(57)【要約】  制御コントローラ１００は、電子部品Ｂのリード端子Ｌの先端が、基板Ｐ上の挿入位置である端子挿入孔ＳＫと一致するように、ヘッドユニット１７０によって電子部品Ｂを移動させる（図７Ａ）。次に、制御コントローラ１００は、リード端子Ｌを端子挿入孔ＳＫへ挿入するために、Ｚ軸サーボ機構を制御し、基台１０上においてクランプヘッド１８５を垂直下方向（Ｚ方向）に下降操作させる（図７Ｂ）。制御コントローラ１００は、リード端子Ｌが端子挿入孔ＳＫに挿入される高さまでクランプヘッド１８５を下降させたと判断した場合、バキュームモータを制御して、電子部品Ｂの保持を解除する（図７Ｃ）。そして、制御コントローラ１００は、電子部品Ｂの保持を解除したまま、クランプヘッド１８５を下降させ、電子部品Ｂを基板Ｐへ押し込む。（図７Ｄ）。
2015029210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品本体から突出するリード端子を基板の端子挿入孔に挿入して部品を前記基板に実装する部品実装装置であって、
前記部品本体を保持して所定位置に搬送すると共に前記部品を前記基板上に下降させる搬送ヘッドと、
前記搬送ヘッドの動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記搬送ヘッドの下降時に、前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に挿入された後には前記搬送ヘッドによる前記部品本体の保持を解除した状態として前記部品本体を下降させる動作を行わせる部品実装装置。
【請求項２】
請求項１に記載の部品実装装置であって、
前記搬送ヘッドは、前記部品本体を挟持して保持する挟持ホルダーを有し、
前記制御部は、前記搬送ヘッドの下降時に、前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に挿入された後には前記挟持ホルダーによる前記部品本体の保持を解除した状態としつつ前記挟持ホルダーを前記部品本体の上面に当てて下降させる動作を行わせる、部品実装装置。
【請求項３】
請求項１に記載の部品実装装置であって、
前記搬送ヘッドは、前記部品本体を吸着して保持する吸着ノズルを有し、
前記制御部は、前記搬送ヘッドの下降時に、前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に挿入された後には前記吸着ノズルによる前記部品本体の保持を解除した状態としつつ前記吸着ノズルを前記部品本体の上面に当てて下降させる動作を行わせる、部品実装装置。
【請求項４】
請求項１に記載の部品実装装置であって、
前記搬送ヘッドに保持された状態の部品を撮像する撮像装置を備え、
前記制御部は、前記撮像装置によって撮像された画像に基づいて認識した前記部品本体の所定部位と前記リード端子の挿入端の位置とから前記リード端子の曲がり量を算出し、前記曲がり量が限界値よりも大きいと判断した場合、前記搬送ヘッドを所定の部品回収位置に移動させて、前記部品の保持を解く部品回収処理を行う、部品実装装置。
【請求項５】
部品本体を保持して所定位置に搬送すると共に部品を基板上に下降させる搬送ヘッドを備える部品実装装置において、前記部品本体から突出するリード端子を前記基板の端子挿入孔に挿入して前記部品を前記基板に実装するための制御方法であって、
前記搬送ヘッドの下降時に、前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に挿入された後には前記搬送ヘッドによる前記部品本体の保持を解除した状態として前記部品本体を下降させる動作を行わせる部品実装装置の制御方法。
【請求項６】
部品本体を保持して所定位置に搬送すると共に部品を基板上に下降させる搬送ヘッドを備え、前記部品本体から突出するリード端子を前記基板の端子挿入孔に挿入して前記部品を前記基板に実装するための部品実装装置が有するコンピュータに、
前記搬送ヘッドの下降時に、前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に挿入された後には前記搬送ヘッドによる前記部品本体の保持を解除した状態として前記部品本体を下降させる動作を行わせる、部品実装装置用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリード端子を有する部品を基板に実装する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品実装装置には表面実装型の電子部品だけでなく、部品本体からリード線を下方に突出させたタイプの電子部品も実装できるようにしたものが提供されている。これは電子部品の部品本体部分を搬送ヘッドの吸着ノズル等によって保持し、リード端子が本来存在する位置を、基板に形成されているリード挿入孔の位置に合致させるように搬送ヘッドによって部品を搬送し、その位置で搬送ヘッドを下降させることでリード端子をリード挿入孔に挿入するようになっている。リード端子に曲がりがなければ、そのまま搬送ヘッドを下降させることで、部品本体は基板に密着するようになり、正規の実装位置に部品が実装される。【０００３】
ところが、リード端子に万が一曲がりがあると、仮にリード端子の挿入端がリード挿入孔に一致させた状態で搬送ヘッドを下降させたとしても、部品が真っ直ぐに下降している限り、下降途中でリード端子がリード挿入孔の縁部に当たって部品が下降できなくなってしまう。そうなると、部品が基板に対してずれた状態で実装されたり、部品本体に位置決め用のボスが突出している場合には、そのボスが基板の位置決め孔に入らないことになり、結局、実装不良となる。【０００４】
