JP2019050340A - 部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アキシャル部品を実装ヘッドに精度良く受け渡すことができる部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法を提供する。【解決手段】アキシャル部品を基板に実装する部品実装装置であって、アキシャル部品の部品本体部から側方に延びてバネ性を有する２本のリードに下方から接触し、リードを折り曲げた状態で持ち上げる可動成形型と、可動成形型の外側に配置され、折り曲げ状態のリードの移動を外側からガイドする固定成形型と、固定成形型の上方に配置され、可動成形型によって持ち上げられる折り曲げ状態のリードを両側から挟んで把持する一対の爪部を有するヘッドであって、把持したアキシャル部品のリードを基板に挿入するように移動可能な実装ヘッドと、実装ヘッドの爪部同士の間隔を調整する間隔調整部とを備え、間隔調整部は、可動成形型から実装ヘッドにアキシャル部品を受け渡す際の実装ヘッドの爪部同士の間隔を、固定成形型の間隔よりも大きくなるように調整する。【選択図】図１２Ｅ

Description

本発明は、アキシャル部品を基板に実装する部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法に関するものである。

実装分野においては、パーツフィーダ等の部品供給部により供給されたアキシャル部品を把持装置により把持して基板に実装する部品実装装置が知られている。従来、把持装置として、アキシャル部品の部品本体部から側方に延びた２本のリードを折り曲げた状態で両側から把持し、把持したリードを基板に実装する実装ヘッドを用いる構成が知られている（例えば特許文献１参照）。

アキシャル部品は実装ヘッドに受け渡される前にパーツフィーダに保持されており、パーツフィーダにおいてアキシャル部品のリードが折り曲げられて成形される。特許文献１の部品実装装置は、パーツフィーダ側でリードを折り曲げて成形するための構成として、可動成形型と、固定成形型とを備える。可動成形型は、アキシャル部品の部品本体部から側方に延びたリードに下方から接触し、リードを折り曲げた状態で持ち上げる部材である。固定成形型は、可動成形型の外側に配置され、アキシャル部品の折り曲げ状態のリードの移動を外側からガイドする部材である。

実装ヘッドは固定成形型の上方には配置されている。可動成形型によって折り曲げ状態のリードが持ち上げられて、アキシャル部品が実装ヘッドに受け渡される。部品を受け渡した後、可動成形型は下方に退避する。アキシャル部品を把持した実装ヘッドはその後移動し、基板の挿入孔にリードを挿入してアキシャル部品を基板に実装する。

特開２０１５−３７０８４号公報

特許文献１のような部品実装装置では、部品受け渡し後の可動成形型が下方へ退避する際に、実装ヘッドに受け渡したアキシャル部品が可動成形型の移動に釣られて下方に移動してしまい、アキシャル部品が実装ヘッドから脱落するおそれがある。このように、アキシャル部品を実装ヘッドに精度良く受け渡すことに関して改善の余地があるといえる。

そこで本発明では、アキシャル部品を実装ヘッドに精度良く受け渡すことができる部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、アキシャル部品を基板に実装する部品実装装置であって、アキシャル部品の部品本体部から側方に延びてバネ性を有する２本のリードに下方から接触し、リードを折り曲げた状態で持ち上げる可動成形型と、可動成形型の外側に配置され、折り曲げ状態のリードの移動を外側からガイドする固定成形型と、固定成形型の上方に配置され、可動成形型によって持ち上げられる折り曲げ状態のリードを両側から挟んで把持する一対の爪部を有するヘッドであって、把持したアキシャル部品のリードを基板に挿入するように移動可能な実装ヘッドと、実装ヘッドの爪部同士の間隔を調整する間隔調整部とを備え、間隔調整部は、可動成形型から実装ヘッドにアキシャル部品を受け渡す際の実装ヘッドの爪部同士の間隔を、固定成形型の間隔よりも大きくなるように調整する、部品実装装置を提供する。

本発明の別の一態様は、部品実装装置を用いてアキシャル部品を基板に実装して部品実装基板を製造する方法であって、アキシャル部品の部品本体部から側方に延びてバネ性を有する２本のリードに、部品実装装置の可動成形型を下方から接触させて、リードを折り曲げた状態で持ち上げるステップであって、可動成形型の外側に配置された固定成形型を用いて、可動成形型によって持ち上げられる折り曲げ状態のリードの移動を外側からガイドする、成形ステップと、可動成形型によって持ち上げられる折り曲げ状態のリードを、固定成形型の上方に配置された実装ヘッドの一対の爪部に、両側から挟んで把持させる受け渡しステップと、実装ヘッドにアキシャル部品を受け渡した可動成形型を下方に退避させる退避ステップと、アキシャル部品を把持した実装ヘッドを移動させて、基板の挿入孔にアキシャル部品のリードを挿入する実装ステップと、を含み、受け渡しステップにおける実装ヘッドの爪部同士の間隔を、固定成形型の間隔よりも大きく設定する、部品実装基板の製造方法を提供する。

