JP3550617B2 - レーザ加工装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板に止まり穴を加工するためのレーザ加工装置にかかり、特に、プリント基板の両面を加工するのに好適なレーザ加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板（以下、単に基板という）の多層化にともない、その表面に形成される回路パターンと何層か下にある回路パターンとを接続するための止まり穴を加工する要求が増えてきている。
【０００３】
多層基板に止まり穴を加工する場合には、予め、目的とする層の回路パターンに接する絶縁層までドリルにより窓穴を形成した後、その窓穴に炭酸ガスレーザから発振されたレーザ光を照射して、回路パターン上に残る絶縁物を除去することが提案されている。
【０００４】
このような加工方法を用いることにより、炭酸ガスレーザなどの赤外領域のレーザ光では、回路パターンを形成する銅が加工できないため、回路パターンを傷つけることなく確実に所要の止まり穴を加工することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来提案されているレーザ加工装置においては、基板の両面に止まり穴を加工する点についての配慮がないため、片面を加工するごとに、作業者が基板を反転しなければならず、常に一人に作業者がレーザ加工機による加工の進行状況を監視するなど作業性が悪いものになっていた。
【０００６】
上記の事情に鑑み、本発明の目的は、レーザ加工機による基板両面の止まり穴の加工を自動的に行えるようにしたレーザ加工装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明においては、加工対象のプリント基板を供給する供給装置と、直交する２辺にそれぞれストッパが固定され、各ストッパに対向しストッパと直交する方向に移動可能な位置決めピンを備え、前記供給装置から供給されたプリント基板の位置決めを行う第１の位置決め装置と、プリント基板を載置、固定するＸＹテーブルと、レーザ発振器からのレーザ光をプリント基板に集光照射する加工光学系を備え、プリント基板に止まり穴を加工するレーザ加工機と、前記レーザ加工機の機械原点に対する前記ＸＹテーブル上のプリント基板の加工基準位置のずれ量を求める加工基準位置検出手段と、プリント基板を保持する保持手段を備え、前記供給装置と前記第１の位置決め装置との間および当該第１の位置決め装置と前記レーザ加工機との間でプリント基板を移載する第１の移載装置と、プリント基板の搬送方向の両側に位置するように回転可能に配置された一対のアームと、各アームにプリント基板を上下から挾むように配置された各一対の第２のベルトコンベアとを備え、ベルトコンベアの間にプリント基板を挾みアームを１８０度回転させてプリント基板の上下を反転させる反転装置と、昇降可能なストッパと第１のベルトコンベアを備え、少なくとも１面の加工が終了したプリント基板の前記反転装置への搬送、および当該反転装置で反転されたプリント基板の位置決めを行う第２の位置決め装置と、プリント基板を保持する保持手段を備え、前記レーザ加工機と前記第２の位置決め装置との間でプリント基板を移載する第２の移載装置と、前記反転装置から送られてきたプリント基板を回収する回収装置と、プリント基板を保持する保持手段を備え、前記反転装置から前記回収装置にプリント基板を移載する第３の移載装置とを設けた。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１および図２はレーザ加工装置の全体構成を示すもので、図１は正面図、図２はその平面図である。
【０００９】
同図において、Ａは供給装置で、供給台車２５に積層、供給された基板１を、最上端の基板１が所定の高さになるように位置決めする。Ｂは位置決め装置で、供給装置Ａから取り出された基板１の位置決めを行う。Ｃはレーザ加工機で、ＸＹテーブル５０にクランプ装置Ｄで基板１を固定し、窓穴にレーザ光を照射して基板１に止まり穴の加工を行う。Ｅは第１の移載装置で、供給装置Ａに供給された基板１を取り出し位置決め装置Ｂに移載するとともに、位置決め装置Ｂで位置決めされた基板１をレーザ加工機Ｃのテーブル上に移載する。
【００１０】
Ｆは第２の位置決め装置で、後述する反転装置で反転された基板１の位置決めを行う。Ｇは第２の移載装置で、レーザ加工機Ｃのテーブルと第２の位置決め装置Ｅの間で基板１の移載を行う。Ｈは反転装置で、片面が加工された基板１の上下を反転する。Ｉは回収装置で、加工された基板１を供給台車２５に回収する。Ｊは第３の移載装置で、加工済の基板１を所定の回収位置から供給台車２５上に移載する。
【００１１】
図３は、供給装置Ａの側面図である。
同図において、２は筐体。３は軸受で、筐体２の上部に固定されている。４は軸受で、筐体２の下部に軸受３と対向するように固定されている。５はねじ軸で、軸受３と軸受４の間に回転可能に支持されている。６はガイドバで、ねじ軸５と平行に軸受３と軸受４の間に固定されている。
【００１２】
７はモータで、軸受４に固定されている。８は歯車で、モータ７の回転軸に固定されている。９は歯車で、歯車８と噛み合うようにねじ軸５の一端に固定されている。１０はナットで、ねじ軸５に螺合している。１１は軸受で、ガイドバ６に摺動可能に嵌合している。１２はプレートで、ナット１０と軸受１１に固定されている。１３はリフタで、プレート１２に固定されている。１４はガイドで、リフタ１３から突出するようにリフタ１３に固定されている。
【００１３】
