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技術 テーブルと被加工物との位置補正治具およびこの治具を用いて複数のテーブルを有する加工機の位置精度を補正する方法

出願人 日立化成株式会社
発明者 塚田一就本橋邦彦柏崎正美
出願日 1992年12月2日 (27年3ヶ月経過) 出願番号 1992-323085
公開日 1994年7月19日 (25年7ヶ月経過) 公開番号 1994-198534
状態 未査定
技術分野 工作機械の自動制御 工作機械の治具 プリント板の製造
主要キーワード 固定用バー 初期取付け 位置決めピン挿入穴 並列加工 最適オフセット量 調節棒 位置調整つまみ 加圧溶着
関連する未来課題
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この項目の情報は公開日時点(1994年7月19日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (11)

目的

多軸加工機において、各軸ごとに独立した回転を含む位置ずれ補正が可能であり、且つそれにより加工機全軸の同時使用を可能とし、安価な費用で簡単に行える治具と、その治具によって位置精度補正する方法を提供する。

構成

複数のテーブル1と、テーブル1を水平方向に駆動する手段と、被加工物に加工を行う手段と、加工手段を前記テーブル移動手段とは直交する方向に移動する手段と、テーブル1に固定され、かつ被加工物を固定するための支持台3とを備えた複数のテーブルを有する加工機の支持台3に被加工物を位置決めして固定するための治具であって、被加工物に設けられたガイド穴と支持台3に設けられたガイドピン貫通穴に対応する位置に設けられたガイドピン固定穴6と、支持台3に固着されたガイドレールをガイドピン固定穴6に対して回転させる方向に移動する回転補正手段とを備えた。

概要

背景

従来、加工機位置ずれ補正は、特開昭62−261005号公報や特開平4−189428号公報に開示されているように、予め位置ずれ量を測定したあと、配線板を載置した加工機のX軸とY軸の駆動系統を制御して、位置ずれ量だけX方向及びY方向へ移動させることにより行っていた。この方法は主に配線板部品装置や配線板印刷装置等、テーブルを1つしか有しない加工機に多く使用されている位置ずれ補正方法である。

概要

多軸加工機において、各軸ごとに独立した回転を含む位置ずれ補正が可能であり、且つそれにより加工機全軸の同時使用を可能とし、安価な費用で簡単に行える治具と、その治具によって位置精度補正する方法を提供する。

複数のテーブル1と、テーブル1を水平方向に駆動する手段と、被加工物に加工を行う手段と、加工手段を前記テーブル移動手段とは直交する方向に移動する手段と、テーブル1に固定され、かつ被加工物を固定するための支持台3とを備えた複数のテーブルを有する加工機の支持台3に被加工物を位置決めして固定するための治具であって、被加工物に設けられたガイド穴と支持台3に設けられたガイドピン貫通穴に対応する位置に設けられたガイドピン固定穴6と、支持台3に固着されたガイドレールをガイドピン固定穴6に対して回転させる方向に移動する回転補正手段とを備えた。

目的

本発明は、多軸加工機において、各軸ごとに独立した回転を含む位置ずれ補正が可能であり、且つそれにより加工機全軸の同時使用を可能とし、安価な費用で簡単に行える治具と、その治具によって位置精度を補正する方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複数のテーブル1と、テーブル1を水平方向に駆動する手段100と、被加工物に加工を行う手段200と、加工手段200を前記テーブル移動手段100とは直交する方向に移動する手段300と、テーブル1に固定され、かつ被加工物のを固定するための支持台3とを備えた複数のテーブルを有する加工機の支持台3に被加工物を位置決めして固定するための治具であって、被加工物に設けられたガイド穴と支持台3に設けられたガイドピン貫通穴に対応する位置に設けられたガイドピン固定穴6と、支持台3に固着されたガイドレールを前記ガイドピン固定穴6に対して回転させる方向に移動する回転補正手段とを備えたことを特徴とするテーブルと被加工物との位置補正治具。

請求項2

ガイドピン固定穴6を軸とする回転補正手段が、支持台3に固着されたガイドレールと密着して滑るように設けられた溝部を有する腕木2と、腕木2の中心を回転固定する固定ピンと、その固定ピンを軸として互いに逆方向に回転するように腕木を押す2つの調節棒8及び9とを備えたことを特徴とする請求項1に記載のテーブルと被加工物との位置補正治具。

