JP2014216578A - 電子部品装着装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】フラットケーブルを押えると共に、フラットケーブルの損傷を回避することができる電子部品装着装置を提供すること。
【解決手段】複数のケーブルを並べてケーブルの長手方向に屈曲可能に形成したフラットケーブル8の下方に、ビームと共に移動してフラットケーブルの下方への大きな変形を抑えるケーブル受け61を設け、ビーム1Aの移動時、このフラットケーブルはケーブル受け61により支持され、下方への撓みを極力防止することが可能になり、
フラットケーブルの損傷を回避する
【選択図】図6

Description

本発明は、水平方向に移動可能なビームに、このビームに沿った方向に駆動源により移動可能な装着ヘッドを設け、この装着ヘッドによって電子部品を保持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。
上述した従来の電子部品装着装置は、例えば特許文献1等に開示されている。そして、装着ヘッド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まとめてフラットケーブルとし、さらに、フラットケーブルをその途中で固定部材により支持し、ビームに沿って支持し、更に、ビームの端部の方向変換部でフラットケーブルの配設方向をビームと直交する方向に変え、ビームの移動方向(図1でのX方向)に配設する技術が開示されている。
そして、例えばビームと直交する方向、即ち、ビームの移動方向に配設されたフラットケーブルは、上部に略水平方向に配設された上部水平部と、この上部水平部から略U字状に下方へ延びてUターン部と、このUターン部の下端から前記上部水平部とは反対方向に略水平に延びた下部水平部とを備えている。
更に、ビームの端部の方向変換部には、この方向変換部から延びた上部水平部の上方に略水平方向に配置され、ビームの移動に伴い、ケーブルの形状が変化したときに、上部水平部の跳ね上がり(暴れ)を押さえるケーブル押えが取付けられている。
特開2009−246284号公報
ビームの移動に伴い、ビームの移動方向(図1でのX方向)に配設されたケーブルの形状が変化したとき、変化に伴いケーブルの上部水平部が下方へ撓み、ケーブルを固定している固定部の縁と擦れる虞があり、この擦れが長年に亘り発生すると、ケーブルが傷む虞があった。
そこで本発明は、ケーブルの下方への大きな変形を回避することができるのはもちろん、ケーブルが傷むことを防止することができる電子部品装着装置を提供することを目的とする。
このため第1の発明は、水平方向に移動可能なビームに、このビームに沿った方向に移動可能な装着ヘッドを設け、この装着ヘッドによって電子部品を保持して基板上に装着する電子部品装着装置において、複数のケーブルを並べてケーブルの長手方向に屈曲可能に形成したフラットケーブルと、このフラットケーブルの上方に設けられ前記装着ヘッドと共に移動し前記フラットケーブルの上方への変形を押さえる支持部材とを備えたことを特徴とする。
第2の発明は、第1の発明において、前記支持部材は、前記装着ヘッドと共に移動するフラットケーブルのガイドに形成された庇片であることを特徴とする
第3の発明は、水平方向に移動可能なビームに、このビームに沿った方向に移動可能な装着ヘッドを設け、この装着ヘッドによって電子部品を保持して基板上に装着する電子部品装着装置において、複数のケーブルを並べてケーブルの長手方向に屈曲可能に形成したフラットケーブルと、このフラットケーブルの下に設けられ、前記装着ヘッドと共に移動し前記フラットケーブルの下方への変形を押さえるケーブル支持部材を備えたことを特徴とする。
更に、第4の発明は、水平方向に移動可能なビームに、このビームに沿った方向に移動可能な装着ヘッドを設け、この装着ヘッドによって電子部品を保持して基板上に装着する電子部品装着装置において、前記ビームの移動方向に配置され、複数のケーブルを並べてケーブルの長手方向に屈曲可能に形成したフラットケーブルと、このフラットケーブルの下に設けられ、前記ビームと共に移動し、前記フラットケーブルを支持するケーブル受けとを備えたことを特徴とする、
本発明によれば、フラットケーブルの跳ね上がりをケーブル押えにより回避することができと共に、ケーブル押えとの摩擦によりケーブルが傷むことを防止する電子部品装着装置を提供することができる。
電子部品装着装置の概略構成を平面図である。 電子部品装着装置の概略構成を示す要部の正面図である。 電子部品装着装置の概略構成を示す側面図である。 ケーブル押えの上面図である。 ケーブル押えの右側面図である。 本願発明に係るフラットケーブルとケーブル受けとの状態を示した側面図である。 本願発明に係る下側ケーブルの押え機構の断面図である。 図7に示した押え機構での直交方向の断面図である。 下側支持板の上面図である。 上部ビームケーブルの支持機構の断面図である。 図10に示した支持機構の要部の断面図である。 支持機構のケーブル押え部の断面図である。 ビーム側支持板の上面図である。
