JPH0391300A

JPH0391300A - 自動配線装置

Info

Publication number: JPH0391300A
Application number: JP1227332A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Shibazaki; 柴崎　靖夫; Yuji Enomoto; 裕治榎本; Isao Hamami; 浜見　功; Takayuki Kadota; 門田　隆幸
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-09-04
Filing date: 1989-09-04
Publication date: 1991-04-16

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〕本発明は電子部品が実装されたプリント基板の部品リー
ド間を配線接続する自動配線装置に係り、特に高密度に
部品が実装された基板の配線接続を行うに好適な被覆短
線製造機構、被覆剥離後の芯線接続機構、被覆線布線機
構、被覆線接着固定機構、芯線はんだ付け機構等を有す
る自動配線装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の配線装置は、特開昭６１−４２１９４号および特
開昭６２−１７１１９０号公報に記載のように、部品の
リードが挿入されていない基板の穴へ線材を挿入するか
被覆を剥離した芯線を端子に圧着して該端子を穴に挿入
する方式であった。また時開＄６０−１５２５９４号公
報に記載のように被覆を剥離した芯線をＬ型に成形させ
て線材の両端を別々の穴に挿入し配線する方式であった
。また特開昭６０−７９５号公報に記載のように基板の
部品リード間をはんだ付けにより接続し、配線は部品リ
ード間を直線で結んでその間の線材の基板への固定を行
なわない方式の装置であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術はプリント基板に実装された部品のリード
間を配線接続し、かつ部品の隙間を部品配置に直角と平
行に配線し、さらに線材を基板に接着固定する点などに
ついて配慮がされておらず、線材の浮きを発生したり高
密度で部品が実装されている場合には部品実装側とはん
だ付け側のいずれにも配線接続を行なえないという問題
があった。

本発明の目的は部品が高密度に実装されている基板でも
部品実装側とはんだ付け側に配線接続を行なうことので
きる自動配線装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明による自動配線装置
は、被覆を剥離した芯線をラッピングにより金属端子に
からげて、金属端子を部品リード挿入穴に挿入して配線
接続するようにし、またはおよび芯線を部品リードはん
だ付け部分に押し付けてはんだ付けして、配線を部品配
列に直角と平行に行うことにより、部品間隙をぬって配
線できるようにしたものであり、また線材を接着剤で基
板に接着固定させることにより、線材の浮上り等を防止
するようにしたものである。

〔作用〕

上記自動配線装置は、被覆線の被覆を剥離した芯線を金
属端子にからげて該金属端子を実装された部品のリード
挿入穴に挿入するか、またはおよび芯線を部品のリード
をはんだ付けした部分に押し付けてはんだ付けすること
ができ、配線を部品配列に直角と平行に部品間隙をぬっ
て行ない、かつ線材を接着剤で基板に接着固定でき、こ
れｌこより高密度に部品が実装された基板でも配線接続
を行なうことができる。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を第１図ないし第１５図により
説明する。

第１図は本発明による自動配線装置の一実施例を示す全
体斜視図である。第１図において、基板１はローティン
グユニット２によって基板保持テーブル３の所定位置に
ロードされて固定される。

基板保持テーブル５はＸＹθテーブル４に固定される。

基板保持テーブル３の上方にはベース５に固定された固
定板６が位置する。固定板６には布線ユニット７と、線
材固定ユニット８と、エンドミルユニット９が取り付け
られる。また固定板６には布線ユニット７に金属端子１
０をコイル状の表面がはんだめっきされたほぼ断面０．
５　ｙｇｘの矩形銅線等から所定長さに分断し成形して
供給するための金属端子酸形ユニット１１が取り付けら
れる。また基板１を基板保持テーブル３より排出するた
めのアンローディングユニット１２がある。さらに金属
端子成形ユニット１０により分断された金属端子１０を
布線ユニット７に供給するための金属端子供給アーム１
５がある。なおＸＹθテーブル４の移動のための数値制
御情報を確認するためのＴＶモニター１４がある。

