JP2016178243A - Component mounting machine - Google Patents
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Description
本明細書は、部品を基板に実装する部品実装機に関する。 The present specification relates to a component mounter for mounting components on a substrate.
部品実装機は、電源からケーブル等を介して負荷(モータ等)へ電力を供給することによって、稼働する。このため、部品実装機には、電源部や、電源部からの電源を負荷に供給するためのワイヤ等の部品が備えられている。なお、特許文献1には、直流変換装置を介して負荷へ電力を供給する直流電源装置が開示されている。 The component mounter operates by supplying power from a power source to a load (motor or the like) via a cable or the like. For this reason, the component mounter is provided with components such as a power supply unit and wires for supplying power from the power supply unit to the load. Patent Document 1 discloses a DC power supply device that supplies power to a load via a DC converter.
部品実装機では、実装ヘッド等の可動部を有しており、可動部は電源部等が配設された固定部に対して移動可能となっている。このため、可動部と電源部(固定部)とを接続するケーブルには可動ケーブルが用いられ、可動ケーブルにより固定部から可動部に電力が供給されるようになっている。可動ケーブルは、湾曲した状態で可動部と固定部との間を接続し、可動部の変位に応じて湾曲形状が変化するようになっている。
可動ケーブルは、その湾曲形状の最小曲げ半径が小さくなればなるほど、耐久性が低下することが知られている。このため、耐久性を向上するためには、可動ケーブルの最小曲げ半径を大きくする必要がある。しかしながら、可動ケーブルを配置するスペースには限りがあるため、可動ケーブルの最小曲げ半径を大きくすることができない場合がある。
また、可動ケーブルに流す電流を大きくするためには、可動ケーブルの断面積(外径)を大きくする必要がある。一方、可動ケーブルの断面積が大きくなればなるほど、同一の最小曲げ半径であれば、耐久性が低下する。このため、負荷で必要とされる電流量を確保すると、可動ケーブルの断面積(外径)を大きくしなければならず、可動ケーブルの耐久性が低下することになる。
本明細書は、部品実装機の限られたスペースに配置される場合でも、可動部の負荷に必要とされる電流量を供給すると共に、その耐久性を向上することができる技術を提供することを目的とする。
The component mounting machine has a movable part such as a mounting head, and the movable part is movable with respect to a fixed part provided with a power supply part and the like. For this reason, a movable cable is used as a cable connecting the movable part and the power supply part (fixed part), and power is supplied from the fixed part to the movable part by the movable cable. The movable cable connects the movable part and the fixed part in a curved state, and the curved shape changes according to the displacement of the movable part.
It is known that the durability of the movable cable decreases as the minimum bending radius of the curved shape decreases. For this reason, in order to improve durability, it is necessary to increase the minimum bending radius of the movable cable. However, since the space for arranging the movable cable is limited, the minimum bending radius of the movable cable may not be increased.
Moreover, in order to increase the current flowing through the movable cable, it is necessary to increase the cross-sectional area (outer diameter) of the movable cable. On the other hand, the greater the cross-sectional area of the movable cable, the lower the durability with the same minimum bending radius. For this reason, if the amount of current required by the load is ensured, the sectional area (outer diameter) of the movable cable must be increased, and the durability of the movable cable will be reduced.
The present specification provides a technique capable of supplying a current amount required for a load of a movable part and improving the durability even when the component mounter is arranged in a limited space. With the goal.
本明細書が開示する部品実装機は、固定部と、当該固定部に対して移動可能とされた可動部と、固定部と可動部とを接続する可動ケーブルとを備える。固定部は、電源部を有しており、可動部は、電源部からの電力が可動ケーブルを介して供給される負荷を有している。可動ケーブルは、複数のケーブルを有しており、複数のケーブルのそれぞれが、その一端が電源部に接続されると共にその他端が負荷に接続されることで、電源部からの電力が複数のケーブルのそれぞれを介して負荷に供給される。 The component mounting machine disclosed in the present specification includes a fixed portion, a movable portion that is movable with respect to the fixed portion, and a movable cable that connects the fixed portion and the movable portion. The fixed part has a power supply part, and the movable part has a load to which electric power from the power supply part is supplied via a movable cable. The movable cable has a plurality of cables, and each of the plurality of cables has one end connected to the power supply unit and the other end connected to the load, so that the power from the power supply unit is a plurality of cables. Is supplied to the load via each of the two.
