JP2610978B2

JP2610978B2 - プリント基板用金型の設計装置および設計方法

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Publication number: JP2610978B2
Application number: JP63333770A
Authority: JP
Inventors: 勝博餅
Original assignee: 勝博餅
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1988-12-28
Publication date: 1997-05-14
Anticipated expiration: 2012-05-14
Also published as: JPH02178774A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、プリント基板の部品孔等のパンチング加工
用の上型及び下型からなる金型を設計するためのプリン
ト基板用金型の設計装置および設計方法に関する。

〔従来の技術〕

従来から、プリント基板の部品孔、スリット等のパン
チングにはパンチング加工用の金型が用いられている。
例えば、第11図の断面図に示すように、上記金型はバッ
キングプレート７、ポンチプレート８およびストリッパ
ープレート９からなる上型10と、ダイプレート11および
ダイホルダープレート12からなる下型13とから構成され
る。

上記バッキングプレート７は図示しない駆動部により
昇降駆動されるパンチング加工機本体のホルダーＨにポ
ンチプレート８およびストリッパープレート９を固定す
るためのもので、ポンチプレート８は締付ボルト71によ
りバッキングプレート７に固定されるとともに、プリン
ト基板の部品孔等を加工する加工用ポンチ81が必要個数
配設されるものである。また、バッキングプレート７お
よびポンチプレート８には同一位置にそれぞれ貫通孔7
3,82が設けられ、これらの貫通孔73,82に、パンチング
加工されたプリント基板をストリッパープレート９から
剥離させるためのハネダシピン101が貫通されている。

ストリッパープレート９はポンチプレート８を介して
吊りボルト72により上記バッキングプレート７に吊り下
げられ、図示しない駆動部により押し下げられる。ま
た、加工用ポンチ81がストリッパープレート９の貫通孔
91を介してダイプレート11に配設されたダイス孔111に
嵌入されるように構成されている。

ダイプレート11には打ち抜き加工の際に生じる抜きカ
スをダイホルダープレート12のポケット122を介して排
出するための排出溝112が形成されている。

そして、ダイプレート11のダイス孔111にポンチプレ
ート８の加工用ポンチ81が嵌入されたときにプリント基
板の部品孔等が加工形成される。ダイホルダープレート
12はパンチング加工機本体に固定されるとともに、ダイ
プレート11を固定するための締付ボルト121の貫通孔123
が設けられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

近年、プリント基板のパターンおよび部品配置等の設
計はCAD,CAMシステムを用いてなされる場合が多く、プ
リント基板の各部品孔、スリット等の位置、形状等はプ
リント基板の設計時にCAD,CAMシステムにデータとして
記憶され。したがって、ポンチプレート８における加工
用ポンチ81の固定孔や、ダイプレート11のダイス孔111
の配置、穴径等は比較的容易に得られていた。

ところが、上記固定孔やダイス孔111以外の穴、例え
ば、ダイホルダープレート12のポケット122を加工する
場合には加工後のプレート強度等を考慮する必要があ
り、これをCAD,CAMシステムに記憶されているデータに
基づいて配置、形状等を設計することは容易ではない。

すなわち、ダイホルダープレート12にポケット122を
複数個加工する場合、加工後のプレート強度をできるだ
け低下させないために、各ポケット122間の距離や、ポ
ケット122の大きさの制限を考慮してポケット122の形状
等の設計を行わなければならない。

