JPH02284834A - 立体搬送自動組立装置 - Google Patents

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、多種電源サプライ用の電源ユニットなどの如
き、一つの基本フレームにトランス、コイル、抵抗、コ
ンデンサなど多数、多品種の部品が取り付けられて形成
されている組立品を組み立てる立体搬送自動組立装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来、このような多部品を装着した組立品の組立作業は
手作業により行われていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、例えば電源ユニットなどの如き電気アセンブリ
の組立工程は複雑であり、手作業による組み立ては多大
の手間と費用を要し、かつ品質の均−性或いは信頬性に
おいて良好なものではなかった。さらに省力化のために
これを自動化しようとしても工程が？ｊ［雑であり、長
大な設備を必要とし、効果的な自動化が困難であった。

本発明は、従来のものの上記の問題点を解決し、有効な
自動化が行え、組立ＭＡ　’ｌ全体を小型化することが
できる立体搬送組立装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、基本フレームに複数個の部品を取り付けた組
立品を組み立てる組立装置において、前記基本フレーム
を着脱可能に保持する複数の保持手段と、該基本フレー
ムに所定の部品の取付作業を行う複数の作業ステージシ
ンと、前記複数の保持手段を、所定の間隔を保ちながら
、間欠的に前記複数の作業ステーションを順次通過せし
めて搬送せしめる移送手段とを備え、前記各作業ステー
ションには、前記基本フレームの移送時には該基本フレ
ーム及び前記保持手段との通過を妨げぬよう引込んで待
機しており、前記基本フレームが前記作業ステーション
で所定の位置にあるときに、該基本フレームに向けて異
なる複数の方向から移動して近接し所定の部品を堰り付
けるための作業を行う、基本フレームに対して複数の異
なる方向から擾乱可能な複数個の作業手段とを備えてい
ることを特１枚とする立体搬送自動組立装置である。

〔作　用〕

本発明は、多数段階の製造工程をブロックに分けて、一
つのプロノク工程においては同じ場所で、複数の作業手
段が複数の異なる方向から立体的に基本フレームに向け
て接近して作業を行うようにしたので、空間を立体的に
有効に利用して、多くの種類の作業を同一の作業ステー
ションで行うことができるようになり、組立ラインの全
長を著しく短くすることが可能となり、また各作業ステ
ーションに別のサブステーションを付属させる必要もな
く、各作業ステーション自体が節単となる。

さらに工程間の移送や段取りが減少するので生産性が向
上する。

〔実施例〕

本発明の組立品として電気アセンブリに適用した実施例
につき図面を用いて説明する。

第１図は電気アセンブリ組立装置の組立ラインの全体図
である。１はトロリ２と保持ロッド３とより成る保持手
段であり、下端に部品としての電気部品を取り付ける、
基本フレームとしての取付基板４　（以下基板４という
）を着脱可能に保持している。複数個の保持手段１は、
（・■互をチェーン５により接続され、チェーン５を公
知の駆動装置（図示せず）によって駆動することにより
、移送方向６に向かいガイドレール７に沿って所定の間
隔を保ちながら、間欠的に移送されるようになっている
。

Ａ−Ｈは次の如き作業ステーションであり、基板４はそ
れぞれの作業ステーションにおいて定位置に位宜決め固
定され、基板の供給、チップ部品の表側からの貼着、ハ
ンダ付け、挿入部品の表側からの挿入、裏側からのハン
ダ付け、検査などの作業が行われる。

益仮傅班捨 Ａ、基板供給作業ステーション チップ　１の　　の　　　らの讐“　、ハンダ　けＢ、
クリームハンダ塗布作業ステーションＣ，チップ部品貼
着作業ステーション Ｄ、ハンダ加熱作業ステーション Ｅ、挿入部品挿入作業ステーション Ｆ、クリームハンダ塗布作業ステーションＧ、ハンダ加
熱作業ステーション 捜−査 Ｈ９検査作業ステーション 次に各作業ステーションについて説明する。

