JP2000503471A

JP2000503471A - 電気部品挿入装置

Info

Publication number: JP2000503471A
Application number: JP9525474A
Authority: JP
Inventors: ソーイ，ロバート，ジェイ．; ジャクソン，ロドニー，ピーター
Original assignee: ティーディーケイコーポレーションオブアメリカ
Priority date: 1996-01-05
Filing date: 1997-01-03
Publication date: 2000-03-21
Also published as: CA2241237A1; WO1997025838A2; WO1997025838A3; AU1703597A

Abstract

(57)【要約】電気部品のリードワイヤを形成し印刷回路板の開口内に挿入するのに用いられる挿入機械である。挿入機械はフレーム（１２）及びヘッド組立体（１４）を具備する。ヘッド組立体は、電気部品を受け入れ、リードワイヤを所定の形状に形成するための手段及び印刷回路板の開口にリードワイヤを挿入するための手段を含む。折り曲げ組立体（１８）は、ヘッド組立体の下方に位置し、リードワイヤを切るための手段及びリードワイヤを折り曲げるための手段を含む。印刷回路板を保持するためのワーク支持台（１６）は、垂直軸の回りに回転可能であり、折り曲げ組立体とヘッド組立体との間に位置する。

Description

【発明の詳細な説明】電気部品挿入装置発明の背景発明の技術分野本発明は、ワイヤ端子を平面状の加工部品に固定するための機械に関し、より詳しくは、電気部品を印刷回路板（ＰＣボード）にその電気部品のリードワイヤを切断し折り曲げることにより挿入し固定するための機器に関する。従来の技術電予産業において多く使われ大量生産される印刷回路板は、予め形成された開口を備え回路の形成された絶縁基板である。各開口は、注意深く位置決めされ、各種の電気部品の１本のリードワイヤを受け入れるよう構成される。各種電気部品は、抵抗、コンデンサ、トランジスタ、その他を含み、絶縁基板上に形成された印刷回路と電気的に相互に接続されるように用いられる。このような電気部品は、「挿入機」と呼ばれる挿入機械のような自動機器の使用によりＰＣボードの適切な開口に迅速かつ経済的に挿入できることが分かっている。典型的な挿入機械は、３つの基本的な機械的組立体、即ち、ヘッド組立体、ワーク支持組立体、及び折り曲げ組立体を含み、これらはすべて共通フレームに接続されている。挿入機械は、各種電気部品のリードワイヤをこれら電気部品が隣接の供給ビン、カートリッジからまたは前段に配列された供給リボンから供給されるに従い迅速に形成し（または他の状態に準備し）、位置決めをし、リードワイヤをＰＣボードの正しい開口に挿入するように、プログラムされている。典型的な挿入機械のへッド組立体、ワーク支持組立体、及び折り曲げ組立体は、ステープルを一枚の紙に止める卓上ステープラの動作に似た作用を互いにする。ここで、各「ステープル」は準備された電気部品に類似し、一枚の「紙」はＰＣボードに類似する。ＰＣボードはワーク支持台に固定される。このワーク支持台は、通常選択的に回動するが、ヘッド組立体と折り曲げ組立体との間に位置する。ヘッド組立体とワーク支持台は、挿入機械の運転中に互いに他に対し移動し、各電気部品のリードワイヤをＰＣボードの予め指定された正しい開口に整列させ挿入する。ヘッド組立体は、「リード形成具」副組立体を含み、この副組立体は例えば供給リボンからの個々の電気部品を切断し、リードワイヤ（軸型リードワイヤ配列と仮定する）を所定の形状に曲げるのに使用される。「ドライバ」と呼ばれる押具副組立体は、これもヘッド組立体内に配置されるが、リード形成具副組立体からＰＣボードの正しく整列された開口を通して、準備された（形成された）電気部品を押す。従来技術の挿入機械は、典型的には、空気圧リニアアクチュエータまたはモータ駆動の親ねじ組立体を利用し、ドライバ副組立体を移動させ形成された電気部品と接触させその電気部品をワーク支持台に固定されたＰＣボードに向けて押し付けるのに必要な下向きの直線動作を提供する。従来技術の挿入機械の気圧式アクチュエータに付随する問題点の中には、騒音、限界速度、及び変化する部品ボディとリードワイヤの直径に適合させる補助的手段が必要なことが含まれる。従来技術の挿入機械の親ねじ型アクチュエータの使用に付随する問題点には、親ねじ部品を製造し実行する費用及び親ねじを一定の割り出し部に連結させる困難性が含まれる。