(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アキシャル型部品における部品本体から突出したリード線をＬ字形状に折り曲げて、そのリード線の先端を回路基板の部品装着孔に位置決めする工程と、
前記リード線を前記部品装着孔に押し込むプッシャーの下限位置を、前記アキシャル型部品のパーツデータにおける部品本体の直径と前記リード線の線径とに基づく演算により算出する工程と、
前記線径に基づき設定した前記下限位置に対する補正値により前記下限位置を修正した修正下限位置を求める工程と、
前記プッシャーを前記修正下限位置まで下降させながら、前記プッシャーでリード線を前記部品装着孔に押し込む工程とを有していることを特徴とする部品の挿入方法。
【請求項２】
補正値をリード線の線径と関連付けて予め設定したデータテーブルから、挿入すべき前記リード線の前記線径に対応する補正値を読み出して、その読み出した補正値により修正下限位置を求める請求項１に記載の部品の挿入方法。
【請求項３】
アキシャル型部品における部品本体から突出したリード線をＬ字形状に折り曲げて、そのリード線の先端を回路基板の部品装着孔に位置決めしたのち、プッシャーでリード線を前記部品装着孔に押し込む部品挿入ユニットと、
前記アキシャル型部品における部品本体の直径および前記リード線の線径などを記憶したパーツデータと、
前記パーツデータから読み出した情報に基づく演算により前記リード線を前記部品装着孔に押し込む際の前記プッシャーの下限位置を算出する下限位置算出手段と、
前記リード線の線径と前記下限位置に対する補正値とを関連付けて記憶したデータテーブルと、
前記下限位置算出手段が算出した前記下限位置を前記データテーブルから読み出した前記補正値により修正した修正下限位置を求める修正下限位置演算手段とを備えていることを特徴とする部品の挿入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、電子部品本体の両端からアキシャル方向にリード線が突出したアキシャル型電子部品をはじめとするアキシャル型部品を回路基板に実装するに際して、リード線を回路基板の部品装着孔に正規の状態に挿入するための方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、上記アキシャル型電子部品を含む各種電子部品を回路基板に自動的に実装するに際しては、図５に示すような電子部品実装装置が用いられている。この電子部品実装装置１は、装置本体２の前面側（図の手前側）に部品装着機構部３が、且つ後方側に電子部品供給装置４がそれぞれ設けられている。部品装着機構部３には、一対の部品保持ガイド機構７ａ，７ｂによりアキシャル型電子部品（図示せず）などのリード線の両端側を挟持して回路基板（図示せず）の部品装着孔に自動的に挿入する部品挿入ユニット７が設けられている。この部品挿入ユニット７の近傍箇所には、電子部品供給装置４のパーツカセット８から取り出して保持した所要のアキシャル型電子部品などの電子部品を部品挿入ユニット７に受け渡す移載ユニット９が配設されている。電子部品供給装置４は移載ユニット９に対し実装すべき所要の電子部品を供給するようコントローラ（図示せず）によって移動制御される。
【０００３】
ところで、アキシャル型電子部品は、電子部品本体と、この電子部品本体の両端部にアキシャル方向に突出して取り付けられた一対のリード線とからなり、この一対のリード線の各々の先端部が一定間隔のテープで保持されて、電子部品本体が一定間隔の配置に配列された形態でパーツカセット８に収納され、この状態で電子部品供給装置４にセットされる。移載ユニット９は、パーツカセット８から電子部品を１個分だけ引き出して、両側のテープを切断して１個に分離した電子部品を保持して取り出し、部品挿入ユニット７に受け渡す。
【０００４】
