DE102007007482A1

DE102007007482A1 - Bearbeitungsvorrichtung für gedruckte Leiterplatinen und Bohrverfahren

Info

Publication number: DE102007007482A1
Application number: DE102007007482A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Ebina Watanabe; Norishige Ebina Kumagai; Katsuhiro Ebina Nagasawa; Takahiko Ebina Yamashita; Hiroyuki Ebina Kamata; Hisahiro Hitachinaka Koshizuka; Hiroyuki Hitachinaka Sugawara; Toru Hitachinaka Miyasaka
Original assignee: Hitachi Via Mechanics Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2007-09-20
Also published as: KR101273284B1; JP2007245331A; JP4787771B2; CN101022701B; KR20070082560A; CN101022701A; TW200808506A; TWI379751B

Abstract

Die Erfindung ist dazu bestimmt, eine Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung und ein Bohrverfahren zu schaffen, wobei die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert werden kann, ohne dass die Vorrichtung insgesamt vergrößert wird. Bei der Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung, in der Achsen von Bohrern 4a und 4b, die an Spindeln 5a und 5b drehbar gehalten werden, durch X-Achsen-Antriebsabschnitte 3a und 3b bzw. Y-Achsen-Antriebsabschnitte 7a und 7b an Bearbeitungspositionen positioniert werden und dann veranlasst wird, dass die Bohrer 4a und 4b durch Z-Achsen-Antriebsabschnitte 6a bzw. 6b in Leiterplatten 1a und 1b vorgeschoben werden, damit die Leiterplatten 1a und 1b gebohrt werden, werden die Löcher gebohrt, wobei benachbarte der X-Richtungs- und Y-Richtungs-Achsen in entgegengesetzte Richtungen bewegt werden.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung und ein Bohrverfahren hierfür.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Es gibt beispielsweise eine Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung mit einer einzigen Fußplatte, an der mehrere Tischbefestigungsbereiche ausgebildet sind, und einem Ständer, der an der Fußplatte angebracht ist, sodass er die Gesamtheit der Tischbefestigungsbereiche überdeckt, und an dem mehrere Bereiche zum Halten von Kreuzschlitten entsprechend den Tischbefestigungsbereichen ausgebildet sind, wobei einer oder mehrere auf der Fußplatte einzeln gehaltenen Tische in einer X-Richtung beweglich sind, einer oder mehrere am Ständer einzeln gehaltene Kreuzschlitten in einer Y-Richtung beweglich sind und an den Kreuzschlitten gehaltene Spindeleinheiten in einer Z-Richtung beweglich sind. Eine derartige Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung hat eine Konfiguration, bei der mehrere Leiterplattenbearbeitungsmodule auf einer einzigen Fußplatte angeordnet sind. Dementsprechend ist zwischen den Bearbeitungsmodulen auf der einzigen Fußplatte trotz einer Änderung an der Fußbodenoberfläche auf Grund der Errichtung der Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung oder auf Grund einer Verschlechterung mit dem Alter keine Justierung erforderlich. Dadurch wird eine Justierung bei der Errichtung oder der Wartung erleichtert. Eine derartige Vorrichtung ist nicht nur bei der Kleinserienfertigung großer Gegenstände anwendbar, sondern auch bei der Großserienfertigung kleiner Gegenstände (JP-A-7-314395).

Bei einer Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung zum Bohren einer Leiterplatte oder eines ähnlichen Gegenstands wird die Bearbeitung wie folgt durchgeführt. Ein X-Tisch und ein Kreuzschlitten werden einzeln bewegt, um die Achse des Bohrers auf die Mitte eines zu bearbeitenden Abschnitts auszurichten. Danach wird eine Spindeleinheit nach unten bewegt, um die Leiterplatte mit dem Bohrer zu durchbohren, der an der Spindeleinheit drehbar gehalten wird.

Wenn der X-Tisch bewegt wird, tritt in der Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung eine horizontale schwingende Kraft auf. Der Betrag der schwingenden Kraft kann durch Multiplizieren der Masse des X-Tisches und eines auf dem X-Tisch angebrachten Bauteils mit der Beschleunigung ermittelt werden. Der Punkt, auf den die schwingende Kraft ausgeübt wird, liegt höher als der Fußboden. Auf Grund des von der Kraft erzeugten Moments, das von der schwingenden Kraft und von der Höhe des Punkts, auf den die schwingende Kraft ausgeübt wird, abhängt, tritt in der Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung eine Rotationsschwingung (Schaukelschwingung) auf. Die Rotationsschwingung hat eine Eigenfrequenz, die von der Steifigkeit des Fußbodens und von der Rotationsträgheit der Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung abhängt. Eine schwingende Kraft, die von einem der Nivellierbolzen übertragen wird, die an den gegenüber liegenden Seiten der Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung angeordnet sind, um den Schwerpunkt der Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung dazwischen zu halten, wirkt in eine solche Richtung, dass sie den Fußboden nach unten drückt. Eine von dem anderen Nivellierbolzen übertragene schwingende Kraft wirkt in eine solche Richtung, dass sie den Fußboden anhebt. Folglich tritt im Fußboden eine vertikale Schwingung auf. Dadurch wird die Schwingung des Fußbodens stärker, wenn der X-Tisch mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt wird, um die Bearbeitungseffizienz zu steigern.

