JPS6241439B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は集積回路や半導体素子、抵抗、コンデ
ンサ等の回路素子をプリント基板の所定の位置に
自動的に挿入する電子部品のプリント基板への自
動挿入装置に関するものである。

従来、プリント基板へ電子部品を装填するには
手動により行なつていたが、先ず所定の電子部品
を選択し、ピンの形状、位置を矯正してプリント
基板の所定の位置に挿入する作業はきわめて面倒
であり、能率の悪いものであつた。したがつて一
人の作業者が一日に組立てることができる個数に
は制限があり、著しく増大しつゝある需要に対処
することができなくなつてきた。このため電子部
品をプリント基板に自動的に挿入する装置が開発
され、実用化されている。例えばコンピユータを
用い、プリント基板上のIC装填位置のアドレス
を設定して自動的にICを挿入する装置が開発さ
れている。この自動挿入機ではデータは外部より
テープで与えるようにしているため、プログラム
を与える準備作業が面倒であると共にプログラム
の変更が容易でなく、実際上使用しにくい欠点が
ある。またプリント基板上のIC挿入位置のアド
レスは固定されているため、基板の位置が多少で
もずれると挿入不能となつてしまう。その対策と
して基板に２個の基準孔をあけ、XY方向に移動
するテーブルに基板をセツトするときに基準孔を
テーブルに植設した一対のピンに挿入している。

このような方法では基板に基準孔をあける手間
が余分に必要となると共に基板のテーブルに対す
る着脱が面倒であり、この部分は自動ではなく、
作業員が手作業で行なつているのが実情である。
さらに、基板にあけたICピン挿入孔の径を幾分
大きくして誤差を吸収するようにもしているが、
挿入孔を余り大きくするとピンをハンダ付けする
ときのハンダの上りが悪くなり、接続が不良とな
るので余り大きくすることはできず、限度があ
る。

他の従来の自動挿入機においては、上述した欠
点を幾分克服するために、倣い方式を採用し、プ
ログラムの手間を省くと共に変更に対して迅速か
つ容易に対処できるようにしている。しかし、こ
の挿入機ではピンの矯正を厳密に行なつていない
ので適正挿入率が90〜95％と低く、不良品の発生
頻度が高く、不経済となる欠点がある。さらにテ
ーブルに対する基板の位置決めについては上述し
た欠点は何んら解決されていない。ICのピンの
矯正については、プリント基板の孔にピンを挿入
するときにピンをグリツプし、これを狭めて孔に
挿入しているだけであるので、最初から狭くなる
方向に曲つているピンがあつたり、横方向に曲つ
ているピンがあつたりすると挿入不能となる。

また、ピンの切断は、ピンを基板の孔に挿入し
た後にピンを切断しているだけである。

さらに上述した従来のIC挿入機においては同
一種類のICを多数一列に収納したレール状のカ
セツトを、傾斜したガイドに沿つて垂直方向に並
べて配置しているが、１個のカセツトに収納でき
るICの個数は、例えば24個と比較的少ないの
で、空になつたカセツトをICを充填した新たな
カセツトと交換する作業を頻繁に行なう必要があ
り、作業員の負担は著しく大きかつた。このよう
な欠点を除去するために同一種類のICを充填し
たカセツトを複数本並置しておくことも考えられ
るが、装置全体が大形となり、作業しにくくなる
欠点が新たに生じてしまうことになる。この欠点
はプリント基板に挿入すべきICの種類が増大す
るとさらに顕著なものとなる。

本発明は上述した従来の欠点を除去し、次のよ
うな利点を有する自動挿入装置を提供することを
目的とするものである。

(1) プリント基板に電子部品を挿入する以前にピ
ンの矯正と、カツトを行ない、適正挿入率を向
上させること。

(2) 倣い方式の利点を活かすと共にプリント基板
の孔の位置出しを高精度で行なうことにより適
正挿入率を向上すること。

(3) プリント基板を基準孔やピンを用いることな
くテーブルに正確かつ確実に保持し、挿入アド
レスの誤差をなくすと共に挿入中のずれをなく
すこと。

(4) 電子部品を装填したカセツトを多数セツトす
ることができ、カセツト交換の頻度を減らすと
共に全体を小形とし、操作し易くすること。

本発明の電子部品のプリント基板への自動挿入
装置は、所定の位置に所定の電子部品を装着すべ
きプリント基板を載置してＸおよびＹ方向に移動
するテーブルと、それぞれ一種類の電子部品を装
填したカセツトを多数装着し、所定のカセツトか
ら所定の電子部品を選択的に排出させるようにし
たカセツト装填部と、このカセツト装填部から供
給される電子部品を受け、そのピンの形状、姿勢
等を矯正すると共にピンの先端をＶ字状にカツト
する矯正カツト部と、矯正カツトされた電子部品
を受け、そのピンを掴んで前記XYテーブル上に
載置されたプリント基板の所定の位置にあけられ
た孔に挿入する挿入部と、この挿入部の挿入軸に
沿つてプリント基板に照射される光を用いてプリ
ント基板の電子部品挿入位置を倣い、各挿入位置
の位置情報を読取り、これを記憶すると共に各挿
入位置に挿入すべき電子部品の種類を表わす情報
を記憶し、実際の挿入時には、前記記憶した位置
情報を読出してプリント基板の所定の挿入位置が
挿入部の挿入軸と一致するようにXYテーブルの
駆動を制御すると共に当該挿入すべき電子部品の
種類を表わす情報を読出して前記カセツト装填部
を制御し、所定の電子部品を装填したカセツトか
ら所定の電子部品を選択的に排出するよう制御す
る制御部とを具えることを特徴とするものであ
る。

