本開示の第1態様によれば、第1又は第2アキシャル部品のそれぞれの部品本体部から側方に延びる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、前記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前記リードを両側から挟んで把持する一対の爪部を有し、把持した前記アキシャル部品の前記リードを基板に挿入するように移動可能な装着ヘッドと、前記装着ヘッドの前記一対の爪部の先端の高さを調整する高さ調整部と、を備え、前記高さ調整部は、予め定められたリード間隔で第1アキシャル部品を基板に装着するために、前記可動成形型から前記装着ヘッドに前記第1アキシャル部品を受け渡す際に、前記爪部の先端を第1高さ位置に移動させる第1動作と、前記第1アキシャル部品のリード間隔よりも長いリード間隔で第2アキシャル部品を基板に装着するために、前記可動成形型から前記装着ヘッドに前記第2アキシャル部品を受け渡す際に、前記爪部の先端を前記第1高さ位置よりも高い第2高さ位置に移動させる第2動作と、を実行する、部品装着装置を提供する。
本開示の第2の態様によれば、前記可動成形型を上下方向に往復移動させるカム機構を備え、前記カム機構は、前記可動成形型の押し上げ高さを調整可能な高さ調整機構を有し、前記高さ調整機構は、前記可動成形型の最上端の高さを、前記第1アキシャル部品を受け渡す際の第1成形型高さと、前記第2アキシャル部品を受け渡す際の第2成形型高さと、に調整可能であり、前記第1成形型高さよりも前記第2成形型高さの方が低い、第1態様に記載の部品装着装置を提供する。
本開示の第3の態様によれば、前記カム機構は、前記可動成形型の下部と接続されるバーと、前記バーを支持するバー支持体と、前記バー支持体の下部と接続されるカムフォロアと、前記カムフォロアが回転可能な斜面を有するカム板と、前記カム板を水平方向に駆動するアクチュエータと、を備え、前記高さ調整機構は、前記カム板と前記アクチュエータとを接続するロッドを有し、前記ロッドの長さは調整可能である、第2態様に記載の部品装着装置を提供する。
本開示の第4の態様によれば、前記ロッドは、前記アクチュエータのシリンダと接続するロッド本体部と、前記ロッド本体部にネジ係合する押し出し部と、を有し、前記押し出し部は前記カム板と接続する、第3態様に記載の部品装着装置を提供する。
本開示の第5の態様によれば、可動成形型により、第1又は第2アキシャル部品のそれぞれの部品本体部から側方に延びるリードに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リード成形ステップと、前記可動成形型の外側に配置された固定成形型の上方に配置される装着ヘッドの一対の爪部の先端の高さを調整する高さ調整ステップと、前記可動成形型によって持ち上げられる折り曲げ状態の前記リードを、前記装着ヘッドの前記一対の爪部により、両側から挟んで把持する受け渡しステップと、把持した前記第1又は第2アキシャル部品の前記リードを基板に形成された挿入孔に挿入する装着ステップと、を備え、前記リード成形ステップは、前記固定成形型を用いて、前記可動成形型により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し、前記高さ調整ステップは、予め定められたリード間隔で第1アキシャル部品を基板に装着するために、前記可動成形型から前記装着ヘッドに前記アキシャル部品を受け渡す際に、前記爪部の先端を第1高さ位置に移動させる第1動作ステップと、前記第1アキシャル部品のリード間隔よりも長いリード間隔で第2アキシャル部品を前記基板に装着するために、前記可動成形型から前記装着ヘッドに前記第2アキシャル部品を受け渡す際に、前記爪部の先端を前記第1高さ位置よりも高い第2高さ位置に移動させる第2動作ステップと、を有する、部品装着方法を提供する。
以下、本開示に係る部品供給装置の例示的な実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施の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開示に含まれる。
(実施形態)
まず図1を参照して、本開示の一実施形態に係る部品装着装置1について説明する。図1は、部品装着装置1の平面図である。部品装着装置1は、基板2に部品3を装着する機能を有する。部品装着装置1は、基板2に対して挿入装着を行ってもよく、また、基板2に対して表面装着を行ってもよい。以下、基板2に対して水平な搬送方向(左右方向)をX方向、X方向と水平面内において直交する方向(前後方向)をY方向、XY平面に対して垂直な方向(上下方向)をZ方向と定義する。
部品装着装置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、アキシャル部品(アキシャルリード型部品)を供給する第1部品供給装置6aと、ラジアル部品(ラジアルリード型部品)を供給する第2部品供給装置6bと、チップ型部品を供給する第3部品供給装置6cとを備える。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。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。部品供給ユニット6は、アキシャルフィーダ、ラジアルフィーダ、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。部品装着装置1は複数の第1部品供給装置6aを含み、それぞれの第1部品供給装置6aは、供給するアキシャル部品のリードの成形間隔が異なってもよい。
