셔 풋(6)의 가세력(작업물을 가압하는 힘, 가압력)은, 각각 2kg, 5kg, 10kg으로 설정되어 있다.

프레셔 풋(6)의 외주에는 도그(61)가 배치되어 있다. Z 테이블(21)에는 센서(60)가 배치되어 있다. 그리고, 센서(60)는, 도그(61)의 하단(6lb)이 센서(60)의 중심(60C)에서 벗어나면 OFF가 되도록 구성되어 있다.

테이블(3)은 지면과 수직인 Ｘ방향(지면의 앞뒤방향)으로 이동이 가능하다. 작업물(4)은, 작업물(4)에 고정된 기준 핀(17)이 테이블(3)에 설치된 기준 핀 구멍(18)에 끼움결합되어, 테이블(3) 상에 고정되어 있다.

다음으로, 센서(60)와 도그(61)의 위치관계에 대해서 설명한다.

도 3은 브러시(30A)의 가공공정에 있어서의 형상을 설명하기 위한 도면이다.

공구인 엔드밀(2)이 대기상태에 있을 경우, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 섬유형상부재(30ab)의 선단은 작업물(4)의 표면에는 맞닿지 않으며, 베이스부(30ak)의 단부로부터 섬유형상부재(30ab) 선단까지의 길이(즉, 털의 길이)는 L1이다. 또한, 공구인 엔드밀(2)의 선단으로부터 섬유형상부재(30ab) 선단까지의 거리는 J1이다. 또한, 가공시에 미리 설정된 힘으로 프레셔 풋(6)이 작업물(4)을 가세(가압)하면, 섬유형상부재(30ab)는 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이 휘어진다. 그리고, 가공 시간이 경과함에 따라 섬유형상부재(30ab)가 변형되어, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이, 브러시(30A)가 대기상태가 되었을 때, 섬유형상부재(30ab)의 선단위치가 도 3의 (a)에 비해 변화된다. 섬유형상부재(30ab)의 선단의 변형이 커지면, 가공시에 브러시(30A)가 작업물(4)을 가압할 수 없게 된다.

따라서, 센서(60)와, 대기상태에 있는 도그(61)의 하단(6lb)과의 거리를 G라 할 때, 거리(G)가, 가공시에 있어서 공구가 작업물(4)에 깎아 들어가는 절삭깊이(m)와 동등해지도록 위치 결정되어 있다.

프린트 기판 가공기의 제어부(48)는, 가공 프로그램에 의해 지정된 공구의 종류와 직경에 따라 모터(13) 및 2포트 전자밸브(40)를 제어하는 동시에, 가공시에는 센서(60)의 출력을 감시하도록 되어 있다.

다음으로, 본 발명의 가공순서를 설명한다. 또한, 미리 엔드밀(2)을 선택한 경우에는 2포트 전자밸브(40A)를 ON으로 하도록 정해져 있다.

제어부(48)는, 가공 프로그램에 따라, 지정된 가공이 홈인 경우에는, 공구인 엔드밀(2)을 스핀들(1)에 유지시킨 후, 브러시(30A)의 축선을 엔드밀(2) 즉 스핀들(1)의 축선에 일치시킨다. 다음으로, 제어부(48)는, 전자밸브(40A)를 ON으로 한 후, 엔드밀(2)을 지정된 깊이(m)만큼 작업물(4)에 깎아 들어가게 한다. 그리고, 센서(60)가 OFF일 경우(즉, 센서(60)의 중심(60C)이 도그(61)의 하단(6lb)보다 하측에 위치하고, 브러시(30A)가 작업물(4)을 가압하고 있음)에는, 이하, 가공 프로그램에 따라 가공한다. 또한, 가공중에 센서(60)가 ON이 되었을 경우에는, 센서(60)의 중심(60C)이 도그(61)에 대향하고, 브러시(30A)가 작업물(4)을 가압하지 않고 있으므로, 예컨대, 알람 동작을 수행한 후 가공을 중지한다.

