JP2002086392A - 取付け方向確認装置と、これを備えたプリント基板加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの載置不良に起因する加工不良を防止
し、加工能率を向上させることができるプリント基板加
工機を提供する。 【解決手段】 エアシリンダ４１のピストンロッド４１
ｐの下端側に外径があらかじめワークＷに形成された検
知穴５０の径未満の棒状の触針４４を、また、上端側に
ドッグ４３を固定する。また、近接センサ４２をピスト
ンロッド４１ｐを下側の移動端に位置決めしたときにド
ッグ４３が対向する位置に配置する。加工に先立ち、ピ
ストンロッド４１ｐを下側の移動端に位置決めしてお
き、触針４４の先端をテーブル３の表面からＨの高さ
に、また触針４４の軸心をプログラム上の穴５０の中心
位置に位置決めする。そして、エアシリンダ４１を距離
ｈ（ワークの板厚をｔとするとき、０≦Ｈ−ｈ＜ｔ）下
降させる。エアシリンダ４１が下降を終了した時点で近
接センサ４２がオンである場合は、ワークＷの載置方向
が正しいので引き続いてワークＷを加工し、その他の場
合は加工を中止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テーブルに対する
ワークの取付け方向の正否を判断する取付け方向確認装
置、及びこれを備えたプリント基板加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来のプリント基板加工機にお
けるテーブルとワークとの関係を示す斜視図である。例
えば、プリント基板１に穴明け加工をする場合、加工内
容が同一の複数枚のプリント基板１を上下に重ね、あら
かじめ位置を合わせてそれぞれのプリント基板１に形成
された穴１ａ、１ｂに基準ピン２ａ、２ｂを貫通するよ
うに打ち込んで１個のワークＷを構成する。この場合、
最上段のプリント基板１の上面にさらに上板を重ね、ま
た最下段のプリント基板１の下面にさらに下板を当て
て、これら上板と下板の間に複数枚のプリント基板１を
挟むようにして１個のワークＷを構成する場合もある。

【０００３】テーブル３には、内径が基準ピン２ａの外
径よりもわずかに大径の穴４と、幅５ａが基準ピン２ｂ
の外径よりもわずかに大きい溝５とが設けられている。
このように、一方を穴４、他方を矢印Ｘ方向（前後方
向）に長い溝５とすることで、１つのテーブル３で、種
々の大きさのワークＷに対応できるようになっている。

【０００４】上述のワークＷをテーブル３に対して位置
決めするには、まず、基準ピン２ａの下端をテーブル３
の穴４に挿入し、つづいてこの基準ピン２ａを中心にワ
ークＷの基準ピン２ｂ側を矢印Ｙ方向（左右方向）に適
宜に揺動させて他の基準ピン２ｂの下端を溝５に挿入す
る。こうすることで、テーブル３に対して、ワークＷを
矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向（以下適宜「水平方向」とい
う。）に位置決めした状態で載置することができ、ま
た、加工中のワークＷの水平方向の不要な動きを防止す
ることができる。この状態で穴明け加工をすると、１回
の工程で複数枚のプリント基板１を同時に加工すること
ができ、加工能率を向上させることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ワークＷは
テーブル３に対する載置方向が定められており、載置方
向を逆（前後方向及び左右方向が逆。すなわち図５に示
す状態からワークＷを水平面内で１８０度回転された状
態をいう。以下同じ。）にすると、必要な個所に穴明け
がされないで不要な個所に穴明けがされる、いわゆる加
工不良が発生してしまう。

【０００６】そこで、作業者は、テーブル３に対するワ
ークＷの載置方向を確認して載置するようにしている。

【０００７】しかし、穴明け対象となるワークＷは、長
方形で、かつ基準ピン２ａと基準ピン２ｂとを結ぶ線が
２辺（例えば、２つの長辺）と平行に配置されているも
のが多い。しかも、通常、基準ピン２ａと基準ピン２ｂ
は同じものが使用されるため、載置方向を逆にした場合
でも、ワークＷをテーブル３上に載置することが可能で
ある。このため、ワークＷの載置不良に起因する加工不
良が発生して、加工能率が低下させるおそれがあった。

