JP5022069B2 - 穴開け装置 - Google Patents

Description

本発明は、穴開け装置に関する。

従来、ＩＣチップ、抵抗、コンデンサ等の電子部品を実装するために、プリント配線板が利用されている。このようなプリント配線板は、生産の効率化のため、同じサイズのプリント配線板を複数枚得ることができる大きなプリント配線板を用い、最終的に、大きなプリント配線板を例えばプレスマシンやルータ等により分割することで、複数のプリント配線板を得ている。
この分割を行う際にはプリント配線板に設けられたガイド穴をプレスマシン等に設けられたガイドピンに挿してプリント配線板とプレスマシン等との位置関係がセッティングされ、プレスマシンは、このガイドピンから位置関係に基づいてプリント配線板を加工していく。ガイド穴は最少２つ設けられ、プリント配線板のプレスマシンに対する位置関係を補正できるようになっている。

ところで、ガイド穴とピンとのクリアランスはできるだけ大きい方が、ガイド穴にピンを挿すためには好都合である。なぜなら、特にプリント配線板上にドリル等を用いてガイド穴を加工する場合、加工する位置決め時の誤差、及び穴の直径の加工精度に誤差が生じ、クリアランスが大きいとこのような誤差を吸収することができるためである。しかしながら、プリント配線板外形の加工精度を上げるためには、ガイド穴とピントのクリアランスは小さい方が好ましい。
電子機器が高密度化、高精度化した現状においては、高い加工精度が要求されるため、ガイドピンとガイド穴のクリアランスは非常に小さく設定される。

このようなガイド穴は、予めプリント配線板に設けられているガイドマークを基準として、専用の穴開け装置により、ドリル等の穿孔手段によって開けられる。ガイドマークは例えばプリント配線板の中央部の両端に一つずつ設けられていたり、プリント配線板の方形の四隅に一つずつ設けられている。穴開け装置は、こうしたガイドマークをカメラ等の撮像手段により撮像して、ガイドマークの中心に対してガイド穴を開ける。

従来の穴開け装置では、このガイドマーク個々の中心に対する穴開け精度が高精度でありさえすればよかった。ところが、ガイドマークの印刷精度は必ずしも高いものではなく、もともと印刷されているガイドマーク中心間の距離が設計値に合致していない場合が多い。そのため、ガイドマークの中心にガイド穴を開けても、必要とするガイド穴間の距離が設計値と合致しない場合がある。このような場合、プレス装置等に設けられているガイドピンをガイド穴に挿入することができないという問題が生ずる。このように、プリント配線板に設けられるガイド穴は、ガイドマークに対しての位置精度だけでなく、ガイド穴間の距離が設計値内に入ることが必要である。

この問題を解決するために、測定したガイドマークの中心にガイド穴を開けるのではなく、測定したガイドマーク間の距離と設計上の値とを比較し、加工した結果が設計上のガイドマーク間の距離になるように測定結果を補正して（２つのガイドマーク間の距離の中点から、それぞれ均等に補正値を振り分けることから振り分け式という）加工する。このようにすると、ガイドマークの中心に対してずれた位置にガイド穴が加工されるが、実際には正しいガイドマーク穴の距離が得られる。

このような振り分け式のガイド穴加工を行うためには、ガイド穴間の距離を正確に測定する必要がある。ガイド穴間の距離を正確に測定するために、装置の測定系の校正を行う。この測定系の校正には所定のピッチで穴が開けられ、穴間の距離が正確に測定されている治具板が用いられる。この治具板に設けられた穴のうち、これから加工しようとするプリント配線板のガイド穴間の距離に近似した位置関係になるものを選択し、これらの穴を撮像して距離を求める。そうして求めた距離と設計上の値とを対応づければ測定系の校正を行うことができる。

ところで、このような計測系の補正方式においては穴間の距離が長いため、周囲温度の変動による穴開け装置の変形が加工精度に及ぼす影響も無視できないものになる。このような課題を解決する方法として、穴開け装置の一例として特許文献１が、また、温度変化に適応したものとして特許文献２が提案されている。
特開２００１−３１０２０８号公報 特開２００５−３４９５０５号公報

しかしながら、特許文献１，２のような解決方法により、穴開け装置本体の補正は可能となるが、プリント配線板の変形には対応できないという欠点がある。プリント配線板も周囲温度の影響を受けて、変形を起こす。特に多層プリント配線板は、その形成時に数百℃に加熱して接着層を溶融する必要があり、プリント配線板形成後に冷却を行うものの、その後にさほど間をおかずに穴開け装置で穴開け加工をする場合が多く、実際には穴開け装置の温度よりも数度高い状態で加工が行われる。

熱膨張係数から計算すると、プリント配線板の温度が１℃上がるごとに１０μｍ程度の変形が発生することになり、数℃という温度差は無視することができない値である。

このように、プリント配線板の温度変化に対応することが可能な穴開け装置が求められている。

本発明は上述した実情に鑑みてなされたものであり、プリント配線板の温度変化にも対応することができる穴開け装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の観点に係る穴開け装置は、
複数の穴を開ける予定位置にそれぞれガイドマークが設けられたプリント配線板に該ガイドマークに対応する複数の穴を開ける穴開け装置であって、
直行するＸ軸及びＹ軸によって定まる機械平面に平行で加工対象の前記プリント配線板が載置される載置面を有し、該載置面に貫通する任意数の貫通穴が形成された載置台と、
予め間隔が測定された複数の目印が形成されて前記載置面に配置された治具板と、
前記載置面に対向し、前記プリント配線板を固定するための固定手段と、
制御信号に基づいて前記固定手段を上下に移動させる固定昇降手段と、
前記貫通穴を介して前記プリント配線板に穴を形成するための穿孔工具、該穿孔工具を回転可能に支持すると共に制御信号に基づいて該穿孔工具を上下に移動させる工具昇降手段、該穿孔工具に対向し、該プリント配線板を押さえるためのプリント配線板押さえ手段、及び制御信号に基づいて該プリント配線板押さえ手段を上下に移動させる押さえ昇降手段を搭載する穿孔ユニットと、
前記貫通孔を介して前記プリント配線板或いは前記治具板を撮像する撮像手段と、
制御信号に基づいて前記穿孔ユニットをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる穿孔ユニット移動手段と、
制御信号に基づき、前記穿孔ユニット上で、前記撮像手段に対して前記工具昇降手段をＸ軸方向或いはＹ軸方向に移動させる穿孔手段移動手段と、
前記固定手段或いは前記プリント配線板押さえ手段に組込まれた温度計と、
前記固定昇降手段、前記工具昇降手段、前記押さえ昇降手段、前記穿孔ユニット移動手段、前記穿孔手段移動手段に対して制御信号を出力する制御手段とを備え、
前記撮像手段に前記治具板の異なる目印を撮像させ、該異なる目印を撮像した前記撮像手段の位置情報と事前に測定されている該目印間の間隔とから、前記機械平面における任意の点間の距離を表す関数を算出する測定系処理と、
前記温度計により、当該穴開け装置の温度を測定すると共に前記プリント配線板の温度を測定する温度測定処理と、
前記撮像手段を移動させ、該撮像手段に前記プリント配線板の複数のガイドマークを撮像させ、前記関数に基づいて該ガイドマーク間の距離を測定し、該距離の測定結果と前記測定された当該穴開け装置の温度と前記プリント配線板の温度とから、該プリント配線板に前記複数の穴を開ける穿孔位置を求める穴開け位置設定処理と、
前記穴開け位置設定処理で求めた前記プリント配線板の複数の穿孔位置に前記穿孔工具を移動し、該穿孔工具により該プリント配線板に穴を開ける穴開け処理とを、
行うことを特徴とする。

なお、前記穴開け装置の温度には、雰囲気温度が含まれてもよい。
また、前記温度測定処理では、前記プリント配線板の温度と当該穴開け装置の温度を１箇所、または複数の箇所において測定し、これらの測定結果に基づいて当該穴開け装置及び前記プリント配線板の熱による変形量を算出してもよい。
また、前記穴開け位置設定処理では、前記ガイドマーク間の距離の測定結果から前記複数の穿孔位置を仮に求め、該仮に求めた複数の穿孔位置を前記プリント配線板の温度と当該穴開け装置の温度との温度差に基づいて補正してもよい。

また、前記温度計は、接触温度計であり、前記プリント配線板押さえ手段或いは前記固定手段が前記プリント配線板または前記載置面に当接したときに該プリント配線板または載置面の温度を測定してもよい。

