JPH09188U - パンチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パンチとダイスによる穿孔装置において、投
射した光により明暗の２値価の透過像による正確かつ迅
速な穿孔を可能とする。 【解決手段】 作業テーブル２上の被加工部材Ａの穴明
け位置の上方のＴＶカメラ48のレンズ49は穴明け位置と
対向し、下プレート４にはダイス５の近傍に光照射手段
50、即ち光源から連続している光ファイバ51がホルダ52
で固定してある。この固定位置は、ＸＹテーブル機構に
よってパンチ19がＴＶカメラ48と被加工部材Ａとの間か
ら脱出したときに、光ファイバ51の上端がレンズ49に被
加工部材Ａを介して対向可能な位置にあり、光ファイバ
の上端から出た光Ｌが透孔2aを通過し、被加工部材Ａを
直交する方向で透過しＴＶカメラにて撮像可能である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の技術分野】

本考案は、プリント基板に予め形成されている穴明け位置識別用のパターンの 位置に、回路素子の取付用あるいは位置決め用の穴を明けるためのパンチング装 置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種の装置としては、プリント基板上のパターンに上方から光を投射し、そ の反射像をＴＶカメラで撮像して画像記憶させ、この画像信号によりパターンの 中心位置を画像処理により算出し、この算出値にしたがって、ＸＹテーブルに取 り付けてあるプリント基板をＸ・Ｙ方向に移動させ、算出されたパターンの中心 位置にドリルによって穿孔を行なうものがある。またパンチとダイスによって穿 孔するものとして、例えば実開昭５７−１９３３９８号公報に示される穿孔装置 では、穿孔中心の上方に架設してあるスコープの使用に支障のないようにするた めに、パンチを作動腕の先端に取付け、この作動腕を昇降軸の軸受筒に対して回 転自在かつ上下動自在とし、作動腕と昇降軸とを連結している。これによりパン チを首振りかつ昇降自在としている。

【０００３】 しかし上記のパンチによるものでは、パンチを押し下げる力が、昇降軸から作 動腕を介してパンチに伝えられるので、長い作動腕が変形を受け易く、作動腕に 高い剛性が要求される。またパンチが首振りによってダイスとの対向位置から一 旦外れるので、復帰時にパンチとダイスとの相対的位置にずれを生じ易く、パン チの損傷を生じるおそれがある。そこで本願出願人はこの点を改良するものとし て、特開昭６３−１２００９４号公報に開示の発明を先に提案している。これは パンチとダイスを相対位置に保持したままで、両者をＸＹテーブル機構により同 時に移動させるようにしている。

【０００４】 また上記のいずれの場合でも、上からの投射光によるパターンの反射像を画像 処理するものであり、この反射像の画像の記憶としては、映像信号を一旦Ａ／Ｄ 変換して、例えば６４階調に直したあと、階調毎に記憶させることになる。例え ばプリント基板としてエポキシ基板，ガラスエポキシ基板，フェノール基板など その種類が異なるにつれて反射像の階調が異なり、または穴明け位置のパターン がレジストで全部または半分覆われるために反射像の階調が異なり、あるいは認 識不可能になることがある。このために画像処理のための必要階調数が極めて多 くなっていた。そこで本願出願人はこの点を改良するものとして、特公昭６４− １１４０４号公報に開示の発明を先に提案している。これはドリルを用いて穿孔 するもので、光を下方から投射し、その透過光による像をＴＶカメラで撮像する ものであるが、光源はテーブルの下方で固定的に設置されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記改良によって光を下方から投射するようにしたが、この装置もドリルによ って穿孔するものに限られており、パンチとダイスによって穿孔する場合に適用 しようとしても、ダイスによって下方からの光の通過が妨げられるので、未だ実 現されるに至っていなかった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は前記の課題を解決するために、ドリルによらずパンチとダイスを用い て穿孔する装置において、下方から投射した光により明暗の２値の透過像を得ら れるようにし、画像処理の必要階調が明暗の２階調で処理でき、正確かつ迅速に 穿孔できるパンチング装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【考案の実施の形態】

上記目的を達成するために、本考案のパンチング装置は、ＸＹ方向に移動自在 に支持され、ＸＹテーブル機構によって駆動される下プレートと、下プレートに 固定されているダイスと、下プレートに対して相対的に上下動可能にかつＸＹ方 向には下プレートと一体に移動するように配設されている上プレートと、上プレ ートにダイスと対向的に固定されているパンチと、下プレートと上プレートとの 間に固定的に設けてある作業テーブルと、作業テーブル上に支持される被加工部 材の穴明け位置の上方に固定的に配設してあるＴＶカメラと、ＸＹテーブル機構 によってＴＶカメラと被加工部材との間からパンチが脱出したときにＴＶカメラ と対向するように下プレートに設けてあり、上記被加工部材と直交する方向より ＴＶカメラに光を照射する光照射手段とによって構成してある。

