JPWO2017085810A1 - 対基板作業機、および挿入方法 - Google Patents

Abstract

リード部品（９２）を保持する部品保持具と、その部品保持具を任意の位置に移動させる移動装置とを備えた部品実装機において、部品保持具により保持されたリード部品（９２）のリード線（９４）を、回路基材（１２）の上面に接触させ、弾性変形させた状態で移動させ、回路基材（１２）の貫通穴（２００）に挿入させる。これにより、リード線（９４）を直接的に貫通穴（２００）に挿入できず、リード線（９４）が回路基材（１２）の上面に接触した場合であっても、リード線（９４）を貫通穴（２００）に挿入することが可能となる。また、リード線（９４）が回路基材（１２）の上面に接触した状態での無理な押し付けによるリード線（９４）の塑性変形を防止することが可能となる。

Description

本発明は、基板にリード部品を装着する対基板作業機、および、基板の貫通穴にリード部品のリードを挿入する挿入方法に関するものである。

対基板作業機では、基板の所定の位置に適切に部品を装着することが望まれている。下記特許文献には、基板の所定の位置に適切に部品を装着するための技術が記載されている。

特開平５−１１４８００号公報

上記特許文献に記載の技術によれば、ある程度、基板の所定の位置に適切に部品を装着することが可能となる。しかしながら、上記特許文献には、部品の一般的な基板への装着手法について記載されており、リード部品の基板への装着手法に特化して記載されていない。そこで、本発明の課題は、基板に装着される部品のうちのリード部品に特化して、リード部品のリードを適切に基板の挿入穴に挿入することである。

上記課題を解決するために、本発明に記載の対基板作業機は、リード部品を保持する保持具と、前記保持具を基板の面上に沿って移動可能な移動装置と、前記移動装置の作動を制御する制御装置とを備え、前記制御装置が、前記移動装置の作動を制御することで、前記保持具により保持されたリード部品のリードを、前記基板の面上に接触させた状態で移動させ、その基板に形成された貫通穴に挿入させることを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、本発明に記載の挿入方法は、リード部品を保持する保持具と、前記保持具を基板の面上に沿って移動可能な移動装置とを備えた対基板作業機において、前記保持具により保持されたリード部品のリードを基板の貫通穴に挿入する挿入方法であって、前記保持具により保持されたリード部品のリードを、前記基板の面上に接触させた状態で移動させ、基板の貫通穴に挿入させることを特徴とする。

本発明に記載の対基板作業機及び、挿入方法では、リード部品のリードが基板の貫通穴に挿入される際に、リードが基板の面上に接触された状態で移動される。これにより、リードを直接的に貫通穴に挿入できず、リードが基板の面上に接触した場合であっても、リードを貫通穴に挿入することが可能となる。

部品実装機を示す斜視図である。 部品装着装置を示す斜視図である。 部品保持具を示す側面図である。 部品保持具を示す正面図である。 リード部品を保持した状態の部品保持具を示す側面図である。 カットアンドクリンチ装置を示す斜視図である。 カットアンドクリンチユニットを示す斜視図である。 スライド体を示す断面図である。 スライド体を示す拡大図である。 制御装置を示すブロック図である。 リード挿入時のリード部品と基板とを示す概略図である。 リード挿入時のリード部品と基板とを示す概略図である。 リード線の移動方向を示す概略図である。 リード挿入時のリード部品と基板とを示す概略図である。 リード部品のリード線が切断される直前のカットアンドクリンチユニットを示す断面図である。 リード挿入時のリード部品と基板とを示す概略図である。 リード部品のリード線が切断された後のカットアンドクリンチユニットを示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。

＜部品実装機の構成＞
図１に、部品実装機１０を示す。部品実装機１０は、回路基材１２に対する部品の実装作業を実行するための装置である。部品実装機１０は、装置本体２０、基材搬送保持装置２２、部品装着装置２４、マークカメラ２６、パーツカメラ２８、部品供給装置３０、ばら部品供給装置３２、カットアンドクリンチ装置（図６参照）３４、制御装置（図１０参照）３６を備えている。なお、回路基材１２として、回路基板、三次元構造の基材等が挙げられ、回路基板として、プリント配線板、プリント回路板等が挙げられる。

装置本体２０は、フレーム部４０と、そのフレーム部４０に上架されたビーム部４２とによって構成されている。基材搬送保持装置２２は、フレーム部４０の前後方向の中央に配設されており、搬送装置５０とクランプ装置５２とを有している。搬送装置５０は、回路基材１２を搬送する装置であり、クランプ装置５２は、回路基材１２を保持する装置である。これにより、基材搬送保持装置２２は、回路基材１２を搬送するとともに、所定の位置において、回路基材１２を固定的に保持する。なお、以下の説明において、回路基材１２の搬送方向をＸ方向と称し、その方向に直角な水平の方向をＹ方向と称し、鉛直方向をＺ方向と称する。つまり、部品実装機１０の幅方向は、Ｘ方向であり、前後方向は、Ｙ方向である。

