JPS61252693A - Detection for abnormal insertion of electronic component - Google Patents

Detection for abnormal insertion of electronic component

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JPS61252693A
JPS61252693A JP60093645A JP9364585A JPS61252693A JP S61252693 A JPS61252693 A JP S61252693A JP 60093645 A JP60093645 A JP 60093645A JP 9364585 A JP9364585 A JP 9364585A JP S61252693 A JPS61252693 A JP S61252693A
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JP
Japan
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pin
vibration
component
board
electronic component
Prior art date
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Pending
Application number
JP60093645A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
薫 三好
馬場 政一
矢野 清
種田 幸記
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP60093645A priority Critical patent/JPS61252693A/en
Publication of JPS61252693A publication Critical patent/JPS61252693A/en
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  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電子部品をプリント基板等に自動的に差込み
挿入する電子部品挿入機に係り、さらに詳しく述べると
、部品挿入時における部品の異常挿入を検出する方法に
関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an electronic component insertion machine that automatically inserts an electronic component into a printed circuit board, etc. The present invention relates to a method for detecting.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

電子計算機等、電子回路部品を多数使用する機器では、
回路部品を実装するプリント基板の高密度化の傾向が著
しい。最近は、I 000〜2000本の端子ピン数を
持つ電子部品が使用される場合があるが、このよう表超
多の端子ピン部品は、人手による挿入作業は不可能であ
ると共に、単価が非常に高く、端子ピンの折曲げ等で不
良品とすることは許されない。そこで、信頼性の高い挿
入を必要とするが、そのためKは、挿入の初期において
部品の端子ピンが挿入不能であるか否かを検出する技術
が必要である。
In devices that use many electronic circuit parts, such as electronic computers,
There is a remarkable trend toward higher density printed circuit boards on which circuit components are mounted. Recently, electronic components with a terminal pin count of 1,000 to 2,000 are sometimes used, but it is impossible to manually insert components with such a large number of terminal pins, and the unit cost is extremely high. Therefore, it is unacceptable to make a defective product due to bent terminal pins, etc. Therefore, highly reliable insertion is required, and therefore K requires a technique to detect whether or not the terminal pin of the component cannot be inserted at the initial stage of insertion.

本発明は、その部品ピンが挿入可能か不可能かを検出す
る検出方法に関するものである。
The present invention relates to a detection method for detecting whether a component pin can be inserted or not.

前記したように、電子部品挿入機で多数の端子ピン(以
下ピンと称す)を有する電子部品を、プリント基板に設
けられた穴に挿入する時、第5図(a)の如く部品17
のピン18が変形していると正常な挿入を行うことが出
来ず、ピン18は第5図(A)のように曲がる。この異
常挿入を検出するために、部品17を挿入後、基板19
の裏側からピン18の先端が突出していないことを光電
素子や、機械的接触を用いて検出する方法が知られてい
る(特開昭52−146861 、同55−43837
.同58−37992 )。しかし、これらの方法は、
多数のピンが小さなピッチで配設されている場合、空間
的表制約より実現が困難となる。
As described above, when an electronic component having a large number of terminal pins (hereinafter referred to as pins) is inserted into a hole provided in a printed circuit board using an electronic component insertion machine, the component 17 is inserted as shown in FIG. 5(a).
If the pin 18 is deformed, normal insertion will not be possible, and the pin 18 will be bent as shown in FIG. 5(A). In order to detect this abnormal insertion, after inserting the component 17, the board 19
There is a known method of detecting whether the tip of the pin 18 does not protrude from the back side of the pin using a photoelectric element or mechanical contact (Japanese Patent Laid-open No. 52-146861, No. 55-43837).
.. 58-37992). However, these methods
If a large number of pins are arranged at a small pitch, this becomes difficult to implement due to spatial table constraints.

また挿入後の検出であるためピンを損傷することなしに
異常挿入を検出することはできない。
Furthermore, since the detection is performed after insertion, abnormal insertion cannot be detected without damaging the pin.

