JPS61159311A - 穿孔装置における穿孔中心探査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は穿孔装置、例えば穿孔部分をマークしたベーク
ライト基板等の被穿孔板に自動開穿を施す装置、詳しく
は穿孔マークを有する被穿孔板を作業テーブル上でＸ軸
方向及びＹ軸方向へ移動自在にし、前記穿孔マークが穿
孔具を配備した穿孔位置に移動し停止したときに穿孔具
により穿孔マーク部分を開穿するようにした穿孔装置に
おける穿孔中心探査方法の改良に関する。

（従来の技術） 従来、穿孔中心探査方法には、穿孔位置に移動した被穿
孔板の穿孔マークをＣＯＤ固体素子カメラにより撮映し
、該マークのＩｌｌ像を画像処理して該像の中心座標を
演算処理により算出し穿孔中心と決定する方法があった
。

しかしながら上記従来方法によれば、固体素子の画素数
が少ないことにより分解能が不足し、希望する精度が望
めないとともにコスト的にも高価となり、業界のニーズ
を満足させ得ることができなかった。

（発明の目的） 本発明は斯る従来不具合を解消すべく、レーザーあるい
は発光ダイオードなどを投光とした光センサーを使用し
たアナログ的処理により単純な幾何学的解析方法でもっ
て穿孔中心を検出し、それにより作業能率を向上させる
とともに装置構成を安価となし得る穿孔中心探査方法を
提供せんとするものである。

斯る本発明は、穿孔具を配備した穿孔位置の上方に光セ
ンサープローグを配設し、この光センサープローグによ
って穿孔マークをＸ軸方向及びＹ軸方向に走査して該マ
ークのエツジを検出するようにし、その一軸方向の走査
によって℃ 該方向両エツジ間の中間位置を検出して該位置に被穿孔
板を移動させ、次いで他軸方向の走査により該方向エツ
ジ間の中間位置を検出して穿孔中心と決定し、咳中心位
置に被穿孔板を移動させることを特徴とする穿孔中心探
査方法に係る。

上記被穿孔板の移動、すなわち原点位置から第１穿孔マ
ークまでの移動、次く第２穿孔マーク〜第３穿孔マーク
・・・までの移動及び最終穿孔マークから原点位置まで
の移動は予め入力させであるメモリ（ＲＡＭ）内のシー
ケンスに従って移動し、各穿孔マーク部分が光センサ−
プローブ下に達したときに本発明方法の動作が開始する
。

光センサーはオプチカルファイバーを用いることが精度
上好ましく、とくに該ファイバーの配列を中心に投光部
、その外周に偶数個の受光部を配するものがよい。

光センサーはレーザー光線又は発光ダイオードを投光と
して用い、該センサーによる走査は光センサ−プローブ
を固定した状態で被穿孔板をＸ軸方向及びＹ軸方向に移
動して走査する。

上記光センサ−プローブと穿孔具とは両者の軸心が一致
していることが好ましいが、穿孔具の取付は構造上、両
者の軸心を完全に一致させることは困難である。

そのために、センサーブローブと穿孔具との軸心ずれを
予め測定しておき、そのＸ軸方向及びＹ軸方向の偏差を
入力しておき穿孔中心を決定する際に前記偏差を加減す
る補正処理をして穿孔中心を決定するようにする。

（実施例） 本発明の実施例を図面により説明すれば、第１図及び第
２図はドリル方式の穿孔装置を示し、図中（１）は作業
テーブル（２）を有する機枠であり、作業テーブル（２
）の−側に］形アーム（３）を起設して該アームの先端
にセンサーユニット（４）を設置し、テーブル（２）下
にはドリル（５′）を回転且つ上下動させる穿孔具（５
）を設置するとともに底板上に足踏スイッチ（６）を設
置する。

上記テーブル（２）の略中央部にはドリル（５″）が出
没するドリル孔（７）を開口して眼孔の中心を装置の穿
孔位置とし、このテーブル（２）上にプリント基板（ａ
　）を移動させる可動板（８）を摺動自在に載承せしめ
る。

