JP4261754B2 - プリント基板加工機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テーブルに対するワークの取付け方向の正否を判断する取付け方向確認装置を備えたプリント基板加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のプリント基板加工機におけるテーブルとワークとの関係を示す斜視図である。例えば、プリント基板１に穴明け加工をする場合、加工内容が同一の複数枚のプリント基板１を上下に重ね、あらかじめ位置を合わせてそれぞれのプリント基板１に形成された穴１ａ、１ｂに基準ピン２ａ、２ｂを貫通するように打ち込んで１個のワークＷを構成する。この場合、最上段のプリント基板１の上面にさらに上板を重ね、また最下段のプリント基板１の下面にさらに下板を当てて、これら上板と下板の間に複数枚のプリント基板１を挟むようにして１個のワークＷを構成する場合もある。
【０００３】
テーブル３には、内径が基準ピン２ａの外径よりもわずかに大径の穴４と、幅５ａが基準ピン２ｂの外径よりもわずかに大きい溝５とが設けられている。このように、一方を穴４、他方を矢印Ｘ方向（前後方向）に長い溝５とすることで、１つのテーブル３で、種々の大きさのワークＷに対応できるようになっている。
【０００４】
上述のワークＷをテーブル３に対して位置決めするには、まず、基準ピン２ａの下端をテーブル３の穴４に挿入し、つづいてこの基準ピン２ａを中心にワークＷの基準ピン２ｂ側を矢印Ｙ方向（左右方向）に適宜に揺動させて他の基準ピン２ｂの下端を溝５に挿入する。こうすることで、テーブル３に対して、ワークＷを矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向（以下適宜「水平方向」という。）に位置決めした状態で載置することができ、また、加工中のワークＷの水平方向の不要な動きを防止することができる。この状態で穴明け加工をすると、１回の工程で複数枚のプリント基板１を同時に加工することができ、加工能率を向上させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ワークＷはテーブル３に対する載置方向が定められており、載置方向を逆（前後方向及び左右方向が逆。すなわち図５に示す状態からワークＷを水平面内で１８０度回転された状態をいう。以下同じ。）にすると、必要な個所に穴明けがされないで不要な個所に穴明けがされる、いわゆる加工不良が発生してしまう。
【０００６】
そこで、作業者は、テーブル３に対するワークＷの載置方向を確認して載置するようにしている。
【０００７】
しかし、穴明け対象となるワークＷは、長方形で、かつ基準ピン２ａと基準ピン２ｂとを結ぶ線が２辺（例えば、２つの長辺）と平行に配置されているものが多い。しかも、通常、基準ピン２ａと基準ピン２ｂは同じものが使用されるため、載置方向を逆にした場合でも、ワークＷをテーブル３上に載置することが可能である。このため、ワークＷの載置不良に起因する加工不良が発生して、加工能率が低下させるおそれがあった。
【０００８】
本発明は、上述事情に鑑みてなされたものであり、ワークの載置不良に起因する加工不良を防止し、加工能率を向上させることができるプリント基板加工機を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため本発明は、テーブルに対するワークの取付け方向の正否を判断する取付け方向確認装置において、前記ワークの上面に穿設された上下方向の検知穴に対して挿脱可能な棒状の触針と、前記触針を下降端となるホームポジションにおいて上昇可能に支持する保持手段と、前記保持手段を、水平方向及び上下方向に前記ワークに対して相対移動させる駆動手段と、前記保持手段に保持された前記触針がホームポジションにあるか否かを検知する触針検知手段と、を備え、正規の向きで取り付けられた前記ワークの前記検知穴の上方に前記触針の先端を位置決めしたときの前記保持手段の位置を検知開始位置、また正規の向きで取り付けられた前記ワークの前記検知穴の内側に前記触針の先端を位置決めしたときの前記保持手段の位置を検知終了位置とすると、取付け方向の正否が不明のワークに対し、前記保持手段を前記検知開始位置に配置した後、前記検知終了位置に配置した場合において、前記触針検知手段は、前記触針が前記ホームポジションにあることを検知したときに、取付け向きが正しいと判断し、前記触針が前記ホームポジションにないことを検知したときに、取付け向きが正しくないと判断する、ことを特徴とする。
