JPS6250000B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電子回路を構成するプリント基板面
にチツプ部品を装着する装置に関するものであ
り、少機種多量生産に限らず、多機種ミツクス生
産に用いることも可能であり、また従来例に比較
して工程スペースを大幅に削減することのできる
部品装着装置を提供しようとするものである。

プリント基板にチツプ部品を装着するためによ
く使用されている手段には大別して２種類があ
る。すなわち、１つはいわゆる一括装着方式と
か、ゲージ板方式などと称するやり方であり、プ
リント基板上のチツプ部品取付箇所に対応したチ
ツプ部品保持ポケツトをゲージ板上に設け、各々
のポケツトへ所定のチツプ部品をシユートなどで
配給しておき、しかるのち必要箇所に接着剤を印
刷したプリント基板をこのゲージ板に重ね合わせ
ることによつて、複数のチツプ部品を同時にプリ
ント板に移載するものである。この手段は、チツ
プ部品を１個づつ装着するのに比べて、スピード
が大きい特長がある。しかし、プリント基板の機
種に対応したゲージ板の製作とかシユートの配列
変更などが必要であるから、機種切換のためにか
なりのコストがかかる欠点がある。また、チツプ
部品以外の一般挿入部品によるスペースの制限を
さけるために、プリント基板面への接着剤の印刷
は必ず最前工程で行わねばならないという制約が
ある。

よく用いられるいま１つの手段は、NCなどで
制御するXY位置決めテーブルを利用して、プリ
ント基板を移動して、部品装着ヘツドに対し位置
決めしながらチツプ部品を１個づつ装着してゆく
ものである。プリント基板面への接着剤の塗布も
XY位置決めテーブルを使つて１箇所づつ行うか
または上記のように印刷されている。この方法で
はNCデータの変更によつて機種変化に対応でき
るが、欠点としてチツプ部品の装着されたプリン
ト基板を接着剤未硬化状態で移動するので、チツ
プ部品がずれる可能性がある。したがつてプリン
ト基板の移動速度をあまり大きくすることは不可
能で、結局トータルの装着スピードは制限されて
しまう。また部品装着ステーシヨンの他の接着剤
塗布のためのステーシヨンが必要であるから、装
置全体をあまりコンパクトにはできない欠点があ
る。

本発明は、チツプ部品を１個づつ装着してゆく
装置に関し、装着スピードの高速化と、多機種の
ミツクス生産を可能にするほか工程のスペースを
最小にすることのできる装置を提供することを目
的とするものである。

以下本発明の実施例である円筒形チツプ部品を
装着する場合について、図を参照しながら説明を
する。

第１図に示すように、この装着はチツプ部品を
複数列で整送し供給する部品供給装置１、この部
品供給装置１のチツプ部品を選択的に取り出して
一定の順序に配列する部品シーケンス装置２、こ
の部品シーケンス装置２からのチツプ部品を収納
するマガジン３、チツプ部品をマガジンに充填す
る部品充填装置４、空になつたマガジン３とチツ
プ部品の充填されたマガジンを交換するマガジン
交換装置５、マガジン３に充填された部品に接着
剤を塗布する接着剤塗布装置６、マガジン３を保
持して移動しながら、チツプ部品をプリント基板
８に装着する部品装着ヘツド７、プリント基板８
を保持するプリント基板保持レール９，１０、プ
リント基板８を次工程にトランスフアーするプリ
ント基板搬送装置１１、プリント基板８の機種を
判別する機種検出装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，
１２ｄとを備えている。部品供給装置１は複数連
のホツパー１ａ〜１ｌ内に納められた各チツプ部
品を整列してそれぞれパイプ１３ａ〜１３ｌから
送り出し、チユーブ１４ａ〜１４ｌ中を通して、
部品シーケンス装置２に供給するものである。こ
うした部品を整送するためには、一般には振動式
あるいは揺動ホツパー式のフイーダがよく用いら
れているが、第２図に例示したものは、ホツパー
内において、短手方向に摺動板１５側が低くなる
ように傾斜し、長手方向には部品が自重によつて
スムーズに滑る程度に傾斜した頂面１６を持つシ
ユート板１７と、このシユート板１７の側面に接
して上下に摺動可能で、かつ頂面１８が短手方向
にシユート板１７側が低くなるように傾斜した摺
動板１５とを備え、摺動板１５を矢印のように上
下に摺動させてホツパー中で掬われ頂面１８に１
列に乗つたチツプ部品１９を上記シユート板１７
の傾斜頂面１６上に落として、パイプ１３ａから
チツプ部品１９を送り出す方式のものである。上
記シユート板１７の頂面１６がＶ溝形状でなしに
摺動板１５側が低くなつているから、摺動板１５
が下降するたびにシユート板１７の頂面１６に乗
つていた部品は一旦落下してしまうので、仮にパ
イプ１３ａの下流が満杯で部品がそれ以上流れな
くなつてもシユート板１７の頂面１６に部品が多
層積み重なつて架橋状態を起こして破損するなど
の恐れがない。

