引脚元件安装机及引脚元件安装方法与流程

本发明涉及将引脚元件安装于电路基板而组装电子电路的引脚元件安装机。

背景技术：

在专利文献1、2中记载有一种引脚元件安装机，该引脚元件安装机具备：将引脚元件的引线从一侧插入到电路基板的贯通孔中的元件插入装置、将引线的从电路基板的另一侧突出的突出部切断并折弯的切割敲弯装置。

在专利文献1记载的引脚元件安装机中，轴向引脚元件的引线在与元件主体的两侧相对的部分由卡盘保持并插入于贯通孔。在由卡盘保持引线和元件主体的状态下，从另一侧将引线的突出部切断并折弯。在专利文献2记载的引脚元件安装机中，引脚元件的引线由一对爪部以夹住的状态保持，并插入于贯通孔。然后，解除一对爪部的保持并通过按压装置将元件主体向下方按压。在元件主体由按压装置按压的状态下，将引线的突出部切断并折弯。

专利文献1：日本特开平5-175696号公报

专利文献2：日本特开2002-261493号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

本发明的课题是在引脚元件的引线被切割敲弯的情况下，抑制引脚元件承受的负载。

用于解决课题的方案

在本发明的引脚元件安装机中，引线在由爪部从两侧夹住的状态下进行切割敲弯。

切割敲弯工作引起对引线施加拉力，但是引线处于由爪部从两侧夹住的状态，因此拉力难以传递至引脚元件的元件主体侧。其结果是，能够减小施加于元件主体的引线的安装部的拉力，能够抑制引脚元件承受的负载。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的引脚元件安装机的立体图。在本引脚元件安装机中，实施作为本发明的一实施方式的引脚元件安装方法。

图2是上述引脚元件安装机包含的切割敲弯装置和基板输送装置的立体图。

图3(a)是上述切割敲弯装置包含的切割敲弯单元的立体图。图3(b)是上述切割敲弯单元的局部剖视图。

图4是表示上述引脚元件安装机包含的元件插入装置的立体图。

图5(a)是在上述元件插入装置的作业头上安装的卡盘的侧视图。图5(b)是上述卡盘的后视图。图5(c)是上述卡盘的主视图。

图6是概念性地表示上述引脚元件安装机的控制装置的框图。

图7(a)～(c)是上述卡盘和切割敲弯装置的工作图。

图8是表示在通过上述切割敲弯装置来进行切割敲弯的情况下作用于引脚元件A的力的图。

图9(a)是表示安装于上述作业头的另一卡盘的侧视图。图9(b)是上述卡盘的主视图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的一实施方式进行说明。另外，本发明除了下述实施方式之外，能够以基于本领域技术人员的知识而实施了各种变更、改良的各种方式实施。

如图1所示，作为一种自动组装装置的引脚元件安装机包括(a)组装装置主体10、(b)基板输送装置12、(c)元件供给装置14、(d)元件插入装置16及(e)切割敲弯装置18等。

基板输送装置12对电路基板P(以后，简称为基板P)以水平的姿势输送并保持。在图1中，x是基板输送装置12输送基板P的输送方向，y是基板P的宽度方向，z是基板P的厚度方向，即，是引脚元件安装机的上下方向。上述x方向、y方向、z方向相互正交。

元件供给装置14供给向基板P安装的元件，可以设为例如包含多个带式供料器的结构或包含多个托盘的结构等。在本实施方式中，供给多个引线和元件主体一体地形成的引脚元件。

元件插入装置16设于基板输送装置12的上方，接收在元件供给装置14中供给的引脚元件，将引脚元件的引线向在由基板输送装置12保持的基板P上形成的多个贯通孔中的设于预定位置的贯通孔插入。关于元件插入装置16在后文叙述。

切割敲弯装置18设于基板输送装置12的下方，将从上方(一侧)插入到在基板P上形成的多个贯通孔中的预定贯通孔中的引脚元件的引线的从基板P的下方(另一侧)突出的部分切断成预定长度，并且沿着基板P的背面折弯，由此将引脚元件临时固定于基板P的装置。如图2、3所示，切割敲弯装置18包括：切割敲弯单元20及使切割敲弯单元20移动(包括直线移动和旋转)的单元移动装置22。

