JP2004261924A - 板状ワークの穴明け装置および穴明け方法 - Google Patents
板状ワークの穴明け装置および穴明け方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004261924A JP2004261924A JP2003055238A JP2003055238A JP2004261924A JP 2004261924 A JP2004261924 A JP 2004261924A JP 2003055238 A JP2003055238 A JP 2003055238A JP 2003055238 A JP2003055238 A JP 2003055238A JP 2004261924 A JP2004261924 A JP 2004261924A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- drilling
- work
- imaging
- reference holes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
- B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
- B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
- B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
- B26D7/01—Means for holding or positioning work
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
- B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
- B26F1/02—Perforating by punching, e.g. with relatively-reciprocating punch and bed
- B26F1/04—Perforating by punching, e.g. with relatively-reciprocating punch and bed with selectively-operable punches
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
- B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
- B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
- B26F1/02—Perforating by punching, e.g. with relatively-reciprocating punch and bed
- B26F1/14—Punching tools; Punching dies
Abstract
【課題】プリント基板に正確にガイド穴を明けるための基準穴を設けた冶具板をプリント基板の種類等に応じて容易に交換できるようにする。
【解決手段】複数の基準穴362fを設けた冶具板362を、板状ワーク1を吸引保持して穴明け部に移送するチャック36に着脱可能に設けて、板状ワーク1を吸着保持するチャック36に、冶具板362の機能を併用させる。このため冶具板362を別途製作して装着することが不要になり、大幅なコストダウンが可能になる。また冶具板362をチャックに着脱可能に設けることで、この冶具板の交換作業を極めて容易かつ迅速に行うことができる。
【選択図】 図1
【解決手段】複数の基準穴362fを設けた冶具板362を、板状ワーク1を吸引保持して穴明け部に移送するチャック36に着脱可能に設けて、板状ワーク1を吸着保持するチャック36に、冶具板362の機能を併用させる。このため冶具板362を別途製作して装着することが不要になり、大幅なコストダウンが可能になる。また冶具板362をチャックに着脱可能に設けることで、この冶具板の交換作業を極めて容易かつ迅速に行うことができる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状ワークの穴明け装置および穴明け方法に関し、特にはプリント基板の穴明け装置および穴明け方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子機器等では、回路パターンが形成された基板を複数枚積層して固着した多層プリント基板が広く使用されている。しかるに、この基板を積層するときに回路パターン同士の位置がずれると、プリント基板としての所定の機能や性能が発揮できなくなる。このため、各基板の所定の位置に少なくとも2個のガイド穴を設け、このガイド穴に冶具のガイド軸を挿入して各基板の位置合わせを行っている。したがって、ガイド穴の位置精度によって、各基板を積層するときの相互の位置精度が決まるため、ガイド穴を基板に高精度に穴明けする必要がある。
【0003】
このガイド穴の穴明けは、プリント基板のガイド穴の穴明け位置に予め識別用マークを印刷し、この識別用マークの中心位置を検出してこの検出位置にガイド穴を明けることにより行なわれていた。しかるに、多層プリント基板は、銅箔、ガラス繊維および樹脂等からなる複合材料であり、積層時の熱プレスの温度分布や加熱時間、プレス圧力分布、材料の熱変形あるいは回路パターン形成時の露光位置のずれ等の影響により、識別用マークの中心が設計上の位置からずれてしまい、ガイド穴の機能を果たさない場合が生じていた。
【0004】
そこで、本発明の出願人は、次のようなガイド穴の穴明け手段を提案している(例えば、特許文献1参照)。この手段では、まずプリント基板に一対の識別用マークをプリントしておくと共に、設計上の寸法間隔で正確に穴明けした一対の基準穴を設けた冶具板を準備する。次に一対の基準穴と一対の識別用マークとの相対位置関係を計測し、両者の相対位置のずれ分を修正した一対の基準穴の中心位置を基準位置とする。そして、この基準位置、すなわち相対位置のずれ分を修正した一対の基準穴の中心位置を基準として、この一対の基準穴の中心位置から、予め判明している設計上のガイド穴の位置を求め、この位置にガイド穴を明ける。このような手段を用いることによって、プリント基板の変形等の影響を受けずに、ガイド穴を所定の位置に高精度に明けることができる。図12には従来の冶具板の取付構造が示されている。この構造によれば、作業テーブル111がベース112上にXY方向に移動自在に設けられ、この作業テーブル111に冶具板114が蝶番119によって開閉自在に取り付けられている。そして、冶具板114と作業テーブル111との間にプリント基板P(板状ワーク)を挟んで固定するようにしていた。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−43917号公報(第1−5頁、第1−6図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の穴明け装置では、冶具板114が本体側の作業テーブル111に取り付けられる構造であるため、プリント基板Pの種類等に応じて冶具板114を交換するのには、識別用マークを検出するための撮像カメラやプリント基板Pに穴明けするためのパンチ等の周辺機器が冶具板114の着脱作業の妨げになる等、冶具板114の交換に手間が掛かるという問題があった。
【0007】
そこで、本発明の目的は、プリント基板等の板状ワークの種類に応じて冶具板を容易に交換することができ、穴明け作業性を向上できる板状ワークの穴明け装置および穴明け方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明に係る板状ワークの穴明け装置の特徴は、複数の基準穴を設けた冶具板を、投入手段に着脱可能に設けたことにある。すなわち、本発明は、複数の識別用マークを設けた板状ワークに穴明けする穴明け手段と、上記板状ワークを保持して上記穴明け手段に移送する投入手段と、撮像手段と、上記穴明け手段を上記板状ワークに対して相対的に移動させる移動手段と、上記撮像手段の撮像結果を処理する画像処理手段と、上記画像処理手段の処理結果を演算する演算手段とを備える穴明け装置であって、上記投入手段には、複数の基準穴を設けた冶具板が着脱可能に設けられ、上記基準穴は、互いの相対位置が予め判明しており、上記撮像手段は、上記各識別用マークと上記各基準穴とを撮像し、上記画像処理手段は、上記撮像手段の撮像結果に基づいて上記各識別用マークおよび上記各基準穴のそれぞれの中心位置を求め、上記演算手段は、上記各識別用マークの中心位置と上記各基準穴の中心位置とから、上記冶具板と上記板状ワークとの相対位置関係を求めると共に、この各基準穴の中心位置と上記相対位置関係とに基づいて、上記板状ワークの穴明け位置を算出し、上記移動手段は、上記穴明け手段を上記穴明け位置に移動するものである。
また、本発明に係る板状ワークの穴明け方法では、複数の識別用マークを設けた板状ワークに穴明けする穴明け手段と、上記板状ワークを保持して上記穴明け手段に移送する投入手段と、撮像手段と、上記穴明け手段を上記板状ワークに対して相対的に移動させる移動手段と、上記撮像手段の撮像結果を処理する画像処理手段と、上記画像処理手段の処理結果を演算する演算手段と、複数の基準穴を備えるとともに上記投入手段に着脱可能に設けられる冶具板とを有し、上記冶具板を上記投入手段に装着した後に、上記投入手段により上記板状ワークを保持して上記穴明け手段に移送し、その後に、上記撮像手段により上記各識別用マークと上記各基準穴とを撮像し、当該撮像結果に基づいて上記画像処理手段により上記各識別用マークおよび上記各基準穴のそれぞれの中心位置を求め、当該各識別用マークの中心位置および当該各基準穴の中心位置に基づいて上記演算手段により上記冶具板と上記板状ワークとの相対位置関係を求めるとともに上記各基準穴の中心位置と上記相対位置関係とに基づいて上記板状ワークの穴明け位置を算出し、当該穴明け位置に上記移動手段により上記穴明け手段を移動し、当該穴明け位置にて上記穴明け手段により上記板状ワークに穴明けすることを特徴としている。
【0009】
本発明に係る板状ワークの穴明け装置および穴明け方法によれば、板状ワークを保持して穴明け手段に移送する投入手段に冶具板が着脱可能に設けられるので、板状ワークを投入する位置において冶具板を交換でき、他の周辺機器が冶具板の交換作業の妨げとなることがなく、冶具板の交換作業を極めて容易かつ迅速に行うことができる。
【0010】
本発明に係る板状ワークの穴明け装置の第2の特徴は、上記特徴1に記載した穴明け手段は、複数設けられており、これらはそれぞれ上記移動手段によって相互に独立して移動可能であり、上記撮像手段は、上記各穴明け手段にそれぞれ一体的に設けられていることにある。
【0011】
このような構成によれば、第1に、相互に独立して移動可能な穴明け手段を複数設けることによって、板状ワークに多数のガイド穴等を同時に穴明けすることができ、迅速な穴明け作業が可能になる。第2に、各穴明け手段に撮像手段をそれぞれ一体的に設けることによって、撮像手段を移動するための専用の移動手段を不要とし、かつ各穴明け手段と撮像手段との相対位置の移動を考慮する必要がなくなるため、構成が簡略できると共に、穴明け精度が向上する。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1〜図11を参照しつつ、本発明が適用された板状ワークの穴明け装置の構成を説明する。最初に全体構成を概説する。この穴明け装置では、板状ワーク1に穴明けする6個の穴明け手段2と、この板状ワークを保持してこの穴明け手段に移送する投入手段3と、この穴明け手段にそれぞれ一体的に設けられている撮像手段4と、それぞれの穴明け手段を相互に独立して移動可能な移動手段5とを備えている。また、穴明け装置は、図10に示されるように撮像手段4の撮像結果を処理する画像処理手段6と、この画像処理手段の処理結果を演算する演算手段7と、撮像手段4および投入手段3の駆動を制御するとともに演算手段7の演算結果に基づいて穴明け手段2および移動手段5の駆動を制御する制御手段8とを備えている。以下それぞれの手段について詳述する。