Um dieses Problem zu lösen, gibt es eine weitere Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung, die mit einem Trägheitskraft-Erzeugungsmittel und einem Schwingungssensor ausgestattet ist. Das Trägheitskraft-Erzeugungsmittel wird von einer Stützeinheit zum Unterstützen einer horizontal beweglichen Spindel und einer Spindelantriebseinheit zum Antreiben der Spindel gebildet. Der Schwingungssensor ist an einem Bearbeitungsmodul angebracht. Die Spindelantriebseinheit bewegt die Spindel anhand eines Ausgangssignals aus dem Schwingungssensor so, dass das Ausgangssignal an dem Schwingungssensor abgeschwächt wird. In Übereinstimmung mit diesem Verfahren kann die Positionsgenauigkeit verarbeiteter Löcher verbessert werden (JP-A-2003-181739).

Es gibt eine weitere Bearbeitungsvorrichtung, die keine Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung ist. Bei dieser Bearbeitungsvorrichtung sind zwei Läufer, an denen je weils Bearbeitungswerkzeuge angebracht sind, koaxial angeordnet. Die Läufer sind so entworfen, dass sie sich in einander entgegengesetzten Richtungen hin- und herbewegen, damit von den Läufern erzeugte Reaktionskräfte einander aufheben können. Dadurch wird das Auftreten von Geräusch und Schwingung unterdrückt, und die Bearbeitungsgenauigkeit wird verbessert (JP-A-2002-160104).

JP-A-7-314395 enthält keine Offenbarung darüber, wie die Bearbeitungsgenauigkeit beispielsweise dann zu verbessern ist, wenn Leiterplatten bearbeitet werden, die dem gleichen Bearbeitungsverfahren unterzogen werden.

Wenn Kreuzschlitten bewegt werden, kann im Fußboden eine vertikale Schwingung auf die gleiche Weise wie beim Bewegen von X-Tischen auftreten. Jedoch wird eine Bohrerbearbeitungsvorrichtung insgesamt größer, wenn das in JP-A-2003-181739 offenbarte Verfahren auf die Bewegung von X-Tischen und Kreuzschlitten angewendet wird.

Bei JP-A-2002-160104 sind die Bewegungsrichtungen eines Paars von Läufern einander entgegengesetzt. Jedoch enthält JP-A-2002-160104 keinen Vorschlag dazu, wie die X-Richtungs-Bewegung eines Spindelstocks zum Unterstützen eines Werkstücks zu steuern ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Um die oben erwähnten Probleme zu lösen, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung und ein Bohrverfahren hierfür zu schaffen, bei denen die Bearbeitungsgenauigkeit verbessert werden kann, ohne dass eine Bohrbearbeitungsvorrichtung insgesamt vergrößert wird.

Um die oben erwähnten Probleme zu lösen, wird in Übereinstimmung mit einer ersten Konfiguration der vorliegenden Erfindung eine Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung geschaffen, die umfasst: mehrere Tische mit jeweils darauf angebrachten Leiterplatten; X-Achsen-Antriebsabschnitte, die an den Tischen zum Bewegen der Tische in einer entsprechenden Vorwärts/Rückwärts-X-Richtung vorgesehen sind; Kreuzschlitten, die über den jeweiligen Tischen angeordnet sind; Y-Achsen-Antriebsabschnitte zum Bewegen der Kreuzschlitten in einer entsprechenden Links/Rechts-Y-Richtung; Spindeln, die an den jeweiligen Kreuzschlitten gehalten werden; Z-Achsen-Antriebsabschnitte zum Bewegen der Spindeln in ei ner entsprechenden Aufwärts/Abwärts-Z-Richtung; und eine Steuereinheit zur Steuerung der X-Achsen-Antriebsabschnitte und der Y-Achsen-Antriebsabschnitte, um wenigstens eine der X-Richtungs- und Y-Richtungs-Achsen in einer Richtung zu bewegen, die derjenigen der anderen Achse entgegengesetzt ist, die sich in der gleichen Richtung bewegt, um dadurch Löcher zu bohren; wobei Achsen von Bohrern, die an den Spindeln drehbar gehalten werden, durch die X-Achsen-Antriebsabschnitte bzw. die Y-Achsen-Antriebsabschnitte an Bearbeitungspositionen positioniert werden und dann veranlasst wird, dass die Bohrer durch die Z-Achsen-Antriebsabschnitte in die Leiterplatten vorgeschoben werden, damit Löcher gebohrt werden. In diesem Fall können in Übereinstimmung mit einer zweiten Konfiguration der vorliegenden Erfindung benachbarte der X-Richtungs- und Y-Richtungs-Achsen in einander entgegengesetzten Richtungen bewegt werden.

In Übereinstimmung mit einer dritten Konfiguration der vorliegenden Erfindung wird ein Bohrverfahren für eine Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung geschaffen, die umfasst: mehrere Tische mit jeweils darauf angebrachten Leiterplatten, X-Achsen-Antriebsabschnitte, die an den Tischen zum Bewegen der Tische in einer entsprechenden Vorwärts/Rückwärts-X-Richtung vorgesehen sind, Kreuzschlitten, die über den jeweiligen Tischen angeordnet sind, Y-Achsen-Antriebsabschnitte zum Bewegen der Kreuzschlitten in einer entsprechenden Links/Rechts-Y-Richtung, Spindeln, die an den jeweiligen Kreuzschlitten gehalten werden, und Z-Achsen-Antriebsabschnitte zum Bewegen der Spindeln in einer entsprechenden Aufwärts/Abwärts-Z-Richtung, wobei das Bohrverfahren die folgenden Schritte umfasst: Verwenden der X-Achsen-Antriebsabschnitte und der Y-Achsen-Antriebsabschnitte, um Achsen von Bohrern, die an den Spindeln drehbar gehalten werden, an entsprechenden Bearbeitungspositionen zu positionieren; Verwenden der Z-Achsen-Antriebsabschnitte, um zu veranlassen, dass die Bohrer jeweils in die Leiterplatten vorgeschoben werden, damit Löcher gebohrt werden; und Durchführen des Bohrens, wobei wenigstens eine der X-Richtungs- und Y-Richtungs-Achsen in einer Richtung bewegt werden, die derjenigen der anderen Achse entgegengesetzt ist, die sich in der gleichen Richtung bewegt. In diesem Fall können in Übereinstimmung mit einer vierten Konfiguration der vorliegenden Erfindung benachbarte der X-Richtungs- und Y-Richtungs-Achsen in einander entgegengesetzten Richtungen bewegt werden.

