JP3970009B2

JP3970009B2 - 電子部品実装装置

Info

Publication number: JP3970009B2
Application number: JP2001376992A
Authority: JP
Inventors: 智則佐野; 和男長江; 英樹内田; 一夫城戸
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-12-11
Filing date: 2001-12-11
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2021-12-11
Also published as: JP2003179392A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を電子回路基板に実装する電子部品実装装置に関し、詳しくはノズルユニット又はメカニカルチャックユニット等の電子部品保持手段の交換時間又は交換回数を削減し、高スループット化を図るための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話やパソコンに代表されるデジタル機器は、時代の要求に伴い高機能化、軽量化、小型化、薄型化が進んできており、商品サイクルも早くなってきている。このため、電子部品実装装置には、より一層の高密度化、高性能化とともに、更なる高スループット化生産が要求されている。
【０００３】
このような要求に応えるべく、従来、図５及び図６に示すように、電子部品実装装置３０として、電子部品供給部３１に供給された電子部品（図示しない）を、電子部品装着ヘッド３２及びノズルユニット又はメカニカルチャックユニット３３によって、電子回路基板３４に実装するものがある。
【０００４】
ノズルユニット又はメカニカルチャックユニット３３は、電子部品装着ヘッド３２に昇降可能に複数取り付けられており、ノズルユニットでは吸着によって、又はメカニカルチャックユニット３３では把持することによって、電子部品を保持する。ノズルユニット又はメカニカルチャックユニット３３は、電子部品の大きさ、重さに応じて交換される。
【０００５】
すなわち電子部品実装装置３０は、電子部品を保持したノズルユニット又はメカニカルチャックユニット３３を、Ｘ―Ｙロボット３５による電子部品装着ヘッド３２の水平移動に伴って、搬送部３６によって搬入された電子回路基板３４上の所定の位置まで移動させる。そして電子部品実装装置３０は、ノズルユニット又はメカニカルチャックユニット３３をそれぞれ、電子回路基板３４に近接する位置まで下降させるとともに、ノズルユニット又はメカニカルチャックユニット３３による電子部品の吸着又は把持を解除する。これにより電子部品実装装置３０は、電子部品を電子回路基板３４に実装する。
【０００６】
このような電子部品実装装置３０においては、電子回路基板３４に実装する電子部品に合わせてノズルユニット又はメカニカルチャックユニット３３を交換する際、電子部品装着ヘッド３２が、取り付けられているノズルユニット又はメカニカルチャックユニット３３を、空のストックステーション３７の各収納孔３７ａに昇降動作に伴って収納させる。
【０００７】
次に、電子部品装着ヘッド３２は、取り付けられるべきノズルユニット又はメカニカルチャックユニット３３が収納されたストックステーション３７の上方に、Ｘ−Ｙロボット３５によって移動される。そして、電子部品装着ヘッド３２は、ストックステーション３７の各収納孔３７ａに収納されたノズルユニット又はメカニカルチャックユニット３３、すなわち次の工程で実装される電子部品に対応したノズルユニット又はメカニカルチャックユニット３３を、昇降動作に伴って取り付けられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述した従来の電子部品実装装置３０では、複数のノズルユニット又はメカニカルチャックユニット３３の交換を必要とする場合には、上述した交換動作を、条件によってはノズルユニット又はメカニカルチャックユニット３３の数と同じ回数繰り返す必要があった。
【０００９】
