WO2017085864A1 - 対基板作業機、および挿入方法 - Google Patents

対基板作業機、および挿入方法 Download PDF

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田中　克典
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Fuji Corp
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Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
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    • H05K13/0813—Controlling of single components prior to mounting, e.g. orientation, component geometry

Definitions

  • the present invention relates to an on-board working machine for mounting a lead component on a substrate, and an insertion method for inserting a lead of the lead component into a through hole of the substrate.
  • the lead component usually has a plurality of leads, and each lead is inserted into a through hole formed in the substrate. For this reason, it is desired to appropriately insert a plurality of leads into the through hole, and the following patent document describes a technique for inserting the plurality of leads into the through hole.
  • a plurality of leads can be inserted into the through holes to some extent.
  • the imaging means and the imaging data are used when inserting the lead into the through hole, there is no detailed description about the reliability of those methods, and the lead is more appropriately used. Is desired to be inserted into the through hole.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to appropriately insert a plurality of leads into a through hole.
  • a work machine for a substrate is a holding tool that holds a lead component having a plurality of leads, a moving device that moves the holding tool, and the holding tool that is held by the holding tool.
  • An imaging device that images a lead component; and a control device that controls the operation of the moving device, wherein the control device controls the operation of the moving device based on imaging data of the lead component by the imaging device.
  • an insertion method is a counter-to-board working machine including a holding tool that holds a lead component having a plurality of leads, and a moving device that moves the holding tool.
  • the plurality of leads are inserted into the through holes in the order that the tips are close to the substrate. As a result, even when the lead is bent or the like, a plurality of leads can be sequentially inserted into the through holes appropriately.
  • FIG. 1 shows a component mounter 10.
  • the component mounter 10 is a device for performing a component mounting operation on the circuit substrate 12.
  • the component mounting machine 10 includes an apparatus main body 20, a substrate conveyance holding device 22, a component mounting device 24, a mark camera 26, a parts camera 28, a component supply device 30, a loose component supply device 32, and a cut and clinching device (see FIG. 7). 34 and a control device (see FIG. 11) 36.
  • the circuit substrate 12 includes a circuit board, a three-dimensional structure substrate, and the like, and the circuit board includes a printed wiring board and a printed circuit board.
  • the apparatus main body 20 includes a frame portion 40 and a beam portion 42 that is overlaid on the frame portion 40.
  • the substrate conveyance holding device 22 is disposed in the center of the frame portion 40 in the front-rear direction, and includes a conveyance device 50 and a clamp device 52.
  • the conveyance device 50 is a device that conveys the circuit substrate 12
  • the clamp device 52 is a device that holds the circuit substrate 12.
  • the base material transport and holding device 22 transports the circuit base material 12 and holds the circuit base material 12 fixedly at a predetermined position.
  • the conveyance direction of the circuit substrate 12 is referred to as an X direction
  • a horizontal direction perpendicular to the direction is referred to as a Y direction
  • a vertical direction is referred to as a Z direction. That is, the width direction of the component mounting machine 10 is the X direction, and the front-rear direction is the Y direction.
  • the component mounting device 24 is disposed in the beam portion 42 and includes two work heads 60 and 62 and a work head moving device 64.
  • the work head moving device 64 includes an X direction moving device 68, a Y direction moving device 70, and a Z direction moving device 72. Then, the two working heads 60 and 62 are integrally moved to arbitrary positions on the frame portion 40 by the X-direction moving device 68 and the Y-direction moving device 70.
  • the work heads 60 and 62 are detachably attached to the sliders 74 and 76, and the Z-direction moving device 72 individually moves the sliders 74 and 76 in the vertical direction. That is, the work heads 60 and 62 are individually moved in the vertical direction by the Z-direction moving device 72.
  • a component holder 77 is attached to the lower end surface of each work head 60,62.
  • the component holder 77 is a so-called chuck, and includes a main body portion 78 and a pair of claw portions 79 as shown in FIG.
  • the pair of claw portions 79 are disposed so as to extend downward from the lower surface of the main body portion 78, and slide so as to be able to approach and separate from each other.
  • the component holder 77 causes the pair of claws 79 to approach each other, thereby holding the components by the pair of claws 79 and separating the pair of claws 79 from each other.
  • the part is detached from between the parts 79.
  • the mark camera 26 is attached to the slider 74 so as to face downward, and is moved together with the work head 60 in the X direction, the Y direction, and the Z direction. As a result, the mark camera 26 images an arbitrary position on the frame unit 40.
  • the parts camera 28 is disposed between the base material conveyance holding device 22 and the component supply device 30 on the frame portion 40.
  • the parts camera 28 includes a side illumination device 80, a light blocking block 82, and a camera 84.
  • the side illumination device 80 irradiates the component held by the component holder 77 with light from the side.
  • the parts camera 28 is used when calculating the step distance in the Z direction at the tip of the lead of the lead component. Therefore, the side illumination device 80 emits parallel light so that the step distance can be understood. Irradiate.
  • a light blocking block 82 is disposed between the side lighting device 80 and the component held by the component holder 77.
  • a slit 85 is formed in the light shielding block 82 so as to extend generally in the horizontal direction. Then, light is emitted from the slit 85 to the component held by the component holder 77.
  • the width of the slit 85 is about 1 mm. That is, parallel light having a width of about 1 mm in the vertical direction is emitted toward the component held by the component holder 77.
  • the camera 84 is disposed on the upper surface of the frame portion 40 so as to face upward. With such a structure, the light emitted from the side illumination device 80 is reflected by the components held by the component holder 77, and the reflected light enters the camera 84. As a result, the part held by the part holder 77 is imaged.
  • the component supply device 30 is disposed at one end of the frame portion 40 in the front-rear direction.
  • the component supply device 30 includes a tray-type component supply device 86 and a feeder-type component supply device (see FIG. 11) 87.
  • the tray-type component supply device 86 is a device that supplies components placed on the tray.
  • the tape feeder 88 includes a tape feeding mechanism 90, a lead holding mechanism 91, and a lead cutting mechanism 92.
  • the tape feeding mechanism 90 feeds a taped component (not shown) toward the tip of the tape feeder 88.
  • the taped component is composed of a plurality of lead components (see FIG. 13) 93 and a carrier tape (not shown).
  • the lead component 93 includes a component main body portion (see FIG. 13) 94 and two leads (see FIG. 13) 95 extending from the bottom surface of the component main body portion 94.
  • the two leads 95 of the lead component 93 are taped to the carrier tape at the tip.
  • the lead holding mechanism 91 is disposed at the tip of the tape feeder 88, and holds the lead part 93 of the taped part sent out by the tape feeding mechanism 90 by the two leads 95.
  • the lead holding mechanism 91 has a lead holding plate 96 as shown in FIG.
  • a pair of V-shaped notches 97 are formed on one side of the lead holding plate 96.
  • the pair of notches 97 holds the pair of leads 95 of the lead component 93.
  • a lead cutting mechanism 92 is disposed below the lead holding plate 96.
  • the lead cutting mechanism 92 has a lead cutter 98, and the lead cutter 98 is disposed in parallel with the lead holding plate 96.
  • the lead cutter 98 is operated by driving the lead cutting mechanism 92, whereby the lead 95 held in the notch 97 of the lead holding plate 96 is cut by the lead cutter 98.
  • the lead component 93 is separated from the carrier tape, and the lead component 93 is supplied while being held by the lead holding plate 96. That is, the lead component 93 is supplied at the position where the lead holding plate 96 is disposed.
  • the upper surface of the lead cutter 98 is a stepped surface, and the distance between one of the pair of notches 97 of the lead holding plate 96 and the upper surface of the lead cutter 98, and the pair of lead holding plates 96.
  • the distance between the other of the notches 97 and the upper surface of the lead cutter 98 is different.
  • the length of the lead 95 cut by the lead cutter 98 is different between the lead 95 held in one of the pair of cutout portions 97 of the lead holding plate 96 and the lead 95 held in the other. .
  • the difference in the level difference surface of the lead cutter 98 is about 1.5 mm.
  • the difference between the long lead 95 and the short lead 95 of the pair of leads 95 is about 1.5 mm.
  • the bulk component supply device 32 is disposed at the other end of the frame portion 40 in the front-rear direction.
  • the separated component supply device 32 is a device for aligning a plurality of components scattered in a separated state and supplying the components in an aligned state. That is, it is an apparatus that aligns a plurality of components in an arbitrary posture into a predetermined posture and supplies the components in a predetermined posture.
  • the cut and clinching device 34 is disposed below the conveying device 50, and has a cut and clinching unit 100 and a unit moving device 102 as shown in FIG.
  • the cut and clinching unit 100 includes a unit main body 110, a pair of slide bodies 112, and a pitch changing mechanism 114.
  • a slide rail 116 is disposed at the upper end of the unit main body 110 so as to extend in the X direction.
  • the pair of slide bodies 112 are slidably supported by the slide rail 116. As a result, the pair of slide bodies 112 approach and separate in the X direction.