１５はプレートで、筐体２の下部に固定されている。１６はブラケットで、プレート１５に固定されている。１７はシリンダで、ピン１８を介してブラケット１６に揺動可能に支持されている。１９はブラケットで、プレート１５に固定されている。２０はクランプレバで、ピン２１を介してブラケット１９に揺動可能に支持され、ピン２２を介してシリンダ１７の可動部材に揺動可能に結合されている。２３はストッパで、プレート１５に固定されている。
【００１４】
２５は供給台車。２６はカートで、Ｌ字状に形成されている。２７は車輪で、軸受２８を介してカート２６の底面に取り付けられている。２９はクランパで、前記クランプレバ２０と対向するようにカート２６の先端に固定されている。３０はクッションで、前記ストッパ２３と対向するようにカート２６の先端に固定されている。
【００１５】
３１は台で、カート２６に固定されている。３２は基板受けで、カート２６の垂直面に直線案内手段（図示せず）を介して昇降可能に支持されている。３３はローラで、基板受け３２の先端下部に前記ガイド１４と対向するようにピン３４を介して回転可能に支持されている。
【００１６】
このような構成であるから、供給台車２５を、クッション３０がストッパ２３に当接するまで供給装置Ａに押し込むと、ローラ３３がガイド１４に沿ってリフタ１３上に乗り上げる。この時、基板受け３２は台３０から浮き上がるように若干上昇する。また、シリンダ１７が作動して、クランプレバ２０をか移動させ、クランプレバ２０をクランパ２９に係合させ、供給台車２５の動きを規制する。この状態で、モータ７を作動させ、歯車８、歯車９、ねじ軸５およびナット１０を介してプレート１２を上昇させると、リフタ１３上昇して基板受け３２を押し上げ、基板受け３２上に載置された基板１を上昇させることができる。
【００１７】
図４は、位置決め装置Ｂの平面図である。
同図において、３５は位置決めテーブルで、それぞれ一対の長穴３６、３７が形成されている。３８、３９はストッパで、位置決めテーブル３５の直交する側面に固定されている。
【００１８】
４０はロッドレス形のシリンダで、ブラケット（図示せず）を介して位置決めテーブル３５の底面に長穴３６と平行に固定されている。４１はピン受けで、位置決めテーブル３５の下に位置するようにシリンダ４０の可動部材に固定されている。４２は位置決めピンで、長穴３６を摺動可能に貫通し、位置決めテーブル３５の上面より突出するようにピン受け４１に支持されている。
【００１９】
４３はロッドレス形のシリンダで、ブラケット（図示せず）を介して位置決めテーブル３５の底面に長穴３７と平行に固定されている。４４はピン受けで、位置決めテーブル３５の下に位置するようにシリンダ４３の可動部材に固定されている。４５は位置決めピンで、長穴３７を摺動可能に貫通し、位置決めテーブル３５の上面より突出するようにピン受け４４に支持されている。
【００２０】
このような構成であるから、各位置決めピン４２、４５がストッパ３８、３９から最も離れた位置で待機している状態で、位置決めテーブル３５の各ストッパ３８、３９と位置決めピン４２、４５で囲まれる領域に基板１を載置し、シリンダ４０、４３を作動させ、位置決めピン４２、４５をストッパ３８、３９に近付けることにより、位置決めピン４２、４５で基板１をストッパ３８、３９に押しつけて基板１の位置決めを行うことができる。
【００２１】
レーザ加工機Ｃは、図１および図２に示すような構成になっている。
同図において、５０はＸＹテーブルで、載置した基板１を固定するためのクランプ装置Ｄを備えている。５１はレーザ電源。５２はレーザ発振器で、レーザ加工機ＣのベッドにＸＹテーブル５０の移動領域を跨ように設置されたコラム（図示せず）の上に固定されている。５３は加工光学系で、コラムの側面にＸＹテーブル５０と対向するように固定されている。
【００２２】
５４はＴＶカメラで、加工光学系５３と所定の間隔で平行にコラムに固定されている。５５は画像処理装置で、ＴＶカメラ５４に接続されている。５６はモニタで、画像処理装置５５に接続され、ＴＶカメラ５４の撮像結果を表示する。
【００２３】
このような構成であるから、ＸＹテーブル５０上に載置された基板１をクランプ装置Ｄで固定した後、ＸＹテーブル５０を作動させ、基板１に形成された基準位置マークの一つをＴＶカメラ５４の下方に移動させる。ＴＶカメラ５４で基準位置マークを撮像し、画像処理装置５５で撮像領域内における基準位置マークの座標を求め、ＸＹテーブル５０の現在位置の座標と撮像領域内における基準位置マークの座標からレーザ加工器Ｃの機械原点に対す基準位置マークのずれ量を求める。
【００２４】
複数の基準位置マークについてそれぞれ機械原点に対す基準位置マークのずれ量を求め、これらをＮＣ装置（図示せず）に与えて、加工時における基板１の加工位置の指令値を補正する。
【００２５】
図５ないし図１０は、クランプ装置Ｄの構成を示すもので、図５は、平面図、図６は、図５のＭ−Ｍ断面図、図７は、図５のＮ−Ｎ断面図、図８は、図５のＯ−Ｏ断面図、図９は、図５のＰ−Ｐ断面図、図１０は、図５のＱ−Ｑ断面図である。
【００２６】
図５および図６において、５６はサブテーブルで、基板１を吸着する吸着用の複数の細穴５７が形成され、ＸＹテーブル５０上に固定されている。５８はエジェクタで、配管５９を介してサブテーブル５６の側面に形成された穴６０に接続され、ＸＹテーブル５０とサブテーブル５６の間に形成された空間に負圧を供給する。６１はレールで、ＸＹテーブル５０の両端部に平行に固定されている。
【００２７】
６２はスライダ。６３、６４はローラで、レール６１を挾むようにスライダ６２の下面に回転可能に支持されている。６５はサポートで、一端がスライダ６２に固定されている。６６は軸受で、サポート６５の両側に位置するようにスライダ６２に固定されている。６７は軸で、軸受６６に回転可能に支持されている。６８はクランプレバで、軸６７に固定されている。６９は押さえプレートで、クランプレバ６８に固定されている。７０は押さえゴムで、押さえプレート６９に固定されている。
