JP2885678B2 - プリント基板自動位置決め装置の位置決め方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品自動挿入
機のプリント基板載置用のワークテーブル（以下基板テ
ーブルという）に設けられる位置決めピンを用いたプリ
ント基板位置決め装置の位置決め方法に関し、特にプリ
ント基板のサイズの変更に伴う基準穴の位置の変更に対
応して位置決めピンを自動的に所定の原点位置を基準に
して移動させ、基板テーブル上の所定の位置にプリント
基板を位置決め保持できるようにしたプリント基板自動
位置決め装置の位置決め方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】電子部品自動挿入機は、プリント基板を
基板テーブル上に自動供給して、このプリント基板に電
子部品を自動的に挿入定着させる組立作業を行う自動機
として従来より各種のものが使用されている。これらの
電子部品自動挿入機においては、プリント基板を平板状
の基板テーブル上に供給し、この基板テーブルの水平面
内における前後及び左右方向（つまり、Ｘ方向、Ｙ方
向）の移動や回転移動によって、プリント基板の部品挿
入穴を挿入ヘッドの挿入位置に移動設定し、上方から電
子部品の挿入が行われる。依って基板テーブルには自動
供給されるプリント基板を常に定位置に載置保持すべ
く、２個の位置決め穴と位置決めピンを用いた位置決め
装置が設けられている。 【０００３】例えば、特開昭６０−２３６２８５号公報
に係る願書に最初に添付された明細書および図面には、
プリント基板の位置決め装置の例が開示され、この例で
は特に、複数枚の同一種類のプリント基板を一対のガイ
ドレールで摺動保持し、夫々のプリント基板の基準孔に
挿入される第１の位置決めピンと、夫々のプリント基板
の個別穴に挿入される第２の位置決めピンとを前記複数
枚のプリント基板と同数ずつ設け、後者の個別穴に挿入
される第２の位置決めピンは、相互に結合された位置調
整手段に結合して、同時に位置調整を行えるようにして
効率化を図ったものを開示している。 【０００４】一方、単一枚のプリント基板を基板テーブ
ル上に位置決めする場合の位置決めピンを用いた従来の
プリント基板の位置決めでは、電子部品自動挿入機自体
が大量生産のために開発されたものであって、しかも同
一寸法のプリント基板のみが使用されるものなので、使
用するプリント基板を変更する時の位置決めピンの設定
変更は作業者が変更作業を行うことで充分であるとされ
ていた。 【０００５】然しながら、近時はマイクロコンピュータ
や事務機、家庭電機製品等にもプリント基板を組込んだ
電子機器類が使用されることが増加するに伴って、プリ
ント基板に対する電子部品の自動挿入組立作業をＦＭＳ
（フレキシブルマニュファクチュアリングシステム）化
して行い得るように改善することが要望され、電子部品
自動挿入機におけるプリント基板の基板テーブルに対す
る位置決め保持も、プリント基板の変更に伴う位置決め
ピンの設定変更を作業者が介入することなく自動的に遂
行し得るように改善する必要が生じてきた。このような
必要性を満たすべく提案されたプリント基板の位置決め
装置の一例が、特開昭５９−１８１６９２号に開示され
ている。すなわち、この公知のプリント基板の位置決め
装置では、プリント基板に部品を自動実装するステーシ
ョンにおいて、プリント基板の左右の端縁を案内する案
内手段を設け、その片方の案内手段は、プリント基板の
搬送方向と直角な方向に移動可能とし、他方の案内手段
は非移動手段となし、プリント基板の基準孔に挿入する
位置決めピンを、プリント基板の搬送方向に間隔をおい
て複数配設し、そのうちの一部の位置決めピンは、プリ
ント基板の搬送方向と直角な方向にのみ移動し、他の一
部の位置決めピンはプリント基板の搬送方向および搬送
方向と直角な方向の双方に移動可能な構成としてプリン
ト基板のサイズの違いに対応してステーション上におけ
る案内手段を位置決めピンとを位置調整可能にしてい
る。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】上述した諸公知例を考
察すると、特開昭６０−２３６２８５号公報に係るプリ
ント基板の位置決め装置では、複数枚のプリント基板の
位置決めに当たり、作業者が遂行する位置調整を単一の
摘子手段の利用で同時的に遂行する点の開示があるにし
