JP2016058469A - 挿入ヘッド、部品挿入装置及び部品実装ライン - Google Patents

Abstract

【課題】リード付部品を適切な力で把持できる挿入ヘッド、部品挿入装置及び部品実装ラインを提供することを目的とする。【解決手段】部品挿入装置１Ｂに備えられて一対の把持爪２４によりリード付部品４を把持する挿入ヘッド２３が、水平な揺動軸４２上を移動自在に設けられ、揺動軸４２に直交する揺動面Ｆｍ内を延びる一対の把持爪２４を保持する一対の把持爪保持部材４４、揺動軸４２を回転駆動して一対の把持爪保持部材４４を揺動軸４２の中心軸線回りに揺動させる揺動機構６１及び一対の把持爪保持部材４４を揺動軸４２上で移動させて一対の把持爪２４の間隔を変更する間隔変更機構６２を備え、間隔変更機構６２を介した一対の把持爪２４の間隔変更制御により、一対の把持爪２４によるリード付部品４の把持力を変更する。【選択図】図１４

Description

本発明は、部品挿入装置に備えられ、リード付部品を把持してそのリード付部品のリードを基板に設けられた挿入孔に挿入する挿入ヘッド、部品挿入装置及び部品実装ラインに関するものである。

リード付部品のリードを基板に設けられた挿入孔に挿入してそのリード付部品の基板への装着を行う部品挿入装置は、部品供給部によって供給されるリード付部品を把持する挿入ヘッドを備えている。挿入ヘッドは一対の把持爪の間隔を変更することによってリード付部品を把持する。挿入ヘッドの中には、一対の把持爪を水平な軸部材の回転により揺動させることで様々な姿勢で供給されるリード付部品を把持できるようになっているものもある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−２３６２５８号公報

しかしながら、従来の挿入ヘッドはリード付部品のサイズや重量或いは表面粗さ等とは関係なく把持力が一定であった。このため把持力が弱すぎて一度把持したリード付部品を落下させてしまったり、過度に大きな力でリード付部品を把持してしまったりするおそれがあった。

そこで本発明は、リード付部品を適切な力で把持できる挿入ヘッド、部品挿入装置及び部品実装ラインを提供することを目的とする。

本発明の挿入ヘッドは、部品挿入装置に備えられ、リード付部品を一対の把持爪により把持して前記リード付部品のリードを基板に設けられた挿入孔に挿入する挿入ヘッドであって、水平な軸部材と、前記軸部材上を移動自在に設けられ、前記軸部材に直交する面内を延びる前記一対の把持爪を保持する一対の把持爪保持部材と、前記軸部材を回転駆動して前記一対の把持爪保持部材を前記軸部材の中心軸線回りに揺動させる揺動機構と、前記一対の把持爪保持部材を前記軸部材上で移動させて前記一対の把持爪の間隔を変更する間隔変更機構とを備え、前記間隔変更機構を介した前記一対の把持爪の間隔変更制御により、前記一対の把持爪による前記リード付部品の把持力を変更する。

本発明の部品挿入装置は、前記リード付部品を供給する部品供給部と、上記本発明の挿入ヘッドと、前記部品認識手段による前記リード付部品の認識結果に基づいて前記挿入ヘッドの前記揺動機構及び前記間隔変更機構を制御することにより前記部品供給部が供給する前記リード付部品を前記一対の把持爪に把持させる制御手段とを備えた。

本発明の部品実装ラインは、上記本発明の部品挿入装置と前記基板に表面実装部品を実装する部品実装装置とが連結されて成る。

本発明によれば、挿入ヘッドにより部品を適切な力で把持でき、一度把持したリード付部品を落下させてしまったり、過度に大きな力でリード付部品を把持してしまったりするおそれがない。