このため、従来は金型の構造および内部加工技術に精
通した経験者が上記ダイホルダープレート12等の表面に
線をけがき、その線に基づいて加工機等を用いて加工し
ていたので、金型を加工するための時間がかかってい
た。また、同一または類似の形状の金型を複数個作成す
るときでも金型毎に一から線をけがいて加工する必要が
あるので、加工効率が悪いといった問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、プリン
ト基板に関するデータに基づいてプリント基板用金型の
内部形状を適正かつ容易に設計することができるプリン
ト基板用金型の設計装置および設計方法を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、
プリント基板の部品孔のパンチング加工に用いる上型及
び下型からなる金型の設計装置であって、上記プリント
基板の部品孔データに基づいて基本図形を平面表示する
表示部と、この表示部に表示された上記基本図形上に上
型及び下型を選択的に重畳表示しつつ、入力部からの入
力指示に応じてそれぞれの金型の加工図形を作成する図
形作成手段とを備え、上記図形作成手段は、上記基本図
形と下型との重畳表示状態で、上記入力部からのポケッ
ト加工指示により１以上の上記部品孔を含むように領域
指定された上面開口を有するカス抜きポケットの加工デ
ータを生成し、次いで上面開口に含まれていない部品孔
と該部品孔に対して最近距離にある上記指定された上面
開口に対応するカス抜きポケットとの間を連通するコン
タリング溝の加工データを形成するようになされている
ものである。

また、請求項２記載の発明は、プリント基板の部品孔
のパンチング加工に用いる上型及び下型からなる金型の
設計方法であって、上記プリント基板の部品孔データを
読み取って基本図形として平面表示する第１のステップ
と、この表示された基本図形上に上型及び下型を選択的
に重畳表示しつつ、入力部からの入力指示に応じてそれ
ぞれの金型の加工図形を作成する第２のステップとから
なり、この第２のステップは、上記基本図形と下型との
重畳表示状態で、上記入力部からのポケット加工指示に
より１以上の上記部品孔を含むように領域指定された上
面開口を有するカス抜きポケットの加工データを生成す
るステップと、上面開口に含まれていない部品孔と該部
品孔に対して最近距離にある上記指定された上面開口に
対応するカス抜きポケットとの間を連通するコンタリン
グ溝の加工データを形成するステップとを有するもので
ある。

〔作用〕

上記構成によれば、プリント基板の部品孔の位置を示
すデータが基本図形として表示部に平面表示される。平
面表示された基本図形から金型の加工図形が表示部上に
おいて作成され、かつ重ねて表示される。この場合、加
工図形は上型、下型のそれぞれに対して、それぞれ基本
図形を参照しながら別個に作成される。ここにおいて、
基本図形と下型とが重畳表示された状態で、入力部から
ポケット加工指示がなされると、１以上の上記部品孔を
含むように領域指定された上面開口を有するカス抜きポ
ケットの加工データが生成され、次いで、この加工デー
タに基づいて上面開口に含まれていない部品孔と該部品
孔に対して最近距離にある上記指定された上面開口に対
応するカス抜きポケットとの間を連通するコンタリング
溝の加工データが形成される。

〔実施例〕

第１図は本発明に係るプリント基板用金型の設計装置
の構成図である。

プリント基板用金型の設計装置は入力部１、表示部
２、出力部３、記憶部４、読取部５および中央処理部６
からなる。

入力部１はキーボード、マウス等からなり、金型の加
工図形を作成するための各種の加工条件等を中央処理部
６に入力するものである。表示部２はCRTディスプレイ
等からなり、プリント基板に関する部品孔等の配置、形
状等を示す基本図形等の表示を行うものである。また、
表示部２は記憶部４に記憶されているデータ等を入力部
１の操作に基づいて表示する。

出力部３はプリンタ、紙テープパンチャ、フロッピー
ディスク等からなり、入力部１により設定された内容等
を印字したり、中央処理部６により作成されたNC加工機
やワイヤーカット放電加工機用データテープを打ち出し
たりするものである。記憶部４は上記設定内容、および
NC加工機のドリル径、締付ボルトのタップ径等を記憶す
るものである。また、記憶部４は設計された金型の加工
図形をデータとして記憶する。読取部５はプリント基板
に加工される部品孔等の座標等の図形データが記憶され
ている紙テープ等のデータテープから上記図形データを
読み取るものである。