本発明によると、アキシャル部品を実装ヘッドに精度良く受け渡すことができる部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態に係る部品実装装置が備える実装ヘッドの正面図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える単位ヘッドの構造図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が備えるチャックユニットの構造図 図４ＡのＶ矢視図 チャックユニットの動作説明図 チャックユニットの動作説明図 チャックユニットに含まれる爪部の斜視図 本発明の一実施の形態におけるチャックユニットを用いたラジアル部品の実装動作の説明図 本発明の一実施の形態におけるチャックユニットを用いたラジアル部品の実装動作の説明図 本発明の一実施の形態におけるチャックユニットを用いたアキシャル部品の受渡動作の説明図 本発明の一実施の形態におけるチャックユニットを用いたアキシャル部品の受渡動作の説明図 本発明の一実施の形態におけるチャックユニットを用いたアキシャル部品の実装動作の説明図 本発明の一実施の形態におけるチャックユニットを用いたアキシャル部品の実装動作の説明図 本発明の一実施の形態の方法を示すフローチャート 本発明の一実施の形態の方法を説明するための概略縦断面図 本発明の一実施の形態の方法を説明するための概略縦断面図 本発明の一実施の形態の方法を説明するための概略縦断面図 本発明の一実施の形態の方法を説明するための概略縦断面図 本発明の一実施の形態の方法を説明するための概略縦断面図 本発明の一実施の形態の方法を説明するための概略縦断面図 本発明の一実施の形態の方法を説明するための概略縦断面図 本発明の一実施の形態の方法を説明するための概略縦断面図 本発明の一実施の形態における部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図

本発明の第１態様によれば、アキシャル部品を基板に実装する部品実装装置であって、アキシャル部品の部品本体部から側方に延びてバネ性を有する２本のリードに下方から接触し、リードを折り曲げた状態で持ち上げる可動成形型と、可動成形型の外側に配置され、折り曲げ状態のリードの移動を外側からガイドする固定成形型と、固定成形型の上方に配置され、可動成形型によって持ち上げられる折り曲げ状態のリードを両側から挟んで把持する一対の爪部を有するヘッドであって、把持したアキシャル部品のリードを基板に挿入するように移動可能な実装ヘッドと、実装ヘッドの爪部同士の間隔を調整する間隔調整部とを備え、間隔調整部は、可動成形型から実装ヘッドにアキシャル部品を受け渡す際の実装ヘッドの爪部同士の間隔を、固定成形型の間隔よりも大きくなるように調整する、部品実装装置を提供する。

このような構成によれば、可動成形型から実装ヘッドにアキシャル部品を受け渡す際の実装ヘッドの爪部同士の間隔を、固定成形型の間隔よりも大きくなるように調整することで、実装ヘッドにアキシャル部品を精度良く受け渡すことができる。

本発明の第２態様によれば、間隔調整部は、実装ヘッドにアキシャル部品を受け渡した可動成形型が下方へ退避した後に、実装ヘッドの爪部同士の間隔を狭めるように調整する、第１態様に記載の部品実装装置を提供する。

このような構成によれば、受け渡し時には余裕のある間隔を確保して精度良く受け渡しながら、その後の挿入時には所望の間隔まで狭めることで、基板の挿入孔にリードを精度良く挿入することができる。

本発明の第３態様によれば、間隔調整部は、実装ヘッドの爪部同士の間隔を狭める際に固定成形型の間隔よりも小さくするように調整する、第２態様に記載の部品実装装置を提供する。

このような構成によれば、基板の挿入孔の間隔が固定成形型の間隔よりも小さい場合でも、リードの幅を基板の挿入孔の間隔に合わせて調整することができ、基板にリードを精度良く挿入することができる。

本発明の第４態様によれば、間隔調整部は、可動成形型から実装ヘッドにアキシャル部品を受け渡す際の実装ヘッドの爪部同士の間隔を、爪部がアキシャル部品のリードを外側から押圧する程度の間隔に調整する、第１態様から第３態様のいずれか１つに記載の部品実装装置を提供する。

このような構成によれば、実装ヘッドに受け渡した後もアキシャル部品のリードをより強固に把持することができる。

本発明の第５態様によれば、間隔調整部は、可動成形型から実装ヘッドにアキシャル部品を受け渡す際の実装ヘッドの爪部同士の間隔を、固定成形型の間隔よりも０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下分大きくなるように調整する、第１態様から第４態様のいずれか１つに記載の部品実装装置を提供する。

このような構成によれば、実装ヘッドにアキシャル部品を確実に把持させながら、可動成形型が退避する際にアキシャル部品が可動成形型に釣られて下方に移動しにくくすることができる。

本発明の第６態様によれば、部品実装装置を用いてアキシャル部品を基板に実装して部品実装基板を製造する方法であって、アキシャル部品の部品本体部から側方に延びてバネ性を有する２本のリードに、部品実装装置の可動成形型を下方から接触させて、リードを折り曲げた状態で持ち上げるステップであって、可動成形型の外側に配置された固定成形型を用いて、可動成形型によって持ち上げられる折り曲げ状態のリードの移動を外側からガイドする、成形ステップと、可動成形型によって持ち上げられる折り曲げ状態のリードを、固定成形型の上方に配置された実装ヘッドの一対の爪部に、両側から挟んで把持させる受け渡しステップと、実装ヘッドにアキシャル部品を受け渡した可動成形型を下方に退避させる退避ステップと、アキシャル部品を把持した実装ヘッドを移動させて、基板の挿入孔にアキシャル部品のリードを挿入して実装する実装ステップと、を含み、受け渡しステップにおける実装ヘッドの爪部同士の間隔を、固定成形型の間隔よりも大きく設定する、部品実装基板の製造方法を提供する。

このような方法によれば、受け渡しステップにおける実装ヘッドの爪部同士の間隔を、固定成形型の間隔よりも大きく設定することで、実装ヘッドにアキシャル部品を精度良く受け渡すことができる。

本発明の第７態様によれば、退避ステップの後、かつ、実装ヘッドがアキシャル部品のリードを基板の挿入孔に挿入する前において、実装ヘッドの爪部同士の間隔を狭める間隔縮小ステップをさらに含む、第６態様に記載の部品実装基板の製造方法を提供する。

