(57)【要約】【課題】加工精度を低下させることなく生産性を向上できるプリント基板加工機を提供する。【解決手段】スピンドルの軸線方向に沿って移動可能に支持されるプレッシャフットと、該プレッシャフットに接続されて切り屑を回収する集塵機と、を備え、ワークと工具（ドリル）を相対移動させて加工位置の位置決めを行い、ワークをプレッシャフットによって押圧し、集塵機を作動しながらプリント基板の孔明け加工を行うプリント基板加工機において、所定加工位置においてワークを加工した後、上昇する工具の横移動（ＸＹ方向）の際の（Ｚ方向）高さを、該所定加工位置から次の加工位置までの工具とワークとの横方向の相対移動距離が吸着限界ストロークより短い場合には低く設定する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを載置するテーブルと、前記ワークを加工する工具を回転自在に支持するスピンドルと、前記工具の先端が出入りする開口部を有し、前記スピンドルに前記スピンドルの軸線方向に沿って移動可能に支持したプレッシャフットと、前記プレッシャフットに接続されて切り屑を回収する集塵機と、を備え、前記工具の先端を前記ワークに対して所定高さに設定した状態で、前記工具と前記ワークとを前記スピンドルの軸線方向に直交する方向に相対移動させて加工位置を位置決めし、前記プレッシャフットを前記ワークに押圧して、前記集塵機を作動しながら、前記工具により前記ワークを加工するプリント基板加工機において、
所定加工位置において前記ワークを加工した後、上昇する前記工具の前記所定高さを、前記所定加工位置から次の加工位置までの前記工具と前記ワークとの前記スピンドルの軸線方向に直交する方向の相対移動距離が吸着限界ストロークより短い場合には低く設定する制御部を備えた、
ことを特徴とするプリント基板加工機。
【請求項２】
前記制御部は、前記工具と前記相対移動距離の組み合わせに応じて、前記所定高さを変更してなる、
請求項１記載のプリント基板加工機。
【請求項３】
前記制御部は、前記開口部の直径と前記相対移動距離の組み合わせに応じて、前記所定高さを変更してなる、
請求項１記載のプリント基板加工機。
【請求項４】
前記組み合わせに応じた前記所定高さの設定のリストを表示すると共に、その設定を変更可能な入出力装置を有してなる、
請求項２または３記載のプリント基板加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレッシャフットによってワークを押圧して、工具により該ワークを加工するプリント基板加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリント基板を上板と共にテーブルに固定し、加工位置にてドリルとプリント基板とを相対的に位置決めした後に、プレッシャフットによって上板を介してプリント基板（以下、上板を含めてプリント基板をワークという）を押圧した状態で、集塵機によって切り屑を回収しつつドリルで孔明け加工するプリント基板加工機が知られている。
【０００３】
図７は、連続して加工動作が行われる該ドリルの先端のＸ又はＹ方向（横方向という）及びＺ方向（縦方向という）の位置を示し、（ａ）の縦軸がドリル先端の横方向位置を、横軸が時間を示し、（ｂ）の縦軸がドリル先端の縦方向位置を、横軸が時間を示す。すなわち、時間軸に沿って、ドリルは、ｋ−１番目の孔位置にて孔明け加工を行った後上昇し、ｋ番目の孔位置まで横方向移動する。そして、ｋ番目の孔位置にてドリルが下降し、孔明け加工を行う。ｋ＋１番目の孔位置における孔明け加工も同様である。ここで、所定の孔位置から次の孔位置へ横方向移動する際のドリルの先端と上板との距離、いわゆるエアカットは、ドリルの横方向（Ｘ，Ｙ方向）の移動距離又は移動時間に拘わらず、常に等しく設定されている。
【０００４】
