JP3342119B2 - 電子部品装着システム - Google Patents
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Description
関するものであり、特に、装着精度の向上に関するもの
である。
ニットを複数備え、それら部品装着ユニットが並行して
電子部品の装着を行う装置がある。従来のこの種の電子
部品装着システムは、複数の部品装着ユニットと、装着
対象材搬送装置とを含むように構成されていた。複数の
部品装着ユニットはそれぞれ、部品装着具と、その部品
装着具を水平面内において直交する2方向および上下方
向に移動させる部品装着具移動装置とを含み、水平面内
における2つの移動方向の一方に平行な一直線に沿って
並べられる。装着対象材搬送装置は、部品装着ユニット
の並ぶ方向と平行に並んだ複数の装着対象材支持部材を
備え、各装着対象材支持部材に矩形の軌跡を描く搬送運
動をさせるものであり、各装着対象材支持部材は、装着
対象材を位置決めピンにより位置決めした状態で支持す
るものである。
によって支持されない状態では支持台により支持されて
いるが、各装着対象材支持部材の上昇に伴う位置決めピ
ンの各装着対象材の位置決め穴への嵌入により位置決め
されるとともに下方から支持されて支持台から一斉に持
ち上げられ、装着対象材支持部材の間欠的な前進により
一斉に一定ピッチずつ移動させられる。複数の部品装着
ユニットはそれぞれ、装着対象材が停止する毎に、装着
対象材の自己の部品装着エリア内の部分に並行して電子
部品を装着する。装着対象材をそれの長さに相当する距
離だけ移動させた後、装着対象材支持部材が下降させら
れると、装着対象材が再び支持台により支持される。し
たがって、装着対象材支持部材が元の位置に復帰させら
れるときには装着対象材は移動しない。そのため、装着
対象材支持部材が復帰位置において再び上昇するときに
は、先に位置決め支持した装着対象材より一つ上流側の
装着対象材を位置決め支持することになる。
装着対象材に基準マークを設け、電子部品を精度良く装
着することも行われていた。電子部品が装着されていな
い新たな装着対象材は、最上流の部品装着ユニットより
上流側の位置に待機しており、装着対象材支持部材によ
り位置決め支持された後、部品装着エリアへの移動に先
立って基準マークを撮像される。この撮像データと基準
データとの比較により、装着対象材の位置決め誤差が算
出され、この位置決め誤差データは装着対象材の移動に
伴って部品装着ユニットへ順次送られ、電子部品装着時
に位置決め誤差を解消すべく部品装着具の移動位置が修
正される。
うにしてもなお、電子部品の装着精度が悪い問題があっ
た。従来の電子部品装着システムにおいては、装着対象
材支持部材の位置決めピンの装着対象材の位置決め穴へ
の嵌入によって装着対象材が位置決めされるようになっ
ている。しかし、装着対象材は剛性の低いものであるの
が普通であり、剛性の低い装着対象材に位置決め穴を精
度良く設けることは容易ではない。また、位置決めピン
は、装着対象材を装着対象材支持部材の配列ピッチに等
しい距離移動させる毎に離脱させられて1つ上流側の装
着対象材の位置決め穴に嵌入させられるのであり、1つ
の装着対象材が部品装着ユニットの最上流から最下流へ
至るまでの間にその装着対象材の位置決め穴への位置決
めピンの嵌入,離脱が繰り返される。しかるに、装着対
象材は前述のように剛性の低いものであるから、位置決
めピンの嵌入時に位置決め穴の周辺に撓みが生じ、位置
決めピンが位置決め穴に嵌入する毎に異なる位置決め誤
差が生じる。まして、嵌入,離脱を繰り返す位置決めピ
ンが毎回異なるのであるから尚更である。したがって、
基準マークの撮像により検出した位置決め誤差に基づい
て部品装着具の移動位置を修正しても精度良く装着でき
ないのである。請求項1ないし9の発明はいずれも、複
数の部品装着ユニットによって電子部品を精度良く装着
することができる電子部品装着装置を提供することを課
題として為されたものである。
上記の課題を解決するために、(a)それぞれ部品装着
具と、その部品装着具を3次元空間内で移動させる部品
装着具移動装置とを含み、一線に沿って並ぶ複数の部品
装着ユニットと、(b)それぞれ電子部品が装着される
装着対象材を少なくとも1つ位置決めして支持し、前記
複数の部品装着ユニットが並ぶ方向と平行に並ぶ複数の
装着対象材支持部材と、(c)それら装着対象材支持部
材を装着対象材支持部材が並ぶ方向へ一斉に、少なくと
も前記部品装着ユニットによる部品装着時には装着対象
材支持部材を正確に位置決めしつつ、前記一線に沿って
並ぶ複数の部品装着ユニットの最上流側から最下流側へ
搬送する装着対象材支持部材搬送装置と、(d)その装
着対象材支持部材搬送装置による搬送を待つ待機領域に
ある前記装着対象材支持部材に支持された装着対象材の
装着対象材支持部材に対する位置決め誤差を検出する位
置決め誤差検出装置と、(e)前記複数の部品装着ユニ
ットの各々を制御し、各部品装着ユニットの部品装着エ
リアに搬送された装着対象材支持部材が支持する装着対
象材の位置決め誤差を解消すべく前記部品装着具の移動
位置を修正しつつ複数の部品装着具に電子部品の装着を
行わせる装着制御装置とを含む電子部品装着システムに
おいて、前記装着対象材支持部材に開口側ほど間隔が広
くなるテーパ面を有する位置決め凹部を設ける一方、前
記装着対象材支持部材搬送装置に、(1)前記一線と直交
する軸方向に移動可能かつその軸方向と直交する方向に
は移動不能に設けられ、前記位置決め凹部に係合可能な
位置決め部材と、(2)その位置決め部材を位置決め凹部
に押し付ける押付装置と、(3)その押付装置により位置
決め部材を介して前記装着対象材支持部材に加えられる
押付力とは逆向きに装着対象材支持部材に当接し、その
装着対象材支持部材の前記位置決め部材の移動方向にお
ける位置決めを行う当接部材とを設けたことを特徴とす
る。
材支持部材を複数の部品装着ユニットの最上流側から最
下流側まで間欠的に搬送するものとされる。この場合、
装着対象材支持部材搬送装置は、従来の電子部品装着シ
ステムにおける矩形運動や、実施例の項において説明す
るように往復運動により搬送するものとしてもよく、螺
旋状の突条や溝を有するカムの回転により搬送するもの
としてもよい。装着対象材への電子部品の装着は、装着
対象材支持部材の停止中に行われるようにする。
明に係る電子部品装着システムの前記装着対象材支持部
材搬送装置が、前記一線に平行な方向に延び、前記装着
対象材支持部材の前記一線に平行な両側部に下方と側方
とから接触して装着対象材支持部材の移動を案内する一
対のガイドを備えたものとされ、それら一対のガイドの
一方に、前記位置決め部材が前記装着対象材支持部材に
側方から係合可能に設けられ、他方のガイドの前記装着
対象材支持部材に側方から接触可能な部分が前記当接部
材とされる。請求項3の発明においては、請求項1また
は2の発明に係る電子部品装着システムの前記装着対象
材支持部材搬送装置が、前記装着対象材支持部材を一定
の搬送ピッチずつ搬送するものとされ、前記位置決め部
材および前記押付装置が、前記一線に平行な方向に前記
搬送ピッチの整数倍のピッチで並べて複数配設される。
請求項4の発明においては、請求項1ないし3のいずれ
かの発明に係る電子部品装着システムの前記押付装置
が、前記位置決め部材を前記位置決め凹部に係合する向
きに付勢するスプリングと、そのスプリングの付勢力に
基づく前記位置決め部材の移動限度を規定する手段とを
備えたものとされる。請求項5の発明においては、請求
項1ないし4のいずれかの発明に係る電子部品装着シス
テムの前記押付装置が、前記位置決め部材を前記位置決
め凹部に係合する位置と、その位置決め凹部から離間す
る位置とに移動させる装置を備えたものとされる。請求
項6の発明においては、請求項5の発明に係る電子部品
装着システムの前記位置決め凹部が、下方ほど径の大き
いテーパ穴を含むものとされ、前記位置決め部材が前記
テーパ穴に対応するテーパ部を有するものとされ、前記
押付装置が前記位置決め部材を昇降させるものとされ
る。請求項7の発明においては、請求項6の発明に係る
電子部品装着システムの前記位置決め凹部が、前記テー
パ穴に加えて、長穴であって幅が下方ほど広くなるもの
を含むものとされ、その長穴に対しても前記位置決め部
材および前記押付装置が設けられる。
る発明における(a)の部品装着ユニット,(b)の装
着対象材支持部材,(c)の装着対象材支持部材搬送装
置,(d)の位置決め誤差検出装置,(e)の装着制御
装置を含む電子部品装着システムにおいて、装着対象材
支持部材搬送装置を、 前記一線に平行な方向に延び、円
形の横断面形状を有し、外周面に螺旋状の突条が形成さ
れたカムと、そのカムをそのカムの軸線まわりに回転さ
せるサーボモータと、 前記装着対象材支持部材に設けら
れ、前記突条を両側から挟む一対の係合ローラとを備え
たものとしたことを特徴とする。 そして、請求項9の発
明は、上記請求項8の発明に係る電子部品装着システム
の前記装着対象材支持部材搬送装置を、前記一線に平行
に延びるガイドレールと、そのガイドレールにそのガイ
ドレールの長手方向と直交する方向に移動不能に係合す
るとともに前記装着対象材支持部材に固定されたガイド
ブロックとを備えたものとしたことを特徴とする。
装置において複数の部品装着ユニットが、装着対象材支
持部材の搬送により自己の部品装着エリアへ移動させら
れた装着対象材に並行して電子部品を装着し、装着対象
材が部品装着ユニットを最上流側から最下流側まで移動
する間に全部の電子部品が装着される。電子部品の装着
時には、位置決め誤差検出装置により検出された位置決
め誤差に基づいて複数の部品装着ユニットの各部品装着
具の移動位置が修正され、電子部品が装着対象材の部品
装着位置に精度良く装着される。
が広くなるテーパ面を有する位置決め凹部が設けられて
おり、そのテーパ面に、押付装置により位置決め部材が
押し付けられ、その位置決め部材を介して装着対象材支
持部材に加えられる力が受け面により受けられる。換言
すれば、装着対象材支持部材が押付装置の押付け力によ
り受け面に押し付けられるのであり、それによって、装
着対象材支持部材の受け面に直角な方向の位置決めが行
われる。また、その受け面に平行な方向の位置決めは、
位置決め部材のテーパ面への係合によって行われるた
め、装着対象材支持部は受け面に直角な方向と平行な方
向との2方向について正確に位置決めされる。そして、
その装着対象材支持部材は、部品装着ユニットの最上流
側から最下流側へ搬送されるまでの間、同じ装着対象材
を位置決めして支持しているため、結局、装着対象材は
装着時に部品装着ユニットの各々に対して精度良く位置
決めされることとなり、待機領域において算出した位置
決め誤差に基づいて部品装着具の位置を修正すれば精度
良く電子部品を装着することができる。したがって、請
求項1の発明によれば、複数の部品装着ユニットに並行
して電子部品を装着させることにより電子部品の装着能
率を高め得るとともに、装着時には装着対象材支持部材
を精度良く位置決めし得るため、電子部品を精度良く装
着することができる。装着対象材支持部材は装着対象材
に比較して剛性が高く、位置決めピン等の位置決め部材
を用いて精度良く位置決めすることができ、電子部品を
精度良く装着することができるのである。
持部材の前記一線に平行な両側部が一対のガイドにより
下方と側方との両方から案内されるとともに、装着時に
は、それらガイドの一方に設けられた位置決め部材が押
付装置により装着対象材支持部材のテーパ面に側方から
押し付けられ、その押付け力により装着対象材支持部材
が他方のガイドに押し付けられ、それによって、装着対
象材支持部材が前記一線に平行な方向と直角な方向、す
なわち、一対のガイドレールが互いに隔たっている方向
と、ガイドレールの長手方向との2方向に関して精度良
く位置決めされる。請求項3の発明においては、装着対
象材支持部材搬送装置が装着対象材支持部材を一定の搬
送ピッチずつ搬送し、その搬送ピッチの整数倍のピッチ
で位置決め部材および押付装置が設けられているため、
装着対象材支持部材の、その装着対象材支持部材が一ピ
ッチ搬送されて停止する毎に複数の位置決め部材の少な
くとも1つに丁度対向する部分に、前記テーパ面を設け
て置けば、装着対象材支持部材が停止する毎に、位置決
め部材の少なくとも1つがテーパ面に係合して装着対象
材支持部材を精度良く位置決めする。請求項4の発明に
おいては、位置決め部材がスプリングによりテーパ面に
係合する向きに付勢されているが、その付勢力に基づく