このような方法によれば、受け渡し時には余裕のある間隔を確保して精度良く受け渡しながら、その後の挿入時には所望の間隔まで狭めることで、基板の挿入孔にリードを精度良く挿入することができる。

本発明の第８態様によれば、間隔縮小ステップでは、実装ヘッドの爪部同士の間隔を固定成形型の間隔よりも狭くする、第７態様に記載の部品実装基板の製造方法を提供する。

このような方法によれば、基板の挿入孔の間隔が固定成形型の間隔よりも小さい場合でも、リードの幅を基板の挿入孔の間隔に合わせて調整することができ、基板にリードを精度良く挿入することができる。

本発明の第９態様によれば、受け渡しステップにおける実装ヘッドの爪部同士の間隔を、爪部がアキシャル部品のリードを外側から押圧する程度の間隔に設定する、第６態様から第８態様のいずれか１つに記載の部品実装基板の製造方法を提供する。

このような方法によれば、実装ヘッドに受け渡した後もアキシャル部品のリードをより強固に把持することができる。

本発明の第１０態様によれば、受け渡しステップにおける実装ヘッドの爪部同士の間隔を、固定成形型の間隔よりも０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下分大きくなるように設定する、第６態様から第９態様のいずれか１つに記載の部品実装基板の製造方法を提供する。

このような方法によれば、実装ヘッドにアキシャル部品を確実に把持させながら、可動成形型が退避する際にアキシャル部品が可動成形型に釣られて下方に移動しにくくすることができる。

以下、本発明に係る部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法の例示的な実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。本発明は、以下の実施形態の具体的な構成に限定されるものではなく、同様の技術的思想に基づく構成が本発明に含まれる。

（実施の形態）
まず図１を参照して、本発明の一実施の形態に係る部品実装装置について説明する。部品実装装置１は、基板２に部品３を実装する機能を有する。以下、基板２に対して水平な搬送方向をＸ方向、Ｘ方向と水平面内において直交する方向をＹ方向、ＸＹ平面に対して垂直な方向をＺ方向と定義する。

部品実装装置１が備える基台４の上面には、部品供給ユニット６が設けられている。部品供給ユニット６は、ラジアル部品（ラジアルリード型部品）を供給する第１供給ユニット６ａと、アキシャル部品（アキシャルリード型部品）を供給する第２供給ユニット６ｂと、チップ型部品を供給する第３供給ユニット６ｃとを備える。ラジアル部品は、部品本体部の下部から下方に突出する２本のリードを有する部品である。アキシャル部品は、部品本体部の両側部から側方（横方向）に突出した２本のリードを有する部品である。

本実施の形態の部品実装装置１は後述するように、ラジアル部品とアキシャル部品を１つの共通の実装ヘッドで把持することができる。チップ型部品を把持する方法については説明を省略する。

部品供給ユニット６は、ラジアルフィーダ、アキシャルフィーダ、又はテープフィーダ等のパーツフィーダ１０で部品３を供給する。

基台４のＸ方向における両端部には、Ｙ軸ビーム１４が設けられており、Ｙ軸ビーム１４には、Ｘ軸ビーム１５がＹ方向に移動自在に設けられている。Ｘ軸ビーム１５には、板状のプレート部材１６がＸ方向にスライド自在に装着されており、プレート部材１６には、実装ヘッド（挿入ヘッド）１７が取り付けられている。Ｘ軸ビーム１５およびプレート部材１６を駆動させることによって、実装ヘッド１７はＸＹ方向に移動することができる。実装ヘッド１７は、部品供給ユニット６から部品３を受け取って部品３のリードを基板２の挿入孔に挿入する機能を有する。

基台４において、基板２と部品供給ユニット６との間には、撮像視野を上方に向けた部品認識カメラ１９が設けられている。部品認識カメラ１９は、その上方を移動する実装ヘッド１７に保持された部品３を下方から撮像する。

次に図２を参照して、実装ヘッド１７の構成について説明する。実装ヘッド１７は複数（ここでは３個）の単位ヘッド１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃを備える。

単位ヘッド１７Ａ，１７Ｂは、ヘッド本体部２１と、ヘッド本体部２１の下端部に装着された吸着ノズル２２とを備える。ヘッド本体部２１には、吸着ノズル２２を水平方向に回転させる回転機構（図示省略）等が内蔵されている。吸着ノズル２２は、ヘッド本体部２１の上方に配置されたノズル昇降機構２３によりＺ方向に移動、すなわち昇降する。吸着ノズル２２は、部品供給ユニット６から供給される部品３を吸着によって保持し、基板２に移送搭載する。

本説明においては、実装ヘッド１７は複数の単位ヘッド１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃから構成されているが、実装ヘッド１７Ａ、１７Ｂを省略し、１つの単位ヘッド１７Ｃのみで構成されてもよい。

単位ヘッド１７Ｃは、ヘッド本体部２４と、チャックユニット２５と、ヘッド昇降機構２６とを備える。チャックユニット２５は、ヘッド本体部２４の下方において鉛直方向（Ｚ方向）を軸心として水平方向に回転自在に装着されている。

単位ヘッド１７Ｃの詳細な構成を図３に示す。ヘッド昇降機構２６は、昇降モータ２６１と、送りネジ２６２と、送りネジ２６２に螺合し、ヘッド本体部２４に固定されるナット部２６３と、を備える。ヘッド昇降機構２６は、昇降モータ２６１の駆動によって送りネジ２６２を回転させ、ナット部２６３を移動させることによってヘッド本体部２４をＺ方向に移動、すなわち昇降させる。

