JP2010050234A - 電子部品装着装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】装着ヘッド同士が衝突するのを極力防止すること。
【解決手段】一の部品供給装置3より両装着ヘッド6の吸着ノズル5が同時に取出し動作を行う場合には、2つの装着ヘッド6が干渉して、衝突する危険があるが、各装着ヘッド6を覆うヘッドカバー12にバンパー11が夫々取り付けられると共にこの各バンパー11には検出センサ18が設けられているので、2つの装着ヘッド6が衝突することは回避される。即ち、バンパー11がある距離の範囲内に近づいたことを両バンパー11に設けられた検出センサ18群の中の少なくとも1つが検出して検出信号を出力すると、オア回路32を介して安全回路33に入力され、安全回路33に内臓されたリレー34は直ちに励磁してそのスイッチ34A群を開成させ、電源回路36から駆動回路26C、26Dへの電源が遮断される。
【選択図】図5

Description

本発明は、対向する一方向に一方向駆動源により移動可能な一対のビームに前記一方向と直交する他方向に夫々他方向駆動源により移動可能な装着ヘッドを設け、該装着ヘッドの吸着ノズルによって部品供給装置より電子部品を吸着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。
この種の電子部品装着装置は、例えば特許文献1などに開示されている。そして、各装着ヘッドは対応する部品供給装置より電子部品を取出して、プリント基板上に吸着ノズルに吸着保持された電子部品を装着しているが、特に各装着ヘッドが一方の側の部品供給装置からのみではなく、他の側の部品供給装置より電子部品を取出したり、更には一の部品供給装置より両装着ヘッドの吸着ノズルが同時に取出し動作を行う場合には、2つの装着ヘッドが干渉して、衝突する危険がある。また、プリント基板への電子部品の装着に際しても、両装着ヘッドの吸着ノズルが同時に装着動作を行う場合にも、同様な危険がある。
特開2005−159209公報
しかし、衝突すると、装着ヘッド等が損傷するので、極力衝突を防止する必要がある。
そこで本発明は、装着ヘッド同士が衝突するのを極力防止することを目的とする。
このため第1の発明は、対向する一方向に一方向駆動源により移動可能な一対のビームに前記一方向と直交する他方向に夫々他方向駆動源により移動可能な装着ヘッドを設け、該装着ヘッドの吸着ノズルによって部品供給装置より電子部品を吸着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、前記各装着ヘッドにバンパーを設けると共に、このバンパーの少なくとも一方に他方のバンパーが近づいたことを検出する検出センサを設けたことを特徴とする。
第2の発明は、対向する一方向に一方向駆動源により移動可能な一対のビームに前記一方向と直交する他方向に夫々他方向駆動源により移動可能な装着ヘッドを設け、該装着ヘッドの吸着ノズルによって部品供給装置より電子部品を吸着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、前記各装着ヘッドにバンパーを設けると共にこのバンパーの少なくとも一方に他方のバンパーが近づいたことを検出する検出センサを設け、この検出センサが他方のバンパーが近づいたことを検出すると前記一方向駆動源及び他方向駆動源の駆動を停止するようにしたことを特徴とする。
第3の発明は、対向する一方向に一方向駆動源により移動可能な一対のビームに前記一方向と直交する他方向に夫々他方向駆動源により移動可能な装着ヘッドを設け、該装着ヘッドの吸着ノズルによって部品供給装置より電子部品を吸着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、前記各装着ヘッドにバンパーを設けると共にこのバンパーの少なくとも一方に他方のバンパーが近づいたことを検出する検出センサを設け、この検出センサが他方のバンパーが近づいたことを検出すると安全回路が前記一方向駆動源及び他方向駆動源への電源を遮断するようにしたことを特徴とする。
