JP2002280796A - 部品実装装置および部品実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品実装装置において部品の実装動作の高速
化を達成する。 【解決手段】 基板３７を位置決めする基板位置決め部
２４と、部品の部品供給手段１２が搭載されて前記基板
位置決め部２４の両側に設置される１対の部品供給テー
ブル２８Ａ、２８Ａと、軸線回りに回転自在である回転
体３２に複数個の部品吸着ノズル３３が配設されるとと
もに、一方の部品供給テーブル２８Ａの部品を前記複数
個の部品吸着ノズル３３にて順次吸着したのちに、前記
吸着した部品を基板３７に順次装着する第１の実装ヘッ
ド部３１と、軸線回りに回転自在である回転体３２に複
数個の部品吸着ノズル３３が配設されるとともに、他方
の部品供給テーブル２８Ａの部品を前記複数個の部品吸
着ノズル３３にて順次吸着したのちに、前記吸着した部
品を基板３７に順次装着する第２の実装ヘッド部３１と
を備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品等の各種
部品をプリント配線回路基板等に自動的に実装するため
の部品実装装置および部品実装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子部品実装装置においては、
多数の部品供給手段を部品供給テーブルに並列に搭載し
て、部品実装時に、部品供給テーブルを部品供給手段の
並列方向に向け移動させながら実装する部品の順序に従
って部品供給手段を順次所定の部品供給位置に位置決め
し、この部品供給手段の部品を実装ヘッド部により吸着
して取り出すとともに、回路基板位置決め部に位置決め
された回路基板に移送して部品を実装するように構成さ
れている。

【０００３】この種の従来の部品実装装置について、そ
の斜視図を示す図５および概略平面図を示す図６を参照
しながら説明する。図５において、装置本体１の前部に
は、基板供給手段２から供給されてくる回路基板Ｐを実
装位置に位置決めするための基板位置決め部４が配設さ
れており、この基板位置決め部４において所要の部品が
実装された回路基板Ｐは、基板排出手段３により排出さ
れる。一方、装置本体１の後部には部品供給部７が配設
されており、この部品供給部７と上記の基板位置決め部
４との間には、図６に示すように、ロータリー方式の実
装ヘッド部８が配設されている。

【０００４】部品供給部７には、２台の部品供給テーブ
ル１０，１１がガイドレール９上を各々独立して左右方
向に移動可能に設けられており、各部品供給テーブル１
０，１１には、多数の部品供給手段１２が供給テーブル
１０，１１の移動方向に沿って並列して搭載されてい
る。この部品供給手段１２として、例えば一般にパーツ
カセットと呼称されるものを図示してあり、以下に簡単
に説明する。すなわち、同一種の電子部品がキャリアテ
ープに等間隔に収容されてカバーテープに覆われた状態
でリール１３に巻回されており、キャリアテープがリー
ル１３から繰り出されて部品の収納間隔に等しいピッチ
で送られ、且つカバーテープが巻き取られることによ
り、最前端の電子部品が実装ヘッド部８の部品吸着ヘッ
ド１４に対向する部品供給位置Ａに位置決めされるよう
になっている。

【０００５】また、図６に示すように、実装ヘッド部８
は、垂直軸回りに回転可能に設けられた回転テーブル
（図示せず）の同一円周上に複数個の部品吸着ヘッド１
４が等角度間隔に設けられてなる。各部品吸着ヘッド１
４は、真空引き手段により部品を吸着するようになって
おり、回転テーブルが間欠回転されることにより、部品
供給位置Ａおよび部品装着位置Ｂに順次停止させられ
て、部品供給手段１２からの部品の受け取りおよび部品
の回路基板Ｐへの装着を並行して行うようになってい
る。また、一方の部品供給テーブル１０が部品供給して
いる間に、待機位置に退避している他方の部品供給テー
ブル１１は、部品供給手段１２の交換や部品補充を行
い、部品実装装置を休みなく稼働できるように準備を行
うようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年におい
ては、生産する回路基板Ｐの種類や回路基板Ｐに実装す
べき部品の種類が多くなる傾向にある。これに対して、
部品供給テーブル１０，１１に対する部品供給手段１２
の搭載数を増加することも考えられるが、その場合、各
部品供給テーブル１０，１１は部品供給手段１２の搭載
数の増加に伴って側方に長く延びることになるので、部
品供給部７全体の長さが非常に長くなり、スペースの利
用効率が悪くなって床面積当たりの生産性が低下する。

