JPH0543597U - 電子部品実装用ロボツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 電子部品を回路基板に装着するロボットにお
いて、部品をつかんで基板に挿入するマニピュレーター
を首振り動作するように構成し、このマニピュレーター
と、部品供給部、クリンチ爪を同じフレーム上に構成し
た。さらに、フレームは、水平２方向に移動可能とし
た。 【効果】 部品の装着位置の変更に伴うマニピュレータ
ーの作動プログラムの変更、およびクリンチ爪の位置決
め操作を必要とせず、作業の効率化が望める。また、従
来の３軸直交型のロボットに比して動作サイクルの大幅
短縮を実現する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電子部品を基板上に実装するための電子部品実装用ロボット、特に は、所定の１種類の電子部品を各基板に対し１個のみないし少数個実装するのに 用いて好適な電子部品実装用ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】

電子部品を例えばプリント基板等の回路基板上に実装するための電子部品実装 用ロボットとしては、電子部品を把持するマニピュレーターを、それぞれ互いに 直交したＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の３方向に直線的に移動させるように構成した３軸直 交型のものが一般的である。３軸直交型のロボットでは通常、１基のマニピュレ ーターによって異形部品（種類の異なる部品）を挿入できるよう、前記マニピュ レーターが複数の把持爪を備えたものとなっている。この３軸直交型ロボットに よれば、マニピュレーターが３次元空間の任意の点に位置することができるため 、基板上の任意な複数の位置に異形部品を装着することが可能である。また、３ 軸直交型ロボットでは、マニピュレーターは上記の如く３方向に移動できるが、 部品供給部は定位置に固設してある。部品供給位置が固定してあっても、マニピ ュレーターの動作はプログラムの設定により自由に決定できるからである。

【０００３】 また、基板に電子部品を実装するには、電子部品のリード（脚）を基板に形成 したスルーホール（透孔）に挿入することにより行なうが、装着した部品が例え ばはんだ付け工程までの間に抜け落ちたりしないように、スルーホールを貫通し た前記リードの先端部を打ち曲げる（クリンチする）必要がある。このため、通 常、電子部品実装用ロボットはそのためのクリンチ機構を備えている。上記の如 き３軸直交型ロボットにおいて該クリンチ機構は、装着すべき電子部品に対応し た数のクリンチ爪を、装着すべき電子部品の装着位置に対向させて設けているの が一般的である。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記の如き３軸直交型ロボットにおいては下記の如き不都合がある 。 すなわち、電子部品の実装工程においては、通常、上記の如き３軸直交型ロボ ットを、実装すべき電子部品の種類に応じて、工程ラインに沿って複数台連設す ることにより、多数の電子部品を基板に実装していく。しかし、被加工品の種類 によっては、装着すべき電子部品の数（あるいは種類数）がちょうどそれら連設 されたロボットの把持爪の数と一致するとは限らない。つまり、最終段に設置さ れたロボットにより装着すべき電子部品の数がそのロボットの備える把持爪の数 に満たない（例えば１個のみ）という場合も生ずる。かかる場合に、この最終段 に、複数の把持爪を備えかつ高価でもある３軸直交型ロボットを設置するのは非 合理的である。

【０００５】 また、上記の如き３軸直交型ロボットでは、マニピュレーターの移動範囲内で あれば部品供給部がどの位置にあろうとも構わないが、マニピュレーターが部品 を受け取るためには該マニピュレーターが必ず該部品供給部まで戻る必要があり 、電子部品の受取→装着→受取といった動作サイクルに時間がかかるといった問 題もある。

【０００６】 本考案このような事情に鑑みてなされたもので、特に、所定の１種類のみの電 子部品を１個ないし少数個装着するのに用いて、作業の効率化およびロボットの 製作コストの低減化を実現する電子部品実装用ロボットを提供することを目的と するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

