DE4037702A1 - Leiterplatten-bohrmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Leiterplatten-Bohrmaschine, insbesondere eine solche Maschine, die einen Bohrer ver­ wendet.

Allgemein ist eine Leiterplatten-Bohrmaschine gemäß Fig. 18 aufgebaut und umfaßt ein Maschinenbett und einen darauf verschiebbar gelagerten Tisch 2, der von einer Antriebs­ einrichtung (nicht gezeigt) angetrieben wird. Bohrer 3 sind in auf dem Tisch 2 fixierten Haltern 4 vorbereitet. Ein Ständer 5 ist an dem Maschinenbett 1 vorgesehen, von dem der Tisch 2 seitlich verläuft. Ein Werkzeugschlitten 6 ist am Ständer 5 gleitend gelagert und wird von einem Y-Achse- Antriebsmotor 7 angetrieben. Am Werkzeugschlitten 6 gleitet ein Spindelsupport 8 und wird von einem Z-Achse-Antriebs­ motor 9 angetrieben. Jede Spindel 10 ist am Spindelsupport 8 gehaltert und wird von einem zugehörigen Motor 11 ange­ trieben. An einem Zylinderblick 13 ist ein Niederhalter 12 befestigt. Mit W sind Leiterplatten (nachstehend kurz: Platten) bezeichnet. Die Platten W sind auf dem Tisch 2 mit Standardstiften P festgelegt. Der Tisch 2 und der Werkzeug­ schlitten 6 werden in X- und Y-Richtung verfahren, um da­ durch die Platten W und die Spindeln 10 zu positionieren. Dann werden die Spindeln 10 in Z-Richtung bewegt, und das Bohren erfolgt mit dem an der jeweils zugehörigen Spindel gehalterten Bohrer 3.

Fig. 19 zeigt den Aufbau des Bohrmaschinenteils mit einem Niederhalter 12.

Eine Spindel 10 und Druckluftzylinder 22 sind im Spindel­ support 8 aufgenommen. Der Niederhalter 12 ist an den Vor­ derenden der Druckluftzylinder 22 angeordnet. Bei einer solchen Anordnung sind die Platten W in ihrer Lage durch den Werkzeugschlitten 6 und den Tisch 2 festgelegt. Dann wird der Spindelsupport 8 abgesenkt, so daß der Niederhal­ ter 12 eine Kontaktplatte 17 niederdrückt. Dann erfolgt der Spindelvorschub, um die Bohrarbeit an den Platten W auszu­ führen. Die Kontaktplatte 17 liegt auf der obersten Platte W, und eine Bodenplatte 16 liegt unter der untersten Platte W. Die Bodenplatte 16 soll verhindern, daß der Bohrer 40 den Tisch 2 anbohrt. Die Kontaktplatte 17 dient der Ver­ besserung des anfänglichen Einführvorgangs des Bohrers 40 und verhindert die Bildung von Graten beim Herausziehen des Bohrers. Allgemein besteht die Kontaktplatte aus Aluminium mit einer Dicke von 0,15-0,2 mm.

Fig. 20 zeigt eine weitere bekannte Konstruktion des Spin­ delteils der Leiterplatten-Bohrmaschine. Dabei ist ein Zylinder 29 am Spindelsupport 8 festgelegt. Das Innere des Zylinders 29 steht über eine Leitung 32 in Fluidverbindung mit einer Druckluftquelle. Ein Lager 33 liegt am Zylinder 29 an und haltert die Spindel 10 drehbar. Ein Futter 34 ist am Unterende der Spindel 10 befestigt und haltert einen Bohrer 3. Der Niederhalter 12 ist am Unterende eines Kol­ bens 35 befestigt. Eine Austragöffnung 38, die an eine Vakuumquelle angeschlossen ist, ist an einer Seitenwand des Niederhalters 12 gebildet. Nuten zum Ansaugen von Luft wäh­ rend der Bohrarbeit sind am unteren Endteil des Niederhal­ ters 12 gebildet.

Der Spindelteil von Fig. 19 ist so aufgebaut, daß der In­ nendurchmesser D1 des Plattenanpreßteils 30 des Niederhal- Bohrers 40 gemäß Fig. 19 ist. Daher drückt im Fall eines Bohrers 3 mit kleinem Durchmesser, wie er in Fig. 21 ver­ wendet wird, der Niederhalter 12′ auf die Platten W an einer um einen Abstand L1 vom Bohrteil des Bohrers 3 ent­ fernten Stelle. Damit besteht die Gefahr, daß der Bohrer abbricht.

Wenn die Bohrer aus den Platten W gezogen werden, werden auf der Oberseite der Platten W unerwünschte Grate gebil­ det, so daß die Platten W fehlerhaft sind. Um die Bildung von Graten beim Herausziehen des Bohrers zu vermeiden, muß die Kontaktplatte jedesmal, wenn die Platten W ausgewech­ selt werden sollen, auf die oberste Platte W gelegt werden. Außerdem darf die Kontaktplatte 17 nur einmal verwendet werden und wird dann weggeworfen, was vom Kostenstandpunkt nachteilig ist.

