JP3148294B2 - 電子部品実装用ロボットおよび電子部品の実装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品を基板上に実
装するための電子部品実装用ロボットおよび電子部品の
実装方法に係わり、詳しくは、回路基板の位置決め孔に
位置決めピンを係合させてロボットを基準とした搬送軌
道上の電子部品装着位置に回路基板を位置決めする位置
決め手段を具備してなる電子部品実装用ロボットおよび
電子部品の実装方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品を例えばプリント基板等の回路
基板上に実装するための電子部品実装用ロボットとし
て、従来、電子部品を把持するマニピュレーターを、そ
れぞれ互いに直交したＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向に直線
的に移動させるように構成した３軸直交型のものがあ
る。

【０００３】この３軸直交型のロボットは、１基のマニ
ピュレーターによって異形部品（種類の異なる部品）を
挿入できるよう、前記マニピュレーターが複数の把持爪
を備えたものとなっている。

【０００４】そして、この３軸直交型ロボットによれ
ば、マニピュレーターが３次元空間の任意の点に位置す
ることができるため、基板上の任意な複数の位置に異形
部品を装着することができる利点がある。なお、３軸直
交型ロボットでは、マニピュレーターは前記の如く３方
向に移動できるが、部品供給部は定位置に固設してあ
る。これは部品供給位置が固定してあっても、マニピュ
レーターの動作はプログラムの設定により自由に決定で
きるからである。

【０００５】前記電子部品実装用ロボットによる、基板
への電子部品の実装は、把持爪により電子部品を把持
し、電子部品のリード（脚）を基板に形成したスルーホ
ール（透孔）に挿入することにより行なうが、この場
合、装着した電子部品が例えば半田付け工程までの間に
抜け落ちたりしないように、スルーホールを貫通した前
記リードの先端部を打ち曲げる（クリンチする）必要が
ある。

【０００６】このため、電子部品実装用ロボットはクリ
ンチ機構を備えているのが一般的である。そして、この
クリンチ機構は、装着すべき電子部品に対応した数のク
リンチ爪を、装着すべき電子部品の装着位置に対向させ
て設けているものである。

【０００７】ところで、被加工品の種類によっては、装
着すべき電子部品の数（あるいは種類数）が、前記３軸
直交型ロボットの把持爪の数と一致しない場合があり、
特に、ロボットにより装着すべき電子部品の数がロボッ
トの備える把持爪の数に満たない（例えば１個）場合
に、前記３軸直交型ロボットを設置するのは、コスト的
に高いといった不都合があった。

【０００８】そこで、このような不都合を解決する手段
として、出願人は、実願平２ー１１３８８９号「電子部
品実装用ロボット」を提案した。

【０００９】これは、図４および図５に示すような構造
である。すなわち、この電子部品実装用ロボット１は、
基台２と、この基台２に少なくとも略直交する水平２方
向に移動可能となるよう配設されたコの字型フレーム３
と、このフレーム３に設けられ、回路基板Ｃに装着すべ
き前記電子部品を収納・供給するための部品供給機構４
と、前記フレーム３に設けられ、電子部品（図示せず）
を把持するための把持爪５を有しかつ少なくとも前記部
品供給機構４の部品供給部４ａと前記回路基板Ｃに対応
した位置との間の移動を回動動作により行なうように構
成されたマニピュレーター６と、前記フレーム３に、前
記回路基板Ｃを搬送するための搬送軌道７を挟んで前記
マニピュレーター６と対向する位置に設けられたクリン
チ爪８とを主体として構成されたものである。

【００１０】そして、前記基台２の上面には、前記搬送
軌道７と平行となる２本のガイドロッド１０、１０が設
けられており、これらガイドロッド１０にはスライド台
１１がブロック１２を介して摺動自在に支持されてい
る。なお、前記ブロック１２には、ロックレバー２０、
２０が備えられており、当該ロックレバー２０、２０の
締め付け操作によってスライド台１１を固定することが
できるようになっている。

【００１１】一方、前記スライド台１１には、フレーム
３を搬送軌道７に対して接近離間する方向に案内するガ
イドロッド１３、１３が設けられており、図示例ではブ
ロック１４を介してガイドロッド１３上を摺動するよう
になっている。