  • the pitch changing mechanism 114 includes an electromagnetic motor 118, and the distance between the pair of slide bodies 112 is controlled to be controllable by the operation of the electromagnetic motor 118.
  • each of the pair of slide bodies 112 includes a fixed portion 120, a movable portion 122, and a slide device 124, and the fixed portion 120 is slidably held on the slide rail 116.
  • Two slide rails 126 are fixed to the back side of the fixed portion 120 so as to extend in the X direction, and the movable portion 122 is slidably held by the two slide rails 126. Thereby, the movable part 122 slides in the X direction with respect to the fixed part 120.
  • the slide device 124 includes an electromagnetic motor (see FIG. 11) 128, and the movable portion 122 slides in a controllable manner by the operation of the electromagnetic motor 128.
  • the upper end portion of the fixing portion 120 is tapered, and a first insertion hole 130 is formed so as to penetrate the upper end portion in the vertical direction.
  • the first insertion hole 130 opens at the upper end to the upper end surface of the fixed portion 120, and the opening edge to the upper end surface is a fixed blade (see FIG. 17) 131.
  • the first insertion hole 130 is open at the lower end to the side surface of the fixing portion 120, and a disposal box 132 is disposed below the opening to the side surface.
  • the upper end portion of the movable portion 122 is also tapered, and a bent portion 133 bent in an L shape is formed at the upper end portion.
  • the bent portion 133 extends above the upper end surface of the fixed portion 120, and the bent portion 133 and the upper end of the fixed portion 120 face each other with a slight clearance.
  • the first insertion hole 130 that opens to the upper end surface of the fixing portion 120 is covered by the bent portion 133, but the second insertion hole 136 is disposed in the bent portion 133 so as to face the first insertion hole 130. Is formed.
  • the 2nd insertion hole 136 is a through-hole which penetrates the bending part 133 to an up-down direction, and the internal peripheral surface of the 2nd insertion hole 136 is made into the taper surface where an internal diameter becomes small as it goes below. Furthermore, the opening edge to the lower end surface of the bent part 133 of the second insertion hole 136 is a movable blade (see FIG. 17).
  • a guide groove 140 is formed on the upper end surface of the bent portion 133 so as to extend in the X direction, that is, in the sliding direction of the movable portion 122.
  • the guide groove 140 is formed so as to straddle the opening of the second insertion hole 136, and the guide groove 140 and the second insertion hole 136 are connected.
  • the guide groove 140 is open on both side surfaces of the bent portion 133.
  • the unit moving device 102 includes an X-direction moving device 150, a Y-direction moving device 152, a Z-direction moving device 154, and a rotation device 156.
  • the X direction moving device 150 includes a slide rail 160 and an X slider 162.
  • the slide rail 160 is disposed so as to extend in the X direction, and the X slider 162 is slidably held by the slide rail 160.
  • the X slider 162 moves in the X direction by driving an electromagnetic motor (see FIG. 11) 164.
  • the Y-direction moving device 152 includes a slide rail 166 and a Y slider 168.
  • the slide rail 166 is disposed on the X slider 162 so as to extend in the Y direction, and the Y slider 168 is slidably held on the slide rail 166.
  • the Y slider 168 moves in the Y direction by driving an electromagnetic motor (see FIG. 11) 170.
  • the Z direction moving device 154 includes a slide rail 172 and a Z slider 174.
  • the slide rail 172 is disposed on the Y slider 168 so as to extend in the Z direction, and the Z slider 174 is slidably held on the slide rail 172.
  • the Z slider 174 moves in the Z direction by driving an electromagnetic motor (see FIG. 11) 176.
  • the rotation device 156 has a generally disk-shaped rotary table 178.
  • the rotary table 178 is supported by the Z slider 174 so as to be rotatable about its axis, and is rotated by driving an electromagnetic motor (see FIG. 11) 180.
  • a cut and clinching unit 100 is disposed on the rotary table 178. With such a structure, the cut and clinch unit 100 is moved to an arbitrary position by the X-direction moving device 150, the Y-direction moving device 152, and the Z-direction moving device 154, and is rotated at an arbitrary angle by the rotation device 156. To do. Thereby, the cut and clinching unit 100 can be positioned at an arbitrary position below the circuit substrate 12 held by the clamp device 52.
  • the control device 36 includes a controller 190, a plurality of drive circuits 192, and an image processing device 196.
  • the plurality of drive circuits 192 include the transport device 50, the clamp device 52, the work heads 60 and 62, the work head moving device 64, the tray-type component supply device 86, the feeder-type component supply device 87, the bulk component supply device 32, and the electromagnetic motor. 118, 128, 164, 170, 176, 180.
  • the controller 190 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, mainly a computer, and is connected to a plurality of drive circuits 192.
  • the controller 190 is also connected to the image processing device 196.
  • the image processing device 196 processes image data obtained by the mark camera 26 and the part camera 28, and the controller 190 acquires various types of information from the image data.
  • the component mounting operation is performed on the circuit substrate 12 held by the substrate conveyance holding device 22 with the above-described configuration.
  • various components can be mounted on the circuit substrate 12. The case where the lead component is mounted on the circuit substrate 12 will be described below.
  • the circuit substrate 12 is transported to the working position, and is fixedly held by the clamp device 52 at that position. Then, the cut and clinching unit 100 is moved below the circuit substrate 12.
  • the coordinate in the XY direction of the second insertion hole 136 of the movable portion 122 and the coordinate in the XY direction of the through hole 200 of the circuit base 12 coincide.
  • the upper surface of the movable part 122 and the lower surface of the circuit substrate 12 do not come into contact with each other, and the upper surface of the movable part 122 is moved slightly below the lower surface of the circuit substrate 12.
  • the distance between the second insertion holes 136 of the movable portion 122 of the pair of slide bodies 112 is between the two through holes 200 formed in the circuit substrate 12.
  • the distance between the pair of slide bodies 112 is adjusted by the pitch changing mechanism 114 so as to be the same as the distance.
  • the cut and clinch unit 100 is moved and rotated in the XYZ directions.
  • the coordinates in the XY direction of the second insertion hole 136 of the movable portion 122 coincide with the coordinates in the XY direction of the through hole 200 of the circuit base material 12, and the upper surface of the movable portion 122 and the circuit base material 12.
  • the upper surface of the movable part 122 is positioned slightly below the lower surface of the circuit substrate 12.
  • the mark camera 26 moves above the circuit base 12 and images the circuit base 12.
  • the controller 190 calculates the information regarding the holding position etc. of the circuit base material 12 based on the imaging data.
  • the component supply device 30 or the bulk component supply device 32 supplies lead components at a predetermined supply position. Then, one of the work heads 60 and 62 moves above the component supply position, and the lead component is held by the component holder 77.
  • the work heads 60 and 62 holding the lead parts move above the parts camera 28, and imaging by the parts camera 28 is performed.
  • the lead component held by the component holder 77 is imaged, information on the holding posture of the lead component by the component holder 77 is calculated based on the imaging data, and using the information on the holding posture, Installation work of the lead component to the circuit base 12 is performed.
  • the tip position of the lead of the lead component is calculated based on the imaging data of the lead component.
  • the “calculation” in this specification is a concept including processing by a computer such as the controller 190, and is an action for obtaining a predetermined value by performing processing on various data.
  • the operations of the X-direction moving device 68 and the Y-direction moving device 70 are controlled so that the calculated leading end position of the lead and the position of the through hole 200 of the circuit substrate 12 overlap.
  • the component holder 77 holding the lead component is lowered by the operation of the Z-direction moving device 72. Thereby, the lead of the lead component is inserted into the through hole 200 of the circuit substrate 12.
  • the lead 212 of the lead component 210 when the lead 212 of the lead component 210 is bent, bent, or the like, the lead 212 that is bent contacts the upper surface of the circuit substrate 12, and the lead 212 may not be inserted into the through hole 200.
  • the tip position of one lead 212 a of the pair of leads 212 and the position of the through hole 200 Are coincident in coordinates in the XY direction, and one lead 212a can be inserted into the through hole 200, but the tip position of the other lead 212b and the position of the through hole 200 coincide in coordinates in the XY direction.
  • the other lead 212b contacts the surface of the circuit base 12 at a position shifted from the through hole 200, the other lead 212b cannot be inserted into the through hole 200.
  • the lead component 210 in which the tip position of at least one lead of the pair of leads 212 and the position of the through hole 200 do not coincide in the coordinates in the XY direction is a component that cannot be mounted on the circuit substrate 12. Discarded.
  • the mounting operation is performed again after the lead 212b in which bending or the like has occurred is corrected by the device.
  • the lead parts 93 having different lengths of the pair of leads 95 are supplied by the tape feeder 88, and the leads 95 of the lead parts 93 are inserted into the through holes 200 in the longest order.
  • the lead component 93 supplied by the tape feeder 88 is held by the component holder 77.
  • the component holder 77 grips the component main body portion 94 of the lead component 93 by the pair of claw portions 79.
