JP7429701B2

JP7429701B2 - 作業機、および部品装着方法

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Inventors: 広己鈴木
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Description

本発明は、リード部品を基板に装着する作業機および、リード部品を基板に装着する部品装着方法に関するものである。

リード部品は、通常、下記特許文献に記載されているように、リード線が基板に形成された貫通穴に挿入されることで、基板に装着される。

特開２００７－１８０１０４号公報特開２０１０－３８１８号公報

本発明は、リード部品を適切に基板に装着することを課題とする。

上記課題を解決するために、本明細書は、リード線と部品本体とを有するリード部品の前記リード線がスペーサに形成された挿入穴に挿入され前記スペーサの下端面から延び出した状態であって前記リード部品と前記スペーサとが抜け落ちることがないように一体化させたものを保持する保持装置と、前記保持装置に保持され前記リード部品とスペーサとが抜け落ちることがないように一体化させたものを撮像する撮像装置とを備え、前記リード部品とスペーサとが抜け落ちることがないように一体化させたものを基板に装着する作業機であって、前記保持装置が、保持した前記リード部品のリード線を前記スペーサの下端面から延び出すまで挿入させ、前記リード部品と前記スペーサとが抜け落ちることがないように一体化させるとともに、前記撮像装置による撮像データに基づいて、前記スペーサの下端面から延び出したリード線を前記基板の貫通穴に挿入することで、保持した前記リード部品とスペーサとが抜け落ちることがないように一体化させたものを前記基板に装着する作業機を開示する。

また、上記課題を解決するために、本明細書は、リード線と部品本体とを有するリード部品の前記リード線がスペーサに形成された挿入穴に挿入され前記スペーサの下端面から延び出した状態であって前記リード部品と前記スペーサとが抜け落ちることがないように一体化させたものを保持する保持装置と、前記リード部品とスペーサとが抜け落ちることがないように一体化させたものを撮像する撮像装置とを備えた作業機において、前記リード部品とスペーサとが抜け落ちることがないように一体化させたものを基板に装着する部品装着方法であって、前記保持装置が前記リード部品のリード線を前記スペーサに形成された挿入穴に挿入させ、前記リード部品とスペーサとが抜け落ちることがないように一体化させる挿入工程と、前記挿入工程によって前記リード部品とスペーサとが抜け落ちることがないように一体化させたものを前記保持装置が保持して前記撮像装置により撮像する撮像工程と、前記撮像工程による撮像データに基づいて、前記保持装置が前記スペーサの下端面から延び出したリード線を前記基板の貫通穴に挿入し、前記リード部品とスペーサとが抜け落ちることがないように一体化させたものを前記基板に装着する装着工程とを含む部品装着方法を開示する。

本開示の作業機及び部品装着方法では、スペーサに形成された挿入穴にリード線を挿入させた状態で、リード部品が撮像され、その撮像による撮像データに基づいて、挿入穴にリード線を挿入させた状態のリード部品が基板に装着される。これにより、スペーサの挿入穴にリード線を挿入させた状態のリード部品を、適切に基板に装着することが可能となる。

部品実装機を示す斜視図である。部品装着装置を示す斜視図である。部品保持具を示す図である。テープフィーダを示す斜視図である。テープ化部品を示す図である。テープフィーダの内部を示す拡大斜視図である。リード屈曲装置を示す断面図である。リード屈曲装置を示す断面図である。制御装置を示すブロック図である。回路基材に直接的に装着されたＬＥＤ部品を示す図である。スペーサを示す斜視図である。スペーサを示す斜視図である。作業者の手作業によりスペーサを介して回路基材に装着されたＬＥＤ部品を示す図である。リード線が屈曲されたＬＥＤ部品を示す図である。スペーサの挿入溝にリード線が挿入された状態のＬＥＤ部品を示す図である。部品実装機によりスペーサを介して回路基材に装着されたＬＥＤ部品を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。

図１に、部品実装機１０を示す。部品実装機１０は、回路基材１２に対する部品の実装作業を実行するための装置である。部品実装機１０は、装置本体２０、基材搬送保持装置２２、部品装着装置２４、マークカメラ２６、パーツカメラ２８、ばら部品供給装置３０、部品供給装置３２、制御装置（図９参照）３６を備えている。なお、回路基材１２として、回路基板、三次元構造の基材等が挙げられ、回路基板として、プリント配線板、プリント回路板等が挙げられる。

装置本体２０は、フレーム４０と、そのフレーム４０に上架されたビーム４２とによって構成されている。基材搬送保持装置２２は、フレーム４０の前後方向の中央に配設されており、搬送装置５０とクランプ装置５２とを有している。搬送装置５０は、回路基材１２を搬送する装置であり、クランプ装置５２は、回路基材１２を保持する装置である。これにより、基材搬送保持装置２２は、回路基材１２を搬送するとともに、所定の位置において、回路基材１２を固定的に保持する。なお、以下の説明において、回路基材１２の搬送方向をＸ方向と称し、その方向に直角な水平の方向をＹ方向と称し、鉛直方向をＺ方向と称する。つまり、部品実装機１０の幅方向は、Ｘ方向であり、前後方向は、Ｙ方向である。

