CN101015866A - 印刷基板用开孔加工机 - Google Patents

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Abstract

一种印刷基板用开孔加工机，将由升降体的升降移动引起的钻头损伤防止于未然。该印刷基板用开孔加工机包括：可动支承体；升降体，其通过具有驱动螺杆的驱动电机的驱动力而经由所述可动支承体的垂直导轨向上下方向自如移动；工作台，其设于所述升降体的下方，向前后方向移动，其中，在驱动螺杆的上部侧形成一方向的螺纹，在该驱动螺杆的下部侧形成另一方向的螺纹，在一方向的螺纹上螺纹拧合有载荷部件，该载荷部件可至少使由所述升降体的升降移动而引起的振动衰减，所述驱动螺杆整***于所述升降体上安装的心轴的大致正上方。

Description

印刷基板用开孔加工机
技术领域
本发明涉及印刷基板用开孔加工机。
背景技术
印刷基板用开孔加工机例如由图8所示的X轴动作、Y·X轴动作、Z轴动作这三个的组合而构成(Z轴动作，如假想线所示，与X轴或Y轴的动作部分重复)。
一般，X轴或Y轴的动作意味着平面的定位，而Z轴的动作意味着垂直方向的升降移动。并且，-Z动作意味着用于切削的动作(下降)，而+Z动作意味着将切削完成的钻头从印刷基板拉出的动作(上升)。在这些动作中，+Z动作可以说是实际上无意义的动作。这是因为，+Z动作并非用于切削，其只不过是单使钻头返回原位置的动作。因此，为了提供生产性更高的装置，具有使“+Z动作时间t”最小限的课题。
使“+Z动作时间t”最小限，意味着以高的加速度在Z轴上升。但是，在以高的加速度在Z轴上升的情况下，具有细钻头易损伤的问题。其原因之一是，+Z的振动使机械整体摇晃，在钻头与印刷基板之间产生相对位置偏移。另一原因是，由于升降体整体在高加速度时带来所谓的角度误差，产生不能垂直地拉出钻头的问题。
对该点附带说明，为了不使细钻头破损，如何配置驱动电机、升降体、驱动轴以及心轴是极为重要的。
在专利文献1中记载有反作用力衰减驱动装置，其在水平棒状的滚珠螺杆的左侧形成一方向的螺纹(左螺纹)，同时在右侧形成另一方向的螺纹(右螺纹)，另外，在所述一方向的螺纹上螺纹结合反作用力衰减用载荷，在所述另一方向的螺纹上螺纹结合接合用单元(将粘接带运送到基板的位置的机构)。
该反作用力衰减驱动装置利用横向配置的驱动电机的驱动力使单元部及反作用力衰减用载荷相互接近或离开，通过逆向的反作用力将由单元部的启动引起的振动(例如从单元部的移动状态急停止时产生的振动)抵消。
因此，专利文献1记载的反作用力衰减驱动装置通过简单的结构(在滚珠螺杆上形成左螺纹和右螺纹)，可将向水平方向移动的单元部的移动开始时或急停止时的机械振动衰减(或消除)。
在专利文献1中记载有如下的结构，即，构成该反作用力衰减驱动装置的驱动电机、滚珠螺杆、反作用力衰减用载荷等在横向上直线状配置，例如，适用于将半导体芯片(小片)接合在引线架等基板上的小片接合。
并且，在专利文献1的0047段记载有“该反作用力衰减驱动装置不限于小片接合单元部的驱动装置，也可适用于焊料供给装置、基板的间歇移送装置等半导体制造装置、电容器、电阻器、芯片零件等组装装置以及其他工作机械的单元部的驱动装置”。
但是，从在垂直方向上配置驱动电机、滚珠螺杆、反作用力衰减用载荷等的观点、和防止钻头伴随“+Z动作时间t”的高速化而损伤的观点来看，专利文献1中对于将该反作用力衰减驱动装置适用于印刷基板用开孔加工机、和驱动螺杆的整体与升降体的心轴的位置关系等没有任何记载。
