JPH02256299A - 電子部品の基板への挿入方法及び装置 - Google Patents

電子部品の基板への挿入方法及び装置

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JPH02256299A
JPH02256299A JP1078989A JP7898989A JPH02256299A JP H02256299 A JPH02256299 A JP H02256299A JP 1078989 A JP1078989 A JP 1078989A JP 7898989 A JP7898989 A JP 7898989A JP H02256299 A JPH02256299 A JP H02256299A
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electronic component
board
pressure
substrate
air cylinder
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JP1078989A
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Hirosada Takahashi
高橋 宏禎
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Far East Engineering Co Ltd
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Far East Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子部品の基板への挿入方法及び装置に係り
、特に挟持装置で挟持した電子部品と基板との相対的な
位置決めをした後、該電子部品を高速度で該基板に接近
させ、該電子部品のリード線を該基板のリード線挿入穴
に挿入するに際し、該電子部品の移動速度を低速度とし
、かつ弱い操作力で該リード線を挿入し、また該挿入終
了後回び高速度で該挟持装置を該基板より離脱させるこ
とにより、電子部品及び基板を傷めることがことがなく
、また確実な挿入作業を高能率で行うことができる電子
部品の基板への挿入方法及び装置に関する。
従来の技術 基板へ電子部品を挿入する従来の方法としては、部品供
給装置によって整列供給される電子部品を挟持装置で挟
持して基板の上方位置へ搬送し、該基板と該電子部品と
の相対的な位置決めを行った後、挟持装置を基板に接近
又は離脱する方向に移動させるように構成したエアシリ
ンダに例えば5kg/−の圧縮空気を供給して該挟持装
置を基板に接近させ、基板のリード線挿入穴にリード線
を挿入する。そして、基板の下方に配設した挟持装置の
動きと同期して作動するカットアンドクリンチ装置に備
えた検出装置により、基板の下面より突出したリード線
を検出して所定の長さに切断し、基板との半田付は強度
を強固なものとし、また脱落を防止するために約90°
折り曲げる。一方、挟持装置は次の電子部品供給に備え
るため、シリンダに供給する例えば5賭/−の圧縮空気
の流れる経路を切り換えて基板から離脱させ、部品供給
装置の位置に戻す、こうして電子部品の挿入が終了した
基板を次工程である半田付は装置へと搬送する方法及び
装置が知られている。
しかし、該従来方法及び装置においては、基板と挟持装
置との相対的な位置決めを行った後、電子部品を基板に
接近させて挿入するに際してエアシリンダへ一定の高い
圧力の圧縮空気を供給して挿入するので、電子部品は高
速度で基板に接近し、該高速度のまま基板のリード線挿
入穴にリード線が挿入され、挿入の安定性に欠け、挿入
が完全に行われないことがあるという欠点があった。ま
た高速度で電子部品と基板とが当接するため強い衝撃力
が働き、電子部品及び基板を損傷してしまうという欠点
があった。更には挿入が必要以上に強い力で行われ、該
強い力を電子部品に作用させてしまうので電気的特性が
変化してしまうおそれがあるという欠点があった。
また電子部品の複数のリード線のうちの何本かが多少曲
った状態で挿入されることがあるが、該曲ったリード線
が基板のリード線挿入穴に挿入されなくても、そのまま
