JP4637403B2 - Electrical component mounting system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気回路を組み立てるために、電気部品(電子部品を含む)を回路基板に装着する電気部品装着システムに関するものであり、特に、部品本体とその部品本体から延び出たリード,位置決めピン等の挿入体とを含む電気部品を、挿入体を回路基板の挿入穴に挿入することによって、回路基板に装着する電気部品装着システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の電気部品装着システムにおいては、挿入体付きの電気部品を装着ヘッドに保持させ、その装着ヘッドと回路基板保持装置とを制御プログラムに従って位置決めした後、装着ヘッドと基板保持装置とを予め定められた位置まで互いに接近させることにより、挿入体を挿入穴に挿入することが行われていた。このとき、挿入体と挿入穴とが適正に位置決めされていれば問題はないのであるが、何らかの理由で挿入体と挿入穴とがずれていた場合には、挿入体が回路基板に強く押し付けられることとなり、電気部品,回路基板あるいは装着ヘッド等が損傷する恐れがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題,課題解決手段および効果】
本発明は、上記事情を背景とし、万一、挿入体と挿入穴との相対位置決めが適切に行われていなかった場合にも、電気部品,回路基板あるいは装着ヘッド等が損傷することが回避されるようにすることを課題としてなされたものであり、下記各態様の電気部品装着方法および装置が得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではない。一部の事項のみを選択して採用することも可能なのである。
【0004】
なお、以下の各項において、(3)項に(4)項に記載の事項の一部と(6)項および(7)項に記載の事項とを加入したものが請求項1に相当し、その請求項1に、(8)項に記載の事項を加入したものが請求項2に相当する。そして、請求項1または2に(4)項および(5)項に記載の事項を加入したものが請求項3に相当する。
【0005】
(1)部品本体とその部品本体から延び出たリード,位置決めピン等の挿入体とを含む電気部品を回路基板に装着する方法であって、
前記電気部品と前記回路基板とを、前記挿入体が回路基板に形成された挿入穴と対向する相対位置に位置決めする位置決め工程と、
駆動源の駆動力を予め定めた上限駆動力を超えないように制御しつつその駆動源の駆動力に基づいて電気部品と回路基板とを接近させ、挿入体を挿入穴に挿入する挿入工程と
を含むことを特徴とする電気部品装着方法。
上記のように、駆動力が上限駆動力を超えないように駆動源を制御しつつ電気部品と回路基板とを接近させることにより挿入体を挿入穴に挿入すれば、万一、挿入体と挿入穴との相対位置決めが適切に行われておらず、挿入体が回路基板の表面に当接した場合には、電気部品と回路基板とがそれ以上接近させられないようにすることができる。上限駆動力の大きさをそのように設定しておけばよいのである。例えば、挿入体がリードである場合には、1本のリードを座屈させない大きさに、位置決めピンである場合には、回路基板や装着ヘッドが損傷する恐れのない大きさに、それぞれ上限駆動力を設定しておくのである。
(2)前記挿入工程において、前記電気部品と前記回路基板との、回路基板の表面に直角な方向における相対位置が予め定められた目標位置に達しない場合に、前記挿入体の前記挿入穴への挿入が不可能であることを表す挿入不可情報を発生させる不可情報発生工程を含む (1)項に記載の電気部品装着方法。
上記のように挿入体が回路基板に当接すれば、電気部品と回路基板とはそれ以上接近させ得なくなるため、電気部品と回路基板とは予め定められた目標位置に到達しない。この事実は、例えば、駆動源に設けたエンコーダ等の作動量検出器や、装着ヘッドと一体的に移動するドッグにより作動させられる光電スイッチ,近接スイッチ等の非接触式検出器あるいはマイクロスイッチ等の接触式検出器等によって検出することができる。
(3)部品本体とその部品本体から延び出たリード,位置決めピン等の挿入体とを含む電気部品を回路基板に装着する装置であって、
前記回路基板を保持する基板保持装置と、
前記電気部品を保持し、前記基板保持装置に保持された回路基板に装着する装着ヘッドと、
それら基板保持装置と装着ヘッドとを基板保持装置に保持された回路基板の表面にほぼ平行な平面内において任意の相対位置へ相対移動させる相対移動装置と、
前記装着ヘッドを前記基板保持装置に接近,離間させる接近,離間装置と、
前記相対移動装置を予め定められた位置データに基づいて制御する一方、前記接近,離間装置を予め定められた力データに基づいて制御する制御装置と
を含むことを特徴とする電気部品装着システム。
本電気部品装着システムは (1)項に記載の方法の実施に好適である。
(4)前記接近,離間装置が、電動モータを駆動源とするものであり、前記制御装置が、その電動モータをその電動モータの駆動力が予め定められた上限駆動力を超えないように制御しつつ前記装着ヘッドを前記基板保持装置に接近させる向きに作動させるモータ制御部を含み、前記力データが前記上限駆動力を表す上限駆動力データを含む (3)項に記載の電気部品装着システム。
電動モータとしてはサーボモータが好適である。
(5)前記上限駆動力データを作業者の操作に応じて入力する手動入力装置と、前記装着ヘッドと前記基板保持装置との相対位置のデータを含む装着制御データから前記上限駆動力データを読み出す読出手段と、当該電気部品装着システムに接続されたホストコンピュータから送信された前記上限駆動力データを受け取る受取手段との少なくとも1つを含む (4)項に記載の電気部品装着システム。
上限駆動力データを上記いずれかの手段により入力可能とすれば、電気部品の種類、特に挿入体の形状,寸法に応じて、適切な上限駆動力を容易に設定することが可能となる。上記手段を複数設ければ(3つ設ければ特に)、上限駆動力の設定が一層容易となる。
(6)前記装着ヘッドが前記接近,離間装置により前記基板保持装置に接近させられる際、装着ヘッドが予定の位置まで移動しないことに基づいて、前記挿入体の前記挿入穴への挿入が不可能であることを表す挿入不可情報を発生させる挿入不可情報発生手段を含む (3)項ないし (5)項のいずれかに記載の電気部品装着システム。
(7)前記挿入不可情報発生手段が、
前記接近,離間装置の前記装着ヘッドを前記基板保持装置に接近させる向きの作動開始以後の経過時間を計測する計時手段と、
前記装着ヘッドが予定の位置に達したことを検出する予定位置到達検出手段とを含み、前記計時手段による計測時間が設定時間に達したにもかかわらず、前記予定位置到達検出手段が前記装着ヘッドの予定位置への到達を検出しない場合に、前記到達不可情報を発生させるものである (6)項に記載の電気部品装着システム。
本項の挿入不可情報発生手段によれば、迅速かつ確実に挿入不可情報を発生させることができる。
(8)前記挿入不可情報に基づいて当該電気部品装着システムの作動を自動で停止させる自動停止手段と、前記挿入体の前記挿入穴への挿入が不可能であることを作業者に報知する報知手段との少なくとも一方を含む (6)項または (7)項に記載の電気部品装着システム。
自動停止手段を設ければ、挿入体が挿入穴へ挿入不能になった場合には電気部品装着システムが自動で停止させられるため、電気部品,回路基板,装着ヘッド等の損傷を確実に防止することができる。また、報知手段を設ければ、挿入不可能状態が発生したことを、作業者が確実に認識し、適切な処置を講じることができる。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明を、以下に示す電気部品装着システムに適用した実施形態を例として説明する。
図1において10はベースである。本電気部品装着システムは、回路基板としてのプリント配線板12を搬送する配線板コンベヤ14を有する。さらに、電気部品を供給する部品供給装置16と、部品供給装置16から電気部品を受けとってプリント配線板12に装着する部品装着装置18とが設けられている。
【0007】