【０００８】 上プレートは下プレートとＸＹ方向には一体に移動し、このために一旦正確に 合せられたパンチとダイスとの相対位置関係はその後、作業の間中変化すること がない。ＴＶカメラと光照射手段とは、パンチがＸＹテーブル機構によってＴＶ カメラと被加工部材との間から脱出したときに対向し、このとき光照射手段から の光が被加工部材を透過し、その透過像をＴＶカメラによって撮像して明暗２値 の透過画像を得る。

【０００９】

【実施例】

本考案の一実施例について図面を参照して説明する。 図１のように、ベース１に所定の間隙をもって位置している固定の作業テーブ ル２の下には、ＸＹテーブル機構３によりＸＹ方向に移動自在に支持された下プ レート４が位置している。下プレート４はその両側辺がベース１に固定的に立設 されている支持板１ａのガイド溝に嵌合し、ＸＹ方向に移動自在に受けられてい る。下プレート４前端部のダイス取付け部４ａは肉厚となっており、上下方向に 透孔４ｂが穿設してある。この透孔４ｂにダイス５の後端に連結されたダイス保 持パイプ６が嵌合し、ダイス５はダイス保持パイプ６の先端に連結されたダイス ホルダ７により下プレート４に取付けられている。ダイスホルダ７は下プレート ４に取付けられている位置調整ねじ８…により、位置調整が可能である。ダイス 保持パイプ６の後端はフレキシブルチューブ９に連結され、エアーによりパンチ くずを吸い出し可能となっている。

【００１０】 つぎにＸＹテーブル機構３について説明する。 Ｘテーブル１０から垂下するブラケット１０１には、Ｘ軸用のリードスクリュ ー１０２と噛合するナット１０３が支持されている。リードスクリュー１０２の 両端は軸受け部１０４で軸受けされ、その一端はＸ軸用のステッピングモータ１ ０５の軸にカップリング１０６により連結されている。Ｘテーブル１０とＹテー ブル１１との間には、ベアリング１２が介装してある。Ｙテーブル１１を駆動す る手段は上記したＸテーブル１０の場合と同様であって、１１１はＹテーブル１ １から垂下するブラケット，１１２はＹ軸用のリードスクリュー，１１３はナッ トである。Ｙテーブル１１からピン１３が上方に突出しており、下プレート４に 設けてある軸受け１４に嵌合している。このピン１３を介して下プレート４はＸ Ｙテーブル機構３によりＸＹ方向に移動自在である。ダイス５の先端面は作業テ ーブル２の上面と同一レベルになっており、作業テーブル２には下プレート４と 共にＸＹ方向に移動するダイス５，ダイスホルダ７，位置調整ねじ８の移動を妨 げないように透孔２ａが形成してある。

【００１１】 つぎに上プレート１５について説明する。 下プレート４には垂直方向に延伸するフレーム１６が固着され、補強板１６ａ により補強されている。このフレーム１６には軸受け部１６ｂ，１６ｃが設けら れ、ガイド軸１７が上下動可能に軸受けされている。ガイド軸１７に上プレート １５がその両側部の軸受け部１５ａで図示しない締付けねじにより連結されてい る。上プレート１５の前端部に、パンチ１９がナット２０により取付けてある。 このパンチ１９はダイス５と対向的に固定されている。上プレート１５の後端部 には、軸２１がナット２２により連結されており、軸の下端にピン２３によりス トリッパ２４が僅かに上下に揺動可能に連結してある。ストリッパ２４の前端に パンチ１９の先端が貫通する孔２４ａと、被加工部材を押える突出部２４ｂとが 設けてある。上プレート１５とストリッパ２４との間には、中間部に更に下方向 の押圧力の伝達部２５を設けてある。即ち上プレート１５に設けた軸受け２６を 貫通する軸２７には、その下端部に周方向の溝２７ａと下端面に球面２７ｂとが 形成してある。軸２７の上端部は上プレート１５に固着されたキャップ２８を貫 通突出しており、ナット２９がねじ合されその高さ位置が規制されている。キャ ップ２８内には、軸２７に下方向のばね力を付勢するためのスプリング３０が収 納してある。球面２７ｂはストリッパ２４の上面に当接し、溝２７ａにホルダ３ １が両側から係止し、このホルダはストリッパ２４の両側面に固着されている。