部品挿入ユニット７では、図６（ａ）の一部切断正面図および（ｂ）の一部除去した平面図に示すように、一対の部品保持ガイド機構７ａ，７ｂの挿入ガイド部材１０，１０が、アキシャル型電子部品１１の電子部品本体１１ａに対して両側方から近接する方向に移動しながらリード線１１ｂ、１１ｃをＬ字型に下方に折り曲げるとともに、その折り曲げたリード線１１ｂ，１１ｃの先端を回路基板１２の部品装着孔１２ａ，１２ｂに位置決めする。つぎに、一対の部品保持ガイド機構７ａ，７ｂでは、プッシャー１３，１３が、リード線１１ｂ，１１ｃにおける折り曲げ部分の近傍箇所を押圧しながら下降動作を行うことにより、リード線１１ｂ，１１ｃが、プッシャー１３，１３の押圧力を受けて、挿入ガイド部材１０，１０のガイド溝１０ａ，１０ａに沿いながら部品装着孔１２ａ，１２ｂに押し込まれる。リード線１１ｂ，１１ｃにおける部品装着孔１２ａ，１２ｂを挿通した先端近傍箇所は互いに対面する方向に折り曲げられ、これにより、電子部品１１が回路基板１２に固定される。
【０００５】
上記一対のプッシャー１３，１３の下降動作は、図７に示すフローチャートに示す制御処理に基づいて制御される。すなわち、図５の電子部品実装装置１のコントローラは、つぎに回路基板１２に実装すべき電子部品１１の種別が１つ前に実装した電子部品のものから変更されたか否かを判別する（ステップＳ１）。この判別は、一般にパーツカセット８は上述した通り同一の電子部品１１を一定ピッチの配列状態にテープで保持しているので、各パーツカセット８に収納されている電子部品の情報をコントローラのメモリに予め設定記憶させたパーツデータを読み出して得られた該当の電子部品の種別に基づき行われる。図９にパーツデータを示す。そして、電子部品１１の種別が１つ前に実装した電子部品のものから変更されたと判別したときには、つぎに挿入すべき電子部品１１に関するパーツデータのうちの所要のデータを読み出して取り込む（ステップＳ２）。このときに読み出すデータは、コントローラのメモリに予め設定記憶されているパーツデータのうちから、図８（ａ）に示す電子部品本体１１ａの直径Ｄおよびリード線１１ｂ，１１ｃの線径ｄである。
【０００６】
つぎに、コントローラは、（Ｄ＋ｄ）／２の演算を行って、図８（ａ）に示すプッシャー１３，１３の下限位置Ｈを算出する（ステップＳ３）。この下限位置Ｈは、回路基板１２の上面からプッシャー１３，１３の先端面までの距離である。続いて、コントローラは、上記算出した下限位置Ｈをメモリに一時記憶させ（ステップＳ４）たのちに、その下限位置Ｈまでプッシャー１３，１３を下降させるように作動制御する（ステップＳ５）。これにより、リード線１１ｂ，１１ｃは、電子部品本体１１ａが回路基板１２上に確実に接触する状態まで部品装着孔１２ａ，１２ｂに確実に挿入される。そののち、コントローラは、電子部品１１の実装工程が全て終了したか否かを判別し（ステップＳ６）、終了でない場合に、ステップＳ１にリターンして上述と同様の制御処理を繰り返す。そのとき、同一の電子部品１１が連続的に実装される場合には、電子部品１１の変更が無いことを判別（ステップＳ１）したのちに、演算を行わずに、メモリに一時記憶されている下限位置のデータに基づいてプッシャー１３，１３が作動制御される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電子部品１１の挿入方法では、挿入すべき電子部品１１の種別に拘わらず、図７のステップＳ３で演算により算出した下限位置Ｈに基づいてプッシャー１３，１３の下降動作を一義的に制御しているので、例えば、図８（ｂ）に示すように、比較的大きな線径ｄのリード線１１ｂ，１１ｃを有する電子部品１１の場合には、リード線１１ｂ，１１ｃが大きな曲げ半径で折り曲げられて、その折り曲げ部分が湾曲形状となるから、演算により算出した下限位置Ｈまで下降したプッシャー１３，１３とリード線１１ｂ，１１ｃの折り曲げ部分との間に隙間ができてしまう。
【０００８】