以下、図面に基づいて本願発明の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は電子部品装着装置1の概略構成を示す要部の正面図で、図3は電子部品装着装置1の概略構成を示す側面図である。

1A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は装置側ケーブル受け、7はケーブル支柱3に取り付けられてケーブルの跳ね上がりを防止するケーブル押え、8はフラットケーブル、10は装置カバー、11はリニアモータ、14は装着ヘッド(以下、ヘッドという。)、15はフィーダ、16は部品認識カメラ、17は基板である。
ビーム1Aは、リニアモータ11の駆動によりリニアガイド2に沿って基板17や部品供給ユニットであるフィーダの部品取出し部(部品吸着位置)上方を個別にX方向に移動する。なお、リニアモータ11の代わりに、サーボモータ等を用いてネジ軸を回転させてビーム1Aを移動させても良い。 また、ヘッド14は、図示しないガイドに沿ってビーム1AをY方向に移動する。ヘッド14には、複数本の吸着ノズル30が環状に等間隔を存して設けられ、例えばサーボモータであるノズル選択モータにより複数本の吸着ノズル30のうちの任意の吸着ノズル30の吸着側端部が昇降するように選択される。

8はフラットケーブルであり、このフラットケーブル8は、ヘッド14をビーム1Aに沿ったY方向に移動させるX軸モータ、ヘッド14に設けられたθ軸モータ、上下軸モータ及び各ノズル選択モータ等に電力を供給するための電力ケーブル、真空吸引するためのエアチューブ、エアを供給するためのエアチューブ、ヘッド14に設けられた駆動部に信号を送る信号線ケーブルである光ケーブル等から構成され、これらは可撓性の合成樹脂材料で構成されている。また、フラットケーブル8は、屈曲可能であり、上部に略水平方向に配設された上側ケーブル81と、この上側ケーブル81から略U字状に下方へ延びたUターン部82と、このUターン部82の下端から前記上部水平部とは反対方向に略水平に延びた下側ケーブル83とを備えている(図3等を参照)。 以下、ケーブル押え7について、図2〜図6に基づいて説明する。
ケーブル押え7はケーブル支柱3の上部にビスにより固定され、断面形状が略U字状であり、ケーブル支柱3に固定された固定部42と、この固定部から水平に延びた押え部43とを備えている。また、ケーブル押え7は、固定部42から押え部43に亘り略水平に延びた底板44と、この底板の両縁(図2では左右(図4では上下に位置している)の両縁から折曲して上方へ延びた左右の垂直板45と、上側の固定部42において各垂直板45の上縁から外側下方へ折曲して各垂直板の外面に沿って下方へ延び底板43より下方に突出した外側垂直板46と、各外側垂直板46の下端から直角に外側に折曲して水平に延びた固定板47とを備え、各固定板47に形成された複数の開孔48を介してケーブル支柱3にビス止めされている。
また、押え部43の先端には、フラットケーブル8が当接する当接部50が形成されている。そして、フラットケーブル8が当接部50に当たったとき、押え部43は僅かに変形し、当接部50は上下方向に振れる。
以下、当接部50について説明する。
当接部50は、R形状、即ち、円弧形状に形成され、水平な部分51から上方へ延び、ビーム1Aと共にケーブル押え7が移動したときにフラットケーブル8が当接し易い部分である当接部50の中間位置より下の部分に例えば樹脂製の回転部材であるローラ52が回転自在に設けられている。尚、ローラ52は、フラットケーブル8が当たったときに、当接部50が上下に振れて衝撃を吸収し易いように、上述した樹脂のような軽量のものを用いるのが好ましく、ローラ52を、軽量の金属、例えばアルミニウム等の金属製にしてもよい。当接部50の底板44に、ローラ配置用の矩形の開口53が形成され、この開口53を介してローラ52の下部52Aが底板44から下方へ突出している。そして、開口53とローラ52との間には僅かな隙間54が設けられている。即ち、下部52Aが当接部50である湾曲形状の部分から突出しており、当接部50から突出していれば下部52Aの一部が水平な部分51にかかっていてもよい。
また、ローラ52の左右両端(図4では上下の両端)には、端面から突出して左右の軸55が設けられている。そして、左右の軸55は、左右の垂直板45に夫々形成された左右開口56を貫通して回転自在に支持されている。また、垂直板45より僅かに外側の各軸55の位置には図示しない溝が形成され、それぞれの溝にワッシャが取付けられている。そして、各ワッシャと各垂直板45との当接により、ローラ52の左右方向の振れを防止することが可能になる。
