JP2730992B2 - 電子部品装着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は、インデックステーブルの周縁に装着した部
品装着ヘッドにより、バックアップピン上に支持した基
板に、電子部品を装着する装置に関する。

（ロ） 従来の技術 電子部品装着装置が基板に電子部品を装着する際に電
子部品の押し付けにより、たわみが生じると電子部品を
正確に目的の場所に位置させることができない。このた
め基板をたわみなく支持するための基板バックアップ装
置が必要になる。基板バックアップ装置は従来から様々
なものが実用化されているが、これらの多くはベースに
複数個の透孔を設け、この透孔にバックアップピンを着
脱自在に装着し、バックアップピンに基板の裏面の多数
の点を支持させるようにしたものである。この様な構造
を有する装置の一例を特開昭59−29492号公報に見るこ
とができる。

（ハ） 発明が解決しようとする課題 上記基板バックアップ装置は基板の機種変更に伴なう
バックアップピンの植え替えを作業者が行うものであっ
た。このため作業者は１本１本のバックアップピンの位
置を確認しながら作業を進めなければならず、段取りに
手間取っていた。またバックアップピンの位置間違いも
発生していた。

本発明では、バックアップピンの植え替え作業を自動
化し、機種変更時の段取り時間を短縮すると共に正確な
植え替え作業を行なえるようにしようとするものであ
る。

（ニ） 課題を解決するための手段 本発明ではインデックステーブルの周縁に部品装着ヘ
ッドと共にバックアップピンマウントヘッドを配備す
る。またバックアップピンマウントヘッドの軌道沿いに
はバックアップピンストッカを配置する。

（ホ） 作用 部品装着ヘッドは所定のプログラムに従い基板に対し
電子部品を装着する。基板種類の変更により、バックア
ップピンの位置を変更する必要が生じた時は、バックア
ップピンマウントヘッドの出番となる。バックアップピ
ンマウントヘッドは、次の基板にとって不適当な位置に
あるバックアップピンをバックアップピンベースから抜
き取り、インデックステーブルが一周した後、必要とさ
れる場所にそれを植える。あるいは、バックアップピン
ストッカからバックアップピンを抜き取ってバックアッ
プピンベースに植え、また、バックアップピンベースで
余ったバックアップピンをバックアップピンストッカに
戻す。

（ヘ） 実施例 図に基づき一実施例を説明する。

第１図は電子部品装着装置１の概略構造を示してい
る。電子部品装着装置１はメインフレーム２上に部品供
給装置３、基板位置決め装置４、吸着装置５といった主
な構成要素を配置している。

部品供給装置３の構造は次のようになっている。７は
メインフレーム２上に敷設されたルール６に支持され、
Ｘ軸方向に移動可能なテーブルである。テーブルの上面
には複数個の部品カセット８を着脱可能に配置してい
る。テーブル７は送りネジ９に連結している。送りネジ
９の一端にはステッピングモータ10が連結しており、こ
のステッピングモータ10の駆動により、テーブル７をレ
ール６沿いに移動させて、部品カセット８を後述する部
品取り出しステーションに位置決めするものである。部
品カセット８は第２図に示すように複数個の電子部品11
を等間隔に収納した部品供給テープ12を部品収納間隔と
同ピッチで送り出すものである。

基板位置決め装置４はXYテーブル13を主体に構成され
ている。XYテーブル13の上方には１対のクランプレール
（第１図には一方しか現われていない）14が支持されて
いる。15はクランプレール14の下方に上下動可能に配備
されたバックアップピンベースで、複数の支持孔が設け
られ、ここに複数本のバックアップピンを差し込んで支
持している。バックアップピンベース15は上下動を行う
ものである。XYテーブル13が基板搬入コンベア17に接近
し、そこからクランプレール14へ基板が送り込まれる
と、クランプレール14は基板を挾み込み、バックアップ
ピンベース15が上昇してバックアップピンの上端を基板
の裏面に接触させる。この後XYテーブル13の移動により
基板の電子部品装着装置を後述する部品装着ステーショ
ンに位置決めし、吸着装置５による電子部品の装着を行
う。装着が終ると基板搬出コンベア18がXYテーブル13に
接近し、図示しない送り手段が１対の基板搬出コンベア
18へ基板を送り出すものである。

