JP2003243896A - 電子回路部品装着機 - Google Patents
電子回路部品装着機Info
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Abstract
を複数備える電子回路部品装着機において、部品供給装
置の段取り変更によらず、各装着装置による作業量を均
一化して各装着装置による装着作業がほぼ同時に終了す
るようにする。 【解決手段】 複数の装着装置18を、リニアモータ1
46を駆動源として共通の固定子148に沿って移動可
能とすることにより、各装着装置18の移動範囲の自由
度を向上させ、互いに隣接する装着装置18の移動範囲
を重複可能とする。一つの装着装置18により、複数の
プリント配線板12に部品16を装着可能とすることに
より、作業位置によって装着すべき部品16の量に偏り
がある場合であっても、装着装置18のうち装着すべき
部品16の少ないものが、他の作業位置に位置決めされ
たプリント配線板12にも部品16を装着することによ
り、各装着装置18の装着作業がほぼ同時に終了するよ
うにする。
Description
である電子回路部品をプリント配線板等の回路基板に装
着する電子回路部品装着機に関するものであり、特に、
1つの本体フレームに複数の電子回路部品装着装置が設
けられるタイプの電子回路部品装着機に関するものであ
る。
れている。一つの本体フレームに複数の電子回路部品装
着装置(以下、特に必要のない場合は装着装置と略称す
る)が一直線に沿って並ぶ状態に配設され、それら複数
の装着装置の列と平行に延びる状態で基板搬送・保持装
置が設けられたものが知られているのである。この電子
回路部品装着機においては、複数の装着装置は各々固定
的で互いに等しい大きさの分担領域、すなわち、電子回
路部品を装着可能な領域を有しており、互いに隣接する
装着装置の分担領域の間には一定のスペースが存在して
いる。また、基板搬送・保持装置は、ほぼ本体フレーム
の全長と等しい距離回路基板を搬送する能力を有するベ
ルトコンベヤと、そのベルトコンベヤの途中に各装着装
置に対応して設けられた基板停止位置規定装置および基
板保持装置とを備えている。
搬送される複数の回路基板が、各基板停止位置規定装置
により規定される各停止位置に停止させられ、各基板保
持装置により固定的に保持された後、それら回路基板の
各々に対応する装着装置により電子回路部品が並行して
装着されるのである。したがって、回路基板の大きさ
は、各装着装置の分担領域より小さくなければならな
い。また、複数の装着装置が並行して装着作業を行うの
であるから、すべての装着装置がほぼ同時に分担の電子
回路部品群の装着を完了するようにされることが望まし
い。一部の装着装置が他の装着装置より早く分担の電子
回路部品の装着を終了してしまえば、その後は他の装着
装置の作業終了を待たざるを得ず、その一部の装着装置
の稼働率が低下してしまうからである。
いように、複数の装着装置には、できる限り等しい時間
で装着を終了し得る種類および量の電子回路部品が割り
当てられ、分担電子回路部品群とされるのであるが、部
品供給装置を構成する各部品フィーダやトレイの部品供
給部から回路基板上の各装着位置へ電子回路部品を移動
させる場合に、移動距離が毎回の装着毎に変わり、ま
た、許容される加,減速度の大きさが電子回路部品毎に
異なり、さらに、1つの装着装置の部品取出可能領域内
に配置し得る部品フィーダやトレイの数や種類にも制限
があるため、すべての装着装置が殆ど同時に装着作業を
終了するように、分担電子回路部品群を決定することは
極めて難しい。まして、部品保持具が取出ミスや装着ミ
スを起こした場合に、取出しや装着動作をやり直させる
場合には、その分だけ装着に要する時間が長くなり、同
時に装着作業を終了し得なくなる原因の一つとなる。そ
うかといって、一度でも取出ミスや装着ミスを起こした
部品保持具あるいは部品フィーダは新しいものと交換す
ることとすれば、部品保持具や部品フィーダの消耗量が
多くなり、また、交換に要する時間だけ作業能率が低下
するため、ある程度のミスは許容する方が得策なのであ
る。
装着機が電子回路部品を装着すべき回路基板の種類、す
なわち、組み立てるべき電子回路の種類が頻繁に変わる
場合があることである。電子回路の種類が変われば、当
然装着すべき電子回路部品も変わり、それら電子回路部
品が各装着装置に割り当てられた分担電子回路部品群も
変わる。したがって、組み立てるべき電子回路の種類が
変わる毎に、各装着装置の取出可能領域に配置されてい
る部品フィーダやトレイを変更することが必要なのであ
るが、この作業は現在のところ作業者の手によって行わ
れており、しかも長時間を要するのが実状である。その
ため、組み立てるべき電子回路の種類が頻繁に変わる場
合には、電子回路部品装着機の稼動率が著しく低下して
しまうことを避け得ないのである。
果】本発明は、以上の事情を背景とし、1つの本体フレ
ームに複数の電子回路部品装着装置が設けられるタイプ
の電子回路部品装着機の作業能率をできる限り向上させ
ることを課題としてなされたものであり、本発明によっ
て、下記各態様の電子回路部品装着機が得られる。各態
様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、
必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。
これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであ
り、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わ
せが以下の各項に記載のものに限定されると解釈される
べきではない。また、一つの項に複数の事項が記載され
ている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなけ
ればならないわけではない。一部の事項のみを選択して
採用することも可能なのである。
項1に相当し、(2)項が請求項2に、(3)項が請求項3
に、(4)項が請求項4に、(5)項が請求項5に、(6)項が
請求項6に、(8)項が請求項7に、(11)項が請求項8
に、(14)項が請求項9に、(15)項が請求項10に、(16)
項が請求項11にそれぞれ相当する。
上に設けられ、一直線に沿って回路基板を搬送するとと
もに、回路基板を固定的に保持する基板搬送・保持装置
と、その基板搬送・保持装置の搬送方向に平行に延びる
状態で設けられた共通の固定送り部と、その共通の固定
送り部に対して複数設けられた可動送り部とを含む複数
の送り装置と、それら複数の送り装置の各可動送り部に
よって前記搬送方向に平行な方向に移動させられる複数
の第1移動部材と、それら複数の第1移動部材により、
前記基板搬送・保持装置に保持された回路基板の表面に
平行な平面内において回路基板の搬送方向と交差する方
向に移動可能に保持された複数の第2移動部材と、それ
ら第2移動部材をそれぞれ前記搬送方向と交差する方向
に移動させる複数の第2移動部材駆動装置と、前記第2
移動部材の各々に保持され、電子回路部品を保持する部
品保持具と、それら部品保持具を前記第2移動部材の各
々に対して相対移動させることにより、各部品保持具を
前記基板搬送・保持装置に保持された回路基板に接近,
離間させる複数の保持具駆動装置と、前記複数ずつの送
り装置,第2移動部材駆動装置および保持具駆動装置を
制御して、前記複数の部品保持具に、電子回路部品を、
前記基板搬送・保持装置に保持された回路基板に装着さ
せるとともに、各第2移動部材に保持された部品保持具
の分担部品群を複数種類に変更する制御装置とを含む電
子回路部品装着機。送り装置としては、例えば、リニア
モータや、送りねじおよびナットを備えた送り装置等と
することができる。前者の場合には、永久磁石を多数備
えた固定子が固定送り部を、複数のコイルを備えた可動
子が可動送り部をそれぞれ構成する。後者の場合には、
送りねじが固定送り部を構成し、ナットが単独で、ある
いはナットを回転駆動する電動モータ(サーボモータ,
ステッピングモータ等回転角度の正確な制御が可能なも
のが望ましい)と共同して可動送り部を構成する。な
お、送りねじはボールねじが望ましい。複数の第1移動
部材をそれぞれ回路基板搬送方向に平行な方向に移動さ
せる送り装置の固定送り部を共通にすれば、第1移動部
材の回路基板搬送方向における移動可能範囲を自由に変
更することが可能となる。例えば、前述のように、従来
は複数の装着装置の回路基板搬送方向における移動可能
範囲の大きさ(電子回路部品を回路基板に装着可能な部
品装着可能領域、電子回路部品を部品供給装置から取り
出し可能な取出可能領域、および各第2移動部材に保持
された部品保持具の分担領域等の回路基板搬送方向にお
ける大きさ)は互いに等しい大きさに決まっており、か
つ、各装着装置の移動可能範囲の間には一定のスペース
を設けることが不可欠であったのに対し、複数の装着装
置(複数の送り装置の各々と、複数の第1移動部材の各
々と、複数の第2移動部材の各々と、複数の第2移動部
材駆動装置の各々と、第2移動部材の各々に保持される
1個以上の部品保持具およびその保持具駆動装置とによ
り1つの装着装置が構成される)の間でそれらの移動可
能範囲の大きさを自由に異ならせることができ、また、
移動範囲間にスペースを設けることは不可欠ではなくな
って移動可能範囲同士を重なり合わせることも可能とな
