JP4107379B2 - 電子部品実装方法及び電子部品実装ライン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＸＹロボットタイプの部品実装機を複数台並べて電子部品をプリント基板に実装する電子部品実装方法および電子部品実装ラインに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ＸＹロボットタイプの部品実装機としては、基板幅（Ｘ軸方向の幅）が２５０〜３００ｍｍ程度までの小型・中型基板用の実装機と６００ｍｍ以上の大型基板用の実装機が使用されており、部品が実装される基板が小型・中型基板と大型基板の両方である場合には、実装される基板の大きさに応じて小型・中型基板用と大型基板用の両実装機を使い分けたり、大型基板用の実装機のみを使って小型・中型基板と大型基板に対処したりしていた。
【０００３】
小型・中型基板用と大型基板用の両実装機を使用する場合においては、両タイプの実装機を設置するため設備費が掛かるという問題がある。また、大型基板用の実装機のみを使用する場合において小型基板に実装する際には、電子部品供給部から小型基板までの距離が大型基板の場合と比べて長くなるため、吸着ノズルが部品を保持して移動する時間が長くなるので、小型基板用の実装機を使用する場合に比べて実装効率が悪くなるという問題があった。
【０００４】
そこで、上記各問題に対処するために、小型・中型基板用の実装機を複数台並べて部品を基板に実装する電子部品実装ラインを構成したものが提案されている。かかる電子部品実装ラインは、架台上にＹ軸方向に並設されて基板をＹ軸方向と直交するＸ軸方向にそれぞれ搬送する複数列のトラックコンベア１，２と、架台上に装架されたＸＹロボット３に設けられてＸ軸及びＹ軸方向に移動される実装ヘッド４と、該実装ヘッド４に設けられて部品を吸着して基板上に実装する吸着ノズル４ａとを有する部品実装機（図８参照）を複数台隣接させて並設し、Ｘ軸方向に連結された各トラックコンベア１，２上の所定位置まで搬送された基板Ｓを位置決めクランプするクランプ装置とを備え、このクランプされた基板Ｓに各吸着ノズル４ａにより部品を実装するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記提案した電子部品実装ラインにおいては、図８に示すように、部品実装機の吸着ノズル４ａには基板Ｓ上に部品が実装できない実装不能領域Ｓ１がある。これは、次の理由による。部品実装機に備えられて実装ヘッド４が往復動するＸ軸レール５は同部品実装機内に収容されるためにそのＸ軸方向幅より短くなっている。一方、実装ヘッド４はＸ軸レール５上を往復動するものであって、実装ヘッド４がＸ軸レール５の左端（または右端）に移動した際には実装ヘッド４のＸ軸方向中央に配置された吸着ノズル４ａが隣接する部品実装機の境界まで到達できない。この結果、隣接する部品実装機の境界付近には吸着ノズル４ａが部品を実装できない実装不能領域Ｓ１が生じることとなる。
【０００６】
したがって、例えば、隣接する２台の部品実装機にわたる状態で基板をクランプして部品を実装する場合には、実装不能領域Ｓ１にあたる基板部位（すなわち、両部品実装機の境界付近にあたる部位）に部品を実装することができなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、小型・中型基板用の部品実装機を複数台並設することにより、小型・中型基板だけでなく大型基板にも安価、効率よくかつ確実に部品を実装できる部品実装方法および部品実装ラインを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、基板をＸ軸方向にそれぞれ搬送する複数列のトラックコンベアをＸ軸方向と直交するＹ軸方向に並設するとともに部品を吸着して基板上に実装する吸着ノズルを設けた実装ヘッドをＸ軸及びＹ軸方向に移動可能に装架した部品実装機を複数台隣接させて並設し、Ｘ軸方向に連結された各トラックコンベア上の所定位置まで基板を搬送して位置決めクランプし、各吸着ノズルによりこのクランプされた基板上に部品を実装する電子部品実装方法において、複数列のトラックコンベアの中の２以上を一の幅広トラックコンベアに変換可能とし、Ｘ軸方向に並設された複数台の部品実装機にわたる状態にある基板をそれら部品実装機でクランプ可能とし、そのクランプされた基板に対し該基板をクランプしている複数台の部品実装機の各実装ヘッドを使用して部品を実装することである。
【０００９】
また、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、２以上のトラックコンベアが一の幅広トラックコンベアに変換されたとき、各部品実装機の吸着ノズルの実装領域を少なくとも隣接する部品実装機との境界まで拡張可能とし、少なくとも部品実装機と該部品実装機に隣接する部品実装機からなる並列する一組の部品実装機により、それら何れかの部品実装機のＸ軸方向幅以上の幅広な大型基板に部品の実装を行い、実装後、次の一組の部品実装機まで大型基板を幅広トラックコンベアにより搬送することである。
【００１０】
また、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、架台上にＹ軸方向に並設されて基板をＹ軸方向と直交するＸ軸方向にそれぞれ搬送する複数列のトラックコンベアと、架台上に装架されたＸＹロボットに設けられてＸ軸及びＹ軸方向に移動される実装ヘッドと、該実装ヘッドに設けられて部品を吸着して基板上に実装する吸着ノズルとを有する部品実装機を複数台隣接させて並設し、Ｘ軸方向に連結された各トラックコンベア上の所定位置まで搬送された基板を位置決めクランプするクランプ装置とを備え、このクランプされた基板に各吸着ノズルにより部品を実装する電子部品実装ラインにおいて、複数列のトラックコンベアの中の２以上のトラックコンベアを一の幅広トラックコンベアに変換する変換手段を備え、Ｘ軸方向に並設された複数台の部品実装機にわたる状態にある基板をそれら部品実装機のクランプ装置でクランプ可能とし、そのクランプされた基板に対し該基板をクランプしている複数台の部品実装機の各実装ヘッドを使用して部品を実装することである。
【００１１】
また、請求項４に係る発明の構成上の特徴は、複数列のトラックコンベアの中の２以上のトラックコンベアを一の幅広トラックコンベアに変換したことを記憶する変換記憶手段と、該変換記憶手段が変換を記憶したとき、各部品実装機の吸着ノズルの実装領域を少なくとも隣接する部品実装機との境界まで拡張可能とする実装領域拡大手段と、部品実装機と該部品実装機に隣接する部品実装機からなる並列した一組の部品実装機により、それら何れかの部品実装機のＸ軸方向幅以上の幅広な大型基板に部品の実装を行う実装手段と、該実装手段による実装後、次の一組の部品実装機まで大型基板を幅広トラックコンベアにより搬送する搬送手段とを備えたことである。
【００１２】
また、請求項５に係る発明の構成上の特徴は、一の部品実装機の吸着ノズルが該部品実装機の実装領域内であって隣接する部品実装機との境界付近にて部品の実装を行っているとき、隣接する部品実装機の装着ヘッドが一の部品実装機の装着ヘッドと干渉する領域に入ることを禁止する干渉防止手段を備えたことである。
【００１３】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した請求項１に係る発明において、複数列のトラックコンベアに設定しているときには、各トラックコンベアにより比較的幅の狭い小型または中型の基板を搬送し所定位置に位置決めクランプしてこの基板に部品を実装する。また複数列のトラックコンベアの中の２以上を一の幅広トラックコンベアに変換したときには、この幅広トラックコンベアにより幅広な基板を搬送し所定位置に位置決めクランプしてこの基板に部品を実装する。したがって、複数台並設できる部品実装機を使用することにより、小型・中型基板と大型基板の両方を扱えることができるため、両方の基板を扱うユーザにとっては小型・中型基板用および大型基板用の実装機を両方保有しなくてもよいので、設備費のアップを小さく抑えることができる。
さらに、Ｘ軸方向に並設された複数台の部品実装機にわたる状態にある基板をそれら部品実装機でクランプ可能とし、そのクランプされた基板に対し該基板をクランプしている複数台の部品実装機の各実装ヘッドを使用して部品を実装するので、従来実装不能領域であった隣り合う部品実装機の境界付近の基板部位に部品を実装することができ、基板のあらゆる場所に確実に部品を実装することができる。
【００１４】
また、実装ヘッド（吸着ノズル）が電子部品供給部から基板まで部品を運ぶ際には、電子部品供給部から小型基板までの距離が、大型基板用の実装機を流用して小型基板に部品を実装する場合と比較して短くなるため、実装ヘッドが部品を保持して移動する時間を短く抑えることができるので、効率よく部品の実装を行うことができる。
【００１５】
