JP2004273534A

JP2004273534A - 表面実装機

Info

Publication number: JP2004273534A
Application number: JP2003058616A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takeda; 宏武田
Original assignee: Hitachi Communication Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Communication Technologies Ltd
Priority date: 2003-03-05
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】ヘッドユニットが部品供給装置から電子部品をピックアップして基板の実装位置に達するまでの時間を短くしてタクトタイムの短縮化を図る。
【解決手段】コンベヤ装置２を基板Ｐの両側を保持可能に間隔をおいて配置された一対のコンベヤ２ａ、２ｂから構成するとともに、両コンベヤの一方２ａは基板の大きさに応じてコンベヤ間隔を調節可能にするため移動自在に構成され、部品供給装置１５ａ、１５ｂの一方はコンベヤの一方２ａに連結され、さらに一対のコンベヤ間に、搬送されてきた基板を保持する基板保持部８をコンベヤ沿いに移動可能に設ける。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線基板に電子部品を実装する表面実装機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の表面実装機として、基板を搬送する基板搬送用コンベヤと、多数列のテープフィーダを保持するフィーダ取付け部を有する部品供給装置と、部品吸着用のノズル部材を有して部品供給装置から吸着した部品を基板に実装するヘッドユニットと、ノズル部材に吸着された部品を撮像する部品認識用撮像装置とを備えた表面実装機において、基板搬送用コンベヤを互いに平行な一対のコンベヤにより構成し、かつ一方のコンベヤを他方のコンベヤに対して接離可能な可動コンベヤとし、この可動コンベヤを移動させる駆動機構を設けるとともに、この可動コンベヤの側方に配置される部品供給装置と部品認識用撮像装置とを、可動コンベヤの移動に伴って移動するように可動コンベヤに連結した表面実装機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３１３４９７
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１記載の表面実装機は、基板の位置決め装置が固定されているため、使用部品が装着されているテープフィーダが基板の位置決め装置から離れている場合には、ヘッドユニットがテープフィーダから部品をピックアップして基板位置決め装置に移動するまでの時間や、あるいはヘッドユニットがテープフィーダから部品をピックアップし部品認識装置による部品の認識を経た後、基板位置決め装置に移動するまでの時間がかかっていた。
【０００５】
また、部品認識用撮像装置は可動コンベヤの移動に伴って移動するように可動コンベヤに連結されているが、コンベヤ沿いの方向へは移動できないため、使用部品が装着されているテープフィーダが部品認識用撮像装置から離れている場合には、ヘッドユニットがテープフィーダから部品をピックアップして部品認識装置に移動するまでの時間がかかってしまうためタクトタイムの短縮という観点から改善が望まれていた。
【０００６】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、基板位置決め装置をコンベヤ沿いに移動可能にするとともに、部品認識装置を基板位置決め装置と連動させることにより、タクトタイムの短縮を図ることができる表面実装機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、電子部品を基板に実装する表面実装機であって、基板を搬送するコンベヤ装置と、基板に実装される電子部品を供給する部品供給装置と、部品供給装置から電子部品をピックアップして基板に実装するヘッドユニットとから構成され、前記コンベヤ装置は、前記基板の両側を保持可能に互いに間隔をおいて配置された一対のコンベヤから構成されているとともに、前記両コンベヤは前記基板の大きさに応じてコンベヤ間隔を調節可能に相対移動自在に構成され、前記部品供給装置は前記コンベヤの一方または双方に連動可能に構成され、さらに前記一対のコンベヤ間に、搬送されてきた基板を保持する基板保持部をコンベヤ沿いに移動可能に設けている。
