(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンダコテを保持するハンダヘッドがハンダ付けロボットのロボットアームに取り付けられ、前記ハンダコテにハンダ心線を供給するハンダ心線送り装置を備える自動ハンダ付け装置において、
前記ハンダコテに洗浄材を射出ノズルにより吹き付けて洗浄する洗浄装置を備え、
前記洗浄装置と前記ハンダ心線送り装置とを一緒に前記ハンダコテの軸線を中心とした周方向全周にわたり任意の位置に回動させることのできる回動手段を備え、
前記回動手段は、前記ロボットアームに支持された正逆転モータと、この正逆転モータによって回転駆動される駆動プーリと、この駆動プーリに従動して前記ハンダコテの軸線を中心とした周方向に回転する従動プーリと、この従動プーリと一体に回転するとともに前記洗浄装置および前記ハンダ心線送り装置を保持する保持部材が取り付けられた回転体とを備えている、ことを特徴とする自動ハンダ付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンダ付けロボットによって自動的にハンダ付けを行う自動ハンダ付け装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来の自動ハンダ付け装置のハンダヘッド付近を示す図である。
【０００３】
ハンダコテ１００は、ハンダヘッド１０１に保持されており、このハンダヘッド１０１の基部は、図示しないハンダ付けロボットのロボットアームに取り付けられており、ロボットアームの動きによってハンダコテ１００が所定のハンダ付け箇所に導かれるようになっている。
【０００４】
ハンダ心線（糸ハンダ）を、ハンダコテ１００の先端部に自動供給する供給ノズル１０２が、供給ホルダ１０３を介して支持棒１０４に取り付けられるとともに、この支持棒１０４には、ハンダコテ１００のコテ先にエアーを吹き付けて付着物を除去するエアーブローノズル１０７が取り付けられており、この支持棒１０４は、ハンダヘッド１０１の突出した保持部１０５に保持されている。
【０００５】
かかる自動ハンダ付け装置では、ハンダヘッド１０１に保持されたハンダコテ１００が所定のハンダ付け箇所に導かれ、供給ノズル１０２からハンダコテ１００の先端部に所定の供給角度でハンダ心線が自動供給されてハンダ付けされ、必要に応じて、例えばハンダ付けに先立ってエアーブローノズル１０７からエアーをハンダコテ１００に吹き付けてコテ先を洗浄する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来例では、エアーブローノズル１０７は、支持棒１０４を介してハンダコテ１００を保持するハンダヘッド１０１と一体的な固定位置に設けられており、ハンダコテ１００のコテ先に対しては、一定方向からのみエアーを吹き付ける構成となっており、このため、コテ先のエアーが当たる面は、清浄になるけれども、エアーが十分に当たらない面は、洗浄が不十分となって付着物が残存し、ハンダ付け品質を劣化させるという難点がある。
【０００７】
このため、複数のエアーブローノズルを、ハンダコテの軸線を中心とした周方向に沿って配設して複数の方向からエアーを吹き付けるようにすることも考えられるが、構成が複雑になるばかりでなく、付着物が周辺に飛び散ってメンテンナンスが困難になるといった難点がある。
【０００８】
本発明は、上述の点に鑑みて為されたものであって、単一のノズルを用いてハンダコテを十分に洗浄できるようにした洗浄装置およびそれを用いた自動ハンダ付け装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上述の目的を達成するために、次のように構成している。
【００１０】
すなわち、本発明は、ハンダコテを保持するハンダヘッドがハンダ付けロボットのロボットアームに取り付けられ、前記ハンダコテにハンダ心線を供給するハンダ心線送り装置を備える自動ハンダ付け装置において、前記ハンダコテに洗浄材を射出ノズルにより吹き付けて洗浄する洗浄装置を備え、前記洗浄装置と前記ハンダ心線送り装置とを一緒に前記ハンダコテの軸線を中心とした周方向全周にわたり任意の位置に回動させることのできる回動手段を備え、前記回動手段は、前記ロボットアームに支持された正逆転モータと、この正逆転モータによって回転駆動される駆動プーリと、この駆動プーリに従動して前記ハンダコテの軸線を中心とした周方向に回転する従動プーリと、この従動プーリと一体に回転するとともに前記洗浄装置および前記ハンダ心線送り装置を保持する保持部材が取り付けられた回転体とを備えている。
【００１３】
前記洗浄材を、エアーとしてもよい。