移動限度が規定されているため、脱落することはない。
そして、装着対象材支持部材の、前記位置決め凹部が設
けられていない部分が位置決め部材に対向している間
は、その部分により位置決め部材がスプリングの付勢力
に抗して後退させられているが、位置決め凹部が対向す
る状態となれば、位置決め部材の突出が許容され、位置
決め凹部のテーパ面に係合して、装着対象材支持部材を
位置決めする。また、装着対象材支持部材搬送装置によ
り装着対象材支持部材が搬送される際には、テーパ面の
斜面の効果により位置決め部材が位置決め凹部から押し
出され、装着対象材支持部材の移動が許容される。押付
装置の構成が単純であり、装置コストを低減させること
ができる。請求項5の発明においては、位置決め部材
が、押付装置により、テーパ面に係合する前進位置と、
テーパ面から離間する後退位置とに移動させられる。そ
して 、位置決め部材が後退位置に移動させられた状態に
おいては装着対象材支持部材の移動が許容され、位置決
め部材が前進位置に移動させられれば、位置決め部材が
テーパ面に係合させられ、装着対象材支持部材を精度良
く位置決めする。位置決め部材のテーパ面に対する係
合,離脱を積極的に行わせることができるため、請求項
4に係る発明に比較して、テーパ面のテーパを小さくし
たり、位置決め部材のテーパ面への押付け力を大きくし
たりすることができ、装着対象材支持部材の位置決め精
度を高めることが容易となる。請求項6の発明において
は、位置決め凹部が下向きに開口しており、その位置決
め穴に、テーパ部を有する位置決め部材が押付装置によ
り昇降させられて、下方から位置決め穴に嵌入させられ
る。互いに対応するテーパ部とテーパ面との係合によ
り、装着対象材支持部材はそれらテーパ面およびテーパ
部の軸線に直角な平面内において精度良く位置決めされ
る。請求項7の発明においては、請求項6の発明に係る
電子部品装着システムの前記位置決め凹部が、前記テー
パ穴に加えて、幅が下方ほど広くなる長穴が設けられ、
それらテーパ穴と長穴とにそれぞれ位置決め部材のテー
パ部が係合させられる。それによって、装着対象材支持
部材はテーパ穴の軸線と直交する平面内において精度良
く位置決めされるのみならず、テーパ穴の軸線まわりの
回転方向に関しても精度良く位置決めされる。テーパ穴
を、そのテーパ穴の軸線に直角な方向に隔たった2つの
位置に設けても、同様な作用,効果が得られるのである
が、その場合には、2つのテーパ穴の軸線間の距離と、
2つの位置決め部材の軸線間の距離とを精度良く一致さ
せることが必要であり、加工コストが高くなることを避
け得ない。それに対して、テーパ穴と長穴とにすれば、
高い加工精度を必要とせず、加工コストを低減させるこ
とができる。
ムにおいては、前記一線に平行な方向に延びるカムの螺
旋状の突条に、一対の係合ローラが両側から係合させら
れる。その状態でカムがサーボモータにより回転させれ
ば、係合ローラがカムの軸方向に移動させられ、それら
係合ローラが設けられた装着対象材支持部材も同方向へ
移動させられる。一対の係合ローラはカムの突条に、そ
の突条の一端から係合させ、他端から離脱させることが
できるため、複数の装着対象材支持部材を連続して一方
向に搬送するのに適している。また、一対の係合ローラ
はカムの突条に精度良く(例えば、ネガティブクリアラ
ンスで)係合させることができるため、カムの加工精度
を高くすれば、装着対象材支持部材の送り精度を向上さ
せることができる。しかも、サーボモータによりカムを
回転させるのであるため、装着対象材支持部材の搬送ピ
ッチを任意に変更することができる。 その上、請求項9
の発明に従って、装着対象材支持部材搬送装置を、前記
一線に平行に延びるガイドレールと、そのガイドレール
にそのガイドレールの長手方向と直交する方向に移動不
能に係合するとともに前記装着対象材支持部材に固定さ
れたガイドブロックとを備えたものとすれば、装着対象
材支持部材のカムの軸方向と直交する方向における位置
決め精度も高めることができ、電子部品の装着精度を一
層高めることができる。
ステムを例に取り、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。図1および図2において10はベッド
である。ベッド10上には、パレット搬送装置12とパ
レット戻し装置14とが水平面内においてX軸方向(図
1において左右方向)に延び、Y軸方向に並んで設けら
れ、それら装置12,14の上方に電子部品装着機16
が設けられている。また、ベッド10に隣接して電子部
品供給装置20が設けられている。以下、各装置を説明
する。
ユニット30を備えている。これら部品装着ユニット3
0は、水平面内においてX軸方向に延びる一直線に沿っ
て並べられている。
は、図2に示すようにベース10上に、隣接する部品装
着ユニット30のユニット本体32と隙間なく並んで固
定されており、Y軸方向に延び、パレット戻し装置14
およびパレット搬送装置12を超えて電子部品供給装置
20に至る長さの支持部34を有している。支持部34
の下面にはボールねじ36(図3参照)がY軸方向に平
行に取り付けられるとともにY軸スライド38が螺合さ
れており、ボールねじ36がY軸サーボモータ40(図
8参照)によって回転させられることによりY軸スライ
ド38がガイドレール42に案内されて移動させられ
る。
方向に延びる軸44が固定されるとともに、スリーブ4
6が軸受48,50を介して回動可能に取り付けられて
いる。スリーブ46の下面には被駆動ギヤ52および回
動アーム54の一端部が固定されている。被駆動ギヤ5
2は減速機56の出力軸に固定の駆動ギヤ58に噛み合
わされており、タイミングプーリ60,61,タイミン
グベルト62および減速機56を介して回動用サーボモ
ータ64の回転が伝達され、回動アーム54がZ軸まわ
りに回動させられる。
ボールねじ66がZ軸方向に取り付けられるとともにZ
軸スライド68に固定のナット70が螺合されている。
ボールねじ66にはZ軸サーボモータ72の回転がタイ
ミングプーリ74,76,タイミングベルト78により
伝達され、Z軸スライド68がガイドレール79に案内
されて昇降させられる。
わりに回転可能かつ軸方向に移動不能に支持されるとと
もに、ロッド80のZ軸スライド66から突出した下端
部には部品吸着具82が取り付けられている。部品吸着
具82の吸着具本体84はロッド80にZ軸方向に相対
移動可能かつ抜け出し不能に保持されるとともに、図示
しないスプリングによってロッド80から抜け出す向き
に付勢されている。吸着具本体84には吸着管88が固
定され、ロッド80内に形成されたバキューム通路9
0,Z軸スライド68内に形成されたバキューム通路9
2等により図示しないバキューム源からバキュームが供
給され、電子部品を吸着する。吸着管88には、円形の
バックプレート94が取り付けられている。バックプレ
ート94は吸着管88が吸着する電子部品より大きく、
光を吸収するものとされており、電子部品の上方に黒色
の背景を形成する。
により伝達されるステッピングモータ104の回転によ
りZ軸まわりに回転させられ、部品吸着具82が自身の
軸線のまわりに回転させられる。
動,回動アーム54の回動およびZ軸スライド68の昇
降により3次元空間内で移動させられる。なお、部品吸
着具82は回動アーム54の回動によりX軸方向に移動
させられるのであるが、回動アーム54は、部品装着ユ
ニット30のユニット本体32のX軸方向の寸法の半分
よりも長く、回動アーム54の回動角度は、部品吸着具
82がX軸方向において左右両側にそれぞれ隣接する部
品装着ユニット30のユニット本体32がX軸方向にお
いて占める領域内に進入する大きさとされている。それ
により、隣接する部品装着ユニット30の部品吸着具8
2のX軸方向における移動範囲がオーバラップし、図1
1に示すように、16個の部品装着ユニット30の各部
品装着エリアA1 〜A16の一部がX軸方向において互に
重なっている。
パレット搬送装置12は、プリント基板110を支持す
るパレット112を搬送する。パレット112は、図4
に示すように、矩形の基台114を有し、基台114の
X軸方向に平行な一対の側面のうち、搬送時にパレット
戻し装置14側になる側面には、一対の円錐形のノッチ
115がパレット112の搬送ピッチPの倍数に等しい
距離を隔てて形成されている。
縁部にはそれぞれ、基板ガイド116が立設されてい
る。これら基板ガイド116は板状を成し、各基板ガイ
ド116の上端部にはそれぞれ、互に対向する内側面に
開口するとともにX軸方向に延びる係合溝118が形成
されている。基板ガイド116にはまた、係合溝118
の下側の溝側面と基板ガイド116の内側面とに開口
し、上下方向に延びる複数の係合切欠120が適宜の間
隔を隔てて形成されている。
板押さえ部材122が複数固定されている。基板押さえ
部材122は基板ガイド116から他方の基板ガイド1
16側へ延び出させられ、その突出端部の下面は係合溝
118の上側の溝側面と同一平面内に位置させられてい
る。基板ガイド116には、前記複数の係合切欠120
に対応する位置にそれぞれ基板押さえ部材122を固定
するための雌ねじ穴124が形成されており、基板押さ
え部材122は係合切欠120に対応する位置に固定さ
れる。
設され、昇降板130が摺動可能に嵌合されるととも
に、スプリング132によって上方に付勢されている。
昇降板130上のX軸方向に平行な両側縁にはそれぞ
れ、基台114より長い座板134が蝶ねじ135によ
り固定され、各座板134上には図5に示すようにL字
形を成す支持部材136が複数固定されている。座板1
34には支持部材136を固定するための複数の雌ねじ
穴138が前記基板ガイド116に設けられた係合切欠
120に対応する位置に設けられており、座板134に
固定された支持部材136は係合切欠120に摺動可能
に嵌合されている。
ピン140が固定されている。バックアップピン140
は板状の台座142に立設され、台座142は長穴14
4においてねじ146により昇降板130に固定されて
いる。バックアップピン140はプリント基板110を
下から支持してプリント基板110の下方に凸の反りを
修正するとともに、電子部品装着時にプリント基板11
0を支持する。
めの雌ねじ穴148が多数の格子点に形成されており、
プリント基板110の種類に応じてバックアップピン1
40の位置を選択することができる。また、台座142
を長穴144においてねじ146に対して移動させると
ともにねじ146のまわりに回動させることにより、バ
ックアップピン140の位置を調節することができる。
したがって、例えば、プリント基板が表裏両面に電子部
品が装着されるものであって一方の面に既に電子部品が
装着されているなど、凹凸がある場合、バックアップピ
ン140の位置を選択,調節することにより、電子部品
等の凸部を避けてプリント基板110を支持することが
できる。
により回動可能に取り付けられたレバー162の一端部
に係合させられている。レバー162の一端部はヨーク
状を成し、昇降板130の下面に突設された段付状の係
合部材164の小径部に係合させられており、他端部は
基台114からパレット搬送方向において下流側へ突出
させられている。レバー162は、後述する待機領域と
基板降ろし位置とにそれぞれ設けられたエアシリンダ1
68(図8参照)により回動させられ、昇降板130を
スプリング132の付勢力に抗して下降させる。昇降板
130の昇降により支持部材136が昇降し、プリント
基板110を係合溝118の上側の溝側面に押し付ける
状態と、係合切欠120内に引っ込んでプリント基板1
00の係合溝118への進入を許容する状態とになる。
の支持部材136が嵌合された位置に固定され、支持部
材136がプリント基板110を下から支持し、基板押
さえ部材122がプリント基板110の支持部材136
により支持される部分より中心側の部分を上から押さえ
ることにより、プリント基板110の上方へ凸の反りが
修正される。
た2個所にはそれぞれ、図4に示すように係合板174
が固定されている。これら係合板174はSK材(炭素
工具鋼)やSCM(クロムモリブデン鋼)等、耐摩耗性
に優れた材料(以下、単に耐摩耗性材と言う)により作
られ、耐摩耗性が高くされている。なお、パレット11
2の係合板174以外の部分はアルミニウムにより作ら
れ、重量が軽くされている。
110の寸法に応じて寸法が複数種類に異なるものが用
意される。本実施例においてパレット112(正確には
基板ガイド116)は、X軸方向の寸法が搬送ピッチP
