JPH0341515Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、電子回路基板の製造ライン上で回路
基板に種々の電子部品を組み込む電子部品自動挿
入装置に関する。

（従来の技術） 電子回路基板に装着すべき電子部品は、一般に
種々の形状を呈し、然も電子部品が具えた複数本
の脚（リード線）を基板に開設された複数の孔に
挿入するときの姿勢も様々である為、各種部品の
基板に対する組み立てを自動的に行なうには、組
立用ロボツト等、汎用性に富み且つ制御性の優れ
た自動組立装置が必要である。

又、基板には多数の電子部品が装着されるか
ら、製造工程の生産能率の向上を図るには、基板
組立ラインに、各種電子部品を保持して基板に挿
入する装着ヘツドを具えたアームと、該アームを
駆動する駆動装置と、該駆動装置の動作を制御す
る制御装置とから構成される組立用ロボツトを複
数台配設する必要が生じる。

ところが、このような組立用ロボツトを複数台
装備することにより、設備費が嵩むばかりでな
く、組立ライン全体が大形化する問題があつた。

そこで従来は、第３図に示す様な電子部品自動
挿入装置（例えば松下電器産業株式会社製パナサ
ートＵ）を用いて、電子回路基板の組立てが行
なわれている。

該装置は、出力部となる支持ブロツク１４を水
平面内で互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に
駆動する位置決め装置１を具え、前記支持ブロツ
ク１４には、複数本の主軸４，４０が後述するエ
アシリンダー装置３，３０及びモータ２，２に連
繋してＺ軸方向（鉛直方向）に往復動可能且つ基
板に対し、部品の向きを適合させるためＺ軸回り
に回転可能に配設されている。

支持ブロツク１４には各主軸４，４０毎に往復
装置となるエアシリンダー装置３，３０が配設さ
れている。該エアシリンダー装置３，３０は、外
筒部が支持ブロツク１４に回転可能に軸受けさ
れ、エア圧によつて往復駆動されるアクチユエー
タ部が主軸４，４０の頭部に一体に取り付けられ
ている。尚、前記外筒部とアクチユエータ部とは
互いの相対回転が不可能に係合しており、外筒部
が回転すると、アクチユエータ部及び主軸も一体
に回転することとなる。

又、支持ブロツク１４には各主軸４，４０毎に
回転装置となる制御モータ２，２が配設され、該
モータ２，２の出力軸は夫々タイミングベルト２
０，２０を介して、前記エアシリンダー装置３
０，３０の外筒部の頭部に一体に取り付けられた
従動プーリ２１，２２に連結されている。

従つて、各主軸４，４０は上記制御モータ２，
２及びエアシリンダー装置３，３０によつて、
夫々独立に往復駆動されると共に回転駆動される
ことになる。

各主軸４，４０の先端部には、各種電子部品
８，８０の保持及び解放が可能な装着ヘツド５，
５０が装備されている。

前記位置決め装置１、エアシリンダー装置３，
３０、モータ２，２、及び装着ヘツド５，５０は
夫々制御装置（図示省略）に連繋して動作が制御
されている。

上記電子部品自動挿入装置に複数種類の電子部
品８，８０を供給する為に、例えば図示の如く部
品供給口６０，６０に向かつて部品を順次繰り出
す複数台のパーツフイーダ６，６が用いられる。

電子部品組込み前の基板９は搬送装置７によつ
て、上記電子部品自動挿入装置の下方の所定位置
まで搬送され、位置決めされる。

これと同時に、前記制御装置からの指令により
位置決め装置１が動作して、複数のヘツド５，５
０をパーツフイーダ６，６の部品供給口６０，６
０の上方に移動せしめる。次にエアシリンダー装
置３，３０が動作して両主軸４，４０が降下する
と共に、装着ヘツド５，５０が動作して電子部品
８，８０を保持する。その後、再びエアシリンダ
ー装置３，３０が動作して、装着ヘツド５，５０
を上方へ持ち上げる。

位置決め装置１が動作して、両主軸４，４０及
び装着ヘツド５，５０を基板９上方の待機位置ま
で稼動させる。先ず第１の主軸４が、保持してい
る第１の電子部品８が挿入されるべき孔の真上に
位置決めされ、同時に該主軸４に装備されたモー
タ２が制御装置からの指令により所定の角度だけ
回転して、主軸４従つて電子部品８を基板９の挿
入孔の向きに応じて予め設定された所定の姿勢に
変向せしめる。

次に該主軸４に装備された第１のエアシリンダ
ー装置３が動作して、主軸４を降下せしめ、保持
せる電子部品８の脚を基板９の孔に挿入する。

電子部品８の挿入が終了すると、エアシリンダ
ー装置３が動作して、主軸４を元の待機位置まで
上昇させる。

次に、位置決め装置１が制御装置からの指令に
より動作して、第２の主軸４０が、保持せる第２
の電子部品８０の基板９に対する挿入位置の真上
に位置決めされた後、該主軸４０に装備されたモ
ータ２及び第２のエアシリンダー装置３０が動作
して、第２の電子部品８０の組付けが前記同様に
行なわれる。