【0013】
説明を容易にするために、投入手段3から説明する。図1に示すように、投入手段3は、穴明け装置を支持するベース100に固定され、図1の左右方向(以下「Y方向」という。)に延伸する水平レール31と、この水平レールに垂直(以下「Z方向」という。)であって、この水平レールにガイドされて、Y方向に移動可能なアーム32と、搬出手段33とを備えている。アーム32と搬出手段33とは、連結部材34を介して一体的にに連結されてY方向に一体に移動する。なお、アーム32と搬出手段33とは、サーボモーター35と送りねじ(図示せず。)とによってY方向に移動する。
【0014】
アーム32の下端には、板状ワーク1を吸着保持するチャック36が取り付けてある。チャック36は、連結プレート361と、この連結プレートの下面に、それぞれ重合してビス止めされる冶具板362と吸着板363とを有している。連結プレート361は、アーム32に設けたエアシリンダ364によって、バネ365を介してZ方向に下降、上昇する。連結プレート361のZ方向の移動は、アーム32の下端に設けた中空円筒部材366によってガイドされる。
【0015】
図6および図7に基づいて、冶具板362と、吸着板363との詳細構造を説明する。図6は、冶具板362の構成の概念図である。すなわち、冶具板362は、下面aが平らな矩形形状であって、この下面の中央部に矩形溝bを形成し、この矩形溝の左右位置に、それぞれ細長の吸引溝d1、d2、d3を形成してある。そして、吸引溝d1と矩形溝bとは、エアリーク溝e1によって連通し、吸引溝d1と吸引溝d2とは、エアリーク溝e2によって連通し、吸引溝d2と吸引溝d3とは、エアリーク溝e3によって連通してある。矩形溝bの溝底には、図示しない真空ポンプに連通する開口穴cが左右2箇所に設けてある。
【0016】
また、冶具板362には、多数の基準穴fと、後述する穴明け手段2のパンチの逃げ穴gが貫通形成してある。吸着板363は、冶具板362の下面aに密着して取り付けてあり、この吸着板には、冶具板の矩形溝bおよび吸引溝d1〜d3に対応する位置に板状ワーク1を吸着する貫通穴326aが多数設けてある(図7参照)。
【0017】
ここで、冶具板362の作用について図6に基づいて説明する。冶具板362には、吸着板363を挟んで、それぞれ平面形状の大きさの異なる3種類の板状ワーク11、12、13を選択的に吸着可能になっている。そして、最も平面形状の大きい板状ワーク13は、全ての吸引溝d1〜d3を覆う形状になっており、これらの全ての吸引溝によって吸着板363に吸着保持される。一方、板状ワーク13よりも平面形状の小さい板状ワーク12は、吸引溝d3を覆う形状とはなっておらず、板状ワーク12が吸着板363に吸着保持された状態では吸引溝d2と吸引溝d3との間のエアリーク溝e3を通して外部の空気が吸入されることとなる。また、板状ワーク12よりも平面形状の小さい板状ワーク11は、吸引溝d2、d3を覆う形状とはなっておらず、板状ワーク11が吸着板363に吸着保持された状態では吸引溝d1と矩形溝bとの間のエアリーク溝e1を通して外部の空気が吸入されることとなる。
【0018】
すなわち、板状ワーク12が吸着板363に吸着保持された状態では、板状ワーク12の端面がエアリーク溝e3を横切り、エアリーク溝e3を通して外部の空気が吸入されることとなる。また、板状ワーク11が吸着板363に吸着保持された状態では、板状ワーク11の端面がエアリーク溝e1を横切り、エアリーク溝e1を通して外部の空気が吸入されることとなる。これらのエアリーク溝e1、e3の溝断面積を小さくしておけば、外部から吸引する空気の量は、エアリーク溝が絞りとなって制限される。したがって、板状ワーク1の吸引面積を増すために、吸引溝d1〜d3の面積を大きくした場合でも、エアリーク溝e1、e3によって空気の流入通路を絞っておけば、空気の吸入量を制限することができ、板状ワーク1の吸引力の低下を抑えることができる。
【0019】
ところで、エアリーク溝e1〜e3は、それぞれの溝幅を同一に設定する等してそれぞれの溝断面積を同一にするか、または内側のエアリーク溝の溝幅をその外側のエアリーク溝の溝幅よりも大きく設定して内側のエアリーク溝の溝断面積をその外側のエアリーク溝の溝断面積よりも大きく設定することが好ましい。
【0020】
すなわち、板状ワーク12は、矩形溝bおよび吸引溝d1、d2を通して吸引されることとなり、板状ワーク11は、矩形溝bのみを通して吸引されることとなる。そして、板状ワーク11の吸引面積は板状ワーク12の吸引面積と比較すると、吸引溝d1、d2の分だけ少なくなる。そして、板状ワーク11の吸引面積が板状ワーク12の吸引面積よりも小さくなるが、板状ワーク11の大きさが板状ワーク12の大きさよりも小さい分だけ板状ワーク11が軽量であるため不都合なく板状ワーク11を吸着板363に吸着保持することができる。また、内側のエアリーク溝の溝断面積をその外側のエアリーク溝の溝断面積と同一又はそれよりも大きく設定すれば、板状ワーク12を吸着板363に吸着保持したときにエアリーク溝e3を通して吸入される空気量がその内側のエアリーク溝e2、e1によって制限されることがない。また、内側のエアリーク溝の溝断面積をその外側のエアリーク溝の溝断面積と同一に設定すれば、板状ワーク12を吸着板363に吸着保持したときにエアリーク溝e3を通して吸入される空気量と板状ワーク11を吸着板363に吸着保持したときにエアリーク溝e1を通して吸入される空気量とを同一とすることができ、板状ワーク11、12の吸着保持状態を単一の圧力センサによって簡単に検出することができる。
【0021】
エアリーク溝e1、e2、e3は、それぞれ一個づつに限らず、図7に示されるように複数個づつ設けてもよい。かかる場合には、内側のエアリーク溝の累積溝断面積を外側のエアリーク溝の累積溝断面積と同一又はとそれよりも大きく設定すれば、上述の場合と同様の効果を奏することができる。
【0022】
図7に、実際に使用する冶具板362と、吸着板363の一例を示す。なお、図6に示すものと同じ部分は、同じ記号を使用している。また冶具板362には、基準穴fと、後述する穴明け手段2のパンチの逃げ穴と後述する板状ワーク1に標した識別用マークを撮像するための貫通穴とを兼ねる貫通長穴gと、板状ワーク1に標した識別用マークを撮像するための専用の貫通長穴hとが設けてある。吸着板363には、冶具板362の基準穴f、貫通長穴g、hに対応する部位に基準穴f、貫通長穴g、hよりも大きな逃げ穴が形成されているとともに冶具板362に設けた各溝(破線で示す)に対応する位置に、多数の貫通穴362aが設けてある。
【0023】
冶具板362および吸着板363は、ビス367によって、連結プレート361に着脱可能に取り付けられる。したがって、板状ワーク1の形状や種類に応じて貫通長穴g、hや基準穴fの位置等が異なる冶具板362や吸着板363に容易に交換することができる。なお、冶具板362および吸着板363はビス367に限らず、種々の手段によって連結プレート361に着脱可能に取り付けることができる。例えば、連結プレート361にエアシリンダ等の駆動手段によって冶具板362および吸着板363に係合するエアチャックを設け、当該エアチャックを介して冶具板362および吸着板363を連結プレート361に着脱可能に係合する構成とすれば、冶具板362および吸着板363を容易に着脱することができ、冶具板362および吸着板363の着脱作業性が向上する。
このように冶具板362には、下面aに矩形溝bおよび吸引溝d1、d2、d3が形成され、吸着板363と共に板状ワークを吸着保持するチャック36としての機能も有するので、吸着板363と共に板状ワーク1を吸着保持する専用のプレートを設ける必要がなく、部品点数が減少し、低コストである。なお、冶具板362は、吸着板363と共に板状ワークを吸着保持するチャック36としての機能を兼ねる場合に限らず、専用部品としてチャック36に設けるようにしてもよい。
【0024】
次に、搬出手段33について説明する。
搬出手段33は板状ワーク11、12、13を吸着保持できる構成となっており、その基本的構成は投入手段3と同一であるので説明を省略する。
なお、搬出手段33は板状ワーク11、12、13を吸着保持できる構成であればよく、冶具板362に代え、貫通長穴g、hや基準穴fを省略した吸着専用の板材を用いることができる。
【0025】
さて次に、図1〜図5を参照しつつ、板状ワーク1に穴明けする6個の穴明け手段2と、この穴明け手段にそれぞれ一体的に設けられている撮像手段4と、それぞれの穴明け手段を相互に独立して移動可能な移動手段5とについて説明する。穴明け手段2は、ベース100の上部に固定した作業テーブル101の両サイドに3個づつ、合計6個が設けてある。各々の穴明け手段2は、図2および図3に示すように、ベース100上にベアリング51を介して、Y軸方向に移動自在に設けたY軸移動板52と、このY軸移動板の上にベアリング(図示せず。)を介して、図2において左右方向(以下「X軸方向」という。)に移動自在に設けたX軸移動板54を備えている。
【0026】
Y軸移動板52とX軸移動板54とは、サーボモータ53、55で回転駆動される送りねじ56、57によって、それぞれY方向とX方向とに移動する。すなわち、サーボモータ55がY軸移動板52に固定してあり、このサーボモータによって、カップリングを介して送りネジ56が回転駆動される。そして、X軸移動板54には、送りネジ56に螺合するナット57が固定されており、送りネジ56の回転によりX方向に移動する。また、ベース100には、サーボモータ53が固定してあり、このサーボモータによって、図示しないカップリングを介して送りネジ57が回転駆動される。そして、Y軸移動板52には、この送りネジ57に螺合する図示しないナットが固定されており、送りネジ57の回転によりY方向に移動する。
【0027】
X軸移動板54には、穴明け手段2が取り付けてある。図4および図5を参照しつつ穴明け手段2を説明する。穴明け手段2は、架台24に交換可能に装着したダイ21と、このダイに対向するパンチ22とを有しており、このパンチが上下(Z方向)移動して、このダイとの間に挿置した板状ワーク1に穴明けする。パンチ22は、駆動手段23によって上下移動する。駆動手段23は、架台24に固定したサーボモータ231と、このサーボモータによってカップリング233を介して回転駆動される送りねじ232と、この送りねじに螺合して送りねじの回転により上下移動するナット234とを有している。
【0028】
ナット234には、案内部材235が固定されており、この案内部材は、架台24に設けたガイド棒242と摺動案内されて上下移動する。そして、案内部材235の左端に設けた長穴溝には、支点ピン236aを介して、揺動レバー236の一端が回転自在に連結している。揺動レバー236は、回転軸237を中心として揺動し、この揺動レバーの他端には、支点ピン236bを介して、パンチ支持部材238が回転自在に連結している。また、パンチ支持部材238は、架台24に設けた垂直突起部241にガイドされて、その先端に交換可能に装着したパンチ22を上下移動する。
【0029】