部品供給装置16は、トレイ型部品供給装置20とフィーダ型部品供給装置30とを備えている。フィーダ型部品供給装置30は、複数のフィーダ32を備え、各フィーダ32の部品供給部が水平面内において一直線に沿って並ぶようにテーブル34上に支持されている。テーブル34はY軸方向に延びる一対のガイドレール36に沿って移動可能とされており、配線板コンベヤ14に近い位置であって部品装着装置18に電気部品を供給する部品供給位置と、配線板コンベヤ14から遠ざかった位置であってフィーダ32を交換する交換位置とに移動させられる。フィーダ32は、図示は省略するが、電気部品をキャリヤテープに保持されたテープ化電気部品の状態で保持している。キャリヤテープに等間隔で収納凹部が形成され、それら収納凹部に電気部品がそれぞれ収納され、カバーテープが収納凹部の開口を塞ぐように貼り付けられていて、電気部品が飛び出すことを防止している。フィーダ32は、カバーテープを剥がしつつテープ化電気部品を1ピッチずつ送り、電気部品を部品供給部に位置させる。フィーダ32により供給される電気部品は、リードのない形状とされている。
【0008】
また、トレイ型電子部品供給装置20は、フィーダ型電子部品供給装置30の上流側に設けられ、リード40(図7参照)を備えるコネクタ42等、比較的大形の電気部品を部品トレイ44に収容して供給する。部品トレイ44は、上下方向に配設された多数のトレイ収容箱46内にそれぞれ1枚ずつ収容されている。これらトレイ収容箱46はそれぞれ図示しない支持部材により支持され、コラム48内に設けられた昇降装置により順次部品供給位置へ上昇させられるのであるが、部品供給位置の上方には部品装着装置18がコネクタ42を取り出すためのスペースを確保することが必要である。
【0009】
そのため、コネクタ42を供給し終わったトレイ収容箱46は、次のトレイ収容箱46が部品供給位置へ上昇させられるのと同時に、上記スペース分上昇させられ、上方の退避領域へ退避させられる。このトレイ型電子部品供給装置20は、トレイ収容箱46に部品トレイ44が1枚ずつ収容されていることを除いて、特公平2−57719号公報に記載の電子部品供給装置と同じであり、説明は省略する。
【0010】
コネクタ42は、図7ないし9に示すように、それの本体50が四角な容器状を成し、開口52を上に向けてプリント配線板12に装着される。本体50内には、複数のピン54が立設されている。これらピン54は、図示の例では、本体50外へ突出しない長さとされている。
【0011】
また、本体50の底部の外面であって、コネクタ42がプリント配線板12に装着されたとき、プリント配線板12側となる底面55には、複数本のリード40が本体50の底面55に直角に、一直線状に、かつ、互いに平行に延び出させられている。これらリード40は、図示の例では横断面形状が正方形を成し、本体の長手方向に平行に複数列、図示の例では2列に並んで設けられており、その自由端側から長手方向に平行に見た場合にいずれも本体50と重なって見える。プリント配線板12のコネクタ42が装着される装着位置には、図10に示すように挿入穴56がリード40と同数形成されている。
【0012】
コネクタ42は、本実施形態では、部品トレイ44の収容凹部に、本体50の開口52が上向きとなり、リード40が垂直となる姿勢で収容されており、本体50において位置決めされ、リード40において下方から支持された状態で収容されている。コネクタ42は、本体50において位置決めされるとともに支持された状態で収容凹部に収容されるようにしてもよい。
【0013】
配線板コンベヤ14は一対の側枠60を備え、それら側枠60に、図示は省略するが無端のコンベヤベルトが巻きかけられており、駆動装置により移動させられることにより、プリント配線板12を搬送する。側枠60の内側面がプリント配線板12の移動を案内する案内面を構成している。配線板コンベヤ14はプリント配線板12の位置決め支持装置を兼ねている。
【0014】
部品装着装置18は、水平方向に移動可能な移動装置を備えている。移動装置は、Y軸方向に延びる一対のボールねじ70と、それらボールねじ70に平行な方向に延びる一対のガイドレール72とを備える。Y軸スライド74はボールねじ70にナットを介して螺合されるとともに、ガイドレール72にガイドブロックを介して摺動可能に嵌合されることにより、Y軸方向に移動可能とされている。Y軸スライド74はトレイ型電気部品供給装置20とフィーダ形電気部品供給装置30との両端を超える長さに形成されており、それの両端部近傍にそれぞれガイドレール72とボールねじ70とが配設されている。各ボールねじ70には駆動源としてのサーボモータ76がそれぞれ接続されており、これら2つのサーボモータ76は互いに同期して回転させられる。
【0015】
Y軸スライド74内にX軸方向に延びるボールねじ80が配設され、側面に一対のガイドレール82が設けられている(図2参照)。X軸スライド84がナットを介してボールねじ80に螺合されるとともに、ガイドレール82にガイドブロックを介して嵌合されることにより、Y軸スライド74に対してX軸方向に移動可能とされている。ボールねじ80は駆動源たるサーボモータ86に接続されており、ボールねじ80が回転させられることにより、X軸スライド84がX軸方向に移動させられる。
【0016】
X軸スライド84には、上記部品供給装置16からコネクタ42等、電気部品を受け取ってプリント配線板12に装着する部品保持ヘッド(以下、単に保持ヘッドと称する)が複数固定されている。それら複数の保持ヘッドのうちの1つが、図2に示すチャック100により部品を保持するチャック式保持ヘッド102であり、それ以外の部品保持ヘッドは図示は省略するが、吸着ノズルを備えて部品を吸着保持するものである。
【0017】
以下、チャック式保持ヘッド102について説明する。
X軸スライド84の側面に垂直方向に延びる一対のガイドレール104(ただし、図にはガイドレールが1本のみ示されている)が設けられるとともに、図示は省略するがそれらガイドレール104に平行なボールねじが配設されており、X軸スライド84に対して垂直方向に相対移動可能な昇降部材106が案内されるようにされている。ボールねじが駆動源たるZ軸モータ108(図11参照)により回転させられれば、昇降部材106がガイドレール104に沿って昇降させられる。
【0018】
その昇降部材106にチャック100が回転可能に保持されている。具体的には、昇降部材106に固定してθ軸モータ110が設けられ、ピニオン,ギヤ等を介して取付部材112を回転させるようにされている。取付部材112の下方に、円筒状のチャック本体114が着脱可能に取り付けられ、取付部材112とともに垂直軸線まわりに回転可能かつ昇降可能とされている。図3に示すように、チャック本体114の外周に内側スリーブ116が摺動可能に嵌合され、その内側スリーブ116の外周に外側スリーブ118が摺動可能に嵌合されている。内側および外側スリーブ116,118の周壁を貫通して軸方向に延びる長穴120,121が形成されており、それら長穴120,121の位相が一致させられ、共通のピン122が挿通されてチャック本体114に水平方向に形成された保持穴124に固定的に挿入されることにより、スリーブ116,118のチャック本体114に対する回転が阻止されるとともに、軸方向相対移動が制限されている。
【0019】
内側スリーブ116および外側スリーブ118と取付部材112との間にそれぞれ圧縮コイルスプリング(以下、単にスプリングと称する)126,128が配設されており、各スリーブ116,118は下方に移動する向きに付勢されている。外側スリーブ118の上端部外周から半径方向外向きにフランジ部130が形成されている。外側スリーブ118の下端部において互いに対向する2箇所に、内側に向かって突出する係合凸部132が形成されている。係合凸部132の端面であって互いに対向する面は、上方ほど互いに接近する向きに傾斜させられた傾斜面136とされている。内側スリーブ116の係合凸部132と同じ位相において係合凸部132に係合するための係合切欠134が形成されている。係合切欠134は、各スリーブ116,118が下降端位置に位置する状態において係合凸部132と隙間を有するように形成されている。外側スリーブ118が上昇させられて係合凸部132が内側スリーブ116の係合切欠134に係合すれば、外側スリーブ118と一体的に上昇させられる。内側スリーブ116の係合切欠134が形成されていない部分は、外側スリーブ118の係合凸部132が形成されている部分とほぼ同じ長さに形成され、その部分の下端部内周において、上記傾斜面136と同じ傾きのテーパ内周面138が形成されている。