以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明による電子部品のプリント基板
への自動挿入装置の一例の構成を示す外観図であ
り、第１Ａ図は正面図、第１Ｂ図は側面図、第１
Ｃ図は平面図である。カセツト装填部１ａは前下
がりに傾斜しており、ここに水平方向に48本のカ
セツト２を装填できると共に側面図に示すように
５段に重ねるようにしてある。後述するように各
カセツト内には同一種類のDIPタイプのICが並べ
て装填されており、同一のICを入れた５本のカ
セツト２を垂直方向に重ねてカセツトホルダ内に
収納できる。一番下側のカセツト内ではICは重
力作用により手前側に落ちて来るようになつてい
る。また、空となつたカセツト２はカセツトホル
ダから下方に落下してカセツト受けに溜まるよう
になつている。

カセツト２から選択的に排出されたICは上方
から見て90゜の角度に亘つて弯曲されたレールの
上を跨がるようにして落下し、水平方向にICを
搬送するIC搬送部１ｂに受渡される。

この搬送部１ｂには点線で示すようにICが跨
がるような幅を有するエンドレスベルト３が配置
されており、挿入動作中は常時矢印で示すように
回転している。カセツト装填部１ａから落下して
来たICはこのベルト１ｂにより第１Ａ図におい
て左方へ送られ、さらにベルトと整列して配置さ
れたレール上を搬送されて矯正カツト部１ｃに入
る。この矯正カツト部１ｃにおいては、後述する
ようにICピンの位置、形状等を矯正すると共に
先端をＶ字状にカツトする。

このようにして矯正カツトされたICはさらに
レール上を搬送されて挿入部１ｄに送られ、ここ
でICのピンを挿入ヘツドで掴み、プリント基板
へ向け降下してプリント基板の孔にピンを挿入す
る。プリント基板はXYテーブル１ｅ上に載せら
れ、後述するクランプ装置によりクランプし、Ｘ
モータおよびＹモータにより駆動する。Ｘ，Ｙ方
向の移動量はリニアスケールで読取る。さらに操
作盤１ｆを設け、倣い制御動作等の各種の制御を
行なう。

この操作盤１ｆは軸に取付け、第１Ｃ図に示す
ように90゜回動するようにし、操作し易い位置に
セツトできるようにする。さらに電源、制御回
路、駆動回路、エアポンプ等をデスク部１ｇに収
納する。以下、上述した各部の構成を詳細に説明
する。

第２図はICを収納するカセツト２の一例の構
成を示す斜視図であり、全体はプラスチツクの成
形体である。底部に台形の突起２ａを形成し、こ
の上にIC４を載せると、IC４のピン４ａは突起
２ａと側壁との間に形成される溝内に侵入する。

上部は狭くし、開口２ｂを形成し、この開口か
らIC４の上面に記載した文字、記号等を見るこ
とができる。

第３図は上述したICカセツト２を５段積重ね
て配置することができるカセツトホルダ５を示
す。本例のホルダは両端に直立壁５ａ，５ｂを設
け、その上端はカセツトを装填し易いように外側
に僅かに広げてある。底部には開口５ｃを設ける
が、後方には底板５ｄを部分的に設ける。前面に
はICを送り出すための開口５ｅを形成すると共
に空になつたカセツトを１本づつホルダ５から落
下させるための爪６を軸７を中心に回動自在に設
ける。この軸７にはロータリソレノイド８を連結
し、爪６を回動し得るようにする。

第４図は爪６とホルダ５内のカセツト２および
IC４との関係を示すものであり、爪６はホルダ
５内の一番下側のカセツト２を支える突片６ａと
下から２番目のカセツトの突起２ａと係合し得る
突起６ｂとを具えている。第４図に示す状態は一
番下側のカセツト２にIC４がまだ残つており、
ここから挿入部へ供給されるようになつている。

このカセツト２に装填されているIC４は矢印
Ａで示す方向に重力の作用により送られる。この
際爪６がIC４の送出を妨害しないような構造と
なつている。今、一番下側のカセツト２に装填し
たIC４が総て排出されたことを検知したら（検
知機構については後述する）、ロータリソレノイ
ド８を付勢して軸７を第４Ｂ図において時針方向
に回動させる。この回動により、爪６の突片６ａ
はカセツト２から外れ、空のカセツト２は重力の
作用によりカセツトホルダ５の底部開口５ｃを経
て下方へ落下する。上記の爪６の回動により突起
６ｂは下から二番目にあるカセツト２の突起２ａ
の下側に侵入し、このカセツト２を支える。次に
ロータリソレノイド８を滅勢すると、爪６は第４
Ｂ図において反時針方向に回動して突起６ｂとカ
セツト２の突起２ａとの係合は外れ、カセツトは
下方に落ちる。しかし、このときには爪６の突片
６ａが落ちてきたカセツト２を受け止めるため、
カセツト２はホルダ５内に留まる。このようにし
てロータリソレノイド８を選択的に付勢すること
によりホルダ５内に装填したカセツト２を下方よ
り順次にホルダ５外に排出することができる。

上述したカセツトホルダ５においては１つのホ
ルダ内には総て同じ種類のIC４を装填したカセ
ツト２を５個づつ装填することができるため、カ
セツトの交換は頻繁に行なう必要はなくなり、作
業能率は大幅に向上することになる。また、カセ
ツトホルダ５は水平方向に一列に並べられ、各ホ
ルダ内ではカセツト２は垂直方向に積重ねられて
いるため、カセツト装填部１ａ全体の寸法は余り
大形とならず、操作性は非常に良くなる。

