穿孔装置用的作业台以及该穿孔装置 【技术领域】
本发明涉及穿孔装置用的作业台，以及使用该作业台的穿孔装置。
背景技术
已往的穿孔装置中，将工作台的上面的中央部分做成为在表面整面上开设着与内部的空气吸引室连通的散布状的空气吸气孔，并可水平方向受控移动(可在X、Y方向受控移动)。作业台在用摄像机(CCD摄像机)对支承在作业台上的工件的目标记号摄像时，用该作业台吸附工件，同时进行图像处理，从该图像数据计算对中心数据，用该对中心数据使作业台在吸附着工件的状态下朝水平方向受控移动而对中心后，用配设在作业台中央开口的模具和其上方的穿孔具对目标记号进行穿孔。
该穿孔装置中，上述工件的吸附、对中心的数据计算、按照中心数据使工件朝水平方向受控移动，都是瞬间进行的。
工件相对于工作台的表面、作业台表面不仅仅是具有高精度的平行度，也往往有工件局部的微小挠曲变形，相对于作业台就不平行的情况。
这样，使目标记号受控移动，使其收在与摄像机相连的监视器内后，在吸附该工件时，由于局部微小的挠曲变形，即使是吸附着，也常常存在真空破坏地情形。
在产生了真空破坏的状态下，按照对中心数据使工件在水平方向受控移动时，由于吸附不切实，实施的受控移动量产生微小偏差，不能进行高精度的穿孔加工。
另外，当工件的形状大时，不能整个地支承在作业台的表面上，即使目标记号收在监视器画面中，该工件的一部分也伸出作业台，其重量使工件产生局部的微小挠曲变形，同样地导致真空破坏。
为了防止这一现象，提出了使用高吸附力的方案，但是，该方案中，在空气各吸气孔处，工件产生局部变形，该变形传递到工件区域，使整个工件变形。
另外，在工件上穿孔加工的孔形状不限于圆孔，也有矩形孔、コ字形孔等的非圆形孔。例如，在柔性印刷线路板等上，常常用规定的配设图形形成若干产品。这时也同样地，由于上述的真空破坏，使要求高精度的上述制品端部外周的冲孔加工的成品率降低。
【发明内容】
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的是提供一种不破坏真空、能进行高精度工件受控移动的穿孔装置用的作业台以及该穿孔装置。
为了实现上述目的，本发明的穿孔装置用作业台，可水平方向受控移动，开设着多个与内部的空气吸引室连通的、吸附工件用的空气吸气孔，其特征在于，把上述空气吸引室分成若干块(权利要求1)。
这里所说的若干块，是指俯视中的划分，其划分数量是任意的，但是，如果不平行于作业台的工件部分有多部时，则最好划分许多的块。
另外，上述作业台具有开口，在该开口内隔开空间配置着与冲头同轴的模具，在该空间中容许作业台的水平方向受控移动(权利要求4)。
根据上述构造，即使如上述现有技术中所述地在工件上产生局部微小的挠曲变形，由于把空气吸引室分块化，所以可防止真空破坏。因此，使加工对象部(目标记号)受控移动到落在监视画面内后，吸附时，从和与挠曲变形部对应部分以外的空气吸引室连通的空气吸气孔吸气，将工件吸附住，可按照对中心数据高精度地使工件受控移动。
另外，本发明的穿孔装置，将被摄像工件支承在作业台上，根据从摄像部产生的工件的非圆形加工对象部的摄像信号解析的图像数据、和输入的示教数据，用作业台吸附住工件，并在X、Y轴线方向和θ方向受控移动，对中心，然后对加工对象部进行穿孔加工，其特征在于，上述作业台上开设着与内部的空气吸引室连通的、用于吸附工件的空气吸气孔，把该空气吸引室分成多块(权利要求2)。
上述作业台具有开口，在该开口内隔开空间配置着与冲头同轴的模具，在该空间中容许作业台的X轴线、Y轴线、θ方向的受控移动(权利要求5和6)。
这里所说的多块，是指与权利要求1同样地在俯视中进行划分，最好划分为许多块。