【0020】
チャック本体114の下端部に2対の保持部材140,142が、回動可能に保持されている(ただし、図3には一対のみ示されている)。保持部材140,142は板状をなし、互いに直交する垂直な平面に沿って1対ずつ配設されるとともに、それぞれの垂直面に直交する向きに立設されたピン144により、垂直面内において回動可能に支持されている。それら2対の保持部材140,142の下端部にそれぞれ保持突部146,148が設けられており、第一対の保持部材である第一保持部材140の下端部に設けられている第一保持突部146の間隔は広く、第二対の保持部材である第二保持部材142の第二保持突部148の間隔は狭くされている。さらに、それら保持部材140,142の外側側面の下側部分に上方ほど互いに接近する向きに傾斜した傾斜面150がそれぞれ形成されている。傾斜面150の傾きはそれぞれ、外側スリーブ118の互いに対向する部分に形成された傾斜面136および、内側スリーブ116の下端部内周に形成されたテーパ内周面138に平行とされている。
【0021】
保持部材140,142は上端部近傍の外側面において、圧縮コイルスプリング(以下、単にスプリングと称する)170に係合させられ、それによりそれぞれのピン144より上側の部分が、互いに接近する向きに、換言すれば、互いに対向する保持突部146,148が互いに離間する向きに回動するように付勢されている。保持部材140,142は、内側および外側スリーブ116,118がチャック本体114に対して下降端位置に位置する状態では、スプリング170の付勢力に抗して一対ずつの保持突部146,148が互いに接近させられ、閉状態とされているが、スリーブ116,118がチャック本体114に対して上昇させられれば、スプリング170の付勢力により保持突部146,148が互いに離間する向きに回動させられ開状態となる。
【0022】
取付部材112にはさらに、図2に示すように、チャック100を開閉させるための解放部材180が昇降可能に取り付けられている。取付部材112に昇降装置としてのソレノイド182が垂直方向下向きに取り付けられ、ソレノイド182の出力ロッド186(図5参照)が解放部材180に結合されている。解放部材180は、図5に示すように、水平方向に延びる板状に形成され、略半円状の係合切欠188が形成されて、外側スリーブ118の外周面との干渉を回避しつつフランジ部130と係合し得るようにされている。解放部材180には、ロッド186の両側において一対のガイドブッシュ190が垂直に設けられ、一方、取付部材112には一対のガイドバー191が立設されて、両者が摺動可能に嵌合されることにより、解放部材180を水平な姿勢に保ちつつ昇降させる案内装置を構成している。
【0023】
解放部材180がチャック100に対して上昇させられれば、まず外側スリーブ118がスプリング128の付勢力に抗してチャック本体114に対して上昇させられ、次いで内側スリーブ116が上昇させられて、チャック100が開状態とされる。これに対して解放部材180が下降させられれば、スプリング126,128の付勢力によりスリーブ116,118が下降させられて、まず第二保持部材142が閉状態とされ、続いて第一保持部材140が閉状態とされる。そのため、コネクタ42がまず第二保持突部148により挟まれて幅方向の位置決めがなされ、続いて第一保持突部146により挟まれて長手方向の位置決めがなされる。第二保持突部148は、コネクタ42の垂直軸線まわりの回転位置誤差を修正し得るように、第一保持突部146より幅の広いものとされることが望ましい(図6参照)。
【0024】
配線板コンベヤ14と部品供給装置16との間には、ラインセンサ192を含む撮像装置194が設けられている。撮像装置194は後述する制御装置200に接続されており、本実施形態においては、その撮像装置194により主に、吸着ノズルにより保持された電気部品が撮像され、電気部品の保持位置誤差(中心位置誤差および回転位置誤差)が取得される。
【0025】
本電気部品装着システムは、図11に示す制御装置200により制御される。
制御装置200は内部記憶装置202を含むコンピュータ204を主体として構成されている。制御装置200は作業者により操作される操作盤206に接続されている。操作盤206は表示装置208,キーボード210等を含む。制御装置200はさらに、サーボシステム214に接続されている。サーボシステム214は複数の駆動回路216を備え、それら駆動回路216を介してX軸,Y軸,Z軸およびθ軸のサーボモータ76,86,108,110に接続されている。各サーボモータ76,86,108,110はそれぞれ、回転量を監視するエンコーダ218を備え、エンコーダ218からの情報がサーボシステム214に伝達されるように接続されている。制御装置200はソレノイド182,ラインセンサ192にも接続されている。制御装置200は、さらにホストコンピュータ220に接続されており、生産プログラムを含む情報が伝達される。それら生産プログラムを含む情報は、一旦、外部記憶装置222に記憶され、必要に応じて呼び出されて内部記憶装置202に記憶される。なお、生産プログラム等の情報は、フロッピーディスク等の記憶媒体に記憶されたものを読込み装置224により読み込むことも可能となっている。
【0026】
以上のように構成された電気部品装着システムによりプリント配線板12に電気部品を装着する装着作業について説明する。なお、装着作業の主な部分は既によく知られているので簡単に説明し、本発明に関連する部分、すなわち、チャック式保持ヘッド102によりコネクタ42をプリント配線板12に装着する部分を詳細に説明する。以下、チャック式保持ヘッド102を単に保持ヘッド102と称する。
【0027】
制御装置200によりプリント配線板12に電気部品を装着すべきことが指示されれば、配線板コンベヤ14によりプリント配線板12が装着位置へ搬送され、位置決め支持される。続いて、吸着ノズルを備えた保持ヘッドにより、フィーダ型部品供給装置30から種々の電気部品を取り出してプリント配線板12に装着するが、その装着の終了後、保持ヘッド102がトレイ型部品供給装置20に収容されているコネクタ42の真上に位置決めされる。チャック100がコネクタ42に向かって下降させられるのと並行して、解放部材180がソレノイド182により相対的に上昇させられ、外側スリーブ118を押し上げる。外側スリーブ118が一定の相対高さに到達すれば、係合凸部132が内側スリーブ116の下端面134に係合して内側スリーブ116が外側スリーブ118と一体的に上昇させられ、チャック100が開状態とされる。開状態を維持して、チャック100が下降端位置、すなわちコネクタ42を受け取り可能な高さに到達した後、解放部材180が相対的に下降させられ、チャック100が閉状態とされ、コネクタ42がチャック100により保持される。図6に示すように、第一保持突部146を備えた第一保持部材140の開閉方向にコネクタ42の長手方向が一致するように保持されるのである。
【0028】
前述のように、コネクタ42は部品トレイ44に位置決め保持されているが、上部が部品トレイ44の上端面より上方に突出させられているため、2対の保持突部146,148は部品トレイ44と干渉することなくコネクタ42を保持することが可能である。また、チャック100の各保持部材140,142はスプリング170により開方向に付勢されており、その付勢力に抗してスリーブ116,118が閉方向に回動させるのであるが、互いに対をなす保持部材140,142も、スリーブ116,118も軸対称に構成されているため、一対ずつの保持部材140,142は軸対称の状態を保って開閉させられ、コネクタ42を機械的にチャック100の中心に位置決めしつつ保持する。
【0029】
保持ヘッド102は、コネクタ42を保持した状態でプリント配線板12に設定された電気部品装着位置の一種としてのコネクタ装着位置の上方に位置決めされるとともに、θ軸モータ110が駆動されることにより垂直軸線まわりに回転させられてコネクタ42の軸線まわりの向きが定められる。Z軸モータ108が駆動されることにより、保持ヘッド102が下降させられ、コネクタ42のリード40がプリント配線板12の挿入穴56に挿入される。さらに保持ヘッド102が下降させられれば、プリント配線板12上に予め塗布された接着剤により、コネクタ42が仮止めされる。本システムにおいては、コネクタ42等電気部品の種類に応じて保持ヘッド102の下降端位置が予め設定されており、その下降端位置に到達すれば、再び解放部材180が上昇させられてチャック100が開状態とされてコネクタ42を解放する。コネクタ42がプリント配線板12に仮止めされた後、保持ヘッド102は原位置まで上昇させられるとともに、チャック100が閉状態とされて1個のコネクタ42の装着作業が終了する。
