JP2020129615A - 部品実装装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ケース内部に埃や塵等が入り込むことことなく、発熱性ユニットを冷却する。【解決手段】本明細書は、基板に部品を実装する部品実装装置を開示する。この部品実装装置は、ケースと、当該ケースの内部に配設される発熱性ユニットと、当該ケースの外部に配設され、当該ケースの内部に冷却空気を供給する冷却装置と、当該ケースの内部に配設され、冷却装置から当該ケースの内部に供給される冷却空気を発熱性ユニットまで案内する第1冷却通路とを備える。【選択図】図3

Description

本明細書に開示する技術は、部品実装装置に関する。
特許文献1には、部品実装装置が開示されている。この部品実装装置は、基板に部品を実装する。
特開2010−016145号公報
上記した部品実装装置には、発熱性ユニットを収容するケースが備えられている。発熱性ユニットは発熱するため、冷却する必要がある。従来、発熱性ユニットの冷却のために、ケースには排気ファンが設けられている。排気ファンが作動すると、ケースの外部から内部に空気が流入して発熱性ユニットを冷却し、発熱性ユニットを冷却して暖められた空気がケースの外部へ排気される。排気ファンによってケースの外部からケースの内部に空気が吸気されると、それとともに埃や塵等も併せて入り込むことがある。本明細書では、ケース内部に埃や塵等が入り込むことなく、発熱性ユニットを冷却する技術を提供する。
本明細書は、基板に部品を実装する部品実装装置を開示する。部品実装装置は、ケースと、当該ケースの内部に配設される発熱性ユニットと、当該ケースの外部に配設され、当該ケースの内部に冷却空気を供給する冷却装置と、当該ケースの内部に配設され、冷却装置から当該ケースの内部に供給される冷却空気を発熱性ユニットまで案内する第1冷却通路とを備える。
上記の部品実装装置では、ケースの外部に冷却装置が配設されている。ケースの内部には、第1冷却通路が設けられており、第1冷却通路を介して、冷却装置からケースの内部へと冷却空気が供給される。従って、ケース内部には冷却装置から冷却空気が直接的に供給されるため、ケースの隙間から外部の空気がケースの内部へと取り込まれ難くなる。即ち、ケース内部に埃や塵等が入り込むことなく、発熱性ユニットを冷却することができる。
部品実装機10の構成を示す斜視図。 部品実装モジュール10aの内部構造を示す模式図。 冷却装置20と、電装品ケース12内部の構成を示す模式図。
本技術の一実施形態では、部品実装装置は、基板に部品を実装する部品実装部をさらに備えてもよい。さらに、発熱性ユニットは、部品実装部を制御する制御装置であり、少なくとも1つの発熱性の電子部品を備えていてもよい。
本技術の一実施形態では、ケースは、ケースの内部の空間とケースの外部の空間とを連通する通気口を備えていてもよい。この場合、冷却装置が作動するときに、冷却装置からケースの内部に供給された空気が通気口からケースの外部に排出されてもよい。
本技術の一実施形態では、冷却装置は、外部の空気を吸引する吸気口と、吸気口から吸引した空気を冷却する冷却部と、冷却部で冷却された冷却空気を送り出す送風口とを有し、吸気口にはフィルタが設けられていてもよい。このような構成によると、冷却装置が作動するときには、吸気口からフィルタを介して送風口へ空気が流れる。これにより、冷却装置はフィルタを介してクリーンな空気をケース内部に送風するため、外部の埃や塵がケース内に入り込むことを防止することができる。
本技術の一実施形態では、ケースには、ケースの内部の空気をケースの外部に排気するための排気ファンが設けられていなくてもよい。
本技術の一実施形態では、部品実装装置は、ケースの内部に配設され、ケース内部の温度を検出する温度センサと、温度センサの検出データに基づいて、冷却装置の運転負荷を調整する冷却装置制御部とをさらに備えていてもよい。このような構成によると、温度センサが検出した温度データに基づいて冷却装置の運転負荷を制御するため、ケース内部を効率的に冷却することができる。また、温度に応じて冷却装置の負荷を調整するため消費エネルギーも低減できる。
