專利名稱：用于印刷電路板等的高速鉆孔的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
當(dāng)加工印刷電路板時(shí)，必須在跡線互連和焊接電路元件的至少某些區(qū)域內(nèi)對(duì) 板子進(jìn)行鉆孔。
背景技術(shù)：
如今的潮流是向每單位面積的孔密度增加和孔徑減小的方向發(fā)展。為此，通 常使用這樣一些設(shè)備，這些設(shè)備采用了適于使用例如壓縮空氣渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的專門的 旋轉(zhuǎn)鉆頭的高速心軸。
考慮所涉及的速度(本發(fā)明的設(shè)備適于每秒鉆孔20個(gè)以上的孔)，即使明顯 少量的位移也會(huì)成為關(guān)鍵的因素。
迄今為止使用的鉆孔設(shè)備沒有很好地考慮這種關(guān)鍵因素，并因此導(dǎo)致限制了 迄今為止已實(shí)現(xiàn)的最大鉆孔速度。目前，用最快的設(shè)備也不能每秒鉆超過八個(gè)孔， 就所述板子的經(jīng)濟(jì)加工而言這遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述內(nèi)容，本發(fā)明所潛在的技術(shù)問題是，提供一種結(jié)構(gòu)上和功能上被設(shè) 計(jì)成彌補(bǔ)所述現(xiàn)有技術(shù)的限制的用于印刷電路板的鉆孔設(shè)備。
在這個(gè)問題的背景下，本發(fā)明的主要目的是提供一種可顯著減少在各鉆孔過 程中受加速影響的質(zhì)量的鉆孔設(shè)備。
這個(gè)問題是通過根據(jù)所附權(quán)利要求書表達(dá)的鉆孔設(shè)備解決的，并且藉此達(dá)成 這個(gè)和其它的目的。


本發(fā)明的典型特征和優(yōu)點(diǎn)在下面對(duì)其較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中被展開，在附 圖中以非限定例方式表示，在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的用于印刷電路的高速鉆孔設(shè)備的縱向的立體圖2是圖1的設(shè)備的正視圖3是圖1設(shè)備的部件沿其縱向的立體圖4是以放大比例示出圖3中的細(xì)節(jié)的截面圖5是圖3的設(shè)備的細(xì)節(jié)的立體圖6是圖3的設(shè)備的更詳細(xì)的立體圖7是圖1的設(shè)備和相關(guān)電子控制的概略立體圖。
本發(fā)明的較佳實(shí)施例
在附圖中，用于印刷電路板等的高速鉆孔的設(shè)備總地以1表示。設(shè)備1包括
在其上安裝直線致動(dòng)器3的支承件2，其桿3a作用于第一滑座4。第一滑座4借助 導(dǎo)軌5和托板6被安裝成在支承件2上滑動(dòng)；同樣借助第二致動(dòng)器3b在支承件2 上滑動(dòng)的第二滑座8被安裝在不同導(dǎo)軌7上并包括相同的托板(未示出)。
鉆頭組件11被安裝在第一滑座4上并包括以高速驅(qū)動(dòng)鉆頭13旋轉(zhuǎn)的心軸12。 致動(dòng)器3使第一滑座4在想要的鉆孔移動(dòng)過程中移向或移離要被鉆孔的板子。_
第二滑座與安裝于其上的臂15 —起作為總地以16表示的工件擠壓裝置的一 部分，工件擠壓裝置適于在借助鉆頭13鉆孔期間將板子P壓向工作表面(未示出)。
臂15具體為以懸臂和伸出方式從板17延伸的板簧，板17在底部靠近致動(dòng)器 18。臂15與板17形成一體并且其根部之一終止在板17中切出的弱連接線19a處， 這適于形成一個(gè)優(yōu)先彈性屈服區(qū)，當(dāng)由致動(dòng)器18驅(qū)動(dòng)時(shí)，臂15傾向于圍繞該優(yōu)先 彈性屈服區(qū)振動(dòng)。
