JPS62272600A

JPS62272600A - 電子部品位置決め插入ヘツド

Info

Publication number: JPS62272600A
Application number: JP61114560A
Authority: JP
Inventors: 細野　絵理; 馬場　政一; 薫三好
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-05-21
Filing date: 1986-05-21
Publication date: 1987-11-26

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】ｊ０発明の詳細な説明〔慮東上の利用分野〕本発明は基板九電十部品を挿入する技術に係り、特に多
数の端子を有する電子部品に好適な挿入ヘッドに関する
。

〔従来の技術〕

電子部品をプリント基板に自動挿入する装置では、基板
く何らかの基塩位置を設けて各部品の挿入位置を設計値
から割り出し、部品または基板を移動し挿入を行なう。

部品または基板の移動のために、スライダ機構とモータ
駆動のスクリュー機構を組合せた位置決めユニットなＸ
Ｙ２方向くそれぞれ設ける構成としたものが多い。この
ようなものとして、例えば特開昭５６−６６０９７号記
載のものがある。

電子部品のビンの位置と基板の穴位置が正しく合ってい
ないと挿入は失敗し工程の生産性やプリント基板との接
続の信頼性が低下する。このためにこれらのずれ量を計
測し位置合せ時に補正を行うものも見られる。しかしこ
の場合も含めて殆んて微調整を行なっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

電子計算機に使われるプリント基板の大型化に併ない、
プリント基板を保持して移動するＸＹテーブルには長ス
）ｏ−りが要Ｘされる。・その結果駆動ニ用いるポール
スクリエーの裏作の精度や機構部剛性等の点から高い精
度の位置出して著しく困難となる。なおかつ近年出現し
た電子部品の中には非常に多（の端子（１００〜２５０
０本）を有するものがあり、これらビン数が多い部品の
挿入にはさらに精密な位置合せが必要となるため、回転
角θ補正が不可欠となる。この機能を実現するにはＸＹ
テーブルの他にθテーブルも必要となり、装置の複雑化
は避けられない。この場合摺動部や嵌合部も多（なりそ
のガタの累積等から精密位置合せが困難という問題が生
じて（る。

そこで本発明の目的は上記の問題をす（シ、部品を保持
し精密な位置合せ機能を有する電子部品位置決め挿入ヘ
ッドを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、基板を保持するＸＹテーブルに位置補正機
能を持たせるのではなく、電子部品の挿入ヘッド１１１
１　Ｋ簡素な機構で微小ストａ−りの位置補正機能を持
たせることで解消される。

すなわち、ＸＹテーブルで基板を粗位置決めした後、基
板に設げた基塩マークで穴位置データを求め、一方電子
部品のビンについてはその位置を全数測定して２つのデ
ータから最適相対位置を求めヘッドで補正し挿入する。

上記位置補正機構は、位置決め対象となる電子部品を保
持する部材の側面に接してこれらを横方向に移動せしめ
る３個のカムを、２つは同一の側面に接し、残りの１つ
は上記側面と垂Ｉの側面に接するように配することによ
り実現できる。

〔作用〕

上記の如く、電子部品を保持する部材と３個のカムを配
し上記部材を常にカムに接触するように押しつけ、各々
のカムの回転角を制御することにより上記部材はカムス
トｏ−り内の範囲で平面内の任意の位置及び姿勢に位置
決めされる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例をｆ＝ｆｆの正面図である第１図
、そのＡ−Ａ断面図である第２図、挿入する電子部品の
正面図である第３図、下面図である第４図、電子部品が
搭載された基板を示す第５図、搭載前の基板を示す第６
図、挿入ヘッドの側面図である第７図、その下面図であ
る第８図、挿入動作ノシーケンスを示す第９図を用いて
説明する。

第３図において電子部品１は１００〜２０００本のビン
２を有している。ｗＥ５図は基板３上（電子部品１が例
えば９箇搭載された完成図である。基板５には第６図く
示すようにビン２が挿入される穴４が設けられている。

穴４の位置精度は挿入されるビン２の位置精度に比し充
分高い精度となっており、かつ基板３上には穴位置の基
塩を示す基塩マーク５が設けられている。

第１図、第２図において基板３はチャック６に保持され
、テーブル７に固定されている。テーブル７はナツト部
８においてボールネジ９に組み合りていると同時に、ガ
イドバー１０に案内され、Ｙ方向に摺動可能となってい
る。ボールネジ９はモータ１１によって回転され、テー
ブル７を移動する。

ＴＶ左カメラ２は基板４に設けられた４遵マーク５を写
し、画像処理によって基板４のテーブル７に一対しての
取付位置及び姿勢を計測する。

：″・一方、移動台１３はナツト部１４でボールネジ１５に組
みつけられていると同時にガイドバー１６に案内されて
Ｘ方向に摺動可能となりている。ボールネジ１５はモー
タ１７によりて回転を与えられ、移動台１Ｓを移動する
。移動台１３にはシリンダ１８が固定されており、シリ
ンダ１８は上下ベース１９を下降して電子部品１の挿入
動作をする。上下ベース１９は案内２０によって上下方
向のみ動作可能なようになっている。纂７図、第８図に
おいてパルスモータ２０，２１（２０の彼方）２２は上
下ベース１９に固定されており、その先端にはカム２５
　、２４，２５が取りつけである。微動テーブル２９は
スブリレグ２１：よって上方、“に引張られているが、
ボール押え２７で保持されたボール２Ｂで上方への動き
を保持され、水平方向にのみ運動回層となっている。

