JPH0724543U

JPH0724543U - プリント基板外形加工機

Info

Publication number: JPH0724543U
Application number: JP5799593U
Authority: JP
Inventors: 喜一樋山
Original assignee: 安藤電気株式会社
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1995-05-09

Abstract

(57)【要約】【目的】ＣＣＤカメラと画像処理装置により、予め加
工した外形加工寸法を自動測定して工具径を自動補正す
るプリント基板外形加工機を提供する。【構成】テーブル１はＸ軸方向に移動し、コラム２に
保持されるサドル３はＹ軸方向に移動する。サドル３に
保持される主軸台４はＺ軸方向に移動する。スピンドル
５は主軸台４に保持されている。また、サドル３はＣＣ
Ｄカメラ９Ａを保持する。ＮＣ制御器１１は画像処理装
置９Ｂを測定制御し、測定して得られた寸法を設計値と
比較して加工誤差分を外形加工軌跡データとして演算す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、プリント基板外形加工機に関し、特にプリント基板の外形加工をする場合に、予め加工した外形加工寸法を自動で測定し、次からの加工に対して、設計値寸法となるような加工補正を自動で行うことができる測定・補正機能をもつプリント基板外形加工機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種のプリント基板外形加工機としては、本件出願人が先に開示した特願平5-124954号のものがある。この従来技術は、図５および図６に示すように、ワーク１０を載置してＸ軸方向に移動するテーブル１と、コラム２に取付けられてＹ軸方向に移動するサドル３と、サドル３に取付けられてＺ軸方向に移動する主軸台４と、主軸台４に取付けられたスピンドル５と、スピンドル５に保持されたドリル６をもつ。そして、これらの構成の加工機には、テーブル１とサドル３および主軸台４の移動を制御するＮＣ制御器７が接続されている。そして、サドル３にはワーク１０を撮像するＣＣＤカメラ９Ａが取付けられており、また、このＮＣ制御器７にはカメラ９Ａを用いてテーブル１上に載置されたワーク１０の外形寸法を測定する画像処理装置９Ｂとを備えている。

【０００３】また、ＮＣ制御器７は、入力手段７Ａと、主制御部７Ｂと、加工座標メモリ７Ｃと、加工パラメータメモリ７Ｄと、画像処理制御部７Ｅと、加工演算部７Ｆと、機構動作制御部７Ｇとで構成されている。入力手段７Ａは主軸台４に保持されるスピンドル５のＸＹ平面上の移動座標を指定する加工座標データ７１と加工条件である加工パラメータ７２を主制御部７Ｂに送出する。主制御部７Ｂは加工座標データ７１を加工座標メモリ７Ｃに、加工パラメータ７２を加工パラメータメモリ７Ｄにそれぞれ書き込む。

【０００４】画像処理制御部７Ｅは、画像処理装置９Ｂからカメラ９Ａによって読み取られて数値化されたワーク１０面上の外形寸法データを読み込み、予め設定されている基準位置とのずれ量からワーク１０面上の座標の傾きと伸び縮み係数７４を計算する。

【０００５】加工演算部７Ｆは加工座標メモリ７Ｃから加工座標データ７１を読み込み、基準位置との位置ずれ量、傾き、伸縮について加工座標データ７１を補正し、加工パラメータメモリ７Ｄから加工パラメータ７２を読み込む。

【０００６】機構動作制御部７Ｇは、補正された加工座標データ７１からテーブル１とサドル３および主軸台４の制御を指令してワークを加工する。この様な構成をもつ従来の装置においては、ＣＣＤカメラ９Ａと画像処理装置９Ｂを用いて穴あけ加工データの加工座標データを補正するものである。

【０００７】ところで、従来の外形加工においては、外形加工をした後、正規寸法であるか否かをノギスで測定したり、あるいは三次元測定機等で測定して次の加工に対して、補正データを加工機に入力している。外形加工の場合、補正データは工具の軌跡を補正すればよいので、工具径データに対して補正値を加減算すれば良いことになる。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、従来のプリント基板外形加工機では、外形寸法を正確に加工するためには、工具径補正をＮＣ制御器へ手動で入力して行わなければならず、煩雑なものとなっていた。外形加工寸法に誤差が発生する要因の１つに工具径の摩耗がある。また、工具径そのものにもばらつきがある。さらに、切り抜き加工をする場合などでは、切り抜かれた部材が内側に逃げるので、工具も内側に向かって微小たわみを生じ、切り抜き部の内寸は設定寸法より小さくなり、どうしても加工誤差が生じ、高精度な外形加工ができなかった。

