JPH04176535A

JPH04176535A - プリント基板加工機の工具交換装置

Info

Publication number: JPH04176535A
Application number: JP2302868A
Authority: JP
Inventors: Kunio Arai; 邦夫荒井
Original assignee: Hitachi Seiko Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1990-11-08
Filing date: 1990-11-08
Publication date: 1992-06-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、プリント基板加工機の工具交換装置に関する
。

［従来の技術］プリント基板加工機は、第２図に示すような構成になっ
ている。即ち、１はベツド、２は直線案内装置のレール
で、ベツド１に固定されている。

３はテーブルで、レール２上に矢印Ｘ方向に移動可能に
載置されている。そして、テーブル３は、図示しないね
じ伝動手段を介して移動させられる。

５はコラムで、テーブル３を跨ぐようにベツド１に支持
されている。６はスライダで、コラム５に固定されたレ
ール（図示せず）に、矢印Ｙ方向に移動可能に支持され
ている。７はモータで、コラム５に支持されている。８
は送りねじで、コラム５に前記レールと平行に、且つ回
転可能に支持され、その一端は、モータ７に結合されて
いる。そして、送りねじ８が回転すると、スライダ６が
移動する。９はサドルで、スライダ６に固定されたレー
ル（図示せず）に、矢印Ｚ方向に移動可能に支持されて
いる。１０はモータで、スライダ６に支持されている。

そして、モータ１０は、図示しないｂじ伝動手段を介し
て、サドル９を矢印２方向に移動させる。１１はスピン
ドルで、サドル９に回転可能に支持されている。このス
ピンドル１１の軸心には、チャック（図示せず）か開閉
可能に配置され、加工用の工具（図示せず）を着脱可能
に保持するようになっている。１２はモータでサドル９
に支持され、且つスピンドル１１に結合されている。

１３はプリント基板で、その両端に圧入された基準ビン
１４を介して、テーブル３に固定されている。

１５は工具カセットで、複数の工具（図示せず）が所定
の間隔で配置されている。そして、この工具カセット１
５は、テーブル３の一端に固定されている。

このような構成で、テーブル３とスライダ６をそれぞれ
矢印Ｘ方向、Ｙ方向に移動させて、スピンドル１１とプ
リント基板１３の加工位置を対向させたのち、サドル９
を矢印Ｚ方向に移動させて、プリント基板１３の加工を
行う。

そして、加工に必要な工具は、工具カセット１５からス
ピンドル１１に順次供給されるにのような、プリント基
板加工機における工具カセット１５として、２通りのも
のか知られている。

その１つは、スピンドル１１と工具カセット１５の間で
、直接工具の受渡しを行なえるようにしたもの。

また、他の１つは、工具カセット１５に、工具を収納す
る部分と、工具の受渡しを行う受渡しステーションを設
け、受渡しステーションを介して工具の受渡しを行うよ
うにしたものである。

［発明が解決しようとする課題］スピンドルと工具カセットの間で直接工具の受渡しを行
うものでは、工具の受渡し時に、スピンドル１１と目的
外の工具が干渉しないように、工具の配置間隔を広くし
なければならない。

このため、供給できる工具の数が少く、工具カセットに
工具を供給するために人手がかかり、プリント基板加工
機を長時間無人運転することかできない。

また、受渡しステーションを設けたものでは、多数の工
具を供給することができる反面、工具の交換動作が２回
になるため、プリント基板加工機の稼働効率を低下させ
る。

本発明の目的は、上記の事情に鑑み、工具の収納ｒＷＪ
ｗＩを広げることなく、スピンドルと工具カセットの間
で直接工具の受渡しができるようにしたプリント基板加
工機の工具交換装置を提供するにある。

［課題を解決するための手段］上記の目的を達成するため、本発明においては、プリン
ト基板加工機の工具交換装置を、複数のシリンダ・ピス
トン機構を、所定の間隔でＭ行Ｎ列配置し、各行もしく
は各列毎に、同時に押上げ力を作用させるとともに、各
列もしくは各行毎に押下げ力を作用させるようにした押
上げ装置と、工具を保持する工具ポストを備えた複数の
シリンダ・ピストン機構を、前記所定の間隔でＭ行Ｎ列
配置し、押上げ装置と同じく各列もしくは各行毎に押下
げ力を作用させるようにした工具カセットで構成し、こ
の工具カセットを押上げ装置の上に着脱可能に結合した
。

