(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板の上面に電子部品を実装するに際して、前記プリント基板の下面に各々の先端を当接させて前記プリント基板を支持するための複数本のサポートピンを、サポートプレートに一定ピッチで設けられた多数のピン支持孔に対し所要のものを選択して嵌め込み立設する基板サポートピンの配設方法において、
前記プリント基板の下面に実装済みの各電子部品の実装位置データとそれら電子部品のサイズをあらわすパーツデータとに基づき演算して、前記プリント基板の上面での前記サポートピンの配置不可範囲を算出する工程と、
前記配置不可範囲を除く範囲内に存在する前記ピン支持孔の中で、互いに隣接するピン支持孔の一方を削除して前記サポートピンを挿入すべきピン支持孔の位置を示すピン挿入データを算出する工程と、
前記ピン挿入データを画面に表示する工程とを有していることを特徴とする基板サポートピンの配設方法。
【請求項２】
ピン挿入データに基づいてサポートピンを挿入すべきピン支持孔を可視光の照射により指示し、そのピン支持孔に前記サポートピンが配設されたか否かを判別し、配設を判別した場合には、次のサポートピンの未挿入である次の前記ピン支持孔を可視光の照射により順次指示するようにした請求項１に記載の基板サポートピンの配設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品実装システムにおいて、電子部品の実装に際してプリント基板を下方から支持するためのサポートピンのサポートプレートへの好適な配置位置を自動的に算出することのできる基板サポートピンの配設方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装システムでは、図５（ａ），（ｂ）の平面図および正面図にそれぞれ示すように、サポートプレート１に立設した複数本のサポートピン２により、プリント基板３を上方からの圧力に抗して下方から支持するようにしている。
【０００３】
ここで、同図（ｂ）に示すようにプリント基板３の下面に電子部品７が予め実装されている場合には、電子部品７に当たらない位置を選択してサポートピン２をサポートプレート１に配置する必要がある。なお、サポートピン２によりプリント基板３を支持するのは、電子部品７をプリント基板３に実装するとき以外に、プリント基板に電子部品固定用の接着剤を塗布したり、クリームハンダを印刷するときにも行われ、プリント基板３が撓んだりして作業に支障をきたすのを防止する。
【０００４】
サポートプレート１の表面には、図５（ａ）に示すように、サポートピン２を嵌め込ませて鉛直状態に保持するための多数のピン支持孔４が一定ピッチで形成されており、これらピン支持孔４のうちのプリント基板３に合った所望のものが選択されて、それらのピン支持孔４にサポートピン２が立設される。そして、図５（ｂ）に示すように、プリント基板３が所定の実装位置に位置決めされたときに、サポートプレート１が上昇して各サポートピン２の先端がプリント基板３の下面に当接される。プリント基板３への電子部品７の実装が終了すると、サポートプレート１は、一旦下降したのちに、実装済みのプリント基板３が搬出されて次のプリント基板３が実装位置に位置決めされた時点で再び上昇し、各サポートピン２をプリント基板３の下面に当接させ、この動作を繰り返す。
【０００５】
ところで、或る品種のプリント基板３の生産が終了した場合には、サポートプレート１の段取り替えが行われる。すなわち、前品種のプリント基板３の生産が終了すると、サポートプレート１から全てのサポートピン２を取り外し、プリント基板３の搬送用ガイドレール（図示せず）の間隔を次に生産するプリント基板の幅に合致するよう設定する。続いて、作業員は、次に生産するプリント基板３を好適に支持するためのピン支持孔４を選択して、そのピン支持孔４にサポートピン２を嵌め込み固定する。
【０００６】