ヘッド本体部２４には、チャックユニット２５を駆動させるチャック駆動用モータ２４１と、チャックユニット２５を水平方向に回転させるチャック回転用モータ２４２と、プッシャ装置２４３と、が設けられている。プッシャ装置２４３は、プッシャ４４とプッシャ用アクチュエータ４５とを備える。プッシャ４４は、プッシャ用アクチュエータ４５によってＺ方向に移動、すなわち昇降する。プッシャ４４は、チャックユニット２５により把持した部品３に対して下降することで、部品３を押し下げる。

チャックユニット２５は、昇降ロッド２５１を備えている。昇降ロッド２５１の上端部は、ウォームホイール２４１ａ及びウォームギヤ２４１ｂから成る減速機構を介してチャック駆動用モータ２４１に連結されている。チャック駆動用モータ２４１がウォームギヤ２４１ｂを回転させると、ウォームギヤ２４１ｂに噛み合うウォームホイール２４１ａが揺動する。これにより、ウォームホイール２４１ａに結合する昇降ロッド２５１がＺ方向に移動、すなわち昇降する。

次に図４Ａ〜図７を参照して、チャックユニット２５の構成について説明する。チャックユニット２５は、部品３を把持する一対の爪部３９ａ，３９ｂを有している。爪部３９ａおよび爪部３９ｂは、それぞれ別の部材を介してヘッド昇降機構２６の昇降ロッド２５１に連結されている。昇降ロッド２５１の昇降によって、爪部３９ａ，３９ｂは、互いに接近又は離間する。すなわち、爪部３９ａと爪部３９ｂの間隔が調整可能である。

以下、昇降ロッド２５１と爪部３９ａ，３９ｂとの連結構造について、より詳細に説明する。なお、チャックユニット２５は、図示しないモータによって水平方向に回転可能となっているが、ここでは便宜上、水平面において、チャックユニット２５の部品３の把持方向をＸ方向、把持方向に直交する方向をＹ方向に設定されたと仮定して説明する。

昇降ロッド２５１の下端部の一方側には、ローラ９１ａを介してレバー９２ａの一端部が連結されている。ローラ９１ａは、昇降ロッド２５１に対して、Ｘ方向に移動可能に設けられている。昇降ロッド２５１の昇降によって、レバー９２ａは、レバー支持軸９３ａを中心として回動可能となっている。レバー９２ａの他端部は、ローラ９４ａを介してスライド部９５ａに連結されており、レバー９２ａの回動により、スライド部９５ａはＸ方向にスライド可能となっている。スライド部９５ａは、スライドブロック９６ａを介して、フレーム２５２に取り付けられたレール９７ａと係合しており、レール９７ａに沿ってＸ方向にスライドする。

特にスライド部９５ａには、爪取り付け座９８ａが固着されており、爪取り付け座９８ａには、ネジ９９ａによって爪部３９ａが取り付けられている。したがって、スライド部９５ａがスライドすると、爪部３９ａは、スライド部９５ａがスライドする方向に移動する。

一方、昇降ロッド２５１の下端部の他方側には、図４Ｂに示すように、ローラ９１ｂを介してレバー９２ｂの一端部が連結されている。ローラ９１ｂは、昇降ロッド２５１に対して、Ｘ方向に移動可能に設けられている。昇降ロッド２５１の昇降によって、レバー９２ｂは、レバー支持軸９３ｂを中心として回動可能となっている。レバー９２ｂの他端部は、スライド部９５ｂに連結されており、レバー９２ｂの回動により、スライド部９５ｂはＸ方向にスライド可能となっている。スライド部９５ｂは、スライドブロック９６ｂを介して、フレーム２５２に取り付けられたレール９７ｂと係合しており、レール９７ｂに沿ってＸ方向にスライドする。

特にスライド部９５ｂには、爪取り付け座９８ｂが固着されており、爪取り付け座９８ｂには、ネジ９９ｂによって爪部３９ｂが取り付けられている。したがって、スライド部９５ｂがスライドすると、爪部３９ｂは、スライド部９５ｂがスライドする方向に移動する。

特に図４Ｂに示すように、レール９７ａとレール９７ｂとは、フレーム２５２の内面にＹ方向に対向して離間するように設けられている。よって、レール９７ａに沿ってスライドするスライド部９５ａと、レール９７ｂに沿ってスライドするスライド部９５ｂとが干渉しない。爪部３９ａと爪部３９ｂとは、爪取り付け座９８ａおよび爪取り付け座９８ｂによってＹ方向の位置が調整され、Ｘ方向において互いに対向する位置に配置されている。

上述したように、チャックユニット２５は爪部３９ａと爪部３９ｂの間隔（爪部３９同士の間隔）を調整する間隔調整部として機能する。

以下、図４Ａ、図５および図６を参照して、爪部３９ａ，３９ｂの移動について説明する。

図４Ａは、昇降ロッド２５１が最上位に位置する状態を示している。昇降ロッド２５１が最上位に位置するとき、爪部３９ａと爪部３９ｂとは最も離間する。図５に示すように、昇降ロッド２５１が下降すると、それに合わせてローラ９１ａ，９１ｂが下降する。ローラ９１ａ，９１ｂの下降に応じて、レバー９２ａはレバー支持軸９３ａを中心として回動し、レバー９２ｂはレバー支持軸９３ｂを中心として回動する。レバー９２ａの回動によって、ローラ９４ａを介してスライド部９５ａがＸ１方向にスライドする。同様に、レバー９２ｂの回動によって、ローラ９４ｂを介してスライド部９５ｂがＸ２方向にスライドする。スライド部９５ａ，９５ｂの移動によって、爪部３９ａ，３９ｂは互いに接近するように移動する。

