JP2017216347A - 電子部品挿入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リード線付き電子部品を基板のスルーホールに挿入する電子部品挿入装置において、リードグリッパの開閉を制御することなく、部品グリッパの移動とリードグリッパの開閉とのタイミングを合わせる。
【解決手段】電子部品挿入装置は、電子部品の本体を保持する部品グリッパと、部品グリッパに設けられた操作部材と、部品グリッパに保持された電子部品のリード線を把持するリードグリッパと、部品グリッパを第１方向へリードグリッパに対して相対的に移動させる移動装置とを備える。リードグリッパが、リード線を第１方向と直交する第２方向の両側から挟み込む一対のフィンガと、フィンガの指先を開くように付勢する付勢部材とを有し、フィンガに操作部材からフィンガの指先を閉じるように作用力を受ける被作用部が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、リード線付き電子部品のリード線を基板に挿入する挿入装置に関する。

電子部品には、電子部品本体の電極にリード線が接続された、「リード部品」と呼ばれるものがある。このような電子部品は、リード線が電子基板に設けられたスルーホールに挿し込まれ、電子基板の裏面からはんだ付けされることによって、電子基板に固定される。従来、リード線を電子基板のスルーホールに挿入することによって電子部品を電子基板に自動装着する、電子部品挿入装置が知られている。特許文献１では、この種の技術が開示されている。

特許文献１に記載された電子部品装着装置（電子部品挿入装置）は、電子部品のリード線をカットし、この電子部品を電子基板に自動装着するものである。この電子部品装着装置は、一対のアームを有するグリッパと、一対のアームに対し上下に相対変位する押圧部材と、グリッパと電子基板とを相対的に移動させる移動手段とを備えている。上記一対のアームは、その基端部において電子部品本体を挟む一対の支持部と、その先端部においてリード線を挟む一対の刃先部とを有する。上記の電子部品装着装置では、先ず、一対のアームを閉じることによって、一対の支持部で電子部品本体を支持し、一対の刃先部でリード線を切断し保持する。次いで、一対のアームを開きながら、押圧部材で電子部品を電子基板側へ押圧し、電子部品を電子基板に装着する。

実開平６−３４３００号公報

上記特許文献１の装置は、グリッパ、押圧手段、及び移動手段の各々が専用のアクチュエータを備えており、これら複数のアクチュエータがタイミングを合わせて動作するように制御されている。

ところで、本願の発明者らは、双腕ロボットを用いて電子部品挿入装置を構成することを検討している。つまり、双腕ロボットの各アームの手先部にエンドエフェクタを装着して、この双腕ロボットを電子部品挿入装置として機能させようとしている。このような電子部品挿入装置では、電子部品を保持し基板に挿入する部品保持機能と、この電子部品のリード線を案内するリード線案内機能とを、各アームに振り分けることが可能である。ところが、部品保持機能とリード線案内機能のように連携する機能を各アームに振り分ける場合には、各機能部でタイムラグが生じると正常に動作が行われなくなるおそれがある。

そこで、本発明の一実施形態に係る電子部品挿入装置は、リード線付き電子部品を基板のスルーホールに挿入する電子部品挿入装置であって、
前記電子部品の本体を保持する部品グリッパと、
前記部品グリッパに設けられた操作部材と、
前記部品グリッパに保持された前記電子部品のリード線を把持するリードグリッパと、
前記部品グリッパを第１方向へ前記リードグリッパに対して相対的に移動させる移動装置とを備え、
前記リードグリッパが、前記リード線を前記第１方向と直交する第２方向の両側から挟み込む一対のフィンガと、前記フィンガの指先を開くように付勢する付勢部材とを有し、
前記操作部材から前記フィンガの指先を閉じるように作用力を受ける被作用部が前記フィンガに設けられていることを特徴としている。

上記電子部品挿入装置では、部品グリッパに伴って操作部材が第１方向へ移動すると、リードグリッパが操作部材から作用力を受けて一対のフィンガの指先を閉じる。つまり、リードグリッパを開閉するための専用のアクチュエータは備えられておらず、部品グリッパと一体的に動く操作部材によってリードグリッパが機械的に開閉操作される。よって、部品グリッパの移動とリードグリッパの開閉とのタイミングを合わせることができ、その連携が崩れにくい。また、リードグリッパを開閉するための専用のアクチュエータを備えないので、このアクチュエータのための制御手段も不要となる。更に、部品グリッパとリードグリッパとが各アームに振り分けられて成る、双腕ロボットを利用した電子部品挿入装置を容易に実現可能となる。

本発明によれば、電子部品を保持し基板に挿入する部品グリッパとこの電子部品のリード線を案内するリードグリッパとを備えた電子部品挿入装置において、リードグリッパの開閉を制御することなく、部品グリッパの移動とリードグリッパの開閉とのタイミングを合わせることができる。