本発明の一実施の形態における部品実装ラインの外観を示す斜視図 本発明の一実施の形態における部品実装ラインが備える部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態における部品挿入装置の斜視図 本発明の一実施の形態における部品挿入装置が備えるトレイフィーダの斜視図 本発明の一実施の形態における部品挿入装置が備える挿入ヘッドをトレイフィーダとともに示す斜視図 本発明の一実施の形態における部品挿入装置が備える挿入ヘッドの斜視図 本発明の一実施の形態における挿入ヘッドが備える把持ユニットの下方斜視図 本発明の一実施の形態における挿入ヘッドが備える把持ユニットの正面図 本発明の一実施の形態における挿入ヘッドが備える把持ユニットの側面図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における挿入ヘッドが備える把持ユニットの正面図 本発明の一実施の形態における部品挿入装置が備える挿入ヘッドをトレイフィーダとともに示す斜視図 本発明の一実施の形態における部品挿入装置の制御系統を示すブロック図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における部品挿入装置が備えるトレイに載置されたリード付部品の側面図 本発明の一実施の形態における挿入ヘッドが備える把持ユニットの正面図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における挿入ヘッドが備える把持ユニットの側面図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態における挿入ヘッドによりリード付部品を基板に挿入する手順を示す図 本発明の一実施の形態における部品挿入装置が備える挿入ヘッドの斜視図 本発明の一実施の形態における部品挿入装置にコンベア式フィーダを取り付けた状態を示す図 本発明の一実施の形態における部品挿入装置にコンベア式フィーダの斜視図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施の形態における部品実装ライン１を示している。部品実装ライン１は基板２の表面に表面実装部品３を実装する部品実装装置１Ａと、表面実装部品３が実装された基板２にリード付部品を挿入する部品挿入装置１Ｂが直列に連結されて成る。部品挿入装置１Ｂは部品実装装置１Ａよりも基板２の流れ（図１中に示す矢印Ａ）の下流側に配置されている。

図２において、部品実装装置１Ａは基台１１上に基板搬送路１２、テープフィーダ１３、部品カメラ１４及びヘッド移動機構１５を備えている。基板搬送路１２は一対のコンベアによって基板２を作業者ＯＰから見た左右方向（Ｘ軸方向とする）に搬送する。テープフィーダ１３は基台１１の作業者ＯＰから見た前後方向（Ｙ軸方向とする）に対向する両端部のそれぞれに設けられており、部品供給口１３ａに図示しない表面実装部品３を連続的に供給する。部品カメラ１４は基台１１上の基板搬送路１２とテープフィーダ１３との間の領域に撮像視野を上方に向けて設けられている。

ヘッド移動機構１５は基台１１上をＹ軸方向に延びてＸ軸方向に対向して設けられた一対のＹ軸テーブル１５ａ、Ｘ軸方向に延びて両端がＹ軸テーブル１５ａによってＹ軸方向に駆動される前後の２つのＸ軸テーブル１５ｂ及び各Ｘ軸テーブル１５ｂによってＸ軸方向に駆動されるヘッド取り付けプレート１５ｃから成る。各ヘッド取り付けプレート１５ｃには下方に延びる複数の吸着ノズル１６ａを備えた装着ヘッド１６が取り付けられている。各装着ヘッド１６はＸ軸テーブル１５ｂのＹ軸方向への移動とヘッド取り付けプレート１５ｃのＸ軸方向への移動によって水平面内を移動する。これにより装着ヘッド１６はテープフィーダ１３が供給する表面実装部品３を吸着ノズル１６ａによって吸着（ピックアップ）し、その表面実装部品３を部品カメラ１４に認識させた後、基板搬送路１２により位置決めされた基板２上に装着（表面実装）する。

図３に示す部品挿入装置１Ｂは、部品実装装置１Ａと同様に、基台１１上に基板搬送路１２、部品カメラ１４及びヘッド移動機構１５を備えている。基台１１の前後方向に対向する一方側にはリード付部品４をトレイ２１に載置させた状態で供給するトレイフィーダ２２が配置されている。ヘッド移動機構１５のヘッド取り付けプレート１５ｃには、部品実装装置１Ａの装着ヘッド１６の代わりに、挿入ヘッド２３が取り付けられている。

図４において、リード付部品４は本体部４Ｂと本体部４Ｂから延びた複数のリード４Ｌを有して成り、トレイフィーダ２２のトレイ２１上に載置された複数のリード付部品４は特に整列されることなく、まちまちの方向を向いている。トレイフィーダ２２はトレイ２１を基板搬送路１２の側に送り出すことによって（図４中に示す矢印Ｂ）、リード付部品４を挿入ヘッド２３の可動領域内に供給する。