60は、固定部42に位置し、底板44の下面に、例えば両面テープで取り付けられたウレタンシート等の弾性を有したシートであり、フラットケーブル8のうち上側のフラットケーブル(以下、上側ケーブルという。)81は、底板44の下面とケーブル支柱3の上面との間にシート60を介して挟まれる。この結果、弾性を有したシート58により、上側ケーブル81の振れを防止することができる。
また、固定部42には、図6に記載されているように、一部が各固定板47とケーブル支柱3の上面との間に挟まれて例えばビスによりケーブル受け61が取り付けられている。ケーブル受け61は、金属板であり、断面が円弧形状であり、弾性を有して変形自在である。また、ケーブル受け61は、固定部47からフラットケーブル8と同様の方向へ延び、固定部47近くの上側ケーブル81を受けて支持し、ビーム1Aと共に移動し、ビーム1Aと共に移動したときにも上側ケーブル81の下方への大きな撓みを防止する。また、上側ケーブル81の撓みによる移動を極力回避でき、ケーブル受け61との擦れを極力防止することができる。更に、ケーブル受け61の上面と上側ケーブル81との間には、弾性を有した例えばウレタン製のシート62が挟まれている。従って、上側ケーブル81の下面がケーブル受け61の上面に擦れることを防止することができる。
63は、フラットケーブル8のうち下側のフラットケーブル(以下、下側ケーブルという。)83を固定する下側の固定部材である。この固定部材63は、上面が開口した断面が略U字状であり、電子部品装着装置1の架台に固定されている。固定部材63の上部には対向して水平に延びた上部フランジ64、64が形成され、両フランジ64、64には、後述するネジを通すネジ穴が形成されている。そして、両フランジの下には、下側ケーブル83を上から押える下側支持板74が例えばビスにより位置決めされ、設けられている。また、上面開口63Aは、着脱自在な蓋100により塞がれている。
下側支持板74は、上板101と下板102との2枚の金属板を重ねて例えば溶接により固定してもので、上板101には後述するビスのネジ部を通す孔103が並んで4個形成されている。そして、上方から蓋100の孔に通され、両フランジ64、64の各孔、更に、上板101の各孔103に通された各ビス85の下端が下板102の上面に当たり、下板102を下方に押圧する。そして、下板102は、Uターン部82側である一方の端縁から上方へ延びた緩衝部104を有している。緩衝部104は断面が上向きの円弧状であり、先端は略真上を向いている。
また、固定部材63は、図7に示したように、ビーム1A、ケーブル支柱3及びヘッド14が最も先に進んだ状態で、即ち、フラットケーブル8が延びている方向であり、図1においては、X方向で右側のビーム1A及びヘッド14が最も右の方向へ進んだ位置(以下、最進行位置という。)であり、左側のビーム1A及びヘッド14が最も左の方向へ進んだ位置(以下、最進行位置という。)で、固定部材63が上側ケーブル81と下側ケーブル83との間のUターン部82に近くなる位置に固定されている。この結果、最進行位置で、緩衝部104はUターン部82の近傍に位置している。
そして、下側支持板74の下面と下側ケーブル83との間には、弾性を有した例えばウレタン製のシート76が挟まれている。従って、下側ケーブル83の上面が下側支持板83の上面に擦れることをシート76により防止することができる。
以下、ヘッド14が取付けられ、ビーム1Aに沿ってガイドされて移動するベース14Aからビーム1Aに沿って延びた(図1の電子部品装着装置1でのY方向に配置された)フラットケーブル91のうちの上部のフラットケーブル(以下、上部ビームケーブルという。)92のガイド部材93について説明する。ガイド部材93は、金属板であり、下方に開口した略U字状のもので、左右の側壁94と上壁95を備えている。そして、上壁95がベース14Aの下面に例えば溶接により固定されている。また、上壁95の下面には、弾性を有した例えばウレタン製のシート96が設けられている。このため、上部ビームケーブル92の上面がガイド部材93の上壁95と擦れることをシート96により防止することができる。
また、上壁95での上部ビームケーブル92が略水平に延びる側(図10では、左側)には、上方へ延び、断面が略円弧形状である支持部材としての庇片97が形成されている。そして、ヘッド14のスライドの伴い上部ビームケーブル92が上方へ大きく跳ねる等の動作を、庇片97により防止でき、また、ガイド部材93の縁で上部ビームケーブル92が擦れることを防止することもできる。
また、ベース14の下面には、金属板で形成されて上面が開口なU字状のケーブル支持部材110が例えばビスにより取付けられている。この支持部材110の低壁111により上部ビームケーブル92が支持されている。例壁111での図での左側には下方へ延び、断面が円弧形状の支持片112が設けられている。従って、ケーブル支持部材110から横方向に延びた上部ビームケーブル92が自重による大きく垂れ下がることを防止でき、また、低壁111の縁で擦れることを防止することができる。