強い力で電子部品を基板に押し付けてしまい、リード線
を復元不可能な形にまで極度に変形させ、基板を傷付け
てしまうという欠点があった。更には電子部品の挿入を
検出する検出装置が基板の下面側に配設されたカット装
置及びクリンチ装置を備えた複雑な機構を持つカットア
ンドクリンチ装置に設けられているため、該カットアン
ドクリンチ装置の構造が更に複雑となり、保守が困難で
あると共に、切断されたリード線の落下位置近傍に該検
出装置があるため、落下するリード線を誤って検出して
電子部品挿入装置を誤作動させるという欠点があった。
目  的 本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされ
たものであって、その目的とするところは、電子部品と
基板との相対的な位置決めをして、該電子部品を挟持す
る挟持装置を基板に接近又は離脱する方向に移動させる
エアシリンダに高圧力の圧縮空気を供給して高速度で基
板に接近させた後、圧縮空気の圧力を高圧力から低圧力
に切り換えて低速度かつ弱い操作力で電子部品のリード
線を基板のリード線挿入穴に挿入し、再び圧縮空気の圧
力を低圧力から高圧力に切り換えて高速度で挟持装置を
基板から離脱させることにより、基板へのリード線の挿
入を確実に行うことができるようにすることであり、ま
たこれにより作業能率を向上させることである。また他
の目的は、電子部品と基板との当接による強い衝撃力の
発生をなくし、電子部品及び基板の損傷を防止すること
である。
更に他の目的は、リード線の挿入を適正な操作力で行う
ことにより、電子部品の特性の変化を防止することであ
り、また万一リード線が基板のリード線挿入穴に挿入さ
れなかった場合でも、リード線を極端に変形させて電子
部品を破損するのを防止することである。
また他の目的は、挟持装置を基板に対して接近又は離脱
させる方向に移動させる基板上面側に配設したエアシリ
ンダ部にリード線の挿入終了を検出する検出装置を配設
することにより、切断されたリード線による誤検出を防
止することであり、また電子部品挿入装置の保守を容易
にすることである。
構成 要するに本発明方法(請求項1)は、電子部品と該電子
部品を実装する基板との相対的な位置を位置決めした後
、エアシリンダによって挟持装置で挟持した前記電子部
品のリード線を前記基板の挿入穴に挿入する方法におい
て、前記エアシリンダに高圧力の圧縮空気を供給して高
速度で前記電子部品を前記基板に接近させた後、前記エ
アシリンダへ供給する圧縮空気の圧力を低圧力にして低
速度で前記電子部品のリード線を前記基板の挿入穴に挿
入することを特徴とするものである。
また本発明方法(請求項2)は、電子部品と該電子部品
を実装する基板との相対的な位置を位置決めした後、エ
アシリンダによって挟持装置で挟持・した前記電子部品
のリード線を前記基板の挿入穴に挿入する方法において
、前記エアシリンダに高圧力の圧縮空気を供給して高速
度で前記電子部品を前記基板に接近させた後、前記エア
シリンダへ供給する圧縮空気の圧力を低圧力にして低速
度で前記電子部品のリード線を前記基板の挿入穴に挿入
し、該挿入後頁び前記エアシリンダへ供給する圧縮空気
の圧力を高圧力として高速度で前記基板から前記挟持装
置を離脱させることを特徴とするものである。
また本発明装置(請求項3)は、電子部品を挟持して基
板位置へ搬送する挟持装置と、該挟持装置を前記基板に
対して接近又は離脱する方向に移動させるエアシリンダ
と、前記挟持装置が前記基板から離れた位置にあること
を検出する第1の検出手段と、前記挟持装置が前記基板
に接近した位置にあることを検出する第2の検出手段と
、前記挟持装置が前記電子部品のリード線を前記基板の
挿入穴に挿入し終えた位置にあることを検出する第3の
検出手段と、前記エアシリンダに供給する圧縮空気の圧
力を高圧力と低圧力とに切り換える切換手段と、前記挟
持装置が前記第1の検出手段の位置にあるとき、始動指
令信号に応答して前記エアシリンダに高圧力の圧縮空気
を供給して高速度で前記挟持装置を前記基板に接近させ
、該接近によって前記挟持装置が前記第2の検出手段の
位置に到達することにより前記第2の検出手段から送出
される検出信号に応答して前記切換手段を作動させて前