第4の発明は、第1乃至第3の発明において、前記各装着ヘッドに夫々設けられたバンパー同士の対向面に夫々複数の検出センサを設け、前記両バンパーが完全に一致した状態で対向した場合に両バンパーに設けられた複数の検出センサのうち少なくとも1つは対向しないように位置がずれるように配設したことを特徴とする。
本発明は、装着ヘッド同士が衝突するのを極力防止することができて、装着ヘッド等が損傷するのを防ぐことができる。
以下図1に基づき、プリント基板P上に電子部品を装着する電子部品装着装置1についての実施の形態を説明する。電子部品装着装置1には、プリント基板Pを搬送する搬送装置2と、電子部品を供給する部品供給装置3と、駆動源により一方向(Y方向)に移動可能な一対のビーム4A、4Bと、それぞれ複数の吸着ノズル5を備えて前記各ビーム4A、4Bに沿った方向、即ち前記一方向と直交する方向に各駆動源により移動可能な装着ヘッドユニットとが設けられている。
前記搬送装置2は電子部品装着装置1の中間部に配設され、上流側装置からプリント基板Pを受け継ぐ基板供給部と、前記各装着ヘッド6の吸着ノズル5に吸着保持された電子部品を装着するために基板供給部から供給されたプリント基板Pを位置決め固定する基板位置決め部と、この位置決め部で電子部品が装着されたプリント基板Pを受け継いで下流側装置に搬送する基板排出部とから構成される。
前記部品供給装置3は前記搬送装置2の手前側と奥側との両外側にそれぞれ配設され、電子部品装着装置1の装置本体に取り付けられるフィーダベース3Aと、このフィーダベース3A上に複数並設され種々の電子部品を夫々その部品取出し位置(部品吸着位置)に1個ずつ供給する部品供給ユニット3B群(部品供給装置)とから構成される。この部品供給ユニット3は収納テープのキャリアテープからカバーテープを剥離しつつ、キャリアテープに形成された部品収納部に格納された電子部品を部品取出し位置に間欠的に送り、吸着ノズル5の取出しに供するものである。
X方向(プリント基板搬送方向)に長い前後一対の前記ビーム4A、4Bは、Y方向リニアモータ9の駆動により左右一対の前後に延びたガイドに沿って前記各ビーム4A、4Bに固定されたスライダが摺動して個別にY方向に移動する。前記Y方向リニアモータ9は左右一対の基体1A、1Bに沿って固定された一対の固定子と、前記ビーム4A、4Bの両端部に設けられた取付板に固定された可動子9Aとから構成される。
また、前記ビーム4A、4Bにはその長手方向(X方向)にX方向リニアモータ15によりガイドに沿って移動する前記装着ヘッド6が夫々内側に設けられており、前記X方向リニアモータ15は各ビーム4A、4Bに固定された一対の固定子と、各固定子の間に位置して前記装着ヘッドユニットに設けられた可動子15Aとから構成される。
従って、各装着ヘッドユニットは向き合うように各ビーム4A、4Bの内側に設けられ、前記搬送装置2の位置決め部上のプリント基板Pや部品供給ユニット3Bの部品取出し位置上方を移動する。
そして、各装着ヘッドユニット内の各装着ヘッド6には各バネにより下方へ付勢されている12本の吸着ノズル5が円周に沿って所定間隔を存して配設されており、各装着ヘッド6の3時と9時の位置に位置する吸着ノズル5により並設された複数の部品供給ユニット3Bから電子部品を同時に取出しすることも可能である。この吸着ノズル5は上下軸モータ28により昇降可能であり、またθ軸モータ29を含む回転機構52により装着ヘッド6を鉛直軸周りに回転させることにより、結果として各装着ヘッド6の各吸着ノズル5はX方向及びY方向に移動可能であり、垂直線回りに回転可能で、且つ上下動可能となっている。
また、部品認識カメラ10が装置本体上に前後に各2個配設され、装着ヘッド6が移動して部品認識すべき位置と装着ヘッド6の位置とが一致すると、部品認識カメラ10が露光して、この電子部品を保持した吸着ノズル5が移動しながら部品認識カメラ10が電子部品を撮像してフライ認識が行われる。
