专利名称：连接器冲压装置、方法及程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于冲压柔性基板上形成的连接器的装置及方法，以及为实现连接器冲压方法，以数值控制加工处理装置为代表的冲压装置上具有的装入计算机的程序。
本申请以2005年10月31日提出的日本专利申请特愿2005-316840号为基础，申请优先权，在此引用其内容。
背景技术：
以往，使用冲压装置对柔性基板上形成的连接器进行冲压加工处理，为了提高该加工处理的精度，要求柔性基板的设置位置与穿孔夹具的位置准确地一致。因此，冲压装置上设有摄像装置对柔性基板拍摄，基于其图像数据，对柔性基板与穿孔夹具进行位置对齐，例如，众所周知，特开平6-31598号公开了“印刷基板用自动基准打孔机”。该冲压装置中，在柔性基板的两侧分别设有基准标志，将这两个基准标志的中点设定为图像的原点。通过以该原点为基准移动穿孔夹具，而进行柔性基板的冲压加工。
但是，以往的冲压装置及方法中，设于柔性基板的两个基准标志或在原点附近能够正确地进行位置对齐，但其它部分并不一定能够正确地对齐位置。例如，由于膨胀或收缩发生柔性基板的形状扭曲的情况下，连接器的位置与穿孔夹具的位置的正确地进行位置对齐很困难，有可能在偏向连接器的一方的状态下进行冲压。
发明内容
本发明鉴于以上所述问题，目的在于提供能将柔性基板的连接器的冲压精度良好地进行的连接器冲压装置及方法，进而，提供用于实现连接器的冲压方法的程序。
本发明提供了冲压柔性基板上形成的连接器的连接器冲压装置，其具有穿孔部，其具有用于连接器冲压的模具；摄像装置，其对模具和连接器进行拍摄；移动装置，其夹持柔性基板，使之移动，相对于摄像装置确立规定的相对位置关系，以使摄像装置能够对连接器的一方的边缘部分和另一方的边缘部分进行拍摄；演算处理装置，其根据表示摄像装置拍摄的连接器的一方及另一方的边缘部分的图像数据，求得连接器的中点，并且使移动装置进行动作，以使该中点和通过摄像装置拍摄的模具的中心点相一致；驱动装置，其在演算装置的控制下，驱动穿孔部而进行连接器的冲压。另外，移动装置还可以使摄像装置相对于柔性基板而移动。
如上所述，本发明中，不只是柔性基板的两侧，实际用摄像装置对实施冲压处理的连接器的两侧的边缘部分进行拍摄，以其拍摄数据为基础，求得连接器的两侧的边缘部分的中点。之后，在使连接器的中点与模具的中心点一致的状态下，进行连接器的冲压处理。为此，即使柔性基板由于膨胀或收缩而产生扭曲，也能够正确进行连接器的冲压处理。
另外，本发明提供了用于冲压柔性基板上形成的连接器的连接器冲压方法，其具有模具拍摄工序，其对用于冲压连接器的模具进行拍摄；一方边缘部拍摄工序，其对连结部的一方的边缘部分进行拍摄；另一方边缘部拍摄工序，其对连接器的另一方的边缘部分进行拍摄；中点算出工序，其以被拍摄的连接器的一方及另一方的边缘部分为基础，从图像数据算出连接器的中点；柔性基板设置工序，移动所述柔性基板，以使算出的所述连接器的中点与拍摄的所述模具的中心点一致；冲压工序，其进行对连接器的冲压。由此，能够简单地且精度良好地进行连接器的冲压处理。
进一步，本发明通过装入加工处理装置的计算机而施行，提供实现柔性基板上形成的连接器的冲压方法的程序，从而进行所述各工序。
图1是表示将本发明的一实施例的连接器的冲压装置具体化的冲压装置的概略机构的机构图；图2是表示构成柔性基板上形成的连接器的两侧的条状图案而设定的多个图像处理框的配置的图；图3是表示以条状图案的边为基础而检出中点的情况的图；图4是表示以条状图案的边为基础而求得近似直线的情况的图；图5是表示除去从中心线偏离的中点而求得理想直线的情况的图；
图6是表示对于条状图案求得合适的中心线的情况的图；图7是表示用于冲压连接器的程序的流程图；图8是表示连接器与拍摄连接器的CCD摄像机的位置关系的图；图9是表示模具的穿孔用凹部的形状的平面图。
