JP3719345B2 - Belt-shaped workpiece transfer device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、帯状のワークを加工するため加工テーブルへ該ワークを供給するための帯状ワーク搬送装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
以下、加工の種類として、レーザ加工の場合を例に挙げて説明することとする。
従来から、比較的厚さの薄い材料にレーザによる穴明け加工等を実施することは種々試みられており、周知である。例えば、特公平2−16199号公報に見られるような、たばこのフィルター巻き付け紙や紙おむつ等の材料に通気性を確保するために実施されるものがある。
最近では、特開平4−356993号公報に開示されているように、プリント基板やICパッケージあるいはBGA等の電子部品実装に使用される複合電気部品材料に導通穴等を明けるのに、従来のドリルでは不可能な微細な穴明けができることや、フォトビア,あるいはエッチング等の工程が複雑で納期がかかるものに代わって、簡単なプログラムで短期間で実施できるため、レーザ加工が適用される場合が増加している。
このような加工対象材料は研究開発の当初は板状に形成され、試験的に部品加工に供されるが、量産加工の場合は生産性を向上させるため、帯状のワーク(テープ)形状としてロールやリール搬送により生産工程で取り扱われる場合が多い。
【0003】
従来のレーザ加工用帯状ワーク搬送装置の構成図を図4に、その吸着部分の要部断面図を図5に示し、説明する。
図において、1は帯状ワーク、2はレーザ加工機、3は帯状ワーク1をレーザ加工機2に巻出し供給する巻出しリール、4は巻取りリール、5a,5bはレーザ加工機2の両側に設けられた帯状ワーク1を搬送する駆動ローラであり、6はレーザ発振器、7はレーザ発振器6から出力伝送されたレーザビームをレンズ等で集光して帯状ワーク1へ照射する加工ヘッド、8はレーザ加工機2に設けられた加工テーブル、9は加工テーブル8に備えられた吸着定盤であり、吸着定盤9には多数の吸着穴10が設けられ、吸着穴10は一方で真空発生装置11に配管で接続されている。
【0004】
次に、上記従来装置の動作について説明する。
巻出しリール3から巻出された帯状ワーク1は、駆動ローラ5aによりレーザ加工機2の加工テーブル8に設けられた吸着定盤9の上に搬送供給される。吸着定盤9の上では真空発生装置11を動作させることにより、帯状ワーク1は吸着穴10による吸引力により吸着定盤9上にフラットな状態で吸着される。
吸着定盤9上に保持された帯状ワーク1には加工ヘッド7から照射される集光レーザビームにより穴明け等の加工が施される。この場合通常、加工ヘッド7と帯状ワーク1とは水平面内で相対移動動作が行われるが、加工ヘッド7から照射されるレーザ光の焦点位置は吸着定盤9上では変化せず、極めて安定な加工品質が得られるように構成されており、また動作される。
加工が終了した帯状ワーク1は駆動ローラ5bによりレーザ加工機2の外へ搬送され、巻取りリール4により加工完了製品として巻き取られる。
【0005】
帯状ワーク1と集光レーザビームとの相対移動動作の詳細は図示していないが、加工の用途,種類などに応じて、以下の3種類の方法が用いられている。
▲1▼加工テーブル8とレーザビームとは固定で、帯状ワーク1が間欠又は連続して搬送されつつ加工が実施されるもの、▲2▼帯状ワーク1は間欠搬送され、搬送の停止中に加工ヘッド7と加工テーブル8との相対移動動作により加工が実施されるもの、▲3▼上記▲1▼,▲2▼の組み合わせの動作により加工が実施されるもの。
いずれにしても、加工テーブル8の移動動作はXYテーブル方式のものが多く、加工ヘッド7の動作は、比較的少ないストロークの範囲ではガルバノ方式で光を走査する形式や、加工ヘッド7をホログラムやファセットレンズ等を用いて多列化する形式のものが多い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
以上に述べたように、従来の帯状ワーク搬送装置では、帯状ワーク1に搬送方向と直角方向のそりがある場合、その場合凸状にそる場合と凹状にそる場合とがあるが、いずれにしても吸着により帯状ワーク1を吸着定盤9の上に、例えば図5の破線で示す様に、フラットに保持できない為、ワーク表面に対するレーザビームの焦点位置が相対的に変化してしまい、安定して高品質のレーザ加工を行なうことができない等の問題があった。