本技術の一実施形態では、部品実装装置は、ケースが取り付け可能な基台をさらに備えていてもよい。加えて、冷却装置は、基台内に配設されており、基台の内部には、冷却装置と第1冷却通路とを接続し、冷却装置からの冷却空気を第1冷却通路に供給する第2冷却通路が設けられていてもよい。
本技術の一実施形態では、部品実装装置は、ケースが基台に取り付けられていることを検出する装着センサをさらに備えていてよい。この場合に、冷却装置は、装着センサでケースが基台に取付けられていることを検出されているときだけ運転されるように構成されていてもよい。
図1−図3を参照して、実施例の部品実装機10について説明する。部品実装機10は、本明細書が開示する技術における部品実装装置の一例であり、基板4に部品2を実装する装置である。部品実装機10は、表面実装機又は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、他の部品実装装置及び基板検査機と共に併設され、一連の実装ラインを構成する。図1、2に示すように、部品実装機10は、ベース10bと、ベース10b上に設置される部品実装モジュール10aとを備える。
図1にはベース10b上に1台の部品実装モジュール10aが設置された状態が図示されているが、ベース10b上には、複数台の部品実装モジュール10aが設置可能となっている。図3に示すように、ベース10bは、装着センサ19と、複数の部品実装モジュール10aに共通する装置(例えば、冷却装置20)や部品を装備している。冷却装置20は、複数台の部品実装モジュール10aにそれぞれ装備される制御系電装品ユニット60(後述する)を冷却する。装着センサ19は、複数台の部品実装モジュール10aのそれぞれに対応してベース10b上の後方側に設けられており、部品実装モジュール10aがベース10bに取り付けられていることを検出する。部品実装モジュール10aは、基板搬送部30と、部品実装部40と、部品供給部50と、操作パネル70と、これらの各装置30、40、50、70を制御する制御系電装品ユニット60と、本体カバー11と、クランプ装置18を備える。本体カバー11は、基板搬送部30と、部品実装部40と、部品供給部50の一部を覆っている。本体カバー11には、制御系電装品ユニット60を収容する電装品ケース12が設けられている。電装品ケース12は、基板搬送部30及び部品実装部40の下方に配置されている。クランプ装置18は、電装品ケース12の下面に設けられており、部品実装モジュール10aをベース10bに固定する。クランプ装置18の具体的な構成は特に限定されないが、例えばアクチュエータによって駆動されるクランプ機構を採用することができる。部品実装モジュール10aにおいて、基板搬送部30と、部品実装部40と、操作パネル70は上側部分に配設され、制御系電装品ユニット60は下側部分に配設されている。部品供給部50は部品実装モジュール10aの上側部分と下側部分に亘って配設されている。
部品実装機10は、第1冷却通路16aと第2冷却通路16bを備える。第1冷却通路16a及び第2冷却通路16bは、冷却装置20の冷却空気を制御系電装品ユニット60へ案内する。ここで、第1冷却通路16aは部品実装モジュール10a内に配設されており、第2冷却通路16bはベース10b内に配設されている。第2冷却通路16bは、冷却装置20と第1冷却通路16aとを接続する。第1冷却通路16aは、第2冷却通路16bから制御系電装品ユニット60に向かって延びている。
なお、ベース10b上に配置される部品実装モジュール10aの数は特に限定されないが、ベース10b上には複数の部品実装モジュール10aがX方向に並んで取り付け可能であり、ベース10bから着脱可能に構成されている。部品実装機10には、部品実装モジュール10aの数に応じた複数の第1冷却通路16a及び第2冷却通路16bが設けられている。
基板搬送部30は、基板4の部品実装部40への搬入、部品実装部40への位置決め、及び部品実装部40からの搬出を行う装置である。基板搬送部30には、例えば一対のベルトコンベア32と、ベルトコンベア32に取り付けられると共に、基板4を下方から支持する支持装置(不図示)と、ベルトコンベア32を駆動する駆動装置34とが含まれる。基板4は、部品実装機10内の実装位置に位置決めされ、その実装位置において部品2が装着されると、実装位置から部品実装機10の外に搬送される。上述したように、部品実装機10を含む実装ラインは、X方向に延びている。一対のベルトコンベア32は、X方向に沿って延びており、基板4をX方向に搬送する。
