JPH04107997A - 電子部品搭載装置及び電子部品の搭載方法 - 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】 〔概要〕 電子部品のリードピンをスルーホールに挿入して、電子
部品をプリント板に実装する電子部品搭載装置に関し、 曲がったリードピンの検出度が高く、且つリードピンの
曲がりを矯正して自動搭載することができる、稼動率の
高い電子部品搭載装置及び搭載方法を提供することを目
的とし、 ストッカーに配列した電子部品をロボットハンドを用い
てプリント板上に搬入し、該電子部品のリードピンを対
応するスルーホールに挿入する搭載装置において、該ロ
ボットハンドは、上下駆動・水平駆動するハンド本体と
、該ハンド本体に上下動可能に装着され下先端部が該電
子部品のパッケージの上端面に吸着するハンドヘッドと
、該ハンド本体に添設され該ハンドヘッドに設定値以上
の押上力が付与されたことを検知するセンサとを備え、
該リードピンを該スルーホールへ挿入するにあたり、該
ハンドヘッドに設定値以上の挿入抵抗が付加されたこと
を該センサが検出すると、該ロボットハンドの降下挿入
動作が中断するという構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、電子部品のリードピンをスルーホールに挿入
して、電子部品をプリント板に実装する電子部品搭載装
置に関する。

近年の電子装置には、半導体部品をはじめとするリード
ピン付電子部品を、高密度に実装したプリント板が広く
使用されている。これに伴い電子部品のリードピンをプ
リント板の対応するスルーホールに挿入する自動電子部
品搭載装置の要求が強い。

一方、プリント板に実装するリードピン付電子部品には
、 ＳＩＰ型部品（Ｓｉｎｇｌ　Ｉｎ１ｉｎｅ　Ｐａｃｋａ
ｇｅ）、ＤＩＰ型部品（Ｄｕａｌｌｎｌｉｎｅ　Ｐａｃ
ｋａｇｅ）、ＰＧＡ型部品（Ｐｉｎ　Ｇｒｉｄ　Ａｒｒ
ａｙ）、の３種類のタイプがある。

ＰＧＡ型部品とは、リードピンがパッケージの底面に、
所定のピッチでマトリックス状に配列した電子部品であ
る。

〔従来の技術〕

従来の電子部品搭載装置は、プリント板を所定の位置に
搬送するコンベアと、電子部品を平面上に配列保持する
ストッカーと、ストッカーに配列した電子部品を吸着或
いは把持して、プリント板上に搬入し、降下挿入動作を
行うことで、電子部品のそれぞれのリードピンを対応す
るスルーホールに挿入するロボットハンドとから構成さ
れ、電子部品を自動的にプリント板に搭載するものであ
る。

なお、ロボットハンドで電子部品を持ち上げプリント板
に搭載する前に、電子部品の前後、左右方向から画像認
識装置を使用してリードピンの曲がりを検査し、曲がり
リードピンが検出されると、その電子部品はプリント板
へは搭載せず、コンベアの傍らに設置した不良品保管箱
に自動的に放出するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで上記従来の電子部品搭載装置のリードピンの曲
がりを検出する方法は、ＳＩＰ型部品及びＤＩＰ型部品
に適用して同等支障がない。

しかし、ＰＧＡ型部品に適用すると、リードピンが格子
状に配列しているために、内側に配列したリードピンの
曲がりは、検出することが困難である。

そのために、ロボットハンドが降下挿入動作を行うと、
曲がったリードピンを有する電子部品はプリント板に搭
載することができないばかりでなく、曲がったリードピ
ンがパッケージとプリント板との間に挟まれ押圧されて
、折損するという問題点があった。

また、このようなことになると搭載装置を手動に切り換
えて、その都度その電子部品を取り除いていた。即ち、
従来の電子部品搭載装置は、稼動率が低いという問題点
があった。

本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、曲が
ったリードピンの検出度が高く、且つリードピンの曲が
りを矯正して自動搭載することができる、稼動率の高い
電子部品搭載装置及び搭載方法を提供することを目的と
している。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明は、第１図に例示し
たように、ストッカーに配列した電子部品５をロボット
ハンドを用いてプリント板１上に搬入し、電子部品５の
リードピン７を対応するスルーホール２に挿入する搭載
装置において、ロボットハンド１０は、所望に上下駆動
・水平駆動するハンド本体１１と、下先端部の吸着部材
１６が電子部品５のパッケージ６の上端面に吸着すべく
、頭部が圧縮コイルばね１３により押圧されることで、
上下動可能にハンド本体１１に装着されたハンドヘッド
１５とで構成する。

