JP2011216566A - 識別マークの付与方法、プリント基板孔明け機、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】識別マークの記載漏れが発生せず、かつ、識別マークを短時間で付けることができるようにする。
【解決手段】形状が同じであるワークを複数個重ね、ドリルにより孔明け加工をするワークに識別マークを付与する識別マークの付与方法であって、ワーク１を積層したままの状態で、当該ワーク１の枚数に対応した数の孔５０，５１，５２を、当該ワーク１の表面から前記枚数に対応した所定深さまで穿孔し、前記ワークの重ね位置を識別するためのマーク５０ｍ，５１ｍ，５２ｍとして各ワークに付与する。前記識別マーク５０ｍ，５１ｍ，５２ｍは、当該ワークの積層された順番に対応する数の貫通孔の各ワーク表面の開口として表れる。
【選択図】図３

Description

本発明は、形状が同じであるワークを複数個重ねて加工をするワークにおける識別マークの付与方法、この付与方法を実施するプリント基板孔明け機、及び前記付与方法を実行するためのプログラムに関する。

プリント基板を加工する場合、複数のプリント基板を重ねておき、複数のプリント基板を同時に加工することにより、加工能率を向上させることが一般に行われている。ドリルでプリント基板に孔を加工する場合、ワーク内部でドリルが曲がることがある。このような場合、ドリルに近い表面側のプリント基板に加工された孔位置が許容公差内であっても、下層のプリント基板に加工された孔位置は許容公差から外れる場合がある。

また、エンドミルでプリント基板に設けられた切り抜き部（空洞部）を仕上げる場合も、切削抵抗によってエンドミルが曲がることがある。このような場合、表面側のプリント基板に加工された切り抜き部の寸法は許容公差であっても、下層のプリント基板に加工された切り抜き部の長さが短くなり、許容公差から外れる場合がある。

このように、加工公差から外れる可能性が高いのは最下段のワークであるから、最下段のワークが許容公差内に加工されていれば、同時に加工された残りのワークも許容公差内に加工されていると見なすことができる。したがって、最下段のワークの検査を最初に行うことにより、検査時間を短縮できる。

そこで、従来は、加工が終了したプリント基板を加工テーブルから外す際、作業者が、それぞれのプリント基板の余白等に、１枚目（最下段）、２枚目、・・・等の枚数表示を書き込んでいた。

なお、公知技術としては例えば特許文献１あるいは２に記載された発明が公知である。しかし、特許文献１（第８図）では、貫通孔を用いて、積み重ねられた基板（バッチ）の識別を行うことが提案されているが、該バッチ内の基板の順序は不明である。また、特許文献２では、Ｖ字型の識別パターンが現れるように積み重ねたプリント基板の側端面を削り取り識別マークを形成してプリント基板の種別および順序を識別することが提案されているが、通常、プリント基板孔明け機には側端面加工するようにプリント基板を設置するだけのスペースがないため、専用のルーター加工機やレーザ加工機を用いる必要がある。

特開平４−８２６５０号公報 特開２００４−２１４４７２号公報

前述の従来技術のように作業者が、それぞれのプリント基板の余白等に枚数表示を書き込むようにしていると、プリント基板が積層された順番を、作業者が書き忘れることがある。また、多軸のプリント基板加工機の場合、ワークの数が多いので書き込みに時間を要することになる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、識別マークの記載漏れが発生せず、かつ、専用の加工機を用いることなく識別マークを短時間で付けることができるようにすることにある。

上記課題を解決するため、本発明は、形状が同じであるワークを複数個重ね、穿孔手段により孔明け加工をするワークに識別マークを付与する識別マークの付与方法であって、前記ワークを積層したままの状態で、当該ワークの枚数に対応した数の孔を、当該ワーク表面から前記枚数に対応した所定深さまで穿孔し、前記ワークの重ね位置を識別するためのマークを各ワークに付与することを特徴とする。

この場合、前記識別マークは当該ワークの積層された順番に対応する数の貫通孔として、あるいは、当該ワークの積層された順番に対応する数から１を引いた数の貫通孔として形成される。また、識別マークを付与する穿孔手段は前記ワークの加工に使用される工具であり、前記ワークの加工が開始されてから加工が終了するまでの間に、前記識別マークを付けるようにする。

本発明によれば、識別マークの記載漏れが発生せず、かつ、専用の加工機を用いることなく識別マークを短時間で付けることができるので、加工能率が向上する。

本発明の第１の実施形態に係るプリント基板孔明け機の全体構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態におけるＣＮＣ装置の動作を示すフローチャートである。 識別マークの形成工程を示すワークの断面図である。 識別マークを付けたワークの平面図である。 本発明の第２の実施形態におけるＣＮＣ装置の動作を示すフローチャートである。