先ず、基板供給作業ステーションＡは第２〜５図に示さ
れる。

保持手段ｌにつき詳述すれば、保持ロッド３はトロリ２
から懸垂され、外筒８と、その中を上下摺動及び回転可
能に支持され、バネ９により支えられた操作ロッド１０
より成る。操作ロッド１０の上端には角形軸端１１、下
端には第６〜８図に示す如きＴ字バー１２が設けられて
いる。１３は角形軸端１１と係合する角穴１４を有し、
昇降及び回転を行うスパナである。外筒８には、作業ス
テーションにおいて保持手段１の左右方向の振れを聞え
概略のセンタリングをするためのガイド板１５が設けら
れている。

基板４は、平板部１６と側板部１７．１８と、つなぎ板
１９．２０により箱状に形成されている。

裏側（箱の内側）及び表側（箱の外側）にはプリント配
線などの配線がなされ、表側の所定の位置にはチップ部
品或いはフラットパッケージ型ＩＣなどのように表側か
らのみの作業で装着できる電気部品をハンダ付けするた
めのリードが設けられ、また脚付或いはリード線付の電
気部品（挿入部品）の脚或いはリード線を挿入し裏側で
導通部にハンダ付けを行うための挿入孔が設けられてい
る。表側の配線、リードと裏側の配線、導通部との間に
はスルーホールなどにより適宜導通がとられている。

この基板４は、プリント基板を折り曲げたり、組み合わ
せたりして形成してもよく、また金属又はプラスチック
製の枠の窓にプリント基板を取りつけり、治具としての
プラスチック製の枠に、プリント配線を施したフィルム
状の基板シートを取り付けるようにして形成してもよい
。

基板４の平板部１６の中央には第６〜８図に示す如き長
穴２１が設けられている。この長穴２１の大きさ、形状
は、Ｔ字バー１２を、長手方向を長穴２１の長手方向と
合わせればＴ字バー１２が通過し、第６〜８図の如＜１
゛字バー１２を直角に回すと外れないようになっている
。２２はまわり止めである。

２３は基板４を下方から上昇せしめて供給するための昇
降台である。

２４は基板４の側板部１７，１８の上縁をおさえて昇降
台２３との間で基板４を保持するおさえ片であり、シリ
ンダ２５により昇降を、ＸＹ子テーブル６によりＸ及び
Ｙ方向の移動ができるようになっている。おさえ片２４
の長手方向のＶ　ｔ’！２７により基４Ｉｉ４のＸ方向
の位置決めを行い、Ｖ？ｉ２７の中の突起２日と、これ
に係合するよう側板部１７１８の上縁に設けたＶノツチ
２９とによりＹ方向の位置決めを行うことができる。

３０はガイド板１５を挟むようにガイドして保持手段ｌ
のＸ方向の概略のセンタリングを行うためのガイドロー
ラである。

保持手段１により基板４を保持するには、先ず適当なフ
ィーダ（図示せず）により供給を受けた基板４を昇降台
２３により保持手段１の真下にて上昇せしめ、平板部１
６の上面を自由状態の操作ロッド１０のＴ字バー１２の
すぐ下に接近せしめる。この状態で、予めＸ、Ｙ方向の
調節を行ったおさえ片２４を下降せしめて、基板４をＸ
、Ｙ方向の位置決めをしながら昇降台２３との間で挟持
して保持する。次にスパナ１３を下降せしめて角形軸端
をまわしてＴ字バー１２の方向を長穴２１の方向と合わ
せ、さらにスパナ１３を下降せしめてバネ９を縮めなが
ら操作口７ド１０を下げ、Ｔ字バー１２が平板部１６を
通過した後、直角にまわし、スパナ１３を上昇せしめ、
しかる後おさえ片２４を上昇せしめれば、平板部１６は
Ｔ字バー１２と、外筒８の下端との間にバネ９のカによ
り挟持され、基板４は保持手段１により保持される。