可動板（８）にはパルスモータ又はサーボモータを駆動
源とするｘ１構（１０ａ）及びＹ機構（ｉｏｂ）からな
る送り機構（１０）を連係せしめ、この送り機構（１０
）によって可動板（８）がテーブル（２）上をＸ軸方向
（横方向）及びＹ軸方向＜ｍ方向）へ移動自在とする。

上記可動板〈８〉に基板＜ａ　＞を取付けて穿孔作業を
するもので、基板（ａ　）は可動板（８）と共にテーブ
ル（２）上をＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動する。

基板（ａ　）の表面には穿孔すべき点（穿孔点）にマー
ク（穿孔マーク）　　（ｂｌ）　　（’ｂ２＞・・・を
付しておき、穿孔点の指標とする。

穿孔マークは基板によりその部分を文面状に印刷したポ
ジタイプ、凹面状としたネガタイプがあるが、その何れ
としてもよい。

実施例において穿孔マーク（ｂｌ）　　（ｂ２）・・・
は円形マークとする。

又、上記テーブル（２）の前面側にはコンソール部（９
）を取付け、このコンソール部（９）には中央処理装置
（ＣＰＵ）を内蔵するとともに該ＣＰＵに接続する送り
操作キー（１１）その他の各種ファンクションキーを設
け、それらファンクションキーの操作により基板（ａ　
）の穿孔作業及び／又は送り入力作業（ティーチング）
を行う。

上記作業は可動板（８）を原点位置においた状態で該板
に基板（ａ　）を取付けた後に送り操作キー（１１）を
操作し送り機構（１０）によって最初に穿孔すべき穿孔
マーク（ｂｌ）を穿孔位置上へ移動させ、そこで足踏ス
イッチ（６）を踏んで当該位置のＸ−Ｙ座標をＣＰＵに
入力記憶させ、次いで第２の穿孔マーク（ｂ２）を操作
キー（’１１）により穿孔位置へ移動させて足踏スイッ
チ（６）を踏み当該位置のＸ−Ｙ座標を記憶させ、同様
にして穿孔マーク（ｂ３）　　（１１４）・・・が穿孔
位置へ移動するＸ−Ｙ座標を入力した後にＲ後に復帰キ
ーを押して基板（ａ　＞を原点位置へ復帰させる。尚、
上記作業はティーチング作業であるが、足踏スイッチ（
６）を踏んだときに穿孔具（５）を駆動させれば穿孔作
業を同時に行なうことができる。しかしティーチング作
業は穿孔マーク（ｂｌ）　　（ｂ２）・・・を穿孔位置
上へ移動させるだけであり穿孔中心を探査していないか
ら穿孔精度は必ずしも正確でない。

上記作業によりＣＰＵには基板（ａ　）の自動送り動作
、すなわち、原点位置→穿孔マーク（ｂｌ）→（ｂ２）
→（ｂ３）・・・→原点位置に至る送り機構（１０）の
動作が記憶される。

センサーユニット（４）は前記アーム（３）の先端に垂
下して固定状に設置された支持筒（１２）内に光センサ
−プローブ（１３）を上下動自在に取付けて構成される
。

光センサ−プローブ（１３）は支持筒（１２）内に形成
されたエアシリンダ（１４）によって上下動し、その下
限位置において探査動作をし、上動は穿孔時においてド
リル（５′）が上動する際の逃げである。

上記プローブ（１３）はオプチカルファイバーを投光部
、受光部として収束させた光センサ−（１５）を挿着し
て、その下端を穿孔位置の上方、詳しくは前記ドリル（
５′）の軸心上に臨ませる。

光センサ−（１５）は中心のファイバー１本を投光部（
１５ａ　）とし、その外周に６本のファイバーを配列さ
せて受光部（１５ｂ　）・・・とした配列構造とし、投
光部（１５ａ）は発光ダイオードを光源として用いる（
第３図、第４図）。

又、上記プローブ〈１３）には、その下部正面位置にマ
ーク検出ランプ（ＬＥＤ）を取付け、光センサ−（１５
）が穿孔マークを検出していないときには消灯し、穿孔
マークを検出している状態で点灯するようにする。

