JP5952052B2

JP5952052B2 - 穴開け装置

Info

Publication number: JP5952052B2
Application number: JP2012076614A
Authority: JP
Inventors: 東海林　健; 健東海林; 恒夫樫村
Original assignee: Seiko Precision Inc
Current assignee: Seiko Precision Inc
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2032-03-29
Also published as: CN103358351A; TW201343285A; JP2013207187A; TWI505883B; CN103358351B

Description

本発明は、穴開け装置に係り、詳しくは搬入口から搬入されるプリント配線板に穴を開ける穴開け装置に関する。

電子機器においては、ＩＣチップ、抵抗、コンデンサ等の表面実装用の電子部品の小型化に伴い、これらを実装するプリント配線板も高密度化、複雑化されている。こうしたプリント配線板では、単層のプリント配線板を重ねてそれぞれの配線パターンを正しく揃えて複数層のプリント配線板を形成したり、完成した一枚の大きなプリント配線板を分割して複数枚のプリント配線板を得たりするために、穴開け装置などによって基準穴が形成される場合がある。

従来、プリント配線板に穴を開ける穴開け装置としては、プリント配線版に形成されたアライメントマークをＸ線カメラで撮像し、撮像した画像に基づいてプリント配線板の穿穴位置を定めるものが知られている(例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の装置では、プリント配線板を載置するテーブルに貫通穴が形成されており、この貫通穴を介して、Ｘ線カメラでプリント配線板のアライメントマークを撮像し、裏面から当て板を当接させてドリルでプリント配線板に穴を開けている。

特開２００８−２２７４２２号公報

特許文献１に記載の穴開け装置では、テーブルの貫通穴が形成されている位置にプリント配線板のアライメントマークが位置するよう、例えば操作者などがプリント配線板を搬入する。ここで、テーブルの貫通穴が搬入口から遠い位置に形成されていると、特に小さいプリント配線板を搬入する場合に、テーブルの貫通穴が形成されている位置までプリント配線板が届かない虞がある。一方、テーブルの貫通穴が搬入口に近い位置に形成されていると、大きなプリント配線板を支持するために、搬入口よりも手前に広い作業スペースを用意する必要があり、装置が大型化してしまう。

本発明は上述した実情に鑑みてなされたものであり、種々の大きさのプリント配線板を容易に搬入して穴を開けることができる小型な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、本発明の穴開け装置は、
搬入口から搬入される２つの基準マークを有するプリント配線板に穴を開ける穴開け装置であって、
前記２つの基準マークを同時に撮影可能な第１の撮像穴が所定の処理域に形成されているとともに前記２つの基準マークを同時に撮影可能な第２の撮像穴が前記第１の撮像穴よりも前記搬入口側に形成されており、前記プリント配線板が載置される載置台と、
前記第１の撮像穴又は前記第２の撮像穴を介して前記プリント配線板を撮像する撮像ユニットと、
前記プリント配線板を移動させる搬送機構と、
前記プリント配線板に穴を開ける穴開けユニットと、
前記撮像ユニット及び前記穴開けユニットを前記所定の処理域に移動させる移動機構と、
前記搬送機構と前記移動機構を制御する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、前記撮像ユニットが前記第２の撮像穴を介して前記プリント配線板を撮像した後に、前記プリント配線板を前記所定の処理域に移動させるように前記搬送機構を制御し、前記第１の撮像穴において前記プリント配線板に穴開け可能となるように前記撮像ユニットを移動させるように前記移動機構を制御する、または、前記撮像ユニットが前記第１の撮像穴を介して前記プリント配線板を撮像した後に、前記第１の撮像穴において前記プリント配線板に穴開け可能となるように前記穴開けユニットを移動させるように前記移動機構を制御する、
ことを特徴とする。

また、前記撮像ユニットは、前記プリント配線板の搬入初期位置として該プリント配線板の前記基準マークが前記第２の撮像穴に対応する位置に設定されたときには、前記第２の撮像穴を介して前記プリント配線板を撮像して、前記搬送機構により前記プリント配線板が所定の処理域に移動した後に前記第１の撮像穴を介して該プリント配線板を撮像し、前記プリント配線板の搬入初期位置として前記基準マークが前記第１の撮像穴に対応する位置に設定されたときには、前記第２の撮像穴を介して前記プリント配線板を撮像することなく前記第１の撮像穴を介して前記プリント配線板を撮像してもよい。

また、前記撮像ユニットは、前記載置台に載置された前記プリント配線板にＸ線を照射するＸ線発生機構と、前記プリント配線板に照射されたＸ線の透過像を撮像する撮像機構と、を有し、
前記穴開けユニットは、前記プリント配線板に穴を形成する穴開け機構と、前記プリント配線板に穴を開ける際に前記プリント配線板に当接する当て板と、を有し、
前記移動機構は、前記Ｘ線発生機構と前記穴開け機構とを所定の搬送方向に沿って一体に移動させる第１移動機構と、前記撮像機構と前記当て板とを前記搬送方向に沿って一体に移動させる第２移動機構と、を有し、
前記穴開け機構は、前記第１移動機構において前記Ｘ線発生機構よりも前記搬入口とは反対側に配設され、
前記当て板は、前記第２移動機構において前記撮像機構よりも前記搬入口側に配設され、
前記プリント配線板を撮像する際に、前記Ｘ線発生機構と前記撮像機構とが対向し、
前記プリント配線板に穴を開ける際に、前記穴開け機構と前記当て板とが対向するものでもよい。

