JPH05327286A

JPH05327286A - 電子部品挿入装置

Info

Publication number: JPH05327286A
Application number: JP4156175A
Authority: JP
Inventors: Manabu Yamauchi; 学山内; Hiroshi Yamazaki; 洋山崎; Hideki Suzui; 秀樹鈴井; Masatada Itabane; 賢忠板羽
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-05-25
Filing date: 1992-05-25
Publication date: 1993-12-10

Abstract

(57)【要約】【構成】電子部品が収納されたトレイパレットから供
給された電子部品を回路基板に挿入する電子部品挿入装
置において、ステップＳ２１でトレイパレットからの部
品供給動作が行われ、ステップＳ２２で該部品供給が正
常に行われているか否かの判別がなされる。ＮＯのとき
には、ステップＳ２５にて該部品をトレイパレットの元
の位置に戻すリカバリ動作を行い、次のステップＳ２６
でこのリカバリ動作が一定回数に達したか否かを判別
し、ＮＯのときステップＳ２１に戻って再度部品供給動
作を試みる。【効果】電子部品自体に異常がないのに部品供給が正
常に行われないとき、該部品を戻して再使用に回すこと
ができ、コストダウンが図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板等に挿入
されたＩＣ等の電子部品の端子ピンをプリント基板等の
回路基板に挿入するような電子部品挿入装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンデンサ、抵抗、ＩＣ（集積回路）等
の電子部品をプリント基板等の回路基板に実装するよう
な基板実装工程は、自動実装による合理化が進んでいる
が、近年においては、製品の多様化、多機能化、多品種
化、また製品開発のサイクルの短縮化等により、電子部
品の種類数も膨大となっており、多品種、多形状の電子
部品の自動実装が望まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、多品種の電
子部品を使用する自動実装の場合に、いわゆるバラ部品
の自動供給が必要とされる。これは、従来において、コ
ンデンサや抵抗等の一定形状の部品は、いわゆるテーピ
ング等の自動供給に適した部品供給が行えるが、トラン
ス等の大型の異形部品は、テーピング化が困難であり、
手作業で部品供給及び回路基板への挿入を行わざるを得
ないのが現状である。

【０００４】また、従来の電子部品の自動挿入装置等
は、１品種１形状の電子部品に対応するものが基本とな
っており、部品供給ユニットも１機種に対応する構成が
主であったため、他の供給形態の部品供給機とのライン
バランスがとりにくく、投資効果が得られないという欠
点もある。

【０００５】さらに、いわゆるバラの電子部品をトレイ
パレットの格子枠内に収納して供給する部品供給機も考
えられているが、上記テーピング等の部品供給に比べて
部品供給の機械的精度が出し難く、例えばトレイパレッ
トの格子枠内に電子部品が収納されていても配置角度が
異なっている等の僅かの狂いでも、正常な部品挿入が行
えず、不良部品として自動廃棄されたり、挿入作業が停
止されたりするような不具合が生じる虞れがある。

【０００６】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、トランス等の大型の異形部品の供給が容
易に行え、部品供給が正常に行われなかったり、端子ピ
ンが正常位置になかったりして、回路基板への部品挿入
に不都合が生じた場合に、当該電子部品をそのまま廃棄
処分することなく、後の再使用等への適用を可能とし得
るような電子部品供給装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電子部品供
給装置は、複数の電子部品が配列されたトレイパレット
から必要とされる電子部品を取り出して回路基板に該電
子部品の端子ピンを挿入する電子部品挿入装置であっ
て、上記トレイパレットから取り出された電子部品の回
路基板への挿入が不都合な状況か否かを判断する判断手
段を設け、この判断手段により部品挿入が不都合である
と判断されたとき、上記取り出された電子部品を上記ト
レイパレットの元の位置に戻すことを特徴とする。