本発明の一実施形態に係る電子部品挿入装置の概略構成を示す正面図である。 装着ヘッド移動手段及び案内ヘッド移動手段が共にロボットアームである電子部品挿入装置の一例を示す図である。 装着ヘッドを案内ヘッド側から見た側面図である。 案内ヘッドを装着ヘッド側から見た側面図である。 フィンガの把持部の拡大側面図である。 フィンガの把持部の拡大平面図である。 電子部品挿入装置の制御系統の構成を示す図である。 操作部材が開位置にあるときの案内ヘッドを装着ヘッド側から見た側面図である。 操作部材が開位置にあるときの電子部品挿入装置の正面図である。 操作部材が閉位置にあるときの案内ヘッドを装着ヘッド側から見た側面図である。 変形例１に係る電子部品挿入装置の概略構成を示す正面図である。 変形例２に係る電子部品挿入装置の概略構成を示す正面図である。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本発明の一実施形態に係る電子部品挿入装置は、リード線付き電子部品を電子基板に自動装着するための装置である。具体的には、電子部品挿入装置は、部品供給装置から電子部品を取り出して保持し、電子部品を電子基板上の所定位置へ搬送し、電子部品のリード線を矯正し、電子基板に設けられた所定のスルーホールにリード線を挿し込む作業を行う。

〔電子部品挿入装置１の概略構成〕
図１は本発明の一実施形態に係る電子部品挿入装置１の概略構成を示す正面図、図２は装着ヘッド移動手段１０２及び案内ヘッド移動手段１０３が共にアーム１２，１３である電子部品挿入装置１の一例を示す図である。図１に示すように、電子部品挿入装置１は、装着ヘッド２と、案内ヘッド３と、装着ヘッド移動手段１０２と、案内ヘッド移動手段１０３と、これらの動作を司る制御装置６とを備えている。

装着ヘッド２は、電子基板に装着する電子部品９を保持し、保持している電子部品９のリード線９２を電子基板の所定のスルーホールに挿入する。装着ヘッド移動手段１０２は、電子部品９が電子基板上の所定の装着位置へ移動するように、装着ヘッド２を電子基板に対し相対的に移動させる手段である。

また、案内ヘッド３は、装着ヘッド２に保持された電子部品９のリード線９２を矯正し、リード線９２をスルーホールへ案内する。案内ヘッド移動手段１０３は、案内ヘッド３を装着ヘッド２（又は、電子基板）に対し相対的に移動させる手段である。

図２に示すように、本実施形態に係る電子部品挿入装置１は、双腕ロボット１０を利用して構成されている。双腕ロボット１０は、基台１１と、基台１１に支持された一対のロボットアーム１２，１３とを備えている。一対のアーム１２，１３のうち一方のアーム１２の手先部に装着ヘッド２が装着され、他方のアーム１３の手先部に案内ヘッド３が装着されている。つまり、本実施形態では、双腕ロボット１０の一方のアーム１２が装着ヘッド移動手段１０２として機能し、他方のアーム１３が案内ヘッド移動手段１０３として機能する。アーム１２，１３は一般的な水平多関節型ロボットアームを採用することができ、その構成は公知であるので、アーム１２，１３についての詳細な説明は省略する。以下では、電子部品挿入装置１の構成要素のうち、特に、装着ヘッド２、案内ヘッド３、及び制御装置６について詳細に説明する。

〔装着ヘッド２の構成〕
図３は装着ヘッド２を案内ヘッド３側から見た側面図である。図１及び図３に示すように、本実施形態に係る装着ヘッド２は、所謂、ノズルヘッドである。この装着ヘッド２は、ベース２２と、部品グリッパ２６と、部品グリッパ２６をベース２２に対し第１方向９９へ移動させる移動装置２３と、部品グリッパ２６に設けられた操作部材２５とを備えている。ここで、「第１方向９９」とは、電子基板のスルーホールの開口軸線と平行な方向、つまり、電子基板の電子部品９が搭載される面の垂線方向であり、一般的には垂直方向である。

ベース２２は、第１方向９９と平行な主面を有する板状部材である。ベース２２にはインターフェース板２１が結合されている。このインターフェース板２１が装着ヘッド移動手段１０２側のインターフェースと接続される。なお、装着ヘッド移動手段１０２の態様によっては、インターフェース板２１は省略され、ベース２２が直接に装着ヘッド移動手段１０２と接続されてもよい。

移動装置２３は、所謂、直動装置である。移動装置２３は、ベース２２に固定されたエアシリンダ２３１と、エアシリンダ２３１から第１方向９９に伸縮するロッド２３２と、ロッド２３２に連結されたスライダ２３３とを備えている。エアシリンダ２３１のケーシングには、スライダ２３３を案内するための、第１方向９９に延びるレール２３４が形成されている。エアシリンダ２３１は、配管２３７を介してエア源２３８と接続されており、エア源２３８から圧縮空気が供給される（図７、参照）。配管２３７には、エアシリンダ２３１への圧縮空気の給排を切り替える電磁弁２３６が設けられている。エアシリンダ２３１への圧縮空気の給排により、ロッド２３２が伸縮する。ロッド２３２に連結されたスライダ２３３は、ロッド２３２の伸縮に伴いレール２３４上を滑動して、第１方向９９に移動する。