なお、揺動レバー236を支持する回転軸237の位置は、パンチ支持部材238と連結する位置に近づけてある。したがって、梃子の原理により、サーボモータ231によって上下移動する案内部材235の力を増強して、パンチ支持部材238を上下移動することができる。また、案内部材235の上下移動によるパンチ支持部材238の上下移動の距離を小さくすることができるので、このパンチ支持部材の上下移動位置をより微細に制御することが容易になる。
【0030】
次に、穴明け手段2に一体的に設けられている撮像手段4の構成について説明する。図4に示すように撮像手段4は、パンチ支持部材238と平行となるようにして架台24に取り付けてある。撮像手段4は、いわゆる2次元CCDカメラであって、穴明け手段2で穴明けされる板状ワーク1を撮像し、その撮像結果を画像処理手段6(図10に図示)に送信する。そして、撮像手段4とパンチ22との相対位置は、予め正確に測定してあり、穴明け手段2が移動手段5によってXY方向に移動しても、この撮像手段の位置を基準として、常にこのパンチの位置が正確に算出できるようになっている。
【0031】
次に、この穴明け手段の作用について説明する。板状ワーク1の1例として、図8に示すようなプリント基板11を使用して、このプリント基板に形成してある回路パターン11aとの相対位置を決めるガイド穴11bを穴明けする場合を説明する。なお、プリント基板11には、後述するようにガイド穴11bの穴明け位置を決めるための2つの円形の識別マーク11cがプリントしてある。まず、穴明け作業にあたって、図6および図7に示すような、プリント基板11の穴明け位置に対応する冶具板362と、吸着板363とを選択し、これらを連結プレート361に取り付ける。この際、サーボモータ35によって投入手段3を左端の投入位置に移動し、この位置において冶具板362および吸着板363を連結プレート361に取り付けるようにすれば、他の周辺機器、例えば、穴明け手段2や撮像手段4が冶具板362および吸着板363の着脱の妨げとなることがなく、冶具板362および吸着板363を容易に着脱できる。
【0032】
次に、図1に示すように、サーボモータ35によって投入手段3を左端の投入位置に移動し、この位置においてプリント基板11をチャック36に吸着保持させる。この際には、投入手段3によって、プリント基板11を後述するように穴明け手段2に対向する位置に投入したときに、このプリント基板の2つの識別マーク11cが、この穴明け手段に設けた2つの撮像手段4の撮像領域内に入るように、チャック36とこのプリント基板との相対位置を位置決めした状態にてプリント基板11をチャック36に吸着保持する。
【0033】
すなわち、プリント基板11へのガイド穴11bの穴明け位置は、後述するように撮像手段4で撮像した2つの識別マーク11cの中心と、冶具板362に配置した2つの基準穴fの中心との相対位置から算出する。したがって、プリント基板11を穴明け手段2に対向する位置に投入したときに、2つの識別マーク11cが所定の位置で待機している撮像手段4の撮像領域の範囲外に出ないように、予めこのプリント基板とチャック36との相対位置を決めて、吸着保持する必要がある。
【0034】
このプリント基板11とチャック36との相対位置を決める手段の一例として、次の手段を説明する。すなわち、図1に示すように、チャック36の下方にプリント基板11をセットする設置台102を設けておき、この設置台の上方に、2つのCCDカメラ(図示せず。)を配置する。CCDカメラは、冶具板362の貫通長穴g又はhを通してプリント基板11の2つの識別マーク11cをそれぞれ撮像し、その中心位置を例えば十文字記号として、モニタ画面に表示する。このモニタ画面には、プリント基板11の種類毎に対応して、コンピュータによって待機位置が決められた2つの撮像手段4の撮像領域を円として表示させる。したがって、モニタ画面を見ながら、十文字記号の中心が円で表示された撮像領域内に入るように、設置台102上でプリント基板11を手動で移動させることにより、両者の相対位置を位置決めすることができる。
【0035】
設置台102上のプリント基板11を、上述した相対位置にセットすると、チャック36がシリンダ364によって下降して、このプリント基板11を吸着保持し、このチャックが再びこのシリンダによって上昇する。そして、アーム35が、穴明け手段2に対向する位置まで移動する。穴明け手段2に対向する位置まで移動すると、チャック36がシリンダ364によって下降して、吸着保持したプリント基板11を、ベース100の上部に設けた作業テーブル101上に設置する。なお、チャック36は、バネ365を介して、プリント基板11を作業テーブル101上に押圧するため、過大な押圧力とショックとが生じることを回避できる。
【0036】
次に、プリント基板11にガイド穴11bを穴明けするための、穴明け手段2の位置決め方法を説明する。この穴明け位置は、次の2つの基本的な考えに基づき決定する。第1は、プリント基板11のガイド穴11bは、冶具板362に正確に形成した基準穴fのうちの2つの基準穴fの中心位置を基準として穴明けする。第2は、プリント基板11にプリントされた回路パターン11aと、ガイド穴11bとの相対位置が、設計上の相対位置にできるだけ等しくなるようにする。
【0037】
このように冶具板362に設けた基準穴fのうちの2つの基準穴fを基準として、ガイド穴11bを開けるのは次の理由による。すなわちプリント基板11に、回路パターン11aと、この回路パターンに対する設計上の相対位置に識別マーク11cをプリントしておき、この識別マーク11cの中心位置にガイド穴11bを開ける手段が考えられるが、この手段では、識別マーク11cの相対位置が、プリント工程や、穴明け時の気温の変化によってずれた場合には、設計上定めた位置にガイド穴11bを明けることができなくなる。
【0038】
他の手段としては、プリント基板11上に、2つの識別用マーク11cを設けておき、この識別用マークを基準とする設計上の穴明け座標を定め、この座標にガイド穴11bを開ける方法が考えられる。しかし、この方法でも、上述した温度変化等によって、2つの識別用マーク11cの間隔がずれた場合には、2つの識別用マークを基準とする設計上の穴明け座標もずれてしまう。したがって、まず2つの識別用マーク11cの間隔を設計上の値に正しく修正する必要がある。このため、冶具板362に、基準穴fとして2つの識別用マーク11cの設計上の間隔に対応した2つの基準穴fを設け、この間隔に正確に合わせた、ガイド穴11bの穴明け基準位置を設定する。次に、プリント基板11を、チャック36に吸着保持する場合には、このプリント基板とチャックとに、XY方向および回転方向の相対位置のずれが生じるため、穴明け基準位置との相対位置のずれを修正しなければならない。
【0039】
そこで、上述した考えに基づき、プリント基板11へのガイド穴11bの穴明けは、次のようにして行う。上述したようにプリント基板11が作業テーブル101に押圧された位置おいては、冶具板362の貫通長穴g又はhを通して2つの撮像手段4の撮像領域内に、2つの識別用マーク11cがそれぞれ入っている。したがって、撮像装置4は、2つの識別用マーク11cを撮像して、その撮像結果を画像処理手段5に送信する。次に、撮像装置4の移動手段5は、予め穴明け手段2との相対位置が判明している、冶具板362に設けた2つの基準穴fの位置に、撮像装置4を移動させて、2つの基準穴を撮像し、その撮像結果を画像処理手段5に送信する。なお、2つの識別用マーク11cと、それに対向する基準穴fとが同時に撮像装置4の撮像領域内に入るように、この識別用マークがプリント基板11にプリントされている場合には、一度の撮像で足りる。
【0040】
次に、画像処理手段5は、撮像画像から、2つの識別用マーク11cと、2つの基準穴fとの中心位置のXY座標を求めて、その結果を演算手段7に送る。そして、演算手段7は、それぞれの中心位置のXY座標を結んだ直線を比較して、両者が交差する交差角度を算出する。すなわち、この交差角度分だけ、プリント基板11と冶具板362に設けた基準穴fとの相対的位置に、回転のずれがあることになる。そこで、次に演算手段7は、それぞれ各中心位置を結ぶ直線の中心座標(重心)のXY座標とを求め、この両者の中心座標(重心)の相対位置関係を算出する。
【0041】
以上によりプリント基板11上にガイド穴11bを開けるための、基準位置を求めることができる。すなわち、この基準位置は、冶具板362の2つの基準穴fの中心座標を、それぞれ上述した両者の中心座標(重心)の相対位置関係分だけずらし、さらに上述した交差角度だけ回転させた座標となる。この座標は換言すると、プリント基板11に設けた2つの識別用マーク11cの重心位置に、冶具板362に設けた2つの基準穴fの重心位置を合わせ、さらに交差角度だけ回転させたときの、基準穴の中心位置になる。
【0042】
ところで、上述した2つの識別用マーク11cと、2つの基準穴fとから、プリント基板11にガイド穴11aを開けるための基準位置を求める方法では、この基準位置に対する識別用マークの相対位置関係は、一方向(X方向またはY方向)に関してのみ求めたことになる。したがって、さらに精度良く両者の相対位置関係を求める場合には、2つの識別用マークと直交する方向の相対位置のずれを修正すればよい。以下この方法について説明する。
【0043】
プリント基板11に、図9に示されるように周囲4箇所に識別用マーク11cを設ける。また、冶具板362にも、4つの識別用マーク11cの設計上の配置位置に相当する位置に、4つの基準穴fを設ける。なお、4つの識別用マーク11cは、プリント基板11にプリントした回路パターンとは、所定の相対位置関係にある。そして、撮像手段4は、冶具板362の貫通長穴g又はhを通してそれぞれ4つの識別用マーク11cと、基準穴fとを撮像し、この撮像結果から、画像処理手段6は、それぞれの中心位置を求め、この中心位置から、演算手段7は、両者の重心位置を求める。
【0044】
次に、演算手段7は、4つの基準穴fの重心位置を、4つの識別用マーク11cの重心位置に移動させ、両者の重心位置を一致させる。そして、演算手段7は、4つの基準穴fからなる4辺と、4つの識別用マーク11cからなる4辺とを求め、それぞれ対応する4辺の交差角度を算出し、その平均値を求める。以上により、4つの基準穴fに対してX軸方向およびY軸方向の2方向のずれを考慮した、4つの識別用マーク11cの相対位置関係が判明する。
【0045】
すなわち、プリント基板11上に設けた4つの識別用マーク11cの設計上の位置、すなわち温度変形等を受けていないない本来の4つの位置は、4つの基準穴fの重心位置を4つの識別用マーク11cの重心位置に合わせて、上述した4辺の交差角度の平均値だけ重心周りに回転させたときの、この4つの基準穴の中心位置になる。したがって、4つの基準穴fから任意の2つの基準穴を選択すれば、この2つの基準穴の中心座標が、プリント基板11にガイド穴11bを開けるための2つの基準位置となる。
【0046】
以上によって、プリント基板11に、ガイド穴11aを開けるための2つの基準位置、すなわちXY座標を移動した2つの基準穴fの中心位置が判明したら、演算手段7は、この2つの基準穴fの中心位置を基準として、この基準穴の中心位置から設計上で決められた相対位置にある、ガイド穴11aの穴明け位置を算出する。そして、移動手段5は、この算出したXY座標に、穴明け手段2のパンチ22を移動する。
【0047】
次に、穴明け手段2によるプリント基板11への穴明けを説明する。穴明け手段2のパンチ22は、プリント基板11がチャック36に吸着保持されて、作業テーブル101上に設置されるまでは、このチャックの移動と干渉しない初期位置(図11参照)に位置する。そして、プリント基板11がパンチ22とダイ21の間に挿入され、プリント基板11を吸着保持したチャック36は、作業テーブル101上に押圧する。
【0048】
