JPWO2017085864A1

JPWO2017085864A1 - 対基板作業機、および挿入方法

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Inventors: 田中　克典; 克典田中
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Abstract

リード部品（９３）を保持する保持具と、保持具を移動させる移動装置と、保持具に保持されたリード部品を撮像する撮像装置とを備えた部品実装機において、リード部品（９３）の１対のリード（９５）の長さが異なっている。そして、撮像装置によるリード部品の撮像データに基づいて、移動装置の作動が制御され、保持具に保持されたリード部品の１対のリードのうちの長いリード（９５ａ）の先端部が、貫通穴（２００）に挿入される。次に、短いリード（９５ｂ）が貫通穴（２００）の上方に位置するようにリード部品（９３）を移動させた後に、短いリードが貫通穴に挿入される。つまり、１対のリードが、先端が回路基材（１２）に近い順番で、貫通穴に挿入される。これにより、リードに曲り等が生じている場合であっても、複数のリードを、順次、適切に貫通穴に挿入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。

リード部品は、通常、複数のリードを有しており、各リードが、基板に形成された貫通穴に挿入される。このため、複数のリードを適切に貫通穴に挿入することが望まれており、下記特許文献には、複数のリードを貫通穴に挿入するための技術が記載されている。

特開２０１５−９５５７４号公報

上記特許文献に記載の技術によれば、ある程度、複数のリードを貫通穴に挿入することが可能となる。しかしながら、上記特許文献には、リードを貫通穴に挿入する際に撮像手段及び、その撮像データを用いる旨の記載はあるものの、それらの手法の信頼性に関する詳細な記載もなく、更に適切にリードを貫通穴に挿入することが望まれている。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、複数のリードを適切に貫通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、複数のリードを有するリード部品を保持する保持具と、前記保持具を移動させる移動装置と、前記保持具に保持されたリード部品を撮像する撮像装置と、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、前記撮像装置によるリード部品の撮像データに基づいて、前記移動装置の作動を制御することで、前記保持具に保持されたリード部品の複数のリードを、先端が基板の近くに位置する順番で、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、複数のリードを有するリード部品を保持する保持具と、前記保持具を移動させる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、前記保持具に保持されたリード部品の複数のリードを、先端が前記基板の近くに位置する順番で、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。

本発明に記載の対基板作業機及び、挿入方法では、複数のリードが、先端が基板に近い順番で、貫通穴に挿入される。これにより、リードに曲り等が生じている場合であっても、複数のリードを、順次、適切に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。部品保持具を示す図である。パーツカメラを示す概略図である。テープフィーダを示す斜視図である。テープフィーダを示す拡大図である。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。従来の手法によ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。本発明の手法によ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。本発明の手法によ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。本発明の手法によ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。本発明の手法によ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。本発明の手法によ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。リード部品のリード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。リード部品を下端面側から示す図である。

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７参照）３４、制御装置（図１１参照）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７７が取り付けられている。部品保持具７７は、所謂チャックであり、図３に示すように、本体部７８と１対の爪部７９とを含む。１対の爪部７９は、本体部７８の下面から下方に延び出すように配設されており、互いに接近・離間可能にスライドする。これにより、部品保持具７７は、１対の爪部７９を接近させることで、１対の爪部７９によって部品を狭持し、１対の爪部７９を離間させることで、１対の爪部７９の間から部品を離脱する。

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との間に配設されている。パーツカメラ２８は、図４に示すように、側方照明装置８０と、遮光ブロック８２と、カメラ８４とを備えている。側方照明装置８０は、部品保持具７７に把持された部品に側方から光を照射するものである。なお、パーツカメラ２８は、後に詳しく説明するが、リード部品のリードの先端部におけるＺ方向の段差距離の演算時に用いられるため、側方照明装置８０は、その段差距離が解るように平行光を照射する。また、側方照明装置８０と、部品保持具７７に把持された部品との間に、遮光ブロック８２が配設されている。その遮光ブロック８２には、概して水平方向に延びるように、スリット８５が形成されている。そして、そのスリット８５の間から、部品保持具７７に把持された部品に光が照射される。なお、スリット８５の幅は、約１ｍｍ程度とされている。つまり、上下方向における幅が約１ｍｍの平行光が、部品保持具７７に把持された部品に向かって照射される。また、カメラ８４は、フレーム部４０の上面に上を向いた状態で配設されている。このような構造により、側方照明装置８０から照射された光が、部品保持具７７に保持された部品により反射し、その反射した光が、カメラ８４に入射する。これにより、部品保持具７７に保持された部品が撮像される。