上記の部品実装機では、固定部に設けられた電源部と可動部に設けられた負荷とが複数のケーブルのそれぞれで接続され、電源部からの電力が複数のケーブルのそれぞれを介して負荷に供給される。つまり、電源部から負荷へ流れる電流を、複数のケーブルに分流することができる。このため、複数のケーブルのそれぞれに流れる電流を小さくでき、一本あたりのケーブルの断面積(外径)を小さくすることができる。このため、部品実装機の限られたスペースに配置される場合であっても、可動部の負荷に必要な電流量を供給可能としながら、可動ケーブルの耐久性を確保することができる。 In the above component mounting machine, the power supply unit provided in the fixed part and the load provided in the movable part are connected by each of the plurality of cables, and the power from the power supply part is supplied to the load via each of the plurality of cables. Supplied. That is, the current flowing from the power supply unit to the load can be divided into a plurality of cables. For this reason, the electric current which flows through each of a some cable can be made small, and the cross-sectional area (outer diameter) of the cable per one can be made small. For this reason, even if it is a case where it arrange | positions in the limited space of a component mounting machine, durability of a movable cable can be ensured, enabling supply of the electric current required for the load of a movable part.
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。 The main features of the embodiments described below are listed. The technical elements described below are independent technical elements and exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. Absent.
(特徴1) 本明細書に開示する部品実装機では、複数のケーブルのそれぞれに設けられ、当該ケーブルを流れる電流を制限する保護部をさらに有していてもよい。このような構成によると、複数のケーブルのいずれかに過電流が流れると、保護部によって当該ケーブルに流れる電流が制限される。このため、可動部の負荷に過電流が供給されることを防止することができる。 (Feature 1) The component mounter disclosed in the present specification may further include a protection unit that is provided in each of the plurality of cables and that limits the current flowing through the cables. According to such a configuration, when an overcurrent flows through any of the plurality of cables, the current flowing through the cable is limited by the protection unit. For this reason, it can prevent that overcurrent is supplied to the load of a movable part.
(特徴2) 本明細書に開示する部品実装機では、保護部は、当該保護部の保護対象であるケーブルに流れる電流値が設定値を超えたときに、当該ケーブルによる電源部と負荷との電気的接続を遮断してもよい。また、部品実装機は、複数のケーブルのそれぞれに流れる電流値を検知する検知部と、検知部で検知される電流値から、保護部が複数のケーブルのいずれかが電源部と負荷との電気的接続を遮断したことを検知したときに、電源部と負荷との電気的接続が遮断されたケーブルの本数に応じて、電源部から負荷に供給する電力を制限する制御部とを備えていてもよい。このような構成によると、複数のケーブルのいずれかで電源部と負荷との電気的接続が遮断されても、電気的接続が遮断されていない他のケーブルで電力供給量を制限して可動部を稼働することができる。 (Characteristic 2) In the component mounter disclosed in this specification, when the current value flowing through the cable that is a protection target of the protection unit exceeds a set value, the protection unit The electrical connection may be interrupted. In addition, the component mounter is configured to detect a current value flowing in each of a plurality of cables and a current value detected by the detection unit so that any of the plurality of cables is connected between the power supply unit and the load. A control unit that limits the power supplied from the power supply unit to the load according to the number of cables in which the electrical connection between the power supply unit and the load is cut off when it is detected that the electrical connection is cut off. Also good. According to such a configuration, even if the electrical connection between the power supply unit and the load is cut off by any of the plurality of cables, the power supply amount is limited by another cable that is not cut off from the electric connection. Can be operated.
