JPH10501926A - 構成部分配置機械内にプリント配線板を位置決めする方法及びこの方法のための構成部分配置機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は構成部分配置機械内にプリント配線板（６）を平坦な状態に位置決めし、この平坦な状態に保持する方法に関する。プリント配線板（６）の相互に対向する２個の端縁部（３８）に偶力（Ｍ）を発生させることによって支持体（２０）上にプリント配線板を平坦に押しつける。

Description

【発明の詳細な説明】 構成部分配置機械内にプリント配線板を位置決めする方法 及びこの方法のための構成部分配置機械 本発明はプリント配線板の相互に対向する２個の端縁部がクランプ手段によっ てクランプされてこれ等端縁部間にある支持体にこのプリント配線板が圧着して いる構成部分配置位置に、位置決め手段によってプリント配線板を動かし、構成 部分配置機械内にプリント配線板を位置決めする方法に関するものである。 構成部分配置機械においては、プリント配線板上に構成部分を非常に高い精度 で設置することは重要なことである。ここに生ずる問題の１つはプリント配線板 は完全に平坦でないことである。特に、プリント配線板は通常、構成部分配置面 である上面が凸状であるため、構成部分の正確な配置に問題が生じている。この 問題を解決するため、米国特許第 4951240号はプリント配線板の相互に対向する ２個の端縁部をクランプして固着することを提案している。プリント配線板を輸 送ベルトによって、その構成部分配置位置に動かし、次に、輸送ベルト上に留ま っているプリント配線板を静止クランプフレームと可動クランプフレームとの間 にクランプしている。従って、プリント配線板と輸送ベルトとは共にクランプフ レーム間にある。プリント配線板の端縁部のみをクランプすることによる固着は 、湾曲しているプリント配線板を多少とも平坦にするのを助けてはいるが、それ は十分なものでなく、凸状の上面を有するプリント配線板の中心部では特に十分 でない。 米国特許第 5086556号はプリント配線板を真空によって平坦支持体に吸引する ことを提案している。しかし、吸引中、シールの問題が発生することが多い。プ リント配線板の下側にも電気導線通路、及び構成部分を設けることが多く、又は 貫通孔を設けることも多い。従って、この場合、真空を使用することは、絶対に 不可能でないにしろ、困難である。そのため、このような方法の使用は制約を受 けている。 本発明の目的は構成部分配置機械内でプリント配線板を平坦状態に位置決めし 、平坦状態に保持する方法を得るにある。 この目的のため、本発明方法はプリント配線板が平坦な状態にされ、その状態 に保持されるよう支持体に対し反対方向に向くプリント配線板の面に作用する偶 力をクランプ手段によってこのプリント配線板に作用させることを特徴とする。 本発明は、プリント配線板の相互に対向する２個の端縁部に偶力を作用させる ことによって、プリント配線板を支持体上に平坦に位置決めすることができると 言う着想に基づくものである。この支持体に対し反対方向に向くプリント配線板 の面に指向する偶力を加えることにより、プリント配線板を支持体に押しつけて 、平坦に保持する。従って、いずれかの方向に湾曲しているプリント配線板は平 坦な状態に位置決めされ、構成部分の配置を非常に高い精度で進行させることが できる。 本発明の一実施例は、支持体に対し反対方向に向くプリント配線板の面がこの プリント配線板の端縁から距離ａの位置でクランプ手段の静止クランプフレーム に当たるようこのプリント配線板を支持体によってクランプ手段の静止クランプ フレームに動かし、次に、距離ａより小さいプリント配線板の端縁からの距離ｂ の位置でクランプ手段の可動クランプフレームを静止クランプフレームに対し反 対方向に向くプリント配線板の面に押圧し、これによりプリント配線板にほぼ垂 直な方向に可動クランプフレームによってこのプリント配線板に力を作用させる ことを特徴とする。 本発明は上述の方法を使用する構成部分配置機械に関するものである。