【００１０】
取付け向きの正否が不明のワークに対して、保持手段を検知開始位置に配置した後、検知終了位置に配置すると、触針検知手段は、保持手段に対して触針がホームポジションにあることを検知する場合と、ホームポジションにないことを検知する場合とがある。前者の場合、保持手段に対して触針が動いていないこと、すなわち触針の先端が検知穴に挿入されたことを示す。このことは、さらに、正規の位置に検知穴があること、したがって、ワークの取付け方向が正しいことを示すものである。
【００１１】
一方、後者のホームポジションにないことを検知した場合、保持手段に対して触針が動いたこと、すなわち触針の先端がワークに接触したことを示す。このことは、さらに、正規の位置に検知穴がないこと、したがって、ワークの取付け方向が正しくないことを示すものである。
【００１２】
このように、保持手段に対して触針がホームポジションにあるか否かを検知することで、ワークの取付け向きの正否を確実に判断することができる。
【００１３】
また、本発明は、テーブルの取り付けられたワークとしてのプリント基板を加工するプリント基板加工機において、上記の取付け方向確認装置と、前記保持手段と一体的に移動可能で、前記ワークとしてのプリント基板を加工する加工部と、前記取付け方向確認装置が前記プリント基板の取付け方向が正しいと判断したときに加工を続行し、取付け向きが正しくないと判断したときに加工を中止する制御手段と、を備える、ことを特徴とする。
【００１４】
ワークとしてのプリント基板の取付け向きが正しいか否かを正確に判断して正しい場合には加工を続行する一方、正しくない場合には加工を中止するので、プリント基板の不要な箇所に不要な加工がなされたり、必要な箇所に必要な加工がなされなかったりする加工不良を未然に、しかも確実に防止することができる。また、加工部を保持手段と一体的に移動可能とすることで、加工部と保持手段とを同一の駆動手段によって駆動することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
〈実施の形態１〉
図１〜図４を参照して、本発明に係る取付け方向確認装置、及びこれを備えたプリント基板加工機の一例として、プリント基板穴明機について説明する。これらの図のうち、図１はプリント基板穴明機の正面斜視図、図２は要部正面図、図３は加工対象となるワークの上面図、図４は動作説明図である。なお、これらの図において、図５に示す部材と同じもの、又は同じ機能のものについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１７】
図１に示すように、プリント基板穴明機Ｍは、各部材の取付けベースとなるベッド１０を備えている。ベッド１０の上面には、矢印Ｘ方向（以下適宜「前後方向」という。）に向けた直線案内装置１１が矢印Ｙ方向（以下適宜「左右方向」という。）に４個、固定されている。テーブル３は４個の直線案内装置１１に支持され、ボールねじ１２及びこのボールねじ１２を駆動するモータ１３によりベッド１０上を前後方向に移動自在である。テーブル３上には、後述するワークＷが左右方向に４個、並べるようにして載置されている。
【００１８】
ベッド１０の上面には、その上面を左右方向に跨ぐようにして門形のコラム２０が固定されている。コラム２０の前面には、左右方向に向けた直線案内装置２１が矢印Ｙ方向に２個、固定されている。クロススライド２２は２個の直線案内装置２１に支持され、ボールねじ２３及びこのボールねじ２３を駆動するモータ２４によりコラム２０上を左右方向に移動自在である。
【００１９】
クロススライド２２の前面には、矢印Ｚ方向（以下適宜「上下方向」という）に向けた２個１組の直線案内装置３０が、左右方向に４組、固定されている。
