JP7397564B2

JP7397564B2 - リード線の挿入方法

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Publication number: JP7397564B2
Application number: JP2017111399A
Authority: JP
Inventors: 康彦橋本; 賢二坂東; 俊満木村
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2017-06-06
Filing date: 2017-06-06
Publication date: 2023-12-13
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Description

本発明は、リード線の挿入方法及びその実施に用いる保持装置に関する。

従来から、リード線付き電子部品のリード線を配線基板に穿設されたスルーホールに挿入するためのリード線の挿入方法が知られている。また、その実施に用いる治具が知られている。このような治具として、例えば、特許文献１に記載された電子部品固定用治具がある。

特許文献１の電子部品固定用治具は、互いに着脱自在とされた複数の分割部材を備える。これら分割部材には、それぞれ上下両端面に渡って溝が設けられ、分割部材を互いに組み合わせた状態で溝が互いに対向して孔が形成されるようになっている。これら孔は円錐形状をなし、一側開口部が他側開口部より大きく形成されている。

特開２００２－１９８６９６号公報

ところで、特許文献１に記載の電子部品固定用治具は、リード線付き電子部品が実装される箇所に隣接して他の電子部品が実装されるような場合（すなわち、配線基板に密集した状態で複数の電子部品が実装されるような場合）、当該他の電子部品に妨げられて、リード線付き電子部品のリード線をスルーホールに挿入し難くなるという問題があった。

そこで、本発明は、配線基板に密集した状態で複数の電子部品が実装されるような場合であっても、リード線付き電子部品のリード線をスルーホールに円滑に挿入することができる、リード線の挿入方法及びその実施に用いる治具を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係るリード線の挿入方法は、リード線付き電子部品のリード線を配線基板に穿設されたスルーホールに挿入するためのリード線の挿入方法であって、前記リード線付き電子部品と、前記リード線付き電子部品が実装される箇所に隣接して他の電子部品が実装されるように構成された前記配線基板と、前記リード線を前記スルーホールに案内するためのガイド孔を含む治具と、を準備する第１のステップと、前記リード線付き電子部品を保持する第２のステップと、前記治具の一方側の側面を前記他の電子部品と対向させるように、且つ前記治具のガイド孔の内壁の底面側端部を前記配線基板に穿設されたスルーホールに宛がうようにして、前記配線基板に前記治具を載置する第３のステップと、前記ガイド孔の内壁に前記リード線の先端部を当接させ、前記配線基板の側へと摺動させることにより、前記リード線付き電子部品のリード線を案内して前記スルーホールに挿入する第４のステップと、を備え、前記ガイド孔は、天面から底面に向かうに連れて横断面積が小さくなるように、且つ前記治具の一方側の側面において開放されて穿設されていることを特徴とする。

この構成によれば、治具に穿設されたガイド孔が治具の一方側の側面において開放されて穿設されているため、当該一方側の側面に隣接して他の電子部品が実装されている場合であっても、他の電子部品に妨げられることなく、配線基板に治具を載置する第３のステップを行うことができる。したがって、本発明に係るリード線の挿入方法は、配線基板に密集した状態で複数の電子部品が実装されるような場合であっても、リード線付き電子部品のリード線をスルーホールに円滑に挿入することができる。

前記第１のステップにおいて、前記リード線付き電子部品及び前記治具に対して作業を行うロボットをさらに準備し、前記ロボットは、第１のロボットアームと、前記第１のロボットアームに取り付けられ、前記リード線付き電子部品を保持して作業を行うことにより、前記第２のステップ及び前記第４のステップを行う第１のエンドエフェクタと、第２のロボットアームと、前記第２のロボットアームに取り付けられ、前記治具を保持して作業を行うことにより、前記第３のステップを行う第２のエンドエフェクタと、を含んでもよい。

この構成によれば、ロボットを用いることで、人手を要することなく効率的に、本発明に係るリード線の挿入方法を実施することができる。

前記第１のエンドエフェクタは、その基部に回転可能に設けられ、且つ前記リード線付き電子部品を保持するための保持装置を含み、前記保持装置は、それぞれが前記リード線付き電子部品を１つ保持し且つ周方向において互いに間隔を空けて放射状に設けられる複数の保持部を有し、前記第１のステップにおいて、前記リード線付き電子部品を複数個準備し、前記第２のステップにおいて、前記保持装置を回転させつつ、前記複数の保持部それぞれに前記リード線付き電子部品を保持させることで、前記リード線付き電子部品を複数個保持し、前記第４のステップにおいて、前記配線基板に対向して保持されているリード線付き電子部品のリード線を案内して前記スルーホールに挿入し、前記第４のステップを行ったあとで、前記治具の一方側の側面を他の電子部品又は前記第４のステップが既に行われたリード線付き電子部品と対向させるように、且つ前記治具のガイド孔の内壁の底面側端部を前記配線基板に穿設された次のスルーホールに宛がうようにして、前記配線基板に前記治具を載置する第３のステップを再び行い、且つ、前記保持装置を再び回転させて前記複数のリード線付き電子部品のうちの次のリード線付き電子部品を前記配線基板に対向させたうえで、前記次のリード線付き電子部品のリード線を案内して前記スルーホールに挿入する第４のステップを再び行い、前記第３のステップを再び行い、且つ前記第４のステップを再び行うことを繰り返すことで、前記リード線付き電子部品のリード線を案内してスルーホールに挿入する作業を繰り返し行ってもよい。

