JP3645484B2 - 電子部品実装装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板搬送を高速化できる電子部品実装装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ロータリーテーブルを用いた電子部品実装装置は、最近の1つの電子部品あたり0.1秒程度の実装動作時間を実現できるようになっており、実装動作自体は極めて高速になっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし電子部品実装装置は、上述の高速な動作の他、実装済の基板を次工程へ搬出すると共に、実装前の基板を搬入するという基板搬送も行う必要がある。ところが、実装動作の高速化が著しいのに対して、この基板搬送動作は旧態依然としており、基板搬送時間は、概ね5〜7秒程度もかかっている。
【0004】
これは、実装済の基板が完全に搬出されるのを待って、実装前の基板を搬入することとし、また実装済の基板はゆっくりしか搬出できないからである。そして、実装済の基板をゆっくりしか搬出できないのは、実装済の基板には、電子部品が固着されているのではなく単に載置されており、実装済の基板を速く搬送すると、実装済の基板上の電子部品が位置ずれを生じたりあるいは転倒してしまうからである。
【0005】
このような事情があるにせよ、基板搬送時間が、例えばわずか1秒短くなっただけで、5〜10個もの電子部品の実装を行えるのであるから、是非とも基板搬送時間を短縮して電子部品実装装置全体の生産性を向上することが求められている。
【0006】
そこで本発明は、基板搬送を高速化できる電子部品実装装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電子部品を吸着する移載ヘッドを、部品供給部から電子部品をピックアップするピックアップステーションと基板に電子部品を搭載する搭載ステーションとを含む一定軌道を循回させながら基板に電子部品を搭載すると共に、前記一定軌道から離れた位置において実装済の基板を、基板を位置決めする位置決め部から基板搬出手段で次工程へ搬出し、実装前の基板を、前記位置決め部からみて前記基板搬出手段の反対側に位置する基板搬入手段から前記位置決め部へ搬入するようにした電子部品実装装置であって、実装済の基板を前記位置決め部から前記基板搬出手段へ移送する基板移送機構を設け、この基板移送機構が、前記位置決め部上の実装済の基板を前記位置決め部から上方へ浮かせて前記基板搬出手段へ移送するようにし、また前記基板搬入手段によりこの基板搬入手段で待機していた実装前の基板を実装済の基板が上方へ浮かされた後の前記位置決め部へ搬入するようにしたものである。
【0008】
また、前記基板移送機構は、基板の対向縁を挟持して基板を上方へ離し、その状態で前記基板搬出手段へ移送するようにしたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の平面図、図2は本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図、図3は本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図、図4は本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図、図5は本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図、図6は本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図、図7は本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図、図8は本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図である。
【0010】
図1に示すように、この電子部品実装装置は、ロータリーテーブル1に同心円状に複数の移載ヘッド2を設け、ロータリーテーブル1を矢印M1方向に循回させる方式による。これにより、移載ヘッド2はピックアップステーションS1、搭載ステーションS2(互いに180度ずれている)を含む一定軌道(平面でみるとロータリーテーブル1の中心から一定距離だけ離れた軌道)を循回する。
【0011】
ピックアップステーションS1には、X方向に移動する部品供給部3が設けてある。部品供給部3は、各種の電子部品を供給するパーツカセット4がX方向に並設されてなる。部品供給部3をX方向に移動して、移載ヘッド2に供給すべき品種の電子部品を備えたパーツカセット4をピックアップステーションS1にセットするようになっている。
【0012】