【００２８】
７１は軸受で、サポート６５の一端に固定されている。７２はシリンダで、一端がピン７３を介して軸受７１に揺動可能に支持されている。７４は軸で、クランプレバ６８の間に固定され、シリンダ７２のロッド７５と回転可能に結合されている。
【００２９】
なお、スライダ６２の両端部には、レール６１の上面と対向するねじ穴が形成され、先端がレール６１と接触するようにねじ穴に螺合するねじ部が形成されノブ７６を備えている。
【００３０】
このような構成であるから、ノブ７６の先端をレール６１に強く押しつけることによりスライダ６２の移動を停止させることができ、ノブ７６を緩めることによりスライダ６２の移動を可能にすることができる。したがって、サブテーブル５６上に載置される基板１の大きさに合わせて任意の位置へ移動させることができる。
【００３１】
また、シリンダ７２を作動させ、クランプレバ６８を揺動させることにより、サブテーブル５６上に載置された基板１を固定、開放することができる。
【００３２】
図５、図７および図８において、７９はストッパで、レール６１の両端に固定されている。８０はスライダ。８１、８２はローラで、レール６１を挾むようにスライダ８０の下面に回転可能に支持されている。８３は軸受で、スライダ８０に固定されている。８４はクランプバで、軸受８３に回転可能に支持されている。８５は押さえバで、クランプバ８４に固定されている。８６は押さえゴムで、押さえバ８５に固定されている。８７はストッパで、軸受８３に固定されている。
【００３３】
８８はノブで、スライダ８０の両端に形成されたねじ穴に螺合するねじ部が形成されている。８９は回転形のシリンダで、ブラケット９０を介してスライダ８０に支持されている。シリンダ８９の回転軸は、クランプバ８４に結合されている。
【００３４】
このような構成であるから、ノブ８８の先端をレール６１に強く押しつけることによりスライダ８０の移動を停止させることができ、ノブ８８を緩めることによりスライダ８０の移動を可能にすることができる。したがって、サブテーブル５６上に載置される基板１の大きさに合わせて任意の位置へ移動させることができる。
【００３５】
また、シリンダ８９を作動させることにより、クランプバ８４を回転させ、サブテーブル５６上に載置された基板１を固定、開放することができる。
【００３６】
図５、図９および図１０において、９５はスライダ。９６、９７はローラで、レール６１を挾むようにスライダ９５の下面に回転可能に支持されている。９８はサポートで、スライダ９５に固定されている。９９は軸受で、サポート９８の両側に位置するようにスライダ９５に固定されている。
【００３７】
１００は軸で、軸受９９に支持されている。１０１はリンクで、軸１００に回転可能に支持されている。１０２は軸で、リンク１０１に回転可能に支持されている。１０３はプレートで、軸１０２に回転可能に支持されている。そして、軸１００、リンク１０１、軸１０２およびプレート１０３で平行四辺形リンクを構成している。
【００３８】
１０４は軸受で、サポート９８に固定されている。１０５はシリンダで、一端がピン１０６で軸受１０４に揺動可能に結合されている。１０７はシリンダロッドで、軸１０２の一方に回転可能に結合されている。
【００３９】
１０８はリンクプレートで、長穴１０９が形成され、この長穴１０９を貫通するねじ１１０を介して、プレート１０３に位置調整可能に支持されている。１１１はリンクプレートで、長穴１１２が形成され、この長穴１１２を貫通するねじ１１３を介して、リンクプレート１０８に位置調整可能に支持されている。
【００４０】
１１４はブラケットで、リンクプレート１１１の一端に固定されている。１１５は押さえプレートで、ブラケット１１４に固定されている。１１６は押さえゴムで、押さえプレート１１５に固定されている。
【００４１】
１１７はノブで、スライダ９５の両端に形成されたねじ穴に螺合するねじ部が形成されている。
【００４２】
このような構成であるから、ねじ１１０、１１３を緩め、リンクプレート１０８、１１１を移動させることにより、サブテーブル５６上に載置される基板１の大きさに合わせて、押さえプレート１１５の位置を設定することができる。また、シリンダ１０５を作動させることにより、サブテーブル５６上に載置された基板１を固定、開放することができる。
【００４３】
ノブ１１７の先端をレール６１に強く押しつけることによりスライダ９５の移動を停止させることができ、ノブ１１７を緩めることによりスライダ９５の移動を可能にすることができる。したがって、サブテーブル５６上に載置される基板１の大きさに合わせて任意の位置へ移動させることができる。
【００４４】
図１１は、第１の移載装置の正面図である。
同図において、１２０は直線案内装置のレールで、供給装置Ａからレーザ加工機Ｃの供給位置の上方に配置されている。１２１は直線案内装置の軸受で、レール１２０に摺動可能に支持されている。１２２はブラケットで、軸受１２１に固定されている。１２３はフレームで、ブラケット１２２に固定されている。なお、ブラケット１２２は、シリンダ（図示せず）に接続され、シリンダの作動によりレール１２０に沿って移動するようになっている。
【００４５】
１２４はシリンダで、フレーム１２３が供給装置Ａ側の移動端にあるとき、供給装置Ａに供給された基板１と対向するようにフレーム１２３に固定されている。１２５はガイドで、シリンダ１２４の両側に位置するようにフレーム１２３に固定されている。１２６はプレートで、シリンダ１２４とガイド１２５に固定されている。１２７は吸着パッドで、プレート１２６に支持され、真空供給源（図示せず）に接続されている。
【００４６】