なお、Y方向リニアモータ9の可動子9Aは一体であるが、内側可動子9Bと外側可動子9Cとに分けると、内側可動子9Bの方が外側可動子9Cよりも短い。これは、2個の装着ヘッド6が同一の部品供給装置3から取出し位置TLに送られた電子部品を取出す場合や、2個の装着ヘッド6がプリント基板PにY方向に重複した領域に電子部品の装着を行う場合に、この可動子9Aがストッパとなることを防止するためである。逆に可動子9Aがストッパとして働かないために、2個の装着ヘッド6が衝突する危険がある。衝突すると、装着ヘッド6、装着ヘッド6内のノズル駆動機構等が損傷を受けることを防止するものである。
そして、前記各ビーム4A、4Bに固定されたガイドレール(図示せず)に沿って装着ヘッド6が取り付けられたヘッドベース13に固定されたスライダが摺動して、ビーム4A、4Bの長手方向(X方向)に沿って装着ヘッド6が移動することとなる。そして、図2に示すように、装着ヘッド6の上部及び回転機構52はヘッドカバー12に覆われ、このヘッドカバー12の外側にはバンパー11が設けられる。即ち、ヘッドカバー12は単なるカバーであり、外部からの衝撃に対して前記装着ヘッド6等を保護する効果はなく、ヘッドカバー12の外側にバンパー11を取り付け、2個の装着ヘッド6を覆うバンパー11同士が衝突した場合に装着ヘッド6等を保護する。
従って、バンパー11はある程度の強度が必要であって、且つ高速移動の妨げにならないように軽量である必要があるので、例えば、アルミニウム製で構成する。しかも、両装着ヘッド6に取り付けるこのバンパー11は同じ種類のものであり、またこの装着ヘッド6へのバンパー11の垂直方向の位置はほぼ同じ位置となるように取り付ける。
更に、2個のバンパー11のうち、少なくとも一方に他方のバンパー11が近づいたことを検出する検出センサ18を複数設けるが、本実施形態では2個のバンパー11に設ける。そして、各装着ヘッドユニットの構成は検出センサ18を備えたバンパー11を含め、同一である。なお、検出センサ18は、発光素子及び受光素子を備えた光センサであるが、他のセンサ、例えば静電容量型の近接センサ、超音波型センサ、レーザ型センサ等でもよい。
そして、図4に示すように、この検出センサ18を平面視コ字形状を呈するバンパー11の両角部(ビーム4A、4Bからは遠い)に夫々2個ずつの計4個取付ける。図6に示すように、両バンパー11が完全に一致しない状態で対向した場合には問題にはならないが、図4で理解できるように、X方向の位置が完全に一致するように向かい合った場合に、一方のバンパー11に取付けられる検出センサ18Aと他方のバンパー11に取付けられる検出センサ18Bが対向した位置となると検出できなくなるので、両バンパー11が完全に一致した状態で対向した場合でも一方のバンパー11に取付けられた検出センサ18Aが他方のバンパー11に取付けられた検出センサ18Bと対向しないように、僅かにずれるように配設して、両バンパー11が完全に一致した状態で対向した場合にも検出できるようにする。
詳述すると、両バンパー11が完全に一致した状態において、一方のバンパー11に取付けられる検出センサ18Aと他方のバンパー11に取付けられる検出センサ18Bが対向した位置にならないように取付けると、バンパー11の平面部は光が乱反射しないように極力鏡面仕上げされ検出センサ18からの光がバンパー11の表面で反射し受光素子に受光される。即ち、前述したような完全に一致するように検出センサ同士が向かい合った場合には、それぞれの検出センサからの光が対向した検出センサで乱反射し、バンパー11が互いに所定距離の範囲内に近づいたことを検出することができないからである。
なお、検出センサ18C、18Dは、平面視コ字形状を呈するバンパー11の両角部に各角部からの距離が同じ位置に夫々取付けるが、これは両バンパー11がY方向で重なった状態で、両バンパー11がある距離の範囲内に近づいたことを検出するためである。
次に、図3の制御ブロック図に基づいて説明する。先ず、20は本電子部品装着装置の電子部品装着に係る動作を統括制御する制御部としてのCPU、21は記憶装置としてのRAM(ランダム・アクセス・メモリ)及び22はROM(リ−ド・オンリー・メモリ)である。
