JP2005026243A

JP2005026243A - 表面実装機

Info

Publication number: JP2005026243A
Application number: JP2003183281A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Katai; 裕昭片井; Masanori Yonemitsu; 正典米光; Saburo Ito; 三郎伊藤; Makoto Toyoda; 誠豊田
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2003-05-08
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2005-01-27

Abstract

【課題】表面実装機において、フィーダーと実装機本体との間で通信可能とし、特に、構造の簡略化およびコストダウンを可能にし、かつ、耐ノイズ性を向上する。
【解決手段】実装機本体の部品供給部に設けられたフィーダー取付用プレート１６に複数のテープフィーダー４が着脱可能に取付けられる。上記テープフィーダー４には、上記フィーダー取付用プレート１６に対向する位置に、フィーダー４とこれに収容される部品の少なくとも一方に関する情報を記録する無線通信可能な無線タグ２１が埋め込まれ、一方、上記フィーダー取付用プレート１６にアンテナ集合体２２が埋め込まれている。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、実装機本体の部品供給部に複数のフィーダーが着脱可能に取付けられるようになっている表面実装機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、実装機本体の部品供給部に複数のフィーダーを着脱可能に装備し、例えば多数列のテープフィーダーを着脱可能に装備した表面実装機は一般に知られている。一般的なこの種の実装機では、どのような部品を収容したフィーダーが部品供給部のどの位置に取付けられたかといったことは作業者が目視で確認していたが、このような確認作業が煩雑であるとともに、確認ミスが生じるおそれがある等の問題がある。
【０００３】
そこで、近来、フィーダーやこれに収容した部品に関する情報をフィーダー自体に持たせておき、フィーダーを部品供給部に取付けたときに上記情報が実装機本体に与えられるようにする技術が開発されてきている。
【０００４】
例えば特許文献１に示されるように、フィーダーやこれに収容された部品に関する情報を記憶する記憶部と、この記憶部に記憶される情報の送受信を可能にする接続端子部とをフィーダーに設けるとともに、実装機本体に、上記接続端子部に対応する端子と、この端子に結合されたコンピュータとを設け、フィーダーが実装機本体に装着されたときにフィーダーの接続端子部が実装機本体の端子に接触し、この状態で上記コンピュータがフィーダーの記憶部と直接交信できるようにしたものが知られている。
【０００５】
また、上記接続端子部と上記端子とからなる接触式の通信手段の代りに、電磁誘導等により非接触で情報の送受信を行ない得る相対応する送受信回路をフィーダーと実装機本体とに設けるようにしたものも上記特許文献１の中に示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３１７５９５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に示されたもののうち、接続端子部とこれに対応する端子とからなる接触式の通信手段を用いたものでは、実装機本体に対するフィーダーの着脱が繰り返されるに伴い接触部分の摩耗や劣化が生じ易くなり、耐久性や信頼性の面で課題が残される。
【０００８】
また、非接触で情報の送受信を行ない得るようにしたものは、摩耗や劣化が生じ難い点で好ましいが、多数のフィーダーを実装機本体に装着するにあたり、各フィーダーとこれらが装着される部品供給部とにフィーダー取付部送受信回路及び配線をどのように合理的に配設して、構造の簡略化及びコストダウンを図るかといった点や、耐ノイズ性をどのような高めるかといった点等で、改善の余地が残されていた。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑み、フィーダーやこれに収容した部品に関する情報をフィーダー自体に持たせて、部品供給部への装着時に上記情報がフィーダーから実装機本体に与えられるようにし、その上特に、構造の簡略化およびコストダウンを可能にし、かつ、耐ノイズ性を向上することができる表面実装機を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、実装機本体の部品供給部に複数のフィーダーが配設され、これらのフィーダーは、上記部品供給部に設けられたフィーダー取付用プレートに着脱可能に取付けられている表面実装機において、上記フィーダーには、上記フィーダー取付用プレートに対向する位置に、フィーダーとこれに収容される部品の少なくとも一方に関する情報を記録する無線通信可能な記録部が埋め込まれ、一方、上記フィーダー取付用プレートに、上記記録部からの情報を受信するアンテナが埋め込まれていることを特徴とするものである。