【０００８】ここで、上記判別手段は、上記電子部品の
供給状態を判別したり、あるいは、上記電子部品の端子
ピンの状態を判別するように設定すればよい。

【０００９】

【作用】電子部品の供給状態が正常でなかったり、電子
部品の端子ピンの挿入が正常に行えないような、部品挿
入作業に不都合が生じたとき、電子部品を元のトレイパ
レットの位置に戻しているため、部品の収納位置や角度
がずれているだけで部品自体には異常がない場合に、該
電子部品を再使用等に回すことが可能となり、コストダ
ウンに貢献できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について、図
面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る電子
部品挿入装置の一実施例の概略構成を示す外観斜視図で
ある。この図１に示す電子部品挿入装置の全体は、部品
挿入機１０とトレイ供給機２０とから成っており、部品
挿入機１０内にプリント基板等の回路基板１１が搬送さ
れるようになっている。

【００１１】図１において、トレイ供給機２０から供給
された電子部品は、部品挿入機１０の部品挿入機構部の
チャック部１３により把持されてプリント基板等の回路
基板１１の所定位置に運ばれ、端子ピンが基板の端子挿
入孔に挿入される。チャック部１３は、例えば３個が挿
入ヘッド１５に自動交換可能に取り付けられており、こ
の挿入ヘッド１５は、いわゆるＸ−Ｙビーム１６に取り
付けられて、回路基板１１の主面に平行な平面上でＸ−
Ｙ方向に移動可能に構成されている。挿入ヘッド１５に
一列に取り付けられた３個のチャック部１３は、各々独
立して上下に動くようになっている。

【００１２】電子部品が挿入される回路基板１１は、基
板搬送部（いわゆるコンベア）１７によって所定位置、
すなわち本装置による部品挿入作業のワークエリアにま
で搬送される。基板搬送部１７は、モータ１８、１８を
有し、これらのモータ１８、１８に巻き付けたベルトを
駆動することにより、ベルト上の回路基板１１が本装置
内の所定位置に搬入されたり外部に搬出されたりするよ
うになっている。また、基板搬送部１７は、基板位置決
めユニット（図示せず）を有し、これにより回路基板１
４が上記所定のワークエリアに位置決めされる。また、
上記部品挿入機構部のチャック部１３により把持されて
回路基板１４の所定位置に挿入された電子部品の端子ピ
ン（リード端子）は、クリンチ機構部（図示せず）によ
ってクリンチ（折曲）される。

【００１３】次に、電子部品を供給するためのトレイ供
給機２０は、筐体２１の内部に複数段、例えば１６段の
トレイパレット２２が積層配置されており、この積層方
向である上下方向（矢印Ｓ方向）にトレイが移送駆動さ
れ、必要なトレイが選択されトレイ載置台（供給ステー
ジ）２３上に矢印Ｖ方向に引き出されて、部品供給可能
な状態となる。トレイパレット２２は、縦横に仕切られ
た格子状の枠構造あるいはマトリクス構造を有し、各格
子の枠あるいは仕切り枠内にそれぞれ電子部品が収納さ
れるようになっている。

【００１４】図２は、このような部品挿入機１０及びト
レイ供給機２０の制御系の概略構成を示すブロック図で
ある。この図２において、部品挿入機１０側の部品供給
制御等を行うためのコントローラ３１は、部品挿入作業
プログラム等により上記部品挿入機構部にて部品挿入作
業を行わせるため部品挿入制御回路部３２にバスライン
を介して接続されている。また、コントローラ３１には
インターフェース用のＩ／Ｏボード３３が接続され、こ
のＩ／Ｏボード３３と、トレイ供給機２０側のコントロ
ーラ３４に接続されたＩ／Ｏボード３５との間でデータ
転送が行われるようになっている。

【００１５】トレイ供給機２０側のコントローラ３４に
は、位置制御ユニット３６が接続され、この位置制御ユ
ニット３６は、上記矢印Ｖ方向の駆動を行うＡＣサーボ
モータ３７を駆動制御する。また、Ｉ／Ｏボード３５に
は、上記矢印Ｓ方向の駆動を行うインダクションモータ
３８が接続され駆動制御されるようになっている。この
他、Ｉ／Ｏボード３５には、センサやリミットスイッチ
やソレノイド等の外部入出力機器と接続するための端子
３９が設けられている。