(特徴3) 本明細書に開示する部品実装機では、複数のケーブルのそれぞれの、電源部と負荷との電気的接続状態を表示する表示部をさらに備えていてもよい。このような構成によると、表示部によって、電源部と負荷との電気的接続が遮断されたケーブルの本数をユーザは認識することができ、可動ケーブルの交換時期を適切に判断することができる。 (Feature 3) The component mounter disclosed in the present specification may further include a display unit that displays an electrical connection state between the power supply unit and the load of each of the plurality of cables. According to such a configuration, the user can recognize the number of cables whose electrical connection between the power supply unit and the load is cut off by the display unit, and can appropriately determine the replacement timing of the movable cable.
以下、実施例1の部品実装機10について説明する。部品実装機10は、回路基板2に電子部品4を実装する装置である。部品実装機10は、表面実装機やチップマウンタとも称される。通常、部品実装機10は、はんだ印刷機、他の部品実装機及び基板検査機とともに併設され、一連の実装ラインを構成する。
Hereinafter, the component mounter 10 according to the first embodiment will be described. The
図1に示すように、部品実装機10は、複数の部品フィーダ12と、フィーダ保持部14と、実装ヘッド(可動部の一例)16と、撮像ユニット20と、実装ヘッド16および撮像ユニット20を移動させる移動装置18と、基板コンベア26と、操作パネル(表示部の一例)28と、メイン制御装置(固定部の一例)30とを備える。
As illustrated in FIG. 1, the
各々の部品フィーダ12は、複数の電子部品4を収容している。部品フィーダ12は、フィーダ保持部14に着脱可能に取り付けられ、実装ヘッド16へ電子部品4を供給する。部品フィーダ12の具体的な構成は特に限定されない。各々の部品フィーダ12は、例えば、巻テープ上に複数の電子部品4を収容するテープ式フィーダ、トレイ上に複数の電子部品4を収容するトレイ式フィーダ、又は、容器内に複数の電子部品4をランダムに収容するバルク式フィーダのいずれであってもよい。
Each
移動装置18は、部品フィーダ12と回路基板2との間で実装ヘッド16および撮像ユニット20を移動させる。本実施例の移動装置18は、移動ベース18aをX方向及びY方向に移動させるXYロボットである。移動装置18は、移動ベース18aを案内するガイドレールや、移動ベース18aをガイドレールに沿って移動させる移動機構や、その移動機構を駆動するモータ等によって構成されている。移動装置18は、部品フィーダ12および回路基板2の上方に配置されている。移動ベース18aに対して実装ヘッド16および撮像ユニット20が取付けられている。実装ヘッド16および撮像ユニット20は、移動装置18によって部品フィーダ12の上方及び回路基板2の上方を移動する。
The
実装ヘッド16は、電子部品4を吸着する吸着ノズル6を備えている。吸着ノズル6は、実装ヘッド16に対して着脱可能である。吸着ノズル6は、Z方向(図面上下方向)に移動可能に実装ヘッド16に取り付けられている。吸着ノズル6は、実装ヘッド16に収容されたアクチュエータ(図示省略;負荷の一例)によって上下方向に昇降すると共に、また、電子部品4を吸着可能に構成されている。実装ヘッド16により電子部品4を回路基板2に実装するには、まず、部品フィーダ12に収容された電子部品4に吸着ノズル6の下面(吸着面)が当接するまで、吸着ノズル6を下方に移動させる。次いで、吸着ノズル6に電子部品4を吸着し、吸着ノズル6を上方に移動させる。次いで、移動装置18により実装ヘッド16を回路基板2に対して位置決めする。次いで、吸着ノズル6を回路基板2に向かって下降させることで、回路基板2に電子部品4を実装する。
The
撮像ユニット20は、移動ベース18aに取り付けられている。このため、実装ヘッド16が移動すると、撮像ユニット20も一体となって移動する。撮像ユニット20は、カメラ支持部22とカメラ24を備えている。カメラ支持部22は、移動ベース18aに取り付けられている。カメラ支持部22には、カメラ24が取付けられている。カメラ24は、吸着ノズル6の側方(図面Y方向)に配置されている。カメラ24は、カメラ24の動作を制御するカメラ制御装置(図示省略)を備えている。カメラ24の動作は、カメラ制御装置によって制御される。
The