ワークが比較的薄い材料で、材料の剛性が低い場合はあまり問題無いが、近年加工の対象物となることが多い複合材料やプラスチックと金属とを接着剤等で張り合わせた多層構造の帯状ワークで、比較的厚いもの等については、吸着力の向上等の改善では根本的な解決策にならない等の問題があった。
【0007】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、高品質の加工が安定して行える帯状ワーク搬送装置を得るものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る帯状ワーク搬送装置は、帯状ワークを吸着する吸着手段を有する加工テーブルと、前記帯状ワークを前記加工テーブルに押圧する押圧手段と、加工具による前記帯状ワークに対する加工作業時に前記押圧手段を前記帯状ワークから退避させる退避手段と、帯状ワークを吸着手段に吸着させた状態での到達真空度を検出する真空度検出手段とを備え、この真空度検出手段からの出力に基づき押圧手段を動作させるようにしたものである。
【0010】
また、真空度検出手段からの出力に基づき押圧手段を動作させる第1の動作モードと前記真空度検出手段からの出力に拘わらず前記押圧手段を動作させる第2の動作モードとを選択するモード選択手段を設けたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、この発明の第1の実施の形態を図1を用いて説明する。
図1はこの発明の第1の実施の形態によるレーザ加工用帯状ワーク搬送装置の要部断面図である。
図1において、符号1,8乃至11は図4及び図5に示した従来装置と同一又は相当部分を示しており、その説明は省略する。12は加工テーブル8上に設けられ、帯状ワーク1を吸着定盤9の上に押圧する押圧手段である。押圧手段12は、押圧駆動機構13と垂直アーム14、水平アーム15、凸押圧バー16で構成されており、図1に示したものは、帯状ワーク1が搬送方向と直角方向で且つ上に凸状にそりが出ている状態を示している。
【0012】
次に動作について説明する。帯状ワーク1が図示の様に上に凸状にそりが出ている場合、真空発生装置11を動作させた状態で、押圧駆動機構13により水平アーム15の先端の凸押圧バー16を帯状ワークの凸部分の上部に移動し、その後垂直アーム14を下方に動作させ凸押圧バー16により帯状ワーク1の凸部分を吸着定盤9の上に押付ける。吸着定盤9の上に押し付けられた帯状ワーク1はほぼフラットな状態となり、吸着穴10の吸引力により更に下方に吸引され、破線で示す様に最終的にはフラットな状態で吸着定盤9の上に保持された状態となる。この後、加工具としての加工ヘッド(図示せず)からのレーザビーム照射により加工作業に入るが、凸押圧バー16が帯状ワーク1の上部に留まっていると障害となり、レーザビームが帯状ワークに照射できず加工ができないため、実際の加工作業時には凸押圧バー16をエアシリンダー19により退避させる。
【0013】
この動作は、帯状ワーク1が搬送動作状態に有るか無いかに拘わらず有効であり、一度フラットな吸着状態となった帯状ワーク1は、真空発生装置11の容量や到達真空度、更には吸着穴10の径や数量等の吸着条件を適正化することにより、その状態が保持される様に作用・動作させることができる。
従って、連続・間欠搬送に拘わらず押圧手段12による押圧動作は搬送動作の初期段階でのみ実施すれば良く、押圧動作時間がレーザ加工機の加工タクトを長くして生産性を阻害することはほとんど無い。
【0014】
但し、搬送する帯状ワーク1の吸着定盤9と接触する側(裏面側)に搬送中に接触によるキズ等が付くことを嫌う場合、図示していないが、吸着定盤9に上下動作機構を取付け、帯状ワーク1の搬送中は吸着定盤9を下降待避させ、加工するときに上昇吸着動作する様構成しても良い。この場合は間欠送り動作の度に、上述の押圧動作及び退避動作を実施する必要がある。この場合は、真空スイッチ20により到達真空度をモニターし、設定時間内に設定真空度に到達しない場合に押圧手段を動作させるようにすることにより、帯状ワーク1を押圧する必要がない場合の押圧動作を排除できるため、生産性を向上させることができる。また、押圧手段がほとんどの場合必要となる帯状ワークの場合、逆に全く必要とならない帯状ワークの場合、その都度押圧の要否を判断する必要はなく、要否判断にかかる時間を削減するため、押圧手段を常に動作させるモード、常に動作させないモード、及び上述の帯状ワーク1を吸着定盤9上に保持したときの到達真空度をモニターし設定時間内に設定真空度に到達しない場合にのみ押圧手段を動作させるモード、を選択できるようにすることにより、更に生産性を向上させることが可能となる。
