JPH06252597A - 電子部品の自動挿入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リード線付電子部品をプリント基板などに自
動的に組み込んで所定の電気回路を構成するために使用
される挿入ガイドピンを使用した電子部品の自動挿入装
置に関し、反りの生じているプリント基板の場合には電
子部品の挿入ができないという課題を解決し、生産性を
向上した電子部品の自動挿入装置を提供することを目的
とする。 【構成】 認識カメラ１１で撮影した挿入ガイドピン１
７ならびに基板の部品挿入穴の測定データから基板の反
りと、この反りを含めた基板のズレ量を視覚認識部１２
Ａまたは制御部１５Ａで演算し、ズレ量が小さい時はテ
ーブル部１９を補正して部品挿入を実行し、ズレ量が大
きい時は挿入不可と判断して基板を排除する構成とする
ことにより、生産性と信頼性に優れた電子部品の自動挿
入装置を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリード線付各種電子部品
を挿入ガイドピンを用いてプリント基板などの部品取付
基板に自動的に組み込んで所定の電気回路を構成するた
めの、挿入ガイドピンを使用した電子部品の自動挿入装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種リード線付電子部品をプ
リント基板などの部品取付基板に自動的に組込んで所定
の電気回路を構成するために、プリント基板などに設け
られた所定の部品挿入穴に挿入ガイドピンを用いて所定
の電子部品のリード線を挿入する動作を自動的に実行す
る電子部品の自動挿入装置が使用されている。

【０００３】また、この種の電子部品の自動挿入装置と
して特開平２−１３８４５号公報に開示されたものがあ
り、以下に同装置について説明する。

【０００４】図６は従来の電子部品の自動挿入装置の構
成をブロック図を併用して示した要部正面図、図７は同
装置の挿入動作を示したフローチャート、図８はプリン
ト基板に電子部品を挿入する状態を示した要部正面図で
ある。

【０００５】図６において、１１は認識カメラ、１２は
視覚認識部、１３は部品挿入穴認識のための光源、１４
はモニタ用ディスプレイ、１５は電子部品の自動挿入装
置を制御する制御部、１６はガイドピンガイド、１７は
挿入ガイドピン、１８は挿入ヘッド、１９はプリント基
板を載置して平面内で移動可能なテーブル部、２０及び
２１はテーブル１９上にプリント基板を載置する位置、
２２は認識カメラ１１用のテーブルである。

【０００６】以上のように構成された電子部品の自動挿
入装置を用いて電子部品をプリント基板に挿入するため
の動作を図７，図８を参照しながら説明する。

【０００７】まず、認識カメラ１１の視野に挿入ガイド
ピン１７がとらえられるように１１Ａの位置までテーブ
ル２２を移動させ、さらに１１Ａの位置にきた認識カメ
ラ１１と挿入ガイドピン１７との間をプリント基板２１
が遮らないようにテーブル部１９を移動させ、認識カメ
ラ１１で挿入ガイドピン１７を撮影し、視覚認識部１２
で挿入ガイドピン１７の位置を認識・測定し、この結果
を記憶しておく。

【０００８】つぎに、電子部品の挿入動作に先立ってプ
リント基板をまず２０の位置に置き、このプリント基板
上の部品挿入穴の画像を認識カメラ１１で撮影し、その
位置を視覚認識部１２にて各部品挿入穴の面積の重心を
求め、これを部品挿入穴位置の中心とする処理を行い認
識・測定する。

【０００９】ついで、部品挿入位置の測定を終えたプリ
ント基板を２１の位置に移載し、先に測定した挿入ガイ
ドピン１７の位置の情報と、挿入に先立って２０の位置
にて測定したプリント基板の部品挿入穴の位置の情報と
から、電子部品を挿入する際に使用される複数の挿入ガ
イドピン１７の位置と相対応するそれぞれの部品挿入穴
の位置との誤差量を最小とするように、テーブル部１９
の位置を補正する。

【００１０】そして、図８に示すように挿入ガイドピン
１７をプリント基板２１の部品挿入穴に貫通させ、挿入
ガイドピン１７で電子部品２５のリード線をガイドしつ
つ電子部品２５の挿入を行い、全電子部品の挿入を完了
することで一連の電子部品の自動挿入を終了するように
構成されていた。

【００１１】また、上記電子部品２５の挿入をプリント
基板の配置位置２１の位置で行っている間に、同２０の
位置では次の電子部品挿入のために認識カメラ１１で次
のプリント基板の部品挿入穴の画像を撮影し、視覚認識
部１２にて認識・測定する作業が併行して行われている
ものであった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の電子部品の自動挿入装置においては、プリント
基板に反りが生じていると挿入ガイドピン１７がプリン
ト基板を貫通しにくく、挿入ガイドピン１７で電子部品
２５のリード線をガイドしつつ電子部品２５を挿入する
ことが確実にできないことがあるという課題を有したも
のであり、この状態を以下に詳細に説明する。