部品シーケンス装置２は、プリント基板８に装
着されるチツプ部品１９を、前もつてある一定の
順序に配列するための手段である。シーケンスさ
れた部品は、その後直接プリント基板に装着する
ことも可能であるが、あるいは部品輸送その他の
便宜上の理由で一旦テープに貼りつけたり、マガ
ジンに収納しておき、それらをプリント基板への
装着工程で使うこともできる。本実施例において
は、部品を一旦マガジンに収納する手段を用いて
いる。

前述の部品供給装置１からチユーブ１４ａ〜１
４ｌを介して部品シーケンス装置２に供給された
複数列のチツプ部品１９は、第３図にそれらのう
ち１つの列の側断面を示すように、シヤツター２
０の孔の中まで連なつて並んでいる。ソレノイド
２１によつてシヤツター２０を右方向に引くと、
シヤツター２０の孔がシユート板の通路２２の真
上まで移動して、シヤツター２０の孔内に存在し
ていた部品１９ａだけが通路２２に流れ込む。次
にシヤツター２０を左方向に戻すと、後続のチツ
プ部品１９ｂはシヤツター２０の孔に流入する。

上記通路２２は、第４図ａ，ｂに一部示すよう
に複数本あるが、下流において合流して１本にな
りパイプ２３につながつている。したがつて、各
通路２２に設けられたシヤツター２０を一定の順
序で１箇所づつ開閉すれば、チツプ部品１９はこ
れと同じ順序でパイプ２３の中に１列に供給され
る。上記通路２２が合流した直後の点に、コイル
あるいはフオトスイツチなどよりなる部品通過検
出手段２４を設けておいて、前のチツプ部品１９
がこの点を通過したことを確認したらただちに次
の部品列のシヤツター２０を開くようにシヤツタ
ー２０の開閉タイミングを制御してやれば、チツ
プ部品１９のシーケンスの順序をくるわせること
なく、シーケンス速度を最大限たかめることが可
能である。また第３図のパイプ２５から空洞２６
に圧縮空気を送れば、通路２２、パイプ２３内の
部品の通過速度を相当速くすることができる。た
だし部品の終点が部品充填装置４の内部にあり、
高速の部品がここで停止する際の衝撃で破損する
恐れもでてくるから、部品通過検出手段２４を通
過後のチツプ部品１９のスピードを落とす必要も
生ずる。そのためには部品通過検出手段２４の直
後で多孔質あるいは層状の構造の部品通路をつく
り、空気流の大半をこの部分で外部に導いてやれ
ば目的を達せられる。パイプ２３内に一定順序に
１列にならんだチツプ部品は、部品充填装置４に
よつてマガジン３につめられる。

第５図ａ，ｂ，ｃに示したマガジン３は、カバ
ー２７とカバー２７内で軸２９を中心にピツチ回
転可能な円板３０から構成されている。第５図ｄ
に示す円板３０には、チツプ部品１９を収納する
ための複数個の部品収納孔３１が隣どうし互いに
等間隔にサークル状に配置されており、これらの
孔３１内に挿入されたチツプ部品１９の落下を防
止するために、弾性輪２８たとえばゴム製Ｏリン
グなどを設けて、チツプ部品１９を円板３０の半
径方向中心向きに押圧保持できる構造になつてい
る。

また、マガジン３のカバー２７および円板３０
の下面にはそれぞれ収納されたチツプ部品１９に
接着剤塗布装置６によつて接着剤３２を塗布する
ための環状溝３３および３４が形成されている。
さらにカバー２７の環状溝３３の一部分には部品
を挿入あるいは取り出しをするための開口部３５
が設けられている。

