JPS62271689A - 部品組込装置 - Google Patents

部品組込装置

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JPS62271689A
JPS62271689A JP61111335A JP11133586A JPS62271689A JP S62271689 A JPS62271689 A JP S62271689A JP 61111335 A JP61111335 A JP 61111335A JP 11133586 A JP11133586 A JP 11133586A JP S62271689 A JPS62271689 A JP S62271689A
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component
assembling
board
holding mechanism
force sensor
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JP61111335A
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荒尾　真樹
常深　真一郎
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Omron Corp
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Omron Tateisi Electronics Co
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    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
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    • B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
    • B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
    • B23Q1/36—Springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
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    • H05K13/0404—Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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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】 ３、発明の詳細な説明 〈産業上の利用分野〉 この発明は、例えばプリント基板が有する組込孔へ電子
部品等の脚部を挿入してプリント基板上に電子部品等を
組み込むのに用いられる部品組込装置に関連し、殊にこ
の発明は、プリント基板の組込孔への部品脚部の挿入不
良を検出する新規な方式を提案するものである。
〈従来の技術〉 従来のこの種部品組込装置は、可動アームの先端に保持
機構部を備え、この保持機構部にてｔＣ等の電子部品を
保持してプリント基板の部品組込位置上へ移動した後、
可動アームを下降動作させることにより、電子部品の脚
部（例えばリードピン）をプリント基板が有する組込孔
へ挿入して、プリント基板上に電子部品を組み込むもの
である。この部品組込みが適正に行われると、保持機構
部が電子部品を解放し、つぎに可動アームが上昇動作し
て、元の待機位置へ戻るようになっている。
従ってこの種装置では、電子部品の脚部がプリント基板
の組込孔へ適正に挿入されたか否かを判断する必要があ
るが、従来は、部品組込み時、可動アームが所定の高さ
位置まで降下したか否かによって組込孔に対する部品脚
部の挿入の適否を判断している。
〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが上記の判断方法では、例えば電子部品の複数の
脚部のうちその多数本はプリント基板の組込孔へ適正に