第6図+4) 、 (A)は上記方法の適用が困難な部
品の例で、最大1000本〜2000本のピン加が3W
程度のピッチで部品21のパッケージにまず目状に並ん
でいる。このような部品のピンを損傷することなく基板
に挿゛入するために、次に述べるような異常挿入検出法
が考えられる。
Figure 6+4), (A) is an example of a part for which it is difficult to apply the above method.
First, they are lined up in a grid pattern on the package of parts 21 at a pitch of about 100 degrees. In order to insert the pins of such components into the board without damaging them, the following abnormal insertion detection method can be considered.

通常の挿入において第7図(α)に示すように、基板2
2の穴nの壁面に接触しているピン冴があれば、そのピ
ン2が受ける反力は第8図(a)に示すような摩擦力と
なる。
In normal insertion, as shown in FIG. 7(α), the board 2
If there is a pin in contact with the wall surface of the hole n of No. 2, the reaction force that the pin 2 receives becomes a frictional force as shown in FIG. 8(a).

ところが、第7図(blに示すように、ピン冴の先端が
基板22の穴23から外れている場合は、第8図(h)
に示すように、部品のわずかな降下に対して基板からの
急峻な反力が発生する。この違いを利用して、部品の降
下に対する反力の変化を精密に測定すれば上述の目的が
達成されるように思われる。しかし、第7図(A)の状
態にiるピンには、ピンを破壊しないという条件からそ
のピンが座屈変形を起すような大きな力を加えることは
出来ない。それに対しピンの数が非常に多い場合、摩擦
力は足し合わされて大きくなる。それで、両方の場合の
反力の大きさが接近するので検出すべきfs8図(A)
の反力の変化を判別することが難しくなる(第8図(0
1参照)。
However, if the tip of the pin is out of the hole 23 of the board 22 as shown in FIG. 7 (bl),
As shown in , a steep reaction force is generated from the board when the component is slightly lowered. It seems that the above objective can be achieved if this difference is utilized to accurately measure the change in the reaction force against the descent of the part. However, to the pin in the state shown in FIG. 7(A), it is impossible to apply a large force that would cause buckling deformation of the pin in order not to destroy the pin. On the other hand, if there are a large number of pins, the frictional forces will add up and become large. Therefore, since the magnitude of the reaction force in both cases is close, fs8 diagram (A) that should be detected
It becomes difficult to distinguish changes in the reaction force (Figure 8 (0)
(see 1).

また、挿入不可能な状態にあるピンの特徴として、下降
してきたピンが基板に衝突したときの特有の振動を調べ
、異常挿入を検出する方法を、本出願人は先に開発して
いる。
Additionally, the present applicant has previously developed a method for detecting abnormal insertion by examining the characteristic vibration that occurs when a descending pin collides with a board, as a characteristic of pins that cannot be inserted.

第9図(αI 、 (A)はその原理をモデル化した場
合の構成図である。図示の如く、挿入する部品5はチャ
ック26に保持され、挿入装置本体27にばねUを介し
て取付けられている。同構成は、挿入装置本体nの取付
は構造等のたて方向の弾性と等価な弾性係数(JO)を
持つばねJで吊されているのに等しいとみなされる。
FIG. 9 (αI, (A) is a configuration diagram when the principle is modeled. As shown in the figure, the part 5 to be inserted is held by the chuck 26 and attached to the insertion device main body 27 via the spring U. In this configuration, the attachment of the insertion device main body n is considered to be equivalent to being suspended by a spring J having an elastic modulus (JO) equivalent to the longitudinal elasticity of the structure.

したがって、ばね四のばね定数をに1とし、部品部と一
諸に振動する部分の質量を風とすると、第9図(1!1
の撮動系の固有振動数九は、次式で表わされる。
Therefore, if the spring constant of spring 4 is 1 and the mass of the part that vibrates together with the parts is the wind, then as shown in Figure 9 (1!1
The natural frequency 9 of the imaging system is expressed by the following equation.

九=πB(1) 今、部品を降下させ、九本の挿入不可能なピンが基板四
の上面に接触したとする。ピンはその長さ方向に比較的
高い弾性を持つ。その弾性をばね定数に換算してに2と
すると、この時部品筋を含む振動体は、第9図(A) 
K示すように、上下に複数のばねで支持されているのと
等しく、全体でに=11十外・K2のばね定数を持つ。
9=πB (1) Now, suppose that the component is lowered and the nine non-insertable pins come into contact with the top surface of the board 4. The pin has relatively high elasticity along its length. If we convert the elasticity into a spring constant and set it to 2, then the vibrating body including the component muscles will be as shown in Figure 9 (A).
As shown in K, it is equivalent to being supported by a plurality of springs at the top and bottom, and has a spring constant of 110 K2 in total.