そのため、リード線１１ｂ，１１ｃが正規の位置まで押し込まれていない状態で挿入動作が終了してしまうので、部品装着孔１２ａ，１２ｂを挿通したリード線１１ｂ，１１ｃの先端近傍箇所は、電子部品１１が回路基板１２の上面に対し確実に接触するよう押し付けられていない状態で切断されたのちに折り曲げられるから、電子部品１１は、不安定な状態で回路基板１２に固定されてしまい、片浮きなどの不具合が生じることがある。そのため、従来の挿入方法では、不良の実装基板が発生することがあって、歩留りが悪い。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、リード線の線径などが相違する各種の電子部品を挿入するに際して、何れの電子部品についてもリード線を確実に正規の状態まで挿入して電子部品を固定することのできる部品の挿入方法および挿入装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る部品の挿入方法は、アキシャル型部品における部品本体から突出したリード線をＬ字形状に折り曲げて、そのリード線の先端を回路基板の部品装着孔に位置決めする工程と、前記リード線を前記部品装着孔に押し込むプッシャーの下限位置を、前記アキシャル型部品のパーツデータにおける部品本体の直径と前記リード線の線径とに基づく演算により算出する工程と、前記線径に基づき設定した前記下限位置に対する補正値により前記下限位置を修正した修正下限位置を求める工程と、前記プッシャーを前記修正下限位置まで下降させながら、前記プッシャーでリード線を前記部品装着孔に押し込む工程とを有していることを特徴としている。
【００１１】
この部品の挿入方法では、演算により算出したプッシャーの下限位置をリード線の線径の大小に応じて適正となるよう修正して、その修正した下限位置までプッシャーを下降させながらリード線を回路基板の部品装着孔に押し込むので、線径の大小に伴うリード線の折り曲げ部分の湾曲形状の相違に拘わらず、リード線を常に正規の状態まで確実に挿入させることができるから、実装基板の歩留りが格段に向上する。
【００１２】
上記発明において、補正値をリード線の線径と関連付けて予め設定したデータテーブルから、挿入すべき前記リード線の前記線径に対応する補正値を読み出して、その読み出した補正値により修正下限位置を求めることが好ましい。
【００１６】
本発明に係る部品の挿入装置は、アキシャル型部品における部品本体から突出したリード線をＬ字形状に折り曲げて、そのリード線の先端を回路基板の部品装着孔に位置決めしたのち、プッシャーでリード線を前記部品装着孔に押し込む部品挿入ユニットと、前記アキシャル型部品における部品本体の直径および前記リード線の線径などを記憶したパーツデータと、前記パーツデータから読み出した情報に基づく演算により前記リード線を前記部品装着孔に押し込む際の前記プッシャーの下限位置を算出する下限位置算出手段と、前記リード線の線径と前記下限位置に対する補正値とを関連付けて記憶したデータテーブルと、前記下限位置算出手段が算出した前記下限位置を前記データテーブルから読み出した前記補正値により修正した修正下限位置を求める修正下限位置演算手段とを備えていることを特徴としている。
【００１７】
この部品の挿入装置は、パーツデータ、下限位置算出手段、データテーブルおよび修正下限位置演算手段を備えているので、本発明に係る部品の挿入方法を忠実に具現化して、その挿入方法と同様の効果を確実に得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。 図１は本発明の一実施の形態に係る部品の挿入方法を具現化した部品挿入の処理手順を示すフローチャートである。この部品の挿入方法は、図５に示した電子部品実装装置１に適用して具現化できるので、つぎに、図１の処理手順を、図５および図６を参照しながら説明する。
【００２１】