サポートプレート１へのサポートピン２の配設が終了したならば、プリント基板３を実際に搬送して実装位置に位置決めしたのちに、サポートプレート１を上昇させて各サポートピン２をプリント基板３の下面に当接させて、サポートピン２が電子部品７に当接または接触することなくプリント基板３を効果的な配置で支持しているか否かの確認を行う。不都合がある場合には、再びサポートピン２の配置位置を変更しながら再確認を行って、サポートピン２が好適な配置であると確認できるまで同様の作業を繰り返す。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようなサポートピン２の配設方法では、全て作業員の目視による判断に依存しているので、サポートピン２を好適な配置に配設するまでに時間がかかり過ぎ、プリント基板３の生産段取り替えを能率的に行えないことから、新たなプリント基板３のセットアップを効率的に行うことができず、特に、プリント基板３の生産形態が多品種少量である場合には相当な稼働率の低下を招く問題がある。
【０００８】
しかも、近年では、プリント基板３に微小なチップ部品が実装されることが多くなっており、このようなチップ部品は見落とす可能性が高い。もしも、チップ部品の実装位置に対向するサポートプレート１の箇所にサポートピン２を間違って配置した場合には、確認のためにサポートプレート１を上昇させたとき、或いはサポートピン２の配置間違いに気付かずに電子部品の実装を実行したときに、チップ部品がサポートピン２の当接により破壊されてしまうトラブルが発生する。
【０００９】
そこで本発明は、上記従来の問題点を解消し、生産するプリント基板に対応して好適なサポートピンの配置位置を正確、且つ迅速に自動設定することのできる基板サポートピンの配設方法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、本発明は、プリント基板の上面に電子部品を実装するに際して、前記プリント基板の下面に各々の先端を当接させて前記プリント基板を支持するための複数本のサポートピンを、サポートプレートに一定ピッチで設けられた多数のピン支持孔に対し所要のものを選択して嵌め込み立設する基板サポートピンの配設方法において、前記プリント基板の下面に実装済みの各電子部品の実装位置データとそれら電子部品のサイズをあらわすパーツデータとに基づき演算して、前記プリント基板の上面での前記サポートピンの配置不可範囲を算出する工程と、前記配置不可範囲を除く範囲内に存在する前記ピン支持孔の中で、互いに隣接するピン支持孔の一方を削除して前記サポートピンを挿入すべきピン支持孔の位置を示すピン挿入データを算出する工程と、前記ピン挿入データを画面に表示する工程とを有している。
【００１１】
この基板サポートピンの配設方法では、プリント基板の下面に実装済みの各電子部品の実装位置データとそれら電子部品のサイズをあらわすパーツデータとに基づく電気的な信号処理によってサポートピンの適切な配設位置を自動的に選択でき、その選択したピン支持孔の位置を示すピン挿入データが表示される。したがって、作業者は、表示を見ながら複数のサポートピンをサポートプレートに容易に、且つ迅速に配設することができ、生産するプリント基板が変わることによる段取り替えに要する時間を大幅に短縮することができる。しかも、実装済みの電子部品のなかに微小なチップ部品が存在していても、作業員の目視による人的判断をなくして、種々のデータに基づく電気的な信号処理によってサポートピンの配設位置を算出しているので、電子部品の実装位置を除く所要の範囲内にサポートピンの配置位置を正確に設定することができ、サポートピンの誤配設による微小なチップ部品の破壊を確実に防止することができる。
【００１２】
上記発明において、ピン挿入データに基づいてサポートピンを挿入すべきピン支持孔を可視光の照射により指示しながら、そのピン支持孔に前記サポートピンが配設されたか否かを判別し、配設を判別するごとに、次の前記ピン支持孔を可視光の照射により順次指示することが好ましい。
【００１３】
これにより、サポートピンの配設を一層迅速に、且つ正確に行うことが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい一実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００１５】