部品装着装置２４は、ビーム部４２に配設されており、２台の作業ヘッド６０，６２と作業ヘッド移動装置６４とを有している。作業ヘッド移動装置６４は、Ｘ方向移動装置６８とＹ方向移動装置７０とＺ方向移動装置７２とを有している。そして、Ｘ方向移動装置６８とＹ方向移動装置７０とによって、２台の作業ヘッド６０，６２は、一体的にフレーム部４０上の任意の位置に移動させられる。また、各作業ヘッド６０，６２は、スライダ７４，７６に着脱可能に装着されており、Ｚ方向移動装置７２は、スライダ７４，７６を個別に上下方向に移動させる。つまり、作業ヘッド６０，６２は、Ｚ方向移動装置７２によって、個別に上下方向に移動させられる。

また、各作業ヘッド６０，６２の下端面には、図２に示すように、部品保持具７８が取り付けられている。部品保持具７８は、リード部品のリード線を保持するものであり、図３乃至図５に示すように、本体部８０と１対の爪部８２と補助プレート８４と開閉装置（図１０参照）８６とプッシャ８８とエアシリンダ（図１０参照）９０とを含む。ちなみに、図３は、部品保持具７８の側面図であり、図４は、部品保持具７８の正面図であり、図５は、リード部品９２を保持した状態の部品保持具７８の側面図である。

１対の爪部８２は、本体部８０によって搖動可能に保持されており、開閉装置８６の作動により、１対の爪部８２が搖動しながら、互いの先端部が接近・離間する。１対の爪部８２の内側には、保持対象のリード部品９２のリード線９４の線径の応じた大きさの凹部（図示省略）が形成されている。また、補助プレート８４は、１対の爪部８２の間に位置しており、１対の爪部８２と共に搖動する。この際、補助プレート８４は、リード部品９２の１対のリード線９４の間に侵入する。そして、１対の爪部８２が補助プレート８４に接近することで、リード部品９２の１対のリード線９４の各々が、爪部８２の凹部と補助プレート８４とによって、両側面から挟持される。これにより、リード部品９２は、図５に示すように、リード線９４の基端部、つまり、リード部品９２の部品本体９６に近い側の端部において、１対の爪部８２により保持される。この際、リード線９４は、爪部８２の凹部と補助プレート８４とによって挟持されることで、ある程度の曲がり，撓み等が矯正される。

また、プッシャ８８は、本体部８０により上下方向に移動可能に保持されており、エアシリンダ９０の作動により、昇降する。なお、プッシャ８８は、下降した際に、１対の爪部８２により保持されたリード部品９２の部品本体９６に接触し、リード部品９２を下方に向かって押つける。この際、１対の爪部８２によるリード線９４の挟持力は、リード部品９２がプッシャ８８により押し付けられた際にリード線９４が１対の爪部８２に挟持された状態で滑る程度に低減される。具体的には、例えば、開閉装置８６がエア圧により作動する場合には、プッシャ作動時にエア圧が調整され、開閉装置８６が電磁モータにより作動する場合には、プッシャ作動時に供給電力が調整される。

また、マークカメラ２６は、図２に示すように、下方を向いた状態でスライダ７４に取り付けられており、作業ヘッド６０とともに、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向に移動させられる。これにより、マークカメラ２６は、フレーム部４０上の任意の位置を撮像する。パーツカメラ２８は、図１に示すように、フレーム部４０上の基材搬送保持装置２２と部品供給装置３０との間に、上を向いた状態で配設されている。これにより、パーツカメラ２８は、作業ヘッド６０，６２の部品保持具７８に保持された部品を撮像する。

部品供給装置３０は、フレーム部４０の前後方向での一方側の端部に配設されている。部品供給装置３０は、トレイ型部品供給装置９７とフィーダ型部品供給装置（図１０参照）９８とを有している。トレイ型部品供給装置９７は、トレイ上に載置された状態の部品を供給する装置である。フィーダ型部品供給装置９８は、テープフィーダ、スティックフィーダ（図示省略）によって部品を供給する装置である。

ばら部品供給装置３２は、フレーム部４０の前後方向での他方側の端部に配設されている。ばら部品供給装置３２は、ばらばらに散在された状態の複数の部品を整列させて、整列させた状態で部品を供給する装置である。つまり、任意の姿勢の複数の部品を、所定の姿勢に整列させて、所定の姿勢の部品を供給する装置である。

なお、部品供給装置３０および、ばら部品供給装置３２によって供給される部品として、電子回路部品，太陽電池の構成部品，パワーモジュールの構成部品等が挙げられる。また、電子回路部品には、リードを有する部品，リードを有さない部品等が有る。

カットアンドクリンチ装置３４は、搬送装置５０の下方に配設されており、図６に示すように、カットアンドクリンチユニット１００とユニット移動装置１０２とを有している。カットアンドクリンチユニット１００は、図７に示すように、ユニット本体１１０と、１対のスライド体１１２と、ピッチ変更機構１１４とを含む。ユニット本体１１０の上端には、スライドレール１１６が、Ｘ方向に延びるように配設されている。そして、そのスライドレール１１６によって、１対のスライド体１１２が、スライド可能に支持されている。これにより、１対のスライド体１１２が、Ｘ方向において接近・離間する。また、ピッチ変更機構１１４は、電磁モータ１１８を有しており、電磁モータ１１８の作動により、1対のスライド体１１２の間の距離を制御可能に変更する。