部品装着装置1は、ラジアル部品と、アキシャル部品と、チップ型部品とを1つの共通の装着ヘッドを把持することができる。
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、部品装着部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、部品装着部17はXY方向に移動することができる。部品装着部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を基板2に装着する機能を有する。Y軸ビーム14、X軸ビーム15及びプレート部材16は、部品装着部17を水平方向(X方向、Y方向)に移動させるヘッド移動機構12を構成する。
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部品装着部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、アキシャル部品Dとアキシャル部品Dを連結して保持した部品連結体Cについて説明する。図2は、第1部品供給装置6aに挿入される部品連結体Cの概略説明図である。アキシャル部品Dは、部品本体部Bと、部品本体部Bから側方に互いに反対方向に延びる2本のリードLを含んで構成されている。部品連結体Cでは、複数のアキシャル部品Dを所定のピッチSpで並べて2本のリードLのそれぞれの両外端部をそれぞれテープTで保持することで、複数のアキシャル部品Dが連結される。
次に図3を参照して、部品装着装置1の概略動作について説明する。図3は、部品装着装置1の概略説明図である。
図3において、部品供給ユニット6は、部品供給ユニット6が備えるフィーダ側接続部6eと基台1aが備える装置側接続部1bを接続した状態で基台1aに装着される。フィーダ側接続部6eと装置側接続部1bを接続することにより、部品供給ユニット6が部品装着装置1と電気的に接続され、エア(圧縮空気)が部品供給ユニット6に供給される。各部品装着部17の下端には、部品供給ユニット6によって供給される部品3を保持する部品保持部17aが装着されている。部品保持部17aは、例えば、足曲げ処理されたアキシャル部品のリードLを挟んで保持する。
部品装着動作では、部品装着部17は、X軸ビーム15およびY軸ビーム14により部品供給ユニット6の上方に移動し、部品供給ユニット6の供給位置6dに供給された部品3を部品保持部17aにより保持してピックアップする(矢印a)。部品装着部17は、例えば、足曲げ処理されたアキシャル部品Dを部品保持部17aにより保持してピックアップする。部品3を保持した部品装着部17は、X軸ビーム15およびY軸ビーム14により基板搬送機構5の装着作業位置に保持された基板2の上方に移動し、基板2に部品3を装着する(矢印b)。部品装着部17は、例えば、アキシャル部品を保持して基板2の上方に移動し、基板2に形成された挿入孔2aにリードLを挿入してアキシャル部品を装着する。基板2の挿入孔2aは、アキシャル部品Dを基板2に装着するためにリードLが挿入される貫通孔である。
部品供給ユニット6から部品3を取り出した部品装着部17が部品認識カメラ19の上方を移動する際に、部品認識カメラ19は部品装着部17に保持された部品を撮像して認識する。部品装着部17が取り付けられたプレート部材16には、X軸ビーム15の下面側に位置して、それぞれ部品装着部17と一体的に移動する基板認識カメラ18が装着されている。
部品装着部17が移動することにより、基板認識カメラ18は基板搬送機構5に位置決めされた基板2の上方に移動して、基板2に設けられた基板マーク(図示せず)を撮像して基板2の位置を認識する。また、基板認識カメラ18は、基板2に形成された挿入孔2aを撮像して挿入孔2aの位置を認識する。部品装着部17によるアキシャル部品の基板2への部品装着動作では、部品認識カメラ19によるアキシャル部品の認識結果と、基板認識カメラ18による基板2と挿入孔2aの認識結果とを加味して装着位置補正が行われる。
次に図4を参照して、第1部品供給装置6aの構成をさらに説明する。図4は、第2部品供給装置6bの構成説明図である。本実施の形態では、第1部品供給装置6aは、本体部7と、フィーダ側接続部6eと、リール保持部7dとを備えている。フィーダ側接続部6eは、本体部7の下面に設置されている。リール保持部7dは、本体部7の部品送り方向の上流側(図3における左側)に設置されている。リール保持部7dには、本体部7の上流側に設けられた部品挿入口7eから挿入される部品連結体Cを巻回して収納するリール8が載置される。
本体部7の内部には、上流側に開口する部品挿入口7eから部品送り方向の下流側(図3における右側)に開口する排出口7fまで、略水平に部品連結体Cを案内する左右一対の搬送路7gが設けられている。部品連結体Cは、部品連結体Cを構成する左右のテープTが左右の搬送路7gに載置された状態で下流側にピッチ送りされる。搬送路7gの途中には、供給位置6dが設けられている。すなわち、搬送路7gは、部品送り方向の上流側の部品挿入口7eから下流側の供給位置6dまで部品連結体Cを案内する。