【００２０】
４個のサドル３１はそれぞれ１組（２個）の直線案内装置３０に支持され、ボールねじ３２及びボールねじ３２を駆動するモータ３３によりクロススライド２２上を矢印Ｚ方向に移動自在である。サドル３１の前面には、それぞれスピンドルユニット３４が固定されている。スピンドルユニット３４の先端には、工具３５が矢印Ｚ方向に向けた軸を中心に回転自在に支持されている。
【００２１】
図２に示すように、それぞれのサドル３１には、ブラケット４０が固定されている。それぞれのブラケット４０の前面には、上下方向に向けたエアシリンダ４１と近接センサ（触針検知手段）４２とが固定されている。エアシリンダ４１は、ブラケット４０に固定されたシリンダ本体（保持手段）４１ａと、ピストンロッド４１ｐとを有している。ピストンロッド４１ｐは、シリンダ本体４１ａによって上下方向に移動可能に支持され、位置決めされている。ピストンロッド４１ｐの上端側にはドッグ４３が固定され、また、下端側には外径ｄの触針４４が固定されている。ピストンロッド４１ｐは、図２中では上側の移動端にある。そして、このピストンロッド４１ｐを下側の移動端であるホームポジションＨＰに移動させると、後述の図４（ｂ）に示すように、ドッグ４３が近接センサ４２に対向する。近接センサ４２は、ＮＣ制御装置（制御手段）４５に接続されている。ＮＣ制御装置４５は、あらかじめ入力される加工プログラムに従ってモータ１３等を制御する。
【００２２】
図３は本発明に係るワークＷの平面図である。同図に示すように、ワークＷにはその前端側に位置検出用の貫通穴（検知穴）５０が設けられている。この貫通穴５０は、その直径Ｄが、前述の触針４４の外径ｄよりも大きい寸法（Ｄ＞ｄ）に設定されている。ワークＷに対する貫通穴５０の水平方向の位置については、基準ピン２ａ、２ｂの中心を結ぶ中心線Ｐから左右方向（同図では右方向）にΔｙ、基準ピン２ａから前後方向（同図では後方）にΔｘだけずれた位置に設定されている。
【００２３】
ここで、テーブル３に対して正規の向きで取り付けられたワークＷの貫通穴５０の上方に触針４４の先端を位置決めしたときのシリンダ本体（保持手段）４１ａの位置を検知開始位置Ｐ１（図４（ｂ）に示す位置）、また正規の向きで取り付けられたワークＷの貫通穴５０の内側に触針４４の先端を位置決めしたときの保持手段の位置を検知終了位置Ｐ２（図４（ｃ）、（ｄ）に示す位置）とする。なお、これら検知開始位置Ｐ１及び検知終了位置Ｐ２は、いずれもワークＷに対する相対的な位置であり、また、上述のホームポジションＨＰは、シリンダ本体４１ａを基準としたときの触針４４の位置である。
【００２４】
上述の構成において、本発明に係る取付け方向確認装置は、触針４４、保持手段としてのシリンダ本体４１ａ、シリンダ本体４１ａをワークＷに対して３次元的に相対移動させるための駆動手段（スピンドルユニット３４を駆動する手段と同じ。すなわち、直線案内装置１１、２１、３０、ボールねじ１２、２３、３２、モータ１３、２４、３３、テーブル３、クロススライド２２、サドル３１、ブラケット４０等によって構成されている。）、近接センサ４２を主要構成部材として構成されている。
【００２５】
次に、上述構成のプリント基板穴明機Ｍの動作を説明する。
【００２６】
図４（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る触針４４の動作説明図である。ワークＷは基準ピン２ａ、２ｂがそれぞれ穴４、溝５に係合された状態でテーブル３に載置され、中心線Ｐは前後方向に向けられている。また、ＮＣ制御装置４５には穴５０の中心座標があらかじめ入力されている。
【００２７】
穴明け加工に先立ち、ＮＣ制御装置４５は以下の手順でワークＷの載置方向（取付け方向）を検査する。すなわち、まず、上側の移動端にあるピストンロッド４１ｐ（同図（ａ））を、圧縮空気源（不図示）からエアシリンダ４１に圧縮空気を供給することで、下側の移動端（ホームポジション）まで移動させる。すると、ドッグ４３が近接センサ４２に対向し、近接センサ４２はオンになる。
【００２８】