従来、プレッシャフットに、一方がワーク上面との当接面に開口し、他方が圧縮気体源に接続される複数の孔を設け、加工時に該孔からプレッシャフットがワークを加圧することを妨げない圧力の気体を噴出させることで、集塵機の吸引力によってワークがプレッシャフットに吸着しないように図ったものが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５８５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、プリント基板加工機においては、エアカットを短縮することで生産性を向上することができ、エアカットの短縮が望まれている。しかし、あまりエアカットを短縮すると、ドリル及びプレッシャフットが上昇した際に、ワークが集塵機の吸引力によりプレッシャフットに吸着されてしまう。ワークがプレッシャフットに吸着した状態で次の位置決め動作を実施すると、プレッシャフットによってワークの上面に傷がつき、該傷がドリルの食い付きを阻害して加工精度の低下の原因となる。
【０００７】
特許文献１記載のものは、圧縮気体源からの気体圧力によって上板がプレッシャフットに吸着することを防止しているが、エアカットを短縮していくと、例えば次の加工位置への横方向移動距離が長い場合や気体圧力が弱い場合等の条件によって、ワークの吸着や浮き上がりが発生し、加工精度が低下してしまう虞がある。
【０００８】
そこで、本発明は、ワークを加工した後、上昇する工具（ドリル）のエアカットを、次の加工位置までの相対移動距離に応じて変更し、上述した課題を解決したプリント基板加工機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ワーク（Ｗ）を載置するテーブル（５）と、前記ワーク（Ｗ）を加工する工具（６）を回転自在に支持するスピンドル（７）と、前記工具（６）の先端（６ａ）が出入りする開口部（２０ａ）を有し、前記スピンドル（７）に前記スピンドル（７）の軸線方向に沿って移動可能に支持したプレッシャフット（１７）と、前記プレッシャフット（１７）に接続されて切り屑を回収する集塵機（２２）と、を備え、前記工具（６）の先端（６ａ）を前記ワーク（Ｗ）に対して所定高さ（ｈ）に設定した状態で、前記工具（６）と前記ワーク（Ｗ）とを前記スピンドル（７）の軸線方向に直交する方向に相対移動させて加工位置を位置決めし、前記プレッシャフット（１７）を前記ワーク（Ｗ）に押圧して、前記集塵機（２２）を作動しながら、前記工具（６）により前記ワーク（Ｗ）を加工するプリント基板加工機（１）において、
所定加工位置において前記ワーク（Ｗ）を加工した後、上昇する前記工具（６）の前記所定高さ（ｈ）を、前記所定加工位置から次の加工位置までの前記工具（６）と前記ワーク（Ｗ）との前記スピンドル（７）の軸線方向に直交する方向の相対移動距離が吸着限界ストロークより短い場合には低く設定する制御部（１２）を備えた、
ことを特徴とする。
【００１０】
ここで、本発明は、工具による加工後にプレッシャフットがワークから一端離れてから、再度ワークを吸着するまでには、意外にも多少の時間がかかることを見出したことに基づくものである。
【００１１】
例えば図３を参照して、前記制御部（１２）は、前記工具（６）と前記相対移動距離の組み合わせに応じて、前記所定高さ（ｈ）を変更してなる。
【００１２】
例えば図６を参照して、前記制御部（１２）は、前記開口部（２０ａ）の直径と前記相対移動距離の組み合わせに応じて、前記所定高さ（ｈ）を変更してなる。
【００１３】
例えば図１を参照して、前記組み合わせに応じた前記所定高さ（ｈ）の設定のリスト（２５、２７）を表示すると共に、その設定を変更可能な入出力装置（１３）を有してなる。
【００１４】
なお、上述カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、何ら本発明の構成を限定するものではない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、次の加工位置までの工具とワークのスピンドルの軸線方向に直交する方向の相対移動距離が短い場合には、ワークの吸着が発生する前に次の加工位置にドリル及びワークを移動することが可能なので、前記所定高さを低く設定することにより、移動決め時間を短縮することができ、生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用したプリント基板加工機の概略構成を示す斜視図。
