CN108781528A - 电子零件安装装置以及电子零件的安装方法 - Google Patents

Abstract

一种电子零件安装装置（10），具备：对具有导线（31）的电子零件（30）进行把持的把持部（29）；将所述把持部（29）所把持的所述电子零件（30）搬运至设置有插入孔（41）的基板（40）上的搬运部；以及使在所述基板（40）上解除了所述把持部（29）的把持的所述电子零件（30）和所述基板（40）进行相对摇动的摇动部。

Description

电子零件安装装置以及电子零件的安装方法

技术领域

本发明涉及将电子零件的导线插入电子电路基板的插入孔，并将电子零件安装于电子电路基板的电子零件安装装置以及电子零件的安装方法。

背景技术

以往，将电子零件的导线插入电子电路基板的插入孔，并将电子零件安装于电子电路基板。在该导线弯曲等情况下会有无法将导线插入至插入孔的不良状况。

对此，例如在专利文献1的电子零件的安装装置中，通过弹性材料的保持单元保持具有引线端子的电子零件的包装。而且，使保持单元被弹簧材料支持并向引线端子的排列方向摇动，同时向印刷基板的方向进出，使引线端子向印刷基板的通孔插入。

又，专利文献2的零件插入装置中，利用卡盘对插入零件进行保持，将其引线端子插入印刷基板的插入孔。此时，检测到引线端子向插入孔的插入不良时，振动卡盘并将引线端子插入至插入孔。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1 ：日本特开平7-106797号公报；

专利文献2 ：日本特开平5-291796号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

专利文献1及2中，均对具有引线端子的电子零件或插入零件进行保持并摇动或振动，同时向通孔或插入孔插入引线端子。因此，摇动或振动引线端子并使引线端子向下方施力。此时，若引线端子从通孔或插入孔偏离，则引线端子会变形。

因此，专利文献1的电子零件的安装装置中，保持单元由弹性材料构成，或用弹簧材料支持保持单元。由此，保持单元可弹性变形，但保持单元斜倾，则引线端子的插入变得困难。又，专利文献2的零件插入装置中，检测插入不良的同时振动卡盘，控制较为繁杂。

本发明为了解决上述问题而形成，目的在于提供一种能更简单且更可靠地将导线插入电子电路基板的插入孔的电子零件安装装置及电子零件的安装方法。

解决问题的手段：

为了达成上述目的，根据本发明的某形态的电子零件安装装置具备：对具有导线的电子零件进行把持的把持部；将所述把持部所把持的所述电子零件搬运至设置有插入孔的基板上的搬运部；以及使在所述基板上解除了所述把持部的把持的所述电子零件和所述基板进行相对摇动的摇动部。

根据该结构，解除把持部对电子零件的把持，以电子零件在基板上自身站住的状态而使电子零件和基板相对摇动。由此，若电子零件的导线位于电子电路基板的插入孔，则导线因电子零件的自重而插入至插入孔。因此能更简单且更可靠地将导线插入电子电路基板的插入孔。

该电子零件安装装置也可以是，还具备检测所述电子零件的高度的位置传感器。由此能通过电子零件的高度判定导线是否插入至插入孔。

又，电子零件安装装置中，也可以是，所述把持部具有与所述导线延伸的方向平行并互相对置的一对的面、和与所述一对的面互为正交的另外一对的面；在解除了所述把持部的把持的所述电子零件被所述一对的面及所述另外一对的面包围的状态下，所述摇动部摇动所述把持部。此时也可以是，在解除了所述把持部的把持的所述电子零件的外表面、与所述一对的面及所述另外一对的面之间，设置间隔。由此能通过解除了电子零件的把持的把持部而摇动电子零件。而且能使导线相对于插入孔移动并将导线插入至插入孔。

此外，电子零件安装装置也可以是，还具备载置所述基板的载置部；所述摇动部摇动所述载置部。由此能使插入孔相对于导线移动并将导线插入至插入孔。

又，根据某形态的电子零件的安装方法中，把持具有导线的电子零件；将所述电子零件搬运至设置有插入孔的基板上；在所述基板上解除所述电子零件的把持；使所述电子零件和所述基板相对摇动。