部品装着装置２４は、ビーム４２に配設されており、２台の作業ヘッド６０，６２と作業ヘッド移動装置６４とを有している。作業ヘッド移動装置６４は、Ｘ方向移動装置６８とＹ方向移動装置７０とＺ方向移動装置７２とを有している。そして、Ｘ方向移動装置６８とＹ方向移動装置７０とによって、２台の作業ヘッド６０，６２は、一体的にフレーム４０上の任意の位置に移動させられる。また、各作業ヘッド６０，６２は、スライダ７４，７６に着脱可能に装着されており、Ｚ方向移動装置７２は、スライダ７４，７６を個別に上下方向に移動させる。つまり、作業ヘッド６０，６２は、Ｚ方向移動装置７２によって、個別に上下方向に移動させられる。

また、各作業ヘッド６０，６２の下端面には、図２に示すように、部品保持具７７が取り付けられている。部品保持具７７は、所謂チャックであり、図３に示すように、本体部７８と１対の爪部７９とを含む。１対の爪部７９は、本体部７８の下面から下方に延び出すように配設されており、互いに接近・離間可能にスライドする。これにより、部品保持具７７は、１対の爪部７９を接近させることで、１対の爪部７９によって部品を狭持し、１対の爪部７９を離間させることで、１対の爪部７９の間から部品を離脱する。

マークカメラ２６は、図２に示すように、下方を向いた状態でスライダ７４に取り付けられており、作業ヘッド６０とともに、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向に移動させられる。これにより、マークカメラ２６は、フレーム４０上の任意の位置を撮像する。また、パーツカメラ２８は、図１に示すように、フレーム４０上の基材搬送保持装置２２と部品供給装置３２との間に、上を向いた状態で配設されている。これにより、パーツカメラ２８は、作業ヘッド６０、６２の部品保持具７７に保持された部品を撮像する。

ばら部品供給装置３０は、フレーム４０の前後方向での一方側の端部に配設されている。ばら部品供給装置３０は、ばらばらに散在された状態の複数の部品を整列させて、整列させた状態で部品を供給する装置である。つまり、任意の姿勢の複数の部品を、所定の姿勢に整列させて、所定の姿勢の部品を供給する装置である。

部品供給装置３２は、フレーム４０の前後方向での他方側の端部に配設されている。部品供給装置３２は、トレイ型部品供給装置９６とフィーダ型部品供給装置９８とを有している。トレイ型部品供給装置９６は、トレイ上に載置された状態の部品を供給する装置である。フィーダ型部品供給装置９８は、テープフィーダ１００によって部品を供給する装置である。以下に、テープフィーダ１００について詳しく説明する。なお、ばら部品供給装置３０および、部品供給装置３２によって供給される部品として、電子回路部品、太陽電池の構成部品、パワーモジュールの構成部品等が挙げられる。また、電子回路部品には、リードを有する部品，リードを有さない部品等が有る。

テープフィーダ１００は、図４に示すように、フィーダ本体１０２を含み、そのフィーダ本体１０２において、フレーム４０の端部に設けられた装着台（図１参照）１０４に着脱可能に装着される。テープフィーダ１００は、テープ化部品１０６からＬＥＤ部品１０８を取り外し、取り外したＬＥＤ部品１０８を供給する装置である。

テープ化部品１０６は、図５に示すように、複数のＬＥＤ部品１０８とキャリアテープ１１０とから構成されている。ＬＥＤ部品１０８は、ラジアルリード部品の一種であり、部品本体１１２と、その部品本体１１２の底面から同じ方向に延び出す２本のリード線１１４とを含む。そして、ＬＥＤ部品１０８の２本のリード線１１４が、下端部において、キャリアテープ１１０にテーピングされている。また、キャリアテープ１１０には、複数の送り穴１１８が等ピッチで形成されている。そして、複数のＬＥＤ部品１０８も、送り穴１１８の形成ピッチと同じピッチで、キャリアテープ１１０にテーピングされている。

また、テープフィーダ１００は、図６に示すように、ガイド機構１２０と送出装置１２２とリード屈曲装置１２４とリード切断装置１２６とを有している。それらガイド機構１２０と送出装置１２２とリード屈曲装置１２４とリード切断装置１２６とは、フィーダ本体１０２の内部に配設されている。なお、テープフィーダ１００の説明において、リード切断装置１２６が配設されている側を前方側と記載し、その前方側と反対側を後方側と記載する場合がある。

ガイド機構１２０は、１対のガイドレール１２８により構成されており、それら１対のガイドレール１２８は、フィーダ本体１０２の上端面において、対向した状態で前後方向に延びるように、配設されている。そして、１対のガイドレール１２８の間に、テープ化部品１０６のキャリアテープ１１０が、キャリアテープ１１０の幅方向が上下方向に延びた状態、つまり、立設した状態で挿入されている。なお、キャリアテープ１１０が立設した状態は、キャリアテープ１１０とテープフィーダ１００の上面とが概して直角に交差する状態であり、キャリアテープ１１０にテーピングされたリード線１１４が上下方向に延びる状態である。そして、キャリアテープ１１０に保持されたＬＥＤ部品１０８は、１対のガイドレール１２８の間から上方に延び出す。