【００１２】部品供給部４について説明を補足しておく
と、これは、所謂スティック供給方式のものが用いられ
ており、より具体的には、前傾して設けられたスティッ
ク保持部材１５に離間して平行に立設された２本のガイ
ド１６、１６間に、多数の電子部品を収納したスティッ
ク（図示せず）がセットされるようになっている。な
お、図中符号１７は、空となったスティックを受け取る
ための受け皿を示す。

【００１３】またマニピュレーター６は、電子部品を把
持する把持爪５を、エアーシリンダー（図示せず）の作
用により、部品供給機構４（より具体的にはスティック
保持部材１５）と、部品装着部との間で往復回動させる
スイング型のもので、図示例では、前記フレーム３の上
部先端に取り付けられてなる構造となっている。

【００１４】なお、クリンチ爪８は、把持爪５が鉛直下
方を向いた時に、把持爪５に対向する位置に設けられて
おり、電子部品のリードをクリンチする基本構造となっ
ている。

【００１５】しかして、前記構成の電子部品実装用ロボ
ットでは、部品供給機構４から電子部品を受け取った把
持爪５が、マニピュレーター６の操作によって回動させ
られて回路基板Ｃに対して垂直下方に向かせられ、降下
することによって、把持爪先端の電子部品が回路基板Ｃ
の所定位置に装着させられる。

【００１６】そして、このような電子部品実装用ロボッ
トでは、所定の１種類の電子部品を回路基板に対して１
個実装する場合に作業の効率化を図り得て製作コストの
低減を実現することができる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した従来
技術における次のような解題を解決せんとするものであ
る。すなわち、本出願人の提案した電子部品実装用ロボ
ットでは、所定の１種類の電子部品を回路基板に対して
１個実装する場合には作業の効率化を図ることができる
ものであるが、集合基板のような製品の登場により、基
板に装着すべき電子部品の数が、例えば１個増えると、
電子部品の装着位置に対応して、装着ライン上に配置す
る実装ロボットの数が増えてしまい、コストがかかると
いった問題点が生じる。

【００１８】本発明は前記事情に鑑みて提案されたもの
で、その目的とするところは、把持爪による電子部品の
装着位置を位置決め手段により変えることによって、１
点挿入式マニピュレーター操作の実装用ロボットにおい
ても、ロボットの台数を増やすことなく、容易に回路基
板に少なくとも２つの電子部品を装着し得て、集合基板
のような基板への電子部品の装着に対する適用性を向上
させることができ、コスト低減を図ることのできる電子
部品実装用ロボットおよび電子部品の実装方法を提供す
ることにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め本発明にかかる電子部品実装用ロボットは、電子部品
を、把持爪により把持し、１点挿入式マニピュレーター
の操作により搬送軌道上を搬送されてきた回路基板に装
着するようにした電子部品実装用ロボットであって、前
記回路基板の位置決め孔に位置決めピンを係合させてロ
ボットを基準とした搬送軌道上の電子部品装着位置に回
路基板を位置決めする位置決め手段を具備し、当該位置
決め手段は、搬送軌道に沿って２つ並んで配設されかつ
回路基板の位置決め孔に係合する位置決めピンを自身の
先端に備えた第１および第２の位置決めアームと、これ
ら位置決めアームを縦回動自在に支持する回動機構と、
この回動機構を支持する本体部と、この本体部を搬送軌
道に沿って前後に移動させる空圧シリンダーを駆動源と
する往復動機構と、前記搬送軌道上を搬送されてきた回
路基板を把持爪の位置に係止するストッパー手段とを主
体として構成してなるものである。

【００２０】また本発明にかかる電子部品の実装方法
は、電子部品を、把持爪により把持し、１点挿入式マニ
ピュレーターの操作により搬送軌道上を搬送されてきた
回路基板に装着するようにした電子部品の装着方法であ
って、予め回路基板に搬送軌道に沿って少なくとも２つ
の位置決め孔を形成しておく工程と、前記搬送軌道上を
搬送されてきた回路基板をストッパー手段により把持爪
の位置に係止した後、回路基板の前記位置決め孔に係合
する位置決めピンを備えた位置決めアームを回路基板に
係合させる工程と、前記位置決めアームを往復動機構に
より搬送軌道に沿って前進させた位置で回路基板に電子
部品を装着する工程と、前記位置決めアームを空圧シリ
ンダーを駆動源とする往復動機構により搬送軌道に沿っ
て後進させた位置で回路基板に電子部品を装着する工程
と、を具備してなるものである。