この構成によれば、リード線付き電子部品のリード線を案内してスルーホールに挿入する作業を短い時間で繰り返し行うことができる。その結果、人手を要することなく一層効率的に、本発明に係るリード線の挿入方法を実施することができる。

前記保持装置は、前記リード線付き電子部品それぞれのリード線に異常があるか否かを検出するための検出手段をさらに含んでもよい。

この構成によれば、検出手段を用いて、リード線に異常があった場合にそれを検出することができる。したがって、例えば、曲りや欠損等のリード線の異常が検出されたリード線付き電子部品の実装を取り止めたり、或いはその曲りや欠損に応じてリード線の先端部を当接させる箇所（ガイド孔の内壁の一部）をずらすことで、異常が生じているリード線をスルーホールに挿入可能にしたりすることができる。

前記検出手段は、前記第１のエンドエフェクタの基部に設けられ、且つ前記保持部及びそれに保持されているリード線付き電子部品が回転するとき、前記リード線付き電子部品のリード線に光線を照射する投光器と、前記保持部及びそれに保持されているリード線付き電子部品を介して前記投光器と対向するように前記第１のエンドエフェクタの基部に設けられ、且つ前記投光器から照射された光線を受光する受光器と、を有してもよい。

この構成によれば、リード線付き電子部品のリード線を案内してスルーホールに挿入する作業を短い時間で繰り返し行うことができ、それと同時に、リード線付き電子部品それぞれのリード線に異常があるか否かを検出することができる。

前記課題を解決するために、本発明に係る保持装置は、上記したリード線の挿入方法の実施に用いられ、前記リード線付き電子部品を保持するための保持装置を前記第１のエンドエフェクタが有しており、前記保持装置は、前記第１のエンドエフェクタの基部に回転可能に設けられ、且つ、前記リード線付き電子部品を１つ保持し、且つ周方向において互いに間隔を空けて放射状に設けられる保持部を複数有し、前記第１のステップにおいて、前記リード線付き電子部品が複数個準備され、前記第２のステップにおいて、回転しつつ、前記複数の保持部それぞれに前記リード線付き電子部品を保持することで、前記第１のステップにおいて準備されたリード線付き電子部品を複数個保持し、前記第４のステップにおいて、前記配線基板に対向して保持しているリード線付き電子部品のリード線を案内して前記スルーホールに挿入し、前記第４のステップを行ったあとで、前記治具の一方側の側面を他の電子部品又は前記第４のステップが既に行われたリード線付き電子部品と対向させるように、且つ前記治具のガイド孔の内壁の底面側端部を前記配線基板に穿設された次のスルーホールに宛がうようにして、前記配線基板に前記治具を載置する第３のステップが再び行われ、且つ、再び回転して前記複数のリード線付き電子部品のうちの次のリード線付き電子部品を前記配線基板に対向させたうえで、前記次のリード線付き電子部品のリード線を案内して前記スルーホールに挿入する第４のステップを再び行い、前記第３のステップが再び行われ、且つ前記第４のステップを再び行うことを繰り返すことで、前記リード線付き電子部品のリード線を案内してスルーホールに挿入する作業を繰り返し行うことを特徴とする。

この構成によれば、リード線付き電子部品のリード線を案内してスルーホールに挿入する作業を短い時間で繰り返し行うことができる。その結果、人手を要することなく一層効率的に、本発明に係るリード線の挿入方法の実施に用いる保持装置を提供することができる。

前記リード線付き電子部品それぞれのリード線に異常があるか否かを検出するための検出手段をさらに含んでもよい。

本発明によれば、配線基板に密集した状態で複数の電子部品が実装されるような場合であっても、リード線付き電子部品のリード線をスルーホールに円滑に挿入することができる、リード線の挿入方法及びその実施に用いる保持装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るリード線の挿入方法の実施に用いるロボットの概略構成を示す図である。前記ロボットが備える保持装置に複数のリード線付き電子部品を保持させた状態を示す図である。本発明の一実施形態に係るリード線の挿入方法の実施に用いる検出手段によってリード線の異常の有無を検出する場合を説明するための側面図である。前記検出手段によってリード線の異常の有無を検出する場合を説明するための底面図であり、（ａ）が第１の光線が第１のリード線に照射されたとき、（ｂ）が第２の光線が第２のリード線に照射されたときの図である。本発明の一実施形態に係るリード線の挿入方法の実施に用いる治具の外観斜視図である。前記治具のガイド孔及びその近傍部分の拡大斜視図である。本発明の一実施形態に係るリード線の挿入方法が備える第３のステップ及び第４のステップを説明するための概略図である。本発明の変形例に係るリード線の挿入方法の実施に用いる検出手段によってリード線の異常の有無を検出する場合を説明するための側面図である。前記検出手段によってリード線の異常の有無を検出する場合を説明するための底面図であり、（ａ）が第１の光線が第１のリード線に照射されたとき、（ｂ）が第２の光線が第２のリード線に照射されたとき、（ｃ）が第３の光線が第３のリード線に照射されたとき、（ｄ）が第４の光線が第４のリード線に照射されたときの図である。

以下、本発明の一実施形態に係るリード線の挿入方法及びその実施に用いる保持装置について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下では、全ての図を通じて、同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