中央処理部６は図形作成手段61および抽出手段62を備
え、図形作成手段61は入力部１による設定に基づいて表
示部に表示された基本図形に重ねて表示されるようにし
て金型の加工図形を作成するものである。抽出手段62は
上記作成された加工図形を抽出して記憶部４に記憶させ
るものである。作成された金型の例として後述するよう
に上型10のポンチプレート８や下型13のダイホルダープ
レート12の場合を挙げているが、これらの各プレートに
対して作成された加工図形が記憶部４にそれぞれ記憶さ
れる。また、中央処理部６は上記抽出され、記憶された
加工図形に基づいて金型を加工するNC加工機等に供給さ
れるCAMデータを作成する。さらに、中央処理部６は入
力部１による設定等に誤りがある場合には表示部２にエ
ラー表示を行わせる。

次に、プリント基板用金型の設計方法について第２図
のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップS₁でプリント基板用金型の設計に必要
な加工条件の登録が行われる。すなわち、入力部１によ
り、例えば、締付ボルト121の貫通孔123あるいはポケッ
ト122の加工を行うのに用いられるNC加工機のドリル径
の値等が設定され、この設定内容が記憶部４に登録され
る。なお、上記加工条件の登録がすでに完了している場
合はステップS₁の処理を行わずにステップS₂へ移行す
る。

ステップS₂でデータテープに記憶されたプリント基板
の部品孔等に関する位置、形状等の図形データが読取部
５により読み取られ、基本図形のデータとして記憶部４
に記憶される。ステップS₃では上記図形データに基づい
て上記部品孔等の配置、形状等を示す基本図形が表示部
２に表示される。

ステップS₄では上記基本図形として表示された上記部
品孔等における孔径の追加、変更等の編集が行われる。
例えば、上記部品孔の位置のみがデータテープに記憶さ
れ、部品孔の孔径が記憶されていない場合には、表示部
２に表示された基本図形上の部品孔の位置に孔径を入力
部１を用いて設定する。また、例えば、プリント基板の
外形がデータテープに記憶されていない場合には、外形
図が入力部１を用いて基本図形上に作成される。

ステップS₅では、ステップS₄で編集が行われた基本図
形に重ねて表示されるようにして金型の各プレートに対
する形状等の加工図面が入力部１および図形作成手段61
からなる入力手段によりそれぞれ作成（設計）される。

ステップS₆では、ステップS₅で設計された金型の加工
図面のデータが抽出されて記憶部４に記憶されるととも
に、NC加工機等に供給されるCAMデータが作成されて出
力部３から出力される。

ステップS₇ではステップS₅で設計された金型の設計内
容が設計書として出力部３から出力され、ステップS₈で
はステップS₅で設計された金型の加工図面がプリントア
ウトされて設計が完了する。

また、記憶部４に記憶された金型の設計変更を行う場
合には、ステップS₂において紙テープ等からの図形デー
タの読み取りに代えて記憶部４に記憶されている金型の
データを読み出し、このデータに基づいて、表示部２に
加工図形が基本図形に重ねて表示される。そして、この
表示部２に表示された加工図形が入力部１を用いて変更
され、そののち、この変更図面から金型のデータが抽出
されて記憶部４に記憶されるとともに、CAMデータ、設
計書および金型の図面が出力される（ステップS₃乃至ス
テップS₆）。

ここで、ステップS₅で設計される金型の例として、例
えば、上型10のポンチプレート８に対する加工図面の作
成について説明する。ポンチプレート８はハネダシピン
101の貫通孔82と、締付ボルト71のタップ孔83と、吊り
ボルト72の貫通孔84とがそれぞれ複数個配設されるよう
に設計される。

すなわち、第３図に示すように、表示部２の画面21に
ステップS₄で編集された基本図形22が表示されるととも
に、画面21の側端部23には“ハネダシピン”、“締付ボ
ルト”、“吊りボルト”のメニュ24が表示される。

そして、例えば、メニュ24から“ハネダシピン”が入
力部１を用いて選択されると、側端部23には記憶部４に
登録されているNC加工機のドリル径の値が複数種類表示
される。これらのドリル径の値の中からハネダシピン10
1の貫通孔82の加工に用いるドリル径が入力部１を用い
て選択され、基本図形22を確認しながらハネダシピン10
1の配設位置が設定される。すなわち、加工用ポンチ81
の配設位置であるプリント基板の部品孔14にハネダシピ
ン101が重ならないように、例えば、第４図の破線15で
示された座標位置にハネダシピン101が入力部１により
設定され、基本図形22に重ねて表示される。

