TW202241615A - 板件鑽孔機及其輕量化加工主軸裝置與傳動機構 - Google Patents

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Abstract

一種板件鑽孔機及其輕量化加工主軸裝置與傳動機構，該輕量化加工主軸裝置包含一基座、一線圈組及一主軸單元。該基座可相對於該機架單元沿一X軸方向移動。該線圈組固定於該基座且隨著該基座移動。該主軸單元沿一Z軸方向可滑移地設置於該基座，該Z軸方向實質上垂直於該X軸方向。該主軸單元包括一主軸本體，及一固定於該主軸本體且相對於該線圈組移動的磁鐵組，該磁鐵組具有磁力，當該線圈組通電時可與該磁鐵組相配合並將輸入電力轉化為線性動能而能帶動該主軸本體相對於該基座移動。藉此，減輕該主軸本體的重量，進而達到輕量化的作用。

Description

板件鑽孔機及其輕量化加工主軸裝置與傳動機構
本發明是有關於一種板件鑽孔機，特別是指一種板件鑽孔機及其輕量化加工主軸裝置與傳動機構。
電路板是由多層的銅箔電路疊加而成，並透過鑽孔來連通不同電路層之線路。現有鑽孔機已在X軸與Y軸採用線性馬達來作為傳動機構，但受限於重量因素，Z軸大都還是採用伺服馬達帶動螺桿的傳動方式，因此，Z軸的移動速度遲遲未能提升。而隨著每一片印刷電路板的鑽孔數目愈來愈多，在電路板的製造成本中，鑽孔費用的比率也逐漸提高，因此，如何提昇鑽孔速度並降低鑽孔成本便是目前業界極需解決的問題。
因此，本發明的第一目的，在提供一種加減速快的板件鑽孔機的輕量化加工主軸裝置。
於是，本發明板件鑽孔機的輕量化加工主軸裝置，適用於安裝在一機架單元，該板件鑽孔機的輕量化加工主軸裝置包含一基座、一線圈組，及一主軸單元。該基座可相對於該機架單元沿一X軸方向移動。該線圈組固定於該基座且隨著該基座移動。該主軸單元沿一Z軸方向可滑移地設置於該基座，該Z軸方向實質上垂直於該X軸方向，該主軸單元包括一主軸本體，及一固定於該主軸本體且相對於該線圈組移動的磁鐵組，該磁鐵組具有磁力，當該線圈組通電時可與該磁鐵組相配合並將輸入電力轉化為線性動能而能帶動該主軸本體相對於該基座移動。
本發明的第二目的，在提供一種可提升加工速度的板件鑽孔機的傳動機構。
於是，本發明板件鑽孔機的傳動機構，適用於安裝在一機架單元。該板件鑽孔機的傳動機構包含一第一傳動裝置、一第二傳動裝置，及數個前述的板件鑽孔機的輕量化加工主軸裝置。該第一傳動裝置包括沿一Y軸方向延伸且間隔設置於該機架單元的數對第一滑軌，及可滑移地設置於該等第一滑軌的數個第一滑台，使該等第一滑台可沿Y軸方向移動，該Y軸方向、該Z軸方向與該X軸方向實質上互相垂直。該第二傳動裝置在該Z軸方向的位置高於該第一傳動裝置，該第二傳動裝置包括沿該X軸方向延伸且間隔設置於該機架單元的兩個第二滑軌、一沿該X軸方向延伸且位於該等第二滑軌間的第二定子組，及可滑移地設置於該等第二滑軌的至少一第二滑台。該等板件鑽孔機的輕量化加工主軸裝置設置於該第二傳動裝置，該等板件鑽孔機的輕量化加工主軸裝置的數量與該等第一滑台的數量相等且互相對應，該等板件鑽孔機的輕量化加工主軸裝置的基座設置於該第二滑台且被該第二滑台帶動。
藉此，使該等板件鑽孔機的輕量化加工主軸裝置可相對於該機架單元沿該X軸方向及該Z軸方向移動。
本發明的第三目的，在提供一種可降低鑽孔成本並提升產能的板件鑽孔機。
