JP5114956B2 - パンチング機構のダイの芯出し装置 - Google Patents

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Description

本発明は、パンチピンをその下方のダイホルダのダイに打ち合わせてシート状ワークに微細孔を穿孔するパンチング機構のダイを、その軸芯がパンチピンの軸芯と同芯になるように芯出しするパンチング機構のダイの芯出し装置に関するものである。
パンチピンをダイに打ち合わせてシート状ワークに微細孔を穿孔するためには、パンチピンとダイの中心に設けた孔の位置が同芯上一致しなくてはならないので、特許文献1に記載のような装置で、ダイを保持したダイホルダの取付位置を調整して、ダイの軸芯をパンチピンの軸芯に合わせることが知られている。
特許文献1に記載のダイセッターは、偏平薄型形状のケースにパンチホルダで保持されたパンチ(パンチピン)とダイホルダに保持されたダイとが上下対向状に配設されて成るパンチユニット(パンチング機構)に対応したものであり、ダイホルダを移動させる調整ネジを備えたセッター本体を備え、そのセッター本体を囲むようにリング状のガイドレールが配設され、そのガイドレールに支持部材を介して顕微鏡部材(例えばCCDを内蔵した顕微鏡カメラ)が取付けられている。また、支持部材から突出したアームの先端部には照明部材(例えばLED)が取付けられ、斜め上方から照明部材の光をダイホルダの上面に照射し、その反射光を顕微鏡部材に入光させることで顕微鏡部材によりダイホルダの上面の凹凸(ダイの中心孔)が検出される。よって、顕微鏡部材と照明部材を移動させ、ダイの中心孔を数ヶ所で検出しながらダイの中心孔をパンチの軸芯と同芯上一致するように調整ネジを操作してダイホルダの取付位置を調整するようになっている。
上記のように、顕微鏡部材によりダイの中心孔を検出するためには、照明部材によりダイホルダの上面へ光を照射し、そのダイホルダの上面からの反射光を顕微鏡部材に入光させて成る正反射照明方式が考えられる。ところが、特許文献1では、支持部材にセッター本体の開口部を囲むようなアームを設け、そのアームの先端部に小さな照明部材を取り付け、顕微鏡部材の位置をガイドレールに沿って変更させるときにアームと照明部材を一体に回動させるようになっているので、複数のパンチとダイが並設されているパンチング機構に用いようとした場合、アームが邪魔となって照明部材を移動させることができず、顕微鏡部材によりダイの中心孔を数ヶ所から検出できないので、一般的なパンチングマシンのように複数のパンチング機構が並設されているものには、ダイホルダの取付位置の調整を行なえない問題があった。また、スペースの関係から極めて小さな照明部材しか設置できず、比較的大きな一般的な照明部材を利用できない問題もある。
そこで本発明の課題は、上記問題点を解決するもので、照明部材の交換が容易であって、複数のパンチピンとダイが並設されているパンチング機構に用いても照明部材からの光を複数箇所からダイホルダの上面に照射することが可能なパンチング機構のダイの芯出し装置を提供することを目的とする。
本発明は、パンチピンをその下方のダイホルダのダイに打ち合わせてシート状ワークに微細孔を穿孔するパンチング機構のダイを、その軸芯がパンチピンの軸芯と同芯になるように、ダイホルダを移動させて芯出しするパンチング機構のダイの芯出し装置において、ダイの中心孔およびパンチピンを観察可能な観察部材と、斜め上方からダイホルダの上面へ光を照射する照明部材と、照明部材によりダイホルダの上面へ光を照射し、ダイホルダの上面からの反射光を再びダイホルダの上面へ反射させて、そのダイホルダの上面からの反射光を観察部材に入光させるようにした反射部材とを備え、反射部材に向かい合う観察部材と照明部材を移動させ、ダイの中心孔およびパンチピンを複数箇所で観察しながらダイホルダを移動させて芯出し可能なことを特徴とする(請求項1)。
