JP2004253687A

JP2004253687A - 電子部品装着装置

Info

Publication number: JP2004253687A
Application number: JP2003043888A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Seto; 勝幸瀬戸; Naokatsu Kashiwatani; 尚克柏谷; Masahiro Sugita; 真浩杉田; Osamu Inaoka; 修稲岡; Shigeru Kurihara; 繁栗原
Original assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: JP4194857B2

Abstract

【課題】複数種類のトレイ収納電子部品を扱う場合でも、装着装置の運転待ち時間を削減して、生産効率の向上を図ること。
【解決手段】２つのパレットストッカ２０と、２つのパレット導入機構２１と、前記所定の部品を収納するパレット１２を引き出すために前記各ストッカ２０と各パレット導入機構２１とを相対的に位置合わせするための２つのエレベータ機構２２とから成る電子部品供給装置４を設け、小さなパレットの場合には前記各ストッカ２０に夫々パレットを収納して前記各パレット導入機構２１及び各エレベータ機構２２により前記所定の部品を収納するパレットをピックアップ領域まで移動させるように構成すると共に、大きなパレットの場合には前記両ストッカ２０に跨るようにパレットを収納して前記両パレット導入機構２１及び両エレベータ機構２２により前記所定の部品を収納するパレットをピックアップ領域まで移動させる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動源により一方向に移動可能なビームにこれに沿った方向に駆動源により移動可能な装着ヘッドを設け、該装着ヘッドに電子部品を吸着して基板搬送機構により搬送されるプリント基板上に装着する吸着ノズルが設けられた電子部品装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
此の種の電子部品装着装置は、例えば特開平１０−３４１０９８号公報などに開示されている。此の種の電子部品装着装置にあっては、装置の前後に部品供給装置を配設するのが一般的である。
【０００３】
【特許文献】
特開平１０−３４１０９８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、この場合、テープ収納電子部品の部品供給装置及びトレイ収納電子部品の部品供給装置を生産形態に合わせた形で、選択して設置する。ところが、数種類のトレイ収納電子部品を扱いたい場合には、トレイ入れ替え動作が発生し、装着装置の運転待ち時間が多くなり、生産効率が低下することとなる。
【０００５】
そこで本発明は、複数種類のトレイ収納電子部品を扱う場合でも、装着装置の運転待ち時間を削減して、生産効率の向上を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため第１の発明は、駆動源により一方向に移動可能なビームにこれに沿った方向に駆動源により移動可能な装着ヘッドを設け、該装着ヘッドに電子部品を吸着して基板搬送機構により搬送されるプリント基板上に装着する吸着ノズルが設けられた電子部品装着装置において、電子部品を収納配置したトレイを搭載したパレットを多段に収納可能な２つのパレットストッカと、各パレットストッカに対応して設けられ電子部品のピックアップ領域の所定位置まで所定の電子部品を収納するパレットを移動させるための２つのパレット導入機構と、前記所定の電子部品を収納するパレットを電子部品のピックアップ領域の所定位置まで移動させるために前記各パレットストッカと各パレット導入機構とを相対的に位置合わせするための２つのエレベータ機構とから成る電子部品供給装置を設け、小さなパレットの場合には前記各パレットストッカに夫々パレットを収納して前記各パレット導入機構及び各エレベータ機構により前記所定の電子部品を収納するパレットを電子部品のピックアップ領域の所定位置まで移動させるように構成すると共に、大きなパレットの場合には前記両パレットストッカに跨るようにパレットを収納して前記両パレット導入機構及び両エレベータ機構により前記所定の電子部品を収納するパレットを電子部品のピックアップ領域の所定位置まで移動させるように構成したことを特徴とする。