また、送出装置１２２は、爪部材（図示省略）と送出用エアシリンダ１３０とを有している。爪部材は、１対のガイドレール１２８の下方において、前後方向にスライド可能に配設されており、送出用エアシリンダ１３０の作動により前後方向にスライドする。また、爪部材は、１対のガイドレール１２８の間に挿入されたテープ化部品１０６の送り穴１１８に係合している。そして、爪部材が前方に向かってスライドすることで、テープ化部品１０６が前方に向かって送り出される。なお、爪部材の１回のスライド量は、テープ化部品１０６への送り穴１１８の形成ピッチと同じ長さとされている。また、爪部材が後方に向かってスライドする際に、爪部材の送り穴１１８への係合は解除される。これにより、爪部材が前後方向に１往復することで、送り穴１１８の形成ピッチに相当する量、テープ化部品１０６が前方に向かって送り出される。

また、送出装置１２２によりテープ化部品１０６が送り出される方向、つまり、送出装置１２２の前方には、リード屈曲装置１２４が配設されている。リード屈曲装置１２４は、図７に示すように、固定ブロック１３２と可動ブロック１３４とリード屈曲用エアシリンダ（図９参照）１３６とを含む。固定ブロック１３２は、ガイド機構１２０の１対のガイドレール１２８の一方の上面に固定されており、１対のガイドレール１２８の間から上方に向って延び出すＬＥＤ部品１０８のリード線１１４と僅かな隙間を隔てて対向している。その固定ブロック１３２には、ＬＥＤ部品１０８のリード線１１４と対向する側面に、凹部１３８が形成されている。

また、可動ブロック１３４は、ガイド機構１２０の１対のガイドレール１２８の他方の上面において、ＬＥＤ部品１０８のリード線１１４を挟んで固定ブロック１３２と対向するように、配設されており、その固定ブロック１３２に向ってスライド可能とされている。そして、リード屈曲用エアシリンダ１３６の作動により、可動ブロック１３４が、固定ブロック１３２に制御可能に接近・離間する。その可動ブロック１３４には、固定ブロック１３２の凹部１３８と対向するように、凸部１４０が形成されている。このような構造により、可動ブロック１３４が、リード屈曲用エアシリンダ１３６の作動により固定ブロック１３２に接近することで、図８に示すように、ＬＥＤ部品１０８のリード線１１４が固定ブロック１３２と可動ブロック１３４とにより挟まれる。この際、可動ブロック１３４の凸部１４０が、ＬＥＤ部品１０８のリード線１１４を、固定ブロック１３２の凹部１３８の内部に向って押し付ける。これにより、テープ化されたＬＥＤ部品１０８のリード線１１４が、固定ブロック１３２の凹部１３８において屈曲する。

また、リード屈曲装置１２４の前方側、つまり、テープ化部品１０６の送出方向には、図６に示すように、リード切断装置１２６が配設されている。リード切断装置１２６は、固定部材１４６と揺動部材１４８とリード切断用エアシリンダ（図９参照）１５０とを含む。固定部材１４６と揺動部材１４８とは、リード屈曲装置１２４の前方側において、送出装置１２２により送り出されたテープ化部品１０６のキャリアテープ１１０を挟んだ状態で配設されている。

固定部材１４６は、上下方向に延びる姿勢で固定的に配設されており、固定部材１４６の上端部が、キャリアテープ１１０にテーピングされたリード線１１４と対向している。なお、固定部材１４６の上端には、固定側挟持プレート１５２が配設されている。また、揺動部材１４８は、キャリアテープ１１０を挟み、固定部材１４６と対向した状態で、上下方向に延びる姿勢で配設されている。そして、揺動部材１４８は、上端部を固定部材１４６に向って接近・離間させる方向に揺動可能とされている。また、揺動部材１４８は、リード切断用エアシリンダ１５０の作動により、制御可能に揺動する。また、揺動部材１４８の上端部は、キャリアテープ１１０にテーピングされたリード線１１４と対向しており、揺動部材１４８の上端には、揺動側挟持プレート１５４が配設されている。

これにより、揺動部材１４８が、リード切断用エアシリンダ１５０の作動により搖動することで、揺動部材１４８の揺動側挟持プレート１５４が固定部材１４６の固定側挟持プレート１５２に接近・離間する。また、揺動側挟持プレート１５４の固定側挟持プレート１５２と対向する側縁には、１対の切欠１５６が形成されている。それら１対の切欠１５６は、ＬＥＤ部品１０８の１対のリード線１１４の線径、及び、ピッチに応じた形状のものが位置決めされた状態で着脱可能に取り付けられている。

このような構造により、揺動部材１４８が、上端部を固定部材１４６に接近させる方向に揺動することで、キャリアテープ１１０にテーピングされているＬＥＤ部品１０８の１対のリード線１１４が、固定側挟持プレート１５２と揺動側挟持プレート１５４とによって挟持される。この際、揺動側挟持プレート１５４の１対の切欠１５６の内部に、１対のリード線１１４が入り込み、位置決めされる。これにより、それら１対のリード線１１４を有するＬＥＤ部品１０８が、所定の位置において保持される。