図１において、電子部品実装装置１のコントローラは、移載ユニット９に対し電子部品１１を移載すべき位置に位置決めされたパーツカセット８に基づいて、つぎに回路基板１２に実装すべき電子部品１１の種別が１つ前に実装した電子部品のものから変更されたか否かを判別する（ステップＳ１１）。電子部品１１の種別が変更されたと判別したときには、つぎに挿入すべき電子部品１１に関連するパーツデータのうちの電子部品本体１１ａの直径Ｄとリード線１１ｂ，１１ｃの線径ｄとのデータを読み出して取り込む。（ステップＳ１２）。つぎに、コントローラは、（Ｄ＋ｄ）／２の演算を行って、プッシャー１３，１３の下限位置Ｈを算出する（ステップＳ１３）。この下限位置Ｈは、上述したように回路基板１２の上面からプッシャー１３，１３の先端までの距離であり、ここまでの制御処理は従来の挿入方法と同一である。
【００２２】
ところで、この実施の形態では、コントローラのメモリに図２に示すようなパーツデータのデータテーブルＤＴが予め設定記憶されている。このデータテーブルＤＴは、電子部品１１のリード線１１ｂ，１１ｃの線径ｄと上記演算により算出するプッシャー１３の下限位置Ｈに対する補正値αとを関連付けて記憶したものである。この補正値αは、線径ｄの異なる種々のリード線１１ｂ，１１ｃを図６の一対の挿入ガイド部材１０，１０によって実際に折り曲げて、その折り曲げ部分を一対のプッシャー１３，１３で部品装着孔１２ａ，１２ｂに押し込むことにより、実験的に求められたものである。すなわち、プッシャー１３、１３を演算によリ算出した下限位置Ｈまで下降させたにも拘わらずリード線１１ｂ，１１ｃを正規の状態まで押し込めなかった場合には、リード線１１ｂ，１１ｃを正規の挿入状態とするのに必要なプッシャー１３，１３の下限位置Ｈからの下降距離を補正値αとして求めたものである。
【００２３】
上記データテーブルＤＴの設定内容から明らかなように、リード線１１ｂ，１１ｃの線径ｄが０．７ｍｍ以下の比較的細いものである場合には、プッシャー１３，１３を演算による下限位置Ｈまで下降させることによってリード線１１ｂ，１１ｃを正規の状態まで確実に挿入させることができる。したがって、コントローラは、上述のプッシャー１３の下限位置Ｈを求める演算（ステップＳ１３）を行ったのちに、先ず、リード線１１ｂ，１１ｃの線径ｄが０．７ｍｍ以下であるか否かの判別を行い（ステップＳ１４）、判別結果が０．７ｍｍ以下である場合には、演算により算出した下限位置Ｈに対し補正を行う必要がないことから、演算により算出した下限位置Ｈをメモリに一時記憶し（ステップＳ１５）たのちに、その下限位置Ｈまでプッシャー１３，１３を下降させるように作動制御する（ステップＳ１６）。これにより、リード線１１ｂ，１１ｃは、電子部品本体１１ａが回路基板１２上に確実な接触状態となるまで部品装着孔１２ａ，１２ｂに確実に挿入される。
【００２４】
そののち、コントローラは、電子部品１１の実装工程が全て終了したか否かを判別し（ステップＳ１７）て、終了でない場合に、ステップＳ１１にリターンして上述と同様の制御処理を繰り返す。そのとき、同一の電子部品１１が連続的に実装される場合には、電子部品１１の変更が無いことを判別（ステップＳ１１）したのちに、メモリに一時記憶されている下限位置Ｈのデータに基づきプッシャー１３，１３が作動制御される（ステップＳ１６）。
【００２５】
そして、コントローラは、リード線１１ｂ、１１ｃの線径ｄが０．７ｍｍ以下でない、つまり線径ｄが０．７ｍｍ以上であると判別したときに（ステップＳ１４）、線径ｄが、０．７ｍｍ≦ｄ＜０．８ｍｍの範囲内であるか否かの判別を行い（ステップＳ１８）、その範囲内であると判別したときに、データテーブルＤＴから上記線径ｄに対応する補正値αである「０．２ｍｍ」を読み出して取り込み（ステップＳ１９）、先に演算により算出した下限位置Ｈから０．２ｍｍを減算する演算を行い（ステップＳ２０）、この演算により新たに算出した修正下限位置Ｈをメモリに一時記憶する（ステップＳ１５）。
【００２６】
