JP2000079513A

JP2000079513A - 自動加工装置

Info

Publication number: JP2000079513A
Application number: JP10249975A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Iwasaki; 安行岩崎; Satoru Muramoto; 悟村本; Hidetaka Mizusawa; 秀毅水澤; Keiji Uchida; 圭司内田
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1998-09-03
Filing date: 1998-09-03
Publication date: 2000-03-21
Anticipated expiration: 2018-09-03
Also published as: JP3419318B2

Abstract

(57)【要約】【課題】加工ロボットを用いてワークに所定の加工を
施す自動加工装置の制御管理の容易化と小型化を図る。【解決手段】ワークＷを一定姿勢で保持する一対のワ
ーク装着部７ａ，７ｂを対角位置に備えたターンテーブ
ル２と、各ワーク装着部７ａ，７ｂをワーク脱着位置Ｂ
と加工位置Ａとに亘って移動させるようターンテーブル
２を回転させる制御手段と、前記加工位置Ａに搬入セッ
トされたワーク装着部のワークＷに所定の加工を施す加
工ロボット３とを備え、一方のワーク装着部が奥側の加
工位置Ａにセットされた時、他方のワーク装着部が手前
側のワーク脱着位置Ｂに位置するよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、電子回路
の基板にハンダ付け加工を自動的に行う場合などに利用
する自動加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】同一仕様の基板を大量にハンダ付け加工
する場合には、基板（ワーク）を一定間隔で保持してピ
ッチ移動させて所定の加工位置に順送りし、そこで加工
ロボットを用いて所望の加工を施すような連続したコン
ベアラインが使用されるのであるが、多くの仕様の基板
を比較的少量づつ生産するような場合には、ハンダ付け
加工のみに加工ロボットを利用する簡易で小型の自動加
工装置を用いる方が便利である。

【０００３】このような際に使用される自動加工装置の
一例としては、例えば、図８に示すように、並列配備さ
れた２つのワーク装着部４１ａ，４１ｂに対して加工ユ
ニット４２を直交する２つのアクチュエータ４３，４４
で２次元的に移動させるよう構成した２軸型の加工ロボ
ット４５を配備したものが利用されており、一方のワー
ク装着部４１ａのワークＷに加工を施している間に他方
のワーク装着部４１ｂへのワークＷの装填を行い、一方
のワーク装着部４１ａでの加工が終了すると、加工ユニ
ット３２を他方のワーク装着部４１ｂに移動させて次の
加工を行い、その間に、一方のワーク装着部４１ａにお
いて加工の済んだワークＷの取り出しと新しいワークＷ
の装填を行う。また、ワークＷがの仕様が異なると、ワ
ーク装着部４１ａ，４１ｂにおける治具の交換と加工ロ
ボット４５における作動プログラムの変更を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来手段は、装置
の手前でワークの出し入れを行うことができるととも
に、多くの仕様のワークを比較的少量づつ加工するのに
好適なものであるが、２つのワーク装着部４１ａ，４１
ｂが並列配備されるために、装置幅が大きいものになっ
ていた。また、２つのワーク装着部４１ａ，４１ｂに対
して加工ロボット４５の作動プログラムを２種類用意す
る必要があり、プログラムの設定に時間がかかるととも
に、その作動制御の維持管理にも手数がかかるものとな
っていた。

【０００５】本発明は、このような点に着目してなされ
たものであって、制御管理が容易に行うことができると
ともに、小型化が可能な自動加工装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。

【０００７】すなわち、請求項１の本発明の自動加工装
置は、ワークを保持する複数のワーク装着部を備えたタ
ーンテーブルと、各ワーク装着部をワーク脱着位置と加
工位置とに亘って移動させるようターンテーブルを回転
させる制御手段と、前記加工位置に搬入セットされたワ
ーク装着部のワークに所定の加工を施す加工ロボットと
を備えるものである。

【０００８】請求項２の本発明の自動加工装置は、請求
項１の構成において、前記ワーク装着部を、ターンテー
ブルの対角位置に一対備えるとともに、一方のワーク装
着部が前記加工位置に移動したときに、他方のワーク装
着部が前記ワーク脱着位置に移動するものである。

