JPS62120922A - 加工孔位置測定装置 - Google Patents

加工孔位置測定装置

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JPS62120922A
JPS62120922A JP26018485A JP26018485A JPS62120922A JP S62120922 A JPS62120922 A JP S62120922A JP 26018485 A JP26018485 A JP 26018485A JP 26018485 A JP26018485 A JP 26018485A JP S62120922 A JPS62120922 A JP S62120922A
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JP
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light
data
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hole
light source
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JP26018485A
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English (en)
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Masao Nakada
昌男 中田
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、部品の挿入孔などの加工孔が形成された基
板の前記加工孔の実際の位置を測定する加工孔位置測定
装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、自動挿入機によって回路基板に部品を自動挿入す
る際は、基板に予め各部品の挿入孔を形成しておく必要
がある。
そして挿入孔の形成には、NC機械あるいはNC機械を
用いて形成された金型が使用され、この場合挿入孔の位
置を示す基準位置データ、すなわち直交する2軸(以下
X、Y軸と称する)の数値データからなる基準位置デー
タにもとづき、基板の加工あるいは金型の形成が行なわ
れる。
ところで基準位置データにもとづいて形成された各挿入
孔は、NC機械の精度などにもとづき、基準位置データ
の位置から数100ミクロン単位でずれる。
一方、自動挿入機によって部品を自動挿入する際にも前
記基準位置データを使用し、該基準位置データにもとづ
いて挿入機のヘッダ位置を制御し、各挿入孔に部品を挿
入することが考えられる。
しかし、自動挿入機の場合、部品を挿入する位置に対し
て許容される挿入孔の位置ずれはlOOミクロン程度で
あり、前記基準位装置データを用いて部品を挿入すると
、部品の挿入が行なえない事態。
も生じる。
そしてNO機械によって挿入孔を形成する場合、あるい
は金型によって挿入孔を形成する場合は、同一の基準位
置データにもとづいて多数の基板に各挿入孔が形成され
るため、たとえば最初の基板の部品の挿入が不可能にな
ると、以降の各基板の部品の挿入も不可能になる。
しだがって、挿入孔を形成した基板を自動挿入機にかけ
るときは、1枚あるいは数枚の基板について、形成され
た実際の挿入孔の位置を予め測定し、前記基準位置デー
タを測定した挿入孔の位置データに修正する必要があり
、従来は、第5図および第6図に示す加工孔位置測定装
置により、挿入孔の位置が測定されている。
そして第5図において、(1)はX、Y軸方向の受は枠
によって形成されたX−Yテーブルであゃ、部品の挿入
孔が形成された基板が載置される。
(2) 、 (3)はテープ/L/(1)をX、Y軸方
向にそれぞれ移動するX 、Y4方向のリニアパルスモ
ータであり、移動手段を形成する。
(4) 、 (5)はロータリーエンコーダからなるX
、Y軸方向の移動指令操作部であり、操作によってX。
