JPH05138595A - パンチング装置およびこれを用いた穴明け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像認識すべき部分のプリント基板の反りを
確実に矯正して、極めて精度よく位置検出できるように
する。 【構成】 まず、矯正部材１５により、プリント基板Ｗ
の位置決め用マークＭの部分を直接押圧してプリント基
板Ｗの反りを矯正した状態で、撮像手段２１によりマー
クＭを撮像し、画像処理回路２６によりマークＭの中心
位置を検出する。そして、検出結果に基づいてクランプ
装置２２によりプリント基板Ｗを移動して、パンチ１４
とマークＭの中心を一致させた後、可動側金型２５を作
動させてパンチ１４によりマークＭ位置に穴明けする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板に設けら
れた位置決め用マーク位置に穴明けするためのパンチン
グ装置と、このパンチング装置を用いたプリント基板の
穴明け方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント基板に設けられた位置決
め用マークの位置に基準穴を明ける場合、カメラにより
マークの位置を検出し、その検出結果に基づいてパンチ
などの穴明け手段およびプリント基板を相対的に移動し
た後、穴明け手段によりマークの位置に穴明けを行なっ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法におい
て、プリント基板に反りが生じている場合には、カメラ
による位置決めマークの位置検出が不正確になり、それ
に基づく基準穴明けも精度が低くなる。そこで反りをあ
る程度矯正して精度を上げるために、特開昭６３−１２
００９４号のように、パンチを保持する金型の外側にク
ランパなどの押圧部材を設け、このクランパでプリント
基板を押圧した状態で、カメラによる画像認識を行なっ
てマークの位置検出を行なう装置がある。

【０００４】しかし、上記の装置を用いても、装置全体
が大型化しパンチを保持する可動側金型が大きくなる
と、その外側に位置するクランパも大きくなってしま
う。すると、いくらクランパで強く押圧しても、クラン
パの内側、すなわち金型と対向する位置のプリント基板
の反りが矯正できなくなる。画像認識すべき位置決め用
マークはこのクランパの内側に位置するため、実際に位
置検出すべき部分のプリント基板の反りは矯正できず、
精度の向上はあまり望めない。また、金型の外側にクラ
ンプを設けさらにその駆動機構を設ける必要があるた
め、パンチング装置全体の小型化の妨げとなっている。

【０００５】そこで本発明の目的は、画像認識すべき部
分のプリント基板の反りを確実に矯正して、極めて精度
のよい位置検出が可能であり、それに伴って精度よく穴
明けできるパンチング装置を提供することにある。また
もう一つの目的は、上記のパンチング装置を用いてプリ
ント基板のマーク位置に極めて精度よく穴明けする方法
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るパンチング装置は、プリント基板と対
向するように設けられている固定側金型と、固定側金型
に設けられた孔部を介してプリント基板に予め設けられ
た位置決め用マークを撮像可能な撮像手段と、撮像手段
からの撮像データに基づいてマークの中心位置を検出す
る画像処理回路と、プリント基板を挾んで固定側金型と
対向的に設けられ画像処理回路によって検出されたプリ
ント基板のマーク中心位置に穴明け可能な筒状のパンチ
を有する可動側金型と、パンチの中心孔部にパンチと独
立して摺動可能に嵌合する矯正部材と、矯正部材をプリ
ント基板に当接可能に駆動する駆動手段とを有すること
を特徴とする。

