JP4189946B2 - Mounting machine having nozzle cleaning unit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
電子基板の製造ラインでは、基板面に半田を印刷したり、基板面に接着剤を塗布した後に、装着機において部品供給ユニット上の電子部品をノズル先端に吸着して移動した後に基板面上に装着している。
本発明は上記したような電子基板の製造ラインに使用する装着機であって、電子部品を基板上に装着するときに、装着せずに持ち帰ることのない装着機、及びそのような装着機を提供するために必要となる、ノズル清掃ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
装着機において、ノズルに吸着した電子部品を基板面上に装着せずに持ち帰る主な原因として、ノズル先端にグリスや半田や接着剤などの粘着物が付着することが挙げられている。
従来からノズルの清掃を目的とした発明として、特開平4−274399号と特開平10−313198号などの提案がなされている。
特開平4−274399号は吸着ノズルの詰まりを防止する観点から、超音波洗浄装置を取り付ける発明や、薬品で溶解除去する発明や、加熱分解除去する発明の提案がなされている。
しかし、超音波洗浄装置を取り付ける発明は記載されているものの、効率的にグリスや半田や接着剤などの粘着物を取り除くための、具体的な構成や方法については記載されていない。また、超音波洗浄装置自体高価なものであり安易に採用できる装置ではない。
さらに、薬品で溶解除去する発明や、加熱分解除去する発明について記載されているものの、どのような構成とすれば効率的に半田や接着剤などの粘着性を有するものを取り除くことができるのか、いわゆる当業者が実施できる程度にその具体的な構成が記載されておらず未完成な発明となっている。
一方、特開平10−313198号には吸着ノズルを撮像して汚れ認識を行い、ノズルの清掃を行う発明が記載されているが、ノズル端面の清掃を行う清掃手段としてはブラシを設置するだけである。
しかし、ブラシにノズルを接触させるだけでは効率的にグリスや半田や接着剤などの粘着性を有するものを取り除くことができず、かかる発明では十分な効果が期待できなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術の欠点をなくすためになされたものであって、その目的とするところは、高価な超音波洗浄装置を使うことなく、効率的に半田や接着剤などの粘着性を有するものを取り除くことができる、ノズルの清掃ユニットを提供することにある。
また、ブラシにノズルを接触させるだけでなく、洗浄液を使用して積極的にグリスや半田や接着剤などを溶解させつつ、ワイパにより物理的にふき取る機能を有するノズルの清掃ユニットを提供することにある。
また、そのようなノズルの清掃ユニットを有する装着機であって、キャリブレーションを行うときに、同時にノズル清掃を行うことを可能とした装着機とすることにより、ノズル清掃作業を生産効率に悪影響を及ぼさないで行うことのできる装着機を提供することにある。
ここでキャリブレーションとは、ノズルの画像を撮り込んで各ノズルの位置ずれを算出する作業をいい、通常は毎日始業時に1回キャリブレーションを行い、キャリブレーションの結果算出された各ノズルの位置ずれは、電子部品の吸着時のノズル位置の補正等にフィードバックされる。
【0004】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、洗浄液と前記洗浄液を溜める液槽と回転ドラムと前記回転ドラムの外周に取り付けたワイパとからなり、前記洗浄液は前記ワイパに接触するよう構成したノズルの清掃ユニットを有するものとし、前記ノズルを旋回させながら、洗浄液を含んだ前記ワイパにより前記ノズルを清掃することを可能に構成した、電子部品を基板上に装着するための装着機とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載した装着機であって、ワイパに溝を設け、前記ワイパを回転ドラムの軸方向に往復移動させるスライド装置を取り付けてなるノズルの清掃ユニットを有するものとし、ワイパの前記溝に前記ノズルの先端を挿入し、前記ノズルを旋回させながら、前記ワイパにより前記ノズルを清掃することを可能に構成した装着機とする。
請求項3の発明は、請求項1に記載した装着機であって、ワイパに蛇行する溝を設けてなるノズルの清掃ユニットを有する装着機とする。
請求項4の発明は、請求項1に記載した装着機であって、ワイパを複数の分割部を互いに圧縮して組み付けた構成とし、分割面の一部に凹部を設けてなるノズルの清掃ユニットを有する装着機とする。
請求項5の発明は、請求項1〜請求項4のいずれかに記載した装着機であって、蓋を設けてなるノズルの清掃ユニットを有する装着機とする。
