JPH07111181A - プリント基板へのプレスフィットコネクタ挿入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コネクタ１の種類毎に最適な補正順序で、コ
ネクタ１をプリント基板８に圧入し、プリント基板１枚
当たりの圧入時間を短縮する方法を提供する。 【構成】 入力手段９Ａはコネクタ１が補正座標Ａniに
移動する補正順序データ９２を主制御部９Ｅに入力す
る。主制御部９Ｅは補正順序メモリ９Ｐに補正順序デー
タ９２を格納する。圧入ヘッド６がコネクタ１を圧入座
標Ａn0でプリント基板８に挿入できないときに、主制御
部９Ｅは補正順序メモリ９Ｐから補正順序データ９２を
読み込み、コネクタ１を補正順序にしたがって補正座標
Ａniの位置に順次移動し、プリント基板８に挿入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はプレスフィットコネク
タをプリント基板へ圧入するコネクタ圧入装置の圧入方
法についてのものである。プレスフィットコネクタ（以
下、単にコネクタという）とは無ハンダ圧入タイプのプ
リント基板用コネクタである。

【０００２】

【従来の技術】次に、この発明に係わるコネクタ圧入装
置の構成を図４により説明する。なお、この明細書で開
示される従来技術は、この出願人が出願した特願平5−9
5290号明細書の内容と技術的に同じものである。図４の
１はコネクタ、２はストッカ、３は搬送機構、４は挿入
部、５は移動機構、６は圧入ヘッド、７は圧入部であ
る。また、８はプリント基板、８Ａはダイ、１０はテー
ブルである。

【０００３】図４では、ストッカ２には複数のコネクタ
１が収容される。チャック３Ａはフローティング機構３
Ｂで保持され、シリンダ３Ｃに接続される。搬送機構３
はチャック３Ａをストッカ２と挿入部４間を水平に移動
させる。シリンダ３Ｃはチャック３Ａを上下動させる。

【０００４】チャック３Ａでストッカ２から取り出され
たコネクタ１は、挿入部４に挿入され、コネクタ１のピ
ン１Ａは整列される。挿入部４は取付板５Ａに弾性的に
保持され、移動機構５は取付板５Ａと基板５Ｃを連結す
るスライドレール５Ｂを案内として、挿入部４を圧入ヘ
ッド６下に往復動させる。

【０００５】圧入ヘッド６はコネクタ１を吸脱着し、圧
入部７のシリンダ７Ａにブロック１８を仲介して弾性的
に連結される。圧入部７はベース７Ｄに保持されたガイ
ドシャフト７Ｂを案内として圧入ヘッド６を上下動させ
る。ガイド７Ｃは図４に示されるＬ字形基板に取り付け
られ、ガイドシャフト７Ｂを案内する。

【０００６】図４のダイ８Ａはプリント基板８のスルー
ホールと同じ配置でピン１Ａの逃穴があけられる。ダイ
８Ａはベッド１０Ａ上のテーブル１０に固定され、テー
ブル１０は図示しないＮＣ装置の指令によりＸＹ方向に
移動する。

【０００７】次に図４の動作を説明する。図４は圧入ヘ
ッド６がコネクタ１を吸着している状態であり、圧入前
の状態である。次に、ＮＣ装置の指令により、テーブル
１０が所定のＸＹ座標に移動し、シリンダ７Ａが圧入ヘ
ッド６を降下させる。圧入ヘッド６がピン１Ａをプリン
ト基板８に挿入する。

【０００８】図４のダイ８Ａには例えば、近接スイッチ
などの検出器１７が内蔵されており、プリント基板８の
スルーホールを通過するコネクタ１のピン１Ａを検出す
る。図４で検出器１７がピン１Ａを検出したときは、圧
入ヘッド６は更に降下して、コネクタ１をプリント基板
８に圧入する。圧入が完了すると、圧入ヘッド６は上昇
し、挿入部４から次のコネクタ１を保持する。