【００１５】
本発明の自動ハンダ付け装置によれば、ハンダコテに、洗浄材を吹き付けて洗浄する射出ノズルを、ハンダコテの軸線回りに回動させる回動手段を備えているので、単一の射出ノズルによってハンダコテの全周面を十分に洗浄することができる。
【００１６】
また、前記回動手段を、正逆転モータなどの駆動源と、この駆動源の回転動力を伝達する駆動プーリおよび従動プーリ等の動力伝達機構と、この動力伝達機構を介して伝達される回転動力によって前記軸線回りに回転する回転体とで構成し、前記回転体に、射出ノズルを支持する構成しているので、ハンダコテの軸線回りに回動させながら射出ノズルによって洗浄することができる。
【００１７】
また、本発明の自動ハンダ付け装置によれば、単一の射出ノズルによってハンダコテの全周面を十分に洗浄することができ、また、回動手段によって、ハンダ心線送り装置を、前記射出ノズルと共に前記軸線回りに回動させるので、ハンダコテの軸線回りの最適な位置からハンダ心線を供給してハンダ付けを行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、この実施の形態の自動ハンダ付け装置を用いたシステムの構成図である。
【００２０】
このハンダ付けシステムは、ハンダコテ１およびハンダコテ１にハンダ心線を供給する供給ノズル２等が後述のように配設されたハンダ付けロボット３と、該ロボット３の動きを制御するロボットコントローラ４と、ハンダ心線の供給やハンダコテ１の温度を検出する図示しない温度センサの出力に基づいてハンダコテ１の温度制御などを行うハンダ付けコントローラ５と、両コントローラ４，５を所定の手順で制御するシーケンサ６と、ハンダ付け対象物を撮像するＣＣＤカメラ７と、このＣＣＤカメラ７からの撮像信号を画像処理するとともに、その画像処理情報と、前記ハンダ付け対象物のＣＡＤ情報、すなわち、ハンダ付け対象物の設計上の位置情報とをマッチング処理してハンダ付け位置を補正するための補正値を演算して前記ロボットコントローラ４に与えるコンピュータ８とを備えている。
【００２１】
図２は、本発明の要部のハンダヘッド付近の部分断面図である。
【００２２】
この実施の形態の自動ハンダ付け装置は、先端に小径の発熱部９を有するハンダコテ１と、このハンダコテ１を保持するハンダヘッド１０と、このハンダヘッド１０を支持するとともに、ハンダ付けロボット３のロボットアーム１１の先端部に、連結軸１２等を介して連結された保持プレート１３と、ハンダコテ１の発熱部９にハンダ心線を供給する供給ノズル２と、ハンダコテ１のコテ先にエアーを吹き付けて洗浄する射出ノズルとしてのエアーブローノズル３１と、前記両ノズル２，３１を保持するホルダ１４，３８を支持棒１５を介して保持する保持部材１６と、この保持部材１６を、ハンダコテ１の軸線Ｐを中心とする周方向の任意の位置に回動させる回動機構１７とを備えており、ハンダヘッド１０に保持されたハンダコテ１は、ロボットアーム１１の動きによって所定のハンダ付け箇所に導かれる。
【００２３】
この実施の形態では、ハンダコテ１を洗浄する洗浄装置は、ハンダコテ１のコテ先にエアーを吹き付けて洗浄する単一のエアーブローノズル３１と、このエアーブローノズル３１を、ハンダコテ１の軸線Ｐを中心とする周方向の任意の位置に回動させる回動機構１７とを有している。
【００２４】
この回動機構１７は、ロボットアーム１１の連結部に取り付けられた支持アーム２３に支持された正逆回転するステッピングモータ２４と、このステッピングモータ２４によって回転駆動される駆動プーリ２５と、この駆動プーリ２５との間でタイミングベルト２６が巻掛けられて駆動プーリ２５に従動して回転する従動プーリ２７と、この従動プーリ２７と一体に回転するとともに、エアーブローノズル３１および供給ノズル２をホルダ１４，３８等を介して保持する保持部材１６が取り付けられた回転体２８と、この回転体２８の回転位置を検出する回転位置検出センサ２９とを備えており、従動プーリ２７とハンダヘッド１０が取り付けられている連結軸１２との間には、ベアリング３０が介装されており、連結軸１２は回転しないように構成されている。
【００２５】
この回動機構１７では、ステッピングモータ２４の正方向あるいは逆方向の回転によって駆動プーリ２５が回転駆動され、この駆動プーリ２５の回転に従動して従動プーリ２７が回転するとともに、この従動プーリ２７と一体的な回転体２８が回転して保持部材１６と共にエアーブローノズル３１および供給ノズル２が、図２の仮想線で示されるように、ハンダコテ１の軸線Ｐ回りに回動するものであり、ステッピングモータ２４の制御、すなわち、両ノズル３１，２の回動位置の制御は、シーケンサ６によって行われる。
【００２６】