【０００７】さらに重要な問題は、部品供給テーブル１
０，１１が実装ヘッド部８による部品の取り出しに対応
してピッチ送りされる構成になっているため、以下のよ
うな不都合が生じることである。すなわち、供給テーブ
ル１０，１１の重量が長さの増大に伴って増加すると、
この部品供給テーブル１０，１１を移動するのに大きな
駆動力が必要となるだけでなく、部品供給テーブル１
０，１１の慣性力が大きくなるから、供給テーブル１
０，１１をピッチ送りする際の振動が格段に増大する。
そのため、部品供給つまり部品の実装動作の高速化を図
れない。

【０００８】そこで本発明は、基板の種類や基板に実装
すべき部品数が多くなった場合にも、装置全体が大型化
することなく、且つ部品の実装動作の高速化を達成する
ことのできる部品実装ユニットおよびこれを用いた部品
実装装置および部品実装方法を提供することを目的とす
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の部品実装装置は
上記目的を達成するために、基板を位置決めする基板位
置決め部と、部品の部品供給手段が搭載されて前記基板
位置決め部の両側に設置される１対の部品供給テーブル
と、軸線回りに回転自在である回転体に複数個の部品吸
着ノズルが配設されるとともに、一方の部品供給テーブ
ルの部品を前記複数個の部品吸着ノズルにて順次吸着し
たのちに、前記吸着した部品を基板に順次装着する第１
の実装ヘッド部と、軸線回りに回転自在である回転体に
複数個の部品吸着ノズルに他方の部品供給テーブルの部
品を前記複数個の部品吸着ノズルにて順次吸着したのち
に、前記吸着した部品を基板に順次装着する第２の実装
ヘッド部とを備えたことをことを特徴とする。

【００１０】これにより、部品供給テーブルは、固定的
に設置されることから、部品供給手段の搭載数にかかわ
らず振動と無関係となり、実装ヘッド部が、回転体に配
設した複数個の部品吸着ノズルにて部品供給テーブルか
ら複数個の部品を順次吸着したのちにその各部品を基板
の所定箇所に順次装着するロボットタイプになっている
ため、基板に実装する部品数が多くなった場合にも、ロ
ータリー式の実装ヘッド部に対し部品供給テーブルをピ
ッチ送りする従来装置に比較して部品実装動作を格段に
高速化できる。

【００１１】また単一の基板位置決め部に位置決めされ
た基板に対して第１、第２の２つの実装ヘッド部により
部品を装着できるので、部品実装動作をさらに高速化す
ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図１から図４を用いて説明する。

【００１３】図１は本発明の一実施の形態に係る部品実
装設備（部品実装ライン）を模式的に示す概略平面図で
ある。同図において、部品を実装する基板を供給する基
板供給手段２２から基板を排出する基板排出手段２３に
至る基板搬送経路２１が左右方向に配設されており、こ
の基板搬送経路２１に沿って４台の部品実装装置２７Ａ
〜２７Ｄが配設されている。これら部品実装装置２７Ａ
〜２７Ｄはいずれも基本的には同一の構成になっている
ので、部品実装装置２７Ｄを例として、これの斜視図を
示した図２および作動機構部分の平面図を示した図３を
参照しながら以下に説明する。

【００１４】図２において、上記部品実装装置２７Ｄ
は、左右一対の逆Ｕ字状の支持フレーム２９が基板搬送
経路２１を貫通させるようにして搬送経路２１に沿って
並設されており、この両支持フレーム２９間に、二つの
作動フレーム３０が互いに平行に配置されて架け渡さ
れ、且つ搬送経路２１に対し直交方向に個々に移動自在
に支持されている。各作動フレーム３０には、実装ヘッ
ド部３１が作動フレーム３０に沿って移動自在に取り付
けられており、実装ヘッド部３１は、水平軸線回りに回
転自在となった回転体３２に４個の部品吸着ノズル３３
が等間隔（９０°間隔）で配設され、回転体３２が部品
吸着ノズル３３の間隔と同一のピッチで回転することに
より、各部品吸着ノズル３３は、択一的に順次下方に向
けられて、部品供給テーブル２８Ａから部品３４を吸着
し、または部品３４を基板位置決め部２４の回路基板３
７に装着するようになっている。