請求項6の発明は、請求項1〜請求項5のいずれかに記載した装着機であって、作業者の選択によりキャリブレーションを行うときに、同時にノズル清掃を行うことを可能とした装着機とする。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を図面に示し説明する。図1と図2に示した第1実施例は蓋52を有する液槽51に洗浄液53を溜めておく。そして、アクチュエータ54aの駆動により回転する回転ドラム54を取り付け、回転ドラム54の外周に織布を何重も重ねてなるワイパ55を取り付けて清掃ユニット50を構成した。またスライド装置59を設け、清掃ユニット50を回転ドラムの軸方向59aに移動可能な構成とした。
図3乃至図5に示した第2実施例から第4実施例の記載については、重複した記載を避けるため、第1実施例と異なる部分のみ記載するものとする。また、主としてノズル先端25aとノズル先端付近の立上25bであってノズル先端25aから0.5mm程度の部分を清掃すればよいので、溝46a、47aや凹部48bなどの深さは0.5mm程度とした。
図3に示した第2実施例は、ノズル25の太さにあわせた幅を有する複数の溝46aを持つ、ブラシからなるワイパ46を取り付けた清掃ユニット50aとした。
図4に示した第3実施例は、ノズル25の太さにあわせた幅を有する複数の蛇行する溝47aを持つ不織布からなるワイパ47を取り付けた清掃ユニット50bとした。
図5に示した第4実施例はスポンジからなる複数の分割部48cを圧縮して取り付けたワイパ48とし、各分割面48aの1部にノズル25の太さより少し大きめの凹部48bを設けた清掃ユニット50cとした。
洗浄剤53としてはシンナー、トルエン、ベンゼンなどの炭化水素系のものや、メチルアルコールやエチルアルコールなどのアルコール系の溶剤を使用することが好ましい。また、洗浄液の液面53aはワイパ55、46、47、48と接触する高さを維持するようにする。
【0006】
第1実施例の清掃ユニット50を有する装着機21の実施例を図6に示し説明する。
本発明に係る装着機21は、部品供給ユニット31と、インデックス装置22と、インデックス装置22に保持される16個の装着ユニット23と、コンベア42と、位置決め機構43などとこれらを制御するコンピュータとからなる装着機21である。
部品供給ユニット31は、それぞれ異なる電子部品をY軸方向吸着ステーション1に向かって送る複数のフィーダ32からなっている。また、部品供給ユニット31はX軸移動機構33によりX軸方向に移動可能な状態で支持した。
インデックス装置22は、16個の停止ステーション(1〜16)を有し、インデックス旋回26方向に22.5度ずつ旋回して停止する工程を繰り返す構成とした。このため、16個の装着ユニット23は次々と各停止ステーション(1〜16)に停止したり移動したりする。
16個の停止ステーションは、吸着ステーション1、θ軸大旋回ステーション3、平面画像撮影ステーション5、θ軸補正ステーション8、装着ステーション9、θ軸原位置戻しステーション10、部品廃棄ステーション13、ノズル種切替ステーション14、ノズル種確認ステーション15、などからなるものとした。
装着ユニット23は、それぞれ上下昇降機構とθ軸旋回27機構を有し、下端にはブラケット24を有している。ブラケット24には回転軸28を回転可能に取り付け、回転軸28にはブロック29を、ブロック29には6本のノズル25を取り付けた。
従って、本実施例に係る装着機21は合計96本のノズル25を持っている。各ノズル25をブロック29によりスライド可能に保持し、図示していないバネにより押し出す方向に力を加えた、そして各ノズル25をそれぞれバルブを介して真空装置や圧縮空気源に配管接続した。
平面画像撮影ステーション5には平面画像センサ45を取り付けた。また、θ軸補正ステーション8には清掃ユニット50を取り付けた。
コンベア42は、電子部品の装着を完了した基板41を位置決め機構43から搬出すると共に、次ぎに電子部品を装着する基板41を位置決め機構43に搬入する構成とした。
位置決め機構43は、基板41を保持してX軸、Y軸及び上下方向のZ軸方向に移動し停止する機能を有する構成とした。
【0007】
次ぎに清掃ユニット50、50a、50b、50cの作用について説明する。清掃ユニット50、50a、50b、50cを使用しないときは蓋52を閉じておく、洗浄液53の蒸発を防止し無駄な消耗を防ぐためである。
実施例1の清掃ユニット50でノズル25を清掃するときは、ワイパ55にノズルの先端25aを押し付けた状態でノズル25をθ軸旋回27させながら回転ドラム54を回転させる。ワイパ55は洗浄液を含んでいるのでノズルの先端25aと立上25bに洗浄液を付着させ、洗浄液によりグリスや半田や接着剤などを溶解させつつ、ワイパ55によりノズルの先端25と立上25bに付着した粘着物をふき取る。
実施例2の清掃ユニット50aでノズル25を清掃するときは、ワイパ46の溝46aにノズルの先端25aを挿入しワイパ46に押し付けた状態で、ノズル25をθ軸旋回27させ、回転ドラム54を回転させながら、ワイパ46を回転ドラムの軸方向59aに往復移動させる。
ノズルの先端25aはワイパの溝46aの底面に押し付けられ、ノズル先端の立上25bは往復移動する溝46aの壁面に押し付けられ、共に洗浄液による溶解作用とワイパ46によるふき取り作用を受ける。