另外，关于反作用力衰减用载荷的具体结构、引导升降体的可动的引导结构的结构、滚珠螺杆的支承结构等也没有记载。
因此，作为本发明的课题之一，着眼于具有心轴的升降体的重力、升降体的重心位置等与驱动螺杆(滚珠螺杆)的驱动位置，谋求将专利文献1的基板原理适用于印刷基板用开孔加工机。
另一方面，专利文献2中记载有，相对于印刷基板用开孔加工机，在具有心轴、钻头等的心轴用升降体(壳体)9和可动式座板(サドル)3的下部水平端板3b之间适用含多个弹簧的摩擦式振动衰减装置(缓冲器)15。在此，参照图1简单地说明专利文献2记载的开孔加工机。
在图1中，符号1是加工机的机体，该机体1相当于固定侧部件。在该机体1上装备有未图示的输入机构、控制机构、存储机构以及输出机构。符号2是设于机体1前面的水平方向的引导机构，该引导机构2上下设有一对。符号3是具有与所述引导机构2卡合的卡合部4的可动支承体(座板)，在该可动支承体3的上部水平端板3a上配置有驱动电机5。可动支承体3在以箭头标记A的方向为正面(基准)时，经由未图示的驱动电机、驱动螺杆、引导机构等而可向左右(Y轴)自如移动。
符号6是载置要加工的印刷基板7的工作台，该工作台7经由未图示的驱动电机、驱动螺杆、引导机构等而可向前后(X轴)方向自如移动。工作台6的驱动电机与所述可动支承体3的驱动电机分体且独立。
符号8是与驱动电机5的输出轴连结的滚珠螺杆，在该滚珠螺杆8上，从上端部到下端部，例如形成有右螺纹(仅形成有一方向的螺纹)。
符号9是具有与引导机构(线性导向件)10卡合的上下的卡合部11的升降体，该引导结构10以垂直状态设于可动支承体3的内壁面上，该升降体9整体形成为台阶高差状的箱型。
升降体9由在后部侧与所述滚珠螺杆8螺纹结合的纵长筒状的螺纹结合部9a和在该螺纹结合部9a的前面连续设置的纵长筒状的保持部9b构成，在所述保持部9b上安装有心轴12。心轴12具有用于在印刷基板7上开设孔的主轴13及钻头14。升降体9通过驱动电机5及滚珠螺杆8的驱动力而向上下(Z轴)自如移动。
在上述结构的开孔加工机中设有将伴随升降体(主轴保持体)9的惯性力的变化而产生的该主轴保持体的振动吸收的机构15。该振动吸收机构15称为“振动衰减装置(缓冲器)”，是多个配置于心轴用升降体(壳体)9和可动式座板3的下部水平端板3b之间的上下方向的弹簧部件。
但是，所述振动衰减装置(缓冲器)需要弹簧支承板、与该弹簧支承板嵌合的第一部件、与可动式座板3的下部水平端板3b嵌合的第二部件等部件，因此具有结构复杂的问题。另外，专利文献2中也没有为了防止钻头损伤而适用振动衰减装置的记载或暗示。
专利文献1：特开2004-263825号公报
专利文献2：特开2002-204948号公报
发明内容
本发明的主要目的在于，将由升降体的升降移动产生的钻头损伤防止于未然。具体地说，将驱动电机、垂直驱动螺杆以及前面具有心轴的升降体平衡性良好地组合，使升降体的重心与驱动的部件(垂直驱动螺杆)的轴心大体一致。本发明的第二目的在于，能够容易地安装在驱动螺杆上。具体地说，使驱动螺杆整***于心轴的大致正上方。本发明的第三目的在于，能够将希望质量的载荷部件(配重)容易地安装在驱动螺杆上，同时，可谋求升降体的轻量化。本发明第四目的在于，能够以最小限度的结构来防止停电时的升降体的下落。附带说明，作为防止停电时升降体由于重力而自然下落的防止机构，也可以如专利文献2所记载地，例如在驱动电机中内设有升降体下落防止用的制动器，不附带设置含弹簧部件的缓冲器等的结构等。本发明的第五目的在于，可靠地支承驱动电机的输出轴和驱动螺杆的上端部的连结部分(驱动轴的上端部)侧。