（ロボット１１）
図１は、本発明の一実施形態に係るリード線の挿入方法の実施に用いるロボットの概略構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るリード線の挿入方法の実施に用いるロボット１１は、台車に固定されたベース１２と、ベース１２に支持された一対のロボットアーム１３ａ、１３ｂ（第１のロボットアーム１３ａ及び第２のロボットアーム１３ｂ）と、ベース１２内に収納された制御装置１４と、を備えている。ロボット１１は、人一人分に相当する限られたスペース（例えば６１０ｍｍ×６２０ｍｍ）に設置することができる。

以下では、一対のロボットアームを広げた方向を左右方向と称し、基軸の軸心に平行な方向を上下方向と称し、左右方向および上下方向に直交する方向を前後方向と称する。本実施形態のロボット１１は、配線基板の実装現場に適用され、配線基板にリード線付き電子部品を実装する作業を行う。

（一対のロボットアーム１３ａ，１３ｂ）
第１のロボットアーム１３ａ（図中右のロボットアーム）及び第２のロボットアーム１３ｂ（図中左のロボットアーム）は、それぞれ、ベース１２に対して移動可能に構成された水平多関節型ロボットアームである。第１のロボットアーム１３ａは、アーム部１５とリスト部１７と第１のエンドエフェクタ１８ａとを備えている。第２のロボットアーム１３ｂは、アーム部１５とリスト部１７と第２のエンドエフェクタ１８ｂとを備えている。なお、これら一対のロボットアーム１３ａ，１３ｂは、それぞれ、独立して動作したり、互いに関連して動作したりすることができる。

アーム部１５は、本例では、第１リンク１５ａおよび第２リンク１５ｂとで構成されている。第１リンク１５ａは、ベース１２の上面に固定された基軸１６と回転関節Ｊ１により連結され、基軸１６の軸心を通る回転軸線Ｌ１まわりに回動可能である。第２リンク１５ｂは、第１リンク１５ａの先端と回転関節Ｊ２により連結され、第１リンク１５ａの先端に規定された回転軸線Ｌ２まわりに回動可能である。

リスト部１７は、第１のエンドエフェクタ１８ａ又は第２のエンドエフェクタ１８ｂが取り付けられるメカニカルインターフェース１９を有し、第２リンク１５ｂの先端と直動関節Ｊ３及び回転関節Ｊ４を介して連結されている。リスト部１７は、直動関節Ｊ３によって、第２リンク１５ｂに対し昇降移動可能である。リスト部１７は、回転関節Ｊ４によって、第２リンク１５ｂに対し垂直な回転軸線Ｌ３まわりに回動可能である。

第１のエンドエフェクタ１８ａは、右のリスト部１７のメカニカルインターフェース１９に連結されている。すなわち、第１のエンドエフェクタ１８ａは、第１のロボットアーム１３ａの先端に設けられている。同様に、第２のエンドエフェクタ１８ｂは、左のリスト部１７のメカニカルインターフェース１９に連結されている。すなわち、第２のエンドエフェクタ１８ｂは、第２のロボットアーム１３ｂの先端に設けられている。

上記構成の一対のロボットアーム１３ａ，１３ｂは、それぞれ、関節Ｊ１～Ｊ４を有する。そして、一対のロボットアーム１３ａ，１３ｂには、それぞれ、関節Ｊ１～Ｊ４に対応付けられるように、駆動用のサーボモータ（図示せず）、および、そのサーボモータの回転角を検出するエンコーダ（図示せず）等が設けられている。また、第１のロボットアーム１３ａの第１リンク１５ａの回転軸Ｌ１と、第２のボットアーム１３ｂの第１リンク１５ａの回転軸線Ｌ１とは同一直線上にあり、第１のロボットアーム１３ａの第１リンク１５ａと第２のロボットアーム１３ｂの第１リンク１５ａとは上下に高低差を設けて配置されている。

（第１のエンドエフェクタ１８ａ）
図２を参照して、第１のエンドエフェクタ１８ａについて説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るリード線の挿入方法の実施に用いるロボットが備える保持装置に複数のリード線付き電子部品を保持させた状態を示す図である。

第１のエンドエフェクタ１８ａは、その基部に回転可能に設けられ且つリード線付き電子部品Ｅを保持するための保持装置６０と、当該保持装置６０とリスト部１７を接続する接続部７０と、を含む。

従来から、リード線の挿入方法の実施に用いられ、リード線付き電子部品を保持するための保持装置が知られていた。このような保持装置として、例えば、特開２０００－９４２３８号公報に記載の電子部品の保持装置がある。

前記先行文献の保持装置は、まず駆動源によりホルダーがガイドに案内されて直結運動を行なう。このとき案内爪が互いに接近して一方の案内爪が他方の案内爪の下面に潜り込み電子部品のリード線が案内爪の溝内に案内される。このとき同時に加工装置が下降することによりスライダーを介して案内爪は、電子部品のリード線を案内爪の溝内に案内した状態で下降することになり、電子部品のリード線を加工治具のリード線逃がし穴に挿入するという動作が完了する。

ところで、前記先行文献の保持装置は、リード線を挿入する作業に時間を要してしまうという問題があった。特に、本実施形態のように、配線基板に密集した状態で複数の電子部品が実装されているような場合に、前記問題が顕著になり得た。また、前記先行文献の保持装置は、リード線ごとに相違する異常に応じて挿入が行われるわけではないため、リード線の挿入を確実に行うことができないという問題もあった。