【００１５】両支持フレーム２９間には、部品供給テー
ブル２８Ａがキャスター４０により移動されて前後両側
から挿入されたのちに、所定位置に固定的に設置され
る。この部品供給テーブル２８Ａは、上述のリール１３
を備えたパーッカセットからなる部品供給手段１２を備
えたものであるが、この他に、図１に示すように、筒体
に収納された部品が順次取出位置に送られるスティック
状の部品供給手段３８を搭載した部品供給テーブル２８
Ｂ、バルク部品３９を搭載した部品供給テーブル２８Ｃ
およびトレイ状の部品供給テーブル２８Ｄが、各部品実
装ユニット２７Ａ〜２７Ｄに設置される。なお、トレイ
状の部品供給テーブル２８Ｄに対しては、これの部品を
取り出すための回動アーム状となった実装ヘッド部５９
が設けられている。

【００１６】図３において、作動フレーム３０の内部に
は、実装ヘッド部３１を基板搬送経路２１に沿った方向
に移動させるヘッド位置決め機構部４１が収納されてい
る。このヘッド位置決め機構部４１は、作動フレーム３
０の両端側に固定された一対の支持板４２間に架け渡さ
れて回転自在に支持されたボールねじ４３と、このボー
ルねじ４３を連結手段４４を介して回転駆動するステッ
プモータ４７と、ボールねじ４３が螺合するナット４８
が内部に固定されてボールねじ４３の回転により移動さ
れる移動体４９とにより構成されている。実装ヘッド部
３１は、ヘッドホルダ５０を介して移動体４９に固定さ
れており、ヘッドホルダ５０には、実装ヘッド部３１を
上下動させる既存のヘッド上下動機構部５１が内装され
ている。

【００１７】上記各支持フレーム２９には、作動フレー
ム３０を介してヘッド位置決め機構部４１を基板搬送経
路２１に対し直交方向に移動させるヘッド移送機構部５
２が収納されている。このヘッド移送機構部５２は、支
持フレーム２９の両端側に固定された一対の支持板５３
間に架け渡されて回転自在に支持されたボールねじ５４
と、このボールねじ５４を連結手段５５を介して回転駆
動するステップモータ５６と、ボールねじ５４に螺合し
て各作動フレーム３０の一端部に固定され、ボールねじ
５４の回転により作動フレーム３０を移動させる移動体
５７と、支持板５３間に架け渡して固定され、作動フレ
ーム３０の他端部を貫通させて摺動自在に支持するガイ
ドシャフト５８とにより構成されている。

【００１８】次に、上記部品実装設備の作動を、図４の
フローチャートを参照しながら説明する。各部品実装装
置２７Ａ〜２７Ｄでは、一方の実装ヘッド部３１が部品
供給テーブル２８Ａ〜２８Ｄから部品３４を吸着してい
る時に、他方の実装ヘッド部３１が回路基板３７に部品
３４を装着するタイミングで制御されるのであるが、両
実装ヘッド部３１は作動のタイミングがずれるだけで同
一の動作を行うので、いま、一方の実装ヘッド部３１の
動作について説明する。

【００１９】まず、実装ヘッド部３１が部品供給テーブ
ル２８Ａ〜２８Ｄにおける吸着すべき部品３４の真上位
置に移動されて位置決めされる（ステップＳ１）。すな
わち、ヘッド位置決め機構部４１のステップモータ４７
が所要の回転方向に所要角度だけ回転することにより、
このステップモータ４７と一体回転するボールねじ４３
によって移動体４９が基板搬送経路２１に沿った方向に
移動し、実装ヘッド部３１が部品供給テーブル２８Ａ〜
２８Ｄにおける所定の部品取出位置に移動される。ここ
で、トレイ状の部品供給テーブル２８Ｄを除く他の部品
供給テーブル２８Ａ〜２８Ｃは、部品取出位置が基板搬
送経路２１に沿った一直線状に位置しているので、実装
ヘッド部３１に対向しているパーツカセットまたはステ
ィックなどの部品が無くなるまでは、実装ヘッド部３１
がその位置に位置決めされて移動しない。

