JP2905842B2 - Printed circuit board drilling machine and printed circuit board holding method in this drilling machine - Google Patents
Printed circuit board drilling machine and printed circuit board holding method in this drilling machineInfo
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Description
本発明は、加工ストロークを小さくし、加工時間の短
縮をすることができるプリント基板穴明機及びこの穴明
機におけるプリント基板押さえ方法に関する。The present invention relates to a printed circuit board drilling machine capable of reducing a processing stroke and shortening a processing time, and a printed circuit board holding method in the drilling machine.
プリント基板の穴開けを行うプリント基板穴明機とし
て、たとえば、実開昭61−124313号公報に開示されたも
のが知られている。第11図は、プリント基板穴明機の一
例を示すもので、同図において、１はベッド、２はテー
ブルで、ベッド１上に摺動可能に支持され、図示しない
駆動手段によって駆動される。３はドリルで、テーブル
２に固定されたホルダ４に保持されている。５はコラム
で、ベッド１にテーブル２を跨ぐ用に設けられている。
６はスピンドリルキャリッジで、コラム５に摺動可能に
支持され、Ｙ軸駆動モータ７の作動により駆動される。
また、８はスピンドルサドルで、スピンドルキャリッジ
６に摺動可能に支持され、Ｚ軸駆動モータ９の作動によ
り駆動される。10はスピンドルハウジングで、スピンド
ルサドル８に支持されている。11はスピンドルである。
12はプレッシャフットである。Ｗはプリント基板（以
下、単に基板という）で、基準ピンＰを介してテーブル
２に固定されている。そして、テーブル２とスピンドル
キャリッジ６をＸ−Ｙ方向に相対移動させ、基板Ｗとス
ピンドル11の位置決めを行った後、スピンドル11をＺ方
向に移動させ、その先端に保持したドリル３で基板Ｗに
穴明けを行う。 このようなプリント基板穴明機のスピンドル部は、第
12図に示すような構成になっている。スピンドルハウジ
ング10の下部には大径の穴14と、穴14の一端に内側に向
けて突出するフランジ15が形成され、穴14はパイプ16を
介して圧縮空気源に接続されている。 17はスピンドルボディで、スピンドルハウジング10に
嵌合支持され、かつスピンドル11を回転可能に支持して
いる。スピンドル11は図示しないスピンドルボディ17と
一体のステータコイルによって回転駆動される。18はチ
ャックで、スピンドル11の下端に固定され、ドリル３を
保持する。 19はピストンで、スピンドルハウジング10の穴14とス
ピンドルボディ17によって形成される空間20内で摺動す
るフランジ21が形成されている。 12はプレッシャフットで、ピストン19の一端に固定さ
れている。このプレッシャフット12の側面には、真空吸
引源に接続される排気口22が形成され、下面には穴明け
加工時に空気を吸い込むための溝23が形成されている。 このような構成で、パイプ16から所定の圧力の圧縮空
気を供給し、ピストン19をスピンドルハウジング10内で
下方へ移動させる。 一方、排気口22を通して、プレッシャフット12内の排
気を行う。このとき、空気は第13図に示すように、プレ
ッシャフット12の下端の開口部より吸い込まれ、排気口
22より排出される。 この状態で、第11図のスピンドルサドル８を下降させ
ると、第14図に示すように、プレッシャフット12が基板
Ｗを押さえた後、ドリル３が基板Ｗに押し込まれ穴明け
が行われる。 このとき空気は溝23を通ってプレッシャフット12内に
吸い込まれたのち、排気口22を通って排出される。 そしてプレッシャフット12の開口部あるいは溝23から
吸い込まれる空気の流れによって、ドリル３の冷却と切
粉の排出を行うようになっている。 一般に真空吸引源としては、切粉を集めるために集塵
装置が用いたれ、穴明け中のプレッシャフット12内の圧
力は、200mmHg程度になる。 このように従来は、プレッシャフット12でプリント基
板Ｗを押さえて穴明けを行うことにより、穴明け時のプ
リント基板Ｗの振動や浮き上がりを防止して、高品質の
穴開けを行うと共に、ドリル３の折損を防止している。 また、穴明け時に発生する切粉は、プレッシャフット
を通し、集塵装置に集められるようになっている。2. Description of the Related Art As a printed circuit board drilling machine for punching a printed circuit board, for example, one disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-124313 is known. FIG. 11 shows an example of a printed circuit board drilling machine. In FIG. 11, reference numeral 1 denotes a bed, and 2 denotes a table, which is slidably supported on the bed 1 and driven by driving means (not shown). Reference numeral 3 denotes a drill, which is held by a holder 4 fixed to the table 2. Reference numeral 5 denotes a column, which is provided for straddling the table 2 on the bed 1.
Reference numeral 6 denotes a spin drill carriage, which is slidably supported by the column 5 and driven by the operation of a Y-axis drive motor 7.
Reference numeral 8 denotes a spindle saddle which is slidably supported by the spindle carriage 6 and driven by the operation of a Z-axis drive motor 9. A spindle housing 10 is supported by a spindle saddle 8. 11 is a spindle.
