JP3744380B2 - スクリーン印刷機械およびこのスクリーン印刷機械への給材方法 - Google Patents
スクリーン印刷機械およびこのスクリーン印刷機械への給材方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリーン印刷機械およびスクリーン印刷機械への給材方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、腕時計には、指針とともに時刻を表す文字板が設けられている。このような文字板上には、指針とともに時刻を表す数字等のインデックスが設けられている。このような文字板は、真鍮等の板材をプレス加工等で所定の大きさに切り出し、その後模様付けや、印刷、植字等の加工が施されて製造される。
そして、この文字板に設けられるインデックスは、指針と位置がずれると正確な時刻表示が行えない。このため、文字板を製造するにあたり、高い精度が要求され、この精度要求を満たすため、所定の大きさの板材を打ち抜く際に、文字板となる領域の外側に、加工の際の位置決めや支持等を行うための治具として利用する耳部を残しておく。
そして、この耳部に位置決め孔を形成し、加工テーブルの所定位置に位置決めピンを設けて、この位置決めピンを位置決め孔に挿通させて文字板の位置決めを行い、これにより、高い位置決め精度を達成している。
【０００３】
例えば、図５に示すように、位置決めピン１００としては、同じ径寸法のまま軸方向に延びる円柱部１０１と、先端が尖ったテーパ部１０２とが形成された位置決めピンがある。このような位置決めピン１００は、突出寸法Ｈを板材２００の厚さ寸法Ｔよりも大きなものとして、図中の角度θを充分小さく設定できるようにしている。このように、角度θを小さくすれば、文字板を所定位置に円滑に案内できるようになる。
【０００４】
ここで、文字板への印刷としては、スクリーン印刷が採用できる。このスクリーン印刷は、原版として紗を用い、この紗の面のうち印刷領域とならない部分を樹脂等で塞ぎ、この原版を枠に取り付けて、文字板の上に原版を張った枠を置き、この枠内にインキを供給しスクイージと呼ばれるへらを摺動させて、原版の目からインキを押し出すことにより、文字板上に印刷するものである。
そして、スクリーン印刷の原版を、最も大きな文字板の印刷が行える寸法に設定することにより、原版の共通化を図っている。これにより、同じ機械で様々な寸法の文字板を印刷するにあたり、原版の交換機構が簡略化され、スクリーン印刷の全自動化が図れるようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなスクリーン印刷機では、原版を張った枠が板材よりも大きくなるため、位置決めピンが、スクリーンを突き破ってしまうので、前述の位置決めピンでは、位置決めが困難であるという問題があった。
また、位置決めピンが板材から突出していると、スクイージ摺動の際に、位置決めピンを回避しつつ、枠内だけを摺動させなければならないため、制御が複雑となって、加工に支障を来すという問題があった。
【０００６】
このような問題は、時計用の文字板に限らず、圧力計やテスター、スピードメーター等の各種計器類における文字板や定規等のスケールにおいても同様であった。さらには、印刷機に限らず、文字板の表面を研磨する研磨機や切削機等のその他の加工機械、つまりは、突出物があると加工が困難となる加工機械においても同様の問題を生じていた。
【０００７】
本発明の目的は、加工に支障を来さずに、被加工物の位置決めを容易に行うことができるスクリーン印刷機械、およびこのスクリーン印刷機械への給材方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るスクリーン印刷機械は、薄板状の被加工物が載置される加工テーブルを備え、前記被加工物に形成された位置決め孔に挿通される位置決めピンが前記加工テーブルに設けられ、前記加工テーブルに前記被加工物を供給する給材装置と、前記被加工物に載置される原版と、この原版に対して摺動されるスクイージとを備えるスクリーン印刷機械であって、前記給材装置は、前記被加工物を保持する給材ハンドと、この給材ハンドを前記加工テーブルに対して進退させる移動手段とを有し、前記位置決めピンは、その先端面にすり鉢状の凹部が形成された第１の位置決めピンであり、前記給材ハンドには、前記被加工物の前記位置決め孔に挿通される第２の位置決めピンが設けられ、この第２の位置決めピンの先端面には、前記第１の位置決めピンの前記凹部に応じた形状の凸部が形成され、前記第１の位置決めピンの突出寸法は、前記被加工物の厚さ寸法と略同じあるいは前記厚さ寸法以下であるとともに、前記原版は、前記被加工物よりも大きいことを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、薄板状の被加工物としては、表面が平面状に形成されたものや、表面が曲面状に形成されたもの等を採用でき、表面形状は特に限定されない。また、被加工物の材料としては、真鍮等の金属やプラスチック等の樹脂等の各種材料を採用でき、材料は特に限定されない。
このような発明において被加工物を加工テーブルに載置するにあたり、給材ハンドは、位置決め孔に第２の位置決めピンが挿通された状態で、被加工物を保持する。そして、この給材ハンドは、加工テーブルに対応する位置に移動した後に、移動手段によって加工テーブル側に移動する。その後、第２の位置決めピンの凸部と第１の位置決めピンの凹部とが完全に嵌合すると、第１の位置決めピンおよび第２の位置決めピンが、あたかも一本の位置決めピンとなる。例えば、加工テーブルの上方から給材ハンドが加工テーブルに近接する場合において、この状態で、給材ハンドにおける被加工物の保持を解除すると、重力によって被加工物は給材ハンドから加工テーブルに移動して、加工テーブルの所定位置に位置決めされた状態で、加工テーブルに載置される。
このような発明では、加工テーブルに対応する位置への移動の際における給材ハンドの位置は、第２の位置決めピンの凸部の先端が、少なくとも第１の位置決めピンの径寸法の範囲内となるようにすれば、凸部の先端がすり鉢状の凹部によって案内されるので、給材ハンドの位置を高精度に位置決めする必要がない。このため、被加工物の位置決めを容易に行うことができる。
また、第１の位置決めピンの先端面を凹部としたので、第１の位置決めピンにおいて、円柱部の高さ寸法と、第１のピンの内側の深さとが同じ高さレベルとなるように配置でき、第１の位置決めピンの突出寸法を、被加工物の厚さ寸法程度に抑制できる。このため、第１の位置決めピンが、被加工物から突出しないから、スクリーン印刷におけるスクイージの摺動等の後加工に支障を来さずに、被加工物の位置決めを行うことができる。
さらに、第１の位置決めピンが、載置された被加工物の上方まで突出しないから、この被加工物に原版を載置した際に、原版を突き破るおそれを回避できるとともに、スクイージの摺動を阻害しなくできる。この際、原版が被加工物よりも大きいため、一つの規格に統一でき、多種多様な大きさの文字板にも対応できる。
【００１０】
また、前記給材ハンドには、第２の位置決めピンから被加工物を取り外すために、この給材ハンドに保持されている前記被加工物を押圧する押圧ユニットが設けられることが好ましい。
ここで、押圧ユニットによる押圧の手段としては、例えば、被加工物に接触して直接力を加えて押圧する手段や、被加工物に接触せずに磁力や静電気等の反発力を利用した手段等の各種の手段を採用できる。
例えば、加工テーブルの上方から給材ハンドが加工テーブルに近接する場合には、第２の位置決めピンの径寸法を、被加工物の位置決め孔の径寸法よりもやや小さく形成して、第２の位置決めピンと位置決め孔との間のクリアランスをやや大きめにとらなければ、給材ハンドにおける被加工物の保持を解除しても、被加工物は給材ハンドから自然落下しない。このため、押圧ユニットを備えて給材ハンドを構成すれば、第２の位置決めピンと位置決め孔との間のクリアランスを小さくしても、給材ハンドに保持された被加工物を加工テーブル側に移動できる。このため、加工テーブルの所定の位置に、被加工物を確実に供給できる。
【００１１】
また、前記加工テーブルには、当該加工テーブルに載置された前記被加工物を吸着して、当該加工テーブルに固定する第１吸着ユニットが設けられることが好ましい。
ここで、第１吸着ユニットによる吸着としては、真空吸着や、磁力による吸引、静電気による吸引等の各種の吸着手段を採用できる。