【００１１】
この発明によれば、上記フィーダー取付用プレートにフィーダーが装着されたとき、フィーダーに埋め込まれた無線通信可能な記録部とフィーダー取付用プレートに埋め込まれたアンテナとが対向することにより、上記記録部に記録されている情報がアンテナに受信されて、実装機本体側に取り込まれ、その情報が実装作業等において利用される。
【００１２】
そして、フィーダーと実装機本体との間の情報の通信が非接触の通信手段で行われる。また、とくにフィーダー取付用プレートにアンテナが埋め込まれていることにより、格別のアンテナ保持用の部材を必要とせず構造が簡単に保たれ、しかも、耐ノイズ性が向上される。
【００１３】
この発明において、好ましくは、上記フィーダー取付用プレートにおける複数のフィーダーの取付け位置にわたる範囲にアンテナ集合体が埋め込まれ、このアンテナ集合体は、１つのプリント基板に複数のアンテナが上記フィーダー取付用プレートにおけるフィーダーの配列ピッチに対応する間隔で形成されているものである。
【００１４】
このようにすれば、各アンテナを個別に製作する場合と比べ、アンテナの製作及びフィーダー取付用プレートへの組み込みのための加工が簡単になる。また、アンテナに対する配線も一括に上記基板に形成し得、配線材の削減及び配線工数の低減が可能となる。
【００１５】
なお、上記記録部に記録される情報は、例えばフィーダー識別記号である。あるいは、上記記録部に記録される情報はフィーダーに関する情報とフィーダーに収容された部品に関する情報とを含んでいる。また、上記記録部は書換え可能であり、上記記録部に記録される情報は、更新が必要な情報を含んでいることが好ましく、このようにすれば、使用等に応じて上記記録部に記録された情報が更新され、フィーダーの管理等に利用される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１及び図２は本発明の一実施形態による表面実装機を概略的に示している。これらの図において、実装機本体１の基台上には、プリント基板搬送用のコンベア２が配置され、プリント基板Ｐが上記コンベア２上を搬送されて所定の装着作業位置で停止するようになっている。上記コンベア２の前後方向（図１では上下方向）にはそれぞれ部品供給部３が配置されている。これら部品供給部３には、上記コンベア２と平行してフィーダー取付用プレート１６がそれぞれ設けられている。各フィーダー取付用プレート１６には、各種部品を供給するための複数のフィーダーが着脱可能に取付けられ、図示の例では多数のテープフィーダー４が並列に、かつ各々位置決めされた状態で着脱可能に取付けられている。
【００１８】
上記基台の上方には、図１及び図２に示すように、部品装着用ヘッドユニット５が装備され、このヘッドユニット５はＸ軸方向（コンベア２と平行な方向）及びＹ軸方向（図１におけるコンベア２と直交する方向）に移動することができるようになっている。
【００１９】
すなわち、上記基台には、ヘッドユニット５の支持部材６がＹ軸方向の固定レール７に移動可能に配置され、支持部材６上にヘッドユニット５がＸ軸方向のガイド部材８に沿って移動可能に支持されている。そして、Ｙ軸サーボモータ９によりボールねじ１０を介して支持部材６のＹ軸方向の移動が行なわれるとともに、Ｘ軸サーボモータ１１によりボールねじ１２を介してヘッドユニット５のＸ軸方向の移動が行なわれるようになっている。
【００２０】
上記ヘッドユニット５には部品装着用の複数の吸着ヘッド１３が搭載されており、当実施形態では８本の吸着ヘッド１３がＸ軸方向に一列に並べて配設されている。また、吸着ヘッド１３は、それぞれヘッドユニット５のフレームに対してＺ軸方向（図２）の移動及びＲ軸（ノズル中心軸）回りの回転が可能とされ、サーボモータを駆動源とする昇降駆動手段及び回転駆動手段により駆動されるようになっている。また、各吸着ヘッド１３のＺ軸方向の下端には吸着ノズル１４が設けられており（図２参照）、部品吸着時には図外の負圧供給手段から吸着ノズル１４に負圧が供給され、この負圧による吸引力で部品が吸着されるようになっている。
【００２１】
上記ヘッドユニット５の移動範囲内であって基台上の各部品供給部３の近傍に、吸着状態認識用の撮像手段１５が設けられている。
【００２２】