挿入され、残りの幾本かが途中で折れ曲がってしまった
ような場合（第９図参照）でも、可動アームは所定の高
さ位置まで降下することになるため、これに適正判断を
下してしまうことになる。
しかも折れ曲がったり部が組込孔周囲のランド部分に偶
然接触していた場合、インサーキットテスタ等の検査装
置では、脚部の挿入不良を検出できず、そのまま商品が
市場へ出荷される皮れがある。そしてその後に商品に振
動等が加わると、脚部とランド部分との接触が離れて不
良品となる等の問題があった。
この発明は、可動アームの高さ位置に着目した従来の判
断方法をやめ、力センサを用いて部品組込み時の基板か
らの反力を検出することにより、組込孔に対する部品脚
部の挿入不良を確実に判別できる部品組込装置を提供す
ることを目的とする。
く問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するためのこの発明の構成を、一実施例
に対応する第１図〜第９図を用いて説明すると、この発
明の部品組込装置では、脚部ａ、〜ａ＆をもつ部品Ａを
所定の姿勢で保持するための保持機構部１と、 組込孔す、〜ｂ４を有する基板Ｂの部品組込み位置に対
し前記保持機構部１を往復移行させるための可動アーム
２と、 部品組込み時に前記保持機構部ｌに作用する基板Ｂから
の反力を検出するための力センサ３と、 この力センサ３の出力に基づき前記組込孔す、〜ｂ、に
対する部品Ａの脚部ａ１〜ａ、の挿入不良を判別する判
別手段４とを具備させている。
〈作用〉 部品の組込みに際し、保持機構部３は部品Ａを保持して
基板Ｂの部品組込み位置上方に位置決めされる。つぎに
可動アーム２が下降動作するとき（第８図参照）、正常
時は部品Ａの脚部ａ１〜ａ、は基板Ｂの組込孔す、−ｂ
、に円滑に挿入される。ところが基板Ｂに対し部品Ａが
位置ずれしていたり、或いは部品Ａのいずれか脚部が変
形していると、脚部ａ、〜ａ、の一部が対応する組込孔
す、〜ｂｋに挿入されずに基板表面で折れ曲がることに
なる（第９図参照）。
この場合の基板Ｂからの反力は、その大きさや時間変化
の状態が正常時とは異なるものとなる。
この反力は力センサ３にて検出され、判別手段４はこの
力センサ３の検出出力に基づき前記組込孔ｂ１〜ｂ、に
対する脚部ａ１〜ａ、の挿入不良を判別する。
〈実施例〉 第１図および第２図は、この発明の一実施例にかかる部
品組込装置の全体構成を示す。
図示例の部品組込装置は、プリント基板Ｂ（第８．９図
に示す）が有する複数個の組込孔す、〜ｂ４へｔＣ等の
電子部品Ａの脚部ａ、〜ａ、（この場合、リードピン）
を−斉に挿入して、プリント基板Ｂ上に電子部品Ａを組
み込むための装置であるが、この発明はこれに限らず、
電子部品Ａ以外の部品組込みやプリント基板Ｂ以外への
部品組込み等にも適用実施できることは勿論である。
この装置例は、可動アーム２の先端に力センサ３を介し
て保持機構部１を取り付けた構造である。前記可動アー
ム２は３本のアーム５，６゜７より成り、各アームはＸ
、　Ｙ、　Ｚ　（図中、矢印で示す）の直交する３方向
の動作自由度を有している。
前記保持機構部ｌは電子部品Ａを保持するための対向す
る指片８，９を持ち、この指片８゜９は電子部品への保
持および解放に際し、開閉動作する。
力センサ３は、第３図および第４図に示す如く、中心軸
部１０の周囲に、放射状かつ９０度等角位置に４本の弾
性ビーム１１を配設して、各弾性ビーム１１の先端をリ
ング状連結部１２に連結した構造である。各弾性ビーム
１１の表面および裏面にはそれぞれ２枚宛（合計４枚）
の歪ゲージ１３〜１６が貼設してあり、それぞれ曲げ歪
を検出する検出器Ｓ、〜Ｓ、を構成している。
この力センサ３は、中心軸部ｌＯに作用する力やモーメ
ントのうち、Ｚ軸方向の力Ｆ２とＸ軸およびＹ軸まわり
のモーメントＮｂ　、Ｍｙを検出することが可能であり
、中心軸部】０には前記保持機構部ｌが連結され、また
リング状連結部１２には前記アーム７が連結されている
。
各弾性ビーム１１に貼着された歪ゲージ１３〜１６は、
各検出器Ｓ　＋　”−Ｓ　ａ毎に、第５図に示すような
ホイートストンプリ、ジ回路１７を構成し、各検出器の
合計４個の出力はそれぞれ増幅器１８を介してマルチプ
レクサ１９へ入力され、さらにＡ／Ｄ変換器２０を介し
てコンピュータ回路２１より成る判別手段４に取り込ま
れる。
コンピュータ回路２１は、所定の演算を実行してＺ軸方
