JPS6124140B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、部品組み立て装置、とくに印刷回路
基板のような支持基板上に、所定の向きで、電子
部品のような物品を自動的に組み立てる装置に関
する。

従来技術 結線のためのリード線が一体に形成された電子
部品を、印刷回路基板のような基板に取りつける
には、この部品のリード線を基板のリード孔に挿
入し、基板の裏側に突出するリード線の端部を切
断し、折り曲げる操作が行われ、この操作を自動
的に行う装置を種々開発されている。電子部品は
いろいろな向きで基板上に取りつけられるため、
これらの部品組み立て装置において、リード線を
回路基板に挿入するための挿入ヘツドは、回路基
板に対して回転できなければならない。従来技術
による装置では、挿入ヘツド自体を回転させるも
のがあるが、この形式では、挿入ヘツドに部品を
供給する部品供給装置との関係で挿入機構が複雑
になる。

このため、回路基板の方を挿入ヘツドに対して
回転させるようにした装置も開発されている。こ
のような装置では、通常は、回路基板を部品挿入
位置に正しく位置決めするための送り台が設けら
れる。米国特許第3859707号明細書は、回路基板
保持機構を回転式として、基板を部品に対し回転
できるようにした装置を開示する。

発明が解決しようとする問題点 しかし、この装置では、保持機構は手動で回転
される形式であるため、作業員を傷つける恐れが
ある。米国特許第3727284号および米国特許第
3789483号明細書には、回路基板の位置調整を自
動的に行うことができる装置が開示されている。
この公知の装置では、回路基板は回転できず、し
たがつて部品が平行に配置されるばあいにしか使
用できない。

本発明の目的は、いろいろな方向に向いた部品
の取りつけにも使用できる自動化された部品組み
立て装置を提供することである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明は、Ｘ―Ｙ
平面内で移動可能な往復台と、前記Ｘ―Ｙ平面に
対し直角なＺ軸のまわりに回転可能に前記往復台
に取りつけられた加工物支持体と、前記支持体に
よつて支持される被加工物に物品を供給するため
の、前記加工物支持体に対し接近しまたは離れる
方向に移動可能な部品供給装置と、前記往復台と
前記支持体のプログラムされたＸ―Ｙ平面内の運
動を制御する動力装置とからなり、被加工物に対
して所定の位置で部品を取りつける部品組み立て
装置において、前記支持体３０から突出する突出
部７６と、前記突出部７６に対応する位置に設け
られ前記突出部７６のＸ―Ｙ平面内における動き
を一方向には自由とし他の方向には拘束するよう
に前記突出部７６に係合し、前記往復台１４と前
記支持体３０のプログラムされたＸ―Ｙ平面内の
運動に応答して前記支持体３０を前記Ｚ軸まわり
に所定角度だけ回転させる回転部材８０，８２と
が設けられたことを特徴とする部品組み立て装置
を提供する。

作 用 本発明の上記構成においては、回転部材は、突
出部に作用して、この突出部が直交する二つの方
向の一方の座標軸にそつて動けないように突出部
の動きを拘束する。したがつて、支持体がＸ―Ｙ
平面内で移動したとき、突出部は、他の方向にの
み動くことができ、その結果、支持体に回転を生
じる。この回転により、支持体上の回路基板は、
部品に対し正確に位置決めされる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図について説明する
と、まず第１図ないし第３図において、部品挿入
装置は全体を符号１２で示してあり、後述する数
値制御式加工物支持往復台１４の上方に配置され
ている。往復台１４の下方には、回路基板の裏面
に突出するリード線の端部を折り曲げるための折
り曲げ装置１６が設けられている。第１図および
第４図に示すように、この実施例の部品組み立て
装置は、４個の回路基板Ｂを処理する処理部が２
個所に設けられている。各々の回路基板Ｂには、
所定の位置にリード線挿入のためのリード孔Ｈが
形成されている。このリード孔Ｈは、各々の電子
部品の両端に設けられた一対のリード線に対応す
るように、対をなして配置されており、各々の対
のリード孔Ｈは、互いに平行とは限らず、90゜ま
たは他の角度で配置されることもある。

加工物支持往復台１４は、たとえばアルミニウ
ム合金製のプレート２１により構成され、第１図
および第３図に示すように、前部補強リブ２２と
後部補強リブ２４がそれぞれ前端および後端に取
りつけられている。第４図に示すように、プレー
ト２１には一対の円形の孔２６が横方向に間隔を
もつて形成されている。第４図および第８図に示
すように、孔２６の縁部の下方には、ローラ２８
が周方向に間隔をもつて配置されている。さらに
第８図を参照すると、孔２６の縁部においてプレ
ート２１にはブロツク３２が取りつけられ、この
ブロツク３２にローラ２８が支持されている。

