JP4242328B2 - 部品実装機およびその部品回収方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板上に部品を実装する部品実装機において、基板に実装しなかった部品を回収する部品実装機およびその部品回収方法に関するものである。

図８、図９（ａ）に簡略的に示すように、部品供給部１から供給された部品を吸着ノズル２により吸着して取り出し、認識用カメラなどの部品認識手段により、吸着ノズル２により吸着した部品３の姿勢を認識させた後、基板４上に部品を実装する部品実装機は知られている。なお、図８における５は部品認識手段が設けられている部品認識部、６は基板を搬送する搬送用レールである。

この場合に、吸着ノズル２には、真空ポンプなどからの負圧を切換バルブで切換ながら付与できるように構成されており、部品供給箇所１ａで吸着ノズル２内を負圧状態とすることで部品３を吸着し、基板４上の実装箇所４ａに部品３を載置した状態で負圧を解除することで、部品３を吸着ノズル２から離脱させて、実装箇所４ａに部品３を装着するように構成している。

この種の実装される部品３においては、部品寸法の微小化が進んでおり、例えば、長手方向寸法が０．６ｍｍで、幅寸法や高さがそれぞれ０．３ｍｍであるような微小部品も既に用いられている。また、これに対応して吸着ノズル２もその先端部を小さくしたものが用いられている（特許文献１等）。
特開２００３−１２４６９６号公報

しかしながら、このように部品３を吸着ノズル２で吸着して実装する場合に、部品３と吸着ノズル２との間に互いに引き付け合うような静電気が発生したり、部品３の一部と吸着ノズル２の先端部とが互いに噛み込んだり（例えば、図９（ｂ）に示すように、部品３の電極３ａ間に吸着ノズル２の先端部が食い込んでしまったり）して、部品３が吸着ノズル２から離脱せずに付着したままとなることがあり、部品３が極めて小さい場合には、その重量も極めて小さいので、このように付着したままとなる確率が高くなる。

このように、部品３が吸着ノズル２から離脱せずに付着したままである場合には、当該部品３が基板４に実装されないために実装不良を生じるだけでなく、図９（ｃ）に示すように、次の部品３’を部品供給部１において吸着できないために吸着ノズル２に対するこの部品３’の供給が不良となり、さらに、この部品３’の実装箇所に前記吸着ノズル２に付着したままの部品３を装着してしまい、いわゆる誤装着を生じるおそれがある。また、さらに前記部品が吸着ノズルから離脱しない状態が続くと、このような不良状態が引き続いて発生することとなる。

これに対処する手法として、図９（ｄ）、図１０に示すように、実装されなかった部品３を回収する部品回収部７を設け、吸着ノズル２を、基板４上での実装動作を行った後に、前記部品回収部７上に移動させるとともに、この際に吸着ノズル２に圧縮空気を送り込んで、付着した部品３を部品回収部７に回収することが図られている。

しかし、この手法を採用した場合でも、圧縮空気による力よりも静電気による引き付ける力が勝ったり、圧縮空気の送出タイミングが合わなかったりして、吸着ノズル２に付着した部品３を離脱させることができない不具合を完全には回避できないことがあり、誤装着などによる信頼性の低下を生じていた。

