JP4130041B2 - 部品実装機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば電子部品をプリント基板(以下、基板と称す。)へ装着するのに使用される部品実装機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エレクトロニクス化の進展に伴い、部品実装機による一層の生産性向上が要求されるようになってきた。この場合、部品１点あたりの実装時間の短縮と合わせて、基板の搬送時間の短縮が必要である。
以下に、従来のこの種の部品実装機を、図６、図７を参照しながら説明する。ここで、図６は部品実装機の外観を示し、また図７は部品実装機の搬送部の関係を示した概略構成図である。なお以下では、基板の搬送方向における上流側を右または右方と称し、そして下流側を左または左方と称する。
【０００３】
１０は固定のローダで、２本の固定ローダレール１１から構成され、基板１の搬入（図７の右から左へ搬入）を行う。３０はＸＹテーブルで、２本のＸＹレール３１から構成され、基板１を実装する位置へ順次移動（図７の右から左へ搬入・搬出）し、部品実装時には、部品を実装する基板１を固定(保持)する。３３はストッパーで、基板１がＸＹテーブル３０に搬入された時の位置を一定に保つため、基板１の左端面に接することで位置決めするように設けられており、図７の（ｃ）に示すように、搬入時は下方（点線参照）へ、搬出時は上方（実線参照）へ動作可能である。
【０００４】
前記ＸＹテーブル３０は図７の（ｃ）に示すように、上下駆動部３２で上下に移動可能であり、部品実装時は下方（点線参照）に移動して、固定のローダ１０や固定のアンローダ５０と干渉しない高さで部品の実装を行い、搬送時は上方（実線参照）に移動して、固定のローダ１０や固定のアンローダ５０と高さを合せて基板１の搬送を行う。なお固定のアンローダ５０は、２本の固定アンローダレール５１から構成され、基板１の搬出（図７の右から左へ搬出）を行う。
【０００５】
６０はＸＹ駆動部で、Ｘモータ６１とＹモータ６２により、ＸＹテーブル３０を水平方向に移動させ、基板１を任意の実装位置に位置決めする。２はヘッドで、部品供給部３から電子部品を取り出し、ＸＹテーブル３０上の基板１の所定の位置へ、部品の実装を行う。
各レール１１、３１、５１の構成は、図７の（ｄ）に示される。ここではＸＹレール３１の構成を示すが、他の固定ローダレール１１、固定アンローダレール５１も同様に構成される。すなわち、ベルト３７が２個のプーリー３５により取り付けられ、一方のプーリー３５は、モータ３６により回転するように構成されている。そして、基板１をベルト３７の上面に接するようにし、以てモータ３６を回転することで基板１を搬送するように構成されている。
【０００６】
なお図には示していないが、各レール１１、３１、５１の左端には基板１を検出するセンサーが設けられ、基板１の到着を検出することによりモータ３６の回転を停止させるように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来構成では、基板搬送時間の短縮に当たり、基板１上に実装済み部品の装着精度の劣化、部品の欠品、基板１の損傷など、基板１の品質の低下が問題となる。
すなわち、基板搬送時間の短縮のため、各レール１１、３１、５１のベルト３７の回転の加速度・減速度や速度を上げた場合、基板１の搬送時の加速が大きくなる。既に基板１上に実装された部品は、クリーム半田や接着剤で仮止めされた状態のため、部品の位置ズレや、倒れなどにより、基板不良となる場合がある。
【０００８】
また、基板１の搬入時の位置決めは、基板１の左端面をストッパー３３に接することで位置を出しているが、ベルト３７の速度が上がると、基板１が到着しベルト３７を停止させる時のタイミングのわずかなばらつきのため、ストッパー３３に接する際の速度がばらつき、速度が高いまま基板１がストッパー３３に当たり、強い衝撃が伝わる場合がある。このようなとき、基板１が割れたりする場合や、前工程で既に実装済みの部品が、部品の位置ずれや、倒れなどにより、基板不良となる場合がある。したがって、搬送時間の短縮と、基板品質確保の両立が困難であった。
【０００９】
以上のような課題が有るため、基板搬送時間の短縮には限界が有り、生産性の向上が困難であった。
