JPH0563396A

JPH0563396A - 電子部品挿入方法及び装置

Info

Publication number: JPH0563396A
Application number: JP3248275A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Takanuki; 一明高貫; Shigeru Uchida; 繁内田; Tetsuro Ito; 鉄郎伊藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1991-09-02
Filing date: 1991-09-02
Publication date: 1993-03-12

Abstract

(57)【要約】【目的】異形電子部品を高精度でプリント基板の挿入
穴に挿入可能にする。【構成】電子部品供給部１から異形電子部品１０の本
体１０Ａをチャック１６で保持して移送しプリント基板
５０の挿入穴５１に挿入する場合に、Ｘ−Ｙ方向に移動
自在な挿入ヘッド１５に前記チャック１６及びテレビカ
メラ１７を設け、前記チャックで保持された異形電子部
品のリード１０Ｂに正確に対応する検査金型７の穴をテ
レビカメラによって撮像するとともに、テレビカメラで
プリント基板の挿入穴を撮像し、それらの撮像結果に基
づき前記チャックで保持された異形電子部品の前記基板
への挿入位置を補正する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板の挿入穴に電子部
品を自動挿入するための電子部品挿入方法及び装置に係
り、特に大型のコンデンサやトランス、チョークコイ
ル、ピンコネクタ等の異形電子部品を高精度でプリント
基板の挿入穴に挿入可能にした電子部品挿入方法及び装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の異形電子部品を基板の挿
入穴に自動挿入する場合、異形電子部品の本体をチャッ
クで挟持して基板側挿入穴に挿入するのが一般的であ
る。しかしながら異形電子部品は部品本体とリードとの
位置関係にばらつきがあり、かつまた異形電子部品の品
種が多種多様にわたるため、段取り替え(電子部品供給
部、チャック、基板の交換等)を頻繁に行う結果、電子
部品供給部やチャックや基板等の取り付け交換の際にも
位置ずれが発生する可能性があり、これら種々の原因に
より基板挿入穴に対し異形電子部品が正しく挿入される
割合は他の標準的な寸法の電子部品に比べて低く、挿入
不良がしばしば発生する問題があった。

【０００３】この点に鑑み、特開平１−１２８５９９号
の大形異形電子部品挿入装置では、フローティングチャ
ックで本体部分を挟持した異形電子部品のリードを位置
決め装置で位置決めした後、フローティングチャックを
非フローティング状態にロックして異形電子部品のリー
ドとフローティングチャックとの位置関係を正確に規定
した後に基板の挿入穴に異形電子部品のリードを挿入す
る構成が提案されている。ただし、この構成ではリード
と部品本体の位置関係のばらつきは除去できるが、リー
ドの位置決め装置（異形電子部品の種類が替わるたびに
交換が必要なものである）及び基板の挿入穴の位置ずれ
は考慮されておらず、それらの位置ずれに起因する挿入
ミスが発生する可能性がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の問題点を解決す
るために、画像処理を用いて異形電子部品のリードや基
板の挿入穴を検出することが考えられるが、異形電子部
品では一般的に部品本体の底面にリードが突出している
構造である。異形電子部品のリードを直接撮像手段で撮
像してもリード位置を正確に検出することは困難であ
る。

【０００５】本発明は、上記の点に鑑み、電子部品のリ
ードの良否及びその位置を検出するためにリード検査部
材を用い、電子部品のリードに正確に対応する当該検査
部材の穴又はマークを撮像手段で撮像することによっ
て、リード位置を正確に知ることができ、また、基板の
挿入穴を撮像することにより、基板の挿入穴を正確に知
ることができ、ひいては電子部品の基板挿入穴への挿入
作業を確実に実行可能な電子部品挿入方法及び装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電子部品挿入方法は、電子部品供給部から
電子部品の本体をチャックで保持して移送し基板の挿入
穴に挿入する場合において、Ｘ−Ｙ方向に移動自在な挿
入ヘッドに前記チャック及び撮像手段を設け、前記チャ
ックで保持された電子部品のリードに正確に対応するリ
ード検査部材の穴又はマークを前記撮像手段によって撮
像するとともに、前記撮像手段で前記基板の挿入穴を撮
像し、それらの撮像結果に基づき前記チャックで保持さ
れた電子部品の前記基板への挿入位置を補正するように
している。

