JP5390870B2 - ワイヤーアクチュエータ自動半田コテ - Google Patents

Description

本発明は、自動半田コテに関する。

糸半田を半田付けする自動半田付けコテは、手付けで使用される半田コテに変わってエアーシリンダ、モータ駆動による半田付け位置移動を確保し、位置移動確認検出センサも併せ持つ、従って市販の手付け半田コテを自動半田コテとして使用することは一般的でない、手付け半田コテは人の手に持たせ、半田付け精度はその習熟度に頼る、半田付け作業の難度が製品品質並びに、生産性の障害ともなっている。また自動半田コテは人の手のような繊細な半田付け作業を再現するに限界があった。半田コテに組み込まれているコテ先は消耗品であり、手付け用に比べ自動用コテ先は高価なものとなっている。さらに自動半田コテは手付け半田コテより重量、寸法においてより大である。

自動半田コテの消耗品であるコテ先の低価格化、該コテの小型軽量化、簡素化を図り、尚且つ人の手のような繊細な半田付け動作ができる機構を持った自動半田コテが望まれる。また市販の手付け半田コテを使用する人手作業の最適化のデータ管理手法も確立していない。

近年、市販の手付け半田コテも改良されて小型軽量化、コテ先交換がワンタッチ、且つ取り付け寸法の再現性の精度も上がっている、そのことにより手付け半田コテを自動半田コテとして使用する。

半田コテを取り付けたワイヤーアクチュエータ移動体がワイヤーアクチュエータ固定体に組み込まれたバネ、空圧等で半田付け位置方向にワイヤーが巻き戻された分移動させる、該バネ等で半田付け位置において、人手の繊細さと同様のソフトランディングを行い、且つ半田位置のばらつきを吸収させる。

半田コテをワイヤーアクチュエータ移動体に取り付けるための半田コテ保持器に熱伝達の曖昧さを吸収することに有効な揺らぎ動作機能を持たせる。

戻し側にバネあるいは空圧を使用したワイヤーアクチュエータの移動体に半田コテを取り付け、ワイヤーアクチュエータ移動体の位置を制御することが出来るモータでドラムを回転させ、ワイヤーを巻き上げる、該ワイヤーとアクチュエータ移動体は外被チューブ内を通って接続する、外被チューブはアクチュエータ固定体とドラムケースで締結される。

自動糸半田供給機と手付け半田コテを使用したワイヤーアクチュエータ自動半田コテを組み合わせ、該手付け半田コテの最適半田条件のデータ抽出を行う、そのデータに基づいた半田付けを人手による手付け半田データとして管理する。

自動半田コテはロボット等に搭載して使用することが多い、その場合、駆動機構や配線、配管がロボットの負荷や動作の制約を増大させる、本発明の自動半田コテは半田コテ駆動機構が半田コテと一体になっていないことや配線、配管が半田コテに取り付ける必要が無いため小型軽量化が図れ、且つロボットの負荷や動作の制約が軽減でき、メンテも軽減できる。

自動半田コテが安価で軽量小型の市販の手付け半田コテで構成できる、特に消耗品のコテ先が安価に調達できる。

半田付け位置への半田コテ移動がワイヤーアクチュエータとバネ等を利用してソフトランディングし、人手の繊細な作業を具現できる

半田保持器の揺らぎ機能が半田コテ熱伝達のあいまいさを吸収する。

自動糸半田供給機と組み合わせれば、市販の手付け半田コテの人手による最適半田付け条件をデータ化できる。

市販の手付け半田コテを揺らぎ機能を持った保持器を介してバネ等で戻るワイヤーアクチュエータの移動体に取り付け、ワイヤーは該移動体に接続され、アクチュエータ固定体に取り付けた外被チューブ内を通って該移動体の位置きめが出来るモータに取り付けられたドラムケース内のドラムに巻き取られる、外被チューブの他端はドラムケースに取り付ける。ワイヤーはナイロンコーティングワイヤーロープが望ましく、外被チューブは耐摩耗性のフッ素樹脂材等を使用、モータはエンコーダ付き制御モータあるいは原点センササーチ方式制御モータ等を使用。

市販の手付け半田コテを該自動半田コテで使用し、自動糸半田供給機と組み合わせ各動作の制御装置に市販手付け半田コテの最適半田条件のデータ設定、抽出をパソコンで行い、手付け半田コテの半田付け条件、ならびにコテ先形状、該コテの熱容量、設定温度のシミュレータとする。

ワイヤーアクチュエータは図の１の４のアクチュエータ移動体、５のワイヤーアクチュエータ固定体、６のスライドバネ、８の外被チューブ、９ａ,9ｂの固定金具、１０のドラムケース、図４における２０のスライドシャフト、１９のリニアブッシュ、図２の７のワイヤー、１１のバネ力調整ネジ、図５の２２のモータ、２１のドラムで構成される。

図１の１のコテ先を持った２の市販の手付け半田コテが３の保持器で図３の１７の球面軸受けを介して４のワイヤーアクチュエータ移動体に取り付けられている。１のコテ先には２５の糸半田を２４の糸半田チューブセットの内部を通って外部の図７の２９の自動糸半田供給機等を利用して供給できる、２４の糸半田チューブセットは３の保持器に締結された２３のブラケットに取り付ける事ができる。