の4倍に等しく、プリント基板110はX軸方向の寸法
が基板ガイド116より短いものとする。プリント基板
110の種類は異なるが寸法が同じである場合には、同
じ寸法のパレット112により支持されるが、基板押さ
え部材122,支持部材136およびバックアップピン
140の位置を変えることが必要な場合には、それらは
プリント基板110の種類に応じた位置に変えられる。
る。また、基板押さえ部材122はプリント基板110
の種類に応じて基板ガイド116への固定位置が変えら
れるが、基板ガイド116を基台114に着脱可能に設
け、基板押さえ部材122を基板ガイド116ごと交換
してもよい。さらに、支持部材136およびバックアッ
プピン140を昇降板130ごと交換してもよい。ま
た、基板ガイド116を基台114に位置調節可能に設
け、プリント基板110の寸法に応じて位置を調節し、
昇降板130をプリント基板110の寸法に合わせて交
換するようにしてもよい。
すように、パレット112の搬送を案内する固定ガイド
180および可動ガイド182が設けられている。固定
ガイド180は電子部品供給装置20側に設けられ、可
動ガイド182はパレット戻し装置14側に設けられて
いる。これら固定ガイド180および可動ガイド182
は、図2に示すように、それぞれ水平面179,181
および垂直面183,184によりパレット112の搬
送方向の移動を案内するものであり、また、図1に示す
ように、電子部品装着機16のパレット搬送方向におい
て上流側(図において左側)と下流側(図において右
側)とへそれぞれ延び出させられ、パレット112を待
機させ、搬出し得るようになっている。
Y軸方向に移動する移動台186を有している。移動台
186は、ベッド10上に設けられた一対のガイドレー
ル188に摺動可能に嵌合されるとともにボールねじ1
90に螺合され、ボールねじ190が幅調節用サーボモ
ータ192によって回転させられることにより固定ガイ
ド180に接近,離間させられてガイドの幅が調節され
る。
装着機16に対応する部分には、パレット112の基台
114の側面をガイドする案内壁196が立設されてい
る。案内壁196内には、図4に示すようにパレット1
12を位置決めする複数の位置決めピン200が搬送ピ
ッチPと等しいピッチで設けられている。案内壁196
内にはY軸方向に貫通する段付孔202が形成され、位
置決めピン200が摺動可能に嵌合されるとともにスプ
リング204によって先端部が案内壁196から突出す
る向きに付勢されている。
より上流側と下流側との部分にはそれぞれ、図7に示す
ように昇降ガイド210,212が昇降可能に設けられ
ている。昇降ガイド210,212は移動台186に昇
降可能に取り付けられるとともに、昇降ガイド212に
ついて示すように、移動台186内に配設された一対の
エアシリンダ214により昇降させられ、上昇端位置に
おいてパレット112の移動を案内し、下降端位置にお
いて移動台186の上面より下方に引っ込んでパレット
112のY軸方向の移動を許容する。
位置決めピン218が配設されている。これら昇降ガイ
ド210,212内には、昇降ガイド210について示
すように、Y軸方向に延びる複数の貫通孔220が、前
記案内壁196に形成された複数の段付孔202のう
ち、最上流の段付孔202から搬送ピッチPの整数倍の
距離だけ離れた位置に形成されるとともに、それぞれ位
置決めピン218が摺動可能に嵌合されている。これら
位置決めピン218はそれぞれ、エアシリンダ222に
よって昇降ガイド210から突出する位置決め位置と、
昇降ガイド210内に引っ込んだ非位置決め位置とに移
動させられる。
ド182との間には、トランサバー230がX軸方向に
配設されている。トランサバー230には、図4に示す
ように、2個を一対とする送り爪232が複数対固定さ
れている。送り爪232は、図6に示すように、トラン
サバー230に形成された切欠234に嵌合されてボル
ト236により固定されており、各対の2個の送り爪2
32はパレット112の基台114のX軸方向の寸法よ
り極く僅かに長い間隔で固定されている。また、隣接す
る一対ずつの送り爪232の配列ピッチ、すなわち2個
を一対とする送り爪232の中間位置と、それら一対の
送り爪232に隣接する2個一対の送り爪232の中間
位置との距離はパレット112の搬送ピッチPの整数倍
に等しくされている。これら送り爪232は、パレット
112の前記係合板174と同様に耐摩耗性材により作
られている。
材に相対回転可能かつ軸方向に移動不能に係合させられ
ており、送り部材を介してパレット搬送用サーボモータ
240(図8参照)によってX軸方向へ正逆両方向に移
動させられる。トランサバー230は、待機領域から基
板降ろし位置側へは一定の搬送ピッチPで、前記送り爪
232の配列ピッチに等しい距離移動させられる。本実
施例において搬送ピッチPは16個の部品装着ユニット
30の配設ピッチに等しくされており、送り爪232の
配列間隔に等しいピッチ数の移動を1搬送サイクルとす
る。トランサバー230は1搬送サイクルの移動後、逆
方向へ1搬送サイクル分一挙に戻される。
244により正逆両方向に90度ずつ回転させられ、そ
れにより送り爪232がトランサバー230から上方へ
突出してパレット112に係合する係合位置と、トラン
サバー230から水平に延び出してパレット112に係
合しない非係合位置とに移動させられる。
置においてパレット112の基台114を挟み、その状
態でトランサバー230が間欠的に移動させられること
により、複数のパレット112が一斉にかつ搬送ピッチ
Pで間欠的に搬送される。
を電子部品装着機16の上流側の待機位置から下流側の
基板降ろし位置まで搬送する。基板降ろし位置は、本電
子部品装着システムにおいて用いられる最大のパレット
112(このパレット112はX軸方向の寸法が搬送ピ
ッチPの7つ分であるとする)を排出し得るように、図
10に示すように、最下流の部品装着エリアA16の下流
端から7搬送ピッチ分離れた位置に設定されている。こ
の基板降ろし位置には、ストッパが設けられている。な
お、図10においてパレット112は概略的に示されて
おり、また、部品装着エリアA1 〜A16は、その下流端
の位置を規定する線で示されている。ただし、部品装着
エリアを示す最上流の線は、最上流の部品装着ユニット
30のユニット本体30の上流側の位置を示す線であ
る。
上流の部品装着エリアの下流端から2搬送ピッチ離れた
位置に待機位置が設定され、ストッパが設けられてい
る。待機位置が最上流の部品装着エリアA1 の最も近く
に設けられ、電子部品装着システムのX軸方向の寸法が
短くされているのである。前記固定ガイド180および
可動ガイド182は、電子部品装着機16の下流側へ7
搬送ピッチ分延び出させられ、上流側へほぼ8搬送ピッ
チ分延び出させられており、待機位置から7搬送ピッチ
分上流側の領域が待機領域である。
112の数および配設間隔、すなわち送り爪232の数
および配列間隔は、トランサバー230がパレット11
2を基板降ろし位置へ搬送した状態から1搬送サイクル
分戻されたとき、1個上流側のパレット112に係合
し、最上流の送り爪232が待機位置に位置決めされた
パレット112に係合するように設定されている。これ
ら送り爪232の数および配列間隔は、待機位置から基
板降ろし位置までの距離およびパレット112のX軸方
向の寸法によって変わるが、パレット112が如何なる
大きさであっても、待機位置に位置決めされたパレット
112はトランサバー230の戻りにより送り爪232
が係合させられる。図の使用態様においては、16個の
部品装着ユニット30を通過するのに16搬送ピッチを
要し、待機位置から基板降ろし位置までの距離は24搬
送ピッチ、送り爪の配設間隔は4搬送ピッチ、送り爪2
32の対数は6個であり、パレット搬送装置12によっ
て6個のパレット112が搬送される。
よび間隔で送り爪232が固定されたトランサバー23
0が複数種類用意され、パレット112の寸法に応じて
交換される。パレット搬送用サーボセータ240はトラ
サンバー230が交換されても換えられず、トランサバ
ー230の交換毎にトランサバー230に応じた搬送ピ
ッチ,搬送サイクルが得られるように制御される。
82の上流部と下流部とにそれぞれ隣接して、プリント
基板搬入コンベア250およびプリント基板搬出コンベ
ア252が設けられている。これらプリント基板搬入コ
ンベア250およびプリント基板搬出コンベア252の
上方にはそれぞれ、パレット112にプリント基板11
0を搭載する基板搭載装置254(図8参照)およびパ
レット112からプリント基板110を降ろす基板降ろ
し装置256が設けられている。基板搭載装置254,
基板降ろし装置256はそれぞれ、待機領域,基板降ろ
し位置へ進入してパレット112にプリント基板110
を搭載し、降ろすのであり、実質的に待機領域,基板降
ろし位置に設けられている。
し装置256はいずれもエアシリンダにより構成されて
いる。各エアシリンダのピストンロッドの先端部には、
係合部材が設けられるとともに、昇降装置によって昇降
させられるようになっており、基板搭載時には下降させ
られてプリント基板110に係合させられ、ピストンロ
ッドの伸縮によりプリント基板110を移動させる。
182の電子部品装着機16から上流側に延び出させら
れた部分の下側には、待機位置と基板搬入コンベア25
0との間のパレット112を待機位置へ押込むパレット
押込み装置258(図8参照)が設けられている。
ド182の待機領域を構成する部分の上方には、プリン
ト基板110に設けられた基準マークを撮像する基準マ
ーク撮像装置270が設けられている。基準マーク撮像
装置270はCCDカメラ272(図8参照)を有し、
CCDカメラ272がカメラ移動装置274(図8参
照)によって水平面内の任意の位置へ移動させられ、基
準マークを撮像する。
アのチェーンに搬送板が取り付けられて成り、固定ガイ
ド180および可動ガイド182と同様に電子部品装着
機16からパレット搬送方向において上流側と下流側と
へそれぞれ延び出させられている。パレット戻し装置1
4によりパレット112が搬送される経路、パレット搬
送装置12の搬送方向の下流側端および前記待機領域が
戻し経路を構成し、パレット搬送装置12がパレット1
12を16個の部品装着ユニット30の最上流側から最
下流側へ搬送する搬送経路と共に環状のパレット循環経
路を構成している。
より、前記待機領域にY軸方向において隣接するパレッ
ト戻し位置へ戻される。このパレット戻し位置は図示し
ないストッパにより規定される。本実施例においては、
図10に示すように、待機位置から上流側へ7搬送ピッ
チ分離れた位置がパレット戻し位置とされている。
いてパレット戻し装置14とは反対側の位置には、図1
に示すように、パレット112をパレット戻し装置14
に移載するパレット移載装置282が設けられている。
また、パレット戻し装置14に対してY軸方向において
前記待機領域とは反対側の位置には、パレット戻し装置
14により戻されたパレット112を固定ガイド180
および可動ガイド182上に移載するパレット移載装置
280が設けられている。これらパレット移載装置28
0,282はいずれもエアシリンダと、X軸方向に隔た
った位置に2個の係合部を有し、エアシリンダによりY
軸方向に移動させられる移載部材とを有し、移載部材が
2個の係合部においてパレット112のX軸方向に隔た
った2個所を押してY軸方向に真っ直ぐに移動させるよ
うになっている。
品供給装置20においては、多数の部品供給カートリッ
ジ290がX軸方向(図1において左右方向)に並べて
設置される。各部品供給カートリッジ290にはテーピ
ング電子部品がセットされる。テーピング電子部品は、
キャリヤテープ292(図2参照)に等間隔に形成され
た部品収容凹部の各々に電子部品が収容され、それら部
品収容凹部の開口がキャリヤテープ292に貼り付けら
れたカバーフィルムによって塞がれることにより、キャ
リヤテープ送り時における電子部品の部品収容凹部から
の飛び出しが防止されたものである。このキャリヤテー
プ292がY軸方向に所定ピッチずつ送られ、カバーフ
ィルムが剥がされるとともに、電子部品が部品供給位置
へ送られる。
向の寸法)が狭く、1個の部品装着ユニット30のユニ
ット本体32の幅に対して複数個(本実施例においては
8個)ずつ1セットにして設けられるとともに、部品装
着ユニット30の4個分ずつ、したがって4セット32
個分の部品供給カートリッジ290がカート294に搭
載されている。
車輪296が取り付けられており、作業者が把手297