図５において、挿入ヘッド２３はトレイ２１上のリード付部品４を把持する一対の把持爪２４を備えている。ヘッド移動機構１５は２つの挿入ヘッド２３を互いに独立して移動させ、各挿入ヘッド２３によってトレイフィーダ２２が供給するリード付部品４を一対の把持爪２４により把持する。そして、その把持したリード付部品４を基板搬送路１２により位置決めされた基板２の挿入孔２ａの上方に移動させ（図５）、リード４Ｌが挿入孔２ａに挿入されるようにリード付部品４を基板２に押し込んで装着する。

本実施の形態では、部品挿入装置１Ｂが備える挿入ヘッド２３について特徴があり、次のその説明を行う。図６において、挿入ヘッド２３は、ベース部３０、昇降プレート３１、アウターシャフト３２、インナーシャフト３３及び把持ユニット３４を備えている。ベース部３０はヘッド取り付けプレート１５ｃに固定されている。昇降プレート３１は、ベース部３０を上下方向に延びて設けられた一対のガイド３０Ｇによって背面側がガイドされており、ベース部３０に設けられた昇降モータ３０Ｍによってベース部３０に対して昇降される。アウターシャフト３２は昇降プレート３１の正面側に上下方向（Ｚ軸方向とする）に延びて設けられており、インナーシャフト３３は、アウターシャフト３２の内部においてアウターシャフト３２に対して相対回転自在に設けられている。把持ユニット３４は、インナーシャフト３３の下端に取り付けられている。

図６において、昇降プレート３１の正面側には駆動軸（図示せず）を下方に向けたθ回転モータ３５が設けられている。θ回転モータ３５の駆動軸には駆動プーリ３５Ｐが取り付けられており、駆動プーリ３５Ｐは伝動ベルト３６を介してインナーシャフト３３に設けられた従動プーリ３３Ｐに連結されている。このためθ回転モータ３５によってインナーシャフト３３をＺ軸回りに回転させることができ（図６中に示す矢印Ｒθ）、θ回転モータ３５の駆動軸の回転方向及び回転数を制御することにより、把持ユニット３４のＺ軸回り回転姿勢をコントロールすることができる。

図７及び図８において、把持ユニット３４は、ユニットベース４１、揺動軸４２及び間隔変更軸４３を備えている。ユニットベース４１は、インナーシャフト３３の下端が結合された上面部４１ａと、上面部４１ａの両端から下方に延出した一対の側面部４１ｂを備える。揺動軸４２と間隔変更軸４３はそれぞれユニットベース４１の一対の側面部４１ｂに両端が支持されて水平に延びている。揺動軸４２と間隔変更軸４３は互いに平行に配置されており、それぞれ自身の中心軸線回りに回転自在となっている。

図７及び図８において、揺動軸４２には一対の（２つの）把持爪保持部材４４が外嵌されており、それぞれ揺動軸４２上を移動自在になっている。これら一対の把持爪保持部材４４には前述の一対の把持爪２４が保持されており、各把持爪保持部材４４に保持された把持爪２４は揺動軸４２に直交する面（揺動面Ｆｍと称する）内を延びている。すなわち、一対の把持爪保持部材４４は、揺動軸４２上を移動自在に設けられ、揺動面Ｆｍ内を延びる一対の把持爪２４を保持したものとなっている。

図７及び図８において、揺動軸４２の外周面にはその中心軸線方向に沿って延びたキー溝４２Ｋが形成されており、各把持爪保持部材４４の内周面にはキー溝４２Ｋに係合する図示しない突起が形成されている。このため各把持爪保持部材４４は揺動軸４２の外周面に沿った摺動が可能である一方、揺動軸４２一体となって揺動軸４２の中心軸線回りに回転する。揺動軸４２がその中心軸線回りに回転すると、２つの把持爪保持部材４４は揺動軸４２の中心軸線回りに回転し、これにより２つの把持爪２４も揺動軸４２の中心軸線回りに揺動する（図９中に示す矢印Ｒ０）。

