JP4316325B2 - 部品実装機用架台及び部品実装機 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品等の部品を基板等のワークに実装し、又該実装動作に関連して各種作業を上記ワークに対して行う部品実装機用の架台、及び該架台を有する部品実装機に関し、特に実装ヘッド等の作業ヘッドをＸ方向及びＹ方向に独立して移動させて作業を行う部品実装機の架台、及び部品実装機に関する。

従来、図１４に示すような、部品の保持及び移送を行う実装ヘッド１をＸ方向とＹ方向に独立して移動させるＸＹロボット方式の部品実装機２０では、架台３上に、基板４をＸ方向に搬送及び位置決めする基板搬送位置決め装置２が配設される。さらに、Ｘ方向において架台３の両側端には、上記基板搬送位置決め装置を跨ぐようにして、Ｙ方向に延在するＹ軸ロボット５及びガイドレール６が互いに平行に配設される。さらに、Ｙ軸ロボット５及びガイドレール６には、Ｘ方向に延在するＸ軸ロボット７が架設される。該Ｘ軸ロボット７には、上記実装ヘッド１が取り付けられている。Ｙ軸ロボット５及びＸ軸ロボット７は、ともにボールネジ機構を有し、実装ヘッド１は、Ｙ軸ロボット５及びＸ軸ロボット７にてＸ方向及びＹ方向に移動可能であり、部品供給装置８から部品を保持し回路基板４の部品実装位置へ実装する（例えば、特許文献１参照。）。
又、上記実装ヘッド１に、部品を吸着保持する複数のノズルを設けたものや、上記Ｘ軸ロボット５に複数の実装ヘッド１を装着し、各実装ヘッド１にてそれぞれに対応する基板に部品を実装するようにした部品実装機も提案されている。
特許２８５８４５３号公報

しかしながら、上述した従来のＸＹロボット方式の部品実装機では、実装ヘッド１にて部品供給装置８から部品を吸着保持し、次に実装ヘッド１をＸ、Ｙ方向に移動させて基板４の部品実装位置に位置決めし、次に実装ヘッド１にて部品を基板４に実装し、その後次に実装すべき部品を保持するために部品供給装置８に移動するという動作を繰り返す。よって、一部品の実装に要する動作行程が長く時間がかかる。そのため、基板に多数の部品を効率的に実装するためには、多くの部品実装機を基板搬送方向に配設した実装ラインを構成する必要がある。さらに、当該部品実装機のＸ方向における両側には、Ｙ軸ロボット５及びガイドレール６を支持する支持枠が配設され、該支持枠の内側で実装ヘッド１がＸ方向に移動するように構成されていることから、一台の部品実装機のＸ方向における寸法が大きくなり、上記実装ラインは、非常に大掛かりものとなってしまう。よって、設備コストが高くなり、実装コスト上昇の原因となるという問題がある。

又、上述した従来の、Ｙ軸ロボット５及びガイドレール６にＸ軸ロボット７を架設したタイプの部品実装機では、Ｙ軸ロボット５の配置スペースの制約とＸ軸ロボット７における実装ヘッド１の可動範囲の制約とによって、当該部品実装機のＸ方向における幅寸法を一定にすると、基板サイズ及び部品供給装置８の配置数が制限されてしまう。逆に、基板サイズ及び部品供給装置８の配置数を確保すると、部品実装機の上記幅寸法が増大してしまい、部品実装機の幅寸法をコンパクト化による実装設備のコンパクト化を実現することができないという問題がある。

又、上記実装ヘッド１に複数のノズルを設けると、部品供給装置８と基板４との間の実装ヘッド１の移動回数を低減できるので、一部品当たりの動作時間はある程度低減可能である。しかし、それには限界があって一層の実装効率の向上及び設備コストの低廉化を実現できる部品実装機の提案が求められている。

又、Ｘ軸ロボット７に複数の実装ヘッド１を装着した構成では、部品保持動作及び実装動作は各実装ヘッドを順次動作させることになり、一部の動作は同時に行えることから多少動作効率が改善される。しかしながら、基本的に上述のノズルを増加させた場合と同一の実装動作を行うことになり、実装動作の効率化には限界があり、さらに実装ヘッドを複数設けることで実装精度の確保が困難になるという問題がある。