請求項１記載の電子部品実装用ロボットは、基台と、少なくとも略直交する水 平２方向に移動可能となるよう前記基台に設けられたフレームと、該フレームに 設けられ、前記回路基板に装着すべき前記電子部品を収納・供給するための部品 供給機構と、前記フレームに設けられ、前記電子部品を把持するための把持爪を 有して少なくとも前記部品供給機構の部品供給部と前記回路基板に対応した位置 との間の移動を回動動作により行なうよう構成されたマニピュレーターと、前記 フレームに、前記搬送軌道を挟んで前記マニピュレーターと対向するように設け られたクリンチ爪と、を有して成るものである。

【０００８】 請求項２記載の電子部品実装用ロボットは、請求項１記載の電子部品実装用ロ ボットにおいて、前記フレームを前記水平２方向に移動させるための駆動手段、 および該駆動手段を制御する制御手段を有して成るものである。

【０００９】

【作用】

請求項１記載の電子部品実装用ロボットでは、マニピュレーターは、電子部品 の受取→装着→受取といった作業を、該マニピュレーター自身が定位置にて所定 角度回動するのみで行なうことができる。これにより作業サイクルの短縮化が実 現される。 また、部品供給部およびクリンチ爪を、マニピュレーターを設けたフレームに 一体に設け、しかも該フレームを水平２方向に移動自在としたので、電子部品の 装着位置を任意に変更できるのは無論、このように装着位置を変更する場合でも 、マニピュレーター，部品供給部，クリンチ爪の三者の相対位置が変化しないの で、位置合わせが極めて容易である。

【００１０】 請求項２記載の電子部品実装用ロボットでは、フレームの移動すなわち実装位 置の変更を自動的かつ迅速に行える。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明する。 図１および図２はそれぞれ、本考案に係る電子部品実装用ロボットを示す全体 斜視図および側面図である。 この電子部品実装用ロボット（以下、単に"ロボット"と称する）１は、基台２ と、少なくとも略直交する水平２方向に移動可能となるよう前記基台２に設けら れたフレーム３と、該フレーム３に設けられ、回路基板Ｃに装着すべき前記電子 部品を収納・供給するための部品供給機構４と、前記フレーム３に設けられ、電 子部品（図示せず）を把持するための把持爪５を有して少なくとも前記部品供給 機構４の部品供給部４ａと前記回路基板Ｃに対応した位置との間の移動を回動動 作により行なうよう構成されたマニピュレーター６と、前記フレーム３に、前記 回路基板Ｃを搬送するための搬送軌道７を挟んで前記マニピュレーター６と対向 する位置に設けられたクリンチ爪８と、を有して成る。

【００１２】 前記フレーム３は、図２に示す如く側面視”コ”字状を呈しており、”コ”字 の開口部が、前記搬送軌道７側に向いている。 一方、前記基台２の上面には、前記搬送軌道７と平行となる２本のガイドロッ ド（第１のガイドロッド）１０，１０が設けられている。これらガイドロッド１ ０，１０には、スライド台１１が両ガイドロッド１０，１０にわたって摺動自在 に設けられている。すなわち、該スライド台１１の下面には、前記ガイドロッド １０，１０にそれぞれ摺動自在に係合するブロック１２，１２が設けられており 、これによって前記スライド台１１は前記搬送軌道７に沿った移動が可能となっ ている。これらブロック１２には、図２に示すように、該ブロック１２を前記ガ イドロッド１０に対して締め付けて固定するためのロックレバー２０，２０がそ れぞれ設けられている。

【００１３】 さらに、該スライド台１１の上面には、該スライド台１１の長手方向に沿って 、すなわち前記ガイドロッド１０，１０と直交して第２のガイドロッド１３，１ ３が平行して設けられている。そして、これら第２のガイドロッド１３，１３に 、前記フレーム３の下面に構成されたブロック１４，１４，…が摺動自在に係合 している。これによって、前記フレーム３は、前記搬送軌道７に平行となる方向 、および搬送軌道７と直交する方向の水平２方向に移動自在となっている。

