JP6023574B2 - 基板穴明け装置及び基板穴明け方法 - Google Patents

Description

本発明は、テーブルに載置されたプリント基板の如き基板にドリルを用いて止まり穴の加工を行う基板穴明け装置及び基板穴明け方法に関する。

プリント基板穴明け装置においては、穴が基板全体に貫通せず基板深さ方向の途中までしかない止まり穴を加工する場合がある。この止まり穴の加工においては、プリント基板上面の高さ位置を検出し、そこから検出したプリント基板上面の高さ位置を基準にして、必要な深さまで穴明けしていた。従って、止まり穴の深さの精度を高めるには、プリント基板上面の高さ位置を正確に求める必要がある。

従来、特許文献１に開示されるように、加工位置のプリント基板上面の高さ位置をドリルで複数回測定し、それらの差が所定範囲であることを確認したら、正常とみなし、その測定位置を基準にして穴明けを行うものがある。

特開２００３−１５４８号公報

しかしながら、このような従来技術では、ドリルや基板の表面に切粉やゴミ等が付着し、複数回の測定が同じように影響を受けていても、基板上面の検出が正しいとみなしてしまい、誤った位置を基準にして穴明けを行うことがあった。

そこで、本発明は、ドリルや基板の表面に切粉やゴミ等が付着した場合に、誤った位置を基準にして穴明けを行ってしまうことを防止できる基板穴明け装置及び基板穴明け方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の基板穴明け装置においては、基板押付け部を降下させてテーブルに載置された基板を押付け、ドリルを降下させて止まり穴の加工を連続的に行う基板穴明け装置において、穴を明ける毎に前記基板押付け部を降下させて前記基板に当接する位置を検出する第一の検出手段と、穴を明ける毎に前記ドリルを降下させて先端が前記基板に当接する位置を検出する第二の検出手段と、前記第一及び第二検出手段による検出位置の差を前の穴位置のものと比較し、所定範囲内にあれば、前記第二検出手段の検出動作に続いて、当該第二検出手段による検出位置を基準にした深さまで穴を明けるよう制御する手段とを含むことを特徴とする。

また請求項２に記載の基板穴明け装置においては、請求項１に記載の基板穴明け装置において、最初の穴を明ける場合、前記第一及び第二検出手段による検出動作をそれぞれ２回行い、当該２回における前記第一及び第二検出手段による検出位置の差を比較し、所定範囲内にあれば、２回目の前記第二検出手段の検出動作に続いて、１回目の前記第二検出手段による検出位置を基準にした深さまで穴を明けるよう制御する手段とを含むことを特徴とする。

また請求項３に記載の基板穴明け方法においては、穴を明ける毎に前記基板押付け部を降下させて前記基板に当接する位置を検出する第一のステップと、穴を明ける毎に前記ドリルを降下させて先端が前記基板に当接する位置を検出する第二のステップと、前記第一及び第二のステップにおける検出位置の差を前の穴位置のものと比較し、所定範囲内にあれば、前記第二ステップに続いて、当該第二ステップにおける検出位置を基準にした深さまで穴を明けるステップとを含むことを特徴とする。

また請求項４に記載の基板穴明け方法においては、請求項３に記載の基板穴明け方法において、最初の穴を明ける場合、前記第一及び第二ステップをそれぞれ２回行い、当該２回における前記第一及び第二ステップにおける検出位置の差を比較し、所定範囲内にあれば、２回目の前記第二ステップに続いて、１回目の前記第二ステップにおける検出位置を基準にした深さまで穴を明けるステップとを含むことを特徴とする。

本発明によれば、ドリルや基板の表面に切粉やゴミ等が付着した場合に、誤った位置を基準にして穴明けを行ってしまうことを防止できる基板穴明け装置及び基板穴明け方法が得られる。

本発明の一実施例となる基板穴明け装置の構成を示す図である。 本発明の一実施例となる基板穴明け装置の動作を説明するための図である。 本発明の一実施例となる基板穴明け装置において、最初の穴明けを行う場合のフローチャートである。 本発明の一実施例となる基板穴明け装置において、二番目以降の穴明けを行う場合のフローチャートである。