この回動機構１７によって、エアーブローノズル３１を、ハンダコテ１を中心とする周方向に沿って回動させながらエアーをハンダコテ１のコテ先に吹き付けることにより、コテ先の全周面に亘ってエアーを吹き付けることが可能となり、一方向のみから吹き付ける従来例に比べて確実にコテ先を洗浄できることになり、これによって、ハンダ付け品質の向上を図ることができる。しかも、単一のエアーブローノズル３１によって洗浄を行うので、複数のエアーブローノズルを設ける構成に比べて、構成が簡素化されるとともに、コテ先の洗浄を全周面に亘って均一に行える。
【００２７】
このエアーブローノズル３１によるコテ先の全周に亘る洗浄は、例えば、図３に示されるように、コテ先から除去された付着物を収集する容器３９内に、ハンダコテ１のコテ先を移動させて行うことにより、付着物が容器３９に収集されることになり、周辺に飛散することがなく、メンテナンスが容易となる。
【００２８】
なお、この実施の形態では、エアーを吹き付けてハンダコテを洗浄したけれども、本発明は、エアーに限らず、他の気体や微粒子等を吹き付けて洗浄するようにしてもよい。
【００２９】
この実施の形態では、供給ノズル２も、図２の仮想線で示されるように、ハンダコテ１を中心とする周方向の任意の位置に回動させることができるので、ハンダ付け箇所の手前に障害物がある場合やハンダ心線の供給角度に制約があるような場合に、それらを回避するように、供給ノズル２を、ハンダコテ１の軸線Ｐを中心とする周方向の最適な位置に回動させてハンダ付けを行うことが可能となる。
【００３０】
このハンダ付けの作業プロセスの一例を説明すると、先ず、ハンダコテ１のコテ先に、エアーブローノズル３１を回転させながらエアーを吹き付けて洗浄した後、ハンダコテをハンダ付けを行う箇所に当てる直前に、一次ハンダを供給してコテ先を濡らし、ハンダを介して熱を伝えてそのままの状態で予熱した後、二次ハンダを供給してハンダコテをハンダ付け箇所に当てて加熱することにより、ハンダ付けを行うものである。
【００３１】
（実施の形態２）
図４は、本発明の他の実施の形態のハンダヘッド付近の部分断面図であり、図２に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００３２】
この実施の形態では、供給ノズル２の位置を、従来例のように、作業者が、供給ホルダのネジを緩めて手動調整することなく、ハンダコテ１の軸方向に沿って自動調整できるように次のように構成している。
【００３３】
すなわち、この実施の形態では、ハンダ付けロボット３のロボットアーム１１の先端部に、連結軸１２等を介して固定的に取り付けられている保持プレート１３に対して、ハンダコテ１を保持するハンダヘッド１０が、ハンダコテ１の軸方向に一定の範囲Ｗで変位可能に取り付けられている。ハンダヘッド１０は、保持プレート１３と一体的な一対のガイドシャフト１９に支持されており、これらのガイドシャフト１９が挿通するハンダヘッド１０の挿通孔２０の内部には、ガイドシャフト１９に外嵌されたバネ２１が収納されており、ハンダコテ１の先端を、ハンダ付け対象物２２に押圧することにより、前記バネ２１の付勢力に抗してハンダヘッド１０が、保持プレート１３の端面に当接するまでの範囲Ｗに亘って変位できるように構成されている。
【００３４】
一方、ハンダ心線を供給する供給ノズル２は、ハンダコテ１の軸方向に沿う一定の固定位置に保持されている。
【００３５】
したがって、ハンダコテ１の先端を、ハンダ付け対象物２２に押圧させる押圧量を可変することにより、ハンダヘッド１０がガイドシャフト１９に沿って変位する変位量を可変することができ、これによって、例えば図５（ａ），（ｂ）  に示されるように、ハンダコテ１の先端から供給ノズル２の先端までのハンダコテ１の軸方向に沿う距離Ｄ、すなわち、ハンダコテ１に対する供給ノズル２の位置を、ハンダコテ１の軸方向に沿って可変できることになる。
【００３６】
そこで、この実施の形態では、ハンダ付けロボット３のロボットアーム１１の動きを指定するためのロボットアーム１１の座標位置を、ロボットコントローラ４で数値として入力する際に、ハンダコテ１をハンダ付け対象物２２に押圧させてハンダコテ１をその軸方向に沿って変位させる変位量が、所望の変位量、したがって、ハンダコテ１に対する供給ノズル２の位置が所望の供給位置になるように入力するものである。
【００３７】
