JP3459540B2

JP3459540B2 - 電子部品装着装置

Info

Publication number: JP3459540B2
Application number: JP16328697A
Authority: JP
Inventors: 和義大山; 勝幸瀬戸
Original assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Priority date: 1997-06-05
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 2003-10-20
Anticipated expiration: 2017-06-05
Also published as: JPH10341098A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パレットを介して
供給された電子部品をピックアップして基板に実装する
多機能型の電子部品装着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子部品装着装置とし
て、多数の電子部品をトレイの上に整列配置し、更にこ
のトレイを１個または複数個、パレットに搭載し、この
パレットを装置本体のピックアップ領域（ピックアップ
可能領域）の所定の位置に臨ませることで、電子部品を
装置本体に直接供給するものが、知られている。このよ
うな電子部品装着装置では、トレイを搭載したパレット
が引出し経路のレベルに合うように、これを昇降させる
エレベータ機構と、パレットを引出し経路に沿ってエレ
ベータ機構からピックアップ領域の所定の位置まで引き
出すパレット導入機構と、装着ヘッドにより引き出した
パレットから電子部品をピックアップし基板に装着する
部品装着機構とを備えている。パレットはエレベータ機
構により引出し経路の位置まで昇降され、ここからパレ
ット導入機構によりピックアップ領域の所定の位置まで
水平に引き出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エレベータ
機構およびパレット導入機構の動作速度は、電子部品が
トレイの収容溝からの離脱しないように、低速に設定さ
れている。すなわち、電子部品のピックアップおよび装
着に伴う装着ヘッドの一連の動作速度に比して、パレッ
トの導入速度は極端に遅いものとなっている。このた
め、パレットが交換されるときには、装着ヘッドが動作
待ち状態になり、全体としてタクトタイムが長くなる問
題があった。

【０００４】本発明は、装着ヘッドの動作待ち時間を極
力短くすることができる電子部品装着装置を提供するこ
とをその目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の電子部品装着装
置は、トレイを介して多数の電子部品を搭載したパレッ
トをパレット収容部から引き出すパレット導入手段と、
引き出したパレットから装着ヘッドにより電子部品をピ
ックアップすると共にこれを基板に装着する部品装着手
段とを備えた電子部品装着装置において、装着ヘッドに
よるピックアップ可能領域を、パレットの引出し経路の
ほぼ全域にまで拡張すると共に、パレット導入手段を制
御し、電子部品のピックアップのためにパレットを引出
し経路の任意の位置に導入可能な制御手段を備えたこと
を特徴とする。

【０００６】この構成によれば、ピックアップ可能領域
を、パレットの引出し経路のほぼ全域にまで拡張するこ
とにより、パレットが引出し経路のどの位置に導入され
ても、電子部品をピックアップすることができる。ま
た、パレット収容部から引き出したパレットを、引出し
経路の任意の位置に導入させることができるため、装着
ヘッドのそのときどきの動作速度を考慮し、装着ヘッド
に動作待ちが生じないように、パレットを適切な位置に
導入することができる。

【０００７】この場合、制御手段は、トレイに収容した
電子部品が列順に且つ段階的にピックアップ可能領域に
導入されるようにパレットを移動させ、部品装着手段
は、装着ヘッドによりピックアップ可能領域に導入され
た電子部品を随時、列順にピックアップすることが、好
ましい。

【０００８】この構成によれば、パレットに搭載した電
子部品をピックアップ可能領域に導入された列順にピッ
クアップすることができるため、パレットの移動距離を
短くすることができる。もっともその分、装着ヘッドの
移動距離は長くなるが、装着ヘッドの移動速度はパレッ
トの移動速度に比して格段に速いため、全体としてタク
トタイムを短縮することができる。

【０００９】同様に、制御手段は、パレットがパレット
収容部から完全に引き出されない位置までこれを移動さ
せ、部品装着手段はこの状態で、装着ヘッドにより電子
部品をピックアップすることが、好ましい。

