WO2017037895A1 - 電子部品挿入組立機 - Google Patents
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- H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
- H05K13/04—Mounting of components, e.g. of leadless components
Definitions
- the present invention performs a clinching operation for inserting a lead of an electronic component into a through hole of a circuit board from above and bending the lead protruding downward from the through hole, or a cut and clinching operation for cutting and bending the lead.
- the present invention relates to an electronic component inserting and assembling machine having a function to perform.
- Patent Document 1 Japanese Patent No. 2765165
- a clinch head that performs a clinch operation is arranged below the circuit board so as to be movable up and down by an air cylinder, and when the clinch head is raised
- the upper limit regulating member of the clinch head abuts against the shock absorber rod before the upper end of the clinch head reaches the lower surface of the circuit board, thereby preventing the upper end of the clinch head from colliding with the lower surface of the circuit board vigorously.
- the upper limit regulating member of the clinch head abuts against the shock absorber rod before the upper end of the clinch head reaches the lower surface of the circuit board, thereby preventing the upper end of the clinch head from colliding with the lower surface of the circuit board vigorously.
- the clinch head In the electronic component insertion and assembly machine, the clinch head is lifted with the both side edges of the circuit board clamped by the clamp mechanism to perform the clinch operation and the cut-and-clinch operation. According to demand, the circuit board is also thinned, and the circuit board is easily warped. For this reason, the amount of warping downward of the circuit board may become large.
- the deceleration start position when the clinch head is raised (the upper limit regulating member of the clinch head is a rod of a shock absorber). The position of the contact between the clinch head and the lower surface of the circuit board is reduced, and the shock absorption is reduced.
- an air cylinder is used as a drive source for moving the clinch head up and down.
- the clinch head is moved up and down using a motor as a drive source.
- the speed control of the motor is performed at a high speed in the section from the start of ascent of the clinch head to the deceleration start position set at a fixed height position during the ascent, and then starts decelerating from that deceleration start position and clinch.
- the head is controlled to stop at the target operating position.
- the height of the deceleration start position is always the same, there is a problem similar to the configuration of Patent Document 1 described above.
- the problem to be solved by the present invention is to provide an electronic component inserting and assembling machine that can stably prevent the upper end of the clinch head from strikingly colliding with the lower surface of the circuit board during the raising operation of the clinch head. .
- the present invention provides a lead insertion device for inserting a lead of an electronic component into a through hole of a circuit board from above, and a lead inserted into the through hole of the circuit board and protruding downward.
- a clinch head that performs a clinch operation to perform or a cut and clinch operation to cut and bend the lead (the “clinch head” of the present invention is a concept that also includes a “cut and clinch head” that performs a cut and clinch operation), and
- the clinch operation is performed from a standby position in which the clinch head is lowered by controlling the driving device.
- the section when raising to the operation position for performing the cut and clinch operation, the deceleration start position from the standby position
- the section includes a control device that raises the clinch head at a high speed to decelerate the ascent speed of the clinch head from the deceleration start position, and the control device includes means for changing the height of the deceleration start position. It is characterized by.
- the height of the deceleration start position can be controlled to be lower as the amount of warpage downward of the circuit board increases.
- the deceleration start position can be increased accordingly to increase the distance of the high-speed drive section from the standby position to the deceleration start position, thereby shortening the cycle time.
- the amount of warpage downward of the circuit board may be measured by an operator before the start of production, and the measured value data may be input to the control device, or the warpage measuring device for measuring the amount of warpage.
- the amount of warpage of the circuit board is measured with a warp measuring instrument before the start of production, and the height of the deceleration start position is changed according to the measured value. good.
- At least one of the type, thickness, material, size, etc. of the circuit board May be used as information correlating with the downward warping amount of the circuit board, and the height of the deceleration start position may be changed in accordance with the information.
- the amount of warping downward of the circuit board or information correlated therewith may be registered in association with the information on the circuit board to be used in a production program (production job) that controls the operation of the electronic component inserting and assembling machine.
- an input means may be provided in which an operator inputs a signal for changing the height of the deceleration start position to the control device.
- the circuit board is curved downward, the height of the lower surface of the circuit board is lowest at the central portion and gradually increases toward both sides thereof. Therefore, the height of a single circuit board varies depending on the position of the through hole into which the lead of the electronic component is inserted.
- the present invention may change the height of the deceleration start position according to the position of the through hole of the circuit board. In this way, the height of the deceleration start position can be changed even when the height changes depending on the position of each through hole on the circuit board, and fine control is possible.
- FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control system of an electronic component insertion assembly machine according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a cut and clinching apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the cut and clinch head.
- 4A and 4B are diagrams for explaining the cut-and-clinch operation of the cut-and-clinch head.
- FIG. 5 is a diagram for explaining a process of performing the cut and clinching operation by raising the cut and clinching head from the standby position to the operation position.