また、１対のスライド体１１２の各々は、図８に示すように、固定部１２０と可動部１２２とスライド装置１２４とを含み、固定部１２０において、スライドレール１１６にスライド可能に保持されている。その固定部１２０の背面側には、Ｘ方向に延びるように、２本のスライドレール１２６が固定されており、それら２本のスライドレール１２６によって、可動部１２２がスライド可能に保持されている。これにより、可動部１２２は、固定部１２０に対してＸ方向にスライドする。また、スライド装置１２４は、電磁モータ（図１０参照）１２８を有しており、電磁モータ１２８の作動により、可動部１２２が制御可能にスライドする。

また、固定部１２０の上端部は、先細形状とされており、その上端部を上下方向に貫通するように、第１挿入穴１３０が形成されている。第１挿入穴１３０は、上端において、固定部１２０の上端面に開口しており、その上端面への開口縁は、固定刃（図１６参照）１３１とされている。また、第１挿入穴１３０は、下端において、固定部１２０の側面に開口しており、その側面への開口の下方に、廃棄ボックス１３２が配設されている。

また、図９に示すように、可動部１２２の上端部も、先細形状とされており、その上端部には、Ｌ字型に屈曲された屈曲部１３３が形成されている。屈曲部１３３は、固定部１２０の上端面の上方に延び出しており、屈曲部１３３と固定部１２０の上端とは、僅かなクリアランスを介して対向している。また、固定部１２０の上端面に開口する第１挿入穴１３０は、屈曲部１３３によって覆われているが、屈曲部１３３には、第１挿入穴１３０と対向するように、第２挿入穴１３６が形成されている。

なお、第２挿入穴１３６は、屈曲部１３３を上下方向に貫通する貫通穴であり、第２挿入穴１３６の内周面は、下方に向かうほど内径が小さくなるテーパ面とされている。さらに、第２挿入穴１３６の屈曲部１３３の下端面への開口縁は、可動刃（図１６参照）１３８とされている。また、屈曲部１３３の上端面には、Ｘ方向、つまり、可動部１２２のスライド方向に延びるように、ガイド溝１４０が形成されている。ガイド溝１４０は、第２挿入穴１３６の開口を跨ぐように形成されており、ガイド溝１４０と第２挿入穴１３６とは繋がっている。そして、ガイド溝１４０は、屈曲部１３３の両側面に開口している。

また、ユニット移動装置１０２は、図６に示すように、Ｘ方向移動装置１５０とＹ方向移動装置１５２とＺ方向移動装置１５４と自転装置１５６とを有している。Ｘ方向移動装置１５０は、スライドレール１６０とＸスライダ１６２とを含む。スライドレール１６０は、Ｘ方向に延びるように配設されており、Ｘスライダ１６２は、スライドレール１６０にスライド可能に保持されている。そして、Ｘスライダ１６２は、電磁モータ（図１０参照）１６４の駆動により、Ｘ方向に移動する。Ｙ方向移動装置１５２は、スライドレール１６６とＹスライダ１６８とを含む。スライドレール１６６は、Ｙ方向に延びるようにＸスライダ１６２に配設されており、Ｙスライダ１６８は、スライドレール１６６にスライド可能に保持されている。そして、Ｙスライダ１６８は、電磁モータ（図１０参照）１７０の駆動により、Ｙ方向に移動する。Ｚ方向移動装置１５４は、スライドレール１７２とＺスライダ１７４とを含む。スライドレール１７２は、Ｚ方向に延びるようにＹスライダ１６８に配設されており、Ｚスライダ１７４は、スライドレール１７２にスライド可能に保持されている。そして、Ｚスライダ１７４は、電磁モータ（図１０参照）１７６の駆動により、Ｚ方向に移動する。

また、自転装置１５６は、概して円盤状の回転テーブル１７８を有している。回転テーブル１７８は、それの軸心を中心に回転可能にＺスライダ１７４に支持されており、電磁モータ（図１０参照）１８０の駆動により、回転する。そして、回転テーブル１７８の上に、カットアンドクリンチユニット１００が配設されている。このような構造により、カットアンドクリンチユニット１００は、Ｘ方向移動装置１５０、Ｙ方向移動装置１５２、Ｚ方向移動装置１５４によって、任意の位置に移動するとともに、自転装置１５６によって、任意の角度に自転する。これにより、カットアンドクリンチユニット１００を、クランプ装置５２によって保持された回路基材１２の下方において、任意の位置に位置決めすることが可能となる。

制御装置３６は、図１０に示すように、コントローラ１９０、複数の駆動回路１９２、画像処理装置１９６、データ記憶領域１９８を備えている。複数の駆動回路１９２は、上記搬送装置５０、クランプ装置５２、作業ヘッド移動装置６４、開閉装置８６、エアシリンダ９０、トレイ型部品供給装置９７、フィーダ型部品供給装置９８、ばら部品供給装置３２、電磁モータ１１８，１２８，１６４，１７０，１７６，１８０に接続されている。コントローラ１９０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路１９２に接続されている。これにより、基材搬送保持装置２２、部品装着装置２４等の作動が、コントローラ１９０によって制御される。また、コントローラ１９０は、画像処理装置１９６にも接続されている。画像処理装置１９６は、マークカメラ２６およびパーツカメラ２８によって得られた画像データを処理するものであり、コントローラ１９０は、画像データから各種情報を取得する。さらに、コントローラ１９０は、データ記憶領域１９８にも接続されている。データ記憶領域１９８には、装着作業を実行するために必要な種々の上方が記憶されており、コントローラ１９０は、装着作業時に必要な情報をデータ記憶領域１９８から取得する。

