JP2002217590A - トレイ電子部品搭載装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トレイに収容された電子部品のみを基板に搭載
するよう独立に動作するトレイ部品搭載装置を提供す
る。 【解決手段】生産ライン上においてトレイ部品搭載装置
２０は部品搭載装置２１の下流（又は上流）側に配置さ
れ信号線によって部品搭載装置２１の制御装置に接続さ
れて制御される。トレイ部品搭載装置２０は、部品搭載
装置２１と同様の運動系及び画像認識系を備えており、
上流の部品搭載装置２１から自装置内に搬入される基板
を位置決めし、作業ヘッドが部品供給部２４（２４ａ、
２４ｂ）のトレーから所望の部品を吸着し、カメラで部
品を認識して位置補正を行い、その部品を基板に搭載
し、その基板を下流側へ送出する。他方、部品搭載装置
２１はテープ部品供給装置装着部２３の装着スペースに
トレイ部品供給装置を連結されることがないので、全装
着スペースをテープ部品供給装置の装着スペースとして
使用することができ、各種の部品を高速に搭載すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トレイに収容され
た電子部品のみを基板に搭載するよう独立に動作するト
レイ部品搭載装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子部品（以下、単に部品と
いう）をプリント回路基板（以下、単に基板という）に
自動搭載する一般にマウンターと呼ばれる部品搭載装置
がある。そして、この部品搭載装置に電子部品を供給す
る装置として、テープ部品供給装置、スティック部品供
給装置、トレイ部品供給装置等がある。テープ部品供給
装置は、リールに巻着した二枚合せのテープに部品を挟
持・収容して、このテープから部品を供給する。スティ
ック部品供給装置は、部品収容部から筒状のステック先
端まで振動を利用して部品を送り出して部品を供給す
る。トレイ部品供給装置は、複数の棚に収容したトレイ
上に部品を載置・収容し、このトレイから部品を供給す
る。

【０００３】図３(a) は、上記トレイ部品供給装置の外
観を示す正面図、同図(b) はその側面図である。また、
同図(c) は、上記のトレイ部品供給装置と部品搭載装置
とを接続した状態の外観を示す正面図、同図(d) はその
側面図である。同図(a),(b)に示すように、トレイ部品
供給装置１は、本体（駆動部）２、供給ステージ３を備
えている。本体（駆動部）２の正面には、扉８が配設さ
れ、この扉８には窓９及び取っ手１０が設けられてい
る。同図(c),(d) に示すように、上記のトレイ部品供給
装置１と部品搭載装置４が連結されると、トレイ部品供
給装置１の供給ステージ３が部品搭載装置４の内部に挿
入される。

【０００４】部品搭載装置４は、本体基台５の上方に、
前後及び左右に移動自在な作業塔６を備え、この作業塔
６には上下に移動自在な複数の作業ヘッドを備えてい
る。その本体基台５には、コンベアベルトを備えた２本
のガイドレール７が配設されている。ガイドレール７
は、この部品搭載装置４が生産ライン上に配置されてい
るライン上流の装置による前段工程の処理を終えた基板
をコンベアベルトによって自装置内に搬入し、その基板
を位置決めして固定する。部品搭載装置４の作業塔６の
作業ヘッドは、トレイ部品供給装置１の供給ステージ３
から所望の部品を吸着して、その吸着した部品を上記基
板に搭載する。この部品搭載装置４で部品搭載処理を終
えた基板はコンベアベルトを備えた上記２本のガイドレ
ール７によって後段工程の処理を行うライン下流の装置
に搬出される。

【０００５】ところで、基板の種類によっては、テープ
部品供給装置やスティック部品供給装置からばかりでな
く、トレイ部品供給装置から供給される部品（主として
大型あるいは規格外の部品）を高速に、つまり無停止操
業で、搭載したい場合がある。そのような場合は、通
常、２台のトレイ部品供給装置１を部品搭載装置４に連
結して、２台のトレイ部品供給装置が交代で部品の供給
を行うようにする。