【００１３】図９は反りがない状態のプリント基板Ａと
反りがある状態のプリント基板Ｂの状態の様子と、それ
ぞれのプリント基板Ａ，Ｂの部品挿入穴画像を比較した
説明図である。

【００１４】図９においてＡは反りがない状態のプリン
ト基板、Ｂは角度θだけ反りがある状態のプリント基
板、６，７は電子部品のリード線を挿入する部品挿入
穴、５は部品挿入穴６の周囲に設けられたランド部、２
６は認識カメラ１１で撮影した反りがない状態のプリン
ト基板Ａの部品挿入穴の画像と部品挿入穴の中心位置を
示す十字マーク、１０はθの反りがある状態のプリント
基板Ｂの部品挿入穴の画像と部品挿入穴の中心位置を示
す十字マークである。

【００１５】なお、反りがある場合にはプリント基板Ｂ
を斜めに見るため、部品挿入穴画像８と９のピッチＬ２
は、反りがない状態での部品挿入穴６と７のピッチＬ１
より小さくなる。

【００１６】図１０は、プリント基板Ｂにθの反りが生
じている状態で従来の電子部品の自動挿入装置により誤
差量の補正を行った場合の挿入ガイドピン１７を挿入す
る様子を示したものである。

【００１７】図１０において、１，２は挿入ガイドピン
であり、この挿入ガイドピン１，２のピッチＬ４と、上
記図９におけるプリント基板Ｂの部品挿入穴６と７のピ
ッチＬ１は通常同じ大きさに設計されている。

【００１８】反りのあるプリント基板Ｂから得られる部
品挿入穴画像８，９のピッチＬ２はその傾きθにより挿
入ガイドピン１，２のピッチＬ４よりも小さくなるた
め、従来の同装置による誤差量の補正（ピッチＬ４の中
心とピッチＬ２の中心を合わせる）を行う方法のみで
は、電子部品２５の挿入を実行すると挿入ガイドピン１
あるいは２は部品挿入穴６あるいは７のランド部５に衝
突してしまって部品挿入穴６あるいは７を貫通できず、
挿入ガイドピン１あるいは２による電子部品２５のリー
ド線のガイドが正常に行えなくなり、部品挿入ミスの原
因になるという問題を有していた。

【００１９】本発明は上記の問題点を解決しようとする
もので、位置決めのための誤差量測定の信頼性を向上さ
せ、挿入ガイドピンがプリント基板を貫通しないことに
よる電子部品の挿入ミスの発生、ならびに上記プリント
基板の反りの度合いが非常に大きく電子部品の挿入ミス
の多発により、これらにともなう挿入ミスによる電子部
品の消費並びに作業時間の発生を抑えることで、生産性
を向上した電子部品の自動挿入装置を提供することを目
的とするものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の電子部品の自動挿入装置は、認識カメラで撮
影した挿入ガイドピンならびに基板の部品挿入穴の測定
データから基板の反りの度合い、ならびにこの反りによ
る要因を含めた挿入ガイドピン位置に対する基板の部品
挿入穴位置のズレ量を視覚認識部または制御部で演算
し、この演算した結果をもとにズレ量が小さい時は上記
ズレ量を補正するようにテーブル部を調整してから電子
部品を基板に挿入し、上記ズレ量が大きい時は挿入不可
と判断して基板を排除する構成としたものである。

【００２１】

【作用】この構成によりプリント基板に反りがある場
合、この反りの度合いを測定し、プリント基板の反りに
起因した誤差量を含んだ部品の挿入穴の位置の算出を行
い、プリント基板の反りに起因する誤差量が小さい場合
には一つの部品を挿入する際に使用される複数のガイド
ピンの位置と相対応するそれぞれの部品挿入穴の位置と
のプリント基板の反りに起因する誤差量を加味した誤差
量を最小とするようにテーブル部の位置を補正して部品
挿入を行い、またプリント基板の反りに起因する誤差量
が大きい場合には挿入不可と判断してプリント基板を排
除することが可能となり、電子部品を精度良く挿入する
ことと、挿入不良を未然に防いで電子部品の効率的な利
用を行うことができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例による電子部品の自
動挿入装置について図面を参照しながら説明する。

【００２３】図１は本発明による電子部品の自動挿入装
置の構成をブロック図を併用して示した要部正面図であ
り、その構成は従来例で図６を用いて説明した電子部品
の自動挿入装置とほぼ同じであり、その詳細な説明は省
略する。

