JPH10328823A - 洗浄装置および自動ハンダ付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】単一のノズルを用いてハンダコテを十分に洗浄
できるようにすることを目的とする。 【解決手段】エアーブローノズル３１を、ステッピング
モータ２４、駆動プーリ２５および従動プーリ２７等を
備える回動機構１７によってハンダコテ１の軸線Ｐ回り
に回動させながらハンダコテ１にエアーを吹き付けて洗
浄を行うように構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハンダ付けロボッ
トによって自動的にハンダ付けを行う自動ハンダ付け装
置およびハンダコテを洗浄する洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来の自動ハンダ付け装置のハ
ンダヘッド付近を示す図である。

【０００３】ハンダコテ１００は、ハンダヘッド１０１
に保持されており、このハンダヘッド１０１の基部は、
図示しないハンダ付けロボットのロボットアームに取り
付けられており、ロボットアームの動きによってハンダ
コテ１００が所定のハンダ付け箇所に導かれるようにな
っている。

【０００４】ハンダ心線（糸ハンダ）を、ハンダコテ１
００の先端部に自動供給する供給ノズル１０２が、供給
ホルダ１０３を介して支持棒１０４に取り付けられると
ともに、この支持棒１０４には、ハンダコテ１００のコ
テ先にエアーを吹き付けて付着物を除去するエアーブロ
ーノズル１０７が取り付けられており、この支持棒１０
４は、ハンダヘッド１０１の突出した保持部１０５に保
持されている。

【０００５】かかる自動ハンダ付け装置では、ハンダヘ
ッド１０１に保持されたハンダコテ１００が所定のハン
ダ付け箇所に導かれ、供給ノズル１０２からハンダコテ
１００の先端部に所定の供給角度でハンダ心線が自動供
給されてハンダ付けされ、必要に応じて、例えばハンダ
付けに先立ってエアーブローノズル１０７からエアーを
ハンダコテ１００に吹き付けてコテ先を洗浄する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来例では、エアーブローノズル１０７は、支持棒１０
４を介してハンダコテ１００を保持するハンダヘッド１
０１と一体的な固定位置に設けられており、ハンダコテ
１００のコテ先に対しては、一定方向からのみエアーを
吹き付ける構成となっており、このため、コテ先のエア
ーが当たる面は、清浄になるけれども、エアーが十分に
当たらない面は、洗浄が不十分となって付着物が残存
し、ハンダ付け品質を劣化させるという難点がある。

【０００７】このため、複数のエアーブローノズルを、
ハンダコテの軸線を中心とした周方向に沿って配設して
複数の方向からエアーを吹き付けるようにすることも考
えられるが、構成が複雑になるばかりでなく、付着物が
周辺に飛び散ってメンテンナンスが困難になるといった
難点がある。

【０００８】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、単一のノズルを用いてハンダコテを十分に洗
浄できるようにした洗浄装置およびそれを用いた自動ハ
ンダ付け装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。

【００１０】すなわち、本発明は、ハンダコテに、洗浄
材を吹き付けて洗浄するハンダコテの洗浄装置であっ
て、前記ハンダコテに洗浄材を吹き付ける射出ノズル
と、該射出ノズルを、前記ハンダコテの軸線回りに回動
させる回動手段とを備えている。

【００１１】前記回動手段は、駆動源と、この駆動源の
回転動力を伝達する動力伝達機構と、この動力伝達機構
を介して伝達される回転動力によって前記軸線回りに回
転する回転体とを有し、前記回転体には、前記射出ノズ
ルが支持されるようにしてもよい。

【００１２】前記駆動源が、正逆転モータであり、前記
動力伝達機構が、前記正逆転モータによって回転駆動さ
れる駆動プーリと、この駆動プーリの回転に従動して前
記軸線回りに回転する従動プーリとを備える構成として
もよい。

【００１３】前記洗浄材を、エアーとしてもよい。

【００１４】本発明の自動ハンダ付け装置は、本発明の
洗浄装置を備えており、前記回動手段によって、ハンダ
コテにハンダ心線を供給するハンダ心線送り装置を、前
記射出ノズルと共に前記軸線回りに回動させるようにし
てもよい。