【００１４】 前記部品供給部４は、”コ”字状を呈して成る前記フレーム３の垂直部３ｂに 設けられている。この場合、該部品供給機構４はいわゆるスティック供給方式の ものとしている。すなわち、前傾して設けられたスティック保持部材１５に離間 して平行に立設された２本のガイド１６，１６間に、多数の電子部品を収納した スティック（図示せず）がセットされる。前記スティック保持部材１５の下方に 設けられ符号１７で示すものは、空となったスティックを受け取るための受け皿 である。

【００１５】 前記マニピュレーター６は、”コ”字状を呈して成る前記フレーム３の上側の 水平部３ａの先端部に設けられている。該マニピュレーター６は、該位置におい て、前記搬送軌道７と平行となる軸回りに所定角度回動するいわゆるスイング型 のものである。該マニピュレーター６は、例えば図示しないエアーシリンダーの 作用により回動するものとなっている。これによって該マニピュレーター６の備 える把持爪５は、図２に示す如く前記回路基板Ｃに対して垂直となる位置と、前 記部品供給機構４のスティック保持部材１５に対して垂直となる位置との間を揺 動状態に往復できるものとなっている。また、ここで、該把持爪５は、ちょうど 鎖線ｍの位置までスイングしたときに、前記部品供給機構４の先端部（下端部） すなわち部品供給部４ａに対応するものとなっている。また、該把持爪５は、マ ニピュレーター６の備える図示しないエアーシリンダーにより、その長手軸方向 に伸縮できるものとなっている。

【００１６】 前記フレーム３における下側の水平部３ｃの先端部には前記クリンチ爪８が設 けられている。該クリンチ爪８は、前記マニピュレーター６の把持爪５が図１お よび図２に示すように鉛直下方に向いた際に、その把持爪５にちょうど対向する 位置に設けられている。

【００１７】 前記搬送軌道７は、電子部品実装工程において一般に用いられるものと同様の 機構を有するもので、回路基板Ｃを搬送すると共に、該ロボット１に対する所定 位置にて回路基板Ｃを停止・保持する機能を有するものである。

【００１８】 次に、上記構成となるロボット１の作用について説明する。 まず、前記第１のガイドロッド１０に沿って前記スライド台１１を移動させ、 かつ前記第２のガイドロッド１３に沿ってフレーム３を移動させることにより、 前記回路基板Ｃに対する把持爪５の位置決めを行なう。すなわち、電子部品が回 路基板Ｃの所定位置に装着されるようフレーム３の位置を調整する。フレーム３ の移動は、この場合、前記ロックレバー２０を弛めてフレーム３を手で前後左右 に動かすことにより行なう。位置決定後は、再びロックレバー２０を締めること によりフレーム３の位置を固定する。

【００１９】 フレーム３の位置決め終了後、上記ロボット１により電子部品を回路基板Ｃに 実装するには、まず、電子部品を前記部品供給機構４から受け取る。それには、 前記マニピュレーター６を回動させて、把持爪５を図２鎖線ｍの位置まで移動さ せる。そして、該把持爪５により、部品供給部４ａに送り出された１つの電子部 品を把持する。

【００２０】 把持爪５が電子部品を把持したら、マニピュレーター６を上記とは逆方向に回 動させて、把持爪５を図１および図２に示す如く回路基板Ｃに対して垂直下方を 向かせる。その後、マニピュレーター６を作動させて把持爪５を降下させて、把 持している電子部品を回路基板の所定位置に装着する。図２に示す如く、把持爪 ５が鉛直下方を向いた状体では、前記クリンチ爪８が把持爪５に対向する位置に あるから、該クリンチ爪８により、回路基板Ｃの下面側に突出した前記電子部品 のリードをクリンチする。これによって電子部品の実装が完了する。