【０００６】すなわち、一方のトレイ部品供給装置の部
品が切れると、他方のトレイ部品供給装置が部品供給作
業を開始し、その間に一方のトレイ部品供給装置の部品
をオペレータが補給するようにする。換言すれば無停止
操業を行うためには、２台のトレイ部品供給装置からな
る２つのトレイ収納ラックを用意し、それらトレイ収納
ラック内のトレイが収容する部品の収容構成を同一にし
て、常に一方のトレイ部品供給装置が稼動中は他方のト
レイ部品供給装置が休止している状態で交互に使用す
る、つまり２台のトレイ部品供給装置を二者択一的に使
用することで無停止操業を実現していた。

【０００７】図４は、そのように２台のトレイ部品供給
装置を部品搭載装置に連結した状態を示す斜視図であ
る。同図に示すように、２台のトレイ部品供給装置１
（１ａ、１ｂ）がトレイ部品供給装置４に連結され、そ
れらの供給ステージ３が夫々部品搭載装置４のテープ部
品供給装置装着部１１の上方空域に挿入されている。つ
まり、トレイ部品供給装置１は、テープ部品供給装置の
装着スペースを塞いで部品搭載装置に接続される。

【０００８】図５は、上記トレイ部品供給装置１の供給
ステージ３と、部品搭載装置４内に搬入された基板との
位置関係を示す斜視図であり、説明に必要な主要部のみ
を取り出して示している。同図に示すように、トレイ部
品供給装置１の供給ステージ３上には、複数のトレイ収
容棚から選択されたトレーパレット１２が引き出されて
おり、そのトレーパレット１２上にはトレイ１３が保持
されいる。トレイ１３には多数の部品１４が載置・収容
されている。

【０００９】部品搭載装置４の各作業塔６毎に備えられ
ている２個の作業ヘッド（不図示）は、それぞれ、ツー
ルチェンジャ１５に収容されている複数の吸着ノズル１
６の中から、これから吸着すべき部品１４に適合する吸
着ノズル１６を取り出して装着し、その吸着ノズル１６
によってトレイ１３から部品１４を吸着し、画像認識カ
メラ１７の上を通過して上記吸着した部品１４を画像認
識し、その認識結果に基づいて吸着中の部品１４の位置
（吸着ノズル１６に保持されている姿勢）を補正して、
その部品１４を、ガイドレール７によって位置決め固定
されている基板１８の所定の搭載位置に搭載する。

【００１０】このように、トレイ部品供給装置は部品搭
載装置に接続されて使用されるものであり、部品搭載装
置は、自装置に接続されたトレイ部品供給装置から部品
を取り出して基板に搭載していたものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のトレ
イ部品供給装置は、上述したように、部品搭載装置側の
テープ部品供給装置の装着スペースに接続されるから、
部品搭載装置のテープ部品供給装置の接続スペースを大
幅に塞いでテープ部品供給装置の接続可能本数を減らし
てしまうため、トレイ部品を供給できる代わりに、部品
搭載装置が本来備えている多品種部品の高速搭載という
生産性能を充分に生かすことができなくなるという問題
を有していた。

【００１２】これは、トレイ部品供給装置を部品搭載装
置の前部と後部の両方に接続したような場合には、ます
ます顕著な生産性の低下の問題となるだけでなく、結果
として部品搭載装置の制御系をトレイ部品供給装置だけ
で使用することとなって極めてコストの高い生産工程と
なるため、その改善方方が模索されていた。