部品グリッパ２６は、第１方向９９に延びるアーム２６０と、アーム２６０の先端部に設けられた吸着ノズル２６１とを含む。吸着ノズル２６１は、負圧源２６８と配管２６７を介して接続されている（図７、参照）。配管２６７には、吸着ノズル２６１と負圧源２６８との連通／遮断を切り替える切替弁２６６が設けられている。吸着ノズル２６１と負圧源２６８とが連通すると、吸着ノズル２６１に負圧による吸着力が発生する。

アーム２６０の基端部は、移動装置２３のスライダ２３３と結合されている。よって、部品グリッパ２６は、移動装置２３のスライダ２３３の移動に伴って、ベース２２に対し第１方向９９に移動する。

操作部材２５は、部品グリッパ２６と一体的に移動するように、部品グリッパ２６に固定されている。本実施形態に係る操作部材２５は、部品グリッパ２６のアーム２６０に設けられており、部品グリッパ２６から第１方向９９と直交する方向へ突出している。操作部材２５は、後述するリードグリッパ４に作用して、リードグリッパ４を開閉操作する要素である。

〔案内ヘッド３の構成〕
図４は案内ヘッド３を装着ヘッド２側から見た側面図である。図１及び図４に示すように、案内ヘッド３は、ベース３２と、ベース３２に支持されたリードグリッパ４とを備えている。

ベース３２は、第１方向９９と平行な主面を有する板状部材である。ベース３２には、インターフェース板３１が結合されている。このインターフェース板３１が案内ヘッド移動手段１０３側のインターフェースと接続される。なお、案内ヘッド移動手段１０３の態様によっては、インターフェース板３１は省略され、ベース３２が直接に案内ヘッド移動手段１０３に接続されてもよい。

リードグリッパ４は、ベース３２に揺動可能に支持された一対のフィンガ４０と、一対のフィンガ４０の指先４２１を開くように（即ち、離れるように）付勢する付勢部材４７とを含む。リードグリッパ４は揺動開閉式のグリッパであって、一対のフィンガ４０は、電子部品９のリード線９２を第１方向９９と直交する第２方向９８の両側から挟み込むように構成されている。なお、本明細書では、説明の便宜を図って、第２方向９８を左右方向とし、図４の紙面上の左側を左、同じく右側を右と表現することがある。

各フィンガ４０は、基端部に設けられた作動部４１、先端部に設けられた把持部４２、及び、基端部と先端部との間の中間部に設けられた支持部４３を有する。フィンガ４０の最先端が指先４２１であり、一対のフィンガ４０の指先４２１が離れた状態をリードグリッパ４が「開いた」状態といい、一対のフィンガ４０の指先４２１が突き合された又は十分に近接した状態をリードグリッパ４が「閉じた」状態ということとする。

一対のフィンガ４０は、把持部４２が第２方向９８に対向し且つ作動部４１同士が第２方向９８に対向するように、作動部４１と把持部４２との間（即ち、支持部４３）において、ベース３２に固定された支軸３５に揺動支持に支持されている。一対のフィンガ４０は支軸３５を通る第１方向９９と平行な直線を中心として概ね対称に構成されている。そこで、以下では、一対のフィンガ４０の対応する要素には図中に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

フィンガ４０の支持部４３は、フィンガ４０の他の部分よりも他方のフィンガ４０側へ突出している。つまり、右のフィンガ４０の支持部４３はフィンガ４０の他の部分よりも左側へ突出し、左のフィンガ４０の支持部４３はフィンガ４０の他の部分よりも右側へ突出している。支持部４３はベアリングユニット４４の外輪と結合されており、このベアリングユニット４４の内輪に支軸３５が挿通されている。これにより、フィンガ４０は、支軸３５を揺動中心Ｏとして揺動自在である。

フィンガ４０の作動部４１には、他方のフィンガ４０と対向する部分に基端側から当接部４１５、被作用部４１６、及び回避部４１２の順に各機能部が形成されている。

一対のフィンガ４０の当接部４１５は、間を空けて対向している。当接部４１５は、回動規制ブロック３３と当接可能である。回動規制ブロック３３は、一対のフィンガ４０の当接部４１５の第２方向９８の間、且つ、支軸３５の第１方向９９の延長線上に位置し、ベース３２に固定されている。当接部４１５が回動規制ブロック３３と当接することにより、フィンガ４０の開方向への回転が制限される。ここで、「開方向」とは、リードグリッパ４を開くときのフィンガ４０の回転方向をいい、この開方向と逆向きのフィンガ４０の回転方向を「閉方向」ということとする。

一対のフィンガ４０の被作用部４１６は間を空けて対向しており、これらの被作用部４１６の間に第１のギャップＧ１が形成されている。第１のギャップＧ１の幅は、操作部材２５の第２方向９８の幅よりも小さい。従って、被作用部４１６は、第１のギャップＧ１（即ち、被作用部４１６同士の間）にある操作部材２５から作用を受ける。

