JPS611090A - 回路基板に対する電気部品の挿入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、プリント回路のような回路基板に電気部品
をハンダ付は等によって取付ける技術分野に係るもので
あり、特に、その前段階処理として、回路基板の所定の
位置ｌこ多数の電気部品を挿入する際の挿入方法に関す
るものである。

従来の技術 プリント基板に対する電気部品の挿入作業のための補助
具若しくは治具として、部品挿入指示機を用いることが
従来から行われている。この指示機の使用方法は、１つ
のプリント基板に挿入すべき全部品に関して、その挿入
手順に従って挿入位置をキー人力によって予めプログラ
ムしておき、作業時に、プログラムした位置を順次読出
して基板上の邑該位置に上方から光を照射するこ吉によ
り、部品を挿入すべき位置を指示するようにしたもので
ある。また、挿入位置のみならず、該位置に挿入すべき
部品を自動的に指示し得るようにするために、従来の指
へ機は、回路基板設置テーブルの下方に、多数の区画さ
れた部品収納箱を具備し、部品切換えタイミングに従っ
てこの部品収納箱をノ置次移送するこさ？こより、次に
挿入すべき部品がテーブルに設けた部品取出し窓に自動
的に臨むようにしている。

発明が解決しようとする問題点 従来、この種の部品挿入指示機は、単体で使用され、−
人の作業者が一台の指示機を受持って、１つのプリント
基板の全部品を挿入するようにしていた。そのため、作
業能率が悪いという問題があった。

この発明は上述の問題点を解決するためになされたもの
で、作業能率を向上させることのできる電気部品挿入方
法を提供しょうさするものである。

また、従来は、一台の指示外で全部品の指示を受持つた
め、チルプル下方に準備しておく部品収納箱の数が多数
さなり、その自動送り機構も複雑となっていた。そこで
、この発明の別の目的は、部品指示を簡素化し得るよう
にすることである。

この発明に係る電気部品の挿入方法は、複数の部品挿入
指示機を具備し、各指示機の回路基板設置面（ここでい
う設置面とは盤面？こ限らず基板を設置することが予定
される空間内の仮想面を含む）をガイドレールによって
連結し、回路基板を搭載したキャリッジを該ガイドレー
ルに沿って移動させることにより該キャリッジ上の回路
基板を各指示機の回路基板設置面に順送りに位置させる
ようにしたものである。そして、回路基板？こ取付るべ
き全電気部品を複数のグループに分け、各グループに関
する部品挿入指示を各指示機に分担させ、キャリッジ上
の回路基板が各指示機の回路基板設置面に位置したとき
当該指示機に分担されたグループに関する部品挿入指示
を各指示機で行い、この指示に従って部品挿入が行われ
るようにしたことを特徴吉している。

作用 各指示機が夫々特定の部品グループを分担するので、一
台当りの指示機による挿入部品数が減少し、流れ作業に
よる効率化と相俟って、作業能率が向上するき共に挿入
エラーの確率を低くすることができる。各指示機の回路
基板設置面をガイドレールで連結し、キャリッジに回路
基板を搭載して該キャリッジを該ガイドレールに沿って
移動させるようにしたので、指示機から指示機への回路
基板の移送が素速く円滑に行える。