また、前記穿孔ユニット、撮像手段、穿孔ユニット移動手段及び穿孔手段移動手段を、複数組備えてもよい。

また、前記載置台は、Ｙ軸方向に移動可能であってもよい。

また、前記温度測定処理では、前記温度計により、前記プリント配線板の複数の部分の温度を測定し、前記穴開け位置設定処理では、前記プリント配線板の複数の部分の温度と当該穴開け装置の温度とから、該プリント配線板に前記複数の穴を開ける穿孔位置を求めてもよい。

また、前記治具板は、前記載置台と別体であってもよい。

また、前記治具板は、複数の基準穴が前記目印として形成され、該各基準穴の中心を結ぶ線がＹ軸に平行になっていてもよい。

また、前記治具板は、複数の基準穴が前記目印として形成され、該各基準穴の中心を結ぶ線がＸ軸に平行になっていてもよい。

また、前記治具板は、中心を結ぶ線がＸ軸に平行な複数の穴が前記目印として形成されると共に、中心を結ぶ線がＹ軸に平行な複数の穴が前記目印として形成されていてもよい。

また、前記治具板は、前記載置台よりも熱変形が少なくてもよい。

本発明によれば、プリント配線板の温度変化に対応することができる穴開け装置を実現できる。

本発明の実施の形態に係る穴開け装置について図を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る穴開け装置１の要部の構成例を示す図である。
図２は、穴開け装置１の要部を示す斜視図であり、穴開け装置１の筺体１ａを透視した内部を表したものである。
図３は、穴開け装置１の載置台２の平面図である。
図４は、載置台２及び可動テーブル４の断面図である。
図５は、載置台２とプリント配線板ＰＣＢとを示す図であり、（ａ）は大きなプリント配線板ＰＣＢの場合、（ｂ）は小さいプリント配線板ＰＣＢの場合を示している。

穴開け装置１は、図２のように、内部と外部を遮断する筐体１ａと、載置台２と、架台３とを備えている。筐体１ａの内部に、架台３が固定されている。
図２に記入した機械座標系（原点Ｏ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）は、穴開け装置１の不動部分（例えば筺体１ａや架台３）に固定された機械座標系で、送り装置の各種機械部分の移動方向がこの機械座標軸に平行になされている。又、この機械座標系で表される座標に基づいて各種機械部分の移動位置及び移動距離が設定される。図２の白抜きの矢印は作業者の定位置であって、作業者は矢の方向（Ｙ軸の正方向）に向かって立ち、ワークであるプリント配線板ＰＣＢを投入し、加工が終われば穴開け装置１から取り出す。プリント配線板ＰＣＢの供給と取り出しは、搬送装置によって行ってもよい。搬送装置は、例えばエアによって吸着する吸着器を備えたロボットアームで構成することができる。

載置台２は、図１のように、上部の載置面にプリント配線板ＰＣＢを載置するものであり、Ｙ軸方向に移動可能な可動テーブル４上に固定されている。載置台２は、可動テーブル４によって、所定の高さで支持され、載置面がＸＹ平面に平行になっている。可動テーブル４は、プリント配線板ＰＣＢを所定位置に移動させる手段として機能する。載置台２の中央部には、プリント配線板ＰＣＢを吸着するための吸着孔２ａが形成されている。この吸着孔２ａは、可動テーブル４に形成された孔４ａと連通し、可動テーブル４側から吸気されるようになっている。
載置台２には、移動方向に向く中心線を挟んで対称に貫通孔２ｂ，２ｃが形成されている。可動テーブル４には、貫通孔２ｂ，２ｃに連通する貫通孔４ｂ，４ｃが形成されている。これらの貫通孔２ｂ，２ｃ，４ｂ，４ｃは、プリント配線板ＰＣＢの撮像を可能とするものであると共に、穴開け加工における工具との干渉を防ぐために設けられている。また、貫通孔２ｂ、２ｃ、４ｂ、４ｃは、図５に示すように、加工しようとするプリント配線板ＰＣＢの大きさによってプリント配線板ＰＣＢの撮像や、穴開け加工に支障がないように長穴状になっている。
載置台２上には、図３のように、治具板２ｄが取付けられている。治具板２ｄは、熱変形の少ない材質で構成され、一定距離ごとに基準穴２ｅが形成されている。基準穴２ｅの穴間距離は事前に測定されている。複数の基準穴２ｅの中心を結ぶ線が、Ｘ軸方向に平行になっている。なお、この治具板２ｄは、載置台２と一体に形成されていてもよい。

図２に示すように、架台３の上部には、Ｘ軸に平行な直線ガイド５が取り付けられている。直線ガイド５の上には、２台の板状のＸ軸移動架台１０，２０が載せられ、直線ガイド５により、Ｘ軸移動架台１０，２０が移動可能に支持されている。

架台３の上部には、更に、直線ガイド５に平行な２本のボールねじ６が取り付けられている。２本のボールねじ６は、Ｘ軸移動架台１０，２０をそれぞれ移動させるものであり、Ｘ軸移動架台１０，２０の底面の下側に配置されている。各Ｘ軸移動架台１０，２０の底面の下側には、各ボールねじ６に係合するナット（図示略）がそれぞれ取り付けられている。各ボールねじ６は、図示しないモータを駆動することにより回転し、Ｘ軸移動架台１０，２０をＸ軸方向に移動させる。各ボールねじ６を回転させるためのモータの制御は、後述する制御装置１００が行う。

Ｘ軸移動架台１０の上部には、Ｙ軸に平行な直線ガイド１１が取り付けられている。直線ガイド１１の上にＹ軸移動架台３０が載せられ、Ｙ軸移動架台３０が直線ガイド１１によって移動可能に支持されている。

Ｘ軸移動架台１０の上部には、更に、直線ガイド１１に平行なボールねじ１２が取り付けられている。ボールねじ１２は、Ｙ軸移動架台３０を移動させるものであり、Ｙ軸移動架台３０の底面の下側に配置されている。Ｙ軸移動架台３０の底面の下側には、ボールねじ１２に係合するナット（図示略）が取り付けられている。ボールねじ１２は、図示しないモータを駆動することにより回転し、Ｙ軸移動架台３０をＹ軸方向に移動させる。ボールねじ１２を回転させるためのモータの制御は、後述する制御装置１００が行う。

Ｘ軸移動架台２０の上部には、Ｙ軸に平行な直線ガイド２１が取り付けられている。直線ガイド２１の上にＹ軸移動架台４０が載せられ、Ｙ軸移動架台４０が直線ガイド２１によって移動可能に支持されている。

Ｘ軸移動架台２０の上部には、更に、直線ガイド２１に平行なボールねじ２２が取り付けられている。ボールねじ２２は、Ｙ軸移動架台４０を移動させるものであり、Ｙ軸移動架台４０の底面の下側に配置されている。Ｙ軸移動架台４０の底面の下側には、ボールねじ２２に係合するナット（図示略）がそれぞれ取り付けられている。ボールねじ２２は、図示しないモータを駆動することにより回転し、Ｙ軸移動架台４０をＹ軸方向に移動させる。ボールねじ２２を回転させるためのモータの制御は、後述する制御装置１００が行う。

２台のＹ軸移動架台３０，４０は、底面と壁部と上面とを有するチャンネル形であり、チャンネル形の解放部が互いに対向している。各Ｙ軸移動架台３０，４０の上部には、Ｘ線発生装置３１，４１とＸ線防護管３２，４２とがそれぞれ固定されている。Ｙ軸移動架台３０，４０の底面上には、Ｘ線防護管３２，４２と対向するＸ線カメラ３３，４３がそれぞれ取り付けられている。Ｘ線防護管３２とＸ線カメラ３３との間、及びＸ線防護管４２とＸ線カメラ４３との間を、プリント配線板ＰＣＢの載置された載置台２及び可動テーブル４が通過する。

Ｙ軸移動架台３０の底面上には、Ｘ軸に平行な直線ガイド３４が取り付けられている。直線ガイド３４の上に板状のＸ軸移動架台５０が載せられ、Ｘ軸移動架台５０が直線ガイド３４によって移動可能に支持されている。

Ｙ軸移動架台３０の底面上には、更に、直線ガイド３４に平行なボールねじ３５が取り付けられている。ボールねじ３５は、Ｘ軸移動架台５０を移動させるものであり、Ｘ軸移動架台５０の底面の下側に配置されている。Ｘ軸移動架台５０の底面の下側には、ボールねじ３５に係合するナット（図示略）が取り付けられている。ボールねじ３５は、図示しないモータを駆動することにより回転し、Ｘ軸移動架台５０をＸ軸方向に移動させる。ボールねじ３５を回転させるためのモータの制御は、後述する制御部１００が行う。