【０００９】図４で検出器１７がピン１Ａを検出しない
ときは、圧入ヘッド６はコネクタ１を保持して、上昇す
る。次に、搬送機構１５がシュート１５Ａをコネクタ１
の下に移動させる。次に、搬送機構１５はシュート１５
Ａを圧入ヘッド６側に移動する。圧入ヘッド６はコネク
タ１を脱着し、コネクタ１はシュート１５Ａに案内され
不良品ケース２Ａに排除される。

【００１０】なお、図４は特願平 5-32611号の図１に搬
送機構１５と不良品ケース２Ａと検出器１７を追加した
ものである。

【００１１】図４では、コネクタ１の圧入不良や、プリ
ント基板８の損傷を減少することができる。しかし、不
良と判断されるコネクタ１が多くなると、プリント基板
８へ挿入するコネクタ１の歩留まりが悪くなるという問
題がある。

【００１２】圧入不良となる要因の大半は、コネクタ１
のピン１Ａの傾きによるピン１Ａの先端部１４での位置
ずれである。このコネクタ１のピン１Ａの傾きの状態を
図５により説明する。図５アは正常なコネクタであり、
図５イはハウジング１Ｂに対し、ピン１Ａが傾きをもっ
て組付けられているものである。

【００１３】図５ウは、ハウジング１Ｂに対し、ピン１
Ａは直角に組込まれているがピン１Ａのハウジング１Ｂ
に入り込む寸法が違うものである。図５では、ピン１Ａ
の上部１３が圧入ヘッド６の穴６Ａに入り、吸着保持さ
れている。ピン１Ａの圧入部１１はプリント基板８のス
ルーホールに入り圧入完了となる。図５では、圧入ヘッ
ド６の圧入面６Ｂにコネクタ１のピン１Ａの取付部１２
が接触し、姿勢が決まる。図５イと図５ウの状態はコネ
クタ１のハウジング１Ｂとピン１Ａの組立て時に発生す
るものと考えられ、ピン１Ａは全て同じ方向に同じ程度
の寸法だけ傾くという傾向がある。

【００１４】図５イと図５ウは、ピン１Ａの傾きを特に
強調して表現してあるが、実測値では、ピン１Ａの先端
部１４が20mm程度の長いものでも、先端での位置ずれは
0.2〜 0.5mm程度である。

【００１５】図４のコネクタ圧入装置は、前述のピン１
Ａの傾き傾向を利用して、プリント基板８へのコネクタ
１の挿入の歩留まりを向上させる制御方法を採用してい
る。

【００１６】次に、従来技術による図４の制御系の構成
を図６のブロック図により説明する。図６の９は制御部
であり、入力手段９Ａと、圧入座標メモリ９Ｂと、入力
手段９Ｃと、設定メモリ９Ｄと、主制御部９Ｅと、補正
座標メモリ９Ｆと、カウンタメモリ９Ｇと、機構動作制
御部９Ｈとで構成される。警報手段１６と検出手段１７
は制御部９に接続される。１０Ｘと１０Ｙはテーブル１
０をＸＹ方向に移動するモータであり、その他の構成は
図４と同じものである。

【００１７】図６では、入力手段９Ａはテーブル１０の
ＸＹ平面上の圧入座標データ９１を主制御部９Ｅに送出
する 。主制御部９Ｅは制御部９内の構成品間のメモリ
の書込・読込または構成品間の入出力を制御部９内部の
プログラムにより指令する。

【ＯＯ１８】主制御部９Ｅは圧入座標データ９１を圧入
座標メモリ９Ｂに書き込む。圧入座標メモリ９Ｂの圧入
座標データ９１を主制御部９Ｅは読み込み、主制御部９
Ｅはテーブル１０が圧入座標Ａn0に移動するよう機構動
作制御部９Ｈに指令する。

【００１９】機構動作制御部９Ｈは圧入ヘッド６を上下
動するシリンダ７Ａや圧入ヘッド６がコネクタ１を吸脱
着する切換弁（図示せず。）やモータ１０Ｘ・１０Ｙに
接続され、これらのアクチュエータを主制御部９Ｅの指
令で制御する