さらに図６に示すように、昇降ロッド２５１が最下位まで下降すると、ローラ９１ａ，９１ｂがさらに下降する。それに合わせてレバー９２ａ，９２ｂは回動し、レバー９２ａ，９２ｂの回動によって、スライド部９５ａ，９５ｂがそれぞれＸ１，Ｘ２方向にスライドする。スライド部９５ａ，９５ｂの移動によって、図６に示すように、爪部３９ａ，３９ｂは互いに当接する。

爪部３９は部品３をチャック（把持）するものであり、磨耗に強い金属で形成されている。図７に示すように、爪部３９は略Ｌ字状の基部４１と、基部４１の下方から鉛直方向に延びた把持部４２とを備える。基部４１には複数の孔部４１ａが形成されており、孔部４１ａを介してネジ９９ａ，９９ｂが爪取り付け座９８ａ、９８ｂのネジ穴に螺合している。

爪部３９の把持面４０は、前述したラジアル部品およびアキシャル部品を把持する面である。把持面４０には特に、アキシャル部品のリードを保持するための保持溝４０ｃが形成されている。保持溝４０ｃは、アキシャル部品のリードを基板２に向かって案内するために、爪部３９の先端に向かって延びている。

次に、図８Ａ、図８Ｂを参照して、部品３がラジアル部品（第１部品）３１の場合の、チャックユニット２５を用いた部品の把持および基板２への実装動作を説明する。以下に説明する動作は、部品実装装置１の制御部７０（図１３）が各部材を制御することによってなされる。

図８Ａに示すように、チャックユニット２５の作業対象となるラジアル部品３１は、部品本体部（第１本体部）３ａの下面に一対のリード（第１リード）３ｂを備えており、第１供給ユニット６ａにより供給される。第１供給ユニット６ａは搬送シュート１１を備え、搬送シュート１１は、部品本体部３ａの下面を支持した状態でチャックユニット２５への供給位置までラジアル部品３１を搬送する。

図８Ａに示すように、一対の爪部３９は、互いに離反する方向に予め移動した状態で（破線で示す爪部３９を参照）、搬送シュート１１上のラジアル部品３１に対して下降することで、部品本体部３ａを両側から囲いこむ。次いで、一対の爪部３９は互いに接近する方向に移動することで（矢印ｅ）、部品本体部３ａを挟み込む。これにより、一対の爪部３９はラジアル部品３１を把持した状態となる。このとき、ラジアル部品３１は爪部３９の把持面４０によって挟まれた状態となる。このように、一対の爪部３９は、ラジアル部品３１を挟み込んで把持する一対の把持部材である。

その後、ラジアル部品３１を把持した状態の一対の爪部３９は、予め作業位置に位置決めされた基板２の上方に移動する。具体的には、爪部３９を有する実装ヘッド１７がＺ方向に上昇した後、ＸＹ方向を移動して基板２の上方に位置する。次いで図８Ｂに示すように、一対の爪部３９は基板２に対して下降することで、基板２に形成された挿入孔２ａにリード３ｂを挿入しつつ、部品本体部３ａの下面を基板２に接触させる。次いで、一対の爪部３９は互いに離反する方向に移動することで（矢印ｆ）、ラジアル部品３１の把持を解除する。次いで、プッシャ４４は下降することで（矢印ｇ）、基板２にラジアル部品３１を押さえつける。その後、リード３ｂはクリンチ機構（図示省略）によってクリンチされる。これにより、基板２にラジアル部品３１が実装される。

次に図９Ａ〜図１０Ｂを参照して、部品３がアキシャル部品（第２部品）３２の場合の、チャックユニット２５を用いた部品の把持および基板２への実装動作を説明する。

図９Ａに示すように、チャックユニット２５の作業対象となるアキシャル部品３２は、部品本体部（第２本体部）３ｃの両側部から側方に突出したリード（第２リード）３ｄの先端が下方に折り曲げられた状態で、パーツフィーダ１０から供給される。パーツフィーダ１０には可動成形型５０が設けられている。可動成形型５０をアキシャル部品３２のリード３ｄに下方から接触させて上昇する。可動成形型５０の上昇により、図９Ｂに示すように、可動成形型５０から爪部３９にアキシャル部品３２が受け渡される。リード３ｄが爪部３９の保持溝４０ｃに保持されることによって、アキシャル部品３２が爪部３９に把持される。

その後、ヘッド昇降機構２６によってチャックユニット２５は上昇し、爪部３９がアキシャル部品３２を把持した状態で部品３をパーツフィーダ１０から上昇させる。

その後、図１０Ａに示すように、部品３を把持した状態の一対の爪部３９は、予め作業位置に位置決めされた基板２の上方に移動する。具体的には、爪部３９を有するチャックユニット２５がＺ方向に上昇した後、ＸＹ方向を移動して基板２の上方に位置する。

次いで、一対の爪部３９は基板２に対して下降することで、基板２に形成された挿入孔２ａにリード３ｄを挿入させつつ、部品本体部３ｃの下面を基板２に接触させる。次いで図１０Ｂに示すように、一対の爪部３９は上方に移動することで、アキシャル部品３２の把持を解除する。次いで、プッシャ４４が下降することで（矢印ｇ）、基板２にアキシャル部品３２を押さえつける。その後、リード３ｄはクリンチ機構（図示省略）によってクリンチされる。これにより、基板２にアキシャル部品３２が実装される。