１２８はシリンダで、フレーム１２３が供給装置Ａ側の移動端にあるとき、位置決め装置Ｂの位置決めテーブル３５と対向するようにフレーム１２３に固定されている。１２９はガイドで、シリンダ１２８の両側に位置するようにフレーム１２３に固定されている。１３０はプレートで、シリンダ１２８とガイド１２９に固定されている。１３１は吸着パッドで、プレート１３０に支持され、真空供給源（図示せず）に接続されている。
【００４７】
このような構成であるから、シリンダ１２４、１２８を作動させ、吸着パッド１２７、１３１を下降させて、吸着パッド１２７、１３１を基板１に押し付け、真空供給源から吸着パッド１２７、１３１に真空圧を供給することにより基板１を保持することができる。また、吸着パッド１２７、１３１を大気圧に連通させることにより基板を開放することができる。
【００４８】
また、供給装置Ａに供給された基板１と位置決め装置Ｂの位置決めテーブル３５上に載置された基板１を吸着パッド１２７、１３１で同時に保持して、供給装置Ａから位置決め装置Ｂへ、位置決め装置Ｂからレーザ加工機Ｃへ同時に移載することができる。
【００４９】
図１２は、第２の位置決め装置Ｆと第２の移載装置Ｇの正面図である。
まず、第２の位置決め装置Ｆに付いて説明する。同図において、１３５はプーリで、フレーム（図示せず）に回転可能に支持された軸（図示せず）にそれぞれ軸方向に所定の間隔で支持されている。１３６はモータ。１３７はプーリで、モータ１３６の回転軸に固定されている。１３８はベルトで、所定の間隔でプーリ１３５、１３７に平行に掛け渡されている。１３９はシリンダで、前記フレームに固定されている。１４０はストッパで、ベルト１３８の間に位置するようにシリンダ１３９に固定されている。
【００５０】
このような構成であるから、モータ１３６を作動させることにより、ベルト１３８上に載置された基板１を、レーザ加工機Ｃ側から反転装置Ｈ側（図面の右から左）へ搬送することができる。この時、シリンダ１３９を作動させ、ストッパ１４０をベルト１３８の間から上方へ突出させ、基板１をストッパ１４０に当接させることにより、基板１の位置決めを行うことができる。
【００５１】
次に、第２の移載装置Ｇについて説明する。同図において、１４１は直線案内装置のレールで、レーザ加工機Ｃから第２の位置決め装置Ｆの上方に配置されている。１４２は直線案内装置の軸受で、レール１４１に摺動可能に支持されている。なお、軸受１４２は、ブラケット（図示せず）を介してシリンダ（図示せず）に接続され、シリンダの作動によりレール１４１に沿って移動するようになっている。
【００５２】
１４３はシリンダで、軸受１４２に固定されている。１４４はガイドで、シリンダ１４３の両側に位置するように軸受１４２に固定されている。１４５はプレートで、シリンダ１４３とガイド１４４に固定されている。１４６は吸着パッドで、プレート１４５に支持され、真空供給源（図示せず）に接続されている。
【００５３】
このような構成であるから、シリンダ１４３を作動させ、吸着パッド１４６を下降させて、吸着パッド１４６を基板１に押し付け、真空供給源から吸着パッド１４６に真空圧を供給することにより基板１を保持することができる。また、吸着パッド１４６を大気圧に連通させることにより基板を開放することができる。
【００５４】
図１３ないし図１８は、反転装置Ｈの構成を示すもので、図１３は、側面図、図１４は、図１３のＲ−Ｒ断面図、図１５は、要部の拡大図、図１６は、駆動系統図、図１７は、図１３のＳ矢視図、図１８は、図１７の平面図である。
【００５５】
図１３、図１４において、１５０はフレーム。１５１は固定ベースで、フレーム１５０に固定されている。１５２はブラケットで、フレーム１５０に固定されている。１５３はガイドバで、ブラケット１５２に固定されている。１５４は軸受で、ガイドバ１５３に摺動可能に支持されている。１５５は移動ベースで、軸受１５４に固定されている。
【００５６】
１５６は軸受で、フレーム１５０に固定されている。１５７はスプライン軸で形成された駆動軸で、軸受１５６に回転可能に支持されている。１５８、１５９はタイミングプーリで、駆動軸１５７の両端部に固定されている。１６０はタイミングプーリで、駆動軸１５７に摺動可能に支持されている。１６１はモータで、ブラケット１６２を介してフレーム１５０に固定されている。１６３はタイミングプーリで、モータ１６１の回転軸に固定されている。１６４はタイミングベルトで、タイミングプーリ１５８とタイミングプーリ１６３の間に掛け渡されている。
【００５７】
１６５は軸受で、フレーム１５０に固定されている。１６６はねじ軸で、軸受１６５に回転可能に支持されている。１６７はナットで、ねじ軸１６６に螺合し、ブラケット１６８を介して移動ベース１５５に結合されている。１６９はハンドルで、ねじ軸１６６の一端に固定されている。
【００５８】
したがって、ハンドル１６９をまわすことにより、移動ベース１５５をガイドバ１５３に沿って、固定ベース１５１に近接、離間させるように移動させ、固定コラム１７１と移動コラム１７２の間隔を調整することができる。この時、移動コラム１７２側のタイミングプーリ１６０も移動ベース１５５とともに駆動軸１５７に沿って移動する。
【００５９】
図１３、図１５ないし図１８において、１７１は固定コラムで、固定ベース１５１上に固定されている。１７２は移動コラムで、移動ベース１５５上に固定されている。なお、固定コラム１７１と移動コラム１７２は同じ構成であるので、固定コラム１７１について説明する。
【００６０】
１７３は中空の回転軸で、軸受１７４、１７５を介してコラム１７１に回転可能に支持されている。この回転軸１７３の一端には圧縮空気の供給口１７６が形成されている。１７７は回転継ぎ手で、圧縮空気の供給源と回転軸１７３を接続している。１７８はタイミングプーリで、回転軸１７３に固定されている。１７９はタイミングベルトで、前記タイミングプーリ１５９とタイミングプーリ１７８の間に掛け渡されている。