【００２０】入力手段９Ｃは例えば、キーボードであ
り、入力手段９Ｃは設定メモリ９Ｄに初期設定条件を入
力する。設定メモリ９Ｄには初期設定条件が書き込まれ
る。

【００２１】補正座標メモリ９Ｆには後述する図８の手
順で補正座標Ａniが書き込まれる。補正座標Ａniは主制
御部９Ｅで読み込まれ、主制御部９Ｅはテーブル１０を
補正座標Ａniに移動するよう機構動作制御部９Ｈに指令
する。

【００２２】カウンタメモリ９Ｇは補正座標Ａniでのコ
ネクタ１の挿入回数が記憶され、必要に応じて挿入回数
が主制御部９Ｅで読み込まれる

【００２３】次に、圧入座標Ａn0と補正座標Ａniとの関
係を図７により説明する。図７の座標Ａn0（Ｘn ，Ｙn
）はコネクタ１が圧入されるプリント基板８のスルー
ホールの中心位置を示している。また、「ｎ」はコネク
タ１が圧入される第ｎ番目のスルーホールの位置である
ことを意味しており、スルーホールは圧入座標Ａn0（Ｘ
n ，Ｙn ）を中心に半径ｒの穴径とする。

【００２４】圧入座標Ａno（Ｘn ，Ｙn ）は、制御部９
へ入力されている圧入座標データ９１である。補正座標
Ａniは圧入座標Ａnoを中心にＸ方向、Ｙ方向に±△l だ
け移動させた位置とする。図４では、図７イに示される
ように補正座標ＡniをＡn1、Ａn2、Ａn3、Ａn4と順序を
決定する。

【００２５】図６ではコネクタ１の補正座標の移動回数
を「４」に設定している。図７では半径ｒに比べ△l は
かなり小さいので、半径ｒのスルーホールをＡn1、Ａn
2、Ａn3、Ａn4と４回移動させてできた図形は、半径
（ｒ＋△l ）の円と近似となる。したがって、図５のよ
うコネクタ１のピン１Ａが全て同じ方向へ傾いている場
合には、図７に示された補正座標Ａniにコネクタ１を挿
入すれば、半径（ｒ＋△l）の寸法のスルーホールに挿
入したことになり、挿入の確率が高くなる。

【００２６】補正座標Ａniにコネクタ１のピン１Ａが挿
入されたことが確認されると、ピン１Ａがプリント基板
８に挿入された状態で、テーブル１０を圧入座標Ａnoに
移動してコネクタ１を圧入する。

【００２７】また、図５イ・ウに示されるようなコネク
タ１は製造ロッド毎に同傾向が出現する。図６では、テ
ーブル１０の補正位置ＡniがＫ回続いて同じ位置へ挿入
された場合、例えば、図７のＡn3の位置にＫ回続いて挿
入されたときは、補正順序を変更しＫ回続いた補正座標
niにコネクタ１を挿入する。このようにすれば、挿入確
率が高くなる。

【００２８】次に、図６の動作を図８のフローチャート
により説明する。制御部９にはあらかじめ、入力手段９
Ａで圧入座標データ９１を圧入座標メモリ９Ｂに入力す
る。また、入力手段９Ｃで設定メモリ９Ｄに、コネクタ
１の総圧入数Ｓ、同一コネクタの挿入の補正回数Ｌ１、
同一コネクタの挿入不良数Ｌ２、同一補正座標の補正連
続回数Ｋを入力しておく。

【００２９】図８のステップ２０１では圧入ヘッド６は
コネクタ１を吸着し、ステップ２０２では主制御部９Ｅ
は圧入座標メモリ９Ｂから圧入座標を読み込み、ステッ
プ２０３では主制御部９Ｅは機構動作制御部９Ｈにテー
ブル１０を圧入座標Ａn0に移動するよう指令し、ステッ
プ２０４では圧入ヘッド６はピン１Ａをプリント基板８
に挿入する。