即ち、 本発明構成部分配置機械は、機械内でプリント配線板を輸送する輸送手段と、プ リント配線板の構成部分配置位置にこのプリント配線板を支持する支持体と、こ のプリント配線板の相互に対向する２個の端縁部をクランプして固着するクラン プ手段とを設けた構成部分配置機械において、 位置決めすべきプリント配線板の両側にある２組のクランプフレームでクラン プ手段を構成し、プリント配線板の端縁部に偶力を作用させ得る静止クランプフ レームと可動クランプフレームとで各組のクランプフレームを構成し、 支持体を移動させると共に、可動クランプフレームを移動させる駆動手段を設 け、 プリント配線板の相互に対向する２個の端縁部に偶力を発生させるため可動ク ランプフレームに力を作用させる空気力手段を設けたことを特徴とする。 プリント配線板に圧着する静止クランプフレームの圧力リムがこのプリント配 線板の構成部分配置面に合致する基準面内にあるのが好適である。通常、構成部 分配置面はプリント配線板の上面である。可動クランプフレームはプリント配線 板の下側の面に当たるように動く。従って、プリント配線板の厚さには関係なく 、プリント配線板の上側は機械の固定基準面内にある。これにより、迅速、正確 な構成部分の配置が可能になる。 本発明の他の実施例は、基準面に対し 0.5度と５度との間の角度αをなしプリ ント配線板に当たる圧力面を静止クランプフレームに設け、可動クランプフレー ムの圧力リムをこれに協働する静止クランプフレームの圧力面に対向させて配置 したことを特徴とする。これにより、偶力を制限し、プリント配線板の破損の危 険を著しく減少させることができる。 図面に示す実施例を参照して、本発明を詳細に説明する。 図１は構成部分配置機械の斜視図である。 図２〜図６は図１の構成部分配置機械内にプリント配線板を位置決めする工程 を線図的に示す。 図７Ａはプリント配線板がその構成部分配置位置でクランプされる状態を拡大 して線図的に示す。 図７Ｂはプリント配線板がどのようにクランプされるかの詳細を示す。 図１の構成部分配置機械は２個の平行な案内ビーム２を有する機械フレーム１ を具える。案内ビームに取り付けられた摺動体３はこのビーム上にＹ方向に移動 することができる。構成部分配置ヘッド４は摺動体３に取り付けられており、こ の摺動体上をＸ方向に移動することができる。この構成部分配置機械はプリント 配線板６をこの機械に通して輸送する輸送機構を有する。この輸送機構の輸送ベ ルト５のみを示す。構成部分配置ヘッド４は構成部分供給装置７から構成部分を 取り上げてプリント配線板の上に置く。 図２〜図６は構成部分配置機械内でプリント配線板を位置決めするプロセスの 多数の工程を示す。簡明のため、位置決めするための構造をプリント配線板の左 側のみに示すが、同一の構造がプリント配線板の右側にも存在する。この配置機 械の次のような構成部材を図２〜図６の構造に示す（特に図２参照）。 即ち、この構成部分配置機械の機械フレーム１にそれ自身取り付けられ、種々 の構成部材のための支持体として作用するＵ字状フレーム８と、このフレーム８ に剛固に取り付けられたフレーム板９と、このフレーム板に取り付けられた輸送 ベルト支持体１０と、図面の平面に垂直な方向（図１のＸ方向）にプリント配線 板６を輸送するため駆動手段（図示せず）によって駆動されて輸送突条１１上に 走行する輸送ベルト５と、フレームに取り付けられた２個の軸受ブロック１３間 に軸受けを有するねじスピンドル１２と、歯車列１５を介してねじスピンドルを 回転させ得るようフレームに取り付けられたモータ１４と、フレームに取り付け られた案内１８に沿って上下動できる案内スタッド１７を設けた支持体１６と、 ねじスピンドルが回転すると支持体１６を上下に動かすよう支持体１６に取り付 けられねじスピンドル１２に螺着されたナット１９と、プリント配線板６を支持 するため支持体１６に取り付けられ図面には唯１個のみ示す支持ピン２０と、こ れも支持体１６に取り付けられたペグ２１と、フレーム板９に取り付けられた案 内軌道２５に案内される案内車輪２４を有する支持体２３を設けた可動ビーム２ ２と、シリンダ２７、ピストン２８、ピストンロッド２９、及びばね３０によっ てそれぞれ形成され、ビーム２２の縦方向に位置する多数のユニットから成る空 気力手段２６とが示されている。ピストン２８はこのピストンロッド２９の一端 に固定されており、ピストンロッド２９の他端はビーム２２に回転可能に連結さ れている。また、シリンダ２７はフレームの軸受３１の周りに回転自在である。 ピストン２８の下のシリンダ２７内の空間３２は高圧空気源３３に連結されてい る。