以下、本発明の一実施例について説明する。図１は本発明の一実施例となる基板穴明け装置の構成を示す図である。

図１において、１は止まり穴を加工すべきプリント基板、２はプリント基板１を載置するテーブル、３はプリント基板１をテーブル２に押付けるための基板押付け部、４はプリント基板１に穴を明けるためのドリルである。テーブル２は、プリント基板１に穴を明けようとする位置にドリル４が向くよう、テーブル駆動部５により駆動される。ドリル４はドリル回転駆動部６により回転駆動される。基板押付け部３とドリル４は、それぞれ押付け部駆動部７、ドリル駆動部８により上下方向に駆動される。

９はテーブル駆動部５、ドリル回転駆動部６、押付け部駆動部７及びドリル駆動部８を制御する全体制御部である。全体制御部９は、テーブル２の現在の二次元位置情報、基板押付け部３とドリル４の現在の高さ位置情報を検知しながら、それぞれテーブル駆動部５、押付け部駆動部７及びドリル駆動部８を制御するようになっている。

基板押付け部３とドリル４とは、互いに高さ方向に所定の間隔を保って係合していて、途中までは共に下降し、基板押付け部３がプリント基板１の上面位置に当接すると、その後はドリル４だけ独立に下降することができる。

基板押付け部３が降下してプリント基板１の上面位置に当接すると、その検出位置が押付け部基板当接位置検出部１０により検出できるようになっており、またドリル４が降下してプリント基板１の上面位置に当接すると、その検出位置がドリル先端基板当接位置検出部１１で検出できるようになっている。

押付け部基板当接位置検出部１０は、例えば特開平９−２７７１４０号公報で知られているような、センサー（図示せず）を利用するものである。またドリル先端基板当接位置検出部１１は、例えば先行技術文献として掲げた特許文献１の特開２００３−１５４８号公報で知られているような、ドリル４を回転駆動するためのロータシャフト（図示せず）に発生する軸電圧を利用するものである。

押付け部基板当接位置検出部１０の検出信号は全体制御部９に入力され、押付け部駆動部８への制御情報とから、基板押付け部３がプリント基板１の上面位置に当接した位置の高さが求められるようになっている。またドリル先端基板当接位置検出部１１の検出信号は全体制御部９に入力され、ドリル駆動部８への制御情報とから、ドリル先端がプリント基板１の上面位置に当接した位置の高さが求められるようになっている。

図２は本発明の一実施例となる基板穴明け装置の動作を説明するための図である。
全体制御部９は、プリント基板１に連続的に穴を明けるよう各部を制御するが、最初の穴の加工動作においては、以下のように制御する。図３は、この場合におけるフローチャートである。

基板押付け部３とドリル４を共に降下させていき、先ず基板押付け部４がプリント基板１の上面位置に当接し基板上面検出位置Ｐ１を検出した後は、ドリル３だけを降下させていく。全体制御部９は、ドリル４がプリント基板１の上面位置に当接し基板上面検出位置Ｄ１を検出したら、基板押付け部４による基板上面検出位置Ｐ１との差Ｈ１を求める。

次に、基板押付け部３とドリル４を所定位置まで上昇させた後再び降下させ、前と同様、基板押付け部３による２回目の基板上面検出位置Ｐ２、ドリル４による２回目の基板上面検出位置Ｄ２を検出し、全体制御部９は両者の差Ｈ２を求める。

１回目の差Ｈ１と２回目の差Ｈ２は、いずれも、基板押付け部３がプリント基板１の上面位置に当接する直前まで保たれていた、基板押付け部３とドリル４の先端との高さ方向の間隔に相当するものである。

ここで、ドリル４による２回の基板上面検出動作であるが、最初の穴であるから、ドリル４や基板１の表面に切粉やゴミ等が付着している可能性は小さく、正確であることに注目する必要がある。

次に、全体制御部９はＨ１とＨ２との差Ｋを求め、この差Ｋが所定範囲にあるならば、正常とみなし、先に得られていた１回目の基板上面検出位置Ｄ１を基準にした深さまで、ドリル４を回転させてプリント基板１に穴を明ける。

ここで、１回目の基板上面検出位置Ｄ１を基準にするのは、以下の理由による。
ドリル４による１回目の基板上面検出の際、ドリル４がプリント基板１に接触し、わずかの深さであるが、穴を明けてしまう。ドリル４による２回目の基板上面検出は、再び当該部分で行うので、精度は微妙に悪くなる現象が起こる。従って、この現象の影響を受けない１回目の基板上面検出位置Ｄ１を基準にするのである。

上記において、差Ｋが所定範囲になかった場合、上記と同じ動作を繰り返し、繰り返し回数が所定回数を超えたら、加工動作を停止する。この停止状態では、ドリル４の周辺にゴミ等が付いていないか等、オペレータによる目視による異常検査が行われる。