【００３０】ステップ２０５で検出手段１７がピン１Ａ
を検出したときは、ステップ２０６に進む。ステップ２
０６では圧入ヘッド６はコネクタ１をプリント基板８に
圧入し、ステップ２０７に進む。

【００３１】ステップ２０７でプリント基板８へのコネ
クタ圧入位置番号ｎがコネクタ１の総圧入数Ｓに達した
ときは動作を終了し、プリント基板８に次のコネクタ１
を圧入する。ステップ２０７でｎ≠Ｓのときは、ステッ
プ２０１の前段に戻り、次のコネクタ１を圧入する。

【００３２】ステップ２０５で検出手段１７がピン１Ａ
を検出しないときは、ステップ２０８に進む。ステップ
２０８では、主制御部９Ｅは補正座標メモリ９Ｆから補
正座標Ａniを読み込み、ステップ２０９に進む。

【００３３】ステップ２０９では、補正座標Ａniが同一
コネクタの補正回数Ｌ１に達しているか判断する。ステ
ップ２０９でｉ≠Ｌ１のときはステップ２１０に進み、
ｉ＝Ｌ１のときはステップ２２０に進む。

【００３４】ステップ２１０では圧入ヘッド６はコネク
タ１を吸着したまま上昇させ、ステップ２１１では、主
制御部９Ｅは機構動作制御部９Ｈにテーブル１０を補正
座標Ａniに移動するよう指令する。ステップ２１２で
は、圧入ヘッド６は降下してコネクタ１のピン１Ａをプ
リント基板８に挿入し、ステップ２１３に進む。

【００３５】ステップ２１３では、検出手段１７でピン
１Ａを検出し、ピン１Ａを検出しない場合は、ステップ
２０８の前段に戻り、次の補正座標Ａniにコネクタ１を
挿入する。ステップ２１３で、検出手段１７がピン１Ａ
を検出した場合はステップ２１４に進む。

【００３６】ステップ２１４では、補正座標Ａniが前回
の補正座標Ｐと一致するか判断する。Ａni＝Ｐのときは
ステップ２１５に進み、ステップ２１５では同一補正座
標Ａniの連続挿入回数Ｔに＋１を加算し、ステップ２１
６に進む。

【００３７】ステップ２１６では同一補正座標Ａniの連
続挿入回数Ｔが設定メモリ９Ｄに設定された同一補正座
標Ａniの補正連続回数Ｋと一致するか判断する。ステッ
プ２１６でＴ＝Ｋの場合はステップ２１７に進み、ステ
ップ２１７では補正座標メモリ９Ｆに記憶された補正座
標Ａniを書き換え、圧入座標から補正座標への補正順序
を変更し、ステップ２１８に進む。

【００３８】ステップ２１８では、テーブル１０を圧入
座標Ａn0に移動して、ステップ２０６の前段に戻る。

【００３９】ステップ２１４でＡni≠Ｐのときはステッ
プ２１９に進み、ステップ２１９では、補正座標メモリ
９Ｆの補正座標Ａniを書き換え、同一補正座標Ａniの連
続挿入回数Ｔを計数し、ステップ２１８の前段に進む。
またステップ２１６でＴ≠Ｋの場合はステップ２１７を
飛び越えてステップ２１８に進む。

【００４０】ステップ２０９で、補正座標Ａniが同一コ
ネクタの補正回数Ｌ１に達している場合（ｉ＝Ｌ１）
は、ステップ２２０に進む。ステップ２２０では圧入ヘ
ッド６はコネクタ１を吸着したまま上昇させ、ステップ
２２１でコネクタ１を不良品ケース２Ａにコネクタ１を
排除し、ステップ２２２に進む。

