JPH07193399A - 配線基板の湾曲防止クランプ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動部品搭載機において、各種のサイズの大
型の配線基板４に発生する湾曲を防止して確実にクラン
プする。 【構成】 自動部品搭載機の底面11b に、ＸＹ方向に移
動可能としてそれぞれ配設され、配線基板４の中央部分
をエア吸着する吸着機構６と、配線基板４の前後のエッ
ジの各中間部分をそれぞれ押圧する、２組の押圧機構７
Ａ，７Ｂとにより構成される。 【効果】 目的が達成されて、配線基板４に対する電子
部品の搭載が正確になされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動部品搭載機にお
いて、配線基板に生ずる湾曲を防止してクランプする機
構に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の電子機構または装置においては、
電子部品を搭載した配線基板が使用されており、配線基
板の枚数や、搭載される電子部品の個数が多数となる
と、手作業では効率が悪いので、ロボット方式の自動部
品搭載機が用いられている。図３は自動部品搭載機の一
例の外観図を示す。自動部品搭載機１は、筐体11と、そ
の上面にＸ方向に配設された２条の搬送レール12a,12b
、両搬送レールの間に配設され、Ｚ方向に昇降する適
当な間隔で植設された複数の突起14を有する可動板13、
搬送基板４をＹ方向に押圧するクランプ機構15、および
ロボットハンド２よりなる。配線基板４のサイズは各種
があるので、両搬送レール12a,12b の間隔は、搬送され
る配線基板４のＹ方向の幅Ｗ_Y に合わせて調整される。
各搬送レール12a,12b は筐体11の前方と後方に延長され
ており、配線基板４は、例えば左側より搬送されて可動
板13の位置で停止する。停止した配線基板４はその１辺
がクランプ機構15によりＹ方向に押圧されてクランプさ
れ、また、可動板13の上昇により、複数の突起14が配線
基板４の下面を支える。これに対して電子部品３を吸着
したロボットハンド２はＸまたはＹ方向に移動して所定
の位置に停止し、電子部品３が搭載される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記したように配線基
板４のサイズは各種があり、例えば、長さＷ_X と幅ｗ_Y
が５００ｍｍ×４００ｍｍに及ぶ大型のものがある。こ
のような大型の配線基板４はクランプ機構15により押圧
されると湾曲し易い。図４は、大型の配線基板４がクラ
ンプ機構15に押圧されて湾曲した状態を例示するもの
で、配線基板４の下面は、可動板13の複数の突起14によ
り押さえられて下側には湾曲しない。しかし、上側には
押さえるものが無いため図示のように上方に湾曲してい
る。この湾曲により搭載位置にズレが生じ、位置決めが
不正確となって電子部品３が正しい位置に搭載されない
不都合が生ずる。上記の湾曲を防止するには、配線基板
４の中央部分と前後のエッジの中間部分を確実にクラン
プすることが有効である。ただし中央部分のクランプは
エア吸着方法が適切であり、また、配線基板４はサイズ
が各種あり、これが変わると中央部分とエッジの中間部
分も変わるので、この点を考慮することが必要である。
この発明は上記に鑑みてなされたもので、各種のサイズ
の大型の配線基板４に発生する湾曲を防止し、確実にク
ランプする機構を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は配線基板の湾
曲防止クランプ機構であって、前記の自動部品搭載機の
筐体の底面に、ＸＹ方向に移動可能としてそれぞれ配設
され、配線基板の中央部分に対応する位置に設定されて
エアシリンダにより上昇し、中央部分の底面をエア吸着
する吸着円板を有する吸着機構と、配線基板の前後のエ
ッジの各中間部分に対応する位置にそれぞれ設定され、
エアシリンダにより上昇して各中間部分の底面をそれぞ
れ上方に押圧する平面押圧板、および、エアシリンダに
より回転して各中間部分の上面と端面をそれぞれ押圧す
る爪付き押圧板を有する２組の押圧機構、とにより構成
される。自動部品搭載機の筐体の底面に、Ｘ方向をなす
ガイドロッドに移動可能として嵌挿された、中間および
前後の３個の移動子よりなるガイド機構を配設する。吸
着機構は、中間の移動子に回転可能に軸支された支持部
材、および支持部材に昇降可能に支持された上記の吸着
円板よりなる。また２組の押圧機構は、支持板に適当な
間隔で固定され、前後の各移動子にそれぞれ軸支された
支持ブロック、および押圧板と爪付き押圧板とに共通な
２個の支持ブロックよりなり、１８０°回転可能なＹ方
向位置設定部を有する。この２個の支持ブロックの各々
について、Ｙ方向の設定位置を選択し、選択された支持
ブロックに対して支持部材を固定し、固定された支持部
材に対して、押圧板および爪付き押圧板を配設したもの
である。