- a component supply device 13 for supplying an electronic component 12 with leads 11 (see FIGS. 4 and 5) is set to be replaceable. Further, in the electronic component inserting and assembling machine, a board transfer device 15 for transferring a circuit board 14 (see FIGS. 4 and 5) and a board clamping device for clamping the circuit board 14 carried into a predetermined position by the board transfer device 15. 18, a lead insertion device 17 that picks up the electronic component 12 supplied by the component supply device 13 and inserts the lead 11 of the electronic component 12 into the through hole 16 of the circuit board 14 from above, and a through hole of the circuit board 14.
- a cut and clinching device 20 that performs a cut and clinching operation for cutting and bending the lead 11 that is inserted into 16 and protrudes downward is provided.
- the cut and clinching device 20 is obtained by adding a function of cutting the lead 11 to the clinching device that performs only the clinching operation for bending the lead 11, and the present invention is applied to either the cut and clinching device 20 or the clinching device. Is also applicable.
- the cut and clinch device 20 includes a cut and clinch head 21 that performs a cut and clinch operation, an X-axis drive device 22 that drives the head 21 in the X direction (the conveyance direction of the circuit board 14), and the head 21 in the X direction.
- a Y-axis drive device 23 that drives in a Y direction that is orthogonal to the horizontal direction
- a Z-axis drive device 24 that drives the head 21 in the Z direction (vertical direction)
- a head 21 that moves the head 21 in the ⁇ direction (centering on the Z axis).
- a ⁇ -axis drive device 25 that is driven in the direction of rotation).
- the cut and clinching head 21 is moved in the XYZ directions by the X-axis, Y-axis, Z-axis, and ⁇ -axis driving devices 22 to 25 below the circuit board 14 that is carried in by the board transport device 15 and clamped by the board clamp device 18. And driven in the ⁇ direction.
- the cut and clinching head 21 includes a head main body 28, a pair of first movable parts 29a and 29b held by the head main body 28 so as to be movable in the horizontal direction, and a pair of first movable parts 29a and 29b.
- the distance between the pair of first movable parts 29a and 29b is determined by moving the pair of second movable parts 30a and 30b held movably in the horizontal direction and the pair of first movable parts 29a and 29b close to each other.
- the distance between the pair of second movable portions 30a and 30b is adjusted by moving the first movable portion drive device 31 that is adjusted according to the distance between the leads 11 of the component 12 and the pair of second movable portions 30a and 30b.
- a pair of second movable part drive devices 32a and 32b to be changed is provided.
- the first movable part drive device 31 is attached to the head main body 28, and the pair of second movable part drive devices 32a and 32b is attached to the pair of first movable parts 29a and 29b.
- lead insertion holes 49a and 49b for inserting the lead 11 of the electronic component 12 from above are formed in each of the pair of first movable portions 29a and 29b, and the pair of second movable portions 30a and 29b.
- Each of 30b is formed with lead insertion holes 50a and 50b for inserting the lead 11 of the electronic component 12 from above.
- the X-axis drive device 22 for driving the cut and clinching head 21 in the X direction moves the X slider 34 by an X-axis ball screw mechanism 33 using an X-axis motor (not shown) as a drive source. It is configured to move in the X direction along the X axis guide 35, and the Y axis drive device 23 is attached on the X slider 34.
- the Y-axis drive device 23 is configured to move a Y slider 38 in the Y direction along a Y-axis guide 39 by a Y-axis ball screw mechanism 37 using a Y-axis motor (not shown) as a drive source.
- a Z-axis drive device 24 is attached to the Y slider 38.
- the Z-axis drive device 24 is configured to move the Z slider 43 in the Z direction along the Z-axis guide 44 by a Z-axis ball screw mechanism 42 using a Z-axis motor 41 (for example, a servo motor) as a drive source.
- the ⁇ -axis drive device 25 is attached to the Z slider 43.
- the Z-slider 43 holds the cut-and-clinch head 21 so as to be rotatable in the ⁇ direction by the ⁇ -axis drive device 25.
- the ⁇ -axis drive device 25 is configured to rotate a ⁇ -axis rotary table 48 in the ⁇ direction by a ⁇ -axis drive mechanism 47 using a ⁇ -axis motor 46 as a drive source, and cut and clinch on the ⁇ -axis rotary table 48.
- a head main body 28 of the head 21 is attached, and the cut and clinch head 21 rotates in the ⁇ direction integrally with the ⁇ -axis rotary table 48.
- control device 51 The operation of the electronic component inserting and assembling machine configured as described above is controlled by a control device 51 (see FIG. 1) including one or a plurality of computers.
- the control device 51 of the electronic component inserting and assembling machine includes an input device 52 (input means) such as a keyboard, a mouse, and a touch panel, and a hard disk, RAM, ROM, etc. for storing various programs and data.