Ｘ軸移動架台５０の上には、Ｙ軸に平行な直線ガイド５１が取り付けられている。直線ガイド５１の上に工具移動架台６０が載せられ、工具移動架台６０が直線ガイド５１によって移動可能に支持されている。

X軸移動架台５０の上には、更に、直線ガイド５１に平行なボールねじ５２が取り付けられている。ボールねじ５２は、工具移動架台６０を移動させるものであり、工具移動架台６０の底面の下側に配置されている。工具移動架台６０の底面の下側には、ボールねじ５２に係合するナット（図示略）が取り付けられている。ボールねじ５２は、図示しないモータを駆動することにより回転し、工具移動架台６０をＹ軸方向に移動させる。ボールねじ５２を回転させるためのモータの制御は、後述する制御装置１００が行う。

Ｙ軸移動架台４０の底面上には、Ｘ軸に平行な直線ガイド４４が取り付けられている。直線ガイド４４の上に板状のＸ軸移動架台７０が載せられ、Ｘ軸移動架台７０が直線ガイド４４によって移動可能に支持されている。

Ｙ軸移動架台４０の底面上には、更に、直線ガイド４４に平行なボールねじ４５が取り付けられている。ボールねじ４５は、Ｘ軸移動架台７０を移動させるものであり、Ｘ軸移動架台７０の底面の下側に配置されている。Ｘ軸移動架台７０の底面の下側には、ボールねじ４５に係合するナット（図示略）が取り付けられている。ボールねじ４５は、図示しないモータを駆動することにより回転し、Ｘ軸移動架台７０をＸ軸方向に移動させる。各ボールねじ４５を回転させるためのモータの制御は、後述する制御装置１００が行う。

Ｘ軸移動架台７０の上には、Ｙ軸に平行な直線ガイド７１が取り付けられている。直線ガイド７１の上に工具移動架台８０が載せられ、工具移動架台８０が直線ガイド７１によって移動可能に支持されている。

X軸移動架台７０の上には、更に、直線ガイド７１に平行なボールねじ７２が取り付けられている。ボールねじ７２は、工具移動架台８０を移動させるものであり、工具移動架台８０の底面の下側に配置されている。工具移動架台８０の底面の下側には、ボールねじ７２に係合するナット（図示略）が取り付けられている。ボールねじ７２は、図示しないモータを駆動することにより回転し、工具軸移動架台８０をＹ軸方向に移動させる。ボールねじ７２を回転させるためのモータの制御は、後述する制御装置１００が行う。

図１に示すように、２台の工具移動架台６０，８０は、底面と壁部と上面とを有するチャンネル形であり、チャンネル形の解放部が互いに対向している。
各工具移動架台６０，８０の上面には、プリント配線板押さえ６１，８１とそれらプリント配線板押さえ６１，８１を上下に移動させるエアシリンダ６１ａ，８１ａが取付けられている。各プリント配線板押さえ６１，８１の先端部には、接触式温度計６１ｂ，８１ｂがそれぞれ組み込まれている。

工具移動架台６０，８０の底面上には、ドリル６２，８２とドリル６２，８２を上下に移動させるエアシリンダ（図示略）とが組み込まれている。プリント配線板押さえ６１とドリル６２とが対向し、プリント配線板押さえ６１とドリル６２との間を、プリント配線板ＰＣＢの載置された載置台２及び可動テーブル４が通過する。プリント配線板押さえ８１とドリル８２とが対向し、プリント配線板押さえ８１とドリル８２との間を、プリント配線板ＰＣＢの載置された載置台２及び可動テーブル４が通過する。

ドリル６２，８２が上方に移動することにより、ドリル６２，８２に取付けられたドリルビット６３，８３がプリント配線板ＰＣＢに当接して、プリント配線板ＰＣＢに穴を開けることができる。プリント配線板押さえ６１，８１を上下させるエアシリンダ６１ａ，８１ａ、及びドリル６２，８２を上下させるエアシリンダの制御も、後述する制御装置１００が行う。

Ｘ線発生装置３１及びＸ線カメラ３３を搭載するＹ軸移動架台３０と，プリント配線板押さえ６１、ドリル６２を搭載した工具移動架台６０とは、一組の加工ユニットを構成し、Ｘ線発生装置４１及びＸ線カメラ４３を搭載するＹ軸移動架台４０と，プリント配線板押さえ８１、ドリル８２を搭載した工具移動架台８０とは、もう一組の加工ユニットを構成し、両方の加工ユニットでプリント配線板ＰＣＢのＸ軸方向の両側から加工する。

両方の加工ユニットの間に、載置台２上のプリント配線板ＰＣＢを固定するプリント配線板固定手段９０が配置されている。プリント配線板固定手段９０は、筐体１ａの天井部に固定された支持部９１と、プリント配線板ＰＣＢに当接する板状の固定部９２と、支持部９１に取付けられ固定部９２を上下に移動させるシリンダ９３とを備えている。固定部９２のプリント配線板ＰＣＢに当接する面の中央部分には、接触式温度計９４が装着されている。

図６は、制御装置１００を示す構成図である。
制御装置１００は、図６に示すように、制御ユニット１０１、主記憶部１０２、外部記憶部１０３、操作部１０４、表示部１０５及び入出力部１０６を備える。主記憶部１０２、外部記憶部１０３、操作部１０４、表示部１０５及び入出力部１０６はいずれも内部バス１０８を介して制御ユニット１０１に接続されている。

制御ユニット１０１はＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成され、外部記憶部１０３に記憶されているプログラムに従って、後述する穴開けのための処理を実行する。

主記憶部１０２は、ＲＡＭ（Random-Access Memory）等から構成され、外部記憶部１０３に記憶されているプログラムをロードし、制御ユニット１０１の作業領域として用いられる。

外部記憶部１０３は、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc Random-Access Memory）、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc Rewritable）等の不揮発性メモリから構成され、前記の処理を制御ユニット１０１に行わせるためのプログラムを予め記憶し、また、制御ユニット１０１の指示に従って、このプログラムが記憶するデータを制御ユニット１０１に供給し、制御ユニット１０１から供給されたデータを記憶する。

操作部１０４はキーボードおよびマウスなどのポインティングデバイス等と、キーボードおよびポインティングデバイス等を内部バス１０８に接続するインターフェース装置から構成されている。操作部１０４を介して、処理の開始または終了の指令などが入力され、制御ユニット１０１に供給される。

表示部１０５は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）またはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などから構成され、Ｘ線カメラ３３，４３の撮像や、Ｘ線カメラ３３，４３およびドリル６２，８２の位置座標、温度計６１ｂ，８１ｂ，９４で測定した温度、及び計測したプリント配線板ＰＣＢの後述するマークの座標、警告、作業者への指示等を表示する。

入出力部１０６は、シリアルインタフェース又はＬＡＮ（Local Area Network）インターフェースから構成されている。入出力部１０６を介して、Ｘ線カメラ３３，４３から撮像した画像信号、温度計６１ｂ，８１ｂ，９４で測定した温度等を入力する。また、Ｘ軸移動架台１０，２０、Ｙ軸移動架台３０，４０、工具移動架台６０，８０、可動テーブル４のモータを駆動する信号を出力する。

以上の構成の穴開け装置は、プリント配線板ＰＣＢにガイド穴を開けることが可能である。
ここで、プリント配線板ＰＣＢについて、説明する。
ＩＣチップ、抵抗、コンデンサ等の電子部品を実装するために用いられるプリント配線板ＰＣＢは、生産の効率化のため、同じサイズのプリント配線板を複数枚得ることができる大きなサイズのプリント配線板を作成し、最終的に、大きなプリント配線板を例えばプレスマシンやルータ等により分割することで、複数のプリント配線板ＰＣＢを得ることができる。

この分割を行う際には、大きなサイズのプリント配線板ＰＣＢに開けられたガイド穴に、プレスマシン等に設けられたガイドピンを挿入する。プレスマシンやルータは、このガイドピンから位置関係に基づいてプリント配線板を加工する。
本実施形態の穴開け装置は、プリント配線板ＰＣＢにガイド穴を開ける際に用いられる。