次いで、穴明け手段2のサーボモータ231は、送りねじ232を回転させて、揺動レバー236、パンチ支持部材241等を介して、パンチ22を下降させ、このパンチを初期位置から待機位置に移動させる(図11参照)。この待機位置は、穴明け手段2をガイド穴11aを開ける位置に移動するときに、パンチ22が、作業テーブル101上にあるチャック36の冶具板362の上面に干渉しない高さ位置に設定される。したがって、パンチ22は、冶具板362上を、自由にXY方向に移動可能であると共に、穴明けストローク(パンチ22が、待機位置からプリント基板11に穴明けする位置までの移動距離(図11参照))を最小限にすることができ、迅速に穴明け作業を行うことができる。
【0049】
そして、6個の穴明け手段2が、移動手段5によって、それぞれぞれプリント基板11にガイド穴11aを穴明するXY座標位置に移動すると、サーボモータ231が回転し、このプリント基板にガイド穴を穴明けする。なお、サーボモータ231の回転によって、上下移動する案内部材235には、図4および図5に示されるようにこの案内部材のZ方向位置を検出するセンサ25が設けてあり、この案内部材235が過剰に上昇して、パンチ22に過大な力が生じないようにしてある。
【0050】
また、図7において既述したように、冶具板362および吸着板363には、パンチ22の逃げ穴gが設けてあり、プリント基板11のガイド穴11aの穴明け位置は、この逃げ穴位置内になるように配置してある。また、パンチ22を上下移動させるサーボーモータ231の回転速度は、プリント基板11の材質や、ガイド穴11aのサイズ等によって適宜変化させることができる。例えば、柔らかいプリント基板11に対しては、ダレやバリ等が生じないようにパンチング速度を早くし、一方脆いプリント基板や銅箔等を貼り付けたプリント基板に対しては、割れや剥離等が生じないように待機位置から穴明け位置(図11参照)に至るまでのパンチング速度を遅くすることができる。また、サーボーモータ231の回転速度を制御することにより、パンチ22が待機位置から穴明け位置(図11参照)に至るまでのパンチング速度にかかわらず、パンチ22を初期位置から待機位置および穴明け位置から初期位置まで高速駆動でき、これによって穴明け時間が短縮して作業性が向上する(図11参照)。また、サーボーモータ231の駆動を制御することにより、パンチ22の待機位置も変更可能であり、このパンチの速度やプリント基板11の厚み等に応じてパンチ22の待機位置を最適な位置に設定できる。また、サーボーモータ231により送りねじ機構を介してパンチ22を駆動するようにしたのでパンチ22の待機位置を微小調整することができ、プリント基板等の薄板状のワークの穴明けに最適である。
【0051】
ガイド穴11aの穴明けが終了すると、パンチ22は、チャック36の移動と干渉しない初期位置(図11に図示)まで、サーボモータ231によって上昇駆動される。そして、チャック22は、プリント基板11の吸引を停止して、このプリント基板を作業テーブル101上に残して、シリンダ364によって上昇駆動され、次のプリント基板を吸着保持すべく、元の位置に復帰する。チャック36が元の位置に移動するときには、このチャックに連結したアーム35と連動する搬出手段33が、作業テーブル101上に残したプリント基板11に対向する位置に移動し、このチャックと同様な手段によって、このプリント基板を吸着保持する。そして、チャック36が次のプリント基板11を再度穴明け手段2に対向する位置まで移動するときに、搬出手段33は、穴明け加工の完了したプリント基板を移動搬出する。
【0052】
なお、以上説明した穴明け装置の各可動構成部材の作動、すなわち作動開始や作動終了の位置やタイミング等は、演算手段7に付随する制御手段8(図10に図示)によって、予め記録したプリント基板11の種類に応じて制御される。また、各構成部材の取り付け位置は、調整ねじ等により、必要に応じて微調整ができる手段が設けてある。撮像手段4は、穴明け手段2と一体的に設ける場合に限らず、独立に設けてもよい。かかる場合には、撮像手段4をXY方向に移動する移動手段を別に設ける。また、パンチ22の上下移動を、サーボモーター231と、送りねじ232と、揺動レバー236等とを介して駆動する場合に限らず、歯車機構やラック・アンド・ピニオン機構等を介して駆動してもよい。
【0053】
また、プリント基板11に設けた識別用マーク11cが冶具板362の下面に隠れてしまう場合には、撮像手段4にX線カメラを使用して、その位置を透視によって求めるようにしてもよい。また、上述した穴明け装置は、プリント基板11に既に開けたガイド穴11a等の位置の精度確認の判定手段としても使用することができる。
【0054】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る板状ワークの穴明け装置および穴明け方法によれば、板状ワークを保持して穴明け手段に移送する投入手段に冶具板を着脱可能に設けたので、冶具板の交換作業を極めて容易かつ迅速に行うことができる。また、相互に独立して移動可能な穴明け手段を複数設けるとともに、各穴明け手段に撮像手段をそれぞれ一体的に設ければ、板状ワークに多数のガイド穴等を同時に穴明けすることができ、迅速な穴明け作業が可能になり、また撮像手段を移動するための専用の移動手段が不要となり、しかも各穴明け手段と撮像手段との相対位置の移動を考慮する必要がなくなるため、構成が簡略できると共に、穴明け精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用された板状ワークの穴明け装置の全体側面図である。
【図2】図1の板状ワークの穴明け装置の全体正面図である。
【図3】図1の板状ワークの穴明け装置の全体平面図である。
【図4】穴明け手段の拡大正面図である。
【図5】穴明け手段の拡大側面図である。
【図6】冶具板の概念図である。
【図7】冶具板および吸着板の平面形状を示す図である。
【図8】プリント基板の概念図である。
【図9】他の形態のプリント基板の概念図である
【図10】ブロック図である。
【図11】パンチの動作を示す動作グラフである。
【図12】従来の冶具板の取り付け構造を示す側面図である。
【符号の説明】
1、11 板状ワーク(プリント基板)
2 穴明け手段
21 ダイ
22 パンチ
23 駆動手段
231 サーボモータ
232 送りねじ
3 投入手段
36 チャック
362 冶具板
362e1、e2 エアリーク溝
362f 基準穴
363 吸着板
4 撮像手段
5 移動手段
52 Y軸移動板
54 X軸移動板
6 画像処理手段
7 演算手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状ワークの穴明け装置および穴明け方法に関し、特にはプリント基板の穴明け装置および穴明け方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子機器等では、回路パターンが形成された基板を複数枚積層して固着した多層プリント基板が広く使用されている。しかるに、この基板を積層するときに回路パターン同士の位置がずれると、プリント基板としての所定の機能や性能が発揮できなくなる。このため、各基板の所定の位置に少なくとも2個のガイド穴を設け、このガイド穴に冶具のガイド軸を挿入して各基板の位置合わせを行っている。したがって、ガイド穴の位置精度によって、各基板を積層するときの相互の位置精度が決まるため、ガイド穴を基板に高精度に穴明けする必要がある。
【0003】
このガイド穴の穴明けは、プリント基板のガイド穴の穴明け位置に予め識別用マークを印刷し、この識別用マークの中心位置を検出してこの検出位置にガイド穴を明けることにより行なわれていた。しかるに、多層プリント基板は、銅箔、ガラス繊維および樹脂等からなる複合材料であり、積層時の熱プレスの温度分布や加熱時間、プレス圧力分布、材料の熱変形あるいは回路パターン形成時の露光位置のずれ等の影響により、識別用マークの中心が設計上の位置からずれてしまい、ガイド穴の機能を果たさない場合が生じていた。
【0004】
そこで、本発明の出願人は、次のようなガイド穴の穴明け手段を提案している(例えば、特許文献1参照)。この手段では、まずプリント基板に一対の識別用マークをプリントしておくと共に、設計上の寸法間隔で正確に穴明けした一対の基準穴を設けた冶具板を準備する。次に一対の基準穴と一対の識別用マークとの相対位置関係を計測し、両者の相対位置のずれ分を修正した一対の基準穴の中心位置を基準位置とする。そして、この基準位置、すなわち相対位置のずれ分を修正した一対の基準穴の中心位置を基準として、この一対の基準穴の中心位置から、予め判明している設計上のガイド穴の位置を求め、この位置にガイド穴を明ける。このような手段を用いることによって、プリント基板の変形等の影響を受けずに、ガイド穴を所定の位置に高精度に明けることができる。図12には従来の冶具板の取付構造が示されている。この構造によれば、作業テーブル111がベース112上にXY方向に移動自在に設けられ、この作業テーブル111に冶具板114が蝶番119によって開閉自在に取り付けられている。そして、冶具板114と作業テーブル111との間にプリント基板P(板状ワーク)を挟んで固定するようにしていた。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−43917号公報(第1−5頁、第1−6図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の穴明け装置では、冶具板114が本体側の作業テーブル111に取り付けられる構造であるため、プリント基板Pの種類等に応じて冶具板114を交換するのには、識別用マークを検出するための撮像カメラやプリント基板Pに穴明けするためのパンチ等の周辺機器が冶具板114の着脱作業の妨げになる等、冶具板114の交換に手間が掛かるという問題があった。
【0007】
そこで、本発明の目的は、プリント基板等の板状ワークの種類に応じて冶具板を容易に交換することができ、穴明け作業性を向上できる板状ワークの穴明け装置および穴明け方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明に係る板状ワークの穴明け装置の特徴は、複数の基準穴を設けた冶具板を、投入手段に着脱可能に設けたことにある。すなわち、本発明は、複数の識別用マークを設けた板状ワークに穴明けする穴明け手段と、上記板状ワークを保持して上記穴明け手段に移送する投入手段と、撮像手段と、上記穴明け手段を上記板状ワークに対して相対的に移動させる移動手段と、上記撮像手段の撮像結果を処理する画像処理手段と、上記画像処理手段の処理結果を演算する演算手段とを備える穴明け装置であって、上記投入手段には、複数の基準穴を設けた冶具板が着脱可能に設けられ、上記基準穴は、互いの相対位置が予め判明しており、上記撮像手段は、上記各識別用マークと上記各基準穴とを撮像し、上記画像処理手段は、上記撮像手段の撮像結果に基づいて上記各識別用マークおよび上記各基準穴のそれぞれの中心位置を求め、上記演算手段は、上記各識別用マークの中心位置と上記各基準穴の中心位置とから、上記冶具板と上記板状ワークとの相対位置関係を求めると共に、この各基準穴の中心位置と上記相対位置関係とに基づいて、上記板状ワークの穴明け位置を算出し、上記移動手段は、上記穴明け手段を上記穴明け位置に移動するものである。