【００１３】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
トレイに収容された電子部品のみを基板に搭載するよう
独立に動作するトレイ部品搭載装置を提供することであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】以下に、本発明に係わる
トレイ部品搭載装置の構成を述べる。本発明のトレイ部
品搭載装置は、電子部品を基板に搭載するトレイ電子部
品搭載装置であって、電子部品を保持するトレイを収容
した複数段のトレイ収容棚を備えた少なくとも１つの部
品供給部と、該部品供給部の上記トレイ収容棚の所定の
棚を引き出し位置に昇降させるトレイ棚昇降手段と、該
トレイ棚昇降手段により上記引き出し位置に定位した上
記所定の棚に収容されているトレイを電子部品取り出し
位置に引き出すトレイ引出手段と、上記基板をライン上
流側から搬入しライン下流側へ搬出するコンベアベルト
付きガイドレールと、該ガイドレールにより搬入された
上記基板を所定の位置に位置決めして固定する固定手段
と、上記トレイ引出手段により上記電子部品取り出し位
置に引き出された上記トレイから所定の上記電子部品を
取り出して保持し、この保持した上記電子部品を上記固
定手段により固定された上記基板の所定の位置に移動し
て搭載する搭載手段と、該搭載手段の移動経路に配置さ
れ、該搭載手段が保持する上記電子部品を、搭載位置補
正のために画像認識する部品画像認識手段と、上記搭載
手段に配設され上記基板の部品搭載位置を確認するため
に位置の画像を認識する位置画像認識手段と、を有して
構成される。

【００１５】上記のトレイ部品搭載装置は、例えば請求
項２記載のように、少なくとも２つ以上の上記部品供給
部を備え、該複数の部品供給部は順次交代で上記電子部
品の供給を行うように制御される。また、例えば請求項
３記載のように、上記電子部品を供給中でない上記部品
供給部の上記トレイ収容棚は、任意の上記トレイへの外
部からの上記電子部品の補給が出来るようオフライン操
作可能に制御される。

【００１６】また、例えば請求項４記載のように、上記
電子部品を供給中でない上記部品供給部の上記トレイ収
容棚の上記トレイは、排出される不良部品の一時収容部
として兼用されるように構成される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１(a) は、一実施の形態に
おけるトレイ部品搭載装置の外観を部品搭載装置と共に
示す平面図であり、同図(b) は、その正面図である。

【００１８】図２は、上記トレイ部品搭載装置の内部構
成を模式的に示す斜視図である。先ず、図１に示すよう
に、トレイ部品搭載装置２０は、同一生産ライン上にお
いて、部品搭載装置２１の下流側（又は上流側でもよ
い）に配置され、２本のガイドレール２２を介して連結
されている。また、このトレイ部品搭載装置２０は、不
図示の信号線によって部品搭載装置２１の制御装置に接
続されている。

【００１９】このトレイ部品搭載装置２０に対して、他
方の部品搭載装置２１は、図３(c),(d) 及び図４に示し
た部品搭載装置４と同様の構成である。すなわち、特に
は図示しないが、本体上方には、前後左右に移動自在な
作業塔とこの作業塔に上下に移動自在に配置された複数
の作業ヘッドとを備え、本体基台上にはコンベアベルト
付きの２本のガイドレール２２と、２本のガイドレール
２２間に配設された基板位置決め装置、２本のガイドレ
ール２２の近傍にそれぞれ配置されたノズル交換装置や
部品撮像カメラ等を備えている。また、これらの両外側
に配置されているテープ部品供給装置装着部２３の装着
スペースは、全スペースがテープ部品供給装置の装着ス
ペースとして使用される。

【００２０】そして、この部品搭載装置２１は、生産ラ
インの上流の装置による前段工程の処理を終えた基板を
ガイドレール２２を介して自装置内に搬入し、テープ部
品供給装置装着部２３の全装着スペースにくまなく装着
された例えば１２０個等の多数のテープ部品供給装置の
中から所望の部品を取り出し、その部品を自装置内に搬
入した上記の基板上の所定の位置に搭載し、この基板を
下流側に送出する。