るのである。すなわち、1つの装着装置に複数枚の回路
基板に跨る領域を分担させることや、回路基板が一停止
位置に停止している間に、その回路基板に対して複数の
装着装置に電子回路部品を装着させることができるので
あり、また、部品供給装置が基板搬送・保持装置の搬送
方向に沿って複数の部品フィーダやトレイが配置された
ものである場合に、同一の部品フィーダやトレイから複
数の装着装置の部品保持具に電子回路部品を取り出させ
ることができるのであって、電子回路部品装着機全体と
しての装着作業の自由度が著しく向上する。したがっ
て、複数の装着装置に各々の分担電子回路部品群の装着
作業をほぼ同時に終了させることが従来より容易にな
り、電子回路部品装着機の稼働率を向上させることが容
易になる。 (2)前記第1移動部材が前記搬送方向に平行なX軸方
向に移動するX軸スライドであり、前記第2移動部材が
そのX軸スライド上を前記X軸方向と直交するY軸方向
に移動するY軸スライドであり、前記保持具駆動装置が
前記部品保持具を前記X軸およびY軸と直交するZ軸方
向に移動させるZ軸駆動装置である (1)項に記載の電子
回路部品装着機。本発明に係る電子回路部品装着機にお
いて、第2移動部材は、基板搬送・保持装置に保持され
た回路基板の表面に平行な平面内において回路基板搬送
方向と交差する方向に移動させられればよく、円弧軌跡
を描いて移動させられても、直線的に移動させる場合に
第1移動部材の移動方向と直交しない方向に移動させら
れてもよい。しかし、本項におけるように、回路基板搬
送方向に平行な第1移動部材の移動方向をX軸方向とし
た場合に、第2移動部材は、基板搬送・保持装置に保持
された回路基板の表面に平行な直交座標面であるXY座
標面のY軸方向に移動可能とされることが望ましい。X
Y座標によれば、第2移動部材に保持された部品保持具
の移動を制御することが容易であるからである。同様の
理由で、保持具駆動装置も、XY座標面と直交するZ軸
方向に部品保持具を移動させるものとされることが望ま
しい。なお、「X軸スライド上をY軸方向に移動するY
軸スライド」とは、「X軸スライドと共にX軸方向に移
動するとともに、X軸スライドに対してY軸方向に相対
移動するY軸スライド」の意である。 (3)前記第2移動部材駆動装置が、前記搬送方向と交
差する方向に延びる固定送り部と、その固定送り部に対
して設けられた可動送り部とを含む送り装置である (1)
項または (2)項に記載の電子回路部品装着機。第2移動
部材駆動装置は、従来の電子回路部品装着機におけると
同様に、送りねじおよびナットと送りねじを回転駆動す
るサーボモータとを備えたものとすることも可能である
が、本項の構成とすれば設計の自由度が向上する。例え
ば、次項におけるように、1つの第1移動部材に対して
複数の第2移動部材を設けることが容易になる。なお、
固定送り部と可動送り部とを含む送り装置については、
前記 (1)項の説明がそのまま当てはまる。 (4)前記第2移動部材が前記第1移動部材の少なくと
も1つに対して複数設けられた (3)項に記載の電子回路
部品装着機。1つの第1移動部材に対して複数の第2移
動部材を設ければ、1つの装着装置における電子回路部
品の装着作業の能率および自由度が向上し、結局、電子
回路部品装着機全体における装着作業の能率および自由
度を向上させることが容易となる。 (5)前記第1移動部材を移動させる送り装置の固定送
り部と、前記第2移動部材を移動させる送り装置の固定
送り部との少なくとも一方が、少なくとも1つの可動送
り部を待避させる待避領域を備えた (3)項または (4)項
に記載の電子回路部品装着機。本項の特徴によれば、第
1移動部材と第2移動部材との少なくとも一方が、少な
くとも1つ待避領域に待避可能となる。1台の電子回路
部品装着機が、あたかも装着装置の設置数、あるいは第
2移動部材に保持された部品保持具を主体とする装着ヘ
ッドの設置数が異なる複数種類の電子回路部品装着機で
あるかのように使用可能となるのであり、電子回路部品
装着機全体としての装着作業の自由度が向上する。 (6)前記基板搬送・保持装置が、前記回路基板を固定
的に保持する位置が前記搬送方向において変更可能なも
のである (1)項ないし (5)項のいずれかに記載の電子回
路部品装着機。本項の特徴によれば、例えば、回路基板
の大きさが変わった場合に、1台の電子回路部品装着機
内において固定的に保持される回路基板の数を変更する
ことや、複数の回路基板を、部品供給装置等との関係で
効率よく装着作業を行い得る位置に停止させることが可
能となる。また、本項の特徴と前項の特徴とを共に備え
た電子回路部品装着機においては、種々に変えられる回
路基板の保持位置に応じて、最適な数の装着装置や装着
ヘッドを最適な位置へ移動させて使用することができ、
作業能率を効果的に高めることができる。 (7)前記基板搬送・保持装置が、前記本体フレームの
ほぼ全長にわたって延び、前記回路基板を長手方向の任
意の位置まで搬送し得るベルトコンベヤを含む (1)項な
いし (6)項のいずれかに記載の電子回路部品装着機。ベ
ルトコンベヤは、簡易で安価なものでありながら、回路
基板を搬送方向の任意の位置で停止させることができる
ものであり、本発明に係る電子回路部品装着機における
基板搬送・保持装置の構成要素として特に好適なもので
ある。 (8)前記基板搬送・保持装置が、前記ベルトコンベヤ
の長手方向に平行な共通の固定送り部とその共通の固定
送り部に対して設けられた複数の可動送り部とを含む送
り装置と、前記複数の可動送り部の各々により前記ベル
トコンベヤの長手方向の任意の位置へ移動させられる基
板停止位置規定装置とを含む (7)項に記載の電子回路部
品装着機。固定送り部を共有する複数の送り装置によれ
ば、基板停止位置規定装置をベルトコンベヤの搬送方向
の任意の位置へ個別に移動させることができ、前記 (6)
項に記載の基板搬送・保持装置の一実施形態を良好に実
現することができる。 (9)前記基板停止位置規定装置が、前記回路基板の搬
送方向下流側の端に当接して回路基板を停止させるスト
ッパを含む (8)項に記載の電子回路部品装着機。搬送方
向下流側の端がストッパに当接すれば、回路基板が強制
的に停止させられ、以後はベルトコンベヤと回路基板と
が滑ることとなる。ベルトコンベヤはその後、適宜の時
期に停止させられればよい。ベルトコンベヤの作動時間
からして回路基板がストッパに当接したことが確実な時
期に停止させられてもよく、次項に記載の停止位置到達
検出器により回路基板の到達が検出されるのに応じて停
止させられてもよい。なお、回路基板がストッパに当接
する速度は、衝撃を抑制するために小さいことが望まし
いが、一方、回路基板の搬送に要する時間を短縮するた
めには搬送速度が大きいことが望ましい。したがって、
回路基板がストッパに接近した際にベルトコンベヤが減
速させられるようにすることが望ましい。そのために
は、ベルトコンベヤの作動時間に基づいて回路基板のス
トッパへの接近が推定されるようにしても、次項に記載
の減速開始位置到達検出器により回路基板が検出される
ようにしてもよい。 (10)前記基板停止位置規定装置が、前記回路基板が
減速開始位置へ到達したことを検出する減速開始位置到
達検出器と、前記回路基板が停止位置へ到達したことを
検出する停止位置到達検出器と、それら減速開始位置到
達検出器および停止位置到達検出器の各検出に応じて前
記ベルトコンベヤを減速させ、停止させるコンベヤ制御
装置とを含む (8)項または (9)項に記載の電子回路部品
装着機。減速開始位置到達検出器により回路基板が減速
開始位置へ到達したことが検出されれば、ベルトコンベ
ヤの減速が開始され、停止位置到達検出器により回路基
板が停止位置へ到達したことが検出されれば、ベルトコ
ンベヤが停止させられる。ベルトコンベヤの減速は通常
速度から一定の低速度まで比較的大きい一定の減速度で
減速され、以後その一定の低速度で移動し続けさせられ
てもよく、停止まで比較的小さい一定の減速度で緩やか
に減速され続けてもよい。いずれにしても、回路基板が
停止位置へ到達する際には、回路基板の移動速度が十分
低くなっているため、衝撃少なく回路基板を停止させる
ことができる。回路基板に既に電子回路部品が装着され
ている場合に、停止の衝撃が大きいと電子回路部品がず
れたり、倒れたりする恐れがあるが、それらの事態が回
避されるのである。複数の回路基板がベルトコンベヤに
より実質的に等間隔で搬送される場合には、複数の減速
開始位置到達検出器においてほぼ同時に減速開始位置へ
の到達が検出されるが、不等間隔で搬送される場合には
到達検出時期が異なることとなる。したがって、複数の
減速開始位置到達検出器のいずれかにより回路基板が検
出されれば、ベルトコンベヤの減速が開始され、予め定
められた一定の低速度まで減速されたならばその低速度
が維持されて、すべての停止位置送達検出器により回路
基板が検出されたとき、ベルトコンベヤが停止させられ
るようにすることが望ましい。ストッパを設ける場合に
は、減速開始位置到達検出器と止位置到達検出器との少
なくとも一方を省略することも可能である。逆に、減速
開始位置到達検出器および停止位置到達検出器を設ける
場合には、ストッパを省略することも可能である。 (11)前記基板搬送・保持装置が、前記回路基板を固
定的に保持する位置が前記搬送方向において固定されて
いる(1)ないし(5)項のいずれかに記載の電子回路部品装
着機。本項に記載の電子回路部品装着機においても前記
