JPS60217026A - 異形電子部品の基板への自動供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、異なる外形の電子部品を基板へ自動的に供給
するための装置に関する。

従来技術 電子部品例えば半導体ＩＣなどの基板に対する供給組み
込み作業に、自動供給装置が用いられている。この種の
装置の供給動作は、一般に、組立用の多関節型ロボット
によって行われている。ところが、半導体ＩＣ例えばＤ
ＩＰ型のＩＣチップの種類が多くなると、これに応じて
チャックヘッドの種類も多くしなければならないため、
１台のロボットでの多品種の電子部品の組み込みが不可
能となる。

また、この種の装置では、組み込み動作との関連で、組
立ステーションへの基板の投入および排出作業が必要と
なるが、これらの投入および排出工程はミ従来のもので
は、部品の挿入作業を中心として、その前後に設定され
ている。すなわち基板の投入工程の後に、基板に対する
部品の組み込み作業が行われ、その組み込み作業の完了
後に基板の排出作業が行われるため、基板の投入および
排出時間は、一連の組み込み工程の全時間の主要部分を
占めている。

このように、従来のこの種の装置では１、多品種すなわ
ち異なる外形の電子部品についての適用性がなく、また
作業能率に限界がある。

発明の目的 したがって本発明の目的は、必要な数の異なる外形つま
り異形の電子部品を基板に対し能率良く連続的に組み込
めるようにするとともに、基板の移動工程すなわち投入
および排出工程中に次の組み込み動作に備えて、その組
み込み工程に必要な準備作業を並行的に行えるようにす
ることである。

発明の概要 そこで本発明は、基板の搬送位置決め手段と立体的に交
差した状態で、ｘｙＸ方向移動可能なテーブルを設け、
そのテーブル上にヘッド本体を設置し、このヘッド本体
部分にインデックス可能な多数のチャックを組み込み、
作動位置で必要な組み込み方向に移動可能な状態で設け
ている。基板が搬送位置決め手段によって組み込みステ
ーションに投入または組み込みステーションから排出さ
れる間に、ＸＹ方向の移動手段は、ヘッド本体を電子部
品の取り出し位置まで移動させる。この移動動作との関
連で、ヘッド本体は、取り出す電子部品の外形に適した
チャンクにより、対応の電子部品を順次取り出していく
。このようにしてヘッド本体の全てのチャックに組み込
み用の電子部品が連続的な組み込み動作に備えて蓄えら
れることになる。その後、ヘッド本体は、移動テーブル
によって所定の作動位置に案内され、基板の組み込み位
置との関連で、対応の電子部品を順次基板に組み込んで
行く。なお、このヘッド本体の下方部分にクリンチ機構
があって、組み入れ後の電子部品は、そのリードフレー
ムの折り曲げによって、基板に固定される。

発明の構成 以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明す
る。

本発明の異形電子部品の基板への自動供給装置１は、第
１図および第２図に示すように、ベース２の上で、供給
手段３、移動手段４、搬送位置決め手段５およびヘッド
本体６を備えている。

上記供給手段３は、−例として、公知の傾斜式ストッカ
ーであり、多数のマガジンの内部で同じ形の電子部品７
を積み重ね状態で収納しており、水平フィダーなどによ
って、−格下の電子部品７をヘッド本体６の移動エリア
内に自動的に供給する。この実施例では、２０種類の異
なる外形の電子部品７が供給手段３によって蓄えられて
いる。

また、移動手段４は、ヘッド本体６を水平方向に移動さ
せるためのものであり、ベース２の上に取付けられたＸ
方向の案内テーブル８およびこの案内テーブル８の上に
Ｘ方向に移動可能な状態で設けられ、ヘッド本体６をＹ
方向に移動可能な状態で保持する可動テーブル９によっ
て構成されている。可動テーブル９は、案内テーブル８
の端部に取付けられた送りモータ１０および図示しない
送りねし機構によって駆動される関係にあり、またヘッ
ド本体６は、可動テーブル９の後部に取付けられた送り
モータ１１および図示しない送りねし機構によって駆動
される関係にある。