【００１０】この構成によれば、上記と同様にパレット
の移動距離を短くすることができ、全体としてタクトタ
イムを短縮することができる。

【００１１】同様に、制御手段は、パレットを基板の近
傍まで移動させた後、ピックアップおよび装着に伴う装
着ヘッドの移動距離が最短になるようにパレットを微小
移動させることが、好ましい。

【００１２】この構成によれば、常に装着ヘッドの移動
距離が最短となるため、その分、タクトタイムを短縮す
ることができる。特に、パレットの交換頻度が少ない場
合には、有用である。

【００１３】同様に、制御手段は、装着ヘッドのピック
アップおよび装着の一連の動作に待ち時間が生じないよ
うに、パレットを移動させることが、好ましい。

【００１４】この構成によれば、装着ヘッドの動作とパ
レットを移動とを有機的に行うことができるため、特に
パレットの交換頻度が多い場合には、タクトタイムの短
縮に有用となる。

【００１５】また、本発明の他の電子部品装着装置は、
トレイを介してパレットに搭載した電子部品をピックア
ップすると共にこれを基板に装着する部品装着手段と、
複数のパレットを収容すると共に、部品装着手段による
ピックアップ可能領域を挟んで対向配置した一対のパレ
ット収容手段と、パレットを両パレット収容手段からピ
ックアップ可能領域にそれぞれ引き出すパレット導入手
段と、パレット導入手段を制御する制御手段とを備え、
制御手段は、パレットを一対のパレット収容手段からピ
ックアップ可能領域に交互に導入すると共に、一方のパ
レットがピックアップ可能領域に導入されたときに、他
方のパレットを一方のパレットの近傍に待機させること
を特徴とする。

【００１６】この構成によれば、パレットをピックアッ
プ可能領域に交互に導入すると共に、他方のパレットを
一方のパレットの近傍に待機させておくようにしている
ため、ピックアップ可能領域が狭く、且つピックアップ
可能領域がパレット収容手段から離れていても、パレッ
トの交換に要する時間を短縮することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の一実施形態に係る電子部品装着装置について説明す
る。この電子部品装着装置は、いわゆる多機能チップマ
ウンタであり、チップコンデンサやチップ抵抗などの表
面実装部品、およびフラットパックＩＣなどの多リード
部品などの各種の電子部品を実装可能に構成されてい
る。図１は電子部品装着装置の平面図であり、同図に示
すように、この電子部品装着装置１は、供給された電子
部品を基板に装着する装置本体２と、装置本体２に表面
実装部品などの小さな電子部品を供給する第１部品供給
装置３と、装置本体２に多リード部品などの大きな電子
部品を供給する第２部品供給装置４とを備えている。

【００１８】装置本体２は、機台５と、機台５の中央部
にセットテーブル７を有する基板搬送機構６と、２つの
装着ヘッド９と基板認識カメラ１０とを搭載したヘッド
ユニット８と、ヘッドユニット８をＸＹ方向に移動させ
るＸＹステージ１１とを備えている。すなわち、ヘッド
ユニット８とＸＹステージ１１とにより、部品装着機構
（部品装着手段）が構成されている。ＸＹステージ１１
の作動により、装着ヘッド９が第１部品供給装置３また
は第２部品供給装置４に臨んで電子部品をピックアップ
し、この電子部品を更にセットテーブル７上にセットし
た基板に装着する。この動作を繰り返して基板への電子
部品の装着が完了すると、基板は基板搬送機構６によ
り、その搬送路１２上を先方に送り出され、これに代わ
って新たな基板がセットテーブル７に導入される。

【００１９】第１部品供給装置３は、カセット形式のテ
ープフィーダ１３を多数、横並びに配設したものであ
り、部品供給側の先端部が搬送路１２に平行な機台５の
一の辺に臨むように、すなわち装着ヘッド９のピックア
ップ領域Ｓに臨むように配設されている。各テープフィ
ーダ１３には、キャリアテープ（図示では省略）に装填
された状態で電子部品が収容され、電子部品はテープフ
ィーダ１３の先端から１つずつ供給される。