【0030】
本電気部品装着システムは、保持ヘッド102によりコネクタ42を保持する場合には、機械的にコネクタ42を位置決めすることにより、撮像等、保持姿勢を確認する作業を省略して装着作業を実行する。このため、コネクタ42のリード40の形状に異常が生じていたり、コネクタ42のチャック100に対する位置決めが不適当であっても、それらの異常は検出されず、そのまま装着作業が実行される。しかし、リード40がプリント配線板12に当接した状態で装着作業が強行されれば、良好なプリント回路板が製造されないばかりではなく、プリント配線板12やコネクタ42、場合によってはチャック100,Z軸モータ108等が損傷するおそれがある。本実施形態においては、このような事態を回避するために、保持ヘッド102の昇降作業を制御する昇降制御プログラムがコンピュータ204の内部記憶装置202に記憶される。
【0031】
まず、概略的に説明する。
本電気部品装着システムにおいては、装着すべき複数種類の電気部品に関連する部品関連情報がホストコンピュータ220に記憶されている。部品関連情報は、予め選択されてホストコンピュータ220から制御装置200に伝達され、外部記憶装置222に記憶されており、さらに、外部記憶装置222から必要に応じて制御装置200に読み込まれることにより内部記憶装置202に記憶される。コネクタ42の部品関連情報には、保持ヘッド102を下降させる際のZ軸モータ108の下降駆動力の上限値、下降端位置および後述する設定時間のデータが含まれる。制御装置200は、その上限値を超えない駆動力でZ軸モータ108を駆動させ、保持ヘッド102を下降端位置に向かって下降させる。さらに、少なくとも保持ヘッド102が下降を開始してから一定時間経過した後の保持ヘッド102の垂直方向位置に基づいてコネクタ42が正常に装着されたか否かが検出される。以下、図12に示すフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【0032】
電気部品装着作業が指示されれば、まず、今回装着すべき複数種類の電気部品に関連する部品関連情報が外部記憶装置222から読み出され内部記憶装置202に記憶される。部品関連情報には、各電気部品が供給されるべき供給位置や、形状,プリント配線板上における装着位置等が含まれている。これら電気部品に関連する部品関連情報が予め、ホストコンピュータ220から伝達され外部記憶装置222に記憶されているのであり、今回装着すべき電気部品の種類に対応する情報が作業者のキー操作により呼び出されて取得される。コネクタ42の部品関連情報のうちZ軸モータ108の駆動力の上限値,下降端位置および設定時間のデータが記憶される(S2)。S3においてフラグF1が1とされ、以後本プログラムの実行においてS2およびS3がスキップされる。S4において、フラグF2が0であるか否かが判断される。次にS5において、保持ヘッド102がX軸,Y軸スライド74,84の移動により部品装着位置に到達し、下降を開始することが待たれる。下降が開始されれば、S5の判定がYESとなり、S6に進んでその下降が開始された時を0とする経過時間tが計時される。S7においてフラグF2が1とされ、以後本プログラムの実行においてS5およびS6がスキップされる。S8において、経過時間tが予め定められた設定時間Tを超えたか否かが判定される。設定時間Tは、保持ヘッド102がコネクタ42を装着する位置、すなわち下降端位置に到達するのに十分な長さに設定されている。保持ヘッド102の下降速度は予め定められており、保持ヘッド102の下降端位置はコネクタ42の種類に基づいて設定されているので、それらに基づいて、保持ヘッド102が下降を開始してから下降端位置に到達するのに十分な長さの時間が設定時間Tとして設定されているのである。
【0033】
経過時間tが設定時間Tより短いならば、S8の判定がNOとなり、本プログラムの1回の実行が終了する。これに対して、経過時間tの長さが設定時間T以上となれば、S8の判定がYESとなり、S9に進んで保持ヘッド102が下降端位置に到達しているか否かが判定される。制御装置200はエンコーダ218から伝達される情報に基づいて保持ヘッド102の垂直方向位置を検出し、その垂直方向位置が今回装着すべきコネクタ42の装着位置(保持ヘッド102の下降端位置)に対応しているならば、S9の判定がYESとなり、コネクタ42がプリント配線板12に押し付けられて予め塗布されている接着剤により仮止めされたと判断され、保持ヘッド102は通常の装着プログラムに従って開状態とされるとともに上昇させられる。S13においてフラグF1,F2が初期値に戻されて、次のコネクタ42の装着作業に備えられる。
【0034】
これに対して、設定時間Tが経過した後であっても保持ヘッド102が下降端位置に到達していなければ、S9の判定がNOとなり、S10に進んで到達不可情報が作成される。S11において保持ヘッド102の下降が停止させられ、コネクタ42を保持したままで上昇させられる。S12において、コネクタ42が装着されなかった旨を示す表示が表示装置202に出力されて作業者に報知される。以上で本プログラムの1回の実行が終了する。その後、プリント配線板12に装着されなかったコネクタ42は、図示しない排出装置によりシステム外へ排出される。
【0035】
なお、保持ヘッド102が下降端位置に到達しないことが検出されるたびに作業者に到達不可情報が報知されることは不可欠ではなく、例えば、1回目に保持ヘッド102が下降端位置に到達しないことが検出されれば、そのとき保持ヘッド102に保持されていたコネクタ42を図示しない排出装置によりシステム外へ排出し、改めて同じプリント配線板12に新しいコネクタ42を装着する。2回目の装着作業が良好に行なわれれば、装着不良が単にコネクタ42に起因するものであると推定されるので装着作業を続行する。これに対して、2回目の装着作業の際にも保持ヘッド102が下降端位置に到達しなければ、プリント配線板12または電気部品装着システムに異常が生じている可能性が高いので、システムの作動が停止させられて作業者に報知され、さらにコネクタ42の保持姿勢が撮像されて装着不良の原因が追求されるようにすることが望ましい。
【0036】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、配線板コンベヤ14が基板保持装置を構成し、X軸スライド84とY軸スライド74とが互いに共同して相対移動装置を構成し、昇降部材106とZ軸モータ108とが互いに共同して接近,離間装置を構成し、キーボード210が手動入力装置を構成し、制御装置200のうち昇降制御プログラムのS2を実行する部分が読出手段または受取手段を構成し、S10を実行する部分が挿入不可情報発生手段を構成している。
【0037】
本電気部品装着システムにおいては、コネクタ42の保持姿勢が撮像されず、装着作業が簡略化されているが、コネクタ42の保持ヘッド102に対する位置決めが不良である場合や、リード40の位置や形状が異常である場合においても、装着作業を無理に行なわれることがなく、プリント配線板12やコネクタ42、保持ヘッド102などが損傷することを回避することができる。
【0038】
本実施形態においては、保持ヘッド102の下降端位置がZ軸モータ108のエンコーダ218の信号に基づいて検出されるが、保持ヘッド120と一体的に移動するドッグにより作動させられる光電スイッチ,近接スイッチ等の非接触式検出器あるいはマイクロスイッチ等の接触式検出器を設け、それによって検出してもよい。
【0039】