を持って押すことにより移動させられる。カート294
は、その上面にカートリッジ支持台298が設けられて
部品供給カートリッジ290が取り付けられるようにさ
れており、電子部品が取り出されたキャリヤテープ29
2はカート294の下側のボックス内に収容されて散乱
が防止され、ボックス内に溜まったキャリヤテープ29
2は作業者がカットする。
する係合ローラ300がそれぞれ一対ずつ設けられてい
る。各対の係合ローラ300は、一方の係合ローラ30
0がカート294の前部に取り付けられ、他方の係合ロ
ーラ300は一方の係合ローラ300に対してカート2
94の重心を超えて離れた位置に取り付けられている。
部品供給カートリッジ290が搭載されたカート294
はベッド10へ接近させられるとき、ベッド10から延
び出させられた支持レール302上に係合ローラ300
が乗り上げて床面から僅かに浮き上がらされる。
により昇降させられる位置決めピン308が設けられて
おり、カート294の移動が図示しないストッパにより
止められた状態で位置決めピン308がカート294に
設けられた位置決め孔310に嵌合させられ、カート2
94がベッド10に位置決めされて取り付けられる。
0はX軸方向に隔たった2個所に設けられ、一方の位置
決め孔310は断面形状が円形を成すが、他方の位置決
め孔310は小判形を成し、2個の位置決めピン308
と2個の位置決め孔310との間のピッチ誤差を吸収す
るようになっている。
と電子部品供給装置20との間の部分には、部品吸着具
82の電子部品の保持姿勢を撮像する部品保持姿勢撮像
装置320が設けられている。この撮像装置320は、
CCDカメラ322(図8参照)と、CCDカメラ32
2のまわりに配設されたリング状の照明装置とを有して
おり、部品吸着具82に保持された電子部品の底面像を
撮像する。このとき部品吸着具82に設けられたバック
プレート94が光を吸収し、電子部品の上方に黒色の背
景を形成し、コントラストの高い底面像が得られる。
大きさによって視野が異なり、分解能が異なるものを使
い分けてもよい。部品装着ユニット30毎に装着する電
子部品の大きさを揃え、電子部品の大きさに適した分解
能を有するCCDカメラ322を使用するのである。
御装置330によって制御される。この制御装置330
は、CPU332,ROM334,RAM336および
それらを接続するバス338を有するコンピュータ34
0を主体とするものである。バス338には入力インタ
フェース342が接続され、前記CCDカメラ272,
322,パレット搬入センサ344,パレット搬出セン
サ346が接続されている。
48が接続され、駆動回路350〜382を介してパレ
ット戻し装置14,Y軸サーボモータ40,回動用サー
ボモータ64,Z軸サーボモータ72,ステッピングモ
ータ104,エアシリンダ168,幅調節用サーボモー
タ192,エアシリンダ214,222,パレット搬送
用サーボモータ240,回転駆動装置244,基板搭載
装置254,基板降ろし装置256,パレット押込み装
置258,カメラ移動装置274,パレット移載装置2
80,282が接続されている。また、ROM334に
は、本電子部品装着システムによる電子部品の装着に必
要な種々のプログラムが記憶されている。
うに、待機時部品装着位置一次誤差データメモリWMお
よび16個の第一〜第十六部品装着位置一次誤差データ
メモリM1 〜M16が設けられている。待機時部品装着位
置一次誤差データメモリWMには、待機領域において算
出されたプリント基板110の位置決め誤差を打ち消す
べく座標変換が行われることにより得られた全部の電子
部品装着位置についての位置誤差データが格納され、1
6個の部品装着位置一次誤差データメモリM1〜M16に
は、16個の部品装着ユニット30のそれぞれについ
て、部品装着エリアに搬送されたプリント基板110の
全部の電子部品装着位置の各位置誤差データが格納され
るようになっている。
テムの作動を概略的に説明すれば、プリント基板110
を支持し、6対の送り爪232にそれぞれ係合させられ
た6個のパレット112は、トランサバー230により
一斉に間欠的に搬送ピッチPずつ搬送され、プリント基
板110が16個の部品装着ユニット30の各部品装着
エリアA1 〜A16へ順次送られて電子部品が装着され
る。パレット112は搬送ピッチPずつ送られる毎に位
置決めピン200により位置決めされる。
(b)に模型的に示すように、パレット112を1搬送
サイクル搬送する毎に、図12(c)に示すように、送
り爪232がパレット112から外されるとともに1搬
送サイクル分上流側へ戻され、6対の送り爪232が一
斉に1個ずつ上流側のパレット112に係合させられて
6個のパレット112が再び間欠的に搬送される。
りの繰り返しによりパレット112は待機位置から基板
降ろし位置へ至るまで同じプリント基板110を支持し
たまま搬送される。パレット112は、基板降ろし位置
へ搬送された後、プリント基板110が降ろされるとと
もにパレット戻し装置14へ移載され、パレット戻し位
置へ戻される。そして、パレット戻し装置14から固定
ガイド180および可動ガイド182上へ移載され、プ
リント基板110が搭載された後、プリント基板110
の基準マークが撮像される。撮像後、プリント基板11
0のパレット112に対する位置決め誤差ΔXP ,ΔY
P に基づいて座標変換が行われ、位置決め誤差ΔXP ,
ΔYP を打ち消すべく、全部の電子部品装着位置につい
てそれぞれ位置誤差が算出されて待機時部品装着位置一
次誤差データメモリWMに格納される。
182のガイド幅は、パレット112の幅(Y軸方向の
寸法)に合わせて予め調節されているが、パレット戻し
装置14と可動ガイド182との間の距離あるいは固定
ガイド180と可動ガイド182との間の距離が大きい
場合には、それらの間に支持台が設けられ、パレット1
12の移載を案内するようにされる。
14によってパレット戻し位置へ戻されたパレット11
2は、パレット搬送装置12により搬送される6個のパ
レット112のうち、最上流のパレット112と基板搬
入コンベア250との間に進入し得るスペースが生じた
ときに固定ガイド180および可動ガイド182上へ移
載される。このスペースが生じたか否かは、パレット搬
入センサ344により検出される。パレット搬入センサ
344の位置は、パレット112の大きさに応じて調節
される。
2が移載される。移載時には、可動ガイド182に設け
られた昇降ガイド190が下降端位置へ移動させられ、
パレット112の移載を許容する。パレット112は固
定ガイド180に当接するまで移載され、移載後、昇降
ガイド190が上昇させられてパレット112を案内す
るようにされるとともに、位置決めピン218が位置決
め位置へ移動させられ、ノッチ115に嵌合させられて
パレット112を位置決めする。パレット112のY軸
方向の位置は固定ガイド180の垂直面183により決
められ、X軸方向の位置は位置決めピン218のノッチ
115への嵌合により決められる。
ン218によるパレット112の位置決めと並行して、
プリント基板110が基板搬入コンベア250からパレ
ット112に搭載される。このとき、パレット112の
昇降板130が、レバー162がエアシリンダ168に
よって回動させられることにより下降させられ、係合溝
118へのプリント基板110の進入を許容する。プリ
ント基板110は、そのパレット搬送方向における下流
端が基板ガイド116の下流端と一致する位置まで送り
込まれる。このプリント基板110の送り込み位置は、
図示しないストッパにより規定される。
よるレバー162の回動が解除されて昇降板130が上
昇させられ、プリント基板110は支持部材136およ
びパックアップピン140によって下方から支持される
とともに、基板押さえ部材122によって上から押さえ
られる。
12の寸法に応じて調節され、パレット112がパレッ
ト戻し装置14から固定ガイド180および可動ガイド
182上へ移載されたとき、ちょうどレバー162の突
出端部に対向するようにされる。
載され、かつ、パレット112のピン218による位置
決めが終了したならば、プリント基板110に付された
基準マークが基準マーク撮像装置270により撮像さ
れ、その撮像結果に基づいてプリント基板110の水平
面内の位置決め誤差ΔXP ,ΔYP が算出されるととも
に、位置決め誤差ΔXP ,ΔYP を打ち消すように座標
変換が行われ、全部の電子部品装着位置の各々について
算出された位置誤差データが待機時部品装着位置一次誤
差データメモリWMに格納される。
装置258により、待機位置へ移動させられて搬送を待
つ。このとき、パレット搬送装置12により搬送されて
いる6個のパレット112のうち、最上流のパレット1
12の上流端がまだ待機位置より上流側に位置する場合
には、待機するパレット112はその最上流のパレット
112に当接して停止し、最上流のパレット112の搬
送に追従して待機位置へ移動する。
動させられるとき、パレット112は固定ガイド180
および可動ガイド182により案内されるとともに、1
搬送ピッチP移動させられる毎に位置決めピン218が
ノッチ115に嵌入して位置決めされる。パレット11
2は図示しないストッパによって待機位置に位置決めさ
れ、ストッパはパレット112の部品装着エリアへの移
動時にはパレット112の移動を許容する位置へ退避さ
せられる。
下流のパレット112が基板降ろし位置へ至るときに
は、次に搬送されるパレット112は待機位置へ至って
おり、次にトランサバー230が1搬送サイクル分戻さ
れたとき、待機位置に位置決めされたパレット112に
最上流の送り爪232が係合する。
ずつ送られ、プリント基板110に電子部品が装着され
る。プリント基板110は搬送ピッチ4つ分、すなわち
4個の部品装着ユニット30にわたる長さを有している
が、下流端がパレット112の下流端と一致するように
されており、待機位置においてプリント基板110の下
流端がちょうど16個の部品装着エリアの各下流端から
搬送ピッチの倍数に等しい距離離れて位置することとな
る。そのため、パレット112が搬送ピッチPで搬送さ
れるとき、プリント基板110の下流端は常にいずれか
の部品装着エリアの下流端と一致し、部品装着エリアか
ら見れば、図13に示すように、プリント基板110を
下流端から搬送ピッチPで区切った〜の4個の区画
が順次到来することとなる。
0の各々は、これら4個の区画〜の各々について自
身の部品装着エリアの下流端を基準として電子部品の装
着位置が設定された全部で4つの装着プログラムを有
し、いずれの区画が部品装着エリアに至ったかに応じて
装着プログラムを選択し、電子部品を装着する。プリン
ト基板110への電子部品の装着は、装着を行わない部
品装着ユニット30が生ぜず、かつ、できる限り短い時
間でプリント基板110への全部の電子部品を装着を終
了し得るように分けられ、部品装着ユニット30毎に4
つずつの装着プログラムが設定される。
0はまず、電子部品供給装置20へ電子部品を取り出し
に行くのであるが、図11に示すように、隣接する部品
装着エリアA1 〜A16は互にオーバラップするようにさ
れ、部品供給カートリッジ290から電子部品を取り出
す部品吸着エリアB1 〜B16もX軸方向においてオーバ
ラップしている。そのため、本電子部品装着システムに
おいては、隣接する部品装着ユニット30の部品吸着具
82が干渉することがないように、16個の部品装着ユ
ニット30が1個おきに電子部品の吸着と電子部品の装
着とを行うようにされている。1個おきの8個ずつの部
品吸着具82はそれぞれY軸方向においてすれ違うと
き、回動アーム54がY軸方向に平行な姿勢とされ、干
渉が回避される。部品吸着後の部品吸着具82は保持姿
勢の撮像のため、必ず部品保持姿勢撮像装置320上を
通るため、Y軸方向に平行な姿勢とすることが必要であ
り、Y軸方向に平行な姿勢としても無駄はない。
とすれ違った後、回動アーム54の回動によりX軸方向
に移動させられ、所定の部品供給カートリッジ290か
ら電子部品を取り出した後、Y軸方向と平行な姿勢に戻
される。その後、電子部品の保持姿勢が部品保持姿勢撮
像装置320により撮像され、その撮像結果に基づいて
電子部品の水平面内における保持位置誤差ΔXE ,ΔY
E および電子部品の軸線まわりの回転位置誤差Δθが算
出される。回転位置誤差Δθは、部品吸着具82が電子
部品装着位置へ移動するまでの間に部品吸着具82が回
転させられることにより修正される。また、回転位置誤
差Δθの修正によりX軸方向およびY軸方向のずれΔ