【００２０】実装ヘッド部３１が位置決めされると、ヘ
ッド上下動機構部５１が作動して実装ヘッド部３１が下
降し、部品吸着ノズル３３が部品３４を吸着し、そのの
ちにヘッド上下動機構部５１により実装ヘッド部３１が
僅かに上昇される（ステップＳ２）。続いて、実装ヘッ
ド部３１の回転体３２が１ピッチだけ回転されて次の部
品吸着ノズル３３が部品取出位置に対向される（ステッ
プＳ３）。ここで、実装ヘッド部３１が所定個数（この
例では４個）の部品３４の吸着が終了したか否かを判別
して（ステップＳ４）、終了していない場合には、上述
と同様の動作を繰り返して所定個数の部品３４を吸着す
る。

【００２１】所定個数の部品３４の吸着が終了したなら
ば、ヘッド移送機構部５２のステップモータ５６および
ヘッド位置決め機構部４１のステップモータ４７が同時
に駆動して、実装ヘッド部３１が、ボールねじ５４の回
転により作動フレーム３０を介して基板位置決め部２４
上に移動されるとともに、ヘッド位置決め機構部４１に
より回路基板３７の所定の部品装着位置の真上に位置決
めされる（ステップＳ５ ）。次に、ヘッド上下動機構
部５１が駆動して部品吸着ノズル３３で吸着保持してい
た部品を回路基板３７上に装着する（ステップＳ６）。
実装ヘッド部３１がヘッド上下動機構部５１により僅か
に上昇されたのちに、実装ヘッド部３１がヘッド位置決
め機構部４１およびヘッド移送機構部５２の作動により
回路基板３７における次の部品装着位置の真上に移動さ
れて位置決めされるとともに、回転体３２が１ピッチだ
け回転されて次に実装すべき部品が部品装着位置に対向
される（ステップＳ７）。

【００２２】ここで、実装ヘッド部３１が吸着保持して
いる全ての部品３４の装着が終了したか否かを判別して
（ステップＳ８）、終了していない場合には、上述と同
様の動作を繰り返してすべての部品３４を回路基板３７
の所定位置に装着する。

【００２３】つぎに、基板位置決め部２４に位置決めさ
れている回路基板３７に対して各部品実装装置２７Ａ〜
２７Ｄにおいて分担する全ての部品３４の装着が終了し
たか否かを判別して（ステップＳ９）、終了していない
場合には、実装ヘッド部３１を再び部品供給テーブル２
８Ａ〜２８Ｄ上に移動させて、上述と同様に、部品供給
テーブル２８Ａ〜２８Ｄからの部品３４の吸着および回
路基板３７への部品３４の装着の動作を、回路基板３７
への全ての部品３４の装着が終了するまで繰り返す。回
路基板３７への全ての部品３４の装着が終了すると、基
板搬送経路２１上に位置決めされている各回路基板３７
を、所定ピッチだけ搬送して次工程の部品実装装置２７
Ａ〜２７Ｄにおける基板位置決め部２４に位置決めし
（ステップＳ１０）、上述と同様の動作を繰り返す。

【００２４】上記部品実装設備では、基板搬送経路２１
に沿って並設した複数台（この例では４台）の部品実装
装置２７Ａ〜２７Ｄの各々の部品供給テーブル２８Ａ〜
２８Ｄに、互いに異なる部品を搭載できるので、回路基
板３７に実装する部品３４の種類や数が多くなった場合
に、これら部品を種類毎に分類したグループとして各部
品供給テーブル２８Ａ〜２８Ｄに分割して搭載すること
により、各部品供給テーブル２８Ａ〜２８Ｄが、グルー
プのみの部品３４を搭載するだけであるから大型化しな
いことと、各部品実装装置２７Ａ〜２７Ｄにおける部品
供給テーブル２８Ａ〜２８Ｄが基板搬送経路２１に対し
直交方向に設置されることとから、設備全体として基板
搬送経路２１の方向に大きく張り出すように大型化する
ことがない。