部品部が下降してピンJが基板29に衝突した時、その
衝撃はすみやかに減衰するが、次の式の周波数で示され
るこの系の固有振動はピン30と基板29が接触してい
る限り、(2)式の如く比較的長く存続する。
When the component part descends and pin J collides with the board 29, the impact is quickly attenuated, but the natural vibration of this system, which is expressed by the frequency of the following equation, is as long as the pin 30 and the board 29 are in contact. , (2), it persists for a relatively long time.

f鶏=−月   (2) 2π この振動数は、ピンが基板上面にあたっていることを示
す特有のものであるから、ピンが基板にあたりていない
第9図(tXSの場合や、挿入不可能なピンはないが、
ピン3oが穴の壁面に触れている場合とは区別するこ−
とが可能である。
f = − month (2) 2π This frequency is unique to the fact that the pin is in contact with the top surface of the board, so it is difficult to use the frequency shown in Figure 9 when the pin is not in contact with the board (in the case of tXS or a pin that cannot be inserted). There isn't, but
This can be distinguished from the case where the pin 3o is touching the wall of the hole.
is possible.

第9図(4)、 (A)の場合における振動のパワース
ペクトルを示すと第10図(α) 、 (A)の如くと
なる。
The power spectrum of the vibration in the case of FIG. 9 (4) and (A) is shown in FIG. 10 (α) and (A).

第1O図(α)ではピンと基板が接触していないので、
foの振動数だけしか検出されないが、第10図tA)
では接触するピンの数に応じてfs =ft −fs・
・・が検出される。
In Figure 1O (α), the pin and the board are not in contact, so
Although only the frequency of fo is detected, Figure 10 tA)
Then, depending on the number of contacting pins, fs = ft − fs・
... is detected.

この検出法では、挿入機構可動部の運動エネルギーが衝
突という形でピンの振動に変えられる。この場合ピンに
与えられる振動のエネルギーは次の二点の理由から大き
い方が望ましい。
In this detection method, the kinetic energy of the moving part of the insertion mechanism is converted into vibration of the pin in the form of a collision. In this case, it is desirable that the vibration energy given to the pin be large for the following two reasons.

一つには、加速度検出器の分解能が低い場合や、雑音振
動が多い場合に1検出判定の確度を上げるため大きな振
幅の振動が望まれる。また、検出すべき信号の減衰率が
大きい場合、FFTアナライザーで分析するために十分
な波数の振動が得られない場合もありうる。このように
、測定の面からは衝突時にピンに与えられるエネルギー
は大きい方が有利である。しかし、衝突によって振動を
起す上記方法では、衝突時のエネルギーがとのように振
動エネルギーに変換されるか明確にすることは困難なた
めに、測定に最適な振動状態を安定して作り出すことは
峻しい。
For one thing, when the resolution of the acceleration detector is low or when there are many noise vibrations, vibrations with a large amplitude are desired in order to increase the accuracy of the 1-detection determination. Furthermore, if the attenuation rate of the signal to be detected is large, there may be cases where vibrations with a sufficient wave number cannot be obtained for analysis with an FFT analyzer. In this way, from the standpoint of measurement, it is advantageous to have a large amount of energy applied to the pin during a collision. However, with the above methods that generate vibrations through collisions, it is difficult to clarify whether the energy at the time of collision is converted into vibrational energy, so it is difficult to stably create the optimal vibrational state for measurement. It's steep.

