JP4343391B2 - Workpiece processing equipment - Google Patents
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- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
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- H05K3/0044—Mechanical working of the substrate, e.g. drilling or punching
- H05K3/005—Punching of holes
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- B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
- B23Q15/20—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work before or after the tool acts upon the workpiece
- B23Q15/22—Control or regulation of position of tool or workpiece
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板等のワークを加工する加工装置に係り、特に、周囲温度に起因して生じる加工位置の位置ズレを補正する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、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、ガイドピン打ち込み用のガイド穴、露光機による露光作業を行う際のアライメント用の穴、ピンラミネーション用の穴、内層材用の穴等を明ける作業を行う。このような穴明け作業は、極めて高い精度が要求される。
【0003】
上記のような穴明け作業は、各種の加工装置を用いて行われる。図6は、上記した加工装置のうち、ガイドピン打ち込み用の穴を明けるための、ガイド穴明け装置の構成を模式的に示す平面図、図7は同正面図である。同図に示すように、このガイド穴明け装置101は、穴明け加工の対象となるプリント基板110を載置するテーブル102と、2つの移動ユニット103a,103bを具備している。
【0004】
移動ユニット103a,103bは、X線撮像装置104a,104b(CCDカメラの場合もある)と、該X線撮像装置104a,104bの側部に配置され、ドリル105a,105bを有する穿孔装置106a,106bとを具備している。X線撮像装置104a,104bは、テーブル102の下方に配置されるX線管107a,107bと、テーブル102上方のX線管107a,107bと対向する位置に配置されるX線カメラ108a,108bと、から構成されている。テーブル102には、各穿孔装置106a,106bの穴明け部位となる位置に長尺状の溝部113a,113bが形成されている。
【0005】
更に、各移動ユニット103a,103bは、当該ガイド穴明け装置101の横方向に沿って配置されるリニアスケール109に軸支され、サーボモータ111a,111bにより該リニアスケール109に沿って一次元的にスライド移動可能とされている。そして、このリニアスケール109により各移動ユニット103a,103bの1次元的な位置が検出されるようになっている。
【0006】
サーボモータ111a,111b、リニアスケール109、及びX線カメラ108a,108bは、それぞれ、制御手段121に接続されている。
【0007】
上記のように構成されたガイド穴明け装置101を用いて、プリント基板110にガイド穴を穿孔する際には、まず、テーブル102上の所望の位置にプリント基板110を載置して固定し、プリント基板110に予め形成されているガイド穴マーク110a(通常は、プリント基板110の短手辺側の略中央部に1箇所ずつ、合計2箇所に形成される)を、X線撮像装置104a,104bにより撮像する。
【0008】
そして、X線撮像装置104a,104bにより撮像された画像に画像処理を加えて、プリント基板110に形成された2つのガイド穴マーク110aの中心点(マークが円形の場合には、この円の中心点)を求め、この中心点がX線カメラ108a,108bで撮像される画像の基準位置にくるように、移動ユニット103a,103bをリニアスケール109に沿って移動させる。
【0009】
この状態で、リニアスケール109により測定される2つの移動ユニット103a,103b間の距離が、予め設定されている2つのガイド穴マーク間の距離M(例えば、M=20cm、25cm等)と一致している場合には、ドリル105a,105bの位置をガイド穴マーク110aの位置まで移動させ、この位置で該ドリル105a,105bを回転させながら下降させて、プリント基板110のガイド穴マーク110aの位置にガイド穴を穿孔する。
【0010】
