JP2011251367A - 穿孔装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図ることが可能な穿孔装置を提供する。
【解決手段】２段連結される第１アーム１１０及び第２アーム１２０と、各アームを水平方向に回転させる各アーム駆動モーター１６０，１７０と、第２アーム１２０の第２アーム先端側回転軸１５０を水平方向に回転させる先端側モーター１８０とを有するアーム機構部１００と、パンチ２１０とダイ２２０を備える穿孔機構部２００と、第２アーム先端側回転軸１５０に保持されて回路基板６００を保持するシート状部材保持部４００と、回路基板６００を認識可能な画像認識カメラ５００とを備え、各アーム駆動モーター１６０，１７０及び先端側モーター１８０は、回路基板６００の所定穿孔位置が穿孔機構部２００の平面位置に合致するまで回路基板６００を移動駆動する穿孔装置１０。
【選択図】図１

Description

本発明は、穿孔装置に関する。

従来、ワークとしての短冊状の被加工物Ｗに穿孔を施す穿孔装置として、被加工物Ｗを穿孔機構の平面所定位置に搬送するワーク送り装置を備える穿孔装置及び穿孔用金型を所定平面位置に搬送する穿孔用金型送り装置を備える穿孔装置が知られている（例えば特許文献１及び２参照）。

図６は、特許文献１に記載された穿孔装置１０００の平面図である。従来の穿孔装置１０００は、図６に示すように、被加工物Ｗを一方方向（Ｙ軸方向）に移動させるワーク送り装置（第１ワーク送り装置１３１０及び第２ワーク送り装置１３２０）と、第１ワーク送り装置３１０及び第２ワーク送り装置３２０を載置し被加工物Ｗを前記一方方向（Ｙ軸方向）に垂直な他方方向（Ｘ軸方向）に移動可能なテーブル１２００とを有する。

国際公開第ＷＯ２００５／１１８２３９号パンフレット 国際公開第ＷＯ２００４／１１０６６５号パンフレット

従来の穿孔装置１０００においては、一方方向（Ｙ方向）の送り装置（第１ワーク送り装置１３１０及び第２ワーク送り装置１３２０）と他方方向（Ｘ軸方向）に移動可能なテーブル１２００とを用いているため、穿孔装置１０００が大型化するといった課題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、小型化を図ることが可能な穿孔装置を提供することを目的とする。

［１］本発明の穿孔装置は、多段連結された複数のアームと各々のアームの回転軸を中心に当該アームを回転させるアーム駆動モーターと前記多段連結の最先端アームの先端側に配置された先端側回転軸を回転させる先端側モーターとを有するアーム機構部と、シート状部材に穿孔を施すパンチとダイとを備える穿孔機構部と、少なくとも前記アーム機構部を保持する基台と、前記先端側回転軸に保持されて前記シート状部材を着脱可能に保持するシート状部材保持部と、前記シート状部材の平面位置を認識可能な画像認識部と、前記画像認識部により認識された前記シート状部材の現在平面位置に基づいて、当該シート状部材の所定穿孔位置が前記穿孔機構部の平面位置に合致するまで当該シート状部材を移動させる前記アーム駆動モーターと前記先端側モーターとを駆動制御する制御部とを備えることを特徴とする。

このため、本発明の穿孔装置によれば、前記シート状部材の現在平面位置からシート状部材の所定穿孔位置を前記穿孔機構部の平面位置に合致させるまで当該シート状部材を移動（搬送）する手段として、いわゆる多関節式のアーム機構を用いているため、穿孔装置の小型化が可能である。

また、本発明の穿孔装置によれば、シート状部材を高速度で移動させることが可能となる。特に移動量が大きい場合に効果が顕著である。

また、本発明の穿孔装置によれば、穿孔装置が小型化が可能であることにより、その分消費電力が低減する。

また、本発明の穿孔装置によれば、アーム機構部は、多段連結された複数のアームと各々のアームの回転軸を中心に当該アームを回転させるアーム駆動モーターと前記多段連結の最先端アームの先端側に配置された先端側回転軸を回転させる先端側モーターとを有しているため、シート状部材を移動する前後において、シート状部材を平面方向に回転させることがなく平行移動することが可能である。従って、移動後のシート状部材の所定穿孔位置を前記穿孔機構部の平面位置に合致させることが容易であり、前述の従来の穿孔装置と同様にシート状部材の穿孔位置を正確な位置で行うことが可能である。

本発明のシート状部材は、穿孔可能であればどのような材料でもよく、どのような用途にも適用できる。例えば、樹脂シートでも金属薄板でもよい。好適には樹脂シートを用いた回路基板に適用される。また本発明のシート状部材は、短冊状や角形状のものでもよく、あるいはテープ状でもよい。

本発明の多段連結された複数のアームとは、アームが２本、３本等複数のアームを意味する。その場合、各アームは互いに連結されている。

［２］本発明の穿孔装置においては、前記シート状部材保持部は、前記シート状部材を垂直方向の上方側に吸着する吸着部を備えることが好ましい。

このように構成することにより、前記シート状部材を待機位置から所定穿孔位置に移動する際、及び当該位置での穿孔の後、次の所定位置に移動する際に、シート状部材がダイや基台等と接触することを防止できる。従って、移動時にシート状部材に損傷をもたらすことを防止できる。