上記のように構成した請求項２に係る発明において、２以上のトラックコンベアが一の幅広トラックコンベアに変換されたとき、各部品実装機の吸着ノズルは少なくとも隣接する部品実装機との境界まで実装領域を拡張される。これにより、例えば隣接する2台の部品実装機にわたる状態で基板をクランプして部品を実装する場合、従来実装不能領域であった両部品実装機の境界付近の基板部位に部品を実装することができる。したがって、基板のあらゆる場所に確実に部品を実装することができる。
【００１６】
上記のように構成した請求項３に係る発明において、複数列のトラックコンベアに設定しているときには、各トラックコンベアにより比較的幅の狭い小型または中型の基板を搬送し所定位置に位置決めクランプしてこの基板に部品を実装する。また変換手段によって複数列のトラックコンベアの中の２以上を一の幅広トラックコンベアに変換したときには、この幅広トラックコンベアにより幅広な基板を搬送し所定位置に位置決めクランプしてこの基板に部品を実装する。したがって、複数台並設できる部品実装機を使用することにより、小型・中型基板と大型基板の両方を扱えることができるため、両方の基板を扱うユーザにとっては小型・中型基板用および大型基板用の実装機を両方保有しなくてもよいので、設備費のアップを小さく抑えることができる。
さらに、Ｘ軸方向に並設された複数台の部品実装機にわたる状態にある基板をそれら部品実装機でクランプ可能とし、そのクランプされた基板に対し該基板をクランプしている複数台の部品実装機の各実装ヘッドを使用して部品を実装するので、従来実装不能領域であった隣り合う部品実装機の境界付近の基板部位に部品を実装することができ、基板のあらゆる場所に確実に部品を実装することができる。
【００１７】
また、小型・中型基板に実装する場合において、実装ヘッド（吸着ノズル）が電子部品供給部から基板まで部品を運ぶ際には、大型基板用の実装機を流用して小型基板に部品を実装する場合と比較して、電子部品供給部から小型基板までの距離が短くなるため、実装ヘッドが部品を保持して移動する時間を短く抑えることができるので、効率よく部品の実装を行うことができる。
【００１８】
上記のように構成した請求項４に係る発明において、２以上のトラックコンベアが一の幅広トラックコンベアに変換されたとき、実装領域拡大手段によって各部品実装機の吸着ノズルは少なくとも隣接する部品実装機との境界まで実装領域を拡張される。これにより、例えば隣接する２台の部品実装機にわたる状態で基板をクランプして部品を実装する場合、従来実装不能領域であった両部品実装機の境界付近の基板部位に部品を実装することができる。したがって、基板のあらゆる場所に確実に部品を実装することができる。
【００１９】
上記のように構成した請求項５に係る発明において、例えば隣接する2台の部品実装機にわたる状態で基板をクランプして部品を実装する際であって両部品実装機の境界付近の基板部位に部品を実装する場合には、両部品実装機の装着ヘッドが互いに干渉しないので、スムースかつ安全に部品を装着することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に図１〜図５により、本発明による電子部品実装ラインの一実施の形態について説明する。図１はこの電子部品実装ラインの全体構造を示している。電子部品実装ラインは、複数台（本実施の形態においては２台）の部品実装機１０を隣接させて並設した構成となっている。
【００２１】
各部品実装機１０は、図１に示すように、基枠１１上にそれぞれ設けられて、基板Ｓを搬送する基板搬送装置２０、この基板搬送装置２０の一側（前側）に設けて基板Ｓに装着する電子部品Ｐを供給する部品供給装置３０、および両装置２０，３０の上方に配設して部品供給装置３０により供給された電子部品Ｐを実装ヘッド７０により吸着保持して基板搬送装置２０にクランプされた基板Ｓに自動的に装着する部品装着装置４０をそれぞれ備えている。
【００２２】
各部品実装機１０の制御装置１０ａは、図２に示すように、同じネットワーク上にある制御用コンピュータＡにＬＡＮにより接続されており、この制御用コンピュータＡからの指令によって複数台の部品実装機１０が協働して基板Ｓに電子部品Ｐを実装するようになっている。なお、制御用コンピュータＡには、図７のフローチャートに示すプログラムが記憶されており、制御用コンピュータＡはこのプログラムに基づいて各部品実装機１０の実装ヘッド７０が干渉しないように制御している。
【００２３】
基板搬送装置２０は、基板Ｓを所定方向（例えばＸ軸方向）に搬送するものであり、第１および第２トラックコンベア２１，２２をＹ軸方向に沿って２列並設したものである。なお、Ｘ軸方向は基板の搬送方向であり、Ｙ軸方向は基板と同一面であってＸ軸と直交する方向であり、Ｚ軸方向は基板と同一面に垂直な方向である。
【００２４】
第１トラックコンベア２１は、図１に示すように、基台２３上に互いに対向して取り付けられた基準支持部材２４と第１中間支持部材２５を備えている。これら両部材２４，２５はそれぞれ下向きに開放したコ字状に形成されており、両部材２４，２５の各下端が基台２３に取り付けられている。両部材２４，２５の各上端縁には、搬送方向（図１におけるＸ軸方向）に延ばして設置された第１ガイドレール２４ａとこの第１ガイドレール２４ａに平行に対向する第２ガイドレール２５ａがそれぞれ装架されている。また、基準支持部材２４と第１中間支持部材２５には、第１および第２ガイドレール２４ａ，２５ａにより案内される基板Ｓを支持して搬送する一対のコンベアベルト（図示省略）が互いに対向されて第１および第２ガイドレール２４ａ，２５ａにそれぞれ平行に並設されている。これにより、コンベアベルトが駆動されると一対のコンベアベルトに支持された基板Ｓはガイドレール２４ａ，２５ａにより案内されて搬送される。
【００２５】
第２トラックコンベア２２は、図１に示すように、基台２３上に互いに対向して取り付けられた第２中間支持部材２６と他端支持部材２７を備えている。これら両部材２６，２７はそれぞれ下向きに開放したコ字状に形成されており、両部材２６，２７の各下端が基台２３に取り付けられている。両部材２６，２７の各上端縁には、搬送方向に延ばして設置された第３ガイドレール２６ａとこの第３ガイドレール２６ａに平行に対向する第４ガイドレール２７ａがそれぞれ装架されている。また、第２中間支持部材２６と他端支持部材２７には、第３および第４ガイドレール２６ａ，２７ａにより案内される基板Ｓを支持して搬送する一対のコンベアベルト（図示省略）が互いに対向されて第３および第４ガイドレール２６ａ，２７ａにそれぞれ平行に並設されている。これにより、コンベアベルトが駆動されると一対のコンベアベルトに支持された基板Ｓはガイドレール２６ａ，２７ａにより案内されて搬送される。
【００２６】
なお、上述した基板搬送装置２０において、第１および第２中間支持部材２５，２６は基台２３に離脱可能に取り付けられており、これら両支持部材２５，２６を基台２３から取り外すことにより、２列のトラックコンベアを一の幅広トラックコンベアに変換することができる。この幅広トラックコンベアは、コンベアベルトが駆動されると一対のコンベアベルトに支持された大型基板は第１および第４ガイドレール２４ａ，２７ａにより案内されて搬送される。
【００２７】
また、基板搬送装置２０には、第１および第２トラックコンベア２１，２２によって所定位置まで搬送された各基板Ｓをそれぞれ位置決めクランプするクランプ装置８０が設けられている。各クランプ装置８０はＺ軸方向に上下動する板状の台座８１と、この台座８１上に立設した複数の支持ピン（図示省略）を備えている。所定位置まで基板Ｓが搬送された後、台座８１が上昇されると複数の支持ピンの先端が基板Ｓの下面に当接して基板Ｓが上方に押し上げられ基板ＳのＹ軸方向両端縁が第１および第２ガイドレール２４ａ，２５ａ（または第３および第４ガイドレール２６ａ，２７ａ）に設けた係合凸部に係合される。この結果、基板Ｓが所定位置に位置決めクランプされる。なお、台座８１が下降されると、基板Ｓも下降し、基板Ｓが再び一対のコンベアベルトに支持される。
【００２８】
部品供給装置３０は、図１に示すように、基枠１１上に複数のカセット式フィーダ３１を並設して構成したものである。カセット式フィーダ３１は、基枠１１に離脱可能に取り付けた本体３２と、本体３２の後部に設けた供給リール３３と、本体３２の先端に設けた部品取出部３４を備えている。供給リール３３には電子部品Ｐが所定ピッチで封入された細長いテープ（図示省略）が巻回保持され、このテープがスプロケット（図示省略）により所定ピッチで引き出され、電子部品Ｐが封入状態を解除されて部品取出部３４に順次送り込まれる。なお、部品供給装置３０と基板搬送装置２０の間には監視カメラ３５が設けられており、この監視カメラ３５により実装ヘッド７０に設けた吸着ノズル７４ａに吸着された電子部品Ｐの状態をモニターする。
【００２９】