【００２０】第２部品供給装置４は、第１部品供給装置
３が臨む機台５の１の辺に直角に交わる他の１の辺に配
設されている。第２部品供給装置４では、多数個の電子
部品をトレイＴの上に整列配置し、更にこのトレイＴを
１個または複数個、パレットＰに搭載し、このパレット
Ｐを第１部品供給装置３とセットテーブル７との間のピ
ックアップ領域Ｓに臨ませることで、電子部品を装置本
体２に供給する。

【００２１】一方、各装着ヘッド９の下端部には、電子
部品を吸着する吸着ノズル１４が着脱自在に装着されて
いる。吸着ノズル１４には複数種のものが用意されてお
り、電子部品の平面形状や重量などに対応して、適宜交
換できるようになっている。この場合、交換のための吸
着ノズル１４は、機台５の上面に配設したノズルストッ
カ１５に収容されている。ノズルストッカ１５には、使
用する複数種の吸着ノズル１４が横並びにセットされて
いる。

【００２２】また、ノズルストッカ１５の近傍には、吸
着ノズル１４に吸着した電子部品の位置認識を行う部品
認識カメラ１６が配設されている。吸着ノズル１４に吸
着した電子部品は基板への装着に先立ち、この部品認識
カメラ１６により、吸着ノズル１４の軸心に対するＸ方
向、Ｙ方向およびθ方向（水平面内における回転角）の
位置ずれ量が検出される。そして、この検出結果に基づ
いて、吸着ノズル１４の回転によりθ方向の位置ずれが
補正され、ＸＹステージ１１によりＸ方向およびＹ方向
の位置ずれが補正される。

【００２３】次に、図１および図２を参照して、第２部
品供給装置４について詳細に説明する。第２部品供給装
置４は、多数のパレットＰをストックすると共に、パレ
ットＰを所定のレベル位置まで鉛直方向に搬送するエレ
ベータ機構（パレット収容部、パレット収容手段）２１
と、パレットＰをエレベータ機構２１から装置本体２の
ピックアップ領域Ｓまで水平方向に搬送するパレット導
入機構（パレット導入手段）２２とで構成されている。
なお、この実施形態におけるピックアップ領域Ｓは、エ
レベータ機構２１の直近まで拡張されている。

【００２４】エレベータ機構２１は、多数のパレットＰ
を上下方向に多数収容するパレットストッカ３１と、こ
のパレットストッカ３１を介して各パレットＰを昇降せ
る昇降機構３２とで構成されている。パレットストッカ
３１は、内部にパレットＰを載置する棚部材３３を上下
方向に多数段配設して、構成されている。パレットスト
ッカ３１の図示右側は広く開口されており、この部分か
らパレットＰが装置本体２側に引き出される。

【００２５】昇降機構３２は、パレットストッカ３１を
保持する図外のフレームと、フレームの一部に螺合して
これを昇降させるボールねじ３４と、ボールねじ３４の
両側に配設されフレームの昇降動を案内する左右一対の
ガイドレール３５，３５と、ボールねじ３４の基端に連
結されこれを回転させる昇降モータ３６とで構成されて
いる。昇降モータ３６を介してボールねじ３４が正逆回
転することにより、フレームがガイドレール３５，３５
に案内されて昇降する。フレームが昇降すると、これに
保持したパレットストッカ３１が、パレットＰを収容し
た状態で昇降する。

【００２６】このように構成されたエレベータ機構２１
は、その昇降機構３２の昇降モータ３６がコントローラ
２３に接続されており、コントローラ２３により、その
昇降動作が制御される。そして、昇降動作では、パレッ
トストッカ３１の所望の棚部材３３のレベル位置と、後
述するパレット導入機構２２の引出し経路４１のレベル
位置とを合致させる。通常の昇降動作では、空の棚部材
３３をこのレベル位置に待機させて使用済みのパレット
Ｐを受け入れると共に、新たなパレットＰをこのレベル
位置に移動させて、パレット導入機構２２に受け渡す。