【０００９】この考案は、従来技術の課題に鑑みて提案されたもので、テーブル面上で加工したワークの外形加工寸法を自動で読み取り、次の加工に対して工具径補正を自動でＮＣ制御器の外形加工軌跡データとして加工演算し、工具補正データの入力誤りを無くしすとともに加工誤差を無くし高精度な外形加工ができ、しかも、外形加工機の運転操作の簡略化と自動化を図ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するため、この発明では、従来技術に述べた特願平5-124954号の構成に対して、外形寸法比較部を追加し、加工後の外形寸法測定値と設計値とを比較できる構成とする。

【００１１】すなわち、Ｘ軸方向に移動するテーブル１と、Ｙ軸方向に移動するサドル３と、Ｚ軸方向に移動する主軸台４と、テーブル１とサドル３および主軸台４の移動を制御するＮＣ制御器１１とを有するプリント基板外形加工機において、サドル３に固定されて保持されるカメラ９Ａと、カメラ９Ａを用いてテーブル１上に載置されたワーク１０の外形寸法を測定する画像処理装置９Ｂとを備え、ＮＣ制御器１１が、画像処理装置９Ｂからの外形寸法測定値に基づいてワーク１０の外形加工軌跡データを補正した制御情報をテーブル１とサドル３および主軸台４に出力するように構成することを特徴とする。

【００１２】すなわち、具体的には、ＮＣ制御器１１は、入力手段１１Ａと、主制御部１１Ｂと、加工座標メモリ１１Ｃと、加工パラメータメモリ１１Ｄと、画像処理制御部１１Ｅと、加工演算部１１Ｆと、機構制御部１１Ｇと、外形寸法比較部１１Ｈとで構成され、入力手段１１Ａは主軸台４に保持されるスピンドル５のＸＹ平面上の移動座標を指定する加工座標データと加工パラメータを主制御部１１Ｂを介して加工座標メモリ１１Ｃと加工パラメータ１１Ｄにそれぞれ書き込み、画像処理制御部１１Ｅは、画像処理装置９Ｂからカメラ９Ａによって読み取られ数値化されたワーク１０面上の外形寸法データを読み込み、外形寸法比較部１１Ｈに予め設定されている設計値と比較し、加工誤差を算出し、加工パラメータメモリ１１Ｄに入力されている工具径データに対し、工具径補正データを計算し、加工演算部１１Ｆは、加工座標メモリ１１Ｃから加工座標データを読み込み、工具径補正データとにより外形加工軌跡データを補正し、機構動作制御部１１Ｇは、補正された外形加工軌跡データからデーブル１とサドル３と主軸台４の制御を指令してプリント基板の外形加工をすることを特徴とする。

【００１３】

【作用】

本考案によれば、ＣＣＤカメラ９Ａの視野範囲外の寸法を測定して補正する場合、ＣＣＤカメラ９ＡをＮＣ動作させ、外形加工端面の位置座標情報を画像処理装置９Ｂから得て、外形寸法比較部１１Ｈにて設計値と比較し、差分を工具径補正として加工パラメータメモリ１１Ｄの工具径補正値に加減算して外形加工軌跡データとする。

【００１４】また、ＣＣＤカメラ９Ａの視野範囲内の寸法を測定して補正する場合には、ＣＣＤカメラ９Ａを測定のほぼ中心にＮＣ動作させ外形加工端面間の外形寸法を画像処理装置９Ｂから得て、外形寸法比較部１１Ｈにて設計値と比較し、差分を工具径補正として加工パラメータ１１Ｄの工具径補正値に加減算して外形加工軌跡データとする。

【００１５】

【実施例】

次に、この考案によるプリント基板外形加工機の一実施例の構成を図１と図２を用いて説明する。図１はプリント基板外形加工機の全体を示す説明図であって、ワーク１０を載置してＸ軸方向に移動するテーブル１と、コラム２に取付けられてＹ軸方向に移動するサドル３と、サドル３に取付けられてＺ軸方向に移動する主軸台４と、テーブル１とサドル３および主軸台４の移動を制御するＮＣ制御器１１と、サドル３に取付けられたＣＣＤカメラ９Ａと、ＮＣ制御器１１に接続された画像処理装置９Ｂをもつ。この考案における構成は、基本的に図５に示した従来の外形加工機と同一の構成をしている。すなわち、ＮＣ制御器１１と外形加工用工具１２以外は図５に示した従来の加工機の構成と同じものである。