実施例3の清掃ユニット50bでノズル25を清掃するときは、ワイパ47の蛇行する溝47aにノズルの先端25aを挿入しワイパ47に押し付けた状態で、ノズル25をθ軸旋回27させつつ回転ドラム54を回転させる。
ノズルの先端25aはワイパの溝47aの底面に押し付けられ、ノズル先端の立上25bは蛇行する溝47aの壁面に押し付けられ、共に洗浄液による溶解作用とワイパ47によるふき取り作用を受ける。
実施例4の清掃ユニット50cでノズル25を清掃するときは、ワイパ48の凹部48bにノズルを挿入し回転ドラム54を回転させる。
ノズルの先端25aと立上25bは回転ドラム54の回転に伴い、分割面48aに挟まれる。スポンジからなる複数の分割部48cを圧縮して取り付けたワイパ48であるので、ノズルの先端25aと立上25bは共に洗浄液による溶解作用とワイパ47によるふき取り作用を受ける。
【0008】
続いて装着機21の電子部品の装着動作について説明する。複数の電子部品はそれぞれ個別のフィーダ32によりY軸上を吸着ステーション1に向かって送られる。部品供給ユニット31はX軸移動機構33により移動し、次に吸着すべき電子部品を吸着ステーション1の真下に位置するようにする。
吸着ステーション1で装着ユニット23はブラケット24を押し下げ、ノズルの先端25aを電子部品18の上面に触れさせバネにより適当な力で押す状態にして、当該ノズルと真空装置とをバルブを切り替えて連結する。このようにすると電子部品18はノズル25に吸着される。その後ブラケット24を押し上げると電子部品はノズル25に吸着した状態で、当該装着ユニット23の移動と共に移動する。
θ軸大旋回ステーション3で、装着ユニット23はθ軸旋回27をして大まかな平面視の角度調整を行う。その後、平面画像撮影ステーション5において平面画像センサ45により平面画像を撮り込み、その画像データを分析して平面寸度の不良な電子部品の廃却や、θ軸補正ステーション8における電子部品の最終補正にフィードバックする。
θ軸補正ステーション8で、装着ユニット23は平面画像データの分析結果をフィードバックして、θ軸旋回27をして基板41上に精度正しく装着できるように最終的な角度補正を行う。
装着ステーション9において、当該電子部品18を装着するときは、位置決め機構43は基板41を保持してX軸、Y軸及びZ軸方向に移動し次ぎの電子部品18を装着すべき位置に基板41を移動させ停止する。
その後、装着ユニット23はブラケット24を押し下げ、電子部品18を基板41上に載せバネにより適当な力で押す状態にして、当該ノズルのバルブを切り替えて大気に解放する。このようにすると電子部品18はノズル25から離れる。その後装着ユニット23はブラケット24を押し上げる。
一方、平面画像を分析した結果により平面寸度の不良な電子部品であって、当該電子部品18を装着しない場合は、ノズル25に電子部品18を吸着したまま次のステーションに移動する。
θ軸原位置戻しステーション10で、装着ユニット23はθ軸旋回27をして予め定めた原位置に戻る。
部品廃棄ステーション13において、装着ユニット23が平面寸度の不良な電子部品18や、基板に装着せず持ち帰った電子部品18を有する場合に、バルブを切り替えて当該ノズルに圧縮空気を導入し、電子部品18を廃棄する。
ノズル種切り替えステーション14で、装着ユニット23はノズル種切り替え指令に基づきブロック29を回転させ、次ぎに使用するノズル25を最下端位置に切り替える。
ノズル種確認ステーション15では、実際に最下端位置にあるノズル25と次ぎに使用するノズル25の種類が同じか否か確認する。
【0009】
続いて、キャリブレーションを行うときにノズル清掃を行うべく作業者が選択したときの動作について説明する。
インデックス装置22のインデックス旋回26に伴い、16個の装着ユニット23は次々と、平面画像撮影ステーション5とθ軸補正ステーション8と部品廃棄ステーション13に停止する。
平面画像撮影ステーション5において、平面画像センサ45によりノズル25の画像を撮り込む。装着ユニット23の回転軸28を回転させ、各装着ユニット23に取り付けた6本のノズル25の全ての画像を撮り込んだ後に、次のステーションに進む。
θ軸補正ステーション8において、清掃ユニット50を回転ドラム54の軸方向59aに移動させ、清掃するノズル25に適したワイパ55の位置を合わせ、装着ユニット23の上下昇降機構を作動させ、ノズルの先端25aをワイパ55に押し付ける。
その後、ノズル25をθ軸旋回27させながら清掃ユニット50を作動させる。1つの装着ユニット23にはそれぞれ6本のノズル25を取り付けてあるので、回転軸28を回転させてノズル25を切り換えつつ、各装着ユニット23に取り付けたすべてのノズル25の清掃を行った後に、次のステーションに進む。
続いて、部品廃棄ステーション13において、回転軸28を回転させてノズル25を切り換えつつ、バルブを切り替えて各ノズル25に圧縮空気を導入し、ノズル内に残った洗浄液をはき出させる。
【0010】
上記各実施例では織布、ブラシ、不織布、スポンジといった異なる種類のワイパをそれぞれ使用したが、各実施例毎にワイパの種類を限定したものではなく、例えば、第1実施例のワイパとしてスポンジのワイパを使用するなどその組合せは自由である。