  • the lead part 93 held by the part holder 77 is imaged by the parts camera 28, and the tip position of the lead 95 of the lead part 93 is calculated.
  • the lead 95 is imaged while the lead component 93 held by the component holder 77 is lowered.
  • the parts camera 28 is a device that captures an image by side light from the side illumination device 80, and the width of the side light is about 1 mm.
  • the difference between the long lead 95a and the short lead 95b of the pair of leads 95 of the lead component 93 is about 1.5 mm. That is, the difference in the vertical direction between the tip position of the long lead 95a and the tip position of the short lead 95b is about 1.5 mm. For this reason, it is not possible to simultaneously irradiate both ends of the pair of leads 95 from the side illumination device 80 with side light.
  • the component holder 77 is moved so that the lead component 93 is positioned above the side light from the side illumination device 80 and the lead 95 is not irradiated with the side light. .
  • the component holder 77 is gradually lowered by the operation of the Z-direction moving device 72. Thereby, the long lead 95a of the pair of leads 95 enters the side light from above.
  • the tip of the lead 95 a is irradiated with side light, and the tip of the lead 95 a is imaged by the camera 84. Based on the image data, the coordinates of the tip position of the lead 95a in the XY directions are calculated.
  • the coordinate in the Z direction of the tip position of the lead 95a at the timing when the lead 95a enters the side light becomes the upper end position of the side light, and the coordinate in the Z direction of the upper end position of the side light is a predetermined value. It is. For this reason, the coordinate in the Z direction of the tip position of the lead 95a at the timing when the lead 95a enters the side light is a predetermined value (hereinafter, sometimes referred to as “tip height during imaging”). Become.
  • the short lead 95b of the pair of leads 95 enters the side light from above.
  • the tip of the lead 95 b is irradiated with side light, and the tip of the lead 95 b is imaged by the camera 84.
  • the coordinates of the tip position of the lead 95b in the XY directions are calculated.
  • the drive source of the Z-direction moving device 72 is a servo motor
  • the rotation angle of the servo motor is detected by the encoder, and the lead 95b moves to the side from the timing when the lead 95a enters the side light.
  • the operation amount of the Z-direction moving device 72 until the timing when it enters the inside of the incident light is calculated. Based on the operation amount, the difference in the Z direction between the tip position of the lead 95a and the tip position of the lead 95b, that is, the step distance between the tip position of the lead 95a and the tip position of the lead 95b is calculated.
  • the lead component 93 is imaged until the short lead 95b enters after the long lead 95a of the pair of leads 95 enters the side light.
  • the coordinates of the tip position of the lead 95b in the XY direction, the coordinates of the tip position of the lead 95a in the Z direction, and the step distance between the tip position of the lead 95a and the tip position of the lead 95b are calculated. Further, based on the tip position of the long lead 95a in the XY direction and the tip position of the short lead 95b in the XY direction, a distance between the leads that is a distance between the pair of leads 95 is also calculated.
  • the setting range is set based on the distance between the through holes, which is the distance between the pair of through holes 200 formed in the circuit substrate 12, the wire diameter of the lead 95, and the inner diameter of the through hole 200. For this reason, when the calculated distance between the leads is within the set range, the coordinates of the pair of leads 95 in the XY direction and the coordinates of the pair of through holes 200 in the XY direction can be simultaneously matched. Is possible. That is, both the pair of leads 95 and the pair of through holes 200 are overlapped from the upper or lower viewpoint, and the Z direction, the vertical direction, the height direction, and the circuit substrate 12 are overlapped. It is possible to match in the perpendicular direction.
  • the coordinates of the pair of leads 95 in the XY direction and the coordinates of the pair of through-holes 200 in the XY direction cannot be matched at the same time. . That is, both the pair of leads 95 and the pair of through holes 200 are overlapped from the upper or lower viewpoint, and the Z direction, the vertical direction, the height direction, and the circuit substrate 12 are overlapped. Cannot be matched in the perpendicular direction. For this reason, for example, even if the coordinates of one lead of the pair of leads 95 in the XY direction coincide with the coordinates of the through hole 200, the coordinates of the other lead in the XY direction coincide with the coordinates of the through hole 200. And the other lead cannot be inserted into the through hole 200.
  • the tip position of the long lead 95a of the pair of leads 95 and the position of the through hole 200 of the circuit base 12 overlap.
  • the operation of the X direction moving device 68 and the Y direction moving device 70 is controlled.
  • the tip position of the long lead 95a and the position of the through hole 200 coincide with each other in the coordinates in the XY directions, and the tip of the long lead 95a and the through hole 200 overlap in the vertical direction as shown in FIG. It becomes a state. That is, the lead 95a and the through hole 200 are in an overlapped state from the upper or lower viewpoint, and coincide with each other in the Z direction, the vertical direction, the height direction, and the direction perpendicular to the circuit substrate 12. .
  • the component holder 77 holding the lead component 93 is lowered.
  • the component holder 77 is lowered so that the tip of the long lead 95a is positioned below the upper surface of the circuit substrate 12 by a predetermined distance.
  • the predetermined distance is set to be slightly shorter than the step distance between the tip position of the lead 95a and the tip position of the lead 95b. That is, when the step distance is 1.5 mm, the predetermined distance is set to 1.0 to 1.4 mm.
  • the coordinate in the Z direction on the upper surface of the circuit base 12 is a predetermined value, and a predetermined distance is subtracted from the predetermined value. This subtracted value is the coordinate in the Z direction of the tip position of the lead 95a when the tip of the lead 95a is positioned below the upper surface of the circuit substrate 12 by a predetermined distance (hereinafter referred to as “target height”). ).
  • the operation of the Z-direction moving device 72 is controlled based on the difference between the tip height during imaging and the target height.
  • the tip of the long lead 95a is inserted into the through hole 200 by about 1.0 to 1.4 mm
  • the tip of the short lead 95b is 0.1 to 1.4 from the upper surface of the circuit substrate 12. It is located about 0.5mm above.
  • the operations of the X-direction moving device 68 and the Y-direction moving device 70 are controlled so that the tip position of the short lead 95b of the pair of leads 95 and the position of the through hole 200 of the circuit base material 12 overlap. Is done.
  • the tip position of the short lead 95b and the position of the through hole 200 coincide in the coordinates in the XY directions, and the tip of the short lead 95b and the through hole 200 overlap in the vertical direction as shown in FIG. It becomes a state.
  • the long lead 95 a inserted in the through hole 200 bends, but the lead 95 a enters the through hole 200 in a state where the leading end of the lead 95 a is caught on the inner peripheral surface of the through hole 200. Insertion is maintained.
  • the component holder 77 holding the lead component 93 is lowered.
  • the descending amount of the component holder 77 is a distance corresponding to a value obtained by adding about 1.0 mm to the value obtained by subtracting the predetermined distance from the step distance between the tip position of the lead 95a and the tip position of the lead 95b. The That is, for example, when the step distance is 1.5 mm and the predetermined distance is 1.0 mm, the descending amount of the component holder 77 is 1.5 (1.5 ⁇ 1.0 + 1.0) mm. Is done.
  • the tip of the lead 95b which is positioned about 0.5 mm above the upper surface of the circuit base 12, is inserted into the through hole 200 as shown in FIG. At this time, the lead 95b is inserted into the through hole 200 by about 1.0 mm.
  • the X-direction moving device 68 and the Y direction so that the tip position of the lead 95a calculated previously and the position of the through hole 200 of the circuit base 12 overlap each other.
  • the operation of the direction moving device 70 is controlled. Thereby, the bending of the lead 95a is eliminated.
  • the operation of the Z-direction moving device 72 is controlled so that the long lead 95a and the short lead 95b are inserted into the through hole 200 up to the base end portion.
  • the pair of leads 95 are inserted into the second insertion hole 136 and the first insertion hole 130 of the slide body 112 of the cut and clinch unit 100 through the through hole 200 as shown in FIG.
  • the pair of movable parts 122 is further slid after the lead 95 is cut. Therefore, the new tip portion of the lead 95 by cutting is bent along the tapered surface of the inner periphery of the second insertion hole 136 as the movable portion 122 slides, and further, the movable portion 122 slides. The leading end of the lead 95 is bent along the guide groove 140. As a result, the lead 95 is bent, and the lead component 93 is attached to the circuit substrate 12 in a state in which the lead 95 is prevented from being pulled out from the through hole 200.
  • the coordinates in the XY direction of the pair of leads 95 and the coordinates in the XY direction of the pair of through holes 200 can be matched at the same time. Therefore, the position of the tip of the long lead 95a and the position of the through hole 200 overlap, and the position of the tip of the short lead 95b and the position of the through hole 200 overlap so that the X direction moving device 68 and the Y direction moving device 70 Operation is controlled. As a result, the tip of the long lead 95a and the through hole 200 overlap in the vertical direction, and the tip of the short lead 95b and the through hole 200 overlap in the vertical direction.