第５図はカセツト２から排出されたIC４を選
択的に１個づつ送給する機構の一例を示す図であ
る。カセツトホルダ５の一番下側のカセツト２か
ら爪６を経て排出されたIC４はカセツト２の突
起２ａと同様の突条より成るガイド９上に案内さ
れ、弾性細条より成る係止レバー１０により係止
される。この係止レバー１０は先端折曲部１０ａ
と後端折曲部１０ｂとを具え、ほぼ中間の位置に
軸１１が固着され、この軸１１にロータリソレノ
イド１２が連結されている。第５Ａ図の状態は係
止中を示し、先頭のIC４Ａを先端折曲部１０ａ
により係止している。このICを挿入すべきとき
に発生される信号によりロータリソレノイド１２
を付勢して軸１１を第５Ａ図において時針方向に
回動させる。このため先端折曲部１０ａは矢印Ｂ
で示すように回動してIC４Ａから外れると共に
後端折曲部１０ｂは矢印Ｃで示すように回動して
次のIC４Ｂの上面に圧接する。このようにして
係止部材１０は第５Ｂ図に示す状態となり、先頭
のIC４Ａは重力の作用によりガイド９上を滑り
落ちる。一方２番目のIC４Ｂは後端折曲部１０
ｂによりガイド９に弾性的に押圧されているた
め、その位置に係止される。このようにして先頭
のIC４Ａを選択的に送給することができる。

次にロータリソレノイド１２は滅勢されると軸
１１は反時針方向に回動し、第５Ａ図に示す位置
に戻る。このためIC４Ｂの係止は解除され、IC
４Ｂおよびそれに続く後続のIC４はガイド９に
沿つて滑り落ち、IC４Ｂの先端が係止レバー１
０の先端折曲部１０ａに当接した位置で止まる。
このようにしてロータリソレノイド１２を選択的
に付勢することによりICを１個づつ選択的に供
給することができる。第１Ａ図に示すようにこの
ようにカセツト２から送出されたIC４は搬送部
１ｂへ送られ、ここでベルト３に載せられて矯正
カツト部１ｃに送り込まれる。

第５Ａ図において先頭から３番目のIC４Ｃが
位置する部分にIC４Ｃを挟んで光源１３および
受光器１４を配置し、ガイド９の対応する位置に
は孔９ａをあける。IC４Ｃがこの位置にあると
きには光源１３から放射される光はIC４Ｃに遮
られて受光器１４には入射しない。この状態では
制御回路はカセツトにICが残つていると判断す
る。一番下側のカセツト２の最後のIC４が第５
図においてIC４Ｂで示す位置まで来ると、光源
１３からの光は孔９ａを経て受光器１４に入射
し、このとき制御回路は一番下側のカセツトが空
となつたと判定し、第３図に示すロータリソレノ
イド８を付勢し、爪６を回動させて一番下側のカ
セツト２をカセツトホルダ５から下方へ落下さ
せ、その上のカセツト２をIC供給位置に移す。

IC、半導体素子、抵抗、コンデンサ等の電子
部品をプリント基板に組込む際の適正挿入率は部
品のピンの位置、形状の良否が主たる要因とな
る。

したがつて適正挿入率を向上するには挿入前に
ピンを矯正するのが望ましく、本発明のように99
％以上の適正挿入率を達成すようとするものにお
いては挿入前のピンの矯正は不可欠なものとな
る。

ピンの形状の不良は第６Ａ図および第６Ｂ図に
示すようにピン４ａが長手方向に曲がつている場
合と、巾方向に曲がつている場合とがあり、これ
らの曲がりが同時に発生する場合もある。さらに
本発明ではピンの位置と孔の位置との許容誤差を
できるだけ大きくとれるようにピンの先端を第６
Ｃ図に示すようにＶ字状にカツトしている。上述
したピンの曲がりを矯正したり先端をカツトした
りする機構は別々に行なうこともできるが以下説
明する本発明の矯正カツト部１ｃにおいてはこれ
らの矯正およびカツトを同時に行なうものであ
る。

第７図は矯正カツトを行なう装置の固定ブロツ
クを一部を切欠いて示す斜視図であり、第８図は
同じくその縦断面図であり、第９図は矯正カツト
装置全体の一部分を横断面で示す線図である。矯
正カツト装置は固定ブロツク２０を具え、この固
定ブロツク２０には固定ヘツド２０ａ、この固定
ヘツドの両側に延在する側壁２０ｂおよび２０ｃ
を設ける。第７図においては一方の側壁２０ｃを
切欠いてある。固定ヘツド２０ａはほぼ台形であ
り、その傾斜側面にはほぼＶ字状の凹部２１ａ，
２１ｂを形成する。第７図および第８図に示すよ
うに固定ヘツド２０ａの下方部分には長手方向に
延在する孔２２を形成し、この孔２２と連通する
孔２３ａおよび２３ｂを側面まで形成する。これ
らの孔２３ａおよび２３ｂは後述するカツト用の
刃が侵入するためのものであり、孔２２はピンの
先端をカツトしたときに出る切り屑を排出するた
めのものである。この排出は例えば空気流を送つ
て行なうとができる。側壁２０ｂおよび２０ｃに
は横方向に貫通する孔２４ａおよび２４ｂをあ
け、この中に固定ブロツク２０ａの側面に形成し
たＶ字状の凹部２１ａおよび２１ｂと嵌り合うＶ
字状の凸部２５ａおよび２５ｂを有する押圧ブロ
ツク２６ａおよび２６ｂを横方向に摺動自在に挿
入すると共に第１１図に示すように前面にＶ字状
の刃２７ａおよび２７ｂを形成したカツタプレー
ト２８ａおよび２８ｂを摺動自在に挿入する。固
定ブロツク２０の下側には第１０図に示すように
押圧ブロツク２６ａおよび２６ｂとカツタプレー
ト２８ａおよび２８ｂを摺動させるための上下方
向に移動する機構３０を設け、この移動機構には
一体の傾斜アーム３０ａおよび３０ｂを設ける。
これらアーム３０ａおよび３０ｂに連結した垂直
棒３０ｃの下端をピストン３０ｄに連結する。こ
のピストン３０ｄはＯリング３０ｅによりシリン
ダブロツク３０ｆ内を上下方向に気密に移動し、
シリンダブロツク３０ｆの上下には空気口３０ｇ
および３０ｈを設ける。垂直棒３０ｃとシリンダ
ブロツク３０ｆとの間にもＯリング３０ｉを設け
る。アーム３０ａおよび３０ｂはカツタプレート
２８ａおよび２８ｂにあけた孔に摺動自在に通
し、アーム３０ａおよび３０ｂが上下動するとき
にこれらカツタプレート２８ａおよび２８ｂが左
右に移動するようにする。またアーム３０ａおよ
び３０ｂはコイルばね３１ａおよび３１ｂを介し
て押圧ブロツク２６ａおよび２６ｂと係合してお
り、アームの上下動に応じて押圧ブロツクも左右
に移動するようになつている。また、押圧ブロツ
ク２６ａおよび２６ｂと固定ブロツク２０の側壁
２０ｂおよび２０ｃとの間にもコイルばね３２ａ
および３２ｂをそれぞれ設け、押圧ブロツクを外
方へ偏倚する。

