JP2018063965A - 部品実装装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】被搬送体に装着された部品が被搬送体をベルトコンベアに降ろした際の衝撃によって脱落するのを防止できる部品実装装置を提供することを目的とする。【解決手段】被搬送体2を搬送するベルトコンベア21と、ベルトコンベア21により所定の位置に位置された被搬送体2を押し上げる押上げ機構40とを備え、押上げ機構40により押し上げられた被搬送体2に部品3を装着する部品実装装置1において、ベルトコンベア21は、被搬送体2を搬送する区間として設定された搬送区間ARを走行する搬送ベルト34と、搬送区間AR内の搬送ベルト34の下面を支持するサポート部35を有する。サポート部35は、搬送ベルト34を支持する箇所の少なくとも一部に、樹脂材料から成るクッション部35Bを備える。【選択図】図6

Description

本発明は、ベルトコンベアにより所定の位置に搬送した被搬送体に部品を装着する部品実装装置に関するものである。
従来、部品実装装置は、ベルトコンベアよって被搬送体(基板或いは基板をキャリアにより載置したもの)を所定の位置に搬送し、押上げ機構によって被搬送体を押し上げてその両端を固定(クランプ)した後、装着ヘッドによって被搬送体に部品を装着する構成となっている(例えば、下記の特許文献1)。被搬送体を搬送するベルトコンベアは、搬送体を搬送する区間として設定された搬送区間を水平姿勢で走行する搬送ベルトを備えている。搬送区間内の搬送ベルトの下面はサポート部によって支持されており、これにより搬送ベルトが被搬送体の重量によって下方に撓むことが防止され、被搬送体を水平方向に搬送することができるようになっている。
特開2012−59976号公報
しかしながら、上記従来の部品実装装置では、部品の装着後、押上げ機構によって押し上げていた被搬送体をベルトコンベアに降ろした際に被搬送体がサポート部から衝撃を受け、その衝撃で部品が被搬送体から脱落するおそれがあるという問題点があった。
そこで本発明は、被搬送体に装着された部品が被搬送体をベルトコンベアに降ろした際の衝撃によって脱落するのを防止できる部品実装装置を提供することを目的とする。
本発明の部品実装装置は、被搬送体を搬送するベルトコンベアと、前記ベルトコンベアにより所定の位置に位置された前記被搬送体を押し上げる押上げ機構とを備え、前記押上げ機構により押し上げられた前記被搬送体に部品を装着する部品実装装置であって、前記ベルトコンベアは、前記被搬送体を搬送する区間として設定された搬送区間を水平姿勢で走行する搬送ベルトと、前記搬送区間内の前記搬送ベルトの下面を支持するサポート部とを有し、前記サポート部は、前記搬送ベルトを支持する箇所の少なくとも一部に、樹脂材料から成るクッション部を備えた。
本発明によれば、被搬送体に装着された部品が被搬送体をベルトコンベアに降ろした際の衝撃によって脱落するのを防止できる。
本発明の一実施の形態における部品実装装置の要部斜視図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える(a)搬入コンベア(搬出コンベア)の斜視図(b)作業コンベアの斜視図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える搬入コンベア(搬出コンベア)の一方のコンベア機構の一部の(a)正面図(b)正面図におけるV1−V1端面図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える作業コンベアの一方のコンベア機構の(a)正面図(b)正面図におけるV2−V2端面図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える搬入コンベア(搬出コンベア)の一方のコンベア機構の分解斜視図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える作業コンベアの一方のコンベア機構の一部の分解斜視図 (a)(b)本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える作業コンベアの一部断面側面図 本発明の一実施の形態における部品実装装置の制御系統を示すブロック図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える作業コンベアの一部断面側面図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える作業コンベアの一部断面側面図 本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える作業コンベアの一部断面側面図 本発明の一実施の形態の変形例における部品実装装置が備える作業コンベアの一方のコンベア機構の分解斜視図
