JPS61244419A - 部品取付装置における基板移動位置決め機構 - 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】 技術分野 本発明は部品取付装置における基板移動位置決め機構に
関する。

背景技術 近年、電子部品など多種類の部品をプリント基板に自動
制御によって取り付ける部品取付装置が開発され、且つ
、使用されている。

部品取付装置は基本的に、部品を供給する部品供給手段
と、該部品供給手段により供給された部品を把持し且つ
これを所定方向に移動して作業対象たるプリント基板に
取り付ける部品把持移動手段とを有している。既に開発
された部品取付装置の一形態として、上記部品把持移動
手段を装置のベースに対して固定し、該部品把持移動手
段による部品取付位置にプリント基板を移動しかつ位置
決めする基板移動位置決め機構を備えたものがある。基
板移動位置決め機構は具体的には、互いに直角で上記部
品把持移動手段による部品移動方向に対して直角な２方
向において移動自在に設けられてプリント基板を担持す
る支持台と、該支持台を駆動する駆動手段とを有してい
る。すなわち、上記部品把持移動手段による部品移動方
向に対する平面的な座標をプリント基板に与えているの
である。

かかる構成の部品取付装置を使用することによって部品
取付能率及びその精度を、手作業により部品を取り付け
る場合に比して飛躍的に向上させることが出来る。とこ
ろが、肖該部品取付装置においては上記支持台を２方向
に移動せしめるだけであるので、プリント基板の駆送方
向に対する部品の取付角度を変化させることは出来ない
。そこで、上記支持台上に、上記部品把持移動手段によ
る部品移動方向に伸びる回転軸を中心として回転自在な
円盤状の回転テーブルを設け、該回転テーブル上に基板
を担持させる構成の部品取付装置が開発されている。こ
の回転テーブルを備えていることにより、部品の向きを
正反対とするなど、上記支持台の駆送方向に対する部品
の取付角度を任意に設定し得るのである。従来、かかる
構成の部品取付装置において上記回転テーブルに対する
プリント基板の搬入、搬出をなす場合、作業者による手
作業、あるいは極めて高価ないわゆるロボットアーム等
によってこれが行なわれており、生産ライン全体として
のコストの増大を将来すると共に、作業能率の向上を必
ずしも容易に図り得なかった。

また、既に開発された部品取付装置においては上記回転
テーブルを回転自在に支持する手段として、該回転テー
ブルの外周に沿って等ピッチで配置されて各々該回転テ
ーブルの外周に密接に係合する複数（例えば４つ）のロ
ーラが用いられている。すなわち、回転テーブルは該回
転テーブルの回転角度位置に拘らず、該各日−ラによっ
て常に高精度に支持されているのである。この構成では
、回転テーブル及び各ローラの製作精度を極めて高いも
のとしなければならず、コスト低減を図る上で解決さる
べき課題の一つとなっていた。

１１列」Ｌ 本発明は上記した点に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とするところは生産ライン全体に亘るコストの低
減及び作業能率の向上を可能とする基板移動位置決め機
構を提供することである。

本発明による基板移動位置決め機構は、作業対象として
の基板を担持する回転テーブル上に、該基板を該基板の
両側にて保持して駆送し且つ位置決めするための一対の
平行な駆動レールが設けられ、該回転テーブルを駆動す
る駆動手段が、一対の基準ａ−ラを含み各々回転テーブ
ルの外周に係合して該回転テーブルを回転自在に支持す
る複数のＯ−ラと、該回転テーブルが所定回転角度位置
に達したときに該回転テーブルを上記基準ローラに対し
て押圧する押圧手段とを有することを特徴としている。

叉−ＪＬＪＬ 以下、本発明の実施例としての基板移動位置決め機構を
備えた部品取付装置を添付図面を参照しつつ説明する。

図において参照符号１は部品取付装置の全体を示してい
る。

第１図に示されるように部品取付装置のベース２上には
矩形板状に形成された支持台３が設けられている。支持
台３は夫々前後方向及び左右方向に伸長するレール部材
４及び５を介してベース２の上面に取り付けられており
、該各レールに沿って移動可能となっている。但し、図
中、矢印Ｙ方向が前方であり、矢印Ｘ方向が左方である
。また、矢印Ｚは上方を示している。なお、図示されて
はいないが、支持台３を駆動する駆動手段が設けられて
いる。ベース２の上面後部にはブラケット部６が設けら
れており、該ブラケット部上には部品供給手段としての
一対の部品ロール７及び８が回転自在に設けられている
。各部品ロール７．８には、両端部にリード線を有し且
つ該リード線の先端部において保持テープにより保持さ
れた状態の多数の電子部品１０及び１１が該保持テープ
と共に巻回せられている。