記エアシリンダに供給する圧縮空気の圧力を高圧力から
低圧力に切り換えて低速度かつ小さな操作力で前記電子
部品のリード線を前記基板の挿入穴に挿入し、前記挟持
装置が第3の検出手段の位置に到達することにより該第
3の検出手段から送出される挿入終了を検出する検出信
号に応答して再び前記切換手段を作動させて前記エアシ
リンダに供給する圧縮空気の圧力を低圧力から高圧力に
切り換えて高速度で前記挟持装置を前記基板より離脱さ
せるように前記切換手段に指令信号を送出する制御装置
とを備えたことを特徴とするものである。
以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する0本発
明に係る電子部品の基板への挿入装置1を説明するに当
り、まず電子部品2の搬送挿入装置3と、クリンチ装置
4について説明する。
第1図及び第2図において、搬送挿入装置3は、所定の
位置に保持された基板5の平面5aと平行な面内でX、
Y方向に移動して基板との相対的な位置決めを行った後
、平面5aと直角な方向(矢印A又はB方向)に移動し
て電子部品2のリード線2aを基板5の挿入穴5bに挿
入するものであって、案内台6に固定したXガイドメタ
ル8にXガイド棒9が、Yガイドメタル10にYガイド
棒11が嵌合して夫々X及びYガイド棒9.11上で摺
動可能とされ、図示しない駆動装置でX及びYガイド棒
9,11を平面5aと平行な面内で移動させ、該平面内
の任意の位置へ移動可能に構成されている。そして搬送
挿入装置3は、挟持装置12と、第1のエアシリンダ1
3とを2組備えている。
挟持装置12は、電子部品2を挟持して基板5に接近又
は離脱する方向に移動してリード線2aを挿入穴5bに
挿入するものであって、案内台6に設けた溝6aに嵌合
して矢印A又はB方向に摺動するガイドブロック14に
固定された第2のエアシリンダ15を備え、8亥第2の
エアシリンダに図示しない圧縮空気供給源から圧縮空気
を供給して2本の挟持腕16を互いに接近し又は離れる
方向に動かして挟持腕16の間で電子部品2を挟持する
ようになっている。
また、ガイドブロック14に固定されたピン18に回動
自在に連結されたロンドエンド19と第2のエアシリン
ダ13のピストンロッドL3aの先端とがナフト20で
固定されている。そして、圧縮空気供給源36(第4図
)から圧縮空気を第1のエアシリンダ13に供給して挟
持装置12を案内台6の溝6aに沿って案内して矢印A
又はB方向に移動させるようになっている。
第3図をも参照して、第1のエアシリンダ13は、ピス
トンロッド13aの一端が固定されたピストン13bが
バイブ状のシリンダ13cの内部で摺動可能となってお
り、またピストン13bには2個のピストンリング13
dが装着され、シリンダ13cとの間の隙間をなくして
圧縮空気の漏れを防ぎ、シリンダ13cの内部を第1の
シリンダ室13eと第2のシリンダ室13fとに分けて
いる。更にピストン13bには円環状の磁石13gを、
シリンダ13cの外壁には磁石13gが近付いたとき磁
気を検出して信号を送出する検出手段の一例たるリード
スイッチ21a、第2の検出手段の一例たるリードスイ
ッチ21b及び第3の検出手段の一例たるリードスイッ
チ21cを、夫々挟持装置12が基板5と離れたエアシ
リンダ13のストロークの上端付近にあるときリードス
イッチ21aが信号を送出するように、また挟持装置1
2が基板5に接近した位置にあるときリードスイッチ2
1bが信号を送出するように、更に挟持装置12が電子
部品2の挿入が終了した位置にあるときリードスイッチ
21cが信号を送出する位置に夫々配設されている。
また速度制御弁22は、第1のエアシリンダ13に供給
する圧縮空気の量を調節してピストン13bの速度、即
ち挟持装置12の移動速度を手動設定するためのもので
ある。案内台6に固定された固定板23に形成された穴
を貫通するクツション棒24の一端はロンドエンド25
を介してピンI8と連結され、他の一端には大径部24
aを形成して、該大径部と固定板23との間に弾性部材
の一例たる圧縮ばね26を配設して、第1のエアシリン
ダ13によって挟持装置12を矢印A方向に下降させた
とき大径部24aで圧縮ばね26を圧縮することで挟持
装置12の慣性力を吸収するようになっている。