また、揺動側挟持プレート１５４の下方には、揺動側カッタ（図示省略）が配設されており、固定側挟持プレート１５２の下方には、その搖動側カッタと対向するように、固定側カッタ（図示省略）が位置決めされた状態で着脱可能に取り付けられている。このため、固定側挟持プレート１５２と揺動側挟持プレート１５４とに挟持された１対のリード線１１４が、揺動側カッタと固定側カッタとにより切断される。これにより、ＬＥＤ部品１０８がキャリアテープ１１０から分離し、そのＬＥＤ部品１０８が、揺動側挟持プレート１５４により位置決めされた位置において供給される。つまり、ＬＥＤ部品１０８のリード線１１４が揺動側挟持プレート１５４の１対の切欠１５６で位置決めされ、固定側挟持プレート１５２と揺動側挟持プレート１５４とによって挟持された位置が、供給位置となり、その供給位置において、ＬＥＤ部品１０８が供給される。

また、制御装置３６は、図９に示すように、コントローラ１７０、複数の駆動回路１７２、画像処理装置１７６を備えている。複数の駆動回路１７２は、上記搬送装置５０、クランプ装置５２、作業ヘッド６０，６２、作業ヘッド移動装置６４、トレイ型部品供給装置９６、送出用エアシリンダ１３０、リード屈曲用エアシリンダ１３６、リード切断用エアシリンダ１５０、ばら部品供給装置３０に接続されている。コントローラ１７０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路１７２に接続されている。これにより、基材搬送保持装置２２、部品装着装置２４等の作動が、コントローラ１７０によって制御される。また、コントローラ１７０は、画像処理装置１７６にも接続されている。画像処理装置１７６は、マークカメラ２６およびパーツカメラ２８によって得られた画像データを処理するものであり、コントローラ１７０は、画像データから各種情報を取得する。

部品実装機１０では、上述した構成によって、基材搬送保持装置２２に保持された回路基材１２に対して部品の装着作業が行われる。具体的には、回路基材１２が、作業位置まで搬送され、その位置において、クランプ装置５２によって固定的に保持される。次に、マークカメラ２６が、回路基材１２の上方に移動し、回路基材１２を撮像する。なお、回路基材１２には、ＬＥＤ部品１０８のリード線１１４を挿入するための複数の貫通穴（図１０参照）１８０が形成されており、マークカメラ２６の撮像データに基づいて、回路基材１２に形成されている貫通穴１８０の位置が、コントローラ１７０により演算される。

また、ばら部品供給装置３０若しくは、部品供給装置３２は、所定の供給位置において、部品を供給する。具体的には、例えば、テープフィーダ１００は、リード切断装置１２６によりリード線１１４が切断され、固定側挟持プレート１５２と揺動側挟持プレート１５４とにより挟持された位置において、ＬＥＤ部品１０８を供給する。なお、ここでは、テープフィーダ１００において、リード屈曲装置１２４を作動させることなく、リード線１１４の屈曲されていない状態のＬＥＤ部品１０８を供給する場合について説明する。

そして、作業ヘッド６０，６２の何れかが、テープフィーダ１００のリード切断装置１２６の上方、つまり、供給位置の上方に移動し、部品保持具７７の１対の爪部７９によってＬＥＤ部品１０８の部品本体１１２を把持する。続いて、部品を把持した作業ヘッド６０，６２が、パーツカメラ２８の上方に移動し、パーツカメラ２８によって、部品保持具７７に把持されたＬＥＤ部品１０８が撮像される。これにより、コントローラ１７０において、ＬＥＤ部品１０８のリード線１１４の先端位置が演算される。

次に、演算された１対のリード線の先端位置と回路基材の１対の貫通穴１８０の位置とが重なるように、作業ヘッド移動装置６４のＸ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御される。そして、作業ヘッド移動装置６４のＺ方向移動装置７２の作動により、ＬＥＤ部品１０８を把持した部品保持具７７が下降する。これにより、図１０に示すように、ＬＥＤ部品１０８のリード線が、回路基材１２の貫通穴１８０に挿入される。このように、部品実装機１０では、ＬＥＤ部品１０８が回路基材１２に装着される。

また、上記説明において、ＬＥＤ部品１０８は、直接的に回路基材１２に装着されているが、スペーサを介して、回路基材１２に装着される場合もある。具体的には、例えば、図１１に示すスペーサ１９０は、概して円筒形状をなし、スペーサ１９０には、軸方向に貫通する貫通穴１９２が形成されている。そのスペーサ１９０の貫通穴１９２の内径は、ＬＥＤ部品１０８の部品本体１１２の外径より小さく、図５に示したａ寸法である１対のリード線１１４のピッチの外寸法より大きく、１対のリード線１１４を挿入したときに隙間ができる寸法である。また、スペーサ１９０の高さ寸法は、リード線１１４の長さ寸法より短い。このため、スペーサ１９０の貫通穴１９２に、１対のリード線１１４を挿入することが可能であり、１対のリード線１１４を貫通穴１９２に挿入した際に、部品本体１１２の底面がスペーサ１９０の１対の端面の一方に密着する。この際、１対の端面の他方から、ＬＥＤ部品１０８の１対のリード線１１４の先端が延び出す。

