JP2015178164A - 穿孔装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】プリント基板の穴明け時に基準マークの位置を自動的に検出する手段を提供すること。【解決手段】ワークWを保持する基台10に対して相対移動可能な移動ユニット1a,1bと、前記移動ユニット1a,1bに搭載された穿孔手段3a、3bとを備え、前記移動ユニット1a,1bのサーボ機構により位置検出、位置決めを行いながら穿孔作業を行う穿孔装置において、前記ワークWの片面側に昇降可能に前記移動ユニット1a,1bに設けられた撮像手段5a,5bと、前記撮像手段5a,5bの第一の高さでの像に基づいて前記ワークWの基準点を検索し、第一の高さより低い第二の位置での前記撮像手段5a,5bの前記基準点の像に基づいて前記穿孔手段3a、3bをワークWに対して相対的に位置決めして規定の位置に穿孔を行う。【選択図】 図1
Description
本発明は、プリント基板等のワークに穴明けをする穿孔装置に係わり、より詳細にはその穴明け位置を自動検出する技術に関する。
電子部品を実装するために使用されるプリント基板は、製作の段階で、露光機による露光作業を行う際のアライメント用の穴、内層材用の穴、ガイドピン打ち込み用のガイド穴、ピンラミネーション用の穴等の穿孔作業を行う。
このような基準穴明け作業はその穴明け位置が表層を銅箔で覆われている基板の内層に存在するため、特許文献1に見られるようにX線検査装置を用いて基板を手動操作により適切な位置を検索、確定してから穿孔する。
このような基準穴明け作業はその穴明け位置が表層を銅箔で覆われている基板の内層に存在するため、特許文献1に見られるようにX線検査装置を用いて基板を手動操作により適切な位置を検索、確定してから穿孔する。
この際、プリント基板の穿孔装置の外側に露出している領域を両手で操作してプリント基板の内層に設けられている基準マークの位置を検出を行う必要がある。
しかし、上記のような基準穴明け方法では、加工毎にプリント基板を手動操作する必要があるため加工時間が運転者の習熟度により大幅に変動し、又プリント基板の一部が装置本体から露出しているためX線照射時に作業員が被爆する危険性が排除できないという問題があった。
このため穴明けを行う前工程にX線検査装置を有する仮位置決め装置を設け、仮整合させた基板を搬入する装置が実用化されているが、大掛かりな基板整合装置を穴け工程の前段に設置する必要があり、コストの増加と装置全体の大型化を伴うという問題がある。
このため穴明けを行う前工程にX線検査装置を有する仮位置決め装置を設け、仮整合させた基板を搬入する装置が実用化されているが、大掛かりな基板整合装置を穴け工程の前段に設置する必要があり、コストの増加と装置全体の大型化を伴うという問題がある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところはプリント基板の穿孔作業において、より高速な加工速度により連続して穴明け加工が出来き、また操作者のX線被爆の危険性を排除した穿孔装置を提供することである。
このような課題を達成するために本発明はワークを保持する基台に対して相対移動可能な移動ユニットと、前記移動ユニットに搭載された穿孔手段とを備え、前記移動ユニットのサーボ機構により位置検出、位置決めを行いながら穿孔作業を行う穿孔装置において、前記ワークの片面側に昇降可能に前記移動ユニットに設けられた撮像手段と、前記撮像手段の第一の高さでの像に基づいて前記ワークの基準点を検索し、第一の高さより低い第二の位置での前記撮像手段の前記基準点の像に基づいて前記穿孔手段をワークに対して相対的に位置決めして規定の位置に穿孔を行うように構成されている。
高い位置で広い領域の画像を得てワークの基準位置を容易に自動で見出し、ついで低い位置での高倍率画像により基準位置への高い精度で位置決めを行うことができるばかりでなく、ワークを装置にセットしさえすれば以後は自動で位置決め作業、穿孔作業が進むのでX線被爆の危険をなくすることができる。
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施例を示すものであってプリント基板Wに対してX,及びY軸方向(図面上、左右方向、及び垂直方向)へ移動する移動ユニット1a,1bと、移動ユニット1a,1b上に構成されたガントリー2a,2bと、ガントリー2a,2bに構成された穴明け用スピンドル3a、3bと、昇降機構4a、4bを介してガントリー2a,2bに設けられた基準マーク検出用撮像装置、この実施例ではX線カメラ5a,5bと、プリント基板WをY軸方向(図面上垂直方向)に移動させる移動Y軸テーブル6と、プリント基板Wの下面側でかつX線カメラ5a,5bに対向して移動ユニット1a,1bに配置されたX線源7a、7bとを備えている。