又、上記支持筒（１２）には前記プローブ（１３）の両
側にエアシリンダ（１６）　　（１６）を垂下して設置
し、該シリンダ（１６）　　（１６）のロンドに基板押
え指片（１７）　　（１７）を設けて該指片（１７）（
１１）がエアシリンダによって上下動するようにし、穿
孔作業の開始直前に前記押え指片（１７）（１１）が下
動して基板＜ａ　＞を押圧支持するようにする。・ 次に本発明方法を実施するための構成について説明する
と、前記アーム（３）の垂直部正面に操作盤（２０）を
取付け、この操作盤（２０）に、センサースイッチ（２
１）、ポジ・ネガ切換スイッチ（２２）、探査方法選択
スイッチ（２３）、感度調節ツマミ（２４）　、中心補
正確認スイッチ（２５）　、Ｘ方向補正デジタルスイッ
チ（２５ａ）、Ｙ方向補正デジタルスイッチ（２５ｂ　
）　、ドリル折れ検出スイッチ（２６）、探査表示（２
７）　、送り機構（１０）のＸ方向及びＹ方向移動量（
パルス数）を表示する移動量表示（２８ａ　）　　（２
８ｂ　）、エラー表示ランプ（２９）及び１サイクル終
了ランプ（３０）を設け、それら各部材をＣＰＵに接続
せしめる（第５図、第６図）。

センサースイッチ（２１）はそのＯＮ操作によリＣＰＵ
を介して穿孔中心の探査を可能な状態に設定する。

ポジ・ネガ切換スイッチ（２２）は探査する基板（ａ）
上の穿孔マーク（ｂｌ）　　（ｂ２）・・・の形態に応
じて切換するもので、穿孔マークがポジタイプの場合に
はポジ側に、ネガタイプの場合にはネガ側にスイッチを
切換え操作する。

探査方法選択スイッチ（２３）は光センサ−（１５）が
基板（ａ　）上の一定点を走査するか、又は広範囲を走
査するかを切換するもので、前者走査（スイッチ０ＦＦ
）は送り機構（１０）が停止し基板（ａ　）が停った位
置で光センサ−（１５）が穿孔マークの有無を検出する
探査方法であり、後者走査（スイッチＯＮ）は送り機構
（１０）が角形の渦巻状軌跡を描くように作動して所定
の広範囲内に穿孔マークの有無を検出する探査方法で、
何れの方法の場合も穿孔マークを検出した時点で送り機
構（１０）は一時停止する。

感度調節ツマミ（２４）は光センサ−（１５）の感度を
調節するもので、ツマミ（２４）の回し操作により投光
を一定にしたまま反射光を増幅させて調整する。

中心補正確認スイッチ（２５）は光センサ−（１５）と
ドリル（５′）との軸心ずれ（＠差：Ｘ軸方向及びＹ軸
方向の偏差）をＣＰＵに検知させるものである。

この偏差（補正値）の入力操作を第７図により説明すれ
ば作業者が基板（ａ　）を可動板（８）に取付け、任意
の穿孔マーク（ｂ　）を穿孔位置へ送り機構（１０）の
操作キー（１１）によって移動させた後、前記スイッチ
（２５）をＯＮにすると送り機構のアームを固定すると
同時に移動量表示（２８ａ　）　　（２８ｂ　）のカウ
ントをｉ　Ｏｎに復帰させ、その後、足踏スイッチ（６
）を踏んで該当マー２部分を穿孔すると該穿孔点がドリ
ル中心（Ｏ′）となる。

次いでプローブ（１３）を下動すると光センサ−（１５
）がマーク（ｂ）を検出してランプ（ＬＥＤ）が点灯す
るが、この光センサ−（１５）の位置がセンサー中心（
０）であり、その後に操作キー（１１）を操作して基板
（ａ　）をＹ軸方向の十方向及び一方向に移動させると
、その＋、　　。