部品供給装置３０は、図１に示すように、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８６とフィーダ型部品供給装置（図１１参照）８７とを有している。トレイ型部品供給装置８６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。また、フィーダ型部品供給装置８７には、図５に示すテープフィーダ８８が装着されている。テープフィーダ８８は、テープ送り機構９０と、リード保持機構９１と、リード切断機構９２とを備えている。

テープ送り機構９０は、テープ化部品（図示省略）をテープフィーダ８８の先端部に向かって送り出す。テープ化部品は、複数のリード部品（図１３参照）９３とキャリアテープ（図示省略）とから構成されている。リード部品９３は、部品本体部（図１３参照）９４と、その部品本体部９４の底面から延び出す２本のリード（図１３参照）９５とを含む。そして、リード部品９３の２本のリード９５が先端部において、キャリアテープにテーピングされている。また、リード保持機構９１は、テープフィーダ８８の先端部に配設されており、テープ送り機構９０により送り出されたテープ化部品のリード部品９３を、２本のリード９５において保持する。

詳しくは、リード保持機構９１は、図６に示すように、リード保持板９６を有している。リード保持板９６の１辺には、Ｖ字型の１対の切欠部９７が形成されている。そして、それら１対の切欠部９７によって、リード部品９３の１対のリード９５が保持される。また、リード保持板９６の下方に、リード切断機構９２が配設されている。リード切断機構９２は、リードカッタ９８を有しており、そのリードカッタ９８は、リード保持板９６と平行な状態で配設されている。そして、リード切断機構９２の駆動によりリードカッタ９８が作動することで、リード保持板９６の切欠部９７に保持されたリード９５が、リードカッタ９８により切断される。これにより、リード部品９３がキャリアテープから切り離され、そのリード部品９３が、リード保持板９６に保持された状態で供給される。つまり、リード保持板９６の配設位置において、リード部品９３が供給される。

なお、リードカッタ９８の上面は、段差面とされており、リード保持板９６の１対の切欠部９７の一方とリードカッタ９８の上面との間の距離と、リード保持板９６の１対の切欠部９７の他方とリードカッタ９８の上面との間の距離とは異なっている。このため、リードカッタ９８により切断されたリード９５の長さは、リード保持板９６の１対の切欠部９７の一方に保持されたリード９５と、他方に保持されたリード９５とで異なっている。つまり、テープフィーダ８８により供給されるリード部品９３では、１対のリード９５の長さが異なっている。ちなみに、リードカッタ９８の段差面の差は、約１．５ｍｍとされている。このため、テープフィーダ８８により供給されるリード部品９３では、１対のリード９５のうちの長いリード９５と短いリード９５との差は、約１．５ｍｍとされている。

また、ばら部品供給装置３２は、図１に示すように、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。

また、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７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８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９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１１参照）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１７参照）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１０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１７参照）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７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１１参照）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１１参照）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１１参照）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１１参照）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１１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６０，６２、作業ヘッド移動装置６４、トレイ型部品供給装置８６、フィーダ型部品供給装置８７、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。

＜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１２参照）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７７によってリード部品を保持する。

続いて、リード部品を保持した作業ヘッド６０，６２が、パーツカメラ２８の上方に移動し、パーツカメラ２８による撮像が行われる。この際、部品保持具７７により保持されたリード部品が撮像され、その撮像データに基づいて、部品保持具７７によるリード部品の保持姿勢に関する情報が演算され、その保持姿勢に関する情報を利用して、リード部品の回路基材１２への装着作業が行われる。詳しくは、リード部品の撮像データに基づいて、リード部品のリードの先端位置が演算される。なお、本明細書での「演算」は、コントローラ１９０等のコンピュータによる処理を含む概念であり、各種データに対して処理を施すことで所定の値を取得するための行為である。次に、演算されたリードの先端位置と、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、Ｚ方向移動装置７２の作動により、リード部品を保持した部品保持具７７が下降される。これにより、リード部品のリードが、回路基材１２の貫通穴２００に挿入される。