- the storage device 53 storage means
- display device 54 such as a liquid crystal display or a CRT.
- the control device 51 of the electronic component inserting and assembling machine controls the operations of the component supplying device 13, the substrate conveying device 15, the substrate clamping device 18, the lead inserting device 17, the cut and clinching device 20, and the like, and performs the cut and clinching operation. Run like this.
- both side edges of the circuit board 14 carried into a predetermined position in the electronic component inserting and assembling machine by the board conveying device 15 are clamped by the substrate clamping device 18, and the electronic component 12 supplied by the component supplying device 13 is lead-inserted.
- the two leads 11 of the electronic component 12 are positioned and lowered above the two through holes 16 of the circuit board 14 by picking up at 17, and the two leads 11 of the electronic component 12 are moved down to the circuit board. 14 are inserted into the two through holes 16.
- the cut and clinching head 21 waiting at a standby position away from the lower surface of the circuit board 14 is moved in the XY directions by the X-axis driving device 22 and the Y-axis driving device 23, so that the cutting and clinching head 21 is moved.
- the electronic component 12 is positioned below the two through holes 16 of the circuit board 14 in which the two leads 11 are inserted, and the ⁇ -axis drive mechanism 47 corrects the rotation angle of the cut and clinching head 21 in the ⁇ direction.
- the Z-axis drive device 24 raises the cut-and-clinch head 21 from the standby position to an operation position for performing the cut-and-clinch operation (a height position in contact with or close to the lower surface of the circuit board 14).
- the lead insertion holes 49a, 49b of the pair of first movable parts 29a, 29b and the lead insertion holes 50a of the pair of second movable parts 30a, 30b, as shown in FIG. 50 b is inserted into the two leads 11 protruding downward from the two through holes 16 of the circuit board 14. In this state, as shown in FIG.
- the second movable part driving device 32 by moving the pair of second movable parts 30a, 30b relative to the pair of first movable parts 29a, 29b by the second movable part driving device 32, The unnecessary part of the tip of the two leads 11 of the electronic component 12 is cut, and the part protruding from the through hole 16 of each lead 11 after cutting is bent along the lower surface of the circuit board 14 to be placed on the circuit board 14. 12 is temporarily fixed.
- the direction in which the lead 11 is bent (the moving direction of the second movable parts 30a and 30b) may be either the inner side or the outer side.
- the cut and clinching head 21 is lowered to the standby position by the Z-axis drive device 24 to stand by, and thereafter, each time the electronic component 12 with the lead 11 is mounted on the circuit board 14, the above-described series of operations is performed. Repeat cut and clinching.
- the cut-and-clinch head 21 when the cut-and-clinch head 21 is raised by the Z-axis drive device 24 from the standby position away from the lower surface of the circuit board 14 to the operation position for performing the cut-and-clinch operation, In the section from the deceleration start position, for example, the cut and clinching head 21 is raised at a high speed at the highest speed, and the rising speed of the cut and clinching head 21 is decelerated from the deceleration start position to move the cut and clinching head 21 at the operating position. Stop and perform cut and clinch operation.
- the deceleration distance between the deceleration start position and the lower surface of the circuit board 14 is small when the downward warping amount of the circuit board 14 is large.
- the cut-and-clinch head 21 may collide with the lower surface of the circuit board 14 without being sufficiently decelerated.
- the lower surface of the circuit board 14 may be lower than the deceleration start position due to warping, and the cut-and-clinch head 21 may collide with the lower surface of the circuit board 14 without being decelerated at all. There is also.
- the control device 51 of the electronic component inserting and assembling machine changes the height of the deceleration start position in accordance with the amount of warping downward of the circuit board 14 or information correlated therewith. For example, the control is performed such that the height of the deceleration start position is lowered as the amount of warping downward of the circuit board 14 increases.
- the deceleration distance between the deceleration start position and the lower surface of the circuit board 14 can be stably secured without excess or deficiency, and cut and clinching.
- the amount of warping downward of the circuit board 14 is measured by the operator before the start of production, and the operator inputs the measured value data to the control device 51 by operating the input device 52.
- a warpage measuring instrument for measuring the amount of warpage may be provided in the electronic component inserting and assembling machine, and the amount of warpage below the circuit board 14 may be measured with the warpage measuring instrument before the start of production.
- the height of the deceleration start position may be changed.
- the type, thickness, material, size, etc. of the circuit board 14 At least one of the above may be used as information correlating with the downward warping amount of the circuit board 14, and the height of the deceleration start position may be changed according to the information.
- the downward warping amount of the circuit board 14 or information correlated therewith is registered in association with the information of the circuit board 14 to be used in a production program (production job) for controlling the operation of the electronic component insertion assembly machine.
- the operator may input a signal for changing the height of the deceleration start position to the control device 51 by operating the input device 52.