上述のような各問題点を解決するための構成を有する部品実装機においても、Ｙ軸ロボット５及びＸ軸ロボット７を有しこれらが動作することで、当該部品実装機の筐体には振動が発生する。該振動の変位量が大きいと実装精度にも影響を与えることになる。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、コンパクトな構成にて効率的にかつ精度良く作業することができる部品実装機用の架台であって、従来に比べて振動の低減を図ることができる部品実装機用架台、及び該部品実装機用架台を備えた部品実装機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の第１態様の部品実装機用架台は、操作側及び該操作側に対向する反操作側に挟まれた部分に設けられ基板を基板搬送方向に搬送する基板搬送装置を設置する基台上に設置され、かつ上記基板搬送装置に対して、上記基板搬送方向に直交する直交方向において上記基板搬送装置を間に挟み上記操作側に第１フレーム部材を有し、上記反操作側に第２フレーム部材を有する部品実装機用架台であって、該部品実装機用架台には、上記直交方向に延在するＹ軸ロボットが上記第１フレーム部材及び上記第２フレーム部材にて両端を支持され上記基板搬送方向に間をあけて２台平行に架設され、かつ各Ｙ軸ロボットには、上記基板搬送装置に保持された上記基板に部品を実装する実装ヘッドを有し上記基板搬送方向に移動させるＸ軸ロボットが吊り下げられ、当該部品実装機用架台内にて部品実装動作が行われる部品実装機用架台において、
上記第１フレーム部材は、上記操作側で上記基台に立設される門型のフレーム部材であり、上記基板搬送方向において上記基台の操作側両端部に立設される２本の第１支柱部材及び上記基板搬送方向に沿って延在し上記第１支柱部材の各上端部を連結する第１連結部材にて上記門型を形成し、
上記第２フレーム部材は、上記反操作側で上記基台に立設される四角型のフレーム部材であり、上記基板搬送方向において上記基台の反操作側両端部に立設される２本の第２支柱部材、上記基板搬送方向に沿って延在し上記第２支柱部材の各上端部を連結する第２連結部材、及び上記基板搬送方向に沿って延在し上記第２支柱部材の各下端部を連結する第３連結部材にて上記四角型を形成し、
上記基台の上記基板搬送方向における両側にてそれぞれ設けられる板状のフレーム部材であり、上記基板搬送方向に直交する直交方向に沿って延在し上記第１支柱部材の上記上端部及び上記第２支柱部材の上記上端部を連結する第４連結部材、並びに、上記直交方向に沿って延在し上記第１支柱部材の下端部及び上記第２支柱部材の上記下端部を連結する第５連結部材、並びに、上記第４連結部材及び上記第５連結部材の間にて上記第４連結部材及び上記第５連結部材を接続し基板搬送装置用開口を有する壁板部材を有する第３フレーム部材と、
上記第１フレーム部材の上記第１連結部材の上記基板搬送方向における中央部分にて上記基台に立設され上記第１連結部材に接続され、それぞれの上記Ｙ軸ロボット及び上記Ｘ軸ロボットの動作範囲を画する分離部材と、
２台の上記Ｙ軸ロボットの間に設けられ、上記第１連結部材における上記分離部材の接続部分及び上記第２連結部材を上記直交方向に沿って延在し連結し一方のＹ軸ロボットから発生する振動が他方のＹ軸ロボットに伝わるのを抑える第６連結部材と、を備え、
上記第１フレーム部材、上記第２フレーム部材、上記第３フレーム部材、上記分離部材、及び上記第６連結部材を一体的に形成したことを特徴とする。

又、上記分離部材、上記第６連結部材、及び上記基台とを接続し、上記分離部材から上記基板搬送装置の近傍まで延在し各Ｙ軸ロボットによる振動の伝搬を防止する補強用壁材をさらに備えることもできる。

又、本発明の第２態様の部品実装機は、上記第１態様の部品実装機用架台と、上記操作側に配置され上記基台に設置される部品供給装置と、
上記第１連結部材に一端を、上記第２連結部材にて他端を支持され上記第１連結部材及び上記第２連結部材に架設されるＹ軸ロボットと、
上記部品供給装置から部品を保持し上記基板搬送装置に保持された上記基板に上記部品を実装する実装ヘッドを有し、上記Ｙ軸ロボットに吊り下げられ上記基板搬送方向に上記実装ヘッドを移動させるＸ軸ロボットと、
を備えたことを特徴とする。

上述した本発明の第１態様における部品実装機用架台、及び第２態様における部品実装機によれば、第１フレーム部材、第２フレーム部材、第３フレーム部材、及び第６連結部材にて箱型の架台を形成したことより、Ｙ軸ロボットにＸ軸ロボットが吊り下げられかつ２台のＹ軸ロボットが第１フレーム部材及び第２フレーム部材に架設される形態の部品実装機用の架台において、従来に比して耐振動性を向上させることができる。よって、上記第１フレーム部材及び第２フレーム部材にＹ軸ロボットを架設しかつ該Ｙ軸ロボットにＸ軸ロボットを吊り下げた形態を採りコンパクト化を図った部品実装機において、上記Ｙ軸ロボット及びＸ軸ロボットから発生する振動による架台の振動を低減することができる。