また、例えば、図１２に示すスペーサ２００は、概して四角柱形状をなし、スペーサ２００の４つの側面には、軸方向に延びるように、４等配の位置に、４つの挿入溝２０２が形成されている。なお、４つの挿入溝２０２の各々の幅寸法は、ＬＥＤ部品１０８のリード線１１４の線径より長い。また、４つの挿入溝２０２は、スペーサ２００の中央部に向って切り込まれており、スペーサ２００の対向する１対の側面に形成された１対の挿入溝２０２の底部が互いに向かい合っている。そして、それら１対の挿入溝２０２の底部の間の距離は、図５に示したｂ寸法であるＬＥＤ部品１０８の１対のリード線１１４のピッチの内寸法より短く、１対のリード線１１４を挿入したときに隙間ができる寸法である。また、スペーサ２００の高さ寸法は、リード線１１４の長さ寸法より短い。このため、スペーサ２００の互いに向かい合う１対の挿入溝２０２に、１対のリード線１１４を挿入することが可能であり、１対のリード線１１４を１対の挿入溝２０２に挿入した際に、部品本体１１２の底面がスペーサ２００の１対の端面の一方に密着する。この際、１対の端面の他方から、ＬＥＤ部品１０８の１対のリード線１１４の先端が延び出す。

そして、スペーサ１９０の端面、若しくは、スペーサ２００の端面から延び出すリード線１１４が、回路基材１２の貫通穴１８０に挿入されることで、ＬＥＤ部品１０８が、スペーサ１９０、若しくは、スペーサ２００を介して、回路基材１２に装着される。具体的には、図１３に示すように、スペーサ２００の挿入溝２０２に挿入されたリード線１１４がスペーサ２００の端面から延び出しており、そのリード線１１４が回路基材１２の貫通穴１８０に挿入されることで、ＬＥＤ部品１０８がスペーサ２００を介して回路基材１２に装着される。これにより、ＬＥＤ部品１０８を嵩上げした状態で回路基材１２に装着することが可能であるとともに、使用するスペーサ２００の高さに応じて、ＬＥＤ部品１０８の回路基材１２での上下方向の位置を任意に調整することができる。

ただし、従来の手法では、スペーサを介したＬＥＤ部品１０８の回路基材１２への装着作業を、部品実装機１０によって自動で行うことができず、作業者が手作業で行っていた。具体的には、例えば、作業者が、スペーサ２００とＬＥＤ部品１０８とを保持し、ＬＥＤ部品１０８のリード線１１４をスペーサ２００の挿入溝２０２に挿入する。これにより、ＬＥＤ部品１０８とスペーサ２００とが一体化する。そして、ＬＥＤ部品１０８とスペーサ２００とが分離しないように、作業者が、一体化したＬＥＤ部品１０８とスペーサ２００とを保持し、スペーサ２００の端面から延び出すリード線１１４を、回路基材１２の貫通穴１８０に挿入する。このように、作業者が手作業で、スペーサ２００を介したＬＥＤ部品１０８の回路基材１２への装着作業を行う。

一方で、ＬＥＤ部品１０８とスペーサ２００とを一体化させ、一体化させたＬＥＤ部品１０８とスペーサ２００とを回路基材１２に装着させる装着作業を、部品実装機１０により実行しようとすると、一体化させたＬＥＤ部品１０８とスペーサ２００とが分離する虞がある。つまり、上記した２種類のスペーサと、それらスペーサに挿入されるＬＥＤ部品１０８の１対のリード線１１４とは、リード線の挿入が容易であるように隙間ができるような寸法関係である。また、図１３に示すように、リード線１１４の線径Ａは、挿入溝２０２の幅寸法Ｂより小さいため、一体化させたＬＥＤ部品１０８とスペーサ２００とを適切に保持しなければ、スペーサ２００がＬＥＤ部品１０８から抜け落ちる虞がある。したがって、ひとつの部品保持具７７では、ＬＥＤ部品１０８とスペーサ２００とを一体化させたものを適切に保持することが困難である。そのため、部品保持具７７は、スペーサ２００とＬＥＤ部品１０８とを一体化させた状態のものを保持して回路基材１２へ装着する作業を行うことができない。

また、例えば、作業者が、スペーサ２００の挿入溝２０２と、回路基材１２の貫通穴１８０とが上下方向において、連通するように、スペーサ２００を立設させた状態で、回路基材１２の上面に載置する。そして、作業者が、回路基材１２の上面に載置されたスペーサ２００の挿入溝２０２に、スペーサ２００の上端面から、ＬＥＤ部品１０８のリード線１１４を挿入する。これにより、リード線１１４の先端が、スペーサ２００の下端面から下方に向って延び出し、回路基材１２の貫通穴１８０に挿入される。このように、作業者が、２度に渡り手作業で、スペーサ２００を介したＬＥＤ部品１０８の回路基材１２への装着作業を行うこともできる。

一方で、スペーサ２００を回路基材１２の上面に載置し、そのスペーサ２００の挿入溝２０２にＬＥＤ部品１０８のリード線１１４を挿入する作業を、部品実装機１０により実行しようとすると、スペーサ２００が回路基材１２の上面においてズレた場合に、リード線１１４を貫通穴１８０に挿入できない虞がある。つまり、スペーサ２００が回路基材１２の上面に載置されてから、スペーサ２００の挿入溝２０２にＬＥＤ部品１０８のリード線１１４が挿入される迄の間に、スペーサ２００が回路基材１２の上面においてズレる場合がある。このような場合には、回路基材１２の貫通穴１８０と、スペーサ２００の挿入溝２０２とが上下方向において連通しなくなり、挿入溝２０２にリード線１１４が挿入されても、リード線１１４を回路基材１２の貫通穴１８０に挿入することができない。このため、スペーサ２００を回路基材１２の上面に載置し、そのスペーサ２００の挿入溝２０２にＬＥＤ部品１０８のリード線１１４を挿入する作業を、部品実装機１０において行うことができない。あるいは、回路基材１２の貫通穴にＬＥＤ部品１０８のリード線１１４を挿入するときには、回路基材１２の上面に載置したスペーサ２００が移動しないように、保持や固定を行なわなくてはならない。