또한, 지정된 가공이 구멍인 경우에는, 지정된 직경의 공구인 드릴(2)을 스핀들(1)에 유지시킨 후, 드릴(2)의 직경에 적합한(관통구멍의 직경이 드릴(2)의 직경보다 1∼2mm정도 큼) 가압피스(30; 30A, 30B, 30C...)를 선택하고, 선택한 가압 피스의 축선을 스핀들(1)의 축선에 일치시킨다. 다음으로, 지정된 가압을 참조하여 2포트 전자밸브(40B)(또는, 2포트 전자밸브(40C))를 ON으로 한다. 다음으로, 드릴(2)을 지정된 깊이만큼 작업물(4)에 깎아 들어가게 하여 구멍을 가공한다.

또, 여기에서는 브러시가 1종류인 경우에 대해서 설명하였으나, 작업물에 따라서는 브러시의 길이(L1)를 바꾼 것을 준비해 두면 좋다. 이 경우, 공구(2) 선단과 섬유형상부재(30ab) 선단과의 거리가 J1과 다를 경우에는, 이 경우에 대응한 도그와 센서를 준비하면 된다.

또한, 전자밸브와 감압밸브를 3세트 설치하였으나, 감압밸브가 전기적으로 제어가능한 것일 경우에는 전자밸브(40) 및 감압밸브(41)를 1개로 해도 된다. 더욱이, 전자밸브와 감압밸브는 에어에 의해 작동하지만, 유압에 의해 작동하도록 되어 있어도 된다.

또, 상기의 실시형태에서는 거리(G)를 공구가 작업물(4)에 깎아 들어가는 절삭깊이(m)와 동일한 값으로 하였으나, 절삭깊이(m)보다 작은 값(예컨대, 「m-1」mm)으로 해도 된다. 더욱이, 공구가 드릴인 경우에는, 거리(G)를 예컨대, 「L1-1」mm로 하면, 드릴이 작업물에 깎아 들어가기 전에 작업물을 가압할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에서의 프린트 기판 가공기의 개략적인 정면 단면도이다.

도 2는 A선 단면 부분의 도면이다.

도 3은 가압피스의 동작 설명도이다.

Claims

테이블과,

상기 테이블에 놓인 프린트 기판을 가공하는 공구를 유지하며 회전승강이 가능한 스핀들과,

상기 프린트 기판을 가공할 때, 상기 프린트 기판을 상기 테이블에 가압하는 가압장치를 구비하고,

상기 가압장치가,

상기 스핀들을 따라 승강가능한 승강부재와,

상기 공구가 관통하는 관통구멍이 형성된 복수의 가압피스를 가지며, 또한 상기 복수의 가압피스 중 적어도 하나의 가압피스가, 상기 프린트 기판을 가압하는 링형상의 브러시이며, 상기 승강부재에, 상기 복수의 가압피스 중 1개를 선택가능하게 설치된 이동부재와,

상기 가압피스의 관통구멍이 상기 공구의 축심과 일치하도록, 상기 이동부재를 이동시키는 이동구동수단과,

상기 승강부재를 승강시켜, 상기 선택한 가압피스를 상기 프린트 기판에 가압시키는 승강구동수단과,

상기 공구와 상기 가압피스간의 소정의 상대위치를 검출하는 검출수단을 구비하고,

상기 이동구동수단을, 상기 공구의 종류와 직경에 따라, 상기 가압피스를 선택하도록 제어가능하며, 또한 상기 선택한 가압피스에 대응하여, 상기 승강구동수단을, 상기 프린트 기판에 대한 가압력을 변경하도록 제어가능하고, 상기 스핀들에 홈가공용의 공구가 유지되며, 상기 이동구동수단을 제어하여 상기 가압피스로서 상기 브러시를 선택한 경우, 상기 승강구동수단을 제어하여 상기 가압력을 소정의 가압력으로 설정하며, 상기 홈가공 중에 상기 검출수단이, 상기 소정의 상대위치를 검출하였을 때, 상기 홈가공을 정지하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 프린트 기판 가공기.
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