12 is a pressure foot. W denotes a printed circuit board (hereinafter simply referred to as a board), which is fixed to the table 2 via reference pins P. Then, the table 2 and the spindle carriage 6 are moved relative to each other in the XY directions to position the substrate W and the spindle 11, and then the spindle 11 is moved in the Z direction. Make a hole. The spindle part of such a printed circuit board drilling machine is
The configuration is as shown in FIG. A large-diameter hole 14 and a flange 15 protruding inward at one end of the hole 14 are formed at a lower portion of the spindle housing 10, and the hole 14 is connected to a compressed air source via a pipe 16. Reference numeral 17 denotes a spindle body which is fitted and supported by the spindle housing 10 and rotatably supports the spindle 11. The spindle 11 is driven to rotate by a stator coil integrated with a spindle body 17 (not shown). A chuck 18 is fixed to the lower end of the spindle 11 and holds the drill 3. Reference numeral 19 denotes a piston having a flange 21 which slides in a space 20 formed by the hole 14 of the spindle housing 10 and the spindle body 17. Reference numeral 12 denotes a pressure foot, which is fixed to one end of the piston 19. An exhaust port 22 connected to a vacuum suction source is formed on a side surface of the pressure foot 12, and a groove 23 for sucking air during drilling is formed on a lower surface. With such a configuration, compressed air of a predetermined pressure is supplied from the pipe 16 to move the piston 19 downward in the spindle housing 10. On the other hand, the inside of the pressure foot 12 is exhausted through the exhaust port 22. At this time, air is sucked in from the opening at the lower end of the pressure foot 12, as shown in FIG.
Emitted from 22. In this state, when the spindle saddle 8 shown in FIG. 11 is lowered, the drill 3 is pushed into the substrate W after the pressure foot 12 presses the substrate W as shown in FIG. At this time, the air is sucked into the pressure foot 12 through the groove 23 and then discharged through the exhaust port 22. The drill 3 is cooled and chips are discharged by the flow of air sucked from the opening or the groove 23 of the pressure foot 12. Generally, a dust collecting device is used as a vacuum suction source to collect chips, and the pressure in the pressure foot 12 during drilling is about 200 mmHg. As described above, conventionally, by performing drilling by pressing the printed circuit board W with the pressure foot 12, vibration and floating of the printed circuit board W at the time of drilling are prevented, and high quality drilling is performed. To prevent breakage. Chips generated at the time of drilling pass through a pressure foot and are collected in a dust collector.
しかし、プレッシャフット12の溝23の大きさには限界
があり、穴明け時には十分な気流が得られず、切粉の除
去、ドリル３の冷却を十分に行うことができないという
問題点を有している。 特に直径が１ミリ以下の小径の穴明け加工では、切粉
がドリル３の溝内に詰まりやすく、その排除が不十分に
なりやすい。このため、穴の深さと穴径の比の大きな深
穴加工を行う場合、穴明け時のドリル３のスラスト負
荷、ラジアル負荷が大きくなり、折れや捩切れなどが発
生し易くなる。 また、ドリル３の溝に切粉が詰まることにより、ドリ
ル３の冷却効果が悪くなるだけでなく、穴の内壁と切粉
の摩擦によって発熱量が多くなり、ドリル３の温度を激
しく上昇させる。その上、ドリル３に常温のエアを吹き
付けるだけであるため、ドリル３の温度も十分に下がら
ず、ドリル３の摩耗が早くなるだけでなく、穴内面の面
粗さの増大、穴の出入り口のばりの発生、スミアの増加
など、穴品質を低下させるなどの問題点を有している。 さらに、穴明け寺に発生した切粉の一部は、バリとし
て穴の周辺部に残り、あるいは、プレッシャフットの内
面やドリルにいったん付着したのち、プリント基板上に
落ちて残ることがある。 そして、プリント基板上に残された切粉が、プレッシ
ャフットとプリント基板の間に入った状態でプリント基
板を押さえて穴明けを行うと、プリント基板の浮き上が
りや振動により、加工された穴の品質が低下すると共
に、ドリルの折損が発生しやすくなるという問題点を有
していた。 本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、加工ストロークを小さくし、加
工時間の短縮をすることができるプリント基板穴明機及
びこの穴明機におけるプリント基板押さえ方法を提供し
ようというものである。However, there is a limit to the size of the groove 23 of the pressure foot 12, and there is a problem that a sufficient airflow cannot be obtained at the time of drilling, so that chips cannot be removed and the drill 3 cannot be sufficiently cooled. ing. In particular, in the case of drilling a small diameter having a diameter of 1 mm or less, chips tend to be clogged in the groove of the drill 3 and the removal thereof tends to be insufficient. Therefore, when a deep hole is drilled with a large ratio between the hole depth and the hole diameter, the thrust load and the radial load of the drill 3 at the time of drilling are increased, and the drill 3 is likely to be broken or twisted. In addition, when chips are clogged in the grooves of the drill 3, not only does the cooling effect of the drill 3 deteriorate, but also the amount of heat generated increases due to friction between the inner wall of the hole and the chips, and the temperature of the drill 3 increases sharply. In addition, since only normal temperature air is blown to the drill 3, the temperature of the drill 3 is not sufficiently lowered, not only the wear of the drill 3 is accelerated, but also the surface roughness of the inner surface of the hole is increased, and the entrance and exit of the hole are increased. There are problems such as generation of burrs, increase in smear, and deterioration of hole quality. Furthermore, some of the chips generated in the drilling temple may remain as burrs on the periphery of the hole, or may adhere to the inner surface of the pressure foot or the drill and then fall on the printed circuit board. When the drilling is performed by holding down the printed circuit board while the chips remaining on the printed circuit board are between the pressure foot and the printed circuit board, the quality of the processed hole is increased due to the floating or vibration of the printed circuit board. And the breakage of the drill is likely to occur. The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and a printed circuit board drilling machine capable of reducing a processing stroke and shortening a processing time, and a printed circuit board in the drilling machine. It is intended to provide a holding method.
