JP2005268314A

JP2005268314A - バックアップピンの位置決め治具及びバックアッピンの段取り替え方法

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Publication number: JP2005268314A
Application number: JP2004074886A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Fukushima; 秀明福島; Katsuyuki Seto; 勝幸瀬戸; Shigeru Kurihara; 繁栗原
Original assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2024-03-16
Also published as: JP4387842B2

Abstract

【課題】バックアッピンの段取り替え作業を簡単にすると共に段取り替え作業時間を短縮させることにより生産性の向上を図ること。
【解決手段】表面に電子部品が装着されるプリント基板８を上下反転させた状態でその底面上に載置する際に該プリント基板８の位置を規制する規制板３２とシュート３５とが設けられた治具本体３１と、この治具本体３１の底面上に載置したプリント基板の上方に位置決めされた状態で載置されるものでバックアップピン２６が挿通される複数の取付孔４３が開設された透明なバックアップベース４１と、このバックアップベース４１の取付孔４３にバックアップピン２６が挿通された状態でこのバックアップベース４１上に位置決めされた状態で載置されるもので載置するとバックアップピン２６に設けられたフランジ３０が嵌合する複数の取付孔４７が開設された透明板４５とからバックアップピンの位置決め治具を構成する。
【選択図】図８

Description

本発明は、バックアップピンの位置決め治具及びバックアッピンの段取り替え方法に関する。

プリント基板を支持するバックアップピンを電子部品組立装置、例えば電子部品装着装置にセットする場合には、バックアップベース上でセットするのが一般的であるが、視認性が悪く、確実にセットされているかどうかを確認することが困難であり、段取り替えの作業性が悪く、プリント基板の生産に支障をきたしていた。

このため、装置外で予めバックアップベースに対するバックアップピンの位置決めを行うことができるバックアップピンの位置決め治具が、例えば特許文献１で提案されている。
特開２００３−１７４２９５号公報

しかし、バックアップピン案内部は、バックアップピンと共に治具基板に挿通されるが、このバックアップピン案内部は挿通孔の目印となるマーキング手段や、挿通孔にバックアップピンを仮固定する仮固定手段とを備えているものである。従って、誠に構造が複雑で、バックアッピンの段取り替え作業も面倒である。

そこで本発明は、バックアッピンの段取り替え作業を簡単にすると共に段取り替え作業時間を短縮させることにより生産性の向上を図ることを目的とする。

このためバックアップピンの位置決め治具に係る第１の発明は、表面に電子部品が装着されるプリント基板を上下反転させた状態でその底面上に載置する際に該プリント基板の位置を規制する規制部材が設けられた治具本体と、この治具本体の底面上に載置した前記プリント基板の上方に位置決めされた状態で載置されるものでバックアップピンが挿通される複数の取付孔が開設された透明なバックアップベースと、このバックアップベースの取付孔にバックアップピンが挿通された状態でこのバックアップベース上に位置決めされた状態で載置されるもので載置するとバックアップピンに設けられたフランジが嵌合する複数の取付孔が開設された透明板とから成ることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、前記規制部材を少なくとも前記プリント基板の異なる２辺が当接して位置を規制する一対のもので構成し、その一方を該プリント基板の幅方向に一方を移動調整できるようにしたことを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明において、前記治具本体にバックアップベース及び透明板を位置決め載置したときに、前記バックアップベースに開設された取付孔と前記透明板に開設された取付孔とが同一の位置となり同心円状に形成されていることを特徴とする。