向の力Ｆ２や、必要に応じてＸ軸およびＹ軸まわりのモ
ーメントＭｙ　、ＭＹを算出すると共に、力Ｆ２の大き
さやその時間変化の状態からプリント基板Ｂの組込孔に
対する電子部品Ａの脚部の挿入不良を判別する。
第６図は、上記コンピュータ回路２１の回路構成例を示
す８図中、メモリ２２には部品脚部の挿入不良を判別す
るための判別基準データ等が予め格納されており、ＣＰ
　Ｕ　（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉ
ｔ　１２３は力Ｆ２についての算出データ等をこの判定
基準データと比較することにより、部品脚部の挿入の適
否を判断すると共に、その判断結果に応じた処理を実行
するものである。
第７図は、上記部品組込装置の動作手順を示している。
同図のステップｌ　（図中ｒｓＴＩＪで示す）では、可
動アーム２の各アーム５，６．７が作動して保持機構部
１が部品供給部（図示せず）へ導かれる。つぎのステ・
ノブ２で、保持機構部１は電子部品Ａを保持し、続くス
テップ３で、可動アーム２の各アーム５，６．７が作動
して保持機構部１をプリント基板Ｂの上方位置に導いて
位置決めする。
第８図は、この位置決め状態を示しており、電子部品Ａ
が保持機構部ｌにより水平に保持され、しかも電子部品
Ａの脚部ａ１〜ａ、がプリント基板Ｂの組込孔す、〜ｂ
６に対向位置している。
つぎにステップ４で可動アーム２が下降動作して、電子
部品Ａをプリント基板Ｂの方へ移行させ、同時にステッ
プ５でコンピュータ回路２１は力センサ３の検出出力を
チェックして、電子部品Ａの脚部ａｌｘａ、がプリント
基板Ｂの組込孔す、−ｂ、に適正に挿入される否かを判
断する。
第１θ図は、正常な挿入動作が行われた場合の時間経過
に対するＺ軸方向の力Ｆ２の変化を示している。
同図において、まず時刻Ｔ０で可動アーム２が下降を開
始するが、時刻Ｔ１で電子部品Ａの本体部分がプリント
基板Ｂに接触するまでは、Ｚ軸方向の力Ｆ２はゼロまた
はそれに近い値をとる。可動アーム２は、電子部品Ａの
本体部分がプリント基板Ｂに接触しても、しばらくは降
下を続けるため、その押圧力でプリント基板Ｂがたわみ
、その反力がＺ軸方向の力Ｆ２として力センサ３に作用
する。
時刻Ｔｒ−Ｔｚの間は力Ｆ２が次第に増してゆくが、可
動アーム２が予め設定しである下降位置に達しても、力
Ｆ２の大きさＣＦ、）が判定基準データＶＺ　　（第１
１図に示す）より小さいときは、第７図のステップ６の
「異常か？」の判定が“ＮＯ″となり、ステップ７で可
動アーム２の下降動作が停止する。ついでステップ８で
保持機構部ｌが開動作して電子部品Ａの保持を解除し、
つぎのステップ９で可動アーム２が上昇動作を開始する
と、力Ｆ２は徐々に減少してゆく。
第１１図は、正常な脚部挿入動作が行われなかった場合
の力Ｆ２の変化状態を示している。
いま仮に電子部品への脚部ａ６が変形している場合を想
定すると、第９図に示す如く、可動アーム２の下降途中
で脚部ａ４のみがプリント基板Ｂの表面に突き当たって
折れ曲がり、対応する組込孔ｂ６に挿入されない、この
ため電子部品への本体部分がプリント基板Ｂに接触する
以前の早い時刻Ｔ４で力センサ３はプリント基板Ｂから
の反力を検出し始めることになる。そしてこの反力は次
第に増し、時刻Ｔ％でＺ軸方向の力Ｆ２の大きさが判定
基準データＦ２に達する。その結果、第７図のステップ
６の　「異常か？」の判定は“ＹＥＳ”となり、ステッ
プ８で緊急処理動作を開始する。
この緊急処理動作としては、例えばつぎの（１１（２）
のものが考えられるが、これに限られないことは勿論で
ある。
１１）　　可動アーム２の下降動作を停止し、電子部品
Ａを保持したまま所定位置まで上昇動作させた後、異常
を知らせる警報を発すると共に部品組込動作を停止させ
る。
（２）可動アーム２の下降動作を停止し、電子部品Ａを
保持したまま可動アーム２を異常部品の廃棄位置まで移
動させ、保持部品を解除してこれを回収する。そして再
度部品組込み動作を行い、同様のトラブルが所定回数繰
返して生じたとき、警報を発して部品組込み動作を停止
させる。
なお上記の実施例では、力センサ３に作用する反力（Ｚ
軸方向の力ｐｇ）の大きさのみに着目して、異常判別を
行っているが、例えば時間の経緯に着目し、所定時間内
に反力を検出したとき異常であると判断する等、いくつ
かの判断方法を採択することができる。