具体实施例方式
根据附图，对本发明的优选的实施例进行详细说明。
图1表示将本发明的一实施例的连接器的冲压装置具体化的冲压装置10的概略机构。该冲压装置10具有用于设置模具11的基台(图略)，模具11以露出其上面所形成的穿孔用凹部11a的状态，而设置在基台上。另外，用于固定柔性基板12的工件夹持机构(图略)设置于基台的上方。柔性基板12以通过工件夹持机构施加拉力的状态而被夹持，并且通过移动装置13与工件夹持机构一起，沿基台的上面，可以以二维或三维地移动。
移动装置13，其由X轴移动机构14、Y轴移动机构15及Z轴移动机构(图略)构成。X轴移动机构14具有在X轴方向(即，图1的左右方向)延伸的滚珠螺杆14a和伺服电机14b，通过伺服电机14b的动作，滚珠螺杆14a在轴旋转方向旋转。通过滚珠螺杆14a的旋转，工件夹持机构在X方向移动。Y轴移动机构15具有在Y轴方向(即，二维平面内与X轴垂直相交)延伸的滚珠螺杆15a和伺服电机15b，通过伺服电机15b的动作，滚珠螺杆15a在轴旋转方向旋转。通过滚珠螺杆15a的旋转，工件夹持机构在Y轴方向移动。Z轴移动机构由升降装置构成，工件夹持机构在上下方向移动。
另外，冲头16经由相当于本发明中的驱动装置的升降机构(图略)而安装在基台的上方。冲头16通过升降机构在上下方向移动，与模具11的穿孔用凹部11a嵌合，而在柔性基板12上穿孔形成规定形状的孔。模具11和冲头16构成本发明的穿孔部。在基台的上方，冲头16的附近设有CCD摄像机17。CCD摄像机17安装在平行于基台的上面的二维平面内可移动的冲压装置10上，通过用于此的X轴移动机构(图略)的驱动，在X轴方向可以移动，通过用于此的Y轴移动机构(图略)的驱动，在Y轴方向可以移动。
冲压装置10除所述装置、机构，还具有相当于演算处理装置的电气控制装置20、输入装置21及显示装置21。电气控制装置20具有伺服电机控制板23和图像输入板24。伺服电机控制板23具有CPU25、ROM26及RAM27，图像输入板24具有图像处理部28。CCD摄像机对模具11的上面拍摄，且对在柔性基板12上形成的连接器12a的两侧的边缘部分进行拍摄。
图像处理部28将CCD摄像机17拍摄的图像进行图像处理，变换为坐标数据。CPU25以图像处理部28生成的坐标数据为基础，对模具11与连接器12a进行位置对齐，以使模具11上面的中心点与连接器12a的两边缘部分的中点一致，因此，控制穿孔部而冲压连接器12a。另外，CPU25驱动控制X轴移动机构及Y轴移动机构，使CCD摄像机17适当移动。而且，CPU25也进行使升降机构动作的控制或各种演算处理。
ROM26对CPU25进行的控制程序或各种数据进行存储，RAM27对CPU25的演算结果或图像处理部28的图像处理结果进行暂时存储。输入装置21由键盘、鼠标构成，输入各种信息。显示装置22显示由图像处理部28进行图像处理的图像或由CPU25显示指示的图像。
下面说明对在使夹具有所述机构的冲压装置10的柔性基板12上形成的连接器12a进行的冲压处理。预先由CCD摄像机17对模具11的上面进行拍摄，做成图像数据，存储在RAM27上。图像数据包含关于沿穿孔用凹部11a的边缘部分的线段或穿孔用凹部11a的宽度方向的长的数据。另外，也进行决定构成形成于柔性基板12上的连接器12a的两侧部分的条状图案31a、31b(参照图8)的中心线的中心线决定处理。中心线决定处理如图2至图6所示进行，在图2中，在作为目标的条状图案31a的周围，配置有上下一对的多个图像处理框32。
条状图案31a、31b及31c在其长度方向大致平行地形成。上下一对的图像处理框32挂在各条状图案31a的上侧边缘33a和下侧边缘33b上而配置，在与条状图案31a、31b及31c的长度方向垂直相交的方向上延伸。上下一对的图像处理框32的下侧部分不仅悬挂在条状图案31a的下侧33b，且悬挂在条状图案31b的上侧边缘33c而配置。