部品装着装置４０は、図３および図４に示すように、基枠１１上に装架されて基板搬送装置２０および部品供給装置３０の上方に配設されたＸＹロボット４１を備えている。ＸＹロボット４１はＹ軸方向に細長い本体フレーム４２を備えており、この本体フレーム４２にはＹ軸方向に沿って延ばして設けた一対のＹ軸レール４３が取り付けられこれらＹ軸レール４３と平行に設けたＹ軸送りねじ４４が回転可能に取り付けられている。そして、各摺動係合部４５ａがＹ軸レール４３に摺動可能に係合しねじ係合部４５ｂがＹ軸送りねじ４４にねじ係合するＹ軸スライダ４５が取り付けられている。Ｙ軸送りねじ４４にはＹ軸サーボモータ４６が接続されており、Ｙ軸サーボモータ４６によってＹ軸送りねじ４４が回転されるとＹ軸スライダ４５がＹ軸方向に沿って往復動する。
【００３０】
このＹ軸スライダ４５下にはＸ軸第１スライダ５１およびＸ軸第２スライダ６１がＸ軸方向に沿って往復動するように取り付けられている。Ｙ軸スライダ４５の下面には、Ｘ軸方向に延在する取り付け板４７が垂直に固定されており、取り付け板４７の側面に同側面に対向してＸ軸第１スライダ５１が摺動可能に取り付けられている。
【００３１】
取り付け板４７には、Ｘ軸第１スライダ５１の後面にＸ軸方向に沿って延ばして設けた一対のＸ軸第１レール５２に摺動可能に係合する摺動係合部４７ａが設けられ、これらＸ軸第１レール５２と平行に設けたＸ軸第１送りねじ４７ｂが回転可能に取り付けられている。そして、Ｘ軸第１送りねじ４７ｂにＸ軸第１スライダ５１に設けたねじ係合部５１ａがねじ係合されている。Ｘ軸第１送りねじ４７ｂにはＸ軸第１サーボモータ４８が接続されており、このＸ軸第１サーボモータ４８によってＸ軸第１送りねじ４７ｂが回転されるとＸ軸第１スライダ５１がＸ軸方向に沿って往復動する。
【００３２】
Ｘ軸第１スライダ５１の前面には、Ｘ軸第２スライダ６１が摺動可能に取り付けられている。Ｘ軸第１スライダ５１の前面には、Ｘ軸方向に沿って延ばして設けた一対のＸ軸第２レール５３が取り付けられこれらＸ軸第２レール５３と平行に設けたＸ軸第２送りねじ５４が回転可能に取り付けられている。Ｘ軸第２レール５３に摺動可能に係合された摺動係合部６１ａがＸ軸第２スライダ６１の後面に取り付けられ、Ｘ軸第２送りねじ５４にねじ係合するねじ係合部６１ｂがＸ軸第２スライダ６１の後面に固定されている。Ｘ軸第２送りねじ５４にはＸ軸第２サーボモータ５５が接続されており、このＸ軸第２サーボモータ５５によってＸ軸第２送りねじ５４が回転されるとＸ軸第２スライダ６１がＸ軸方向に沿って往復動する。
【００３３】
Ｘ軸第２スライダ６１には、図５に示すように、電子部品Ｐを吸着して基板Ｓに実装する吸着ノズル７４ａを設けた実装ヘッド７０が取り付けられている。これにより、実装ヘッド７０はＸＹロボット４１に設けられてＸ軸およびＹ軸方向に移動される。この実装ヘッド７０はＸ軸第２スライダ６１に取り付けられたヘッドフレーム７１を備えている。ヘッドフレーム７１の下部には、複数（例えば８本）のスピンドル７４を上下方向（Ｚ軸方向）に往復動可能に保持する円筒状のノズルホルダ７２が軸線まわりに回転可能に取り付けられている。各スピンドル７４は圧縮スプリング（図示省略）により上方に付勢され、下端に吸着ノズル７４ａが取り付けられている。
【００３４】
ノズルホルダ７２はヘッドフレーム７１に取り付けたＲ軸モータ７３によって吸着ノズル７４ａが所定位置で停止するように間欠的に回転される。所定位置のうち電子部品Ｐを実装する実装ポイント（実装ステーション）に停止されたスピンドル７４はＺ軸モータ７５により駆動されるＺ軸送りねじ７６の回転によってノズル下降レバー７７が下降されると、圧縮スプリングのばね力に抗して下降され吸着ノズル７４ａも下降する。Ｚ軸送りねじ７６の反対まわりの回転によりノズル下降レバー７７が上昇されると、スピンドル７４は圧縮スプリングのばね力により上昇され吸着ノズル７４ａも上昇する。
【００３５】
なお、スピンドル７４ひいては吸着ノズル７４ａはＱ軸モータ７８によって軸線まわりに回転されてθ補正される。各吸着ノズル７４ａは、開閉弁を設けた管路を介して負圧供給源に接続されている（何れも図示省略）。吸着ノズル７４ａは電子部品Ｐの種類により切換選択するようにしている。なお、吸着ノズル７４ａを複数個でなく１個だけ設けるようにしてもよい。
【００３６】
次に、上述のように構成した電子部品実装ラインにより小型から大型までの各種基板に部品を実装する場合について説明する。小型・中型基板に実装する場合には、基準支持部材２４、第１および第２中間支持部材２５，２６、並びに他端支持部材２７を基台２３上に取り付けることにより第１〜第４ガイドレール２４ａ〜２７ａを基台２３に取り付けて、比較的Ｙ軸方向幅の狭い２列のトラックコンベア２１，２２を形成する。その後、各トラックコンベア２１，２２により比較的幅の狭い小型または中型の基板Ｓを搬送し所定位置に位置決めクランプしてこの基板Ｓに電子部品Ｐを実装する。
【００３７】
また、大型基板を実装する場合には、これら２列のトラックコンベア２１，２２を一の幅広トラックコンベアに変換する。具体的には、基台２３から第１および第２中間支持部材のみを取り外して基準支持部材および他端支持部材を基台２３上に残すことにより、比較的Ｙ軸方向幅の広い一のトラックコンベアとなるように設定する。その後、この幅広トラックコンベアにより幅広な基板ＳLを搬送し所定位置に位置決めクランプしてこの基板ＳLに部品を実装する。したがって、複数台並設できる部品実装機１０を使用することにより、小型・中型基板と大型基板の両方を扱えることができるため、両方の基板を扱うユーザにとっては小型・中型基板用および大型基板用の実装機を両方保有しなくてもよいので、設備費のアップを小さく抑えることができる。
【００３８】
また、小型・中型基板に実装する場合において、実装ヘッド７０（吸着ノズル７４ａ）が部品供給装置３０から基板まで電子部品を運ぶ際には、大型基板用の実装機を流用して小型基板に電子部品を実装する場合と比較して、部品供給装置３０から小型基板までの距離が短くなるため、実装ヘッド７０が電子部品を保持して移動する時間を短く抑えることができるので、効率よく電子部品の実装を行うことができる。
【００３９】
次に、大型基板（Ｘ軸およびＹ軸両方向に幅広な基板）に実装する場合について詳細に説明する。この場合には、図６に示すように、第１および第４ガイドレール２４ａ，２７ａからなる幅広トラックコンベアが設定された後、この幅広トラックコンベアにより幅広な基板ＳLが所定位置まで搬送され、クランプ装置８０により幅広基板ＳLがその所定位置にて位置決めクランプされる。その後、ＸＹロボット４１により基板ＳLに電子部品が実装される。
【００４０】
このＸＹロボット４１の作動について図６を参照して説明する。各部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１はＸ軸方向に沿って移動して右から左へ順番に４つのポジションＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に間欠的に停止するものである。ポジションＰ１は、図６（ａ）に示すように、Ｘ軸第１スライダが最も右端に移動された位置であり、ポジションＰ４は、図６（ｄ）に示すように、Ｘ軸第１スライダ５１が最も左端に移動された位置であり、また、ポジションＰ２は、図６（ｂ）に示すように、Ｘ軸第１スライダ５１が部品実装機１０内の最も右端に移動された位置であり、ポジションＰ３は、図６（ｃ）に示すように、Ｘ軸第１スライダ５１が部品実装機１０内の最も左端に移動された位置である。
【００４１】
また、部品実装機のＸ軸第２スライダ６１はＸ軸方向に沿って移動してほぼＸ軸第１スライダ５１のＸ軸方向幅内であればいずれの位置にも停止することができる。したがって、Ｘ軸第１スライダ５１がポジションＰ１にある場合には、Ｘ軸第２スライダ６１に設けた実装ヘッド７０は図６（ａ）に示すように実線で示す位置から破線で示す位置まで往復動することができる。このとき、実装ヘッド７０に設けた吸着ノズル７４ａは右側に隣接する部品実装機１０との境界まで移動されるので、その実装領域が右側の境界まで拡張されることとなる。一方、Ｘ軸第１スライダ５１がポジションＰ４にある場合には、Ｘ軸第２スライダ６１に設けた実装ヘッド７０は図６（ｄ）に示すように実線で示す位置から破線で示す位置まで往復動することができる。このとき、実装ヘッド７０に設けた吸着ノズル７４ａは左側に隣接する部品実装機との境界まで移動されるので、その実装領域が左側の境界まで拡張されることとなる。
【００４２】
したがって、２以上のトラックコンベアが一の幅広トラックコンベアに変換されたとき（２以上の部品実装機（装着ヘッド、吸着ノズル）を使用して1枚の基板に実装する際には）、Ｘ軸第１スライダ５１とＸ軸第２スライダ６１からなる構成によって実装ヘッド７０を２段スライドさせることにより、各部品実装機１０の吸着ノズル７４ａは少なくとも隣接する部品実装機１０との境界まで実装領域を拡張される。これにより、例えば隣接する２台の部品実装機１０にわたる状態で基板ＳLをクランプして電子部品を実装する場合、従来実装不能領域であった部品実装機１０の境界付近の基板部位に電子部品を実装することができる。したがって、基板のあらゆる場所に確実に電子部品を実装することができる。
【００４３】