［３］本発明の穿孔装置においては、前記シート状部材保持部は、前記先端側回転軸に固定されている枠部材を備え、前記吸着部は前記枠部材に保持されていることが好ましい。

このように構成することにより、枠部材は前記先端側回転軸に固定されているため、先端側モーターの駆動制御により移動後の枠部材の平面角度位置は容易に定まる。従ってその平面角度位置のバラツキは少なくなる。このため、移動前後の吸着部の平面位置がバラツくことがなく、吸着部によるシート部材の各吸着場所が安定し、シート部材の吸着歪み及び吸着剥がれを防止できる。

［４］本発明の穿孔装置においては、前記シート状部材を前記移動させる際及び前記穿孔機構部が前記シート状部材を穿孔している際には、前記シート状部材を垂直方向の上方側に吹き上げるシート状部材吹上装置をさらに備えることが好ましい。

このような構成とすることにより、シート状部材が前記移動する際に、当該シート状部材をテーブル等の基台表面に接触させずシート状部材の損傷を防止することができる。また穿孔機構部が前記シート状部材を穿孔している際にも、穿孔箇所の周囲の領域をダイ等の基台表面に接触させることがなく、従って穿孔機構部による大きな圧力が働かないようにすることも可能である。従って、シート状部材の穿孔箇所の周囲の損傷を防止することができる。

［５］本発明の穿孔装置においては、前記アーム機構部を垂直方向に移動させるアーム機構部駆動モーターをさらに備えることが好ましい。

本発明の穿孔装置においては、アーム機構部駆動モーターによりアーム機構部が垂直方向に移動することに連動してシート状部材保持部も垂直方向に移動させることが可能である。従って、シート状部材を穿孔する前に、ダイ表面に対してシート状部材の垂直方向高さを最適に調整することができる。例えば、ダイ表面に対してシート状部材を多少垂直方向に高く保持させた上で、ダイに向かってパンチを降下して穿孔することもできる。

さらに、シート状部材保持部が保持しているシート状部材を垂直方向に多少上昇させることにより、前記シート状部材を待機位置から所定穿孔位置に移動する際、及び当該位置での穿孔の後に次の所定位置に移動する際に、シート状部材がダイや基台等と接触することを防止することができる。従って、搬送時にシート状部材に損傷をもたらすことを防止できる。また、穿孔箇所の周辺の領域は、パンチが降下して穿孔する際に、ダイと接触せずにシート状部材の下面の損傷を防止することも可能である。

［６］本発明の穿孔装置においては、前記パンチ及び当該パンチを垂直方向に移動可能なパンチ駆動部を備えるパンチングユニットを垂直方向に移動させるパンチングユニット駆動モーターをさらに備えることが好ましい。

このような構成とすることにより、パンチを垂直方向の上昇位置に退避させることが可能である。その場合、前記シート状部材を待機位置から最初の所定穿孔位置に移動する際に、アーム機構部及びシート状部材保持部の動作を妨げることがない。

また、ダイに対するパンチの垂直方向の位置を調整することができるため、シート状部材の材質、厚さ、穿孔径等の穿孔条件の変化に応じて、最適なパンチ高さを得ることができる。

［７］本発明の穿孔装置においては、前記基台は、前記シート状部材が穿孔される前の待機状態で当該シート状部材が載置され且つ前記ダイが取付けられたテーブル及び前記基台から垂直方向に突出した主柱部を備えており、前記主柱部には、水平方向の一方側に前記アーム機構部が水平方向に揺動可能に軸支され、他方側に水平部が突出構成されており、前記主柱部には、前記アーム機構部駆動モーターが配置され、前記水平部には、前記パンチングユニット駆動モーターが配置され、前記水平部の先端側には、前記パンチングユニットが垂直方向に移動可能に配置されており、前記パンチングユニットには前記パンチの近傍に前記画像認識部が配置されていることが好ましい。

このように基台には、テーブル及び主柱部が構成されている。ここでテーブルにはダイが配置されている。主柱部の一方側には水平方向に揺動可能に軸支されたアーム機構部が、他方側には水平部が構成されている。当該水平部の先端側にはパンチングユニットが配置され、当該パンチングユニットにパンチ及び画像認識部等が配置されている。このため、アーム機構部の各アームの回転動作は、パンチ及び画像認識部等に妨げられることがなく自在に行うことが可能である。従って、シート状部材に対して高範囲に渡って穿孔することができる。また平面面積が大きいシート状部材の穿孔も容易である。

また主柱部に配置されているアーム機構部駆動モーターはアーム機構部の近傍に配置することが可能なため、アーム機構部駆動モーターによるアーム機構部の垂直方向への移動機構は容易に構成できる。同様に、水平部に配置されているパンチングユニット駆動モーターはパンチングユニットの近傍に配置することが可能なため、パンチングユニット駆動モーターによるパンチングユニットの垂直方向への移動機構は容易に構成できる。あわせて、パンチの近傍に画像認識部が配置されており、パンチが垂直方向に移動しても画像認識部も同様に移動するため、画像認識部がパンチの近傍でシート状部材の位置を正確に認識することができる。

実施形態に係る穿孔装置１０の斜視図。 実施形態に係る穿孔装置１０の平面図。 実施形態に係る穿孔装置１０における穿孔機構部２００周辺の主要部断面図。 実施形態に係る穿孔装置１０における穿孔機構部２００及びシート状部材保持部４００の周辺部の断面図。 実施形態に係る穿孔装置１０におけるアーム機構部１００の動作図。 特許文献１に記載された穿孔装置１０００の平面図。

以下、本発明の穿孔装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。

［実施形態］
図１は、実施形態に係る穿孔装置１０の斜視図である。図２は実施形態に係る穿孔装置１０の平面図である。図なお、２においては、アーム機構部１００が初期位置に移動した状態を示す。図３は、実施形態に係る穿孔装置１０における穿孔機構部２００周辺の主要部断面図である。図４は、実施形態に係る穿孔装置１０における穿孔機構部２００及びシート状保持部４００の周辺部の断面図である。