【００２１】

【作用】本発明によれば、搬送軌道上を搬送されてきた
回路基板をストッパー手段により把持爪の位置に係止し
た後、位置決めアームの位置決めピンが回路基板に形成
された２つの位置決め孔に挿入させられることにより、
搬送軌道上の回路基板を位置決めし、マニピュレーター
の操作によって把持爪に把持された電子部品を回路基板
に装着する。

【００２２】回路基板に一つの電子部品が装着される
と、位置決め手段の空圧シリンダーを駆動源とする往復
動機構が作動して位置決めアームを支持する本体部が搬
送軌道に沿ってスライドさせられ、回路基板の実装位置
が変わり、この位置でマニピュレーターが作動して把持
爪に把持された電子部品を回路基板に装着する。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。なお、以下の説明中、図４および図５に示す実
装用ロボットと同一の構成要素には同一の符号を付して
その説明を簡略化する。

【００２４】本発明にかかる電子部品実装用ロボットも
基本的には、図４および図５に示すものと同様に、基台
２上のフレーム３に設置されたマニピュレーター６の操
作により、把持爪５が部品供給機構４から電子部品を受
け取り、回動させられて搬送軌道７上の回路基板Ｃに電
子部品を装着する構成となっている。

【００２５】しかしながら、この発明にかかる電子部品
実装用ロボットでは、このロボットを基準とした搬送軌
道上の電子部品装着位置に回路基板Ｃを位置決めする位
置決め手段３０が具備させられ、当該位置決め手段３０
が、回路基板Ｃを搬送軌道７に沿って前後にスライドさ
せて、電子部品の実装位置を前後に変更するように構成
されていることを最大の特徴とするものである。

【００２６】前記位置決め手段３０は、搬送軌道７に沿
って２つ並んで配設されかつ回路基板Ｃの位置決め孔に
係合する位置決めピン３１ａを自身の先端に備えた第１
および第２の位置決めアーム３１と、これら位置決めア
ーム３１を縦回動自在に支持する回動機構３２と、この
回動機構３２を支持する本体部３３と、この本体部３３
を搬送軌道７に沿って前後に移動させる往復動機構３４
と、搬送軌道７上の回路基板Ｃを止めるストッパー手段
３５とを主体として構成されている。

【００２７】前記位置決めアーム３１は、その先端の位
置決めピン３１ａを回路基板Ｃの位置決め孔に係合させ
て回路基板Ｃの位置を決めるとともに、電子部品装着時
に回路基板Ｃを固定しておくものであり、回動機構３２
により縦に回動するようになっている。

【００２８】前記回動機構３２は、位置決めアーム３１
の基端が取り付けられかつ位置決めアーム３１の回動中
心となる回動軸３２ａと、この回動軸３２ａをその左右
で支持するブラケット３２ｂと、前記回動軸３２ａを軸
周りに回転させる空圧シリンダー３２ｃとを主体として
構成され、空圧シリンダー３２ｃのロッド先端に設けた
リンク３２ｄを介してロッドの往復動を回転軸３２ａの
回転運動に変換するようになっている。

【００２９】前記本体部３３は、位置決めアーム３１と
ともに回動機構３２を支持する支持板となるもので、往
復動機構３４により全体が搬送軌道７に沿って前後にス
ライドする構成となっている。

【００３０】一方、前記本体部３３を往復動させる往復
動機構３４は、搬送軌道７のガイド７ａに取付ブラケッ
ト３４ｂを介して取付けられた本体部３３のガイドレー
ル３４ａと、本体部３３の裏側に配設され自身のロッド
の往復動によって本体部３３を前後動させる空圧シリン
ダー（図示せず）とを主体として構成されている。

【００３１】なお、ストッパー手段３５としては、空圧
シリンダーが適用され、ロッドを往復動させることによ
りロッド先端の止め部で回路基板Ｃを係止する構成とな
っている。

【００３２】次に、以上のように構成された電子部品実
装用ロボットによる電子部品の実装方法について説明す
る。

【００３３】１．「把持爪の位置決め工程」まず、ロボ
ットの把持爪５の回路基板Ｃに対する位置決めを行な
う。この操作は、第１のガイドロッド１０に沿ってスラ
イド台１１を移動させ、第２のガイドロッド１３に沿っ
てフレーム３を移動させて、これを固定することにより
実施する。