Andererseits wird bei dem Spindelteil von Fig. 20 Druckluft mit vorbestimmtem Druck dem Zylinder 29 zugeführt und be­ wegt den Kolben 35 abwärts. Wenn der Spindelsupport 8 von Fig. 18 abgesenkt wird, drückt der Niederhalter 12 auf die Platten W, wie Fig. 22 zeigt. Danach wird der Bohrer 3 in die Platten W gedrückt und führt die Bohrarbeit aus. Zu diesem Zeitpunkt wird Luft durch die Nuten 39 in den Nie­ derhalter 12 angesaugt. Dann wird die Luft aus der Austrag­ öffnung 38 abgeführt. Bohrspäne oder Bohrmehl werden aus der Austragöffnung 38 abgeführt, und der Bohrer 3 wird durch die durch die Nuten 39 angesaugte Luft gekühlt. Wenn der Bohrer 3 aus den Platten W herausgezogen wird, werden wiederum Grate auf der Oberseite der Platten W gebildet, so daß die Platten fehlerhaft sind. Auch bei dieser Leiter­ platten-Bohrmaschine wird also die Kontaktplatte 17 auf die oberste Platte W gelegt, und die Platten W werden von dem Niederhalter 12′ über die Kontaktplatte 17 druckbeauf­ schlagt, um ein Heben oder eine Vibration der Platten wäh­ rend des Bohrens zu vermeiden, eine hohe Bohrlochgüte zu gewährleisten und eine Beschädigung des Bohrers zu verhin­ dern. Die Kontaktplatte 17 muß wiederum in wirtschaftlich nachteiliger Weise durch eine neue ersetzt werden, wenn die Leiterplatten W ausgewechselt werden, und die einmal ver­ wendete Kontaktplatte ist damit Schrott.

Angesichts der oben angegebenen Nachteile und Schwierig­ keiten, die sich bei den konventionellen Maschinen ergeben, ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Leiterplatten-Bohr­ maschine bereitzustellen, die den Bereich um die Bohrlöcher in den Leiterplatten in gleichbleibender Weise ungeachtet des Durchmessers der Bohrlöcher niederdrücken kann, ohne daß eine Kontaktplatte während des Bohrens auf die oberste Leiterplatte gelegt werden muß, und die die Bohrarbeit in zuverlässiger Weise und ohne Gratbildung an den Leiterplat­ ten ausführen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird durch die Erfindung eine Leiterplatten-Bohrmaschine angegeben zum Bearbeiten von auf einem Tisch aufeinandergestapelten Leiterplatten mit einem Bohrer unter gleichzeitigem Aufbringen von Druck auf die Leiterplatten mit einem Niederhalter, wobei die Bohrma­ schine dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Teil mit einem Loch, durch das der Bohrer treten kann, lösbar an einem Vorderende des Niederhalters so befestigt ist, daß die Mitte des Lochs mit der Achse des Bohrers fluchtet.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Leiter­ platten-Bohrmaschine angegeben zum Bearbeiten von auf einem Tisch aufeinandergestapelten Leiterplatten mit einem Bohrer unter gleichzeitigem Aufbringen von Druck auf die Leiter­ platten mit einem Niederhalter, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Teil, durch das erst nach dem Befestigen ein Loch zum Führen des Bohrers bei der Bearbeitung der Leiter­ platten gebohrt wird, lösbar an einem Vorderende des Nie­ derhalters befestigt ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Lei­ terplatten-Bohrmaschine angegeben zum Bearbeiten von auf einem Tisch aufeinandergestapelten Leiterplatten mit einem Bohrer unter gleichzeitigem Aufbringen von Druck auf die Leiterplaten mit einem Niederhalter, die dadurch gekenn­ zeichnet ist, daß ein Teil, das die Leiterplatten in ihre Lage drückt, lösbar an einem Vorderende des Niederhalters befestigt ist und daß eine Teilaufnahmeeinrichtung zur Einzelzuführung jeweils eines einer Vielzahl von Teilen und eine Teilabfuhreinrichtung zur Abfuhr verbrauchter Teile vorgesehen ist, wobei die Teilaufnahmeeinrichtung und die Teilabfuhreinrichtung an dem Tisch angebracht sind.

Die Maschine umfaßt ferner einen Teilpositionierer zum kurzzeitigen Entfernen und Positionieren des Teils bei einem Bohrerwechsel, wobei der Teilpositionierer an dem Tisch vorgesehen ist.

Dabei ist vorgesehen, daß der Tisch, an dem die Teilauf­ nahmeeinrichtung und die Teilabfuhreinrichtung angeordnet sind, ein Tisch ist, auf den die Leiterplatten gelegt sind.

Ferner ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Bohr­ arbeit zum Bohren des Lochs in das Teil zwecks Führung des Bohrers beim Bohren gleichzeitig mit dem Bohrbearbeiten der Leiterplatten durchgeführt wird.

Dabei ist vorgesehen, daß die Unterseite des Teils eben ausgebildet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Teil aus Magnetwerkstoff besteht und daß Magnete an einer bestimmten Stelle des Vorderendes des Niederhalters angeordnet sind, so daß das Teil durch die Anziehungskraft der Magnete in seiner Lage gehalten ist.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine Leiter­ platten-Bohrmaschine angegeben zum Bearbeiten von Leiter­ platten mittels eines in Axialrichtung einer Spindel glei­ tend gelagerten Niederhalters, der an einen Unterdruck­ erzeuger angeschlossen ist und auf die Leiterplatten wäh­ rend des Bohrvorgangs Druck aufbringt, wobei diese Maschine gekennzeichnet ist durch einen Klotz mit einer Vielzahl von Ausblasöffnungen zum Ausblasen von Luft, die durch eine in einer Seitenwand des Niederhalters gebildete Luftzufuhr­ öffnung zu einer Öffnung im Inneren des Niederhalters zuge­ führt wird, einem mit der Luftzufuhröffnung verbundenen Luftzufuhrkanal, der an der Vielzahl von Ausblasöffnungen mündet, einer Vielzahl von in einer Kontaktfläche mit den Leiterplatten gebildeten Luftansaugöffnungen und einem von der Vielzahl von Luftansaugöffnungen zu einer in der Sei­ tenwand des Niederhalters gebildeten Luftaustragöffnung verlaufenden Luftansaugkanal, wobei der Klotz an einem Vor­ derende des Niederhalters befestigt ist, und durch ein Plattenelement, das an der Kontaktfläche des Klotzes mit den Leiterplatten durch die Saugwirkung der Vielzahl von Luftansaugöffnungen lösbar befestigt ist.

