JP2001313497A - 表面実装機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板幅に応じてコンベア間隔を調整できるよ
うにしつつ、コンベア間隔が小さくされた場合でも部品
供給装置及び部品認識用撮像装置をコンベアの近辺に位
置させ、ヘッドユニットの移動に要する時間を短くす
る。 【解決手段】 実装機１における基板搬送用コンベア４
が互いに平行な一対のコンベア４ａ，４ｂにより構成さ
れ、そのうちの一方が他方のコンベアに対して接離可能
な可動コンベア４ａとされ、この可動コンベア４ａを移
動させる駆動機構が設けられている。さらに、この可動
コンベア４ａの側方に配置される部品供給装置５と部品
認識用撮像装置６とが、可動コンベア４ａの移動に伴っ
て移動するように可動コンベア４ａに連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、実装装置の上流側
及び下流側に中継コンベア装置を配置した部品実装シス
テムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、部品吸着用のノズル部材を備
えたヘッドユニットにより、部品供給装置から部品をピ
ックアップし、基板搬送用コンベアにより搬送されて所
定の実装作業位置に位置決めされているプリント基板上
に装着するように構成された表面実装機が知られてい
る。この種の実装機では、基板搬送用コンベアが対構造
となっているのが一般的であり、互いに平行に配置され
た一対のコンベアにより基板両側辺部が支持された状態
でプリント基板が搬送されるようになっている。また、
各種サイズのプリント基板に適応可能とするため、上記
一対のコンベアのうちの一方を他方に対して接離可能な
可動コンベアとし、かつ、この可動コンベアを移動させ
る駆動機構を設けることにより、コンベア間隔を調整す
ることができる用にしたものも知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の実
装機では、基板搬送用コンベアの両側に部品供給装置が
固定的に設置されている。また、上記ヘッドユニットの
ノズル部材による部品吸着後に部品認識用の撮像装置に
より吸着部品を撮像し、それに基づいて部品吸着不良を
調べたり、部品吸着位置のずれを調べてそれに応じた部
品装着位置の補正を行ったりするようにしたものがあ
り、この実装機では撮像装置も基板搬送用コンベアの両
側の部品供給装置の近傍に固定的に設置されている。

【０００４】このように部品供給装置及び撮像装置を固
定的に設置し、かつ、上記のようにコンベア間隔を調整
可能とする場合、可動コンベアの外側方に配置する部品
供給装置及び撮像装置は、可動コンベアが固定コンベア
から最も離間した位置（コンベア間隔が最も大きくなる
位置）まで移動したときにも可動コンベアと干渉しない
位置に設ける必要がある。しかし、このような配置で
は、サイズが小さい基板を処理すべく可動コンベアを固
定コンベアに近づけてコンベア間隔を小さくしたとき、
可動コンベアとその外側の部品供給装置及び撮像装置と
の距離が大きくなるため、ヘッドユニットが部品供給装
置から部品をピックアップし、さらに撮像装置での撮像
を終えてから、基板搬送用コンベア上のプリント基板に
対応する位置へ移動するまでに要する時間が増大し、タ
クトタイムの短縮を図る上で弊害となる。

【０００５】なお、部品供給装置を移動可能にして上記
可動コンベアに連結することにより、部品供給装置が常
に可動コンベアの近辺に位置するように可動コンベアと
一体に動く構造としたものが考えられている。

【０００６】しかし、このように部品供給装置が可動コ
ンベアと一体に動くようにしても、部品認識装置が固定
的であると、上記コンベア間隔を小さくしたとき、撮像
装置が可動コンベアから遠い位置となるため、ヘッドユ
ニットは部品吸着後に一旦可動コンベアから遠ざかるよ
うに動いて撮像装置上に移動し、ここで撮像を行ってか
ら基板搬送用コンベア上のプリント基板に対応する位置
へ移動しなければならず、有効にタクトタイムを短縮す
ることが困難である。