上記目的を達成するために、本発明に係るプリント基
板穴明機は、先端にドリルを取り付けたスピンドルを回
転可能に支持するスピンドルボディとプレッシャフット
とがスピンドルハウジングにその軸方向に摺動可能に支
持され、穴明け加工時にプレッシャフットの押圧力でプ
リント基板を押さえるプリント基板穴明機において、プ
レッシャフットの下端部とプリント基板の穴明け位置周
辺部との間に、プレッシャフットの押圧力を支えるプリ
ント基板に平行な薄い空気膜を形成するように、外部の
圧縮空気供給源から供給される高圧エアをプリント基板
の穴明け位置周辺部へ向けて噴出させる吹出口を、プレ
ッシャフットの下端部に設けたことを特徴とする。 好ましくは、外部の圧縮空気供給源から供給される高
圧エアをプレッシャフットの下端部内周に開口した第２
の吹出口に導き、この吹出口からドリルへ向けて高圧エ
アを噴出させるように第２の気体通路をプレッシャフッ
トに設け、第２の気体通路の内部にオリフィス状のノズ
ルを設けたことを特徴とする。 さらに、本発明に係るプリント基板穴明機におけるプ
リント基板押さえ方法は、先端にドリルを取り付けたス
ピンドルを回転可能に支持するスピンドルボディとプレ
ッシャフットとがスピンドルハウジングにその軸方向に
摺動可能に支持され、穴明け加工時にプレッシャフット
の押圧力でプリント基板を押さえるプリント基板穴明機
におけるプリント基板押さえ方法において、前記穴明け
加工時に、プレッシャフットをその下端部がプリント基
板に近づく位置までエアシリンダの加圧力で下降させ、
この下降位置で、プレッシャフットの下端部とプリント
基板の穴明け位置周辺部との間に、前記加圧力とプレッ
シャフットの自重との合力であるプレッシャフットの押
圧力を支えその反力でプリント基板を押さえるプリント
基板に平行な薄い空気膜を形成させることを特徴とす
る。In order to achieve the above object, a printed board drilling machine according to the present invention has a spindle body and a pressure foot, which rotatably support a spindle with a drill attached to a tip, slidably in a spindle housing in the axial direction. In a printed circuit board drilling machine that is supported and presses a printed circuit board with the pressure of the pressure foot during drilling, the pressing force of the pressure foot is supported between the lower end of the pressure foot and the periphery of the hole of the printed circuit board. At the lower end of the pressure foot, there is an air outlet that blows high-pressure air supplied from an external compressed air supply source toward the perimeter of the printed circuit board so as to form a thin air film parallel to the printed circuit board. It is characterized by having been provided. Preferably, high-pressure air supplied from an external compressed air supply source is provided in a second opening which is opened on the inner periphery of the lower end of the pressure foot.
A second gas passage is provided in the pressure foot so that high-pressure air is ejected from the blow outlet toward the drill, and an orifice-shaped nozzle is provided inside the second gas passage. And Further, in the printed circuit board pressing method in the printed circuit board drilling machine according to the present invention, the spindle body and the pressure foot, which rotatably support the spindle with the drill attached to the tip, are slidably supported in the spindle housing in the axial direction thereof. In a printed circuit board pressing method in a printed circuit board punching machine for pressing a printed circuit board with a pressing force of a pressure foot at the time of drilling, the pressure foot is moved to a position at which a lower end portion of the air cylinder approaches the printed circuit board at the time of drilling. Lower with pressure,
In this lowered position, the pressing force of the pressure foot, which is the resultant force of the pressing force and the weight of the pressure foot, is supported between the lower end of the pressure foot and the periphery of the hole of the printed circuit board. And forming a thin air film parallel to the printed circuit board for holding the air.
かかる構成により、穴明け時にプレッシャフットの押
圧力が、プリント基板とプレッシャフットの下端部との
間に形成されるプリント基板に平行な薄い空気膜を介し
てプリント基板に加えられるので、加工ストロークを小
さくし、加工時間を短縮することができる。With this configuration, the pressing force of the pressure foot at the time of drilling is applied to the printed circuit board via a thin air film parallel to the printed circuit board formed between the printed circuit board and the lower end of the pressure foot. It is possible to reduce the size and shorten the processing time.