【００１６】このような構成において、部品挿入機１０
側の部品挿入制御回路部３２の内部ソフトウェアにて指
定されたトレイ品種データをバスラインを介してコント
ローラ３１に伝達し、Ｉ／Ｏボード（Ｉ／Ｏポート）３
３を介してトレイ供給機２０側のコントローラ３４のＩ
／Ｏボード（Ｉ／Ｏポート）３５に該トレイ品種データ
を伝達する。このデータをもとに、トレイ供給機２０側
において該当する品種のトレイを検索し、トレイパレッ
トを所定の供給位置にまで搬送する。この搬送動作は、
ＡＣサーボモータ３７により矢印Ｖ方向の駆動が、また
インダクションモータ３８により矢印Ｓ方向の駆動がそ
れぞれ行われる。

【００１７】次に、上記トレイ供給機２０内のトレイパ
レットや各トレイパレット内に収納された電子部品の管
理について説明する。先ず、個々のトレイパレット２２
内に収納された電子部品については、図３に示すよう
に、パレット内収納最大範囲を示す基準点Ａ、Ｂの座標
（少なくとも各点のＸ、Ｙ座標）のデータと、Ｘ、Ｙ方
向のマトリクスデータ、すなわち各方向の部品の個数デ
ータＸmat,Ｙmat とが必要であり、個々のトレイパレッ
トに対して、例えば図４に示すような品種データが対応
付けられている。この図４に示す品種データは、例えば
１ワード１６ビットとされ、ＬＳＢ（最下位ビット）か
ら順に、品種ａ、品種ｂ、品種ｃ、品種ｄ・・・を示す
ようになっている。これらのビットの内の“１”が立っ
ているビットで品種を識別できる。なお、複数ビット
（例えば４ビット）で２のべき乗（例えば２⁴＝１６）
種類の品種を表すようにしてもよい。また、図４の１６
ビットワードのＭＳＢ（最上位ビット）は通常“１”と
されており、ＭＳＢの次のビットは、部品有りのとき
“１”、無しのとき“０”とされる。

【００１８】次に図５は、トレイ供給機２０内の複数
（例えば１６）のトレイパレットの部品の有無を示すデ
ータの例を示し、トレイパレットの段数に応じて、部品
有りのとき“１”、無しのとき“０”のデータが配され
る。これらの１６パレットの内の部品有りのパレットに
ついての品種は、上記図４の各パレット毎のデータで識
別することができる。

【００１９】ここで、部品挿入機１０側と、トレイ供給
機２０側とにそれぞれ必要とされるデータの具体例を示
す。部品挿入機１０側（１）トレイ品種毎のＸ、Ｙ方向のマトリックス値Ｘma
t 、Ｙmat （２）トレイ品種毎の供給位置を算出するための基準位
置（上記Ａ点、Ｂ点）の座標（３）トレイ品種毎の品種コードａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・（４）トレイ品種毎の供給位置データトレイ供給機２０側（１）トレイパレット収納段毎の位置データ（２）トレイパレット収納段毎の品種データ（３）トレイ品種毎のトレイパレット収納段データ

【００２０】上記データを用いて、該当する品種のトレ
イパレットを上記トレイ供給機２０のトレイ載置台２３
にまで搬送し、その後、部品挿入機１０側に設けられて
いる上記部品挿入機構部のチャック部１３により、上記
回路基板１１への部品挿入作業を行わせる。

【００２１】多品種における部品供給動作は、供給動作
毎に、上記部品挿入機１０側の制御部よりトレイ供給機
２０に対して品種情報を出すことにより行われる。この
場合、供給効率を上げるために、情報の先渡しを行い、
トレイパレット搬送ロスを少なくするような制御を行わ
せる。この制御方式を、トレイパレット先出し制御と呼
ぶ。また、同品種の部品を複数のチャックにて供給する
場合においては、例えば図４、図５に示すデータは共通
とし、チャック毎に供給位置データを持たせることによ
り、同品種の部品供給を可能とする。