Dabei ist vorgesehen, daß die Vielzahl von Ausblasöffnungen zum Ausblasen der Luft zu der Öffnung im Inneren des Nie­ derhalters tangential zu dem an der Spindel gehalterten Bohrer verläuft.

Ferner ist dabei vorgesehen, daß im Inneren des Luftzufuhr­ kanals eine drosselähnliche Düse gebildet ist.

Weiterhin ist dabei vorgesehen, daß an der Kontaktfläche des Klotzes mit den Leiterplatten Führungen vorgesehen sind, deren Tiefe geringer als die Dicke des Plattenele­ ments ist.

Das Teil ist am Vorderende des Niederhalters lösbar befe­ stigt. Eine Leiterplatte oder eine Mehrzahl von aufeinan­ dergelegten Leiterplatten wird von dem Teil druckbeauf­ schlagt, so daß die Bohrarbeit von oberhalb des Teils durchführbar ist. Das am Niederhalter befestigte Teil wird gemeinsam mit dem Niederhalter bewegt. Dabei wird der das Teil an seinem Vorderende aufweisende Niederhalter durch die Druckluftzylinder abgesenkt, so daß die auf dem Tisch liegenden Leiterplatten von dem Teil direkt niedergedrückt werden. Dann erfolgt der Bohrervorschub zur Herstellung eines vorbestimmten Bohrlochs in der Platte durch das Teil hindurch. Dann werden die Druckluftzylinder betätigt und heben das Teil gemeinsam mit dem Niederhalter. Der nächste Arbeitsgang findet in der gleichen Reihenfolge statt.

Somit ist das Teil lösbar am Vorderende des Niederhalters befestigt, und die Leiterplatten werden direkt von dem Teil druckbeaufschlagt. Infolgedessen ist es möglich, auf den Abschnitt im Bereich des Bohrlochs ständig Druck aufzu­ bringen, ohne die Kontaktplatte auf der obersten Leiter­ platte während der Bohrarbeit zu verwenden, und zwar unab­ hängig vom Durchmesser des Bohrers, und die Bohrarbeit an den Leiterplatten ohne Gratbildung durchzuführen.

Da außerdem das Teil zum Niederdrücken der Platten lösbar am Vorderende des Niederhalters befestigt ist und da die Teilaufnahmeeinrichtung zur Lieferung einer Vielzahl von Teilen nacheinander sowie die Teilabfuhrvorrichtung zum Abführen der gebrauchten Teile an dem Tisch befestigt sind, kann der anzubohrende Bereich der Leiterplatten ungeachtet des Bohrerdurchmessers ständig niedergedrückt werden, ohne daß eine Kontaktplatte während der Bohrarbeit auf die ober­ ste Leiterplatte gelegt werden muß, so daß die Ausbildung von Graten vermieden wird. Es ist somit möglich, die Bohr­ arbeit an den Leiterplatten in wirksamerer Weise auszufüh­ ren. Außerdem ist es möglich, das Befestigen/Lösen des Teils kontinuierlich und automatisch durchzuführen.

Da ferner der Teilpositionierer zur vorübergehenden Posi­ tionierung des Teils während eines Bohrerwechsels an dem Tisch vorgesehen ist, kann ein unnötiges Wegwerfen der Teile während der Bohrerwechsels vermieden werden.

Der Tisch, an dem die Teilaufnahmeeinrichtung, die Teil­ abfuhreinrichtung und der Teilpositionierer befestigt sind, kann außerdem als Tisch zur Auflage der Leiterplatten die­ nen, so daß es möglich ist, die Bewegungsstrecke des Niederhalters zu verkürzen und das Befestigen/Lösen der Teile und der Bohrer zu automatisieren.

Um ferner ein Loch zum Führen des Bohrers während der Bohrarbeit an den Leiterplatten herzustellen, ist das Teil unmittelbar unter dem Vorderende der Leiterplattenpreßein­ richtung lösbar befestigt, wodurch gleichzeitig das Teil und die Leiterplatten bearbeitet werden. Wenn daher ein Bohrer mit kleinem Durchmesser gegen einen Bohrer mit gro­ ßem Durchmesser ausgewechselt wird, kann das Teil nochmals verwendet werden, was vom Kostenstandpunkt vorteilhaft ist.

Da die Unterseite des Teils eben ist, besteht keine Gefahr, daß die Oberfläche der Platten beschädigt wird, wenn sie von der Unterseite des Teils niedergedrückt werden.

Da das Teil aus Magnetwerkstoff bestehen kann und die Ma­ gnete an vorbestimmten Stellen des Vorderendes des Nieder­ halters vorgesehen sein können, um das Teil durch die An­ ziehungskraft zu halten, kann ein Unterdruckerzeuger ent­ fallen.

Der Klotz mit einer Mehrzahl von Ausblasöffnungen, aus denen Luft ausgeblasen wird, die von einer in einer Seiten­ wand des Niederhalters gebildeten Luftzufuhröffnung in Richtung zu einer zum Inneren des Niederhalters weisenden Öffnung führen, mit einem Luftzufuhrkanal, der mit der Luftzufuhröffnung verbunden ist und an der Mehrzahl von Ausblasöffnungen endet, mit einer Mehrzahl von Luftansaug­ öffnungen, die in einer Kontaktfläche mit den Leiterplatten gebildet sind, und mit einem Luftansaugkanal, der von der Mehrzahl von Luftansaugöffnung zu einer Luftaustrittsöff­ nung in der Seitenwand des Niederhalters verläuft, ist an einem Vorderende des Niederhalters befestigt, und ein Plat­ tenelement ist lösbar an der Kontaktfläche des Klotzes mit den Leiterplatten durch die Saugwirkung der Mehrzahl von Saugöffnungen gehalten. Somit ist es möglich, den mit dem Bohrer zu bearbeitenden Bereich der Leiterplatten ständig ungeachtet des Bohrerdurchmessers niederzudrücken, ohne daß eine Kontaktplatte auf der obersten Leiterplatte während der Bohrarbeit an den Leiterplatten benötigt wird, und die Bohrarbeiten zuverlässig und ohne die Ausbildung von Graten an den Leiterplatten auszuführen. Damit ist es möglich, den Bohrer zu kühlen und Bohrspäne auszutragen.