发明效果：

本发明具有以上说明的结构，发挥能更简单且更可靠地将导线插入电子电路基板的插入孔这样的效果。

附图说明

图1是概略示出应用了实施形态1的电子零件安装装置的机器人的一例的整体结构的俯视图；

图2是示出图1的机器人的立体图；

图3是概略示出图1的机器人的控制装置的结构的功能框图；

图4A是概略示出由把持部把持电子零件的状态的剖视图，图4B是概略示出解除了把持部对电子零件的把持的状态的剖视图，图4C是概略示出电子零件的导线插入电子电路基板的插入孔的状态的剖视图；

图5是概略示出根据实施形态2的电子零件安装装置的把持部的概要剖视图；

图6A是示出把持部的其他例的剖视图，图6B是示出把持部的另一例的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图说明优选的实施形态。另，以下所有附图中对相同或相当的要素标以相同的参考符号，省略其重复说明。又，附图为了方便理解而模式化地示出各个构成要素，所以会有形状及尺寸比等未准确显示的情况。此外，将展开一对臂的方向称为左右方向，与基轴的轴心平行的方向称为上下方向，与左右方向及上下方向正交的方向称为前后方向。

（实施形态1）

根据本实施形态的电子零件安装装置10是将电子零件的导线插入电子电路基板（以下称为“基板”。）的插入孔并将电子零件安装于基板的装置。对在图1～图3所示的机器人11中应用根据本发明的电子零件安装装置10的情况进行说明。但电子零件安装装置10不限于应用于机器人11的情况。又，关于该机器人11，虽以水平多关节型双臂机器人进行说明，但可采用水平多关节型・垂直多关节型等机器人。

机器人11如图1所示，具备转向架12；支持于转向架12的一对机器人臂（以下存在仅记载为“臂”的情况）13、13；和收纳在转向架12内的控制装置14。各臂13为水平多关节型机器人臂，具备臂部15和腕部17和手部18、19。

臂部15作为将电子零件搬运至基板上的搬运部及摇动电子零件的摇动部发挥功能。本例中，臂部15由第一连杆15a及第二连杆15b构成。另，左右的臂13、13除手部18、19之外，为实质相同的构造，左右的手部18、19可以为相同结构，也可以为不同结构。又，左右的臂13、13能独立动作，或相互关联地动作。

臂部15的第一连杆15a通过旋转关节而与固定于转向架12的上表面的基轴16连结，可绕着通过基轴16的轴心的旋转轴线L1转动。第二连杆15b通过旋转关节而与第一连杆15a的梢端连结，可绕着限定于第一连杆15a的梢端的旋转轴线L2转动。腕部17通过直动关节而与第二连杆15b的梢端连结，可相对于第二连杆15b升降移动。手部18、19通过旋转关节而与腕部17连结，可绕旋转轴线转动。

上述结构的各臂13具有与各关节对应的关节轴J1～J4。而且，在臂13上，与各关节轴J1～J4对应地设置有驱动用的伺服马达（未图示）及检测该伺服马达的旋转角的编码器（未图示）。又，两条臂13、13的第一连杆15a、15a的旋转轴线L1在同一直线上，一方的臂13的第一连杆15a和另一方的臂13的第一连杆15a上下设有高低差地配置。

右手部18如图2所示，例如由移送基板的移送部构成。又，左手部19具有把持电子零件30的把持部20，还可以具有使把持部20在上下方向旋转移动的旋转部21。另，虽然仅左手部19具有把持部20，但右手部18及左手部19的至少任一方具有把持部20即可。在手部18及左手部19两方具有把持部20的情况下，各把持部20的形状也可以不同。

该实施形态中，旋转部21为三个角被切断的正三角形状的板体。旋转部21的中心轴在与腕部17的关节轴J4正交的方向延伸。旋转轴上设置有驱动用的伺服马达（未图示）及检测该伺服马达的旋转角的编码器（未图示）等。由此，旋转部21以中心轴为中心顺时针或逆时针旋转，在三个边的任一边变水平时停止。

该实施形态中，例如有六个把持部20设置于旋转部21。这些把持部20可以为相同形状，也可以配合电子零件30的形状而不同。每两个把持部20相互隔着间隔地邻接，并配置于旋转部21的各边。