致動(dòng)器18是壓電型致動(dòng)器并適于促進(jìn)臂15圍繞弱連接線19a作交替振蕩移 動(dòng)。在臂與其根部相對(duì)的自由端形成支承件15a,該支承件15a上安裝有擠壓部件 19并圍繞直徑軸線20自由振動(dòng)，以當(dāng)其上承載板P時(shí)與板形成共面。擠壓部件 19被形成為具有較大直徑凸冠(crown) 21和較小直徑凸冠22的環(huán)形襯套，這兩 個(gè)凸冠是共軸的并且均設(shè)有中間孔23 。
鉆頭組件11包括本體26，其中心軸12是借助流化床襯套28和軸承29支承 的。流化床襯套28是在心軸的圓柱形外套和面向它的襯套28的內(nèi)套之間建立壓縮 空氣薄片，并且適于定中心并沿徑向支承心軸的那種類型的襯套；然而，軸承29是大致可用來抵抗由鉆孔動(dòng)作引起的軸向和徑向負(fù)載的軸承。
作為流化床襯套28的代替，可使用傳統(tǒng)的滾動(dòng)軸承或以120°彼此相隔設(shè)置
的三個(gè)軸承，其內(nèi)圈鍵連接在平行于心軸12的軸線的各固定銷并且外圈與心軸12
滾動(dòng)接觸。
心軸12依次包括內(nèi)芯軸30、鍵連接于內(nèi)芯軸30上并且在其上鍵連接壓縮空 氣渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子33的套筒31、以及在芯軸的外套和套筒31的內(nèi)套之間的在兩者 較大直徑部分設(shè)置的管狀體34。
芯軸30和套筒31均包括各自的柄腳(tang) 35、 36，它們是共軸的并且彼此 鍵連接。渦輪機(jī)33和各軸承座圈29中的一個(gè)被鍵連接于柄腳36。柄腳35依次包 括軸向孔38和(直)徑向孔39，后者被設(shè)置在柄腳35的自由端。
軸向孔38被設(shè)置成將壓縮的冷卻空氣傳至鉆頭13;徑向孔39是心軸轉(zhuǎn)速的 光學(xué)編碼器40的一部分。由編碼器40產(chǎn)生的信號(hào)被提供給驅(qū)動(dòng)比例閥62的控制 電路61，所述比例閥62被設(shè)置在將壓縮空氣提供給渦輪機(jī)33的導(dǎo)管63上，從而 形成控制渦輪機(jī)33的轉(zhuǎn)速并因此控制鉆孔速度的一個(gè)反饋信號(hào)。、
心軸的芯軸30依次包括軸向腔41，在其較大直徑區(qū)適于接納鉆頭13的柄 腳；柄腳42借助鎖定和驅(qū)動(dòng)裝置被自動(dòng)地保持和鎖定在腔41中的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述鎖定 和驅(qū)動(dòng)裝置總地以附圖標(biāo)記45表示并包括一對(duì)環(huán)46，該對(duì)環(huán)具有一平坦表面47 和一與之相對(duì)的表面，后者具有平面部分48和從表面48向表面47收斂的斜面部 分49;環(huán)46具有中央孔50a,鉆頭13的柄腳42在該中央孔中以非常小的游隙與 之相配合，并在外套上包括相對(duì)的削平部分50b。
裝置45還包括在芯軸的自由端獲得的用于環(huán)46的支座51 ，該支座包括兩個(gè) 并置的、彼此相對(duì)的、并通過削平部件53彼此連接的環(huán)形結(jié)構(gòu)52a、 52b，以及以 階梯方式向彼此伸出并沿直徑方向偏離180°的凸肩54、 55。相應(yīng)地，在管狀體 34中設(shè)置面對(duì)的窗56，以在所述管狀體34中容納環(huán)46的外套部分中不含削平部 分的那些部分。
窗56具有軸向幅度(amplitude)，以當(dāng)通過各平面部分48彼此支承時(shí)可容 納環(huán)46的軸向體積，在與這些平面部分對(duì)應(yīng)的一側(cè)留下軸向游隙，從而使環(huán)在凸 肩54和對(duì)應(yīng)窗的相對(duì)底部之間受到擠壓。由襯套59保持并壓在芯軸30自由端上 的彈簧58使裝置45完整化。