また、本発明に係る板状ワークの穴明け方法では、複数の識別用マークを設けた板状ワークに穴明けする穴明け手段と、上記板状ワークを保持して上記穴明け手段に移送する投入手段と、撮像手段と、上記穴明け手段を上記板状ワークに対して相対的に移動させる移動手段と、上記撮像手段の撮像結果を処理する画像処理手段と、上記画像処理手段の処理結果を演算する演算手段と、複数の基準穴を備えるとともに上記投入手段に着脱可能に設けられる冶具板とを有し、上記冶具板を上記投入手段に装着した後に、上記投入手段により上記板状ワークを保持して上記穴明け手段に移送し、その後に、上記撮像手段により上記各識別用マークと上記各基準穴とを撮像し、当該撮像結果に基づいて上記画像処理手段により上記各識別用マークおよび上記各基準穴のそれぞれの中心位置を求め、当該各識別用マークの中心位置および当該各基準穴の中心位置に基づいて上記演算手段により上記冶具板と上記板状ワークとの相対位置関係を求めるとともに上記各基準穴の中心位置と上記相対位置関係とに基づいて上記板状ワークの穴明け位置を算出し、当該穴明け位置に上記移動手段により上記穴明け手段を移動し、当該穴明け位置にて上記穴明け手段により上記板状ワークに穴明けすることを特徴としている。
【0009】
本発明に係る板状ワークの穴明け装置および穴明け方法によれば、板状ワークを保持して穴明け手段に移送する投入手段に冶具板が着脱可能に設けられるので、板状ワークを投入する位置において冶具板を交換でき、他の周辺機器が冶具板の交換作業の妨げとなることがなく、冶具板の交換作業を極めて容易かつ迅速に行うことができる。
【0010】
本発明に係る板状ワークの穴明け装置の第2の特徴は、上記特徴1に記載した穴明け手段は、複数設けられており、これらはそれぞれ上記移動手段によって相互に独立して移動可能であり、上記撮像手段は、上記各穴明け手段にそれぞれ一体的に設けられていることにある。
【0011】
このような構成によれば、第1に、相互に独立して移動可能な穴明け手段を複数設けることによって、板状ワークに多数のガイド穴等を同時に穴明けすることができ、迅速な穴明け作業が可能になる。第2に、各穴明け手段に撮像手段をそれぞれ一体的に設けることによって、撮像手段を移動するための専用の移動手段を不要とし、かつ各穴明け手段と撮像手段との相対位置の移動を考慮する必要がなくなるため、構成が簡略できると共に、穴明け精度が向上する。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1〜図11を参照しつつ、本発明が適用された板状ワークの穴明け装置の構成を説明する。最初に全体構成を概説する。この穴明け装置では、板状ワーク1に穴明けする6個の穴明け手段2と、この板状ワークを保持してこの穴明け手段に移送する投入手段3と、この穴明け手段にそれぞれ一体的に設けられている撮像手段4と、それぞれの穴明け手段を相互に独立して移動可能な移動手段5とを備えている。また、穴明け装置は、図10に示されるように撮像手段4の撮像結果を処理する画像処理手段6と、この画像処理手段の処理結果を演算する演算手段7と、撮像手段4および投入手段3の駆動を制御するとともに演算手段7の演算結果に基づいて穴明け手段2および移動手段5の駆動を制御する制御手段8とを備えている。以下それぞれの手段について詳述する。
【0013】
説明を容易にするために、投入手段3から説明する。図1に示すように、投入手段3は、穴明け装置を支持するベース100に固定され、図1の左右方向(以下「Y方向」という。)に延伸する水平レール31と、この水平レールに垂直(以下「Z方向」という。)であって、この水平レールにガイドされて、Y方向に移動可能なアーム32と、搬出手段33とを備えている。アーム32と搬出手段33とは、連結部材34を介して一体的にに連結されてY方向に一体に移動する。なお、アーム32と搬出手段33とは、サーボモーター35と送りねじ(図示せず。)とによってY方向に移動する。
【0014】
アーム32の下端には、板状ワーク1を吸着保持するチャック36が取り付けてある。チャック36は、連結プレート361と、この連結プレートの下面に、それぞれ重合してビス止めされる冶具板362と吸着板363とを有している。連結プレート361は、アーム32に設けたエアシリンダ364によって、バネ365を介してZ方向に下降、上昇する。連結プレート361のZ方向の移動は、アーム32の下端に設けた中空円筒部材366によってガイドされる。
【0015】
図6および図7に基づいて、冶具板362と、吸着板363との詳細構造を説明する。図6は、冶具板362の構成の概念図である。すなわち、冶具板362は、下面aが平らな矩形形状であって、この下面の中央部に矩形溝bを形成し、この矩形溝の左右位置に、それぞれ細長の吸引溝d1、d2、d3を形成してある。そして、吸引溝d1と矩形溝bとは、エアリーク溝e1によって連通し、吸引溝d1と吸引溝d2とは、エアリーク溝e2によって連通し、吸引溝d2と吸引溝d3とは、エアリーク溝e3によって連通してある。矩形溝bの溝底には、図示しない真空ポンプに連通する開口穴cが左右2箇所に設けてある。
【0016】
また、冶具板362には、多数の基準穴fと、後述する穴明け手段2のパンチの逃げ穴gが貫通形成してある。吸着板363は、冶具板362の下面aに密着して取り付けてあり、この吸着板には、冶具板の矩形溝bおよび吸引溝d1〜d3に対応する位置に板状ワーク1を吸着する貫通穴326aが多数設けてある(図7参照)。
【0017】
ここで、冶具板362の作用について図6に基づいて説明する。冶具板362には、吸着板363を挟んで、それぞれ平面形状の大きさの異なる3種類の板状ワーク11、12、13を選択的に吸着可能になっている。そして、最も平面形状の大きい板状ワーク13は、全ての吸引溝d1〜d3を覆う形状になっており、これらの全ての吸引溝によって吸着板363に吸着保持される。一方、板状ワーク13よりも平面形状の小さい板状ワーク12は、吸引溝d3を覆う形状とはなっておらず、板状ワーク12が吸着板363に吸着保持された状態では吸引溝d2と吸引溝d3との間のエアリーク溝e3を通して外部の空気が吸入されることとなる。また、板状ワーク12よりも平面形状の小さい板状ワーク11は、吸引溝d2、d3を覆う形状とはなっておらず、板状ワーク11が吸着板363に吸着保持された状態では吸引溝d1と矩形溝bとの間のエアリーク溝e1を通して外部の空気が吸入されることとなる。
【0018】
すなわち、板状ワーク12が吸着板363に吸着保持された状態では、板状ワーク12の端面がエアリーク溝e3を横切り、エアリーク溝e3を通して外部の空気が吸入されることとなる。また、板状ワーク11が吸着板363に吸着保持された状態では、板状ワーク11の端面がエアリーク溝e1を横切り、エアリーク溝e1を通して外部の空気が吸入されることとなる。これらのエアリーク溝e1、e3の溝断面積を小さくしておけば、外部から吸引する空気の量は、エアリーク溝が絞りとなって制限される。したがって、板状ワーク1の吸引面積を増すために、吸引溝d1〜d3の面積を大きくした場合でも、エアリーク溝e1、e3によって空気の流入通路を絞っておけば、空気の吸入量を制限することができ、板状ワーク1の吸引力の低下を抑えることができる。
【0019】
ところで、エアリーク溝e1〜e3は、それぞれの溝幅を同一に設定する等してそれぞれの溝断面積を同一にするか、または内側のエアリーク溝の溝幅をその外側のエアリーク溝の溝幅よりも大きく設定して内側のエアリーク溝の溝断面積をその外側のエアリーク溝の溝断面積よりも大きく設定することが好ましい。
【0020】
すなわち、板状ワーク12は、矩形溝bおよび吸引溝d1、d2を通して吸引されることとなり、板状ワーク11は、矩形溝bのみを通して吸引されることとなる。そして、板状ワーク11の吸引面積は板状ワーク12の吸引面積と比較すると、吸引溝d1、d2の分だけ少なくなる。そして、板状ワーク11の吸引面積が板状ワーク12の吸引面積よりも小さくなるが、板状ワーク11の大きさが板状ワーク12の大きさよりも小さい分だけ板状ワーク11が軽量であるため不都合なく板状ワーク11を吸着板363に吸着保持することができる。また、内側のエアリーク溝の溝断面積をその外側のエアリーク溝の溝断面積と同一又はそれよりも大きく設定すれば、板状ワーク12を吸着板363に吸着保持したときにエアリーク溝e3を通して吸入される空気量がその内側のエアリーク溝e2、e1によって制限されることがない。また、内側のエアリーク溝の溝断面積をその外側のエアリーク溝の溝断面積と同一に設定すれば、板状ワーク12を吸着板363に吸着保持したときにエアリーク溝e3を通して吸入される空気量と板状ワーク11を吸着板363に吸着保持したときにエアリーク溝e1を通して吸入される空気量とを同一とすることができ、板状ワーク11、12の吸着保持状態を単一の圧力センサによって簡単に検出することができる。
【0021】
エアリーク溝e1、e2、e3は、それぞれ一個づつに限らず、図7に示されるように複数個づつ設けてもよい。かかる場合には、内側のエアリーク溝の累積溝断面積を外側のエアリーク溝の累積溝断面積と同一又はとそれよりも大きく設定すれば、上述の場合と同様の効果を奏することができる。
【0022】
図7に、実際に使用する冶具板362と、吸着板363の一例を示す。なお、図6に示すものと同じ部分は、同じ記号を使用している。また冶具板362には、基準穴fと、後述する穴明け手段2のパンチの逃げ穴と後述する板状ワーク1に標した識別用マークを撮像するための貫通穴とを兼ねる貫通長穴gと、板状ワーク1に標した識別用マークを撮像するための専用の貫通長穴hとが設けてある。吸着板363には、冶具板362の基準穴f、貫通長穴g、hに対応する部位に基準穴f、貫通長穴g、hよりも大きな逃げ穴が形成されているとともに冶具板362に設けた各溝(破線で示す)に対応する位置に、多数の貫通穴362aが設けてある。
【0023】
冶具板362および吸着板363は、ビス367によって、連結プレート361に着脱可能に取り付けられる。したがって、板状ワーク1の形状や種類に応じて貫通長穴g、hや基準穴fの位置等が異なる冶具板362や吸着板363に容易に交換することができる。なお、冶具板362および吸着板363はビス367に限らず、種々の手段によって連結プレート361に着脱可能に取り付けることができる。例えば、連結プレート361にエアシリンダ等の駆動手段によって冶具板362および吸着板363に係合するエアチャックを設け、当該エアチャックを介して冶具板362および吸着板363を連結プレート361に着脱可能に係合する構成とすれば、冶具板362および吸着板363を容易に着脱することができ、冶具板362および吸着板363の着脱作業性が向上する。
このように冶具板362には、下面aに矩形溝bおよび吸引溝d1、d2、d3が形成され、吸着板363と共に板状ワークを吸着保持するチャック36としての機能も有するので、吸着板363と共に板状ワーク1を吸着保持する専用のプレートを設ける必要がなく、部品点数が減少し、低コストである。なお、冶具板362は、吸着板363と共に板状ワークを吸着保持するチャック36としての機能を兼ねる場合に限らず、専用部品としてチャック36に設けるようにしてもよい。
【0024】
次に、搬出手段33について説明する。
搬出手段33は板状ワーク11、12、13を吸着保持できる構成となっており、その基本的構成は投入手段3と同一であるので説明を省略する。
なお、搬出手段33は板状ワーク11、12、13を吸着保持できる構成であればよく、冶具板362に代え、貫通長穴g、hや基準穴fを省略した吸着専用の板材を用いることができる。
【0025】
さて次に、図1〜図5を参照しつつ、板状ワーク1に穴明けする6個の穴明け手段2と、この穴明け手段にそれぞれ一体的に設けられている撮像手段4と、それぞれの穴明け手段を相互に独立して移動可能な移動手段5とについて説明する。穴明け手段2は、ベース100の上部に固定した作業テーブル101の両サイドに3個づつ、合計6個が設けてある。各々の穴明け手段2は、図2および図3に示すように、ベース100上にベアリング51を介して、Y軸方向に移動自在に設けたY軸移動板52と、このY軸移動板の上にベアリング(図示せず。)を介して、図2において左右方向(以下「X軸方向」という。)に移動自在に設けたX軸移動板54を備えている。