このような実装不良を防ぐため、予めリード端子の曲がりを検出し、それを真っ直ぐに矯正してから部品を実装できるようにした例えば特許文献１のような部品実装装置が提供されている。この部品実装挿入装置では、電子部品のリード端子の曲がりを検知するために部品の下面を撮影する撮像装置を設け、さらにリード端子の曲がりが検知された場合には、電子部品を搬送ヘッドによって保持した状態のままリード端子に力を及ぼしてリード端子の曲がりを矯正する可変ガイド部とこれを駆動する可変駆動部とを設けている。これによって、リード端子の曲がりなどの形状不良がある場合でも、リード線に外力を加えて矯正することで、電子部品の基板への実装不良を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３７４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術では、リード端子をいわば外部的に付加された矯正機構によって曲がりを矯正するため、それらの機構が複雑になるという問題がある。【０００７】
本発明は、構造が複雑化することを抑制しつつ、リード端子に曲がりがある部品でも正しく実装することができる部品実装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書によって開示される部品実装装置は、部品本体から突出するリード端子を基板の端子挿入孔に挿入して部品を前記基板に実装する部品実装装置であって、
前記部品本体を保持して所定位置に搬送すると共に前記部品を前記基板上に下降させる搬送ヘッドと、前記搬送ヘッドの動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記搬送ヘッドの下降時に、前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に挿入された後には前記搬送ヘッドによる前記部品本体の保持を解除した状態として前記部品本体を下降させる動作を行わせる。【０００９】
この部品実装装置によれば、搬送ヘッドの下降時に、リード端子の挿入端が基板の端子挿入孔に挿入された後には搬送ヘッドによる部品本体の保持が解除されるから、その状態では部品は基板の面方向に沿って変位可能となる。この状態で搬送ヘッドにより部品本体が下降させられると、リード端子に曲がりがあった場合には、端子挿入孔の開口縁部からリード端子が受ける分力によって部品本体が基板の面方向に沿って変位しつつリード端子の曲がりが矯正されて部品が下降することになり、部品を基板に正しい位置に実装することができる。したがって、構造が複雑化することを抑制しつつ、リード端子に曲がりがある部品でも正しく実装することができる。【００１０】
上記部品実装装置は、前記搬送ヘッドは、前記部品本体を挟持して保持する挟持ホルダーを有し、前記制御部は、前記搬送ヘッドの下降時に、前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に挿入された後には前記挟持ホルダーによる前記部品本体の保持を解除した状態としつつ前記挟持ホルダーを前記部品本体の上面に当てて下降させる動作を行わせてもよい。【００１１】
この部品実装装置によれば、搬送ヘッドは、挟持ホルダーを有し、制御部は、搬送ヘッドの下降時に、リード端子の挿入端が端子挿入孔に挿入された後には挟持ホルダーによる部品本体の保持を解除した状態としつつ挟持ホルダーを部品本体の上面に当てて下降させる動作を行わせる。このため、制御部が、搬送ヘッドによる部品本体の保持を解除した状態として部品本体を下降させる動作を行わせた場合、部品本体は、挟持ホルダーと接触し、挟持ホルダーによって基板に向かって押し出される。これによって、リード端子に曲がりがあった場合には、端子挿入孔の開口縁部からリード端子が受ける分力によって部品本体が基板の面方向に沿って変位することを妨げることなく、挟持ホルダーからの鉛直下向きに押す力を部品本体の上面が受けることによって、実装時間を短縮しつつ部品を基板に正しい位置に実装することができる。【００１２】
上記部品実装装置は、前記搬送ヘッドは、前記部品本体を吸着して保持する吸着ノズルを有し、前記制御部は、前記搬送ヘッドの下降時に、前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に挿入された後には前記吸着ノズルによる前記部品本体の保持を解除した状態としつつ前記吸着ノズルを前記部品本体の上面に当てて下降させる動作を行わせる、部品実装装置。【００１３】
この部品実装装置によれば、搬送ヘッドは、吸着ノズルを有し、制御部は、搬送ヘッドの下降時に、リード端子の挿入端が端子挿入孔に挿入された後には吸着ノズルによる部品本体の保持を解除した状態としつつ吸着ノズルを部品本体の上面に当てて下降させる動作を行わせる。このため、挟持ホルダーに代えて吸着ノズルを用いる場合でも、端子挿入孔の開口縁部からリード端子が受ける分力によって部品本体が基板の面方向に沿って変位することを妨げることなく、吸着ノズルからの鉛直下向きに押す力を部品本体の上面が受けることによって、実装時間を短縮しつつ部品を基板に正しい位置に実装することができる。【００１４】
上記部品実装装置は、前記搬送ヘッドに保持された状態の部品を撮像する撮像装置を備え、前記制御部は、前記撮像装置によって撮像された画像に基づいて認識した前記部品本体の所定部位と前記リード端子の挿入端の位置とから前記リード端子の曲がり量を算出し、前記曲がり量が限界値よりも大きいと判断した場合、前記搬送ヘッドを所定の部品回収位置に移動させて、前記部品の保持を解く部品回収処理を行う、部品実装装置。【００１５】