【００１２】 つぎに上プレート１５を上下動せしめる上プレート駆動手段３２について説明 する。 ベース１に固定されたフレーム３３の側板３３ａに固定部材として軸３４が支 架されており、この軸３４に揺動自在に押圧レバー３５が支持してある。押圧レ バー３５は前端部から、上プレート１５を上下動せしめる力を伝達する。すなわ ち押圧レバー３５の後端部は、ベース１に固定された油圧シリンダ３６の連結軸 ３７にピン３８を介して揺動自在に連結されている。したがって油圧シリンダ３ ６の進退により、押圧レバー３５が軸３４を中心に揺動し、その前端部を介して 上プレート１５を駆動する。３９は油圧シリンダ３６の伸長時の度決め用のねじ で、フレーム３３の上板３３ｂに固着されている。

【００１３】 押圧レバー３５の前端部は、２股に分岐して押圧部３５ａとなっている。押圧 部３５ａの前端部には、前後方向（Ｘ方向）に延伸するガイド長溝３５ｂが形成 されている。パンチ押圧部材４０は両側の押圧部３５ａ，３５ａ間を跨がる門形 をなしており、その両側面から突出する軸がガイド長溝３５ｂを貫通し、この軸 を介してＸＹ方向に摺動自在となっている。上プレート１５の前端面には連結部 材４１が固着してあり、連結部材４１とパンチ押圧部材４０とは、図示しない連 結手段を介して連結および分断が行なえるように構成してある。

【００１４】 作業テーブル２上を図示しない搬送手段によって搬送される被加工部材Ａは、 位置保持手段４２によって保持される。即ち平行に前方へ延伸する２本のクラン パレバー４３は、その後端部で、フレーム３３に支架されている軸４４によって 揺動自在に支持されている。このクランパレバーの後端部には連結レバー４５が 固着されている。連結レバー４５は押圧レバー３５の透孔３５ｃを貫通して上方 へ延伸しており、その上端部はフレーム３３の上板３３ｂに固定されているエア シリンダ４６の軸に、ロッドを介して連結されている。クランパレバー４３の前 端部にはクランパ４７が取付けられる。クランパ４７はその両側から突出する図 示しない軸を介して、クランパレバー４３の前端部に、Ｘ方向には摺動可能であ るが上下方向には変位不能に連結してある。

【００１５】 作業テーブル２上の被加工部材Ａの穴明け位置の上方には、ＴＶカメラ４８が 固定的に配設してある。カメラ４８のレンズ４９は穴明け位置と対向している。 また下プレート４には、ダイス５の取付け位置の近傍に、光照射手段５０が設け てある。光照射手段として、図示しない光源から連続している光ファイバ５１を ファイバホルダ５２によって固定している。この固定位置は、ＸＹテーブル機構 ３によってパンチ１９がＴＶカメラ４８と被加工部材Ａとの間から脱出したとき に、光ファイバ５１の上端が真上に位置するレンズ４９に被加工部材Ａを介して 対向可能な位置にあり、図２のように光ファイバ５１の上端から出た光Ｌが透孔 ２ａを通過し、被加工部材Ａを直交する方向で透過し、レンズ４９を介してＴＶ カメラ４８にて撮像可能に設定してある。

【００１６】 次に本装置の動作について説明する。 上プレート１５のパンチ１９と下プレート４のダイス５とは、予め正確な対向 位置に位置調整ねじ８…により調整されている。そこで例えば被加工部材である プリント基板Ａに回路素子取付け用の穴を明けるに際して、プリント基板Ａが図 示しない搬送手段によってＹ方向に作業テーブル２上を搬送され、レンズ４９の 下にその穴明け位置が来て停止する。そこで位置保持手段４２のエアシリンダ４ ６が作動し、連結レバー４５，クランパレバー４３を揺動させてクランパ４７を 下降させる。クランパ４７はその下面でプリント基板Ａを押えてこれを位置保持 する。ついでＸＹテーブル機構３が作動してＸテーブルが後退し、下プレート４ ，上プレート１５，ストリッパ２４が共に後退する。上プレート１５と一緒に連 結部材４１が後退し、パンチ押圧部材４０も連結部材４１と共に後退する。この ためにプリント基板Ａとレンズ４９との間を妨げるものは何も無くなる（図２参 照）。