x,Δyが生ずる。前記基準マークの撮像に基づく座標
変換により算出された電子部品装着位置の位置誤差を一
次誤差とすれば、これら保持位置誤差ΔXE ,ΔYE お
よびX軸方向およびY軸方向のずれΔx,Δyが電子部
品装着位置の二次誤差であり、これら一次誤差および二
次誤差は、部品吸着具82のX軸方向およびY軸方向の
移動位置を修正することにより修正される。
メモリM1 〜M16にはそれぞれ、プリント基板110の
パレット112に対する位置決め誤差ΔXP ,ΔYP に
基づく座標変換により得られた電子部品装着位置の位置
誤差データが、部品装着ユニット30の部品装着エリア
に新たなプリント基板110が至る毎に格納される。部
品装着エリアに新たなプリント基板110が至る毎に、
その部品装着エリアについて設けられた部品装着位置一
次誤差メモリに、1個上流の部品装着エリアについて設
けられた部品装着位置一次誤差データメモリの内容が写
されるのである。第一〜第十六部品装着位置一次誤差デ
ータメモリM1 〜M16に格納されるのは、1枚のプリン
ト基板110の全部の電子部品装着位置についての位置
誤差データであり、一旦位置誤差データを格納すれば、
次のプリント基板110が部品装着エリアに至るまで、
すなわち4搬送ピッチ分の送りが行われるまで新たな位
置誤差データの格納は行われない。なお、最上流の部品
装着エリアの部品装着位置一次誤差データメモリM1 に
は、待機時部品装着位置一次誤差データメモリMの内容
が移される。
いて電子部品の装着時には、それぞれについて設けられ
た部品装着位置一次誤差データメモリから、装着する電
子部品について算出された位置誤差データが読み出さ
れ、装着プログラムにおいて設定された電子部品装着位
置が部品装着位置一次誤差データメモリから読み出され
た電子部品の位置誤差データ,保持位置誤差ΔXE ,Δ
YE および回転位置誤差Δθの修正により生ずるX軸方
向およびY軸方向のずれΔx,Δyを解消するデータに
基づいて修正されて電子部品が装着される。
12は部品装着ユニット30の最上流側から最下流側ま
で変わらず、また、1ピッチ搬送される毎に位置決めピ
ン200がノッチ115に嵌入にしてパレット112を
位置決めし、パレット112は電子部品装着時には、位
置決めピン200,ノッチ115および固定ガイド18
0の垂直面183によってX軸方向およびY軸方向にお
いて精度良く位置決めされるため、待機領域において求
められた電子部品装着位置の位置誤差データ等に基づい
て電子部品の装着位置を修正してプリント基板110に
電子部品を精度良く装着することができる。以上の説明
から明らかなように、本実施形態においては、位置決め
ピン200が、装着部材支持部材たるパレット112
の、装着対象材支持部材搬送装置としてのパレット搬送
装置12による搬送方向と直交する軸方向に移動可能か
つその軸方向と直交する方向には移動不能に設けられた
位置決め部材を構成し、円錐形のノッチ115が開口側
ほど内径が大きくなるテーパ面を有する位置決め凹部を
構成している。位置決めピン200はスプリング204
によってノッチ115に押し付けられるのであるが、こ
の押付力とは逆向きに固定ガイド180が垂直面183
においてパレット112に当接することにより、パレッ
ト112のY軸方向の位置決めが行われるとともに、位
置決めピン200と円錐形のノッチ115との係合によ
ってX軸方向の位置決めが行われるのであり、上記固定
ガイド180の垂直面183を形成する部分が、スプリ
ング204により位置決めピン200を介してパレット
112に加えられる押付力とは逆向きにパレット112
に当接してそのパレット112の位置決めピン移動方向
における位置決めを行う当接部材として機能することと
なる。
送されたパレット112は、基板降ろし位置に配設され
たエアシリンダ168によって昇降板130が下降させ
られ、プリント基板110の支持が解かれる。そして、
プリント基板110が基板降ろし装置256によって基
板搬出コンベア252上へ降ろされた後、パレット11
2はパレット戻し装置14へ移載される。このとき昇降
ガイド192は下降させられてパレット112の移載を
許容し、パレット搬出センサ346によってパレット1
12のパレット戻し装置14への移載が終了したことが
検出されれば上昇させられ、パレット112を案内する
状態とされる。
も、基板降ろし位置へ搬送されてパレット戻し装置14
へ移載される。したがって、基板降ろし位置においては
エアシリンダ168を位置固定に設け、基板降ろし位置
へ搬送されたパレット112のレバー162に係合して
回動させるようにすることができる。
個の部品装着ユニット30の部品吸着具82のX軸方向
における移動範囲がオーバラップさせられているため、
X軸方向において部品吸着具82によって電子部品の装
着が行われないエリアがない。したがって、プリント基
板110がいずれの位置へ搬送されても電子部品の装着
が行われ、電子部品の装着を効率良く行うことができ
る。
によって電子部品を電子部品供給装置20から取り出す
ことができないエリアがなく、部品供給カートリッジ2
90を隙間なく配設することができる。したがって、供
給する電子部品の数および種類が同じである場合に電子
部品供給装置20のパレット搬送方向の長さを短くする
ことができ、電子部品装着システムの同方向の長さを短
く構成することができてシステムの設置スペースが少な
くすることができる。
ることができれば、製造誤差や温度上昇による熱膨張量
が少なくて済み、電子部品装着システムを精度良く構成
することができ、電子部品の装着精度を向上させること
ができる。
は、パレット112がプリント基板110への電子部品
の装着終了後、パレット戻し装置14によって戻される
ようになっており、複数枚のパレット112を循環して
使用することができ、パレット数を少なくすることがで
きる。
を1セットにして4セットずつカート294に搭載され
ており、部品供給カートリッジ290の交換時には1セ
ットずつ部品供給カートリッジ290を交換することに
より、あるいはカート294ごと交換することにより、
部品供給カートリッジ290をまとめて交換することが
できる。部品供給カートリッジ290を1個ずつ交換す
る場合に比較して交換に要する時間が少なくて済むので
あり、部品供給カートリッジ交換のための装着休止時間
を短くすることができ、装着能率を向上させることがで
きる。
においては、部品吸着具82が部品装着具であり、Y軸
スライド38が移動部材であり、ボールねじ36および
Y軸サーボモータ40等が移動部材駆動装置を構成し、
減速機56,タイミングプーリ60,61,タイミング
ベルト62および回動用サーボモータ64等が回動アー
ム駆動装置を構成し、Z軸スライド68およびZ軸サー
ボモータ72が直交方向駆動装置を構成し、これらおよ
び回動アーム54が部品装着具移動装置を構成している
のである。また、プリント基板110が装着対象材であ
り、パレット112が装着対象材支持部材であり、固定
ガイド180,可動ガイド182,位置決めピン20
0,トラサンバー230,送り爪232,パレット搬送
用サーボモータ240等により構成されるパレット搬送
装置12が装着対象材支持部材搬送装置であり、パレッ
ト戻し装置14が装着対象材支持部材戻し装置であり、
基板搭載装置254が搭載装置であり、基板降ろし装置
256が降ろし装置である。さらに、基準マーク撮像装
置270および制御装置330の基準マークの撮像デー
タに基づいてプリント基板110の位置決め誤差を検出
する部分が位置決め誤差検出装置を構成し、制御装置3
30が装着制御装置を構成している。
は位置決めピン200により水平方向から位置決めされ
るようになっていたが、図14に示すパレット500の
ように、位置決めピン502によって下方から位置決め
してもよい。
構成されており、基台506のパレット搬送方向に平行
な両端部のうち、固定ガイド508側の端部には、図1
4および図15に示すように、位置決め穴510が形成
されている。位置決め穴510はパレット500に固定
された耐摩耗性材製のブロック512に形成されてお
り、位置決め穴510の基台506の下面側の開口部
は、下方ほど径の大きいテーパ穴514とされている。
ブロック512は焼入れされており、テーパ孔514は
研削により精度良く仕上げられている。
方向においてパレット搬送ピッチの複数個分離れた位置
には、図15に示すように長穴516が形成されてい
る。長穴516は、基台506の下面側の開口面積が上
面側の開口面積より大きく、内周面がテーパ穴514と
同じ傾斜のテーパ面とされている。さらに、基台506
の可動ガイド518側の端部の下面には、耐摩耗性材製
のプレート520が固定されている。プレート520は
焼入れされるとともに研削により精度良く仕上げられて
おり、基台506のパレット搬送方向において長く延び
ている。
台506を下方から支持する水平な支持部522を有す
る。固定ガイド508の下面には、待機領域の上流端か
ら基板降ろし位置に至る長いシリンダブロック526が
ピン528により位置決めされて固定されるとともに、
上下方向に貫通する複数の段付孔530が搬送ピッチP
と等しいピッチで形成され、それぞれ位置決めピン50
2が昇降可能に嵌合されている。これら複数の位置決め
ピン502の各上端部は、前記テーパ穴514に対応す
る傾斜のテーパ部532とされている。また、位置決め
ピン502は各下端部がピストン部534とされて段付
孔530の大径孔部であるシリンダボア536に気密か
つ摺動可能に嵌合されるとともに、スプリング538に
よって下降方向に付勢されている。
26に高精度のピッチおよび直径で形成されており、ま
た、位置決めピン502は耐摩耗性材製であって、焼入
れ後、研磨されて極めて精度良く形成されており、複数
の位置決めピン502は固定ガイド508に精度良く設
けられている。
0により閉塞されてエア室542が形成されており、電
磁方向切換弁544の切換えによりエア供給源546と
大気とに択一的に連通させられる。
方向において位置決めピン502が設けられた位置に対
応する位置にパレット押さえ部材550が固定されてい
る。パレット押さえ部材550はゴムにより作られてお
り、固定ガイド508の上面にパレット500側に延び
出す向きに固定された取付部材552の下面に固定され
ている。押さえ部材550は下面551を備えている。
を下方から支持する支持部553が水平に設けられてい
る。また、可動ガイド518には複数のシリンダ554
が固定されており、それらシリンダ554の各々に形成
された上下方向に貫通する段付孔556にパレット支持
部材558が昇降可能に嵌合されている。パレット支持
部材558は、最小のパレット500が如何なるピッチ
で搬送されても支持し得る間隔で設けられている。パレ
ット支持部材558の上端部にはボール560が回転可
能に、かつ、上部が僅かにパレット支持部材558から
突出する状態で保持されている。また、パレット支持部
材558の下端部はピストン部562とされ、段付孔5
56の大径孔部であるシリンダボア564に気密かつ摺
動可能に嵌合されるとともに、スプリング566によっ
て下降方向に付勢されている。
8により閉塞され、エア室570は電磁方向切換弁57
2の切換えにより、前記エア供給源546と大気とに択
一的に連通させられる。なお、可動ガイド518のう
ち、電子部品装着機16の上流側と下流側とにそれぞれ
延び出させられた部分は前記実施例と同様に昇降可能な
昇降ガイドとされ、それら昇降ガイドにはパレット支持
部材558が設けられていて昇降ガイドと共に昇降させ
られる。
同様に送り爪が固定されたトランサバーにより間欠的に
搬送される。パレット搬送時には位置決めピン502お
よびパレット支持部材558は下降端位置にあって、そ
れぞれ位置決め穴510および長穴516から離脱させ
られるとともにプレート520から離間させられ、パレ
ット500の搬送を許容する状態にあり、パレット50
0は固定ガイド508および可動ガイド518の各支持
部522,553により下方から支持された状態で搬送
される。
ば、複数の位置決めピン502のうち、位置決め穴51
0および長穴516にそれぞれ対応する2個の位置決め
ピン502が上昇させられてパレット500を位置決め
するとともに、複数のパレット支持部材558のうちの
一つが選択されて上昇させられ、パレット500を支持
する。
られ、ボール560が最初にプレート520に当接させ
られる。パレット支持部材558の上昇開始に僅かに遅
れて位置決め穴510に対応する位置決めピン502が