In Übereinstimmung mit einer fünften Konfiguration der vorliegenden Erfindung wird ein Bohrverfahren für eine Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung geschaffen, die umfasst: mehrere Tische mit jeweils darauf angebrachten Leiterplatten, X-Achsen-Antriebsabschnitte, die an den Tischen zum Bewegen der Tische in einer entsprechenden Vorwärts/Rückwärts-X-Richtung vorgesehen sind, Kreuzschlitten, die über den jeweiligen Tischen angeordnet sind, Y-Achsen-Antriebsabschnitte zum Bewegen der Kreuzschlitten in einer entsprechenden Links/Rechts-Y-Richtung, Spindeln, die an den jeweiligen Kreuzschlitten gehalten werden, und Z-Achsen-Antriebsabschnitte zum Bewegen der Spindeln in einer entsprechenden Aufwärts/Abwärts-Z-Richtung, wobei das Bohrverfahren die folgenden Schritte umfasst: Verwenden der X-Achsen-Antriebsabschnitte und der Y-Achsen-Antriebsabschnitte, um Achsen von Bohrern, die an den Spindeln drehbar gehalten werden, an entsprechenden Bearbeitungspositionen zu positionieren; Verwenden der Z-Achsen-Antriebsabschnitte, um zu veranlassen, dass die Bohrer jeweils in die Leiterplatten vorgeschoben werden, damit Löcher gebohrt werden; Anordnen der auf den Tischen angebrachten Leiterplatten in ein und derselben Richtung; und Bearbeitung benachbarter der Leiterplatten in einander entgegengesetzten Bearbeitungssequenzen, damit die Löcher gebohrt werden.

Die Schaukelschwingung der Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung wird abgeschwächt, und die Fußbodenschwingung wird verhindert. Dadurch kann eine Präzisionsbearbeitung erzielt werden.

