(57)【要約】【課題】供給ノズルを任意の半田供給位置に移動させることで、半田を行うパッド全体を十分に濡らし、高品質に半田付けを行う。【解決手段】コテ先５がワーク２０に接触することによって当該ワーク２０を加熱する半田コテ４と、半田コテ４またはワーク２０を移動させて、コテ先５とワーク２０を接触させるコテ先接触制御部と、半田を供給する供給ノズル７と、供給ノズル７をノズル駆動機構を介して、パッド２１面積に応じて予め設定した半田供給範囲内で移動させるノズル位置制御部１２とを備えた。【選択図】図１
2012020302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コテ先がワークに接触することによって当該ワークを加熱する半田コテと、
前記半田コテまたは前記ワークを移動させて、前記コテ先と前記ワークを接触させるコテ先接触制御部と、
半田を供給する供給ノズルと、
前記供給ノズルをノズル駆動機構を介して、パッド面積に応じて予め設定した半田供給範囲内で移動させるノズル位置制御部と
を備えた半田供給位置制御装置。
【請求項２】
前記コテ先接触制御部および前記ノズル位置制御部は、前記ワークとコテ先との相対位置を変化させながら、供給ノズルを移動させる
ことを特徴とする請求項１記載の半田供給位置制御装置。
【請求項３】
前記ノズル駆動機構はエアシリンダにより構成され、
前記エアシリンダによって移動される前記供給ノズルを半田供給範囲の両端で位置決めするストッパをさらに備えた
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の半田供給位置制御装置。
【請求項４】
前記ノズル駆動機構はモータにより構成され、
前記モータによる回転力を直動力に変換して前記供給ノズルを移動させるカムまたはボールねじをさらに備えた
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の半田供給位置制御装置。
【請求項５】
半田コテまたはワークを移動させて、コテ先とワークを接触させるコテ先接触ステップと、
供給ノズルをノズル駆動機構を介して半田供給位置に移動させるノズル位置移動ステップと、
前記供給ノズルから半田を供給させる半田供給ステップと、
前記供給ノズルを、パッド面積に応じて予め設定した半田供給範囲内で移動させるノズル位置調整ステップと
を有する半田供給位置制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、組立作業などを行う際に半田付けを行う半田供給位置制御装置および半田供給位置制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロボットなどを用いて多数の部品の組立作業などを行う際、一連の作業として半田付けを行う場面が発生する。この半田付け作業は、従来では、人の手あるいは自動半田付け装置によって行われてきた。ここで、人の手によって半田付けを行った場合には、プロセス条件（ワークの加熱時間、半田量、半田面積など）にばらつきが生じる。
一方、自動半田付け装置によって半田付けを行った場合には、プロセス条件のばらつきを抑制することができる。また、半田付け対象のワークの太さに応じて、半田を供給する供給ノズルの半田供給位置を２段階に可変させることで、異なる２種類のワークに対して最適な条件で半田付け可能に構成したものもある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−５７４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示される従来の自動半田付け装置では、図７（ａ）に示すように、半田付けを行っている最中の半田供給位置は固定されたままである。そのため、パッド１００上に濡れ難い部分がある場合など、熟練者が行うような難度の高い半田付けでは、図７（ｂ）に示すように、パッド１００全体を十分に濡らすことができない恐れがあり、品質に問題が生じてしまうという課題があった。
また、近年の鉛フリー半田への切り替わりによって、半田付けの難しさはさらに増し、特に濡れ性において従来の共晶半田を用いた場合に対して著しく劣っている。そのため、特許文献１に開示される従来の自動半田付け装置では、パッド１００全体を十分に濡らすことができない恐れがあり、品質に問題が生じてしまうという課題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、供給ノズルを任意の半田供給位置に移動させることで、パッド全体を十分に濡らすことができ、高品質に半田付けを行うことができる半田供給位置制御装置および半田供給位置制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る半田供給位置制御装置は、コテ先がワークに接触することによって当該ワークを加熱する半田コテと、半田コテまたはワークを移動させて、コテ先とワークを接触させるコテ先接触制御部と、半田を供給する供給ノズルと、供給ノズルをノズル駆動機構を介して、パッド面積に応じて予め設定した半田供給範囲内で移動させるノズル位置制御部とを備えたものである。