【０００７】また、本発明の電子部品挿入装置は、所定
の電子部品供給位置に電子部品を供給する電子部品供給
部と、Ｘ−Ｙ方向に移動自在な挿入ヘッドと、該挿入ヘ
ッドに昇降自在に設けられていて電子部品の本体を保持
可能なチャックと、前記挿入ヘッドに固定された撮像手
段を有する画像処理手段と、リード検査部材を有するリ
ード検査部と、挿入穴が形成された基板を位置決め支持
する基板支持機構とを備え、前記チャックで保持された
電子部品のリードに正確に対応する前記リード検査部材
の穴又はマークを前記撮像手段によって撮像するととも
に、前記撮像手段で前記基板の挿入穴を撮像し、それら
の撮像結果に基づき前記画像処理手段で前記チャックで
保持された電子部品の前記基板への挿入位置の補正量を
算出する構成である。

【０００８】

【作用】本発明においては、リード検査部材を用いて、
前記チャックで保持された電子部品のリードの良否及び
その位置を正確に検出し、リード検査部材の穴またはマ
ークを撮像することによりリード位置を正確に検出する
とともに、基板の挿入穴も撮像することにより、チャッ
クで保持された電子部品の基板への挿入位置を補正して
から電子部品リードの基板の挿入穴への挿入作業を実行
することができる。この結果、電子部品の本体とリード
との位置関係のばらつきや、リード検査部材（異形電子
部品の種類が替わるたびに交換が必要なものである）及
び基板挿入穴の位置ずれによる挿入不良を除去し、挿入
率の大幅な改善を図ることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明に係る電子部品挿入方法及び装
置の実施例を図面に従って説明する。

【００１０】図１乃至図７を用いて本発明の第１実施例
を説明する。これらの図において、１は電子部品供給部
であり、マガジン２内の異形電子部品１０は可撓性押出
部材３を介しマガジン２の先端開口側に連通するごとく
設けられた部品ガイド４（又は部品シュート）側に押し
出されるようになっている。部品ガイド４の先端部Ｐが
電子部品供給位置となる。５はリード検査部であり、前
記部品ガイド４の先端側に支持部材６を介し取り付け固
定される検査金型７と図５のように該検査金型７のリー
ド嵌入穴８を底部側より照らす照明手段となる発光ダイ
オード９とを備えている。前記リード挿入穴８は検査対
象となる異形電子部品１０の正しいリード線間隔に一致
した間隔で形成され、正常な異形電子部品のリードであ
れば挿入自在な形状となっている。該リード嵌入穴８の
上端部分はテーパー状に広がっている。これは異形電子
部品１０の本体１０Ａとリード１０Ｂの位置関係のばら
つきによりリード１０Ｂ中心とリード嵌入穴８の中心と
がずれた状態で異形電子部品１０が下降した場合でも円
滑にリード嵌入穴８に導かれるようにするものである。
１５は挿入ヘッドであり、図示しないＸ−Ｙ駆動機構に
取り付けられてＸ方向及びこれに垂直なＹ方向(図１の
紙面に垂直)に移動自在であり、該挿入ヘッド１５には
フローティングチャック１６が昇降自在に取り付けられ
ると共に撮像手段としてのテレビカメラ(ＣＣＤカメラ)
１７が取り付け固定されている。このテレビカメラ１７
の視野の基準位置（例えば視野中心）と挿入ヘッド１５
を駆動するＸ−Ｙ駆動機構のＸ，Ｙ座標位置との関係は
既知である（一定位置関係である）。

【００１１】前記電子部品供給部１とリード検査部５と
は機械的に一体構造となっており、装置基台１８に対し
て同時に交換自在（着脱自在）に取り付けられている。
これは異形電子部品の品種変更に伴う段取り替えを迅速
に行い得るようにするためである。