Da die Mehrzahl von Ausblasöffnungen zum Ausblasen der Luft zu der Öffnung im Inneren des Niederhalters tangential zum Umfang des an der Spindel gehaltenen Bohrers vorgesehen ist, kann der Bohrer in positiver Weise gekühlt und können die Bohrspäne abgeführt werden.

Da die drosselähnliche Düse in dem Luftzufuhrkanal vorge­ sehen ist, kann die Kühlung des Bohrers in effektiverer Weise erfolgen.

Da ferner an der Kontaktfläche des Klotzes mit den Leiter­ platten die Führung vorgesehen ist, deren Tiefe geringer als die Dicke des Plattenelements ist, kann eine Verlage­ rung der Befestigungslage des Plattenelements während des Bohrvorgangs mit dem Bohrer vermieden werden.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 und 2 seitliche Querschnittsansichten, die ein erstes Ausführungsbeispiel der Leiterplatten- Bohrmaschine nach der Erfindung zeigen;

Fig. 3 eine seitliche Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Leiterplatten-Bohr­ maschine;

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Teilaufnahmeeinrich­ tung von Fig. 3;

Fig. 5 eine seitliche Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der Leiterplatten-Bohr­ maschine;

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Leiterplatten-Bohr­ maschine gemäß einem vierten Ausführungsbei­ spiel;

Fig. 7 eine seitliche Schnittansicht eines fünften Ausführungsbeispiels der Leiterplatten-Bohr­ maschine;

Fig. 8 eine seitliche Schnittansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels der Leiterplatten-Bohr­ maschine;

Fig. 9 die Betriebsweise des Niederhalters von Fig. 8;

Fig. 10 eine Ansicht von unten, die den Niederhalter von Fig. 8 zeigt;

Fig. 11 eine vergrößerte Ansicht von unten, die einen Bohrer zeigt, um die Beziehung zwischen dem Bohrer und dem Luftstrom gemäß Fig. 8 zu ver­ deutlichen;

Fig. 12 bis 17 eine Serie von Arbeitsschritten der Leiter­ platten-Bohrmaschine von Fig. 8;

Fig. 18 eine Perspektivansicht einer konventionellen Leiterplatten-Bohrmaschine;

Fig. 19 eine seitliche Schnittansicht eines Spindel­ teils der konventionellen Leiterplatten-Bohr­ maschine;

Fig. 20 eine seitliche Schnittansicht eines weiteren Spindelteils einer konventionellen Leiter­ platten-Bohrmaschine;

Fig. 21 eine seitliche Schnittansicht, die den Betrieb der Leiterplatten-Bohrmaschine von Fig. 19 zeigt; und

Fig. 22 eine Seitenansicht der Leiterplatten-Bohrma­ schine von Fig. 20 im Betrieb.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der Leiterplatten-Bohrmaschine. Am Vorderende eines Niederhal­ ters 23 ist ein Teil 43 lösbar befestigt. Das Teil 43 ist ein Formteil aus Kunststoff und ist in einen Verbindungs­ abschnitt 46 des Niederhalters 23 unter Nutzung eines Vor­ sprungs 44, der zu dem Teil 43 gehört, eingepreßt. Das Teil 43 weist an seiner Innenseite einen konischen Abschnitt 45 auf, so daß eine für Leiterplatten bestimmte Druckkraft von Druckluftzylindern 22 im Bereich eines Bohrers 3 durch den Niederhalter 23 konzentriert ist. Eine Durchgangsöffnung 47 mit im wesentlichen dem gleichen Durchmesser wie der Bohrer 3 ist an einer Stelle gebildet, die mit einem axialen Mit­ telpunkt des Bohrers 3 im zentralen Abschnitt des Teils 43 identisch ist. Der Bohrer 3 gleitet durch die Durchgangs­ öffnung 47.

Die Leiterplatten W sind auf einer unteren Platte 16 ange­ ordnet. Eine Kontaktplatte, wie sie konventionell verwendet wird, befindet sich nicht auf der obersten Leiterplatte W.

Wenn bei dieser Anordnung der Spindelsupport 8 gemäß Fig. 2 abgesenkt wird, drückt das am Vorderende des Niederhalters 23 befestigte Teil 43 die Leiterplatten W nieder, um sie zu halten. Infolgedessen wirkt das Teil 43 wie die konventio­ nelle Kontaktplatte. Wenn das Teil 43 die Leiterplatten W überdeckt, wird der Bohrer 3 abgesenkt und bearbeitet die Leiterplatten W.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Durchgangsöffnung vorher im zentralen Abschnitt des Teils 43 gebildet. Es ist aber auch möglich, das Teil 43 aus Kunststoff zu formen und den Bohrer 3 abzusenken, wenn das Teil 43 überlappend auf den Leiterplatten W liegt, und dann das Teil 43 sowie die Leiterplatten W zu bearbeiten, so daß die Durchgangsöffnung 47 gebildet wird.

Wenn dabei der Spindelsupport 8 abgesenkt wird, drückt das am Niederhalter 23 befestigte Teil 43 auf die Leiterplatten W. Dabei wirkt das Teil 43 wie eine konventionelle Kontakt­ platte. Somit werden das Teil 43 und die Leiterplatten W gemeinsam bearbeitet, wenn das Teil 43 die Leiterplatten W überdeckt. Der weitere Bohrvorgang wird unter Verwendung des im Teil 43 gebildeten Lochs als Führungsloch fortge­ setzt.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Leiterplatten-Bohrmaschine, wobei an einem Tisch 48 eine Teilaufnahmeeinrichtung 49 befestigt ist. Die Teilaufnahme­ einrichtung 49 ist so ausgelegt, daß sie eine Vielzahl von Teilen 43 in einem Halter 50 aufnimmt. Die Teile 43 werden von einem Ring 51 und einer Feder 52 nach oben gedrückt. Wie Fig. 4 deutlich zeigt, ist das oberste Teil 43A von Anschlägen 53, die die Aufwärtsbewegung begrenzen, sowie von Führungen 54 zum Führen des Außenumfangs eines Flanschs 55 des obersten Teils 43A auf beiden Seiten gehalten.

