JP3737591B2

JP3737591B2 - Dispenser in component mounting system

Info

Publication number: JP3737591B2
Application number: JP00796597A
Authority: JP
Inventors: 健一印藤
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1997-01-20
Filing date: 1997-01-20
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2017-01-20
Also published as: JPH10209632A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板に部品装着のための接着剤やクリームハンダ等の塗布液を塗布する部品実装システムにおけるディスペンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、コンベアに沿ってプリント基板を搬送し、接着剤等の塗布液をプリント基板に塗布しながらＩＣ等の小片状の部品を順次プリント基板に装着するようにした部品実装システムが知られている。
【０００３】
この種のシステムでは、例えば、コンベアによるプリント基板の搬送経路上にＸ−Ｙ方向に移動可能なディスペンサヘッドを配設し、このディスペンサヘッドによりプリント基板上の任意の位置に塗布液を塗布することが行われている。
【０００４】
ディスペンサヘッドには、上下動可能なフレームが設けられ、このフレームに、例えば、塗布液を貯留したシリンジと、目標位置に向かって塗布液を導出するためのノズル部材と、塗布液をノズル先端に押し出すためのプランジャポンプとが装備されている。そして、動作時には、ディスペンサヘッドがプリント基板上方に移動させられるとともに、その最中に、プランジャポンプの作動により一定量の塗布液がノズル先端に押し出され、ディスペンサヘッドが目標位置上方に到達すると、フレームが下降させられてノズル先端に押し出された塗布液がプリント基板の表面に押し付けられ、その後、フレームが上昇させられることによって塗布液がノズル先端から切り離されてプリント基板上に塗布されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようにノズル部材を昇降させながら塗布液をプリント基板に塗布する装置では、ノズル先端をプリント基板表面に押し付けることにより塗布液を塗布するため、ノズル先端とプリント基板との衝突によってプリント基板やノズル先端が損傷する虞れがある。そのため、このような衝突によるノズル先端やプリント基板の損傷を回避すべく、例えば、ノズル部材を上下方向に弾性変位可能な状態で支持して衝突による衝撃力を緩和することが考えられている。
【０００６】
ところで、上記プランジャポンプは、ノズル部材を構成するノズルシャフト内に塗布液を導入しながら、ポンプ内部に備えられたニードルを上下動させてノズルシャフト内に突入させ、これによって塗布液をノズル先端に押し出すように構成されており、そのため、プランジャポンプを用いるディスペンサでは、ノズル部材とプランジャポンプとが一体化されているのが一般的である。
【０００７】
従って、上述のようにノズル部材を弾性変位可能な状態で支持するには、プランジャポンプに対してノズル部材を上下方向に弾性変位可能に支持する構造と、ノズル部材を含めたプランジャポンプの全体をフレームに対して上下方向に弾性変位可能に支持する構造とが考えられる。
【０００８】
しかし、プランジャポンプに対してノズル部材を弾性変位可能に支持する場合には、衝突時にノズルシャフトに対するニードルの突入量が増大して塗布液を余分に押し出すことになり都合が悪く、また、ノズル部材を含めたプランジャポンプの全体をフレームに対して弾性変位可能に設ける場合には、ばね下荷重が大きくなりすぎて構造的に不利である。従って、いずれも得策とは言えない。
【０００９】
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、上下動可能なフレームにプランジャポンプとノズル部材とを備え、プランジャポンプの作動により定量の塗布液をノズル部材の先端に押し出しながらフレームの上下動に伴い塗布液を塗布するように構成されたディスペンサにおいて、塗布量の変動を伴うことなく、ノズル部材とプリント基板の衝突による衝撃力を緩和することができる部品実装システムにおけるディスペンサを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上下動可能なフレームにプランジャポンプとノズル部材とを搭載し、プランジャポンプの作動により定量の塗布液をノズル部材の先端に押し出しながら上記フレームの上下動に伴い塗布するように構成されたディスペンサにおいて、上記プランジャポンプは、上記フレームに固定されるハウジング本体と、このハウジング本体に上下動可能に支持される可動ハウジングと、上記ハウジング本体に対して可動ハウジングを下方に付勢する第１の弾性部材とを有し、上記可動ハウジングにノズル部材を構成するノズルシャフトが設けられる一方、上記ハウジング本体に、昇降駆動されるプランジャと、このプランジャに上下動可能に装着される塗布液押し出し用のニードルと、上記プランジャに対してニードルを下方に付勢する第２の弾性部材と、上記プランジャの下降によりニードルを上記ノズルシャフト内に突入させた塗布液の押し出し状態で、上記ニードルと可動ハウジングとを上下方向に係合させる係合手段とを設けたものである。
【００１１】
このディスペンサによればニードルが上昇位置に保持された状態でノズルシャフト内に塗布液が導入され、プランジャ駆動によりニードルが押し下げられてノズルシャフト内に突入させられると、定量の塗布液がノズル先端に押し出される。そして、フレームが下降したときにノズル先端がプリント基板表面に押し付けられることにより塗布液がプリント基板に塗布される。
【００１２】
この際、ノズル先端がプリント基板に衝突すると、可動ハウジングが第１の弾性部材の付勢力に抗しながらハウジング本体に対して上方に変位し、これによりノズル先端とプリント基板との衝突による衝撃力が緩和される。なお、塗布液の押し出し状態では、ニードルと可動ハウジングが係合手段により上下方向に相互に係合しているため、可動ハウジングが上方に変位すると、ニードルが第２の弾性部材の付勢力に抗しながらプランジャに対して上方に変位し、これによりノズルシャフトに対するニードルの位置関係が保持されて、余分な塗布液の押し出しが防止される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１４】