さらに、２以上の部品実装機（装着ヘッド、吸着ノズル）を使用して1枚の基板に実装する際には、各部品実装機１０と同じネットワーク上にある制御用コンピュータＡは、図７のフローチャートに示すプログラムを実行して、一の部品実装機１０の吸着ノズル７４ａがこの部品実装機１０の実装領域内であって隣接する部品実装機１０との境界付近にて電子部品の実装を行っているとき、隣接する部品実装機１０の実装ヘッド７０が前記一の部品実装機１０の実装ヘッド７０と干渉する領域に入ることを禁止するように、一の部品実装機１０および隣接する部品実装機１０を制御している。
【００４４】
制御用コンピュータＡは、いずれか一方の部品実装機（例えば左側の部品実装機）１０からそのＸ軸第１スライダ５１の位置情報を入力し、この位置情報に基づいて他方の部品実装機（例えば右側の部品実装機）１０のＸ軸第１スライダ５１の禁止位置を判定してこの禁止位置を他方の部品実装機１０に出力する。
【００４５】
具体的には、制御用コンピュータＡは、プログラムをステップ１００にて開始し、いずれか一方の部品実装機１０からＸ軸第１スライダ５１のポジションがＰ１であることを入力すると、他方の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１の禁止位置がＰ３およびＰ４であると判定し（ステップ１０２，１０４）、これら禁止位置を他方の部品実装機１０に出力する。また、Ｘ軸第１スライダ５１のポジションがＰ２であることを入力すると、他方の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１の禁止位置がＰ４であると判定し（ステップ１０２，１０６，１０８）、この禁止位置を他方の部品実装機１０に出力する。また、Ｘ軸第１スライダ５１のポジションがＰ３であることを入力すると、他方の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１の禁止位置がＰ１であると判定し（ステップ１０２，１０６，１１０，１１２）、この禁止位置を他方の部品実装機１０に出力する。そして、Ｘ軸第１スライダ５１のポジションがＰ４であることを入力すると、他方の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１の禁止位置がＰ１およびＰ２であると判定し（ステップ１０２，１０６，１１０，１１４，１１６）、これら禁止位置を他方の部品実装機１０に出力する。いずれの場合においても制御用コンピュータＡの指令に基づいて他方の部品実装機１０はＸ軸第１スライダ５１を禁止位置に移動させないようにしている。すなわち、Ｘ軸第１スライダ５１を禁止位置以外のポジションに移動させている。
【００４６】
例えば、図６（ａ）に示すように、左側の部品実装機１０が右側の部品実装機１０との境界付近にて電子部品の実装を行っているときには、左側の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１はポジションＰ１にある。この位置情報に基づいて右側の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１の禁止位置はポジションＰ３およびＰ４となり、右側の部品実装機１０はそのＸ軸第１スライダ５１をポジションＰ１またはＰ２にのみ移動させることにより両実装ヘッド７０の干渉を防ぐことができる。また、左側の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１がポジションＰ２にある場合には（図６（ｂ）参照）、前述した場合と同様に右側の部品実装機１０が制御されるので、右側の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１の禁止位置はポジションＰ４となり、右側の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１はポジションＰ１〜Ｐ３まで移動できる。また、左側の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１がポジションＰ３およびＰ４にある場合には（図６（ｃ）、（ｄ）参照）、右側の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１の禁止位置はなくなり、右側の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１はポジションＰ１〜Ｐ４まで移動できる。
【００４７】
なお、小型・中型基板に実装する場合、または実装作業終了時には、Ｘ軸第１スライダ５１は図６（ｂ）または図６（ｃ）に示すようにポジションＰ２またはＰ３に配置されることが好ましい。
【００４８】
また、本発明の変換手段として、上述した第１および第２中間支持部材２５，２６を取り外して２以上のトラックコンベアを一の幅広トラックコンベアに変換する方法以外に、第１および第２中間支持部材２５，２６並びに他端支持部材２７をＹ軸方向に移動させて各トラックコンベアの幅を変更させることにより、２以上のトラックコンベアのうち少なくともいずれかひとつを幅広トラックコンベアに変換する方法を採用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る電子部品実装ラインの一実施の形態の全体構造を示す斜視図である。
【図２】 電子部品実装ラインとこのラインを制御する制御用コンピュータとを示すブロック図である。
【図３】 図１に示す部品実装機の上面図である。
【図４】 図１に示すＸＹロボットの分解斜視図である。
【図５】 図１に示す実装ヘッドの斜視図である。
【図６】 図１に示す２台の部品実装機からなる電子部品実装ラインによって１枚の大型基板を実装する際の、Ｘ軸第１スライダおよび実装ヘッドの作動状態を示す上面図である。
【図７】 図１に示す２台の部品実装機からなる電子部品実装ラインによって１枚の大型基板を実装する際の、隣り合うＸ軸第１スライダの干渉を防止するプログラムを示すフローチャートである。
【図８】 従来技術による電子部品実装ラインを構成する部品実装機の上面図である。
【符号の説明】
１０…部品実装機、１１…基枠、２０…基板搬送装置、２１，２２…トラックコンベア、２３…基台、２４ａ〜２７ａ…ガイドレール、２４…基準支持部材、２５…第１中間支持部材、２６…第２中間支持部材、２７…他端支持部材、３０…部品供給装置、３１…カセット式フィーダ、３２…本体、３３…供給リール、３４…部品取出部、３５…監視カメラ、４０…部品装着装置、４１…ロボット、４２…本体フレーム、４３…Ｙ軸レール、４４…Ｙ軸送りねじ、４５ａ…摺動係合部、４５ｂ…ねじ係合部、４５…Ｙ軸スライダ、４６…Ｙ軸サーボモータ、４７ａ…摺動係合部、４７ｂ…Ｘ軸第１送りねじ、４７…取り付け板、４８…Ｘ軸第１サーボモータ、５１…Ｘ軸第１スライダ、５１ａ…ねじ係合部、５２…Ｘ軸第１レール、５３…Ｘ軸第２レール、５４…Ｘ軸第２送りねじ、５５…Ｘ軸第２サーボモータ、６１…Ｘ軸第２スライダ、６１ａ…摺動係合部、６１ｂ…ねじ係合部、７０…実装ヘッド、７１…ヘッドフレーム、７２…ノズルホルダ、７３…Ｒ軸モータ、７４…スピンドル、７４ａ…吸着ノズル、７５…Ｚ軸モータ、７６…Ｚ軸送りねじ、７７…ノズル下降レバー、７８…Ｑ軸モータ、８０…クランプ装置、８１…台座。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＸＹロボットタイプの部品実装機を複数台並べて電子部品をプリント基板に実装する電子部品実装方法および電子部品実装ラインに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ＸＹロボットタイプの部品実装機としては、基板幅（Ｘ軸方向の幅）が２５０〜３００ｍｍ程度までの小型・中型基板用の実装機と６００ｍｍ以上の大型基板用の実装機が使用されており、部品が実装される基板が小型・中型基板と大型基板の両方である場合には、実装される基板の大きさに応じて小型・中型基板用と大型基板用の両実装機を使い分けたり、大型基板用の実装機のみを使って小型・中型基板と大型基板に対処したりしていた。
【０００３】
小型・中型基板用と大型基板用の両実装機を使用する場合においては、両タイプの実装機を設置するため設備費が掛かるという問題がある。また、大型基板用の実装機のみを使用する場合において小型基板に実装する際には、電子部品供給部から小型基板までの距離が大型基板の場合と比べて長くなるため、吸着ノズルが部品を保持して移動する時間が長くなるので、小型基板用の実装機を使用する場合に比べて実装効率が悪くなるという問題があった。
【０００４】