上述作业台，把在Y轴线方向可受控移动的Y台部、在X轴线方向受控移动的X台部、和在θ方向受控移动的θ台部重叠成上下多层状，各台部的支承方式是上层台部可相对于下层台部受控移动，在承载工件的最上层台部上开设着与内部空气吸引室连通的、用于吸附工件的空气吸气孔，把上述空气吸引室分成多块(权利要求3)。
上述作业台承载着冲切加工对象部的工件。具体地说，该工件是柔性印刷线路板，在该柔性印刷线路板上形成有多个平行的制品，把该制品端部外周作为加工对象部进行冲切加工(权利要求7)。
冲切时，进行与俯视为コ字形、L字形等的、制品端部外周对应形状的冲切，冲头也形成为与其对应的横断面形状。
另外，上述的示教数据，是用摄像部对与穿孔具的俯视中形状一致的模具冲孔进行摄像解析该摄像信号而得到的、被预先存在与摄像部相连的图像处理装置的图像存储器内。
根据上述构造，使加工对象部、例如制品端部外周移动到落入监视画面内后，进行吸附时，从和与挠曲变形部对应部分以外的空气吸引室连通的空气吸气孔群吸气，将工件吸附固定住，根据从图像数据和示教数据得到的对中心数据，可高精度地使工件受控移动。
例如，当工件是柔性印刷线路板时，加工对象就是制品端部外周。这时，使该制品端部外周移动并落入监视器画面后，进行摄像，根据图像数据和示教数据运算处理对中心数据，按照该对中心数据，使作业台在X、Y轴线方向和θ方向受控移动后，对制品端部外周进行冲切。
由于X台部、Y台部和θ台部是重叠为多层状，所以小型化。
当作业台的θ方向的受控移动范围被限制在某规定角度内时，为了相对于储存图像处理装置内的示教数据，收在预定的角度受控移动范围内地调整使其朝向工件受控移动，使工件的加工对象部被监视器画面示教，这样，可穿设(包含修边、整形)规定俯视形状的孔。
当相对于示教数据具有上述θ方向的受控移动范围以上的误差地图像解析了加工对象部时，视为工件受控移动错误，停止其动作，并且用相连的显示部显示“错误”，或者用亮灯、声音等报警。
另外，工件的吸附、对中心数据的计算、按照对中心数据的工件的水平方向受控移动、用穿孔具的穿孔加工(包含修边、整形)，可用光开关、接触式开关等操作装置进行。
本发明的穿孔装置，把被摄像工件承载在作业台上，根据摄像部对工件的非圆形以外的加工对象部的摄像信号解析的图像数据、和输入的示教数据，用上述作业台吸附住工件，并在X、Y轴线方向及θ方向受控移动，对中心，然后，对加工对象部进行穿孔加工，其特征在于，上述作业台开设着与内部空气吸引室连通的、用于吸附工件的空气吸气孔，把该空气吸引室划分成多块，该作业台有开口，在该开口内隔开空间地配置与冲头同轴的模具，在该空间中容许作业台的X、Y轴线方向和θ方向的受控移动(权利要求8)。
该作业台，把在Y轴线方向受控移动的Y台部、在X轴线方向受控移动的X台部、和在θ方向受控移动的θ台部重叠为上下多层状，各台部的支承方式是，上层台部可相对于下层台部受控移动，在承载工件的最上层台部上开设着与内部空气吸引室连通的、吸附工件的空气吸气孔，把上述空气吸引室划分成多块。
【附图说明】
图1是表示第1实施例之穿孔装置用作业台使用状态的立体图。
图2是作业台要部的纵断面图。
图3是上述作业台的分解立体图。
图4是监视画面的正面图，表示把加工对象物收在摄像部视野内，将其图像数据二进制化的状态。
图5是表示第2实施例之穿孔装置的立体图。
图6是作业台要部的纵断面图。
图7是作业台的分解立体图。
图8是监视画面的正面图，(a)表示把存储在图像处理装置的图像存储器内的示教数据(灰色处理过的图像数据)，显示为监视画面时的情形。(b)表示把加工对象物收在摄像部的视野内、显示灰色处理图像数据的监视画面。(c)是用图形匹配法使工件受控移动并吻合的状态。