【００４１】ステップ２２２では、カウンタメモリ９Ｇ
に計数されたコネクタ１の挿入不良数ｍと設定メモリ９
Ｄに設定された挿入不良数Ｌ２を比較する。ステップ２
２２でｍ＝Ｌ２の場合は、主制御部９Ｅは警報手段１６
に警報を指令する。警報は音声や光で作業者に感知させ
る。

【００４２】ステップ２２２でｍ≠Ｌ２の場合は、ステ
ップ２２３でカウンタメモリ９Ｇに＋１を加算し、ステ
ップ２０１の前段に戻り、次のコネクタ１を圧入する。

【００４３】図８では、プリント基板８の圧入座標Ａno
にコネクタ１を挿入できないときは、補正座標Ａniにコ
ネクタ１を挿入するので、圧入不良が軽減できる。ま
た、補正座標Ａniはコネクタ１のピン１Ａが傾く傾向の
多い直行する４方向に設定し、連続挿入された補正座標
Ａniに、コネクタ１を挿入するので挿入の確率が高くな
り、作業効率が上昇する。

【００４４】

【発明が解決しようとする課題】図４のコネクタ圧入装
置に使用されるコネクタはピン数が最小10から最大 189
まで多種類ある。また、これらのコネクタは図５に示せ
られるピン１Ａの圧入部１１の長さは最小５mmから最大
30mmとさまざまである。

【００４５】図８では、コネクタ１が圧入座標Ａnoに挿
入できないときは、補正座標Ａniにコネクタ１を挿入す
る。また、補正座標メモリ９Ｆに記憶された補正座標Ａ
niを書き換え、圧入座標から補正座標への補正順序を変
更する。

【００４６】図４のコネクタ圧入装置はコネクタ１のピ
ン１Ａの傾きを装置自身が認識し、汎用性に富む。しか
し、例えば、圧入部１１の長さが５mmのコネクタ１は図
７イにしめされるように補正順序をＡn1→Ａn2→Ａn3→
Ａn4と特定したほうが、処理速度がより向上する。この
ように、あらかじめコネクタの種類によりピンの傾き傾
向が判明している場合は補正順序を特定したほうがより
効率的である。

【００４７】この発明は、コネクタが補正座標に移動す
る補正順序を補正順序メモリに格納し、圧入ヘッドがコ
ネクタを圧入座標でプリント基板に圧入できないとき
に、前記補正順序にしたがってコネクタを移動し圧入す
る生産効率の高いコネクタ圧入方法を提供することを目
的とする。

【００４８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明は、ダイ８Ａはプリント基板８を搭載し、
テーブル１０はダイ８Ａを搭載し、制御部９はテーブル
１０はＸＹ方向に移動するよう指令し、圧入ヘッド６は
プレスフィットコネクタ１を保持して上下動し、ダイ８
Ａに内蔵された検出器１７がプレスフィットコネクタ１
のピン１Ａの先端部を検出したとき、プレスフィットコ
ネクタ１をプリント基板８に圧入する圧入装置におい
て、入力手段９Ａはプレスフィットコネクタ１が補正座
標Ａｎｉに移動する補正順序データ９２を主制御部９Ｅ
に入力し、主制御部９Ｅは補正順序メモリ９Ｐに補正順
序データ９２を格納し、圧入ヘッド６がプレスフィット
コネクタ１を圧入座標Ａｎ０でプリント基板８に挿入で
きないときに、主制御部９Ｅは補正順序メモリ９Ｐから
補正順序データ９２を読み込み、プレスフィットコネク
タ１を補正順序にしたがって補正座標Ａｎｉの位置に順
次移動し、プリント基板８に挿入する。

【００４９】

【作用】次に、この発明のブロック構成を図１により説
明する。図１の９Ｐは補正順序メモリであり、その他は
図６と同じものである。すなわち、図１は図６に補正順
序メモリ９Ｐを追加したものである。

【００５０】図１では、入力手段９Ａはプレスフィット
コネクタ１が補正座標Ａｎｉに移動する補正順序データ
９２を主制御部９Ｅに入力する。主制御部９Ｅは補正順
序メモリ９Ｐに補正順序データ９２を格納する。