  • the operation of the Z-direction moving device 72 lowers the component holder 77 holding the lead component 93 so that the short lead 95b is inserted into the through hole 200 after the long lead 95a is inserted into the through hole 200. Is done. That is, when the distance between the leads is within the set range, after the long lead 95a is inserted into the through hole 200, the lead component 93 is lowered as it is without moving the lead component 93 in the XY direction. A short lead 95 b is also inserted into the through hole 200.
  • a pair of leads having different lengths are inserted into the through holes 200 in order from the longest, that is, in the order in which the tips are located near the circuit substrate 12.
  • the lead component 93 is moved in the XY direction, so that the short lead
  • the coordinates of 95b in the XY direction and the coordinates of the through hole 200 are matched, and the short lead 95b is inserted into the through hole 200.
  • the component mounting machine 10 is an example of a substrate working machine.
  • the parts camera 28 is an example of an imaging device.
  • the control device 36 is an example of a control device.
  • the work head moving device 64 is an example of a moving device.
  • the component holder 77 is an example of a holder.
  • the lead component 93 is an example of a lead component.
  • the component main body 94 is an example of a component main body.
  • the lead 95 is an example of a lead.
  • the through hole 200 is an example of a through hole.
  • the length of the lead 95 is set so that a pair of leads 95 having different lengths is inserted into the through hole 200 in the order in which the tips of the leads 95 are close to the circuit substrate 12.
  • the lead 95 can be inserted into the through hole 200 in the order in which it is positioned downward.
  • the present invention is applied to the method for inserting a pair of leads 95 having different lengths.
  • the present invention can be applied to a method for inserting a pair of leads having the same length. is there. Specifically, even if a pair of leads having the same length is used, if the leads are bent, warped, bent, tilted, deformed, etc., the tip positions of the pair of leads are different in the vertical direction. Even when the holding posture of the lead component 93 is inclined, the tip positions of the pair of leads are different in the vertical direction.
  • the present invention can be applied to a method for inserting a plurality of leads having the same length.
  • the present invention is applied to the lead component 93 having a pair of leads 95.
  • the present invention can be applied to a lead component having three or more leads. In this case, three or more leads are inserted into the through hole 200 in the order in which the tips are close to the circuit substrate 12.
  • the lead component 93 is moved in the XY direction.
  • the lead component 93 can be moved in various directions. Specifically, for example, a direction along the upper surface of the circuit substrate 12, a direction intersecting with the extending direction of the through hole 200, a direction intersecting with the extending direction of the leading end portion of the lead 95 held by the component holder 77, etc.
  • the lead component 93 can be moved in various directions.
  • the lead component 93 is lowered, and the long lead component 93 and the short lead 95b reach the base end.
  • the long lead 95a is inserted into the through hole 200
  • the lead component 93 is moved in the XY direction
  • the lead component 93 is lowered, and the tip of the short lead 95b is the through hole 200.
  • the lead component 93 is returned to the position before the movement in the XY direction after being inserted into the long hole, the long lead component 93 and the short lead 95b may be inserted into the through hole 200 up to the base end.
  • the length difference between the pair of leads 95 is about 1.5 mm, but it can be set to any length.
  • the insertion amount of the long lead 95a into the through hole 200 is about 1.0 to 1.4 mm. However, the lead 95a does not come out of the through hole 200 due to the movement of the lead component 93 in the XY direction. If the short lead 95b does not contact the circuit substrate 12, the amount of insertion of the long lead 95a into the through hole 200 can be arbitrarily set.
  • the position of the tip surface of the lead is calculated based on the imaging data, and the operation of the X direction moving device 68 and the Y direction moving device 70 is controlled based on the position.
  • Another position may be calculated, and operations of the X-direction moving device 68 and the Y-direction moving device 70 may be controlled based on the position.
