JP2005228971A - 電子部品装着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成にして、電子部品装着装置の運転によるビームとガイド体とが熱膨張しても、この熱膨張に対応できて、電子部品のプリント基板への装着精度を高く維持すること。
【解決手段】 リニアモータ７の駆動により機台２に固定された一対の支持台５Ａ、５Ｂ上に夫々設けられたガイド体６のガイドレール８に沿ってＹ方向に移動するビーム１０と、このビーム１０に設けられリニアモータ２０の駆動によりガイドレール２１に沿ってＸ方向に移動する装着ヘッド２７と、電子部品を供給する複数の部品供給ユニット３とを備え、一方の前記支持台５Ａを２枚の板体３２と、両板体３２間に長手方向に間隔を存して設けられるもので幅広の上下部３３Ａが前記板体３２に固定されると共に幅狭の中間部３３Ｂが両板体３２から離間した複数の補強板３３とから構成した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、装着ヘッドを移動させて、前記装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより所定の部品供給装置より電子部品を吸着して取出してプリント基板上に装着する電子部品装着装置に関する。詳述すると、Ｙ軸駆動源の駆動により装置本体に固定された一対の支持台上に夫々設けられたガイド体のガイドレールに沿ってＹ方向に移動するビームと、このビームに設けられＸ軸駆動源の駆動によりガイドレールに沿ってＸ方向に移動する装着ヘッドと、電子部品を供給する複数の部品供給装置とを備え、前記Ｙ軸駆動源及びＸ軸駆動源の駆動により前記装着ヘッドをＸ及びＹ方向に移動させて、前記装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより所定の前記部品供給装置より電子部品を吸着して取出してプリント基板上に装着する電子部品装着装置に関する。

この種電子部品自動装着装置は、一般に電子部品のプリント基板への装着精度を高めるために、前記ビームとガイド体との寸法が正確となるように精密に製造している。

しかし、電子部品装着装置が運転すると、前記ビームとガイド体の材質が、例えば前者がアルミニウムで、後者が鉄のように異なるために、ビームとガイド体との熱膨張に差があるので、この差が部品供給装置からの電子部品の吸着取出精度やプリント基板への電子部品の装着精度に不規則的に影響を与えることとなる。このため、特開２００２−９４２９５号公報によれば、ビーム（Ｘフレーム）とＸリニアガイドとの温度変化による湾曲を抑制する技術が提案されている。
特開２００２−９４２９５号公報

しかし、Ｘフレームの一方の端部をＸフレームの長手方向に移動自在にスライドブロックに支持させ、Ｘフレームが湾曲に撓むことを防止する構造であり、Ｘフレームをより高速に移動させ、停止させた場合には、停止時の振動の終息に時間が掛かる虞がある。また、所定の情報（伸縮量算出のための）に基づいてＸフレームを長手方向に駆動手段で移動させているから、構成が複雑なものとなっている。

そこで本発明は、簡単な構成にして、ビームの支持剛性を確保し、電子部品装着装置の運転によるビームの高速移動に伴う停止時の振動の終息を極力早め、しかもビームとガイド体とが熱膨張しても、この熱膨張に対応できて、部品供給装置からの電子部品の吸着取出精度や電子部品のプリント基板への装着精度を高く維持できるようにすることを目的とする。

このため第１の発明は、Ｙ軸駆動源の駆動により装置本体に固定された一対の支持台上に夫々設けられたガイド体のガイドレールに沿ってＹ方向に移動するビームと、このビームに設けられＸ軸駆動源の駆動によりガイドレールに沿ってＸ方向に移動する装着ヘッドと、電子部品を供給する複数の部品供給装置とを備え、前記Ｙ軸駆動源及びＸ軸駆動源の駆動により前記装着ヘッドをＸ及びＹ方向に移動させて、前記装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより所定の前記部品供給装置より電子部品を吸着して取出してプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、一方の前記支持台は、長手方向に間隔を存して設けられ、幅広の上下部と幅狭の中間部とを有した複数の支持体を備えたことを特徴とする。

