JP2013161953A

JP2013161953A - 部品装着装置

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Publication number: JP2013161953A
Application number: JP2012022913A
Authority: JP
Inventors: Masaki Yamaguchi; 正樹山口
Original assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Priority date: 2012-02-06
Filing date: 2012-02-06
Publication date: 2013-08-19
Anticipated expiration: 2032-02-06
Also published as: JP5856863B2

Abstract

【課題】ロボットケーブルがブラケットの端面に接触または衝突する場合に、ロボットケーブル８の摩耗や損傷、及び衝突時の打撃音、振動の発生が少ないブラケット取り付け構造を備えた部品装着装置を提供する。
【解決手段】少なくとも、部品を基板装着するための可動ヘッド部と、該可動ヘッド部が取り付けられ該可動ヘッド部をＸ方向に移動するためのビームと、前記可動ヘッド部に電力及びエアを供給するロボットケーブルと、前記ビームの移動時に発生する該ロボットケーブルの跳ね上がりを抑えるブラケットとを備えた部品装着装置であって、前記ブラケットは、装置カバーに取り付けられたことを特徴とする部品装着装置である。
【選択図】図６

Description

本発明は、部品装着装置に使用するロボットケーブルのブラケットに関わる。

従来の部品装着装置においては、部品をピックアップして基板に装着するための可動ヘッド部には、ノズルの上下動手段やθ回転手段の駆動手段等に電力を供給するためのケーブルや、エアを供給するエアチューブを保持するケーブルベア（登録商標、ロボットケーブル）が、装置本体と接続される（例えば、特許文献１参照。）。
部品装着装置のストロークが伸びることによって、これらロボットケーブルの長さも伸びている。特に、ロボットケーブルは、タクトの高速化即ちビームの高速化により、一層厳しい条件で動作している。このため、従来では問題にしていなかったビーム動作（ビーム移動）によるロボットケーブルの跳ね上がりが、重大な解決課題となってきている。

図１〜図４によって、従来の部品装着装置に使用するロボットケーブルのブラケットの取り付け構造について説明する。図１は、従来の部品装着装置の概略構成を示す正面図である。図２は、図１の部品装着装置の概略構成の側面図である。図３は、ビーム動作によるケーブル跳ね上がり時の従来の部品装着装置の一例の概略構成の側面図である。図４は、ビームの移動によるケーブル跳ね上がり時の従来の部品装着装置の一例の概略構成の側面図である。１はビーム、２はリニアガイド、３はケーブル支柱、４は装置架台、５は装置外側フレーム、６は装置側ロボットケーブル受け、７はケーブル抑え用のブラケット、８はロボットケーブル、１０は装置カバー、１１はリニアモータ、２１、２２及び２６はビーム１の移動方向を示す矢印、２３はロボットケーブル８の跳ね上がり方向を示す矢印、２４はブラケット７の端面、２５はブラケットの延長部分である。
図１〜図４において、ビーム１、ケーブル支柱３、及びブラケット７は、リニアガイド２をガイドとして、装置架台４の上に載っている。また、ビーム１、ケーブル支柱３、及びブラケット７は、リニアモータ１１によって、図２に示すように、Ｘ方向の左または右に移動する（矢印２１）。

図３は、破線で示すビーム１のビームがＸ方向右の最大ストローク位置から、Ｘ方向左の最大ストローク位置（実線で示すビーム１のビーム）へ矢印２２に示すように移動したときの図である。
図３に示すように、破線のビームがＸ方向左の位置（実線のビーム）に移動した場合には、移動の途中で、ロボットケーブル８は撓みながら、Ｚ方向の上方に引っ張られる。その結果、ロボットケーブル８が上方に引っ張られ、跳ね上がると、ロボットケーブル８が装置カバー１０に接触してしまう。これを防ぐために、上方へのロボットケーブル８の跳ね上がりをブラケット７によって抑制している。

生産性向上のために、ビームの移動速度が高速化するほど、また、ビーム及びロボットケーブルを軽量化するほどロボットケーブル８が引っ張られる量が大きくなってくる。
その結果、図３に示すように、ブラケット７の端面２４にロボットケーブル８が接触（衝突）する。従って、ロボットケーブル８の摩耗や損傷が発生する。また、衝突時に打撃音が発生し、騒音の一因となる。またさらに、衝突による振動が装置全体に伝達され、部品装着精度が低下する等、部品装着の品質が低下する。