そこで、上記各問題に対処するために、小型・中型基板用の実装機を複数台並べて部品を基板に実装する電子部品実装ラインを構成したものが提案されている。かかる電子部品実装ラインは、架台上にＹ軸方向に並設されて基板をＹ軸方向と直交するＸ軸方向にそれぞれ搬送する複数列のトラックコンベア１，２と、架台上に装架されたＸＹロボット３に設けられてＸ軸及びＹ軸方向に移動される実装ヘッド４と、該実装ヘッド４に設けられて部品を吸着して基板上に実装する吸着ノズル４ａとを有する部品実装機（図８参照）を複数台隣接させて並設し、Ｘ軸方向に連結された各トラックコンベア１，２上の所定位置まで搬送された基板Ｓを位置決めクランプするクランプ装置とを備え、このクランプされた基板Ｓに各吸着ノズル４ａにより部品を実装するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記提案した電子部品実装ラインにおいては、図８に示すように、部品実装機の吸着ノズル４ａには基板Ｓ上に部品が実装できない実装不能領域Ｓ１がある。これは、次の理由による。部品実装機に備えられて実装ヘッド４が往復動するＸ軸レール５は同部品実装機内に収容されるためにそのＸ軸方向幅より短くなっている。一方、実装ヘッド４はＸ軸レール５上を往復動するものであって、実装ヘッド４がＸ軸レール５の左端（または右端）に移動した際には実装ヘッド４のＸ軸方向中央に配置された吸着ノズル４ａが隣接する部品実装機の境界まで到達できない。この結果、隣接する部品実装機の境界付近には吸着ノズル４ａが部品を実装できない実装不能領域Ｓ１が生じることとなる。
【０００６】
したがって、例えば、隣接する２台の部品実装機にわたる状態で基板をクランプして部品を実装する場合には、実装不能領域Ｓ１にあたる基板部位（すなわち、両部品実装機の境界付近にあたる部位）に部品を実装することができなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、小型・中型基板用の部品実装機を複数台並設することにより、小型・中型基板だけでなく大型基板にも安価、効率よくかつ確実に部品を実装できる部品実装方法および部品実装ラインを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、基板をＸ軸方向にそれぞれ搬送する複数列のトラックコンベアをＸ軸方向と直交するＹ軸方向に並設するとともに部品を吸着して基板上に実装する吸着ノズルを設けた実装ヘッドをＸ軸及びＹ軸方向に移動可能に装架した部品実装機を複数台隣接させて並設し、Ｘ軸方向に連結された各トラックコンベア上の所定位置まで基板を搬送して位置決めクランプし、各吸着ノズルによりこのクランプされた基板上に部品を実装する電子部品実装方法において、複数列のトラックコンベアの中の２以上を一の幅広トラックコンベアに変換可能とし、Ｘ軸方向に並設された複数台の部品実装機にわたる状態にある基板をそれら部品実装機でクランプ可能とし、そのクランプされた基板に対し該基板をクランプしている複数台の部品実装機の各実装ヘッドを使用して部品を実装することである。
【０００９】
また、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、２以上のトラックコンベアが一の幅広トラックコンベアに変換されたとき、各部品実装機の吸着ノズルの実装領域を少なくとも隣接する部品実装機との境界まで拡張可能とし、少なくとも部品実装機と該部品実装機に隣接する部品実装機からなる並列する一組の部品実装機により、それら何れかの部品実装機のＸ軸方向幅以上の幅広な大型基板に部品の実装を行い、実装後、次の一組の部品実装機まで大型基板を幅広トラックコンベアにより搬送することである。
【００１０】
また、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、架台上にＹ軸方向に並設されて基板をＹ軸方向と直交するＸ軸方向にそれぞれ搬送する複数列のトラックコンベアと、架台上に装架されたＸＹロボットに設けられてＸ軸及びＹ軸方向に移動される実装ヘッドと、該実装ヘッドに設けられて部品を吸着して基板上に実装する吸着ノズルとを有する部品実装機を複数台隣接させて並設し、Ｘ軸方向に連結された各トラックコンベア上の所定位置まで搬送された基板を位置決めクランプするクランプ装置とを備え、このクランプされた基板に各吸着ノズルにより部品を実装する電子部品実装ラインにおいて、複数列のトラックコンベアの中の２以上のトラックコンベアを一の幅広トラックコンベアに変換する変換手段を備え、Ｘ軸方向に並設された複数台の部品実装機にわたる状態にある基板をそれら部品実装機のクランプ装置でクランプ可能とし、そのクランプされた基板に対し該基板をクランプしている複数台の部品実装機の各実装ヘッドを使用して部品を実装することである。
【００１１】
また、請求項４に係る発明の構成上の特徴は、複数列のトラックコンベアの中の２以上のトラックコンベアを一の幅広トラックコンベアに変換したことを記憶する変換記憶手段と、該変換記憶手段が変換を記憶したとき、各部品実装機の吸着ノズルの実装領域を少なくとも隣接する部品実装機との境界まで拡張可能とする実装領域拡大手段と、部品実装機と該部品実装機に隣接する部品実装機からなる並列した一組の部品実装機により、それら何れかの部品実装機のＸ軸方向幅以上の幅広な大型基板に部品の実装を行う実装手段と、該実装手段による実装後、次の一組の部品実装機まで大型基板を幅広トラックコンベアにより搬送する搬送手段とを備えたことである。
【００１２】
また、請求項５に係る発明の構成上の特徴は、一の部品実装機の吸着ノズルが該部品実装機の実装領域内であって隣接する部品実装機との境界付近にて部品の実装を行っているとき、隣接する部品実装機の装着ヘッドが一の部品実装機の装着ヘッドと干渉する領域に入ることを禁止する干渉防止手段を備えたことである。
【００１３】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した請求項１に係る発明において、複数列のトラックコンベアに設定しているときには、各トラックコンベアにより比較的幅の狭い小型または中型の基板を搬送し所定位置に位置決めクランプしてこの基板に部品を実装する。また複数列のトラックコンベアの中の２以上を一の幅広トラックコンベアに変換したときには、この幅広トラックコンベアにより幅広な基板を搬送し所定位置に位置決めクランプしてこの基板に部品を実装する。したがって、複数台並設できる部品実装機を使用することにより、小型・中型基板と大型基板の両方を扱えることができるため、両方の基板を扱うユーザにとっては小型・中型基板用および大型基板用の実装機を両方保有しなくてもよいので、設備費のアップを小さく抑えることができる。
さらに、Ｘ軸方向に並設された複数台の部品実装機にわたる状態にある基板をそれら部品実装機でクランプ可能とし、そのクランプされた基板に対し該基板をクランプしている複数台の部品実装機の各実装ヘッドを使用して部品を実装するので、従来実装不能領域であった隣り合う部品実装機の境界付近の基板部位に部品を実装することができ、基板のあらゆる場所に確実に部品を実装することができる。
【００１４】
また、実装ヘッド（吸着ノズル）が電子部品供給部から基板まで部品を運ぶ際には、電子部品供給部から小型基板までの距離が、大型基板用の実装機を流用して小型基板に部品を実装する場合と比較して短くなるため、実装ヘッドが部品を保持して移動する時間を短く抑えることができるので、効率よく部品の実装を行うことができる。
【００１５】
上記のように構成した請求項２に係る発明において、２以上のトラックコンベアが一の幅広トラックコンベアに変換されたとき、各部品実装機の吸着ノズルは少なくとも隣接する部品実装機との境界まで実装領域を拡張される。これにより、例えば隣接する2台の部品実装機にわたる状態で基板をクランプして部品を実装する場合、従来実装不能領域であった両部品実装機の境界付近の基板部位に部品を実装することができる。したがって、基板のあらゆる場所に確実に部品を実装することができる。
【００１６】
上記のように構成した請求項３に係る発明において、複数列のトラックコンベアに設定しているときには、各トラックコンベアにより比較的幅の狭い小型または中型の基板を搬送し所定位置に位置決めクランプしてこの基板に部品を実装する。また変換手段によって複数列のトラックコンベアの中の２以上を一の幅広トラックコンベアに変換したときには、この幅広トラックコンベアにより幅広な基板を搬送し所定位置に位置決めクランプしてこの基板に部品を実装する。したがって、複数台並設できる部品実装機を使用することにより、小型・中型基板と大型基板の両方を扱えることができるため、両方の基板を扱うユーザにとっては小型・中型基板用および大型基板用の実装機を両方保有しなくてもよいので、設備費のアップを小さく抑えることができる。
さらに、Ｘ軸方向に並設された複数台の部品実装機にわたる状態にある基板をそれら部品実装機でクランプ可能とし、そのクランプされた基板に対し該基板をクランプしている複数台の部品実装機の各実装ヘッドを使用して部品を実装するので、従来実装不能領域であった隣り合う部品実装機の境界付近の基板部位に部品を実装することができ、基板のあらゆる場所に確実に部品を実装することができる。
【００１７】
また、小型・中型基板に実装する場合において、実装ヘッド（吸着ノズル）が電子部品供給部から基板まで部品を運ぶ際には、大型基板用の実装機を流用して小型基板に部品を実装する場合と比較して、電子部品供給部から小型基板までの距離が短くなるため、実装ヘッドが部品を保持して移動する時間を短く抑えることができるので、効率よく部品の実装を行うことができる。
【００１８】