  • FIG. 19 a case will be described in which one lead 95b of a pair of leads 95 is bent so as to be separated from the other lead 95a toward the tip.
  • the lower end surface 220 of the lead 95b is in a state of being located outside from the base end portion, that is, the end portion of the lead 95b on the side connected to the component main body portion 94.
  • the controller 190 calculates the coordinates in the XY directions on the set distance A and the base end side from the outer edge of the lower end surface 220 of the lead 95b.
  • the set distance A is the inner diameter of the through hole 200.
  • the operations of the X direction moving device 68 and the Y direction moving device 70 are controlled so that the calculated coordinates coincide with the coordinates of the through hole 200.
  • the lead 95b and the through hole 200 coincide with each other in the vertical direction, and the lead 95b can be appropriately inserted into the through hole 200.

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Abstract

リード部品（９３）を保持する保持具と、保持具を移動させる移動装置と、保持具に保持されたリード部品を撮像する撮像装置とを備えた部品実装機において、リード部品（９３）の１対のリード（９５）の長さが異なっている。そして、撮像装置によるリード部品の撮像データに基づいて、移動装置の作動が制御され、保持具に保持されたリード部品の１対のリードのうちの長いリード（９５ａ）の先端部が、貫通穴（２００）に挿入される。次に、短いリード（９５ｂ）が貫通穴（２００）の上方に位置するようにリード部品（９３）を移動させた後に、短いリードが貫通穴に挿入される。つまり、１対のリードが、先端が回路基材（１２）に近い順番で、貫通穴に挿入される。これにより、リードに曲り等が生じている場合であっても、複数のリードを、順次、適切に貫通穴に挿入することが可能となる。

Description

対基板作業機、および挿入方法
　本発明は、基板にリード部品を装着する対基板作業機、および、基板の貫通穴にリード部品のリードを挿入する挿入方法に関するものである。
　リード部品は、通常、複数のリードを有しており、各リードが、基板に形成された貫通穴に挿入される。このため、複数のリードを適切に貫通穴に挿入することが望まれており、下記特許文献には、複数のリードを貫通穴に挿入するための技術が記載されている。
特開２０１５－９５５７４号公報
　上記特許文献に記載の技術によれば、ある程度、複数のリードを貫通穴に挿入することが可能となる。しかしながら、上記特許文献には、リードを貫通穴に挿入する際に撮像手段及び、その撮像データを用いる旨の記載はあるものの、それらの手法の信頼性に関する詳細な記載もなく、更に適切にリードを貫通穴に挿入することが望まれている。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、複数のリードを適切に貫通穴に挿入することである。
　上記課題を解決するために、本発明に記載の対基板作業機は、複数のリードを有するリード部品を保持する保持具と、前記保持具を移動させる移動装置と、前記保持具に保持されたリード部品を撮像する撮像装置と、前記移動装置の作動を制御する制御装置とを備え、前記制御装置が、前記撮像装置によるリード部品の撮像データに基づいて、前記移動装置の作動を制御することで、前記保持具に保持されたリード部品の複数のリードを、先端が基板の近くに位置する順番で、その基板に形成された貫通穴に挿入させることを特徴とする。
　また、上記課題を解決するために、本発明に記載の挿入方法は、複数のリードを有するリード部品を保持する保持具と、前記保持具を移動させる移動装置とを備えた対基板作業機において、前記保持具により保持されたリード部品のリードを基板の貫通穴に挿入する挿入方法であって、前記保持具に保持されたリード部品の複数のリードを、先端が前記基板の近くに位置する順番で、その基板に形成された貫通穴に挿入させることを特徴とする。
　本発明に記載の対基板作業機及び、挿入方法では、複数のリードが、先端が基板に近い順番で、貫通穴に挿入される。これにより、リードに曲り等が生じている場合であっても、複数のリードを、順次、適切に貫通穴に挿入することが可能となる。
部品実装機を示す斜視図である。 部品装着装置を示す斜視図である。 部品保持具を示す図である。 パーツカメラを示す概略図である。 テープフィーダを示す斜視図である。 テープフィーダを示す拡大図である。 カットアンドクリンチ装置を示す斜視図である。 カットアンドクリンチユニットを示す斜視図である。 スライド体を示す断面図である。 スライド体を示す拡大図である。 制御装置を示すブロック図である。 従来の手法によるリード挿入時のリード部品と基板とを示す概略図である。 本発明の手法によるリード挿入時のリード部品と基板とを示す概略図である。 本発明の手法によるリード挿入時のリード部品と基板とを示す概略図である。 本発明の手法によるリード挿入時のリード部品と基板とを示す概略図である。 本発明の手法によるリード挿入時のリード部品と基板とを示す概略図である。 本発明の手法によるリード挿入時のリード部品と基板とを示す概略図である。 リード部品のリードが切断される直前のカットアンドクリンチユニットを示す断面図である。 リード部品のリードが切断された後のカットアンドクリンチユニットを示す断面図である。 リード部品を下端面側から示す図である。
　以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。
　＜部品実装機の構成＞
　図１に、部品実装機１０を示す。部品実装機１０は、回路基材１２に対する部品の実装作業を実行するための装置である。部品実装機１０は、装置本体２０、基材搬送保持装置２２、部品装着装置２４、マークカメラ２６、パーツカメラ２８、部品供給装置３０、ばら部品供給装置３２、カットアンドクリンチ装置（図７参照）３４、制御装置（図１１参照）３６を備えている。なお、回路基材１２として、回路基板、三次元構造の基材等が挙げられ、回路基板として、プリント配線板、プリント回路板等が挙げられる。
　装置本体２０は、フレーム部４０と、そのフレーム部４０に上架されたビーム部４２とによって構成されている。基材搬送保持装置２２は、フレーム部４０の前後方向の中央に配設されており、搬送装置５０とクランプ装置５２とを有している。搬送装置５０は、回路基材１２を搬送する装置であり、クランプ装置５２は、回路基材１２を保持する装置である。これにより、基材搬送保持装置２２は、回路基材１２を搬送するとともに、所定の位置において、回路基材１２を固定的に保持する。なお、以下の説明において、回路基材１２の搬送方向をＸ方向と称し、その方向に直角な水平の方向をＹ方向と称し、鉛直方向をＺ方向と称する。つまり、部品実装機１０の幅方向は、Ｘ方向であり、前後方向は、Ｙ方向である。
　部品装着装置２４は、ビーム部４２に配設されており、２台の作業ヘッド６０，６２と作業ヘッド移動装置６４とを有している。作業ヘッド移動装置６４は、Ｘ方向移動装置６８とＹ方向移動装置７０とＺ方向移動装置７２とを有している。そして、Ｘ方向移動装置６８とＹ方向移動装置７０とによって、２台の作業ヘッド６０，６２は、一体的にフレーム部４０上の任意の位置に移動させられる。また、各作業ヘッド６０，６２は、スライダ７４，７６に着脱可能に装着されており、Ｚ方向移動装置７２は、スライダ７４，７６を個別に上下方向に移動させる。つまり、作業ヘッド６０，６２は、Ｚ方向移動装置７２によって、個別に上下方向に移動させられる。
　また、各作業ヘッド６０，６２の下端面には、図２に示すように、部品保持具７７が取り付けられている。部品保持具７７は、所謂チャックであり、図３に示すように、本体部７８と１対の爪部７９とを含む。１対の爪部７９は、本体部７８の下面から下方に延び出すように配設されており、互いに接近・離間可能にスライドする。これにより、部品保持具７７は、１対の爪部７９を接近させることで、１対の爪部７９によって部品を狭持し、１対の爪部７９を離間させることで、１対の爪部７９の間から部品を離脱する。
　マークカメラ２６は、図２に示すように、下方を向いた状態でスライダ７４に取り付けられており、作業ヘッド６０とともに、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向に移動させられる。これにより、マークカメラ２６は、フレーム部４０上の任意の位置を撮像する。
　パーツカメラ２８は、図１に示すように、フレーム部４０上の基材搬送保持装置２２と部品供給装置３０との間に配設されている。パーツカメラ２８は、図４に示すように、側方照明装置８０と、遮光ブロック８２と、カメラ８４とを備えている。側方照明装置８０は、部品保持具７７に把持された部品に側方から光を照射するものである。なお、パーツカメラ２８は、後に詳しく説明するが、リード部品のリードの先端部におけるＺ方向の段差距離の演算時に用いられるため、側方照明装置８０は、その段差距離が解るように平行光を照射する。また、側方照明装置８０と、部品保持具７７に把持された部品との間に、遮光ブロック８２が配設されている。その遮光ブロック８２には、概して水平方向に延びるように、スリット８５が形成されている。そして、そのスリット８５の間から、部品保持具７７に把持された部品に光が照射される。なお、スリット８５の幅は、約１ｍｍ程度とされている。つまり、上下方向における幅が約１ｍｍの平行光が、部品保持具７７に把持された部品に向かって照射される。また、カメラ８４は、フレーム部４０の上面に上を向いた状態で配設されている。このような構造により、側方照明装置８０から照射された光が、部品保持具７７に保持された部品により反射し、その反射した光が、カメラ８４に入射する。これにより、部品保持具７７に保持された部品が撮像される。