【０００７】
また第２の発明は、第１の発明において、前記電子部品供給装置の下部にはキャスタを設けて移動可能とすると共に装置本体に着脱可能としたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づき、本発明の実施形態につき説明する。図１は電子部品装着装置１の平面図、図２は電子部品装着装置１の左側面図、図３は電子部品装着装置１の縦断側面図である。この電子部品装着装置１は、電子部品をプリント基板Ｐに装着する装置本体２と、この装置本体２に比較的小さな電子部品を供給する第１部品供給装置３Ａ、３Ｂ、３Ｃと、装置本体２に多リード部品など大きな電子部品を供給する第２部品供給装置４とを備えている。
【０００９】
前記第１部品供給装置３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、部品供給側の先端部がプリント基板Ｐの搬送路に臨むように前記装置本体２に連結具（図示せず）を介して着脱可能に配設され、連結具を解除し把手（図示せず）を引くと下面に設けられたキャスタにより移動できる構成である。そして、前記第１部品供給装置３Ａ、３Ｂ、３Ｃはカセット形式のテープフィーダ５を多数並設したものであり、部品供給側の先端部が装着ヘッド６のピックアップ領域に臨むように配設されており、各テープフィーダ５はキャリアテープ（図示せず）の収納部に装填された電子部品を剥離機構（図示せず）によりカバーテープを剥離して先端から１つずつ供給する。
【００１０】
そして、対向する前記第１部品供給装置３Ａ及び第２部品供給装置４と、第１部品供給装置３Ｂ及び３Ｃの間には、基板搬送機構を構成する供給コンベア７、位置決め部８（コンベアを有する）及び排出コンベア９が設けられている。前記供給コンベア７は上流側装置より受けたプリント基板Ｐを前記位置決め部８に搬送し、位置決め部８で図示しない位置決め機構により位置決めされた該基板Ｐ上に電子部品が装着された後、排出コンベア９に搬送され、その後下流側装置（図示せず）に搬送される。
【００１１】
前記装着ヘッド６をＸＹステージ１０によりＸＹ方向に移動させることにより、装着ヘッド６が第１部品供給装置３Ａ、３Ｂ、３Ｃ又は第２部品供給装置４より電子部品をピックアップし、この電子部品を位置決め部８上のプリント基板Ｐ上に装着する。
【００１２】
尚、前記第１部品供給装置３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、カセット形式のテープフィーダ５を多数並設したものに限らず、スティック形式の供給装置やバルク形式の供給装置を使用してもよい。
【００１３】
そして、第２部品供給装置４は、前記基板搬送機構を構成する供給コンベア７の上流位置に設けられている。この第２部品供給装置４では、多数個の電子部品をトレイ１１の上に整列配置し、更にこのトレイ１１を１個又は複数個、パレット１２に搭載し、このパレット１２を吸着ノズル１７によるピックアップ領域に臨ませることで、電子部品を装置本体２に供給する。
【００１４】
次に、前記装着ヘッド６をＸＹ方向に移動させるＸＹステージ１０について、説明する。即ち、Ｘ方向に長いビーム１５、１５がＹ軸モータの駆動によりネジ軸（図示せず）を回転させ、左右一対のガイド１６、１６に沿ってＹ方向に移動し、各ビーム１５に対して各装着ヘッド６がＸ軸モータによりＸ方向に移動することとなる。
【００１５】
