JP2004265886A - 電子部品実装装置および電子部品実装方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転軸18a廻りに回転するロータ機構18に複数の吸着ノズル20を放射状に配置したロータリ形式のマルチノズル型の複数の実装ヘッド10A、10Bを備えた電子部品実装装置において、回転軸18aの方向を部品供給部4におけるテープフィーダ5の配列方向に一致させ、且つ吸着ノズル20の軸間距離Dをフィーダ配列ピッチpの複数倍に合わせて部品搭載機構8を構成する。これにより、ピックアップ工程においては複数のテープフィーダ5から同時に複数の電子部品をピックアップでき、部品搭載工程においては、一方の実装ヘッドが搭載動作を行っている間に、他方の実装ヘッドにおいて次回搭載予定の吸着ノズルを動作位置に移動させるノズル切換動作を完了させることができる。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に電子部品を実装する電子部品実装装置および電子部品実装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
基板に電子部品を実装する電子部品実装装置は、部品供給部から電子部品を取り出して基板に移送搭載する実装ヘッドを備えている。この実装ヘッドの形態として、電子部品を吸着保持する吸着ノズルを複数備えて1回の実装ターンにおいて複数の電子部品を搭載することにより実装効率を向上させるマルチノズル型の実装ヘッドが広く用いられている。
【0003】
このようなマルチノズル型の実装ヘッドとして、水平な回転軸廻りに回転可能な回転体に複数の吸着ノズルを放射状に配置したロータリ形式のマルチノズル型ヘッドが知られている(例えば特許文献1参照)。このようなロータリ形式を採用することにより、上述のマルチノズル型のメリットに加えて、実装ヘッド自体を移動させることなく複数の吸着ノズルを同一パーツフィーダに順次位置合わせして連続して電子部品のピックアップを行えるという利点がある。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−130084号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
近年生産性向上の要請から、上述のロータリ形式のマルチノズル型の実装ヘッドを備えた電子部品実装装置に対しても、実装速度の更なる高速化が求められるようになっている。上記従来の電子部品実装装置において実装速度を高速化するには、吸着ノズルの数を増やして同時に取り出し可能な電子部品を数を増やし、また吸着ノズルの切換時の回転速度を高速化する必要がある。
【0006】
しかしながら、ロータリ形式においては電子部品を吸着保持した状態の吸着ノズルが間欠回転を行うことから、安定して電子部品を保持するためには回転時の周速度に制約があり、吸着ノズル数の増大や回転速度の高速化には限界があった。
【0007】
そこで本発明は、ロータリ形式のマルチノズル型の実装ヘッドを備え、高能率で安定した実装動作を実現できる電子部品実装装置および電子部品実装方法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】
請求項1記載の電子部品実装装置は、部品供給部から電子部品を取り出して基板に移送搭載する電子部品実装装置であって、第1方向に搬送された前記基板を位置決めする基板位置決め部と、前記部品供給部に第1方向に沿って所定ピッチで配列されたパーツフィーダと、第1方向に合わせて設定された水平な回転軸廻りに公転し前記電子部品を吸着保持可能な複数の吸着ノズルが前記回転軸を中心として放射状に配設された実装ヘッドと、複数の前記実装ヘッドを前記部品供給部と基板位置決め部との間で一体的に移動させるヘッド移動手段とを備えた。
【0009】
請求項2記載の電子部品の電子部品実装方法は、第1方向に搬送された前記基板を位置決めする基板位置決め部と、部品供給部に第1方向に沿って所定ピッチで配列されたパーツフィーダと、第1方向に合わせて設定された水平な回転軸廻りに公転し前記電子部品を吸着保持可能な複数の吸着ノズルが前記回転軸を中心として放射状に配設された実装ヘッドと、複数の前記実装ヘッドを前記部品供給部と基板位置決め部との間で一体的に移動させるヘッド移動手段とを備えた電子部品実装装置によって電子部品を基板に移送搭載する電子部品実装方法であって、前記複数の実装ヘッドを部品供給部に移動させてそれぞれの吸着ノズルによってパーツフィーダから電子部品を取り出すピックアップ工程と、電子部品を保持した複数の実装ヘッドを前記基板位置決め部に移動させるヘッド移動工程と、複数の実装ヘッドによって各吸着ヘッドに保持された電子部品を順次基板の実装点に搭載する部品搭載工程とを含み、前記部品搭載工程において、一の実装ヘッドにおいて吸着ヘッドを基板に対して昇降させて保持した電子部品を基板に搭載している間に、他の実装ヘッドにおいて次回搭載予定の電子部品を保持した吸着ノズルを前記回転軸廻りに公転させる。
【0010】