［作　用コそして、プリント基板加工機の工具交換指令が出される
前は、押上げ装置及び工具カセットには、押下げ力が作
用するように空気圧が供給されている。

工具交換指令が出されると、プリント基板加工機のスピ
ンドルに保持された工具を受取るため、該当する工具ポ
ストを含む列（または行）の空気圧が解放され、同時に
前記工具ポストを含む行（または列）に、押上げ力を作
用させるための空気圧が供給される。すると、空気圧が
供給された行のうち、押下げ力が解放された列の工具ポ
ストのみが押上げられる。この状態で、押上げられた工
具ポストに、スピンドルから工具が戻される。

すると、押上げ力を作用させるための空気圧か解放され
、押下げ力を作用させるための空気圧が供給され、工具
ポストか待機位置へ戻される。

ついで、スピンドルが次に受取るべき工具の上方へ移動
する。

すると、スピンドルへ供給すべき工具を保持した工具ポ
ストを含む列（または行）の空気圧が解放され、同時に
前記工具ポストを含む行くまたは列）に、押上げ力を作
用させるための空気圧が供給される。すると、空気圧か
供給された行のうち押下げ力が解放された列の工具ポス
トのみが押上げられ、この工具ポストに保持された工具
が、その上方で待機するスピンドルに挿着される。

そして、スピンドルか工具を保持すると、押上げ力を作
用させるための空気圧が解放され、押下げ力を作用させ
るための空気圧が供給され、工具ポストが待機位置へ戻
される。

このように、所要の工具ポストを上下に移動させ、工具
の受渡しを行うことにより、工具カセットに配置された
工具の間隔に関係なく、スピンドルと工具カセットの間
で直接工具の受渡しを行うことができる。

ε実施例］以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて説明する。

同図において、２０はプリント基板加工機のテーブル。

２１は位置決めピンで、その軸心部には、上部が小径で
、下部か大径に形成され、その間をテーパ穴で連通させ
た貫通穴か形成され、テーブル２０に固定されている。

２２は浮子で、前記位置決めピン２１の大径の穴に摺動
可能に嵌合する基部と、前記大径の穴との間に所定の隙
間を形成する軸部と、前記テーパ穴に嵌合するテーパ部
が形成され、且つ基部の底面から軸部側面に通じる穴か
形成され、前記貫通穴に挿着されている。２３は圧縮空
気の供給継手で、位置決めピン２１に接続されている。

２４ははねで、浮子２２と供給継手２３の間に位置する
ように前記貫通穴内に挿着され、浮子２２のテーパ部が
前記テーパ穴と嵌合するように、浮子２２を押上げてい
る。

３１は押上げ装置の本体。３２はシリンダで、本体３１
に所定の間隔で、Ｍ行（第１図で紙面と垂直な方向）Ｎ
列（第１図で紙面の左右方向）形成されている。３３は
圧縮空気の供給通路で、各列毎に、その列の全てのシリ
ンダ３２と連通ずるように形成されている。３４は圧縮
空気の供給継手で、供給通ＦＩ＠３３に接続されている
。３５は圧縮空気の供給通路で、各行毎に、その行の全
てのシリンダ３２と連通ずるように形成されている。

３６はカイト穴で、各シリンダ３２に対応して形成され
ている。３７はＯリングで、ガイド穴３６中間に形成さ
れた環状の溝に挿着されている。

３８はピストンで、シリンダ３２に摺動可能に嵌合して
いる。３９はピストンロッドで、一部がピストン３８に
固定され、その軸部はカイト穴３６と摺動可能に嵌合し
、且っ０リング３７に接し機密保持するようになってい
る。

