JP2502734B2 - 部品装着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子部品を吸着して回路基板に装着する場
合等に利用される部品装着装置に関するものである。

従来の技術 従来から、電子部品を回路基板に装着する電子部品装
着装置として、多数の電子部品を収容した部品供給ユニ
ットを複数並列させて移動テーブル上に設置するととも
に、この移動テーブルを部品供給ユニットの並列方向に
移動可能に構成することによって所定位置で任意の部品
供給ユニットに収容された電子部品を取り出せるように
し、一方、回路基板の電子部品を装着すべき位置が所定
の位置に来るように、供給された回路基板を位置決めす
る手段を設け、前記所定の部品取り出し位置で電子部品
を保持して位置決めされた回路基板の所定位置に部品を
装着する部品装着手段を設けたものは良く知られてい
る。

このような電子部品装着装置において、１枚の回路基
板に多種類の電子部品を装着する場合に対応できるよう
に、また回路基板の種類変更時に部品供給ユニットの入
れ替えを少なくして切換えのためのロスタイムを少なく
するために、前記移動テーブルに多数の部品供給ユニッ
トを設置するようにすると、移動テーブルが大型化する
ためにその移動手段の駆動力を大きくしなければなら
ず、かつイナーシャが大きくなるために高速化が困難と
なる等の問題があった。

そこで、前記移動テーブルを共通の移動経路に沿って
各別に移動自在な一対の移動テーブルにて構成するとと
もにそれぞれに複数の部品供給ユニットを設置するよう
にし、前記各移動テーブル毎に前記移動経路と平行な送
りねじとその駆動モータを配設するとともに、各送りね
じに螺合するナットを対応する移動テーブルの下面に固
定し、装着条件に応じて選択的に移動テーブルを使用す
るようにしたものが、特開昭62−140499号公報に開示さ
れている。

発明が解決しようとする課題 ところが、上記特許公開公報に開示された電子部品装
着装置においては、各移動テーブルを各別に移動させる
ために、移動テーブル毎に送りねじとその駆動モータが
配設されている。従って、移動テーブルの移動範囲に対
応した長い送りねじが２本必要となるためコスト高とな
り、又駆動トルクを伝達する送りねじが長いために、駆
動時のねじれ角を小さくするためにはその軸径を大きく
する必要があり、その結果重量が大きくなってイナーシ
ャが大きくなり、装着速度の高速化を図る上で種々の困
難を来し、高速化に対する阻害要因になるという問題が
あった。

このような問題を解消するために、本出願人は先に、
第７図に示すように、部品装着時の移動テーブル41a、4
1bの動作領域Ａとその両側の待機領域Ba、Bbの全長にわ
たって移動テーブルの移動経路42を設け、この移動経路
42に沿って固定の１本のねじ軸43を配設し、各移動テー
ブル41a、41bに回転駆動可能なナット44a、44bを設けた
ものを提案したが、この場合固定の１本のねじ軸43を設
けるだけで良いので上記問題は解消できても、第７図か
ら明らかにように、少なくとも移動テーブルの動作範囲
Ａと移動テーブル41a又は41bの長さとナット44の長さを
和した長さに相当する長さＬのねじ軸43が必要となり、
安価に入手できる標準品のねじ軸を用いると移動テーブ
ル41a、41bの長さが短くなり、設置できる部品供給ユニ
ットの数が少なくなり、逆に多数の部品供給ユニットを
搭載しようとすると作製の困難な特製の長いねじ軸43が
必要となるとともに軸径も大きくしないと撓みを生じる
ためにコスト高となるという問題がある。