また、ハンドヘッド１５に設定値以上の押上力が付与さ
れたことを検知するセンサ２０を、ハンド本体１１に添
設する。

そして、ロボットハンド１０を降下して、リードピン７
をスルーホール２に挿入時に、ハンドヘッド１５に設定
値以上の挿入抵抗が付加されたことをセンサ２０が検出
すると、ロボットハンド１０の降下挿入動作が中断する
という構成とする。

また、第２図に例示したように、ストッカーに配列した
電子部品５をロボットハンドを用いてプリント板上に搬
入し、電子部品５のリードピン７を対応するスルーホー
ルに挿入する搭載装置において、 内径がスルーホールの内径よりも小さいストレート部３
６の上部に、テーパー部３７を有する孔３５が、金属ブ
ロック３１に所定のピッチで配列した矯正治具３０を設
ける。

そして、前述のロボットハンド１０で電子部品５を吸着
し、リードピン７を矯正治具３０の対応する孔３５に押
入することで、リードピンの曲がりを矯正する構成とす
る。

さらにまた、第３図に例示したように、コンベア４２に
より所定の位置に搬送されたプリント板１上に、ストッ
カー４１に配列した電子部品５をロボットハンド１０で
吸着して搬入し、ロボットハンド１０を降下して電子部
品５のリードピンを対応するスルーホールに挿入するあ
たり、 ハンドヘッドに設定値以上の挿入抵抗が付加されたこと
をセンサが検出すると、制御部４３の指令によりロボッ
トハンド１０が降下挿入動作を中断し、電子部品５を矯
正治具３０上に搬入して、リードピンの曲がりを矯正す
る。

その後、ロボットハンド１０がプリント板１上に戻り、
降下挿入動作を行うという構成とする。

〔作用〕

第１の発明によれば、すべてのリードピンが真直の場合
には、ハンドヘッドには設定値以下の挿入抵抗が付加さ
れるだけであるので、ロボットハンドが降下挿入動作を
続行する。よって、すべてのリードピンが対応するスル
ーホールに円滑に挿入される。

一方、電子部品に曲がりリードピンが混在していると、
ロボットハンドが降下挿入動作を開始した際に、曲がり
リードピンは対応するスルーホールに挿入されずにプリ
ント板の表面に係止する。

そして、さらにロボットハンドが降下することにより、
ハンドヘッドに設定値以上の挿入抵抗が付加される。

この挿入抵抗をセンサが検知するので、電子部品に曲が
ったリードピンが混在していることが検出できる。

即ち、従来のように側面からリードピンの曲がりを観察
するのでないから、ＰＧＡ型部品のり一ドピンに適用し
て、曲がりの検出精度が高い。

また、曲がりリードピンが検出されると、ロボットハン
ドの降下動作が中断されるので、その曲がったリードピ
ンがさらに押圧され折損するようなことがない。

即ち、曲がりリードピンは、矯正可能の状態が維持され
る。

また第２．第３の発明によれば、曲がりリードピンが検
出された電子部品は、引き続いてロボットハンドにより
矯正治具上に搬入することで、曲がりを自動的に矯正す
ることができる。

そして、リードピンの矯正作業が終了すると、ロボット
ハンドがプリント板上に戻り、降下挿入動作を続行する
ので、その電子部品がプリント板に搭載される。

上述のような一連の作業が自動的に実施されるので、電
子部品搭載装置の稼動率が向上する。

［実施例］ 以下図を参照しながら、本発明を具体的に説明する。な
お、全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。

３の発明の構成図、第４図は第３の発明のフローチャー
トである。

第１図において、５はＰＧＡ型の電子部品であって、多
数のリードピン７がリードピンがパッケージ６の底面に
所定のピッチでマトリックス状に配列している。

ｌは、電子部品５を搭載するプリント板であって、電子
部品５のリードピン７に対応してスルーホール２を配設
しである。

プリント板１は、図示省略したコンベアにより、電子部
品５を搭載する所定の位置に送りこまれるようになって
いる。

１０は、ハンド本体１１とハンドヘッド１５とセンサ２
０とを備えた、電子部品５を真空吸着するロボットハン
ドであって、図示省略した制御部の指令により、所望の
上下駆動・水平駆動を行うものである。