上記ハネダシピン101の配設位置の設定が完了する
と、入力部１により画面21の側端部23に再びメニュ24が
表示される。そして、“締付ボルト”が選択されると、
画面21の側端部23には記憶部４に登録されている締付ボ
ルト71の加工寸法が複数個表示される。これらの中から
締付ボルト71の加工寸法が選択され、基本図形22を確認
しながら締付ボルト71の配設位置が部品孔14およびハネ
ダシピン101に重ならないように、例えば、第４図の一
点鎖線16で示された座標位置が設定され、基本図形22に
重ねて表示される。

また、締付ボルト71の配設位置の設定が完了すると、
画面21の側端部23に再びメニュ24が表示される。そし
て、“吊りボルト”が選択されると、吊りボルト72の加
工寸法が複数個表示される。これらの中から吊りボルト
72の加工寸法が選択され、基本図形22を確認しながら吊
りボルト72の配設位置が部品孔14とハネダシピン101と
締付ボルト71とに重ならないように、例えば、第４図の
二重線17で示された座標位置が設定され、基本図形22に
重ねて表示されてポンチプレート８の加工図形の設計が
完了する。

この後、ポンチプレート８の加工図面から金型のデー
タが抽出され、NC加工機等に供給されるCAMデータが作
成されて出力部３から出力される。そして、このCAMデ
ータがNC加工機等に供給されることによりポンチプレー
ト８のハネダシピン101の貫通孔82等が自動的に加工さ
れる。

このように、ポンチプレート８の加工図面を基本図形
22を確認しながら基本図形22に重ねて作成することがで
きる。また、ハネダシピン101の配設位置および締付ボ
ルト71の配設位置が基本図形22上に表示されるため、こ
れらの位置関係を一目で確認することができ、正確かつ
迅速にポンチプレート８を設計することができる。

なお、ハネダシピン101等の座標位置は色分けするこ
とにより、ハネダシピン101等の配設位置を識別し易く
することができる。また、例えば、入力部１を用いてハ
ネダシピン101の座標位置のみ、あるいは締付ボルト71
の座標位置のみを表示させることにより、ハネダシピン
101等の配設位置をより確認し易くすることができる。

また、下型13の設計例として、例えば、ダイホルダー
プレート12に対する加工図面の作成について説明する。
ダイホルダープレート12は抜きカス排出用のポケット12
2と、締付ボルト121の貫通孔123とがそれぞれ複数個配
設されるように設計される。

すなわち、第５図に示すように、表示部２の画面21に
は基本図形22が表示され、画面21の側端部23には“ポケ
ット加工”、“コンタリング”、“締付ボルト”のメニ
ュ25が表示される。

例えば、メニュ25から“ポケット加工”が入力部１を
用いて選択されると、第６図に示すように、画面21上に
ポケット122の位置および形状等を設定するための直交
線からなるカーソル221が表示される。そして、このカ
ーソル221の交点222を入力部１を用いて移動させること
により、第７図の一点鎖線に示すように、ポケット122
の上面に形成される開口部124の位置等が設定され、基
本図形22に重ねて作成される。

ここで、ポケット122の形状について第８図を用いて
説明する。

すなわち、ポケット122の上面の開口部124はダイプレ
ート11に設けられた排出溝112の下面の開口部113に等し
いか、あるいはそれよりも大きくなるように形成され
る。また、ポケット122の開口部124から下方に所定長の
直壁125が形成され、この直壁125の下端からポケット12
2の内側に向けて所定の傾斜角の斜面126が形成され、こ
の斜面126の下端からポケット122の下面の開口部128に
所定長の直壁127が形成されている。

そして、開口部124の形状が決まると、直壁125,127と
斜面126と開口部128との形状が決定される。したがっ
て、開口部124の形状を入力部１を用いて設定すれば、
上記直壁125等も自動的に設定される。