尚、前記各装着ヘッド６には吸着ノズル１７を上下動させるための上下軸モータが搭載され、また鉛直軸周りに回転させるためのθ軸モータが搭載されている。したがって、前記装着ヘッド６の各吸着ノズル１７はＸ方向及びＹ方向に移動可能であり、垂直線回りに回転可能で、かつ上下動可能となっている。
【００１６】
なお、吸着ノズル１７に吸着された電子部品の位置認識を行う部品認識カメラ（図示せず）が前記基板搬送機構と前記第１部品供給装置３Ｂ、３Ｃとの間、前記基板搬送機構と前記第１部品供給装置３Ａ及び第２部品供給装置４との間の所定位置に配設され、吸着ノズル１７の軸心に対するずれ量が検出されて、その検出結果に基づきそのずれ量分だけ吸着ノズル１７を前記θ軸モータ、ＸＹステージ１０を駆動するＸ軸モータ及びＹ駆動モータにより補正移動させる。
【００１７】
次に、前記第２部品供給装置４について、以下詳述する。第２部品供給装置４は供給装置本体４Ａ下部にキャスタ１８を設けて把手１３を介して移動可能とすると共に装置本体２に設けた位置決めピン２Ａに嵌合する嵌合孔１９を開設して、装置本体２に着脱可能に構成する。また、この第２部品供給装置４は、電子部品を収納配置したトレイ１１を搭載した多数のパレット１２を多段に収納可能な２つのパレットストッカ２０と、各パレットストッカ２０に対応して設けられ電子部品のピックアップ領域の所定位置まで所定の電子部品を収納するパレット１２を移動させるための２つのパレット導入機構２１と、前記所定の電子部品を収納するパレット１２を電子部品のピックアップ領域の所定位置まで移動させるために前記各パレットストッカ２０と各パレット導入機構２１とを相対的に位置合わせするための２つのエレベータ機構２２とを備えている。
【００１８】
次に図４及び図５に基づき、前記パレットストッカ２０について説明すると、ストッカ２０内部にパレット１２を載置するためにストッカ本体２０Ａの左右の内側面に溝２５が上下方向に多数段形成され、大きなパレット１２を扱う場合には使用しないが小さなパレット１２を扱う場合にはストッカ本体２０Ａを左右に仕切る縦仕切部材２６が配設される。この縦仕切部材２６の左右の両側面には溝２７が同じく上下方向に多数段形成される。そして、ストッカ本体２０Ａの内側は開口され、この開口からパレット１２が前記パレット導入機構２１により装置本体２側に引き出される。
【００１９】
次に図２、図６乃至図８に基づき、電子部品のピックアップ領域の所定位置まで所定の電子部品を収納するパレット１２を移動させる前記パレット導入機構２１について説明する。前記ストッカ本体２０Ａにはベルト３０が張架された各プーリ３１が設けられ、このベルト３０には引出収納体３２が固定されており、図示しない駆動モータの正逆駆動によりプーリ３１が回転することによりベルト３０を介して前記引出収納体３２がシュート３３に沿って往復動する構成である。即ち、前記引出収納体３２には前記パレット１２の一対のフック２９に係止可能な一対の係止爪３４が設けられ、図示しない駆動源により一対の係止爪３４を遠ざけるようにガイド３５に沿って移動させてパレット１２のフック２９に係止し、次に前記駆動機構により引出収納体３２をシュート３３に沿って移動させて、所定のパレット１２を前記ピックアップ領域に導入する。
【００２０】
前記エレベータ機構２２について、図６、図９及び図１０に基づき説明する。エレベータ機構２２は、前記パレット導入機構２１の一部に螺合してこれを昇降させるボールネジ３６と、このボールネジ３６の両側に配設されたガイドレール３７と、前記ボールネジ３６を回転させる昇降モータ３８とで構成される。この昇降モータ３８を介してボールネジ３６が正逆回転することにより、前記パレット導入機構２１がガイドレール３７に案内されて昇降するものである。
【００２１】
このように構成されたエレベータ機構２２による昇降動作では、パレットストッカ２０の所望のパレット１２のレベル位置と、パレット導入機構２１のシュート３３のレベル位置とを合致させ、即ち所定のパレット１２のレベル位置である引き出しレベル位置までエレベータ機構２２によりパレット導入機構２１を移動させ、パレット導入機構２１により所定のパレット１２を前記ピックアップ領域に導入する構成である。
