JP2012234900A - 電子部品実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２列の搬送コンベアを備えた基板搬送機構を有する構成において、基板種の切替に伴う段取り替え作業を作業性よく効率的に実行することができる電子部品実装装置を提供することを目的とする。
【解決手段】電子部品実装装置の基板搬送機構を構成する搬送コンベア２Ａ，２Ｂの基板下受け機構２０において、下受けピン２５を下受け位置変更可能に保持する矩形平板状の下受けプレート２３に、枢支軸３１廻りに回動する回動把持部材３２を備え、通常時において上面より上に突出せず作業者による取り出し作業時には突出して把持可能となる取り出し用把持部３０を、下受けプレート２３の基板搬送方向における上流側および下流側の両側端面に備え、回動把持部材３２を作業者が把持して下受けプレート２３を取り外す構成とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品実装装置に関するものである。

電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装装置は、基板を上流側から下流側へ搬送する基板搬送機構を備えている。これらの電子部品実装装置において作業対象となる基板には、基板の片面のみならず両面に電子部品が実装されるいわゆる両面実装基板がある。この両面実装基板の実装工程では、まず第１面への実装が行われた後、基板を反転して第２面への実装が行われる。この第２面への実装の際には、第１面すなわち電子部品が実装された既実装面が下向きとなるため、基板を実装位置に位置決めして保持する際には電子部品が障害となって既実装面を直接的に面支持することが出来ない。

このため既実装面の電子部品実装部位以外の下受け可能部位を適宜選定し、この位置を下受けピンによって支持する方式の基板下受け機構が用いられる（例えば特許文献１参照）。この特許文献に示す先行技術例の基板下受け機構では、下受けピンを保持する下受けプレートを搬送コンベアの外側にスライドさせて引き出すためのガイドを備えており、対象となる基板種が切り替えられる度に実行される段取り替え作業においては、下受けプレートを搬送コンベアの外側に引き出した状態で、下受けピンの配置を基板種に応じて変更する。

特許第３６７１６８１号公報

近年電子部品実装装置として、基板搬送機構として搬送コンベアを２列備えた構成が採用されるようになっている。このような構成によれば、２つの基板を対象として多様な基板搬送形態を実現することができ、フレキシブルで且つ作業効率にすぐれた電子部品実装装置を実現することができる。しかしながらこのような２列の搬送コンベアを備えた構成の電子部品実装装置では、前述構成の基板下受け機構を適用する上で作業性が悪いという難点がある。すなわち搬送コンベアを２列有する構成では、下受けプレートをそれぞれの搬送コンベアから基板搬送機構の両側にそれぞれ引き出す必要がある。このため作業者は基板搬送機構の両側に移動して作業を行わなければならず、機種切替に伴う段取り替え作業を高頻度で行う生産形態において作業効率を低下させる要因となっていた。

そこで本発明は、２列の搬送コンベアを備えた基板搬送機構を有する構成において、基板種の切替に伴う段取り替え作業を作業性よく効率的に実行することができる電子部品実装装置を提供することを目的とする。

本発明の電子部品実装装置は、部品供給部から実装ヘッドによって取り出した電子部品を、基板搬送機構によって搬送されて部品実装位置に位置決めされた基板に実装する電子部品実装装置であって、前記実装ヘッドを前記部品供給部と部品実装位置との間で移動させるヘッド移動機構と、前記基板搬送機構を構成し、前記基板を基板搬送方向に搬送してそれぞれに前記部品実装位置が設定された２列の搬送コンベアと、前記部品実装位置に設けられ前記位置決めされた基板を複数の下受けピンによって下面側から下受けする基板下受け機構と、前記基板下受け機構において前記下受けピンを下受け位置変更可能に保持する矩形平板状の下受けプレートとを備え、前記下受けプレートは、通常時において上面より上に突出せず、作業者による取り出し作業時には上面より突出して把持可能となる取り出し用把持部を、基板搬送方向における上流側および下流側の両側端面に備えた。

本発明によれば、基板下受け機構において下受けピンを下受け位置変更可能に保持する矩形平板状の下受けプレートに、通常時において上面より上に突出せず作業者による取り出し作業時には上面より突出して把持可能となる取り出し用把持部を基板搬送方向における上流側および下流側の両側端面に備えることにより、２列の搬送コンベアを備えた基板搬送機構を有する構成において、基板種の切替に伴う段取り替え作業を作業性よく効率的に実行することができる。