図1は、本発明の実施例を示すものであってプリント基板Wに対してX,及びY軸方向(図面上、左右方向、及び垂直方向)へ移動する移動ユニット1a,1bと、移動ユニット1a,1b上に構成されたガントリー2a,2bと、ガントリー2a,2bに構成された穴明け用スピンドル3a、3bと、昇降機構4a、4bを介してガントリー2a,2bに設けられた基準マーク検出用撮像装置、この実施例ではX線カメラ5a,5bと、プリント基板WをY軸方向(図面上垂直方向)に移動させる移動Y軸テーブル6と、プリント基板Wの下面側でかつX線カメラ5a,5bに対向して移動ユニット1a,1bに配置されたX線源7a、7bとを備えている。
なお、図中符号8a、8b、9a、9bは移動ユニット1a,1bをX,及びY軸方向に移動させる駆動機構を、また符号10は移動Y軸テーブル6を移動させる駆動機構をそれぞれ示す。
この実施例において、先ずプリント基板WをY軸方向(図面上垂直方向)に移動させる移動Y軸テーブル8に固定する。
そしてプリント基板Wの内層の導電層に形成された基準マークSを広い領域で検出するため、X線カメラ5a,5bをX線カメラ昇降機構4a,4bによりプリント基板Wから高さH1まで上昇させる(図2(a))。
そしてプリント基板Wの内層の導電層に形成された基準マークSを広い領域で検出するため、X線カメラ5a,5bをX線カメラ昇降機構4a,4bによりプリント基板Wから高さH1まで上昇させる(図2(a))。
これによりX線カメラ5a、5bの視野が拡大されて容易にプリント基板Wの基準マークSをX線カメラ5a、5bの像領域Iに捉えることができる(図3(a))。
ついでX線カメラ5a、5bの像領域Iの中心(図中 十字マーク)に
基準マークSの像が来るように移動ユニット1a,1bを移動させる(図3(b))。
基準マークSの像が来るように移動ユニット1a,1bを移動させる(図3(b))。
次にX線カメラ4a,4bを予め設定した所定の狭視野、つまり高分解能になる高さH2まで降下させる(図2(b))(図3(c))。これにより拡大像が表示されるため、X線カメラ5a、5bの像領域Iの中心と基準マークSとの間の誤差を拡大して検出できる。
この状態でさらにX線カメラ5a、5bの像領域Iの中心(図中 十字マーク)に基準マークSの像が来るように移動ユニット1a,1bを移動させる(図3(d))。
これにより、プリント基板Wの基準位置にガントリーベース1a,1bの位置を高い精度で位置決めすることできる。言うまでもなくこの位置の位置データは各駆動機構8a、8b,9a、9b、10のサーボ機構に設けられているエンコーダやマグネットスケールなどにより把握することができる。
この基準位置データと要穿孔位置データとに基いて移動ユニット1a,1bにより穴明け用スピンドル3a、3bをプリント基板Wの個々の要穿孔位置に移動させて穿孔すると
いう工程を順次繰り返してプリント基板Wを完成させる。
いう工程を順次繰り返してプリント基板Wを完成させる。
すなわち撮像装置を高所に位置させて広い範囲を探索して基準マークSを見出し、その位置まで移動ユニット1a,1bを移動させた後、撮像装置を低所に位置させて高倍率で基準マークSの位置をより精密に検出して、その基準マークSに位置合わせすることができる。
このようにプリント基板を装置にセットしさえすれば以後は自動で位置決め作業、穿孔作業が進むのでX線被曝をなくすることができる。
このようにプリント基板を装置にセットしさえすれば以後は自動で位置決め作業、穿孔作業が進むのでX線被曝をなくすることができる。
なお、上述の実施例においてはプリント基板の基準位置をX線で検出する場合を例にとって説明したが、プリント基板の表面に光学的に検出可能な基準マークが形成されている場合には、X線源を無くし、また撮像装置として半導体撮像装置を用いることができる。
また、上述の実施例においては、撮像装置もしくは穿孔手段をプリント基板の基準マークSに位置合わせする場合を例にとって説明したが、プリント基板の角部、端部と基準マークとの相対座標、距離を計測する場合にも適用できることは明らかである。この場合、相対座標、距離は、移動ユニットの駆動機構や移動Y軸テーブルのサーボ機構に設けられているエンコーダやマグネットスケールなどにより検出することができる。