【００６１】
１８０はプレートで、軸１７３の一端に固定されている。１８１は軸受で、プレート１８０に固定されている。１８２は軸で、軸受１８１に回転可能に支持されている。１８３はスプロケットで、軸１８２の一端に固定されている。１８４はプーリで、軸１８２の一端に固定されている。１８５は軸受で、プレート１８０に固定されている。１８６は軸で、軸受１８５に回転可能に支持されている。１８７はスプロケットで、軸１８６の一端に固定されている。１８８はプーリで、軸１８６の一端に固定されている。
【００６２】
１８９はモータで、コラム１７１に固定されている。１９０はスプロケットで、モータ１８９の回転軸に固定されてる。図１６に示すように、１９１はスプロケットで、軸受（図示せず）を介してコラム１７１に回転可能に支持されている。１９２はチェーンで、スプロケット１９０とスプロケット１９１の間に掛け渡されている。そして、プレート１８０が所定の角度回転したとき、スプロケット１８３もしくはスプロケット１８７がチェーン１９２と噛み合うようになっている。 １９５はアームで、軸１８２と軸１８６の間に位置するようにプレート１８０に固定されている。１９６、１９７はプーリで、図１７に示すように、アーム１９５に回転可能に支持されている。１９８はベルトで、プーリ１８４とプーリ１９６に掛け渡されている。１９９はベルトで、プーリ１８８とプーリ１９７に掛け渡されている。
【００６３】
図１８において、２００はサポートで、アーム１９５に固定されている。２０１はローラで、サポート２００の一端に回転可能に支持されている。２０２はＯリングで、ローラ２０１の外周に装着されている。
【００６４】
２０３はシリンダで、ブラケット２０４を介してアーム１９５に固定されている。２０６はストッパで、シリンダ２０３の可動部材に固定されている。
【００６５】
このような構成であるから、モータ１６１が作動すると、タイミングプーリ１６３、タイミングベルト１６４、タイミングプーリ１５８を介して駆動軸１５７が回転し、タイミングプーリ１５９、１６０、タイミングベルト１７９タイミングプーリ１７８に回転が伝達され、回転軸１７３を回転させることができる。この時、ベルト１９８とベルト１９９の間に基板が挾持されていると、基板を反転させることができる。
【００６６】
また、チェーン１９２にスプロケット１８３もしくはスプロケット１８７が噛み合った状態で、モータ１８９が作動すると、スプロケット１９０、チェーン１９２、スプロケット１８３もしくはスプロケット１８７を介して軸１８２もしくは軸１８６が回転し、プーリ１８４もしくはプーリ１８８を回転させ、ベルト１９８もしくはベルト１９９を走行させて、ベルト１９８とベルト１９９の間に位置する基板を搬送することができる。
【００６７】
図１９は、回収装置Ｉと第３の移載装置Ｊの正面図である。
まず、回収装置Ｉに付いて説明する。なお、基板受け３２を有する供給台車（図示せず）と、基板受け３２を昇降させる機構については、供給装置Ａと同じであるので説明を省略する。同図において、２０５はプーリで、フレーム（図示せず）に回転可能に支持された軸（図示せず）にそれぞれ軸方向に所定の間隔で支持されている。２０６はモータ。２０７はプーリで、モータ２０６の回転軸に固定されている。２０８はベルトで、所定の間隔でプーリ２０５、２０７に平行に掛け渡されている。２０９はストッパで、前記フレームに固定されている。
【００６８】
このような構成であるから、モータ２０６を作動させることにより、ベルト２０８上に載置された基板１を、反転装置Ｈ側から基板受け３２側（図面の右から左）へ搬送することができる。この時、基板１をストッパ２０９に当接させることにより、基板１の位置決めを行うことができる。
【００６９】
次に、第３の移載装置Ｊについて説明する。同図において、２１１は直線案内装置のレールで、ベルト２０８から基板受け３２の上方に配置されている。２１２は直線案内装置の軸受で、レール２１１に摺動可能に支持されている。なお、軸受２１２は、ブラケット（図示せず）を介してシリンダ（図示せず）に接続され、シリンダの作動によりレール２１１に沿って移動するようになっている。
【００７０】
２１３はシリンダで、軸受２１２に固定されている。２１４はガイドで、シリンダ２１３の両側に位置するように軸受２１２に固定されている。２１５はプレートで、シリンダ２１３とガイド２１４に固定されている。２１６は吸着パッドで、プレート２１５に支持され、真空供給源（図示せず）に接続されている。
【００７１】
このような構成であるから、シリンダ２１３を作動させ、吸着パッド２１６を下降させて、吸着パッド２１６を基板１に押し付け、真空供給源から吸着パッド２１６に真空圧を供給することにより基板１を保持することができる。また、吸着パッド２１６を大気圧に連通させることにより基板を開放することができる。
【００７２】
上記の構成において、図３に示すように、供給装置Ａに、予め止まり穴用の窓穴が形成された基板１を基板受け３２上に積層した台車２５を、クッション３０がストッパ２３に接触するまで供給装置Ａに挿入する。この時、ローラ３３がガイド１４に沿ってリフタ１３に乗り上げる。一方、クッション３０がストッパ２３に接触すると、シリンダ１７が作動して、クランプレバ２０を回動させてクランパ２９に係合させ台車２５を拘束する。
【００７３】
そして、モータ７を作動させ、歯車８、歯車９を介してねじ軸５を回転させると、ナット１０を介してリフタ１３が上昇する。すると、ローラ３３を介して基板受け３２が押し上げられて最上端の基板１を所定の位置まで上昇させる。この時、所定の位置に透過形の光電スイッチを配置し、この光電スイッチの検出信号でモータ７を停止させるようにしてもよい。また、一対の透過形の光電スイッチを上下方向に所定の間隔で配置し、その両方が基板１を検出した時モータ７を停止させ、両方が基板１を検出していない時、モータ７を作動させるようにしてもよい。