まず、実施形態に係る穿孔装置１０の構成を説明する。

実施形態に係る穿孔装置１０は、図１及び図２に示すように、アーム機構部１００と、穿孔機構部２００と、少なくとも前記アーム機構部１００を保持する基台３００と、シート状部材である回路基板６００（図４を参照。図１及び図２では図示せず。）を着脱可能に保持するシート状部材保持部４００と、回路基板６００の平面位置を認識可能な画像認識部である画像認識カメラ５００と、画像認識カメラ５００により認識された回路基板６００の現在平面位置に基づき当該回路基板６００の所定穿孔位置が穿孔機構部２００の平面位置に合致するまで当該回路基板６００を移動させるアーム駆動モーターである第１アーム駆動モーター１６０及び第２アーム駆動モーター１７０と、先端側モーター１８０とを駆動制御する制御部（図示せず）とを備える。

アーム機構部１００は、第１アーム１１０と第２アーム１２０及び第１アーム１１０の一端側に配置された第１アーム回転軸１３０と第１アーム１１０の他端側であり第２アーム１２０の一端側（第１アーム１１０側）に配置された第２アーム回転軸１４０及び第２アーム１２０の他端（先端）に配置された第２アーム先端側回転軸１５０を備えている。第１アーム１１０は、一端側で第１アーム回転軸１３０により水平方向（図２の紙面と平行方向）に回転可能に軸支され、第２アーム１２０は、一端側で第２アーム回転軸１４０により水平方向に回転可能に軸支されている。

アーム機構部１００は、第１アーム回転軸１３０と同軸に配置された第１アーム駆動モーター１６０と第２アーム回転軸１４０と同軸に配置された第２アーム駆動モーター１７０及び第２アーム先端側軸１５０と同軸に配置された先端側モーター１８０とをも備えている。

第１アーム１１０は、第１アーム回転軸１３０を回転軸にして第１アーム駆動モーター１６０により水平方向に回転可能である。第２アーム１２０は、第２アーム回転軸１４０を回転軸にして第２アーム駆動モーター１７０により水平方向に回転可能である。第２アーム先端側回転軸１５０は、第１アーム１１０と第２アーム１２０の水平方向の回転により定まる平面位置に移動される。また第２アーム先端側回転軸１５０は、先端側モーター１８０の駆動により水平方向の左右に回転可能である。

本発明の実施形態のアーム機構部１００のアームは、第１アーム１１０と第２アーム１２０によるアーム２段で構成されている。第２アーム１２０は、多段連結の最先端アームに相当する。

第１アーム１１０と第２アーム１２０の水平方向の回転は、第２アーム先端側回転軸１５０が所定の平面位置に達するまで、第１アーム駆動モーター１６０と第２アーム駆動モーター１７０の駆動により継続する。また第２アーム先端側回転軸１５０の回転は、第２アーム先端側回転軸１５０の平面位置が所定平面位置に達するまで、先端側モーター１８０の駆動により継続する。この第１アーム駆動モーター１６０と第２アーム駆動モーター１７０及び先端側モーター１８０の駆動は、制御部である制御コントローラー（図示省略）のプログラムによって制御される。この第２アーム先端側回転軸１５０の垂直方向の下端に、後述するシート状部材保持部４００が保持されている。

以上のアーム機構部１００は、水平多関節型ロボットと言われ、ＳＣＡＲＡ（Ｓｅｒｅｃｔｉｖｅ Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｒｏｂｏｔ Ａｒｍ）と称されている。

穿孔機構部２００は、詳細を後述するが、図３の様にパンチ２１０とダイ２２０及びパンチを垂直方向に駆動するパンチ駆動部２１１を備え、シート状部材である回路基板６００を所定箇所で穿孔する。パンチングユニット７１０は、パンチ２１０及びパンチ駆動部２１１を備える。

回路基板６００は、表面または裏面に半導体素子等の電子回路素子を実装し、各電子回路素子の導通及び外部電子装置との導通を図る導電パターンを表面に形成したエポキシ樹脂を主成分とした合成樹脂シートである。本実施形態の回路基板６００は、平面形状が矩形状で横２５０ｍｍ、縦２５０ｍｍ程度から、横５００ｍｍ縦６００ｍｍ程度までの大きさのものを使用することが好ましい。上記回路基板６００の厚さは、３００μｍ程度が好適である。本発明の穿孔装置１０は、この回路基板６００の所定箇所を穿孔するものである。回路基板６００の上記所定箇所は、予め複数個所が設定されている。

基台３００は、テーブル３１０及び主柱部３２０を備える。

テーブル３１０は、基台３００の平面の大半を占めており、回路基板６００が穿孔される前の待機状態で当該回路基板６００を載置する。

主柱部３２０は、基台３００から垂直方向（図２の紙面に対し直角方向、水平方向の直行方向）に突出構成されている。主柱部３２０は、その水平方向の一方側にアーム機構部１００が水平方向に揺動可能に軸支されて配置され、アーム機構部１００の配置方向に対してほぼ直角方向に水平部３３０が突出構成されている。アーム機構部１００は、前記第１アーム回転軸１３０により主柱部３２０に対し揺動可能に軸支されている。