以下、本発明の実施例について説明する。 第１図〜第６図には、本発明に係るプリント基板穴明
機のプレッシャフットの一実施例が示されている。 第１図において、10はスピンドルハウジング、11はス
ピンドル、17はスピンドルハウジング10にその軸方向に
摺動可能に支持されたスピンドルボディでスピンドル11
を回転可能に支持している。18はチャックで、スピンド
ル11の先端に固定され、ドリル３を保持している。 12はプレッシャフットで、スピンドルハウジング10に
その軸方向に摺動可能支持されている。このプレッシャ
フット12の側面には、プレッシャフット12内の空気と切
粉を排出するための排出口22が形成され、ホースなどに
よって集塵装置（図示せず）に接続されている。また、
プレッシャフット12の先端部の中央よりには、第２図に
示すごとく、環状の通路24が設けられており、この環状
の通路24には、プレッシャフット12の外周側面に向かっ
て所定長さの第１の気体通路25が接続されている。この
第１の気体通路25には、第１の供給口26が接続されてい
る。また、プレッシャフット12の先端面には第２図に示
すごとく、プレッシャフット12の側面から所定長さの第
２の供給口27が形成されている。この第２の供給口27に
は、第２の気体通路28が中心に向かって所定長さ形成さ
れている。この第２の気体通路28は、第１図に示すごと
くプレッシャフット12の先端面に向かってＬ字状に形成
されてプレッシャフット12の先端面に開口している。 29は、嵌合部30によってプレッシャフット12と一体化
されたパッドで、第４図に示すごとく、プレッシャフッ
ト12の下面に固着されているものである。このパッド29
には、第３図に示すごとく、前記第１の気体通路25に接
続し、放射状に所定の長さを有する複数の連絡路31が設
けられている。この複数の連絡路31のそれぞれには、、
複数（本実施例においては、二つ）の第１の吹出口32が
設けられている。すなわち、第１の吹出口32は、一方向
に２個ずつ、合計で18個設けられている。 また、パッド29の中央よりには、第３図に示すごと
く、環状の通路33が設けられており、この環状の通路33
には、パッド29の外周面に向かって所定長さの通路34が
接続されている。この通路34内には、オリフィス状のノ
ズル46が設けられている。 この環状の通路24と、第１の気体通路25と、連絡路31
とによって、第１の気体通路が構成されている。また、
第２の気体通路28と、環状の通路33と、通路34とによっ
て、第２の気体通路が構成されている。 35は、プレッシャフット12の下端部内部に向けて開口
する第２の吹出口で、この第２の吹き出し口35は、ドリ
ル３にドリル先端方向から第５図に示すようにドリル溝
に沿った方向に吹き付けられるように切り込まれてい
る。 一方、36は流量調整式高圧エア供給装置で、高圧エア
の圧力を個別に調整して第１の供給口26及び第２の供給
口27に圧縮空気を供給するものである。また、穴明け中
のプリント基板37の押さえに際しては、第１の供給口26
に高圧エア（圧縮空気）38が供給されると第１の気体通
路25、通路24,連絡路31が高圧化し第１の吹き出し口32
から高圧エア（圧縮空気）38が噴出し、プリント基板37
の最上段に載置される当板39との間に薄い空気膜が形成
される。この薄い空気膜が空気軸受機構を作用し、プレ
ッシャフット12の押圧力が薄い空気膜を介して当板39に
加えられ、プリント基板37を押圧固定する。40は、下板
である。 41は空間45を形成するスピンドルハウジング10のシリ
ンダ、42はプレッシャフット12のピストン、43はシリン
ダエアの供給管であり、エア44が供給された場合、空間
45の圧力が高まり、プレッシャフット12を矢印Ｚ方向に
押圧する。 また、穴明け中の切粉の除去とドリルの冷却に際して
は、流量調整式高圧エア供給装置36で高圧エア（圧縮空
気）が所定量調整され第２の供給口27に供給され、第２
の気体通路28,通路34を介して、ノズル46に導かれ、こ
のノズル46で断熱膨張され通路33で低温化し、さらに第
２の吹出口35によりドリル３にドリル先端方向から第５
図に示すようにドリル溝に沿った方向に吹き付けられる
ことによりドリルを冷却すると共に、切粉を切除する。
排出口22からは、プレッシャフット12内の空気をバキュ
ームしている。このため、ドリル３の先端から除去され
た切粉は、第２の吹出口35から吹き出された圧縮空気に
よってプレッシャフット12内に導入され、プレッシャフ
ット12内に導入された第２の吹出口から吹き出された圧
縮空気と共に、排出口22から排出される。 なお、47.48はエア漏れ防止用のＯリングである。ま
た、49は穴開けされた基板47の穴である。 このような構成で、プリント基板37に穴明け加工を行
う際には、プレッシャフット12の下端部（パッド29の下
端部）をプリント基板37の最上段に載置されている当板
39に近づく位置まで下降させる。この下降位置で高圧エ
ア38を第１の供給口26に供給して第１の吹出口32から噴
出させ、プレッシャフット12の下端部と当板39との間に
プレッシャフット12の押圧力を当板39に伝える薄い空気
膜を形成し、プリント基板37を当板39を介して押さえつ
ける（第１図参照）。換言すると、その空気膜でプレッ
シャフット12の自重とシリンダ45からの加圧力を支える
と共に、その反力で当板39を押さえつける。すると、プ
レッシャフット12の内部は、プレッシャフット12と当板
39によって外気と遮断され負圧になる。従って、第２の
供給口27から供給された圧縮空気は、第２の気体通路2
8,通路34を介して、ノズル46に導かれ、このノズル46で
断熱膨張され通路33で低温化し、さらに第２の吹出口35
によりドリル３にドリル先端方向から第５図に示すよう
にドリル溝に沿った方向に吹き付けられ、第２の吹出口
35及びプレッシャフット12の内部で急激に膨張する。こ
のとき、プレッシャフット12の先端面（パッド29の下
面）は、第１の供給口26から供給される高圧エア（圧縮
空気）38が第１の吹出口32から噴出され、プレッシャフ
ット12下面と当板39のとの間に空気膜を形成し、この空
気膜によりプレッシャフット12を支持すると共に当板39
の浮上りを防止する。 この状態で、スピンドルボディ17を下降させると、第
１図に示すように、ドリル３が当板39及びプリント基板
37に押し込まれ、プリント基板37に穴が明けられる。こ
のとき、第２の吹出し口35から吹き出した空気は、第１
図図示矢印Ｃ→矢印Ｄ→矢印Ｅに示すごとく流れ、プリ
ント基板37から排出された切粉を巻き込むと共にドリル
３を冷却する。 そして、スピンドルボディ17を上昇させると、ドリル
３がプリント基板37,当板39から抜け出す。このとき、
第１図に矢印Ｃ、Ｄ、Ｅで示される気流によって排除さ
れる。同時に温度の下がった空気がドリル３に当たるた
め、ドリル３が冷やされる。 このドリル３によってプリント基板37の穴明け作業を
起っているとき、プレッシャフット12の下端部（パッド
29の下端部）とプリント基板37の最上段に載置される当
板39との間は、第１の供給口26から供給される高圧エア
（圧縮空気）38の第１の吹出口32からの噴出によって、
薄い空気膜が形成されて、小さい間隙を形成した状態と
なっている。このため、第１の吹出口32から噴出された
高圧エア（圧縮空気）38の一部は、プレッシャフット12
の下端部（パッド29の下端部）と当板39との間隙から第
２の吹出口35から第１図図示矢印Ｃに示すごときドリル
３の先端方向に吹き付けられる圧縮空気と一緒なって第
１図図示矢印Ｄ→矢印Ｅに示すごとき気流の流れに沿っ
て排出口22から排気される。従って、ドリル３の先端方
向に吹き付けられる圧縮空気の量は、第２の吹出口35か
ら噴出される流量よりも多くなり、ドリル３の冷却効果
を上げることができる。 このドリル３がプリント基板37,当板39から抜け出し
１つの穴明け作業が終了したとき、プレッシャフット12
の下端部は、第１の供給口26に高圧エア（圧縮空気）38
が供給され、高圧化した空気が第１の吹出口32から噴出
されているため、プリント基板37の最上段に載置される