以下、図１ないし図４を参照し、本発明の第１の実施形態について説明する。

図１は本発明の実施形態に係るプリント基板孔明け機の全体構成を示す図である。同図において、プリント基板孔明け機は、ワーク１を載置するテーブル２と、テーブル２の直線案内装置３と、直線案内装置３を支持するベッド４と、テーブル２を移動させるＸ軸モータ５と、ベッド４上に固定されたコラム６と、コラム６上に移動自在に設置されたスライダ７と、スライダ７を移動させるＹ軸モータ８と、サドル１０と、サドル１０を移動させるＺ軸モータ１１と、スピンドル２１に回転自在に保持されたドリル２０と、スピンドル２１の先端側配置されたプレッシャフット２３と、プレッシャフット２３の両端をそれぞれ支持する一対のシリンダ２４と、加工プログラムの指示に従い、テーブル２、スライダ７及びサドル１０の移動を制御するＣＮＣ装置２５を備えてなる。

ワーク１を載置するテーブル２は一対の直線案内装置３に支持され、ベッド４上を紙面に垂直な前後Ｘ方向に移動自在である。Ｘ軸モータ５は図示を省略するボールねじを介してテーブル２を移動させる。コラム６はベッド４上に固定されている。スライダ７は図示を省略する直線案内装置に支持され、コラム６上を図の左右Ｙ方向に移動自在である。Ｙ軸モータ８はボールねじ９を介してスライダ７を移動させる。サドル１０は図示を省略する直線案内装置に支持され、スライダ７上を図の上下ＺＹ方向に移動自在である。Ｚ軸モータ１１はボールねじ１２を介してサドル１０を移動させる。工具であるドリル２０はスピンドル２１に回転自在に保持されている。スピンドル２１はホルダ２２を介してサドル１０に保持されている。スピンドル２１の先端側には、プレッシャフット２３が配置されている。プレッシャフット２３の両端をそれぞれ支持する一対のシリンダ２４の他端は、サドル１０に固定されている。シリンダ２４は、常時、プレッシャフット２３を図の下方に付勢している。ＣＮＣ装置２５は、加工プログラムの指示に従い、テーブル２、スライダ７及びサドル１０の移動を制御する。

加工をするときには、図示しないドリル保持装置から加工プログラムで指定された直径のドリルを選択してスピンドル２１に保持させた後、テーブル２とスライダ７を移動させ、加工しようとする孔の軸線にドリル２０の軸線を一致させた後、サドル１０をＺ方向に移動させ、ドリル２０により孔明け加工を行う。

図２はＣＮＣ装置２５の動作を示すフローチャートである。なお、ここでは識別マークは貫通孔であり、貫通孔はＹ軸と平行に穿設され、貫通孔の開口部はＸ軸方向に配される。また、加工プログラム中には、１つ目の貫通孔の中心の座標Ｐ１（ｘ１、ｙ１）と、孔のピッチｍと、孔を加工するためのドリル径ｄと、後述する余裕代αと、が記載されている。また、最下段（１枚目）のワーク１とテーブル２との間には板厚Ｔの下板Ｓが配置されており、テーブル２の表面が傷つくことを防止するようになっている。

加工に先立ち、プリント基板の板厚ｔ（ここでは、１．６ｍｍ）と、プリント基板の重ね枚数Ｎ（ここでは、３枚）を入力しておく。加工が開始されると、基板重ね位置情報孔明け指令（すなわち、ワークに識別マークを付ける指令）かどうかを確認し（ステップＳ１０）、基板重ね位置情報孔明け指令である場合は、重ね枚数ｎをＮにし（ステップＳ２０）、基板の重ね位置を表すｉに１を代入する（ステップＳ３０）。

次いで、加工深さＨを
Ｈ＝ｔｎ＋α
として求め（ステップＳ４０）、ドリル２０の軸線を１つ目の識別マークの座標Ｐｉ（ｘ１、ｙ１＋（ｉ−１）ｍ）に位置決めし（ステップＳ５０）た後、加工深さＨ（Ｈ＝ｔｎ＋α）の孔を加工する（ステップＳ６０）。この動作を基板の重ね位置を表すｉが重ね枚数Ｎより小さい間ステップ４０からステップ６０の処理を繰り返す（ステップＳ７０，Ｓ８０，Ｓ９０）。そして、基板の重ね位置を表すｉが重ね枚数Ｎと等しくなった時点で加工終了得か否かを確認し（ステップＳ１００）、次の加工がある場合は、ステップＳ１０以降の処理を繰り返す。加工が終了していれば、そのまま処理を終える。また、ステップＳ１０で基板重ね位置情報孔明け指令でない場合には、ステップＳ２００で通常の加工を行い、この加工が終了するまで（ステップＳ１００）当該加工を継続する。

図３は識別マークの形成工程を示すワークの断面図である。また、図４は識別マークを付けたワークの平面図であり、（ａ）は３枚目、（ｂ）は２枚目、（ｃ）は１枚目のプリント基板をそれぞれ示している。