Zum Abschwächen der Schwingung ist keine spezielle Dämpfungseinheit erforderlich. Daher ist es möglich, eine preiswerte Präzisions-Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung zu erhalten.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine Außenansicht einer Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird;
2 ist ein Verarbeitungs-Blockschaltplan für eine X-Achsen-Antriebssteuereinheit in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine Ansicht, die zentrale Positionen von zu verarbeitenden Löchern und die zugehörigen Sequenzen zeigt (Ausführungsform 1);
4 ist ein Diagramm, das Historien von Geschwindigkeitsbefehlen zeigt, wenn der in 3 gezeigte Bearbeitungsvorgang ausgeführt wird;
5 ist ein Diagramm, das Historien von Geschwindigkeitsbefehlen zeigt, wenn der in 3 gezeigte Bearbeitungsvorgang ausgeführt wird;
6 ist eine erläuternde Ansicht eines Beispiels von Tischantriebsrichtungen, wenn vier Tische vorgesehen sind;
7 ist eine Ansicht, die zentrale Positionen von zu verarbeitenden Löchern und die zugehörigen Sequenzen zeigt (Ausführungsform 2);
8 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration einer weiteren Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung zeigt, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird; und
9 ist eine Ansicht, die zentrale Positionen von zu verarbeitenden Löchern und die zugehörigen Sequenzen zeigt (Ausführungsform 3).
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden werden Betriebsarten zum Ausführen der vorliegenden Erfindung zusammen mit bestimmten Ausführungsformen beschrieben.
[Ausführungsform 1]
1 ist eine Außenansicht einer Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird.
Eine Fußplatte 10 einer Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung M wird durch Nivellierbolzen 11 und Arretierungselemente 12 auf einem Fußboden gehalten. Ein Tisch 2a mit einer darauf angebrachten Leiterplatte 1a ist so ausgeführt, dass er durch eine nicht gezeigte geradlinige Führung und eine X-Achsen-Antriebseinheit 3a in einer Vorwärts/Rückwärts-(X-)Richtung bewegt werden kann. Ein Tisch 2b mit einer darauf angebrachten Leiterplatte 1b ist so ausgeführt, dass er durch eine nicht gezeigte geradlinige Führung und eine X-Achsen-Antriebseinheit 3b in der Vorwärts/Rückwärts-(X-)Richtung bewegt werden kann. Obwohl die Leiterplatten 1a und 1b auf die gleiche Weise bearbeitet werden, ist die Leiterplatte 1b auf dem Tisch 2b in dem Zustand angebracht, in dem die Leiterplatte 1b in Bezug auf die Leiterplatte 1a um den Winkel 180 Grad gedreht wurde.
An der Fußplatte 10 ist ein Ständer 9 befestigt. Ein Kreuzschlitten 8a ist so ausgeführt, dass er durch eine nicht gezeigte geradlinige Führung und eine Y-Achsen-Antriebseinheit 7a in einer Links/Rechts-(Y-)Richtung bewegt werden kann. Ein Kreuzschlitten 8b ist so ausgeführt, dass er durch eine nicht gezeigte geradlinige Führung und eine Y-Achsen-Antriebseinheit 7b in der Links/Rechts-(Y-)Richtung bewegt werden kann.
Eine Spindel 5a, die einen Bohrer 4a hält, und eine Z-Achsen-Antriebseinheit 6a zum Bewegen der Spindel 5a in einer Aufwärts/Abwärts-(Z-)Richtung werden am Kreuzschlitten 8a gehalten. Eine Spindel 5b, die einen Bohrer 4b hält, und eine Z-Achsen-Antriebseinheit 6b zum Bewegen der Spindel 5b in der Aufwärts/Abwärts-(Z-)Richtung werden am Kreuzschlitten 8b gehalten.
Die NC-Einheit 21 steuert jeden Teil der Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung M.
2 ist ein Verarbeitungs-Blockschaltplan für den X-Achsen-Antriebsabschnitt der NC-Einheit 21 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Die NC-Einheit 21 liest ein Verarbeitungsprogramm ein, analysiert dessen Inhalte, erzeugt einen Positionierungsbefehl für die X-Achse und sendet ein entsprechendes Ergebnis an eine Koordinatentransformationseinheit 26. Die Koordinatentransformationseinheit 26 erzeugt aus dem empfangenen Positionierungsbefehl einen Positionsbefehl A und einen Positionsbefehl B und sendet den Positionsbefehl A an eine Antriebssteuereinheit 22a sowie den Positionsbefehl B an eine Antriebssteuereinheit 22b. Die Antriebssteuereinheit 22a berechnet aus dem Positionsbefehl A und einer von einem Positionsdetektor 24a gesendeten Positionsrückmeldung 25a einen Geschwindigkeitsbefehl und führt den Geschwindigkeitsbefehl einem Servoverstärker 23a zu. Der Servoverstärker 23a berechnet anhand dieses Geschwindigkeitsbefehls einen Drehmomentbefehl, um die X-Achsen-Antriebseinheit 3a anzusteuern, damit dadurch der Tisch 2a betätigt wird. Auf die gleiche Weise berechnet die Antriebssteuereinheit 22b aus dem Positionsbefehl B und einer von einem Positionsdetektor 24b gesendeten Positionsrückmeldung 25b einen Geschwindigkeitsbefehl und führt den Geschwindigkeitsbefehl einem Servoverstärker 23b zu. Der Servoverstärker 23b erzeugt anhand dieses Geschwindigkeitsbefehls einen Drehmomentbefehl, um die Y-Achsen-Antriebseinheit 3b anzusteuern und dadurch den Tisch 2b zu betätigen. Der Positionsbefehl B enthält Koordinaten, deren Vorzeichen dadurch erhalten werden, dass die Vorzeichen der vorgesehenen Positionskoordinaten des Positionsbefehls A umgekehrt werden, aber die beiden Positionsbefehle A und B haben die gleiche Verarbeitungssequenz.
