(57)【要約】【課題】  従来、プリント配線板に径の異なった基準穴を開る方法として、１軸のドリルユニットを使用して手動または自動工具交換機構でドリルビットを交換する方法と、ドリルユニットに複数のにそれぞれ異径のドリルビットの装着された工具交換機構を使用して穴あけ加工する方法が行われている。これらの方法では、ドリル交換時における誤差が出てくるために、必ずダミー板を使い補正をする作業が必要である。【解決手段】本発明は、多段ドリルビットの装着された１軸のドリルユニットとを使用し、加工データによりドリルユニットを制御しドリルビットを基板の穴あけ位置にセットし、あけられる穴の径に応じてドリルビットの垂直方向の駆動距離を制御することにより、同一基板上でドリルビットを交換せずにプリント配線板の基準穴加工を行うようにしたものである。【選択図】              図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸上に径の異なる刃が複数段設けられ、かつ穴あけするプリント配線板の板厚に対応した刃長を有する多段ドリルビットの装着された１軸のドリルユニットとプリント配線基板の加工テーブルを具備し、ドリルユニットまたは加工テーブルもしくはその両方が水平方向に移動可能に構成された駆動機構、
該駆動機構をあらかじめ設定してあるプリント配線基板の加工データにより制御しドリルユニットのドリルビットを基板の穴あけ位置にセットする駆動機構制御手段、
該駆動機構制御手段によりドリルユニットのドリルビットを基板の穴あけ位置にセットされた時にあらかじめ設定してあるプリント配線基板の加工データにより、セットされた位置にあけられる穴の径に応じてドリルユニットに装着されたドリルビットの垂直方向の駆動距離を制御するドリルビットの制御手段、
とを具備し、プリント配線基板の加工データによりドリルユニットを基板の穴あけ位置にセットするとともに、セットされた位置にあけられる穴の径に応じてドリルユニットに装着されたドリルビットの垂直方向の駆動距離を制御することにより、同一基板上でドリルビットを交換せずに複数の異径の基準穴が混在するプリント配線板の基準穴加工を行うようにした多段ドリルを使用した穴あけ機械。
【請求項２】
請求項1において、駆動機構に１軸のドリルユニットを複数個設けたことを特徴とする多段ドリルを使用した穴あけ機械。
【請求項３】
請求項2において、駆動機構設けた１軸のドリルユニットは、加工テーブルの上側もしくは下側に設けたことを特徴とする多段ドリルを使用した穴あけ機械。
【請求項４】
請求項1乃至請求項３において、使用するためのドリルビットは各段で異径の穴あけをするために2段もしくは複数段に刃を設けた形状のドリルビットを使用することを特徴とする多段ドリルを使用した穴あけ機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多段ドリルを使用した穴あけ機械に関するものである。
本発明の多段ドリルを使用した穴あけ機械は、主として複数の異径の基準穴が混在するプリント配線板の基準穴あけに使用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板の製造工法のひとつに、  一層ずつ絶縁基板上に絶縁層を形成し、導体パターンを作り、層間を接続させ積み上げていくビルドアップ工法がある。その製造過程においてCNC穴あけ、レーザーマシン（又は露光機）用に複数個の径の異なった基準穴をあける必要がある。
従来、プリント配線板に複数個の径の異なった基準穴あけをする方法としては、ドリルユニットまたは加工テーブルもしくはその両方が水平方向に移動可能に構成され、加工テーブルに固定されたプリント配線基板の加工データによりドリルユニットと加工テーブルの相対位置を移動してドリルを基板の穴あけ位置にセットして穴加工を行う穴あけ機械のドリルユニットに１軸のドリルユニットを使用して手動または自動工具交換機構でドリルビットを交換するなどの方法と、2軸または複数軸のドリルユニットにそれぞれ異径のドリルビットを装着し切り替えて穴あけ加工する方法とが行われている。
【０００３】
【特許文献１】特願２００２−７９４０８号公報
【特許文献２】特願２００１−５４８１０号公報
【特許文献３】特願平１０−２９１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のような従来のプリント配線板に複数の異径の基準穴あけをする方工法では、ドリル交換時における誤差、各ドリルユニットによる芯ぶれ誤差、ドリルユニットの切り替え移動による誤差などが出てくるために、ドリルビットの交換後またはドリルユニットの切り替えに時間がかかるだけでなく、ドリルビットの交換後またはドリルユニットの切り替え後に、必ずダミー板を使い穴あけ加工を行いカメラで穴位置を確認してから変更前の状態に補正をする作業が必要である。
このような補正作業を行ってもドリルビット交換後の芯ぶれ誤差、各ドリルユニットの芯ぶれ誤差には多少違いがあるため同一の基板内で各穴においてそれによる精度のばらつきを引き起こす要因になっている。
さらに自動工具交換機構によりドリルビットを交換する方法においても交換に時間がかかるだけでなく、ドリルユニットの構成が複雑になるため装置が高価になるだけでなく、コレット部等は交換の度に磨耗していくことにより穴あけ精度は使用回数に依存して悪くなるという問題もあり、その解決が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、プリント配線板の基準穴あけ加工において、より高速な加工スピードでより安価な構造でより高精度で安定した穴あけ加工の出来る穴あけ機械を提供することを目標とするものである。