また、前記搬入口に配置され、前記Ｘ線発生機構からのＸ線を遮蔽する遮蔽手段を備えてもよい。

また、前記第１の撮像穴と前記第２の撮像穴を介して撮像された撮像情報を操作者に表示する表示手段を備えてもよい。

また、前記載置台に載置されたプリント配線板を載置面に固定する固定手段を備えてもよい。
また、前記第２の撮像穴は、前記搬送機構が前記プリント配線板を移動させる方向と直交する方向に２つの撮像穴が併置されてなるものでもよい。

本発明の穴開け装置によれば、種々の大きさのプリント配線板を容易に搬入して穴を開けることができるとともに装置の小型化を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る穴開け装置の外観を示す斜視図である。図１に示す穴開け装置の幅（Ｘ方向）の中心部を通り、ＸＹ平面に直角な面に平行な断面を右側面方向（−Ｙ方向）から見た場合の穴開け装置の構成の概要を示す側面図である。作業テーブルや撮像ユニット、穴開けユニットを示す斜視図である。搬送部や移動部を示す斜視図である。移動部を示す斜視図である。撮像ユニットと穴開けユニットの位置関係を示す斜視図である。制御装置の説明図である。穴開け処理の一例を示すフローチャートである。位置合わせを説明するための図である。サブ貫通穴を介してＸ線照射機とＸ線カメラが対向しているときの図２に対応する図である。サブ貫通穴を介してＸ線照射機とＸ線カメラが対向しているときの図３に対応する図である。メイン貫通穴を介して穴開けユニットにより穴開けしているときの図２に対応する図である。

以下、本発明の実施の形態に係る穴開け装置について図面を参照して説明する。この実施の形態に係る穴開け装置１０は、図１の外観図や、図２及び図１０の構成概要図に示すように、内部と外部を遮断するケーシング１１と、架台（載置台）１２と、穴開け対象であるプリント配線板ＰＣＢを載置する作業テーブル１３と、プリント配線板ＰＣＢを押さえるプリント配線板押さえ１４と、作業テーブル１３を移動させる搬送部１５と、Ｘ線照射機１６１とＸ線カメラ１６２とからなるプリント配線板ＰＣＢを撮像する撮像ユニット１６と、プリント配線板ＰＣＢに穴開けする穴開けユニット１７と、撮像ユニット１６と穴開けユニット１７を移動する移動機構１８と、装置全体を制御する制御部１９を備えている。以下、搬送部１５によってプリント配線板ＰＣＢが移動する方向（搬送方向）をＸ方向、Ｘ方向に垂直で水平な方向（穴開け装置１０の幅方向）をＹ方向、鉛直方向をＺ方向とする。

図１及び図２の白抜きの矢印は作業者の定位置であり、作業者は矢の方向（Ｘ軸の正方向）に向かって立ち、プリント配線板ＰＣＢを穴開け装置１０に搬入し、穴開け処理が終わればプリント配線板ＰＣＢを穴開け装置１０から取り出す。プリント配線板ＰＣＢの搬入口１０ａは、ケーシング１１のＸ線遮蔽部（遮蔽手段）１１ａによって覆われている。Ｘ線遮蔽部１１ａは、Ｘ線照射機１６１から発生されるＸ線を遮蔽する材質で形成され、Ｘ線遮蔽部１１ａの−Ｚ端はプリント配線板ＰＣＢを搬入するのに支障がない程度に作業テーブル１３の＋Ｚ端（上面）から所定の距離を設けて配置されている。Ｘ線遮蔽部１１ａの−Ｚ端側には、例えば短冊状の鉛含有のゴム製防護カーテンなどが配置されている。この防護カーテンの−Ｚ端（底面）は、作業テーブル１３の＋Ｚ端（上面）に接触するように形成されており、容易にプリント配線板ＰＣＢを搬出入することができるとともに、プリント配線板ＰＣＢを搬出入する際にＸ線が外部に漏洩することを防止できる。

架台１２は、ケーシング１１の内部に配置され、穴開け装置１０における不動部分となっている。架台１２は、搬送部１５によってＸ方向に移動可能に、作業テーブル１３を支持する。作業テーブル１３は、上面がプリント配線板ＰＣＢを載置する水平な載置面となっている。つまり、架台１２には、作業テーブル１３を介してプリント配線板ＰＣＢが載置される。架台１２は、作業テーブル１３の載置面と平行な（つまり水平な）支持面を有し、この支持面には、図３に示すように、撮像ユニット１６による撮像および穴開けユニット１７による穴開けをするためのメイン貫通穴（第１の撮像穴）１２ａが形成されているとともに、メイン貫通穴１２ａよりも搬入口１０ａ側（操作者側）にサブ貫通穴（第２の撮像穴）１２ｂが形成されている。

架台１２に形成されているメイン貫通穴１２ａは、穴開け対象であるプリント配線板ＰＣＢのＹ方向の大きさ（幅）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生じないようにＹ方向に延在された長穴状になっている。また、サブ貫通穴１２ｂは、プリント配線板ＰＣＢのＸ方向およびＹ方向の大きさによってプリント配線板ＰＣＢの撮像に支障が生じないように、左右に１つずつの貫通穴が形成されている。ここで、サブ貫通穴１２ｂが中央で連続せずに左右に１つずつの貫通穴で構成されているのは、メイン貫通穴１２ａがプリント配線板ＰＣＢの全ての領域を穴開け対象及び撮像対象としているのに対して、サブ貫通穴１２ｂはプリント配線板ＰＣＢをＸＹ平面上で一定の角度に保つ、すなわちアライメントを行なうために、プリント配線板ＰＣＢ上の角部に設けられたアライメントマークを識別するのに十分な領域を確保すればよいためである。このため、サブ貫通穴１２ｂはＹ方向に延在した長穴状ではなく、左右に１つずつの貫通穴として形成されている。