また、搬送位置決め手段５は、基板１３を組み込みステ
ーションの作動位置まで移動させ、そ−の作動位置で位
置決めし、かつ電子部品７の供給後にその作動位置から
、基板１３を排出させるためのものであり、一対の平行
な案内レール１２およびこの案内レール１２に沿って設
けられた一対のベルト１４によって構成されている。一
対のヘルド１４は案内レール１２の両端部分で、それぞ
れプーリー１５にエンドレス状態で巻掛けられており、
その上で、基板１３を乗せ、案内レール１２に沿って作
動位置まで連続的に、または間欠的に送り込む。

なお、第３図に示すように、作動位置の四隅部分に、位
置決めピン１６がシリンダ１７によって上下動自在に設
けられている。この位置決めピン１６は、作動位置に基
板１３が移動してきたときに、基板１３の四隅位置の孔
の部分に突入し、基板１３を作動位置で正確に位置決め
状態とする。

この基板１３の到達は例えばフォトセンザ−１８によっ
て検出できる。

そして上記ヘッド本体６は複数のチャック２０を備えて
おり、その１つを作動位置にインデックス可能な状態で
備えている。すなわちヘッド本体６は、側面から見て、
はぼコ字状のフレーム１９を主要部として構成してあり
、このフレーム１９の側面にそって設けられた断面はぼ
Ｃ字状のガイド２１によって複数例えば１０個のヘッド
２２をガイド溝２３の部分で抜は止めしながら、チャ・
ツク２０とともに水平方向に移動可能な状態で保持して
いる。これらのヘッド２２は、第４図および第５図のよ
うに、ガイド２１の内部のタイミングベルト２４の突片
の部分によって、一定間隔のもとに相互に連結されてい
る。このタイミングベルト２４は、上下にあって、平面
的にみて、フレーム１９の四隅位置に配置されたクイミ
ングプーリ２５に巻掛けられている。これらのうち後方
側のものは、フレーム１９の上に設けられたインテ・ノ
クス用のモータ２６によって駆動できるようになってい
る。なお、ヘッド２２に上下のガイド２２に接する案内
用のローラ２７．２８が付設されている。

上記ヘッド２２は、第５図のように、上下の滑り軸受２
９により上下動軸３０を上下動自在に支持している。こ
の上下動軸３０の上端部分に面とり部３１が形成されて
おり、その下方に係合ピン３２が貫通状態で取付けられ
ている。この係合ピン３２は、ヘッド２２の上面に取付
けられた環状の位置決め体３３の位置決め溝３４と対応
している。また、上下動軸３０の下端部分に既に述べた
チャック２０が取付けられている。このチャック２１は
、ヘッド２２の側に接続された配管３５からチャック開
放手段としての圧力空気７１を取り入れ、一対の爪３６
を開放状態とする。また、一対の爪３６は、部品把持手
段としてのスプリング７２によって閉じ、電子部品７を
挟んで保持する。

このチャック２０は、ヘッド２２に取付けられた吊りス
プリング３７によって常に上限位置まで引き上げられて
いる。

そして第５図に示すように、上記フレーム１９の作動位
置の部分にチャック２０を下降させる手段として、下降
用のシリンダ３８が取付けられている。すなわち、この
シリンダ３８は、フレーム１９の先端の上面に取付けら
れた取付は板３９によって垂直方向下向きに取付けられ
ており、そのピストンロッド４０は、連結板４１に連結
されており、この連結板４１はブシュ４２により係合体
４３を回動自在に支持している。この係合体４３は、前
記面とり部３１と対応するすり溝４４を形成しており、
また第８図のようにレバー４５を回り止め状態で一体的
に保持している。さらに上記連結板４１は、取付は板３
９のブシュ４６によって案内されるガイドバー４７、支
軸４８およびホルダー４９によって首振り可能な状態で
、チャック回転用のシリンダ５０を保持している。この
シリンダ５０のシリンダロッド５１は、第８図に示すよ
うに、連結ビン５２によって前記レバー４５の先端部分
に連結されている。