図１は、本発明の基板サポートピンの配設方法の一実施の形態に係るシステムのブロック構成図を示す。同図において、中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）１０は、ＲＯＭ１１に予め設定記憶された制御プログラムを実行して演算処理などを行うことによりシステム全体を制御するもので、キー入力部２０からの指示入力またはＲＡＭ１２から読み出した種々の制御データに基づいて演算処理を行い、その演算結果をＲＡＭ１２に記憶させるとともに表示部１３に表示させる。また、中央演算処理ユニット１０は、演算結果に基づいてテーブル制御部１４を介しサポートプレート作動用のテーブル１７の作動を制御し、サポートプレートの所要のピン支持孔を、電子部品をプリント基板３に実装するための後述の実装ヘッドに設けられた可視光照射部１８の可視光照射位置に位置決めし、さらに、サポートプレートの所定のピン支持孔にサポートピンが挿入されたのをピン検知センサー１９が検知したとき、テーブル制御部１４を通じテーブル１７の作動を制御する。
【００１６】
つぎに、上記構成によるプリント基板の生産段取り替え時の基板サポートピンの配設方法について、図３および図４を参照しながら図２のフローチャートに基づいて説明する。なお、プリント基板の表面に電子部品を実装する場合には、プリント基板３におけるサポートピンで支持するための裏面に電子部品が未実装であるから、サポートプレートの適当なピン支持孔にサポートピンを配置すればよい。したがって、表面に電子部品が実装済みのプリント基板を裏返してその裏面に電子部品を実装する場合のみサポートピンの配設位置の選択が問題となる。
【００１７】
いま、或る品種のプリント基板における裏面への部品実装工程に段取り替えする場合について説明する。オペレータがキー入力部２０を操作して次に生産すべきプリント基板の品種を指定入力すると（ステップＳ１）、中央演算処理ユニット１０は、指定されたプリント基板における表面（この実装時の下面）に実装済みの各電子部品の実装位置データをＲＡＭ１２から読み出し（ステップＳ２）、さらに、各電子部品のパーツデータをＲＡＭ１２から読み出す（ステップＳ３）。
【００１８】
ここで、上記の電子部品の実装位置データは、図３（ａ）に＋印で示すように、実装ヘッド部によりプリント基板３の表面に実装するときの各電子部品の各々の中心点のプリント基板３上における座標であり、実装ヘッド部が実装すべき電子部品を位置決めするためのデータである。また、パーツデータとしては、各電子部品のサイズに関するデータが読み出される。なお、プリント基板３上の座標は、プリント基板３に設けられている２つの基準ピン挿入孔２１のいずれか一方を基準に設定されている。また、基準ピン挿入孔２１は、プリント基板３が搬送されて所定の実装位置に位置決めされたときに、基準ピンが挿入されてプリント基板３を実装位置に固定するためのものである。
【００１９】
中央演算処理ユニット１０は、図３（ａ）に示すように、電子部品の中心位置の座標とその電子部品のサイズとに基づいて、表面（この実装時の下面）に実装済みの各電子部品の各々の角部における裏面（この実装時の上面）での座標をそれぞれ演算により算出して、図３（ｂ）に横平行線で示すように、その算出した複数の角部の座標を電子部品ごとに結んだ範囲内をサポートピンの配置不可範囲Ａとして演算により算出する（ステップＳ４）。
【００２０】
つぎに、中央演算処理ユニット１０は、図３（ｃ）に示すように、サポートプレート１に設けられているピン支持孔４の一定の配設ピッチに基づいて、サポートプレート１のピン支持孔４のうちのプリント基板３に対向し、且つ前記配置不可範囲Ａを除く箇所に存在するものを表示部１３の画面に表示する（ステップＳ５）。続いて、中央演算処理ユニット１０は、表示したピン支持孔４のうちから不必要なものを除いた必要なピン支持孔４を抽出して、ピンデータを作成し（ステップＳ６）、そのピンデータに対応する各ピン支持孔４をピン挿入位置として表示部１３にグラフィック表示する（ステップＳ７）。具体的には、例えば、表示されている各ピン支持孔４のうちの隣接する２つのピン支持孔４の一方を順次削除して、ピンデータを作成し、ピンデータに対応するピン支持孔４のみを画面上に着色表示または点滅表示する。
【００２１】
中央演算処理ユニット１０は、上述のようにピンデータに対応するピン支持孔４を画面上にグラフィック表示したのちに、その表示中のピンデータがオペレータによるキー入力部２０の操作によって変更されたか否かを監視する（ステップＳ８）。すなわち、ピンデータは、サポートピンを挿入することが可能なピン支持孔４のうちの互いに隣接する各２つのピン支持孔４の一方を順次削除するなどの予め設定された処理に基づいて作成されるので、例えば、大きなサイズの電子部品の近傍箇所などにおいてはサポートピンの数が少なくなり過ぎて支持力が不足し、強度的に劣る状態が生じることもある。そこで、作成したピンデータを表示部１３の画面に表示してオペレータの判断を待つ。
