JP6366869B1 - 半田付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
半田付けロボットを効率的に動作させることのできる半田付け装置を提供することである。
【解決手段】
半田処理面と逆側の部品装着面を上方に向けた第１姿勢の基板を支持する支持フレーム４２を、筐体外部のセット位置Ｐ0と、筐体１００内部の引き渡し位置Ｐ2との間で、往復搬送する搬送機構（２０、３０）と、引き渡し位置Ｐ2において搬送機構（３０）から引き渡される第１姿勢の基板Ｗを支持した前記支持フレーム４２を、基板Ｗが半田処理面を上方に向けた第２姿勢にて作業位置Ｐ3に位置付けられるように、動かし、第２姿勢にて作業位置Ｐ3に位置付けられる基板Ｗを支持した支持フレーム４２を、引き渡し位置Ｐ2において基板Ｗが第１姿勢となる状態で搬送機構（３０）に引き渡すように、動かす基板姿勢変換機構４０とを有する構成となる。
【選択図】 図２Ｂ

Description

本発明は、基板の半田処理面に対する半田付け動作を行なう半田付け装置に関する。

従来、特許文献１に記載された半田付け装置が知られている。この半田付け装置では、作業台上に作業テーブルがＹ軸方向に移動自在に設けられており、その作業テーブルに設けられた基板支持スタンドに半田付けの対象となる基板がその半田処理面を上方に向けてセットされる。この基板支持スタンドの上方には、Ｘ軸方向に移動自在に半田付けユニット（半田付けロボット）が設けられている。この半田付けユニットは、Ｚ軸方向に移動自在であって、かつ、該Ｚ軸に対して回動可能な半田付けヘッドを有している。このような構造の半田付け装置においては、作業テーブルをＹ軸方向に移動させるとともに半田付けユニットをＸ軸方向に移動させながら、半田付けユニットの半田付けヘッドを回動させつつＺ方向（上下方向）に移動させて、作業テーブル上の基板支持スタンドにセットされた基板の半田処理面に対する半田付け動作が行われる。

特開２００２−１９２３４１公報

上述したような従来の半田付け装置では、作業テーブル上の基板支持スタンドに、半田付けの対象となる基板を、手作業によって、上方の半田付けユニット（半田付けロボット）等の機構に注意しながらセットしたり、また、半田付けが終了した基板を、手作業によって、上方の半田付けユニット（半田付けロボット）等の機構に注意しながら、前記基板支持スタンドから取り出したりしなければならず、その作業がし難い。このため、基板支持スタンドへの基板のセット、あるいは、基板支持スタンドからの基板の取出しが遅れてしまうなどの原因によって、半田付けユニット（半田付けロボット）の効率的な動作が損なわれる場合がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、半田付けロボットを効率的に動作させることのできる半田付け装置を提供するものである。

本発明に係る半田付け装置は、筐体内において半田付けロボットが、作業位置に位置付けられた基板の半田処理面に対して半田付け動作を行なう半田付け装置であって、前記半田処理面と逆側の部品装着面を上方に向けた第１姿勢の基板を支持する支持フレームを、前記筐体外部のセット位置と、前記筐体内部の引き渡し位置との間で、往復搬送する搬送機構と、前記引き渡し位置において前記搬送機構から引き渡される前記第１姿勢の前記基板を支持した前記支持フレームを、前記基板が前記半田処理面を上方に向けた第２姿勢にて前記作業位置に位置付けられるように、動かし、前記第２姿勢にて前記作業位置に位置付けられる前記基板を支持した前記支持フレームを、前記引き渡し位置において前記基板が前記第１姿勢となる状態で前記搬送機構に引き渡すように、動かす基板姿勢変換機構とを有する構成となる。

このような構成によれば、筐体外部の作業者は、セット位置において、半田処理面と逆側の部品装着面を上方に向けた第１姿勢の基板を支持する支持フレームを搬送機構に投入することができる。このように、第１姿勢の基板を支持した支持フレームがセット位置にて搬送機構に投入されると、その支持フレームは搬送機構により筐体内部の引き渡し位置まで搬送される。前記引き渡し位置にて前記第１姿勢の基板を支持した前記支持フレームが基板姿勢変換機構に引き渡されると、その基板姿勢変換機構により、前記支持フレームは、前記基板が前記半田処理面を上方に向ける第２姿勢にて作業位置に位置付けられるように動かされる。この状態で、作業位置に位置付けられた前記基板の半田処理面に対して、半田付けロボットが半田付け動作を行うことができる。