また第５図および第６図に示すように、シリンダ３８の
下方でフレーム１９に案内ブロック５３が取付けられて
いる。この案内ブロック５３は、その左右の位置のブシ
ュ５４により、案内ロッド５５を水平方向で摺動自在に
保持し、その先端部分で接続体５６を進退自在に保持し
ている。この接続体５６は、ヘッド２２例の接続口５７
に対し、パツキン５９を介在させながら、密着可能な２
つの接続口５８を有している。そしてこれらの２つの接
続口５８は配管６０によって、圧力空気７１を供給する
ための圧力空気源６１に接続されている。また案内ブロ
フク５３の背面側に薄型シリンダ６２が取付けられてお
り、そのシリンダロッド６３は、接続体５６に連結され
ている。そしてこの接続体５６の前面側に、ヘッド２２
例の位置決め孔６４と対応する位置決めロンドロ５が取
付けられている。

なお、作動位置のチャック２０の下方で送られてくる基
板１３の下側に例えば第９図に示すような公知のクリン
チ装置６６が設けられている。このクリンチ装置６６は
シリンダ６７のロンドロ８の上端で、曲げ溝７０を備え
たクリンチ体６９を上下動自在に保持している。もちろ
んこの曲げ溝７０は、半導体ＩＣチップなどの電子部品
７の左右のリードフレームのピン７ａと対応している。

発明の作用 次に一連の作用を説明する。

基板１３が搬送位置決め手段５のヘルド１４によって作
動位置まで送られてくる間に、ヘッド本体６は、移動手
段４によってＸ方向およびＹ方向に駆動され、Ｘ方向の
前進位置で所定の電子部品７をチャック２０によって順
次取り上げていく。

すなわちチャンク２０は、ベルト１４によって順次ヘッ
ド２２の先端位置まで案内され、そこで対応の電子部品
７を把持することになる。

チャンク２０が取り上げ位置まで案内された時点で、シ
リンダ３８は、そのピストンロッド４０を前進させ、係
合体４３のすり溝４４を面とり部３１に押し当てること
により、上下動軸３０を下方させ、チャック２０の爪３
６を電子部品７の把持位置まで移動させる。上下動軸３
０が下降限にきたとき、係合ビン３２が位置決め体３３
の位置決め溝３４にはまり合うため、上下動軸３０の回
転方向は、正確に規制される。

この動作中のヘッド２２が、この下降位置に案内されて
きた時点で、薄型シリンダ６２が位置決めロッド６５を
ヘッド２２の位置決め孔６４の内部に押し込んで、その
ヘッド２２を位置決めするとともに、接続口５７．５８
を密着させ、相互に連通状態としている。

上下動軸３０が下降した時点で、チャック２０は圧力空
気源６１から圧力空気７１を受けるため、一対の爪３６
を開放し、その後の圧力空気７１の供給停止時に、スプ
リング７２の引き寄せ作用により、その位置の電子部品
７を把持することになる。

この把持の後に、シリンダ３８がそのピストンロッド４
０を後退させることにより、吊りスプリング３７によっ
て上下動軸３０を引き上げる。この動作の後に、インデ
ックス用のモータ２６は、次のヘッド２２を順次作動位
置まで案内していく。

このようにして、全てのヘッド２２に異なる外形の電子
部品７が連続的に順次把持されていく。

このような把持動作が繰り返されている間に、基板１３
は作動位置まで移動している。基板１３がこの作動位置
まで案内された時点で、フォトセンサー１８は、シリン
ダ１７を駆動し、位置決めピン１６によって基板１３を
位置決め状態で固定する。その後、インデックス用のモ
ータ２６は、ヘッド２２を順次作動位置まで移動させる
。このヘッド２２の作動位置への移動とともに、移動手
段４は、案内テーブル８および可動テーブル９をＸ方向
およびＹ方向に移動し、基板１３に対する電子部品７の
組み込み位置を定める。このような組み込み位置の位置
決めがなされた時点で、シリンダ３８は再び上下動軸３
０を下降させ、把持状態の電子部品７を基板１３の所定
の位置に挿入していく。この挿入過程で、組み込み位置
の真下に位置するクリンチ装置６６がシリンダ６７によ
ってクリンチ体６９を押し上げているため、電子部品７
のリードフレームのビン７ａが、曲げ溝７０によって折
り曲げられ、基板１３に対し抜は止め状態で固定される
。