襯套壓配合在管狀體34內(nèi)或與之剛性連接。當(dāng)希望拆除或插入鉆頭13時(shí)， 活塞63根據(jù)命令作用于柄腳35以將芯軸30壓向彈簧58。活塞63通過彈簧65彈性回到遠(yuǎn)離軸30的位置以使其自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)鉆頭13的柄腳32被首先插入到襯套59中并隨后插入到芯軸的軸向腔41 中，通過環(huán)46中的部分50a直到到達(dá)想要的程度時(shí)，活塞63擠壓芯軸30，同時(shí) 通過彼此面向的各平坦表面48擠壓諸個(gè)環(huán)46并使它們相互接觸。
當(dāng)解除活塞63的動(dòng)作時(shí)，彈簧58借助芯軸30將壓力施加于環(huán)46，以使它們 在各自的支座中向使表面49的相互配合的方向傾斜。這就伴隨著在一側(cè)(孔50a) 上與就此鎖定的柄腳32抵靠并且在另一側(cè)與套筒31的內(nèi)套抵靠。這使鉆頭13與 心軸12和與之相聯(lián)的渦輪機(jī)33形成剛性連接。
相反，通過驅(qū)動(dòng)活塞63以克服彈簧58擠壓芯軸30時(shí)，可解除上述鎖定動(dòng)作 以插入和/或拆卸鉆頭13。
活塞63較佳地另行設(shè)有壓縮空氣的通道64，所述壓縮空氣用來冷卻鉆頭13 的柄腳32并當(dāng)拆卸鉆頭時(shí)(通過吹風(fēng))清洗相對(duì)的支座。為此，可通過珀耳帖單 元冷卻裝置(未示出)來冷卻壓縮空氣。
本發(fā)明因此解決了上面提出的問題，并提供相對(duì)迄今為止己知的技術(shù)方案的 許多VL后、，升土安W」里丁工胃力U尸/r目S込到tf、J站fL逃反和母々、H、J柳ffi。 <土共匕VL點(diǎn)中， 下面這些優(yōu)點(diǎn)是特別值得注意的
一鉆頭由于其整個(gè)柄腳受到引導(dǎo)而偏心度較小；
一由于被加熱至較低的程度并且偏心度較小，鉆頭的工作壽命增加并且斷裂
減少；
一由于鉆頭以較高速轉(zhuǎn)動(dòng)，印刷電路板材料的鉆頭鉆入速度較高； . 一鉆頭的鎖定系統(tǒng)不需要維護(hù)；
一在切割表面斷裂和/或磨損后，鉆頭的更換速度更快。
權(quán)利要求
1.一種用于印刷電路板等的高速鉆孔的設(shè)備，包括支承件(2)；具有相聯(lián)的心軸(12)的鉆頭組件(11)；用于在所述心軸中鎖定和驅(qū)動(dòng)鉆頭的裝置；其中，所述心軸是由壓縮空氣渦輪機(jī)(33)驅(qū)動(dòng)的并包括用于編碼渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速以產(chǎn)生表示所述速度的信號(hào)的裝置(40)，所述信號(hào)被提供給控制電路(61)，以作為由所述編碼器裝置(40)編碼的轉(zhuǎn)速的函數(shù)來驅(qū)動(dòng)設(shè)置在將壓縮空氣提供給渦輪機(jī)(33)的回路中的比例閥(62)。
2. —種用于印刷電路板等的高速鉆孔的設(shè)備，包括支承件(2);具有相聯(lián)的心軸(12)的鉆頭組件(11);用于在所述心軸中鎖定和驅(qū)動(dòng)鉆頭(13)的裝置，其中所述裝置包括一對(duì)環(huán) (46)，所述環(huán)(46)具有平坦表面(47)和與之相對(duì)的表面，后者具有平面部分 (48)和斜面部分(49)，所述環(huán)還具有用來容納鉆頭的柄腳(42)的中央孔(50a)， 所述鎖定裝置還包括在心軸的芯軸的自由端獲得的環(huán)(46)的支座(51)，所述 支座(51)包括兩個(gè)并置的環(huán)形結(jié)構(gòu)(52a、 