Y軸方向の移動指令用のパルス信号を出力する。
(6)はモータ(2) 、 (3)および操作部(4)
 、 (5)に接続された制御回路であり、操作部(4
) 、 (5)のパルス信号にもとづき、モータ(2)
 、 (3)にそれぞれ駆動用のパルス信号を出力する
とともに、テープ/’ (1)のX。
Y軸方向の移動量を演算計測する。
(7)は制御回路(6]に接続された表示器であり、測
定されたX、Y軸方向の移動量を数値表示する。
(8)は足踏みスイッチからなる合致指令用操作スイッ
チであり、操作されたときに前記演算計測の終了を示す
合致信号を出力する。
また、第6図において、(9)はテープ/l/(1)に
載置された基板、qlはテーブル(1)の下方、すなわ
ち基板(9)の裏面側の所定位置に設けられた光源用の
ランプ、(lυはテープ/l’ (1)の上方、すなわ
ち基板(9)の表面側のランプ(1(lに対向する位置
に設けられた集光用のレンズ、(2)はレンズaυの上
方に設けられた平面鏡であり、レンズσυを通過した光
をテーブル(1)の前部方向に折曲する。α場はテープ
/I/(1)の前部に設けられた透光性のスクリーンで
あり、平面鏡(6)を介したレンズqηの集成光が照射
されるとともに、第7図に示すように、レンズαυ、平
面鏡(2)を介したランプ四の光の光軸上の点(0)で
交差するX、Y軸方向の基準線(X) 、 (y)から
なるタロスヘアーラインが形成されている。
そして基板(9)に形成された挿入孔(9fの位置を測
定する際は、テーブル(1)の所定位置に基板(9)を
載置した後、操作部(4) 、 (5)をそれぞれ操作
し、テーブル(1)を移動1.て抽入7−1(q)′を
スクリーン0えの占(o)の位置に移動する。
このとき、挿入孔<91が中点(0)の位置に近ずくと
、ランプOQの光が挿入孔(9)′、レンズqυ、平面
鏡(2)を介してスクリーンα埠に投照され始めるため
、操作者は、スクリーンα壕の投照光像をみながら、ス
クリーン03の点(0)の位置と、投照された光像の光
軸とが一致するように、すなわち第7図の斜線部に示す
投照光像の中心が点(0)に一致するように、操作部(
4) 、 <5)を操作する。
ところで操作部(4) 、 (5)は、操作される間、
すなわちロータリーエンコーダが回転する間に、操作方
向を示す正、負の符号を付けてX、Y軸方向の移動指令
用のパルス信号それぞれを制御回路(6)に出力する。
そして制御回路(6)は入力されたX、Y軸方向の移動
指令用のパルス信号にもとづき、モータ(2)。
(3)に駆動用のパルス信号をそれぞれ出力し、このと
きモータ(21、(3)は、たとえば10ミクロン単位
でテープ/L’ (1)をX、Y軸方向それぞれに移動
する。
また、制御回路(6)は、入力されだX、Y軸方向の移
動指令用のパルス信号それぞれの加、減算により、基板
(9)のX、Y軸方向の移動量を演算計測し、表示器(
7)にX、Y軸方向の移動量の数値データを出力する。
そして挿入孔(9fの中心がランプOQの光軸上に位置
し、第7図に示すようにスクリーンα埠の光像の中心が
点(0)に一致したときに、操作者がスイッチ(8)を
踏むと、スイッチ(8)の合致信号にもとづき、制御回
路(6)が移動指令用のパルス信号の演算計測を停止し
、このとき得られた移動量の数値データから、挿入孔(
9fの位置が測定されるとともに、測定された位置のデ
ータが制御回路(6)のメモリ手段に記憶される。
なお、基板(9)の各挿入孔について前述の動作がくり
返えされ、各挿入孔の位置が測定されるとともにメモリ
手段に記憶される。
そして基板(9)の全挿入孔の位置を測定した後に、制
御回路(6)のメモリ手段に記憶された各挿入孔の位置
のデータにもとづき、自動挿入機により、各基板の部品
の挿入が行なわれる。
なお、特公昭60−9677号公報には、放射線光源と
検出器とを用いて、非金属のスクリーンに形成された金
属の位置合わせパターンと、非金属の回路基板に形成さ
れた金属の位置合わせパターンとの位置合わせを行なう
ことが記載されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで前記従来の加工孔位置測定装置の場合は、前述