一対のフィンガ４０の回避部４１２は間を空けて対向しており、これらの回避部４１２の間に第２のギャップＧ２が形成されている。第２のギャップＧ２の幅は、ここに嵌め込まれる操作部材２５の第２方向９８の幅より大きい。換言すれば、回避部４１２は、第２のギャップＧ２（即ち、回避部４１２同士の間）にある操作部材２５から作用を受けないように操作部材２５から後退している。その結果、第２のギャップＧ２にある操作部材２５は、作動部４１（特に、回避部４１２）との干渉が回避される。

第１のギャップＧ１と第２のギャップＧ２は第１方向９９に並んでいる。第２のギャップＧ２は、第１のギャップＧ１よりも電子基板側に位置している。操作部材２５がフィンガ４０に作用しておらず、リードグリッパ４が開いた状態において、一対の被作用部４１６によって、第１のギャップＧ１は、第２のギャップＧ２から窄まるテーパ形状を呈している。これにより、第２のギャップＧ２から第１のギャップＧ１へ移動する操作部材２５は、被作用部４１６を摺動し、一対のフィンガ４０の作動部４１を左右両側へ押し開きながら、即ち、リードグリッパ４を閉じながら、第１のギャップＧ１へ至る。

更に、フィンガ４０の作動部４１には、回動規制孔４１１が形成されている。回動規制孔４１１は、揺動中心Ｏを中心とする円周方向に延びる長孔である。回動規制孔４１１には、ベース３２に固定された回動規制ピン３４が挿通されている。これらの回動規制孔４１１と回動規制ピン３４とにより、フィンガ４０の回動範囲が制限される。なお、フィンガ４０の回動範囲は、一対のフィンガ４０の指先４２１同士が当接する位置から当接部４１５が回動規制ブロック３３に当接する位置までであってよい。

フィンガ４０の揺動中心Ｏよりも下部に設けられた把持部４２は、作動部４１及び支持部４３を形成している部材に、スペーサ４６を介して着脱可能に取り付けられた別部材によって形成されている。これらの部材は、例えば、締結具４５，４５などによって結合されていてよい。このように、把持部４２が別部材で形成されているので、電子部品９のリード線９２の数や形状に応じて把持部４２を取り換えることができる。なお、スペーサ４６は、一対のフィンガ４０の指先４２１同士を突き合せることができるように、各把持部４２の位置を調整するためのものである。

開いた状態のフィンガ４０の把持部４２同士の間は、装着ヘッド２の部品グリッパ２６が挿入可能な程度に十分に第２方向９８へ離間している。一対の指先４２１が第２方向９８に対向するように、各把持部４２の先端部分は他方の把持部４２に向かって曲折している。

図５はフィンガ４０の把持部４２の拡大側面図、図６はフィンガ４０の把持部４２の拡大平面図である。図５及び図６に示すように、一対の把持部４２に設けられた指先４２１は、リードグリッパ４が閉じた状態で突き合う又は近接する。指先４２１には、電子部品９のリード線９２の数と対応する数の案内溝４２２が形成されている。指先４２１同士を突合せると、対向する案内溝４２２が合わさって、電子部品９のリード線９２が挿通される案内孔が形成される。各案内孔は、第１方向９９に延び、且つ、電子基板側へ向かって漸次断面積が小さくなる部分を有する。案内孔の電子基板に近い部分の断面形状は、電子部品９のリード線９２の外径よりも若干大きい内径を有する円形となる。

〔制御装置６〕
図７は電子部品挿入装置１の制御系統の構成を示す図である。図７に示すように、制御装置６には、装着ヘッド移動手段１０２と、案内ヘッド移動手段１０３と、電磁弁２３６と、切替弁２６６と、記憶装置６５とが、有線又は無線で通信可能に接続されている。

制御装置６は、いわゆるコンピュータであって、ＣＰＵ等の演算処理部と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部を有している（いずれも図示せず）。記憶部には、制御装置６が実行する制御プログラムや、各種固定データ等が記憶されている。演算処理部は、例えば、図示されない入力装置、出力装置、及び記憶装置６５などの外部装置とデータの送受信を行う。また、演算処理部は、各種センサからの検出信号の入力や各制御対象への制御信号の出力を行う。制御装置６では、記憶部や記憶装置６５に記憶されたプログラム等のソフトウェアを演算処理部が読み出して実行することにより、電子部品挿入装置１の各種動作を制御するための処理が行われる。なお、制御装置６は単一のコンピュータによる集中制御により各処理を実行してもよいし、複数のコンピュータの協働による分散制御により各処理を実行してもよい。また、制御装置６は、マイクロコントローラ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等から構成されていてもよい。

制御装置６は、機能ブロックとして、装着ヘッド位置制御部６１と、案内ヘッド位置制御部６２と、移動制御部６３と、吸着制御部６４とを備えている。図７では、これらの機能ブロックが１つの制御装置６にまとめて示されているが、各機能ブロック又は複数の機能ブロックの組み合わせが独立した１以上のコンピュータによって実現されていてもよい。

装着ヘッド位置制御部６１は、記憶装置６５に予め記憶されたプログラムに基づいて、装着ヘッド２を所定の軌跡に沿って移動させるように、装着ヘッド移動手段１０２の動作を制御する。

