JP7365616B2 - 部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法に関する。

従来、ラジアル部品やアキシャル部品等の部品は、２本のリードを有しており、これら２本のリードが基板に設けられた挿入孔に挿入されることにより、部品が基板に装着・実装される。このようなリード付き部品を基板に実装する部品実装装置は、アンビルユニットを備えている。アンビルユニットは、基板の下面側に突出して延びたリードをクリンチし、クリンチしたリードを切断刃により切断する。（例えば特許文献１参照）。

特開平８－５１３００号公報

しかしながら、部品実装装置を継続して運転すると、アンビルユニットの切断刃の先端が摩耗していく。摩耗が進行すると、リードの切断状態が悪化（バリの発生、切断不良等）していくため、摩耗の進行状態に応じて切断刃を交換する必要がある。切断刃の摩耗状態を確認するためには、従来、部品実装装置の運転を停止した状態で作業者が部品実装装置の中に入り、直接目視する必要があった。このように切断刃の摩耗状態を確認する作業の効率が悪くなっており、部品実装装置をメンテナンスする際の作業性に関して未だ改善の余地があるといえる。

従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、メンテナンスする際の作業性を向上させることができる部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の部品実装装置は、基板を所定の実装位置に位置決めする基板位置決め部と、前記基板の搬送方向と前記基板の搬送方向に交差する方向に沿って移動可能に設けられ、下方を撮像するように構成された撮像部と、前記基板位置決め部の下方に設けられ、前記基板の挿入孔に挿入された部品のリードを加工するリード加工部を有するアンビルユニットと、制御部と、を有し、前記制御部は、前記アンビルユニットの前記リード加工部を含む領域を前記撮像部により撮像する。

また、本発明の部品実装基板の製造方法は、基板を所定の実装位置に位置決めする基板位置決めステップと、リード加工部を有するアンビルユニットを用いて、前記基板の挿入孔に挿入された部品のリードを前記リード加工部で加工するリード加工ステップと、撮像部を用いて、前記アンビルユニットの前記リード加工部を含む領域を撮像する撮像ステップと、を含み、前記アンビルユニットを、前記基板位置決め部の下方に設け、前記撮像部を、前記基板の搬送方向と前記基板の搬送方向に交差する方向に沿って移動可能に設け、下方を撮像するように構成した。

本発明によれば、部品実装装置をメンテナンスする際の作業性を向上させることができる。

実施の形態の部品実装装置の概略斜視図 アンビルユニットの概略斜視図 アンビル本体部の概略斜視図 アンビルユニットによるリードを切断・クリンチする方法を説明するための概略斜視図（待機位置、非切断位置） アンビルユニットによるリードを切断・クリンチする方法を説明するための概略斜視図（操作位置、切断位置） アンビルユニットによるリードを切断・クリンチする方法を説明するための概略斜視図（待機位置、非切断位置） アンビルユニットによるリードを切断・クリンチする方法を説明するための概略斜視図（操作位置、切断位置） 実施の形態の部品実装装置を用いて部品実装基板を製造する方法の一例を示すフローチャート 実施の形態の部品実装装置を用いて切断刃の端部を含む領域を撮像する方法の一例を示すフローチャート 切断刃の端部を含む領域の画像の一例を示す模式図

本発明の第１態様によれば、基板を所定の実装位置に位置決めする基板位置決め部と、前記基板の搬送方向と前記基板の搬送方向に交差する方向に沿って移動可能に設けられ、下方を撮像するように構成された撮像部と、前記基板位置決め部の下方に設けられ、前記基板の挿入孔に挿入された部品のリードを加工するリード加工部を有するアンビルユニットと、制御部と、を有し、前記制御部は、前記アンビルユニットの前記リード加工部を含む領域を前記撮像部により撮像する、部品実装装置を提供する。

このような構成によれば、アンビルユニットのリード加工部の状態、特に摩耗を確認することができる。これにより、作業者がリード加工部を直接目視する必要がなくなり、部品実装装置をメンテナンスする際の作業性を向上させることができる。

本発明の第２態様によれば、前記制御部は、前記撮像部により前記撮像を行う前に、前記実装位置に位置している前記基板を前記実装位置から退避させる、第１態様に記載の部品実装装置を提供する。このような構成によれば、撮像前に基板を退避させることで、アンビルユニットを移動させることなくリード加工部を撮像することができる。

本発明の第３態様によれば、前記制御部は、前記撮像部により前記撮像を行う前に、前記実装位置の下方に位置している前記アンビルユニットを上昇させるアンビルユニット上昇ステップを実行する、第２態様に記載の部品実装装置を提供する。このような構成によれば、リード加工部を撮像部の焦点に近付けることができ、より正確な画像を取得することができる。

本発明の第４態様によれば、前記制御部は、前記アンビルユニットを上昇させる際に、前記アンビルユニットの前記リード加工部を、前記実装位置に位置決めされていた前記基板の上面の高さ位置まで上昇させる、第３態様に記載の部品実装装置を提供する。このような構成によれば、リード加工部を撮像部の焦点により近付けることができ、より正確な画像を取得することができる。