ても、単一枚毎のプリント基板の位置決めを行うとき、
プリント基板の変更に伴う位置決めを寸法の変更を自動
的に遂行するための技術的手段に就いては何らの開示が
ない。他方、後者の特開昭５９−１８１６９２号公報に
開示されたプリント基板の位置決め装置を考察すると、
既述したように、電子部品自動挿入機の挿入ヘッドに対
する基板テーブルのＸ、Ｙ両軸方向の移動は、電子部品
挿入作業を能率良く遂行するためには高速で移動させな
ければならないから、基板テーブルを軽量化することは
必須であり、この基板テーブルの軽量性を損なうことな
く、上記位置決めピンの自動設定変更を実施し得る方法
を見だすことが必要とされる。上述の課題に鑑み、本発
明の目的は自動化された電子部品自動挿入機に適用して
プリント基板に対する高精度の部品実装を実現すること
が可能なプリント基板自動位置決め装置の位置決め方法
を提供せんとするものである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上述の目的に鑑みて、本
発明は、位置決めピンを基準側位置決めピンと可動側位
置決めピンとに分け、単一枚のプリント基板の供給過程
で、供給されるプリント基板の変更に対応して可動側位
置決めピンを基準側位置決めピンに対して自動的に移動
させることにより、基板テーブル上の所望の定位置にプ
リント基板を位置決め、保持できるようにし、且つ原点
設定手段を設けて可動側位置決めピンの移動を一定の原
点基準に対して遂行されるようにしたものである。 【０００８】すなわち、本発明に依れば、プリント基板
を載置して少なくとも直交するＸ，Ｙ二軸方向に移動可
能な基板テーブルの上に設けられ、前記プリント基板の
一端側の基準穴に係合して位置決め保持する基準側位置
決め部材及び他端側の基準穴に係合して位置決め保持す
る可動側位置決め部材と、前記基準側位置決め部材及び
可動側位置決め部材をプリント基板に嵌脱する位置決め
部材駆動手段と、前記基板テーブル上に設けられて前記
プリント基板の供給方向に延設された案内部材と、該案
内部材に沿って移動し先端に前記可動側位置決め部材を
保持する可動ブラケットと、該可動ブラケットを送り動
作させる送り手段及び該送り手段を送り方向に駆動する
ＮＣ制御された送り駆動源とを有し、プリント基板の基
準穴の位置を変更するときに、前記基板テーブルが所定
の位置にあるときのみ、前記基準側位置決め部材及び可
動側位置決め部材をプリント基板から脱離可能となり、
前記位置決め部材駆動手段及び前記送り手段の送り駆動
源が作動可能となって、変更されたプリント基板の基準
穴の位置に前記可動側位置決め部材を自動的に移動させ
るようにしたプリント基板自動位置決め装置の位置決め
方法が提供される。 【０００９】上述の構成を有した方法によれば、基板テ
ーブル上に積載、位置決めするプリント基板の基準穴の
位置を変更する際に、基板テーブルが所定の位置にある
ときのみ、上記基準側位置決め部材及び可動側位置決め
部材を動作させてプリント基板から離脱が可能になり、
上記位置決め部材駆動手段及び上記送り駆動手段の送り
駆動源が作動可能となって、変更されたプリント基板の
基準穴の位置に上記可動側位置決め部材を移動させて得
るのである。また、本発明の方法によれば、上記可動部
ブラケットの移動範囲の端部に設けられた原点設定用基
準片と外部の固定位置に設けられた原点検出器とからな
る原点設定手段とを有するように構成することによっ
て、ＮＣ制御された送り駆動源によって作動する上記可
動ブラケットを原点設定手段側に移動して原点設定基準
片と原点検出器とによって可動ブラケットの原点位置を
確認し、同可動ブラケットの原点位置を基準にして、変
更されたプリント基板の基準穴に対応する位置に上記可
動側位置決め部材を自動的に移動するようが可能であ
り、故に、電子部品の自動実装をプリント基板の基準穴
の変更に関わりなく高精度に遂行することができる。 【００１０】 【実施例】以下、本発明の方法を添付図面に示す実施例
に基いて更に詳細に説明する。図１、図２は、本発明に
係る基板自動位置決め装置を具備した基板テーブルの要
部を示した部分平面図であり、図３及び図４は、それぞ
れ図１、図２のII−II線断面図、III −III 線断面図で
ある。 【００１１】図において、１０は電子部品自動挿入機の
挿入ヘッド（図示なし）の下方に配設されている基板テ
ーブルであり、この基板テーブル１０には矢印“Ａ”の