主柱部３２０の平面のほぼ中央には、アーム機構部１００を垂直方向に移動可能に駆動させるアーム機構部駆動モーター７００が配置されている。また水平部３３０の先端側には、パンチングユニット７１０が水平部３３０に対して垂直方向に移動可能に配置されている。このパンチングユニット７１０は、水平部３３０の先端側側壁に対して互いにアリ溝構造により連結され、パンチングユニット駆動モーター７１１により垂直方向に移動される。なお、パンチングユニット７１０が水平部３３０の先端側側壁に対して垂直方向に移動可能に構成されていれば、上記アリ溝構造以外の構造を採用してもよい。

パンチングユニット７１０が前述のように水平部３３０の先端側側壁に対して垂直方向に移動可能な詳細な構造は、次の通りである。すなわち、図３の様に、水平部３３０には、まずパンチングユニット７１０を垂直方向に移動させるパンチグユニット駆動モーター７１１が配置されている。このパンチグユニット駆動モーター７１１が回転することにより、伝達機構（図示省略）によりパンチングユニット７１０を垂直方向に移動する。

パンチングユニット７１０は水平部３３０の一部を構成しているが、パンチングユニット７１０の垂直方向の下面側には、パンチ２１０が同方向の下側に向かって突出配置されている。

パンチ２１０は、パンチ駆動部２１１により垂直方向の上下に移動し、回路基板６００を穿孔する。このパンチ駆動部２１１は、例えばパンチ駆動モーターを有し、パンチ駆動モーターの回転により往復運動する往復運動変換機構を備えている。この往復運動変換機構の往復運動によりパンチ２１０が垂直方向に往復駆動する。パンチ２１０は、パンチングユニット７１０の下端に突出しており、本実施形態では２本のパンチ２１０，２１０が交互に２つのダイ２２０、２２０の開口にそれぞれ挿入して回路基板６００を穿孔する。本実施形態ではパンチ２１０とダイ２２０の組み合わせは二対であるが、一対でも三対以上であっても差し支えない。

穿孔機構部の一部を構成する２つのダイ２２０、２２０は、２つのパンチ２１０、２１０に対応した平面位置の基台３００側に配置されている。ダイ２２０，２２０は、基台３００、特にテーブル３１０に固定保持されている。ダイ２２０，２２０は、テーブル３１０のほぼ中央箇所の切り欠き部に露出しており、その表面がテーブル３１０の表面とほぼ同一高さとなるように配置されている。

パンチ駆動部２１１によりパンチ２１０がダイ２２０の中まで降下することにより、パンチ２１０とダイ２２０と間に配置された回路基板６００を穿孔する。

画像認識部としての画像認識カメラ５００は、ＣＣＤやＣＭＯＳの撮像素子等を用いて構成されており、パンチングユニット７１０に配置されている。画像認識カメラ５００は、パンチングユニット７１０の垂直方向の下面側で、パンチ２１０の近傍に配置されている。画像認識カメラ５００は、パンチ２１０とともに垂直方向に移動しても常にパンチ２１０の近傍で回路基板５００の平面位置を正確に認識できる。従ってパンチ２１０の平面位置を基準として回路基板６００の現在平面位置を正確に認識でき、アーム機構部１００により回路基板６００の所定穿孔位置をパンチ２１０の平面位置に正確に合わせることが可能である。

シート状部材保持部４００は、シート状部材である回路基板６００を着脱可能に保持するもので、回路基板６００を穿孔の待機位置から穿孔機構部２００のパンチ２１０及びダイ２２０の平面位置まで移動（搬送）するものである。シート状部材保持部４００は、アーム機構部１００の第２アーム先端側回転軸１５０の下面側に固定されている。

シート状部材保持部４００は、図１及び図２に図示されている。シート状部材保持部４００は、外形形状が矩形で板状の枠部材４１０及びを枠部材４１０の４隅付近に配置された吸着部４２０（図４参照）を備える。

枠部材４１０は、図２の様に、連結板４３０により第２アーム先端側回転軸１５０の下面に固定されている。連結板４３０は、図２の様に枠部材４１０の一辺を固定し。第２アーム先端側回転軸１５０の下面に固定されている。従って、枠部材４１０は、第２アーム先端側回転軸１５０と一体の動作をし、第２アーム先端側回転軸１５０が先端側モーター１８０により回転すると、その回転に応じて枠部材４１０も回転する。

吸着部４２０は、枠部材４１０の四隅に配置され、図４に示すように、吸着部４２０の吸着パット４２１が枠部材４１０の下面から下側（テーブル３１０側）に突出し、吸着パット４２１に対して上方（テーブル３１０の反対側）のチューブ４２２が枠部材４１０の四隅の孔４１１（図２参照）に圧入されて上方に伸びている。チューブ４２２の上方先端側は、真空引き装置に接続している。従って、吸着パット４２１の下面側が回路基板６００の表面付近に近づくと、吸着パット４２１が回路基板６００を吸引して吸着パット４２１の下面に保持する。なお、図１、図２、図５では、吸着部４２０の図示を省略してある。

なお、枠部材４１０は、その一端に、図２及び図５に示すように、Ｌ型部材４１２を取り付けている。このＬ型部材４１２は、図５の様に、回路基板６００をテーブル３１０に仮置きする際に、回路基板６００の仮置き位置を確定するために用いられる。即ち、作業者が回路基板６００の一隅をＬ型部材４１２に当て、回路基板６００の各辺を枠部材４１０の対応する辺に目合わせると、上記仮置き位置が画定する。