於是，本發明板件鑽孔機板件鑽孔機，包含一機架單元及一前述的板件鑽孔機的傳動機構。該機架單元包括一機架本體，及一沿該X軸方向延伸且跨置於該機架本體兩側的橫樑。該板件鑽孔機的傳動機構的第一傳動裝置設置於該機架本體，該第二傳動裝置設置於該橫樑。
本發明的功效在於：本發明將重量較輕的該磁鐵組設置在需要沿該Z軸方向移動的該主軸本體，並將重量較重的該線圈組設置在不需要沿該Z軸方向移動的該基座，使該主軸單元可減輕重量以達到輕量化的作用，從而使得該輕量化加工主軸裝置具有加減速快的優點。由於本發明的傳動機構在三軸向的移動均採用線性馬達，可提升加工速度，再加上減輕該等主軸單元的重量，使該板件鑽孔機的產能可大幅提升。
在本發明被詳細描述前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1與圖2，本發明板件鑽孔機的第一實施例，適用於供數個鑽頭9安裝並用來對數個印刷電路板(圖未示)鑽孔，該板件鑽孔機包含一機架單元100及一傳動機構200。
該機架單元100包括一機架本體11，及一沿一X軸方向延伸且跨置於該機架本體11兩側的橫樑12。
該傳動機構200安裝於該機架單元100，且包含一第一傳動裝置3、一第二傳動裝置4，及六個輕量化加工主軸裝置5。該第一傳動裝置3設置於該機架本體11且利用線性馬達做為傳動方式，該第一傳動裝置3包括沿一Y軸方向延伸且在該X軸方向上間隔設置於該機架本體11的數對第一滑軌31，及沿該Y軸方向可滑移地設置於該等第一滑軌31的數個第一滑台32，該Y軸方向與該X軸方向實質上互相垂直。該等第一滑台32的數量與該等輕量化加工主軸裝置5的數量相同且互相對應，因此，在本第一實施例中具有六對該第一滑軌31及六個該第一滑台32。該等第一滑台32用來承載該等印刷電路板並帶動該等印刷電路板相對於該機架單元100在該Y軸方向移動。
該第二傳動裝置4設置於該橫樑12且在一Z軸方向的位置高於該第一傳動裝置3，該Z軸方向、該Y軸方向與該X軸方向實質上互相垂直。
參閱圖1、圖3與圖4，該第二傳動裝置4利用線性馬達做為傳動方式，在本第一實施例中，該第二傳動裝置4包括兩個沿該X軸方向延伸且沿該Z軸方向間隔設置於該橫樑12的第二滑軌41、一沿該X軸方向延伸且位於該等第二滑軌41間的第二定子組42，及一可滑移地設置於該等第二滑軌41的第二滑台43。該第二滑台43具有一連動板組431、一設置在該連動板組431的中央且面向該第二定子組42的第二動子組432，及數個設置於該連動板組431且可滑移地接合於該等第二滑軌41的第二滑塊433，藉此，使該連動板組431可帶動該第二動子組432沿該X軸方向相對於該第二定子組42移動。
該等輕量化加工主軸裝置5間隔設置於該第二傳動裝置4的第二滑台43且被該第二傳動裝置4帶動而可相對於該機架單元100在該X軸方向移動。
參閱圖5至圖7，每一該輕量化加工主軸裝置5包括一固定於該第二滑台43的連動板組431的基座51、一固定地連接於該基座51的線圈組52，及一滑接於該基座51且可沿該Z軸方向移動的主軸單元53。該基座51被該第二滑台43帶動而能沿該X軸方向移動。該基座51具有兩個在該X軸方向間隔設置且沿該Z軸方向延伸的主軸滑軌511。該線圈組52位於該等主軸滑軌511間。該主軸單元53包括一主軸本體531、一沿該Z軸方向延伸並固定於該主軸本體531且面向該線圈組52的磁鐵組532，及數個設置於該主軸本體531且可滑移地接合於該等主軸滑軌511的主軸滑塊533。該主軸本體531用來供其中一該鑽頭9(見圖1)安裝。該磁鐵組532具有數個具有磁力的磁鐵(圖未示)。當該線圈組52通電時可與該磁鐵組532相配合並將輸入電力轉化為線性動能，藉此使該主軸本體531可沿該Z軸方向相對於該基座51與該線圈組52移動。