- the circuit board 14 is curved downward, so that the lower surface of the circuit board 14 has the lowest height at the center and gradually increases toward both sides. Accordingly, the height of even one circuit board 14 varies depending on the position of the through hole 16 into which the lead 11 of the electronic component 12 is inserted.
- the height of the deceleration start position may be changed according to the position (XY coordinate) of the through hole 16 of the circuit board 14. In this way, the height of the deceleration start position can be changed with respect to the change in height depending on the position of each through-hole 16 on the circuit board 14, and fine control is possible.
- the ascending / stopping position (operating position) of the cut and clinch head 21 may be changed according to the amount of warping of the circuit board 14 downward or information correlated therewith.
- the descent stop position (standby position) of the cut and clinch head 21 may be changed according to the amount of warpage of the circuit board 14 downward or information correlated therewith.
- the present invention is not limited to an electronic component insertion assembly machine equipped with a cut and clinching device 20 that performs a cut and clinching operation, but can also be applied to an electronic component insertion assembly machine equipped with a clinching device that performs only a clinching operation. is there.
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Abstract
Ｚ軸駆動装置（２４）によってカットアンドクリンチヘッド（２１）を回路基板（１４）の下面から下方に離れた待機位置からカットアンドクリンチ動作を行う動作位置まで上昇させる際に、回路基板の下面から下方に離れた待機位置から減速開始位置までの区間はカットアンドクリンチヘッドを最高速で高速上昇させて、該減速開始位置からカットアンドクリンチヘッドの上昇速度を減速させて、動作位置でカットアンドクリンチヘッドを停止させてカットアンドクリンチ動作を行う。この際、回路基板の下方への反り量又はそれに相関する情報に応じて減速開始位置の高さを変更する。例えば、回路基板の下方への反り量が大きくなるほど、減速開始位置の高さを低くするように制御する。これにより、回路基板の下方への反り量の大小を問わず、減速開始位置と回路基板の下面との間の減速距離を過不足なく安定して確保することが可能となる。
Description
本発明は、回路基板のスルーホールに上方から電子部品のリードを挿入して、そのスルーホールから下方に突出したリードを折曲するクリンチ動作又は該リードを切断及び折曲するカットアンドクリンチ動作を行う機能を備えた電子部品挿入組立機に関する発明である。
特許文献１（特許第２７６５１６５号公報）に記載された電子部品挿入組立機は、回路基板の下方に、クリンチ動作を行うクリンチヘッドをエアシリンダにより上下動可能に配置し、クリンチヘッドの上昇動作時にクリンチヘッドの上端が回路基板の下面に到達する前に、クリンチヘッドの上限規制部材がショックアブゾーバのロッドに当接することで、クリンチヘッドの上端が回路基板の下面に勢い良く衝突することを防止するようにしている。