ある特定の電気部品の一対のリードワイヤの各々がＰＣボードのそれぞれの開口に挿入された後、折り曲げ組立体は、余分なリードワイヤ材料を切断し、その特定の電気部品の残ったリードワイヤ部分を折り曲げ、正確で信頼性があり「クリーン」な電気的接続が達成されることを確実にする。すべての要求された電気部品が正しい開口においてＰＣボードに対し折り曲げられると、そのＰＣボードはワーク支持台から取り除かれ、移動させられて、リフラックス工程を含む次の製造工程をうける。このリフラックス工程の間に、溶融はんだがＰＣボードの下側に適用され、各電気部品の各リードワイヤの折り曲げ部分を実際の印刷回路に永久的にかつ電気的に結合させる。上述した一般的な型及び本発明で考慮される部品挿入機械のヘッド組立体は、例えば、米国３，５５０，２３８号明細書、米国４，５５３，３２３号明細書及び米国４，７１９，８１０号明細書に記載されている。これらの特許は、気圧式及びまたはサーボ式で作動する挿入具を開示する。上述した一般的な型及び本発明で考慮される部品挿入機械のワーク支持台の例は、米国４，６７０，９７７号明細書、米国４，１９３，１８６号明細書及び米国４，５７４，６６０号明細書に記載されている。上述した一般的な型及び本発明で考慮される部品挿入機械の折り曲げ装置の例は、米国４，５８４，７５８号明細書、米国４，２９２，７２７号明細書に記載されている。ここで特定されたすべての特許はここに参照文献として組み込まれる。本発明の目的は、従来技術の不具合を解消する電気部品挿入機械を提供することである。本発明の他の目的は、従来技術のヘッド組立体の不具合を解消し、電気部品挿入機械に使用されるヘッド組立体を提供することである。本発明の他の目的は、従来技術のワーク支持台の不具合を解消し、電気部品挿入機械に使用されるワーク支持台を提供することである。本発明の他の目的は、従来技術の折り曲げ装置の不具合を解消し、電気部品挿入機械に使用される折り曲げ装置を提供することである。本発明の別の目的は、円滑な往復直線運動をドライバ副組立体に与える簡単な直線駆動機構を有するヘッド組立体を提供することである。本発明の別の目的は、部品供給リボン搬送機構を同時に駆動する直線駆動機構を提供することである。本発明の更に別の目的は、迅速で簡易化されかつ正確な割り出しシステムを含む回動ワーク支持台を提供することである。本発明の更に別の目的は、切断動作中に開口内に位置する電気部品リードの存在を自動的に決定する折り曲げ装置を提供することである。発明の要約本発明は、電気部品のリードワイヤを形成し印刷回路板の開口に挿入するように使用されるタイプの挿入機械に関する。この挿入機械は、フレームと、ヘッド組立体とを含む。このヘッド組立体は、電気部品を受け取り、リードワイヤを所定の形状に形成するための手段と、リードワイヤを印刷回路板の開口に挿入するための手段とを含む。折り曲げ組立体は、ヘッド組立体の下部に配置され、リードワイヤを切るための手段と、リードワイヤを折り曲げるための手段とを含む。印刷回路板を保持するためのワーク支持台は垂直軸の回りに回転可能であり、折り曲げ組立体とヘッド組立体との間に位置する。図面の簡単な説明図１Ａは、本発明に従った挿入機械を示す正面図である。図１Ｂは、本発明に従った図１Ａの挿入機械の側面図である。図１Ｃは、本発明に従った挿入機械の斜視図である。図２は、本発明に従った挿入機械のヘッド組立体の等大組立図である。図３は、本発明に従った図２のヘッド組立体の側面図である。図４は、本発明に従った挿入機械の折り曲げ組立体の部分断面図であり、リードワイヤ切断組立体及び連続状態リードワイヤ検知システムの詳細を示す。図５Ａは、本発明に従った折り曲げ組立体の固定ナイフ板の平面図である。図５Ｂは、図５Ａの固定ナイフ板の側面図である。図６Ａは、本発明に従った折り曲げ組立体のナイフブレードの平面図である。図６Ｂは、本発明に従った図６Ａのナイフブレードの側面図である。図６Ｃは、本発明に従った図６Ｂのナイフブレードの底面図である。図６Ｄは、本発明に従った図６Ｂのナイフブレードの先端の断側面図である。図６Ｅは、ナイフブレードの軸部分の図６Ａの6６Ｅ−６Ｅ線に沿った断面図である。図７Ａは、本発明に従った折り曲げ組立体の上支持板の平面図である。図７Ｂは、本発明に従った上支持板の上面図である。図７Ｃは、本発明に従った上支持板の側面図である。図８は、本発明に従った挿入機械の回転テーブル組立体の下側面の平面図である。図９は、本発明に従った回転テーブル組立体のロック組立体の部分平面図である。図１０は、回転テーブル組立体のロック組立体の図８の１０−１０線に沿った部分断面図である。図１１は、挿入機械の折り曲げ組立体の部分断面図であり、別のリードワイヤ切断組立体及び連続状態リードワイヤ検知システムの詳細を示す。