また、振動系に強い摩擦力が働いている場合は、検出す
べき振動はただちに減衰しFFTアナライザのサンプル
時間の制約よシ振動分析は不可能である。
Furthermore, if a strong frictional force is acting on the vibration system, the vibration to be detected will immediately attenuate, making vibration analysis impossible due to the sample time constraints of the FFT analyzer.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、前記Ll従来技術における問題点に鑑みなさ
れたものであって、信頼性の高い部品異常挿入検出方法
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the problems in the L1 prior art, and an object of the present invention is to provide a highly reliable component insertion abnormality detection method.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の特徴は、挿入部品を把持する力学的な振動系に
設けた加振装置によって、その振動系に強制的に振動を
加え、挿入不可能なピンがある場合とない場合との共振
現象による振動振幅に顕著な差異を生せしめることで、
部品の異常挿入を検出するようにした点である。
A feature of the present invention is that a vibrating device installed in a mechanical vibrating system that grips an inserted part forcibly applies vibration to the vibrating system, and a resonance phenomenon occurs with and without a pin that cannot be inserted. By creating a noticeable difference in the vibration amplitude due to
The point is that abnormal insertion of parts is detected.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を詳述する。第1図は本発明の
部品異常挿入検出をすべく具体的な装置の構成図である
An embodiment of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a block diagram of a specific device for detecting abnormal component insertion according to the present invention.

第1図において、1は多数のピン2を有する挿入部品を
示し、保持器4に固定され、モータ6i/cよって駆動
される送り機構7とすべりガイド8によって上下方向に
スライド移動できる構成である。ばね5は後述する理由
によシ比較的低いぼね定数で部品1を含む振動部と挿入
機構部とを連結している。3は基板、7は送りねじ、8
はすべりガイド、9は加速度検出器、1Gは加速度検出
器9の出力を増幅する増幅器、11はFFTアナライザ
ー、12は制御部、13は部品振動系に設けた加振装置
、14はその加振装置13を加振制御する発振器、15
は光電素子、16は検出子である。第1図の装置構成は
第2図のフローチャートに従って部品挿入されるもので
あるが、以下はその動作説明をする。
In FIG. 1, reference numeral 1 indicates an insertion part having a large number of pins 2, which is fixed to a retainer 4 and can be slid vertically by a feed mechanism 7 and a slide guide 8 driven by a motor 6i/c. . The spring 5 connects the vibrating section including the component 1 and the insertion mechanism section with a relatively low spring constant for reasons explained later. 3 is the board, 7 is the feed screw, 8
9 is an acceleration detector, 1G is an amplifier that amplifies the output of the acceleration detector 9, 11 is an FFT analyzer, 12 is a control section, 13 is an excitation device installed in the component vibration system, and 14 is its excitation. an oscillator for controlling vibration of the device 13, 15;
is a photoelectric element, and 16 is a detector. In the device configuration shown in FIG. 1, parts are inserted according to the flowchart shown in FIG. 2, and the operation thereof will be explained below.

いま、第1図において、部品lのピン2のうち、1本の
ピンに破壊することなく加えられる最大の力をF、とす
る。ピン2と基板3が接触してか基板からの反力が生じ
るとげね5は圧縮されるが、上述の力FsK相当する分
だけはね5が縮んだときの挿入力は、ピンが基板上面に
あたって座屈変形寸前の状態になっているか、あるいは
基板穴壁面に接触しているピンの摩擦力が多数本合計さ
れて発生しているかのどちらかである。前者の場合は挿
入を中止しなければならないので、そのいずれの場合で
あるか検出するために、次の操作を行う。すなわち、発
振器15を作動させて加振装置14を、これも後で説明
する特定の振幅、振動数で振動させる。部品1を含む振
動部に振動が加えられて一定の時間の後に、系が定常的
表振動状態罠なったら、FFTアナライザ13を作動さ
せる。FFTアナライザーの分析の結果、挿入不可能な
ピンの存在を特徴づける周波数の振動成分のエネルギー
が、設定閾値よプも高い時に挿入不可能なピンがあると
判定し、挿入を中止する。第4図(AIはその状態を示
す周波数特性図である。
Now, in FIG. 1, let F be the maximum force that can be applied to one of the pins 2 of component l without breaking it. When the pin 2 and the board 3 come into contact, a reaction force is generated from the board, causing the barb 5 to be compressed. When the spring 5 contracts by an amount corresponding to the above-mentioned force FsK, the insertion force is such that the pin is on the top surface of the board. Either the pin is on the verge of buckling deformation, or the frictional force of the multiple pins in contact with the wall surface of the hole in the substrate is combined. In the former case, the insertion must be stopped, so perform the following operation to detect which of these cases is the case. That is, the oscillator 15 is activated to vibrate the vibration device 14 at a specific amplitude and frequency, which will also be explained later. After a certain period of time after vibration is applied to the vibrating section including the component 1, when the system enters a steady surface vibration state, the FFT analyzer 13 is activated. As a result of analysis by the FFT analyzer, when the energy of the vibration component of the frequency that characterizes the presence of an uninsertable pin is higher than a set threshold value, it is determined that there is an uninsertable pin, and insertion is stopped. FIG. 4 (AI is a frequency characteristic diagram showing the state.

