JP4679250B2 - 下板対するピン位置決め機能を備えるプリント基板外形加工機およびピン打ち込みユニット - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板外形加工機およびプリント基板外形加工機に搭載され、指定された位置にピンを打ち込むピン打ち込みユニットに関する。

配線基板の穴明け作業における前段取り作業の自動化を可能にすることにより、生産性の向上及び自動化を図るとともに、設備費の低減化、省スペース化を図ることを目的として、テーブル本体の上面に出没自在に突出し、積み重ねた複数枚の配線基板の各々に形成された基準穴に挿通して該積重ね基板をテーブル本体上面の所定位置に位置決めする２本のガイドピンを設けた配線基板支持用のテーブルと、該テーブルを所定方向に所定量移動させるテーブル送り機構と、テーブル上に支持された前記積重ね基板の基準穴から前記ガイドピンを押し出して該基準穴に基準ピンを打込む基準ピン打込みユニットと、前記積重ね基板の所定箇所に複数の固着穴を形成するドリルユニットと、該ドリルユニットにより形成された複数の固着穴に固着ピンをそれぞれ打込む固着ピン打込みユニットとからなる積重ね基板の固着装置が知られている（特許文献１）。

この装置に依れば、配線基板の穴明け作業の前段取り作業として行われる、複数枚の配線基板へ基準ピンと固着ピンを打込み一体に固着する作業を、人手を要することなく一連の動作として自動的に行うことができる。
特開平４−８２６２９号公報

プリント基板穴明機の場合、固着ピンは通常基板の外縁近傍に配置され、ほぼ直線上に配置される。

プリント基板外形加工機の場合、１個の大きいプリント基板（以下、母基板という。）から製品となる小さい基板（以下、製品基板という。）が切り出される。製品基板が切り出される際にエンドミル等の工具と接触すると、製品基板が損傷する。そこで、製品基板毎にピンを打ち込んでおき、切り出された製品基板の位置がずれないようにしている。この場合、ピンの位置は母基板における製品基板の配置で決まるので、母基板毎に定まり、規則性はほとんどない。

ところで、母基板にピンを打込む時には母基板とＸＹテーブルとの間に下板を配置し、ピンを挿入する穴を下板までにとどめて、ＸＹテーブルの表面に傷が付かないようにしている。母基板の種類が変わる毎に下板を交換するのは無駄である。このとき、すでに加工されている穴と干渉する位置にピンを配置するとピンの固定が不安定になる。このため、ピンを挿入する穴は新しく形成する必要がある。

下板に加工された穴が少ない場合、目視で見当が付けられる。しかし、穴の数が増えてくると、目視では判断することができず、スケールを用いて確認する必要があり、時間を要した。また、ピン打ち込みに時間を要した。特許文献１の場合、穴明け手段とピン打ち込み手段の両者を備えているが、このような場合のピンの位置決めは考慮されていない。

本発明の目的は、下板を有効に活用することができると共に段取り作業の作業性を向上させることができるプリント基板外形加工機およびプリント基板外形加工機に組み合わされ、下板を有効に活用することができると共に段取り作業の作業性を向上させることができるピン打ち込みユニットを提供するにある。

上記課題を解決するため、本発明の第１ の手段は、ベッド上に載置され水平なＸＹ方向に移動自在のテーブルの上面に固定された下板に係合させたピンにより製品基板の移動を制限し、前記製品基板を母基板から切り出すプリント基板外形加工機において、前記ピンの配置を記述した加工プログラムとすでに前記下板に形成されたピンを係合させる穴の位置とから両者の重複を判定し、重複する場合にはシフト量を変更することにより重複しない位置を今回配置する前記ピンの位置として決定する機能を備えることを特徴とする。

また、本発明の第２ の手段は、ピン打ち込みユニットとして、ベッド上に載置され水平なＸＹ方向に移動自在のテーブルの上面に固定された下板に係合させたピンにより製品基板の移動を制限し、前記製品基板を母基板から切り出すプリント基板外形加工機に搭載され、前記ピンを供給すると共に供給された前記ピンを打ち込むピン打ち込み装置と、前記ピンの配置を記述した加工プログラムとすでに前記下板に形成されたピンを係合する穴の位置とから両者の重複を判定し、重複する場合にはシフト量を変更することにより重複しない位置を今回配置する前記ピンの位置として決定する機能と、決定した結果をプリント基板外形加工機に出力する機能と、前記プリント基板外形加工機から出力される位置決め完了信号に基づいて前記ピン打ち込み装置を動作させる機能とを備える制御装置と、からなることを特徴とする。