基台３００には、シート状部材吹上装置８００が構成されている。シート状部材吹上装置８００は、図４に図示されている。

シート状部材吹上装置８００は、図４に示すように、テーブル３１０に多数の小孔３１１が明けられ、この小孔３１１から、図示していない圧縮空気供給部より供給された圧縮空気が吹き上げられて、構成されている。小孔３１１から空気が吹き上げられると、テーブル３１０に置かれた回路基板６００がテーブル３１０の表面から上方に持ち上げられる。回路基板６００が持ち上げられると、回路基板６００をアーム機構部１００により所定箇所に移動する際に、回路基板６００の下面がテーブル３１０の表面に接触しないか、接触箇所を少なくする。また回路基板６００を穿孔する際、回路基板６００がテーブル３１０から持ち上げられていると、穿孔の際、パンチ２１０が降下する箇所の回路基板６００部分がテーブル３１０表面側に撓むとしても、その周辺の回路基板６００はその下面がテーブル３１０の表面に接触しない。従って、回路基板６００の下面の損傷や配線パターンの断線及びショートを防止することができる。回路基板６００が上記の様に持ち上げられるとテーブル３１０の表面とは多少の隙間ｔを有する。この隙間ｔは、回路基板６００の場所により多少は異なるものの平均的には０．２〜０．３ｍｍ程度が好ましい。

なお、回路基板６００は、図４に示すように、吸着部４２０で吸着されることによってもテーブル３１０の表面から持ち上げられ、上記隙間ｔを有する。この場合、吸着パッド４２１の平面配置場所は枠部材４１０の四隅であるが、吸着パッド４２１による持ち上げはその四隅だけである。従って、各吸着パッド４２１が配置されていない領域では、回路基板６００がテーブル３１０の表面側に弛むことがありうる。そこで、吸着パッド４２１の配置されていない領域で小孔３１１を多数個配置すると、回路基板６００に上記弛みが生じても吹き上げる空気により回路基板６００下面がテーブル３１０表面と隙間ｔを確保することができる。そこで、小孔３１１は、枠部材４１０に配置された吸着パッド４２１同士の間隔よりも狭く、吸着パッド４２１の数より多く明けておくことが好ましい。

次に穿孔装置１０の動作について説明する。その動作は、図５に図示されている。

まず穿孔装置１０において、アーム機構部１００及び枠部材４１０が待機位置Ａに移動する。この待機位置Ａは、図５の実線の各アーム１１０、１２０及び枠部材４１０の位置で、予め設定された位置である。アーム機構部１００の各アーム１１０、１２０は、制御コントローラーのプログラムに基づく各モーター１６０、１７０、１８０の駆動により上記待機位置Ａまで移動する。従って、シート状部材保持部４００の枠部材４１０も、待機位置Ａに移動する。なお、アーム機構部１００が待機位置Ａに移動する前に、アーム機構部１００は、アーム機構部駆動モーター７００により垂直方向の上側所定位置に上昇している。従って、枠部材４１０も上記所定位置に上昇している。

アーム機構部１００が待機位置Ａに移動する前に、パンチングユニット７１０はパンチングユニット駆動モーター７１１により垂直方向の上側（テーブル３１０から離れる方向）に移動し、待機高さ位置で待機する。従って、パンチ２１０及び画像認識カメラ５００も同様に上側に待機している。なお、パンチングユニット７１０が上記上側に待機するのは、アーム機構部１００が待機位置Ａに移動する途上であっても、あるいはアーム機構部１００が待機位置Ａに移動した後でもよい。上記待機高さ位置は、図４のパンチ２１０の高さよりも上側である。

ここで穿孔対象の回路基板６００をテーブル３１０上の枠部材４１０の待機位置Ａにセットする。セットされた回路基板６００は、二点鎖線で図示されている。このセットは、作業者が回路基板６００の矩形状平面の一つの角を、待機位置Ａにおける枠部材４１０のＬ型部材４１２の直角部に合わせ、回路基板６００の前記一つの角を挟んだ２つの辺を各々テーブル３１０のＸ軸、Ｙ軸に平行に合わせることにより行う。なお、回路基板６００を枠部材４１０の待機位置Ａにセットするのは、別途のセット装置を用いて行ってもよい。枠部材４１０の上記待機位置Ａにセットされた回路基板６００は、図５の二点鎖線で表示されている。

次に、アーム機構部１００及び枠部材４１０を回路基板６００の吸着位置Ｂに移動する。この吸着位置Ｂは、図５の一点鎖線の各アーム１１０、１２０及び枠部材４１０の位置で、予め設定された位置である。各アーム１１０、１２０及び第２先端側回転軸１５０は、前述の様にプログラムによって各モーター１６０、１７０、１８０の駆動により上記位置まで移動する。シート状保持部材４００の枠部材４１０も、吸着位置Ｂに移動する。移動後の枠部材４１０は、移動前の枠部材４１０に対して平面的に平行移動した位置である。この平行移動は、前記各モーター１６０、１７０、１８０の駆動によりなされる。以下、回路基板６００の各所定穿孔箇所がパンチ２１０とダイ２２０の配置位置に一致するように回路基板６００を移動する際も、枠部材４１０が上記のように平行移動する。この平行移動により、移動後の平面位置が正確になる。

次に吸着位置Ｂにおいて、アーム機構部１００はアーム機構移動モーター７００の駆動によりテーブル３１０側に降下し、吸着パッド４２１が回路基板６００の表面にほぼ接触するまで近づく。この時、吸着パッド４２１は、チューブ４２２が真空引きされているため、回路基板６００を吸着する。この際、制御コントローラーのプログラムに従って、画像認識カメラ５００が回路基板６００の現在平面位置を認識する。すなわち、画像認識カメラ５００は、回路基板６００の基準孔等の複数の基準位置を読み取り、回路基板６００の現在位置を認識する。上記降下後に画像認識カメラ５００が回路基板６００の現在位置を認識するが、互いの距離が近づいているため、現在位置の認識精度が向上する。