本発明の第５態様によれば、前記制御部は、前記撮像部により前記撮像を行う前に、前記撮像部を前記実装位置の上方に位置するように移動させる、第１態様から第４態様のいずれか１つに記載の部品実装装置を提供する。このような構成によれば、撮像部を実装位置の上方に移動させることで、実装位置の下方に位置しているアンビルユニットを移動させることなく、撮像部によりリード加工部を撮像することができる。

本発明の第６態様によれば、前記制御部は、前記撮像部により前記撮像を行う前に、前記撮像部と前記アンビルユニットを、前記実装位置に位置している前記基板の上方又は下方から離れた位置に移動させてから、前記撮像部による前記撮像を行う、第１態様に記載の部品実装装置を提供する。このような構成によれば、基板を実装位置に配置したまま、撮像部による撮像を行うことができる。

本発明の第７態様によれば、前記部品をピックアップし、ピックアップした前記部品の前記リードを前記実装位置に位置決めされている前記基板の挿入孔に挿入するように構成され、前記基板の搬送方向と前記基板の搬送方向に交差する方向に沿って移動可能に設けられた挿入ヘッドをさらに備え、前記撮像部は前記挿入ヘッドに取り付けられ、前記挿入ヘッドと一体的に移動可能である、第１態様から第６態様のいずれか１つに記載の部品実装装置を提供する。このような構成によれば、挿入ヘッドに取り付けられた撮像部を用いて撮像を行うことができる。

本発明の第８態様によれば、前記アンビルユニットの前記リード加工部は、前記部品の前記リードを切断してクリンチする切断刃である、第１態様から第７態様のいずれか１つに記載の部品実装装置を提供する。このような構成によれば、部品のリードを切断する切断刃によってリードを加工することができ、また、このような切断刃の摩耗を確認することができる。

本発明の第９態様によれば、基板を所定の実装位置に位置決めする基板位置決めステップと、リード加工部を有するアンビルユニットを用いて、前記基板の挿入孔に挿入された部品のリードを前記リード加工部で加工するリード加工ステップと、撮像部を用いて、前記アンビルユニットの前記リード加工部を含む領域を撮像する撮像ステップと、を含み、前記アンビルユニットを、前記基板位置決め部の下方に設け、前記撮像部を、前記基板の搬送方向と前記基板の搬送方向に交差する方向に沿って移動可能に設け、下方を撮像するように構成した、部品実装基板の製造方法を提供する。

このような方法によれば、第１態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

本発明の第１０態様によれば、前記撮像ステップの前に、前記実装位置に位置している前記基板を前記実装位置から退避させる基板待避ステップをさらに含む、第９態様に記載の部品実装基板の製造方法を提供する。このような方法によれば、第２態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

本発明の第１１態様によれば、前記撮像ステップの前に、前記実装位置の下方に位置している前記アンビルユニットを上昇させるアンビルユニット上昇ステップをさらに含む、第１０態様に記載の部品実装基板の製造方法を提供する。このような方法によれば、第３態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

本発明の第１２態様によれば、前記アンビルユニット上昇ステップにおいて、前記アンビルユニットの前記リード加工部を、前記実装位置に位置決めされていた前記基板の上面の高さ位置まで上昇させる、第１１態様に記載の部品実装基板の製造方法を提供する。このような方法によれば、第４態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

本発明の第１３態様によれば、前記撮像ステップの前に、前記撮像部を前記実装位置の直上に位置するように移動させる撮像部移動ステップをさらに含む、第９態様から第１２態様のいずれか１つに記載の部品実装基板の製造方法を提供する。このような方法によれば、第５態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

本発明の第１４態様によれば、前記撮像ステップの前に、前記撮像部と前記アンビルユニットを、前記実装位置に位置している前記基板の上方又は下方から離れた位置に移動させてから、前記撮像ステップを行う、第９態様に記載の部品実装基板の製造方法を提供する。このような方法によれば、第６態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

本発明の第１５態様によれば、挿入ヘッドを用いて、前記部品をピックアップし、前記実装位置に位置決めされている前記基板の挿入孔に前記部品の前記リードを挿入する挿入ステップをさらに含み、前記撮像部を前記挿入ヘッドに取り付けて、前記挿入ヘッドと一体的に移動可能に構成した、第９態様から第１４態様のいずれか１つに記載の部品実装基板の製造方法を提供する。このような方法によれば、第７態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

本発明の第１６態様によれば、前記アンビルユニットの前記リード加工部は、前記部品の前記リードを切断する切断刃であり、前記リード加工ステップは、前記切断刃で前記リードを切断してクリンチすることにより前記リードを加工する、第９態様から第１５態様のいずれか１つに記載の部品実装基板の製造方法を提供する。このような方法によれば、第８態様の部品実装装置と同様の効果を奏することができる。

以下、本発明に係る部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法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。本発明は、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発明に含まれる。