【００１５】本発明の洗浄装置によれば、ハンダコテ
に、洗浄材を吹き付けて洗浄する射出ノズルを、ハンダ
コテの軸線回りに回動させる回動手段を備えているの
で、単一の射出ノズルによってハンダコテの全周面を十
分に洗浄することができる。

【００１６】また、前記回動手段を、正逆転モータなど
の駆動源と、この駆動源の回転動力を伝達する駆動プー
リおよび従動プーリ等の動力伝達機構と、この動力伝達
機構を介して伝達される回転動力によって前記軸線回り
に回転する回転体とで構成し、前記回転体に、射出ノズ
ルを支持する構成しているので、ハンダコテの軸線回り
に回動させながら射出ノズルによって洗浄することがで
きる。

【００１７】また、本発明の自動ハンダ付け装置によれ
ば、単一の射出ノズルによってハンダコテの全周面を十
分に洗浄することができ、また、回動手段によって、ハ
ンダ心線送り装置を、前記射出ノズルと共に前記軸線回
りに回動させるので、ハンダコテの軸線回りの最適な位
置からハンダ心線を供給してハンダ付けを行うことがで
きる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明の実施
の形態について詳細に説明する。

【００１９】（実施の形態１）図１は、この実施の形態
の自動ハンダ付け装置を用いたシステムの構成図であ
る。

【００２０】このハンダ付けシステムは、ハンダコテ１
およびハンダコテ１にハンダ心線を供給する供給ノズル
２等が後述のように配設されたハンダ付けロボット３
と、該ロボット３の動きを制御するロボットコントロー
ラ４と、ハンダ心線の供給やハンダコテ１の温度を検出
する図示しない温度センサの出力に基づいてハンダコテ
１の温度制御などを行うハンダ付けコントローラ５と、
両コントローラ４，５を所定の手順で制御するシーケン
サ６と、ハンダ付け対象物を撮像するＣＣＤカメラ７
と、このＣＣＤカメラ７からの撮像信号を画像処理する
とともに、その画像処理情報と、前記ハンダ付け対象物
のＣＡＤ情報、すなわち、ハンダ付け対象物の設計上の
位置情報とをマッチング処理してハンダ付け位置を補正
するための補正値を演算して前記ロボットコントローラ
４に与えるコンピュータ８とを備えている。

【００２１】図２は、本発明の要部のハンダヘッド付近
の部分断面図である。

【００２２】この実施の形態の自動ハンダ付け装置は、
先端に小径の発熱部９を有するハンダコテ１と、このハ
ンダコテ１を保持するハンダヘッド１０と、このハンダ
ヘッド１０を支持するとともに、ハンダ付けロボット３
のロボットアーム１１の先端部に、連結軸１２等を介し
て連結された保持プレート１３と、ハンダコテ１の発熱
部９にハンダ心線を供給する供給ノズル２と、ハンダコ
テ１のコテ先にエアーを吹き付けて洗浄する射出ノズル
としてのエアーブローノズル３１と、前記両ノズル２，
３１を保持するホルダ１４，３８を支持棒１５を介して
保持する保持部材１６と、この保持部材１６を、ハンダ
コテ１の軸線Ｐを中心とする周方向の任意の位置に回動
させる回動機構１７とを備えており、ハンダヘッド１０
に保持されたハンダコテ１は、ロボットアーム１１の動
きによって所定のハンダ付け箇所に導かれる。

【００２３】この実施の形態では、ハンダコテ１を洗浄
する洗浄装置は、ハンダコテ１のコテ先にエアーを吹き
付けて洗浄する単一のエアーブローノズル３１と、この
エアーブローノズル３１を、ハンダコテ１の軸線Ｐを中
心とする周方向の任意の位置に回動させる回動機構１７
とを有している。