この部品実装装置によれば、制御部は、リード端子の曲がり量が限界値よりも大きいと判断した場合、部品回収処理を実行する。これにより、基板に挿入できない不良部品を排除することができる。【００１６】
なお、本明細書に開示される技術は、部品実装装置、部品実装方法、これらの装置または方法の機能を実現するための部品実装装置用プログラム、その部品実装装置用プログラムを記録した記録媒体やコンピュータ等の種々の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態における部品挿入機を示す上面図
【図２】電子部品示す側面図
【図３】部品実装装置を示す側面図
【図４】吸着ヘッドおよび吸着ノズルの側断面図
【図５】部品実装装置および制御コントローラの電気的構成を示すブロック図
【図６】実装処理を示すフローチャート
【図７】実装処理の状態の遷移を示す状態遷移図
【図８】電子部品の保持状態と保持解除状態とを示す上面図
【図９】実装処理の状態の遷移を示す別の状態遷移図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜一実施形態＞
（部品実装装置の全体構造）
本発明の一実施形態を図１から図８を参照して説明する。本実施形態の部品実装装置１はプリント基板（以下、単に基板）Ｐの上面に電子部品Ｂ（部品の一例）を実装するための装置である。図１に示すように、部品実装装置１は、基台１０上に、基板Ｐを搬送する搬送コンベア２０、所定位置に搬送された基板Ｐを支持する基板支持装置３０、および基板Ｐ上に電子部品Ｂを実装する実装作業装置９０を配置してなる。
【００１９】
尚、以下の説明において、基台１０の長手方向（図１の左右方向）をＸ方向と呼ぶものとする。また、Ｙ方向を水平面内で基台１０の長手方向に垂直な方向（図１の上下方向）とし、Ｚ方向をＸ方向およびＹ方向の両方に垂直な方向（図１の紙面手前方向）に定めるものとする。また、図１において右手側を上流側（作業対象となる基板Ｐの搬入側）、左手側を下流側（作業済みの基板Ｐの搬出側）として説明を行う。
【００２０】
基台１０はＸ方向に長い長方形状をなしている。基台１０は、中央に搬送コンベア（以下、単にコンベアと呼ぶ）２０を配置し、上流側にあたる基台１０の右端に搬入コンベア１２を配置し、下流側にあたる基台１０の左端に搬出コンベア１３を配置している。これら３つのコンベア１２、１３、２０は互いに段差なく連続しており、作業対象となる基板Ｐを上流側から下流側に順々に送ることができる。
【００２１】
基台１０上には、昇降動作可能な基板ストッパ２５が設けられており、コンベア２０により上流側から下流側に送られる基板Ｐを、基台中央の実装作業位置にて停止させる。そして、基台中央には基板支持装置３０が設けられており、実装作業位置に停止したプリント基板Ｐを下から支える。
【００２２】
また、基台１０上であって、上記実装作業位置の周囲４箇所には部品供給部８０が設けられ、部品供給部８０には部品供給装置としての複数のフィーダ８５がＸ方向に並んで設置されている。各フィーダ８５からは、電子部品Ｂが供給される。そして、電子部品Ｂは、後述する実装作業装置９０により、実装作業位置で基板指示装置３０によってバックアップされた基板Ｐ上に実装される。
【００２３】
電子部品としては表面実装タイプのものと、リード端子付きのものとがあり、これらを混在して基板Ｐに実装することができる。リード端子付きの電子部品Ｂとしては例えばメカニカルリレーを例示できる。これは図２に示す通り、樹脂モールドされた部品本体Ｈと、その下面から突出する金属製のリード端子Ｌとを備える。
【００２４】
さて、基台１０上であってコンベア２０を挟んだＹ方向の両側には、部品認識カメラ９５（撮像装置の一例）が一対設置されている。この部品認識カメラ９５は、後述するクランプヘッド１８５により吸着保持された電子部品Ｂを、電子部品Ｂを下側から撮影するためのものである。
【００２５】
図１および図３に示す通り、実装作業装置９０は、移動装置１３５とヘッドユニット１７０とを備える。移動装置１３５はＸＹＺの直交する３つの駆動軸を備えた直交座標ロボットであり、これら３つの駆動軸を後述の制御コントローラ１００によって複合的に駆動することで、ヘッドユニット１７０を基台１０の上方の任意の位置に移動させることができる。
【００２６】
具体的に説明してゆくと、図１および図３に示すように基台１０上にはコンベア２０を跨ぐ形で、一対の支持脚１４１が設置されている。両支持脚１４１は実装作業位置の両側（Ｘ方向両側）に位置しており、共にＹ方向（図１では上下方向）にまっすぐに延びている。
【００２７】
両支持脚１４１にはＹ方向に延びるガイドレール（Ｙ方向案内軸）１４２が支持脚上面に設置されると共に、これら左右のガイドレール１４２にガイドされるヘッド支持体１５１が設けられている。そして、図１において右側に位置する支持脚１４１にはＹ方向に延びるＹ軸ボールねじ軸（Ｙ方向駆動軸）１４５が装着され、更にＹ軸ボールねじ軸１４５にはボールナット（不図示）が螺合されている。そして、Ｙ軸ボールねじ軸１４５の軸端部にはＹ軸モータ１４７が設けられている。
【００２８】
このＹ軸モータ１４７が駆動されると、Ｙ軸ボールねじ軸１４５に沿ってボールナットが進退する。その結果、ボールナットに固定されたヘッド支持体１５１、ひいては次述するヘッドユニット１７０（搬送ヘッドの一例）が、ガイドレール１４２に沿ってＹ方向に水平移動する（Ｙ軸サーボ機構）。
【００２９】
図３に示すように、ヘッド支持体１５１にはＸ方向に延びるガイド部材（Ｘ方向案内軸）１５３が設置され、更に、ガイド部材１５３に対してヘッドユニット１７０が、移動自在に取り付けられている。このヘッド支持体１５１には、Ｘ方向に延びるＸ軸ボールねじ軸（Ｘ方向駆動軸）１５５が装着されており、更にＸ軸ボールねじ軸１５５にはボールナットが螺合されている。