ハンド本体１１は、細心に中空孔１２を有するシリンダ
状で、中空孔１２に圧縮コイルばね１３が装着されてい
る。

ハンドヘッド１５は、頭部がハンド本体１１の中空孔１
２内を往復摺動運動可能にハンド本体１１に装着された
ピストンロッド形で、ハンド本体１１の下方に突出した
下先端部に、例えば皿形ゴムのような吸着部材１６を固
着しである。

この、ハンドヘッド１５の頭部上端面は、中空孔１２内
に装着された圧縮コイルばね１３によって常時下方に押
圧されている。

また、ハンドヘッド１５には、吸着部材１６の凹部とハ
ンド本体１１の中空孔１２を連通する軸心孔１７を有し
、ハンド本体１１の上部に、中空孔１２に連通ずる吸入
口１４を設けている。この吸入口１４を、フレキシブル
チューブを介して図示省略した真空ポンプに接続してい
る。

したがって、ロボットハンド１０を降下して、吸着部材
１６を電子部品５のパッケージ６の上端面に密着させ、
その後、真空ポンプを駆動すると、吸着部材１６の皿形
中空部の空気を吸引するので、ロボットハンド１０が電
子部品５を吸着する。

また、ハンドヘッド１５の外周部の所望の位置には、外
周面が光を反射するように構成されたリング体１８を取
付けである。

一方、ハンド本体１１の下部の外周に、下方に突出する
ようにセンサ取付は部材を取付け、この取付は部材のハ
ンドヘッド１５側に、センサ２０を装着しである。

センサ２０は、ハンドへラド１５方向に光を投射する発
光素子と、リング体１８に投射された反射光を受光する
受光素子とを備えた光センサである。

上述のロボットハンド１０は、ストッカーに配列した電
子部品５を吸着した後に、第１図（ａ）に図示したよう
に、プリント板１上に移動し、その電子部品５を搭載す
べき位置で停止し、次にリードピン７を対応するスルー
ホール２に挿入するための、降下動作に移行する。

すべてのリードピン７が真直の場合には、ハンドヘッド
１５には、それぞれのリードピン７とスルーホール２と
の間の摩擦力が付加される。これが所謂挿入抵抗である
がこの挿入抵抗は小さいので、ハンドヘッド１５は圧縮
コイルばね１３の弾力に抗して少しハンド本体１１内に
押し上げられた状態でハンド本体１１とともに降下運動
を行う。

したがって、それぞれのリードピン７は対応するスルー
ホール２に円滑に挿入され、電子部品５がプリント板１
に搭載される。

一方、電子部品５に曲がりリードピン７ａが混しってい
ると、第１図（ハ）に図示したようにロボットハンドが
降下挿入動作を開始した際に、曲がりリードピン７ａは
対応するスルーホールに挿入されずにプリント板１のプ
リント板の表面に係止する。

そして、さらにロボットハンド１０が降下するとハンド
ヘッド１５がハンド本体ＩＩ内に押し上げられ、リング
体１８がセンサ２０に対向する位置まで、上昇し、セン
サ２０が作動して、ロボットハンド１０の降下動作が中
断され、ロボットハンド１０が上昇するようになってい
る。

即ち、センサ２０は、リードピンの曲がりを検出する機
能を備えている。

また、曲がったリードピンが検出されると、ロボットハ
ンド１０の降下動作が中断し上昇するので、曲がりリー
ドピン７ａが電子部品５のパッケージとプリント板との
間に挟まれて折損するようなことがない。

なお、センサ２０が作動する挿入抵抗は、例えば５００
ｇに設定しである。

第２図に示す３０は、電子部品５のリードピン７の曲が
りを矯正する矯正治具である。

矯正治具３０は、金属ブロック３１に電子部品５のリー
ドピン７のそれぞれに対応した所定のピッチで、孔３５
を配設しである。

それぞれの孔３５は、プリント板のスルーホールの内径
（例えば０．９■）よりも小さい内径（例えば０．７　
ｍ　）のストレート部３６と、上方が拡開するようにス
トレート部３６の上部に形成されたテーパー部３７とか
ら構成されている。