【０００７】そして本発明に係る穴明け方法は、上記の
パンチング装置を用い、矯正部材によりプリント基板を
押圧してプリント基板の反りを矯正した状態で撮像手段
によりマークを撮像し、撮像手段からの撮像データに基
づいて画像処理回路によりマークの中心位置を検出し、
この検出結果に基づいてパンチの中心とマークの中心と
を一致させ、しかる後に可動側金型を作動させてパンチ
によりマーク位置に穴明けすることを特徴とするもので
ある。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１に本発明に係るパンチング装置の作動
前の状態を示している。まずパンチング装置上部の構成
について説明すると、油圧プレス機構（図示せず）から
連結部材１を介して連動されて図１上下方向に移動する
プレート２の下部に、凹部２ａが設けられている。この
凹部２ａ内には、取付板３を介してシリンダ４が取り付
けられている。シリンダ４の側部には１対のセンサ５
ａ，５ｂが設けられており、連結板６を貫通して延出可
能な駆動軸４ａの伸縮に連動して上下する磁石（図示せ
ず）を検知可能であり、センサ５ａ，５ｂの作用によっ
て駆動軸４ａの伸縮状態が確認できるものである。

【０００９】プレート２の下面には、パンチホルダ７が
固着されている。パンチホルダ７は取付部８，本体部
９，先端部１０がそれぞれ連結された構成であり、その
中央部には、本体部９に設けられた凹部９ａ内にストリ
ッパ１１が配置され、このストリッパ１１は先端部１０
によって保持されている。凹部９ａから上方へ開設され
ている側方孔部９ｂにはバネ１２が配設されている。こ
のバネ１２は、取付部８に固定してある保持部材１３に
一端が固着されて保持され、かつ他端がストリッパ１１
の上面に固着されている。従ってストリッパ１１は、凹
部９ａ内において弾性をもって上下に摺動可能である。

【００１０】また、凹部９ａから上方へ開設されている
中心孔９ｃには円筒状のパンチ１４が保持されており、
ストリッパ１１の中心部を貫通している。取付部８に
は、凹部９ａと連通する孔部８ａが設けられ、この孔部
８ａおよびパンチ１４の中心孔部１４ａを貫通する棒状
の矯正部材１５が設けられている。矯正部材１５はシリ
ンダ４の駆動軸４ａと連結されており、矯正部材１５上
部の円板部とパンチ９上部の係止部との間にはバネ１６
が配設されている。従って、シリンダ４の駆動軸４ａの
伸縮に伴なって、矯正部材１５は上下に摺動可能であ
る。そして、パンチ１４はパンチホルダ７に移動不能に
固定されているが、ストリッパ１１，矯正部材１５はそ
れぞれ独立して摺動自在である。

【００１１】このような構成であるため、通常時はバネ
１２，１６に付勢されて、ストリッパ１１は凹部９ａの
下端付近に位置し、矯正部材１５はその上端部が連結板
６と接するようにパンチホルダ７の上部に位置してい
る。このとき、図１に示すように、パンチ１４の下端部
とストリッパ１１の下端部とがほぼ同一高さに位置し、
その次に先端部１０の突出部１０ａが位置し、矯正部材
１５の先端がさらにその上に位置している。なお、パン
チ１４の下端部と先端部１０の突出部１０ａとの間隔
は、後述するプリント基板Ｗの厚さと等しいかそれ以上
の長さとなるように設定してある。なおここでは、油圧
プレス機構、連結部材１、プレート２、パンチホルダ
７、パンチ１４などを総称して可動側金型２５と呼んで
いる。

【００１２】パンチング装置下部の構成について以下に
説明する。装置全体を支持する図示しない脚部を有する
ベース１７の下方において、固定側金型（ダイス）１８
が支持台１９によって支持されており、固定側金型１８
はベース１７に開設された孔部１７ａを介してパンチホ
ルダ７と対向している。この固定側金型１８には、パン
チ１４の外径よりも大径の透孔１８ａがパンチ１４と対
向するように開設されており、その下方にはシュート２
０が傾斜して取り付けられている。シュート２０には、
透孔１８ａと対向するように、パンチ１４の外径よりも
小径の透孔２０ａが開設され、そのさらに下方には、カ
メラ（撮像手段）２１が配設されている。従って、カメ
ラ２１は、透孔２０ａ，１８ａを介して矯正部材１５と
対向している。ベース１７の上面にはプリント基板Ｗな
どのワークが載置される。そしてこのプリント基板Ｗを
保持するクランプ装置２２が設けられており、クランプ
装置２２はベース１７に設けられた溝１７ｂ内において
移動自在である。