当板39との間に薄い空気膜を形成しており、当板39と非
接触状態となっている。 このためドリル３及びプレッシャフット12を含む主軸
全体をプリント基板37の次の穴明け位置に移動する際
に、従来のようにプレッシャフット12を上昇させること
なく、そのままスライドさせればよく、このスライドに
より主軸全体をプリント基板37の次の穴明け位置に移動
することができる。従って、従来のような長い加工スト
ロークを必要とせず、加工効率を向上することができ
る。 上述のように、プレッシャフット12の下端部（パッド
29の下端部）より圧縮空気を吹き出すと共に、高圧化し
た空気を第１の吹き出し口32から噴出して、プレッシャ
フット12の先端面と当板39との間に薄い空気膜を形成す
ることにより、ドリル３に吹き付けられる圧縮空気の量
を増し、排出口22からバキュームすることによりプレッ
シャフット12の先端開口部の流速を上げ、切粉の除去効
果とドリル３の冷却効果を高めることができる。 なお、圧縮空気の吹き出し方向は、ドリル３の回転中
心に向けて吹き出すようにすると良い。 従って、本実施例によれば、ドリル３の先端と当板39
との距離Ｇを一定にしたままの状態でプレッシャフト12
で押さえて、穴明けすることができるため、第６図に示
すように加工ストロークを第７図図示従来のプレッシャ
フットパッド部に比べ、第８図図示本実施例のプレッシ
ャフットパッド部は、STcからSTiに減らすことができ
る。従って、１穴あたりの加工時間をTcからTiに減らす
ことができるため、穴明け速度を向上することができ
る。 実際には、切粉の除去性、ドリル３の温度冷却などか
らドリル先端とパッド29のワーク押さえ側面との距離Ｇ
は、1.5mm以上必要である。また、パッド29が当板39を
引きずることなく移動するには、従来では、3.0mm以上
必要である。このため、従来の代表的な加工である板厚
1.6mmのプリント基板３枚重ねではストロークSTcは、10
mmに設定される。 一方、本実施例では、加工ストローク距離STiは6.7〜
7.0mmにすることが可能であり、従来の加工ストローク
距離STc10mmに比して約30％穴明け速度を向上すること
ができる。 また、ドリル３に吹き付けた空気の排出口22から排出
されてくる空気の温度は、ドリル３に供給する空気量が
多いほど低くなる。すなわち、第９図に示すごとく、エ
ア圧6.0kg/cm2G、ノズルは径約φ1.5mmの場合、流量に
よって排気口22から排出されてくるエアの温度は、200
/minの場合、室温20℃から70℃まで下がる。したがっ
て、本実施例によれば、ドリル３に供給する空気量が従
来より多くなっているため、ドリル３の冷却効果を上げ
ることができる。 さらに本実施例によれば、ドリル３に供給する空気量
を従来より多くしドリル３の冷却効果を上げているた
め、第10図に示すごとく、板厚1.6mmのプリント基板を9
000穴加工した場合、切刃の摩耗を、約27％改善するこ
とができる。またエア流量40/min以上ではアスペクト
比10〜15の穴明けでもドリル溝の切粉の付着が少ない。Hereinafter, examples of the present invention will be described. 1 to 6 show one embodiment of a pressure foot of a printed circuit board drilling machine according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a spindle housing, 11 denotes a spindle, and 17 denotes a spindle body which is slidably supported in the spindle housing 10 in its axial direction.
Is rotatably supported. A chuck 18 is fixed to the tip of the spindle 11 and holds the drill 3. Reference numeral 12 denotes a pressure foot which is slidably supported by the spindle housing 10 in its axial direction. A discharge port 22 for discharging air and chips in the pressure foot 12 is formed on a side surface of the pressure foot 12, and is connected to a dust collector (not shown) by a hose or the like. Also,
As shown in FIG. 2, an annular passage 24 is provided from the center of the distal end portion of the pressure foot 12. The annular passage 24 has a predetermined length toward the outer peripheral side surface of the pressure foot 12. The first gas passage 25 is connected. A first supply port 26 is connected to the first gas passage 25. As shown in FIG. 2, a second supply port 27 having a predetermined length is formed from the side surface of the pressure foot 12 at the distal end surface of the pressure foot 12. A second gas passage 28 is formed in the second supply port 27 at a predetermined length toward the center. As shown in FIG. 1, the second gas passage 28 is formed in an L-shape toward the distal end surface of the pressure foot 12 and opens at the distal end surface of the pressure foot 12. Reference numeral 29 denotes a pad integrated with the pressure foot 12 by a fitting portion 30, and is fixed to the lower surface of the pressure foot 12, as shown in FIG. This pad 29
As shown in FIG. 3, a plurality of communication paths 31 connected to the first gas passage 25 and having a predetermined length in a radial direction are provided. Each of the plurality of connection paths 31 includes:
A plurality (two in this embodiment) of first outlets 32 are provided. That is, a total of 18 first air outlets 32 are provided, two in each direction. As shown in FIG. 3, an annular passage 33 is provided from the center of the pad 29.