第1図を参照して、クリンチ装置4は、基板5に挿入さ
れた電子部品2のリード線2aを基板5の下面で折り曲
げ、挿入が完了した電子部品2の抜けを防止すると共に
半田付は強度を強化するようにしたものであって、挟持
装置12の移動に同期させてリードねじ28を回転させ
てX方向に、また図示しない駆動装置によってガイドレ
ール29上でクリンチ部30をY方向に移動させて基板
5に挿入された電子部品2の下方に移動し、第3のエア
シリンダ31及びモータ32を作動させて爪33により
リード線を基板5の下面で折り曲げるようになっている
が、本発明の要部に直接関係しないので詳細な説明は省
略する。
また第4図を参照して、挟持装置12が基板5から離れ
た位置にあり、リードスイッチ21aからの信号が送出
されているとき、制御装置34からの指令により切換手
段35を作動させて第1のシリンダ13に高い圧力の圧
縮空気を供給して高速度で挟持装置12を基板5に接近
させ、挟持装置12が基板5に近い位置に到達すること
によりリードスイッチ21bから送出される信号に応答
して制御装置34が切換手段35を作動させて第1のエ
アシリンダ13へ供給する圧縮空気の圧力を高圧力から
低圧力に切り換えて低速度でリード線2aをリード線挿
入穴5bに挿入し、該挿入が終了するとリードスイッチ
21cから信号が送出されるので、これに応答して制御
装置34が切換手段35を作動させて圧縮空気の圧力を
再び低圧力から高圧力に切り換えて、高速度で挟持装置
12を基板5から離脱させるようになっている。
そして本発明に係る方法(請求項1)は、電子部品2と
、該電子部品を実装する基板5の相対的な位置を位置決
めした後、エアシリンダによって挟持装置12で挟持し
た電子部品2のリード線2aを基板5の挿入穴5bに挿
入する方法において、第1のエアシリンダ13に高圧力
の圧縮空気を供給して高速度で電子部品2を基板5に接
近させた後、第1のエアシリンダ13へ供給する圧縮空
気の圧力を低圧力にして低速度で電子部品2のリード線
2aを基板5の挿入穴5bに挿入する方法である。
また本発明に係る方法(請求項2)は、電子部品2と、
電子部品2を実装する基板5の相対的な位置を位置決め
した後、シリンダによって挟持装置12で挟持した電子
部品2のリード線2aを基板5の挿入穴5bに挿入する
方法において、エアシリンダ13に高圧力の圧縮空気を
供給して高速度で電子部品2を基板5に接近させた後、
第1のエアシリンダ13へ供給する圧縮空気の圧力を低
圧力にして低速度で電子部品2のリード線2aを基板5
の挿入穴5bに挿入し、該挿入後頁び第1のエアシリン
ダ13へ供給する圧縮空気の圧力を高圧力として高速度
で基板5から挟持装置12を離脱させる方法である。
作用 本発明は、上記のように構成されており、以下その作用
について説明する。第1図及び第2図において、図示し
ない部品供給装置によって供給される電子部品2の素子
部2bを2つの挟持腕16で挟持してX及びY駆動装置
(図示せず)を作動させ、搬送挿入装置3を、所定位置
に搬送されて停止した基板5の電子部品2を挿入すべき
挿入穴5bの位置に移動させる。またこれと同期させて
クリンチ装置4を、ガイドレール29上を図示しない駆
動装置で移動させると共にリードねじ28を回転させて
X、Y方向に移動させ、爪33を上記挿入穴5bの下方
に位置決めする。基板5と搬送挿入装置3及びクリンチ
装置4の相対的な位置は、予めプログラムされた制御装
置34によって電子部品2を挿入する位置に位置決めさ
れる。この時、挟持装置12は、第5図(イ)に示す如
く、第1のエアシリンダ13のストロークの上端位置に
あり、磁石13gはリードスイッチ21aの位置にある
ので、リードスイッチ21aから挟持装置12が基板5
から離れた位置にあることを検出する信号が制御装置3
4に送出される。そして電子部品2を基板5に挿入する
条件がすべて整うと、制御装置34から送出される挿入
開始信号に応答して切換手段35が作動して圧縮空気供
給源36から例えば5kg/cIaの高圧力の圧縮空気
を第1のエアシリンダ13の第1のシリンダ室13eへ
供給する。これによって、ピストン13bが押し下げら
れ、該運動は、ピストンロッド13a、ロッドエンド1
9、ピン18を介してガイドブロック14に伝達されて
挟持装置12は、案内台6の溝6aに沿って高速度(第