また、バックアッピンの段取り替え方法に係る第４の発明は、
表面に電子部品が装着されるプリント基板を上下反転させた状態で規制部材に規制させた状態にして治具本体の底面上に載置し、
バックアップピンが挿通される複数の取付孔が開設された透明なバックアップベースを前記治具本体の底面上に載置した前記プリント基板の上方に位置決めした状態で載置し、
前記プリント基板の裏面を確認しながらバックアップピンを前記取付孔を介してバックアップベースに挿入し、
複数の取付孔が開設された透明板をバックアップベース上に位置決めした状態で載置して前記バックアップピンに設けられたフランジをこの取付孔に嵌合させ、
各バックアップピンが挿通された前記透明板の取付孔の周囲にマークを付し、
このマークを付した後、前記治具本体から透明板を外して上下反転させ、電子部品組立装置のバックアップベース上に位置決めした状態で載置し、
前記マークがその周囲に付された前記透明板の全ての取付孔にバックアップピンを挿通した後、この電子部品組立装置のバックアップベースから透明板を外す
ことを特徴とする。

更に、バックアッピンの段取り替え方法に係る第５の発明は、
バックアップピンが挿通される複数の取付孔が開設されバックアップピン取付位置の前記取付孔の周囲にマークが付された位置決め板を電子部品組立装置のバックアップベース上に位置決めした状態で載置し、
前記マークがその周囲に付された前記透明板の全ての取付孔にバックアップピンを挿通した後、この電子部品組立装置のバックアップベースから透明板を外す
ことを特徴とする。

本発明は、バックアッピンの段取り替え作業を簡単にすると共に段取り替え作業時間を短縮させることにより生産性の向上を図ることができる。

以下本発明の一実施形態を図に基づき詳述するが、本発明は電子部品組立装置、即ちプリント基板上に電子部品を装着する電子部品装着装置や、プリント基板上に半田ペーストを塗布する印刷機や、プリント基板上に電子部品を仮固定するために接着剤を塗布する接着剤塗布装置にも適用できるもので、本実施形態では、プリント基板上にチップ状の電子部品を装着する電子部品自動装着装置を例として説明する。

１は基台であり、該基台１に対してインデックスユニットにより間欠的に回転するロータリテーブル２が設けられ、このロータリテーブル２の周縁にはその間欠回転のピッチに複数の装着ヘッド３が取付けられている。４はＸＹテーブル部であり、装着ヘッド３に設けられた吸着ノズルが部品供給部(図示せず)から吸着して取出した電子部品をロータリテーブル２の間欠回転により搬送し、このＸＹテ−ブル部４にて電子部品をプリント基板８に装着する。６はプリント基板８をＸＹテ−ブル部４に供給するために搬送する供給コンベアであり、７はＸＹテ−ブル部４から移載された電子部品装着済みのプリント基板８を下流装置に排出搬送するための排出コンベアであり、以下図示した如く、プリント基板８の搬送方向がＸ方向であり、搬送方向に対して直角の方向がＹ方向である。

次に、図３に基づいて、前記ＸＹテ−ブル部４について説明する。１０は基台１上に設けられたガイドレール１１に沿ってＹ方向に移動可能なＹテーブルで、駆動モータ１４によりネジ軸が回動され該ネジ軸に螺合するナットが該Ｙテーブル１０に形成されているために移動可能となっている。また、Ｙテーブル１０上に設けられたガイドレール１２に沿ってＸテーブル１３が移動可能になされ、モータ(図示せず)の駆動により図示しないネジ軸などの機構により移動する。

そして、前記Ｘテーブル１３上には支持テーブルとしてのトップテーブル１５が固定されており、該トップテーブル１５上に形成された一対の位置決めピン１６により位置決めされて配設ベースとしてのバックアップベース１７が載置される。１８はバックアップベース１７を交換する場合に持ち上げるための取手である。なお、前記バックアップベース１７の上面には複数の例えば一対の位置決め孔１７Ａが開設されており、後述する透明板４５の裏面に突設された位置決め突部４５Ａが前記位置決め孔１７Ａに嵌合することにより、前記バックアップベース１７上に透明板４５を位置決めした状態で載置できることとなる。