電子部品挿入組立機では、回路基板の両側縁をクランプ機構でクランプした状態でクリンチヘッドを上昇させてクリンチ動作やカットアンドクリンチ動作を行うようにしているが、近年の部品実装基板の薄型化の要求により、回路基板も薄型化され、回路基板が反りやすくなっている。このため、回路基板の下方への反り量が大きくなる場合もあるが、上記特許文献１の構成では、クリンチヘッドの上昇動作時の減速開始位置（クリンチヘッドの上限規制部材がショックアブゾーバのロッドに当接する位置）が常に同じ高さであるため、回路基板の下方への反り量が大きくなると、クリンチヘッドの減速開始位置と回路基板の下面との間の減速距離が小さくなって、ショックアブゾーバによる緩衝効果が十分に得られなくなったり、極端な場合には、回路基板の下面が反りによりクリンチヘッドの減速開始位置よりも低くなって、クリンチヘッドの上限規制部材がショックアブゾーバのロッドに当接する前（ショックアブゾーバによる緩衝効果が発生する前）にクリンチヘッドの上端が回路基板の下面に勢い良く衝突してしまう可能性がある。従って、特許文献１の構成では、回路基板の下方への反り量によっては、ショックアブゾーバの緩衝効果が安定して得られず、クリンチヘッドの上端が回路基板の下面に勢い良く衝突することを安定して防止できない。クリンチヘッドの上端が回路基板の下面に勢い良く衝突すると、その衝撃で、回路基板が損傷したり、回路基板に装着（載置）した部品が散乱する等の問題が発生する可能性がある。
ところで、特許文献１の構成では、クリンチヘッドを上下動させる駆動源としてエアシリンダを用いているが、モータを駆動源としてクリンチヘッドを上下動させるようにしたものがある。このものでは、モータの速度制御は、クリンチヘッドの上昇開始から上昇途中の一定の高さ位置に設定された減速開始位置までの区間は高速駆動し、その減速開始位置から減速を開始してクリンチヘッドを目標の動作位置で停止させるように制御するが、この場合も、減速開始位置の高さが常に同じ高さであるため、上述した特許文献１の構成と同様の課題がある。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、クリンチヘッドの上昇動作時にクリンチヘッドの上端が回路基板の下面に勢い良く衝突することを安定して防止できる電子部品挿入組立機を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明は、回路基板のスルーホールに上方から電子部品のリードを挿入するリード挿入装置と、前記回路基板のスルーホールに挿入されて下方に突出したリードを折曲するクリンチ動作又は該リードを切断及び折曲するカットアンドクリンチ動作を行うクリンチヘッド（本発明の「クリンチヘッド」はカットアンドクリンチ動作を行う「カットアンドクリンチヘッド」も含む概念である）と、前記回路基板の下方で前記クリンチヘッドをＸＹＺ方向及びθ方向に駆動する駆動装置とを備えた電子部品挿入組立機において、前記駆動装置を制御して前記クリンチヘッドを下降させた待機位置から前記クリンチ動作又は前記カットアンドクリンチ動作を行う動作位置へ上昇させる際に前記待機位置から減速開始位置までの区間は前記クリンチヘッドを高速上昇させて前記減速開始位置から前記クリンチヘッドの上昇速度を減速させる制御装置を備え、前記制御装置は、前記減速開始位置の高さを変更する手段を含むことを特徴とするものである。
このようにすれば、例えば、回路基板の下方への反り量が大きくなるほど、減速開始位置の高さを低くするように制御することが可能となる。これにより、回路基板の下方への反り量の大小を問わず、クリンチヘッドの減速開始位置と回路基板の下面との間の減速距離を過不足なく安定して確保することが可能となり、クリンチヘッドの上昇動作時にクリンチヘッドの上端が回路基板の下面に勢い良く衝突することを安定して防止できる。しかも、回路基板の下方への反り量が小さければ、それに応じて減速開始位置を高くして待機位置から減速開始位置までの高速駆動区間の距離を増加させることが可能となり、サイクルタイムを短縮して生産性を向上できる。
この場合、回路基板の下方への反り量は、生産開始前に作業者が計測して、その計測値のデータを制御装置に入力するようにしても良いし、反り量を計測する反り計測器を電子部品挿入組立機に設けて、生産開始前に反り計測器で回路基板の下方への反り量を計測して、その計測値に応じて減速開始位置の高さを変更するようにしても良い。
或は、回路基板の種類、板厚、材質、サイズ等に応じて回路基板の下方への反り量が変化することを考慮して、回路基板の種類、板厚、材質、サイズ等の少なくとも１つを、回路基板の下方への反り量に相関する情報として用いて、これらの情報に応じて減速開始位置の高さを変更するようにしても良い。
回路基板の下方への反り量又はそれに相関する情報は、電子部品挿入組立機の動作を制御する生産プログラム（生産ジョブ）等に、使用する回路基板の情報と関連付けて登録するようにしても良いし、或は、制御装置に対して減速開始位置の高さを変更する信号を作業者が入力する入力手段を設けた構成としても良い。
また、回路基板は、下方に湾曲状に反るため、回路基板の下面の高さは、中央部分が最も低くなり、その両側に向けて徐々に高くなる。従って、１枚の回路基板でも、電子部品のリードを挿入するスルーホールの位置によって高さが変わる。