＜部品実装機の作動＞
部品実装機１０では、上述した構成によって、基材搬送保持装置２２に保持された回路基材１２に対して部品の装着作業が行われる。部品実装機１０では、種々の部品を回路基材１２に装着することが可能であるが、リード部品９２を回路基材１２に装着する場合について、以下に説明する。

具体的には、回路基材１２が、作業位置まで搬送され、その位置において、クランプ装置５２によって固定的に保持される。そして、回路基材１２の下方に、カットアンドクリンチユニット１００が移動される。なお、カットアンドクリンチユニット１００は、可動部１２２の第２挿入穴１３６のＸＹ方向での座標と、回路基材１２の貫通穴（図１１参照）２００のＸＹ方向での座標とが一致するとともに、可動部１２２の上面と回路基材１２の下面とが接触ないし、可動部１２２の上面が回路基材１２の下面より僅か下方に位置するように、移動される。

具体的には、カットアンドクリンチユニット１００において、１対のスライド体１１２の可動部１２２の第２挿入穴１３６の間の距離が、回路基材１２に形成された２つの貫通穴２００の間の距離と同じとなるように、１対のスライド体１１２の間の距離が、ピッチ変更機構１１４によって調整される。そして、ユニット移動装置１０２の作動により、カットアンドクリンチユニット１００がＸＹＺ方向へ移動および、自転される。これにより、可動部１２２の第２挿入穴１３６のＸＹ方向での座標と、回路基材１２の貫通穴２００のＸＹ方向での座標とが一致するとともに、可動部１２２の上面と回路基材１２の下面とが接触ないし、可動部１２２の上面が回路基材１２の下面より僅か下方に位置する。

また、回路基材１２がクランプ装置５２により固定的に保持されると、マークカメラ２６が、回路基材１２の上方に移動し、回路基材１２を撮像する。そして、コントローラ１９０は、その撮像データに基づいて、回路基材１２の保持位置等に関する情報を演算する。また、部品供給装置３０若しくは、ばら部品供給装置３２が、所定の供給位置において、リード部品９２を供給する。そして、作業ヘッド６０，６２の何れかが、部品の供給位置の上方に移動し、部品保持具７８によってリード部品９２を保持する。

次に、部品保持具７８によってリード部品９２が保持されると、従来の装置では、部品保持具７８により保持されたリード部品９２が撮像され、その撮像データに基づいて、リード線９４の貫通穴２００への挿入作業が行われていた。しかしながら、部品実装機１０では、挿入作業毎にリード部品９２が撮像されることなく、リード線９４の貫通穴２００への挿入作業が行われる。詳しくは、部品保持具７８によるリード部品９２の保持姿勢，保持位置、延いては、部品保持具７８により保持されたリード部品９２のリード線９４の先端位置は、同一種のリード部品９２を同一の部品保持具７８で保持した状態で予め撮像されており、制御装置３６のデータ記憶領域１９８に記憶されている。また、データ記憶領域１９８には、リード部品９２に関するデータ、例えば、部品のモデルデータ，パートデータ等も記憶されている。さらに言えば、回路基材１２の貫通穴２００の形成位置に関するデータも、データ記憶領域１９８に記憶されている。そして、貫通穴２００の形成ピッチとリード線９４のピッチとが同じであり、部品保持具７８によるリード部品９２の保持状態に再現性があると仮定すれば、リード線９４の先端位置と貫通穴２００の位置とをＸＹ方向での座標において一致させることが可能ある。つまり、リード線９４の先端と貫通穴２００とを上下方向において重ねることが可能である。特に、部品保持具７８では、上述したように、リード線９４の曲り等が矯正された状態で把持されており、部品保持具７８によるリード部品９２の保持状態の再現性、つまり、部品保持具７８によって保持されたリード部品９２の先端位置の再現性、部品保持具７８によるリード部品９２の把持位置の再現性、部品保持具７８によって保持されたリード部品９２の姿勢の再現性等は非常に高いため、リード線９４の先端と貫通穴２００とを上下方向において重ねることが可能である。

このため、データ記憶領域１９８に記憶されているデータに基づいて、リード線９４の先端位置と、回路基材１２の貫通穴２００の位置とが重なるように、Ｘ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御される。そして、リード部品９２のリード線９４が、部品保持具７８の爪部８２と補助プレート８４とによって挟持された状態で、プッシャ８８により回路基材１２に向かって押し付けられる。これにより、リード部品９２のリード線９４が回路基材１２の貫通穴２００に挿入される。