接着，CPU25控制图像处理部28进行图像处理，而检出条状图案33a的上侧边缘33a及下侧边缘33b，且也检出条状图案31b的上侧边缘33c。之后，以检出的边缘33a、33b及33c为基础，算出各图像处理框32的中点34。即，从边缘33a、33b及33c中，选择条状图案31a的边缘33a及33b，将其中央的点设定为中点34。更详细地说，上下一对的图像处理框32的上侧部分从下方朝向上方延伸，选择最初检出的条状图案31a的上侧边缘33a，并且，图像处理框32的下侧部分从上方朝向下方延伸，选择最初检出的条状图案31a的下侧边缘33b。之后，在图2的左右方向按顺序设定的上下一对图像处理框32上，分别选择条状图案31a的上侧边缘33a及下侧边缘33b。这种情况下，根据边缘33a、33b及33c的检出的强度不同，有时选择的边缘会变更。例如，在图2中，最右端的图像处理框32和与其相邻的图像处理框32中，在条状图案31b的上侧边缘33c比条状图案31a的下侧边缘33b被更强地检出的情况下，如图3所示，选择边缘33a及33c。
如上所述，以选择的边缘33a及33b为基础，算出中点34，并且，以选择的边缘33a及33c为基础，算出中点34a。接着，以算出的中点34及34a为基础，设定如图4所示的近似直线35。近似直线35为与连接中点34及34a而形成的线相近似的直线。接着，条状图案31a的实际的中心线35a(参照图6)定义为本来应具有角度的理想直线36(参照图5)，而算出理想直线36与近似直线35之间的角度。
接着，判断近似直线35与理想直线36之间的角度是否在规定阈值以上。若该阈值设定适当，且近似直线35与理想直线36之间的角度在阈值以下，则判断为近似直线35具有适当角度而形成。即，近似直线35与理想直线36之间的角度在阈值以下的情况下，将近似直线35设定为中心线36a。近似直线35与理想直线36之间的角度在阈值以上的情况下，在中点34及34a中，相对理想直线36最远的位置(即，到理想直线36的距离最长)上的中点34a除外，以其余的中点为基础，在此求出近似直线35。
本实施例的情况下，由于相对于理想直线36最远的位置是图3至图5所示的位于右端的中点34a，因此，除去该右端的中点34a，以其余的中点34及34a为基础，求出近似直线35。之后，重新判断求得的近似直线35与理想直线36之间的角度是否在阈值以上。在此，近似直线35与理想直线36的角度若在阈值以下，则重新将求得的近似直线35设定为中心线35a。
在重新求得的近似直线35与理想直线36的角度在阈值以上的情况下，再次除去从中点34与34a中的离理想直线36最远位置的中点，再次求得新的近似直线35。在这种情况下，离理想直线36最远的位置的中点是图3至图5中从右端的第二个中点34a，因此，除去该从右端开始的第二个中点34a，以其余中点34为基础，再次求得近似直线35。之后，直到得到对于条状图案31a适当的中心线35a为止，重复进行除去所述中点以及进行近似直线35的再计算处理。由此，当得到适当的近似直线35时，将其设定为条状图案31a的中心线35a。而且，通过进行上述相同处理，求得连接器12a的另一方的边缘部分上存在的条状图案31d的中心线35a。
其后，将柔性基板12安装在夹持机构上后，通过电气控制装置20的CPU25运行图7所示的程序，而进行连接器12a的冲压处理。该程序存储在ROM26上，冲压装置10上有电供给，并且，通过接通开关而进行。
在图7中，所示的程序从步骤100开始，在步骤102中，输入初始信息。初始信息可以是例如关于使用装置的机器种类信息，或关于柔性基板12上的连接器12a的拍摄位置及连接器12a的宽度(即，穿孔用凹部11a的宽度方向的长度)的数据。接着，下一步进行步骤104，判断是否有冲压开始指示。由于在程序运行开始时冲压尚未进行，因此，步骤104的判断结果为“是”，故下一步进入步骤106。