本发明的印刷基板用开孔加工机，包括：可动支承体，其设于固定机体的前方，向左右方向自如移动；升降体，其设于所述可动支承体的上部，通过具有垂直方向的驱动螺杆的驱动电机的驱动力而经由所述可动支承体的垂直导轨向上下方向自如移动；工作台，其设于所述升降体的下方，向前后方向移动，其特征在于，在所述驱动螺杆的上部侧形成一方向的螺纹，在该驱动螺杆的下部侧形成另一方向的螺纹，在所述一方向的螺纹上螺纹拧合有载荷部件，该载荷部件可至少使由所述升降体的升降移动引起的振动衰减，所述驱动螺杆整***于所述升降体上安装的心轴的大致正上方。
在此，“大致正上方”由于心轴相对升降体的安装上的问题，而含有心轴相对垂直的驱动螺杆的轴心多少前后或左右偏移(例如1cm)的情况。
发明效果
(1)通过将专利文献1的基本原理应用于印刷基板用开孔加工机，能够消除专利文献2的问题点。即，本发明可提供一种使由升降体的升降移动引起的振动衰减的印刷基板用开孔加工机。其结果，在开孔加工机中，可至少使由升降体的升降移动引起的振动衰减，可将钻头的破损防止于未然。
(2)特别地，如背景技术中所述，由于驱动螺杆的整***于升降体上安装的心轴的大致正上方，故能够使钻头拉出时的角度误差最小限，其结果，可将细钻头的损伤防止于未然。另外，由于垂直驱动螺杆的整***于升降体上安装的心轴的大致正上方，故能够容易地配置垂直驱动螺杆。
(3)作为防止停电时升降体由于重力而自然下落的防止机构，也可以如专利文献2所记载地，例如在驱动电机中内设升降体落下防止用的制动器，不附带在装置上设置含弹簧部件的缓冲器等的结构。因此，可提供价廉的装置。
(4)本发明第二方面，能够将希望质量的载荷部件(配重)容易地安装在驱动螺杆上。
(5)本发明第三方面，能够谋求升降体的轻量化。
(6)本发明第四方面，能够可靠地支承驱动电机的输出轴和驱动螺杆的上端部的连结部分(驱动轴的上端部)侧。
(7)本发明第五方面，可利用开口部将驱动电机、驱动螺杆、载荷部件、升降体等容易地安装到移动体(座板)上。
附图说明
图1是现有的实施例的概略说明图；
图2是本发明的概略说明图(从侧面看到的说明图)；
图3是主要部分的纵剖面的概略说明图；
图4是从正面看到的主要部分的概略说明图；
图5是图4的5-5线的纵剖概略说明图；
图6是图4的6-6线的纵剖概略说明图；
图7是动作方式的概略说明图；
图8是用于指出使+Z动作时间t最小限时的问题点的说明图。
符号说明
1A：机体；2A：引导机构(线性导向件)；3A：可动支承体(座板)；3a：上部水平端板；4A：卡合部；5A：驱动电机；5a：输出轴；6：工作台；7A：印刷基板；8A：驱动螺杆(滚珠螺杆)；8a：一方向的螺纹(左螺纹)；8b：另一方向的螺纹(右螺纹)；9A：升降体；9a：螺纹结合部；9b：心轴保持部；10A：引导机构；11A：卡合部；12A：心轴；13A：主轴；14A：钻头；21：开口；22：安装板；22a：水平支承板部；23：开口；24：支承座；25：连接机构；31：载荷部件；32：螺纹结合筒；33：载荷主体；34：卡合部；35：连结杆；37：嵌合筒；38：中心轴承；36、40：开口。
具体实施方式
