JP4021598B2

JP4021598B2 - 表面実装部品装着機

Info

Publication number: JP4021598B2
Application number: JP2000041994A
Authority: JP
Inventors: 洋平井爪
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2000-01-15
Filing date: 2000-01-15
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2020-01-15
Also published as: JP2001196796A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、電子部品を吸着保持する吸着ノズル式電子部品保持手段と交換可能に使用するチャック式の電子部品保持手段を備えた表面実装部品装着機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子部品を保持部材により保持して、その装着部へ装着する表面実装部品装着機において、この保持部材は、該表面実装部品装着機の装着ヘッドへ取り付けた吸着ノズルにより電子部品の上面を真空吸着して保持したり、あるいは、リンクやピストン等によって回動するレバーにより保持爪が開閉するメカニカルチャックにより、電子部品の両側部を把持して保持していた。
【０００３】
更には、前記した吸着ノズルとメカニカルチャックとの両方を備えた保持部材も知られているが、いずれの場合も、これら保持部材は専用の装着ヘッドで使用しなければならず、相互に異なるタイプの保持部材の付け替えができないので、装着する電子部品によっては使用できない場合があって、多品種の電子部品装着には対応できない。
【０００４】
また、これらの電子部品を把持して保持するメカニカルチャック式の保持手段には、一対又は複数対の可動爪を有し、これらを対称に中心方向へ向かって閉じて部品を保持するものや、また、一対の爪のうち一方が固定式で、他方の可動爪を固定爪に対向して閉じて部品を保持するものもある。
【０００５】
しかし、これらのメカニカルチャック式保持部材を用いた電子部品の装着では、テープフィーダのポケットに収納された部品を保持する場合、ポケットの遊び（ポケット内壁と部品の隙間）が部品の収納姿勢や部品種・テープ種等によってまちまちであり、そのため、部品を傾いた状態で把持したり、また把持できない等の問題や、テープやフィーダにチャック爪が衝突してしまう等の問題が発生していた。
また、片側にリードを有する形状等のため、部品中央とテープポケットの中央が一致しない状態で供給される電子部品は、対称に爪を閉じて保持する保持手段では正確に保持できなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記した問題を解決するためになされたもので、テープのポケットの遊びや部品の収納状態および部品の形状等に係わらず、常に確実に部品を保持でき、かつ、吸着ノズル式の保持手段と交換使用できるチャック式の保持手段を備えた表面実装部品装着機を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するための本発明の手段は、
供給部から供給される電子部品を装着ヘッドによって保持し、該電子部品を前記供給部から装着部へ搬送し、該装着部におけるプリント基板の所定位置に前記電子部品を装着する表面実装部品装着機にあって、
前記装着ヘッドの取付体へ着脱自在に設けて前記装着ヘッドの吸気路と連通する通気路を内部に有する主体と、この主体内へ昇降自在に設けて前記ヘッドからの吸気によって上昇する作動体と、前記主体に取り付けて、前記作動体の昇降動作に伴って、略水平方向へ相対的に進退する一対の進退体と、該一対の進退体に設けた電子部品の保持体とを備え、前記作動体の一方の進退体に当接する作動面は略斜面と略垂直面とを有し、他方の進退体に当接する作動面は略斜面となした電子部品保持手段を備えることを特徴とする表面実装部品装着機にある。
【０００８】
さらに、
前記作動体の昇降動作に伴い、前記一対の進退体のうち、まず一方の進退体が略水平方向に作動し、そののち、他方の進退体が略水平方向に作動して電子部品を保持する電子部品保持装置を備える。
【０００９】
そして、
前記一対の進退体のうち、先に作動する前記一方の進退体が停止した後、前記他方の進退体が作動して電子部品を保持する電子部品保持装置を備えることを特徴とする、表面実装部品装着機にある。