上記のような概略構造の表面実装機において、部品供給部３に配設される各テープフィーダー４には無線通信可能な記録部が埋め込まれ、また、実装機本体１には、上記記録部からの情報を受信するためのアンテナが埋め込まれるとともに、これと電気的に接続されたコントローラが設けられている。これらの構成を図３及び図４を参照しつつ具体的に説明する。
【００２３】
図３は、部品供給部に配設したアンテナ及びこれに接続される電気系統を備えた実装機本体１と無線通信可能な記録部を備えたテープフィーダー４とを分解状態で示す概略平面図であり、図４は、上記テープフィーダー４を上記部品供給部３のフィーダー取付用プレート１６に取付けた状態の概略側面図である。
【００２４】
上記テープフィーダー４は、図４に示すように、後端部にリール４ａを有し、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサなどの小片状の電子部品を所定間隔おきに収納、保持したテープ（図示省略）が上記リール４ａから導出され、フィーダー先端部の部品取出部に送られるように構成されている。部品取出部は、詳しい説明及び図示は省略するが、吸着ヘッド１３による部品のピックアップが可能な状態にテープを保持するよう構成されるとともに、テープ繰出機構を備え、部品がピックアップされるにつれてテープが間歇的に送り出されるようになっている。
【００２５】
テープフィーダー４の前方下部には、前後に所定間隔をおいた２箇所に下方へ突出する位置決めピン１７が設けられるとともに、クランプ（図示省略）が設けられている。そして、テープフィーダー４の前方側の部分がフィーダー取付用プレート１６上に載置され、フィーダー取付用プレート１６に設けられた位置決め孔１８に上記位置決めピン１７が嵌め込まれて位置決めされた状態で、上記クランプによりテープフィーダー４がフィーダー取付用プレート１６に固定されるようになっている。
【００２６】
さらにテープフィーダー４には、無線通信可能な記録部としての無線タグ２１が設けられている。この無線タグ２１は、ＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と称されるもので、例えば図５に示すように、アンテナコイル２１ａ、コントロール回路２１ｂ、電源生成部２１ｃ及びメモリ２１ｄ等を備え、このメモリ２１ｄに情報を書換え可能に記録し、かつ、無線で通信できるようになっている。この無線タグ２１には、例えばフィーダー識別記号であるフィーダーＩＤが書き込まれている。
【００２７】
上記無線タグ２１はフィーダー取付用プレート１６に対向する位置に設けられ、具体的には、上記テープフィーダー４の前方部の下面側であって、両位置決めピン１７の間の位置に、下方に臨む状態で埋め込まれている。
【００２８】
一方、実装機本体１の部品供給部３に設けられたフィーダー取付用プレート１６には、複数のフィーダーの取付け位置にわたる範囲にアンテナ集合体２２が埋め込まれている。このアンテナア集合体２２は、多連一体型アンテナ基板により形成されている。すなわち、このアンテナア集合体２２は、フィーダー取付用プレート１６の所定範囲にわたる長さの１枚のプリント基板に、図５に示すように、フィーダーの配列ピッチに対応するピッチで並ぶ複数のアンテナ２２ａと、これらのアンテナ２２ａに共通する送受信回路２２ｂとが一体に形成されたものであり、例えば２０個のアンテナ２２ａが１つの基板に一括に形成されている。そして、上記基板からなるアンテナ集合体２２がさらにフィーダー配列方向に複数組（例えば２〜３組）配列されることにより、フィーダー取付用プレート１６に取付けられる全フィーダーに対応するようにフィーダー取付用プレート１６の略全長にわたってアンテナ２２ａが配設されている。
【００２９】
上記アンテナ集合体２２は、フィーダー取付用プレート１６の上面から上方に臨む状態でフィーダー取付用プレート１６に埋め込まれている。そして、フィーダー取付用プレート１６に複数のテープフィーダー４が取付けられた状態で、各テープフィーダー４の無線タグ２１と上記アンテナ集合体２２の各アンテナとが互いに近接して対向するようになっている。
【００３０】
上記アンテナ集合体２２は、アンプ２３を介し、コントローラ２４に電気的に接続されている。
【００３１】
以上のような当実施形態の表面実装機によると、テープフィーダー４が部品供給部３のフィーダー取付用プレート１６上に装着されたとき、そのテープフィーダー４に設けられた無線タグ２１と上記アンテナ集合体２２のうちの１つのアンテナ２２ａとが対向し、無線タグ２１に記録されている情報がアンテナ２２ａに受信されて、アンプ２３を介しコントローラ２４に取り込まれる。
【００３２】
この場合、無線タグ２１とアンテナ２２ａとの間の通信可能な距離には制限があるため、１つの無線タグ２１に対して通信できるアンテナ２２ａは、当該無線タグ２１に対向する１つのみである。従って、どのアンテナ２２ａによって受信されたかが調べられることにより、テープフィーダー４が装着された位置が検出される。