第２図は第１図の布線ユニット７の構成斜視図である。

第２図ｔこおいて、被覆線１５を巻き付けたボビン１６
よりローラ１７．１８と繰出し用ローラ１９゜２０．２
１を用いて、被覆線１５を布線ノズル２２の中に繰り出
す。布線ノズル２２の前方両側に被覆短線製造機構２３
が板２４に取り付けられる。また、金属端子挿入機構の
金属端子把持機４＠２５は金属端子１０８金属端子供給
アーム１５より受は取り把持するものであり、金属端子
把持機構２５はエアシリンダ２６により上下に移動でき
る。線材把持機構２７は布線ノズル２２と被覆短線製造
機構２３によって被覆線１５の被覆を剥離された線材を
把持するものである。ラッピング機構２８は金属端子１
０に被覆線１５の被覆を剥離された線材をからげるため
のものであり、ラッピング機構２８は板２９に取り付け
られ、板２９はシリンダ３０により板２４に対して上下
に移動可能な構造である。板２９１こは傘歯車３０１と
平歯車３１７ｉ−取り付けるための歯車取付板３２が固
定される。傘歯車５０１には傘歯車５３がかみ合い、平
歯車５１にはラック５４がかみ合う。ラック３４はエア
ーシリンダ６５により板２９に対して上下に移動可能で
あり、上下に移動することにより平歯車５１と傘歯車５
０１　、３３％回紙回転る。

第６図は第２図の被覆短線製造機構２３の構成斜視図で
ある。第５図において、被覆線１５の切断および被覆の
剥離をする切刃ユニット５６．５７が上下に対向してお
り、切刃ユニット３６は切刃取付け駒５８に固定され、
切刃ユニット６７は切刃取付け駒６９に固定される。ま
た切刃取付け駒３８は切刃取付け駒３９に対してエアー
シリンダ４０とビン４１により上下に移動できる構造で
ある。また切刃取付け駒５９はスライド駒４に対してエ
アーシリンダ４３と直進ガイド４４により左右に移動で
きる。さらにスライド駒４２はスライド駒４５番こ対し
てエアーシリンダ４６と直進ガイド４７により前後に移
動できる。

第４図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は第３図の被覆
短線製造機構２５の被覆短線製造方法の説明図である。

第４図（ａ）。

（ｂ）　、　（ｅ）により被覆短線製造機構２３の動作
を説明する。第４図（ａ）は被覆線１５が布線ノズル２
２により所定量だけ繰り出されて、切刃ユニツ）５６．
５７に所定量だけ送り込まれた状態である。切刃ユニッ
ト３６．５７はそれぞれ切断刃４８と、押え刃４９と、
剥離刃５０と、各月の間隔を一定に保つためのスペーサ
５１とから構成される。これより第４図（ｂ）のように
切刃ユニット３６が矢印方向に下降して被覆線１５８は
さみ込む０その後に第４図（ｅ）のように切刃ユニッ）
５６．３７全体が前方の矢印方向に移動することにより
被覆線１５の切断および剥離が行われる。なお被覆線１
５のもう一方の端も同様の機構により切断および剥離が
行なわれる。

第５図は第２図のラッピング機構２８の構成斜視図であ
る。第５図において、ラッピングツールのラッピング用
ビット５２とスリーブ５５があり、ビット５２は可動板
５４に支持されており、エアーシリンダ５５により可動
板５４を上下に移動させることによりビット５２も上下
に移動できる。ビット５２の上方に回転伝達用バー５６
が配置され、バー５６の回転をビット５２＃こ伝達でき
る。

第６図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は第５図のラッ
ピング機構２８のラッピングツールへの線材のセット方
法の説明図である。第６図（ａ）　、　（ｂ）　、　（
ｃ）によりラッピング機構２８の被＆線１５の被覆剥離
後の線材をラツビングツールヘセットする動作を説明す
る。第８図（ａ）のようにラッピング用ビット５２には
被覆線１５の被覆を剥離された部分すなわち芯＠５９を
おさめるための溝５９が設けられ、この溝５９の上方に
は長円形状の穴５８があけられている。第８図（ｂ）の
ように被覆線１５の芯線５９ヲビツト５２の穴５１０こ
挿入する。この挿入する長さは被覆線１５の被覆部分ｉ
こスリーブ５３の外径が接触する位置までである。つぎ
に第８図（ｃ）のようにビット５２をスリーブ５５に対
して上方に移動させることにより芯線５９がスリーブ５
５の端部に当り、さらｌこビット５２が上方に移動する
ことにより芯線５９がスリーブ５５の端部により折り曲
げられて溝５７内にセットされる。