以下，根据图2～图7所示的用于实施本发明的最佳方式进行说明。图2是表示本发明内容的概略说明图。该图2与图1对应。另外，图3是主要部分的纵剖面的概略说明图；图4是主要部分的正面图；图5是基于图3的5-5线的说明图；图6是基于图4的6-6线的说明图。
在说明本发明的实施例时，与图1记载的实施例相同的部分标注同一或同样的符号，省略重复的说明。另外，对于本领域人员显而易见的事项以及细节事项，省略图示以及说明。
在图2～图7中，符号1A是加工机的机体，在该机体1A的前面侧在水平方向上安装有一组引导机构(线性导向件)2A。
符号3A是具有与所述引导机构2A卡合的卡合部4A的可动支承体(座板)。引导机构2A对应于该可动支承体3A的数量而设定为规定长度。特别是，虽然未作图示，但可动支承体3A例如在机体1A的前面在左右方向(Y轴)上以规定间隔配置，共计6个。
符号3a是可动支承体3A的上部水平端板，在该上部水平端板3a上形成有开口21。并且，在上部水平端板3a的上方安装有驱动电机5A用的安装板22。该安装板22具有与所述上部水平端板3a相对的水平支承板部22a。在该水平支承板部22a上也形成有开口23。
驱动电机5A经由支承座24纵向固定在水平支承板部22上，使输出轴5a向下。
升降体9A由螺纹结合在驱动螺杆8A上的螺纹结合部9a和一体设于该螺纹结合部9a上的保持部9b构成，在所述保持部9b上安装有心轴12A。心轴12A具有用于在印刷基板7A上开设孔的主轴13A及钻头14A。升降体9A通过驱动电机5A以及驱动螺杆8A的驱动力而向上下方向(Z轴方向)自如移动。
另外，X轴、Y轴以及Z轴用的各驱动电机被未图示的NC装置控制。因此，依次说明本发明的特征部分。
(1)首先，该驱动电机5A没有下落防止功能(停电时启动的内设制动器)。
(2)其次，符号8A是经由连接机构25与驱动电机5A的输出轴5a连结的驱动螺杆(滚珠螺杆)，在该驱动螺杆8A上，在上部侧形成一方向的螺纹(左螺纹)8a，而在该驱动螺杆8A的下部侧形成有另一方向的螺纹(右螺纹)8b。
(3)在驱动螺杆8A的一方向的螺纹8a上螺纹拧合有载荷部件31，该载荷部件31可至少使由升降体9A的升降移动引起的振动衰减。一方向的螺纹8a在图2、图3、图4中相当于上部侧的螺纹。
另外，驱动螺杆8A的整***于在升降体9A上安装的心轴12A的上方(大致正上方)。这是为了在驱动升降体9A的重心的位置易配置驱动螺杆8A。
另外，载荷部件31和升降体9A在垂直方向上以直列状态配置。这是由于，考虑具有驱动螺杆8A的驱动电机与含有心轴12A的升降体9A的平衡而实现本发明的主要目的(防止细钻头破损)。
载荷部件31由直接螺纹结合在所述螺纹8a上的螺纹结合筒32和方筒、圆筒等筒状载荷主体33构成，该筒状载荷主体33固定地外嵌合于螺纹结合筒32上，并且具有与可动支承体3A的垂直导轨10A上部侧卡合的卡合部34。该载荷部件31的重量(质量)为了尽可能地消除反作用力而设定为与升降体9A的重量大致相同。另外，考虑到平衡性问题，螺纹结合筒32和载荷部件31将分别制作的零件在组装时形成一体。
(4)再次，升降体9A与驱动螺杆8A的另一方向的螺纹8b螺纹结合。另一方向的螺纹8b在图2、图3、图4中相当于下部侧的螺纹。升降体9A如图3及图4所示，由框体结构的螺纹结合部9a和心轴保持部9b构成，所述螺纹结合部9a具有分别与可动支承体3A的左右一对垂直导轨10A卡合的左右一对卡合部11A、11A，所述心轴保持部9b位于所述螺纹结合部9a的大致正下方而经由左右一组连结杆35、35分离。因此，在升降体9A的螺纹结合部9a与心轴保持部9b之间设定有规定的开口36。由此，能够谋求升降体9A的轻量化。