したように、基板(9)の挿入孔それぞれの位置を測定
する際に、操作者によって挿入孔をランプQ(Iの光軸
上の位置、すなわちスクリーンα]の点(0)の位置に
移動する必要があり、測定に長時間を要するとともに非
常な労力を要する問題点がある。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、前記の点に留意してなされたものであり、
直交する2軸方向の数値データからなる基準位置データ
にもとづいて加工孔が形成された基板と、該基板を前記
2軸方向それぞれに移動する移動手段と、前記基板の裏
面側の所定位置に設けられた光源と、前記基板の表面側
の前記光源に対向する位置に設けられ、前記2軸方向の
分割により形成された4分割領域それぞれの受光量に比
例した4種の受光信号を出力する受光センサと、前記基
準位置データにより前記移動手段を移動制御し、前記基
板の前記基準位置データの位置を前記光源の光軸上に移
動する初期移動制御手段と、前記各受光信号の差から前
記加工孔の位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、該
検出手段の検出出力により前記移動手段を移動し、前記
加工孔の位置を前記光軸上に修正移動する修正移動制御
手段と、前記基準位置データと前記修正移動のデータと
により加筆孔の位置を測定する位置測定手段とを備えだ
ことを特徴とする加工孔位置測定装置である。
〔作 用〕
したがって、まず、基準位置データにもとづき基板の基
準位置データの位置が自動的に光軸上に初期移動され、
このとき形成された加工孔の位置が基準位置データの位
置からずれていると、受光センサの4種の受光信号が異
なるため、初期移動後に、受光センサの4種の受光信号
の差から、加ご。
工孔の位置ずれが検出されるとともに、該検出にもとづ
いて加工孔の位置が光軸上に修正移動され、前記基準位
置データと修正移動のデータとにより、加工孔の位置が
自動的に測定される。
〔実施例〕
つぎに、この発明を、その1実施例を示した第1図ない
し第4図の図面とともに詳細に説明する。
第1図および第2図において、第5図と同一記号は同一
のものを示し、(14)はNCリーグなどからなるデー
タ読取部であり、加工孔である部品の挿入孔(9rを基
板(9)I;形成した際に用いられた基準位置データを
読取って出力する。
αGは第5図の制御回路(6)の代わりに設けられた制
御回路であり、マイクロコンピュータなどにより形成さ
れ、読取部a→から出力された基準位置データにもとづ
きモータ(2) 、 <3)に初期移動用のパルス信号
を出力する初期移動制御手段、後述の誤差検出回路から
出力された検出出力にもとづきモータ(21、(3)に
修正移動用のパルス信号を出力する修正移動     
=          制御手段、入力された基準位置
データと修正移動の間のデータとにより挿入孔(9fの
位置を測定する位置測定手段および、測定された挿入孔
(9fの位置のデータを記憶するメモリ手段2表示器(
7)に位置表示用の数値データを出力する表示制御手段
などを備えている。
αQはランプαQの代わりに設けられたヘリウム−ネオ
ン型のレーザ光源であり、第2図に示すようにテープ/
L/ (1)に載置された基板(9)の裏面側の所定位
置に設けられている。αηは4分割センサからなる受光
センサであり、第2図に示すように基板(9)の表面側
の光源αQに対向する位置に設けられ、このとき第1図
に示す4分割領域(A)、(B)、(C)、(D)は、
光源αQの光軸上の点<ofで交差する2本の基準線”
r Y’rすなわちX、Y軸それぞれに平行な2本の基
準線x/、y/の分割によって形成されている。
(至)は各領域(A) 〜(D) (7)受光信号8a
、Sb、Sc、Sdが入力される誤差検出回路であり、
位置ずれ検出手段を形成し、各受光信号8a−adの差
から挿入孔(9rの位置ずれを示すX、Y軸方向それぞ
れの3ビツトの検出出力Kx 、Kyを制御回路Q5に
出力する。
なお、光源=は、基準位置データによって基板(9)に