また、第２の課題として、部品実装機において、生産ロット毎に多様な寸法の基板１を実装する場合、基板１の右端面を基準として、基板１が一定位置となるようにＸＹテーブル３０に固定する「右基準」による実装が一般的である。ところで上記の従来構成では、基板寸法に応じてストッパー３３の位置を、作業者により左右にずらしたり、モータ等の駆動源を用いて左右に移動させる必要が有り、その結果、機種切換え時間を要したり、設備のコストアップとなっていた。
【００１０】
そこで本発明のうち請求項１記載の発明は、基板搬送時間の短縮と、基板品質の確保の両立を図り、部品実装機の生産性を向上し得るとともに、機種切換え時間の短縮によっても生産性を向上し得る部品実装機を提供することを目的としたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のうちで請求項１記載の部品実装機は、電子部品を基板に実装する部品実装機において、可動式の基板搬入部と可動式のＸＹテーブル部と可動式の基板搬出部とを備え、前記基板搬入部と前記基板搬出部は、基板を搬送する場合に前記ＸＹテーブル部に対して一時結合するように構成されており、基板を搬送する場合には、当該基板の上流側を規正し、前記ＸＹテーブル部に対して一時結合した前記基板搬入部と前記ＸＹテーブル部に対して一時結合した前記基板搬出部とを、前記ＸＹテーブル部と一体として基板搬送方向における上流側の同一方向に移動させて基板を搬送することを特徴としたものである。
【００１２】
したがって請求項１の発明によると、基板搬送の際、基板の移動を無くすことになって、基板搬入部とＸＹテーブル部と基板搬出部との基板搬送方向における上流側の同一方向への移動は、その移動加速度・減速度・速度を高速化することが可能となる。このため、基板搬送時間の短縮と基板品質の確保の両立が可能となり、以て生産性を向上させることが可能となる。
【００１３】
また本発明の請求項２記載の部品実装機は、電子部品を基板に実装する部品実装機において、可動式の基板搬入部と可動式のＸＹテーブル部と可動式の基板搬出部とを備え、前記基板搬入部は可動のローダを、前記ＸＹテーブル部は可動のＸＹテーブルを、前記基板搬出部は可動のアンローダをそれぞれ有し、前記可動のＸＹテーブルをＸモータとＹモータにより水平方向に移動させるＸＹ駆動部が設けられ、基板を搬送する場合に前記可動のローダ上の当該基板の上流側を規正するストッパーと、基板を搬送する場合に前記可動のＸＹテーブル上の当該基板の上流側を規正するストッパーと、を備え、前記可動のローダと前記可動のアンローダは、基板を搬送する場合に前記ＸＹテーブルに対して一時結合するように構成されており、前記ＸＹ駆動部のＸモータが、前記ＸＹテーブルに対して一時結合した前記可動のローダと、前記ＸＹテーブルに対して一時結合した前記可動のアンローダとを、前記可動のＸＹテーブルと一体として基板搬送方向における上流側の同一方向に移動させて基板を搬送することを特徴としたものである。
【００１４】
したがって請求項２の発明によると、可動のローダと可動のＸＹテーブルと可動のアンローダとは、同時に一体となって基板搬送方向における上流側の同一方向に移動することになり、その移動加速度・減速度・速度の高速化は、簡単な制御で容易に可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を、図１〜図６に基づいて詳細に説明する。ここで図１は、本発明の一実施の形態における部品実装機の搬送部の関連を示した概略構成図、図２、図３は搬送手順の概略側面図、図４、図５は搬送手順の補足説明図、図６は部品実装機の外観図（従来例の説明と兼用）である。
【００１６】
なお、従来例（図７）と同一またはほぼ同一構成物については、同一符号を付してその詳細は省略する。すなわち図１において、１は基板、２はヘッド、３は部品供給部、１０は固定のローダ、１１は固定ローダレール、３０はＸＹテーブル、３１はＸＹレール、３２は上下駆動部、５０はアンローダ、５１は固定アンローダレール、６０はＸＹ駆動部、６１はＸモータ、６２はＹモータをそれぞれ示している。
【００１７】