このようにすれば、被加工物が薄い部材であって撓み等が発生したとしても、第１吸着ユニットが被加工物を吸着して固定することにより、被加工物が加工テーブルの平面に倣うので、加工を確実に行うことができる。
【００１２】
さらに、前記給材ハンドおよび前記移動手段の間には、これら給材ハンドおよび移動手段を相互に連結する連結部材が設けられ、前記連結部材は、前記移動手段側に接合される第１接合部と、前記給材ハンドに接合される第２接合部とを備えるとともに、前記第１接合部および第２接合部の位置関係が、所定の範囲で変位自在なフリー状態と、前記第１接合部および第２接合部が所定の位置関係に固定される固定状態との二つの状態の一方から他方へ切替可能なコンプライアンスユニットとされていることが好ましい。
このように、コンプライアンスユニットを介して、給材ハンドと移動手段とを取り付けたので、給材ハンドの第２の位置決めピンと加工テーブルの第１の位置決めピンとの中心軸がずれていても、給材ハンドは位置が変位自在となるから、給材ハンドの位置が自動的に修正される。このため、給材ハンドの加工テーブルに対する位置ずれが許容されるので、高精度な位置検出が不要となり、簡単かつ迅速に被加工物を供給できる。
【００１３】
さらに、前記給材ハンドには、当該給材ハンドに前記被加工物を吸着する第２吸着ユニットが設けられることが好ましい。
ここで、第２吸着ユニットによる吸着としては、真空吸着や、磁力による吸引、静電気による吸引等の各種の吸着手段を採用できる。
このようにすれば、第２吸着ユニットが被加工物を吸着するので、給材ハンドに被加工物を確実に保持させることができる。
【００１４】
ここで、前述の押圧ユニットおよびこの第２吸着ユニットを備えて給材ハンドを構成し、前述の第１吸着ユニットを備えて加工テーブルを構成すれば、第２吸着ユニットによって、重力に関係なく給材ハンドに被加工物を強力に保持させることができるとともに、押圧ユニットによって、給材ハンドに保持された被加工物を確実に加工テーブル側へと移動させることができる。さらに、第１吸着ユニットによって、給材ハンドから移動された被加工物を、重力に関係なく加工テーブルに確実に保持させることができる。このため、給材ハンドに対する加工テーブルの向きおよび加工テーブルに対する給材ハンドの移動方向を、重力の方向や水平方向、斜めの方向等の任意の方向とすることができる。よって、いかなる方向からでも被加工物を加工テーブルに位置決めできる。
また、例えば、加工テーブルに対する給材ハンドの移動方向を水平方向とする場合において、加工テーブルに位置決め固定された被加工物に対して水平方向から切削加工を施す際には、切削時の切粉が重力に従って落下して、切削箇所に切粉が残らないから、切削加工をしやすくできる。
【００１６】
前記凸部および前記凹部は、円錐状に形成されていることが好ましい。
このようにすれば、凸部および凹部を球面や円錐台状とする場合に比べて、各位置決めピンにおける突出方向の傾斜角度を小さくすることができ、凸部と凹部とを確実に案内して、これらを容易に嵌合できる。
【００１８】
ここで、前記被加工物は、文字板であることが好ましい。
このようにすれば、例えば、時計用の文字板は、比較的薄い部材である上、その表面には高い精度で加工をしなければならないので、前述の効果がより一層際だつこととなる。
【００１９】
また、前記被加工物は、文字板と、この文字板の外側に形成される耳部とを備え、前記耳部には、前記位置決め孔が形成されるように構成してもよい。
このようにすれば、例えば、加工機械としてスクリーン印刷機を、文字板の製造ラインの中に置いた時に、この耳部に形成された位置決め孔を、その他の機械の位置決め孔としても利用して、この位置決め孔を共用できる。このため、文字板製造における全自動化を図ることができる。
【００２０】
本発明に係るスクリーン印刷機械への給材方法は、薄板状の被加工物が載置される加工テーブルを備え、前記被加工物に形成された位置決め孔に挿通される位置決めピンが前記加工テーブルに設けられ、前記加工テーブルに前記被加工物を供給する給材装置と、前記被加工物に載置される原版と、この原版に対して摺動されるスクイージとを備えるスクリーン印刷機械への給材方法であって、前記スクリーン印刷機械における前記給材装置は、前記被加工物を保持する給材ハンドと、この給材ハンドを前記加工テーブルに対して進退させる移動手段とを有し、前記位置決めピンは、その先端面にすり鉢状の凹部が形成された第１の位置決めピンであり、前記給材ハンドには、前記被加工物の前記位置決め孔に挿通される第２の位置決めピンが設けられ、この第２の位置決めピンの先端面には、前記第１の位置決めピンの前記凹部に応じた形状の凸部が形成されており、前記給材ハンドで、前記第２の位置決めピンを前記位置決め孔に挿通した状態で被加工物を保持した後に、前記移動手段で、前記給材ハンドにおける第２の位置決めピンの凸部を、前記加工テーブルにおける第２の位置決めピンの凹部に嵌合させ、この後に、前記給材ハンドで保持された被加工物を前記加工テーブルに載置することで、前記加工テーブルに前記被加工物を供給するにあたり、前記第１の位置決めピンの突出寸法を、前記被加工物の厚さ寸法と略同じあるいは前記厚さ寸法以下に設け、前記原版を、前記被加工物よりも大きく設けることを特徴とするものである。
本発明によれば、前述したように、第１の位置決めピンの突出寸法が、被加工物の厚さ寸法程度に抑制されるので、第１の位置決めピンが被加工物から突出しないから、加工に支障を来さずに、被加工物の位置決めを容易に行うことができる。
さらに、第１の位置決めピンが、載置された被加工物の上方まで突出しないから、この被加工物に原版を載置した際に、原版を突き破るおそれを回避できるとともに、スクイージの摺動を阻害しなくできる。この際、原版が被加工物よりも大きいため、一つの規格に統一でき、多種多様な大きさの文字板にも対応できる。
【００２１】
このようなスクリーン印刷機械への給材方法において、前記スクリーン印刷機械は、前記移動手段側に接合される第１接合部および前記給材ハンドに接合される第２接合部を有するとともに、前記第１接合部および第２接合部の位置関係が、所定の範囲で変位自在なフリー状態と、前記第１接合部および第２接合部が所定の位置関係に固定される固定状態との二つの状態の一方から他方へ切替可能なコンプライアンスユニットを備え、前記給材ハンドで、前記第２の位置決めピンを前記位置決め孔に挿通した状態で被加工物を保持した後に、前記移動手段で、前記給材ハンドにおける第２の位置決めピンの凸部を、前記加工テーブルにおける第２の位置決めピンの凹部に接触させ、この後に、フリー状態のコンプライアンスユニットで、前記凸部と前記凹部とが嵌合するように前記給材ハンドを変位させてから、当該コンプライアンスユニットが固定状態へと切り替わり、この後に、前記給材ハンドで保持された被加工物を前記加工テーブルに載置することで、前記加工テーブルに前記被加工物を供給することが好ましい。
このようにすれば、前述したように、コンプライアンスユニットで給材ハンドの位置が自動的に修正されることにより、給材ハンドの加工テーブルに対する位置ずれが許容されて、高精度な位置検出が不要となるから、簡単かつ迅速に被加工物を供給できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明に係る加工機械であるスクリーン印刷機１の縦断面図が示され、図２には、スクリーン印刷機１に供給される被加工物２の平面図が示されている。また、図３には、スクリーン印刷機１の要部が拡大されて示されている。まず、被加工物２について説明し、次いで、スクリーン印刷機１について説明する。
【００２３】
図１において、スクリーン印刷機１は、時計用の文字板となる被加工物２がセットされ、この文字板の表面に印刷加工を行う加工機械である。
このため、スクリーン印刷機１は、図示を省略しているが、被加工物２よりも大きな寸法の原版と、この原版に対してインキを供給する供給手段と、このインキを原版上に均すように摺動されるスクイージとを備えて構成される。
【００２４】
ここで、図２および図３に示すように、スクリーン印刷機１にセットされる被加工物２は、その厚さ寸法Ｔが０．３〜０．４ｍｍ程度で、幅寸法Ｌの長方形状に形成された薄い板材である。この長方形板状の被加工物２には、その中央部分に略円形の文字板２１が形成され、この文字板２１の外側部分が治具として利用される耳部２２とされている。
【００２５】