また、2つのガイド穴マーク間の距離が、設定された距離Mと一致しない場合には、中心から振り分ける等の処理により、移動ユニット103a,103b間の距離がMとなるようにして、各移動ユニット103a,103bを固定し、この位置で、上記と同様にドリル105a,105bを下降させてプリント基板110の所望部位にガイド穴を穿孔する。こうして、プリント基板110にガイドピン打ち込み用のガイド穴を穿孔することができる。
【0011】
しかしながら、移動ユニット103a,103bには、各種機器、部品等が搭載されており、これらの機器、部品類は、温度変化により微妙に位置ズレを引き起こす。このため、リニアスケール109との連結部分で測定される2つの移動ユニット103a,103b間の距離が正しくても、X線カメラ108a,108bの取り付け位置で2つの移動ユニット103a,103bの間の距離が正確であるとは限らない。
【0012】
即ち、サーボモータ111a,111bによりスライド移動する移動ユニット103a,103bの位置は、リニアスケール109上で精度良く位置合わせされるものであり、実際に2つのX線カメラ108a,108bで撮像する画像の基準位置の間の距離は、周囲温度の高低に起因して若干のズレが生じてしまう。従って、ガイド穴の穴明け位置に誤差が発生するという欠点があった。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来におけるガイド穴明け装置101においては、リニアスケール109による測定結果に基づいて、2つのドリル105a,105b間の距離を設定するように構成されているので、温度変化に起因して移動ユニット103a,103bに搭載されるドリル105a,105b間の距離の精度が悪くなることがあり、ガイド穴の穴明け位置に位置ズレを引き起こすという問題が発生していた。
【0014】
この発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、周囲温度の変化に関わらず、常に、高精度にプリント基板を加工することができるプリント基板の加工装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願請求項1に記載の発明は、撮像装置及び加工具が搭載された移動ユニットと、当該移動ユニットを一次元方向にスライド移動させる駆動手段と、前記駆動手段により移動された前記移動ユニットの一次元位置を検出するリニアスケール又はロータリエンコーダと、を具備し、前記移動ユニットに搭載された加工具をワーク上の所望位置へ移動させた後、該加工具を動作させて前記ワークの所望位置を加工するように構成されたワークの加工装置において、設定値の間隔にある少なくとも2つの基準位置マークが形成されたサブプレートを前記一次元方向に沿って配置し、前記サブプレートに形成された上記基準位置マークを、前記移動ユニットに搭載された撮像装置で撮像して、上記基準位置マーク間の距離を前記リニアスケール又はロータリエンコーダで測定し、この測定された距離に対する前記設定値の比率に基づいて、リニアスケール又はロータリエンコーダで測定される前記加工具による加工位置を補正することが特徴である。
【0016】
また、請求項2に記載の発明は、撮像装置及び加工具が搭載された2つの移動ユニットと、当該各移動ユニットを一次元方向にスライド移動させる駆動手段と、前記駆動手段により移動された前記各移動ユニットの一次元位置を検出するリニアスケール又はロータリエンコーダと、を具備し、前記各移動ユニットに搭載された加工具をワーク上の所望位置へ移動させた後、該加工具を動作させて前記ワークの所望位置を加工するように構成されたワークの加工装置において、設定値の間隔にある少なくとも2つの基準位置マークが形成されたサブプレートを前記一次元方向に沿って配置し、前記サブプレートに形成された2つの基準位置マークを、前記2つの移動ユニットに搭載された撮像装置で撮像して、2つ基準位置マーク間の距離を測定し、この測定値に対する前記設定値の比率に基づいて、リニアスケール又はロータリエンコーダで測定される前記2つの加工具間の距離を補正することを特徴とする。
【0017】
請求項3に記載の発明は、撮像装置及び加工具が搭載された2つの移動ユニットと、当該2つの移動ユニットを一次元方向にスライド移動させる駆動手段と、前記駆動手段により移動された前記各移動ユニットの一次元位置を検出するリニアスケール又はロータリエンコーダと、を具備し、前記各移動ユニットに搭載された加工具をワーク上の所望位置へ移動した後、該加工具を動作させて前記ワークの所望位置を加工するように構成されたワークの加工装置において、前記ワークを載置するテーブルの適所に前記一次元方向に沿って配置されたサブプレートであって、設定値の間隔にある少なくとも2つの基準位置マークが形成されたサブプレートと、前記サブプレートに形成された2つの基準位置マークを前記各移動ユニットに搭載される撮像装置で撮像することによって、前記ニアスケール又はロータリエンコーダで前記基準位置マーク間の距離を測定される測定値に対する前記設定値の比率を演算する演算手段と、前記演算手段で求められた数値に応じて、ワーク上の加工位置を補正する加工位置設定手段と、を具備したことを特徴とする。
【0018】
前記サブプレートは、温度変化による膨張率が極めて小さい材質を使用して構成されることが好ましい。請求項4に記載の発明は、前記サブプレートが、前記ワークと略同一の温度膨張係数を有する材質を使用して構成されることを特徴とする。
【0019】