なお、サブ貫通穴１２ｂは後で詳述する穴開けユニット１７の当て板１７３を交換する際にも用いられるため、メイン貫通穴１２ａに比べてＸ方向に幅が大きくなっているが、上述したように、サブ貫通穴１２ｂが中央で連続せずに左右に１つずつの貫通穴で構成されているため、架台１２の剛性を確保しつつ大きい貫通穴とすることができる。なお、仕様上問題が無ければサブ貫通穴１２ｂもメイン貫通穴１２ａと同様にＹ方向に延在された長穴状に形成されていてもよい。

作業テーブル１３は、架台１２の上にＸ方向に沿って移動可能に支持されている。作業テーブル１３には、撮像ユニット１６による撮像および穴開けユニット１７による穴開けをするために図示しない複数の貫通穴が形成されている。また、作業テーブル１３には、載置面に図示しない吸着穴も形成されている。作業テーブル１３にプリント配線板ＰＣＢが載置された状態で吸着穴が負圧にされることにより、プリント配線板ＰＣＢは作業テーブル１３に吸着されて固定される。
なお、この吸着によるプリント配線板ＰＣＢの固定を仮固定と呼ぶ。

プリント配線板押さえ１４は、架台１２のメイン貫通穴１２ａの鉛直上方に配置されている（図４参照、図３では不図示）。プリント配線板押さえ１４は、プリント配線板押さえ上下手段５００によって上下可能に支持されており、プリント配線板ＰＣＢに穴開け加工を行なう際に、プリント配線板押さえ１４が下降してプリント配線板ＰＣＢを作業テーブル１３上に押し付けて固定する。なお、このプリント配線板押さえ１４によるプリント配線板ＰＣＢの固定を本固定と呼ぶ。

搬送部１５は、図４に示すように、架台１２に固定されてＸ方向に伸びる一組のレール１５１と、Ｘ方向に伸びる図示しないボールねじを回転するモータ１５３と、を備える。搬送部１５は、モータ１５３によってボールねじを回転させて、作業テーブル１３をガイドレール１５１に沿ってＸ方向に移動させる。

撮像ユニット１６は、図２や図３に示すように、架台１２の鉛直上方に配置されてプリント配線板ＰＣＢにＸ線を照射するＸ線照射機（Ｘ線発生機構）１６１と、架台１２の鉛直下方に配置されてプリント配線板ＰＣＢに照射されたＸ線の透過像を撮像するＸ線カメラ（撮像機構）１６２とを有する。Ｘ線照射機１６１とＸ線カメラ１６２は、架台１２のメイン貫通穴１２ａとサブ貫通穴１２ｂのいずれかに対応する位置において、Ｚ方向に対向するように配置され、メイン貫通穴１２ａとサブ貫通穴１２ｂのいずれかを介してプリント配線板ＰＣＢを撮像する。この実施の形態では、Ｘ線照射機１６１とＸ線カメラ１６２は、図４や図５に示すように、Ｙ方向に並んで２組設けられている。２組のＸ線照射機１６１とＸ線カメラ１６２は、それぞれ移動機構１８によって支持されてＸ方向及びＹ方向に移動する。

穴開けユニット１７は、図２や図３に示すように、架台１２の鉛直上方に配置されて工具（例えばドリルなど）を用いてプリント配線板ＰＣＢに穴開けする穴開け機構１７１、１７２と、架台１２の鉛直下方に配置されてプリント配線板ＰＣＢに当接する当て板１７３（１７３ａ、１７３ｂ）とを有する。穴開け機構１７１、１７２と当て板１７３とは後で説明するように１セットで運用され、架台１２のメイン貫通穴１２ａに対応する位置において、Ｚ方向に対向するように配置され、図示しないアクチュエータによってＺ方向に駆動されて、メイン貫通穴１２ａを介してプリント配線板ＰＣＢに穴を開ける。

この実施の形態では、穴開け機構１７１、１７２は、Ｘ方向に並んで２つの穴開け機構１７１、１７２が設けられている。２つの穴開け機構１７１、１７２には、例えば開ける穴の径が異なる工具が取り付けられる。また、プリント配線板ＰＣＢに穴を開けるときにプリント配線板ＰＣＢに歪みやバリが生じないように当て板１７３が設けられている。

当て板１７３は、Ｙ方向に並んで配置される２つの当て板１７３ａ、１７３ｂからなり、穴開け機構１７１、１７２に取り付けられている工具の径に応じてそれぞれ、穴開け機構１７１または穴開け機構１７２と１セットになって用いられる。また、穴開け機構１７１、１７２と当て板１７３とは、図４や図５に示すように、Ｙ方向に並んで２組設けられている。２組の穴開け機構１７１、１７２と当て板１７３は、それぞれ移動機構１８によって支持されてＸ方向及びＹ方向に移動する。

当て板１７３ａおよび当て板１７３ｂは、上述のごとく穴開け作業中にＰＣＢに歪みやバリが生じるのを防止することを目的としたものであり、たとえば工具の径に対して同径（クリアランス０）もしくは所定量だけ大径になるように形成された穴が開いているものがある。当て板１７３ａおよび当て板１７３ｂは、工具の径と同径である場合にバリの防止効果が最大となるため、理想的には一回の加工ごとに交換することが望ましいが、経済的および作業効率などの理由により、支障の無い間は交換せずに同じ当て板１７３ａおよび当て板１７３ｂを使用し続ける。