この点を考慮して、本発明は、回路基板のスルーホールの位置に応じて減速開始位置の高さを変更するようにしても良い。このようにすれば、回路基板の各スルーホールの位置による高さの変化に対しても、減速開始位置の高さを変化させることができて、きめ細かな制御が可能となる。
以下、本発明を実施するための形態を、カットアンドクリンチ装置を搭載した電子部品挿入組立機に適用して具体化した一実施例を説明する。
電子部品挿入組立機には、リード１１付きの電子部品１２（図４、図５参照）を供給する部品供給装置１３が交換可能にセットされる。更に、電子部品挿入組立機には、回路基板１４（図４、図５参照）を搬送する基板搬送装置１５と、この基板搬送装置１５で所定位置に搬入した回路基板１４をクランプする基板クランプ装置１８と、部品供給装置１３によって供給された電子部品１２をピックアップして回路基板１４のスルーホール１６に上方から該電子部品１２のリード１１を挿入するリード挿入装置１７と、回路基板１４のスルーホール１６に挿入されて下方に突出したリード１１を切断及び折曲するカットアンドクリンチ動作を行うカットアンドクリンチ装置２０等が設けられている。カットアンドクリンチ装置２０は、リード１１を折曲するクリンチ動作のみを行うクリンチ装置に、リード１１を切断する機能を追加したものであり、本発明は、カットアンドクリンチ装置２０とクリンチ装置のどちらにも適用可能である。
以下、図２乃至図４を用いてカットアンドクリンチ装置２０の構成を説明する。
カットアンドクリンチ装置２０は、カットアンドクリンチ動作を行うカットアンドクリンチヘッド２１と、該ヘッド２１をＸ方向（回路基板１４の搬送方向）に駆動するＸ軸駆動装置２２と、該ヘッド２１をＸ方向と水平に直交するＹ方向に駆動するＹ軸駆動装置２３と、該ヘッド２１をＺ方向（上下方向）に駆動するＺ軸駆動装置２４と、該ヘッド２１をθ方向（Ｚ軸を中心にして回転する方向）に駆動するθ軸駆動装置２５とから構成されている。
カットアンドクリンチ装置２０は、カットアンドクリンチ動作を行うカットアンドクリンチヘッド２１と、該ヘッド２１をＸ方向（回路基板１４の搬送方向）に駆動するＸ軸駆動装置２２と、該ヘッド２１をＸ方向と水平に直交するＹ方向に駆動するＹ軸駆動装置２３と、該ヘッド２１をＺ方向（上下方向）に駆動するＺ軸駆動装置２４と、該ヘッド２１をθ方向（Ｚ軸を中心にして回転する方向）に駆動するθ軸駆動装置２５とから構成されている。
カットアンドクリンチヘッド２１は、基板搬送装置１５により搬入されて基板クランプ装置１８でクランプされた回路基板１４の下方でＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸及びθ軸の各駆動装置２２～２５によってＸＹＺ方向及びθ方向に駆動される。このカットアンドクリンチヘッド２１は、ヘッド本体２８と、このヘッド本体２８に水平方向に移動可能に保持された一対の第１可動部２９ａ，２９ｂと、一対の第１可動部２９ａ，２９ｂの各々に水平方向に移動可能に保持された一対の第２可動部３０ａ，３０ｂと、一対の第１可動部２９ａ，２９ｂを互いに接近・離間させることで一対の第１可動部２９ａ，２９ｂの間隔を電子部品１２のリード１１の間隔に合わせて調整する第１可動部駆動装置３１と、一対の第２可動部３０ａ，３０ｂを互いに接近・離間させることで一対の第２可動部３０ａ，３０ｂの間隔を変化させる一対の第２可動部駆動装置３２ａ，３２ｂ等を備えている。第１可動部駆動装置３１は、ヘッド本体２８に取り付けられ、一対の第２可動部駆動装置３２ａ，３２ｂは、一対の第１可動部２９ａ，２９ｂに取り付けられている。図４に示すように、一対の第１可動部２９ａ，２９ｂの各々には、電子部品１２のリード１１を上方から挿入するリード挿入孔４９ａ，４９ｂが形成され、一対の第２可動部３０ａ，３０ｂの各々には、電子部品１２のリード１１を上方から挿入するリード挿入孔５０ａ，５０ｂが形成されている。
このカットアンドクリンチヘッド２１をＸ方向に駆動するＸ軸駆動装置２２は、図２に示すように、Ｘ軸モータ（図示せず）を駆動源とするＸ軸ボールねじ機構３３によってＸスライダ３４をＸ軸ガイド３５に沿ってＸ方向に移動させる構成となっており、このＸスライダ３４上にＹ軸駆動装置２３が取り付けられている。
Ｙ軸駆動装置２３は、Ｙ軸モータ（図示せず）を駆動源とするＹ軸ボールねじ機構３７によってＹスライダ３８をＹ軸ガイド３９に沿ってＹ方向に移動させる構成となっており、このＹスライダ３８にＺ軸駆動装置２４が取り付けられている。
Ｚ軸駆動装置２４は、Ｚ軸モータ４１（例えばサーボモータ等）を駆動源とするＺ軸ボールねじ機構４２によってＺスライダ４３をＺ軸ガイド４４に沿ってＺ方向に移動させる構成となっており、このＺスライダ４３にθ軸駆動装置２５が取り付けられている。Ｚスライダ４３には、カットアンドクリンチヘッド２１がθ軸駆動装置２５によってθ方向に回転可能に保持されている。
θ軸駆動装置２５は、θ軸モータ４６を駆動源とするθ軸駆動機構４７によってθ軸回転テーブル４８をθ方向に回転させる構成となっており、このθ軸回転テーブル４８上にカットアンドクリンチヘッド２１のヘッド本体２８が取り付けられ、θ軸回転テーブル４８と一体的にカットアンドクリンチヘッド２１がθ方向に回転するようになっている。