第８図に示すように固定ブロツク２０の上方に
はIC４を受ける受板３３を一対のガイド棒３４
ａおよび３４ｂに沿つて上下方向に移動可能に設
ける。受板３３とガイド棒３４ａおよび３４ｂと
の間にはコイルばね３５ａおよび３５ｂをそれぞ
れ設け、受板３３を常時上方へ偏倚する。受板３
３の上方にはさらにIC４を受板３３と一緒に下
方へ押下げるための押下げヘツド３６を設ける。
この押下げヘツド３６はゴム等の弾性材料で造
り、上面に棒３７を連結し、この棒３７の先端に
はピストン３８を連結する。このピストン３８は
エアシリンダ３９内に摺動自在に配置し、シリン
ダ３９の上部に空気口３９ａを経て空気を送り込
むことにより押下げヘツド３６を押下げ、IC４
を押下げて固定ヘツド２０ａ上に載せるようにす
る。またシリンダ３９内にはコイルばね４０を設
け押下げヘツド３６を上方へ偏倚する。

第９図に示すように受板３３の上方にはIC４
のストツパ４１を設ける。このストツパ４１は、
受板３３と整列されて配置されたレールに跨がる
ようにして矯正カツト部へ送り込まれて来るIC
４の先頭のピンと係合し得るレバー４１ａおよび
４１ｂを軸４１ｃおよび４１ｄを中心として回動
自在に設け、これらのレバーの他端をリンク機構
４１ｅを介してソレノイド４２のプランジヤ４２
ａに連結する。第９図に示す状態はIC４を係止
し得る状態である。今ソレノイド４２を付勢する
とプランジヤ４２ａは下方へ突出し、リンク機構
４１ｅも下方へ変位し、その結果としてレバー４
１ａは軸４１ｃを中心として時針方向に回動する
と共にレバー４１ｂは軸４１ｄを中心として反時
針方向に回動し、ストツパ４１はIC４を釈放す
ることができる。

次に上述した矯正カツト装置の動作を説明す
る。

上述したように所定のカセツト２から選択され
た所定のIC４はベルト３により搬送され、矯正
カツト部１ｃに第８図において右方より送り込ま
れ、受板３３上に乗る。勿論、この場合にはスト
ツパ４１は第９図に示す動作状態にある。次にシ
リンダ３９内に空気を送り込み、押圧ブロツク３
６を下方へ押押下げ、IC４を受板３３と一緒に
下方へ押下げる。

この押下げの過程において、IC４のピン４ａ
は、固定ヘツド２０ａの両側面に形成したＶ字状
凹部２１ａ，２１ｂに入り、ここで第６Ａ図に示
す縦方向の曲がりが矯正される。また、この側面
は下に行くにしたがつて幅方向に広がつているた
め、第６Ｂ図に示す巾方向の曲がりの内、内側に
曲がつているピンも矯正される。IC４の押下げ
が終了したら、押上げ機構３０のシリンダ３０ｆ
の下側空気口３０ｈから空気流を送り込み、ピス
トン３０ｄしたがつてアーム３０ａおよび３０ｂ
を上方へ押上げる。このアーム３０ａおよび３０
ｂの上昇に伴ない押圧ブロツク２６ａおよび２６
ｂおよびカツタプレート２８ａおよび２８ｂが互
いに接近する方向に移動する。先ず最初に押圧ブ
ロツク２６ａおよび２６ｂが固定ヘツド２０ａの
側面に圧接される。この圧接はコイルばね３１ａ
および３１ｂを介して行なわれるため弾性的とな
る。この際押圧ブロツク２６ａおよび２６ｂの側
面に形成したＶ字状凸部２５ａおよび２５ｂが固
定ブロツク２０ａの両側面に形成した対応するＶ
字状凹部２１ａおよび２１ｂに侵入し、これらの
間でICのピン４ａを挾み付け、矯正する。

この矯正は主として第６Ｂ図に示す幅方向の曲
りの内外側への曲りを矯正する。

アーム３０ａおよび３０ｂがさらに上昇すると
次に第１１図に示すカツタプレート２８ａおよび
２８ｂの先端がピン４ａと当接し、その刃２７ａ
および２７ｂによりピン４ａを所定の長さに切断
すると共にその先端を第６Ｃ図に示すようにＶ字
状にカツトする。

この際カツタプレート２８ａ，２８ｂの前面の
三角形状の突起によりピン４ａの中心をＶカツト
するように規制する。このようにして矯正カツト
を終了したら、シリンダ３０ｆの下側の空気口３
０ｈを開放し、上側の空気口３０ｇから空気を導
入し、アーム３０ａおよび３０ｂを降下させる。
この降下によりカツタプレート２８ａおよび２８
ｂを外方へ移動させると共に押圧ブロツク２６ａ
および２６ｂをコイルばね３２ａおよび３２ｂの
作用により外方へ移動させる。この移動が終了し
たらシリンダ３９内の空気圧を減じ、受板３３を
ばね３５ａおよび３５ｂのばね力により上昇さ
せ、第８図に示す最初の状態に戻す。次に第９図
に示すソレノイド４２を付勢してストツパ４１を
動作させ、レバー４１ａおよび４１ｂを回動させ
てIC４を矯正カツト部１ｃから次段の挿入部１
ｄへ第８図の矢印で示すように左方へ移送する。
この移送には、例えば空気流を用い、これをIC
４に吹き付けることにより受板３３と整列された
レールの上をICが跨がるようにして行なうこと
ができる。