そこで、本実施形態に係る保持装置は、リード線付き電子部品のリード線をスルーホールに円滑且つ確実に挿入することができるように構成されている。

保持装置６０は、リード線付き電子部品Ｅを１つ保持し且つ周方向において互いに間隔を空けて放射状に設けられる保持部６８を複数有する。具体的には、保持装置６０は、その中央部が接続部７０の下端部（基部）に回転可能に設けられる円板部材６２と、円板部材６２の円周方向において互いに等間隔をおいて、径方向に沿って放射状に延在するように、円板部材６２に接続される８本の保持機構６４と、８本の保持機構６４それぞれの先端部に設けられる保持部６８と、を有する。

８本の保持機構６４は、それぞれ、１つのリード線付き電子部品Ｅを保持して作業を行う。８本の保持機構６４は、それぞれ、長手方向の寸法を有した同様の構造である。したがって、図２では見た目の煩雑さを避けるため、図中右上に位置する保持機構６４についてのみ詳細に符号を付し、他の７本の保持機構６４についての符号は適宜省略してある。８本の保持機構６４は、それぞれ、円板部材６２の径方向に沿って延在する径方向延在部６６と、径方向延在部６６の先端部に設けられる保持部６８と、を有する。本実施形態に係る保持部６８は、両側から挟み込むように拘束して（チャックして）リード線付き電子部品Ｅを保持するものである。しかしながら、この場合に限定されず、８本の保持部６８それぞれは、負圧を利用して吸着することにより保持する等、他の態様でリード線付き電子部品Ｅを保持するものであってもよい。

（検出手段１００）
図３及び図４を参照して、保持装置６０が備える検出手段１００について説明する。保持装置６０は、複数のリード線付き電子部品Ｅそれぞれのリード線に異常があるか否かを検出するための検出手段１００を含んでもよい。図３は、本発明の一実施形態に係るリード線の挿入方法の実施に用いる検出手段によってリード線の異常の有無を検出する場合を説明するための側面図である。図４は、前記検出手段によってリード線の異常の有無を検出する場合を説明するための底面図であり、（ａ）が第１の光線が第１のリード線に照射されたとき、（ｂ）が第２の光線が第２のリード線に照射されたときの図である。

当該検出手段１００は、軸方向の寸法が互いに異なる２本のリード線Ｌ_１、Ｌ_２（図中短いほうがリード線Ｌ_１、長いほうがリード線Ｌ_２）の曲がりや欠損等の異常の有無を検出するものである。検出手段１００は、第１のエンドエフェクタ１８ａの基部に設けられ、保持部６８及びそれに保持されたリード線付き電子部品Ｅが回転するとき、当該リード線付き電子部品Ｅのリード線に光線Ｒ_１、Ｒ_２を照射する投光器１１０ａ、１１０ｂと、保持部６８及びそれに保持されているリード線付き電子部品Ｅを介して投光器１１０ａ、１１０ｂと対向するように第１のエンドエフェクタ１８ａの基部に設けられ、投光器１１０ａ、１１０ｂから照射された光線Ｒ_１、Ｒ_２を受光する受光器１１２ａ、１１２ｂと、を有する。具体的には、検出手段１００は、正常状態にある前記２本のリード線Ｌ_１、Ｌ_２のうちの一方のリード線Ｌ_１の先端部に図中破線矢印で示す第１の光線Ｒ_１を照射する第１の投光器１１０ａと、第１の投光器１１０ａから照射された第１の光線Ｒ_１を受光する第１の受光器１１２ａと、正常状態にある前記２本のリード線のうちの他方のリード線Ｌ_２の先端部に図中破線矢印で示す第２の光線Ｒ_２を照射する第２の投光器１１０ｂと、第２の投光器１１０ｂから照射された第２の光線Ｒ_２を受光する第２の受光器１１２ｂと、を有する。

好ましくは、図４に示すように、検出手段１００を通過するリード線付き電子部品Ｅを底面視したとき、一方のリード線Ｌ₁の根元部と他方のリード線Ｌ₂の根元部とを結ぶ直線は、第１の光線Ｒ₁及び第２の光線Ｒ₂と平行にならない。より好ましくは、リード線付き電子部品Ｅを底面視したとき、一方のリード線Ｌ₁の根元部と他方のリード線Ｌ₂の根元部とを結ぶ直線は、第１の光線Ｒ₁及び第２の光線Ｒ₂に対して約４５°程度傾斜している。これにより、一方のリード線Ｌ₁と他方のリード線Ｌ₂が第１の光線Ｒ₁を遮るタイミングが同じになることがなく、且つ一方のリード線Ｌ₁と他方のリード線Ｌ₂が第２の光線Ｒ₂を遮るタイミングが同じになることがない。その結果、リード線の異常を検出する精度を向上させることができる。

ここで、例えば、見た目の煩雑さを避けるため図２においてその図示を省略してあるが、第１の投光器１１０ａ及び第２の受光器１１２ｂが保持機構６４の手前側に設けられ、第２の投光器１１０ｂ及び第１の受光器１１２ａが保持機構６４の奥側に設けられることにより、第１の光線Ｒ_１が手前側から奥側に向かう方向に投光され、且つ第２の光線Ｒ_２が奥側から手前側に向かう方向に投光されてもよい。