また、そうでないときは、1本のピンの変形可能な縮み
量と、加振した時の振動部の振幅等によって決定される
安全な降下量だけ部品1を降下させる。そして再び加振
し、FFTアナライザによる振動分析を行い、以後この
操作を繰シ返して、挿入不可状態にあるピンを損傷する
ことがないように確認しながら部品挿入を行う。
If this is not the case, the component 1 is lowered by a safe lowering amount determined by the deformable shrinkage amount of one pin and the amplitude of the vibrating part when vibrated. Then, vibration is applied again, vibration analysis is performed using an FFT analyzer, and this operation is repeated thereafter to insert parts while making sure that the pins that cannot be inserted are not damaged.

ある所まで挿入して摩擦力が減少し、全体の挿入力が前
述のF、以下に低下した場合は、挿入力が再びF、以上
に上昇して挿入不可ピンの検出の必要が生じるまで一気
に挿入を進める。
If the frictional force decreases after the insertion reaches a certain point and the overall insertion force drops below F, then the insertion force will rise again to F or above and it will be necessary to detect the pin that cannot be inserted. Proceed with insertion.

次に挿入不可状態にあるピンを検出する原理について説
明する。加振装置13は変動するカとじて、振動部に作
用する。wc3図は加振装置13と振動部をモデル化し
て描いたものである。挿入すべく部品1を含む振動部は
、ばね5(ばね定数に1)で支持されている。加振装置
13の内部には質量町の振動子Aがあり、これを周波数
!で振動させた時、その振幅がrlでありたとする。
Next, the principle of detecting a pin that cannot be inserted will be explained. The vibrating device 13 acts on the vibrating section as the force changes. Figure wc3 is a model drawing of the vibration device 13 and the vibrating section. The vibrating part including the component 1 to be inserted is supported by a spring 5 (spring constant: 1). Inside the vibration excitation device 13 there is a mass oscillator A, which determines the frequency! Suppose that when it is vibrated at , the amplitude is rl.

この時、加振装置の発する変動力Wは、時間をtとして
次式の如く表わされる。
At this time, the fluctuating force W generated by the vibration device is expressed as in the following equation, where time is t.

f’=@、−デl”(2πf)t  、coz(2πf
t>=l’、 coI(2πft>     ・・・・
・・・・・(3)ピンと基板が接触していない時、振動
部lとげね5で構成される振動系の固有振動数fos及
びn本のピン(1本あたシばね定数[2)が基板上面に
接触している時の固有振動数!、は次式で表される。
f'=@, -del"(2πf)t, coz(2πf
t>=l', coI(2πft>...
...(3) When the pins and the board are not in contact, the natural frequency fos of the vibration system consisting of the vibrating part l and the thorns 5 and the spring constant of n pins (one per pin [2) Natural frequency when is in contact with the top surface of the board! , is expressed by the following formula.

固有振動数がfnc ルー’ * ’ # 2 p・・
・)である振動系に(3)式で示される変動外力を作用
した時、振動系に引起こされる強制振動の振幅rは次式
で表わされる。
The natural frequency is fnc Lou' * '#2 p...
.) When a fluctuating external force expressed by equation (3) is applied to a vibration system, the amplitude r of forced vibration caused in the vibration system is expressed by the following equation.

時定数の逆数である。141式では系の固有振動数f、
と加振装置の振動数fが等しい時に、振幅rが極大とな
ることが示されている。この関係を図に表すと、第4図
体)に示す如くとなる。すなわち、f=f、の近辺では
振幅が急激に大きくなっているのに対し%fとf、が離
れている時の振幅はきわめて小さい。この共振現象を次
のように検出判定に利用する。
It is the reciprocal of the time constant. In Equation 141, the natural frequency f of the system,
It has been shown that the amplitude r reaches a maximum when the frequency f of the vibration excitation device and the vibration frequency f of the vibration excitation device are equal. If this relationship is represented in a diagram, it will be as shown in Figure 4). That is, while the amplitude increases rapidly near f=f, the amplitude is extremely small when %f and f are far apart. This resonance phenomenon is used for detection and determination as follows.