把持部20为下表面开口的箱形状，具有内部空间。因此，把持部20的内表面由上侧表面、前侧表面、后侧表面、右侧表面及左侧表面构成。前侧表面、后侧表面、右侧表面及左侧表面设置为在上下方向平行并垂直于上侧表面。前侧表面及后侧表面为相向的一对的面，右侧表面及左侧表面为相向的另外一对的面。由前侧表面及后侧表面构成的一对的面与由右侧表面及左侧表面构成的另外一对的面正交。把持部20在远离旋转部21的中心的方向上开口。由此，把持部20通过旋转部21旋转，把持部20位于下方时，开口向下。邻接的两个把持部20以其下表面在一直线上的形式安装于旋转部21。

把持部20的内表面形成为把持部20的内部空间大于电子零件30。又，把持部20的内部空间内具备吸着装置。例如，把持部20的上侧壁部设置有贯通孔20h（图4A），该上侧壁部的内表面（上侧表面）上以包围贯通孔20h的形式设置有吸着垫22（图4A）。转向架12等上设置有吸入泵23，贯通孔20h和吸入泵23通过配管（未图示）连接。配管上设置有开闭阀（未图示）。

控制装置14如图3所示，具备CPU等运算部14a；ROM、RAM等存储部14b；和伺服控制部14c。控制装置14例如为具备微型控制器等计算机的机器人控制器。另，控制装置14可以由集中控制的单独的控制装置14构成，也可以由相互协作并分散控制的多个控制装置14构成。

存储部14b中存储有作为机器人控制器的基本程序、各种固定数据等信息。运算部14a通过读取并执行存储于存储部14b的基本程序等软件来控制机器人11的各种动作。即，运算部14a生成机器人11的控制指令，将其输出至伺服控制部14c。伺服控制部14c形成为基于运算部14a所生成的控制指令来控制与机器人11的各臂13的关节轴J1～J4对应的伺服马达的驱动的结构。

接着，参照图2及图4A～图4C说明通过上述结构的机器人11将电子零件30安装于基板40的方法。该方法由控制装置14控制。另，对六个把持部20中的一个把持部20进行说明。因其他的把持部20与此相同，故省略其说明。

如图2所示，机器人11前设置有配置了电子零件30的工作台32及移送基板40的传送带33。工作台32的电子零件30使导线31靠下地配置。传送带33在左右方向延伸，在前后方向排列配置的两个基板40被传送带33从左向右运送。

首先，机器人11使左手部19抵接基板40的左端并向右侧移动，在传送带33之间的载置部24上载置基板40。载置部24稍高于传送带33，载置于载置部24的基板40在机器人11前停止。

机器人11使左臂部15向前方动作，使把持部20向工作台32移动。而且，使吸入泵23动作，打开位于下方的把持部20的开闭阀。由此，如图4A所示，工作台32的电子零件30被吸入把持部20之中。此时，因把持部20的内部空间大于电子零件30，所以把持部20的内部空间中嵌有电子零件30时，把持部20的内表面与电子零件30的外表面之间设置有间隔。由此，电子零件30顺利插入把持部20的内部空间，电子零件30的上表面吸着于吸着垫22，由把持部20把持电子零件30。

接着，以令其他把持部20靠下的形式使旋转部21旋转。而且同样地，打开位于下方的把持部20的开闭阀，把持部20吸着并把持电子零件30。将此重复所希望的次数。

机器人11使左臂部15向后方动作，使把持部20及由其把持的电子零件30向基板40上移动。此时，以邻接的两个把持部20在前后方向排列的形式使左手部19以关节轴J4为中心旋转。由此能相对于前后排列的基板40而同时或连续安装电子零件30。

如图4B所示，机器人11关闭位于下方的把持部20的开闭阀。由此，把持部20的吸入（把持）被解除，电子零件30从把持部20的内部空间而配置并自身站住于基板40上。在此，电子零件30的导线31倾斜时，即便使导线31位于基板40的插入孔41上，导线31也不会通过插入孔41，导线31载于基板40上并自身站住。