如图3(a)所示，切割敲弯单元20包括(a)单元主体28、(b)能够沿水平方向进行直线移动地保持于单元主体28的一对第一可动部30a、b、(c)能够沿水平方向进行相对移动地分别保持于第一可动部30a、b的一对第二可动部32a、b、(d)设于单元主体28并通过使一对第一可动部30a、b相互接近、分离来变更上述一对第一可动部30a、b的间隔(间距)的间距变更装置34及(e)使第二可动部32a、b分别相对于第一可动部30a、b相对移动的可动刀驱动装置36a、b等。

如图3(b)所示，一对第一可动部30a、b具有沿铅垂方向延伸的引线插入孔38a、b。引线插入孔38a、b在第一可动部30a、b的上端面具有开口，其开口缘被设为固定刀40a、b。与此相对，第二可动部32a、b的上端部大致呈L字形状，具有向上方延伸的部分和大致垂直地弯曲的部分。作为其垂直地弯曲的部分的刀形成部44a、b位于第一可动部30a、b的上端面的上方，在与引线插入孔38a、b的开口相向的部分形成有沿上下方向贯通的引线引导孔46a、b。刀形成部44a、b的引线引导孔46a、b的下端开口缘被设为可动刀48a、b。一对第二可动部32a、b通过可动刀驱动装置36a、b而相互接近、分离，由此将沿着引线插入孔38a、b延伸的引线切断并折弯。

如图2所示，单元移动装置22包括使切割敲弯单元20沿x方向移动的x方向移动装置52、使切割敲弯单元20沿y方向移动的y方向移动装置53、使切割敲弯单元20沿z方向移动的z方向移动装置54及使切割敲弯单元20绕铅垂线旋转的θ旋转装置55等。

如图4所示，元件插入装置16包括两个作业头60、61及作业头移动装置62。作业头移动装置62包括x方向移动装置64、y方向移动装置65及z方向移动装置66、67。作业头60、61通过x方向移动装置64及y方向移动装置65而向水平面内的任意位置一体地移动，通过z方向移动装置66、67而能分别独立地沿z方向移动。两个作业头中的一个作业头60具备保持引脚元件的元件保持工具68(例如，能够设为卡盘或吸嘴等)。另外，相机70设为能够与作业头60一体地移动。

在本实施例中，作为引脚元件保持工具(也可以称为引脚元件安装工具)而安装有图5(a)～(c)所示的卡盘68。引脚元件A是径向引脚元件，两条引线La、b平行地安装于元件主体h。卡盘68从引脚元件A的两条引线La、b排列的方向的两侧夹住并保持上述两条引线La、b。卡盘68包括(a)卡盘主体72、(b)能够转动地安装于卡盘主体72的一对爪部74a、b、(c)使一对爪部74a、b转动的转动装置76及(d)对引脚元件A进行按压的按压装置78等。

爪部74a、b大致呈L字型，具有：沿z方向延伸的基端部80a、b及从基端部80a、b大致沿水平方向延伸出的保持部82a、b。如图5(a)所示，在俯视观察下，在保持部82a、b的彼此相向的一侧中的一方(在本实施例中为保持部82b的与保持部82a相向的一侧)形成有呈凸状地凹陷的凹部83b，在引线La、b收纳于凹部83b的状态下，由一对保持部82a、b以夹住的状态保持。详细而言，构成凹部83b的两个面83p、q和另一方(保持部82a的与保持部82b相向的一侧)的面83a设为引线La、b的接触面，通过引线La、b与三个接触面83p、q、83a之间的摩擦力来进行保持。

转动装置76包括未图示的作为驱动源的气缸及转动机构84。转动机构84包括(a)驱动部件85、(b)两个第一部件86p、q及(c)第二部件88p、q等，上述驱动部件85沿水平方向延伸且固定地设于作为气缸的输出部件的杆上；上述两个第一部件86p、q以能够相对转动的方式连接于驱动部件85的两端部；上述第二部件88p、q大致呈L字状，在各自的一端部以能够转动的方式连接于两个第一部件86p、q，在另一端部将爪部74a、b固定成能够一体地转动，在中间部以能够转动的方式连接于设于卡盘主体72的转动轴87。