上昇させられ、テーパ部532がテーパ穴514に嵌入
する。また、この位置決めピン502の上昇開始に僅か
に遅れて長穴516に対応する位置決めピン502が上
昇させられ、長穴516に嵌入する。
の位置ずれは、位置決めピン502の位置決め穴510
内への嵌入により修正され、パレット500の回転方向
の位置ずれは、位置決めピン502が他方の位置決めピ
ン502より少し遅れて長穴516に嵌合するときに修
正される。位置決めピン502は位置決め穴510およ
び長穴516に嵌入した状態から更にピストン部534
が段付孔530の肩面574に当接するまで上昇させら
れ、パレット500の基台506がパレット押さえ部材
550の下面551に押し付けられ、パレット押さえ部
材550の弾性力により位置決め穴510および長穴5
16と位置決めピン502とが積極的に押し付けられる
とともに、基台506がボール560に密着させられ、
パレット500は2個の位置決めピン502およびパレ
ット支持部材558により3点で支持される。以上の説
明から明らかなように、本実施形態においては、位置決
めピン502が、装着部材支持部材たるパレット500
の、装着対象材支持部材搬送装置としてのパレット搬送
装置12による搬送方向と直交する軸方向に移動可能か
つその軸方向と直交する方向には移動不能に設けられた
位置決め部材を構成し、テーパ穴514を備えた位置決
め穴510が、開口側ほど内径が大きくなるテーパ面を
有する位置決め凹部を構成している。位置決めピン50
2は、ピストン部534,シリンダボア536,キャッ
プ540等により構成されるエアシリンダにより位置決
め穴510(詳しくはテーパ穴514)および長穴51
6に押し付けられるのであるが、この押付力とは逆向き
にパレット押さえ部材550が下面551においてパレ
ット500に当接することにより、パレット500の垂
直なZ軸方向の位置決めが行われるとともに、位置決め
ピン502と位置決め穴510および長穴516との係
合によってX軸方向およびY軸方向の位置決めが行われ
るのであり、上記パレット押さえ部材550が、エアシ
リンダにより位置決めピン502を介してパレット50
0に加えられる押付力とは逆向きにパレット500に当
接してそのパレット500の位置決めピン移動方向にお
ける位置決めを行う当接部材として機能することとな
る。
て精度良く固定ガイド508に設けられており、また、
位置決めピン502の上端部がテーパ部532とされ、
パレット500の位置ずれを修正しつつ精度良く位置決
めすることができるようにされており、電子部品を精度
良く装着することができる。
は不可欠ではなく、パレット500が重く、その重量に
より位置決め穴510および長穴516と位置決めピン
502とが十分強く押し付けられる場合には省略しても
よい。
0は可動ガイド180に設けられ、位置決めピン502
は固定ガイド508に設けられていたが、図16に示す
ように、位置決めピン580をパレット搬送装置582
の搬送部材584に設けてもよい。なお、パレット58
6は前記パレット500と同様に構成されており、対応
する部分には同じ符号を付して説明を省略する。また、
本実施例においてパレット586は基台588のみが示
されている。
最上流から基板降ろし位置に至る長さの駆動板590
と、駆動板590上に水平に固定され、駆動板590と
同じ長さの支持板592とを有する。駆動板590は、
サーボモータにより部品装着ユニットの配設ピッチに等
しいピッチずつ間欠的に移動させられる。支持板592
のパレット搬送方向に平行な両端部のうち、固定ガイド
594側の端部には多数の位置決めピン580がパレッ
ト搬送ピッチに等しい間隔を隔てた位置に昇降可能に嵌
合されている。この位置決めピン580は、前記位置決
めピン502と同様に構成され、同様に昇降させられて
パレット586の位置決め穴510,長穴516に係
合,離脱させられる。
側の端部には、パレット支持部材600が昇降可能に嵌
合されている。パレット586の可動ガイド598側の
端面にはシリンダ602が等間隔に突設され、パレット
支持部材600が嵌合されている。パレット支持部材6
00は、前記パレット支持部材558と同様に構成さ
れ、同様にして昇降させられる。
502と同様に位置決め穴510および長穴516に嵌
入してパレット586を位置決め支持し、パレット支持
部材600はパレット586を支持する。パレット58
6は、2個の位置決めピン580および1個のパレット
支持部材600によって位置決めされ、支持された状態
で搬送部材584が移動させられることにより間欠的に
搬送される。パレット586が隣接するパレット586
間のピッチに等しい距離搬送されたならば、位置決めピ
ン580が位置決め穴510および長穴516から離脱
させられるとともにパレット支持部材600がパレット
586を支持しない状態とされ、パレット586が固定
ガイド594および可動ガイド598により支持された
状態となる。この状態で搬送部材584が戻された後、
位置決めピン580およびパレット支持部材600が1
つ上流側のパレット586を位置決め支持する状態とさ
れ、再び搬送が行われる。
置決めと、パレット搬送用の搬送部材のパレット586
に対する係合との両方を位置決めピン580により行う
ことができ、その分、装置の構成が簡単になる。また、
比較的小さいピッチで配設された位置決めピン580お
よびパレット支持部材600を選択的に使用することに
より、同じ搬送部材によって大きさの異なる複数種類の
パレットを搬送することができる。
その下流端が部品装着エリアの下流端と一致するように
搬送され、プリント基板110の下流端が部品装着エリ
アの下流端と一致するようにされていたが、これは不可
欠ではなく、パレットの下流端が部品装着エリア下流端
とパレット搬送方向においてずれた位置へ搬送されるよ
うにしても電子部品を支障なくプリント基板に装着する
ことができる。
ランサバー604に円形断面の送りピン606を搬送ピ
ッチPと等しい間隔で立設し、前記トランサバー230
と同様に、正逆両方向に90度ずつ回転させて送りピン
606をパレット608の長穴610(裏面に形成した
溝でもよい)に係合,離脱させる。搬送ピッチPは、前
記実施例と同様に部品装着ユニットの配設間隔と等しい
長さであり、トランサバー604は図示しないサーボモ
ータの駆動により複数ピッチ間欠的に移動させられた
後、元の位置に戻される。なお、送りピン606は搬送
ピッチPの整数倍あるいは整数分の1のピッチで設けれ
ばよいが、最も小さいパレットでも少なくとも1個の送
りピン606が係合することができるピッチで設ける必
要がある。
3.2個分の長さを有し、トランサバー604は4搬送
ピッチ間欠的に移動させられては元に戻される。長穴6
10は、最下流のパレット608を基板降ろし位置に位
置決めし、複数のパレット608をできるだけ短い隙間
で並べた状態で送りピン606に対応する位置に形成さ
れる。パレット608はトランサバー604の1搬送サ
イクルである4搬送ピッチより短い配列ピッチで並べら
れ、長穴610の位置はパレット608毎に異なること
となる。
ピン612が搬送ピッチPと等しいピッチで設けられ、
複数のパレット608にはそれぞれノッチ614が形成
されている。ノッチ614は、最下流のパレット608
を基板降ろし位置に位置決めした状態で、各パレット6
08の搬送方向において中間位置に最も近い位置決めピ
ン612が嵌入する位置に1個ずつ形成される。複数の
位置決めピン612はそれぞれ図示しないエアシリンダ
により選択的に移動させられ、ノッチ614に対応する
位置決めピン612がノッチ614に嵌入,離脱させら
れる。
ット608の下流端と一致するようにパレット608に
支持される。しかし、パレット608が隙間少なくトラ
ンサバー604に支持され、複数のパレット608の配
列ピッチは、トランサバー604の1搬送サイクルの送
り距離より短いため、パレット608の下流端部の部品
装着エリア内に位置する部分のパレット搬送方向の長さ
は、図17に示すように部品装着エリア毎に異なる。な
お、図17において複数の部品装着エリアはそれぞれ、
その下流端の位置が示されている。
記実施例とは異なり、プリント基板を4個の区画に区切
ることなく、プリント基板の下流端を基準とした装着プ
ログラムを有し、プリント基板が搬送されるとき、部品
装着エリアにプリント基板のいずれの部分が位置するか
に応じて部品装着位置データを修正して電子部品を装着
する。
の下流端が部品装着エリア内にある状態で、部品装着エ
リアの下流端とプリント基板110の下流端との間にΔ
x1のずれがあるとすれば、部品装着位置A(x1 ,y1
)のX座標値にΔx1 が加えられる。部品装着エリア
の下流端を0とする部品装着位置データに修正されるの
である。図示の例では、プリント基板110の下流端が
パレット608の下流端に揃えられており、パレット6
08の下流端が部品装着エリアに対していずれの位置に
あるかがパレット608の搬送量からわかることによ
り、Δx1 を算出することができる。このΔx1 は、前
記座標変換により得られる部品装着位置誤差,電子部品
の保持位置誤差および回転位置θの修正により生ずる位
置ずれと共に、電子部品の装着時に修正される。
ら1ピッチ搬送され、プリント基板110の下流端が部
品装着エリアの下流端を距離Δx2 超えた場合には、部
品装着位置B(x2 ,y2 )のX座標値から距離ΔX2
が引かれて電子部品が装着される。プリント基板110
が更に1ピッチ搬送され、プリント基板110の下流端
が部品装着エリアの下流端を距離Δx3 超えた場合に
は、Δx3 が引かれる。
ト608の下流端より上流側に位置するように支持され
る場合でも、プリント基板110のパレット608に対
する支持位置がわかっていれば、パレット608の下流
端の位置からプリント基板110の下流端の位置を求
め、部品装着エリアの下流端とのずれを算出し、部品装
着位置を修正して電子部品を装着することができる。
通のトランサバーでパレットを搬送することができる。
大きさの異なるパレットにそれぞれ、送りピンに対応す
る位置に長穴を形成することにより、同じトランサバー
を用いることができ、段取替えを簡単にすることができ
るのである。
110の下流端を基準とする装着プログラムを有するも
のとされていたが、部品装着エリアの下流端を基準とす
る装着プログラムを有するものとしてもよい。この場合
にも、プリント基板の下流端と部品装着エリアの下流端
との位置ずれ量を求めて装着プログラムの部品装着位置
を修正して電子部品を装着する。
ータを位置決め誤差のないデータに修正してメモリに格
納し、部品装着ユニットが電子部品装着時に修正された
電子部品装着位置データを使用し、上記ずれΔx1 ,電
子部品の保持位置誤差および回転位置θの修正により生
ずる位置ずれを修正して電子部品を装着するようにして
もよい。
端を部品装着エリアの下流端に揃えることなく搬送する
際のパレット608の位置決めは、図14,図15およ
び図16にそれぞれ示す実施例の位置決めピン502,
580のように、パレットの下方から行ってもよい。図
16に示すようにパレットを搬送する部材に位置決めピ
ン580を設ける場合には、位置決めピン580が送り
ピン606と位置決めピン612とを兼ねることとな
り、複数のパレットの各々について位置決めピン580
と係合する位置に位置決め穴510および長穴516を
設ける。
12,500,586,608はいずれも部品装着ユニ
ット30の配設間隔と等しいピッチで間欠的に搬送され
るようになっていたが、パレットの搬送ピッチは部品装
着ユニットの配設間隔と等しい間隔には限らず、それよ
り小さくても大きくてもよい。例えば、搬送ピッチを、
部品装着ユニットの配設間隔の整数分の1あるいは整数
倍とし、あるいは搬送ピッチとは全く関係がなく、搬送
ピッチより小さく、または大きいピッチとするのであ
る。隣接する部品装着具の移動範囲がオーバラップさせ
られており、部品装着具が移動できない範囲がないた
め、パレットの搬送ピッチを自由に設定することができ
るのである。なお、部品装着ユニットの配設間隔より大
きい場合には装着プログラム作成上の制約が多くなる
が、複数の部品装着ユニットの電子部品の装着の分担の
設定により電子部品を装着することができる。
2,500,586はそれぞれ、往復運動するトランサ
バー230や搬送部材584によって間欠的に搬送され
るようになっていたが、パレット搬送装置は、往復運動
する搬送部材によりパレットを搬送するものに限らな
い。例えば、図19に示すように、パレット搬送装置6
20を、外周面に螺旋状の突条622が形成され、電子