図７（ａ），（ｂ）は、プリント配線板ＰＣＢに印刷されたガイドマークを示す図である。
プリント配線板ＰＣＢには、ガイド穴を開けるためのガイドマークが印刷される。一般的に、１枚のプリント配線板ＰＣＢには、２カ所或いは４カ所のガイドマークが印刷される。ガイドマークが２カ所の場合、図７（ａ）のように、矩形のプリント配線板ＰＣＢの４辺ａ，ｂ，ｃ，ｄのうちの対向する２辺ａ，ｃの近傍に対称に配置される（ＧＭ１，ＧＭ２）。本実施例においては、各ガイドマークＧＭ１，ＧＭ２の辺ｂからの距離は等しい。

ガイドマークが４カ所の場合、図７（ｂ）のように、プリント配線板ＰＣＢの４頂点の近傍に配置される（ＧＭ１〜ＧＭ４）。本実施例においては、ガイドマークＧＭ１及びＧＭ２は、矩形のプリント配線板ＰＣＢの辺ｂから等距離の位置に印刷され、ガイドマークＧＭ３及びＧＭ４も、矩形のプリント配線板ＰＣＢの辺ｄから等距離の位置に印刷される。

次に、穴開け装置１により、プリント配線板ＰＣＢに２カ所のガイド穴を開ける穴開け方法を説明する。
図８は、プリント配線板ＰＣＢに２カ所のガイド穴を開ける穴開け方法を示すフローチャートである。

穴開け装置１は、プリント配線板ＰＣＢにガイド穴を開けるために、制御ユニット１０１の制御に基づいて、図８のステップＳ１〜Ｓ１０の処理を行う。
まず、穴開け対象のプリント配線板ＰＣＢの有無を確認する（ステップＳ１）。穴開け対象のプリント配線板ＰＣＢがある場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、プリント配線板ＰＣＢが載置台２に載置されていない状態で、プリント配線板固定手段９０のシリンダ９３を制御して固定部９２を下降させ、接触式温度計９４を載置台２に接触させる。これにより、装置本体の温度が測定される（ステップＳ２）。接触式温度計９４で測定された温度は、制御ユニット１０１に与えられ、制御ユニット１０１は、その測定結果の温度を、穴開け装置１の温度として主記憶部１０２に記憶させる。制御ユニット１０１は、載置台２の温度の測定が終わったときに、プリント配線板固定手段９０の固定部９２を上昇させる。

ステップＳ１の段階では載置台２における貫通孔２ｂ、２ｃが各Ｙ軸移動架台３０、４０上のＸ線カメラ３３、４３の上にあるが、ステップＳ２の後、載置台２をＹ軸方向に移動させ、治具板２ｄが各Ｙ軸移動架台３０，４０上のＸ線カメラ３３，３４の上に来るようにする。さらに、機械中心を基準点として、ガイドマークＧＭ１とガイドマークＧＭ２との間の設計上の距離Ｌ１を機械中心を基準点として左右に振り分けたときに、設計値に近い位置関係を持つ２つの基準穴２ｅを選択し、選択した各基準穴２ｅをＸ線カメラ３３，４３で撮影し、選択した基準穴２ｅ間の距離を測定する。具体的には、選択した２つの基準穴２ｅの穴の中心が、各Ｘ線カメラ３３，４３の画像の中心となるように、Ｘ軸移動架台１０，２０及びＹ軸移動架台３０，４０を移動させる。そして、Ｘ線カメラ３３，４３の機械座標上の距離を求める（ステップＳ３）。

２つの基準穴２ｅの中心の距離は事前に測定されている。そこで、制御ユニット１０１は、機械座標上の距離と事前に測定された距離とから、機械座標を実際の距離に対応させる距離変換関数を求め、その距離変換関数を利用して、Ｘ線カメラ３３，４３の位置を調整する。この調整では、Ｘ軸移動架台１０，２０を移動させ、Ｘ線カメラ３３，４３の位置が機械中心に対して対称になると共に、各Ｘ線カメラ３３，４３の画像の中心間の距離がガイドマークＧＭ１，ＧＭ２の設計上の距離Ｌ１となるように調整する（ステップＳ４）。

ステップＳ４が終了した段階で、貫通孔２ｂ、２ｃがＸ線カメラ３３、４３の上に来るまで載置台２をＹ軸方向に移動させる。なお、貫通孔２ｂ、２ｃは上記したように長穴状であるためにＸ線カメラ３３、４３の画像の中心間の距離が変化しても、ガイドマークＧＭ１、ＧＭ２を撮像するのに支障はない。次に制御ユニット１０１は、例えば表示部１０５にメッセージを表示し、プリント配線板ＰＣＢの投入を促す。
作業者は、ワークとしてのプリント配線板ＰＣＢを載置台２の上に載置（投入）する。このとき、図７（ａ）に示した辺ａ及び辺ｃがＹ軸に平行になり、辺ｂ及び辺ｄがＸ軸に平行になり、かつプリント配線板ＰＣＢの中心を機械中心に合わせて、ガイドマークＧＭ１，ＧＭ２がＸ線カメラ３３，４３の撮像範囲に収まるようにプリント配線板ＰＣＢを載置する（ステップＳ５）。プリント配線板ＰＣＢの載置が終了したときに、作業者は、操作部１０４を操作して穴開け加工の開始を指示する。

プリント配線板ＰＣＢの投入が、搬送装置等で自動的に行われる場合には、制御ユニット１０１は、搬送装置等にプリント配線板ＰＣＢの投入を指示してプリント配線板ＰＣＢを投入させ、搬送装置等からプリント配線板ＰＣＢの載置が終了したことを示す信号を受信する。

載置台２に載置されたプリント配線板ＰＣＢは、吸着孔２ａからの負圧により、載置台２上に仮固定される。載置台２に載置されたことを検知した制御ユニット１０１は、さらに、プリント配線板固定手段９０のシリンダ９３を制御して固定部９２を下げて、固定部９２をプリント配線板ＰＣＢに当接させて、プリント配線板ＰＣＢを固定する（ステップＳ６）。これにより、固定部９２に取付けられた接触式温度計９４もプリント配線板ＰＣＢに接触し、プリント配線板ＰＣＢの中心部の温度が測定される。測定された温度は、制御ユニット１０１に与えられる。制御ユニット１０１は、プリント配線板ＰＣＢの中心部の温度を、主記憶部１０２に記憶させる。

プリント配線板ＰＣＢが固定されたら、ガイドマークＧＭ１，ＧＭ２をＸ線カメラ３３，４３で撮像し、ガイドマークＧＭ１，ＧＭ２間の距離Ｌ２を、ステップＳ４で求めた関数に基づいて測定する。このガイドマークＧＭ１，ＧＭ２間の距離Ｌ２は、設計値Ｌ１に対して誤差が含まれている可能性がある。
そこで、距離Ｌ２と設計値Ｌ１との間に差がなければ、ガイドマークＧＭ１，ＧＭ２の位置を仮の穿孔位置とする。
距離Ｌ２が設計値Ｌ１よりも大きい場合、ガイドマークＧＭ１から（Ｌ２−Ｌ１）／２だけガイドマークＧＭ２に近い位置と、ガイドマークＧＭ２から（Ｌ２−Ｌ１）／２だけガイドマークＧＭ１に近い位置を仮の穿孔位置とする。
距離Ｌ２が設計値Ｌ１よりも小さい場合、ガイドマークＧＭ１から（Ｌ１−Ｌ２）／２の距離だけガイドマークＧＭ２とは反対方向にずれた位置と、ガイドマークＧＭ２から（Ｌ１−Ｌ２）／２だけガイドマークＧＭ１とは反対方向にずれた位置を仮の穿孔位置とする（ステップＳ７）。

穴開け予定位置が決まったら、工具移動架台６０、８０及びＹ軸移動架台３０，４０を移動し、ドリル６２，８２を仮の穿孔位置に合わせる。ドリル６２とＸ線カメラ３３はＹ軸移動架台３０上に配置されているので，Ｙ軸移動架台３０を移動させてドリル６２を仮の穿孔位置に合わせると、Ｘ線カメラ３３は自動的にガイドマーク上から外れる。同様にＹ軸移動架台４０を移動させてドリル８２を仮の穿孔位置に合わせると、Ｘ線カメラ４３は自動的にガイドマーク上から外れる。

ドリル６２，８２を仮の穿孔位置に合わせた後、エアシリンダ６１ａ，８１ａを制御し、ドリル６２，８２に対向するプリント配線板押さえ６１，８１を降下させ、プリント配線板押さえ６１，８１をプリント配線板ＰＣＢに押しつける。これにより、接触式温度計６１ｂ，８１ｂもプリント配線板ＰＣＢに当接し、ガイドマークＧＭ１，ＧＭ２の近傍の温度が測定される（ステップＳ８）。制御ユニット１０１は、これらガイドマークＧＭ１，ＧＭ２の近傍の温度も、主記憶部１０２に記憶させる。