吸着装置５は、水平面内で割出回転するインデックス
テーブル20の周縁に、インデックステーブル20の割出数
と同数の10個の部品装着ヘッド21を配置したものであ
る。部品装着ヘッド21の軌道中にはＡ〜Ｊのステーショ
ンが設定されている。

第２図及び第３図に基づき、吸着装置５の構造を詳し
く説明する。25はインデックステーブル20の動力源であ
るところのインデックスドライブ装置である。インデッ
クドライブ装置25はメインフレーム２上方に図示しない
梁により支持された天板26に載置されている。インデッ
クスドライブ装置25のドライブシャフト27は天板26の透
孔28を貫通して下方へ延びると共に、フランジ部を天板
26に固定した軸植29にサポートされている。インデック
ステーブル20はドライブシャフト27の下部に装着されて
いる。30はドライブシャフト27の内部に形設した真空ダ
クトである。真空ダクト30は図示しない真空ポンプに接
続しており、その下部開口部にはマニホールド31が装着
されている。マニホールド31は図示しない真空ホースを
介してインデックステーブル20に配置した図示しないメ
カニカルバルブに接続している。インデックステーブル
20の周縁には、ガイドロッド33a、33bが対をなして垂直
に嵌合している。ガイドロッド33a、33bの下端にはＬ字
型のブラケット34が装着されており、ブラケット34の垂
直部にタレット形の部品装着ヘッド21が支軸35を介して
水平軸線回りに回転可能に支持されている。部品装着ヘ
ッド21の外周からは４個のコレット55a、55b、55cが90
゜間隔で放射状に突き出す。部品の吸着は真下に向いた
コレットが行うものである。コレットの選択は部品装着
ヘッド21に形設した歯車57に後述するコレット選択装置
のヘッド回転歯車がかみ合って行われる。コレット55d
は大型部品の吸着を行うものであり、第５図に示すバッ
クアップピン58の小径部より若干大きな吸引ボアが形設
されている。バックアップピン58を植え替え作業にはコ
レットを使ってバックアップピン58を吸着保持するもの
である。従って本実施例の場合、部品装着ヘッド21はバ
ックアップピンマウントヘッドを兼ねるものである。な
おバックアップピン58は上下に間隔を置いて２個のフラ
ンジを有する。部品装着ヘッド21の内部には各コレット
に独立して通じる図示しない真空ダクトが形設されてい
る。この真空ダクトは第３図において部品装着ヘッド21
の裏側に４個所開口しており、真下に向いたコレットに
通じる真空ダクトにサクションノズル32が接続する。サ
クションノズル32はブラケット34に支持され、前記メカ
ニカルバルブに接続している。真空ダクトへのサクショ
ンノズル32の接離は自動的に行われる。ガイドロッド33
a、33bの上端にはアングル36が固定されている。ガイド
ロッド33bの上端はアングル36を突き抜けており、この
突き抜けた部分にバネフック37が装着されている。バネ
フック37にはインデックステーブル20に形設した透孔39
を貫通するコイルバネ38の一端が連結している。コイル
バネ38の他端はインデックステーブル20の下面に装着し
たバネフック40に連結している。アングル36の垂直部に
はローラ42が内側面に取り付けられ、これから少し上方
の外側面にローラ43が取り付けられている。45は天板46
の下面に上端を固定した円筒カムで、下部周縁にカム溝
46を形設しており、ローラ42はこのカム溝46にはまり込
んでいる。円筒カム45のステーションＡ、Ｃ、Ｆ、Ｈに
対応する位置にはカム溝46から下方に切り通した溝47が
形設され、このステーションＡ、Ｃ、Ｆ、Ｈにはヘッド
昇降手段48が配置されている。ヘッド昇降手段48は、天
板26に装着した軸植49により、ガイドロッド50を垂直方
向に摺動可能に支持し、このガイドロッド50の上部を図
示しない駆動手段に連結し、またガイドロッド50下端に
ローラ受51を装着したものである。インデックスドライ
ブ装置25を駆動すると、ローラ42はカム溝46に案内され
ながら転がる。これにより、吸着ヘッド21はカム溝46の
起伏に沿い高さを変えながら割出回転する。ステーショ
ンＡ、Ｃ、Ｆ、Ｈに部品装着ヘッド21が到着すると、ロ
ーラ43がヘッド昇降手段48のローラ受51に乗り上げ、ロ
ーラ42は溝47の上に宙吊りになった形で停止する。昇降
手段48がローラ51を突き下ろすと、部品装着ヘッド21も
それに伴って降下する。