この空気圧は制御弁３４によって設定される。また、２組のクランプフレー ム３５、３６が示されており、各組のクランプフレームはクランプフレーム３５ と、クランプフレーム３６とから成り、クランプフレーム３５は可動ビーム２２ に取り付けられており、従って、以後このクランプフレーム３５を可動クランプ フレーム３５と称する。また、他のクランプフレーム３６はフレーム８に取り付 けられており、従って、以後このクランプフレーム３６を静止クランプフレーム ３６と称する。これ等２組のクランプフレーム３５、３６は、以下更に説明する ように、プリント配線板６の相互に対向する２個の端縁を固着する作用を有する 。 上述したように、類似の位置決め構造がプリント配線板の左右に存在しており 、プリント配線板の位置決め中、位置決め構造のそれぞれ対応する構成部材が同 時に移動する。構成部分がプリント配線板上に設置されるべき位置に、移送ベル ト５（図２参照）によって、プリント配線板を位置させる。次に、モータ１４を スイッチオンにすれば、支持体１６は上昇し、支持ピン２０はプリント配線板６ に向け動き（図３参照）、次にプリント配線板６を輸送ベルトから持ち上げる。 種々の部片の運動は矢印によって示されている。プリント配線板６が可動クラン プフレーム３５のレベルにほぼ達した時、支持ピン２０と共に同時に動くペグ２ １はビーム２２に接触し、ビーム２２を上方に押圧する。その結果、可動クラン プフレーム３５も上昇する（図４参照）。案内軌道２５のその形状のため、ビー ム２２は僅かに傾く。これにより、上昇運動に対し横方向に、可動クランプフレ ーム３５もプリント配線板６に向け動き、従って、可動クランプフレーム３５の 圧力リム３７はプリント配線板６の端縁部３８の下に滑り込む（図５参照）。次 に、プリント配線板６の上側３９が静止クランプフレーム３６に当たるまで、プ リント配線板６を上方に動かす。モータ１４を停止し、制御弁３４を開き、ピス トン２８に空気圧を加える。その結果、ピストン２８はピストンロッド２９を介 して上向きの力をビーム２２に加える（図６参照）。 このようにして得られた状態を拡大して、プリント配線板の相互に対向する２ 個の側部について図７Ａに示す。最初の湾曲したプリント配線板を破線で示す。 図面から明らかなように、プリント配線板の相互に対向する２個の端縁部３８は クランプフレーム３５のそれぞれの圧力リム３７上に静止している。クランプフ レーム３５の圧力リム３７はプリント配線板の端縁から距離ｂに位置している（ 図７Ｂ参照）。更に内側に対しては、プリント配線板は支持ピン２０によって支 持されている。支持ピン２０の上面２０ａ、及びクランプフレーム３５の圧力リ ム３７は同一平面内にある。静止クランプフレーム３６にそれぞれ圧力リム４０ を設ける。これ等圧力リム４０はプリント配線板６の端縁４１から等距離ａに位 置する。距離ａは距離ｂより大きい。この状態で、可動クランプフレーム３５は 空気力手段２６によって押圧されており、可動クランプフレーム３５の圧力リム ３７はプリント配線板６の端縁部３８に上向きの力Ｐ₁を作用させている。この 結果、静止クランプフレーム３６の圧力リム４０の区域において、上記の上向き の力Ｐ₁に対向する反力Ｐ₂がプリント配線板に発生する。これ等の上向きの力Ｐ₁ と、反力Ｐ₂とによって生ずる偶力Ｍは図７Ｂに弧状の矢印Ｍで示すようにプリ ント配線板の上側３９に向け指向しており、プリント配線板を平坦になるように 支持ピンに押し付けている。プリント配線板が破損するのを防止するため、この 偶力は限定する必要がある。偶力を限定する有効な方法は２つの方法で得られる 。その第１は、プリント配線板の中心からその端縁の方に見て、静止クランプフ レーム３６の下面４２を、例えば上方に１度、又は２度の角度αになるよう若干 斜めにすることである。第２は、可動クランプフレーム３５の圧力リム３７を静 止クランプフレーム３６の斜めの下面４２に向き合うように位置させることであ る。実際上、力Ｐ₁がプリント配線板に伝えられる可動クランプフレーム３５の 点は下面４２に向き合っていなければならない。力Ｐ₁が増大すると、プリント 配線板の端縁が静止クランプフレーム３６の下面４２に完全に圧着するまで、偶 力Ｍは増大する。従って、この下面４２は圧力面として作用する。この時、反力 Ｐ₂は静止クランプフレーム３６の圧力リム４０の区域に、も早、集中せず、下 面４２に分散する。