本発明の多段ドリルを使用した穴あけ機械は、同軸上に径の異なる刃が複数段設けられ、かつ穴あけするプリント配線板の板厚に対応した刃長を有する多段ドリルビットの装着された１軸のドリルユニットとプリント配線基板の加工テーブルを具備し、ドリルユニットまたは加工テーブルもしくはその両方が水平方向に移動可能に構成された駆動機構、
該駆動機構をあらかじめ設定してあるプリント配線基板の加工データにより制御しドリルユニットのドリルビットを基板の穴あけ位置にセットする駆動機構制御手段、
該駆動機構制御手段によりドリルユニットのドリルビットを基板の穴あけ位置にセットされた時にあらかじめ設定してあるプリント配線基板の加工データにより、セットされた位置にあけられる穴の径に応じてドリルユニットに装着されたドリルビットの垂直方向の駆動距離を制御するドリルビットの制御手段、
を具備し、プリント配線基板の加工データによりドリルユニットを基板の穴あけ位置にセットするとともに、セットされた位置にあけられる穴の径に応じてドリルユニットに装着されたドリルビットの垂直方向の駆動距離を制御することにより、同一基板上でドリルビットを交換せずに複数の異径の基準穴が混在するプリント配線板の基準穴加工を行うようにしたもので、異径の穴あけが同一のドリルユニットで可能になる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の多段ドリルを使用した穴あけ機械は、安価な構造で、ドリルビット交換による穴あけ精度の変化、ドリルユニットの切り替えによる穴あけ精度の変化また、交換作業に伴う時間、補正作業時間をなくすことができ、より高精度で高い生産性が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明の多段ドリルを使用した穴あけ機械の構成を説明する図である。
図１において、10は同軸上に径の異なる刃が複数段設けられ、かつ穴あけするプリント配線板の板厚に対応した刃長を有する多段ドリルビットの装着された１軸のドリルユニットである。20はプリント配線基板の加工テーブルである。
ドリルユニット10または加工テーブル20もしくはその両方が水平方向に移動可能に構成されている。
30はドリルユニット10及び加工テーブル20の駆動機構構制御部である。
駆動機構構制御部30はあらかじめ設定してあるプリント配線基板の加工データによりドリルユニット10または加工テーブル20の駆動を制御しドリルユニットのドリルビットを基板の穴あけ位置にセットする。
40はドリルビットの駆動部で、駆動機構構制御部30よりドリルユニット10のドリルビットを基板の穴あけ位置にセットされた時にあらかじめ設定してあるプリント配線基板の加工データにより、セットされた位置にあけられる穴の径に応じてドリルユニットに装着されたドリルビットの垂直方向の駆動距離を制御する。
尚、１軸のドリルユニットは1個に限定されるものではなく、駆動機構に１軸のドリルユニットを複数個設けたことも可能である。
又、駆動機構設けた１軸のドリルユニットは、加工テーブルの上側もしくは下側に設けることも可能である。
【０００８】
図2は、図１に示した多段ドリルを使用した穴あけ機械のドリルユニットの穴位置までの移動を説明する説明図である。
図2において、図1と同一の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。
図2の(a)において、50は基準穴のあけられるプリント配線板である。51.52.53はプリント配線板50にあけられる基準穴で、穴のあけられる位置と径が加工データに設定されている。
図2の(b)に示すように、加工するプリント配線板50は加工時に加工テーブル20に吸着などの方法で固定され、基板の加工データにより加工テーブル、ドリルユニットもしくはその両方が図2の(b)に示すように、ように水平方向に移動して穴の位置にセットされ穴加工を行う。
ドリルユニット10または加工テーブル20もしくはその両方が水平方向に移動可能に構成されているので、
プリント配線基板の加工データによりドリルユニット10は加工テーブル20に装着された基板50の穴あけ位置51.52.53の上に順次セットされる。ドリルユニット10が基板50の穴あけ位置にセットされると、図2の(c)に示すように、セットされた位置にあけられる穴の径に応じてドリルユニットに装着されたドリルビットが、穴の径に応じたドリルビットの刃の径の位置まで垂直方向の駆動距離が制御され、加工データ設定された径の穴があけられる。このようにして、同一基板上でドリルビットを交換せずに複数の異径の基準穴が混在するプリント配線板の基準穴加工が行なわれる。
図２の(c)に示すように、ドリルユニットの垂直方向の移動距離がプリント配線板の加工データの穴径によって制御させる。
移動距離の制御はサーボモータによる数値制御や機械的な制御が考えられる。それらの制御方法によりドリル交換を行わずに1つのドリルユニットの移動距離を変えることにより、段つきドリルの各段の穴径で複数種類の穴あけを同一の芯ぶれ誤差で実現できる。
【０００９】
図3は、本発明の多段ドリルを使用した穴あけ機械に使用する多段ドリルの一例の構成を説明する図面である。