上記のように構成した請求項４に係る発明において、２以上のトラックコンベアが一の幅広トラックコンベアに変換されたとき、実装領域拡大手段によって各部品実装機の吸着ノズルは少なくとも隣接する部品実装機との境界まで実装領域を拡張される。これにより、例えば隣接する２台の部品実装機にわたる状態で基板をクランプして部品を実装する場合、従来実装不能領域であった両部品実装機の境界付近の基板部位に部品を実装することができる。したがって、基板のあらゆる場所に確実に部品を実装することができる。
【００１９】
上記のように構成した請求項５に係る発明において、例えば隣接する2台の部品実装機にわたる状態で基板をクランプして部品を実装する際であって両部品実装機の境界付近の基板部位に部品を実装する場合には、両部品実装機の装着ヘッドが互いに干渉しないので、スムースかつ安全に部品を装着することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に図１〜図５により、本発明による電子部品実装ラインの一実施の形態について説明する。図１はこの電子部品実装ラインの全体構造を示している。電子部品実装ラインは、複数台（本実施の形態においては２台）の部品実装機１０を隣接させて並設した構成となっている。
【００２１】
各部品実装機１０は、図１に示すように、基枠１１上にそれぞれ設けられて、基板Ｓを搬送する基板搬送装置２０、この基板搬送装置２０の一側（前側）に設けて基板Ｓに装着する電子部品Ｐを供給する部品供給装置３０、および両装置２０，３０の上方に配設して部品供給装置３０により供給された電子部品Ｐを実装ヘッド７０により吸着保持して基板搬送装置２０にクランプされた基板Ｓに自動的に装着する部品装着装置４０をそれぞれ備えている。
【００２２】
各部品実装機１０の制御装置１０ａは、図２に示すように、同じネットワーク上にある制御用コンピュータＡにＬＡＮにより接続されており、この制御用コンピュータＡからの指令によって複数台の部品実装機１０が協働して基板Ｓに電子部品Ｐを実装するようになっている。なお、制御用コンピュータＡには、図７のフローチャートに示すプログラムが記憶されており、制御用コンピュータＡはこのプログラムに基づいて各部品実装機１０の実装ヘッド７０が干渉しないように制御している。
【００２３】
基板搬送装置２０は、基板Ｓを所定方向（例えばＸ軸方向）に搬送するものであり、第１および第２トラックコンベア２１，２２をＹ軸方向に沿って２列並設したものである。なお、Ｘ軸方向は基板の搬送方向であり、Ｙ軸方向は基板と同一面であってＸ軸と直交する方向であり、Ｚ軸方向は基板と同一面に垂直な方向である。
【００２４】
第１トラックコンベア２１は、図１に示すように、基台２３上に互いに対向して取り付けられた基準支持部材２４と第１中間支持部材２５を備えている。これら両部材２４，２５はそれぞれ下向きに開放したコ字状に形成されており、両部材２４，２５の各下端が基台２３に取り付けられている。両部材２４，２５の各上端縁には、搬送方向（図１におけるＸ軸方向）に延ばして設置された第１ガイドレール２４ａとこの第１ガイドレール２４ａに平行に対向する第２ガイドレール２５ａがそれぞれ装架されている。また、基準支持部材２４と第１中間支持部材２５には、第１および第２ガイドレール２４ａ，２５ａにより案内される基板Ｓを支持して搬送する一対のコンベアベルト（図示省略）が互いに対向されて第１および第２ガイドレール２４ａ，２５ａにそれぞれ平行に並設されている。これにより、コンベアベルトが駆動されると一対のコンベアベルトに支持された基板Ｓはガイドレール２４ａ，２５ａにより案内されて搬送される。
【００２５】
第２トラックコンベア２２は、図１に示すように、基台２３上に互いに対向して取り付けられた第２中間支持部材２６と他端支持部材２７を備えている。これら両部材２６，２７はそれぞれ下向きに開放したコ字状に形成されており、両部材２６，２７の各下端が基台２３に取り付けられている。両部材２６，２７の各上端縁には、搬送方向に延ばして設置された第３ガイドレール２６ａとこの第３ガイドレール２６ａに平行に対向する第４ガイドレール２７ａがそれぞれ装架されている。また、第２中間支持部材２６と他端支持部材２７には、第３および第４ガイドレール２６ａ，２７ａにより案内される基板Ｓを支持して搬送する一対のコンベアベルト（図示省略）が互いに対向されて第３および第４ガイドレール２６ａ，２７ａにそれぞれ平行に並設されている。これにより、コンベアベルトが駆動されると一対のコンベアベルトに支持された基板Ｓはガイドレール２６ａ，２７ａにより案内されて搬送される。
【００２６】
なお、上述した基板搬送装置２０において、第１および第２中間支持部材２５，２６は基台２３に離脱可能に取り付けられており、これら両支持部材２５，２６を基台２３から取り外すことにより、２列のトラックコンベアを一の幅広トラックコンベアに変換することができる。この幅広トラックコンベアは、コンベアベルトが駆動されると一対のコンベアベルトに支持された大型基板は第１および第４ガイドレール２４ａ，２７ａにより案内されて搬送される。
【００２７】
また、基板搬送装置２０には、第１および第２トラックコンベア２１，２２によって所定位置まで搬送された各基板Ｓをそれぞれ位置決めクランプするクランプ装置８０が設けられている。各クランプ装置８０はＺ軸方向に上下動する板状の台座８１と、この台座８１上に立設した複数の支持ピン（図示省略）を備えている。所定位置まで基板Ｓが搬送された後、台座８１が上昇されると複数の支持ピンの先端が基板Ｓの下面に当接して基板Ｓが上方に押し上げられ基板ＳのＹ軸方向両端縁が第１および第２ガイドレール２４ａ，２５ａ（または第３および第４ガイドレール２６ａ，２７ａ）に設けた係合凸部に係合される。この結果、基板Ｓが所定位置に位置決めクランプされる。なお、台座８１が下降されると、基板Ｓも下降し、基板Ｓが再び一対のコンベアベルトに支持される。
【００２８】
部品供給装置３０は、図１に示すように、基枠１１上に複数のカセット式フィーダ３１を並設して構成したものである。カセット式フィーダ３１は、基枠１１に離脱可能に取り付けた本体３２と、本体３２の後部に設けた供給リール３３と、本体３２の先端に設けた部品取出部３４を備えている。供給リール３３には電子部品Ｐが所定ピッチで封入された細長いテープ（図示省略）が巻回保持され、このテープがスプロケット（図示省略）により所定ピッチで引き出され、電子部品Ｐが封入状態を解除されて部品取出部３４に順次送り込まれる。なお、部品供給装置３０と基板搬送装置２０の間には監視カメラ３５が設けられており、この監視カメラ３５により実装ヘッド７０に設けた吸着ノズル７４ａに吸着された電子部品Ｐの状態をモニターする。
【００２９】
部品装着装置４０は、図３および図４に示すように、基枠１１上に装架されて基板搬送装置２０および部品供給装置３０の上方に配設されたＸＹロボット４１を備えている。ＸＹロボット４１はＹ軸方向に細長い本体フレーム４２を備えており、この本体フレーム４２にはＹ軸方向に沿って延ばして設けた一対のＹ軸レール４３が取り付けられこれらＹ軸レール４３と平行に設けたＹ軸送りねじ４４が回転可能に取り付けられている。そして、各摺動係合部４５ａがＹ軸レール４３に摺動可能に係合しねじ係合部４５ｂがＹ軸送りねじ４４にねじ係合するＹ軸スライダ４５が取り付けられている。Ｙ軸送りねじ４４にはＹ軸サーボモータ４６が接続されており、Ｙ軸サーボモータ４６によってＹ軸送りねじ４４が回転されるとＹ軸スライダ４５がＹ軸方向に沿って往復動する。
【００３０】
このＹ軸スライダ４５下にはＸ軸第１スライダ５１およびＸ軸第２スライダ６１がＸ軸方向に沿って往復動するように取り付けられている。Ｙ軸スライダ４５の下面には、Ｘ軸方向に延在する取り付け板４７が垂直に固定されており、取り付け板４７の側面に同側面に対向してＸ軸第１スライダ５１が摺動可能に取り付けられている。
【００３１】
取り付け板４７には、Ｘ軸第１スライダ５１の後面にＸ軸方向に沿って延ばして設けた一対のＸ軸第１レール５２に摺動可能に係合する摺動係合部４７ａが設けられ、これらＸ軸第１レール５２と平行に設けたＸ軸第１送りねじ４７ｂが回転可能に取り付けられている。そして、Ｘ軸第１送りねじ４７ｂにＸ軸第１スライダ５１に設けたねじ係合部５１ａがねじ係合されている。Ｘ軸第１送りねじ４７ｂにはＸ軸第１サーボモータ４８が接続されており、このＸ軸第１サーボモータ４８によってＸ軸第１送りねじ４７ｂが回転されるとＸ軸第１スライダ５１がＸ軸方向に沿って往復動する。
【００３２】
Ｘ軸第１スライダ５１の前面には、Ｘ軸第２スライダ６１が摺動可能に取り付けられている。Ｘ軸第１スライダ５１の前面には、Ｘ軸方向に沿って延ばして設けた一対のＸ軸第２レール５３が取り付けられこれらＸ軸第２レール５３と平行に設けたＸ軸第２送りねじ５４が回転可能に取り付けられている。Ｘ軸第２レール５３に摺動可能に係合された摺動係合部６１ａがＸ軸第２スライダ６１の後面に取り付けられ、Ｘ軸第２送りねじ５４にねじ係合するねじ係合部６１ｂがＸ軸第２スライダ６１の後面に固定されている。Ｘ軸第２送りねじ５４にはＸ軸第２サーボモータ５５が接続されており、このＸ軸第２サーボモータ５５によってＸ軸第２送りねじ５４が回転されるとＸ軸第２スライダ６１がＸ軸方向に沿って往復動する。