したがって、ノズルユニット又はメカニカルチャックユニット３３の交換回数が多くなるとともに、交換に多くの時間を費やしてしまい、高スループット化生産の妨げとなるという問題があった。
【００１０】
近年の傾向として、電子部品実装装置で実装する電子部品の種類は、益々増加傾向にあり、各種の電子部品の大きさ、重さ等に応じてノズルユニット又はメカニカルチャックユニットを交換する機会も増えている。このため、上述した問題が重大なものとなっている。
【００１１】
本発明は、複数の電子部品保持手段の交換を一括して略同時に行うことができ、これにより電子部品保持手段の交換動作に要する時間及び交換回数を削減することができる電子部品実装装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、下記構成により達成される。
１）．電子部品を電子回路基板に実装する電子部品実装装置において、電子部品を供給する電子部品供給部と、電子回路基板を搬送する搬送部と、所定方向に移動可能な電子部品装着ヘッドと、前記電子部品装着ヘッドに着脱可能に複数設けられ、電子部品を保持可能な電子部品保持手段と、前記電子部品保持手段を着脱自在に収納する収納孔を、前記電子部品装着ヘッドの各電子部品保持手段に対応して複数設けられ、各電子部品保持手段をそれぞれ、前記各収納孔に一括して収納可能であるとともに、前記各収納孔にそれぞれ収納された各電子部品保持手段を、前記電子部品装着ヘッドに一括して取り付け可能な複数のストックステーションと、前記各ストックステーションの前記各収納孔にそれぞれ収納される前記電子部品保持手段を、前記電子部品装着ヘッドに一括して取り付け可能な所要の配置に並べ替える並べ替え手段を備え、前記各ストックステーションを移動可能にし、前記電子部品実装装置の停止中だけでなく稼働中であっても、前記所要の配置に並べ替え可能にしたことを特徴とする電子部品実装装置。
【００１３】
２）．前記各ストックステーションをそれぞれ、前記電子部品装着ヘッドへの各電子部品保持手段の着脱を行う着脱位置と、前記並べ替え手段による前記電子部品保持手段の並べ替えを行う並べ替え位置とに移動させるストックステーション移動手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
【００１４】
３）．前記各ストックステーションの各収納孔のピッチ寸法が、前記電子部品装着ヘッドへの前記各電子部品保持手段の取付ピッチ寸法と、略同一又は倍数関係であることを特徴とする請求項１，２のいずれか記載の電子部品実装装置。
【００１５】
４）．前記ストックステーションの収納孔の数を、前記ストックステーションに対応する電子部品装着ヘッドの電子部品を保持可能な電子部品保持手段の数よりも多くすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の電子部品実装装置。
【００１６】
５）．前記並べ替え手段による前記電子部品保持手段の並べ替えを行う並べ替え位置において、前記電子部品保持手段の並べ替え時の仮置き用として、仮置き台を設置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の電子部品実装装置。
【００１７】
【作用】
本発明に係る電子部品実装装置においては、電子部品装着ヘッド及び電子部品保持手段が、電子部品供給部に供給された電子部品を、電子回路基板に実装する。すなわち、各電子部品保持手段がそれぞれ、電子部品を保持した状態で、電子部品装着ヘッドが所定方向に移動され、各電子部品保持手段をそれぞれ、搬送部によって搬入された電子回路基板上の所定の位置まで移動させる。そして各電子部品保持手段がそれぞれ、電子部品の保持を解除することにより、電子部品が電子回路基板に実装される。
【００１８】
電子回路基板に実装する電子部品に合わせて各電子部品保持手段を交換する際、電子部品装着ヘッドは、取り付けられている各電子部品保持手段をそれぞれ、ストックステーションの各収納孔に一括して略同時に収納させる。次に、電子部品装着ヘッドは、ストックステーションの各収納孔に収納された各電子部品保持手段、すなわち例えば次の工程で実装される電子部品に対応した各電子部品保持手段をそれぞれ、一括して略同時に取り付けられる。これにより、各電子部品保持手段の交換が一括して行われる。