穴開け機構１７１、１７２と当て板１７３とが対向する場合は、当て板に設けられた穴中心と、それに対応する工具の回転中心とが合致するように位置決めされるが、実際には機械精度に起因して、それぞれの中心が完全に合致することはない。そのため、使用を続けるにしたがって当て板１７３に形成された穴の径は当初の径よりも大きくなっていき、バリを防止する効果が低下していく。

そのため、当て板１７３は、たとえば所定の加工回数に達した時点で新しいものに交換する必要がある。その場合は、当て板１７３ａまたは当て板１７３ｂと、サブ貫通穴１２ｂとを対向させることで、容易に交換することができる。

移動機構１８は、撮像ユニット１６と穴開けユニット１７とを支持してＸ方向及びＹ方向に移動させる。移動機構１８は、図４〜図６に示すように、架台１２の鉛直上方においてＸ線照射機１６１と穴開け機構１７１、１７２とを支持して一体に移動させる上側移動機構１８Ｔと、架台１２の鉛直下方においてＸ線カメラ１６２と当て板１７３とを支持して一体に移動させる下側移動機構１８Ｄとを有する。上側移動機構１８ＴによるＸ線照射機１６１と穴開け機構１７１、１７２の移動と、下側移動機構１８ＤによるＸ線カメラ１６２と当て板１７３の移動とは、それぞれ独立して行うことができるように構成されている。

上側移動機構１８Ｔでは、図５や図６に示すように、Ｘ線照射機１６１と穴開け機構１７１、１７２とが操作者側からこの順に（Ｘ方向に沿って）並んで支持されている。また、下側移動機構１８Ｄでは、当て板１７３とＸ線カメラ１６２とが操作者側からこの順に（Ｘ方向に沿って）並んで支持されている。したがって、Ｘ線照射機１６１とＸ線カメラ１６２とが鉛直方向に対向するときには、穴開け機構１７１、１７２と当て板１７３とは対向せず、逆に穴開け機構１７１、１７２と当て板１７３とが鉛直方向に対向するときには、Ｘ線照射機１６１とＸ線カメラ１６２とは対向しない。このように穴開け機構１７１、１７２よりもＸ線照射機１６１が手前側（搬入口１０ａ側）に配置されていることによって、Ｘ線照射機１６１が奥側（搬入口１０ａとは反対側）に配置されているものに比して、Ｘ線照射機１６１をＸ線遮蔽部１１ａと干渉させることなく手前側まで移動させることができ、サブ貫通穴１２ｂを、より手前側に形成することができるとともに穴開け装置１０を小型化することができる。また、当て板１７３がＸ線カメラ１６２よりも手前側（搬入口１０ａ側）に配置されているので、当て板１７３が奥側に配置されているものに比して、穴開け機構１７１、１７２に取り付けられている工具などに応じて、当て板１７３を容易に交換することができるとともに穴開け装置１０を小型化することができる。

上側移動機構１８Ｔでは、穴開け機構１０における不動部材であるフレーム体１８１ＴにＹ方向に伸びるレール１８２Ｔが設けられ、このレール１８２ＴにＹ軸架台１８３Ｔが移動可能に支持されている。Ｙ軸架台１８３Ｔは、Ｙ方向に伸びるボールねじ１８４Ｔと係合しており、フレーム体１８１Ｔに支持されているモータ１８５Ｔによってボールねじ１８４Ｔが駆動されることによりレール１８２Ｔに沿ってＹ方向に移動する。なお、図示はしないが、モータ１８５Ｔの回転軸とボールねじ１８４Ｔの回転軸とは例えばベルトを介して連結されており、モータ１８５Ｔの回転軸が回転するとボールねじ１８４Ｔの回転軸も連動して回転する。また、上側移動機構１８Ｔでは、Ｙ軸架台１８３ＴにＸ方向に伸びるレール１８６Ｔが形成され、このレール１８６Ｔに、Ｘ線照射機１６１と穴開け機構１７１、１７２とを支持する移動体１８７Ｔが移動可能に支持されている。移動体１８７Ｔは、Ｘ方向に伸びるボールねじ１８８Ｔと係合しており、Ｙ軸架台１８３Ｔに支持されているモータ１８９Ｔによってボールねじ１８８Ｔが駆動されることによりレール１８６Ｔに沿ってＸ方向に移動する。こうした構成により、上側移動機構１８Ｔでは、モータ１８５Ｔ、１８９Ｔを駆動して、Ｘ線カメラ１６２と穴開け機構１７１、１７２とをＸ方向、Ｙ方向に移動させることができる。上側移動機構１８Ｔは、Ｙ方向に並んで配置されている２組のＸ線照射機１６１と穴開け機構１７１、１７２のそれぞれの組毎に独立してＸ方向、Ｙ方向に移動させることができるように、Ｙ方向対称に２組設けられている。

