JP4302755B2 - ワーク把持位置決め装置及び把持装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板等のワークの加工装置又は検査装置において、前記ワークを加工領域又は検査領域に取り込み、２次元方向及び回転方向について前記ワークの位置決めをするワーク把持位置決め装置及びそれに使用するワークの把持装置に関する。

プリント基板は、パンチング装置において、所定の形状パターンがくり抜かれ、また検査装置において、プリント基板の導通が検査される。このとき、装置入り口に位置したプリント基板をパンチング領域又は検査領域に取り入れ、その２次元方向（Ｘ方向及びＹ方向）のプリント基板の位置並びにＸ方向及びＹ方向に垂直の軸の回りのプリント基板の回転方向の位置を、パンチング領域又は検査領域に配置されたパンチングユニット又は検査ユニットに合わせて位置決めする必要がある。

このような従来のワークの位置決め装置としては、特許文献１乃至３に開示されたものがある。これらの特許文献１乃至３に開示されたワークの位置決め装置においては、ワークを任意の位置で位置決めする場合、ワークの予め設定された２点又は４点の位置を把持部により面接触にて把持し、前記把持部を、Ｘ方向、Ｙ方向及び回転方向に動かしてその位置を調整している。

特許第３７４１２５号公報 特開２００６−２８１４３２号公報 特許第３４２００３９号公報

しかしながら、上述の従来技術においては、ワークの予め設定された２点又は４点の位置を基台に接続された把持部により面接触にて把持し、前記把持部を含む基台部を、Ｘ方向、Ｙ方向及び回転方向に動かしてその位置を調整しているので、その移動機構の構造が複雑化し、大型化する。これにより、装置コストが上昇する。また、異なる大きさのワークを把持する場合、ワーク把持部の段取りの変更が必要である。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ワークの加工装置又は検査装置において、前記ワークを２箇所で把持して、Ｘ方向及びＹ方向に加えて回転方向の位置決めもすることができ、小型化及び低コスト化が可能なワーク把持位置決め装置及び把持装置を提供することを目的とする。

本発明に係るワーク把持位置決め装置は、２個の移動部に夫々対応して設けられ夫々前記移動部を相互に直交するＸ方向及びＹ方向に駆動する２個の駆動部と、前記各移動部に設けられた把持部と、を有し、前記各把持部は、ワークの一方の面に接触してこれを支持する基部と、前記ワークの他方の面側に設けられ水平軸を介して揺動可能な爪部材と、この爪部材を揺動させる爪駆動部と、を有し、前記爪部材は、前記爪駆動部により前記基部に向けて揺動したときに前記ワークに点接触して前記基部との間で前記ワークを点で把持する形状を有し、前記移動部の移動により前記ワークを、前記Ｘ方向及びＹ方向に垂直な軸の周りに回転させて位置決めすることが可能であることを特徴とする。

前記駆動部は、Ｙ方向に延びる１対の平行なＹガイドと、前記Ｙガイドに沿って移動可能のＹ台座と、前記Ｙ台座を往復駆動するＹ駆動部材と、前記Ｙ台座上に設けられＸ方向に延びるＸガイドと、前記Ｘガイドに沿って移動可能のＸ台座と、前記Ｙ台座上に設けられ前記Ｘ台座を往復駆動するＸ駆動部材と、を有し、前記Ｘ台座により前記移動部が構成されることが好ましい。

また、前記移動部上に設けられ前記爪部材の位置における前記ワークの標識を撮像する撮像部と、前記撮像部の画像を画像処理して前記標識の位置を認識しこの認識位置をもとに把持部を移動させて前記ワークの位置を調整する制御部と、を有することが好ましい。更に、前記ワークは、例えば、プリント基板である。

本発明に係るワークの把持装置は、相互に直交するＸ方向及びＹ方向に移動可能な２個の移動部上に夫々設置され、ワークを点で把持して前記２個の移動部の移動により、前記ワークを前記Ｘ方向及びＹ方向に垂直な軸の周りに回転させて位置決めする際に使用されるワークの把持装置において、前記移動部から前記Ｙ方向に突出する基部と、この基部の上方で前記Ｘ方向に平行な水平軸の回りに揺動可能に支持された爪部材と、前記爪部材を揺動させる爪駆動部とを有し、前記爪部材は前記基部に向けて揺動したときに前記ワークの前記基部上の部分に点接触し、前記基部との間で、前記ワークを点で把持することを特徴とする。

本発明によれば、フィルム状等のワークを、１対の把持部が２点で把持する。この場合に、把持部は、基部とワークに点接触する爪部材との間で、ワークを点で把持するので、駆動部が移動部をＸ方向及びＹ方向に駆動することにより、ワークをＸ方向及びＹ方向に位置調整できると共に、例えば、Ｙ方向の移動量を１対の駆動部で相違するものとすることにより、ワークをその面に垂直な軸の回りに回転させることができる。この場合に、前記爪部材はワークを点で把持するので、ワークがフィルム状である場合に、ワークの回転に伴い、ワークにシワ及びたるみ等が発生することはない。また、駆動部は、移動部をＸ方向及びＹ方向の２方向に移動させるだけでよく、回転駆動する必要はないので、駆動部が簡素化され、小型化することができる。