【００２１】一方の本発明のトレイ部品搭載装置２０
は、図２に示すように（図１も参照）部品搭載装置２１
と同様に、内部上端部に固定して前後方向（生産ライン
の流れ方向に直角な方向）に延在して設けられたＹ軸レ
ール２６と、このＹ軸レール２６に懸架され係合して図
の矢印Ａで示すように前後に移動するＸ軸レール２７
と、この移動するＸ軸レール２７に懸架されて図の矢印
Ｂで示すように左右（生産ラインの流れ方向）に移動自
在な作業塔２７を備えている。

【００２２】更に、図では作業塔７の内部に隠れて見え
ないが、この作業塔２７に支持されて上下に昇降自在な
複数の作業ヘッドと、この作業ヘッドの先端に着脱自在
な吸着ノズルと、作業塔２７内において作業ヘッドの近
傍に配設され、基板の部品搭載位置を確認するための基
板認識カメラを備えている。

【００２３】また、更に、ほぼ中央部には配置されたコ
ンベアベルト付きの２本のガイドレール２２と、このガ
イドレール２２間に配設された不図示の基板位置決め装
置と、ガイドレール２２の近傍に配置されたノズル交換
装置２９と、このノズル交換装置２９に隣接して配置さ
れた部品認識用の部品撮像カメラ３１等を備えている。
すなわち、部品搭載装置２１と同様の運動系及び画像認
識系を備えている。

【００２４】更に、トレイ部品搭載装置２０は、２本の
ガイドレール２２を挟んで両外側に高く立設する部品供
給部２４（２４ａ、２４ｂ）を備えている。部品供給部
２４は、図示を省略した駆動部とリフト部からなるリフ
ト装置、このリフト装置に保持されて昇降する昇降ボッ
クス、この昇降ボックス内に形成された複数段（例えば
１０段）のトレイ収容棚、これらのトレイ収容棚にそれ
ぞれ着脱自在なパレット３２を介して収容されているト
レイ３３を備えている。そして、これらのトレイ３３内
には、所定の大きさに区画された部品収容部３４に、そ
れぞれ所定の部品３５を収容している。

【００２５】これらの部品供給部２４は、それぞれ外側
の側面に扉２５を備えており、オペレータは、部品供給
部２４の休止時に扉２５を開けて、部品が空になったト
レイと、部品が満杯に収容されたトレイとを交換するこ
とができる。この部品供給部２４とガイドレール２２の
間に不図示の供給ステージが形成されており、この供給
ステージには、これからの搭載作業で基板上に搭載され
るべき部品３５を載置収容しているトレイ３３がパレッ
ト３２に載って、昇降ボックスから図の矢印Ｃ及びＣ′
に示すように引き出される。

【００２６】そして、その所望の部品３５が、作業ヘッ
ドによって、その先端のノズルに吸着されて基板上に搭
載される。これらの動作は、隣接の部品搭載装置２１の
制御装置からの制御によって行われる。制御装置のＭＰ
Ｕ等からなる中央演算処理装置は、高速に動作する演算
装置であり、自装置の部品搭載装置２１の制御と、隣接
装置のトレイ部品搭載装置２０の制御とを、それぞれの
各搭載作業の処理時間に影響を与えることなく制御する
ことができる。

【００２７】このトレイ部品搭載装置２０の部品搭載動
作は、トレイ部品を専門に搭載することを除けば部品搭
載装置２１の部品搭載動作と同様である。特には図示し
ないが、これを簡単に説明すると、先ず、図１に示す例
では、製造ライン上流の部品搭載装置２１から基板が送
出されてきて、自装置内に搬入される。続いて、ガイド
レール２２近傍の所定の位置に配設されているセンサが
上記基板の通過を検知し、この検知に基づいて、基板位
置決め装置のストッパが上昇する。これと同時に、ガイ
ドレール２２と一体配置のコンベアベルトが逆回転して
基板をストッパに当接させた状態で停止させる。この停
止した基板に対して基板位置決め装置のテーブルが上昇
して基板を位置固定する。

