JP3167848B2 - 実装機の基板位置決め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板に電子部品等のチ
ップ部品を実装する実装機において、特に搬送される基
板を搬送ライン上の所定の実装作業位置に位置決めする
たの実装機の基板位置決め装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンベアにより搬送ラインに沿っ
て搬送されるプリント基板（以下、単に基板という）
を、搬送ライン上の所定の実装作業位置に位置決めした
状態で保持し、この基板上に電子部品等のチップ部品を
自動的に実装するようにした実装機が知られている。こ
のような実装機においては、一般に搬送ラインの所定の
箇所にプレート部材が配設され、このプレート部材に、
基板を押し上げるピン及び基板に係合するピン等、基板
を位置決めするための複数種類の位置決め部材が立設さ
れるとともに、このプレート部材が昇降機構等に連結さ
れて、搬送ライン内に介装された位置と搬送ラインから
下方に退避された位置とに昇降されるようになってい
る。すなわち、上記搬送ラインに沿って基板が搬送さ
れ、上記プレート部材の上方に達すると、上記プレート
部材が上昇されて位置決め部材により基板がコンベア上
方に押し上げられた状態で位置決め保持されるようにな
っている。そして、このように位置決めされた基板に対
して実装作業が施されるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な基板の位置決め装置では、プレート部材に対する位置
決め部材の取付け位置の変更及び取外しが可能とされ、
例えば、プレート部材に多数のねじ孔が縦横整列した状
態に設けられ、基板を位置決め保持するために必要な位
置決め部材がこれらのねじ孔に選択的に螺着されるよう
になっている。

【０００４】すなわち、単一の実装機により、異なるパ
ターンの基板やサイズの異なる基板に対する実装作業を
行う場合には、被実装基板のサイズ等毎に上記ピン等の
位置決め部材の位置を変更したり、位置決め部材を取替
えたりする必要がある。従って、上記のようにプレート
部材に設けられた複数のねじ孔を選択的に使用すること
により、複数種類の基板の位置決めを行なうことができ
るようにしている。

【０００５】しかし、上記のような位置決め装置は、基
板の種類の変更に応じて位置決め部材の取付け位置の変
更や位置決め部材自体の交換等を行う場合に、実装機内
の搬送ラインに対応する位置にあるプレート部材に対し
て位置決め部材の着脱等の作業を行う必要があり、コン
ベア等が邪魔になって作業が難しく、作業能率が悪いと
いう問題があった。

【０００６】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、位置決め部材の交換等の作業を極めて
容易に、かつ迅速に行うことができる実装機の基板位置
決め装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、搬送ラインに
沿って搬送される基板を、搬送ライン上の所定の実装作
業位置で位置決めして支持するように構成された基板の
位置決め装置において、基板を下方から位置決めして支
持するための一乃至複数種類の位置決め部材を装備した
プレートと、このプレートを昇降、かつ着脱自在に支持
する昇降機構と、プレートを昇降機構から取外して保持
する保持部材とを備え、上記プレートは、昇降機構に対
して上下方向に脱着可能に構成され、上記保持部材は、
プレートの下降に伴い該プレートが一定高さに達すると
該プレートを下から支持して昇降機構から取外すととも
に、取外したプレートを搬送ラインの外方に向って引出
し可能に保持するように構成されているものである。

【０００８】

【作用】本発明の基板位置決め装置では、昇降機構によ
りプレートを一定量以上下降させると、プレートが昇降
機構から取り外されて保持部材上に保持され、搬送ライ
ンの外方に引出し可能となる。そのため、被実装基板の
サイズ等が変更される場合等には、プレートを搬送ライ
ンの外方に引出してプレートを単独で取外し、この状態
で位置決め部材の配置変え等の作業を行うことにより、
この種の作業を簡単、かつ速やかに行うことができる。
また、例えば、被実装基板の種類数等に応じて位置決め
部材を装着した複数のプレートを予め準備しておけば、
これらのプレートを交換しつつ使用することもできる。

【０００９】

【実施例】本発明に係る基板位置決め装置の一例を図面
を用いて説明する。

【００１０】図１は、本発明の基板位置決め装置が適用
される実装機の全体を示す平面図である。同図に示すよ
うに、実装機の基台１上には、互いに平行な一対のコン
ベア２ａ，２ｂからなる基板搬送用コンベア２が配置さ
れ、基板Ｐがこの基板搬送用コンベア２に沿って搬送さ
れ、後に詳述する基板位置決め装置３により所定の実装
作業位置に位置決め保持されるようになっている。