図4において、本体部7の内部には、送りユニット82、リード曲げ機構83、および移動機構94が設置されている。送りユニット82は、アキシャル部品Dを供給位置6dに送るユニットである。本実施形態では、送りユニット82は、搬送路7gに沿って部品連結体Cを下流側にピッチ送りする。リード曲げ機構83は、送りユニット82の下流側に設置されている。リード曲げ機構83は、ピッチ送りされたアキシャル部品Dの左右のリードLを予め定められた位置で切断してテープTから切り離し、部品本体部Bに残ったリードLを下方に曲げるリード曲げ処理を実行して供給位置6dに供給する。リード曲げ機構83の詳細な構成は後で述べる。
移動機構94は、送りユニット82を部品送り方向に沿って前後方向(Y方向)に往復移動させる機構である。本実施の形態では、移動機構94は、エアシリンダである。エアシリンダは、送りユニット82に結合されるロッド(図示略)を有する。エアシリンダがロッドを出し入れすることにより、回動軸(図示略)が部品送り方向に沿って往復移動する。
アキシャル部品Dが切り離されたテープTは、排出口7fより排出される。排出口7fの下流側には、上下一対のテープ排出ガイド84が設置されている。排出口7fより排出されたテープTは、一対のテープ排出ガイド84に沿って下方に排出される。本体部7の上流側の上面には、操作・表示パネル85が設置されている。操作・表示パネル85には、作業者が操作入力を行う操作ボタンと、操作状態を表示する7セグメントディスプレイなどの表示手段が設けられている。
図4において、本体部7の内部には、フィーダ制御部86が設置されている。フィーダ側接続部6eの下流側の側面には、ソケット87とエア供給口88が設置されている。フィーダ制御部86は、成形型49、操作・表示パネル85、ソケット87、および移動機構94と電気的に接続されている。フィーダ制御部86は、ソケット87を介して装置側接続部1bと電気的に接続される。エア供給口28には、装置側接続部1bを介してエアが供給される。エア供給口28に供給されたエアは、本体部7の内部に設置されたチューブ89によって、成形型49および移動機構94に供給される。
次に図5および図6を参照して、リード曲げ機構83の構成を説明する。図5は、リード曲げ機構83の周辺の斜視図である。図6は、可動成形型が最上位状態における成形型49周辺の斜視図である。なお、図5において、構造の理解を容易にするために、本体部の前壁及び一方側の側壁を省略して図示している。
図5および図6に示すように、リード曲げ機構83は、リードLを予め定められた長さで切断するリード切断部115と、リードLを屈曲させる一対の成形型49と、カム機構117と、を有する。送りユニット82によって供給位置6dまで送られたアキシャル部品DのリードLは、リード切断部115によって切断され、成形型49によって略鉛直方向に屈曲される。リード切断部115および成形型49は、アキシャル部品Dの部品本体部Bの左右両側方に設けられる。リード切断部115は、部品送り方向に直交する方向(左右方向)において、成形型49よりも外側に設けられる。
リード切断部115は、固定刃115aと、固定刃115aに対して上下方向に移動可能な可動刃115bとを有する。固定刃115aは、第1部品供給装置6aの本体部7に固定される。固定刃115aは、送られるアキシャル部品DのリードLよりも上方で部品送り方向(前後方向)に延びる。可動刃115bは、固定刃115aの幅方向両外側方に設けられる。可動刃115bは、上下方向に延びて、供給位置6dにおけるリードLの下方から上方に移動する。可動刃115bの下部は、カム機構117と接続されている。可動刃115bの上端部は、側面視V字状に形成される。可動刃115bは、供給位置6dにおいてカム機構117により固定刃115aに対して上方に移動し、固定刃115aと可動刃115bとの間にリードLを挟んで切断する。具体的には、可動刃115bを上昇させて供給位置6dにおけるリードLを下方から持ち上げて可動刃115bの上端部と固定刃115aとの間にリードLを挟んだ後、可動刃115bをさらに上昇させることで、リードLは切断される。このように、固定刃115aと可動刃115bは協働してリードLを切断する。
一対の成形型49は、一対の固定成形型52と、それぞれの固定成形型52に対して上下方向に移動可能な一対の可動成形型50とを有する。固定成形型52は、第1部品供給装置6aの本体部7に固定される。固定成形型52は、上下方向に形成されてリードLの屈曲をガイドするガイド溝52aを有する(図7参照)。ガイド溝52aは、平面視V字状に形成される。可動成形型50は、固定成形型52の幅方向両内側方に設けられる。可動成形型50は、上下方向に延びて、その下部において、カム機構117と接続されている。可動成形型50は、カム機構117により、供給位置6dにおけるリードLの下方から上方に移動する。可動成形型50の上端部は、側面視V字状に形成される。固定成形型52に対して可動成形型50を供給位置6dにおけるリードLの下方から上昇させることにより、リードLは、ガイド溝52aにガイドされて略鉛直方向に屈曲される。