案内ヘッド位置制御部６２は、記憶装置６５に予め記憶されたプログラムに基づいて、案内ヘッド３を所定の軌跡に沿って移動させるように、案内ヘッド移動手段１０３の動作を制御する。

移動制御部６３は、記憶装置６５に予め記憶されたプログラムに基づいて、装着ヘッド２の部品グリッパ２６が昇降移動するように、電磁弁２３６の動作を制御する。

吸着制御部６４は、記憶装置６５に予め記憶されたプログラムに基づいて、装着ヘッド２の吸着ノズル２６１に吸着力を発生させるように、切替弁２６６の動作を制御する。

〔電子部品挿入装置１の動作方法〕
続いて、上記構成の電子部品挿入装置１の動作方法について説明する。

先ず、制御装置６は、図示されない部品供給装置から電子部品９を取り出して保持するように、装着ヘッド２及び装着ヘッド移動手段１０２を動作させる。ここで、装着ヘッド移動手段１０２は、装着ヘッド２を部品供給装置の取り出し位置まで移動させる。装着ヘッド２が取り出し位置に到達したら、装着ヘッド２は、吸着ノズル２６１に吸着力を発生させて、吸着ノズル２６１で電子部品９を吸着保持する。

次に、制御装置６は、リードグリッパ４が電子基板の所定の装着位置へ移動するように、案内ヘッド移動手段１０３を動作させる。ここで、案内ヘッド移動手段１０３がリードグリッパ４を所定の装着位置へ移動させるが、電子基板が移動してもよい。つまり、装着ヘッド２と電子基板とが相対的に移動すればよい。このリードグリッパ４の位置決めは、上記の装着ヘッド２の電子部品９の取り出し及び保持動作と同時に行われてもよい。

所定の装着位置へ移動したリードグリッパ４は開いている。なお、所定の装着位置に位置決めされたリードグリッパ４では、リードグリッパ４を閉じたときに指先４２１同士の間に案内孔が、電子基板のスルーホールの開口近傍且つ開口軸線上に位置する。

続いて、制御装置６は、リードグリッパ４の第２のギャップＧ２に、装着ヘッド２の操作部材２５を挿入させるように、装着ヘッド移動手段１０２を動作させる。ここで、装着ヘッド移動手段１０２が、案内ヘッド３のベース３２と装着ヘッド２のベース３２とが対峙するように装着ヘッド２の位置及び姿勢を変化させ、リードグリッパ４の第２のギャップＧ２と装着ヘッド２の操作部材２５とが同一直線上にあるように装着ヘッド２を位置決めし、リードグリッパ４に装着ヘッド２を近づけることによって、操作部材２５が第２のギャップＧ２に挿入されてよい。なお、本実施形態では、装着ヘッド２が移動するが、案内ヘッド３が移動してもよい。つまり、装着ヘッド２と案内ヘッド３が相対的に移動し、操作部材２５が第２のギャップＧ２に挿入した状態で電子部品９が所定の装着位置にあればよい。

本実施形態では、リードグリッパ４の第２のギャップＧ２は、操作部材２５が嵌め込まれる凹形状部として形成されている。この凹形状部は、リードグリッパ４に対する部品グリッパ２６の位置決め穴として利用されてもよい。上記のように、リードグリッパ４の第２のギャップＧ２に装着ヘッド２の操作部材２５を挿入させる際に、リードグリッパ４を移動させる案内ヘッド移動手段１０３であるアーム１３の手首を固定し、且つ、部品グリッパ２６を移動させる装着ヘッド移動手段１０２であるアーム１２の手首をコンプライアンス機能で柔軟に変位可能としておく。この状態でリードグリッパ４の第２のギャップＧ２に装着ヘッド２の操作部材２５が挿入されると、リードグリッパ４に対し部品グリッパ２６が位置決めされる。

図８は操作部材２５が第２のギャップＧ２にあるときの案内ヘッド３を装着ヘッド２側から見た側面図であり、図９は操作部材２５が第２のギャップＧ２にあるときの電子部品挿入装置１の正面図である。図８では、操作部材２５がハッチングされた二点鎖線円で仮想的に示されており、部品グリッパ２６及びそれに吸着保持された電子部品９が二点鎖線で仮想的に示されている。

図８及び図９に示すように、操作部材２５が第２のギャップＧ２に嵌っているとき、操作部材２５はフィンガ４０に作用せず、付勢部材４７の付勢力によって、リードグリッパ４は開いている。また、操作部材２５が第２のギャップＧ２に嵌っているとき、一対の把持部４２の間に電子部品９を保持した部品グリッパ２６が位置し、電子部品９のリード線９２は電子基板のスルーホールの開口軸線上に概ね位置する。

図１０は操作部材２５が第１のギャップＧ１にあるときの案内ヘッド３を装着ヘッド２側から見た側面図である。図１０では、操作部材２５がハッチングされた二点鎖線円で仮想的に示されており、部品グリッパ２６及びそれに吸着保持された電子部品９が二点鎖線で仮想的に示されている。図１０に示すように、第１のギャップＧ１にある操作部材２５は、リードグリッパ４の作動部４１のうち被作用部４１６に作用している。ここで、操作部材２５は、当接部４１５に作用していてもよい。つまり、リードグリッパ４の作動部４１のうち、操作部材２５から作用を受ける被作用部は、被作用部４１６、又は、被作用部４１６及び当接部４１５であってよい。