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1に示す部品実装装置1は、被搬送体2に部品3を装着する装置であり、基台11上に搬送部12、複数のパーツフィーダ13、部品カメラ14及び部品装着機構15を備えている。ここでは被搬送体は1枚の基板であるが、平板状のキャリアに1枚又は複数枚の基板を載置させたもの全体を被搬送体2としてもよい。本実施の形態では説明の便宜上、作業者OPから見た部品実装装置1の左右方向をX軸方向とし、作業者OPから見た部品実装装置1の前後方向をY軸方向とする。また、上下方向をZ軸方向とする。
図1において、搬送部12は作業者OPから見た左方から右方に向かうX軸方向に沿った方向(図中に示す矢印Aの方向)を搬送方向としており、搬送方向に3つのベルトコンベア21を備えている。これら3つのベルトコンベア21を搬送方向の上流側(左側)から搬入コンベア21A、作業コンベア21B、搬出コンベア21Cと称する。搬入コンベア21Aは部品実装装置1の上流側から送られてきた被搬送体2を受け取って搬入し、作業コンベア21Bは搬入コンベア21Aから被搬送体2を受け取って基台11の中央の所定の作業位置に位置決めする。搬出コンベア21Cは作業コンベア21Bが送り出した被搬送体2を受け取って下流側に搬出する。
図2(a)において、搬入コンベア21Aと搬出コンベア21CはそれぞれY軸方向に対向する一対のコンベア機構30を有しており、各コンベア機構30はフレーム31、複数のプーリ32、駆動モータ33、搬送ベルト34及びサポート部35を備えている。図2(b)において、作業コンベア21Bは搬入コンベア21A及び搬出コンベア21Cと同様の構成の一対のコンベア機構30を備えるほか、更に、プレート部材36と当接部材37を備えている。また、作業コンベア21Bの下方には、下受けユニット38と複数の昇降ガイド38G及び昇降モータ39から成る押上げ機構40が設けられている。
図2(a),(b)において、各コンベア機構30が備えるフレーム31は、XZ面内をX軸方向に延びた板状の部材から成っている。複数のプーリ32はそれぞれフレーム31の内方側の面(2つのフレーム31が向かい合う側の面)に、Y軸回りに回転自在に設けられている。複数のプーリ32は、本実施の形態では、1つの駆動プーリ32aと1つ従動プーリ32bから成っている。駆動モータ33はフレーム31に取り付けられており、駆動プーリ32aを回転駆動する。
図2(a),(b)、図3(a)及び図4(a)に示すように、搬入コンベア21A、作業コンベア21B及び搬出コンベア21Cにおいて、搬送ベルト34は上述の複数のプーリ32に周回状に掛け渡されている。駆動プーリ32aが回転駆動されると搬送ベルト34はXZ面内を走行し、被搬送体2を搬送する区間として駆動プーリ32a従動プーリ32bの間に設定された搬送区間AR(図3(a)及び図4(a))を、外周面を上に向けた姿勢で(すなわち外周面を上面として)X軸方向に走行する。ベルトコンベア21は搬送区間ARを走行する一対の搬送ベルト34によって被搬送体2のY軸方向に対向する一対の端部を下方から支持し、2つの駆動モータ33に駆動されて同一の方向に同一速度で走行することで、被搬送体2をX軸方向に搬送する。
図3(a),(b)、図4(a),(b)、図5及び図6に示すように、サポート部35は、搬入コンベア21A、作業コンベア21B及び搬出コンベア21Cそれぞれにおいて、フレーム31の内方側の面の、駆動プーリ32aと従動プーリ32bの間の領域に設けられている。
図3(a)及び図5において、搬入コンベア21A及び搬出コンベア21Cそれぞれのサポート部35はX軸方向に延びた1つの部材から成っており、複数の固定螺子35Sによってフレーム31に取り付けられている。搬入コンベア21A及び搬出コンベア21Cでは、サポート部35は全体がアルミニウム等の金属材料から成っており、その上面において、搬送区間AR内の搬送ベルト34の下面を支持する。
図4(a),(b)及び図6において、作業コンベア21Bのサポート部35は1つのベース部35A、1つのクッション部35B及び2つの耐摩耗部35Cを備えている。ベース部35Aはアルミニウム等の金属材料から成っており、X軸方向に延びた形状を有している。クッション部35Bは、POM(ポリオキシメチレン/ポリアセタール)等の樹脂材料から成っている。2つの耐摩耗部35Cは、クッション部35Bよりも硬質の材料(アルミニウム等の金属材料)から成っている。
図4(a)及び図6において、クッション部35Bはベース部35AのX軸方向の中間部の上部にX軸方向に延びて設けられている。ここではクッション部35Bは、ベルトコンベア21(作業コンベア21B)のサポート部35のX軸方向の中間部の全域にわたって設けられている。