Is connected to a passage 34 of a predetermined length toward the outer peripheral surface of the pad 29. An orifice-shaped nozzle 46 is provided in the passage 34. The annular passage 24, the first gas passage 25, and the communication passage 31
These form a first gas passage. Also,
The second gas passage 28, the annular passage 33, and the passage 34 constitute a second gas passage. Reference numeral 35 denotes a second outlet opening toward the inside of the lower end portion of the pressure foot 12, and the second outlet 35 extends along the drill groove as shown in FIG. It is cut so that it can be sprayed in the direction. On the other hand, reference numeral 36 denotes a flow-regulated high-pressure air supply device for individually adjusting the pressure of the high-pressure air to supply compressed air to the first supply port 26 and the second supply port 27. When the printed circuit board 37 is being pressed, the first supply port 26
When high-pressure air (compressed air) 38 is supplied to the first gas passage 25, the passage 24, and the communication passage 31, the pressure increases, and the first outlet 32
High-pressure air (compressed air) 38 blows out from the
A thin air film is formed between the top plate 39 and the top plate 39 placed on the top. The thin air film acts on the air bearing mechanism, and the pressing force of the pressure foot 12 is applied to the contact plate 39 via the thin air film to press and fix the printed circuit board 37. 40 is a lower plate. 41 is a cylinder of the spindle housing 10 forming a space 45, 42 is a piston of the pressure foot 12, 43 is a cylinder air supply pipe, and when air 44 is supplied, the space
The pressure at 45 increases, pressing the pressure foot 12 in the direction of arrow Z. When removing chips during drilling and cooling the drill, a high-pressure air (compressed air) is adjusted to a predetermined amount by a flow-adjustable high-pressure air supply device 36 and supplied to the second supply port 27.
Through a gas passage 28 and a passage 34, and is adiabatically expanded by the nozzle 46, cooled to a low temperature in the passage 33, and further by the second blowout port 35 to the drill 3 in the fifth direction from the drill tip direction.
As shown in the figure, the drill is sprayed in a direction along the drill groove to cool the drill and cut off chips.
The air in the pressure foot 12 is vacuumed from the outlet 22. For this reason, the chips removed from the tip of the drill 3 are introduced into the pressure foot 12 by the compressed air blown out from the second blowout port 35, and from the second blowout port introduced into the pressure foot 12. The air is discharged from the outlet 22 together with the blown compressed air. 47.48 is an O-ring for preventing air leakage. Reference numeral 49 denotes a hole formed in the substrate 47. With such a configuration, when performing drilling on the printed circuit board 37, the lower end of the pressure foot 12 (the lower end of the pad 29) is placed on the top plate of the printed circuit board 37.
Lower to a position close to 39. At this lowered position, high-pressure air 38 is supplied to the first supply port 26 and blows out from the first outlet 32, and the pressing force of the pressure foot 12 is applied between the lower end of the pressure foot 12 and the plate 39. A thin air film to be transmitted to the plate 39 is formed, and the printed circuit board 37 is pressed through the plate 39 (see FIG. 1). In other words, the air film supports the own weight of the pressure foot 12 and the pressing force from the cylinder 45, and presses the contact plate 39 with the reaction force. Then, the inside of the pressure foot 12 is
It is shut off from the outside air by 39 and becomes negative pressure. Therefore, the compressed air supplied from the second supply port 27 is supplied to the second gas passage 2
8, guided through a passage 34 to a nozzle 46, adiabatically expanded by the nozzle 46, cooled down in a passage 33, and further cooled by a second outlet 35
As shown in FIG. 5, the drill 3 is blown from the direction of the drill tip to the drill 3 in the direction along the drill groove.
It expands rapidly inside 35 and the pressure foot 12. At this time, the high pressure air (compressed air) 38 supplied from the first supply port 26 is blown out from the first outlet 32 on the front end surface of the pressure foot 12 (the lower surface of the pad 29), and the lower surface of the pressure foot 12 is An air film is formed between the pressure plate 12 and the pressure plate 12 while supporting the pressure foot 12 with the air film.
To prevent floating. In this state, when the spindle body 17 is lowered, as shown in FIG.
It is pushed into 37 and a hole is made in the printed circuit board 37. At this time, the air blown out from the second outlet 35
The flow flows as shown by arrows C → D → E in the figure, and the chips discharged from the printed circuit board 37 are involved and the drill 3 is cooled. Then, when the spindle body 17 is raised, the drill 3 comes out of the printed circuit board 37 and the contact plate 39. At this time,
It is rejected by the airflow indicated by arrows C, D and E in FIG. At the same time, since the cooled air hits the drill 3, the drill 3 is cooled. When drilling a printed circuit board 37 by the drill 3, the lower end of the pressure foot 12 (pad
A lower portion of the upper surface 29 of the printed circuit board 37 and a plate 39 placed on the uppermost stage of the printed circuit board 37 are connected to the first outlet 32 of the high-pressure air (compressed air) 38 supplied from the first supply port 26. By the eruption of
A thin air film is formed to form a small gap. For this reason, a part of the high-pressure air (compressed air) 38 jetted from the first outlet 32 is
1 through the gap between the lower end (the lower end of the pad 29) and the plate 39 together with the compressed air blown from the second outlet 35 toward the tip of the drill 3 as shown by arrow C in FIG. The air is exhausted from the outlet 22 along the flow of the airflow as shown by arrows D → E in the figure. Therefore, the amount of compressed air blown toward the tip of the drill 3 is larger than the flow rate blown out from the second outlet 35, and the cooling effect of the drill 3 can be improved. When the drill 3 comes out of the printed circuit board 37 and this plate 39 and one drilling operation is completed, the pressure foot 12
Is connected to a first supply port 26 with high-pressure air (compressed air) 38.