下側移動機構１８Ｄでは、上側移動機構１８Ｔと同様に、穴開け機構１０における不動部材であるフレーム体１８１ＤにＹ方向に伸びるレール１８２Ｄが設けられ、このレール１８２ＤにＹ軸架台１８３Ｄが移動可能に支持されている。Ｙ軸架台１８３Ｄは、Ｙ方向に伸びるボールねじ１８４Ｄと係合しており、フレーム体１８１Ｄに支持されているモータ１８５Ｄによってボールねじ１８４Ｄが駆動されることによりレール１８２Ｄに沿ってＹ方向に移動する。なお、図示はしないが、モータ１８５Ｄの回転軸とボールねじ１８４Ｄの回転軸とは例えばベルトを介して連結されており、モータ１８５Ｄの回転軸が回転するとボールねじ１８４Ｄの回転軸も連動して回転する。また、下側移動機構１８Ｄでは、Ｙ軸架台１８３ＤにＸ方向に伸びるレール１８６Ｄが形成され、このレール１８６Ｄに、当て板１７３とＸ線照射機構１６１とを支持する移動体１８７Ｄが移動可能に支持されている。移動体１８７Ｄは、Ｘ方向に伸びるボールねじ１８８Ｄと係合しており、Ｙ軸架台１８３Ｄに支持されているモータ１８９Ｄによってボールねじ１８８Ｄが駆動されることによりレール１８６Ｄに沿ってＸ方向に移動する。こうした構成により、下側移動機構１８Ｄでは、モータ１８５Ｄ、１８９Ｄを駆動して、当て板１７３とＸ線カメラ１６２とをＸ方向、Ｙ方向に移動させることができる。下側移動機構１８Ｄは、Ｙ方向に並んで配置されている２組のＸ線カメラ１６２と当て板１７３のそれぞれの組毎に独立してＸ方向、Ｙ方向に移動させることができるように、上側移動機構１８Ｔと同様にＹ方向対称に２組設けられている。

制御装置１９は、図７に示すように、制御ユニット１９１、主記憶部１９２、外部記憶部１９３、操作部１９４、表示部１９５及び入出力部１９６を備える。主記憶部１９２、外部記憶部１９３、操作部１９４、表示部１９５及び入出力部１９６はいずれも内部バス１９８を介して制御ユニット１９１に接続されている。

制御ユニット１９１はＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成され、外部記憶部１９３に記憶されているプログラムに従って、後述する測定のための処理を実行する。

主記憶部１９３は、ＲＡＭ（Random-Access Memory）等から構成され、外部記憶部１９３に記憶されているプログラムをロードし、制御ユニット１９１の作業領域として用いられる。

外部記憶部１９３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１９１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１９１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１９１に供給し、制御ユニット１９１から供給されたデータを記憶する。

操作部１９４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１９８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１９４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１９１に供給される。なお、操作部１９４は、表示部１９５または別のモニタをタッチパネル方式にして、ユーザの指や専用の入力ペン等を使用して操作指令を入力するように構成されてもよい。

表示部１９５は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）またはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などから構成され、撮像ユニット１６による撮像や、警告、作業者への指示等を表示する。

入出力部１９６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１９６を介して、撮像ユニット１６から撮像した画像信号等が制御ユニット１９１に入力される。また、入出力部１９６を介して、作業テーブル１３の図示しない吸着部や搬送部１５、移動機構１８を駆動する信号や、撮像ユニット１６、穴開けユニット１７を駆動する信号が制御ユニット１９１から出力される。なお、搬送部１５や移動機構１８、撮像ユニット１６、穴開けユニット１７は、入出力部１９６を介して制御ユニット１９１に接続されるものに限定されず、例えば撮像ユニット１６からの画像信号が画像取込ボードを介して制御ユニット１９１に入力されるなど、専用のボードを介して制御ユニット１９１と信号をやりとりするように構成されてもよい。

次に、穴開け装置１０の動作を説明する。穴開け装置１０の制御ユニット１９１は、例えば起動時に、各種アクチュエータを駆動して初期処理を行う。初期処理では、作業テーブル１３、撮像ユニット１６、穴開けユニット１７を所定の初期位置に移動する。この実施の形態では、作業テーブル１３は、架台１２のメイン貫通穴１２ａを覆う位置に配置され、図２や図３に示すように、メイン貫通穴１２ａを介してＸ線照射機１６１とＸ線カメラ１６２とが対向して位置するように撮像ユニット１６が配置される。なお、このときには、上述のように、穴開けユニット１７における穴開け機構１７１、１７２と当て板１７３とは、Ｚ方向に対向して配置されない。

そして、制御ユニット１９１は、例えば、操作者によって始動スイッチがＯＮされて、穴開け対象であるプリント配線板ＰＣＢの初期搬入位置が選択されたことを契機として、図８に示す穴開け処理を実行する。ここで、操作者は、初期搬入位置として、例えば、穴開けするプリント配線板ＰＣＢが所定のサイズよりも小さいときには操作者から見て手前側の初期搬入位置を選択し、プリント配線板ＰＣＢが所定のサイズよりも大きいときには奥側の初期搬入位置を選択する。

図８に示す穴開け処理が開始されると、制御ユニット１９１は、まず、選択されたプリント配線板ＰＣＢの初期搬入位置が手前側であるか奥側であるかを、例えば、事前に作業者によって入力されるプリント配線板ＰＣＢのサイズに基づいて判定する（ステップＳ１）。そして、手前側であるときには、図９及び図１０に示すように、作業テーブル１３を架台１２のサブ貫通穴１２ｂを覆う位置に移動させるとともにＸ線照射機１６１とＸ線カメラ１６２とをサブ貫通穴１２ｂを介して対向させて（ステップＳ２）、Ｘ線照射機１６１とＸ線カメラ１６２とをオンする（ステップＳ３ａ）。これにより、Ｘ線カメラ１６２は、プリント配線板ＰＣＢの透過画像の取得を開始する。

続いて、操作者が、プリント配線板ＰＣＢを搬入口１０ａから搬入して、表示部１９５の表示を見ながら、プリント配線板ＰＣＢのおおよその位置合わせを行う。制御ユニット１９１は、Ｘ線カメラ１６２によって取得した透過画像を、例えば図９に示すように、表示部１９５に表示する（ステップＳ４ａ）。ここで、表示２０は位置合わせ用の照準マークの画像であり、表示Ｍは、プリント配線板ＰＣＢ上に形成されているアライメントマークの画像である。なお、このときには、表示部１９５には、サブ貫通穴１２ｂを介して取得される画像が表示される。

