專(zhuān)利名稱(chēng)：工件加工機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用來(lái)自形成于工件上的位置檢測(cè)用貫穿孔的反射光 來(lái)檢測(cè)工件的位置，從而對(duì)工件進(jìn)行加工的工件加工機(jī)。
背景技術(shù)：
以往，為了將由工件加工機(jī)加工的工件亦即打印基板定位在工作臺(tái) 上，是以設(shè)置在打印基板的表面或內(nèi)層的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記為基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行。為了 檢測(cè)出絕緣層呈透明或半透明的打印基板的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，提出有從打印基 板的下方照射光，使對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記成為陰影而檢測(cè)出的方法(專(zhuān)利文獻(xiàn)l)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利第3023320號(hào)7>才艮另外，近年來(lái)，即便是表面層(最上層)是銅層的打印基板，仍能 夠通過(guò)激光加工出用來(lái)連接上層與內(nèi)層的盲孔。這種情況下，為了預(yù)防 激光在銅層被反射，多對(duì)最上層的銅層表面施以形成例如黑色的CuO 層等的表面處理。由于銅層無(wú)法使光透過(guò)、以及由在表面印刷等導(dǎo)致對(duì) 準(zhǔn)標(biāo)記的配置較為困難，故而采用貫穿孔作為對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。圖6是表示以往的通過(guò)拍攝檢測(cè)出對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的狀態(tài)的圖。圖7是從 箭頭K方向看圖6的圖。打印基板P的最上層為銅層，且表面上形成有厚度為2nm左右的 黑色CuO層。打印基板P的板厚為lmm ~ 3mm。在打印基板P上形成 有多個(gè)作為對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的貫穿孔18 (以下，稱(chēng)為"對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記"。)。對(duì)準(zhǔn)標(biāo) 記18的直徑dl為lmm 3mm。在照相機(jī)20的外周配置有環(huán)狀的照明 裝置22。照相機(jī)20連接于未圖示的圖像處理裝置。若斜向照明對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18,如圖6、圖7所示，將在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18的 內(nèi)部形成因照明引起的陰影S,因此對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18的輪廓變得不清楚。 由于圖像處理裝置抽出對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18的輪廓來(lái)對(duì)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18的中心坐標(biāo) 進(jìn)行運(yùn)算，因此若輪廓檢出精度下降，則中心坐標(biāo)的檢出精度下降。結(jié)果工件加工機(jī)的加工精度下降。特別當(dāng)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18的周?chē)鷰в胁羵麜r(shí)， 輪廓的檢出精度下降。若采用專(zhuān)利文獻(xiàn)l的技術(shù)，則可以解決上述課題。但是若減少照明 裝置的數(shù)量，則會(huì)導(dǎo)致對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的配置的自由度變小。因此，若為了增 加對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的配置的自由度而增加照明裝置的個(gè)數(shù)，則裝置構(gòu)造不僅昂 貴，且配置真空吸附用的孔的空間也變小。因此用來(lái)吸附打印基板P的 孔的數(shù)量受到限制，導(dǎo)致工件的保持性能下降。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明在于提供一種提高了工件的加工精度的工件加工機(jī)。本發(fā)明中的工件加工機(jī)(100)具備對(duì)所加工的工件(P)進(jìn)行支承 且移動(dòng)自如的工作臺(tái)(9)、利用來(lái)自形成于上述工件(P)的位置檢測(cè)用 貫穿孔(18 )的反射光來(lái)檢測(cè)上述工件(P)的位置的位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)(20 )， 該工件加工機(jī)(100)的特征在于，還具備板狀的中間部件(10)，其被 設(shè)置在上述工作臺(tái)(9 )與上述工件(P )之間，并形成有進(jìn)光用開(kāi)口 ( 12 ), 該進(jìn)光用開(kāi)口 (12)與上述位置檢測(cè)用貫穿孔(18)重合且開(kāi)口面的范 圍包含上述位置檢測(cè)用貫穿孔(18)。入射到位置檢測(cè)用貫穿孔(18)的光，通過(guò)進(jìn)光用開(kāi)口 (12)并在 工作臺(tái)(9)反射，而從工作臺(tái)(9)側(cè)也照射位置檢測(cè)用貫穿孔(18)。 因此位置檢測(cè)用貫穿孔(18)整體被照射，由此就不會(huì)在貫穿孔(18) 中產(chǎn)生陰影。由于位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)(20)對(duì)不產(chǎn)生陰影且輪廓清晰的位置 檢測(cè)用貫穿孔(18)進(jìn)行檢測(cè)，因此可以正確地檢測(cè)出貫穿孔(18)的 中心坐標(biāo)。上述括號(hào)內(nèi)的符號(hào)用來(lái)與附圖對(duì)照，不對(duì)本發(fā)明的構(gòu)成進(jìn)行任何的 限定。本發(fā)明的工件加工機(jī)由于可以正確地檢測(cè)出位置檢測(cè)用貫穿孔的 中心坐標(biāo)，因此可以可靠地檢測(cè)工件的位置，并可以提高工件的加工精 度。