前記RAM21には、装着順序毎(ステップ番号毎)にプリント基板P内でのX方向、Y方向及び角度情報や各部品供給ユニット3Bの配置番号情報等のプリント基板Pの種類毎に装着データが記憶されており、また前記各部品供給ユニット3Bの配置番号に対応した各電子部品の種類(部品ID)及び各吸着ノズル5の種類の情報(部品配置データ)が格納されている。更に、この部品ID毎に電子部品の特徴を表す項目で構成された部品ライブラリデータも記憶されている。
そして、CPU20は前記RAM21に記憶されたデータに基づき、前記ROM22に格納されたプログラムに従い、電子部品装着装置の部品装着動作に係る動作を統括制御する。即ち、CPU20は、インターフェース23を介して接続されるモーションコントローラ25及び駆動回路26A、26B、26C、26Dを介してY方向リニアモータ9、X方向リニアモータ15、上下軸モータ28、θ軸モータ29の駆動を制御する。
表示装置としてのモニター24にはデータ設定のための入力手段としての種々のタッチパネルスイッチ27が設けられ、作業者がタッチパネルスイッチ27を操作することにより種々の設定を行うことができ、設定データはRAM21に格納される。
30はインターフェース23を介して前記CPU200に接続される認識処理装置で、前記部品認識カメラ10により撮像して取込まれた画像の認識処理が該認識処理装置30にて行われ、CPU20に処理結果が送出される。即ち、CPU20は、部品認識カメラ10に撮像された画像を認識処理(位置ずれ量の算出など)するように指示を認識処理装置30に出力すると共に、認識処理結果を認識処理装置30から受取るものである。
即ち、前記認識処理装置30の認識処理により位置ずれ量が把握されると、その結果がCPU20に送られ、CPU20は前記Y方向リニアモータ9、X方向リニアモータ15及びθ軸モータ29を補正移動させて電子部品をプリント基板P上に装着するように制御する。
なお、複数の前記検出センサ18はオア回路32を介してモーションコントローラ25及び安全回路33に接続される。この安全回路33内にはリレー34が内蔵されており、前記検出センサ18群の中の1つが検出信号を出力するとオア回路32を介して安全回路33に入力され、安全回路33は直ちにリレー34が励磁してそのスイッチ34A、34Bが開成し、電源回路36から駆動回路26C、26Dへの電源が遮断される構成である。
以上の構成により、以下装着動作について説明する。先ず、プリント基板Pが上流側装置(図示せず)より受継がれて搬送装置2の基板供給部上に存在すると、この基板供給部上のプリント基板Pを基板位置決め部へ移動させ、このプリント基板Pを位置決めして固定する。
そして、プリント基板Pの位置決めがされると、奥側のビーム4AがY方向リニアモータ9の駆動により前後に延びたガイドに沿ってスライダが摺動してY方向に移動すると共にX方向リニアモータ15により装着ヘッド6がX方向に移動し、対応する部品供給ユニット3Bの部品取出し位置上方まで移動して上下軸モータ28の駆動により吸着ノズル5を下降させて部品供給ユニット3Bから電子部品を取出す。
この場合、奥側の装着ヘッド6の他の吸着ノズル5を下降させることにより、複数の吸着ノズル5が次々と部品供給ユニット3Bから電子部品を取出すことができる。更には、図5に示すように、手前側の部品供給装置3から、手前側の装着ヘッド6ばかりか奥側の装着ヘッド6の吸着ノズル5が同時に電子部品を取出すことができる。このように、単に両バンパー11が所定距離の範囲内に近づいた場合に限らず、特に一の部品供給装置3より両装着ヘッド6の吸着ノズル5が同時に取出し動作を行う場合には、2つの装着ヘッド6が干渉して、衝突する危険があるが、各装着ヘッド6を覆うヘッドカバー12にバンパー11が夫々取り付けられると共にこの各バンパー11には検出センサ18が設けられているので、2つの装着ヘッド6が衝突することは極力回避され、たとえ、衝突したとしても、衝撃を大幅に軽減することができる。