ただし、図１２に示すように、リード部品２１０のリード２１２に曲り，撓み等が生じている場合には、曲り等の生じているリード２１２が、回路基材１２の上面に接触し、そのリード２１２を貫通穴２００に挿入できない場合がある。具体的には、例えば、リード２１２が貫通穴２００に挿入される際に、図１２に示すように、１対のリード２１２のうちの一方のリード２１２ａ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、その一方のリード２１２ａは貫通穴２００に挿入可能であるが、他方のリード２１２ｂ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せず、その他方のリード２１２ｂは貫通穴２００からズレた位置において、回路基材１２の表面に接触するため、その他方のリード２１２ｂは貫通穴２００に挿入不能である。このため、１対のリード２１２のうちの少なくとも一方のリードの先端位置と、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リード部品２１０は、回路基材１２に装着不能な部品として廃棄される。若しくは、部品実装機１０にリードの矯正装置が配設されている場合は、曲り等の生じているリード２１２ｂがその装置によって矯正された後に、再度、装着作業が行われる。

このように、リード部品２１０を従来の手法に従って回路基材１２に装着しようとした場合には、リード部品の廃棄，リードの矯正によるタクト遅延等の問題が生じる。このため、部品実装機１０では、テープフィーダ８８により、１対のリード９５の長さの異なるリード部品９３を供給し、そのリード部品９３のリード９５が、長い順に貫通穴２００に挿入される。具体的には、テープフィーダ８８により供給されるリード部品９３が、部品保持具７７によって保持される。この際、部品保持具７７は、１対の爪部７９によってリード部品９３の部品本体部９４を把持する。

次に、部品保持具７７に保持されたリード部品９３がパーツカメラ２８により撮像され、リード部品９３のリード９５の先端位置が演算される。この際、部品保持具７７に保持されたリード部品９３を下降させつつ、リード９５の撮像が行われる。詳しくは、図４に示すように、パーツカメラ２８は、側方照明装置８０からの側射光により撮像を行う装置であり、その側射光の幅は１ｍｍ程度である。一方、リード部品９３の１対のリード９５の長いリード９５ａと短いリード９５ｂとの差は、１．５ｍｍ程度である。つまり、長いリード９５ａの先端位置と、短いリード９５ｂの先端位置との上下方向での差は、１．５ｍｍ程度である。このため、１対のリード９５の両方の先端に、側方照明装置８０から側射光を同時に照射することはできない。

そこで、リード部品９３の撮像時には、まず、側方照明装置８０からの側射光の上方に、リード部品９３が位置し、リード９５に側射光が照射されないように、部品保持具７７が移動される。そして、Ｚ方向移動装置７２の作動によって、部品保持具７７が徐々に下降される。これにより、１対のリード９５のうちの長いリード９５ａが、側射光の内部に上方から進入する。これにより、リード９５ａの先端に側射光が照射され、そのリード９５ａの先端がカメラ８４により撮像される。そして、その撮像データに基づいて、リード９５ａの先端位置のＸＹ方向での座標が演算される。また、リード９５ａが側射光の内部に侵入したタイミングでのリード９５ａの先端位置のＺ方向での座標は、側射光の上端位置となり、側射光の上端位置のＺ方向での座標は、既定値である。このため、リード９５ａが側射光の内部に侵入したタイミングでのリード９５ａの先端位置のＺ方向での座標は、その既定値（以下、「撮像時先端高さ」と記載する場合がある）となる。

続いて、部品保持具７７が更に下降されることで、１対のリード９５のうちの短いリード９５ｂが、側射光の内部に上方から進入する。これにより、リード９５ｂの先端に側射光が照射され、そのリード９５ｂの先端がカメラ８４により撮像される。そして、その撮像データに基づいて、リード９５ｂの先端位置のＸＹ方向での座標が演算される。また、Ｚ方向移動装置７２の駆動源がサーボモータである場合には、サーボモータの回転角度等がエンコーダにより検出されており、リード９５ａが側射光の内部に侵入したタイミングから、リード９５ｂが側射光の内部に侵入したタイミングまでのＺ方向移動装置７２の作動量が演算される。そして、その作動量に基づいて、リード９５ａの先端位置とリード９５ｂの先端位置とのＺ方向における差、つまり、リード９５ａの先端位置とリード９５ｂの先端位置との段差距離が演算される。