Am Vorderende des Niederhalters 23 ist ein Vorsprung 56 geformt, um das oberste Teil 43A aus dem Halter 50 der Teilaufnahmeeinrichtung 49 mitzunehmen. Ein Teilpositio­ nierer 57 besteht aus einem Anschlagpolster 58 mit U-Quer­ schnitt, einer in dem Anschlagkissen 58 angeordnetn Feder 59 und einem gleitend im Anschlagpolster 58 vorgesehenen Halter 60.

Wenn bei einer solchen Anordnung der Spindelsupport 8 ab­ gesenkt und dann nach links in Fig. 3 verfahren wird, drückt der am Niederhalter 23 geformte Vorsprung 56 auf einen am Teil 43 geformten Vorsprung 44 in Richtung eines Pfeils A, wodurch das oberste Teil 43 vom Halter 50 der Teilaufnahmeeinrichtung 49 abgenommen wird. Dann wird das abgenommene oberste Teil 43 von den Führungen 54 geführt und gleitet auf dem Tisch 48. Das Teil 43 gelangt dann in Kontakt mit dem Anschlagkissen 58, in dem die Feder 59 zu Positionierzwecken vorgesehen ist. Nach der Positionierung wird der Spindelsupport 8 weiter abgesenkt, so daß das Teil 43 in den Verbindungsabschnitt 46 des Niederhalters 23 ein­ gedrückt wird.

Fig. 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Leiter­ platten-Bohrmaschine, wobei eine Teilabfuhreinrichtung 61 an einem Tisch 48 befestigt ist. Die Teilabfuhreinrichtung 61 besteht aus einem Gehäuse 62 und einem Deckel 63. In gleicher Weise wie bei der Teilaufnahmeeinrichtung 49 von Fig. 4 sind Anschläqe 64 und Führungen 65 an einem oberen Ende des Gehäuses 62 gebildet. Die Anschläge 64 halten den Flansch 55 des Teils 43 auf beiden Seiten, um zu verhin­ dern, daß sich das Teil zusammen mit dem Niederhalter 23 aufwärtsbewegt, wenn der Niederhalter 23 angehoben und das Teil aus dem Niederhalter 23 herausgezogen wird. Die Füh­ rungen 65 führen den Außenrand des Flanschs 55, so daß das Teil 43 gleichmäßig an den Anschlägen 64 anliegt, wenn der Spindelsupport 8 nach rechts in Fig. 5 verfahren wird.

Bei dieser Anordnung wird das Teil 43, das in den Verbin­ dungsabschnitt 46 des Niederhalters 23 eingepreßt ist, abgeführt, wenn der Spindelsupport in Pfeilrichtung A in Fig. 5 bewegt wird, die der Pfeilrichtung von Fig. 3 ent­ gegengesetzt ist, in der das Teil am Niederhalter 23 anzu­ bringen ist.

Fig. 6 zeigt eine Leiterplatten-Bohrmaschine gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, wobei eine Teilaufnahmeein­ richtung A von Fig. 3, ein Teilpositionierer B und eine Teilabfuhreinrichtung C von Fig. 5 im Tisch 48 unterge­ bracht sind.

Bei der Leiterplatten-Bohrmaschine wird allgemein ein Boh­ rerwechsel automatisch von einer automatischen Bohrerwech­ seleinrichtung (nicht gezeigt) am Tisch 2 durchgeführt. Wenn das Teil vorübergehend wegen eines Bohrerwechsels oder dergleichen entfernt wird, wird der Teilpositionierer ver­ wendet. Insbesondere hat der Teilpositionierer Anschläge 64 und Führungen 65, jedoch hat er kein Element wie den Halter 50 oder das Gehäuse 62.

Im Fall einer vorübergehenden Positionierung des Teils, wenn etwa der Durchmesser des zu verwendenden Bohrers größer als der Durchmesser des Bohrers ist, der vor dieser vorübergehenden Positionierung eingesetzt wurde, kann das Teil wieder am Niederhalter befestigt werden, so daß das Teil gemeinsam mit den Leiterplatten W erneut mit dem Bohrer bearbeitet werden kann.

Der Tisch 48, in dem die Teilaufnahmeeinrichtung A, der Teilpositionierer B und die Teilabfuhreinrichtung C vor­ gesehen sind, kann auch als Arbeitstisch verwendet werden, auf dem die Leiterplatten W übereinandergelegt sind.

Fig. 7 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der Leiter­ platten-Bohrmaschine, wobei im Vorderende des Niederhalters 23 Magnete 66 vorgesehen sind. Ein Magnetelement 67 (z. B. ein Eisenteil) ist mit einer Kunststoffplatte 68 verbunden. Ein Teil 69 besteht aus dem Magnetelement 67 und der Kunst­ stoffplatte 68.

Wenn am Vorderende des Niederhalters 23 eine Vakuumeinrich­ tung angewendet wird, kann das als Scheibe ausgebildete Teil durch Unterdruck angesaugt werden.