【0026】
Y軸移動板52とX軸移動板54とは、サーボモータ53、55で回転駆動される送りねじ56、57によって、それぞれY方向とX方向とに移動する。すなわち、サーボモータ55がY軸移動板52に固定してあり、このサーボモータによって、カップリングを介して送りネジ56が回転駆動される。そして、X軸移動板54には、送りネジ56に螺合するナット57が固定されており、送りネジ56の回転によりX方向に移動する。また、ベース100には、サーボモータ53が固定してあり、このサーボモータによって、図示しないカップリングを介して送りネジ57が回転駆動される。そして、Y軸移動板52には、この送りネジ57に螺合する図示しないナットが固定されており、送りネジ57の回転によりY方向に移動する。
【0027】
X軸移動板54には、穴明け手段2が取り付けてある。図4および図5を参照しつつ穴明け手段2を説明する。穴明け手段2は、架台24に交換可能に装着したダイ21と、このダイに対向するパンチ22とを有しており、このパンチが上下(Z方向)移動して、このダイとの間に挿置した板状ワーク1に穴明けする。パンチ22は、駆動手段23によって上下移動する。駆動手段23は、架台24に固定したサーボモータ231と、このサーボモータによってカップリング233を介して回転駆動される送りねじ232と、この送りねじに螺合して送りねじの回転により上下移動するナット234とを有している。
【0028】
ナット234には、案内部材235が固定されており、この案内部材は、架台24に設けたガイド棒242と摺動案内されて上下移動する。そして、案内部材235の左端に設けた長穴溝には、支点ピン236aを介して、揺動レバー236の一端が回転自在に連結している。揺動レバー236は、回転軸237を中心として揺動し、この揺動レバーの他端には、支点ピン236bを介して、パンチ支持部材238が回転自在に連結している。また、パンチ支持部材238は、架台24に設けた垂直突起部241にガイドされて、その先端に交換可能に装着したパンチ22を上下移動する。
【0029】
なお、揺動レバー236を支持する回転軸237の位置は、パンチ支持部材238と連結する位置に近づけてある。したがって、梃子の原理により、サーボモータ231によって上下移動する案内部材235の力を増強して、パンチ支持部材238を上下移動することができる。また、案内部材235の上下移動によるパンチ支持部材238の上下移動の距離を小さくすることができるので、このパンチ支持部材の上下移動位置をより微細に制御することが容易になる。
【0030】
次に、穴明け手段2に一体的に設けられている撮像手段4の構成について説明する。図4に示すように撮像手段4は、パンチ支持部材238と平行となるようにして架台24に取り付けてある。撮像手段4は、いわゆる2次元CCDカメラであって、穴明け手段2で穴明けされる板状ワーク1を撮像し、その撮像結果を画像処理手段6(図10に図示)に送信する。そして、撮像手段4とパンチ22との相対位置は、予め正確に測定してあり、穴明け手段2が移動手段5によってXY方向に移動しても、この撮像手段の位置を基準として、常にこのパンチの位置が正確に算出できるようになっている。
【0031】
次に、この穴明け手段の作用について説明する。板状ワーク1の1例として、図8に示すようなプリント基板11を使用して、このプリント基板に形成してある回路パターン11aとの相対位置を決めるガイド穴11bを穴明けする場合を説明する。なお、プリント基板11には、後述するようにガイド穴11bの穴明け位置を決めるための2つの円形の識別マーク11cがプリントしてある。まず、穴明け作業にあたって、図6および図7に示すような、プリント基板11の穴明け位置に対応する冶具板362と、吸着板363とを選択し、これらを連結プレート361に取り付ける。この際、サーボモータ35によって投入手段3を左端の投入位置に移動し、この位置において冶具板362および吸着板363を連結プレート361に取り付けるようにすれば、他の周辺機器、例えば、穴明け手段2や撮像手段4が冶具板362および吸着板363の着脱の妨げとなることがなく、冶具板362および吸着板363を容易に着脱できる。
【0032】
次に、図1に示すように、サーボモータ35によって投入手段3を左端の投入位置に移動し、この位置においてプリント基板11をチャック36に吸着保持させる。この際には、投入手段3によって、プリント基板11を後述するように穴明け手段2に対向する位置に投入したときに、このプリント基板の2つの識別マーク11cが、この穴明け手段に設けた2つの撮像手段4の撮像領域内に入るように、チャック36とこのプリント基板との相対位置を位置決めした状態にてプリント基板11をチャック36に吸着保持する。
【0033】
すなわち、プリント基板11へのガイド穴11bの穴明け位置は、後述するように撮像手段4で撮像した2つの識別マーク11cの中心と、冶具板362に配置した2つの基準穴fの中心との相対位置から算出する。したがって、プリント基板11を穴明け手段2に対向する位置に投入したときに、2つの識別マーク11cが所定の位置で待機している撮像手段4の撮像領域の範囲外に出ないように、予めこのプリント基板とチャック36との相対位置を決めて、吸着保持する必要がある。
【0034】
このプリント基板11とチャック36との相対位置を決める手段の一例として、次の手段を説明する。すなわち、図1に示すように、チャック36の下方にプリント基板11をセットする設置台102を設けておき、この設置台の上方に、2つのCCDカメラ(図示せず。)を配置する。CCDカメラは、冶具板362の貫通長穴g又はhを通してプリント基板11の2つの識別マーク11cをそれぞれ撮像し、その中心位置を例えば十文字記号として、モニタ画面に表示する。このモニタ画面には、プリント基板11の種類毎に対応して、コンピュータによって待機位置が決められた2つの撮像手段4の撮像領域を円として表示させる。したがって、モニタ画面を見ながら、十文字記号の中心が円で表示された撮像領域内に入るように、設置台102上でプリント基板11を手動で移動させることにより、両者の相対位置を位置決めすることができる。
【0035】
設置台102上のプリント基板11を、上述した相対位置にセットすると、チャック36がシリンダ364によって下降して、このプリント基板11を吸着保持し、このチャックが再びこのシリンダによって上昇する。そして、アーム35が、穴明け手段2に対向する位置まで移動する。穴明け手段2に対向する位置まで移動すると、チャック36がシリンダ364によって下降して、吸着保持したプリント基板11を、ベース100の上部に設けた作業テーブル101上に設置する。なお、チャック36は、バネ365を介して、プリント基板11を作業テーブル101上に押圧するため、過大な押圧力とショックとが生じることを回避できる。
【0036】
次に、プリント基板11にガイド穴11bを穴明けするための、穴明け手段2の位置決め方法を説明する。この穴明け位置は、次の2つの基本的な考えに基づき決定する。第1は、プリント基板11のガイド穴11bは、冶具板362に正確に形成した基準穴fのうちの2つの基準穴fの中心位置を基準として穴明けする。第2は、プリント基板11にプリントされた回路パターン11aと、ガイド穴11bとの相対位置が、設計上の相対位置にできるだけ等しくなるようにする。
【0037】
このように冶具板362に設けた基準穴fのうちの2つの基準穴fを基準として、ガイド穴11bを開けるのは次の理由による。すなわちプリント基板11に、回路パターン11aと、この回路パターンに対する設計上の相対位置に識別マーク11cをプリントしておき、この識別マーク11cの中心位置にガイド穴11bを開ける手段が考えられるが、この手段では、識別マーク11cの相対位置が、プリント工程や、穴明け時の気温の変化によってずれた場合には、設計上定めた位置にガイド穴11bを明けることができなくなる。
【0038】
他の手段としては、プリント基板11上に、2つの識別用マーク11cを設けておき、この識別用マークを基準とする設計上の穴明け座標を定め、この座標にガイド穴11bを開ける方法が考えられる。しかし、この方法でも、上述した温度変化等によって、2つの識別用マーク11cの間隔がずれた場合には、2つの識別用マークを基準とする設計上の穴明け座標もずれてしまう。したがって、まず2つの識別用マーク11cの間隔を設計上の値に正しく修正する必要がある。このため、冶具板362に、基準穴fとして2つの識別用マーク11cの設計上の間隔に対応した2つの基準穴fを設け、この間隔に正確に合わせた、ガイド穴11bの穴明け基準位置を設定する。次に、プリント基板11を、チャック36に吸着保持する場合には、このプリント基板とチャックとに、XY方向および回転方向の相対位置のずれが生じるため、穴明け基準位置との相対位置のずれを修正しなければならない。
【0039】
そこで、上述した考えに基づき、プリント基板11へのガイド穴11bの穴明けは、次のようにして行う。上述したようにプリント基板11が作業テーブル101に押圧された位置おいては、冶具板362の貫通長穴g又はhを通して2つの撮像手段4の撮像領域内に、2つの識別用マーク11cがそれぞれ入っている。したがって、撮像装置4は、2つの識別用マーク11cを撮像して、その撮像結果を画像処理手段5に送信する。次に、撮像装置4の移動手段5は、予め穴明け手段2との相対位置が判明している、冶具板362に設けた2つの基準穴fの位置に、撮像装置4を移動させて、2つの基準穴を撮像し、その撮像結果を画像処理手段5に送信する。なお、2つの識別用マーク11cと、それに対向する基準穴fとが同時に撮像装置4の撮像領域内に入るように、この識別用マークがプリント基板11にプリントされている場合には、一度の撮像で足りる。
【0040】
次に、画像処理手段5は、撮像画像から、2つの識別用マーク11cと、2つの基準穴fとの中心位置のXY座標を求めて、その結果を演算手段7に送る。そして、演算手段7は、それぞれの中心位置のXY座標を結んだ直線を比較して、両者が交差する交差角度を算出する。すなわち、この交差角度分だけ、プリント基板11と冶具板362に設けた基準穴fとの相対的位置に、回転のずれがあることになる。そこで、次に演算手段7は、それぞれ各中心位置を結ぶ直線の中心座標(重心)のXY座標とを求め、この両者の中心座標(重心)の相対位置関係を算出する。
【0041】
以上によりプリント基板11上にガイド穴11bを開けるための、基準位置を求めることができる。すなわち、この基準位置は、冶具板362の2つの基準穴fの中心座標を、それぞれ上述した両者の中心座標(重心)の相対位置関係分だけずらし、さらに上述した交差角度だけ回転させた座標となる。この座標は換言すると、プリント基板11に設けた2つの識別用マーク11cの重心位置に、冶具板362に設けた2つの基準穴fの重心位置を合わせ、さらに交差角度だけ回転させたときの、基準穴の中心位置になる。
【0042】
ところで、上述した2つの識別用マーク11cと、2つの基準穴fとから、プリント基板11にガイド穴11aを開けるための基準位置を求める方法では、この基準位置に対する識別用マークの相対位置関係は、一方向(X方向またはY方向)に関してのみ求めたことになる。したがって、さらに精度良く両者の相対位置関係を求める場合には、2つの識別用マークと直交する方向の相対位置のずれを修正すればよい。以下この方法について説明する。
【0043】