【００１１】上記基板搬送用コンベア２の側方には、部
品供給部４が配置されている。この部品供給部４は多数
列のテープフィーダ４ａを備えており、各テープフィー
ダ４ａはそれぞれ、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等
の小片状のチップ部品を所定間隔おきに収納、保持した
テープがリールから導出されるようにするとともに、テ
ープ繰り出し端にはラチェット式の送り機構を具備し、
後述のヘッドユニット５によりチップ部品がピックアッ
プされるにつれてテープが間欠的に繰り出されるように
なっている。

【００１２】また、上記基台１上で上記基板搬送用コン
ベア２の上方には、部品装着用のヘッドユニット５が装
備されている。このヘッドユニット５は、Ｘ軸方向（基
板搬送用コンベア２の方向）及びＹ軸方向（水平面上で
Ｘ軸と直交する方向）に移動可能になっている。

【００１３】すなわち、上記基台１上にはＸ軸方向に一
対の支持部材６ａが設置され、各支持部材６ａ上にＹ軸
方向に延びる一対の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ
９により回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、
上記固定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配
置されて、この支持部材１１に設けられたナット部分１
２が上記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支
持部材１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１３と、
Ｘ軸サーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸１
４とが配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット
５が移動可能に保持され、このヘッドユニット５に設け
られたナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸１４
に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動に
よりボールねじ軸８が回転して上記支持部材１１がＹ軸
方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動
によりボールねじ軸１４が回転して、ヘッドユニット５
が支持部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになっ
ている。

【００１４】上記ヘッドユニット５には、詳しく図示し
ていないが、チップ部品を吸着するためのノズル部材１
６が設けられている。図示の実施例では３本のノズル部
材１６が設けられており、各ノズル部材１６は、ヘッド
ユニット５のフレームに対してＺ軸方向（上下方向）の
移動及びＲ軸方向（ノズル中心軸回り）の回転が可能と
されている。また、各ノズル部材１６には、図外の負圧
供給手段がバルブ等を介して接続されており、必要時、
すなわちチップ部品の吸着時には、所要の部品吸着用の
負圧がノズル部材１６に供給されるようになっている。

【００１５】図２乃至図４は、基板位置決め装置３の構
造を概略的に示している。

【００１６】基板位置決め装置３は、上記支持部材６ａ
に亘って架設された支持板１７上で、上記基板搬送用コ
ンベア２におけるコンベア２ａの内側方（図１及び図２
では上側）となる部位に配設されており、基板搬送用コ
ンベア２に沿って搬送される基板Ｐを位置決め保持する
ための複数種類の位置決め部材を装備したプレート２０
と、このプレート２０を昇降自在に支持する昇降機構
と、必要時にプレート２０を上記昇降機構から取外して
基板搬送用コンベア２の外方に引出し自在に保持する保
持部材とを備えている。

【００１７】上記プレート２０は図２に示すように、方
形状に形成されており、その表面には多数のねじ孔２１
が縦横整列した状態で螺設されている。

【００１８】また、位置決め部材として、プレート２０
を一方のコンベア２ａに対して位置決めするための一対
の第１ロケートピン２２と、搬送される基板Ｐをプレー
ト２０に対して位置決めするための一対の第２ロケート
ピン２３ａ，２３ｂと、基板Ｐを下方から押圧するため
の複数（図２では４個）のプッシュアップピン２４とが
プレート２０上に螺着されている。特に、各プッシュア
ップピン２４は取付板２５に取付けられ、この取付板２
５が上記ねじ孔２１に選択的に螺着されて広範囲の位置
調整が可能とされるとともに、その螺着用のボルトが取
付板２５に形成された長孔２５ａを介してプレート２０
上に螺着されることで位置微調整が可能とされている。
また、上記一対の第２ロケートピン２３ａ，２３ｂのう
ちの一方のピン２３ｂは、Ｙ軸方向の位置調整が可能に
取付けられている。つまり、プレート２０にＹ軸方向に
長く延びる長孔２６が形成され、上記ピン２３ｂがこの
長孔２６を介してプレート２０に取付けられることで位
置調整可能とされている。