例えば、半田付けロボットの前記基板の半田処理面に対する半田付け動作が終了した後、作業位置に第２姿勢（基板処理面を上方に向けた姿勢）にて位置付けられた基板を支持する支持フレームは、前記基板姿勢変換装置によって、前記基板が第１姿勢（部品装着面を上方に向けた姿勢）となる状態で引き渡し位置にて搬送機構に引き渡され得る。この引き渡し位置にて搬送機構に前記支持フレームが引き渡されると、その支持フレームは、前記搬送機構によって筐体外部のセット位置まで搬送される。作業者は、筐体外部のセット位置において、支持フレームに支持された基板を取り出すことができる。

本発明に係る半田付け装置において、前記搬送機構は、前記セット位置と、前記筐体内部の中継位置との間で前記第１姿勢の前記基板を支持した前記支持フレームを往復移動させる第１往復動機構と、前記中継位置と前記引き渡し位置との間で、前記第１姿勢の前記基板を支持した前記支持フレームを往復動させる第２往復動機構とを有する構成とすることができる。

このような構成により、筐体外部のセット位置において、第１姿勢の基板を支持する支持フレームが搬送機構に投入されると、その支持フレームは、第１往復動機構により筐体内部の中継位置まで搬送され、当該中継位置から、更に、第２往復動機構によって、前記引き渡し位置まで搬送される。そして、この引き渡し位置において第１姿勢の基板を支持した支持フレームが基板姿勢変換機構に引き渡される。

一方、例えば、半田付けロボットの前記基板の半田処理面に対する半田付け動作が終了した後、作業位置に第２姿勢（基板処理面を上方に向けた姿勢）にて位置付けられた基板を支持する支持フレームは、前記基板姿勢変換装置によって、前記基板が第１姿勢（部品装着面を上方に向けた姿勢）となる状態で引き渡し位置にて第２往復動機構に引き渡される。この引き渡し位置にて第２往復動機構に引き渡された支持フレームは、その第２往復動機構によって中継位置まで搬送され得る。そして、前記中継位置の支持フレームは、更に、第１往復動機構によって、筐体外部のセット位置に搬送され得る。

前記第１往復動機構は、前記セット位置と前記中継位置との間で、前記支持フレームを水平移動させるスライダー機構を含むことができ、前記第２往復動機構は、前記中継位置と該中継位置より上方に設定された前記引き渡し位置との間で前記支持フレームを昇降動させる昇降機構を含むことができる。

本発明に係る半田付け装置において、前記基板姿勢変換機構は、前記基板が第１姿勢と前記第２姿勢との間で回動するように、前記基板を支持した前記支持フレームを回動させる回動機構を含む構成とすることができる。

このような構成により、第１姿勢の基板を支持した支持フレームが、引き渡し位置にて搬送機構から基板姿勢変換機構に引き渡されると、前記第１姿勢の基板が第２姿勢となるように、前記支持フレームが回動機構によって回動させられる。また、作業位置にて第２姿勢の基板に対する半田付け動作が終了した後、その作業位置に第２姿勢にて位置付けられた基板を支持する支持フレームは、回動機構によって、前記基板が第１姿勢になるように回動させられる。そして、その第１姿勢の基板を支持した支持フレームが基板姿勢変換機構から搬送機構に引き渡され得る。

本発明に係る半田付け装置によれば、作業者が、筐体外部のセット位置にて第１姿勢の基板を支持した支持フレームを搬送機構に投入すれば、前記基板を、その半田処理面を上方に向けた第２姿勢にて、半田付けロボットによる半田付け動作が可能な作業位置に位置付けることができる。また、半田付けロボットによる半田付け動作が終了すれば、その半田付けの終了した基板を支持した支持フレームを筐体外部のセット位置にて取りだすことができる。このように、半田付けの対象となる基板の投入、及び半田付けが終了した基板の取出しが、筐体外部のセット位置で容易に行うことができるので、基板の投入の遅れや基板の取出しの遅れに起因して、半田付けロボットの半田付け動作が遅れることとを極力無くすことができる。その結果、半田付けロボットを効率的に動作させることができる。

