(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートや板材であるワークを搬送する搬送手段と、上型及び下型から成る刻印ヘッドを有するとともに搬送手段で搬送されるワークの下面を下型で支えながら上型を降下させることで該ワークに対して刻印を施す刻印機と、刻印位置に搬送されたワークを撮像する画像処理カメラと、ワークの厚みを測定する厚みセンサーと、画像処理カメラで得られた画像に基づいて刻印機の刻印ヘッドの上型及び下型のワークに対する位置合わせを行うとともに厚みセンサーで測定した厚みデータに基づいて刻印ヘッドの下型の上下位置を調整する制御手段とを備え、刻印ヘッドの上下位置調整を、ワークの上面側を基準として刻印ヘッドの下型の上下位置調整で行うものとすることを特徴とする刻印装置。
【請求項２】
刻印機の刻印ヘッドの下型は、くさび型カムの水平移動で上下位置を変更するものであることを特徴とする請求項１記載の刻印装置。
【請求項３】
制御手段は、刻印後のワークの画像処理カメラによる撮像結果に基づいてワークに施した刻印をチェックし、チェック結果に基づいて次の刻印動作の最適化を行うものであることを特徴とする請求項１または２記載の刻印装置。
【請求項４】
搬送手段は並列に設置された複数本のコンベアからなるとともに、これらコンベアのうちの片側に位置する固定側コンベアに対し、他のコンベアはその横移動でコンベア間の間隔が可変となっており、刻印機は上記固定側コンベアの側に設置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の刻印装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシートや板材に対して刻印を行う刻印装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板に対して刻印を行う刻印装置が特開平４−４２９９１号公報に示されている。これは刻印機と、配線板を送る導入コンベアと、導入コンベアからの配線板を上記刻印機における刻印位置に位置合わせする幅寄せ機構と、刻印後の配線板を受け取って送り出す送出コンベア等からなるものとして構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記刻印装置では、刻印位置への位置合わせが、被刻印物である配線板を寄せて行うことから、位置合わせに際して配線板に擦り傷が生じてしまうことが多々あり、また上記位置合わせに必要な動作時間の短縮が不可能であった。また、厚みが異なる被刻印物に対して、品種切り換えを自動化することができなかった。
【０００４】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは位置合わせに際して被刻印物に擦り傷が生じたりしない上に刻印を高速で行うことができる刻印装置を提供するにあり、また他の目的とするところは厚みが異なる被刻印物に対する品種切り換えを自動化することができる刻印装置を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明は、シートや板材であるワークを搬送する搬送手段と、上型及び下型から成る刻印ヘッドを有するとともに搬送手段で搬送されるワークの下面を下型で支えながら上型を降下させることで該ワークに対して刻印を施す刻印機と、刻印位置に搬送されたワークを撮像する画像処理カメラと、ワークの厚みを測定する厚みセンサーと、画像処理カメラで得られた画像に基づいて刻印機の刻印ヘッドの上型及び下型のワークに対する位置合わせを行うとともに厚みセンサーで測定した厚みデータに基づいて刻印ヘッドの下型の上下位置を調整する制御手段とを備え、刻印ヘッドの上下位置調整を、ワークの上面側を基準として刻印ヘッドの下型の上下位置調整で行うものとすることに特徴を有している。刻印位置の位置合わせをワーク側の位置調整で行うのではなく、刻印機の刻印ヘッド側で行うとともに、ワークの厚みに応じた上下位置調整も刻印ヘッド側の下型で行うものである。
【０００６】
なお、刻印機の刻印ヘッドの下型としては、くさび型カムの水平移動で上下位置を変更するものであることが好ましい。
【０００７】
上記制御手段は、刻印後のワークの画像処理カメラによる撮像結果に基づいてワークに施した刻印をチェックし、チェック結果に基づいて次の刻印動作の最適化を行うものであることが望ましい。安定した品質の刻印を得ることができる上に、刻印ヘッドの交換等を行っても人による調整が不要となる。
【０００９】