以该电子零件30的上表面的高度高于把持部20的下端的高度的形式定位把持部20。由此，电子零件30的上部仍嵌于把持部20的内部空间，在把持部20的四个内表面被隔开间隔地包围。因此，左臂部15向左右及前后反复动作而摇动把持部20时，电子零件30被各内表面按压而在基板40上向左右及前后移动。结果为，如图4C所示，导线31的梢端与基板40的插入孔41一致时，由于把持部20对电子零件30的把持被解除，因而导线31因电子零件30的自重插入至插入孔41。

而且，使旋转部21旋转并将所有电子零件30安装于基板40时，右手部18抵接基板40的左端并向右侧移动。由此，使基板40从载置部24向传送带33移动，基板40由传送带33搬运。

根据上述结构，解除把持部20对电子零件30的把持后摇动电子零件30。由此，把持部20的向下方的力未作用于电子零件30，因此能防止电子零件30的导线31的变形。又，若导线31的梢端与基板40的插入孔41一致，则导线31能以电子零件30的自重插入至插入孔41。

此外，把持部20具有与导线31延伸的方向平行并互为对置的一对的面（前侧表面及后侧表面）、和与该一对的面互为正交的另外一对的面（右侧表面及左侧表面）。又，这些面与电子零件30的外表面之间设置有间隔。由此，在解除了把持部20的把持的电子零件30被这些面包围的状态下，摇动把持部20。由此，电子零件30能由把持部20的面支撑并在把持部20的内部空间内摇动。

（实施形态2）

根据实施形态2的电子零件安装装置10如图5所示，还具备检测电子零件30的高度的位置传感器25。例如，位置传感器25为测距传感器，在把持部20的内部空间配置于吸入垫的附近。位置传感器25检测到摇动的电子零件30为止的距离，向机器人11的控制装置14输出检测信号。

摇动把持部20时，把持部20配置于距离基板40规定的高度。因此，能由把持部20距离该基板40的规定高度与位置传感器25所检测的从把持部20到电子零件30为止的高度的差，来检测电子零件30相对于基板40的高度。又，预先求得导线31插入基板40的插入孔41时电子零件30距离基板40的高度。基于该高度设定阈值。

因此，在摇动把持部20期间或之后不久，通过位置传感器25检测电子零件30的位置。从该检测结果求得的电子零件30相对于基板40的高度大于阈值时，判定导线31未插入至插入孔41。由此，通过进一步摇动把持部20，能进一步将导线31可靠地插入至插入孔41。另一方面，电子零件30相对于基板40的高度在阈值以下时，判定导线31插入至插入孔41。由此，停止把持部20的摇动。

另，上述中，比较电子零件30相对于基板40的高度和阈值，从而判定导线31是否插入至插入孔41。对此，也可以比较电子零件30相对于把持部20的高度和阈值从而判定。

（实施形态3）

根据上述实施形态1及2的电子零件安装装置10中，臂部15为摇动部，左臂部15通过把持部20摇动电子零件30。对此，摇动部使电子零件30和基板40进行相对摇动即可。例如，根据实施形态3的电子零件安装装置10中，摇动部（未图示）摇动载置部24。这种情况下，摇动部设置于载置部24，使基板40相对于电子零件30向前后及左右反复移动。

（其他实施形态）

上述所有实施形态中，虽使用了呈下表面开口的箱形状并设置有吸着装置的把持部20，但把持部20的形状及把持方法不限于此。例如，如图6A所示，也可以是由第一构件26及第二构件27构成的把持部28。

该把持部28的第一构件26在与上下方向正交的面上形成L字状，具有从拐角向右侧延伸的前侧壁部26a和从拐角向后侧延伸的左侧壁部26b。第二构件27在与上下方向正交的面上形成L字状，具有从拐角向左侧延伸的后侧壁部27a和从拐角向前侧延伸的右侧壁部27b。