本実施形態では、保持装置６０が４５°回転するとき、保持装置６０に保持された８つのうちいずれか１つのリード線付き電子部品Ｅについて、その一方のリード線Ｌ_１が第１の光線Ｒ_１を遮るように移動し、且つその他方のリード線Ｌ_２が第２の光線Ｒ_２を遮るように移動する。そして、検出手段１００は、このとき第１の受光器１１２ａ及び第２の受光器１１２ｂそれぞれが受光する第１の光線Ｒ_１及び第２の光線Ｒ_２の受光量の変化に基づいて、２本のリード線Ｌ_１、Ｌ_２の異常の有無を検出する。

（治具８０）
さらに、図５及び図６を参照して、第２のエンドエフェクタ１８ｂに取り付けられる治具について説明する。図５は、本発明の一実施形態に係るリード線の挿入方法の実施に用いる治具の外観斜視図である。また、図６は、前記治具のガイド孔及びその近傍部分の拡大斜視図である。

本実施形態に係る治具８０は、第２のエンドエフェクタ１８ｂに取り付けられる取付け部８２と、当該取付け部８２の下端部から屈曲して図３及び図４中略手前側に延び、略平板状に形成された載置部８４と、を含む。当該載置部８４の図３及び図４中略手前側に位置する側面及びその近傍部分には、リード線付き電子部品Ｅのリード線を配線基板のスルーホールに案内するためのガイド孔８８が２つ穿設されている。２つのガイド孔８８は、それぞれ、天面から底面に向かうに連れて横断面積が小さくなるように、且つ載置部８４の図３及び図４中略手前側に位置する側面（治具の一方側の側面）において開放されて穿設されている。

（リード線の挿入方法）
本発明の一実施形態に係るリード線の挿入方法の一例について、主に図７を参照して説明する。図７は、本発明の一実施形態に係るリード線の挿入方法が備える第３のステップ及び第４のステップを説明するための概略図である。なお、図７では見た目の煩雑さを避けるため、リード線付き電子部品Ｅを保持して作業を行う保持装置の図示は省略してある。

まず、複数のリード線付き電子部品Ｅと、リード線付き電子部品Ｅが実装される箇所に隣接して他の電子部品Ｅ´が実装されるように構成された配線基板９０と、リード線を配線基板９０に穿設されたスルーホール９８に案内するためのガイド孔８８を含む治具８０と、リード線付き電子部品Ｅ及び治具８０に対して作業を行うロボット１１と、を準備する。なお、ロボット１１の第１のエンドエフェクタ１８ａは、その基部に回転可能に設けられ、且つリード線付き電子部品Ｅを保持するための保持装置６０を含む。本実施形態では、このようにして第１のステップが行われる。

次に、保持装置６０を回転させつつ、複数の保持部６８それぞれにリード線付き電子部品Ｅを保持させることで、リード線付き電子部品Ｅを複数個保持する。具体的には、複数のリード線付き電子部品Ｅが準備された設置スペースの上方に保持装置６０を移動し、そこから保持装置６０を下降させて８本のうちで下方へと延びる１つの保持機構６４の保持部６８に１つのリード線付き電子部品Ｅを保持させる。そのあと、保持装置６０を４５°回転させて前記保持機構６４とは別の保持機構６４を下方へと延びるようにしたうえで、当該別の保持機構６４に１つのリード線付き電子部品Ｅを保持させる。これを繰り返すことで、保持装置６０に複数のリード線付き電子部品Ｅを保持させる。本実施形態では、このようにしてリード線付き電子部品Ｅを保持する第２のステップが行われる。なお、このときの保持装置６０の回転動作により、検出手段１００によってリード線の異常の有無の検出が行われてもよい。

さらに、図７（ａ）に示すように、第２のエンドエフェクタ１８ｂによって、治具８０の一方側の側面を他の電子部品Ｅ´と対向させるように、且つ治具８０のガイド孔８８の内壁の底面側端部を配線基板９０に穿設されたスルーホール９８に宛がうようにして、配線基板９０に治具８０を載置する。このようにして第３のステップが行われる。

そして、図７（ｂ）に示すように、第１のエンドエフェクタ１８ａによって、ガイド孔８８の内壁にリード線の先端部を当接させ、配線基板９０の側へと摺動させ、図７（ｃ）に示すように、リード線を案内してスルーホール９８に挿入する。このようにして第４のステップが行われる。

上記のようにして、１つのリード線付き電子部品Ｅを配線基板９０に穿設されたスルーホール９８に挿入することができる。

さらに、第４のステップを行ったあとで、治具８０の一方側の側面を他の電子部品Ｅ´又は第４のステップが既に行われたリード線付き電子部品Ｅと対向させるように、且つ治具８０のガイド孔８８の内壁の底面側端部を配線基板９０に穿設された次のスルーホール９８に宛がうようにして、配線基板９０に治具８０を載置する第３のステップを再び行い、且つ、保持装置６０を再び回転させて複数のリード線付き電子部品Ｅのうちの次のリード線付き電子部品Ｅを配線基板９０に対向させたうえで、次のリード線付き電子部品Ｅのリード線を案内してスルーホール９８に挿入する第４のステップを再び行う。このように、保持装置６０により複数のリード線付き電子部品Ｅを保持したうえで、第３のステップを再び行い、且つ前記第４のステップを再び行うことを繰り返すことで、リード線付き電子部品Ｅのリード線を案内してスルーホール９８に挿入する作業を繰り返し行うことができる。