またワイパの材料について特に限定するものではなく、洗浄剤を含むことが可能であって、ノズル25の表面からグリスや半田や接着剤などの粘着物を、物理的にふき取る機能を有するものであればよい。例えばナイロン、テトロン、動植物の繊維などからなる織布や不織布、樹脂や金属などのブラシなど好ましい。
上記実施例では、清掃ユニット50をθ軸補正ステーション8に取り付けたが、邪魔にならない限りどこに取り付けてもいい。しかし、θ軸大旋回ステーション3、θ軸補正ステーション8、θ軸原位置戻しステーション10などに設置すると、既に有するθ軸旋回機能を使用することが可能となって好ましい。
上記実施例では装着ユニット23を上下昇降させたが、上下昇降機能を持たない停止ステーションに清掃ユニット50を取り付ける場合は、清掃ユニット50を上下昇降させてもよく上記した実施例にこだわるものではない。
【0011】
【発明の効果】
本発明により、高価な超音波洗浄装置を使うことなく、効率的に半田や接着剤などの粘着性を有するものを取り除くことができる、ノズルの清掃ユニットを提供することができた。
また、ブラシにノズルを接触させるだけでなく、洗浄液を使用して積極的にグリスや半田や接着剤などを溶解させつつ、ワイパにより物理的にふき取る機能を有するノズルの清掃ユニットを提供することができた。
また、そのようなノズルの清掃ユニットを有する装着機であって、作業者の選択により、キャリブレーションを行うときに同時にノズル清掃を行うことが可能な装着機としたので、ノズル清掃作業を生産効率に悪影響を及ぼさないタイミングで行うことのできる装着機を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る清掃ユニットの第1実施例の正面視の断面図である。
【図2】 図1の側面視の断面図である。
【図3】 本発明に係る清掃ユニットの第2実施例の正面視の断面図である。
【図4】 本発明に係る清掃ユニットの第3実施例の正面視の断面図である。
【図5】 本発明に係る清掃ユニットの第4実施例の正面視の断面図である。
【図6】 本発明に係る装着機の平面視の構成図である。
【図7】 本発明に係る装着機のノズルの取り付け状態を示す側面図である。
【符合の説明】
21 :装着機 25 :ノズル 25a:先端
25b:立上 46 :ワイパ 46a:溝
47 :ワイパ 47a:溝 48 :ワイパ
48a:分割面 48b:凹部 48c:分割部
50 :清掃ユニット 50a:清掃ユニット 50b:清掃ユニット
50c:清掃ユニット 51 :液槽 52 :蓋
53 :洗浄液 54 :回転ドラム 55 :ワイパ
59 :スライド装置 59a:軸方向[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In an electronic board production line, after solder is printed on the board surface or adhesive is applied to the board surface, the electronic component on the component supply unit is attracted to the tip of the nozzle in the mounting machine and then moved onto the board surface. Wearing.
The present invention is a mounting machine for use in an electronic board production line as described above, and when the electronic component is mounted on the board, the mounting machine that is not mounted and cannot be taken home, and such a mounting machine. It is related with the nozzle cleaning unit required in order to provide.
[0002]
[Prior art]
In a mounting machine, as a main cause of bringing back an electronic component adsorbed by a nozzle without mounting it on a substrate surface, it is cited that a sticky material such as grease, solder or adhesive adheres to the tip of the nozzle.
JP-A-4-274399 and JP-A-10-313198 have been proposed as inventions aimed at cleaning nozzles.