ここで、クッション部35Bは、後述するように、部品3を装着した後の被搬送体2をベルトコンベア21に降ろした際に、被搬送体2が搬送ベルト34側(サポート部35側)から受ける衝撃を吸収するために設けられている。このように本実施の形態において、サポート部35は、搬送ベルト34を支持する箇所に、樹脂材料から成るクッション部35Bを備えた構成となっている。
図4(a)及び図6において、2つの耐摩耗部35Cは、ベース部35Aの上部であって、搬送ベルト34との摺接が始まり或いは摺接が終わる2箇所に(すなわち、クッション部35Bを挟んだ両端部に)設けられている。搬入コンベア21A、作業コンベア21B及び搬出コンベア21Cそれぞれのコンベア機構30において、搬送ベルト34は、プーリ32からサポート部35へ、或いはサポート部35からプーリ32へ乗り換える際、その下面がサポート部35の端部(搬送ベルト34の走行方向の端部)のエッジ部Eg(図5及び図6)と摺動し、エッジ部Egには高い応力が作用して当該箇所の摩耗が激しくなる。搬入コンベア21Aと搬出コンベア21Cでは、サポート部35そのものが金属材料から構成されているため、エッジ部Egの耐摩耗性は十分であるが、作業コンベア21Bではエッジ部Egを含む部材を耐摩耗部35Cとすることによって、十分な耐摩耗性を得ている。
図6において、クッション部35Bと2つの耐摩耗部35Cはそれぞれベース部35Aに取り付けられており、サポート部35はユニットとして扱うことができる。このユニットとしてのサポート部35を(詳細にはベース部35Aを)複数の固定螺子35Sによってフレーム31に固定することで、サポート部35の全体をフレーム31に取り付けることができる。なお、ここでは耐摩耗部35Cはベース部35Aとは別個の部材となっているが、耐摩耗部35Cをベース部35Aと一体に(耐摩耗部35Cがベース部35Aの一部となるように)構成してもよい。
図2(b)、図4(a),(b)及び図6において、作業コンベア21Bのフレーム31の内方側の面の下方に部分には、X軸方向に延びたブロック部31Bが設けられている。作業コンベア21Bが備えるプレート部材36はXZ平面に広がって延びた部材であり、そのX軸方向の両端部のそれぞれには、上下方向に延びた長孔36hが設けられている(図2(b)及び図4(a),(b))。これら2つの長孔36hには螺子部材31SがY軸方向に挿通されており、各螺子部材31Sはブロック部31Bに取り付けられている(図4(a),(b))。このため各プレート部材36は、2つの長孔36hをガイドとして、フレーム31に対して(従って搬送ベルト34に対して)Z軸方向に移動自在となっている。
図2(b)、図4(a),(b)及び図6において、作業コンベア21Bが備える当接部材37はX軸方向に延びており、作業コンベア21Bが備える2つのコンベア機構30それぞれのフレーム31の上端部に取り付けられている。各当接部材37はその当接部材37が取り付けられているフレーム31の上端から搬送ベルト34の上方に張り出している。
図2(b)において、下受けユニット38はXY平面に広がって延びた昇降体38aと、昇降体38aの上方に設けられた多数のサポートピン38bを有している。複数の昇降ガイド38Gは基台11から上方に延びており、それぞれ昇降体38aの隅部を上方に貫通している。図2(b)において、昇降モータ39は基台11に取り付けられており、ボール螺子から成る駆動軸39aを上方に向けている。駆動軸39aは昇降体38aの隅部を上方に貫通している。
昇降モータ39が駆動軸39aを回転させると、その回転方向及び回転量に応じて昇降体38aが(従って下受けユニット38の全体が)昇降し、初期位置(図7(a))と、初期位置よりも上方の押上げ位置(図7(b))との間で移動する。昇降体38aが初期位置に位置している状態では(図7(a))、昇降体38aの上面はプレート部材36の下端よりも下方に位置し、各プレート部材36は自重によって垂下して、長孔36hの上縁を螺子部材31Sに当接させている。また、初期位置では、プレート部材36の上端は、搬送区間AR内の搬送ベルト34の上面KMよりも下方に位置している。
昇降体38aが初期位置から上昇すると、昇降体38aの上面はプレート部材36の下端に下方から当接し、プレート部材36を押し上げる(図7(a)→図7(b))。プレート部材36の下端に昇降体38aの上面が接触している状態では、プレート部材36は昇降体38aと一体となって上昇し、一対の搬送ベルト34によって両端が支持された被搬送体2のY軸方向に対向する両端部を押し上げる。