図１Ａは、本発明の実施の一形態に係る半田付け装置の全体的な構成を示す平面図である。 図１Ｂは、本発明の実施の一形態に係る半田付け装置の全体的な構成を示す正面図である。 図２Ａは、半田付け装置の筐体内に設けられたスライダー機構（第１往復動機構）、昇降機構（第２往復動機構）及び回動機構（基板姿勢変換機構）の位置関係を示す平面図である。 図２Ｂは、半田付け装置の筐体内に設けられたスライダー機構、昇降機構及び回動機構の位置関係を示す側面図である。 図３Ａは、半田付け装置におけるスライダー機構（セット位置）の構成を示す平面図である。 図３Ｂは、半田付け装置におけるスライダー機構（セット位置）の構成を示す側面図である。 図４Ａは、半田付け装置におけるスライダー機構（中継位置）の構成を示す平面図である。 図４Ｂは、半田付け装置におけるスライダー機構（中継位置）の構成を示す側面図である。 半田付けの対象となる基板がセットされた基板支持フレームを示す平面図である。 図６Ａは、半田付け装置における昇降機構の構成を示す平面図である。 図６Ｂは、半田付け装置における昇降機構の構成を示す側面図である。 図７Ａは、中継位置におけるスライダー機構と昇降機構との位置関係を示す平面図である。 図７Ｂは、中継位置におけるスライダー機構と昇降機構との位置関係を示す側面図である。 図８は、中継位置での昇降機構と回動機構との位置関係を示す側面図である。 図９は、引き渡し位置での昇降機構と回動機構との位置関係を示す側面図である。 図１０Ａは、昇降機構から回動機構に基板支持フレームを引き渡した状態を示す平面図である。 図１０Ｂは、昇降機構から回動機構に基板支持フレームを引き渡した状態を示す側面図である。 図１１Ａは、回動機構の保持器において多数の押えピンが当該保持器に装着された基板支持フレームに支持される基板を押さえ付けた状態を示す平面図である。 図１１Ｂは、回動機構の保持器において多数の押えピンが当該保持器に装着された基板支持フレームに支持される基板を押さえ付けた状態を示す側面図である。 図１２は、昇降機構が引き渡し位置から退避した状態を示す側面図である。 図１３Ａは、回動機構により保持器に装着された基板支持フレーム（基板）が反転させられる状態を示す平面図である。 図１３Ｂは、回動機構により保持器に装着された基板支持フレーム（基板）が反転させられる状態を示す側面図である。 図１４Ａは、回動機構により基板支持フレームに支持された基板が作業位置に位置付けられた状態を示す平面図である。 図１４Ｂは、回動機構により基板支持フレームに支持された基板が作業位置に位置付けられた状態を示す側面図である。 回動機構によって作業位置に位置付けられた基板に対する半田付け動作が終了した後に、昇降機構が退避した状態を示す側面図である。 図１６Ａは、基板に対する半田作業が終了した後、回動機構により保持器に装着された基板支持フレーム（基板）が反転させられる状態を示す平面図である。 図１６Ｂは、基板に対する半田作業が終了した後、回動機構により保持器に装着された基板支持フレーム（基板）が反転させられる状態を示す側面図である。 図１７は、回動機構により、作業位置において半田付けがなされた後の基板を支持する基板支持フレームが反転させられた状態を示す側面図である。 図１８は、引き渡し位置において、半田付け済みの基板を支持する基板支持フレームが回動機構から昇降機構に引き渡される状態を示す側面図である。 図１９は、回動機構から引き渡された半田付け済みの基板を支持する基板支持フレームを昇降機構が中継位置に向けて下降させる状態を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

本発明の実施の一形態に係る半田付け装置は、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂに示すように構成されている。図１Ａは、半田付け装置の全体的な構成を示す平面図であり、図１Ｂは、半田付け装置の全体的な構成を示す正面図であり、図２Ａは、半田付け装置の筐体内に設けられたスライダー機構（第１往復動機構）、昇降機構（第２往復動機構）及び回動機構（基板姿勢変換機構）の位置関係を示す平面図であり、図２Ｂは、それらスライダー機構、昇降機構及び回動機構の位置関係を示す側面図である。