請求項5に記載の発明は、前記加工具が、ドリル、パンチ、切断、研磨、レザーのうちのいずれかであることを特徴とする。請求項6に記載の発明は、前記ワークはプリント基板であることを特徴とする。
【0020】
上述の如く構成された本発明によれば、撮像装置が搭載された移動ユニットを一次元方向にスライド移動し、この撮像装置を用いて、サブプレートに形成された基準位置マークを撮像し、画像処理を加えて基準位置マークの中心位置を求める。そして、2つの基準位置マーク間の距離を演算する。一方、サブプレートに形成された2つの基準位置マーク間の距離は、予め決定されているので、この距離と、上記の演算により求められた距離とを比較する。
【0021】
そして、上記2つの演算結果が一致せずに誤差が生じる場合には、この誤差の大きさに応じて、移動ユニットの移動位置を補正する処理を加える。これにより、加工装置にてプリント基板に穴明け、パンチ、切断、研磨等の加工を加える際の、加工位置の制度を向上させることができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明が適用されたガイド穴明け装置の、一実施形態の構成を模式的に示す平面図、図2は同正面図である。なお、本実施形態では、ワークの加工装置として、プリント基板のガイド穴明け装置を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮像装置を用いてワークに対しての位置決めを行う機能を具備した各種の加工装置に適用することができるものである。
【0023】
図1、図2に示すように、このガイド穴明け装置1は、プリント基板10を載置するテーブル2と、2つの移動ユニット3a,3bを有しており、該移動ユニット3a,3bをプリント基板10上の所定位置へ移動させた後、移動ユニット3a,3bに搭載されたドリル5a,5bを回転駆動させながら下降させることにより、プリント基板10に形成された2つのガイド穴マーク10aの位置にガイド穴を穿孔する。なお、本実施形態では、ガイド穴マーク10aが2つの場合について説明するが、これに限定されるものではなく、3以上でも良い。
【0024】
各移動ユニット3a,3bは、それぞれX線撮像装置(撮像装置)4a,4bを具備しており、該X線撮像装置4a,4bの側部には穿孔装置6a,6bが設置されている。なお、本実施形態では、撮像装置としてX線撮像装置4a,4bを使用する例について説明するが、CCDカメラ等の他の撮像装置を使用しても良い。
【0025】
X線撮像装置4a,4bは、テーブル2の下方に配置されX線を放射するX線管7a,7bと、テーブル2の上方の、X線管7a,7bと対向する位置に配置されるX線カメラ8a,8bと、を有しており、プリント基板10に予め形成されているガイド穴マーク10aをX線透視により撮像する。
【0026】
穿孔装置6a,6bには、ドリル5a,5bが搭載されており、該ドリル5a,5bを回転させながら下降させることにより、テーブル2上に載置されたプリント基板10の、ガイド穴マーク10aが記入された部位にガイド穴を穿孔する。
【0027】
また、テーブル2の横方向に沿ってリニアスケール9が設置されており、各移動ユニット3a,3bは、アーム16a,16bを介してリニアスケール9に軸支され、サーボモータ11a,11bの駆動力により該リニアスケール9に沿って一次元的に移動することができるようになっている。リニアスケール9は、各移動ユニット3a,3bの一次元的な位置(座標)を検出する。
【0028】
テーブル2上の、移動ユニット3a,3bの移動位置に対応する部位には、穿孔装置6a,6bに搭載されるドリル5a,5bをプリント基板10に貫通させるための溝部13a,13bが形成され、更に、テーブル2内部の溝部13a,13bに沿った位置には、サブプレート14が埋め込んで配置されている。
【0029】
図4は、サブプレート14の外観図であり、該サブプレート14は、長尺平板形状をなしており、周囲温度変化に対する膨張率が極めて小さい材質で構成されている。また、サブプレート14の2箇所には、X線で透視可能な基準位置マーク15a,15b(撮像装置としてCCDカメラを使用する場合には、CCDカメラで撮像可能な基準位置マーク)が形成されている。なお、基準位置マークは2箇所に限定されるものではない。
【0030】
2つの基準位置マーク15a,15b間の距離は、精度良く所定の値に設定されている。また、符号17は、図1に示す溝部13a,13bに対応する長穴である。
また、図1に示すサーボモータ11a,11b、リニアスケール9、及び図2に示すX線カメラ8a,8b、穿孔ユニット6a,6bは、それぞれ当該ガイド穴明け装置1の制御中枢となる制御装置21に接続されている。
【0031】
図3は、制御装置21の内部構成を示すブロック図であり、該制御装置21は、X線カメラ8a,8bで撮像された画像を、画像処理する画像処理部22と、この画像処理部22で画像処理された画像を画面表示する表示部23と、サーボモータ11a,11bの駆動を操作するモータ駆動部24と、穿孔装置6a,6bを駆動させてドリル5a,5bによる穿孔を行うドリル駆動部25と、モータ駆動部24及びドリル駆動部25に駆動制御信号を出力する駆動制御部26と、を具備している。
【0032】