請求項3

ガイドピン固定穴6を軸とする回転補正手段に、調節棒8または9を押す方向と逆方向に腕木2を押しもどすバネをそれぞれの箇所に設けたことを特徴とする請求項2に記載のテーブルと被加工物との位置補正治具。

請求項4

腕木2を回転調節する方向とほぼ垂直方向に、その位置を調整する手段400を設けたことを特徴とする請求項1〜3のうちいずれかに記載のテーブルと被加工物との位置補正治具。

請求項5

複数の被加工物を同時に並列加工する時に、予めセットした全ての被加工物の位置ずれ量を測定し、設計時に決めた規格内であれば、そのまま加工を行い、規格をはずれたものが一つでもある場合には、被加工物が固定された支持台3をその加工機から取外し、被加工物に設けられたガイド穴と支持台3に設けられたガイドピン貫通穴に対応する位置に設けられたガイドピン固定穴6と、支持台3に固着されたガイドレールを前記ガイドピン固定穴6に対して回転させる方向に移動する回転補正手段を有する治具により、全ての位置ずれ量が規格内となる補正量を求め、その補正量に応じて回転補正を行うことを特徴とする複数のテーブルを有する加工機の位置精度を補正する方法。

請求項6

被加工物と支持台3との間に、基板吸着用吸引穴を多数設けたゴムマット又は敷板等を挟み、ゴムマットと被加工物の4辺をそれぞれ個々に接着剤又はテープ等で貼付け固定することを特徴とする請求項5に記載の複数のテーブルを有する配線板用加工機の位置精度を補正する方法。

技術分野

(4)敷板又はゴムマット等に多数の基板吸着用の穴を設け、配線板と敷板又はゴムマット等を個々にテーブルに固定することにより、配線板プレート固定時と加工機テーブルにプレートを取付けた後の全面減圧吸着時に発生する位置ずれを大幅に低減できる。

背景技術

0001

本発明は、位置精度に優れた複数のテーブルを有する加工機いわゆる多軸加工機のテーブルに被加工物をセットするときの位置補正用治具と、その治具を用いた位置精度の補正方法に関する。

発明が解決しようとする課題

0002

従来、加工機の位置ずれ補正は、特開昭62−261005号公報や特開平4−189428号公報に開示されているように、予め位置ずれ量を測定したあと、配線板を載置した加工機のX軸とY軸の駆動系統を制御して、位置ずれ量だけX方向及びY方向へ移動させることにより行っていた。この方法は主に配線板部品装置や配線板印刷装置等、テーブルを1つしか有しない加工機に多く使用されている位置ずれ補正方法である。

0003

配線板は、浸漬処理熱処理等の製造プロセスを経るが、基板膨張収縮により回路パターンも膨張・収縮する。このため、高精度の接着や、穴加工を施す場合は、基板毎パターンに対応した位置ずれ補正が必要となる。

0004

配線板の穴あけ機布線機等のように加工ヘッドとテーブルを複数有する多軸加工機においては、各軸が独立しておらず全軸連動で動作するせため、位置ずれ補正のために各軸ごとに独立したX,Y方向の移動機構を付けなければならず、コスト面の負担が大きくなる。また、通常のXYテーブル等の機構では、載置した配線板の回転ずれ補正が不可能であり、回転機構のあるXYθテーブル等を付けると更にコスト面の負担が大きくなる。

0005

以上の理由から多軸加工機のほとんどは、各軸独立した位置補正機構を付けておらず、加工機の原点オフセットに頼っているのが現状である。しかしオフセットは、多軸加工機の加工ヘッドとテーブルが全軸一体の構造であるために全軸同方向同量位置補正しかできないことと、回転ずれ補正ができないために、取付けた配線板全ての位置ずれを補正することができず、多軸の一部しか同時に使用できないという課題があった。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、多軸加工機において、各軸ごとに独立した回転を含む位置ずれ補正が可能であり、且つそれにより加工機全軸の同時使用を可能とし、安価な費用で簡単に行える治具と、その治具によって位置精度を補正する方法を提供することを目的とする。

0007

本発明のテーブルと被加工物との位置補正治具は、複数のテーブル1と、テーブル1を水平方向に駆動する手段100と、被加工物に加工を行う手段200と、加工手段200を前記テーブル移動手段100とは直交する方向に移動する手段300と、テーブル1に固定され、かつ被加工物のを固定するための支持台3とを備えた複数のテーブルを有する加工機の支持台3に被加工物を位置決めして固定するための治具であって、被加工物に設けられたガイド穴と支持台3に設けられたガイドピン貫通穴に対応する位置に設けられたガイドピン固定穴6と、支持台3に固着されたガイドレールを前記ガイドピン固定穴6に対して回転させる方向に移動する回転補正手段とを備えたことを特徴とする。