【０００５】

【作用】上記の湾曲防止クランプ機構においては、自動
部品搭載機の筐体の底面に対して吸着機構と２組の押圧
機構が、Ｘ方向とＹ方向に移動可能としてそれぞれ配設
される。吸着機構は、配線基板の中央部分に対応する位
置に設定され、エアシリンダにより上昇した吸着円板に
より、中央部分の底面がエア吸着される。２組の押圧機
構は、配線基板の前後のエッジの各中間部分に対応する
位置にそれぞれ設定され、各平面押圧板はエアシリンダ
により上昇して各中間部分の底面をそれぞれ上方に押圧
する。また、各爪付き押圧板はエアシリンダにより回転
して各中間部分の上面と端面をそれぞれ押圧する。以上
により配線基板は、前後のエッジの各中間部分の底面、
上面および端面の３面が押圧されて、バランスが良く確
実にクランプされ、さらに中央部分の底面のエア吸着に
より湾曲の発生が防止され、所定の位置に対して電子部
品を正確に搭載することができる。筐体の底面に配設さ
れたガイド機構においては、ガイドロッドに嵌挿された
中間および前後の３個の移動子は、それぞれＸ方向に任
意に移動可能とされ、また中間の移動子に軸支された支
持部材は偏心軸の回りに回転可能とされる。従って支持
部材に支持された吸着円板はＸＹ方向に任意に設定する
ことができ、これにより吸着機構は、幅の異なる各配線
基板に対して、それぞれの中央部分に対応する位置に設
定される。次に２組の押圧機構の有する各Ｙ方向位置設
定部は、前後の各移動子に軸支された支持ブロックによ
り支持が機能する範囲内で、それぞれ１８０°回転可能
とされ、平面押圧板および爪付き押圧板に対する共通な
２個の支持ブロックは、Ｙ方向の設定位置のいずれかが
選択されて支持部材が固定される。従ってこの支持部材
に配設された平面押圧板および爪付き押圧板は、Ｘ方向
には連続的に、Ｙ方向には段階的に（後述）移動するこ
とができる。これにより２組の押圧機構は、長さの異な
る各配線基板に対して、それぞれの前後のエッジの各中
間部分に対応する位置に設定される。以上の各設定によ
り、各種のサイズの配線基板はいずれも、前記したよう
に湾曲することなく確実にクランプされる。

【０００６】

【実施例】図１および図２はこの発明の一実施例を示
し、図１は湾曲防止クランプ機構１０の組み立て図、図
２は湾曲防止クランプ機構１０の動作説明図である。

【０００７】図１に示す湾曲防止クランプ機構１０は、
自動部品搭載機１の筐体11の底面11b に配設されたガイ
ド機構５と、その中心付近に設けた吸着機構６、および
その両端付近に設けた２組の押圧機構７Ａ，７Ｂとによ
り構成される。

【０００８】ガイド機構５は、筐体11の底面11b に対し
てＸ方向に固定され、配線基板４の長さＷ_X よりやや長
いベース51と、これに両端が支持されたガイドロッド52
（ネジ溝を有していてもよい）およびスライドレール53
を有し、ガイドロッド52には中間移動子54a 、前側移動
子54b および後側移動子54c が、それぞれ移動可能に嵌
挿されて構成される。各移動子54は、上面に嵌入軸541
を、また側面に固定ネジ542 をそれぞれ有し、Ｘ方向の
任意の位置に移動し、停止した位置に固定される。