基板コンベア26は、回路基板2の部品実装機10への搬入、部品実装機10への位置決め、及び部品実装機10からの搬出を行う装置である。本実施例の基板コンベア26は、例えば、一対のベルトコンベアと、ベルトコンベアに取り付けられると共に回路基板2を下方から支持する支持装置(図示省略)と、ベルトコンベアを駆動する駆動装置により構成することができる。操作パネル28は、作業者の指示を受け付ける入力装置である。また、後述するように、操作パネル28は、作業者に可動ケーブル70の断線状態を報知する表示部としても機能する。
The
メイン制御装置30は、CPU,ROM,RAMを備えたコンピュータを備えている。図示はしていないが、メイン制御装置30には、部品フィーダ12と、実装ヘッド16と、移動装置18と、操作パネル28が通信可能に接続されている。メイン制御装置30は、これら各部(12,16,18,28等)を制御することで、電子部品4の回路基板2への実装を行う。
The
図2に示すように、メイン制御装置30はさらに、電源部50と、保護部54と、検知部56と、電流制御部58を備えている。メイン制御装置30と実装ヘッド16とは、可動ケーブル70により接続されている。
As shown in FIG. 2, the
電源部50は、外部から供給される電力を所定の電力に変換し、その変換した電力を実装ヘッド16へ供給する。電源部50は、実装ヘッド16へ供給する電力量を制御可能な電源回路を有している。電源部50から供給される電力量は、電流制御部58によって制御される。電源回路には、例えば、PWMスイッチング回路が用いられる。電源部50と実装ヘッド16とは、保護部54及び検知部56を介して可動ケーブル70によって、電気的に接続されている。
The
可動ケーブル70は、複数のケーブル72から構成されている。複数のケーブル72のそれぞれは、メイン制御装置30と実装ヘッド16とを接続する。すなわち、電源部50から実装ヘッド16へ流れる電流は、複数のケーブル72に分流されている。各ケーブル72は、湾曲した状態で実装ヘッド16と電源部50とを接続し、実装ヘッド16の変位に応じて湾曲形状が変化するようになっている。
The
保護部54は、複数のケーブル72のそれぞれに設けられ、各ケーブル72に流れる電流を制限する。すなわち、保護部54は、当該保護部54が設けられたケーブル72に流れる電流値が設定値を超えたときに、当該ケーブル72による電源部50と実装ヘッド16との電気的接続を遮断する。保護部54には、例えば、サーマルリレーやヒューズが用いられる。
The
検知部56は、複数のケーブル72のそれぞれに設けられ、各ケーブル72に流れる電流値を検知する。各検知部56は、保護部54と実装ヘッド16との間に設けられている。各検知部56は、電流制御部58に接続されている。各検知部56で検知された電流値は、電流制御部58に入力される。検知部56には、例えば、電流計が用いられる。
The
電流制御部58は、電源部50と電気的に接続されており、電源部50から実装ヘッド16へ供給される電力を制限する。具体的には、電流制御部58は、各検知部56から入力される電流値に基づいて、複数のケーブル72のいずれかが電源部50と実装ヘッド16との電気的接続を遮断したか否かを判断する。すなわち、各検知部56から入力される電流値が0となるときは、電気的接続が遮断されたと判断し、各検知部56から入力される電流値が0でないときは、電気的接続が遮断されていないと判断する。そして、複数のケーブル72のいずれかが電源部50と実装ヘッド16との電気的接続を遮断したときは、電流制御部58は、電気的接続が遮断されたケーブル72の本数に応じて、電源部50から実装ヘッド16に供給する電力を制限する。また、電流制御部58は、電気的接続が遮断されたケーブル72を特定して、当該ケーブル72の本数及び位置を操作パネル28に表示させる。なお、電気的接続の遮断は、ケーブル72の経年劣化による断線によっても生じる。このため、電流制御部58による電力の制限は、保護部54により電気的接続が遮断された場合に限られず、ケーブル72の経年劣化による断線により電気的接続が遮断された場合も行われる。
The
操作パネル28は、電流制御部58と電気的に接続されており、電流制御部58から入力された情報に基づいて可動ケーブル70の状態を表示する。具体的には、操作パネル28は、可動ケーブル70を構成する各ケーブル72の状態(メイン制御装置30と実装ヘッド16との電気的接続状態)を表示する。図1に示すように、操作パネル28は、部品実装機10の正面であって、操作者から見えやすい位置に取付けられている。このため、操作者は、操作パネル28に表示される情報に基づいて、可動ケーブル70の状態を容易に認識することができる。
The
次に、図3を用いて、電流制御部58が可動ケーブル70に流れる電流を制御する処理について説明する。なお、図3に示す処理は、所定の周期で繰返し実行される。上述したように、検知部56は、複数のケーブル72のそれぞれに流れる電流値を検知し、その電流値を電流制御部58に入力している。このため、まず、電流制御部58は、検知部56から入力される電流値のそれぞれを取得する(S20)。
Next, a process in which the