部品供給部50は、基板4に実装する部品2を供給する装置である。部品供給部50には、フィーダ保持部54と複数の部品フィーダ52とが含まれる。フィーダ保持部54には、複数の部品フィーダ52が着脱可能となっている。部品フィーダ52は、複数の部品2を収容している。部品フィーダ52は、フィーダ保持部54に着脱可能に取り付けられ、部品実装部40へ部品2を供給する。部品フィーダ52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52は、例えば、巻テープ上に複数の部品2を収容するテープ式フィーダ、トレイ上に複数の部品2を収容するトレイ式フィーダ、又は、容器内に複数の部品2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。
部品実装部40は、部品供給部50から供給された部品2を基板搬送部30から搬入された基板4に実装する装置である。部品実装部40には、移動装置42と、移動ベース44と、実装ヘッド46とが含まれる。移動装置42は、基板4に対して実装ヘッド46を移動させる装置であり、制御系電装品ユニット60によって駆動される。移動装置42は、移動ベース44をX方向及びY方向に駆動するXYロボット機構を備える。移動装置42は、移動ベース44を案内するガイドレールや移動ベース44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。実装ヘッド46は、移動ベース44に取り付けられており、移動装置42によって、一対のベルトコンベア32と部品フィーダ52との間の上方を移動する。
実装ヘッド46は、部品2を吸着する吸着ノズル48を有する。吸着ノズル48は、実装ヘッド46に対して着脱可能に取り付けられている。吸着ノズル48は、実装ヘッド46に収容されたアクチュエータ(図示省略)によって、Z方向(図面上下方向)に移動可能に構成されている。上述したように、吸着ノズル48がZ方向に移動することができ、加えて、移動ベース44がX方向及びY方向(以下、XY方向という)に移動することで、吸着ノズル48はXY方向に移動することもできる。従って、吸着ノズル48を種々の方向に移動させることで、吸着ノズル48に部品2を吸着でき、また、吸着ノズル48に吸着した部品2を基板4に装着することができる。従って、実装ヘッド46により部品2を基板4に実装するには、まず、吸着ノズル48を部品フィーダ52から供給される部品2に対してXY方向に位置決めすると共に、吸着ノズル48の吸着面(下面)が当接するまで、吸着ノズル48を下方に移動させる。吸着ノズル48の吸着面が部品2に当接すると、吸着ノズル48に部品2を吸着し、吸着ノズル48を上方に移動させる。次いで、移動装置42は、吸着ノズル48に吸着した部品2を基板4に対して位置決めする。この際、部品2が基板4の予め設定された位置に位置決めされるように、部品2のXY方向の位置及び向きが調整される。次いで、部品2が基板4に当接するまで、吸着ノズル48を下方に移動させることによって、基板4に部品2が装着される。
操作パネル70は、作業者の指示を受け付ける入力装置であると共に、作業者に対して各種の情報を表示する表示装置でもある。
図1、3に示すように、本体カバー11の後端の下側には、電装品ケース12が装備されており、本体カバー11はベース10b上に取り付け可能に構成されている。電装品ケース12は、本体カバー11と一体に形成されている。但し、電装品ケース12は、本体カバー11とは別体の部品として設けられていてもよい。電装品ケース12は、制御系電装品ユニット60を収容する。電装品ケース12の側面には、複数の開口12aと通気口14が設けられている。複数の開口12aは、電装品ケース12のY方向に沿って延びる側面に設けられている。複数の開口12aは、制御系電装品ユニット60のメンテンナンス等を実施する際の作業スペースとなる。開口12aには、開口12aを覆うブラケット12bが着脱可能に取り付けられている。ブラケット12bは、電装品ケース12の外部の埃や塵等から制御系電装品ユニット60を保護する。また、電装品ケース12のX方向に沿って延びる側面であって、部品実装機10の後端の側面には、通気口14が設けられている。通気口14は、電装品ケース12の内部の空間と電装品ケース12の外部の空間とを連通する。本体カバー11の前端には、開口が設けられており、部品供給部50が配置されている。但し、図3では、部品供給部50を省略して本体カバー11を図示している。