以下、フラットケーブル91のうちの下部のフラットケーブル(以下、下部ビームケーブルという。)98の押え部120について説明する。
押え部120には、ビーム1の下部に設けられた上面が開口したケーブル受け(以下、ビームケーブル受けという。)131内の下部フラットケーブル98を上方から押圧するビーム側支持板121が例えばビス122により位置決めされ、設けられている。また、上面開口123は、着脱自在な蓋124により塞がれている。
ビーム側支持板121は、上板125と下板126との2枚の金属板を重ねて例えば溶接により固定してもので、上板125にはビス122のネジ部を通す孔127が並んで6個形成されている。そして、上方から蓋124の孔に通され、更に、ビームケーブル受け131の両側壁の上縁から折曲して水平に延びた両フランジ132、132の各孔133に通された各ビス134の下端が下板126の上面に当たり、下板126を下方に押圧する。そして、下板126は、フラットケーブル91のUターン部99側である一方の端縁から上方へ延びた緩衝部128を有している。緩衝部128は断面が上向きの円弧状であり、先端は略真上を向いている。
また、下板126の下面及びビームケーブル受け131の低壁の上面には、弾性を有した例えばウレタン製のシート136、137が設けられている。このため、下部ビームケーブル98の上面或いは下面が下板126或いはビームケーブル受け131と擦れることを防止することができ、下部ビームケーブル98の損傷を回避することができる。
なお、図1〜図3において、ビーム1A、ケーブル支柱3、及びケーブル押え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1A、ケーブル支柱3及びケーブル押え7は、リニアモータ11によって、図3に示すように、X方向である左または右に移動する(矢印21の方向に移動する。)。

以下、電子部品装着装置1の運転、即ち、電子部品の基板への装着運転時の動作について、説明する。
図1の電子部品装着装置1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の吸着ノズル30が、吸着して取り出し保持する。その後、リニアモータ11によってビーム1AがX方向右(矢印21参照)に移動し、ヘッド14も同様にX方向に移動し、部品認識カメラ16の上を通過する。部品認識カメラ16は、ヘッド14が部品認識カメラ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1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に基づいて、装着位置を補正し、部品を目標位置へ装着する。各吸着ノズル30が吸着保持した電子部品を装着後、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。
上述したサイクルが繰り返され、ヘッド14がフィーダ15の上方から基板17の上方へ移動するとき、及び基板17の上方からフィーダ15の上方へ戻るとき、ビーム1Aの動作に引っ張られ、フラットケーブル8は跳ね上がる。
以下、ビーム1Aの移動に伴うケーブル押え7の動作について、図3〜図6に基づいて説明する。 図3及び図7の(a)は、左側のヘッド14が電子部品装着装置1の左側、即ち、フィーダ15の上方に位置しているときの装置の平面図であり、図3に、破線で示したケーブル支柱3及びケーブル押え7がX方向右側の最大ストローク位置から、実線で示したX方向左側の最大ストローク位置へ矢印22に示すように移動したときの図である。
即ち、実線で示したケーブル支柱3、フラットケーブル8及びケーブル押え7の位置が最も左に位置したときであり、このとき、ケーブル押え7の右側の端部から右に延びたフラットケーブル8の上側ケーブル81は一端下に撓みその先で斜め上方へ延び、左側のUターン部82は、ケーブル押え7より上に位置している。

尚、 図3に実線にて示したように、ビーム1A、ケーブル支柱3、ケーブル押え7及びフラットケーブル8がX方向右から左の位置に移動した場合には、移動の途中で、フラットケーブル8は撓みながら、Z方向の上方に引っ張られる。その結果、フラットケーブル8が上方に引っ張られ、上側ケーブル81及びUターン部82が跳ね上がると、フラットケーブル8が装置カバー10に接触する虞がある。この接触を防ぐために、上方へのフラットケーブル8の跳ね上がりをケーブル押え7によって抑制している。このとき、フラットケーブル8の上側ケーブル81のUターン部82近くの部分がケーブル押え7の当接部50に設けられたローラ52に当たり、フラットケーブル8の跳ね上がりは、ケーブル押え7により押さえられる。また、固定部42の近傍では上側ケーブル81が、下方へ撓むこと、或いは大きく垂れ下がることをケーブル受け61により回避することができる。