またスプリング３ｏは微動テーブル２９をカム２３゜２
４　、２５に押しつけている。電子部品１は微動テーブ
ル２９にねじ３１によりて保持され固定されている。ま
た第１図においてＴＶカメラ３２は保持された電子部品
１のビン２を写し、画像処理によりて七の全数の位置を
計測する。

次に第１ｏ図、第１１図を用いて微動テーブル２９の駆
動法を説明する。カム２３．２４　、２５は、回転角に
比例した変位が得られるハートカムで第１０図のカム軸
と接触面間の距離ｒと回転角θの間には次の式で示す関
係がある。

ｒ＝αθ十ｒ０　　　・・・（１）（αｔ　ｒｏはカム形状によってきまる定数）第１１図
においてカム２４　、２５は固定してカム２３だゆ回転
すると微動テーブル２９は近似的に図のＡ点を中心とし
て回転する。カム２３が微動テーブル２９の側面に接す
る点をＢとおぎ、線分ＡＢの長さをｌ、ＡＢとカム２５
　、２４の共通接平面のなす角をαとする。微動テーブ
ル２９全体なΔθだけ回転する必要がある時は次の式で
示されるΔγだけの変位が生じるよう（カム２３を回転
量れば良い。

１ｍｔａルΔθ Δｒ　＝　− ＣＯＺα 特に厳密を期さない場合は、Ｃ０ＪＰα中１としても十
分である。また同図のＹ方向に移動する時は、カム２３
ｔ　２４を同じ角度回転し、Ｘ方向に移動する時はカム
２５のみを回転する。各カムの回転量は、式（１）で示
される定数項に各カムで決まる定数と必要な移動量を代
入することにより直ちに求めることができる。

上記の構成から成る挿入装置による挿入動作を第９図の
動作シーケンスで説明する。

まず基板Ｓをチャック６で保持した後、ＴＶカメラ１２
で基應マーク５の位置を検出し、テーブル７に固定され
た状態での穴４０位置データを求めた後、電子部品１を
挿入すべき位置に該当する穴４が挿入ヘッドの下方く位
置するよう、モータ１１を駆動して、テーブル７を移動
させる。

一方、電子部品１をねじ３１で挿入ヘッドに固定した後
、ＴＶカメラ５２でピン２の全数の位置を測定する。次
にモータ１７を駆動して挿入ヘッドを挿入位置まで移動
させる。次にピン位置データと穴位置データを基に以下
の手法により補正データを計算する。この基本はＳ＝Σ
（各ピン−穴間の距離）２を最小に−することにより補
正量ΔＸ、Δｙ、Δθを求めることである。その必要染
件は今ピンの測定した座標を（Ｐｘ　ｔ　Ｐｙ　）、穴の座
標な（Ｈｚ　ｓ　Ｈｙ　）とすれば補正量はΔｘ　＝’
；：　（ｃｏｓΔθΣｐ、−ｊｉｎΔａ−Ｅｐ、−島）
Δｙ　＝−；　（ｚＬｎΔθΣｐ、＋ｃｏｓｐΔθ・Σ
Ｐｙ−ＸＨｙ）なおルはピン２の総本数である。

上記計算式に基いて、微動テーブル２９がΔＸ。

Δｙ、Δθだけ移動するようパルスモータ２０，２１゜
２２を各々回転する。上記動作により、電子部品１のピ
ン２の位置と基板３上の穴４の位置の相対位置合せを終
了した後、ヱリンダ１８を動作させて電子部品１を基板
３に挿入する。

次にねじ３１をゆるめ、挿入ヘッドから電子部品１を取
り外した後、シリンダ１日の上昇、七−夕１１とモータ
１２の、駆動により、初期状態へ戻す。

〔発明の効果〕

本発明によれば、簡素な電子部品位置補正機能を持つ挿
入ヘッドが実現でき、電子部品と基板の正ＪｉＭな位置
合せが可能となるので高信頼度で電子部品を基板に挿入
できる。これにより、人手でも不可能な超多数のピンを
持つ部品の挿入も可能となると同時に、高額な電子部品
の損傷も防ぐことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・本発明に係る装置の正面図第２図・・・第
１図のＡ−Ａ断面図第３図・・・挿入する電子部品の正面図第４図・・・第
３図の下面図第５図・・・電子部品が搭載された基板説明図第６図・
・・電子部品の搭載前の基板説明図第７図・・・本発明
に係る挿入ヘッドの側［面図第８図・・・第７図の下面
図第９図・・・挿入動作のシーケンスを示す第１０図・・
・カム外形図第１１図・・・微動テーブル駆動説明図１・・・電子部
品　　　　　２・・・ピン３・・・基板　　　　　　　
４・・・穴５・・・基准マーク　　　　７・・・テーブ
ル１３・・・移動台　　　　　　１９・・・上下ベース
２９・・・微動テーブル　　　１２・・・ＴＶ力）う３
２・・・ＴＶカメラ

Claims

【特許請求の範囲】

１、電子部品を保持する部材と、保持した該部品を上下
に挿入動作する機構とを有する電子部品位置決め挿入ヘ
ッドにおいて、該電子部品を保持する部材の側面に接し
て該部材を横方向に移動せしめる少なくとも３個のカム
を有し、該カムのうち少なくとも２個は該部材の同一の
側面に接し、少なくとも１個は該部材の隣接する側面に
接するように配したことを特徴とする電子部品位置決め
挿入ヘッド。