第７図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）は
第５図のラッチピング機構２８のラッピングツールの金
属端子１０への芯線５９のからげ方法の説明図である。

第７図（ａ）　、　（ｂ）　。

（ｃ）、（ｄ）により第６図（Ｃ）のようにラッピング
ツールの溝５７にセットされた芯線５９を金属端子１０
にからげる動作を説明する。第７図（ａ）のように金属
端子１０を金属端子供給アーム１５により被覆線１５の
芯線５９がセットされたラッピングツールのビット５２
の真下に位置させる。つぎに第７図（ｂ）のようにラッ
ピングツールのビット５２とスリーブ５３ヲ矢印方向に
下降させて、金属端子１０をビット５２のセンターにあ
けられた穴に挿入する。その後に第７図（ｅ）のように
ビット５２ヲ矢印方向に第５図に示す傘歯車３６の回転
により数回だけ回転させる。ビット５２の回転停止後に
第７図（ｄ）のようｌこビット５２とスリーブ５３８上
方の矢印方向に移動することにより金属端子１０への芯
線５９のからげ動作を終了する。

第８図（ａ）　、　（ｂ）は第２図の金属端子挿入機構
の金属端子把持機構２５の金属端子１０の部品リード穴
への挿入方法の説明図である。第８図（ａ）　、　（ｂ
）により第７図（ｄ）のように芯＠５９のからげを終了
した金属端子１０を基板１に搭載された電子部品６０の
リード挿入穴６１へ挿入する動作を説明する。第８１ｉ
１４（ａ）のように金属端子１０は金属端子挿入機構の
金属端子把持機構２５に把持されており、基板１の基板
保持テーブル３７ｉ−移動させることにより、金属端子
１０を挿入すべき部品６０のリード挿入穴６１を金属端
子１０の真下に位置させる。その後に第８図（ｂ）のよ
うに金属端子把持機構２５を下方に移動させて、金属端
子１０をリード挿入穴６１に挿入する。このとき金属端
子１０のリード挿入穴６１を貫通して基板１の裏側に出
る部分には抜止めの出張り６２０が設けられており、抜
けを防止できる。

第９図は第１図の線材固定ユニット８の構成斜視図であ
る。第９図において、第８図（ｂ）の被覆線１５７Ｅ−
押えるための押付ピン６２があり、押付ピン６２はシリ
ンダ６３と直進ガイド６４により上下に移動可能である
。被覆線１５にエポキシ系紫外線硬化型接着剤を吐出し
するためのデイスペンサ（定量吐出装置１ｌｉ）６５が
あり、デイスペンサ６５はエアーシリンダ６６と直進ガ
イド６７により上下に移動可能である。

また吐出しされた紫外線硬化型接着剤を硬化させるため
の紫外線スポット光照射装置６８があり、紫外線スポッ
ト光照射装置６８はエアーシリンダ６９と直進ガイド７
０により上下に移動可能である。なおデイスペンサ（定
量吐出装置）７１はクリームはんだを吐出しするための
もので、エアーシリンダ７２と直進ガイド７３により上
下に移動可能である。また吐出しされたクリームはんだ
を溶融固化するためのスポット赤外光照射装置７４があ
る。