【００２４】本発明の同装置が従来と異なるのは図１に
示す視覚認識部１２Ａ、制御部１５Ａの構成と、この制
御部１５Ａにより制御されるテーブル部１９の位置合わ
せ動作であり、以下に詳細に説明する。

【００２５】図２は本発明の電子部品の自動挿入装置の
挿入動作を示したフローチャート、図３は同装置のテー
ブル部１９の補正状態を説明する説明図、図４は図３の
要部拡大図である。

【００２６】図３において、１，２は挿入ガイドピン、
６，７は部品挿入穴、５は部品挿入穴６，７の周囲に設
けられたランド部、８，９は認識カメラ１１で撮影した
θの反りがある状態の部品挿入穴６，７の画像と中心位
置を示す十字マーク、Ｂは従来の電子部品の自動挿入装
置による位置決めを行ったときのプリント基板、Ｃは本
発明の電子部品の自動挿入装置により反りの角度θを加
味した補正を行ったときのプリント基板である。

【００２７】まず、図１のプリント基板配置位置２０上
に配置されたプリント基板の部品挿入穴を認識カメラ１
１で撮像し、部品挿入穴の中心位置及び形状を視覚認識
部１２Ａにて認識・測定し、上記部品挿入穴の形状とピ
ッチＬ２よりプリント基板の反りの方向とその角度θの
測定結果をもとに制御部１５Ａで角度θに起因する誤差
量ΔＬを以下のように算出する。

【００２８】まず、要部を拡大して示した図４よりＤｇ
／２−ΔＬ＝Ｌｓ／２−Δｌであり、これよりΔＬ＝Δ
ｌ＋１／２（Ｄｇ−Ｌｓ）となる。

【００２９】図３よりΔｌ＝１／２（Ｌ４−Ｌ２）であ
るため、これを上記にあてはめると、ΔＬ＝１／２（Ｌ
４−Ｌ２）＋１／２（Ｄｇ−Ｌｓ）＝１／２｛（Ｌ４−
Ｌ２）＋（Ｄｇ−Ｌｓ）｝となる。

【００３０】ここで、Ｌ４はガイドピン１，２間のピッ
チ Ｌ２は反りがある状態のプリント基板の部品挿入穴画像
８，９の中心間のピッチ Ｄｇはあらかじめ与えられた挿入ガイドピン１，２の直
径 Ｌｓは反りがある状態のプリント基板の部品挿入穴画像
８の短軸の長さ Δｌは挿入ガイドピン１の中心と部品挿入穴画像８の中
心とのズレ量を示すものであり、通常挿入ガイドピン
１，２のピッチＬ４とプリント基板の部品挿入穴のピッ
チＬ１は、同じ大きさに設計されている。

【００３１】図５はθの反りがある状態のプリント基板
を認識カメラ１１で撮像した様子とその部品挿入穴画像
を示す説明図であり、図５において、Ｐは認識カメラ１
１の焦点、Ｂは角度θだけ反りがある状態のプリント基
板、１０は認識カメラ１１で撮影したプリント基板Ｂの
部品挿入穴画像とその中心位置を示す十字マークであ
る。

【００３２】図５の状態において、部品挿入穴画像１０
の短軸Ｌｓは、同穴画像１０の短軸ＬLより小さい。

【００３３】上記Ｌｓ，ＬLの関係より視覚認識部１２
Ａで部品挿入穴７が上方となり角度θだけ傾斜している
ことを認識し、テーブル部１９をＬｓの方向に移動する
と判断し、その制御を制御部１５Ａで行う。

【００３４】以上により、誤差量ΔＬが０より大きい場
合には、ガイドピン間のピッチＬ４の中心と反りがある
状態の基板Ｂの部品挿入穴画像間のピッチＬ２の中心を
合わせるという従来と同様の方法により算出した誤差量
に角度θに起因する誤差量ΔＬを加え、この合計された
誤差量を補正量としてプリント基板Ｂを載置したテーブ
ル部１９の補正を行い、部品挿入穴６，７を貫通したガ
イドピン１，２により電子部品２５のリード線をガイド
しつつ挿入を行うものである。

【００３５】また、上記誤差量を算出した結果、上記テ
ーブル部１９の位置を補正するのみでは挿入ガイドピン
１，２がプリント基板を貫通できないほどプリント基板
が反っている場合には、制御部１５Ａの判断により挿入
動作の中止並びにプリント基板の排除を行い、電子部品
２５の効率的な利用を可能としている。