第４図に戻ると、プレート２１の孔２６内には
円板３０が配置されている。円板３０は、本発明
における加工物支持体を構成するもので、ほぼ正
方形の開口３４を有する。この開口３４の形状は
折り曲げ装置１６が回路基板Ｂに当たるのを防止
できる形状であれば、どのような形状であつても
よい。第４図および第９図に示ように、プレート
２１には、孔２６の縁にそつて孔２６の方に突出
する保持具３６が取りつけられ、円板３０の縁を
押さえるように作用する。保持具３６は、孔２６
内に突出する位置から回転させて引つ込めること
ができ、保持具３６のこの引つ込み位置で、円板
３０の取りつけ、取り外しを行う。

円板３０上には、回路基板取りつけ板３８が配
置される。この回路基板取りつけ板３８は、第４
図に示すように、４本のねじ４０により取りつけ
られるが、その正確な位置決めのために、位置決
めピンを円板３０に設けてもよい。取りつけ板３
８は、回路基板Ｂを取りつけるための手段を有す
る。この手段は、一対のピン４２と３個のクラン
プ４４とからなる。取りつけ板３８には、回路基
板Ｂの取りつけ位置に開口４６が形成され、一対
のピン４２は、この開口４６の対角線方向に間隔
をもつて配置され、一方のピン４２が回路基板Ｂ
に形成されたピン孔に係合し、他方のピン４２は
回路基板Ｂの縁に係合して回路基板Ｂの位置決め
を行う。クランプ４４は、回路基板Ｂの３隅にお
いて回路基板Ｂに係合し、回路基板Ｂをその位置
に固定する。

第７図ないし第１０図に示されているように、
円板３０は、プレート２１と同一平面にあり、第
８図に示すローラ２８により、回転自在に支持さ
れる。第４図に示すように、円板３０の周縁は、
周方向に間隔をもつて配置された３個のスラスト
軸受４８のうちの２個は、第１０図に示すよう
に、プレート２１の周縁部に取りつけられたブロ
ツク５０に、支持されている。すなわち、ブロツ
ク５０は、取りつけボルト５６を介してプレート
２１に固定され、ブロツク５０には軸受４８を支
持するスタツド５８が圧入されている。必要に応
じて、ブロツク５０と軸受４８との間にワツシヤ
ー５４が配置される。ブロツク５０に形成される
ボルト５６の挿入孔は、ボルト５６との間に間隙
５２を有し、したがつて、ブロツク５０および軸
受４８は、プレート２１に対し半径方向に位置調
節が可能である。３個の軸受４８のうち、残りの
１個はプレート２１上に位置調節不能にとりつけ
られている。

円板３０は、90゜間隔の位置で釈放可能にロツ
クすることができる。このための構造は、第４図
および第７図に示してあり、Ｖ型の切り欠きをも
つた４個のブロツク６０が円板３０上に等間隔で
配置されている。プレート２１上には、ブロツク
６２が取りつけられ、ブロツク６２の内部にはプ
レート２１にそつて、スライド板６６が、ボルト
６８により取りつけられている。スライド板６６
上にそつて可動なように、係合爪６４が配置さ
れ、この係合爪６４は、ばねにより半径方向内向
きにおされている。係合爪６４は、先端がＶ型に
形成されており、ブロツク６０のＶ型切り欠きと
係合することができる。そして、この係合は、円
板３０を回転させることにより、ばねの作用に抗
して外すことができる。必要に応じて、90゜以外
の角度に円板３０をロツクできるようにすること
も可能である。

図に示す例では、４個の回路基板Ｂは互いに平
行に配置されているが、必要に応じては、これら
を別の角度で配置するようにピン４２とクランプ
４４を設けることも可能である。

第２図に示すように、挿入機構１２は、垂直方
向に往復運動可能なリード線挿入成形具１８を有
し、このリード線挿入成形具１８は、折り曲げ装
置１６の中心線Ｍにそつて作動する。取りつけら
れる部品Ｃは、第１図に示すように、テープＴに
よりバンド状に束ねられており、リール２０から
リード線挿入成形具１８まで送られる。部品Ｃの
リード線Ｌは、リールから送り出される段階では
部品の両端から真つ直ぐに延びる形状であるが、
リード線挿入成形具１８により直角に曲げられて
回路基板Ｂのリード孔Ｈに挿入される。この挿入
機構は公知であるので、その詳細な説明は省略す
る。折り曲げ装置１６は、回路基板Ｂの裏側に突
出したリード線Ｌを適当な長さに切断し、折り曲
げて部品を回路基板Ｂ上に固定する。この折り曲
げ装置１６の構造と作用も公知であるので、これ
以上の説明は省略する。