当通过气缸而使驱动部件85沿z方向移动时，使第二部件88p、q绕着转动轴87转动，使一对爪部74a、b接近、分离。通过使驱动部件85向上方移动而使一对爪部74a、b相互接近，通过使驱动部件85向下方移动而使一对爪部74a、b相互分离。通过控制向气缸供给空气的供给状态，来控制一对爪76a、b的接近、分离。

按压装置78包括：(a)按压装置主体90，以能够沿z方向移动(能够升降)的方式设于卡盘主体72；(b)按压部件92，安装于按压装置主体90的下端部；及(c)升降装置94，使按压装置主体90相对于卡盘主体72升降。升降装置94能够设为例如包括未图示的作为驱动源的气缸及设于卡盘主体72与按压装置主体90之间的一对引导机构96r、s的结构。引导机构96r、s具备：长孔97r、s，设于卡盘主体72、按压装置主体90的水平方向的两端部且沿z方向延伸；及安装于卡盘主体72的各两个的卡合突部98r、s，长孔97r、s与卡合突部98r、s以能够相互相对移动的方式卡合。通过控制作为驱动源的气缸的空气的供给状态，能够使主体90沿着引导机构96r、s升降而使按压部件92升降。

另外，转动装置76、升降装置94也可以包含电动机等作为驱动源，而不限于气缸。

如图6所示，引脚元件安装机由以计算机为主体的主控制装置100控制。以计算机为主体的元件供给控制部102、基板输送控制部104、元件插入控制部106及切割敲弯控制部108等以能够相互进行通信的方式与主控制装置100连接。上述控制部102～108分别控制上述元件供给装置14、基板输送装置12、元件插入装置16及切割敲弯装置18。

另外，在引脚元件安装机中，并非必须在元件供给装置14等各装置中分别设置控制部，能够基于主控制装置100的指令来控制全部装置等，控制装置的结构不限于本实施方式。

在引脚元件安装机中，从由基板输送装置12输送来的基板P的上方，通过元件插入装置16将引脚元件A的两条引线La、b插入到在基板P的预定位置形成的两个贯通孔Qa、b中。另一方面，通过切割敲弯装置18从基板P的下方将两条引线La、b以预定长度切断并折弯。

<专利文献2记载的切割敲弯工作>

在专利文献2记载的引脚元件安装机中，如图8(a)、(b)所示，引脚元件A的元件主体h被按压装置78按压直至与基板P的上表面S1抵接，并在该状态下进行切割敲弯。在切割敲弯装置18中，第二可动部32a、b在水平方向上移动。通过固定刀40a、b和可动刀48a、b而将引线La、b切断，通过第二可动部32a、b的引线引导孔46a、b的开口周边部和基板P的下表面S2而将引线La、b折弯。但是，第二可动部32a、b的上端面处于接近于基板P的下表面S2的位置。另外，引线La、b具有厚度(直径)，与贯通孔Qa、b之间存在间隙。因此，在将引线La、b折弯的情况下，向下的拉力作用于引线La、b，另一方面，向上的上顶力Fup作用于基板P，从而向上的上顶力Fup作用于元件主体h。因此，向下的较大的力作用于元件主体h的引线La、b的安装部周边，对引脚元件A施加有较大的负载。例如，在元件主体h的强度较弱的情况下，有时元件主体h的安装部周边等会破损。另外，在引线La、b相对于元件主体h的安装强度较弱的情况下，引线La、b有时会脱落。

<本实施例的切割敲弯工作>

与此相对，在本实施例中，如图7(a)～(c)所示，在通过卡盘68在比基板P靠上方的部分从两侧夹住引线La、b的状态下，进行切割敲弯。

(1)如图7(a)所示，通过卡盘68将引线La、b分别插入到在基板P上的预定位置形成的两个贯通孔Qa、b中之后，卡盘68下降直至一对爪部74a、b的保持部82a、b的下表面与基板P的上表面S1抵接。引线La、b经由切割敲弯装置18的引线引导孔46a、b而到达引线插入孔38a、b。

(2)通过转动装置76的控制而使一对爪74a、b的转动角度稍变大。一对爪部74a、b对引线La、b的保持松缓，保持强度成为设定强度以下，即，成为允许引线La、b相对于爪部74a、b的相对移动(滑动)的大小。如图7(b)所示，通过按压装置78的控制而使按压部件92向下方移动。使引线La、b相对于保持部82a、b滑动，并使引脚元件A向下方移动直至元件主体h的下表面与爪部74a、b的保持部82a、b的上表面抵接。