方向からプリント基板が順次供給され、この基板テーブ
ル１０が前後左右及び回転方向に移動して図示しない挿
入ヘッドの下方にプリント基板の所定の挿入穴を位置決
めし、挿入ヘッドによる電子部品の挿入定着の組立作業
を受けた後に次工程に向けて矢印“Ｂ”で示す方向に送
出される。 【００１２】なお、上述の基板テーブル１０の前後左右
方向（Ｘ、Ｙ方向）及び回転方向の移動は、周知のテー
ブル送り機構、回転割出し機構により、無駄時間、つま
り、アイドルタイムを少なくするように、高速度で送り
移動が行なわれ、挿入ヘッドに対して上記所定の挿入穴
の迅速な位置決めが行なわれる。この基板テーブル１０
にはプリント基板の供給及び送出の際にプリント基板を
案内する横ガイド１２が設けられている。この横ガイド
１２は、プリント基板の両側面を挟持して案内するもの
であって、プリント基板が円滑かつ正しい向き及び姿勢
で所定のプリント基板の取付位置に到達するように案内
する。 【００１３】さて、基板テーブル１０の一端、本図示例
ではプリント基板の送出端側に基準側位置決めピン１６
がピン支持腕１８によって横ガイド１２の内側に突出し
た先端に設けられており、このピン支持腕１８の基端側
は軸受２０を介して水平軸２２に回転可能に保持されて
いる。水平軸２２はブラケット２４に取付けられてお
り、該ブラケット２４は基板テーブル１０の送出端側の
側方に取付けられている。プリント基板の供給端側に
は、可動側位置決めピン２８が同じくピン支持腕３０に
保持されて設けられている。このピン支持腕３０は軸受
３２を介して可動ブラケット３６の水平軸３４に枢着さ
れており、同可動ブラケット３６はボールねじ軸３８に
螺合されている。 【００１４】このボールねじ軸３８は基準側位置決めピ
ン１６の近くの送出端側に設けられた保持具４０と、供
給端側に設けられた他の保持具４２とに軸受４４ａ、４
４ｂを介して軸承されており、ボールねじ軸３８の軸心
はプリント基板の前記供給、送出方向すなわち横ガイド
１２の延設されている方向と一致している。上記ボール
ねじ軸３８の軸心と平行に案内杆４６が上述の両保持具
４０、４２の間に設けられ、この案内杆４６には可動ブ
ラケット３６の足３６ａが摺動可能に嵌合されている。
また該可動ブラケットの足３６ａから後述するドグ４８
が突起形状部として設けられている。ピン支持腕１８、
３０は、図２に示すように、上面に嵌合溝１８ａ、３０
ａ（１８ａは図示せず）が形成されており、この嵌合溝
１８ａ、３０ａにロッド７６が嵌入している。 【００１５】ロッド７６の両端はそれぞれ固定ブラケッ
ト７８、８０に回動自在に軸承されたレバー８２、８４
に固定されており、供給端側のレバー８４は下方に突出
しており、ばね８６で位置決めピン１６、２８がプリン
ト基板の基準穴に嵌入する方向に付勢されており、図２
及び図３に示す所定の位置に位置決めされたときに、基
板テーブル１０の外部の固定位置に設けられたシリンダ
８８の作動によってレバー８４が図２において反時計方
向に回動することによって位置決めピン１６、２８がプ
リント基板の基準穴から外される。更に上記ボールねじ
軸３８から保持具４２を貫通して基板テーブル１０の送
入端に突出した端部にはクラッチ歯５０を有した結合子
５２が取付けられており、この結合子５２のクラッチ歯
５０は、図１に明示のごとく、基板テーブル１０の外側
に配設され、かつ、軸方向に対向して設けられた軸動結
合子５４のクラッチ歯５６と機械的に噛合可能に設けら
れている。すなわち、軸動結合子５４は回転駆動源、例
えばパルスモータ、直流モータ等のＮＣ制御された電動
機（図示なし）の出力軸端に結合した回転入力軸５８の
一端に形成された摺動溝６０にキー６２を突出挿入して
軸方向には移動可能にかつ軸心まわりには該入力軸５８
と一体回転可能に設けられているから、基板テーブル１
０が図２に示す所定の位置に位置決めされているとき
に、軸動結合子５４が入力軸５８に対して基板テーブル
１０側に向けて摺動前進すると、クラッチ歯５６が結合
子５２のクラッチ歯５０に噛合するのである。こうして
結合子５２と５４とが機械的に噛合結合すると、入力軸
５８を介して回転駆動源の回転がボールねじ軸３８を回
転させ、故に、このボールねじ軸３８に螺合した可動ブ
ラケット３６を移動させて可動側位置決めピン２８を基
準側位置決めピン１６に対して相対移動させるのであ
る。なお、軸動結合子５４の入力軸５８に沿う前進、後