（実施の形態）
まず、図１を参照して、本発明の一実施の形態に係る部品実装装置について説明する。

図１に示す部品実装装置１は、下方に延びた２本のリード２Ｌを備えたリード付きの部品２を基板３に装着・実装する装置である。部品２が実装された基板３は、「部品実装基板」となる。以下、基板３の搬送方向である水平方向をＸ方向、水平面内においてＸ方向と直交する方向をＹ方向、ＸＹ平面に対して垂直な方向、すなわち鉛直方向をＺ方向と定義する。Ｘ方向とＹ方向は直交する場合に限らず、互いに交差する方向であればよい。

部品実装装置１は、基板位置決め部１１と、第１移動機構１２と、挿入ヘッド１３と、第２移動機構１４と、アンビルユニット１５と、表示部１６と、トップカメラ２０（撮像部）と、制御部２１とを備える。

基板位置決め部１１は、基板３を所定の実装位置に位置決めする部材である。基板３の実装位置は予め、制御部２１にプログラムされている。実施の形態の基板位置決め部１１は一対のコンベア機構から成り、基板３の両端を下方から支持してＸ方向に搬送し、実装位置に位置決めする。基板３には、部品２のリード２Ｌを挿通するための挿入孔３ａが設けられている。

第１移動機構１２は、挿入ヘッド１３とトップカメラ２０を一体的に移動させる機構である。実施の形態の第１移動機構１２は矢印Ｘ１、Ｙ１で示すように、挿入ヘッド１３とトップカメラ２０をＸ方向とＹ方向に一体的に移動させる。

挿入ヘッド１３は、部品２をピックアップし、基板位置決め部１１によって位置決めされている基板３の挿入孔３ａに部品２のリード２Ｌを上方から挿入する部材である。挿入ヘッド１３は基板位置決め部１１よりも上方に位置する。

挿入ヘッド１３は、部品２をピックアップする一対のピックアップ爪１３ａを備える。ピックアップ爪１３ａは、部品２を把持してピックアップする機能を有する。挿入ヘッド１３は矢印Ｚ１で示すように、ピックアップ爪１３ａをＺ方向に移動させる駆動機構（図示せず）を内蔵する。ピックアップ爪１３ａに代えて、部品２を吸着する吸着ノズルを用いてもよい。

トップカメラ２０は、下方を撮像するように構成された撮像部である。本実施の形態のトップカメラ２０は、挿入ヘッド１３に取り付けられたヘッドカメラである。トップカメラ２０はレンズ（図示せず）を有し、下方を撮像するようにレンズが下方に向けられている。トップカメラ２０は矢印Ｘ１、Ｙ１で示すように、挿入ヘッド１３と一体的にＸ方向とＹ方向に移動する。トップカメラ２０は挿入ヘッド１３と一体的である形態に限定されず、挿入ヘッド１３と別体であり挿入ヘッド１３と独立して移動する場合でもよい。

第２移動機構１４は、アンビルユニット１５を移動させる機構である。実施の形態の第２移動機構１４は直交座標テーブルから成り、アンビルユニット１５を取り付けるためのアタッチメント部材１４Ｔを水平方向および上下方向に移動させる。第２移動機構１４およびアタッチメント部材１４Ｔの構成は、大きく簡略化して図示している。

アンビルユニット１５は、基板３の挿入孔３ａから基板３の下面側に突出したリード２Ｌを切断してクリンチする機構である。アンビルユニット１５は基板位置決め部１１よりも下方に位置する。アンビルユニット１５は矢印Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２で示すように、第２移動機構１４によってＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動される。

図１に示すように、アンビルユニット１５は、アンビル本体部２３と、リード屑回収容器２４とを備える。アンビルユニット１５の拡大斜視図を図２に示す。

図２に示すアンビル本体部２３は、基板３の下面側に突出したリード２Ｌの下端部を切断して、残ったリードをクリンチするユニットである。アンビル本体部２３には、後述する切断刃８０（図示せず）が設けられている。切断刃８０は、基板３の下面側に突出したリード２Ｌを加工するリード加工部の一例である。アンビル本体部２３は、前述したアタッチメント部材１４Ｔに取り付けられている（図示省略）。リード屑回収容器２４は、アンビル本体部２３が切断したリード２Ｌの下端部であるリード屑を回収するための容器である。リード屑回収容器２４は、図示しないネジなどの固定手段によりアンビル本体部２３に固定されている。

アンビル本体部２３にはリード屑誘導パイプ７３が設けられている。リード屑誘導パイプ７３は、アンビル本体部２３で生じたリード屑をリード屑回収容器２４に誘導するパイプである。リード屑誘導パイプ７３の上流側開口（図示せず）はアンビル本体部２３の内部に配置され、リード屑誘導パイプ７３の下流側開口７４はリード屑回収容器２４の上方に配置される。リード屑誘導パイプ７３はリード屑回収容器２４と同様に、アンビル本体部２３に固定されている。

図１に戻ると、表示部１６は、部品実装装置１に関連する画像を表示する部材である。表示部１６は例えば、液晶ディスプレイなどの画面である。本実施の形態の表示部１６は、アンビルユニット１５の切断刃８０の端部の画像を表示するように構成されている。これにより、切断刃８０の端部の摩耗状態を作業者が確認することができる。

制御部２１は、部品実装装置１の各構成要素の動作を制御する部材である。制御部２１は、配線等を介して部品実装装置１の各構成要素に電気的に接続されている。制御部２１は例えばマイクロコンピュータで構成される。