【具体实施方式】
下面，说明本发明的穿孔装置用作业台以及使用该作业台的穿孔装置的实施例。图1至图4表示第1实施例的使用状态，图5至图8表示第2实施例的使用状态。先说明第1实施例。
该穿孔装置A由作业台1构成桌子形状的工作台a1的表面中央部，该作业台1能在X、Y轴线方向受控移动。从工作台a1的背部到作业台1的上方设有冲孔单元2，在该冲孔单元2的前端部设有摄像部(CCD摄像机)3，在该摄像部3与作业台1之间同轴地进行摆动的摆动臂12，该摆动臂12能上下运动，在该摆动臂12上保持着冲头P。
该穿孔装置A中，在作业台1中央部的导引口1′(开口)内设有支承在模具保持座DH上的模具D，该模具D与摄像部3同轴。
模具保持具DH间隙配合状地配置在上述导引口1′内，即在与导引口1′的内周面之间存在着空间S。
标记22是突出地设置摆动臂12的旋转部，与穿孔驱动源M连接。标记32是使摆动臂12在水平方向摆动的气缸。
该穿孔装置A，使摆动臂12从与摄像部3及模具D同轴的状态摆动，在脱离了同轴状态，人为地使工件W受控移动，使得目标记号(加工对象部(后面称为穿孔加工对象部))C落在与摄像部3相连的图像处理装置(图未示)的监视器B画面内后，操作光开关或接触式开关等的操作装置，用作业台1吸附该工件W，用与摄像部3相连的图像处理装置(图未示)将其摄像二进制化，在监视器B画面上搜寻该二进制化图像，对中穿孔加工对象部C的中心位置，按照对中心数据使吸附保持着工件W的作业台1在X、Y轴线方向受控移动，对准中心后，使脱离与摄像部3与模具D的同轴环境的摆动臂12摆动，回到与摄像部3及模具D同轴的状态，接受穿孔驱动源M的驱动力，摆动臂12本身上下动，支承在该摆动臂12上的冲头P就对工件W的穿孔加工对象部C进行穿孔加工。
模具保持具DH支承在排除筒体4(该排除筒体4具有冲孔碎片的落下空间)的上端，在该排除筒体4的外周上形成矩形板状、圆板状等的支承板部14。
如图2、图3所示，作业台1由Y台部11和X台部21构成，Y台部11的表面与工作台a1的表面在同一面上，可Y轴线方向受控移动。X台部21配置在Y台11的下方，可在X轴线方向受控移动。
该作业台1收容在从作业台a1表面开口的收容空间a1′内。
X台部21的中央部具有有间隙地插入排除筒体4的开口214，如图2、图3所示，从支承板部14上面突出地设置着导轨211，从X台部21的下面往下突出地设置的X导引部212，嵌合在导轨211上而被导引。在工作台a1内设有支承台6，X用伺服马达M1设置在该支承台6上，用与伺服马达M1连接的X用偏心凸轮213推动X台部21的边缘时，该X台部21就在X轴线方向受控移动。
如图2、图3所示，在X台部21的上面突出地设置着Y导轨111，从Y台部112的下面往下突出地设置的Y导引部112嵌合在该导轨111上而被导引。Y用伺服马达2设置在X台部21上，用与该伺服马达2直接连接的Y用偏心凸轮113推动从Y台部11外缘突出地设置的突部114的外缘时，Y台部11就在Y轴线方向受控移动。
Y台部11的内部形成为中空状，将该中空部分隔为若干块，形成多个空气吸引室5…，在各空气吸引室5…的表面开设着许多个与各空气吸引室连通的空气吸气孔15…，与空气吸引机构(图未示)相连的真空软管25…与各空气吸引室5…连通地连接。
本实施例中，在围绕上述导引口1’的所需范围和靠近各角部的所需范围的5个部位将空气吸引室5分块化。
标记S1是Y台部11的外缘与作业台a1表面端部之间的空间。S2是X台部21的开口214与排除筒体4外周面之间的空间。上述的空间S、S1、S2作为使Y台部11朝X轴线方向受控移动时、使X台部21朝Y轴线方向受控移动时的空间使用。