【図２】そのスピンドル先端部を示す断面図。
【図３】移動ストロークと工具番号の組み合わせにおけるエアカットのリストを示す図。
【図４】孔明け加工時の制御を示すフローチャート。
【図５】孔明け加工時のドリル先端の動作を示す図であって、（ａ）は移動ストロークが短い場合の図、（ｂ）は移動ストロークが長い場合の図。
【図６】他の実施形態における移動ストロークとブッシュ径の組み合わせにおけるエアカットのリストを示す図。
【図７】従来のプリント基板加工機の動作を示す図であって、（ａ）はＸＹ方向のドリルの動きを示す図、（ｂ）はＺ方向のドリルの動きを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。プリント基板加工機１は、図１に示すように、プリント基板２を載置すると共に、Ｘ軸駆動モータ３によってＸ方向に駆動するテーブル５と、ドリル６（工具）を回転自在に支持するスピンドル７を有し、Ｙ軸駆動モータ９によってＹ方向に駆動するスライダ１０と、を備える。
【００１８】
上記スピンドル７は、Ｚ軸駆動モータ１１によって上記スライダ１０に対してＺ方向に移動可能となっており、上記Ｘ軸駆動モータ３，Ｙ軸駆動モータ９及びＺ軸駆動モータ１１は、それぞれ制御部１２に接続されている。該制御部１２は入出力装置１３に接続され、該入出力装置１３によって操作される。なお、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向は、図面に示す通りである。
【００１９】
上記プリント基板２は、複数枚重ねられて、図２に示すように、上板１５及び下板１６に挟まれた状態で上記テーブル５に固定される。本発明においては、これら上板１５，プリント基板２及び下板１６を含めてワークＷと定義する。上記スピンドル７には、孔明け加工時に該ワークＷを押圧するプレッシャフット１７が、不図示のシリンダを介して、該スピンドル７の軸線方向に沿って移動可能に支持されている。
【００２０】
該プレッシャフット１７は、上記スピンドル７が係合する本体部１９と、該本体部１９の下面に保持されるブッシュ２０と、を有しており、該ブッシュ２０には、上記ドリル６の先端６ａが出入りする開口部２０ａが形成されている。上記本体部１９は、側面に連通孔１９ａが形成されており、該連通孔１９ａは、配管２１を介して、切り屑を回収する集塵機２２に接続されている。ここで、プレッシャフット１７のブッシュ２０がプリント基板２に当接していないときのドリル６の先端６ａとブッシュ２０の下面との距離をオフセットｓと呼ぶ。
【００２１】
所定加工位置にて孔明け加工する際には、スピンドル７及びプレッシャフット１７が共に下降していき、まず該プレッシャフット１７のブッシュ２０が上板１５に当接する。加工時にワークＷが移動しないように、該ブッシュ２０が所定押圧力にて上板１５を押圧した状態で、集塵機２２が作動し切り屑を回収しながら、更にスピンドル７が下降してドリル６によってワークＷに孔明け加工を行う。
【００２２】
上記テーブル５及び上記スライダ１０が位置決め動作する際に、上記ドリル６の先端６ａはワーク上面１５ａに対して所定高さに設定され、該所定高さをエアカットｈと称する。図３は、所定の加工位置から次の加工位置までの上記ドリル６とワークＷとのスピンドル７の軸線方向（Ｚ方向）に直交する方向（ＸＹ方向）の相対移動距離（以下、移動ストロークという）と、スピンドル７に装着されるドリル６等の工具の工具番号２３と、の組み合わせに応じて、上記エアカットｈが決定されるリスト２５を示す。該工具番号２３は、作業者が適当に工具に付けた番号であり、例えば複数の工具を自動でスピンドル７に脱着可能なＡＴＣ（自動工具交換装置）を備えたプリント基板加工機においては、各工具に工具番号が設定される。なお、スピンドル７に装着される工具は、ドリルに加えて、エンドミルや他の工具でもよい。