以上の処理で、載置台２の温度と、プリント配線板ＰＣＢの中心部の温度と、プリント配線板ＰＣＢのガイドマークＧＭ１，ＧＭ２の近傍の温度が測定されたことになる。

穴開け装置１の温度としての載置台２の温度と、プリント配線板ＰＣＢの温度とが異なった状態で、仮の穿孔位置でドリル６２，８２によりガイド穴を開けると、プリント配線板ＰＣＢの穴開け位置の精度が悪くなる危険性がある。例えば、プリント配線板ＰＣＢの温度が載置台２の温度よりも高い場合は、プリント配線板ＰＣＢは熱により膨張している。この場合、穴開け予定位置に穴開けを行うと、プリント配線板ＰＣＢの温度が低下したときにプリント配線板ＰＣＢが収縮し、２つの穴の間の距離が設計値よりも狭くなる。そこで、制御ユニット１０１は、ステップＳ９において、次のように穿孔位置の補正を行う。

プリント配線板ＰＣＢの中心部の温度とガイドマークＧＭ１の近傍の温度との平均値を、プリント配線板ＰＣＢのガイドマークＧＭ１側の温度として求め、その平均値の温度と載置台２の温度との差に基づいて、ガイドマークＧＭ１に対応する穴の仮の穿孔位置を補正する。即ち、プリント配線板ＰＣＢのガイドマークＧＭ１側の温度が載置台２の温度より高い場合には、ガイドマークＧＭ１に対応する穴がガイドマークＧＭ２に対応する穴から離れるように仮の穿孔位置を補正し、逆にプリント配線板ＰＣＢのガイドマークＧＭ１側の温度が載置台２の温度より低い場合には、ガイドマークＧＭ１に対応する穴がガイドマークＧＭ２に対応する穴に近づくように仮の穿孔位置を補正する。即ち、工具移動架台６０を移動させてドリル６２の位置を移動する。

同様に、プリント配線板ＰＣＢの中心部の温度とガイドマークＧＭ２の近傍の温度との平均値を、プリント配線板ＰＣＢのガイドマークＧＭ２側の温度として求め、その平均値の温度と載置台２の温度との差に基づいて、ガイドマークＧＭ２に対応する穴の仮の穿孔位置を補正する。即ち、プリント配線板ＰＣＢのガイドマークＧＭ２側の温度が載置台２の温度より高い場合には、ガイドマークＧＭ２に対応する穴がガイドマークＧＭ１に対応する穴から離れるように仮の穿孔位置を補正し、逆にプリント配線板ＰＣＢのガイドマークＧＭ２側の温度が載置台２の温度より低い場合には、ガイドマークＧＭ２に対応する穴がガイドマークＧＭ１に対応する穴に近づくように仮の穿孔位置を補正する。即ち、工具移動架台８０を移動させてドリル８２の位置を移動する。

仮の穿孔位置の補正が終了した後、ドリル６２，８２を上昇させてプリント配線板ＰＣＢにガイドマークＧＭ１，ＧＭ２に対応する穴を開ける（ステップＳ１０）。プリント配線板ＰＣＢに穴があいたら、ドリル６２、８２を下降させ、Ｘ線カメラ３３、４３がガイドマークを撮像できる位置まで工具移動架台６０、８０およびＹ軸移動架台３０，４０を移動させる。次に、プリント配線板押さえ６１，８１とプリント配線板固定部９２を上昇させる。次に吸着孔２ａに通気することでプリント配線板９２の仮固定を解除する。そして、プリント配線板ＰＣＢを排出して、処理をステップＳ１に戻す。ステップＳ１において、穴開け対象のプリン配線板ＰＣＢの残数がないと判断された場合、一連の処理を終了する。

次に、穴開け装置１により、プリント配線板ＰＣＢに４カ所のガイド穴を開ける穴開け方法を説明する。
図９は、プリント配線板ＰＣＢに４カ所のガイド穴を開ける穴開け方法を示すフローチャートである。

穴開け装置１は、プリント配線板ＰＣＢにガイド穴を開けるために、制御ユニット１０１の制御に基づいて、図９のステップ３１〜の処理を行う。
ステップＳ３１からステップＳ３４は、前述のステップＳ１〜ステップＳ４と同様の処理である。

穴開け対象のプリント配線板ＰＣＢの有無を確認する（ステップＳ３１）。穴開け対象のプリント配線板ＰＣＢがある場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、プリント配線板ＰＣＢが載置台２に載置されていない状態で、プリント配線板固定手段９０の固定部９２を下降させ、接触式温度計９４を載置台２に接触させ、装置本体の温度として載置台２の温度が測定される（ステップＳ３２）。接触式温度計９４で測定された温度は、穴開け装置１の温度として主記憶部１０２に記憶される。制御ユニット１０１は、載置台２の温度の測定が終わったときに、プリント配線板固定手段９０の固定部９２を上昇させる。

ステップＳ３２の後、載置台２を移動させ、治具板２ｄが各Ｙ軸移動架台３０，４０上のＸ線カメラ３３，３４の上に来るようにする。さらに、機械中心を基準点として、ガイドマークＧＭ１とガイドマークＧＭ２との間の設計上の距離Ｌ１を機械中心を基準点として左右に振り分けたときに、設計値に近い位置関係を持つ２つの基準穴２ｅを選択し、選択した各基準穴２ｅをＸ線カメラ３３，４３で撮影し、選択した基準穴２ｅ間の距離を測定する。具体的には、選択した２つの基準穴２ｅの穴の中心が、各Ｘ線カメラ３３，４３の画像の中心となるように、Ｘ軸移動架台１０，２０及びＹ軸移動架台３０，４０を移動させる。そして、Ｘ線カメラ３３，４３の機械座標上の距離を求める（ステップＳ３３）。

２つの基準穴２ｅの中心の距離は事前に測定されている。そこで、制御ユニット１０１は、機械座標上の距離と事前に測定された距離とから、機械座標を実際の距離に対応させる距離変換関数を求め、その距離変換関数を利用して、Ｘ線カメラ３３，４３の位置を調整する。この調整では、Ｘ軸移動架台１０，２０を移動させ、Ｘ線カメラ３３，４３の位置が機械中心に対して対称になると共に、各Ｘ線カメラ３３，４３の画像の中心間の距離がガイドマークＧＭ１，ＧＭ２間の設計上の距離Ｌ１となるように調整する（ステップＳ３４）。

ステップＳ３４が終了した段階で、貫通孔２ｂ、２ｃがＸ線カメラ３３、３４の上に来るまで載置台２をＹ軸方向に移動させる。なお、貫通工２ｂ、２ｃは上記したように長穴状であるためにＸ線カメラ３３、４３の画像の中心間の距離が変化しても、ガイドマークを撮像するのに支障はない。次に、制御ユニット１０１は、例えば表示部１０５にメッセージを表示し、プリント配線板ＰＣＢの投入を促す。
作業者は、ワークとしてのプリント配線板ＰＣＢを載置台２の上に載置（投入）する。このとき、図７（ｂ）に示した辺ａ及び辺ｃがＹ軸に平行になり、辺ｂ及び辺ｄがＸ軸に平行になり、かつプリント配線板ＰＣＢの中心を機械中心に合わせて、ガイドマークＧＭ１，ＧＭ２がＸ線カメラ３３，４３の撮像画像に収まるようにプリント配線板ＰＣＢを載置する（ステップＳ３５）。プリント配線板ＰＣＢの載置が終了したときに、作業者は、操作部１０４を操作して穴開け加工の開始を指示する。

プリント配線板ＰＣＢの投入が、搬送装置等で自動的に行われる場合には、制御ユニット１０１は、搬送装置等にプリント配線板ＰＣＢの投入を指示してプリント配線板ＰＣＢを投入させ、搬送装置等からプリント配線板ＰＣＢの載置が終了したことを示す信号を受信する。

載置台２に載置されたプリント配線板ＰＣＢは、吸着孔２ａからの負圧により、載置台２上に仮固定される。載置台２に載置されたことを検知した制御ユニット１０１は、さらに、プリント配線板固定手段９０のシリンダ９３を制御して固定部９２を下げて、固定部９２をプリント配線板ＰＣＢに当接させて、プリント配線板ＰＣＢを固定する（ステップＳ３６）。これにより、固定部９２に取付けられた接触式温度計９４もプリント配線板ＰＣＢに接触し、プリント配線板ＰＣＢのガイドマークＧＭ１とガイドマークＧＭ２とを結ぶ線分の中心付近の温度が測定される。制御ユニット１０１は、測定された温度を主記憶部１０２に記憶させる。

