JPH0829406B2 - 自動ろう付装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動ろう付装置に関するもので、特に、加熱
手段により接合部の加熱を連続的に行う自動ろう付装置
に関するものである。

［従来の技術］ 従来この種のバーナにより接合部の加熱を行う自動ろ
う付装置は、バーナによる加熱手段と、ろう供給手段と
を有しており、ろうにフラックスが添附されていない場
合には、更に、フラックス供給手段を具備していた。

そして、加熱手段のバーナにより被接合物の接合部の
加熱を行い、そこにろう供給手段からろうを流し、被接
合物の接合部をろう付けしている。

または、バーナにより被接合物の接合部の加熱と共
に、フラックス供給手段からフラックスを供給し、そこ
にろう供給手段からろうを流すことにより、被接合物の
接合部をろう付けしている。

［発明が解決しようとする問題点］ この種の従来の自動ろう付装置は、被接合物の質量の
変化、外気温度の変化、ろう付装置が一時停止してバー
ナの温度が変化した場合等には、オペレータが加熱手段
のバーナの火力または加熱時間の調整を行っていた。こ
のため、オペレータの経験則に頼った制御になり、人的
誤差が大きく、品質が安定しなかった。また、品質を安
定させるのに手間がかかる等の問題があった。

一方、自動ろう付装置に近い加熱制御を行う先行技術
として、特開昭56−146831号公報、特開昭54−147886号
公報、実開昭61−41461号公報に掲載の技術がある。

特開昭56−146831号公報は冷間鍛造品の焼鈍或いはロ
ウ付け等を行うもので、ヒータを備えた熱処理炉と、こ
の熱処理炉内部を被接合物を乗せて運搬するベルトとを
備えた連続熱処理装置の温度制御に関するものである。
しかし、被接合物の均一な熱処理を高精度に行う温度制
御技術を開示するものの、例えば、被接合物の接合箇所
の質量（熱容量）の変化、伝熱条件等については考慮す
るものがない。

また、特開昭54−147886号公報では、被接合物を高精
度に温度制御する技術が開示されており、また、被接合
物の熱伝導度、特定の熱、密度及び表面の状態がハンダ
付けすべき接合部に伝達される熱の量を決定する要因で
ある旨も開示している。しかし、被接合物の熱伝導度、
特定の熱、密度及び表面の状態がハンダ付けすべき接合
部に伝達される熱の量を決定する要因について、如何
に、対応すべきかについて何等開示するものがない。

そして、実開昭61−41461号公報では、被接合物の温
度に応じてハンダ付けを行う温度制御技術が開示されて
いる。しかし、例えば、被接合物の接合箇所の質量（熱
容量）の変化、伝熱条件等については考慮するものがな
い。

そこで、本発明は上記問題点を解決すべくなされたも
ので、被接合物の接合箇所のろう付条件の変化に対応で
き、良好なろう付けを行うことができる自動ろう付装置
の提供を目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明にかかる自動ろう付装置は、被接合物を移送す
る移送手段と、前記被接合物の接合箇所を加熱するガス
バーナと、前記加熱された接合箇所にろうを供給するろ
う供給手段と、前記被接合物の接合箇所の伝熱条件、外
気温度、ガスバーナの使用経過時間、ろうの種類を入力
する入力手段と、前記入力手段で入力された被接合物の
接合箇所の伝熱条件、外気温度、ガスバーナの使用経過
時間、ろうの種類により前記被接合物の接合箇所が受熱
する熱量を移送手段の移送速度に応じて制御するもので
ある。

［作用］ 本発明においては、移送手段によって被接合物を移送
し、ガスバーナによって前記移送された被接合物の接合
箇所を加熱する。このとき、被接合物の接合箇所は、被
接合物が一定であれば、移送速度及びガスバーナの熱量
により被接合物の温度上昇が決定される。そこで、更
に、制御手段で前記被接合物の接合箇所の性状による伝
熱条件、外気温度、ガスバーナの使用経過時間、ろうの
種類により、前記被接合物の接合箇所が受熱する熱量を
変更すれば、常にろうの種類に合致したろう付ができ
る。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例の自動ろう付装置の全体を示
す構成図である。

図において、制御回路CPUはマイクロコンピュータ及
び図示しない公知のドライバー回路のインターフェース
回路等で構成されるもので、本実施例の制御手段を構成
するものである。また、温度センサ１は外気または被接
合物12の温度を検出するものである。テンキー２は被接
合物12の接合箇所12aの材料及び熱伝導率等の伝熱条
件、使用するろう線材8cの種類により被接合物12の接合
箇所12aの条件を入力するスイッチである。