ブラケット部６の前部には、各部品のロール７及び８か
ら順次供給される複数の電子部品のうち最先部品を把持
し且つ所定方向、この場合下方に移動してプリント基板
（後述）に取り付ける部品把持移動手段１２及び１３が
設けられている。この部品把持移動手段１２及び１３は
具体的には、上記保持テープにてリード線の先端を保持
された電子部品を該リード線の先端部近傍を切断するこ
とによって該保持テープから離脱せしめ、同時に部品本
体のリード線を屈曲成形し、然る後、該リード線の屈曲
端部をプリント基板のリード線人孔内に挿入する作用を
なす。なお、当該部品把持移動手段については、例えば
実願昭５９−０８２７９０として本出願人によって既に
提案されており、ここでは詳述しない。また、ベース２
の内部には部品把持移動手段１２．１３と共に支持台３
を挾む位置にクリンチ機構１５及び１６が設けられてい
る。クリンチ機構１５．１６は、プリント基板のリード
線挿入孔を通過した電子部品のリード線の先端部を折り
曲げ（クリンチ）するためのものである。該クリンチ機
構については、例えば実願昭５９−２３７３８０として
本出願人により既に提案されている。

第２図及び第３図に示されるように、支持台３上には円
板状に形成された２枚の回転テーブル１８．１９が左右
方向（矢印Ｘ方向及びその反対方向）において並設され
ている。但し、第１図には回転テーブル１８．１９は示
されていない。各回転テーブル１８．１９は、該多回転
テーブルの外周に沿って配置され且つ該外周に係合した
２種類の複数のローラ２２及び２３によって回転自在に
支持されている。各回転テーブル１８．１９は、上記し
た部品把持移動手段による部品移動方向すなわち上下方
向に伸びる回転軸を中心として回転自在となっている。

複数設けられた各ローラ２２及び２３のうち、回転テー
ブル１８．１９の各前縁部に係合している一対ずつのロ
ーラ２２は基準ローラであって、支持台３の前端部に設
けられたものである。基準ローラたるローラ２２が設け
られた支持台３の前端部には左右方向（矢印Ｘ方向及び
その反対方向）に伸長する枢体としての大きな両部梁部
材２４が設けられており、これによって、支持台３の該
前端部は剛性大なるいわゆる基体部となっている。基準
ローラとしてのローラ２２をこのように剛性の大きい基
体部に設けたことにより、回転テーブル１８及び１９の
位置決め精度が増大するのである。

第２図に示されるように、支持台３の前縁部であって各
回転テーブル１８．１９の近傍には他の２つのローラ２
６が配置されている。このａ−ラ２６と、回転テーブル
１８及び１９によって挾まれるように位置する基準ロー
ラたる２つのローラ２２と、該多回転テーブルの外周と
には、該多回転テーブルを回転させるための素状部材と
してのワイヤ２７が架設されている。すなわち、ローラ
２６と、各回転テーブル１８．１９により挾まれた２つ
のローラ２２とは、ワイヤ２７を案内する案内ローラと
して作用しているのである。かかる案内０−ラが上記の
ように配置されていることによって、ワイヤ２７の張力
に起因して各回転テーブル１８．１９に加わる側圧が、
前述した基体部（支持台３の前端部）に向けて加わる。

支持台３の前ｌ＆部にはまた、左右方向に伸長するエア
シリンダ２９が設けられている。また、エアシリンダ２
９の右方には該エアシリンダと平行に伸びるガイドシャ
フト３０が設けられている。

ガイドシャフト３０にはスライダ３１が摺動自在に嵌合
しており、エアシリンダ２９のロッド２９ａの先端部が
該スライダ３１と連結されている。

ワイヤ２７の両端部はこのスライダ３１に結合せられて
いる。なお、エアシリンダ２９及びガイドシャフト３０
は支持台３に固設された板状のブラケット３ａに取り付
けられており、該ブラケットにはスライダ３１と当接す
べくストッパ３２及びショックアブソーバ３３が固定さ
れている。

上記したエアシリンダ２９と、ガイドシャフト３０と、
スライダ３１と、ストッパ３２と、ショックアブソーバ
３３と、これらに関連する周辺小部材とによって、ワイ
ヤ２７に駆動力を付与せしめる駆動力付与手段が構成さ
れている。また、該駆動力付与手段と、各ローラ２２，
２３．２６と、素状部材たるワイヤ２７とによって、各
回転テーブル１８．１９を駆動する駆動手段が構成され
ている。