続いて、コントローラは、上記の修正下限位置Ｈまでプッシャー１３，１３を下降させるように作動制御する（ステップＳ１６）。これにより、リード線１１ｂ，１１ｃは、０．７ｍｍ以上で０．８ｍｍ以下の比較的太い線径ｄであることから、折り曲げ部分が湾曲形状になっているが、その形状を見込んで適正な値に修正した修正下限位置Ｈまで下降されるプッシャー１３，１３により、電子部品本体１１ａが回路基板１２上に確実に接触する状態まで部品装着孔１２ａ，１２ｂに押し込まれる。なお、この電子部品１１が複数個連続的に実装される場合には、電子部品１１の変更が無いことを判別（ステップＳ１１）したのちに、一時記憶されている修正下限位置Ｈに基づきプッシャー１３，１３が作動制御される（ステップＳ１６）。したがって、最初に適正な下限位置Ｈを求めれば、以後は、同一の電子部品１１が連続的に実装される限り、データテーブルＤＴから補正値αを読み出しての演算が不要となる。
【００２７】
また、コントローラは、リード線１１ｂ、１１ｃの線径ｄが０．８ｍｍ以上であると判別したときに（ステップＳ１８）、データテーブルＤＴから上記線径ｄに対応する補正値αである「０．４ｍｍ」を読み出して取り込み（ステップＳ２１）、先に演算により算出した下限位置Ｈから０．４ｍｍを減算する演算を行い（ステップＳ２２）、この演算により新たに算出した修正下限位置Ｈをメモリに一時記憶する（ステップＳ１５）。
【００２８】
続いて、コントローラは、上記の修正下限位置Ｈまでプッシャー１３，１３を下降させるように作動制御する（ステップＳ１６）。これにより、リード線１１ｂ，１１ｃは、０．８ｍｍ以上の太い線径ｄであることから、折り曲げ部分が大きな曲げ半径の湾曲形状になっているが、その形状を見込んで適正な値に修正された修正下限位置Ｈまで下降されるプッシャー１３，１３により、電子部品本体１１ａが回路基板１２上に確実に接触する状態まで部品装着孔１２ａ，１２ｂに挿入される。なお、この電子部品１１が複数個連続的に実装される場合には、電子部品１１の変更が無いことを判別（ステップＳ１１）したのちに、メモリに一時記憶されている修正下限位置Ｈのデータに基づきプッシャー１３，１３が作動制御される（ステップＳ１６）。したがって、最初に適正な下限位置Ｈを求めれば、以後は、同一の電子部品１１が連続的に実装される限り、データテーブルＤＴから補正値αを読み出しての演算が不要となる。
【００２９】
なお、上記実施の形態では、電子部品１１のリード線１１ｂ，１１ｃの線径ｄとプッシャー１３の下限位置Ｈに対する補正値αとを関連付けて記憶したデータテーブルＤＴを例示して説明しているが、リード線１１ｂ，１１ｃの材質やメーカー型番毎にリード線の線径と補正値αとの関係を示す情報をパーツデータのデータテーブルＤＴとして用いても、上記実施の形態の挿入方法を具現化することができる。
【００３０】
つぎに、本発明の他の実施の形態に係る電子部品１１の挿入方法について説明する。この挿入方法を具現化するためのハードウェアとしては、図３（ａ），（ｂ）の正面図および側面図に示すように、プッシャー１３，１３の先端の押圧面部分に圧力センサ１４，１４を配設するとともに、この圧力センサ１４，１４を圧力判別回路１７に接続した構成を設ける。
【００３１】
図４は上記挿入方法を具現化した部品挿入の処理手順を示すフローチャートであり、この部品挿入方法は、図５に示した電子部品実装装置１に適用して具現化できるので、つぎに、図４の処理手順を、図３並びに図５および図６を参照しながら説明する。コントローラは、電子部品１１のリード線１１ｂ，１１ｃの折り曲げが終了したときに、プッシャー１３，１３に対し下降動作を開始させるよう制御する（ステップＳ３１）とともに、圧力判別回路１７の出力信号を監視しながら、圧力センサ１４，１４の検出圧力が設定圧力に達するのを待つ（ステップＳ３２）。
【００３２】