(9)項および(10)項に記載の特徴を適用することができ
る。なお、ベルトコンベヤは本体フレームのほぼ全長に
わたって延びる長さのものであってもよいが、本体フレ
ームより短いものを複数並べて構成してもよい。後者の
場合には、例えば、回路基板を保持する位置にそれぞれ
対応するベルトコンベヤを設けることにより、互いに異
なるタイミングで回路基板を搬送することが可能とな
る。さらに、基板停止位置規定装置を固定して設ければ
よいので、コストの低減を図ることが容易となる。 (12)各々1種類ずつの電子回路部品を多数収容し、
予め定められた部品供給部へ1個ずつ順次送る部品フィ
ーダが複数、前記基板搬送・保持装置の少なくとも片側
に、その基板搬送・保持装置の長手方向に並んで配設さ
れた部品供給装置を含む (1)項ないし(11)項のいずれか
に記載の電子回路部品装着機。本項の電子回路部品装着
機において第1移動部材の移動範囲を変更すれば、その
移動範囲内に位置する部品フィーダが変わるため、同じ
装着装置で取り出し可能な(同じ装着装置に供給可能
な)電子回路部品を変え得ることとなる。 (13)前記第1移動部材が前記搬送方向に平行なX軸
方向に移動するX軸スライドであり、前記第2移動部材
がそのX軸スライド上を前記X軸方向と直交するY軸方
向に移動するY軸スライドであり、かつ、各々1種類ず
つの電子回路部品を多数収容し、予め定められた部品供
給部へ1個ずつ順次送る部品フィーダが複数、前記基板
搬送・保持装置の少なくとも片側に、その基板搬送・保
持装置の長手方向に並んで配設された部品供給装置と、
前記X軸スライドの前記部品供給装置と前記基板搬送・
保持装置との間の部分に設けられた撮像装置と反射装置
との少なくとも一方を備え、前記部品保持具が前記部品
供給装置から電子回路部品を受け取って前記基板搬送・
保持装置まで移動する途中に、部品保持具に保持された
電子回路部品の撮像を行う撮像システムとを含む (1)
項, (3)項ないし(11)項のいずれかに記載の電子回路部
品装着機。部品保持具を部品供給装置から前記基板搬送
・保持装置により保持された回路基板の所定の装着位置
へ最短距離で移動させても、部品保持具は必ず撮像装置
または反射装置を通過することとなるため、撮像のため
に部品保持具に無駄な移動をさせる必要がない。 (14)前記第2移動部材に設けられたヘッド保持部
と、そのヘッド保持部に対して着脱可能な共通の取付部
を備え、(a)1つの部品保持具を保持する装着ヘッドで
ある第1種ヘッドと、(b)複数の部品保持具を直線的に
並べて保持する装着ヘッドである第2種ヘッドと、(c)
回転体を一軸線まわりに回転可能に保持し、その回転体
の前記一軸線を中心とする一円周上に複数の部品保持具
を保持する装着ヘッドである第3種ヘッドとのうち少な
くとも2種類とを含む (1)項ないし(13)項のいずれかに
記載の電子回路部品装着機。複数種類の装着ヘッドに共
通の取付部を設けておけば、それら複数種類の装着ヘッ
ドの中から、実行すべき装着作業に適した種類の装着ヘ
ッドを選択し、ヘッド保持部に取り付けて使用すること
ができ、電子回路部品装着機を各種回路基板への装着作
業に適した状態に変えることが容易となる。 (15)前記複数の第2移動部材の各々に保持され、前
記回路基板に設けられた基準マークを撮像する複数の基
準マーク撮像装置と、それら複数の基準マーク撮像装置
の少なくとも2つに、同じ回路基板の複数の基準マーク
をそれぞれ撮像させ、それら少なくとも2つの基準マー
ク撮像装置の各々に対するその同じ回路基板の相対位置
を取得する回路基板相対位置取得装置とを含む (1)項な
いし(14)項のいずれかに記載の電子回路部品装着機。1
枚の回路基板と、上記少なくとも2つの基準マーク撮像
装置をそれぞれ備えた複数の装着装置との相対位置誤差
が検出される。各装着装置は、それぞれに対する回路基
板の相対位置誤差を修正しつつ電子回路部品の装着作業
を行うように制御される。 (16)前記制御装置が、前記複数の第2可動部材の各
々に保持された1個以上の部品保持具の分担部品群を、
各第2可動部材に保持された部品保持具による電子回路
部品の装着に要する時間が実際に可及的に同一となるよ
うに自動で変更する自動分担変更部を備えた (1)項ない
し(15)項のいずれかに記載の電子回路部品装着機。例え
ば、コンピュータにより、あるいは作業者によって、各
装着装置の分担電子回路部品群が決定され、実際にその
分担電子回路部品群が複数の装着装置の各々(それぞれ
1個以上の部品保持具を備える)により装着された結
果、装着装置間で所要時間に設定時間以上の差が生じた
場合には、自動分担変更部により分担電子回路部品群の
変更が行われる。装着に要する時間が長い装着装置の分
担電子回路部品の一部が所要時間の短い装着装置の分担
電子回路部品群へまわされるのである。その結果、複数
の装着装置間の装着所要時間の差が設定時間より小さく
なれば、装着作業が続行されるが、まだ設定時間以上の
差があれば、さらに分担電子回路部品群の変更が行われ
る。したがって、最初の分担電子回路部品群の決定が多
少不適切でも差し支えないこととなる。この態様で作動
する自動分担変更部を、装着作業の立ち上がり時(初期
段階)に分担を変更するという意味で初期段階自動分担
変更部と称することができる。また、特定の部品保持具
や部品フィーダに取出ミスや装着ミスが発生するように
なり、それまでは装着所要時間の差が設定時間より小さ
かったにもかかわらず、設定時間以上になってしまった
場合に、自動分担変更部が作動するようにすることも可
能である。この態様で作動する自動分担変更部を、一時
的な原因により分担を変更するという意味で一時的自動
分担変更部と称することができる。
路部品装着機2を図に基づいて詳細に説明する。図1に
電子回路部品装着機2を概念的に示す。本図において1
0はベースであり、ベース10上に回路基板たるプリン
ト配線板12を水平な一方向に沿って搬送する配線板コ
ンベヤ14が設けられている。以下、この一方向をX軸
方向と称し、水平面内においてX軸方向に直交する方向
をY軸方向と称する。ベース10上には、さらに、プリ
ント配線板12に電子回路部品(図7参照。以下、単に
部品と称する)16を装着する複数の装着装置18と、
それら装着装置18に部品16を供給する部品供給装置
20,22とが設けられている。
ベヤ14は、搬送方向に沿って延びる一対のサイドフレ
ーム30,32を備え、それらサイドフレーム30,3
2の一部がプリント配線板12を案内するガイド33と
して構成されている。サイドフレーム30,32の一方
は、ベース10上に移動不能に固定された固定フレーム
30であり、他方はベース10上に移動可能に設けら
れ、固定フレーム30に接近・離間可能な可動フレーム
32とされている。図示は省略するが、可動フレーム3
2の下部において、可動フレーム32を保持してY軸方
向に移動させる移動装置が設けられており、その移動装
置により可動フレーム32が固定フレーム30に接近・
離間するように移動させられる。それらフレーム30,
32それぞれに環状のコンベヤベルト34が巻きかけら
れ、駆動源たるコンベヤ駆動用モータ(図12参照)3
6により互いに同期して駆動されて、プリント配線板1
2を搬送する。
は、配線板コンベヤ14により水平な姿勢で搬送され、
後述する停止装置40(図2参照)によって予め定めら
れた作業位置において停止させられるとともに、ベース
12の作業位置に対応する部分に設けられた基板保持装
置たる配線板保持装置42により保持される。本実施形
態においてプリント配線板12は、部品が装着される被
装着面44(図3参照)が水平な姿勢で保持される。
沿って、複数の停止装置40が移動可能に設けられてい
る。停止装置40はそれぞれ、固定フレーム30に沿っ
て設けられた送り装置たるリニアモータ50により互い
に独立して移動可能とされている。固定フレーム30の
内側にフレーム30に平行な固定子52が設けられ、図
示を省略する複数対の可動子が、共通の固定子52に沿
って移動可能とされており、それら可動子に停止装置4
0が固定されている。可動子および停止装置40の移動
も固定フレーム30により案内される。なお、リニアモ
ータ50の構成は、特開2001−198873号に記
載されているものとほぼ同じであるので、図示および詳
細な説明を省略する。
センサ56,58とを備えている。ストッパ54は、昇
降装置により昇降可能に設けられ、上昇端位置であって
プリント配線板12の下流側の端面に当接することによ
りプリント配線板12の移動を阻止する作用位置と、下
降端位置であってプリント配線板12の移動を許容する
非作用位置との間を移動させられる。昇降装置は、図示
は省略するが、駆動源として流体圧アクチュエータたる
エアシリンダを備える。2つのセンサ56,58は、搬
送方向に沿って並べられ、上流側のセンサ56が、搬送
中のプリント配線板12が減速を開始すべき減速開始位
置に到達したことを検出する減速開始位置センサ56で
あり、下流側のセンサ58が、ストッパ54の上流側に
隣接して設けられ、プリント配線板12が停止位置に到
達したことを検出する停止位置センサ58である。これ
らセンサ56,58は、共に反射型の光電センサであ
り、それぞれが上方に向かって可視光を放射する発光器
60と、その可視光がプリント配線板12の下面により
反射された反射光を検出する受光器62とを備えてい
る。両センサ56,58は、近接スイッチ,リミットス
イッチ等により構成してもよい。