本発明は以上の様な問題点に鑑み、一対の移動テーブ
ルの移動時のイナーシャを小さくできて高速化を図れ、
しかもコスト低下を図ることができる部品装着装置を提
供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するために、１つの動作領
域とその両側に設けられた２つの待機領域とにまたがっ
て配置された共通の移動経路上を、複数の部品ユニット
を並列載置して、前記並列方向に移動可能な複数個の移
動テーブルと、部品を装着する装着部材を位置決めする
位置決め手段と、前記移動テーブル上の部品供給ユニッ
トから、所定位置で部品を取り出して、その部品を前記
装着部材上に装着する部品装着手段とを有する部品装着
装置において、 前記移動経路に沿って軸体を固設するとともに、各前
記移動テーブルは、前記軸体に係合して、軸体の両端部
間をその軸心方向に、前記移動テーブルと独立して移動
可能な駆動手段を有し、かつ前記駆動手段を、移動テー
ブルのいずれかの端部において選択的に係合離脱可能に
係止する係止手段とを備えたことを特徴とする。

作用 本発明によると、共通の移動経路上を各別に移動可能
な一対の移動テーブルを設けているので、いずれかの移
動テーブルを必要に応じて選択的に使用して部品装着を
行うことができ、その結果移動テーブルの重量を小さく
でき、装着の高速化を図れる。又、使用していない移動
テーブルに対して、次に装着すべき部品を収容した部品
供給ユニットを予め設置しておくことができ、装着部材
の種類変更や部品の追加等に要するロスタイムも短縮す
ることができて、稼働率が向上する。しかも、各移動テ
ーブルの駆動は固定の軸体に対してそれぞれの移動テー
ブルに装着された駆動手段を作用させて行うので、重量
の大きな軸体を駆動する必要がなく、イナーシャが小さ
くなるため、移動テーブルを高速で移動・停止させるこ
とができ、部品装着の一層の高速化を図ることができ
る。さらに駆動手段を移動テーブルの両端部間で移動可
能にかつ何れか任意の端部で係止可能にしたことによっ
て、各移動テーブルをその部品装着動作時の動作領域と
その側部の待機領域の間で移動駆動するのに、移動テー
ブルの長さと駆動手段の軸体に外嵌している部分の長さ
の和の長さの一対の軸体を直列に配置すれば良く、比較
的短い安価な軸体によって多くの部品供給ユニットを設
置した移動テーブルを駆動することができる。

実 施 例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第６図に基づいて
説明する。

第２図において、１は多数の部品供給ユニット２を並
列配置した部品供給部で、後で詳細に説明するように任
意の部品供給ユニット２を所定の部品供給位置1aに位置
決めし得るように構成されている。前記部品供給ユニッ
ト２には、多数の部品を一列状に保持したテープ状部品
集合体が装着されており、その部品を一端部に設けた部
品取り出し位置2aに順次送り出し可能に構成されてい
る。

３は、旋回型の部品装着ユニットで、一定軸心回りに
間歇回転可能な回転テーブル４に複数の装着ヘッド５が
等間隔で配置されている。前記回転テーブル４は装着ヘ
ッド５の配置間隔で間歇回転し、この装着ヘッド５の適
宜停止位置が前記部品供給位置1aと部品装着位置3aに設
定されている。前記装着ヘッド５は、上下移動可能な吸
着ノズル（図示せず）を備えており、部品供給位置1aで
下降して部品を吸着した後上昇し、部品装着位置3aで下
降して部品の吸着を解除することによって部品を装着し
た後上昇するように構成されている。

６は、部品を装着すべき回路基板10の位置決めユニッ
トで、図示しない供給手段にて供給された回路基板10を
所定位置で固定支持する固定手段７がＸ方向に移動可能
なＸテーブル８上に設置され、かつこのＸテーブル８が
Ｙ方向に移動可能なＹテーブル９上に設置され、固定支
持された回路基板10の任意の位置を前記部品装着位置3a
に位置決めし得るように構成されている。