上述した例ではICピンの矯正用のＶ字状の凹
部２１ａおよび２１ｂを形成したヘツド２０ａを
固定とし、これに対してIC４を上方から押下げ
るようにしたが、IC４を固定しておき、ヘツド
２０ａを下方から上方へ押上げるように構成する
こともできる。

挿入部１ｂには従来公知のリトラクト台および
挿入ヘツドを設けてあるので詳細には説明しな
い。矯正カツト部１ｃからレールを経て給送され
るICをリトラクト台で受けた後、挿入ヘツドの
先端に回動可能に設けた一対のフオークでICの
ピンを両側から掴み、ピン先端の幅方向の寸法が
規定の値となるようにピンを幅方向に見て互いに
接近する方向へ押す。次にリトラクト台を挿入ヘ
ツドの移動通路から引込めた後、ICを把持した
挿入ヘツドを降下させて、ピンをプリント基板の
孔に挿入する。挿入後挿入ヘツドのフオークを両
側に広げてICから離間させた後、挿入ヘツドを
上昇させ、次のICの挿入のための待機位置に戻
す。本発明においては矯正カツト部１ｃにおいて
ICのピンは矯正されていると共に先端がＶ字状
にカツトされているため、適正挿入率は非常に高
くなる。特に矯正部１ｃにおいては内側に曲がつ
ているピンも外方に矯正されるため挿入ヘツドの
フオークによつてピンを把持するときに総てのピ
ンが同じ角度に揃えられるようになり、ピン先端
は正確の二列に並ぶことになる。さらにピンの先
端はその中心でＶ字状にカツトされているため、
Ｖ字状の頂点とプリント基板の孔の中心との間に
多少のずれがあつてもピンは所定の孔に正しく挿
入されることになる。

本例ではプリント基板上のIC挿入位置を指定
するのに倣い方式を採用しているが、この位置決
めを高精度で行なうために次に説明するような光
学的位置検出装置を用いている。

第１２図は位置検出装置の構成を示す斜視図で
あり、プリント基板５０にあけたピン挿入孔５１
を経て、挿入部１ｄに設けた光源から平行光線を
照射し、これを４分割した受光装置５２で受け
る。この受光装置５２の４つの受光部５２ａ〜５
２ｄは基板５０を装着したXYテーブル（図示せ
ず）のＸおよびＹの移動方向に対して整列した状
態で配置されている。

これら受光部で受光した光をそれぞれフアイバ
束５３ａ〜５３ｄを経て受光素子５４ａ〜５４ｄ
へ導く。したがつてこれら受光素子５４ａ〜５４
ｄからはそれぞれの受光部５２ａ〜５２ｄでの入
射光量に比例した電気信号が出力されることにな
る。

第１３図は上述した受光素子５４ａ〜５４ｄの
出力信号を受けてXYテーブルを駆動して挿入軸
線上にプリント基板５０の孔５１を合致させるた
めの制御回路の一例を示すものである。Ｘ方向の
位置検出回路とＹ方向の位置検出回路とは全く同
り構成および動作であるのでＸ方向についての回
路のみを示す。上述したようにXYテーブルのＸ
方向の移動量をリニアスケール５５によつて検出
し、Ｘ方向の位置情報をカウンタ５６で検出す
る。一方倣い時において予じめ測定したプリント
基板５０の孔５１の位置情報をメモリ５７から読
取り、レジスタ５８を経て比較器５９に目標値と
して供給する。この比較器５９にはカウンタ５６
からＸ方向の現在位置情報をも供給し、これらの
情報を比較し、その差をＤ／Ａ変換器６０でアナ
ログ信号に変換し、これをアナログスイツチ６１
を経てＸ方向のサーボモータ駆動回路６２に供給
し、その出力でＸ方向駆動用のサーボモータ６３
を駆動し、テーブルを目標値に向けて移動させ
る。現在位置の情報が目標位置の情報と一致する
と、比較器５９の出力はなくなり、Ｄ／Ａ変換器
６０からは出力信号が供給されない。プリント基
板５０が理想的なもので、またXYテーブル上に
正しく位置決めして載せられているときは、この
状態においてプリント基板５０の孔５１は挿入軸
Ｐと完全に一致するが、実際にはプリント基板５
０の製造上の誤差やテーブル上での位置が僅かに
変動するため、孔５１の中心が挿入軸Ｐと完全に
一致することはなく、通常比較的大きなずれが正
じ、このために適正挿入率が低下するので実情で
あつた。

本例の位置検出装置においては、このように予
じめ倣いにより記憶した位置情報と現在の位置情
報とが一致したときに生ずるずれを無くすもので
ある。このためにＸ方向に配列した受光素子５４
ａおよび５４ｂの出力をそれぞれ演算増幅器６４
ａおよび６４ｂで増幅した後、差動増幅器６５に
供給すると共にコンパレータ６６ａおよび６６ｂ
にも供給し、これらのコンパレータの出力を
ANDゲート６７に供給し、その出力でアナログ
スイツチ６１を駆動し、ANDゲート６７から出
力が生ずるときには差動増幅器６５の出力をアナ
ログスイツチ６１を経てサーボモータ駆動回路６
２へ供給するようにする。