したがって、ロボットハンド１０で電子部品５を吸着し
、矯正治具３０上に搬入し、ロボットハンド１０を降下
すると、曲がりリードピン７ａの先端が、テーパー部３
７の内壁に当接する。そしてさらにロボットハンド１０
が降下すると、その挿入抵抗によりハンドヘッド１５が
圧縮コイルばね１３の張力に抗してハンド本体１１内に
少し押し上げられる。

挿入抵抗と圧縮コイルばね１３の押圧力とがバランスし
た状態でハンドヘッドエ５がハンド本体１１とともに降
下を開始し、曲がりリードピン７ａの先端がテーパー部
３７の内壁にガイドされてストレート部３６に入る。さ
らにロボットハンド１０が降下するとリードピンの曲が
りが矯正されて、曲がりり一ドビン７ａが完全にストレ
ート部３６に挿入される。

一方、電子部品５のリードピン７のうち真直なものは、
ビン先端が孔３５の中心に位置しているので円滑に孔３
５のストレート部３６にに挿入される。

このような矯正治具３０は、電子、部品搭載装置に付属
装着して、ロボットハンド１０が電子部品５を吸着しプ
リント板１に電子部品５を挿入する工程の前に、曲がり
リードピンの有無に係わらず全電子部品に適用してもよ
い。

また電子部品の挿入動作を行って、リードピンの曲がり
が検出された電子部品のみに適用するようにしても良い
。

第３図において、４２は電子部品５を搭載すべ（、プリ
ント板１を所定の位Ｗ（図の鍵枠４５内）に搬入し、搭
載が終了したプリント板１を次工程に搬出するコンベア
である。

４１は、平らな角箱形のストッカーであって、コンベア
４２の近傍に設置した基台の所定の位置に、図示省略し
た搬入手段により順次送出される。

プリント板１に搭載しようとする電子部品５は、ストッ
カー４１のマトリックス状に区画したそれぞれの枡内に
収容された状態で、基台の所定の位置に搬出される。

また、詳細を第２図に図示した前述の矯正治具３０は、
コンベア４２の近傍に設置しである。

詳細を第１図、第２図に図示したロボットハンド１０は
、制御部４３の指令により、ストッカー４１から電子部
品５を選択して吸着し、プリント板１上に水平移動して
、その電子部品５搭載すべき位置に到達し、降下して電
子部品５のパッケージの底面に配列したリードピンを対
応するスルーホールに挿入するという、一連の搭載運動
を繰り返すものである。