【０００７】本発明はこのような事情に鑑み、基板サイ
ズに応じて基板搬送用コンベアのコンベア間隔を調整で
きるようにしつつ、コンベア間隔が小さくされた場合で
も部品供給装置及び部品認識用撮像装置をコンベアの近
辺に位置させ、部品供給装置と部品認識用撮像装置とコ
ンベア上の基板とにわたるヘッドユニットの移動に要す
る時間を短縮することができる表面実装機を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、被実装用の基
板を搬送する基板搬送用コンベアと、この基板搬送用コ
ンベアの側方に配置された部品供給装置と、部品吸着用
のノズル部材を有して上記部品供給装置から吸着した部
品を上記基板に実装するヘッドユニットと、上記ノズル
部材に吸着された部品を撮像する部品認識用撮像装置と
を備えた表面実装機において、上記基板搬送用コンベア
を互いに平行な一対のコンベアにより構成し、かつ、一
方のコンベアを他方のコンベアに対して接離可能な可動
コンベアとし、この可動コンベアを移動させる駆動機構
を設けるとともに、この可動コンベアの側方に配置され
る部品供給装置と部品認識用撮像装置とを、上記可動コ
ンベアの移動に伴って移動するように可動コンベアに連
結したものである。

【０００９】この構成によると、処理される基板の幅が
変った場合、それに応じて可動コンベアが駆動機構で移
動させられてコンベア間隔が調整されるとともに、この
可動コンベアの移動に応じて部品供給装置と部品認識用
撮像装置とが移動し、部品供給装置及び部品認識用撮像
装置が可動コンベアに対して一定位置関係に保たれるこ
とにより、ヘッドユニットの移動距離が増大することが
防止される。

【００１０】この発明において、部品供給装置は多数列
のテープフィーダーを保持するフィーダー取付部を有
し、この部品供給装置と部品認識用撮像装置とを上記可
動コンベアに沿って互いに隣接するように配置し、か
つ、実装機本体に対して移動可能としたものであること
が好ましい。このようにすれば、可動コンベアが位置変
更されても部品供給装置及び部品認識用撮像装置が可動
コンベアに対し近接した位置に保たれ、ヘッドユニット
の移動距離が可及的に短くされる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図によって説
明する。

【００１２】図１は表面実装機を含む部品実装システム
の一例を概略的に示している。この図に示す部品実装シ
ステムは、実装作業の高速性、機敏性及び品種切替に対
する適応性を高めるため、複数台の実装機（モジュール
マウンタ）１を基板搬送方向に直列に配置してなるモジ
ュール型の部品実装装置を備えており、各実装機１には
後に詳述するような基板搬送用コンベア４及びヘッドユ
ニット等が装備されている。そして、このモジュール型
の部品実装装置を構成する実装機群（複数台の実装機）
と、上流側機器５１及び下流側機器５２と、上流側及び
下流側の中継コンベア設置台５３，５４とで実装システ
ムが構成されている。

【００１３】上流側機器５１は上記モジュール型部品実
装装置とは別のタイプの実装機、あるいは実装の前工程
の処理を行うディスペンサ等の機器であり、下流側機器
５２は上記モジュール型部品実装装置とは別のタイプの
実装機、あるいは実装の後工程の処理を行うリフロー炉
等である。この上流側機器５１及び下流側機器５２にも
それぞれ基板搬送用コンベア５５が設けられている。

【００１４】上記実装機群と上流側機器５１との間及び
上記実装機群と下流側機器５２との間にそれぞれ設けら
れた中継コンベア設置台５３，５４には、上流側機器５
１と実装機群との間や実装機群と下流側機器５２との間
でプリント基板Ｐの受け渡しを行うための中継コンベア
５６が設けられている。そして、上流側機器での処理を
終えたプリント基板Ｐは中継コンベア５６を介して実装
機に送られ、次いで実装機群の各実装機で順次実装が行
われ、実装機群の最下流の実装機で実装を終えたプリン
ト基板Ｐは中継コンベア５６を介して下流側機器５２へ
送り出されるようになっている。

【００１５】図１に示す実装用システムにおいては、中
継コンベア設置台５３にコントローラ５０が設けられ、
このコントローラ５０にワイヤーハーネスを介して上記
実装機群の各単位実装機１及び下流側の中継コンベア設
置台５４が電気的に接続され、基板搬送用コンベアやヘ
ッドユニット等を駆動するために各実装機１に設けられ
ている各種駆動手段、中継コンベア５６を駆動するため
に中継コンベア設置台５３，５４に設けられている駆動
手段等が上記コントローラ５０によって統括的に制御さ
れるようになっている。