次に、前記部品供給部１の構成を、第１図〜第４図に
基づいて詳細に説明する。前記部品供給ユニット２は一
対の移動テーブル11a、11bにそれぞれ複数づつ並列して
設置されている。これら移動テーブル11a、11bは、部品
供給ユニット２の並列方向に長く延びるガイドフレーム
12に沿って移動自在に支持されている。このガイドフレ
ーム12は、部品供給位置1aの両側に両移動テーブル11a
と11bの長さの和に対応する長さを有し、いずれの移動
テーブルにおいても他方の移動テーブルをガイドフレー
ム12の端部に待機させた状態で任意の部品供給ユニット
２を前記部品供給位置1aに対向位置させ得るように構成
されている。

このガイドフレーム12の一側部の部品供給位置1aの両
側には、各移動テーブル11a、11bに対応するボールねじ
軸13a、13bが配設され、その両端は取付ブラケット14
（第６図（ａ）参照）を介してガイドフレーム12に取付
けられている。これらボールねじ軸13a、13bは、それぞ
れの移動テーブル11a、11bの長さと後述の駆動手段15に
おけるボールねじ軸に外嵌している部分の長さの和より
も若干長い長さｌ（第６図（ａ）参照）のものが用いら
れている。

前記移動テーブル11a、11bには、ガイド16aとガイド
フレーム12上を転動するローラ16bとによりその両端部
間で移動可能に支持された駆動手段15が配設され、この
駆動手段15は前記ボールねじ軸13a、13bに螺合するナッ
ト17とその駆動モータ18を備えている。前記ナット17
は、第４図に示すように、駆動手段15の本体15aに軸受1
9を介して回転自在に支持された回転筒体20の一端に固
定されている。回転筒体20の他端には、前記駆動モータ
18にてプーリ21、ベルト22を介して回転駆動されるプー
リ23が固定されている。

一方、移動テーブル11a、11bの両端部には、その移動
方向と直交する方向の軸心を有するガイド筒24が設けら
れている。このガイド筒24には作動軸25が摺動自在に挿
通され、かつばね26にてガイドフレーム12側に向かって
付勢されている。この作動軸25のガイドフレーム12とは
反対側端部に固定されたボス27に、第３図に示すよう
に、ガイドフレーム12側に突出する係合突部29を備えた
係合部材28が固着されている。また、前記駆動手段15の
本体15aには、係合突部29が嵌入係合可能な係止凹部31
を有する係止部材30が設けられている。

更に、ガイドフレーム12には、移動テーブル11a、11b
が、部品供給位置1aの両側に互いに当接して位置する基
準位置（第６図（ｃ）参照）に位置したときにそれぞれ
の両端部のガイド筒25に対向する位置にシリンダ装置32
が配設されている。このシリンダ装置32の退入時には、
そのピストンロッド33がガイド筒24及び作動軸25に干渉
せず、その結果駆動手段15及び移動テーブル11a、11bは
係合部材28と係止部材30の係合により一体化された状態
で移動自在である。一方、移動テーブル11a、11bが基準
位置に位置した状態でシリンダ装置32が突出動作する
と、そのピストンロッド33がガイド筒24に嵌入係合する
ことによって移動テーブル11a、11bが係止されるととも
に、作動軸25がばね26に抗してガイドフレーム12とは反
対側に摺動され、係合部材28と係止部材30の係合が解除
され、移動フレーム11a、11bに対して駆動手段15が移動
可能となる。

次に、動作を説明する。まず、第６図（ａ）に示すよ
うに、回路基板10に装着すべき各種部品を収容した複数
の部品供給ユニット２を設置した一方の移動テーブル11
aを部品装着の動作領域Ａに位置させ、他方の移動テー
ブル11bはガイドフレーム12の端部の待機領域Bbに待機
させて置く。また、回路基板10を供給手段にて位置決め
ユニット６の固定手段７に供給して所定位置に固定支持
する。

この状態で移動テーブル11aを動作領域Ａ内で移動さ
せ、予め設定された部品の装着順序に基づいて、装着す
べき部品を収容した部品供給ユニット２を順次部品供給
位置1aに対応位置せしめる。こうして部品供給位置1aに
位置した部品は順次部品装着ユニット３の装着ヘッド５
にて保持された後、回転テーブル４が回転することによ
って部品装着位置3aに移動する。一方、前記位置決めユ
ニット６によって回路基板10がＸ、Ｙ方向に移動して、
上記予め設定された部品の装着順序に従って部品を装着
すべき位置が順次部品装着位置3aに位置決めされ、前記
装着ヘッド５にて保持された部品が回路基板10上の所定
位置に順次装着される。