　部品供給装置３０は、図１に示すように、フレーム部４０の前後方向での一方側の端部に配設されている。部品供給装置３０は、トレイ型部品供給装置８６とフィーダ型部品供給装置（図１１参照）８７とを有している。トレイ型部品供給装置８６は、トレイ上に載置された状態の部品を供給する装置である。また、フィーダ型部品供給装置８７には、図５に示すテープフィーダ８８が装着されている。テープフィーダ８８は、テープ送り機構９０と、リード保持機構９１と、リード切断機構９２とを備えている。
　テープ送り機構９０は、テープ化部品（図示省略）をテープフィーダ８８の先端部に向かって送り出す。テープ化部品は、複数のリード部品（図１３参照）９３とキャリアテープ（図示省略）とから構成されている。リード部品９３は、部品本体部（図１３参照）９４と、その部品本体部９４の底面から延び出す２本のリード（図１３参照）９５とを含む。そして、リード部品９３の２本のリード９５が先端部において、キャリアテープにテーピングされている。また、リード保持機構９１は、テープフィーダ８８の先端部に配設されており、テープ送り機構９０により送り出されたテープ化部品のリード部品９３を、２本のリード９５において保持する。
　詳しくは、リード保持機構９１は、図６に示すように、リード保持板９６を有している。リード保持板９６の１辺には、Ｖ字型の１対の切欠部９７が形成されている。そして、それら１対の切欠部９７によって、リード部品９３の１対のリード９５が保持される。また、リード保持板９６の下方に、リード切断機構９２が配設されている。リード切断機構９２は、リードカッタ９８を有しており、そのリードカッタ９８は、リード保持板９６と平行な状態で配設されている。そして、リード切断機構９２の駆動によりリードカッタ９８が作動することで、リード保持板９６の切欠部９７に保持されたリード９５が、リードカッタ９８により切断される。これにより、リード部品９３がキャリアテープから切り離され、そのリード部品９３が、リード保持板９６に保持された状態で供給される。つまり、リード保持板９６の配設位置において、リード部品９３が供給される。
　なお、リードカッタ９８の上面は、段差面とされており、リード保持板９６の１対の切欠部９７の一方とリードカッタ９８の上面との間の距離と、リード保持板９６の１対の切欠部９７の他方とリードカッタ９８の上面との間の距離とは異なっている。このため、リードカッタ９８により切断されたリード９５の長さは、リード保持板９６の１対の切欠部９７の一方に保持されたリード９５と、他方に保持されたリード９５とで異なっている。つまり、テープフィーダ８８により供給されるリード部品９３では、１対のリード９５の長さが異なっている。ちなみに、リードカッタ９８の段差面の差は、約１．５ｍｍとされている。このため、テープフィーダ８８により供給されるリード部品９３では、１対のリード９５のうちの長いリード９５と短いリード９５との差は、約１．５ｍｍとされている。
　また、ばら部品供給装置３２は、図１に示すように、フレーム部４０の前後方向での他方側の端部に配設されている。ばら部品供給装置３２は、ばらばらに散在された状態の複数の部品を整列させて、整列させた状態で部品を供給する装置である。つまり、任意の姿勢の複数の部品を、所定の姿勢に整列させて、所定の姿勢の部品を供給する装置である。
　また、カットアンドクリンチ装置３４は、搬送装置５０の下方に配設されており、図７に示すように、カットアンドクリンチユニット１００とユニット移動装置１０２とを有している。カットアンドクリンチユニット１００は、図８に示すように、ユニット本体１１０と、１対のスライド体１１２と、ピッチ変更機構１１４とを含む。ユニット本体１１０の上端には、スライドレール１１６が、Ｘ方向に延びるように配設されている。そして、そのスライドレール１１６によって、１対のスライド体１１２が、スライド可能に支持されている。これにより、１対のスライド体１１２が、Ｘ方向において接近・離間する。また、ピッチ変更機構１１４は、電磁モータ１１８を有しており、電磁モータ１１８の作動により、1対のスライド体１１２の間の距離を制御可能に変更する。
　また、１対のスライド体１１２の各々は、図９に示すように、固定部１２０と可動部１２２とスライド装置１２４とを含み、固定部１２０において、スライドレール１１６にスライド可能に保持されている。その固定部１２０の背面側には、Ｘ方向に延びるように、２本のスライドレール１２６が固定されており、それら２本のスライドレール１２６によって、可動部１２２がスライド可能に保持されている。これにより、可動部１２２は、固定部１２０に対してＸ方向にスライドする。また、スライド装置１２４は、電磁モータ（図１１参照）１２８を有しており、電磁モータ１２８の作動により、可動部１２２が制御可能にスライドする。
　また、固定部１２０の上端部は、先細形状とされており、その上端部を上下方向に貫通するように、第１挿入穴１３０が形成されている。第１挿入穴１３０は、上端において、固定部１２０の上端面に開口しており、その上端面への開口縁は、固定刃（図１７参照）１３１とされている。また、第１挿入穴１３０は、下端において、固定部１２０の側面に開口しており、その側面への開口の下方に、廃棄ボックス１３２が配設されている。
　また、図１０に示すように、可動部１２２の上端部も、先細形状とされており、その上端部には、Ｌ字型に屈曲された屈曲部１３３が形成されている。屈曲部１３３は、固定部１２０の上端面の上方に延び出しており、屈曲部１３３と固定部１２０の上端とは、僅かなクリアランスを介して対向している。また、固定部１２０の上端面に開口する第１挿入穴１３０は、屈曲部１３３によって覆われているが、屈曲部１３３には、第１挿入穴１３０と対向するように、第２挿入穴１３６が形成されている。
　なお、第２挿入穴１３６は、屈曲部１３３を上下方向に貫通する貫通穴であり、第２挿入穴１３６の内周面は、下方に向かうほど内径が小さくなるテーパ面とされている。さらに、第２挿入穴１３６の屈曲部１３３の下端面への開口縁は、可動刃（図１７参照）１３８とされている。また、屈曲部１３３の上端面には、Ｘ方向、つまり、可動部１２２のスライド方向に延びるように、ガイド溝１４０が形成されている。ガイド溝１４０は、第２挿入穴１３６の開口を跨ぐように形成されており、ガイド溝１４０と第２挿入穴１３６とは繋がっている。そして、ガイド溝１４０は、屈曲部１３３の両側面に開口している。
　また、ユニット移動装置１０２は、図７に示すように、Ｘ方向移動装置１５０とＹ方向移動装置１５２とＺ方向移動装置１５４と自転装置１５６とを有している。Ｘ方向移動装置１５０は、スライドレール１６０とＸスライダ１６２とを含む。スライドレール１６０は、Ｘ方向に延びるように配設されており、Ｘスライダ１６２は、スライドレール１６０にスライド可能に保持されている。そして、Ｘスライダ１６２は、電磁モータ（図１１参照）１６４の駆動により、Ｘ方向に移動する。Ｙ方向移動装置１５２は、スライドレール１６６とＹスライダ１６８とを含む。スライドレール１６６は、Ｙ方向に延びるようにＸスライダ１６２に配設されており、Ｙスライダ１６８は、スライドレール１６６にスライド可能に保持されている。そして、Ｙスライダ１６８は、電磁モータ（図１１参照）１７０の駆動により、Ｙ方向に移動する。Ｚ方向移動装置１５４は、スライドレール１７２とＺスライダ１７４とを含む。スライドレール１７２は、Ｚ方向に延びるようにＹスライダ１６８に配設されており、Ｚスライダ１７４は、スライドレール１７２にスライド可能に保持されている。そして、Ｚスライダ１７４は、電磁モータ（図１１参照）１７６の駆動により、Ｚ方向に移動する。
　また、自転装置１５６は、概して円盤状の回転テーブル１７８を有している。回転テーブル１７８は、それの軸心を中心に回転可能にＺスライダ１７４に支持されており、電磁モータ（図１１参照）１８０の駆動により、回転する。そして、回転テーブル１７８の上に、カットアンドクリンチユニット１００が配設されている。このような構造により、カットアンドクリンチユニット１００は、Ｘ方向移動装置１５０、Ｙ方向移動装置１５２、Ｚ方向移動装置１５４によって、任意の位置に移動するとともに、自転装置１５６によって、任意の角度に自転する。これにより、カットアンドクリンチユニット１００を、クランプ装置５２によって保持された回路基材１２の下方において、任意の位置に位置決めすることが可能となる。
　制御装置３６は、図１１に示すように、コントローラ１９０、複数の駆動回路１９２、画像処理装置１９６を備えている。複数の駆動回路１９２は、上記搬送装置５０、クランプ装置５２、作業ヘッド６０，６２、作業ヘッド移動装置６４、トレイ型部品供給装置８６、フィーダ型部品供給装置８７、ばら部品供給装置３２、電磁モータ１１８，１２８，１６４，１７０，１７６，１８０に接続されている。コントローラ１９０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路１９２に接続されている。これにより、基材搬送保持装置２２、部品装着装置２４等の作動が、コントローラ１９０によって制御される。また、コントローラ１９０は、画像処理装置１９６にも接続されている。画像処理装置１９６は、マークカメラ２６およびパーツカメラ２８によって得られた画像データを処理するものであり、コントローラ１９０は、画像データから各種情報を取得する。
　＜部品実装機の作動＞
　部品実装機１０では、上述した構成によって、基材搬送保持装置２２に保持された回路基材１２に対して部品の装着作業が行われる。部品実装機１０では、種々の部品を回路基材１２に装着することが可能であるが、リード部品を回路基材１２に装着する場合について、以下に説明する。
　具体的には、回路基材１２が、作業位置まで搬送され、その位置において、クランプ装置５２によって固定的に保持される。そして、回路基材１２の下方に、カットアンドクリンチユニット１００が移動される。なお、カットアンドクリンチユニット１００は、可動部１２２の第２挿入穴１３６のＸＹ方向での座標と、回路基材１２の貫通穴（図１２参照）２００のＸＹ方向での座標とが一致するとともに、可動部１２２の上面と回路基材１２の下面とが接触ないし、可動部１２２の上面が回路基材１２の下面より僅か下方に位置するように、移動される。
　具体的には、カットアンドクリンチユニット１００において、１対のスライド体１１２の可動部１２２の第２挿入穴１３６の間の距離が、回路基材１２に形成された２つの貫通穴２００の間の距離と同じとなるように、１対のスライド体１１２の間の距離が、ピッチ変更機構１１４によって調整される。そして、ユニット移動装置１０２の作動により、カットアンドクリンチユニット１００がＸＹＺ方向へ移動および、自転される。これにより、可動部１２２の第２挿入穴１３６のＸＹ方向での座標と、回路基材１２の貫通穴２００のＸＹ方向での座標とが一致するとともに、可動部１２２の上面と回路基材１２の下面とが接触ないし、可動部１２２の上面が回路基材１２の下面より僅か下方に位置する。