第２図に示されるように、各回転テーブル１８及び１９
上には、プリント基板３６を該プリント基板の両側にて
保持して駆送し且つ位置決めするための一対の平行な軌
道レール３７及び３８が設けられている。各軌道レール
３７．３８には切断部３７８．３８ａが設けられている
。各軌道レール３７．３８は、各回転テーブル１８．１
９の回転軸から該多回転テーブルの半径に等しい距離の
位置にて切断せしめられている。

一対設けられた軌道レール３７及び３８のうち、少なく
とも一方の軌道レールは他方の軌道レールに対して接近
及び離隔する方向に可動となっており、レール間゛隔が
調節可能となっている。よって、寸法が異なる多種類プ
リント基板に対して部品の取り付けを行なうことが出来
る。

なお、上記一対の軌道レール３７．３８と、エアシリン
ダ２９及びワイヤ２７等を含む上記駆動手段と、各回転
テーブル１８．１９と、支持台３とによって、プリント
基板３６を部品把持移動手段１２．１３による部品取付
位置に移動し且つ位置決めする基板移動位置決め機構が
構成されている。

第２図に示されるように、各回転テーブル１８及び１９
の下面外周部近傍には、各回転テーブルの回転角度にし
て９０°の離隔距離を以て２つずつの位置決めブロック
４１が固定されている。なお、位置決めブロック４１の
詳細が第４図に示されている。一方、支持台３の後端部
には小さな２つのエアシリンダ４２が配設されている。

第５図から特に明らかなように、エアシリンダ４２のロ
ッド４２ａの先端にはテーバ部４２ｂが形成されており
、位置決めブロック４１の主面に形成されたテーバ部４
１ａに該テーパ孔４２ｂが係合し得るようになされてい
る。但し、位置決めブロック４１のテーパ孔４１ａとエ
アシリンダ４２のロッド４２ａは、各回転テーブル１８
．１９、従って、該多回転テーブル上に担持されたプリ
ント基板３６が所定回転角度位置すなわち部品取付角度
位置に達したときに対向するようになされている。即ち
、エアシリンダ４２は可動ロケートピンとしてのロッド
４２ａによって且つ位置決めブロック４１を介して各回
転テーブル１８．１９を押圧する押圧手段として作用す
るのである。なお、上記した構成から明白であるが、各
回転テーブル１８及び１９はエアシリンダ４２によって
、基準ローラたるローラ２２に向けて押圧せしめられる
。

第２図及び第５図に示されるように、エアシリンダ４２
の側方にはフォトセンサ４３が配置されており、且つ、
支持台３に対して固定されている。

また、位置決めブロック４１にはその一部４４ａが７オ
トセンサ４３の検知ギャップ内に挿入され得る被検知部
材４４がビン４４ｂを介して揺動可能に取り付けられて
いる。これらフォトセンサ４３及び被検知部材４４によ
って、各回転テーブル１８．１９が前述した所定回転角
度位置に達したことを検知する検知手段が構成されてい
る。この検知手段は回転テーブル１８．１９を駆動する
駆動手段（前述）に含まれる。

第４図及び第５図に示されるように、被検知部材４４の
一部は位置決めブロック４１に形成されたテーバ孔り１
ａ内に露出している。即ち、可動ロケートピンとしての
ロッド４２ａが被検知部材４１に係合して該被検知部材
が７オトセンサ４３による検知位置から離脱せしめられ
るようになされているのである。なお、位置決めブロッ
ク４１内には被検知部材４１にパイアスカを付与するた
めのコイルスプリング４５が設けられている。

第２図に示されるように、各軌道レール３７及び３８の
所定位置には、該各軌道レールと平行に伸長するシャフ
ト４７が合計４本取り付けられており、該各シャフトは
その軸中心を中心として回動可能となっている。各シャ
フト４７の両端部にはプリント基板３６に形成された位
置決め孔（図示せず）に係合可能な爪部材４８が取り付
けられている。また、シャフト４７を回動させて爪部材
４８をプリント基板３６に対して１８２着せしめるため
の小さなエアシリンダ４９と、該脱着を検知するための
４つの７オトセンサ５０とが設けられている。

尚、第２図に示されるように、エアシリンダ２９の外側
には、該エアシリンダのロッド２９ａの動作位置を検知
するための４つのリミットスイッチ５４，５５．５６及
び５７が設けられている。

これらフォトセンサ４３．５０及びリミットスイッチ５
４ないし５７から発せられる検知信号はベース２（第１
図参照）内の所定位置に設けられた制御部（図示せず）
に伝達され、該各検知信号に応じて該制御部から送られ
る動作信号によって支持台３及び回転テーブル１８．１
９等が後述するタイミングにて動作するのである。