【００３６】以上のように本実施例によれば、認識カメ
ラ１１によって撮影した部品挿入穴６，７の画像８，９
からプリント基板の反りに応じた位置の補正を行い、そ
の誤差量ΔＬを最小とすることにより、挿入ガイドピン
１，２がプリント基板を貫通しないことによる挿入ミス
の発生、ならびにこれに伴う修復作業の発生を抑え、信
頼性と生産性の向上を図った電子部品の自動挿入装置を
提供することができるものである。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明による電子部品の自
動挿入装置は、電子部品を挿入しようとするプリント基
板に反りがある場合、この反りの度合いを測定し、プリ
ント基板の反りに起因する誤差量を含んだ部品の挿入穴
の位置の算出を行って視覚認識部または制御部で記憶
し、プリント基板の反りに起因する誤差量が小さい場合
には一つの電子部品を挿入する際に使用される複数のガ
イドピンの位置と相対応するそれぞれの部品挿入穴の位
置とのプリント基板の反りに起因する誤差量を加味した
誤差量を最小とするようにテーブル部の位置を補正して
から部品挿入を実行することにより、挿入ガイドピンが
プリント基板を貫通しないことによる挿入ミスの発生、
ならびにこれに伴う修復作業時間の発生を抑えることが
できる。

【００３８】一方、上記プリント基板の反りに起因する
誤差量が大きい場合には電子部品挿入動作の中止並びに
プリント基板の排除を行うことで挿入ミスによる不良発
生を未然に防ぎ、電子部品の効率的な利用を可能とし、
信頼性と生産性を向上することができる優れた電子部品
の自動挿入装置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による電子部品の自動挿入装
置の構成をブロック図を併用して示した要部正面図

【図２】同実施例による電子部品の挿入動作を示すフロ
ーチャート

【図３】同実施例によるテーブル部の補正状態を説明す
るための説明図

【図４】図３の要部拡大図

【図５】同実施例による反りがあるプリント基板を認識
カメラで撮影する状態を示した正面図

【図６】従来の電子部品の自動挿入装置の構成をブロッ
ク図を併用して示した要部正面図

【図７】従来の同装置の電子部品の挿入動作を示すフロ
ーチャート

【図８】従来の同装置による電子部品の挿入状態を示す
要部正面図

【図９】従来の同装置による反りがある基板を認識カメ
ラで撮影した状態を示した説明図

【図１０】従来の同装置による反りがある基板に挿入ガ
イドピンが衝突した状態を示した説明図

【符号の説明】

１，２，１７ 挿入ガイドピン ５ ランド部 ６，７ 部品挿入穴 ８，９ 部品挿入穴画像 １１ 認識カメラ １２Ａ 視覚認識部 １３ 光源 １４ モニタ用ディスプレイ １５Ａ 制御部 １６ ガイドピンガイド １８ 挿入ヘッド １９ テーブル部 ２０，２１ プリント基板を載置する位置 ２２ 認識カメラ用のテーブル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品のリード線を挿入する部品挿入
   穴を有した基板を複数枚保持する平面移動可能なテーブ
   ル部と、基板に電子部品のリード線を挿入するための挿
   入ヘッドと、電子部品を基板に挿入する際に基板の部品
   搭載面の反対側から部品挿入穴を貫通し挿入ヘッドとの
   間で電子部品を保持しつつリード線を部品挿入穴にガイ
   ドする複数の挿入ガイドピンと、基板の部品挿入穴並び
   に挿入ガイドピンを照明するための光源と、基板の部品
   挿入穴並びに挿入ガイドピンを撮影するための認識カメ
   ラと、この認識カメラを搭載し移動可能な認識カメラテ
   ーブルと、認識カメラに接続され認識カメラからの画像
   に含まれる画像情報を処理する視覚認識部と、上記テー
   ブル部・挿入ヘッド・挿入ガイドピン・認識カメラ・認
   識カメラテーブルなどの動作を制御する制御部からな
   り、上記認識カメラで撮影した挿入ガイドピンならびに
   基板の部品挿入穴の測定データから基板の反りの度合
   い、ならびにこの反りによる要因を含めた挿入ガイドピ
   ン位置に対する基板の部品挿入穴位置のズレ量を上記視
   覚認識部または制御部で演算し、この演算した結果をも
   とにズレ量が小さい時は上記ズレ量を補正するようにテ
   ーブル部を調整してから電子部品を基板に挿入し、上記
   ズレ量が大きい時は挿入不可と判断して基板を排除する
   ようにした電子部品の自動挿入装置。
2. 【請求項２】 ズレ量の演算は、挿入ガイドピン間のピ
   ッチと認識カメラで撮影した基板の部品挿入穴画像間の
   ピッチの差を求め、これに上記挿入ガイドピンの直径と
   上記部品挿入穴画像の短軸側の長さの差を加算し、この
   値を１／２にした値をズレ量として求めるものである請
   求項１記載の電子部品の自動挿入装置。