例えば、ハンダコテ１の先端から供給ノズル２の先端までの軸方向に沿う距離を大きくしたいときには、ロボットアーム１１の座標位置を、ハンダ付け対象物２２への押圧量が少なくなるように入力することにより、ハンダ付けの対象物２２にハンダコテ１が当接することによるハンダヘッド１０の変位量が少なくなり、図５（ａ）に示されるようにハンダコテ１の先端から供給ノズル２の先端までの距離が大きくなり、逆に、ハンダコテ１の先端から供給ノズル２の先端までの距離を小さくしたいときには、ロボットアーム１１の座標位置を、ハンダ付け対象物２２への押圧量が大きくなるように入力することにより、ハンダ付けの対象物２２にハンダコテ１が押圧されることによるハンダヘッド１０の変位量が大きくなり、図５（ｂ）に示されるようにハンダコテ１の先端から供給ノズル２の先端までの距離が小さくなる。
【００３８】
このようにロボットアーム１１の動きを指定する座標を数値として入力することにより、すなわち、ロボットコントローラ４に対するプログラムによって、ハンダコテ１に対する供給ノズル２の位置を可変設定することができ、従来例のように、作業者が供給ホルダのネジを緩めて手動で供給ノズルの位置を調整するといった面倒な操作を必要とすることなく、ハンダ付けを行う箇所に応じて、最適な供給位置でハンダ心線を供給できることになる。
【００３９】
すなわち、多種類の様々なハンダ付け箇所に迅速に対応させることができ、作業者による面倒な供給位置の手動変更操作を省略でき、ハンダ付け品質が安定して常に円滑に効率よく自動ハンダ付けを行うことができる。
【００４０】
その他の構成は、上述の実施の形態と同様である。
【００４１】
（実施の形態３）
図６は、本発明のさらに他の実施の形態の要部の部分断面図であり、図２に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００４２】
この実施の形態では、ハンダ心線を供給する供給ノズル２の位置を、ハンダコテ１のコテ先の清掃時やハンダコテの交換時に、邪魔にならない位置に自動的に退避させる一方、清掃や交換の終了後に再び元の位置で自動的に復帰させることができるように、次のように構成している。
【００４３】
すなわち、この実施の形態では、供給ノズル２を、ハンダコテ１の軸線Ｐに対して傾斜させたハンダ心線を供給可能な供給位置と、ハンダコテ１の軸線Ｐに対して平行な退避位置とに亘って揺動させる揺動機構３２を備えており、供給位置は、ハンダコテ１に対して所定の供給角度でハンダ心線を供給することができる位置であり、退避位置は、供給ノズル２が邪魔になることなく、ハンダコテ１の清掃および交換作業が実施できる位置である。
【００４４】
この揺動機構３２は、供給ノズル２を揺動可能に保持する供給ホルダ１４に設けられたピニオン３３と、このピニオン３３に噛合するラック３４と、このラック３４を、供給ホルダ１４を支持する支持棒１５に沿って進退駆動するエアーシリンダ３５とを備えており、エアーシリンダ３５は、支持棒１５に固定的に取り付けられている。
【００４５】
この揺動機構３２では、エアーシリンダ３５のピストンロッド３６を進退させることによってラック３４およびピニオン３３を介して、供給ノズル２を、ハンダコテ１に対して傾斜した供給位置とハンダコテ１に平行な退避位置との間で揺動させるものである。
【００４６】
このように揺動機構３２によって供給ノズル２を揺動させるので、ハンダコテ１の清掃時やハンダコテ１の交換時には、シーケンサ６によって揺動機構３２を制御し、エアーシリンダ３５のピストンロッド３６を進出させて供給ノズル２を退避位置に揺動させて清掃あるいは交換を行い、その後、エアーシリンダ３５のピストンロッド３６を退入させて供給ノズル２を供給位置に復帰させるものである。
【００４７】
これによって、ハンダコテ１のコテ先の清掃時に、供給ノズル２が邪魔になることがなく、コテ先を十分に清掃することができる。
【００４８】
また、ハンダコテ１の交換を行った後に、供給ノズル２の位置を手動で元の位置に調整するといった面倒な作業を要することなく、交換前と同じ位置に復帰させることができる。
【００４９】
その他の構成は、図２の実施の形態と同様である。
【００５０】
なお、本発明の他の実施の形態として、エアーシリンダ３５に代えて、駆動源として正逆転モータを用いることにより、供給ノズル２の傾斜角度を任意に調整できるようにしてもよい。
【００５１】
（実施の形態４）
図７は、本発明のさらに他の実施の形態の要部の部分断面図であり、図２に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【００５２】
この実施の形態では、保持部材１６には、供給ノズル２が保持されるとともに、ハンダ付けを行う箇所に対して高温の窒素ガスを吹き付けて予熱するガラス管ヒータ３７が保持されており、ロボットアーム１１の動きに応じて、ハンダコテ１と一体に移動するように構成されており、ハンダ付けの直前にハンダ付け箇所に、高温の窒素ガスを吹き付けて予備加熱を行うようにしている。