上記方法によれば、ラジアル部品３１およびアキシャル部品３２という２種類の部品を１つの共通の爪部３９により把持し、基板２の挿入孔２ａに挿入することができる。

本実施の形態の部品実装装置１は特に、図９Ｂに示すようにアキシャル部品３２を爪部３９に受け渡す際にアキシャル部品３２を精度良く受け渡すことができるように工夫を行っている。具体的には、図１１および図１２Ａ−１２Ｈを用いて説明する。

図１１は、実施の形態の方法を示すフローチャートである。図１２Ａ−１２Ｈは、実施の形態の方法を説明するための概略縦断面図である。

図１１に示すように、まず、成形ステップを行う（ステップＳ１）。具体的には、図１２Ａに示すように、パーツフィーダ１０の内側に設けた可動成形型５０を上昇させる。可動成形型５０はパーツフィーダ１０に沿って上下動可能である。パーツフィーダ１０の上方には固定成形型５２が設けられており、固定成形型５２はパーツフィーダ１０の上方で上下動せずに固定されている。パーツフィーダ１０と固定成形型５２の間にはアキシャル部品３２のリード３ｄが配置されている。アキシャル部品３２のリード３ｄは、部品本体部３ｃから側方に直線状に延びて折り曲げられていない状態（非折り曲げ状態）で保持されている。このような配置において、可動成形型５０を上昇させることによりリード３ｄを持ち上げる。

図１２Ｂに示すように、可動成形型５０が上昇してリード３ｄに接触すると、リード３ｄが折り曲げられる。可動成形型５０がさらに上昇すると、折り曲げられたリード３ｄが固定成形型５２に接触する。

可動成形型５０がさらに上昇すると、図１２Ｃに示すように、リード３ｄが折り曲げ状態で上昇する。このとき、固定成形型５２は折り曲げ状態のリード３ｄの上昇をガイドする。

このようにして、アキシャル部品３２のリード３ｄは、基板２の挿入孔２ａに挿入される形態として、部品本体部３ｃの側方から折り曲げられた状態に成形される。本実施の形態の部品実装装置１は実装ヘッド１７側ではなく、パーツフィーダ１０側でアキシャル部品３２の成形を行っている。

次に、受け渡しステップを行う（ステップＳ２）。具体的には、リード３ｄを有するアキシャル部品３２を可動成形型５０から実装ヘッド１７の爪部３９に受け渡す。より具体的には、図１２Ｄに示すように、固定成形型５２の上方にはわずかに間隔を空けて実装ヘッド１７の爪部３９が配置されている。可動成形型５０をさらに上昇させることで、アキシャル部品３２を爪部３９に受け渡す。

このとき、前述した間隔調整部であるチャックユニット２５が、爪部３９の間隔Ｄ２を固定成形型５２の間隔Ｄ１よりも大きくなるように設定している。このように、爪部３９の間隔Ｄ２を長く設定することで、図１２Ｅに示すように、爪部３９の間の空間にアキシャル部品３２を配置しやすくなる。

図１２Ｆに示すように、アキシャル部品３２が爪部３９の間の空間に配置されると、アキシャル部品３２のリード３ｄが爪部３９の内壁に接触する。リード３ｄはバネ性を有する材料（例えば軟導線）で形成されており、成形前の状態に戻ろうとする力が生じる（スプリングバック）。これにより、リード３ｄは爪部３９の内壁に接触するように外側に広がり、爪部３９によってアキシャル部品３２のリード３ｄを把持することができる。本実施の形態の爪部３９の間隔Ｄ２は、リード３ｄを外側から押圧する程度の幅に設定されている。

リード３ｄが外側に広がることで、リード３ｄを下方から支持していた可動成形型５０とリード３ｄとの接触領域は小さくなる。

次に、退避ステップを行う（ステップＳ３）。具体的には、爪部３９にアキシャル部品３２を受け渡した可動成形型５０が、図１２Ｇに示すように下方に退避する。前述したように爪部３９に受け渡されたリード３ｄは外側に広がって可動成形型５０との接触領域が小さくなっているため、可動成形型５０が下降してもリード３ｄが連られて下降しづらくなっている。これにより、爪部３９からアキシャル部品３２が脱落することを抑制することができ、アキシャル部品３２を爪部３９に精度良く受け渡すことができる。

特に本実施の形態では、爪部３９の間隔Ｄ１が、固定成形型の間隔Ｄ２よりも０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下分大きくなるように設定している。このような設定によれば、実装ヘッドの爪部３９にアキシャル部品３２を確実に把持させながら、可動成形型５０が退避する際にアキシャル部品３２が可動成形型５０に釣られて下方に移動しにくくすることができる。

また仮に、アキシャル部品３２が可動成形型５０に釣られて下方に移動したとしても、固定成形型５２と爪部３９の間に段差が生じているため、アキシャル部品３２の下降が制限される。具体的には、固定成形型５２の上端部６０は爪部３９の下端部６２よりも内側に位置している。このため、可動成形型５０に釣られて下降するアキシャル部品３２のリード３ｄは、固定成形型５２の上端部６０に当接して、それ以上に下降できない。これにより、アキシャル部品３２の脱落をより確実に防止することができる。

次に、間隔縮小ステップを行う（ステップＳ４）。具体的には、チャックユニット２５のチャック駆動用モータ２４１を駆動して、爪部３９の間隔Ｄ２を、図１２Ｈに示すように間隔Ｄ１よりも短い間隔Ｄ３となるように調整する。このように、爪部３９の間隔Ｄ２を狭めることで、爪部３９によってアキシャル部品３２のリード３ｄをより強い力で押圧することができ、爪部３９をより強固に把持することができる。