略円形の文字板２１の中心部分には、時計として組み立てられる際に、時刻表示用の指針が取り付けられる指針軸を挿通するための中心孔２１Ａが設けられている。
なお、加工時においては、この中心孔２１Ａには、足と呼ばれる治具が取り付け可能とされており、この足を取り付けることで各種加工が補助されている。
【００２６】
一方、耳部２２には、長方形状の被加工物２の一角およびその対角となる所定位置に、孔径寸法Ｄ１の位置決め孔２２Ａが１つずつ、合計２つの位置決め孔２２Ａが形成されている。これらの２つの位置決め孔２２Ａは、後述する位置決めピン３１１，４１５に挿通されるために、耳部２２において位置決めピン３１１，４１５に対応する正確な位置に形成されている。
【００２７】
ここで、図１に示すように、本実施形態に係るスクリーン印刷機１は、被加工物２が載置される加工テーブル３と、この加工テーブル３に被加工物２を供給する給材装置４とを含んで構成される。これらの加工テーブル３および給材装置４は、基台１Ａに設けられている。
【００２８】
加工テーブル３は、被加工物２が所定位置で載置されるようにする印刷治具３１と、この印刷治具３１に載置された被加工物２を、印刷治具３１に固定する第１吸着ユニット３２とを備えて構成される。
【００２９】
印刷治具３１の上面には、被加工物２を正しくセットするために、この上面における所定位置に、上方へと突出する第１の位置決めピン３１１が２つ設けられている。また、印刷治具３１の内部側には、印刷治具３１の上面側と第１吸着ユニット３２の内部側とを繋ぐ吸引経路３１２が形成されている。
これらの第１の位置決めピン３１１は、図３に拡大して示すように、その径寸法Ｄ２が位置決め孔２２Ａの孔径寸法Ｄ１と略同じ寸法で、かつ印刷治具３１からの突出寸法Ｈが被加工物２の厚さ寸法Ｔと略同じ寸法に形成されている。そして、第１の位置決めピン３１１の先端面は、その内部側に向かって円錐状に凹んだ凹部３１１Ａとなっている。
【００３０】
図１に戻って、第１吸着ユニット３２は、印刷治具３１に載置される被加工物２を、吸引経路３１２を介して、下側から真空吸引し、印刷治具３１上に被加工物２を固定している。
【００３１】
一方、給材装置４は、印刷前の被加工物２が複数ストックされた図示しないマガジンから被加工物２を取り出して搬送する給材ハンド４１と、この給材ハンド４１を図中の上下方向に進退させる移動手段としてのシリンダ装置４２と、給材ハンド４１およびシリンダ装置４２を互いに連結し、微妙な位置ずれを補正するコンプライアンスユニット４３とを備えて構成される。
【００３２】
ここで、給材ハンド４１は、シリンダ装置４２の上下方向を軸として、シリンダ装置４２に対して回動可能とされており、このため、給材ハンド４１が回動することにより、図示しないマガジンから被加工物２が供給できるようになっている。この際、給材ハンド４１は、印刷治具３１上方の所定位置、およびマガジン上方の所定位置で留まるようになっている。
【００３３】
給材ハンド４１は、コンプライアンスユニット４３に設置される給材アーム４１１を備えて構成され、この給材アーム４１１においてコンプライアンスユニット４３が設置された側の反対側には、２つの第２の位置決めピン部４１２と、被加工物２を保持する２つの第２吸着ユニット４１３と、第２吸着ユニット４１３で保持された被加工物２を下方へと押圧する押圧ユニット４１４とが設けられている。
【００３４】
第２の位置決めピン部４１２は、下方に向かうに従って段階的に径寸法が小さくなるように形成され、第２の位置決めピン部４１２の先端側にあって、最も径寸法が小さくなった第２の位置決めピン４１５は、被加工物２に形成された２つの位置決め孔２２Ａに挿通される。
この第２の位置決めピン４１５は、図３に拡大して示すように、その径寸法Ｄ３が、位置決め孔２２Ａの孔径寸法Ｄ１および第１の位置決めピン３１１の径寸法Ｄ２と略同じ寸法に形成されている。そして、第２の位置決めピン４１５の先端面は、第１の位置決めピン３１１の凹部３１１Ａの形状に応じた円錐状に突出した凸部４１５Ａとされている。
【００３５】
ここで、給材ハンド４１が、前述した印刷治具３１の上方の所定位置に位置する場合には、第１の位置決めピン３１１と第２の位置決めピン４１５との平面上における相対的な位置が同じとなるようにされている。
【００３６】
第２吸着ユニット４１３は、平面形状がドーナツ形で、被加工物２の耳部２２に当接する吸着パッド４１３Ａと、この吸着パッド４１３Ａを介して、図中の上方から被加工物２を真空吸引して保持する吸着ユニット本体４１３Ｂとを備えて構成される。
【００３７】
押圧ユニット４１４は、被加工物２に接触するワークプッシャー４１４Ａと、このワークプッシャー４１４Ａを上下方向に移動させるプッシャーシリンダ４１４Ｂとを備えて構成される。
このワークプッシャー４１４Ａは、その平面形状が被加工物２の幅寸法Ｌと略同じ寸法を有する長方形状であって、被加工物２の耳部２２に当接するように形成されている。
【００３８】
なお、図１において、第２の位置決めピン４１５、および第２吸着ユニット４１３をそれぞれ１つずつ省略しているが、第２の位置決めピン４１５は、第２吸着ユニット４１３の奥側に、一方、第２吸着ユニット４１３は、第２の位置決めピン４１５の奥側にそれぞれ設けられている。つまり、第２の位置決めピン４１５および第２吸着ユニット４１３ともに、それぞれ長方形状の被加工物２の対角の位置に対応する位置に配置されている。
【００３９】
コンプライアンスユニット４３は、第１接合部４３Ａと、第２接合部４３Ｂとの位置関係が所定の範囲で変位自在なフリー状態と、第１接合部４３Ａおよび第２接合部４３Ｂが所定の位置関係に固定される固定状態との二つの状態の一方から他方へ切替可能とされている。
そして、コンプライアンスユニット４３がフリー状態となっている場合には、給材ハンド４１は、図中の前後左右の両方向に沿って所定の範囲内で移動自在とされている。一方、コンプライアンスユニット４３がフリー状態から固定状態に移行すると、給材ハンド４１が所定位置で固定されるようになっている。
【００４０】
以下に、印刷治具３１への被加工物２の供給動作について、図１および図４を参照して説明する。
図４には、印刷治具３１に被加工物２を供給する動作が示されている。
給材ハンド４１は、第２の位置決めピン４１５を位置決め孔２２Ａに挿通した状態で、第１吸着ユニット４１３により、吸着パッド４１３Ａを介して、被加工物２を真空吸引して保持した後に、印刷治具３１上方の所定位置まで回動する。その後、図４（Ａ）に示すように、シリンダ装置４２が、給材ハンド４１を図中の下方に移動させると、給材ハンド４１における第２の位置決めピン４１５の凸部４１５Ａの先端は、印刷治具３１における第１の位置決めピン３１１の凹部３１１Ａに接触する。
【００４１】
このように凸部４１５Ａと凹部３１１Ａとが接触すると、図４（Ｂ）に示すように、凸部４１５Ａの先端が凹部３１１Ａの傾斜面に沿って案内されるのに伴って、フリー状態のコンプライアンスユニット４３が給材ハンド４１を変位させて、第２の位置決めピン４１５の凸部４１５Ａと第１の位置決めピン３１１の凹部３１１Ａとが完全に嵌合する。完全に嵌合するとコンプライアンスユニット４３は、フリー状態から固定状態へと移行する。このように完全に嵌合すると、第１の位置決めピン３１１および第２の位置決めピン４１５が、あたかも一本の位置決めピンのようになる。
【００４２】
次いで、図４（Ｃ）に示すように、プッシャーシリンダ４１４Ｂがワークプッシャー４１４Ａを図中の下方に移動させ、このワークプッシャー４１４Ａが、給材ハンド４１に保持された被加工物２を印刷治具３１側に押圧し、被加工物２が印刷治具３１に載置される。この時に、第１吸着ユニット３２が、吸引経路３１２を介して、載置される被加工物２を下側から真空吸引し固定する。
【００４３】
その後、図４（Ｄ）に示すように、ワークプッシャー４１４Ａが被加工物２を押圧した状態で、シリンダ装置４２が給材ハンド４１を図中上方に移動させる。
【００４４】
そして、図４（Ｅ）に示すように、プッシャーシリンダ４１４Ｂがワークプッシャー４１４Ａを図中の上方に移動させる。
このようにして、被加工物２は、印刷治具３１の所定位置に位置決めされた状態で、印刷治具３１に載置される。
【００４５】
なお、この後、印刷治具３１に載置された被加工物２の上に原版を張った枠を置き、この枠内にインキを供給しスクイージと呼ばれるへらを摺動させて、原版の目からインキを押し出すことにより、被加工物２に印刷加工を行う。