−両方向の移動で前記ランプ（ＬＥＤ）が消灯したとこ
ろが穿孔マーク（１）　）のエツジ（Ｅｌ　）、（Ｅ２
　）となり前記センサー中心（０）からエツジ（Ｅｌ＞
（Ｅ２．）までの各移１）１ｍ　（カウント数）　　（
Ｃ＋　）　　（Ｃ２）　’４ｒ前記Ｙ方向移動ｍ表示（
２８ｂ）で読み取る。

そこで補正値：Ａ’−（＋Ｃ＋　）＋（Ｃ２）の計算を
行ない、例えばＣ＋　＝＋４、Ｃ２−−８の場合であっ
たとすると、Ａ’　−（＋４）＋（、−８）＝−４であ
るから、中心に移動させ８にはＡ’／２−−２をＹ方向
補正デジタルスイッチ（２５ｂ　）にセットする。

同様にＸ方向の補正値Ａについても算出してＸ方向補正
デジタルスイッチ（２５ａ）にセットする。

探査表示（２１）は光センサ−（１５）がＸ軸方向及び
Ｙ軸方向の両エツジを検出したときに点灯するランプ（
２７ａ　）　　（２７ａ　’　＞　　（２７ｂ　）（２
７ｂ　’　）及び穿孔中心を検出したときに点灯するラ
ンプ（２７ｃ）からなる。

移動量表示（２８ａ）は送り機構（１０）のＸ機構（１
０ａ）の移動量をカウント表示し、移動量表示（２８ｂ
）はＹ機構（１０ｂ）の移動量をカウント表示するもの
である。

エラー表示ランプ（２９）は光センサ−（１５）が穿孔
マークを検出し得ないとき、あるいはセンサーが反応し
ないときに点灯する。

１サイクル終了ランプ（３０）は基板１枚の穿孔マーク
ブｔｌｌ）　　（ｂ２）・・・全てに穿孔作業を終えて
基板（ａ　）が原点位置に復帰したときに点滅する。

ドリル折れ検出スイッチ（２６）は所定回数後、例えば
１００回の穿孔作業後に、送り機構（１ｏ）を一時停止
させた状態でセンサープローブ（１３）を下動させ光セ
ンサ−（１５）によって開口の有無を検出する動作をさ
せるもので、開口の有無によりドリル（５′）の折損の
有無を検出する。

すなわち光センサ−（１５）により開口が確認されない
ときには穿孔がなされていないのでドリル折れと判断す
る。

而して本発明の穿孔中心探査を穿孔マーク（ｂｌ）の場
合について第８図により説明すれば、予め記憶されてい
る送り機構（１０）の送り動作により基板（ａ）が移動
して穿孔マーク（ｂｌ）が穿孔位置に達したときにセン
サープローブ（１３）が下動し、センサー（１５）が穿
孔マーク（ｂｌ）を検出するとランプ（ＬＥＤ）が点灯
し、この点灯により中心探査が開始する。

探査動作は、今、センサー（１５）が穿孔マーク（ｂｌ
）の任意位置から走査を開始するとしてその走査始点を
■とし、送り機構（１０）のＸ軸方向及びＹ軸方向の駆
動により移動する穿孔マ゛　−り（ｂｌ）を光センサ−
（１５）が走査する。

最初に、光センサ−（１５）は走査始点■からＹ軸方向
く＋）側に走査して（十）側エツジ■を検出しく第８図
（１））、ランプ（２７ｂ）が点灯し、その優、走査方
向がＹ軸（−）側に反軸して（＝）側エツジ■を検出し
く第８図（２＞）、ランプ（２７１）　’　）が点灯す
る。

上記００間の中間（１／２）位置■が演算処理され光セ
ンサ−（１５）の走査位置は前記中間位置■に至り、該
位置からＸ軸方向く＋）側に走査して（＋）側エツジ■
を検出しく第８図（３））、ランプ（２７ａ）が点灯し
、次いで走査方向がＸ軸（−）側に反転して（−）側エ
ツジ■を検出しく第８図（４））、ランプ（２７ａ　’
　）が点灯する。

その後、上記エツジ■■間の中間位置■を演算処理して
求め、その中間位置■のＸ−Ｙ座標に前述した中心補正
値Ａ、Ａ’を加減しく中心補正）、その算出したＸ−Ｙ
座標を穿孔中心■として決定しく第８図（５））、ラン
プ（２７ｃ　）が点灯する。

