JP3868053B2 - 電子部品実装装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を吸着してプリント基板上に装着する吸着ノズルを垂設したヘッド部を、その吸着ノズルが電子部品の吸着位置と装着位置を通るように移動可能となした電子部品実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来のロボット技術を利用した電子部品実装装置の一例における概略構成を示す外観斜視図である。図５において、符号５１はヘッド部を示しており、ロボットのフレームであるＸ軸５２とＹ軸５３でつくられる平面内を自由に移動する。このヘッド部５１の下方には電子部品を吸着する吸着ノズル５４が取り付けられている。一方、供給部５５には電子部品が搭載され、供給部５５上の吸着ステーションに移動してきたヘッド部５１の吸着ノズル５４により電子部品が吸着保持されると、次の電子部品がここに送りこまれるようになっている。
【０００３】
そして、吸着ノズル５４によって吸着保持された電子部品はヘッド部５１の移動により固定カメラ５６上の認識ステーションに移動され、この固定カメラ５６による撮像データから、その外形寸法、リードピッチ、リード本数、リードの曲がり、位置等が解析された後、正常な電子部品のみがヘッド部５１に内蔵された位置補正機構により位置補正される。この位置補正された電子部品は待機しているプリント基板５７上の装着ステーションにヘッド部５１の移動により移動され、プリント基板５７上の所定の位置に装着される。
【０００４】
しかし、このような構成では、ヘッド部５１が１つであり、しかもその移動速度が遅いため、電子部品を吸着ノズル５４により吸着し、固定カメラ５６により認識した後、プリント基板５７上に装着するまでに時間がかかり、生産効率が低いという問題があった。そこで、ヘッド部５１を装置天井部に設けた平面板に磁気的に結合し、２次元リニアモータの駆動によりこの平面内を自由に移動させることにより、上記吸着、認識、装着といった一連の作業を高速化することが創案された。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例におけるようなリニアモータ技術を利用した電子部品実装装置では、ヘッド部５１の高速移動に伴い、ヘッド部５１に接続された吸着ノズル駆動用の電気配線、空気配管等のケーブルに捩じれによるストレスが生じるため、ケーブルの寿命が短くなり、装置の信頼性が低くなる。さらにヘッド数を複数化した場合は、ケーブル同士の絡み合いが生じるため、各ヘッド部は、接続されたケーブルの制約により、自己のエリア内でしか作業ができない。したがって、ヘッド数を増やして電子部品の吸着、認識、プリント基板上への装着といった一連の作業を分担して同時に行わせることが困難であり、生産効率の向上があまり望めなかった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、ケーブルの捩じれによる寿命の短縮を防止して装置の信頼性を向上させると共に、ヘッド部の作業エリアを共有化してヘッド数を増大し、電子部品の吸着、認識、プリント基板上への装着といった一連の作業を分担して同時に行わせることにより、生産効率の向上を図ることのできる電子部品実装装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明は、電子部品を吸着してプリント基板上に装着する吸着ノズルを垂設したヘッド部を複数設け、前記吸着ノズルが電子部品の吸着位置と装着位置を通るように移動可能となした電子部品実装装置において、前記ヘッド部をリニアモータの駆動により所定の平面内で周回移動可能とすると共に、このヘッド部の周回移動中心に所定の平面とそれぞれ平行な平面内で回転可能に配置され吸着ノズル駆動用の動力を供給する複数の動力供給手段を同一回転中心上に重ね合わせて設け、前記動力供給手段に動力供給ケーブルで接続されかつ各ヘッド部に所定の平面と平行な平面内で回転可能に配置されて前記動力供給手段から吸着ノズル駆動用の動力を受け入れる動力受入れ手段を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