【０００８】
従って、本発明は、基板保持部がコンベヤ沿いに移動可能に設けられているので、基板の実装に使用する電子部品が、部品供給装置の端に位置する等して基板から離れている場合には、基板保持部を使用部品の近くまで移動させることができ、よってヘッドユニットが部品供給装置から電子部品をピックアップして基板の実装位置に達するまでの時間を短くすることができ、タクトタイムの短縮化を図ることができる。
【０００９】
また、本発明は、前記ヘッドユニットによりピックアップされた電子部品を下方から認識可能な電子部品認識装置を前記基板保持部に連動可能に構成することが考えられる。
【００１０】
従って、本発明は、部品認識装置を基板の実装に使用する電子部品の近くに位置させることができるため、ヘッドユニットが部品供給装置から電子部品をピックアップして部品認識装置の上方に達するまでの時間を短くすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る表面実装機の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は本発明が適用される表面実装機１を複数並べることによって構成される表面実装工程Ｓの一例を示すもので、表面実装工程の前工程Ｓ１には、例えば印刷機、ディスペンサ、はんだ検査装置等が配置され、後工程Ｓ２には、例えばリフロー装置、硬化炉装置、マウンタ等が配置される。
【００１３】
ここで表面実装機１の全体構成について説明すると、表面実装機１は、プリント基板Ｐを搬送するコンベヤ装置２と、コンベヤ装置２で搬送されてきたプリント基板Ｐを保持する基板保持部８と、プリント基板Ｐに実装する電子部品を供給する部品供給装置１５ａ、１５ｂと、部品供給装置から電子部品をピックアップしてプリント基板Ｐに実装するヘッドユニット１８と、ヘッドユニットによる電子部品の吸着不良や吸着位置のずれを検出する部品認識装置４０とを主たる構成要素とする。
【００１４】
コンベヤ装置２は、表面実装機１同士をプリント基板Ｐの受け渡しが可能に連結するとともに、表面実装工程Ｓと前工程Ｓ１および後工程Ｓ２とをプリント基板Ｐの受け渡しが可能に連結しており、前工程Ｓ１で処理されたプリント基板Ｐはコンベヤ装置２で表面実装工程Ｓに搬送されるとともに、表面実装工程Ｓで部品実装が完了したプリント基板Ｐは後工程Ｓ２に搬出される。
【００１５】
表面実装工程Ｓにおいては、上流側から下流側にわたって配置された複数の表面実装機１により順次電子部品がプリント基板Ｐに実装されていく。
【００１６】
図２および図３に示すように、コンベヤ装置２は、プリント基板Ｐの両側が保持できるように互いに間隔をおいて配置された相互に平行な一対のコンベヤ２ａ、２ｂから構成されており、これら一対のコンベヤ２ａ、２ｂは互いに接近離間する方向（図面において左右方向、以下Ｘ方向という。）に移動自在に構成されている。
【００１７】
具体的には、一方のコンベヤ２ａが他方に対して移動自在な可動コンベヤに、かつ他方のコンベヤ２ｂが固定された固定コンベヤに、それぞれ構成されている。もちろんこれに限られることなく、双方のコンベヤ２ａ、２ｂを移動自在にして、両コンベヤ２ａ、２ｂ間の間隔を調整可能にすることもできる。
【００１８】
可動コンベヤ２ａの駆動機構は、Ｙ軸方向のボールネジ５と、ボールネジ５を回転駆動するサーボモータ６と、Ｙ軸方向の図示しない一対のガイドレールとから構成されている。そして、ボールネジ５は可動コンベヤ２ａの図示しないコンベヤフレームに取り付けられたロッドの雌ネジに螺合され、また図示しないガイドレールには、可動コンベヤ２ａのコンベヤフレームが図示しないブラケットを介して移動自在に取り付けられている。
【００１９】
コンベヤ装置２によって搬送されてきたプリント基板Ｐは、電子部品の実装のため表面実装機１の適当な位置で停止される。この停止位置に基板保持部８が設置されている。基板保持部８は次に述べる駆動機構によってＸ軸方向に移動自在に設けられている。
【００２０】
この駆動機構は、Ｘ軸方向のボールネジ１０と、ボールネジ１０を回転駆動するサーボモータ１１と、Ｘ軸方向の図示しないガイドレールとから構成されている。
【００２１】