+1) 、 +21式で示される振動数のいずれかで加
振した時、系がその振動数に対応する接触状態にある場
合とそうでない場合では、第4図(A)のように観測さ
れる振幅に大きな差が生じる。
+1) When the system is vibrated at one of the frequencies shown in formula +21, it is observed as shown in Figure 4 (A), depending on whether the system is in the contact state corresponding to that frequency or not. A large difference in amplitude occurs.

また、上記のように単一の振動数を持つ波形で′振動を
与えるかわシに、時間的に平均すればあらゆる周波数成
分を含むような波形で加振をする。このような振動をI
々ワースベクトルで表わせば第4図+CIの波形のαの
ようになる。この人力に対して、固有振動以外の振動に
対する系のゲインは低いので、波形すのように系内に存
在する接触状態に対応した周波数成分のみが残される。
Furthermore, instead of applying vibration with a waveform having a single frequency as described above, vibration is applied with a waveform that includes all frequency components when averaged over time. This kind of vibration I
If expressed as a worth vector, it will look like the waveform α in Figure 4 + CI. With respect to this human power, the gain of the system for vibrations other than natural vibrations is low, so only frequency components corresponding to the contact state existing in the system, such as waveforms, are left.

挿入機構部や装置全体の構造に起因する振動が発生する
と、上記の測定の防げとなる場合がある。この対策とし
てばね5のばね定数を、ピン2のばね定数に比べて十分
低いものとする。
If vibrations occur due to the structure of the insertion mechanism or the entire device, the above measurements may be prevented. As a countermeasure for this, the spring constant of the spring 5 is made sufficiently lower than that of the pin 2.

これKよって振動部の固有振動数f、は、ピンが接触す
る場合のfs jt +・・・ よりも非常に小さいも
のとなる。従って、この弱いばね7の挿入機構部等で発
生したfs −fs −fs・・・に近い振動数を持つ
有害な振動に対するゲインが小さいために。
Therefore, the natural frequency f of the vibrating part is much smaller than fs jt + . . . when the pins are in contact. Therefore, the gain against harmful vibrations having a frequency close to fs - fs - fs . . . generated in the insertion mechanism of the weak spring 7 is small.

これらの有害な振動は測定に極わずかな影響しか与えな
くなる。
These harmful vibrations will have a negligible effect on the measurements.

加振した時の振動部の振幅rは、式(4Kより理論的に
計算され、また第1図に示す加速度検出器9によって測
定された加速度αからも次の式で導かれる。
The amplitude r of the vibrating part when vibrated is theoretically calculated from the equation (4K) and also derived from the acceleration α measured by the acceleration detector 9 shown in FIG. 1 using the following equation.

α 2πf    ”°°°°°°°°(5)この振動部の
振幅rが、ピン1本が座屈変形しないでたわみ得る最大
の縮み量より大きくならないように、加振装置で与える
変動力を制御しなければならない。
α 2πf ”°°°°°°°° (5) The varying force applied by the vibrating device so that the amplitude r of this vibrating part does not become larger than the maximum amount of shrinkage that one pin can deflect without buckling deformation. must be controlled.

次に、基板穴の壁面と接触しているピンが多く、摩擦力
の影響が大きい場合について述べる。
Next, we will discuss the case where many pins are in contact with the wall surface of the board hole and the influence of frictional force is large.

合計された摩擦力が、前述の1本のピンに加え得る最大
の力F、よりも大きくなった時は、摩擦力に打ち勝って
振動するためにはかなり大きな力で加振する必要がある
。もし挿入不可能なピンがある場合は振動によってこの
ピンを破壊する可能性があるので、加振する力は徐々に
大きくしてゆく必要がある。このようにして摩擦力に打
ち勝って振動部が振動を始めた時、第4図(C)の波形
図に示すようなホワイトノイズに対するz4ワースベク
トルは第4図(41のようになる。
When the total frictional force becomes larger than the maximum force F that can be applied to a single pin, it is necessary to excite with a considerably large force in order to overcome the frictional force and vibrate. If there is a pin that cannot be inserted, there is a possibility that the pin will be destroyed by vibration, so it is necessary to gradually increase the excitation force. When the vibrating part overcomes the frictional force and starts vibrating in this way, the z4 worth vector for white noise as shown in the waveform diagram of FIG. 4(C) becomes as shown in FIG. 4 (41).