次に、図１、図２に示したアンビルユニット１５においてリード２Ｌの切断・クリンチを行う構成を図３に示す。

図３は、アンビル本体部２３の概略斜視図である。図３に示すように、実施の形態のアンビル本体部２３は、一対のアンビル部５２によって構成されている。それぞれのアンビル部５２は、アンビルベース５１と、マウント部５１ａと、固定刃保持部５４と、可動刃保持部５５と、揺動軸５５Ｊと、アンビル操作ロッド５６と、下端側ローラ５７と、上端側ローラ５８とを備える。マウント部５１ａには貫通孔７５が形成されており、貫通孔７５は前述したリード屑誘導パイプ７３（図示省略）を挿通して保持するための孔である。

このような構成を用いてリード２Ｌを切断・クリンチする方法について、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂを用いて説明する。図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂはそれぞれ、アンビル本体部２３によるリード２Ｌを切断・クリンチする方法を説明するための概略斜視図である。

図４Ａ、図５Ａは、後述する「待機位置」、「非切断位置」に対応し、図４Ｂ、図５Ｂは、後述する「操作位置」、「切断位置」に対応する。図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂでは、リード屑誘導パイプ７３を保持するための貫通孔７５の図示を省略する等、構成を簡略化している。

図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂにおいて、アンビルベース５１は、図示しない支柱によって水平姿勢に支持されており、操作板４３の上方に位置している。操作板４３は、下端側ローラ５７を支持する板状の部材であり、図示しない駆動源によって上下方向に移動可能である。操作板４３は、前述したアタッチメント部材１４Ｔに取り付けられている（図示省略）。アンビルベース５１は固定側ベース５１Ａと可動側ベース５１Ｂとを備える。固定側ベース５１Ａは水平方向に移動せずに固定された構成であるのに対して、可動側ベース５１Ｂは移動ガイド５３に沿って水平方向に移動自在である。移動ガイド５３も操作板４３と同様に、アタッチメント部材１４Ｔに取り付けられている（図示省略）。可動側ベース５１Ｂが移動ガイド５３に沿って移動すると、可動側ベース５１Ｂと固定側ベース５１Ａとの間隔が変化する。

図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂにおいて、固定側ベース５１Ａと可動側ベース５１Ｂはそれぞれ上方に突出したマウント部５１ａを有している。各マウント部５１ａにはアンビル部５２が設けられている。図５Ａ、図５Ｂにおいて、各アンビル部５２は固定刃保持部５４と可動刃保持部５５を備えている。固定刃保持部５４はマウント部５１ａに固定して設けられている。可動刃保持部５５はマウント部５１ａに対して揺動軸５５Ｊの回りに揺動自在に設けられている。固定刃保持部５４には固定刃５４ａが保持されており、可動刃保持部５５には可動刃５５ａが保持されている。固定刃５４ａと可動刃５５ａを総称して、「切断刃８０」と称する。

図４Ａ、図４Ｂにおいて、アンビルベース５１の固定側ベース５１Ａと可動側ベース５１Ｂのそれぞれにはアンビル操作ロッド５６が設けられている（可動側ベース５１Ｂ側のアンビル操作ロッド５６は図示せず）。固定側ベース５１Ａに設けられたアンビル操作ロッド５６は、固定側ベース５１Ａを上下方向に貫通して上下方向に移動自在となっている。可動側ベース５１Ｂに設けられたアンビル操作ロッド５６は、可動側ベース５１Ｂを上下方向に貫通して上下方向に移動自在となっている。各アンビル操作ロッド５６は下端側に下端側ローラ５７を有しており、上端側に上端側ローラ５８を有している。各アンビル操作ロッド５６の下端側ローラ５７は操作板４３の上方に位置している。

各アンビル操作ロッド５６は、操作板４３が下方の「非操作位置」に位置しているときには下端側ローラ５７が操作板４３に当接しておらず、自重によって「下方位置」に位置する（図４Ａ）。一方、操作板４３が上方の「操作位置」に位置しているときには、アンビル操作ロッド５６は、下端側ローラ５７を介して操作板４３によって押し上げられ（図４Ｂ中に示す矢印Ｆ２）、「上方位置」に位置する（図４Ｂ）。

図４Ａ、図４Ｂにおいて、各アンビル部５２の可動刃保持部５５は、揺動軸５５Ｊとは反対側の端部の下面において、アンビル操作ロッド５６の上端側ローラ５８と当接している。各可動刃保持部５５は、図示しないばね等の付勢部材によって上端側ローラ５８に押し付けられており、可動刃保持部５５と上端側ローラ５８は常に接触した状態を維持する。

可動刃保持部５５は、アンビル操作ロッド５６が「下方位置」に位置した状態では、アンビル操作ロッド５６からの押し上げを受けず、可動刃５５ａを固定刃５４ａから離間させた「待機位置」に位置する（図４Ａおよび図５Ａに示す位置）。一方、可動刃保持部５５は、アンビル操作ロッド５６が「上方位置」に位置した状態ではアンビル操作ロッド５６からの押し上げを受けて（図５Ｂに示す矢印Ｆ３）、可動刃５５ａを固定刃５４ａの上方に位置させた「カット位置」（図４Ｂおよび図５Ｂに示す位置）に移動（揺動）する（図５Ｂに示す矢印Ｆ４）。