更に、サブスケール14に形成された2つの基準位置マーク15a,15b間の距離と、この基準位置マーク15a,15bの中心点にX線画像の基準位置を合わせたときの、リニアスケール9の検出結果より得られる移動ユニット3a,3b間の距離と、の誤差を求める誤差演算部27と、この誤差演算部27で得られた誤差データに基づいて、ドリル5a,5bによる穿孔位置を補正する処理を行う穿孔位置設定部28と、を具備している。
【0033】
また、テーブル2には、該テーブル2上に載置されたプリント基板10が位置ズレを起こさないように、メカニカルクランプ、或いはバキュームクランプ等の固定手段が搭載されている。
【0034】
次に、上記した本実施形態に係るガイド穴明け装置1の動作について説明する。まず、ガイド穴を明ける対象となるプリント基板10をテーブル2上の所望部位に載置し、メカニカルクランプやバキュームクランプ等の固定手段を用いて該プリント基板10をテーブル2上に堅固に固定する。
【0035】
次いで、X線撮像装置4a,4bを起動させ、X線管7a,7bからX線を曝射すると、X線カメラ8a,8bでは、プリント基板10をX線透視した画像が撮像され、この画像データは図3に示す画像処理部22に与えられて画像処理され、表示部23に表示される。また、撮像装置としてCCDカメラを用いる場合には、該CCDカメラで撮像された画像が表示部23に表示される。
【0036】
また、操作者が操作スイッチ(図示省略)を投入し、図3に示す制御装置21に操作信号が入力されると、駆動制御部26は、モータ駆動部24に駆動信号を出力し、これにより、サーボモータ11a,11bは回転駆動し、2つの移動ユニット3a,3bをリニアスケール9に沿って一次元的に移動させる。そして、サブプレート14に形成された基準位置マーク15a,15bの中心点がX線撮像装置4a,4bで撮像される画像上の基準位置にくるように設定する。この状態で、リニアスケール9で検出される移動ユニット3a,3bの位置データに基づいて、移動ユニット3a,3b間の距離を求める(この距離をL2とする)。
【0037】
一方、上記したように、サブプレート14に形成される2つの基準位置マーク15a,15b間の距離は予め設定されているので(この距離をL1とする)、誤差演算部27では、これら2つのデータL1、L2の間の誤差ΔLを演算する。
即ち、以下の(1)式により、誤差ΔLを求める。
ΔL=L2−L1 ・・・(1)
【0038】
また、上記したように、サブプレート14は、周囲温度の変化による膨張率が極めて小さい材質で構成されているので、温度変化の影響を受けず、L1の値は極めて信頼できるものと考えて良い。従って、(1)式で得られた誤差ΔLは、図1に示すアーム16a,16b等の、移動ユニット3a,3bを構成する各種部品の、温度変化による伸縮や、カメラの見え方に起因して発生したものと考えられる。
【0039】
以下の処理では、この誤差分を補正した位置にガイド穴を穿孔することにより、ガイド穴穿孔位置の精度を向上させる。
即ち、サブプレート14の基準位置マーク15a,15bをX線撮像することにより、誤差ΔLが求められると、引き続き、モータ駆動部24は、サーボモータ11a,11bを駆動させ、プリント基板10に予め形成されているガイド穴マークの中心点に、X線撮像装置4a,4bで撮像する画像上の基準位置がくるように設定する。
【0040】
また、2つのガイド穴マーク間の距離(この距離をMとする)は、予め設定されているで(例えば、M=20cm、25cm等)、図3に示す穿孔位置設定部28では、この距離Mに対して、以下の(2)式による処理を加えることにより、補正した距離M′を求める。
M′=M×{1−(ΔL/L2)} ・・・(2)
【0041】
そして、モータ駆動部24では、リニアスケール9の検出結果に基づき、各移動ユニット3a,3b間の距離がM′となるようにサーボモータ11a,11bを駆動制御する。そして、ドリル駆動部25は、穿孔ユニット6a,6bに駆動信号を出力するので、この駆動信号によりドリル5a,5bはX線画像の基準位置に移動され、下降しながら回転駆動し、プリント基板10の所望のガイド穴明け位置にガイド穴を穿孔する。こうして、予め設定された2つのガイド穴間の距離Mを、(1)式で求めた誤差データΔLを用いて補正することにより、図1に示すアーム16a,16b等の、移動ユニット3a,3bを構成する各種部品が周囲の温度変化により伸縮した場合でも、この伸縮により生じるガイド穴明け位置の位置ズレを補うことができる。その結果、ガイド穴明け位置の精度を著しく向上させることができる。
【0042】
このようにして、本実施形態に係るガイド穴明け装置1では、周囲温度の変化により、X線撮像装置4a,4bの撮像結果より得られるガイド穴明け位置の間隔と、リニアスケール9の検出結果により得られる2つの移動ユニット3a,3b間の距離との間にズレが生じた場合においても、このズレを補正することができるので、周囲温度の変化によらず、常に高精度なガイド穴の穿孔が可能となる。
【0043】
なお、上記した実施形態では、図4に示す如くの、2つの長穴11が形成されたサブプレート14を使用する例について説明したが、図5に示すように、若干短めのサブプレート14′を使用し、これを図1に示す2つの溝部13a,13bの間のテーブル2内部に配設するように構成することも可能である。
【0044】
また、サブプレート14には2箇所に基準位置マークが形成される例について説明したが、基準位置マークを1箇所または3箇所以上に形成する構成とすることも可能である。
【0045】