今、挿入軸Ｐに沿つて投射される平行光束の中
心光線がＸ方向においてプリント基板５０の孔５
１の中心からずれているが、孔５１には光が透過
しているとすると、両受光素子５４ａおよび５４
ｂは光を受け、ANDゲート６７の出力は高論理
レベルとなり、アナログゲート６１は第１３図に
示す位置とは反対の位置に切換わる。このとき、
両受光素子５４ａおよび５４ｂの出力には差があ
るため、光束と孔５１とのずれの方向に応じた極
性を有し、ずれの大きさに比例した振幅を有する
信号が差動増幅器６５からアナログスイツチ６１
を経てサーボモータ駆動回路６２に供給され、孔
５１の中心が平行光束の中心である挿入軸Ｐに近
ずくようにテーブルは駆動される。孔５１の中心
が平行光束の中心の挿入軸Ｐと一致すると、受光
素子５４ａおよび５４ｂの出力は等しくなり、差
動増幅器６５の出力はなくなり、Ｘ方向駆動モー
タ６３は停止し、テーブルも停止する。このよう
な位置検出装置により、挿入軸Ｐと孔５１の中心
とが例えば５０μ以上ずれたときに、テーブルを
微動させて、挿入軸Ｐと孔５１の中心とのずれを
20ミクロン以下にすることができる。

第１４図は受光部の変形例を示すものであり、
本例ではフアイバ束６８の一端を円形に配置し、
これをＸおよびＹ方向に対して45゜傾いた線に沿
つて４つの扇形の部分６８ａ〜６８ｄに分割し、
各部分のフアイバ束の他端をそれぞれ別々の受光
素子と対向させるようにしたものである。

上述したように本発明においては、プリント基
板へICのピンを挿入する以前にピンの矯正カツ
トを行なうと共に挿入軸に対するプリント基板の
孔の位置出しをきわめて高精度で行なうため、プ
リント基板をXYテーブル上に装着するときに従
来のようにプリント基板に一対の位置決め孔をあ
け、これらをXYテーブルに設けたピンに挿入し
て位置決めすると云つた面倒さはなく、単にプリ
ント基板の一辺をXYテーブルの一辺に整列して
載せるだけで良く、作業は著しく簡単になると共
にプリント基板をXYテーブルに対して自動的に
着脱することも容易となる。次にこのような利点
を活かしたプリント基板のXYテーブルへの装着
機構について説明する。

第１５図はプリント基板５０をXYテーブルに
装着する機構を示す斜視図であり、第１５図はそ
の一部を切欠いて示す図である。XYテーブル７
０は矩形の枠より構成されており、この一辺７０
ａに沿つてプリント基板を装着するものである。
テーブルの一辺７０ａに沿つて軸７１を回動自在
に配置する。この軸７１にはキー溝７１ａを形成
し、このキー溝に嵌合するキー７２ａを有する２
個のクランパ７２を軸７１に通す。したがつてク
ランパ７２は軸７１の長手方向に摺動することが
できる。軸７１の一端は軸受け７３により枢支
し、他端には軸７１を回動する回動機構７４を設
ける。

第１６図は軸回動機構７４の内部構造を示すも
のであり、外匣７５を気密に構成し、この中にＯ
リング７６を介してピストン７７を摺動自在に配
置する。このピストン７７にはラツク７８の一端
を固着し、このラツクの他端はスリーブ７９内に
挿入し、このスリーブ内にコイルばね８０を設
け、ラツク７８およびピストン７７を第１６図に
おいて右方へ偏倚する。軸７１にはラツク７８と
噛合するピニオン８１を固着する。

今、外匣７５内に空気を送らないと、ばね８０
のばね力によりピストン７７は右側に位置し、ク
ランパ７２はXYテーブル７０から離れる。この
状態でXYテーブル７０にプリント基板を載せ、
その一辺をXYテーブルの一辺７０ａに押し当て
る。

次に、外匣７５に設けた空気口８２を経て約４
Kgの圧力の空気流を外匣内に導入するピストン７
７はばね８０の力に抗して左方へ移動し、軸７１
は第１６図において時針方向に回動する。このた
め第１５図に示すクランパ７２も時針方向に回動
する。この回動によりプリント基板はXYテーブ
ルの水平縁上に押圧されて固定される。

このようなプリント基板装着機構によればプリ
ント基板はばね８０のばね力に抗して空気圧によ
りXYテーブル７０上に強く押し付けられるの
で、テーブル移動中ずれるような恐れはない。特
に本発明ではプリント基板にあけた基準孔にXY
テーブルのピンを挿入して位置決めするようなこ
とをしないので、強い力でプリント基板をXYテ
ーブルに装着することが重要となつている。

第１７図は操作盤１５の一例の構成を示す図で
あり、XYテーブルの位置設定部９０と、データ
入力部９１と、モード選択部９２と、フロツピー
デイスクへのデータ入出力部９３と、運転制御部
９４と、手動操作部９５と、状態表示部９６と、
異常表示部９７とを具えている。これら各部の構
成および動作を以下各種動作を示すフローチヤー
トと併せて説明する。

第１８図は本発明による自動挿入装置の全体の
動作を示すフローチヤートである。電源スイツチ
をオンしてイニシアル処理をした後、モード選択
部９２のスイツチを操作する。今、倣いを行なう
ときは倣いボタン９２ｂを押す。これにより倣い
動作が選択される。

第１９図は倣い動作のフローチヤートを示す。
この倣い動作を簡単に説明すると、XYテーブル
７０にプリント基板が装着されたことを確認した
後、テーブル７０を原点位置に復帰し、Ｘおよび
Ｙ方向のテーブル移動量を検知するリニアスケー
ルの出力パルスを計数するカウンタをクリアす
る。