第１０図（ａ）、（ｂ）は第９図の線材固定ユニット８
の基板１への被覆線１５の接着固定方法の説明図である
。第１０図（ａ）、（ｂ）により第８図（ｂ）のように
金属端子１０を部品リード穴６１に挿入した被覆線１５
の基板１への布線および接着固定動作を説明する。まず
第１０図（ａ）のように被覆線１５を押付ピン６２を下
降させて押え、つぎに斜め上方よりデイスペンサ６５ヲ
下降させて粘度１０００００ポワス程度のエポキシ系紫
外線硬化型接着剤を被覆線１５の周囲にｓ　ｘ　ｌｏ−
３ｍｌ程度だけ吐出しする。その後に第１０図伽）のよ
うにデイスペンサ６５を上昇させ、ついで紫外線スポッ
ト照射装置６８を下降させて紫外線硬化型接着剤に照射
径５關で照射強度１２００　ｍＷ　／　ｄｉ以上のスポ
ット状の紫外線を照射し、数秒の時間で接着剤を硬化さ
せて被覆線１５を基板１に固定する。この被覆線１５の
基板１への接着固定後に押付ピ／６２をそのままにして
、基板保持テーブル３を９０°回転させることにより押
付ピン６２の位置で被覆線１５を直角に曲げることがで
きる。なお上記エポキシ系接着剤を用いているので、部
品リードはんだ付け部のフラックス洗浄の際の溶剤によ
り上記接着固定部分が劣化する゛ことがない。

第１１図は第１図のエンドミルユニット９の構成斜視図
である。第１１図において、エンドミル７５はエアーモ
ータ７６により回転させることができる。

エアーモータ７６は固定板７７に取り付けられており、
固定板７７は送りねじ７８とモータ７９と直進ガイド８
０１こより上下に移動できる。

第１２図（ａ）　、　（ｂ）　、　（（りは第１１図の
エンドミルユニット９の部品リードおよびはんだの切削
方法の説明図である０第１２図（ａ）　＝　（ｂ）　、
　（ｅ）により第１１図のエンドミルユニット９の基板
１に搭載して部品リードをはんだ付けされた部品６ａの
リード８１およびはんだ８２の切削動作を説明する。第
１２図（ａ）のようにエンドミル７５を回転させながら
下降させ、被覆線１５の芯線５９を接続すべき部品６０
のリード８１およびはんだ８２にエンドミル７５ヲ近づ
ける。ついで第１２図（ｂ）のようにυ−ド８１および
はんだ８２をエンドミル７５により切削する。このとき
のエンドミル７５の回転数は２００００〜５ｏｏｏｏ　
ｒ　ｐｍ　　である。その後に第１２図（ｅ）のように
エンドミル７５を上昇させ、はんだ８２の上面が平らに
切削された状態になる。

第１５図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）
は第９図の線材固定ユニット８のはんだ付け部への芯線
５９の固定方法の説明図である。第１３図（ａ）　、　
（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）により第１２図（ｅ）
の部品リードのはんだ付け部に被覆線１５の芯線５９を
固定する動作を説明する。第１３図（ａ）のように被覆
線１５８被覆線把持機構２７により把持して渦巻状の芯
＠５９をエンドミル７５により平らに切削したはんだ８
２の上面に位置させる。ついで、第１５図（ｂ）のよう
に線材固定ユニット８のデイスペンサ（定量吐出装置）
７１を斜め上方より下降させてクリームはんだを芯＋Ｉ
ｉ！５９の斜め上方より吐出しする。つぎに第１３図（
ｅ）のようにデイスペンサ７１を上昇させたのち、スポ
ット赤外光照射装置７４を下降させてほぼ照射径５關で
出力２００Ｗ以上のハロゲンランプの光を集光させて得
られるスポット状の赤外光を照射することによりはんだ
を溶融固化させ、第１５図（ｄ）のように被覆線１５の
芯線５９８はんだ８２に固定することができる。

なお、第１３図（ａ）の被＆線１５の渦巻状の芯線５９
の成形方法は、金属端子挿入機構の金属端子把持機構２
５の反対側にほぼ直径０．５關のピンを固定させており
、このピンをラッピング機構２８によりラッピングツー
ル内ｉこ芯線５９モセツトしたピット５２中心の真下に
移動させ、ラッピングにより芯線５９をピンにからげた
のち、このピンをさらに真下に移動させて芯線５９をピ
ンから脱着させることにより芯線５９を渦巻状に成形で
きる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、プリント基板に電子部品を搭載した後
または搭載しはんだ付けした後に被覆線を部品リードに
配線接続する配線作業において、被覆短線製造手段によ
り被覆線の両端部を所定長さ分の被覆を剥離して芯線を
露出させ、その亀山した芯線を金属端子にラッピング手
段によりからげて該金属端子を相互に配線接続するため
の部品のリード挿入穴に挿入することにより部品リード
に対して配線接続することができる。