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の基板搬送機構および基板下受け機構の構成説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の基板下受け機構に備えられた取り出し用把持部の構造説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における下受けプレートの取り出し動作の説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の基板下受け機構に備えられた取り出し用把持部の構造説明図の構造および機能説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、電子部品実装装置１の全体構成を説明する。電子部品実装装置１は部品供給部から実装ヘッドによって取り出した電子部品を、基板搬送機構によって搬送されて部品実装位置に位置決めされた基板に実装する機能を有するものである。

図１において、基台１ａ上にはＸ方向（基板搬送方向）に基板搬送機構２が配設されている。基板搬送機構２には独立して基板を搬送可能なＡ，Ｂ２つの搬送レーンが設けられており、２列のＡレーン搬送コンベア２Ａ、Ｂレーン搬送コンベア２Ｂによって基板搬送機構２が構成されている。Ａレーン搬送コンベア２Ａ、Ｂレーン搬送コンベア２Ｂは、上流側の前工程装置から受け取った基板３を基板搬送方向における上流側から下流側へ搬送し、Ａレーン搬送コンベア２Ａ、Ｂレーン搬送コンベア２Ｂのそれぞれに設定された部品実装位置［Ｐ］において基板３を位置決めする。そして部品実装位置［Ｐ］にて電子部品が実装された基板３は、下流側の後工程装置へ渡される。

それぞれの部品実装位置［Ｐ］には、位置決めされた基板３を複数の下受けピン２５（図２参照）によって下面側から下受けする機能を有する基板下受け機構２０が配設されている。基板下受け機構２０は、対象とする基板３に応じて下受けピン２５の配置が変更可能に設けられており、前工程において既に片面に電子部品が実装された両面実装タイプの基板３を作業対象とすることが可能となっている。すなわち、基板３の下面側において、既実装部品２６（図２（ｂ）参照）が存在しない支持可能領域を予め選定して下受けピン２５の配置を変更することにより、異なる品種の両面実装基板を下受けすることができる。

基板搬送機構２の両側には部品供給部４が設けられており、部品供給部４には複数のテープフィーダ５が装着されている。テープフィーダ５は電子部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、以下に説明する部品実装機構による部品取り出し位置に電子部品を供給する。

基台１ａのＸ方向の一端部にはリニア駆動機構を備えたＹ軸移動テーブル７がＹ方向に水平に配設されている。Ｙ軸移動テーブル７には、同様にリニア駆動機構を備えた２つのＸ軸移動テーブル８がＹ方向にスライド自在に結合されており、それぞれのＸ軸移動テーブル８には、下端部に複数の吸着ノズル（図示省略）を備えた実装ヘッド９がＸ方向にスライド自在に装着されている。

Ｘ軸移動テーブル８は基板搬送機構２の両側に配置されたそれぞれの部品供給部４に対応して設けられている。Ｙ軸移動テーブル７、Ｘ軸移動テーブル８を駆動することにより実装ヘッド９は水平方向に移動し、それぞれの部品供給部４のテープフィーダ５から電子部品を取り出して、基板搬送機構２の実装作業位置に位置決めされた基板３に移送搭載する。上記構成において、Ｙ軸移動テーブル７、Ｘ軸移動テーブル８は、実装ヘッド９を部品供給部４と部品実装位置［Ｐ］と間で移動させるヘッド移動機構を構成する。

部品供給部４と基板搬送機構２との間には部品認識装置６が配設されており、部品供給部４から電子部品を取り出した実装ヘッド９が部品認識装置６の上方を移動する際に、部品認識装置６は実装ヘッド９に保持された状態の電子部品を撮像して認識する。実装ヘッド９による部品実装作業においては、部品認識装置６による部品認識結果に基づいて、実装ヘッド９を基板３に対して位置合わせする際の位置補正が行われる。

次に図２を参照して、基板搬送機構２の詳細構成を説明する。なお図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ矢視を示している。図２（ａ）に示すように基板搬送機構２は、２列のＡレーン搬送コンベア２Ａ、Ｂレーン搬送コンベア２Ｂによって構成されている。Ａレーン搬送コンベア２Ａ、Ｂレーン搬送コンベア２Ｂはいずれもベルトコンベア機構１０が組み込まれた１対のガイドレール２ａを備えており、ベルトコンベア機構１０上に載置された基板３は、ガイドレール２ａに沿って搬送される。