【００２２】
オペレータは、表示部１３にグラフィック表示中のピンデータを見ながらサポートピンによるプリント基板３の支持が不足すると思われる箇所を発見した場合に、キー入力部２０を操作してサポートピンを挿入すべきピン支持孔４を新たに指定する。中央演算処理ユニット１０は、新たに指定入力されたピン支持孔４を加えるようピンデータを変更するととともに、そのピン支持孔４を新たにグラフィック表示し（ステップＳ９）、キー入力部２０の確定キーが操作されるのを待つ（ステップＳ１０）。
【００２３】
オペレータがピンデータの変更を終了したのちに確定キーを操作すると、中央演算処理ユニット１０は、上記の作成したピンデータを左右対称に変換してピン挿入データを演算により算出する（ステップＳ１１）。すなわち、上記のピンデータは、プリント基板３における実際にサポートピンにより下方から支持する表面が上方を向いた状態を仮定して作成されたものであるため、プリント基板３を裏返したときのピン挿入データに変換する必要がある。
【００２４】
そこで、中央演算処理ユニット１０は、例えば、図３（ｃ）に示すプリント基板３の２つの基準ピン挿入孔２１，２１の間隔Ｓｘまたはプリント基板３の長手サイズＰｘのいずれか一方を基準としてプリント基板３の長手方向（図の左右方向）における中点の座標を算出して、前述の確定されたピンデータの各々のピン支持孔４の座標を中点の座標を基準として互いに左右対称位置へ変更させたときの座標を演算により算出して、図３（ｄ）に示すようなピン挿入データを作成する。このピン挿入データは、図３（ｅ）に示すように、プリント基板３における電子部品７の実装された表面を下方から支持するためのサポートピンの配設位置を示すものとなる。
【００２５】
中央演算処理ユニット１０は、作成したピン挿入データにおける各ピン未挿入位置を表示部１３の画面にグラフィック表示させる（ステップＳ１２）。すなわち、最初は、何れのピン支持孔４にもサポートピンが挿入されていないので、作成されたピン挿入データにおける全てのピン支持孔４を着色表示または点滅表示させる。ここで、作業者は表示部１３に表示されたピン挿入データを見ながらサポートプレート１における画面表示されているピン支持孔４に容易に、且つ正確にサポートピンを嵌め込んで立設することが可能であるが、この実施の形態の基板サポートピンの配設方向では、さらに容易に、且つ迅速にサポートピンを配設できるようになっている。
【００２６】
すなわち、この実施の形態では、図４に示すように、発光ダイオードなどを備えた図１の可視光照射部１８が、電子部品７をプリント基板３に実装するための実装ヘッド部２３に、取付杆２４を介して所定のオフセット距離Ｏｓだけ突出した状態に片持ち式に取り付けられており、可視光照射部１８からは真下へ向け可視光が照射されるようになっている。そして、中央演算処理ユニット１０は、サポートプレート１を保持して水平方向および上下方向にそれぞれ作動させるためのテーブル２２を、テーブル制御部１４を介して水平方向に移動させて、上記ピン挿入データにより決定された１番目のピン支持孔４が可視光に照射されるようにサポートプレート１を位置決めする（ステップＳ１３）。なお、可視光照射部１８によるスポット径は、ピン支持孔４の径よりも大き目に、例えば、ピン支持孔４の径の1.5 〜２倍に設定されており、それにより、作業者がピン支持孔４を確実に視認できるようになっている。
【００２７】
中央演算処理ユニット１０は、１番目のピン支持孔４が可視光に照射されるようにサポートプレート１を位置決めして静止させたのちに、そのピン支持孔４に作業員がサポートピン２を挿入したか否かを、図１のピン検知センサー１９からの検知信号の入力の有無により判別する（ステップＳ１４）。なお、ピン検知センサー１９としては、例えば、ピン支持孔４に照射した可視光の孔床面からの反射光を検知する光電センサーなどが用いられ、この光電センサは、ピン支持孔４にサポートピンが立設されると、可視光がサポートピンにより散乱されて反射光を受光できなくなることから、サポートピンが配設されたことを検出する。
【００２８】