挿入孔(9fを形成したNC機械あるいは、基準位置デ
ータによって金型を形成したNC機械の加工位置と同じ
位置に設けられている。
また、基板(9)は、テープ/L/(1)のNC機械上
の位置と同一の位置に載置される。
そして基板(9)の挿入孔(9fの位置の測定を、第3
図のフローチャートを参照して説明すると、まず、制御
回路α$の位置測定手段に設けられだX、Y軸方向の修
正回数計数用のカウンタが共に初期リセットされ、該リ
セット後に、NCテープなどに記録された基準位置デー
タが読取部a<によって読取られるとともに、読取部(
14)から制御回路αQに、読取った基準位置データの
X、Y軸方向の数値データXo、Yoが出力される。
そして制御回路(イ)の初期移動制御手段の動作により
、基準位置データにしたがって基板(9)を初期移動す
るだめのパルス信号が、制御回路αりからモータ(21
、(3)に出力され、モータ(2) 、 (31により
テープ/l/ (1)が初期移動され、基板(9)の基
準位置データの位置が光源αQの光軸上に初期移動され
る。
ところで初期移動などにより、基板(9)の挿入孔(9
)′がほぼ光源αQの光軸上まで移動すると、このとき
光源α→の光が挿入孔<91を介して受光センサαηに
投照される。
そして光源aQから出力されるレーザ光の断面における
光エネルギー分布の軸対称性にもとづき、受光センサ0
ηの各領域(A)〜(D)の受光量は、挿入孔(9fが
完全に光源αQの光軸上に位置したときにのみ等しくな
り、挿入孔(9fの位置がX、Y軸方向にずれると、位
置ずれの量および方向に比例して各領域(A)〜(D)
の受光量が変化する。
また、各領域(A)〜(D)の受光信号5a−8dのレ
ベルが、各領域(A)〜(D)の受光量に比例して変化
する。
したがって、各領域(A)〜(D)の受光信号5a−a
dのレベルの差から位置ずれの量および方向が検出でき
る。
すなわち、受光信号Sb、Scの和のレベルと受光信号
Sa、Sdの和のレベ/L/との差(Sb+5c)−(
8a+Sd)の極性および量から、X軸方向の位置ずれ
が検出でき、受光信号8a、Scの和のレベルと受光信
号S1)。
Sdの和のレベルとの差(Sa+5c)−(Sb+8d
)の極性および量から、Y軸方向の位置ずれが検出でき
る。
そこで検出回路(至)は、(Sb+8c)−(Sa+S
d) 、 (Sa十8c)−(Sb+Sd)の演算およ
び、該両演算それぞれの出力レベルと基準レベルとの比
較にもとづき、X、Y軸方向それぞれの位置すれか、許
容範囲。
たとえば10ミクロン以内であるか、正、負方向の許容
範囲外であるかを検出し、X、Y軸方向に対して、正方
向の許容範囲外、許容範囲内、負方向の許容範囲外を示
す3ビツトの検出出力Kx、Kyを制御回路05に出力
する。
なお、検出回路0句は、実際には演算増幅器および比較
器などを用いて形成され、たとえばX軸方向の検出ブロ
ックは第4図に示すように形成されている。
そして第4図にオイテ、(ia)、(ib)、(ic)
、(id)は各受光信号8a−8dがそれぞれ入力され
る受光信号入力端子、(18a)は入力端子(ib)、
(ic)の受光信号Sb、Scの和のレベルと入力端子
(ia)、(id)の受光信号Sa、Sdの和のレベル
との差(Sb+5c)−(Sa+8d)に比例したレベ
ルの信号を出力する演算増幅器、(18b)は増幅器(
18a)の出力信号の絶対値を出力する絶対値回路であ
る。
(18C)は絶対値回路(18b)の出力信号が入力さ
れる基準用比較器であり、絶対値回路(18b)の出力
信号のレベルと、内蔵の基準レベル、すなわち位置ずれ
が許容範囲内の最大のときの絶対値回路(18b)の出
力信号のレベルに設定された正の基準レベルとを比較し
、絶対値回路(18b)の出力信号のレベルが基準レベ
ル以下のときに出力SOがハイレベルになる。
(18d)、(18e)は増幅器(1″8a)の出力信
号が入力される正、負用比較器であり、増幅器(18a
)の出力信号のレベルが前記基準レベルより大きいとき
に比較器(18d)の出力8pがハイレベルになり、増
幅器(18a)の出力信号のレベルが前記基準レベルよ