第１図に示されるように、ベース２の左右両側方には作
業対象としての多数のプリント基板３６を上下方向（矢
印２方向及びその反対方向）に所定間隔を以て積層した
形で収納し得る基板収納マガジン５９が配置されている
。ベース２の左方（矢印Ｘ方向側）に配置された基板収
納マガジン５９は電子部品１０．１１を取り付ける前の
プリント基板３６を収納するためのものであって、また
、ベース２の右方に配置された基板収納マガジン５９は
電子部品の取り付けが完了したプリント基板３６を収納
するためのものである。各基板収納マガジン５９は左右
方向（第１図における）の側面が全面に亘って開放した
直方体状に形成されており、閉塞した前後方向（矢印Ｙ
方向及びその反対方向）の内壁対向面には、軌道レール
３７゜３８（第２図参照）に連続し得かつプリント基板
３６を保持するための多数の短軌道レール（図示せず）
が左右方向に伸長して且つ上下方向において一定の間隔
を以て形成されている。各プリント基板３６は該短軌道
レールによってその両側を保持されるのである。

各基板収納マガジン５９は、エレベータ機構（図示せず
）によって上下動せしめられる可動担持板６０上に載置
されており、各基板収納マガジンは上記した各プリント
基板３６の収納間隔ずつ部品の取付速度に応じた所定の
タイミングにて上下動せられる。なお、各基板収納マガ
ジン５９の上記短軌道レールと軌道レール３７．３８と
の間におけるプリント基板３６の一方向移動はエアシリ
ンダなどから成る簡単な基板移動手段によってなされる
。

次に、上記した構成の部品取付位置の動作を第６図及び
第７図をも参照しつつ簡単に説明する。

電子部品を取り付けるための指令信号が発せられると、
第１図に示される上流側（ベース２の左方）の基板収納
マガジン５９から２枚のプリント基板３６が各回転テー
ブル１８．１９上に軌道レール３７．３８によって搬入
される。すると、エアシリンダ４９が動作して爪部材４
８によりプリント基板３６は位置決めされる。各７オト
センサ５０がオン状態となってプリント基板３６が軌道
レール３７．３８上で位置決めされたことが確認される
と、電子部品ｉｏ、１ｉの取り付けがなされる。次いで
、エアシリンダ４２０ロンド４２ａが引かれ、従って、
第５図に示されるように７オトセンサ４３がオン状態と
なる。これにより、エアシリンダ２９のロッド２９ａが
引かれて、各回転テーブル１８．１９は第２図における
反時計方向に９０°回転する。なお、各回転テーブル１
８゜１９の回転によってフォトセンサ４３はオフ状態と
なる。ここで、エアシリンダ２９のロッド２９ａが所定
分だけ引かれるとリミットスイッチ５５がオンせしめら
れ、これによって、エアシリンダ２９への圧搾空気供給
路に介装された減速用電磁弁が動作し、０ツド２９ａの
引き込み速度は減ぜられる。ロッド２９ａがそのストロ
ーク分だけ完全に引かれるとリミットスイッチ５４がオ
ンし、同時に７オトセンサ４３が第５図示の如くオンす
る。よって、エアシリンダ４２のロッド４２ａが突出し
、各回転テーブル１８．１９は該ロッドとローラ２２に
よって三点支持される。ロッド４２ａが突出することに
より、第７図に示されるように、フォトセンサ４３がオ
フ状態となる。このフォトセンサ４３のオフが確認され
ると電子部品１ｏ、１１の取り付けが行なわれる。次い
で、エアシリンダ４２のロッド４２ａが引かれてフォト
センサ４３がオンせられる。故に、エアシリンダ２９の
ロッド２９ａが突出して各回転テーブル１８゜１９は第
２図における時計方向に９０°回転する。

なお、各回転テーブル１８．１９のこの回転によってフ
ォトセンサ４３はオフとなる。また、リミットスイッチ
５６がオンとなるとロッド２９ａの突出速度は減速され
、ロッド２９ａの突出が完了するとリミットスイッチ５
７がオン状態となる。

ロッド２９ａが突出、従って、各回転テーブル１８．１
９の回転が完了すると第５図の状態となってフォトセン
サ４３がオンする。故に、エアシリンダ４２のロッド４
２ａが突出せられて各回転テーブル１８．１９は該ロッ
ド４２ａとローラ２２によって三点支持される。ロッド
４２ａが突出することによってフォトセンサ４３がオフ
状態となる（第７図参照）。フォトセンサ４３がオフと
なったことが確認されるとエアシリンダ４９が復帰動作
して爪部材４８によるプリント基板３６の位置決め状態
は解除される。この後、部品の取り付けを完了したプリ
ント基板３６は回転テーブル１８．１９上から搬出され
、第１図に示される下流側（ペース２の右方）の基板収
納マガジン５９内に収納される。