沿って互いに密に並んで設けられており、プリント配線
板12が配線板コンベヤ14上のいずれの位置に停止し
ても、いずれかの配線板保持装置42により保持可能と
されている。プリント配線板12がいずれかの配線板保
持装置42からはみ出す位置に停止させられたとして
も、隣接する配線板保持装置42との共同により支障な
く保持されるのである。それら配線板保持装置42の構
成は、互いに共通しており、特願2001−17291
5号に記載のものとほぼ同じ構成であるので簡単に説明
する。
置42は、支持台70および複数の支持ピン72を有
し、昇降台74が昇降台駆動装置76によって昇降させ
られることにより、プリント配線板12の裏面に接触し
て支持する。昇降台駆動装置76は、本実施形態では、
流体圧アクチュエータたるエアシリンダ80を駆動源と
して構成されており、プリント配線板保持装置昇降装置
を構成している。プリント配線板12は、フレーム3
0,32に設けられた上向きの支持面82と、回動可能
に設けられたクランプ部材84とによって上下両側から
挟まれてクランプされる。ただし図2においては、クラ
ンプ部材84が省略して示されている。なお、図2に示
すように、支持台70および昇降台74において上流端
側と可動フレーム32側に開口する切欠86が形成さ
れ、可動フレーム32の脚部88の搬送方向に直交する
向きの移動を妨げないようにされている。
うに、XY座標面内においてX軸方向と直交するY軸方
向に互いに隔たって、配線板コンベヤ14の両側に位置
固定に設けられている。図示の例においては、搬送方向
に向かって右側(配線板コンベヤの画面下側)にフィー
ダ型部品供給装置20が配設され、搬送方向に向かって
左側(配線板コンベヤの画面上側)にフィーダ型部品供
給装置20とトレイ型部品供給装置22とがならんで配
設されている。
品フィーダ90がフィーダ支持テーブル92上に、各部
品供給部がX軸方向に平行な一直線上に並ぶ状態で配列
された部品供給テーブル94を有する。各部品フィーダ
90は、多数の部品16を収容しており、それら部品1
6を一列に並べて1個ずつ部品供給部へ送るものであ
り、例えば、部品16が部品保持テープ(図示省略)に
保持されたテープ化部品の形態で供給するものを採用可
能である。
57719号公報に記載の部品供給装置と同じであり、
詳細な説明は省略するが、部品16を部品トレイ96に
収容して供給するものである。部品トレイ96は、上下
方向に配設された多数の部品トレイ収容箱(図示省略)
内にそれぞれ1枚ずつ支持されている。これら部品トレ
イ収容箱はそれぞれ図示しない昇降装置により順次部品
供給位置へ上昇させられるのであるが、部品供給位置の
上方には装着装置18が部品16を取り出すためのスペ
ースを確保することが必要である。そのため、部品16
を供給し終わった部品トレイ収容箱は、次の部品トレイ
収容箱が部品供給位置へ上昇させられるのと同時に、上
記スペース分上昇させられ、上方の退避領域へ退避させ
られる。このように上方にスペースが形成された部品ト
レイ収容箱内の部品トレイ96から装着装置18の装着
ヘッドが1個ずつ部品16を取り出す。
設けられている。装着装置18は、図7に示す装着ヘッ
ド100、図8ないし図10に示す装着ヘッド102お
よび図11に示す装着ヘッド104のいずれかを、互い
に直交するX軸方向およびY軸方向の成分を有する方向
に平行移動させて部品を搬送するXY移動装置106を
備え、プリント配線板12の表面ないし上面である被装
着面44に装着するものである。
る。図示しないフレームに一対の支持部材108がX軸
方向に平行に設けられている。図4に示すように、それ
ら支持部材108に沿って移動可能なX軸スライド11
2が設けられており、各支持部材108に対応して設け
られた一対の送り装置たるリニアモータ110により移
動させられる。リニアモータ110は、リニアDCブラ
シレスモータであり、多数の永久磁石を備えた固定子1
14と、それぞれ複数のコイルを備えた一対の可動子1
16と、それら可動子116を保持する可動部材117
と、その可動部材117を固定子114の長手方向と平
行な方向に案内するガイド118とを備えている。固定
子114およびガイド118は、各装着装置18のX軸
スライド112に共通のものが支持部材108に沿って
設けられ、各装着装置18が互いに独立してX軸方向に
移動可能とされている。固定子114は、支持部材10
8から垂直方向下向きに延び出す支持部120を備え、
支持部120の下端部において、固定子114の本体部
122が水平な姿勢で支持されている。一対の可動子1
16は、その本体部122を上下方向から挟むように僅
かな隙間を有して配設され、支持部120とは反対側の
端部において連結部124により互いに連結されて全体
としてコの字形を成す可動子組立体とされている。この
可動子組立体がさらに可動部材117に固定され、可動
子組立体および可動部材117が、リニアモータ110
の可動部126を構成している。この可動部126が多
数のボール128を保持したガイドブロック129を介
してガイド118に係合させられており、可動子の11
6のコイルへの供給電流の制御によって固定子114の
任意の位置へ移動させられる。
4を超えて、その両側の部品供給装置20および部品供
給装置20,22に達する長さを有する。X軸スライド
112は、図5に示すように、被支持部130と、その
被支持部130から下方に延び出す本体部132とを備
え、被支持部130において上記可動部126に固定さ
れている。可動部126はX軸スライド112の長手方
向の両端からやや中央寄りの2個所に固定されており、
X軸スライド112の両端部は可動部126との固定位
置を超えて突出し、その突出部が部品供給装置20の上
方に位置している。特に、1つのX軸スライド112
は、上記突出部が長くされており、前述のように、部品
供給位置に停止させられた部品トレイ収容箱と、部品1
6を供給し終わった部品トレイ収容箱との間に形成され
るスペースに進入可能とされている。
ド118は、複数の配線板保持装置42が配設された部
品装着領域より、配線板コンベヤ14の上流側と下流側
との少なくとも一方へ(図示の例では上流側へ)延び出
させられている。X軸スライド112がこの部品装着領
域を超えて延び出た延出部まで移動させられれば、その
X軸スライド112と共に移動する装着ヘッド100,
102,104は、配線板保持装置42にも部品供給装
置20,22にも対向しない状態となる。すなわち、上
記延出部によって、少なくとも一つの装着装置18が待
避可能な待避領域138が形成されているのである。
のY軸スライド140がY軸方向に相対移動可能に支持
されている。図示の例では、4つのX軸スライド112
のうち、2つがそれぞれ2つのY軸スライド140を移
動可能に支持し、他の2つは1つのY軸スライド140
を支持している。X軸スライド112の本体部132の
側面142に一対のガイド144がY軸方向に平行に設
けられ、Y軸スライド140の移動を案内するようにさ
れている。Y軸スライド140は、送り装置たるリニア
モータ146によりY軸方向に移動させられる。一対の
ガイド144の間において、本体部132の側面142
に、多数の永久磁石を備えた固定子148がY軸方向に
延びる状態で固定されている。Y軸スライド140は一
対の腕部152を備え、横断面形状がコの字形に形成さ
れている。各腕部152の先端に、それぞれ多数のボー
ル154を保持したガイドブロック156が取り付けら
れ、それらガイドブロック156が上記ガイド144に
係合させられている。各腕部152の固定子148に対
向する側にそれぞれ可動子158が設けられている。本
実施形態においては、Y軸スライド140がX軸スライ
ド112に対して着脱可能とされており、必要に応じて
1つのX軸スライド112に対するY軸スライド140
の数を変更することができる。
るのではなく、X軸スライド112の少なくとも一方の
端部に待避領域を設けて、稼働させるべきY軸スライド
140の数を調節し得るようにしてもよい。さらに、X
軸スライド112の本体部132の反対側にもガイドお
よび固定子を設けて、両側にY軸スライドを搭載し得る
ようにしてもよい。
に、プリント配線板12の上面に設けられた基準マーク
170を撮像する基準マークカメラ172が支持されて
いる。一方、図1に示すように、プリント配線板12上
の2箇所に基準マーク170が設けられている。各Y軸
スライド140に基準マークカメラ172が設けられ、
装着ヘッド100,102,104等とプリント配線板
12との相対位置を取得することにより、各Y軸スライ
ド140について独立して装着位置の補正が行なわれ
る。基準マークカメラ172は固体イメージセンサの一
種であるCCD(電荷結合素子)と結像レンズを含むレ
ンズ系とを備え、被写体の2次元像を一挙に取得する撮
像装置の一種である面撮像装置とされている。CCD
は、撮像面ないし撮像領域上に多数の微小な受光素子が
配列されたものであり、各受光素子の受光状態に応じた
電気信号を発生させる。なお、基準マークカメラ172
に対応して照明装置173が設けられ、撮像時に被写体
およびその周辺を照明する。
腕部152とは反対の側面160に、その側面160か
ら突出する係合突部162が形成されている。係合突部
162は、図4に示すように、基準マークカメラ172
と並んで設けられている。係合突部162は、図6に示
すように、本体150から離れるにつれて幅が漸増させ