図１に示すように、可動式の基板搬入部５が固定のローダ１０と可動のローダ２０から構成され、可動式のＸＹテーブル部６が可動のＸＹテーブル３０から構成され、可動式の基板搬出部７が可動のアンローダ４０と固定のアンローダ５０から構成されている。すなわち、固定のローダ１０とＸＹテーブル３０の間に可動のローダ２０が設けられ、固定のアンローダ５０とＸＹテーブル３０の間に可動のアンローダ４０が設けられている。ここで、固定のローダ１０、固定のアンローダ５０、ＸＹテーブル３０、ＸＹ駆動部６０は従来例と同様の構成である。
【００１８】
前記可動のローダ２０は２本の可動ローダレール２１から構成され、図中矢印に示す範囲２０Ｌで移動可能である。その際に、可動のローダ２０の右から左への移動は、ローダシリンダ２２により左方に押し出されることにより行われる。そしてローダシリンダ２２は、可動のローダ２０を左端に移動させた後は、フリー状態となる。
【００１９】
ＸＹテーブル３０のストッパーは搬送方向の２個所に設けられており、それぞれ上下に動作可能である。そして、右方に設けられたストッパー３３Ａが、可動のローダ２０上の基板１を規正するためのものであり、また左方に設けられたストッパー３３Ｂが、ＸＹテーブル３０上の基板１を規正するためのものである。なお、従来例では基板１の左端面を規正していたが、本実施の形態では基板１の右端面を規正している。
【００２０】
前記可動のアンローダ４０は２本の可動アンローダレール４１から構成され、図中矢印に示す範囲４０Ｌで移動可能である。その際に、可動のアンローダ４０の右から左への移動は、アンローダシリンダ４２により左方に引き寄せられることにより行われる。そしてアンローダシリンダ４２は、可動のアンローダ４０を左端に移動させた後は、フリー状態となる。
【００２１】
各レール１１、２１、３１、４１、５１の形状は、Ｌ字型もしくはコの字型となっており、基板１をＬ字の底辺の上面や、コの字の凹部に接した状態で移動させるよう構成している。
可動のローダ２０上での基板１の移動は、シリンダ（図示せず。）にて移動するように構成されており、基板１の右端面をシリンダで押し込むように構成されている。同様に、可動のアンローダ４０上での基板１の移動も、シリンダ（図示せず。）にて移動するように構成されており、基板１の右端面をシリンダで引き寄せるように構成されている。
【００２２】
以下に、上記した実施の形態における作用を、図２、図３の搬送手順を参照して説明する。
図２の（ａ）は次基板１ｂの搬入時を示している。このとき、実装途中の基板１ａがＸＹテーブル３０に保持され、ＸＹテーブル３０は下降した位置で動作を行う。この間、基板１ａへの部品実装と並行して、固定のローダ１０から可動のローダ２０の左端まで、次基板１ｂが搬入Ａされる。
【００２３】
図２の（ｂ）は次基板１ｂの待機時を示している。このとき、可動のローダ２０はＸＹテーブル３０と干渉しないため、部品実装と並行して、可動のローダ２０がローダシリンダ２２により左に移動Ｂする。
その際に部品の実装時間は、生産ロットにより基板１の１枚あたり約４０秒程度から最大数分までと長時間であり、一方、上記の基板搬入や基板待機に要する時間は１０秒程度であるため、次基板１ｂや可動のローダ２０の移動時の加速度・減速度・速度は小さくすることが可能となる。したがって、次基板１ｂ上の部品のズレ・倒れ、次基板１ｂの破損などを起こす可能性はない。また、この時点で固定のローダ１０は、前工程から次々基板１ｃを搬入可能となる。
【００２４】
図２の（ｃ）は基板１ａに対する部品実装完了時を示している。このとき、基板１ａの部品実装が完了すると、両ストッパー３３Ａ、３３Ｂが下降する。その際に、右側のストッパー３３Ａと、次基板１ｂの右端面が近接した位置となっている。
図２の（ｄ）は両基板１ａ、１ｂの搬送開始時を示している。このとき、ＸＹテーブル３０が上昇している。その際に、可動のローダ２０の左端とＸＹテーブル３０の右端とは、ならびに可動のアンローダ４０の右端とＸＹテーブル３０の左端とは、それぞれ規正ピン（図示せず。）などにより機械的に一時結合するように構成されており、以て以降の移動時には、一体となって同一方向へ移動することができる。また、このときに左側のストッパー３３Ｂと基板１ａの右端面が近接した位置となっている。
【００２５】
図３の（ａ）はＸＹテーブル３０の移動開始時を示している。このとき、ＸＹテーブル３０がＸモータ６１により右方に移動Ｃを行う。その際に前述したように、可動のローダ２０と可動のアンローダ４０は、ＸＹテーブル３０に対して機械的に一時結合しており、以て三者は一体となって右方に移動Ｃする。