【００３３】
Ｘ軸第２スライダ６１には、図５に示すように、電子部品Ｐを吸着して基板Ｓに実装する吸着ノズル７４ａを設けた実装ヘッド７０が取り付けられている。これにより、実装ヘッド７０はＸＹロボット４１に設けられてＸ軸およびＹ軸方向に移動される。この実装ヘッド７０はＸ軸第２スライダ６１に取り付けられたヘッドフレーム７１を備えている。ヘッドフレーム７１の下部には、複数（例えば８本）のスピンドル７４を上下方向（Ｚ軸方向）に往復動可能に保持する円筒状のノズルホルダ７２が軸線まわりに回転可能に取り付けられている。各スピンドル７４は圧縮スプリング（図示省略）により上方に付勢され、下端に吸着ノズル７４ａが取り付けられている。
【００３４】
ノズルホルダ７２はヘッドフレーム７１に取り付けたＲ軸モータ７３によって吸着ノズル７４ａが所定位置で停止するように間欠的に回転される。所定位置のうち電子部品Ｐを実装する実装ポイント（実装ステーション）に停止されたスピンドル７４はＺ軸モータ７５により駆動されるＺ軸送りねじ７６の回転によってノズル下降レバー７７が下降されると、圧縮スプリングのばね力に抗して下降され吸着ノズル７４ａも下降する。Ｚ軸送りねじ７６の反対まわりの回転によりノズル下降レバー７７が上昇されると、スピンドル７４は圧縮スプリングのばね力により上昇され吸着ノズル７４ａも上昇する。
【００３５】
なお、スピンドル７４ひいては吸着ノズル７４ａはＱ軸モータ７８によって軸線まわりに回転されてθ補正される。各吸着ノズル７４ａは、開閉弁を設けた管路を介して負圧供給源に接続されている（何れも図示省略）。吸着ノズル７４ａは電子部品Ｐの種類により切換選択するようにしている。なお、吸着ノズル７４ａを複数個でなく１個だけ設けるようにしてもよい。
【００３６】
次に、上述のように構成した電子部品実装ラインにより小型から大型までの各種基板に部品を実装する場合について説明する。小型・中型基板に実装する場合には、基準支持部材２４、第１および第２中間支持部材２５，２６、並びに他端支持部材２７を基台２３上に取り付けることにより第１〜第４ガイドレール２４ａ〜２７ａを基台２３に取り付けて、比較的Ｙ軸方向幅の狭い２列のトラックコンベア２１，２２を形成する。その後、各トラックコンベア２１，２２により比較的幅の狭い小型または中型の基板Ｓを搬送し所定位置に位置決めクランプしてこの基板Ｓに電子部品Ｐを実装する。
【００３７】
また、大型基板を実装する場合には、これら２列のトラックコンベア２１，２２を一の幅広トラックコンベアに変換する。具体的には、基台２３から第１および第２中間支持部材のみを取り外して基準支持部材および他端支持部材を基台２３上に残すことにより、比較的Ｙ軸方向幅の広い一のトラックコンベアとなるように設定する。その後、この幅広トラックコンベアにより幅広な基板ＳLを搬送し所定位置に位置決めクランプしてこの基板ＳLに部品を実装する。したがって、複数台並設できる部品実装機１０を使用することにより、小型・中型基板と大型基板の両方を扱えることができるため、両方の基板を扱うユーザにとっては小型・中型基板用および大型基板用の実装機を両方保有しなくてもよいので、設備費のアップを小さく抑えることができる。
【００３８】
また、小型・中型基板に実装する場合において、実装ヘッド７０（吸着ノズル７４ａ）が部品供給装置３０から基板まで電子部品を運ぶ際には、大型基板用の実装機を流用して小型基板に電子部品を実装する場合と比較して、部品供給装置３０から小型基板までの距離が短くなるため、実装ヘッド７０が電子部品を保持して移動する時間を短く抑えることができるので、効率よく電子部品の実装を行うことができる。
【００３９】
次に、大型基板（Ｘ軸およびＹ軸両方向に幅広な基板）に実装する場合について詳細に説明する。この場合には、図６に示すように、第１および第４ガイドレール２４ａ，２７ａからなる幅広トラックコンベアが設定された後、この幅広トラックコンベアにより幅広な基板ＳLが所定位置まで搬送され、クランプ装置８０により幅広基板ＳLがその所定位置にて位置決めクランプされる。その後、ＸＹロボット４１により基板ＳLに電子部品が実装される。
【００４０】
このＸＹロボット４１の作動について図６を参照して説明する。各部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１はＸ軸方向に沿って移動して右から左へ順番に４つのポジションＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に間欠的に停止するものである。ポジションＰ１は、図６（ａ）に示すように、Ｘ軸第１スライダが最も右端に移動された位置であり、ポジションＰ４は、図６（ｄ）に示すように、Ｘ軸第１スライダ５１が最も左端に移動された位置であり、また、ポジションＰ２は、図６（ｂ）に示すように、Ｘ軸第１スライダ５１が部品実装機１０内の最も右端に移動された位置であり、ポジションＰ３は、図６（ｃ）に示すように、Ｘ軸第１スライダ５１が部品実装機１０内の最も左端に移動された位置である。
【００４１】
また、部品実装機のＸ軸第２スライダ６１はＸ軸方向に沿って移動してほぼＸ軸第１スライダ５１のＸ軸方向幅内であればいずれの位置にも停止することができる。したがって、Ｘ軸第１スライダ５１がポジションＰ１にある場合には、Ｘ軸第２スライダ６１に設けた実装ヘッド７０は図６（ａ）に示すように実線で示す位置から破線で示す位置まで往復動することができる。このとき、実装ヘッド７０に設けた吸着ノズル７４ａは右側に隣接する部品実装機１０との境界まで移動されるので、その実装領域が右側の境界まで拡張されることとなる。一方、Ｘ軸第１スライダ５１がポジションＰ４にある場合には、Ｘ軸第２スライダ６１に設けた実装ヘッド７０は図６（ｄ）に示すように実線で示す位置から破線で示す位置まで往復動することができる。このとき、実装ヘッド７０に設けた吸着ノズル７４ａは左側に隣接する部品実装機との境界まで移動されるので、その実装領域が左側の境界まで拡張されることとなる。
【００４２】
したがって、２以上のトラックコンベアが一の幅広トラックコンベアに変換されたとき（２以上の部品実装機（装着ヘッド、吸着ノズル）を使用して1枚の基板に実装する際には）、Ｘ軸第１スライダ５１とＸ軸第２スライダ６１からなる構成によって実装ヘッド７０を２段スライドさせることにより、各部品実装機１０の吸着ノズル７４ａは少なくとも隣接する部品実装機１０との境界まで実装領域を拡張される。これにより、例えば隣接する２台の部品実装機１０にわたる状態で基板ＳLをクランプして電子部品を実装する場合、従来実装不能領域であった部品実装機１０の境界付近の基板部位に電子部品を実装することができる。したがって、基板のあらゆる場所に確実に電子部品を実装することができる。
【００４３】
さらに、２以上の部品実装機（装着ヘッド、吸着ノズル）を使用して1枚の基板に実装する際には、各部品実装機１０と同じネットワーク上にある制御用コンピュータＡは、図７のフローチャートに示すプログラムを実行して、一の部品実装機１０の吸着ノズル７４ａがこの部品実装機１０の実装領域内であって隣接する部品実装機１０との境界付近にて電子部品の実装を行っているとき、隣接する部品実装機１０の実装ヘッド７０が前記一の部品実装機１０の実装ヘッド７０と干渉する領域に入ることを禁止するように、一の部品実装機１０および隣接する部品実装機１０を制御している。
【００４４】
制御用コンピュータＡは、いずれか一方の部品実装機（例えば左側の部品実装機）１０からそのＸ軸第１スライダ５１の位置情報を入力し、この位置情報に基づいて他方の部品実装機（例えば右側の部品実装機）１０のＸ軸第１スライダ５１の禁止位置を判定してこの禁止位置を他方の部品実装機１０に出力する。
【００４５】
具体的には、制御用コンピュータＡは、プログラムをステップ１００にて開始し、いずれか一方の部品実装機１０からＸ軸第１スライダ５１のポジションがＰ１であることを入力すると、他方の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１の禁止位置がＰ３およびＰ４であると判定し（ステップ１０２，１０４）、これら禁止位置を他方の部品実装機１０に出力する。また、Ｘ軸第１スライダ５１のポジションがＰ２であることを入力すると、他方の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１の禁止位置がＰ４であると判定し（ステップ１０２，１０６，１０８）、この禁止位置を他方の部品実装機１０に出力する。また、Ｘ軸第１スライダ５１のポジションがＰ３であることを入力すると、他方の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１の禁止位置がＰ１であると判定し（ステップ１０２，１０６，１１０，１１２）、この禁止位置を他方の部品実装機１０に出力する。そして、Ｘ軸第１スライダ５１のポジションがＰ４であることを入力すると、他方の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１の禁止位置がＰ１およびＰ２であると判定し（ステップ１０２，１０６，１１０，１１４，１１６）、これら禁止位置を他方の部品実装機１０に出力する。いずれの場合においても制御用コンピュータＡの指令に基づいて他方の部品実装機１０はＸ軸第１スライダ５１を禁止位置に移動させないようにしている。すなわち、Ｘ軸第１スライダ５１を禁止位置以外のポジションに移動させている。