複数本の主軸４，４０によつて保持された全て
の電子部品８，８０について組付けが終了する
と、位置決め装置１が動作して、再び支持ブロツ
ク１４をパーツフイーダ６，６の部品供給口６
０，６０の上方に移動させ、パーツフイーダ６，
６によつて供給される次の部品の組込みに移る。

上記電子部品自動挿入装置は、夫々電子部品
８，８０を保持した複数本の主軸４，４０を１台
の位置決め装置１によつて駆動しているから、各
主軸毎に位置決め装置を設けることは不要であ
り、装置がコンパクトに形成される。したがつ
て、該電子部品自動挿入装置によれば、組立ライ
ンに複数台のロボツトを配設する場合に比べて、
組立ライン全体の小形化を図ることが出来る。

（問題点を解決する為の手段） ところが、上記電子部品自動挿入装置に於いて
は、支持ブロツク１４に複数台のモータ２，２０
が装備されているため、主軸４，４０を含む可動
部の重量が大きくなり、位置決め装置１の構造に
大きな強度を付与する必要が生じ、この結果、依
然として装置全体が大形化する問題が生じてい
た。又、複数台のモータ２，２０を装備すること
により、設備費が嵩む問題も残つていた。

（問題点を解決する為の手段） 従来は、各主軸４，４０が夫々異なる形状及び
装着姿勢を有する複数種の部品に応じて保持及び
姿勢の設定を行なわねばならないため、各主軸
４，４０に対し専用のモータ２，２を装備するこ
とが当然とされていたのであるが、出願人はこれ
が装置構成上、無駄であることに想到し、本考案
の完成に至つた。

本考案の電子部品自動挿入装置は、１台の回転
装置を共用して複数本の主軸４，４０を駆動する
こととし、該回転装置を動力伝達機構を介して各
主軸４，４０に連結した。

（作用） 各主軸４，４０の装着ヘツド５，５０に対する
電子部品８，８０の供給は、例えば前記従来装置
と同様に行なわれる。

位置決め装置１が動作して、先ず第１の主軸４
が、保持せる第１の電子部品８の挿入されるべき
孔の真上に位置決めされ、同時に回転装置が制御
装置からの指令により所定の角度だけ回転して、
主軸４従つて電子部品８を基板９に開設された挿
入孔の向きに応じた所定の姿勢に設定する。

この際、第２の主軸４０を含む他の主軸も第１
の主軸４と同時に回転することとなるが、第２の
主軸４０を含む他の主軸は基板上方の待機位置に
保持されたままであり、工程の進行には無関係で
ある。

次に第１の主軸４に装備された往復装置が動作
して、主軸４を降下させ、電子部品８の脚を基板
９の孔に挿入する。

前記電子部品８の挿入が終了すると、前記往復
装置が動作して、主軸４を元の待機位置まで上昇
させる。

次に、第２の主軸４０によつて保持された第２
の電子部品８０の基板９に対する組付けが前記第
１の電子部品８と同様に行なわれる。この際、第
２の主軸４０の回転に伴つて、第１の主軸４も回
転することとなるが、工程の進行には無関係であ
る。

複数本の主軸４，４０によつて保持された全て
の電子部品８，８０について組付けが終了する
と、位置決め装置１が動作して、再び各装着ヘツ
ド５，５０に対する部品供給が行なわれ、部品の
組込みが続行される。

尚、全部の装着ヘツド５，５０が保持した電子
部品８，８０を基板９に組み付けるのに必要な時
間（サイクルタイム）は、前記従来の装置と同じ
である。

（考案の効果） 本考案の電子部品自動挿入装置に於ては、位置
決め装置１の出力部に装備すべきモータ２が１台
で済むので、主軸４，４０を含む可動部の重量が
減少することになる。この結果、位置決め装置１
の小形化が可能となり、又モータの装備台数の減
少により、装置が安価となり、設備費の軽減を図
ることが出来る。

（実施例） 第１図は本考案の電子部品自動挿入装置の一実
施例を示し、支持ブロツク１４に装備されたモー
タ２の台数が１台であることを除いて、第３図に
示す従来の電子部品自動挿入装置と同様の構成で
ある。

尚、図示する実施例では、簡略化の為、部品装
着ヘツドが２基の場合を示しているが、実際には
組立工程の能率向上を図るべく、４基或はそれ以
上のヘツドが支持ブロツク１４に装備されること
になる。

位置決め装置１は、搬送ライン７の近傍に固定
された基台１８上に、往復台１５をＸ軸方向に摺
動可能に設けると共に、基台１８に軸支した螺軸
１２を往復台１５に螺合せしめ、該螺軸１２を
DCサーボモータ１０によつて回転駆動している。
又該往復台１５には、基端部にスライダー１７を
具え先端部に支持ブロツク１４を装備したアーム
１６がスライダー１７にてＹ軸方向に摺動可能に
設けられると共に、往復台１５に軸支した螺軸１
３をスライダー１７に螺合せしめ、該螺軸１３を
DCサーボモータ１１によつて回転駆動している。