また、本発明は、ダイホルダを挟持して移動可能な移動ステージを備え、その移動ステージのダイホルダ挟持部付近に反射部材を設けて成ること(請求項2)や、ダイホルダを挟持可能な連結部材を移動ステージに連結可能に備え、その連結部材のダイホルダ挟持部付近に反射部材を設けて成ることを特徴とする(請求項3)。
また、本発明は、連結部材の連結部材本体に設けた貫通孔を挟むように位置決め部材と軸部材を支点に揺動する腕部材とが設置され、その位置決め部材と腕部材の先端部を覆うように反射部材が取り付けられ、位置決め部材と腕部材により挟持されたダイホルダの上面へ照明部材から光が照射され、その反射光を反射部材によりダイホルダの上面へ反射させて、そのダイホルダの上面からの反射光を観察部材に入光させて成ることを特徴とする(請求項4)。
本発明は、ダイの中心孔およびパンチピンを観察可能な観察部材と、斜め上方からダイホルダの上面へ光を照射する照明部材と、照明部材によりダイホルダの上面へ光を照射し、ダイホルダの上面からの反射光を再びダイホルダの上面へ反射させて、そのダイホルダの上面からの反射光を観察部材に入光させるようにした反射部材とを備え、反射部材に向かい合う観察部材と照明部材を移動させ、ダイの中心孔およびパンチピンを複数箇所で観察しながらダイホルダを移動させて芯出しすることで、観察部材側にある照明部材の交換をダイの中心孔およびパンチピンを観察しながら行えるから、ダイホルダの上面からの反射光を効率良く観察部材に入光させることができる効果を奏する。また、ダイホルダの上面からの反射光を再びダイホルダの上面へ反射させて、そのダイホルダの上面からの反射光を観察部材に入光させるようにした固定的な反射部材を備えているので、観察部材と照明部材とを容易に移動させて位置変えでき、複数のパンチピンとダイが並設されていてダイホルダが狭い空間に配置されている場合でも、並設されているダイホルダのダイの芯出し作業が支障なく行なえる効果を奏する。また、照明部材として比較的大きな一般的な照明部材を利用でき、しかもダイホルダ周辺の狭いスペースに照明部材を設置する必要が無いので、照明部材の配線や組み付けを容易に行うことができる。
また、本発明は、ダイホルダを挟持して移動可能な移動ステージを備え、その移動ステージのダイホルダ挟持部付近に反射部材を設けたことで、観察部材側に設置した照明部材によりダイホルダの上面へ光を照射し、ダイホルダの上面からの反射光を反射部材によって再びダイホルダの上面へ反射させて、そのダイホルダの上面からの反射光を観察部材に入光させることができるから、複数のパンチピンとダイが並設されていてダイホルダが狭い空間に配置されている場合でも、観察部材と照明部材とを移動させ、照明部材からダイホルダの上面へ照射された光を用いて観察部材によりダイの中心孔が検出されるので、並設されているダイホルダのダイの芯出し作業が容易に行なえる効果を奏する。
また、本発明は、ダイホルダを挟持可能な連結部材を移動ステージに連結可能に備え、その連結部材のダイホルダ挟持部付近に反射部材を設けたことで、連結部材を移動ステージから取り外し、照明部材の取付位置に対応した反射部材に交換する作業が容易に行なえる効果を奏する。更に、連結部材の連結部材本体に設けた貫通孔を挟むように位置決め部材と軸部材を支点に揺動する腕部材とが設置され、その位置決め部材と腕部材の先端部を覆うように反射部材が取り付けられることで、ダイホルダの上面に近い場所へ反射部材を設置でき、ダイホルダが狭い空間に配置されていても確実にダイホルダの上面からの反射光をダイホルダの上面へ反射させることができる。
図1に示すパンチングマシン1は、例えば特開2006−88286号公報に記載のようなパンチングマシンであって、ベース2上にシート状ワークWを保持するワークホルダHが載置されるワークテーブル3と、ワークテーブル3上でワークホルダHを前後左右に移動させる平面サーボモータ4と、平面サーボモータ4とワークテーブル3との間でワークWに微細孔を穿孔するパンチング機構5とが設置されたものである。前記平面サーボモータ4及びパンチング機構5は制御装置(図示しない)によって制御され、その制御装置を操作するための表示装置6がベース2上方に装備されている。