Ａレーン搬送コンベア２Ａ、Ｂレーン搬送コンベア２Ｂの中央部は、基板３に対して部品実装動作が実行される部品実装位置［Ｐ］となっている。部品実装位置［Ｐ］に搬入された基板３は、基板ストッパユニット（図示省略）によって所定の基準位置に位置決めされた状態で基板下受け機構２０によって下面側の支持可能領域を複数の下受けピン２５によってピン支持される。

図２（ｂ）に示すように基板下受け機構２０は、昇降駆動部２１によって昇降自在な下受けユニット２２を備えている。下受けユニット２２は、昇降駆動部２１に着脱自在で結合される矩形平板状の下受けプレート２３を備えており、下受けプレート２３には格子配列で複数のピン支持孔２３ａが形成されている。下受けピン２５は、基板３の下面において既実装部品２６が存在しない支持可能領域に対応する位置にあるピン支持孔２３ａに、下受けピン２５の下部の挿入部２５ａを挿通させる（矢印ａ）ことにより配置される。すなわち、下受けプレート２３は、基板下受け機構２０において下受けピン２５を下受け位置変更可能に保持する機能を有している。

Ａレーン搬送コンベア２Ａにおける基板下受け機構２０に示すように、昇降駆動部２１を駆動することにより下受けユニット２２は下受けピン２５とともに上昇し（矢印ｂ）、これにより下受けピン２５は、基板３の下面側において既実装部品２６が存在しない支持可能領域に当接して下方から支持する。そして下受け対象となる基板３の機種が切り替えられる場合には、下受けユニット２２において下受けピン２５の配置を新たな基板種に対応して変更する段取り替え作業が実行される。このとき、段取り替え作業を効率よく行うためには、下受けプレート２３を基板下受け機構２０から取り外して作業性の良い作業状態で行うことが望ましい。このため、本実施の形態の電子部品実装装置においては、基板下受け機構２０を構成する下受けプレート２３を容易に機外へ取り出せるよう、予め下受けプレート２３は、上流側および下流側の両側端面に、作業者が下受けプレート２３を取り出すための取り出し用把持部３０を備えた構成となっている。

次に図３を参照して、取り出し用把持部３０の構成を説明する。図３は、下受けプレート２３における上流側および下流側の両側端面を示している。図３（ａ）において下受けプレート２３の側端面には水平な枢支軸３１が植設されており、さらに枢支軸３１を軸支点として垂直面内で回動する回動把持部材３２が設けられている。回動把持部材３２は一方側の軸支端部３２ａを枢支軸３１によって軸支された棒状部材であり、望ましくは下受けプレート２３の幅寸法Ｂの１／２以上の長さ寸法を有している。回動把持部材３２において軸支端部３２ａの他端側は作業者が把持するための把持部位３２ｃとなっており、把持部位３２ｃの先端部には把持を確実にするための屈曲先端部３２ｄが下方に屈曲して設けられている。さらに軸支端部３２ａから中央よりの中間位置には下受けプレート２３を係止するための係止部３２ｂが下方に延出して設けられており、係止部３２ｂには係止部材３３が下受けプレート２３の下面側に延出して固設されている。

図３（ａ）は、取り出し用把持部３０を機能させない通常時の状態を示している。この状態では、回動把持部材３２は下受けプレート２３に固定されたストッパ３４に自重により上方から当接して位置が保持され、下受けプレート２３の上面２３ｂより上には突出せず、下受けプレート２３の機能を阻害しないようになっている。そしてこの状態では、係止部材３３は下受けプレート２３の下面２３ｃから離隔した位置にある。

図３（ｂ）は、取り出し用把持部３０を機能させた使用時の状態を示している。すなわち、把持部位３２ｃを上方に引き上げると（矢印ｃ）回動把持部材３２は枢支軸３１廻りに回動し、把持部位３２ｃの下方には作業者が把持するための空間が確保される。すなわち取り出し用把持部３０の回動把持部材３２は、作業者による取り出し作業時には下受けプレート２３の上面２３ｂより突出して把持可能となる。そして把持部位３２ｃの上方への回動により係止部３２ｂが上方に変位し（矢印ｄ）、係止部材３３が下面２３ｃに当接することにより回動把持部材３２の回動が停止する。そしてこの状態で回動把持部材３２をさらに上に引き上げることにより、下受けプレート２３が回動把持部材３２とともに持ち上げられて上昇する（矢印ｅ）。