図１及び図２は、本発明に係るディスペンサを概略的に示している。同図に示すように、ディスペンサの基台１上には、プリント基板搬送用のコンベア２が配置され、プリント基板３がこのコンベア２上を搬送されて所定の作業位置（同図に示す位置）に位置決めされるようになっている。
【００１５】
上記コンベア２の上方には、プリント基板３に部品装着用の例えば接着剤等を塗布するためのディスペンサヘッド４が装備され、このディスペンサヘッド４が、Ｘ軸方向（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）に移動可能に支持されている。
【００１６】
すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向に延びる一対の固定レール５と、Ｙ軸サーボモータ７により回転駆動されるボールねじ軸６とが配設され、上記固定レール５上にヘッドユニット支持部材８が配置されて、この支持部材８に設けられたナット部分９が上記ボールねじ軸６に螺合している。また、上記支持部材８には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１０と、Ｘ軸サーボモータ１２により駆動されるボールねじ軸１１とが配設され、上記ガイド部材１０にディスペンサヘッド４が移動可能に保持され、このディスペンサヘッド４に設けられたナット部分１３が上記ボールねじ軸１１に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ７の作動によりボールねじ軸６が回転して上記支持部材８がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１２の作動によりボールねじ軸１１が回転して、ディスペンサヘッド４が支持部材８に対してＸ軸方向に移動するようになっている。
【００１７】
上記ディスペンサヘッド４には、異なる種類の塗布液をプリント基板３に塗布するための複数のディスペンサ本体１５が搭載されており、図示の例では２つのディスペンサ本体１５が搭載されている。
【００１８】
図３及び図４は、上記ディスペンサ本体１５の具体的な構成を示している。この図に示すように、ディスペンサ本体１５には、塗布液を目標位置に向けて導出するためのノズル部材２０が設けられており、このノズル部材２０がディスペンサヘッド４のフレーム４ａに対して昇降可能に支持されている。
【００１９】
すなわち、ディスペンサヘッド４のフレーム４ａには、図３に示すように、上下方向に延びる固定レール２２と、上下動用サーボモータ２３により回転駆動されるボールねじ軸２４とが設けられており、上記固定レール２２にノズル支持部材２５が移動可能に装着されるとともに、このノズル支持部材２５に接続されたナット部分２６が上記ボールねじ軸２４に螺合装着されている。これにより、サーボモータ２３の駆動によるボールねじ２４の正逆回転に伴いノズル支持部材２５が昇降させられるようになっている。
【００２０】
ノズル支持部材２５には、上記ノズル部材２０の他に、塗布液を貯留するためのシリンジ３４、定量の塗布液をノズル先端に導出するためのプランジャポンプ３６、ノズル部材２０を回転させる回転駆動機構及び上記プランジャポンプ３６に対するクランプ機構等が具備されている。
【００２１】
上記ノズル部材２０は、後記プランジャポンプ３６に固定される中空のノズルシャフト２０ａと、これに相対回転可能に外嵌されるノズルホルダ２０ｂと、その下端に着脱自在に装着され、上記ノズル部材２０ａに相対回転可能に連結されるノズル２０ｃとから構成されており、このノズル部材２０がノズルガイド２７を介して上記ノズル支持部材２５に上下動及び回転可能に取付けられている。すなわち、ノズルガイド２７がベアリング２８を介してノズル支持部材２５に回転可能に取付けられるとともに、このノズルガイド２７に上記ノズルホルダ２０ｂが上下動可能な状態でスプライン結合されている。
【００２２】
そして、ノズルガイド２７にプーリ２９が外嵌装着されるとともに、ノズル部材２０の側方にサーボモータ３０が配設され、このサーボモータ３０の出力軸に装着されたプーリ３１と上記プーリ２９とにわたって駆動ベルト３２が装着されている。これによりサーボモータ３０の駆動によりプーリ３１、駆動ベルト３２、プーリ２９及びノズルガイド２７等を介して上記ノズル部材２０を回転させる回転駆動機構が構成されている。なお、ノズル部材２０の回転については、ノズルシャフト２０ａがプランジャポンプ３６に固定されるため、正確にはノズルホルダ２０ｂ及びノズル２０ｃの部分のみが回転することになる。
【００２３】
上記シリンジ３４は、図３に示すように先細りの円筒状の容器で、上記プランジャポンプ３１に供給管３５を介して着脱可能に取付けられている。シリンジ３０の内部には、部品を装着するための接着剤やクリームハンダ等の塗布液が収容されており、図外のエア供給管を介して一定圧のエアがシリンジ３０内に供給されることによって、シリンジ３４内の塗布液が供給管３５を介してプランジャポンプ３６に導出されるようになっている。
【００２４】
上記プランジャポンプ３６は、上記ノズルガイド２７の上部にベアリング３７を介して相対回転可能に装着されている。プランジャポンプ３６は、上記ノズルガイド２７に装着される本体（ハウジング本体）３６ａと、この本体３６ａに対して所定の領域内で上下方向に変位可能に支持される可動ハウジング３６ｂと、可動ハウジング３６ｂを下方に付勢するスプリング３８とから構成されている。
【００２５】
上記可動ハウジング３６ｂには、図５（ａ）に示すように、その略中央部に段付きの円筒形凹部からなる液溜部３９が形成されており、この液溜部３９がポート４０を介して上記シリンジ３４の供給管３５に接続されている。また、液溜部３９の下方には、上記ノズルシャフト２０ａが固定されており、このノズルシャフト２０ａが液溜部３９に連通している。これによりシリンジ３４の塗布液が液溜部３９を介してノズルシャフト２０ａ内に導入され得るようになっている。
【００２６】
一方、上記本体３６ａには、ノズルシャフト２０ａ内に導入された塗布液を押し出すためのニードル４１と、このニードル４１を上下動させるためのエアシリンダ４２とが設けられている。
【００２７】
ニードル４１は、先端（図５（ａ）では下端）に、上記ノズルシャフト２０ａに突入可能な細軸部を具備した円柱状の部材で、後述するようにエアシリンダ４２のプランジャ４３の下端部に連結されている。
【００２８】
エアシリンダ４２は、内部にプランジャ４３を備えるとともに、このプランジャ４３の上方及び下方に圧力室４４，４５を有し、これらの圧力室４４，４５がポート４６，４７を介してエア給排系統の通路４８，４９にそれぞれ接続された構成となっており、上側の圧力室４４にエアが供給されつつ下側の圧力室４５からエアが排出されるときにプランジャ４３が下降し、逆に下側の圧力室４５にエアが供給されつつ上側の圧力室４４からエアが排出されるときにプランジャ４３が上昇するようになっている。
【００２９】