Die Fig. 8-17 zeigen ein sechstes Ausführungsbeispiel der Leiterplatten-Bohrmaschine, wobei eine Spindel 10 drehbar in einem Lager 33 gehalten ist. Ein Futter 34 ist an der Spindel 10 befestigt, um den Bohrer 3 zu halten. Ein Nie­ derhalter 28 steht in Gleitverbindung mit dem Lager 33. Eine Austragöffnung 38 ist an einer Seitenwand des Nieder­ halters 28 gebildet, um Luft und Bohrspäne oder Bohrmehl aus dem Inneren des Niederhalters 28 auszutragen, und ist mit einem Staubsammler (nicht gezeigt) über einen Schlauch oder dergleichen (nicht gezeigt) verbunden. Ein Ringkanal 70 ist in der vorderen Endfläche des Niederhalters 28 ge­ bildet. Ein Gasansaugkanal 71 verläuft radial zur äußeren Seitenwand des Niederhalters 28 und ist mit dem Ringkanal 70 verbunden. Eine Saugöffnung 72 ist mit dem Gasansaug­ kanal 71 verbunden. Eine Zufuhröffnung 73 ist an der Sei­ tenwand des Niederhalters 28 gebildet. Ein Gaszufuhrkanal 74 ist in Richtung zum Mittelpunkt von der Zufuhröffnung 73 ausgehend gebildet. Der Gaszufuhrkanal 74 ist L-förmig in Richtung zur Endfläche des Niederhalters 28 (Fig. 8) aus­ geführt und mündet an der Endfläche des Niederhalters 28.

Mit dem Niederhalter 28 ist an einem Verbindungsabschnitt 76 ein Klotz 75 gekoppelt und an einer Unterseite des Nie­ derhalters 28 befestigt. Der Gasansaugkanal 71 ist mit dem Klotz 75 verbunden. Der Klotz 75 weist eine Vielzahl von radial verlaufenden Hohlräumen 77 auf. In dem Klotz 75 ist ein Ringkanal 78 geformt. Ein Kanal 79 ist mit dem Ring­ kanal 78 verbunden. Eine drosselähnliche Düse 80 ist in dem Kanal 79 gebildet. Ein Luftansaugkanal ist von den Hohl­ räumen 77, dem Ringkanal 70 und dem Gasansaugkanal 71 ge­ bildet. Ein Luftzufuhrkanal ist von dem Gaszufuhrkanal 74, dem Kanal 79 und dem Ringkanal 78 gebildet. Eine Vielzahl von Ausblasöffnungen 81, die an einem inneren Abschnitt des unteren Endteils des Niederhalters 28 münden, ist so ge­ formt, daß die Luft entlang den Bohrernuten des Bohrers 3 (Fig. 11) geblasen wird.

Andererseits dient eine durchflußmengenregelbare Hochdruck­ luftquelle 82 der Zuführung von Hochdruckluft zur Zufuhr­ öffnung 73. 83 ist ein Zylinder, 84 ist ein Kolben des Niederhalters 28, 85 ist eine Zufuhrleitung zur Zuführung von Luft 86 zum Zylinder 83. Wenn dem Zylinder 83 Luft 86 zugeführt wird, steigt der Druck in einem Hohlraum 87, wodurch der Niederhalter 28 in Richtung eines Pfeils Z bewegt wird.

Ein Unterdruckerzeuger 88 dient dem Absaugen der Luft aus den Hohlräumen 77. Ein Plattenelement 89 ist an der Unter­ seite des Klotzes 75 befestigt. Wenn dem Unterdruckerzeuger 88 Druckluft als Unterdruckerzeugungsluft 90 zugeführt wird, wird das Gas im Gasansaugkanal 71, im Ringkanal 70 und in den Hohlräumen 77 durch die Saugkraft in Richtungen entsprechend dem Pfeil A in Fig. 8 gesaugt. Wenn dann das Plattenelement 89 angebracht wird, wird es von dem Unter­ druck in den Hohlräumen 77, dem Ringkanal 70 und dem Gas­ ansaugkanal 71 angesaugt. Dadurch wird das Plattenelement 89 an der Unterseite des Klotzes 75 befestigt, der am Vor­ derende des Niederhalters 28 angebracht ist.

Die Hohlräume 77 haben die Funktion, das Plattenelement 89 über eine möglichst breite Fläche anzusaugen, wodurch die Saugkraft erhöht wird. Eine Führung 91 liegt an dem äußeren Teil des Plattenelements 89 an, um eine Verlagerung des Plattenelements 89 bei eventuellem Aufbringen einer äußeren Kraft auf das Plattenelement 89 zu verhindern.

Zum Abführen der während des Bohrens anfallenden Bohrspäne und zum Kühlen des Bohrers wird ferner Hochdruckluft mit geregelter Durchflußmenge der Zufuhröffnung 73 von der durchflußmengenregelbaren Hochdruckluftquelle 82 zugeführt. Die Luft strömt durch den Gaszufuhrkanal 74 und den Kanal 79 zur Düse 80, wo sie sich adiabatisch ausdehnt und ihre Temperatur am Ringkanal 78 verringert wird. Außerdem wird die Luft entlang den Bohrernuten aus der Ausblasöffnung 81 zur Bohrerspitze geblasen, wie Fig. 11 zeigt, um dadurch den Bohrer 3 zu kühlen und gleichzeitig die Bohrspäne ab­ zuführen. Die Luft im Niederhalter 28 wird von der Austrag­ öffnung 38 angesaugt. Infolgedessen werden die von der Spitze des Bohrers 3 entfernten Bohrspäne durch die aus den Ausblasöffnungen 81 austretende Druckluft in den Nieder­ halter 28 geleitet und aus der Austragöffnung 38 zusammen mit der aus den Ausblasöffnunge 81 in den Niederhalter 28 geblasenen Druckluft abgeführt.

Im übrigen sind 92 und 93 O-Dichtringe, die ein Entweichen von Luft verhindern. 94′ sind Löcher, die in die Leiter­ platten W gebohrt sind, und 16 ist eine untere Platte, die die Leiterplatten W trägt.