【００２４】この回動機構１７は、ロボットアーム１１
の連結部に取り付けられた支持アーム２３に支持された
正逆回転するステッピングモータ２４と、このステッピ
ングモータ２４によって回転駆動される駆動プーリ２５
と、この駆動プーリ２５との間でタイミングベルト２６
が巻掛けられて駆動プーリ２５に従動して回転する従動
プーリ２７と、この従動プーリ２７と一体に回転すると
ともに、エアーブローノズル３１および供給ノズル２を
ホルダ１４，３８等を介して保持する保持部材１６が取
り付けられた回転体２８と、この回転体２８の回転位置
を検出する回転位置検出センサ２９とを備えており、従
動プーリ２７とハンダヘッド１０が取り付けられている
連結軸１２との間には、ベアリング３０が介装されてお
り、連結軸１２は回転しないように構成されている。

【００２５】この回動機構１７では、ステッピングモー
タ２４の正方向あるいは逆方向の回転によって駆動プー
リ２５が回転駆動され、この駆動プーリ２５の回転に従
動して従動プーリ２７が回転するとともに、この従動プ
ーリ２７と一体的な回転体２８が回転して保持部材１６
と共にエアーブローノズル３１および供給ノズル２が、
図２の仮想線で示されるように、ハンダコテ１の軸線Ｐ
回りに回動するものであり、ステッピングモータ２４の
制御、すなわち、両ノズル３１，２の回動位置の制御
は、シーケンサ６によって行われる。

【００２６】この回動機構１７によって、エアーブロー
ノズル３１を、ハンダコテ１を中心とする周方向に沿っ
て回動させながらエアーをハンダコテ１のコテ先に吹き
付けることにより、コテ先の全周面に亘ってエアーを吹
き付けることが可能となり、一方向のみから吹き付ける
従来例に比べて確実にコテ先を洗浄できることになり、
これによって、ハンダ付け品質の向上を図ることができ
る。しかも、単一のエアーブローノズル３１によって洗
浄を行うので、複数のエアーブローノズルを設ける構成
に比べて、構成が簡素化されるとともに、コテ先の洗浄
を全周面に亘って均一に行える。

【００２７】このエアーブローノズル３１によるコテ先
の全周に亘る洗浄は、例えば、図３に示されるように、
コテ先から除去された付着物を収集する容器３９内に、
ハンダコテ１のコテ先を移動させて行うことにより、付
着物が容器３９に収集されることになり、周辺に飛散す
ることがなく、メンテナンスが容易となる。

【００２８】なお、この実施の形態では、エアーを吹き
付けてハンダコテを洗浄したけれども、本発明は、エア
ーに限らず、他の気体や微粒子等を吹き付けて洗浄する
ようにしてもよい。

【００２９】この実施の形態では、供給ノズル２も、図
２の仮想線で示されるように、ハンダコテ１を中心とす
る周方向の任意の位置に回動させることができるので、
ハンダ付け箇所の手前に障害物がある場合やハンダ心線
の供給角度に制約があるような場合に、それらを回避す
るように、供給ノズル２を、ハンダコテ１の軸線Ｐを中
心とする周方向の最適な位置に回動させてハンダ付けを
行うことが可能となる。

【００３０】このハンダ付けの作業プロセスの一例を説
明すると、先ず、ハンダコテ１のコテ先に、エアーブロ
ーノズル３１を回転させながらエアーを吹き付けて洗浄
した後、ハンダコテをハンダ付けを行う箇所に当てる直
前に、一次ハンダを供給してコテ先を濡らし、ハンダを
介して熱を伝えてそのままの状態で予熱した後、二次ハ
ンダを供給してハンダコテをハンダ付け箇所に当てて加
熱することにより、ハンダ付けを行うものである。

【００３１】（実施の形態２）図４は、本発明の他の実
施の形態のハンダヘッド付近の部分断面図であり、図２
に対応する部分には、同一の参照符号を付す。

【００３２】この実施の形態では、供給ノズル２の位置
を、従来例のように、作業者が、供給ホルダのネジを緩
めて手動調整することなく、ハンダコテ１の軸方向に沿
って自動調整できるように次のように構成している。