この後、アーム機構部１００はアーム機構移動モーター７００の駆動によりテーブル３１０の表面から所定高さまで上昇する。従って吸着パッド４２１に吸着されて回路基板６００も所定高さまで上昇する。この際、シート状部材吹上装置８００の小孔３１１から空気が吹き上げられるため、回路基板６００のほぼ全面がテーブル３１０の表面と隙間ｔを有する。なお、小孔３１１から空気が吹き上がるのは、アーム機構部１００が上記所定高さに上昇する前であってもよく、あるいは上記所定高さに上昇した後であってもよい。なお、画像認識カメラ５００が回路基板６００の現在位置を認識するタイミングは、アーム機構部１００が上記所定高さに上昇した後であってもかまわない。

次に、パンチングユニット７１０は、パンチングユニット駆動モーター７１１の駆動によりパンチ２１０とダイ２２０との隙間が約１ｍｍになるまで降下する。

次に、回路基板６００の最初の所定穿孔位置がパンチ２１０とダイ２２０の平面位置に合致するまで、各モーター１６０、１７０、１８０が各アーム１１０、１２０及び第２アーム先端側回転軸１５０を回転駆動する。この回転駆動は、吸着位置Ｂにおいて画像認識カメラ５００が回路基板６００の現在位置を認識し、回路基板６００の最初の所定穿孔位置に至るまでのルートを制御コントローラーが割り出して行われる。。

次に、パンチ駆動部２１１の駆動により、パンチ２１０が降下する。降下したパンチ２１０のピンとダイ２２０の開口との間に回路基板６００を挟んで穿孔する。この際、小孔３１１により空気が噴出して回路基板６００を押し上げている。この際、回路基板６００は、パンチ２１０がダイ２２０側に押し当てている付近ではダイ２２０側に撓むが、その周囲ではダイ２２０及びテーブル３１０の各表面とは多少の隙間を有している。この隙間により、回路基板６００の下面がダイ２２０及びテーブル３１０の各表面に強圧されることがない。従って、回路基板６００の下面及びその下面に実装された電子部品の損傷を防止可能であり、また導電パターンの断線及びショートを防止できる。

以上により最初の穿孔が終了する。次に回路基板６００の２番目の穿孔動作に移行する。２番目の穿孔に移行する際、パンチ２１０の高さ位置は変更されない。すなわちパンチングユニット駆動モーター７１１は駆動しない。

この状態で、回路基板６００の２番目の所定穿孔位置がパンチ２１０とダイ２２０の平面位置に合致するまで、アーム機構部１００の各モーター１６０、１７０、１８０が駆動する。以下、最初の所定位置での穿孔動作と同様の穿孔動作が繰り返される。

以上の繰り返しにより回路基板６００の全ての箇所の穿孔が終了すると、小孔３１１からの空気の噴出しは停止し、吸着部４２０の真空引きも停止する。全ての箇所が穿孔された回路基板６００はテーブル３１０に載置される。更にパンチングユニット７１０がパンチングユニット駆動モーター７１１により所定高さまで上昇する。この後、アーム機構部１００及び枠部材４１０が待機位置Ａに移動する。作業者は、穿孔された回路基板６００をテーブル３１０から取り外す。

作業者は、次に穿孔したい回路基板を待機位置Ａに待機しているの枠部材４１０のＬ型部材４１２の位置に位置合わせし、前述のように一連の穿孔動作が行われてゆく。

実施形態に係る穿孔装置１０によれば、次の作用効果を有する。

実施形態の穿孔装置１０によれば、回路基板６００の現在平面位置から回路基板６００の所定穿孔位置を穿孔機構部の平面位置に合致させるまで当該回路基板６００を移動（搬送）する手段として、いわゆる多関節式のアーム機構を用いているため、穿孔装置の小型化が可能である。

また、実施形態の穿孔装置１０によれば、回路基板６００を高速度で移動させることが可能となる。特に移動量が大きい場合に効果が顕著である。

また、実施形態の穿孔装置１０によれば、穿孔装置が小型化が可能であることにより、その分消費電力が低減する。

また、実施形態の穿孔装置１０によれば、アーム機構部１００は、２段連結された２つのアーム１１０、１２０と各々のアームの回転軸１３０、１４０を中心に当該アームを回転させるアーム駆動モーター１６０，１７０と２段連結の最先端の第２アーム１２０の先端側に配置された第２アーム先端側回転軸１５０を回転させる先端側モーター１８０とを有する。このため、回路基板６００を移動する前後において、回路基板６００を平面方向に回転させることがなく平行移動することが可能である。従って、移動後の回路基板６００の所定穿孔位置を前記穿孔機構部２００の平面位置に合致させることが容易であり、前述の従来の穿孔装置と同様に回路基板６００の穿孔位置を正確な位置で行うことが可能である。

また、実施形態の穿孔装置１０によれば、シート状部材保持部４００は、回路基板６００を垂直方向の上方側に吸着する吸着部４２０を備えている。このため、回路基板６００を待機位置Ａから所定穿孔位置に移動する際、及び当該位置での穿孔の後、次の所定位置に移動する際に、回路基板６００がダイ２２０や基台３００等と接触することを防止できる。従って、移動時に回路基板６００に損傷をもたらすことを防止できる。

