JP2015179646A - ピン挿入装置及びピン挿入不良判定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板3に固定された中空の筒体1にピン2を圧入するピン挿入装置であって、ピン2を保持して筒体1に挿入するピン挿入ヘッド14と、ピン挿入ヘッド14に装着され、ピン挿入ヘッド14が筒体1へピン2を挿入する過程での振動エネルギーを検出する振動センサ25と、振動センサ25で検出した振動エネルギー検出値と判定閾値とに基づいて筒体1に対するピン2の挿入不良を判定する挿入不良判定部40とを備える。
【選択図】図7
Description
上記の本発明に係るピン挿入装置の一態様において、前記挿入不良判定部は、前記振動センサで検出した振動エネルギー検出値が入力され、当該振動エネルギー検出値の二乗平均平方根を算出し、算出した二乗平均平方根のピーク値が前記判定閾値を超えたときに挿入不良であると判定することにしてもよい。
上記の本発明に係るピン挿入装置の一態様において、前記挿入不良判定部は、挿入不良と判定した筒体の識別情報と前記二乗平均平方根の最大値とを記憶する不良情報記憶部を備えていることにしてもよい。
前記振動エネルギーの検出は、アコースティックエミッションセンサで行うことが望ましい。
先ず、本発明を適用し得る導電性を有する接続筒体1及びこの接続筒体1に圧入される導電性を有する接続ピン2について説明する。
接続筒体1は、例えば銅で形成されている。この接続筒体1は、図2に示すように、中空の円筒部1aとこの円筒部1aの両端部に形成された半径方向に延長するフランジ部1b及び1cとで構成されている。フランジ部1b及び1cには外周側に半田を内外に流動させる切欠部1dが形成されている。そして、接続筒体1は、図1(a)及び図1(b)に示すように、絶縁回路基板3に形成された配線回路4上に、一方のフランジ部1cが円筒部1aを絶縁回路基板3の上面に対して垂直とするように半田5を使用した半田付けによって固定されている。
そして、図3に示すピン挿入装置11によって、接続ピン2は、絶縁回路基板3に固定された接続筒体1に上方から挿入されて、接続筒体1の円筒部1a内に嵌合される。
基台12上のXYテーブル13より奥側に支持部15が配置されている。 支持部15には、絶縁回路基板3に対向して配置されたピン挿入ヘッド14を、上下方向に移動可能に支持する上下方向移動機構16が配置されている。支持部15の背面側は、線状体18を巻装したリール17が回転可能に支持されており、線状体18は、支持部15の前面側に配置されたガイド部材19を介してピン挿入ヘッド14に供給される。
絶縁回路基板 ピン挿入ヘッド14は、線状体18を保持するクランプ部20と進退機構20cを有する。クランプ部20は、分割された一対のクランプ半体20a及び20bを有する。一方のクランプ半体20aがピン挿入ヘッド14に固定され、他方のクランプ半体20bが進退機構20cによって移動可能に支持されている。
進退機構20cには、クランプ半体20bを移動させることで、線状体18(接続ピン2)をクランプ半体20aとクランプ半体20bで把持するクランプ状態と、線状体18(接続ピン2)の把持を開放する開放状態とがある。
クランプ部20のクランプ半体20aには、アコースティックエミッションセンサ(以下、単にAEセンサと称す)25が配置されており、接続ピン2の接続筒体1への嵌合時に発生する振動エネルギーを検出する振動センサとして用いている。
ここで、AEセンサ25は、図4に示すように、アルミニウム製やステンレス製の一面を開放した箱状のシールドケース26と、このシールドケース26の開放端面を覆うアルミナ等の絶縁物で形成された受波板27と、この受波板27のシールドケース26の内面側に銀蒸着膜28を介して装着されたピエゾ(PZT)素子29を配置し、このピエゾ素子29の銀蒸着膜28とは反対側に形成された同様の銀蒸着膜30に外部出力線31が接続され、この外部出力線31がコネクタ32に接続されている。
先ず、図3に示すように、接続筒体1を半田付けした絶縁回路基板3をピン挿入装置11のXYテーブル13上に載置して固定する。ピン挿入装置11では、リール17に巻装された線状体18がガイド部材19を介してピン挿入ヘッド14に供給される。この線状体18の先端は、接続筒体1に当接しない程度に所定長さ突出するように、クランプ半体20a及び20bによって把持されている。絶縁回路基板
この状態で、ピン挿入装置11が動作を開始すると、最初に線状体18(接続ピン2)が挿入される接続筒体1の円筒部1aの中心が、クランプ部20で把持されている線状体18の先端の真下に位置決めされるように、XYテーブル13が制御される。このとき、ピン挿入ヘッド14に配置された図示しない撮像装置で接続筒体1の平面画像を撮像することにより、接続筒体1の位置決めが正確に行われる。
そして、接続ピン2の挿入が停止された絶縁回路基板3をXYテーブル13から取り外し、新たな絶縁回路基板3をXYテーブル13にセットすることにより、再度ピン挿入処理が継続される。
このように、半田付け不良状態を生じた接続筒体1を有する絶縁回路基板3については、該当する接続筒体1を取り外して、新たな導電性筒体1を手動で半田付けし、その後は、例えば手動ピン挿入機で残りの導電性筒体1に接続ピン2を圧入することにより、ピン挿入処理を終了することができる。