またピックアップステーションS1の反対側にある搭載ステーションS2の真下と、図1に示している位置との間において、位置決め部5は基板6を位置決めする。位置決め部5は、基板6のX方向と平行な対向縁を保持する基板保持コンベア8と、基板保持コンベア8をXYZ方向に位置決めする位置決め機構7とを有する。なお位置決め機構7の詳細は後述する。
【0013】
図1に示す状態では、実装済の基板6と実装前の基板20とを入れ換えて搬出/搬入するところである。そして、位置決め部5の基板保持コンベア8は、実装前の基板20を図1右側へ搬送し、基板保持コンベア8にこの基板20を移送する。また、基板保持コンベア8から見て基板搬入コンベア19の反対側に位置する基板搬出コンベア21は、次に述べる基板移送機構9により、実装済の基板6を受渡され、次工程へ向けて(図1の右方向)この基板6を搬出する。
【0014】
基板移送機構9は、次の要素を有する。まず、アーム10、アーム11はY方向と平行な対向縁を保持するものである。アーム10、アーム11は、アーム10、アーム11の基端部をそれぞれ昇降シリンダ12、昇降シリンダ13のロッドに支持されている。昇降シリンダ12、昇降シリンダ13は移動板15にX方向へ摺動自在に取り付けられており、両ロッドシリンダ14によって左右対称に移動する。従ってアーム10、アーム11は昇降シリンダ12、昇降シリンダ13によって同時に昇降し、両ロッドシリンダ14によって開閉する。
【0015】
移動板15の側面には、送りナット16が取り付けられ、送りナット16にはX方向を軸方向とする送りねじ17が螺合し、送りねじ17はモータ18によって回転する。したがって、アーム10、アーム11を閉じアーム10、アーム11で基板6を保持してモータ18を駆動すると、基板6をX方向に移送することができる。
【0016】
次に図2、図3を用いて、位置決め機構7について説明する。図2に示すように、位置決め機構7は次の要素を有する。まず、基台22上にYテーブル23が設けられ、Yテーブル23上にXテーブル24、Xテーブル24上に水平な固定プレート25、固定プレート25上に下受ブロック26が設けられている。そして、下受ブロック26の上面には、複数の同サイズをなす下受ピン27が立設される。下受ピン27は、その上端部が基板6の下面に当接して、基板6をフラットに下受けするものである(図3)。
【0017】
また、基台22上には、互いに同期して動作する押上シリンダ28、押上シリンダ29が設けられ、それらのロッド30、ロッド31は上向きに常に同じ高さだけ突没する。さらに、昇降支柱32、昇降支柱33は、ロッド30、ロッド31と同間隔で水平な昇降プレート34の下面から下向きに突設され、昇降支柱32、昇降支柱33の下端部は、ロッド30、ロッド31の上端部に接離自在に当接する。なお、昇降支柱32、昇降支柱33は、固定プレート25に対して昇降自在に支持され、固定プレート25の下面と昇降支柱32、昇降支柱33の下端部との間にはスプリング37、スプリング38が介装される。
【0018】
また、昇降プレート34上の両側部には、基板6に対して基板保持コンベア8を矢印N1方向に開閉させるため、一対の基板6を互いに対称に移動させる開閉シリンダ35、開閉シリンダ36が一対に配置されている。
【0019】
次に、図2〜図8を用いて、本形態の電子部品実装方法の各過程について説明する。まず、図4に示すように、基板6が基板保持コンベア8に保持されて、搭載ステーションS2下にあり部品実装が行われているものとする。このとき、次に搭載ステーションS2へ移送されるべき実装前の基板20は、基板搬入コンベア19上に送られて待機している。そして、基板6の実装が完了したら、位置決め部5に示すように、位置決め機構7によって基板保持コンベア8を、基板搬入コンベア19と基板搬出コンベア21の間に位置させる。
【0020】
次に、図6に示すように、両ロッドシリンダ14によってアーム10、アーム11を閉じ(矢印N3)基板6のY方向と平行な対向縁を保持し、開閉シリンダ35、開閉シリンダ36により基板保持コンベア8を矢印N4で示すように開き、昇降シリンダ12,13でアーム10、アーム11を上昇させ、実装済の基板6を基板保持コンベア8よりもわずか上方へ浮かして基板保持コンベア8から離す。
【0021】
次に、図7に示すように、開いていた基板保持コンベア8を閉じ、基板搬入コンベア19から基板保持コンベア8へ高速で実装前の基板20を移送し、この基板20を基板保持コンベア8で保持したら、位置決め機構7によりこの基板20を直ちに搭載ステーションS2下へ位置決めする。ここで、基板20には、電子部品が搭載されていないから、基板20を高速で移送しても、電子部品の位置ズレ等の心配はない。即ち、従来技術よりも基板20の移送を高速にでき、基板搬入時間を短縮できる。なお、基板20が搭載ステーションS2下へ位置決めされるまでの過程は後に詳述する。
【0022】