【０００７】
また、この発明に係る半田供給位置制御方法は、半田コテまたはワークを移動させて、コテ先とワークを接触させるコテ先接触ステップと、供給ノズルをノズル駆動機構を介して半田供給位置に移動させるノズル位置移動ステップと、供給ノズルから半田を供給させる半田供給ステップと、供給ノズルを、パッド面積に応じて予め設定した半田供給範囲内で移動させるノズル位置調整ステップとを有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、上記のように構成したので、供給ノズルを、パッド面積に応じて予め設定した半田供給範囲内で移動させながら、半田の供給を行うことで、パッド全体を十分に濡らすことができ、高品質に半田付けを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る半田供給位置制御装置の構成を示す上面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る半田供給位置制御装置の制御系の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る半田供給位置制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１に係る半田供給位置制御装置による半田供給位置とパッドの濡れ状態を説明する図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る半田供給位置制御装置の別の構成を示す上面図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る半田供給位置制御装置の別の構成を示す上面図である。
【図７】従来の半田供給位置とパッドの濡れ状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る半田供給位置制御装置１の構成を示す上面図である。
図１に示すように、半田供給位置制御装置１のベース２には、半田コテ取り付け部３に半田コテ４が取り付けられている。また、ベース２は、不図示の半田コテ駆動機構（例えば、垂直多間接ロボット、スカラロボットや直動ロボットなど）により移動可能に構成されている。
半田コテ４は、半田コテ駆動機構によるベース２の移動に伴って移動し、コテ先５が半田付け対象のワーク２０に接触することによって、このワーク２０を加熱する。
【００１１】
また、ベース２上には、供給ノズル７が取り付けられたノズル取り付け部６が設けられている。このノズル取り付け部６は、エアシリンダ（ノズル駆動機構）８によって、ベース２上に取り付けられた２つのストッパ１０間で、ガイド９に沿って半田コテ４と相対的に移動可能に構成されている。なお、ストッパ１０は、半田付けを行うパッド２１の面積に応じて予め設定した半田供給範囲の両端で供給ノズル７を位置決めするように配置されている。
供給ノズル７は、エアシリンダ８によるノズル取り付け部６の移動に伴って移動し、パッド２１上に半田を供給する。
【００１２】
次に、上記のように構成された半田供給位置制御装置１の制御系について説明する。
図２はこの発明の実施の形態１に係る半田供給位置制御装置１の制御系の構成を示す図である。
半田供給位置制御装置１の制御系は、図２に示すように、コテ先位置制御部（コテ先接触制御部）１１、ノズル位置制御部１２および半田供給量制御部１３から構成されている。
【００１３】
コテ先位置制御部１１は、半田コテ４を半田コテ駆動機構を介して移動させ、コテ先５をワーク２０に接触させるものである。
半田供給量制御部１３は、供給ノズル７から供給される半田量を制御するものである。
【００１４】
ノズル位置制御部１２は、供給ノズル７をエアシリンダ８を介して基本半田供給位置に移動させるものである。なお図１では、供給ノズル７は、半田コテ４側のストッパ１０によりノズル取り付け部６の移動が規制されることによって基本半田供給位置に位置決めされる。また、ノズル位置制御部１２は、供給ノズル７が半田を供給している際に、供給ノズル７を基本半田供給位置から半田供給範囲内で移動させる。
【００１５】