この場合の動作モードの選択は、モード選択スイッチ21、または図示しない制御部のプログラムのコード変更等により行うものとする。
【0015】
実施の形態2.
次にこの発明の第2の実施の形態を、図2の押圧手段の要部断面図を用いて説明する。
図2は、帯状ワーク1が搬送方向と直角方向で且つ上に凹状にそりが出ている場合を示しているが、水平アーム15の先端に取り付けられた凹押圧バー17を図示の如く、帯状ワーク1の上方へ突出する両端2個所を押圧する様な形状とすることで、第1の実施の形態による装置と同様な効果を奏することができる。
【0016】
実施の形態3.
次にこの発明の第3の実施の形態を、図3の押圧手段の要部断面図を用いて説明する。
図1及び図2に示した、上述の実施の形態によるレーザ加工用帯状ワーク搬送装置では、凸押圧バー16は垂直及び水平方向に2軸で動作したが、図3に示すように、回転アーム18の先端に凸押圧バー16を取り付けた構造でも、上述の装置と同様な効果を奏することができる。
【0017】
また、上述の実施の形態では、吸着定盤9には吸着穴10を設けているものを示したが、吸着穴はスリット形状等のものでも良く、凸押圧バー16,凹押圧バー17は複数であってもよく、またその形状・構造等は実施設計事項であり、押圧手段12そのものも、バネ等により常に一定の押圧力が加わるようにしたり、凸押圧バー16や凹押圧バー17等によるものでなく、エアー等の流体を吹き付けることにより押圧力を得る構成にしたりすることも可能であり、また凸押圧バー16の幅が帯状ワーク1と同程度の幅であってもよく、いずれも上述の実施の形態によるレーザ加工用帯状ワーク搬送装置と同様の効果を奏することができる。
【0018】
また、レーザ発振器,加工ヘッド,あるいは巻出し・巻取り側のワーク搬送手段の構造・構成等も、上述の実施の形態のように特に限定されるものではなく、いずれの構造・構成としても上述の実施の形態によるレーザ加工用帯状ワーク搬送装置と同様な効果を奏することができる。
【0019】
さらに、上述の実施の形態においては、いずれもレーザ加工の場合を例に挙げて説明したが、この発明は加工の種類としてレーザ加工に限定されるものではなく、その他の加工機についても適用できることは言うまでもない。
【0020】
【発明の効果】
以上に述べたようにこの発明によれば、帯状ワーク搬送装置に、帯状ワークを吸着する吸着手段を有する加工テーブルと、前記帯状ワークを前記加工テーブルに押圧する押圧手段と、加工具による前記帯状ワークに対する加工作業時に前記押圧手段を前記帯状ワークから退避させる退避手段と、帯状ワークを吸着手段に吸着させた状態での到達真空度を検出する真空度検出手段とを備え、この真空度検出手段からの出力に基づき押圧手段を動作させるようにしたので、そりの有る帯状ワークに対しても、安定した加工が行なえる、加工品質の高い帯状ワーク搬送装置を得ることができるという効果を奏する。また、加工時に押圧手段を退避させるようにしたため、加工具による帯状ワークに対する加工作業を妨げることがなく、効率的な加工が行えるという効果を奏する。さらに、帯状ワークを押圧する必要がない場合の押圧動作を排除できるため、生産性を向上させることができるという効果がある。
【0022】
更に、帯状ワークの種類等に応じて、真空度検出手段からの出力に基づき押圧手段を動作させる第1の動作モードと、前記真空度検出手段からの出力に拘わらず前記押圧手段を動作させる第2の動作モードとを選択できるようにしたことにより、要否判断にかかる時間を削減でき、より生産性を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の第1の実施の形態による帯状ワーク搬送装置の要部断面図である。
【図2】 この発明の第2の実施の形態による帯状ワーク搬送装置の押圧手段の要部断面図である。
【図3】 この発明の第3の実施の形態による帯状ワーク搬送装置の押圧手段の要部断面図である。
【図4】 従来の帯状ワーク搬送装置の構成図である。
【図5】 従来の帯状ワーク搬送装置の吸着部分の要部断面図である。
【符号の説明】
1 帯状ワーク
2 レーザ加工機
3 巻出しリール
4 巻取りリール
5a,5b 駆動ローラ
6 レーザ発振器
7 加工ヘッド
8 加工テーブル
9 吸着定盤
10 吸着穴
11 真空発生装置
12 押圧手段
13 押圧駆動機構
14 垂直アーム
15 水平アーム
16 凸押圧バー
17 凹押圧バー
18 回転アーム