具体的には、まず、１つ目のリード線付き電子部品Ｅをスルーホール９８に挿入したあと（すなわち、図７（ｃ）に示す状態にしたあと）、当該リード線付き電子部品Ｅを保持部６８から解放する。次に、当該保持部６８を配線基板９０から離間させたうえで、保持装置６０を再び回転させ、次のリード線付き電子部品Ｅを配線基板９０に対向した状態にする。なお、このときの保持装置６０の回転動作により、検出手段１００によってリード線の異常の有無の検出が行われてもよい。さらに、当該回転に連動させて、保持装置６０及びそれに保持された７つのリード線付き電子部品Ｅ、並びに第２のエンドエフェクタ１８ｂ及びそれに保持された冶具８０を図７（ｃ）中右側に移動させる。そして、治具８０の一方側の側面を上記１つ目のリード線付き電子部品Ｅと対向させるように、且つガイド孔８８の内壁の底面側端部を図７（ｃ）に示すリード線付き電子部品Ｅの右側に隣接して穿設されているスルーホール９８に宛がうようにして配線基板９０に治具８０を載置する。このようにして再び第３のステップが行われる。この後の手順については上記１つ目のリード線付き電子部品Ｅをスルーホール９８に挿入する場合と同様であるため、その説明は繰り返さない。

上記手順を繰り返すことにより、ロボット１１を用いて、リード線付き電子部品Ｅのリード線を案内してスルーホール９８に挿入する作業を繰り返し行うことができる。

また、上記したリード線の挿入方法の実施に用いられ、リード線付き電子部品Ｅを保持するための保持装置６０は、８本の保持機構６４の先端部それぞれにリード線付き電子部品Ｅを保持するための保持部６８を有し、リード線付き電子部品Ｅを保持する第２のステップにおいて、回転しつつ、複数のリード線付き電子部品Ｅを保持したうえで、前記第２のエンドエフェクタによって前記第３のステップを行われたあと、配線基板９０に対向して保持されるリード線付き電子部品Ｅに対して第４のステップを行い、第４のステップを行ったあとで、再び回転して複数のリード線付き電子部品Ｅのうちの次のリード線付き電子部品Ｅを配線基板９０に対向させ、第３のステップ及び第４のステップを再び行い、これを繰り返すことで、リード線付き電子部品Ｅのリード線を案内してスルーホール９８に挿入する作業を繰り返し行う。

（効果）
本実施形態に係るリード線の挿入方法は、治具８０に穿設されたガイド孔８８が治具８０の一方側の側面において開放されて穿設されているため、当該一方側の側面に隣接して他の電子部品Ｅ´が実装されている場合であっても、他の電子部品Ｅ´に妨げられることなく、配線基板９０に治具８０を載置する第３のステップを行うことができる。したがって、本発明に係るリード線の挿入方法は、配線基板９０に密集した状態で複数の電子部品Ｅ（及び他の電子部品Ｅ´）が実装されるような場合であっても、リード線付き電子部品Ｅのリード線をスルーホール９８に円滑に挿入することができる。

また、本実施形態に係るリード線の挿入方法は、第１のステップにおいて、リード線付き電子部品Ｅ及び治具８０に対して作業を行うロボット１１をさらに準備し、当該ロボット１１を用いて、第２乃至第４のステップが行われる。このようにすることで、人手を要することなく効率的に、本実施形態に係るリード線の挿入方法を実施することができる。

さらに、本実施形態では、第１のエンドエフェクタ１８ａの保持装置６０によって、リード線付き電子部品Ｅのリード線を案内してスルーホール９８に挿入する作業を短い時間で繰り返し行うことができる。その結果、人手を要することなく一層効率的に、本発明に係るリード線の挿入方法を実施することができる。

そして、本実施形態では、検出手段１００を用いて、リード線に異常があった場合にそれを検出することができる。したがって、例えば、曲りや欠損等のリード線の異常が検出されたリード線付き電子部品Ｅの実装を取り止めたり、或いはその曲りや欠損に応じてリード線の先端部を当接させる箇所（ガイド孔の内壁の一部）をずらすことで、異常が生じているリード線をスルーホールに挿入可能にしたりすることができる。

また、本実施形態では、保持部６８及びそれに保持されたリード線付き電子部品Ｅが回転するとき、保持部６８に保持されたリード線付き電子部品Ｅのリード線に光線Ｒ_１、Ｒ_２を照射する投光器１１０ａ、１１０ｂと、投光器１１０ａ、１１０ｂから照射された光線Ｒ_１、Ｒ_２を受光する受光器１１２ａ、１１２ｂと、を有する。この構成によれば、リード線付き電子部品Ｅのリード線を案内してスルーホール９８に挿入する作業を短い時間で繰り返し行うことができ、それと同時に、リード線付き電子部品Ｅそれぞれのリード線に異常があるか否かを検出することができる。

本実施形態に係るリード線の挿入方法の実施に用いられる保持装置６０は、回転しつつ、複数のリード線付き電子部品Ｅを保持したうえで、再び回転する等して第３のステップ及び第４のステップを繰り返し行うことで、リード線付き電子部品Ｅを案内してスルーホール９８に挿入する作業を短い時間で繰り返し行うことができる。その結果、人手を要することなく一層効率的に、本発明に係るリード線の挿入方法の実施に用いる保持装置６０を提供することができる。

（変形例）
上記実施形態では、リード線付き電子部品Ｅを保持する第２のステップを行ったあとで、配線基板９０に治具８０を載置する第３のステップを行う場合について説明したが、これに限定されない、すなわち、配線基板９０に治具８０を載置したあとで、リード線付き電子部品Ｅを保持するようにしてもよいし（すなわち、第３のステップを行ったあとで、第２のステップを行ってもよいし）、これらを同時に行うようにしてもよい。