また基板保持部８は、図４に示すように、クランプやバックアップピン等から構成される位置決め手段によってプリント基板Ｐを位置決め保持する位置決めテーブル８ａと、位置決めテーブル８ａを支持する支持フレーム８ｂと、支持フレーム８ｂを支持する支持部８ｃとから構成され、支持部８ｃにはボールネジ１０を螺合状態で挿通させる雌ネジ孔８ｄと、図示しないガイドレールに摺動自在に係合する図示しないガイド部とが形成されている。
【００２２】
支持フレーム８ｂにおけるＹ軸方向の２辺１０ａ、１０ｂは、可動コンベヤａのＹ軸方向の変位に応じて長さが調整し得るように構成されているものであり、例えば、入れ子式の伸縮構造に形成されている。
【００２３】
またコンベヤ装置２の両側には、プリント基板Ｐに実装する電子部品を供給するための部品供給装置１５ａ、１５ｂが設置されている。両部品供給装置にはＸ軸方向のテープフィーダ取付けプレートが設けられており、このテープフィーダ取付けプレートにテープフィーダ１６の先端部がクランプ手段により固定可能となっている。このように部品供給装置１５ａ、１５ｂには多数のテープフィーダ１６が並列状態で着脱自在に取付け可能となっている。
【００２４】
部品供給装置の一方、すなわち可動コンベヤ側に配置された部品供給装置１５ａは、テープフィーダ取付けプレートを介して可動コンベヤ２ａの図示しないコンベヤフレームに設けられたブラケットに着脱自在に、または固定的に連結されている。
【００２５】
図５は、ヘッドユニットを示す。ヘッドユニット１８は部品供給装置１５ａ、１５ｂから電子部品をピックアップしてプリント基板Ｐに電子部品を実装するためのもので、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動自在になっている。
【００２６】
このヘッドユニット１８を駆動する駆動機構は、基台２０上に配置されたＹ軸方向の一対の固定レール２１と、Ｙ軸サーボモータ２２により回転駆動されるＹ軸方向のボールネジ２３とから構成されており、ヘッドユニット１８を支持するヘッドユニット支持部材２４が固定レール２１に移動自在に取り付けられている。ヘッドユニット支持部材２４には図示しない雌ネジ部が形成されていて、この雌ネジ部がボールネジ２３に螺合されている。
【００２７】
ヘッドユニット支持部材２４はＸ軸方向のガイド部材２５と、Ｘ軸サーボモータ２６により回転駆動されるＸ軸方向のボールネジ２７とを有し、ガイド部材２５にヘッドユニット１８が移動自在に保持されている。ヘッドユニット１８には図示しない雌ネジが形成されていて、この雌ネジがボールネジ２７に螺合している。
【００２８】
ヘッドユニット支持部材２４は、Ｙ軸サーボモータ２２の作動によりボールネジ２３が回転してＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ２６の作動によりボールネジ２７が回転してヘッドユニット１８がヘッドユニット支持部材２４に対してＸ軸方向に移動可能になっている。
【００２９】
ヘッドユニット１８には、昇降自在かつ回転可能な１つないし２つ以上のノズル部材２８と、ノズル部材２８を昇降させる昇降用サーボモータ２９と、ノズル部材２８を回転させる回転用サーボモータ３０とが設けられている。
【００３０】
部品認識装置４０は、ＣＣＤカメラおよび照明を有していて、ヘッドユニット１８のノズル部材２８によって吸着された電子部品を下方から撮像可能になっている。この部品認識装置は基板保持部８における支持フレーム８ｂの可動コンベヤ２ａ側に固定され、基板保持部８の移動に伴いＸ軸方向に移動可能になっている。
【００３１】
次に本実施形態による表面実装機の作用について説明する。
【００３２】
上流側からコンベヤ装置２によってプリント基板Ｐが表面実装機１の実装位置に搬送されてきて基板保持部８に位置決めされると、ヘッドユニット１８のノズル部材２８が部品供給装置１５ａ、１５ｂのテープフィーダ１６から使用部品を吸着した後、部品認識装置４０の上方へ移動する。
【００３３】
部品認識装置４０で部品の吸着状態が認識された後、ヘッドユニット１８がプリント基板Ｐの上方に移動して使用部品の実装を行う。使用部品の実装が完了すると、基板保持部８におけるプリント基板Ｐの位置決め固定が解除されてコンベヤ装置２により下流側に搬出される。
【００３４】