図１２は、図１１の折り曲げ組立体の部分的に拡大した部分断面図である。好ましい実施の形態の詳細な説明Ａ．挿入機械図１を参照すると、本発明に従った電気部品挿入機械１０が示されており、フレーム１２，ヘッド組立体１４，ワーク支持台１６，折り曲げ組立体１８，及びコンピュータ端末２０を含んでいる。ヘッド組立体１４は、好ましくは堅くフレーム１２に取り付けられ、ワーク支持台１６の直上に位置し、挿入の基準点及び挿入の垂直軸（Ｚ軸）を確定する。挿入の基準点は電気部品の正確な挿入点である。挿入の垂直軸（Ｚ軸）は、挿入動作の間、ある特定の電気部品の経路を確定する。ヘッド組立体１４は、好ましくは電気部品の特定の順序を保持する予め形成されたリボンまたはテープを受け入れるように構成される。または、隣接の供給ビンまたはカートリッジからの個々の部品がヘッド組立体に供給される。説明され示されたヘッド組立体１４は、電気部品の、特に最も多い抵抗及び一定のコンデンサのような軸方向リードタイプの電気部品の供給テープを受け入れるよう構成されたタイプのものである。供給テープは、所定の順序で挿入される一連の電気部品からつくられている。これらの部品は、連続的に間隔をあけ、隣接する部品のリードと平行な軸方向リードを有して離れている。各軸方向リードワイヤの端部は折り曲げられた接着テープの長手に固定されている。リードワイヤは、隣接する電気部品から等間隔に離れており、供給テープのピッチを画定する。ヘッド組立体１４は、供給テープを受け取り、供給テープから個々にかつ連続的に各電気部品を（切断により）取り去る。部品が取り去られると、ヘッド組立体１４は各リードワイヤを下方に互いに平行になるように曲げ、取り付けられたＰＣボード上に位置する開口にリードワイヤ端を押し込む。割出し輪の構成は、以下に記述するが、供給テープとかみ合い、電気部品を必要に応じてヘッド組立体１４へ進める。ワーク支持台１６（以下に詳細に記述される）は、フレーム１２に取り付けられ、上面２２を含む。上面２２は、好ましくはＺ軸に直交し、広い開口部２４を含み、ここを横切って１枚のＰＣボード（または数枚のＰＣボード）が固定される。ワーク支持台１６は、同技術分野でよく知られているように（例えば、ここで参照文献として組み込まれた米国４，６７０，９７７号明細書参照）、独立して作動するＸ軸変位駆動システム２６及び独立して作動するＹ軸変位駆動システム２８を含む。各座標変位駆動システム２６，２８は、その各ＸまたはＹ軸に沿つてかつ挿入点に関して迅速で正確な位置決めを提供する。座標変位駆動システム２６，２８はコンピュータコントローラ２０により、切削工具に対しワーク支持台の位置を制御するためにフライス盤及び金属旋盤で一般に用いられる通常のモータ駆動位置決めシステムと同様の方法で制御される。挿入機械１０の動作中に、Ｘ軸駆動システム２６及びＹ軸駆動システム２８はコンピュータコントローラにより、適切な電気部品がＰＣボードの正しい開口に挿入されるよう回路板（及びワーク支持台１６）に対し挿入点を効率的に移動する位置データの予め指定された順序に従って、必要に応じ選択的に作動される。水平面におけるＸ軸及びＹ軸に沿った移動に加え、ワーク支持台１６は、更に好ましくは、以下に詳述するように、水平面内の中心の回りを回動する。本発明に従った折り曲げ組立体１８は、Ｚ軸に沿ってかつワーク支持台１６（及び固定されたＰＣボード）の真下でフレーム１２に取り付けられる。折り曲げ組立体１８は、挿入工程の間に必要に応じ同技術分野でよく知られているように、上昇し下降するが、以下の折り曲げ組立体のセクションで詳述するように、常に挿入点に位置決めされる。本発明に従った折り曲げ組立体の目的は、対象の開口を通してリードの存在を感知し、余分なリード材料を切断し、ＰＣボードに向けて残りのリードを折り曲げることである。Ｂ．挿入ヘッド組立体図２及び図３を参照すると、本発明に従った挿入ヘッド組立体１４が示され、ハウジング３０を含む（仮想線で示される）。ハウジング３０は、ヘッド組立体１４を構成する要素を支持し保護する。主レバー３２は回動端３４と動作端３６を含む。回動端３４はピン４０（または適切なボルトや締め具）を用いて回動軸３８に沿いハウジング３０に回動可能に取り付けられている。主レバー３２は、好ましくは２つの対称的で平行な離間したレバーアーム４２を含み、その間に位置する空間４４を画定する。往復動押しロッド４６は、動作端３６でレバー３２に取り付けられている。押しロッド４６は、ピン４８の適切なボルトを用いて空間４４内に両レバーアーム４４に回動自在に接続されている。接続ロッド５０は上端５２と下端５４を含む。上端５２は、動作端３６と回動端３４との間の点で主レバー３２に取り付けられている。