カム機構117は、可動成形型50の下部と接続されるバー121と、バー121を支持するバー支持体123と、バー支持体123の下部と接続されるカムフォロア125と、カムフォロア125が回転可能な斜面127aを有するカム板127と、カム板127を水平方向に駆動するアクチュエータ119と、を備える。
バー121は、可動成形型50および可動刃115bの下部に形成された貫通孔に挿通されている。バー121は、幅方向(X方向)に延び両端をバー支持体123に支持されている。バー支持体123は、上方に延出したU字形状の第1アーム123aと、第1アーム123aから逆U字状に下方に延出した第2アーム123bとを有する。第1アーム123aにはバー121の両端が接続されている。第2アーム123b間には、例えば、ローラ形状のカムフォロア125が接続されている。
カム板127は、前後方向(Y方向)にアクチュエータ119により駆動される。これにより、カムフォロア125が斜面127a上を回転移動することで、カムフォロア125、バー支持体123、バー121が上下移動する。これにより、バー121とそれぞれ接続される、可動成形型50及び可動刃115bが、アクチュエータ119の駆動に応じて上下移動する。
次に、図7及び図8を参照して、折り曲げられたリードの成形ピッチを調整する成形ピッチ調整機構130について説明する。図7は、ピッチ幅が最小値に設定された成形ピッチ調整機構130の前方斜視図である。図8は、ピッチ幅が最大値に設定された成形ピッチ調整機構130の前方斜視図である。
成形型49およびリード切断部115は、成形ピッチ調整機構130にユニット化されている。成形ピッチ調整機構130は、一対の成形型49と、一対の第1支持体131と、2本のガイドシャフト133と、ネジシャフト135と、一対のフレーム137と、を備える。ここでいう成形ピッチFpとは、折り曲げられたリードのそれぞれの先端部の間の距離(間隔)のことである。したがって、一対の固定成形型52のガイド溝52a間の間隔Fpが成形ピッチとなる(図8参照)。
一対の成形型49は、アキシャル部品Dの部品本体部Bから側方に互いに反対方向に延びる2本のリードLを折り曲げる。一対の第1支持体131は、一対の成形型49を支持する。ガイドシャフト133は、一対の第1支持体131をそれぞれ貫通し、一対の第1支持体131をそれぞれ互いに対向した状態でスライド可能にガイドする。ネジシャフト135は、ガイドシャフト133と平行に配置されている。例えば、ネジシャフト135は、ガイドシャフト133と平行に配置され、右ネジ山135aと左ネジ山135bとがそれぞれ離れて形成されている。一対のフレーム137は、部品搬送方向に沿って互いに対向して延びる。
一対の第1支持体131は、左第1支持体131Lと右第1支持体131Rとを有する。なお、左第1支持体131Lと右第1支持体131Rに共通する事項を説明する場合、両者を単に第1支持体131として説明する。左第1支持体131Lは、左ネジ山135bと螺合する貫通孔131Lbを有する。右第1支持体131Rは、右ネジ山135aと螺合する貫通孔131Laを有する。
また、成形ピッチ調整機構130は、第2支持体139と、フレーム137に固定され、ガイドシャフト133と平行に延びる支持部材141とを備える。支持部材141は、例えば、板部材である。支持部材141の両端は一対のフレーム137の内側面に固定されている。1本の支持部材141がフレーム137の内側面の前端部に固定され、別の支持部材141がフレーム137の内側面の後端部に固定されている。
第1支持体131は、第1支持体131の外側面から外側方に延びる円筒部131aを有する。円筒部131aは第1支持体131の内部にも延びて貫通孔が形成されている。円筒部131aの内部には、ガイドシャフト133が挿通される。したがって、円筒部131aはガイドシャフト133に沿って延びる。また、第1支持体131には、固定成形型52を幅方向外側から固定するためのネジ孔131bを有する。固定成形型52と第1支持体131との間を上下移動可能に可動成形型50が挟まれている。
一対のフレーム137は、それぞれ、ボルト138等の固定部材により、第1部品供給装置6aの本体部7に固定される。2本のガイドシャフト133がフレーム137に挿通され、ガイドシャフト133のそれぞれの両端がそれぞれのフレーム137に固定される。それぞれのガイドシャフト133は、支持部材141よりも前後方向内側でフレーム137に固定される。
第2支持体139は、リード切断部115を支持する。第2支持体139は、ガイドシャフト133が貫通する本体部139aと、本体部139aに着脱可能なブロック部139bとを有する。ブロック部139bは、本体部139aの上方から着脱可能に固定されている。ブロック部139bには、幅方向内側から固定刃115aが固定されている。ブロック部139bの内側面には、外側方に向けて窪んだ凹部139baが形成されている。凹部139baにおいて可動刃115bが上下方向に摺動する。したがって、凹部139baの内側面は可動刃115bの摺動面となる。
第2支持体139は、前方および後方に突出する突出部139gを有する。突出部139gには、上面から下方に向けてネジ孔139h(図14参照)が形成されている。突出部139gの上面に支持部材141の下面が接触して、支持部材141の上面および突出部139gの上面にスペーサ143を介してボルト145で固定される。