【００３３】すなわち、この実施の形態では、ハンダ付
けロボット３のロボットアーム１１の先端部に、連結軸
１２等を介して固定的に取り付けられている保持プレー
ト１３に対して、ハンダコテ１を保持するハンダヘッド
１０が、ハンダコテ１の軸方向に一定の範囲Ｗで変位可
能に取り付けられている。ハンダヘッド１０は、保持プ
レート１３と一体的な一対のガイドシャフト１９に支持
されており、これらのガイドシャフト１９が挿通するハ
ンダヘッド１０の挿通孔２０の内部には、ガイドシャフ
ト１９に外嵌されたバネ２１が収納されており、ハンダ
コテ１の先端を、ハンダ付け対象物２２に押圧すること
により、前記バネ２１の付勢力に抗してハンダヘッド１
０が、保持プレート１３の端面に当接するまでの範囲Ｗ
に亘って変位できるように構成されている。

【００３４】一方、ハンダ心線を供給する供給ノズル２
は、ハンダコテ１の軸方向に沿う一定の固定位置に保持
されている。

【００３５】したがって、ハンダコテ１の先端を、ハン
ダ付け対象物２２に押圧させる押圧量を可変することに
より、ハンダヘッド１０がガイドシャフト１９に沿って
変位する変位量を可変することができ、これによって、
例えば図５（ａ），（ｂ）に示されるように、ハンダコ
テ１の先端から供給ノズル２の先端までのハンダコテ１
の軸方向に沿う距離Ｄ、すなわち、ハンダコテ１に対す
る供給ノズル２の位置を、ハンダコテ１の軸方向に沿っ
て可変できることになる。

【００３６】そこで、この実施の形態では、ハンダ付け
ロボット３のロボットアーム１１の動きを指定するため
のロボットアーム１１の座標位置を、ロボットコントロ
ーラ４で数値として入力する際に、ハンダコテ１をハン
ダ付け対象物２２に押圧させてハンダコテ１をその軸方
向に沿って変位させる変位量が、所望の変位量、したが
って、ハンダコテ１に対する供給ノズル２の位置が所望
の供給位置になるように入力するものである。

【００３７】例えば、ハンダコテ１の先端から供給ノズ
ル２の先端までの軸方向に沿う距離を大きくしたいとき
には、ロボットアーム１１の座標位置を、ハンダ付け対
象物２２への押圧量が少なくなるように入力することに
より、ハンダ付けの対象物２２にハンダコテ１が当接す
ることによるハンダヘッド１０の変位量が少なくなり、
図５（ａ）に示されるようにハンダコテ１の先端から供
給ノズル２の先端までの距離が大きくなり、逆に、ハン
ダコテ１の先端から供給ノズル２の先端までの距離を小
さくしたいときには、ロボットアーム１１の座標位置
を、ハンダ付け対象物２２への押圧量が大きくなるよう
に入力することにより、ハンダ付けの対象物２２にハン
ダコテ１が押圧されることによるハンダヘッド１０の変
位量が大きくなり、図５（ｂ）に示されるようにハンダ
コテ１の先端から供給ノズル２の先端までの距離が小さ
くなる。

【００３８】このようにロボットアーム１１の動きを指
定する座標を数値として入力することにより、すなわ
ち、ロボットコントローラ４に対するプログラムによっ
て、ハンダコテ１に対する供給ノズル２の位置を可変設
定することができ、従来例のように、作業者が供給ホル
ダのネジを緩めて手動で供給ノズルの位置を調整すると
いった面倒な操作を必要とすることなく、ハンダ付けを
行う箇所に応じて、最適な供給位置でハンダ心線を供給
できることになる。

【００３９】すなわち、多種類の様々なハンダ付け箇所
に迅速に対応させることができ、作業者による面倒な供
給位置の手動変更操作を省略でき、ハンダ付け品質が安
定して常に円滑に効率よく自動ハンダ付けを行うことが
できる。

【００４０】その他の構成は、上述の実施の形態と同様
である。

【００４１】（実施の形態３）図６は、本発明のさらに
他の実施の形態の要部の部分断面図であり、図２に対応
する部分には、同一の参照符号を付す。

【００４２】この実施の形態では、ハンダ心線を供給す
る供給ノズル２の位置を、ハンダコテ１のコテ先の清掃
時やハンダコテの交換時に、邪魔にならない位置に自動
的に退避させる一方、清掃や交換の終了後に再び元の位
置で自動的に復帰させることができるように、次のよう
に構成している。