パンチング機構5について説明する。パンチング機構5は、ベース2上方を左右に延びるフレーム7上に配置されたパンチユニット10と、ベース2上に設けた左右に延びる突起部8上に設置されたダイユニット20とから構成されている。パンチユニット10は、ハンマー機構11(例えば特開2003−266382号公報に記載のもの)を介してパンチピン12が上下方向に移動するように構成されている。ダイユニット20は、突起部8上に固定したダイベース21にクランプ装置30によってダイ23を保持したダイホルダ22を固定したものである。ダイ23の軸芯R上にはパンチピン12に対応する中心孔(ダイス孔)23aが設けられている。尚、本実施形態では、3本のパンチピン12に対応するように3つのダイホルダ22が配置されている。このパンチング機構5ではパンチピン12をダイ23に打ち合わせることで、ダイホルダ22とパンチユニット10の間にあるワークWに微細孔を穿孔するようになっている。
次に、上記パンチング機構5のダイ23の軸芯Rをパンチピン12の軸芯Qと同芯にするダイ23の芯出し装置40について説明する。パンチング機構5が設置されるベース2には、芯出し装置40の基台41を取り付けるために複数のメネジ部(図示しない)が設けられている。ベース2上にワークテーブル3が設置されている場合には複数のメネジ部はワークテーブル3により覆われている(図1の状態)。基台41にはパンチピン12の並設方向に沿って2つの案内溝42が設けられ、各案内溝42にTナット43が挿入されている。基台41上の支持ベース44を各Tナット43に連結させることで支持ベース44は案内溝42に沿って移動可能となっている。基台41には前記案内溝42に沿って2つの位置決め用部材45が固着されており、各位置決め用部材45にはパンチピン12の並設方向へパンチピン12の並設ピッチと同じ所定ピッチPで位置決め部46が設けられている。位置決めピン48を支持ベース44に設けた位置決め孔47から基台41の位置決め部46に挿入することで、基台41に対しての支持ベース44の位置が決められることになる。基台41の前面には傾き調整用ボルト49が設けられ、そのボルト49により前後の位置決めピン48を結ぶ線L1と隣合うパンチピン12を結ぶ線L2とが直交するように調整されることになる。
支持ベース44上には、ダイホルダ22を挟持して移動可能な移動ステージ60と、ダイ23の中心孔23aおよびパンチピン12を観察可能な観察部材70と、斜め上方からダイホルダ22の上面22aへ光を照射する照明部材80とが備えられている。そして前記移動ステージ60には、ダイホルダ22挟持部付近に反射部材57が設けられている。尚、本実施形態では、前記移動ステージ60をパンチピン12の軸芯Qに対して直交する2方向に移動可能なXYステージで構成し、そのXYステージ60上にダイホルダ22を挟持可能な連結部材50を一体的に連結してある。XYステージ60は周知なものであって、2つのベース部材61,62をマイクロメータヘッド63で直交2方向に移動させるように構成されたものである。上側のベース部材61上には、連結部材50の後端部をクランプするクランプ部材64が左右に設けられている。
連結部材50は、図5に示すように、連結部材本体51に設けた貫通孔51aを挟むようにV字形状の位置決め部材52と軸部材53を支点に揺動する腕部材54とを設け、貫通孔51aを通過し位置決め部材52に当接したダイホルダ22を腕部材54によって挟持するように構成されている。腕部材54はボルト部材55により先端をダイホルダ22に押し付けるようになっている。連結部材本体51には、ダイホルダ22を挟持した状態でクランプ装置30のボルト31を捩じ込むためにレンチ部材が通るレンチ部材用貫通孔56が設けてある。尚、本実施形態では、ボルト部材55により腕部材54の先端をダイホルダ22に押し付けるようにしてあるが、ボルト部材55の代わりにバネ部材のバネ力により腕部材54の先端をダイホルダ22に押し付けるようにしてもよい。また、連結部材本体51には、位置決め部材52と腕部材54の先端部を覆うように固定的な反射部材57が取り付けられている。反射部材57にはダイホルダ22の上面22aに向かって傾けた鏡面部58が複数(2箇所)形成され、一方の鏡面部58aに対して他方の鏡面部58bが直交となるようにしてある。尚、本実施形態では、反射部材57に鏡面部58を形成したが、反射部材57にガラス等の鏡面を備えた板部材を複数枚取り付けてもよい。