また、上記した実施形態では、サブプレート14として、温度変化による膨張率の極めて小さい材質のものを使用する例について説明したが、サブプレート14の材質として、プリント基板10の材質と同一、或いは、同一の温度膨張率を有する材質を使用すれば、プリント基板10自体の周囲温度による伸縮に起因して生じる誤差をも補正することができるようになり、よりガイド穴の穿孔位置精度を向上させることが可能となる。
【0046】
即ち、周囲温度が変化すると、プリント基板10自体もまた温度により伸縮するので、サブプレート14をプリント基板10と同一の材質、或いは同一の温度膨張率を有する材質で形成することにより、温度変化がもたらすプリント基板10の伸縮を補正することができる。これにより、より高精度なガイド穴の穿孔が可能となる。
【0047】
なお、上記した実施形態では、リニアスケール9を用いて移動ユニット3a,3bの位置を検出する例に説明したが、リニアスケール9の代わりにロータリーエンコーダを用いて移動ユニット3a,3bの位置を検出しても良いし、また、リニアスケールとロータリーエンコーダを併用するように構成することも可能である。
【0048】
また、上記した実施形態では、加工装置としてガイド穴明け装置を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、移動ユニットを位置決めする機能を有する各種の加工装置(パンチ、切断、研磨、レザー等)について適用することができるものである。
【0049】
更に、上記した実施形態では、2つの移動ユニット3a,3bを有する例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、1つの移動ユニットを具備した加工装置に適用することも可能である。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るプリント基板の加工装置によれば、サブプレートに形成された2箇所の基準位置マークを撮像装置で撮像し、この2箇所の基準位置マークの間の距離を位置検出手段で検出して得られる距離と、予め設定されている基準位置マーク間の距離と、の間に誤差が発生する場合には、この誤差の大きさに応じて加工具によるワークの加工位置を補正するように構成されている。従って、周囲温度の変化等に起因してワークの加工位置にズレが生じた場合においても、これを補正することができるので、加工の精度を著しく向上させることができる。
【0051】
また、サブプレートを構成する材質を、ワークと同一の材質、或いは、同一の熱膨張率を有する材質とすれば、周囲温度の変化によるワーク自体の伸縮についても、これを補正することができるので、より一層ワークの加工精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るガイド穴明け装置の構成を示す平面図である。
【図2】本発明の一実施形態に係るガイド穴明け装置の構成を示す正面図である。
【図3】制御装置の詳細な構成を示すブロック図である。
【図4】サブプレートの構成を示す外観図である。
【図5】サブプレートの変形例の構成を示す外観図である。
【図6】従来におけるガイド穴明け装置の構成を示す平面図である。
【図7】従来におけるガイド穴明け装置の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
1 ガイド穴明け装置
2 テーブル
3a,3b 移動ユニット
4a,4b X線撮像装置
5a,5b ドリル
6a,6b 穿孔装置
7a,7b X線管
8a,8b X線カメラ
9 リニアスケール
10 プリント基板
10a ガイド穴マーク
11a,11b サーボモータ
13a,13b 溝部
14,14′ サブプレート
15a,15b 基準位置マーク
16a,16b アーム
17 長穴
21 制御装置
22 画像処理部
23 表示部
24 モータ駆動部
25 ドリル駆動部
26 駆動制御部
27 誤差演算部
28 穿孔位置設定部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing apparatus that processes a workpiece such as a printed circuit board, and more particularly to a technique for correcting a positional shift of a processing position caused by an ambient temperature.
[0002]
[Prior art]
In general, printed circuit boards used for mounting electronic components are guide holes for driving guide pins, alignment holes for exposure work by an exposure machine, pin lamination holes, and inner layers at the manufacturing stage. Work to drill holes for materials. Such a drilling operation requires extremely high accuracy.