【００３４】２．「回路基板の係止工程」把持爪５の位
置決め後、このロボットにより電子部品を回路基板Ｃに
実装するには、搬送軌道７に沿って回路基板Ｃを搬送
し、ロボットの把持爪５の位置でストッパー手段３５に
より回路基板Ｃを係止する。

【００３５】３．「回路基板の位置決め工程」ストッパ
ー手段３５により係止された回路基板Ｃは、位置決め手
段３０の位置決めアーム３１により固定させられ、搬送
軌道７上に位置決めさせられる（図１参照）。なお、回
路基板Ｃには予め、位置決めアーム３１の位置決めピン
３１ａを挿入させる位置決め孔が形成させられており、
位置決めアーム３１を倒すことにより、先端の位置決め
ピン３１ａが位置決め孔に係合させられることになる。

【００３６】４．「電子部品の装着工程Ａ」次いで、マ
ニピュレーター６を操作して部品供給機構４より、電子
部品を把持爪５により受け取り、電子部品を受け取った
把持爪５を回路基板Ｃに対して垂直下方に向かせる。そ
の後、マニピュレーター６の作動により把持爪５を降下
させ、把持している電子部品を回路基板Ｃの所定位置に
装着する。

【００３７】なお、この際、クリンチ爪８により、回路
基板Ｃの下面側に突出した電子部品のリードが打ち曲げ
られ（クリンチされ）、電子部品Ｇの実装が完了する。

【００３８】５．「電子部品の装着工程Ｂ」このように
して１個の電子部品の実装が完了すると、位置決め手段
３１の往復動機構３４が作動し、本体部３３を搬送軌道
７に沿って後進させる（図３参照）。この際、位置決め
アーム３１は回路基板Ｃを位置決めピン３１ａにより係
止しており、本体部３３の移動とともに回路基板Ｃは搬
送軌道７に沿って後側（図１左側）にスライドさせら
れ、回路基板Ｃの実装位置が変更させられる。

【００３９】そして、この位置において、マニピュレー
ター６が操作され、把持爪５とクリンチ爪８の作用によ
り電子部品Ｇが回路基板に装着される。装着完了後、ス
トッパー手段３５および位置決め手段３０が解除され、
回路基板Ｃは搬送軌道７に沿って搬出される。

【００４０】以降前記２．〜５．の各工程が繰り返さ
れ、回路基板Ｃに電子部品が自動的に装着されていくこ
とになる。

【００４１】実施例では、位置決め手段３０によって回
路基板Ｃへの電子部品の装着位置を変更することができ
るので、１台の１点挿入型電子部品実装用ロボットによ
り、搬送方向における同一直線上に位置する回路基板Ｃ
の２箇所に電子部品を容易に装着することができるとい
った長所がある。なお、本発明は前記した実施例に限定
されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で設
計変更可能であることは言うまでもない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような優れた効果を奏することができる。 （１）本発明にかかる電子部品実装用ロボットは、電子
部品を、把持爪により把持し、１点挿入式マニピュレー
ターの操作により搬送軌道上を搬送されてきた回路基板
に装着するようにした電子部品実装用ロボットであっ
て、前記回路基板の位置決め孔に位置決めピンを係合さ
せてロボットを基準とした搬送軌道上の電子部品装着位
置に回路基板を位置決めする位置決め手段を具備し、当
該位置決め手段は、搬送軌道に沿って２つ並んで配設さ
れかつ回路基板の位置決め孔に係合する位置決めピンを
自身の先端に備えた第１および第２の位置決めアーム
と、これら位置決めアームを縦回動自在に支持する回動
機構と、この回動機構を支持する本体部と、この本体部
を搬送軌道に沿って前後に移動させる空圧シリンダーを
駆動源とする往復動機構と、前記搬送軌道上を搬送され
てきた回路基板を把持爪の位置に係止するストッパー手
段とを主体として構成されているので、位置決めアーム
に係止された回路基板を、往復動機構の作動とともに搬
送軌道上でスライドさせて、電子部品の装着位置を容易
に変更することができ、１点挿入式マニピュレーター操
作の実装用ロボットにおいても、ロボットの台数を増や
すことなく、同一直線上に位置する回路基板上の２箇所
に電子部品を装着することができ、また集合基板のよう
な基板への電子部品の装着に対する適用性を向上させる
ことができる。