また、前記Ｘテ−ブル１３には該テーブル１３に対して駆動源(図示せず)により昇降可能な一対のシュート１９が設けられており、このシュート１９の昇降はガイド棒２０がガイド部２１内を貫通して上下動することによりガイドされる。送り装置(図示せず)によりプリント基板８を搬送する際に、一対のシュート１９は溝２３に沿ってプリント基板８を案内するものである。２４は該シュート１９に掛け渡された支持板２５を支持して該シュート１９の下限位置を規制する規制部材であり、Ｘテーブル１３に設けられている。

なお、前記一対のシュート１９は、ともに図示しない駆動機構によりプリント基板８の幅方向に移動可能であるが、一方が可動で他方が固定であるものであっても適用でき、更にこの一対のシュート１９が昇降せずにＸＹテーブルが昇降できるものにも適用できる。

２６はプリント基板８を支持するバックアップピンであり、図４に示すようにバックアップベース１７にＸＹ方向の複数位置に穿設された孔部２７を貫通してトップテーブル１５の上面２８に支持されて垂直に立設される。バックアップベース１７の孔部２７は円形であり、円筒形状のバックアップピン２６が嵌合して左右にぐらつかないような径及び長さになされており、また該バックアップベース１７は本実施形態では合成樹脂を成形して作成されている。尚、該バックアップベース１７はプレス成形にて作成してもよいし、切削加工にて作成されてもよい。トップテーブル１５の上面２８は０．１ｍｍの平面度が確保されるように加工されている。

また、バックアップピン２６にはフランジ３０が形成されているが、バックアップピン２６がトップテーブル１５の上面２８に当接しているときには、バックアップベース１７の上面よりは上の位置に位置するように形成され、上面２８に当接しないことがないようになされている。従ってバックアップベース１７が持ち上げられると該フランジ３０がベース１７の上面に係合してバックアップピン２６が抜け落ちてしまわないようになされている。該フランジ３０はピン２６に一体に形成されていなくてもよく別部品の止め輪等を填め込むようにしてもよい。

バックアップピン２６の長さ寸法も同一の基板厚のプリント基板８を支持するものは同一の長さ寸法になされ、トップテーブル１５の平面度が確保されていることで、立設されたバックアップピン２６の上面は同一高さになるようにしているが、バックアップピン２６の加工は切削によっても、合成樹脂を成形して作成してもよい。

また、トップテーブル１５のバックアップピン２６が当接する位置の回りには凹部２９が刻設されており、バックアップピン２６に当接する上面２８の面積はバックアップピン２６の下面の面積よりも小さくなされ、ゴミの付着の確率を小さくしている。または、トップテーブル１５上を作業者が払うことでゴミが該凹部２９上に落下して上面２８上からはゴミを無くすことが簡単にできるようになる。また、ゴミの付着する確率を少なくするためには、バックアップピン２６の下面の面積を少なくすることも考えられる。

次に、図５に基づき、バックアップピン２６の段取り替え用の治具について説明する。治具本体３１は上面が開設されると共に側面は一部開口３１Ａが開設されて概ね箱状を呈しており、その底面上には左右一対の平行な規制板３２が螺子３３により固定され、この規制板３２の内側の前記底面上には目盛が付されたスケール３４が設けられている。また、両規制板３２に沿ってシュート３５がＹ方向に移動可能に設けられ、前記底面に形成された一対の平行なガイド溝３６にこのシュート３５の取付孔を介して止め螺子体３７が螺合することにより、シュート３５が固定される構造である。

そして、図６に示すように、この治具本体３１上面には複数の位置決めピン４０が立設されて、この位置決めピン４０が位置決め孔４２に挿通することによりこの治具本体３１上に透明なバックアップベース４１を位置決め固定可能である。この平面視四角形状のバックアップベース４１には複数の取付孔４３が左右上下方向、即ちＸＹ方向に所定間隔を存して開設され、特に左右両側部の中央には密に形成され、これらの取付孔４３に前記バックアップピン２６を取付けすることができる。