【００３３】
このテープフィーダー４の装着位置と、上記無線タグ２１から与えられる情報がコントローラ２４に入力される。そして、無線タグ２１から与えられる情報がフィーダーＩＤである場合には、実装機又はこれに接続されたサーバ内のメモリには、使用される可能性のある多数のフィーダーについて、各フィーダーＩＤと各フィーダーの情報（例えば各フィーダーに収容される部品の名称、部品残数、フィーダータイプ、送りピッチ等）とを対応づけたデータが保存されていて、上記コントローラにより、入力されたフィーダーＩＤから該当するデータが読み出され、そのデータと装着位置とが記憶される。これにより、その後の実装作業時には、部品供給部３のどの位置にどのようなフィーダー、部品があるかといったことが正しく判別され、誤実装が確実に防止される。
【００３４】
上記のように、テープフィーダー４と実装機本体１との間の情報の通信が、無線タグ２１とアンテナとを用いた非接触の送受信手段により行われることにより、接触式の通信手段を用いた場合のように接触部分の摩耗や劣化の問題がなく、耐久性及び信頼性が向上される。
【００３５】
とくに、当実施形態の表面実装機では、フィーダー取付用プレート１６が利用されてこれにアンテナが設けられているため、格別のアンテナ保持用の部材を必要とせず、構造を簡単に保ち得る。さらに、アンテナ集合体２２が多連一体型アンテナ基板により形成され、この基板がフィーダー取付用プレート１６に組み込まれるため、各アンテナを個別に製作する場合と比べ、アンテナの製作及びフィーダー取付用プレート１６への組み込みのための加工が簡単になる。また、アンテナ集合体２２を構成するプリント基板に複数のアンテナ２２ａと送受信回路２２ｂ及びこれらの間の配線等も一括に形成されるため、配線材が削減され、配線工数も低減される。
【００３６】
このように構造が簡略化され、製作性が向上されることにより、大幅なコストダウンが可能となる。
【００３７】
また、アンテナが設けられているフィーダー取付用プレート１６の上面は、テープフィーダー４が装着されたときにこれによって確実に覆われるため、外部からアンテナにノイズが入りにくく、耐ノイズ性が向上される。
【００３８】
ところで、無線タグ２１に記録する情報は、上記の例では、フィーダーＩＤとしているが、それ以外にもフィーダー及びこれに収容される部品についての各種情報を記録することができる。また、無線タグ２１は記録内容の書換えが可能であるため、記録する情報は更新を要するものであってもよい。この場合、図５中に示すようにアンテナ２２ａは送受信可能に構成され、実装機本体１側からアンテナ２２ａにより無線タグ２１にデータが送られて書き込み、書換えが行なわれる。
【００３９】
無線タグ２１に記録する情報の具体例を図６の図表に示す。この図表に示す例では、基本情報であるフィーダーＩＤのほかに、追加情報として部品名称、部品コメント、部品残数、フィーダータイプ、送りピッチ、フィーダー使用回数及び無線タグ（ＲＦＩＤ）の書き込み回数が無線タグ２１に記録される。
【００４０】
上記フィーダーＩＤはフィーダーのシリアル番号であり、この情報を元に、実装機又は実装機に接続されたサーバに保存されている部品名、部品残数、フィーダータイプ等が読み出される。
【００４１】
上記部品名称は、フィーダーに収容されている部品の名称であり、この部品名称の情報により誤段取りのチェックが行われる。部品コメントは、部品名以外の部品の追加情報であって、例えば部品の型式や形状等、ユーザーが所望の情報を書き込み得るようにしたものであり、カスタマイズ要求があった場合等に使用される。上記部品残数は、フィーダーにセットされている部品の残数の情報であり、部品切れ予告等に用いられる。
【００４２】
上記フィーダータイプは、８ｍｍ幅、１６ｍｍ幅等のフィーダータイプの情報であり、フィーダー駆動のタイミングの設定、変更等に用いられる。上記送りピッチは、部品繰出し時の送りピッチであり、同じタイプのフィーダーでも部品繰出し時の送りピッチが異なるものがある場合等を考慮して記録する情報に含ませており、部品繰出しを電動モータで行うフィーダーではこの送りピッチの情報に基づきモータによる送り量が調整、変更される。
【００４３】
上記フィーダー使用回数は、フィーダーが出荷されてから何回送り動作が行われたかを示す情報であり、フィーダーのメンテナンス警告に利用される。
【００４４】
無線タグ（ＲＦＩＤ）の書き込み回数は、出荷されてから何回書き込みが行われたかを示す情報であり、無線タグ２１には書き込み回数に限度があるので、それを超えて使用しないように警告するために用いられる。
【００４５】
これらの情報の書き込みのタイミングを説明すると、フィーダーＩＤは出荷前に書き込まれ、ユーザーが書き換えることはない。
【００４６】