【０００９】吸着機構６は、支持部材61と、これに対し
て配設された、嵌入孔621 と固定ねじ622 を有する回転
ブロック62と、エアシリンダ63、およびエアシリンダ63
によりともに昇降する吸着円板64と補助円板65よりな
る。回転ブロック62は、その嵌入孔621 に中間移動子54
の嵌入軸541 を嵌入してθ回転可能とされる。このθ回
転と中間移動子54のＸ方向の移動とにより、吸着機構６
は配線基板４の中央部分に対応する位置に設定される。
さらに、吸着機構６には，吸着孔641 を有する吸着棒65
1 が補助円板65に同一円周上で等間隔に複数植設され
（図では８個）、また、吸着円板64には、吸着棒651 が
貫通して上下動が可能なように吸着棒651 の対応する部
分に吸着棒貫通孔64a が設けられている。シリンダ63に
より吸着円板64、補助円板65及び支持部材65a がともに
上昇する。さらに、円筒の支持部材65a に内部に配置さ
れたシリンダ（図示せず）により、吸着棒651 を植設し
た補助円板65を上昇させると吸着棒651 が吸着円板64の
上面よりも高く上昇して突出して突出した先端側の吸着
孔641 が配線基板４の下面を吸着する。この状態から吸
着棒651 をそのまま降下させると配線基板４の下面は吸
着円板64の上面まで降下して引かれ、円板64の上面に引
圧される。

【００１０】次に各押圧機構７Ａ，７Ｂは同一のもの
で、Ｙ方向に対する位置設定部71と押圧部72よりなる。
各位置設定部71は、Ｙ方向をなす支持板711 に対して適
当な間隔で固定され、それぞれ嵌入孔713 と固定ねじ71
4 を有する３個の支持ブロック712a,712b,712cよりな
る。支持ブロック712a（712b又は712cでもよい）の嵌入
孔713 には、ガイド機構５の前後の各移動子54b,54c の
嵌入軸541 が嵌入され、各位置設定部71は嵌入軸541 を
中心として、機能を有する範囲でそれぞれ１８０°回転
可能である。

【００１１】押圧機構７Ａ，７Ｂには、図示の形状で底
面に嵌入軸722 を有する支持部材721 が設けられてい
る。支持部材721 に平行開閉エアーチャック723 が配置
され、このエアーチャック723 の開閉動作により昇降動
作する平面押圧板724 及び爪付押圧板726 よりなる。ま
た、爪付押圧板726 は、支持部材727 に配置されたエア
ーシリンダ725 によりθ回転が可能である。この押圧機
構の動作としては、まず、エアーシリンダ725 により爪
付押圧板726 をθ回転させ、その後、エアーチャック72
3 が閉動作を行うことにより、平面押圧板724 は、上昇
し、同時に爪付押圧板726 は降下し、配線基板４の下
面、上面をそれぞれ押圧する。

【００１２】そこで、配線基板４の幅Ｗ_Y に応じて２個
の支持ブロック712b,712c のいずれを選択し、選択され
た支持ブロックの嵌入孔713 に対して、支持部材721 の
嵌入軸722 が嵌入される。押圧部72は、支持ブロック71
2b,712c の選択と、位置設定部71の１８０°回転とによ
り、Ｙ方向に対して段階的（この場合は４段階）に移動
でき、また、Ｘ方向には各移動子54b,54c により連続的
に移動できる。以上により各押圧機構７Ａ，７Ｂは、配
線基板４の前後のエッジの各中間部分に対応する位置に
設定される。

【００１３】図２により湾曲防止クランプ機構１０の動
作を説明すると、まず、自動部品搭載機１の２条の搬送
レール12a,12b は、その間隔が配線基板４の幅Ｗ_Y に合
わせて調整され、搬送された配線基板４は所定の位置に
停止する。これに対して、吸着機構６と各押圧機構７
Ａ，７ＢをＸＹ方向に適当に移動し、配線基板４の中央
部分に対して吸着円板64を、前後のエッジの各中間部分
に対して各押圧部72を、それぞれ設定する。ここでエア
シリンダ63の動作により、吸着円板64を上昇して配線基
板４の中央部をエア吸着する。ついで各エアシリンダ72
3,725 を動作すると、各平面押圧板724 が上昇して各中
間部分の底面を押圧し、同時に、各爪付き押圧板726 が
回転して上面と端面とを押圧する。これらの３面の押圧
と、中央部分のエア吸着とにより、配線基板４は湾曲を
生ずることなく確実にクランプされる。