參閱圖6及圖8，較佳地，該主軸單元53在該Z軸方向上的行程P最大值為60mm，該行程P是指該磁鐵組532相對於該線圈組52由最高點移動至最低點之間的距離。
本發明的該等輕量化加工主軸裝置5可相對於該機架單元100沿該X軸方向及該Z軸方向移動，並搭配該第一傳動裝置3帶動該等印刷電路板沿該Y軸方向移動，而能在該等印刷電路板的預定位置進行鑽孔。
本發明將重量較輕的該磁鐵組532設置在需要沿該Z軸方向移動的該主軸本體531，並將重量較重的該線圈組52設置在不需要沿該Z軸方向移動的該基座51，進而使該主軸單元53可減輕重量以達到輕量化的目的。由於本發明是用來對該等印刷電路板鑽孔的設備，該Z軸方向的行程不超過60mm，所以本發明可將線性馬達的動子與定子的位置互換，並維持在有效行程內作動，從而使得該等輕量化加工主軸裝置5具有加減速快的優點，本發明在三軸向的移動均採用線性馬達，且大幅減輕該等主軸單元53的重量，因此，可大幅提升該板件鑽孔機的產能。
另外，本第一實施例還藉由該第二滑台43的連動板組431可帶動該等輕量化加工主軸裝置5同步移動。
參閱圖9至圖11，為本發明板件鑽孔機的第二實施例，該第二實施例是類似於該第一實施例，其主要差異之處在於：
該等輕量化加工主軸裝置5可以各別沿該X軸方向移動。
該第二傳動裝置4'包括該等第二滑軌41、該第二定子組42，及數個間隔設置且滑接於該等第二滑軌41的第二滑台43'，且該等第二滑台43'分別供該等輕量化加工主軸裝置5的基座51固定地連接。每一該第二滑台43'具有數個可滑移地接合於該等第二滑軌41的該第二滑塊433，及一面向該第二定子組42的第二動子組438。
本第二實施例藉由該等第二滑台43'分別帶動該等輕量化加工主軸裝置5沿該X軸方向移動，使每一該輕量化加工主軸裝置5都能獨立地進行鑽孔。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
100:機架單元 11:機架本體 12:橫樑 200:傳動機構 3:第一傳動裝置 31:第一滑軌 32:第一滑台 4、4':第二傳動裝置 41:第二滑軌 42:第二定子組 43、43':第二滑台 431:連動板組 432:第二動子組 433:第二滑塊 438:第二動子組 5:輕量化加工主軸裝置 51:基座 511:主軸滑軌 52:線圈組 53:主軸單元 531:主軸本體 532:磁鐵組 533:主軸滑塊 X:X軸方向 Y:Y軸方向 Z:Z軸方向
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明板件鑽孔機的第一實施例的一前視圖； 圖2是該第一實施例的一側視圖； 圖3是一不完整的前視圖，說明該第一實施例的一傳動機構包括六個輕量化加工主軸裝置； 圖4是圖3的一後視圖； 圖5是其中一該輕量化加工主軸裝置的一不完整的立體圖； 圖6是圖5的一側視圖； 圖7是該輕量化加工主軸裝置的一立體分解圖； 圖8是一示意圖，該輕量化加工主軸裝置的一線圈組與一磁鐵組的相對位置關係； 圖9是本發明板件鑽孔機的第二實施例的一不完整的前視圖； 圖10是圖9的一後視圖；及 圖11是由後方觀看該第二實施例的其中一該輕量化加工主軸裝置的一立體圖。