このように、パーツカメラ２８では、１対のリード９５のうちの長いリード９５ａが側射光に侵入してから、短いリード９５ｂが浸入するまでリード部品９３の撮像が行われることで、リード９５ａ及び、リード９５ｂの先端位置のＸＹ方向での座標、リード９５ａの先端位置のＺ方向での座標、リード９５ａの先端位置とリード９５ｂの先端位置との段差距離が演算される。また、長いリード９５ａのＸＹ方向での先端位置と、短いリード９５ｂのＸＹ方向での先端位置とに基づいて、１対のリード９５の間の距離であるリード間距離も演算される。

次に、演算されたリード間距離が、予め設定された設定範囲内であるか否かが判断される。設定範囲は、回路基材１２に形成された１対の貫通穴２００の間の距離である貫通穴間距離，リード９５の線径，貫通穴２００の内径に基づいて設定されている。このため、演算されたリード間距離が設定範囲内である場合には、１対のリード９５のＸＹ方向での座標と、１対の貫通穴２００のＸＹ方向での座標を同時に一致させることが可能である。つまり、１対のリード９５と１対の貫通穴２００との両方を、上方、若しくは、下方からの視点において、オーバーラップした状態とし、Ｚ方向，鉛直方向，高さ方向，回路基材１２に対する直角方向において一致させることが可能となる。一方、演算されたリード間距離が設定範囲外である場合には、１対のリード９５のＸＹ方向での座標と、１対の貫通穴２００のＸＹ方向での座標を同時に一致させることができない。つまり、１対のリード９５と１対の貫通穴２００との両方を、上方、若しくは、下方からの視点において、オーバーラップした状態とし、Ｚ方向，鉛直方向，高さ方向，回路基材１２に対する直角方向において一致させることができない。このため、例えば、１対のリード９５の一方のリードのＸＹ方向での座標を貫通穴２００の座標に一致させても、他方のリードのＸＹ方向での座標を貫通穴２００の座標に一致させることができず、その他方のリードを貫通穴２００に挿入することができない。

そこで、演算されたリード間距離が設定範囲外である場合には、１対のリード９５のうちの長いリード９５ａ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。これにより、長いリード９５ａ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、図１３に示すように、長いリード９５ａの先端と、貫通穴２００とが上下方向において重なる状態となる。つまり、リード９５ａと貫通穴２００とが、上方、若しくは、下方からの視点において、オーバーラップした状態となり、Ｚ方向，鉛直方向，高さ方向，回路基材１２に対する直角方向において一致する状態となる。そして、Ｚ方向移動装置７２の作動により、リード部品９３を保持した部品保持具７７が下降される。この際、長いリード９５ａの先端が、回路基材１２の上面より所定距離、下方に位置するように、部品保持具７７が下降される。

詳しくは、まず、所定距離が、リード９５ａの先端位置とリード９５ｂの先端位置との段差距離より僅かに短くなるように設定される。つまり、段差距離が１．５ｍｍである場合には、所定距離が１．０〜１．４ｍｍに設定される。また、回路基材１２の上面のＺ方向での座標は、既定値であり、その既定値から所定距離が減算される。この減算された値が、リード９５ａの先端が回路基材１２の上面より所定距離、下方に位置する際の、リード９５ａの先端位置のＺ方向での座標（以下、「目的高さ」と記載する）となる。そして、撮像時先端高さと目標高さとの差分に基づいて、Ｚ方向移動装置７２の作動が制御される。これにより、図１４に示すように、長いリード９５ａの先端が貫通穴２００に１．０〜１．４ｍｍ程度、挿入され、短いリード９５ｂの先端が、回路基材１２の上面より０．１〜０．５ｍｍ程度、上方に位置する。

続いて、１対のリード９５のうちの短いリード９５ｂ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。これにより、短いリード９５ｂ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、図１５に示すように、短いリード９５ｂの先端と、貫通穴２００とが上下方向において重なる状態となる。この際、図１５に示すように、貫通穴２００に挿入されている長いリード９５ａは、撓むが、リード９５ａの先端部が貫通穴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。