次にデータ入力部９１の基板番号入力ボタン９
１ａおよびテンキー９１ｂを操作してプリント基
板の番号を入力する。この番号は表示部９１ｃで
表示される。プリント基板の設定確認後、基板上
の適当な位置に決めた原点が挿入軸Ｐと一致する
位置までテーブルを駆動する。この移動は原点が
挿入軸Ｐに一致する迄は手動で行ない、その後は
微調により自動的に行なわれる。次に登録ボタン
９０ｂを押してこの基板原点をメモリに記憶す
る。次にリニアスケール出力によりプリント基板
の原点のXYテーブル上のアドレスを検知し、メ
モリに記憶する。次にテーブル移動部９０のＸ，
Ｙ方向移動用の４つのボタン９０ａを操作して基
板上の第１のIC装着位置が挿入軸Ｐと一致する
ようにする。この場合、挿入軸Ｐに沿つて光束が
照射されるのでこの光束が第１２図に示すように
プリント基板５０上のIC装着位置の基準孔５１
に入射するように目視によりプリント基板を観察
しながら、ボタン９０ａを操作する。次に微調ボ
タン９０ｃを押すと、上述した位置検出装置が動
作し、孔５１の中心が挿入軸Ｐと一致するように
XYテーブルは自動的に微動する。次にデータ入
力部９１のカセツト番号ボタン９１ｄとテンキー
９１ｂを操作してプリント基板の当該装着位置に
装着すべきICを装填したカセツト２の番号を設
定し、登録ボタン９０ｂを押してこれをメモリに
記憶する。このようにしてプリント基板上の順次
の位置を設定し、各位置に装着すべきICを収納
したカセツト番号を順次に設定して記憶する。１
枚の基板についての設定操作が終了したら、モー
ド選択部９２の倣い確認ボタン９２ｃを押し、先
に記憶した情報を読出してプリント基板の順次の
IC装着位置を割出し、そこに装着すべきICを収
納したカセツトの番号をデータ入力部９１の表示
部９１ｅに表示する。操作者はこれを確認し、誤
りがある場合には修正する。一枚のプリント基板
についての総てのデータを確認した後テーブル位
置設定部９０の登録ボタン９０ｂを押し、さらに
フロツピーデイスク入出力部９３のフロツピーデ
イスク起動ボタン９３ａおよびデータ入力ボタン
９３ｂを押し、予じめ記憶していた位置データお
よびカセツト番号データをフロツピーデイスクに
転送して記憶する。このようにプリント基板上の
順次の装着位置を自動的にトレースしながらデー
タの確認を行ない、確認後フロツピーデイスクへ
記憶する。この倣い確認の際にプリント基板上の
順次の挿入位置情報を自動的に連続的に読出す場
合にはモード選択部の連続ボタン９２ｄを押し、
各装着位置毎に読出して確認する場合には、毎回
サイクルボタン９２ｅを押す。またスキツプボタ
ン９２ｆは装着位置をスキツプして挿入する際に
押す。このようにして種々のプリント基板につい
て倣いを行ない、総ての必要なデータをフロツピ
ーデイスクに記憶させることができる。

第２０図はIC挿入動作のフローチヤートを示
すものであり、本例では挿入動作は連続モードと
サイクルモードのいずれでも行なうことができ
る。

先ずフロツピーデイスク起動ボタン９３ａを押
し、フロツピーデイスクを動作状態とする。次に
XYテーブル７０に装着したプリント基板の番号
をデータ入力部９１の基板番号ボタン９１ａおよ
びテンキー９１ｂを操作して入力する。このデー
タは表示部９１ｃで表示される。次にデータ出力
ボタン９３ｃを押して当該プリント基板と同一の
番号のプリント基板を用いて倣いを行なつて記憶
しておいたデータを読出し、制御回路のメモリへ
転送して記憶する。次にXYテーブル上にプリン
ト基板を正しく装着することによつて基板セツト
スイツチがオンとなり、基板の装着が確認され
る。これによりXYテーブル７０は原点位置へ移
動した後、プリント基板の原点位置が挿入軸と一
致する位置までXYテーブルは移動する。次に挿
入モードが判定され連続ボタン９２ｄが押されて
いるときは連続モードが選択され、サイクルボタ
ン９２ｅが押されているときにはサイクルモード
が選択される。次にＸ，Ｙ駆動モータを付勢して
プリント基板上の第１のIC装着位置の基準孔５
１が挿入軸Ｐに来るようにテーブルを移動する。

次に当該装着位置に挿入すべきICを収納した
カセツト番号が表示部９１ｅで表示され、さらに
第５図につき説明したように所定のカセツト２と
関連するソレノイド１２を付勢してIC係止部材
１０を回動させ、所定のIC４を１個供給する。
このIC４は搬送部１ｂへ送られ、ベルト３によ
り矯正カツト部１ｃへ送られる。IC４が矯正カ
ツト部１ｃへ送られたことを検知したら上述した
ように矯正カツト装置を駆動し、ピン４ａを矯正
すると共に先端をＶ字状にカツトした後、挿入部
１ｄへ送るこの間に第１２図および第１３図につ
き説明した位置検出装置が動作し、基準孔５１の
中心が挿入軸Ｐと正確に一致するように微調整が
自動的に行なわれる。挿入部１ｄに入つたICは
挿入ヘツドにより把持され、下方へ移送されて、
そのピンがプリント基板の孔に挿入される。挿入
後クリンチヘツドは上昇する。上述した挿入動作
が当該プリント基板の総ての装着位置に対して繰
返し行なわれる。サイクルモードの場合には、各
位置での挿入動作が終了した後にサイクルボタン
９２ｅを押すことにより次の装着位置に対する挿
入動作が行なわれる。総てのICの挿入が終了
し、基板セツトスイツチをオフとすることによ
り、プリント基板５０をXYテーブル７０から取
外す。

上述した挿入動作中状態表示部９６の表示ラン
プの点灯、異常表示部９７の各種表示ランプの点
灯により操作者は挿入装置の動作状態を確認する
ことができる。

第１７図においてモード選択部９２の手動ボタ
ン９２ａは装置の点検修理、調整を行なうときに
押され、このボタンが押されたときは手動操作部
９５の操作ダイヤル９５ａ，９５ｂ，９５ｃを操
作することによりカセツトの選択、ピン矯正カツ
ト、挿入等の動作を手動により行なうことができ
る。また、運転制御部９４には再起動ボタン９４
ａ、リセツトボタン９４ｂ、非常停止ボタン９４
ｃが設けられている。さらにテーブル位置設定部
９０にある高速ボタン９０ｄを押すとXYテーブ
ルは高速で送られ、原点確認ボタン９０ｅは倣い
時に、その基板の第１番目のIC孔を決めたとき
に押して仮原点とする。