次に、上記のように構成された半田供給位置制御装置１の動作について説明する。
図３はこの発明の実施の形態１に係る半田供給位置制御装置１の動作を示すフローチャートである。
半田供給位置制御装置１の動作では、図３に示すように、まず、コテ先位置制御部１１は、半田コテ４を半田コテ駆動機構を介して移動させ、コテ先５を半田付け対象であるワーク２０に接触させる（ステップＳＴ３１、コテ先接触ステップ）。半田コテ４は、コテ先５がワーク２０に接触することによって、このワーク２０を加熱する。
次いで、ノズル位置制御部１２は、供給ノズル７をエアシリンダ８を介して基本半田供給位置に移動させる（ステップＳＴ３２、ノズル位置移動ステップ）。
【００１６】
次いで、半田コテ４によりワーク２０が十分に加熱された後、半田供給量制御部１３は、供給ノズル７から半田を供給させる（ステップＳＴ３３、半田供給ステップ）。
次いで、ノズル位置制御部１２は、図４（ａ）に示すように、供給ノズル７を基本半田供給位置から半田供給範囲内で移動させる（ステップＳＴ３４、ノズル位置調整ステップ）。これにより、半田をパッド２１上の濡れ難い部分（コテ先５とワーク２０との接触部分から離れた箇所など）にも供給することができるため、図４（ｂ）に示すように、パッド２１全体に半田を濡れ広がらせることができる。
【００１７】
また、この際、コテ先位置制御部１１およびノズル位置制御部１２は、コテ先５とワーク２０の相対位置を変化させるように半田コテ４を移動させながら、供給ノズル７の位置を移動させてもよい。このように、供給ノズル７を移動させる際に、コテ先５とワーク２０の相対位置も変化させることによって、パッド２１上の濡れ広がりをさらによくすることができる。
【００１８】
以上のように、この実施の形態１によれば、供給ノズル７を、パッド２１面積に応じて予め設定した半田供給範囲内で移動させながら半田を供給するように構成したので、半田をパッド２１上の濡れ難い部分にも供給することができるため、パッド２１全体を十分に濡らすことができ、高品質に半田付けを行うことができる。そのため、これまで熟練者に頼っていた高難度の半田付けを自動化させることが可能となり、自動化の適用範囲を広げることが可能となる。
【００１９】
なお、実施の形態１では、ノズル駆動機構としてエアシリンダ８を用いた場合について示したが、これに限るものではなく、ノズル駆動機構を、図５に示すような、ステッピングモータ１４と、ステッピングモータ１４の回転力を直動力に変換するボールねじ１５とから構成するようにしてもよい。あるいは、図６に示すような、ステッピングモータ１４と、ステッピングモータ１４の回転力を直動力に変換するカム１６と、ばね１７とから構成するようにしてもよい。
なお、ステッピングモータ１４を用いた場合には、ステッピングモータ１４自身が位置決め機能を有しているため、位置決め用のストッパ１０は不要である。そのため、異なる面積のパッド２１に対して半田を供給する際にも、容易に半田供給範囲を設定変更可能であるという利点がある。
【００２０】
また、実施の形態１では、ノズル駆動機構を１段で構成して供給ノズル７を図１の上下方向にのみ移動させるように構成したが、これに限るものではなく、ノズル駆動機構を多段に構成してもよい。これによって、２次元、３次元的に供給ノズル７を移動させることが可能となり、半田供給範囲をさらに広げることができ、より高難度の半田付けを自動化させることができる。
【００２１】
また、実施の形態１では、コテ先接触制御部としてコテ先位置制御部１１を用い、半田コテ４を半田コテ駆動機構を介して移動させ、コテ先５をワーク２０に接触させるように構成したが、コテ先接触制御部として、ワーク２０を駆動機構を介して移動させるワーク位置制御部を用いて、コテ先５とワーク２０を接触させるように構成してもよい。
【符号の説明】
【００２２】
１  半田供給位置制御装置
２  ベース
３  半田コテ取り付け部
４  半田コテ
５  コテ先
６  ノズル取り付け部
７  供給ノズル
８  エアシリンダ
９  ガイド
１０  ストッパ
１１  コテ先位置制御部（コテ先接触制御部）
１２  ノズル位置制御部
１３  半田供給量制御部
１４  ステッピングモータ
１５  ボールねじ
１６  カム
１７  ばね
２０  ワーク
２１  パッド
【図１】
2012020302.tif 000003
【図２】
2012020302.tif 000004
【図３】
2012020302.tif 000005
【図４】
2012020302.tif 000006
【図５】
2012020302.tif 000007
【図６】
2012020302.tif 000008
【図７】
2012020302.tif 000009