また第２の発明は、Ｙ軸駆動源の駆動により装置本体に固定された一対の支持台上に夫々設けられたガイド体のガイドレールに沿ってＹ方向に移動するビームと、このビームに設けられＸ軸駆動源の駆動によりガイドレールに沿ってＸ方向に移動する装着ヘッドと、電子部品を供給する複数の部品供給装置とを備え、前記Ｙ軸駆動源及びＸ軸駆動源の駆動により前記装着ヘッドをＸ及びＹ方向に移動させて、前記装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより所定の前記部品供給装置より電子部品を吸着して取出してプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、一方の前記支持台を、２枚の板体と、両板体間に長手方向に間隔を存して設けられるもので幅広の上下部が前記板体に固定されると共に幅狭の中間部が両板から離間した複数の補強体とから構成することを特徴とする。

本発明は、簡単な構成にして、ビームの支持合成を確保すると共に、電子部品装着装置の運転によるビームとガイド体とが熱膨張しても、この熱膨張に対応できて、部品供給装置からの電子部品の吸着取出精度や電子部品のプリント基板への装着精度を高く維持できる。

以下、図面に基づき実施形態につき説明する。図１は電子部品装着装置１の平面図で、図２は図１のＡ−Ａ断面図であり、電子部品装着装置１の機台（装置本体）２上の前部及び後部には部品供給装置としての電子部品を部品取出位置（部品吸着位置）に１個ずつ供給する公知の部品供給ユニット３が４つのブロックに複数並設されている。そして、該装着装置１の中間部には供給コンベア４が設けられ、プリント基板Ｐの搬送方向が左右方向となるように設けられている。前記供給コンベア４には上流より受けたプリント基板Ｐを２つの位置決め部において夫々位置決めする位置決め機構が設けられ、該基板Ｐ上に電子部品が装着された後下流側装置に搬送される。

そして、前記機台２には前後方向に延びた支持台５Ａ、５Ｂ、５Ｃの下部が固定され、更に支持台５Ａ及び５Ｃ上部には一つのガイド体６、支持台５Ｂ上部には２つのガイド体６が設けられる。このガイド体６は全て同様な構造であり、図４に基づき説明するが、説明の便宜上、支持台５Ａ上部のガイド体６についてのみ説明する。

このガイド体６の外側上部には前後方向に延びた凹部が形成されて、この凹部を形成する対向する一対の対向片の内側面にはＹ軸駆動源となるリニアモータ７の固定子７Ａ（マグネットベースとマグネットとから成る）が設けられると共に、内側上部には前後方向に延びたガイドレール８が形成される。そして、このガイドレール８が嵌合するスライダ９を内側下部に備えると共に外側下部に前記固定子７Ａとわずかの間隙を存する可動子７Ｂを備え、リニアモータ７の駆動によりガイド体６のガイドレール８に沿ってスライダ９が摺動してＹ方向にビーム１０が移動する構成である。

即ち、リニアモータ７の駆動により各スライダ９が支持台５Ａ、５Ｂ上部のガイド体６のガイドレール８に沿って摺動することにより、図１における左部の前後の各ビーム１０がＹ方向に移動し、またリニアモータ７の駆動により各スライダ９が支持台５Ｂ、５Ｃ上部のガイド体６のガイドレール８に沿って摺動することにより、図１における右部の前後の各ビーム１０がＹ方向に移動する。

図２及び図５に示すように、各ビーム１０には、その長手方向、即ちＸ方向にＸ軸駆動源であるリニアモータ２０の駆動により上下のガイドレール２１に沿って移動するヘッド体２２が設けられる。このヘッド体２２が固定されたヘッドベース２３には前記リニアモータ２０の可動子２０Ｂが固定部２４を介して固定されると共に、ヘッドベース２３の上下に前記ガイドレール２１が嵌合するスライダ２５が設けられる。

また、前記ヘッド体２２の下部には、電子部品を吸着保持する吸着ノズル２６を備えた装着ヘッド２７が設けられる。そして、前記吸着ノズル２６は、図示しない上下軸モータ及びθ軸モータにより上下動が可能であり、鉛直軸周りに回転可能である。なお、装着ヘッド２７又はヘッド体２２を上下動可能とすることにより、結果として吸着ノズル２６を情動可能としてもよい。

そして、断面が概ねＨ字形状のビーム１０の上下に対向する一対の取付片には、固定部３０を介して前記リニアモータ２０の固定子２０Ａが前記可動子２０Ｂとわずかの間隙を存して設けられる。