【００２２】
以上の構成により、以下動作について説明する。先ず、プリント基板Ｐが図示しない上流側装置から供給コンベア７に搬送され、更に供給コンベア７を介して位置決め部８に搬送される。そして、この位置決め部８において位置決め機構により位置決め固定され、基板認識カメラ（図示せず）によりプリント基板Ｐに付された複数の位置決めマークが撮像され、次いで部品取出し動作及び装着動作となる。
【００２３】
そして、ステップ番号毎に格納されたプリント基板Ｐの装着すべきＸＹ座標位置、鉛直軸線回りへの回転角度位置及び電子部品等が指定された装着データ（図示せず）に従い、初めに装着ステップ番号０００１の電子部品の部品種に対応した吸着ノズル１７が装着すべき該電子部品を例えば第１部品供給装置３Ａから吸着して取出す。このとき、装着ヘッド６が装着すべき電子部品を取出すべく移動するが、Ｘ軸モータ及びＹ軸モータが駆動してＸＹステージ１０を移動させて装着ヘッド６を移動させ、上下モータを駆動させて吸着ノズル１７を下降させて前記第１部品供給装置３Ａから電子部品を取出す。
【００２４】
一方、装着ヘッド６はプリント基板Ｐの上方位置まで移動するが、この移動途中で、部品認識カメラ（図示せず）上方位置において停止し、吸着ノズル１７に吸着保持された電子部品を部品認識カメラが撮像し、当該電子部品が該吸着ノズル１７に対してどれだけ位置ずれして吸着保持されているかＸＹ方向及び回転角度につき、部品認識処理部により位置が認識される。
【００２５】
そして、前記基板認識カメラにより撮像されて基板認識処理部によるプリント基板の位置ずれ分及び部品認識処理部による電子部品の位置ずれ分だけ、図示しない制御装置がＸ軸モータ、Ｙ軸モータ及びθ軸モータを制御して、Ｘ、Ｙ方向及び鉛直軸線回りへの回転角度位置の補正がなされる。この補正後に、前記吸着ノズル１７が下降してプリント基板Ｐ上の所定位置に電子部品が装着される。以下、順次電子部品がプリント基板Ｐ上に装着されることとなる。
【００２６】
次に、第２部品供給装置４から電子部品を取出す場合について説明するが、小さなパレット１２の場合には、図４に示すように、縦仕切部材２６が使用され、前記各パレットストッカ２０に夫々パレット１２が収納されている。
【００２７】
例えば、装着ステップ番号０００２の電子部品が第２部品供給装置４内に収納されている場合には、当該電子部品を収納しているパレット１２の引き出し動作が始まる。即ち、図示しない制御装置により一方の昇降モータ３８を駆動して対応するエレベータ機構２２の昇降動作が制御され、装着ステップ番号０００２の電子部品を収納しているパレットストッカ２０の溝２５、２７のレベル位置とパレット導入機構２１のシュート３３のレベル位置とが合致される。
【００２８】
そして、図７及び図１１に示すように、駆動源により各一対の係止爪３４を遠ざけるように各ガイド３５に沿って移動させてパレット１２のフック２９に係止し、次に駆動機構により一方の（図１１における左方の）引出収納体３２をシュート３３に沿って移動（図１１における下方向）させて、所定のパレット１２を電子部品のピックアップ領域に導入する。従って、ＸＹ方向に移動した前記吸着ノズル１７により当該パレット１２上のトレイ１１より電子部品を吸着して取出すものである。
【００２９】
ここで、このとき、装着ヘッド６が装着すべき電子部品を取出すべく移動するが、Ｘ軸モータ及びＹ軸モータが駆動してＸＹステージ１０を移動させて装着ヘッド６を移動させ、上下モータを駆動させて吸着ノズル１７を下降させて前記第２部品供給装置４のパレット１２上のトレイ１１から電子部品を取出す。
【００３０】