退の軸動は、上記の回転駆動源と同様に基板テーブル１
０の外部に配設されたシリンダ６４によって支点６６に
関し揺動可能に設けられたレバー６８によって駆動され
る。つまり、該レバー６８のストッパ７０が固定ストッ
パ７２に当接するまで揺動したとき、上記軸動結合子５
４のクラッチ歯５６がボールねじ軸３８の結合子５２の
クラッチ歯５０とちょうど噛合結合するように固定スト
ッパ７２が調節配置されている。 【００１６】上記基板テーブル１０の可動側位置決めピ
ン側の側方部には更にドグ検出器７４が、基板テーブル
１０に対して外部領域に設けられている。このドグ検出
器７４は、可動ブラケット３６のドグ４８を検出するた
めに設けられており、このドグ検出器７４によってドグ
４８が検出されたとき、可動側位置決めピン２８はその
軸動の原点位置に在るものとして設定されている。な
お、基板テーブル１０が図２に示す所定の位置に位置決
めされているときに、このドグ検出器７４は、図示され
てないが基板テーブル１０の回転の障害とならないよう
に、同基板テーブル１０に臨んだ位置から退避可能であ
り、周知のフォトセンサ、磁気センサ等の適宜の検出器
によって構成すればよく、ドグ４８と協働して原点設定
手段を形成している。 【００１７】上述の構成によれば、軸動結合子５４、回
転駆動源、シリンダ６４、固定ストッパ７２、ドグ検出
器７４等はそれぞれ基板テーブル１０の外部に設けら
れ、軸動結合子５４がシリンダ６４、レバー６８の作動
によって、所定の位置に位置決めされた基板テーブル１
０上の結合子５２と噛合されると、回転駆動源の回転が
ボールねじ軸３８に伝達され、可動ブラケット３６を介
して可動側位置決めピン２８を基準側位置決めピン１６
に対して接近、離間の両方向に移動させることができる
のである。つまり、可動側位置決めピン２８の自動送り
手段が上記の回転駆動源、両結合子５２、５４からなる
機械的クラッチ、ボールねじ軸３８と可動ブラケット３
６のナット等によって構成されているのである。 【００１８】上述した構成によれば、可動側位置決めピ
ン２８を自動送り手段によって自動送りすることにより
基準側位置決めピン１６と可動側位置決めピン２８との
間の距離を適宜に設定することができる。つまり、回転
駆動源を構成する、例えばパルスモータによってボール
ねじ軸３８を一定回転数だけ回転させれば、該ボールね
じ軸３８の回転数に対応した一定距離だけ可動側位置決
めピン２８を基準側位置決めピン１６に対して相対移動
させることができる。依って、このような自動送り手段
を用いれば基準側位置決めピン１６に対して可動側位置
決めピン２８の位置を基板テーブル１０に供給されるプ
リント基板の寸法の変化によるプリント基板の基準穴の
位置の変化に合わせて自動的に移動させ、各種サイズの
プリント基板を基板テーブル１０に位置決め保持するこ
とができるのである。 【００１９】 【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、基準側位置決め部材及び可動側位置決め部材
を具備し、その可動側位置決め部材を原点位置から自動
送り手段により自動的に移動させることが可能な自動基
板位置決め装置が得られるので、斯る位置決め装置を電
子部品自動挿入機の基板テーブルに具備させれば、プリ
ント基板に対する電子部品の挿入定着による組立作業過
程で、供給されるプリント基板の形式の変更によって寸
法変化があった場合にも自動的に当該プリント基板に応
じて位置決め部材の位置を所定の原点位置を基準にして
正確に自動変更できるから、かかる組立作業の量産化に
伴うＦＭＳ化をも可能にする効果が得られる。 【００２０】しかも、基板テーブル上にプリント基板が
位置決めされたとき、基板テーブルは、前後、左右及び
回転の移動を高速度で行なって、プリント基板の多数の
電子部品挿入穴を次々と自動電子部品挿入機の挿入ヘッ
ドの下方に迅速に位置決めし、電子部品の挿入を無駄時
間なく、高速度で遂行する必要があるから、基板テーブ
ルの軽量性を損なうことなく、可動位置決め部材の自動
送り手段が設けられる必要があるが、本発明によれば、
既述した本装置の構成の説明から明らかなように、可動
位置決めピンの送り手段の駆動源や機械的クラッチの要
部は全て基板テーブルの外部に設ける構成が取られてい
るから、基板テーブルの重量増加が抑制され、高速度に
よる挿入穴の位置決めを遂行する機能が維持でき、特
に、多数のプリント基板をＦＭＳ化により自動処理する