以上のように構成した電子部品挿入組立機の動作は、１台又は複数台のコンピュータからなる制御装置５１（図１参照）によって制御される。電子部品挿入組立機の制御装置５１には、図１に示すように、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置５２（入力手段）と、各種のプログラムやデータ等を記憶するハードディスク、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置５３（記憶手段）と、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等の表示装置５４等が接続されている。
電子部品挿入組立機の制御装置５１は、部品供給装置１３、基板搬送装置１５、基板クランプ装置１８、リード挿入装置１７及びカットアンドクリンチ装置２０等の動作を制御して、カットアンドクリンチ動作を次のように実行する。
まず、基板搬送装置１５により電子部品挿入組立機内の所定位置に搬入された回路基板１４の両側縁を基板クランプ装置１８でクランプすると共に、部品供給装置１３によって供給された電子部品１２をリード挿入装置１７でピックアップして該電子部品１２の２本のリード１１を回路基板１４の２つのスルーホール１６の上方で位置決めして下降させることで、該電子部品１２の２本のリード１１を該回路基板１４の２つのスルーホール１６に挿入する。
そして、回路基板１４の下面から下方に離れた待機位置で待機しているカットアンドクリンチヘッド２１をＸ軸駆動装置２２とＹ軸駆動装置２３によってＸＹ方向に移動させて、カットアンドクリンチヘッド２１を電子部品１２の２本のリード１１が挿入された回路基板１４の２つのスルーホール１６の下方に位置決めすると共に、θ軸駆動機構４７によってカットアンドクリンチヘッド２１のθ方向の回転角度を修正して、カットアンドクリンチヘッド２１の一対の第１可動部２９ａ，２９ｂのリード挿入孔４９ａ，４９ｂと一対の第２可動部３０ａ，３０ｂのリード挿入孔５０ａ，５０ｂの位置を回路基板１４の２つのスルーホール１６から下方に突出した２本のリード１１の下方に位置決めする。
この後、Ｚ軸駆動装置２４によってカットアンドクリンチヘッド２１を待機位置からカットアンドクリンチ動作を行う動作位置（回路基板１４の下面に接触又は接近した高さ位置）まで後述する上昇速度制御により上昇させて、図４（ａ）に示すように、カットアンドクリンチヘッド２１の一対の第１可動部２９ａ，２９ｂのリード挿入孔４９ａ，４９ｂと一対の第２可動部３０ａ，３０ｂのリード挿入孔５０ａ，５０ｂを、回路基板１４の２つのスルーホール１６から下方に突出した２本のリード１１に挿入する。この状態で、図４（ｂ）に示すように、第２可動部駆動装置３２によって一対の第２可動部３０ａ，３０ｂを一対の第１可動部２９ａ，２９ｂに対して相対移動させることで、電子部品１２の２本のリード１１の先端不要部分を切断すると共に、切断後の各リード１１のスルーホール１６から突出した部分を回路基板１４の下面に沿って折り曲げて回路基板１４上に電子部品１２を仮止めする。この際、リード１１を折り曲げる方向（第２可動部３０ａ，３０ｂの移動方向）は、内側、外側のどちらの方向であっても良い。この後、Ｚ軸駆動装置２４によってカットアンドクリンチヘッド２１を待機位置まで下降させて待機させ、以後、リード１１付きの電子部品１２を回路基板１４上に装着する毎に、上述した一連の動作を繰り返してカットアンドクリンチを行う。
ところで、図５に示すように、Ｚ軸駆動装置２４によってカットアンドクリンチヘッド２１を回路基板１４の下面から下方に離れた待機位置からカットアンドクリンチ動作を行う動作位置まで上昇させる際に、待機位置から減速開始位置までの区間はカットアンドクリンチヘッド２１を例えば最高速で高速上昇させて、該減速開始位置からカットアンドクリンチヘッド２１の上昇速度を減速させて、動作位置でカットアンドクリンチヘッド２１を停止させてカットアンドクリンチ動作を行う。この際、減速開始位置の高さが常に同じ高さであると、回路基板１４の下方への反り量が大きい場合には、減速開始位置と回路基板１４の下面との間の減速距離が小さくなって、カットアンドクリンチヘッド２１が十分に減速されないまま回路基板１４の下面に勢い良く衝突してしまう可能性がある。また、極端な場合には、回路基板１４の下面が反りにより減速開始位置よりも低くなって、カットアンドクリンチヘッド２１が全く減速されずに回路基板１４の下面に勢い良く衝突してしまう可能性もある。
そこで、本実施例では、電子部品挿入組立機の制御装置５１は、回路基板１４の下方への反り量又はそれに相関する情報に応じて減速開始位置の高さを変更するようにしている。例えば、回路基板１４の下方への反り量が大きくなるほど、減速開始位置の高さを低くするように制御する。これにより、回路基板１４の下方への反り量の大小を問わず、減速開始位置と回路基板１４の下面との間の減速距離を過不足なく安定して確保することが可能となり、カットアンドクリンチヘッド２１の上昇動作時にカットアンドクリンチヘッド２１の上端が回路基板１４の下面に勢い良く衝突することを安定して防止できる。しかも、回路基板１４の下方への反り量が小さければ、それに応じて減速開始位置を高くして待機位置から減速開始位置までの高速駆動区間の距離を増加させることが可能となり、サイクルタイムを短縮して生産性を向上できる。