またこのような間隔縮小によれば、爪部３９の間隔Ｄ２よりも基板２の挿入孔２ａの間隔が短い場合（例えば挿入孔２ａの間隔が間隔Ｄ３と同じである場合）にも、当該挿入孔２ａの間隔に合わせてリード３ｄの間隔を調整することができる。これにより、基板２の挿入孔２ａにリード３ｄを精度良く挿入することができる。

特に本実施の形態では、間隔Ｄ３を間隔Ｄ１よりも短く設定している。このような設定によれば、基板２の挿入孔２ａの間隔が固定成形型５２の間隔Ｄ１よりもさらに狭い場合であっても、挿入孔２ａの間隔に合わせてリード３ｄの間隔を調整することができ、基板２の挿入孔２ａにリード３ｄを精度良く挿入することができる。なお、間隔Ｄ３を間隔Ｄ１よりも短く設定する場合には、例えば間隔Ｄ３が間隔Ｄ１よりも０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下分小さくなるように設定してもよい。

またこのような設定によれば、固定成形型５２の間隔Ｄ１を大きく設定することができるため、可動成形型５０がアキシャル部品３２のリード３ｄに接触する箇所を部品本体部３ｃから離れた外側に設定することができる。これにより、可動成形型５０の接触によって部品本体部３ｃが誤って傷付くことを抑制することができる。特にアキシャル部品３２がダイオード、抵抗などの部品の場合には、基板２の挿入孔２ａの間隔に対して部品本体部３ｃが長い場合が多いので、上述した間隔の設定が特に有効となる。

最後に、実装ステップを行う（ステップＳ５）。具体的には、アキシャル部品３２を把持した爪部３９を有するチャックユニット２５をＺ方向およびＸＹ方向に移動させることで、基板２の上方に配置し、その後Ｚ方向に下降することで、リード３ｄを基板２の挿入孔２ａに挿入する。具体的な方法については、図１０Ａ、１０Ｂで説明した通りであるため、説明を省略する。

上述した実施の形態の部品実装装置１を用いて、アキシャル部品３２を基板２に挿入することにより、基板２にアキシャル部品３２を実装した部品実装基板を製造することができる。

上述したように、間隔調整部であるチャックユニット２５は、可動成形型５０から実装ヘッド１７にアキシャル部品３２を受け渡す際の実装ヘッド１７の爪部３９同士の間隔Ｄ２を、固定成形型５２の間隔Ｄ１よりも大きくなるように調整する。このように、部品受け渡し時における実装ヘッド１７の爪部３９同士の間隔Ｄ２を固定成形型５２の間隔Ｄ１よりも大きく調整することで、実装ヘッド１７の爪部３９の間の空間にアキシャル部品３２を配置しやすくしながら、バネ性を有するリード３ｄは外側に自然に付勢されて爪部３９に接触可能である。また爪部３９同士の間隔Ｄ２を固定成形型５２の間隔Ｄ１よりも大きく調整することで、部品受け渡し後の可動成形型５０が下方へ退避する際にアキシャル部品３２が可動成形型５０に釣られて下方に移動しにくくなる。このような構成により、実装ヘッド１７にアキシャル部品３２を精度良く受け渡すことができる。

次に図１３を参照して、部品実装装置１の制御系の構成について説明する。部品実装装置１が備える制御部７０は、記憶部７１、機構駆動部７２、認識処理部７３を備える。また、制御部７０は、基板搬送機構５、部品供給ユニット６、Ｘ軸ビーム１５、プレート部材１６、実装ヘッド１７、部品認識カメラ１９、チャック駆動用モータ２４１、チャック回転用モータ２４２、プッシャ用アクチュエータ４５に接続されている。

記憶部７１は、基板２に部品３を実装するために必要な各種の生産データを記憶する。機構駆動部７２は、制御部７０によって制御されて、基板搬送機構５、部品供給ユニット６、Ｘ軸ビーム１５、プレート部材１６、実装ヘッド１７、部品認識カメラ１９、チャック駆動用モータ２４１、チャック回転用モータ２４２、プッシャ用アクチュエータ４５を駆動する。これにより、部品実装作業が行われる。また、機構駆動部７２は、Ｘ軸ビーム１５、プレート部材１６、実装ヘッド１７、チャック駆動用モータ２４１、チャック回転用モータ２４２を駆動する。なお、チャック駆動用モータ２４１とチャック回転用モータ２４２はサーボモータであることが好ましい。特に、チャック駆動用モータ２４１にサーボモータを用いることにより、部品３を把持する把持力を優先して制御する荷重制御機能と、爪部３９の間隔を優先して制御する位置制御機能とを部品３の種類に応じて切り替えることができる。

認識処理部７３は、部品認識カメラ１９によって取得した画像を認識処理することにより、基板２に形成された基板マーク（図示省略）、部品供給ユニット６により部品供給位置に供給された部品３、実装ヘッド１７に保持された部品３を検出する。基板マークと部品３の検出結果は、部品３の実装時に実装ヘッド１７を基板２に対して位置合わせする際に用いられる。

以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。例えば、実施の形態では、間隔縮小ステップであるステップＳ４を、実装ヘッド１７がアキシャル部品３２の挿入・実装のために移動する前に行う場合について説明したが、このような場合に限らない。実装ヘッド１７がリード３ｄを基板２の挿入孔２ａに挿入する前であれば、実装ヘッド１７の移動中などに間隔縮小ステップを実施してもよい。