図１Ａ及び図１Ｂにおいて、この半田付け装置は筐体１００を備えており、筐体１００内に、半田付けロボット１０、スライダー機構２０、昇降機構３０及び回動機構４０が設けられている。半田付けロボット１０は、筐体１００内の上方部に配置されており、半田ゴテやワイヤ状半田の供給ノズル等を搭載した半田付けヘッド１１と、筐体１００内において横方向（左右方向：Ｘ方向）に延びるＸ方向レール１２と、筐体フレーム１０１ａ、１０ｂに固定支持され、水平かつＸ方向レール１２の延びる方向に直交する方向に延びる２つのＹ方向レール１３ａ、１３ｂと、半田付けヘッド１１を垂直方向の上下動及びその垂直方向を軸とした回転動させるヘッド駆動機構１４とを有している。半田付けヘッド１１及びヘッド駆動機構１４は、一体となって、Ｘ方向レール１２に往復動自在に支持されている。Ｘ方向レール１２の一端部は、一方のＹ方向レール１３ａに摺動自在に支持されており、Ｘ方向レール１２の他端部は、他方のＹ方向レール１３ｂに摺動自在に支持されている。このように２つのＹ方向レール１３ａ、１３ｂに両端部が摺動自在に支持されたＸ方向レール１２に更に往復動自在に支持される半田付けヘッド１１及びヘッド駆動機構１４は、一体となって、水平面（Ｘ−Ｙ平面）に平行に移動することができる。

なお、図１Ａ、図１Ｂにおいて、Ｘ方向レール１２の駆動機構の図示は省略されている。

筐体１００内において、前述した半田付けロボット１０の下方にスライダー機構２０、昇降機構３０及び回動機構４０が配置されている。

スライダー機構２０（搬送機構：第１往復動機構）は、図１Ｂに示すように、半田付けロボット１０のＹ方向レール１３ａ、１３ｂを固定支持する筐体フレーム１０１ａ、１０１ｂより下方に設けられた筐体プレート１０２上に設けられている。そして、スライダー機構２０は、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ及び図２Ｂとともに図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、筐体１００の前後方向（Ｙ方向）に延びる２つのスライドレール２１ａ、２１ｂと、それら２つのスライドレール２１ａ、２１ｂ上を摺動自在に移動するスライドプレート２２と、スライドプレート２２をスライドレール２１ａ、２１ｂ上で移動させる駆動機構２３とを有している。スライドプレート２２は、２つのスライドレール２１ａ、２１ｂの内側に沿って配置される２つの細長プレート部２２ａ、２２ｂと、それら２つの細長プレート部２２ａ、２２ｂそれぞれの後端部を連結する連結プレート部２２ｃとによって概ねコ字状に形成されている。連結プレート部２２ｃの両端部は、２つのスライドレール２１ａ、２１ｂに摺動自在に係合している。

スライドプレート２２の２つの細長プレート部２２ａ、２２ｂは、後述するような基板支持フレーム４２の両側端部を支持する。なお、細長プレート部２２ａ、２２ｂのそれぞれには、ピンが設けられており、それらピンが基板支持フレーム４２の両側端部に形成された係合孔に係合できるようになっている。基板支持フレーム４２は、前記ピンによって、２つの細長プレート部２２ａ、２２ｂに着脱自在に固定される。スライダー機構２０において、２つの細長プレート部２２ａ、２２ｂに固定支持された基板支持フレーム４２が、筐体１００外部のセット位置Ｐ0（図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ参照）と筐体１００内部の中継位置Ｐ1（図４Ａ、図４Ｂ参照）との間で往復動するように、スライドプレート２２を前後方向（Ｙ方向）に水平移動させることができる。

前述した基板支持フレーム４２は、図５に拡大して示すように、概ね矩形状の外枠体４２１、移動バー４２２、固定バー４２３、移動バー４２２に摺動自在に設けられた移動支持部４２４及び固定バー４２３に摺動自在に設けられた移動支持部４２５を備えている。移動バー４２２は、その両端部が外枠体４２１における対向する一対の枠辺部に摺動自在に支持されている。この基板支持フレーム４２は、移動バー４２２の位置、該移動バー４２２に設けられた移動支持部４２４の位置及び固定バー４２３に設けられた移動支持部４２５の位置を調整することにより、任意の大きさの基板Ｗを着脱自在に固定支持することができる。