【００２１】 以降は、前記電子部品が実装された前記回路基板Ｃを前記搬送軌道７上に沿っ て送り出すと共に、次の回路基板Ｃを該ロボット１に対応する位置に受け入れ、 その回路基板Ｃ上に、上記同様の操作により次の電子部品を実装すればよい。

【００２２】 そして、例えば、回路基板Ｃの種類の変更等により、電子部品の装着位置が上 記の場合と異なる場合には、初めにフレーム３の位置決めを行なった場合と同様 の要領で、新たにフレーム３の位置決めを行なえばよい。フレーム３は、搬送軌 道７と並行した方向、および搬送軌道７と直交する方向の水平２方向に移動可能 であるから、回路基板Ｃの任意の位置に対して容易に位置決め可能である。また 、前記クリンチ爪８はマニピュレーター６と共通のフレーム３に固定されており 、両者は常に相対位置を固定された状態で移動するので、上記のようにフレーム ３の位置を変更する場合でも、マニピュレーター６とクリンチ爪８とを個別に位 置合わせする必要がない。また同様に、前記部品供給機構４も同じフレーム３に 設けられているものであるから、電子部品の装着位置が変更されても、マニピュ レーター６の動作を変更する必要は一切ない。

【００２３】 以上のように、上記電子部品実装用ロボット１によれば、電子部品を把持する マニピュレーター６、電子部品を供給する部品供給機構４、およびクリンチ機構 ８を、１つのフレーム３に設けると共に、フレーム３を水平２方向に移動可能に 構成したものである。したがって、電子部品の回路基板Ｃに対する装着位置が変 更する場合でも、マニピュレーター６に対する部品供給機構４およびクリンチ爪 ８の相対位置が変化せず、装着位置の変更に伴うマニピュレーター６の作動プロ グラムの変更、およびクリンチ爪８の位置決め操作を必要としない。

【００２４】 また、上記ロボット１では、上記のように部品供給機構４を、マニピュレータ ー６の設けられたフレーム３に一体に設け、部品供給機構４とマニピュレーター ６との相対位置がマニピュレーター６の位置に拘わらず変化しないように構成し たからこそ、マニピュレーター６として上記の如きスイング型のものを採用でき 、それにより、従来の３軸直交型のロボットに比してタクト（動作サイクル）の 短縮も実現したものとなっている。

【００２５】 次に、図３は本考案の他の実施例による電子部品実装用ロボットを示すもので ある。 この電子部品実装用ロボット３０は、先の実施例による前記電子部品実装用ロ ボット１において、前記フレーム３を上記の水平２方向に移動させるための駆動 手段、およびその駆動手段を制御するための制御手段を有したものである。

【００２６】 具体的には、前記基台２の上面であって前記第１のガイドロッド１０，１０の 間には、これら第１のガイドロッド１０と並行に第１のボールねじ２２が設けら れている。この第１のボールねじ２２は、前記スライド台１１の下面に構成され たブロック１２と螺合している。また、この第１のボールねじ２２の一端にはこ の第１のボールねじ２２を軸心回りに回転させるための第１のサーボモーター２ ３が設けられている。

【００２７】 一方、前記スライド台１１の上面であって前記第２のガイドロッド１３，１３ の間には、これら第２のガイドロッド１３と並行に第２のボールねじ２４が設け られている。この第２のボールねじ２４は、前記フレーム３の下面に構成された ブロック１４と螺合している。また、この第２のボールねじ２４の一端にはこの 第２のボールねじ２４を軸心回りに回転させるための第２のサーボモーター２５ が設けられている。

【００２８】 そして、前記第１のサーボモーター２３および第２のサーボモーター２５は共 に、図示しない制御装置からの信号に基づいてそれぞれ駆動するように構成され ている。