19 エアシリンダー
20 真空スイッチ
21 モード選択スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a belt-like workpiece transfer device for supplying a workpiece to a machining table for machining the belt-like workpiece.
[0002]
[Prior art]
Hereinafter, the case of laser processing will be described as an example as the type of processing.
Conventionally, various attempts have been made to perform drilling with a laser on a relatively thin material, which is well known. For example, as disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 2-16199, some materials such as cigarette filter wrapping paper and paper diapers are implemented to ensure air permeability.
Recently, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-356993, a conventional drill is used to open a conduction hole or the like in a composite electrical component material used for mounting electronic components such as a printed circuit board, an IC package, or a BGA. In spite of the fact that fine drilling is impossible, and the process such as photo via or etching is complicated and time-consuming, it can be executed with a simple program in a short period of time, so the number of cases where laser processing is applied is increased. are doing.
The material to be processed is formed into a plate shape at the beginning of research and development and is used for parts processing on a trial basis. However, in the case of mass production processing, it is rolled as a strip-shaped workpiece (tape) shape to improve productivity. In many cases, it is handled in the production process by reel conveyance.
[0003]
FIG. 4 shows a configuration diagram of a conventional belt-shaped workpiece transfer device for laser processing, and FIG. 5 shows a cross-sectional view of the main part of the suction portion.
In the figure, 1 is a strip-shaped workpiece, 2 is a laser processing machine, 3 is a feed reel that unwinds and supplies the strip-
[0004]
Next, the operation of the conventional apparatus will be described.