【００７４】
基板１が所定の位置に位置決めされると、図１１に示す移載装置Ｅのシリンダ１２４、１２８が作動して、吸着パッド１２７、１３１を下降させ、基板受け上の基板１と、位置決めテーブル上で位置決めされた基板を吸着、保持する。そして、吸着パッド１２７、１３１で基板１を保持すると、シリンダ１２４、１２８が作動して、基板１を所定の位置へ引上げる。
【００７５】
この状態で、図示していないシリンダが作動して、プレート１２３を２点鎖線の位置に移動させる。この時、位置決め装置Ｂの位置決めピン４２、４５は、それぞれ対向するストッパ３８、３９から最も離れた待機位置で待機し、レーザ加工機ＣのＸＹテーブル５０は、位置決め装置Ｂ側の移動端で待機している。
【００７６】
プレート１２３が移動端に到達するすると、シリンダ１２４、１２８が作動して吸着パッド１２７、１３１で保持している基板１を位置決めテーブル３５とＸＹテーブル５０上に載置する。吸着パッド１２７、１３１が基板１を開放すると、シリンダ１２４、１２８が作動して吸着パッド１２７、１３１を上昇させる。このようにして、基板受け３２上の基板１を位置決めテーブル３５上に、位置決めテーブル３５上の基板１をＸＹテーブル５０上にそれぞれ移載する。
【００７７】
位置決め装置Ｃは、図４に示すように、位置決めテーブル３５上に基板１が載置されると、シリンダ４０、４３が作動して、位置決めピン４２、４５をストッパ３８、３９に向けて移動させる。そして、位置決めピン４２、４５で基板１をストッパ３８、３９に押しつけて基板１の位置決めを行う。この時、基板１が薄く剛性が小さい場合には、基板１の中央部を軽く押さえ、基板１の撓みを防止するようにしてもよい。なお、基板１を押さえる手段としては、たとえば、その上部から板をスタンプのように下降させることができる。
【００７８】
レーザ加工装置Ｃは、図５に示すように、予め加工する基板１の大きさに合わせて、押さえプレート６９、押さえバ８５、押さえプレート１１５の位置が設定されている。そして、基板１がＸＹテーブル５０のサブテーブル５６上に載置されると、エジェクタ５８が作動して細穴５７を介して基板１を吸着するとともに、シリンダ７２、シリンダ８９およびシリンダ１９５が作動して、押さえプレート６９、押さえバ８５、押さえプレート１１５で基板１の外周部を押さえ基板１をサブテーブル５６に固定する。
【００７９】
すると、ＸＹテーブル５０が移動して、基板１に形成された基準位置マークの一つをＴＶカメラ５４の下方に位置決めする。そして、ＴＶカメラ５４による基準位置マークの撮像が終わると、再びＸＹテーブル５０が移動して他の基準位置マークをＴＶカメラ５４の下方に位置決し、ＴＶカメラ５４により基準位置マークを撮像する。
【００８０】
画像処理装置５５は、機械原点に対するＸＹテーブル５０の移動量および少なくとも２つの基準位置マークの撮像結果からレーザ加工機ＣのＸＹ座標に対する基板１のずれ量および傾き量を算出して、その算出結果をレーザ加工機ＣのＮＣ装置に補正量として印加する。
【００８１】
レーザ加工機Ｃは、ＮＣ装置からの指令に基づいてＸＹテーブル５０を移動させ、基板１の加工部位を加工光学系５３の集光位置に位置決めし、レーザ発振機５２からのレーザ光を照射して、基板１に止まり穴の加工を行う。
【００８２】
所要の加工が終了すると、ＸＹテーブル５０は、第２の位置決め装置Ｆ側の移動端へ移動する。そして、シリンダ７２、８９、１０５が作動して基板１を開放するとともに、エジェクタ５８が停止して基板１の吸着を解除する。
【００８３】
すると、第２の移載装置Ｇは、図１２に示すように、２点鎖線で示す位置でシリンダ１４３が作動して吸着パッド１４６を下降させ、吸着パッド１４６をＸＹテーブル上の基板に押し付け、真空供給源から吸着パッド１４６に真空圧を供給して基板１を保持させる。そして、シリンダ１４３の作動により基板１をＸＹテーブルから引上げる。なお、ＸＹテーブルはそのままの状態で待機する。
【００８４】
この状態で、図示していないシリンダが作動して、基板１を第２の位置決め装置Ｆのベルト１３８の上方に移動させる。すると、再びシリンダ１４３が作動して、基板１をベルト１３８に接触するまで下降させ、吸着パッド１４６を大気圧に連通させ、基板１の吸着を解除する。そして、シリンダ１４３が作動して吸着パッド１４６を上昇させると、ＸＹテーブル上の基板１を第２の位置決め装置Ｆのベルト１３８上に移載することができる。
【００８５】
第２の位置決め装置は、ベルト１３８上に基板１が載置されると、ストッパ１４０をベルト１３８の搬送面より下方の待機位置に待機させた状態で、モータ１３６が作動して、プーリ１３７を介してベルト１３８を走行させ、載置された基板１を反転装置Ｈのベルト１９８、１９９（図１７参照）の間に送り込む。
【００８６】
反転装置Ｈは、モータ１８９を作動させ、スプロケット１９０、チェーン１９２、スプロケット１８７、軸１８６およびプーリ１８８を介してベルト１９９を走行させ、第２の位置決め装置Ｆから送り込まれた基板１をベルト１９８とベルト１９９の間に引き込む。この時、基板１は、搬送方向と平行は両端がベルト１９９によって支持され、中央部は、サポート２００の先端のローラ２０１に設けられたＯリング２０２によって支えられる（図１８参照）。
【００８７】