図１の６のスライドバネにより２６の矢印方向へ４のアクチュエータ移動体は作動する，図２の７のワイヤーが４の移動体に取り付けられ、26の矢印方向と逆方向に駆動できる。１１の調整ネジで２６の矢印方向の半田付け位置におけるバネ力の調整を行う。

図１の５のアクチュエータ固定体に７のワイヤーを通す８のワイヤー外被チューブ端が９ａの固定金具で固定され、該チューブ多端は１０のドラムケースに９ｂの固定金具で固定される。

図５は１０のドラムケースの断面であり、２２の巻き上げモータの出力軸に取り付けた２１のドラムに７のワイヤーが、２２のモータ回転の正逆で巻上げあるいは巻き戻される。

図６は図５のＥＥ矢視であり、２１のドラムの外周部に生成されている溝接線上から７のワイヤーは９ｂの固定金具で１０のドラムケースに端部を固定された８の外被チューブ内に導かれる。

図４は図１のＣＣ断面であり、５のアクチュエータ固定体に組み込まれた一対の２０のスライドシャフト上を１９のリニアブッシュを組み込まれた４のアクチュエータ移動体が作動する。

図１において２７の矢印のように３のコテ保持器の回転中心に従い回転する、図２の１２の回転バネは２７の回転動作に対し戻し側に作用する。図３の１３のリングは３の保持器の回転軸外周にはめあい、３の保持器回転軸外周上の任意回転方向位置で締結でき、２の半田コテの回転方向の定位置を決定する、１３のリングには回転戻しのための１２の回転バネの片端をフックする１４のリングバネ架けを取り付ける、他方の１５の移動体バネ架けは４のアクチュエータに固定され１２の回転バネの他端をフックし、３の保持器のストッパも兼ねる。

図２の２８の矢印方向は図３の１７の球面軸受け回転方向以外の球面揺動を示し、３の保持器の回転軸に取り付けた１６の弾性体で４のアクチュエータ移動体に対する３の保持器の２８の矢印方向の定位置と揺動を生成させる、球面揺動動作は図１の１のコテ先が被半田物に接触した時に発生し、離脱すると１６の弾性体により定位置復帰する。図３の１８のシムは２の市販の手付け半田コテの揺らぎ範囲を調整し、調整量は該シムの厚みを増減する。

自動半田付けをするため、図７の２９の自動糸半田供給機から２４の糸半田チューブセットをかいして図１の２５の糸半田を、００１６項で示すワイヤーアクチュエータに３の保持器で取り付けられた２の市販の手付け半田コテの１のコテ先に供給する、自動半田付け位置に置ける糸半田供給、半田コテの移動は３１の自動半田付けコントローラで制御され、半田付け条件に関するデータは３２のパソコンにより設定あるいは抽出できる。

ワイヤーアクチュエータ自動半田コテの構成を示す説明図 図１のコテ部とアクチュエータ移動体断面の上面図を表す説明図 図１のＢＢ断面図 図１のＣＣ断面図 図１のＤＤ断面図 図５のＥＥ矢視図 実施例２を示す構成図である

１ コテ先
２ 市販の半田コテ
３ 保持器
４ アクチュエータ移動体
５ アクチュエータ固定体
６ スライドバネ
７ ワイヤー
８ 外被チューブ
９ａ 固定金具
９ｂ 固定金具
１０ ドラムケース
１１ 調整ネジ
１２ 回転バネ
１３ リング
１４ リングばね架け
１５ 移動体ばね架け
１６ 弾性体
１７ 球面軸受け
１８ シム
１９ リニアブッシュ
２０ スライドシャフト
２１ ドラム
２２ モータ
２３ ブラケット
２４ 糸半田チューブセット
２５ 糸半田
２６ アクチュエータ移動体の半田位置方向矢印
２７ コテ先回転方向矢印
２８ コテ先揺らぎ方向矢印
２９ 自動糸半田供給機
３０ 市販の半田コテコントローラ
３１ 自動半田付けコントローラ
３２ パソコン

Claims (5)

1. 半田コテ保持器に球面軸受けを取り付けて、該半田コテの回転、揺らぎ動作を可能にし、球面軸受け外輪を固定したワイヤーアクチュエータの移動体がバネ又は空圧で引き戻されるワイヤーアクチュエータ駆動自動半田コテ。
2. 半田コテが半田付け位置に作動していない時にはワイヤーアクチュエータの移動体に対して定位置であるように半田コテ保持器の回転、揺らぎ機構のそれぞれが、弾性体とストッパあるいは、弾性体のみで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のワイヤーアクチュエータ駆動自動半田コテ。
3. ワイヤーアクチュエータの移動体に対し半田コテの回転角度及び揺らぎの定位置を調整可能にすることの出来る半田コテ保持器。
4. 球面軸受けに取り付けられた半田コテ保持器の回転軸において、回転、揺らぎ機能を弾性体とストッパあるいは、弾性体のみで構成した半田コテ保持器。
5. 請求項1の自動半田コテに使用する半田コテを市販の手付半田コテにした時、自動糸半田供給機と組み合わせ自動半田付け動作をさせて、半田送り速度、半田送り量、送り回数、送り方向、コテ移動速度、コテ移動量、移動回数又は移動方向で、それぞれのデータを設定して最適半田条件を見出し、人手による手付け半田作業の半田条件及び手付け半田コテ先選定のデータとして抽出できるシミュレータ。

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