また被覆線の配線は基板保持テーブルをＸＹθ方向に移
動させることにより、部品の配列に直角と平行に布線す
ることができ、かつ接着固定手段により被覆線を基板に
接着固定しながら布線することができる。

また基板にはんだ付け後の部品リードへの被覆線芯線の
接続は芯線はんだ付け手段により行なうことができるの
で、高密度に部品が搭載されてはんだ付けされている場
合でも部品配列に直角と平行にかつ部品高さより被ａ線
＋浮き上がらせることなく配線することができるなどの
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動配線装置の一実施例を示す全
体斜視図、第２図は第１図の布線ユニットの構成斜視図
、第３図は第２図の被覆短線製造機構の構成斜視図、第
４図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は第３図の被覆短
線製造方法の説明図、第５図は第２囚のラッピング機構
の構成斜視図、第６図（ａ）　、　（ｂ）　、　（（り
　。は第５図のラッピングツールへの線材のセット方法の説
明図、第７図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）　、　（
ｄ）は第５図のラッピングツールの金属端子への芯線の
からげ方法の説明図、第８図（ａ）　、　（ｂ）は第２
藍の金属端子把持機構の金属端子の部品リード穴への挿
入方法の説明図、第９図は第１図の線材固定ユニットの
構成斜視図、第１０図（ａ）、伽）は第９図の基板への
被覆線の接着固定方法の説明図、第１１図は第１図のエ
ンドミルユニットの構成斜視図、第１２図（ａ）　、　
（ｂ）　、　（ｃ）は第１１図の部品リードおよびはん
だの切削方法の説明図、第１３図（ａ）　、　（ｂ）　
、　（ｃ）　、　（ｄ）は第９図のはんだ付け部への芯
線の固定方法の説明図である。１・・・基板２・・・ローディングユニット３・・・基板保持テーブル４・・・ＸＹθテーブル　５・・・ベース６・・・固定
板　　　　　７・・・布線ユニット８・・・線材固定ユ
ニット９・・・エンドミルユニット１０・・・金属端子１１・・・金属端子成形ユニット１２・・・アンローディングユニット１５・・・ｌＮｌｆｔ１Ａ　　　　　　Ｉ６・・・ボビ
ン２２・・・布線ノズル　　　２３・・・被覆短線製造
機構２５・・・金属端子把持機構２７・・・線材把持機構　　２８・・・ラッピング機構
０５６．５７・・・切刃ユニット４８・・・切断刃　　　　　４９・・・押え刃５０・・
・剥離刃　　　　　５２・・・ラッピング用ピッ５３・
・・スリーブ　　　　５６・・・回転伝達用バー５９・
・・芯線　　　　　　６０・・・部品６１・・・リード
挿入穴　　６２・・・押えピン６５・・・デイスペンサ６８・・・紫外線スポット照射装置７１・・・デイスペンサ７４・・・スポット赤外光照射装置７５・・・エンドミル　　　７６・・・エアーモータト −〔−