接続ロッド５０は、適切なピン即ちボルト５６を用いて空間４４の間で両レバーアーム４２に好ましくは取り付けられる。主駆動シャフト６０は、適切な軸受け６２を用いてハウジング３０により回転可能に支持されている。主駆動シャフト６０は好ましくは主レバー３２に直交してかつ下側に配置される。サーボモータ６４は、駆動端６６で主駆動シャフト６０に作動可能に接続されている。主駆動シャフト６０は、２つの片寄りクランクアーム７０とクランク車軸とを含むクランク組立体６８を含む。接続ロッド５０の下端５４は、クランク車軸７２に回動可能に接続している。挿入ヘッド組立体の動作において、モータ６４の回転により主駆動シャフト６４が回転し、クランクアーム７０を揺動する。片寄りクランク車軸７２及び接続ロッド５０の下端５４は主駆動シャフト６０の回りで揺動し、接続ロッド５０の上端５２を上下に往復させる。接続ロッド５０の往復動は、主レバー３２を回動軸３８の回りで角変位させる。この角変位の大きさは、接続ロッド５０の長さ、主駆動シャフト６０とクランク車軸７２との距離、及び回動軸３８とピン５２との主レバー３２に沿った距離に依存する。主レバー３２の角変位は、一般にＺ軸に沿って動作端３６で押しロッド４６の一般的に垂直方向に向いた往復動となる。モータ６４の回転に従い、押しロッド４６は図２の矢印７４で示されるように垂直方向に往復動する。押しロッド４６の各往復サイクルの行程の大きさは、ピン４８とピン５６との距離、接続ロッド５０の長さ、主駆動シャフト６０とクランク車軸７２との距離、及び回動軸３８とピン５２との主レバー３２に沿った距離に依存する。押しロッド４６の垂直往復動は、挿入ツーリング組立体７６の動作に適用される。挿入ツーリング組立体の詳細は、ツーリング組立体の特定の構造と動作は本発明の理解に必要とは考えられないため、本発明の詳細な説明から省略した。挿入ツーリング組立体７６は、米国３，５５０，２３８号明細書（ここで参考文献として組み込まれる）に開示された機構のように同技術分野でよく知られ、慣用されている。割り出し駆動シャフト８０は、適切な軸受け（図示省略）を用いてハウジング３０により回転可能に支持されている。割り出し駆動シャフト８０は、好ましくは主駆動シャフト６０に平行にかつ下方に位置し、駆動端８２と遠隔端８４とを含む。ヘッド組立体１４は、更に２つの割り出し輪８６を含み、各々が各円周の周囲に配置された歯８８を含む。各割り出し輪８６の歯のピッチは、隣接する電気部品のリードが隣接する歯８８の間の正しい位置決め位置で噛み合うように、供給テープのピッチに近似し好ましくは同一である。同技術分野でよく知られているように、割り出し輪８６の回転により供給テープを挿入ツーリング組立体７６へ進める。各割り出し輪８６は、内側端９２で第２の割り出し駆動シャフト９０に取り付けられる。割り出し輪８６の間の距離は異なるサイズの電気部品を収容するように調整可能である。各第２の割り出し駆動軸９０は、ハウジング３０内に回転可能に支持され、好ましくは割り出し駆動シャフト８０に平行である。割り出し駆動シャフト８０は、割り出し駆動シャフト８０の回転変位により各第２の割り出し駆動シャフト９０が直接かつ効率的に同時に回転するように、歯付きベルト９３と各歯付きプーリ９４とにより各第２の割り出し駆動シャフト９０に連結されている。結果的に、割り出し駆動シャフト８０の回転は間接的にヘッド組立体１４に入る供給テープの直線変位を制御する。割り出し駆動シャフト８０の駆動端８２には、公知のラチェット装置であり入力回転を特定方向（時計回り方向または反時計回り方向）に制限する方向性クラッチ機構９１（図３に示す）の出力側が取り付けられている。このようなクラッチ機構は、例えばトリングトンシーテーのトリングトン社により製造された部品名ＲＣＢ−１０１４１６のニードルベアリング／クラッチと呼ばれる市販され入手可能な製品である。方向性クラッチ９１の入力側には割り出し駆動レバー９６が取り付けられており、作動端９８とスプリング付勢端１００とを含む。接触ローラ１０２が割り出し駆動レバー９６に作動端９８で回動可能に取り付けられている。方向性クラッチ９１は割り出し駆動レバー９６が時計回り方向に角変位したときにのみ割り出し駆動シャフト８０を時計回りに駆動するように構成されている。割り出し駆動レバー９６の反時計回りの角変位は、方向性クラッチ９１により伝達されず、それ故、割り出し駆動シャフト８０を回転させない。割り出しカム輪１０４は、選択的に固定されるシャフト１０６を含み、ベアリング（図示省略）を介してハウジング３０に回転可能に取り付けられている。シャフト１０６には歯付きプーリ（タイミング型プーリ）１０８が、歯付きプーリ１０８の回転により割り出しカム輪１０４を直接にかつ即座に回転させるように堅く取り付けられている。