請求項3記載の電子部品の電子部品実装方法は、請求項2記載の電子部品の電子部品実装方法であって、前記ピックアップ工程において、複数の実装ヘッドによって複数のパーツフィーダから同時に電子部品をピックアップする。
【0011】
本発明によれば、複数の実装ヘッドによって各吸着ヘッドに保持された電子部品を順次基板の実装点に搭載する部品搭載工程において、一の実装ヘッドにおいて吸着ヘッドを基板に対して昇降させて保持した電子部品を基板に搭載している間に、他の実装ヘッドにおいて次回搭載予定の電子部品を保持した吸着ノズルを回転軸廻りに公転させて、次回搭載動作のためのノズル切換を完了させておくことにより、ロータリ形式のマルチノズル型の実装ヘッドを備えた電子部品実装装置によって高能率で安定した実装動作を実現することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図2は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の実装ヘッドの正面図、図3は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の実装ヘッドの側面図、図4、図5は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図、図6は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の実装ヘッドの正面図である。
【0013】
まず、図1を参照して電子部品実装装置の全体構成を説明する。図1において、基台1の中央にはX方向(第1方向)に搬送路2が配設されている。搬送路2は基板3をX方向に搬送し、電子部品の実装位置に位置決めする基板位置決め部となっている。搬送路2の両側方には、部品供給部4が配置されており、それぞれの部品供給部4には複数のパーツフィーダであるテープフィーダ5がX方向に沿って所定ピッチで配列されている。テープフィーダ5はテープに保持された電子部品を収納し、このテープをピッチ送りすることにより電子部品を供給する。
【0014】
基台1の両端部上にはY軸テーブル6A,6Bが配設されており、Y軸テーブル6A、6B上には2台のX軸テーブル7A,7Bが架設されている。Y軸テーブル6Aを駆動することにより、X軸テーブル7AがY方向に水平移動し、Y軸テーブル6Bを駆動することにより、X軸テーブル7BがY方向に水平移動する。X軸テーブル7A,7Bには、それぞれ部品搭載機構8および部品搭載機構8と一体的に移動するカメラ9が装着されている。
【0015】
Y軸テーブル6A,X軸テーブル7A,Y軸テーブル6B,X軸テーブル7Bをそれぞれ組み合わせて駆動することにより、部品搭載機構8は後述する複数の実装ヘッドおよびカメラ9とともに水平移動し、それぞれの部品供給部4から電子部品を実装ヘッドに備えられた吸着ノズルによってピックアップし、搬送路2に位置決めされた基板3上に移送搭載する。Y軸テーブル6A,X軸テーブル7A,Y軸テーブル6B,X軸テーブル7Bは、複数の実装ヘッドを部品供給部4と基板位置決め部との間で一体的に移動させるヘッド移動手段となっている。実装ヘッドとともに基板3上に移動したカメラ9は、基板3を撮像して位置を認識する。
【0016】
次に図2、図3を参照して部品搭載機構8について説明する。図2に示すように、部品搭載機構8は、複数(本実施の形態では2つ)の実装ヘッド10A,10Bを一体移動可能に並設した構成となっており、実装ヘッド10A,10Bの配列間隔は、それぞれに備えられた吸着ノズル20の軸間距離Dが、部品供給部4におけるテープフィーダ5の配列ピッチpの複数倍の距離に一致するように設定されている。
【0017】
実装ヘッド10A(10B)について説明する。図3に示すように、X軸テーブル7A(7B)の移動プレート11には、ガイドレール12が垂直に配設されており、ガイドレール12にスライド自在に嵌合したスライダ13は昇降ブロック14に固着されている。昇降ブロック14は、Z軸モータ15および送りねじ16を組み合わせた昇降機構によって昇降する。
【0018】
昇降ブロック14の下部の側面には、X方向に合わせて設定された水平な回転軸18a(図2参照)廻りに回転自在なロータ機構18が設けられている。ロータ機構18には、回転軸18aを中心として複数の吸着ノズル20が放射状の等配位置に配設されており、ロータ回転機構19によってロータ機構18を回転駆動することにより、各吸着ノズル20はX方向と直交する垂直面(YZ面)内において吸着孔を外向きにした装着姿勢で公転する。これにより、複数の吸着ノズル20のうちの特定ノズルを所望の動作位置に移動させるノズル切換動作が行われる。
【0019】
ロータ機構18の最下端位置は部品吸着・搭載位置となっており、部品吸着動作においては、図3に示すように、まず部品吸着・搭載位置をテープフィーダ5の部品ピックアップ位置5aに位置合わせし、ロータ機構18を回転させて部品吸着対象の吸着ノズル20をロータ機構18の下端部に移動させる。これにより、当該吸着ノズル20は吸着孔を下方に向けた姿勢で部品ピックアップ位置5aの上方に位置する。