昇降機構３０（搬送機構：第２往復動機構）は、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂとともに図６Ａ及び図６Ｂに示すように、支持プレート３１ａ、連結部３１ｂ及びエアシリンダ３２を有している。支持プレート３１と連結部３１ｂとは、筐体プレート１０２の上側に配置されており、連結部３１ｂが支持プレート３１ａの裏面に固定されている。エアシリンダ３２は、筐体プレート１０２の下面側に固定されており、エアシリンダ３２によって往復動するロッド３２ａの先端部が連結部３１ｂに固定されている。エアシリンダ３２によるロッド３２ａの往復動により、連結部３１ｂを介してロッド３１に連結された支持プレート３１ａが昇降動する。支持プレート３１ａの前側の２つの角部分が前方向に突出しており、その２つの突出した部分にソレノイド３３ａ、３３ｂが設けられている。また、支持プレート３１ａの後側の２つの角部分も後方向に突出しており、その２つの突出した部分に、前述したソレノイド３３ａ、３３ｂに対向するように、ソレノイド３３ｃ、３３ｄが設けられている。これら４つのソレノイド３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｃにより、後述するように、支持プレート３１ａに支持された基板支持フレーム４２が着脱自在に固定されるようになっている。

筐体１００内において、スライダー機構２０と昇降機構３０との位置関係は、図７Ａ及び図７Ｂに示すようになっている。図７Ａ及び図７Ｂにおいて、昇降機構３０の支持プレート３１ａは、スライダー機構２０におけるスライドプレート２２の２つの細長プレート部２２ａ、２２ｂの間を通過することができる。そして、スライダー機構２０の２つの細長プレート部２２ａ、２２ｂに支持される基板支持フレーム４２が中継位置Ｐ1に位置付けられた状態で、昇降機構３０の支持プレート３１ａが上昇すると、２つの細長プレート部２２ａ、２２ｂに両側端部が支持された基板支持フレーム４２が、上昇する支持プレート３１ａに移って支持されるようになり、２つの細長プレート部２２ａ、２２ｂ（スライダ機構２０）から離れて、支持プレート３１ａの上昇とともに上昇する。一方、基板支持フレーム４２を支持した昇降機構３０の支持プレート３１ａが下降すると、前記中継位置Ｐ1において、支持プレート３１ａがスライダー機構３０の２つの細長プレート部２１ａ，２１ｂの間を通過する際に、支持プレート３１ａに支持された基板支持フレーム４２は、支持プレート３１ａ（昇降機構３０）から離れて２つの細長プレート部２１ａ、２１ｂ（スライダー機構２０）に移って支持されるようになる。前述したように支持プレート３１ａに支持されて昇降動する基板支持フレーム４２は、その四隅が、支持プレート３１ａに設けられた４つのソレノイド３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄによって固定することができる。

回動機構４０（基板姿勢変換機構）は、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ及び図２Ｂに示すように構成されている。この回動機構４０は、前述した構造の基板支持フレーム４２が着脱自在に装着される保持具４１を有している。保持具４１は、特許第５８６４８０８号の保持装置と実質的に同様の構造であり、当該保持具４１に装着された基板支持フレーム４２によって部品装着面を上方に向けて支持される基板Ｗの電子部品を多数の押えピンによって保持するようになっている。保持具４１は、取付けプレート４３に固定されたロータリーシリンダ４４と、このロータリーシリンダ４４と筐体１００の前後方向において対向するように取付けブラケット４５に固定された回転プレート４６とによって回転自在に支持されている。そして、ロータリーシリンダ４４の回転により保持具４１が回動する。保持具４１が回動によって反転する毎に、内部の多数の押えピン（アンロック状態）が下方に向けて移動し得る。保持具４１の後方部には、前後方向に移動可能となるように、取付けプレート４８に取り付けられたロック・アンロック機構４７ａ、４７ｂが設けられている。ロック・アンロック機構４７ａ、４７ｂは、前方に進出した状態で保持具４１に係合し、保持具４１内の多数の押えピンをロック状態及びロック状態の解除（アンロック）を行なう。

筐体１００内において、昇降機構３０と回動機構４０との位置関係は、図８及び図９に示される。図８に示すように、基板支持フレーム４２が、スライダー機構２０（スライドプレート２２）から昇降機構３０の支持プレート３１ａに移る中継位置Ｐ1の真上に、回動機構４０の保持器４１が配置されている。また、昇降機構３０は、支持プレート３１ａをエアシリンダ３２によって進退動させることにより、支持プレート３１ａに支持された基板支持フレーム４２を、前記中継位置Ｐ1（図８参照）と、図９に示すように、当該基板支持フレーム４２の保持器４１に対する脱着が行われる引き渡し位置Ｐ2との間で昇降動させる。