上記ニードル４１は、エアシリンダ４２の上記プランジャ４３に対し上下方向に弾性変位可能な状態で連結されている。すなわち、上記プランジャ４３の下端部に下方に開口する中空部が形成され、この中空部にスプリング５０を介してニードル４１の上端部が挿入されるとともに、上記プランジャ４３に上下方向の長孔５１が形成され、この長孔５１に上記ニードル４１に形成された突起５２が突入されている。これによりニードル４１がプランジャ４３に対して上記長孔５１の範囲内で上下方向に弾性変位可能となっているとともに、このようにプランジャ４３にニードル４１が連結された状態で、ニードル４１がノズルシャフト２０ａと同軸上に配され、ニードル４１の先端が可動ハウジング３６ｂに装着されたカバー５４の貫通孔を介して液溜部３９に突入している。
【００３０】
上記ニードル４１には、その軸方向の略中央部分に段部５３が形成されており、上記プランジャ４３が下降位置に変位させられると、この段部５３がカバー５４を介して上記可動ハウジング３６ｂに係合するようになっている。つまり、これら段部５３及びカバー５４によって本発明の係合手段が構成されている。
【００３１】
また、本体３６ａの上部には、マイクロメータ５５が装着され、このマイクロメータ５５の調整軸５６が上記エアシリンダ４２の上側の圧力室４４に突入している。このマイクロメータ５５は、塗布液の押し出し量を調整するもので、圧力室４４内に突入する調整軸５６の量を調整してプランジャ４３の昇降変位量、つまりニードル４１の変位量を変化させ、これによるノズルシャフト２０ａ内への塗布液の導入量を変化させることによって塗布液の押し出し量を変動させるようになっている。
【００３２】
一方、上記プランジャポンプ３６の上方には、図３及び図４に示すように、プランジャポンプ３６に対する上記クランプ機構が設けられている。
【００３３】
このクランプ機構は、上記支持部材２５の上部に固定されるエアシリンダ６０と、このエアシリンダ６０のロッド先端（同図では下端）にリンク６１を介して連結される逆Ｕ字型のアーム６２と、このアーム６２の先端に突設されるピン６３とから構成されており、エアシリンダ６０がロッド突出駆動状態とされることにより、図４に示すように、アーム６２が上記マイクロメータ５５を跨いだ状態でプランジャポンプ３６を上方から押しつけてプランジャポンプ３６をノズルガイド２７等を介して支持部材２５に保持するようになっている。この際、上記ピン６３が本体３６ａに形成されたピン孔に突入させられることにより、アーム６２が本体３６ａに位置決めされるようになっている。
【００３４】
一方、エアシリンダ６０のロッド引込み駆動状態では、リンク６１及びアーム６２がプランジャポンプ３６上方に退避し、これによりプランジャポンプ３６の着脱が可能となる。つまり、このディスペンサでは、図６に示すように、プランジャポンプ３６及びこれに接続される上記ノズルシャフト２０ａをノズルガイド２７に対して着脱できるようになっており、上記のようにエアシリンダ６０をロッド引込み駆動状態とした後、リンク６１を回動させてアーム６２を側方に移動させることにより、ノズルガイド２７に対して容易にプランジャポンプ３６等を着脱できるようになっている。
【００３５】
なお、図３中、６５は、例えば、上下方向の溝部を有した断面Ｕ字型の回り止め部材で、上記プランジャポンプ３６の可動ハウジング３６ｂの一端部がこの回り止め部６５の溝内に突入させられている。これによって可動ハウジング３６ｂの上下方向の変位のみが許容されて回転が阻止されるようになっている。
【００３６】
次に、以上のように構成されたディスペンサによる塗布液の塗布動作について説明する。
【００３７】
上記ディスペンサにおいて塗布液の塗布動作が開始されると、先ず、コンベア２に沿ってプリント基板３が所定の作業位置まで搬送される。
【００３８】
この際、ディスペンサヘッド４は所定の待機位置に保持されており、各ディスペンサ本体１５においては、ノズル支持部材２５が上昇端位置に保持されるとともに、図５（ｂ）に示すように、プランジャポンプ３６のプランジャ４３が下降位置に保持され、これによりニードル４１の先端がノズルシャフト２０ａ内に突入している。なお、このとき、ニードル４１はスプリング５０の付勢力によりプランジャ４３に対して下降端位置に保持されて上述のようにニードル４１の段部５３が丁度カバー５４に係合している。また、可動ハウジング３６ｂはスプリング３８の付勢力により本体３６ａに対して下降端位置に保持されている。
【００３９】
プリント基板３が作業位置にセットされると、プリント基板３上の最初の塗布位置に塗布液を塗布すべく、ディスペンサヘッド４が移動させられる。
【００４０】
ディスペンサヘッド４が目標位置の上方に到達すると、正確には、塗布すべきディスペンサ本体１５のノズル部材２０が目標位置の上方に到達すると、サーボモータ２３の駆動によりノズル支持部材２５が下降させられるとともに、その最中に、上記プランジャポンプ３６においてエアの給排が一時的に切り替えられてノズル部材２０の先端に塗布液が押し出される。すなわち、エアの給排切り替えにより、先ず、ニードル４１が上昇し、これによりノズルシャフト２０ａの上部開口が開放されて液溜部３９内の塗布液がノズルシャフト２０ａ内に導入され（図５（ａ））、その後、ニードル４１が下降することによってノズルシャフト２０ａ内の塗布液がノズル２０ｃの先端に押し出される（図５（ｂ））。
【００４１】
この際、マイクロメータ５５の調整軸５６により規制されるニードル４１の変位量に応じた時間だけノズルシャフト２０ａの開口部が開放されて一定量の塗布液がノズル先端に押し出されることになる。
【００４２】
そして、ノズル支持部材２５が所定の高さ位置に達するとノズル先端がプリント基板３に押し付けられて、塗布液がプリント基板表面に押し付けられ、その後、サーボモータ２３が反転駆動されてノズル支持部材２５が上昇させられることにより、塗布液がノズル先端から切り離されてプリント基板上に塗布される。
【００４３】
この際、ノズル支持部材２５の上下動の誤差等によってノズル部材２０がプリント基板３に衝突することが考えられるが、この場合には、ノズル部材２０及び可動ハウジング３６ｂがスプリング３８の付勢力に抗しながら本体３６ａに対して一体に上方に押し上げられることとなり、これによってノズル先端とプリント基板３との衝突による衝撃力が緩和される。
【００４４】
なお、このように衝撃力緩和のためにノズル部材２０を変位させると、ノズルシャフト２０ａが上方に変位する分、ノズルシャフト２０ａに対するニードル４１の突入量が増大して余分な塗布液がノズル先端に押し出されることが懸念されるところである。しかし、この装置では、上述のようにプランジャ４３に対してニードル４１が上下方向に変位可能となっており、しかも塗布液の押し出し状態ではニードル４１の段部５３が可動ハウジング３６ｂのカバー５４に係合しているため、衝突によりノズル部材２０及び可動ハウジング３６ｂが上方に変位すると、これに伴い図５（ｃ）に示すように段部５３及びカバー５４を介してニードル４１が上方に押し上げられ、ノズルシャフト２０ａとニードル４１の相対的な位置関係が保持される。そのため、余分な塗布液がノズル先端へ押し出されるようなことが一切ない。