操作者は、表示部１９５の表示を見ながら、アライメントマークＭが照準マーク２０の中心にくるように、プリント配線板ＰＣＢを前後（Ｘ方向）、横方向（Ｙ方向）に動かす。制御ユニット１９１は、例えば操作者によってスイッチが押されることによって、アライメントマークＭが照準マーク２０のほぼ中心に位置し、停止されたことを検出すると（ステップＳ５ａ：Ｙｅｓ）、作業テーブル１３の図示しない吸着穴を負圧にしてプリント配線板ＰＣＢを作業テーブル１３に固定し、Ｘ線カメラ１６２によって取得された透過画像に基づいて、メイン貫通穴１２ａに対応する位置（所定の処理域）にプリント配線板ＰＣＢを移動させるとともに、上側移動機構１８Ｔと下側移動機構１８Ｄを駆動して、メイン貫通穴１２ａを介して対向するようにＸ線照射機１６１とＸ線カメラ１６２とを移動させる（ステップＳ６）。なお、Ｘ線照射機１６１とＸ線カメラ１６２とを移動させるときには、Ｘ線照射機１６１やＸ線カメラ１６２をオフしてもよい。

制御ユニット１９１は、続いて、プリント配線板押さえ上下手段５００を制御して、プリント配線板押さえ１４を下降させてプリント配線板ＰＣＢを作業テーブル１３に押し付けて本固定する。このプリント配線板押さえ１４による本固定によって、プリント配線板ＰＣＢは、吸着による固定よりも強く作業テーブル１３に固定される。次にメイン貫通穴１２ａを介してプリント配線板ＰＣＢのアライメントマークＭを撮像し、撮像したアライメントマークＭの位置に基づいて、プリント配線板ＰＣＢに穴を開ける位置を特定する（ステップＳ７）。この穴を開ける位置は、アライメントマークＭの位置であってもよいし、アライメントマークＭから所定距離だけ離れた位置であってもよく、例えば予め操作者によって設定された情報に基づいて決定すればよい。

穴開け位置が特定されると、制御ユニット１９１は、必要に応じてプリント配線板ＰＣＢの穴開け位置をメイン貫通穴１２ａに位置させ、Ｘ線照射機１６１とＸ線カメラ１６２をオフし（ステップＳ８）、穴開け位置に対応する位置に、予め選択された穴開け機構１７１または穴開け機構１７２と、それに対応する当て板１７３ａまたは当て板１７３ｂとをＺ方向に対向するように、上側移動機構１８Ｔと下側移動機構１８Ｄとを駆動し、選択された穴開け機構１７１、１７２の工具を回転させながら下降させて穴開け位置に穴を開ける（ステップＳ９）。なお、上述のように、このときには、Ｘ線照射機１６１とＸ線カメラ１６２とは、Ｚ方向に対向しない。

そして、穴開けが完了すると、制御ユニット１９１は、穴開け機構１７１または穴開け機構１７２を上昇させて駆動を停止し、プリント配線板押さえ上下手段５００を制御して、プリント配線板押さえ１４を上昇させてプリント配線板ＰＣＢの本固定を解除する。次に、制御ユニット１９１は、再び初期処理を行い、作業テーブル１３、撮像ユニット１６、穴開けユニット１７を初期位置に移動させる。その後、作業テーブル１３の吸着穴の負圧を解除してプリント配線板ＰＣＢの仮固定を解除し、穴開け処理を終了する。このときには、例えば表示部１９５にメッセージを表示してプリント配線板ＰＣＢの取り外しを促し、作業者にプリント配線板ＰＣＢを取り外させる。

このように、プリント配線板ＰＣＢの初期搬入位置が手前側に選択されたときには、搬入口１０ａ側（操作者側）に形成されているサブ貫通穴１２ｂに、プリント配線板ＰＣＢのアライメントマークＭを位置合わせすればよいので、操作者は、小さいプリント配線板ＰＣＢでも容易にアライメントマークＭの位置合わせをすることができる。そして、サブ貫通穴１２ｂでプリント配線板ＰＣＢの位置合わせが完了すると、制御ユニット１９１がサブ貫通穴１２ｂを介して取得された撮像情報に基づいてプリント配線板ＰＣＢをメイン貫通穴１２ａまで移動させ、メイン貫通穴１２ａにおいて穴開け位置が特定されて穴開けが行われる。こうした構成により、小さいプリント配線板ＰＣＢに対して容易に穴開けをすることができる。

一方、ステップＳ１において、プリント配線板ＰＣＢの初期搬入位置が奥側に選択されているときには、Ｘ線照射機１６１とＸ線カメラ１６２とをオンして（ステップＳ３ｂ）、Ｘ線カメラ１６２によるプリント配線板ＰＣＢの透過画像の取得を開始する。上述のように、この実施の形態では、穴開け装置１０の起動時にＸ線照射機１６１とＸ線カメラ１６２とは、架台１２のメイン貫通穴１２ａを介して対向するように初期配置がなされるので、Ｘ線カメラ１６２よってメイン貫通穴１２ａを介してのプリント配線板ＰＣＢの透過画像の取得が行われる。

続いて、操作者が、プリント配線板ＰＣＢを搬入口１０ａから搬入して、表示部１９５の表示を見ながら、プリント配線板ＰＣＢのおおよその位置合わせを行う。制御ユニット１９１は、Ｘ線カメラ１６２によって取得した透過画像を、例えば図９に示すように、表示部１９５に表示する（ステップＳ４ｂ）。このときには、表示部１９５には、メイン貫通穴１２ａを介して取得される画像が表示される。