なお、開口部124の位置および形状が設定されたの
ち、入力部１を用いてポケット122のコーナー部が所定
の曲率で丸く加工されるように設定することで、開口部
124のコーナー部が上記曲率で表示され、上記設定の確
認を行うことができる。

また、ダイホルダープレート12の強度をできるだけ低
下させないために各ポケット122間の距離および各ポケ
ット122の大きさが制限されているので、基本図形22の
部品孔14をいずれのポケット122の開口部124内にも含ま
せることができない場合もある。このような場合には、
すでに設定されているポケット122から当該部品孔14の
開口部113にかけて所定形状のコンタリング溝129を設け
るようにしている。

すなわち、コンタリング溝129の幅は比較的狭く形成
されるとともに、ポケット122に比べて深さも浅く形成
され、ダイホルダープレート12の強度をできるだけ低下
させないでプリント基板加工時の抜きカスが排出される
ようにしている。

次に、上記コンタリング溝129の設計方法について説
明する。

まず、メニュ25（第５図参照）から“コンタリング”
が入力部１を用いて選択され、側端部23には記憶部４に
登録されているNC加工機のドリル径の値が複数種類表示
される。これらのドリル径の値の中からコンタリング溝
129の加工に用いるドリル径が入力部１を用いて選択さ
れると、第９図に示すように、開口部124内に含まれな
い基本図形22上の部品孔14から当該部品孔14に最短距離
に位置する開口部124までのコンタリング溝129が上記選
択されたドリル径の幅で自動的に作成され、基本図形22
に重ねて表示される。

また、上記設定されたコンタリング溝129は入力部１
を用いて任意の位置の開口部124まで再設定させること
ができる。すなわち、第10図（ａ）に示すように、部品
孔A,Bのコンタリング溝C,Dがそれぞれ最短距離に位置す
る開口部E,Fまで自動的に作成された際、例えば、部品
孔Ｂから開口部Ｆまでの距離に比べて部品孔Ｂから部品
孔Ａまでの距離の方が短い場合がある。

このような場合、ダイホルダープレート12の強度の点
から１個のコンタリング溝に部品孔A,Bが含まれるよう
にした方が良いときがある。

そこで、第10図（ｂ）に示すように、入力部１を用い
て部品孔Ｂから開口部Ｅまでコンタリング溝Ｇを設け、
部品孔A,Bがコンタリング溝Ｇに含まれるように再設定
する。

また、メニュ25から“締付ボルト”が入力部１を用い
て選択されると、側端部23には記憶部４に登録されてい
る締付ボルト121の加工寸法が複数種類表示される。こ
れらの中から締付ボルト121の加工寸法が選択され、基
本図形22を確認しながら締付ボルト121の配設位置が開
口部124およびコンタリング溝129に重ならないように設
定することができる。

このように、加工図面を基本図形22を確認しながら基
本図形22に重ねて作成することができる。また、開口部
124の形状を設定すれば、直壁125,127と斜面126と開口
部128との形状のデータが自動的に作成されるので、正
確かつ迅速にダイホルダープレート12の加工図形を設計
することができる。

なお、開口部124等は色分けすることにより、配設位
置および形状を識別し易くすることができる。また、例
えば、入力部１を用いて開口部124のみ、あるいは締付
ボルト121のみを表示させることにより、これらの配設
位置をより確認し易くできる。

さらに、従来は金型に直接けがいて加工していたの
で、例えば、金型が故障した場合に当該金型を加工した
経験者が電話等により故障内容を聞くとき、故障箇所を
的確に判断することができなかった。一方、本発明では
金型の加工図面をプリントアウトするので、当該加工図
面を確認しながら故障内容を聞くことができ、正確に故
障箇所を判断して対策を行うことができる。また、設計
された金型のデータを記憶するようにしているので、プ
リント基板の仕様変更等に応じて金型の加工を変更する
場合に上記データに基づいて容易に金型の設計変更を行
うことができる。