【００２２】ところで、上記部品挿入機１０のチャック
部１３で電子部品を把持して上記回路基板１１へ運ぶ途
中に、中間ステージを設け、電子部品の端子ピンの有無
や挿通チェック等を行うことが考えられている。

【００２３】すなわち、図６のＡは、上述したような中
間ステージ４０の一例の概略構成を示しており、電子部
品４１から突出する端子ピン４２の有無が、中間ステー
ジ４０のピン検出部４３のスイッチ（マイクロスイッチ
やリミットスイッチ等）４４により検出されるようにな
っている。図６のＢはピン検出部４３の概略平面図、図
６のＣはピン検出部４３の概略側面図をそれぞれ示して
おり、ピン検出部４３には、電子部品４１の各端子ピン
４２の位置に対応してピン挿入孔４５がそれぞれ設けら
れており、このピン挿入孔４５を介して挿入された端子
ピン４２によりスイッチ（マイクロスイッチやリミット
スイッチ等）４４がオン（閉成）され、ピンの有無検出
が行えるようになっている。このピン検出は、所定位置
にピンが有るか否かを検出するのみならず、電子部品の
収納位置（角度等）が正規と異なっていたり、品種が異
なっている場合に、ピン検出部４３の所定のピン挿入孔
４５に端子ピンが挿入されなくなり、正常な部品供給や
挿入が行えないことが判別できるわけである。

【００２４】ここで、図７は、このような中間ステージ
を設けて端子ピンの検出を行う場合の動作フローの一例
を示している。この図７において、最初のステップＳ１
の部品供給動作が行われると、次のステップＳ２で上述
したような中間ステージによるピン検出動作を実行する
か否かの判別が行われる。ピン検出を行わない場合に
は、ステップＳ３に進んで、従来と同様に直ちに部品挿
入動作を行う。中間ステージによるピン検出動作を実行
する場合には、ステップＳ５に進んで、上記中間ステー
ジの上記ピン検出部４３にまで電子部品を運んで、ステ
ップＳ６でヘッドを下降させて上記電子部品４０の端子
ピン４１をピン挿入孔４５に挿入させ、ステップＳ７で
端子ピン検出がＯＫか否か、すなわち上記スイッチ４４
がオンされたか否かを判別する。ＯＫの場合には上記ス
テップＳ３に進んで基板への部品挿入動作を行う。

【００２５】ステップＳ７でＮＯと判別された場合、す
なわち端子ピン検出が有効に行えなかった場合には、ス
テップＳ８に進んでヘッドを上昇させ、ステップＳ９で
トレイパレットを呼出し、ステップＳ１０でトレイパレ
ットを移動させ、ステップＳ１１でチャックされている
電子部品を元の位置に戻した後、上記ステップＳ１に戻
っている。これは、例えば電子部品自体には問題がない
が、トレイパレット内での収納状態や配置角度等が正規
状態とは異なっている場合もあることを考慮して、完全
に廃棄処分にする代わりに、トレイパレットの元の位置
に戻すことによって、後で該電子部品の再使用を可能に
するものである。

【００２６】次に、図８は、部品供給検出機構の一具体
例を示しており、上記部品挿入機１０のチャック部１３
にて電子部品４１がチャック（把持）されたとき、この
電子部品４１の形状や寸法に応じて決定される挿入ヘッ
ド１５の高さ位置を検出することにより、正常な電子部
品供給が行われているか否か（部品の供給が確実に行え
たか否か）を確認している。これは種々の方向により実
現できるが、図８の具体例においては、挿入ヘッド１５
の頂部に設けられた部品検出ドグ４６を部品検出センサ
４７で検出することにより確認している。