また、搬送手段は並列に設置された複数本のコンベアからなるとともに、これらコンベアのうちの片側に位置する固定側コンベアに対し、他のコンベアはその横移動でコンベア間の間隔が可変となっており、刻印機は上記固定側コンベアの側に設置されていると、ワークの幅違い品種に対する対応が容易である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、図２に示すように、この刻印装置は、シートや板材といったワーク（被刻印物）９を搬送するコンベア１と、このコンベア１の脇に設置した刻印機２、コンベア１で搬送されているワーク９を撮像する画像処理カメラ３、コンベア１で搬送されているワーク９の厚みを測定する厚みセンサー４、そして画像処理カメラ３及び厚みセンサー４の出力を取り込んで刻印機２及びコンベア１を制御する制御手段とからなるもので、ここにおけるコンベア１は、吸着型のもので構成してある。
【００１１】
図７に示すように、メインフレーム１０の下方側にブロア１２に接続される吸引管１１を配するとともに、これらの周囲に吸引孔付きの無端ベルト１３を配したものとして形成してある該コンベア１は、その下面側にワーク９を吸着して搬送する。
【００１２】
図示例においては、このコンベア１を並列に３本並べて、これら３本のコンベア１でワーク９を同時に吸着し、同期運転する３本のコンベア１でワーク９を搬送するようにしているが、図６に示すように、片側のコンベア１は固定で設置しているものの、他の２本のコンベア１は、ワーク９の幅違い品種に対応するために、固定側コンベア１との間隔を変えることができるように設置している。すなわち、移動側の２つのコンベア１，１は、そのメインフレーム１０にナット１５を固着しており、該ナット１５をボールねじ１６，１６に夫々螺合させている。モータ１７によってボールねじ１６を回転させることで、コンベア１が横移動するようにしているものであり、またモータ１７から２本のボールねじ１６、１６への回転伝達部に、歯数の異なるタイミングプーリー１８，１８を用いることによって、上記横移動に際して、固定側のコンベア１に近い移動側コンベア１の横移動量よりも、遠い移動側コンベア１の横移動量の方が大きくなるようにしてある。
【００１３】
図８は、リフター７上に多数枚が積み上げられているワーク９を１枚ずつ吸着型のコンベア１に移す吸着チャンバー６を示しており、カムとリンクとを用いた上下駆動装置６０によって上下移動を行う吸着チャンバー６は、その下降時にワーク９を吸着し、上昇することで吸着したワーク９を吸着型のコンベア１で吸着させた後は吸着を解除して、次のワーク９の移送に備える。なお、吸着チャンバー６は３本のコンベア１に対して夫々配設されており、移動側コンベア１，１の横移動の際には同時に横移動を行う。
【００１４】
また、リフター７の脇には第２吸着チャンバー８とブロア８５とを配してある。この第２吸着チャンバー８は、積み上げられたワーク９の隅部を吸着して持ち上げるものであり、持ち上げた状態で側方からブロア８５でエアを吹き付けることにより、１枚だけの分離を行う。
【００１５】
上記３本のコンベア１のうち、固定側のコンベア１の脇に設置した刻印機２は、下型２２でワーク９下面を支えた状態で上型２１を下降させることによってワーク９表面に刻印を記すものであるが、刻印ヘッドである上型２１及び下型２２は、図３〜図５に示すように、ＸＹテーブル２３上に設置したフレーム２０に取りつけられ、さらに上型２１についてはＺ軸回りθの回転調整ができるように、下型２２についてはＺ軸方向位置、つまり上下位置調整ができるようにされている。
【００１６】
ＸＹテーブル２３は、Ｘ軸及びＹ軸用の各モータ２３ａ，２３ｂで回転駆動されるボールねじと螺合して、これらモータ２３ａ，２３ｂの回転によってＸＹ位置を変更する。そして、ＸＹテーブル２３上に設けたフレーム２０は、上面が傾斜面となったカム２４を水平方向にスライド自在に保持しており、モータ２４ａで回転駆動されるボールねじと螺合している上記カム２４上には下型２２から垂下されたカムフォロア２４ｂが接している。モータ２４ａの回転でカム２４は水平移動を行うものであり、この水平移動に伴い、カム２４上面の傾斜面にカムフォロア２４ｂを接触させている下型２２は上下移動を行う。そして、上型２１は、フレーム２０に対して上下動作用アクチュエータ（シリンダー）２６と、θ軸回転補正用のモータ２５を介して取りつけられている。
【００１７】
刻印機２に取り付けられた画像処理カメラ３は、コンベア１で搬送されて刻印機２のところに搬送されてきたワーク９の上面側を撮像するものであり、制御手段は撮像された画像をもとに上型２１及び下型２２の位置を調整して、ワーク９に対する位置合わせを行う。すなわち、画像処理カメラ３で取り込んだ画像から、ワーク９のＸＹ方向の位置ずれや、Ｚ軸回りθの角度ずれについての補正量を求めて、ＸＹテーブル２３の位置調整と上型２１の回転調整とを行う。また、制御手段は、コンベア１で搬送されるワーク９の厚みセンサー４による厚みの測定結果に基づいて、下型２２の上下位置調整を行う。
【００１８】