【０００９】請求項３の本発明の自動加工装置は、請求
項１または２の構成において、前記加工ロボットが、前
記ワークにハンダ付けを行うハンダ付けロボットであ
る。

【００１０】請求項４の本発明の自動加工装置は、請求
項１ないし３のいずれかの構成において、前記加工位置
に搬入されてきたテーブル上のワークを位置決め固定す
るワーク固定機構を配備してある。

【００１１】請求項５の本発明の自動加工装置は、請求
項１ないし４のいずれかの構成において、前記ワーク脱
着位置に復帰移動してきたワーク装着部のワークを、そ
のワーク装着部から排出する加工済みワーク排出機構を
備えてある。

【００１２】（作用）請求項１に係る発明の構成による
と、ワーク脱着位置にあるワーク装着部にワークを装填
し、次に、ターンテーブルを回転させて、ワークが装填
されたワーク装着部を加工位置に搬入セットし、そこ
で、加工ロボットを作動させて、ワークに所定の加工を
施こす。この時、ワーク脱着位置にある他のワーク装着
部に次のワークを装填する。１回の加工が終了すると、
加工済みのワークが装填されたワーク装着部を再びワー
ク脱着位置に移動させ、加工済みワークと新しいワーク
とを取り替える。また、加工済みのワークをワーク脱着
位置に移動させるのに伴って、後続のワークを装填した
他のワーク装着部が入れ替わりに加工位置に搬入セット
され、次の加工が行われる。

【００１３】請求項２に係る発明の構成によると、一方
のワーク装着部が、加工位置にあってワークに所定の加
工が施されている間に、他方のワーク装着部が、ワーク
脱着位置にあってワークの交換が可能となる。

【００１４】請求項３に係る発明の構成によると、ワー
クは、ワーク脱着位置で供給装填された後、加工位置に
搬入されて所定のハンダ付け加工を受け、加工後に再び
ワーク脱着位置に戻されて取り出される。

【００１５】請求項４に係る発明の構成によると、ワー
クを装填したワーク装着部がワーク脱着位置から加工位
置に移動する間に、ワークがターンテーブの回転による
遠心力や慣性などによって多少位置ずれしていることが
あっても、この加工位置に搬入されたワークはワーク固
定機構の作用を受け、正しく位置決め固定された状態で
加工ロボットによる所定の加工を受ける。従って、回転
移送中のワークのずれ動きに特に注意を払う必要がなく
なり、その分、ターンテーブの回転速度を速くすること
が可能となる。

【００１６】なお、各ワーク装着部に、ワークを位置決
め固定するクランプ機構を装備することで、ターンテー
ブの回転速度を速くしながら、加工位置で正しく位置決
めした加工を行うことが可能となるが、これによると、
各ワーク装着部にクランプ機構を装備して、これを個別
に制御するために設備が複雑でコスト高となるが、本発
明によれば、加工位置にのみワーク固定機構を設置すれ
ばよい。

【００１７】請求項５に係る発明の構成によると、加工
が済んで再びワーク脱着位置に戻されてきたワークは、
加工済みワーク排出機構の作用を受けて、ワーク装着部
から手前に排出され、加工済みワークが排出されたあと
に次の新しいワークを装填すればよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明の実施
の形態について詳細に説明する。

【００１９】図１は、本発明の一つの実施の形態の自動
加工装置をハンダ付けロボットシステムに適用した概略
構成図である。

【００２０】このハンダ付けロボットシステム５０は、
Ｘ軸アクチュエータ１１およびＹ軸アクチュエータ１２
を備える直交２軸型のハンダ付けロボット本体５１と、
ハンダコテの温度制御やハンダ心線の供給制御などのハ
ンダ付け条件を制御するハンダ付けユニットコントロー
ラ５２と、パソコン３２から入力される制御用プログラ
ムに従ってハンダ付けロボット本体５１およびハンダ付
けユニットコントローラ５２を制御してハンダ付け作業
を行わせる制御ボックス３１とを備えている。