上述した本発明による利点を要約すると次の通
りである。

(1) 同一種類の電子部品を装填した複数のカセツ
トをカセツトホルダに収納し、空となつたカセ
ツトを順次に排出するようにしたため、カセツ
ト交換の手間は省かれ、作業能率は著しく高く
なる。さらに同一種類の電子部品を収納した複
数のカセツトを垂直方向に並べ、これらを水平
方向に配列したため、全体の寸法は小さくな
り、作業し易くなると共に設置場所もとらな
い。したがつて挿入し得る電子部品の種類を大
幅に増やすことができる。

(2) プリント基板への挿入前にピンの矯正を行な
うと共に先端をＶ字状にカツトするためプリン
ト基板の孔への適正挿入率は高くなる。また、
矯正とカツトとを同時に行なうため処理効率が
高くなると共に装置の小形化も可能となり、さ
らに制御も簡単となる。

(3) プリント基板の孔の中心を挿入軸に精密に一
致させることができるので、適正挿入率はさら
に向上する。また、従来のように位置決め用の
基準孔とピンとを用いて位置決めする必要がな
くなるのでXYテーブルへのプリント基板の装
着は容易となり、自動化も可能となる。

(4) XYテーブルへのプリント基板の装着も簡単
な構成の機構でしかも確実に行なうことができ
る。

(5) 倣い方式を採用しているので情報の変更、修
正は容易であり、使用し易い。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図〜第１Ｃ図は本発明によるプリント基
板への電子部品の自動挿入装置の一例の全体の構
成を示す外観図、第２図はICカセツトの一例の
構成を一部を切欠して示す斜視図、第３図はカセ
ツトホルダの一例の構成を示す斜視図、第４Ａ図
および第４Ｂ図はカセツトホルダから空のカセツ
トを排出する爪を示す正面図および断面図、第５
Ａ図および第５Ｂ図はICを選択的に給送する機
構の一例の構成を示す断面図、第６Ａ図および第
６Ｂ図はICピンの形状不良を示す側面図および
正面図であり、第６Ｃ図はＶ字状にカツトしたピ
ン先端を示す正面図、第７図は矯正カツト装置の
固定ブロツクの構成を示す斜視図、第８図は矯正
カツト装置の一部の断面図、第９図および第１０
図は矯正カツト装置の一部を断面で示す正面図、
第１１図は矯正カツト装置のカツタプレートの構
成を示す斜視図、第１２図はプリント基板にあけ
た孔の中心を挿入軸に合致させるための位置検出
装置の光学系を示す斜視図、第１３図はテーブル
の駆動制御回路の構成を示す回路図、第１４図は
位置検出装置の受光部の他の例を示す平面図、第
１５図はプリント基板をXYテーブルに装着する
装置の一例の構成を示す斜視図、第１６図はプリ
ント基板装着装置の軸回動機構の構成を示す断面
図、第１７図は操作盤の一例の構成を示す平面
図、第１８図、第１９図および第２０図は自動挿
入装置の動作を説明するフローチヤートを示す図
である。 １ａ……カセツト装填部、１ｂ……IC搬送
部、１ｃ……矯正カツト部、１ｄ……挿入部、１
ｆ……操作盤、２……ICカセツト、４……IC、
４ａ……ピン、５……カセツトホルダ、６……
爪、８……ロータリソレノイド、１０……係止部
材、１２……ロータリソレノイド、２０……固定
ブロツク、２０ａ……固定ヘツド、２０ｂ，２０
ｃ……側壁、２１ａ，２１ｂ……Ｖ字状凹部、２
５ａ，２５ｂ……Ｖ字状凸部、２６ａ，２６ｂ…
…押圧ブロツク、２８ａ，２８ｂ……カツタプレ
ート、３３……上下動するIC受板、３６……押
下げ部材、４１……ストツパ、３０ａ，３０ｂ…
…上下動するアーム、３０ｄ……ピストン、３０
ｆ……シリンダ、５０……プリント基板、５１…
…ピン挿入孔、Ｐ……挿入軸、５２ａ〜５２ｄ…
…受光部、５３ａ〜５３ｄ……フアイバ束、５４
ａ〜５４ｄ……受光素子、７０……XYテーブ
ル、７１……軸、７２……クランパ、７５……シ
リンダ、７７……ピストン、７８……ラツク、８
１……ピニオンギア。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ それぞれ一種類のDIPタイプの電子部品を装
   填したカセツトを多数装着し、所定のカセツトか
   ら所定の電子部品を選択的に排出させるようにし
   たカセツト装填部と、 このカセツト装填部から供給される電子部品を
   受け、そのピンの形状、姿勢等を矯正すると共に
   ピンの先端をＶ字状にカツトする矯正カツト部
   と、 電子部品のピンを挿入すべき孔を有するプリン
   ト基板を保持するXYテーブルと、 前記矯正カツト部においてピンが矯正カツトさ
   れた電子部品のピンを前記XYテーブル上に載置
   されたプリント基板にあけられた孔に挿入する挿
   入部と、 この挿入部の挿入軸に沿つてプリント基板に照
   射される光を用いてプリント基板の電子部品挿入
   位置を倣い、各挿入位置の位置情報を読取り、こ
   れを記憶すると共に各挿入位置に挿入すべき電子
   部品の種類を表わす情報を記憶し、実際の挿入時
   には、前記記憶した位置情報を読出してプリント
   基板の所定の挿入位置が挿入部の挿入軸と一致す
   るようにXYテーブルの駆動を制御すると共に当
   該挿入すべき電子部品の種類を表わす情報を読出
   して前記カセツト装填部を制御し、所定の電子部
   品を装填したカセツトから所定の電子部品を選択
   的に排出するよう制御する制御部とを具えること
   を特徴とする電子部品のプリント基板への自動挿
   入装置。