割り出しカム輪１０４は、プーリ１０８と主駆動シャフト６０に取り付けられた同様のプーリ１１２とに接続された歯付きプーリベルト１１０を介して主駆動シャフト６０に連結されている。割り出しカム輪１０４は、カムローブ（即ち突出部）１１４を含み、接触ローラ１０２が割り出しカム輪１０４の周縁１１６に沿って回転するように割り出し駆動レバー９６に隣接して位置している。カムローブ１１４のシャフト１０６に対する相対位置は、電気部品が受け入れ領域に正確に入ってきたらすぐに挿入ツーリング組立体７６が適切に同期するように、好ましくは迅速かつ容易に指定された増分で調整可能である。ヘッド組立体１４の動作において、サーボモータ６４はコンピュータ２０からの制御信号により作動し、上死点（ＴＤＣ：主レバー３２が主駆動シャフト６０から最大距離にある場合の動作サイクル中の点）から第１のエンドサイクル点（ＰＥＣ）まで所定の角変形し反時計回りに回転する。シャフト６０が第１のＰＥＣに達すると、慣用の光学エンコーディング技術を用いて計測されるように、例えば（シャフト６０に位置し）及びクリンチングが生じ、コンピュータコントローラ２０がサーボモータ６４に対し逆方向に時計回りにＴＤＣを通り過ぎて角変位の他の所定の点である第２のエンドサイクル点までの指示を出す。主駆動シャフト６０がＴＤＣに位置すると、カムローブ１１４は、接触ローラ１０２がカムローブ１１４の最高点（カム輪１０４から最も離れた点）に位置しかつ割り出し駆動レバー９６が最大に回動するように、その上死点ＴＤＣに位置することが好ましい。サーボモータ６４がＴＤＣを通り過ぎて主駆動シャフト６０を回転させる度に、カムローブ１１４は接触ローラ１０２に割り出し駆動レバー９６を回動させかつ割り出し駆動シャフト８０を回転変位の調和した所定の増分だけ回転させる。割り出し駆動シャフト８０の回転変位は、歯付きベルト９２により各副駆動シャフト９０に伝達され、供給テープのピッチに応じて割り出し輪８６を所定の角変位の角度だけ回転させる。割り出し輪８６のこの規定の変位は、上述のように、一つの電気部品を挿入ツーリング組立体７６に押し込む。主駆動シャフト６０が第１または第２のいずれかのＰＥＣに達すると、割り出しカム輪１０４のカムローブ１１４がエンドサイクル点に位置し、割り出し駆動レバー９６が回動しない。これにより割り出し輪８６の回転が防止され、そのため供給テープが固定状態のままとなる。主駆動シャフト６０がＴＤＣから第１のＰＥＣまたは第２のＰＥＣのいずれかまで回転するに従い、押しロッド４６は最上位置から最下位置まで移動する。押しロッド４６が最上位置から最下位置まで下方に移動するに従い、主駆動シャフト６０の最後のＴＤＣの間に挿入ツーリング組立体７６に挿入された電気部品は供給テープから切断され、形成され（リードが互いに平行に曲げられ）、Ｚ軸に沿って下方に挿入点に配置されたＰＣボードの開口に入れられる。Ｃ．折り曲げ組立体上述のように紹介され図４，図５，図６及び図７に示すように折り曲げ組立体１８は、フレーム１２に固定された高さの調整可能な基台１３０を含む。基台１３０は２つのアクチュエータ１３２を支持し、１つは電気部品の各リード用である。各アクチュエータ１３２は、図４に示すようにＰＣボード（即ち、水平）の面から好ましくは約４５度である切断軸１３４に沿って作動する。各アクチュエータ１３２はピストン組立体１３６及び切断組立体１３８を含む。ピストン組立体１３６はピストン１３６の一方の側の空気圧を変えることにより動作し、リード受け入れ位置とリード切断位置との間で（図４がリード受け入れ位置においてピストン１３６とアクチュエータロッド１４０を示す）アクチュエータロッド１４０を動かす。アクチュエータ１３２は、従来の設計のものでよく、同技術分野でよく知られているように、気圧的、油圧的、電磁気的または機械的に動作する。本発明に従い、切断組立体１３８（用いられる２つの同一の切断組立体の１つだけ）は、固定ナイフ板１４２，摺動可能な切断ブレード１４４，上側支持板１４６及び付勢スプリング１４８を含む。図４を参照すると、固定ナイフ板１４２が切断軸１３４（両アクチュエータ１３２の）に沿って位置し、ショルダボルト５０を用いてアクチュエータ１３２に取り付けられている。図４，図５を参照して、固定ナイフ板１４２が導電性金属ベース層１５２及び好ましくはジルコニアからなる薄い絶縁（非導電性）層１５４を含む。ジルコニアの好ましい品等はＺ２０１Ｎであり、日本のＴＤＫ株式会社及び京セラ株式会社から入手可能である。しかし、他の硬く絶縁性のある材料も使用可能であり、多くのセラミックをベースにした材料が含まれる。ベース層１５２は、切断され折り曲げられるべきリードを受け入れる切断スロット１５６を含む。