次に、クリームハンダ塗布作業ステーションＢにつき第
９図により説明する。

クリームハンダ塗布作業ステーションＢには、第３．４
図における同様な位置決め固定用のおさえ片３１が、シ
リンダ３２により昇降可能に、ＸＹ子テーブル３により
ＸＹ力方向移動可能に支承されている。また、ＸＹ子テ
ーブル４．ＹＺ子テーブル５に支えられ、かつＸ方向又
はＸ方向に移動して、基板４に対して異なる方向から接
近してクリームハンダの塗布作業を行う作業手段として
のクリームハンダデイスペンサ３６．３７が備えられて
いる。ＸＹ子テーブル４．ＹＺ子テーブル５は予め定め
されたプログラムに従って操作され、基板４の表側の所
定位置にクリームハンダを塗布することができる。

次にチップ部品貼着作業ステーションＣについて第１０
図により説明する。

３８．３９．４０は、それぞれ基板４の位置決め固定用
のおさえ片１　シリンダ、ＸＹ子テーブルある。４１．
４２はチップ部品貼着手段であって４個が異なる方向か
ら基板４に対し接離可能に配備され、ＸＹＺテーブル４
３．４４により、予め定められたプログラムに従って、
クリームハンダを塗布した個所にチップ部品を貼着する
ことができる。

クリームハンダ塗布作業ステーションＢにおいて、接着
剤も併せ塗布するようにすれば、チップ部品の貼着も一
層確実となる。

４５はチップ部品を収容したリール、４６ははがしたカ
バーテープを巻くリール、４７はチップ部品を吸着する
ノズル、４８は空のテープの巻取りリールである。

次に、ハンダ加熱作業ステーションＤについて第１１図
により説明する。

４９．５０．５１は、それぞれ基板４の位置決め固定用
のおさえ片５　シリンダ、ＸＹ子テーブルある。５２．
５３はレーザ加熱ヘッドであって４個が異なる方向から
基板４に対して異なる方向から接離するよう配備され、
ＸＹ子テーブル４．ＹＺ子テーブル５によって予め定め
られたプログラムに従って貼着されたチップ部品の電極
部付近のクリームハンダをレーザにより加熱し、ハンダ
付けを行うようになっている。

第９〜ｌ１図のクリームハンダ塗布作業ステーションＢ
、チップ部品貼着作業ステーションＣ。

ハンダ加熱作業ステーションＤの何れの作業ステーショ
ンにおいても、デイスペンサ３６．３７、チップ部品貼
着手段４１．４２、レーザ加熱ヘッド５２，５３などの
作業手段は、異なる方向から立体的に基板４に離接する
ようになっているので、各々の作業手段の分担領域（平
板部１６用の２個は平板部１６の左右半分づつを分担）
の範囲内では、他の作業手段の動きと互いに干渉するこ
となく、同時に自由に移動して作業ができるので、多数
の個所のクリームハンダ塗布、チップ部品貼着或いはハ
ンダ加熱などの作業を短時間で行うことができる。

基板４の移動方向に沿って、第９．　１０．　１１図と
同様な配置により、さらに４個の作業手段を並べて配置
するようにしてもよい。

次に挿入部品挿入作業ステーションＥについて第１２図
により説明する。

第１２図において、基板４の周囲には、トランスなどの
大型電気部品５６Ａ、コイル、ケミカルコンデンサなど
の中型電気部品５７Ａ、５８Ａ、抵抗、コンデンサなど
の小型電気部品５９Ａ、６０Ａを、基板４に挿入するた
めの作業手段としての５個の挿入手段６１Ａ、６２Ａ、
６３Ａ、６４Ａ、６５Ａが、複数の異なる方向から立体
的に基Ｆｉ４に接近して、電気部品を基板４に設けられ
た挿入孔に、各電気部品の脚或いはリード線を挿入する
ようになっている。

