專利名稱：工件加工機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用來自形成于工件上的位置檢測用貫穿孔的反射光 來檢測工件的位置，從而對工件進(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 上，是以設(shè)置在打印基板的表面或內(nèi)層的對準(zhǔn)標(biāo)記為基準(zhǔn)來進(jìn)行。為了 檢測出絕緣層呈透明或半透明的打印基板的對準(zhǔn)標(biāo)記，提出有從打印基 板的下方照射光，使對準(zhǔn)標(biāo)記成為陰影而檢測出的方法(專利文獻(xiàn)l)。專利文獻(xiàn)1:日本專利第3023320號7>才艮另外，近年來，即便是表面層(最上層)是銅層的打印基板，仍能 夠通過激光加工出用來連接上層與內(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。由于銅層無法使光透過、以及由在表面印刷等導(dǎo)致對 準(zhǔn)標(biāo)記的配置較為困難，故而采用貫穿孔作為對準(zhǔn)標(biāo)記。圖6是表示以往的通過拍攝檢測出對準(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 有多個作為對準(zhǔn)標(biāo)記的貫穿孔18 (以下，稱為"對準(zhǔn)標(biāo)記"。)。對準(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。若斜向照明對準(zhǔn)標(biāo)記18,如圖6、圖7所示，將在對準(zhǔn)標(biāo)記18的 內(nèi)部形成因照明引起的陰影S,因此對準(zhǔn)標(biāo)記18的輪廓變得不清楚。 由于圖像處理裝置抽出對準(zhǔn)標(biāo)記18的輪廓來對對準(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)對準(zhǔn)標(biāo)記18的周圍帶有擦傷時， 輪廓的檢出精度下降。若采用專利文獻(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，則會導(dǎo)致對準(zhǔn)標(biāo)記的配置的自由度變小。因此，若為了增 加對準(zhǔn)標(biāo)記的配置的自由度而增加照明裝置的個數(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)具備對所加工的工件(P)進(jìn)行支承 且移動自如的工作臺(9)、利用來自形成于上述工件(P)的位置檢測用 貫穿孔(18 )的反射光來檢測上述工件(P)的位置的位置檢測機(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(9 )與上述工件(P )之間，并形成有進(jìn)光用開口 ( 12 ), 該進(jìn)光用開口 (12)與上述位置檢測用貫穿孔(18)重合且開口面的范 圍包含上述位置檢測用貫穿孔(18)。入射到位置檢測用貫穿孔(18)的光，通過進(jìn)光用開口 (12)并在 工作臺(9)反射，而從工作臺(9)側(cè)也照射位置檢測用貫穿孔(18)。 因此位置檢測用貫穿孔(18)整體被照射，由此就不會在貫穿孔(18) 中產(chǎn)生陰影。由于位置檢測機(jī)構(gòu)(20)對不產(chǎn)生陰影且輪廓清晰的位置 檢測用貫穿孔(18)進(jìn)行檢測，因此可以正確地檢測出貫穿孔(18)的 中心坐標(biāo)。上述括號內(nèi)的符號用來與附圖對照，不對本發(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出位置檢測用貫穿孔的 中心坐標(biāo)，因此可以可靠地檢測工件的位置，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是表示以往的對準(zhǔn)標(biāo)記的拍攝方法的圖。圖7是圖6的K向視圖。符號說明如下P…打印基板(工件)；l...基座；2…X工作臺；6…激光振蕩器；8...Y 工作臺；9…工作臺；10…夾具板(中間部件)；12…寬開口面積的貫穿 孔(進(jìn)光用開口、貫穿孔)；18…對準(zhǔn)標(biāo)記(位置檢測用貫穿孔)；20... 照相機(jī)(位置檢測機(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，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。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)施方式中表示通過激光加工工件的激光加工機(jī)。本發(fā)明由于是通 過正確地檢測出工件的位置來正確地進(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)，也包含通過鉆頭或立銑刀等工具來加工工件的 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。對激光加工機(jī)的整體進(jìn)行說明。在圖l中，激光加工機(jī)100的X工作臺2支承在引導(dǎo)體2G上，并 在基座l上相對紙面垂直(紙面的表里方向、圖3中的箭頭X方向)移 動。Y工作臺8支承在引導(dǎo)體8G上，并在X工作臺2上沿Y方向移動。 工作臺9固定在Y工作臺8上。在工作臺9上通過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輸出來的光束6a的光路上，配置有面鏡5、 一對 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。對工作臺9進(jìn)行說明。如圖2所示，形成在工作臺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9的表面形成與內(nèi)部的空間9i連通的多個 吸附孔9h。因此，工作臺9的工件保持性能優(yōu)良，并可以降低運(yùn)行成 本。對夾具板10進(jìn)行說明。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，該螺栓用來把夾具板IO固定在工作 臺9上。在把夾具板10固定在工作臺9時，如圖2所示，吸附孔13被 配置為相對于形成在工作臺9上的吸附孔9h中的每隔一個的吸附孔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。四個進(jìn)光孔12形成在與對準(zhǔn)標(biāo)記18中心一致的位置上。若將對準(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形成為滿足 算式1的大小。另外對于夾具板10使用滿足式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)選地將較寬開口面積的貫穿孔12的直徑d2設(shè)定為對對準(zhǔn)標(biāo)記18的檢出動作進(jìn)行說明。圖4是進(jìn)光孔12與對準(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9的表面反射并從下 側(cè)照射對準(zhǔn)標(biāo)記18。結(jié)果如圖5所示，未生成對準(zhǔn)標(biāo)記18的陰影，并 且使對準(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，識別為對準(zhǔn)標(biāo)記18是黑色、打印基板P 的表面是白色)，以檢出對準(zhǔn)標(biāo)記18的輪廓，并由檢出的圓形輪廓直接 或者由中心來運(yùn)算對準(zhǔn)標(biāo)記18的中心坐標(biāo)。此外，由于確定對準(zhǔn)標(biāo)記18的中心坐標(biāo)之后的激光加工與以往相 同，故省略說明。根據(jù)本發(fā)明，可以將圖像數(shù)據(jù)二值化，并將這時的閾值設(shè)為比以往 大(也就是，粗糙地)，并且將發(fā)生在對準(zhǔn)標(biāo)記18周圍的打印基板P表 面上的傷識別為白色，因此不會降低檢出精度。另外由于激光加工機(jī)可以高精度地檢出對準(zhǔn)標(biāo)記18的輪廓，因此 可以正確獲知對準(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9 的吸附孔9h連通的吸附孔13，因此能夠可靠地對打印基板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)，具備對所加工的工件進(jìn)行支承的移動自如的工作臺、利用來自形成于上述工件的位置檢測用貫穿孔的反射光來檢測上述工件位置的位置檢測機(jī)構(gòu)，其特征在于，具備板狀的中間部件，其被設(shè)置在上述工作臺與上述工件之間，并形成有進(jìn)光用開口，該進(jìn)光用開口與上述位置檢測用貫穿孔重合且開口面的范圍包含上述位置檢測用貫穿孔。
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) 光用開口是比上述位置檢測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)具備對所加工的打印基板(P)進(jìn)行支承的移動自如的工作臺(9)、利用來自形成于打印基板(P)的對準(zhǔn)標(biāo)記(18)的反射光來檢測打印基板(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(9)與打印基板(P)之間，并形成有與對準(zhǔn)標(biāo)記(18)重合且比該貫穿孔大的進(jìn)光孔(12)。
文檔編號B23K26/04GK101274393SQ20081008806
公開日2008年10月1日 申請日期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 申請人:日立比亞機(jī)械股份有限公司