【００２８】続いて、上流の部品搭載装置２１からの、
いま流した基板の搭載情報に基づく制御により、搭載作
業の最初に搭載する部品３５を保持しているトレイ３３
が収納されているトレイ収容棚の段が供給ステージに一
致するようにリフト装置の駆動部がリフト部のリフター
軸を回転させる。そして、その所定の位置でリフター軸
が停止した後、供給ステージに配設されているトレイフ
イーダ軸がトレイ３３を乗せたパレット３２をトレイ収
容棚から引き出して部品供給位置まで移動させる。

【００２９】これと同時に、作業塔２８の作業ヘッド
が、最初に搭載する部品３５に適合する吸着ノズルを、
ノズル交換装置２９から入れ換えて装着し、上記部品供
給位置に引き出されてくるトレイ３３の第１吸着点（部
品３５が収容されている区画部３４の最初の区画部３４
のほぼ中央）に移動する。

【００３０】そして、パレット３３の引き出し位置への
移動完了の信号に基づいて、作業ヘッドが部品３５を吸
着する高さに降下して部品３３を吸着し、部品３３を吸
着した後、所定の高さに上昇し、部品撮像カメラ３１上
に移動する。続いて、部品認識処理を行って、部品３５
に不良が無ければ、その部品３５の位置（吸着状態）の
補正を行って、その部品３５を基板に搭載する。尚、こ
れに先立って基板認識カメラで部品３５の搭載位置を確
認する。

【００３１】他方、このとき、部品３５に例えばリード
線曲がり、あるいはバンプ欠損等の不良があれば、エラ
ー回数の記録、表示装置への表示報知、不良部品の排出
等のエラー処理を行った後、直ちに第２吸着点に移動し
て代わりの部品３５を吸着して上記同様の搭載処理を行
う。

【００３２】そして、所定のトレイ部品を全て搭載完了
後は、テーブルとストッパを降下させ、コンベアベルト
を順回転させて、基板を下流側に送出する。尚、上記ラ
イン両側の２つの部品供給部２４は、同時に部品の供給
作業に参加するものと限ること無く、一方の部品供給部
２４ａ（又は２４ｂ）の部品が切れてから、他方の部品
供給部２４ｂ（又は２４ａ）が部品供給作業を開始する
ようにして、交互に作業に参加するうようにしてもよ
い。そうすれば、部品切れで休止している間に、その休
止している部品供給部２４の部品３５をオペレータが補
給して、生産ラインを無停止操業させることができる。

【００３３】そして、このように一方の部品供給部２４
が稼動中は他方の部品供給部２４が休止しているように
部品供給部２４を交互に使用する構成の場合は、休止中
の部品供給部２４の空きトレイ３３を、上述した部品供
給位置に引き出しておき、第１吸着点から順に、不良部
品を収容するようにすると、不良部品排出用の経路や容
器等の内蔵設備を部品供給部２４内に設ける必要がなく
なって、構成が簡単になるばかりでなく、不良部品排出
動作も吸着動作の逆動作となってほぼ単一化されるた
め、制御も単純化されて生産効率を高めることが出来
る。

【００３４】また、１枚の基板に搭載するトレイ部品の
種類や数が増加した場合は、本発明のトレイ部品搭載装
置だけを生産ライに増設すればよく、このように、本発
明のトレイ部品搭載装置を用いれば、トレイ部品の種類
や数の増加によって部品搭載装置の高い生産性が損なわ
れることが無くなる。

【００３５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の第
１の実施の形態によれば、トレイ部品搭載装置を部品搭
載装置の下流側又は上流側に連結して部品搭載装置の制
御を受けながらトレイ部品を専門に搭載するので、部品
搭載装置のテープ部品供給装置の装着スペースをトレイ
部品供給装置で塞ぐ不具合が解消され、これにより、テ
ープ部品供給装置の装着スペースを有効活用して部品搭
載装置の生産性能を充分に引き出すことができるように
なり、生産ラインの生産性が向上する。