ロボットケーブル８がブラケット７の端面２４に衝突する理由は、ロボットケーブル８よりもブラケット７の方が短いためである。
本来は、ロボットケーブル８よりもブラケット７を長くし、ブラケットの端面にロボットケーブル８が接触することがないようにするべきである。しかし、図４に示すように、ブラケット７に延長部分（例えば、長さＬ）２５をつけると、ビーム１がＸ方向右にもっとも移動したとき（矢印２６）に、装置カバー１０を突き抜ける。これを防ぐためには、装置全体をこの突き抜ける長さ以上に長くして、装置カバー１０に衝突（接触）しないように設計する必要がある。しかし、この結果、装置が大型化し、装置コストの増加や設置面積の増大を招く。
このため、本来はロボットケーブル８よりもブラケット７を長くし、ブラケット７の端面にロボットケーブル８が接触することがないようにするべきだが、ブラケット７を長くすると、右側の最大ストローク位置でブラケットが装置カバー１０に接触する（図４破線部分参照）ため、短く設計している。しかし、従来は、ビーム移動速度が比較的遅かったため、ロボットケーブル８の跳ね上がりが小さく、ブラケット７の端面にロボットケーブル８が接触することがあまり問題とならなかった。

特開２００２−１８５１９４号公報

近年、部品実装装置において、従来よりもビーム移動速度が高速化してきた。これによって、ビーム移動によってロボットケーブル８が跳ね上がり、ブラケット７の端面２３との接触や衝突の頻度が増大してきた。このため、ロボットケーブル８の摩耗や損傷、及び衝突時の打撃音、振動などが、問題となってきた。
本発明の目的は、上記のような問題に鑑み、ロボットケーブルがブラケットの端面に接触または衝突しても、ロボットケーブル８の摩耗や損傷、及び衝突時の打撃音や振動の発生が少ない部品装着装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の部品装着装置は、ロボットケーブルの跳ねあがりを抑えるブラケットを、ビームと共に移動しない装置側に取り付けたものである。
即ち、本発明の部品装着装置は、少なくとも、部品を基板装着するための可動ヘッド部と、該可動ヘッド部が取り付けられ該可動ヘッド部をＸ方向に移動するためのビームと、前記可動ヘッド部に電力及びエアを供給するロボットケーブルと、前記ビームの移動時に発生する該ロボットケーブルの跳ね上がりを抑えるブラケットとを備えた部品装着装置であって、前記ブラケットは、前記装置カバーに取り付けられたことを第１の特徴とする。

また、本発明の第１の特徴の部品装着装置において、前記ブラケットと前記装置カバーとは、弾性体によって保持されていることを本発明の第２の特徴とする。

また、本発明の第１の特徴または第２の特徴の部品装着装置において、前記ブラケットが弾性体であることを本発明の第３の特徴とする。

また、本発明の第１の特徴または第２の特徴の部品装着装置において、前記ブラケットは、剛性を有する固定ブラケットと弾性を有するケーブル抑え板とから構成されることを本発明の第４の特徴とする。

また、本発明の第４の特徴の部品装着装置において、前記固定ブラケットが前記装置カバーに固定され、前記ケーブル抑え板が前記ロボットケーブルの前記跳ね上がりを直接抑えることを本発明の第５の特徴とする。

本発明の第４の特徴の部品装着装置において、前記固定ブラケットが部品装着装置の外側フレームに固定され、前記ケーブル抑え板が前記ロボットケーブルの前記跳ね上がりを直接抑えることを本発明の第６の特徴とする。

本発明によれば、ロボットケーブルが跳ね上がったときの衝撃を、ブラケットの弾性体またはブラケットを保持する弾性体が吸収することで緩和し、ケーブルに与えるダメージを小さくすることができる。

従来の部品装着装置の概略構成を示す正面図である。図１の部品装着装置の概略構成の側面図である。図１の部品装着装置の概略構成の側面図である。従来の部品装着装置の概略構成を示す側面図である。本発明の部品装着装置のブラケット取り付け構造の一実施例の構成を示す正面図である。図５の部品装着装置の構成の側面図である。図５の部品装着装置の構成の側面図である。本発明の部品装着装置のブラケット取り付け構造の一実施例を説明するための側面図である。本発明の部品装着装置のブラケット取り付け構造の一実施例を説明するための側面図である。本発明に関わる部品装着装置の一実施例の構成を説明するための上面図である。