以下、本発明の実施形態である、部品実装機用架台及び該架台を有する部品実装機について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同じ構成部分については同じ符号を付している。
本実施形態の部品実装機１０１の全体構成を図１及び図２に示す。部品実装機１０１の基台１０２には、Ｘ軸方向に平行な基板搬送方向１９０に基板１０５を搬送する基板搬送装置１０６が設置される。架台については以下に詳しく説明するが、図３に示すように、部品実装機１０１の操作側１０１ａにおいて基台１０２には第１フレーム部材１１０が設置され、上記操作側１０１ａに対向する反操作側１０１ｂには第２フレーム部材１２０が設置され、さらに基台１０２の基板搬送方向１９０における両側には第３フレーム部材１３０が設置され、さらに基板搬送方向１９０に直交しＹ軸方向に平行な直交方向１９１に延在し第１フレーム部材１１０と第２フレーム部材１２０とを連結する第６連結部材１４０が設置される。第１フレーム部材１１０、第２フレーム部材１２０、第３フレーム部材１３０、及び第６連結部材１４０が一体的に構成され、本実施形態では鋳造にて一体成形して部品実装機１０１の架台１０４を構成し、架台１０４は、基台１０２に固定される。又、基台１０２及架台１０４にて、部品実装機１０１の筐体を構成する。

架台１０４は、図１に示すように、上端の高さＨが作業者Ｗの目線Ｅの高さより下方に位置するように構成されている。具体的には、目線Ｅの高さを１５５０ｍｍ程度と想定して、上端の高さＨを１２５０〜１３５０ｍｍにしている。すなわち、高さＨをあまり低くすると、実装作業位置が極端に低くなって作業者Ｗが各種作業を行う場合の作業性が悪くなり、逆に高くすると背の低い作業者Ｗが実装状態を視認するのが困難になるため、この程度が適当である。

上記第１フレーム部材１１０は、上記操作側１０１ａで基台１０２に立設される門型のフレーム部材であり、図４に示すように、上記基板搬送方向１９０において基台１０２の操作側両端部には、第１支柱部材１１１がそれぞれ基台１０２に立設され、又、基板搬送方向１９０に沿って延在し第１支柱部材１１１の各上端部１１１ａを連結する第１連結部材１１２を有し、これら第１支柱部材１１１及び第１連結部材１１２にて上記門型を形成する。さらに、本実施形態において第１フレーム部材１１０は、基板搬送方向１９０において第１連結部材１１２の中央部分にて基台１０２に立設され第１連結部材１１２に接続される分離部材１１３を有する。後述するように、当該部品実装機用架台１０４を有する部品実装機１０１は、それぞれ独立して実装動作を行う２組のＹ軸ロボット１６０及びＸ軸ロボット１７０を有することから、分離部材１１３は、それぞれのＹ軸ロボット１６０及びＸ軸ロボット１７０の動作範囲を画する役割を果たす。又、該分離部材１１３を設けることで、一方組のＹ軸ロボット１６０及びＸ軸ロボット１７０にて発生した振動を、他方組のＹ軸ロボット１６０及びＸ軸ロボット１７０に影響を与えないようにする機能も有する。該機能は、分離部材１１３に接続される後述の補強用壁材１５０とによって、より効果的に作用する。
尚、本実施形態では、分離部材１１３は、第１フレーム部材１１０に含ませているが、第１フレーム部材１１０とは関係なく独立した構成部分とすることもできる。

上記第２フレーム部材１２０は、上記反操作側１０１ｂで基台１０２に立設される四角型のフレーム部材であり、図５に示すように、基板搬送方向１９０において基台１０２の反操作側両端部には、第２支柱部材１２１がそれぞれ基台１０２に立設され、又、基板搬送方向１９０に沿って延在し第２支柱部材１２１の各上端部１２１ａを連結する第２連結部材１２２、及び基板搬送方向１９０に沿って延在し第２支柱部材１２１の各下端部１２１ｂを連結し基台１０２に固定される第３連結部材１２３を有する。これらの第２支柱部材１２１、第２連結部材１２２、及び第３連結部材１２３にて上記四角型を形成する。
このように、第２フレーム部材１２０は、４辺部分に上述の各部材を配し、中央部分は空間を形成している。これは、当該部品実装機１０１の架台１０４内の装置におけるメンテナンス等の際に、作業者の作業性を良くするためである。

上記第３フレーム部材１３０は、基台１０２の基板搬送方向１９０における両側にてそれぞれ設けられる板状のフレーム部材であり、図６に示すように、直交方向１９１に沿って延在し上記第１支柱部材１１１の上端部１１１ａ及び上記第２支柱部材１２１の上端部１２１ａを連結する第４連結部材１３１、並びに、基台１０２に設けられ直交方向１９１に沿って延在し第１支柱部材１１１の下端部１１１ｂ及び第２支柱部材１２１の下端部１２１ｂを連結し基台１０２に固定される第５連結部材１３２、並びに、第４連結部材１３１及び第５連結部材１３２の間にて第４連結部材１３１及び第５連結部材１３２を接続しかつ第１支柱部材１１１及び第２支柱部材１２１に接続され基板搬送装置用開口１３４を有する壁板部材１３３を有する。尚、壁板部材１３３は、第１支柱部材１１１、第２支柱部材１２１、第４連結部材１３１、及び第５連結部材１３２と一体的に形成されている。又、第４連結部材１３１及び壁板部材１３３には、第３フレーム部材１３０、ひいては架台１０４の強度を確保するに必要な部分を残し、軽量化のため複数の開口１３５や、減肉部１３６を設けている。
このような壁板部材１３３を設けることで、第１フレーム部材１１０、第２フレーム部材１２０、及び第３フレーム部材１３０にて箱型を形成することができ、第１支柱部材１１１及び第２支柱部材１２１と、第４連結部材１３１及び第５連結部材１３２との間に、単に、リブ等を設ける場合に比べて直交方向１９１への架台１０４のゆがみを大幅に低減することができる。尚、壁板部材１３３と同等の強度を発揮する限り、壁板部材１３３に代えて、例えばリブ等の補強部材を使用することも可能である。