られ、端面164において最大の幅とされている。横断
面形状がいわゆるダブテール形(ばち形)をなす「あ
り」とされているのであり、側面160に沿って垂直方
向に延びている。この係合突部162を利用して、装着
ヘッド100,102,104のいずれかがY軸スライ
ド140に取り付けられる。
びるヘッド本体180を備え、そのヘッド本体180の
上記Y軸スライド140に対向する側面に沿って、上述
の係合突部が係合可能な係合溝182が垂直方向に延び
て形成されている。係合溝182は、全体に係合突部1
62より幅が大きく、かつ浅く形成されており、溝底1
83において最も幅が大きいダブテール形に形成されて
いる。いわゆる「あり溝」とされているのであり、係合
溝182は、ヘッド本体180を垂直方向に貫通して形
成されるが、ヘッド本体180の上端面に、Y軸スライ
ド140に向かって突出するストッパ部材184が固定
されている。係合突部162が係合溝182の下側開口
から溝内に進入させられる際、ストッパ部材184の下
面であるストッパ面が係合突部162の上端面に当接す
ることにより、装着ヘッド100のY軸スライド140
に対する上下方向位置が一義的に決まるようにされてい
るのである。
162より幅が広く形成されているが、図6に示すよう
に、係合溝182と係合突部162との隙間に、その隙
間より僅かに薄いスペーサ186が配設されている。そ
して、ヘッド本体180に、側面から係合溝182まで
貫通して雌ねじ穴188が複数形成され、セットスクリ
ュ190がそれぞれに螺合されている。セットスクリュ
190の先端部が、スペーサ186の側面に対応するテ
ーパ面192を有するテーパ部194とされており、セ
ットスクリュ190がスペーサ186を係合突部162
に押しつける向きに締め付けられれば、テーパ部194
とスペーサ186との斜面の効果により、係合溝182
の溝底183と側面195とが係合凸部162に押しつ
けられる。このことにより、装着ヘッド100が水平方
向においても一義的に位置決めされ、Y軸スライド14
0に安定して保持される。係合突部162が、第2移動
部材たるY軸スライド140に設けられたヘッド保持部
を構成し、係合溝180,スペーサ186およびセット
スクリュ190が、ヘッド保持部に対して着脱可能な共
通の取付部を構成している。
板コンベヤ14と部品供給装置20,22との間のスペ
ースに対応する位置に、部品16の保持姿勢を撮像する
部品撮像装置360がそれぞれ設けられている。部品撮
像装置360の構成は、特願2001−172915号
に記載されているものとほぼ同じであるので簡単に説明
するが、図5に示すように、部品16を撮像する部品カ
メラ362および導光装置364を備える。ただし、図
5には、導光装置364が一部のみ示されている。X軸
スライド112の装着ヘッド100が設けられる側とは
反対側であって、前記導光装置364の上方の部分に、
部品16を撮像する部品カメラ362が保持部材366
により下向きに固定されている。
よって移動させられ、Y軸方向において導光装置364
上に位置する位置に至れば、部品カメラ362は部品1
6を撮像することができる。部品撮像装置360は、Y
軸スライド140がX軸スライド112に対して移動す
る際における部品16の移動軌跡上において、その部品
16の像を撮像可能な位置に配設されているのであり、
部品カメラ362および導光装置364により構成され
る撮像システムは、部品16等、撮像対象物を下方から
撮像する。部品カメラ362は、前記基準マークカメラ
172と同様に、面撮像装置たるCCDカメラとされて
いる。また、図示は省略するが、導光装置364の装着
ヘッド100に対向する部分には、紫外線および可視光
を照射する照明装置が設けられており、部品カメラ36
2が部品16の投影像と正面像とを選択的に撮像し得る
ようにされている。
−287339号に記載されているものとほぼ同じ構成
であるので、簡単に説明する。装着ヘッド100は、部
品装着ユニット198を複数(本実施形態においては3
つ)備え、1度に複数の部品を保持可能な複数保持ヘッ
ドである。これら3つの部品装着ユニット198は、X
軸スライド112上にX軸方向に平行に一列に並んで設
けられている。これら部品装着ユニット198の構成は
同じであり、1つを代表的に説明する。部品装着ユニッ
ト198は、部品保持具としての吸着ノズル200,そ
の吸着ノズル200を保持するノズルホルダ202,ホ
ルダ昇降装置204およびホルダ回転装置206を備え
ている。ホルダ昇降装置204は、ノズルホルダ202
を前記水平なXY座標面に直角な方向である垂直方向に
平行な方向に移動させ、昇降させてプリント配線板12
に接近,離間させるものであり、ホルダ移動装置あるい
は接近・離間装置と称することもできる。ホルダ回転装
置206は、ノズルホルダ202をその垂直な回転軸線
まわりに回転させるものである。
0に垂直方向に移動可能に設けられた移動部材たる昇降
部材210および昇降部材移動装置212を備えてい
る。昇降部材移動装置212は、昇降用モータ216を
駆動源とし、その回転が、駆動プーリ218,被駆動プ
ーリ220および駆動ベルト222を含む回転伝達装置
により送りねじたるボールねじ224に伝達される。ボ
ールねじ224は、ヘッド本体180に垂直軸線まわり
に回転可能かつ軸方向に移動不能に設けられるととも
に、昇降部材210に固定のナット226に螺合されて
おり、ボールねじ224が回転させられることにより、
昇降部材210が昇降させられる。昇降部材210の昇
降は、ヘッド本体180に垂直方向に設けられた1対の
レール状の案内部材(図3には1つが図示されている)
228を含む案内装置により案内される。なお、駆動プ
ーリ218,被駆動プーリ220はタイミングプーリに
より構成され、駆動ベルト222はタイミングベルトに
より構成されている。
0に垂直軸線まわりに回転可能に設けられ、吸着ノズル
200を着脱可能に保持し、ノズルホルダ202が回転
させられることにより、吸着ノズル200が垂直な回転
軸線まわりに回転させられる。また、ノズルホルダ20
2は昇降部材210が昇降させられることにより昇降さ
せられ、それにより吸着ノズル200が昇降させられ
る。ノズルホルダ202は、本実施形態では、例えば、
特許第3093339号公報に記載のノズルホルダと同
様に構成されており、詳細な図示および説明は省略す
る。
10に設けられている。ホルダ回転装置206は、回転
用モータ240を駆動源とし、ホルダ回転用モータ24
0の回転が駆動ギヤ242および被駆動ギヤ244によ
りノズルホルダ202に伝達され、ノズルホルダ202
が垂直な自身の軸線まわりに正逆両方向に任意の角度回
転させられる。
0およびノズル本体250に嵌合された吸着管252を
有する。ノズル本体250が被保持部を構成し、吸着管
252が吸着部を構成し、ノズル本体250においてノ
ズルホルダ202により、軸方向に相対移動可能かつ相
対回転不能に保持される。吸着ノズル200は負圧によ
り部品16を吸着するものであり、ノズルホルダ202
内等に設けられた通路等を経て、図示を省略する負圧
源,正圧源および大気に接続されており、図示しない電
磁方向切換弁装置の切換えにより、吸着管252が負圧
源,正圧源および大気に択一的に連通させられて部品1
6を吸着保持し、解放する。
ノズルホルダ202の回転軸線間のX軸方向に平行な方
向のピッチ(設計上の正規のピッチ)が、フィーダ支持
テーブル92におけるフィーダ保持ピッチの整数倍とな
るように設けられている。これら3つの部品装着ユニッ
ト198のノズルホルダ202にそれぞれ取り付けられ
る3個の吸着ノズル200の種類は互いに異ならされる
場合が多いのであるが、ここでは説明を簡単にするため
に、3個の吸着ノズル200の種類は同じであり、部品
供給装置20,22の複数のフィーダ90により供給さ
れる部品の種類は異なっても、吸着ノズル200はいず
れの種類の部品も保持することができることとする。
装着ヘッド102について説明する。この装着ヘッド1
02は、特願2000−357367号に記載されてい
るものとほぼ同じであるので簡単に説明するが、比較的
大型の部品を吸着保持して、装着可能な大型部品用ヘッ
ドである。
に、ヘッド本体180に昇降可能に取り付けられた昇降
部材280を備えている。この昇降部材280に設けら
れた一対のガイド282が、ヘッド本体180に設けら
れたガイドブロック283に嵌合されている。これらガ
イド282およびガイドブロック283を含む案内装置
によりに案内され、昇降部材280が送りねじ284お
よびZ軸モータ286(図12参照)により昇降させら
れる。Z軸モータの回転がタイミングプーリ288,タ
イミングベルト289等を介して送りねじ284に伝達
されるのであり、これら送りねじ284,タイミングベ
ルト289,タイミングプーリ288,Z軸モータ等が
昇降装置290を構成している。Z軸モータとしては、
サーボモータ,ステッピングモータ等、回転角度を正確
に制御し得る電動モータが適している。昇降装置をエア
シリンダ等流体圧アクチュエータとすることも可能であ
る。
軸受291を介して回転軸292が相対回転可能かつ軸
方向に相対移動不能に保持されている。回転軸292の
下端部に一体的に設けられたフランジ状の取付部293
には、2個の歯車により構成されるバックラッシ除去型
の被駆動歯車294が固定されている。被駆動歯車29
4は、θ軸モータ296(図8参照)の出力軸に固定の