即ち、一方のバンパー11の左右方向の隣に他方のバンパー11が所定の距離の範囲内に近づいたことを両バンパー11に設けられた検出センサ18群の中の少なくとも1つが検出して検出信号を出力すると、オア回路32を介して安全回路33に入力され、安全回路33に内臓されたリレー34は直ちに励磁してそのスイッチ34A、34Bを開成させ、電源回路36から駆動回路26C、26Dへの電源が遮断される。また、前記検出信号はオア回路32を介してモーションコントローラ25にも入力され、このモーションコントローラ25は駆動回路26A、26B、26C、26Dに停止信号を出力してY方向リニアモータ9、X方向リニアモータ15、上下軸モータ28、θ軸モータ29の駆動を停止させ、更にこのモーションコントローラ25はCPU20に異常信号を出力するので、CPU20は電子部品装着装置の全ての装置を停止するように制御すると共にモニター24に異常の旨を表示させたり、その他視覚的又は聴覚的報知手段により異常の旨を報知させる。
そして、取出した後は両装着ヘッド6の吸着ノズル5を上昇させて、両ビーム4A、4Bの装着ヘッド6を各部品認識カメラ10の上方を通過させ、この移動中に両装着ヘッド6の吸着ノズル5に吸着保持された複数の電子部品を一括して撮像して、この撮像された画像を認識処理装置が認識処理して吸着ノズル5に対する位置ズレを把握することができる(フライ認識)。
その後、装着データの電子部品の装着座標を各電子部品の位置認識結果に基づい修正し、吸着ノズル5が位置ずれを補正しつつ、それぞれ電子部品をプリント基板P上に装着する。即ち、認識処理装置30の認識処理結果に基づき、CPU20はX及びY方向については各ビーム4A、4Bに対応するY方向リニアモータ9及びその装着ヘッド6に係るX方向リニアモータ15を制御することにより、装着角度についてはθ軸モータ29を制御して、結果として各装着ヘッド6の各吸着ノズル5はX・Y方向及び装着角度が補正され、吸着ノズル5が位置ずれを補正しつつ、各電子部品をプリント基板P上に装着する。このようにして、プリント基板P上に全ての電子部品の装着をしたら、このプリント基板Pを基板位置決め部から基板排出部を介して下流装置に受け渡す。
なお、図7に示すように、プリント基板P上に両装着ヘッド6の吸着ノズル5が同時に電子部品の装着動作を行う場合、特に両装着ヘッド6がプリント基板PにY方向に重複した領域に電子部品を装着する場合にも、前述したように、両装着ヘッド6が衝突することが防止できる。即ち、確実に一方のバンパー11の左右方向の隣に他方のバンパー11が所定距離の範囲内に近づいたことを検出することができる。
次に、各バンパー11に検出センサ18を多数個設けても良く、それらの配置も種々考えられる。即ち、他の実施形態を示す図8に示すように、例えば各面当り3個設ける。具体的には、最初の実施形態のバンパー11の対向面11Aに設けられた検出センサ18A、18Bに加えて、左右方向の中心でない位置に検出センサ18Eを設けると共に、バンパー11の左側面11Bに設けられた検出センサ18Cに加えて18F及び18Gを設け、またバンパー11の右側面11Cに設けられた検出センサ18Dに加えて18H及び18Iを設ける。この場合、検出センサ18Cと18Fとの間の距離は18Fと18Gとの間の距離と同じではなく、同様に検出センサ18Dと18Hとの間の距離は18Hと18Iとの間の距離と同じではない。
従って、単に両バンパー11が所定距離の範囲内に近づいた場合に限らず、両バンパー11が完全に一致するように向かい合った場合にも、確実に一方のバンパー11に取付けられる検出センサ18が他方のバンパー11が近づいたことを検出することができる(図8参照)。また、両装着ヘッド6がY方向において重複した場合でも、例えば両装着ヘッド6が同じ部品供給装置3から同時に電子部品を取出す際や、両装着ヘッド6がプリント基板Pに同時に電子部品を装着する際にも(図9参照)、一方のバンパー11の左右方向の隣に他方のバンパー11が所定距離の範囲内に近づいたことを確実に検出することができる。