制御装置６は、操作部材２５がリードグリッパ４に相対して第２のギャップＧ２から第１のギャップＧ１まで移動するように、装着ヘッド２を動作させる。ここで、装着ヘッド２では、移動装置２３の動作により部品グリッパ２６が移動し、これに伴い操作部材２５がリードグリッパ４に相対して移動する。但し、移動装置２３に代えて案内ヘッド移動手段１０３がリードグリッパ４に対して相対的に操作部材２５及び部品グリッパ２６を移動させてもよい。

操作部材２５が第２のギャップＧ２から第１のギャップＧ１に移動する過程で、操作部材２５はリードグリッパ４の一対の被作用部４１６に当接して、一対の被作用部４１６の間を押し広げる。これにより、リードグリッパ４のフィンガ４０が閉方向に回転し、リードグリッパ４は開いた状態から閉じた状態へ移行する。閉じているリードグリッパ４では、指先４２１同士が突き合されている。

リードグリッパ４が閉じる過程で、部品グリッパ２６に保持された電子部品９は電子基板から離れるように第１方向９９に移動し、そのリード線９２はリードグリッパ４の案内溝４２２に嵌り込む。そして、閉じたリードグリッパ４では、案内溝４２２によって形成された案内孔に電子部品９のリード線９２が挿通されている。このようにして、リード線９２は、仮にリード線９２に若干の曲げがあっても、一対のフィンガ４０に挟み込まれることによって直線状となるように矯正される。

最後に、制御装置６は、電子部品９のリード線９２を電子基板のスルーホールに挿入するように、装着ヘッド２に部品グリッパ２６を移動させる。ここで、装着ヘッド２では、移動装置２３の動作により部品グリッパ２６が電子基板へ近づくように第１方向９９へ移動する。但し、移動装置２３に代えて、装着ヘッド移動手段１０２の動作によって部品グリッパ２６を降下させてもよい。

部品グリッパ２６の移動に伴い、部品グリッパ２６に吸着保持された電子部品９が電子基板へ向かって移動する。これにより、電子基板のスルーホールに電子部品９のリード線９２が挿入される。

また、部品グリッパ２６の移動に伴い、操作部材２５が第１のギャップＧ１から第２のギャップＧ２へ移動して、閉じていたリードグリッパ４が開く。

上記のリードグリッパ４の開く動作と、電子部品９のリード線９２の挿入とは同期している。電子部品９のリード線９２の先端部が電子基板のスルーホールに挿入されるときには、リード線９２は未だリードグリッパ４に把持されている。よって、電子部品９のリード線９２は、リードグリッパ４の案内孔に案内されながら、電子基板のスルーホールに挿入される。また、電子部品９が降下してその本体９１が電子基板上に到達するときには、リードグリッパ４は開いており、電子部品９の本体の移動はリードグリッパ４によって阻害されない。

以上に説明したように、本実施形態の電子部品挿入装置１は、電子部品９の本体９１を保持する部品グリッパ２６と、部品グリッパ２６に設けられた操作部材２５と、部品グリッパ２６に保持された電子部品９のリード線９２を把持するリードグリッパ４と、部品グリッパ２６を第１方向９９へリードグリッパ４に対して相対的に移動させる移動装置２３とを備えている。そして、リードグリッパ４が、電子部品９のリード線９２を第１方向９９と直交する第２方向９８の両側から挟み込む一対のフィンガ４０と、フィンガ４０の指先４２１を開くように付勢する付勢部材４７とを有し、フィンガ４０に操作部材２５からフィンガ４０の指先４２１を閉じるように作用力を受ける被作用部４１６が設けられている。

上記電子部品挿入装置１では、部品グリッパ２６に伴って操作部材２５が第１方向９９へ移動すると、リードグリッパ４が操作部材２５から作用力を受けて一対のフィンガ４０の指先４２１を閉じる。つまり、リードグリッパ４を開閉するための専用のアクチュエータは備えられておらず、部品グリッパ２６と一体的に動く操作部材２５によってリードグリッパ４が機械的に開閉操作される。よって、部品グリッパ２６の移動とリードグリッパ４の開閉とのタイミングを合わせることができ、その連携が崩れない。また、リードグリッパ４を開閉するための専用のアクチュエータを備えないので、このアクチュエータのための制御手段も不要となる。

また、上記実施形態に係る電子部品挿入装置１において、フィンガ４０は、先端部に設けられた把持部４２と、基端部に設けられた作動部４１とを有し、把持部４２同士が第２方向９８に対向し且つ作動部４１同士が第２方向９８に対向するように作動部４１と把持部４２との間において揺動支持されている。そして、この作動部４１に、作動部４１，４１同士の間にある操作部材２５から作用を受ける被作用部４１６と、作動部４１，４１同士の間にある操作部材２５から作用を受けないように当該操作部材２５との干渉を回避した回避部４１２とが第１方向９９に並んで形成されている。