穿孔中心■の決定により送り機構（１０）により該当す
るＸ−Ｙ座標へ基板（ａ　）を移動させ停止させるとと
もにセンサープローブ（１３）が上動し、その後、押え
指片（１７）　　（１７）が下降し、ドリル（５′）が
上動して穿孔マーク（ｂｌ）の穿孔中心■を穿孔する。

穿孔マーク（１）２）　　（１１３）・・・についても
同様に穿孔中心を探査し穿孔する。

尚、上記探査方法の説明はセンサー（１５）の−探査開
始時に穿孔マークを検出してランプ（ＬＥＤ）が点灯し
た場合を示したが、穿孔マーク（ｂｌ）が光センサ−（
１５）により検出され、ずにランプ（ＬＥＤ）が点灯し
ないときは探査方法選択スイッチ（２３）がＯＮ（広範
囲探査）かＯＦＦ　（定点探査）かを確認し、ＯＦＦの
場合にはエラー表示ランプ（２９）を点灯させるととも
に以上である旨の音声を発生する。

上記選択スイッチ（２３）がＯＮの場合は送り機構（１
０）が広範囲探査（角形渦巻状）の送り動作をして穿孔
マーク（ｂｌ）を検出した後に前述の穿孔中心を探査す
る動作をする。

又、上記探査動作中、光センサ−（１５）がＹ軸方向の
（−）側エツジ■を検出した時点（第８図（２））にお
いて、エラ２０■間の移動量（パルス数）を算出し、そ
のパルス数が予め記憶させておいた最大パターンの一定
数以上（例えば７０％以上）にないときは、Ｘ軸方向の
走査後さらにＹ軸方向の走査をくり返すものとする。

以上の穿孔中心の探査動Ｗを示したフローチャート図を
第９図に示す。

（効果） 本発明によれば従来のＣＯＤカメラを使用する探査方法
に較べて装置構成が簡素化され安価なものとなし得ると
ともに穿孔中心を探査する演算処理が単純であるから計
算スピードが高速化され作業能率を著しく向上させ且つ
精度を高めることができる。

依って所期の目的を達成し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する穿孔装置の一部切欠せる正面
図、第２図はその平面図、第３図はセンザーユニットの
一部切欠せる拡大断面図、第４図は光センサーの拡大断
面図、第５図は操作盤の正面図、第６図は本発明の部材
構成を示すブロツタ図、第７図は中心補正値の算出を説
明する図、第８図は本発明方法を動作説明図、第９図は
本発明方法のフローチャート図である。 図中、（２）は作業テーブル、（４）はセンサーユニッ
ト、（５）は穿孔具、（１３）は光センサ−プローブ、
（１５）は光センサ−、（ａ）は基板（被穿孔板）、（
ｂ　）　　（ｂｌ）　　（ｂ２）・・・は穿孔マークで
ある。 特　　許　　出　　願　　人　　　　　潮工業有限会社
第５図　− 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）穿孔マークを有する被穿孔板を作業テーブル上で
   Ｘ軸方向及びＹ軸方向へ移動自在にし、前記穿孔マーク
   が穿孔具を配備した穿孔位置に移動し停止したときに穿
   孔具により穿孔マーク部分を開穿するようにした穿孔装
   置において、上記穿孔位置の上方に配した光センサープ
   ローグによって穿孔マークをＸ軸方向及びＹ軸方向に走
   査して該マークのエッジを検出するようにし、その一軸
   方向の走査によって両エッジ間の中間位置を検出して該
   位置に被穿孔板を移動させ、次いで他軸方向の走査によ
   り該方向エッジ間の中間位置を検出して穿孔中心と決定
   し、該中心位置に被穿孔板を移動させる穿孔中心探査方
   法。
2. （２）上記被穿孔板が穿孔中心の位置へ移動する間に、
   予め入力してあるセンサープローブと穿孔具との偏差（
   Ｘ軸方向及びＹ軸方向）が補正される特許請求の範囲第
   １項記載の穿孔中心探査方法。