実施例 以下添付図面を参照してこの発明の一実施例を詳細に説
明しよう。

第１図はこの発明に係る方法を実施するために用いる装
置の一構成例を略示する斜視図である。

１は部品挿入指示機であり、大別して、はぼ四角形の枠
から成る回路基板設置用フレーム１ａと、このフレーム
１ａの枠内の空間でＸ−Ｙ駆動される指示ヘッド１ｂと
、この指示ヘッド１１）をＸ−Ｙ駆動するための機構（
Ｘ軸駆動用モータ１ＸとＹ軸駆動用モータ１ｙ及びＹ方
向駆動軸１Ｃが図示されているが、残部は図には現われ
ていない）と、制御ボックス１ｄと、フレーム１ａの手
前に配された部品収納箱１ｃとを含んでいる。回路基板
設置用フレーム１ａによって囲まれた空間の少し上方の
空間１ｆが回路基板設置面に相当するものであり、従っ
て、指示ヘッド１ｂはこの回路基板設置面の下方でＸ−
Ｙ駆動可能であり、上方に向けて（つまり回路基板設置
面に向けて）小さな光のスポットを照射する。このよう
な部品挿入指示機１が適当な間隔をおいて複数設けられ
ており、各指示機１の回路基板設置面に相当する空間１
ｆがカイトレール２ａ　、　２ｂによって連結され、こ
れらのガイドレール２ａ、２ｂは各指示機１のフレーム
１ａの適宜箇所で固定されている。

キャリッジ３は、回路基板４を搭載し、ガイドレール２
ａ、２ｂに沿って滑動し得るものであり、の構造の一例
を拡大して示すと第２図のようであり、レール２ａ、２
ｂの上面に滑動自在に嵌合する断面コの字型の底面を有
する２本の横機３ａ。

３ｂと、この横機３ａ　、３ｂの両端を夫々連結した２
本の連結棒３ｃ、３ｄと、この連結棒３ｃ。

３ｄ間ｌこ横機３ａ　、３ｂに平行に取付られな２本の
回路基板取付機３ｅ、３ｆとを含んでいる。取付機３ｅ
、３ｆの上辺に沿って回路基板４の側縁部を嵌合するた
めの溝３ｇが夫々設けられており、回路基板４の両側縁
部が両取付機ろｅ、３ｆの上部溝３ｇに嵌合した状態で
該回路基板４がキャリッジ３で保持される。溝３ｇに沿
って基板４をスライドさせることにより該基板４を容易
に着脱するこＬができる。取付機３ｅ、３ｆは連結棒３
ｃ。

３ｄに沿って滑動自在となっており、任意の位置でねじ
３ｈを締めることにより固定するようになっている。従
って回路基板４の大きさに合わせて取付機３ｅ、３ｆの
間隔を調整することができる。

横機３ａ、−３ｂ、取付機５ｅ、３ｆは共通の部材を用
いるこ吉ができる。

第１図に戻り、各指示機１のフレーム１ａの所定箇所に
は規定以上の力か加わったとき回動して該荷重から回避
し得るようにしたストッパ１ｆが設けられている。ガイ
ドレール２ａ、２ｂ上ヲ移動するキャリッジ６の所定部
分か該ストッパ１ｆ？こ自接し得るよう？こなっており
、該ストッパ１ｆによって停止されてキャリッジ６がフ
レーム１ａ上の所定の位置に（つまり回路基板設置面に
）設置される。これにより、指示ヘッドＸ−Ｙ駆動機構
とキャリッジ６上の回路基板４さの原点合わせが実現さ
れる。キャリッジ３を指示機１の回路基、“板設置面か
ら移動させる場合は、規定以上の力でキャリッジ６を動
かしてストッパ１ｆを退かせることにより容易に移動さ
せることができる。このようなストッパ機構は通常知ら
れた技術で容易に実現できるので詳細は特に示さない。

次に上述の装置を用いて実行される挿入方法の一実施例
について説明する。

まず、各電気部品の挿入手順をプログラムする場合につ
いて説明する。

挿入手順のプログラムは一台の指示機１を用いて、従来
から知られているようにティーチング方式によって行う
。その手順の概略は次の通りである。

（１）回路基板４を所定の配置で搭載した１台のキャリ
ッジ３をプログラム用の指示機１の回路基板設置面上に
（フレーム１ａ上に）設置する。

（２）ティーチング用操作盤（図示せず）を制御ボック
ス１ｄに電気的に接続し、この操作盤に含まれるＸ−Ｙ
位置入力器（例えば商品名「ジョイ・ステインク」）を
操作してＸ−Ｙ駆動機構１Ｃ２ＩＸ、１１Ｙを駆動し、
指示ヘッド１ｂをキャリッジ３上の回路基板４における
所望の位置に位置させる。指示ヘッド１ｂが所望の位置
に位置したとき前記操作盤に含まれる書込みキーを押圧
して、そのときの指示ヘッド１ｂのＸ−Ｙ位置データを
メモリに書込む。その際、タイオードのように極性が有
る部品に関しては極性テークをキー人力し、同時にメモ
リに書込む。

