专利名称：钻孔加工方法
技术领域：
本发明涉及一种一边交换多个钻头一边对被加工物进行孔加工的钻孔加工方法。
背景技术：
图4是对印刷电路板钻孔机的主轴近旁进行剖面来表示的主视图，图5是表示印刷电路板钻孔机的工作台的局部的俯视图。
如图4所示，在主轴10的前端可自由旋转地保持有钻头15。嵌合于主轴10的前端部的压力基座20被在Z轴方向可自由移动地支撑，并被省略了图示的气缸向图的下方施力。
将需要加工的多张印刷电路板2a重叠在底板2b上，并在通过两根基准销3a、3b(通常基准销3a、3b的直径相同。)被固定成一体的状态下被载置于工作台1的表面1a。以下，将需要加工的印刷电路板2a和底板2b统称为印刷电路板2。
如图5所示，在工作台1的表面侧形成有孔(这里为切口形状)4、5。在一边的侧面形成有V字形槽6的孔4中，配置有方形的第一夹板7。在方形的孔5中，配置有方形的第二夹板8。就夹板7、8而言，如图4所示，使各上表面与工作台1的表面1a形成同一面，并被支撑在配置于孔4、5底部的由轴承9a和轨道9b构成的直线导向装置9，通过省略了图示的驱动单元在Y轴方向上自由移动。
在印刷电路板上加工的孔的直径从几种到十几种，而且加工的孔的数目很多。所以，在印刷电路板加工机中，工作台1上预先配置有数十到数百根工具即钻头。
下面，说明具有如上述构成的以往印刷电路板钻孔机的加工步骤。
首先，如图5中实线所示，在使夹板7、8移动到图的右方的状态下，将印刷电路板2载置到工作台1上。然后，使夹板7、8向图中左方移动，使第一基准销3a与槽6相抵接，使第二基准销3b与右侧面8a相抵接。于是，就印刷电路板2而言，连接两根基准销3a、3b的中心的线O与印刷电路板2的X轴平行，从而在Y轴方向上被定位，而且通过槽6在X轴方向上被定位(专利文献1)。
在该状态下，使工作台1向X轴方向移动，使主轴10向Y轴方向移动，而将钻头15定位于印刷电路板2的加工部。然后，使主轴10向Z轴方向移动，而在由压力基座20按压印刷电路板2的状态下，使钻头15切入印刷电路板2，并对印刷电路板2实行钻孔加工。然后，在接到来自加工程序的指示或基于工具寿命的工具交换指令时，交换钻头15并继续加工。
并且，虽然在印刷电路板进行了孔加工后，按每一张进行分离，通过曝光、蚀刻工序等的后续工序来形成图形等，但是在对印刷电路板按每一张进行分离时，插入有基准销的孔会发生变形。由此，在加工作为产品所需要的孔的基础上，还要加工后续工序用的基准孔(以下称为“曝光基准孔”)。
可是，就印刷电路板钻孔机的场合而言，作为主轴采用了空气主轴，例如，在钻小于等于0.3mm的小直径的孔时，将转速设为每分钟20万转左右，在钻1.0mm左右的孔时，将转速设为每分钟6万转左右，在钻超过2.0mm的孔时，将转速设为每分钟4万转左右。
就空气主轴的场合而言，由于相应于转速主轴而使发热量变化、以及向主轴供给的气压等也改变，因此相应于转速，主轴即钻头的轴线从设计上的位置偏移。但是，与主轴的转速相对应的钻头轴线从设计位置的偏移量(以下简称为“偏移量”)是该主轴所固有的。因此，在对印刷电路板钻孔机的轴数为一根即主轴为一个的场合下，通过预先按每一个主轴转速求出偏移量，并修正该值后进行加工，由此可以实现具有良好加工精度的加工。
专利文献1JP特开2003-1594号公报为了提高加工效率，在印刷电路板钻孔机中多采用多轴的印刷电路板钻孔机(即，可在一个工作台上载置多个印刷电路板，且具有与印刷电路板相同数目的主轴的印刷电路板钻孔机)。
图6是由多轴的印刷电路板钻孔机中规定的一个轴加工的印刷电路板的表面图，图7是表示由两轴的印刷电路板钻孔机加工的曝光基准孔与0.2mm的孔的加工位置的偏移的图。
在图6中，用虚线包围的区域K是配置成为产品的印刷电路板的区域，例如，加工有数万个到数十万个直径为0.1mm的孔，以及数千到数万个直径为0.2～0.4mm的孔。并且，配置于区域K外侧的孔C是曝光基准孔，图示的场合在对角线方向上加工有两个。