【００４６】
以上のような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(１)印刷治具３１上方の所定位置への回動の際における給材ハンド４１の位置は、第２の位置決めピン４１５の凸部４１５Ａの先端が、少なくとも第１の位置決めピン３１１の径寸法Ｄ２の範囲内となるようにすれば、凸部４１５Ａの先端が凹部３１１Ａの傾斜面によって案内されるので、給材ハンド４１の位置を高精度に位置決めする必要がない。このため、被加工物２の位置決めを容易に行うことができる。
【００４７】
(２)第１の位置決めピン３１１の先端面を凹部３１１Ａとしたので、第１の位置決めピン３１１において、円柱部分となるの高さ寸法と、第１の位置決めピン３１１の内側の深さとを同じ高さレベルとなるように配置でき、第１の位置決めピン３１１の突出寸法Ｈを、被加工物２の厚さ寸法Ｔ程度に抑制できる。このため、第１の位置決めピン３１１が、被加工物２から突出しないので、印刷に支障を来さずに、被加工物２の位置決めを行うことができる。
【００４８】
(３)押圧ユニット４１４で被加工物２を押圧するようにしたので、第２の位置決めピン４１５と位置決め孔２２Ａとの間のクリアランスを小さくしても、給材ハンド４１に保持された被加工物２を印刷治具３１側に移動できる。このため、印刷治具３１の所定の位置に、被加工物２を確実に供給できる。
【００４９】
(４)第１吸着ユニット３２で被加工物２を真空吸着するので、被加工物２に撓み等が発生しないから、被加工物２を印刷治具３１の平面に倣わせることができ、印刷加工を確実に行うことができる。
【００５０】
(５)コンプライアンスユニット４３を介して、給材ハンド４１とシリンダ装置４２とを取り付けたので、給材ハンド４１の第２の位置決めピン４１５と印刷治具３１の第１の位置決めピン３１１との中心軸がずれても、給材ハンド４１は位置が変位自在となるから、給材ハンド４１の位置が自動的に修正される。このため、給材ハンド４１の印刷治具３１に対する位置ずれが許容されるので、高精度な位置検出が不要となり、簡単かつ迅速に被加工物２を供給できる。
【００５１】
(６)第２吸着ユニット４１３で被加工物２を真空吸着するようにしたので、給材ハンド４１に被加工物２を確実に保持させることができる。
【００５２】
(７)第１の位置決めピン３１１の突出寸法Ｈと被加工物２の厚さ寸法Ｔとを略同じ寸法としたので、第１の位置決めピン３１１が被加工物２から突出しないから、印刷時のスクイージの摺動に支障を来さずに、被加工物２の位置決めができる。
【００５３】
(８)凸部４１５Ａおよび凹部３１１Ａを円錐形状としたので、例えば、球面や円錐台状とする場合に比べて、各位置決めピン３１１，４１５における突出方向の角度θを小さくすることができ、凸部４１５Ａと凹部３１１Ａとを確実に案内して、これらを容易に嵌合できる。
【００５４】
(９)加工機械をスクリーン印刷機１とし、原版を被加工物２よりも大きなものとしたので、原版の寸法を一つの規格に統一でき、多種多様な大きさの被加工物２にも対応できる。
【００５５】
(10)被加工物２が時計用の文字板となるようにしたので、他の用途の被加工物とする場合に比べて、時計用の文字板が比較的薄い部材である上、その表面には高い精度で加工をしなければならないことから、前述の効果をより一層際だたせることができる。
【００５６】
(11)被加工物２に耳部２２を設けたので、例えば、スクリーン印刷機１を、被加工物２となる文字板の製造ラインの中に置いた時でも、この耳部２２に形成された位置決め孔２２Ａを、その他の機械の位置決め孔としても利用して、この位置決め孔２２Ａを共用できる。このため、文字板製造における全自動化を図ることができる。
【００５７】
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、凸部４１５Ａおよび凹部３１１Ａを円錐状に形成したが、これに限らず、球面や円錐台状としてもよい。ただし、前記実施形態のほうが、凸部４１５Ａと凹部３１１Ａとを確実に案内して、容易に嵌合できる利点がある。
【００５８】
また、前記実施形態では、第１の位置決めピン３１１の突出寸法Ｈを被加工物２の厚さ寸法Ｔと略同じ寸法としたが、これに限らず、例えば、第１の位置決めピン３１１の突出寸法Ｈを、被加工物２の厚さ寸法Ｔの半分程度の寸法としてもよい。この場合には、角度θを小さくするために、凹部３１１Ａの先端が印刷治具３１の内部となるようにすればよい。要するに、第１の位置決めピン３１１の突出寸法Ｈを被加工物２の厚さ寸法Ｔ以下に形成すればよい。
【００５９】
また、前記実施形態では、スクリーン印刷機１には、第１の位置決めピン３１１、第２の位置決めピン４１５ともに２つずつ設けられたが、目的を達成できれば、その数量は特に限定されない。
【００６０】
なお、被加工物としては、時計用の文字板に限らず、圧力計やテスター、スピードメーター等の各種計器類における文字板や定規等のスケールであってもよく、つまりは、高い精度での印刷が要求される被加工物であればよい。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、加工テーブルに対応する位置への移動の際における給材ハンドの位置は、第２の位置決めピンの凸部の先端が、少なくとも第１の位置決めピンの径寸法の範囲内となるようにすれば、凸部の先端がすり鉢状の凹部によって案内されるので、給材ハンドの位置を高精度に位置決めする必要がない。このため、被加工物の位置決めを容易に行うことができる。
【００６３】
また、第１の位置決めピンの先端面を凹部としたので、第１の位置決めピンにおいて、円柱部の高さ寸法と、第１のピンの内側の深さとが同じ高さレベルとなるように配置でき、第１の位置決めピンの突出寸法を、被加工物の厚さ寸法程度に抑制できる。このため、第１の位置決めピンが、被加工物から突出しないから、加工に支障を来さずに、被加工物の位置決めを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る加工機械としてのスクリーン印刷機を示す縦断面図である。
【図２】前記実施形態の被加工物を示す平面図である。
【図３】前記実施形態のスクリーン印刷機における要部を示す拡大図である。
【図４】前記実施形態の加工テーブルに対して被加工物の供給動作を示す図である。
【図５】従来の位置決めピンを示す図である。
【符号の説明】
１ 加工機械としてのスクリーン印刷機
２ 被加工物
３ 加工テーブル
４ 給材装置
２１ 文字板
２２ 耳部
２２Ａ 位置決め孔
３１ 印刷治具
３２ 第１吸着ユニット
４１ 給材ハンド
４２ 移動手段としてのシリンダ装置
４３ コンプライアンスユニット
３１１ 第１の位置決めピン
３１１Ａ 凹部
４１３ 第２吸着ユニット
４１４ 押圧ユニット
４１４Ａ ワークプッシャー
４１４Ｂ プッシャーシリンダ
４１５ 第２の位置決めピン
４１５Ａ 凸部
Ｄ１ 孔径寸法
Ｄ２ 径寸法
Ｄ３ 径寸法
Ｈ 突出寸法
Ｌ 幅寸法
Ｔ 厚さ寸法
θ 角度
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリーン印刷機械およびスクリーン印刷機械への給材方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、腕時計には、指針とともに時刻を表す文字板が設けられている。このような文字板上には、指針とともに時刻を表す数字等のインデックスが設けられている。このような文字板は、真鍮等の板材をプレス加工等で所定の大きさに切り出し、その後模様付けや、印刷、植字等の加工が施されて製造される。
そして、この文字板に設けられるインデックスは、指針と位置がずれると正確な時刻表示が行えない。このため、文字板を製造するにあたり、高い精度が要求され、この精度要求を満たすため、所定の大きさの板材を打ち抜く際に、文字板となる領域の外側に、加工の際の位置決めや支持等を行うための治具として利用する耳部を残しておく。
そして、この耳部に位置決め孔を形成し、加工テーブルの所定位置に位置決めピンを設けて、この位置決めピンを位置決め孔に挿通させて文字板の位置決めを行い、これにより、高い位置決め精度を達成している。
【０００３】