挿入機構１２と折り曲げ装置１６とに関連して
往復台１４を位置調節するために、この部品組み
立て装置は、第１図に示すような従来公知の制御
コンピユータ７０を備えている。プレート２１に
は、第４図に示すようにサーボモータ７２が組み
合わされ、このサーボモータ７２はコンピユータ
７０からの信号に応じてプレート２１をＸ―Ｘ方
向に平行移動させる。プレート２１にはＹ方向送
り台７４が取りつけられている。図には示してい
ないが、別のサーボモータがこのＹ方向送り台７
４に組合わされ、コンピユータ７０からの信号に
よりプレート２１をＹ―Ｙ方向に平行移動させる
ように構成されている。

このような制御は、Ｘ―Ｙプログラム制御とし
て従来からよく知られており、本実施例の装置は
このプログラム制御を利用して円板３０および円
板３０に取りつけられた回路基板ＢをＺ軸まわり
に所定位置まで回転させるものである。以下の説
明においては、回路基板Ｂを90゜または180゜回
転させるばあいを例として挙げるが、その他の角
度の制御も同様に行い得ることは勿論である。回
路基板Ｂの回転を行わせるために、円板３０には
ロール７６が円板３０から上方に突出するように
設けられている。ロール７６は、円板３０に直角
な軸線まわりに回転可能である。本実施例では、
このようにロール７６により突出部を形成してい
るが、円板３０にピンを取りつけて突出部を形成
しているが、円板３０にピンを取りつけて突出部
を構成してもよい。第４図に示すように、ロール
７６は円板３０上の４個所に等間隔で設けられて
いる。また、ロール７６の形状は、第６図に最も
よく示されている。すなわち、ロール７６を支持
する軸が円板３０に固定され、ロール７６と円板
３０との間には、スペーサ７８が配置される。

第４図に示すように、ロール７６は、取りつけ
板３８の縁に近接して配置されており、取りつけ
板３８の上面より上方に突出する。勿論、ロール
７６の位置は、この例に限られるものではない。

次に、第４図の例で、円板３０がプレート２１
上の所定の位置に取りつけられ、円板３０には取
りつけ板３８が所定位置で取りつけられ、さらに
この取りつけ板３８の所定位置に回路基板Ｂが取
りつけられた状態で、円板３０をプレート２１の
Ｘ―Ｙ平面内の平行移動に伴つて90゜または180
゜回転させるプログラムについて説明する。ま
ず、右側の円板３０に取りつけられた回路基板Ｂ
において、同一方向に向けられた部品Ｃがすべて
所定の位置で挿入されたのち、円板３０を90゜ま
たは180゜回転させる指令が発せられる。この指
令に応答して、ロール７６のうち、中心軸Ｍに最
も近いロール７６の軸線が中心軸ＭからＸ方向と
Ｙ方向に所定の距離にある固定点Ｐに来るように
プレート２１を動かす。ロール７６の軸線が第５
図に示すように固定点Ｐと一致したとき、第１図
ないし第３図に示す複動式空気シリンダ７９がコ
ンピユータ７０の指令により作動し、この複動式
空気シリンダ７９のピストンロツド８０が押し下
げられる。ピストンロツド８０の先端にはＵ形断
面のストツパすなわちヨーク８２が固定されてお
り、このヨーク８２が固定点Ｐ上にあるロール７
６に係合してこのロール７６を一方向に案内す
る。

ヨーク８２の機能は、前述のように位置決めさ
れたローラ７６を、Ｙ軸方向の動きに対して拘束
し、Ｘ軸方向の動きは可能にするもので、プレー
ト２１がプログラムされたＸ―Ｙ平面内の運動を
するとき、ロール７６のこの拘束された動きによ
り、円板３０には、その回転中心すなわちＺ軸ま
わりの回転が生じる。第５図を参照すると、円板
３０に90゜の回転を生じさせるためには、プレー
ト２１したがつて円板３０の中心が点Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを順に通るようにプレート２１を
動かす。第５図には、円板３０が、ロール７６の
軸線まわりに回転するさいに、円板３０の中心が
上述した点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに位置すると
きのプレート２１の位置A′，B′，C′，D′，E′，
F′を示してある。もちろん、プレート２１に上
述と異なる動きを与えて円板３０に同様な回転を
生じさせることも可能である。挿入具の向きが一
定であれば、円板３０のこの回転により、回路基
板Ｂに挿入される部品の向きは90゜回転する。す
なわち、まずロール７６の軸線を所定点Ｐに置
き、ヨーク８２によりこのロール７６の動きを拘
束したのち、プレート２１にプログラムされた動
きを与えることにより、円板３０に所望の回転を
与えることができる。多くのばあい、円板３０の
中心の動きの軌跡は、45゜またはその倍数の角度
で交差する直線からなるが、そのような軌跡に限
定されるとは限らない。