このとき、部品吸着後に吸着ノズル１７が上下モータにより上昇し、装着ヘッド７はプリント基板Ｐの上方位置まで移動するが、この移動途中で、部品認識カメラ（図示せず）上方位置において停止し、部品認識カメラが吸着ノズルに吸着保持された電子部品を撮像し、当該電子部品が該吸着ノズル１７に対してどれだけ位置ずれして吸着保持されているかＸＹ方向及び回転角度につき、部品認識処理部により位置が認識される。
【００３１】
そして、前記基板認識カメラにより撮像されて基板認識処理部によるプリント基板の位置ずれ分及び部品認識処理部による電子部品の位置ずれ分だけ、制御装置はＸ軸モータ、Ｙ軸モータ及びθ軸モータを制御して、Ｘ、Ｙ方向及び鉛直軸線回りへの回転角度位置の補正がなされる。この補正後に、前記吸着ノズル１７が下降してプリント基板Ｐ上の所定位置に電子部品が装着される。以下、順次電子部品がプリント基板Ｐ上に装着されることとなる。
【００３２】
次に装着すべき電子部品が、当該引き出されたパレット１２上のトレイ１１に収納されたものでなく、当該パレットストッカ２０におけるパレット１２上のトレイ１１に収納されたものであれば、駆動機構により前記引出収納体３２を前進させてパレットストッカ２０に進入させた後、一対の係止爪３４を近づけるように移動させてフック２９との係止を解除してパレット１２をパレットストッカ２０に戻し、次に引出収納体３２をシュート３３上を摺動させながら後退移動させる。次いで、前述したように、図９に示すように、いずれかの昇降モータ３８を駆動してエレベータ機構２２を昇降動作させ、次の電子部品を収納しているパレットストッカ２０内のパレット１２の溝２５、２７のレベル位置とシュート３３のレベル位置とを合致させ、駆動機構により引出収納体３２を前進させて、一対の係止爪３４を遠ざけるように移動させてフック２９に係止した引出収納体３２を後退させて、パレット１２をシュート３３上を摺動させてピックアップ領域に導入し、吸着ノズル１７によりトレイ１１から電子部品を吸着して取出すものである。この取出後、前述したように、パレット１２をパレットストッカ２０に戻す。
【００３３】
以上のように、次々と装着データ（図示せず）に従い、装着ヘッド６の吸着ノズル１７が第１部品供給装置３Ａ、３Ｂ、３Ｃ又は第２部品供給装置４より電子部品をピックアップし、この電子部品をプリント基板Ｐ上に装着することとなる。
【００３４】
そして、全ての電子部品のプリント基板Ｐへの装着が終了すると、位置決め部８から排出コンベア９に搬送され、その後下流側装置に搬送される。
【００３５】
以上のように、小さなパレット１２の場合には前記各パレットストッカ２０に夫々パレット１２を収納して前記各パレット導入機構２１及び各エレベータ機構２２により前記所定の電子部品を収納するパレット１２を電子部品のピックアップ領域の所定位置まで移動させるものである。従って、図１２に示すように２つのパレット１２を個別に引き出す場合の他に、ときに生産効率向上のため、図１３に示すように、２つのパレット１２を同時に引き出す場合も発生する。
【００３６】
次に、図５に示すように、大きなパレット１２の場合には縦仕切部材２６を取り除くことにより、前記両パレットストッカ２０に跨るように大きなパレット１２を収納することができる。このように大きなパレット１２を収納した部品供給装置４を小さなパレット１２を収納した部品供給装置４に代わって装置本体２に設置して、前記両パレット導入機構２１及び両エレベータ機構２２を同期させて駆動することにより前記所定の電子部品を収納するパレット１２を電子部品のピックアップ領域の所定位置まで移動させることができる。
【００３７】
即ち、図示しない制御装置により両昇降モータ３８を同時に駆動して対応するエレベータ機構２２の昇降動作が制御され、所定の電子部品を収納しているパレットストッカ２０の溝２５のレベル位置と両パレット導入機構２１のシュート３３のレベル位置とが合致され、図１４に示すように、駆動源により各一対の係止爪３４を遠ざけるように各ガイド３５に沿って移動させて大きなパレット１２の内方のフック２９に係止し、次に駆動機構により両引出収納体３２をシュート３３に沿って移動させて、所定のパレット１２を電子部品のピックアップ領域に導入する（図１５参照）。従って、ＸＹ方向に移動した前記吸着ノズル１７により当該パレット１２上のトレイ１１より電子部品を吸着して取出すものである。