次に、前記支持台５Ａ、５Ｂ、５Ｃの構造について、図２乃至図４に基づいて説明する。先ず、前記支持台５Ｂは２枚の板体３０と、両板体３０間に側面部が固定された前後に延びた幅広の角柱状を呈した支持部材３１とから構成され、両板体３０及び支持部材３１の下部が機台２に固定され、更に両板体３０及び支持部材３１の上部には２つのガイド体６が固定されて電子部品装着装置１の左部における前後一対の各ビーム１０の内側部及び電子部品装着装置１の右部における前後一対の各ビーム１０の内側部を支持し前後方向の移動の際に案内を可能にする。

次に、前記支持台５Ａ、５Ｃは、夫々２枚の板体３２と、両板体３２間に長手方向に間隔を存して両板体３２と直交するように設けられるもので幅広の上下部３３Ａが前記板体３２に固定されると共に幅狭の中間部３３Ｂが両板体３２から離間した複数（本実施形態では４枚）の補強体たる薄板状の補強板３３とから構成され、両板体３２及び補強板３３の下部が機台２に固定され、更に両板体３２及び補強板３３の上部には２つのガイド体６が固定されて電子部品装着装置１の左部における前後一対の各ビーム１０の外側部及び電子部品装着装置１の右部における前後一対の各ビーム１０の外側部支持し前後方向の移動の際に案内を可能にする。

このように前記支持台５Ａ、５Ｂ、５Ｃを構成することにより、前記ビーム１０を例えばアルミニウムで作製し、ガイド体６を鉄で作製した場合において、電子部品装着装置１を運転させた際に、ビーム１０とガイド体６との熱膨張に差があることによって、各ビーム１０が伸縮しても外側の支持台５Ａ、５Ｃが左右方向にしなることによってその差を受容できる。

３５は前記機台２に前記装着ヘッド２７に対応して設けられる部品認識カメラで、部品供給ユニット３より取出されて吸着ノズル２６に吸着保持された電子部品を撮像して、図示しない認識処理装置により電子部品の位置が認識処理される。

４０は装着ヘッド２７に設けられた基板認識カメラで、コンベア４上で位置決めされたプリント基板Pに付された図示しない位置決めマークを撮像し、図示しない認識処理装置により基板Pの位置が認識される。

以上の構成により、電子部品装着装置の動作について説明する。先ず、２枚のプリント基板Ｐが図示しないコンベアにより上流側装置より供給コンベア４によりその位置決め部に搬送され位置決め固定されるが、このプリント基板Ｐ上に部品供給ユニット３から取出した各電子部品を図示しない記憶装置に格納された装着データ（ＸＹ方向の位置や平面方向における向き、電子部品の種類に関するデータ）に従い、装着することとなる。

即ち、Ｙ方向はリニアモータ７が駆動して一対のガイドレール８に沿ってスライダ９が摺動してビーム１０が移動し、Ｘ方向はリニアモータ２０が駆動して上下のガイドレール２１に沿ってスライダ２５が摺動してヘッド体２２及び装着ヘッド２７が衝突することなく移動し、順次装着すべき電子部品を収納する部品供給ユニット３上方に位置するよう移動し、既に所定の部品供給ユニット３が駆動されて部品取出位置（部品吸着位置）にて部品が取出し可能状態にあるため、吸着ノズル２６が上下軸モータにより下降して電子部品を吸着して取出し、上昇して対応する部品認識カメラ３５の上方に移動して吸着ノズル２６に吸着保持された電子部品を撮像し、認識処理装置により電子部品の位置が認識処理される。

そして、この認識処理装置による認識結果に基づいて位置ズレ量が図示しない制御装置により算出され、装着データにこの算出結果を加味して、プリント基板Ｐ上方に移動してθ軸モータにより鉛直軸周りに回転して、当該プリント基板Ｐの所定位置に所定の向き（角度）に電子部品を装着する。

コンベア４上で位置決め部に位置決めされた基板Pの位置は基板認識カメラ４０がその上面に付された図示しない位置決めマークを撮像することによって認識される。基板認識カメラ４０が搭載された装着ヘッド２７が移動するビーム１０が熱膨張していても、該カメラ４０により基板Pが位置決めされる毎に基板Pの位置が把握されるため、ビーム１０の熱膨張によるヘッド２７の移動位置ずれを補正してヘッド２７を移動させることができる。