这样构成的穿孔装置用于作业台1中，由于具有工件W吸附功能的Y台部11的内部是由若干空气吸引室5…构成的，所以，即使在工件W上产生局部的微小挠曲变形，也不引起真空破坏，可以切实地吸附着工件W，按照对中心数据进行工件W的高精度受控移动(X、Y轴线方向)。
另外，该实施例中，也可以将X台部和Y台部上下颠倒，并且，将X台部的空气吸引室分成多个单元空气吸引室，在各空气吸引室上开设空气吸气孔。这种型式的作业台也包含在本发明内。
下面，说明图5至图8所示的第2实施例。该实施例是非圆形的穿孔装置A，具体地说，是对形成在柔性印刷线路板上的许多平行状制品的端部外周(加工对象部)进行冲切的穿孔装置。
该穿孔装置A与第1实施例同样，将桌子形状的工作台a1的表面中央部构成为能在X、Y轴线方向和θ方向受控移动的作业台1。从工作台a1的背部到作业台1的上方设有穿孔单元2，在该穿孔单元2的前端部设有摄像部(CCD摄像机)3，并在该摄像部3与作业台1之间具有为变为同轴而进行摆动的可摆头的摆动臂12，该摆动臂12能上下受控移动，在该摆动臂12上保持着冲头P。这些构造与第1实施例相同，相同的部分注以相同标记，其说明从略。
冲头P从横断面看呈コ字形。
如图6、图7所示，该作业台1由Y台部31、X台部41和θ台部51构成。Y台部31的表面配置成与作业台a1的表面处在同一面上，可在Y轴线方向受控移动。X台部41配置在Y台部31的下位，可在X轴线方向受控移动。θ台部51配置在X台部41的下位，可在θ方向受控移动。
该作业台1与第1实施例同样地收容在从作业台1表面开口的收容空间a1′内。
θ台部51，是从上下两端开放的筒状部511的上端开放部弯折成矩形板状而形成的，在作业台a1内的支承台6上开口的纵口16的上端开放缘设有环状轴承26，用该环状轴承26支承筒状部511。在筒状部511的内周面与排除筒体4之间夹设有环状轴承36，该排除筒体4的上端支承着模具保持具DH，这样，θ台部51能以筒状部511为中心旋转。
另外，如图6、图7所示，该θ台部51，从其一外缘部朝着长度方向设有θ用延伸部512，用θ用偏心凸轮513从外侧推动与该θ用延伸部512的上述一外缘部相连的外缘部分时，该θ台部51的角度就朝θ方向变化，该偏心凸轮513被设置在支承台6上的θ用伺服马达M3旋转。另外，在该θ台部51的上面上设有挟着排除筒体4的、朝向X轴线方向的一对X导轨411、411，从X台部41下面突出地设置的X导引部412、412可移动地嵌合在该导轨411、411上。
本实施例中，θ台部51朝上述θ方向受控移动的范围是30度左右。
在θ台部51上，从突出地设置上述θ用延设部512的一外缘部中间部水平状地突出地设置突部514，在该突部514的上面上设有X用伺服马达M4，X用偏心凸轮413被该X用伺服马达M4驱动旋转。
X台部41是矩形状，其中央部具有供排除筒体4穿插的开口414，挟着该开口414地、在下面上安装着X导引部412、412，挟着该开口414地、在上面上设有一对朝向Y轴线方向的Y导轨311、311，Y导引部312、312可在Y轴线方向受控移动地嵌合在该Y导轨311、311上，用上述X用偏心凸轮413推动与Y导轨311、311平行的一外缘部分时，该X台部41就朝X轴线方向受控移动。
在X台部41上，在被上述X用偏心凸轮413推动的一外缘部分上设有水平状的突部415，在该突部415的上面上设有Y用伺服马达M5，在其上方配置着被Y用伺服马达M5旋转的Y用偏心凸轮313。