上記実施形態では、図２において、保持装置６０に保持される複数のリード線付き電子部品Ｅそれぞれが互いに同じ寸法及び構造である場合を図示したが、これに限定されない。すなわち、複数のリード線付き電子部品Ｅをそれぞれは、互いに異なる寸法であってもよいし、互いに異なる構造であってもよい。

上記実施形態では、第１のエンドエフェクタ１８ａが保持装置６０を含み、当該保持装置が有する複数の保持部６８により複数のリード線付き電子部品Ｅを一度に保持して繰り返し作業を行う場合について説明したが、これに限定されない。例えば、第１のエンドエフェクタ１８ａは、１つの保持部６８のみ含んでもよいし、平坦な面から突出するように設けられた複数の保持部６８を含んでもよい。これにより、第１のエンドエフェクタ１８ａの構造を簡単にすることができる。

上記実施形態では、第１のステップにおいて、リード線付き電子部品Ｅ及び治具８０に対して作業を行うロボット１１をさらに準備し、当該ロボット１１を用いて、第２乃至第４のステップが行われる場合について説明したが、これに限定されない。すなわち、第１のステップにおいてロボット１１を準備せずに、第２乃至第４のステップを人の手で行うようにしてもよい。これにより、ロボット１１を購入等して準備する必要がなくなるため、本実施形態に係るリード線の挿入方法を導入する際にコストダウンを図ることができる。

上記実施形態では、検出手段１００は、保持装置６０の回転動作により、リード線の異常の有無の検出を行うものであったが、この場合に限定されない。すなわち、検出手段１００は、保持装置６０とは別の場所に設けられてもよい。このとき、第１のロボットアーム１３ａにより保持装置６０を検出手段１００が設けられた場所まで移動し、リード線の異常の有無の検出が行われてもよい。

上記実施形態では、検出手段１００は、軸方向の寸法が互いに異なる２本のリード線Ｌ_１、Ｌ_２の曲がりや欠損等の異常の有無を検出する場合について説明したが、これに限定されない。すなわち、検出手段１００は、軸方向の寸法が互いに異なる４本のリード線Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_３、Ｌ_４の曲りや欠損等の異常の有無を検出するものであってもよいし、その他のリード線の曲りや欠損等の異常の有無を検出するものであってもよい。

ここで、図８及び図９を参照して、検出手段１００が、軸方向の寸法が互いに異なる４本のリード線Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_３、Ｌ_４の曲りや欠損等の異常の有無を検出する場合の好ましい一例について説明する。図８は、本発明の変形例に係るリード線の挿入方法の実施に用いる検出手段によってリード線の異常の有無を検出する場合を説明するための側面図である。図９は、前記検出手段によってリード線の異常の有無を検出する場合を説明するための底面図であり、（ａ）が第１の光線が第１のリード線に照射されたとき、（ｂ）が第２の光線が第２のリード線に照射されたとき、（ｃ）が第３の光線が第３のリード線に照射されたとき、（ｄ）が第４の光線が第４のリード線に照射されたときの図である。

当該検出手段１００は、軸方向の寸法が互いに異なる４本のリード線Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_３、Ｌ_４の曲がりや欠損等の異常の有無を検出するものである。検出手段１００は、例えば、上記実施形態で説明した保持装置６０が回転するとき、保持装置６０に保持されたリード線付き電子部品Ｅのリード線に光線Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４を照射する投光器１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄと、投光器１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄから照射された光線Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４を受光する受光器１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄと、を有する。具体的には、検出手段１００は、正常状態にあるリード線Ｌ_１の先端部に第１の光線Ｒ_１を照射する第１の投光器１１０ａと、第１の投光器１１０ａから照射された第１の光線Ｒ_１を受光する第１の受光器１１２ａと、正常状態にあるリード線Ｌ_２の先端部に第２の光線Ｒ_２を照射する第２の投光器１１０ｂと、第２の投光器１１０ｂから照射された第２の光線Ｒ_２を受光する第２の受光器１１２ｂと、正常状態にあるリード線Ｌ_３の先端部に第３の光線Ｒ_３を照射する第３の投光器１１０ｃと、第３の投光器１１０ｃから照射された第３の光線Ｒ_３を受光する第３の受光器１１２ｃと、正常状態にあるリード線Ｌ_４の先端部に第４の光線Ｒ_４を照射する第４の投光器１１０ｄと、第４の投光器１１０ｄから照射された第４の光線Ｒ_４を受光する第４の受光器１１２ｄと、を有する。

好ましくは、図９に示すように、検出手段１００を通過するリード線付き電子部品Ｅを底面視したとき、リード線Ｌ_１の根元部とリード線Ｌ_２の根元部とを結ぶ直線は、第１の光線Ｒ_１、第２の光線Ｒ_２、第３の光線Ｒ_３、及び第４の光線Ｒ_４と平行にならない。より好ましくは、リード線付き電子部品Ｅを底面視したとき、リード線Ｌ_１の根元部とリード線Ｌ_２の根元部とを結ぶ直線は、第１の光線Ｒ_１、第２の光線Ｒ_２、第３の光線Ｒ_３、及び第４の光線Ｒ_４に対して約４５°程度傾斜している。これにより、リード線Ｌ_１とリード線Ｌ_２が第１の光線Ｒ_１を遮るタイミングが同じになることがなく、同様に、第２の光線Ｒ_２、第３の光線Ｒ_３及び第４の光線Ｒ_４を遮るタイミングが同じになることもない。その結果、リード線の異常を検出する精度を向上させることができる。なお、リード線Ｌ_３の根元部とリード線Ｌ_４の根元部とを結ぶ直線についても同様であるため、ここではその説明を繰り返さない。