〔発明の効果〕

本発明は、図形作成手段が、上記基本図形と下型との
重畳表示状態で、上記入力部からのポケット加工指示に
より１以上の上記部品孔を含むように領域指定された上
面開口を有するカス抜きポケットの加工データを生成
し、上記入力部からのコンタリング指示により上面開口
に含まれていない部品孔と該部品孔に対して最近距離に
ある上記指定された上面開口に対応するカス抜きポケッ
トとの間を連通するコンタリング溝の加工データを形成
するように構成したので、コンタリング溝の自動設計を
可能にするとともに、強度をできるだけ低下させること
なく抜きカスの排出を確実にする下型の金型を容易に設
計することができる。

また、第２のステップとして、基本図形と下型との重
畳表示状態で、上記入力部からのポケット加工指示によ
り１以上の上記部品孔を含むように領域指定された上面
開口を有するカス抜きポケットの加工データを生成する
ステップと、上面開口に含まれていない部品孔と該部品
孔に対して最近距離にある上記指定された上面開口に対
応するカス抜きポケットとの間を連通するコンタリング
溝の加工データを形成するステップとを有するようにし
たので、コンタリング溝の設計が容易になるとともに、
これにより強度をできるだけ低下させることなく抜きカ
スの排出を確実にする下型の金型を容易に設計すること
ができる。

また、入力部からのコンタリング指示により、一旦設
定されたコンタリング溝に対し、より好ましいコンタリ
ング溝を得るべく再設定することができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明に係るプリント基板用金型の設計装置の
構成図、第２図は本プリント基板用金型の設計装置によ
る設計方法のフローチャート、第３図，第４図はポンチ
プレートの設計方法を説明する図、第５図，第６図，第
７図，第９図はダイホルダープレートの設計方法を説明
する図、第８図はポケットの形状を説明する図、第10図
（ａ），（ｂ）はコンタリング溝を再設定する場合の手
順を説明する図、第11図はプリント基板用金型の断面図
である。１……入力部、２……表示部、３……出力部、４……記
憶部、５……読取部、６……中央処理部、７……バッキ
ングプレート、８……ポンチプレート、９……ストリッ
パープレート、10……上型、11……ダイプレート、12…
…ダイホルダープレート、13……下型、61……図形作成
手段、62……抽出手段。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント基板の部品孔のパンチング加工に
用いる上型及び下型からなる金型の設計装置であって、
上記プリント基板の部品孔データに基づいて基本図形を
平面表示する表示部と、この表示部に表示された上記基
本図形上に上型及び下型を選択的に重畳表示しつつ、入
力部からの入力指示に応じてぞれぞれの金型の加工図形
を作成する図形作成手段とを備え、上記図形作成手段
は、上記基本図形と下型との重畳表示状態で、上記入力
部からのポケット加工指示により１以上の上記部品孔を
含むように領域指定された上面開口を有するカス抜きポ
ケットの加工データを生成し、次いで上面開口に含まれ
ていない部品孔と該部品孔に対して最近距離にある上記
指定された上面開口に対応するカス抜きポケットとの間
を連通するコンタリング溝の加工データを形成するよう
になされていることを特徴とするプリント基板用金型の
設計装置。
【請求項２】プリント基板の部品孔のパンチング加工に
用いる上型及び下型からなる金型の設計方法であって、
上記プリント基板の部品孔データを読み取って基本図形
として平面表示する第１のステップと、この表示された
基本図形上に上型及び下型を選択的に重畳表示しつつ、
入力部からの入力指示に応じてそれぞれの金型の加工図
形を作成する第２のステップとからなり、この第２のス
テップは、上記基本図形と下型との重畳表示状態で、上
記入力部からのポケット加工指示により１以上の上記部
品孔を含むように領域指定された上面開口を有するカス
抜きポケットの加工データを生成するステップと、上面
開口に含まれていない部品孔と該部品孔に対して最近距
離にある上記指定された上面開口に対応するカス抜きポ
ケットとの間を連通するコンタリング溝の加工データを
形成するステップとを有することを特徴とするプリント
基板用金型の設計方法。
【請求項３】上記コンタリング溝の加工データは、上記
入力部からコンタリング指示により再設定されるように
なされていることを特徴とする請求項２記載のプリント
基板用金型の設計方法。