本実施の形態では、各把持爪２４は、図９に示すように、それぞれ揺動面Ｆｍ内を屈曲して延びている。具体的には、各把持爪２４は、把持爪保持部材４４から揺動面Ｆｍ内を真っ直ぐに延びた基部２４ａと、基部２４ａの端部から揺動軸４２から離れる方に向けて真っ直ぐに延びた中間部２４ｂと、中間部２４ｂの端部から基部２４ａに対して平行に延びた先端直線部２４ｃ（先端の直線部）を有している。そして、先端直線部２４ｃは下方を向いた姿勢において、揺動軸４２の中心軸線を通って揺動面Ｆｍ内を延びる鉛直軸ＰＸに対してオフセットしている（オフセット量を図９において符号ＯＦＦで示す）。本実施の形態では、２つの把持爪２４は、先端直線部２４ｃが下方を向く姿勢（鉛直姿勢と称する）と、先端直線部２４ｃが水平方向を向く姿勢との間で揺動自在である（図９）。

図７及び図８において、間隔変更軸４３の外周面にはその軸方向の中央部を境にして逆螺子の雄螺子が形成されており、一方の螺子形成部と他方の螺子形成部のそれぞれにはその雄螺子に対応した雌螺子を有するナット４６が螺合している。これら一対のナット４６のそれぞれには揺動軸４２の側に延出した鍔部４７が設けられており、各鍔部４７には揺動軸４２が貫通している。そして、各鍔部４７は各把持爪保持部材４４に連結されたリング状部材４８に結合されている。このため、間隔変更軸４３がその中心軸線回りに回転して一対のナット４６が離反或いは近接すると、これに応じて２つの把持爪２４が逆螺子によって離反（図１０（ａ）中に示す矢印Ｒ１）或いは近接（図１０（ｂ）中に示す矢印Ｒ２）する。

図６、図７及び図８において、ユニットベース４１の前面側には図示しないブラケットを介して揺動モータ５１が設けられている。揺動モータ５１の図示しない駆動軸に取り付けられた駆動プーリ５１Ｐは、伝動ベルト５２によって、揺動軸４２に設けられた従動プーリ４２Ｐと連結されている。このため揺動軸４２の駆動を揺動モータ５１によって行うことができ、揺動モータ５１の駆動軸の回転方向及び回転数を制御することにより、２つの把持爪２４の揺動姿勢をコントロールすることができる。

ユニットベース４１の上面部４１ａには図示しないブラケットを介して間隔変更モータ５３が設けられている。間隔変更モータ５３の駆動軸５３Ｊに取り付けられた駆動プーリ５３Ｐは、伝動ベルト５４によって、間隔変更軸４３に設けられた従動プーリ４３Ｐと連結されている。このため間隔変更軸４３の駆動を間隔変更モータ５３によって行うことができ、間隔変更モータ５３の駆動軸５３Ｊの回転方向及び回転数を制御することにより、２つの把持爪２４の間隔をコントロールすることができる。

上述のように、本実施の形態において、各挿入ヘッド２３は、水平な軸部材である揺動軸４２を回転駆動して一対の把持爪保持部材４４を揺動軸４２の中心軸線回りに揺動させる揺動機構６１と、一対の把持爪保持部材４４を揺動軸４２上で移動させて一対の把持爪２４の間隔を変更する間隔変更機構６２を備えており、一対の把持爪保持部材４４を（すなわち一対の把持爪２４を）揺動させる揺動軸４２が、把持爪２４の間隔変更時の移動軸を兼ねた構成となっている（図７及び図８）。ここで、揺動機構６１は、揺動モータ５１、駆動プーリ５１Ｐ、伝動ベルト５２及び従動プーリ４２Ｐ等から成る。また、間隔変更機構６２は、間隔変更モータ５３、駆動プーリ５３Ｐ、伝動ベルト５４及び従動プーリ４３Ｐ等から成る。図７、図８及び図９において、ユニットベース４１の上面部４１ａには、下端に設けられた押圧部６３ａを昇降させるプッシャー６３が下方に延びて設けられている。