第１図及び第５図に基づき各ステーションにおける作
業内容と、そこに配置される構成要素につき説明する。

ステーションＡは部品供給ステーションで、１個の選
択された部品カセット８がこのステーションに位置決め
され、部品供給テープ12を送り出して電子部品11を供給
する。

ステーションＢでは何ら作業は行われない。

ステーションＣは部品位置規正ステーションで、部品
装着ヘッド21の吸着した電子部品のセンタリングを行う
部品位置規正装置53が配置されている。部品位置規正装
置53は回転盤54上に４個の部品位置決め爪55を放射状に
配置し、この部品位置決め爪55が電子部品を四方から挾
むものであり、例えば特開昭62−53299号公報に記載さ
れたようなものである。

ステーションＤはステーションＢと同様通過ステーシ
ョンである。

ステーションＥは部品吸着確認ステーションで、部品
装着ヘッド21の電子部品吸着状態を検査する部品吸着確
認装置56が配置されている。

ステーションＦは部品吸着ステーションで、基板57を
クランプした基板位置決め装置４が、基板57の部品装着
位置を部品装着ヘッド21の真下に位置決めする。部品装
着ヘッド21は基板57に塗布された接着剤に電子部品を押
し付ける。

ステーションＧは部品廃棄ステーションで、部品廃棄
箱60が配置され、ステーションＥで部品装着ヘッド21が
部品吸着不良と判断された場合ここで部品11を廃棄す
る。

ステーションＨはバックアップピン保管ステーション
で、バックアップピンストッカ61が配置されている。バ
ックアップピンストッカ61はバックアップピンを差し込
む支持孔を複数個設けたテーブル63を第１図に示すXYテ
ーブル62に装着したもので、常時数本のバックアップピ
ン58を保管している。

ステーションＩはコレット選択ステーションで、コレ
ット選択装置64が配置されている。コレット選択装置64
は部品装着ヘッド21の歯車57にかみ合うヘッド回転歯車
65を有しており、必要に応じて部品装着ヘッド21を回転
させ、コレットの変更を行う。

ステーションＪは通過ステーションである。

第４図に各要素の接続状況を示す。

67は演算処理部とメモリ部を含む制御部、68は入出力
インターフェース69は入力部である。

次に第５図乃至第８図を基にバックアップピンの自動
植え替え作業を説明する。

部品装着ヘッド21はステーションＡで電子部品11を取
り出し、ステーションＣ、Ｅで各作業を行いステーショ
ンＦで基板57に電子部品11を装着する。この後ステーシ
ョンＩでヘッド回動歯車65により回転させられて次回作
業が使用するものにコレットを変更し（それが必要であ
る時のみ）、前記動作を繰り返す（第５図）。

基板種類の変更により、バックアップピン58の位置を
変更する必要が生じた時、作業者はデータ入力部69に配
置した機種切り替ボタンを押す。するとクランプレール
14は、基板57のクランプを解き、基板送り手段が基板57
を基板盤出コンベア18に送り込む。バックアップピンベ
ース15は、バックアップピン58の上部フランジが、それ
まで位置決めされていた基板と同じ高さになるまで上昇
する。部品装着ヘッド21は割出回転を続けながら、吸着
中の電子部品11をステーションＧで部品廃棄箱60に捨て
る。次いでステーションＩでヘッド回転歯車65によりコ
レット55dを真下に向けられる。全ての部品装着ヘッド2
1をコレット55dに切り替える（作業者が歌手切り替えボ
タンを押した後は、上記作業が終るまで各ヘッド昇降手
段48は部品装着ヘッド21を下降させない）。上記準備作
業が終るとバックアップピン58の植え替え作業が行われ
る。各部品装着ヘッド21はステーションＦに到着する
と、ヘッド昇降手段48により下降させられ、基板位置決
め装置４によりステーションＦに位置決めされたバック
アップピン58をコレット55dが吸着する。部品装着ヘッ
ド21が上昇すると、バックアップピン58はバックアップ
ピンベース15から抜ける。部品装着ヘッド21はインデッ
クステーブル20が一周した時点で再度下降してバックア
ップピンベース15の支持孔にバックアップピン58を押し
込む（第６図）。この時のバックアップピンベース15
は、もちろん所望の支持孔が部品装着ヘッド21の真下に
来るよう位置を替えられている。この作業を全部の部品
装着ヘッド21により連続して行い、植え替えを完了す
る。