【００２３】
なお、図３及び図６においては、移動ストロークがｘとして記載されているが、上記ドリル６とワークＷのＸＹ方向の相対移動のためのテーブル５及びスライダ１０のうち、移動距離が長く、位置決めに要する時間が長い方をいうものとする。
【００２４】
上記移動ストロークは、図３に示すように３つのストローク区分２６に分割され、例えば、工具番号２３がＴ１の場合で見ると、該ストローク区分がｘ＞３ｍｍのときには、エアカットｈは、吸着が発生しない十分な高さである２．０ｍｍとし、移動ストロークが短くなるほど、エアカットｈが低くなるように設定されるのが本願の特徴である。ここで、Ｔ１の場合のストローク３ｍｍのように、エアカットｈが低くても吸着が発生しにくくなるストロークを吸着限界ストロークと呼ぶ。吸着限界ストロークは、エアカットｈ、工具径、ブッシュ２０の内径、ポンプの吸引力等によって決まるものである。吸着限界ストロークよりも移動ストロークが短い場合には、エアカットｈは、吸着限界ストロークに対応するエアカット（図３の工具番号Ｔ１においては２．０ｍｍ）よりも低く設定される。
【００２５】
これは、孔明け加工後に、ブッシュ２０が上板１５から一旦離れてから、再度上板１５がブッシュ２０に吸着されるまでには、数１０〜数１００ｍｓ程度という比較的長い時間がかかることが判明した実験結果に起因する。すなわち、特に高速なドリルサイクル（１０００ｈｉｔｓ／ｍｉｎ以上）では、上板１５が浮き上がるよりも早くドリル６が上下し、移動ストロークが十分短い場合には、エアカットｈを短縮しても、上板１５がブッシュ２０に吸着される前に次の加工位置にブッシュ２０又はワークＷを移動可能である。他方、移動ストロークが長い場合には、従来通り、上板１５がブッシュ２０に吸着しないように、エアカットｈを高く設定する必要がある。
【００２６】
上記リスト２５は、プリント基板加工機１の孔明け加工作業の前に、予め作成され、加工プログラムと共に上記制御部１２に格納されている。また、該リスト２５は、上記入出力装置１３によって、表示又は変更可能となっており、簡単に該リスト２５の確認又は変更ができるようになっている。
【００２７】
なお、上記リスト２５の具体的なエアカットｈ及び吸着限界ストロークの数値決定については、加工前に予備動作を実施して、上板１５がブッシュ２０に吸着しない値を確認してもよく、作業者が任意の予想値を上記入出力装置１３により設定してもよい。また、上記ストローク区分２６は、３つの区分に限定されず、該区分をより細かくしても粗くしてもよく、その区分数値も限定されない。また、図３では工具番号２３毎に共通のストローク区分２６を使用しているが、工具番号２３毎にストローク区分２６が異なるように設定してもよい。ここで、当然であるが、エアカットｈはオフセットｓより大きく設定されていなければならない（ｈ＞ｓ）。
【００２８】
次に、図４に沿って、プリント基板加工機１の孔明け加工時の制御について説明する。孔明け加工が開始されると、ステップＳ１において、加工プログラムから次の孔加工（ｋ番目とする）終了後の移動ストロークを確認する。次に、ステップＳ２において、上記リスト２５からストローク区分２６と工具番号２３の組み合わせに応じたエアカットｈを読み取る。
【００２９】
次に、ステップＳ３において、ｋ番目の孔加工後に上昇するドリル６のエアカットを、上記ステップＳ２で読み取ったエアカットに設定する。そして、ステップＳ４において、ｋ番目の孔の加工位置までＸＹ方向にテーブル５及びスライダ１０を移動して位置決めし、ドリル６が下降してワークＷに孔明け加工する。該孔明け加工後には、ドリル６の先端６ａを上記ステップＳ３で設定されたエアカットの高さまで上昇し、この次の位置決め動作は、該エアカットの高さにて行われる。ステップＳ５において、孔明け加工が終了せず、次の孔明け加工（ｋ＋１番目とする）がある場合には、全ての孔明け加工が終了するまで、ステップＳ１〜４を繰り返す。途中で加工孔径が変わる場合には、所定の外径のドリル６に変更し、該ドリル６の変更に合わせて、ステップＳ２にて参照されるリスト２５の工具番号２３が変更される。