また、図６に示すように、合成樹脂材料で作製された透明板４５が前記バックアップベース４１上に位置決めされた状態で載置される。即ち、前記バックアップベース４１の三辺における各辺の中間位置近傍には位置決めピン４６が立設され、これらの位置決めピン４６に位置が規制された状態で、透明板４５の三辺が位置規制された状態で、バックアップベース４１上に載置される。

そして、このように、透明板４５がバックアップベース４１上に位置決め載置された状態において、前記バックアップベース４１に開設された複数の取付孔４３と対応する位置にこの透明板４５にも同心の複数の取付孔４７が開設されている。但し、前記バックアップベース４１に開設された取付孔４３の外径が前記バックアップピン２６の外径と略同径であるのに対し、前記透明板４５に開設された取付孔４７の外径が前記バックアップピン２６のフランジ３０の外径と略同径である。従って、バックアップピン２６を前記バックアップベース４１の取付孔４３に挿通した状態で、透明板４５をバックアップベース４１上に位置決め載置すると、バックアップピン２６のフランジ３０が取付孔４７に嵌合した状態となる。

なお、前記治具本体３１に固定されるバックアップベース４１に開設された取付孔４３と、透明板４５に開設された取付孔４７と、電子部品装着装置のバックアップベース１７に開設された孔部２７とは、同一の位置に同心円状に形成されているものである。

次に、電子部品自動装着装置の自動運転について、説明する。先ず、図示しないシリンダによりシュート１９が上昇した位置にあって、供給コンベア６や排出コンベア７と同じ高さレベルにある状態で、供給コンベア６から移載装置(図示せず)によりプリント基板８がＸＹテ−ブル部４に移載される。

次に、前記シリンダにより支持板２５、即ちシュート１９は規制部材２４に支持板２５が当接する位置まで下降して、プリント基板８は図２に示すようにバックアップピン２６の上面に当接して押し上げられ水平に支持される。プリント基板８はバックアップピン２６の上面に支持されると共に溝２３の天面に当接して挟まれた状態となる。また、このシュート１９の下降に伴い、この基板８は図示しない位置決め機構によりＸＹ方向の位置決めがされる。

次に、図示しない記憶装置に格納された装着データに従って、装着ヘッド３が部品を部品供給部より真空吸着により取出し、ロータリテーブル２の間欠回転により該部品を搬送して、ＸＹテ−ブル部４にてプリント基板８の前記装着データに指定される位置に装着ヘッド３が下降して装着される。即ち、装着データに従って、Ｙテーブル１０及びＸテーブル１３が移動して、プリント基板８の指定の位置が装着ヘッド３の部品装着位置となるように当該プリント基板８が移動されるものである。

この動作が繰り返され、１枚のプリント基板８への部品装着が終了すると、シュート１９が上昇してバックアップピン２６による支持を離れてプリント基板８は上昇し、前記移載装置によりプリント基板８は排出コンベア７に移載され、下流の装置に排出搬送される。このようにして次々にプリント基板８への部品装着が行われる。

以下、作業者が次に部品装着を行うプリント基板８の種類に合わせたバックアップピン２６の段取り替え動作を電子部品自動装着装置の外部にて行うが、以下説明する。

先ず、電子部品装着装置の図示しない位置決め機構のＹ方向のアレンジの最適化、即ち電子部品を装着する際のプリント基板８のＹ方向の最適な位置(寸法)の決定を行う。これは、記憶装置(図示せず)に格納されたプリント基板８毎の基板サイズデータから次に扱うプリント基板８の基板サイズデータを例えばマイクロコンピュータのＣＰＵである制御装置が読み出して行うものである。

そして、前記制御装置は読み出した次に扱うプリント基板８の基板サイズデータに基づいて原点からの基板停止位置を決定し、ＣＲＴ(図示せず)の画面上にこの基板停止位置を表示すると共に、Ｙ方向のアレンジの寸法を表示する。