XYステージ60の後方には、パンチピン12の軸芯Qを中心とする円弧状の案内レール71が備えられ、その案内レール71に1つの観察部材70がブラケット72を介して案内移動可能に取り付けられている。また、観察部材70は斜め上方からダイ23の中心孔23aおよびパンチピン12を観察するように調整されている。ブラケット72にはピン部材73が備えてある。支持ベース44には前記交差する方向である観察位置E,Fに孔74が設けてあり、ピン部材73を孔74に挿入することで観察部材70が観察位置E,Fで固定されるようになっている。尚、本実施形態では、1つの観察部材70を案内レール71に沿って2つの観察位置E,Fで固定させるようにしてあるが、2つの観察部材70を各観察位置E,Fに設置してあってもよい。前記観察部材70は表示装置に接続可能なカメラによって構成し、カメラ70による撮影画像をパンチングマシン1の表示装置6に表示するようになっている。また、観察部材70を顕微鏡で構成し、顕微鏡によってダイ23の中心孔およびパンチピン12を観察するようにしてもよい。更に、顕微鏡に取り付けたCCDカメラを表示装置6に接続し、観察画像を表示装置6に表示するようにしてもよい。
カメラ70の先端側に設けた照明取付部材75に照明部材80の先端部が取り付けられている。照明部材80は、LEDやハロゲン光などから発する光を集光させ、その光を先端部から照射するように構成されたものである。前記照明取付部材75は、照明部材80の光軸をハーフミラー(図示しない)によりカメラ70の光軸と同軸にするように構成されている。この照明部材80から連結部材50に挟持されたダイホルダ22の上面22aへ光を照射すると、入射角と同一の反射角となる反射光が生じる。図7(a)のように、反射光を再びダイホルダ22の上面22aへ反射させて、そのダイホルダ22の上面22aからの反射光をカメラ70に入光させるように、連結部材50に設けた反射部材57の鏡面部58の傾きθが決められている。また、図7(b)のように、照明部材80の先端部をブラケット72に取り付け、照明部材80の光軸とカメラ70の光軸とが上下方向で異なる場合には、傾きθ1の鏡面部58とした反射部材57を連結部材50に取り付けることで、照明部材80からダイホルダ22の上面22aへ光を照射し、ダイホルダ22の上面22aからの反射光を再びダイホルダ22の上面22aに反射させて、そのダイホルダ22の上面22aからの反射光をカメラ70に入光させることができる。
次に、芯出し装置40によりダイ23の軸芯Rをパンチピン12の軸芯Qと同芯にする芯出し作業について説明する。加工精度を維持するためにパンチング機構5のパンチユニット10を所定期間毎に交換するようになっている。パンチユニット10を交換した後に、パンチユニット10のパンチピン12の軸芯Qと同芯となるようにダイホルダ22のダイ23の芯出しが行なわれる。先ずベース2上からワークテーブル3を取り外して、ダイベース21の前方位置に芯出し装置40が取り付けられる。例えば図3で示す真ん中のダイ23の芯出しを行う場合には、先ずダイ23を保持したダイホルダ22の前方にXYステージ60が配置されるように支持ベース44を移動させ、位置決めピン48により支持ベース44の位置を固定する。該当するダイホルダ22に連結部材50を挟持させ、その連結部材50をクランプ部材64によりXYステージ60に一体的に連結させる。その後、クランプ装置30のボルト31を緩めることで、ダイホルダ22をXYステージ60により連結部材50を介して前後左右に移動させるようになっている。カメラ70をXYステージ60の直交2方向に対して交差する一方の観察位置Eでピン部材73を介して固定させる。また、照明部材80によりダイホルダ22の上面22aへ光を照射し、ダイホルダ22の上面22aからの反射光を反射部材57によって再びダイホルダ22の上面22aへ反射させて、そのダイホルダ22の上面22aからの反射光をカメラ70に入光させている。