【００１２】図３のように前記フローティングチャック
１６は前記挿入ヘッド１５により昇降駆動される昇降軸
２０とチャック本体部２１及び両者の間に設けられるフ
ローティング部２２とからなっている。チャック本体部
２１はフローティング軸２３のブラケット部分に一対の
挟持爪２４を開閉自在に取り付けたものである。一対の
挟持爪２４の開閉駆動は超小型のエアシリンダを用いた
構成もしくはエアシリンダとリンクとの組み合わせによ
り実施することができる。フローティング部２２は前記
昇降軸２０に固定されたハウジング２５とハウジング２
５内を摺動自在なフローティングテーブル２６とを備え
ている。ベアリング２７はハウジング２５の内部空間と
フローティングテーブル２６との間に設けられていて、
フローティングテーブル２６の移動を円滑化するための
ものである。前記昇降軸２０にはシリンダ室２８が形成
され、該シリンダ室２８内にピストン２９が設けられて
いる。該ピストン２９に一体のピストンロッド３０は、
シリンダ室２８に供給された圧縮空気によりピストン２
９が下降した時、フローティングテーブル２６をハウジ
ング２５の内壁下面に動かないようにロックするための
ものである。前記フローティングテーブル２６にはフロ
ーティング軸２３が固着されている。従って、フローテ
ィングチャック１６は前記シリンダ室２８に圧縮空気が
供給されていない状態(シリンダ室２８が大気圧)の場合
にはフローティングテーブル２６がハウジング２５内を
横方向に摺動することができ、この結果一対の挟持爪２
４も横方向に動くことができる。また、シリンダ室２８
に圧縮空気が供給された後はピストンロッド３０は下降
して、フローティングテーブル２６をロックするため、
一対の挟持爪２４も横方向に動くことはなくなり、通常
のチャックとして働くことになる。

【００１３】図１のように、基板支持機構４０は、異形
電子部品１０のリード１０Ｂを挿入すべきプリント基板
５０を両側で支える支持レール４１とプリント基板５０
を特定位置にて位置決め固定する位置決め固定手段(図
示せず)とを具備している。５５はクリンチ機構であ
り、前記挿入ヘッドとは別のＸ−Ｙ駆動機構に対し昇降
自在に取り付けられており、プリント基板５０に挿入さ
れたリード１０Ｂを折り曲げる機能を有している。

【００１４】図４に示すごとく、画像処理装置６０は、
前記テレビカメラ１７と、該テレビカメラ１７よりの画
像信号(明暗を表す輝度信号)を２値化処理する画像信号
処理部６１と、２値化処理後の画像情報を記憶する画像
メモリ６２と、該画像メモリ６２の画像情報から挿入ヘ
ッド１５のＸ−Ｙ駆動機構のＸ軸及びＹ軸に対する補正
量ΔＸ,ΔＹを演算して挿入ヘッド１５を補正駆動する
ための演算制御部６３とを備えている。

【００１５】次に、第１実施例の動作説明を図７のフロ
ーチャートに従って説明する。まず、電子部品挿入動作
に先立って段取り替え工程＃１を実行する。通常、この
段取り替え工程＃１では電子部品供給部１及びこれと一
体のリード検査部５、フローティングチャック１６、及
びクリンチ機構５５の交換を行う。

【００１６】そして、プリント基板５０を特定の挿入位
置にて位置決め固定する前にクリンチ撮像工程＃２を実
行する。すなわち、挿入ヘッド１５の位置を移動させて
これに取り付けられたテレビカメラでクリンチ機構５５
のリード挿入穴(またはクリンチレバー位置)を検出撮像
する。この撮像時において、クリンチ機構５５のＸ−Ｙ
駆動機構は特定位置(例えば原点)にある。次いでこの画
像は、画像処理装置６０内の画像信号処理部６１を介し
画像メモリ６２に記憶される。