在步骤106中，在移动柔性基板12中，以使步骤102中读入的机器种类信息表示的连接器12a的一方的边缘部分位于CCD摄像机17的拍摄范围内。由此，CCD摄像机17显示在图8中以实线表示的范围的图像a。接着，下一步进入步骤108，对连接器12a的单侧(即，一方的边缘部分)进行拍摄，实施图像处理。这是确认条状图案31a的正确位置的处理，通过反馈所述的处理而求得的条状图案31a的详细的位置信息，而进行正确的图案匹配。
步骤108结束后，下一步进入步骤110，以读入的机器种类信息为基础，移动柔性基板12，以使连接器12a的另一方的边缘部分位于CCD摄像机17的拍摄范围内。即，在图8中，柔性基板12在X轴方向仅移动距离L。由此，CCD摄像机17显示在图8中以虚线表示的范围的图像b。接着，下一步进入步骤112，通过CCD摄像机17，对连接器12a的另一方的边缘部分进行拍摄，实施图像处理。即，确认对构成连接器12a的条状图案31d的正确位置的处理。该处理与步骤108相同，因而能够确认条状图案正确位置。
接着，下一步进入步骤114，算出位于连接器12a的两侧部分的条状图案31a和31d的中心线35a的中点P1(x)。中点P1(x)的X轴坐标，若图8中图像a的中心点c的坐标为Cam0fs(x)，图像a的中心点c与图像b的中心点d之间的距离为L，图像a的中心点c与条状图案31a的中心线35a之间的距离为L1，图像b的中心点d与条状图案31d的中心线35d之间的距离为L2，则可以通过以下的数学式(1)表示。
P1(x)＝Cam0fs(x)+L1+(L-L1-L2)/2......(1)根据数学式(1)算出中点P1(x)后，下一步进入步骤116，将模具11的穿孔用凹部11a的宽度尺寸数据(该数据作为参数而事先登录)从规定的文件读入，算出穿孔用凹部11a的宽度的中点f(参照图9)。若连接器12a的宽度为W，则连接器12a的一方的边缘部分的坐标P2(x)由以下的数学式(2)表示。
P2(x)＝P1(x)-W/23......(2)若图9所示的模具11的穿孔用凹部11a的一方的内角部分e的坐标X为Punch0fs(x)，Y坐标为Punch0fs(y)，图像a的中心点c的X坐标为Cam0fs(x)，则冲头16的位置PunchPos(x，y)通过以下的数学式(3)表示。
PunchPos(x，y)＝(Punch0fs(x)+P2(x)-Cam0fs(x)，Punch0fs(y))......(3)根据所述数学式(2)及(3)，算出冲头16的位置PunchPos(x，y)。之后，下一步进入步骤118，根据冲头16的位置PunchPos(x，y)移动柔性基板12。在这种情况下，移动柔性基板12，以使坐标P2(x)与内角部分e一致。为方便说明，图8将坐标P2(x)画在图像a的下方，但实际上，坐标P2(x)位于图像a内的连接器12a的左侧上端部附近。
通过所述处理，算出的坐标P1(x)与穿孔用凹部11a的中点f一致。该状态下，通过模具11与冲头16，对柔性基板12的连接器12a进行穿孔。其后，下一步经过步骤120后，进入步骤122，程序完成。
如上所述，在本实施例的冲压装置10中，通过摄像装置(即CCD摄像机17)对在柔性基板12上实际进行冲压处理的连接器12a的两侧边缘部分进行拍摄，根据其图像数据，算出连接器12a的两边缘部分的中点P1(x)。移动柔性基板12，以使算出的中点P1(x)与模具11的中点f一致，而对连接器12a进行冲压处理。因此，柔性基板12即使由于膨胀或收缩产生扭曲，由于以检出的连接器12a的两边缘部分为基准进行了冲压处理，所以能够正确地冲压连接器12a。