一方、基板１ａと次基板１ｂは、ストッパー３３Ａ、３３Ｂでそれぞれ右方への移動が規正されており、位置は変化せず、各レール２１、３１、４１のみが移動することになる。すなわち、ＸＹテーブル３０上の基板１ａは可動のアンローダ４０上へ移動を開始し、可動のローダ２０上の次基板１ｂはＸＹテーブル３０上へ移動を開始する。
【００２６】
図３の（ｂ）はＸＹテーブル３０の移動完了時を示している。このとき、ＸＹテーブル３０が右方への移動Ｃを完了すると、基板１ａは可動のアンローダ４０の左端に搬出され、次基板１ｂはＸＹテーブル３０の左端に搬入されている。この間、両基板１ａ，１ｂともに全く移動をしておらず、ＸＹテーブル３０、可動のローダ２０、可動のアンローダ４０の移動のみで、基板１ａ，１ｂの搬送を行っている。したがって、基板１ａ，１ｂの移動時の加速度・減速度・速度はすべてゼロであり、基板１ａ，１ｂに実装済みの部品、ならびに基板１ａ，１ｂともに品質不良の可能性を排除できる。
【００２７】
図３の（ｃ）は両基板１ａ、１ｂの搬送完了時を示している。このとき、ＸＹテーブル３０が下降し、かつ両ストッパー３３Ａ、３３Ｂが上昇し、以て基板１ａから次基板１ｂへの搬送動作が完了する。
図３の（ｄ）は次基板１ｂへの部品実装開始時を示している。このとき、ＸＹテーブル３０に保持された次基板１ｂの実装が開始となる。この間、可動のアンローダ４０はＸＹテーブル３０と干渉しないため、部品実装と並行して、可動のアンローダ４０は、アンローダシリンダ４２により左方へ移動Ｄする。また、図２の（ａ）で示される基板搬入時と同様の状態であるため、次々基板１ｃを固定のローダ１０から可動のローダ２０へと搬入Ａすることが可能となる。
【００２８】
図３の（ｅ）は基板搬出時を示している。このとき、実装済みの基板１ａが可動のアンローダ４０から、固定のアンローダ５０へ搬出Ｅされる。
その際に部品の実装時間は、生産ロットにより基板１の１枚あたり約４０秒程度から最大数分までと長時間であり、一方、上記の部品実装開始や基板搬出に要する時間は１０秒程度であるため、基板１ａや可動のアンローダ４０の移動時の加速度・減速度・速度は小さくすることが可能となる。したがって、基板１ａ上の部品のズレ・倒れ、基板１ａの破損などを起こす可能性はない。
【００２９】
以上で、一連の搬送動作となる。このように、本実施の形態では、基板搬送の際、基板自体を移動しないため、ＸＹテーブル３０と、同時に一体となって動作する可動のローダ２０、可動のアンローダ４０の移動加速度・減速度・速度を高速化することが可能となる。このため、基板搬送時間の短縮と基板品質の確保の両立が可能となる。
【００３０】
次に、図４、図５を用いて、基板の右基準の考え方の補足説明を行う。ここでは基板１の寸法の大小により、図４は大基板の搬送手順の補足説明図とし、図５は小基板の搬送手順の補足説明図としている。
基板の右端面を基準として、基板が一定位置となるようにＸＹテーブル３０に固定する「右基準」による実装が一般的である。すなわち、図４（ａｂ）に示すように、大基板１Ａａ、１Ａｂの右端面にストッパー３３Ａ、３３Ｂが接するため、常に大基板１Ａａ、１Ａｂの右端面の位置は一定であり、「右基準」で大基板１Ａａ、１Ａｂが搬送されている。これは、図５に示す小基板１Ｂａ、１Ｂｂでも同様である。
【００３１】
それぞれ、可動のローダ２０上での基板の移動は、図では省略されているが、シリンダにて基板１Ａａ、１Ａｂ、１Ｂａ、１Ｂｂの右端面を一定位置へ押し込むように構成されており、可動のローダ２０上でも、常に基板１Ａａ、１Ａｂ、１Ｂａ、１Ｂｂの右端面の位置は一定である。
また、それぞれ、可動のアンローダ４０上での基板１Ａａ、１Ａｂ、１Ｂａ、１Ｂｂの移動は、図では省略されているが、シリンダにて基板１Ａａ、１Ａｂ、１Ｂａ、１Ｂｂの右端面を一定位置へ引き寄せるように構成されており、可動のアンローダ４０上でも、常に基板１Ａａ、１Ａｂ、１Ｂａ、１Ｂｂの右端面の位置は一定である。
【００３２】