り低いとき。
すなわち許容範囲を超えた負方向のレベルのときに比較
器(18Cりの出力Snがハイレベルになる。
なお、比較器(18C) 〜(188)の出力So、S
p、Snにより、X軸方向の位置ずれを示す3ピツトの
検出出力Kxが形成される。
また、図中の(Ra)、(几b) 、 (Re)、 (
Rd)は、入力端子(ia)〜(id)と増幅器(18
11)の反転、非反転入力端子←) 、 (+)との間
に設けられた入力用の4個の抵抗。
(Rx )は増幅器(18a)の非反転入力端子(+)
とアースとの間に設けられた分圧用の抵抗、(Ry )
は増幅器(18a)の反転入力端子←)と出力端子との
間に設けられた利得設定用の抵抗である。
さらに、Y軸方向の検出ブロックは、第4図の入力端子
(ia)と入力端子(ib)を逆にして形成されている
そして前述の初期移動が終了すると、制御回路O目は、
検出回路(ト)のX、Y軸方向の3ビツトの検出出力K
x、Kyを取込み、修正移動制御手段により、X、Y軸
方向それぞれの検出出力Kx 、Kyから、初期移動し
たときの位置ずれの方向および大きさを判別する。
すなわち、検出出力Kxの3ピツ) So、Sp、Sn
から、X IIT*方向の位置すれか、許容範囲2%以
内か、許容範囲ΔXより正方向に大きいか、許容範囲Δ
Xより負方向に大きいかを判別し、検出出力Kyの3ビ
・ソトSo、Sp、Snから、Y軸方向の位置ずれが許
容範囲ΔY以内か、許容範囲ΔYより正、負方向に大き
いかを識別する。
そしてX、Y軸方向の位置ずれが共に許容範囲ΔX、Δ
Y以内のとき、すなわち挿入孔(9)′の位置が、はぼ
基準位置データの位置のときは、基準位置データの位置
を、挿入孔(9rの位置データとしてメモリ手段に記憶
するとともに表示器(7)に表示し、測定を終了する。
一方、初期移動後のX、Y軸方向の位置ずれが許容範囲
ΔX、ΔYを超え、挿入孔(9)′の位置が光源0Qの
光軸上から許容範囲ΔX、ΔYよりずれているときは、
X、Y軸方向の修正回数計数用のカウンタの計数値に、
位置ずれの正、負にもとづいて+1または−1を加算し
た後、修正移動手段の動作により、位置ずれの方向の反
対方向にテーブル(1)を単位量δX、δy、すなわち
10ミクロンだけ移動するだめのパルス信号が、モータ
(2] 、 (3)それぞれに出力され、挿入孔(9f
のX、Y軸方向の位置が単位量δX。
δyだけ光源QQの光軸上の位置に修正移動される。
そして単位量δX、δyの修正移動を行なう毎に、検出
回路Q印のX、Y軸方向の検出出力KX 、Kyから、
X、Y軸方向の位置ずれが判別されるとともに、X、Y
軸方向の位置ずれがそれぞれ許容範囲ΔX。
ΔYになるまで、X、Y軸方向の修正回数計数用のカウ
ンタの計数値に+1まだは−1を加算してテープ/L/
(1)を単位量δX、δyだけ位置ずれの反対方向に移
動し、基板(9)を修正移動することがくり返される。
なお、X、Y軸方向のいずれか一方の位置ずれが許容範
囲ΔX、ΔY以内になったとき、たとえばX軸方向の位
置ずれが許容範囲2%以内になったときは、Y)軸方向
の修正移動のみが行なわれる。
そしてX、Y軸方向の位置ずれが共に許容範囲ΔX、Δ
Y以内になり、挿入孔(9)′が10ミクロンの精度で
光源0Qの光軸上に位置すると、修正移動が終了し、位
置測定手段の動作により、X、Y軸方向の修正回数計数
用のカウンタの計数値Nx、Nyそれぞれと単位移動量
δX、δyそれぞれとにもとづき、修正移動の量のX、
Y軸方向のデータNx、δx、Ny、δyが演算される
さらに、基準位置データのX、Y軸方向の数値データX
o、Yoと、演算したデータNx−δX、Ny・δyと
により、Xo−Nx・δx、Yo−Ny・δyを演算し
、挿入孔(9fに対する基準位置データを、演算したデ
ータXo−Nx・δx、Yo−Ny・δyに修正して挿
入孔(9トの位置を測定し、基準位置データの代わりに
データX0−Nx・δx 、 Yo−Ny・δyを制御
回路a5のメモリ手段に記憶するとともに、表示器(7
)にデータXo−Nx・δX。
Yo−Ny・δyを表示し、挿入孔(9)′の測定を終
了する。