上記第６連結部材１４０は、図３及び図７に示すように、直交方向１９１に延在し、第１フレーム部材１１０の分離部材１１３と、第２フレーム部材１２０の第２連結部材１２２とを連結する部材である。尚、図３から明らかなように本実施形態では、架台１０４の上面に配する架台構成部材は、第６連結部材１４０のみであり、例えば架台１０４の上面の全面を覆う板材等は設けていない。これは、架台１０４内の各装置のメンテナンスの際における作業者の作業性、及び実装動作等の際における各装置の動作の視認性を良好にするためである。
図２に示され、又、後述するように、第１フレーム部材１１０の第１連結部材１１２と、第２フレーム部材１２０の第２連結部材１２２との間には、直交方向１９１に沿って互いに平行にＹ軸ロボット１６０が２台設置される。このような構造において、第６連結部材１４０を設けることで、一方のＹ軸ロボット１６０から発生する振動が他方のＹ軸ロボット１６０に伝わるのを抑えることができ、又、各Ｙ軸ロボット１６０の振動により架台１０４に共振が発生することを防止することができる。

上述した第１〜第３フレーム部材１１０〜１３０、及び第６連結部材１４０は、上述のように鋳造にて一体的に成形され、基台１０２に固定される。又、一般的に装置の架台材料としては、ＦＣ（ねずみ鋳鉄）材が使用されるが、本実施形態では、振動低減を達成するため、ＦＣ材に代えて、振動吸収率が上記ＦＣよりも勝るダクタイル鋳鉄を使用している。勿論、ＦＣ材を使用することも可能である。

さらに本実施形態では、図３、図６、及び図８に示すように、第１フレーム部材１１０の分離部材１１３、上記第６連結部材１４０、及び基台１０２を接続し、分離部材１１３から上記基板搬送装置１０６の近傍まで延在する補強用壁材１５０をさらに備えている。該補強用壁材１５０を備えることで、上記第６連結部材１４０の作用である、各Ｙ軸ロボット１６０による振動の伝搬防止を、より効果的に達成することができる。尚、補強用壁材１５０は、可能であれば、第２フレーム部材１２０まで延在させるのが好ましいが、本実施形態では、基台１０２の中央部分を基板搬送方向１９０に沿って基板搬送装置１０６が設置されていることから、上述のように基板搬送装置１０６の近傍までにて留めている。

以上のように構成された架台１０４及び基台１０２には、以下に説明するように、部品実装機１０１を構成する各装置が備え付けられる。即ち、図８に示すように、直交方向１９１において基台１０２の略中央部には、部品を実装すべき基板（ワーク）１０５を基板搬送方向１９０に搬送し、かつ位置決めする基板搬送装置１０６が配設されている。又、基台１０２の操作側１０１ａには、図２及び図８に示すように、第１フレーム部材１１０の分離部材１１３にて分割された各装填領域１１４に、部品供給装置１０７ａ、１０７ｂ（総称して「部品供給装置１０７」と記す場合もある。）がそれぞれ設置される。本実施形態では、架台１０４に向かって左側の装填領域１１４ａに、部品１０７３を収容したトレイ１０７１を有し該トレイ１０７１から部品供給を行ういわゆるトレイ式の部品供給装置１０７ａを設け、右側の装填領域１１４ｂには、部品を収納したテープを巻回したリールを有し上記テープを繰り出して部品供給を行うカセット１０７２を部品搬送方向１９０に沿って並設した、いわゆるカセット式の部品供給装置１０７ｂを設けている。尚、上記装填領域１１４と、設置される部品供給装置のタイプとに関係はなく、左右両側にトレイ式を設けても良いし、カセット式を設けても良い。
部品供給装置１０７の基板搬送装置１０６側の側部には、部品供給装置１０７から取り出された部品を認識する部品認識装置１０９が配設されている。