【００１７】その後、支持レール４１で支持されたプリ
ント基板５０が特定挿入位置にて位置決め固定される。
すなわち、プリント基板位置決め工程＃３が実行され
る。

【００１８】それから、リード検査金型撮像工程＃４及
びプリント基板の挿入穴撮像工程＃５を実行する。すな
わち、テレビカメラ１７を図２のようにリード検査金型
７の上方に移動するとともに、発光ダイオード９を点灯
して検査金型７のリード挿入穴８を通過した光をテレビ
カメラ１７で取り込む。換言すれば、リード挿入穴８が
明部、それ以外が暗部となった画像を撮像する。このリ
ード検査金型７のリード嵌入穴の位置を示す画像は画像
信号処理部６１を介し画像メモリ６２に記憶される。そ
れから、テレビカメラ１７はプリント基板５０に形成さ
れた挿入穴５１を撮像する。この場合も図示は省略した
が、プリント基板の下方に照明手段を設けておき、挿入
穴５１が明部、それ以外が暗部となる画像をテレビカメ
ラ１７で取り込むことができる。この画像は画像信号処
理部６１を介し画像メモリ６２に記憶される。

【００１９】その後、部品ピックアップ工程＃６を実行
する。すなわち、挿入ヘッド１５の移動に伴いフローテ
ィングチャック１６が電子部品供給部１の先端部Ｐの異
形電子部品１０上方に移動する。そして、フローティン
グチャック１６（この工程ではフローティグ状態を保っ
ている）の一対の挟持爪２４が図１の仮想線のごとく下
降して異形電子部品１０の本体１０Ａを挟持し、さらに
フローティングチャック１６の上昇位置への復帰により
ピックアップされる。

【００２０】そして、挿入ヘッド１５の移動に伴いフロ
ーティングチャック１６は図５のようにリード検査金型
７の上方に移動し、さらに昇降軸２０の下降動作にとも
なって、フローティングチャック１６の一対の挟持爪２
４は異形電子部品１０のリード１０Ｂを検査金型７のリ
ード挿入穴８に差し込む動作を行うことになる。このと
き、リード１０Ｂと本体１０Ａの位置関係のばらつきに
起因してリード１０Ｂとリード嵌入穴８の中心とがずれ
ていてもリード嵌入穴８の上端部がテーパー状に広がっ
ていることとフローティングチャック１６のフローティ
ング部２２がフローティング状態となっているためピッ
クアップされた異形電子部品が正常なものであれば円滑
にそのリード１０Ｂはリード嵌入穴８に嵌入することに
なる。すなわち、異形電子部品１０のリードを検査金型
に挿入することで図７の判別工程＃７が実行される。

【００２１】リード１０Ｂの配列間隔のずれや曲がり、
変形があって、検査金型７のリード挿入穴８に挿入でき
ない場合は、部品廃棄工程＃８を実行し、フローティン
グチャック１６が今まで保持していた部品を廃棄した
後、再び部品ピックアップ工程＃６に戻る。

【００２２】前記検査金型７のリード挿入穴にリード１
０Ｂが挿入可能であった場合には、異形電子部品１０は
正常品であると判断し、図５のように異形電子部品１０
のリード１０Ｂが検査金型７の嵌入穴８に嵌入した状態
において、フローティングチャックのロック工程＃９を
実行する。すなわち、図３のシリンダ室２８に圧縮空気
を供給し、ピストンロッド３０を突出させてフローティ
ングテーブル２６をロックする。このフローティングチ
ャック１６のロックによって、リード検査金型撮像工程
＃４の撮像画像及びそれに伴う画像処理により認識され
たリード嵌入穴８の位置にフローティングチャック１６
で保持された異形電子部品１０のリード１０Ｂを位置決
めしたことになり、またこの時の挿入ヘッド１５と保持
された異形電子部品１０のリード１０Ｂとの位置関係も
正確に規定される。