6図の■1の速度)で下降する。挟持装置12が時間1
.の間に距離L1下降して第5図 (ロ)に示す位置に
到達すると、リードスイッチ21bと磁石13gとが対
向し、リードスイッチ21bから挟持装置12が基板5
に接近したことを検知した信号が制御装置34に伝達さ
れ、これに応答して制御装置34から切換信号が切換手
段35に送出され、切換手段35は第1のエアシリンダ
13に供給する圧縮空気の圧力を例えば0.5 kg/
cn!の低圧力に切り換えるので、挟持装置12の下降
速度は極く遅い速度(第6図V2の速度)となり、ゆっ
くりとリード線2aを挿入穴5bに挿入する。そして挟
持装置12が時間t2の間に距離L2だけ下降して第5
図(ハ)の状態に至ると、基板5と電子部品2の素子部
2bとが当接するが、挿入速度が極く遅い速度となって
いるので、該当接による衝撃力も極めて弱く、電子部品
2及び基板5を傷付けることは勿論、電気的特性を劣化
させることもない。
また圧縮空気の圧力を低圧力とすることによって極く弱
い力でリード線2aの挿入が行われるので、もしリード
線2aが挿入穴5bに挿入されず基板5に突き当たって
も、リード線2aを曲げることなくその位置で第1のエ
アシリンダ13の作動は停止し、電子部品2を傷めるこ
とはない。この場合には、挿入が完全に終了した第5図
(ハ)の状態になってもリードスイッチ21Cからの挿
入終了信号が送出されないので、制御装置34は、所定
の時間が経過してもリードスイッチ21Cから信号が送
出されないときは挿入異常と判断して異常信号を送出し
て図示しない警報装置を作動させ、作業者に異常を知ら
せる。
電子部品2が所定の位置まで挿入される(第5図(ハ)
)と、リードスイッチ21cから挿入終了信号が送出さ
れるので、制御装置34はこれに応答してクリンチ装置
4を作動させて爪33で基板5の下方に突出しているリ
ード線2aを折り曲げる。挟持装置12は、該折り曲げ
に要する所定の時間だけ電子部品2を挟持したまま第5
図(ハ)の状態で停止して該折り曲げを確実なものとす
るのを助ける。
その後、第2のエアシリンダ15に圧縮空気を供給して
2本の挟持腕16を互いに離れる方向に動かして電子部
品2の挟持を解放し、制御装置34からの指令に基いて
切換手段35は第1のシリンダ室13eへの圧縮空気の
供給を停止して第2のシリンダ室13fへ例えば5kg
/cnlの高圧力の圧縮空気を供給するので、挟持装置
12は、高速度で時間t3の間に距離L:+(L3=L
1 +Lz)だけ上昇し、元の位置に戻って停止する(
第5図(ニ))。
電子部品2の基板5への挿入は、上記した如く、実際の
リード線2aの挿入時には遅い速度で、かつ弱い操作力
で行い、それ以外の工程は、高速度で行うので能率のよ
い、確実な挿入を行うことができる。
効果 本発明は、上記のように電子部品を挟持する挟持装置を
基板に接近又は離脱する方向に移動させるエアシリンダ
に高圧力の圧縮空気を供給して高速度で基板に接近させ
た後、圧縮空気の圧力を高圧力から低圧力に切り換えて
低速度かつ弱い操作力でリード線を挿入穴に挿入し、再
び圧縮空気の圧力を低圧力から高圧力に切り換えて高速
度で挟持装置を基板から離脱させるようにしたので、リ
ード線の基板への挿入を確実に行うことができ、作業能
率を向上させることができる効果がある。
また基板と電子部品との当接による衝撃力を極めて小さ
くすることができるので、電子部品及び基板を傷付ける
ことがないという効果がある。
更にはリード線の挿入を適正な弱い力で行うようにした
ので、電子部品に過度の力が作用することがなく電気的
特性を劣化させることがなく、リード線が挿入穴に挿入
されなかった場合でも、リード線を極端に変形させてし
まうことがないという効果がある。
またリード線の挿入終了を検出する検出手段を基板上面
側のエアシリンダに配設したので、切断されたリード線
による誤検出を防止できると共に、クリンチ装置の構造
を簡単にして保守を容易にできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例に係り、第1図は電子部品の基板
への挿入装置の全体を示す正面図、第2図は電子部品の
搬送挿入装置の斜視図、第3図は第1のエアシリンダの