固定ナイフ板１４２は切断及び折り曲げ加工の全体工程においてフレーム１２に対し固定されたままである。図４及び図６を参照すると、摺動可能なナイフブレード１４４が摺動可能に固定ナイフ板１４２に（絶縁層１５４に隣接して）取り付けられ、アクチュエータロッド１４０に直接取り付けられる。ナイフブレード１４４はリード受け入れ位置からリード切断位置まで切断軸１３４に沿って移動可能であり、以下に説明するように、リードワイヤはまず切断され、次に折り曲げられる。摺動可能なナイフブレード１４４は小さなボディを含み、その幅は、ナイフブレード１４４が自由にリード受け入れ位置とリード切断位置との間で摺動するように上側支持板１４６内に形成されたチャネル１５３内を摺動する寸法及び形状とされている。ナイフブレード１４４は、ナイフ先端１４５を含み、これは好ましくはタングステンカーバイドからつくられナイフブレード１４４上に鑞付けされる。あるいは、ナイフ先端１４５はナイフブレード１４４のボディと同じ材料（好ましくは工具鋼）からなる。図４及び図７を参照すると、上側支持板１４６はナイフブレード１４４の上部に固定され、切断及び折り曲げ中にナイフブレード１４４に対する支持を与える。上側支持板１４６は、ショルダボルト１５０を受け入れるための２つの開口を含む。上側支持板１４６は、切断及び折り曲げ工程中に固定ナイフ板１４２に対し固定したままである。付勢スプリング１４８は板状スプリングであり、アクチュエータ１３２の部分に固定されている。スプリング１４８の開放端は支持板１４６の上側部分に対し下方に押すことにより、支持板１４６をナイフブレード１４４に対し押し付ける。ナイフブレード１４４は固定ナイフ板１４２と上側支持板１４６との間で摺動してガイドする。折り曲げ組立体１８の動作において、基台１３０はＰＣボードの移動の間またがその前に自動的に下降し、挿入の間またはその後に気圧シリンダ（または他のアクチュエータ）を用いて上昇し、ＰＣボードに挿入されようとしている電気部品のリードワイヤを受け入れる。挿入ツーリング組立体７６は、部品のリードをＰＣボードの開口に接触させて入れる電気部品挿入アーム７７を含み、信号がバルブに送られ、圧縮空気の所定量が導管（図示省略）を通してアクチュエータ１３２に送られる。適用された空気は切断軸１３４に沿って各ピストン１３６を動かし、ナイフブレード１４４をリード受け入れ位置から図４に示すようにリード切断位置（図示省略）へ移動させる。ナイフブレード１４４が切断軸１３４に沿って摺動するに従い、その前方切断エッジが結局、スロット１５６内に位置するリードに接触する。リードはまず切断軸１３４に沿ってスロット１５６の前方端１５８に当接するまで押され、その点で金属リードがスロット１５６の電導性部分、特にベース１５４と電気的に接触する。ナイフブレード１４４は軸１３４に沿って摺動を続けながら、金属リードがブレード１４４上の切断エッジとスロット１５６の前方エッジ１５８とによる挟む動作により切断される。リードが切断されると、その切れ端は好ましくはスクラップチューブ内に落ち、折り曲げ組立体１８からの真空により除去される。ナイフブレード１４４は切断後のリードを押し続け、ＰＣボードの底部に向けて折り曲げる。ブレード１４４が部品リードを折り曲げた後、空気圧が解放され、ブレード１４４がリード受け入れ位置に後退する。挿入ツーリング組立体７６による最初の挿入の間、孤立した電気的接触が２つの挿入アーム７７の各々と電気部品の２つのリードの各々との間にそれぞれ形成される。電気部品のリードが押され固定ナイフ板１４２のベース１５２と接触すると、簡単な連続試験が行われる。一つの部品の各リードが切断及び折り曲げ工程の直前に、ＰＣボードの上方に位置する各挿入アーム７７とＰＣボードの下方に位置するナイフ板１４２の各導電性ベース層１５２との間の回路を接続するために使用される。両リードがＰＣボードの正しい開口を正確に通り抜けなかった場合には、連続試験回路は電気的に「開」のままであり、警報信号をコンピュータ２０に表示し、機械全体を止めるような適切な処置を取り、損傷した（または間違えた）電気部品を人間が手動で挿入しまたは取り換えることを安全に行うことができる。簡単な連続回路は、同技術分野でよく知られているように、各挿入アーム７７と各ナイフ板１４２との間に適用され、その間に介在した部品リードは試験回路に対し「閉スイッチ」として機能する。ナイフ板１４２は、試験回路を接続するリードがないときには、警報信号が有効にコンピュータ２０に送られるように、両挿入アーム７７から他の状態では電気的に絶縁されている。リードがあれば警報信号は送られない。図１１及び図１２を参照すると、別の好ましい連続試験構成が示されている。