さらに、図７に示すように、第１フレーム部材１１０の第１連結部材１１２に一端１６１が支持され、第２フレーム部材１２０の第２連結部材１２２に他端１６２が支持されて、直交方向１９１に延在するＹ軸ロボット１６０が第１連結部材１１２及び第２連結部材１２２に架設される。Ｙ軸ロボット１６０は、トレイ式の部品供給装置１０７ａに対応して配置されるＹ軸ロボット１６０ａと、カセット式の部品供給装置１０７ｂに対応して配置されるＹ軸ロボット１６０ｂとの２台を有する。このように配置されるＹ軸ロボット１６０ａ、１６０ｂは、第１連結部材１１２及び第２連結部材１２２を連結する第６連結部材１４０を中心にして、基板搬送方向１９０において所定間隔を有して互いに平行に配置される。
Ｙ軸ロボット１６０は、図９及び図１０に詳細に示すように、高さの低い略門形の断面形状を有する剛性の高い梁状本体１６３を備え、該梁状本体１６３の下端の両側部に配設されたガイドレール１６４にてリニアガイド部材１６５を介して可動部１６６が移動自在に支持される。さらに梁状本体１６３には、送りねじ機構１６８が設けられ、該送りねじ機構１６８のナット部に可動部１６６が取り付けられている。よって、Ｙ軸ロボット１６０は、Ｙ軸ロボット１６０の他端１６２部分に設けた駆動モータ１６７にて送りねじ機構１６８を作動させることで、可動部１６６を直交方向１９１に移動及び位置決めするように構成されている。

Ｙ軸ロボット１６０の可動部１６６の下面には、基板搬送方向１９０に延在するＸ軸ロボット１７０の中央部が装着固定されている。それに伴って一対のＹ軸ロボット１６０ａ、１６０ｂの配設間隔は、図７に示すように、基板搬送方向１９０におけるＸ軸ロボット１７０の長さより若干長い間隔に設定されている。
Ｘ軸ロボット１７０は、図１１及び図１２に示すように、断面形状が扁平な略門形の本体枠１７１を備え、該本体枠１７１の両側下端部に配設され基板搬送方向１９０に延在するガイドレール１７２にてリニアガイド部材１７３を介して可動部１７４が基板搬送方向１９０に移動自在に支持される。さらに、可動部１７４の移動経路の上方の本体枠１７１の内部空間には、リニアモータ１７５が収容されており、リニアモータ１７５にて可動部１７４を基板搬送方向１９０に移動及び位置決めするように構成されている。可動部１７４の位置は、本体枠１７１の一側面に固定されたリニアスケール１７６を可動部１７４の一側に取付けられたリーダ１７７にて読み取って検出するように構成されている。又、本体枠１７１の両端近傍の両側に可動部１７４の移動端を規制するストッパ１７８が設けられている。

Ｘ軸ロボット１７０の可動部１７４の下面には、部品供給装置１０７から部品を保持して基板１０５に実装する実装ヘッド（作業ヘッド）１８０が装着されている。実装ヘッド１８０は、図１３に示すように、Ｘ軸ロボット１７０の可動部１７４の直下部分に昇降機構１８１を有し、昇降機構１８１の部品供給装置１０７側には、部品を吸着するノズルユニット１８２が配設され、さらにノズルユニット１８２の反部品供給装置側には、昇降機構１８１及びノズルユニット１８２の駆動制御を行う駆動制御ユニット１８３が配設されている。又、ノズルユニット１８２の一側部には、基板１０５を認識する基板認識装置１８４及び照明装置１８４１が装着されている。

昇降機構１８１は、駆動モータ１８１１にて回転駆動されるボールねじ１８１２と、該ボールねじ１８１２に螺合するナット部材１８１３とを有する送りねじ機構を備え、ナット部材１８１３に昇降部１８１４が結合されている。

ノズルユニット１８２には、ノズル１８２１が基板搬送方向１９０に沿って本実施形態では５本並列されるとともに、該ノズル列が直交方向１９１に２列に配設されている。これら計１０本のノズル１８２１が各々上下移動自在に、かつ、ばね１８２２にて上方の移動端に移動付勢されて下降移動可能に支持されている。又、これらのノズル１８２１群の上部に、昇降機構１８１の昇降部１８１４に結合されて連動して昇降するとともにその下降動作を各ノズル１８２１に選択的に伝達する選択機構１８２３が配設されている。

選択機構１８２３は、各ノズル１８２１に対応して１０個のシリンダ室１８２５が形成されたシリンダブロック１８２４を有する。シリンダ室１８２５内に配設されたピストン１８２６には、ノズル１８２１の上端に係合する押下軸１８２７が設けられ、かつピストン１８２６を下方に移動付勢するばね１８２８が設けられている。よって、昇降機構１８１の下降動作に連動して、下降移動させるノズル１８２１に対応するシリンダ室１８２５の上方に圧縮エアを導入することにより、シリンダブロック１８２４とともにピストン１８２６及び押下軸１８２７を介して、下降移動させるノズル１８２１が押し下げられて下降する。一方、その他のノズル１８２１は、対応するシリンダ室１８２５内でピストン１８２６が上昇移動することで、ばね１８２２の付勢力によって上方の移動端に保持されたままである。このように、下降移動させるノズル１８２１を任意に選択することができるように構成されている。各ノズル１８２１の配置間隔は、部品供給装置１０７における部品供給カセットの並列間隔に対応して設定され、一度に複数の部品を吸着できるように構成されている。