【００３０】
そして、Ｘ軸ボールねじ軸１５５の軸端部にはＸ軸モータ１５７が設けられており、同Ｘ軸モータ１５７が駆動されると、Ｘ軸ボールねじ軸１５５に沿ってボールナットが進退する。その結果、ボールナットに固定されたヘッドユニット１７０がガイド部材１５３に沿ってＸ方向に移動する（Ｘ軸サーボ機構）。
【００３１】
従って、Ｘ軸サーボ機構、Ｙ軸サーボ機構が複合的に制御されることで、基台１０上においてヘッドユニット１７０が水平方向（ＸＹ方向）、即ち基板Ｐの面方向に沿って移動できる構成となっている。
【００３２】
また、ヘッドユニット１７０には、一対の爪（ホルダーＨＤ、挟持ホルダーの一例）を有するクランプヘッド１８５（搬送ヘッドの一例）が設けられている。クランプヘッド１８５は、Ｚ軸ボール螺子を備えたＺ軸サーボ機構（図略）により、Ｚ方向（上下方向）に移動可能であり、かつＺ軸周り（Ｒ方向）に回転可能である。そして、クランプヘッド１８５には吸引ノズル１８６が設けられており、バキュームモータを駆動することによって、吸引ノズル１８６のノズル先端に吸引力を生じるようになっている。
【００３３】
図４に示すとおり、吸引ノズル１８６のノズル先端に吸引力が生じると、内蔵されている圧縮コイルバネＳＰが左方向（収縮方向）へ収縮する（図４Ａ）。この場合、圧縮コイルバネＳＰの収縮に連動してホルダーＨＤ間の距離Ｄが縮まるため、クランプヘッド１８５は電子部品Ｂを保持することができる。
【００３４】
一方、吸引ノズル１８６のノズル先端に吸引力が生じていない状態では、圧縮コイルバネＳＰが右方向（伸展方向）へ伸展する（図４Ｂ）。この場合、ホルダーＨＤ間の距離Ｄが広がり、クランプヘッド１８５による電子部品Ｂの保持が解除される。なお、クランプヘッド１８５は、挟持ホルダーの一例である。
【００３５】
以上のように、ヘッドユニット１７０が部品供給部８０と基台中央の実装作業位置との間を往復移動し、クランプヘッド１８５が適宜昇降動作をすることにより、部品供給部８０から電子部品Ｂが取り出され、かつ取り出された電子部品Ｂが実装作業位置にてバックアップされた基板Ｐ上に実装される。
【００３６】
（部品実装装置の電気的構成）
次に、図５を参照して、部品実装装置１の電気的構成を説明する。本実施形態の部品実装装置１では、同図に示す制御コントローラ１００（制御部の一例）が部品認識カメラ９５を含む部品実装装置１の全体を統括的に制御している。
【００３７】
図５に示すように、制御コントローラ１００は、ＣＰＵ等により構成される演算処理部１１０を備える他、実装プログラム記憶手段１２０、搬送系データ記憶手段１３０、モータ制御部１４０、外部入出力部１５０、画像処理部１６０を備える。
【００３８】
また、演算処理部１１０は、実装プログラム記憶手段１２０に記憶された部品実装プログラムや、搬送系データ記憶手段１３０に記憶された搬送プログラム等の各種プログラムによって各部を制御する。
【００３９】
モータ制御部１４０は、ヘッドユニット１７０をＸ・Ｙ・Ｒの各方向に駆動するためのモータや、後述するクランプヘッド１８５をＺ方向に移動させるためのモータ、および、吸引ノズル１８６に吸引力を発生させ、圧縮コイルバネＳＰを収縮させるためのバキュームモータを制御する。
【００４０】
外部入出力部１５０はいわゆるインターフェースであって、部品実装装置１に設けられる各センサから出力される検出信号が入力されるほか、基板ストッパ２５を駆動させるための制御信号が出力されるようになっている。
【００４１】
画像処理部１６０は、部品認識カメラ９５より得られる電子部品Ｂの下側からの撮像画像に基づいて、リード端子Ｌの先端（挿入端）、および部品本体Ｈの底面の外周縁を認識し、それらのＸＹ平面内における位置座標（ＸＹ座標）を取得することができる。
【００４２】
そして、制御コントローラ１００は、上述した各種プログラムと取得した各種の位置情報とに基づいて、ヘッドユニット１７０の移動、およびクランプヘッド１８５の昇降動作を所定のタイミングで実行する。これによって、制御コントローラ１００は、部品供給部８０から取り出した電子部品Ｂを基板Ｐ上に実装することができる。
【００４３】
（電子部品Ｂの実装フロー）
図６および図７を用いて、リード端子付きの電子部品Ｂを基板Ｐへ実装する実装処理の流れについて説明する。まず、制御コントローラ１００は、フィーダ８５にある電子部品Ｂをクランプヘッド１８５によってホルダーＨＤに挟持する。そして、制御コントローラ１００は、Ｘ軸サーボ機構、Ｙ軸サーボ機構を複合的に制御することで、ヘッドユニット１７０を部品認識カメラ９５の上に搬送させる。そして、制御コントローラ１００は、次の認識処理を実行する（Ｓ１）。
【００４４】
この認識処理Ｓ１では、制御コントローラ１００は、部品認識カメラ９５より得られる電子部品Ｂの下側からの撮像画像に基づいて、リード端子Ｌの挿入端、および部品本体Ｈの底面の外周縁のＸＹ平面内における位置座標（ＸＹ座標）を取得する。そして、部品本体Ｈの底面の外周縁の位置から、そのＸＹ平面における中心位置Ｍ（所定部位の一例）を算出し、その中心とリード端子Ｌの挿入端との間の距離Ａ（以下、リード先端距離という）を算出する。
【００４５】
そして、制御コントローラ１００は、算出したリード先端距離と、リード端子Ｌが曲がっておらず、その先端が正しい位置にある場合における部品本体Ｈの中心とリード端子Ｌの先端との間の距離Ａ０とを比較し、リード端子の曲がり量Δα（＝Ａ−Ａ０）を算出する（図２参照）。なお、曲がり量ΔαはＸ軸及びＹ軸の座標軸について、各軸成分について算出されるが、以下の説明では簡略化のため、図２に示したようにＸ軸成分に関してのみ説明する。また、リード端子Ｌが曲がっていない場合のリード先端距離Ａ０は、電子部品Ｂ毎に予め実測されて制御コントローラ１００に予め記憶されている。