（３ン　　上記（２）の操作を各部品の挿入ステップ毎
に繰返し、各ステップ毎に上述のようにティーチングし
たＸ−Ｙ位置データと必要に応じて極性テークをメモリ
に記憶する。一般に、同一部品は連続するステップで挿
入するものとし、部品を別の種類のものに交換すべきス
テップの直前のステップで部品交換データを同時に書込
むものとする。

（４）以上のようにして、回路基板上の全部品の挿入位
置を任意の順序でティーチンクプログラムし、挿入シー
ケンスのマザープログラムを作成する。

次に、上述のようにして作成したマサ−プログラムの所
定シーケンスステップ毎にプログラムを分割し、各指示
機１に分担記憶させる。例えば、マザープログラムの第
１ステツプから第ｎステップまでの部品挿入シーケンス
のプログラムデータを第１の指示機に分担記憶させ、第
ｎ＋ｌステップから第ｍステップまでのシーケンスのプ
ログラムデータを第２の指示機Ｉこ分担記憶させる、と
いうようにする。

マサ−プログラムを分担して利用するために各指示機１
に含まれる制御装置の一例を第３図に示す。破線で示し
た操作盤５及びマザープログラム記憶装置６（例えばカ
セットテープ）は、各指示機１？こ常設されている必要
はなく、マザープログラムの一部を転送記憶させるとき
だけ装備されればよい。最初に、操作盤５のキー操作に
よってマザープログラム記憶装置６から、当該指示機が
分担すべき所望の部品挿入シーケンスステップ範囲のプ
ログラムデータを読出し、ランダムアクセスメ羊す（以
下ＲＡＭという）７に書込む。例えば、−回路基板の全
部品挿入に要するシーケンスステップのうち、何ステッ
プから何ステップまでをマザープログラムから読出して
ＲＡＭ７に転送記憶せよ、というように指示する。こう
して、各指示機１の制御ボックス１ｄ内に含まれるＲＡ
Ｍ７には、当該指示機１が分担すべき部品挿入ステップ
グループの各ステップ毎のプロクラムされたテ〜り（ｘ
−ｙ位置データ及び必要に応じて極性データ、部品交換
データなど）が夫々記憶される。

ＲＡＭ７に記憶されたプログラムを１ステツプずつ読出
すための手段として、例えばフットスイッチ８とプログ
ラマブルカウンタ９が用いられる。

プログラマブルカウンタ９は、ＲＡＭ７？ご記憶された
ステップ数をモジュロ数としてプログラムすることが可
能なものであり、フットスイッチ８の操作に応じてカウ
ントアツプされる。このプログラマブルカウンタ９の出
力がＲＡＭ７の読出しアドレス信号となり、各ステップ
に対応してプログラムされたＸ−Ｙ位置データ等をフッ
トスイッチ８の操作に応じて順次読出す。そして、当該
指示機に分担されたステップ数分の読出しが終了すると
、カウンタ９のカウント値がＯに戻り、再び最初のステ
ップからの読出しが繰返される。

ＲＡＭ７から読出されたデータのうち、Ｘ−Ｙ位置デー
タはＸ−Ｙ位置決め装置１０に与えられ、指示ヘッド１
ｂを位置決めする。極性データは極性指示装置１１１こ
与えられ、極性の指示を行う。