【００４５】
こうして最初の目標位置に塗布液が塗布されると、以後、ディスペンサヘッド４が移動させられつつ上記同様の動作が繰り返えされることにより、プリント基板３上の所定の位置に順次塗布液が塗布され、可能な場合には、双方のディスペンサ本体１５が作動させられて２個所同時に塗布液が塗布される。
【００４６】
以上のように上記実施形態のディスペンサでは、ノズル部材２０を弾性的に上下方向に変位させることができるようにして、塗布動作におけるノズル先端とプリント基板３との衝突による衝撃力を緩和し得るようにしているので、このような衝突によるノズル部材２０やプリント基板３の損傷を効果的に回避することができる。しかも、ノズル部材２０を弾性変位させるようにしながらも、この変位に伴いニードル４１を一体に変位させてノズル部材２０とニードル４１との位置関係を保持するようにしているので、余分な塗布液を押し出して塗布することなく、上記衝撃力を緩和することができる。
【００４７】
ところで、上述のようにノズル部材２０を弾性変位可能とする構造として、ノズル部材２０及びプランジャポンプ３６を一体に上下方向に弾性変位可能に支持する構成、例えば、ノズル支持部材２５をナット部分２６に対して弾性変位可能に支持することが考えられるが、この場合には、ばね下荷重が大きくなって構造的に不利である。これに対して上記実施形態のディスペンサのように、プランジャポンプ３６の一部を弾性変位可能に支持するようにすれば、ばね下荷重の増大を抑えることができ構造的に有利である。
【００４８】
なお、上記ディスペンサ本体１５は、本発明に係るディスペンサの一例であって、その具体的な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。
【００４９】
例えば、上記実施形態のディスペンサでは、スプリング３８を用いて可動ハウジング３６ｂを付勢し、また、スプリング５０を用いてニードル４１を付勢するようにしているが、これらスプリング３８、５０に代えて、ゴムや板ばね等の弾性部材を用いるように構成することもできる。
【００５０】
また、この装置では、メンテナンス等の面で有利となることら、プランジャポンプ３６を容易に着脱できるように構成しているが、勿論、プランジャポンプ３６とその下方のノズルガイド２７等の各部材を一体に組み付けるようにしてもよい。このようにすれば、エアシリンダ６０等、プランジャポンプ３６のクランプ機構が不要となる分、ディスペンサヘッド４の構成を簡略化することができる。
【００５１】
同様に、サーボモータ３０等、ノズル部材２０を回転させるための機構を省略してディスペンサヘッド４の構成を簡略化するようにしてもよい。但し、近年では高密度実装を効率良く行うために方向性を有したノズル部材を用いて塗布液を塗布することが行われており、このような装置については上記のような回転機構を備える方が有利である。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のディスペンサは、フレームにプランジャポンプとノズル部材とを備え、フレームの上下動に伴い定量の塗布液を塗布するように構成されたディスペンサにおいて、プランジャポンプを、ハウジング本体と可動ハウジングとから構成するとともに、ハウジング本体に対して可動ハウジングを上下方向に弾性変位可能とし、可動ハウジングにノズルシャフトを設ける一方、ハウジング本体に、塗布液押出し用のニードルと、駆動用のプランジャとを設け、ニードルをプランジャに対して上下方向に弾性変位可能な状態で装着し、さらに、塗布液の押し出し状態、つまりノズルシャフト内にニードルが突入した状態で、可動ハウジングとニードルとが上下方向に係合するようにしたので、ノズル先端がプリント基板に衝突しても、可動ハウジングがハウジング本体に対して上方に弾性変位することによりそれらの衝突による衝撃力が緩和される。従って、このような衝突によるノズル部材やプリント基板の損傷を効果的に回避することができる。
【００５３】
しかも、ノズル先端がプリント基板に衝突して可動ハウジングが上方に変位しすると、これに応じてニードルが上方に変位するため、ノズルシャフトに対するニードルの位置関係が保持され、これによって余分な塗布液の押し出しが阻止される。従って、衝突によるノズル部材やプリント基板の損傷を回避しながらも定量の塗布液を適切に塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るディスペンサの概略平面図である。
【図２】同正面図である。
【図３】ディスペンサヘッドに搭載されるディスペンサ本体を示す断面図（側面方向の断面図）である。
【図４】ディスペンサヘッドに搭載されるディスペンサ本体を示す正面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、塗布液の塗布動作におけるプランジャポンプの作動状態を示す断面図で、（ａ）はプランジャ上昇状態、（ｂ）はプランジャ下降状態、（ｃ）は、（ｂ）においてノズル先端がプリント基板に当接した状態を示す要部断面図である。
【図６】プランジャポンプを取り外した状態を示す図である。
【符号の説明】
４ディスペンサヘッド
１５ディスペンサ本体
２０シリンジ
２０ａノズルシャフト
２０ｂノズルホルダ
２０ｃノズル
３４シリンジ
３６プランジャポンプ
３６ａ本体
３６ｂ可動ハウジング
３８，５０スプリング
４１ニードル
４２エアシリンダ
４３プランジャ
５３段部
５４カバー
４３ニードル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dispenser in a component mounting system that applies a coating liquid such as an adhesive or cream solder for mounting components on a printed board.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a component mounting system has been known in which a printed circuit board is transported along a conveyor and small pieces of components such as ICs are sequentially mounted on the printed circuit board while applying a coating liquid such as an adhesive to the printed circuit board. ing.