図3において、図1乃至図2と同一の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。
図3において(a)は二段の多段ドリルを示し、(b) は三段の多段ドリルを示している。
60は本発明の多段ドリルを使用した穴あけ機械に使用する多段ドリルである。
61は、多段ドリルの第1段目のドリル刃、62は第2段目のドリル刃、63は第3段目のドリル刃である。
ドリル刃61、62、63多段ドリル60の同一の軸上に作成されており、ドリル刃61の刃の径は2.0、刃の長さは20である。ドリル62はドリル刃61の後段に構成され、刃の径は3.0、刃の長さは20である。ドリル刃63はドリル刃62の後段に構成され、刃の径は3.15、刃の長さは20である。
各ドリル刃61、62、63の刃の径はプリント基板にあける穴の径に対応いており、刃の長さはプリント基板の厚さより長い値に設定されている。
【００１０】
図4は、本発明の多段ドリルを使用した穴あけ機による径の異なる穴を開ける動作の説明図である。
図4において、図1乃至図3と同一の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。
図4の(a)に示すように、加工テーブル、ドリルユニットが加工テーブルにセットされたプリント基板上を水平方向に移動して穴の位置をセットする移動動作の期間中には、ドリルユニット10のドリルビットの先端と加工テーブルとの60は本発明の多段ドリルを使用した穴あけ機械に使用する多段ドリルである。
60は、多段ドリルで、図3の(b)に示すような、第1段目のドリル刃、第2段目のドリル刃、第3段目のドリル刃を持っている。
ドリル刃60の先端からプリント基板50までの垂直距離は600mmに保たれ、ドリルビットはプリント基に触れない位置に保持されている。
図4の(b)に示すように、ドリルユニットがプリント基板50に2.0の径の穴を開ける位置に位置をセットされると、ドリルビットの駆動部40は、ドリル刃60の先端からプリント基板50までの垂直を470mmに制御してドリル刃60の第1段目の刃により径が2.0mmの穴加工を行う。
図4の(c)に示すように、ドリルユニットがプリント基板50に3.0mmの径の穴を開ける位置に位置をセットされると、ドリルビットの駆動部40は、ドリル刃60の先端からプリント基板50までの垂直距離を450mmに制御してドリル刃60の第2段目の刃により径が3.0mmの穴加工を行う。
図4の(d)に示すように、ドリルユニットがプリント基板50に3.15mmの径の穴を開ける位置に位置をセットされると、ドリルビットの駆動部40は、ドリル刃60の先端からプリント基板50までの垂直距離を430mmに制御してドリル刃60の第3段目の刃により径が3.1mm5の穴加工を行う。
穴あけ方向への移動距離の制御はサーボモータによる数値制御のほかに機械的な制御が考えられる。それらの制御方法によりドリルビット交換を行わずに1つのドリルユニットの穴あけ方向への移動距離を変えることで、ドリルビットの各段の穴径で複数種類の穴あけをすばやくかつ同一の芯ぶれ誤差で実現できる。
【００１１】
以上の説明より明らかなように、本発明の多段ドリルを使用した穴あけ機械は、ドリルユニットまたは加工テーブルもしくはその両方が水平方向に移動可能に構成され、加工テーブルに固定されたプリント配線基板の加工データによりドリルユニットと加工テーブルの相対位置を移動してドリルを基板の穴あけ位置にセットし、あらかじめ設定してあるプリント配線基板の加工データにより、セットされた位置にあけられる穴の径に応じてドリルユニットに装着されたドリルビットの垂直方向の駆動距離を制御することにより、穴加工を行うようにしているために、安価な構造で、ドリルビット交換による穴あけ精度の変化、ドリルユニットの切り替えによる穴あけ精度の変化また、交換作業に伴う時間、補正作業時間をなくすことができ、より高精度で高い生産性が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
本発明は、各種のプリント板の加工事業や平板に径の異なる穴を開ける作業の必要な各種の産業で利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の多段ドリルを使用した穴あけ機械の構成を説明する図である。
【図２】図1に示した多段ドリルを使用した穴あけ機械のドリルユニットの穴位置までの移動を説明する説明図である。
【図３】本発明の多段ドリルを使用した穴あけ機械に使用する多段ドリルの構成を説明する図面である。
【図４】本発明の多段ドリルを使用した穴あけ機による径の異なる穴を開ける動作の説明図である。
【符号の説明】
【００１４】
10・・・１軸のドリルユニット
20・・・プリント配線基板の加工テーブル
30・・・ドリルユニット10及び加工テーブル20の駆動機構構制御部
40・・・ドリルビットの駆動部
50・・・基準穴のあけられるプリント配線板
51.52.53・・・プリント配線板50にあけられる基準穴
60・・・本発明の多段ドリルを使用した穴あけ機械に使用する多段ドリル
61・・・多段ドリルの第1段目のドリル刃
62・・・第2段目のドリル刃
63・・・第3段目のドリル刃
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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