圧力調整器３は燃料のLPGを充填したガスボンベ４に
接続されており、そこで所定の圧力に設定されたLPGは
バルブV1,V2,V3に導かれている。前記バルブV1,V2,V3に
導かれたLPGガスは、パイロット点火用流量調整弁C1ま
たはそのLPGの供給流量を１対２の比率とした燃焼用流
量調整弁C2,C3を介して、加熱手段７を構成するバーナ
に供給されている。したがって、加熱手段７は燃焼用流
量調整弁C2,C3の使用により、３段階に流量が変化す
る。

同様に、圧力調整器５は燃料のLPGの燃焼に必要な酸
素を充填したガスボンベ６に接続されており、そこで所
定の圧力に設定された酸素はバルブV4,V5,V6に導かれて
いる。前記バルブV4,V5,V6に導かれた酸素は、パイロッ
トバーナ点火に必要なLPGに対応するパイロット点火用
流量調整弁C4またはそのLPGの供給流量の１対２の比率
に対応した燃焼用流量調整弁C5,C6を介して、加熱手段
７を構成するメインバーナ7a及びパイロットバーナ7bに
供給されている。

ろう供給手段８はステッピングモータ8a及び移送ロー
ラ8b等で構成され、ろう付けに必要なろう線材8cを必要
量だけ供給できるように構成されている。

移送手段９はターンテーブル9a及び減速装置9b及びモ
ータ9d及びブレーキ9c（または必要に応じてクラッチ）
から構成されており、モータ9dの回転は減速装置9bで減
速され、ターンテーブル9aを回動させる。前記ターンテ
ーブル9aの回動は位置センサ11の出力によってブレーキ
9cが作動し、ターンテーブル9aは所定の位置で停止す
る。前記ターンテーブル9aの所定の位置に被接合物12が
載置され、ターンテーブル9aの所定の位置に被接合物12
が載置されていることは、被接合物存在確認センサ10で
検出される。なお、前記位置センサ11及び被接合物存在
確認センサ10は、公知の光学的または磁気的またはマイ
クロスイッチ等からなるセンサである。

このように構成された本発明の実施例の自動ろう付装
置は、次のように動作することができる。

第２図から第３図は本発明の実施例の自動ろう付装置
のジェネラルフローチャートである。

まず、本実施例の自動ろう付装置を構成する図示しな
いメインスイッチをオン状態とし、このプログラムの処
理を開始する。ステップS1で本システムで使用するメモ
リ及び出力ポートを初期化する。そして、ここでパイロ
ットバーナ7bに点火しておく。ステップS2で被接合物12
である材料の種類及び厚み、ろう線材8cの種類をテンキ
ー２で入力し、ステップS3で温度センサ１から温度デー
タを入力する。ステップS4で、これら、被接合物12であ
る材料の種類及び厚み、ろうの種類、温度データによ
り、予め、入力されていたデータのアドレス指定を行
い、加熱時間の火力及び加熱時間Ｔをサーチする。ステ
ップS5でろう付けする被接合物12の存在を被接合物存在
確認センサ10で検出する。被接合物存在確認センサ10で
被接合物12の存在が検出されないとき、ステップS23で
ブレーキ9cをオフし、ステップS24でモータ9dを回転さ
せ、この間、位置センサ11の出力をみて、ステップS25
で被接合物が置かれるターンテーブル9aの所定の位置の
到来を検出する。したがって、ステップS25で被接合物1
2が置かれるターンテーブル9aの所定の位置の到来が検
出されると、ステップS26でモータ9dの回転を停止さ
せ、ステップS27でブレーキ9cをオンする。このとき、
ターンテーブル9aの停止位置は減速装置9bが介在してい
るから、停止位置が目標位置から外れることがない。そ
して、再び、ステップS5でろう付けする被接合物12の存
在を被接合物存在確認センサ10で検出する。故に、被接
合物12の存在が被接合物存在確認センサ10で検出される
まで、ターンテーブル9aは回動する。ステップS5でろう
付けする被接合物12の存在が検出されると、ステップS6
で制御回路CPUのマイクロコンピュータが内蔵するタイ
マで、メインバーナ7a消火後１分未満か判断し、メイン
バーナ7a消火後１分未満のとき、ステップS7からステッ
プS13のメインバーナ7aの温度補正ルーチンに入ること
なくステップS14の処理に入る。