JP-A-4-274399 proposes an invention for attaching an ultrasonic cleaning device, an invention for dissolving and removing with a chemical, and an invention for removing by thermal decomposition from the viewpoint of preventing the suction nozzle from being clogged.
However, although an invention for attaching an ultrasonic cleaning device is described, there is no description about a specific configuration or method for efficiently removing adhesives such as grease, solder, and adhesive. Further, the ultrasonic cleaning apparatus itself is expensive and cannot be easily adopted.
Furthermore, although the invention for dissolving and removing with chemicals and the invention for removing by thermal decomposition are described, what kind of structure can be used to efficiently remove adhesives such as solder and adhesive, The specific configuration is not described to the extent that can be implemented by those skilled in the art, and the invention is incomplete.
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-313198 describes an invention for picking up a suction nozzle, recognizing dirt, and cleaning the nozzle. However, as a cleaning means for cleaning the nozzle end face, only a brush is installed. is there.
However, by simply bringing the nozzle into contact with the brush, it is not possible to efficiently remove the sticky material such as grease, solder, or adhesive, and such an invention cannot be expected to have a sufficient effect.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art, and the object of the present invention is to efficiently use adhesives such as solder and adhesive without using an expensive ultrasonic cleaning device. It is an object of the present invention to provide a nozzle cleaning unit capable of removing the components having the following.
In addition to bringing the nozzle into contact with the brush, to provide a nozzle cleaning unit that has a function of physically wiping with a wiper while actively dissolving grease, solder, adhesive, etc. using a cleaning liquid. is there.
In addition, a mounting machine having such a nozzle cleaning unit, which can perform nozzle cleaning at the same time when performing calibration, has a negative effect on the production efficiency. An object of the present invention is to provide a mounting machine that can be carried out without affecting.