次に、フレーム7及びハンマー機構11を介してパンチユニット10のパンチピン12をダイ23に接近させる。図6(a)のように、観察位置Eのカメラ70によってダイ23の中心孔およびパンチピン12が観察され、その観察画像を表示装置6に表示させ、観察画像に基づいてダイホルダ22をXYステージ60により一方の移動方向へ移動させる。ダイ23の中心孔23aの位置がパンチピン12の軸芯Qと対称になるまで移動させる。対称になった後、図6(b)のように、観察位置Eから移動した観察位置Fのカメラ70によってダイ23の中心孔23aおよびパンチピン12が観察され、観察画像を表示装置6に表示させ、観察画像に基づいてダイホルダ22をXYステージ60により他方の移動方向へ移動させる。ダイ23の軸芯Rがパンチピン12の軸芯Qと同芯になるまで移動させる。ダイ23の軸芯Rがパンチピン12の軸芯Qと同芯になった後、連結部材50の貫通孔56を通したレンチ部材(図示しない)によりボルト31を捩じ込み、クランプ装置30によってダイホルダ22をダイベース21に固定することでダイ23の芯出し作業が完了する。
続けて右側(左側)のダイ23の芯出し作業を行なう場合には、クランプ部材64によるクランプ状態を解除してから連結部材50をダイホルダ22から外す。そして、位置決めピン48を一旦外して、右側(左側)のダイ23を保持したダイホルダ22の前方にXYステージ60が配置されるように支持ベース44を右側(左側)に移動させ、位置決めピン48により支持ベース44の位置を固定する。その後、上記と同様に、ダイホルダ22の上面22aからの反射光によりダイ23の中心孔23aおよびパンチピン12をカメラ70で観察しながら、ダイ23の軸芯Rがパンチピン12の軸芯Qと同芯になるようにダイホルダ22を移動させる。尚、本実施形態ではパンチングマシン1のベース2上に設置したパンチング機構5で説明しているが、従来技術のように偏平薄型形状のケースにパンチホルダで保持されたパンチとダイホルダに保持されたダイとが上下対向状に配設されて成るパンチング機構の場合には、パンチング機構のケースに基台41(ダイセッターの装着部)を固定させ、その基台41上の支持ベース44にダイホルダを挟持して移動可能な移動ステージ60等を設置すればよい。
従って、芯出し装置40の支持ベース44上に、ダイ23の中心孔23aおよびパンチピン12を観察可能な観察部材70と、斜め上方からダイホルダ22の上面22aへ光を照射する照明部材80と、照明部材80によりダイホルダ22の上面22aへ光を照射し、ダイホルダ22の上面22aからの反射光を再びダイホルダ22の上面22aへ反射させて、そのダイホルダ22の上面22aからの反射光を観察部材70に入光させるようにした反射部材57とを備え、反射部材57に向かい合う観察部材70と照明部材80を移動させ、ダイ23の中心孔23aおよびパンチピン12を複数箇所で観察しながらダイホルダ22を移動させて芯出しすることで、期待寿命等により照明部材80の交換を行う場合、観察部材70側にある照明部材80の交換をダイ23の中心孔23aおよびパンチピン12を観察しながら行えるから、ダイホルダ22の上面22aからの反射光を効率良く観察部材70に入光させることができる。