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施形態に係るワーク把持位置決め装置の全体を示す平面図、図２は同じくその正面図、図３はその一部を示す斜視図、図４（ａ）は把持部を示す正面図、図４（ｂ）乃至（ｄ）は把持部の動作を示す側面図である。

図２に示すように、支持部１００上に、１対の駆動部１０１及び１０２が設置されている。フィルム状ワークとしてのＦＰＣ基板（フレキシブルプリント基板：Flexible Printed Circuit)（図示せず）のパンチング領域又は検査領域への導入方向をＹ軸とし、このＹ軸に直交する方向をＸ軸とする。各駆動部１０１，１０２においては、基台２０，３０上に、その長手方向をＹ方向に平行にしたＹ軸ボールネジ６，１３がその中心軸を中心として回転可能に支持されており、このＹ軸ボールネジ６，１３はＹ軸駆動モータ７，８により回転駆動されるようになっている。また、基台２０，３０上には、Ｙ軸ガイド５，１２がその長手方向をＹ方向に平行にして設置されており、このＹ軸ガイド５，１２に案内されて、Ｙ台座２１，３１がＹ方向に往復移動できるようになっている。

このＹ台座２１，３１上には、その長手方向をＸ方向に平行にしてＸ軸ボールネジ３，１０がその中心軸を中心として回転可能に支持されており、このＸ軸ボールネジ３，１０はＸ軸駆動モータ４，１１により回転駆動されるようになっている。いる。また、Ｙ台座２１，３１上には、Ｘ軸ガイド２，９がその長手方向をＸ方向に平行にして設置されており、このＸ軸ガイド２，９に案内されて、Ｘ台座２２，３２がＸ方向に往復移動できるようになっている。

このＸ台座２２，３２は、駆動部の移動部として機能する。このＸ台座２２，３２上に夫々把持部１，８が設けられている。把持部１，８はＸ台座２２，３２からＹ方向の前方に突出するアーム４０，５０を有し、このアーム４０，５０の前端に、把持部の爪部材４１，５１が配置されている。なお、図３に示す符号１５はパンチ用金型、符号１７はダイ用金型である。

図４に一方の爪部材４１を代表して示すように、アーム４０の下面が前方に延長して基部４９が形成されており、この基部４９の若干後方のアーム４０に水平の回転軸４２が設けられている。この回転軸４２を中心として爪支持部４８が回転可能に支持されている。爪支持部４８には、爪部材４１が固定されている。また、この爪支持部４８の側面には、連結軸４７がその長手方向を水平にして突出している。ピストン４４はその長手方向をＹ方向にして設置されており、Ｙ方向に進出退入することができる。このピストン４４の先端にはハウジング４５が固定されており、このハウジング４５の側面には、垂直方向に延びる長孔４６が形成されている。そして、この長孔４６内に連結軸４７が嵌合しており、ピストン４４が進出すると、ハウジング４５が前方に移動し、長孔４６内に嵌合する連結軸４７を前方に押すことにより、爪部材４１の爪支持部４８が図４（ｂ）から図４（ｃ）に示すように前方下方に回動する。逆に、ピストン４４が退入することにより、爪部材４１の爪支持部４８は上方後方に回動する。

爪部材４１は、円錐状に形成されており、その先端４３はＦＰＣ基板と点接触するように、表面積が小さいものとなっている。この先端４３は、例えば、所定の曲率半径で湾曲する半球状をなし、ＦＰＣ基板との接触面積は、ＦＰＣ基板を穿孔してしまわない程度の大きさをもち、またＦＰＣ基板を基部４９との間で確実に把持できる大きさであるが、先端４３が基部４９との間でＦＰＣ基板を把持した状態で、ＦＰＣ基板がシワ及び歪みを生じないで回転できる程度に小さいことが必要である。なお、他方の爪部材５１も爪部材４１と同様の構造を有する。

また、撮像部を移動部（Ｙ台座２２、３２）上に設け、爪部材４１，５１に把持されたワーク内に設けられている標識を撮像し、制御部が、この撮像部の画像を画像処理して前記標識の位置を認識し、この認識位置をもとに把持部１，８を移動させてワークの位置を調整する。

ワークとしては、ＦＰＣ基板等のフィルム状ワークに限らず、本発明は、種々の形状のワークに対し、本発明を適用することができる。更に、ワークは、柔軟な材質のものに限らず、剛体のワークに対して本発明を適用することもできる。剛体の場合は、本発明のような点で把持する把持部を使用しなくても、シワ等の問題が生じないが、本発明は、ワークの回転用の駆動部が費用であるという効果を奏する。