先に述べたように、円板３０は、ブロツク６０
のＶ型切り欠きにブロツク６２上の係合爪６４が
係合することにより保持されているが、円板３０
に回転力が作用したとき、この係合が外れ、円板
３０が90゜回転した位置で再び係合爪６４と別の
ブロツク６０のＶ型切り欠きとの係合が生じ、円
板３０はこの90゜回転位置にロツクされる。90゜
回転を２度繰り返すことにより、180゜回転が実
現できることはもちろんである。第５図に示す90
゜回転位置では、挿入機構の軸線Ｍは回路基板Ｂ
上にないので、このままでは部品の挿入はできな
い。したがつて、円板３０の回転が完了したの
ち、ヨーク８２を上昇させてロール７６との係合
を外し、さらにプレート２１をＸ―Ｙ平面内で移
動させて、部品挿入位置を軸線Ｍに合致させる。

効 果 以上説明したように、本発明は、Ｘ―Ｙ平面内
の運動により加工物にＺ軸まわりの回転を与える
ことができる装置を提供するものである。したが
つて、本発明を電子部品組み立て装置に適用した
ばあい、装置の構造は簡単になり、回路基板と電
子部品との位置関係を自動的に決めることが可能
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す電子部品組
み立て装置の斜視図、第２図は、その上面図、第
３図は、その側面図、第４図は、プレートと円板
の配置を示す平面図、第５図は、プレートの移動
と円板の回転の関係の一例を示す平面図、第６図
は、加工物の保持機構を示す正面図、第７図は、
円板のロツク機構を示す断面図、第８図は、円板
の支持機構を示す断面図、第９図は、円板の保持
機構を示す断面図、第１０図は、円板の半径方向
支持機構を示す断面図である。 １２……部品組み立て装置、１４……往復台、
３０……円板、７６……ロール、８２……ヨー
ク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｘ―Ｙ平面内で移動可能な往復台と、前記Ｘ
   ―Ｙ平面に対し直角なＺ軸のまわりに回転可能に
   前記往復台に取りつけられた加工物支持体と、前
   記支持体によつて支持される被加工物に物品を供
   給するための、前記加工物支持体に対し接近しま
   たは離れる方向に移動加能な部品供給装置と、前
   記往復台と前記支持体のプログラムされたＸ―Ｙ
   平面内の運動を制御する動力装置とからなり、被
   加工物に対して所定の位置で部品を取りつける部
   品組み立て装置において、前記支持体３０から突
   出する突出部７６と、前記突出部７６に対応する
   位置に設けられ前記突出部７６のＸ―Ｙ平面内に
   おける動きを一方向には自由とし他の方向には拘
   束するように前記突出部７６に係合し、前記往復
   台１４と前記支持体３０のプログラムされたＸ―
   Ｙ平面内の運動に応答して前記支持体３０を前記
   Ｚ軸まわりに所定角度だけ回転させる回転部材８
   ０，８２とが設けられたことを特徴とする部品組
   み立て装置。 ２ 前記第１項の部品組み立て装置において、前
   記回転部材８０，８２は、前記部品供給装置１
   ６，１８が前記加工物支持体３０から離れる位置
   に動かされたとき、前記突出部７６と係合する位
   置に動かされるようになつたことを特徴とする部
   品供給装置。 ３ 前記第１項の部品組み立て装置において、前
   記突出部７６は、前記支持体３０に取りつけられ
   前記Ｘ―Ｙ平面に対し直角な軸まわりに回転可能
   なロールからなり、前記回転手段は、前記支持体
   ３０を前記ロールの軸線まわりに回転させるガイ
   ドとなるストツパからなることを特徴とする部品
   組み立て装置。 ４ 前記第１項の部品組み立て装置において、前
   記支持体３０をＺ軸のまわりに90゜回転させるた
   めの前記往復台１４および前記支持体３０のプロ
   グラムされたＸ―Ｙ平面内運動は、45゜またはそ
   の倍数の角度で交差する直線運動の合成であるこ
   とを特徴とする部品組み立て装置。 ５ 前記第１項の部品組み立て装置において、前
   記回転部材８０，８２は、前記突出部７６がＸ―
   Ｙ座標の一方の座標にそつて動かないように前記
   突出部７６の動きを制限し他の座標にそつては動
   き得るように配置されたことを特徴とする部品組
   み立て装置。 ６ 前記第１項の部品組み立て装置において、前
   記加工物支持体３０は、前記往復台上にローラ軸
   受により支持された回転円板からなり、前記回転
   円盤には前記往復台上の戻り止め６２，６４に切
   り離し可能に係合する保持手段６０が設けられた
   ことを特徴とする部品組み立て装置。 ７ 前記第２項の部品組み立て装置において、前
   記動力装置７２に応答して作動し、前記回転部材
   ８０，８２を、前記突出部７６と係合し得る作動
   位置と、前記作動位置から引つ込んだ引つ込み位
   置とに動かす手段７９が設けられたことを特徴と
   する部品組み立て装置。