[0003]
The drilling operation as described above is performed using various processing apparatuses. FIG. 6 is a plan view schematically showing a configuration of a guide hole drilling device for making a guide pin driving hole in the above-described processing device, and FIG. 7 is a front view thereof. As shown in the figure, the
[0004]
The moving
[0005]
Furthermore, each moving
[0006]
The
[0007]
When drilling a guide hole in the printed
[0008]
Then, image processing is performed on the images captured by the
[0009]
In this state, the distance between the two moving
[0010]
If the distance between the two guide hole marks does not match the set distance M, each movement is performed so that the distance between the
[0011]
However, various devices and parts are mounted on the moving
[0012]
That is, the positions of the
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional
[0014]
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and the object of the present invention is a printed circuit board that can always process a printed circuit board with high accuracy regardless of changes in ambient temperature. It is in providing the processing apparatus of.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present application includes a moving unit on which an imaging apparatus and a processing tool are mounted, a driving unit that slides the moving unit in a one-dimensional direction, and a movement by the driving unit. A linear scale or a rotary encoder that detects a one-dimensional position of the moving unit, and after the processing tool mounted on the moving unit is moved to a desired position on the workpiece, the processing tool is operated. In the workpiece processing apparatus configured to process a desired position of the workpiece, a sub-plate on which at least two reference position marks at a set value interval are formed is disposed along the one-dimensional direction, the reference position marks formed on the sub-plate, and image pickup device mounted on the mobile unit, the distance between the reference position mark Serial measured on a linear scale or a rotary encoder, based on the ratio of the set value for this measured distance, is characterized in that for correcting the machining position by the processing tool to be measured on a linear scale or a rotary encoder.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, there are provided two moving units on which an imaging device and a processing tool are mounted, driving means for sliding the moving units in a one-dimensional direction, and the moving means moved by the driving means. A linear scale or a rotary encoder for detecting a one-dimensional position of each moving unit, and after moving the processing tool mounted on each moving unit to a desired position on the workpiece, operating the processing tool In the workpiece processing apparatus configured to process a desired position of the workpiece, a sub plate on which at least two reference position marks having a set value interval are formed is disposed along the one-dimensional direction, and the sub Two reference position marks formed on the plate are imaged by an imaging device mounted on the two moving units, and the distance between the two reference position marks is measured. The distance between the two processing tools measured by a linear scale or a rotary encoder is corrected based on the ratio of the set value to the measured value .
[0017]
According to a third aspect of the present invention, there are provided two moving units on which an imaging device and a processing tool are mounted, driving means for sliding the two moving units in a one-dimensional direction, and each of the moving units moved by the driving means. A linear scale or a rotary encoder for detecting a one-dimensional position of the moving unit, and after moving the processing tool mounted on each moving unit to a desired position on the work, the processing tool is operated to operate the work In the workpiece processing apparatus configured to process a desired position, a sub-plate disposed along the one-dimensional direction at an appropriate position of a table on which the workpiece is placed , and at least at a set value interval a sub-plate in which two reference position marks are formed, are mounted two reference position marks formed on the sub-plate to said each mobile unit By imaging by the imaging device, a calculating means for calculating the ratio of the set value for the distance measurement value measured the between the reference position mark in the near-scale or a rotary encoder, a numerical value obtained by the arithmetic means Accordingly, machining position setting means for correcting the machining position on the workpiece is provided.
[0018]
The sub-plate is preferably configured using a material having an extremely small expansion coefficient due to temperature change . The invention according to claim 4 is characterized in that the sub-plate is configured using a material having a temperature expansion coefficient substantially the same as that of the workpiece.
[0019]
The invention described in claim 5 is characterized in that the processing tool is any one of drill, punch, cutting, polishing, and leather. The invention described in
[0020]
According to the present invention configured as described above, the moving unit on which the imaging device is mounted is slid in a one-dimensional direction, and the reference position mark formed on the sub-plate is imaged using this imaging device, The center position of the reference position mark is obtained by performing processing. Then, the distance between the two reference position marks is calculated. On the other hand, since the distance between the two reference position marks formed on the sub-plate is determined in advance, this distance is compared with the distance obtained by the above calculation.
[0021]
If an error occurs because the two calculation results do not match, processing for correcting the movement position of the moving unit is added according to the magnitude of the error. Thereby, the system of the processing position can be improved when processing such as punching, punching, cutting, and polishing is performed on the printed circuit board by the processing apparatus.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view schematically showing a configuration of an embodiment of a guide drilling device to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a front view thereof. In this embodiment, a printed board guide drilling device will be described as an example of a workpiece processing device. However, the present invention is not limited to this, and positioning with respect to the workpiece using an imaging device. The present invention can be applied to various processing apparatuses having the function of performing the above.