ただし、データ記憶領域１９８に記憶されているデータに基づいて、Ｘ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御される場合には、リード部品９２の把持位置や、リード部品９２のリード線９４の先端位置等の再現性等の仮定が前提となっているため、例えば、図１１に示すように、１対のリード線９４のうちの一方のリード線９４ａの先端位置と、貫通穴２００の位置とがＸＹ方向での座標において一致するが、他方のリード線９４ｂの先端位置と、貫通穴２００の位置とがＸＹ方向での座標において一致しない虞がある。具体的には、例えば、１対のリード線９４の一方に変形が生じており、そのリード線９４の先端位置と、１対の回路基材１２の貫通穴２００のうちの対応する一方の貫通穴２００の位置とがＸＹ方向での座標において一致しない虞、または、１対のリード線９４の両方のリード線９４の先端位置と、１対の回路基材１２の貫通穴２００の両方の位置とＸＹ方向での座標において一致しない虞がある。このような場合に、リード線９４を貫通穴２００に挿入するべく、リード部品９２を下降させると、リード線９４ｂが屈曲し、破損する虞がある。なお、図１１に示すリード部品９２が、例えば、パーツカメラ２８により撮像され、その撮像データに基づいて、Ｘ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御された場合は、両方のリード線９４ａ，９４ｂの先端位置と、貫通穴２００とをＸＹ方向での座標を一致させることが可能である。

このため、データ記憶領域１９８に記憶されているデータに基づいて、リード線９４の先端位置と、回路基材１２の貫通穴２００の位置とが重なるように、Ｘ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御された後に、リード部品９２が下降され、リード線９４が回路基材１２に押し付けられる際に、プッシャ８８の駆動源であるエアシリンダ９０は、所定のエア圧でプッシャ８８を作動させる。この所定のエア圧は、リード線９４が回路基材１２に押し付けられた際に塑性変形しない程度の押圧力を発生させる圧力に設定されている。このため、リード線９４が回路基材１２の表面に接触する際のリード線９４の回路基材１２への押付力は、リード線９４が弾性変形する範囲内の力とされている。つまり、リード線９４の回路基材１２への押付力は、リード線９４の弾性限界以下とされている。なお、弾性限界は、応力を加えることにより生じた変形が応力の除荷により元の形状に復元する応力の限界値である。

このように、リード線９４を回路基材１２に押し付けることで、図１２に示すように、リード線９４ｂは、貫通穴２００の縁に接触するが、塑性変形することなく、弾性変形する。一方、リード線９４ａは、先端の一部が、貫通穴２００の内部に挿入される。そして、リード線９４が回路基材１２に向かって押し付けられつつ、回路基材１２の表面に接触した状態で、作業ヘッド６０，６２がＸＹ方向に向かって移動される。つまり、リード線９４が回路基材１２の表面に接触し、弾性変形した状態で、作業ヘッド６０，６２が回路基材１２の面上に沿って移動される。

具体的には、図１３に示すように、１対のリード線９４の並ぶ方向（矢印２１０の延びる方向）に対して、ＸＹ方向での平面上において、４５度回転させた方向（矢印２１２の延びる方向）に、リード線９４が移動するように、Ｘ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御される。つまり、リード線９４が矢印２１２の延びる方向に移動するように、リード部品９２がＸＹ方向に移動される。なお、この際のリード線９４の移動量はＡとされ、その移動量Ａは、リード線９４の線径と同等程度の距離とされる。つまり、リード線９４の線径が０．５ｍｍである場合には、移動量Ａも０．５ｍｍとされる。そして、リード線９４が矢印２１２の方向に移動された後に、元の位置（移動前の位置）に戻される。つまり、リード線９４は、移動前の位置から矢印２１２の方向に移動量Ａ，移動された後に、矢印２１２と反対の方向に移動量Ａ、移動される。

さらに、リード線９４は、矢印２１２と反対の方向（矢印２１４の延びる方向）に移動量Ａ、移動され、元の位置（移動前の位置）に戻される。つまり、リード線９４は、移動前の位置から矢印２１４の方向に移動量Ａ，移動された後に、矢印２１４と反対の方向に移動量Ａ、移動される。これにより、リード線９４は、矢印２１２及び矢印２１４の延びる方向において、振幅Ａで１回振動するように、リード部品９２が移動される。

次に、リード線９４の矢印２１２及び矢印２１４の延びる方向における１回の振動が終了すると、リード線９４は、矢印２１２，２１４とＸＹ方向での平面上において９０度回転させた方向（矢印２１６の延びる方向）に移動量Ａ、移動され、元の位置（移動前の位置）に戻される。つまり、リード線９４は、移動前の位置から矢印２１６の方向に移動量Ａ，移動された後に、矢印２１６と反対の方向に移動量Ａ、移動される。さらに、リード線９４は、矢印２１６と反対の方向（矢印２１８の延びる方向）に移動量Ａ、移動され、元の位置（移動前の位置）に戻される。つまり、リード線９４は、移動前の位置から矢印２１８の方向に移動量Ａ，移動された後に、矢印２１８と反対の方向に移動量Ａ、移動される。これにより、リード線９４は、矢印２１６及び矢印２１８の延びる方向において、振幅Ａで１回振動するように、リード部品９２が移動される。