上記動作によって、アンビル本体部２３はリード２Ｌの下端部を切断するとともに、残ったリードをクリンチすることができる。

切断されたリード２Ｌの下端部であるリード屑は、前述したリード屑誘導パイプ７３（図２）に入る。図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂでは図示を省略しているが、固定刃５４ａおよび可動刃５５ａによる切断箇所の真下にリード屑誘導パイプ７３の上流側開口が配置されている。リード屑はその後、リード屑誘導パイプ７３を介してリード屑回収容器２４に誘導される。リード屑回収容器２４に回収されたリード屑はその後、アンビルユニット１５の移動によって外部に排出される。

上述した構成を有する部品実装装置１を用いて、基板３に部品２を実装した部品実装基板を製造する方法の一例について、図６を用いて説明する。図６は、部品実装基板を製造する方法の一例を示すフローチャートである。

図６に示すように、まず、基板位置決めステップを実行する（ステップＳ１）。具体的には、図１に示す基板位置決め部１１を用いて、基板３を所定の実装位置に位置決めする。図１では、基板３が実装位置に位置決めされた状態が示される。

次に、挿入ステップを実行する（ステップＳ２）。具体的には、挿入ヘッド１３を用いて、基板位置決め部１１により位置決めされた基板３の挿入孔３ａに上方から部品２のリード２Ｌを挿入する。挿入ヘッド１３は予め、第１移動機構１２により基板３の実装位置の上方に移動されている。その挿入ヘッド１３のピックアップ爪１３ａをＺ方向に下降させることで、ピックアップ爪１３ａによって保持されている部品２のリード２Ｌを基板３の挿入孔３ａに上方から挿入することができる。

挿入ヘッド１３のピックアップ爪１３ａがＺ方向に下降するとき、ピックアップ爪１３ａを除く挿入ヘッド１３の本体部およびトップカメラ２０は移動せず、同じ位置で停止している。トップカメラ２０の高さ位置は、基板３の上面を撮像する位置に設定されており、トップカメラ２０の焦点は基板３の上面付近に設定されている。基板３に部品２を実装している間に、トップカメラ２０は基板３の上面を撮像して画像を取得することができ、当該画像により、基板３の上面における部品２の実装状態を確認することができる。

次に、切断ステップを実行する（ステップＳ３）。具体的には、アンビルユニット１５を用いて、基板３の挿入孔３ａから基板３の下面側に突出したリード２Ｌを切断してクリンチする。より具体的には、アンビル本体部２３の切断刃８０を用いて、基板３の下面側に突出したリード２Ｌの下端部を切断するとともに、残ったリード２Ｌをクリンチする。具体的な方法については、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂを用いて説明した通りであるため、説明を省略する。なお、切断ステップは、基板３の下面側に突出したリード２Ｌを加工するリード加工ステップの一例である。

アンビルユニット１５は予め、第２移動機構１４により基板３の実装位置の下方に移動されている。実装位置の下方に位置しているアンビルユニット１５をＺ方向に上昇させることで、基板３の下面側に突出したリード２Ｌに切断刃８０を接触させることができる。

このように基板３に部品２を装着することで、部品実装基板が製造される。部品実装基板にはその後、リフローステップ（ステップＳ４）が実施されることにより、部品２が基板３に半田付けされる。

上述したステップＳ１～Ｓ４を実行することにより、部品２を基板３に実装した部品実装基板を製造することができる。複数の基板３のそれぞれにステップＳ１～Ｓ４を順次実行することにより、部品実装基板の量産を行うことができる。

部品実装基板の量産において、切断刃８０がリード２Ｌを繰り返し切断することにより、切断刃８０の端部が摩耗していく。実施の形態の部品実装装置１では、トップカメラ２０を用いて切断刃８０の端部を含む領域を撮像することにより、切断刃８０の端部の摩耗状態を確認できるようにしている。その方法の一例について、図７を用いて説明する。

図７は、切断刃８０の端部を含む領域を撮像する方法の一例を示すフローチャートである。

図７に示すように、まず、基板待避ステップを実行する（ステップＳ５）。具体的には、図１に示した実装位置に位置決めされている基板３をＸ方向に搬送することで、実装位置から退避させる。

図１に示す例では、実装位置の上方には挿入ヘッド１３とトップカメラ２０が配置されており、実装位置の下方にはアンビルユニット１５が配置されている。トップカメラ２０の焦点は、実装位置に位置決めされていた基板３の上面に設定されている。

次に、アンビルユニット上昇ステップを実行する（ステップＳ６）。具体的には、実装位置の下方に配置されているアンビルユニット１５を上昇させる。これにより、アンビルユニット１５の切断刃８０の高さ位置をトップカメラ２０の焦点に近付けることができる。