【００４３】（２）また本発明方法にかかる電子部品の
実装方法は、電子部品を、把持爪により把持し、１点挿
入式マニピュレーターの操作により搬送軌道上を搬送さ
れてきた回路基板に装着するようにした電子部品の装着
方法であって、予め回路基板に搬送軌道に沿って少なく
とも２つの位置決め孔を形成しておく工程と、前記搬送
軌道上を搬送されてきた回路基板をストッパー手段によ
り把持爪の位置に係止した後、回路基板の前記位置決め
孔に係合する位置決めピンを備えた位置決めアームを回
路基板に係合させる工程と、前記位置決めアームを往復
動機構により搬送軌道に沿って前進させた位置で回路基
板に電子部品を装着する工程と、前記位置決めアームを
空圧シリンダーを駆動源とする往復動機構により搬送軌
道に沿って後進させた位置で回路基板に電子部品を装着
する工程と、を具備してなるものであるから、前記各工
程を繰り返すことによって、１点挿入式マニピュレータ
ー操作の実装用ロボットにおいても、ロボットの台数を
増やすことなく、同一直線上に位置する回路基板上の２
箇所に電子部品を装着することができ、コスト低減を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例にかかる電子部品実装用ロボットの斜
視図である。

【図２】同じく一実施例にかかる電子部品実装用ロボッ
トの側面図である。

【図３】電子部品実装用ロボットの作用を説明するため
に示した斜視図である。

【図４】従来技術を説明するために示した電子部品実装
用ロボットの全体を示す斜視図である。

【図５】従来技術を説明するために示した電子部品実装
用ロボットの側面図である。

【符号の説明】

１ 電子部品実装用ロボット ２ 基台 ３ フレーム ４ 部品供給機構 ５ 把持爪 ６ マニピュレーター ７ 搬送軌道 ８ クリンチ爪 １０ ガイドロッド １５ スティック保持部材 ３０ 位置決め手段 ３１ 位置決めアーム ３１ａ 位置決めピン ３２ 回動機構 ３３ 本体部 ３４ 往復動機構

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品を、把持爪により把持し、１点
   挿入式マニピュレーターの操作により搬送軌道上を搬送
   されてきた回路基板に装着するようにした電子部品実装
   用ロボットであって、 前記回路基板の位置決め孔に位置決めピンを係合させて
   ロボットを基準とした搬送軌道上の電子部品装着位置に
   回路基板を位置決めする位置決め手段を具備し、当該位
   置決め手段は、搬送軌道に沿って２つ並んで配設されか
   つ回路基板の位置決め孔に係合する位置決めピンを自身
   の先端に備えた第１および第２の位置決めアームと、こ
   れら位置決めアームを縦回動自在に支持する回動機構
   と、この回動機構を支持する本体部と、この本体部を搬
   送軌道に沿って前後に移動させる空圧シリンダーを駆動
   源とする往復動機構と、前記搬送軌道上を搬送されてき
   た回路基板を把持爪の位置に係止するストッパー手段と
   を主体として構成されていることを特徴とする電子部品
   実装用ロボット。
2. 【請求項２】 電子部品を、把持爪により把持し、１点
   挿入式マニピュレーターの操作により搬送軌道上を搬送
   されてきた回路基板に装着するようにした電子部品の装
   着方法であって、 予め回路基板に搬送軌道に沿って少なくとも２つの位置
   決め孔を形成しておく工程と、前記搬送軌道上を搬送されてきた回路基板をストッパー
   手段により把持爪の位置に係止した後、回路基板の前記
   位置決め孔に係合する位置決めピンを備えた位置決めア
   ームを回路基板に係合させる工程と、 前記位置決めアームを空圧シリンダーを駆動源とする往
   復動機構により搬送軌道に沿って前進させた位置で回路
   基板に電子部品を装着する工程と、 前記位置決めアームを往復動機構により搬送軌道に沿っ
   て後進させた位置で回路基板に電子部品を装着する工程
   と、 を具備してなる電子部品の実装方法。