Wenn bei dieser Anordnung dem Unterdruckerzeuger 88 Unter­ druckerzeugungsluft 90 zugeführt wird, strömt die Luft im Gasansaugkanal 71, im Ringkanal 70 und in den Hohlräumen 77 aufgrund der Saugkraft in die Richtung gemäß dem Pfeil A in Fig. 8. In diesem Zustand wird das Plattenelement 89 auf die Unterseite des Klotzes 75 aufgebracht, und das Platten­ element 89 wird angesaugt. Dann ist das Innere des Nieder­ halters 28 durch das Plattenelement 89 von der Umgebungs­ luft abgeschlossen und wird auf einem Unterdruck gehalten. Infolgedessen wird die aus der Zufuhröffnung 73 zugeführte Druckluft durch den Gaszufuhrkanal 74 und den Kanal 79 zur Düse 80 geleitet, wo die Luft sich adiabatisch ausdehnt und ihre Temperatur am Kanal 78 verringert wird. Außerdem wird die Luft aus den Ausblasöffnungen 81 durch die Bohrerspitze entlang den Nuten des Bohrers 3 geblasen, wie Fig. 11 zeigt. Infolgedessen dehnt sich die Luft in den Ausblas­ öffnungen 81 und dem Niederhalter 28 abrupt aus. Wenn daher die Druckluft aus den Ausblasöffnungen 81 in Richtung des Pfeils C geblasen wird, wird ein Luftstrom entsprechend den Pfeilen C, D und E in Fig. 9 (in dieser Reihenfolge) er­ zeugt, so daß die Luftabfuhr durch die Austragöffnung 38 erfolgt.

Wenn nun der Spindelsupport abgesenkt wird, wird das Plat­ tenelement 89, das durch Saugkraft an der Unterseite des Klotzes 75 gehalten ist, in Kontakt mit der obersten Lei­ terplatte W gebracht, so daß die Leiterplatten über das Plattenelement 89 nach unten gedrückt werden.

Wenn der Spindelsupport weiter abgesenkt wird, wie Fig. 9 zeigt, wird der Bohrer 3 in die Leiterplatten W gedrückt, und ein Loch 94′ wird durch das Plattenelement 89 hindurch in den Leiterplatten W gebildet.

Wenn der Spindelsupport angehoben wird, wird der Bohrer 3 aus den Leiterplatten W und dem Plattenelement 89 heraus­ gezogen. Da zu diesem Zeitpunkt die Luft entsprechend den Pfeilen C, D und E in Fig. 9 strömt, werden die in den Nuten des Bohrers 3 haftenden Bohrspäne durch den Luftstrom C, D und E ausgetragen. Gleichzeitig kann der Bohrer 3 wirksam gekühlt werden, da die verminderte Temperatur auf­ weisende Luft mit dem Bohrer 3 in Berührung gelangt.

Das Loch 94, das von dem Bohrer 3 in das Plattenelement 89 gebohrt wurde, dient als Führung für den Bohrer 3 beim nächsten Bohrvorgang. Es ist somit möglich, den Bereich des bearbeiteten Teils der Leiterplatten unter Anwendung des Plattenelements 89 gleichbleibend mit Druck zu beauf­ schlagen.

Die Fig. 12-17 zeigen eine Serie von Arbeitsschritten vom Befestigen/Lösen des Bohrers 3 bis zur Abfuhr des Platten­ elements 89. Dabei zeigt Fig. 12 einen Wartezustand, in dem der Bohrer 3 nicht in das Futter 34 eingespannt ist. Fig. 13 zeigt einen Bohrerbefestigungszustand, in dem der Bohrer 3 in das Futter 34 eingespannt ist. Fig. 14 zeigt einen Zustand, in dem das Plattenelement durch den Betrieb des Unterdruckerzeugers 88 angesaugt ist. Die Unterdruckerzeu­ gungsluft 90 wird dem Unterdruckerzeuger 88 zugeführt, und die Luft im Gasansaugkanal 71, im Ringkanal 70 und in den Hohlräumen 77 wird durch die Saugwirkung angesaugt. Das Plattenelement 89 wird auf die Unterseite des Klotzes 75 aufgebracht und durch Saugkraft in seiner Lage gehalten. 97 ist ein Plattenelement-Vorratshalter, in dem eine Vielzahl von Plattenelementen 89 aufgenommen ist. 98 ist ein Plat­ tenelementschieber, der die Plattenelemente 89 in Richtung des Pfeils B in Fig. 14 nach oben schiebt. 99 ist ein Plat­ tenelementausgeber zur Ausgabe eines Plattenelements 89 aus dem Vorratshalter 97, so daß das Plattenelement 89 auf einem Fördertisch 101 in eine Plattenelementwartestellung 100 gleitet. Der Niederhalter 28 wird in Z-Richtung ent­ sprechend dem Pfeil A in Fig. 14 bewegt und saugt dadurch das Plattenelement 89 an.

Fig. 15 zeigt einen Bohrzustand nach Durchführung einiger Bohrvorgänge. Der Bohrer 3 wird unter Führung durch das Loch 94 in dem Plattenelement 89 in die Leiterplatten W gedrückt.

Fig. 16 zeigt einen Plattenelement-Abfuhrzustand, in dem der Spindelsupport angehoben ist, so daß der Bohrer 3 aus den Leiterplatten W und dem Plattenelement 89 herausgezogen ist. Die Unterdruckerzeugungsluft 90, die die dem Unter­ druckerzeuger 88 zugeführte Druckluft ist, wird den Hohl­ räumen 77 zugeführt, was zu einem hohen Druck in den Hohl­ räumen 77 führt, so daß das auf die Unterseite des Klotzes 75 aufgebrachte Plattenelement 89 entfernt und abgeführt wird. 102 ist eine Abfuhrstation für die verbrauchten Plat­ tenelemente 89.