また、ダイホルダ22を挟持して移動可能な移動ステージ60を備え、その移動ステージ60のダイホルダ22挟持部付近に反射部材57を設けたことで、照明部材80によりダイホルダ22の上面22aへ光を照射し、ダイホルダ22の上面22aからの反射光を反射部材57によって再びダイホルダ22の上面22aへ反射させて、そのダイホルダ22の上面22aからの反射光を観察部材70に入光させることで、複数のパンチング機構5が並設されていてダイホルダ22が狭い空間に配置されている場合でも、照明部材80を移動させ、照明部材80により複数箇所からダイホルダ22の上面22aへ照射された光を用いて観察部材70によりダイ23の中心孔23aが検出され、並設されているダイホルダ22のダイ23の芯出し作業を容易に行なえる。
また、ダイホルダ22を挟持可能な連結部材50を移動ステージ60に連結可能に備え、その連結部材50のダイホルダ22挟持部付近に反射部材57を設けたことで、移動ステージ60から連結部材50を取り外せることから、照明部材80の取付位置に対応した反射部材57に交換する作業が容易に行なえる。更に、連結部材50の連結部材本体51に設けた貫通孔を挟むように位置決め部材と軸部材を支点に揺動する腕部材とが設置され、その位置決め部材と腕部材の先端部を覆うように反射部材57が取り付けられることで、ダイホルダ22の上面22aに近い場所へ反射部材57を設置でき、ダイホルダ22が狭い空間に配置されていても確実にダイホルダ22の上面からの反射光をダイホルダの上面へ反射させることができる。
なお、本件発明においては、反射部材の形状を平面に特定されるものではなく、円錐面のような曲面に構成しても良い。
本発明の芯出し装置が取付可能なパンチングマシンの側面図である。 図1のII視図である。 本発明の芯出し装置をパンチングマシンに取付けた状態を示す図である。 図3の側面図であり、カメラを中央位置に移動させた状態の図である。 連結部材の拡大平面図である。 移動ステージにより連結部材の移動状態を示す図である。 照明部材から観察部材までの光の進む方向を示した参考図である。
符号の説明
5 パンチング機構
12 パンチピン
22 ダイホルダ
23 ダイ
23a 中心孔
40 芯出し装置
50 連結部材
57 反射部材
60 XYステージ
70 カメラ
80 照明部材
Q 軸芯(パンチピン)
R 軸芯(ダイ)

Claims (4)

  1. パンチピンをその下方のダイホルダのダイに打ち合わせてシート状ワークに微細孔を穿孔するパンチング機構のダイを、その軸芯がパンチピンの軸芯と同芯になるように、ダイホルダを移動させて芯出しするパンチング機構のダイの芯出し装置において、ダイの中心孔およびパンチピンを観察可能な観察部材と、斜め上方からダイホルダの上面へ光を照射する照明部材と、照明部材によりダイホルダの上面へ光を照射し、ダイホルダの上面からの反射光を再びダイホルダの上面へ反射させて、そのダイホルダの上面からの反射光を観察部材に入光させるようにした反射部材とを備え、反射部材に向かい合う観察部材と照明部材を移動させ、ダイの中心孔およびパンチピンを複数箇所で観察しながらダイホルダを移動させて芯出し可能なことを特徴とするパンチング機構のダイの芯出し装置。
  2. ダイホルダを挟持して移動可能な移動ステージを備え、その移動ステージのダイホルダ挟持部付近に反射部材を設けて成ることを特徴とする請求項1記載のパンチング機構のダイの芯出し装置。
  3. ダイホルダを挟持可能な連結部材を移動ステージに連結可能に備え、その連結部材のダイホルダ挟持部付近に反射部材を設けて成ることを特徴とする請求項1記載のパンチング機構のダイの芯出し装置。
  4. 連結部材の連結部材本体に設けた貫通孔を挟むように位置決め部材と軸部材を支点に揺動する腕部材とが設置され、その位置決め部材と腕部材の先端部を覆うように反射部材が取り付けられ、位置決め部材と腕部材により挟持されたダイホルダの上面へ照明部材から光が照射され、その反射光を反射部材によりダイホルダの上面へ反射させて、そのダイホルダの上面からの反射光を観察部材に入光させて成ることを特徴とする請求項3記載のパンチング機構のダイの芯出し装置。
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