操作者は、プリント配線板ＰＣＢの初期搬入位置として手前側が選択されたときと同様に、表示部１９５の表示を見ながら、アライメントマークＭが照準マーク２０の中心にくるように、プリント配線板ＰＣＢを前後（Ｘ方向）、横方向（Ｙ方向）に動かす。そして、制御ユニット１９１は、アライメントマークＭが照準マーク２０のほぼ中心に位置し、停止されたことを検出すると（ステップＳ５ｂ：Ｙｅｓ）、作業テーブル１３の図示しない吸着穴を負圧にしてプリント配線板ＰＣＢを作業テーブル１３に固定し、続いてプリント配線板押さえ上下手段５００を制御して、プリント配線板押さえ１４を下降させてプリント配線板ＰＣＢを作業テーブル１３に押し付けて本固定する。その後、Ｘ線カメラ１６２によって撮像したアライメントマークＭの位置に基づいて、プリント配線板ＰＣＢに穴を開ける位置を特定する（ステップＳ７）。ここで、いまは、プリント配線板ＰＣＢの初期搬入位置として奥側が選択されて、メイン貫通穴１２ａを介してプリント配線板ＰＣＢが撮像されているので、この撮像情報に基づいてプリント配線板ＰＣＢに穴を開ける位置が特定される。

そして、制御ユニット１９１は、プリント配線板ＰＣＢの初期搬入位置として手前側が選択されているときと同様に、必要に応じてプリント配線板ＰＣＢの穴開け位置をメイン貫通穴１２ａに位置させ、Ｘ線照射機１６１とＸ線カメラ１６２をオフし（ステップＳ８）、穴開け位置に対応する位置に、選択された穴開け機構１７１、１７２とそれに対応する当て板１７３ａ，１７３ｂとがＺ方向に対向するように、上側移動機構１８Ｔと下側移動機構１８Ｄとを駆動し、穴開け機構１７１または穴開け機構１７２によってプリント配線板ＰＣＢに穴を開けて（ステップＳ９）、プリント配線板押さえ１４を上昇させてプリント配線板ＰＣＢの本固定を解除し、再び初期処理を行って作業テーブル１３、撮像ユニット１６、穴開けユニット１７を初期位置に移動させた後、穴開け処理を終了する。

このように、プリント配線板ＰＣＢの初期搬入位置が奥側に選択されたときには、搬入口１０ａから遠い側（操作者から遠い側）に形成されているメイン貫通穴１２ａに、プリント配線板ＰＣＢのアライメントマークＭを位置合わせすればよいので、操作者は、大きいプリント配線板ＰＣＢでも容易に搬入初期位置に位置合わせをして穴開けをすることができる。また、大きいプリント配線板ＰＣＢについては、搬入口１０ａから奥まで挿入して位置合わせすることによって、穴開け装置１０におけるプリント配線板ＰＣＢを支持する作業スペースを小さくすることができ、装置を小型化することができる。

以上説明したように、この実施の形態の穴開け装置１０では、穴開けユニット１７によって穴開けをする処理域に位置するメイン貫通穴１２ａと、搬入口１０ｂ側に位置するサブ貫通穴１２ｂとが架台１２に形成されているので、小さいプリント配線板ＰＣＢを穴開け装置１０に搬入するときには手前側のサブ貫通穴１２ｂを介してプリント配線板ＰＣＢを撮像することで容易にプリント配線板ＰＣＢの穴開け加工を行うことができる。また、大きいプリント配線板ＰＣＢを穴開け装置１０に搬入するときには奥側のメイン貫通穴１２ａを介してプリント配線板ＰＣＢを撮像することができるので、装置の小型化を図ることができる。

また、この実施の形態の穴開け装置１０では、穴開け機構１７１、１７２よりもＸ線照射機１６１が手前側（搬入口１０ａ側）に配置されているので、サブ貫通穴１２ｂを手前側に形成することができるとともに穴開け装置１０を小型化することができ、当て板１７３がＸ線カメラ１６２よりも手前側（搬入口１０ａ側）に配置されているので、当て板１７３を容易に交換することができるとともに穴開け装置１０を小型化することができる。

以上、一実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、その応用及び変形等は任意である。例えば、上記の実施の形態では、架台１２の鉛直上方において、Ｘ線照射機１６１と穴開け機構１７１、１７２とが上側移動機構１８Ｔに支持され、架台１２の鉛直下方において、Ｘ線カメラ１６２と当て板１７３ａ、１７３ｂとが下側移動機構１８Ｄに支持されるものとしたが、架台１２の鉛直下方において、Ｘ線照射機１６１と穴開け機構１７１とが下側移動機構１８Ｄに支持されるとともに、架台１２の鉛直上方において、Ｘ線カメラ１６２と当て板１７３ａ、１７３ｂとが上側移動機構１８Ｔに支持されてもよい。また、穴開け機構１７１、１７２よりも手前側にＸ線照射機１６１が配置されるよう、穴開け機構１７１、１７２とＸ線照射機１６１とが上側移動機構１８Ｔと下側移動機構１８Ｄとの一方に支持されるとともに、Ｘ線カメラ１６２よりも手前側に当て板１７３が配置されるよう、当て板１７３とＸ線カメラ１６２とが上側移動機構１８Ｔと下側移動機構１８Ｄとの他方に支持されてもよい。