Die NC-Einheit 21 erzeugt außerdem ähnliche Positionsbefehle für die Kreuzschlitten 8a und 8b sowie die Z-Achsen-Antriebseinheiten 6a und 6b, um über die Antriebseinheiten der jeweiligen Achsen den Bewegungsbetrieb zu steuern. Der oben erwähnte Betrieb ähnelt demjenigen nach dem Stand der Technik.
Nun wird der Betrieb dieser Ausführungsform beschrieben.
3 ist eine Darstellung, die zentrale Positionen a1 bis a4 und b1 bis b4 von Löchern zeigt, die in den Leiterplatten 1a und 1b zu bearbeiten sind, und die Verarbeitungssequenzen. 4 ist ein Diagramm, das Historien von Geschwindigkeitsbefehlen zeigt, die von den Antriebssteuereinheiten 22a und 22b für die X-Achse ausgegeben werden, wenn der in 3 gezeigte Verarbeitungsvorgang ausgeführt wird. 5 ist ein Diagramm, das Historien von Geschwindigkeitsbefehlen zeigt, die von den Antriebssteuereinheiten für die Y-Achse jeweils ausgegeben werden, wenn der in 3 gezeigte Verarbeitungsvorgang ausgeführt wird. In 4 wie auch in 5 gibt die Ordinate den Wert des Geschwindigkeitsbefehls an, und die Abszisse gibt die Zeit an.
Wie in 3 mithilfe von Pfeilen gezeigt ist, wird die Achse des Bohrers 4a für die Leiterplatte 1a in der mit Pfeilen dargestellten Sequenz a1→a2→a3→a4 bewegt, um an den entsprechenden Positionen a1, a2, a3 und a4 Löcher zu bohren. Andererseits wird die Achse des Bohrers 4b für die Leiterplatte 1b in der mit Pfeilen dargestellten Sequenz b1→b2→b3→b4 bewegt, um an den entsprechenden Positionen b1, b2, b3 und b4 Löcher zu bohren.
Die Leiterplatte 1b wird an Positionen gebohrt, die in Bezug auf die Positionen, an denen die Leiterplatte 1a gebohrt wird, um 180 Grad gedreht sind. Wenn die Leiterplatten 1a und 1b auf die gleiche Weise bearbeitet werden, werden die Tische 2a und 2b sowie die Kreuzschlitten 8a und 8b jeweils einander entgegengesetzt bewegt.
Das bedeutet, wie in 4 gezeigt ist, dass der Tisch 2a Bewegen und Stoppen gemäß einem Geschwindigkeitsbefehlsmuster wiederholt, das durch die eingezeichnete durchgezogene Linie veranschaulicht ist, und dass der Tisch 2b Bewegen und Stoppen gemäß einem Geschwindigkeitsbefehlsmuster wiederholt, das durch die eingezeichnete gestrichelte Linie veranschaulicht ist. Andererseits wiederholt, wie in 5 gezeigt ist, der Kreuzschlitten 8a Bewegen und Stoppen gemäß einem Geschwindigkeitsbefehlsmuster, das durch die eingezeichnete durchgezogene Linie veranschaulicht ist, und der Kreuzschlitten 8b wiederholt Bewegen und Stoppen gemäß einem Geschwindigkeitsbefehlsmuster, das durch die eingezeichnete gestrichelte Linie veranschaulicht ist. Wenn die Tische 2a und 2b sowie die Kreuzschlitten 8a und 8b gestoppt sind, bewegen sich die Spindeln 5a und 5b vertikal, um mit dem Bohrer 4a bzw. 4b Löcher in die Leiterplatte 1a bzw. 1b zu bohren.
Auf diese Weise bewegt sich der Tisch 2b, wenn sich der Tisch 2a bewegt, stets entsprechend in der entgegengesetzten Richtung. Wenn sich der Kreuzschlitten 8a bewegt, bewegt sich der Kreuzschlitten 8b stets entsprechend in der entgegengesetzten Richtung. Dadurch heben horizontal schwingende Kräfte, die bei diesen Vorgängen erzeugt werden, einander auf (oder schwächen einander ab). Folglich treten bei der Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung keine Schaukelschwingung und keine Fußbodenschwingung auf. Dadurch kann eine Präzisionsbearbeitung erzielt werden.
Wenn die Anzahl an zu bearbeitenden Leiterplatten in der oben erwähnten Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung nur eins beträgt, kann die Leiterplatte nur mithilfe eines Tisches bearbeitet werden. Auch in diesem Fall kann eine Präzisionsbearbeitung erzielt werden, wenn der andere Tisch in der entgegengesetzten Richtung leer (d. h. ein Tisch ohne darauf angebrachte Leiterplatte) bewegt wird, wobei eine Schaukelschwingung unterdrückt wird.
Wenn die Anzahl an Tischen zwei beträgt, kann ein horizontales Schütteln infolge eines horizontalen Drehmoments auftreten, das immer dann erzeugt wird, wenn sich die Tische bewegen. Wenn die Anzahl an Tischen beispielsweise vier beträgt, sind Tische an den entgegengesetzten Enden und Tische dazwischen jeweils ge paart, wie in 6 gezeigt, und jedes Paar wird so ausgewählt, dass sich die Tische in die entgegengesetzten Richtungen bewegen können. Auf diese Weise ist es möglich, ein horizontales Drehmoment zu verhindern, das immer dann erzeugt werden kann, wenn sich die Tische bewegen.