另外，所述心轴保持部9b形成上下端开口的筒状。并且，心轴保持部9b也与螺纹结合部9a同样，形成为具有分别与所述垂直导轨10A卡合的左右一对卡合部11A、11A的框体结构。
(5)如图3所示，驱动电机5A的输出轴5b和驱动螺杆8A的连结部分侧支承在轴承机构上，该轴承机构由嵌合于可动支承体3A的上端部水平端板3a的开口部21上的嵌合筒37和支承于该嵌合筒37上的中心轴承38构成。
(6)最后，可动支承体3A为纵长框状的框体结构，在纵向上以规定间隔形成有多个开口40。本实施例中，至少在载荷部件31的螺纹结合附近、升降体9A的螺纹结合部9a的螺纹结合附近以及升降体9A的心轴保持部9b的卡合附近分别形成有开口40。
在上述结构中，在驱动螺杆8A的上部侧形成一方向的螺纹(左螺纹)，而在驱动螺杆的下部侧形成另一方向的螺纹(右螺纹)，故如图7箭头标记所示，在驱动电机5A启动及停止时，升降体9A和载荷部件31相互接近或分离。而且，启动时和停止时产生的升降体9A的振动通过二者的逆向的反作用力而抵消。因此，升降体9A的振动不向含可动支承体3A的机体1A侧传播。在该点上起到与专利文献1相同的效果(振动衰减效果)。
另外，在与结构部件的重力的关系中，如图7所示，载荷部件31和升降体9A相互接近或分离，因此在停电的瞬间，载荷31以及升降体9A的重力不急剧地加到驱动电机5A上。因此，能够防止驱动电机5A的故障，防止升降体9A的下落。
实施例
载荷部件31考虑升降体的质量(重力)而平衡性良好地设置。另外，在驱动电机5A中设置内设制动器是任意的，本发明不特别限制。
产业上的可利用性
本发明应用于印刷基板制造或电子零件制造。

Claims (5)

1.一种印刷基板用开孔加工机，包括：可动支承体，其设于固定机体的前方，向左右方向自如移动；升降体，其设于所述可动支承体的上部，通过具有垂直方向的驱动螺杆的驱动电机的驱动力而经由所述可动支承体的垂直导轨向上下方向自如移动；工作台，其设于所述升降体的下方，向前后方向移动，其特征在于，在所述驱动螺杆的上部侧形成一方向的螺纹，在该驱动螺杆的下部侧形成另一方向的螺纹，在所述一方向的螺纹上螺纹拧合有载荷部件，该载荷部件可至少使由所述升降体的升降移动引起的振动衰减，所述驱动螺杆整***于所述升降体上安装的心轴的大致正上方。
2.如权利要求1所述的印刷基板用开孔加工机，其特征在于，所述载荷部件由螺纹结合筒和筒状的载荷主体构成，该载荷主体外嵌合于所述螺纹结合筒上，具有卡合于所述可动支承体的垂直导轨上的卡合部。
3.如权利要求1所述的印刷基板用开孔加工机，其特征在于，在所述升降体的螺纹结合部和心轴保持部之间设定有规定的开口。
4.如权利要求1所述的印刷基板用开孔加工机，其特征在于，所述驱动电机的输出轴和驱动螺杆的连结部分侧支承在轴承机构上，该轴承机构由嵌合于可动支承体的上端部水平端板的开口上的嵌合筒和支承于该嵌合筒上的中心轴承构成。
5.如权利要求1所述的印刷基板用开孔加工机，其特征在于，所述可动支承体是含连结杆的纵长框状的框体结构，在纵向上以规定间隔形成有多个开口。
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