【００１９】上記プレート２０は、図２及び図３に示す
ように、上記プレート２０よりも小さい方形状の中間プ
レート２７上に載置されるようになっている。この際、
中間プレート２７上面に突設された一対の位置決めピン
２７ａがプレート２０の穿孔部分に突入された状態でプ
レート２０が中間プレート２７上に載置されるようにな
っている。

【００２０】上記中間プレート２７には、その下面に、
図３に示すように、支持板１７の下方に配設されたエア
シリンダ２８のロッドが接続されており、このエアシリ
ンダ２８へのエア圧の給排に応じて中間プレート２７が
昇降されるようになっている。つまり、実装時以外で
は、中間プレート２７が図３の実線に示すように後述の
下側プレート２９に当接した下降状態とされることによ
り上記プレート２０と中間プレート２７とが一体に基板
搬送用コンベア２の下方に退避し、一方、実装時には、
同図の二点鎖線に示すように中間プレート２７とプレー
ト２０が一体に上昇して、上記各位置決め部材による基
板Ｐの位置決めが行われるようになっている。より具体
的には、実装時に上記中間プレート２７とプレート２０
が一体的に上昇すると、図４に示すように、プレート２
０の各第１ロケートピン２２がコンベア２ａの側板２ｄ
等の所定の穿孔部分に突入するとともに、各第２ロケー
トピン２３ａ，２３ｂが基板Ｐの所定の位置決め孔に突
入し、また、これと同時に、プッシュアップピン２４に
より基板Ｐが下方から押し上げられる。これにより基板
Ｐがコンベアから離れてプッシュアップピン２４で支持
され、かつ各ロケートピン２３ａ，２３ｂで移動が阻止
される状態となって、実装位置に位置決めされるように
なっている。

【００２１】一方、上記中間プレート２７の下方には、
Ｘ軸方向に延びる細長の下側プレート２９が配設されて
おり、この下側プレート２９が昇降可能にされている。
すなわち、下側プレート２９の両端部下面には、それぞ
れ支持板１７上に固定された一対のエアシリンダ３１の
ロッドが接続されており、このエアシリンダ３１へのエ
ア圧の給排に応じて図３の実線に示す上昇位置と、一点
鎖線に示す下降位置とに昇降されるようになっている。

【００２２】上記下側プレート２９は、通常の状態で上
昇位置に保持されるようになっており、上記中間プレー
ト２７が下降した状態では、中間プレート２７が下側プ
レート２９上に積層されるようになっている。この際、
下側プレート２９には、中間プレート２７下面に突設さ
れた一対のガイドピン２７ｂが貫通されるようになって
いる。また、上記下側プレート２９の略中央となる部分
には、その下面に円筒上のガイド部３０が接合されてお
り、上記エアシリンダ２８のロッドが、このガイド部３
０に挿通された状態で上記中間プレート２７の下面に接
合されている。

【００２３】上記支持板１７上で、上記エアシリンダ３
１の内側方（図３で内側方）となる部分には、保持部材
を構成する一対の保持側板３２ａ，３２ｂが配設されて
いる。これらの各保持側板３２ａ，３２ｂは共にＹ軸方
向に延び、かつ互いに平行となるように支持板１７上に
固定されている。各側板２２ａ，２２ｂの配設間隔は、
上記プレート２０のＸ軸方向の寸法より若干広い程度と
されており、これらの各対向面の上端縁部には、それぞ
れ複数のベアリング３３がＹ軸方向に並んだ状態で軸支
されている。また、図４に示すように、各保持側板３２
ａ，３２ｂには上記下側プレート２９に対応する部分に
切欠部３４が形成されており、上記下側プレート２９が
下降する際には、この切欠部３４内に下側プレート２９
が介入するようになっている。

【００２４】一方、上記支持板１７上で、上記エアシリ
ンダ３１の外側方（図３では左右外側方）となる位置に
はブラケット３５がそれぞれ配設され、この各ブラケッ
ト３５の上端に内側方向に向けて突出する天板３６が設
けられており、この天板３６の先端部位の下面には、垂
直方向に延びる軸体３７と、この軸体３７に沿って移動
する付勢板３８と、この軸体に挿通されて上記付勢板３
８を下方に付勢するコイルバネ３９とが設けられてい
る。上記付勢板３８は、図３に示すように、通常状態で
上記コイルバネ３９の付勢力により、その基端部が上記
保持側板３２ａ，３２ｂの上端部に当接されつつ、その
先端部が上記プレート２０のＸ軸方向の縁部の上面に当
接している。そして、上記中間プレート２７が上昇され
ることによりプレート２０が上昇すると、同図の二点鎖
線に示すように、付勢板３８がプレート２０に係合した
状態で一体的に上方に押し上げられるようになってい
る。