(3)通过转动装置76的控制而使一对爪部74a、b的转动角度变小，从而牢固地保持引线La、b。一对爪部74a、b的保持强度设为能良好地抑制切割敲弯工作引起的引线La、b相对于保持部82a、b的相对移动(滑动)的大小。

(4)如图7(c)所示，通过切割敲弯装置18将引线La、b切断并折弯。在该情况下，上顶力Fup作用于基板P，并且拉力Fp施加于引线La、b，但是引线La、b处于由一对爪部74a、b夹住并保持的状态，拉力Fp难以向元件主体侧传递，换言之，难以向引线La、b相对于元件主体h的安装部传递。另外，从基板P向爪部74a、b的保持部82a、b作用有上顶力Fup，但是上顶力Fup经由爪部74a、b、转动机构84而由卡盘主体72承受。其结果是，上顶力Fup难以传递至元件主体h。

这样，在通过一对爪部74a、b夹住引线La、b的状态下进行切割敲弯，因此能够减小作用在引线La、b向元件主体h安装的安装部周边的力，能够减轻施加于引脚元件A的负载。

由此，即使引线La、b相对于元件主体h的安装强度较弱，也能够使引线La、b难以从元件主体h脱落。另外，即使元件主体h的强度较小，也能够使元件主体h在安装部周边难以破损。

此外，即使在元件主体h较脆而难以通过按压装置78按压元件主体h的情况下，由于在通过一对爪部74a、b保持引线La、b的状态下进行切割敲弯，因此在切割敲弯工作时也能够避免引脚元件A倾斜，能够在维持引脚元件A的姿势的状态下进行切割敲弯。

(5)在切割敲弯结束之后，按压部件92向上方移动，一对爪74a、b打开，引线La、b的保持被解除。元件主体h有时会削掉爪部74a、b的厚度量，但是削掉量较少。另外，在切割敲弯工作之后，也有时通过进行钎焊等将间隙填埋。

在本实施例中，由元件插入控制部106等构成爪部移动控制部、按压装置控制装置。另外，图7(a)所示的上述(1)的工作对应于元件插入工序，图7(c)所示的上述(4)的工作对应于切割敲弯工序。

引脚元件保持工具也能够设为呈图9(a)、(b)所示的构造。

在本实施例中，作为引脚元件保持工具而安装有卡盘110。卡盘110是滑动型的结构，包括(a)能够相互接近、分离的一对爪部112a、b、(b)位于一对爪部112a、b之间的间隔件114、(c)使一对爪部112a、b接近、分离的接近、分离装置116及(d)按压装置118等。接近、分离装置116包括未图示的气缸等驱动源、通过驱动源而在水平方向上相互接近、分离的一对滑动件120a、b等，在一对滑动件a、b上分别以能够一体地移动的方式安装有爪部112a、b。如图9(a)所示，间隔件114是位于引脚元件A的两条引线La、b之间的结构，间隔件114的宽度设为与引脚元件A的引线La、b的间隔对应的大小。间隔件114安装与引脚元件A的形状相适合的间隔件。

另外，在本实施例中，如图9(a)所示，在俯视观察下，在一对爪部112a、b中的间隔件侧分别设有凸状的凹部，引线La、b在收纳于凹部的状态下，由爪部112a、b和间隔件114保持。两条引线La、b分别由间隔件114和爪部112a、b，即两对爪部(112a、114)、(112b、114)从以两侧夹住的状态保持。

另外，通过本引脚元件安装机安装的引脚元件的形状任意。例如，可以是具有三条以上的引线的结构。在该情况下，在三条以上的引线中的两条由一对或两对爪部夹住并保持的状态下进行切割敲弯。

另外，在引脚元件的引线较短的情况下等，也有时通过切割敲弯装置将引线折弯而不切断。在引线未到达切割敲弯装置所具有的切断部的情况下，将该引线折弯而不切断。

附图标记说明

16：元件插入装置 18：切割敲弯装置 30：第一可动部 32：第二可动部 68：卡盘 74a、b：爪部 76：转动装置 78：按压装置 82a、b：夹持部 112a、b：爪部 114：间隔件。