図３に示すように、ｉ＝１の場合、１から３枚目のプリント基板１−１，１−２，１−３の全ての座標Ｐ１（ｘ１，ｙ１）に、貫通孔５０が穿孔される。また、ｉ＝２の場合、２から３枚目のプリント基板１−２，１−３の座標Ｐ２（ｘ１，ｙ１＋ｍ）に、貫通孔５１が穿孔される。そして、ｉ＝３の場合、３枚目のプリント基板１−３にだけ、座標Ｐ３（ｘ１，ｙ１＋２ｍ）に、貫通孔５２が加工される。この結果、図４に示すように、１枚目（最下段）のプリント基板には１個の貫通孔５０が、２枚目（中段）のプリント基板には２個の貫通孔５０、５１が、３枚目（最上段）のプリント基板には３個の貫通孔５０、５１，５２がそれぞれ加工される。したがって、加工された貫通孔５０が１個のプリント基板１−１が最下段のプリント基板であり、加工された貫通孔５０，５１が２個のプリント基板１−２が中段のプリント基板であり、加工された貫通孔５０，５１，５２が３個のプリント基板１−３が最上段のプリント基板であることは容易に識別できる。なお、１枚目及び２枚目のプリント基板１−１，１−２には、それぞれ１個の有底孔５１ａ，５２ａが形成されるが、ここでは、貫通孔の数によって識別する。貫通孔を識別マークとするのは、例えば透過式の光センサで簡単に識別可能であるからである。

このように１枚目及び２枚目のプリント基板１−１，１−２には有底孔５１ａ，５２ａが形成されるが、ドリル２０の頂角を勘案してドリル２０の切り込み深さを決定する必要がある。ドリル２０の頂角は通常１１８度である。したがって、ドリル２０の直径をｄとすると、αを０．３ｄ以上とすればｎ枚のプリント基板に貫通孔を明けることができる。なお、αがプリント基板の板厚ｔ及び下板Ｓの板厚Ｔよりも大きくなる場合には、ドリル径ｄをより細いものにすれば十分である。

なお、この実施形態では貫通孔をＹ軸と平行に配置するものとして貫通孔５０，５１，５２のピッチを入力するようにしたが、全ての貫通孔の座標を加工プログラムで指定することもできる。

また、貫通孔５０，５１，５２を加工するドリル２０は別途用意する必要はなく、ワーク１の加工に使用するものの内のいずれかを使用すればよい。

次に、図面５を参照し、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じものは同一の符号を付して重複する説明を省略する。

前記第１の実施形態では、１枚目のプリント基板に１個の貫通孔５０を明けるようにしているが、第２の実施形態では、１枚目のプリント基板の孔を０とし、２枚目のプリント基板に１個の孔を明け、以下、Ｎ枚目のプリント基板に（Ｎ−１）個の孔を明ける。このように穿孔する場合には、前記重ね枚数Ｎを（Ｎ−１）とすればよいので、重ね枚数をＮ−１として図５のフローチャートに示した処理を実行すればよい（ステップＳ２５）（ステップＳ７５）。但し、（Ｎ−１）の場合は、ステップＳ２２の処理を行うことにより１枚目のプリント基板に有底孔を明けないようにしてもよい。

１ ワーク
１−１，１−２，１−３ プリント基板
２０ ドリル
２１ スピンドル
５０，５１，５２ 貫通孔
５０ｍ，５１ｍ，５２ｍ 識別マーク

Claims (7)

1. 形状が同じであるワークを複数個重ね、穿孔手段により孔明け加工をするワークに識別マークを付与する識別マークの付与方法であって、
   前記ワークを積層したままの状態で、当該ワークの枚数に対応した数の孔を、当該ワーク表面から前記枚数に対応した所定深さまで穿孔し、
   前記ワークの重ね位置を識別するためのマークを各ワークに付与すること
   を特徴とする識別マークの付与方法。
2. 請求項１記載の識別マーク付与方法であって、
   前記識別マークが、当該ワークの積層された順番に対応する数の貫通孔であること
   を特徴とする識別マークの付与方法。
3. 請求項１記載の識別マーク付与方法であって、
   前記識別マークが、当該ワークの積層された順番に対応する数から１を引いた数の貫通孔であること
   を特徴とする識別マークの付与方法。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の識別マークの付与方法であって、
   前記穿孔手段が前記ワークの加工に使用される工具であること
   を特徴とする識別マークの付与方法。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の識別マークの付与方法であって、
   前記ワークの加工が開始されてから加工が終了するまでの間に、前記識別マークを付けること
   を特徴とする識別マークの付与方法。
6. 請求項１記載の識別マーク付与方法を行うための制御装置を有すること
   を特徴とするプリント基板孔明け機。
7. 請求項１記載の識別マーク付与方法の制御を行うこと
   を特徴とするプログラム。

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