各々の挿入手段にはそれぞれフィーダ（図示せず）が付
属して電気部品をそれぞれの挿入手段に供給するように
なっている。

これらの挿入手段は何れも基本的にはほぼ同様な構造で
あるので、−例として大型電気部品５６Ａを扱う挿入手
段６１Ａにつき説明する。

７１は大型電気部品５６Ａを挟持する開閉ツメ７６を上
下方向（基板４に接離する方向）に往復移動させるシリ
ンダ、７２は全体をＸ方向、Ｙ方向に移動せしめるＸＹ
子テーブルある。第１２図の状態からシリンダ７１をＺ
方向に伸ばせば大型電気部品５６Ａの脚７７は基板４の
挿入孔７Ｂに挿入されるようになっている。

非作業時で、保持手段１及び基板４が移動して通過する
とき、これを妨げぬようシリンダ７１により挿入手段６
１Ａが引込んで干渉を防ぐ。

８９は基板４の位置決め固定用のおさえ片、９０は昇降
用のシリンダ、９１はＸＹ子テーブルある。

次に、クリームハンダ塗布作業ステーションＦ及びハン
ダ加熱作業ステーションＧにつき、第１３図及び第１４
図により説明する。

第１３図において、９２は基板４の位置決め固定用のお
さえ片、９３はＸＹ子テーブル９４は昇降用のシリンダ
である。９５はノズルが回動可能な、クリームハンダの
デイスペンサヘッド、９６はそれをＸ、　Ｙ、　Ｘ方向
に動かすＸＹＺテーブルである。

第１４図において、９７は基板４の位置決め固定用のお
さえ片、９８はＸＹ子テーブル９９は昇降用のシリンダ
である。１００は照射方向が回動可能なレーザ加熱ヘッ
ド、１０１はそれをＸｌ　ＹＸ、Ｚ方向に動かすＸＹＺ
テーブルである。

これらの作業手段、即ちデイスペンサヘッド９５を有ス
るデイスペンサ、レーザ加熱ヘットを存するレーザ加熱
手段は、予め定められたプロゲラ１、に従って移動し、
所定の位置にクリームハンダの塗布及びレーザ加熱によ
るハンダ付けを行う。

検査作業ステーションＨにおいては、基板４は位置決め
固定されたあと、異なる方向から種々の検査手段が作業
手段として基板に接近し、電気的特性、絶縁性などの特
性の測定、或いは寸法検査などを行う。

以上の如く構成された各作業ステーションを基板を通過
せしめながら作業を行い電気アセンブリの組み立てを自
動的に行う。

即ち、基板供給作業ステー７ョンＡにおいては、フィー
ダから供給された基板を昇降台により上昇せしめ保持手
段に保持せしめる。

クリームハンダ塗布作業ステーションＢでは、基板４の
表側の所定の位置にクリームハンダを塗布し、チンプ部
品貼若作業ステーションＣでは、所定の位置に千ノブ部
品を貼着し、ハンダ加熱作業ステーションＤでは、ハン
ダをレーザなどにより加熱してハンダ付けを行う。この
三つの作業ステーションＢ、Ｃ，Ｄにおいて、基板の表
側にチップ部品、或いはフラノドパ・７ケ一ジ型部品な
どの如く表側のみで装着作業ができる部品を装着する。

次に挿入部品挿入作業ステーションにおいて、脚或いは
リード線を有する電気部品を、その脚或いはリード線を
基板の挿入孔に通すことにより挿入し、基板の裏側に出
た脚或いはリードの端部をハンダ付けしてこれらの電気
部品を基板に装着する。

次に検査作業ステーションにおいて所定の検査を行い、
次の工程に移送する。

基板と保持手段から外す場合は、基板を別途保持し、第
２．３図におけるスパナ１３と同様のスパナを作用せし
めて保持ロッド３を押し回し、Ｔ字バー１２を長穴２１
から外して基板４を開放すればよい。

本発明は、以上の如き電気アセンブリの自動組立に限ら
ず、他の電気アセンブリ２電気品以外の組立品などにも
適用され、基本フレームを搬送しながら、作業ステーシ
ョンで、種々の方向から立体的に複数の組立手段が接離
して作業を行い自動組立を行うものを含む。