圖l是本發(fā)明的實(shí)施方式中作為工件加工機(jī)的、激光加工機(jī)的主視圖。圖2是圖1所示的激光加工機(jī)的工作臺(tái)的剖視圖。圖3是本發(fā)明涉及的夾具板的俯視圖。圖4是進(jìn)光孔與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的剖視圖。圖5是沿圖4中箭頭K1方向看到的打印基板P的圖。圖6是表示以往的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的拍攝方法的圖。圖7是圖6的K向視圖。符號(hào)說(shuō)明如下P…打印基板(工件)；l...基座；2…X工作臺(tái)；6…激光振蕩器；8...Y 工作臺(tái)；9…工作臺(tái)；10…夾具板(中間部件)；12…寬開(kāi)口面積的貫穿 孔(進(jìn)光用開(kāi)口、貫穿孔)；18…對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(位置檢測(cè)用貫穿孔)；20... 照相機(jī)(位置檢測(cè)機(jī)構(gòu))；21…透鏡；22...光源；40...加工頭；100...激 光加工機(jī)(工件加工機(jī))。
具體實(shí)施方式
以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖l是本發(fā)明的實(shí)施方式中作為工件加工機(jī)的、激光加工機(jī)的主視 圖。圖2是圖l所示的激光加工機(jī)的工作臺(tái)的剖視圖。圖3是本發(fā)明涉 及的夾具板的俯視圖。實(shí)施方式中表示通過(guò)激光加工工件的激光加工機(jī)。本發(fā)明由于是通 過(guò)正確地檢測(cè)出工件的位置來(lái)正確地進(jìn)行工件加工的工件加工機(jī)，所以 并不局限于激光加工機(jī)，也包含通過(guò)鉆頭或立銑刀等工具來(lái)加工工件的 加工機(jī)等。另外，作為工件雖然示出的是打印基板，但工件并不局限于 打印基板。對(duì)激光加工機(jī)的整體進(jìn)行說(shuō)明。在圖l中，激光加工機(jī)100的X工作臺(tái)2支承在引導(dǎo)體2G上，并 在基座l上相對(duì)紙面垂直(紙面的表里方向、圖3中的箭頭X方向)移 動(dòng)。Y工作臺(tái)8支承在引導(dǎo)體8G上，并在X工作臺(tái)2上沿Y方向移動(dòng)。 工作臺(tái)9固定在Y工作臺(tái)8上。在工作臺(tái)9上通過(guò)未圖示的螺栓固定有 夾具板IO。夾具板10之上載置有打印基板P，該打印基板P被后述的 氣體所吸附。在從激光振蕩器6輸出來(lái)的光束6a的光路上，配置有面鏡5、 一對(duì) 檢電鏡4、 F 6透鏡3。檢電鏡4與F 6透鏡3配置在沿上下方向(箭頭 Z方向)移動(dòng)自如的加工頭40上。加工頭40的側(cè)面配置有照相機(jī)20-及光源22。照相機(jī)20的透鏡21的中心軸與F 6透鏡3的中心軸平行。 光源22以包圍照相機(jī)20的方式配置。對(duì)工作臺(tái)9進(jìn)行說(shuō)明。如圖2所示，形成在工作臺(tái)9的內(nèi)部的空間9i經(jīng)連接件9j連接于 未圖示的真空泵。在工作臺(tái)9的表面形成與內(nèi)部的空間9i連通的多個(gè) 吸附孔9h。因此，工作臺(tái)9的工件保持性能優(yōu)良，并可以降低運(yùn)行成 本。對(duì)夾具板10進(jìn)行說(shuō)明。如圖3所示，在夾具板10上形成有安裝孔11、與形成于打印基板P 的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18具有相同數(shù)量且收進(jìn)光的進(jìn)光孔12、以及吸附孔13。在 安裝孔ll上貫穿有未圖示的螺栓，該螺栓用來(lái)把夾具板IO固定在工作 臺(tái)9上。在把夾具板10固定在工作臺(tái)9時(shí)，如圖2所示，吸附孔13被 配置為相對(duì)于形成在工作臺(tái)9上的吸附孔9h中的每隔一個(gè)的吸附孔9h 中心一致。因此夾具板IO的工件保持性能優(yōu)良，可以降低運(yùn)行成本。四個(gè)進(jìn)光孔12形成在與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18中心一致的位置上。若將對(duì)準(zhǔn) 標(biāo)記18的直徑設(shè)為dl、將設(shè)置打印基板P于夾具板10上時(shí)的定位精 度設(shè)為A (通常情況為lmm左右)，則進(jìn)光孔12的直徑d2形成為滿(mǎn)足 算式1的大小。另外對(duì)于夾具板10使用滿(mǎn)足式2的板厚T的板。d2> (1.2dl + A)(算式l)T>1.5d2(算式2)由式l、式2求得(T/1.5) >d2> (1.2dl + A)(算式3)因此，優(yōu)選地將較寬開(kāi)口面積的貫穿孔12的直徑d2設(shè)定為對(duì)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18的檢出動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖4是進(jìn)光孔12與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 18的剖視圖。