４０は穴で、本体３１の取付部に、前記位置決めピン２
１と嵌合するように形成されている。

４１は工具カセットの本体。４２はシリンダで、本体４
１に所定の間隔で、Ｍ行Ｎ列形成されている。４３は圧
縮空気の供給通路で、各行毎に、その行の全てのシリン
ダと連通ずるように形成されている。４４は穴で、本体
４１の取付部に、前記位置決めピン２１と嵌合するよう
に形成され、前記供給通路４３と連通している。４５は
ピンで、穴４４の中央に、穴４４ｆ！−位置決めピン２
１に嵌合させたとき、前記浮子２２を押下けるように取
付けられている。４６は０す・ングで、シリンダ４２の
上部に形成された環状の溝に挿着されている。

４７は穴で、シリンダ４２の底面に本体４１を貫通する
ように形成されている。

４８はピストンで、シリンダ４２に摺動可能に嵌合して
いる。４９は連結ロッドで、ピストン４８の下端に固定
されている。

５０はピストンロッドを兼ねた工具ホルダで、一端がピ
ストン４８に固定され、その軸部がＯリング４６に接し
、シリンダ４２内の気密を保持している。

５５は工具で、その軸部にはカラー５６が圧入されてい
る。そして、カラー５６を介して、工具５５か工具ホル
ダ５０に保持されるようになっている。

このような構成で、押上げ装置に工具カセットを重ねて
固定したのち、圧縮空気の供給通Ｆ！＠３５゜４３を通
して、シリンダ３２．４２に圧縮空気を供給する。

すると、各ピストン３８．４８は、圧縮空気の圧力と、
その圧力を受けるピストンの受圧面積で決まる押下げ力
Ｆｄで押下げられる。

即ち、ピストン３８に作用する押下は力Ｆ。

Ｆ＋＝π（Ｄ、２−ｄ、”　）Ｐ／４・・・（１）但し
、Ｄ、・・・シリンダ３２の内径、ｄ＋・・・ピストン
ロッド３９の外径、Ｐ・・・圧縮空気の圧力、で求められる。同様に、ピストン４８に作用する押下げ
力Ｆ２は、Ｆ２＝π（Ｄ２２−ｄ２　’　）Ｐ／４・・・（２）但
し、Ｄ２・・・シリンダ４２の内径、ｄ２・・・工具ホ
ルタ５０の外径、で求められる。

従って、ピストン３８に作用する押下げ力Ｆ３は、Ｆ３　＝Ｆｌ　十Ｆ２・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・（３）となる。

このような押下げ力Ｆｌ、Ｆ２の作用によって、工具ポ
スト５０が待機位置へ押下けられる。

プリント基板加工機に工具交換指令が発信されると、ス
ピンドルか、工具を受取る工具ポストの上方に位置決め
される。

すると、工具を受取るための工具ポスト５０を含む行の
圧縮空気が大気に解放され、その行の押下げ力Ｆ１．Ｆ
２を解除する。同時に、工具を受取るための工具ポスト
５０を含む列に、供給通路３３を介して圧縮空気が供給
される。すると、前記列に含まれる全てのシリンダ３２
に圧＃１空気が供給され、各シリンダ３２のピストン３
８に押上げ力Ｆ０が作用する。

この押上げ力Ｆ０は、Ｆｏ”πＤ、２　Ｐ／４・・・・・・・・・・・・・・
・・・・（４）で求められる。

従って、この押上げ力Ｆ０と押下げ力Ｆ、を、Ｆ、＜Ｆ
、・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（５）となるように、シリンダ３２
の内径りよ、シリンダ４２の内径Ｄ２．ピストンロッド
３９の外径ｄ１及び工具ポスト５０の外径ｄ２を設定し
ておくことにより、圧縮空気が大気に解放された行の工
具ポスト５０のみを押上げることができる。

例えば、シリンダ３２の内径Ｄ１とシリンダ４２の内径
Ｄ２を９ｍ＋、ピストンロッド３９の外径ｄ１を４鴎、
工具ポスト５０の外径を８１ｘｌｌとし、同じ圧力の圧
縮空気を供給すると、圧縮空気が解放されていない行の
ピストン３８に作用する押下げ力Ｆ、は、（１）、（２
）、（３）式より、２０．５πＰｍとなる。一方、圧縮
空気が供給された列のピストン３８に作用する押上げ力
Ｆ０は、（４）式より、２０．２５πＰｋｇとなる。