また、実施形態の穿孔装置１０によれば、シート状部材保持部４００は、第２アーム先端側回転軸１５０に固定されている枠部材４１０を備え、前記吸着部４２０は前記枠部材４１０に保持されている。この構成により、枠部材４１０は第２アーム先端側回転軸１５０に固定されているため、先端側モーター１８０の駆動制御により移動後の枠部材４１０の平面角度位置は容易に定まる。従ってその平面角度位置のバラツキは少なくなる。このため、移動前後の吸着部４２０の平面位置がバラツくことがなく、吸着部４２０による回路基板６００の各吸着場所が安定し、回路基板６００の吸着歪み及び吸着剥がれを防止できる。

また、実施形態の穿孔装置１０によれば、回路基板６００を前記移動させる際及び前記穿孔機構部２００が回路基板６００を穿孔している際には、回路基板６００を垂直方向の上方側に吹き上げるシート状部材吹上装置８００をさらに備えている。この構成により、回路基板６００が前記移動する際に、当該回路基板６００をテーブル３１０等の基台３００表面に接触させず回路基板６００の損傷を防止することができる。また穿孔機構部２００が回路基板６００を穿孔している際にも、穿孔箇所の周囲の領域をダイ２２０等の基台３００表面に接触させることがなく、従って穿孔機構部２００による大きな圧力が働かないようにすることも可能である。従って、回路基板６００の穿孔箇所の周囲の損傷を防止することができる。

また、実施形態の穿孔装置１０によれば、アーム機構部１００を垂直方向に移動させるアーム機構部駆動モーター７００をさらに備えている。この構成により、アーム機構部駆動モーター７００によりアーム機構部１００が垂直方向に移動することに連動してシート状部材保持部４００も垂直方向に移動させることが可能である。従って、回路基板６００を穿孔する前に、ダイ２２０表面に対して回路基板６００の垂直方向高さを最適に調整することができる。例えば、ダイ２２０表面に対して回路基板６００を多少垂直方向に高く保持させた上で、ダイ２２０に向かってパンチ２１０を降下して穿孔することもできる。

また、シート状部材保持部４００が保持している回路基板６００を垂直方向に多少上昇させることにより、回路基板６００を待機位置から所定穿孔位置に移動する際、及び当該位置での穿孔の後に次の所定位置に移動する際に、回路基板６００がダイ２２０や基台３００等と接触することを防止することができる。従って、搬送時に回路基板６００に損傷をもたらすことを防止できる。また、穿孔箇所の周辺の領域は、パンチ２１０が降下して穿孔する際に、ダイ２２０と接触せずに回路基板６００の下面の損傷を防止することも可能である。

また、実施形態の穿孔装置１０によれば、パンチ２１０及び当該パンチ２１０を垂直方向に移動可能なパンチ駆動部２１１を備えるパンチングユニット７１０を垂直方向に移動させるパンチングユニット駆動モーター７１１をさらに備えている。この構成により、パンチ２１０を垂直方向の上昇位置に退避させることが可能である。その場合、回路基板６００を待機位置から最初の所定穿孔位置に移動する際に、アーム機構部１００及びシート状部材保持部４００の動作を妨げることもない。

また、ダイ２２０に対するパンチ２１０の垂直方向の位置を調整することができるため、回路基板６００の材質、厚さ、穿孔径等の穿孔条件の変化に応じて、最適なパンチ２１０の高さを得ることができる。

また、実施形態の穿孔装置１０によれば、基台３００は、回路基板６００が穿孔される前の待機状態で当該回路基板６００が載置され且つ前記ダイ２２０が取付けられたテーブル３１０及び前記基台３００から垂直方向に突出した主柱部３２０を備えており、主柱部３２０には、水平方向の一方側にアーム機構部１００が水平方向に揺動可能に軸支され、他方側に水平部３３０が突出構成されており、主柱部３２０には、アーム機構部駆動モーター７００が配置され、水平部３３０には、パンチングユニット駆動モーター７１１が配置され、水平部３３０の先端側には、パンチングユニット７１０が垂直方向に移動可能に配置されており、パンチングユニット７１１にはパンチ２１０の近傍に画像認識カメラ５００が配置されている。すなわち、主柱部３２０の一方側には水平方向に揺動可能に軸支されたアーム機構部１００が、他方側には水平部３３０が構成され、水平部３３０の先端側にはパンチングユニット７１０が配置され、当該パンチングユニット７１０にパンチ２１０及び画像認識部カメラ５００等が配置されている。このため、アーム機構部１００の各アーム１１０、１２０の回転動作は、パンチ２１０及び画像認識カメラ５００等に妨げられることがなく自在に行うことが可能である。従って、回路基板５００に対して高範囲に渡って穿孔することができる。また平面面積が大きい回路基板５００の穿孔も容易である。

また、主柱部３２０に配置されているアーム機構部駆動モーター７００はアーム機構部１００の近傍に配置することが可能なため、アーム機構部駆動モーター７００によるアーム機構部１００の垂直方向への移動機構は容易に構成できる。同様に、水平部３３０に配置されているパンチングユニット駆動モーター７１１はパンチングユニット７１０の近傍に配置することが可能なため、パンチングユニット駆動モーター７１１によるパンチングユニット７１０の垂直方向への移動機構は容易に構成できる。あわせて、パンチ２１０の近傍に画像認識カメラ５００が配置されており、パンチ２１０が垂直方向に移動しても画像認識カメラ５００も同様に移動するため、画像認識カメラ５００がパンチ２１０の近傍で回路基板５００の位置を正確に認識することができる。

以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の様態において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。