【００２７】一方、パレット導入機構２２は、装置本体
２の機台５上に配設した引出し経路４１と、この引出し
経路４１に沿って進退する係止アーム４２と、係止アー
ム４２進退させる駆動機構４３とで構成されている。係
止アーム４２の先端には、パレットＰに係脱するフック
４４が設けられており、駆動機構４３により係止アーム
４２を前進させて、このフック４４をエレベータ機構２
１に収容したパレットＰの先端に係止し、次に係止アー
ム４２を後退させて、パレットＰを引出し経路４１に沿
ってピックアップ領域Ｓに導入する。

【００２８】この駆動機構４３も上記のコントローラ２
３に接続され、エレベータ機構２１と連動する。また、
このコントローラ２３には、ヘッドユニット８およびＸ
Ｙステージ１１から成る部品装着機構が接続され、パレ
ット導入機構２２と部品装着機構とが協働するようにな
っている。すなわち、ピックアップ領域Ｓはエレベータ
機構２１の直近まで拡張されており、パレット導入機構
２２は、パレットＰをピックアップ領域Ｓにおいて引出
し経路４１の任意の位置に導入可能に構成され、またこ
の導入されたパレットＰの電子部品に対し、部品装着機
構の装着ヘッド９がピックアップ可能に構成されてい
る。

【００２９】ここで、上記コントローラ２３によるパレ
ット導入機構２２および部品装着機構の複数の制御方法
について、図３ないし図６を参照して説明する。なお、
これらの制御方法を採用する前提としては、装着ヘッド
９の水平方向の移動距離が短ければ短いほどタクトタイ
ムを短縮することができること、および装着ヘッド９
の、移動動作を含む一連の動作速度に対し、パレット導
入機構２２のパレット導入速度が極端に遅いことが挙げ
られる。

【００３０】図３は第１の制御方法を示している。この
制御方法は、パレットＰの交換が頻繁行われる場合のも
のである。同図に示すように、先ずトレイＴに収容した
１列目の電子部品Ａが、エレベータ機構２１から引き出
されてピックアップ領域Ｓに入ったところで、パレット
Ｐの移動を停止させる。そして、１列目の電子部品Ａの
装着（ピックアップ）が行われる。１列目の電子部品Ａ
の装着が完了したら、２列目の電子部品Ａがピックアッ
プ領域Ｓに導入されるように、パレットＰを移動させ
る。次に２列目の電子部品Ａの装着（ピックアップ）が
行われる。このような動作を繰り返して、全列の電子部
品Ａの装着が完了したら、パレットＰをエレベータ機構
２１に戻し、次の新たなパレットＰを同様の手順でピッ
クアップ領域Ｓに導入する。もちろん、パレットＰの段
階的な移動は、装着ヘッド９が装着動作している間に行
われる。

【００３１】このように、パレットＰの移動を極力少な
くすることにより、パレットＰの交換（導入）に要する
時間を短縮することができる。もっとも、装着ヘッド９
の移動距離は長くなるためその分、装着に時間がかかる
が、装着ヘッド９の動作速度は極めて速いため、全体と
しては、装着ヘッド９に装着待ち時間が生ずる場合よ
り、タクトタイムを短くすることができる。なお、パレ
ットＰ上のトレイＴをなるべく先方に寄せてセットする
ようにすれば、パレットＰをエレベータ機構２１から完
全に引き出さない状態で、電子部品Ａの装着を完了する
ことができ、より一層パレットＰの交換を短時間で行う
ことができる。なお、上記の方法とは逆に、最初にパレ
ットＰを十分に引き出しておき、最後列の電子部品Ａか
らピックアップし、パレットＰを段階的にエレベータ機
構２１に戻してゆくようにしてもよい。

【００３２】図４は第２の制御方法を示している。この
制御方法では、トレイＴに収容した全ての電子部品Ａ
が、エレベータ機構２１から引き出されてピックアップ
領域Ｓに入ったところで、パレットＰの移動を停止させ
る。この状態で、電子部品Ａの装着（ピックアップ）が
行われる。このようにすれば、パレットＰの移動制御を
単純化することができる。また、１列目や２列目の電子
部品Ａに対するの装着ヘッド９の移動距離は短くな
る。。