【００２７】図９は、このような部品供給状態の判別に
応じた部品挿入動作のフローの例を示しており、ステッ
プＳ２１の部品供給動作が行われた後、次のステップＳ
２２にて上記部品供給検出機構による部品供給状態の判
別を行っている。このステップＳ２２でＯＫとされた場
合には、通常の挿入動作、すなわち、ステップＳ２３で
当該電子部品を回路基板の部品挿入位置にまで移動さ
せ、ステップＳ２４で端子ピンをピン挿入孔へ挿入する
動作が行われる。これに対して、ステップＳ２２でＮＯ
と判別された場合には、ステップＳ２５に移って、リカ
バリ動作、例えばチャックされた電子部品をトレイパレ
ットの元の位置にまで戻すような動作が行われる。この
ような部品供給状態判別がＮＯとされる場合には、トレ
イパレットの上記仕切り枠内に異なる品種の電子部品が
収納されていた場合や、何の電子部品も収納されていな
かった場合等も含んでいる。

【００２８】次のステップＳ２６では、上記リカバリ動
作が所定の回数に達したか否かを判別し、ＮＯのとき
（所定回数に達していないとき）には、上記ステップＳ
２１に戻って、例えばトレイパレットの次の仕切り枠の
電子部品をチャック（把持）して部品供給を行うような
動作が行われる。このように、上記部品供給状態判別が
ＮＯとされて上記リカバリ動作が上記所定の回数にまで
達すると、ステップＳ２１でＹＥＳと判別され、この場
合には部品供給動作に容易に回復できない異常があるこ
とから、ステップＳ２７に進んで、自動供給動作自体を
停止（ストップ）する。その後、電子部品供給装置や実
装装置等に対してメンテナンスや修理等が必要に応じて
行われることは勿論である。

【００２９】次に、図１０は、上述したような部品供給
状態判別と、中間ステージでの端子ピン状態判別とを組
み合わせた動作フローの一具体例を示している。この図
１０において、ステップＳ３１で部品供給動作が行わ
れ、次のステップＳ３２で、上述した図９のステップＳ
２２と同様に、部品供給がＯＫか否かの判別がなされ
る。ステップＳ３２でＹＥＳ（ＯＫ）と判別されたとき
には、次のステップＳ３３に進んで、上述した中間ステ
ージによる電子部品の端子ピン検出動作が行われ、ステ
ップＳ３４で端子ピン検出がＯＫか否かの判別がなされ
る。このステップＳ３４でもＹＥＳ（ＯＫ）とされたと
きには、ステップＳ３５に進んで部品挿入動作が行われ
る。

【００３０】ここで、この図１０の具体例では、次のス
テップＳ３６において、回路基板に挿入された電子部品
の端子ピンに対して例えば導通テスト等を施すことによ
り、部品挿入がＯＫか否かの判別を行っている。このス
テップＳ３６でＮＯ（異常あり）とされた場合には、ス
テップＳ３９に進んで、リカバリ動作を実行するか否か
の判別が行われ、ＮＯ（実行しない）の場合には、動作
を停止（ストップ）する。ステップＳ３９でＹＥＳ（リ
カバリ動作を実行する）の場合には、ステップＳ４０に
進み、リカバリ回数が所定の回数に達したか否かの判別
を行い、ＹＥＳの時には動作を停止（ストップ）し、Ｎ
Ｏのときには、ステップＳ４１に進んでリカバリ動作、
例えば部品をトレイパレットの元の位置に戻す動作を行
い、上記ステップＳ３１に戻っている。

【００３１】なお、上記ステップＳ３２でＮＯとされた
場合は、上記図９の説明と同様に、ステップＳ３７でリ
カバリ回数に達したか否かの判別を行い、達していない
間はステップＳ３１に戻っている。また、上記ステップ
Ｓ３４でＮＯとされた場合には、上記図７の説明と同様
に、リカバリ動作（部品を元に戻す動作）を行って、ス
テップＳ３１に戻っている。これらの動作の詳細は省略
しているが、上記図７や図９の説明と同様にすればよ
い。