図６において、ヘッド取り付けプレート１５ｃの下端には撮像視野を下方に向けた部品認識カメラ７０が設けられている。部品認識カメラ７０はヘッド移動機構１５によって挿入ヘッド２３とともに移動され、挿入ヘッド２３が一対の把持爪２４によって把持しようとするトレイ２１上のリード付部品４を上方から撮像する（図１１）。

図１２に示すように、基板搬送路１２による基板２の搬送及び位置決め動作制御、ヘッド移動機構１５による挿入ヘッド２３の移動動作制御及びトレイフィーダ２２によるリード付部品４の供給動作制御は部品挿入装置１Ｂが備える制御装置８０によってなされる。各挿入ヘッド２３における昇降モータ３０Ｍによる把持ユニット３４の昇降動作制御、θ回転モータ３５による把持ユニット３４のＺ軸回りの回転動作制御、揺動モータ５１による把持爪２４の揺動動作制御、間隔変更モータ５３を介した把持爪２４の間隔変更制御も制御装置８０によってなされる。各挿入ヘッド２３が備える部品認識カメラ７０による認識動作制御及び各部品カメラ１４による認識動作制御は制御装置８０によってなされる。

次に、このような構成の部品挿入装置１Ｂの挿入ヘッド２３によってリード付部品４を把持して基板２に挿入する手順を説明する。挿入ヘッド２３によってトレイフィーダ２２によりトレイ２１に載置状態で供給されたリード付部品４を把持する場合には、制御装置８０に制御されたヘッド移動機構１５が挿入ヘッド２３を移動させ、部品認識カメラ７０をトレイ２１上の把持対象とするリード付部品４の上方に位置させる。そして、部品認識カメラ７０はリード付部品４を撮像し（図１１）、制御装置８０は、得られた画像に基づいて、リード付部品４の位置と姿勢を把握する。

リード付部品４の姿勢の把握は、そのリード付部品４を上方から撮像して得られた画像におけるリード４Ｌの延びる方向、リード４Ｌと本体部４Ｂとの位置関係及びリード付部品４全体の寸法及び形状等を認識して行う。これにより、例えば、図１３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すようなリード付部品４の種々の姿勢を把握できる。図１３（ａ）に示す右側のリード付部品４は、本体部４Ｂの側面のみがトレイ２１に接触してリード４Ｌが水平な姿勢となっている例である。図１３（ｂ）に示す中央のリード付部品４は、本体部４Ｂとリード４Ｌがともにトレイ２１の底面に接触してリード付部品４が全体としてトレイ２１に対して傾いた姿勢となっている例である。図１３（ｃ）に示す左側のリード付部品４は、本体部４Ｂの天井面がトレイ２１に接触してリード４Ｌが上方を向いた逆立ち姿勢となっている例である。

制御装置８０は、リード付部品４の位置と姿勢を把握したら、その把握したリード付部品４の位置と姿勢に基づいて、一対の把持爪２４によってリード付部品４の本体部４Ｂを把持できるように把持ユニット３４の姿勢制御を行う。具体的には、把持ユニット３４のトレイ２１に対する高さに応じて昇降モータ３０Ｍを作動させ、把持ユニット３４のＺ軸回り回転角度に応じてθ回転モータ３５を作動させる。また、把持爪２４の先端直線部２４ｃの延びる方向がリード４Ｌの延びる方向と一致するように揺動モータ５１を作動させ、一対の把持爪２４の間隔がリード付部品４の本体部４Ｂの幅方向寸法Ｄ（図１４）よりも大きい値となるように間隔変更モータ５３を作動させる。そして、これにより、一対の把持爪２４がリード付部品４の本体部４Ｂの側方に位置した把持準備姿勢をとなったら、一対の把持爪保持部材４４を近接方向に移動させて、一対の把持爪２４によってリード付部品４の本体部４Ｂを把持する。図１５（ａ）は一対の把持爪２４の鉛直姿勢からの揺動角度Φ（図１５（ｂ）参照）を９０度にしてリード付部品４を把持した状態を示しており、図１５（ｂ）は一対の把持爪２４の鉛直姿勢からの揺動角度Φを０度と９０度との間の角度にしてリード付部品４を把持した状態を示している。