　また、回路基材１２がクランプ装置５２により固定的に保持されると、マークカメラ２６が、回路基材１２の上方に移動し、回路基材１２を撮像する。そして、コントローラ１９０は、その撮像データに基づいて、回路基材１２の保持位置等に関する情報を演算する。また、部品供給装置３０若しくは、ばら部品供給装置３２が、所定の供給位置において、リード部品を供給する。そして、作業ヘッド６０，６２の何れかが、部品の供給位置の上方に移動し、部品保持具７７によってリード部品を保持する。
　続いて、リード部品を保持した作業ヘッド６０，６２が、パーツカメラ２８の上方に移動し、パーツカメラ２８による撮像が行われる。この際、部品保持具７７により保持されたリード部品が撮像され、その撮像データに基づいて、部品保持具７７によるリード部品の保持姿勢に関する情報が演算され、その保持姿勢に関する情報を利用して、リード部品の回路基材１２への装着作業が行われる。詳しくは、リード部品の撮像データに基づいて、リード部品のリードの先端位置が演算される。なお、本明細書での「演算」は、コントローラ１９０等のコンピュータによる処理を含む概念であり、各種データに対して処理を施すことで所定の値を取得するための行為である。次に、演算されたリードの先端位置と、回路基材１２の貫通穴２００の位置とが重なるように、Ｘ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御される。そして、Ｚ方向移動装置７２の作動により、リード部品を保持した部品保持具７７が下降される。これにより、リード部品のリードが、回路基材１２の貫通穴２００に挿入される。
　ただし、図１２に示すように、リード部品２１０のリード２１２に曲り，撓み等が生じている場合には、曲り等の生じているリード２１２が、回路基材１２の上面に接触し、そのリード２１２を貫通穴２００に挿入できない場合がある。具体的には、例えば、リード２１２が貫通穴２００に挿入される際に、図１２に示すように、１対のリード２１２のうちの一方のリード２１２ａの先端位置と、貫通穴２００の位置とがＸＹ方向での座標において一致し、その一方のリード２１２ａは貫通穴２００に挿入可能であるが、他方のリード２１２ｂの先端位置と、貫通穴２００の位置とがＸＹ方向での座標において一致せず、その他方のリード２１２ｂは貫通穴２００からズレた位置において、回路基材１２の表面に接触するため、その他方のリード２１２ｂは貫通穴２００に挿入不能である。このため、１対のリード２１２のうちの少なくとも一方のリードの先端位置と、貫通穴２００の位置とがＸＹ方向での座標において一致しないリード部品２１０は、回路基材１２に装着不能な部品として廃棄される。若しくは、部品実装機１０にリードの矯正装置が配設されている場合は、曲り等の生じているリード２１２ｂがその装置によって矯正された後に、再度、装着作業が行われる。
　このように、リード部品２１０を従来の手法に従って回路基材１２に装着しようとした場合には、リード部品の廃棄，リードの矯正によるタクト遅延等の問題が生じる。このため、部品実装機１０では、テープフィーダ８８により、１対のリード９５の長さの異なるリード部品９３を供給し、そのリード部品９３のリード９５が、長い順に貫通穴２００に挿入される。具体的には、テープフィーダ８８により供給されるリード部品９３が、部品保持具７７によって保持される。この際、部品保持具７７は、１対の爪部７９によってリード部品９３の部品本体部９４を把持する。
　次に、部品保持具７７に保持されたリード部品９３がパーツカメラ２８により撮像され、リード部品９３のリード９５の先端位置が演算される。この際、部品保持具７７に保持されたリード部品９３を下降させつつ、リード９５の撮像が行われる。詳しくは、図４に示すように、パーツカメラ２８は、側方照明装置８０からの側射光により撮像を行う装置であり、その側射光の幅は１ｍｍ程度である。一方、リード部品９３の１対のリード９５の長いリード９５ａと短いリード９５ｂとの差は、１．５ｍｍ程度である。つまり、長いリード９５ａの先端位置と、短いリード９５ｂの先端位置との上下方向での差は、１．５ｍｍ程度である。このため、１対のリード９５の両方の先端に、側方照明装置８０から側射光を同時に照射することはできない。
　そこで、リード部品９３の撮像時には、まず、側方照明装置８０からの側射光の上方に、リード部品９３が位置し、リード９５に側射光が照射されないように、部品保持具７７が移動される。そして、Ｚ方向移動装置７２の作動によって、部品保持具７７が徐々に下降される。これにより、１対のリード９５のうちの長いリード９５ａが、側射光の内部に上方から進入する。これにより、リード９５ａの先端に側射光が照射され、そのリード９５ａの先端がカメラ８４により撮像される。そして、その撮像データに基づいて、リード９５ａの先端位置のＸＹ方向での座標が演算される。また、リード９５ａが側射光の内部に侵入したタイミングでのリード９５ａの先端位置のＺ方向での座標は、側射光の上端位置となり、側射光の上端位置のＺ方向での座標は、既定値である。このため、リード９５ａが側射光の内部に侵入したタイミングでのリード９５ａの先端位置のＺ方向での座標は、その既定値（以下、「撮像時先端高さ」と記載する場合がある）となる。
　続いて、部品保持具７７が更に下降されることで、１対のリード９５のうちの短いリード９５ｂが、側射光の内部に上方から進入する。これにより、リード９５ｂの先端に側射光が照射され、そのリード９５ｂの先端がカメラ８４により撮像される。そして、その撮像データに基づいて、リード９５ｂの先端位置のＸＹ方向での座標が演算される。また、Ｚ方向移動装置７２の駆動源がサーボモータである場合には、サーボモータの回転角度等がエンコーダにより検出されており、リード９５ａが側射光の内部に侵入したタイミングから、リード９５ｂが側射光の内部に侵入したタイミングまでのＺ方向移動装置７２の作動量が演算される。そして、その作動量に基づいて、リード９５ａの先端位置とリード９５ｂの先端位置とのＺ方向における差、つまり、リード９５ａの先端位置とリード９５ｂの先端位置との段差距離が演算される。
　このように、パーツカメラ２８では、１対のリード９５のうちの長いリード９５ａが側射光に侵入してから、短いリード９５ｂが浸入するまでリード部品９３の撮像が行われることで、リード９５ａ及び、リード９５ｂの先端位置のＸＹ方向での座標、リード９５ａの先端位置のＺ方向での座標、リード９５ａの先端位置とリード９５ｂの先端位置との段差距離が演算される。また、長いリード９５ａのＸＹ方向での先端位置と、短いリード９５ｂのＸＹ方向での先端位置とに基づいて、１対のリード９５の間の距離であるリード間距離も演算される。
　次に、演算されたリード間距離が、予め設定された設定範囲内であるか否かが判断される。設定範囲は、回路基材１２に形成された１対の貫通穴２００の間の距離である貫通穴間距離，リード９５の線径，貫通穴２００の内径に基づいて設定されている。このため、演算されたリード間距離が設定範囲内である場合には、１対のリード９５のＸＹ方向での座標と、１対の貫通穴２００のＸＹ方向での座標を同時に一致させることが可能である。つまり、１対のリード９５と１対の貫通穴２００との両方を、上方、若しくは、下方からの視点において、オーバーラップした状態とし、Ｚ方向，鉛直方向，高さ方向，回路基材１２に対する直角方向において一致させることが可能となる。一方、演算されたリード間距離が設定範囲外である場合には、１対のリード９５のＸＹ方向での座標と、１対の貫通穴２００のＸＹ方向での座標を同時に一致させることができない。つまり、１対のリード９５と１対の貫通穴２００との両方を、上方、若しくは、下方からの視点において、オーバーラップした状態とし、Ｚ方向，鉛直方向，高さ方向，回路基材１２に対する直角方向において一致させることができない。このため、例えば、１対のリード９５の一方のリードのＸＹ方向での座標を貫通穴２００の座標に一致させても、他方のリードのＸＹ方向での座標を貫通穴２００の座標に一致させることができず、その他方のリードを貫通穴２００に挿入することができない。
　そこで、演算されたリード間距離が設定範囲外である場合には、１対のリード９５のうちの長いリード９５ａの先端位置と、回路基材１２の貫通穴２００の位置とが重なるように、Ｘ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御される。これにより、長いリード９５ａの先端位置と、貫通穴２００の位置とがＸＹ方向での座標において一致し、図１３に示すように、長いリード９５ａの先端と、貫通穴２００とが上下方向において重なる状態となる。つまり、リード９５ａと貫通穴２００とが、上方、若しくは、下方からの視点において、オーバーラップした状態となり、Ｚ方向，鉛直方向，高さ方向，回路基材１２に対する直角方向において一致する状態となる。そして、Ｚ方向移動装置７２の作動により、リード部品９３を保持した部品保持具７７が下降される。この際、長いリード９５ａの先端が、回路基材１２の上面より所定距離、下方に位置するように、部品保持具７７が下降される。
　詳しくは、まず、所定距離が、リード９５ａの先端位置とリード９５ｂの先端位置との段差距離より僅かに短くなるように設定される。つまり、段差距離が１．５ｍｍである場合には、所定距離が１．０～１．４ｍｍに設定される。また、回路基材１２の上面のＺ方向での座標は、既定値であり、その既定値から所定距離が減算される。この減算された値が、リード９５ａの先端が回路基材１２の上面より所定距離、下方に位置する際の、リード９５ａの先端位置のＺ方向での座標（以下、「目的高さ」と記載する）となる。そして、撮像時先端高さと目標高さとの差分に基づいて、Ｚ方向移動装置７２の作動が制御される。これにより、図１４に示すように、長いリード９５ａの先端が貫通穴２００に１．０～１．４ｍｍ程度、挿入され、短いリード９５ｂの先端が、回路基材１２の上面より０．１～０．５ｍｍ程度、上方に位置する。
　続いて、１対のリード９５のうちの短いリード９５ｂの先端位置と、回路基材１２の貫通穴２００の位置とが重なるように、Ｘ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御される。これにより、短いリード９５ｂの先端位置と、貫通穴２００の位置とがＸＹ方向での座標において一致し、図１５に示すように、短いリード９５ｂの先端と、貫通穴２００とが上下方向において重なる状態となる。この際、図１５に示すように、貫通穴２００に挿入されている長いリード９５ａは、撓むが、リード９５ａの先端部が貫通穴２００の内周面に引っ掛かった状態で、貫通穴２００への挿入が維持される。