次に図9を参照して、部品装着部17の構成について説明する。部品装着部17は複数(ここでは3個)の装着ヘッド17A、17B、17Cを備える。
装着ヘッド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、部品装着部17は複数の装着ヘッド17A、17B、17Cから構成されているが、装着ヘッド17A、17Bを省略し、1つの装着ヘッド17Cのみで構成されてもよい。
装着ヘッド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。
装着ヘッド17Cの詳細な構成を図10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。
チャックユニット25は、部品3を把持する一対の爪部39(39a、39b)を有している。爪部39は、部品3をチャック(把持)するものであり、摩耗に強い金属で形成されている。爪部39aおよび爪部39bは、それぞれスライド機構38を介してヘッド昇降機構26の昇降ロッド51に連結されている。昇降ロッド251の昇降によって、スライド機構38が作動し、爪部39aおよび爪部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。このように、チャックユニット25は、爪部39aと爪部39bの間隔(一対の爪部39同士の間隔)を調整する間隔調整部として機能する。
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。昇降ロッド251が下降すると、それに合わせてスライド機構38により爪部39a、39bは互いに接近するように移動する。昇降ロッド251が最下位まで下降すると、爪部39a、39bは互いに当接する。
次に、図11を参照して、部品装着装置1の制御系の構成を説明する。図17は、部品装着装置1の制御系の構成を示すブロック図である。部品装着装置1が備える制御部70は、装着記憶部71、間隔調整部72、装着動作処理部73、高さ調整部74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、部品装着部移動機構13、部品装着部17、部品認識カメラ19に接続されている。制御部70は、例えば、プロセッサ、FPGA等を含む。間隔調整部72、装着動作処理部73、及び、高さ調整部74はそれぞれ、複数のプロセッサ等により構成されてもよいし、1つのプロセッサにより構成されてもよい。
装着記憶部71は、基板2に部品3を装着するために必要な各種の生産データを記憶する。装着記憶部71は、メモリ、ハードディスク、SSD等の少なくとも1つから構成される記憶装置であり、例えば、基板2に装着されるアキシャル部品Dの種類と形状、装着位置の座標などを含む装着データが、製造する実装基板の種類ごとに記憶されている。部品装着部移動機構13は、制御部70によって制御されて、X軸ビーム15、プレート部材16、部品装着部17、を駆動する。これにより、部品装着作業が行われる。
装着動作処理部73は、各部を制御して基板2にアキシャル部品Dを装着する部品装着動作を制御する。各部品供給ユニット6は、送りユニット82、リード曲げ機構83、操作・表示パネル85、フィーダ制御部86、アクチュエータ119を備えている。フィーダ制御部86は、送りユニット82を制御して部品連結体Cをピッチ送りする部品送り動作を実行させ、リード曲げ機構83を制御してリード曲げ処理を実行させる。
次に、図12~図15を参照して、カム機構117のカムフォロア125の上端位置が調整可能な構成であることを説明する。以下、リードLの長さが異なる2種類のアキシャル部品D1とD2について説明する。アキシャル部品D2はアキシャル部品D1よりもリード長が長く、基板2に装着時にリード曲げが発生するおそれがある部品である。アキシャル部品D2は、例えば、線径が0.4mmで、リード成形ピッチFpが15mm~20mmである。
カム機構117は、アキシャル部品D1を受け渡す際の、カムフォロア125の上端位置が設定されている第1状態と、アキシャル部品D2を受け渡す際の、カムフォロア125の上端位置が設定されている第2状態とに調整可能である。図12は、第1状態のカム機構117においてカムフォロア125が最上位置の概略断面図である。図13は、第1状態のカム機構117においてカムフォロアが最低位置の概略断面図である。図14は、第2状態のカム機構117においてカムフォロア125が最上位置の概略断面図である。図15は、第2状態のカム機構117においてカムフォロア125が最低位置の概略断面図である。
カム機構117において、アクチュエータ119とカム板127は、ロッド129を介して接続されている。ロッド129は、アクチュエータ119のシリンダの動きに追従して、前後方向(Y方向)に移動する。ロッド129は、アクチュエータ119のシリンダに接続されるロッド本体129aと、ロッド本体129aとカム板127とを接続する押し出し部129bとを有する。