[0023]
As shown in FIGS. 1 and 2, the guide drilling device 1 includes a table 2 on which a printed
[0024]
Each of the moving
[0025]
The
[0026]
[0027]
A linear scale 9 is installed along the horizontal direction of the table 2, and each moving
[0028]
[0029]
FIG. 4 is an external view of the sub-plate 14, and the sub-plate 14 has a long flat plate shape and is made of a material having an extremely small expansion coefficient with respect to a change in ambient temperature. Further, reference position marks 15a and 15b that can be seen through with X-rays are formed at two locations on the sub-plate 14 (in the case where a CCD camera is used as an imaging device, reference position marks that can be imaged with the CCD camera). Yes. Note that the reference position mark is not limited to two places.
[0030]
The distance between the two reference position marks 15a and 15b is set to a predetermined value with high accuracy.
Further, the
[0031]
FIG. 3 is a block diagram illustrating an internal configuration of the
[0032]
Further, the linear scale 9 is detected when the distance between the two reference position marks 15a and 15b formed on the
[0033]
The table 2 is mounted with a fixing means such as a mechanical clamp or a vacuum clamp so that the printed
[0034]
Next, the operation of the guide drilling device 1 according to the above-described embodiment will be described. First, the printed
[0035]
Next, when the
[0036]
When an operator turns on an operation switch (not shown) and an operation signal is input to the
[0037]
On the other hand, as described above, the distance between the two reference position marks 15a and 15b formed on the sub-plate 14 is set in advance (this distance is assumed to be L1). An error ΔL between the data L1 and L2 is calculated.
That is, the error ΔL is obtained by the following equation (1).
ΔL = L2−L1 (1)
[0038]
Further, as described above, since the sub-plate 14 is made of a material that has an extremely low expansion rate due to a change in the ambient temperature, it can be considered that the value of L1 is extremely reliable without being affected by the temperature change. . Therefore, the error ΔL obtained by the equation (1) is caused by expansion / contraction due to temperature change of various parts constituting the moving
[0039]
In the following processing, the accuracy of the guide hole drilling position is improved by drilling the guide hole at a position where the error is corrected.
That is, when the error ΔL is obtained by X-ray imaging of the reference position marks 15 a and 15 b of the sub-plate 14, the
[0040]
Further, the distance between the two guide hole marks (this distance is assumed to be M) is set in advance (for example, M = 20 cm, 25 cm, etc.). In the drilling
M ′ = M × {1− (ΔL / L2)} (2)
[0041]
Based on the detection result of the linear scale 9, the
[0042]
In this way, in the guide drilling device 1 according to the present embodiment, the interval between the guide drilling positions obtained from the imaging results of the
[0043]
In the above-described embodiment, the example in which the sub-plate 14 in which the two long holes 11 are formed as shown in FIG. 4 has been described. However, as shown in FIG. 5, the slightly
[0044]
Further, although an example in which the reference position marks are formed at two locations on the sub-plate 14 has been described, it is possible to adopt a configuration in which the reference position marks are formed at one location or three or more locations.
[0045]
In the above-described embodiment, an example in which a material having an extremely small expansion coefficient due to a temperature change is used as the
[0046]
That is, when the ambient temperature changes, the printed
[0047]
In the above-described embodiment, the example in which the position of the moving
[0048]
In the above-described embodiment, the guide drilling device has been described as an example of the processing device. However, the present invention is not limited to this, and various processing devices (punch, cutting) having a function of positioning the moving unit. , Polishing, leather, etc.).
[0049]
Furthermore, in the above-described embodiment, the example having two moving
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the printed circuit board processing apparatus of the present invention, the two reference position marks formed on the sub-plate are imaged by the imaging device, and the distance between the two reference position marks is determined. If an error occurs between the distance detected by the position detection means and the preset distance between the reference position marks, the workpiece is processed by the processing tool according to the magnitude of the error. It is configured to correct the position. Therefore, even when a deviation occurs in the machining position of the workpiece due to a change in ambient temperature or the like, this can be corrected, so that the machining accuracy can be remarkably improved.
[0051]
In addition, if the material constituting the sub-plate is the same material as the workpiece or a material having the same coefficient of thermal expansion, this can be corrected for expansion and contraction of the workpiece itself due to changes in ambient temperature. Thus, the machining accuracy of the workpiece can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a guide drilling device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing a configuration of a guide drilling device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of a control device.
FIG. 4 is an external view showing a configuration of a sub plate.
FIG. 5 is an external view showing a configuration of a modified example of a sub-plate.
FIG. 6 is a plan view showing a configuration of a conventional guide drilling device.