尚、図１３において、符号１８５は、ノズル１８２１の軸芯回りの回転位置を補正するためのθ軸駆動モータであり、該θ軸駆動モータ１８５が作動することで、ラックピニオン機構１８６及びスライダ・レバー機構１８７を介して、各ノズル１８２１の上記回転位置を調整できるように構成されている。

以上のように構成された部品実装機１０１における動作について、簡単に説明する。
２枚の基板１０５は、図８に示すように、基板搬送装置１０６にて基板搬送方向１９０に搬送され、Ｙ軸ロボット１６０ａ及びＹ軸ロボット１６０ｂにそれぞれ対応した位置に位置決めされる。その後、Ｙ軸ロボット１６０ａ、１６０ｂ、並びに、該Ｙ軸ロボット１６０ａ、１６０ｂに吊り下げられている各Ｘ軸ロボット１７０をそれぞれ独立して駆動させて、各Ｘ軸ロボット１７０に取り付けられている実装ヘッド１８０に備わるノズル１８２１の位置決めを行いながら、各ノズル１８２１にて、部品供給装置１０７ａ、１０７ｂから電子部品を保持し、それぞれの基板１０５に電子部品を実装していく。尚、上述したように、各Ｘ軸ロボット１７０は、基板搬送方向１９０及び直交方向１９１において互いに物理的に干渉することはないサイズにて設計され、配置されていることから、Ｙ軸ロボット１６０ａ、１６０ｂ、及び、Ｘ軸ロボット１７０は、それぞれ独立して、部品保持から部品実装までの動作を行うことができる。又、部品保持後、部品実装前に、ノズル１８２１に保持されている部品の保持姿勢が部品認識装置１０９にて認識され、該認識の結果に基づいて、ノズル１８２１の軸芯周りへの回転、及びＹ軸ロボット１６０及びＸ軸ロボット１７０の位置補正が行われる。
各基板１０５に所定の全部品が実装された後、基板１０５は、当該部品実装機１０１から搬出され、又、新たな基板１０５が当該部品実装機１０１に搬入される。

以上説明した部品実装機１０１によれば以下の効果が得られる。
即ち、上述のように架台１０４は、箱型にて形成されていることから、架台１０４に２台のＹ軸ロボット１６０を架設し、かつこれらのＹ軸ロボット１６０にはＸ軸ロボット１７０及び実装ヘッド１８０が取り付けられている構造にあっても、Ｙ軸ロボット１６０及びＸ軸ロボット１７０の動作に伴う振動を、従来の部品実装機に比して約３０％低減することができる。従って、部品実装精度においても上記振動の影響が低減されることから従来に比べて高精度とすることが可能となる。
又、部品実装機１０１の操作側１０１ａでは、第１フレーム部材１１０において分離部材１１３、さらには補強用壁材１５０を設けて、架台１０４の強度増強を図っている。一方、反操作側１０１ｂでは、第２フレーム部材１２０には、分離部材１１３及び補強用壁材１５０に相当する部材は設けておらず、架台１０４を箱型にて形成したにもかかわらず、メンテナンス時等における作業性の向上を図ることができる。

又、単一の部品実装機１０１において、複数の実装ヘッド１８０にて、かつ各実装ヘッド１８０が各々Ｙ軸ロボット１６０及びＸ輔ロボット１７０にて、それぞれ独立して移動及び位置決めされて部品実装動作が行われるので、部品の実装効率を格段に向上することができ、かつ単一のテーブルに複数の実装ヘッド１８０を設けた構造ではないので、各実装ヘッド１８０が相互に他方の実装ヘッド１８０の実装動作に伴う振動等の影響を受けることがなく、実装精度を確保することができる。

さらに、実装ヘッド１８０のノズルユニット１８２は、本実施形態では、基板搬送方向１９０に５本のノズル１８２１を並列し、かつ該配列を直交方向１９１に２列に配列し、計１０本のノズル１８２１を有している。よって、部品供給装置１０７へ実装ヘッド１８０を１回移動することで、最大１０個の部品を保持することができることから、一層実装効率を向上することができる。

又、このように複数の実装ヘッド１８０を備えた部品実装機１０１でありながら、Ｙ軸ロボット１６０を基板搬送方向１９０であるＸ軸方向に並列させ、第１フレーム部材１１０及び第２フレーム部材１２０に架設していることから、部品搬送方向１９０における部品実装機１０１の外形寸法をコンパクトに構成することができ、実装ラインの設備コストを大幅に低減することができる。しかも、このように複数の実装ヘッド１８０を備えていながら、架台１０４の上端の高さＨを作業者Ｗの目線Ｅの高さよりも低くしているので、Ｙ軸ロボット１６０ａ、１６０ｂ間の間隔を通して上方から両側の実装ヘッド１８０の動作状態を視認することができる。よって、実装動作状態の確認を容易に行うことができ、保守点検の作業性が向上する。さらに、全体の高さ寸法を作業者Ｗの目線Ｅの高さより低くしていることで、基台１０２及び架台１０４の剛性が高くなって実装精度を向上させることができる。