初期基板において必要とされる本数に比べ、バックア
ップピン58が余っている場合には、その余っている分の
バックアップピン58をステーションＨのストッカ61に差
し込む。逆に初期基板において必要とされる本数に比
べ、バックアップピンベース15の支持しているバックア
ップピン58の数が少い場合には、ストッカ63からバック
アップピン58を取り出して埋め合せをする。

第９図に他の実施例を示す。ここには部品装着ヘッド
21にバックアップピン保持専用のコレット90を配置した
ものの一例を示している。コレット90は中空のソケット
91を中心に配置し、その外側に１対の板バネ94を装着し
ている。板バネ94の先端にはバックアップピン58の上部
フランジに形設したＶ溝95に係合する突部を設ける。ソ
ケットの内部にはバックアップピン58を突き出すための
突き出しピン93を配置する。突き出しピン93は部品装着
ヘッド21の正面に配置したエアシリンダ92により進退せ
しめられる。

第10図乃至第12図に、このコレット90がバックアップ
ピンを保持する動作を示す。基板位置決め装置４は、所
望のバックアップピン58をステーションＦに位置決めす
る。これと同時に部品装着ヘッド21はステーションＦに
到着して下降する。部品装着ヘッド21が完全に下降する
と、第11図に示すようにソケット91にバックアップピン
58の上部小径部が嵌合すると共に板バネ94の突部がバッ
クアップピン58の溝95に嵌合し、バックアップピン58は
保持される。この後部品装着ヘッド21はバックアップピ
ンベース15がストッカ61かの所望の透孔にバックアップ
ピン58を突き入れる。部品装着ヘッド21が上昇すると同
時にエアシリンダ92が突き出しピン93を進出させ、突き
出しピン93はバックアップピン58を押し出す。これによ
り、板バネ94の突部はバックアップピンのＶ溝95から抜
け出し、コレット90はバックアップピン58の保持を解く
ものである。

（ト） 発明の効果 本発明では、インデックステーブルにバックアップピ
ンマウントヘッドを配備したので、バックアップピンの
植え替え作業を効率よく行え、機種変更時の段取り時間
を短縮することができると共に、バックアップピンの植
え間違いをなくすことができた。

またバックアップピンマウントヘッドの軌道沿いにバ
ックアップピンのストッカを設けることにより、バック
アップピンの管理を効率よく行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は部品装着装置の概略構造を示す上面図、第２図
は吸着装置の構造を示す断面図、第３図は部品装着ヘッ
ドの概略構造を示す正面図、第４図は各要素の接続状況
を示すブロック図、第５図は部品装着ヘッドが基板に電
子部品を装着する動作を示す展開図、第６図乃至第８図
は部品装着ヘッドのバックアップピン植え替え動作を示
す展開図である。 第９図以下は他の実施例を示し、第９図は部品装着ヘッ
ドの構造を示す一部破断正面図、第10図乃至第12図はバ
ックアップピン植え替え動作を示す一部破断正面図であ
る。 15……バックアップピンベース、58……バックアップピ
ン、57……基板、11……電子部品、21……部品装着ヘッ
ド（バックアップピンマウントヘッド）、61……ストッ
カ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−155696（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−117099（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−131600（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バックアップピンベースの上面に複数本の
   バックアップピンを立て、このバックアップピン上に支
   持した基板に、インデックステーブルの周縁に装着した
   上下動可能な部品装着ヘッドが電子部品を装着するもの
   において、 前記インデックステーブルに、バックアップピンの植え
   替えを行うバックアップピンマウントヘッドを配備した
   ことを特徴とする電子部品装着装置。
2. 【請求項２】前記バックアップピンマウントヘッドの軌
   道沿いにバックアップピンストッカを配置したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子部品装着装
   置。