Is supplied and the high-pressure air is jetted from the first outlet 32, so that a thin air film is formed between the plate 39 and the plate 39 mounted on the uppermost stage of the printed circuit board 37. It is in a non-contact state with the plate 39. Therefore, when the entire spindle including the drill 3 and the pressure foot 12 is moved to the next drilling position of the printed circuit board 37, the slide can be performed without raising the pressure foot 12 as in the related art. Accordingly, the entire spindle can be moved to the next drilling position on the printed circuit board 37. Therefore, the processing efficiency can be improved without requiring a long processing stroke as in the related art. As described above, the lower end of the pressure foot 12 (pad
29, the compressed air is blown out from the lower end portion 29, and the high-pressure air is blown out from the first blow-out port 32 to form a thin air film between the distal end surface of the pressure foot 12 and the plate 39. By increasing the amount of compressed air blown to the drill 3 and vacuuming it from the discharge port 22, the flow velocity at the tip opening of the pressure foot 12 can be increased, and the chip removing effect and the drill 3 cooling effect can be enhanced. Note that the compressed air is preferably blown out toward the rotation center of the drill 3. Therefore, according to the present embodiment, the tip of the drill 3 and the plate 39
With the distance G between the press shaft 12
6, and the processing stroke can be reduced as shown in FIG. 7 as compared with the conventional pressure foot pad portion shown in FIG. 7, as shown in FIG. From STi to STi. Therefore, since the machining time per hole can be reduced from Tc to Ti, the drilling speed can be improved. In actuality, the distance G between the tip of the drill and the side surface of the pad 29 that holds the work is determined by the removal of chips and the temperature of the drill 3.
Must be at least 1.5 mm. Further, in order to move the pad 29 without dragging the contact plate 39, conventionally, it is necessary to be 3.0 mm or more. For this reason, the conventional typical processing
Stroke STc is 10 for three 1.6mm PCBs
Set to mm. On the other hand, in the present embodiment, the processing stroke distance STi is 6.7 to
The drilling speed can be 7.0 mm, and the drilling speed can be improved by about 30% compared to the conventional processing stroke distance STc of 10 mm. Further, the temperature of the air discharged from the outlet 22 of the air blown to the drill 3 decreases as the amount of air supplied to the drill 3 increases. That is, as shown in FIG. 9, when the air pressure is 6.0 kg / cm 2 G and the nozzle has a diameter of about φ1.5 mm, the temperature of the air discharged from the exhaust port 22 depending on the flow rate is 200
In the case of / min, the temperature drops from room temperature 20 ° C to 70 ° C. Therefore, according to the present embodiment, since the amount of air supplied to the drill 3 is larger than before, the cooling effect of the drill 3 can be improved. Further, according to the present embodiment, since the amount of air supplied to the drill 3 is increased as compared with the conventional case, and the cooling effect of the drill 3 is enhanced, as shown in FIG.
When 000 holes are machined, the wear of the cutting edge can be improved by about 27%. At an air flow rate of 40 / min or more, even if a hole having an aspect ratio of 10 to 15 is formed, little chips adhere to the drill groove.
本発明は、以上説明したように構成されているので、
以下に記載されるような効果を奏する。 スピンドルに対し、その軸方向に摺動可能に支持さ
れ、かつ真空吸引源に接続され、穴明け時にプリント基
板を押さえつけるようにしたプリント基板穴明機のプレ
ッシャフットにおいて、側面に形成された第１の供給口
からプリント基板との接触面に形成された第１の吹出口
に至る気体通路を形成し、前記第１の供給口を圧力気体
源に接続すると共に、側面に形成された第２の供給口か
らか端部に、内部に向けて開口する複数の第２の吹出口
に至る第２の気体供給路を形成し、前記第２の気体供給
路を圧縮気体の供給源に接続して構成してあるため、加
工ストロークを小さくし、加工時間の短縮をすることが
でき、かつドリルを確実に冷却し、切粉の排除を確実に
行うことができる。 そして、プリント基板との接触面に形成された吹出口
に至る第１の気体通路と、内部に向けて開口する複数の
吹出口に至る第２の気体供給路とを、プレッシャフット
の下面に固着されるパッドによって構成しているため、
ドリル先端とパッドとの距離Ｇを常時一定距離保つこと
ができ、加工ストロークを小さくし、加工時間の短縮を
することができる。 さらに、吹出口が、スピンドルに支持されたドリルの
外周の接線方向に向いているため、切粉の排除を確実に
行うことができる。 また、第２の気体供給路の内部にオリフィス状のノズ
ルを設けているため、ノズルの前で、第２の気体供給路
から供給された圧縮空気を十分圧縮し、ノズルを通過
後、急激に膨張して温度を下げることができる。Since the present invention is configured as described above,
The following effects are obtained. A first side formed on a side surface of a pressure foot of a printed circuit board drilling machine that is slidably supported in the axial direction of the spindle and connected to a vacuum suction source so as to press the printed circuit board when drilling. Forming a gas passage extending from a supply port to a first outlet formed on a contact surface with the printed circuit board, connecting the first supply port to a pressure gas source, and forming a second gas supply port on a side surface. Forming a second gas supply path from the supply port to the end portion to a plurality of second air outlets opening toward the inside, connecting the second gas supply path to a compressed gas supply source, With the configuration, the working stroke can be reduced, the working time can be shortened, and the drill can be reliably cooled and the chips can be reliably removed. A first gas passage leading to an outlet formed on a contact surface with the printed circuit board and a second gas supply passage leading to a plurality of outlets opening inward are fixed to the lower surface of the pressure foot. Because it is constituted by the pad that is
The distance G between the tip of the drill and the pad can be kept constant at all times, and the working stroke can be reduced and the working time can be shortened. Further, since the outlet is oriented in the tangential direction of the outer periphery of the drill supported by the spindle, it is possible to reliably remove chips. Further, since the orifice-shaped nozzle is provided inside the second gas supply path, the compressed air supplied from the second gas supply path is sufficiently compressed in front of the nozzle, and after passing through the nozzle, rapidly. It can expand and lower the temperature.