[0003]
In this type of system, for example, a dispenser head that can move in the X and Y directions is disposed on a transport path of a printed circuit board by a conveyor, and a coating liquid is applied to an arbitrary position on the printed circuit board by the dispenser head. Has been done.
[0004]
The dispenser head is provided with a vertically movable frame. In this frame, for example, a syringe storing the coating liquid, a nozzle member for leading the coating liquid toward the target position, and the coating liquid at the tip of the nozzle It is equipped with a plunger pump for pushing out. During operation, the dispenser head is moved above the printed circuit board, and during that time, a certain amount of coating liquid is pushed out to the tip of the nozzle by the operation of the plunger pump, and the dispenser head reaches above the target position. The coating liquid pushed down and pushed onto the nozzle tip is pressed against the surface of the printed circuit board, and then the frame is lifted so that the coating liquid is separated from the nozzle tip and applied onto the printed circuit board. ing.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the apparatus for applying the coating liquid to the printed circuit board while raising and lowering the nozzle member as described above, the coating liquid is applied by pressing the nozzle tip against the surface of the printed circuit board. There is a risk of damage to the nozzle tip. Therefore, in order to avoid damage to the nozzle tip and the printed circuit board due to such a collision, for example, it is considered that the impact force due to the collision is reduced by supporting the nozzle member in a state where it can be elastically displaced in the vertical direction.
[0006]
By the way, the plunger pump moves the needle provided inside the pump up and down to enter the nozzle shaft while introducing the coating liquid into the nozzle shaft constituting the nozzle member. In the dispenser using the plunger pump, the nozzle member and the plunger pump are generally integrated.
[0007]
Accordingly, in order to support the nozzle member in an elastically displaceable state as described above, the structure in which the nozzle member is supported to be elastically displaceable in the vertical direction with respect to the plunger pump, and the entire plunger pump including the nozzle member A structure that supports the frame so as to be elastically displaceable in the vertical direction is conceivable.
[0008]
However, when the nozzle member is supported by the plunger pump so as to be elastically displaceable, the amount of the needle entering the nozzle shaft increases in the event of a collision, which pushes the coating liquid excessively. In the case where the entire plunger pump including is provided so as to be elastically displaceable with respect to the frame, the unsprung load becomes too large, which is structurally disadvantageous. Therefore, neither is a good solution.
[0009]
The present invention has been made to solve the above problems, and includes a plunger pump and a nozzle member in a vertically movable frame, and the frame while pushing a predetermined amount of coating liquid to the tip of the nozzle member by operating the plunger pump. A dispenser in a component mounting system that can reduce the impact force caused by a collision between a nozzle member and a printed board without causing fluctuations in the amount of application in a dispenser configured to apply a coating liquid in accordance with the vertical movement of the nozzle. The purpose is to do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is configured such that a plunger pump and a nozzle member are mounted on a vertically movable frame, and a predetermined amount of coating liquid is applied to the tip of the nozzle member by the operation of the plunger pump and applied as the frame moves up and down. In the dispenser, the plunger pump includes a housing main body fixed to the frame, a movable housing supported by the housing main body so as to be movable up and down, and a first biasing the movable housing downward with respect to the housing main body. A nozzle shaft that constitutes a nozzle member is provided in the movable housing, and a plunger that is driven to move up and down in the housing body, and for extruding application liquid that is mounted on the plunger so as to move up and down. A second needle for urging the needle downward with respect to the plunger. And sex member, the needle moves down the plunger end conditions of the coating solution was plunged into the nozzle shaft is provided with a engaging means to engage the said needle and the movable housing in the vertical direction.
[0011]
According to this dispenser, when the needle is held in the raised position, the coating liquid is introduced into the nozzle shaft, and when the needle is pushed down by the plunger to be pushed into the nozzle shaft, a certain amount of coating liquid is applied to the nozzle tip. Extruded. When the frame is lowered, the tip of the nozzle is pressed against the surface of the printed board, whereby the coating liquid is applied to the printed board.
[0012]
At this time, when the nozzle tip collides with the printed circuit board, the movable housing is displaced upward with respect to the housing body while resisting the biasing force of the first elastic member, and thereby the impact force caused by the collision between the nozzle tip and the printed circuit board. Is alleviated. In the extruded state of the coating liquid, since the needle and the movable housing are engaged with each other in the vertical direction by the engaging means, when the movable housing is displaced upward, the needle resists the urging force of the second elastic member. Accordingly, the plunger is displaced upward with respect to the plunger, whereby the positional relationship of the needle with respect to the nozzle shaft is maintained, and extrusion of excess coating liquid is prevented.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
1 and 2 schematically show a dispenser according to the present invention. As shown in the figure, a conveyor 2 for conveying a printed circuit board is disposed on a base 1 of the dispenser, and the printed circuit board 3 is conveyed on the conveyor 2 to a predetermined work position (position shown in the figure). It is designed to be positioned.
[0015]
Above the conveyor 2, a dispenser head 4 for applying, for example, an adhesive for mounting components on the printed circuit board 3 is provided. The dispenser head 4 is arranged in the X-axis direction (the direction of the conveyor 2) and the Y-axis. It is supported so as to be movable in a direction (a direction perpendicular to the X axis on a horizontal plane).