プリント配線板ＰＣＢが固定されたら、ガイドマークＧＭ１，ＧＭ２をＸ線カメラ３３，４３で撮像し、ガイドマークＧＭ１，ＧＭ２間の距離Ｌ２を求める。このガイドマークＧＭ１，ＧＭ２間の距離Ｌ２は、設計値Ｌ１に対して誤差が含まれている可能性がある。
そこで、距離Ｌ２と設計値Ｌ１との間に差がなければ、ガイドマークＧＭ１，ＧＭ２の位置を、ガイドマークＧＭ１，ＧＭ２に対応するガイド穴の仮の穿孔位置とする。
距離Ｌ２が設計値Ｌ１よりも大きい場合、ガイドマークＧＭ１から（Ｌ２−Ｌ１）／２だけガイドマークＧＭ２に近い位置と、ガイドマークＧＭ２から（Ｌ２−Ｌ１）／２だけガイドマークＧＭ１に近い位置とを、ガイドマークＧＭ１，ＧＭ２に対応するガイド穴の穿孔位置とする。
距離Ｌ２が設計値Ｌ１よりも小さい場合、ガイドマークＧＭ１から（Ｌ１−Ｌ２）／２の距離だけガイドマークＧＭ２とは反対方向にずれた位置と、ガイドマークＧＭ２から（Ｌ１−Ｌ２）／２だけガイドマークＧＭ１とは反対方向にずれた位置とをガイドマークＧＭ１，ＧＭ２に対応するガイド穴の仮の穿孔位置とする。
各ガイドマークＧＭ１，ＧＭ２に対して、ガイドマークＧＭ４，ＧＭ３が設計上Ｌ３だけ離れているものとすると、ガイドマークＧＭ１に対応するガイド穴の仮の穿孔位置から、辺ｄ側にＹ軸に平行にＬ３だけ離れた位置をガイドマークＧＭ４に対応するガイド穴の仮の穿孔位置として求める。また、ガイドマークＧＭ２に対応するガイド穴の仮の穿孔位置から、辺ｄ側にＹ軸に平行にＬ３だけ離れた位置をガイドマークＧＭ３に対応するガイド穴の仮の穿孔位置として求める。

ガイド穴の仮の穿孔位置が決まったら、工具移動架台６０，８０及びＹ軸移動架台３０，４０を移動し、ドリル６２，８２をガイドマークＧＭ１，ＧＭ２に対応するガイド穴の仮の穿孔位置に合わせる。そして、ドリル６２，８２に対向するプリント配線板押さえ６１，８１を降下させ、プリント配線板押さえ６１，８１をプリント配線板ＰＣＢに押しつける。これにより、接触式温度計６１ｂ，８１ｂもプリント配線板ＰＣＢに当接し、ガイドマークＧＭ１，ＧＭ２の近傍の温度が測定される（ステップＳ３８）。制御ユニット１０１は、プリント配線板ＰＣＢのガイドマークＧＭ１，ＧＭ２の近傍の温度を主記憶部１０２に記憶させる。

ガイドマークＧＭ１，ＧＭ２の近傍の温度を測定した後、プリント配線板押さえ６１，８１及びプリント配線板固定手段９０の固定部９２を上昇させる。そして、可動テーブル４を移動して、載置台２をＹ軸方向に移動させ、プリント配線板ＰＣＢの設計上の中心とプリント配線板固定手段の固定部９２の中心を一致させる。さらに、プリント配線板固定手段９０のシリンダ９３を制御して固定部９２を下げて、固定部９２をプリント配線板ＰＣＢに当接させて、プリント配線板ＰＣＢを固定する。これにより、固定部９２に取付けられた接触式温度計９４がプリント配線板ＰＣＢの中心部近傍に接触し、プリント配線板ＰＣＢの中心部近傍の温度が測定される（ステップＳ３９）。制御ユニット１０１は、測定された温度を主記憶部１０２に記憶させる。

次に、プリント配線板押さえ６１，８１を降下させ、プリント配線板押さえ６１，８１をプリント配線板ＰＣＢに押しつける。これにより、接触式温度計６１ｂ，８１ｂもプリント配線板ＰＣＢに当接し、プリント配線板ＰＣＢの中央部の両端の温度が測定される（ステップＳ４０）。制御ユニット１０１は、プリント配線板ＰＣＢの中央部の両端の温度を主記憶部１０２に記憶させる。

プリント配線板ＰＣＢの中央部の両端の温度を測定した後、制御ユニット１０１は、プリント配線板押さえ６１，８１及びプリント配線板固定手段９０の固定部９２を上昇させ、可動テーブル４を移動して載置台２をＹ軸方向に移動させ、Ｘ線カメラ３３，４３によって、プリント配線板ＰＣＢのガイドマークＧＭ３，ＧＭ４が撮像可能な位置に、プリント配線板ＰＣＢを位置させ、Ｘ線カメラ３３，４３に撮像させて、ガイドマークＧＭ１，ＧＭ２とガイドマークＧＭ４，ＧＭ３との間の距離Ｌ４を測定する（ステップＳ４１）。

そして、制御ユニット１０１は、プリント配線板固定手段９０のシリンダ９３を制御して固定部９２を下げて、固定部９２をプリント配線板ＰＣＢに当接させて、プリント配線板ＰＣＢを固定する（ステップＳ４２）。これにより、固定部９２に取付けられた接触式温度計９４もプリント配線板ＰＣＢに接触し、プリント配線板ＰＣＢのガイドマークＧＭ３とガイドマークＧＭ４とを結ぶ線分の中心付近の温度が測定される。制御ユニット１０１は、測定された温度を主記憶部１０２に記憶させる。

ガイドマークＧＭ３とガイドマークＧＭ４とを結ぶ線分の中心付近の温度を測定した後、制御ユニット１０１は、固定部９２を上げて、Ｙ軸移動架台３０，４０を移動し、ドリル６２，８２をガイドマークＧＭ３とガイドマークＧＭ４の近傍に合わせる。そして、ドリル６２，８２に対向するプリント配線板押さえ６１，８１を降下させ、プリント配線板押さえ６１，８１をプリント配線板ＰＣＢに押しつける。これにより、接触式温度計６１ｂ，８１ｂもプリント配線板ＰＣＢに当接し、ガイドマークＧＭ３，ＧＭ４の近傍の温度が測定される（ステップＳ４３）。制御ユニット１０１は、プリント配線板ＰＣＢのガイドマークＧＭ３，ＧＭ４の近傍の温度を主記憶部１０２に記憶させる。

これまでの処理で、載置台２の温度と、プリント配線板ＰＣＢの９点の温度が測定されている。また、ガイドマークＧＭ１〜ＧＭ４に対応するガイド穴の仮の穿孔位置が求められている。
ここで、ガイドマークＧＭ１〜ＧＭ４がプリント配線板ＰＣＢの４カ所に印刷されている場合に、Ｙ軸方向にも誤差を生じている場合がある。
そのため、ステップＳ４１で測定したガイドマークＧＭ１とガイドマークＧＭ４との距離Ｌ４が設計値Ｌ３と等しい場合は、ガイドマークＧＭ１〜ＧＭ４に対応するガイド穴の仮の穿孔位置は、ステップＳ３７で求めたままとする。
距離Ｌ４が設計値Ｌ３よりも大きい場合、ガイドマークＧＭ１及びガイドマークＧＭ４に対応するガイド穴の仮の穿孔位置を（Ｌ４−Ｌ３）／２だけ、辺ｂに近くなるようにずらすと共に、ガイドマークＧＭ２及びガイドマークＧＭ３に対応するガイド穴の仮の穿孔位置を（Ｌ４−Ｌ３）／２だけ、辺ｂに近くなるようにずらす。距離Ｌ４が設計値Ｌ３よりも小さい場合、ガイドマークＧＭ１及びガイドマークＧＭ４に対応するガイド穴の仮の穿孔位置を（Ｌ３−Ｌ４）／２だけ、辺ｄに近くなるようにずらし、ガイドマークＧＭ２及びガイドマークＧＭ３に対応するガイド穴の仮の穿孔位置を（Ｌ３−Ｌ４）／２だけ、辺ｄに近くなるようにずらす（ステップＳ４４）。
一方、プリント配線板ＰＣＢの９点の温度から、プリント配線板ＰＣＢの温度分布を把握することができる。矩形のプリント配線板ＰＣＢの４隅にガイドマークＧＭ１〜ＧＭ４があり、それらに対応するガイド穴を開ける場合、Ｘ方向ばかりでなく、Ｙ方向にもプリント配線板ＰＣＢの温度の影響が顕れ、穴間の距離の精度が悪くなる。そこで、制御ユニット１０１は、ステップＳ４５で、つぎのように、プリント配線板ＰＣＢの温度を参照して仮の穿孔位置の温度補正を行う。