次に、電流制御部58は、各検知部56から入力された電流値に基づいて、複数のケーブル72のいずれかが電気的接続を遮断しているか否かを判定する(S22)。すなわち、各検知部56から入力される電流値が0であるか否かにより判定する。検知部56で検知された電流値が0であるケーブル72を検出すると、電流制御部58は、当該ケーブル72が、メイン制御装置30から実装ヘッド16へ流れる電流を遮断(電気的接続を遮断)していると判定する(S22でYES)。なお、複数のケーブル72のいずれもが電流を遮断していないと判定した場合(S22でNO)、当該周期における処理を終了する。
Next, the
次に、電流制御部58は、残りのケーブル72(すなわち、メイン制御装置30と実装ヘッド16との電気的接続が遮断されていない全てのケーブル72)で、電源部50から実装ヘッド16へ流れる最大電流を流すことができるか否かを判定する(S24)。すなわち、実装ヘッド16で必要とされる最大電流値を、電気的接続が維持されているケーブル72で供給可能か否かを判定する。具体的には、ケーブル72の定格電流値Iは既知であるため、I×n(残りのケーブル72の本数)が実装ヘッド16で必要とされる最大電流値以上か否かを判定する。残りのケーブル72で当該最大電流を流すことができない場合(S24でNO)、電流制御部58は、電源部50から実装ヘッド16へ流れる電流を制限する(S26)。すなわち、電流制御部58は、メイン制御装置30と実装ヘッド16との電気的接続が遮断されたケーブル72の本数に応じた負荷で電源部50を駆動することで、電源部50から実装ヘッド16へ流れる電流を、残りのケーブル72で流すことができる電流値の総計より小さい電流値に制限する。一方、残りのケーブル72で当該最大電流を流すことができる場合(S24でYES)は、ステップS26をスキップしてステップS28へ移行する。
Next, the
次に、電流制御部58は、メイン制御装置30と実装ヘッド16との電気的接続が遮断されたケーブル72の本数及び場所を特定して、その本数及び場所を操作パネル28に表示させる(S28)。これによって、操作者に、複数のケーブル72のいずれが断線しているかを知らせることができる。
Next, the
上記の部品実装機10では、電源部50から実装ヘッド16へ流れる電流を、保護部54を設けた複数のケーブル72に分流している。したがって、複数のケーブル72のそれぞれは、保護部54で制限している電流値以上の電流を流すことができるケーブルを選定すればよい。このため、保護部54を調整することにより、各ケーブル72を流れる電流値の総計が、電源部50と実装ヘッド16との間を流す必要がある電流の最大値より大きくなるように、ケーブル72の本数及びサイズ(外径)を選定することができる。すなわち、複数のケーブル72のそれぞれに流れる電流を小さくでき、一本あたりのケーブルの断面積(外径)を小さくすることができる。このため、部品実装機10の限られたスペースに配置される場合であっても、実装ヘッド16に必要な電流量を供給可能としながら、可動ケーブル70の耐久性を確保することができる。
In the
また、上記の部品実装機10では、複数のケーブル72のいずれかが断線した場合、電流制御部58によって電源部50から実装ヘッド16へ流れる電流を制限する。すなわち、部品実装機10は、稼働率を下げることで、稼働を停止することなく、残りのケーブル72を用いて稼働を継続することができる。
In the above
以上、本実施例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。 Although the present embodiment has been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
例えば、上述した実施例では、可動ケーブル70を構成するケーブル72の本数は、何本であってもよい。電源部50から可動部に供給される電力や、部品実装機10のスペースによって、適宜変更することができる。
For example, in the embodiment described above, the number of the
また、上述した実施例では、保護部54及び検知部56をメイン制御装置30(固定部)側に設けたが、このような形態に限られず、保護部及び検知部を可動部側に設けてもよい。また、保護部と検知部の一方を可動部に設け、保護部と検知部の他方を固定部に設けるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
2:回路基板
4:電子部品
6:吸着ノズル
10:部品実装機
12:部品フィーダ
14:フィーダ保持部
16:実装ヘッド
18:移動装置
20:撮像ユニット
22:カメラ支持部
24:カメラ
26:基板コンベア
28:操作パネル
30:メイン制御装置
50:電源部
54:保護部
56:検知部
58:電流制御部
70:可動ケーブル
2: Circuit board 4: Electronic component 6: Suction nozzle 10: Component mounter 12: Component feeder 14: Feeder holding unit 16: Mounting head 18: Moving device 20: Imaging unit 22: Camera support unit 24: Camera 26: Substrate conveyor 28: Operation panel 30: Main controller 50: Power supply unit 54: Protection unit 56: Detection unit 58: Current control unit 70: Movable cable