本実施の形態におけるアンビルユニット上昇ステップでは、切断刃８０を上昇させる高さ位置を、トップカメラ２０の焦点位置、すなわち実装位置に位置されていた基板３の上面の高さ位置に設定している。これにより、切断刃８０をトップカメラ２０の焦点位置に配置することができる。

次に、撮像ステップを実行する（ステップＳ７）。具体的には、トップカメラ２０を用いて、切断刃８０を含む領域を上方から撮像する。トップカメラ２０は実装位置の上方にあるため、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のいずれの方向にも移動させる必要がなく、そのままの位置で切断刃８０を含む領域を撮像し、画像を取得することができる。

なお、撮像ステップ（Ｓ７）は任意のタイミングで行ってもよい。例えば、予め決められた時間間隔（例えば２４時間毎）、あるいはエラー発生時等に撮像ステップ（Ｓ７）を実行するようにしてもよい。

次に、表示ステップを実行する（ステップＳ８）。具体的には、トップカメラ２０が撮像した画像を表示部１６に表示させる。これにより、作業者が切断刃８０の端部の摩耗状況を確認することができる。

表示部１６に表示される画像の一例を図８に示す。

図８は、切断刃８０である固定刃５４ａと可動刃５５ａを上方から見た平面図であり、それぞれを模式化して図示している。

図８の矢印Ｐで示すように、可動刃５５ａは、固定刃５４ａに近付く方向と離れる方向に移動可能である。図８では、固定刃５４ａと可動刃５５ａが互いに離れた状態が示されている。図８に示すように、固定刃５４ａは端部６０を有し、可動刃５５ａは端部６２を有する。可動刃５５ａの端部６２が固定刃５４ａの端部６０に近付くことにより、固定刃５４ａと可動刃５５ａの間でリード２Ｌを挟み、切断する。

図８に示す例では、端部６０および端部６２が摩耗している。端部６０および端部６２は、点線で示す使用開始前の状態よりも内側に後退している。このような端部６０、６２の凹形状をもとに、作業者は切断刃８０の摩耗状態を確認し、切断刃８０の交換の要否を判断することができる。

上述したように、本実施の形態の部品実装装置１およびそれを用いた部品実装基板の製造方法によれば、制御部２１が、アンビルユニット１５のリード加工部の一例である切断刃８０を含む領域を、撮像部の一例であるトップカメラ２０により撮像する撮像ステップ（Ｓ７）を実行する。

このような構成および方法によれば、撮像ステップ（Ｓ７）を実行することで、切断刃８０の端部６０、６２の摩耗状態を画像で確認することができる。これにより、作業者が切断刃８０を直接目視する必要がなくなり、部品実装装置１をメンテナンスする際の作業性を向上させることができる。

部品実装装置１の運転を開始する際には、部品実装装置１の各構成要素の位置を確認・補正するためにキャリブレーションが行われる。例えば、アンビルユニット１５をキャリブレーションする際には、アンビルユニット１５に設けられた所定のアライメントマーク（例えば穴）をトップカメラ２０により撮像することで、アンビルユニット１５の初期位置を確認し、確認された初期位置に応じてアンビルユニット１５のキャリブレーションが行われる。これに対して、上述した撮像ステップ（Ｓ７）は、キャリブレーションとは異なるタイミングで、かつ、キャリブレーション時に撮像する領域とは異なる領域である切断刃８０の端部６０、６２を含む領域を撮像する。なお、キャリブレーション時に撮像する領域と同じ領域を撮像する場合であってもよい。

また、本実施の形態の部品実装装置１およびそれを用いた部品実装基板の製造方法によれば、制御部２１は、撮像ステップ（Ｓ７）の前に、実装位置に位置している基板３を実装位置から退避させるようにＸ方向に搬送する基板待避ステップ（Ｓ５）を実行する。

このような構成および方法によれば、撮像ステップ（Ｓ７）の前に基板３を退避させることで、アンビルユニット１５をＸＹ方向に移動させることなく切断刃８０を上方から撮像することができる。

また、本実施の形態の部品実装装置１およびそれを用いた部品実装基板の製造方法によれば、制御部２１は、撮像ステップ（Ｓ７）の前に、実装位置の下方に位置しているアンビルユニット１５をＺ方向に上昇させるアンビルユニット上昇ステップ（Ｓ６）を実行する。

このような構成および方法によれば、切断刃８０をトップカメラ２０の焦点に近付けることができ、より正確な画像を取得することができる。

また、本実施の形態の部品実装装置１およびそれを用いた部品実装基板の製造方法によれば、アンビルユニット上昇ステップ（Ｓ６）において、アンビルユニット１５の切断刃８０の端部６０、６２を、実装位置に位置決めされていた基板３の上面の高さ位置まで上昇させる。

このような構成および方法によれば、切断刃８０をトップカメラ２０の焦点により近付けることができ、より正確な画像を取得することができる。

また、本実施の形態の部品実装装置１およびそれを用いた部品実装基板の製造方法によれば、トップカメラ２０は挿入ヘッド１３に取り付けられており、挿入ヘッド１３と一体的に移動可能に構成されている。また、挿入ヘッド１３を用いて、部品２をピックアップし、実装位置に位置決めされている基板３の挿入孔３ａに部品２のリード２Ｌを挿入する挿入ステップ（Ｓ２）を実行する。