図３は、Ｂレーン搬送コンベア２Ｂにおける基板下受け機構２０に用いられる取り出し用把持部３０を示しており、上記構成において枢支軸３１は、下受けプレート２３が基板下受け機構２０に装着された状態において、Ｂレーン搬送コンベア２Ｂの幅方向における外側に位置している。同様に、Ａレーン搬送コンベア２Ａにおける基板下受け機構２０に用いられる取り出し用把持部３０では、枢支軸３１は下受けプレート２３が基板下受け機構２０に装着された状態において、Ａレーン搬送コンベア２Ａの幅方向における外側に位置している。

枢支軸３１の位置を上述のようにコンベアの幅方向における外側に位置させることにより、作業者が把持する把持部位３２ｃは常に基板搬送機構２の内側に位置することなる。したがって、作業者が基板搬送機構２のいずれの側に位置している状態においても、Ａレーン搬送コンベア２Ａ、Ｂレーン搬送コンベア２Ｂのいずれの取り出し用把持部３０の把持部位３２ｃも作業者の作業リーチ範囲内、すなわち腕を伸ばして容易に把持可能な位置にあり、作業性を向上させることが可能となっている。

図４は、このような構成の基板下受け機構２０を備えたＡレーン搬送コンベア２Ａ、Ｂレーン搬送コンベア２Ｂより成る基板搬送機構２において、一方側の搬送コンベア（ここではＢレーン搬送コンベア２Ｂ）について基板品種切替に伴う段取り替え作業を行う際の作業要領を示している。図４（ａ）において、Ａレーン搬送コンベア２Ａでは基板３を対象とした部品実装作業が継続されており、Ｂレーン搬送コンベア２Ｂでは所定の生産ロット終了後に下受けピン２５の配置を新たな基板品種に対応して変更する段取り替え作業が開始される。ここでは、作業を実行する作業者はＡレーン搬送コンベア２Ａの外側に位置して、Ａレーン搬送コンベア２Ａをまたぐ形でＢレーン搬送コンベア２Ｂを対象とした作業を実行する。

まず、Ｂレーン搬送コンベア２Ｂの下受けユニット２２に配置された下受けピン２５を下受けプレート２３のピン支持孔２３ａ（図２参照）から引き抜いて除去する。次いで図４（ｂ）に示すように、Ａレーン搬送コンベア２Ａの外側に位置する作業者は、Ａレーン搬送コンベア２Ａの上方を介して（矢印ｆ）腕を伸ばして把持部位３２ｃを把持し、回動把持部材３２を枢支軸３１廻りに回動させる。この回動により、係止部材３３が下受けプレート２３の下面２３ｃに当接する。そしてこの状態で、把持部位３２ｃをさらに持ち上げる（矢印ｇ）ことにより、図４（ｃ）に示すように、下受けプレート２３が回動把持部材３２とともに持ち上げられ、昇降駆動部２１から分離してＢレーン搬送コンベア２Ｂから取り外される。

このとき、枢支軸３１が前述のようにＢレーン搬送コンベア２Ｂにおける幅方向の外側に位置して把持部位３２ｃがＢレーン搬送コンベア２Ｂの内側に位置していることから、把持対象の把持部位３２ｃは作業者により近い位置にある。したがって、２列の搬送コンベアを備えた基板搬送機構を有する場合にあっても、基板種の切替に伴う段取り替え作業を作業性よく効率的に実行することができる。

次に水平な枢支軸３１廻りに回動する棒状の回動把持部材３２を有する構成の取り出し用把持部３０に替えて、異なる構成の取り出し用把持部３０Ａを用いた例について、図５を参照して説明する。図５は、図３と同様に下受けプレート２３における上流側および下流側の両側端面を示している。図５（ａ）において下受けプレート２３の側端面には、搬送コンベアの幅方向における内側に位置して、水平方向に延出したホルダ４２が設けられており、ホルダ４２には逆Ｕ字状のスライド把持部材４０が上下方向にスライド自在に装着されている。すなわちスライド把持部材４０は軸部材を逆Ｕ字状に成形して上側に位置する水平部４０ａの両端から下方に垂直部４０ｂを延出せた形状となっている。そして２つの垂直部４０ｂの下端部は水平な細長形状の係止プレート４１によって連結可能となっている。スライド把持部材４０をホルダ４２に装着する際には、ホルダ４２の両端部近傍に上下貫通して形成されたスライド孔４２ａに垂直部４０ｂを挿通させ、２つの垂直部４０ｂの下端部を係止プレート４１によって連結する。