摩擦状態にあるピンの本数は非常に多く、それらを合成
したばね定数も本数倍される。従って、摩擦力を支えて
いるピンによる固有振動数は、前記のfs −7t−f
s・・・よりもかなり高くなる。第4図(d)でピーク
6群は摩擦力による振動に対応し、挿入不可能なピンが
ある場合は、更に波形αに示される低い周波数域にピー
クが現われる。
The number of pins in friction is very large, and the spring constant that is the result of combining them is also multiplied by the number of pins. Therefore, the natural frequency of the pin supporting the frictional force is fs −7t−f
It is considerably higher than s... In FIG. 4(d), a group of six peaks corresponds to vibrations caused by frictional force, and if there is a pin that cannot be inserted, a peak appears in a lower frequency range as shown by waveform α.

従って、第4図(d)の波形a領域にピークが現われた
ときに、挿入可能なピンが存在すると判定することがで
きる。
Therefore, when a peak appears in the waveform region a of FIG. 4(d), it can be determined that there is an insertable pin.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述の実施例からも明らかなように本発明によれば、部
品の端子ピンの数が多い場合でも、端子ピンが基板の穴
に入らないような異常状態を、共振現象による振動振幅
に顕著な差異を生ぜしめることによって検出できるよう
Kしたものであるから、部品挿入初期において端子ピン
を変形させ、部品を不良品とするおそれはなくなり、高
価なこの種の部品を挿入する場合にその経済的効果は大
きい。
As is clear from the above-mentioned embodiments, according to the present invention, even when a component has a large number of terminal pins, abnormal conditions such as the terminal pins not entering the holes in the board can be prevented by reducing the vibration amplitude due to the resonance phenomenon. Since it is designed to be able to be detected by creating a difference, there is no risk of deforming the terminal pin and making the part defective during the initial stage of component insertion, and it is economical when inserting this type of expensive component. The effect is great.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の電子部品異常挿入検出方法を実現する
ための具体的な部品自動挿入装置の構成図、第2図は′
W、1図の装置によシ部品挿入する場合の手順を説明す
るフローチャート、第3図は加振装置を付は加えたとき
の挿入装置の力学的な構成を示すモデム図、第4図(α
)は加える振動の周波数flfc対する強制振動の振幅
の変化を表わした図、第4図(41〜第4図(diはい
ずれもパワースペクトルで、第4図(Alは加振周波数
と系の固有振動数が一致する場合と一致しない場合の違
いを表わした図、第4図(C1は系にホワイトノイズを
与えた時の振動状態を示す図、第4図(d)は強い摩擦
力が働く時の振動状態を表わした図、第5図(a) 、
 (b)はプリント基板に部品を挿入する前後の状態を
示した図、第6図(αl 、 t3)は多数の端子ピン
を有する部品の正面並びに側面図、第7図(4)、(h
)は端子ピンとプリント基板の接触状態を示す図、第8
図(α) 、 (AIは第7図(a)。 (A)の状態における挿入ストロークと挿入力との関係
を表す図、第8図(c)は多数本の端子ピンが存在する
場合の挿入ストロークと挿入力との関係を示す図、第9
図(4)、(b)は部品挿入装置を力学的にモデル化し
た図、第10図(α1は挿入不可能な端子ピンが検出さ
れない時の周波数成分毎の振動エネルギーを表わしたパ
ワースペクトル、第10図(A)は挿入不可能な端子ピ
ンが検出された時の同じくパワースペクトルの例を示し
た図である。 1・・・部品       2・・・端子ピン3・・・
プリント基板   4・・・保持装置5・・・ばね  
     6・・・モーター7・・・送りねじ    
 8・・・すべりガイド9・・・加速度検出器   1
0・・・増幅器l】・・・FFTアナライザー 12・・・制御部      13・・・加振装置14
・・・発振器      15・・・光電素子16・・
・検出子      A・・・振動体4除 代理人弁理士 小 川 勝 男¥]j+’、4+−j7
雫10 第2図 第3図 第4図(OL) 第4図(b) n表敷 #AS図(OL) 第7図(α)    第7図(b) 第8図(α)     雫8図(b) 才中入ストロ−7オ苧入ストロー7 挿入ストo−7 第9図(α)   第7図(b) 第1O図(L)
Figure 1 is a block diagram of a specific automatic component insertion device for realizing the electronic component abnormal insertion detection method of the present invention, and Figure 2 is a
W, a flowchart explaining the procedure for inserting parts into the device shown in Figure 1, Figure 3 is a modem diagram showing the dynamic configuration of the insertion device when a vibration device is added, and Figure 4 ( α