次に、プリント基板Ｐのサイズが変更された場合の電子部品の実装について説明する。プリント基板Ｐのサイズが変更になると、プリント基板Ｐの両側を保持する一対のコンベヤ２ａ、２ｂ間の間隔を調整すべくサーボモータ６が作動してボールネジ５が回転することにより可動コンベヤ２ａがＹ軸方向に移動する。図３は両コンベヤ２ａ、２ｂ間の間隔が最大の場合を、図６は最小の場合を、それぞれ示している。
【００３５】
可動コンベヤ２ａが移動すると、これに連結された部品供給装置１５ａもＹ軸方向に移動する。なお、両コンベヤ２ａ、２ｂ間の間隔が調整される場合には、これに応じて基板保持部８における支持フレーム８ｂと位置決めテーブル８ａとの双方の幅も変更されるとともに、これに応じて支持フレーム８ｂに取り付けられた部品認識装置４０もＹ方向に移動する。
【００３６】
次に、プリント基板Ｐに実装する使用部品がプリント基板Ｐから離れた位置にある場合について説明する。例えば、使用部品を保持するテープフィーダ１６が図面において部品供給装置１５ａ、１５ｂの左端側に位置する場合には、サーボモータ１１が作動してボールネジ１０が回転することにより、図７に示すように、基板保持部８が左方向に移動する。
【００３７】
その際、同時に基板保持部８に連結された部品認識装置４０も左方向に移動する。図８は両コンベヤ２ａ、２ｂ間の間隔を狭くする方向に可動コンベヤ２ａが移動するとともに、基板保持部８が左方向に移動した状態を示す。
【００３８】
同様に使用部品を保持するテープフィーダ１６が部品供給装置１５ａ、１５ｂの右端側に位置する場合には、サーボモータ１１が作動してボールネジ１０が回転することにより、基板保持部８が右方向に移動するので、ヘッドユニット１８が部品供給装置１５ａ、１５ｂから電子部品をピックアップして基板へ実装するまでのタクトタイムを大幅に低減している。
【００３９】
なお、上記では、表面実装工程において、表面実装機が複数台設けられているが、これに限定されることなく一台の表面実装機で電子部品の実装を行う場合においても本発明を適用することが可能である。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は、基板保持部がコンベヤ沿いに移動可能に設けられているので、基板の実装に使用する電子部品が、部品供給装置の端に位置する等して基板から離れている場合には、基板保持部を使用部品の近くまで移動させることができ、よってヘッドユニットが部品供給装置から電子部品をピックアップして基板の実装位置に達するまでの時間を短くすることができ、タクトタイムの短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る表面実装機を使用してプリント基板に電子部品の実装を行う実装工程の一例を示す正面図である。
【図２】同じく、表面実装機の平面図である。
【図３】同じく、ヘッドユニットを取り外した状態での表面実装機の平面図であって、コンベヤ間隔が最大の状態を示す図である。
【図４】同じく、基板保持部の斜視図である。
【図５】同じく、ヘッドユニットの正面図である。
【図６】同じく、ヘッドユニットを取り外した状態での表面実装機の平面図であって、コンベヤ間隔が最小の状態を示す図である。
【図７】同じく、ヘッドユニットを取り外した状態での表面実装機の平面図であって、コンベヤ間隔が最大で、基板保持部がＸ軸方向に移動した状態を示す図である。
【図８】同じく、ヘッドユニットを取り外した状態での表面実装機の平面図であって、コンベヤ間隔が最小で、基板保持部がＸ軸方向に移動した状態を示す図である。
【符号の説明】
１表面実装機
２コンベヤ装置
８基板保持部
１５ａ、１５ｂ部品供給装置
１８ヘッドユニット
４０部品認識装置

Claims

電子部品を基板に実装する表面実装機であって、基板を搬送するコンベヤ装置と、基板に実装される電子部品を供給する部品供給装置と、部品供給装置から電子部品をピックアップして基板に実装するヘッドユニットとから構成され、
前記コンベヤ装置は、前記基板の両側を保持可能に互いに間隔をおいて配置された一対のコンベヤから構成されているとともに、前記両コンベヤは前記基板の大きさに応じてコンベヤ間隔を調節可能に相対移動自在に構成され、
前記部品供給装置は前記コンベヤの一方または双方に連動可能に構成され、
さらに前記一対のコンベヤ間に、搬送されてきた基板を保持する基板保持部をコンベヤ沿いに移動可能に設けことを特徴とする表面実装機。
前記ヘッドユニットによりピックアップされた電子部品を下方から認識可能な電子部品認識装置を前記基板保持部に連動可能に構成したことを特徴とする請求項１記載の表面実装機。