ここで、前述したように、各把持爪２４はそれぞれの揺動面Ｆｍ内を屈曲して延びており、その先端直線部２４ｃは下方に向いた姿勢において揺動軸４２の中心軸線を通って揺動面Ｆｍ内を延びる鉛直軸ＰＸに対してオフセットしているので、上記把持準備姿勢において、把持爪２４が鉛直方向を向いた鉛直姿勢からの揺動角度Φが大きい場合でも、把持爪２４を揺動させる軸部材（すなわち揺動軸４２）の位置は先端直線部２４ｃの上方に位置する。このため、供給時のリード付部品４の姿勢によらず、揺動軸４２の近傍部分が把持対象のリード付部品４に隣接する他のリード付部品４に干渉させることなく、そのリード付部品４を安定的に把持できる（図１５（ａ））。

制御装置８０は、一対の把持爪２４によりリード付部品４を把持したら、そのリード付部品４の幅方向寸法Ｄよりも小さい値として設定した目標間隔ｄ（＜Ｄ）を目標値として把持爪２４を近接させる制御を行う。これによりリード付部品４は一対の把持爪２４の間隔の差分（Ｄ−ｄ）に応じた把持力でしっかりと把持される。ここで、上記目標間隔ｄは、リード付部品４の種類や画像認識によって算出した幅方向寸法Ｄに応じて可変的に設定される。設定される目標間隔ｄはリード付部品４の幅方向寸法Ｄに対応して予め決定しておくのであってもよいし、その都度算出して決定するのであってもよい。このように、本実施の形態における部品挿入装置１Ｂの挿入ヘッド２３では、間隔変更機構６２を介した一対の把持爪２４の間隔変更制御により、一対の把持爪２４によるリード付部品４の把持力を変更するようになっている。

一対の把持爪２４によってリード付部品４の本体部４Ｂを把持したら、制御装置８０に制御された揺動モータ５１は揺動軸４２を回転させて、一対の把持爪２４を鉛直姿勢にする。一対の把持爪２４はリード付部品４を把持するとき、先端直線部２４ｃの延びる方向がリード付部品４のリード４Ｌの延びる方向と一致するように調整されているので、リード付部品４の本体部４Ｂを把持した一対の把持爪２４を鉛直姿勢にすることによって、把持したリード付部品４のリード４Ｌを下方に向けることができる（図１６（ａ））。

一対の把持爪２４を鉛直姿勢にすることによってリード付部品４のリード４Ｌが下方に向いたら、ヘッド移動機構１５はリード付部品４が部品カメラ１４の上方を通過するように挿入ヘッド２３を移動させ、部品カメラ１４にリード付部品４のリード４Ｌを認識させる。部品カメラ１４がリード４Ｌを認識したら、その認識結果に基づいて、ヘッド移動機構１５は、リード付部品４のリード４Ｌの下端がそのリード付部品４を装着しようとする基板２上の挿入孔２ａの上方に位置するように挿入ヘッド２３を位置させる（図１６（ａ））。そして、ヘッド移動機構１５はベース部３０に対して昇降プレート３１を下降させ、リード４Ｌの下端を基板２の挿入孔２ａに挿入しつつ（図１６（ｂ））、リード付部品４を基板２に押し付ける（図１６（ｃ））。このとき制御装置８０はプッシャー６３を作動させ、押圧部６３ａを下降させて、挿入ヘッド２３によるリード付部品４の基板２への押し付けをサポートする。これによりリード付部品４は基板２上に装着（挿入）される。

以上説明したように、本実施の形態における部品挿入装置１Ｂでは、挿入ヘッド２３が備える一対の把持爪２４は、水平な揺動軸４２上を移動自在に設けられており、揺動軸４２が回転駆動されることで揺動軸４２の中心軸線回りに揺動する一方、揺動軸４２上で移動してその間隔が変更されるようになっている。すなわち、一対の把持爪２４を揺動させる揺動軸４２が、把持爪２４の間隔変更時の移動軸を兼ねた構成となっている。このため部品点数を低減でき、挿入ヘッドのサイズをコンパクト化できる。