従って、作業者はＣＲＴに表示された基板停止位置及び寸法を見て、電子部品装着装置外に設けられた治具本体３１において、目盛が付されたスケール３４を参照して、シュート３５の位置がＣＲＴの画面上に表示されたＹ方向のアレンジ寸法と一致するようにシュート３５の位置決めを行う。即ち、両規制板３２に沿ってシュート３５を前記基板停止位置に移動させ、一対の平行なガイド溝３６にこのシュート３５の取付孔を介して止め螺子体３７が螺合することにより、シュート３５を位置決め固定する。

次に、前記装着データに従って電子部品５１が裏面に装着され電子部品が表面に装着されるプリント基板８を上下反転させて、先付けの電子部品５１が既に装着されている裏面を表にして治具本体３１に位置決めする。即ち、図５に示すように、右の規制板３２とシュート３５とに裏面に電子部品５１が既に装着され上下反転させたプリント基板８の異なる２辺を突き当てて、位置決めする。

次に、この治具本体３１上面に立設された位置決めピン４０に位置決め孔４２を挿通することにより、この治具本体３１上に透明なバックアップベース４１を位置決め固定する。このとき、バックアップベース４１は前述したように位置決めされたプリント基板８の上方で位置決めされることとなる。

そして、作業者はプリント基板８裏面に装着されている電子部品５１を確認しながら、確実にプリント基板８を支持できるよう上下を逆にした複数のバックアップピン２６を取付孔４３を介してバックアップベース４１に挿入して、セットする。このとき、このバックアップピン２６と装着されている電子部品５１との干渉を確認した後、干渉が無いことを確認して複数の取付孔４７が開設された透明板４５が前記バックアップベース４１上に位置決めされた状態で載置される。即ち、前記バックアップベース４１の位置決めピン４６により透明板４５の三辺が位置規制された状態で、バックアップベース４１上に載置される。

このとき、バックアップピン２６を前記バックアップベース４１の取付孔４３に挿通した状態で、透明板４５をバックアップベース４１上に位置決め載置すると、バックアップピン２６のフランジ３０が取付孔４７に嵌合した状態となる。

そして、透明板４５の取付孔４７に挿通された各バックアップピン２６に対応した当該取付孔４７の周囲に、作業者は例えば筆記具を用いてマークＭを付す。このマークＭを付すときにも透明板４５及びバックアップベース４１を通して装着されている電子部品５１との干渉を確認することができる。そして、マークＭを付した後、治具本体３１からこの透明板４５を外し、上下反転させて、電子部品装着装置のバックアップベース１７上に位置決めして重ねる。

即ち、透明板４５の裏面に突設された位置決め突部４５Ａがバックアップベース１７上面に開設された位置決め孔１７Ａに嵌合することにより、前記バックアップベース１７上に透明板４５を位置決めした状態で載置する（図１１参照）。

そして、この透明板４５に付されたマークＭがある取付孔４７にバックアップピン２６を挿通する。次に、マークＭがその周囲に付された全ての取付孔４７にバックアップピン２６を挿通した後、このバックアップベース１７から透明板４５を外す。これにより、バックアップピン２６の段取り替え作業が終了することとなる。

このように、マークＭが付された透明板４５をバックアップベース１７上に重ね作業を行うことによって、作業者はマークＭによりバックアップピン２６を取付ける位置を容易に確認でき、電子部品装着装置でのバックアップピン段取り替え作業を簡単にでき、作業時間を短縮することができ、この結果治具本体３１での透明板４５へのマーク付けの作業の簡略化とあわせ、段取り替え作業全体を簡単にでき、作業時間を大幅に短縮することができる。

なお、本実施形態はＸＹ移動するＸＹテーブル上にプリント基板が支持される例であったが、移動しないテーブル上にプリント基板が支持される場合であっても、同様にバックアップピンの段取り替えができる。