【００２１】図２は、ハンダ付けロボット本体の平面図
であり、図３は、その側面図である。

【００２２】このハンダ付けロボット本体は卓上型に構
成されたものであり、ベース１の中央部にターンテーブ
ル２が縦向き軸心Ｐ周りに回転自在に配備されるととも
に、ベース１の左側にロボット作動部３が配備され、ベ
ース１の手前（図２において下側）に非常停止やリセッ
トなどを行うプッシュ式のスイッチ操作部４やレバー操
作式の起動スイッチ５が設けられている。

【００２３】前記ターンテーブル２は、エアーシリンダ
を内蔵した駆動機構６の上に設置され、１８０°の回転
角度で往復回動されるとともに、テーブル上には、同一
仕様に構成した一対のワーク装着部７ａ，７ｂが、テー
ブル軸心Ｐを中心として対角状に取り付けられている。
そして、装置手前にワーク脱着位置Ｂが設定されるとと
もに、テーブル軸心Ｐを挟んだ奥側の対角位置に加工位
置Ａが設定され、テーブル停止状態では両ワーク装着部
７ａ，７ｂの一方がワーク脱着位置Ｂ、他方が加工位置
Ａに位置するようにターンテーブル２が回転制御される
ようになっている。

【００２４】図４に示すように、各ワーク装着部７ａ，
７ｂには、支持台８を介してテーブル上に固定配置され
た左右一対の治具９が備えられており、各治具９の上面
には、基板（ワーク）Ｗを左右から位置決め案内して載
置する段部９ａが互いに平行に形成されるとともに、各
段部９ａのテーブル軸心Ｐ側の奥端には、基板Ｗの先端
側の端辺を受け止めて位置決めする当接部９ｂが形成さ
れている。

【００２５】前記ロボット作動部３は、図２，図３に示
されるように、装置前後方向に沿って配置したＸ軸アク
チュエータ１１と、このＸ軸アクチュエータ１１のスラ
イダ１１ａに連結されて装置左右方向に沿って配置した
Ｙ軸アクチュエータ１２と、Ｙ軸アクチュエータ１２の
スライダ１２ａに連結支持されたハンダ付けユニット１
３とから構成された、直交２軸型ロボットとなってお
り、ハンダ付けユニット１３をターンテーブル２の上面
と平行な水平面に沿って移動させ、プログラム設定され
たポイント毎にハンダコテ１４とハンダ心線供給具１５
を下降して基板Ｗに所定のハンダ付けを施すよう構成さ
れている。

【００２６】また、前記加工位置の奥部には、ワーク固
定機構１６が配備されている。このワーク固定機構１６
は、プッシャー１７とこれを水平前後方向に進退駆動す
るエアーシリンダ１８とからなり、加工位置に搬入され
た基板Ｗの後側の端辺を、図３の仮想線で示されるよう
にプッシャー１７で押圧して、基板Ｗの先端側の端辺を
治具９の当接部９ｂに押しつけて、最終的な位置決めと
固定を行うよう構成されている。なお、エアーシリンダ
１８はガイド１９に沿って左右に位置調節可能に支持さ
れるとともに、ガイド１９自体もガイド２０に沿って上
下に位置調節可能に支持されており、基板の後側端辺の
適所にプッシャー１７を作用させることができるよう
に、エアーシリンダ１８の設置高さおよび左右位置を調
節することができるようになっている。

【００２７】また、装置右側には、加工済みの基板Ｗに
作用するワーク排出機構２１が配備されている。このワ
ーク排出機構２１は、エアーシリンダ２２によって前後
に移動されるＬ形支持アーム２３の先端に下向きに突出
するピン状の当接部材２４を備えて構成されたものであ
り、通常は当接部材２４がテーブル軸心Ｐ上に待機する
ようエアーシリンダ２２が伸長しており、図３の仮想線
で示されるようにエアーシリンダ２２が短縮作動して当
接部材２４が手前側に移動することで、ワーク脱着位置
に位置しているワーク装着部の基板Ｗの先端側端辺ｆを
当接部材２４で押圧して、治具９から手前側に払い出し
排出するよう構成されている。