【００４６】
次に、制御コントローラ１００は、基板Ｐに実装しようとしている電子部品Ｂが、基板Ｐに実装可能であるか否かを判断する（Ｓ２）。例えば、制御コントローラ１００は、Ｓ１で算出したリード端子の曲がり量Δαと、限界値ＬＭとを比較する。制御コントローラ１００は、リード端子の曲がり量Δαが限界値ＬＭより大きいと判断した場合、即ち、限界値ＬＭ＜Δαと判断した場合、電子部品Ｂが基板Ｐに実装不能であると判断する。
【００４７】
制御コントローラ１００は、電子部品Ｂが、基板Ｐに実装不能であると判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）、電子部品Ｂの廃棄動作（部品回収処理の一例）を実行する（Ｓ３）。この廃棄動作では、制御コントローラ１００は、ヘッドユニット１７０を水平方向（ＸＹ方向）に移動させ、電子部品Ｂを廃棄可能な領域（部品回収位置）まで移動させる。そして制御コントローラ１００は、ホルダーＨＤによる電子部品Ｂの挟持を停止させ、電子部品Ｂの保持を解いて電子部品Ｂを回収箇所に投下する。
【００４８】
制御コントローラ１００は、電子部品Ｂが、基板Ｐに実装可能であると判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、即ち、限界値ＬＭ≧Δαと判断した場合、実装プログラム記憶手段１２０に記憶された部品実装プログラムに基づいて、Ｘ軸サーボ機構、Ｙ軸サーボ機構を複合的に制御し、基台１０上においてヘッドユニット１７０を水平方向（ＸＹ方向）に移動操作させる（Ｓ４）。具体的には、制御コントローラ１００は、電子部品Ｂのリード端子Ｌの先端が、リード端子Ｌの基板Ｐ上の挿入位置である端子挿入孔ＳＫに一致するように、ヘッドユニット１７０によって電子部品Ｂを移動させる（図７Ａ）。
【００４９】
次に、Ｚ軸サーボ機構を制御してクランプヘッド１８５を所定量だけ垂直下方向（Ｚ方向）に下降させる（Ｓ５）。この結果、リード端子Ｌの挿入端が基板Ｐの端子挿入孔ＳＫに僅かに挿入された状態となる（図７Ｂ）。そして、制御コントローラ１００は、クランプヘッド１８５の下降操作を開始してから、クランプヘッド１８５をどれだけ下降させたか、即ち、電子部品Ｂをどれだけ下降させたかを検出する。これにより、制御コントローラ１００は、リード端子Ｌが端子挿入孔ＳＫに挿入される高さまで、クランプヘッド１８５を下降させたか否かを判断する（Ｓ６）。
【００５０】
制御コントローラ１００は、リード端子Ｌが端子挿入孔ＳＫに挿入される高さまでクランプヘッド１８５を下降させていないと判断した場合（Ｓ６：ＮＯ）、Ｓ５に戻り、クランプヘッド１８５をさらに下降させる。
【００５１】
一方、制御コントローラ１００は、リード端子Ｌが端子挿入孔ＳＫに挿入される高さまでクランプヘッド１８５を下降させたと判断した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、図７Ｃにも示す通り、バキュームモータを制御して、ホルダーＨＤによる電子部品Ｂの挟持を停止させ、電子部品Ｂの保持を解除する（Ｓ７）。そして、制御コントローラ１００は、図７Ｄにも示す通り、電子部品Ｂの保持を解除したまま、ホルダーＨＤの先端を部品本体Ｈの上面に当てながら、クランプヘッド１８５を下降させる（Ｓ８）。
【００５２】
このとき、図８に示す通り、電子部品Ｂが保持されている場合（図８Ａ）に比べて、電子部品Ｂの保持が解除された場合（図８Ｂ）では、部品本体ＨとホルダーＨＤとの間に隙間が生じる。この隙間によって、電子部品Ｂは、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＸＹ平面状の回転方向であるＲ方向の各方向へ変位可能となる。
【００５３】
そして、制御コントローラ１００は、電子部品ＢのＸ方向、Ｙ方向、Ｒ方向への変位が可能となった状態でクランプヘッド１８５を下降させ、ホルダーＨＤの先端と部品本体Ｈとを接触させつつ、電子部品Ｂを基板Ｐへ押し込む。このため、電子部品Ｂは、正しい挿入姿勢となるように、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｒ方向への変位を繰り返して、自己矯正しながら、基板Ｐに実装される。
【００５４】
そして、制御コントローラ１００は、実装プログラム記憶手段１２０に記憶された部品実装プログラムに基づいて、予め決められた高さだけクランプヘッド１８５を下降させて、実装処理を終了する。
【００５５】
（本実施形態の効果）
本実施形態によれば、制御コントローラ１００は、電子部品Ｂのリード端子Ｌの先端が、基板Ｐ上の挿入位置である端子挿入孔ＳＫと一致するように、ヘッドユニット１７０によって電子部品Ｂを移動させる（図７Ａ）。次に、制御コントローラ１００は、リード端子Ｌを端子挿入孔ＳＫへ挿入するために、Ｚ軸サーボ機構を制御し、基台１０上においてクランプヘッド１８５を垂直下方向（Ｚ方向）に下降操作させる（図７Ｂ）。制御コントローラ１００は、リード端子Ｌが端子挿入孔ＳＫに挿入される高さまでクランプヘッド１８５を下降させたと判断した場合、バキュームモータを制御して、電子部品Ｂの保持を解除する（図７Ｃ）。そして、制御コントローラ１００は、電子部品Ｂの保持を解除したまま、ホルダーＨＤの先端を部品本体Ｈの上面に当てながら、クランプヘッド１８５を下降させ、電子部品Ｂを基板Ｐへ押し込む。（図７Ｄ）。これにより、リード端子Ｌの挿入姿勢を矯正して、電子部品Ｂを基板Ｐに実装する構成に比べて、リード端子Ｌの挿入姿勢を矯正するための構成が不要となるため、挿入装置の構成が増大することを抑制しつつ、電子部品Ｂを基板Ｐに正しく実装することができる。
【００５６】