プリント基板11に、図9に示されるように周囲4箇所に識別用マーク11cを設ける。また、冶具板362にも、4つの識別用マーク11cの設計上の配置位置に相当する位置に、4つの基準穴fを設ける。なお、4つの識別用マーク11cは、プリント基板11にプリントした回路パターンとは、所定の相対位置関係にある。そして、撮像手段4は、冶具板362の貫通長穴g又はhを通してそれぞれ4つの識別用マーク11cと、基準穴fとを撮像し、この撮像結果から、画像処理手段6は、それぞれの中心位置を求め、この中心位置から、演算手段7は、両者の重心位置を求める。
【0044】
次に、演算手段7は、4つの基準穴fの重心位置を、4つの識別用マーク11cの重心位置に移動させ、両者の重心位置を一致させる。そして、演算手段7は、4つの基準穴fからなる4辺と、4つの識別用マーク11cからなる4辺とを求め、それぞれ対応する4辺の交差角度を算出し、その平均値を求める。以上により、4つの基準穴fに対してX軸方向およびY軸方向の2方向のずれを考慮した、4つの識別用マーク11cの相対位置関係が判明する。
【0045】
すなわち、プリント基板11上に設けた4つの識別用マーク11cの設計上の位置、すなわち温度変形等を受けていないない本来の4つの位置は、4つの基準穴fの重心位置を4つの識別用マーク11cの重心位置に合わせて、上述した4辺の交差角度の平均値だけ重心周りに回転させたときの、この4つの基準穴の中心位置になる。したがって、4つの基準穴fから任意の2つの基準穴を選択すれば、この2つの基準穴の中心座標が、プリント基板11にガイド穴11bを開けるための2つの基準位置となる。
【0046】
以上によって、プリント基板11に、ガイド穴11aを開けるための2つの基準位置、すなわちXY座標を移動した2つの基準穴fの中心位置が判明したら、演算手段7は、この2つの基準穴fの中心位置を基準として、この基準穴の中心位置から設計上で決められた相対位置にある、ガイド穴11aの穴明け位置を算出する。そして、移動手段5は、この算出したXY座標に、穴明け手段2のパンチ22を移動する。
【0047】
次に、穴明け手段2によるプリント基板11への穴明けを説明する。穴明け手段2のパンチ22は、プリント基板11がチャック36に吸着保持されて、作業テーブル101上に設置されるまでは、このチャックの移動と干渉しない初期位置(図11参照)に位置する。そして、プリント基板11がパンチ22とダイ21の間に挿入され、プリント基板11を吸着保持したチャック36は、作業テーブル101上に押圧する。
【0048】
次いで、穴明け手段2のサーボモータ231は、送りねじ232を回転させて、揺動レバー236、パンチ支持部材241等を介して、パンチ22を下降させ、このパンチを初期位置から待機位置に移動させる(図11参照)。この待機位置は、穴明け手段2をガイド穴11aを開ける位置に移動するときに、パンチ22が、作業テーブル101上にあるチャック36の冶具板362の上面に干渉しない高さ位置に設定される。したがって、パンチ22は、冶具板362上を、自由にXY方向に移動可能であると共に、穴明けストローク(パンチ22が、待機位置からプリント基板11に穴明けする位置までの移動距離(図11参照))を最小限にすることができ、迅速に穴明け作業を行うことができる。
【0049】
そして、6個の穴明け手段2が、移動手段5によって、それぞれぞれプリント基板11にガイド穴11aを穴明するXY座標位置に移動すると、サーボモータ231が回転し、このプリント基板にガイド穴を穴明けする。なお、サーボモータ231の回転によって、上下移動する案内部材235には、図4および図5に示されるようにこの案内部材のZ方向位置を検出するセンサ25が設けてあり、この案内部材235が過剰に上昇して、パンチ22に過大な力が生じないようにしてある。
【0050】
また、図7において既述したように、冶具板362および吸着板363には、パンチ22の逃げ穴gが設けてあり、プリント基板11のガイド穴11aの穴明け位置は、この逃げ穴位置内になるように配置してある。また、パンチ22を上下移動させるサーボーモータ231の回転速度は、プリント基板11の材質や、ガイド穴11aのサイズ等によって適宜変化させることができる。例えば、柔らかいプリント基板11に対しては、ダレやバリ等が生じないようにパンチング速度を早くし、一方脆いプリント基板や銅箔等を貼り付けたプリント基板に対しては、割れや剥離等が生じないように待機位置から穴明け位置(図11参照)に至るまでのパンチング速度を遅くすることができる。また、サーボーモータ231の回転速度を制御することにより、パンチ22が待機位置から穴明け位置(図11参照)に至るまでのパンチング速度にかかわらず、パンチ22を初期位置から待機位置および穴明け位置から初期位置まで高速駆動でき、これによって穴明け時間が短縮して作業性が向上する(図11参照)。また、サーボーモータ231の駆動を制御することにより、パンチ22の待機位置も変更可能であり、このパンチの速度やプリント基板11の厚み等に応じてパンチ22の待機位置を最適な位置に設定できる。また、サーボーモータ231により送りねじ機構を介してパンチ22を駆動するようにしたのでパンチ22の待機位置を微小調整することができ、プリント基板等の薄板状のワークの穴明けに最適である。
【0051】
ガイド穴11aの穴明けが終了すると、パンチ22は、チャック36の移動と干渉しない初期位置(図11に図示)まで、サーボモータ231によって上昇駆動される。そして、チャック22は、プリント基板11の吸引を停止して、このプリント基板を作業テーブル101上に残して、シリンダ364によって上昇駆動され、次のプリント基板を吸着保持すべく、元の位置に復帰する。チャック36が元の位置に移動するときには、このチャックに連結したアーム35と連動する搬出手段33が、作業テーブル101上に残したプリント基板11に対向する位置に移動し、このチャックと同様な手段によって、このプリント基板を吸着保持する。そして、チャック36が次のプリント基板11を再度穴明け手段2に対向する位置まで移動するときに、搬出手段33は、穴明け加工の完了したプリント基板を移動搬出する。
【0052】
なお、以上説明した穴明け装置の各可動構成部材の作動、すなわち作動開始や作動終了の位置やタイミング等は、演算手段7に付随する制御手段8(図10に図示)によって、予め記録したプリント基板11の種類に応じて制御される。また、各構成部材の取り付け位置は、調整ねじ等により、必要に応じて微調整ができる手段が設けてある。撮像手段4は、穴明け手段2と一体的に設ける場合に限らず、独立に設けてもよい。かかる場合には、撮像手段4をXY方向に移動する移動手段を別に設ける。また、パンチ22の上下移動を、サーボモーター231と、送りねじ232と、揺動レバー236等とを介して駆動する場合に限らず、歯車機構やラック・アンド・ピニオン機構等を介して駆動してもよい。
【0053】
また、プリント基板11に設けた識別用マーク11cが冶具板362の下面に隠れてしまう場合には、撮像手段4にX線カメラを使用して、その位置を透視によって求めるようにしてもよい。また、上述した穴明け装置は、プリント基板11に既に開けたガイド穴11a等の位置の精度確認の判定手段としても使用することができる。
【0054】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る板状ワークの穴明け装置および穴明け方法によれば、板状ワークを保持して穴明け手段に移送する投入手段に冶具板を着脱可能に設けたので、冶具板の交換作業を極めて容易かつ迅速に行うことができる。また、相互に独立して移動可能な穴明け手段を複数設けるとともに、各穴明け手段に撮像手段をそれぞれ一体的に設ければ、板状ワークに多数のガイド穴等を同時に穴明けすることができ、迅速な穴明け作業が可能になり、また撮像手段を移動するための専用の移動手段が不要となり、しかも各穴明け手段と撮像手段との相対位置の移動を考慮する必要がなくなるため、構成が簡略できると共に、穴明け精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用された板状ワークの穴明け装置の全体側面図である。
【図2】図1の板状ワークの穴明け装置の全体正面図である。
【図3】図1の板状ワークの穴明け装置の全体平面図である。
【図4】穴明け手段の拡大正面図である。
【図5】穴明け手段の拡大側面図である。
【図6】冶具板の概念図である。
【図7】冶具板および吸着板の平面形状を示す図である。
【図8】プリント基板の概念図である。
【図9】他の形態のプリント基板の概念図である
【図10】ブロック図である。
【図11】パンチの動作を示す動作グラフである。
【図12】従来の冶具板の取り付け構造を示す側面図である。
【符号の説明】
1、11 板状ワーク(プリント基板)
2 穴明け手段
21 ダイ
22 パンチ
23 駆動手段
231 サーボモータ
232 送りねじ
3 投入手段
36 チャック
362 冶具板
362e1、e2 エアリーク溝
362f 基準穴
363 吸着板
4 撮像手段
5 移動手段
52 Y軸移動板
54 X軸移動板
6 画像処理手段
7 演算手段
Claims (3)
- 複数の識別用マークを設けた板状ワークに穴明けする穴明け手段と、上記板状ワークを保持して上記穴明け手段に移送する投入手段と、撮像手段と、上記穴明け手段を上記板状ワークに対して相対的に移動させる移動手段と、上記撮像手段の撮像結果を処理する画像処理手段と、上記画像処理手段の処理結果を演算する演算手段とを備える板状ワークの穴明け装置であって、
上記投入手段には、複数の基準穴を設けた冶具板が着脱可能に設けられ、
上記基準穴は、互いの相対位置が予め判明しており、
上記撮像手段は、上記各識別用マークと上記各基準穴とを撮像し、
上記画像処理手段は、上記撮像手段の撮像結果に基づいて上記各識別用マークおよび上記各基準穴のそれぞれの中心位置を求め、
上記演算手段は、上記各識別用マークの中心位置と上記各基準穴の中心位置とから、上記冶具板と上記板状ワークとの相対位置関係を求めると共に、この各基準穴の中心位置と上記相対位置関係とに基づいて、上記板状ワークの穴明け位置を算出し、
上記移動手段は、上記穴明け手段を上記穴明け位置に移動する
ことを特徴とする板状ワークの穴明け装置。 - 請求項1において、上記穴明け手段は、複数設けられており、これらはそれぞれ上記移動手段によって相互に独立して移動可能であり、
上記撮像手段は、上記各穴明け手段にそれぞれ一体的に設けらている
ことを特徴とする板状ワークの穴明け装置。 - 複数の識別用マークを設けた板状ワークに穴明けする穴明け手段と、上記板状ワークを保持して上記穴明け手段に移送する投入手段と、撮像手段と、上記穴明け手段を上記板状ワークに対して相対的に移動させる移動手段と、上記撮像手段の撮像結果を処理する画像処理手段と、上記画像処理手段の処理結果を演算する演算手段と、複数の基準穴を備えるとともに上記投入手段に着脱可能に設けられる冶具板とを有し、
上記冶具板を上記投入手段に装着した後に、上記投入手段により上記板状ワークを保持して上記穴明け手段に移送し、
その後に、上記撮像手段により上記各識別用マークと上記各基準穴とを撮像し、当該撮像結果に基づいて上記画像処理手段により上記各識別用マークおよび上記各基準穴のそれぞれの中心位置を求め、当該各識別用マークの中心位置および当該各基準穴の中心位置に基づいて上記演算手段により上記冶具板と上記板状ワークとの相対位置関係を求めるとともに上記各基準穴の中心位置と上記相対位置関係とに基づいて上記板状ワークの穴明け位置を算出し、当該穴明け位置に上記移動手段により上記穴明け手段を移動し、当該穴明け位置にて上記穴明け手段により上記板状ワークに穴明けする
ことを特徴とする板状ワークの穴明け方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003055238A JP2004261924A (ja) | 2003-03-03 | 2003-03-03 | 板状ワークの穴明け装置および穴明け方法 |