【００１３】このパンチング装置の電気的接続を示すブ
ロック図を図２に示している。パンチング装置全体を電
気的に制御する制御回路（以下「ＣＰＵ」という）２３
には、シリンダ４、センサ５ａ，５ｂ、クランプ装置２
２、画像処理回路２４、可動側金型２５が接続されてい
る。そして、画像処理回路２６にはカメラ２１が接続さ
れており、シリンダ４とセンサ５ａ，５ｂもそれぞれ接
続されている。

【００１４】次に、このパンチング装置の作動およびそ
れに基づく穴明け方法について説明する。まず、図１に
示すように、パンチング装置の初期状態において、図示
しない供給手段よりベース１７上にプリント基板Ｗが載
置され、プリント基板Ｗに予め形成されている位置決め
用マークＭがカメラ２１の撮像範囲内に入るように、ク
ランプ装置２２によってプリント基板Ｗを移送し固定す
る（Ａ）。

【００１５】次に、シリンダ４を駆動して駆動軸４ａと
連結された矯正部材１５を下方に突出させ、図３に示す
ように矯正部材１５によりプリント基板Ｗを強く押圧
し、反りを矯正する（Ｂ）。センサ５ａ，５ｂからの信
号によって、シリンダ４の駆動軸４ａが伸びたことをＣ
ＰＵ２３が認識すると、カメラ２１によりプリント基板
Ｗ上のマークＭを撮影し、画像処理回路２６によってマ
ークＭの中心位置を検出する（Ｃ）。なお、透孔１８
ａ，２０ａによって、カメラ２１はプリント基板Ｗのマ
ークＭを撮像可能になっている。

【００１６】マークＭの位置検出が完了すると、シリン
ダ４の駆動軸４ａを後退させ、矯正部材１５をプリント
基板Ｗから離す（Ｄ）。そして、センサ５ａ，５ｂから
の信号によって、シリンダ４の駆動軸４ａが後退したこ
とをＣＰＵ２３が確認すると、位置検出結果に基づい
て、クランプ装置２２によりプリント基板Ｗを移動して
マークＭの中心とパンチ１４の中心とを一致させる
（Ｅ）。

【００１７】そこで、制御回路２３は可動側金型２５を
下降させる。具体的には、図示しない油圧プレス機構の
作動により、連結部材１およびプレート２を介してパン
チホルダ７を降下させる。すると、まずストリッパ１１
とパンチ１４とがプリント基板Ｗの上面に当接する。そ
こでストリッパ１１はバネ１２を縮めながら凹部９ａ内
において上昇するが、パンチ１４は移動しないためその
尖端よりプリント基板Ｗに切り込んでいく。そして、先
端部１０の突出部１０ａがプリント基板Ｗに当接する位
置で可動側金型２５の下降を停止する（図４参照）。こ
のようにして、パンチ１４によるプリント基板の穴明け
が行なわれる（Ｆ）。なお、図示しないが、切り屑はシ
ュート２０に導かれて落下する。なお、透孔２０ａはパ
ンチ１４外径よりも小径であるため、切り屑が透孔２０
ａからカメラ２１に向かって落下することはない。

【００１８】このようにしてマークＭの穴明けが終了す
ると、プリント基板Ｗ上の全てのマークの穴明けが完了
しているか否かを判断し（Ｇ）、まだ穴明けされていな
いマークがある場合は、そのマークに対して上記ステッ
プＡ〜Ｇを行なう。このステップＡ〜Ｇを繰り返して、
プリント基板Ｗ上の全マークの穴明けを完了させる。