そして、上記実施形態では、振動センサとしてAEセンサ25を適用したので、ピン挿入不良を検出する応答性が速く、ピン挿入状態の良否判定を迅速に行うことができる。
ちなみに、接続筒体1の良否状態をX線撮影した画像と、該当する接続筒体1に接続ピン2を圧入した状態で、RMS信号のピーク値とを比較したところ、図11に示す結果が得られた。すなわち、内周面の半田の付着量が多い接続筒体1A〜1Cでは、RMS信号のピーク値が判定閾値Sthを超えており、内周面の半田の付着量が少ない接続筒体1D〜1FについてはRMS信号の最大値が判定閾値Sthより十分に小さいことが確認された。従って、RMS信号の最大値によってピン挿入状態の良否の判定を正確に行うことができる。
また、接続筒体1の筒部断面形状と接続ピン2の断面形状とは円筒形と方形とに限定されるものではなく、接続筒体1の筒部を方形筒部とし、接続ピン2の断面形状を円形としたり、接続筒体1の筒部を三角形とし、接続ピン2の断面形状を四角形としたり等、接続筒体1に接続ピン2を圧入可能に形成されていれば任意形状の組み合わせとすることができる。
また、筒体としては接続筒体に限定されるものでなく、導電性の有無にかかわらず任意の筒体を適用することができ、この筒体に導電性を有する又は導電性を有しないピンを圧入する場合に本発明を適用することができる。
さらに、上記実施形態においては、接続筒体1の内周面に半田が付着した半田不良の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、接続筒体1の内周面に突起や挿入阻止物が付着していたり、接続筒体1の円筒部が変形していたり、接続筒体1が絶縁回路基板3に傾いて固定されていたりする場合などのピン挿入不良を判断することができる。
1a…円筒部
1b,1c…フランジ部
1d…切欠部
2…接続ピン
3…絶縁回路基板
4…配線回路
5…半田
11…ピン挿入装置
12…基台
13…XYテーブル
14…ピン挿入ヘッド
15…支持部
16…上下方向移動機構
17…リール
18…線状体
19…ガイド部材
20…クランプ部
20a,20b…クランプ半体
20c…進退機構
25…アコースティックエミッション(AE)センサ
26…シールドケース
27…受波板
28,30…銀蒸着膜
29…ピエゾ素子
31…外部出力線
32…コネクタ
33…アナログ信号前処理回路
33a…AEプリアンプ
33b…バンドパスフィルタ
34…A−D変換回路
35…判定部
35a…信号処理回路
35b…ピン挿入良否判定回路
35c…不良情報記憶部
35d…表示部
36…ピン挿入制御部
37…ストロークセンサ
40…挿入不良判定部
Claims (8)
- 基板に固定された中空の筒体にピンを圧入するピン挿入装置であって、
前記ピンを保持して前記筒体に挿入するピン挿入ヘッドと、
該ピン挿入ヘッドに装着され、前記ピン挿入ヘッドが前記筒体へ前記ピンを挿入する過程での振動エネルギーを検出する振動センサと、
該振動センサで検出した振動エネルギー検出値と判定閾値とに基づいて前記筒体に対する前記ピンの挿入不良を判定する挿入不良判定部とを
備えたことを特徴とするピン挿入装置。 - 前記基板は、絶縁基板と配線回路とを備えた絶縁回路基板で構成され、
前記筒体は、筒部と、前記配線回路に接続される側の端に半径方向へ突出したフランジ部とを有する導電性筒体で構成され、
前記ピンは、導電性金属で構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のピン挿入装置。 - 前記振動センサは、ストレインセンサ、ピエゾセンサ、エコースティックエミッションセンサの何れか1つで構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のピン挿入装置。
- 前記挿入不良判定部は、前記振動センサで検出した振動エネルギー検出値が入力され、当該振動エネルギー検出値の二乗平均平方根を算出し、算出した二乗平均平方根のピーク値が前記判定閾値を超えたときに挿入不良であると判定することを特徴とする請求項1に記載のピン挿入装置。
- 前記挿入不良判定部は、挿入不良と判定した筒体の識別情報と前記二乗平均平方根の最大値とを記憶する不良情報記憶部を備えていることを特徴とする請求項4に記載のピン挿入装置。
- 前記ピン挿入ヘッドを駆動するピン挿入制御部を備え、
前記挿入不良判定部は、挿入不良と判定すると、前記ピン挿入ヘッドの下降を停止させる下降停止信号を前記ピン挿入制御部へ送信し、
前記ピン挿入制御部は、前記下降停止信号を受信すると前記ピン挿入ヘッドの下降を停止させることを特徴とする請求項4又は5に記載のピン挿入装置。 - 絶縁回路基板に固定された導電性筒体に導電性ピンを圧入する際に生じる振動エネルギーを検出する工程と、
検出した振動エネルギー検出値とあらかじめ決められた判定閾値とに基づいて前記導電性ピンの前記導電性筒体への挿入状態の良否を判定する工程と
を備えることを特徴とするピン挿入不良判定方法。 - 前記振動エネルギーの検出は、アコースティックエミッションセンサで行うことを特徴とする請求項7に記載のピン挿入不良判定方法。
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