第１図は本発明に係るプリント基板穴明機のプレッシャ
フットの実施例を示す側面断面図、第２図は第１図図示
プレッシャフットのＡ−Ａ断面図、第３図は第１図図示
プレッシャフットＢ−Ｂ断面図、第４図はプレッシャフ
ットの動作説明図、第５図は第１図図示ドリルと気流の
関係を示すドリルの拡大底面図、第６図は加工ストロー
クと加工時間の関係を示す図、第７図は従来の加工動作
説明図、第８図は第１図図示プレッシャフットの加工動
作説明図、第９図は冷却エア温度とエア流量の関係を示
す図、第10図はドリル摩耗量と加工穴数の関係を示す
図、第11図はプリント基板穴明機の斜視図、第12図はス
ピンドル部の側面断面図、第13図及び第14図はプレッシ
ャフットの動作説明図である。 ３……ドリル 10……スピンドル 12……プレッシャフット 22……排気口 24,33,34……通路 25……第１の気体通路 26……第１の供給口 27……第２の供給口 28……第２の気体通路 29……パッド 31……連通路 32……第１の吹出口 35……第２の吹出口 37……プリント基板 39……当板 46……ノズルFIG. 1 is a side sectional view showing an embodiment of a pressure foot of a printed circuit board drilling machine according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an explanatory view of the operation of the pressure foot, FIG. 5 is an enlarged bottom view of the drill showing the relationship between the drill and the air flow shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating a conventional processing operation, FIG. 8 is a diagram illustrating a processing operation of a pressure foot illustrated in FIG. 1, FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between cooling air temperature and air flow rate, FIG. The figure shows the relationship between the amount of drill wear and the number of holes to be machined. FIG. 11 is a perspective view of a printed circuit board drilling machine, FIG. 12 is a side cross-sectional view of a spindle unit, and FIGS. It is operation | movement explanatory drawing. 3 Drill 10 Spindle 12 Pressure foot 22 Exhaust port 24, 33, 34 Passage 25 First gas passage 26 First supply port 27 Second supply port 28 Second gas passage 29 Pad 31 Communication passage 32 First outlet 35 Second outlet 37 Printed circuit board 39 This plate 46 Nozzle
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23B 47/34 B23B 41/00 B26F 1/16 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) B23B 47/34 B23B 41/00 B26F 1/16
Claims (3)
転可能に支持するスピンドルボディとプレッシャフット
とがスピンドルハウジングにその軸方向に摺動可能に支
持され、穴明け加工時にプレッシャフットの押圧力でプ
リント基板を押さえるプリント基板穴明機において、前
記プレッシャフットの下端部とプリント基板の穴明け位
置周辺部との間に、プレッシャフットの押圧力を支える
プリント基板に平行な薄い空気膜を形成するように、外
部の圧縮空気供給源から供給される高圧エアをプリント
基板の穴明け位置周辺部へ向けて噴出させる吹出口を、
プレッシャフットの下端部に設けたことを特徴とするプ
リント基板穴明機。A spindle body and a pressure foot rotatably supporting a spindle having a drill attached to a tip thereof are supported by a spindle housing so as to be slidable in the axial direction thereof, and printing is performed by a pressing force of the pressure foot during drilling. In a printed circuit board drilling machine for holding a substrate, a thin air film parallel to the printed circuit board supporting the pressing force of the pressure foot is formed between a lower end portion of the pressure foot and a periphery of a drilled position of the printed circuit board. A blow-out port for blowing high-pressure air supplied from an external compressed air supply source toward a peripheral portion of a printed circuit board at a perforated position,
A printed circuit board drilling machine provided at the lower end of a pressure foot.
アをプレッシャフットの下端部内周に開口した第２の吹
出口に導き、この吹出口から前記ドリルへ向けて高圧エ
アを噴出させるように第２の気体通路を前記プレッシャ
フットに設け、第２の気体通路の内部にオリフィス状の
ノズルを設けたことを特徴とする請求項１記載のプリン
ト基板穴明機。2. A high pressure air supplied from an external compressed air supply source is guided to a second air outlet which is opened at an inner periphery of a lower end portion of a pressure foot, and the high pressure air is jetted from the air outlet toward the drill. 2. The printed circuit board drilling machine according to claim 1, wherein a second gas passage is provided in the pressure foot, and an orifice-shaped nozzle is provided inside the second gas passage.
転可能に支持するスピンドルボディとプレッシャフット
とがスピンドルハウジングにその軸方向に摺動可能に支
持され、穴明け加工時にプレッシャフットの押圧力でプ
リント基板を押さえるプリント基板穴明機におけるプリ
ント基板押さえ方法において、 前記穴明け加工時に、前記プレッシャフットをその下端
部がプリント基板に近づく位置までエアシリンダの加工
力で下降させ、 この下降位置で、プレッシャフットの下端部とプリント
基板の穴明け位置周辺部との間に、前記加圧力とプレッ
シャフットの自重との合力であるプレッシャフットの押
圧力を支えその反力でプリント基板を押さえるプリント
基板に平行な薄い空気膜を形成させる ことを特徴とするプリント基板穴明機におけるプリント
基板押さえ方法。3. A spindle body and a pressure foot rotatably supporting a spindle having a drill attached to a tip thereof are supported by a spindle housing so as to be slidable in the axial direction thereof, and printing is performed by a pressing force of the pressure foot during drilling. In a printed circuit board pressing method for a printed circuit board punching machine for holding a substrate, the pressure foot is lowered by a processing force of an air cylinder to a position at which a lower end portion approaches the printed circuit board during the drilling. Between the lower end of the foot and the periphery of the drilled position of the printed circuit board, parallel to the printed circuit board that supports the pressing force of the pressure foot, which is the resultant force of the pressing force and the weight of the pressure foot, and holds the printed circuit board by its reaction force Printed circuit board drilling machine characterized by forming a thin air film PCB retainer how.
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|---|---|---|---|
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