＜他の実施形態＞
本明細書で開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
【００５７】
上記実施形態では、制御コントローラ１００は、１つの演算処理部１１０を有する構成であった。しかし、制御コントローラ１００は、これに限らず、複数の演算処理部を備える構成や、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのハード回路を備える構成や、ハード回路及び演算処理部の両方を備える構成でもよい。例えば上記実装処理の一部または全部を、別々の演算処理部やハード回路で実行する構成でもよい。
【００５８】
上記実施形態では、吸引ノズル１８６のノズル先端に吸引力が生じると、ホルダーＨＤが収縮し、電子部品Ｂを保持する構成であった。しかしこれに限らず、図９に示すように、制御コントローラ１００は、バキュームモータを制御することで、吸着ノズル１９０のノズル先端に吸引力を生じさせる（図９Ａ）。そして、その吸引力によって吸着ノズル１９０そのものが電子部品Ｂを保持する構成でもよい。また、制御コントローラ１００は、リード端子Ｌが端子挿入孔ＳＫに挿入される高さまで下降されている（図９Ｂ）と判断した場合、バキュームモータを制御して、電子部品Ｂの保持を解除し（図９Ｃ）、吸着ノズル１９０そのものによって、電子部品Ｂを基板Ｐに押し込む（図９Ｄ）ことで、電子部品Ｂを基板Ｐに実装する構成でもよい。なお、吸着ノズル１９０そのものによって、電子部品Ｂを基板Ｐに押し込む場合、吸着ノズル１９０の先端には吸引力が発生していないため、電子部品Ｂは、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｒ方向への変位が可能となった状態でクランプヘッド１８５と接しつつ、クランプヘッド１８５によって基板Ｐへ押し込まれる。つまり、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【００５９】
上記実施形態では、制御コントローラ１００は、基板Ｐに実装しようとしている電子部品Ｂが、基板Ｐに実装可能であるか否かを判断するため、リード端子の曲がり量Δαと、限界値ＬＭとを比較する構成であった。しかしこれに限らず、制御コントローラ１００は、例えば、吸着ヘッド１８５を下降させる途中で、図示しない応力センサによって、リード端子Ｌから吸着ヘッド１８５へ加わる応力を検出する。そして、制御コントローラ１００は、当該応力が基準値を上回った場合には、リード端子Ｌが基板Ｐの端子挿入孔ＳＫではなく、基板Ｐそのものに突き当たってしまっていると判断することで、電子部品Ｂを基板Ｐに実装不能であるとして廃棄動作を行わせる構成でもよい。
【００６０】
上記実施形態では、電子部品Ｂは、部品本体Ｈと、リード端子Ｌとによって構成される例を挙げた。しかしこれに限らず、電子部品Ｂは、部品本体Ｈと、リード端子Ｌと、ボスＱとによって構成されていてもよい。なお、ボスＱは、部品本体Ｈの樹脂によって一体に形成されており、リード端子Ｌに比べて長さが短く、太く形成してあり、電子部品Ｂの基板Ｐ上での位置決めや固定等の目的で利用される。
【００６１】
上記実施形態では、ホルダーＨＤの先端を部品本体Ｈの上面に当てながら、クランプヘッド１８５を下降させる構成を例に挙げた。しかしこれに限らず、ホルダーＨＤ間の距離Ｄが部品本体ＨのＸＹ方向の長さより長い場合などは、吸引ノズル１８６の下面を部品本体Ｈの上面に当てながら、クランプヘッド１８５を下降させる構成でもよい。
【００６２】
上記実施形態では、リード端子付きの電子部品Ｂとして、メカニカルリレーを例に挙げた。しかしこれに限らず、リード端子付きの電子部品Ｂは、コンデンサや抵抗等の受動部品でもよく、半導体製品でもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１：部品実装装置  ９５：部品認識カメラ  １００：制御コントローラ  １７０：ヘッドユニット  １８５：クランプヘッド  １８６：吸引ノズル  Ｂ：電子部品  Ｌ：リード端子  Ｈ：部品本体  Ｐ：基板  ＳＫ：端子挿入孔  Ｍ：中心位置  Δα：曲がり量  ＧＰ：部品回収位置  ＨＤ：ホルダー
【図１】
2015029210.tif 000003
【図２】
2015029210.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015029210.tif 000006
【図５】
2015029210.tif 000007
【図６】
2015029210.tif 000008
【図７】
2015029210.tif 000009
【図８】
2015029210.tif 000010
【図９】
2015029210.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月4日(2014.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品本体から突出するリード端子を基板の端子挿入孔に挿入して部品を前記基板に実装する部品実装装置であって、
前記部品本体を保持して所定位置に搬送すると共に前記部品を前記基板上に下降させる搬送ヘッドと、
前記搬送ヘッドの動作を制御する制御部と、
前記搬送ヘッドに保持された状態の前記部品を撮像する撮像装置と、
を備え、
前記制御部は、
前記搬送ヘッドの下降時に、前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に挿入された後には前記搬送ヘッドによる前記部品本体の保持を解除した状態として前記部品本体を下降させる動作を行わせ、