【００１９】
本発明に係る電子部品実装装置においては、電子回路基板に実装する電子部品に合わせて各電子部品保持手段を交換する際、並べ替え手段が、各ストックステーションの各収納孔にそれぞれ収納される電子部品保持手段を、電子部品装着ヘッドに一括して取り付け可能な所要の配置に並べ替える。
【００２０】
本発明に係る電子部品実装装置においては、電子回路基板に実装する電子部品に合わせて各電子部品保持手段を交換する際、ストックステーション移動手段が、各ストックステーションをそれぞれ、電子部品装着ヘッドへの各電子部品保持手段の着脱を行う着脱位置に移動させる。また、並べ替え手段による電子部品保持手段の並べ替えが行われる際、ストックステーション移動手段が、各ストックステーションをそれぞれ、並べ替え位置に移動させる。
【００２１】
本発明に係る電子部品実装装置においては、各ストックステーションの各収納孔のピッチ寸法が、電子部品装着ヘッドへの各電子部品保持手段の取付ピッチ寸法と、略同一又は倍数関係である。例えば倍数とした場合、すなわち例えば電子部品保持手段が２個で、収納孔が４個の場合、例えば先端径の小さい電子部品保持手段が対象であると、電子部品装着ヘッドを電子部品保持手段の取付ピッチ寸法の半ピッチ分ずらすだけで、隣接する収納孔に電子部品保持手段が移動する。
【００２２】
本発明に係る電子部品実装装置において、各ストックステーションはそれぞれ、単体で着脱可能であるので、例えば電子部品実装装置の外部で電子部品保持手段を予め適切に配列させたストックステーションと適宜交換すると、各ストックステーションでの電子部品保持手段の並べ替えが不要となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下図示実施形態により、本発明を説明する。
図１は、本発明の一実施形態である電子部品実装装置を示す要部概略平面図である。また図２は、図１の電子部品実装装置の電子部品装着ヘッド及びストックステーションを示す側面図であり、図３は、図１の電子部品実装装置の着脱専用ヘッド及びストックステーションを示す側面図である。図４は、図１の電子部品実装装置のストックステーションを示す側面図であり、（ａ）は取り外し前の状態を、（ｂ）は単体で取り外した状態をそれぞれ示す。
【００２４】
図１〜図３を参照すると、電子部品実装装置１０は、電子部品供給部（図示しない）に供給された電子部品（図示しない）を、電子部品装着ヘッド１１及び電子部品保持ユニット１２によって、搬送部（図示しない）上の電子回路基板（図示しない）に実装する。電子部品保持ユニット１２は、電子部品装着ヘッド１１に昇降可能に複数（本実施形態では４個）取り付けられており、電子部品の大きさ、重さに応じて交換される。
【００２５】
すなわち電子部品実装装置１０は、電子部品を各電子部品保持ユニット１２によってそれぞれ保持する。次に、電子部品実装装置１０は、Ｘ―Ｙロボット１３による電子部品装着ヘッド１１の水平移動に伴って、搬送部によって搬入された電子回路基板上の所定の位置まで、各電子部品保持ユニット１２を移動させる。そして電子部品実装装置１０は、各電子部品保持ユニット１２をそれぞれ、電子回路基板に近接する位置まで下降させるとともに、各電子部品保持ユニット１２による電子部品の保持を解除する。これにより電子部品実装装置１０は、電子部品を電子回路基板に実装する。
【００２６】
電子部品供給部は、ＩＣ、コネクタ、コンデンサ、抵抗器等の電子部品を、所定の位置に供給する。搬送部は、電子回路基板を所定の位置に搬入し、又は所定の位置から装置外に搬出する。電子部品装着ヘッド１１は、Ｘ―Ｙロボット１３によってＸ方向（図１中、上下方向）及びＹ方向（図１中、左右方向）に水平移動可能、かつ、所定の位置に位置決め可能に設けられる。
【００２７】
各電子部品保持ユニット１２はそれぞれ、電子部品装着ヘッド１１に設けられたチャック機構１４の開閉動作により、電子部品装着ヘッド１１に着脱可能に取り付けられる。各電子部品保持ユニット１２はそれぞれ、ノズルユニット又はメカニカルチャックユニットからなり、ノズルユニットによる吸着、又はメカニカルチャックユニットによる把持によって、電子部品を保持する。各電子部品保持ユニット１２はそれぞれ、電子部品装着ヘッド１１に対してそれぞれ独立（又は同期）して昇降動作することにより、電子部品を保持又は解放可能である。