また実施の形態では、爪部３９の間隔を調整する間隔調整部としてのチャックユニット２５が図４Ａ、４Ｂに示すような構成である場合について説明したが、このような場合に限らない。爪部３９ａと爪部３９ｂの間隔を調整できるものであれば、任意の構成を採用してもよい。

また実施の形態では、間隔縮小後の爪部３９の間隔Ｄ３を、固定成形型５２の間隔Ｄ１よりも小さく調整する場合について説明したが、このような場合に限らない。間隔縮小前の爪部３９の間隔Ｄ２よりも小さい値であれば、間隔縮小後の爪部３９の間隔Ｄ３は固定成形型５２の間隔Ｄ１よりも大きい値であってもよい。

本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した特許請求の範囲による本開示の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。また、各実施の形態における要素の組合せや順序の変化は、本開示の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。

なお、前記実施の形態の様々な変形例のうち、任意の変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明は、部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法であれば適用可能である。

１ 部品実装装置
２ 基板
２ａ 挿入孔
３ 部品
３ａ、３ｃ 部品本体部
３ｂ、３ｄ リード
４ 基台
６ 部品供給ユニット
１０ パーツフィーダ
１７ 実装ヘッド（挿入ヘッド）
２５ チャックユニット（間隔調整部）
３１ ラジアル部品（第１部品）
３２ アキシャル部品（第２部品）
３９、３９ａ、３９ｂ 爪部
４０ 把持面
４２ｃ 保持溝
４４ プッシャ
５０ 可動成形型
５２ 固定成形型
７０ 制御部
Ｄ１ 固定成形型の間隔
Ｄ２ 間隔縮小前の可動成形型の間隔
Ｄ３ 間隔縮小後の可動成形型の間隔

Claims (10)

1. アキシャル部品を基板に実装する部品実装装置であって、
   アキシャル部品の部品本体部から側方に延びてバネ性を有する２本のリードに下方から接触し、リードを折り曲げた状態で持ち上げる可動成形型と、
   可動成形型の外側に配置され、折り曲げ状態のリードの移動を外側からガイドする固定成形型と、
   固定成形型の上方に配置され、可動成形型によって持ち上げられる折り曲げ状態のリードを両側から挟んで把持する一対の爪部を有するヘッドであって、把持したアキシャル部品のリードを基板に挿入するように移動可能な実装ヘッドと、
   実装ヘッドの爪部同士の間隔を調整する間隔調整部とを備え、
   間隔調整部は、可動成形型から実装ヘッドにアキシャル部品を受け渡す際の実装ヘッドの爪部同士の間隔を、固定成形型の間隔よりも大きくなるように調整する、部品実装装置。
2. 間隔調整部は、実装ヘッドにアキシャル部品を受け渡した可動成形型が下方へ退避した後に、実装ヘッドの爪部同士の間隔を狭めるように調整する、請求項１に記載の部品実装装置。
3. 間隔調整部は、実装ヘッドの爪部同士の間隔を狭める際に固定成形型の間隔よりも小さくするように調整する、請求項２に記載の部品実装装置。
4. 間隔調整部は、可動成形型から実装ヘッドにアキシャル部品を受け渡す際の実装ヘッドの爪部同士の間隔を、爪部がアキシャル部品のリードを外側から押圧する程度の間隔に調整する、請求項１から３のいずれか１つに記載の部品実装装置。
5. 間隔調整部は、可動成形型から実装ヘッドにアキシャル部品を受け渡す際の実装ヘッドの爪部同士の間隔を、固定成形型の間隔よりも０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下分大きくなるように調整する、請求項１から４のいずれか１つに記載の部品実装装置。
6. 部品実装装置を用いてアキシャル部品を基板に実装して部品実装基板を製造する方法であって、
   アキシャル部品の部品本体部から側方に延びてバネ性を有する２本のリードに、部品実装装置の可動成形型を下方から接触させて、リードを折り曲げた状態で持ち上げるステップであって、可動成形型の外側に配置された固定成形型を用いて、可動成形型によって持ち上げられる折り曲げ状態のリードの移動を外側からガイドする、成形ステップと、
   可動成形型によって持ち上げられる折り曲げ状態のリードを、固定成形型の上方に配置された実装ヘッドの一対の爪部に、両側から挟んで把持させる受け渡しステップと、
   実装ヘッドにアキシャル部品を受け渡した可動成形型を下方に退避させる退避ステップと、
   アキシャル部品を把持した実装ヘッドを移動させて、基板の挿入孔にアキシャル部品のリードを挿入して実装する実装ステップと、を含み、
   受け渡しステップにおける実装ヘッドの爪部同士の間隔を、固定成形型の間隔よりも大きく設定する、部品実装基板の製造方法。
7. 退避ステップの後、かつ、実装ヘッドがアキシャル部品のリードを基板の挿入孔に挿入する前において、実装ヘッドの爪部同士の間隔を狭める間隔縮小ステップをさらに含む、請求項６に記載の部品実装基板の製造方法。
8. 間隔縮小ステップでは、実装ヘッドの爪部同士の間隔を固定成形型の間隔よりも狭くする、請求項７に記載の部品実装基板の製造方法。
9. 受け渡しステップにおける実装ヘッドの爪部同士の間隔を、爪部がアキシャル部品のリードを外側から押圧する程度の間隔に設定する、請求項６から８のいずれか１つに記載の部品実装基板の製造方法。
10. 受け渡しステップにおける実装ヘッドの爪部同士の間隔を、固定成形型の間隔よりも０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下分大きくなるように設定する、請求項６から９のいずれか１つに記載の部品実装基板の製造方法。

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