【００２５】次に、以上のように構成された上記実装機
の動作を簡単に説明しつつ上記基板位置決め装置３の作
用について詳述する。

【００２６】先ず、実装動作が開始されると、上記基板
搬送用コンベア２の各コンベア２ａ，２ｂが駆動され、
図外の基板供給部から基板Ｐが搬送されてくる。そし
て、搬送に伴い基板Ｐの先端部が図外のストッパ部材に
当接すると、そのタイミングで上記基板位置決め装置３
が駆動されて、基板Ｐが所定の実装作業位置に位置決め
される。すなわち、上述のように上記中間プレート２７
とプレート２０が一体に上昇して基板Ｐが持ち上げ式に
位置決め保持される。

【００２７】そして、上記のように基板Ｐが位置決め保
持されると、上記Ｘ軸サーボモータ１５及びＹ軸サーボ
モータ９の駆動により、上記ヘッドユニット５が上記部
品供給部４上方に移動され、部品を吸着すべきノズル部
材１６が下降されて、テープフィーダ４ａから所望のチ
ップ部品を吸着して上昇する。その後、再度上記各サー
ボモータ９，１５が駆動されることによって、ヘッドユ
ニット５が、図外の部品検査装置の配設位置に移動さ
れ、ここで吸着されたチップ部品に対する所定の検査が
行われる。そして、この検査が終了すると、ヘッドユニ
ット５が基板Ｐ上に移動されるとともに、チップ部品を
吸着したノズル部材１６が下降されて、基板Ｐ上の所定
の部品装着位置にチップ部品が装着されることになる。

【００２８】そして、上記のような動作を繰り返すこと
により、基板Ｐに対する所定の実装作業が終了すると、
上記エアシリンダ２８に対するエア圧の供給が遮断さ
れ、これよりプレート２０と中間プレート２７とが一体
に上記付勢板３８の付勢力により下方に押し下げられ
る。これにより当該基板Ｐの位置決め保持状態が解除さ
れて、当該基板Ｐが再度各コンベア２ａ，２ｂにより後
工程へと搬出されるとともに、新たな基板Ｐが基板搬送
用コンベア２に沿って搬入されてくる。

【００２９】ところで、上記実装機において、サイズの
異なる基板Ｐやパターンの異なる基板Ｐに対してチップ
部品の実装を行う場合には、被実装基板の変更に応じて
プレート２０の各位置決め部材を交換等する必要があ
る。この場合、上記実装機では、先ず、図３に示す状態
で、上記各エアシリンダ３１へのエア圧の供給を遮断
し、下側プレート２９を下降位置に保持することで、上
記プレート２０を基板位置決め装置３から取り外すこと
が可能となり、容易にプレート２０の位置決め部材を交
換等することができる。

【００３０】より詳細に説明すると、図３に示す状態の
下では、エアシリンダ３１へのエア圧の供給が行われる
一方で、上記エアシリンダ２８へのエア圧の供給が遮断
されているので、中間プレート２７及びプレート２０は
その自重で、上昇位置に保持されている下側プレート２
９の上部に積層された状態となっている。従って、この
状態で上記エアシリンダ３１へのエア圧の供給を遮断す
ると、これに伴い下側プレート２９が自重で下降すると
ともに、この下側プレート２９の下降に応じてプレート
２０及び中間プレート２７が一体に下降することにな
る。ところが、一定量下降すると、上記プレート２０の
Ｘ軸方向の両端部が、上記保持側板３２ａ，３２ｂの各
ベアリング３３上に乗り、これにより図５及び図６に示
すように、プレート２０のみが上記中間プレート２７か
ら取り外されて上記ベアリング３３上に保持された状態
となる。従って、この状態でプレート２０をＹ軸方向に
引くことにより、図６の一点鎖線に示すように、プレー
ト２０が基板搬送用コンベア２の外方に容易に引出され
ることになる。