以下、各プリント基板に対して上記の動作が繰り返され
る。

及！ 以上上述した如く、本発明による基板移動位置決め機構
においては、作業対象としての基板（３６）を担持する
回転テーブル（１８，１９）上に、該基板を該基板の両
側にて保持して駆送し且つ位置決めするための一対の平
行な軌道レール（３７゜３８）が設けられている。従っ
て、例えば、該軌道レールに連続し得る短軌道レールを
その内壁対向面に多数有し且つ該短軌道レールによって
多数の基板を（例えば上下方向に）所定の間隔を以て積
層した形で収納保持する基板収納マガジン（５９）を該
軌道レールの上流及び下流側に配置し、更に、該基板収
納マガジンを各基板の積層間隔ずつ部品の取り付は速度
に応じた所定のタイミングにて基板積層方向（上下方向
）において移動せしめるエレベータ機構と、上記軌道レ
ール及び短軌道レール間における基板の一方向移動をな
す例えばエアシリンダなどから成る簡単な基板移動手段
とを設けることなどによって、上記回転テーブルに対す
る基板の搬入、搬出を自動的に行なえるのである。故に
、該搬入及び搬出を手作業によってなす場合に比して作
業速度、従って生産ライン全体に亘る作業能率を向上し
得るのである。

また、上記エレベータ機構及び基板移動手段（エアシリ
ンダ等）は構成が簡単且つ安価であり、しかも、その駆
動をなすためのプログラムも簡単であるため、コストの
低減が図り易いのである。

更に、本発明による基板移動位置決め機構においては、
上記回転テーブル（１８，１９）を駆動する駆動手段が
、一対の基準、ローラ（２２）を含み各々回転テーブル
の外周に係合して該回転テーブルを回転自在に支持する
複数のローラと、該回転テーブルが所定回転角度位置に
達したときに該回転テーブルを上記基準ローラに対して
押圧する押圧手段（エアシリンダ４２）とを有している
。

すなわち、回転テーブル、従って、該回転テーブル上に
担持された基板が上記所定回転角度位置（部品取付位置
）に達するまでは、基準ローラを含む各ローラと回転テ
ーブルとは極めて緩かに係合し、上記所定回転角度位置
に達すると上記基準ローラ及び押圧手段による三点支持
によって回転テーブル（従って、基板）が極めて高精度
に位置決めされる構成となっているのである。このよう
に構成したことにより、基準ローラを含む各ローラ並び
に回転テーブルをそれ程高精度にて製作せずどもよく、
よって、コストの低減が更に図り易くなっているのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る部品取付装置の全体の斜視図、第
２図及び第３図は支持台及び該支持台に担持された各部
材の各々平面図及び正面図、第４図及び第５図は該部品
取付装置の一部詳細図、第６図及び第７図は該部品取付
装置の動作を説明するための図である。 主要部分の符号の説明 ３・・・・・・支持台 ７．８・・・・・・部品ロール １０．１１・・・・・・電子部品 １２．１３・・・・・・部品把持移動手段１８．１９・
・・・・・回転テーブル ２２．２３．２６・・・・・・ローラ ２７・・・・・・ワイヤ ２９．４２．４９・・・・・・エアシリンダ３６・・・
・・・プリント基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　部品を供給する部品供給手段及び供給された部品を把
   持し且つ所定方向に移動して基板に取り付ける部品把持
   移動手段を含む部品取付装置において前記基板を部品取
   付位置に移動し且つ位置決めする基板移動位置決め機構
   であつて、所定面内にて移動可能な支持台と、前記支持
   台上に前記所定方向に伸びる回転軸を中心として回転自
   在に設けられて前記基板を担持する円盤状回転テーブル
   と、前記支持台及び回転テーブルを駆動する駆動手段と
   を含み、前記回転テーブル上には前記基板を該基板の両
   側にて保持して駆送し且つ位置決めするための一対の平
   行な軌道レールが設けられ、前記駆動手段は一対の基準
   ローラを含み各々前記回転テーブルの外周に係合して前
   記回転テーブルを回転自在に支持する複数のローラと、
   前記回転テーブルが所定回転角度位置に達したときに前
   記回転テーブルを前記基準ローラに対して押圧する押圧
   手段とを有することを特徴とする基板移動位置決め機構
   。