部品装着機16の最上流から基板降ろし位置に至る長さ
のカム624と、カム624を回転させる図示しないサ
ーボモータとを含むものとし、パレット628には、基
台630の下面にカムフォロワとしての係合ローラ63
2を一対設け(図には1個のみ示されている)、カム6
24の突条622を挟ませる。なお、図19において突
条622はリード角を無視して示されている。
ド634と、可動ガイド636に設けられたガイドレー
ル638とによりガイドされる。ガイドレール638
は、図20に示すように、上流端部が直径が漸減するテ
ーパ部640とされ、パレット628は、基台630の
下面に固定のガイドブロック642においてテーパ部6
40に案内されつつガイドレール638に嵌合され、Y
軸方向に位置決めされる。固定ガイド636のガイド面
644は、パレット628のガイドブロック642がガ
イドレール638に嵌合された状態でパレット628を
水平に支持する高さに形成され、可動ガイド634のガ
イド面646はガイド面644より僅かに低くされてい
る。そのため、パレット628は搬送時にはガイド面6
46より僅かに浮き上がった状態となり、ガイドレール
638との嵌合から外れたとき、ガイド面646により
支持される。
2が突条622を挟んだ状態でカム624が回転させら
れることにより、X軸方向において位置決めされるとと
もに搬送される。サーボモータの制御により、パレット
628を一定ピッチずつ間欠的に搬送することができ、
また、複数の部品装着ユニットの最上流側から最下流側
まで停止させることなく連続的に搬送することもでき
る。本実施例においても、複数のパレット628を殆ど
隙間なく搬送することが可能であり、また、1種類のカ
ムにより大きさの異なる複数種類のパレットを搬送する
ことが可能である。
下流側まで停止させることなく連続的に搬送する場合、
部品装着具は、一定時間の間、パレット628と同方向
に同速度で移動しつつ電子部品をプリント基板に装着す
るように制御される。
す。本実施例は、部品装着具を移動させる部品装着具移
動装置を平面形ステッピングモータにより構成したもの
である。本実施例の電子部品装着機400(図21参
照)は、図22に示す部品装着ユニット402を16個
備えている。図21に示すように、パレット搬送装置1
2および電子部品供給装置20の上方には、16個の部
品装着ユニット402に共用のステータ404が配設さ
れている。ステータ404は磁性材料により作られ、そ
の下面には、図24に示すように、水平面内において互
に直交するX軸方向およびY軸方向に沿って格子状に配
列された多数の突極406が設けられている。
としてのホルダ410が設けられている。これらホルダ
410にはそれぞれ、図22に示すように、部品吸着具
412をZ軸方向に移動可能に支持する支持部材414
がチャック416によって着脱可能に取り付けられてい
る。部品吸着具412をZ軸方向に移動させる構成は前
記実施例と同じであり、対応する部分には同じ符号を付
して説明を省略する。418はケーブルであり、Z軸サ
ーボモータ72やステッピングモータ104等へ電流を
供給するリード線がまとめられている。また、支持部材
414のY軸方向に隔たった両端部にはそれぞれ、図2
2および図23に示すようにゴム製のダンパ420が取
り付けられ、衝突時の衝撃を緩和するようにされてい
る。
に隔たった両端部にそれぞれ、2個ずつのX軸方向移動
体430およびY軸方向移動体432が設けられた移動
体保持部433(図24参照)が設けられている。これ
らX軸方向移動体430およびY軸方向移動体432
は、X軸方向移動体430を図25に代表的に示すよう
に、永久磁石434および電磁石446を有している。
歯極438を2個有し、それら歯極438の間にコイル
440が巻かれて成る電磁石構成体442が永久磁石4
34のN極とS極とにそれぞれ固定され、電磁石446
を構成している。X軸方向移動体430は、2個の電磁
石構成体442がX軸方向に隔たって位置するように配
設され、Y軸方向移動体432は、2個の電磁石構成体
440がY軸方向に隔たって位置するように配設され
る。
および供給方向を制御することにより、X軸方向移動体
430と突極406との間にX軸方向の移動力を生じさ
せることができる。歯極438は、突極406に対して
ピッチが0,1/4,2/4,3/4ずれるように設け
られており、図25に示す状態では、N極に固定の電磁
石構成体442のコイル440に、N極から遠い歯極4
38側にS極、近い歯極438側にN極が生ずる向きの
電流が供給され、N極に近い歯極438の磁界が強めら
れ、N極から遠い歯極438の磁界が0にされている。
おいて右方へ移動させる場合には、S極に固定の電磁石
構成体442のコイル440に、S極から遠い歯極43
8側にN極、近い歯極438側にS極が生ずる向きの電
流が供給され、S極に近い歯極438の磁界が強められ
て突極406とずれなく対向する位置へ移動させられる
移動力が生ずる。
および方向を変えることにより、X軸方向移動体430
を正方向あるいは逆方向に移動させることができる。Y
軸方向移動体432についても同様であり、ホルダ41
0は、これら2個ずつのX軸方向移動体430およびY
軸方向移動体432のそれぞれの移動の組合わせによっ
て水平面内の任意の位置へ移動させられ、部品吸着具4
12が部品装着位置へ移動させられる。
原理的な説明であるが、実際には、コイル440への励
磁電流の多段階の制御により、歯極438のいずれかが
いずれかの突極406と正確に対向する位置以外におい
てもX軸方向移動体430およびY軸方向移動体432
を停止させることができ、ホルダ410はX軸方向およ
びY軸方向にそれぞれ、0.01mm刻みで移動すること
が可能である。
ら高圧のエアが供給され、ステータ404との間にエア
が噴出させられることによって、X軸方向移動体430
およびY軸方向移動体432とステータ404との間に
微小な隙間が生じさせられ、移動抵抗が軽減させられ
る。
両端部にはそれぞれゴム製のダンパ444(図22参
照)が固定され、衝突時の衝撃を緩和するようにされて
いる。
ト402に共通のものとされており、ホルダ410はス
テータ404内のいずれへも移動することができる。し
かし、本電子部品装着システムにおいて16個の部品装
着ユニット402の各部品装着エリアは、前記実施例に
おいて図11に示すようにX軸方向においてオーバラッ
プする範囲に設定されている。ホルダ410のX軸方向
の移動範囲が、部品装着エリアがX軸方向においてオー
バラップするように設定されているのであり、ステータ
404の1個のホルダ410が部品装着エリア内を移動
するために必要な部分がホルダ410,X軸方向移動体
430,Y軸方向移動体432およびZ軸スライド6
8,Z軸サーボモータ72により構成される直交方向駆
動装置と共に1個の部品装着ユニット402の部品装着
具移動装置を構成している。
のプリント基板への装着時には、部品吸着具412は、
電子部品供給装置20へ移動して電子部品を取り出し、
保持姿勢を部品保持姿勢撮像装置320によって撮像さ
れた後、部品装着位置へ移動させられて電子部品を装着
するのであるが、隣接する部品装着ユニット402のホ
ルダ410同士は、互に衝突しないように移動させられ
る。ホルダ410は、X軸方向移動体430およびY軸
方向移動体432との間に電磁石446の励磁により生
じさせられる移動力によって移動させられるため、移動
するものはホルダ410のみであり、ガイド等、ホルダ
410の移動を拘束するものがなく、ステータ内のいず
れの位置においても隣接する部品装着ユニット402の
ホルダ410を避けることができる。
テッピングモータを使用して構成すれば、ホルダ410
の移動に案内装置が不要であり、ステータ404のある
ところであればいずれへも移動することができ、部品装
着エリアの設定や部品装着順序の設定等の自由度が高く
なり、電子部品を効率良く装着することが可能となる。
給が遮断された場合でも、X軸方向移動体430および
Y軸方向移動体432は永久磁石434を有しているた
め、ステータ404への吸引力は維持され、ホルダ41
0が落下することがない。
16個の部品供給ユニット402全部に共通のものとさ
れていたが、一部に共通のものとしてもよい。例えば、
ステータを4個の部品供給ユニットに共通のものとすれ
ば、電子部品装着機全体としてはステータが4個設けら
れることとなるのであり、ホルダは、そのホルダを有す
る部品装着ユニットについて設けられたステータ内を自
由に移動することができる。
向移動体432は、1個のホルダ410の両端部に2個
ずつ設けられていたが、ホルダ410の中央部にも設け
ることも可能であり、数もホルダの大きさ等に応じて適
宜決定すればよい。
域においてのみプリント基板の基準マークが撮像され、
位置決め誤差が算出されるようになっていたが、基板降
ろし位置においても撮像して位置決め誤差を算出し、そ
の結果に基づいて、待機領域において算出された位置決
め誤差を比例計算等で修正しつつ使用するように構成し
てもよい。
は製造誤差が存在し、また、温度上昇等により延びが生
じて寸法が変わり、プリント基板110の位置決め誤差
の原因となる。そのため、基板降ろし位置において基準
マークを撮像して位置決め誤差を算出し、例えば、待機
位置における誤差と基板降ろし位置における誤差との差
が待機位置から基板降ろし位置へ至るまで比例的に大き
くなるものとして部品吸着具82の移動位置を修正する
ことにより、装着精度を向上させることができる。
に装着された電子部品を撮像し、各電子部品の装着位置
のずれを算出し、複数の部品装着ユニットの各部品装着
具の移動位置を修正してもよい。基板降ろし位置での基
準マークや電子部品の撮像に基づく装着精度維持のため
の管理は、コンピュータにより自動的に行われるように
してもよく、あるいは電子部品装着システムの使用者が
行ってもよい。
の位置決め誤差の検出により得られる電子部品の装着位
置誤差データは、部品装着エリアに新たなプリント基板
が搬送される毎に1つ上流側の部品装着ユニット用のメ
モリに格納された部品装着位置誤差データが下流側の部
品装着ユニット用のメモリに写されるようになっていた
が、部品装着位置誤差データは、この他の態様で供給し
てもよい。
装着位置誤差データを、部品装着位置誤差データが算出
されたプリント基板への全部の電子部品の装着が終わる
まで複数のプリント基板分格納するメモリを設け、部品
装着エリアに新たなプリント基板が搬送され、電子部品
を装着するプリント基板が変わる毎に部品装着ユニット
からの要求により、あるいはホストコンピュータの指示
等に基づいて部品装着位置誤差データを部品装着ユニッ
トへ供給するようにするのである。
12はプリント基板110を1枚支持するものとされて
いたが、複数枚支持するものとしてもよい。
230には送り爪232が1種類固定され、1種類のパ
レット112を搬送させるようになっていたが、配設ピ
ッチが異なる複数種類の送り爪をトランサバーに固定
し、寸法が異なる複数種類のパレット112を搬送し得
るものとしてもよい。送り爪はトランサバーの回転によ
りパレットに係合する位置と係合しない位置とに移動す
ればよく、円周方向において複数種類固定することが可
能であり、このようにすれば1本のトランサバーで複数
種類のパレット112に対応することができ、装置コス
トの低減,段取り替え時間の短縮等の効果が得られる。
ト112が待機領域に移載された状態でプリント基板1
10が搭載されるようになっていたが、待機領域とは別
の位置において搭載されるようにしてもよい。例えば、
パレット112がパレット戻し位置まで戻された状態で
搭載するのである。
着の済んだプリント基板110をパレット112,50
0,586,608,628から降ろす基板降ろし装置
256は、パレット搬送装置12の下流側端に設けられ
ていたが、下流側端に設けることは不可欠ではなく、別
の位置、例えば、パレット戻し装置14の基板降ろし位
置に隣接する位置、あるいはパレット戻し位置や、パレ
ット戻し装置14の戻し経路の基板降ろし位置に隣接す
る位置と戻し位置との間の位置に設けるのである。
おいて、隣接する部品装着ユニット30の回動アーム5
4は、互にすれ違うときにY軸方向に平行な姿勢となる
ようにされていたが、これは不可欠ではない。例えば、
電子部品を吸着し、装着に向かう部品吸着具82が支持
する回動アーム54のみをY軸方向に平行として電子部
品が部品保持姿勢撮像装置320の真上を通過するよう
にし、その回動アーム54に隣接する回動アーム54