【０００８】本発明は、上述事情に鑑みてなされたもの
であり、ワークの載置不良に起因する加工不良を防止
し、加工能率を向上させることができるプリント基板加
工機を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１に係る本発明は、テーブルに対するワーク
の取付け方向の正否を判断する取付け方向確認装置にお
いて、前記ワークの上面に穿設された上下方向の検知穴
に対して挿脱可能な棒状の触針と、前記触針を下降端と
なるホームポジションにおいて上昇可能に支持する保持
手段と、前記保持手段を、水平方向及び上下方向に前記
ワークに対して相対移動させる駆動手段と、前記保持手
段に保持された前記触針がホームポジションにあるか否
かを検知する触針検知手段と、を備え、正規の向きで取
り付けられた前記ワークの前記検知穴の上方に前記触針
の先端を位置決めしたときの前記保持手段の位置を検知
開始位置、また正規の向きで取り付けられた前記ワーク
の前記検知穴の内側に前記触針の先端を位置決めしたと
きの前記保持手段の位置を検知終了位置とすると、取付
け方向の正否が不明のワークに対し、前記保持手段を前
記検知開始位置に配置した後、前記検知終了位置に配置
した場合において、前記触針検知手段は、前記触針が前
記ホームポジションにあることを検知したときに、取付
け向きが正しいと判断し、前記触針が前記ホームポジシ
ョンにないことを検知したときに、取付け向きが正しく
ないと判断する、ことを特徴とする。

【００１０】請求項１の発明において、取付け向きの正
否が不明のワークに対して、保持手段を検知開始位置に
配置した後、検知終了位置に配置すると、触針検知手段
は、保持手段に対して触針がホームポジションにあるこ
とを検知する場合と、ホームポジションにないことを検
知する場合とがある。前者の場合、保持手段に対して触
針が動いていないこと、すなわち触針の先端が検知穴に
挿入されたことを示す。このことは、さらに、正規の位
置に検知穴があること、したがって、ワークの取付け方
向が正しいことを示すものである。

【００１１】一方、後者のホームポジションにないこと
を検知した場合、保持手段に対して触針が動いたこと、
すなわち触針の先端がワークに接触したことを示す。こ
のことは、さらに、正規の位置に検知穴がないこと、し
たがって、ワークの取付け方向が正しくないことを示す
ものである。

【００１２】このように、保持手段に対して触針がホー
ムポジションにあるか否かを検知することで、ワークの
取付け向きの正否を確実に判断することができる。

【００１３】請求項２に係る本発明は、テーブルの取り
付けられたワークとしてのプリント基板を加工するプリ
ント基板加工機において、請求項１に記載の取付け方向
確認装置と、前記保持手段と一体的に移動可能で、前記
ワークとしてのプリント基板を加工する加工部と、前記
取付け方向確認装置が前記プリント基板の取付け方向が
正しいと判断したときに加工を続行し、取付け向きが正
しくないと判断したときに加工を中止する制御手段と、
を備える、ことを特徴とする。

【００１４】請求項２の発明によると、ワークとしての
プリント基板の取付け向きが正しいか否かを正確に判断
して正しい場合には加工を続行する一方、正しくない場
合には加工を中止するので、プリント基板の不要な箇所
に不要な加工がなされたり、必要な箇所に必要な加工が
なされなかったりする加工不良を未然に、しかも確実に
防止することができる。また、加工部を保持手段と一体
的に移動可能とすることで、加工部と保持手段とを同一
の駆動手段によって駆動することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。

【００１６】〈実施の形態１〉図１〜図４を参照して、
本発明に係る取付け方向確認装置、及びこれを備えたプ
リント基板加工機の一例として、プリント基板穴明機に
ついて説明する。これらの図のうち、図１はプリント基
板穴明機の正面斜視図、図２は要部正面図、図３は加工
対象となるワークの上面図、図４は動作説明図である。
なお、これらの図において、図５に示す部材と同じも
の、又は同じ機能のものについては、同一の符号を付し
て説明を省略する。

【００１７】図１に示すように、プリント基板穴明機Ｍ
は、各部材の取付けベースとなるベッド１０を備えてい
る。ベッド１０の上面には、矢印Ｘ方向（以下適宜「前
後方向」という。）に向けた直線案内装置１１が矢印Ｙ
方向（以下適宜「左右方向」という。）に４個、固定さ
れている。テーブル３は４個の直線案内装置１１に支持
され、ボールねじ１２及びこのボールねじ１２を駆動す
るモータ１３によりベッド１０上を前後方向に移動自在
である。テーブル３上には、後述するワークＷが左右方
向に４個、並べるようにして載置されている。

【００１８】ベッド１０の上面には、その上面を左右方
向に跨ぐようにして門形のコラム２０が固定されてい
る。コラム２０の前面には、左右方向に向けた直線案内
装置２１が矢印Ｚ方向（以下適宜「上下方向」とい
う。）に２個、固定されている。クロススライド２２は
２個の直線案内装置２１に支持され、ボールねじ２３及
びこのボールねじ２３を駆動するモータ２４によりコラ
ム２０上を左右方向に移動自在である。