【００２５】また、各部品実装装置２７Ａ〜２７Ｄの実
装ヘッド部３１が作動するだけであって、部品供給テー
ブル２８Ａ〜２８Ｄは、固定的に設置されることから、
部品供給手段１２，３８の搭載数にかかわらず振動と無
関係になる。さらに、実装ヘッド部３１は、部品供給テ
ーブル２８Ａ〜２８Ｄから複数個の部品３４を一度に吸
着したのちにその各部品３４を回路基板３７の所定箇所
に順次装着する。さらに、各部品実装装置２７Ａ〜２７
Ｄに実装ヘッド部３１を一対備えて、一方が部品３４を
吸着しているときに、他方が吸着保持した各部品３４を
回路基板３７に吸着するよう制御している。これらによ
り、回路基板３７に実装する部品３４の種類や数が多く
なった場合においても、従来装置のようにロータリー式
の実装ヘッド部に対し部品供給テーブルをピッチ送りす
る構成に比較して部品実装動作を格段に高速化できる。

【００２６】一方、回路基板３７の種類が多くなった場
合には、各部品実装装置２７Ａ〜２７Ｄにそれぞれ設置
されている部品供給テーブル２８Ａ〜２８Ｄのうちの一
部を、所要の部品３４を搭載した部品供給テーブル２８
Ａ〜２８Ｄに変えるだけで対応できる。なお、上記部品
実装装置２７Ａ〜２７Ｄを単体として使用することもで
きるのは勿論である。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、部品実装
動作を格段に高速化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る部品実装設備を模
式的に示した概略平面図。

【図２】同上設備の一部である本発明の部品実装装置の
一実施の形態の斜視図。

【図３】同上装置の作動作動機構部分の平面図。

【図４】同上装置のフローチャート。

【図５】従来の部品実装装置の斜視図。

【図６】同上装置の概略平面図である。

【符号の説明】

１２，３８ 部品供給手段 ２１ 基板搬送手段 ２２ 基板供給手段 ２３ 基板排出手段 ２４ 基板位置決め部 ２７Ａ〜２７Ｄ 部品実装装置 ２８Ａ〜２８Ｄ 部品供給テーブル ３１，５９ 実装ヘッド部 ３３ 部品吸着ノズル ３４ 部品 ３７ 基板 ４１ ヘッド位置決め機構部 ５１ ヘッド上下動機構部 ５２ ヘッド移送機構部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E313 AA02 AA11 AA15 AA22 AA23 CC03 CD05 DD02 EE01 EE02 EE05 EE24 EE25 EE35 FF24 FF28 FG01 FG02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を位置決めする基板位置決め部と、 部品の部品供給手段が搭載されて前記基板位置決め部の
   両側に設置される１対の部品供給テーブルと、 軸線回りに回転自在である回転体に複数個の部品吸着ノ
   ズルが配設されるとともに、一方の部品供給テーブルの
   部品を前記複数個の部品吸着ノズルにて順次吸着したの
   ちに、前記吸着した部品を基板に順次装着する第１の実
   装ヘッド部と、 軸線回りに回転自在である回転体に複数個の部品吸着ノ
   ズルが配設されるとともに、他方の部品供給テーブルの
   部品を前記複数個の部品吸着ノズルにて順次吸着したの
   ちに、前記吸着した部品を基板に順次装着する第２の実
   装ヘッド部とを備えたことを特徴とする部品実装装置。
2. 【請求項２】 前記第１、第２の実装ヘッド部の回転体
   は、水平軸線回りに回転自在であり、前記複数個の部品
   吸着ノズルは前記回転体に放射状に配設されていること
   を特徴とする請求項１記載の部品実装装置。
3. 【請求項３】 前記複数個の部品吸着ノズルは、それぞ
   れ等間隔となるように前記回転体に配設されていること
   を特徴とする請求項１又は２記載の部品実装装置。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３に記載の部品実装装
   置における部品実装方法において、前記回転体を回転さ
   せて部品供給テーブルから部品を択一的に順次吸着し
   て、装着するようにした部品実装方法。