【００１６】次に、ＮＣ制御器１１の詳細構成を図２により説明する。図２は図１をブロック図で表したものであり、主としてＮＣ制御器１１の内部構成が示されている。１１Ａは入力手段、１１Ｂは主制御部、１１Ｃは加工座標メモリ、１１Ｄは加工パラメータメモリ、１１Ｅは画像処理制御部、１１Ｆは加工演算部、１１Ｇは機構動作制御部である。

【００１７】次に加工座標メモリ１１Ｃと加工パラメータメモリ１１Ｄとについて説明する。加工座標データメモリ１１Ｃと加工パラメータメモリ１１Ｄは共に入力手段１１Ａよりデータ入力される。加工座標データは外形加工用ＮＣプログラムのことで、ワーク１０に外形加工する外形加工軌跡データと共にＣＣＤカメラ９Ａと画像処理装置９Ｂを動作させるＮＣプロブラムである。加工パラメータは外形加工用の工具径などである。

【００１８】主制御部１１Ｂは、入手手段１１Ａ、加工座標メモリ１１Ｃ、加工パラメータ１１Ｄ、加工演算部１１Ｆ、機構制御部１１Ｇ、外形寸法比較部１１Ｈの構成部品間の制御をする。

【００１９】画像処理部１１ＥはＣＣＤカメラ９Ａと画像処理装置９Ｂを制御して、ワーク１０の外形加工された外形寸法測定値を得る。

【００２０】外形寸法比較部１１Ｈは、画像処理制御部１１Ｅの外形寸法測定値と設計値とを比較して加工誤差分を算出する。

【００２１】加工演算部１１Ｆは加工座標メモリ１１Ｃの外形加工軌跡データと加工パラメータ１１Ｄの外形加工用工具径データと外形寸法比較部１１Ｈで得られた加工誤差分とにより外形加工軌跡データを工具径補正して機構動作制御部１１Ｇに指令する。

【００２２】この様に、この考案においては、画像処理制御部１１Ｅと主制御部１１Ｂとの間に外形寸法比較部１１Ｈが設けられており、その他は図６に示す図とほぼ同じ構成である。

【００２３】図６で示した従来例は、単なる穴あけ用の加工座標データを計数で補正したデータにもとづき加工するのに対し、本考案のＮＣ制御器１１は、ＣＣＤカメラ９Ａと画像処理装置９Ｂとから得られたデータから外形寸法比較部１１Ｈにて、加工パラメータ１１Ｄにある工具径データを工具径補正データとして外形加工用工具１２を動作させる外形加工軌跡データとして演算し、これに基づいて加工する。したがって、測定する前に加工したワーク１０の外形寸法を自動で読み取り、次に加工する時の外形加工軌跡データを設計値に近づく様に補正加工することが自動でできるものとなる。

【００２４】次に、図２の動作を説明する。ＮＣ制御器１１は、ワーク１０を一度、加工する。このとき、実加工でも試し加工でも良い。次に、ＣＣＤカメラ９Ａと画像処理装置９Ｂを動作させ、加工した外形寸法測定値が得られるように指令する。図３は図２のワーク面上の外形加工を説明する図であり、外形寸法比較部１１Ｈは測定によって得られた外形寸法測定値と予めプログラミングされている設計値との比較をし、加工誤差分を算出する。図３により設計値に近い加工をするためには、加工誤差分を外形加工用工具径データに対し、工具径補正データとして、次に加工するための外形加工軌跡データとして加工演算部１１Ｆが処理し、機構動作制御部１１Ｇに指令する。

【００２５】次に、図２の動作を図４のフローチャートにより説明する。ステップ１３では、測定・補正加工するかプログラム上で判断し、測定・補正加工しないときは通常加工のステップ２１へ進み、測定・補正加工するときはステップ１４へ進む。このステップ１４では、測定・補正なしの外形加工をする。すなわち、測定・補正をするために一度加工をする。