【００４６】
例えば、図６（ａ）に示すように、左側の部品実装機１０が右側の部品実装機１０との境界付近にて電子部品の実装を行っているときには、左側の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１はポジションＰ１にある。この位置情報に基づいて右側の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１の禁止位置はポジションＰ３およびＰ４となり、右側の部品実装機１０はそのＸ軸第１スライダ５１をポジションＰ１またはＰ２にのみ移動させることにより両実装ヘッド７０の干渉を防ぐことができる。また、左側の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１がポジションＰ２にある場合には（図６（ｂ）参照）、前述した場合と同様に右側の部品実装機１０が制御されるので、右側の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１の禁止位置はポジションＰ４となり、右側の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１はポジションＰ１〜Ｐ３まで移動できる。また、左側の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１がポジションＰ３およびＰ４にある場合には（図６（ｃ）、（ｄ）参照）、右側の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１の禁止位置はなくなり、右側の部品実装機１０のＸ軸第１スライダ５１はポジションＰ１〜Ｐ４まで移動できる。
【００４７】
なお、小型・中型基板に実装する場合、または実装作業終了時には、Ｘ軸第１スライダ５１は図６（ｂ）または図６（ｃ）に示すようにポジションＰ２またはＰ３に配置されることが好ましい。
【００４８】
また、本発明の変換手段として、上述した第１および第２中間支持部材２５，２６を取り外して２以上のトラックコンベアを一の幅広トラックコンベアに変換する方法以外に、第１および第２中間支持部材２５，２６並びに他端支持部材２７をＹ軸方向に移動させて各トラックコンベアの幅を変更させることにより、２以上のトラックコンベアのうち少なくともいずれかひとつを幅広トラックコンベアに変換する方法を採用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る電子部品実装ラインの一実施の形態の全体構造を示す斜視図である。
【図２】 電子部品実装ラインとこのラインを制御する制御用コンピュータとを示すブロック図である。
【図３】 図１に示す部品実装機の上面図である。
【図４】 図１に示すＸＹロボットの分解斜視図である。
【図５】 図１に示す実装ヘッドの斜視図である。
【図６】 図１に示す２台の部品実装機からなる電子部品実装ラインによって１枚の大型基板を実装する際の、Ｘ軸第１スライダおよび実装ヘッドの作動状態を示す上面図である。
【図７】 図１に示す２台の部品実装機からなる電子部品実装ラインによって１枚の大型基板を実装する際の、隣り合うＸ軸第１スライダの干渉を防止するプログラムを示すフローチャートである。
【図８】 従来技術による電子部品実装ラインを構成する部品実装機の上面図である。
【符号の説明】
１０…部品実装機、１１…基枠、２０…基板搬送装置、２１，２２…トラックコンベア、２３…基台、２４ａ〜２７ａ…ガイドレール、２４…基準支持部材、２５…第１中間支持部材、２６…第２中間支持部材、２７…他端支持部材、３０…部品供給装置、３１…カセット式フィーダ、３２…本体、３３…供給リール、３４…部品取出部、３５…監視カメラ、４０…部品装着装置、４１…ロボット、４２…本体フレーム、４３…Ｙ軸レール、４４…Ｙ軸送りねじ、４５ａ…摺動係合部、４５ｂ…ねじ係合部、４５…Ｙ軸スライダ、４６…Ｙ軸サーボモータ、４７ａ…摺動係合部、４７ｂ…Ｘ軸第１送りねじ、４７…取り付け板、４８…Ｘ軸第１サーボモータ、５１…Ｘ軸第１スライダ、５１ａ…ねじ係合部、５２…Ｘ軸第１レール、５３…Ｘ軸第２レール、５４…Ｘ軸第２送りねじ、５５…Ｘ軸第２サーボモータ、６１…Ｘ軸第２スライダ、６１ａ…摺動係合部、６１ｂ…ねじ係合部、７０…実装ヘッド、７１…ヘッドフレーム、７２…ノズルホルダ、７３…Ｒ軸モータ、７４…スピンドル、７４ａ…吸着ノズル、７５…Ｚ軸モータ、７６…Ｚ軸送りねじ、７７…ノズル下降レバー、７８…Ｑ軸モータ、８０…クランプ装置、８１…台座。
Claims (5)
- 基板をＸ軸方向にそれぞれ搬送する複数列のトラックコンベアを前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に並設するとともに部品を吸着して前記基板上に実装する吸着ノズルを設けた実装ヘッドを前記Ｘ軸及びＹ軸方向に移動可能に装架した部品実装機を複数台隣接させて並設し、前記Ｘ軸方向に連結された前記各トラックコンベア上の所定位置まで前記基板を搬送して位置決めクランプし、前記各吸着ノズルによりこのクランプされた基板上に前記部品を実装する電子部品実装方法において、前記複数列のトラックコンベアの中の２以上を一の幅広トラックコンベアに変換可能とし、前記Ｘ軸方向に並設された複数台の前記部品実装機にわたる状態にある前記基板をそれら部品実装機でクランプ可能とし、そのクランプされた基板に対し該基板をクランプしている複数台の部品実装機の各実装ヘッドを使用して前記部品を実装することを特徴とする電子部品実装方法。
- ２以上のトラックコンベアが一の幅広トラックコンベアに変換されたとき、前記各部品実装機の吸着ノズルの実装領域を少なくとも隣接する部品実装機との境界まで拡張可能とし、少なくとも前記部品実装機と該部品実装機に隣接する部品実装機からなる並列する一組の部品実装機により、それら何れかの部品実装機のＸ軸方向幅以上の幅広な大型基板に前記部品の実装を行い、実装後、次の一組の部品実装機まで前記大型基板を前記幅広トラックコンベアにより搬送することを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装方法。
- 架台上にＹ軸方向に並設されて基板を前記Ｙ軸方向と直交するＸ軸方向にそれぞれ搬送する複数列のトラックコンベアと、
前記架台上に装架されたＸＹロボットに設けられて前記Ｘ軸及びＹ軸方向に移動される実装ヘッドと、
該実装ヘッドに設けられて部品を吸着して前記基板上に実装する吸着ノズルとを有する部品実装機を複数台隣接させて並設し、前記Ｘ軸方向に連結された前記各トラックコンベア上の所定位置まで搬送された基板を位置決めクランプするクランプ装置とを備え、
このクランプされた基板に前記各吸着ノズルにより前記部品を実装する電子部品実装ラインにおいて、
前記複数列のトラックコンベアの中の２以上のトラックコンベアを一の幅広トラックコンベアに変換する変換手段を備え、
前記Ｘ軸方向に並設された複数台の前記部品実装機にわたる状態にある前記基板をそれら部品実装機のクランプ装置でクランプ可能とし、
そのクランプされた基板に対し該基板をクランプしている複数台の部品実装機の各実装ヘッドを使用して前記部品を実装することを特徴とする電子部品実装ライン。 - 前記複数列のトラックコンベアの中の２以上のトラックコンベアを一の幅広トラックコンベアに変換したことを記憶する変換記憶手段と、
該変換記憶手段が変換を記憶したとき、各部品実装機の吸着ノズルの実装領域を少なくとも隣接する部品実装機との境界まで拡張可能とする実装領域拡大手段と、
前記部品実装機と該部品実装機に隣接する部品実装機からなる並列する一組の部品実装機により、それら何れかの部品実装機のＸ軸方向幅以上の幅広な大型基板に前記部品の実装を行う実装手段と、
該実装手段による実装後、次の一組の部品実装機まで前記大型基板を前記幅広トラックコンベアにより搬送する搬送手段とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の電子部品実装ライン。 - 一の部品実装機の吸着ノズルが該部品実装機の実装領域内であって隣接する部品実装機との境界付近にて前記部品の実装を行っているとき、前記隣接する部品実装機の装着ヘッドが前記一の部品実装機の装着ヘッドと干渉する領域に入ることを禁止する干渉防止手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載の電子部品実装ライン。
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