另外，本发明并不局限于如上所述的实施例，可以进行适当设计变更并实施。例如，图7所示的程序是一实施例，可以根据加工处理内容或加工处理方法而适当变更。另外，图8中，连接器12a的条状图案31a等的配置或形状也可以适当变更，而且，图2至图6中表示的中点34及34a的间隔等也可以适当变更。
对上述情况，也可以进行以下的变更。
(1)所述处理对象并不局限于印刷基板，也可以是电子电路基板或其它的板状部件。
(2)本发明中进行的加工处理并不局限于连接器的冲压处理，也可以是对形成有规定图案的基板或板状部件、以及所希望的产品的外形形状的整体或一部分进行的冲压加工处理。
(3)作为规定的图案，可以列举例如配线图案、通过单个或多个孔形成的图案、通过不规则凹凸形成的图案，或者所希望的样子的图案。
(4)在冲压所希望的产品的外形形状的一部分的情况下，使用具有与该外形形状的一部分一致的模具。
(5)在所述实施例中，虽然使基板上的图案的中点与模具的中点一致而进行加工处理，但是并不局限于此。例如，也可以对应于基板上或板状部件上形成的图案形状与使用的模具的形状，而分别设定图案的基准点与模具的基准点，使该基准点相一致，而进行加工处理。
权利要求
1.一种连接器的冲压装置，其冲压在柔性基板上形成的连接器，其中，具有穿孔部，其具有用于冲压所述连接器的模具；摄像装置，其对所述模具和所述连接器进行拍摄；移动装置，其把持所述柔性基板，使之移动而相对于所述摄像装置确立规定的相对位置关系，以使所述摄像装置能够对所述连接器的一方的边缘部分和另一方的边缘部分进行拍摄；演算处理装置，其根据所述摄像装置拍摄的表示所述连接器的一方及另一方的边缘部分的图像数据，求得所述连接器的中点，并且使所述移动装置进行动作，以使该中点和通过所述摄像装置拍摄的模具的中心点一致；驱动装置，其在所述演算处理装置的控制下，驱动所述穿孔部而进行所述连接器的冲压。
2.如权利要求1所述的连接器的冲压装置，其特征在于，所述移动装置使所述摄像装置相对于所述柔性基板移动。
3.一种连接器的冲压方法，用于冲压在柔性基板上形成的连接器，其中，对用于所述冲压连接器的模具进行拍摄；对所述连结部的一方的边缘部分进行拍摄；对所述连接器的另一方的边缘部分进行拍摄；以被拍摄的所述连接器的一方及另一方的边缘部分为基础，从图像数据算出所述连接器的中点；移动所述柔性基板，以使算出的所述连接器的中点与拍摄的所述模具的中心点一致；进行所述连接器的冲压。
4.一种连接器的冲压方法的程序，其通过组装入加工处理装置的计算机来运行，而实现在柔性基板上形成的连接器的冲压方法，其中，对用于所述冲压连接器的模具进行拍摄；对所述连结部的一方的边缘部分进行拍摄；对所述连接器的另一方的边缘部分进行拍摄；以被拍摄的所述连接器的一方及另一方的边缘部分为基础，从图像数据算出所述连接器的中点；移动所述柔性基板，以使算出的所述连接器的中点与拍摄的所述模具的中心点一致；进行所述连接器的冲压。
全文摘要
本发明涉及一种冲压在柔性基板上形成的连接器的连接器冲压装置，其具有穿孔部，其具有用于冲压连接器的模具；摄像装置，其对模具和连接器进行拍摄；移动装置，其夹持柔性基板，使之移动，相对于摄像装置确立规定的相对位置关系，以使摄像装置能够对连接器的一方的边缘部分和另一方的边缘部分进行拍摄；演算处理装置，其根据表示摄像装置拍摄的连接器的一方及另一方的边缘部分的图像数据，求得连接器的中点，并且使移动装置进行动作，以使该中点和通过摄像装置拍摄的模具的中心点一致；驱动装置，其在演算处理装置的控制下，驱动穿孔部而精度良好地进行连接器的冲压。
文档编号G01B11/00GK1968574SQ20061013663
公开日2007年5月23日 申请日期2006年10月27日 优先权日2005年10月31日
发明者伊藤猛, 齐藤智一 申请人:雅马哈精密科技株式会社