また、本実施の形態では、間隔変更機構６２を介した一対の把持爪２４の間隔変更制御により、一対の把持爪２４によるリード付部品４の把持力を変更することができ、リード付部品４のサイズや重量或いは表面粗さ等に応じてリード付部品４の把持力を設定することで、リード付部品４を適切な力で把持できる。このため、一度把持したリード付部品４を落下させてしまったり、過度に大きな力でリード付部品４を把持してしまったりするおそれがない。

更に、本実施の形態では、各把持爪２４はそれぞれの揺動軸４２に直交する面（揺動面Ｆｍ）内を屈曲して延びており、先端の直線部（先端直線部２４ｃ）は下方に向いた姿勢において揺動軸４２の中心軸線を通って揺動面Ｆｍ内を延びる鉛直軸ＰＸに対してオフセットしているので、把持爪２４の鉛直姿勢からの揺動角度Φが大きい場合でも把持爪２４を揺動させる揺動軸４２の位置は揺動させた把持爪２４の先端直線部２４ｃの側方ではなく上方に位置する。このため、供給時のリード付部品４の姿勢によらず、揺動軸４２の近傍部分が把持対象のリード付部品に隣接する他の部品等に干渉するおそれが小さく、把持対象のリード付部品４を安定的に把持できる。

また本実施の形態における部品挿入装置１Ｂでは、リード付部品４を認識する部品認識手段としての部品認識カメラ７０を備えているので、把持爪２４によってリード付部品４を把持する前に、そのリード付部品４の姿勢を予め把握することができ、制御手段としての制御装置８０は、部品認識カメラ７０によるリード付部品４の認識結果に基づいて挿入ヘッド２３の揺動機構６１及び間隔変更機構６２を制御することによりトレイフィーダ２２が供給するリード付部品４を一対の把持爪２４に把持させることができる。このため、部品供給部としてのトレイフィーダ２２が複数のリード付部品４をトレイ２１に載せた状態で供給し、複数のリード付部品４がそれぞれトレイ２１でまちまちの方向に向いている場合であっても、挿入ヘッド２３によってリード付部品４を確実に把持して基板２に挿入することができる。

前述の実施の形態において示した部品挿入装置１Ｂでは、各ヘッド取り付けプレート１５ｃに挿入ヘッド２３をひとつずつ取り付けた構成となっていたが、図１７に示すように、各ヘッド取り付けプレート１５ｃに、互いに独立して動作する複数の挿入ヘッド２３を取り付けて作業効率を向上させるようにしてもよい。なお、このようにひとつのヘッド取り付けプレート１５ｃに複数の挿入ヘッド２３を取り付けた構成であっても、部品認識カメラ７０はヘッド取り付けプレート１５ｃに１つ設けるだけで十分である（図１７）。

また、前述の実施の形態では、まちまちの方向を向いた複数のリード付部品４を挿入ヘッド２３の可動領域内に供給する手段としてトレイフィーダ２２を示したが、図１８に示すようなコンベア式フィーダ９０を用いてリード付部品４を供給することもできる。このコンベア式フィーダ９０は、図１９に示すように、基台１１に連結されるベース９１上に搬送方向がＹ軸方向となるコンベア９２を備えており、コンベア９２を駆動するモータ９３がベース９１に設けられた操作ボタン９４の操作に応じて動作する。作業者ＯＰはコンベア９２の手前側の部品載置領域Ｓ１にリード付部品４を特に整列することなく載置した後、操作ボタン９４を操作してコンベア９２を作動させ、リード付部品４を挿入ヘッド２３の可動領域内の供給領域Ｓ２に移動させることで（図１９中に示す矢印Ｃ）、前述のトレイフィーダ２２と同様な部品供給を行うことができる。なお、図１９に示すボックス部材９５には、供給領域Ｓ２に移動させたリード付部品４が部品認識カメラ７０によって認識できなかったり、挿入ヘッド２３によって把持できなかったりしたリード付部品４がコンベア９２の動作によって落下される。ボックス部材９５に落下されたリード付部品４は作業者ＯＰによって回収された後、改めて部品載置領域Ｓ１に載置される。