次に、上述の如く構成されたワーク把持位置決め装置の動作について説明する。フレキシブルプリント基板等のワークＷ（図２，３参照）は、把持部１，８の基部（４９）上に供給される。そして、ワークＷ上の標識の位置を撮像し、ピストン（４４）が進出することにより、爪部材（４１）が前方の下方に揺動して、ワークＷを爪部材（４１）の先端（４３）と基部（４９）との間で把持する。そして、Ｙ軸ボールネジ６，１３をモータ７，８により回転駆動して、Ｙ台座２１、３１をパンチング領域又は検査領域内に引き込み、所定のパンチング領域又は検査領域に位置させる。このとき、標識の撮像画像に基づき、画像処理して、標識の位置を把握し、この標識の位置が、パンチング領域内又は検査領域内で所定の位置になるように、必要に応じて、Ｘ台座２２、３２（移動部）をＸ方向及びＹ方向に若干移動させ、Ｘ方向位置及びＹ方向位置を調節すると共に、Ｘ方向及びＹ方向に垂直な軸（ワークの表面に垂直な軸）の回りにワークを回転させてその回転方向の位置も調節する。

その後、所定の形状のパターンをパンチングによりくり抜くか、又はＦＰＣの導通検査を行う。

このようにして、本実施形態においては、把持部が、基部とワークに点接触する爪部材との間で、ワークを点で把持するので、駆動部が移動部をＸ方向及びＹ方向に駆動することにより、ワークをＸ方向及びＹ方向に位置調整できると共に、例えば、Ｙ方向の移動量を１対の駆動部で相違するものとすることにより、ワークをその面に垂直な軸の回りに回転させることができる。駆動部は、移動部をＸ方向及びＹ方向の２方向に移動させるだけでよく、回転駆動する必要はないので、駆動部が簡素化され、小型化することができる。また、爪部材４１，５１はワークを点で把持するので、ワークがフィルム状である場合に、ワークの回転に伴い、ワークにシワ及びたるみ等が発生することはない。

本発明は、ワーク位置決め装置によりワークを所定の位置に位置させて、パンチング又は電気検査を行うパンチング装置及び検査装置等に有用である。

本発明の実施形態に係るワーク把持位置決め装置の全体を示す平面図である。 同じくその正面図である。 その一部を示す斜視図である。 （ａ）は把持部を示す正面図、（ｂ）乃至（ｄ）は把持部の動作を示す側面図である。

符号の説明

１，８ 把持部
２，９ ガイド
３，１０ ボールネジ
４，１１ モータ
５，１２ ガイド
６，１３ ボールネジ
７，８ モータ
２０，３０ 基台
２１，３１ Ｙ台座
２２，３２ Ｘ台座
４０、５０ アーム
４１、５１ 爪部材
４２ 回転軸
４３ 先端
４４ ピストン
４５ ハウジング
４６ 長孔
４７ 連結軸
４８ 支持部
４９ 基部
５１ 爪部材
１００ 支持部
１０１、１０２ 駆動部

Claims (5)

1. ２個の移動部に夫々対応して設けられ夫々前記移動部を相互に直交するＸ方向及びＹ方向に駆動する２個の駆動部と、前記各移動部に設けられた把持部と、を有し、前記各把持部は、ワークの一方の面に接触してこれを支持する基部と、前記ワークの他方の面側に設けられ水平軸を介して揺動可能な爪部材と、この爪部材を揺動させる爪駆動部と、を有し、前記爪部材は、前記爪駆動部により前記基部に向けて揺動したときに前記ワークに点接触して前記基部との間で前記ワークを点で把持する形状を有し、前記移動部の移動により前記ワークを、前記Ｘ方向及びＹ方向に垂直な軸の周りに回転させて位置決めすることが可能であることを特徴とするワーク把持位置決め装置。
2. 前記駆動部は、Ｙ方向に延びる１対の平行なＹガイドと、前記Ｙガイドに沿って移動可能のＹ台座と、前記Ｙ台座を往復駆動するＹ駆動部材と、前記Ｙ台座上に設けられＸ方向に延びるＸガイドと、前記Ｘガイドに沿って移動可能のＸ台座と、前記Ｙ台座上に設けられ前記Ｘ台座を往復駆動するＸ駆動部材と、を有し、前記Ｘ台座により前記移動部が構成されることを特徴とする請求項１に記載のワーク把持位置決め装置。
3. 前記移動部上に設けられ前記爪部材に把持された前記ワーク内に設けられている標識を撮像する撮像部と、前記撮像部の画像を画像処理して前記標識の位置を認識しこの認識位置をもとに把持部を移動させて前記ワークの位置を調整する制御部と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク把持位置決め装置。
4. 前記ワークはプリント基板であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のワーク把持位置決め装置。
5. 相互に直交するＸ方向及びＹ方向に移動可能な２個の移動部上に夫々設置され、ワークを点で把持して前記２個の移動部の移動により、前記ワークを前記Ｘ方向及びＹ方向に垂直な軸の周りに回転させて位置決めする際に使用されるワークの把持装置において、前記移動部から前記Ｙ方向に突出する基部と、この基部の上方で前記Ｘ方向に平行な水平軸の回りに揺動可能に支持された爪部材と、前記爪部材を揺動させる爪駆動部とを有し、前記爪部材は前記基部に向けて揺動したときに前記ワークの前記基部上の部分に点接触し、前記基部との間で、前記ワークを点で把持することを特徴とするワークの把持装置。

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