制御系電装品ユニット60は、基板搬送部30と部品実装部40と部品供給部50と操作パネル70とに通信可能に接続されている。本実施例の制御系電装品ユニット60は、発熱性の電子部品を用いて構成されており、制御装置62と電源分配装置64とサーボアンプ66を備えている。制御装置62は、CPU、ROM、RAMを備えたコンピュータを用いて構成されている。制御装置62は、予めインストールされたプログラムを実行することで、例えば各装置30、40、50、70を駆動する。サーボアンプ66は、例えば制御装置62からの制御信号に基づいて、基板搬送部30や部品実装部40のモータの回転数等を制御する。従って、サーボアンプ66内には、制御系電装品ユニット60に設けられている電子部品のうち比較的に大きな電流が流れる。そのため、サーボアンプ66の温度は高くなり易い。電源分配装置64は、例えば部品実装機10に供給された電力を各装置30、40、50、62、64、70に分配する。
前述したが、冷却装置20は、ベース10b内に配設されており、制御系電装品ユニット60を冷却する。冷却装置20は、冷却装置本体22と冷却部26と冷却装置制御部28と温度センサ27を備える。冷却装置本体22には、吸気口24aと送風口24bが設けられている。吸気口24aは部品実装機10の外部の空気を吸引し、冷却装置本体22内部に取り込む。吸気口24aには、着脱可能にフィルタ25が設けられている。フィルタ25は、吸気口24aから吸引する空気に含まれる埃や塵等を除去する。冷却部26は、吸気口24aから冷却装置本体22に取り込んだ空気を冷却する。送風口24bは、冷却部26で冷却された冷却空気を冷却装置本体22の外部へ送り出す。送風口24bには、冷却通路16a、16bが接続されている。従って、送風口24bから送り出された冷却空気は、第2冷却通路16b、第1冷却通路16aの順に通り抜け、制御系電装品ユニット60を冷却する。温度センサ27は、電装品ケース12内部に配設されている。本実施例では、温度センサ27は、特に発熱しやすいサーボアンプ66の近傍に設けられている。温度センサ27は、電装品ケース12内部の温度を検出する。冷却装置制御部28は、温度センサ27と通信可能(有線又は無線)に接続されており、温度センサ27の検出温度を取得することができる。冷却装置制御部28は、温度センサ27の検出温度に基づいて、冷却装置20の運転負荷を調整する。具体的には、温度センサ27の検出温度が高いと、冷却装置制御部28は、冷却装置20が送風する冷却空気の量を増加させる。温度センサ27の検出温度が低いと、冷却装置20が送風する冷却空気の量を減少させ、あるいは冷却装置20の作動を停止させる。さらに、冷却装置20は、装着センサ19で部品実装モジュール10aがベース10bに取付けられていることを検出されているときだけ運転されるように構成されている。すなわち、冷却装置制御部28は、装着センサ19と通信可能(有線又は無線)に接続されている。装着センサ19は、部品実装モジュール10aがベース10b上に固定されたことを検出すると、冷却装置制御部28に信号を出力する。冷却装置制御部28は、装着センサ19からの信号に基づいて、冷却装置20を作動可能な状態とする。したがって、冷却装置制御部28に装着センサ19からの信号が入力されない限り、冷却装置20が作動することはない。
本実施例の部品実装機10では、制御系電装品ユニット60を冷却するために、電装品ケース12の外部(本実施例では、ベース10b内部)に冷却装置20が配設されている。電装品ケース12の内部には、第1冷却通路16aが設けられており、第1冷却通路16aを介して、冷却装置20から電装品ケース12の内部へと冷却空気が供給される。従って、電装品ケース12内部には冷却装置20から冷却空気が直接的に供給されるため、電装品ケース12の隙間から外部の空気が電装品ケース12の内部へと取り込まれ難くなる。即ち、電装品ケース12内部に埃や塵等が入り込むことなく、制御系電装品ユニット60を冷却することができる。なお、冷却装置20から電装品ケース12内部に供給された冷却空気は、制御系電装品ユニット60を冷却した後、電装品ケース12の開口12a及び通気口14より電装品ケース12外に排気される。