【００１９】クロススライド２２の前面には、上下方向
に向けた２個１組の直線案内装置３０が、左右方向に４
組、固定されている。

【００２０】４個のサドル３１はそれぞれ１組（２個）
の直線案内装置３０に支持され、ボールねじ３２及びボ
ールねじ３２を駆動するモータ３３によりクロススライ
ド２２上を矢印Ｚ方向に移動自在である。サドル３１の
前面には、それぞれスピンドルユニット３４が固定され
ている。スピンドルユニット３４の先端には、工具３５
が矢印Ｚ方向に向けた軸を中心に回転自在に支持されて
いる。

【００２１】図２に示すように、それぞれのサドル３１
には、ブラケット４０が固定されている。それぞれのブ
ラケット４０の前面には、上下方向に向けたエアシリン
ダ４１と近接センサ（触針検知手段）４２とが固定され
ている。エアシリンダ４１は、ブラケット４０に固定さ
れたシリンダ本体（保持手段）４１ａと、ピストンロッ
ド４１ｐとを有している。ピストンロッド４１ｐは、シ
リンダ本体４１ａによって上下方向に移動可能に支持さ
れ、位置決めされている。ピストンロッド４１ｐの上端
側にはドッグ４３が固定され、また、下端側には外径ｄ
の触針４４が固定されている。ピストンロッド４１ｐ
は、図２中では上側の移動端にある。そして、このピス
トンロッド４１ｐを下側の移動端であるホームポジショ
ンＨＰに移動させると、後述の図４（ａ）、（ｂ）に示
すように、ドッグ４３が近接センサ４２に対向する。近
接センサ４２は、ＮＣ制御装置（制御手段）４５に接続
されている。ＮＣ制御装置４５は、あらかじめ入力され
る加工プログラムに従ってモータ１３等を制御する。

【００２２】図３は本発明に係るワークＷの平面図であ
る。同図に示すように、ワークＷにはその前端側に位置
検出用の貫通穴（検知穴）５０が設けられている。この
貫通穴５０は、その直径Ｄが、前述の触針４４の外径ｄ
よりも大きい寸法（Ｄ＞ｄ）に設定されている。ワーク
Ｗに対する貫通穴５０の水平方向の位置については、基
準ピン２ａ、２ｂの中心を結ぶ中心線Ｐから左右方向
（同図では右方向）にΔｙ、基準ピン２ａから前後方向
（同図では後方）にΔｘだけずれた位置に設定されてい
る。

【００２３】ここで、テーブル３に対して正規の向きで
取り付けられたワークＷの貫通穴５０の上方に触針４４
の先端を位置決めしたときのシリンダ本体（保持手段）
４１ａの位置を検知開始位置Ｐ１（図４（ｂ）に示す位
置）、また正規の向きで取り付けられたワークＷの貫通
穴５０の内側に触針４４の先端を位置決めしたときの保
持手段の位置を検知終了位置Ｐ２（図４（ｃ）、（ｄ）
に示す位置）とする。なお、これら検知開始位置Ｐ１及
び検知終了位置Ｐ２は、いずれもワークＷに対する相対
的な位置であり、また、上述のホームポジションＨＰ
は、シリンダ本体４１ａを基準としたときの触針４４の
位置である。

【００２４】上述の構成において、本発明に係る取付け
方向確認装置は、触針４４、保持手段としてのシリンダ
本体４１ａ、シリンダ本体４１ａをワークＷに対して３
次元的に相対移動させるための駆動手段（スピンドルユ
ニット３４を駆動する手段と同じ。すなわち、直線案内
装置１１、２１、３０、ボールねじ１２、２３、３２、
モータ１３、２４、３３、テーブル３、クロススライド
２２、サドル３１、ブラケット４０等によって構成され
ている。）、近接センサ４２を主要構成部材として構成
されている。

【００２５】次に、上述構成のプリント基板穴明機Ｍの
動作を説明する。

【００２６】図４（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る触針
４４の動作説明図である。ワークＷは基準ピン２ａ、２
ｂがそれぞれ穴４、溝５に係合された状態でテーブル３
に載置され、中心線Ｐは前後方向に向けられている。ま
た、ＮＣ制御装置４５には穴５０の中心座標があらかじ
め入力されている。