このような構成では、ヘッド部がリニアモータの駆動により所定の平面内で周回移動され、これに付随して、この所定の平面と平行な平面内で動力供給手段と、この動力供給手段に吸着ノズル駆動用の電気配線、空気配管等のケーブルにより接続された動力受入れ手段とが、ケーブルの両端の接続部分が対向するような位置関係を保ったまま略同じ速度で回転させられるため、ケーブルには捩じれが生じ難くなる。したがって、ケーブルにかかる負荷が軽減されるため、ケーブルの寿命が長くなり、これにより装置の信頼性を向上させることができる。
【０００９】
さらに、前記ヘッド部を複数設けると共に、前記動力供給手段と動力受入れ手段の回転可能な部分をそれぞれヘッド部の数だけ設け、かつ複数の動力供給手段を同一回転中心上に重ね合わせて設け、これら動力供給手段と対応する動力受入れ手段の回転可能な部分同士が互いに動力供給ケーブルで接続されているので、動力供給手段からヘッドの動力受入れ手段に接続された動力供給ケーブル同士の絡み合いが生じなくなる。したがって、各ヘッド部は接続された動力供給ケーブルの制約をうけることなく作業エリアを共有化できることとなる。その結果、ヘッド数を増大し、電子部品の吸着、認識、プリント基板上への装着といった一連の作業を各ヘッド部で分担して同時に行わせることにより、生産効率の向上を図ることができる。
【００１０】
さらに、各動力供給手段の回転運動を、対応するヘッド部の周回移動中心回りの回転運動に同期させるように回転駆動すれば、動力供給手段からヘッドの動力受入れ手段に接続された動力供給ケーブルにかかる負荷が一層軽減されるため、動力供給ケーブルのさらなる長寿命化により装置の信頼性を一層向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図を参照して本発明のいくつかの実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお以下の実施の形態は、本発明を具現化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００１２】
（実施の形態１）
本実施の形態１は図１から図３に示すような電子部品実装装置を例示している。図１に示すように、本実施の形態１にかかる電子部品実装装置（以下、「本装置Ａ１」という。）は、電子部品を吸着してプリント基板７上に装着する吸着ノズル３を垂設したヘッド部１を、この吸着ノズル３が電子部品の吸着位置と装着位置を通るように平面板（所定の平面に相当）２内で移動可能となした点は従来例と同様である。しかし、本実施の形態１では、図示しないリニアモータの駆動により平面板２内で周回移動可能なヘッド部１と、このヘッド部１の周回移動中心に平面板２と平行な平面内で回転可能に配置され吸着ノズル駆動用の動力を供給する動力供給手段１０と、この動力供給手段１０に接続されかつヘッド部１に平面板２と平行な平面内で回転可能に配置されて動力供給手段１０から吸着ノズル駆動用の動力を受け入れる動力受入れ手段１１とを具備している点で従来例と異なる。さらにヘッド部１を複数設けると共に、動力供給手段１０と動力受入れ手段１１の回転可能な部分をそれぞれヘッド部の数だけ設けてもよくこの点でも従来例と異なる。
【００１３】
例えばいま図１に示すような構成になっているものとする。すなわち、図１に示すように、３つのへッド部１ａ，１ｂ，１ｃが装置天井部に設けられた平面板２と磁気的に結合されており、各へッド部１ａ，１ｂ，１ｃは２次元リニアモータを使用して平面板２の下面をそれぞれ自由に動き回ることができるようになっている。また動力供給手段１０は、その回転軸方向にヘッド数と同数に分割され、互いに独立した回転可能な部分であるロータ部１０ａ，１０ｂ，１０ｃからなる。さらに各ヘッド部１ａ，１ｂ，１ｃの下方には、動力受入れ手段１１の回転可能な部分であるロータ部１１ａ，１１ｂ，１１ｃを介して、電子部品を吸着保持するための吸着ノズル３ａ，３ｂ，３ｃがそれぞれ取り付けられている。これらの吸着ノズル３ａ，３ｂ，３ｃを駆動するための電気配線、空気配管等の可撓性ケーブル４ａ，４ｂ，４ｃが動力供給手段１０のロータ部１０ａ，１０ｂ，１０ｃから各ヘッド部１ａ，１ｂ，１ｃの動力受入れ手段１１のロータ部１１ａ，１１ｂ，１１ｃにそれぞれ平面視で略放射線状となるように接続されている。一方、供給部５には電子部品が搭載され、供給部５上の吸着ステーション（吸着位置に相当）に移動してきたヘッド部１ａ（または１ｂ，１ｃ）の吸着ノズル３ａ（または３ｂ，３ｃ）により電子部品が吸着保持されると、次の電子部品がここに送りこまれるようになっている。ついで、吸着ノズル３ａ（または３ｂ，３ｃ）によって吸着保持された電子部品はヘッド部１ａ（または１ｂ，１ｃ）の移動により固定カメラ６上の認識ステーションに移動され、この固定カメラ６による撮像データから、その外形寸法、リードピッチ、リード本数、リードの曲がり、位置等が解析された後、正常な電子部品のみがヘッド部１ａ（または１ｂ，１ｃ）に内蔵された位置補正機構により位置補正され、そして、位置補正された電子部品は待機しているプリント基板７上の装着ステーション（装着位置に相当）にヘッド部１ａ（または１ｂ，１ｃ）の移動により移動され、プリント基板７上の所定の位置に装着されるようになっている。