[0016]
That is, a pair of fixed rails 5 extending in the Y-axis direction and a ball screw shaft 6 driven to rotate by a Y-axis servo motor 7 are disposed on the base 1, and a head unit is disposed on the fixed rail 5. A support member 8 is disposed, and a nut portion 9 provided on the support member 8 is screwed onto the ball screw shaft 6. The support member 8 is provided with a guide member 10 extending in the X-axis direction and a ball screw shaft 11 driven by an X-axis servo motor 12 so that the dispenser head 4 can move to the guide member 10. A nut portion 13 that is held and provided on the dispenser head 4 is screwed onto the ball screw shaft 11. Then, the ball screw shaft 6 is rotated by the operation of the Y-axis servo motor 7 and the support member 8 is moved in the Y-axis direction, and the ball screw shaft 11 is rotated by the operation of the X-axis servo motor 12 to thereby dispense the dispenser head. 4 moves in the X-axis direction with respect to the support member 8.
[0017]
The dispenser head 4 is equipped with a plurality of dispenser main bodies 15 for applying different types of coating liquids to the printed circuit board 3, and in the illustrated example, two dispenser main bodies 15 are mounted.
[0018]
3 and 4 show a specific configuration of the dispenser main body 15. As shown in this figure, the dispenser main body 15 is provided with a nozzle member 20 for leading the coating liquid toward the target position, and this nozzle member 20 can be raised and lowered with respect to the frame 4 a of the dispenser head 4. It is supported by.
[0019]
That is, as shown in FIG. 3, the frame 4a of the dispenser head 4 is provided with a fixed rail 22 that extends in the vertical direction and a ball screw shaft 24 that is rotationally driven by a servo motor 23 for vertical movement. A nozzle support member 25 is movably mounted on the rail 22, and a nut portion 26 connected to the nozzle support member 25 is screwed to the ball screw shaft 24. As a result, the nozzle support member 25 is moved up and down as the ball screw 24 rotates forward and backward by driving the servo motor 23.
[0020]
In addition to the nozzle member 20, the nozzle support member 25 includes a syringe 34 for storing a coating liquid, a plunger pump 36 for deriving a fixed amount of coating liquid to the tip of the nozzle, and a rotational drive mechanism for rotating the nozzle member 20. And a clamp mechanism for the plunger pump 36 and the like.
[0021]
The nozzle member 20 is detachably attached to a hollow nozzle shaft 20a fixed to a plunger pump 36, a nozzle holder 20b that is externally fitted to the plunger pump 36, and a lower end thereof, and is attached to the nozzle member 20a. The nozzle member 20 is connected to the nozzle support member 25 via a nozzle guide 27 so as to be movable up and down and rotatable. That is, the nozzle guide 27 is rotatably attached to the nozzle support member 25 via the bearing 28, and the nozzle holder 20b is splined to the nozzle guide 27 so as to be movable up and down.
[0022]
A pulley 29 is externally fitted to the nozzle guide 27, and a servo motor 30 is disposed on the side of the nozzle member 20. The pulley 31 is attached to the output shaft of the servo motor 30 and the pulley 29. A drive belt 32 is attached. As a result, a rotational drive mechanism that rotates the nozzle member 20 through the pulley 31, the drive belt 32, the pulley 29, the nozzle guide 27, and the like by driving the servo motor 30 is configured. Regarding the rotation of the nozzle member 20, since the nozzle shaft 20a is fixed to the plunger pump 36, only the portions of the nozzle holder 20b and the nozzle 20c are accurately rotated.
[0023]
The syringe 34 is a tapered cylindrical container as shown in FIG. 3, and is detachably attached to the plunger pump 31 via a supply pipe 35. The inside of the syringe 30 contains a coating liquid such as an adhesive or cream solder for mounting components, and air with a constant pressure is supplied into the syringe 30 via an air supply pipe (not shown). Thus, the coating liquid in the syringe 34 is led out to the plunger pump 36 via the supply pipe 35.
[0024]
The plunger pump 36 is mounted on the upper portion of the nozzle guide 27 via a bearing 37 so as to be relatively rotatable. The plunger pump 36 includes a main body (housing main body) 36a attached to the nozzle guide 27, a movable housing 36b supported so as to be vertically displaceable within a predetermined region with respect to the main body 36a, and a movable housing 36b. The spring 38 is biased downward.
[0025]
As shown in FIG. 5 (a), the movable housing 36 b is formed with a liquid reservoir portion 39 consisting of a stepped cylindrical recess at a substantially central portion thereof, and this liquid reservoir portion 39 is connected via a port 40. And connected to the supply pipe 35 of the syringe 34. The nozzle shaft 20 a is fixed below the liquid reservoir 39, and the nozzle shaft 20 a communicates with the liquid reservoir 39. Thereby, the coating liquid of the syringe 34 can be introduced into the nozzle shaft 20 a through the liquid reservoir 39.
[0026]
On the other hand, the main body 36a is provided with a needle 41 for extruding the coating liquid introduced into the nozzle shaft 20a and an air cylinder 42 for moving the needle 41 up and down.
[0027]
The needle 41 is a cylindrical member having a thin shaft portion that can be inserted into the nozzle shaft 20a at the tip (the lower end in FIG. 5A). The needle 41 is disposed at the lower end of the plunger 43 of the air cylinder 42 as will be described later. It is connected.
[0028]
The air cylinder 42 includes a plunger 43 inside, and has pressure chambers 44 and 45 above and below the plunger 43, and these pressure chambers 44 and 45 are connected to the air supply / discharge system via ports 46 and 47. Each of the passages 48 and 49 is connected, and when the air is discharged from the lower pressure chamber 45 while air is supplied to the upper pressure chamber 44, the plunger 43 descends, and conversely the lower side The plunger 43 is raised when air is supplied from the upper pressure chamber 44 while air is supplied to the pressure chamber 45.