この構成では、連続回路が導電性の固定ナイフベースと電気的に絶縁された導電性の移動ナイフとの間で形成され、移動ナイフは部品のリードと接触し導電性の固定ナイフベースのエッジに対し押す。この実施の態様では、挿入ツーリングは連続回路から除かれる。挿入ツーリングを電気的接触に使用することによる一つの問題は、部品に最も近接したリードの部分に非導電性材料が存在することである。部品の製造の間に、材料がリードの上に置かれる。この材料がリードに沿って痕跡を形成し、リードの導電性を妨げることができ、不正確な連続の判断になり得る。このため、図１２を参照すると、電気的導電性の固定ナイフベース３００がアクチュエータ１３２に取り付けられている。非導電性固定ナイフ３０２が固定ナイフベース３００に取り付けられている。ナイフ３０２とベース３００が互いに部品のリードが導入されるスロットを有している（他の実施の態様に関する図５に示されるように）。非導電性ナイフ３０２は、部品のリードを切断するための切断エッジを形成することのできる硬い非導電性材料からつくられる。ナイフ板１４２の層１５４に関し適切な材料が上述されている。導電性移動ナイフ３０４が固定ナイフ３０２の上方に取り付けられており、移動ナイフ保持器３０６により摺動可能に固定されている。絶縁性ワッシャ３０８（ゴムまたは他の適当な絶縁性材料からつくられた）は、保持ボルト３１０により移動ナイフ保持器３０６をアクチュエータ１３２にボルト締めしたとき、導電性移動ナイフ３０４をアクチュエータ１３２から電気的に絶縁する。動作において、移動導電性ナイフ３０４が進み導電性固定ナイフベース３００のエッジを押して連続回路が形成されると、部品のリードの有無が検出される。Ｄ．ワーク支持台本発明に従い、かつ上述のように紹介され図８，図９及び図１０に示すようにワーク支持台１６は、慣用のＸ−Ｙ軸変位組立体（図示省略するが、上述した）に取り付けられる。図１及び図８を参照すると、ワーク支持台１６（以下、「台」１６という）は、金属のような剛性のある材料からなる平坦な円形状のディスクである。台１６は、Ｙステージ１７２の円形開口内に回転可能に取り付けられている。Ｙステージ１７２は平坦な矩形状台であり、リードねじ１７８と噛み合い下面１７６に沿うねじ付きブロック１７４を含む。サーボモータ（図示省略）はリードねじ１７８を回転させ、Ｙステージ１７２と台１６とを直線的にＹ軸方向（通常、機械１０に対し前から後ろへ）に沿って、図１Ｃに示すように移動させる。Ｙステージ１７２全体は、Ｘステージ１８０の上面に摺動自在に取り付けられている。Ｘステージ１８０は、同技術分野で公知の同様の方法で動作し、Ｙステージ１７２と台１６とをＸ軸方向（通常、機械１０に対し側方から側方へ）に沿って、図１Ｃに示すように移動させる。図８を参照すると、Ｙステージ１７２は、その下面１７６が示され、摩擦駆動組立体１８２，ロッキング組立体１８４，垂直方向支持軸受け１８６，横方向支持軸受け１８８，凹みブロック１９０，及び台１６を通して配置された外周開口１９２と２つのフォトカップラ１９４，１９６とを含む位置検出組立体をそれぞれ含む。各垂直方向支持軸受け１８６と横方向支持軸受け１８８は、ローラベアリングとブラケットを含む。各ブラケットは、同技術分野で知られているように用いられる軸受けのタイプに応じて、各横方向支持軸受け１８８の接触部分が台１６のエッジ表面１８９に接触する間に垂直方向支持軸受け１８６の接触部分が台１６の下面に接触するように、Ｙステージ１７２の下面１７６に取り付けられる。摩擦駆動組立体１８２は、エアシリンダ２００を支持する摺動取付板１９８、サーボモータ２０２，及び摩擦輪２０４を含む。摺動取付板１９８は、以下に説明するように、摩擦輪２０４が非係合位置と係合位置との間で選択的に移動するようにレール２０６を用いて台１６の下面に摺動可能に取り付けられている。開口（図示省略）がＹステージ１７２を通して設けられ、摩擦輪２０４がエアシリンダ２００（または他のアクチュエータ）により係合位置に選択的に移動したとき、台１６のエッジ表面１８９と（摩擦的に係合し）接触するように摩擦輪２０４がこの開口を通して突き出している。図８，図９，及び図１０を参照すると、ロッキング組立体１８４がピボットブラケット２１２に回動自在に取り付けられロック位置と非ロック位置との間を回動するロッキングレバー２１０を含む。アクチュエータ２１４は、Ｙステージ１７２に取り付けられ、ロッキングレバー２１０の作動端２１８に取り付けられたアクチュエータアーム２１６を含む。カム従動部２２０は、内側エッジ２２２に沿い（垂直軸に沿って）対向する係合端２２４に近接して回転可能に取り付けられている。