ところで、電子部品１１の種別やリード線１１ｂ，１１ｃの線径ｄの大小に拘わらず、リード線１１ｂ，１１ｃが正規の状態に押し込まれたときには、電子部品本体１１ａが回路基板１２の上面に接触することから、圧力センサ１４，１４が一定の圧力を受けることになるので、このときの圧力を設定圧力として圧力判別回路１７に記憶させてある。したがって、圧力判別回路１７は、圧力センサ１４の検出圧力と設定圧力とを常時比較して、検出圧力が設定圧力に達したときに判別信号を出力する。コントローラは、圧力判別回路１７から判別信号が出力された時点でプッシャーの下降動作を停止させる（ステップＳ３３）。
【００３３】
これにより、電子部品１１のリード線１１ｂ，１１ｃの挿入動作は終了し、この時点では、リード線１１ｂ，１１ｃの線径ｄの大小に拘わらず、リード線１１ｂ，１１ｃが確実に正規の状態に挿入されている。したがって、この挿入方法では、一実施の形態のように所要のデータを予め設定記憶したデータテーブルＤＴを設けたり、演算を行ったりすることなしに、新規なものを含む種々の電子部品１１のリード線１１ｂ，１１ｃをそれらのパーツデータを全く参照することなしに確実に正規の状態まで押し込める利点がある。
【００３４】
なお、この挿入方法において、所定圧力で停止させたプッシャー１３，１３の下限位置を計測により求めて、この計測値を一実施の形態で設けたデータテーブルＤＴの補正値αに反映させるようにすれば、補正値αの精度を一層向上させることができる。また、この実施の形態では、圧力センサ１４の検出圧力が設定圧力に達した時点でプッシャー１３の下降動作を停止させるようにしたが、圧力センサ１４に代えて、近接センサなどの他のセンサを用いてリード線１１ｂ，１１ｃが正規の状態に挿入されたのを検出するようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る部品の挿入方法によれば、演算により算出したプッシャーの下限位置をリード線の線径の大小に応じて適正となるよう修正して、その修正した下限位置までプッシャーを下降させながらリード線を回路基板の部品装着孔に押し込むようにしたので、線径の大小に伴うリード線の折り曲げ部分の湾曲形状の相違に拘わらず、リード線を常に正規の状態まで確実に挿入させることができるから、実装基板の歩留りが格段に向上する。
【００３７】
本発明に係る部品の挿入装置は、パーツデータ、下限位置算出手段、データテーブルおよび修正下限位置演算手段を備えた構成としたので、本発明に係る部品の挿入方法を忠実に具現化して、その挿入方法と同様の効果を確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電子部品の挿入方法を具現化した部品挿入の処理手順を示すフローチャート。
【図２】同上の挿入方法に用いるデータテーブルを示す図。
【図３】（ａ），（ｂ）は本発明の他の実施の形態に係る電子部品の挿入方法を具現化するためのハードウェア構成を示す正面図および側面図。
【図４】同上の挿入方法を具現化した部品挿入の要部の処理手順を示すフローチャート。
【図５】本発明の電子部品の挿入方法を適用して具現化できる電子部品実装装置を示す概略斜視図。
【図６】（ａ），（ｂ）は電子部品の回路基板への挿入形態を示す一部切断した正面図および一部除去した平面図。
【図７】従来の電子部品の挿入方法の制御処理を示すフローチャート。
【図８】（ａ）は電子部品のリードの正規の挿入状態を示す一部切断した正面図、（ｂ）は従来の挿入方法によって電子部品が正規の状態に挿入されなかった状態を示す一部切断した正面図。
【図９】パーツデータを示す図。
【符号の説明】
１１  電子部品（部品）
１１ａ  電子部品本体（部品本体）
１１ｂ，１１ｃ  リード線
１２  回路基板
１２ａ，１２ｂ  部品装着孔
１３  プッシャー
１４  圧力センサ
Ｈ  下限位置，修正下限位置
Ｄ  電子部品本体の直径
ｄ  リード線の線径
α  補正値
ＤＴ  データテーブル
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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