【００２８】
電子部品実装装置１０には、電子部品装着ヘッド１１への電子部品保持ユニット１２の一括受け渡しを行うため、ストックステーション１５，１６が設けられる。
【００２９】
すなわちストックステーション１５，１６は、シリンダ１７によってガイドレール１８上を図１中左右方向に移動可能に、図１中上下一対設けられる。すなわち、各ストックステーション１５，１６はそれぞれ、電子部品装着ヘッド１１への電子部品保持ユニット１２の着脱を行う位置（図１中符号Ａで示す位置、図２に示す位置、以下、着脱位置Ａという）と、各ストックステーション１５，１６での電子部品保持ユニット１２の並べ替えを行う位置（図１中符号Ｂで示す位置、図３に示す位置、以下、並べ替え位置Ｂという）との間で、シリンダ１７の進退に伴って移動され、各位置Ａ又はＢに位置決めされる。
【００３０】
各ストックステーション１５，１６はそれぞれ、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、シリンダ１７のシリンダロッド１７ａ先端に固定されたブラケット１９に、着脱可能に嵌合されており、単体で迅速かつ容易に着脱可能である。
【００３１】
したがって、例えば電子部品実装装置１０の外部で電子部品保持ユニット１２を予め適切に配列させたストックステーションと適宜交換することにより、後述するＸ−Ｙロボット２０の着脱専用ヘッド２１による各ストックステーション１５，１６での電子部品保持ユニット１２の並べ替えを不要とすることもできる。
【００３２】
再び図１〜図３を参照すると、各ストックステーション１５，１６はそれぞれ、電子部品保持ユニット１２を着脱自在に収納する収納孔１５ａ，１６ａを、電子部品装着ヘッド１１の各電子部品保持ユニット１２に対応して複数設けられる。
【００３３】
収納孔１５ａ，１６ａの数は、本実施形態では、電子部品保持ユニット１２の数より２個多い６個であり、余分の２個の収納孔１５ａ，１６ａは、電子部品保持ユニット１２の並べ替え時の仮置き用として使用される。各収納孔１５ａ，１６ａには、電子部品装着ヘッド１１に取り付けられる数よりも多種類の電子部品保持ユニット１２を収納することにより、各種バリエーションに対応可能となる。
【００３４】
各ストックステーション１５，１６の各収納孔１５ａ，１６ａのピッチ寸法は、電子部品装着ヘッド１１への各電子部品保持ユニット１２の取付ピッチ寸法と略同一又は倍数関係である。例えば倍数とした場合、すなわち例えば電子部品保持ユニット１２が２個で、収納孔１５ａ，１６ａが４個の場合、例えば先端径の小さい電子部品保持ユニット１２が対象であると、電子部品装着ヘッド１１を電子部品保持ユニット１２の取付ピッチ寸法の半ピッチ分ずらすだけで、隣接する収納孔１５ａ，１６ａに電子部品保持ユニット１２を移動させることができる。
【００３５】
各ストックステーション１５，１６はそれぞれ、各電子部品保持ユニット１２をそれぞれ、各収納孔１５ａ，１６ａに一括して受け入れ可能であるとともに、各収納孔１５ａ，１６ａにそれぞれ収納された各電子部品保持ユニット１２を、電子部品装着ヘッド１１に一括して送り出し可能である。
【００３６】
すなわち、図１中上側のストックステーション１５は、各収納孔１５ａが空の状態で着脱位置Ａに位置され、電子部品装着ヘッド１１に取り付けられている電子部品保持ユニット１２を、電子部品装着ヘッド１１の昇降動作に伴って一括して略同時に受け入れ、各収納孔１５ａにそれぞれ収納する。
【００３７】
電子部品保持ユニット１２を受け入れたストックステーション１５は、並べ替え位置Ｂに移動される。同位置Ｂにおいて、Ｘ−Ｙロボット２０の着脱専用ヘッド２１による電子部品保持ユニット１２の並べ替えが行われる。
【００３８】
図１中下側のストックステーション１６は、次の工程で実装される電子部品に対応した電子部品保持ユニット１２を、各収納孔１６ａに収納した状態で、着脱位置Ａに位置され、電子部品装着ヘッド１１に電子部品保持ユニット１２を、電子部品装着ヘッド１１の昇降動作に伴って一括して略同時に取り付かせる。