【００１６】図２は上記実装機１の全体構造を概略的に
示す平面図であり、図３は実装機におけるヘッドユニッ
ト配置部分の概略正面図である。

【００１７】これらの図に示すように、実装機１は、基
台２の上方に配置された部品実装用のヘッドユニット３
と、このヘッドユニット３の下方で基台２上に配置され
た基板搬送用コンベア４と、この基板搬送用コンベア４
の両側方に配置された部品供給装置５と、基板搬送用コ
ンベア４の両側方において部品供給装置５の近傍に配置
された部品認識用の撮像装置６とを備えている。

【００１８】上記ヘッドユニット３は、基台２の上方に
配置され、部品供給装置５から部品をピックアップして
上記実装作業位置にあるプリント基板Ｐに装着し得るよ
うに、Ｘ軸方向（コンベア４による搬送方向）及びＹ軸
方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動すること
ができるようになっている。

【００１９】すなわち、上記基台２上には、Ｙ軸方向に
延びる一対の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９によ
り回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固
定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置され
て、この支持部材１１に設けられたナット部分（図示せ
ず）が上記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記
支持部材１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１３
と、Ｘ軸サーボモータ１５により回転駆動されるボール
ねじ軸１４とが配設され、上記ガイド部材１３にヘッド
ユニット３が移動可能に保持され、このヘッドユニット
３に設けられたナット部分（図示せず）が上記ボールね
じ軸１４に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ９
の作動によりボールねじ軸８が回転して上記支持部材１
１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１
５の作動によりボールねじ軸１４が回転して、ヘッドユ
ニット３が支持部材１１に対してＸ軸方向に移動するよ
うになっている。

【００２０】上記ヘッドユニット３には、一乃至複数の
ノズル部材２０が昇降及び回転可能に設けられるととも
に、ノズル部材２０を昇降させるＺ軸サーボモータ２１
及びノズル部材２０を回転させるＲ軸サーボモータ２２
が装備されている。なお、ノズル部材２０の昇降駆動は
エアシリンダにより行われるようにしてもよい。

【００２１】また、上記基板搬送用コンベア４は、互い
に平行に配置された一対のベルトコンベア４ａ，４ｂか
らなり、プリント基板Ｐの両側辺部を支持して搬送し得
るようになっている。基板搬送用コンベア４に対し、搬
送用モータ２５とこのモータ２５の回転を一対のベルト
コンベア４ａ，４ｂの各駆動プーリ（図示せず）に伝え
る駆動軸２６とからなる搬送用駆動機構が設けられてい
る。また、上流側から搬入したプリント基板Ｐを所定の
実装作業位置で停止させて実装作業を行い得るように、
図外の出没可能なストッパー及びプッシュアップピン等
からなる位置決め装置が、基板搬送用コンベア４に対し
て配設されている。

【００２２】図４及び図５はヘッドユニット及び部品供
給装置５の後記テープフィーダーを取り外した状態で実
装機１の基板搬送用コンベア４、部品供給装置５、撮像
装置６等を示す平面図であって、図４はコンベア間隔が
最大の状態、図５はコンベア間隔が小さくされた状態を
示している。これらの図に示すように、上記一対のベル
トコンベアのうち一方は可動コンベア４ａ、他方は固定
コンベア４ｂであり、可動コンベア４ａは固定コンベア
４ｂに対して接離可能となっている。すなわち、上記固
定レール７の側方部下方において基台２上に、所定範囲
にわたりＹ軸方向に延びる一対のコンベア用ガイドレー
ル２７が配置され、このガイドレール２７に可動コンベ
ア４aのコンベアフレーム２８がブラケット２９を介し
て移動可能に支持されている。

【００２３】要部の側面図である図６にも示すように、
上記可動コンベア４ａを移動させる駆動機構として、ガ
イドレール２７と平行にＹ軸方向に配置されたボールね
じ軸３０と、このボールねじ軸３０を駆動するサーボモ
ータ３１とが設けられ、上記ブラケット２９の下面に設
けられたナット部分３２がボールねじ軸３０に螺合して
いる。