Fig. 17 zeigt einen Fig. 12 entsprechenden Wartezustand, in dem der Bohrer 3 nicht in das Futter 34 eingespannt ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, ein konven­ tionelles Kontaktteil an dem Niederhalter der Leiterplat­ ten-Bohrmaschine in einfacher Weise zu befestigen bzw. es davon zu lösen. Es ist unnötig, eine Kntaktplatte gleicher Größe wie die Leiterplatten einzusetzen.

Ferner ist es bei diesem Ausführungsbeispiel möglich, eine hohe Bohrlochgüte sicherzustellen, die gleich oder besser als bei der konventionellen Maschine ist, und zwar inner­ halb der konventionellen Bohrerstandzeit und unter der Annahme eines Bohrungsdurchmessers von 0,2 mm oder mehr.

Claims (12)

1. Leiterplatten-Bohrmaschine zum Bearbeiten von auf einem Tisch aufeinandergestapelten Leiterplatten (W) mit einem Bohrer (3) unter gleichzeitigem Aufbringen von Druck auf die Leiterplatten mit einem Niederhalter (23), dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (43) mit einem Loch (47), durch das der Bohrer (3) treten kann, lösbar an einem Vorderende des Niederhalters (23) so befestigt ist, daß die Mitte des Lochs mit der Achse des Bohrers (3) fluchtet.

2. Leiterplatten-Bohrmaschine zum Bearbeiten von auf einem Tisch aufeinandergestapelten Leiterplatten (W) mit einem Bohrer (3) unter gleichzeitigem Aufbringen von Druck auf die Leiterplatten mit einem Niederhalter (23), dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (43), durch das erst nach dem Befestigen ein Loch zum Führen des Bohrers (3) bei der Bearbeitung der Leiterplatten (W) gebohrt wird, lösbar an einem Vorderende des Niederhalters (23) befestigt ist.

3. Leiterplatten-Bohrmaschine zum Bearbeiten von auf einem Tisch (48) aufeinandergestapelten Leiterplatten (W) mit einem Bohrer (3) unter gleichzeitigem Aufbringen von Druck auf die Leiterplaten mit einem Niederhalter (23), dadurch gekennzeichnet,
daß ein Teil (43), das die Leiterplatten (W) in ihre Lage drückt, lösbar an einem Vorderende des Niederhalters (23) befestigt ist und
daß eine Teilaufnahmeeinrichtung (49) zur Einzelzufüh­ rung jeweils eines einer Vielzahl von Teilen (43) und eine Teilabfuhreinrichtung (61) zur Abfuhr verbrauchter Teile (43) vorgesehen ist, wobei die Teilaufnahmeeinrichtung (49) und die Teilabfuhreinrichtung (61) an dem Tisch (48) ange­ bracht sind.

4. Leiterplatten-Bohrmaschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Teilpositionierer (C) zum kurzzeitigen Entfernen und Positionieren des Teils (43) bei einem Bohrerwechsel, wobei der Teilpositionierer an dem Tisch (48) vorgesehen ist.

5. Leiterplatten-Bohrmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch (48), an dem die Teilaufnahmeeinrichtung (49) und die Teilabfuhreinrichtung (61) angeordnet sind, ein Tisch ist, auf den die Leiterplatten (W) gelegt sind.

6. Leiterplatten-Bohrmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrarbeit zum Bohren des Lochs in das Teil (43) zwecks Führung des Bohrers (3) beim Bohren gleichzeitig mit dem Bohrbearbeiten der Leiterplatten (W) durchgeführt wird.

7. Leiterplatten-Bohrmaschine nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Teils (43) eben ausgebildet ist.

8. Leiterplatten-Bohrmaschine nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (69) aus Magnetwerkstoff besteht und daß Magnete (66) an einer bestimmten Stelle des Vorderendes des Niederhalters (23) angeordnet sind, so daß das Teil (69) durch die Anziehungskraft der Magnete (66) in seiner Lage gehalten ist.

9. Leiterplatten-Bohrmaschine zum Bearbeiten von Leiter­ platten (W) mittels eines in Axialrichtung einer Spindel (10) gleitend gelagerten Niederhalters (28), der an einen Unterdruckerzeuger (88) angeschlossen ist und auf die Lei­ terplatten während des Bohrvorgangs Druck aufbringt, gekennzeichnet durch
einen Klotz (75) mit einer Vielzahl von Ausblasöffnungen (81) zum Ausblasen von Luft, die durch eine in einer Sei­ tenwand des Niederhalters (28) gebildete Luftzufuhröffnung (73) zu einer Öffnung im Inneren des Niederhalters (28) zugeführt wird, einem mit der Luftzufuhröffnung (73) ver­ bundenen Luftzufuhrkanal (74, 79, 78), der an der Vielzahl von Ausblasöffnungen (81) mündet, einer Vielzahl von in einer Kontaktfläche mit den Leiterplatten (W) gebildeten Luftansaugöffnungen (77) und einem von der Vielzahl von Luftansaugöffnungen (77) zu einer in der Seitenwand des Niederhalters (28) gebildeten Luftaustragöffnung (38) ver­ laufenden Luftansaugkanal (71), wobei der Klotz (75) an einem Vorderende des Niederhalters (28) befestigt ist, und
ein Plattenelement (89), das an der Kontaktfläche des Klotzes (75) mit den Leiterplatten (W) durch die Saugwir­ kung der Vielzahl von Luftansaugöffnungen (77) lösbar befestigt ist.

10. Leiterplatten-Bohrmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Ausblasöffnungen (81) zum Ausblasen der Luft zu der Öffnung im Inneren des Niederhalters (28) tangential zu dem an der Spindel gehalterten Bohrer (3) verläuft.

11. Leiterplatten-Bohrmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Luftzufuhrkanals (79) eine drossel­ ähnliche Düse (80) gebildet ist.

12. Leiterplatten-Bohrmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kontaktfläche des Klotzes (75) mit den Lei­ terplatten (W) Führungen (91) vorgesehen sind, deren Tiefe geringer als die Dicke des Plattenelements (89) ist.