なお、検出手段１００による検出結果は、推論・判断などの知的な機能を人工的に実現するための自己学習機能を有するコンピュータシステム（いわゆる「人工知能（ＡＩ）」）に蓄積するようにしてもよい。そして、当該コンピュータシステムは、蓄積した検出結果（例えば、リード線が正常な状態からどの程度曲がったり欠損したりしているか等）に基づいて、リード線の異常（曲りや欠損等）に応じて、リード線の先端部を当接させる箇所（ガイド孔の内壁の一部）をずらすようにロボット１１を制御することで、異常が生じているリード線を自動的にスルーホールに挿入できるようにしてもよい。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。したがって、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

１１ロボット
１２ベース
１３ａ、１３ｂ一対のロボットアーム
１４制御装置
１５ａ、１５ｂ一対のリンク
１６基軸
１７リスト部
１８ａ第１のエンドエフェクタ
１８ｂ第２のエンドエフェクタ
１９メカニカルインターフェース
６０保持装置
６２円板部材
６４保持機構
６６径方向延在部
６８保持部
７０接続部
８０治具
８２取付け部
８４載置部
８８ガイド孔
９０配線基板
９８スルーホール
１００検出手段
１１０投光器
１１２受光器

Claims

リード線付き電子部品のリード線を配線基板に穿設されたスルーホールに挿入するためのリード線の挿入方法であって、
前記リード線付き電子部品と、前記リード線付き電子部品が実装される箇所に隣接して他の電子部品が実装されるように構成された前記配線基板と、前記リード線を前記スルーホールに案内するためのガイド孔を含む治具と、前記リード線付き電子部品及び前記治具に対して作業を行うロボットと、を準備する第１のステップと、
前記ロボットによって、前記リード線付き電子部品を保持する第２のステップと、
前記治具の一方側の側面を前記他の電子部品と対向させるように、且つ前記治具のガイド孔の内壁の底面側端部を前記配線基板に穿設されたスルーホールに宛がうようにして、前記配線基板に前記治具を載置する第３のステップと、
前記ロボットによって、前記ガイド孔の内壁に前記リード線の先端部を当接させ、前記配線基板の側へと摺動させることにより、前記リード線付き電子部品のリード線を案内して前記スルーホールに挿入する第４のステップと、を備え、
前記ガイド孔は、天面から底面に向かうに連れて横断面積が小さくなるように、且つ前記治具の一方側の側面において開放されて穿設されており、
前記ロボットは、
第１のロボットアームと、
前記第１のロボットアームに取り付けられ、前記リード線付き電子部品を保持して作業を行うことにより、前記第２のステップ及び前記第４のステップを行う第１のエンドエフェクタと、
第２のロボットアームと、
前記第２のロボットアームに取り付けられ、前記治具を保持して作業を行うことにより、前記第３のステップを行う第２のエンドエフェクタと、を含み、
前記第１のエンドエフェクタは、その基部に回転可能に設けられ、且つ前記リード線付き電子部品を保持するための保持装置を含み、
前記保持装置は、それぞれが前記リード線付き電子部品を１つ保持し且つ周方向において互いに間隔を空けて放射状に設けられる複数の保持部を有し、
前記第１のステップにおいて、前記リード線付き電子部品を複数個準備し、
前記第２のステップにおいて、前記保持装置を回転させつつ、前記複数の保持部それぞれに前記リード線付き電子部品を保持させることで、前記リード線付き電子部品を複数個保持し、
前記第４のステップにおいて、前記配線基板に対向して保持されているリード線付き電子部品のリード線を案内して前記スルーホールに挿入し、
前記第４のステップを行ったあとで、
前記治具の一方側の側面を他の電子部品又は前記第４のステップが既に行われたリード線付き電子部品と対向させるように、且つ前記治具のガイド孔の内壁の底面側端部を前記配線基板に穿設された次のスルーホールに宛がうようにして、前記配線基板に前記治具を載置する第３のステップを再び行い、且つ、
前記保持装置を再び回転させて前記複数のリード線付き電子部品のうちの次のリード線付き電子部品を前記配線基板に対向させたうえで、前記次のリード線付き電子部品のリード線を案内して前記スルーホールに挿入する第４のステップを再び行い、
前記第３のステップを再び行い、且つ前記第４のステップを再び行うことを繰り返すことで、前記リード線付き電子部品のリード線を案内してスルーホールに挿入する作業を繰り返し行う、リード線の挿入方法。
前記保持装置は、前記リード線付き電子部品それぞれのリード線に異常があるか否かを検出するための検出手段をさらに含む、請求項１に記載のリード線の挿入方法。
前記検出手段は、
前記第１のエンドエフェクタの基部に設けられ、且つ前記保持部及びそれに保持されているリード線付き電子部品が回転するとき、前記リード線付き電子部品のリード線に光線を照射する投光器と、
前記保持部及びそれに保持されているリード線付き電子部品を介して前記投光器と対向するように前記第１のエンドエフェクタの基部に設けられ、且つ前記投光器から照射された光線を受光する受光器と、
を有する、請求項２に記載のリード線の挿入方法。