【００２８】本発明に係る自動加工装置は以上のように
構成されたものであり、以下にその作動の概略を図５な
いし図７の基づいて説明する。

【００２９】図５（ａ）に示すように、初期状態では、
両ワーク装着部７ａ，７ｂがワーク脱着位置と加工位置
に位置しており、ワーク脱着位置に位置するワーク装着
部７ａの治具９に基板Ｗ(1) を位置決め装着する。基板
装着が完了した後、起動操作することでターンテーブル
２が時計方向に回転を開始する。

【００３０】図５（ｂ）に示すように、ターンテーブル
２は１８０°回転して停止し、基板Ｗ(1) を装着したワ
ーク装着部７ａが加工位置に到達するとともに、入れ替
わりに他方のワーク装着部７ｂがワーク脱着位置に至
る。

【００３１】図６（ｃ）に示すように、ワーク固定機構
１６が作動して、加工位置の基板Ｗ(1) は治具９に対し
て位置決め固定され、この状態でロボット作動部３が起
動され、予めプログラム設定された手順でハンダ付けユ
ニット１３が基板上のハンダ付けポイントに移動して、
各ポイントごとにハンダ付けを施す。また、この加工処
理の間に、ワーク脱着位置のワーク装着部７ｂに次の基
板Ｗ(2) を装着する。

【００３２】図６（ｄ）に示すように、全ハンダ付けポ
イントの処理が終了すると、ワーク固定機構１６および
ハンダ付けユニット１３が待機位置に復帰するととも
に、ターンテーブル２が反時計方向に回転され、加工済
みの基板Ｗ(1) がワーク脱着位置に向けて反時計回りで
搬送されるとともに、後続の基板Ｗ(2) が反時計回りで
加工位置に向けて搬送される。

【００３３】図７（ｅ）に示すように、ターンテーブル
２は１８０°回転すると停止し、加工済み基板Ｗ(1) を
装着したワーク装着部７ａがワーク脱着位置に到達する
とともに、入れ替わりに後続の基板Ｗ(2) を装着した他
方のワーク装着部７ｂが加工位置に至る。

【００３４】図７（ｆ）に示すように、次に、ワーク排
出機構２１が作動を開始し、当接部材２４が手前方向に
駆動移動し、加工済み基板Ｗ(1) の後端辺ｅを後方から
押圧して治具９から払出し搬出する。なお、この間に加
工位置ではワーク固定機構１６による基板Ｗ(2) の最終
的な位置決め固定、およびハンダ付け加工が行われると
ともに、排出の終了したワーク脱着位置では、新しい基
板の装填が行われることになる。

【００３５】以下、上記行程を順次繰り返すことで、基
板Ｗを順次ハンダ付け加工してゆくことができる。な
お、基板Ｗの種類が変更されると、これに合わせて各ワ
ーク装着部７ａ，７ｂにおける治具９の位置調節や交換
を行い、かつ、ロボット作動部３における制御用プログ
ラムの変更を行う。

【００３６】なお、本発明は、以下のような形態で実施
することも可能である。

【００３７】加工ロボット３には種々のものを使用
することができ、例えば、、部品供給ヘッドを利用する
ことで、基板やその他の半製品などのワークへの部品自
動装着加工に利用することもできる。

【００３８】加工ロボット３に直交３軸型ロボット
を利用したり、多関節型ロボットを利用することもでき
る。

【００３９】加工位置にワーク固定機構１６を配備
する代わりに、各ワーク装着部７ａ，７ｂにソレノイド
駆動型あるいはエアー駆動型のクランプ機構を装備し、
ワーク脱着位置で位置決め装填されたワークＷを固定保
持して加工位置に回転搬入するように構成するもよい。

【００４０】ワークＷの種類によっては、ワークＷ
を吸着保持したり、掴み上げて排出するようワーク排出
機構２１を構成することもできる。

【００４１】ワーク脱着位置でのワーク装着をロボ
ットを用いて自動的に行う形態に発展させることも容易
である。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば以下に示すような効果が期待できる。