【００５３】
このようにガラス管ヒータ３７を、ハンダコテ１と一体に移動するように設けてハンダ付けの直前に局所的に高温の窒素ガスを吹き付けて予備加熱を行うので、ハンダ付け箇所の周辺の樹脂部品が熱変形を起こすといったことがなく、また、ハンダ付けの直前に予備加熱を行うので、熱効率が向上する。
【００５４】
しかも、窒素ガスを使用するので、エアーを使用する場合のようにハンダや基地金属が酸化されることがなく、ハンダ付け品質の向上を図ることができる。
【００５５】
また、このガラス管ヒータ３７は、回動機構１７によってハンダコテ１の軸線Ｐ回りに回動できるので、ガラス管ヒータ３７からの高温窒素ガスの吹き付け方向を容易に変更できることになる。
【００５６】
この実施の形態では、窒素ガスを用いたけれども、本発明の他の実施の形態として、エアーや他の不活性ガスを使用してもよい。
【００５７】
（その他の実施の形態）
本発明の他の実施の形態として、上述の各実施の形態を適宜組み合わせてもよく、例えば、図４の実施の形態に、図６の実施の形態を組み合わせて供給ノズル２を揺動させるようにしてもよい。
【００５８】
また、ハンダヘッド１０の取付構造は、上述の図４の実施の形態に限らず、例えば図８に示されるように、ハンダヘッド１０に、保持プレート１３のガイドシャフト１９が摺接するガイドブッシュ７０を装備し、ハンダヘッド１０の収納凹部７１と保持プレート１３との間に、圧縮コイルバネ７２を配備し、ハンダコテ１の先端を、ハンダ付け対象物に押圧することにより、前記圧縮コイルバネ７２の付勢力に抗してハンダヘッド１０が、保持プレート１３の端面に当接するまでの範囲Ｗに亘ってガイドシャフト１９に沿って円滑に変位できるようにしてもよ
【００５９】
い。
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ハンダコテに、洗浄材を吹き付けて洗浄する射出ノズルを、ハンダコテの軸線回りに回動させる回動手段を備えているので、単一の射出ノズルによってハンダコテの全周面を十分に洗浄することができる。
【００６０】
また、前記回動手段を、正逆転モータなどの駆動源と、この駆動源の回転動力を伝達する駆動プーリおよび従動プーリ等の動力伝達機構と、この動力伝達機構を介して伝達される回転動力によって前記軸線回りに回転する回転体とで構成し、前記回転体に、射出ノズルを支持する構成しているので、ハンダコテの軸線回りに回動させながら射出ノズルによって洗浄することができる。
【００６１】
また、回動手段によって、ハンダ心線送り装置を、前記射出ノズルと共に前記軸線回りに回動させるので、ハンダコテの軸線回りの最適な位置からハンダ心線を供給してハンダ付けを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係るハンダ付けシステムの構成図である。
【図２】本発明の要部のハンダヘッド付近の部分断面図である。
【図３】洗浄状態を示す図である。
【図４】本発明の他の実施の形態のハンダヘッド付近の部分断面図である。
【図５】動作説明に供する拡大図である。
【図６】本発明の他の実施の形態のハンダヘッド付近の部分断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態のハンダヘッド付近の部分断面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態のハンダヘッドの部分断面図である。
【図９】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１                  ハンダコテ
２                  供給ノズル
３                  ハンダ付けロボット
１０                ハンダヘッド
１１                ロボットアーム
１７                回動機構
２２                ハンダ付け対象物
２４                ステッピングモータ
２５                駆動プーリ
２７                従動プーリ
２８                回転体
３１                エアーブローノズル
【図１】
0003562219.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003562219.tif 000008
【図８】
0003562219.tif 000009
【図９】
0003562219.tif 000010