この場合、電子部品装着装置1の左部においては、左部の前後のビーム１０及び各ビーム１０に沿って移動する装着ヘッド２７の吸着ノズル２６が電子部品を左のプリント基板Ｐ上に装着し、右部においては、右部の前後のビーム１０及び各ビーム１０に沿って移動する装着ヘッド２７の吸着ノズル２６が電子部品を右のプリント基板Ｐ上に装着する。

そして、このように順次電子部品装着装置１の運転により、特に前記ビーム１０が熱膨張することとなるが、前記支持台５Ａ、５Ｂ、５Ｃを前述したような構造にすることにより、支持台５Ｂの剛性は高く、支持台５Ｂとビーム１０との直角度は確保され、またビーム１０を支持する剛性も確保することができ、ビーム１０をより高速に移動させた際も停止時の振動の終息を早めると共に、ビーム１０とガイド体６との熱膨張に差がある場合にも、内側の支持台５Ｂは丈夫に作製され支持台５Ａ、５Ｃの水平方向の強度（剛性）は支持台５Ｂより小さいので外側の支持台５Ａ、５Ｃが左右方向にしなることによってその差を受容でき、ビーム１０のたわみは無視できる範囲に抑えられ、ビーム１０やガイド体６等が破損することを防止できる。

なお、前述したプリント基板Ｐの位置決め部は、機台２に支持されているので、支持台５Ａ、５Ｃのしなりが位置決め部およびプリント基板Ｐに及ぶことは回避できる。

しかも、この場合、一つのビームに対する一対の支持台のうち、一方の支持台を前述せる構造にしたものであるから、吸着ノズルの位置がズレる方向が常に一定方向となるので、そのズレ量の補正を容易に前記制御装置によりリニアモータ７、２０やθ軸モータを制御して行うこともできる。

なお、前記支持台５Ａ、５Ｃは、夫々２枚の板体３２と、両板体３２間に長手方向に間隔を存して両板体３２と直交するように設けられるもので幅広の上下部３３Ａと幅狭の中間部３３Ｂとを有するた複数の補強板３３とから構成したが、板体を用いずに、例えば補強板の厚さを厚くすることにより、又は補強板３３の数を増加し、ビームの支持体としてもよい。

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。

電子部品装着装置の平面図である。 図１のＡ−Ａ矢視図である。電子部品装着装置の正面図である。 電子部品装着装置の右側面図である。 ビームの左端部の拡大図である。 ビームの縦断側面図である。

符号の説明

１ 部品装着装置
２ 機台
３ 部品供給ユニット
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ 支持台
６ ガイド体
７ リニアモータ
８ ガイドレール
１０ ビーム
２０ リニアモータ
２１ ガイドレール
２６ 吸着ノズル
２７ 装着ヘッド
３２ 板体
３３ 補強板
３３Ａ 幅広の上下部
３３Ｂ 幅狭の中間部

Claims (2)

1. Ｙ軸駆動源の駆動により装置本体に固定された一対の支持台上に夫々設けられたガイド体のガイドレールに沿ってＹ方向に移動するビームと、このビームに設けられＸ軸駆動源の駆動によりガイドレールに沿ってＸ方向に移動する装着ヘッドと、電子部品を供給する複数の部品供給装置とを備え、前記Ｙ軸駆動源及びＸ軸駆動源の駆動により前記装着ヘッドをＸ及びＹ方向に移動させて、前記装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより所定の前記部品供給装置より電子部品を吸着して取出してプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、一方の前記支持台は、長手方向に間隔を存して設けられ、幅広の上下部と幅狭の中間部とを有した複数の支持体を備えたことを特徴とする電子部品装着装置。
2. Ｙ軸駆動源の駆動により装置本体に固定された一対の支持台上に夫々設けられたガイド体のガイドレールに沿ってＹ方向に移動するビームと、このビームに設けられＸ軸駆動源の駆動によりガイドレールに沿ってＸ方向に移動する装着ヘッドと、電子部品を供給する複数の部品供給装置とを備え、前記Ｙ軸駆動源及びＸ軸駆動源の駆動により前記装着ヘッドをＸ及びＹ方向に移動させて、前記装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより所定の前記部品供給装置より電子部品を吸着して取出してプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、一方の前記支持台を、２枚の板体と、両板体間に長手方向に間隔を存して設けられるもので幅広の上下部が前記板体に固定されると共に幅狭の中間部が両板から離間した複数の補強体とから構成することを特徴とする電子部品装着装置。
   
   

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