また上記の実施例は、電子部品Ａの脚部の挿入につきプ
リント基板からの反力がある値より大きくなったとき異
常であると判断しているが例えばチップ抵抗やフラット
パックＩＣ等のチツブマウンターのようにプリント基板
に対し部品を押しつけて組み込む部品組込装置において
は、可動アーム２の下降時に所定の大きさの反力が検出
できない場合に異常であると判定する等の応用も可能で
ある。
〈発明の効果〉 この発明は上記の如く、部品保持機構部に作用する基板
からの反力を力センサで検出し、この方センサの出力に
基づき基板の組込孔に対する部品の脚部の挿入不良を判
別するよう構成したから、たとえ部品の複数の脚部のう
ちその幾本かのみが挿入不良で途中で折れ曲がってしま
ったような場合でも、組込孔に対する脚部の挿入不良を
確実に検出することができる。
またこの発明によれば、部品脚部の挿入不良のみならず
、隣接部品との接触による組込み異常や基板に対する自
動組込装置の位置ずれ等を検出することも可能であり、
その結果、基板上への部品の組込み不良を減少し得ると
共に、目視による不良検査工程が減少して商品コストの
低減に寄与する等、幾多の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例にかかる部品組込装置の側
面図、第２図はその正面図、第３図は力センサの構成例
を示す平面図、第４図はその縦断面図、第５図は力検出
回路の電気回路図、第６図は判別手段の回路ブロック図
、第７図は部品組込み動作の手順を示すフローチャート
、第８図および第９図は部品組込み状況を示す説明図、
第１０図は正常時の力の変化状態を示す説明図、第１１
図は異常時の力の変化ｖＮＳを示す説明図である。 １・・・・保持機構部　　２・・・・可動アーム３・・
・・力センサ　　　４・・・・判別手段Ａ・・・・部品
　　　　　Ｂ・・・・基板特許　出願人　　立石電機株
式会社 ４　　鵠 Ｎ　　嗜　　鴇 Ｓ　　　＼　　　− 〜　　ｈ 、・１７ ｉｅｒ；ｉ１昭６２−２７１６８９（７）＊　８１２１
　　　部品騙４犬玩鉢す説明口”＋ｑｔ２１　−ｇａｐ
品彩しとみＪ太況含示す説明口、ユニ。 正牢硝場力φ変イレ仄ｌ！！會示す劇す驕日骨ノｔｒ５
コ 冥孝時の力め嚢Ｉ乙４大゛麹、費禾Ｖ説ら１１月ａ、　
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Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）基板が有する組込孔へ部品の脚部を挿入して基板
    上に部品を組み込むための部品組込装置であって、 前記部品を所定の姿勢で保持するための保持機構部と、 基板の部品組込み位置に対し前記保持機構部を往復移行
    させるための可動アームと、 部品組込み時に前記保持機構部に作用する基板からの反
    力を検出するための力センサと、この力センサの検出出
    力に基づき前記組込孔に対する部品の脚部の挿入不良を
    判別する判別手段とを具備して成る部品組込装置。
  2. （２）前記基板は、プリント基板である特許請求の範囲
    第１項記載の部品組込装置。
  3. （３）前記部品は、電子部品であり、脚部はリードピン
    である特許請求の範囲第１項記載の部品組込装置。
  4. （４）前記可動アームは、保持機構部をＸ、Ｙ、Ｚの各
    方向へ移行させる３個の可動アームを組み合わせて構成
    されている特許請求の範囲第１項記載の部品組込装置。
  5. （５）前記力センサは、中心軸部の周囲に放射状かつ９
    ０度等角位置に配置された複数の弾性ビームに、それぞ
    れ所定数の歪ゲージを貼着して形成されている特許請求
    の範囲第１項記載の部品組込装置。
  6. （６）前記判別手段は、判別基準データが格納される記
    憶部と、部品組込み時における力センサの検出出力と前
    記判別基準データとを比較して組込孔に対する部品の脚
    部の挿入不良を判定する判別部とを含んで成る特許請求
    の範囲第１項記載の部品組込装置。
JP61111335A 1986-05-14 1986-05-14 部品組込装置 Pending JPS62271689A (ja)

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