なお、本実施形態の電子部品装着装置として、いわゆるロータリテーブル型の高速チップマウンタを例にしたが、これに限らず多機能型チップマウンタに適用してもよい。

また、裏面に電子部品が装着されていなく、例えばレジストが形成されたプリント基板を上記実施形態と同様に治具本体３１に載置し、レジストを確認しながら同様にバックアップピンの段取り替えをしてもよい。

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。

電子部品自動装着装置を示す斜視図である。Ｘテーブルのプリント基板を支持する機構を示す側面図である。ＸＹテ−ブル部を示す斜視図である。バックアップピンがトップテーブル上に立設された状態を示す側面図である。治具の平面図である。治具、バックアップベース及び透明板の取付けを示すための側面図である。バックアップピンの段取り替え作業を示すためのフローチャートを示す図である。治具上にバックアップベース及び透明板を取付けた状態の平面図である。治具上にバックアップベース及び透明板を取付けた状態の正面図である。治具上にバックアップベース及び透明板を取付けた状態の右側面図である。電子部品装着装置のバックアップベース１７上に透明板４５を位置決めして重ねた状態の側面図である。

符号の説明

８プリント基板
２６バックアップピン
３０フランジ
３１治具本体
３２規制板
３５シュート
４１バックアップベース
４３取付孔
４５透明板
４７取付孔
Ｍマーク

Claims

表面に電子部品が装着されるプリント基板を上下反転させた状態でその底面上に載置する際に該プリント基板の位置を規制する規制部材が設けられた治具本体と、この治具本体の底面上に載置した前記プリント基板の上方に位置決めされた状態で載置されるものでバックアップピンが挿通される複数の取付孔が開設された透明なバックアップベースと、このバックアップベースの取付孔にバックアップピンが挿通された状態でこのバックアップベース上に位置決めされた状態で載置されるもので載置するとバックアップピンに設けられたフランジが嵌合する複数の取付孔が開設された透明板とから成ることを特徴とするバックアップピンの位置決め治具。
前記規制部材を少なくとも前記プリント基板の異なる２辺が当接して位置を規制する一対のもので構成し、その一方を該プリント基板の幅方向に一方を移動調整できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のバックアップピンの位置決め治具。
前記治具本体にバックアップベース及び透明板を位置決め載置したときに、前記バックアップベースに開設された取付孔と前記透明板に開設された取付孔とが同一の位置となり同心円状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバックアップピンの位置決め治具。
表面に電子部品が装着されるプリント基板を上下反転させた状態で規制部材に規制させた状態にして治具本体の底面上に載置し、
バックアップピンが挿通される複数の取付孔が開設された透明なバックアップベースを前記治具本体の底面上に載置した前記プリント基板の上方に位置決めした状態で載置し、
前記プリント基板の裏面を確認しながらバックアップピンを前記取付孔を介してバックアップベースに挿入し、
複数の取付孔が開設された透明板をバックアップベース上に位置決めした状態で載置して前記バックアップピンに設けられたフランジをこの取付孔に嵌合させ、
各バックアップピンが挿通された前記透明板の取付孔の周囲にマークを付し、
このマークを付した後、前記治具本体から透明板を外して上下反転させ、電子部品組立装置のバックアップベース上に位置決めした状態で載置し、
前記マークがその周囲に付された前記透明板の全ての取付孔にバックアップピンを挿通した後、この電子部品組立装置のバックアップベースから透明板を外す
ことを特徴とするバックアッピンの段取り替え方法。
バックアップピンが挿通される複数の取付孔が開設されバックアップピン取付位置の前記取付孔の周囲にマークが付された位置決め板を電子部品組立装置のバックアップベース上に位置決めした状態で載置し、
前記マークがその周囲に付された前記透明板の全ての取付孔にバックアップピンを挿通した後、この電子部品組立装置のバックアップベースから透明板を外す
ことを特徴とするバックアッピンの段取り替え方法。