0008

このガイドピン固定穴6を軸とする回転補正手段には、支持台3に固着されたガイドレールと密着して滑るように設けられた溝部を有する腕木2と、腕木2の中心を回転固定する固定ピンと、その固定ピンを軸として互いに逆方向に回転するように腕木を押す2つの調節棒8及び9とを備えることが好ましい。

0009

また、このガイドピン固定穴6を軸とする回転補正手段には、調節棒8または9を押す方向と逆方向に腕木2を押しもどすバネをそれぞれの箇所に設けることが好ましい。

0010

また、さらに、腕木2を回転調節する方向とほぼ垂直方向に、その位置を調整する手段400を設ければ、各軸ごとの位置精度を確保でき好ましい。

0011

このような治具を用いれば、複数の被加工物を同時に並列加工する時に、予めセットした全ての被加工物の位置ずれ量を測定し、設計時に決めた規格内であれば、そのまま加工を行い、規格をはずれたものが一つでもある場合には、被加工物が固定された支持台3をその加工機から取外し、被加工物に設けられたガイド穴と支持台3に設けられたガイドピン貫通穴に対応する位置に設けられたガイドピン固定穴6と、支持台3に固着されたガイドレールを前記ガイドピン固定穴6に対して回転させる方向に移動する回転補正手段により、全ての位置ずれ量が規格内となる補正量を求め、その補正量に応じて回転補正を行うことができる。

0012

また、このときに、被加工物と支持台3との間に、吸着用吸引穴を多数設けたゴムマット又は敷板等を挟み、ゴムマットと被加工物の4辺をそれぞれ個々に接着剤又はテープ等で貼付け固定することが好ましい。

0013

本発明の位置精度の補正方法は、図1に示すように、腕木2を移動させて支持台3と被加工物との位置を変更できるようにしている。被加工物4は、位置決めピン5とピン挿入穴6により常に一定の位置に固定される。他の方法として、支持台3を、一定の位置に固定し、位置決めピン挿入穴用バーを設け移動させても同様な位置変更が可能となる。

0014

配線板の回転ずれは、治具の腕木2を、Y方向2箇所の位置調節つまみ8、9で移動させ補正できるようにしている。X方向は、1箇所の位置調整つまみ10で補正する。他の方法として、X方向を2箇所の移動つまみで移動させても回転補正が可能となる。

0015

実施例として、マルチワイヤ配線板用布線機に、本発明の位置精度補正方法を適用した結果について図4図7に基づいて説明する。図4は、布線機専用に製作した位置精度補正台であり、図5は、予備布線で測定した位置ずれ量から最適オフセット量を算出するアルゴリズムである。また、図6は、オフセット補正によっても位置ずれが許容値に入らない布線軸について位置ずれ補正台の補正量を算出するアルゴリズムであり、図7は、補正量算出時に加味する回転補正によって発生する位置ずれの内容である。マルチワイヤ配線板は、絶縁被覆層と接着剤に覆われている銅線(以下ワイヤという)を布線機によって基板の接着剤上に配設することで回路を形成する。布線機は、ワイヤを供給し接着剤と加圧溶着する布線ヘッドと基板を載置するテーブルをそれぞれ4組有している4軸加工機である。まず400mm×500mm×0.3mm(材質ポリイミド)の基板を位置ずれ補正台を用いてプレートに初期取付けする。プレート固定用バー2の固定ねじ19を緩め3つのダイヤルゲージ15、16、17、の目盛りを位置調節つまみ8、9、10で”0(基準位置)に設定する。設定後、プレート固定用バーの固定ねじ19を締め、プレート固定用バー上のプレート固定穴18を用いてレールを位置ずれ補正台上に取付ける。プレート取付け後、超音減衰防止用のゴムマットをプレートに載せ四辺をテープで止める。そして、基板を位置決めピン5とピン挿入穴6により位置ずれ補正台上の一定の位置に取付け四辺をテープ止め後、プレートごと位置ずれ補正台から取出し布線機テーブルに取付ける。この作業を4軸分行い初期取付けが完了する。次に、基板4隅のエッチングパターンとワイヤの位置ずれを測定する。測定した4隅の位置ずれ量から図5に示すアルゴリズムで、最適オフセット量を算出する。そして、位置ずれが許容規格値に入らない軸については、テーブルから取り外して、位置ずれ補正台にセットし、その3つのダイヤルゲージ15、16、17の補正値図6に示すアルゴリズムで算出する。更に、この補正値算出にあたっては、図7に示す回転補正によって新たに発生するX方向ずれを加味し補正精度を高めている。なお、最適オフセット量と位置ずれ補正台の補正量算出にはパソコン等を使用すると便利である。補正算出後、位置ずれ補正台のプレート固定用バー2の固定ねじ19を緩め、位置調節つまみ8、9、10を回しダイヤルゲージ15、16、17の目盛りを補正値に設定し、プレート固定用バーの固定ねじ19を締める。この後は先の初期取付けと同様に位置ずれ補正台上でプレートと基板を固定する。この補正作業を位置ずれが許容規格値外の軸全てについて行い、最後に布線機の原点最適オフセット値に変更して本布線を開始する。上記のように、本発明の位置ずれ補正方法と従来の原点オフセットによる補正を併用すると、オフセットによって許容規格値に入る軸は位置ずれ補正台を再度使用する必要がないため、補正作業の軽減が図れる。以上の方法で、支持基板20枚を位置ずれ補正した結果を図8に示す。この結果から、全ての支持基板において位置ずれが0.08mm以下に補正され、位置ずれ許容基板値0.11mm以下を満足することができた。また、全ての布線において同時4軸稼動を実現し、最小の5サイクルで布線を完了することができた。