昇降体38aが押上げ位置に位置した状態では(図7(b))、プレート部材36の上端は搬送区間AR内の搬送ベルト34の上面KMよりも上方に位置し、被搬送体2の両端部を一対の当接部材37に下方から押し付ける。これにより被搬送体2の両端部は一対のプレート部材36と一対の当接部材37との間に挟まれてクランプされた状態となる(図7(b))。昇降体38aに取り付けられた複数のサポートピン38bは、一対のプレート部材36によって押し上げられる被搬送体2の下面を支持する。
図1において、パーツフィーダ13は例えばテープフィーダから成り、基台11に着脱自在に取り付けられている。各パーツフィーダ13は、搬送部12に近い側の端部に設けられた部品供給口13Kに部品3を供給する。部品カメラ14は搬送部12とパーツフィーダ13の間の基台11上に撮像視野を上方に向けた状態で設けられている。
図1において、部品装着機構15は装着ヘッド41とヘッド移動機構42を有して構成されている。装着ヘッド41は下方に延びた複数の吸着ノズル41aを備えている。装着ヘッド41は各吸着ノズル41aをZ軸方向に移動(昇降)させるとともにZ軸回りに回転させ、図示しない真空源から供給される真空圧を導いて、各吸着ノズル41aの下端に真空吸着力を発生させる。
図1において、ヘッド移動機構42はY軸方向に延びた固定ビーム42aとX軸方向に延びた可動ビーム42bを備えている。装着ヘッド41は可動ビーム42bに沿ってX軸方向に移動され、可動ビーム42bは固定ビーム42aに沿ってY軸方向に移動される。すなわち装着ヘッド41はヘッド移動機構42によって水平面内を移動自在である。
図8において、おいて、部品実装装置1が備える制御装置60は、搬送部12を構成する3つのベルトコンベア21(搬入コンベア21A、作業コンベア21B及び搬出コンベア21C)の駆動モータ33の作動による被搬送体2の搬送、各パーツフィーダ13による部品3の供給、部品カメラ14による撮像及び昇降モータ39による昇降体38aの昇降の各動作の制御を行う。また、制御装置60は、装着ヘッド41による各吸着ノズル41aの昇降及び回転と各吸着ノズル41aによる吸着、ヘッド移動機構42による装着ヘッド41の移動の各制御を行う。部品カメラ14の撮像によって得られた画像データは制御装置60に送られ、制御装置60が備える画像認識部60a(図8)において画像認識される。
次に、部品実装装置1により、被搬送体2に部品3を装着する部品装着作業の実行手順を説明する。部品装着作業では、先ず、被搬送体2が搬送部12の搬入コンベア21Aに供給される。搬入コンベア21Aに被搬送体2が供給されたら、制御装置60は搬入コンベア21Aと作業コンベア21Bを連動作動させることにより、被搬送体2を搬入し、次いで所定の作業位置に位置させる(図1及び図9)。
被搬送体2が作業位置に位置したら、制御装置60は昇降モータ39により昇降体38aを初期位置から上昇させる(図9→図10)。この昇降体38aの上昇によって一対のプレート部材36が昇降体38aによって押し上げられ、一対のプレート部材36それぞれの上端と、昇降体38aに取り付けられた複数のサポートピン38bそれぞれの上端が、被搬送体2の下面に当接する。昇降体38aが更に上昇すると、被搬送体2の両端部は一対の搬送ベルト34から上方に離間する。そして、昇降体38aが押上げ位置に達したところで、被搬送体2の両端部は、一対のプレート部材36によって、一対の当接部材37に下方から押し付けられる。これにより被搬送体2は一対のプレート部材36と一対の当接部材37とによって両端部がクランプされた状態となる(図10)。
被搬送体2の両端部がクランプされたら、制御装置60はヘッド移動機構42を作動させ、装着ヘッド41をパーツフィーダ13の上方位置と被搬送体2の上方位置との間で往復移動させつつ、装着ヘッド41を作動させて、被搬送体2に部品3を装着する。具体的には、制御装置60は、パーツフィーダ13の部品供給口13Kの上方で吸着ノズル41aを下降させて吸着ノズル41aに部品3を吸着させた後、装着ヘッド41を移動させて部品3を部品カメラ14に撮像させる。そして、制御装置60は、撮像によって得られた画像データに基づいて部品3の認識を行い、装着ヘッド41を被搬送体2の上方に位置させる。装着ヘッド41が被搬送体2の上方に位置したら吸着ノズル41aを下降させ、部品3を被搬送体2上の所定の位置(部品装着部位)に装着させる。
制御装置60は、上記のようにして被搬送体2に部品3を装着させたら、昇降モータ39を作動させて昇降体38aを下降させ、被搬送体2を一対の搬送ベルト34上に降ろす(図10→図11)。このとき昇降モータ39は下受けユニット38を或る程度の下降速度を持って下降させるため、被搬送体2は搬送ベルト34に接触(着地)するときに、下降速度と自重に応じた衝撃をサポート部35から受ける。搬送区間AR内の搬送ベルト34の下面はクッション部35Bにより支持されているので、被搬送体2をベルトコンベア21に降ろした際に被搬送体2が受ける衝撃の一部はクッション部35Bに吸収され、サポート部35がクッション部35Bを備えていない場合と比較して、被搬送体2がサポート部35から受ける衝撃は低減される。このため、被搬送体2に装着された部品3は被搬送体2をベルトコンベア21に降ろした際の衝撃を受けても脱落しにくい。