【0020】
そしてこの状態でZ軸モータ15を駆動して昇降ブロック14を昇降させることにより、吸着ノズル20は部品ピックアップ位置5aから電子部品Pを真空吸着して保持する。ここで図2に示すように、実装ヘッド10A,10Bの吸着ノズル20の軸間距離Dはテープフィーダ5の配列ピッチpの複数倍になっていることから、2つの実装ヘッド10A,10Bをそれぞれテープフィーダ5に対して同時に位置合わせすることができ、一体的に移動する実装ヘッドヘッド10A,10Bによる複数部品同時吸着が可能となっている。
【0021】
この状態でロータ機構18を回転させることにより、電子部品Pを吸着保持した吸着ノズル20は順次上方へ移動する。そしてこの吸着ノズル20がロータ機構18の上端部に到達することにより、保持された電子部品Pは上向き姿勢となる。ロータ機構18の上端部は部品認識位置となっており、部品認識位置に到達した電子部品Pは、上方に配置された部品認識カメラ17によって認識される。
【0022】
吸着ノズル20は、ロータ機構18に内蔵されたノズルθ軸機構(図示省略)によってノズル軸廻りに回転するようになっており、吸着ノズル20に保持された電子部品を基板3に搭載する際には、部品認識カメラ17による認識結果に基づいて吸着ノズル20をノズル軸廻りに回転させ、電子部品のノズル軸廻り回転方向の位置ずれを補正する。
【0023】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、次にこの電子部品実装装置による実装動作について図4,図5を参照して説明する。まず図4(a)に示すように、実装ヘッド10A,10Bを備えた部品搭載機構8を部品供給部4に移動させ、実装ヘッド10A,10Bをそれぞれテープフィーダ5に位置合わせする。
【0024】
次いで図4(b)に示すように、実装ヘッド10A,10Bのそれぞれの吸着ノズル20をテープフィーダ5に対して昇降させることにより、図4(c)に示すように、それぞれの吸着ノズル20によってテープフィーダ5から電子部品Pをピックアップする(ピックアップ工程)。このピックアップ工程においては、複数の実装ヘッド10A,10Bによって、複数のテープフィーダ5から同時に電子部品Pをピックアップする。
【0025】
この後、ノズル切換のためのロータ回転動作が行われる。すなわち、図4(d)に示すように、実装ヘッド10A,10Bにおいてそれぞれロータ機構18を回転させて、次のピックアップ動作を行う予定の吸着ノズル20を公転させて、部品吸着・搭載位置に移動させる。この動作とともに、部品搭載機構8を移動させて次にピックアップ対象となる電子部品を保持したテープフィーダ5に対して移動させ、前述のピックアップ動作を反復実行する。このノズル切換動作とピックアップ動作を所定回数反復することにより、部品搭載機構8の実装ヘッド10A,10Bの複数の吸着ノズル20には、それぞれ所定の電子部品が保持される。
【0026】
この後、部品搭載動作に移行するすなわち、図5(a)に示すように、吸着ノズル20に電子部品Pを保持した実装ヘッド10A,10Bを、搬送路2に位置決めされた基板3上に移動させる(ヘッド移動工程)。そして各吸着ノズル20に保持された電子部品Pを、順次基板3の実装点に搭載する(部品搭載工程)。
【0027】
この部品搭載工程においては、まず図5(b)に示すように、実装ヘッド10A(一の実装ヘッド)において吸着ノズル20を基板3に対して下降させ、電子部品Pを基板3に着地させる。実装ヘッド10Aがこの部品搭載動作を行っている間に、図5(c)に示すように実装ヘッド10B(他の実装ヘッド)においては、ロータ機構18により次回搭載予定の電子部品を保持した吸着ノズル20を回転軸18a(図2参照)廻りに公転させて部品吸着・搭載位置まで移動させるノズル切換動作が行われる。
【0028】
そしてノズル切換動作を完了した実装ヘッド10Bは、図5(d)に示すように当該吸着ノズル20に保持された電子部品Pを基板3に搭載する。実装ヘッド10Bがこの部品搭載動作を行っている間には、実装ヘッド10Aにおいては上述と同様のノズル切換動作が行われ、次回搭載予定の電子部品を保持した吸着ノズル20が部品吸着・搭載位置まで移動する。以後同様の部品搭載工程が継続され、一方の実装ヘッドにおいて電子部品Pを基板3に搭載している間に、他方の実装ヘッドでは次回搭載予定の電子部品を保持した吸着ノズルを部品吸着・搭載位置に移動させるノズル切換動作が行われる。
【0029】
上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品実装装置においては、部品供給部4と搬送路2に位置決めされた基板3との間を移動する部品搭載機構8に、複数の吸着ノズル20を備えたロータリ形式のマルチノズル型の実装ヘッドを複数基備えるようにしている。
【0030】
これにより、1つの実装ヘッドに装備される吸着ノズル数を増加させることなく、あるいはノズル切換え動作時のロータ機構18の回転速度を増大させることなく、部品搭載機構8が部品供給部4と基板3との間を往復する1実装ターンにおいて取り出す部品数を増大させることができる。したがって、ノズル切り換え時のロータ機構の周速度を過大に設定する必要がなく、周速度が高速化することによって生じる部品の脱落や位置ずれなどの不具合を招くことなく、高能率で安定した実装動作を実現できる。