次に、二番目の穴の加工動作に移る訳だが、全体制御部９は各部を以下のように制御する。図４は、この場合におけるフローチャートである。

基板押付け部３とドリル４とを最初の穴の加工動作時と同様に降下させ、基板押付け部３が基板１の上面位置に当接し基板上面検出位置Ｐ１を検出した後は、ドリル４だけを降下させていく。全体制御部９は、ドリル４がプリント基板１の上面位置に当接し基板上面検出位置Ｄ１を検出したら、先に得られていた基板押付け部３による基板上面検出位置Ｐ１との差Ｈ１を求める。

全体制御部９は、今回求めた差Ｈ１とすでに記憶しておいた最初（前回）の穴の加工動作時での差Ｈ１とを比較し、その差Ｊが所定範囲にあるならば、正常とみなし、今回の基板上面検出位置Ｄ１を基準にした深さまで、ドリル３を回転させてプリント基板１に穴を明ける。

ここで、上記の差Ｊが所定範囲になかった場合、上記と同じ動作を繰り返し、繰り返し回数が所定回数を超えたら、加工動作を停止する。この停止状態では、ドリル４の周辺にゴミ等が付いていないか等、オペレータによる目視による異常検査が行われる。

三番目以降の穴についても、以上の二番目の穴の加工動作と同様に動作する。

上記実施形態によれば、基板押付け部３がプリント基板１の上面位置に当接する直前まで保たれていた、基板押付け部３とドリル４の先端との高さ方向の間隔を参考にして、ドリル４の基板上面位置検出位置の正当性を判断するようにしている。

これにより、ドリル４や基板１の表面に切粉やゴミ等が付着していた場合には、差Ｋ、Ｊが所定範囲にならなくなり、加工動作を停止することになる。従って、誤った位置を基準にして穴明けを行ってしまうことを防止できるようになる。

２：テーブル
３：基板押付け部
４：ドリル
５：テーブル駆動部
６：ドリル回転駆動部
７：基板押付け部駆動部
８：ドリル駆動部
９：全体制御部
１０：押付け部基板当接位置検出部
１１：ドリル先端基板当接位置検出部

Claims (4)

1. 基板押付け部を降下させてテーブルに載置された基板を押付け、ドリルを降下させて止まり穴の加工を連続的に行う基板穴明け装置において、穴を明ける毎に前記基板押付け部を降下させて前記基板に当接する位置を検出する第一の検出手段と、穴を明ける毎に前記ドリルを降下させて先端が前記基板に当接する位置を検出する第二の検出手段と、前記第一及び第二検出手段による検出位置の差を前の穴位置のものと比較し、所定範囲内にあれば、前記第二検出手段の検出動作に続いて、当該第二検出手段による検出位置を基準にした深さまで穴を明けるよう制御する手段とを含むことを特徴とする基板穴明け装置。
2. 請求項１に記載の基板穴明け装置において、最初の穴を明ける場合、前記第一及び第二検出手段による検出動作をそれぞれ２回行い、当該２回における前記第一及び第二検出手段による検出位置の差を比較し、所定範囲内にあれば、２回目の前記第二検出手段の検出動作に続いて、１回目の前記第二検出手段による検出位置を基準にした深さまで穴を明けるよう制御する手段とを含むことを特徴とする基板穴明け装置。
3. 基板押付け部を降下させてテーブルに載置された基板を押付け、ドリルを降下させて止まり穴の加工を連続的に行う基板穴明け装置における基板穴明け方法において、穴を明ける毎に前記基板押付け部を降下させて前記基板に当接する位置を検出する第一のステップと、穴を明ける毎に前記ドリルを降下させて先端が前記基板に当接する位置を検出する第二のステップと、前記第一及び第二のステップにおける検出位置の差を前の穴位置のものと比較し、所定範囲内にあれば、前記第二ステップに続いて、当該第二ステップにおける検出位置を基準にした深さまで穴を明けるステップとを含むことを特徴とする基板穴明け方法。
4. 請求項３に記載の基板穴明け方法において、最初の穴を明ける場合、前記第一及び第二ステップをそれぞれ２回行い、当該２回における前記第一及び第二ステップにおける検出位置の差を比較し、所定範囲内にあれば、２回目の前記第二ステップに続いて、１回目の前記第二ステップにおける検出位置を基準にした深さまで穴を明けるステップとを含むことを特徴とする基板穴明け方法。

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