【００１４】
以下、本装置Ａ１の動作等について、図２および図３を参照して説明する。図２において、各ヘッド部１ａ，１ｂ，１ｃは吸着、認識、装着の各ステーションにあり、これらの動作が１つのサイクルを表している。いまヘッド部１ａが供給ステーションで供給部５より電子部品を吸着した後、図中の矢印Ｐ方向に移動し、現在ヘッド部１ｂがいる認識ステーションまで行き、ここで固定カメラ６により認識を行う。つぎにヘッド部１ａは矢印Ｑ方向に移動し、現在ヘッド部１ｃがいる装着ステーションまで行き、ここでプリント基板７上に電子部品を装着する。以後、ヘッド部１ａは矢印Ｒ方向に移動し、上記吸着、認識、装着といった一連の動作を繰り返す。この間、ヘッド部１ｂは１ｃの位置へ、またヘッド部１ｃは１ａの位置へ移動し、それぞれについても上記ヘッド部１ａと同様に吸着、認識、装着といった一連の動作を繰り返す。
【００１５】
このとき、図３に示すように、動力供給手段１０のロータ部１０ａ，１０ｂ，１０ｃと各動力受入れ手段１１のロータ部１１ａ，１１ｂ，１１ｃのいずれもが回転可能であるため、動力供給手段１０のロータ部１０ａ，１０ｂ，１０ｃと動力受入れ手段１１のロータ部１１ａ，１１ｂ，１１ｃとの間にそれぞれ略放射線状に接続された各ケーブル４ａ，４ｂ，４ｃは、各ヘッド部１ａ，１ｂ，１ｃの移動に付随して、それぞれの両端の接続部分がほぼ対向するような位置関係を保ったまま略同じ速度で回転する。このため、各ケーブル４ａ，４ｂ，４ｃは、互いに絡み合うことがなく、各ヘッド部１ａ，１ｂ，１ｃの移動を妨げない。すなわち、各ヘッド部１ａ，１ｂ，１ｃは、それぞれに接続されたケーブル４ａ，４ｂ，４ｃの制約をうけることなく作業エリアを共有化できることとなる。したがって、ヘッド数を増大し、電子部品の吸着、認識、プリント基板上への装着といった一連の作業を各ヘッド部１ａ，１ｂ，１ｃで分担して同時に行わせることにより、生産効率の向上を図ることができる。
【００１６】
また上記と同じ理由により、各ヘッド部１ａ，１ｂ，１ｃの移動時に動力供給手段１０のロータ部１０ａ，１０ｂ，１０ｃから各動力受入れ手段のロータ部１１ａ，１１ｂ，１１ｃにそれぞれ接続されたケーブル４ａ，４ｂ，４ｃに捩じれが生じ難くなるため、ケーブル４ａ，４ｂ，４ｃにかかる負荷が軽減され、ケーブル４ａ，４ｂ，４ｃの寿命の短縮を防止して本装置Ａ１の信頼性を向上させることができる。なおケーブル４ａ，４ｂ，４ｃのたわみについては、可撓性を有するケーブルを使用するため、実用上なんら問題とはならない。
【００１７】
（実施の形態２）
本実施の形態２にかかる電子部品実装装置（以下、「本装置Ａ２」という。）は、上記実施の形態１における動力供給手段１０の回転運動を、各ヘッド部１ａ，１ｂ，１ｃの移動中心回りの回転運動に同期させるようにした点でのみ上記実施の形態１と異なり、その他の点は上記実施の形態１と同様である。具体的には、図４に示すように、平面板２の中心部に配置された動力供給手段１０が、たとえばモータ８の駆動により回転運動するブラケット９に取り付けられる。このブラケット９は各ヘッド部１ａ，１ｂ，１ｃの回転運動と同期し、最適な速度にて回転運動する。これにより、本実施の形態２では、上記実施の形態１と同様の作用効果が得られる他、上記実施の形態１よりも各ケーブル４ａ，４ｂ，４ｃにかかる負荷が一層軽減されるため、ケーブル４ａ，４ｂ，４ｃの寿命の短縮をさらに効果的に防止して本装置Ａ２の信頼性を一層向上させることができる。
【００１８】
またモータ８とブラケット９をヘッド数だけ設けて、それぞれにより各ヘッド部１ａ，１ｂ．１ｃの回転運動に同期させて動力供給手段１０のロータ部１０ａ，１０ｂ，１０ｃを回転運動させれば、各ヘッド部１ａ，１ｂ．１ｃの回転運動に完全に同期させることができる。しかし、動力供給手段１０のロータ部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ間の相対的な運動は僅かであり、この程度の相対的な運動はロータ部間の回転を若干フリーとしておけば吸収できるので、実用上は上記のようにモータ８とブラケット９を１対設ければ足りる。