【００３３】図５は第３の制御方法を示している。この
制御方法は、パレットＰの交換頻度が少ない場合のもの
である。同図に示すように、パレットＰを先ず基板Ｂに
近い位置まで導入する。上記と同様に例えば、トレイＴ
の１列目から電子部品Ａをピックアップする場合には、
この１列目と基板Ｂとが最も近くなるように、パレット
Ｐを導入する。厳密には、この１列目の電子部品Ａと基
板Ｂの部品装着位置とが最も近くなるようにする。そし
て、１列目の電子部品Ａの装着（ピックアップ）を行
う。次に、２列目の電子部品Ａと基板Ｂとが最も近くな
るようにパレットＰを微小移動させて、電子部品Ａの装
着を行う。以降、この動作を繰り返して全ての電子部品
Ａの装着（ピックアップ）を行う。

【００３４】この方法では、装着ヘッド９の移動距離が
最短となるため、電子部品Ａの装着におけるタクトタイ
ムを有効に短縮することがてきる。なお、この方法をと
る場合において、トレイＴを介して複数種の電子部品Ａ
をパレットＰに搭載すれば、より効率が良くなる。ま
た、第１部品供給装置４に対する電子部品Ａの装着を組
み合わせて、第１部品供給装置４にアクセスしている間
にパレットＰの交換を行えば、パレットＰの交換に要す
る時間的ロスを解消することができる。

【００３５】図６は第４の制御方法を示している。この
制御方法は、装着ヘッド９の待ち時間を極力少なくする
ものある。同図に示すように、先ず第１の制御方法と同
様の方法で、１列目の電子部品Ａのみをピックアップ領
域Ｓに導入して、１個目の電子部品Ａをピックアップ
し、装着ヘッド９が１個目の電子部品Ａの装着動作が行
われている間に、パレットＰを移動させる。これを繰り
返してパレットＰを基板Ｂに近づけてゆき、パレットＰ
が基板Ｂに十分に近づいたら今度は第３の制御方法と同
様の方法で、パレットＰを微小移動させながら電子部品
Ａのピックアップを行う。そして、全ての電子部品Ａの
装着が完了する直前において、上記と逆の手順で、パレ
ットＰをエレベータ機構２１に戻しながら、電子部品Ａ
のピックアップを行う。

【００３６】この方法では、装着ヘッド９の待ち時間を
極力少なくすることができると共に、その上で装着ヘッ
ド９の移動距離を極力短くすることができる。したがっ
て、電子部品Ａの装着におけるタクトタイムを、極端に
短縮することができる。なお、これらの制御方法を、適
宜組み合わせた制御方法を採用してもよいことは、いう
までもない。

【００３７】次に、図７および図８を参照して、本発明
の第２実施形態について説明する。両図に示すように、
この実施形態では、エレベータ機構２１およびパレット
導入機構２２がピックアップ領域Ｓを挟んで、１対設け
られている。この場合、コントローラ２３は、両パレッ
ト導入機構（およびエレベータ機構）２２，２２を同時
に制御して、それぞれのパレットＰを、ピックアップ領
域Ｓに交互に導入する。また、一方のパレットＰから電
子部品のピックアップが行われているときには、他方の
パレットＰを一方のパレットＰの近傍に待機させるよう
にしている。

【００３８】すなわち、図７に示すように、左側のエレ
ベータ機構２１から基板の近傍に導入された左側のパレ
ットＰａに対し、電子部品のピックアップが行われてい
る場合に、次にピックアップ（装着）する予定の電子部
品を搭載した右側のパレットＰｂが、右側のエレベータ
機構２１からこの左側のパレットＰａの近傍まで導入さ
れる。次に、左側のパレットＰａにおけるピックアップ
が完了し、左側のエレベータ機構２１に戻るときに、こ
れと入れ替わるように右側のパレットＰｂが同位置に導
入される。そして、右側のパレットＰｂにおけるピック
アップが行われている間に、左側のエレベータ機構２１
から新たなパレットＰａが導入され（パレット交換）、
この右側のパレットＰｂの近傍に待機する。