従って、圧縮空気が大気に解放されていない行のピスト
ン３８に作用する押下げ力Ｆ３は、圧縮空気が供給され
た列のピストン３８に作用する押上げ力Ｆ０より大きい
ため、工具ポスト５０を押上げることはない。

押上げられた工具ポスト５０か、スピンドルに保持され
た工具５５のカラー５６と嵌合して、工具５５を受取る
と、供給通路３２を介してシリンダ３２内の圧縮空気が
大気に解放される。同時に供給通路３５．４３から圧縮
空気か供給され、ピストン３８．４８を下降させ、工具
ホルダ５０を待機位置へ戻す。

すると、スピンドルが、次に受取る工具５５の上方へ移
動する。

供給すべき工具５５を保持した工具ポスト５０を含む行
の圧縮空気が大気に解放される。同時に、供給すべき工
具５５を保持した工具ポスト５０を含む列に圧縮空気か
供給される。すると、供給すべき工具５５を保持した工
具ポスト５０が押上げられて、工具５５のシャンク部を
、スピンドルのチャック部に挿入する。スピンドルがチ
ャックを閉じて、工具５５を保持すると、押上げられた
工具ポスト５０を含む列の圧縮空気か大気に解放される
。同時に、押上げられた工具ポスト５０を含む行に圧縮
空気が供給され、押上げられていた工具ポスト５０を押
下げる。

すると、スピンドルとプリント基板を載置したテーブル
が相対移動して、プリント基板の加工を再開する。

なお、上記実施例においては、工具カセットのピストン
ロッドを工具ポスト５０とした場合について説明したか
、ピストンロッドを押上げ装置のピストンロッド３９の
ように細いロッドとし、工具ポスト５０を、工具カセッ
トの本体４１上に配置するようにしてもよい。

このような構成とすれば、押上げ力に対し押下げ力を十
分に大きくすることができ、動作の安定性を向上させる
ことかできる。

［発明の効果］以上述べた々０＜、本発明によれば、Ｍ行Ｎ列のシリン
ダ・ピストン機構を持つ押上げ装置と、Ｍ行Ｎ列の工具
ポストを持つシリンダ・ピストン機構を僅えた工具カセ
ットとを設け、押上げ装置の上に工具カセットを着脱可
能に配置したので、工具の配列間隔を狭くし、プリント
基板加工機に対する工具の供給本数を多くすることかで
きる。また、工具カセットとスピンドルの間で直接工具
の受渡しができるので、工具の交換時間を短くしてプリ
ント基板加工機の稼働効率を向上させることかできる効
果かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による工具交換装置の一例を示す側面
部分断面図、第２図は、プリント基板加工機の一例を示
す斜視図である。３１・・・本体、３２・・・シリンダ、３８・・・ピス
トン４１・・・本体、４２・・・シリンダ、５０・・・工具
ポスト。特許出願人　　日立精工株式会社代理人　弁理士　　小　林　　　保間　　　　　　　　大　　塚　　明　　博第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数のシリンダ・ピストン機構を所定の間隔でＭ
行Ｎ列配置し、各行もしくは各列毎に押上げ力と押下げ
力を同時に作用させるようにした押上げ装置と、工具を
保持する工具ポストを備えたシリンダ・ピストン機構を
Ｍ行Ｎ列配置し、前記押上げ装置の押下げ力を作用させ
る行もしくは列と同じ行もしくは列毎に押下げ力を作用
させるようにした工具カセットを設け、この工具カセッ
トを押上げ装置の上に着脱可能に結合したことを特徴と
するプリント基板加工機の工具交換装置。
（２）工具カセットのシリンダ・ピストン機構における
ピストンロッドが、工具ポストで形成されていることを
特徴とする請求項（１）記載のプリント基板加工機の工
具交換装置。