) is a diagram showing the change in the amplitude of the forced vibration with respect to the frequency flfc of the applied vibration, and Figure 4 (41 to Figure 4 (di is the power spectrum, and Figure 4 (Al is the excitation frequency and the characteristic Figure 4 shows the difference between when the frequencies match and when they do not match (C1 is a diagram showing the vibration state when white noise is applied to the system, and Figure 4 (d) shows the effect of strong frictional force. A diagram showing the vibration state of time, Figure 5 (a),
(b) is a diagram showing the state before and after inserting the component into the printed circuit board, FIG. 6 (αl, t3) is a front and side view of the component having a large number of terminal pins, and FIGS.
) is a diagram showing the contact state of the terminal pin and the printed circuit board, No. 8
Figure (α), (AI is Figure 7 (a). Figure 8 (c) is a diagram showing the relationship between the insertion stroke and insertion force in the state of (A). Diagram showing the relationship between insertion stroke and insertion force, No. 9
Figures (4) and (b) are dynamic models of the component insertion device; Figure 10 (α1 is the power spectrum representing the vibration energy for each frequency component when no terminal pin that cannot be inserted is detected; FIG. 10(A) is a diagram showing an example of the power spectrum when a terminal pin that cannot be inserted is detected. 1... Component 2... Terminal pin 3...
Printed circuit board 4... Holding device 5... Spring
6...Motor 7...Feed screw
8...Sliding guide 9...Acceleration detector 1
0... Amplifier l]... FFT analyzer 12... Control section 13... Vibration device 14
...Oscillator 15...Photoelectric element 16...
・Detector A... Vibrating body 4 excluded Patent attorney Masaru Ogawa ¥] j+', 4+-j7
Shizuku 10 Figure 2 Figure 3 Figure 4 (OL) Figure 4 (b) n Outer #AS diagram (OL) Figure 7 (α) Figure 7 (b) Figure 8 (α) Shizuku 8 (b) Inserted straw-7 o Inserted straw o-7 Fig. 9 (α) Fig. 7 (b) Fig. 1 O (L)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  端子ピンを有する電子部品を基板に形成した部品挿入
穴に自動挿入する際、電子部品の異常挿入を検出する方
法において、前記挿入電子部品を把持する力学的な振動
系に設けた加振装置によって、該挿入電子部品を含む振
動系に強制的に固有振動を加え、部品挿入穴に挿入不可
能な端子ピンがある場合とない場合との共振現象による
振動振幅に差異を生ぜしめることで、電子部品の異常挿
入を検出する電子部品異常挿入検出方法。
In a method for detecting abnormal insertion of an electronic component when automatically inserting an electronic component having a terminal pin into a component insertion hole formed in a board, a vibrating device provided in a mechanical vibration system that grips the inserted electronic component is used. , by forcibly applying natural vibration to the vibration system including the inserted electronic component, and creating a difference in vibration amplitude due to the resonance phenomenon between when there is a terminal pin that cannot be inserted into the component insertion hole and when there is no terminal pin that cannot be inserted into the component insertion hole. A method for detecting abnormal insertion of electronic components to detect abnormal insertion of parts.
JP60093645A 1985-05-02 1985-05-02 Detection for abnormal insertion of electronic component Pending JPS61252693A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018086694A (en) * 2016-11-28 2018-06-07 ファナック株式会社 Portable operation panel having vibrating function and vibration-detecting function

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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