そして、Ｚ方向移動装置７２の作動により、リード部品９３を保持した部品保持具７７が下降される。この際、部品保持具７７の下降量は、リード９５ａの先端位置とリード９５ｂの先端位置との段差距離から上記所定距離を減じた値に、１．０ｍｍ程度加算した値に相当する距離とされる。つまり、例えば、段差距離が１．５ｍｍであり、所定距離が１．０ｍｍである場合には、部品保持具７７の下降量は、１．５（１．５−１．０＋１．０）ｍｍとされる。これにより、部品保持具７７の下降前に、回路基材１２の上面より０．５ｍｍ程度上方に位置していたリード９５ｂの先端が、図１６に示すように、貫通穴２００に挿入される。この際、リード９５ｂは、貫通穴２００に１．０ｍｍ程度挿入される。

次に、リード９５ｂが貫通穴２００に挿入されると、先に演算されたリード９５ａ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。これにより、リード９５ａの撓みが解消される。そして、図１７に示すように、長いリード９５ａ及び短いリード９５ｂが、基端部まで貫通穴２００に挿入されるように、Ｚ方向移動装置７２の作動が制御される。これにより、１対のリード９５が、図１８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。

次に、１対のリード９５の各々が、第２挿入穴１３６及び第１挿入穴１３０に挿入されると、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９５が、図１８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９５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９５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９５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９５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９５は屈曲し、リード９５の貫通穴２００からの抜けが防止された状態で、リード部品９３が回路基材１２に装着される。

なお、リード間距離が設定範囲内である場合には、１対のリード９５のＸＹ方向での座標と、１対の貫通穴２００のＸＹ方向での座標を同時に一致させることが可能である。このため、長いリード９５ａの先端位置と貫通穴２００の位置とが重なるとともに、短いリード９５ｂの先端位置と貫通穴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。これにより、長いリード９５ａの先端と貫通穴２００とが上下方向において重なるとともに、短いリード９５ｂの先端と貫通穴２００とが上下方向において重なる状態となる。そして、Ｚ方向移動装置７２の作動により、リード部品９３を保持した部品保持具７７が下降されることで、長いリード９５ａが貫通穴２００に挿入された後に、短いリード９５ｂが貫通穴２００に挿入される。つまり、リード間距離が設定範囲内である場合には、長いリード９５ａが貫通穴２００に挿入された後に、リード部品９３をＸＹ方向に移動させることなく、リード部品９３をそのまま下降させることで、短いリード９５ｂも貫通穴２００に挿入される。

このように、部品実装機１０では、異なる長さの１対のリードが、長いものから順番に、つまり、先端が回路基材１２の近くに位置する順番に、貫通穴２００に挿入される。この際、長いリード９５ａの挿入時に、短いリード９５ｂのＸＹ方向での座標と貫通穴２００の座標とが一致していない場合には、リード部品９３がＸＹ方向に移動されることで、短いリード９５ｂのＸＹ方向での座標と貫通穴２００の座標とが一致され、短いリード９５ｂが貫通穴２００に挿入される。これにより、曲り等の生じているリード９５であっても、リードを矯正することなく、貫通穴２００に適切に挿入することが可能となり、リード部品の廃棄，リードの矯正によるタクト遅延等の問題が解消される。

また、部品実装機１０は、対基板作業機の一例である。パーツカメラ２８は、撮像装置の一例である。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７７は、保持具の一例である。リード部品９３は、リード部品の一例である。部品本体部９４は、部品本体部の一例である。リード９５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、異なる長さの１対のリード９５を、それの先端が回路基材１２に近い順番に貫通穴２００に挿入するべく、リード９５の長さ寸法が長い順番で貫通穴２００に挿入しているが、Ｚ方向、言い換えれば、回路基材１２に対して直角に交わる方向，貫通穴２００の延びる方向，上下方向，高さ方向，部品保持具７７に保持されたリード９５の先端部の延びる方向において、下方に位置する順番で貫通穴２００に挿入することが可能である。

また、上記実施例では、本発明が異なる長さの１対のリード９５の挿入方法に適用されているが、同じ長さの１対のリードの挿入方法に本発明を適用することが可能である。詳しくは、同じ長さの１対のリードであっても、リードに曲り，反り，撓み，傾き，変形等が生じている場合には、１対のリードの先端位置は上下方向において異なる。また、リード部品９３の保持姿勢が傾いている場合にも、１対のリードの先端位置は上下方向において異なる。このため、同じ長さの１対のリードが貫通穴２００に挿入される際に、リードの先端が回路基材１２に近い順番に、１対のリードを貫通穴２００に挿入してもよい。つまり、同じ長さの複数のリードの挿入方法においても、本発明を適用することが可能である。