さらに、上述の実施例においては撮像装置を昇降させて基準マークの探索視野領域、及び撮像倍率を切り替えているが、図4に示したようにガントリー2a,2bのそれぞれに基準マークを広域で探索できる第一の撮像装置11a、11bと、基準マークを高倍率で撮影できる第二の撮像装置12a、12bを取り付けても同様の作用効果を奏することは明らかである。
すなわち第一の撮像装置11a、11bからの画像データに基づいてプリント基板Wの内層の導電層に形成された基準マークSを広い領域で検出し、第二の撮像装置12a、12bの視野の中央に基準マークSが来るように移動ユニット1a,1bを移動させる。
この状態では第二の撮像装置12a、12bにより高倍率の画像データで基準マークSを捉えることができるため、第二の撮像装置12a、12bの中心と基準マークSとの間の誤差を拡大して検出できる。
この状態では第二の撮像装置12a、12bにより高倍率の画像データで基準マークSを捉えることができるため、第二の撮像装置12a、12bの中心と基準マークSとの間の誤差を拡大して検出できる。
この状態でさらに第二の撮像装置12a、12bの像領域の中心に基準マークSの像が来るように移動ユニット1a,1bを移動させる。これにより、プリント基板Wの基準位置に移動ユニット1a,1bの位置を高い精度で位置決めすることできる。
なお、上述の実施例においては倍率の異なる撮像手段を複数、接近させて配置しているが、1台の撮像装置の対物レンズの光軸上に拡大レンズ、もしくは縮小レンズを進退可能に配置して撮影可能な領域、もしくは倍率を変更するようにしても同様の作用効果を奏することは明らかである。
W プリント基板 1a,1b 移動ユニット 2a,2b ガントリー 3a、3b 穴明け用スピンドル 4a、4b 昇降機構 5a,5b 基準マーク検出用撮像装置(X線カメラ) 6 移動Y軸テーブル 7a、7b X線源 8a、8b、9a、9b 移動ユニットの駆動機構 10 移動Y軸テーブル 11a、11b
第一の撮像装置 12a、12b 第二の撮像装置
第一の撮像装置 12a、12b 第二の撮像装置
Claims (4)
- ワークを保持する基台に対して相対移動可能な移動ユニットと、前記移動ユニットに搭載された穿孔手段とを備え、前記移動ユニットのサーボ機構により位置検出、位置決めを行いながら穿孔作業を行う穿孔装置において、
前記ワークの片面側に昇降可能に前記移動ユニットに設けられた撮像手段と、前記撮像手段の第一の高さでの像に基づいて前記ワークの基準点を検索し、第一の高さより低い第二の位置での前記撮像手段の前記基準点の像に基づいて前記穿孔手段をワークに対して相対的に位置決めして規定の位置に穿孔を行う穿孔装置。 - ワークを保持する基台に対して相対移動可能な移動ユニットと、前記移動ユニットに搭載された穿孔手段とを備え、前記移動ユニットのサーボ機構により位置検出、位置決めを行いながら穿孔作業を行う穿孔装置において、
前記ワークの片面側に前記移動ユニットに設けられた低倍率の第一と撮像手段と、第一の撮像手段に近接して前記移動ユニットに設けられた高倍率の第二と撮像手段と、第一の撮像手段の像に基づいて前記ワークの基準点を検索し、第二の前記撮像手段の前記基準点の像に基づいて前記穿孔手段をワークに対して相対的に位置決めして規定の位置に穿孔を行う穿孔装置。 - 前記基準位置が前記ワークに形成された基準マークである請求項1または2に記載の穿孔装置。
- 前記移動ユニットの前記ワークの他方の面側にX線源を有し、前記撮像手段がX線カメラである請求項1または2に記載の穿孔装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105479540A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-04-13 | 平湖市兴荣箱包有限公司 | 箱包孔的加工装置 |
CN106670526A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-05-17 | 四川大学 | 一种全自动钻孔机 |
CN109476034A (zh) * | 2016-05-13 | 2019-03-15 | 鲍勃斯脱梅克斯股份有限公司 | 对准上部和下部可更换工具的方法,以及用于处理工件片材的装置 |
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2014
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