〔発明の効果〕

本発明により、基本フレームの通過経路の周囲の異なる
方向から作業手段が接近して作業を行うため、空間を立
体的に有効に利用することができ、作業手段の配備はコ
ンパクトとなり、しかも一つの作業ステーションで多く
の作業を短時間で行うことができ、生産性の向上２設備
の小型化をはかることができ、信鎖性の高い自動組立作
業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明の実施例に関するものであり、第１図は組
立ライン全体の説明図、第２図は基板供給作業ステーシ
ョンＡの縦断面正面図、第３図の２−２線断面、第３図
は第２図の３−３線縦断面側面図（但し、Ａ部は３Ａ−
３Ａ線断面側面図）、第４図は第３図の４−４線断面正
面図、第５図は第２図の５−５線断面平面図、第６図は
保持手段の下端部の縦断面側面図、第７図、第８図はそ
れぞれその７−７線、８−８線断面平面図、第９図はク
リームハンダ塗布作業ステーションＢの縦断面側面図、
第１０図はチップ部品即ち貼着作業ステーションＣの縦
断面側面図、第１１図はハンダ加熱作業ステーションＤ
の縦断面側面図、第１２図は挿入部品挿入作業ステーシ
ョンＥの縦断面側面図、第１３図はクリームハンダ塗布
作業ステーションＦの縦断面側面図、第１４図はハンダ
加熱作業ステーションＧの縦断面側面図である。 ！・・・保持手段、２・・・トロリ、３・・・保持ロッ
ド、４・・・基板、５・・・チェーン、６・・・移送方
向、７・・・ガイドレール、８・・・外筒、９・・・バ
ネ、１０・・・操作ロッド、２・・・角形軸端、１２・
・・Ｔ字バー、１３・・・スパナ、１４・・・角穴、１
５・・・ガイド板、１６・・・平板部、１７．１８・・
・側板部、１９．２０・・・つなぎ板、２１・・・長穴
、２２・・・まわり止め、２３・・・昇降台、２４．３
１．３８．４９．８９．９２．９７・・・おさえ片、２
５、３２．３４．３９．５０．７１．９０．９４．９９
・・・シリンダ、２６、　３３．　３４．　４０　５１
．　５４．　７２．　９１．９３．　９６．　９８　　
・・・ＸＹ子テーブル２７・・・■溝、２８・・・突起
、２９・・・Ｖノツチ、３０・・・ガイドローラ、３５
．５５・・・ＹＺ子テーブル３６．３７・・・デイスペ
ンサ、４１．４２・・・チップ部品貼着手段、４３．４
４．９６．１０１・・・ＸＹＺテーブル、４５．４６．
４８・・・リール、４７・・・ノズル、５２、５３．１
００・・・レーザ加熱ヘッド、５６八・・・大型電気部
品、５７Ａ、５８Ａ・・・中型電気部品、５９Ａ、６０
Ａ・・・小型電気部品、６１Ａ、６２Ａ、６３八６４Ａ
、６５Ａ・・・挿入手段、７３・・・ブラケット、７４
・・・軸、７５．８７Ａ・・・つかみ機構、７６・・・
ツメ、７７・・・脚、７８・・・挿入孔、９５・・・デ
イスペンサヘッド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基本フレームに複数個の部品を取り付けた組立品
   を組み立てる組立装置において、 前記基本フレームを着脱可能に保持する複数の保持手段
   と、該基本フレームに所定の部品の取付作業を行う複数
   の作業ステーションと、 前記複数の保持手段を、所定の間隔を保ちながら、間欠
   的に前記複数の作業ステーションを順次通過せしめて搬
   送せしめる移送手段とを備え、前記各作業ステーション
   には、前記基本フレームの移送時には該基本フレーム及
   び前記保持手段との通過を妨げぬよう引込んで待機して
   おり、前記基本フレームが前記作業ステーションで所定
   の位置にあるときには、該基本フレームに向けて異なる
   複数の方向から移動して近接し所定の部品を取り付ける
   ための作業を行う、基本フレームに対して複数の異なる
   方向から接離可能な複数個の作業手段とを備えているこ
   とを特徴とする立体搬送自動組立装置。