The belt-
The strip-
The strip-
[0005]
Although the details of the relative movement operation between the belt-
(1) The machining table 8 and the laser beam are fixed, and the belt-
In any case, the movement operation of the processing table 8 is often an XY table method, and the operation of the processing head 7 is performed by scanning light with a galvano method within a relatively small stroke range, Many types use multi-rows using facet lenses.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional belt-shaped workpiece conveyance device, when the belt-
If the workpiece is a relatively thin material and the rigidity of the material is low, there is no problem, but in recent years it is a composite material that is often the object of processing or a belt-like workpiece with a multilayer structure in which plastic and metal are bonded together with an adhesive etc. However, with respect to relatively thick materials, there has been a problem that improvement such as improvement in adsorption power cannot be a fundamental solution.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a belt-like workpiece transfer device that can stably perform high-quality processing.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The belt-like workpiece transfer device according to the present invention includes a processing table having a suction means for sucking the belt-like workpiece, a pressing means for pressing the belt-like workpiece against the processing table, and the pressing means during a processing operation on the belt-like workpiece by a processing tool. Is retracted from the belt-like work, and a vacuum degree detecting means for detecting the ultimate vacuum level in a state where the belt-like work is attracted to the suction means, and the pressing means is based on the output from the vacuum degree detection means. It is made to operate .
[0010]
Further, a mode selection for selecting a first operation mode for operating the pressing means based on an output from the vacuum degree detecting means and a second operation mode for operating the pressing means regardless of the output from the vacuum degree detecting means. Means are provided.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a belt-like workpiece transfer apparatus for laser processing according to a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1,
[0012]
Next, the operation will be described. When the belt-
[0013]
This operation is effective regardless of whether or not the belt-
Therefore, the pressing operation by the pressing means 12 may be performed only in the initial stage of the conveying operation regardless of continuous / intermittent conveyance, and the pressing operation time hardly increases the processing tact of the laser processing machine and hinders productivity. No.
[0014]
However, if you do not want the surface of the belt-
In this case, the operation mode is selected by changing the code of the program of the
[0015]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to a cross-sectional view of the main part of the pressing means shown in FIG.
FIG. 2 shows a case in which the belt-
[0016]
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to a cross-sectional view of the main part of the pressing means shown in FIG.
In the laser processing belt-like workpiece transfer device according to the above-described embodiment shown in FIG. 1 and FIG. 2, the convex
[0017]
In the above-described embodiment, the
[0018]
Further, the structure and configuration of the laser oscillator, the machining head, or the work conveying means on the unwinding / winding side are not particularly limited as in the above-described embodiment, and any structure or configuration is described above. The effect similar to the strip | belt-shaped workpiece conveyance apparatus for laser processing by embodiment of this can be show | played.
[0019]
Furthermore, in the above-described embodiments, the case of laser processing has been described as an example. However, the present invention is not limited to laser processing as a type of processing, and can be applied to other processing machines. Needless to say.
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the belt-shaped workpiece conveyance device has a processing table having a suction unit that sucks the belt-shaped workpiece, a pressing unit that presses the belt-shaped workpiece against the processing table, and the belt-shaped workpiece by the processing tool. The vacuum degree detecting means includes a retracting means for retracting the pressing means from the belt-like workpiece during a processing operation on the workpiece, and a vacuum degree detecting means for detecting the ultimate vacuum in a state where the belt-like workpiece is attracted to the suction means. Since the pressing means is operated based on the output from the above, it is possible to obtain a belt-shaped workpiece conveyance device with high machining quality capable of performing stable machining even on a belt-shaped workpiece having a warp. Further, since the pressing means is retracted at the time of processing, there is an effect that efficient processing can be performed without hindering the processing work on the strip-shaped workpiece by the processing tool. Furthermore, since the pressing operation when it is not necessary to press the belt-like workpiece can be eliminated, there is an effect that productivity can be improved.
[0022]
Furthermore, the first operation mode for operating the pressing means based on the output from the vacuum degree detecting means according to the type of the belt-like workpiece and the like, and the first operating mode for operating the pressing means regardless of the output from the vacuum degree detecting means. Since the second operation mode can be selected, it is possible to reduce the time required for determining necessity and to improve the productivity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a belt-like workpiece transfer device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of a pressing means of a belt-like workpiece conveyance device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of a pressing means of a belt-like workpiece transfer device according to a third embodiment of the invention.
FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional belt-shaped workpiece transfer device.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of a suction portion of a conventional belt-like workpiece conveyance device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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