は、Y軸方向に平行な回動アーム54と干渉しない限り
回動させないようにしてもよい。
品装着具の移動範囲の一部が重なるようにされていた
が、全部が重なるようにしてもよく、移動範囲が接する
ようにしてもよい。移動範囲が接するとは移動範囲の境
界が重なることであり、この態様は部品装着具の移動範
囲のオーバラップの特殊な態様であると解する。
ップさせることは不可欠ではなく、隣接する移動範囲間
に隙間が生ずるように部品装着具を移動させてもよい。
この場合には、例えば、回動アーム54の回動角度範囲
を移動範囲がオーバラップしない大きさとしてもよく、
あるいは回動アーム54に代えてX軸方向に移動するX
軸スライドをY軸スライドに設け、部品吸着具82を3
次元空間内に移動させてもよい。
ては、部品装着具82が回動アーム54に昇降可能に設
けられていたが、回動アームをY軸スライドに回動可能
かつ昇降可能に設けてもよい。回動アームを部品装着具
が移動する一平面と直交する方向に移動させるのであ
る。この場合には部品装着具のみを回動アームの自由端
部に設け、回動アームの移動により部品装着具を部品供
給カートリッジやプリント基板に接近,離間させて電子
部品を吸着,装着させるのであり、直交方向駆動装置を
回動アームに設けずに済み、その分、回動アームが軽く
なって慣性モーメントが小さくて済む。また、回動アー
ムの自由端部に部品装着具のみを設ければよく、回動ア
ームの自由端部の構成がシンプルかつ小形になって隣接
する部品装着ユニットの部品装着具との干渉を避けるこ
とが容易となる効果が得られる。
て16個の部品吸着ユニット30は、1個おきに電子部
品の吸着と装着とを交互に行うようにされていたが、一
斉に吸着と装着とを行うものとしてもよく、互に独立に
吸着と装着とを行うものとしてもよい。複数の部品装着
具が互に独立に吸着と装着とを行うことができるのであ
れば、各部品装着具の作業時間が異なっても、速く吸着
や装着の終わった部品装着具が別の部品装着具の吸着や
装着が終わるのを待つ必要がなく、迅速に作業を行うこ
とができる。
ない場合には、複数の部品装着具が移動時に干渉する恐
れがなく、独立に吸着および装着を行わせ得ることは勿
論である。隣接する部品装着具の移動範囲が重ねられる
場合には、複数の部品装着具に独立に吸着と装着とを行
わせれば、隣接する部品装着具が干渉する恐れがある。
この干渉を避けるために、例えば、複数の部品装着具に
よる吸着および装着をそれぞれ別々のコンピュータに制
御させるとともに、それらコンピュータを統括するホス
トコンピュータを設け、個別のコンピュータからの情報
に基づいて干渉の有無を監視させ、干渉を避けさせるこ
とができる。
具の移動方向および移動目的位置までの移動距離をホス
トコンピュータに供給させ、それに基づいてホストコン
ピュータが隣接する部品装着具同士が干渉する否かを判
定する。干渉する場合には、例えば、隣接する2個の部
品装着具のうち、一方の部品装着具の移動コースの変更
により干渉を避けることができるか否か判定する。干渉
を避けることができても、それによって他方の部品装着
具とは反対側に隣接する部品装着具と干渉する場合に
は、その部品装着具の移動コースの変更が可能であるか
否かも判定する。移動コースの変更の影響が及ぶ部品装
着具が多くなく、少数の部品装着具の移動コースの変更
により干渉回避が可能であれば移動コースを変更させ
る。また、干渉を避けるために移動コースを変更するこ
とが必要な部品装着具が多過ぎる(例えば4個を超え
る)場合や、移動コースを変更しても干渉を避けること
ができない場合等には、例えば、複数の部品装着具のう
ち、最も装着プログラムの実行が進行している部品装着
具を止めて待機させて干渉を避けるようにする。
ーピング電子部品とされ、カートリッジで供給されるよ
うになっていたが、この他にも、例えば電子部品を1列
に保持し、それら電子部品を振動により電子部品供給位
置へ移動させる電子部品供給装置や電子部品をパレット
に収容して供給する装置等、種々の態様の電子部品供給
装置の採用が可能である。
82の電子部品保持姿勢を撮像する部品保持姿勢撮像装
置320はCCDカメラ322により構成されていた
が、ラインセンサにより構成してもよい。部品吸着具が
移動する間に1ラインずつ電子部品を撮像するのであ
り、部品吸着具の移動を止めることなく撮像することが
できる。
バキュームで電子部品を吸着するものとされていたが、
チャックにより電子部品を保持するもの等、他の態様の
部品装着具の採用が可能である。
装着ユニットは一直線に沿って並べられていたが、複数
の部品装着ユニットが円弧等曲線に沿って並べられた電
子部品装着システムにも本発明を適用することができ
る。
装着ユニット30,パレット搬送装置12およびパレッ
ト戻し装置14は共通のコンピュータにより制御される
ようになっていたが、別々のコンピュータによって制御
されるようにしてもよい。例えば、16個の部品装着ユ
ニット30を別々のコンピュータにより制御させ、パレ
ット112の送りを制御するコンピュータを設けるとと
もに、それらコンピュータを統括して同期やデータ供給
等を行うホストコンピュータを設けるのであり、その一
例が、前述のように複数の部品装着具が独立して移動さ
せられる場合に、隣接する部品装着具の干渉を避けるた
めに部品装着ユニットを個別に制御するコンピュータお
よびそれらを統括するホストコンピュータの設置であ
る。
素を、互に組み合わせを変えて実施することが可能であ
る。
く、パレット搬送装置,パレット戻し装置,降ろし装置
および搭載装置等に当業者の知識に基づいて種々の変
形,改良を施した態様で本発明を実施することができ
る。
を概略的に示す平面図である。
図である。
を示す正面断面図である。
面図である。
のトランサバーおよび送り爪を示す正面図(一部断面)
である。
ガイドを示す平面図である。
を示すブロック図である。
Mの構成示す図である。
の配列を説明する図である。
トの部品装着エリアを示す図である。
の搬送を説明する図である。
が装着されるプリント基板の電子部品装着区画を示す図
である。
テムのパレット搬送装置をパレットと共に示す側面図
(一部断面)である。
システムのパレット搬送装置をパレットと共に示す側面
図(一部断面)である。
システムのパレット搬送装置をパレットと共に示す概略
的に示す側面図である。
ト搬送時におけるプリント基板の電子部品装着位置の修
正を説明する図である。
システムのパレット搬送装置を概略的に示す側面図(一
部断面)である。
案内するガイドレールを示す正面図である。
システムを概略的に示す平面図である。
着ユニットを示す正面図(一部断面)である。
る。
着具移動装置を構成するホルダの移動体保持部を示す斜
視図である。
の移動原理を説明する図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 それぞれ部品装着具と、その部品装着具
を3次元空間内で移動させる部品装着具移動装置とを含
み、一線に沿って並ぶ複数の部品装着ユニットと、 それぞれ電子部品が装着される装着対象材を少なくとも
1つ位置決めして支持し、前記複数の部品装着ユニット
が並ぶ方向と平行に並ぶ複数の装着対象材支持部材と、 それら装着対象材支持部材を装着対象材支持部材が並ぶ
方向へ一斉に、少なくとも前記部品装着ユニットによる
部品装着時には装着対象材支持部材を正確に位置決めし
つつ、前記一線に沿って並ぶ複数の部品装着ユニットの
最上流側から最下流側へ搬送する装着対象材支持部材搬
送装置と、 その装着対象材支持部材搬送装置による搬送を待つ待機
領域にある前記装着対象材支持部材に支持された装着対
象材の装着対象材支持部材に対する位置決め誤差を検出
する位置決め誤差検出装置と、 前記複数の部品装着ユニットの各々を制御し、各部品装
着ユニットの部品装着エリアに搬送された装着対象材支
持部材が支持する装着対象材の位置決め誤差を解消すべ
く前記部品装着具の移動位置を修正しつつ複数の部品装
着具に電子部品の装着を行わせる装着制御装置とを含む
電子部品装着システムにおいて、 前記装着対象材支持部材に開口側ほど間隔が広くなるテ
ーパ面を有する位置決め凹部を設ける一方、前記装着対
象材支持部材搬送装置に、(1)前記一線と直交する軸方
向に移動可能かつその軸方向と直交する方向には移動不
能に設けられ、前記位置決め凹部に係合可能な位置決め
部材と、(2)その位置決め部材を位置決め凹部に押し付
ける押付装置と、(3)その押付装置により位置決め部材
を介して前記装着対象材支持部材に加えられる押付力と
は逆向きに装着対象材支持部材に当接してその装着対象
材支持部材の前記位置決め部材の移動方向における位置
決めを行う当接部材とを設けたことを特徴とする電子部
品装着システム。 - 【請求項2】 前記装着対象材支持部材搬送装置が、前
記一線に平行な方向に延び、前記装着対象材支持部材の
前記一線に平行な両側部に下方と側方とから接触して装
着対象材支持部材の移動を案内する一対のガイドを備
え、それら一対のガイドの一方に、前記位置決め部材が
前記装着対象材支持部材に側方から係合可能に設けら
れ、他方のガイドの前記装着対象材支持部材に側方から
接触可能な部分が前記当接部材とされた請求項1の電子
部品装着システム。 - 【請求項3】 前記装着対象材支持部材搬送装置が、前
記装着対象材支持部材を一定の搬送ピッチずつ搬送する
ものであり、前記位置決め部材および前記押付装置が、
前記一線に平行な方向に前記搬送ピッチの整数倍のピッ
チで並べて複数配設された請求項1または2に記載の電
子部品装着システム。 - 【請求項4】 前記押付装置が、前記位置決め部材を前
記位置決め凹部に係合する向きに付勢するスプリング
と、そのスプリングの付勢力に基づく前記位置決め部材
の移動限度を規定する手段とを備えた請求項1ないし3
のいずれかに記載の電子部品装着システム。 - 【請求項5】 前記押付装置が、前記位置決め部材を前
記位置決め凹部に係合する位置と、その位置決め凹部か
ら離間する位置とに移動させる装置を備えた請求項1な
いし4のいずれかに記載の電子部品装着システム。 - 【請求項6】 前記位置決め凹部が、下方ほど径の大き
いテーパ穴を含み、前記位置決め部材が前記テーパ穴に
対応するテーパ部を有し、前記押付装置が前記位置決め
部材を昇降させるものである請求項5に記載の電子部品
装着システム。 - 【請求項7】 前記位置決め凹部が、前記テーパ穴に加
えて、長穴であって幅が下方ほど広くなるものを含み、
その長穴に対しても前記位置決め部材および前記押付装
置が設けられた請求項6に記載の電子部品装着システ
ム。 - 【請求項8】 それぞれ部品装着具と、その部品装着具
を3次元空間内で移動させる部品装着具移動装置とを含
み、一線に沿って並ぶ複数の部品装着ユニットと、 それぞれ電子部品が装着される装着対象材を少なくとも
1つ位置決めして支持し、前記複数の部品装着ユニット
が並ぶ方向と平行に並ぶ複数の装着対象材支持部材と、 それら装着対象材支持部材を装着対象材支持部材が並ぶ
方向へ一斉に、少なくとも前記部品装着ユニットによる
部品装着時には装着対象材支持部材を正確に位置決めし
つつ、前記一線に沿って並ぶ複数の部品装着ユニットの
最上流側から最下流側へ搬送する装着対象材支持部材搬
送装置と、 その装着対象材支持部材搬送装置による搬送を待つ待機
領域にある前記装着対象材支持部材に支持された装着対
象材の装着対象材支持部材に対する位置決め誤差を検出
する位置決め誤差検出装置と、 前記複数の部品装着ユニットの各々を制御し、各部品装
着ユニットの部品装着エリアに搬送された装着対象材支
持部材が支持する装着対象材の位置決め誤差を解消すべ
く前記部品装着具の移動位置を修正しつつ複数の部品装
着具に電子部品の装着を行わせる装着制御装置とを含む
電子部品装着システムにおいて、前記 装着対象材支持部材搬送装置を、 前記一線に平行な方向に延び、円形の横断面形状を有
し、外周面に螺旋状の突条が形成されたカムと、 そのカムをそのカムの軸線まわりに回転させるサーボモ
ータと、 前記装着対象材支持部材に設けられ、前記突条を両側か
ら挟む一対の係合ローラとを備えたものとしたことを特
徴とする電子部品装着システム。 - 【請求項9】 前記装着対象材支持部材搬送装置が、前
記一線に平行に延びるガイドレールと、そのガイドレー
ルにそのガイドレールの長手方向と直交する方向に移動
不能に係合するとともに前記装着対象材支持部材に固定
されたガイドブロックとを備えた請求項8に記載の電子
部品装着システム。
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