【００１４】以上によりクランプされた配線基板４に対
して、ロボットハンド２により各電子部品３が所定の位
置に搭載され、これが終了するとエア吸着と各押圧動作
を停止して、吸着円板64と各押圧板724,726 はそれぞれ
下方に待避し、配線基板４は搭載機１の外に搬送され、
次の配線基板４に待機する。なお、サイズが小さい配線
基板４は、ほとんど湾曲しないので、この場合は、回転
ブロック621 と支持ブロック712aとを嵌入軸541 より抜
き取り、吸着機構６と各押圧機構７Ａ，７Ｂを取り外し
て部品搭載作業がなされる。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明による湾
曲防止クランプ機構は自動部品搭載機に装着され、大型
な各種のサイズの配線基板は、その中央部の底面がエア
吸着されて湾曲の発生が防止されるとともに、その前後
のエッジの各中間部分の上面、端面および底面の３面が
押圧されて確実にクランプされるもので、配線基板に対
する電子部品の搭載が正確になされる効果には大きいも
のがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例における、湾曲防止クラ
ンプ機構１０の組み立て図である。

【図２】 湾曲防止クランプ機構１０の動作説明図であ
る。

【図３】 自動部品搭載機の一例の外観図である。

【図４】 配線基板４に生じた湾曲の説明図である。

【符号の説明】

１…自動部品搭載機、11…筐体、11a …筐体の上面、11
b …筐体の底面、12a,12b …搬送レール、13…可動板、
14…突起、15…クランプ機構、２…ロボットハンド、３
…電子部品、４…配線基板、５…ガイド機構、54…ベー
ス、52…ガイドロッド、53…スライドレール、54a …中
間の移動子、54b,54c …前後の移動子、541 …嵌入軸、
542 …固定ねじ、６…吸着機構、61…支持部材、62…回
転ブロック、621 …嵌入孔、622 …固定ねじ、63…エア
シリンダ、64…吸着円板、641 …吸着孔、65…補助円
板、66…エアパイプ、７Ａ，７Ｂ…押圧機構、71…位置
設定部、711 …支持板、712a,712b,712c…支持ブロッ
ク、713 …嵌入孔、714 …固定ねじ、72…押圧部、721
…支持部材、722 …嵌入軸、723,725 …エアシリンダ、
724 …平面押圧板、726 …爪付き押圧板、１０…この発
明の湾曲防止クランプ機構。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 立方形の筐体の上面にＸ方向に配設さ
   れ、各種のサイズの配線基板の幅に調整可能な２条の搬
   送レールを具備し、該搬送レールにより搬送されて停止
   した前記配線基板に対して、ロボットハンドにより電子
   部品を搭載する自動部品搭載機において、前記筐体の底
   面にＸＹ方向に移動可能としてそれぞれ配設され、前記
   配線基板の中央部分に対応する位置に設定され、エアシ
   リンダにより上昇して該中央部分の底面をエア吸着する
   吸着円板を有する吸着機構と、前記配線基板の前後のエ
   ッジの各中間部分に対応する位置にそれぞれ設定され、
   エアシリンダにより上昇して該各中間部分の底面をそれ
   ぞれ上方に押圧する平面押圧板、および、エアシリンダ
   により回転し、該各中間部分の上面と端面とをそれぞれ
   押圧する爪付き押圧板を有する２組の押圧機構、とによ
   り構成されたことを特徴とする、配線基板の湾曲防止ク
   ランプ機構。
2. 【請求項２】前記筐体の底面に、Ｘ方向をなすガイドロ
   ッドに移動可能として嵌挿され、中間および前後の３個
   の移動子よりなるガイド機構を配設し、前記吸着機構
   は、該中間の移動子に回転可能に軸支された支持部材、
   および該支持部材に昇降可能に支持された前記吸着円板
   よりなり、前記２組の押圧機構は、支持板に対して適当
   な間隔で固定され、前記前後の各移動子にそれぞれ軸支
   された支持ブロック、および前記押圧板と爪付き押圧板
   とに対する共通な２個の支持ブロックよりなり、１８０
   °回転可能なＹ方向位置設定部を有し、該２個の支持ブ
   ロックのいずかを選択し、該選択された支持ブロックに
   対して支持部材を固定し、該固定された支持部材に対し
   て、前記平面押圧板および爪付き押圧板を配設したこと
   を特徴とする、請求項１記載の配線基板の湾曲防止クラ
   ンプ機構。