[0029]
The needle 41 is connected to the plunger 43 of the air cylinder 42 so as to be elastically displaced in the vertical direction. That is, a hollow portion that opens downward is formed at the lower end portion of the plunger 43, and the upper end portion of the needle 41 is inserted into the hollow portion via the spring 50, and the vertical hole 51 is formed in the plunger 43. A projection 52 formed on the needle 41 is inserted into the elongated hole 51. As a result, the needle 41 can be elastically displaced in the vertical direction within the range of the long hole 51 with respect to the plunger 43, and the needle 41 is connected to the plunger 43 in such a state that the needle 41 is connected to the plunger 43. The tip of the needle 41 is arranged coaxially with 20a, and enters the liquid reservoir 39 through the through hole of the cover 54 attached to the movable housing 36b.
[0030]
The needle 41 is formed with a step portion 53 at a substantially central portion in the axial direction. When the plunger 43 is displaced to the lowered position, the step portion 53 is attached to the movable housing 36b via the cover 54. It is designed to engage. That is, the step portion 53 and the cover 54 constitute the engaging means of the present invention.
[0031]
A micrometer 55 is mounted on the upper portion of the main body 36a, and an adjustment shaft 56 of the micrometer 55 enters the pressure chamber 44 on the upper side of the air cylinder 42. This micrometer 55 is for adjusting the amount of extrusion of the coating liquid. The amount of the adjustment shaft 56 that enters the pressure chamber 44 is adjusted to change the amount of displacement of the plunger 43, that is, the amount of displacement of the needle 41, By changing the amount of coating liquid introduced into the nozzle shaft 20a, the amount of coating liquid extruded is varied.
[0032]
On the other hand, the clamp mechanism for the plunger pump 36 is provided above the plunger pump 36 as shown in FIGS.
[0033]
The clamp mechanism includes an air cylinder 60 fixed to the upper portion of the support member 25, and an inverted U-shaped arm 62 connected to a rod tip (lower end in the figure) of the air cylinder 60 via a link 61. The arm 62 includes a pin 63 projecting from the tip of the arm 62. When the air cylinder 60 is in a rod projecting drive state, the arm 62 straddles the micrometer 55 as shown in FIG. In this state, the plunger pump 36 is pressed from above to hold the plunger pump 36 on the support member 25 via the nozzle guide 27 and the like. At this time, the arm 63 is positioned on the main body 36a by causing the pin 63 to protrude into a pin hole formed in the main body 36a.
[0034]
On the other hand, in the rod pull-in driving state of the air cylinder 60, the link 61 and the arm 62 are retracted above the plunger pump 36, whereby the plunger pump 36 can be attached and detached. That is, in this dispenser, as shown in FIG. 6, the plunger pump 36 and the nozzle shaft 20a connected thereto can be attached to and detached from the nozzle guide 27, and the air cylinder 60 is connected to the rod as described above. The plunger pump 36 and the like can be easily attached to and detached from the nozzle guide 27 by rotating the link 61 and moving the arm 62 to the side after the drawing drive state.
[0035]
In FIG. 3, reference numeral 65 denotes, for example, a U-shaped detent member having a vertical groove portion, and one end of the movable housing 36 b of the plunger pump 36 enters the groove of the detent portion 65. It has been made. As a result, only the vertical displacement of the movable housing 36b is allowed and the rotation is prevented.
[0036]
Next, the application | coating operation | movement of the coating liquid by the dispenser comprised as mentioned above is demonstrated.
[0037]
When the application operation of the application liquid is started in the dispenser, first, the printed circuit board 3 is conveyed along the conveyor 2 to a predetermined work position.
[0038]
At this time, the dispenser head 4 is held at a predetermined standby position, and in each dispenser main body 15, the nozzle support member 25 is held at the rising end position, and as shown in FIG. The 36 plungers 43 are held in the lowered position, and the tip of the needle 41 has entered the nozzle shaft 20a. At this time, the needle 41 is held at the lower end position with respect to the plunger 43 by the urging force of the spring 50, and the step portion 53 of the needle 41 is just engaged with the cover 54 as described above. The movable housing 36b is held at the lower end position with respect to the main body 36a by the biasing force of the spring 38.
[0039]
When the printed circuit board 3 is set at the working position, the dispenser head 4 is moved to apply the coating liquid to the first application position on the printed circuit board 3.
[0040]
When the dispenser head 4 reaches above the target position, more precisely, when the nozzle member 20 of the dispenser main body 15 to be applied reaches above the target position, the nozzle support member 25 is lowered by driving the servo motor 23. In the meantime, air supply / exhaust is temporarily switched in the plunger pump 36 and the coating liquid is pushed out to the tip of the nozzle member 20. That is, by switching the air supply / discharge, the needle 41 first rises, thereby opening the upper opening of the nozzle shaft 20a and introducing the coating liquid in the liquid reservoir 39 into the nozzle shaft 20a (FIG. 5A )) After that, the needle 41 descends to push the coating liquid in the nozzle shaft 20a to the tip of the nozzle 20c (FIG. 5B).
[0041]
At this time, the opening of the nozzle shaft 20a is opened for a time corresponding to the amount of displacement of the needle 41 regulated by the adjustment shaft 56 of the micrometer 55, and a certain amount of coating liquid is pushed out to the nozzle tip.
[0042]
Then, when the nozzle support member 25 reaches a predetermined height position, the tip of the nozzle is pressed against the printed circuit board 3 and the coating liquid is pressed against the surface of the printed circuit board. Thereafter, the servo motor 23 is driven in reverse to drive the nozzle support member 25. Is raised, the coating liquid is cut off from the nozzle tip and coated on the printed circuit board.
[0043]
At this time, it is conceivable that the nozzle member 20 collides with the printed circuit board 3 due to an error in the vertical movement of the nozzle support member 25. In this case, the nozzle member 20 and the movable housing 36b resist the urging force of the spring 38. However, it is pushed upward integrally with the main body 36a, whereby the impact force caused by the collision between the nozzle tip and the printed circuit board 3 is alleviated.