制御装置60は、被搬送体2を一対の搬送ベルト34上に降ろしたら、制御装置60は作業コンベア21Bと搬出コンベア21Cを連動作動させて、被搬送体2を部品実装装置1の外部に搬出する。これにより部品実装装置1による被搬送体2の1枚当たりの部品実装作業が終了する。
以上説明したように、本実施の形態における部品実装装置1では、ベルトコンベア21(作業コンベア21B)が備えるサポート部35は、搬送区間AR内の搬送ベルト34を支持する箇所に樹脂材料から成るクッション部35Bを備えており、被搬送体2をベルトコンベア21に降ろした際の衝撃の一部がクッション部35Bに吸収され、被搬送体2がサポート部35から受ける衝撃が低減される。このため、被搬送体2に装着された部品3が被搬送体2をベルトコンベア21に降ろした際の衝撃によって脱落することを防止でき、実装基板の良品率を向上させることができる。
また、本実施の形態における部品実装装置1が備える作業コンベア21Bのサポート部35は、クッション部35Bよりも硬質の材料から成る耐摩耗部35Cを、搬送ベルト34との摺接が始まり或いは摺接が終わる箇所に備えているので、クッション部35Bは搬送ベルト34との間で摺動を受けても摩耗しにくく、メンテナンスに要する手間を低減することができる。
これまで本発明の実施の形態について説明してきが、本発明は上述の実施の形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態では、樹脂材料から成るクッション部35Bは、ベルトコンベア21(作業コンベア21B)のサポート部35のX軸方向の中間部の全域にわたって(搬送区間ARに連続的に)設けられていたが、図12の変形例に示すように、サポート部35のX軸方向の中間部の全域でなく、部分的に(搬送区間AR内に断続的に)設けられていてもよい。すなわちサポート部35は、搬送ベルト34を支持する箇所の少なくとも一部に、樹脂材料から成るクッション部35Bを備えていればよい。また、上述の実施の形態では下受けユニット38を昇降させる手段はモータ(昇降モータ39)であったが、これは一例であり、シリンダ等であってもよい。
また、上述の部品実装装置1では、作業コンベア21Bのサポート部35は、搬送ベルト34との摺接が始まり或いは摺接が終わる箇所に耐摩耗部35Cを備えた構成となっていたが、クッション部35Bを構成する樹脂材料の耐摩耗性が極めて高い場合や、その他の手段によってサポート部35のエッジ部Egに高い応力が作用しない構成を実現しているような場合には、上記耐摩耗部35Cは不要である。
被搬送体に装着された部品が被搬送体をベルトコンベアに降ろした際の衝撃によって脱落するのを防止できる部品実装装置を提供する。
1 部品実装装置
2 被搬送体
3 部品
21 ベルトコンベア
34 搬送ベルト
35 サポート部
35B クッション部
35C 耐摩耗部
40 押上げ機構
AR 搬送区間

Claims (4)

  1. 被搬送体を搬送するベルトコンベアと、前記ベルトコンベアにより所定の位置に位置された前記被搬送体を押し上げる押上げ機構とを備え、前記押上げ機構により押し上げられた前記被搬送体に部品を装着する部品実装装置であって、
    前記ベルトコンベアは、前記被搬送体を搬送する区間として設定された搬送区間を水平姿勢で走行する搬送ベルトと、前記搬送区間内の前記搬送ベルトの下面を支持するサポート部とを有し、
    前記サポート部は、前記搬送ベルトを支持する箇所の少なくとも一部に、樹脂材料から成るクッション部を備えたことを特徴とする部品実装装置。
  2. 前記サポート部は、前記搬送ベルトとの摺接が始まり或いは摺接が終わる箇所に、前記クッション部よりも硬質の材料から成る耐摩耗部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の部品実装装置。
  3. 前記サポート部は、前記搬送区間内に連続的に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の部品実装装置。
  4. 前記サポート部は、前記搬送区間内に断続的に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の部品実装装置。
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