また、上記の実施の形態では、穴開け機構１７１、１７２よりも搬入口１０ａ側にＸ線照射機１６１が支持され、当て板１７３ａ、１７３ｂよりも奥側にＸ線カメラ１６２が支持されるものとしたが、架台１２にメイン貫通穴１２ａとサブ貫通穴１２ｂとが形成されているものでは、こうした撮像ユニット１６や穴開けユニット１７の配置にかかわらずに、種々の大きさのプリント配線板ＰＣＢを容易に穴開けすることができる。また、上側移動機構１８Ｔと下側移動機構１８Ｄとで独立して、架台１２の鉛直上方と鉛直下方とに配置される撮像ユニット１６と穴開けユニット１７とを移動させるものに限定されず、Ｚ方向に対向して配置される撮像ユニット１６と穴開けユニット１７とが一体にＸ方向及びＹ方向に移動されてもよい。

また、上記の実施の形態では、撮像ユニット１６は、Ｘ線照射機１６１とＸ線カメラ１６２とを有するものとしたが、貫通穴を介してプリント配線板ＰＣＢを撮像するものであれば、如何なるものを用いてもよい。

また、上記の実施の形態では、作業テーブル１３の吸着穴を負圧にしてプリント配線板ＰＣＢを作業テーブル１３に吸着して固定するものとしたが、例えば、作業テーブル１３に載置されたプリント配線板ＰＣＢを鉛直上方から押さえるなどの他の手法によって、プリント配線板ＰＣＢが作業テーブル１３に固定されてもよい。

１０穴開け装置
１１ケーシング
１２架台
１３作業テーブル
１４治具板
１５搬送部
１６撮像ユニット
１７穴開けユニット
１８移動機構
１８Ｔ上側移動機構
１８Ｄ下側移動機構
１９制御部
１６１Ｘ線照射機
１６２Ｘ線カメラ
１７１、１７２穴開け機構
１７３当て板

Claims

搬入口から搬入される２つの基準マークを有するプリント配線板に穴を開ける穴開け装置であって、
前記２つの基準マークを同時に撮影可能な第１の撮像穴が所定の処理域に形成されているとともに前記２つの基準マークを同時に撮影可能な第２の撮像穴が前記第１の撮像穴よりも前記搬入口側に形成されており、前記プリント配線板が載置される載置台と、
前記第１の撮像穴又は前記第２の撮像穴を介して前記プリント配線板を撮像する撮像ユニットと、
前記プリント配線板を移動させる搬送機構と、
前記プリント配線板に穴を開ける穴開けユニットと、
前記撮像ユニット及び前記穴開けユニットを前記所定の処理域に移動させる移動機構と、
前記搬送機構と前記移動機構を制御する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、前記撮像ユニットが前記第２の撮像穴を介して前記プリント配線板を撮像した後に、前記プリント配線板を前記所定の処理域に移動させるように前記搬送機構を制御し、前記第１の撮像穴において前記プリント配線板に穴開け可能となるように前記撮像ユニットを移動させるように前記移動機構を制御する、または、前記撮像ユニットが前記第１の撮像穴を介して前記プリント配線板を撮像した後に、前記第１の撮像穴において前記プリント配線板に穴開け可能となるように前記穴開けユニットを移動させるように前記移動機構を制御する、
ことを特徴とする穴開け装置。
前記撮像ユニットは、前記プリント配線板の搬入初期位置として該プリント配線板の前記基準マークが前記第２の撮像穴に対応する位置に設定されたときには、前記第２の撮像穴を介して前記プリント配線板を撮像して、前記搬送機構により前記プリント配線板が所定の処理域に移動した後に前記第１の撮像穴を介して該プリント配線板を撮像し、前記プリント配線板の搬入初期位置として前記基準マークが前記第１の撮像穴に対応する位置に設定されたときには、前記第２の撮像穴を介して前記プリント配線板を撮像することなく前記第１の撮像穴を介して前記プリント配線板を撮像する、
ことを特徴とする請求項１に記載の穴開け装置。
前記撮像ユニットは、前記載置台に載置された前記プリント配線板にＸ線を照射するＸ線発生機構と、前記プリント配線板に照射されたＸ線の透過像を撮像する撮像機構と、を有し、
前記穴開けユニットは、前記プリント配線板に穴を形成する穴開け機構と、前記プリント配線板に穴を開ける際に前記プリント配線板に当接する当て板と、を有し、
前記移動機構は、前記Ｘ線発生機構と前記穴開け機構とを所定の搬送方向に沿って一体に移動させる第１移動機構と、前記撮像機構と前記当て板とを前記搬送方向に沿って一体に移動させる第２移動機構と、を有し、
前記穴開け機構は、前記第１移動機構において前記Ｘ線発生機構よりも前記搬入口とは反対側に配設され、
前記当て板は、前記第２移動機構において前記撮像機構よりも前記搬入口側に配設され、
前記プリント配線板を撮像する際に、前記Ｘ線発生機構と前記撮像機構とが対向し、
前記プリント配線板に穴を開ける際に、前記穴開け機構と前記当て板とが対向する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の穴開け装置。
前記搬入口に配置され、前記Ｘ線発生機構からのＸ線を遮蔽する遮蔽手段を備える、
ことを特徴とする請求項３に記載の穴開け装置。
前記第１の撮像穴と前記第２の撮像穴を介して撮像された撮像情報を操作者に表示する表示手段を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の穴開け装置。
前記載置台に載置されたプリント配線板を載置面に固定する固定手段を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の穴開け装置。
前記第２の撮像穴は、前記搬送機構が前記プリント配線板を移動させる方向と直交する方向に２つの撮像穴が併置されてなる、
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の穴開け装置。