なお、スライダー機構２０の駆動機構２３、昇降機構３０のエアシリンダ３２に対するエア切換えのアクチュエータ（図示略）、昇降機構３０における４つのソレノイド３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、回動機構４０のロータリーシリンダ４３、回動機構４０におけるロック・アンロック機構４７ａ、４７ｂ、半田付けロボット１０の各種アクチュエータ等の駆動源は、図示外の制御装置によって制御される。その制御装置は、例えば、作業者によるタートスイッチの操作をトリガとして、スライダー機構２０、昇降機構３０、回動機構４０及び半田付けロボット１０を所定のシーケンスに従って動作するように、各部の駆動源を制御することができる。

前述したような構造の半田付け装置は、次のような手順に従って基板Ｗに対する半田付け動作を行なう。

作業者がスタートスイッチを操作すると、スライダー機構２０のスライドプレート２２（２つの細長プレート部２２ａ、２２ｂ）が筐体１００から外部に進出する（図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ参照）。ここで、作業者が、半田処理面と逆側の部品装着面を上方に向けた第１姿勢の基板Ｗを支持する基板支持フレーム４２（図５参照）を筐体１００外部にあるスライドプレート２２の先端部分（セット位置Ｐ0）にセットすると、スライドプレート２２（スライダー機構２０）が後退して、基板支持フレーム４２が、図４Ａ、図４Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図８に示すように、筐体１００内部の中継位置Ｐ1まで搬送される。そして、基板支持フレーム４２が中継位置Ｐ1に位置付けられた状態で、昇降機構３０の支持プレート３１ａが上昇する。すると、基板支持フレーム４２は、スライドプレート２２（２つの細長プレート部２２ａ、２２ｂ）から離れて支持プレート３１ａに移り、支持プレート３１ａとともに上昇する。そして、図９、図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、昇降機構３０の支持プレート３１ａに支持された基板支持フレーム４２は、回動機構４０の保持器４１に当接する引き渡し位置Ｐ2において当該保持器４１に装着される。このとき、基板支持フレーム４２に支持された基板Ｗは、部品装着面を上方に向けた第１姿勢を維持しており、基板Ｗの部品装着面が保持器４１の多数の押えピンに対向した状態になっている。

ここで、回動機構４０の保持器４１では、図１１Ｂに示すように、多数の押えピンが、下方に移動（落下）して、基板Ｗの部品装着面に装着されている種々の電子部品を基板Ｗに対して押さえ付けた状態になる。そして、ロック・アンロック機構４７ａ、４７ｂが、図１１Ａに示すように、進出して保持器４１に係合し、多数の押えピンが動かないようにロックする。そして、図１２に示すように、昇降機構３０の支持プレート３１ａは、前記引き渡し位置Ｐ2から最も低い位置まで下降する。支持プレート３１ａが下降した後、基板支持フレーム４２が回動機構４０の保持器４１に装着された状態が維持される。

次いで、回動機構４０では、図１３Ａ、図１３Ｂに示すように、ロック・アンロック機構４７ａ、４７ｂが保持器４１から退避して、ロータリーシリンダ４４により基板支持フレーム４２が装着された状態の保持器４１が回動させられる。そして、この回動により、保持器４１が反転して、図１４Ａ、図１４Ｂに示すように、基板支持フレーム４２に支持される基板Ｗが半田処理面を上方に向ける第２姿勢にて作業位置Ｐ3に位置付けられる。この状態で、基板Ｗの部品装着面は下方を向いているが、部品装着面に装着された種々の電子部品は、保持器４０の多数の押えピンによって押さえられているので、基板Ｗから脱落することはない。上記のように保持器４１が反転した後、最も低い位置にあった支持プレート３１ａが上昇して、支持プレート３１ａが保持器４１に当接した状態になる（図１４Ｂ参照）。