Here, calibration refers to the work of taking a nozzle image and calculating the displacement of each nozzle. Normally, calibration is performed once at the start of each day, and the displacement of each nozzle calculated as a result of calibration is performed. Is fed back to the correction of the nozzle position when the electronic component is picked up.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The invention of
A second aspect of the present invention is the mounting machine according to the first aspect, wherein the wiper has a nozzle cleaning unit to which a groove is provided in the wiper and a slide device for reciprocating the wiper in the axial direction of the rotary drum is attached. In the mounting machine, the tip of the nozzle is inserted into the groove of the wiper, and the nozzle can be cleaned by the wiper while the nozzle is swiveled.
A third aspect of the present invention is the mounting machine according to the first aspect, wherein the mounting machine has a nozzle cleaning unit provided with a serpentine groove in the wiper .
A fourth aspect of the present invention, a mounting apparatus according to
A fifth aspect of the present invention is the mounting machine according to any one of the first to fourth aspects, wherein the mounting machine has a nozzle cleaning unit provided with a lid.
A sixth aspect of the present invention is the mounting machine according to any one of the first to fifth aspects, wherein the nozzle cleaning can be performed at the same time when the calibration is performed by the operator's selection. And
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, cleaning
In the description of the second to fourth embodiments shown in FIGS. 3 to 5, only portions different from the first embodiment are described in order to avoid redundant description. Further, the depth of the
In the second embodiment shown in FIG. 3, a cleaning unit 50a having a plurality of
In the third embodiment shown in FIG. 4, the
The fourth embodiment shown in FIG. 5 is a
As the
[0006]
An embodiment of the
The
The
The
The 16 stop stations are:
The
Therefore, the mounting
A
[0007]
Next, the operation of the
When the
When the
The
When the
The
When the
The
[0008]
Next, the electronic component mounting operation of the mounting
At the
At the θ-axis large turning station 3, the mounting
At the θ-axis correction station 8, the mounting
In mounting station 9, when mounting the
Then, the mounting
On the other hand, if the
At the θ-axis original
In the
At the nozzle
In the nozzle type confirmation station 15, it is confirmed whether the type of the
[0009]
Next, an operation when an operator selects to perform nozzle cleaning when performing calibration will be described.
In accordance with the
In the planar
At the θ-axis correction station 8, the
Thereafter, the
Subsequently, in the
[0010]
In each of the above embodiments, different types of wipers such as a woven fabric, a brush, a non-woven fabric, and a sponge are used. However, the type of wiper is not limited for each embodiment. For example, the wiper of the first embodiment can be used as a wiper. The combination is free, such as using a wiper.
Further, the material of the wiper is not particularly limited, and may include a cleaning agent, and may have a function of physically wiping off an adhesive such as grease, solder, or adhesive from the surface of the
In the above embodiment, the
In the embodiment described above, the mounting
[0011]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a nozzle cleaning unit that can efficiently remove adhesives such as solder and adhesive without using an expensive ultrasonic cleaning apparatus.
Also, it is possible to provide a nozzle cleaning unit that has a function of physically wiping with a wiper while not only bringing the nozzle into contact with the brush but also actively dissolving grease, solder, adhesive, etc. using a cleaning liquid. did it.
In addition, since the mounting machine having such a nozzle cleaning unit is capable of performing nozzle cleaning at the same time when calibration is performed according to the selection of the operator, the nozzle cleaning work is performed at a production efficiency. It was possible to provide a mounting machine that can be performed at a timing that does not adversely affect the machine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view of a first embodiment of a cleaning unit according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the side view of FIG.
FIG. 3 is a front sectional view of a second embodiment of the cleaning unit according to the present invention.
FIG. 4 is a front sectional view of a third embodiment of the cleaning unit according to the present invention.
FIG. 5 is a front sectional view of a fourth embodiment of the cleaning unit according to the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram in plan view of the mounting machine according to the present invention.
FIG. 7 is a side view showing a mounting state of the nozzle of the mounting machine according to the present invention.
[Explanation of sign]
21: Mounting machine 25:
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