本電気部品装着システムにおいては、コネクタ42が、保持ヘッド102に対してチャック100によって機械的に位置決めされ、プリント配線板12に装着されるが、撮像装置194によりコネクタ42の保持姿勢や部品形状が検出され、それに基づいてコネクタ42の保持ヘッド102に対する位置が検出されて、位置決めが行われるようにしてもよい。この場合には、コネクタ42の位置決めの信頼性が増し、リード40の挿入穴56に対する位置ずれの生じる可能性が低減する。しかし、プリント配線板12に不備がある場合、X軸,Y軸スライド74,84の移動にコントロールミスが生じた場合等に、装着動作が強行されることがあり得るため、そのような事態の発生を回避するためのフェールセーフとして本発明が適用されることが望ましい。
【0040】
本電気部品装着システムにおいては、チャック100が2組の保持部材140,142を備え、水平方向において互いに直交する2方向の位置決めが可能とされているが、図13に示すように、チャック250は保持部材252を1組のみ備える態様であってもよい。ただし、その場合には、コネクタ42が一方向(図示の例では、紙面に対して直交する方向)において位置決めされるのみであるので、撮像装置194等によりコネクタ42のチャック250の保持方向と直交する向きの位置が検出され、保持位置誤差が取得されるようにすることが望ましい。
【0041】
本電気部品装着システムは、リード40を有するコネクタ42のみではなく、位置決めピン等、挿入体を有する電気部品を装着する場合に一般的に使用することができる。
【0042】
挿入体を有する電気部品を保持する保持ヘッドは、上記のように機械的に開閉させられるメカニカルチャックに限らず、保持部材が電動モータにより移動させられる電動チャックであってもよい。その一例がリニアモータチャックであるが、その構成は特願2000−4637号の明細書に記載されているものとほぼ同じであり、かつ、本発明と直接関係がないので簡単に説明する。
【0043】
図14および図15に示すように、保持ヘッドは、前述の保持ヘッド102とほぼ同様に構成され、昇降部材106に部品保持具としてのリニアモータチャック300が回転可能に取り付けられている。取付部材112にチャック300の主体部であるリニアモータ302のステータ304が着脱可能に取り付けられているのである。リニアモータ302は、リニアDCブラシレスモータであり、ステータ304と一対の可動子306,308とそれら可動子306,308をステータ304の長手方向と平行な方向に案内する2本のガイド310とを備えている。
【0044】
本態様において、リニアモータチャック300を、図16に示すように、互いに直交する向きに伸びる2本のステータ304を備え、それぞれのステータに一対の可動子306,308が長手方向に移動可能に設けられたものとすることも可能である。このようにすれば、コネクタ42をX,Y両方向において位置決めすることが可能となる。
【0045】
ステータ304は非磁性材料であるアルニウム合金から成る本体312に、多数の永久磁石314が固定されたものである。各永久磁石314は角材状を成し、互いに逆向きの2側面の一方がN極、他方がS極に磁化されたものであり、N極とS極とが交互に配列されている。各永久磁石314はN極,S極の両面が本体312の側面から少量突出する状態で固定されており、本体312の表側と裏側とではN極とS極との配列が千鳥状にずれることとなる。
【0046】
図15に示すように、一対の可動子306,308の各々は、ステータ304の表面側と裏側とにそれぞれ対向する2つの鉄心316を備えており、それら鉄心316が下端においてテーブル318により互いに連結され、全体としてコの字形を成している。各鉄心316には、それぞれU相,V相,W相のコイルが巻かれてコイルユニットを構成している。各コイルユニットは、電機子電流の制御により、各コイルが発生させる磁力とステータ304の永久磁石314の磁力との相互作用によって可動子306,308をステータ304に沿って直線状に移動させる直動力を発生させるように構成されている。
【0047】
この可動子306,308の移動は、ステータ304の表裏両面にそれぞれ固定されたガイド310により案内される。全体としてコの字形を成す可動子306,308のステータ304に対向する内側面にそれぞれスライダ320が固定されており、これらスライダ320がそれぞれガイド310にボールを介して係合させられることにより、可動子306,308がガイド310に沿って軽快に移動し得るようにされているのである。
【0048】
一対の可動子306,308の各々の原点位置は、ステータ304の長手方向の両端の位置とされており、これら原点位置は原点検出器により検出され、それら原点位置からの距離である可動子306,308の位置はそれぞれ位置検出器により検出されるようになっている。原点検出器は、本実施形態においてはLEDを投光器とする透過型の光電センサとされており、投光器から受光器に向かって投光される光が遮蔽部材により遮られたとき、可動子306,308が原点位置に達したとされる。しかし、反射型の光電センサや、リミットスイッチ等の接触型の検出器、近接スイッチ等種々のセンサを原点検出器として使用することができる。また、位置検出器は、本実施形態においては、磁気目盛りが施された磁気スケールの上を磁気検出ヘッドが移動することにより得られる電気信号に基づいて変位を検出する磁気式リニアスケール(マグネスケール)とされている。しかし、位置検出器も、光学式リニアスケールを始め、種々の位置検出器とすることができる。また、位置検出器を、1本の磁気スケールを共有するものとすることもできる。
【0049】
可動子306,308の各テーブル318には、互いに共同して電気部品を両側から挟んで保持する保持爪330,332が着脱可能に固定されている。保持爪330,332は複数種類のものが準備されており、保持すべき電気部品の種類に合わせて自動的に交換される。
【0050】
本態様によれば、リニアモータチャック300により、コネクタ42が保持ヘッド102に対して自動的に位置決めされ、保持ヘッド102の位置に基づいてそのままコネクタ42の位置を検出することができるので、前述の態様と同様にコネクタ42の保持姿勢の撮像作業を省略することができる。さらに、機械式のチャック100と異なり、コネクタ42の中心をチャック300の中心に合わせることは不可欠ではなく、形状が非対称であるコネクタ42を良好に保持することが可能となる。この場合においても、上述の態様と同様に保持ヘッド102を下降させる際に、予め定められた下降駆動力を超えないように制御することにより、コネクタ42がプリント配線板12に無理に押しつけられて損傷する事態を回避することができる。
【0051】
本態様においては、保持爪330,332によるコネクタ42の保持位置誤差や、リニアモータチャック300の可動子306,308の位置検出ミス等が生じた場合に備えてコネクタ42が撮像され、保持位置誤差が検出されるようにすることが望ましい。なお、撮像装置は、本体の正面像またはシルエット像を撮像するラインセンサを含むものとされているが、CCDカメラ等、面撮像装置を含むものでもよいし、以下において説明するように、リード40の輪郭像を撮像するものであってもよい。
【0052】
本発明をさらに別の電気部品装着システムに適用した態様について説明する。本電気部品装着システムの構成は、上述のシステムと共通する要素が多いので、共通の要素については共通の符号を用いることにより説明を省略する。図17ないし19に示すように、本電気部品装着システムにおいては、保持ヘッドが吸着ノズルを備え、コネクタ42を吸着保持してプリント配線板12に装着する。また、本システムは、コネクタ42のリード40の輪郭像を撮像する撮像装置を備える。
【0053】
図において、400はベースである。ベース400上に、プリント配線板12を搬送し、位置決め支持する配線板コンベヤ402と、部品供給装置としてのトレイ型部品供給装置20およびフィーダ型部品供給装置30と、それら部品供給装置20,30から電気部品を受け取ってプリント配線板12に装着する部品装着装置408とが設けられている。
【0054】
フィーダ型部品供給装置20は、複数のフィーダ32を備え、各フィーダ32の部品供給部が一直線上に並ぶように固定的に支持されている。この一直線の方向は、配線板コンベヤ402によるプリント配線板12の送り方向と平行であり、以下X軸方向と称する。配線板コンベヤ402を挟んでフィーダ型部品供給装置20の反対側においてトレイ型部品供給装置30が配設されている。
【0055】