この一方の移動テーブル11aによる部品装着動作中
に、待機している他方の移動テーブル11bに対して、次
に部品を装着すべき回路基板の機種に対応した部品供給
ユニット２を予め設置して置く。

そして、前記移動テーブル11a上の部品供給ユニット
２による部品装着が終了し、次に待機中の移動テーブル
11b上の部品供給ユニット２による部品装着に切換える
時には、まず第６図（ｂ）、同図（ｃ）に示すように、
一方の移動テーブル11aをその基準位置に位置させると
ともに、待機している移動テーブル11bも待機領域Bbか
らその基準位置に移動させる。これらの移動は同時に行
うことができ、その移動時間は移動テーブル11a、11bの
長さ分を移動するのに要する時間である。

次に、シリンダ装置32を動作させ、そのピストンロッ
ド33をガイド筒24に係合させて移動テーブル11a、11bを
移動しないようにするとともに、作動軸25を摺動させて
係合部材28と係止部材30の係止を解除した後、第６図
（ｄ）に示すように、駆動手段15を移動テーブル11a、1
1bの反対側の端部に移動させ、係止部材30の係止凹部31
と係合部材28の係合突部29を対向位置させ、その後シリ
ンダ装置32を退入させることによりばね26の付勢力にて
係合部材28と係止部材30を互いに係止させ、移動テーブ
ル11a、11bとその駆動手段15を係止させるとともに移動
テーブル11a、11bを移動自在にする。

次に、第６図（ｅ）、同図（ｆ）に示すように、待機
する移動テーブル11aを待機領域Baに移動させる。それ
と同時に、移動テーブル11bの動作領域Ａ内での移動を
開始し、この移動テーブル11b上の部品供給ユニット２
による回路基板10に対する部品装着を開始する。

このように、移動テーブル11a、11bの切換え時には、
移動テーブルが待機領域から基準位置に移動する時間
と、駆動手段15が移動テーブルの両端部間で移動する時
間の和がロスタイムとなるだけであり、短時間で切換え
が完了し、かつこの切換え動作によってねじ軸13a、13b
の長さｌはそれぞれ移動テーブル11a、11bの長さと駆動
手段15のねじ軸に外嵌している部分の長さの和に相当す
る長さがあれば良いため、安価に入手することができ、
又短いねじ軸で多数の部品供給ユニット２を設置した長
い移動テーブルを駆動することができる。

なお、回路基板10の機種変更の場合だけでなく、動作
中の移動テーブル上の部品供給ユニット２の部品が不足
する場合にも同様の動作を行えばよいことは言うまでも
なく、又回路基板10に装着すべき部品の種類が多く、か
つその装着順序に制約がある場合には、一連の部品装着
動作中に両方の移動テーブル11a、11bを選択的に移動さ
せて部品装着を行うこともできる。

又、以上の部品装着動作中において、通常の部品装着
に必要とされる数の部品供給ユニット２を設置した小型
で軽量の移動テーブル11a、11bを移動駆動すればよいの
で、高速で移動・停止が可能であり、高速装着が可能で
ある。さらに、移動テーブル11a、11bはガイドフレーム
12に沿って固定して配設されたボールねじ軸13a、13bに
螺合しているナット17を回転駆動することによって移動
するので、重量の大きいボールねじ軸を回転駆動する必
要がなく、それだけイナーシャが小さく、高速移動・停
止が容易に可能であり、一層高速で装着することができ
る。