【００３２】この図１０のような動作を行わせることに
より、トレイパレット内の一部部品の品種が異なってい
たり、収納位置や角度がずれていたり、部品が入ってい
ない仕切り枠があったりした場合には、上記リカバリ回
数の範囲でリカバリ動作が行われて、装置を停止（スト
ップ）させることなく次の仕切り枠から電子部品を取り
出して再度部品挿入動作が試みられる。従って、頻繁に
装置が停止するような不具合を防止でき、電子部品自体
に異常がなくとも、当該トレイパレットの品種と異なっ
ていたり、配設位置や角度がずれている場合には、トレ
イパレットの元の位置に部品が戻されるため、再使用に
回すことも可能となる。

【００３３】ところで、上記図１０と共に説明したよう
に、部品挿入に不都合なエラー発生時、例えば部品供給
エラー及び挿入エラー発生時には、現在トレイ載置台
（供給ステージ）にあるトレイパレットが該当する品種
のパレットであるか否かを判別し、該当しないトレイパ
レットの場合には、トレイパレットチェンジルーチンの
ソフトウェアプログラムを起動し、トレイパレットの交
換を行う。交換終了後、エラー部品のトレイパレットへ
の戻し動作を行うようにしてもよい。

【００３４】トレイ供給機においては、予め人手により
各段のパレットに該当する品種データを設定する必要が
あり、データ設定終了後、トレイパレットを該当する段
へ収納する。これにより、トレイパレットを供給ステー
ジ（トレイ載置台）へ搬出し、部品挿入機構部による供
給が可能になる。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る電子部品挿入装置によれば、複数の電子部品が
配列されたトレイパレットから必要とされる電子部品を
取り出して回路基板に該電子部品の端子ピンを挿入する
際に、上記トレイパレットから取り出された電子部品の
回路基板への挿入が不都合な状況か否かを判断し、部品
挿入が不都合であると判断されたとき、上記取り出され
た電子部品を上記トレイパレットの元の位置に戻してい
るため、電子部品自体に異常がなく、供給形態等に異常
があって挿入ができないとき、該電子部品が廃棄される
ことなくトレイパレットの元の位置に戻され、再使用等
に回すことが可能となり、コストダウンが図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子部品挿入装置の一実施例の概
略構成を示す外観斜視図である。

【図２】上記実施例に用いられる制御系の一例の概略構
成を示すブロック図である。

【図３】上記実施例に用いられるトレイパレットの概略
平面図である。

【図４】上記実施例のトレイパレット毎の品種データの
一例を示す図である。

【図５】上記実施例のトレイパレット管理データの一例
を示す図である。

【図６】上記実施例に用いられる中間ステージを説明す
るための図である。

【図７】上記実施例の動作の一例を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図８】上記実施例に用いられる部品供給検出機構を説
明するための模式図である。

【図９】上記実施例の動作の他の一例を説明するための
フローチャートである。

【図１０】上記実施例の動作のさらに他の例を説明する
ためのフローチャートである。

【符号の説明】

１０・・・・・部品挿入機１１・・・・・回路基板１３・・・・・チャック部１５・・・・・挿入ヘッド２０・・・・・トレイ供給機２２・・・・・トレイパレット２３・・・・・トレイ載置台（供給ステージ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者板羽賢忠東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電子部品が配列されたトレイパレ
ットから必要とされる電子部品を取り出して回路基板に
該電子部品の端子ピンを挿入する電子部品挿入装置であ
って、上記トレイパレットから取り出された電子部品の回路基
板への挿入が不都合な状況か否かを判断する判断手段を
設け、この判断手段により部品挿入が不都合であると判断され
たとき、上記取り出された電子部品を上記トレイパレッ
トの元の位置に戻すことを特徴とする電子部品挿入装
置。
【請求項２】上記判別手段は、上記電子部品の供給状
態を判別することを特徴とする請求項１記載の電子部品
挿入装置。
【請求項３】上記判別手段は、上記電子部品の端子ピ
ンの状態を判別することを特徴とする請求項１記載の電
子部品挿入装置。