また、円板３０の部品収納孔３１を貫通型にす
るかわりに、第６図に示すように凹部３６にすれ
ば、第５図に示す部品落下防止用の弾性輪２８や
カバー２７などが不要となる。その場合にはチツ
プ部品１９を円板３０の上方から挿入するように
し、部品装着ヘツド７の装着動作を単なる上下直
線運動でなく、一般に汎用されているピツクアン
ドプレイス動作に置きかえればよい。

第７図に示す部品充填装置４はパイプ３７から
真空吸引してチツプ部品１９をプランジヤー４０
の真上まで運び、ロータリーソレノイド軸３８に
固定したレバー３９を矢印のように駆動してプラ
ンジヤー４０を上昇させることによつてチツプ部
品１９をマガジン３ａの円板３０の部品収納孔３
１に押し込む。また円板３０の部品収納孔３１を
１ピツチづつ送るためには、ソレノイドなどで往
復運動する送り爪（図示していない）をカバー２
７の一部に設けた窓４１，４２から円板３０に刻
んだラチエツト歯４３，４４にかみ合わせること
によつて容易に実現することができる。

すなわち、ラチエツト歯４３，４４は第５図ｄ
に示すように鋸歯状に形成しておき、これにソレ
ノイド等で往復運動する送り爪を第５図ａ，ｂ，
ｃに示す如き窓４１，４２から挿入して噛み合わ
せ、送り爪を駆動することによりラチエツト歯４
３，４４を１ピツチ分づつ間欠移動させることに
よつて部品収納孔３１を１ピツチ分づつ間欠回転
させる。

マガジン交換装置５は所要のチツプ部品１９を
充填したマガジンと空になつたマガジンとを交換
するための補助手段であり、第７図に示す軸３５
のまわりに回転する回転板４５によつてマガジン
３ａ，３ｂの位置を交換するものである。

すなわち、このマガジン交換装置５は、第７図
に示すように、軸３５により回転板４５を取付け
たもので、第７図の状態ではマガジン３ａにチツ
プ部品１９を充填し、充填が完了すると回転板４
５を180゜回転させてマガジン３ｂの位置に移
し、接着剤３２を塗布する。一方、装着ヘツド７
でチツプ部品が取出されて空になつたマガジンは
この回転に先立つてマガジン３ｂの位置に装着ヘ
ツド７から戻されており、回転によつて充填位置
すなわちマガジン３ａの位置に移動させる。この
ようにして、チツプ部品１９を充填したマガジン
３とチツプ部品１９が取出されて空になつたマガ
ジン３とを交互に交換する。

接着剤塗布装置６は第７図左方に示すように、
円筒体４６の頂部にリング状に成形された接着剤
３２を、前述のマガジン３ｂの下側から挿入し、
円盤３０の複数のチツプ部品１９に押し当てて一
度に塗布をおこなうものである。

円筒体４６の頂部に接着剤３２をリング状に成
形する手段を第８図ａ，ｂに示す。すなわちベー
ス４７に対して嵌合し摺動可能な円筒体４６を一
旦ベース４７の表面より沈下させて一定深さのリ
ング状凹部４８を形成しておき、接着剤３２の入
つた筒状の枠４９をベース４７の表面に接したま
ま移動させることによつて、この凹部４８に接着
剤を充満せしめ、しかるのち円筒体４６をベース
４７から突き出せば、円筒体４６の頂部に一定量
のリング状の接着剤３２が準備される。

部品装着ヘツド７は、接着剤３２の塗布された
チツプ部品１９を収納したマガジン３を保持して
移動しながら、マガジン３内のチツプ部品１９を
１個づつ取り出してプリント基板８に装着するも
のである。

第９図は部品装着ヘツド７を任意の位置に移動
させるための機構を示す。矢印Ｘの方向には、一
対のブラケツト５０，５１がガイドシヤフト５
２，５３に沿つて摺動可能であり、第１のモータ
５４の回転をベルト５５、軸５６、一対のベルト
５７，５８に伝達し、ベルト５７，５８の一箇所
に結合したブラケツト５０，５１を、第１のモー
タ５４の回転量に比例した距離移動させる。