[0044]
If the nozzle member 20 is displaced in order to reduce the impact force in this way, the amount of the needle 41 entering the nozzle shaft 20a is increased by the amount the nozzle shaft 20a is displaced upward, and excess coating liquid is applied to the nozzle tip. There is concern about being pushed out. However, in this apparatus, the needle 41 can be displaced in the vertical direction with respect to the plunger 43 as described above, and the stepped portion 53 of the needle 41 is engaged with the cover 54 of the movable housing 36b when the coating liquid is pushed out. Therefore, when the nozzle member 20 and the movable housing 36b are displaced upward due to the collision, the needle 41 is pushed upward through the step portion 53 and the cover 54 as shown in FIG. The relative positional relationship between the nozzle shaft 20a and the needle 41 is maintained. Therefore, there is no possibility that excessive coating liquid is pushed out to the nozzle tip.
[0045]
When the coating liquid is applied to the first target position in this manner, the coating liquid is sequentially applied to predetermined positions on the printed circuit board 3 by repeating the same operation as described above while the dispenser head 4 is moved. If possible, both dispenser bodies 15 are actuated to apply the coating solution at two locations simultaneously.
[0046]
As described above, in the dispenser of the above embodiment, the nozzle member 20 can be elastically displaced in the vertical direction so that the impact force caused by the collision between the nozzle tip and the printed circuit board 3 in the coating operation can be reduced. Therefore, damage to the nozzle member 20 and the printed circuit board 3 due to such a collision can be effectively avoided. In addition, while the nozzle member 20 is elastically displaced, the needle 41 is integrally displaced in accordance with the displacement, and the positional relationship between the nozzle member 20 and the needle 41 is maintained. The impact force can be alleviated without extrusion and application.
[0047]
By the way, as described above, the structure in which the nozzle member 20 can be elastically displaced is configured to support the nozzle member 20 and the plunger pump 36 so as to be elastically displaceable in the vertical direction. For example, the nozzle support member 25 is attached to the nut portion 26. On the other hand, it is conceivable to support it so as to be elastically displaceable, but in this case, the unsprung load becomes large, which is structurally disadvantageous. On the other hand, if a part of the plunger pump 36 is supported so as to be elastically displaceable like the dispenser of the above embodiment, an increase in unsprung load can be suppressed, which is structurally advantageous.
[0048]
In addition, the said dispenser main body 15 is an example of the dispenser which concerns on this invention, The concrete structure can be suitably changed in the range which does not deviate from the summary of this invention.
[0049]
For example, in the dispenser of the above embodiment, the movable housing 36b is urged using the spring 38 and the needle 41 is urged using the spring 50. Instead of these springs 38, 50, It can also comprise so that elastic members, such as rubber | gum and a leaf | plate spring, may be used.
[0050]
In addition, this apparatus is configured so that the plunger pump 36 can be easily attached and detached because it is advantageous in terms of maintenance and the like. Of course, each member such as the plunger pump 36 and the nozzle guide 27 below the plunger pump 36 is provided. They may be assembled together. If it does in this way, the structure of dispenser head 4 can be simplified to the extent that the clamping mechanism of plunger pump 36, such as air cylinder 60, becomes unnecessary.
[0051]
Similarly, a mechanism for rotating the nozzle member 20 such as the servo motor 30 may be omitted to simplify the configuration of the dispenser head 4. However, in recent years, in order to efficiently perform high-density mounting, a coating liquid is applied using a nozzle member having directionality, and such a device is provided with a rotating mechanism as described above. Is advantageous.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, the dispenser of the present invention includes a plunger pump and a nozzle member in a frame, and in the dispenser configured to apply a predetermined amount of coating liquid as the frame moves up and down, the plunger pump is mounted on the housing body. And a movable housing, the movable housing can be elastically displaced in the vertical direction with respect to the housing body, and a nozzle shaft is provided on the movable housing, while a needle for extruding the coating liquid and a driving plunger are provided on the housing body. The needle is mounted so that it can be elastically displaced in the vertical direction relative to the plunger, and the movable housing and the needle are So that the nozzle tip is on the printed circuit board. Even if collision, impact force due their collision the movable housing is elastically displaced upwardly relative to the housing body is relaxed. Therefore, damage to the nozzle member and the printed circuit board due to such a collision can be effectively avoided.
[0053]
Moreover, when the tip of the nozzle collides with the printed circuit board and the movable housing is displaced upward, the needle is displaced upward accordingly, so that the positional relationship of the needle with respect to the nozzle shaft is maintained. Extrusion is blocked. Accordingly, it is possible to appropriately apply a certain amount of coating liquid while avoiding damage to the nozzle member and the printed circuit board due to collision.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view of a dispenser according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the same.
FIG. 3 is a cross-sectional view (a cross-sectional view in the side direction) showing a dispenser main body mounted on the dispenser head.
FIG. 4 is a front view showing a dispenser main body mounted on the dispenser head.
FIGS. 5A to 5C are cross-sectional views showing the operation state of the plunger pump in the application operation of the application liquid, where FIG. 5A is the plunger raised state, FIG. 5B is the plunger lowered state, and FIG. FIG. 6B is a cross-sectional view of the main part showing a state in which the nozzle tip is in contact with the printed circuit board in FIG.
FIG. 6 is a view showing a state where a plunger pump is removed.
[Explanation of symbols]
4 Dispenser head
15 Dispenser body
20 syringe
20a Nozzle shaft
20b Nozzle holder
20c nozzle
34 Syringe
36 Plunger pump
36a body
36b Movable housing
38,50 spring
41 needle
42 Air cylinder
43 Plunger
53 steps
54 Cover
43 Needle

Claims

In a dispenser configured to mount a plunger pump and a nozzle member on a vertically movable frame, and apply a fixed amount of application liquid to the tip of the nozzle member by the operation of the plunger pump as the frame moves up and down, The plunger pump includes a housing main body fixed to the frame, a movable housing supported by the housing main body so as to be movable up and down, and a first elastic member that urges the movable housing downward with respect to the housing main body. A nozzle shaft that constitutes a nozzle member is provided in the movable housing, and a plunger that is driven up and down in the housing body, and a needle for extruding a coating liquid that is attached to the plunger so as to move up and down, A second elastic member for urging the needle downward with respect to the plunger; A component mounting system comprising engagement means for vertically engaging the needle and the movable housing in a state where the coating liquid is pushed out by causing the needle to enter the nozzle shaft by lowering the plunger. Dispenser.