この状態（図１４Ａ、図１４Ｂ参照）で、作業位置Ｐ3に位置付けられた基板Ｗの半田処理面に対して、半田付けロボット１０が半田付け動作を行なう。半田付けロボット１０では、半田付けヘッド１１が、基板Ｗに装着される電子部品の位置等に基づいて作成されたティーチングデータに従って、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向（上下方向）に移動しつつ、基板Ｗにおける半田処理面に対する半田付け動作を行なう。

半田付けロボット１０による基板Ｗの半田処理面に対する半田付け動作が終了すると、図１５に示すように、回動機構４０の保持器４１に当接していた昇降機構３０の支持プレート３１ａが保持器４１から離れて最も低い位置まで下降する。この状態で、回動機構４０では、図１６Ａ、図１６Ｂに示すように、半田付け済み基板Ｗを支持する基板支持フレーム４２が装着された保持器４１が、ロータリーシリンダ４４によりが回動させられる。この回動により、保持器４１が反転して、図１７に示すように、基板支持フレーム４２に支持された半田付け済み基板Ｗは、半田処理面を下方に向ける、即ち、部品装着面を上方に向けた第１姿勢になる。そして、最も低い位置にあった昇降機構３０の支持プレート３１ａが上昇し、図１８に示すように、支持プレート３１ａが保持器４１に装着された基板支持フレーム４２に当接する（引き渡し位置Ｐ2）。

その後、支持プレート３１ａに設けられた４つのソレノイド３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが、動作して、保持器４１に装着された基板支持フレーム４２の縁部分を挟み込む。この状態で、支持プレート３１ａが下降する。すると、保持器４１に装着されていた基板支持フレーム４２が保持器４１から外れ（基板支持フレーム４２が支持プレート３１ａに引き渡され）、その基板支持フレーム４２は、図１９に示すように、支持プレート３１ａとともに下降する。支持プレート３１ａが下降する際に、４つのソレノイド３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの動作が停止され、基板支持プレート４２に対する挟み込みが解除される。そして、その下降する基板支持フレーム４２が中継位置Ｐ1を通過する際に、支持プレート３１ａに支持された基板支持フレーム４２は、図７Ａ、図７Ｂ、図８に示すように、支持プレート３１ａから離れてスライドプレート２２（２つの細長プレート部２２ａ、２２ｂ）に移って支持されるようになる。

その後、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、スライダー機構２０のスライドプレート２２が筐体１００外部に進出し、スライドプレート２２（２つの細長プレート部２２ａ、２２ｂ）に支持されていた基板支持プレート４２がセット位置Ｐ0まで搬送される。この状態で、作業者は、基板支持フレーム４２をスライドプレート２２から外して、その基板支持フレーム４２から半田付け済みの基板Ｗを取り出すことができる。

上述したような半田付け装置によれば、作業者が、筐体１００外部のセット位置Ｐ0にて部品装着面を上方に向けた第１姿勢の基板Ｗを支持した基板支持フレーム４２をスライダー機構２０のスライドプレート２２（２つの細長プレート部２２ａ、２２ｂ）にセットすれば、基板支持フレーム４２に支持された基板Ｗを、スライダー機構２０、昇降機構３０及び回動機構４０によって、その半田処理面を上方に向けた第２姿勢にて、半田付けロボット１０による半田付け動作が可能な作業位置Ｐ3に位置付けることができる。また、半田付けロボット１０による半田付け動作が終了すれば、その半田付けの終了した基板Ｗを支持した基板支持フレーム４２を、回動機構４０、昇降機構３０及びスライダー機構２０によって、筐体１００外部のセット位置Ｐ0にて取り出すことができる。このように、半田付けの対象となる基板Ｗの投入、及び半田付けが終了した基板の取出しが、筐体１００外部のセット位置Ｐ0で容易に行うことができるので、基板Ｗの投入の遅れや基板Ｗの取出しの遅れに起因して、半田付けロボット１９の半田付け動作が遅れることとを極力無くすことができる。その結果、半田付けロボット１０を効率的に動作させることができる。

なお、搬送機構を、筐体１００外部のセット位置Ｐ0と筐体１００内部の中継位置Ｐ１との間で基板支持フレーム４２を搬送するスライダー機構２０と、中継位置Ｐ1と引き渡し位置Ｐ2との間で基板支持フレーム４２を搬送する昇降機構３０とによって構成したが、搬送機構の構成は、これに限定されない。搬送機構は、筐体１００外部のセット位置Ｐ0と筐体１００内部の引き渡し位置Ｐ２との間で、どのような経路（中継位置は無くてもよい、複数の中継位置があってもよい）を経て基板支持フレーム４２を搬送するものであってもよい。