【００３８】
なお、大きなパレット１２のトレイ１１には、小さなパレット１２のトレイ１１に収納される電子部品より大きな電子部品を収納するのが一般的であるが、同種の電子部品をより多く収納する場合にも適用できる。
【００３９】
尚、以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、複数種類のトレイ収納電子部品を扱う場合でも、装着装置の運転待ち時間を削減して、生産効率の向上を図ることを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】第２部品供給装置からパレットを２つ引き出した状態の電子部品装着装置の平面図である。
【図２】第２部品供給装置からパレットを２つ引き出した状態の電子部品装着装置の縦断側面図である。
【図３】電子部品装着装置の縦断正面図である。
【図４】小さなパレットを収納載置した状態のパレットストッカの正面図である。
【図５】大きなパレットを収納載置した状態のパレットストッカの正面図である。
【図６】第２部品供給装置の側面図である。
【図７】小さなパレットを収納載置した状態のパレットストッカ等の平面図である。
【図８】大きなパレットを収納載置した状態のパレットストッカ等の平面図である。
【図９】小さなパレットを扱う場合のエレベータ機構の正面図である。
【図１０】大きなパレットを扱う場合のエレベータ機構の正面図である。
【図１１】小さなパレットを収納載置した状態のパレットストッカ等の平面図である。
【図１２】小さなパレットを収納載置した状態のパレットストッカ等の平面図である。
【図１３】小さなパレットを収納載置した状態のパレットストッカ等の平面図である。
【図１４】大きなパレットを収納載置した状態のパレットストッカ等の平面図である。
【図１５】大きなパレットを収納載置した状態のパレットストッカ等の平面図である。
【符号の説明】
１電子部品装着装置
２装置本体
３Ａ乃至３Ｃ第１部品供給装置
４第２部品供給装置
６装着ヘッド
１１トレイ
１２パレット
１７吸着ノズル
２０パレットストッカ
２１パレット導入機構
２２エレベータ機構
２５、２７溝
２６縦仕切部材
３８昇降モータ

Claims

駆動源により一方向に移動可能なビームにこれに沿った方向に駆動源により移動可能な装着ヘッドを設け、該装着ヘッドに電子部品を吸着して基板搬送機構により搬送されるプリント基板上に装着する吸着ノズルが設けられた電子部品装着装置において、電子部品を収納配置したトレイを搭載したパレットを多段に収納可能な２つのパレットストッカと、各パレットストッカに対応して設けられ電子部品のピックアップ領域の所定位置まで所定の電子部品を収納するパレットを移動させるための２つのパレット導入機構と、前記所定の電子部品を収納するパレットを電子部品のピックアップ領域の所定位置まで移動させるために前記各パレットストッカと各パレット導入機構とを相対的に位置合わせするための２つのエレベータ機構とから成る電子部品供給装置を設け、小さなパレットの場合には前記各パレットストッカに夫々パレットを収納して前記各パレット導入機構及び各エレベータ機構により前記所定の電子部品を収納するパレットを電子部品のピックアップ領域の所定位置まで移動させるように構成すると共に、大きなパレットの場合には前記両パレットストッカに跨るようにパレットを収納して前記両パレット導入機構及び両エレベータ機構により前記所定の電子部品を収納するパレットを電子部品のピックアップ領域の所定位置まで移動させるように構成したことを特徴とする電子部品装着装置。
前記電子部品供給装置の下部にはキャスタを設けて移動可能とすると共に装置本体に着脱可能としたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着装置。