【００２４】また、部品供給装置５は、多数列のテープ
フィーダー３５を保持し得るようになっている。すなわ
ち、コンベア４と平行に所定範囲にわたってＸ軸方向に
延びるフィーダー取付プレート３６（フィーダー取付
部）が設けられ、このフィーダー取付プレート３６にテ
ープフィーダー３５の先端部がクランプ手段によって固
定され、このようにして多数のテープフィーダー３５が
並列状態で着脱可能に取付けられるようになっている。

【００２５】部品認識用の撮像装置６は、その具体的構
造は省略するが、ＣＣＤカメラ、照明及びこれらを収容
するハウジング等からなり、ヘッドユニット３のノズル
部材２０に吸着された部品を下方から撮像し得るよう
に、ヘッドユニット３の可動エリア内で基台２上に上向
きに配置されている。図示の例では、基板搬送用コンベ
ア４のＹ軸方向両側の外側方部においてそれぞれ部品供
給装置５がＸ軸方向に分散され、その間に撮像装置６が
配置されている。つまり、Ｘ軸方向の中間部に撮像装置
６が位置し、その両側に部品供給装置５が配置されてい
る。

【００２６】上記部品供給装置５及び撮像装置６は、可
動コンベア４ａの外側方部と固定コンベア４ｂの外側方
部とにそれぞれ配設されるが、とくに可動コンベア４ａ
の外側方部に配置された部品供給装置５及び撮像装置６
は、実装機１の本体部分に対して移動可能な状態で、可
動コンベア４ａに連結されている。すなわち、部品供給
装置５のフィーダー取付プレート３６が、可動コンベア
４ａのコンベアフレーム２８に設けられたブラケット２
９に、ボルト又は係止手段等により連結されるととも
に、撮像装置６も、そのハウジングがボルト又は係止手
段等により上記ブラケット２９に連結されている。

【００２７】以上のような当実施形態の実装機の作用
を、次に説明する。

【００２８】実装機１に上流側から搬入されたプリント
基板Ｐが基板搬送用コンベア４により所定の実装作業位
置へ搬送されて、前述の位置決め装置により位置決めさ
れた後、この基板Ｐに対して部品の実装が行われる。こ
の部品実装作業としては、ヘッドユニット３により先ず
部品供給装置５から部品が吸着され、次いでこのヘッド
ユニット３が撮像装置６の上方へ移動して吸着部品の撮
像及びそれに基づく部品認識が行われ、それからヘッド
ユニット３がプリント基板Ｐ上に移動して部品の装着を
行う。このような作業が繰り返されて所要数の部品が実
装された後は、上記位置きめ装置による位置決めが解除
されて、基板搬送用コンベア４によりプリント基板Ｐが
下流側へ搬出される。

【００２９】このような実装に際し、プリント基板Ｐの
幅に応じて予め可動コンベア４ａの位置が調整されるこ
とによりコンベア間隔が調整され、処理されるプリント
基板Ｐの幅が変れば上記サーボモータ３１によりボール
ねじ軸３０が回転駆動されることで可動コンベア４ａが
移動させられて、コンベア間隔が変更される。例えば、
最大幅のプリント基板Ｐを処理しているときは図４及び
図５の二点鎖線のようにコンベア幅が最大となるように
可動コンベア４ａの位置が定められ、処理されるプリン
ト基板Ｐが幅の小さいものに変った場合は図５の実線の
ように可動コンベア４ａが内方に移動してコンベア幅が
狭められる。

【００３０】そして、このようにコンベア幅変更時に可
動コンベア４ａが移動すると、それに伴って可動コンベ
ア４ａの外側に位置する部品供給装置５及び撮像装置６
が移動する。従って、例えば図５の実線のようにコンベ
ア幅が狭められるように可動コンベア４ａが位置変更さ
れても、その外側の部品供給装置５及び撮像装置６が可
動コンベア４ａから遠ざかることがなく、可動コンベア
４ａに接近した位置関係が保たれる。このため、部品供
給装置５から部品を吸着し、撮像装置６での撮像を経て
コンベア４上のプリント基板Ｐに部品を装着するまでの
ヘッドユニット３の移動距離が必要最小限に短くなり、
タクトタイムが短縮される。

【００３１】なお、本発明の装置の具体的構造は上記実
施形態に限定されず、種々変更可能である。

【００３２】例えば、図示の例では４台の実装機１でモ
ジュールタイプの実装装置を構成しているが、１台の実
装機で実装を行うようなものにも本発明を適用すること
ができる。