また、ロボットハンドｌＯは、制御部４３の指令にプリ
ント板１と矯正治具３０との間を往復運動して、リード
ピンの曲がりの矯正を行うものである。

第３図に図示した構成の電子部品搭載装置を使用して、
電子部品をプリント板に搭載する手順を、第４図を参照
しながら説明する。

ロボットハンドは、ステップＳ１でストッカー４１に収
容した電子部品を吸着する。そしてステップＳ２でその
電子部品をプリント板上の所定の位置に移動する。

次にステップＳ３でロボットハンドが降下して、リード
ピンを対応するスルーホールに挿入する作業を開始する
。

そして、ステップＳ４でセンサがリードピンの曲がりの
有無を検出する。

センサが作動しない時（即ちリードピンに曲がりが無い
場合）は、ステップＳ５のロボットハンドの降下が続行
する。

そして、ロボットハンドが所定位置まで降下ししてステ
ップＳ６に移りリードピン挿入が終了する。

挿入が終了すると、ロボットハンドの吸着部の真空度を
開放にして、電子部品の吸着を解除して、ロボットハン
ドはプリント板上から離脱（ステップＳ７）する。

そして、ロボットハンドはストッカーの位置に移行して
、ステップＳ１の工程に戻り、次の電子部品を吸着する
。

一方、ステップＳ４において、センサがリードピンの曲
がりを検出するという作動が行われると、電子部品を矯
正治具上に搬入するというステップＳｌｌが行われる。

そして、ロボットハンドが降下して曲がりリードピンを
矯正するという、ステップＳ１２が実施される。

ステップＳ１２が終了すると、ロボットハンドは、電子
部品をプリント板上の所定の位置に搬入するという、ス
テップＳ２に戻る。

そして、ステップＳ３．ステップＳ４に移行して、さら
にステップＳ５またはステップＳｌｌに進む。

なお、上述の一連の作業を繰り返し、プリント板に総て
の電子部品が搭載されると、ステップＳ７の時点でロボ
ットハンドの駆動は停止する。

また、本発明は、ＰＧＡ型部品ばかりでなく、ＤＩＰ型
部品に適用して同等の効果があることは勿論のことであ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、電子部品搭載装置に、リ
ードピンの挿入抵抗が設定値以上の場合に、それを検出
するセンサを有するロボットハンドと、リードピンの曲
がりを矯正する矯正治具とを備えたことにより、電子部
品の搭載時にリードピンの曲がり検出することができ、
またその検出精度が高く、さらに曲がったリードピンが
折損するなく、真っ直ぐに矯正することができるという
、実用上で優れた効果を奏する。

また、一連の搭載工程中にリードピンの矯正工程が含ま
れて、自動的に矯正作業が実施されるので、電子部品搭
載装置の稼動率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第３図は第３の発明の構成図、 第４図は第３の発明のフローチャートである。 図において、 １はプリント板、　　　２はスルーホール、５は電子部
品、　　　　６はパ・ンケージ、７はリードピン、　　
　　７ａは曲がりリードピン、１０はロボットハンド、
　１１はハンド本体、１２は中空孔、　　　　　１３は
圧縮コイルばね、１５はハンドヘッド、　　１６は吸着
部材、１８はリング体、　　　　　２０はセンサ、３０
は矯正治具、　　　　３１は金属ブロック、３５は孔、
　　　　　　　　３６はストレート部、３７はテーパー
部をそれぞれ示す。 １０ロボツトハンド 第２の発明の実施例の図 第　２　ゾ （ｂ） ？＋１の光明のア廠例の医 第３の発明の構成図 部　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕ストッカーに配列した電子部品（５）をロボット
   ハンドを用いてプリント板（１）上に搬入し、該電子部
   品（５）のリードピン（７）を対応するスルーホール（
   ２）に挿入する搭載装置において、該ロボットハンド（
   １０）は、上下駆動・水平駆動するハンド本体（１１）
   と、該ハンド本体（１１）に上下動可能に装着され下先
   端部が該電子部品（５）のパッケージ（６）の上端面に
   吸着するハンドヘッド（１５）と、該ハンド本体（１１
   ）に添設され該ハンドヘッド（１５）に設定値以上の押
   上力が付与されたことを検知するセンサ（２０）とを備
   え、 該リードピン（７）を該スルーホール（２）へ挿入する
   にあたり、該ハンドヘッド（１５）に設定値以上の挿入
   抵抗が付加されたことを該センサ（２０）が検出すると
   、該ロボットハンド（１０）の降下挿入動作が中断する
   よう構成されたことを特徴とする電子部品搭載装置。 〔２〕ストッカーに配列した電子部品（５）をロボット
   ハンドを用いてプリント板上に搬入し、該電子部品（５
   ）のリードピン（７）を対応するスルーホールに挿入す
   る搭載装置において、 内径が該スルーホールの内径よりも小さいストレート部
   （３６）、及び該ストレート部（３６）の上部に形成さ
   れたテーパー部（３７）からなる孔（３５）が、金属ブ
   ロック（３１）に配列した矯正治具（３０）を備え、請
   求項１に記載のロボットハンド（１０）で電子部品（５
   ）を吸着し、該リードピン（７）を該矯正治具（３０）
   の対応する孔（３５）に押入することで、該リードピン
   の曲がりが矯正されるよう構成されたことを特徴とする
   電子部品搭載装置。 〔３〕コンベア（４２）により所定の位置に搬送された
   プリント板（１）上に、ストッカー（４１）に配列した
   電子部品（５）を請求項（１）に記載のロボットハンド
   （１０）で吸着搬入し、該ロボットハンド（１０）を降
   下して、該電子部品（５）のリードピンを対応するスル
   ーホールに挿入するにあたり、 ハンドヘッドに設定値以上の挿入抵抗が付加されたこと
   をセンサ（２０）が検出すると、制御部（４３）の指令
   により該ロボットハンド（１０）が降下挿入動作を中断
   し、該電子部品（５）を請求項２に記載の矯正治具（３
   ０）上に搬入して、該リードピンの曲がりを矯正し、 その後、該ロボットハンド（１０）が該プリント板（１
   ）上に戻り、降下挿入動作を行うようにしたことを特徴
   とする電子部品の搭載方法。