圖5是沿圖4中箭頭K1方向看打印基板P的圖。在將照相機(jī)20的中心軸定位在設(shè)計(jì)上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18的中心之后， 若點(diǎn)亮光源22,則從光源22照射出來(lái)的光的一部分入射到進(jìn)光孔12 的內(nèi)部。入射到進(jìn)光孔12的內(nèi)部的光，在工作臺(tái)9的表面反射并從下 側(cè)照射對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18。結(jié)果如圖5所示，未生成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18的陰影，并 且使對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18的輪廓變得清楚。未圖示的圖像處理裝置使由照相機(jī)20拍攝的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18周邊的圖 像數(shù)據(jù)二值化(圖示的情況下，識(shí)別為對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18是黑色、打印基板P 的表面是白色)，以檢出對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18的輪廓，并由檢出的圓形輪廓直接 或者由中心來(lái)運(yùn)算對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18的中心坐標(biāo)。此外，由于確定對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18的中心坐標(biāo)之后的激光加工與以往相 同，故省略說(shuō)明。根據(jù)本發(fā)明，可以將圖像數(shù)據(jù)二值化，并將這時(shí)的閾值設(shè)為比以往 大(也就是，粗糙地)，并且將發(fā)生在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18周?chē)拇蛴』錚表 面上的傷識(shí)別為白色，因此不會(huì)降低檢出精度。另外由于激光加工機(jī)可以高精度地檢出對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18的輪廓，因此 可以正確獲知對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記18的中心坐標(biāo)，從而提高加工精度。另外在本實(shí)施方式中，由于在夾具板10上設(shè)置與形成于工作臺(tái)9 的吸附孔9h連通的吸附孔13，因此能夠可靠地對(duì)打印基板P進(jìn)行吸附。T> d2> dl(算式4)此外，在本實(shí)施方式中為了將對(duì)比變得清楚，因此雖然將夾具板IO 的板厚T設(shè)定為進(jìn)光孔12的直徑d2的1.5倍以上，但也可以設(shè)定在1 倍左右。另外，作為夾具板IO的材質(zhì)可以采用金屬，也可以采用合成樹(shù)脂。 只要是容易反射光的材質(zhì)即可。
權(quán)利要求
1.一種工件加工機(jī)，具備對(duì)所加工的工件進(jìn)行支承的移動(dòng)自如的工作臺(tái)、利用來(lái)自形成于上述工件的位置檢測(cè)用貫穿孔的反射光來(lái)檢測(cè)上述工件位置的位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其特征在于，具備板狀的中間部件，其被設(shè)置在上述工作臺(tái)與上述工件之間，并形成有進(jìn)光用開(kāi)口，該進(jìn)光用開(kāi)口與上述位置檢測(cè)用貫穿孔重合且開(kāi)口面的范圍包含上述位置檢測(cè)用貫穿孔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工件加工機(jī)，其特征在于，上述進(jìn)光用 開(kāi)口的水平方向的剖面為圓形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工件加工機(jī)，其特征在于，上述進(jìn) 光用開(kāi)口是比上述位置檢測(cè)用貫穿孔直徑更大的貫穿孔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的工件加工機(jī)，其特征在于，上述中間部 件的板厚被設(shè)定為比上述進(jìn)光用開(kāi)口的直徑厚。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于提高工件的加工精度。根據(jù)本發(fā)明，工件加工機(jī)具備對(duì)所加工的打印基板(P)進(jìn)行支承的移動(dòng)自如的工作臺(tái)(9)、利用來(lái)自形成于打印基板(P)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(18)的反射光來(lái)檢測(cè)打印基板(P)的位置的照相機(jī)(20)，還具備夾具板(10)，其被設(shè)置在工作臺(tái)(9)與打印基板(P)之間，并形成有與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(18)重合且比該貫穿孔大的進(jìn)光孔(12)。
文檔編號(hào)B23K26/04GK101274393SQ20081008806
公開(kāi)日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2008年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者木村文昭, 松村薰 申請(qǐng)人:日立比亞機(jī)械股份有限公司