このような動作が全てのヘッド２２について行われるか
ら、同一の基板１３に対し最大１０個の電子部品７が同
時に組み込めることになる。このＸ方向およびＹ方向の
位置決めおよびヘッド２２の作動位置へのインデックス
の制御は、送りモータ１０．１１およびインデックス用
のモータ２６の回転量を数値制御技術によって規制する
ことにより、正確に行える。電子部品７が基板１３に取
付けられた後、チャック２０に再び圧力空気７１が送ら
れるため、一対の爪３６は、開放状筋となって、電子部
品７から離れる。

なお、把持状態の電子部品７について９０度面回転せる
必要がある場合には、回転用のシリンダ５０が作動し、
レバー４５を９０度だけ回転させることによって、上下
動軸３０は、９０度面回転、基板１３の把持姿勢を平面
上で９０度だけ回転させる。このような回転操作は、必
要に応じて行われる。

発明の変形例 上記実施例は、供給手段３としてＩＣストッカーを用い
ているが、この供給手段３は、電子部品７の種類によっ
て、パーツフィダーなどで構成することもできる。また
ＸＹ方向の移動手段４がへソド本体６を部品供給手段３
の全ての取り出し位置まで案内できない状態にあるとき
には、供給手段３の供給位置に移送手段が設けられ、こ
れによって供給された電子部品７がヘッド本体６の作動
エリヤ内に送り込まれる。またチャック２０は、−例と
して空気駆動式のものを示しているが、もちろんこの形
式のものに限定されない。

発明の効果 本発明では、下記の特有の効果が得られる。

ヘッド本体が多数のチャンクをインデックス可能な状態
で備えているから、一度に多くの異形電子部品の把持が
可能となり、したがってそれらの電子部品の連続的な組
み込みが可能となる。

また基板が搬送位置決め手段によって作動位置まで案内
されてくる移動時間中に、ヘッド本体がチャックで電子
部品を把持するための準備動作をしているから、基板の
移動時間が挿入準備時間として利用でき、したがって作
業工程の時間的な合理化が可能となる。

また、作動位置においてのみ、チャックが位置決めされ
、作動可能な状態となり、また上下動軸ととともに、下
降できる状態となるから、チャックの下降手段や解放手
段などが作動位置にのみ設けられておればよく、したが
ってその下降手段や解放手段が全てのチャックについて
兼用できるから、その部分の構成が簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動供給装置の平面図、第２図は同装
置の正面図、第３図はクランプ部分の側面図、第４図は
ヘッドの案内部分の拡大断面図、第５図はヘッド本体部
分の拡大断面図、第６図はヘッド本体の先端部分の水平
断面図、第７図はチャック支持部分の正面から見た断面
図、第８図は上下同軸を回転させる部分の一部の平面図
、第９図はクリンチ装置の正面図である。 １・・自動供給装置、２・・ベース、３・・部品供給手
段、４・・移動手段、５・・搬送位置決め手段、６・・
ヘッド本体、７・・電子部品、１３・・基板、１４・・
ベルト、１６・・位置決めピン、２０・・チャック、２
１・・ガイド、２６・・インデックス用のモータ、３０
・・上下動軸、３３・・位置決め体、３７・・吊りスプ
リング、３８・・シリンダ、６４・・位置決め孔、６５
・・位置決めロッド、６６・・クリンチ装置、７１・・
圧力空気、７２・・スプリング。 第４図 第８図 第９図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のチャックを有し、各チャックを作動位置にインデ
   ックス自在としたヘッド本体と、このヘッド本体を水平
   方向に移動させる移動手段と、基板の搬送位置決め手段
   と、作動位置で上記チャックと係合し、チャックを下降
   させる駆動手段と、作動位置で働くチャックの解放手段
   と、作動位置以外の位置で働くチャックによる電子部品
   把持手段と、作動位置の移動エリア内に位置する複数の
   異形電子部品の供給手段とを有することを特徴とする異
   形電子部品の基板への自動供給装置。