つまり、リード線９４は、矢印２１２及び矢印２１４の延びる方向において振幅Ａで１回振動され、その後に、矢印２１６及び矢印２１８の延びる方向において振幅Ａで１回振動される。さらに、リード線９４は、矢印２１２及び矢印２１４の延びる方向において振幅（１．５×Ａ）で１回振動され、その後に、矢印２１６及び矢印２１８の延びる方向において振幅（１．５×Ａ）で１回振動される。つまり、リード線９４は、振幅を１．５倍にした状態で、矢印２１２及び矢印２１４の延びる方向と、矢印２１６及び矢印２１８の延びる方向との２方向において、それぞれ、１回振動される。

さらに、リード線９４は、振幅を１．５倍にした状態での振動が終了した後に、振幅を２倍にした状態で、矢印２１２及び矢印２１４の延びる方向と、矢印２１６及び矢印２１８の延びる方向との２方向において、それぞれ、１回振動される。つまり、リード線９４は、矢印２１２及び矢印２１４の延びる方向において振幅（２×Ａ）で１回振動され、その後に、矢印２１６及び矢印２１８の延びる方向において振幅（２×Ａ）で１回振動される。これにより、リード線９４は、振幅Ａで２方向（矢印２１２及び矢印２１４の延びる方向と、矢印２１６及び矢印２１８の延びる方向）に振動され、振幅（１．５×Ａ）で２方向に振動され、振幅（２×Ａ）で２方向に振動される。なお、上述したリード線９４の振動に要する時間は、０．５〜２．０秒程度とされる。また、リード線９４の振動時においても、リード線９４は、プッシャ８８により回路基材１２に向かって押し付けられる。

そして、リード線９４が上述した手順に従って振動される際に、リード線９４の回路基材１２への押し付けによって、先端の一部が貫通穴２００に挿入されているリード線９４ａは、図１４に示すように、それの先端の一部が貫通穴２００の内周面に引っ掛かった状態で、貫通穴２００への挿入が維持される。一方、リード線９４の回路基材１２への押し付けによって、貫通穴２００の縁に接触するリード線９４ｂは、リード線の上記振動に伴って、貫通穴２００に挿入される。この際、リード線９４ｂの貫通穴２００の縁部への押し付けが解除されるため、プッシャ８８の駆動源のエアシリンダ９０のエア圧が一時的に低下する。エアシリンダ９０のエア圧は、モニタリングされており、そのエア圧の変化により、リード線９４が貫通穴２００に挿入されたと判断される。そして、リード線９４が貫通穴２００に挿入されると、部品保持具７８によるリード部品９２の保持、つまり、爪部８２と補助プレート８４によるリード線９４の挟持が解除される。この際、リード部品９２は、プッシャ８８により下方に向かって押し付けられているため、貫通穴２００に挿入されたリード線９４は、更に下方に挿入される。これにより、リード線９４は、図１５に示すように、貫通穴２００を介して、カットアンドクリンチユニット１００のスライド体１１２の第２挿入穴１３６および第１挿入穴１３０に挿入される。

なお、上記リード線の振動（０．５〜２．０秒程度の振動）が完了するまでに、エアシリンダ９０のエア圧の変化によるリード線９４の貫通穴２００への挿入が検知されない場合は、リード線の振動が完了した後に、そのリード部品９２は回収され、部品実装機１０内に配設された廃棄ボックス（図示省略）に廃棄される。若しくは、リード線の変形などが矯正された後に、再度、リード線の挿入作業が実行される。

このように、部品実装機１０では、回路基材１２の表面に接触し、弾性変形された状態のリード線９４ｂが、貫通穴２００の周辺において、手探り状態で移動されることで、貫通穴２００に挿入される。これにより、リード線９４の挿入作業時毎にリード部品９２を撮像することなく、適切にリード線９４を貫通穴２００に挿入することが可能となり、リード部品９２の撮像による時間の浪費，リード部品９２の破損を防止するとともに、リード線９４の挿入率を向上させることが可能となる。

ただし、上記リード線の挿入作業は、部品保持具７８によるリード部品９２の保持状態に再現性があることが前提条件となっている。このため、例えば、リード部品９２の形状等により部品保持具によるリード部品の保持姿勢が安定しない場合，リード線９４ではなく、部品本体９６が把持される場合，部品保持具７８のように凹部においてリード線を挟持せずに、リード線が把持される場合，複数種類のリード部品が１種類の部品保持具により保持される場合などは、部品保持具によるリード部品の保持状態の再現性が低いと考えられ、このような場合には、上記リード線の挿入作業、つまり、リード部品９２を撮像せずに、データ記憶領域１９８に記憶されたデータを利用したリード線の挿入作業は、適していない。また、回路基材１２の貫通穴２００の内径と、リード部品９２のリード線９４の径とのクリアランスが少ない場合等も、リード線９４の貫通穴２００への挿入が不安定になると想定され、データ記憶領域１９８に記憶されたデータを利用したリード線の挿入作業は、適していない。