次に、モータ３３を動作させて、クロススライド２２に対してサドル３１及びこれと一体のブラケット４０を下降させ、触針４４の先端位置を、テーブル３の表面３ａからＨの高さに位置決めするとともに、モータ１３とモータ２４とを動作させ、触針４４の軸心を基準ピン２ａから前後方向にΔｘ、左右方向にΔｙの位置に位置決めする（同図（ｂ））。このときシリンダ本体４１ａは、検知開始位置Ｐ１に配置される。
【００２９】
次に、モータ３３を動作させ、サドル３１（したがって、シリンダ本体４１ａ）を距離ｈ（ただし、ワークＷの板厚をｔとすると、０≦Ｈ−ｈ＜ｔ）だけ下降させる。このときのシリンダ本体４１ａの位置が、検知終了位置Ｐ２である。ワークＷの載置方向が適切である場合、同図（ｃ）に示すように、触針４４は穴５０の内部に入り込み、ｈ≦Ｈであるから、触針４４はホームポジションＨＰに配置されたまま移動せず、したがって近接センサ４２はオンである。ＮＣ制御装置４５は、サドル３１が下降を終了した時点で近接センサ４２がオンである場合、圧縮空気源（不図示）からエアシリンダ４１に空気を供給し、ピストンロッド４１ｐを上昇端に移動させた後、従来と同様に、加工プログラムに従ってワークＷを穴明け加工する。
【００３０】
一方、ワークＷの載置方向が誤っていた場合、同図（ｄ）に示すように、触針４４の先端がワークＷの表面に当接した後は、サドル３１すなわちシリンダ本体４１ａの下降に伴い、触針４４は空気圧に抗してホームポジションＨＰから移動する。この結果、ドッグ４３が上方に移動して近接センサ４２から外れ、近接センサ４２はオフとなる。ＮＣ制御装置４５は、サドル３１が下降を終了した時点で近接センサ４２がオフである場合、ワークＷの加工を停止するとともに、例えばアラームを表示してワークＷの載置方向を修正するよう作業者に知らせる。
【００３１】
本実施の形態では、ピストンロッド４１ｐを上側の移動端に位置決めすることにより、加工時に触針４４の先端がワークＷに衝突して、ワークＷの表面を傷つけることを予防できる。
【００３３】
また、近接センサ４２による穴５０に対する触針４４の位置は、穴５０の中心位置に限らず、触針４４が穴５０の内部に挿入できる位置であればよい。
【００３４】
さらに、上述のプリント基板穴明機Ｍにおいては、ワークＷと工具３５の移動については、ワークＷを矢印Ｘ方向（前後方向）に、そして、工具３５を矢印Ｙ方向（左右方向）及び矢印Ｚ方向（上下方向）に移動可能に構成し、これによりワークＷに対して工具３５が３次元的に移動できるようにしているが、これらワークＷと工具３５とは相対的に３次元的に移動するように構成すればよく、したがって、例えば、ワークＷを固定的に配置して工具のみが３次元的に移動できるように構成したり、又はこの逆に、ワークのみが３次元的に移動できるように構成したりしてもよい。
【００３５】
上述の実施の形態においては、テーブル３の表面３ａに水平に載置したワークＷをその上方から加工するプリント基板穴明機Ｍを例に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、原理的には、垂直なテーブルにワークを垂直に取り付け、このワークを横方向から加工するプリント基板穴明機にも適用することが可能である。この場合においても、基本的な構成については、上述のプリント基板穴明機Ｍとほぼ同様な構成とすることができる。
【００３６】
さらに、本発明は、プリント基板穴明機に限らず、例えば、プリント基板外形加工機などの他のプリント基板加工機にも適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る取付け方向確認装置によると、取付け向きの正否が不明のワークに対して、保持手段を検知開始位置に配置した後、検知終了位置に配置すると、触針検知手段は、保持手段に対して触針がホームポジションにあることを検知する場合と、ホームポジションにないことを検知する場合とがある。前者の場合、保持手段に対して触針が動いていないこと、すなわち触針の先端が検知穴に挿入されたことを示す。このことは、さらに、正規の位置に検知穴があること、したがって、ワークの取付け方向が正しいことを示すものである。一方、後者のホームポジションにないことを検知した場合、保持手段に対して触針が動いたこと、すなわち触針の先端がワークに接触したことを示す。このことは、さらに、正規の位置に検知穴がないこと、したがって、ワークの取付け方向が正しくないことを示すものである。このように、保持手段に対して触針がホームポジションにあるか否かを検知することで、加工前に、ワークの取付け向きの正否を確実に判断することができる。