【００３６】また、トレイ部品搭載装置の制御系を隣接
の部品搭載装置から流用するので、生産ライン上で独立
に配置される装置でありながら安価に構成でき、これに
より、生産ラインのコストパフォーマンスの向上に貢献
することができる。また、一方のトレイ収容棚から取り
出した搭載不良部品の排出を他方のトレイ収容棚の部品
供給後の空トレイ上に行うので、不良部品排出用の経路
や容器等の内蔵設備が不要となってトレイ収容棚の構成
が簡単になるばかりでなく、動作も簡略化されるため、
生産効率を高めることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態におけるトレイ部品搭載装置の外
観を部品搭載装置と共に示す平面図、(b) はその正面図
である。

【図２】トレイ部品搭載装置の内部構成を模式的に示す
斜視図である。

【図３】(a) は従来のトレイ部品供給装置の外観を示す
正面図、(b) はその側面図、(c) はトレイ部品供給装置
と部品搭載装置とを接続した状態の外観を示す正面図、
(d) はその側面図である。

【図４】従来の２台のトレイ部品供給装置を部品搭載装
置に連結した状態を示す斜視図である。

【図５】従来のトレイ部品供給装置の供給ステージと部
品搭載装置内に搬入された基板との位置関係を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１ トレイフィーダ ２ 本体（駆動部） ３ 供給ステージ ４ 部品搭載装置 ５ 本体基台 ６ 作業塔 ７ ガイドレール ８ 扉 ９ 窓 １０ 取っ手 １１ テープ部品供給装置装着部 １２ トレーパレット １３ トレイ １４ 部品 １５ ツールチェンジャ １６ 吸着ノズル １７ 画像認識カメラ １８ 基板 ２０ トレイ部品搭載装置 ２１ 部品搭載装置 ２２ ガイドレール ２３ テープ部品供給装置装着部 ２４（２４ａ、２４ｂ） 部品供給部 ２５ 扉 ２６ Ｙ軸レール

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品を基板に搭載するトレイ電子部
   品搭載装置であって、 電子部品を保持するトレイを収容した複数段のトレイ収
   容棚を備えた少なくとも１つの部品供給部と、 該部品供給部の前記トレイ収容棚の所定の棚を引き出し
   位置に昇降させるトレイ棚昇降手段と、 該トレイ棚昇降手段により前記引き出し位置に定位した
   前記所定の棚に収容されているトレイを電子部品取り出
   し位置に引き出すトレイ引出手段と、 前記基板をライン上流側から搬入しライン下流側へ搬出
   するコンベアベルト付きガイドレールと、 該ガイドレールにより搬入された前記基板を所定の位置
   に位置決めして固定する固定手段と、 前記トレイ引出手段により前記電子部品取り出し位置に
   引き出された前記トレイから所定の前記電子部品を取り
   出して保持し、この保持した前記電子部品を前記固定手
   段により固定された前記基板の所定の位置に移動して搭
   載する搭載手段と、 該搭載手段の移動経路に配置され、該搭載手段が保持す
   る前記電子部品を、搭載位置補正のために画像認識する
   部品画像認識手段と、 前記搭載手段に配設され前記基板の部品搭載位置を確認
   するために位置の画像を認識する位置画像認識手段と、 を有することを特徴とするトレイ電子部品搭載装置。
2. 【請求項２】 少なくとも２つ以上の前記部品供給部を
   備え、該複数の部品供給部は順次交代で前記電子部品の
   供給を行うように制御されることを特徴とする請求項１
   記載のトレイ電子部品搭載装置。
3. 【請求項３】 前記電子部品を供給中でない前記部品供
   給部の前記トレイ収容棚は、任意の前記トレイへの外部
   からの前記電子部品の補給が出来るようオフライン操作
   可能に制御されることを特徴とする請求項２記載のトレ
   イ電子部品搭載装置。
4. 【請求項４】 前記電子部品を供給中でない前記部品供
   給部の前記トレイ収容棚の前記トレイは、排出される不
   良部品の一時収容部として兼用されることを特徴とする
   請求項２記載のトレイ電子部品搭載装置。