以上のように、生産ロット毎に多様な寸法の基板を実装する場合でも、ストッパー３３Ａ、３３Ｂなどの位置合わせが不要となり、常に基板の右端面の位置を一定とする「右基準」による実装が、機構的な位置調整などを全く行わずに可能となる。このように、本実施の形態では、基板搬送の際、基板の寸法による搬送位置の調整が不要となり、機種切換え時間の短縮が可能となる。
【００３３】
【発明の効果】
上記した本発明の請求項１によると、基板を移動させずに高速に搬送できることで、基板搬送時間の短縮と基板品質の確保との両立が可能となり、生産性を向上できるという効果を奏する。さらに、生産ロット毎の基板寸法による段取り替え時間を短縮でき、生産性を向上できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示し、部品実装機における搬送部の概略構成図で、（ａ）はユニット配置関係図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。
【図２】同部品実装機における搬送手順の概略側面図で、（ａ）は基板搬入時、（ｂ）は基板待機時、（ｃ）は部品実装完了時、（ｄ）は基板搬送開始時である。
【図３】同部品実装機における搬送手順の概略側面図で、（ａ）はＸＹテーブル移動開始時、（ｂ）はＸＹテーブル移動完了時、（ｃ）は基板搬送完了時、（ｄ）は基板実装開始時、（ｅ）は基板搬出時である。
【図４】同部品実装機における搬送手順の補足説明図で、（ａ）は大基板の搬入時、（ｂ）はＸＹテーブル移動完了時である。
【図５】同部品実装機における搬送手順の補足説明図で、（ａ）は小基板の搬入時、（ｂ）はＸＹテーブル移動完了時である。
【図６】部品実装機の外観を示す斜視図である。
【図７】従来例の部品実装機における搬送部の概略構成図で、（ａ）はユニット配置関係図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）はレール側面図である。
【符号の説明】
１ 基板
１ａ 実装途中の基板
１ｂ 次基板
１ｃ 次々基板
１Ａａ 大基板
１Ａｂ 大基板
１Ｂａ 小基板
１Ｂｂ 小基板
５ 基板搬入部
６ ＸＹテーブル部
７ 基板搬出部
１０ 固定のローダ
１１ 固定ローダレール
２０ 可動のローダ
２１ 可動ローダレール
２２ ローダシリンダ
３０ ＸＹテーブル
３１ ＸＹレール
３２ 上下駆動部
３３Ａ ストッパー
３３Ｂ ストッパー
４０ 可動のアンローダ
４１ 可動アンローダレール
４２ アンローダシリンダ
５０ 固定のアンローダ
５１ 固定アンローダレール
６０ ＸＹ駆動部

Claims (2)

1. 電子部品を基板に実装する部品実装機において、可動式の基板搬入部と可動式のＸＹテーブル部と可動式の基板搬出部とを備え、
   前記基板搬入部と前記基板搬出部は、基板を搬送する場合に前記ＸＹテーブル部に対して一時結合するように構成されており、
   基板を搬送する場合には、当該基板の上流側を規正し、前記ＸＹテーブル部に対して一時結合した前記基板搬入部と前記ＸＹテーブル部に対して一時結合した前記基板搬出部とを、前記ＸＹテーブル部と一体として基板搬送方向における上流側の同一方向に移動させて基板を搬送すること
   を特徴とする部品実装機。
2. 電子部品を基板に実装する部品実装機において、
   可動式の基板搬入部と可動式のＸＹテーブル部と可動式の基板搬出部とを備え、
   前記基板搬入部は可動のローダを、前記ＸＹテーブル部は可動のＸＹテーブルを、前記基板搬出部は可動のアンローダをそれぞれ有し、
   前記可動のＸＹテーブルをＸモータとＹモータにより水平方向に移動させるＸＹ駆動部が設けられ、
   基板を搬送する場合に前記可動のローダ上の当該基板の上流側を規正するストッパーと、基板を搬送する場合に前記可動のＸＹテーブル上の当該基板の上流側を規正するストッパーと、を備え、
   前記可動のローダと前記可動のアンローダは、基板を搬送する場合に前記ＸＹテーブルに対して一時結合するように構成されており、
   前記ＸＹ駆動部のＸモータが、前記ＸＹテーブルに対して一時結合した前記可動のローダと、前記ＸＹテーブルに対して一時結合した前記可動のアンローダとを、前記可動のＸＹテーブルと一体として基板搬送方向における上流側の同一方向に移動させて基板を搬送すること
   を特徴とする部品実装機。

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