【００５１】次に、図１の動作を図２のフローチャート
により説明する。図２のステップ１０１からステップ１
１０は図８のステップ２０１からステップ２１０と動作
が同じであるので説明は省略する。同様に、図２のステ
ップ１１６からステップ１１９は図８のステップ２２０
からステップ２１０と動作が同じであるので説明は省略
する。

【００５２】図２のステップ１１１では、主制御部９Ｅ
は補正順序メモリ９Ｐを読み込む。ステップ１１２で
は、主制御部９Ｅは機構動作制御部９Ｈにテーブル１０
を補正位置Ａniに移動するよう指令する。ステップ１１
３では、圧入ヘッド６はピン１Ａをプリント基板１に挿
入する。

【００５３】ステップ１１４では、検出手段１７がピン
１Ａを検出したときは、ステップ１１５へ進み、ピン１
Ａを検出しないときはステップ１０８の前段に戻る。ス
テップ１１５では、主制御部９Ｅは機動作構制御部９Ｈ
にテーブル１０を圧入座標Ａn0に移動しるよう指令し、
ステップ１０６の前段に戻る。

【００５４】図３は入力手段９Ａが補正順序データ９２
を主制御部９Ｅに入力するときのテータ表示例である。
図３に示されるように、この発明ではコネクタの種類に
対応して、補正座標への移動順序を特定している。

【００５５】

【発明の効果】この発明は、コネクタの種類毎に最適な
補正順序で、コネクタをプリント基板に圧入するので、
プリント基板１枚当たりの圧入時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるブロック構成図である。

【図２】図１の動作を説明するフローチャートである。

【図３】図１の補正順序データ９２の表示例である。

【図４】この発明に係わる圧入装置の構成図である。

【図５】コネクタ１のピン１Ａの傾きの状態図である。

【図６】従来技術によるコネクタ圧入装置のブロック構
成図である。

【図７】圧入座標Ａn0と補正座標Ａniとの関係説明図で
ある。

【図８】図６の動作を説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１ プレスフィットコネクタ １Ａ ピン ６ 圧入ヘッド ８ プリント基板 ８Ａ ダイ ９ 制御部 ９Ａ 入力手段 ９Ｂ 圧入座標メモリ ９Ｃ 入力手段 ９Ｄ 設定メモリ ９Ｅ 主制御部 ９Ｆ 補正座標メモリ ９Ｇ カウンタメモリ ９Ｈ 機構動作制御部 ９Ｐ 補正順序メモリ １０ テーブル １７ 検出器（検出手段） ９１ 圧入座標データ ９２ 補正順序データ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイ(8A)はプリント基板(8) を搭載し、
   テーブル(10)はダイ(8A)を搭載し、制御部(9) はテーブ
   ル(10)はＸＹ方向に移動するよう指令し、圧入ヘッド
   (6) はプレスフィットコネクタ(1) を保持して上下動
   し、ダイ(8A)に内蔵された検出器(17)がプレスフィット
   コネクタ(1) のピン(1A)の先端部を検出したとき、プレ
   スフィットコネクタ(1) をプリント基板(8) に圧入する
   圧入装置において、 入力手段(9A)はプレスフィットコネクタ(1) が補正座標
   Ａniに移動する補正順序データ(92)を主制御部(9E)に入
   力し、 主制御部(9E)は補正順序メモリ(9P)に補正順序データ(9
   2)を格納し、 圧入ヘッド(6) がプレスフィットコネクタ(1) を圧入座
   標Ａn0でプリント基板(8) に挿入できないときに、主制
   御部(9E)は補正順序メモリ(9P)から補正順序データ(92)
   を読み込み、プレスフィットコネクタ(1) を補正順序に
   したがって補正座標Ａniの位置に順次移動し、プリント
   基板(8) に挿入することを特徴とするプリント基板への
   プレスフィットコネクタ挿入方法。