基板１がアーム１９５の所定の位置まで引き込まれると、モータ１８９は停止する。すると、シリンダ２０３が作動して、ストッパ２０５を基板１の搬送経路に突出させる。この状態で、モータ１６１が作動して、タイミングプーリ１６３、タイミングベルト１６４、タイミングプーリ１５８、駆動軸１５７、タイミングプーリ１５９、１６０（図１３、図１４参照）、タイミングベルト１７９、タイミングプーリ１７８および回転軸１７８を介してプレート１８０およびアーム１９５（図１５参照）を回転させる。
【００８８】
アーム１９５が１８０度回転すると、基板１の上下が反転される。アーム１９５が停止すると、シリンダ２０３が作動して、ストッパ２０５を待機位置へ後退させる。すると、モータ１８９が作動して、スプロケット１９０、チェーン１９２、スプロケット１８３、軸１８２およびプーリ１８４を介してベルト１９８を第２の位置決め装置Ｆに向けて走行させ、基板１を第２の位置決め装置Ｆに向けて搬送する。
【００８９】
第２の位置決め装置Ｆも、モータ１３６を作動させ、ベルト１３８をレーザ加工機Ｃ側に向けて走行させ、反転装置Ｈから送り込まれる基板１を受け取り、基板１がストッパ１４０の上方を通過する位置まで搬送し停止する。すると、シリンダ１３９が作動してストッパ１４０をベルト１３８の搬送面から突出させる。この状態で、モータ１３６が作動して、基板１をストッパ１４０側へ搬送し、基板１をストッパ１４０に当接させて、基板１の位置決めを行ないモータ１３６が停止する。
【００９０】
すると、第２の移載装置Ｇのシリンダ１４３が作動して、吸着パッド１４６を位置決めされた基板１に押しつけ、真空供給源から吸着パッド１４６に真空圧を供給して基板１を保持させる。そして、シリンダ１４３の作動により基板１をベルト１３８から引き上げる。
【００９１】
この状態で、図示していないシリンダが作動して、基板１を２点鎖線の位置の下方で待機するレーザ加工機ＣのＸＹテーブルの上方に移動させる。すると、再びシリンダ１４３が作動して、基板１をＸＹテーブルのサブテーブルに接触するまで下降させ、吸着パッド１４６を大気圧に連通させ、基板１の吸着を解除する。そして、シリンダ１４３が作動して吸着パッド１４６を上昇させると、第２の位置決め装置Ｆのベルト１３８の基板１を上ＸＹテーブル上に移載することができる。
【００９２】
基板１がＸＹテーブル上に載置されると、レーザ加工機Ｃは、前記と同様にして、基板１の加工を行う。そして、所要の加工が終了すると、基板１は、前記と同様にして、ＸＹテーブルから第２の位置決め装置Ｆのベルト１３８上に移載され、第２の位置決め装置Ｆから反転装置Ｈに送り込まれる。さらに、反転装置Ｈは、モータ１８９の作動により、第２の位置決め装置Ｆから送り込まれた基板１を回収装置Ｉに向けて送り出す。
【００９３】
回収装置Ｉは、図１９に示すように、モータ２０７を作動させ、プーリ２０７を介してベルト２０８を走行させ、反転装置Ｈから送り込まれた基板１をストッパ２０９に当接するまで引き込む。そして、基板１がストッパ２０９に当接して位置決めされるとモータ２０７が停止する。
【００９４】
第３の移載装置Ｊのシリンダ２１３が作動して、吸着パッド２１６を位置決めされた基板１に押しつけ、真空供給源から吸着パッド２１６に真空圧を供給して基板１を保持させる。そして、シリンダ２１３の作動により基板１をベルト２０８から引き上げる。
【００９５】
この状態で、図示していないシリンダが作動して、基板１を２点鎖線の位置の下方で待機する基板受け３２の上方に移動させる。すると、再びシリンダ２１３が作動して、基板１を基板受け３２（もしくはその上に載置された基板１）の上に接触するまで下降させ、吸着パッド２１６を大気圧に連通させ、基板１の吸着を解除する。そして、シリンダ２１３が作動して吸着パッド２１６を上昇させると、基板１をベルト２０８から基板受け３２上に移載することができる。
【００９６】
なお、回収装置Ｉの基板受け３２は、その上に載置された基板１の量に応じて下降させ、最上端の基板１の位置が一定の位置（もしくは範囲）に位置するように制御される。
【００９７】
上記のように、１枚の基板を反転させて加工することにより、自動的の基板の両面を加工することができ、作業性を向上させることができる。
【００９８】
図２０は、基板の流れを示す概念図である。
同図において、Ａは供給装置、Ｂは第１の位置決め装置、Ｃはレーザ加工機、Ｆは第２の位置決め装置、Ｈは反転装置、Ｉは回収装置である。
【００９９】
基板の流れの一つは、前記の実施の形態のごとく、基板１枚ごとに両面の止まり穴を加工する場合で、供給装置Ａに供給された基板を、位置決め装置Ｂで位置決めしてレーザ加工機Ｃに供給し、レーザ加工機Ｃで基板の片面を加工し、基板をレーザ加工機Ｃから第２の位置決め装置Ｆを通して反転装置Ｈに送り、反転装置Ｈで基板の上下面を反転し、第２の位置決め装置Ｆに戻して、第２の位置決め装置Ｆで基板の位置決めし、位置決めされた基板をレーザ加工機Ｃに戻して片面を加工した後、第２の位置決め装置Ｆおよび反転装置Ｈを通過させ回収装置Ｉに回収する。
【０１００】
基板の流れの他の一つは、基板の両面に加工する止まり穴を、片面づつまとめて加工する場合で、供給装置Ａに供給された基板を、位置決め装置Ｂで位置決めしてレーザ加工機Ｃに供給し、レーザ加工機Ｃで基板の片面を加工し、基板をレーザ加工機Ｃから第２の位置決め装置Ｆを通して反転装置Ｈに送り、反転装置Ｈで基板の上下面を反転し、回収装置Ｉに回収する。回収された基板は、まとめて供給装置Ａに戻し、残りの面を加工する。
【０１０１】
このような基板の流れを設定することにより、レーザ加工機Ｃと反転装置Ｈとの間の基板の往復移動をなくし、レーザ加工機の待機時間を短縮して、装置全体の可動効率を向上させることができる。
【０１０２】
また、基板の流れの他の一つは、基板の片面のみに止まり穴を加工する場合で、供給装置Ａに供給された基板を、位置決め装置Ｂで位置決めしてレーザ加工機Ｃに供給し、レーザ加工機Ｃで基板の片面を加工し、基板をレーザ加工機Ｃから第２の位置決め装置Ｆを通して反転装置Ｈに送り、そのまま反転装置Ｈを通過させて回収装置Ｉに回収する。