【００３０】
図５は、移動ストロークが異なる場合のドリル６の先端６ａの動作を示し、（ａ）は移動ストロークが短い場合、（ｂ）は移動ストロークが長い場合を示す。すなわち、図５（ａ）のように移動ストロークが短い場合には、その分位置決め時間も短いために、エアカットｈを低く設定しても上板１５がブッシュ２０に吸着されることがなく、加工精度を低下することなく生産性を向上することができる。
【００３１】
図５（ｂ）のように移動ストロークが長い場合には、その分位置決め時間も長いため、従来と同様に、上板１５がブッシュ２０に吸着されないようにエアカットｈを高く設定して、ワークＷを傷つけずに加工精度の低下を防止しなければならない。また、リスト２５では、移動ストロークに加えて工具番号２３によってもエアカットｈが変更されるようになっているので、様々な工具を用いても、ワークを傷つけることなく生産性を向上することができる。
【００３２】
次いで、他の実施の形態について説明するが、先の実施の形態と重複する部分については、図に同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態のリスト２７は、図６に示すように、移動ストロークを２つのストローク区分２６に分割し、該ストローク区分２６と開口部２０ａの直径であるブッシュ径２９の組み合わせに応じて、エアカットｈが設定される。例えば、ストローク区分２６がｘ≦３ｍｍでブッシュ径２９が小径の場合には、エアカットｈは１．３ｍｍにできる。
【００３３】
プレッシャフット１７の下面には、通常２種類のブッシュ２０が保持されており、ドリル６の外径に合わせて自動的に切換わるようになっている。ブッシュ径２９が大径のものは、小径のものよりも上板１５を吸引する吸引力が大きくなるため、吸着限界ストロークは同じ（３ｍｍ）であるが、上板１５がブッシュ２０に吸着しないように吸着限界ストローク以下でのエアカットｈを高くしてある。
【００３４】
上記リスト２７は、プリント基板加工機１の孔明け加工作業の前に、予め作成され、加工プログラムと共に制御部１２に格納されており、入出力装置１３によって表示又は変更可能となっている。なお、３種類以上のブッシュ２０を有するプリント基板加工機であれば、リスト２７のブッシュ径２９の区分もあわせて３種類以上としてもよい。
【００３５】
本実施の形態の孔明け加工時の制御のフローチャートは、図４及び先の実施の形態と略々同様であるが、ステップＳ２において、上記リスト２７からストローク区分２６とブッシュ径２９の組み合わせに応じたエアカットｈを読み取る部分のみが異なる。該リスト２７では、移動ストロークに加えてブッシュ径２９によってもエアカットｈが変更されるようになっているので、ブッシュ２０の開口部の直径が異なるものにおいても、エアカットｈを適正に設定し、ワークを傷つけることなく生産性を向上することができる。また、ドリル６の種類が多い場合には、該リスト２７を簡単にすることができる。
【００３６】
また、ワークＷは、上板１５又は下板１６を含めず、プリント基板２だけでもよく、プリント基板２及び上板１５と下板１６のいずれか一方としてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１    プリント基板加工機
５    テーブル
６    ドリル（工具）
６ａ    先端
７    スピンドル
１２    制御部
１３    入出力装置
１７    プレッシャフット
２０ａ    開口部
２２    集塵機
２５、２７    リスト
ｈ    エアカット（所定高さ）
Ｗ    ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015054367.tif 000008
【図７】
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