また、上記実施例では、本発明が１対のリード９５を有するリード部品９３に適用されているが、３本以上のリードを有するリード部品に本発明を適用することが可能である。この場合には、３本以上のリードが、先端が回路基材１２に近い順番に貫通穴２００に挿入される。

また、上記実施例では、長いリード９５ａが貫通穴２００に挿入された後に、リード部品９３がＸＹ方向に移動されているが、短いリード９５ｂのＸＹ方向での座標を変更可能な方向であれば、種々の方向にリード部品９３を移動させることが可能である。具体的には、例えば、回路基材１２の上面に沿った方向、貫通穴２００の延びる方向に交差する方向，部品保持具７７に保持されたリード９５の先端部の延びる方向と交差する方向など、種々の方向にリード部品９３を移動させることが可能である。

また、上記実施例では、長いリード９５ａが貫通穴２００に挿入され、リード部品９３がＸＹ方向に移動された後に、リード部品９３が下降され、長いリード部品９３及び短いリード９５ｂが基端部まで貫通穴２００に挿入されているが、長いリード９５ａが貫通穴２００に挿入され、リード部品９３がＸＹ方向に移動された後に、リード部品９３が下降され、短いリード９５ｂの先端部が貫通穴２００に挿入されてから、リード部品９３をＸＹ方向への移動前の位置に戻した後に、長いリード部品９３及び短いリード９５ｂを基端部まで貫通穴２００に挿入してもよい。

また、上記実施例では、１対のリード９５の長さの差が１．５ｍｍ程度とされているが、任意の長さに設定することが可能である。また、長いリード９５ａの貫通穴２００への挿入量が１．０〜１．４ｍｍ程度とされているが、ＸＹ方向へのリード部品９３の移動により、リード９５ａが貫通穴２００から抜けず、また、短いリード９５ｂが回路基材１２に接触しなければ、長いリード９５ａの貫通穴２００への挿入量を任意に設定することが可能である。

また、上記実施例では、撮像データに基づいて、リードの先端面の位置が演算され、その位置に基づいてＸ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御されているが、リードの別の位置を演算して、その位置に基づいてＸ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動を制御してもよい。詳しくは、図１９に示すように、１対のリード９５の一方のリード９５ｂが、先端部に向かうほど他方のリード９５ａから離間するように屈曲している場合について説明する。このようなリード部品９３では、リード９５ｂの下端面２２０は、基端部、つまり、リード９５ｂの部品本体部９４に連結される側の端部から外側に位置した状態となる。このような状態の撮像データに基づいて、コントローラ１９０は、リード９５ｂの下端面２２０の外側の縁から、設定距離Ａ、基端部側のＸＹ方向での座標を演算する。なお、設定距離Ａは、貫通穴２００の内径である。そして、その演算された座標と、貫通穴２００の座標とが一致するように、Ｘ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御する。これにより、リード９５ｂと貫通穴２００とは、上下方向において一致し、リード９５ｂを適切に貫通穴２００に挿入することが可能となる。

１０：部品実装機（対基板作業機）２８：パーツカメラ（撮像装置）３６：制御装置６４：作業ヘッド移動装置（移動装置）７７：部品保持具（保持具）９３：リード部品９４：部品本体部９５：リード２００：貫通穴

Claims

複数のリードを有するリード部品を保持する保持具と、
前記保持具を移動させる移動装置と、
前記保持具に保持されたリード部品を撮像する撮像装置と、
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、
前記撮像装置によるリード部品の撮像データに基づいて、前記移動装置の作動を制御することで、前記保持具に保持されたリード部品の複数のリードを、先端が基板の近くに位置する順番で、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。
前記保持具が、リード部品の部品本体部を保持することを特徴とする請求項１に記載の対基板作業機。
前記撮像装置が、
前記保持具に保持されたリード部品を下降させつつ撮像す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。
前記保持具に保持されるリード部品の複数のリードが、予め異なる長さに切断されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の対基板作業機。
複数のリードを有するリード部品を保持する保持具と、前記保持具を移動させる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、
前記保持具に保持されたリード部品の複数のリードを、先端が前記基板の近くに位置する順番で、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挿入方法。