部品装着装置408は、X軸方向に移動可能なX軸スライド410と、X軸スライド410に対して相対移動可能に取り付けられたY軸スライド412とを備える。X軸スライド410は、X軸方向に延びる一対のボールねじ414に螺合されるとともに、X軸方向に延びるガイドレール416に摺動可能に嵌合されることによりX軸方向に移動可能とされている。一対のボールねじ414がそれぞれ、X軸駆動モータ418により一対のボールねじ414が同期して回転されることにより、X軸スライド410がX軸方向に移動させられる。X軸スライド410は、フィーダ型部品供給装置20からトレイ型部品供給装置30に到る長さに形成され、それの側面420においてY軸スライド412が相対的に移動可能に保持されている。Y軸スライド412は、X軸スライド410の側面にY軸方向に沿って延びるボールねじ422に螺合されるとともに、Y軸方向に沿って延びる一対のガイドレール424に摺動可能に嵌合されることにより、相対移動可能に保持されている。
【0056】
Y軸スライド412に電気部品を吸着保持する保持ヘッド430が保持されている。
保持ヘッド430は、Y軸スライド412の側面440から垂直方向に延び出す支持部442を備え、その支持部442に吸着ノズル444が昇降可能かつ回転可能に支持されている。吸着ノズル444は、負圧が供給される吸着管446を備え、吸着管446の下端部にはカバー452が取り付けられている。カバー452は、コネクタ42等、吸着ノズル444により吸着が予定されている電気部品より大きい正方形状を成し、図示の例では硬い合成樹脂により作られている。Y軸スライド412には、さらに、プリント配線板12上に設けられた基準マークを撮像する基準マークカメラ432と照明装置434とが取り付けられている。
【0057】
X軸スライド410のトレイ型部品供給装置30と配線板コンベヤ402との間のボールねじ414に対応する位置に設けられた撮像装置460は、図19に示すように、撮像装置たる部品カメラ462および局部照明装置464を有する。X軸スライド410の垂直な側面にはブラケット466が突設され、ブラケット466に取り付けられた保持部材たる保持板468に局部照明装置464が取り付けられている。局部照明装置464は、複数、例えば4つの投光器(ただし図には2つの投光器のみ示されている)470を有し、保持ヘッド430のX軸スライド410上におけるY軸方向における移動軌跡の下方に設けられている。これら投光器470の構成は、本出願人による特願2001−80554号に記載されているものとほぼ同じであり、本発明とは直接関係がないので簡単に説明する。投光器470は、互いに対向する向きに水平に一定の厚さで光を照射する。それにより、リード40の自由端と基端との間の一定の長さの部分のみ、あるいはリード40の自由端部のみが照明され、その部分が部品カメラ462により撮像されて、リード40の明るい輪郭像が取得される。
【0058】
さらに、本電気部品装着システムは制御装置480を備え、部品装着装置408、配線板コンベヤ402等を制御して、コネクタ42のプリント配線板12への装着等を行わせる。撮像装置460は、制御装置480に接続されている。
【0059】
部品装着装置408においては、X軸スライド410およびY軸スライド412によって保持ヘッド430が水平面内の任意の位置へ移動させられ、トレイ型部品供給装置404からコネクタ42を取出し、プリント配線板12のコネクタ装着部位に装着する。
【0060】
トレイ型部品供給装置404から取り出したコネクタ42をプリント配線板12に装着するのに先だって、コネクタ42を保持した保持ヘッド430が撮像装置460上方に停止させられ、あるいは撮像装置460上方を通過させられ、その際にコネクタ42のリード40が撮像される。撮像後、保持ヘッド430がコネクタ装着部位上へ移動させられるとともに、下降させられ、コネクタ42がプリント配線板12に装着される。ここで、リード40の並び位置または形状が不適当である場合には、撮像装置460により取得された画像に基づいて、装着が行なわれる前にそのようなコネクタ42が排除される。
【0061】
本電気部品装着システムにおいては、コネクタ42のリード40を撮像装置460により撮像するとともにプリント配線板12の基準マークを撮像してプリント配線板12の位置決め位置を検出するので、コネクタ42はプリント配線板12に良好に装着(挿入)される。
【0062】
しかし、例えば、プリント配線板12に形成された挿入穴56の位置が基準マークに対してずれている場合や、X軸,Y軸スライド410,412による位置決め位置が不適当である場合、撮像装置460による画像処理の結果が実際のコネクタ42の形状および位置とは異なっている場合、あるいはコネクタ42の保持姿勢の撮像後にコネクタ42が吸着ノズル444に対して位置ずれした場合等には、異常を検出することができず、コネクタ42のプリント配線板12に対する装着・挿入不良が発生することが考えられる。このように、何らかの理由によりリード40がプリント配線板12の表面に当接する場合が生じれば、前記昇降制御プログラムがフェールセーフの機能を果たす。
【0063】
以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題,課題解決手段および効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態である電気部品装着システムを示す平面図である。
【図2】図1における要部を拡大して示す側面図(一部断面)である。
【図3】図2に示すチャックをさらに拡大して示す側面断面図である。
【図4】上記チャックを別の方向から見た側面断面図である。
【図5】図2における別の要部を拡大して示す平面図(一部断面)である。
【図6】上記チャックの底面図である。
【図7】上記電気部品装着システムにより装着されるコネクタの一態様を示す斜視図である。
【図8】上記コネクタの正面図である。
【図9】上記コネクタの底面図である。
【図10】上記コネクタのリードがプリント配線板に形成された挿入穴に挿入された状態を示す平面図である。
【図11】上記電気部品装着システムの制御装置を示すブロック図である。
【図12】昇降制御プログラムを示すフローチャートである。
【図13】上記電気部品装着システムにおけるチャックの別の態様を示す正面図である。
【図14】上記電気部品装着システムのチャックの別の態様であるリニアモータチャックを示す正面図(一部断面)である。
【図15】上記リニアモータチャックの側面断面図である。
【図16】別の形態のリニアモータチャックの底面図である。
【図17】さらに別の実施形態である電気部品装着システムを示す平面図である。
【図18】上記電気部品装着システムの正面図である。
【図19】上記電気部品装着システムを部分的に拡大して示す側面図(一部断面)である。
【符号の説明】
10:ベース 18:部品装着装置 40:リード 42:コネクタ 56:挿入穴 74:Y軸スライド 84:X軸スライド 100:チャック 108:Z軸モータ 110:θ軸モータ 206:操作盤 218:エンコーダ 220:ホストコンピュータ 222:外部記憶装置 224:読み込み装置 250:チャック 300:リニアモータチャック 444:吸着ノズル 460:撮像装置 462:部品カメラ 464:局部照明装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention mounts electrical components (including electronic components) on a circuit board to assemble an electrical circuit. Electrical component mounting system In particular, electrical components including a component main body and leads, positioning pins and other inserts extending from the component main body are mounted on the circuit board by inserting the insert into the insertion hole of the circuit board. Do Electrical component mounting system It is about.