如下配置第一构件26及第二构件27，即前侧壁部26a的内表面（前侧表面）和后侧壁部27a的内表面（后侧表面）相向并互为平行，左侧壁部26b的内表面（左侧表面）和右侧壁部27b的内表面（右侧表面）相向并互为平行。第一构件26及第二构件27均可在前后方向及左右方向移动。因此，以前侧表面与电子零件30的前表面接触，后侧表面与电子零件30的后表面接触的形式，利用前侧壁部26a及后侧壁部27a在前后方向夹住电子零件30。又，以左侧表面与电子零件30的左表面接触，右侧表面与电子零件30的右表面接触的形式，利用左侧壁部26b及右侧壁部27b在左右方向夹住电子零件30。由此，把持部28能把持电子零件30。

另一方面，以前侧表面与后侧表面的间隔扩大的形式，在前侧壁部26a及后侧壁部27a进行前后方向分离，以左侧表面与右侧表面的间隔扩大的形式，在左侧壁部26b及右侧壁部27b进行左右方向分离。由此解除把持部28对电子零件30的把持。此时，电子零件30的外表面，与把持部28的前侧表面、后侧表面、左侧表面及右侧表面之间设置有间隔。

又，也可以使用图6B所示的把持部29。该把持部29具有十字形状的上侧壁部29a、矩形状的前侧壁部29b、后侧壁部29c、左侧壁部29d及右侧壁部29e。前侧壁部29b从上侧壁部29a的前端向下方延伸，后侧壁部29c从上侧壁部29a的后端向下方延伸，左侧壁部29d从上侧壁部29a的左端向下方延伸，右侧壁部29e从上侧壁部29a的右端向下方延伸。

前侧壁部29b的内表面（前侧表面）和后侧壁部29c的内表面（后侧表面）相向并互为平行，左侧壁部29d的内表面（左侧表面）和右侧壁部29e的内表面（右侧表面）相向并互为平行。以电子零件30的外表面，与把持部29的前侧表面、后侧表面、左侧表面及右侧表面之间设置有间隔的形式，形成把持部29的内部空间。

又，上侧侧表面的中央设置有贯通孔29h，吸入泵23（图1）通过配管与该贯通孔29h连接。通过开放设置于该配管的开闭阀来使电子零件30被把持部29把持，通过关闭开闭阀来解除把持部29对电子零件30的把持。

又，上述所有实施形态中，电子零件30设置有三根导线31，但导线31的数量不限于此，也可以是一根，还可以是更多。

由上述说明，作为本领域技术人员，可明确本发明较多的改良或其它实施形态。所以，上述说明应仅作为示例解释，是以向本领域技术人员教导执行本发明的最优形态为目的而提供。在不脱离本发明的主旨的范围内，能够实质性变更构造和/或功能的详细内容。

工业应用性：

本发明作为能更简单且更可靠地将导线插入电子电路基板的插入孔的电子零件安装装置及电子零件的安装方法等是有用的。

符号说明：

10　　：电子零件安装装置；

11　　：机器人；

15　　：臂部（搬运部、摇动部）；

20　　：把持部；

24　　：载置部；

25　　：位置传感器。

Claims (6)

1.一种电子零件安装装置，其特征在于，具备：

对具有导线的电子零件进行把持的把持部；

将所述把持部所把持的所述电子零件搬运至设置有插入孔的基板上的搬运部；以及

使在所述基板上解除了所述把持部的把持的所述电子零件和所述基板进行相对摇动的摇动部。

2.根据权利要求1所述的电子零件安装装置，其特征在于，

还具备检测所述电子零件的高度的位置传感器。

3.根据权利要求1或2所述的电子零件安装装置，其特征在于，

所述把持部具有与所述导线延伸的方向平行并互相对置的一对的面、和与所述一对的面互为正交的另外一对的面；

在解除了所述把持部的把持的所述电子零件被所述一对的面及所述另外一对的面包围的状态下，所述摇动部摇动所述把持部。

4.根据权利要求3所述的电子零件安装装置，其特征在于，

在解除了所述把持部的把持的所述电子零件的外表面、与所述一对的面及所述另外一对的面之间，设置间隔。

5.根据权利要求1或2所述的电子零件安装装置，其特征在于，

还具备载置所述基板的载置部；

所述摇动部摇动所述载置部。

6.一种电子零件的安装方法，其特征在于，

把持具有导线的电子零件；

将所述电子零件搬运至设置有插入孔的基板上；

在所述基板上解除所述电子零件的把持；

使所述电子零件和所述基板相对摇动。