このとき、極性が問題となる部品に関しては指示ヘッド
１ｂのランプを点滅させて作業者の注意を促し、極性指
示ランプの表示を見るようにさせるとよい。極性指示装
置１１は例えば、第１図に示すように上下左右及び中央
に位置する極性指示ランプｌｌａ〜１１ｆを含み、正極
又は負極等の位置に応じてランプを点灯する。部品交換
データは部品交換ブザー装置１２に与えられ、部品交換
すべきステップの直前で該ブザーを鳴らし、作業者に部
品交換すべきことを警報する。更に部品指示ランプ装置
１３が設けられていてもよく、部品交換データが与えら
れた（！：き、その次のステップから部品指示ランプの
点灯を切換えるようにするとよい。部品指示ランプ装置
１６は、例えば第１図の部品収納箱１ｅの各部品収納区
画に対応して設けられた部品指示ランプ１３ａ、１６ｂ
・・・から成り、挿入すべき部品が収納されている区画
を該ランプ１３ａ、１３ｂ・・・の点灯によって指示す
る。

以上の構成により、指示機１の前にすわった作業者はフ
ットスイッチ８を操作するだけで、挿入すべき部品が指
示ランプ１３ａ　、１３ｂ・・・によって指示され、そ
の挿入位置が指示ヘソ１−１ｄによって指示され、かつ
その極性位置が必要に応じてランプ１１ａ〜１１ｆで指
示され、これらの指示に従って部品を回路基板４に挿入
すればよい。

この発明による部品挿入方法によれば、複数の各指示様
毎に、−回路基板上に挿入すべき部品が挿入シーケンス
ステップ単位でクループ分けされる。そして、ガイドレ
ール２ａ、２ｂ上に複数のキャリッジ３（回路基板４を
搭載したもの））ｆ：／＠次送り込み、各指示機１にお
いて当該指示機が分担するグループ内の部品挿入作業を
上述の要領で夫々順送りに実行し、分業と流れ作業形式
で部品挿入作業を実行する。例えば、第１の指示機１で
、該指示機が分担する所定のステップ（例えば第１のス
テップから第ｎのステップ）の部品挿入作業を上述の要
領で実行し、それが終了したときキャリッジ３を第２の
指示機１の方に移動させ、代わりに新たなキャリッジ３
を第１の指示機の回路基板設置面上に導入する。第２の
指示機１では、第１の指示機１で挿入済みのキャリッジ
６を回路基板設置面上に導入して、該指示機が分担する
所定のステップ（例えば第ｎ＋１から第ｍのステップま
で）の部品挿入作業を上述の要領で実行し、それが終了
したとき該キャリッジ３を第３の指示機１の方へ移動さ
せ、代わりに別のキャリッジ３を導入する。こうして、
各指示機１において、各々が分担する部品挿入ステップ
の挿入作業が流れ作業式に実行される。

各指示機１が分担する部品の挿入ステップシーケンスは
、−回路基板の全部品挿入に要する全ステップに比べて
少数のステップから成るため、それが分担する部品点数
も比較的少数で済む。従って、図示したような指示機１
の手前に設けた比較的少数の（例えば１０程度の）区画
から成る部品収納箱１ｅを設ければ済み、従来の指示機
のようにテーブル下方に多数の部品収納箱を移動可能な
状態で設ける必要がなくなり、極めて簡単かつ低コスト
なものとなっている。しかし、図示した部品収納箱１ｅ
はあくまでも一例にすぎず、従来と同様のもの、あるい
はその他のもの、を用いてもよい。

また、各指示機１が共通のマサ−プログラムを使用し、
夫々がその一部を利用するので、各指示機毎にティーチ
ンクプログラムミスが起ることがなくなり、プログラム
ミスによる挿入エラーが防げる。