力Ｐ₁が増大しても、偶力Ｍは増大しない。実際上、力Ｐ₁は プリント配線板が確実に支持ピン２０上にあるように、一層大きな値に選択され る。可動クランプフレーム３５を上方に動かすため、空気力手段に代わる代案の 手段を使用することができる。例えば、サーボモータによって駆動される機構で ある。 静止クランプフレームの圧力リム４０によって画成される平面はプリント配線 板の基準面４３である。この基準面４３はプリント配線板の上面３９、即ち構成 部分を配置する表面に合致する。このことは、プリント配線板の厚さに関係せず 、プリント配線板の上面３９は常に機械の同一位置にあることを意味する。 図７Ａの右側に更に加圧機構４４を示し、この機構により、可動クランプフレ ーム３５に対するプリント配線板の側方の遊び、即ちプリント配線板の平面内の いかなる遊びをも消滅させる。この加圧機構はフレーム板９に設けた枢着点の周 りに支承されるアーム４５と、アーム４５の自由端４８とフレーム板９の固定点 ４９との間で張力を加えるばね４７とを具える。ここで、アーム４５の端縁部５ ０は案内車輪２４を押圧し、その結果、図面に示す右側の可動ビーム２２は強制 的に左に動かされる。また、可動ビーム２２はプリント配線板を左に押圧する。 プリント配線板６の２個の相互に対向する端縁４１は可動ビーム２２の隆起リム ５１の間に囲まれる。 構成部分を配置した後、配置機械の上述の全ての部片は再び反対順序で移動し 、プリント配線板は、配置機械内の次の位置まで、又は次の処理ステーションま で更に輸送するため、再び輸送ベルト上に位置する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．プリント配線板の相互に対向する２個の端縁部がクランプ手段によってクラ ンプされてこれ等端縁部間にある支持体にこのプリント配線板が圧着している構 成部分配置位置に、位置決め手段によってプリント配線板を動かし、構成部分配 置機械内にプリント配線板を位置決めするにあたり、プリント配線板が平坦な状 態にされ、その状態に保持されるよう前記支持体に対し反対方向に向くプリント 配線板の面に作用する偶力を前記クランプ手段によってこのプリント配線板に作 用させることを特徴とし、構成部分配置機械内にプリント配線板を位置決めする 方法。 ２．前記支持体に対し反対方向に向くプリント配線板の面がこのプリント配線板 の端縁から距離ａの位置で前記クランプ手段の静止クランプフレームに当たるよ うこのプリント配線板を前記支持体によって前記クランプ手段の静止クランプフ レームに動かし、次に、前記距離ａより小さい前記プリント配線板の端縁からの 距離ｂの位置で前記クランプ手段の可動クランプフレームを前記静止クランプフ レームに対し反対方向に向くプリント配線板の面に押圧し、これにより前記プリ ント配線板にほぼ垂直な方向に前記可動クランプフレームによってこのプリント 配線板に力を作用させることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．機械内でプリント配線板を輸送する輸送手段と、プリント配線板の構成部分 配置位置にこのプリント配線板を支持する支持体と、このプリント配線板の相互 に対向する２個の端縁部をクランプして固着するクランプ手段とを設けた構成部 分配置機械において、 位置決めすべきプリント配線板の両側にある２組のクランプフレームで前記 クランプ手段を構成し、前記プリント配線板の端縁部に偶力を作用させ得る静止 クランプフレームと可動クランプフレームとで各組のクランプフレームを構成し 、 前記支持体を移動させると共に、前記可動クランプフレームを移動させる駆 動手段を設け、 プリント配線板の相互に対向する２個の端縁部に偶力を発生させるため前記 可動クランプフレームに力を作用させる空気力手段を設けたことを特徴とする構 成部分配置機械。 ４．プリント配線板に圧着する前記静止クランプフレームの圧力リムがこのプリ ント配線板の構成部分配置面に合致する基準面内にあることを特徴とする請求項 ３に記載の構成部分配置機械。 ５．前記基準面に対し 0.5度と５度との間の角度αをなしプリント配線板に当た る圧力面を前記静止クランプフレームに設け、前記可動クランプフレームの圧力 リムを前記圧力面に対向させて配置したことを特徴とする請求項３に記載の構成 部分配置機械。