矢印Ｙの方向には、部品装着ヘツド７がガイド
軸５９，６０に沿つて摺動可能であつて、第２の
モータ６１の回転をベルト６２、プーリ６３を介
してベルト６４に伝達し、ベルト６４の一箇所に
結合した装着ヘツド７をモータ６１の回転量に応
じた距離だけ移動させる。

第１０図と第１１図は、部品装着ヘツド７のカ
バーを取り、内部の機構を表わした斜視図と断面
図である。部品を充填したマガジン３ｂの保持は
マガジン３ｂの中央の円柱凸部６５を部品装着機
構部９０の底の凹部６６に孔６７から真空吸着し
てなされる。

上記の機構によつて部品装着ヘツド７が矢印
XY方向に移動して、プリント基板８上の部品を
装着すべき位置に達して停止したとき、ロータリ
ーソレノイド６８に通電して、その軸６９に結合
したアーム７０を矢印Ａ方向に回転させると、ア
ーム７０の上端に埋設したピン７１がリンク７２
に設けられたカム溝７３内を移動する結果、リン
ク７２はピン７４を支点として矢印ａ方向に振れ
て、リンク７２の先端がピン７５を介してプツシ
ヤー７６を下降させる。このときプツシヤー７６
の下端はマガジン３ｂ内のチツプ部品１９を１個
真空で吸着してプリント基板８上面まで運び、こ
こで真空を解放してチツプ部品１９をプリント基
板８上に載置する。次にロータリーソレノイド６
８への通電を切ると上記と逆にアーム７０が矢印
Ｂ方向に戻り、プツシヤー７６はもとの高さまで
上昇する。この戻り行程におけるアーム７０のＢ
方向への回転により、アーム７０の下部とリンク
７７を介して結合されたレバー７８がピン７９を
支点として振れ、レバー７８の下端に設けた送り
爪８０の先端８１で第５図に示した円盤３０のラ
チエツト歯４３を矢印b′方向に１ピツチ送る。

部品装着ヘツド７が新しいポジシヨンに移動す
る毎に以上の動作を繰り返し、マガジン３ｂ内の
部品全部をプリント基板８に装着し終えると部品
装着ヘツド７は前述のマガジン交換装置３６の位
置まで移動し、空になつたマガジン３ｂを離して
部品の充填されたマガジン３ｂを吸着し再び上述
の装着動作をおこなう。

プリント基板８に装着するチツプ部品１９の方
向を90゜変更すべきときは、第１０図に示す一対
のロータリーソレノイド８２，８３の軸を時計方
向に回転させるとギア８４，８５，８６を介し
て、ゼネバドライバー８７が反時計方向に回転す
るのでゼネバホイール８８が時計方向に90゜回転
し、ゼネバホイール８８を結合した軸８９ととも
に、部品装着機構部９０全体が時計方向に90゜回
転してその位置で部品装着を行わせることができ
る。

上記の一対のロータリーソレノイド８２，８３
のうち一方は通電時に半時計方向に回転し、他方
は通電時に時計方向に回転するように組合わせて
あり、いずれのロータリーソレノイド８２，８３
も復帰行程にはばね力を使用せずに、一方のロー
タリーソレノイドに通電して動作させるとき残り
の一方が戻り回転をするように、ギア８４，８
５，８６をかみ合わせている。こうしておけば前
述のようにチツプ部品１９の装着方向を90゜変更
さるときには、部品装着機構部９０を回転する間
だけどちらか一方のロータリーソレノイドに通電
すればよく、非通電時には装着機構部９０はゼネ
バ駆動系により、XYいずれの方向かにセルロツ
クされている。

プリント基板８は、一対のレール９，１０の内
側に設けられたガイド溝９１，９２に摺動可能に
保持されており、部品の装着が行われる間は第１
図に示すソレイド９３に連結された位置決めピン
９４によつて固定されている。

部品の装着が終了するとソレノイド９３が作動
して位置決めピン９４をプリント基板８の孔から
抜くとともに、エアシリンダーなどによつてレー
ル９に沿つて摺動する移動バー１１に設けられた
フツク（図に表わしていない）をプリント基板８
に引掛けて次工程に搬出する。前工程にあるプリ
ント基板９５についても上記と同様にして搬送が
行われる。