此外，在图7中，Acx、Acy是多轴中的第一轴所加工的曝光基准孔的中心相对设计上的中心的偏移量的平均值，Amx、Amy是第一轴所加工的0.2mm的孔相对设计上的中心的偏移量分布的中心值。此外，Bcx、Bcy是不同于上述第一轴的第二轴所加工的曝光基准孔的中心相对设计上的中心的偏移量的平均值，Bmx、Bmy是第二轴所加工的0.2mm的孔相对设计上的中心的偏移量分布的中心值。
不论哪个轴只要是孔径相同，偏移量的分布半径ar、br基本相同。但是，各自的分布中心相对曝光基准孔的中心的偏移量不同，第二轴大于第一轴。因此，在以曝光基准孔为基准进行曝光的图形的宽度较窄时，有时会发生由第二轴加工的0.2mm的孔从图形偏离的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钻孔加工方法，该方法即使是多轴的印刷电路板钻孔机也可减小加工精度的偏移，且提高多轴印刷电路板钻孔机作为整体的加工精度。
为解决上述课题，本发明的钻孔加工方法中，使载置有多个工件的工作台和按每一个上述工件所配置的钻头在水平方向上相对移动，且将上述钻头的轴线定位于加工部的中心位置，并对上述多个工件大体同时进行孔加工，该钻孔加工方法的特征在于按每一个保持·旋转上述钻头的各主轴的转速，预先求出上述钻头的轴心相对设计上的轴心在X、Y方向上的偏移量，在加工两种或其以上直径的孔时，至少关于一种直径，按每一个上述各主轴进行孔加工，而对于其他孔，由所有的上述各主轴大体同时进行孔加工。
最好是，在按每一个上述各主轴进行加工时，对于相对上述钻头的在XY方向上的相对位置的指令值，仅修正下述两种偏移量的差之后再进行孔加工，其中，两种偏移量为在用于加工该孔的预先确定的上述主轴转速下的上述偏移量；以及在上述大体同时进行孔加工时的用于加工规定直径的孔的钻头转速下的上述偏移量。
由于曝光基准孔按每一个各轴进行加工，因此可以提高多轴印刷电路板钻孔机作为整体的加工精度。
图1是本发明涉及的印刷电路板钻孔机的立体图。
图2是表示本发明的动作的流程图。
图3是说明根据本发明的效果的图。
图4是对印刷电路板钻孔机的主轴近旁进行剖面来表示的主视图。
图5是表示印刷电路板钻孔机的工作台的局部的俯视图。
图6是由多轴的印刷电路板钻孔机中规定的一个轴所加工的印刷电路板的表面图。
图7是表示由两轴印刷电路板钻孔机加工的曝光基准孔与0.2mm的孔的加工位置的偏移的图。
附图标记如下2印刷电路板，10主轴，15钻头具体实施方式
图1是本发明涉及的印刷电路板钻孔机的立体图。
在该图中，工作台1被支撑于导轨30，并在底座31上沿X轴方向自由移动。印刷电路板2通过基准销3a、3b被定位在工作台1上。
横梁32以横跨工作台1的方式被固定在底座31上。在横梁32的前表面设置有导轨33，横向滑板34被支撑于该导轨33。横向滑板34通过电动机35以及进给丝杠36沿着导轨33在Y轴方向上自由移动。并且，在横向滑板34的前表面固定有多个(本图中为4个)壳体37。
在壳体37的内部配置有支撑主轴10在上下方向(箭头Z方向)自由移动的轴承。固定于壳体37上部的电动机38通过轴39使主轴10在箭头Z方向上移动。控制装置40按照加工程序对各部分的移动等进行控制。再者，本印刷电路板钻孔机表示具有四根主轴10的四轴钻孔机，例如，附图中从右到左为第一轴、第二轴、第三轴、第四轴。在加工程序中记载有加工孔的孔径和位置坐标。并且，对于钻头设定有使用容许次数和使用转速。
下面，说明本发明的动作。
在使用前，按每一个轴，在各种转速(例如，在从最小转速到最大转速的范围内的每1000转)下使主轴旋转规定时间(例如，10分钟)，并求得此时的相对钻头轴线的设计值的偏移，并按每一个轴存储在控制装置40中。
下面，说明实际进行加工的场合。
图2是表示本发明动作的流程图。并且，预先输入曝光基准孔的孔径。