5:輕量化加工主軸裝置
51:基座
511:主軸滑軌
52:線圈組
53:主軸單元
531:主軸本體
532:磁鐵組
533:主軸滑塊
X:X軸方向
Y:Y軸方向
Z:Z軸方向

Claims (7)

  1. 一種板件鑽孔機的輕量化加工主軸裝置，適用於安裝在一機架單元，該板件鑽孔機的輕量化加工主軸裝置包含： 一基座，可相對於該機架單元沿一X軸方向移動； 一線圈組，固定於該基座且隨著該基座移動；及 一主軸單元，沿一Z軸方向可滑移地設置於該基座，該Z軸方向實質上垂直於該X軸方向，該主軸單元包括一主軸本體，及一固定於該主軸本體且相對於該線圈組移動的磁鐵組，該磁鐵組具有磁力，當該線圈組通電時可與該磁鐵組相配合並將輸入電力轉化為線性動能而能帶動該主軸本體相對於該基座移動。
  2. 如請求項1所述的板件鑽孔機的輕量化加工主軸裝置，其中，該主軸單元在該Z軸方向上的最大行程為60mm。
  3. 如請求項2所述的板件鑽孔機的輕量化加工主軸裝置，其中，該基座具有兩個在該X軸方向間隔設置且沿該Z軸方向延伸的主軸滑軌，該線圈組位於該等主軸滑軌間，該主軸單元還包括數個設置於該主軸本體且可滑移地接合於該等主軸滑軌的主軸滑塊。
  4. 一種板件鑽孔機的傳動機構，適用於安裝在一機架單元，該板件鑽孔機的傳動機構包含： 一第一傳動裝置，包括沿一Y軸方向延伸且間隔設置於該機架單元的數對第一滑軌，及可滑移地設置於該等第一滑軌的數個第一滑台，使該等第一滑台可沿Y軸方向移動，該Y軸方向、該Z軸方向與該X軸方向實質上互相垂直； 一第二傳動裝置，在該Z軸方向的位置高於該第一傳動裝置，該第二傳動裝置包括沿該X軸方向延伸且間隔設置於該機架單元的兩個第二滑軌、一沿該X軸方向延伸且位於該等第二滑軌間的第二定子組，及可滑移地設置於該等第二滑軌的至少一第二滑台；及 數個如請求項1所述的板件鑽孔機的輕量化加工主軸裝置，該等板件鑽孔機的輕量化加工主軸裝置設置於該第二傳動裝置，該等板件鑽孔機的輕量化加工主軸裝置的數量與該等第一滑台的數量相等且互相對應，該等板件鑽孔機的輕量化加工主軸裝置的基座設置於該第二滑台且被該第二滑台帶動， 藉此，使該等板件鑽孔機的輕量化加工主軸裝置可相對於該機架單元沿該X軸方向及該Z軸方向移動。
  5. 如請求項4所述的板件鑽孔機的傳動機構，其中，該第二滑台具有一供該等基座設置的連動板組、一設置在該連動板組且面向該第二定子組的第二動子組，及數個設置於該連動板組且可滑移地接合於該等第二滑軌的第二滑塊，藉由該連動板組可帶動該等板件鑽孔機的輕量化加工主軸裝置同步移動。
  6. 如請求項4所述的板件鑽孔機的傳動機構，其中，該第二傳動裝置包括數個該第二滑台，該等第二滑台分別供該等板件鑽孔機的輕量化加工主軸裝置設置，每一該第二滑台具有數個可滑移地接合於該等第二滑軌的第二滑塊，及一面向該第二定子組的第二動子組。
  7. 一種板件鑽孔機，包含： 一機架單元，包括一機架本體，及一沿該X軸方向延伸且跨置於該機架本體兩側的橫樑；及 一如請求項4所述的板件鑽孔機的傳動機構，該第一傳動裝置設置於該機架本體，該第二傳動裝置設置於該橫樑。
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