第１図に示すように上記のレール９，１０およ
びその前工程のレール９６，９７には、プリント
基板８，９５を固定するための手段の他に、プリ
ント基板８，９５の機種を判別するための投光器
１２ａ，１２ｃと受光器１２ｂ，１２ｄが備えら
れている。これらは、プリント基板８，９５に穿
孔された孔９８，９９の位置を読みとつてプリン
ト基板８，９５の機種を判別し、この機種情報に
したがつて前述の部品シーケンス装置が部品をシ
ーケンスしてマガジン３に準備するように制御す
るためのものである。こうすることによつて複数
機種のプリント基板がランダムに流れるような工
程においても本装置が自動的に対応することがで
きる。

第１図の実施例ではマガジン３を２個用いる場
合を示したが、マガジンを３個回転台４５の上に
置けるようにし、回転台４５を120度づつ間欠回
転するようにし、１つのマガジンはチツプ部品供
給位置に、もう１つのマガジンは接着剤塗布位置
に、もう１つのマガジンはヘツド７で受け取られ
る位置にセツトするようにすることもできる。こ
のようにすれば接着剤を塗布する時間も節約する
ことができる。

以上のように本発明の部品装着装置は次の効果
を持つものである。

(1) プリント基板を固定したままでチツプ部品を
装着するので、装着後の部品がずれない。

(2) したがつて高速化が可能である。

(3) マガジンに収納した部品に接着剤を直接塗布
するからプリント基板に接着剤を塗布するステ
ーシヨンが不要で装置全体がコンパクトにな
り、また、一般部品挿入後の工程でも使用でき
る。

(4) プリント基板を固定したままでチツプ部品を
装着するので、プリント基板をXYに移動して
位置決めする場合に比較して、装置がコンパク
トになる。

(5) 円盤状マガジンに複数の部品収納孔をサーク
ル状に形成し、この部品収納孔にチツプ部品を
一つずつ収納するようにしているため、チツプ
部品の電極部のメツキが剥がれるといつたこと
がない。また上記構成のため、部品収納孔内に
おいてチツプ部品が回転して接着剤の位置が変
化するといつたこともないものである。

(6) また上記円盤状マガジンを使用するため、チ
ツプ部品の方向を90度変更するとき、容易に実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における部品装着装
置の斜視図、第２図は同装置の一部分の斜視図、
第３図は同装置の一部分の断正面図、第４図ａ，
ｂは同装置の一部分の一部断面平面図および断面
図、第５図ａ，ｂ，ｃは同装置のマガジンの上面
図、断正面図および下面図、第５図ｄは同マガジ
ンの内部の円板の一部分を切欠して示した斜視
図、第６図は同マガジン内の円板の他の例の断正
面図、第７図は同装置の一部分の断正面図、第８
図ａ，ｂは同装置の一部分の動作状態を示す断正
面図、第９図は同装置の一部分の斜視図、第１０
図は第９図に示す部品装着ヘツドの斜視図、第１
１図は同部品装着ヘツドの断側面図である。 １……部品供給装置、２……部品シーケンス装
置、３……マガジン、４……部品充填装置、５…
…マガジン交換装置、６……接着剤塗布装置、７
……部品装着ヘツド、８……プリント基板、３０
……円板、３１……部品収納孔、３２……接着
剤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ リード線を持たないチツプ部品を一つずつ収
   納することができる複数の部品収納孔が、隣どう
   し互いに等間隔にしてサークル状に形成されてい
   るマガジンと、このマガジンの部品収納孔と対向
   する位置まで運んでこられたチツプ部品を上記部
   品収納孔に挿入して収納するプランジヤーを備え
   た部品充填装置と、端面に接着剤が付着され、上
   記マガジンの各部品挿入孔に収納された状態の複
   数のチツプ部品に一括して上記接着剤を塗布する
   円筒体を備えた接着剤塗布装置と、上記チツプ部
   品が収納されたマガジンからチツプ部品を一つず
   つ真空吸着してプリント基板に装着する部品装着
   機構部および上記チツプ部品が収納されたマガジ
   ンを上記部品装着機構部の下方にその部品収納孔
   を間欠回転可能にして保持する機構を備えた装着
   ヘツドと、上記装着ヘツドを保持し、この装着ヘ
   ツドを固定されたプリント基板上で所定の部品取
   付位置まで移動させるＸ方向とＹ方向のガイド軸
   及びモータを備えたＸ―Ｙ移動機構とを有するこ
   とを特徴とする部品装着装置。