例えば、図５に示すように、位置決めピン１００としては、同じ径寸法のまま軸方向に延びる円柱部１０１と、先端が尖ったテーパ部１０２とが形成された位置決めピンがある。このような位置決めピン１００は、突出寸法Ｈを板材２００の厚さ寸法Ｔよりも大きなものとして、図中の角度θを充分小さく設定できるようにしている。このように、角度θを小さくすれば、文字板を所定位置に円滑に案内できるようになる。
【０００４】
ここで、文字板への印刷としては、スクリーン印刷が採用できる。このスクリーン印刷は、原版として紗を用い、この紗の面のうち印刷領域とならない部分を樹脂等で塞ぎ、この原版を枠に取り付けて、文字板の上に原版を張った枠を置き、この枠内にインキを供給しスクイージと呼ばれるへらを摺動させて、原版の目からインキを押し出すことにより、文字板上に印刷するものである。
そして、スクリーン印刷の原版を、最も大きな文字板の印刷が行える寸法に設定することにより、原版の共通化を図っている。これにより、同じ機械で様々な寸法の文字板を印刷するにあたり、原版の交換機構が簡略化され、スクリーン印刷の全自動化が図れるようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなスクリーン印刷機では、原版を張った枠が板材よりも大きくなるため、位置決めピンが、スクリーンを突き破ってしまうので、前述の位置決めピンでは、位置決めが困難であるという問題があった。
また、位置決めピンが板材から突出していると、スクイージ摺動の際に、位置決めピンを回避しつつ、枠内だけを摺動させなければならないため、制御が複雑となって、加工に支障を来すという問題があった。
【０００６】
このような問題は、時計用の文字板に限らず、圧力計やテスター、スピードメーター等の各種計器類における文字板や定規等のスケールにおいても同様であった。さらには、印刷機に限らず、文字板の表面を研磨する研磨機や切削機等のその他の加工機械、つまりは、突出物があると加工が困難となる加工機械においても同様の問題を生じていた。
【０００７】
本発明の目的は、加工に支障を来さずに、被加工物の位置決めを容易に行うことができるスクリーン印刷機械、およびこのスクリーン印刷機械への給材方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るスクリーン印刷機械は、薄板状の被加工物が載置される加工テーブルを備え、前記被加工物に形成された位置決め孔に挿通される位置決めピンが前記加工テーブルに設けられ、前記加工テーブルに前記被加工物を供給する給材装置と、前記被加工物に載置される原版と、この原版に対して摺動されるスクイージとを備えるスクリーン印刷機械であって、前記給材装置は、前記被加工物を保持する給材ハンドと、この給材ハンドを前記加工テーブルに対して進退させる移動手段とを有し、前記位置決めピンは、その先端面にすり鉢状の凹部が形成された第１の位置決めピンであり、前記給材ハンドには、前記被加工物の前記位置決め孔に挿通される第２の位置決めピンが設けられ、この第２の位置決めピンの先端面には、前記第１の位置決めピンの前記凹部に応じた形状の凸部が形成され、前記第１の位置決めピンの突出寸法は、前記被加工物の厚さ寸法と略同じあるいは前記厚さ寸法以下であるとともに、前記原版は、前記被加工物よりも大きいことを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、薄板状の被加工物としては、表面が平面状に形成されたものや、表面が曲面状に形成されたもの等を採用でき、表面形状は特に限定されない。また、被加工物の材料としては、真鍮等の金属やプラスチック等の樹脂等の各種材料を採用でき、材料は特に限定されない。
このような発明において被加工物を加工テーブルに載置するにあたり、給材ハンドは、位置決め孔に第２の位置決めピンが挿通された状態で、被加工物を保持する。そして、この給材ハンドは、加工テーブルに対応する位置に移動した後に、移動手段によって加工テーブル側に移動する。その後、第２の位置決めピンの凸部と第１の位置決めピンの凹部とが完全に嵌合すると、第１の位置決めピンおよび第２の位置決めピンが、あたかも一本の位置決めピンとなる。例えば、加工テーブルの上方から給材ハンドが加工テーブルに近接する場合において、この状態で、給材ハンドにおける被加工物の保持を解除すると、重力によって被加工物は給材ハンドから加工テーブルに移動して、加工テーブルの所定位置に位置決めされた状態で、加工テーブルに載置される。
このような発明では、加工テーブルに対応する位置への移動の際における給材ハンドの位置は、第２の位置決めピンの凸部の先端が、少なくとも第１の位置決めピンの径寸法の範囲内となるようにすれば、凸部の先端がすり鉢状の凹部によって案内されるので、給材ハンドの位置を高精度に位置決めする必要がない。このため、被加工物の位置決めを容易に行うことができる。
また、第１の位置決めピンの先端面を凹部としたので、第１の位置決めピンにおいて、円柱部の高さ寸法と、第１のピンの内側の深さとが同じ高さレベルとなるように配置でき、第１の位置決めピンの突出寸法を、被加工物の厚さ寸法程度に抑制できる。このため、第１の位置決めピンが、被加工物から突出しないから、スクリーン印刷におけるスクイージの摺動等の後加工に支障を来さずに、被加工物の位置決めを行うことができる。
さらに、第１の位置決めピンが、載置された被加工物の上方まで突出しないから、この被加工物に原版を載置した際に、原版を突き破るおそれを回避できるとともに、スクイージの摺動を阻害しなくできる。この際、原版が被加工物よりも大きいため、一つの規格に統一でき、多種多様な大きさの文字板にも対応できる。
【００１０】
また、前記給材ハンドには、第２の位置決めピンから被加工物を取り外すために、この給材ハンドに保持されている前記被加工物を押圧する押圧ユニットが設けられることが好ましい。
ここで、押圧ユニットによる押圧の手段としては、例えば、被加工物に接触して直接力を加えて押圧する手段や、被加工物に接触せずに磁力や静電気等の反発力を利用した手段等の各種の手段を採用できる。
例えば、加工テーブルの上方から給材ハンドが加工テーブルに近接する場合には、第２の位置決めピンの径寸法を、被加工物の位置決め孔の径寸法よりもやや小さく形成して、第２の位置決めピンと位置決め孔との間のクリアランスをやや大きめにとらなければ、給材ハンドにおける被加工物の保持を解除しても、被加工物は給材ハンドから自然落下しない。このため、押圧ユニットを備えて給材ハンドを構成すれば、第２の位置決めピンと位置決め孔との間のクリアランスを小さくしても、給材ハンドに保持された被加工物を加工テーブル側に移動できる。このため、加工テーブルの所定の位置に、被加工物を確実に供給できる。
【００１１】
また、前記加工テーブルには、当該加工テーブルに載置された前記被加工物を吸着して、当該加工テーブルに固定する第１吸着ユニットが設けられることが好ましい。
ここで、第１吸着ユニットによる吸着としては、真空吸着や、磁力による吸引、静電気による吸引等の各種の吸着手段を採用できる。
このようにすれば、被加工物が薄い部材であって撓み等が発生したとしても、第１吸着ユニットが被加工物を吸着して固定することにより、被加工物が加工テーブルの平面に倣うので、加工を確実に行うことができる。
【００１２】
さらに、前記給材ハンドおよび前記移動手段の間には、これら給材ハンドおよび移動手段を相互に連結する連結部材が設けられ、前記連結部材は、前記移動手段側に接合される第１接合部と、前記給材ハンドに接合される第２接合部とを備えるとともに、前記第１接合部および第２接合部の位置関係が、所定の範囲で変位自在なフリー状態と、前記第１接合部および第２接合部が所定の位置関係に固定される固定状態との二つの状態の一方から他方へ切替可能なコンプライアンスユニットとされていることが好ましい。
このように、コンプライアンスユニットを介して、給材ハンドと移動手段とを取り付けたので、給材ハンドの第２の位置決めピンと加工テーブルの第１の位置決めピンとの中心軸がずれていても、給材ハンドは位置が変位自在となるから、給材ハンドの位置が自動的に修正される。このため、給材ハンドの加工テーブルに対する位置ずれが許容されるので、高精度な位置検出が不要となり、簡単かつ迅速に被加工物を供給できる。
【００１３】
さらに、前記給材ハンドには、当該給材ハンドに前記被加工物を吸着する第２吸着ユニットが設けられることが好ましい。
ここで、第２吸着ユニットによる吸着としては、真空吸着や、磁力による吸引、静電気による吸引等の各種の吸着手段を採用できる。
このようにすれば、第２吸着ユニットが被加工物を吸着するので、給材ハンドに被加工物を確実に保持させることができる。