中央演算処理ユニット１０は、ピン検知センサー１９からの検知信号の入力により、可視光で指示したピン支持孔４へサポートピンが配設されたのを判別すると、ピン挿入データにおけるピン未挿入位置データを変更してＲＡＭ１２に一時記憶させ（ステップＳ１５）、さらに、変更したピン未挿入位置データが「０」になったか否か、つまりピン挿入データに設定された全てのピン支持孔４へのサポートピンの挿入が終了したか否かを判別する（ステップＳ１６）。終了でない場合、中央演算処理ユニット１０は、ステップＳ１２にリターンして、変更し
たピン未挿入データに基づき変更したピン未挿入位置のピン支持孔４のグラフィック表示を継続し、再びテーブル１７を作動させて、プリント基板３における次にサポートピンを挿入すべきピン支持孔４を可視光照射部１８による可視光の照射位置に位置決めする。上述の処理動作を、ピン挿入データの全てのピン支持孔４へのサポートピンの挿入が終了したと判別する（ステップＳ１６）まで繰り返す。
【００２９】
上記基板サポートピンの配設方法では、表面に電子部品７が実装されたプリント基板３の裏面に電子部品７を実装するに際して、そのプリント基板３の品種を指定入力するだけで、種々のデータに基づく電気的な信号処理によってサポートピンの適切な配設位置が自動的に選択されるので、生産するプリント基板３が変わることによる段取り替えに要する時間を大幅に短縮することができる。しかも、実装済みの電子部品のなかに微小なチップ部品が存在していても、作業員の目視による人的判断をなくしているから、サポートピンの配設位置を電子部品の実装位置を除く範囲内に正確に設定することができ、サポートピンの誤配設による微小なチップ部品の破壊を確実に防止することができる。
【００３０】
また、電気的な信号処理によってサポートピンの適切な配設位置を自動的に選択したのちに、可視光照射部１８により次にサポートピンを配置すべきピン支持孔を順次指示しているから、サポートピンの配設をさらに迅速に、且つ正確に行うことができる。
【００３１】
なお、上記実施の形態では、ピン挿入データに基づいてサポートピンを配置すべきピン支持孔を順次指示するようにしたが、これに代えて、ピン挿入データに基づいてサポートピンを把持するチャッキング機構を制御することも容易に実現でき、それにより、サポートピンの取り外しおよび取り付け作業をも自動化することができる。さらに、サポートピンを挿入するサポートプレートのピン支持孔のデータであるピン挿入データは、設備上以外でのオフラインで作成することが可能であり、例えば、ＣＡＤデータにより予め電子部品の実装位置やサポートピンの配設範囲をシミュレーションして、実施の形態と同様なピン挿入データを生成することも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明の基板サポートピンの配設方法によれば、種々のデータに基づく電気的な信号処理によってサポートピンの適切な配設位置を自動的に選択できるので、生産するプリント基板が変わることによる段取り替えに要する時間を大幅に短縮することができる。しかも、作業員の目視による人的判断をなくして、種々のデータに基づく電気的な信号処理によってサポートピンの配設位置を算出しているので、サポートピンの誤配設による微小なチップ部品の破壊を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板サポートピンの配設方法の一実施の形態に係るシステムのブロック構成図。
【図２】同上システムの信号処理を示すフローチャート。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は同上フローチャートにおけるピン挿入データを作成するための処理の説明図。
【図４】同上システムにおける所定のピン支持孔を可視光により支持する構成を示す側面図。
【図５】（ａ）はサポートピンによるプリント基板の支持を示す平面図、（ｂ）は正面図。
【符号の説明】
１  サポートプレート
２  サポートピン
３  プリント基板
４  ピン支持孔
７  電子部品
１８  可視光照射部
１９  ピン検知センサー
Ａ  ピン配置不可範囲
【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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