Wenn die Anzahl an Tischen ein ungerade Zahl n ist, kann kein so starker Effekt wie derjenige der oben erwähnten Ausführungsform erwartet werden, sondern eine schwingende Kraft, die auftreten kann, wenn die n Tische gleichzeitig betätigt werden, kann im Vergleich zu derjenigen nach dem Stand der Technik auf 1/n verringert werden. Dadurch kann die Bearbeitungsgenauigkeit auf die gleiche Weise verbessert werden wie auf diejenige, bei der die Anzahl an Tischen eine gerade Zahl ist.
[Ausführungsform 2]
Bei der oben erwähnten Ausführungsform 1 sind Tische so angeordnet, dass jede der zwei Leiterplatten in Bezug auf die andere um 180° gedreht ist. Beispielsweise können zu bearbeitende Positionen in Bezug auf das Zentrum der XY-Richtung jeder Leiterplatte symmetrisch oder im Wesentlichen symmetrisch sein. In diesem Fall können, wie in 7 gezeigt ist, die Richtungen der auf den Tischen 2a und 2b anzubringenden Leiterplatten 1a und 1b so ausgerichtet werden, dass die einander benachbarten Leiterplatten in einander entgegengesetzten Bearbeitungssequenzen bearbeitet werden können, wie in 7 mithilfe von Pfeilen gezeigt ist.
Die oben erwähnten Ausführungsformen 1 und 2 wurden für den Fall beschrieben, bei dem mehrere Kreuzschlitten 8a und 8b an einer Seite (der Vorderseite in 1) des Ständers 9 angeordnet sind. Jedoch können die Kreuzschlitten auch wie folgt angeordnet sein.
[Ausführungsform 3]
8 ist eine Draufsicht, die die Konfiguration einer weiteren Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung zeigt, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird. Teile, die denen in 1 gleich oder funktionell gleich sind, sind hier entsprechend mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und ihre redundante Beschreibung wird weggelassen.
Wie in 8 gezeigt ist, hat diese Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung zusätzlich zu den Tischen 2a und 2b sowie den Kreuzschlitten 8a und 8b, die in 1 gezeigt wurden, Tische 2c und 2d sowie Kreuzschlitten 8c und 8d.
Die Tische 2c und 2d sind auf der Fußplatte 10 so angeordnet, dass ihre Schwerpunkte sich koaxial mit denen der Tische 2a bzw. 2b bewegen können. Die Tische 2c und 2d sind so ausgeführt, dass sie durch nicht gezeigte geradlinige Führungen und X-Achsen-Antriebseinheiten 3c bzw. 3d in der Vorwärts/Rückwärts-(X-)Richtung bewegt werden können. Auf den Tischen 2c und 2d sind Leiterplatten 1c bzw. 1d angebracht. Die Leiterplatten 1c und 1d sind an den Tischen 2c bzw. 2d in dem Zustand befestigt, in dem die Leiterplatten 1c und 1d um den Winkel 180 Grad in Bezug auf die Leiterplatten 1a bzw. 1b (d. h. in die gleichen Richtungen wie die Leiterplatten 1b und 1a) gedreht wurden.
An der tieferen Seite des Ständers 9 (der Oberseite in 9 und der Rückseite in 1) sind nicht gezeigte geradlinige Führungen für die Kreuzschlitten 8c und 8d so angeordnet, dass die geradlinigen Führungen parallel zu nicht gezeigten geradlinigen Führungen für die Kreuzschlitten 8a bzw. 8b verlaufen; das bedeutet, dass die Bewegungsrichtungen der geradlinigen Führungen parallel zu den Kreuzschlitten 8a bzw. 8b verlaufen. Die Kreuzschlitten 8c und 8d sind so ausgeführt, dass sie durch nicht gezeigte Y-Achsen-Antriebseinheiten 7c bzw. 7d in der Links/Rechts-(Y-)Richtung bewegt werden können. Eine Spindel 5c, die einen nicht gezeigten Bohrer 4c hält, und eine nicht gezeigte Z-Achsen-Antriebseinheit 6c zum Bewegen der Spindel 5c in der Aufwärts/Abwärts-(Z-)Richtung werden am Kreuzschlitten 8c gehalten. Eine Spindel 5d, die einen nicht gezeigten Bohrer 4d hält, und eine nicht gezeigte Z-Achsen-Antriebseinheit 6d zum Bewegen der Spindel 5d in der Aufwärts/Abwärts-(Z-)Richtung werden am Kreuzschlitten 8d gehalten.
Die NC-Einheit 21 liest ein Verarbeitungsprogramm ein und erzeugt, zusätzlich zu den Positionsbefehlen für die Tische 2a und 2b sowie die Kreuzschlitten 8a und 8b, Positionsbefehle für die Tische 2c und 2d sowie die Kreuzschlitten 8c und 8d.
Nun wird der Betrieb dieser Ausführungsform beschrieben.
9 ist eine Darstellung, die zentrale Positionen a1 bis a4, b1 bis b4, c1 bis c4 und d1 bis d4 von Löchern, die in den zu verarbeitenden Leiterplatten 1a bis 1d zu bearbeiten sind, und die Verarbeitungssequenzen zeigt.
Wie in 9 mithilfe von Pfeilen gezeigt ist, wird die Achse des Bohrers 4a für die Leiterplatte 1a in der mit Pfeilen dargestellten Sequenz a1→a2→a3→a4 bewegt, um an den entsprechenden Positionen a1, a2, a3 und a4 Löcher zu bohren. Die Achse des Bohrers 4b wird für die Leiterplatte 1b in der mit Pfeilen dargestellten Sequenz b1→b2→b3→b4 bewegt, um an den entsprechenden Positionen b1, b2, b3 und b4 Löcher zu bohren. Zusätzlich wird die Achse des Bohrers 4c für die Leiterplatte 1c in der mit Pfeilen dargestellten Sequenz c1→c2→c3→c4 bewegt, um an den entsprechenden Positionen c1, c2, c3 und c4 Löcher zu bohren. Ferner wird die Achse des Bohrers 4d für die Leiterplatte 1d in der mit Pfeilen dargestellten Sequenz d1→d2→d3→d4 bewegt, um an den entsprechenden Positionen d1, d2, d3 und d4 Löcher zu bohren.