ガイドマークＧＭ１に対応するガイド穴の仮の穿孔位置の補正では、ガイドマークＧＭ１とガイドマークＧＭ２とを結ぶ線分の中点近傍の温度とガイドマークＧＭ１の近傍の温度との平均値を求め、この平均値の温度と載置台２の温度との差に基づいて、ステップＳ４４で求めた仮の穿孔位置をＸ軸に平行にずらす値を計算する。同様に、ガイドマークＧＭ１とガイドマークＧＭ４とを結ぶ線分の中点近傍の温度とガイドマークＧＭ１の近傍の温度との平均値を求め、この平均値の温度と載置台２の温度との差に基づいて、ステップＳ４４で求めた仮の穿孔位置をＹ軸に平行にずらす値を計算する。Ｘ軸に平行にずらす値及びＹ軸に平行にずらす値に基づいて、ステップＳ４４で求めたガイドマークＧＭ１に対応するガイド穴の開ける位置を補正する。即ち、ガイドマークＧＭ１に対応するガイド穴の開ける位置が、プリント配線板ＰＣＢの温度により補正される。ここで、プリント配線板ＰＣＢの温度が載置台２の温度よりも高い場合には、ガイドマークＧＭ１に対応するガイド穴がガイドマークＧＭ２及びガイドマークＧＭ４に対応するガイド穴から離れるように補正し、逆にプリント配線板ＰＣＢのガイドマークＧＭ１側の温度が載置台２の温度より低い場合には、ガイドマークＧＭ１に対応するガイド穴がガイドマークＧＭ２及びガイドマークＧＭ４に近くなるように補正する。

ガイドマークＧＭ２に対応するガイド穴の仮の穿孔位置の補正では、ガイドマークＧＭ２とガイドマークＧＭ１とを結ぶ線分の中点近傍の温度とガイドマークＧＭ２の近傍の温度との平均値を求め、この平均値の温度と載置台２の温度との差に基づいて、ステップＳ４４で求めた仮の穿孔位置をＸ軸に平行にずらす値を計算する。同様に、ガイドマークＧＭ２とガイドマークＧＭ３とを結ぶ線分の中点近傍の温度とガイドマークＧＭ２の近傍の温度との平均値を求め、この平均値の温度と載置台２の温度との差に基づいて、ステップＳ４４で求めた仮の穿孔位置をＹ軸に平行にずらす値を計算する。Ｘ軸に平行にずらす値及びＹ軸に平行にずらす値に基づいて、ステップＳ４４で求めたガイドマークＧＭ２に対応するガイド穴を開ける位置を補正する。即ち、ガイドマークＧＭ２に対応するガイド穴の開ける位置が、プリント配線板ＰＣＢの温度により補正される。ここで、プリント配線板ＰＣＢの温度が載置台２の温度よりも高い場合には、ガイドマークＧＭ２に対応するガイド穴がガイドマークＧＭ１及びガイドマークＧＭ３に対応するガイド穴から離れるように補正し、逆にプリント配線板ＰＣＢのガイドマークＧＭ２側の温度が載置台２の温度より低い場合には、ガイドマークＧＭ２に対応するガイド穴がガイドマークＧＭ１及びガイドマークＧＭ３に近くなるように補正する。

ガイドマークＧＭ３に対応するガイド穴の仮の穿孔位置の補正では、ガイドマークＧＭ２とガイドマークＧＭ３とを結ぶ線分の中点近傍の温度とガイドマークＧＭ３の近傍の温度との平均値を求め、この平均値の温度と載置台２の温度との差に基づいて、ステップＳ４４で求めた穴開け予定位置をＹ軸に平行にずらす値を計算する。同様に、ガイドマークＧＭ３とガイドマークＧＭ４とを結ぶ線分の中点近傍の温度とガイドマークＧＭ３の近傍の温度との平均値を求め、この平均値の温度と載置台２の温度との差に基づいて、ステップＳ４４で求めたガイド穴の仮の穿孔位置をＸ軸に平行にずらす値を計算する。Ｘ軸に平行にずらす値及びＹ軸に平行にずらす値に基づいて、ステップＳ４４で求めたガイドマークＧＭ３に対応するガイド穴の開ける位置を補正する。即ち、ガイドマークＧＭ３に対応するガイド穴の開ける位置が、プリント配線板ＰＣＢの温度により補正される。ここで、プリント配線板ＰＣＢの温度が載置台２の温度よりも高い場合には、ガイドマークＧＭ３に対応するガイド穴がガイドマークＧＭ２及びガイドマークＧＭ４に対応するガイド穴から離れるように補正し、逆にプリント配線板ＰＣＢのガイドマークＧＭ３側の温度が載置台２の温度より低い場合には、ガイドマークＧＭ３に対応するガイド穴がガイドマークＧＭ２及びガイドマークＧＭ４に近くなるように補正する。

ガイドマークＧＭ４に対応するガイド穴の仮の穿孔位置の補正では、ガイドマークＧＭ１とガイドマークＧＭ４とを結ぶ線分の中点近傍の温度とガイドマークＧＭ４の近傍の温度との平均値を求め、この平均値の温度と載置台２の温度との差に基づいて、ステップＳ３７で求めたガイド穴の仮の穿孔位置をＹ軸に平行にずらす値を計算する。同様に、ガイドマークＧＭ３とガイドマークＧＭ４とを結ぶ線分の中点近傍の温度とガイドマークＧＭ４の近傍の温度との平均値を求め、この平均値の温度と載置台２の温度との差に基づいて、ステップＳ４４で求めた仮の穿孔位置をＸ軸に平行にずらす値を計算する。Ｘ軸に平行にずらす値及びＹ軸に平行にずらす値に基づいて、ステップＳ４４で求めたガイドマークＧＭ４に対応するガイド穴の開ける位置を補正する。即ち、ガイドマークＧＭ４に対応するガイド穴の開ける位置が、プリント配線板ＰＣＢの温度により補正される。ここで、プリント配線板ＰＣＢの温度が載置台２の温度よりも高い場合には、ガイドマークＧＭ４に対応するガイド穴がガイドマークＧＭ１及びガイドマークＧＭ３に対応するガイド穴から離れるように補正し、逆にプリント配線板ＰＣＢのガイドマークＧＭ４側の温度が載置台２の温度より低い場合には、ガイドマークＧＭ４に対応するガイド穴がガイドマークＧＭ１及びガイドマークＧＭ３に近くなるように補正する。

ガイドマークＧＭ１〜ＧＭ４に対応するガイド穴を開ける位置が決まったら、 制御ユニット１０１は、載置台２，工具移動架台６０，８０及びＹ軸移動架台３０，４０を移動して、ドリル６２およびドリルビット６３をガイドマークＧＭ１，ＧＭ２に対応するガイド穴を開ける位置に移動し、プリント配線板押さえ６１，８１とプリント配線板固定部９２を下降させてプリント配線板ＰＣＢを押さえ、ドリル６２，８２を上昇させてプリント配線板ＰＣＢにガイドマークＧＭ１，ＧＭ２に対応するガイド穴を開ける（ステップＳ４６）。

ガイドマークＧＭ１，ＧＭ２に対応するガイド穴を開けた後、プリント配線板押さえ６１，８１を上昇させ、載置台２，工具移動架台６０，８０及びＹ軸移動架台３０，４０を移動して、ドリル６２及びドリルビット６３をガイドマークＧＭ３，ＧＭ４に対応するガイド穴を開ける位置に移動し、プリント配線板押さえ６１，８１とプリント配線板固定部９２を下降させてプリント配線板ＰＣＢを押さえる。そして、ドリル６２，８２を上昇させてプリント配線板ＰＣＢにガイドマークＧＭ３，ＧＭ４に対応するガイド穴を開ける（ステップＳ４７）。