【００４３】請求項１に係る発明の自動加工装置によれ
ば、ターンテーブルの回転によって各ワーク装着部を、
ワーク脱着位置と加工位置とに移動させることができ、
ワーク脱着位置でワークの交換をしている間に加工位置
で所定の加工を行うことができるものでありながら、装
置幅を小さくすることができる。また、加工位置が一箇
所であるので、加工ロボットの制御用プログラムも一つ
だけ設定すればよく、加工前の設定準備や管理が容易と
なる。

【００４４】請求項２に係る発明の自動加工装置によれ
ば、ワーク脱着位置と加工位置とを装置の前後に配備で
きるので、装置手前のワーク脱着位置でワークの交換を
している間に装置奥側の加工位置で所定の加工を行うこ
とができる。

【００４５】請求項３に係る発明の自動加工装置によれ
ば、仕様の異なる多種類の基板に対するハンダ付け加工
を能率よく行うことができ、本発明の特徴を効果的に発
揮させることができる。

【００４６】請求項４に係る発明の自動加工装置によれ
ば、加工位置で改めて位置決め固定を行うので、ターン
テーブルでの移送中の多少のずれ動きが許容されること
ととなり、従って、ターンテーブルの回転速度を速くす
ることが可能となって、処理サイクルの短縮化に有効と
なる。しかも、各ワーク装着部にクランプ機構などの位
置決め固定手段を装備する必要がないので、装置の簡素
化にも効果がある。

【００４７】請求項５に係る発明の自動加工装置によれ
ば、ワーク脱着位置に戻されてきた加工済みワークが自
動的に排出されるので、ワーク脱着位置でのワーク交換
を迅速に行うことが容易となり、作業能率を向上する上
で有効となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施の形態の自動加工装置を用
いたシステムの概略構成図である。

【図２】図１の自動加工装置の平面図である。

【図３】図１の自動加工装置の側面図である。

【図４】ターンテーブルの斜視図である。

【図５】加工行程を示す概略平面図である。

【図６】加工行程を示す概略平面図である。

【図７】加工行程を示す概略平面図である。

【図８】従来構造の一例を示す概略平面図である。

【符号の説明】

２ターンテーブル３ロボット作動部７ａワーク装着部７ｂワーク装着部９治具１３ハンダ付けユニット１６ワーク固定機構２１ワーク排出機構２４当接部材Ａ加工位置Ｂワーク脱着位置Ｐテーブル軸心Ｗワークｆワークの端辺

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｋ 3/34 ５０７Ｈ０５Ｋ 3/34 ５０７Ｍ (72)発明者水澤秀毅熊本県阿蘇郡一宮町大字宮地字南油町4429 番地オムロン阿蘇株式会社内 (72)発明者内田圭司熊本県阿蘇郡一宮町大字宮地字南油町4429 番地オムロン阿蘇株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークを保持する複数のワーク装着部を
備えたターンテーブルと、各ワーク装着部をワーク脱着
位置と加工位置とに亘って移動させるようターンテーブ
ルを回転させる制御手段と、前記加工位置に搬入セット
されたワーク装着部のワークに所定の加工を施す加工ロ
ボットとを備えることを特徴とする自動加工装置。
【請求項２】前記ワーク装着部を、ターンテーブルの
対角位置に一対備えるとともに、一方のワーク装着部が
前記加工位置に移動したときに、他方のワーク装着部が
前記ワーク脱着位置に移動する請求項１記載の自動加工
装置。
【請求項３】前記加工ロボットが、前記ワークにハン
ダ付けを行うハンダ付けロボットである請求項１または
２記載の自動加工装置。
【請求項４】前記加工位置に搬入されてきたテーブル
上のワークを位置決め固定するワーク固定機構を配備し
てある請求項１ないし３のいずれかに記載の自動加工装
置。
【請求項５】前記ワーク脱着位置に復帰移動してきた
ワーク装着部のワークを、そのワーク装着部から排出す
る加工済みワーク排出機構を備えてある請求項１ないし
４のいずれかに記載の自動加工装置。