【００３９】
電子部品保持ユニット１２を電子部品装着ヘッド１１に取り付かせて空となったストックステーション１６は、並べ替え位置Ｂに移動される。同位置Ｂにおいて、Ｘ−Ｙロボット２０の着脱専用ヘッド２１による電子部品保持ユニット１２の並べ替えが行われる。
【００４０】
Ｘ−Ｙロボット２０は、電子部品保持ユニット１２を着脱可能な着脱専用ヘッド２１を駆動することにより、並べ替え位置Ｂにおいて、各ストックステーション１５，１６の各収納孔１５ａ，１６ａにそれぞれ収納された電子部品保持ユニット１２の並べ替えを行う。すなわちＸ−Ｙロボット２０は、次に電子部品装着ヘッド１１に取り付けようとする電子部品保持ユニット１２を、電子部品装着ヘッド１１に一括で取り付け可能な所要の配置に、着脱専用ヘッド２１によって並べ替える。
【００４１】
なお、電子部品保持ユニット１２の並べ替え時の仮置き用として、装置外に仮置き台（図示しない）を設置することもできる。
【００４２】
本実施形態の作用を説明する。
電子部品実装装置１０において、電子回路基板に実装する電子部品に合わせて各電子部品保持ユニット１２を交換する際、電子部品装着ヘッド１１は、各収納孔１５ａ，１６ａが空の状態で着脱位置Ａに位置された図１中上側のストックステーション１５に、取り付けられている各電子部品保持ユニット１２をそれぞれ、昇降動作に伴って一括して略同時に収納させる。
【００４３】
次に、電子部品装着ヘッド１１は、着脱位置Ａに位置された図１中下側のストックステーション１６の上方に、Ｘ−Ｙロボット１３によって移動される。
【００４４】
そして、電子部品装着ヘッド１１は、ストックステーション１６の各収納孔１６ａに収納された各電子部品保持ユニット１２、すなわち次の工程で実装される電子部品に対応した各電子部品保持ユニット１２をそれぞれ、昇降動作に伴って一括して略同時に取り付けられる。これにより、各電子部品保持ユニット１２の交換が一括して行われる。
【００４５】
なお、上述した全ての動作は、電子部品実装装置１０の稼動中であっても、又は電子回路基板の変更に伴い、電子部品や電子部品保持ユニット１２を交換する段取り替え時のような、電子部品実装装置１０の停止中であっても、可能である。また、上述の動作は、データ記憶・演算部（図示しない）への入力データに基づいて、電子部品保持ユニット１２の交換回数が最小限となるように、適切に制御される。
【００４６】
以上のように上記実施形態によれば、電子部品保持ユニット１２の交換を行う際、複数の電子部品保持ユニット１２が、ストックステーション１５，１６によって一括して略同時に電子部品装着ヘッド１１から取り外され、又は取り付けられる。したがって、複数の電子部品保持ユニット１２の交換を、一括して略同時に行うことができる。これにより、電子部品保持ユニット１２の交換動作に要する時間及び交換回数を削減することができ、高スループット化生産を実現することができる。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、各電子部品保持手段をそれぞれ、各収納孔に一括して収納可能であるとともに、各収納孔にそれぞれ収納された各電子部品保持手段を、電子部品装着ヘッドに一括して取り付け可能な複数のストックステーションを備える。したがって、複数の電子部品保持手段の交換を一括して略同時に行うことができる。これにより、電子部品保持手段の交換動作に要する時間及び交換回数を削減することができ、高スループット化生産を実現することができる。
【００４８】
また、請求項１の発明によれば、各ストックステーションの各収納孔にそれぞれ収納される電子部品保持手段を、電子部品装着ヘッドに一括して取り付け可能な所要の配置に並べ替える並べ替え手段を備える。
したがって、電子部品保持手段の交換動作に要する時間及び交換回数を更に削減することができ、更なる高スループット化を図ることができる。
【００４９】
また、請求項２の発明によれば、各ストックステーションをそれぞれ、電子部品装着ヘッドへの各電子部品保持手段の着脱を行う着脱位置と、並べ替え手段による電子部品保持手段の並べ替えを行う並べ替え位置とに移動させるストックステーション移動手段を備える。