このようなことに鑑みて、データ記憶領域１９８に記憶されたデータを利用したリード線の挿入作業が適していない場合には、リード部品９２を撮像し、その撮像データに基づいて、挿入作業が実行される。なお、データ記憶領域１９８には、上述したように、リード部品９２に関するデータが記憶されており、さらに、装着作業を実行するためのプログラムなども記憶されている。このため、これらのデータに基づいて、データ記憶領域１９８に記憶されたデータを利用したリード線の挿入作業が適しているか否かが判断される。そして、データ記憶領域１９８に記憶されたデータを利用したリード線の挿入作業が適していないと判断された場合に、撮像データを利用したリード線の挿入作業が実行される。

詳しくは、部品保持具７８によりリード部品９２が保持されると、部品保持具７８がパーツカメラ２８の上方に移動され、リード部品９２が撮像される。そして、リード部品９２の撮像データに基づいて、リード部品９２のリード線９４の先端位置が演算され、演算されたリード線９４の先端位置と、回路基材１２の貫通穴２００の位置とが重なるように、Ｘ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御される。そして、プッシャ８８によりリード部品９２が下方に向かって押し付けられることで、リード線９４が貫通穴２００に挿入される。

ただし、稀に、プッシャ８８の熱変位等により、プッシャ８８のＺ方向へのストロークにズレが生じている場合がある。また、稀に、貫通穴２００の形成位置が本来の形成位置からズレている場合がある。このような場合には、撮像データに基づいて、リード線９４の先端位置と、回路基材１２の貫通穴２００の位置とが重なるように、Ｘ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御されても、リード部品９２が下降された際に、図１１に示すように、リード線９４ｂを貫通穴２００に挿入することができない場合がある。

また、例えば、撮像データに基づいて、リード線９４の先端位置と、回路基材１２の貫通穴２００の位置とが重なるように、Ｘ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御された場合であっても、図１６に示すように、リード線９４ａの中央部に反り等が生じていると、リード線９４の先端部は貫通穴２００に挿入されるが、リード部品９２が下降された際に、リード線９４ａの中央部が貫通穴２００の縁に引っ掛かり、リード線９４ａを挿入できない場合がある。このため、このような場合には、上述したように、リード線９４を振動させた状態での挿入作業が実行される。

詳しくは、撮像データに基づいて、リード線９４の先端位置と、回路基材１２の貫通穴２００の位置とが重なるように、Ｘ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御された後に、プッシャ８８の作動によりリード部品９２が下降される。この際、プッシャ８８の駆動源のエアシリンダ９０のエア圧がモニタリングされており、エア圧の変化によりリード線９４が貫通穴２００に挿入されたか否かが判断される。この際、リード線９４が貫通穴２００に挿入されたと判断された場合は、リード部品９２が更に下降される。一方、リード線９４が貫通穴２００に挿入されていないと判断された場合は、上述した手順でリード線９４が振動される。

このように、リード線９４が振動されることで、例えば、図１１に示す状態のリード線９４ｂは、図１４に示すように、貫通穴２００に挿入される。また、図１６に示す状態のリード線９４ａは、リード線９４ａの反りが生じている方向と反対法にリード線９４ａが振動された際に、その反りが解消され、リード線９４ａが貫通穴２００に挿入される。なお、リード線９４が振動されている際に、エアシリンダ９０のエア圧がモニタリングされており、エア圧の変化によりリード線９４が貫通穴２００に挿入されたか否かが判断される。そして、リード線９４が貫通穴２００に挿入されたと判断された場合に、リード線９４の振動が停止され、リード部品９２が更に下降される。一方、リード線９４の貫通穴２００への挿入が検知されずに、リード線９４の振動が完了した場合には、そのリード部品は、廃棄、若しくは矯正される。このように、撮像データに基づくリード線９４の挿入作業時に、リード線９４を振動させた状態で挿入作業が実行されることで、リード線９４の挿入率を向上させることが可能となる。

次に、リード線９４が貫通穴２００に挿入され、リード部品９２が更に下降されることで、リード線９４が、図１５に示すように、カットアンドクリンチユニット１００の第２挿入穴１３６及び第１挿入穴１３０に挿入される。そして、リード線９４が第２挿入穴１３６及び第１挿入穴１３０に挿入されると、カットアンドクリンチユニット１００において、１対の可動部１２２がスライド装置１２４の作動によってスライドする。これにより、リード線９４が、図１７に示すように、第１挿入穴１３０の固定刃１３１と第２挿入穴１３６の可動刃１３８とによって切断される。そして、リード線９４の切断により分離された先端部は、第１挿入穴１３０の内部において落下し、廃棄ボックス１３２に廃棄される。

また、１対の可動部１２２は、リード線９４を切断した後も、さらにスライドされる。このため、切断によるリード線９４の新たな先端部は、可動部１２２のスライドに伴って、第２挿入穴１３６の内周のテーパ面に沿って屈曲し、さらに、可動部１２２がスライドすることで、リード線９４の先端部がガイド溝１４０に沿って屈曲する。これにより、リード線９４は屈曲し、リード線９４の貫通穴２００からの抜けが防止された状態で、リード部品９２が回路基材１２に装着される。