第1状態のカム機構117において、ロッド本体129aから突出する押し出し部129bの長さLs2が、第2状態のロッド本体129aから突出する押し出し部129bの長さLs3よりも長く設定されている。押し出し部129bは、ロッド本体129aにネジ係合されているので、押し出し部129bをロッド本体129aに対して回転することで、ロッド本体129aから突出する押し出し部129bの長さを調整することができる。
したがって、第1状態において、カムフォロア125が最上位位置における、カム板127の下端からカムシャフト126までの距離Lc1は、第2状態において、カムフォロア125が最上位位置における、カム板127の下端からカムシャフト126までの距離Lc2よりも長い。また、第1状態において、カムフォロア125が最低位置における、カム板127の下端からカムシャフト126までの距離Lc2は、第2状態において、カムフォロア125が最低位置における、カム板127の下端からカムシャフト126までの距離Lc4よりも長い。
この結果、例えば、第1状態における固定成形型52の上端を基準面として可動成形型50の上端位置Hf1とし、第2状態における固定成形型52の上端を基準面として可動成形型50の上端位置Hf2とする。第2状態における可動成形型50の上端位置Hf3は、第1状態における可動成形型50の上端位置Hf1よりも下方に位置する。これにより、第2状態において、アキシャル部品D2を装着ヘッド17Cの爪部39への受け渡しは、第1状態における受け渡しよりも、低い位置で行うことができるので、折り曲げられたリードLの下端を爪部39の下端である先端39cにより近づけることができる。
次に、図16を参照して、装着ヘッド17Cの爪部39について説明する。図16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が形成されている。爪部39は、孔部41aを介して、装着ヘッド17Cのスライド機構38に取り付けられる。
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Dを把持する面である。把持面40には特に、アキシャル部品DのリードL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DのリードL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17から図20を参照して、チャックユニット25を用いたアキシャル部品D1の把持および基板2への装着動作を説明する。
図17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D1は、部品本体部Bの両側部から側方に突出したリードL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D1のリードL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18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D1が受け渡される。リードL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D1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D1を把持した状態でパーツフィーダ10から上昇させる。
次に、図19に示すように、アキシャル部品D1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Lを挿入させつつ、部品本体部Bの下面を基板2に接触させる。次に、図20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D1の把持を解除する。次に、プッシャ44が矢印gの方向に下降することで、基板2にアキシャル部品D1を押さえつける。次に、リードLはクリンチ機構(図示省略)によってクリンチされる。このようにして、基板2にアキシャル部品D1が装着される。
次に、図21~図24を参照して、アキシャル部品D1、D2の基板2への装着方法をより詳細に説明する。図21は、本実施形態の装着方法を示すフローチャートである。図22~図24は、実施形態の部品装着方法を説明するための概略縦断面図である。
ステップS11において、制御部70の高さ調整部74は、リード情報を取得する。リード情報は、例えば、アキシャル部品D1、D2の折り曲げられたリードLの成形ピッチ及び線径の情報である。リードLの成形ピッチは、一対の固定成形型52の間隔Fpである。高さ調整部74は、ユーザが入力したリード情報を装着記憶部71に記憶しておいて、装着記憶部71からリード情報を取得してもよい。
ステップS12において、アキシャル部品D1、D2のリードLを成形する。図12に示すように、アクチュエータ119を作動させることで、カム機構117により可動成形型50を上昇させる。アキシャル部品D1のリードLは、始め、部品本体部B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Lを持ち上げる。可動成形型50が上昇してリードLに接触すると、リードLが可動成形型50と固定成形型52とにより挟まれて折り曲げられる。このとき、2本のリードLの下端が間隔Fpに成形される。