【００１２】
【実施例】
次に、本発明に関する表面実装部品装着機の実施の一例を図面に基づいて説明する。図１〜図７においてＡは、表面実装部品装着機Ｗにおける装着ヘッド１の取付体２へ着脱自在に設けて電子部品ｂを保持するチャック式の保持手段で、主体３と、作動体４と、一対の進退体５ａ、５ｂと、把持体６ａ、６ｂとにより基本的に構成される。
【００１３】
なお、前記した表面実装部品装着機Ｗは、慣用のコンピュータ等による制御手段Ｓへ入力されたプログラムに従って、装着部ｎにおける電子部品ｂの装着位置を得る。
【００１４】
更に、図１に示すように、チップ部品やＩＣ部品等の電子部品ｂを、表面実装部品装着機Ｗの適所に設けた該電子部品ｂの供給部ｍから受け取って、装着部ｎにおいて位置決めされた基板ｃ上へ装着するものであり、図１および図２に示すように、この装着ヘッド１は、機体８において、進退手段（図示せず）により前後方向（Ｙ軸）へ、また、移動手段（図示せず）により左右方向（Ｘ軸）へ任意に移動する可動体９へ、複数（例えば６ヘッド）が取り付けられている。
【００１５】
また、この装着ヘッド１には、その主軸１０の取付体２において、Ｚ軸方向へ昇降手段１１により昇降自在に移動し、かつ、回転手段１２により該主軸１０の縦軸方向を中心として任意のθ角（回転角）に回転できる電子部品ｂの保持手段Ａを備えているもので、それぞれの駆動源のための手段は数値制御可能なサーボモータ等により高精度で作動される。
【００１６】
この主軸１０の内部中心部には、バキューム手段等の吸気源１３と接続させた吸気路１４を設けてある。
【００１７】
なお、供給部ｍにあっては、トレイに多数の電子部品ｂが載置されたものや、所定の位置に多数並べ設けたテープフィーダ等の電子部品供給装置が用いられるものである。
【００１８】
そして、前記した保持手段Ａにおける主体３は、断面円形や角形の軸状に形成してあって、表面実装部品装着機Ｗにおける装着ヘッド１の取付体２へ着脱自在に設けて、この内部に、装着ヘッド１の吸気路１４と連通する通気路１５を貫通させてある。
【００１９】
また、この主体３の取付体２への固定は、止着手段１６により簡便に行われるものであって、例えば、図３に示すように、主体３の外周部に刻設した係止溝１７へ、取付体２へ半径方向へ進退する埋設したロッキングボール１８をバネ１９により常時付勢させることで固定がなされるものであり、取り外しにあっては、取付体２の内孔から主体３を引き抜くことで、バネ１９の力に抗してロッキングボール１８が後退して係止溝１７から外れ、固定が解除される。
【００２０】
前記した作動体４は、主体３に設けた空気室２０内へ昇降自在に設けて装着ヘッド１の吸気源１３からの吸気によって上昇するもので、その上部に形成して空気室２０の内壁面を密着状態で摺動するピストン体２１と、このピストン体２１の下側に設けて後記する一対の進退体５ａ、５ｂが係合する作動面２２ａ、２２ｂを設けてある。
【００２１】
これらの作動面２２ａ、２２ｂのうち、作動面２２ａは、ピストン体２１下側の細径部４ａから下方に向かって傾斜する傾斜面と、垂直面とによって構成されるカム面を形成してあり、一方、作動面２２ｂは、ピストン体２１下側の細径部４ａから下方に向かって傾斜する斜面カムを形成してあるもので、該作動面２２ａ、２２ｂを除いた周面が、空気室２０の下側に付設したガイド体２３により昇降案内される。
【００２２】
前記した一対の進退体５ａ、５ｂは、主体３に設けて作動体４の昇降に伴って略水平方向に相対的に進退するもので、基片２４ａ、２４ｂの一側端に、作動体４の作動面２２ａ、２２ｂにそれぞれ係合する鈎状の係止片２５ａ、２５ｂを設け、基片２４ａ、２４ｂの他側端には、垂下する脚片２６ａ、２６ｂをそれぞれ設けてあって、その端部に電子部品ｂを把持する把持体６ａ、６ｂを延設してある。
【００２３】
また、この一対の進退体５ａ、５ｂは、作動体４の側面に当接する基片２４ａ、２４ｂと、主体３の案内部材２７ａ、２７ｂに当接する基片２４ａ、２４ｂの他側に設けたスライド片２８ａ、２８ｂとにより、水平方向はもちろんのこと、左右方向と上下方向とに妄動を起こすことなく安定摺動される。
【００２４】
前記した把持体６ａ、６ｂは、電子部品ｂの側部に当接しうる丈を有しているもので、供給部ｍにおいて電子部品ｂの部品供給面ｇに対して平行となる略水平方向へ進退自在となるものであって、これにより、軸支された回動式の把持体のように円弧運動することがなく、供給部ｍの部品供給面ｇと把持体６の下端縁との距離が変動しないものであり、電子部品ｂの高さ（厚さ）が変わっても、電子部品ｂの高さが高い場合はもちろんのこと、高さが低い薄厚の電子部品ｂであっても、確実に把持することができる。