駆動歯車(図示省略)に噛み合わされており、被駆動歯
車294が回転させられることにより回転軸292が垂
直軸線まわりに回転させられる。回転軸292内には、
支持軸304が同軸に設けられ、軸方向に相対移動不能
かつ相対回転不能に固定されている。
た通路314が形成されており、回転軸292内に形成
された半径方向通路316,回転継手318,ホース3
20,電磁方向切換弁322(図12参照)を介して図
示しない負圧源に接続されている。通路314への負圧
の供給,遮断は、電磁方向切換弁322の切換えにより
行われる。
部293から突出した部分は、図10に示すように、ノ
ズル保持体332を同軸に保持している。ノズル保持体
332は、吸着ノズル334を着脱可能に保持する。ノ
ズル保持体332は支持軸304の突出端部に相対回転
不能かつ軸方向に相対移動可能に取り付けられている。
本実施形態においては、吸着ノズル334が部品保持具
を構成し、ノズル保持体332がホルダを構成している
のである。あるいは、ノズル保持体332を含む、昇降
部材280とともに昇降可能に設けられた部分(回転軸
292,支持軸304等)全体をホルダと考えることも
できる。吸着ノズル334は、吸着管保持体340と吸
着管342とを有する。吸着管保持体340および吸着
管342の内部には、軸線に沿って貫通した吸気通路
(図示省略)が形成され、吸着管342の吸着面344
に開口している。この装着ヘッド102によれば、吸着
管342の吸着面344における開口が大径に形成され
ているので、部品16が大きい場合であっても確実に吸
着保持することができる。
ド104について説明する。この装着ヘッド104は、
特開平10−163677号公報に記載されているもの
とほぼ同じ構成であるので簡単に説明する。この装着ヘ
ッド104は、ヘッド本体180の上端部において前述
のストッパ部材184とは反対の方向に延び出す腕部4
00が形成され、その腕部400に、垂直軸線周りに間
欠回転する間欠回転体402が吊り下げ状態で支持され
ている。その間欠回転体により、複数の部品保持具たる
吸着ノズル404が回転軸線周りに等角度間隔に、相対
回転可能かつ昇降可能に保持されている。吸着ノズル4
04は、間欠回転体402の間欠回転に伴って回転軸線
周りに旋回させられ、一定間隔毎に設定された停止位置
に停止させられる。各停止位置には、例えば、部品供給
装置から部品を受け取り、あるいはプリント配線板に部
品を装着する部品受取・装着位置や、吸着した部品の姿
勢を検出する姿勢検出位置、部品の姿勢を補正する姿勢
補正位置などが含まれる。
104は、装着すべき部品16の種類や寸法,形状に応
じて選択され、Y軸スライド140に取り付けられる。
さらに、部品16の種類に応じて、吸着ノズル200,
334,404等が交換されることにより、種々の部品
16が良好に吸着保持される。ここでは、上流側の装着
装置18に吸着ノズル200を複数備えた装着ヘッド1
00または装着ヘッド104が取り付けられ、下流側の
装着装置18に大型部品を保持可能な吸着ノズル334
を備えた装着ヘッド102が取り付けられているものと
する。
制御装置410により制御される。制御装置410は、
CPU412,ROM414,RAM416およびそれ
らを接続するバスを備えるコンピュータ420を主体と
して構成されている。バスには、さらに、入出力インタ
フェース422が接続されている。入出力インタフェー
ス422には、駆動回路426を介して、リニアモータ
50やコンベヤ駆動用モータ36等、各種のアクチュエ
ータが接続されている。さらに、入出力インタフェース
422には、制御回路427を介して基準マークカメラ
172および部品カメラ362が接続されている。原点
検出器428および位置検出器430が入出力インタフ
ェース422に接続されており、これらの検出結果に基
づいてリニアモータ50が制御される。駆動用モータ3
6のエンコーダ432も入出力インタフェース422に
接続されている。
ホストコンピュータ440およびパーツデータジェネレ
ータ(以下、PDGと略称する)442に接続されてい
る。ホストコンピュータ440およびPDG442に
は、プリント配線板12の種類に対応した装着プログラ
ムや、装着すべき部品16の種類,形状や部品供給装置
20,22における供給位置を含むデータが記憶され、
今回の装着作業に必要な情報がコンピュータ420に伝
達され、RAM416に格納される。ROM414には
プリント配線板12の装着作業に必要な基本プログラム
やデータが記憶されている。
16の装着作業について説明する。ただし、装着作業の
既によく知られている部分については説明を省略し、本
発明に関係のある部分についてのみ詳細に説明する。
ば、今回部品16が装着されるべきプリント配線板12
の種類に応じて、配線板コンベヤ14上における作業位
置を規定するために停止装置40が位置決めされる。本
電子回路部品装着機2においては、プリント配線板12
の大きさに対応して、プリント配線板12に部品16を
装着する装着作業が実行される作業位置(作業領域)が
予め設定されており、その作業位置に応じた位置へ各停
止装置40がリニアモータ50により移動させられるの
である。なお、プリント配線板12の大きさによって
は、設定し得る作業位置の数が、予め搭載されている停
止装置40の数より少なくなる場合があるが、そのよう
な場合には、余分な停止装置40が待避領域に待避させ
られて、必要な数の停止装置40が位置決めされる。
配線板コンベヤ14による搬送が許容される。搬送は、
配線板コンベヤ14上の複数のプリント配線板12につ
いて一斉に行なわれ、プリント配線板12それぞれが下
流側に隣接する作業位置に向かって移動させられる。停
止装置40においては、搬送が開始される前にストッパ
54が非作用位置に位置決めされる。プリント配線板1
2が減速位置に到達するまでは、そのままで待機させら
れ、ある停止装置40により位置決めされていたプリン
ト配線板12が、その停止装置40上を通過した後であ
って、今回停止させられるべき作業位置にプリント配線
板12が到達する前に、ストッパ54が非作用位置から
作用位置へ移動させられる。本実施形態においては、い
ずれかの停止装置40の減速センサ56によりプリント
配線板12が検出されれば、全ての停止装置40につい
てストッパ54が作用位置に位置決めされるとともに、
配線板コンベヤ14が減速を開始させられ、全ての停止
装置40の停止位置センサ58によりプリント配線板1
2が検出されれば、全てのプリント配線板12が停止位
置に到達したとして配線板コンベヤ14が停止させられ
る。その状態において、支持台70が上昇させられて支
持ピン72により各プリント配線板12が下方から支持
されるとともに、クランプ部材84によりプリント配線
板12がクランプされる。本実施形態においては、配線
板保持装置42が密に配設されており、一つのプリント
配線板12が複数の配線板保持装置42にまたがる位置
に位置決めされても支障なく保持することが可能とされ
ているので、プリント配線板12の作業位置にかかわら
ず、プリント配線板12が良好に保持される。
今回部品16が装着されるべき作業位置に位置決めさ
れ、保持されれば、装着装置18により装着作業が実行
される。部品供給装置20,22の部品フィーダ90お
よび部品トレイ96は、装着装置18のいずれかに対応
付けられ、装着装置18毎に装着すべき部品16たる分
担部品群が設定されている。分担部品群は、プリント配
線板12の種類に応じて設定されている。本実施形態に
おいては、段取り作業時に、部品供給装置20,22が
複数種類のプリント配線板12について共通に設定され
ているが、各装着装置18の分担部品群を変更すること
により、各装着装置18の作業所要時間をほぼ均一にす
ることができる。
においては、各部品16は、基本的には、複数の作業位
置に位置決めされたプリント配線板12のうち、部品供
給装置20,22の供給部とプリント配線板12上に設
定された部品装着位置との距離が可及的に短かくて済む
プリント配線板12に装着されるように対応付けられて
いる。また、分担部品群は、装着ヘッド100,10
2,104のうち、各部品16に対応する(適する)装
着ヘッドを備える装着装置18について、各装着装置1
8に割り当てられる部品点数によって、各装着装置18
の作業時間がほぼ均等になるように決定される。なお、
分担部品群は、部品供給装置20,22の供給部とプリ
ント配線板12の部品装着位置との距離や、部品16の
許容加,減速度等に基づいて決定されてもよい。
0,22の段取りが、複数種類のプリント配線板12に
共通のものとされているので、プリント配線板12の種
類によっては、ある作業位置において装着されるべき部
品16が多くなり、別の作業位置において装着されるべ
き部品16が少なくなる場合がある。しかし、本電子回
路部品装着機2においては、装着装置18が共通の固定
子114に沿ってX軸方向に移動可能とされているの
で、このような場合には、ある装着装置18であって装
着すべき部品16が少ない作業位置のプリント配線板1
2に装着作業を行うものに、別の作業位置であって、装
着すべき部品16の多い作業位置における装着作業の一
部を受け持たせることにより、装着装置18の作業時間
の均等化を図ることができる。
く、装着装置18を増加させることにより、作業能率の
一層の向上を図ることが可能となる。
担部品群が設定されれば、プリント配線板12が搬入さ