本発明は上記課題を解決するもので、実装後に吸着ノズルに付着した部品を確実に部品回収部に回収することのできる部品実装機およびその部品回収方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明の部品実装機は、複数の吸着ノズルが所定の並び方向に沿って装着ヘッドに配設され、部品を吸着ノズルにより吸着して移送し、基板上に部品を実装する部品実装機であって、吸着ノズルに付着した部品に接触して、この部品を吸着ノズルから離脱させる接触体と、接触体の近傍において上面が開口された状態で配設され、吸着ノズルから離脱した部品を回収する箱状の部品回収部とを備え、接触体および部品回収部を、前記装着ヘッドに、前記複数の吸着ノズルの並び方向に沿って移動可能に配設し、前記接触体および部品回収部を、前記複数の吸着ノズルに対して、前記接触体が接触するように移動させる駆動手段を設けたことを特徴とする。
また、本発明の部品実装機の部品回収方法は、複数の吸着ノズルが所定の並び方向に沿って装着ヘッドに配設され、部品を部品供給箇所で吸着ノズルにより吸着し、この吸着ノズルにより基板における実装箇所に移送し、基板上に部品を実装する部品実装機において、実装動作後に吸着ノズルに付着した部品を回収する部品回収方法であって、吸着ノズルによる基板への部品の実装動作を行った後に、装着ヘッドにおいて前記複数の吸着ノズルの並び方向に沿って移動可能に配設した接触体および部品回収部を、前記装着ヘッドにおいて、前記複数の吸着ノズルに対して、前記接触体が接触するように移動させて、前記複数の吸着ノズルに付着した部品を各吸着ノズルから離脱させ、接触体近傍において上面が開口された状態で設けた部品回収部に部品を回収することを特徴とする。

この構成ならびに方法により、吸着ノズルの基板への部品の実装動作の後に、装着ヘッドに設けた接触体を吸着ノズルに付着した部品に接触させることで、部品を吸着ノズルから確実に離脱させて、接触体とともに装着ヘッドに設けた部品回収部に回収することができる。

また、本発明の部品実装機の部品回収方法は、吸着ノズルから圧縮空気を排出させた状態で接触体を部品に接触させることを特徴とする。

この方法により、接触体からの力に加えて、圧縮空気による力も合わされて部品の離脱力として作用するので、部品を吸着ノズルから、一層確実に離脱させることができる。

以上のように本発明によれば、接触体を吸着ノズルに付着した部品に接触させて、この部品を吸着ノズルから離脱させるので、部品を吸着ノズルから確実に離脱させて部品回収部に回収することができ、部品の誤装着を防止できて信頼性の低下を最小限に抑えることができる。

また、吸着ノズルから圧縮空気を排出させた状態で接触体を部品に接触させることにより、接触体からの力に加えて、圧縮空気による力も合わされて部品の離脱力として作用するので、部品を吸着ノズルから、一層確実に離脱させることができ、さらなる信頼性の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る部品実装機の斜視図である。なお、従来の部品実装機の構成要素と同様な機能のものには同符号を付す。

図１、図２に示すように、部品実装機は、基板４が載置される基板テーブル９と、部品３を吸着して直接装着する複数（この実施の形態では４つ）の吸着ノズル２を有する装着ヘッド１０と、装着ヘッド１０をＸ方向に移動させるＸ軸ロボット１１と、装着ヘッド１０をＹ方向に移動させるＹ軸ロボット１２と、装着ヘッド１０の吸着ノズル２に対して部品を供給するカセット式などの部品供給部１と、吸着ノズル２により吸着された部品の向きを認識する認識用カメラなどからなる部品認識部５と、搬送レール６により搬送されてきた基板の位置を認識する基板認識部１６と、吸着ノズル２に付着した部品３に接触して、この部品３を吸着ノズル２から離脱させる接触体としてのブラシ２０と、ブラシ２０の近傍、詳しくは、ブラシ２０の、吸着ノズル２が移動する方向に対して手前となる箇所に配設され、吸着ノズル２から離脱した部品３を回収する部品回収部７と、これらの構成要素を制御する制御部（図示せず）とを備えている。

図２に示すように、この部品実装機の装着ヘッド１０は、それぞれ同じ機能を有する４つの吸着ノズル２が所定直線方向（この実施の形態においてはＸ軸方向）に並べられて配置されたいわゆるガンドリー式のものとされ、各吸着ノズル２は、昇降用モータ８や図示しない昇降用機構などにより昇降自在に配設されているとともに、図外の真空ポンプが設けられている負圧流路に切換バルブを介して接続されて、それぞれ、負圧流路に接続または切断可能に構成されている。そして、図３に簡略的に示すように、部品供給箇所１ａで吸着ノズル２内を負圧状態とすることで部品３を吸着し、基板４上の実装箇所４ａに部品３を載置した状態で負圧を解除することで、部品３を吸着ノズル２から離脱させて、実装箇所４ａに部品３を装着するように構成している。また、図示しないが、装着ヘッド１０に対して各吸着ノズル２は着脱可能とされ、各種の大きさに適した吸着ノズル２が選択されて取り付けられるようになっている。