【００１４】
ここで、前述の押圧ユニットおよびこの第２吸着ユニットを備えて給材ハンドを構成し、前述の第１吸着ユニットを備えて加工テーブルを構成すれば、第２吸着ユニットによって、重力に関係なく給材ハンドに被加工物を強力に保持させることができるとともに、押圧ユニットによって、給材ハンドに保持された被加工物を確実に加工テーブル側へと移動させることができる。さらに、第１吸着ユニットによって、給材ハンドから移動された被加工物を、重力に関係なく加工テーブルに確実に保持させることができる。このため、給材ハンドに対する加工テーブルの向きおよび加工テーブルに対する給材ハンドの移動方向を、重力の方向や水平方向、斜めの方向等の任意の方向とすることができる。よって、いかなる方向からでも被加工物を加工テーブルに位置決めできる。
また、例えば、加工テーブルに対する給材ハンドの移動方向を水平方向とする場合において、加工テーブルに位置決め固定された被加工物に対して水平方向から切削加工を施す際には、切削時の切粉が重力に従って落下して、切削箇所に切粉が残らないから、切削加工をしやすくできる。
【００１６】
前記凸部および前記凹部は、円錐状に形成されていることが好ましい。
このようにすれば、凸部および凹部を球面や円錐台状とする場合に比べて、各位置決めピンにおける突出方向の傾斜角度を小さくすることができ、凸部と凹部とを確実に案内して、これらを容易に嵌合できる。
【００１８】
ここで、前記被加工物は、文字板であることが好ましい。
このようにすれば、例えば、時計用の文字板は、比較的薄い部材である上、その表面には高い精度で加工をしなければならないので、前述の効果がより一層際だつこととなる。
【００１９】
また、前記被加工物は、文字板と、この文字板の外側に形成される耳部とを備え、前記耳部には、前記位置決め孔が形成されるように構成してもよい。
このようにすれば、例えば、加工機械としてスクリーン印刷機を、文字板の製造ラインの中に置いた時に、この耳部に形成された位置決め孔を、その他の機械の位置決め孔としても利用して、この位置決め孔を共用できる。このため、文字板製造における全自動化を図ることができる。
【００２０】
本発明に係るスクリーン印刷機械への給材方法は、薄板状の被加工物が載置される加工テーブルを備え、前記被加工物に形成された位置決め孔に挿通される位置決めピンが前記加工テーブルに設けられ、前記加工テーブルに前記被加工物を供給する給材装置と、前記被加工物に載置される原版と、この原版に対して摺動されるスクイージとを備えるスクリーン印刷機械への給材方法であって、前記スクリーン印刷機械における前記給材装置は、前記被加工物を保持する給材ハンドと、この給材ハンドを前記加工テーブルに対して進退させる移動手段とを有し、前記位置決めピンは、その先端面にすり鉢状の凹部が形成された第１の位置決めピンであり、前記給材ハンドには、前記被加工物の前記位置決め孔に挿通される第２の位置決めピンが設けられ、この第２の位置決めピンの先端面には、前記第１の位置決めピンの前記凹部に応じた形状の凸部が形成されており、前記給材ハンドで、前記第２の位置決めピンを前記位置決め孔に挿通した状態で被加工物を保持した後に、前記移動手段で、前記給材ハンドにおける第２の位置決めピンの凸部を、前記加工テーブルにおける第２の位置決めピンの凹部に嵌合させ、この後に、前記給材ハンドで保持された被加工物を前記加工テーブルに載置することで、前記加工テーブルに前記被加工物を供給するにあたり、前記第１の位置決めピンの突出寸法を、前記被加工物の厚さ寸法と略同じあるいは前記厚さ寸法以下に設け、前記原版を、前記被加工物よりも大きく設けることを特徴とするものである。
本発明によれば、前述したように、第１の位置決めピンの突出寸法が、被加工物の厚さ寸法程度に抑制されるので、第１の位置決めピンが被加工物から突出しないから、加工に支障を来さずに、被加工物の位置決めを容易に行うことができる。
さらに、第１の位置決めピンが、載置された被加工物の上方まで突出しないから、この被加工物に原版を載置した際に、原版を突き破るおそれを回避できるとともに、スクイージの摺動を阻害しなくできる。この際、原版が被加工物よりも大きいため、一つの規格に統一でき、多種多様な大きさの文字板にも対応できる。
【００２１】
このようなスクリーン印刷機械への給材方法において、前記スクリーン印刷機械は、前記移動手段側に接合される第１接合部および前記給材ハンドに接合される第２接合部を有するとともに、前記第１接合部および第２接合部の位置関係が、所定の範囲で変位自在なフリー状態と、前記第１接合部および第２接合部が所定の位置関係に固定される固定状態との二つの状態の一方から他方へ切替可能なコンプライアンスユニットを備え、前記給材ハンドで、前記第２の位置決めピンを前記位置決め孔に挿通した状態で被加工物を保持した後に、前記移動手段で、前記給材ハンドにおける第２の位置決めピンの凸部を、前記加工テーブルにおける第２の位置決めピンの凹部に接触させ、この後に、フリー状態のコンプライアンスユニットで、前記凸部と前記凹部とが嵌合するように前記給材ハンドを変位させてから、当該コンプライアンスユニットが固定状態へと切り替わり、この後に、前記給材ハンドで保持された被加工物を前記加工テーブルに載置することで、前記加工テーブルに前記被加工物を供給することが好ましい。
このようにすれば、前述したように、コンプライアンスユニットで給材ハンドの位置が自動的に修正されることにより、給材ハンドの加工テーブルに対する位置ずれが許容されて、高精度な位置検出が不要となるから、簡単かつ迅速に被加工物を供給できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明に係る加工機械であるスクリーン印刷機１の縦断面図が示され、図２には、スクリーン印刷機１に供給される被加工物２の平面図が示されている。また、図３には、スクリーン印刷機１の要部が拡大されて示されている。まず、被加工物２について説明し、次いで、スクリーン印刷機１について説明する。
【００２３】
図１において、スクリーン印刷機１は、時計用の文字板となる被加工物２がセットされ、この文字板の表面に印刷加工を行う加工機械である。
このため、スクリーン印刷機１は、図示を省略しているが、被加工物２よりも大きな寸法の原版と、この原版に対してインキを供給する供給手段と、このインキを原版上に均すように摺動されるスクイージとを備えて構成される。
【００２４】
ここで、図２および図３に示すように、スクリーン印刷機１にセットされる被加工物２は、その厚さ寸法Ｔが０．３〜０．４ｍｍ程度で、幅寸法Ｌの長方形状に形成された薄い板材である。この長方形板状の被加工物２には、その中央部分に略円形の文字板２１が形成され、この文字板２１の外側部分が治具として利用される耳部２２とされている。
【００２５】
略円形の文字板２１の中心部分には、時計として組み立てられる際に、時刻表示用の指針が取り付けられる指針軸を挿通するための中心孔２１Ａが設けられている。
なお、加工時においては、この中心孔２１Ａには、足と呼ばれる治具が取り付け可能とされており、この足を取り付けることで各種加工が補助されている。
【００２６】
一方、耳部２２には、長方形状の被加工物２の一角およびその対角となる所定位置に、孔径寸法Ｄ１の位置決め孔２２Ａが１つずつ、合計２つの位置決め孔２２Ａが形成されている。これらの２つの位置決め孔２２Ａは、後述する位置決めピン３１１，４１５に挿通されるために、耳部２２において位置決めピン３１１，４１５に対応する正確な位置に形成されている。
【００２７】
ここで、図１に示すように、本実施形態に係るスクリーン印刷機１は、被加工物２が載置される加工テーブル３と、この加工テーブル３に被加工物２を供給する給材装置４とを含んで構成される。これらの加工テーブル３および給材装置４は、基台１Ａに設けられている。
【００２８】
加工テーブル３は、被加工物２が所定位置で載置されるようにする印刷治具３１と、この印刷治具３１に載置された被加工物２を、印刷治具３１に固定する第１吸着ユニット３２とを備えて構成される。
【００２９】
印刷治具３１の上面には、被加工物２を正しくセットするために、この上面における所定位置に、上方へと突出する第１の位置決めピン３１１が２つ設けられている。また、印刷治具３１の内部側には、印刷治具３１の上面側と第１吸着ユニット３２の内部側とを繋ぐ吸引経路３１２が形成されている。