【００３１】つまり、上記実装機においては、上述のよ
うにプレート２０の基板位置決め装置３に対する着脱が
容易なので、サイズの異なる基板Ｐやパターンの異なる
基板Ｐに応じて位置決め部材を装着した複数のプレート
２０を予め準備しておき、基板Ｐの種類等の変更毎にプ
レート２０を交換するようにすれば、極めて迅速に被実
装基板の種類の変更に対応することが可能となる。従っ
て、基板の種類の変更毎にプレート上に螺着されている
多数の位置決め部材を個々に交換していた従来の基板位
置決め装置と比較すると、位置決め部材の交換を極めて
迅速に行うことができる。

【００３２】また、単一のプレート２０で位置決め部材
を交換等しながら複数種類の基板Ｐに対応するような場
合でも、プレート２０を実装機外部に引出して位置決め
部材の交換等を行うことができるので、基板搬送用コン
ベア２内に作業者が手や工具を挿入しつつ位置決め部材
の交換を行う必要がなく、作業性や安全面においても有
利なものとなっている。

【００３３】なお、上記実施例の基板位置決め装置は、
本発明の一実施例であって、その具体的構成は本発明の
要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、
上記実施例ではプレートの昇降機構としてエアシリンダ
を駆動源とした機構が採用されているが、これをモータ
とカム等からなる昇降機構で構成するようにしてもの構
わない。

【００３４】また、上記一対のロケートピン２３ａ，２
３ｂの代りに、図７に示すようなプッシュイン部材４０
を用いるようにしてもよい。このプッシュイン部材４０
は、プレート２０上に取付けられるブラケット４１にス
テイ４２を介してエアシリンダ４３が取付けられ、この
エアシリンダ４３のロッドにブロック状のプッシャー４
４を取り付けた構造となっている。そして、基板Ｐが所
定の作業位置に達したときに、上記プッシャー４５で基
板Ｐを一方側から押圧し、他方側の受け部材（図示せ
ず）に基板Ｐを押し付けるようになっている。このプッ
シュイン部材４０を用いる場合でも、プレート２０に位
置調節可能に取り付けるようにすればよい。

【００３５】また、上記基板位置決め装置が適用される
実装機の構造等も本発明により限定されるものではな
く、適宜変更可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の基板位置
決め装置では、昇降機構によりプレートを一定量以上下
降させると、プレートが昇降機構から取り外されて保持
部材上に保持され、搬送ラインの外方に引出し可能とな
る。従って、プレートを搬送ラインの外方に単独で取外
し、この状態で位置決め部材の配置変え等の作業を行う
ことにより、この種の作業を速やかに行うことができる
ようになる。また、被実装基板の種類数等に応じた位置
決め部材を装着した複数のプレートを予め準備し、これ
らのプレートを交換しつつ使用することもでき、被実装
基板の種類の変更時の位置決め部材の交換等を容易に、
かつ迅速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板位置決め装置の一例が適用される
実装機を示す平面図である。

【図２】基板の位置決め装置を示す平面拡大図である。

【図３】図２におけるＡ矢視図である。

【図４】図２におけるIV−IV断面図である。

【図５】下側プレートが下降した状態を示す図２のＡ矢
視図である。

【図６】下側プレートが下降した状態を示す図２のIV−
IV断面図である。

【図７】プッシュイン部材を示す側面図である。

【符号の説明】

３ 基板位置決め装置 ２０ プレート ２１ ねじ孔 ２２ 第１ロケートピン ２３ａ，２３ｂ 第２ロケートピン ２４ プッシュアップピン ２７ 中間プレート ２８，３１ エアシリンダ ２９ 下側プレート ３３ ベアリング ３４ａ，３４ｂ 保持側板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 13/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送ラインに沿って搬送される基板を、
   搬送ライン上の所定の実装作業位置で位置決めして支持
   するように構成された基板の位置決め装置において、上
   記基板を下方から位置決めして支持するための一乃至複
   数種類の位置決め部材を装備したプレートと、このプレ
   ートを昇降、かつ着脱自在に支持する昇降機構と、上記
   プレートを昇降機構から取外して保持する保持部材とを
   備え、上記プレートは、上記昇降機構に対して上下方向
   に脱着可能に構成され、上記保持部材は、上記プレート
   の下降に伴い該プレートが一定高さに達すると該プレー
   トを下から支持して昇降機構から取外すとともに、取外
   したプレートを搬送ラインの外方に向って引出し可能に
   保持するように構成されていることを特徴とする実装機
   の基板位置決め装置。