上記のように、目的に応じて任意に基板の流れを設定することができる。
【０１０３】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明によれば、プリント基板に止まり穴を加工するためのレーザ加工装置であって、加工対象のプリント基板を供給する供給装置と、直交する２辺にそれぞれストッパが固定され、各ストッパに対向しストッパと直交する方向に移動可能な押しピンを備え、前記供給装置から供給されたプリント基板の位置決めを行う第１の位置決め装置と、プリント基板を載置、固定するＸＹテーブルと、レーザ発振器からのレーザ光をプリント基板に集光照射する集光光学系を備え、プリント基板に止まり穴を加工するレーザ加工機と、前記レーザ加工機の機械原点に対する前記ＸＹテーブル上のプリント基板の加工基準位置のずれ量を求める加工基準位置検出手段と、プリント基板を保持する保持手段を備え、前記供給装置前記第１の位置決め装置との間および当該第１の位置決め装置と前記レーザ加工機との間でプリント基板を移載する第１の移載装置と、プリント基板の搬送方向の両側に位置するように回転可能に配置された一対のアームと、各アームにプリント基板を上下から挾むように配置された各一対の第２のベルトコンベアとを備え、ベルトコンベアの間にプリント基板を挾みアームを１８０度回転させてプリント基板の上下を反転させる反転装置と、昇降可能なストッパと第１のベルトコンベアを備え、少なくとも１面の加工が終了したプリント基板の前記反転装置への搬送、および当該反転装置で反転されたプリント基板の位置決めを行う第２の位置決め装置と、プリント基板を保持する保持手段を備え、前記レーザ加工機と前記第２の位置決め装置との間でプリント基板を移載する第２の移載装置と、前記反転装置から送られてきたプリント基板を回収する回収装置と、プリント基板を保持する保持手段を備え、前記反転装置から前記回収装置にプリント基板を移載する第３の移載装置とを設けたので、多層基板の両面に形成される止まり穴の加工を効率よく行うことができ、作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザ加工装置の全体構成を示す正面図。
【図２】レーザ加工装置の全体構成を示す平面図。
【図３】供給装置Ａの側面図。
【図４】位置決め装置Ｂの平面図。
【図５】クランプ装置Ｄの平面図。
【図６】図５のＭ−Ｍ断面図。
【図７】図５のＮ−Ｎ断面図。
【図８】図５のＯ−Ｏ断面図。
【図９】図５のＰ−Ｐ断面図。
【図１０】図５のＱ−Ｑ断面図。
【図１１】第１の移載装置の正面図。
【図１２】第２の位置決め装置Ｆと第２の移載装置Ｇの正面図。
【図１３】反転装置Ｈの側面図。
【図１４】図１３のＲ−Ｒ断面図。
【図１５】反転装置Ｈの要部の拡大図。
【図１６】反転装置Ｈの駆動系統図。
【図１７】図１３のＳ矢視図。
【図１８】図１７の平面図。
【図１９】回収装置Ｉと第３の移載装置Ｊの正面図。
【図２０】基板の流れを示す概念図。
【符号の説明】
Ａ…供給装置、
１…基板、１３…リフタ、
Ｂ…第１の位置決め装置、
３８、３９…ストッパ、４２、４５…位置決めピン、
Ｃ…レーザ加工機、
５０…ＸＹテーブル、５２…レーザ発振器、５３…加工光学系、
Ｅ…第１の移載装置、
１２４、１２８…吸着パッド、
Ｆ…第２の位置決め装置、
１３８…第１のベルトコンベア、１４０…ストッパ、
Ｇ…第２の移載装置、
１４６…吸着パッド、
Ｈ…反転装置、
１９５…アーム、１９８、１９９…第２のベルトコンベア、
Ｉ…回収装置、
２０８…第３のベルトコンベア、
Ｊ…第３の移載装置、
２１６…吸着パッド、

Claims (1)

1. プリント基板に止まり穴を加工するためのレーザ加工装置であって、
   加工対象のプリント基板を供給する供給装置と、
   直交する２辺にそれぞれストッパが固定され、各ストッパに対向しストッパと直交する方向に移動可能な位置決めピンを備え、前記供給装置から供給されたプリント基板の位置決めを行う第１の位置決め装置と、
   プリント基板を載置、固定するＸＹテーブルと、レーザ発振器からのレーザ光をプリント基板に集光照射する加工光学系を備え、プリント基板に止まり穴を加工するレーザ加工機と、
   前記レーザ加工機の機械原点に対する前記ＸＹテーブル上のプリント基板の加工基準位置のずれ量を求める加工基準位置検出手段と、
   プリント基板を保持する保持手段を備え、前記供給装置と前記第１の位置決め装置との間および当該第１の位置決め装置と前記レーザ加工機との間でプリント基板を移載する第１の移載装置と、
   プリント基板の搬送方向の両側に位置するように回転可能に配置された一対のアームと、各アームにプリント基板を上下から挾むように配置された各一対の第２のベルトコンベアとを備え、ベルトコンベアの間にプリント基板を挾みアームを１８０度回転させてプリント基板の上下を反転させる反転装置と、
   昇降可能なストッパと第１のベルトコンベアを備え、少なくとも１面の加工が終了したプリント基板の前記反転装置への搬送、および当該反転装置で反転されたプリント基板の位置決めを行う第２の位置決め装置と、
   プリント基板を保持する保持手段を備え、前記レーザ加工機と前記第２の位置決め装置との間でプリント基板を移載する第２の移載装置と、
   前記反転装置から送られてきたプリント基板を回収する回収装置と、
   プリント基板を保持する保持手段を備え、前記反転装置から前記回収装置にプリント基板を移載する第３の移載装置と、
   を設けたことを特徴とするレーザ加工装置。

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