ここで、この実施の形態においては、実装箇所４ａから部品３を供給する部品供給箇所１ａまでの通過経路に接触体としてのブラシ２０および部品回収部７を配設し、これらのブラシ２０および部品回収部７は、各吸着ノズル２の並列方向と略平行に延ばされるように配設されている。

上記構成において、部品供給部１の部品供給箇所１ａで部品３を吸着した状態で、装着ヘッド１０の吸着ノズル２を基板４上に移動させて部品３を基板４上の実装箇所４ａに実装し、この後に、吸着ノズル２の負圧を解除することで、通常、部品３は吸着ノズル２から離脱されて、実装箇所４ａに装着される。

しかしながら、このように部品３を吸着ノズル２で吸着して実装する場合に、部品３と吸着ノズル２との間に互いに引き付け合うような静電気が発生したり、部品３の一部と吸着ノズル２の先端部とが互いに噛み込んだりして、部品３が吸着ノズル２から離脱せずに付着したままとなることがある。本実施の形態ではこれに対処すべく、実装箇所４ａから、次の部品３を取りに行くために吸着ノズル２が部品回収部７およびブラシ２０の配設箇所を通過する際に、図４に示すように、吸着ノズル２の先端部がブラシ２０に接触するように吸着ノズル２が下降される。これにより、吸着ノズル２の先端部に部品３が付着したままであった場合には、この部品３がブラシ２０で掻き落とされて吸着ノズル２から離脱し、部品回収部７内に回収される。

この結果、次の部品３を吸着するために吸着ノズル２を部品供給部１の部品供給箇所１ａに移動させた際には、吸着ノズル２の先端部には部品３が付着していることがなくなり、次の部品３が良好に吸着されて、いわゆる誤装着を生じない。したがって、部品３が吸着ノズル２から離脱しない状態が続いて不良状態が引き続いて発生することもない。これにより、部品３の基板４への未装着は生じた場合でも、これ以降の部品３の誤装着などの不具合を防止できて信頼性の低下を最小限に抑えることができる。

また、接触体としてブラシ２０を用いているので、部品３を吸着ノズル２から確実に離脱させることができながら、接触体の接触による部品２の損傷や吸着ノズル２の損傷を防止できる。また、ブラシ２０を吸着ノズル２の先端部に接触させることにより、部品３の大きさに関わらず、部品３を吸着ノズル２の先端部から確実に離脱させることができ、これによれば、部品３が極めて小さくても確実に回収できるので、さらに信頼性を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、実装箇所４ａから部品供給箇所１ａまでの通過経路にブラシ２０を配設したので、吸着ノズル２の移動経路を大回りに変更しなくても済み、移動経路を大回りに変更することに起因して実装タクトが長くなることを防止できる。また、昇降機能が本来の機能として備えられている吸着ノズル２を昇降させることを利用して、ブラシ２０に接触させるように構成したので、昇降させるための手段を新たに設けなくて済み、製造コストの増加を最小限に抑えることができる。

さらに、ブラシ２０および部品回収部７を、吸着ノズル２の並列方向と略平行に、かつ、基板４の実装箇所４ａと部品供給部１の各部品供給箇所１ａとの全ての通過箇所に跨るように延ばされて配設されているので、複数の吸着ノズル２が所定の直線方向に並べられて配置されているいわゆるガンドリー式の部品実装機に対しても良好に対応できて、複数の吸着ノズル２に付着した部品３を良好に吸着ノズル２から離脱させることができる。

なお、吸着ノズル２を実装箇所４ａから部品供給箇所１ａまで通過させる際に吸着ノズル２を下降させる代わりに、図５に示すように、ブラシ２０を上昇させてもよい。この場合には、ブラシ２０を上昇させる昇降シリンダ２１などの駆動手段が別途に必要となるが、吸着ノズル２を昇降させなくても済むので、吸着ノズル２を昇降させるための制御処理が複雑化しない利点がある。