[0002]
[Prior art]
In a conventional electrical component mounting system, an electrical component with an insert is held by a mounting head, the mounting head and a circuit board holding device are positioned according to a control program, and then the mounting head and the substrate holding device are determined in advance. The insertion body has been inserted into the insertion hole by bringing them close to each other. At this time, there is no problem as long as the insertion body and the insertion hole are properly positioned. However, if the insertion body and the insertion hole are misaligned for some reason, the insertion body is strongly pressed against the circuit board. As a result, electrical components, circuit boards, mounting heads, etc. may be damaged.
[0003]
[Problems to be solved by the invention, means for solving problems and effects]
The present invention, against the background of the above circumstances, prevents damage to electrical components, circuit boards, mounting heads, etc. even if the relative positioning of the insertion body and the insertion hole is not properly performed. Thus, an electrical component mounting method and apparatus according to each aspect described below can be obtained. As with the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and is described in a form that cites the numbers of other sections as necessary. This is for the purpose of facilitating understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the technical features described in the present specification and the combinations thereof to those described in the following sections. . In addition, when a plurality of items are described in one section, it is not always necessary to employ the plurality of items together. It is also possible to select and employ only some items.
[0004]
In each of the following paragraphs, some of the matters described in paragraph (4) in paragraph (3) and paragraph (6) And (7) To which the matter described in 1 is added corresponds to claim 1, and claim 1 (8) Claims to which the matter described in is added 2 It corresponds to. And
[0005]
(1) A method of mounting an electrical component including a component main body and an insert such as a lead and a positioning pin extending from the component main body on a circuit board,
A positioning step of positioning the electrical component and the circuit board at a relative position in which the insertion body faces an insertion hole formed in the circuit board;
An insertion step of controlling the drive force of the drive source so as not to exceed a predetermined upper limit drive force, bringing the electrical component and the circuit board closer based on the drive force of the drive source, and inserting the insert into the insertion hole;
An electrical component mounting method comprising:
As described above, if the insert is inserted into the insertion hole by bringing the electrical component and the circuit board close together while controlling the drive source so that the drive force does not exceed the upper limit drive force, the insert and insert When the relative positioning with respect to the hole is not properly performed and the insert comes into contact with the surface of the circuit board, the electrical component and the circuit board can be prevented from approaching further. The magnitude of the upper limit driving force may be set as such. For example, when the insert is a lead, the upper limit drive is set to a size that does not cause one lead to buckle, and when it is a positioning pin, the size is such that the circuit board or mounting head is not damaged. The power is set.
(2) In the insertion step, when the relative position of the electrical component and the circuit board in a direction perpendicular to the surface of the circuit board does not reach a predetermined target position, the insertion hole of the insert is inserted into the insertion hole. The electrical component mounting method according to (1), further including a non-insertion information generation step for generating non-insertion information indicating that the insertion of the non-insertion is impossible.
If the insertion body abuts on the circuit board as described above, the electrical component and the circuit board cannot be brought closer to each other, so that the electrical component and the circuit board do not reach a predetermined target position. This is because, for example, an operation amount detector such as an encoder provided in the drive source, a non-contact type detector such as a photoelectric switch or a proximity switch operated by a dog that moves integrally with the mounting head, or a micro switch It can be detected by a contact detector or the like.
(3) An apparatus for mounting an electrical component including a component main body and an insert such as a lead and a positioning pin extending from the component main body on a circuit board,
A substrate holding device for holding the circuit board;
A mounting head for holding the electrical component and mounting it on a circuit board held by the board holding device;
A relative movement device that relatively moves the substrate holding device and the mounting head to an arbitrary relative position in a plane substantially parallel to the surface of the circuit board held by the substrate holding device;
An approach and separation device for approaching and separating the mounting head from and to the substrate holding device;
A control device for controlling the relative movement device based on predetermined position data, and for controlling the approaching / separating device based on predetermined force data;
An electrical component mounting system comprising:
This electrical component mounting system is suitable for carrying out the method described in item (1).
(4) The approaching / separating device uses an electric motor as a drive source, and the control device controls the electric motor so that the driving force of the electric motor does not exceed a predetermined upper limit driving force. The electric component mounting system according to (3), further including a motor control unit that operates the mounting head in a direction to approach the substrate holding device, wherein the force data includes upper limit driving force data representing the upper limit driving force. .
A servomotor is suitable as the electric motor.
(5) The upper limit driving force data is read out from a manual input device that inputs the upper limit driving force data according to an operation of an operator, and mounting control data including data on relative positions of the mounting head and the substrate holding device. The electrical component mounting system according to item (4), including at least one of a reading unit and a receiving unit that receives the upper limit driving force data transmitted from a host computer connected to the electrical component mounting system.
If the upper limit driving force data can be input by any one of the above means, an appropriate upper limit driving force can be easily set according to the type of electrical component, particularly the shape and dimensions of the insert. If a plurality of the above means are provided (particularly if three are provided), the setting of the upper limit driving force becomes easier.
(6) When the mounting head is moved closer to the substrate holding device by the approach / separation device, the mounting body cannot be inserted into the insertion hole based on the fact that the mounting head does not move to a predetermined position. The electrical component mounting system according to any one of (3) to (5), further including an uninsertable information generating unit that generates uninsertable information indicating that
(7) The non-insertable information generating means is
Time measuring means for measuring an elapsed time since the start of operation in a direction in which the mounting head of the approaching / separating device approaches the substrate holding device;
A planned position arrival detecting means for detecting that the mounting head has reached a predetermined position, and the planned position arrival detecting means is configured to detect the mounting head in spite of the measurement time by the time measuring means reaching a set time. The electrical component mounting system according to item (6), wherein when the arrival at the scheduled position is not detected, the unreachable information is generated.
According to the non-insertable information generating means of this section, the non-insertable information can be generated quickly and reliably.
(8) Automatic stop means for automatically stopping the operation of the electrical component mounting system based on the non-insertable information, and a notification for notifying the operator that the insert cannot be inserted into the insertion hole. The electrical component mounting system according to (6) or (7), including at least one of means.
If an automatic stop means is provided, the electrical component mounting system is automatically stopped when the insert cannot be inserted into the insertion hole, thus reliably preventing damage to electrical components, circuit boards, mounting heads, etc. be able to. In addition, if an informing means is provided, the operator can surely recognize that an uninsertable state has occurred, and can take appropriate measures.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment in which the present invention is applied to the following electrical component mounting system will be described as an example.
In FIG. 1, 10 is a base. The electrical component mounting system includes a
[0007]
The
[0008]
The tray-type electronic
[0009]
Therefore, the
[0010]
As shown in FIGS. 7 to 9, the
[0011]
Further, when the
[0012]
In this embodiment, the
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
A
[0016]
A plurality of component holding heads (hereinafter simply referred to as holding heads) for receiving electrical components such as
[0017]
Hereinafter, the chuck-
A pair of guide rails 104 (only one guide rail is shown in the figure) are provided on the side surface of the
[0018]
The
[0019]
Compression coil springs (hereinafter simply referred to as springs) 126 and 128 are disposed between the
[0020]
Two pairs of holding
[0021]
The holding
[0022]
Further, as shown in FIG. 2, a
[0023]
When the
[0024]
An
[0025]
This electrical component mounting system is controlled by the
The
[0026]
A mounting operation for mounting an electrical component on the printed
[0027]
When the
[0028]
As described above, the
[0029]
The holding
[0030]
In the electrical component mounting system, when the
[0031]
First, a brief description will be given.