過程では、この高速度の基板テーブルの位置決め性能の
確保の効果は高生産能率の観点から極めて大きい。 【００２１】なお、上述した本発明の構成では、可動位
置決め部材をプリント基板の変更に対応して移動させる
作用は、基板テーブルが所定の位置、つまり、クラッチ
機構が噛み合わされる位置でしか遂行し得ないが、同位
置では可動側位置決め部材の原点位置を検出して、その
原点位置を基準として変更でき、しかもプリント基板の
変更はロット単位で多くは行なわれるから、１ロットが
数百から数万のプリント基板を処理する工程内では、ロ
ットが変わるときに可動位置決め部材の自動位置決めが
行い得れば、実質的に何らの支障はないのである。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の方法に係る自動基板位置決め装置が電
子部品自動挿入機のワークテーブルに具備された状態の
要部構成の半分を示す平面図である。 【図２】本発明の方法に係る自動基板位置決め装置が電
子部品自動挿入機のワークテーブルに具備された状態の
要部構成の他の半分を示す平面図である。 【図３】図２の II−II 線断面図である。 【図４】図１の III−III 線断面図である。 【符号の説明】 １０…基板テーブル １６…基準側位置決めピン １８…ピン支持腕 ２８…可動側位置決めピン ３０…ピン支持腕 ３６…可動ブラケット ３８…ボールねじ軸 ４６…案内杆 ４８…ドグ ５０…クラッチ歯 ５２…結合子 ５４…軸動結合子 ５６…クラッチ歯 ５８…入力軸 ６４…シリンダ ６８…レバー ７４…ドグ検出器 ７６…ロッド ８４…レバー ８６…ばね ８８…シリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23P 19/00 302 B23B 41/00 B23Q 3/18 H05K 13/04 B23P 21/00 305

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．プリント基板を載置して少なくとも直交するＸ，Ｙ
   二軸方向に移動可能な基板テーブル（１０）の上に設け
   られ、前記プリント基板の一端側の基準穴に係合して位
   置決め保持する基準側位置決め部材（１６）及び他端側
   の基準穴に係合して位置決め保持する可動側位置決め部
   材（２８）と、前記基準側位置決め部材（１６）及び可
   動側位置決め部材（２８）をプリント基板に嵌脱する位
   置決め部材駆動手段（１８，３０，７６，８４，８６，
   ８８）と、前記基板テーブル（１０）上に設けられて前
   記プリント基板の供給方向に延設された案内部材（４
   ６）と、該案内部材（４６）に沿って移動し先端に前記
   可動側位置決め部材（２８）を保持する可動ブラケット
   （３６）と、該可動ブラケット（３６）を送り動作させ
   る送り手段（３８）及び該送り手段（３８）を送り方向
   に駆動するＮＣ制御された送り駆動源（５８）とを有
   し、 プリント基板の基準穴の位置を変更するときに、前記基
   板テーブル（１０）が所定の位置にあるときのみ、前記
   基準側位置決め部材（１６）及び可動側位置決め部材
   （２８）をプリント基板から脱離可能となり、前記位置
   決め部材駆動手段（１８，３０，７６，８４，８６，８
   ８）及び前記送り手段（３８）の送り駆動源（５８）が
   作動可能となって、変更されたプリント基板の基準穴の
   位置に前記可動側位置決め部材（２８）を自動的に移動
   させるようにしたことを特徴とするプリント基板自動位
   置決め装置の位置決め方法。 ２．前記可動部ブラケット（３６）の移動範囲の端部に
   設けられた原点設定用基準片（４８）と外部の固定位置
   に設けられた原点検出器（７４）とからなる原点設定手
   段とを有し、 ＮＣ制御された送り駆動源（５８）によって移動する可
   動ブラケット（３６）を前記原点設定手段側に移動して
   原点設定用基準片（４８）と原点検出器（７４）とによ
   って前記可動ブラケット（３６）の原点位置を確認し、
   該可動ブラケット（３６）の原点位置を基準にして、変
   更されたプリント基板の基準穴の位置に前記可動側位置
   決め部材（２８）を自動的に移動させるようにしたこと
   を特徴とする請求項１に記載のプリント基板自動位置決
   め装置の位置決め方法。