下板を有効に活用することができると共に段取り作業の作業性が向上する。

図１は本発明に係るプリント基板外形加工機の全体図、図２はプリント基板外形加工機のテーブル部の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。また、図３は本発明の動作を示すフローチャート、図４は本発明に係るプリント基板外形加工機の制御装置の記憶部の内容を示す図である。

プリント基板外形加工機１００のベッド１上には水平なＸＹ方向に移動自在のテーブル２が載置されている。テーブル２の上面にはツーリングプレート（下板）３が固定されている。ワークである母基板４はツーリングプレート３上に固定されている。

コラム５はベッド１に固定されている。サドル６はコラム５上を上下Ｚ方向に位置決め自在である。スピンドル７はサドル６に保持され、工具８（例えばドリル）を回転自在に支持している。

制御装置１０は、フレキシブルディスク（以下、ＦＤという。）に記憶された加工プログラムを読み込むＦＤ入力装置と、ＦＤに記録されていないデータを入力するためのキーボードと、入力データや後述する記憶装置に記憶された内容を表示する表示装置と、からなる入出力部と各種データの比較、演算処理を行う演算装置と、各種データを記憶する記憶装置と、を備えている。

そして、図４に示すように、制御装置１０の記憶装置には、ピン穴加工フラグ５１、加工済みピン穴Ｘ座標５２、加工済みピン穴Ｙ座標５３、加工済みピン穴径５４、加工前ピン穴Ｘ座標５２Ａ、加工前ピン穴Ｙ座標５３Ａ、加工前ピン穴径５４Ａ、Ｘ軸ピン穴加工シフト量５５、Ｙ軸ピン穴加工シフト量５６、Ｘ軸加工可能範囲５７及びＹ軸加工可能範囲５８、加工済みピン穴数５９、加工ピン穴数５９Ａを更新可能に記憶するデータテーブルが記憶されている。また、図示を省略する駆動手段を制御してテーブル２、サドル６を移動させると共にスピンドル７の回転を制御する。

ピン打ち込みユニット２０は、ピン打ち込み装置３０と制御装置４０とから構成されている。

ピン打ち込み装置３０はピンの供給装置と打ち込み装置とから構成され、コラム５に着脱自在に支持されている。なお、ピン打ち込み装置３０の構成は例えば特許文献１に開示されているので、詳細な説明は省略する。

制御装置４０は制御装置１０に接続されている。

次に、本発明の動作を説明する。
いま、図２（ａ）に示すように、ツーリングプレート３の×部に穴が加工されており、例えば〇で示す配置でピンを係合させる穴を明けるとする。なお、同図における点Ａはテーブル２の座標原点である。

以下、図３を参照しながら、本発明の動作を説明する。
ピン穴加工を行う場合、加工に先立ち、キーボードからの入力でピン穴加工フラグ５１をオンに設定すると共に、ピン穴加工用プログラムが保存されているＦＤをＦＤ入力装置にセットしておく。また、ピン穴を加工するための座標軸に対するＸ軸シフト量５５とＹ軸シフト量５６を定めておく。

加工開始ボタンがオンされると、制御装置１０はピン穴加工フラグがオンかどうかを確認し、オンの場合は手順Ｓ２０の処理を行い、その他の場合は通常の加工（プリント基板の外形加工）を行う（手順Ｓ１０）。手順Ｓ２０では、加工プログラムを読み込み、ピン穴加工位置のＸ座標、Ｙ座標、及びピン穴加工に使用する工具径をデータテーブル５２Ａ，５３Ａ，５４Ａに、加工するピン穴数分登録する。また、加工ピン穴数５９Ａを積算し更新記憶する。次に、加工済み穴情報用変数Ｉ及び加工ピン穴検索用変数Ｊを初期値１に更新して、手順Ｓ４０の処理を行う（手順Ｓ３０）。

手順Ｓ４０では、加工しようとする１個目のピン穴と加工済みの穴が重複するかどうかを確認する。

すなわち、次に示す（１）〜（４）の条件をすべて満たす場合、加工しようとするピン穴が加工済みのピン穴に重複すると判断する。
（１）加工済みＸ座標５２−（加工済みピン穴径５４／２）＜加工前Ｘ座標５２Ａ＋（加工前ピン穴径５４Ａ／２）＋Ｘ軸シフト量５５
（２）加工済みＸ座標５２＋（加工済みピン穴径５４／２）＞加工前Ｘ座標５２Ａ−（加工前ピン穴径５４Ａ／２）＋Ｘ軸シフト量５５
（３）加工済みＹ座標５３−（加工済みピン穴径５４／２）＜加工前Ｙ座標５３Ａ＋（加工前ピン穴径５４Ａ／２）＋Ｙ軸シフト量５６
（４）加工済みＹ座標５３＋（加工済みピン穴径５４／２）＞加工前Ｙ座標５３Ａ−（加工前ピン穴径５４Ａ／２）＋Ｙ軸シフト量５６