Claims (4)
前記固定部は、電源部を有しており、
前記可動部は、前記電源部からの電力が前記可動ケーブルを介して供給される負荷を有しており、
前記可動ケーブルは、複数のケーブルを有しており、
前記複数のケーブルのそれぞれが、その一端が前記電源部に接続されると共にその他端が前記負荷に接続されることで、前記電源部からの電力が前記複数のケーブルのそれぞれを介して前記負荷に供給されるようになっている、
部品実装機。 A component mounting machine comprising: a fixed part; a movable part that is movable with respect to the fixed part; and a movable cable that connects the fixed part and the movable part;
The fixed part has a power supply part,
The movable part has a load to which electric power from the power supply part is supplied via the movable cable,
The movable cable has a plurality of cables,
Each of the plurality of cables has one end connected to the power supply unit and the other end connected to the load, so that power from the power supply unit is supplied to the load via each of the plurality of cables. To be supplied,
Component mounter.
前記部品実装機は、さらに、
前記複数のケーブルのそれぞれに流れる電流値を検知する検知部と、
前記検知部で検知される電流値から、前記保護部が前記複数のケーブルのいずれかが前記電源部と前記負荷との電気的接続を遮断したことを検知したときに、前記電源部と前記負荷との電気的接続が遮断されたケーブルの本数に応じて、前記電源部から前記負荷に供給する電力を制限する制御部と、を備える、請求項2に記載の部品実装機。 When the current value flowing through the cable that is the protection target of the protection unit exceeds a set value, the protection unit cuts off the electrical connection between the power source unit and the load by the cable,
The component mounter further includes:
A detection unit for detecting a current value flowing through each of the plurality of cables;
When the protection unit detects from the current value detected by the detection unit that any of the plurality of cables has cut off the electrical connection between the power supply unit and the load, the power supply unit and the load The component mounting machine of Claim 2 provided with the control part which restrict | limits the electric power supplied to the said load from the said power supply part according to the number of the cables by which electrical connection was interrupted | blocked.
The component mounting machine according to claim 3, further comprising a display unit that displays an electrical connection state between the power supply unit and the load of each of the plurality of cables.
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