そして挿入孔(9fの測定が終了すると、基板(9)の
つぎの挿入孔について前述と同様の動作がくり返えされ
、以降、基板(9)の挿入孔毎に同様の動作がくり返さ
れ、基板(9)の全挿入孔の位置が自動的に測定される
とともに、測定された各挿入孔の位置が制御回路αQの
メモリ手段に記憶され、このとき各挿入孔のX、Y軸方
向の測定誤差は、はぼ10ミクロン以内になる。
したがって、前記実施例の場合は、各挿入孔の位置が自
動的に測定される。
なお、光源0eを用いたことにより、たとえば第6図の
レンズaηなどを用いる必要がない。
ところで前記実施例では部品の挿入孔を形成した基板(
9)に適用したが、部品の挿入孔以外の加工孔が形成さ
れた金属、非金属の種々の基板に適用できるのは勿論で
ある。
〔効 果〕
以上のように、この発明の加工孔位置測定装置によると
、基板に加工孔を形成したときの基準位置データにもと
づいて基板を初期移動した後、受光センサの4種の受光
信号の差から加工孔の位置ずれを検出して加工孔を光源
の光軸上に修正移動するとともに、基準位置データと修
正移動の間のデータとにより加工孔の位置を測定したこ
とにより、加工孔の位置を自動的に測定することができ
るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図はこの発明の加工孔位置測定装置の
1実施例を示し、第1図はブロック図、第2図は一部の
切断正面図、第3図は動作説明用のフローチャート、第
4図は第1図の一部の詳細な回路ブロック図、第5図は
従来の加工孔測定装置のブロック図、第6図は一部の切
断正面図、第7図は第6図のスクリーンの正面図である
。 (1)・・・テープ/’ r (2) 、 (31・・
・リニアパルスモータ、(9)・・・基板、(9f・・
・挿入孔、α導・・・データ読取部、αG・・・制御回
路、αQ・・・レーザ光源、aη・・・受光センサ、α
樽・・・誤差検出回路、(A)、(B)、(C)、(D
)・・・4分割領域。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)直交する2軸方向の数値データからなる基準位置
    データにもとづいて加工孔が形成された基板と、該基板
    を前記2軸方向それぞれに移動する移動手段と、前記基
    板の裏面側の所定位置に設けられた光源と、前記基板の
    表面側の前記光源に対向する位置に設けられ、前記2軸
    方向の分割により形成された4分割領域それぞれの受光
    量に比例した4種の受光信号を出力する受光センサと、
    前記基準位置データにより前記移動手段を移動制御し、
    前記基板の前記基準位置データの位置を前記光源の光軸
    上に移動する初期移動制御手段と、前記各受光信号の差
    から前記加工孔の位置ずれを検出する位置ずれ検出手段
    と、該検出手段の検出出力により前記移動手段を移動し
    、前記加工孔の位置を前記光軸上に修正移動する修正移
    動制御手段と、前記基準位置データと前記修正移動のデ
    ータとにより加工孔の位置を測定する位置測定手段とを
    備えたことを特徴とする加工孔位置測定装置。
JP26018485A 1985-11-20 1985-11-20 加工孔位置測定装置 Pending JPS62120922A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014115397A1 (ja) * 2013-01-25 2014-07-31 シャープ株式会社 光センサおよび電子機器

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WO2014115397A1 (ja) * 2013-01-25 2014-07-31 シャープ株式会社 光センサおよび電子機器
JP5985663B2 (ja) * 2013-01-25 2016-09-06 シャープ株式会社 光センサおよび電子機器

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