以下、同様にして、総ての加工しようとするピン穴が加工済みのピン穴と重複していないかを調べる（手順Ｓ５０〜手順Ｓ８０）。

そして、加工しようとするピン穴が加工済みのピン穴に重複しない場合は手順Ｓ１００の処理を行い、加工しようとするピン穴が加工済みのピン穴に重複する場合はシフト量５５，５６を変更するように表示装置にメッセージ表示する。ここで、作業者が表示されたメッセージによりＸ軸シフト量５５，Ｙ軸シフト量５６の変更を待ち（手順Ｓ９０）、変更された場合は手順Ｓ３０の処理を行う。

手順Ｓ１００では、加工可能範囲かどうかを確認し、加工可能範囲内である場合はピン穴を加工して加工済みピン穴情報を更新し（手順Ｓ１１０、手順Ｓ１２０）、加工可能範囲外である場合は手順Ｓ９０の処理を行う。

ピン穴の加工が終了したら、作業者はキーボードからピン穴加工フラグ５１をリセットする。そして、加工したピン穴情報に基づいてテーブル２を移動させ、加工したピン穴を打ち込み装置に位置決めし、制御装置４０に位置決め完了信号を送る。位置決め完了信号を受けた制御装置４０は打ち込み装置を動作させ、図２（ｂ）に示すように、ピン穴９０にピン８０を打ち込む。総てのピン穴９０にピン８０が打ち込まれたら、１枚または複数枚の母基板４をピン８０に挿入する。

以下、通常の加工を行う。

なお、手順Ｓ１００では、Ｘ軸は加工前座標５２Ａとシフト量５５Ａの和，Ｙ軸は加工前座標５３Ａとシフト量５６Ａの和の座標にピン穴径５４Ａの穴が加工される。

この実施形態では制御装置１０がピン穴加工用プログラムに基づいてピン穴位置を演算するようにしたが、制御装置４０が行えるように構成することもできる。

また、手順Ｓ９０において作業者がＸＹ方向のシフト量を設定するようにしたが、予めシフト量を定めておき、制御装置４０で行うようにしてもよい。

また、ピン８０のツーリングプレート３からの突き出し量は、ピン８０の長さと穴９０の深さによって調整しても良いし、穴９０の深さを深くしておき、打ち込み装置のストロークを変えて調整するようにしてもよい。

また、図５に示すように、ピン打ち込み装置３０を２台設けるようにすると、ピン打ち込み範囲がプリント基板外形加工機の加工範囲全体になるので、プリント基板外形加工機の性能を損ねることがない。

本発明に係るプリント基板外形加工機の全体図である。 プリント基板外形加工機のテーブル部の説明図である。 本発明の動作を示すフローチャートである。 本発明に係るプリント基板外形加工機の制御装置の記憶部の内容を示す図である。 本発明の変形例を示す図である。

符号の説明

３ ツーリングプレート（下板）
１０ 制御装置
４０ 制御装置
８０ ピン
１００ プリント基板外形加工機

Claims (2)

1. ベッド上に載置され水平なＸＹ方向に移動自在のテーブルの上面に固定された下板に係合させたピンにより製品基板の移動を制限し、前記製品基板を母基板から切り出すプリント基板外形加工機において、
   前記ピンの配置を記述した加工プログラムとすでに前記下板に形成されたピンを係合させる穴の位置とから両者の重複を判定し、重複する場合にはシフト量を変更することにより重複しない位置を今回配置する前記ピンの位置として決定する機能
   を備えることを特徴とするプリント基板外形加工機。
2. ベッド上に載置され水平なＸＹ方向に移動自在のテーブルの上面に固定された下板に係合させたピンにより製品基板の移動を制限し、前記製品基板を母基板から切り出すプリント基板外形加工機に搭載され、前記ピンを供給すると共に供給された前記ピンを打ち込むピン打ち込み装置と、
   前記ピンの配置を記述した加工プログラムとすでに前記下板に形成されたピンを係合させる穴の位置とから両者の重複を判定し、重複する場合にはシフト量を変更することにより重複しない位置を今回配置する前記ピンの位置として決定する機能と、
   決定した結果を前記プリント基板外形加工機に出力する機能と、
   前記プリント基板外形加工機から出力される位置決め完了信号に基づいて前記ピン打ち込み装置を動作させる機能とを備える制御装置と、
   からなることを特徴とするピン打ち込みユニット。
   

Images