【００１７】 そこで光照射手段５０によって光が投射されると、その光Ｌは透孔２ａを通過 し、プリント基板Ａを透過し、真上に位置するレンズ４９を介してＴＶカメラ４ ８にて透過像が撮像されることになる。プリント基板Ａ上には銅によってリード パターンや穴明け位置識別用のパターンや位置決め用の孔のパターン等が形成し てあり、回路素子を接続する位置を除いてレジストが形成してある。そこで上記 のようにしてＴＶカメラ４８に透過像が撮像されると、その透過画像は、銅など の光を通さない材質で形成された部分は暗く、基板の部分やレジストは光透過性 であるので明るく、明暗２値の画像であり、この画像が図示しない画像処理装置 に記憶される。そして画像処理装置に設定してある白黒判別のための境界線（ス レッシュ・ホールド・レベル）に従って、それよりハイレベルを白と判断し、そ れ以下を黒と判断する。上記の透過画像がこの画像処理装置によって画像の階調 の変化するポイントが検索され、この画像信号によりパターンの中心位置の座標 が算出され、座標の信号がＸＹテーブル機構３に供給される。

【００１８】 ＸＹテーブル機構３はこの信号の供給によって作動し、下プレート４をＸＹ方 向に移動させる。下プレート４のＹ方向の移動量は、プリント基板Ａの搬送誤差 の範囲であるので、僅かの移動量が可能であるように支持されている。この移動 により下プレート４に固定されているダイス５の中心が、明けるべき穴の中心に 一致した位置となる。下プレート４の移動と一体にフレーム１６を介して上プレ ート１５，ストリッパ２４が移動するので、パンチ１９とダイス５との対向位置 に変化はない。また上プレート１５の移動によって連結部材４１を介してパンチ 押圧部材４０がＸＹ方向に移動する。このとき押圧レバー３５は固定位置にある ので、パンチ押圧部材４０のみが追従して移動する。このためにパンチ１９のナ ット２０上にはパンチ押圧部材４０が常に位置している。そこで上プレート駆動 手段３２の油圧シリンダ３６が駆動され、押圧レバー３５の前端部が下降し、パ ンチ押圧部材４０によってナット２０が押圧される。この押圧によって上プレー ト１５がガイド軸１７と共に下降する。また軸２１，２７を介してストリッパ２ ４も下降する。ストリッパの突出部２４ｂがプリント基板Ａに当接すると、スト リッパ２４はそれ以上は下降できないので、上プレート１５のみがスプリング３ ０を圧縮することによって下降する。この時パンチ１９によってプリント基板Ａ に穴明けが行われる。穴明け作業によってダイス５，ダイスホルダ７を介して下 プレート４に加わる押圧力は、支持板１ａで受けられるので、ＸＹテーブル機構 ３に伝達されることはない。油圧シリンダ３６が後退して、押圧レバー３５の前 端部が上昇し、パンチ押圧部材４０，連結部材４１および上プレート１５が上昇 する。上プレート１５が上昇しはじめ、スプリング３０がキャップ２８内で伸長 できる間は、ストリッパ２４は上昇せずにプリント基板Ａを押えているので、パ ンチ１９はプリント基板の穴から脱出する。その後でストリッパ２４も上昇して 元の位置に戻る。

【００１９】

【考案の効果】

本考案によれば、パンチを固定してある上プレートはダイスを固定してある下 プレートとＸＹ方向に一体に移動するため、パンチとダイスとの相対位置がずれ ることがなくパンチの損傷を生じることがないのは勿論であるが、光照射手段を ダイスが固定してある下プレートに設けてあるので、光の進行をダイスが妨げる ことがなく、したがってパターン認識のための画像処理が容易な透過光源方式を パンチング装置においても採用可能である。しかも撮像時にはＴＶカメラの真下 に光照射手段が位置するので透過画像に歪みを生じず正確な画像認識を行なうこ とができ、穴明けの位置精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す断面図である。

【図２】光照射手段とＴＶカメラとが対向する状態を示
す断面図である。

【符号の説明】

Ａ 被加工部材 ２ 作業テーブル ３ ＸＹテーブル機構 ４ 下プレート ５ ダイス １５ 上プレート １９ パンチ ４８ ＴＶカメラ ５０ 光照射手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＸＹ方向に移動自在に支持され、ＸＹテ
   ーブル機構によって駆動される下プレートと、 上記下プレートに固定されているダイスと、 上記下プレートに対して相対的に上下動可能にかつＸＹ
   方向には上記下プレートと一体に移動するように配設さ
   れている上プレートと、 上記上プレートに上記ダイスと対向的に固定されている
   パンチと、 上記下プレートと上記上プレートとの間に固定的に設け
   てある作業テーブルと、 上記作業テーブル上に支持される被加工部材の穴明け位
   置の上方に固定的に配設してあるＴＶカメラと、 上記ＸＹテーブル機構によって上記ＴＶカメラと上記被
   加工部材との間から上記パンチが脱出したときに上記Ｔ
   Ｖカメラと対向するように上記下プレートに設けてあ
   り、上記被加工部材と直交する方向より上記ＴＶカメラ
   に光を照射する光照射手段とによって構成したことを特
   徴とするパンチング装置。