動作において、アクチュエータ２１４が（好ましくは空気圧により）作動すると、ロッキングレバー２１０が作動端２１８で引き込まれ、ロッキングレバー２１０が台１６の中心に向けて係合端２２４を内側に回動させる。カム従動部２２０は、凹みブロック１９０内にきっちり合い所定の方向に台１６を保持するサイズ及び形状とされている。アクチュエータ２１４は、以下に説明するように、好ましい４つの凹みブロック１９０のいずれかが各従動部２２０と整列したときだけ作動する。挿入工程の間、当業者に理解されるように、台１６（及びＰＣボード）を回転し方向付けられた電気部品を収納する（通常、９０度の増分で）ことがたびたび必要である。台１６の回転を開始するために、コンピュータ２０はアクチュエータ２１４に信号を送り、カム従動部２２０を非係合とし同時に摩擦駆動組立体１８２の摩擦輪２０４と係合させ、台１６のエッジ１８６と接触させる。摩擦駆動組立体１８２は、垂直方向及び横方向支持軸受け１８６，１８８によりそれぞれガイドされる台１６をその中心点の回りで回転させる。台１６の方向変更の間に（例えば、０度の「ホーム」基準点から９０度まで台１６を移動する）、エアシリンダ２００が作動し、台１６を初めに迅速に回転させる第１の高回転速度で回転させる。しかし、凹みブロック１９０がロッキング組立体１８４により「捕らえられる」ことを確実にするために、台１６は第２のより遅い回転速度に減速されなければならない。コンピュータ２０に回転中の台１６の位置を知らせるため、外周開口１９２が台１６の周囲に配置され、両フォトカップラ１９４、１９６と選択的に連絡し、それらは素通りし及び各光ビームを開放しまたは阻止する。図８を参照すると、台１６が０度を開始位置として表す「ホーム」位置（外周開口１９２が同時に両フォトカプラと整列しているから台１６が図８の「ホーム」位置に示されている）から９０度位置まで時計回り方向に回転したとき、開口１９２Ａが時計回りに移動する（初期高回転速度で）。フォトカプラ１９４を通過すると、信号がコンピュータ２０に送られてサーボモータ２００を低回転速度に減速する。この低速度で開口１９２Ａがフォトカプラ１９４からフォトカプラ１９６まで移動を続けると、コンピュータ２０がアクチュエータ２１４を作動させようとし、その現在のフォトカップラ１９６が開口１９２Ａを検出し、その点でカム従動部２２０が係合部に移動し、新たに整列した凹みブロックを「捕らえ」かつロックする。図示されていないセンサがロック組立体１８４の位置を指示する。カム従動部２２０が凹みブロック１９０と係合すると直ぐ係合信号がコンピュータ２０に送られる。フォトカップラ１９６が開口１９２を検出すると直ぐに摩擦駆動モータ２００が非作動となる。台１６は「ホーム」位置から９０度の方向にロックされる。

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Claims

【特許請求の範囲】１．電気部品のリードワイヤを形成し印刷回路板の開口内に挿入するための挿入機械であって、以下のものを具備する、フレーム、電気部品を受け入れるためのヘッド組立体、このヘッド組立体は以下のものを含む、前記リードワイヤを所定の形状に形成するための手段、及び前記印刷回路板の前記開口に前記リードワイヤを挿入するための手段。前記ヘッド組立体の下方に配置された折り曲げ組立体、この折り曲げ組立体は以下のものを含む、前記リードワイヤを切るための手段、及び前記リードワイヤを折り曲げるための手段前記印刷回路板を保持するためのワーク支持台、このワーク支持台は垂直軸の回りに回転可能であり、前記折り曲げ組立体と前記ヘッド組立体との間に配置される。２．電気部品のリードワイヤを形成し印刷回路板の開口内に挿入するのに用いられる挿入機械に使用されるワーク支持台であって、前記ワーク支持台は以下のものを具備する、フレーム、前記フレームに対し選択的に回転可能なディスク部、前記ディスク部を選択的に回転させるための手段、前記ディスク部分を前記フレームに対しロックするための手段、及び前記ロック手段の作動前に前記ディスク部の回転速度を制御するための手段。３．前記折り曲げ組立体が前記回路板の前記開口内に前記リードワイヤの存在を決定する手段を含む請求項１による挿入機械。４．電気部品のリードワイヤを形成し印刷回路板の開口内に挿入するのに用いられる挿入機械に使用される挿入ヘッド組立体であって、前記挿入ヘッド組立体は以下のものを具備する、回転出力シャフトを用意するモータ、前記出力シャフトの回転運動を垂直軸に沿った往復運動に変換するための手段、前記電気部品が前記回路板に向けて押されるように前記往復運動を前記電気部品に適用するための手段、及び前記垂直軸に沿った前記往復運動の有効な変位を制御するための手段。