【００２７】穴明け加工に先立ち、ＮＣ制御装置４５は
以下の手順でワークＷの載置方向（取付け方向）を検査
する。すなわち、まず、上側の移動端にあるピストンロ
ッド４１ｐ（同図（ａ））を、圧縮空気源（不図示）か
らエアシリンダ４１に圧縮空気を供給することで、下側
の移動端（ホームポジション）まで移動させる。する
と、ドッグ４３が近接センサ４２に対向し、近接センサ
４２はオンになる。

【００２８】次に、モータ３３を動作させて、クロスス
ライド２２に対してサドル３１及びこれと一体のブラケ
ット４０を下降させ、触針４４の先端位置を、テーブル
３の表面３ａからＨの高さに位置決めするとともに、モ
ータ１３とモータ２４とを動作させ、触針４４の軸心を
基準ピン２ａから前後方向にΔｘ、左右方向にΔｙの位
置に位置決めする（同図（ｂ））。このときシリンダ本
体４１ａは、検知開始位置Ｐ１に配置される。

【００２９】次に、モータ３３を動作させ、サドル３１
（したがって、シリンダ本体４１ａ）を距離ｈ（ただ
し、ワークＷの板厚をｔとすると、０≦Ｈ−ｈ＜ｔ）だ
け下降させる。このときのシリンダ本体４１ａの位置
が、検知終了位置Ｐ２である。ワークＷの載置方向が適
切である場合、同図（ｃ）に示すように、触針４４は穴
５０の内部に入り込み、ｈ≦Ｈであるから、触針４４は
ホームポジションＨＰに配置されたまま移動せず、した
がって近接センサ４２はオンである。ＮＣ制御装置４５
は、サドル３１が下降を終了した時点で近接センサ４２
がオンである場合、圧縮空気源（不図示）からエアシリ
ンダ４１に空気を供給し、ピストンロッド４１ｐを上昇
端に移動させた後、従来と同様に、加工プログラムに従
ってワークＷを穴明け加工する。

【００３０】一方、ワークＷの載置方向が誤っていた場
合、同図（ｄ）に示すように、触針４４の先端がワーク
Ｗの表面に当接した後は、サドル３１すなわちシリンダ
本体４１ａの下降に伴い、触針４４は空気圧に抗してホ
ームポジションＨＰから移動する。この結果、ドッグ４
３が上方に移動して近接センサ４２から外れ、近接セン
サ４２はオフとなる。ＮＣ制御装置４５は、サドル３１
が下降を終了した時点で近接センサ４２がオフである場
合、ワークＷの加工を停止するとともに、例えばアラー
ムを表示してワークＷの載置方向を修正するよう作業者
に知らせる。

【００３１】本実施の形態では、ピストンロッド４１ｐ
を上側の移動端に位置決めすることにより、加工時に触
針４４の先端がワークＷに衝突して、ワークＷの表面を
傷つけることを予防できる。

【００３２】なお、上述の実施の形態では触針４４の付
勢手段を圧縮空気にしたが、例えばばねを用いてもよ
い。また、自重によってホームポジションＨＰに配置さ
れるようにしてもよい。

【００３３】また、近接センサ４２による穴５０に対す
る触針４４の位置は、穴５０の中心位置に限らず、触針
４４が穴５０の内部に挿入できる位置であればよい。

【００３４】さらに、上述のプリント基板穴明機Ｍにお
いては、ワークＷと工具３５の移動については、ワーク
Ｗを矢印Ｘ方向（前後方向）に、そして、工具３５を矢
印Ｙ方向（左右方向）及び矢印Ｚ方向（上下方向）に移
動可能に構成し、これによりワークＷに対して工具３５
が３次元的に移動できるようにしているが、これらワー
クＷと工具３５とは相対的に３次元的に移動するように
構成すればよく、したがって、例えば、ワークＷを固定
的に配置して工具のみが３次元的に移動できるように構
成したり、又はこの逆に、ワークのみが３次元的に移動
できるように構成したりしてもよい。

【００３５】上述の実施の形態においては、テーブル３
の表面３ａに水平に載置したワークＷをその上方から加
工するプリント基板穴明機Ｍを例に説明したが、本発明
は、これに限定されるものではなく、例えば、原理的に
は、垂直なテーブルにワークを垂直に取り付け、このワ
ークを横方向から加工するプリント基板穴明機にも適用
することが可能である。この場合においても、基本的な
構成については、上述のプリント基板穴明機Ｍとほぼ同
様な構成とすることができる。