（１）実施形態においては、アーム機構部１００は、２本のアームが連結された構成を有するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、３本以上のアームが連結された構成を有してもよい。その場合、各アームのお互いの連結は、各回転軸による。各回転軸は各々のアーム駆動モーターで回転駆動される。最先端アームは、最終段のアームである。

（２）実施形態においては、シート状部材保持部４００の枠部材４１０は、連結板４３０を介してアーム機構部１００の第２アーム先端側回転軸１５０に固定されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、枠部材４１０が直接に第２アーム先端側回転軸１５０に固定されてもよい。

（３）実施形態においては、シート状部材保持部４００は吸着部４２０により真空引きするものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、他の保持手段でもよく、枠部材４１０に粘着材を配置しで粘着材がシート状部材を粘着して保持してもよい。

（４）実施形態においては、アーム機構部駆動モーター７００は、主柱部３２０に配置されているが、本発明はこれに限定されるものではない。それ以外の箇所に配置されていてもよく、例えば、水平部３３０に配置されていてもよい。

（５）実施形態においては、パンチングユニット駆動モーター７１１は、水平部３３０に配置されているが、本発明はこれに限定されるものではない。それ以外の箇所に配置されていてもよく、例えば、主柱部３２０に配置されていてもよい。

（６）実施形態においては、パンチングユニット７１０は、水平部３３０に対して垂直方向に移動可能に構成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、水平部３３０に固定されていてもよい。その場合は、パンチングユニット７１０と水平部３３０は一体構成となる。

（７）実施形態においては、シート状部材として回路基板を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、回路基板以外の穿孔可能なシート状部材を用いてもよい。例えば、樹脂シートでも金属薄板でもよい。また形状は、角形状や異形外形形状でもよく、あるいは短冊状やテープ状のものでもよい。

１０…穿孔装置、１００…アーム機構部、１１０…第１アーム、１２０…第２アーム、１３０…第１アーム回転軸、１４０…第２アーム回転軸、１５０…第２アーム先端側回転軸、１６０…第１アーム駆動モーター、１７０…第２アーム駆動モーター、１８０…先端側モーター、２００…穿孔機構部、２１０…パンチ、２１１…パンチ駆動部、２２０…ダイ、３００…基台、３１０…テーブル、３１１…小孔、３２０…主柱部、３３０…水平部。４００…シート状部材保持部、４１０…枠部材、４１１…孔、４１２…Ｌ型部材、４２０…吸着部、４２１…吸着パッド、４２２…チューブ、４３０…連結板、５００…画像認識カメラ、６００…回路基板、７００…アーム機構部駆動モーター、７１０…パンチングユニット。７１１…パンチングユニット駆動モーター、７２１…アリ溝、８００…シート状部材吹上装置、Ａ…待機位置、Ｂ…吸着位置

Claims (7)

1. 多段連結された複数のアームと各々のアームの回転軸を中心に当該アームを回転させるアーム駆動モーターと前記多段連結の最先端アームの先端側に配置された先端側回転軸を回転させる先端側モーターとを有するアーム機構部と、
   シート状部材に穿孔を施すパンチとダイとを備える穿孔機構部と、
   少なくとも前記アーム機構部を保持する基台と、
   前記先端側回転軸に保持されて前記シート状部材を着脱可能に保持するシート状部材保持部と、
   前記シート状部材の平面位置を認識可能な画像認識部と、
   前記画像認識部により認識された前記シート状部材の現在平面位置に基づいて、当該シート状部材の所定穿孔位置が前記穿孔機構部の平面位置に合致するまで当該シート状部材を移動させる前記アーム駆動モーターと前記先端側モーターとを駆動制御する制御部とを備えることを特徴とする穿孔装置。
2. 請求項１に記載の穿孔装置において、
   前記シート状部材保持部は、前記シート状部材を垂直方向の上方側に吸着する吸着部を備えることを特徴とする穿孔装置。
3. 請求項２に記載の穿孔装置において、
   前記シート状部材保持部は、前記先端側回転軸に固定されている枠部材を備え、前記吸着部は前記枠部材に保持されていることを特徴とする穿孔装置。
4. 請求項３に記載の穿孔装置において、
   前記シート状部材を前記移動させる際及び前記穿孔機構部が前記シート状部材を穿孔している際には、前記シート状部材を垂直方向の上方側に吹き上げるシート状部材吹上装置をさらに備えることを特徴とする穿孔装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の穿孔装置において、
   前記アーム機構部を垂直方向に移動させるアーム機構部駆動モーターをさらに備えることを特徴とする穿孔装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の穿孔装置において、
   前記パンチ及び当該パンチを垂直方向に移動可能なパンチ駆動部を備えるパンチングユニットを垂直方向に移動させるパンチングユニット駆動モーターをさらに備えることを特徴とする穿孔装置。
7. 請求項６に記載の穿孔装置において、
   前記基台は、前記シート状部材が穿孔される前の待機状態で当該シート状部材が載置され且つ前記ダイが取付けられたテーブル及び前記基台から垂直方向に突出した主柱部を備えており、
   前記主柱部には、水平方向の一方側に前記アーム機構部が水平方向に揺動可能に軸支され、他方側に水平部が突出構成されており、
   前記主柱部には、前記アーム機構部駆動モーターが配置され、
   前記水平部には、前記パンチングユニット駆動モーターが配置され、
   前記水平部の先端側には、前記パンチングユニットが垂直方向に移動可能に配置されており、前記パンチングユニットには前記パンチの近傍に前記画像認識部が配置されていることを特徴とする穿孔装置。