ステップS6で制御回路CPUのマイクロコンピュータが
内蔵するタイマで、メインバーナ7a消火後１分未満と判
断されないとき、ステップS7でメインバーナ7a消火後１
〜２分以内か判断し、このときには、ステップS8でメイ
ンバーナ7a消火後１分未満の場合に比較して、被接合物
12の接合箇所12aの加熱時間Ｔを0.5秒だけ長く加熱し、
メインバーナ7aの温度降下を加熱時間で補正する。ま
た、同様に、ステップS9でメインバーナ7a消火後２〜３
分以内か判断し、このときには、ステップS10でメイン
バーナ7a消火後１分未満の場合に比較して、被接合物12
の接合箇所12aの加熱時間Ｔを1.5秒だけ長く加熱し、メ
インバーナ7aの温度降下を加熱時間で補正する。そし
て、ステップS11でメインバーナ7a消火後３〜４分以内
か判断し、このときには、ステップS12でメインバーナ7
a消火後１分未満の場合に比較して、被接合物12の接合
箇所12aの加熱時間Ｔを2.5秒だけ長く加熱し、メインバ
ーナ7aの温度降下を加熱時間で補正する。更に、メイン
バーナ7a消火後４分を越える場合には、ステップS13で
メインバーナ7a消火後１分未満の場合に比較して、被接
合物12の接合箇所12aの加熱時間Ｔを3.5秒だけ長く加熱
し、メインバーナ7aの温度降下を加熱時間で補正する。

メインバーナ7aの温度による加熱時間補正を終了する
と、被接合物12の接合箇所12aの気温による温度補正ル
ーチンの処理に入る。外気の温度がろう付け開始から所
定の温度範囲内の変動を脱して、温度上昇または温度降
下した場合には、被接合物12も温度上昇または温度降下
していることから、それを補償するために、ステップS1
4で温度センサ１の出力をみて、温度上昇が所定の温度
以上に上昇しているか判断する。温度上昇が所定の温度
以上に上昇しているとき、ステップS15で被接合物12の
接合箇所12aの加熱時間Ｔを１秒だけ短く加熱すべく、
加熱時間Ｔから１秒を減算する。また、ステップS16で
温度センサ１の出力をみて、温度降下が所定の温度以下
に降下しているか判断する。温度降下が所定の温度以下
に降下しているとき、ステップS17で被接合物12の接合
箇所12aの加熱時間Ｔを１秒だけ長く加熱すべく、加熱
時間Ｔに１秒を加算する。

被接合物12の接合箇所12aの加熱時間Ｔのメインバー
ナ7aの温度及び外気温度の補正を終了すると、前記被接
合物12の接合箇所12aの加熱時間Ｔで、ステップS18でス
テップS4で得た火力によりメインバーナ7aを点火し、被
接合物12の接合箇所12aを補正された加熱時間Ｔだけ加
熱する。この加熱時間Ｔの経過はステップS19で判断さ
れる。ステップS19で加熱時間Ｔの経過が判断される
と、ステップS20で所定量のろう線材8cを被接合物12の
接合箇所12aに供給するルーチンに入る。このルーチン
は、ステッピングモータ8aをN1ステップ回動し、被接合
物の接合箇所にろう線材8cを接触し、溶解させた後、ス
テッピングモータ8aをN2だけ逆方向にステップ回動し、
ろう線材8cを引き戻す。即ち、ステッピングモータ8aの
回動によるろう線材8cの供給長さをN1−N2に相当する量
とする。なお、この所定量のろう線材8cを被接合物12の
接合箇所12aに供給することで、直ちに、被接合物12の
接合箇所12aに溶解されたろう線材8cが均一に広がる。
即ち、濡れることになる。

ステップS20で所定量のろう線材8cを被接合物12の接
合箇所12aに供給する処理を行うと、ステップS21でメイ
ンバーナ7aを消火させ、ステップS22で10秒の時間経過
を待つ、即ち、この間に、被接合物12の接合箇所12aを
濡らしたろう線材8cは、硬化し、被接合物12の接合箇所
12aがろう付けされる。

ろう付けが終了すると、ステップS23でブレーキ9cを
オフし、ステップS24でモータ9dを回転させ、この間、
位置センサ11の出力をみて、ステップS25で被接合物12
が置かれるターンテーブル9aの所定の位置の到来を検出
する。したがって、ステップS25で被接合物12が置かれ
るターンテーブル9aの所定の位置の到来が検出される
と、ステップS26でモータ9dの回転を停止させ、ステッ
プS27でブレーキ9cをオンする。そして、再び、ステッ
プS5でろう付けする被接合物12の存在を被接合物存在確
認センサ10で検出する。故に、被接合物12の存在が被接
合物存在確認センサ10で検出されるまで、ターンテーブ
ル9aは回動し、ステップS5からステップS22のルーチン
の処理を繰り返し、ろう付けを行う。