また、部品実装機１０は、対基板作業機の一例である。制御装置３６は、制御装置の一例である。作業ヘッド移動装置６４は、移動装置の一例である。部品保持具７８は、保持具の一例である。リード部品９２は、リード部品の一例である。リード線９４は、リードの一例である。貫通穴２００は貫通穴の一例である。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、部品本体９６から同方向に複数のリード線９４が延び出すリード部品９２、所謂、ラジアル部品の装着に本発明が適用されているが、複数のリードが同軸的に配設されたリード部品、所謂、アキシャル部品の装着に本発明を適用することが可能である。なお、上記実施例でのラジアル部品の装着時には、リード線が２方向（矢印２１２，２１４の延びる方向、及び、矢印２１６，２１８の延びる方向）に振動されているが、アキシャル部品の装着時には、リード線の基端部の軸方向に、リード線を振動してもよい。つまり、ラジアル部品装着時には、リード線を２方向において振動させ、アキシャル部品装着時には、リード線を１方向において振動させてもよい。

また、上記実施例では、リード線は直線状の軌跡に沿って移動されているが、曲線状，円状等、種々の形状の軌跡に沿って移動させてもよい。

また、リード部品９２の撮像データを利用して、リード部品９２の装着作業が実行される場合には、例えば、リード部品９２の撮像データを利用して、リード線の移動態様を変更してもよい。例えば、撮像データに基づいて、リード線の振動の振幅，振動回数，リード線の移動方向等を変更してもよい。さらに言えば、撮像データに基づいて、リード線を移動させながらの貫通穴２００へのリード線の挿入動作の有無を設定してもよい。詳しくは、例えば、撮像データに基づいて、リード線の曲り等の発生を確認し、リード線が曲がっている場合に、リード線を移動させながらの貫通穴２００へのリード線の挿入動作を実行し、リード線が曲がっていない場合には、従来の手法による貫通穴２００へのリード線の挿入動作を実行してもよい。

また、上記実施例では、リード線の線径に応じて、リード線の移動量が設定されるが、リードの線径だけでなく、貫通穴２００の内径，リード線の長さ等に応じて、リード線の移動量を設定してもよい。

また、上記実施例では、リード線が所定の回数、振動された後に、リード線の振動動作が停止されるが、所定時間、リード線を振動させた後に、リード線の振動動作を停止してもよい。また、上記実施例では、プッシャ８８の駆動源であるエアシリンダ９０のエア圧によってリード線が貫通穴に挿入されたか否かが判断されているが、種々の手法により、リード線の貫通穴への挿入を検出してもよい。具体的には、例えば、カットアンドクリンチユニット１００の第１挿入穴１３０等にセンサを設け、そのセンサによりリード線が検出された場合に、リード線の貫通穴２００への挿入を検出する手法を採用することが可能である。また、例えば、リード線を回路基材１２の表面に押し付ける駆動源として、エアシリンダ９０の代わりにサーボモータを採用し、モータのトルク値が閾値以下となった場合に、リード線の貫通穴２００への挿入を検出する手法を採用することが可能である。

また、上記実施例では、エアシリンダ９０を駆動源とするプッシャ８８によってリード部品９２が下降されるが、リード線を回路基材１２の表面に押し付ける駆動源として、エアシリンダ９０の代わりにサーボモータを採用することが可能である。この場合には、モータのトルク値等をエンコーダにより検出し、検出された値に基づいて、リード線の押付力を制御することが可能である。なお、駆動源としてサーボモータが採用される場合には、そのサーボモータは、作業ヘッド６０，６２又は、部品保持具７８を上下方向に上下させるもの、詳しくは、Ｚ方向移動装置７２の駆動源である。

また、上記実施例では、リード線が下降された後に、リード線の振動動作が行われているが、リード線の振動動作を行いつつ、リード線を下降させてもよい。

１０：部品実装機（対基板作業機） ３６：制御装置 ６４：作業ヘッド移動装置（移動装置） ７８：部品保持具（保持具） ９２：リード部品 ９４：リード線（リード） ２００：貫通穴

Claims (4)

1. リード部品を保持する保持具と、
   前記保持具を基板の面上に沿って移動可能な移動装置と、
   前記移動装置の作動を制御する制御装置と
   を備え、
   前記制御装置が、
   前記移動装置の作動を制御することで、前記保持具により保持されたリード部品のリードを、前記基板の面上に接触させた状態で移動させ、その基板に形成された貫通穴に挿入させることを特徴とする対基板作業機。
2. 前記制御装置が、
   前記移動装置の作動を制御することで、前記保持具により保持されたリード部品のリードを、そのリードが弾性変形する範囲内の押付力で基板に向かって押し付けつつ、前記基板の面上に接触させた状態で移動させることを特徴とする請求項１に記載の対基板作業機。
3. 前記制御装置が、
   前記移動装置の作動を制御することで、前記保持具により保持されたリード部品のリードを、前記基板の面上に接触させた状態で、１の方向に移動させた後に、その１の方向と異なる方向に移動させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の対基板作業機。
4. リード部品を保持する保持具と、前記保持具を基板の面上に沿って移動可能な移動装置とを備えた対基板作業機において、前記保持具により保持されたリード部品のリードを基板の貫通穴に挿入する挿入方法であって、
   前記保持具により保持されたリード部品のリードを、前記基板の面上に接触させた状態で移動させ、基板の貫通穴に挿入させることを特徴とする挿入方法。

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