FIG. 7 is a front view showing a configuration of a conventional guide drilling device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記移動ユニットに搭載された加工具をワーク上の所望位置へ移動させた後、該加工具を動作させて前記ワークの所望位置を加工するように構成されたワークの加工装置において、
設定値の間隔にある少なくとも2つの基準位置マークが形成されたサブプレートを前記一次元方向に沿って配置し、
前記サブプレートに形成された2つの基準位置マークを、前記移動ユニットに搭載された撮像装置で撮像して、基準位置マーク間の距離を前記リニアスケール又はロータリエンコーダで測定して測定値を求め、
この測定値に対する前記設定値の比率に基づいて、リニアスケール又はロータリエンコーダで測定される前記加工具の位置を補正することを特徴とするワークの加工装置。A moving unit on which an imaging device and a processing tool are mounted, a driving unit that slides the moving unit in a one-dimensional direction, and a linear scale or a rotary encoder that detects a one-dimensional position of the moving unit moved by the driving unit And comprising
In the workpiece processing apparatus configured to move the processing tool mounted on the moving unit to a desired position on the workpiece and then operate the processing tool to process the desired position of the workpiece.
A sub-plate on which at least two reference position marks at a set value interval are formed is disposed along the one-dimensional direction;
Two reference position marks formed on the sub-plate are imaged by an imaging device mounted on the moving unit, and the distance between the reference position marks is measured by the linear scale or the rotary encoder to obtain a measurement value. ,
An apparatus for processing a workpiece, wherein the position of the processing tool measured by a linear scale or a rotary encoder is corrected based on a ratio of the set value to the measured value .
前記各移動ユニットに搭載された加工具をワーク上の所望位置へ移動させた後、該加工具を動作させて前記ワークの所望位置を加工するように構成されたワークの加工装置において、
設定値の間隔にある少なくとも2つの基準位置マークが形成されたサブプレートを前記一次元方向に沿って配置し、
前記サブプレートに形成された2つの基準位置マークを、前記2つの移動ユニットに搭載された撮像装置で撮像し、前記2つの基準位置マーク間の距離をリニアスケール又はロータリエンコーダで測定して測定値を求め、
この測定値に対する前記設定値の比率に基づいて、リニアスケール又はロータリエンコーダで測定される前記2つの加工具間の間隔を補正することを特徴とするワークの加工装置。Two moving units on which an imaging device and a processing tool are mounted, a driving unit that slides each moving unit in a one-dimensional direction, and a linear that detects a one-dimensional position of each moving unit moved by the driving unit A scale or a rotary encoder ,
In the workpiece machining apparatus configured to process the desired position of the workpiece by operating the machining tool after moving the machining tool mounted on each moving unit to a desired position on the workpiece,
A sub-plate on which at least two reference position marks at a set value interval are formed is disposed along the one-dimensional direction;
Two reference position marks formed on the sub-plate are imaged with an imaging device mounted on the two moving units, and the distance between the two reference position marks is measured by a linear scale or a rotary encoder. Find the value
An apparatus for processing a workpiece, wherein an interval between the two processing tools measured by a linear scale or a rotary encoder is corrected based on a ratio of the set value to the measured value.
前記各移動ユニットに搭載された加工具をワーク上の所望位置へ移動した後、該加工具を動作させて前記ワークの所望位置を加工するように構成されたワークの加工装置において、
前記ワークを載置するテーブルの適所に前記一次元方向に沿って配置されたサブプレートであって、設定値の間隔にある少なくとも2つの基準位置マークが形成されたサブプレートと、
前記サブプレートに形成された2つの基準位置マークを前記各移動ユニットに搭載される撮像装置で撮像することによって、前記リニアスケール又はロータリエンコーダで前記2つの基準位置マーク間の距離を測定して求められる測定値に対する前記設定値の比率を演算する演算手段と、
前記演算手段で求められた数値に応じて、ワーク上の加工位置を補正する加工位置設定手段と、
を具備したことを特徴とするワークの加工装置。Two moving units on which an imaging device and a processing tool are mounted, driving means for sliding the two moving units in a one-dimensional direction, and a one-dimensional position of each moving unit moved by the driving means are detected. A linear scale or a rotary encoder ,
In the workpiece machining apparatus configured to process the desired position of the workpiece by operating the machining tool after moving the machining tool mounted on each moving unit to a desired position on the workpiece,
A sub-plate arranged along the one-dimensional direction at an appropriate position of a table on which the workpiece is placed , wherein the sub-plate is formed with at least two reference position marks at a set value interval ;
The two reference position marks formed on the sub-plate are imaged by an imaging device mounted on each moving unit, and the distance between the two reference position marks is measured by the linear scale or rotary encoder. Calculating means for calculating a ratio of the set value to a measured value to be measured ;
Machining position setting means for correcting the machining position on the workpiece according to the numerical value obtained by the computing means ;
An apparatus for processing a workpiece, comprising:
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