Die Leiterplatte 1c wird an Positionen gebohrt, die in Bezug auf die Positionen, an denen die Leiterplatte 1a gebohrt wird, um 180 Grad gedreht sind. Wenn die Leiterplatten 1a und 1c auf die gleiche Weise bearbeitet werden, werden die Tische 2a und 2c sowie die Kreuzschlitten 8a und 8c jeweils einander entgegengesetzt bewegt. Die Leiterplatte 1d wird an Positionen gebohrt, die in Bezug auf die Positionen, an denen die Leiterplatte 1b gebohrt wird, um 180 Grad gedreht sind. Wenn die Leiterplatten 1b und 1b auf die gleiche Weise bearbeitet werden, werden die Tische 2b und 2d sowie die Kreuzschlitten 8b und 8d jeweils einander entgegengesetzt bewegt. Auf diese Weise bewegt sich der Tisch 2c, wenn sich der Tisch 2a bewegt, stets entsprechend in der entgegengesetzten Richtung. Wenn sich der Kreuzschlitten 8a bewegt, bewegt sich der Kreuzschlitten 8c stets entsprechend in der entgegengesetzten Richtung. Wenn sich der Tisch 2b bewegt, bewegt sich der Tisch 2d stets ähnlich in der entgegengesetzten Richtung. Wenn sich der Kreuzschlitten 8b bewegt, bewegt sich der Kreuzschlitten 8d stets entsprechend in der entgegengesetzten Richtung. Dadurch heben horizontal schwingende Kräfte, die bei diesen Vorgängen erzeugt werden, einander auf (oder schwächen einander ab). Zusätzlich werden Drehmomente, die auf die Fußplatte 10 auf Grund von Bewegungen (Antriebsreaktionen) der Tische 2a und 2d ausgeübt werden, durch entgegengesetzte Drehmomente aufgehoben, die auf die Fußplatte 10 auf Grund von Bewegungen der Tische 2c und 2b ausgeübt werden. Dementsprechend wird auf die Fußplatte 10 auch dann kein Drehmoment ausge übt, wenn sich die Tische 2a bis 2d bewegen. Ähnlich werden Drehmomente, die auf die Fußplatte 10 (den Ständer 9) auf Grund von Bewegungen (Antriebsreaktionen) der Kreuzschlitten 8a und 8c ausgeübt werden, durch entgegengesetzte Drehmomente aufgehoben, die auf die Fußplatte 10 auf Grund von Bewegungen der Kreuzschlitten 8b bzw. 8d ausgeübt werden. Dementsprechend wird auch dann auf die Fußplatte 10 kein Drehmoment ausgeübt, wenn sich die Kreuzschlitten 8a bis 8d bewegen.
Folglich treten bei der Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung keine Schaukelschwingung und keine Fußbodenschwingung auf. Dadurch kann eine Präzisionsbearbeitung erzielt werden.
Die Antriebsreaktion hängt vom Produkt der von einem Bohrmuster abhängigen Beschleunigung beim Betrieb und der Masse eines beweglichen Abschnitts ab. Es wird daher bevorzugt, dass die Tische 2a bis 2d und die Kreuzschlitten 8a bis 8d im Wesentlichen jeweils die gleichen Massen haben.
Die Führungen können von den Tischen 2a und 2c bzw. den Tischen 2b und 2d gemeinsam genutzt werden, sodass sich die rückseitigen Tische 2c und 2d beispielsweise zur Vorderseite bewegen können. Dadurch kann das Auflegen und Entnehmen der Leiterplatten erleichtert werden.
Diese Ausführungsform zeigt ein Beispiel, bei dem vier Tische und vier Kreuzschlitten vorgesehen sind. Jedoch kann eine ähnliche Wirkung erzielt werden, wenn die Anzahlen an Tischen und die Anzahl an Kreuzschlitten ganzzahlige Vielfache von 4 sind. Das bedeutet: Wenn die Anzahlen an Tischen und die Anzahl an Kreuzschlitten 8 oder mehr betragen, können in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform die Tische und die Kreuzschlitten in der Y-Richtung ausgerichtet werden. Insbesondere wenn eine Arbeitskraft die Leiterplatten aus ein und derselben Richtung auflegt oder entnimmt, beispielsweise von der Seite der Tische 2a und 2b her, dann kann die Arbeitskraft arbeiten, ohne den Arbeitsbereich zu der von ihr aus gesehen tieferen Seite zu erweitern, verglichen mit dem Fall, bei dem die Tische und die Kreuzschlitten in der X-Richtung ausgerichtet sind, sodass er sich weiter zur tieferen Seite erstreckt.
Bei jeder der oben erwähnten Ausführungsformen können an jedem Kreuzschlitten 8a–8d mehrere Spindeln angeordnet sein, sodass auf jedem Tisch 2a–2d Leiterplatten entsprechend der Anzahl der Spindeln angebracht werden können.
Ferner wurden die oben erwähnten Ausführungsformen als Bearbeitungsvorrichtungen zum Bohren von Leiterplatten beschrieben. Jedoch können anstelle der Bohrer Oberfräsenteile oder Fingerfräsen angebracht werden, oder die Struktur der vorliegenden Erfindung kann auf allgemeine Werkzeugmaschinen oder Fertigungsmaschinen angewendet werden, die andere Positionierungsmechanismen aufweisen.