【００４３】すなわち、この実施の形態では、供給ノズ
ル２を、ハンダコテ１の軸線Ｐに対して傾斜させたハン
ダ心線を供給可能な供給位置と、ハンダコテ１の軸線Ｐ
に対して平行な退避位置とに亘って揺動させる揺動機構
３２を備えており、供給位置は、ハンダコテ１に対して
所定の供給角度でハンダ心線を供給することができる位
置であり、退避位置は、供給ノズル２が邪魔になること
なく、ハンダコテ１の清掃および交換作業が実施できる
位置である。

【００４４】この揺動機構３２は、供給ノズル２を揺動
可能に保持する供給ホルダ１４に設けられたピニオン３
３と、このピニオン３３に噛合するラック３４と、この
ラック３４を、供給ホルダ１４を支持する支持棒１５に
沿って進退駆動するエアーシリンダ３５とを備えてお
り、エアーシリンダ３５は、支持棒１５に固定的に取り
付けられている。

【００４５】この揺動機構３２では、エアーシリンダ３
５のピストンロッド３６を進退させることによってラッ
ク３４およびピニオン３３を介して、供給ノズル２を、
ハンダコテ１に対して傾斜した供給位置とハンダコテ１
に平行な退避位置との間で揺動させるものである。

【００４６】このように揺動機構３２によって供給ノズ
ル２を揺動させるので、ハンダコテ１の清掃時やハンダ
コテ１の交換時には、シーケンサ６によって揺動機構３
２を制御し、エアーシリンダ３５のピストンロッド３６
を進出させて供給ノズル２を退避位置に揺動させて清掃
あるいは交換を行い、その後、エアーシリンダ３５のピ
ストンロッド３６を退入させて供給ノズル２を供給位置
に復帰させるものである。

【００４７】これによって、ハンダコテ１のコテ先の清
掃時に、供給ノズル２が邪魔になることがなく、コテ先
を十分に清掃することができる。

【００４８】また、ハンダコテ１の交換を行った後に、
供給ノズル２の位置を手動で元の位置に調整するといっ
た面倒な作業を要することなく、交換前と同じ位置に復
帰させることができる。

【００４９】その他の構成は、図２の実施の形態と同様
である。

【００５０】なお、本発明の他の実施の形態として、エ
アーシリンダ３５に代えて、駆動源として正逆転モータ
を用いることにより、供給ノズル２の傾斜角度を任意に
調整できるようにしてもよい。

【００５１】（実施の形態４）図７は、本発明のさらに
他の実施の形態の要部の部分断面図であり、図２に対応
する部分には、同一の参照符号を付す。

【００５２】この実施の形態では、保持部材１６には、
供給ノズル２が保持されるとともに、ハンダ付けを行う
箇所に対して高温の窒素ガスを吹き付けて予熱するガラ
ス管ヒータ３７が保持されており、ロボットアーム１１
の動きに応じて、ハンダコテ１と一体に移動するように
構成されており、ハンダ付けの直前にハンダ付け箇所
に、高温の窒素ガスを吹き付けて予備加熱を行うように
している。

【００５３】このようにガラス管ヒータ３７を、ハンダ
コテ１と一体に移動するように設けてハンダ付けの直前
に局所的に高温の窒素ガスを吹き付けて予備加熱を行う
ので、ハンダ付け箇所の周辺の樹脂部品が熱変形を起こ
すといったことがなく、また、ハンダ付けの直前に予備
加熱を行うので、熱効率が向上する。

【００５４】しかも、窒素ガスを使用するので、エアー
を使用する場合のようにハンダや基地金属が酸化される
ことがなく、ハンダ付け品質の向上を図ることができ
る。

【００５５】また、このガラス管ヒータ３７は、回動機
構１７によってハンダコテ１の軸線Ｐ回りに回動できる
ので、ガラス管ヒータ３７からの高温窒素ガスの吹き付
け方向を容易に変更できることになる。

【００５６】この実施の形態では、窒素ガスを用いたけ
れども、本発明の他の実施の形態として、エアーや他の
不活性ガスを使用してもよい。

【００５７】（その他の実施の形態）本発明の他の実施
の形態として、上述の各実施の形態を適宜組み合わせて
もよく、例えば、図４の実施の形態に、図６の実施の形
態を組み合わせて供給ノズル２を揺動させるようにして
もよい。