また、部品実装ライン１が、部品挿入装置１Ｂと基板２に表面実装部品３を実装する部品実装装置１Ａとが連結されて成るものである場合には、本実施の形態のように、部品挿入装置１Ｂが部品実装ライン１に含まれる全ての部品実装装置１Ａよりも基板２の流れの下流側に配置されていることが好ましい。このような構成であれば、表面実装部品３よりも一般にサイズが大きいリード付部品４を表面実装部品３よりも後の工程で基板２に取り付けることになるので、基板製造の流れをスムーズにすることができる。

なお、前述の実施の形態に示した部品実装装置１Ａ及び部品挿入装置１Ｂにおいて、ヘッド取り付けプレート１５ｃに装着ヘッド１６と挿入ヘッド２３が互いに互換性をもって取り付けられるようになっているのであれば、部品実装装置１Ａ及び部品挿入装置１Ｂの本体構成を共通化することができる。更には、ヘッド取り付けプレート１５ｃにペーストを塗布する塗布ヘッドや検査用のカメラを備えた検査ヘッド等を取り付け可能とすることで、部品実装装置１Ａ及び部品挿入装置１Ｂだけでなく、ペースト塗布装置や検査装置等の本体構成も共通化することができ、生産する基板２の品種に応じた種々のバリエーションの部品実装ラインを極めて安価に構成することが可能となる。

リード付部品を適切な力で把持できる挿入ヘッド、部品挿入装置及び部品実装ラインを提供することを目的とする。

１ 部品実装ライン
１Ａ 部品実装装置
１Ｂ 部品挿入装置
２ 基板
２ａ 挿入孔
３ 表面実装部品
４ リード付部品
４Ｌ リード
２１ トレイ
２２ トレイフィーダ（部品供給部）
２３ 挿入ヘッド
２４ 把持爪
４２ 揺動軸（軸部材）
４４ 把持爪保持部材
６１ 揺動機構
６２ 間隔変更機構
７０ 部品認識カメラ（部品認識手段）
８０ 制御装置（制御手段）
９２ コンベア
Ｆｍ 揺動面（面）

Claims (6)

1. 部品挿入装置に備えられ、リード付部品を一対の把持爪により把持して前記リード付部品のリードを基板に設けられた挿入孔に挿入する挿入ヘッドであって、
   水平な軸部材と、
   前記軸部材上を移動自在に設けられ、前記軸部材に直交する面内を延びる前記一対の把持爪を保持する一対の把持爪保持部材と、
   前記軸部材を回転駆動して前記一対の把持爪保持部材を前記軸部材の中心軸線回りに揺動させる揺動機構と、
   前記一対の把持爪保持部材を前記軸部材上で移動させて前記一対の把持爪の間隔を変更する間隔変更機構とを備え、
   前記間隔変更機構を介した前記一対の把持爪の間隔変更制御により、前記一対の把持爪による前記リード付部品の把持力を変更することを特徴とする挿入ヘッド。
2. 前記リード付部品を認識する部品認識手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の挿入ヘッド。
3. 前記リード付部品を供給する部品供給部と、請求項２に記載の挿入ヘッドと、前記部品認識手段による前記リード付部品の認識結果に基づいて前記挿入ヘッドの前記揺動機構及び前記間隔変更機構を制御することにより前記部品供給部が供給する前記リード付部品を前記一対の把持爪に把持させる制御手段とを備えたことを特徴とする部品挿入装置。
4. 前記部品供給部は複数の前記リード付部品をトレイ又はコンベアに載せた状態で供給し、前記複数のリード付部品はそれぞれ前記トレイ又は前記コンベア上でまちまちの方向を向いていることを特徴とする請求項３に記載の部品挿入装置。
5. 請求項３又は４に記載の部品挿入装置と前記基板に表面実装部品を実装する部品実装装置とが連結されて成ることを特徴とする部品実装ライン。
6. 前記部品挿入装置が前記部品実装ラインに含まれる全ての前記部品実装装置よりも前記基板の流れの下流側に配置されたことを特徴とする請求項５に記載の部品実装ライン。

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