これらの第１の位置決めピン３１１は、図３に拡大して示すように、その径寸法Ｄ２が位置決め孔２２Ａの孔径寸法Ｄ１と略同じ寸法で、かつ印刷治具３１からの突出寸法Ｈが被加工物２の厚さ寸法Ｔと略同じ寸法に形成されている。そして、第１の位置決めピン３１１の先端面は、その内部側に向かって円錐状に凹んだ凹部３１１Ａとなっている。
【００３０】
図１に戻って、第１吸着ユニット３２は、印刷治具３１に載置される被加工物２を、吸引経路３１２を介して、下側から真空吸引し、印刷治具３１上に被加工物２を固定している。
【００３１】
一方、給材装置４は、印刷前の被加工物２が複数ストックされた図示しないマガジンから被加工物２を取り出して搬送する給材ハンド４１と、この給材ハンド４１を図中の上下方向に進退させる移動手段としてのシリンダ装置４２と、給材ハンド４１およびシリンダ装置４２を互いに連結し、微妙な位置ずれを補正するコンプライアンスユニット４３とを備えて構成される。
【００３２】
ここで、給材ハンド４１は、シリンダ装置４２の上下方向を軸として、シリンダ装置４２に対して回動可能とされており、このため、給材ハンド４１が回動することにより、図示しないマガジンから被加工物２が供給できるようになっている。この際、給材ハンド４１は、印刷治具３１上方の所定位置、およびマガジン上方の所定位置で留まるようになっている。
【００３３】
給材ハンド４１は、コンプライアンスユニット４３に設置される給材アーム４１１を備えて構成され、この給材アーム４１１においてコンプライアンスユニット４３が設置された側の反対側には、２つの第２の位置決めピン部４１２と、被加工物２を保持する２つの第２吸着ユニット４１３と、第２吸着ユニット４１３で保持された被加工物２を下方へと押圧する押圧ユニット４１４とが設けられている。
【００３４】
第２の位置決めピン部４１２は、下方に向かうに従って段階的に径寸法が小さくなるように形成され、第２の位置決めピン部４１２の先端側にあって、最も径寸法が小さくなった第２の位置決めピン４１５は、被加工物２に形成された２つの位置決め孔２２Ａに挿通される。
この第２の位置決めピン４１５は、図３に拡大して示すように、その径寸法Ｄ３が、位置決め孔２２Ａの孔径寸法Ｄ１および第１の位置決めピン３１１の径寸法Ｄ２と略同じ寸法に形成されている。そして、第２の位置決めピン４１５の先端面は、第１の位置決めピン３１１の凹部３１１Ａの形状に応じた円錐状に突出した凸部４１５Ａとされている。
【００３５】
ここで、給材ハンド４１が、前述した印刷治具３１の上方の所定位置に位置する場合には、第１の位置決めピン３１１と第２の位置決めピン４１５との平面上における相対的な位置が同じとなるようにされている。
【００３６】
第２吸着ユニット４１３は、平面形状がドーナツ形で、被加工物２の耳部２２に当接する吸着パッド４１３Ａと、この吸着パッド４１３Ａを介して、図中の上方から被加工物２を真空吸引して保持する吸着ユニット本体４１３Ｂとを備えて構成される。
【００３７】
押圧ユニット４１４は、被加工物２に接触するワークプッシャー４１４Ａと、このワークプッシャー４１４Ａを上下方向に移動させるプッシャーシリンダ４１４Ｂとを備えて構成される。
このワークプッシャー４１４Ａは、その平面形状が被加工物２の幅寸法Ｌと略同じ寸法を有する長方形状であって、被加工物２の耳部２２に当接するように形成されている。
【００３８】
なお、図１において、第２の位置決めピン４１５、および第２吸着ユニット４１３をそれぞれ１つずつ省略しているが、第２の位置決めピン４１５は、第２吸着ユニット４１３の奥側に、一方、第２吸着ユニット４１３は、第２の位置決めピン４１５の奥側にそれぞれ設けられている。つまり、第２の位置決めピン４１５および第２吸着ユニット４１３ともに、それぞれ長方形状の被加工物２の対角の位置に対応する位置に配置されている。
【００３９】
コンプライアンスユニット４３は、第１接合部４３Ａと、第２接合部４３Ｂとの位置関係が所定の範囲で変位自在なフリー状態と、第１接合部４３Ａおよび第２接合部４３Ｂが所定の位置関係に固定される固定状態との二つの状態の一方から他方へ切替可能とされている。
そして、コンプライアンスユニット４３がフリー状態となっている場合には、給材ハンド４１は、図中の前後左右の両方向に沿って所定の範囲内で移動自在とされている。一方、コンプライアンスユニット４３がフリー状態から固定状態に移行すると、給材ハンド４１が所定位置で固定されるようになっている。
【００４０】
以下に、印刷治具３１への被加工物２の供給動作について、図１および図４を参照して説明する。
図４には、印刷治具３１に被加工物２を供給する動作が示されている。
給材ハンド４１は、第２の位置決めピン４１５を位置決め孔２２Ａに挿通した状態で、第１吸着ユニット４１３により、吸着パッド４１３Ａを介して、被加工物２を真空吸引して保持した後に、印刷治具３１上方の所定位置まで回動する。その後、図４（Ａ）に示すように、シリンダ装置４２が、給材ハンド４１を図中の下方に移動させると、給材ハンド４１における第２の位置決めピン４１５の凸部４１５Ａの先端は、印刷治具３１における第１の位置決めピン３１１の凹部３１１Ａに接触する。
【００４１】
このように凸部４１５Ａと凹部３１１Ａとが接触すると、図４（Ｂ）に示すように、凸部４１５Ａの先端が凹部３１１Ａの傾斜面に沿って案内されるのに伴って、フリー状態のコンプライアンスユニット４３が給材ハンド４１を変位させて、第２の位置決めピン４１５の凸部４１５Ａと第１の位置決めピン３１１の凹部３１１Ａとが完全に嵌合する。完全に嵌合するとコンプライアンスユニット４３は、フリー状態から固定状態へと移行する。このように完全に嵌合すると、第１の位置決めピン３１１および第２の位置決めピン４１５が、あたかも一本の位置決めピンのようになる。
【００４２】
次いで、図４（Ｃ）に示すように、プッシャーシリンダ４１４Ｂがワークプッシャー４１４Ａを図中の下方に移動させ、このワークプッシャー４１４Ａが、給材ハンド４１に保持された被加工物２を印刷治具３１側に押圧し、被加工物２が印刷治具３１に載置される。この時に、第１吸着ユニット３２が、吸引経路３１２を介して、載置される被加工物２を下側から真空吸引し固定する。
【００４３】
その後、図４（Ｄ）に示すように、ワークプッシャー４１４Ａが被加工物２を押圧した状態で、シリンダ装置４２が給材ハンド４１を図中上方に移動させる。
【００４４】
そして、図４（Ｅ）に示すように、プッシャーシリンダ４１４Ｂがワークプッシャー４１４Ａを図中の上方に移動させる。
このようにして、被加工物２は、印刷治具３１の所定位置に位置決めされた状態で、印刷治具３１に載置される。
【００４５】
なお、この後、印刷治具３１に載置された被加工物２の上に原版を張った枠を置き、この枠内にインキを供給しスクイージと呼ばれるへらを摺動させて、原版の目からインキを押し出すことにより、被加工物２に印刷加工を行う。
【００４６】
以上のような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(１)印刷治具３１上方の所定位置への回動の際における給材ハンド４１の位置は、第２の位置決めピン４１５の凸部４１５Ａの先端が、少なくとも第１の位置決めピン３１１の径寸法Ｄ２の範囲内となるようにすれば、凸部４１５Ａの先端が凹部３１１Ａの傾斜面によって案内されるので、給材ハンド４１の位置を高精度に位置決めする必要がない。このため、被加工物２の位置決めを容易に行うことができる。
【００４７】
(２)第１の位置決めピン３１１の先端面を凹部３１１Ａとしたので、第１の位置決めピン３１１において、円柱部分となるの高さ寸法と、第１の位置決めピン３１１の内側の深さとを同じ高さレベルとなるように配置でき、第１の位置決めピン３１１の突出寸法Ｈを、被加工物２の厚さ寸法Ｔ程度に抑制できる。このため、第１の位置決めピン３１１が、被加工物２から突出しないので、印刷に支障を来さずに、被加工物２の位置決めを行うことができる。
【００４８】
(３)押圧ユニット４１４で被加工物２を押圧するようにしたので、第２の位置決めピン４１５と位置決め孔２２Ａとの間のクリアランスを小さくしても、給材ハンド４１に保持された被加工物２を印刷治具３１側に移動できる。このため、印刷治具３１の所定の位置に、被加工物２を確実に供給できる。
【００４９】
(４)第１吸着ユニット３２で被加工物２を真空吸着するので、被加工物２に撓み等が発生しないから、被加工物２を印刷治具３１の平面に倣わせることができ、印刷加工を確実に行うことができる。