　そして、Ｚ方向移動装置７２の作動により、リード部品９３を保持した部品保持具７７が下降される。この際、部品保持具７７の下降量は、リード９５ａの先端位置とリード９５ｂの先端位置との段差距離から上記所定距離を減じた値に、１．０ｍｍ程度加算した値に相当する距離とされる。つまり、例えば、段差距離が１．５ｍｍであり、所定距離が１．０ｍｍである場合には、部品保持具７７の下降量は、１．５（１．５－１．０＋１．０）ｍｍとされる。これにより、部品保持具７７の下降前に、回路基材１２の上面より０．５ｍｍ程度上方に位置していたリード９５ｂの先端が、図１６に示すように、貫通穴２００に挿入される。この際、リード９５ｂは、貫通穴２００に１．０ｍｍ程度挿入される。
　次に、リード９５ｂが貫通穴２００に挿入されると、先に演算されたリード９５ａの先端位置と、回路基材１２の貫通穴２００の位置とが重なるように、Ｘ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御される。これにより、リード９５ａの撓みが解消される。そして、図１７に示すように、長いリード９５ａ及び短いリード９５ｂが、基端部まで貫通穴２００に挿入されるように、Ｚ方向移動装置７２の作動が制御される。これにより、１対のリード９５が、図１８に示すように、貫通穴２００を介して、カットアンドクリンチユニット１００のスライド体１１２の第２挿入穴１３６および第１挿入穴１３０に挿入される。
　次に、１対のリード９５の各々が、第２挿入穴１３６及び第１挿入穴１３０に挿入されると、１対の可動部１２２がスライド装置１２４の作動によってスライドする。これにより、リード９５が、図１８に示すように、第１挿入穴１３０の固定刃１３１と第２挿入穴１３６の可動刃１３８とによって切断される。そして、リード９５の切断により分離された先端部は、第１挿入穴１３０の内部において落下し、廃棄ボックス１３２に廃棄される。
　また、１対の可動部１２２は、リード９５を切断した後も、さらにスライドされる。このため、切断によるリード９５の新たな先端部は、可動部１２２のスライドに伴って、第２挿入穴１３６の内周のテーパ面に沿って屈曲し、さらに、可動部１２２がスライドすることで、リード９５の先端部がガイド溝１４０に沿って屈曲する。これにより、リード９５は屈曲し、リード９５の貫通穴２００からの抜けが防止された状態で、リード部品９３が回路基材１２に装着される。
　なお、リード間距離が設定範囲内である場合には、１対のリード９５のＸＹ方向での座標と、１対の貫通穴２００のＸＹ方向での座標を同時に一致させることが可能である。このため、長いリード９５ａの先端位置と貫通穴２００の位置とが重なるとともに、短いリード９５ｂの先端位置と貫通穴２００の位置とが重なるように、Ｘ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御される。これにより、長いリード９５ａの先端と貫通穴２００とが上下方向において重なるとともに、短いリード９５ｂの先端と貫通穴２００とが上下方向において重なる状態となる。そして、Ｚ方向移動装置７２の作動により、リード部品９３を保持した部品保持具７７が下降されることで、長いリード９５ａが貫通穴２００に挿入された後に、短いリード９５ｂが貫通穴２００に挿入される。つまり、リード間距離が設定範囲内である場合には、長いリード９５ａが貫通穴２００に挿入された後に、リード部品９３をＸＹ方向に移動させることなく、リード部品９３をそのまま下降させることで、短いリード９５ｂも貫通穴２００に挿入される。
　このように、部品実装機１０では、異なる長さの１対のリードが、長いものから順番に、つまり、先端が回路基材１２の近くに位置する順番に、貫通穴２００に挿入される。この際、長いリード９５ａの挿入時に、短いリード９５ｂのＸＹ方向での座標と貫通穴２００の座標とが一致していない場合には、リード部品９３がＸＹ方向に移動されることで、短いリード９５ｂのＸＹ方向での座標と貫通穴２００の座標とが一致され、短いリード９５ｂが貫通穴２００に挿入される。これにより、曲り等の生じているリード９５であっても、リードを矯正することなく、貫通穴２００に適切に挿入することが可能となり、リード部品の廃棄，リードの矯正によるタクト遅延等の問題が解消される。
　また、部品実装機１０は、対基板作業機の一例である。パーツカメラ２８は、撮像装置の一例である。制御装置３６は、制御装置の一例である。作業ヘッド移動装置６４は、移動装置の一例である。部品保持具７７は、保持具の一例である。リード部品９３は、リード部品の一例である。部品本体部９４は、部品本体部の一例である。リード９５は、リードの一例である。貫通穴２００は貫通穴の一例である。
　なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、異なる長さの１対のリード９５を、それの先端が回路基材１２に近い順番に貫通穴２００に挿入するべく、リード９５の長さ寸法が長い順番で貫通穴２００に挿入しているが、Ｚ方向、言い換えれば、回路基材１２に対して直角に交わる方向，貫通穴２００の延びる方向，上下方向，高さ方向，部品保持具７７に保持されたリード９５の先端部の延びる方向において、下方に位置する順番で貫通穴２００に挿入することが可能である。
　また、上記実施例では、本発明が異なる長さの１対のリード９５の挿入方法に適用されているが、同じ長さの１対のリードの挿入方法に本発明を適用することが可能である。詳しくは、同じ長さの１対のリードであっても、リードに曲り，反り，撓み，傾き，変形等が生じている場合には、１対のリードの先端位置は上下方向において異なる。また、リード部品９３の保持姿勢が傾いている場合にも、１対のリードの先端位置は上下方向において異なる。このため、同じ長さの１対のリードが貫通穴２００に挿入される際に、リードの先端が回路基材１２に近い順番に、１対のリードを貫通穴２００に挿入してもよい。つまり、同じ長さの複数のリードの挿入方法においても、本発明を適用することが可能である。
　また、上記実施例では、本発明が１対のリード９５を有するリード部品９３に適用されているが、３本以上のリードを有するリード部品に本発明を適用することが可能である。この場合には、３本以上のリードが、先端が回路基材１２に近い順番に貫通穴２００に挿入される。
　また、上記実施例では、長いリード９５ａが貫通穴２００に挿入された後に、リード部品９３がＸＹ方向に移動されているが、短いリード９５ｂのＸＹ方向での座標を変更可能な方向であれば、種々の方向にリード部品９３を移動させることが可能である。具体的には、例えば、回路基材１２の上面に沿った方向、貫通穴２００の延びる方向に交差する方向，部品保持具７７に保持されたリード９５の先端部の延びる方向と交差する方向など、種々の方向にリード部品９３を移動させることが可能である。
　また、上記実施例では、長いリード９５ａが貫通穴２００に挿入され、リード部品９３がＸＹ方向に移動された後に、リード部品９３が下降され、長いリード部品９３及び短いリード９５ｂが基端部まで貫通穴２００に挿入されているが、長いリード９５ａが貫通穴２００に挿入され、リード部品９３がＸＹ方向に移動された後に、リード部品９３が下降され、短いリード９５ｂの先端部が貫通穴２００に挿入されてから、リード部品９３をＸＹ方向への移動前の位置に戻した後に、長いリード部品９３及び短いリード９５ｂを基端部まで貫通穴２００に挿入してもよい。
　また、上記実施例では、１対のリード９５の長さの差が１．５ｍｍ程度とされているが、任意の長さに設定することが可能である。また、長いリード９５ａの貫通穴２００への挿入量が１．０～１．４ｍｍ程度とされているが、ＸＹ方向へのリード部品９３の移動により、リード９５ａが貫通穴２００から抜けず、また、短いリード９５ｂが回路基材１２に接触しなければ、長いリード９５ａの貫通穴２００への挿入量を任意に設定することが可能である。
　また、上記実施例では、撮像データに基づいて、リードの先端面の位置が演算され、その位置に基づいてＸ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御されているが、リードの別の位置を演算して、その位置に基づいてＸ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動を制御してもよい。詳しくは、図１９に示すように、１対のリード９５の一方のリード９５ｂが、先端部に向かうほど他方のリード９５ａから離間するように屈曲している場合について説明する。このようなリード部品９３では、リード９５ｂの下端面２２０は、基端部、つまり、リード９５ｂの部品本体部９４に連結される側の端部から外側に位置した状態となる。このような状態の撮像データに基づいて、コントローラ１９０は、リード９５ｂの下端面２２０の外側の縁から、設定距離Ａ、基端部側のＸＹ方向での座標を演算する。なお、設定距離Ａは、貫通穴２００の内径である。そして、その演算された座標と、貫通穴２００の座標とが一致するように、Ｘ方向移動装置６８及びＹ方向移動装置７０の作動が制御する。これにより、リード９５ｂと貫通穴２００とは、上下方向において一致し、リード９５ｂを適切に貫通穴２００に挿入することが可能となる。
　１０：部品実装機（対基板作業機）　　２８：パーツカメラ（撮像装置）　　３６：制御装置　　６４：作業ヘッド移動装置（移動装置）　　７７：部品保持具（保持具）　　９３：リード部品　　９４：部品本体部　　９５：リード　　２００：貫通穴

Claims (5)

  1. 　複数のリードを有するリード部品を保持する保持具と、
    　前記保持具を移動させる移動装置と、
    　前記保持具に保持されたリード部品を撮像する撮像装置と、
    　前記移動装置の作動を制御する制御装置と
    　を備え、
    　前記制御装置が、
    　前記撮像装置によるリード部品の撮像データに基づいて、前記移動装置の作動を制御することで、前記保持具に保持されたリード部品の複数のリードを、先端が基板の近くに位置する順番で、その基板に形成された貫通穴に挿入させることを特徴とする対基板作業機。
  2. 　前記保持具が、リード部品の部品本体部を保持することを特徴とする請求項１に記載の対基板作業機。
  3. 　前記撮像装置が、
    　前記保持具に保持されたリード部品を下降させつつ撮像することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の対基板作業機。
  4. 　前記保持具に保持されるリード部品の複数のリードが、予め異なる長さに切断されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の対基板作業機。
  5. 　複数のリードを有するリード部品を保持する保持具と、前記保持具を移動させる移動装置とを備えた対基板作業機において、前記保持具により保持されたリード部品のリードを基板の貫通穴に挿入する挿入方法であって、
    　前記保持具に保持されたリード部品の複数のリードを、先端が前記基板の近くに位置する順番で、その基板に形成された貫通穴に挿入させることを特徴とする挿入方法。
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