れて装着作業が開始される。配線板コンベヤ14により
複数のプリント配線板12が一斉に搬送されるのである
が、複数のプリント配線板12のうちのいずれかが、停
止装置40の減速開始位置センサ56により検出されれ
ば、配線板コンベヤ14が減速を開始するように制御さ
れる。プリント配線板12が停止装置40のストッパ5
4に当接する際に過剰な衝撃を受けない速度まで、配線
板コンベヤ14による搬送速度が減速させられれば、全
てのプリント配線板12が作業位置に到達するまで、そ
の低速度で搬送が続けられる。全てのプリント配線板1
2がストッパ54に当接して、停止位置センサ58によ
り検出されれば、配線板コンベヤ14による搬送が停止
させられる。配線板保持装置42によりプリント配線板
12が、それぞれの作業位置において位置決め保持され
る。
2との相対位置が検出される。各装着装置18につい
て、それにより部品が装着されるべきプリント配線板1
2の全てについて、その装着装置18の基準マークカメ
ラ172により基準マーク170が撮像され、対応する
プリント配線板12の平行移動位置および垂直軸線まわ
りの回転位置が検出される。本実施形態においては、1
つの装着装置18に複数の装着ヘッド100,102,
104が設けられている場合でも、それら複数の装着ヘ
ッド100等のすべてに対して基準マークカメラ172
が設けられており、装着ヘッド100等毎にプリント配
線板12との相対位置が検出されて、装着位置の補正が
行われる。しかし、1つの装着装置18に複数の装着ヘ
ッド18等が設けられている場合には、それら装着ヘッ
ド100等のいずれか1つのみに基準マークカメラ17
2が設けられ、その基準マークカメラ172のみの撮像
結果に基づいて装着位置の補正が行われるようにしても
よい。
られている装着順序(装着プログラム)に従って行われ
る。この実行順序は、例えば、小形の部品16、特に、
高さの低い部品16から先に装着されるように決められ
る。高さの高い部品16を先に装着すれば、その高い部
品16との干渉を回避しつつ後の部品16を装着するこ
とが必要となって、その分装着能率が低下してしまうこ
とが多いからである。先に装着されている部品16が高
いものであり、その高い部品16が後の部品16を装着
する際の吸着ノズル200および部品16の通過経路の
途中に位置する場合は、平面視において高い部品16を
回避するように通過経路を湾曲させるか、あるいは、吸
着ノズル200および部品16を高い位置に保ったまま
で装着点の真上へ移動させた後、垂直に下降させるかす
ることが必要となり、いずれにしても部品16の取出し
から装着までに要する時間が長くなって、装着作業の能
率が低下してしまうのである。
は、一つの分担部品群の部品すべて(1種類の部品が複
数個装着されることもある)の装着に必要な装着ヘッド
100等の移動距離の総和が可及的に短くて済むよう
に、あるいは移動距離の総和のみならず、部品の種類と
の関係で装着ヘッド100等に許容される加、減速度も
考慮した上ですべての部品の装着に要する時間が可及的
に短くて済むように、部品フィーダ90の配置が決定さ
れる。
は、装着領域の間にスペースが設けられることは不可欠
ではなく、装着領域がX軸方向において互いに近接し、
あるいは部分的に重なり合うように設定される場合もあ
る。その場合には、互いに隣接する装着装置18がそれ
ぞれの装着領域の端近傍部において互いに干渉すること
がないように、装着順序および部品フィーダ90の配置
が決定されることが必要である。例えば、少なくとも互
いに干渉する装着装置18については、装着が共に配線
板コンベヤ14の上流側あるいは下流側から行われるよ
うに装着順序を決定すれば、それら装着装置18が互い
に干渉することを容易に回避することができる。しか
し、完全にこの規則に従えば装着能率が低くなることが
多いため、実際には、この規則と前述の規則とを適宜組
み合わせて、干渉回避が可能な範囲内で可及的に装着能
率を向上させ得るように、装着順序および部品フィーダ
90の配置が決定されることが望ましい。
じ種類のプリント配線板12に装着作業が行われている
間であっても、各装着装置18による作業結果に基づい
て、装着装置18による分担部品群が変更される。装着
作業が開始された初期の段階においては、分担部品群の
決定が多少不適切であっても、装着作業が繰り返し実行
される間に、装着装置18間における所要時間の時間差
が減少させられて適切な分担となるようにされるのであ
る。また、一旦、適切な分担が実現された後であって
も、時間の経過につれて特定の吸着ノズル200や部品
フィーダ90に取出ミスや装着ミスが発生するようにな
ることがあり、そのミスをフォローするための作業が実
行される分所要時間が長くなって、他の装着装置18の
所要時間との差が大きくなることがある。そこで、各装
着装置18の所要時間の差が予め設定された設定時間差
を超えた場合には、その所要時間の長くなった装着装置
18の分担部品群に属する部品が、他の装着装置18の
分担部品群にまわされることにより、作業時間の均一化
が図られる。
動分担変更ルーチンに基づいて説明する。まず、ステッ
プS1(以下単にS1と称する。他のステップについて
も同じ)において、前回に実行された部品装着作業の所
要時間tnが、n個の装着装置18についてそれぞれ取
得される。次に、S2において、それら所要時間tnの
うちの最大値tmaxと最小値tminとが取得される。S3
に進んで、最大値tmaxと最小値tminとの時間差が、予
め定められた設定時間t0よりも大きいか否かが判定さ
れる。時間差が設定時間t0以下である場合には、S3
の判定がNOとなり、本プログラムの1回の実行が終了
する。それに対して、時間差が設定時間t0より大きい
場合には、S3の判定がYESとなり、S4に進んで、
各装着装置の分担部品群が変更される。所要時間の最も
長かった装着装置18の分担部品群の量が減少させら
れ、所要時間の最も短かった装着装置18の分担部品群
の量が増大するように、装着部品の分担が変更されるの
である。その際、所要時間の最も長かった装着装置18
と最も短かった装着装置18とが互いに隣接していれば
両者間のみの変更で済むが、間に他の装着装置18が存
在する場合には、所要時間の最も長かった装着装置18
から隣接する他の装着装置18に部品をまわし、その隣
接する装着装置18の分担部品群が過大になる分を、さ
らに隣りの装着装置18にまわすというように順送りし
て、所要時間の最も短かった装着装置18の分担部品群
を大きくすることが必要であるか、あるいは望ましい。
所要時間の最も長かった装着装置18から、他の装着装
置18をとばして、所要時間の最も短かった装着装置1
8に直接部品をまわすと、その部品の取出しのために装
着装置18が移動する際に、他の装着装置18と干渉し
たり、装着装置18の移動距離が無用に長くなったりす
るからである。S4における分担部品群の変更が終了す
れば、本プログラムの1回の実行が終了する。
対する一連の装着作業が終了し、次に別の種類のプリン
ト配線板12に対する装着作業が行われる場合に、その
プリント配線板12が、部品供給装置20,22の段取
りが既に行われているものであれば、部品供給装置2
0,22の部品フィーダ90や部品トレイ96の交換作
業を行うことなく装着作業を開始し得る。本実施形態の
電子回路部品装着機2は、複数枚のプリント配線板12
に対して並行して装着作業が行われるようにされてお
り、装着作業領域の全長が長い。そのため、その装着作
業領域に沿って配置可能な部品フィーダ90や部品トレ
イ96の数が多い。また、各装着装置18のX軸方向に
おける移動可能範囲が広いため、複数種類のプリント配
線板12に対して部品16を供給すべき部品フィーダ9
0や部品トレイ96を一緒に搭載しておくことができる
のである。
の装着時には、各々異なる組合わせの部品フィーダ90
や部品トレイ96が必要になるのであるが、それらの中
には複数種類のプリント配線板12に共通のものも含ま
れており、それらは複数のプリント配線板12に対して
共通に使用可能である。したがって、対象とするプリン
ト配線板12の種類が増加しても、その割りには必要な
部品フィーダ90や部品トレイ96の種類は増加しな
い。そのため、複数種類のプリント配線板12に対応す
る部品フィーダ90や部品トレイ96を一緒に搭載して
おくことができるのであり、プリント配線板12の種類
が変わる毎に、予め搭載されている部品フィーダ90や
部品トレイ96の中から適宜選択されたものが使用され
る。この選択は自動で行われるため、プリント配線板1
2の種類が変わっても、殆ど中断なく装着作業を続行で
きることとなる。
各々に対して部品16を供給する部品フィーダ90の群
を、同じ位置に搭載することはできないため、複数種類
のプリント配線板12は互いに異なる位置に停止させら
れることが望ましい。それぞれに部品16を供給する部
品フィーダ90の群にできる限り近い位置に停止させら
れることが、装着のための移動距離の総和を小さくし
て、装着能率を向上させる上で望ましいからである。そ
のために、本実施形態においては、停止装置40の位置
が、プリント配線板12の種類に応じて、搬送方向と平
行な方向に変更されるようになっている。この変更は、
停止装置制御プログラムの実行により、自動で行われ
る。
路部品装着機2においては、制御装置410の前記自動
分担変更ルーチンを実行する部分が「自動分担変更部」
を構成している。
配線板12に対する装着作業が終了する毎に図13のプ