図１に上記位置補正動作についての動作フローを示す。コンベア（Ｃ／Ｖ）１で搬送されて刻印機２が設置された刻印ステーションで停止したワーク９に対して、厚みの測定を行って、カム（くさび）２４の移動量を演算し、またワーク９を撮像してワーク９の位置を測定することで位置ずれ量を検査して、要求されたワーク９端面からの相対刻印位置に合わせて、上型２１と下型２２とを移動させるとともにワーク９の厚みに合わせた下型２２の上下位置調整を行い、上型２１を下降させることで刻印を行うのである。
【００１９】
刻印のための位置合わせをワーク９側の移動で行うのではなく、刻印機２側で行うことから、位置合わせに際してワーク９の幅寄せ等をする必要がないために、ワーク９に擦り傷等が生じてしまうことがないものであり、また厚みセンサー４によるワーク９の厚み測定結果に基づき、刻印時にワーク９の下面を支える下型２２の上下位置調整を行うことから、厚みの異なるワーク９への品種切り換えにも自動で応ずることができる。さらに、ワーク９側を動かして位置調整を行う場合に比して、処理時間が短くてすむものである。
【００２０】
刻印後は画像処理カメラ３によってワーク９に刻印した印字を撮像し、刻印文字位置、刻印深さ、刻印文字周辺の傷等のチェックを行って良否の判定を行うとともに、刻印文字位置や刻印深さのチェック結果に基づき、次のワーク９に対する刻印に際しての位置測定結果や厚み測定結果に対する位置補正量の最適化を行う。従って、上型２１や下型２２の交換が発生しても、人による調整は不要である。また、刻印文字深さの品質も安定したものとなる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明は、シートや板材であるワークを搬送する搬送手段と、上型及び下型から成る刻印ヘッドを有するとともに搬送手段で搬送されるワークの下面を下型で支えながら上型を降下させることで該ワークに対して刻印を施す刻印機と、刻印位置に搬送されたワークを撮像する画像処理カメラと、ワークの厚みを測定する厚みセンサーと、画像処理カメラで得られた画像に基づいて刻印機の刻印ヘッドの上型及び下型のワークに対する位置合わせを行うとともに厚みセンサーで測定した厚みデータに基づいて刻印ヘッドの下型の上下位置を調整する制御手段とを備え、刻印ヘッドの上下位置調整を、ワークの上面側を基準として刻印ヘッドの下型の上下位置調整で行うものとするもので、刻印位置の位置合わせをワーク側の位置調整で行うのではなく、刻印機の刻印ヘッド側で行うために、位置合わせに際してワークに擦り傷等が生じてしまうことがない上に、高速処理が可能であり、しかもワークの厚みに応じた上下位置調整も刻印ヘッド側の下型で行うために、ワークの厚みによる品種切り換えにも自動で且つ迅速に対応することができる。
【００２３】
そして、上記制御手段が、刻印後のワークの画像処理カメラによる撮像結果に基づいてワークに施した刻印をチェックし、チェック結果に基づいて次の刻印動作の最適化を行うものであると、安定した品質の刻印を得ることができるものであり、しかも刻印ヘッドの交換等を行ってもこれに自動で対応することができることになるために、人による調整が不要となる。
【００２５】
また、搬送手段は並列に設置された複数本のコンベアからなるとともに、これらコンベアのうちの片側に位置する固定側コンベアに対し、他のコンベアはその横移動でコンベア間の間隔が可変となっており、刻印機は上記固定側コンベアの側に設置されていると、ワークの幅違い品種に対する対応が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例における動作を示すフローチャートである。
【図２】同上の全体構成を示すもので、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は部分断面図である。
【図３】同上の刻印機の斜視図である。
【図４】同上の上型の上下動及び回転調整機構を示す斜視図である。
【図５】同上の下型の上下位置調整機構を示す斜視図である。
【図６】同上の吸着型のコンベアの横移動機構を示す斜視図である。
【図７】同上の吸着型のコンベアの破断斜視図である。
【図８】同上の吸着型のコンベアと吸着チャンバーとを示す正面図である。
【符号の説明】
１  コンベア
２  刻印機
３  画像処理カメラ
４  厚みセンサー
９  ワーク
【図１】
0003684872.tif 000002
【図２】
0003684872.tif 000003
【図３】
0003684872.tif 000004
【図４】
0003684872.tif 000005
【図５】
0003684872.tif 000006
【図６】
0003684872.tif 000007
【図７】
0003684872.tif 000008
【図８】
0003684872.tif 000009