【００３９】このような構成では、個々のパレットＰの
移動時間は短縮することはできないが、装着ヘッド９か
ら見たパレットＰの交換時間は、極めて短いものにな
る。したがって、全体としては、タクトタイムを短縮す
ることができる。なお、この実施形態においても、個々
のパレットに対し上記の制御方法を適用することは可能
である。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明の電子部品装着装置
によれば、パレットをピックアップ可能領域の任意の位
置に導入することがてきるため、装着ヘッドの動作待ち
時間を極力短くすることができる。したがって、電子部
品の装着におけるタクトタイムを短縮することができ
る。

【００４１】また、本発明の他の電子部品装着装置によ
れば、パレットの交換を短時間で行うことができるた
め、装着ヘッドの動作待ち時間を極力短くすることがで
き、電子部品の装着におけるタクトタイムを短縮するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る電子部品装着装置の
平面図である。

【図２】実施形態に係る電子部品装着装置の側面図であ
る。

【図３】パレット導入機構および部品装着機構の第１の
制御方法を説明する説明図である。

【図４】パレット導入機構および部品装着機構の第２の
制御方法を説明する説明図である。

【図５】パレット導入機構および部品装着機構の第３の
制御方法を説明する説明図である。

【図６】パレット導入機構および部品装着機構の第４の
制御方法を説明する説明図である。

【図７】本発明の第２実施形態に係る電子部品装着装置
の平面図である。

【図８】第２実施形態に係る電子部品装着装置の側面図
である。

【符号の説明】

１電子部品装着装置２装着装置本体４第２部品供給装置８ヘッドユニット９装着ヘッド１１ＸＹステージ２１エレベータ機構２２パレット導入機構２３コントローラ４１引出し経路４２係止アーム４３駆動機構Ａ電子部品Ｂ基板ＴトレイＰパレットＳピックアップ領域（ピックアップ可能領域）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】トレイを介して多数の電子部品を搭載し
たパレットをパレット収容部から引き出すパレット導入
手段と、引き出したパレットから装着ヘッドにより電子
部品をピックアップすると共にこれを基板に装着する部
品装着手段とを備えた電子部品装着装置において、前記装着ヘッドによるピックアップ可能領域を、パレッ
トの引出し経路のほぼ全域にまで拡張すると共に、前記パレット導入手段を制御し、電子部品のピックアッ
プのためにパレットを前記引出し経路の任意の位置に導
入可能な制御手段を備えたことを特徴とする電子部品装
着装置。
【請求項２】前記制御手段は、トレイに収容した電子
部品が列順に且つ段階的にピックアップ可能領域に導入
されるようにパレットを移動させ、前記部品装着手段は、前記装着ヘッドによりピックアッ
プ可能領域に導入された電子部品を随時、列順にピック
アップすることを特徴とする請求項１に記載の電子部品
装着装置。
【請求項３】前記制御手段は、前記パレットが前記パ
レット収容部から完全に引き出されない位置までこれを
移動させ、前記部品装着手段はこの状態で、前記装着ヘッドにより
電子部品をピックアップすることを特徴とする請求項１
に記載の電子部品装着装置。
【請求項４】前記制御手段は、パレットを基板の近傍
まで移動させた後、ピックアップおよび装着に伴う前記
装着ヘッドの移動距離が最短になるようにパレットを微
小移動させることを特徴とする請求項１に記載の電子部
品装着装置。
【請求項５】前記制御手段は、前記装着ヘッドのピッ
クアップおよび装着の一連の動作に待ち時間が生じない
ように、パレットを移動させることを特徴とする請求項
１に記載の電子部品装着装置。
【請求項６】トレイを介してパレットに搭載した電子
部品をピックアップすると共にこれを基板に装着する部
品装着手段と、複数のパレットを収容すると共に、前記部品装着手段に
よるピックアップ可能領域を挟んで対向配置した一対の
パレット収容手段と、パレットを前記両パレット収容手段から前記ピックアッ
プ可能領域にそれぞれ引き出すパレット導入手段と、当該パレット導入手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、パレットを前記一対のパレット収容手
段から前記ピックアップ可能領域に交互に導入すると共
に、一方のパレットが当該ピックアップ可能領域に導入
されたときに、他方のパレットを一方のパレットの近傍
に待機させることを特徴とする電子部品装着装置。