支持ブロツク１４には、１台のDCサーボモー
タ２が装備され、該モータ２の出力軸は、タイミ
ングベルト２０及び各主軸４，４０の頭部に装備
された従動プーリ２１，２２から構成される動力
伝達機構を介して各主軸４，４０に連結されてい
る。

該電子部品自動挿入装置の下方には、基板９に
挿入された電子部品の脚を折り曲げて、該電子部
品を基板９に固定する為の周知のクリンチ機構
（図示省略）が装備される。

各主軸４，４０とヘツド５，５０の連繋状態は
全く同じであるので、一方の主軸４０とヘツド５
０の連繋状態だけを説明する。

第２図の如く、主軸４０は支持ブロツク１４に
取付けたシリンダ装置３０のピストンロツドを兼
ねており、略中央部にピストン４１を具え、シリ
ンダ４２を貫通している。

主軸４０の上端に前記従動プーリ２２が、一体
回転するが摺動は自由に取り付けられ、下端にヘ
ツド５０を設けている。

ヘツド５０は、主軸４０に固定したシリンダ４
４からピストンロツド４５の先端に一対のリンク
板４６，４６を枢支する。

シリンダ４４の支持アーム４７，４７を下向き
に突設し、両アームの先端に一対のチヤツク片４
８，４８を枢支する。

両チヤツク片４８，４８の上端を前記リンク板
４６，４６に枢支連結して、ピストンロツド４５
の上下動によつてチヤツク片４８，４８の下端間
を開閉して電子部品８０を着脱するのである。

図面中符号３１，３２は主軸４０の上死点と下
死点を検出する位置検出器である。

而してモーダ２が、制御装置（図示省略）から
の指令により所定の角度だけ回転することによ
り、複数本の主軸４，４０は、まさに装着せんと
する電子部品の装着姿勢に応じた角度θだけ回転
し、その姿勢で維持されることとなる。

この際、他の主軸も同時に回転することとなる
が、これらの主軸は部品の挿入動作の直前に夫々
所定の姿勢に再設定が施されるから、工程の進行
に支障は無い。

エアシリンダー装置３或は３０が動作して、装
着ヘツド５，５０によつて保持された電子部品が
基板に挿入された後、前記クリンチ装置が動作す
ることにより、該電子部品は基板９に固定され
る。

上記電子部品自動挿入装置の動作は上述した例
に限らず、制御装置に移植されるプログラムを修
正することにより、任意に設定することが可能で
あり、例えば各主軸４，４０毎に部品の供給動
作、及び基板９に対する部品挿入動作を行なわし
めることも出来る。

上記電子部品自動挿入装置によれば、複数の装
着ヘツドによつて保持された全ての電子部品の組
立サイクルタイムを従来と同一に維持したまま、
主軸駆動モータの台数を１台に減じ、これによつ
て装置の小形化、軽量化を図ることが出来る。

尚、本考案の各部構成は上記実施例に限らず、
実用新案登録請求の範囲に記載の技術範囲内で
種々の変形が可能であることは勿論である。

例えば、部品供給ユニツトとしては、パーツフ
イーダ方式のみならず多数の部品をテーピングし
たものを徐々に繰り出すテーピング方式等によつ
ても可い。

又、位置決め装置１としては周知の種々の方式
のものが使用可能であり、ロボツトアームによつ
ても可い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る電子部品自動挿入装置の
斜面図、第２図は装着ヘツドの断面図、第３図は
従来の電子部品自動挿入装置の斜面図である。 １……位置決め装置、２……モータ、３，３０
……エアシリンダー装置、４，４０……主軸、
５，５０……装着ヘツド、９……基板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向の位置決
   め装置１の出力部に支持ブロツク１４を設け、該
   支持ブロツク１４には、前記Ｘ軸及びＹ軸とは直
   交するＺ軸方向に伸びる複数本の主軸４，４０
   を、夫々Ｚ軸方向の往復移動及びＺ軸回りの回転
   が可能に取り付けると共に、各主軸４，４０をＺ
   軸方向に駆動すべき往復駆動装置を主軸毎に独立
   に設け、各主軸４，４０の先端部には、夫々電子
   部品の保持及び解放が可能な装着ヘツド５，５０
   を装備し、前記位置決め装置１の動作によつて、
   任意の１本の主軸についてのＸ軸方向及びＹ軸方
   向の位置決めを行ない、該主軸をＺ軸回りに回転
   させて装着ヘツド５，５０の向きを調節すると共
   に、前記往復駆動装置によつて該主軸をＺ軸方向
   へ移動させ、該装着ヘツドに保持した電子部品の
   複数本の脚を、電子回路基板の孔へ挿入する電子
   部品自動挿入装置に於いて、前記支持ブロツク１
   ４に１台のモータ２を設けると共に、前記複数の
   主軸４，４０には夫々、前記Ｚ軸回りの回転のた
   めの被駆動部を設け、前記モータ２と前記複数の
   主軸４，４０の被駆動部とは動力伝達機構を介し
   て互いに連結され、モータ２の駆動によつて、電
   子部品挿入のためにＺ軸方向へ移動させるべき１
   本の主軸と他の主軸とが同時に回転することを特
   徴とする電子部品自動挿入装置。