このような構成および方法によれば、挿入ヘッド１３に取り付けられたトップカメラ２０を用いて撮像を行うことができる。

以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。例えば、実施の形態では、図７に示すフローにおいて、図１に示すトップカメラ２０が実装位置の上方にあり、ＸＹ方向に移動させずに撮像を行う場合について説明したが、このような場合に限らない。例えば、トップカメラ２０が実装位置の上方になくＸＹ方向に離れた位置にある場合であっても、切断刃８０の端部６０、６２を含む領域をトップカメラ２０により撮像することができる。具体的には、撮像ステップを実行する前に、実装位置の上方に位置するようにトップカメラ２０をＸＹ方向に移動させるステップ（トップカメラ移動ステップ）を実行すればよい。これにより、トップカメラ２０が実装位置の上方にない場合であっても、実装位置の下方に位置しているアンビルユニット１５をＸＹ方向に移動させることなく、トップカメラ２０を実装位置の上方に移動させて切断刃８０の端部６０、６２を含む領域を撮像することができる。

また実施の形態では、トップカメラ２０が撮像した画像を表示部１６に表示させる場合について説明したが、このような場合に限らない。例えば、トップカメラ２０が撮像した画像を制御部２１が所定のプログラムを用いて解析し、切断刃８０の端部６０、６２の摩耗状態を自動で判定した上で、その結果を作業者に報知するようにしてもよい。

また実施の形態では、基板退避ステップＳ５を実行する場合について説明したが、このような場合に限らない。基板退避ステップＳ５を実行せずに、基板３を実装位置に配置した状態のままトップカメラ２０による撮像を行ってもよい。この場合、トップカメラ２０を、実装位置の上方から離れた位置に移動させて、アンビルユニット１５を、実装位置の下方から離れた位置に移動させてから、トップカメラ２０による撮像を行えばよい。このような制御によれば、基板３を実装位置に配置した状態のまま、基板３をトップカメラ２０の撮像領域から外すことができ、実装位置から離れた位置でトップカメラ２０による撮像が可能となる。

また、実施の形態では、アンビルユニット１５の切断刃８０がリード２Ｌの下端部を切断して、残ったリード２Ｌを折り曲げてクリンチする場合について説明したが、このような場合に限らない。リード２Ｌの下端部を切断せずに、リード２Ｌを折り曲げてクリンチする等、リード２Ｌを単に保持するだけでもよい。リード２Ｌを単に保持するだけの構成は、切断刃８０の先端の形状を鋭利な形状（刃状）から丸まった形状に変更する構成や、その他にもリード２Ｌを単に折り曲げてクリンチする構成等により実現してもよい。

切断刃８０はリード加工部の一例であって、部品２のリード２Ｌを加工するものであれば、任意の構成を用いてもよい。リード加工部はリード２Ｌを加工する領域を含み、当該領域を指すものとして「リード加工部」の用語を用いてもよい。

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。

本発明は、部品実装装置およびそれを用いた部品実装基板の製造方法であれば適用可能である。

１ 部品実装装置
２ 部品
２Ｌ リード
３ 基板
３ａ 挿入孔
１１ 基板位置決め部
１２ 第１移動機構
１３ 挿入ヘッド
１３ａ ピックアップ爪
１４ 第２移動機構
１５ アンビルユニット
１６ 表示部
２０ トップカメラ（撮像部）
２１ 制御部
２３ アンビル本体部
２４ リード屑回収容器
５１ アンビルベース
５１ａ マウント部
５１Ａ 固定側ベース
５１Ｂ 可動側ベース
５２ アンビル部
５４ 固定刃保持部
５４ａ 固定刃
５５ 可動刃保持部
５５ａ 可動刃
５５Ｊ 揺動軸
５６ アンビル操作ロッド
５７ 下端側ローラ
５８ 上端側ローラ
６０、６２ 端部
７３ リード屑誘導パイプ
７４ 下流側開口
７５ 貫通孔
８０ 切断刃（リード加工部）

Claims (18)