次に、図６は本発明の他の実施の形態を示すもので、この実施の形態においては、部品供給部１上における部品供給箇所１ａ以外の部品供給動作に支障をきたさない場所に部品回収部７およびブラシ２０が配設されている。そして、吸着ノズル２で吸着した部品３が小さいものである場合には、制御部により、図６に示すように、部品供給箇所１ａに移動する前に、部品回収部７およびブラシ２０が配設された箇所を通過するように吸着ノズル２を移動させるとともに、吸着ノズル２の先端部がブラシ２０に接触するように吸着ノズル２を下降させるように構成されている。

なお、装着ヘッド１０の吸着ノズル２により吸着された部品３の全てが、中形や大形のものである場合には、実装後において吸着ノズル２に部品３が付着したままであることはまずありえないので、部品３の実装後に、部品回収部７およびブラシ２０が配設された箇所に移動することなく、部品供給部１の部品供給箇所１ａに直接移動して、部品３の供給動作が行われるようになっている。

この構成によっても、吸着ノズル２で吸着した部品３が小さいものである場合には、吸着ノズル２が部品回収部７およびブラシ２０の配設箇所に移動されて、吸着ノズル２の先端部がブラシ２０に接触するように吸着ノズル２が下降されるので、吸着ノズル２の先端部に部品３が付着したままであった場合には、この部品３がブラシ２０で掻き落とされて吸着ノズル２から離脱し、部品回収部７内に回収される。

また、吸着ノズル２により吸着された部品３が小さいものでなかった場合には、部品３の実装後に部品供給部１の部品供給箇所１ａに直接移動して、部品３の供給動作が行われるので、実装タクトが長くなることが最小限に抑えられる。

さらに、上記構成によれば、部品供給部１上に部品回収部７およびブラシ２０が配設され、平面視して、部品供給部１と、部品回収部７およびブラシ２０が重なるように配設したので、部品供給部１と部品回収部７およびブラシ２０とを別の箇所にそれぞれ配設する場合と比較して、設置スペースを小さく抑えることができる。また、従来の部品実装機などに部品回収部７およびブラシ２０を後付けする場合に、部品回収部７およびブラシ２０の設置スペースを見つけ難い場合でも、対処できる利点もある。

次に、図７は本発明の第３の実施の形態を示すもので、この実施の形態においては、複数の吸着ノズル２を有する装着ヘッド１０に、吸着ノズル２の並び方向に沿って移動自在に部品回収部７および接触体としての糸集合体２５を配設している。なお、図７に示すものでは、ローラ２２間に掛け渡されたベルト２３の一部に、上面が開口した箱状の部品回収部７が固定され、部品回収部７における吸着ノズル２の先端に接触する高さに糸集合体２５が組み付けられている。そして、移動用モータ２４により部品回収部７および糸集合体２５が吸着ノズル２の並び方向に沿って移動自在に配設されている。

そして、制御部は、吸着ノズル２を有する装着ヘッド１０に設けた接触体としての糸集合体２５および部品回収部７を、実装動作後に、糸集合体２５が吸着ノズル２に接触するように移動させる。

この構成ならびに方法によっても、実装動作後に糸集合体２５および部品回収部７を移動させることにより、吸着ノズル２に付着した部品３を回収することができる。また、この実施の形態においては、糸集合体２５および部品回収部７を装着ヘッド１０に設けたので、部品供給部１が複数の場所に点在していたような場合でも、糸集合体２５および部品回収部７を１つ設けるだけで済む利点がある。

なお、接触体としてのブラシ２０や糸集合体２５を吸着ノズル２に接触させる際には、吸着ノズル２に負圧が作用しないように切り換えて大気圧を導入すればよいが、さらに、吸着ノズル２に付着した部品３を積極的に離脱させることができるように、吸着ノズル２が部品回収部７の箇所や接触体に接触する際に圧縮空気などを吸着ノズル２から噴出させてもよく、これによれば、ブラシ２０や糸集合体２５からの力に加えて、圧縮空気による力も合わされて部品３の離脱力として作用するので、部品３を吸着ノズル２から、一層確実に離脱させることができ、さらなる信頼性の向上を図ることができる。