【００２９】 上記構成となる電子部品実装用ロボット３０では、フレーム３の水平２方向の 移動、すなわち前記第１のガイドロッド１０および第２のガイドロッド１３に沿 った移動動作を電気的に制御・駆動することができる。 したがって、回路基板Ｃの種類変更により電子部品の装着位置が変更され、そ れに伴いフレーム３を移動させるような場合に、フレーム３の位置決めを、予め プログラムした動作に制御することにより自動的かつ迅速に行うことが可能とな る。 また、フレーム３の移動および位置決めを迅速・確実に行えるから、同一の回 路基板Ｃの複数箇所に電子部品を実装する動作も可能となる。その際、部品の供 給は常に前記部品供給機構４より受けるものであるから、特に、同一種の部品を 同一回路基板Ｃに対して複数装着するのに用いて効果的である。

【００３０】

【考案の効果】

以上説明したとおり、請求項１に係る電子部品実装用ロボットによれば、電子 部品を把持するマニピュレーター、電子部品を供給する部品供給機構、およびク リンチ機構を、１つのフレームに設けると共に、そのフレームを水平２方向に移 動可能に構成したので、電子部品の任意な装着位置に対して柔軟に対応できるの は無論のこと、電子部品の回路基板に対する装着位置が変更された場合でも、マ ニピュレーターに対する部品供給機構およびクリンチ爪の相対位置が変化せず、 装着位置の変更に伴うマニピュレーターの作動プログラムの変更、およびクリン チ爪の位置決め操作を必要とせず、作業の効率化が望める。 また、上記の如く部品供給機構を、マニピュレーターの設けられたフレームに 一体に設けたため、スイング型のマニピュレーターを採用でき、これにより、従 来の３軸直交型のロボットに比してタクト（動作サイクル）の短縮を実現して電 子部品実装工程の大幅な短縮を実現する、等の優れた効果を奏する。

【００３１】 また、請求項２に係る電子部品実装用ロボットによれば、請求項１に係る考案 の効果に加え、フレームの水平２方向の移動動作を電気的に制御・駆動すること ができるので、フレームの位置決め動作を自動的に行うこと、さらには、同一の 回路基板に複数の電子部品を実装することを可能とする、といった優れた効果を 奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すもので、電子部品実装
用ロボットの全体斜視図である。

【図２】図１に示す電子部品実装用ロボットの全体側面
図である。

【図３】本考案の他の実施例による電子部品実装用ロボ
ットを示す全体斜視図である。

【符号の説明】

１ 電子部品実装用ロボット ２ 基台 ３ フレーム ４ 部品供給機構 ４ａ 部品供給部 ５ 把持爪 ６ マニピュレーター ７ 搬送軌道 ８ クリンチ爪 ２２ 第１のボールねじ（駆動手段構成要素） ２３ 第１のサーボモーター（ 〃 ） ２４ 第２のボールねじ（ 〃 ） ２５ 第２のサーボモーター（ 〃 ） ３０ 電子部品実装用ロボット Ｃ 回路基板

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品を、搬送軌道上を移動されてき
   た回路基板に装着するための電子部品実装用ロボットで
   あって、 基台と、 少なくとも略直交する水平２方向に移動可能となるよう
   前記基台に設けられたフレームと、 該フレームに設けられ、前記回路基板に装着すべき前記
   電子部品を収納・供給するための部品供給機構と、 前記フレームに設けられ、前記電子部品を把持するため
   の把持爪を有して少なくとも前記部品供給機構の部品供
   給部と前記回路基板に対応した位置との間の移動を回動
   動作により行なうよう構成されたマニピュレーターと、 前記フレームに、前記搬送軌道を挟んで前記マニピュレ
   ーターと対向するように設けられたクリンチ爪と、 を有して成る電子部品実装用ロボット。
2. 【請求項２】 前記フレームを前記水平２方向に移動さ
   せるための駆動手段、および該駆動手段を制御する制御
   手段を有して成る請求項１記載の電子部品実装用ロボッ
   ト。