【００５０】
(５)コンプライアンスユニット４３を介して、給材ハンド４１とシリンダ装置４２とを取り付けたので、給材ハンド４１の第２の位置決めピン４１５と印刷治具３１の第１の位置決めピン３１１との中心軸がずれても、給材ハンド４１は位置が変位自在となるから、給材ハンド４１の位置が自動的に修正される。このため、給材ハンド４１の印刷治具３１に対する位置ずれが許容されるので、高精度な位置検出が不要となり、簡単かつ迅速に被加工物２を供給できる。
【００５１】
(６)第２吸着ユニット４１３で被加工物２を真空吸着するようにしたので、給材ハンド４１に被加工物２を確実に保持させることができる。
【００５２】
(７)第１の位置決めピン３１１の突出寸法Ｈと被加工物２の厚さ寸法Ｔとを略同じ寸法としたので、第１の位置決めピン３１１が被加工物２から突出しないから、印刷時のスクイージの摺動に支障を来さずに、被加工物２の位置決めができる。
【００５３】
(８)凸部４１５Ａおよび凹部３１１Ａを円錐形状としたので、例えば、球面や円錐台状とする場合に比べて、各位置決めピン３１１，４１５における突出方向の角度θを小さくすることができ、凸部４１５Ａと凹部３１１Ａとを確実に案内して、これらを容易に嵌合できる。
【００５４】
(９)加工機械をスクリーン印刷機１とし、原版を被加工物２よりも大きなものとしたので、原版の寸法を一つの規格に統一でき、多種多様な大きさの被加工物２にも対応できる。
【００５５】
(10)被加工物２が時計用の文字板となるようにしたので、他の用途の被加工物とする場合に比べて、時計用の文字板が比較的薄い部材である上、その表面には高い精度で加工をしなければならないことから、前述の効果をより一層際だたせることができる。
【００５６】
(11)被加工物２に耳部２２を設けたので、例えば、スクリーン印刷機１を、被加工物２となる文字板の製造ラインの中に置いた時でも、この耳部２２に形成された位置決め孔２２Ａを、その他の機械の位置決め孔としても利用して、この位置決め孔２２Ａを共用できる。このため、文字板製造における全自動化を図ることができる。
【００５７】
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、凸部４１５Ａおよび凹部３１１Ａを円錐状に形成したが、これに限らず、球面や円錐台状としてもよい。ただし、前記実施形態のほうが、凸部４１５Ａと凹部３１１Ａとを確実に案内して、容易に嵌合できる利点がある。
【００５８】
また、前記実施形態では、第１の位置決めピン３１１の突出寸法Ｈを被加工物２の厚さ寸法Ｔと略同じ寸法としたが、これに限らず、例えば、第１の位置決めピン３１１の突出寸法Ｈを、被加工物２の厚さ寸法Ｔの半分程度の寸法としてもよい。この場合には、角度θを小さくするために、凹部３１１Ａの先端が印刷治具３１の内部となるようにすればよい。要するに、第１の位置決めピン３１１の突出寸法Ｈを被加工物２の厚さ寸法Ｔ以下に形成すればよい。
【００５９】
また、前記実施形態では、スクリーン印刷機１には、第１の位置決めピン３１１、第２の位置決めピン４１５ともに２つずつ設けられたが、目的を達成できれば、その数量は特に限定されない。
【００６０】
なお、被加工物としては、時計用の文字板に限らず、圧力計やテスター、スピードメーター等の各種計器類における文字板や定規等のスケールであってもよく、つまりは、高い精度での印刷が要求される被加工物であればよい。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、加工テーブルに対応する位置への移動の際における給材ハンドの位置は、第２の位置決めピンの凸部の先端が、少なくとも第１の位置決めピンの径寸法の範囲内となるようにすれば、凸部の先端がすり鉢状の凹部によって案内されるので、給材ハンドの位置を高精度に位置決めする必要がない。このため、被加工物の位置決めを容易に行うことができる。
【００６３】
また、第１の位置決めピンの先端面を凹部としたので、第１の位置決めピンにおいて、円柱部の高さ寸法と、第１のピンの内側の深さとが同じ高さレベルとなるように配置でき、第１の位置決めピンの突出寸法を、被加工物の厚さ寸法程度に抑制できる。このため、第１の位置決めピンが、被加工物から突出しないから、加工に支障を来さずに、被加工物の位置決めを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る加工機械としてのスクリーン印刷機を示す縦断面図である。
【図２】前記実施形態の被加工物を示す平面図である。
【図３】前記実施形態のスクリーン印刷機における要部を示す拡大図である。
【図４】前記実施形態の加工テーブルに対して被加工物の供給動作を示す図である。
【図５】従来の位置決めピンを示す図である。
【符号の説明】
１ 加工機械としてのスクリーン印刷機
２ 被加工物
３ 加工テーブル
４ 給材装置
２１ 文字板
２２ 耳部
２２Ａ 位置決め孔
３１ 印刷治具
３２ 第１吸着ユニット
４１ 給材ハンド
４２ 移動手段としてのシリンダ装置
４３ コンプライアンスユニット
３１１ 第１の位置決めピン
３１１Ａ 凹部
４１３ 第２吸着ユニット
４１４ 押圧ユニット
４１４Ａ ワークプッシャー
４１４Ｂ プッシャーシリンダ
４１５ 第２の位置決めピン
４１５Ａ 凸部
Ｄ１ 孔径寸法
Ｄ２ 径寸法
Ｄ３ 径寸法
Ｈ 突出寸法
Ｌ 幅寸法
Ｔ 厚さ寸法
θ 角度
Claims (4)
- 薄板状の被加工物が載置される加工テーブルを備え、前記被加工物に形成された位置決め孔に挿通される位置決めピンが前記加工テーブルに設けられ、前記加工テーブルに前記被加工物を供給する給材装置と、前記被加工物に載置される原版と、この原版に対して摺動されるスクイージとを備えるスクリーン印刷機械であって、
前記給材装置は、前記被加工物を保持する給材ハンドと、この給材ハンドを前記加工テーブルに対して進退させる移動手段と、を有し、
前記位置決めピンは、その先端面にすり鉢状の凹部が形成された第１の位置決めピンであり、
前記給材ハンドには、前記被加工物の前記位置決め孔に挿通される第２の位置決めピンが設けられ、この第２の位置決めピンの先端面には、前記第１の位置決めピンの前記凹部に応じた形状の凸部が形成され、
前記第１の位置決めピンの突出寸法は、前記被加工物の厚さ寸法と略同じあるいは前記厚さ寸法以下であるとともに、
前記原版は、前記被加工物よりも大きいことを特徴とするスクリーン印刷機械。 - 請求項１に記載のスクリーン印刷機械において、
前記被加工物は、文字板であることを特徴とするスクリーン印刷機械。 - 請求項１または請求項２に記載のスクリーン印刷機械において、
前記被加工物は、文字板と、この文字板の外側に形成される耳部とを備え、前記耳部には、前記位置決め孔が形成されていることを特徴とするスクリーン印刷機械。 - 薄板状の被加工物が載置される加工テーブルを備え、前記被加工物に形成された位置決め孔に挿通される位置決めピンが前記加工テーブルに設けられ、前記加工テーブルに前記被加工物を供給する給材装置と、前記被加工物に載置される原版と、この原版に対して摺動されるスクイージとを備えるスクリーン印刷機械への給材方法であって、
前記スクリーン印刷機械における前記給材装置は、前記被加工物を保持する給材ハンドと、この給材ハンドを前記加工テーブルに対して進退させる移動手段とを有し、前記位置決めピンは、その先端面にすり鉢状の凹部が形成された第１の位置決めピンであり、前記給材ハンドには、前記被加工物の前記位置決め孔に挿通される第２の位置決めピンが設けられ、この第２の位置決めピンの先端面には、前記第１の位置決めピンの前記凹部に応じた形状の凸部が形成されており、
前記給材ハンドで、前記第２の位置決めピンを前記位置決め孔に挿通した状態で被加工物を保持した後に、
前記移動手段で、前記給材ハンドにおける第２の位置決めピンの凸部を、前記加工テーブルにおける第２の位置決めピンの凹部に嵌合させ、
この後に、前記給材ハンドで保持された被加工物を前記加工テーブルに載置することで、前記加工テーブルに前記被加工物を供給するにあたり、
前記第１の位置決めピンの突出寸法を、前記被加工物の厚さ寸法と略同じあるいは前記厚さ寸法以下に設けるとともに、前記原版を、前記被加工物よりも大きく設ける
ことを特徴とするスクリーン印刷機械への給材方法。
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