【００２３】その後、挿入ヘッド１５はプリント基板５
０の挿入穴５１上に移動するのであるが、その際挿入ヘ
ッド位置補正工程＃１０を実行する。すなわち、画像処
理装置６０の演算制御部６３は、プリント基板の挿入穴
撮像工程＃５の撮像画像及びそれに伴う画像処理により
認識された挿入穴５１の位置と予めプログラムで指定さ
れた挿入位置とのＸ方向及びＹ方向のずれ量ΔＸ,ΔＹ
を算出し、挿入ヘッド１５を駆動するＸ−Ｙ駆動機構の
Ｘ軸及びＹ軸駆動系に出力する。この結果、フローティ
ングチャック１６で保持された異形電子部品１０のリー
ド位置と挿入穴５１とが正確に一致した状態となり、こ
の状態にて昇降軸２０が下降することにより、基板への
部品挿入及びクリンチ工程＃１１を実行することができ
る。クリンチ機構５５の動作に際しても、クリンチ撮像
工程＃２の撮像画像及びそれに伴う画像処理により認識
された段取り替えに伴うクリンチ機構５５の位置ずれ量
及びプログラムで指定された挿入穴の位置と実際の挿入
穴５１とのずれ量を演算制御部６３で算出してクリンチ
機構５５の位置を実際の挿入穴５１の位置に対応する如
く補正することができ、図６のごとくクリンチレバー５
６を作動させることにより、リード１０Ｂを折り曲げて
プリント基板５０から脱落しないようにすることができ
る。

【００２４】図８乃至図１０で第２実施例について説明
する。この場合、リード検査部５Ａはロール繰出し部７
０から繰り出されて巻取り部７１にて巻き取られる黒色
系シート(紙等)７２と該黒色系シート７２の下方に設け
られた照明具７３とを有している。ここで繰出し部７０
と巻取り部７１は黒色系シート７２を一定時間毎に間欠
送りする機能を有するものである。また、挿入ヘッド１
５にはフローティング機能を有しないチャック１６Ａが
設けられている。なお、その他の構成は前述の第１実施
例と同じである。

【００２５】この第２実施例の場合、チャック１６Ａで
ピックアップした異形電子部品１０を停止状態の黒色系
シート７２上方に移送し、さらに昇降軸２０の下降動作
により、図９のごとく黒色系シートに対して異形電子部
品１０のリード１０Ｂを貫通させる。その後再び異形電
子部品１０を上昇位置とし、テレビカメラ１７を黒色系
シート７２上に移動させることにより図１０のごとくリ
ード１０Ｂに正確に対応する貫通穴７５を明部とし周囲
を暗部とした画像を取り込むことができる。すなわち、
挿入ヘッド１５とチャック１６Ａで保持された異形電子
部品１０のリード１０Ｂとの位置関係を正確に知ること
ができる。以後の動作は前述の第１実施例と同様であ
り、黒色系シート７２の貫通穴７５の撮像結果とプリン
ト基板５０の挿入穴５１の撮像結果から挿入ヘッド１５
の位置を補正して異形電子部品１０のリード１０Ｂの位
置と挿入穴５１の位置とを正確に一致させた状態で挿入
及びその後のクリンチ動作を実行可能である。なお、第
２実施例において前記黒色系シート７２に異形電子部品
１０のリード１０Ｂにより貫通穴７５を形成する工程は
各部品毎に実行する。従って、繰出し部７０は新しい異
形電子部品がピックアップされるごとに新しい黒色系シ
ート部分を繰り出すようにする。

【００２６】上記第２実施例では黒色系シートに異形電
子部品のリードにより貫通穴を形成するようにしたが、
図１１のごとく半透明シート８０上にインクシート８１
を微少間隔で重ねておき、チャックで保持された異形電
子部品１０のリード１０Ｂをインクシート８１の上から
押し当て、半透明シート８０上にインクシート８１によ
るリード１０Ｂの位置に対応した着色マーク８３を形成
し、挿入ヘッドに一体化されたカメラでこの着色マーク
８３を撮像するようにしても差し支えない。また、撮像
の際は半透明シート８０の下方に照明具を設けて照明す
れば着色マーク８３が暗部、周囲が明部となった画像を
取り込むことができる。

【００２７】なお、半透明シートとインクシートとを重
ねる代わりに感圧紙を用い、異形電子部品のリードを感
圧紙に押し当てて、変色マークを形成するようにしても
良い。