ログラムが実行されるようになっていたが、設定複数枚
数毎、あるいは一定時間毎に実行されるようにしてもよ
い。例えば、ある種類のプリント配線板12について、
一連の装着作業が開始された直後には、毎回実行して装
着作業の初期段階において適切な分担が早期に実現する
ようにし、全ての装着装置18について所要時間がほぼ
均一となった後は、設定複数枚のプリント配線板12に
対する装着作業が終了する毎に所要時間の時間差が監視
されるようにしてもよいのである。このことにより、装
着作業の立ち上がり時に分担を変更することと、所要時
間の経時変化に対応して分担を変更することとの両方を
良好に実現することができる。
装置20,22の段取りが、複数種類のプリント配線板
12に共通のものとされていたが、これは不可欠ではな
く、本発明は、プリント配線板12の種類が変わる毎に
部品供給装置20,22の段取替えが行われる態様の電
子回路部品装着機をも包含するものとする。前記実施形
態の電子回路部品装着機2も勿論その態様で使用するこ
とができるが、その態様でのみ使用可能であり、複数種
類のプリント配線板12に対して部品供給装置20,2
2の段取りを共通化できない態様の電子回路部品装着機
も本発明に属するのである。
軸スライド112およびY軸スライド140を送る送り
装置が、リニアモータ110,146とされていたが、
これは不可欠ではなく、それら送り装置の少なくとも一
方を送りねじとナットとを備えたものとしてもよい。後
者の場合には、送りねじたるボールねじが固定して設け
られて固定送り部を構成し、各スライドに設けられたナ
ットが単独で、あるいはナットを回転駆動するサーボモ
ータ等の電動モータと共同して可動送り部を構成する。
リント配線板12の停止位置が搬送方向に移動可能とさ
れていたが、停止位置を予め定められた位置に固定して
設定してもよい。後者の場合には、配線板コンベヤ14
をベース10のほぼ全長にわたって延びる長さのものと
して、複数のプリント配線板12を一斉に搬送すること
が不可欠ではなくなる。例えば、搬送長さの短いものを
複数組み合わせてもよく、プリント配線板12の停止位
置にそれぞれ独立して対応する配線板コンベヤを並べて
設けることが望ましい。このことにより、複数のプリン
ト配線板12を一斉に搬送することはもちろん可能であ
るが、異なるタイミングで搬送することも可能となり、
具体的には、下流側のプリント配線板12に対する作業
が終了するとともに、順次搬送されるようにすることが
可能となる。
に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、前記
〔発明が解決しようとする課題,課題解決手段および効
果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識
に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施するこ
とができる。
を概念的に示す平面図であって、(a)は各装着装置に
より、それぞれの分担部品群を装着する様子を例示する
図、(b)は別の分担部品群を装着する様子を示す図で
ある。
す平面図である。
面)である。
を示す正面図(一部断面)である。
である。
断面図である。
ある。
図である。
ある。
図(一部断面)である。
示す正面断面図である。
を説明するための機能ブロック図である。
チンを説明するためのフローチャートである。
14:配線板コンベヤ 16:電子回路部品
18:装着装置 20:部品供給装置 22:部品供給装置 40:停止装置 50:
リニアモータ 54:ストッパ 56:開始位置センサ 5
8:停止位置センサ 100,102,104:装着ヘッド 106:X
Y移動装置 108:支持部材 110:リニ
アモータ 112:X軸スライド 138:待
避領域 140:Y軸スライド 146:リニ
アモータ 162 係合突部 170:基準マ
ーク 172:基準マークカメラ 180:ヘッド本体 182:係合溝 18
4:ストッパ部材 186:スペーサ 188:雌ねじ穴 19
0:セットスクリュ 198:部品装着ユニット 410:制御装置
412:CPU 414:ROM 416:RAM 420:コ
ンピュータ 422:入出力インターフェース
426:駆動回路 428:原点検出器 430:位置検出器 432:エンコーダ 4
40:ホストコンピュータ 442:PDG
Claims (11)
- 【請求項1】 本体フレームと、 その本体フレーム上に設けられ、一直線に沿って回路基
板を搬送するとともに、回路基板を固定的に保持する基
板搬送・保持装置と、 その基板搬送・保持装置の搬送方向に平行に延びる状態
で設けられた共通の固定送り部と、その共通の固定送り
部に対して複数設けられた可動送り部とを含む複数の送
り装置と、 それら複数の送り装置の各可動送り部によって前記搬送
方向に平行な方向に移動させられる複数の第1移動部材
と、 それら複数の第1移動部材により、前記基板搬送・保持
装置に保持された回路基板の表面に平行な平面内におい
て回路基板の搬送方向と交差する方向に移動可能に保持
された複数の第2移動部材と、 それら第2移動部材をそれぞれ前記搬送方向と交差する
方向に移動させる複数の第2移動部材駆動装置と、 前記第2移動部材の各々に保持され、電子回路部品を保
持する部品保持具と、 それら部品保持具を前記第2移動部材の各々に対して相
対移動させることにより、各部品保持具を前記基板搬送
・保持装置に保持された回路基板に接近,離間させる複
数の保持具駆動装置と、 前記複数ずつの送り装置,第2移動部材駆動装置および
保持具駆動装置を制御して、前記複数の部品保持具に、
電子回路部品を、前記基板搬送・保持装置に保持された
回路基板に装着させるとともに、各第2移動部材に保持
された部品保持具の分担部品群を複数種類に変更する制
御装置とを含む電子回路部品装着機。 - 【請求項2】 前記第1移動部材が前記搬送方向に平行
なX軸方向に移動するX軸スライドであり、前記第2移
動部材がそのX軸スライド上を前記X軸方向と直交する
Y軸方向に移動するY軸スライドであり、前記保持具駆
動装置が前記部品保持具を前記X軸およびY軸と直交す
るZ軸方向に移動させるZ軸駆動装置である請求項1に
記載の電子回路部品装着機。 - 【請求項3】 前記第2移動部材駆動装置が、前記搬送
方向と交差する方向に延びる固定送り部と、その固定送
り部に対して設けられた可動送り部とを含む送り装置で
ある請求項1または2に記載の電子回路部品装着機。 - 【請求項4】 前記第2移動部材が前記第1移動部材の
少なくとも1つに対して複数設けられた請求項3に記載
の電子回路部品装着機。 - 【請求項5】 前記第1移動部材を移動させる送り装置
の固定送り部と、前記第2移動部材を移動させる送り装
置の固定送り部との少なくとも一方が、少なくとも1つ
の可動送り部を待避させる待避領域を備えた請求項3ま
たは4に記載の電子回路部品装着機。 - 【請求項6】 前記基板搬送・保持装置が、前記回路基
板を固定的に保持する位置が前記搬送方向において変更
可能なものである請求項1ないし5のいずれかに記載の
電子回路部品装着機。 - 【請求項7】 前記基板搬送・保持装置が、前記本体フ
レームのほぼ全長にわたって延び、前記回路基板を長手
方向の任意の位置まで搬送し得るベルトコンベヤと、 そのベルトコンベヤの長手方向に平行な共通の固定送り
部とその共通の固定送り部に対して設けられた複数の可
動送り部とを含む送り装置と、 前記複数の可動送り部の各々により前記ベルトコンベヤ
の長手方向の任意の位置へ移動させられる基板停止位置
規定装置とを含む 請求項1ないし6のいずれかに記載
の電子回路部品装着機。 - 【請求項8】 前記基板搬送・保持装置が、前記回路基
板を固定的に保持する位置が前記搬送方向において固定
されている請求項1ないし5のいずれかに記載の電子回
路部品装着機。 - 【請求項9】 前記第2移動部材に設けられたヘッド保
持部と、 そのヘッド保持部に対して着脱可能な共通の取付部を備
え、(a)1つの部品保持具を保持する装着ヘッドである
第1種ヘッドと、(b)複数の部品保持具を直線的に並べ
て保持する装着ヘッドである第2種ヘッドと、(c)回転
体を一軸線まわりに回転可能に保持し、その回転体の前
記一軸線を中心とする一円周上に複数の部品保持具を保
持する装着ヘッドである第3種ヘッドとのうち少なくと
も2種類とを含む請求項1ないし8のいずれかに記載の
電子回路部品装着機。 - 【請求項10】 前記複数の第2移動部材の各々に保持
され、前記回路基板に設けられた基準マークを撮像する
複数の基準マーク撮像装置と、 それら複数の基準マーク撮像装置の少なくとも2つに、
同じ回路基板の複数の基準マークをそれぞれ撮像させ、
それら少なくとも2つの基準マーク撮像装置の各々に対
するその同じ回路基板の相対位置を取得する回路基板相
対位置取得装置とを含む請求項1ないし9のいずれかに
記載の電子回路部品装着機。 - 【請求項11】 前記制御装置が、前記複数の第2可動
部材の各々に保持された1個以上の部品保持具の分担部
品群を、各第2可動部材に保持された部品保持具による
電子回路部品の装着に要する時間が実際に可及的に同一
となるように自動で変更する自動分担変更部を備えた請
求項1ないし10のいずれかに記載の電子回路部品装着
機。
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