このようなことに鑑みて、部品実装機１０では、テープフィーダ１００において、ＬＥＤ部品１０８のリード線１１４に屈曲部が形成される。そして、そのリード線１１４がスペーサ２００の挿入溝２０２に挿入され、リード線１１４の屈曲部により、スペーサ２００のＬＥＤ部品１０８からの抜け落ちが防止されることで、部品実装機１０は、スペーサとＬＥＤ部品１０８とを一体化させたものを一度で、回路基材１２への装着作業を実行することができる。

具体的には、テープフィーダ１００において、リード屈曲装置１２４によりキャリアテープ１１０にテーピングされた１対のリード線１１４が屈曲され、その後に、リード切断装置１２６により、１対のリード線１１４が切断されて、１対のリード線１１４が屈曲したＬＥＤ部品１０８が供給される。なお、リード屈曲装置１２４によるリード線１１４の屈曲量は、図１４にしめすように、Ｃとされており、リード線１１４の屈曲部２２０の幅寸法は、リード線１１４の屈曲量Ｃと、リード線１１４の線径Ａとを合計したＡ＋Ｃとなる。そして、屈曲部２２０の幅寸法（Ａ＋Ｃ）が、スペーサ２００の挿入溝２０２の幅寸法Ｂより僅かに大きくなるように、リード線１１４の屈曲量Ｃが調整されている。ちなみに、リード線１１４の屈曲量Ｃは、リード屈曲装置１２４の可動ブロック１３４の凸部１４０の突出量により調整される。

このように、テープフィーダ１００において、屈曲部２２０が形成されたＬＥＤ部品１０８が供給されると、作業ヘッド６０，６２がテープフィーダ１００の部品供給位置の上方に移動し、ＬＥＤ部品１０８の部品本体１１２が、部品保持具７７の１対の爪部７９により把持される。そして、作業ヘッド６０，６２がパーツカメラ２８の上方に移動し、部品保持具７７により把持されたＬＥＤ部品１０８が、パーツカメラ２８により下方から撮像される。これにより、撮像データに基づいて、作業ヘッド６０，６２に保持されたＬＥＤ部品１０８のリード線１１４の先端位置に関する情報が演算される。なお、リード線１１４の先端位置に関する情報には、１対のリード線１１４の各々の先端位置および、１対のリード線１１４のピッチ等が含まれる。

また、トレイ型部品供給装置９６では、トレイ（図１５参照）２３０において、スペーサ２００が供給されている。詳しくは、図１５に示すように、トレイ２３０の上面に、凹部２３２が形成されている。凹部２３２の内径は、スペーサ２００の外径より小さく、挿入溝２０２の幅寸法より大きい。そして、挿入溝２０２の底部が凹部２３２と上下方向において一致するように、つまり、挿入溝２０２の底部が凹部２３２と連通するように、スペーサ２００が位置決めされた状態でトレイ２３０の上面に載置されている。また、トレイ２３０に載置されているスペーサ２００の上方に、マークカメラ２６が移動し、トレイ２３０に載置されているスペーサ２００が、マークカメラ２６により撮像される。この撮像データに基づいて、挿入溝２０２のスペーサ２００の上端面への開口位置に関する情報が演算される。

また、屈曲部２２０の形成されたＬＥＤ部品１０８がテープフィーダ１００から部品保持具７７により把持されると、演算されたリード線の先端位置と挿入溝２０２の開口の位置とが重なるように、作業ヘッド移動装置６４のＸ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御される。そして、作業ヘッド移動装置６４のＺ方向移動装置７２の作動により、ＬＥＤ部品１０８を把持した部品保持具７７が下降する。これにより、図１５に示すように、ＬＥＤ部品１０８のリード線１１４が、スペーサ２００の挿入溝２０２に挿入される。この際、ＬＥＤ部品１０８の部品本体１１２の下面が、スペーサ２００の上端面に接触するまで、リード線１１４が挿入溝２０２に挿入される。これにより、リード線１１４の先端部が、スペーサ２００の下端面から、トレイ２３０の凹部２３２に向って延び出す。

なお、挿入溝２０２に挿入されたリード線１１４の屈曲部２２０の幅寸法（Ａ＋Ｃ）は、スペーサ２００の挿入溝２０２の幅寸法Ｂより僅かに大きいため、リード線１１４の挿入溝２０２への挿入により、屈曲部２２０が弾性変形する。このため、屈曲部２２０の弾性力により、リード線１１４が挿入溝２０２の内部において固定される。つまり、リード線１１４が、屈曲部２２０の弾性力により、スペーサ２００の挿入溝２０２の内部において固定的に保持され、ＬＥＤ部品１０８とスペーサ２００とが、抜け落ちることがないように一体化される。このため、ＬＥＤ部品１０８の部品本体１１２を把持している部品保持具７７が、Ｚ方向移動装置７２の作動により上昇しても、スペーサ２００はリード線１１４から抜け落ちることなく、ＬＥＤ部品１０８と一体化された状態で、部品保持具７７により持ち上げられる。