本実施例では、上記した冷却装置20によって制御系電装品ユニット60を冷却することができる。そのため、従来の部品実装機10に装備されていた排気ファンは必ずしも設けられている必要がない。従って、排気ファンによって電装品ケース12の外部から内部へ空気が過剰に流入し、外部から電装品ケース12の内部に埃や塵等が入り込む可能性を排除することができる。
本実施例では、電装品ケース12は、開口12a及び通気口14を備えている。このため、冷却装置20が作動すると、冷却装置20から電装品ケース12の内部に供給された冷却空気が開口12a及び通気口14から電装品ケース12の外部に排出される。但し、電装品ケース12の隙間からも冷却空気は排出されるため、開口12a及び通気口14が必ずしも電装品ケース12に設けられてなくてもよい。
本実施例では、冷却装置20は、吸気口24aと、冷却部26と、冷却部26で冷却された冷却空気を送り出す送風口24bとを有している。また、吸気口24aにはフィルタ25が設けられている。このような構成によると、冷却装置20が作動するときには、吸気口24aからフィルタ25を介して送風口24bへ冷却空気が流れる。これにより、冷却装置20はフィルタ25を介してクリーンな空気を電装品ケース12の内部に送風するため、外部の埃や塵が電装品ケース12内に入り込むことを防止することができる。
本実施例では、電装品ケース12の内部に温度センサ27が配設されている。冷却装置20は、温度センサ27の検出温度に基づいて、冷却装置20の運転負荷を調整する。温度センサ27が検出した温度データに基づいて冷却装置20の運転負荷を制御するため、電装品ケース12内部を効率的に冷却することができる。また、検出温度に応じて冷却装置20の負荷を調整するため消費エネルギーも低減できる。なお、本実施例では温度センサ27と冷却装置制御部28とが直接的に通信可能に接続されているが、これに限定されない。例えば、温度センサ27と冷却装置制御部28とは、制御装置62を経由して通信可能(有線及び/又は無線)に接続されていてもよい。
本実施例では、ベース10b内に第2冷却通路16bが設けられ、複数の部品実装モジュール10aのそれぞれに第1冷却通路16aが設けられている。このため、1台の冷却装置20によって、ベース10bに配置される複数の部品実装モジュール10aの各制御系電装品ユニット60を冷却することができる。但し、本明細書が開示する技術においては、ベース10b内に複数の冷却装置20を配置し、これら冷却装置20から対応する部品実装モジュール10aに冷却空気を供給してもよい。
また、図3に例示するように、第1冷却通路16aは、制御装置62、電源分配装置64、サーボアンプ66のそれぞれに向かって、三つの通路に分岐して延びている。但し、第1冷却通路16aが分岐する通路の数は、三つに限定されず、二又は複数であってもよい。第1冷却通路16aは、冷却する必要のある発熱性の電子部品の数に応じて分岐させることができる。
(対応関係)
上述したが、本実施例の「部品実装機10」は、本明細書が開示する技術における「部品実装装置」の一例である。同様に、「ベース10b」、「制御系電装品ユニット60」、「電装品ケース12」は、本明細書が開示する技術における「基台」、「発熱性ユニット」、「ケース」のそれぞれ一例である。
以上、いくつかの具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、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様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、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る。
2:部品
4:基板
10:部品実装機
10a:部品実装モジュール
10b:ベース
11:本体カバー
12:電装品ケース
12a:開口