TW093100822A TWI221438B (en) | 2003-03-03 | 2004-01-13 | Perforating device and method for plate-like works |
KR1020040010252A KR100545817B1 (ko) | 2003-03-03 | 2004-02-17 | 판형상 워크의 천공 장치 및 천공 방법 |
CNB2004100055509A CN1326674C (zh) | 2003-03-03 | 2004-02-18 | 板状工件的开孔装置和开孔方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003055238A JP2004261924A (ja) | 2003-03-03 | 2003-03-03 | 板状ワークの穴明け装置および穴明け方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004261924A true JP2004261924A (ja) | 2004-09-24 |
Family
ID=33119305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003055238A Pending JP2004261924A (ja) | 2003-03-03 | 2003-03-03 | 板状ワークの穴明け装置および穴明け方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004261924A (ja) |
KR (1) | KR100545817B1 (ja) |
CN (1) | CN1326674C (ja) |
TW (1) | TWI221438B (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011101942A (ja) * | 2009-10-15 | 2011-05-26 | Hallys Corp | 研削装置及び研削方法並びに薄板状部材の製造方法 |
CN101733438B (zh) * | 2009-11-10 | 2011-09-28 | 重庆理工大学 | 电路板定位孔打孔机器人 |
CN103963101A (zh) * | 2014-04-18 | 2014-08-06 | 昆山力盟机械工业有限公司 | 冲孔治具 |
CN106583786A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-04-26 | 石家庄飞机工业有限责任公司 | 一种带空间角度定位孔型架的制作方法及由其制作的型架 |
CN108788211A (zh) * | 2018-07-03 | 2018-11-13 | 芜湖德加智能科技有限公司 | 一种工件钻孔的机器人装置 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5474451B2 (ja) * | 2008-11-05 | 2014-04-16 | ビアメカニクス株式会社 | 加工装置ならびに加工方法 |
DE102010003765A1 (de) * | 2010-04-08 | 2011-10-13 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Photovoltaik-Moduls mit rückseitenkontaktierten Halbleiterzellen |
DE102010027747A1 (de) * | 2010-04-14 | 2011-10-20 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Photovoltaikmoduls mit rückseitenkontaktierten Halbleiterzellen und Photovoltaikmodul |
DE102013226082A1 (de) * | 2013-12-16 | 2015-06-18 | Robert Bosch Gmbh | Handwerkzeugmaschinengrundplattenvorrichtung |
CN109983852B (zh) * | 2016-11-17 | 2022-02-01 | 住友电工印刷电路株式会社 | 柔性印刷配线板的制造方法及柔性印刷配线板的制造装置 |
CN110842581B (zh) * | 2019-11-22 | 2020-10-30 | 广东衡太建设有限公司 | 一种建筑工程组合外墙板压装装置 |
CN111229919A (zh) * | 2020-02-15 | 2020-06-05 | 厦门利德宝电子科技股份有限公司 | 一种铝基板自动打孔装置及方法 |
CN111375790B (zh) * | 2020-04-27 | 2020-11-03 | 磐安锐力五金有限公司 | 一种自动检测钻孔位置的加工设备 |
TWI752732B (zh) * | 2020-11-18 | 2022-01-11 | 中華精測科技股份有限公司 | 穿孔對位總成及穿孔對位方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2181347Y (zh) * | 1992-10-19 | 1994-11-02 | 武汉市光学科学技术研究所 | 微机数控冲床板自动送料装置 |
FR2750912B1 (fr) * | 1996-07-15 | 1998-11-06 | Automa Tech Sa | Machine de poinconnage de plaque de circuit imprime |
FR2800312B1 (fr) * | 1999-10-29 | 2002-01-25 | Automa Tech Sa | Machine de poinconnage pour panneaux |
JP3621629B2 (ja) * | 2000-05-31 | 2005-02-16 | Uht株式会社 | 穿孔装置 |
-
2003
- 2003-03-03 JP JP2003055238A patent/JP2004261924A/ja active Pending
-
2004
- 2004-01-13 TW TW093100822A patent/TWI221438B/zh not_active IP Right Cessation
- 2004-02-17 KR KR1020040010252A patent/KR100545817B1/ko active IP Right Grant
- 2004-02-18 CN CNB2004100055509A patent/CN1326674C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011101942A (ja) * | 2009-10-15 | 2011-05-26 | Hallys Corp | 研削装置及び研削方法並びに薄板状部材の製造方法 |
CN101733438B (zh) * | 2009-11-10 | 2011-09-28 | 重庆理工大学 | 电路板定位孔打孔机器人 |
CN103963101A (zh) * | 2014-04-18 | 2014-08-06 | 昆山力盟机械工业有限公司 | 冲孔治具 |
CN106583786A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-04-26 | 石家庄飞机工业有限责任公司 | 一种带空间角度定位孔型架的制作方法及由其制作的型架 |
CN108788211A (zh) * | 2018-07-03 | 2018-11-13 | 芜湖德加智能科技有限公司 | 一种工件钻孔的机器人装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1526524A (zh) | 2004-09-08 |
KR20040078049A (ko) | 2004-09-08 |
TWI221438B (en) | 2004-10-01 |
TW200417449A (en) | 2004-09-16 |
CN1326674C (zh) | 2007-07-18 |
KR100545817B1 (ko) | 2006-01-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4210692B2 (ja) | 穿孔装置 | |
JP2004261924A (ja) | 板状ワークの穴明け装置および穴明け方法 | |
JP5344145B2 (ja) | ボンディング装置における電子部品と基板の位置合わせ方法 | |
US8065121B2 (en) | Method for pin-less registration of a plurality of laminate elements | |
WO2019105006A1 (zh) | Pcb自动对位装置 | |
US9282651B2 (en) | System for manufacturing laminated circuit boards | |
US9610762B2 (en) | Board printing apparatus and board printing method | |
JP2004261926A (ja) | 穴明け装置 | |
JP3550462B2 (ja) | 板状ワークの穴明け方法及び穴明け装置及び穴位置検出方法及び穴位置検出装置 | |
JP2001185863A (ja) | 基準穴穴開け機および送り位置の補正方法 | |
JP6767625B2 (ja) | 部品搭載装置 | |
JP2004261925A (ja) | 穴明け装置 | |
KR100381674B1 (ko) | 기준홀 천공기 및 이송위치 보정방법 | |
CN211741830U (zh) | 一种应用于内层板的曝光系统 | |
JP2003311919A (ja) | スクリーン印刷機 | |
JP2011181675A (ja) | 回路部品の実装装置 | |
JP2008296396A (ja) | シート材貼り合わせ装置およびシート材の製造方法 | |
JP2001244694A (ja) | 高密度基板の部品接続装置 | |
KR20020072398A (ko) | 플랙시블 프린트기판의 가이드마크 타발장치 | |
JP2008307718A (ja) | スクリーン取付構造 | |
JP2007149936A (ja) | フレキシブル基板のシート材仮貼付装置 | |
JPH11138743A (ja) | スクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法 | |
JP2021123008A (ja) | テレビモニターレスアライメントスクリーン印刷機 | |
JPH0727726U (ja) | 積層基板の位置決め固定装置 | |
KR20120072804A (ko) | 인쇄기판의 위치교정장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050927 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090331 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090521 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091228 |