プリント配線板ＰＣＢにすべてのガイド穴があいたら、Ｘ線カメラ３３、４３がガイドマークＧＭ１，ＧＭ２を撮像できるように載置台２、工具移動架台６０、８０およびＹ軸移動架台３０，４０を移動させる。次にプリント配線板押さえ６１，８１とプリント配線板固定部９２を上昇させる。次に吸着孔２ａに通気することでプリント配線板９２の仮固定を解除する。そして、プリント配線板ＰＣＢを排出し、処理をステップＳ３１に戻す。ステップＳ３１において、穴開け対象のプリント配線板ＰＣＢの残数がないと判断された場合、一連の処理を終了する。

以上のように、本実施形態の穴開け装置は、治具板２ｄと、接触式温度計６１ｂ，８１ｂ，９４とを備え、治具板２ｄにより、機械系の移動距離等を補正し、接触式温度計６１ｂ，８１ｂ，９４で測定したプリント配線板ＰＣＢの温度に基づいて、ガイド穴を開ける位置を補正している。そのため、プリント配線板ＰＣＢの温度が高い場合でも、プリント配線板ＰＣＢに位置精度の高いガイド穴を開けることが可能になる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば次のようなものがある。

（１） 接触式温度計６１ｂ，８１ｂ，９４は、３台に限定されるものではなく、任意である。

（２） 温度計は接触式に限られず非接触式のものであってもよい。

（３） 本実施形態においては、プリント配線板ＰＣＢと載置台２の温度差を基にプリント配線板ＰＣＢの変形量を算出しているが、これらに限定されず、雰囲気との温度差に基づいてプリント配線板ＰＣＢの変形量を算出してもよい。

（４） 本実施形態においては、載置台２の温度を測定しているが、これに限られず測定する場所は穴開け装置のどの場所であってもよく、また、複数の測定箇所の測定結果を組み合わせてもよい。

（５） 複数の基準穴が形成された治具板２ｄは、Ｘ軸に平行でなく、Ｙ軸に平行になるように、載置台２に載置してもよい。

（６） Ｘ軸に平行な治具板２ｄとＹ軸に平行な治具板２ｄの両方を載置台２に載置してもよい。

（７） プリント配線板ＰＣＢの温度分布を求めるためにプリント配線板ＰＣＢの温度を測定する箇所は任意である。

（８） 載置台２の温度は、プリント配線板ＰＣＢを替えるごとに測定しなくてもよい。載置台２等の温度の変化がないような場合には、最初の１枚目のプリント配線板ＰＣＢの加工を行うときだけ、載置台２の温度を測定し、後は省略してもよい。

本発明の実施の形態に係る穴開け装置の要部の構成例を示す図である。 穴開け装置の要部を示す斜視図である。 穴開け装置の載置台の平面図である。 載置台及び可動テーブルの断面図である。 載置台とプリント配線板とを示す図である。 制御装置の説明図である。 プリント配線板に印刷されたガイドマークを示す図である。 プリント配線板に２カ所のガイド穴を開ける方法を示すフローチャートである。 プリント配線板に４カ所のガイド穴を開ける方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 穴開け装置
２ 載置台
２ａ 吸着孔
２ｂ，２ｃ 貫通孔
２ｄ 治具板
２ｅ 基準穴
３ 架台
４ 可動テーブル
１０，２０ Ｘ軸移動架台
３０，４０ Ｙ軸移動架台
３１，４１ Ｘ線発生装置
３３，４３ Ｘ線カメラ
５０，７０ Ｘ軸移動架台
６０，８０ 工具移動架台
６１，８１ プリント配線板押さえ
６１ａ，８１ａ エアシリンダ
６２，８２ ドリル
６３，８３ ドリルビット
６１ｂ，８１ｂ 接触式温度計
９０ プリント配線板固定手段
９２ 固定部
９３ シリンダ
９４ 接触式温度計

Claims (13)

1. 複数の穴を開ける予定位置にそれぞれガイドマークが設けられたプリント配線板に該ガイドマークに対応する複数の穴を開ける穴開け装置であって、
   直行するＸ軸及びＹ軸によって定まる機械平面に平行で加工対象の前記プリント配線板が載置される載置面を有し、該載置面に貫通する任意数の貫通穴が形成された載置台と、
   予め間隔が測定された複数の目印が形成されて前記載置面に配置された治具板と、
   前記載置面に対向し、前記プリント配線板を固定するための固定手段と、
   制御信号に基づいて前記固定手段を上下に移動させる固定昇降手段と、
   前記貫通穴を介して前記プリント配線板に穴を形成するための穿孔工具、該穿孔工具を回転可能に支持すると共に制御信号に基づいて該穿孔工具を上下に移動させる工具昇降手段、該穿孔工具に対向し、該プリント配線板を押さえるためのプリント配線板押さえ手段、及び制御信号に基づいて該プリント配線板押さえ手段を上下に移動させる押さえ昇降手段を搭載する穿孔ユニットと、
   前記貫通孔を介して前記プリント配線板或いは前記治具板を撮像する撮像手段と、
   制御信号に基づいて前記穿孔ユニットをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる穿孔ユニット移動手段と、
   制御信号に基づき、前記穿孔ユニット上で、前記撮像手段に対して前記工具昇降手段をＸ軸方向或いはＹ軸方向に移動させる穿孔手段移動手段と、
   前記固定手段或いは前記プリント配線板押さえ手段に組込まれた温度計と、
   前記固定昇降手段、前記工具昇降手段、前記押さえ昇降手段、前記穿孔ユニット移動手段、前記穿孔手段移動手段に対して制御信号を出力する制御手段とを備え、
   前記撮像手段に前記治具板の異なる目印を撮像させ、該異なる目印を撮像した前記撮像手段の位置情報と事前に測定されている該目印間の間隔とから、前記機械平面における任意の点間の距離を表す関数を算出する測定系処理と、
   前記温度計により、当該穴開け装置の温度を測定すると共に前記プリント配線板の温度を測定する温度測定処理と、
   前記撮像手段を移動させ、該撮像手段に前記プリント配線板の複数のガイドマークを撮像させ、前記関数に基づいて該ガイドマーク間の距離を測定し、該距離の測定結果と前記測定された当該穴開け装置の温度と前記プリント配線板の温度とから、該プリント配線板に前記複数の穴を開ける穿孔位置を求める穴開け位置設定処理と、
   前記穴開け位置設定処理で求めた前記プリント配線板の複数の穿孔位置に前記穿孔工具を移動し、該穿孔工具により該プリント配線板に穴を開ける穴開け処理とを、
   行うことを特徴とする穴開け装置。
2. 前記穴開け装置の温度には、雰囲気温度が含まれることを特徴とする請求項１に記載の穴開け装置。
3. 前記温度測定処理では、前記プリント配線板の温度と当該穴開け装置の温度を１箇所、または複数の箇所において測定し、これらの測定結果に基づいて当該穴開け装置及び前記プリント配線板の熱による変形量を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の穴開け装置。
4. 前記穴開け位置設定処理では、前記ガイドマーク間の距離の測定結果から前記複数の穿孔位置を仮に求め、該仮に求めた複数の穿孔位置を前記プリント配線板の温度と当該穴開け装置の温度との温度差に基づいて補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の穴開け装置。
5. 前記温度計は、接触温度計であり、前記プリント配線板押さえ手段或いは前記固定手段が前記プリント配線板または前記載置面に当接したときに該プリント配線板または載置面の温度を測定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の穴開け装置。
6. 前記穿孔ユニット、撮像手段、穿孔ユニット移動手段及び穿孔手段移動手段を、複数組備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の穴開け装置。
7. 前記載置台は、Ｙ軸方向に移動可能であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の穴開け装置。
8. 前記温度測定処理では、前記温度計により、前記プリント配線板の複数の部分の温度を測定し、
   前記穴開け位置設定処理では、前記プリント配線板の複数の部分の温度と当該穴開け装置の温度とから、該プリント配線板に前記複数の穴を開ける穿孔位置を求めることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の穴開け装置。
9. 前記治具板は、前記載置台と別体であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の穴開け装置。
10. 前記治具板は、複数の基準穴が前記目印として形成され、該各基準穴の中心を結ぶ線がＹ軸に平行になっていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の穴開け装置。
11. 前記治具板は、複数の基準穴が前記目印として形成され、該各基準穴の中心を結ぶ線がＸ軸に平行になっていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の穴開け装置。
12. 前記治具板は、中心を結ぶ線がＸ軸に平行な複数の穴が前記目印として形成されると共に、中心を結ぶ線がＹ軸に平行な複数の穴が前記目印として形成されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の穴開け装置。
13. 前記治具板は、前記載置台よりも熱変形が少ないことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の穴開け装置。

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