この場合、一方の装着ヘッドユニットの検出センサ18A及び18Bと他方の装着ヘッドユニットの検出センサ18B及び18Aとが対向した場合でも、少なくとも両装着ヘッドユニットの検出センサ18E、18Eは位置が完全にずれており(図8参照)、又は一方の装着ヘッドユニットの検出センサ18C及び18Gと他方の装着ヘッドユニットの検出センサ18G及び18Cとが対向した場合でも、少なくとも両装着ヘッドユニットの検出センサ18F、18Fは位置が完全にずれている(図9参照)。従って、所定距離の範囲内に、一方のバンパー11が他方のバンパー11に近づいたことを確実に検出することができる。
なお、検出センサ18は、発光素子及び受光素子を備えた光センサであるが、他のセンサ、例えば静電容量型の近接センサ、超音波型センサ、レーザ型センサ等でもよい。
以上のように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概略平面図である。 装着ヘッドの外観図である。 制御ブロック図である。 両バンパーが完全に一致した状態で対向した場合の概略平面図である。 両装着ヘッドが同じ部品供給装置から同時に電子部品を取出している状態を示す概略平面図である。 両バンパーが完全に一致しない状態で対向した場合の概略平面図である。 両装着ヘッドがプリント基板に同時に電子部品を装着している状態を示す概略平面図である。 他の実施形態での両バンパーが完全に一致した状態で対向した場合の概略平面図である。 他の実施形態での両装着ヘッドがプリント基板に同時に電子部品を装着している状態を示す概略平面図である。
符号の説明
1 電子部品装着装置
2 搬送装置
3 部品供給装置
3B 部品供給ユニット
4A、4B ビーム
5 吸着ノズル
6 装着ヘッド
12 ヘッドカバー
11 バンパー
18 検出センサ
32 オア回路
33 安全回路
34 リレー
34A スイッチ
36 電源回路

Claims (4)

  1. 対向する一方向に一方向駆動源により移動可能な一対のビームに前記一方向と直交する他方向に夫々他方向駆動源により移動可能な装着ヘッドを設け、該装着ヘッドの吸着ノズルによって部品供給装置より電子部品を吸着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、前記各装着ヘッドにバンパーを設けると共に、このバンパーの少なくとも一方に他方のバンパーが近づいたことを検出する検出センサを設けたことを特徴とする電子部品装着装置。
  2. 対向する一方向に一方向駆動源により移動可能な一対のビームに前記一方向と直交する他方向に夫々他方向駆動源により移動可能な装着ヘッドを設け、該装着ヘッドの吸着ノズルによって部品供給装置より電子部品を吸着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、前記各装着ヘッドにバンパーを設けると共にこのバンパーの少なくとも一方に他方のバンパーが近づいたことを検出する検出センサを設け、この検出センサが他方のバンパーが近づいたことを検出すると前記一方向駆動源及び他方向駆動源の駆動を停止するようにしたことを特徴とする電子部品装着装置。
  3. 対向する一方向に一方向駆動源により移動可能な一対のビームに前記一方向と直交する他方向に夫々他方向駆動源により移動可能な装着ヘッドを設け、該装着ヘッドの吸着ノズルによって部品供給装置より電子部品を吸着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、前記各装着ヘッドにバンパーを設けると共にこのバンパーの少なくとも一方に他方のバンパーが近づいたことを検出する検出センサを設け、この検出センサが他方のバンパーが近づいたことを検出すると安全回路が前記一方向駆動源及び他方向駆動源への電源を遮断するようにしたことを特徴とする電子部品装着装置。
  4. 前記各装着ヘッドに夫々設けられたバンパー同士の対向面に夫々複数の検出センサを設け、前記両バンパーが完全に一致した状態で対向した場合に両バンパーに設けられた複数の検出センサのうち少なくとも1つは対向しないように位置がずれるように配設したことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の電子部品装着装置。
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