In the electrical component mounting system, component related information related to a plurality of types of electrical components to be mounted is stored in the
[0032]
If an electrical component mounting operation is instructed, first, component related information related to a plurality of types of electrical components to be mounted this time is read from the
[0033]
If the elapsed time t is shorter than the set time T, the determination in S8 is NO, and one execution of this program ends. On the other hand, if the length of the elapsed time t is equal to or longer than the set time T, the determination in S8 is YES, and the process proceeds to S9 to determine whether or not the holding
[0034]
On the other hand, if the holding
[0035]
It is not indispensable to notify the worker of unreachable information every time it is detected that the holding
[0036]
As is apparent from the above description, in the present embodiment, the
[0037]
In this electrical component mounting system, the holding posture of the
[0038]
In this embodiment, the descending end position of the holding
[0039]
In this electrical component mounting system, the
[0040]
In this electrical component mounting system, the
[0041]
This electrical component mounting system can be generally used when mounting not only the
[0042]
The holding head that holds the electric component having the insert is not limited to the mechanical chuck that is mechanically opened and closed as described above, but may be an electric chuck in which the holding member is moved by an electric motor. An example of this is a linear motor chuck, but its configuration is substantially the same as that described in the specification of Japanese Patent Application No. 2000-4637 and is not directly related to the present invention.
[0043]
As shown in FIGS. 14 and 15, the holding head is configured in substantially the same manner as the holding
[0044]
In this embodiment, as shown in FIG. 16, the
[0045]
The
[0046]
As shown in FIG. 15, each of the pair of
[0047]
The movement of the
[0048]
The origin positions of each of the pair of
[0049]
Holding
[0050]
According to this aspect, the
[0051]
In this embodiment, the
[0052]
A mode in which the present invention is applied to still another electrical component mounting system will be described. Since the configuration of the electrical component mounting system has many elements in common with the above-described system, the description of the common elements is omitted by using the common reference numerals. As shown in FIGS. 17 to 19, in this electrical component mounting system, the holding head includes a suction nozzle, and the
[0053]
In the figure,
[0054]
The feeder-type
[0055]
The
[0056]
A holding
The holding
[0057]
As shown in FIG. 19, an
[0058]
Furthermore, the electrical component mounting system includes a
[0059]
In the
[0060]
Prior to mounting the
[0061]
In this electrical component mounting system, the
[0062]
However, for example, when the position of the
[0063]
As mentioned above, although some embodiment of this invention was described in detail, these are only illustrations and this invention was described in the above-mentioned section of [the subject which invention intends to solve, a problem-solving means, and an effect]. The present invention can be implemented in various forms including various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an electrical component mounting system according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged side view (partial cross section) showing a main part in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a side sectional view showing the chuck shown in FIG. 2 in an enlarged manner;
FIG. 4 is a side sectional view of the chuck as seen from another direction.
FIG. 5 is an enlarged plan view (partial cross section) showing another main part in FIG. 2;
FIG. 6 is a bottom view of the chuck.
FIG. 7 is a perspective view showing one mode of a connector mounted by the electrical component mounting system.
FIG. 8 is a front view of the connector.
FIG. 9 is a bottom view of the connector.
FIG. 10 is a plan view showing a state in which the lead of the connector is inserted into an insertion hole formed in the printed wiring board.
FIG. 11 is a block diagram showing a control device of the electrical component mounting system.
FIG. 12 is a flowchart showing an elevation control program.
FIG. 13 is a front view showing another aspect of the chuck in the electrical component mounting system.
FIG. 14 is a front view (partially in section) showing a linear motor chuck which is another embodiment of the chuck of the electric component mounting system.
FIG. 15 is a side sectional view of the linear motor chuck.
FIG. 16 is a bottom view of another embodiment of a linear motor chuck.
FIG. 17 is a plan view showing an electric component mounting system according to still another embodiment.
FIG. 18 is a front view of the electrical component mounting system.
FIG. 19 is a side view (partially cross-sectional view) showing the electric component mounting system partially enlarged.
[Explanation of symbols]
10: Base 18: Component mounting device 40: Lead 42: Connector 56: Insertion hole 74: Y-axis slide 84: X-axis slide 100: Chuck 108: Z-axis motor 110: θ-axis motor 206: Operation panel 218: Encoder 220: Host computer 222: External storage device 224: Reading device 250: Chuck 300: Linear motor chuck 444: Suction nozzle 460: Imaging device 462: Component camera 464: Local illumination device
Claims (3)
前記回路基板を保持する基板保持装置と、
前記電気部品を保持し、前記基板保持装置に保持された回路基板に装着する装着ヘッドと、
それら基板保持装置と装着ヘッドとを基板保持装置に保持された回路基板の表面にほぼ平行な平面内において任意の相対位置へ相対移動させる相対移動装置と、
前記装着ヘッドを前記基板保持装置に接近,離間させる接近,離間装置と、
前記相対移動装置を予め定められた位置データに基づいて制御する一方、前記接近,離間装置を、その接近,離間装置の駆動源の駆動力が予め定められた上限駆動力を超えないように予め定められた力データに基づいて制御する制御装置と、
前記装着ヘッドが前記接近,離間装置により前記基板保持装置に接近させられる際、装着ヘッドが予定の位置まで移動しないことに基づいて、前記挿入体の前記挿入穴への挿入が不可能であることを表す挿入不可情報を発生させる挿入不可情報発生手段と
を含み、前記挿入不可情報発生手段が、
前記接近,離間装置の前記装着ヘッドを前記基板保持装置に接近させる向きの作動開始以後の経過時間を計測する計時手段と、
前記装着ヘッドが予定の位置に達したことを検出する予定位置到達検出手段と
を含み、前記計時手段による計測時間が設定時間に達したにもかかわらず、前記予定位置到達検出手段が前記装着ヘッドの予定位置への到達を検出しない場合に、前記挿入不可情報を発生させるものであることを特徴とする電気部品装着システム。An apparatus for mounting an electrical component including a component body and an insertion body such as a lead extending from the component body and a positioning pin on a circuit board having an insertion hole,
A substrate holding device for holding the circuit board;
A mounting head for holding the electrical component and mounting it on a circuit board held by the board holding device;
A relative movement device that relatively moves the substrate holding device and the mounting head to an arbitrary relative position in a plane substantially parallel to the surface of the circuit board held by the substrate holding device;
An approach and separation device for approaching and separating the mounting head from and to the substrate holding device;
The relative movement device is controlled based on predetermined position data, while the approaching / separating device is controlled in advance so that the driving force of the driving source of the approaching / separating device does not exceed a predetermined upper limit driving force. A control device for controlling based on predetermined force data;
When the mounting head is moved closer to the substrate holding device by the approaching / separating device, the mounting head cannot be inserted to the insertion hole based on the fact that the mounting head does not move to a predetermined position. see contains an insertion failure information generating means for generating a non-insertability information representing, said insertion failure information generating means,
Time measuring means for measuring an elapsed time since the start of operation in a direction in which the mounting head of the approaching / separating device approaches the substrate holding device;
A planned position arrival detecting means for detecting that the mounting head has reached a planned position;
And the non-insertable information is generated when the planned position arrival detecting means does not detect the arrival of the mounting head at the planned position even though the measurement time by the time measuring means has reached a set time. electric-component mounting system, characterized in that it.
前記挿入不可情報の発生に基づいて当該電気部品装着システムの作動を自動で停止させる自動停止手段と、
前記挿入体の前記挿入穴への挿入が不可能であることを作業者に報知する報知手段と
を含む請求項1に記載の電気部品装着システム。further,
Automatic stop means for automatically stopping the operation of the electrical component mounting system based on the occurrence of the non-insertable information;
The electrical component mounting system according to claim 1 , further comprising notification means for notifying an operator that the insertion body cannot be inserted into the insertion hole.
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