可動成形型50が、さらに上昇すると、リードLが折り曲げ状態で上昇する(図17参照)。このとき、固定成形型52は、折り曲げ状態のリードLの上昇をガイドする。このようにして、アキシャル部品D1のリードLは、部品本体部Bの側方から折り曲げられた状態に成形される。アキシャル部品D1の第1段階の成形は、パーツフィーダ10側で実施されている。
ステップS13において、高さ調整部74は、アキシャル部品D1、D2のリードLの長さが予め定められた長さより短いか否かを判定する。リードLの予め定められた長さは、例えば、線径ごとに定められており、ルックアップテーブルとして装着記憶部71に記憶されている。したがって、高さ調整部74は、取得したリード情報とルックアップテーブルを基に、この判定を実施する。
ステップS13のYesのように、リードLの長さが予め定められた長さより短い場合、すなわち、アキシャル部品D1の場合には、ステップS14において、固定成形型52の上端から爪部39の先端39cまでの距離がLd1の第1高さ位置に爪部39の先端39cを移動する第1動作を実施する。この場合、爪部39の先端39cから把持されているアキシャル部品D1の部品本体部Bの中心までの距離をLd2とする(図18参照)。
次に、ステップS16において、可動成形型50によって持ち上げられたアキシャル部品D1を装着ヘッド17Cの爪部39が把持することで、第1部品供給装置6aから装着ヘッド17Cへアキシャル部品D1を受け渡す。図17に示すように、固定成形型52の上方に、間隔を空けて装着ヘッド17Cの爪部39が移動する。図18に示すように、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D1を爪部39に受け渡す。
アキシャル部品D1が爪部39の間の空間に配置されると、アキシャル部品D1のリードLが爪部39の内壁に接触する。リードL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スプリングバックによる力が生じる。これにより、リードLは爪部39の内壁に接触し、爪部39によってアキシャル部品D1のリードLを把持することができる。爪部39にアキシャル部品D1を受け渡した可動成形型50は、カム機構117の動作により、下方に退避する。
ステップS17において、図20に示すように、チャックユニット25は、アキシャル部品D1のリードLを基板2の挿入孔2aに挿入することで、アキシャル部品D1を基板2へ装着する。アキシャル部品D1のリード間隔L1は、アキシャル部品D1用に形成された基板2の挿入孔2aの間隔2pと同一である。
ここで、ステップS13のNoのように、リードLの長さが予め定められた長さより短くない場合、すなわち、アキシャル部品D2の場合には、ステップS15において、固定成形型52の上端から爪部39の先端39cまでの距離がLd3の第2高さHc2に、爪部39の先端39cを移動する第2動作を実施する(図22参照)。この場合、爪部39の先端39cから把持されているアキシャル部品D2の部品本体部Bの中心までの距離をLd4とする。第2動作は、高さ調整部74がチャックユニット25の昇降モータ261を駆動することで、ヘッド本体部24をZ方向に移動させて、爪部39の先端39cの位置を調整する。
次に、ステップS16において、可動成形型50によって持ち上げられたアキシャル部品D2を装着ヘッド17Cの爪部39が把持することで、第1部品供給装置6aから装着ヘッド17Cへアキシャル部品D1を受け渡す。図22に示すように、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D2を爪部39に受け渡す。
第2動作時の距離Ld4は、第1動作時の距離Ld2よりも短い。したがって、アキシャル部品D2の折り曲げられているリードLの下端は、アキシャル部品D1よりも、爪部39の先端39cに近い位置で把持されている。以後、ステップS17において、図23、図24に示すように、アキシャル部品D1と同様に、基板2にアキシャル部品D2が装着される。アキシャル部品D2のリード間隔L2は、アキシャル部品D2用に形成された基板2の挿入孔2aの間隔2pと同一である。
このように、リードLの長さが線径に対して長いアキシャル部品D2の場合、高さ調整部74は、アキシャル部品D1の場合の第1高さ位置Hc1よりも高い第2高さ位置Hc2へ爪部39の先端39cを移動させる。これにより、リードLを把持する部分が先端39c側に調整される。
また、第1部品供給装置6aから装着ヘッド17Cへアキシャル部品Dを受け渡しの際に、アキシャル部品D1とD2との場合で、カムフォロア125の位置を変更してもよい。アキシャル部品D1の場合は、図12に示すようにカムフォロア125の位置を高位置に設定し、アキシャル部品D2の場合は、図14に示すようにカムフォロア125の位置をアキシャル部品D1のときよりも低位置に設定する。これにより、リードLの先端を爪部39の先端39cにより近づけることができる。この結果、基板2への挿入の際に、リードLの折れ曲がりをより防止することができる。このカムフォロア125の位置の切り替えは、取得したリード情報に応じて制御部70がアクチュエータ119の伸縮量を制御することで実施してもよい。