Claims

Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung, die umfasst: – mehrere Tische mit jeweils darauf angebrachten Leiterplatten; – X-Achsen-Antriebsabschnitte, die an den Tischen zum Bewegen der Tische in einer entsprechenden Vorwärts/Rückwärts-X-Richtung vorgesehen sind; – Kreuzschlitten, die über den jeweiligen Tischen angeordnet sind; – Y-Achsen-Antriebsabschnitte zum Bewegen der Kreuzschlitten in einer entsprechenden Links/Rechts-Y-Richtung; – Spindeln, die an den jeweiligen Kreuzschlitten gehalten werden; – Z-Achsen-Antriebsabschnitte zum Bewegen der Spindeln in einer entsprechenden Aufwärts/Abwärts-Z-Richtung; und – eine Steuereinheit zum Steuern der X-Achsen-Antriebsabschnitte und der Y-Achsen-Antriebsabschnitte, um wenigstens eine der X-Richtungs- und Y-Richtungs-Achsen in einer Richtung zu bewegen, die derjenigen der anderen Achse entgegengesetzt ist, die sich in der gleichen Richtung bewegt, um dadurch Löcher zu bohren; wobei Achsen von Bohrern, die an den Spindeln drehbar gehalten werden, durch die X-Achsen-Antriebsabschnitte bzw. die Y-Achsen-Antriebsabschnitte an Bearbeitungspositionen positioniert werden und dann veranlasst wird, dass die Bohrer durch die Z-Achsen-Antriebsabschnitte in die Leiterplatten vorgeschoben werden, damit Löcher gebohrt werden.
Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung, die umfasst: – mehrere Tische mit jeweils darauf angebrachten Leiterplatten; – X-Achsen-Antriebsabschnitte, die an den Tischen zum Bewegen der Tische in einer entsprechenden Vorwärts/Rückwärts-X-Richtung vorgesehen sind; – Kreuzschlitten, die über den jeweiligen Tischen angeordnet sind; – Y-Achsen-Antriebsabschnitte zum Bewegen der Kreuzschlitten in einer entsprechenden Links/Rechts-Y-Richtung; – Spindeln, die an den jeweiligen Kreuzschlitten gehalten werden; – Z-Achsen-Antriebsabschnitte zum Bewegen der Spindeln in einer entsprechenden Aufwärts/Abwärts-Z-Richtung; und – eine Steuereinheit zum Steuern der X-Achsen-Antriebsabschnitte und der Y-Achsen-Antriebsabschnitte, um benachbarte der X-Richtungs- und Y-Richtungs-Achsen in einander entgegengesetzten Richtungen zu bewegen, um dadurch Löcher zu bohren; wobei Achsen von Bohrern, die an den Spindeln drehbar gehalten werden, durch die X-Achsen-Antriebsabschnitte bzw. die Y-Achsen-Antriebsabschnitte an Bearbeitungspositionen positioniert werden und dann veranlasst wird, dass die Bohrer durch die Z-Achsen-Antriebsabschnitte in die Leiterplatten vorgeschoben werden, damit Löcher gebohrt werden.
Bohrverfahren für eine Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung, die umfasst: mehrere Tische mit jeweils darauf angebrachten Leiterplatten, X-Achsen-Antriebsabschnitte, die an den Tischen zum Bewegen der Tische in einer entsprechenden Vorwärts/Rückwärts-X-Richtung vorgesehen sind, Kreuzschlitten, die über den jeweiligen Tischen angeordnet sind, Y-Achsen-Antriebsabschnitte zum Bewegen der Kreuzschlitten in einer entsprechenden Links/Rechts-Y-Richtung, Spindeln, die an den jeweiligen Kreuzschlitten gehalten werden, und Z-Achsen-Antriebsabschnitte zum Bewegen der Spindeln in einer entsprechenden Aufwärts/Abwärts-Z-Richtung, wobei das Bohrverfahren die folgenden Schritte umfasst: – Verwenden der X-Achsen-Antriebsabschnitte und der Y-Achsen-Antriebsabschnitte, um Achsen von Bohrern, die an den Spindeln drehbar gehalten werden, an entsprechenden Bearbeitungspositionen zu positionieren; – Verwenden der Z-Achsen-Antriebsabschnitte, um zu veranlassen, dass die Bohrer jeweils in die Leiterplatten vorgeschoben werden, damit Löcher gebohrt werden; und – Bohren von Löchern, wobei wenigstens eine der X-Richtungs- und Y-Richtungs-Achsen in einer Richtung bewegt wird, die derjenigen der anderen Achse entgegengesetzt ist, die sich in der gleichen Richtung bewegt.
Bohrverfahren für eine Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung, die umfasst: mehrere Tische mit jeweils darauf angebrachten Leiterplatten, X-Achsen-Antriebsabschnitte, die an den Tischen zum Bewegen der Tische in einer entsprechenden Vorwärts/Rückwärts-X-Richtung vorgesehen sind, Kreuzschlitten, die über den jeweiligen Tischen angeordnet sind, Y-Achsen-Antriebsabschnitte zum Bewegen der Kreuzschlitten in einer entsprechenden Links/Rechts-Y-Richtung, Spindeln, die an den jeweiligen Kreuzschlitten ge halten werden, und Z-Achsen-Antriebsabschnitte zum Bewegen der Spindeln in einer entsprechenden Aufwärts/Abwärts-Z-Richtung, wobei das Bohrverfahren die folgenden Schritte umfasst: – Verwenden der X-Achsen-Antriebsabschnitte und der Y-Achsen-Antriebsabschnitte, um Achsen von Bohrern, die an den Spindeln drehbar gehalten werden, an entsprechenden Bearbeitungspositionen zu positionieren; – Verwenden der Z-Achsen-Antriebsabschnitte, um zu veranlassen, dass die Bohrer jeweils in die Leiterplatten vorgeschoben werden, damit Löcher gebohrt werden; und – Bohren von Löchern, wobei benachbarte der X-Richtungs- und Y-Richtungs-Achsen in einander entgegengesetzten Richtungen bewegt werden.
Bohrverfahren für eine Leiterplattenbearbeitungsvorrichtung, die umfasst: mehrere Tische mit jeweils darauf angebrachten Leiterplatten, X-Achsen-Antriebsabschnitte, die an den Tischen zum Bewegen der Tische in einer entsprechenden Vorwärts/Rückwärts-X-Richtung vorgesehen sind, Kreuzschlitten, die über den jeweiligen Tischen angeordnet sind, Y-Achsen-Antriebsabschnitte zum Bewegen der Kreuzschlitten in einer entsprechenden Links/Rechts-Y-Richtung, Spindeln, die an den jeweiligen Kreuzschlitten gehalten werden, und Z-Achsen-Antriebsabschnitte zum Bewegen der Spindeln in einer entsprechenden Aufwärts/Abwärts-Z-Richtung, wobei das Bohrverfahren die folgenden Schritte umfasst: – Verwenden der X-Achsen-Antriebsabschnitte und der Y-Achsen-Antriebsabschnitte, um Achsen von Bohrern, die an den Spindeln drehbar gehalten werden, an entsprechenden Bearbeitungspositionen zu positionieren; – Verwenden der Z-Achsen-Antriebsabschnitte, um zu veranlassen, dass die Bohrer jeweils in die Leiterplatten vorgeschoben werden, damit Löcher gebohrt werden; – Anordnen der auf den Tischen angebrachten Leiterplatten in ein und derselben Richtung; und – Bearbeiten von benachbarten Leiterplatten in einander entgegengesetzten Bearbeitungssequenzen, damit Löcher gebohrt werden.