又、Ｙ軸ロボット１６０の下面に可動部１６６を備え、該可動部１６６にＸ軸ロボット１７０の中央部を装着し、該Ｘ軸ロボット１７０の下面に可動部１７４を備え、該可動部１７４の下面に実装ヘッド１８０を装着している。よって、実装ヘッド１８０は、Ｙ軸ロボット１６０及びＸ軸ロボット１７０にて吊り下げ方式にて支持されている。よって、実装ヘッド１８０の高い支持剛性を得ながらコンパクトに構成でき、又、Ｘ軸ロボット１７０がその中央部で支持されているので、Ｘ軸ロボット１７０の両端間で実装ヘッド１８０が移動する際の支持剛性を高くできるとともに、Ｙ軸ロボット１６０ａ、１６０ｂ間の視認スペースを十分に確保することができる。
具体数値例を示すと、例えばＸ軸ロボット１７０の長さを４５０ｍｍ程度とすると、部品実装機１０１のＸ軸方向の外形寸法を９００ｍｍ程度の寸法に納めることができ、又、Ｙ軸ロボット１６０のＸ軸方向に沿った幅寸法を２００ｍｍ程度とすれば、Ｙ軸ロボット１６０ａ、１６０ｂ間の２５０ｍｍ程度の間隔を通して上方から両側の実装ヘッド１８０の動作状態を視認することができる。

又、本実施形態では、Ｘ軸ロボット１７０が、扁平な断面寸法の本体枠１７１の下部に配設された両側のガイドレール１７２にて可動部１７４を移動自在に支持し、該可動部１７４の移動経路の上方で本体枠１７１内の収容配設され、上下寸法の小さいリニアモータ１７５にて可動部１７４を駆動及び位置決めするように構成されている。よって、Ｘ軸ロボット１７０を上下寸法の小さいものとすることができ、それによって架台１０４の上端の高さＨを低くしながら実装ヘッド１８０による実装作業高さを可及的に高くでき、高い作業性を確保することができる。

又、実装ヘッド１８０は、Ｘ軸ロボット１７０の可動部１７４の直下部分に昇降機構１８１を有し、この昇降機構１８１の前側部に部品を吸着するノズルユニット１８２を配設し、昇降機構１８１の後側部に昇降機構１８１及びノズルユニット１８２の駆動制御ユニット１８３を配設している。よって、実装ヘッド１８０自体の上下方向（Ｚ軸方向）の高さ寸法を小さくすることができ、それによって架台１０４の上端の高さを低くしながら実装ヘッド１８０による実装作業高さを可及的に高くでき、嵩い作業性を確保することができる。

又、ノズルユニット１８２が、昇降機構１８１の昇降動作を任意のノズル１８２１に選択的に伝達する選択機構１８２３を備えているので、昇降機構１８１にて単純にノズルユニット１８２の選択機構１８２３を昇降駆動するだけで任意のノズル１８２１を作用させることができ、簡単でシンプルな構成にて効率的に必要な部品の保持、実装動作を行うことができる。

本発明の部品実装機の架台、及び該架台を有する部品実装機は、電子部品等の部品を基板等のワークに実装し、又該実装動作に関連して各種作業を上記ワークに対して行う部品実装動作において有用である。

図１は、本発明の実施形態における部品実装機の側面図である。 図２は、図１に示す部品実装機の斜視図である。 図３は、図１に示す部品実装機における基台及び架台を示す斜視図である。 図４は、図１に示す部品実装機を操作側を見た図である。 図５は、図１に示す部品実装機を反操作側から見た図である。 図６は、図１に示す部品実装機の側面図である。 図７は、図１に示す部品実装機の平面図である。 図８は、図１に示す部品実装機における天井部分を除いた状態の平面図である。 図９は、図１に示す部品実装機に備わるＹ軸ロボットの斜視図である。 図１０は、図９に示すＹ軸ロボットのＡ−Ａ部にて破断した状態の図である。 図１１は、図１に示す部品実装機に備わるＸ軸ロボットの斜視図である。 図１２は、図１１に示すＸ軸ロボットのＢ−Ｂ部にて破断した状態の図である。 図１３は、図１１に示すＸ軸ロボットに取り付けられる実装ヘッドの一部断面を含む斜視図である。 図１４は、従来の部品実装機の斜視図である。

符号の説明

１０１…部品実装機、１０１ａ…操作側、１０１ｂ…反操作側、１０２…基台、
１０４…部品実装機用架台、１０５…基板、１０６…基板搬送装置、
１０７ａ…トレイ式部品供給装置、１０７ｂ…カセット式部品供給装置、
１１０…第１フレーム部材、１１１…第１支柱部材、１１１ａ…上端部、
１１１ｂ…下端部、１１２…第１連結部材、１１３…分離部材、
１２０…第２フレーム部材、１２１…第２支柱部材、１２１ａ…上端部、
１２１ｂ…下端部、１２２…第２連結部材、１２３…第３連結部材、
１３０…第３フレーム部材、１３１…第４連結部材、１３２…第５連結部材、
１３３…壁板部材、１３４…基板搬送装置用開口、１４０…第６連結部材、
１５０…補強用壁材、１６０…Ｙ軸ロボット、１６１…一端、１６２…他端、
１７０…Ｘ軸ロボット、１７５…リニアモータ、１８０…実装ヘッド、
１９０…基板搬送方向、１９１…直交方向、１０７３…部品。