12b:ブラケット
14:通気口
16a:第1冷却通路
16b:第2冷却通路
18:クランプ装置
19:装着センサ
20:冷却装置
22:冷却装置本体
24a:吸気口
24b:送風口
25:フィルタ
26:冷却部
27:温度センサ
28:冷却装置制御部
30:基板搬送部
32:ベルトコンベア
34:駆動装置
40:部品実装部
42:移動装置
44:移動ベース
46:実装ヘッド
48:吸着ノズル
50:部品供給部
52:部品フィーダ
54:フィーダ保持部
60:制御系電装品ユニット
62:制御装置
64:電源分配装置
66:サーボアンプ
70:操作パネル

Claims (8)

  1. 基板(4)に部品(2)を実装する部品実装装置(10)であって、
    ケース(12)と、
    前記ケース(12)の内部に配設される発熱性ユニット(60)と、
    前記ケース(12)の外部に配設され、前記ケース(12)の内部に冷却空気を供給する冷却装置(20)と、
    前記ケース(12)の内部に配設され、前記冷却装置(20)から前記ケース(12)の内部に供給される冷却空気を前記発熱性ユニット(60)まで案内する第1冷却通路(16a)と、を備える、
    部品実装装置(10)。
  2. 前記基板(4)に前記部品(2)を実装する部品実装部(40)をさらに備え、
    前記発熱性ユニット(60)は、前記部品実装部(40)を制御する制御装置であり、少なくとも1つの発熱性の電子部品を備える、請求項1に記載の部品実装装置(10)。
  3. 前記ケース(12)は、前記ケース(12)の内部の空間と前記ケース(12)の外部の空間とを連通する通気口(14)を備え、
    前記冷却装置(20)が作動するときに、前記冷却装置(20)から前記ケース(12)の内部に供給された空気が前記通気口(14)から前記ケース(12)の外部に排出される、請求項1又は2に記載の部品実装装置(10)。
  4. 前記冷却装置(20)は、外部の空気を吸引する吸気口(24a)と、前記吸気口(24a)から吸引した空気を冷却する冷却部(26)と、前記冷却部(26)で冷却された冷却空気を送り出す送風口(24b)とを有し、前記吸気口(24a)にはフィルタ(25)が設けられている、請求項1から3のいずれか一項に記載の部品実装装置(10)。
  5. 前記ケース(12)には、前記ケース(12)の内部の空気を前記ケース(12)の外部に排気するための排気ファンが設けられていない、請求項1から4のいずれか一項に記載の部品実装装置(10)。
  6. 前記ケース(12)の内部に配設され、前記ケース(12)の内部の温度を検出する温度センサ(27)と、
    前記温度センサ(27)の検出データに基づいて、前記冷却装置(20)の運転負荷を調整する冷却装置制御部(28)と、をさらに備える、
    請求項1から5のいずれか一項に記載の部品実装装置(10)。
  7. 前記ケース(12)が取り付け可能な基台(10b)をさらに備え、
    前記冷却装置(20)は、前記基台(10b)内に配設されており、
    前記基台(10b)の内部には、前記冷却装置(20)と前記第1冷却通路(16a)とを接続し、前記冷却装置(20)からの冷却空気を前記第1冷却通路(16a)に供給する第2冷却通路(16b)が設けられている、
    請求項1から6のいずれか一項に記載の部品実装装置(10)。
  8. 前記ケース(12)が前記基台(10b)に取り付けられていることを検出する装着センサ(19)をさらに備えており、
    前記冷却装置(20)は、前記装着センサ(19)で前記ケース(12)が前記基台(10b)に取付けられていることを検出されているときだけ運転されるように構成されている、
    請求項7に記載の部品実装装置(10)。
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JP2002016387A (ja) * 2000-06-29 2002-01-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 部品実装機の冷却方法及び装置
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