そして、作業ヘッド６０，６２により保持されたＬＥＤ部品１０８がスペーサ２００とともに持ち上げられると、作業ヘッド６０，６２は、パーツカメラ２８の上方に移動し、作業ヘッド６０，６２により保持されたＬＥＤ部品１０８が、パーツカメラ２８により撮像される。これにより、撮像データに基づいて、スペーサ２００の下端面から下方に向って延び出すＬＥＤ部品１０８のリード線１１４の先端位置に関する情報が演算される。

続いて、演算されたリード線の先端位置と、先に演算されている回路基材１２の１対の貫通穴１８０の位置とが重なるように、作業ヘッド移動装置６４のＸ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御される。そして、作業ヘッド移動装置６４のＺ方向移動装置７２の作動により、ＬＥＤ部品１０８を把持した部品保持具７７が下降する。この際、図１６に示すように、スペーサ２００の下端面から下方に向って延び出すＬＥＤ部品１０８のリード線１１４が、回路基材１２の１対の貫通穴１８０に挿入される。これにより、部品実装機１０において、ＬＥＤ部品１０８が、スペーサ２００を介して回路基材１２に装着される。

このように、部品実装機１０では、ＬＥＤ部品１０８のリード線１１４に屈曲部２２０が形成されることで、その屈曲部２２０において、挿入溝２０２に挿入されたリード線１１４からのスペーサ２００の抜け落ちが防止される。これにより、部品実装機１０において、スペーサ２００を介したＬＥＤ部品１０８の回路基材１２への装着作業を自動で、かつ一度で実行することが可能となる。

また、ＬＥＤ部品１０８のリード線１１４がスペーサ２００の挿入溝２０２に挿入された後に、挿入溝２０２にリード線１１４が挿入された状態のＬＥＤ部品１０８がパーツカメラ２８により撮像され、その撮像により得られた撮像データに基づいて、ＬＥＤ部品１０８の装着作業が実行される。つまり、挿入溝２０２にリード線１１４が挿入された状態のＬＥＤ部品１０８のスペーサ２００の下端面から延び出すリード線１１４の先端位置が、撮像データに基づいて、演算される。そして、その演算されたリード線１１４の先端位置と、回路基材１２の貫通穴１８０の位置とが上下方向において一致するように、作業ヘッド移動装置６４の作動が制御され、リード線１１４が貫通穴１８０に挿入される。これにより、スペーサ２００と一体化されたＬＥＤ部品１０８のリード線１１４を、適切に回路基材１２の貫通穴１８０に挿入することが可能となる。

また、部品実装機１０は、作業機の一例である。パーツカメラ２８は、撮像装置の一例である。部品保持具７７は、保持装置の一例である。ＬＥＤ部品１０８は、ＬＥＤ部品及びリード部品の一例である。部品本体１１２は、部品本体の一例である。リード線１１４は、リード線の一例である。スペーサ１９０は、スペーサの一例である。貫通穴１９２は、挿入穴の一例である。スペーサ２００は、スペーサの一例である。挿入溝２０２は、挿入穴の一例である。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、スペーサ１９０，２００が、ＬＥＤ部品１０８の上下方向の位置を調整する目的で用いられているが、別の目的、例えば、装飾などの目的で用いられてもよい。また、ＬＥＤ部品１０８のリード線１１４が挿入されるスペーサの挿入穴は、リード線１１４を挿入可能な形状であれば、貫通穴，溝，凹部，切欠き部などであってもよい。

また、本発明は、部品本体１１２から同じ方向に向って１対のリード線１１４が延び出すリード部品、つまり、ラジアルリード部品に本発明が適用されているが、部品本体から反対方向に向って１対のリード線が延び出すリード部品、つまり、アキシャルリード部品に本発明が適用されてもよい。また、リード線あるいはピンを有する部品であれば、ＬＥＤ部品１０８に限定されず、種々の電気部品に本発明が適用されてもよい。

また、上記実施例では、部品保持具７７、つまり、チャックにより部品が保持されているが、部品を保持可能な保持装置であれば、吸着ノズル，ロボットアームなど、種々の態様で部品を保持する保持装置を採用することが可能である。また、ＬＥＤ部品１０８のリード線１１４がスペーサ２００の挿入溝２０２に挿入される際に、部品保持具７７によりＬＥＤ部品１０８の部品本体１１２が保持されているが、部品保持具７７によりリード線１１４が保持されてもよい。また、リード線１１４がスペーサ２００の挿入溝２０２に挿入され、ＬＥＤ部品１０８とスペーサ２００とが一体化された後に、一体化されたＬＥＤ部品１０８とスペーサ２００とが、部品本体１１２において保持されているが、リード線１１４若しくは、スペーサ２００において保持されてもよい。つまり、一体化されたＬＥＤ部品１０８とスペーサ２００とが、リード線１１４若しくは、スペーサ２００において保持された状態で、パーツカメラ２８による撮像、回路基材１２への装着作業などが実行されてもよい。