本実施形態の部品装着装置1によれば、アキシャル部品Dの部品本体部Bから側方に延びるリードLに下方から接触し、リードLを折り曲げた状態で持ち上げる可動成形型50と、可動成形型50の外側に配置され、折り曲げ状態のリードLの移動を外側からガイドする固定成形型52と、固定成形型52の上方に配置され、可動成形型50によって持ち上げられる折り曲げ状態のリードLを両側から挟んで把持する一対の爪部39を有し、把持したアキシャル部品DのリードLを基板2に挿入するように移動可能な装着ヘッド17Cと、装着ヘッド17Cの一対の爪部39の先端39cの高さを調整する高さ調整部74と、を備える。高さ調整部74は、予め定められたリード間隔でアキシャル部品D1を基板2に装着するために、可動成形型50から装着ヘッド17Cにアキシャル部品D1を受け渡す際に、爪部39の先端39cを第1高さ位置Hc1に移動させる第1動作と、アキシャル部品D1のリード間隔L1よりも長いリード間隔L2でアキシャル部品D2を基板2に装着するために、可動成形型50から装着ヘッド17Cにアキシャル部品D2を受け渡す際に、爪部39の先端39cを第1高さ位置Hc1よりも高い第2高さ位置Hc2に移動させる第2動作とを実行する。これにより、リード間隔L2が長いアキシャル部品D2の場合、一対の爪部39の高さが高い位置で、可動成形型50から装着ヘッド17Cの爪部39にアキシャル部品D2を受け渡すことで、より爪部39の先端39c近くでアキシャル部品を挟むことができるので、基板2への挿入時に爪部39とアキシャル部品D2のリードLとの摩擦が発生する距離を短くすることができ、リードLが折れ曲がるのを防止することができる。
また、本実施形態の部品装着方法によれば、可動成形型50により、アキシャル部品Dの部品本体部Bから側方に延びるリードLに下方から接触させて、リードLを折り曲げた状態で持ち上げるリード成形ステップS12と、可動成形型50の外側に配置された固定成形型52の上方に配置される装着ヘッド17Cの一対の爪部39の先端39cの高さを調整する高さ調整ステップと、可動成形型50によって持ち上げられる折り曲げ状態のリードLを、装着ヘッド17Cの一対の爪部39により、両側から挟んで把持する受け渡しステップS16と、把持したアキシャル部品DのリードLを基板2に形成された挿入孔2aに挿入する装着ステップS17と、を備える。リード成形ステップS12は、固定成形型52を用いて、可動成形型50により持ち上げられる折り曲げ状態のリードLの移動を外側からガイドする。高さ調整ステップは、予め定められたリード間隔でアキシャル部品D1を基板2に装着するために、可動成形型50から装着ヘッド17Cにアキシャル部品D1を受け渡す際に、爪部39の先端39cを第1高さ位置Hc1に移動させる第1動作ステップS14と、アキシャル部品D1のリード間隔L1よりも長いリード間隔L2でアキシャル部品D2を基板2に装着するために、可動成形型50から装着ヘッド17Cにアキシャル部品D2を受け渡す際に、爪部39の先端39cを第1高さ位置Hc1よりも高い第2高さ位置Hc2に移動させる第2動作ステップS15と、を有する。
また、可動成形型50を上下方向に往復移動させるカム機構117を備え、カム機構117は、可動成形型50の押し上げ高さを調整可能な高さ調整機構128を有し、高さ調整機構128は、可動成形型50の最上端の高さを、アキシャル部品D1を受け渡す際の第1成形型高さHf1と、アキシャル部品D2を受け渡す際の第2成形型高さHf2と、に調整可能であり、第1成形型高さHf1よりも第2成形型高さHf2の方が低い。これにより、アキシャル部品D2の受け渡しの際に、爪部39の先端39cと可動成形型50の最上端との距離が、アキシャル部品D1の受け渡しのときよりも短くできるので、より、爪部39の先端39cの近くで折り曲げられたリードLを把持することができる。この結果、爪部39とリードLとの摩擦を低減することができる。
また、カム機構117は、可動成形型50の下部と接続されるバー121と、バー121を支持するバー支持体123と、バー支持体123の下部と接続されるカムフォロア125と、カムフォロア125が回転可能な斜面127aを有するカム板127と、カム板127を水平方向に駆動するアクチュエータ119と、を備える。高さ調整機構128は、カム板127とアクチュエータ119とを接続するロッド129を有し、ロッド129の長さは調整可能である。これにより、カム板127とアクチュエータ119とを接続するロッド129の長さが調整可能であるので、ロッド129の長さを変更することで、カム板127の斜面127a上のカムフォロア125の最下点と最上点のそれぞれの位置の高さを変更することができる。この結果、可動成形型50の第2成形型高さHf2を容易に変更することができる。
また、ロッド129は、アクチュエータ119のシリンダと接続するロッド本体129aと、ロッド本体129aにネジ係合する押し出し部129bと、を有し、押し出し部129bはカム板127と接続する。これにより、ロッド129の長さは、押し出し部129bを回転することで変更できる。この結果、可動成形型50の第2成形型高さHf2をより容易に変更することができる。
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、前記様々な実施の形態および変形例のうちの任意の実施の形態あるいは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。