上記実施例では、ボールねじ軸13に螺合させたナット
17を駆動モータ18にてプーリ21、23、ベルト22及び回転
筒体20を介して回転駆動するようにしたが、第５図に示
すように、ロータ36が中空に構成された駆動モータ35を
用い、そのロータ36にナット17を固定した構成にする
と、さらにコンパクトにかつ駆動系統のイナーシャを小
さくすることができる。

また、移動テーブル11a、11bの移動手段としては、固
定のボールねじ軸13と回転駆動可能なナット17との組み
合わせに限らず、ラックとピニオンやリニアモータ等を
用いてもよい。

さらに、上記実施例では旋回型の部品装着ユニット３
を用い、回路基板10をＸ、Ｙ方向に移動させて部品を装
着すべき位置を固定の部品装着位置3aに一致させるよう
にした例を示したが、回路基板10は固定設置又は一方向
にのみ移動させ、装着ヘッド５を回路基板10の部品を装
着すべき任意の位置に移動させるようにしてもよい。

発明の効果 本発明によれば、一対の移動テーブルを設けていずれ
かの移動テーブルを必要に応じて選択的に使用して部品
装着を行うようにしているので、移動テーブルの重量が
小さくなり、装着の高速化を図れるとともに、使用して
いない移動テーブルに対して次に装着すべき部品を収容
した部品供給ユニットを予め設置しておくことができ、
装着部材の種類変更や部品の追加等に要するロスタイム
も短縮することができて稼働率が向上し、しかも共通の
移動経路上を移動自在な一対の移動テーブルを各別に駆
動するのに、固定の軸体に対してそれぞれの移動テーブ
ルに装着された駆動手段を作用させて駆動しており、重
量の大きな軸体を駆動する必要がないのでイナーシャが
小さくなり、移動テーブルを高速で移動・停止させるこ
とができ、部品装着の高速化を一層図ることができ、さ
らに駆動手段を移動テーブルの両端部間で移動可能にか
つ何れか任意の端部で係止可能にしたことによって、各
移動テーブルをその部品装着動作時の動作領域とその側
部の待機領域の間で移動駆動するのに、それぞれの移動
テーブルの長さと駆動手段の軸体に外嵌している部分の
長さの和の長さの一対の軸体を直列に配置すれば良く、
比較的短い安価な軸体によって多くの部品供給ユニット
を設置した移動テーブルを駆動することができる等、大
なる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の一実施例の部品装着装置を示
し、第１図は要部の縦断側面図、第２図は全体平面図、
第３図は移動テーブルと駆動手段の係止部の斜視図、第
４図は駆動手段の縦断正面図、第５図は駆動手段の変形
例の要部の斜視図、第６図（ａ）〜（ｆ）は移動テーブ
ルの切換え過程の動作説明図、第７図は先に提案した部
品装着装置の概略説明図である。 １……部品供給部、1a……部品供給位置、２……部品供
給ユニット、３……部品装着ユニット、６……位置決め
ユニット、10……回路基板、11a、11b……移動テーブ
ル、12……ガイドフレーム、13a、13b……ボールねじ
軸、15……駆動手段、28……係合部材、30……係止部
材、32……シリンダ装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一柳 高畤 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−140499（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−232149（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−203599（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−172633（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１つの動作領域とその両側に設けられた２
   つの待機領域とにまたがって配置された共通の移動経路
   上を、複数の部品供給ユニットを並列載置して、前記並
   列方向に移動可能な複数個の移動テーブルと、 部品を装着する装着部材を位置決めする位置決め手段
   と、 前記移動テーブル上の部品供給ユニットから、所定位置
   で部品を取り出して、その部品を前記装着部材上に装着
   する部品装着手段とを有する部品装着装置において、 前記移動経路に沿って軸体を固設するとともに、 各前記移動テーブルは、 前記軸体に係合して、軸体の両端部間をその軸心方向
   に、前記移動テーブルと独立して移動可能な駆動手段を
   有し、 かつ前記駆動手段を、移動テーブルのいずれかの端部に
   おいて選択的に係合離脱可能に係止する係止手段とを備
   えたことを特徴とする部品装着装置。