垂直部４０ｂがスライド孔４２ａ内で摺動することにより、スライド把持部材４０はホルダ４２に対して上下方向にスライドする（矢印ｈ）。このスライド移動により、スライド把持部材４０は通常時において下受けプレート２３の上面２３ｂより上に突出せず、作業者による取り出し作業時には上面２３ｂより突出して把持可能となる。そしてこのスライド移動において、係止プレート４１がホルダ４２の下面４２ｂに当接することにより、スライド把持部材４０のホルダ４２に対する上方への相対移動が規制され、下受けプレート２３はスライド把持部材４０によって係止される。

図５（ｂ）は、取り出し用把持部３０Ａを機能させた使用時の状態を示している。すなわち、作業者が水平部４０ａを上方に引き上げると、水平部４０ａを把持することが可能な状態となる。そしてこの状態でさらにスライド把持部材４０引き上げると（矢印ｉ）、係止プレート４１がホルダ４２の下面４２ｂに当接した時点で下受けプレート２３もスライド把持部材４０とともに持ち上げられる（矢印ｊ）。このとき、スライド把持部材４０は下受けプレート２３において搬送コンベアの幅方向における内側に位置していることから、図４に示す例と同様に、作業者は下受けプレート２３の取り出しを作業性よく実行することができる。

上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品実装装置１においては、基板下受け機構２０において下受けピン２５を下受け位置変更可能に保持する矩形平板状の下受けプレート２３に、通常時において上面２３ｂより上に突出せず作業者による取り出し作業時には上面２３ｂより突出して把持可能となる取り出し用把持部３０、３０Ａを、基板搬送方向における上流側および下流側の両側端面に備えるようにしている。これにより、２列の搬送コンベアを備えた基板搬送機構を有する構成において、基板種の切替に伴う段取り替え作業を作業性よく効率的に実行することができる。

本発明の電子部品実装装置は、２列の搬送コンベアを備えた基板搬送機構を有する構成において、基板種の切替に伴う段取り替え作業を作業性よく効率的に実行することができるという効果を有し、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する分野に有用である。

１ 電子部品実装装置
２ 基板搬送機構
２Ａ Ａレーン搬送コンベア
２Ｂ Ｂレーン搬送コンベア
３ 基板
４ 部品供給部
７ Ｙ軸移動テーブル
８ Ｘ軸移動テーブル
９ 実装ヘッド
２０ 基板下受け機構
２２ 下受けユニット
２３ 下受けプレート
２５ 下受けピン
３０、３０Ａ 取り出し用把持部
３１ 枢支軸
３２ 回動把持部材
４０ スライド把持部材

Claims (4)

1. 部品供給部から実装ヘッドによって取り出した電子部品を、基板搬送機構によって搬送されて部品実装位置に位置決めされた基板に実装する電子部品実装装置であって、
   前記実装ヘッドを前記部品供給部と部品実装位置との間で移動させるヘッド移動機構と、
   前記基板搬送機構を構成し、前記基板を基板搬送方向に搬送してそれぞれに前記部品実装位置が設定された２列の搬送コンベアと、
   前記部品実装位置に設けられ前記位置決めされた基板を複数の下受けピンによって下面側から下受けする基板下受け機構と、
   前記基板下受け機構において前記下受けピンを下受け位置変更可能に保持する矩形平板状の下受けプレートとを備え、
   前記下受けプレートは、通常時において上面より上に突出せず、作業者による取り出し作業時には上面より突出して把持可能となる取り出し用把持部を、基板搬送方向における上流側および下流側の両側端面に備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
2. 前記取り出し用把持部は、前記両側端面にそれぞれ設けられた水平な軸支点廻りに回動する棒状の把持部材を有することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
3. 前記軸支点は、前記下受けプレートが前記基板下受け機構に装着された状態において前記搬送コンベアの幅方向における外側に位置することを特徴とする請求項２記載の電子部品実装装置。
4. 前記取り出し用把持部は、前記両側端面において上下方向にスライド自在に装着された把持部材を有することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。

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