このように、本実施例の自動ろう付装置は、被接合物
を移送するターンテーブル9a、減速装置9b、ブレーキ9
c、モータ9dからなる移送手段９と、前記被接合物12の
接合箇所12aを加熱する単数のメインバーナ7aからなる
加熱手段７と、ステップS2で被接合物12である材料の種
類及び厚み、ろう線材8cの種類を入力し、ステップS3で
温度センサ１から温度データを入力する。即ち、材料の
種類及び厚み、ろうの種類、温度データにより、予め、
入力されていたデータのアドレス指定を行い、加熱時間
の火力及び加熱時間Ｔをサーチできるように条件を入力
する入力手段と、前記加熱された接合箇所12aにろう線
材8cを供給するステッピングモータ8a、移送ローラ8b等
からなるろう供給手段８と、前記被接合物12の接合箇所
12aの伝熱条件、温度、加熱手段の使用経過時間、ろう
線材8cの種類により前記被接合物12の接合箇所12aが受
熱する熱量を制御する制御回路CPU等からなる制御手段
からなるものであり、被接合物12の接合工程の途中に被
接合物12の移送が行われなかった場合には、メインバー
ナ7aが冷却されることになり、被接合物12の接合箇所12
aの温度上昇に時間がかかることになるが、それを補正
することにより、常に、被接合物12の接合箇所12aの温
度を一定としており、更に、被接合物12の接合箇所12a
の温度は、その被接合物12が置かれた外気温度により変
化することになるが、それを温度センサ１で検出し、被
接合物12の接合箇所12aの加熱時間を補正しているか
ら、ろう付けされた製品の品質を一定にすることができ
る。

なお、上記実施例では被接合物を移送する移送手段と
して、ターンテーブル9a、減速装置9b、ブレーキ9c、モ
ータ9dからなる回転する移送手段９を用いているが、本
発明を実施する場合には、前記ターンテーブル9aのよう
な回転運動するものに限定されるものではなく、ベルト
コンベア等の直線運動するものにも使用できる。特に、
この被接合物を移送する移送手段の選択は、被接合物12
の接合箇所12aが受熱する熱量を制御する制御手段を、
移送手段の移送速度とするか、被接合物12の接合箇所12
aの加熱時間の制御とするかの選択を左右することにも
なる。

また、上記実施例では被接合物の接合箇所を加熱する
加熱手段として、単数のメインバーナ7aを用いていた
が、実際の温度分布を考慮すると、被接合物12の接合箇
所12aを加熱するメインバーナ7aは複数使用するのが望
ましい。特に、複数個のメインバーナ7aの配置は、被接
合物12の接合箇所12aの周囲に配設するのがよい。

そして、上記実施例で使用した単数のメインバーナ7a
は、LPGを燃料としているが、電気、または液体燃料と
することも可能である。

更に、上記実施例では加熱された接合箇所にろう線材
8cを供給するろう供給手段として、ステッピングモータ
8a、移送ローラ8bからなるろう供給手段８を構成してい
たが、本発明を実施する場合には、上記構成に限定され
るものではなく、溶融されたろうを供給することもでき
る。また、所定の長さに切断したろう線材8cの供給とす
ることもできる。

そして、前記ろう線材8cには濡れを促進するフラック
スを添附したものを用いてもよいし、或いは、他の工程
でフラックスを添附してもよい。

また、上記実施例の制御手段は、被接合物の接合箇所
の伝熱条件、温度、加熱手段の使用経過時間、ろう線材
8cの種類により前記被接合物の接合箇所が受熱する熱量
を制御しているが、本発明を実施する場合には、ろうの
種類が一定の場合、前記項目を削除して設定することと
ができる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の自動ろう付装置は、加熱され
た接合箇所にろうを供給するろう供給手段と、入力手段
で入力された被接合物の接合箇所の伝熱条件、温度、ガ
スバーナの使用経過時間、ろうの種類により前記被接合
物の接合箇所が受熱する熱量を被接合物を移送する移送
速度に応じて前記被接合物の接合箇所を加熱する加熱熱
量を制御する制御手段とを具備するものであり、オペレ
ータの経験則に頼った制御が不要となり、人的誤差が入
らないから、その品質を安定化させることができる。ま
た、品質安定化のために要する調整時間が不要であり、
常に、ろう付条件の変化に対応でき、良好なろう付けが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の自動ろう付装置の全体を示す
構成図、第２図から第３図は本発明の実施例の自動ろう
付装置のジェネラルフローチャートである。 図において、 7:加熱手段、８…ろう供給手段 9:移送手段、12:被接合物 12a:接合箇所、CPU:制御回路 である。 なお、図中、同一符号及び記号は同一または相当する構
成部分を示すものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被接合物を移送する移送手段と、 前記被接合物の接合箇所を加熱するガスバーナと、 前記加熱された接合箇所にろうを供給するろう供給手段
   と、 前記被接合物の接合箇所の伝熱条件、外気温度、ガスバ
   ーナの使用経過時間、ろうの種類を入力する入力手段
   と、 前記入力手段で入力された被接合物の接合箇所の伝熱条
   件、外気温度、ガスバーナの使用経過時間、ろうの種類
   により前記被接合物の接合箇所が受熱する熱量を移送手
   段の移送速度に応じて制御する制御手段と を具備することを特徴とする自動ろう付装置。