本発明は、少なくとも、部品を基板装着するための可動ヘッド部と、可動ヘッド部が取り付けられ可動ヘッド部をＸ方向に移動するためのビームと、可動ヘッド部に電力及びエアを供給するロボットケーブルと、ビームの移動時に発生するロボットケーブルの跳ね上がりを抑えるブラケットとを備えた部品装着装置であって、ブラケットは、ビーム以外の装置本体の部分（例えば、装置カバー）に取り付けられたことを特徴とする部品装着装置のブラケット取り付け構造を有する。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明は、上述の実施例に限定されるわけではなく、本発明が属する技術分野において、通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と精神に基づいて、本発明を修正若しくは変更できる発明が含まれることは勿論である。なお、各図の説明において、従来の技術を説明した図１〜図４を含め、同一の機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、重複を避けるため、できるだけ説明を省略する。

まず図１０を参照して、本発明に関わる部品装着装置の構成を説明する。図１０は、本発明に関わる部品装着装置の一実施例の構成を説明するための上面図である。１００は部品装着装置、１４はヘッド、１５はフィーダ、１６は部品認識カメラ、１７は基板である。

図１０の部品装着装置１００において、まずフィーダ１５から部品を供給し、その部品をヘッド１４が、例えば吸着して或いは掴んで、取り出し保持する。その後リニアモータ１１によってヘッド１４がＸ方向右（矢印２１参照）に移動し、部品認識カメラ１６の上を通過する。部品認識カメラ１６は、部品認識カメラ１６の上を通過する際に、ヘッド１４が保持した部品を撮影する。この時取得された映像によって部品装着装置１００は、部品の保持状態を認識する。そしてヘッド１４が基板１７へ移動したのち、ヘッド１４が保持した部品を、部品認識カメラ１６が撮像して得た認識結果を用いて、装着位置を補正し、部品を目標位置へ実装する。実装後、再びヘッド１４はフィーダ１５の位置まで、Ｘ方向左（矢印２１参照）に戻る。このサイクルを繰り返す。
ヘッド１４が基板１７へ移動するとき、及び基板１７からフィーダ１５へ戻るとき、ビーム１の動作に引っ張られ、ロボットケーブル８は跳ねあがり、ケーブル抑えブラケット７に衝突する。

次に、本発明の部品装着装置の一実施例について、図５〜図７を参照して説明する。図５は、本発明の部品装着装置のブラケット取り付け構造の一実施例の構成を示す正面図である。図６は、図５の部品装着装置の構成の側面図である。図７は、ビーム動作によるケーブル跳ね上がり時の、本発明の部品装着装置の一実施例の構成の側面図である。９は、ビーム１と共に移動しない装置側に取り付けたブラケットである。

図５〜図７に示すように、ブラケット９を装置外側フレーム５に取り付ける。または、装置外側フレーム５に取り付けなくとも、ビーム１と共に移動しない装置側に取り付ける。
このようにビーム１から、ケーブル抑えのためのブラケット７を除去できるため、ビーム１自体を軽量化できる。この結果、ビーム１の移動速度が向上し、装置の生産性を向上することができる。

さらに、本発明のブラケット９は、バネ性を持たせた弾性体である。このため、図７に示すように、ビーム１がＸ方向左（矢印２２参照）に移動し、ケーブル８が跳ね上がったとき、ブラケット９は、Ｚ方向上に変形して、ケーブル８がブラケット９に衝突する衝撃を和らげる。
このように、ブラケット９にバネ性を持たせることで、ケーブル跳ね上がり時の衝撃を吸収することができる。そのため、ケーブル接触による負荷を算出し、繰り返し荷重により、ブラケット９が破損することがないように、ブラケット９を設計する。
また、ブラケット９が変形することで、ケーブル衝突時の打撃音も低減することができる。

また、図５〜図７において、好ましくは、上記ブラケット９は、ロボットケーブル８が接触または衝突したときの衝撃を緩和するように、回動可能で装置上部の上面、前面及び側面を覆う装置カバー１０にコイルバネやクッション材等の弾性体（図示しない）を介して取り付ける。
この結果、ブラケット９だけでなく、装置カバー１０との間の弾性体の働きにより、ロボットケーブル８が上記ブラケット９に接触または衝突したときの衝撃を、さらに緩和することができる。