なお、極性指示ランプ１１ａ〜１１ｆは、中央のランプ
１１ｆを除去して上下左右のランプＩｌａ〜１１ｅだけ
としてもよいが、そうすると指示ヘッド１ｂによって指
示された挿入位置と極性指示ランプ１１ａ〜１１ｅによ
って指示された極性方向との関係が不明瞭になることが
ある。そこで実施例のように中央にもランプ１１ｆを設
け、このランプ１１ｆと極性方向を示すランプ（１１ａ
〜１１ｅのいずれか１つ）を同時に点灯するようにすれ
ば、中央ランプ１１ｆが指示ヘッド１ｂの指示位置に対
応し、極性方向を示すランプ１１２〜１１ｅがその指示
位置を基準にした極性方向を示していることが容易に判
かる。

第１図に示したような部品収納箱１ｅに代えて、第４図
に示すような部品供給装置１４を用いてもよい。この部
品供給装置１４は、本体１４ａにおいて、中央のしきり
部１４ｂを挟んで両側に多数の部品箱１４Ｃを収納した
ものであり、カバー１４ｄの上面には２箇所に部品取出
口１４ｅ、１４ｆが設けられており、更にガラスその他
透明板がはめ込まれた比較的大きなチェック窓１４ｇが
設けられている。中央しきり部１４ｂの両側の部品箱１
４Ｃは、該しきり部１４ｂ内に装備されたチェーン等の
駆動手段によって順次自動送りされるようになっている
。例えば、両側に夫々２５個づつの部品箱１４Ｃがある
とすると、最初は、第１の部品取出口１４ｆの窓が開き
、第２の部品取出口１４ｅの窓が閉じられ、１番目の部
品箱１４Ｃが部品取出口１４ｆに対応する位置に位置す
る。以後、部品交換データがＲＡＭ７から読み出された
直後のフットスイッチ８の操作に連動して、２番目以降
の部品箱１４Ｃが取出口１４ｆに対応する位置まで順次
動かされる。そして、２５番目の部品箱１４Ｃの使用が
終了すると、第１の部品取出口１ｆの窓が閉じられ、第
２の部品取出口１４ｅの窓が開かれる。以後は反対側の
２６番目から５０番目の部品箱１４Ｃが順送りに取出口
１４ｅに対応する位置に送られる。

このように多数の部品箱１４ｃをしきり１４ｂの両側で
たて方向に収納したため、全体としてコンパクトであり
ながら、多数の部品箱１４Ｃを収納することができる。

また、一方の側の部品箱を使用しているときは、他方の
側の部品取出口１４ｅ。

１４ｆは自動的に閉じられるので取り違えも起らない。

この部品供給装置１４の高さは床からガイドレール２ａ
　、２ｂまでの高さよりも低く、指示機１と指示機１と
の間のガイドレール２ａ、２ｂの下方に置くこきができ
る。そうすると、指示機１に対面した作業者のすぐ傍隣
に部品供給装置１４が位置することになり、部品の取出
しを素速く、スムーズに行うことができるようになるの
で、効率的である。また、前面の部品収納箱１ｅが無く
なるので、作業者は指示機１に一層近づくことができ、
これにより挿入作業がし易くなり、作業速度が上がる。

ところで、回路基板４が紙エポキシ基板、多層基板、な
どから成る場合は、基板それ自体は光を通さず、下方か
らの指示ヘッド１ｂの光は小さな部品挿入穴を通して上
方に抜は出るだけである。

従って、光源（指示ヘッド１ｂ）と部品挿入穴の位置が
丁度合っている場合は問題ないが、合っていない場合は
、光が回路基板４に遮られて指示ヘッド１ｂの位置が判
らなくなってしまう。これは、マザープログラムを作成
する場合に特に問題となる。そこでこのような問題を解
決するために、第５図に示すように、指示へノド１ｂに
近接してアクノチメントとして下向き光源１５を取付る
ことができるようにし、フレーム１ａの下側にも回路基
板を搭載することができるようにした。