一方、基板6をアーム10、アーム11で保持して基板保持コンベア8から浮かせた後は、実装前の基板20とは関係なしに、アーム10、アーム11でゆっくりと基板搬出コンベア21上へ移送する(矢印N4)。このように、基板6を基板保持コンベア8から浮かせる時間を除いて、基板20を基板6とは無関係に基板保持コンベア8にセットできるため、実装済の基板6の搬出時間のほとんどが基板搬送時間に含まれないこととなり、基板搬送時間を大幅に短縮できる。
【0023】
因みに、本発明者の実験では、2〜3秒短縮できたが、この短縮された時間を全ての他の部品実装に使えば、1サイクルあたり20〜30個余分に実装できることとなり、電子部品実装装置全体の生産性が大きく向上する。
【0024】
さて、その後、ゆっくりと基板搬出コンベア21へ移送された実装済の基板6は、基板搬出コンベア21によって基板20の部品実装中にゆっくりと次工程に搬出される。
【0025】
次に、基板20が搭載ステーションS2下へ位置決めされるまでの過程を、図2、図3を用いて説明する。まず、図2では、上述したように、実装済の基板6をアーム11が浮かした(鎖線)直後に、基板保持コンベア8が実装前の基板20を保持した瞬間を示している。このとき、Yテーブル23及びXテーブル24上にある固定プレート25と昇降プレート34とは、搭載ステーションS2から離れて、基板搬入コンベア19と基板搬出コンベア21の間にある。また、ロッド30、ロッド31は突出して、昇降プレート34は高いレベルにあり、下受ピン27の上端部は基板20の下方にあって基板20の下面には接触しない。
【0026】
次に、ロッド30、ロッド31を没入させて、基板20のレベルを下げ、昇降プレート34が最も下降したとき、下受ピン27の上端部が基板20の下面に当接するようになっている。これにより、基板20は下受ピン27によって水平に下受される。次に、図3に示すように、Yテーブル23、Xテーブル24を駆動して、下受けされた基板20を搭載ステーションS2を通過する移載ヘッド2の直下へ位置決めする。そして、部品実装を行うものである。
【0027】
【発明の効果】
本発明は、位置決め部上の実装済基板を基板移送機構で位置決め部から上方へ浮かして基板搬出手段へ移送するようにし、且つ基板搬入手段は待機していた基板を基板が上方へ浮かされた後の位置決め部へ搬入するようにしているので、実装済の基板搬出に消費されていた時間のほとんどがかからなくなり、この時間中も高速な実装動作を行えることになるから、生産性を相当程度向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の平面図
【図2】本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図
【図3】本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図
【図4】本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図
【図5】本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図
【図6】本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図
【図7】本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図
【図8】本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図
【符号の説明】
5 位置決め部
6 基板
19 基板搬入コンベア
20 基板
21 基板搬出コンベア

Claims (3)

  1. 電子部品を吸着する移載ヘッドを、部品供給部から電子部品をピックアップするピックアップステーションと基板に電子部品を搭載する搭載ステーションとを含む一定軌道を循回させながら基板に電子部品を搭載すると共に、前記一定軌道から離れた位置において実装済の基板を、基板を位置決めする位置決め部から基板搬出手段で次工程へ搬出し、実装前の基板を、前記位置決め部からみて前記基板搬出手段の反対側に位置する基板搬入手段から前記位置決め部へ搬入するようにした電子部品実装装置であって、実装済の基板を前記位置決め部から前記基板搬出手段へ移送する基板移送機構を設け、この基板移送機構が、前記位置決め部上の実装済の基板を前記位置決め部から上方へ浮かせて前記基板搬出手段へ移送するようにし、また前記基板搬入手段によりこの基板搬入手段で待機していた実装前の基板を実装済の基板が上方へ浮かされた後の前記位置決め部へ搬入するようにしたことを特徴とする電子部品実装装置。
  2. 前記基板移送機構は、基板の対向縁を挟持して基板を上方へ離し、その状態で前記基板搬出手段へ移送するようにしたことを特徴とする請求項1記載の電子部品実装装置。
  3. 前記基板移送機構は、開閉自在なアームにより基板を挟持するようにしたことを特徴とする請求項2記載の電子部品実装装置。
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