基板姿勢変換機構として、基板Ｗを支持した基板支持フレーム４２が装着される保持器４１を回動させて、基板Ｗの姿勢を、部品装着面を上方に向けた第１姿勢と半田処理面を上方に向けた第２姿勢との間で変える回動機構４０を用いたが、これに限定されない。基板Ｗの姿勢が前記第１姿勢と前記第２姿勢との間で、変えられる構造のものであればよい。前記第１姿勢は、基板Ｗの部品装着面を斜め上方に向けた姿勢を含み得る。また、第２姿勢は、基板Ｗの半田処理面を斜め上方に向けた姿勢を含み得る。基板Ｗの第１姿勢及び第２姿勢それぞれの含み得る範囲は、基板Ｗを支持する基板支持フレーム４２のセット位置Ｐ0での搬送機構への投入の姿勢、また、作業位置において半田付けを行なう姿勢に応じて、適宜決めることができる。

なお、本発明は、前述した実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。本発明の趣旨に基づいて種々変形することが可能であり、これらを本発明の範囲から除外するものではない。

本発明に係る半田付け装置は、半田付けロボットを効率的に動作させることができるという効果を有し、基板の半田処理面に対する半田付け動作を行なう半田付け装置として有用である。

１０ 半田付けロボット
１１ 半田付けヘッド
１２ Ｘ方向レール
１３ａ、１３ｂ Ｙ方向レール
１４ ヘッド駆動機構
２０ スライダー機構
２１ａ、２１ｂ スライドレール
２２ スライドプレート
２２ａ、２２ｂ 細長プレート部
２２ｃ 連結プレート部
２３ 駆動機構
３０ 昇降機構
３１ａ 支持プレート
３１ｂ 連結部
３２ エアシリンダ
３２ａ ロッド
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ ソレノイド
４０ 回動機構
４１ 保持器
４２ 基板支持フレーム
４３ 取付けプレート
４４ ロータリーシリンダ
４５ 取付けブラケット
４６ 回転プレート
４７ａ、４７ｂ ロック・アンロック機構
４８ 取付けプレート
１００ 筐体
１０１ａ、１０１ｂ 筐体フレーム
１０２ 筐体プレート
Ｗ 基板

Claims (5)

1. 筐体内において半田付けロボットが、作業位置に位置付けられた基板の半田処理面に対して半田付け動作を行なう半田付け装置であって、
   前記半田処理面と逆側の部品装着面を上方に向けた第１姿勢の基板を支持する支持フレームを、前記筐体外部のセット位置と、前記筐体内部の引き渡し位置との間で、往復搬送する搬送機構と、
   前記引き渡し位置において前記搬送機構から引き渡される前記第１姿勢の前記基板を支持した前記支持フレームを、前記基板が前記半田処理面を上方に向けた第２姿勢にて前記作業位置に位置付けられるように、動かし、前記第２姿勢にて前記作業位置に位置付けられる前記基板を支持した前記支持フレームを、前記引き渡し位置において前記基板が前記第１姿勢となる状態で前記搬送機構に引き渡すように、動かす基板姿勢変換機構とを有する半田付け装置。
2. 前記搬送機構は、
   前記セット位置と前記筐体内部の中継位置との間で、前記第１姿勢の前記基板を支持した前記支持フレームを往復移動させる第１往復動機構と、
   前記中継位置と前記引き渡し位置との間で、前記第１姿勢の前記基板を支持した前記支持フレームを往復動させる第２往復動機構とを有する請求項１記載の半田付け装置。
3. 前記第１往復動機構は、
   前記セット位置と前記中継位置との間で、前記支持フレームを水平移動させるスライダー機構を含む請求項２記載の半田付け装置。
4. 前記第２往復動機構は、
   前記中継位置と該中継位置より上方に設定された前記引き渡し位置との間で、前記支持フレームを昇降動させる昇降機構を含む請求項２または３記載の半田付け装置。
5. 前記基板姿勢変換機構は、
   前記基板が第１姿勢と前記第２姿勢との間で回動するように、前記基板を支持した前記支持フレームを回動させる回動機構を含む請求項１乃至４のいずれかに記載の半田付け装置。

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