次に図８及び図９を用いて、本発明の部品装着装置における装置側抑えのブラケット９についてさらに説明をする。図８と図９は、それぞれ、本発明の部品装着装置のブラケット取り付け構造の一実施例を説明するための側面図である。図８（ａ）及び図９（ａ）は、図５の装置側抑え用のブラケット９と装置外側フレーム５の部分を拡大して表示した正面図である。また、図８（ｂ）は、図８（ａ）の側面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の側面図である。８９と９９はブラケット、１２と９２は装置側固定ブラケット、１３と９３はケーブル抑え板である。ブラケット８９は、少なくとも、装置側固定ブラケット１２及びケーブル抑え板１３で構成される。また、ブラケット９９は、少なくとも、装置側固定ブラケット９２及びケーブル抑え板９３で構成される。

図８のブラケット８９において、装置側固定ブラケット１２と、ケーブル抑え板１３が別部品になっている。また、装置側固定ブラケット１２は剛性の高い素材で構成し、逆に、ケーブル抑え板１３は弾性が大きい素材で構成している。
このため、装置側固定ブラケット１２は変形し難く、ケーブル抑え板１３は変形し易い。この結果、ロボットケーブルの接触時または衝突時の衝撃を吸収し易い。

また、図９のブラケット９９において、装置側固定ブラケット９２と、ケーブル抑え板９３は同一素材で１つの部品として構成している。この時、装置側固定ブラケット９２は素材の肉厚を厚くして剛性を高くし、逆に、ケーブル抑え板９３は素材の肉厚を薄くして弾性変形し易くなるようにしている。
このため、装置側固定ブラケット９２は変形し難く、ケーブル抑え板９３は変形し易い。この結果、ロボットケーブルの接触時または衝突時の衝撃を吸収し易い。また、装置の部品数を少なくすることができる。

上述の実施例によれば、ロボットケーブルが跳ね上がったときの衝撃を、ブラケットの弾性体またはブラケットを保持する弾性体が吸収することで、ケーブルに与えるダメージを小さくできる。
また、上述の実施例によれば、ブラケットをビームと共に移動しない装置側に取り付けることで、ビームを軽量化でき、高速移動に貢献する。
さらに、上述の実施例によれば、ロボットケーブル衝突の衝撃を吸収することで、衝突時の打撃音を小さくすることができる。
またさらに、上述の実施例によれば、ロボットケーブル衝突の衝撃を吸収することで、衝突時の振動が小さくなり、部品装着精度が向上する等、部品装着の品質が向上する。
またさらに、上述の実施例によれば、ブラケットを長くし、また、ロボットケーブルとの接触面をフラットにすることで、ブラケットとケーブルの接触によるケーブルへのダメージを抑えることができる。

１：ビーム、２：リニアガイド、３：ケーブル支柱、４：装置架台、５：装置外側フレーム、６：装置側ロボットケーブル受け、７：ブラケット、８：ロボットケーブル、９：ブラケット、１０：装置カバー、１１：リニアモータ、１２：装置側固定ブラケット、１３：ケーブル抑え板、１４：ヘッド、１５：フィーダ、１６：部品認識カメラ、１７：基板、２１、２２、２３、２６：矢印、２３：矢印、２４：端面、２５：ブラケットの延長部分、９２：装置側固定ブラケット、９３：ケーブル抑え板、８９：ブラケット、９９：ブラケット、１００：部品装着装置。

Claims

少なくとも、部品を基板に装着するための可動ヘッド部と、該可動ヘッド部が取り付けられ該可動ヘッド部をＸ方向に移動するためのビームと、前記可動ヘッド部に電力及びエアを供給するロボットケーブルと、前記ビームの移動時に発生する該ロボットケーブルの跳ね上がりを抑えるブラケットとを備えた部品装着装置であって、前記ブラケットは、部品装着装置の上面、前面及び側面を覆う装置カバーに取り付けられたことを特徴とする部品装着装置。
請求項１記載の部品装着装置において、前記ブラケットと前記装置カバーとは、弾性体によって保持されていることを特徴とする部品装着装置。
請求項１または請求項２記載の部品装着装置において、前記ブラケットが弾性体であることを特徴とする部品装着装置。
請求項１または請求項２に記載の部品装着装置において、前記ブラケットは、剛性を有する固定ブラケットと弾性を有するケーブル抑え板とから構成されることを特徴とする部品装着装置。
請求項４記載の部品装着装置において、前記固定ブラケットが前記装置カバーに固定され、前記ケーブル抑え板が前記ロボットケーブルの前記跳ね上がりを直接抑えることを特徴とする部品装着装置。
請求項４記載の部品装着装置において、前記固定ブラケットが部品装着装置の外側フレームに固定され、前記ケーブル抑え板が前記ロボットケーブルの前記跳ね上がりを直接抑えることを特徴とする部品装着装置。