また、上記実施例では、１対のリード線を有するリード部品に適用されているが、３本以上のリード線を有するリード部品に本発明が適用されてもよい。また、上記実施例では、リード部品が有する全てのリード線がスペーサの挿入穴に挿入されているが、リード部品が有する全てのリード線のうちの一部が、スペーサの挿入穴に挿入されてもよい。

また、上記実施例では、リード線１１４の挿入溝２０２への挿入時に、部品本体１１２の下端面がスペーサ２００の上端面に接触するまで、つまり、リード線１１４の根元まで、リード線１１４が挿入溝２０２に挿入されているが、リード線１１４の途中まで、リード線１１４が挿入溝２０２に挿入されてもよい。このように、一体化されたＬＥＤ部品１０８とスペーサ２００とが、回路基材１２に装着される際に、部品保持具７７により把持された部品本体１１２が、回路基材１２に向って押し込まれることで、リード線１１４が根元まで挿入溝２０２に挿入され、リード線１１４の先端部が、回路基材１２の貫通穴１８０に挿入される場合もある。

また、上記実施例では、テープフィーダ１００に内蔵されているリード屈曲装置１２４により、リード線１１４が屈曲されているが、テープフィーダ１００の外部に配設されたリード屈曲装置、あるいは部品実装機上にテープフィーダとは独立して設けられたリード屈曲装置により、リード線１１４が屈曲されてもよい。また、部品実装機１０の内部で、リード線１１４が屈曲されなくても、部品実装機１０の外部でリード線１１４が屈曲され、リード線１１４が屈曲されたＬＥＤ部品が、部品実装機１０において供給されてもよい。このようなリード線１１４が屈曲されたＬＥＤ部品１０８は、作業者がリード線１１４を屈曲したものであってもよい。

また、上記実施例では、部品保持具７７に保持されたＬＥＤ部品１０８と、トレイ２３０に載置されたスペーサ２００とが一体化された後に、一体化されたＬＥＤ部品１０８とスペーサ２００とが回路基材１２に装着されているが、ＬＥＤ部品１０８とスペーサ２００とが個別に回路基材１２に装着されてもよい。つまり、部品保持具７７によりスペーサ２００を把持し、部品保持具７７に把持されたスペーサ２００を、挿入溝２０２と貫通穴１８０とが連通するように、回路基材１２の上面に載置する。そして、部品保持具７７によりＬＥＤ部品１０８を把持し、部品保持具７７により把持されたＬＥＤ部品１０８のリード線１１４の先端部を、回路基材１２の上面に載置されたスペーサ２００の挿入溝２０２に挿入する。このように、ＬＥＤ部品１０８とスペーサ２００とが個別に回路基材１２に装着されてもよい。

１０：部品実装機（作業機）２８：パーツカメラ（撮像装置）７７：部品保持具（保持装置）１０８：ＬＥＤ部品（リード部品）１１２：部品本体部１１４：リード線１９０：スペーサ１９２：貫通穴（挿入穴）２００：スペーサ２０２：挿入溝（挿入穴）

Claims

リード線と部品本体とを有するリード部品の前記リード線がスペーサに形成された挿入穴に挿入され前記スペーサの下端面から延び出した状態であって前記リード部品と前記スペーサとが抜け落ちることがないように一体化させたものを保持する保持装置と、前記保持装置に保持され前記リード部品とスペーサとが抜け落ちることがないように一体化させたものを撮像する撮像装置とを備え、前記リード部品とスペーサとが抜け落ちることがないように一体化させたものを基板に装着する作業機であって、
前記保持装置が、
保持した前記リード部品のリード線を前記スペーサの下端面から延び出すまで挿入させ、前記リード部品と前記スペーサとが抜け落ちることがないように一体化させるとともに、前記撮像装置による撮像データに基づいて、前記スペーサの下端面から延び出したリード線を前記基板の貫通穴に挿入することで、保持した前記リード部品とスペーサとが抜け落ちることがないように一体化させたものを前記基板に装着する作業機。
前記保持装置は、前記リード部品と前記スペーサとが抜け落ちることがないように一体化させたものの前記リード部品の部品本体を保持する請求項１に記載の作業機。
前記リード部品が、ＬＥＤ部品である請求項１または請求項２に記載の作業機。
リード線と部品本体とを有するリード部品の前記リード線がスペーサに形成された挿入穴に挿入され前記スペーサの下端面から延び出した状態であって前記リード部品と前記スペーサとが抜け落ちることがないように一体化させたものを保持する保持装置と、前記リード部品とスペーサとが抜け落ちることがないように一体化させたものを撮像する撮像装置とを備えた作業機において、前記リード部品とスペーサとが抜け落ちることがないように一体化させたものを基板に装着する部品装着方法であって、
前記保持装置が前記リード部品のリード線を前記スペーサに形成された挿入穴に挿入させ、前記リード部品とスペーサとが抜け落ちることがないように一体化させる挿入工程と、
前記挿入工程によって前記リード部品とスペーサとが抜け落ちることがないように一体化させたものを前記保持装置が保持して前記撮像装置により撮像する撮像工程と、
前記撮像工程による撮像データに基づいて、前記保持装置が前記スペーサの下端面から延び出したリード線を前記基板の貫通穴に挿入し、前記リード部品とスペーサとが抜け落ちることがないように一体化させたものを前記基板に装着する装着工程と
を含む部品装着方法。