【００３６】さらに、本発明は、プリント基板穴明機に
限らず、例えば、プリント基板外形加工機などの他のプ
リント基板加工機にも適用することができる。ひいて
は、プリント基板加工機だけでなく、ワークの加工に先
立ってテーブルに対するワークの載置方向を確認する必
要のある一般的な加工機に適用することも可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る取付
け方向確認装置によると、取付け向きの正否が不明のワ
ークに対して、保持手段を検知開始位置に配置した後、
検知終了位置に配置すると、触針検知手段は、保持手段
に対して触針がホームポジションにあることを検知する
場合と、ホームポジションにないことを検知する場合と
がある。前者の場合、保持手段に対して触針が動いてい
ないこと、すなわち触針の先端が検知穴に挿入されたこ
とを示す。このことは、さらに、正規の位置に検知穴が
あること、したがって、ワークの取付け方向が正しいこ
とを示すものである。一方、後者のホームポジションに
ないことを検知した場合、保持手段に対して触針が動い
たこと、すなわち触針の先端がワークに接触したことを
示す。このことは、さらに、正規の位置に検知穴がない
こと、したがって、ワークの取付け方向が正しくないこ
とを示すものである。このように、保持手段に対して触
針がホームポジションにあるか否かを検知することで、
加工前に、ワークの取付け向きの正否を確実に判断する
ことができる。

【００３８】また、本発明に係るプリント基板加工機に
よると、ワークとしてのプリント基板の取付け方向が正
しいか否かを正確に判断して正しい場合には加工を続行
する一方、正しくない場合には加工を中止するので、プ
リント基板の不要な箇所に不要な加工がなされたり、必
要な箇所に必要な加工がなされなかったりする加工不良
を未然に、しかも確実に防止することができ、また、加
工能率を向上させることができる。さらに、加工部を保
持手段と一体的に移動可能とすることで、加工部と保持
手段とを同一の駆動手段によって駆動することができ、
保持手段を駆動するための特別な駆動手段が不要とな
り、全体構成を簡略化することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る取付け方向確認装置、及びこれを
備えた本発明に係るプリント基板穴明機の斜視図であ
る。

【図２】本発明に係るプリント基板穴明機の要部を示す
正面図である。

【図３】本発明に係るワークＷの平面図である。

【図４】本発明に係る触針の動作説明図である。

【図５】従来のプリント基板穴明機におけるテーブルと
ワークとの関係を示す斜視図である。

【符号の説明】

３ テーブル ４１ エアシリンダ ４１ａ 保持手段（シリンダ本体） ４１ｐ ピストンロッド ４２ 触針検知手段（近接センサ） ４３ ドッグ ４４ 触針 ５０ 検知穴（貫通穴） ＨＰ ホームポジション Ｍ プリント基板加工機（プリント基板穴明
機） Ｗ ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 入江 明 神奈川県海老名市上今泉2100番地 日立ビ アメカニクス株式会社内 Ｆターム(参考） 3C036 AA01 LL08

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テーブルに対するワークの取付け方向の
   正否を判断する取付け方向確認装置において、 前記ワークの上面に穿設された上下方向の検知穴に対し
   て挿脱可能な棒状の触針と、 前記触針を下降端となるホームポジションにおいて上昇
   可能に支持する保持手段と、 前記保持手段を、水平方向及び上下方向に前記ワークに
   対して相対移動させる駆動手段と、 前記保持手段に保持された前記触針がホームポジション
   にあるか否かを検知する触針検知手段と、を備え、 正規の向きで取り付けられた前記ワークの前記検知穴の
   上方に前記触針の先端を位置決めしたときの前記保持手
   段の位置を検知開始位置、また正規の向きで取り付けら
   れた前記ワークの前記検知穴の内側に前記触針の先端を
   位置決めしたときの前記保持手段の位置を検知終了位置
   とすると、 取付け方向の正否が不明のワークに対し、前記保持手段
   を前記検知開始位置に配置した後、前記検知終了位置に
   配置した場合において、前記触針検知手段は、前記触針
   が前記ホームポジションにあることを検知したときに、
   取付け向きが正しいと判断し、前記触針が前記ホームポ
   ジションにないことを検知したときに、取付け向きが正
   しくないと判断する、 ことを特徴とする取付け方向確認装置。
2. 【請求項２】 テーブルに取り付けられたワークとして
   のプリント基板を加工するプリント基板加工機におい
   て、 請求項１に記載の取付け方向確認装置と、 前記保持手段と一体的に移動可能で、前記ワークとして
   のプリント基板を加工する加工部と、 前記取付け方向確認装置が前記プリント基板の取付け向
   きが正しいと判断したときに加工を続行し、取付け方向
   が正しくないと判断したときに加工を中止する制御手段
   と、を備える、 ことを特徴とするプリント基板加工機。