前記撮像装置によって撮像された画像に基づいて認識した前記部品本体の所定部位と前記リード端子の挿入端の位置とから前記リード端子の曲がり量を算出し、
前記曲がり量が限界値よりも大きいと判断した場合、前記搬送ヘッドを所定の部品回収位置に移動させて前記部品の保持を解く部品回収処理を行わせ、
前記曲がり量が前記限界値以下と判断した場合、前記搬送ヘッドを前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に一致するように移動させて前記搬送ヘッドを下降させる部品実装装置。
【請求項２】
請求項１に記載の部品実装装置であって、
前記搬送ヘッドは、前記部品本体を挟持して保持する挟持ホルダーを有し、
前記制御部は、前記搬送ヘッドの下降時に、前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に挿入された後には前記挟持ホルダーによる前記部品本体の保持を解除した状態としつつ前記挟持ホルダーを前記部品本体の上面に当てて下降させる動作を行わせる、部品実装装置。
【請求項３】
請求項１に記載の部品実装装置であって、
前記搬送ヘッドは、前記部品本体を吸着して保持する吸着ノズルを有し、
前記制御部は、前記搬送ヘッドの下降時に、前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に挿入された後には前記吸着ノズルによる前記部品本体の保持を解除した状態としつつ前記吸着ノズルを前記部品本体の上面に当てて下降させる動作を行わせる、部品実装装置。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
部品本体を保持して所定位置に搬送すると共に部品を基板上に下降させる搬送ヘッドと前記搬送ヘッドに保持された状態の前記部品を撮像する撮像装置とを備える部品実装装置において、前記部品本体から突出するリード端子を前記基板の端子挿入孔に挿入して前記部品を前記基板に実装するための制御方法であって、
前記撮像装置によって撮像された画像に基づいて前記部品本体の所定部位と前記リード端子の挿入端の位置とから前記リード端子の曲がり量を算出し、
前記曲がり量が限界値よりも大きいと判断した場合、前記搬送ヘッドを所定の部品回収位置に移動させて、前記部品の保持を解く部品回収処理を行わせ、
前記曲がり量が前記限界値以下と判断した場合、前記搬送ヘッドを前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に一致するように移動させて、前記搬送ヘッドを下降させ、前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に挿入された後には、前記搬送ヘッドによる前記部品本体の保持を解除した状態として前記部品本体を下降させる動作を行わせる部品実装装置の制御方法。
【請求項６】
部品本体を保持して所定位置に搬送すると共に部品を基板上に下降させる搬送ヘッドと前記搬送ヘッドに保持された状態の前記部品を撮像する撮像装置とを備え、前記部品本体から突出するリード端子を前記基板の端子挿入孔に挿入して前記部品を前記基板に実装するための部品実装装置が有するコンピュータに、
前記撮像装置によって撮像された画像に基づいて前記部品本体の所定部位と前記リード端子の挿入端の位置とから前記リード端子の曲がり量を算出させ、
前記曲がり量が限界値よりも大きいと前記コンピュータが判断した場合、前記搬送ヘッドを所定の部品回収位置に移動させて、前記部品の保持を解く部品回収処理を行わせ、
前記曲がり量が限界値以下と前記コンピュータが判断した場合、前記搬送ヘッドを前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に一致するように移動させて、前記搬送ヘッドを下降させ、前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に挿入された後には前記搬送ヘッドによる前記部品本体の保持を解除した状態として前記部品本体を下降させる動作を行わせる、部品実装装置用プログラム。
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月27日(2016.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品本体から突出するリード端子を基板の端子挿入孔に挿入して部品を前記基板に実装する部品実装装置であって、
前記部品本体を保持して所定位置に搬送すると共に前記部品を前記基板上に下降させる搬送ヘッドと、
前記搬送ヘッドの動作を制御する制御部と、
前記搬送ヘッドに保持された状態の前記部品を撮像する撮像装置と、を備え、
前記制御部は、
前記撮像装置によって撮像された画像に基づいて認識した前記部品本体の所定部位と前記リード端子の挿入端の位置とから前記リード端子の曲がり量を算出し、
前記曲がり量が限界値よりも大きいと判断した場合、前記搬送ヘッドを所定の部品回収位置に移動させて前記部品の保持を解く部品回収処理を行わせ、
前記曲がり量が前記限界値以下と判断した場合、
前記搬送ヘッドを正規位置に対して前記曲がり量分ずれるように移動させることで前記リード端子の挿入端を前記端子挿入孔に一致する状態とし、その状態で前記搬送ヘッドを下降させ、前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に挿入されるまで下降したことを条件に前記搬送ヘッドによる前記部品本体の保持を解除して前記部品本体を下降させることで、前記部品本体が前記正規位置に近づくよう自己矯正させる部品実装装置。
【請求項２】
請求項１に記載の部品実装装置であって、