【００１９】
なお上記各実施の形態１、２では、ヘッド部１が３つの場合を例示しているが、ヘッド数を１、２あるいは４以上としてもよいのは勿論である。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ヘッド部の移動時に動力供給手段からヘッドの動力受入れ手段に接続されたケーブルに捩じれが生じ難くなるため、ケーブルにかかる負荷が軽減され、ケーブルの寿命の短縮を防止することができるので装置の信頼性を向上させることができる。
【００２１】
さらにヘッド部を複数設けると共に、動力供給手段と動力受入れ手段の回転可能な部分をそれぞれヘッド部の数だけ設け、かつ複数の動力供給手段を同一回転中心上に重ね合わせて設け、これら動力供給手段と対応する動力受入れ手段の回転可能な部分同士が互いに動力供給ケーブルで接続されているので、各ヘッド部は、各ヘッド部の移動時に動力供給手段からヘッドの動力受入れ手段に接続された吸着ノズル駆動用の電気配線、空気配管等の動力供給ケーブルの制約をうけることなく作業エリアを共有化できることとなる。したがって、ヘッド数を増大し、電子部品の吸着、認識、プリント基板上への装着といった一連の作業を各ヘッド部で分担して同時に行わせることにより、生産効率の向上を図ることができる。
【００２２】
さらに各動力供給手段の回転運動を、対応するヘッド部の周回移動中心回りの回転運動に同期させるように回転駆動すれば、動力供給手段から動力受入れ手段に接続された動力供給ケーブルにかかる負荷が一層軽減され、動力供給ケーブルの寿命の短縮をさらに効果的に防止することができるので装置の信頼性を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる電子部品実装装置の外観斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる電子部品実装装置の動作説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる電子部品実装装置のヘッド部と動力供給手段の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２にかかる電子部品実装装置のヘッド部と動力供給手段の説明図である。
【図５】従来の電子部品実装装置の一例における外観斜視図である。
【符号の説明】
Ａ１，Ａ２ 電子部品実装装置
１（１ａ，１ｂ，１ｃ） ヘッド部
２ 平面板（所定の平面）
３（３ａ，３ｂ，３ｃ） 吸着ノズル
４（４ａ，４ｂ，４ｃ） ケーブル
５ 供給部
６ 固定カメラ
７ プリント基板
８ モータ
９ ブラケット
１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ） 動力供給手段（ロータ部）
１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ） 動力受入れ手段（ロータ部）

Claims (2)

1. 電子部品を吸着してプリント基板上に装着する吸着ノズルを垂設したヘッド部を複数設け、前記吸着ノズルが電子部品の吸着位置と装着位置を通るように移動可能となした電子部品実装装置において、
   前記ヘッド部をリニアモータの駆動により所定の平面内で周回移動可能とすると共に、このヘッド部の周回移動中心に所定の平面とそれぞれ平行な平面内で回転可能に配置され吸着ノズル駆動用の動力を供給する複数の動力供給手段を同一回転中心上に重ね合わせて設け、前記動力供給手段に動力供給ケーブルで接続されかつ各ヘッド部に所定の平面と平行な平面内で回転可能に配置されて前記動力供給手段から吸着ノズル駆動用の動力を受け入れる動力受入れ手段を設けたことを特徴とする電子部品実装装置。
2. 各動力供給手段を、対応するヘッド部の周回移動中心回りの回転運動に同期させて回転駆動することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。

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