この場合、回路基板１４の下方への反り量は、生産開始前に作業者が計測して、その計測値のデータを、作業者が入力装置５２を操作して制御装置５１に入力するようにしても良いし、反り量を計測する反り計測器を電子部品挿入組立機に設けて、生産開始前に反り計測器で回路基板１４の下方への反り量を計測して、その計測値に応じて減速開始位置の高さを変更するようにしても良い。
或は、回路基板１４の種類、板厚、材質、サイズ等に応じて回路基板１４の下方への反り量が変化することを考慮して、回路基板１４の種類、板厚、材質、サイズ等の少なくとも１つを、回路基板１４の下方への反り量に相関する情報として用いて、これらの情報に応じて減速開始位置の高さを変更するようにしても良い。
回路基板１４の下方への反り量又はそれに相関する情報は、電子部品挿入組立機の動作を制御する生産プログラム（生産ジョブ）等に、使用する回路基板１４の情報と関連付けて登録するようにしても良いし、或は、制御装置５１に対して減速開始位置の高さを変更する信号を作業者が入力装置５２を操作して入力するようにしても良い。
また、図５に示すように、回路基板１４は、下方に湾曲状に反るため、回路基板１４の下面の高さは、中央部分が最も低くなり、その両側に向けて徐々に高くなる。従って、１枚の回路基板１４でも、電子部品１２のリード１１を挿入するスルーホール１６の位置によって高さが変わる。
この点を考慮して、回路基板１４のスルーホール１６の位置（ＸＹ座標）に応じて減速開始位置の高さを変更するようにしても良い。このようにすれば、回路基板１４の各スルーホール１６の位置による高さの変化に対しても、減速開始位置の高さを変化させることができて、きめ細かな制御が可能となる。
また、カットアンドクリンチヘッド２１の上昇停止位置（動作位置）についても、回路基板１４の下方への反り量又はそれに相関する情報に応じて変更するようにしても良い。同様に、カットアンドクリンチヘッド２１の下降停止位置（待機位置）についても、回路基板１４の下方への反り量又はそれに相関する情報に応じて変更するようにしても良い。
尚、本発明は、カットアンドクリンチ動作を行うカットアンドクリンチ装置２０を搭載した電子部品挿入組立機に限定されず、クリンチ動作のみを行うクリンチ装置を搭載した電子部品挿入組立機にも適用可能である。
その他、本発明は、カットアンドクリンチ装置２０の構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。
１１…リード、１２…電子部品、１３…部品供給装置、１４…回路基板、１５…基板搬送装置、１６…スルーホール、１７…リード挿入装置、１８…基板クランプ装置、２０…カットアンドクリンチ装置、２１…カットアンドクリンチヘッド、２２…Ｘ軸駆動装置、２３…Ｙ軸駆動装置、２４…Ｚ軸駆動装置、２５…θ軸駆動装置、２９ａ，２９ｂ…第１可動部、３０ａ，３０ｂ…第２可動部、３１…第１可動部駆動装置、３２…第２可動部駆動装置、４１…Ｚ軸モータ、５０ａ，５０ｂ…リード挿入孔、５１…制御装置、５２…入力装置（入力手段）
Claims (6)
- 回路基板のスルーホールに上方から電子部品のリードを挿入するリード挿入装置と、前記回路基板のスルーホールに挿入されて下方に突出したリードを折曲するクリンチ動作又は該リードを切断及び折曲するカットアンドクリンチ動作を行うクリンチヘッドと、前記回路基板の下方で前記クリンチヘッドをＸＹＺ方向及びθ方向に駆動する駆動装置とを備えた電子部品挿入組立機において、
前記駆動装置を制御して前記クリンチヘッドを下降させた待機位置から前記クリンチ動作又は前記カットアンドクリンチ動作を行う動作位置へ上昇させる際に前記待機位置から減速開始位置までの区間は前記クリンチヘッドを高速上昇させて前記減速開始位置から前記クリンチヘッドの上昇速度を減速させる制御装置を備え、
前記制御装置は、前記減速開始位置の高さを変更する手段を含むことを特徴とする電子部品挿入組立機。 - 前記制御装置は、前記回路基板の下方への反り量又はそれに相関する情報に応じて前記減速開始位置の高さを変更する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の電子部品挿入組立機。
- 前記制御装置は、前記回路基板の種類、板厚、材質、サイズの少なくとも１つに応じて前記減速開始位置の高さを変更する手段を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品挿入組立機。
- 前記制御装置は、前記電子部品のリードを挿入する前記回路基板のスルーホールの位置に応じて前記減速開始位置の高さを変更する手段を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子部品挿入組立機。
- 前記制御装置は、前記回路基板の下方への反り量が大きくなるほど、前記減速開始位置の高さを低くするように制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電子部品挿入組立機。
- 前記制御装置に対して前記減速開始位置の高さを変更する信号を作業者が入力する入力手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電子部品挿入組立機。
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