【００２５】
そして、把持体６ａ、６ｂの閉じたときの間隔Ｌは、電子部品ｂの把持力が得られる程度に電子部品ｂ幅より狭く構成される。この把持体６ａ、６ｂの内壁面には図３において仮想線で示すように、ラバー等の貼着やコーティングによる滑り止め部材２９を付設することもある。
【００２６】
なお、この把持体６ａ、６ｂは、その脚片２６ａ、２６ｂの内側とガイド体２３の外側部とに懸張させた拡開部材３０ａ、３０ｂにより、常時、開放方向へ付勢される。
【００２７】
また、前記した作動体４は、図３に示すように、吸気源１３による吸気作用が解除されたとき、円滑に降下できるように、主体３の空気室２０内にスプリング等の弾機３１を設けることもある。
【００２８】
なお、本実施例における表面実装部品装着機Ｗに使用される保持手段Ａは、図８に示す吸着ノズル式の保持手段Ａ１も装着ヘッド１の取付体２へ着脱自在に設けることができるもので、後記する吸気源１３による吸気が流通する通気路１５ａが設けられている。
【００２９】
したがって、本発明に係わる表面実装部品装着機Ｗの一実施例の作用は以下の通りである。
【００３０】
表面実装部品装着機Ｗの装着部ｎには基板ｃが位置決めされて取り付けられ、また、供給部ｍの各所には装着に必要な電子部品ｂが多数用意されている。
この状態で、表面実装部品装着機Ｗを稼動すると、装着ヘッド１は、あらかじめ定められた、制御手段Ｓに入力されているプログラムに従って、ＸＹ方向へ移動して供給部ｍの電子部品ｂを装着部ｎへ移送してその装着がなされる。
【００３１】
このとき、装着される電子部品ｂが、例えば、図９（ａ）に示すようなチップ部品等であれば、図８に示すような、吸着ノズル式の保持手段Ａ１によって該電子部品ｂの上面を吸着保持することができるもので、吸気源１３の吸気は、装着ヘッド１の吸気路１４と連通する通気路１５ａから先端のノズル部３５に作用する。
【００３２】
したがって、当該電子部品ｂを装着する場合は、この吸着ノズル式の保持手段Ａ１を、装着ヘッド１の取付体２へ、その止着手段１６を介して取り付ける。なお、該保持手段Ａ１のシャンク部３４の外径は、取付体２の内径と同径に滑合し得るように定められる。
【００３３】
一方、装着される電子部品ｂが、例えば、図９（ｂ）および（ｃ）に示すような、先端ノズル径より大きい開放部を有するものや、片側にリードを有するもの、または、テープフィーダで供給され部品中心とテープポケット中心が一致していないものや、テープのポケット内で傾いた状態で収納されているものには、図３および図４に示すチャック式の保持手段Ａが選択される。
【００３４】
前記した装着ヘッド１の取付体２に吸着ノズル式の保持手段Ａ１が取り付けられている場合には、該保持手段Ａ１を下方へ引き抜けば、止着手段１６の固定が解除されて取付体２から外れる。
【００３５】
この状態で、図３および図４に示すチャック式の保持手段Ａをその主体３を取付体２へ挿嵌し、止着手段１６によって該取付体２へ固定すれば、直ちに電子部品ｂの把持の準備ができる。
このとき、一対の進退体５ａ、５ｂの把持体６ａ、６ｂは、拡開部材３０ａ、３０ｂにより外方へ略水平方向（部品供給面ｇに対して略平行）に押し広げられた状態で、電子部品ｂの把持のための待機をしている。
【００３６】
そして、装着ヘッド１を供給部ｍへ移動させて所定の電子部品ｂの上方へ達すれば、昇降手段１１により保持手段Ａを降下させると共に、吸気源１３を作動させて、その吸気を、装着ヘッド１の吸気路１４と連通する通気路１５から主体３の空気室２０に作用させる。
【００３７】
すると、この空気室２０内の作動体４が吸引力により上昇するため（弾機３１を有する場合にはこの弾機３１に抗して上昇するため）、該作動体４の作動面２２ａ、２２ｂがその上昇と共に、進退体５ａ、５ｂの係止片２５ａ、２５ｂをカム作用により拡開部材３０ａ、３０ｂに抗して略水平方向にスライドさせる。
これにより、一対の進退体５ａ、５ｂの把持体６ａ、６ｂは、それぞれ相対的に内方へ略水平方向（部品供給面ｇに対して略平行）に移動するため、電子部品ｂの側面に対応し、該側面を把持する。
【００３８】
進退体５ａ、５ｂの把持体６ａ、６ｂが電子部品を把持する動作を、図６（ａ）〜（ｃ）に基づいてさらに詳細に説明する。
作動体４が上昇を開始すると、図６（ａ）に示すように、まず作動面２２ａの斜面部分が作用し、進退体５ａの係止片２５ａを略水平方向にスライドさせ、これに伴い把持体６ａが内方へ略水平方向に作動する。
【００３９】