部品名称、部品コメント、フィーダータイプ及び送りピッチは、ユーザーにおいて適当な時期に書き込まれる。例えば、部品情報作成時に単一部品毎に書き込みボタンを押す等の操作が行われることによって書き込まれ、あるいは、基板データが選択されたときに、その基板データに登録されている全ての部品に対して一括に書き込みが行われる。
【００４７】
また、部品残数、フィーダー使用回数、及び無線タグ書き込み回数は、自動運転が行われたとき等にコントローラ２４による演算などの処理に基づいて自動的に書き込まれる。例えば、実装機動作中にコントローラ２４により上記部品残数等がカウントされてコントローラ２４内のメモリに記憶され、自動運転停止時や１枚の基板の生産終了時、或いは基板データ切り換え前などのタイミングで上記メモリから情報が読み出され、その情報がアンテナ２２ａから無線タグ２１に送信されることにより、無線タグ２１に記憶されていた情報が書き換えられる。
【００４８】
上記無線タグ２１に記録される情報としては、図６に示すもの以外にも種々考えられ、例えば各フィーダーに関する履歴（部品が何個供給されたか、どのようなエラーが何回発生したか等）も記憶させておくことができる。
【００４９】
なお、上記実施形態においては、フィーダー取付用プレート１６が実装機本体に固定的に設けられた例について説明したが、フィーダー取付用プレートを備えた交換台車を実装機本体に着脱可能に設け、この台車にフィーダーを着脱可能に装備するようにしたものにも本発明を適用することができ、この場合、交換台車に設けられるフィーダー取付用プレートにアンテナを埋めこむようにすればよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の表面実装機は、フィーダーのフィーダー取付用プレートに対向する位置に、フィーダーとこれに収容される部品の少なくとも一方に関する情報を記録する無線通信可能な記録部が埋め込まれ、一方、上記フィーダー取付用プレートに、上記記録部からの情報を受信するアンテナが埋め込まれているため、フィーダーと実装機本体との間で情報を通信することができる。そして、通信手段が非接触であることにより信頼性を高めることができるとともに、フィーダー取付用プレートにアンテナを埋め込んでいることにより、構造を簡単に保ち、しかも、耐ノイズ性を向上することができる。
【００５１】
また、とくに１つのプリント基板に複数のアンテナをフィーダーの配列ピッチに対応する間隔で形成してアンテナ集合体を構成し、このアンテナ集合体をフィーダー取付用プレートに埋め込むようにすれば、アンテナの製作及びフィーダー取付用プレートへの組み込みのための加工が簡単になり、コストを低減化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】テープフィーダーを装着した表面実装機を概略的に示した平面図である。
【図２】図１の表面実装機の側面図である。
【図３】実装機本体からテープフィーダーを取り外した状態でのアンテナ等の配置を示す概略平面図である。
【図４】フィーダー取付用プレートにテープフィーダーを取り付けた状態の要部の概略側面図である。
【図５】テープフィーダーと実装機本体との通信を行う通信システムを示す概念図である。
【図６】無線タグに記録される情報の具体例を示す図表である。
【符号の説明】
１実装機本体
３部品供給部
４テープフィーダー
１６フィーダー取付用プレート
２１無線タグ
２２アンテナ集合体
２２ａアンテナ
２４コントローラ

Claims

実装機本体の部品供給部に複数のフィーダーが配設され、これらのフィーダーは、上記部品供給部に設けられたフィーダー取付用プレートに着脱可能に取付けられている表面実装機において、
上記フィーダーには、上記フィーダー取付用プレートに対向する位置に、フィーダーとこれに収容される部品の少なくとも一方に関する情報を記録する無線通信可能な記録部が埋め込まれ、
一方、上記フィーダー取付用プレートに、上記記録部からの情報を受信するアンテナが埋め込まれていることを特徴とする表面実装機。
上記フィーダー取付用プレートにおける複数のフィーダーの取付け位置にわたる範囲にアンテナ集合体が埋め込まれ、このアンテナ集合体は、１つのプリント基板に複数のアンテナが上記フィーダー取付用プレートにおけるフィーダーの配列ピッチに対応する間隔で形成されているものであることを特徴とする請求項１記載の表面実装機。
上記記録部に記録される情報は、フィーダー識別記号であることを特徴とする請求項１または２記載の表面実装機。
上記記録部に記録される情報は、フィーダーに関する情報とフィーダーに収容された部品に関する情報とを含んでいることを特徴とする請求項１または２記載の表面実装機。
上記記録部は書換え可能であり、上記記録部に記録される情報は、更新が必要な情報を含んでいることを特徴とする請求項４記載の表面実装機。