Claims (3)

1. 操作側（１０１ａ）及び該操作側に対向する反操作側（１０１ｂ）に挟まれた部分に設けられ基板（１０５）を基板搬送方向（１９０）に搬送する基板搬送装置（１０６）を設置する基台（１０２）上に設置され、かつ上記基板搬送装置に対して、上記基板搬送方向に直交する直交方向（１９１）において上記基板搬送装置を間に挟み上記操作側に第１フレーム部材（１１０）を有し、上記反操作側（１０１ｂ）に第２フレーム部材（１２０）を有する部品実装機用架台（１０４）であって、該部品実装機用架台には、上記直交方向に延在するＹ軸ロボット（１６０）が上記第１フレーム部材及び上記第２フレーム部材にて両端を支持され上記基板搬送方向に間をあけて２台平行に架設され、かつ各Ｙ軸ロボットには、上記基板搬送装置に保持された上記基板に部品を実装する実装ヘッド（１８０）を有し上記基板搬送方向に移動させるＸ軸ロボット（１７０）が吊り下げられ、当該部品実装機用架台内にて部品実装動作が行われる部品実装機用架台において、
   上記第１フレーム部材は、上記操作側で上記基台に立設される門型のフレーム部材であり、上記基板搬送方向において上記基台の操作側両端部に立設される２本の第１支柱部材（１１１）及び上記基板搬送方向に沿って延在し上記第１支柱部材の各上端部（１１１ａ）を連結する第１連結部材（１１２）にて上記門型を形成し、
   上記第２フレーム部材は、上記反操作側で上記基台に立設される四角型のフレーム部材であり、上記基板搬送方向において上記基台の反操作側両端部に立設される２本の第２支柱部材（１２１）、上記基板搬送方向に沿って延在し上記第２支柱部材の各上端部（１２１ａ）を連結する第２連結部材（１２２）、及び上記基板搬送方向に沿って延在し上記第２支柱部材の各下端部（１２１ｂ）を連結する第３連結部材（１２３）にて上記四角型を形成し、
   上記基台の上記基板搬送方向における両側にてそれぞれ設けられる板状のフレーム部材であり、上記基板搬送方向に直交する直交方向（１９１）に沿って延在し上記第１支柱部材の上記上端部及び上記第２支柱部材の上記上端部を連結する第４連結部材（１３１）、並びに、上記直交方向に沿って延在し上記第１支柱部材の下端部（１１１ｂ）及び上記第２支柱部材の上記下端部を連結する第５連結部材（１３２）、並びに、上記第４連結部材及び上記第５連結部材の間にて上記第４連結部材及び上記第５連結部材を接続し基板搬送装置用開口（１３４）を有する壁板部材（１３３）を有する第３フレーム部材（１３０）と、
   上記第１フレーム部材の上記第１連結部材の上記基板搬送方向における中央部分にて上記基台に立設され上記第１連結部材に接続され、それぞれの上記Ｙ軸ロボット及び上記Ｘ軸ロボットの動作範囲を画する分離部材（１１３）と、
   ２台の上記Ｙ軸ロボットの間に設けられ、上記第１連結部材における上記分離部材の接続部分及び上記第２連結部材を上記直交方向に沿って延在し連結し一方のＹ軸ロボットから発生する振動が他方のＹ軸ロボットに伝わるのを抑える第６連結部材（１４０）と、を備え、
   上記第１フレーム部材、上記第２フレーム部材、上記第３フレーム部材、上記分離部材、及び上記第６連結部材を一体的に形成したことを特徴とする部品実装機用架台。
2. 上記分離部材、上記第６連結部材、及び上記基台とを接続し、上記分離部材から上記基板搬送装置の近傍まで延在し各Ｙ軸ロボットによる振動の伝搬を防止する補強用壁材（１５０）をさらに備えた、請求項１記載の部品実装機用架台。
3. 請求項１及び請求項２に記載の部品実装機用架台（１０４）と、
   上記操作側（１０１ａ）に配置され上記基台（１０２）に設置される部品供給装置（１０７）と、
   上記第１連結部材（１１２）に一端（１６１）を、上記第２連結部材（１２２）にて他端（１６２）を支持され上記第１連結部材及び上記第２連結部材に架設されるＹ軸ロボット（１６０）と、
   上記部品供給装置から部品（１０７３）を保持し上記基板搬送装置（１０６）に保持された上記基板（１０５）に上記部品を実装する実装ヘッド（１８０）を有し、上記Ｙ軸ロボットに吊り下げられ上記基板搬送方向（１９０）に上記実装ヘッドを移動させるＸ軸ロボット（１７０）と、
   を備えたことを特徴とする部品実装機。

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