前記搬送ヘッドは、前記部品本体を挟持して保持する挟持ホルダーを有し、
前記制御部は、前記搬送ヘッドの下降時に、前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に挿入された後には前記挟持ホルダーによる前記部品本体の保持を解除した状態としつつ前記挟持ホルダーを前記部品本体の上面に当てて下降させる動作を行わせる、部品実装装置。
【請求項３】
請求項１に記載の部品実装装置であって、
前記搬送ヘッドは、前記部品本体を吸着して保持する吸着ノズルを有し、
前記制御部は、前記搬送ヘッドの下降時に、前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に挿入された後には前記吸着ノズルによる前記部品本体の保持を解除した状態としつつ前記吸着ノズルを前記部品本体の上面に当てて下降させる動作を行わせる、部品実装装置。
【請求項４】
部品本体を保持して所定位置に搬送すると共に部品を基板上に下降させる搬送ヘッドと前記搬送ヘッドに保持された状態の前記部品を撮像する撮像装置とを備える部品実装装置において、前記部品本体から突出するリード端子を前記基板の端子挿入孔に挿入して前記部品を前記基板に実装するための制御方法であって、
前記撮像装置によって撮像された画像に基づいて前記部品本体の所定部位と前記リード端子の挿入端の位置とから前記リード端子の曲がり量を算出し、
前記曲がり量が限界値よりも大きいと判断した場合、前記搬送ヘッドを所定の部品回収位置に移動させて、前記部品の保持を解く部品回収処理を行わせ、
前記曲がり量が前記限界値以下と判断した場合、
前記搬送ヘッドを正規位置に対して前記曲がり量分ずれるように移動させることで前記リード端子の挿入端を前記端子挿入孔に一致する状態とし、その状態で前記搬送ヘッドを下降させ、前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に挿入されるまで下降したことを条件に前記搬送ヘッドによる前記部品本体の保持を解除して前記部品本体を下降させることで、前記部品本体が前記正規位置に近づくように自己矯正させる部品実装装置の制御方法。
【請求項５】
部品本体を保持して所定位置に搬送すると共に部品を基板上に下降させる搬送ヘッドと前記搬送ヘッドに保持された状態の前記部品を撮像する撮像装置とを備え、前記部品本体から突出するリード端子を前記基板の端子挿入孔に挿入して前記部品を前記基板に実装するための部品実装装置が有するコンピュータに、
前記撮像装置によって撮像された画像に基づいて前記部品本体の所定部位と前記リード端子の挿入端の位置とから前記リード端子の曲がり量を算出させ、
前記曲がり量が限界値よりも大きいと前記コンピュータが判断した場合、前記搬送ヘッドを所定の部品回収位置に移動させて、前記部品の保持を解く部品回収処理を行わせ、
前記曲がり量が限界値以下と前記コンピュータが判断した場合、
前記前記搬送ヘッドを正規位置に対して前記曲がり量分ずれるように移動させることで前記リード端子の挿入端を前記端子挿入孔に一致する状態とし、その状態で前記搬送ヘッドを下降させ、前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に挿入されるまで下降したことを条件に前記搬送ヘッドによる前記部品本体の保持を解除して前記部品本体を下降させることで、前記部品本体が前記正規位置に近づくように自己矯正させる部品実装装置用プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本明細書によって開示される部品実装装置は、部品本体から突出するリード端子を基板の端子挿入孔に挿入して部品を前記基板に実装する部品実装装置であって、
前記部品本体を保持して所定位置に搬送すると共に前記部品を前記基板上に下降させる搬送ヘッドと、前記搬送ヘッドの動作を制御する制御部と、前記搬送ヘッドに保持された状態の前記部品を撮像する撮像装置と、を備え、
前記制御部は、前記搬送ヘッドを正規位置に対して前記曲がり量分ずれるように移動させることで前記リード端子の挿入端を前記端子挿入孔に一致する状態とし、その状態で前記搬送ヘッドを下降させ、前記リード端子の挿入端が前記端子挿入孔に挿入されるまで下降したことを条件に前記搬送ヘッドによる前記部品本体の保持を解除して前記部品本体を下降させることで、前記部品本体が前記正規位置に近づくよう自己矯正させる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この部品実装装置によれば、搬送ヘッドの下降時に、リード端子の挿入端が基板の端子挿入孔に挿入された後には搬送ヘッドによる部品本体の保持が解除されるから、その状態では部品は基板の面方向に沿って変位可能となる。この状態で搬送ヘッドにより部品本体が下降させられると、リード端子に曲がりがあった場合には、端子挿入孔の開口縁部からリード端子が受ける分力によって部品本体が基板の面方向に沿って変位しつつリード端子の曲がりが矯正されて部品が下降することになり、部品を基板に正しい位置に実装することができる。したがって、構造が複雑化することを抑制しつつ、リード端子に曲がりがある部品でも正しく実装することができる。
また、この部品実装装置によれば、制御部は、リード端子の曲がり量が限界値よりも大きいと判断した場合、部品回収処理を実行する。これにより、基板に挿入できない不良部品を回収することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2015029210.tif 000012
2015029210.tif 000013
2015029210.tif 000014
2015029210.tif 000015