【００３８】
また、本発明に係るプリント基板加工機によると、ワークとしてのプリント基板の取付け方向が正しいか否かを正確に判断して正しい場合には加工を続行する一方、正しくない場合には加工を中止するので、プリント基板の不要な箇所に不要な加工がなされたり、必要な箇所に必要な加工がなされなかったりする加工不良を未然に、しかも確実に防止することができ、また、加工能率を向上させることができる。さらに、加工部を保持手段と一体的に移動可能とすることで、加工部と保持手段とを同一の駆動手段によって駆動することができ、保持手段を駆動するための特別な駆動手段が不要となり、全体構成を簡略化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る取付け方向確認装置、及びこれを備えた本発明に係るプリント基板穴明機の斜視図である。
【図２】本発明に係るプリント基板穴明機の要部を示す正面図である。
【図３】本発明に係るワークＷの平面図である。
【図４】本発明に係る触針の動作説明図である。
【図５】従来のプリント基板穴明機におけるテーブルとワークとの関係を示す斜視図である。
【符号の説明】
３ テーブル
４１ エアシリンダ
４１ａ 保持手段（シリンダ本体）
４１ｐ ピストンロッド
４２ 触針検知手段（近接センサ）
４３ ドッグ
４４ 触針
５０ 検知穴（貫通穴）
ＨＰ ホームポジション
Ｍ プリント基板加工機（プリント基板穴明機）
Ｗ ワーク

Claims (2)

1. テーブルに取り付けられたワークとしてのプリント基板を加工するプリント基板加工機において、
   前記テーブルに対して３次元的に相対移動して、前記ワークを加工する加工部と、
   前記加工部に一体に配置されたエアシリンダと、
   前記エアシリンダに、前記ワーク側の移動端であるホームポジションにてエアにより前記ワークと接触方向に付勢されかつ前記ホームポジションから前記ワークと離れる方向に駆動可能に支持される触針と、
   該触針が前記ホームポジションにあるか否かを検知する触針検知手段と、を備え、
   正規の向きで取り付けられた前記ワークの上面に穿設された検知穴の上方に前記触針の先端を位置決めしたときの前記触針の前記ワークからの高さ方向の位置を検知開始位置、また正規の向きで取り付けられた前記ワークの前記検知穴の内側に前記触針の先端を位置決めしたときの前記触針の位置を検知終了位置とすると、
   前記テーブルに対する取付け方向の正否が不明のワークに対し、前記触針を前記検知開始位置に配置した後、前記検知終了位置に配置した場合において、前記触針検知手段は、前記触針が前記ホームポジションにあることを検知したときに、取付け向きが正しいと判断し、前記触針が前記ホームポジションにないことを検知したときに、取付け向きが正しくないと判断し、
   前記ワークであるプリント基板の前記テーブルに対する取付け向きが正しいと判断したときに加工を続行し、取付け方向が正しくないと判断した時に加工を中止するように制御し、
   前記加工部により前記ワークを加工する際、前記エアシリンダにより前記触針が前記ワークから離れた位置に駆動されてなる、
   ことを特徴とするプリント基板加工機。
2. 前記プリント基板加工機が、前記プリント基板であるワークに穴をあける穴あけ加工機であり、
   前記テーブルは、ベッドに対して前後方向に移動可能であり、
   前記加工部は、前記テーブルに対して左右及び上下方向に移動可能である、
   ことを特徴とする、
   請求項１記載のプリント基板加工機。

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