【００２６】ステップ１５では、ＣＣＤカメラ９Ａと画像処理装置９Ｂを動作させる。ステップ１６では、画像処理制御部１１Ｅにより外形寸法測定値を得る。ステップ１７では、外形寸法比較部１１Ｈにて設計値と比較して加工誤差分を算出する。ステップ１８では加工誤差分を１／２にして工具径補正とし、外形加工用工具径に加減算して外形加工軌跡データを補正する。

【００２７】ステップ１９では、補正された外形加工軌跡データにより次の外形加工をする。ステップ２０では、測定・補正加工が終わりか判断する。すなわち、ワーク１０の全面において、外形加工が全て終了であれば一連の動作を終了する。ステップ２０で、測定・補正加工が終了していないときは、ステップ１９の前段へ戻る。

【００２８】ステップ２１では、測定・補正なしの外形加工をする。ステップ２２では、外形加工が全て終了であれば動作を終了し、外形加工が終了していないときは、ステップ２１の前段に戻る。

【００２９】

【考案の効果】

この考案は、プリント基板外形加工機はＣＣＤカメラと画像処理装置が搭載され外形寸法が自動で測定でき、設計値と外形寸法測定値と比較し、自動で外形加工軌跡を補正するため、加工誤差を少なく設計値に近い高精度な外形加工ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例に係るプリント基板外形加
工機の構成図である。

【図２】図１に示すＮＣ制御器１１の詳細構成を示すブ
ロック図である。

【図３】図２のワーク面上の加工軌跡を説明する図であ
る。

【図４】図２の動作を説明するためのフローチャートで
ある。

【図５】従来のＮＣ加工機の構成図である。

【図６】図５に示すＮＣ制御器７の詳細構成を示すブロ
ックである。

【符号の説明】

１テーブル２コラム３サドル４主軸台５スピンドル９ＡＣＣＤカメラ９Ｂ画像処理装置１１ＮＣ制御器１１Ａ入力手段１１Ｂ主制御部１１Ｃ加工座標メモリ１１Ｄ加工パラメータメモリ１１Ｅ画像処理制御部１１Ｆ加工演算部１１Ｇ機構動作制御部１１Ｈ外形寸法比較部１２外形加工用工具

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】Ｘ軸方向に移動するテーブル(1) と、Ｙ軸方向に移動するサドル(3) と、Ｚ軸方向に移動する主軸台(4) と、テーブル(1) とサドル(3) および主軸台(4) の移動を制
御するＮＣ制御器(11)とをもつプリント基板外形加工機
において、サドル(3) に固定されて保持されるカメラ(9A)と、カメラ(9A)を用いてテーブル(1) 上に載置されたワーク
(10)の外形寸法を測定する画像処理装置(9B)とを備え、ＮＣ制御器(11)が、画像処理装置(9B)からの外形寸法測
定値に基づいてワーク(10)の外形加工軌跡データを補正
した制御情報をテーブル(1) とサドル(3) および主軸台
(4) に出力することを特徴とするプリント基板外形加工
機。
【請求項２】ＮＣ制御器(11)は、入力手段(11A）と、
主制御部(11B) と、加工座標メモリ(11C) と、加工パラ
メータメモリ(11D) と、画像処理制御部(11E) と、加工
演算部(11F) と、機構制御部(11G) と、外形寸法比較部
(11H) とで構成され、入力手段(11A) は、主軸台(4) に保持されるスピンドル
(5) のＸＹ平面上の移動座標を指定する加工座標データ
と加工パラメータを主制御部(11B) を介して加工座標メ
モリ(11C) と加工パラメータ(11D) に夫々書き込み、画
像処理制御部(11E) は、画像処理装置(9B)からカメラ(9
A)によって読み取られ数値化されたワーク(10)面上の外
形寸法データを読み込み、外形寸法比較部(11H) に予め
設定されている設計値と比較し、加工誤差を算出し、加工パラメータメモリ(11D) に入力されている工具径デ
ータに対し、工具径補正データを計算し、加工演算部(11F) は、加工座標メモリ(11C) から加工座
標データを読み込み、工具径補正データとにより外形加
工軌跡データを補正し、機構動作制御部(11G)は、補正
された外形加工軌跡データからデーブル(1) 、サドル
(3) および主軸台(4) の制御を指令してプリント基板の
外形加工をすることを特徴とする請求項１に記載のプリ
ント基板外形加工機。