したがって、電子部品保持手段の交換動作に要する時間及び交換回数を更に削減することができ、更なる高スループット化を図ることができる。
【００５０】
また、請求項３の発明によれば、各ストックステーションの各収納孔のピッチ寸法が、電子部品装着ヘッドへの各電子部品保持手段の取付ピッチ寸法と、略同一又は倍数関係である。
したがって、例えば倍数とした場合、すなわち例えば電子部品保持手段が２個で、収納孔が４個の場合、例えば先端径の小さい電子部品保持手段が対象であると、電子部品装着ヘッドを電子部品保持手段の取付ピッチ寸法の半ピッチ分ずらすだけで、隣接する収納孔に電子部品保持手段を移動させることができる。これにより、電子部品装着ヘッドの移動量を最小限に抑えることができ、動作時間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である電子部品実装装置を示す要部概略平面図である。
【図２】図１の電子部品実装装置の電子部品装着ヘッド及びストックステーションを示す側面図である。
【図３】図１の電子部品実装装置の着脱専用ヘッド及びストックステーションを示す側面図である。
【図４】図１の電子部品実装装置のストックステーションを示す側面図である。
【図５】従来の電子部品実装装置を示す全体斜視図である。
【図６】図５の電子部品実装装置の電子部品装着ヘッド及びストックステーションを示す側面図である。
【符号の説明】
１０電子部品実装装置
１１電子部品装着ヘッド
１２電子部品保持手段（電子部品保持ユニット）
１３Ｘ−Ｙロボット
１５，１６ストックステーション
１５ａ，１６ａ収納孔
１７ストックステーション移動手段（シリンダ）
１８ストックステーション移動手段（ガイドレール）
１９ブラケット
２０並べ替え手段（Ｘ−Ｙロボット）
２１並べ替え手段（着脱専用ヘッド）

Claims

電子部品を電子回路基板に実装する電子部品実装装置において、
電子部品を供給する電子部品供給部と、
電子回路基板を搬送する搬送部と、
所定方向に移動可能な電子部品装着ヘッドと、
前記電子部品装着ヘッドに着脱可能に複数設けられ、電子部品を保持可能な電子部品保持手段と、
前記電子部品保持手段を着脱自在に収納する収納孔を、前記電子部品装着ヘッドの各電子部品保持手段に対応して複数設けられ、各電子部品保持手段をそれぞれ、前記各収納孔に一括して収納可能であるとともに、前記各収納孔にそれぞれ収納された各電子部品保持手段を、前記電子部品装着ヘッドに一括して取り付け可能な複数のストックステーションと、
前記各ストックステーションの前記各収納孔にそれぞれ収納される前記電子部品保持手段を、前記電子部品装着ヘッドに一括して取り付け可能な所要の配置に並べ替える並べ替え手段と、を備え、
前記各ストックステーションを移動可能にし、前記電子部品実装装置の停止中だけでなく稼働中であっても、前記所要の配置に並べ替え可能にしたことを特徴とする電子部品実装装置。
前記各ストックステーションをそれぞれ、前記電子部品装着ヘッドへの各電子部品保持手段の着脱を行う着脱位置と、前記並べ替え手段による前記電子部品保持手段の並べ替えを行う並べ替え位置とに移動させるストックステーション移動手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
前記各ストックステーションの各収納孔のピッチ寸法が、前記電子部品装着ヘッドへの前記各電子部品保持手段の取付ピッチ寸法と、略同一又は倍数関係であることを特徴とする請求項１，２のいずれか記載の電子部品実装装置。
前記ストックステーションの収納孔の数を、前記ストックステーションに対応する電子部品装着ヘッドの電子部品を保持可能な電子部品保持手段の数よりも多くすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の電子部品実装装置。
前記並べ替え手段による前記電子部品保持手段の並べ替えを行う並べ替え位置において、前記電子部品保持手段の並べ替え時の仮置き用として、仮置き台を設置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の電子部品実装装置。