Claims

【特許請求の範囲】

１．部品が実装されたプリント基板を基板保持テーブル
の所定位置に固定し、被覆短線製造手段により被覆線の
両端部を所定長さ分だけ被覆を剥離して芯線を露出させ
、該芯線を金属端子にラツピング手段によりからげ、該
一方の金属端子を相互に配線接続するための一方の部品
のリード挿入穴に金属端子挿入手段により挿入したのち
、上記被覆線を部品配列に直角と平行に布線手段および
基板保持テーブルをＸ，Ｙ，θ方向に位置決めする手段
により布線し、かつ該被覆線をプリント基板に接着固定
手段により接着剤を用いて固定し、該他方の金属端子を
相互に配線接続するための他方の部品のリード挿入穴に
挿入することにより部品リード間を被覆線にて配線接続
することができ、またはおよび芯線はんだ付け手段によ
り部品リードに芯線をはんだ接続することができるよう
に構成したことを特徴とする自動配線装置。
２．上記被覆短線製造手段はボビンに巻かれた被覆線の
先端部の被覆を所定長さ分だけ剥離して芯線を露出させ
るのに必要な長さだけ繰り出して被覆を剥離し、また部
品リード間を配線接続するのに必要な被覆線の長さを自
由に繰り出すことができ、かつ被覆線の後端部の被覆を
所定長さ分だけ剥離して芯線を露出させることができる
ことを特徴とする請求項１記載の自動配線装置。
３．上記ラツピング手段は被覆短線製造手段により被覆
線の被覆を剥離して露出した芯線をラツピングツールの
ビツト内の細い溝に挿入し、その上方よりビツトと同心
で滑らかにビツトと嵌合する内径を有するスリーブを下
降させてビツト内の芯線穴に芯線を導入することにより
、ラツピングツールに芯線を自動的にセツトすることを
特徴とする請求項１記載の自動配線装置。
４．上記金属端子挿入手段はコイル状の表面をはんだめ
つきされた断面がほぼ０．５ｍｍの矩形の銅線を所定長
さに切断し、成形された金属端子を把持して上記ラツピ
ング手段のラツピングツールのビツト中心の金属端子挿
入穴の真下に移動させ、その後にラツピング手段により
金属端子をラツピングツールのビツト中心の金属端子挿
入穴に挿入した状態で被覆線の芯線をからげたのち、金
属端子挿入手段が把持した金属端子を配線接続する部品
のリード挿入穴に挿入することを特徴とする請求項１ま
たは請求項３記載の自動配線装置。
５．上記布線手段はボビンに巻かれた被覆線を繰り出す
部分に位置する布線ノズルより被覆線を繰り出し、上方
よりピンを下降させて被覆線を押え、その状態で基板保
持テーブルを９０度回転させることにより、部品配置と
直角に布線することを特徴とする請求項１または請求項
４記載の自動配線装置。
６．上記接着固定手段は被覆線をピンで押えた状態で斜
め上方より定量吐出装置により、粘度１０００００ポワ
ス程度のエポキシ系紫外線硬化型接着剤を５×１０＾−
＾３ｍｌ程度だけ被覆線に吐出し、その後にほぼ照射径
５ｍｍで照射強度１２００ｍＷ／ｃｍ＾２以上のスポツ
ト状の紫外線を照射して数秒の時間で被覆線を基板に接
着固定でき、かつエポキシ系接着剤のため部品リードは
んだ付け部のフラツクス洗浄の際の溶剤により接着固定
部分が劣化することのないようにしたことを特徴とする
請求項１または請求項５記載の自動配線装置。
７．上記金属端子挿入手段は金属端子把持部分の反対側
にほぼ直径０．５ｍｍのピンを固定させており、このピ
ンを上記ラツピング手段によりラツピングツール内に被
覆線の芯線をセツトしたビツト中心の真下に移動させ、
ラツピングにより芯線をピンにからげたのち該ピンをさ
らにビツト中心の真下に移動させ、芯線をピンから脱着
させることにより芯線を渦巻状に成形することができる
ことを特徴とする請求項１または請求項４記載の自動配
線装置。
８．上記芯線はんだ付け手段は刃先径１．３ｍｍ程度の
エンドミルをチヤツキングしたエアースピンドルが取り
付けられており、このエアースピンドルによりエンドミ
ルを回転数２００００〜３００００ｒｐｍにて回転させ
、部品を実装した基板の面と反対側の面の部品リードの
はんだ付け部分を平に削り取ることができ、この削り取
つた部分に被覆線の渦巻状に成形した芯線を押し付け、
斜め上方より定量吐出装置によりクリームはんだを吐出
しし、その後にほぼ照射径５ｍｍで出力２００Ｗ以上の
ハロゲンランプの光を集光させて得られるスポツト状の
赤外光を照射させることにより、クリームはんだを溶融
固化させて芯線をはんだ付けすることができることを特
徴とする請求項１または請求項７記載の自動配線装置。