JPH0673836B2 - パンチング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プリント基板に予め形成されている穴あけ位
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あけるためのパンチング装置に関す
るものである。

（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カメラで受像して画
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。

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、特公昭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。

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、または穴あけ位置のパタ
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カメラで受
像するものであるが、光源はテーブルの下方で固定的に
設置されているものであった。

（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。

本発明の目的は、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１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にある。

（問題点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あけ位置の上方に固
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カメラと対向可能に下プレートに設けてある光
照射手段とによって構成してある。

（作用） 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カメラによって受像して明暗２値の
透過画像を得る。

（実施例） 本発明の一実施例について図面を参照して説明する。

第１図示のように、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。

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105
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11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XY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。

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1
6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31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。

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に固定された押
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36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。

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。

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。

作業テーブル２上の被加工部材Ａの穴あけ位置の上方に
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は穴あ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、第２図示のように
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を透過し、レンズ49を介してTVカメラ48にて
受像可能に設定してある。

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あけるに際して、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の下にその穴あけ位置
が来て停止する。そこで位置保持手段42のエアシリンダ
46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（第
２図参照）。

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、レンズ
49を介してTVカメラ48にて透過像が受像されることにな
る。プリント基板Ａ上には、銅によって、リードパター
ンや、穴あ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カメラに透過像が受像されると、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。

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、あけるべき穴の中心と一致した位置とな
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24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30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に穴あ
けが行われる。穴あ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。その後にス
トリッパ24も上昇して元の位置に戻る。

（発明の効果） 本発明は以上の構成であって、光照射手段から発せられ
た光が被加工部材を透過してTVカメラにより受像される
ので、明暗の２値の透過画像が得られ、画像処理に必要
な階調が１階調ですみ、記憶容量が桁外れに少なくてす
むので、迅速でかつ正確な穴あけ加工が可能である。ま
た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。光照射手段をダイスが固定してあ
る下プレートに設けたので、光の進行をダイスが妨げる
ことがなく、被加工部材の透過像を得る構成が簡単にで
き極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は断面
図、第２図は光照射手段とTVカメラとが対向する状態を
示す断面図である。 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)

【特許請求の範囲】
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あけ位
   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TVカ
   メラと対向可能に上記下プレートに設けてある光照射手
   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。