構造を示す要部縦断面図、第4図は電子部品の基板への
挿入装置の構成を示すブロック図、第5図は電子部品挿
入の各工程を示す要部正面図、第6図は電子部品挿入の
時間と作動速度との関係を示す線図である。 1は電子部品の基板への挿入装置、2は電子部品、2a
はリード線、5は基板、5bは挿入穴、12は挟持装置
、13はエアシリンダの一例たる第1のエアシリンダ、
13bはピストン、13gは磁石、21aは第1の検出
手段の一例たるリードスイッチ、21bは第2の検出手
段の一例たるリードスイッチ、21cは第3の検出手段
の一例たるリードスイッチ、34は制御装置、35は切
換手段である。 特許出願人 ファーイーストエンジニアリング株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電子部品と該電子部品を実装する基板との相対的な
    位置を位置決めした後、エアシリンダによって挟持装置
    で挟持した前記電子部品のリード線を前記基板の挿入穴
    に挿入する方法において、前記エアシリンダに高圧力の
    圧縮空気を供給して高速度で前記電子部品を前記基板に
    接近させた後、前記エアシリンダへ供給する圧縮空気の
    圧力を低圧力にして低速度で前記電子部品のリード線を
    前記基板の挿入穴に挿入することを特徴とする電子部品
    の基板への挿入方法。 2 電子部品と該電子部品を実装する基板との相対的な
    位置を位置決めした後、エアシリンダによって挟持装置
    で挟持した前記電子部品のリード線を前記基板の挿入穴
    に挿入する方法において、前記エアシリンダに高圧力の
    圧縮空気を供給して高速度で前記電子部品を前記基板に
    接近させた後、前記エアシリンダへ供給する圧縮空気の
    圧力を低圧力にして低速度で前記電子部品のリード線を
    前記基板の挿入穴に挿入し、該挿入後再び前記エアシリ
    ンダへ供給する圧縮空気の圧力を高圧力として高速度で
    前記基板から前記挟持装置を離脱させることを特徴とす
    る電子部品の基板への挿入方法。 3 電子部品を挟持して基板位置へ搬送する挟持装置と
    、該挟持装置を前記基板に対して接近又は離脱する方向
    に移動させるエアシリンダと、前記挟持装置が前記基板
    から離れた位置にあることを検出する第1の検出手段と
    、前記挟持装置が前記基板に接近した位置にあることを
    検出する第2の検出手段と、前記挟持装置が前記電子部
    品のリード線を前記基板の挿入穴に挿入し終えた位置に
    あることを検出する第3の検出手段と、前記エアシリン
    ダに供給する圧縮空気の圧力を高圧力と低圧力とに切り
    換える切換手段と、前記挟持装置が前記第1の検出手段
    の位置にあるとき、始動指令信号に応答して前記エアシ
    リンダに高圧力の圧縮空気を供給して高速度で前記挟持
    装置を前記基板に接近させ、該接近によって前記挟持装
    置が前記第2の検出手段の位置に到達することにより前
    記第2の検出手段から送出される検出信号に応答して前
    記切換手段を作動させて前記エアシリンダに供給する圧
    縮空気の圧力を高圧力から低圧力に切り換えて低速度か
    つ小さな操作力で前記電子部品のリード線を前記基板の
    挿入穴に挿入し、前記挟持装置が第3の検出手段の位置
    に到達することにより該第3の検出手段から送出される
    挿入終了を検出する検出信号に応答して再び前記切換手
    段を作動させて前記エアシリンダに供給する圧縮空気の
    圧力を低圧力から高圧力に切り換えて高速度で前記挟持
    装置を前記基板より離脱させるように前記切換手段に指
    令信号を送出する制御装置とを備えたことを特徴とする
    電子部品の基板への挿入装置。 4 前記第1の検出手段、第2の検出手段及び第3の検
    出手段は、前記エアシリンダのピストンに配設した磁石
    と、該エアシリンダの外壁に配設され前記磁石により開
    閉するリードスイッチとで構成したことを特徴とする請
    求項3に記載の電子部品の基板への挿入装置。
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