次に、図3に実線にて示したように、ビーム1A、ケーブル支柱3、ケーブル押え7及びフラットケーブル8がX方向左側の最大ストローク位置に停止している状態からX方向の右方向に次第に移動したときのケーブル押え7お及びフラットケーブル8の状態について、図3及び図7の(a)〜(d)に基づいて説明する。
図3及び図7(a)に示したように、ビーム1A、ケーブル支柱3、ケーブル押え7及びフラットケーブル8がX方向左の位置に停止しているときは、ケーブル押え7の当接部50は、フラットケーブル8と接触していなく、ローラ52とフラットケーブル8の上側ケーブル81との間には、間隔が形成されている。
そして、ケーブル支柱3及びケーブル押え7が図7(a)に矢印71に示したように、X方向右の方向へ移動すると、図7(b)に示したように、移動の途中で上側ケーブル81のUターン部82側の部分が、ケーブル押え7の当接部50に設けられたローラ52に当たり、フラットケーブル8の跳ね上がりは、ケーブル押え7により押さえられる。また、フラットケーブル8が当接部50に当たったとき、押え部43が撓むので、衝撃は緩和される。
その後、ケーブル支柱3及びケーブル押え7が、図7(b)に矢印72に示した方向であるX方向右の方向へ更に移動するとき、ケーブル押え7の当接部50が上側ケーブル81の上面に接触した状態でこの上側ケーブル81及びフラットケーブル8のUターン部82を潰しながら移動する。このとき、図7(b)及び(c)に示したように、当接部50のローラ52が回転し、フラットケーブル8の上側ケーブル81の上面を転がり移動するので、底板44が直接フラットケーブル8の上面に当たり擦れることを防止することができる。
そして、図7(c)に示したように、当接部50のローラ52が、上側ケーブル81の上面に当たっている状態で、ケーブル支柱3及びケーブル押え7が、図7(c)に矢印73に示した方向へ更に移動すると、上述したように、ローラ52が上側ケーブル81の上面を転がる。このため、ケーブル支柱3及びケーブル押え7が図7(d)に示したX方向右側の最大ストローク位置まで移動する間に、底板44が直接フラットケーブル8の上面に当たり擦れることを確実に防止することができる。
尚、上述した実勢形態では、単体のフラットケーブル8等を支持する機構について説明したが、例えばフラットケーブルローラを2段等複数段重ねて配置した場合にも、ケーブル受け61等により同様の作用効果を得ることができる。
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。
1 電子部品装着装置
1A ビーム
3 ケーブル支柱
7 ケーブル押え
8 フラットケーブル
14 ヘッド
61 ケーブル受け
74 下側支持板
83 下側ケーブル
93 ガイド部材
97 庇片
104 緩衝部
110 ケーブル支持部材
112 支持片
120 押え部
121 ビーム側支持板

Claims (4)

  1. 水平方向に移動可能なビームに、このビームに沿った方向に移動可能な装着ヘッドを設け、この装着ヘッドによって電子部品を保持して基板上に装着する電子部品装着装置において、複数のケーブルを並べてケーブルの長手方向に屈曲可能に形成したフラットケーブルと、このフラットケーブルの上方に設けられ前記装着ヘッドと共に移動し前記フラットケーブルの上方への変形を押さえる支持部材とを備えたことを特徴とする電子部品装着装置。
  2. 前記支持部材は、前記装着ヘッドと共に移動するフラットケーブルのガイドに形成された庇片であることを特徴とする請求項1に記載の電子部品装着装置。
  3. 水平方向に移動可能なビームに、このビームに沿った方向に移動可能な装着ヘッドを設け、この装着ヘッドによって電子部品を保持して基板上に装着する電子部品装着装置において、複数のケーブルを並べてケーブルの長手方向に屈曲可能に形成したフラットケーブルと、このフラットケーブルの下に設けられ、前記装着ヘッドと共に移動し前記フラットケーブルの下方への変形を押さえるケーブル支持部材を備えたことを特徴とする電子部品装着装置、
  4. 水平方向に移動可能なビームに、このビームに沿った方向に移動可能な装着ヘッドを設け、この装着ヘッドによって電子部品を保持して基板上に装着する電子部品装着装置において、前記ビームの移動方向に配置され、複数のケーブルを並べてケーブルの長手方向に屈曲可能に形成したフラットケーブルと、このフラットケーブルの下に設けられ、前記ビームと共に移動し、前記フラットケーブルを支持するケーブル受けとを備えことを特徴とする電子部品装着装置。
    電子部品装着装置。
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