如图6、图7所示，Y台部31是圆板状，开设有导引口1′(开口)，该导引口1′与上述开口414同心，其直径比开口414小、且比模具保持座DH大。在下面安装着Y导引部312、312，用Y用偏心凸轮313推动与突部314(该突部314是从对应于Y用偏心凸轮313的一外缘部分呈水平状突出地设置的)的X轴线方向平行的外缘部分时，该Y台部31就在Y轴线方向受控移动。
Y台部31，与上述实施例同样地内部形成为中空状，将该中空部划分为多个单元，形成若干个空气吸引室5…，在各空气吸引室5…的表面开设着多个与各空气吸引室5…连通的空气吸气孔15…，与空气吸引机构(图未示)相连的真空软管25…与各空气吸引室5…连通地连接。该实施例中也同样地，在围绕导引口1′的所需范围和靠近各角部的所需范围的5个部位将空气吸引室5…分块化。
标记S3是Y台部31的外缘与作业台a1表面端部之间的空间。S4是X台部41的开口414与排除筒体4外周面之间的空间。S是Y台部31的导引口1′内周面与模具保持具DH之间的空间。该空间S、S3、S4作为使上述X台部41向X轴线方向受控移动、使Y台部31朝Y轴线方向受控移动时的空间使用。
图像处理装置(图未示)备有图像存储器、运算处理对中心数据的比较运算电路、与驱动部对应的接口等。上述图像存储器用于存储模具D的冲孔d1的示教数据(灰白处理(グレ-处理)过的图像数据)和从摄像部3的摄像信号中分析的图像数据。
这样构成的穿孔装置的作业台，人为地使工件W的各加工对象部C…受控移动到摄像部(CCD摄像机)3的视野内并与示教数据大致吻合，显示在监视器B画面上(图8(b))。
然后，操作光开关、接触式开关等的操作装置，将工件吸附固定住，从灰白处理的图像数据和示教数据运算对中心数据。
图8(a)表示把示教数据、即模具D的冲孔d1显示在监视器B画面上的情形。
为了用图形匹配法使模具D的冲孔d1与制品端部外周(后面称为加工对象部)吻合，使作业台1在X、Y轴线方向和θ方向受控移动后，摆动臂12回到与模具D、摄像部3同轴的位置，往下动，进行冲切(图3(c))。
另外，当上述对中心数据超过了θ台部51的θ方向受控移动范围(本实施例中是30度)时，不能按照该对中心数据来受控移动加工对象部。这时，显示机构显示“错误”，或者用亮灯、发出声音警报等传递给操作者，停止其动作。
即使作为工件W的柔性印刷线路板，产生了局部的挠曲变形，由于用与多个不与变形部其相对的空气吸引室5…连通的一组空气吸引孔15将柔性印刷线路板吸引固定住，所以，不引起真空破坏，可高精度地使柔性印刷线路板受控移动。
另外，也可以使各加工对象部C…受控移动到摄像部3正下方(图未示)，显示在监视器B画面上，预定时间(数秒后)自动地运算对中心数据，吸附固定住作为工件W的柔性印刷线路板，为了用图形匹配法与模具D的冲孔d1吻合，使工件W在X、Y轴线方向和θ方向受控移动。进冲切的控制方式是自由的。
本实施例中，θ台部51的θ方向受控移动范围并不限于使用θ用偏心凸轮513而限定的某范围，例如，把θ台部51做成为能转动180度的构造时，即使不将加工对象部C大致符合示教数据地显示在监视器B画面上，通过把加工对象部收在监视器B画面内，使其在X、Y轴线方向和θ方向受控移动，也能进行冲头P横断面形状的冲切。
这时，大幅度提高作业性。
如上所述，本发明提供的穿孔装置用作业台，把空气吸引室分成多个单元，可以不破坏真空，即使是局部产生微小挠曲变形的工件，也能被牢牢吸附住，高精度地受控移动。
另外，通过X、Y轴线方向和θ方向的受控移动，即使是圆孔以外的非圆孔作为加工对象的工件，也不引起真空破坏，可吸附着工件高精度地将其受控移动。
而且，由于将各台部形成为多层叠置的形状，所以，即使是需要在X、Y轴线方向和θ方向受控移动的穿孔装置，也能实现小型化。
例如，对平行地形成在柔性印刷线路板上的多个制口的端部外周进行冲切时，也能高精度地冲切。