引き続き作動体４が上昇していくと、図６（ｂ）に示すように、作動面２２ａの垂直面部分に進退体５ａの係止片２５ａが係合して、係止片２５ａの略水平方向へのスライドが停止し、把持対６ａの内方への移動が停止する。
一方この時、作動面２２ｂの斜面カムが作用し、進退体５ｂの係止片２５ｂを略水平方向にスライドさせ、これに伴い把持体６ｂが内方へ略水平方向に作動し、図６（ｃ）に示す、作動体４が最も上昇した状態において、電子部品ｂの側面に把持体６ａ、６ｂの内壁を対応させ、該電子部品ｂを把持する。
【００４０】
このように、先に内方へ所定量水平移動してから停止させた一方の把持体６ａと、その後内方へ水平移動する他方の把持体６ｂとで、電子部品ｂを挟んで保持する構成とすることにより、あらかじめ電子部品ｂに近づけて停止させておいた把持体６ａに、把持体６ｂを近づけて電子部品ｂを把持体６ａに押し付けるようにして挟んで保持することで、電子部品ｂの妄動をなくし、ポケットの遊びや部品の収納姿勢、および部品の形状に関わらず電子部品ｂを傾いた状態で保持する等の保持不良をなくして正確に保持できる。
【００４１】
なお、電子部品をより安定に把持するために、図７に示すように、ガイド体２３に電子部品の上面に当接する当接体３２を設けてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
前述したように本発明の表面実装部品装着機および表面実装部品装着方法は、吸着式とチャック式の保持手段を装着ヘッドの取付体に対して交換して使用することができるため、これら保持手段の保持可能な電子部品に確実に対応して、正確で円滑な電子部品の装着が行える。
また、これら保持手段の作動にあっては、吸気源により行われるため、この作動のための特別な装置を必要とせず、小型で簡素な保持手段が得られ、制作コストを低減する、慣性力の影響を受けにくい装着ヘッドが得られ移動位置精度が向上する。
さらに、前述したチャック式保持手段にあっては、電子部品ｂの形状や供給状態に関わらず、確実に部品を保持でき、正確な装着に行える、等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関する表面実装部品装着機の一実施例の概略を示す平面図である。
【図２】図１における装着ヘッド部の要部の拡大側面図である。
【図３】図２におけるチャック式の保持手段を示す要部の縦断正面図である。
【図４】図３におけるＸ−Ｘ線の断面図である。
【図５】図３における保持手段の分解斜視図である。
【図６】図２におけるチャック式の保持手段の作動説明図である。
【図７】図１におけるチャック式の保持手段の他の実施例を示す要部の縦断正面図である。
【図８】図１における吸着ノズル式の保持手段を示す斜視図である。
【図９】図１における表面装着部品装着装置において装着される電子部品の各例を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ａチャック式の保持手段
Ｗ表面実装部品装着機
ｂ電子部品
１装着ヘッド
２取付体
３主体
４作動体
５ａ、５ｂ進退体
６ａ、６ｂ把持体
１３吸気源
１４吸気路
１５通気路
２２ａ、２２ｂ作動面

Claims

供給部から供給される電子部品を装着ヘッドによって保持し、該電子部品を前記供給部から装着部へ搬送し、該装着部におけるプリント基板の所定位置に前記電子部品を装着する表面実装部品装着機にあって、
前記装着ヘッドの取付体へ着脱自在に設けて前記装着ヘッドの吸気路と連通する通気路を内部に有する主体と、この主体内へ昇降自在に設けて前記ヘッドからの吸気によって上昇する作動体と、前記主体に取り付けて、前記作動体の昇降動作に伴って、略水平方向へ相対的に進退する一対の進退体と、該一対の進退体に設けた電子部品の保持体とを備え、前記一対の進退体は鈎状の係止片を設けて、入れ子状に対向させて作動体を囲むように組み合わせてなり、前記作動体の一方の進退体に当接する作動面は略斜面と略垂直面とを有し、他方の進退体に当接する作動面は略斜面となした電子部品保持手段を備えることを特徴とする表面実装部品装着機。
前記作動体の昇降動作に伴い、前記一対の進退体のうち、まず一方の進退体が略水平方向に作動し、そののち、他方の進退体が略水平方向に作動して電子部品を保持する電子部品保持装置を備えることを特徴とする、請求項１記載の表面実装部品装着機。
前記一対の進退体のうち、先に作動する前記一方の進退体が停止した後、前記他方の進退体が作動して電子部品を保持する電子部品保持装置を備えることを特徴とする、請求項２記載の表面実装部品装着機。