【００１９】なお、可動側金型２５や矯正部材１５の駆
動方法は上記実施例に限定されるものではなく、シリン
ダ４や油圧プレス機構以外の様々な駆動機構を用いるこ
とができる。本実施例では１対の磁気的なセンサ５ａ，
５ｂを用いているが、これに限定されるものではなく、
単一のセンサによってシリンダの作動状態を確認できる
構成も可能であり、その検知方法も磁気的な方法に限る
ものではない。また、本実施例ではマークＭの撮像を行
なうための手段としてカメラ２１のみを示しているが、
Ｘ線などの電磁波を照射する照射手段を設け、その電磁
波によるマークの映像をカメラで受像する構成としても
よい。

【００２０】本実施例ではベース１の下方に固定側金型
１８を設け、パンチ１４を含む可動側金型２５を上方に
設ける構成としたが、逆に上方に固定側金型を設け、下
方に可動側金型を設ける構成とすることも可能である。

【００２１】本実施例によると、矯正部材１４によって
画像認識すべきマークＭの位置を直接押圧して反りを矯
正するため、極めて精度よく位置検出でき、それに基づ
いて精度よく基準穴が明けられる。

【００２２】また、パンチ１４の中心孔部１４ａ内に矯
正部材１５を、プレート２に設けられた凹部２ａ内に矯
正部材１５を駆動するためのシリンダ４を、それぞれ配
設しているため、構成がコンパクトになり、装置の小型
化が図れる。

【００２３】

【発明の効果】本発明に係るパンチング装置およびそれ
を用いた穴明け方法によると、プリント基板の、実際に
画像認識すべき位置を直接押圧して反りを矯正した状態
で画像認識を行なうため、極めて精度のよいマーク位置
検出が可能になる。従って、極めて位置精度のよい基準
穴を明けることができる。

【００２４】しかも本発明に係るパンチング装置は、極
めて位置精度よく穴明け可能であるとともに、小型かつ
簡単な構成であるため、装置の大型化やコストの上昇を
抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るパンチング装置の初期状態を示す
要部断面図

【図２】本発明に係るパンチング装置のブロック図

【図３】本発明に係るパンチング装置の画像認識工程を
示す要部断面図

【図４】本発明に係るパンチング装置の穴明け工程を示
す要部断面図

【図５】本発明に係る穴明け方法のフローチャート

【符号の説明】

１４ パンチ １４ａ 中心孔部 １５ 矯正部材 １８ 固定側金型 １８ａ 孔部 ２１ 撮像手段（カメラ） ２５ 可動側金型 ２６ 画像処理回路 Ｗ プリント基板 Ｍ 位置決め用マーク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板と対向するように設けられ
   ている固定側金型と、 上記固定側金型に設けられた孔部を介して、上記プリン
   ト基板に予め設けられた位置決め用マークを撮像可能な
   撮像手段と、 上記撮像手段からの撮像データに基づいて上記マークの
   中心位置を検出する画像処理回路と、 上記プリント基板を挾んで上記固定側金型と対向的に設
   けられ、上記画像処理回路によって検出された上記プリ
   ント基板の上記マーク中心位置に穴明け可能な筒状のパ
   ンチを有する可動側金型と、 上記パンチの中心孔部に上記パンチと独立して摺動可能
   に嵌合する矯正部材と、 上記矯正部材を上記プリント基板に当接可能に駆動する
   駆動手段とを有することを特徴とするパンチング装置。
2. 【請求項２】 上記矯正部材により上記プリント基板を
   押圧して上記プリント基板の反りを矯正した状態で上記
   撮像手段により上記マークを撮像し、 上記撮像手段からの撮像データに基づいて上記画像処理
   回路により上記マークの中心位置を検出し、 上記検出結果に基づいて上記パンチの中心と上記マーク
   の中心とを一致させ、 しかる後に上記可動側金型を作動させて上記パンチによ
   り上記マーク位置に穴明けすることを特徴とする請求項
   １に記載のパンチング装置を用いた穴明け方法。