52b)，這兩個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)彼此面對(duì)并由 削平部分互連，支座還具有以階梯方式向彼此伸出但沿直徑方向偏位的凸肩(54、 55);管狀體(34)設(shè)有面對(duì)窗(56)，其中接納環(huán)(46)的不包括削平部分(50b) 的外套部分，所述窗(56)具有軸向幅度，以當(dāng)通過各平面部分(38)彼此支承時(shí) 可包容環(huán)(46)的軸向體積，在與這些平面部分對(duì)應(yīng)的一側(cè)留下軸向游隙，從而使 環(huán)在凸肩(54)和相應(yīng)窗的相對(duì)底部之間受到擠壓。
3. 如權(quán)利要求2所述的用于印刷電路板等的高速鉆孔的設(shè)備，包括在芯軸(30) 的自由端施壓的彈簧(58)。
4. 如權(quán)利要求3所述的用于印刷電路板等的高速鉆孔的設(shè)備，其特征在于， 所述襯套壓配合入管狀體(34)或與之形成一體。
5. 如權(quán)利要求4所述的用于印刷電路板等的高速鉆孔的設(shè)備，包括根據(jù)命令 作用于柄腳(35)以當(dāng)希望拆下或插入鉆頭時(shí)克服彈簧(58)作用來擠壓芯軸(30)。
6. 如權(quán)利要求5所述的用于印刷電路板等的高速鉆孔的設(shè)備，其特征在于，所述活塞(63)設(shè)有至少一個(gè)通道(64)，所述至少一個(gè)通道(64)用于可冷卻鉆 頭和當(dāng)拆下鉆頭時(shí)對(duì)相對(duì)支座吹風(fēng)的壓縮空氣。
7. 如前述一項(xiàng)或多項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于印刷電路板等的高速鉆孔的設(shè)備， 其特征在于，所述心軸(27)包括內(nèi)芯軸(30)、鍵連接于所述內(nèi)芯軸(30)并在 其上鍵連接有壓縮空氣渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子的套筒(31)、以及設(shè)置在芯軸的外套和套筒(31)的內(nèi)套之間的在兩者較大直徑部分設(shè)置的管狀體(34)。
8. 如權(quán)利要求7所述的用于印刷電路板等的高速鉆孔的設(shè)備，其特征在于， 所述芯軸(30)和套筒(31)包括共軸并彼此鍵連接的第一和第二柄腳(35、 36)， 所述渦輪機(jī)(33)鍵連接于套筒(31)的第二柄腳(36)并且芯軸(30)的第一套 筒(35)設(shè)有適于將壓縮的冷卻空氣傳至鉆頭的軸向孔(38)。
9. 如權(quán)利要求l一8任何一項(xiàng)所述的用于印刷電路板等的高速鉆孔的設(shè)備， 其特征在于，所述第一柄腳具有屬于心軸轉(zhuǎn)速的解碼器(40)的直徑孔(39)。
全文摘要
一種用于印刷電路板等的高速鉆孔設(shè)備，包括支承件(2)；具有相聯(lián)的心軸(12)的鉆頭組件(11)；用于在心軸中鎖定和驅(qū)動(dòng)鉆頭(13)的裝置；其中心軸是由壓縮空氣渦輪機(jī)(33)驅(qū)動(dòng)的并包括用于編碼渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速以產(chǎn)生表示所述速度的信號(hào)的裝置(40)，該信號(hào)被提供給控制電路(61)，以作為由所述編碼器裝置(40)編碼的轉(zhuǎn)速的函數(shù)來驅(qū)動(dòng)設(shè)置在將壓縮空氣提供給渦輪機(jī)的回路中的比例閥(62)。
文檔編號(hào)H05K3/00GK101300909SQ200680040458
公開日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月28日
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