これにより、部品グリッパ２６に伴って操作部材２５が第１方向９９へ往復移動することにより、リードグリッパ４の一対のフィンガ４０を開閉動作させることができる。

更に、上記実施形態に係る電子部品挿入装置１では、第１方向９９は電子基板のスルーホールの開口軸線と平行であり、回避部４１２が被作用部４１６に対し電子基板側に設けられている。

これにより、部品グリッパ２６に保持された電子部品９のリード線９２を電子基板のスルーホールに挿し込む動作（これは、部品グリッパ２６を電子基板へ向けて第１方向９９へ移動させる動作である）の過程で、リードグリッパ４は把持していたリード線９２を解放する。よって、リードグリッパ４は、電子基板のスルーホールに挿し込まれようとしている、又は、挿し込まれている電子部品９のリード線９２を確実に案内することができる。また、電子部品９の挿し込みとリードグリッパ４によるリード線９２の解放とが同時に行われ、作業時間を短縮させることができる。

また、上記実施形態に係る電子部品挿入装置１では、リードグリッパ４の回避部４１２によって操作部材２５が挿入する凹形状部（第２のギャップＧ２）が形成されており、この凹形状部へ操作部材２５を挿脱させるように、リードグリッパ４を部品グリッパ２６に対し相対的に移動させる移動手段（案内ヘッド移動手段１０３）を備えている。

このように、操作部材２５が凹形状部に嵌ることによって、リードグリッパ４に対し部品グリッパ２６が位置決めされる。よって、部品グリッパ２６とリードグリッパ４とが独立して構成されていても、リードグリッパ４に対する部品グリッパ２６の位置ズレを防ぐことができる。

また、上記実施形態に係る電子部品挿入装置１では、フィンガ４０の指先４２１に、当該指先４２１を突き合せるとリード線９２の案内孔となる案内溝４２２が形成されている。この案内孔は第１方向９９に延び、且つ、電子基板へ向けて縮径する部分を有している。

このような案内孔（案内溝４２２）にリード線９２が案内されることによって、曲がったリード線９２であっても、案内孔で矯正されながら電子基板のスルーホールへ挿入される。

また、上記実施形態に係る電子部品挿入装置１は、部品グリッパ２６を基板に対し相対的に移動させる第１の移動手段（即ち、装着ヘッド移動手段１０２）と、リードグリッパ４を部品グリッパ２６に対し相対的に移動させる第２の移動手段（即ち、案内ヘッド移動手段１０３）とを、更に備える。上記実施形態においては、第１の移動手段が、双腕ロボット１０の一方のアーム１２であり、第２の移動手段が、双腕ロボット１０の他方のアーム１３である。

前述した通り、電子部品挿入装置１では、部品グリッパ２６の移動とリードグリッパ４の開閉とのタイミングを合わせることができ、リードグリッパ４に対し部品グリッパ２６を位置決めすることができ、部品グリッパ２６とリードグリッパ４の連携が崩れにくい。
よって、本実施形態に係る電子部品挿入装置１では、部品グリッパ２６とリードグリッパ４とが各アーム１２，１３に振り分けられて成る、双腕ロボット１０を利用した電子部品挿入装置１を容易に実現可能となる。

そして、部品グリッパ２６の移動手段１０２と、リードグリッパ４の移動手段１０３とが独立して動作することができれば、例えば、リードグリッパ４の電子基板に対する位置決めと、部品グリッパ２６による電子部品９の保持及び搬送とを同時に行うことができ、作業時間を短縮することができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の電子部品挿入装置１の構成は例えば以下のように変更することができる。

上記実施形態において、部品グリッパ２６は、吸着ノズル２６１に負圧又は真空による吸引力を発生させ、この吸引力で吸着ノズル２６１に電子部品９を吸着保持する、所謂、吸着式のグリッパである。但し、部品グリッパ２６は本実施形態に限定されず、例えば、把持式のグリッパ（メカニカルグリッパ）であってもよい。

また、上記実施形態において、操作部材２５は一本のピン状部材であるが、操作部材２５は複数の部材であってもよい。例えば、一対のフィンガ４０の各々に対し作用する操作部材２５が設けられていてもよい。

また、上記実施形態において、装着ヘッド移動手段１０２及び案内ヘッド移動手段１０３は、水平多関節型のロボットアーム１２，１３であるが、装着ヘッド移動手段１０２及び案内ヘッド移動手段１０３はこれに限定されない。例えば、装着ヘッド移動手段１０２及び案内ヘッド移動手段１０３は、垂直多関節型のロボットアームであってよい。