0016

比較例1
同じ支持基板において、本発明のプレートとゴムマット及び支持基板の固定方法を用い、従来の原点オフセットで位置ずれ補正した結果を、図9に示す。位置ずれは、補正後でも最大0.16mmあり、同時4軸稼動できないサイクルが2回発生したため布線完了に7サイクルを要した。同じ支持基板において、図2に示す従来のプレートとゴムマット及び支持基板の固定方法を用い、従来の原点オフセットで位置ずれ補正した。この結果は、図9に示すように、位置ずれは、補正後でも最大0.19mmあり、同時4軸稼動できないサイクルが4回発生したため布線完了に9サイクルを要した。

図面の簡単な説明

0017

以上に説明したように、本発明によって、位置精度の高い配線板用加工機と、その加工機によって位置精度を補正する方法を提供することができる。また、その効果は以下に示す。
(1)実施例で示した布線接着以外にも、穴あけ加工部品挿入組立等の配線板用加工機に使用でき、生産能力を大幅に高めることができる。
(2)多軸加工機の軸全てに新たな位置精度の補正機構を取付ける必要がなく、しかも多数の多軸加工機に共用することが可能であるため、安価なコストで効率よく、多種類、多数の配線板用加工機に使用できる。
(3)本発明の位置精度の補正方法と、従来の配線板多軸加工機の原点オフセットによる位置精度の補正方法を併用することにより、本発明と同様な補正精度を満足して且つ位置ずれ補正作業を軽減できる。

--

0018

図1(a)は本発明の位置精度の補正方法を説明するための概略断面図であり、(b)はその要部上面図である。
図2従来例を示す断面図である。
図3第2の本発明の一実施例に用いたテーブルと配線板の間に敷板又はゴムマット等を挟んで固定させる方法を説明するための断面図である。
図4第1の本発明の一実施例を示す概略上面図である。
図5本発明の一実施例に用いた方法を説明するためのフローチャートである。
図6本発明の他の実施例を説明するためのフローチャートである。
図7本発明の回転補正によって発生する位置ずれを説明するための概略図である。
図8本発明の一実施例の結果を示す棒グラフである。
図9従来例の結果を示す棒グラフである。
図10他の従来例の結果を示す棒グラフである。

0019

1.テーブル 2.腕木
3.支持台4.配線板
5.位置決めピン6.ガイドピン固定穴
7.テープ8.Y方向位置調節つまみ(手前側
9.Y方向位置調節つまみ(奥側) 10.X方向位置調節つまみ
11.バネ12.プレートの基板吸着穴
13.敷板又はゴムマットの配線板吸引穴
14.敷板又はゴムマット 15.ダイヤルゲージ(Y方向奥側)
16.ダイヤルゲージ(Y方向手前側)
17.ダイヤルゲージ(X方向) 18.プレート固定用穴
19.固定ねじ20.リニアベアリング
21.位置ずれ量検出用パターン

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