なお、上記実施の形態では、４つの吸着ノズル２が直線に沿って並べられているいわゆるガンドリー式の部品実装機の場合を述べたが、複数の吸着ノズル２が複数列にわたって配設されているガンドリー式の部品実装機や、その他のロータリ式部品実装機などにも適用可能である。また、上記の実施の形態では、複数の部品供給部１が、ほぼ１箇所にまとめられて設けられている場合を述べたが、これに限るものではなく、複数の部品供給部１がそれぞれ複数の箇所に配設されているものにも適用でき、この場合には、それぞれ配置された部品供給部１に対応させて、部品回収部７およびブラシ２０を配設するとよい。

本発明の部品実装機およびその部品回収方法は、実装時に吸着ノズルに付着した部品を回収する場合に好適であるが、実装前に部品の吸着姿勢が正規姿勢と異なるため実装しなかった部品を回収する場合などにも適用可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る部品実装機の全体斜視図 同部品実装機の装着ヘッドの斜視図 同部品実装機の簡略的な平面図 同部品実装機の部品回収方法における吸着ノズルの移動状態などを簡略的に示す側面図 同部品実装機の他の部品回収方法における吸着ノズルの移動状態などを簡略的に示す側面図 本発明の第２の実施の形態に係る部品回収方法における吸着ノズルの移動状態などを簡略的に示す側面図 （ａ）および（ｂ）は本発明の第３の実施の形態に係る部品実装機の装着ノズルの正面図および側面図 従来の部品実装機の簡略的な平面図 （ａ）〜（ｄ）はそれぞれ従来の部品実装機における吸着ノズルで部品を吸着した状態を簡略的に示す図 従来の他の部品実装機の簡略的な平面図

符号の説明

１ 部品供給部
２ 吸着ノズル
３ 部品
４ 基板
５ 部品認識部
７ 部品回収部
１０ 装着ヘッド
２０ ブラシ（接触体）
２５ 糸集合体（接触体）

Claims (3)

1. 複数の吸着ノズルが所定の並び方向に沿って装着ヘッドに配設され、部品を吸着ノズルにより吸着して移送し、基板上に部品を実装する部品実装機であって、
   吸着ノズルに付着した部品に接触して、この部品を吸着ノズルから離脱させる接触体と、接触体の近傍において上面が開口された状態で配設され、吸着ノズルから離脱した部品を回収する箱状の部品回収部とを備え、
   接触体および部品回収部を、前記装着ヘッドに、前記複数の吸着ノズルの並び方向に沿って移動可能に配設し、
   前記接触体および部品回収部を、前記複数の吸着ノズルに対して、前記接触体が接触するように移動させる駆動手段を設けたことを特徴とする部品実装機。
2. 複数の吸着ノズルが所定の並び方向に沿って装着ヘッドに配設され、部品を部品供給箇所で吸着ノズルにより吸着し、この吸着ノズルにより基板における実装箇所に移送し、基板上に部品を実装する部品実装機において、実装動作後に吸着ノズルに付着した部品を回収する部品回収方法であって、
   吸着ノズルによる基板への部品の実装動作を行った後に、装着ヘッドにおいて前記複数の吸着ノズルの並び方向に沿って移動可能に配設した接触体および部品回収部を、前記装着ヘッドにおいて、前記複数の吸着ノズルに対して、前記接触体が接触するように移動させて、前記複数の吸着ノズルに付着した部品を各吸着ノズルから離脱させ、接触体近傍において上面が開口された状態で設けた部品回収部に部品を回収することを特徴とする部品実装機の部品回収方法。
3. 吸着ノズルから圧縮空気を排出させた状態で接触体を部品に接触させることを特徴とする請求項２に記載の部品実装機の部品回収方法。

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