また、装着ヘッド移動手段１０２及び案内ヘッド移動手段１０３は、ロボットアームに限定されない。例えば、装着ヘッド移動手段１０２がロボットアームであり、案内ヘッド移動手段１０３はこのロボットアームに装着された直動機構であってもよい。図１１には、装着ヘッド移動手段１０２がロボットアームであり、案内ヘッド移動手段１０３が直動機構５１である、変形例１に係る電子部品挿入装置１Ａが示されている。直動機構５１は、インターフェース板２１に固定されたシリンダ５１１と、シリンダ５１１が水平方向に伸縮するロッド５１２と、ロッド５１２に取り付けられたスライダ５１３とを備えている。シリンダ５１１のケーシングにはスライダ５１３を案内する水平方向のレール５１４が形成されている。スライダ５１３には案内ヘッド３のベース３２が固定されている。以上の構成において、シリンダ５１１の動作によりロッド５１２が伸縮すると、リードグリッパ４は部品グリッパ２６に対し近接／離反するように相対的に移動する。

また、上記実施形態において、装着ヘッド２と案内ヘッド３とはそれぞれ独立して移動することができるが、案内ヘッド３が装着ヘッド２に組み合わされていてもよい。図１２には、案内ヘッド３が装着ヘッド２に組み合わされた、変形例２に係る電子部品挿入装置１Ｂが示されている。この電子部品挿入装置１Ｂでは、装着ヘッド２のベース２２に固定されたインターフェース板２１に、案内ヘッド３のベース３２が固定されている。そして、定常状態の操作部材２５は、リードグリッパ４の第２のギャップＧ２に嵌っている。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

１ ：電子部品挿入装置
２ ：装着ヘッド
３ ：案内ヘッド
４ ：リードグリッパ
６ ：制御装置
９ ：電子部品
９１ ：本体
９２ ：リード線
１０ ：双腕ロボット
１１ ：基台
１２，１３ ：ロボットアーム
２１，３１ ：インターフェース板
２２，３１ ：ベース
２３ ：移動装置
２５ ：操作部材
２６ ：部品グリッパ
２６０ ：アーム
２６１ ：吸着ノズル
３３ ：回動規制ブロック
３４ ：回動規制ピン
３５ ：支軸
４０ ：フィンガ
４１ ：作動部
４１１ ：回動規制孔
４１２ ：回避部
４１５ ：当接部（被作用部）
４１６ ：被作用部
４２ ：把持部
４２１ ：指先
４２２ ：案内溝
４３ ：支持部
４４ ：ベアリングユニット
４５ ：締結具
４６ ：スペーサ
４７ ：付勢部材
５１ ：直動機構
６１ ：装着ヘッド位置制御部
６２ ：案内ヘッド位置制御部
６３ ：移動制御部
６４ ：吸着制御部
６５ ：記憶装置
１０２ ：装着ヘッド移動手段
１０３ ：案内ヘッド移動手段
Ｇ１ ：第１のギャップ
Ｇ２ ：第２のギャップ
Ｏ ：揺動中心

Claims (7)

1. リード線付き電子部品を基板のスルーホールに挿入する電子部品挿入装置であって、
   前記電子部品の本体を保持する部品グリッパと、
   前記部品グリッパに設けられた操作部材と、
   前記部品グリッパに保持された前記電子部品のリード線を把持するリードグリッパと、
   前記部品グリッパを第１方向へ前記リードグリッパに対して相対的に移動させる移動装置とを備え、
   前記リードグリッパが、前記リード線を前記第１方向と直交する第２方向の両側から挟み込む一対のフィンガと、前記フィンガの指先を開くように付勢する付勢部材とを有し、
   前記操作部材から前記フィンガの指先を閉じるように作用力を受ける被作用部が前記フィンガに設けられている、
   電子部品挿入装置。
2. 前記フィンガは、先端部に設けられた把持部と、基端部に設けられた作動部とを有し、前記把持部同士が前記第２方向に対向し且つ前記作動部同士が前記第２方向に対向するように前記作動部と前記把持部との間において揺動支持されており、
   前記作動部に、前記作動部同士の間にある前記操作部材から作用を受ける前記被作用部と、前記作動部同士の間にある前記操作部材から作用を受けないように当該操作部材との干渉を回避した回避部とが前記第１方向に並んで形成されている、
   請求項１に記載の電子部品挿入装置。
3. 前記第１方向は前記基板のスルーホールの開口軸線と平行であり、前記回避部が前記被作用部に対し前記基板側に設けられている、
   請求項２に記載の電子部品挿入装置。
4. 前記リードグリッパに前記回避部によって前記操作部材が挿入する凹形状部が形成されており、
   前記凹形状部へ前記操作部材を挿脱させるように、前記リードグリッパを前記部品グリッパに対し相対的に移動させる移動手段を、更に備える、
   請求項２又は３に記載の電子部品挿入装置。
5. 前記部品グリッパを前記基板に対し相対的に移動させる第１の移動手段と、
   前記リードグリッパを前記部品グリッパに対し相対的に移動させる第２の移動手段とを、更に備える、
   請求項１に記載の電子部品挿入装置。
6. 前記第１の移動手段が、双腕ロボットの一方のロボットアームであり、
   前記第２の移動手段が、前記双腕ロボットの他方のロボットアームである、
   請求項５に記載の電子部品挿入装置。
7. 前記フィンガの指先に、当該指先を突き合せると前記リード線の案内孔となる案内溝が形成されており、前記案内孔は前記第１方向に延び、且つ、前記基板へ向けて縮径する部分を有する、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子部品挿入装置。

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