【0031】
また複数の実装ヘッドを一体移動可能に配置するに際しては、ロータ機構18の回転軸18aを部品供給部4におけるテープフィーダ5の配列方向に合わせて設定していることから、複数の実装ヘッドをロータ機構相互の位置的な干渉を招くことなく近接して配置することが可能となっている。
【0032】
なお上記実施の形態においては、部品搭載機構8に、2つの実装ヘッド10A,10Bを設ける例を示したが、図6に示すように、3つの実装ヘッド10A、10B、10Cを備えた部品搭載機構8Aを用いるようにしてもよい。この場合においても、各実装ヘッド間の吸着ノズル20の軸間距離D1は、部品供給部4におけるテープフィーダ5の配列ピッチの複数倍に設定される。
【0033】
また上記実施の形態においては、吸着ノズル20の昇降を各実装ヘッド毎に設けられたZ軸モータ15によって行う例を示しているが、ロータ機構18内にノズル昇降機構を内蔵して、部品吸着位置にある吸着ノズル20をロータ機構18に対して昇降するようにしてもよい。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の実装ヘッドによって各吸着ヘッドに保持された電子部品を順次基板の実装点に搭載する部品搭載工程において、一の実装ヘッドにおいて吸着ヘッドを基板に対して昇降させて保持した電子部品を基板に搭載している間に、他の実装ヘッドにおいて次回搭載予定の電子部品を保持した吸着ノズルを回転軸廻りに公転させて、次回搭載動作のためのノズル切換を完了させておくようにしたので、ロータリ形式のマルチノズル型の実装ヘッドを備えた電子部品実装装置によって高能率で安定した実装動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図2】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の実装ヘッドの正面図
【図3】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の実装ヘッドの側面図
【図4】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【図5】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【図6】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の実装ヘッドの正面図
【符号の説明】
3 基板
4 部品供給部
5 テープフィーダ
7A、7B X軸テーブル
8、8A 部品搭載機構
10A、10B 実装ヘッド
14 昇降ブロック
18 ロータ機構
18a 回転軸
20 吸着ノズル
Claims (3)
- 部品供給部から電子部品を取り出して基板に移送搭載する電子部品実装装置であって、第1方向に搬送された前記基板を位置決めする基板位置決め部と、前記部品供給部に第1方向に沿って所定ピッチで配列されたパーツフィーダと、第1方向に合わせて設定された水平な回転軸廻りに公転し前記電子部品を吸着保持可能な複数の吸着ノズルが前記回転軸を中心として放射状に配設された実装ヘッドと、複数の前記実装ヘッドを前記部品供給部と基板位置決め部との間で一体的に移動させるヘッド移動手段とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
- 第1方向に搬送された前記基板を位置決めする基板位置決め部と、部品供給部に第1方向に沿って所定ピッチで配列されたパーツフィーダと、第1方向に合わせて設定された水平な回転軸廻りに公転し前記電子部品を吸着保持可能な複数の吸着ノズルが前記回転軸を中心として放射状に配設された実装ヘッドと、複数の前記実装ヘッドを前記部品供給部と基板位置決め部との間で一体的に移動させるヘッド移動手段とを備えた電子部品実装装置によって電子部品を基板に移送搭載する電子部品実装方法であって、前記複数の実装ヘッドを部品供給部に移動させてそれぞれの吸着ノズルによってパーツフィーダから電子部品を取り出すピックアップ工程と、電子部品を保持した複数の実装ヘッドを前記基板位置決め部に移動させるヘッド移動工程と、複数の実装ヘッドによって各吸着ヘッドに保持された電子部品を順次基板の実装点に搭載する部品搭載工程とを含み、前記部品搭載工程において、一の実装ヘッドにおいて吸着ヘッドを基板に対して昇降させて保持した電子部品を基板に搭載している間に、他の実装ヘッドにおいて次回搭載予定の電子部品を保持した吸着ノズルを前記回転軸廻りに公転させることを特徴とする電子部品実装方法。
- 前記ピックアップ工程において、複数の実装ヘッドによって複数のパーツフィーダから同時に電子部品をピックアップすることを特徴とする請求項2記載の電子部品実装方法。
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