【００５８】また、ハンダヘッド１０の取付構造は、上
述の図４の実施の形態に限らず、例えば図８に示される
ように、ハンダヘッド１０に、保持プレート１３のガイ
ドシャフト１９が摺接するガイドブッシュ７０を装備
し、ハンダヘッド１０の収納凹部７１と保持プレート１
３との間に、圧縮コイルバネ７２を配備し、ハンダコテ
１の先端を、ハンダ付け対象物に押圧することにより、
前記圧縮コイルバネ７２の付勢力に抗してハンダヘッド
１０が、保持プレート１３の端面に当接するまでの範囲
Ｗに亘ってガイドシャフト１９に沿って円滑に変位でき
るようにしてもよ

【００５９】い。

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ハンダコ
テに、洗浄材を吹き付けて洗浄する射出ノズルを、ハン
ダコテの軸線回りに回動させる回動手段を備えているの
で、単一の射出ノズルによってハンダコテの全周面を十
分に洗浄することができる。

【００６０】また、前記回動手段を、正逆転モータなど
の駆動源と、この駆動源の回転動力を伝達する駆動プー
リおよび従動プーリ等の動力伝達機構と、この動力伝達
機構を介して伝達される回転動力によって前記軸線回り
に回転する回転体とで構成し、前記回転体に、射出ノズ
ルを支持する構成しているので、ハンダコテの軸線回り
に回動させながら射出ノズルによって洗浄することがで
きる。

【００６１】また、回動手段によって、ハンダ心線送り
装置を、前記射出ノズルと共に前記軸線回りに回動させ
るので、ハンダコテの軸線回りの最適な位置からハンダ
心線を供給してハンダ付けを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施の形態に係るハンダ付けシ
ステムの構成図である。

【図２】本発明の要部のハンダヘッド付近の部分断面図
である。

【図３】洗浄状態を示す図である。

【図４】本発明の他の実施の形態のハンダヘッド付近の
部分断面図である。

【図５】動作説明に供する拡大図である。

【図６】本発明の他の実施の形態のハンダヘッド付近の
部分断面図である。

【図７】本発明の他の実施の形態のハンダヘッド付近の
部分断面図である。

【図８】本発明の他の実施の形態のハンダヘッドの部分
断面図である。

【図９】従来例を示す図である。

【符号の説明】

１ ハンダコテ ２ 供給ノズル ３ ハンダ付けロボット １０ ハンダヘッド １１ ロボットアーム １７ 回動機構 ２２ ハンダ付け対象物 ２４ ステッピングモータ ２５ 駆動プーリ ２７ 従動プーリ ２８ 回転体 ３１ エアーブローノズル

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンダコテに、洗浄材を吹き付けて洗浄
   するハンダコテの洗浄装置であって、 前記ハンダコテに洗浄材を吹き付ける射出ノズルと、該
   射出ノズルを、前記ハンダコテの軸線回りに回動させる
   回動手段とを備えることを特徴とする洗浄装置。
2. 【請求項２】 前記回動手段は、駆動源と、この駆動源
   の回転動力を伝達する動力伝達機構と、この動力伝達機
   構を介して伝達される回転動力によって前記軸線回りに
   回転する回転体とを有し、前記回転体には、前記射出ノ
   ズルが支持される請求項１記載の洗浄装置。
3. 【請求項３】 前記駆動源が、正逆転モータであり、前
   記動力伝達機構が、前記正逆転モータによって回転駆動
   される駆動プーリと、この駆動プーリの回転に従動して
   前記軸線回りに回転する従動プーリとを備える請求項２
   記載の洗浄装置。
4. 【請求項４】 前記洗浄材が、エアーである請求項１な
   いし３のいずれかに記載の洗浄装置。
5. 【請求項５】 前記請求項１ないし４のいずれかに記載
   の洗浄装置を備える自動ハンダ付け装置。
6. 【請求項６】 前記回動手段が、前記ハンダコテにハン
   ダ心線を供給するハンダ心線送り装置を、前記射出ノズ
   ルと共に前記軸線回りに回動させる請求項５記載の自動
   ハンダ付け装置。