1. 基板を所定の実装位置に位置決めする基板位置決め部と、
   前記基板の搬送方向と前記基板の搬送方向に交差する方向に沿って移動可能に設けられ、下方を撮像するように構成された撮像部と、
   前記基板位置決め部の下方に設けられ、前記基板の挿入孔に挿入された部品のリードを加工するリード加工部を有するアンビルユニットと、
   制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記実装位置に位置決めされた前記基板の上面を含む領域、および前記アンビルユニットの前記リード加工部を含む領域をそれぞれ、焦点位置が共通となるように配置した前記撮像部により撮像し、
   表示部をさらに備え、
   前記制御部は、前記リード加工部を含む前記領域の撮像画像を前記表示部に表示させる、あるいは、前記撮像画像に基づいて前記リード加工部の摩耗状態を自動で判定させる、部品実装装置。
2. 前記制御部は、前記実装位置の上方に位置する前記撮像部により、前記基板の上面を含む前記領域、および前記リード加工部を含む前記領域をそれぞれ撮像する、請求項１に記載の部品実装装置。
3. 前記制御部は、前記撮像部により前記リード加工部を含む前記領域の撮像を行う前に、前記実装位置に位置している前記基板を前記実装位置から退避させる、請求項２に記載の部品実装装置。
4. 前記制御部は、前記撮像部により前記リード加工部を含む前記領域の撮像を行う前に、前記実装位置の下方に位置している前記アンビルユニットを上昇させる、請求項２又は３に記載の部品実装装置。
5. 前記制御部は、前記アンビルユニットを上昇させる際に、前記アンビルユニットの前記リード加工部を、前記実装位置に位置決めされていた前記基板の上面の高さ位置まで上昇させる、請求項４に記載の部品実装装置。
6. 前記制御部は、前記撮像部により前記リード加工部を含む前記領域の撮像を行う前に、前記撮像部を前記実装位置の上方に位置するように移動させる、請求項２から５のいずれか１つに記載の部品実装装置。
7. 前記制御部は、前記撮像部により前記リード加工部を含む前記領域の撮像を行う前に、前記撮像部と前記アンビルユニットを、前記実装位置に位置している前記基板の上方又は下方から離れた位置に移動させてから、前記撮像部による前記撮像を行う、請求項１に記載の部品実装装置。
8. 前記部品をピックアップし、ピックアップした前記部品の前記リードを前記実装位置に位置決めされている前記基板の挿入孔に挿入するように構成され、前記基板の搬送方向と前記基板の搬送方向に交差する方向に沿って移動可能に設けられた挿入ヘッドをさらに備え、
   前記撮像部は前記挿入ヘッドに取り付けられ、前記挿入ヘッドと一体的に移動可能である、請求項１から７のいずれか１つに記載の部品実装装置。
9. 前記アンビルユニットの前記リード加工部は、前記部品の前記リードを切断してクリンチする切断刃である、請求項１から８のいずれか１つに記載の部品実装装置。
10. 基板を所定の実装位置に位置決めする基板位置決めステップと、
    リード加工部を有するアンビルユニットを用いて、前記基板の挿入孔に挿入された部品のリードを前記リード加工部で加工するリード加工ステップと、
    撮像部を用いて、前記実装位置に位置決めされた前記基板の上面を含む領域を撮像する第１撮像ステップと、
    前記第１撮像ステップと焦点位置が共通となるように配置した前記撮像部を用いて、前記アンビルユニットの前記リード加工部を含む領域を撮像する第２撮像ステップと、を含み、
    前記アンビルユニットを、前記基板位置決め部の下方に設け、
    前記撮像部を、前記基板の搬送方向と前記基板の搬送方向に交差する方向に沿って移動可能に設け、下方を撮像するように構成し、
    表示部を用いて、前記リード加工部を含む前記領域の撮像画像を前記表示部に表示させる、あるいは、前記撮像画像に基づいて前記リード加工部の摩耗状態を自動で判定させるステップをさらに含む、部品実装基板の製造方法。
11. 前記第１撮像ステップと前記第２撮像ステップのそれぞれにおいて、前記実装位置の上方に位置する前記撮像部により、前記基板の上面を含む前記領域、および前記リード加工部を含む前記領域をそれぞれ撮像する、請求項１０に記載の部品実装基板の製造方法。
12. 前記第２撮像ステップの前に、前記実装位置に位置している前記基板を前記実装位置から退避させる基板待避ステップをさらに含む、請求項１１に記載の部品実装基板の製造方法。
13. 前記第２撮像ステップの前に、前記実装位置の下方に位置している前記アンビルユニットを上昇させるアンビルユニット上昇ステップをさらに含む、請求項１１又は１２に記載の部品実装基板の製造方法。
14. 前記アンビルユニット上昇ステップにおいて、前記アンビルユニットの前記リード加工部を、前記実装位置に位置決めされていた前記基板の上面の高さ位置まで上昇させる、請求項１３に記載の部品実装基板の製造方法。
15. 前記第２撮像ステップの前に、前記撮像部を前記実装位置の上方に位置するように移動させる撮像部移動ステップをさらに含む、請求項１１から１４のいずれか１つに記載の部品実装基板の製造方法。
16. 前記第２撮像ステップの前に、前記撮像部と前記アンビルユニットを、前記実装位置に位置している前記基板の上方又は下方から離れた位置に移動させてから、前記第２撮像ステップを行う、請求項１０に記載の部品実装基板の製造方法。
17. 挿入ヘッドを用いて、前記部品をピックアップし、前記実装位置に位置決めされている前記基板の挿入孔に前記部品の前記リードを挿入する挿入ステップをさらに含み、
    前記撮像部を前記挿入ヘッドに取り付けて、前記挿入ヘッドと一体的に移動可能に構成した、請求項１０から１６のいずれか１つに記載の部品実装基板の製造方法。
18. 前記アンビルユニットの前記リード加工部は、前記部品の前記リードを切断する切断刃であり、
    前記リード加工ステップは、前記切断刃で前記リードを切断してクリンチすることにより前記リードを加工する、請求項１０から１７のいずれか１つに記載の部品実装基板の製造方法。

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