【００３３】また、上記実施形態では基板搬送用コンベ
ア４の一対のベルトコンベアのうちの一方を可動コンベ
ア４ａ、他方を固定コンベア４ｂとしているが、図７に
示すように、コンベア間隔調整のために一方を可動コン
ベア４ａとすることに加え、上流側や下流側の機器に対
するコンベアの位置関係を調整できるように他方のコン
ベア４ｂも移動可能としておいてもよい。

【００３４】すなわち、図７に示す例では、上記他方の
コンベア４ｂも一方のコンベア４ａと同様に、Ｙ軸方向
に延びる一対のコンベア用ガイドレール１２７にコンベ
アフレームがブラケットを介して支持され、ボールねじ
軸１３０及びこれに連結されたサーボモータ１３１から
なる駆動機構により駆動されてＹ軸方向に移動し得るよ
うになっている。ただし、このコンベア４ｂの移動可能
な範囲は上記一方のコンベア４ａよりも小さくてよい。

【００３５】さらにこのように上記他方のコンベア４ｂ
も移動可能とする場合、このコンベア４ｂの外側に位置
する部品供給装置５及び撮像装置６もこのコンベア４ｂ
と一緒に移動し得るようにコンベア４ｂに連結しておい
てもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明は、基板搬送用コン
ベアを構成する一対のコンベアのうちの一方を可動コン
ベアとし、この可動コンベアの側方に配置される部品供
給装置と部品認識用撮像装置とを、上記可動コンベアの
移動に伴って移動するように可動コンベアに連結してい
るため、処理される基板の幅に応じてコンベア間隔を調
整できるようにしつつ、可動コンベアが位置変更されて
も部品供給装置及び部品認識用撮像装置を可動コンベア
に対して一定位置関係に保ち、ヘッドユニットの移動距
離を可及的に短くすることができる。従って、部品の吸
着、吸着部品の撮像及び基板への装着を含む一連の実装
作業のタクトタイムを短縮し、能率を大幅に向上するこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される実装機を含む部品実装シス
テムの一例を示す概略図である。

【図２】実装機の一例を示す概略平面図である。

【図３】実装機におけるヘッドユニット配置部分の概略
正面図である。

【図４】ヘッドユニット及びテープフィーダーを取り外
した状態での実装機の平面図であって、コンベア間隔が
最大の状態を示す図である。

【図５】ヘッドユニット及びテープフィーダーを取り外
した状態での実装機の平面図であって、コンベア間隔が
小さくされた状態を示す図である。

【図６】可動レールを移動可能にする構造及び駆動手段
を示す要部側面図である。

【図７】別の実施形態を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 実装機 ３ ヘッドユニット ４ 基板搬送用コンベア ４ａ 可動コンベア ５ 部品供給装置 ６ 部品認識用撮像装置 ２７ ガイドレール ３１ 可動コンベア移動用のサーボモータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被実装用の基板を搬送する基板搬送用コ
   ンベアと、この基板搬送用コンベアの側方に配置された
   部品供給装置と、部品吸着用のノズル部材を有して上記
   部品供給装置から吸着した部品を上記基板に実装するヘ
   ッドユニットと、上記ノズル部材に吸着された部品を撮
   像する部品認識用撮像装置とを備えた表面実装機におい
   て、上記基板搬送用コンベアを互いに平行な一対のコン
   ベアにより構成し、かつ、一方のコンベアを他方のコン
   ベアに対して接離可能な可動コンベアとし、この可動コ
   ンベアを移動させる駆動機構を設けるとともに、この可
   動コンベアの側方に配置される部品供給装置と部品認識
   用撮像装置とを、上記可動コンベアの移動に伴って移動
   するように可動コンベアに連結したことを特徴とする表
   面実装機。
2. 【請求項２】 部品供給装置は多数列のテープフィーダ
   ーを保持するフィーダー取付部を有し、この部品供給装
   置と部品認識用撮像装置とを上記可動コンベアに沿って
   互いに隣接するように配置し、かつ、実装機本体に対し
   て移動可能としたことを特徴とする請求項１記載の表面
   実装機。