第５図において、フレーム１ａのたて方向両側の下面に
カイト１６，１６を設け、このカイト１６゜１６に直角
に２本のホルダ１７．１７を取付ける。

ホルダ１７はガイド１６に沿ってスライド可能てあり、
ねじ１８によって所望の位置で固定するようになってい
る。ホルダ１７の角には直角の溝１７ａが加工されてお
り、この溝１７ａに基板４′の縁部をのせて該基板４を
支持するようになっている。この構造により、光源１５
が基板４′の上方に位置し、基板４が不透光性のもので
あっても、上方から光を照射することによりプログラム
入力作業が容易となる。通常の挿入作業は、前述したも
のと同様に、指示へノド１ｂの上方に回路基板４を配し
、下からの光によって挿入位置を指示する。プログラム
時と通常運転時の位置ずれをなくすために、指示ヘッド
１ｂの光の上方基板４上での結像点と光源１５の光の下
方基板４′上での結像点が同じＸ−Ｙ座標位置となるよ
うに、光源１５の角度調整及び作業時の原点位置合わせ
を行うものとする。なお、小さな挿入穴を通して指示ヘ
ッド１ｂの光が明瞭に認識できるようにするために、指
示ヘッド１ｂのランプを赤色ランプ等目立つ色のものに
変更したり、光強度を調整したりできるようにするとよ
い。

発明の効果 以上の通りこの発明によれば、複数の指示機をガイドレ
ールで連結し、該ガイトレール上を滑動し得るキャリッ
ジ上に回路基板を搭載して該回路基板を各指示機に順送
りし得るようにし、各指示機で部品挿入シーケンスを分
担してその指示を行うようにしたので、部品挿入作業を
効率的に行うことができるようになるという優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施するために使用する装置の一例
を略示する斜視図、第２図は第１図におけるキャリッジ
の拡大図、第３図は第１図における各指示機に含まれる
制御装置の一例を示すブロック図、第４図は部品供給装
置の一例を示す斜視図、第５図は不透光性基板のプログ
ラム時に使用する機構の一例を示す斜視図、である。 １・・・′部品挿入指示機、１ａ　回路基板設置用フレ
ーム、１ｂ・指示ヘッド、１ｃ　−Ｙ方向駆動軸、１Ｘ
・・Ｘ軸駆動用モータ、１ｙ・・Ｙ軸駆動用モータ、１
ｄ・制御ボックス、１Ｃ・部品収納箱、１ｆ・・回路基
板設置面、２ａ、２’ｂ・ガイトレール、３・・・キャ
リッジ、４・・回路基板。 出願人代理人　　弁理士　飯　塚　義　仁第４図 知ツ７位・ 手続補正書彷式） 昭和６０年７月λλ日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回路基板設置面に対してＸ−Ｙ駆動される指示ヘッ
   ドを有し、予めプログラムされたＸ−Ｙ位置に該指示ヘ
   ッドを位置決めして該設置面上の該Ｘ−Ｙ位置を指示し
   得るようにした指示機を複数備えたこと、 前記各指示機の回路基板設置面をガイドレールによって
   連結したこと、 回路基板を搭載したキャリッジを前記ガイドレールに沿
   って移動させることにより、該キャリッジ上の回路基板
   を各指示機の回路基板設置面に順送りに位置させること
   、 前記回路基板に取付るべき全電気部品を複数のグループ
   に分け、各グループに関する部品挿入指示を前記各指示
   機に分担させること、 前記キャリッジ上の回路基板が前記各指示機の回路基板
   設置面に位置したとき当該指示機に分担されたグループ
   に関する部品挿入指示を各指示機で行い、この指示に従
   って部品挿入を行うようにしたこと、 から成ることを特徴とする回路基板に対する電気部品の
   挿入方法。 ２、前記指示機において、前記指示ヘッドは前記回路基
   板設置面の下方でＸ−Ｙ駆動可能に配されており、光に
   よって部品取付位置を指示するようにしたものである特
   許請求の範囲第１項記載の電気部品の挿入方法。