【００２８】また、電子部品の供給部は電子部品をシュ
ートで落下させるもの、テープフィーダを利用するもの
等であってもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子部品のリードの良否及びその位置を検出するために
リード検査部材を用い、電子部品のリードに正確に対応
する当該検査部材の穴又はマークを挿入ヘッド側に設け
た撮像手段で撮像することによって、リード位置を正確
に知ることができ、また、基板の挿入穴を撮像すること
により、基板の挿入穴位置を正確に知ることができる。
この結果、電子部品のリード位置のばらつきや基板の挿
入穴位置のばらつき、さらには段取り替え等に起因する
リード検査部材等の位置のばらつきを検出して電子部品
の基板挿入穴への挿入位置を補正することができ、部品
挿入率の向上を図る得る。また、電子部品供給部と前記
リード検査部材を持つリード検査部とを一体構造とし、
同時に交換できるようにれば、段取り替えの迅速化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子部品挿入方法及び装置の第１
実施例を示す構成図である。

【図２】第１実施例におけるリード検査部の構成を示す
要部断面図である。

【図３】第１実施例で用いたフローティングチャックの
一部を断面とした正面図である。

【図４】第１実施例で用いる画像処理装置のブロック図
である。

【図５】第１実施例において異形電子部品のリードの良
否を検出する工程を示す要部断面図である。

【図６】基板への部品挿入及びクリンチ工程を説明する
正断面図である。

【図７】第１実施例の動作を説明するフローチャートで
ある。

【図８】本発明の第２実施例を示す構成図である。

【図９】第２実施例において異形電子部品のリード位置
を検出する工程を示す正断面図である。

【図１０】第２実施例で用いた黒色系シートに形成され
た貫通穴を示す平面図である。

【図１１】異形電子部品のリード位置を検出する他の方
法を説明する正断面図である。

【図１２】図１１の方法により得られた着色マークを示
す平面図である。

【符号の説明】

１電子部品供給部２マガジン５，５Ａリード検査部７検査金型８リード嵌入穴１０異形電子部品１０Ａ本体１０Ｂリード１５挿入ヘッド１６フローティングチャック１７テレビカメラ２４挟持爪４０基板支持機構５０プリント基板５１挿入穴５５クリンチ機構６０画像処理装置７２黒色系シート７５貫通穴８０半透明シート８１インクシート８３着色マーク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品供給部から電子部品の本体をチ
ャックで保持して移送し基板の挿入穴に挿入する電子部
品挿入方法において、Ｘ−Ｙ方向に移動自在な挿入ヘッ
ドに前記チャック及び撮像手段を設け、前記チャックで
保持された電子部品のリードに正確に対応するリード検
査部材の穴又はマークを前記撮像手段によって撮像する
とともに、前記撮像手段で前記基板の挿入穴を撮像し、
それらの撮像結果に基づき前記チャックで保持された電
子部品の前記基板への挿入位置を補正することを特徴と
する電子部品挿入方法。
【請求項２】所定の電子部品供給位置に電子部品を供
給する電子部品供給部と、Ｘ−Ｙ方向に移動自在な挿入
ヘッドと、該挿入ヘッドに昇降自在に設けられていて電
子部品の本体を保持可能なチャックと、前記挿入ヘッド
に固定された撮像手段を有する画像処理手段と、リード
検査部材を有するリード検査部と、挿入穴が形成された
基板を位置決め支持する基板支持機構とを備え、前記チ
ャックで保持された電子部品のリードに正確に対応する
前記リード検査部材の穴又はマークを前記撮像手段によ
って撮像するとともに、前記撮像手段で前記基板の挿入
穴を撮像し、それらの撮像結果に基づき前記画像処理手
段で前記チャックで保持された電子部品の前記基板への
挿入位置の補正量を算出することを特徴とする電子部品
挿入装置。
【請求項３】前記リード検査部材は、上部がテーパー
状に広がったリード嵌入穴を有する検査金型である請求
項２記載の電子部品挿入装置。
【請求項４】前記リード検査部材は、電子部品のリー
ドの下降動作によって当該リードに正確に対応した貫通
穴が形成されるシートである請求項２記載の電子部品挿
入装置。
【請求項５】前記リード検査部材は、電子部品のリー
ドの下降動作によって当該リードに正確に対応した着色
乃至変色マークが形成されるシートである請求項２記載
の電子部品挿入装置。
【請求項６】前記電子部品供給部と前記リード検査部
とが一体構造であって、装置基台に対して同時に交換自
在である請求項２記載の電子部品挿入装置。