在将省略了图示的启动按钮按下时，控制装置40参照加工程序，来核对加工数目最多的孔径(步骤S10)，并开始加工。首先，检查加工的孔是否为曝光基准孔(步骤S20)，如果不是曝光基准孔的情况，则进行步骤S30的处理；在其他场合下进行步骤S40的处理。在步骤S30中，使四根主轴10同时动作来进行孔加工之后，进行步骤S50的处理。并且，在步骤S40中，按各主轴即按每一个轴，对加工的孔的X坐标及Y坐标，针对指令值进行由算式1、2确定的Δx及Δy的修正，并进行孔加工之后，进行步骤S50的处理。
Δx＝δxm-δxc…式1Δy＝δym-δyc…式2其中，δxm是与加工加工数目最多的孔的钻头转速相对的X方向的偏移量，δym是与加工加工数目最多的孔的钻头转速相对的Y方向的偏移量，δxc是与加工曝光基准孔的钻头转速相对的X方向的偏移量，δyc是与加工曝光基准孔的钻头转速相对的Y方向的偏移量，是存储在控制装置40中的值。
在步骤S50中检查被指令的孔是否全部已被加工，如果有未加工的孔的场合下，则进行步骤S20的处理；其他场合下结束处理。并且，在步骤S10中，数目最多的孔为两种以上的场合下，例如可以采用最小直径的孔。
图3是说明根据本发明的效果的图，为了比较而与以往的结果并列记载。并且，电路板材料采用了板厚为0.6mm的掺有玻璃的环氧树脂电路板。并且，曝光基准孔的直径为3.0mm，数目最多的孔的直径为0.2mm。
如该图所示，根据本发明，相对曝光基准孔的0.2mm孔的位置精度可以控制在小于等于2μm。与此相对，以往的场合为大于等于10μm，通过本发明，可以提高后续工程中的加工精度，即可以提高作为产品的加工品质。
并且，在本实施方式中，相对加工数目多的孔来确定曝光基准孔，但也可以相对最小径的孔来确定，或者也可以指定为要求精度的孔径。
此外，在高旋转下使用主轴后，以低转速来进行曝光基准孔的加工的场合，与在以低转速来加工曝光基准孔后，以高旋转下使用主轴例如加工小直径的孔的场合下，偏移量有时会不同。因此，也可以对于先加工曝光基准孔的场合、以及后加工曝光基准孔这两种情况，分别确定偏移量。
权利要求
1.一种钻孔加工方法，使载置有多个工件的工作台和按每一个上述工件所配置的钻头在水平方向上相对移动，且将上述钻头的轴线定位于上述工件的加工部的中心位置，并对上述多个工件大体同时进行孔加工，该钻孔加工方法的特征在于按每一个使上述钻头旋转的各主轴的一定转速，预先求出上述钻头的轴心相对设计上的轴心在X、Y方向上的偏移量，在加工两种以上直径的孔时，至少关于一种直径的孔，按每一个上述各主轴进行孔加工，而对于其他直径的孔，由所有的上述各主轴大体同时进行孔加工。
2.根据权利要求1所述的钻孔加工方法，其特征在于在按每一个上述各主轴进行加工的场合下，对于相对上述钻头的在XY方向的相对位置的指令值，仅修正下述两种偏移量的差之后进行孔加工，其中，两种偏移量为在用于加工该孔的预先确定的上述主轴转速下的上述偏移量；以及在上述大体同时进行孔加工时的用于加工规定直径的孔的钻头转速下的上述偏移量。
3.根据权利要求1或2所述的钻孔加工方法，其特征在于按每一个上述各主轴进行加工的孔是在后续工程中所使用的基准孔。
4.根据权利要求2所述的钻孔加工方法，其特征在于上述预先确定的上述主轴转速是加工在上述工件上所加工的数目最多的孔时的转速。
全文摘要
本发明提供一种钻孔加工方法，根据该方法，即使是多轴的印刷电路板钻孔机也可减小加工精度的偏移，提高多轴印刷电路板钻孔机作为整体的加工精度。按每一个保持·旋转钻头(15)的各主轴(10)的转速，预先求出钻头(15)的轴心相对设计上的轴心在X、Y方向上的偏移量，在印刷电路板(2)上加工两种或其以上直径的孔时，至少关于一种直径的孔(例如，曝光基准孔)，按每一个各主轴(10)进行孔加工，而对于其他直径的孔，则由所有的主轴(10)大体同时地进行孔加工。
文档编号B23Q15/22GK1903506SQ20061009923
公开日2007年1月31日 申请日期2006年7月21日 优先权日2005年7月22日
发明者古川乔生, 河崎裕, 岩田俊幸, 长沢胜浩, 山下孝彦 申请人:日立比亚机械股份有限公司