JP4330392B2 - 部品実装装置 - Google Patents
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Description
上述のように、従来の部品実装装置では、小型部品実装用ヘッドと大型部品実装用ヘッドとの間では、ノズルを保持する構造に違いがあり、両者間でノズルの互換性がないものが多かった。
尚、上記小型部品とは、概ね6mm角以下の角チップ型部品であり、吸着可能な平面を有する部品をいう。又、上記大型部品とは、概ね6mm角を超える多様な部品であり、吸着できない部品も含む概念である。
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、異種の実装用ヘッドにおいて生産に必要なノズル数を最小限にする部品実装装置を提供することを目的とする。
即ち、本発明の第1態様の部品実装装置は、小型部品を保持する小型部品用保持部材を着脱可能に有し上記小型部品用保持部材にて上記小型部品を保持して基板に実装する小型部品用実装ヘッドと、上記小型部品に比して大型の大型部品を保持する大型部品用保持部材を着脱可能に有し上記大型部品用保持部材にて上記大型部品を保持して上記基板に実装する大型部品用実装ヘッドとを有する部品実装装置において、
上記小型部品用実装ヘッドは、さらに、小型用取付部材と、係合部材を有し該係合部材にて上記小型用取付部材に取り付けられる部材であり上記小型部品用保持部材を着脱自在に装填し固定する第1着脱部を有する小型装填用部材と、該小型装填用部材を上記小型用取付部材との間で上下方向に付勢する弾性部材とを有し、
上記大型部品用実装ヘッドは、さらに、大型用取付部材と、上記大型用取付部材に着脱自在に取り付けられるアダプタ部材と、該アダプタ部材に取り付けられる部材であり上記大型部品用保持部材を着脱自在に装填し固定する第2着脱部を有する大型装填用部材と、該大型装填用部材を上記アダプタ部材との間で上下方向に付勢する弾性部材とを備えたことを特徴とする。
上記保持部材交換装置は、上記つば部に係合し上記小型部品用保持部材若しくは上記交換用小型部品用保持部材、及び上記大型部品用保持部材若しくは上記交換用大型部品用保持部材、並びに上記アダプタ部材若しくは上記交換用アダプタ部材を保持し部材着脱を行う着脱位置と、上記つば部に非係合であり上記小型部品用保持部材若しくは上記交換用小型部品用保持部材、及び上記大型部品用保持部材若しくは上記交換用大型部品用保持部材、並びに上記アダプタ部材若しくは上記交換用アダプタ部材を非保持とする解除位置とを選択的に移動する移動部材を有するように構成することもできる。
図1に示す上記部品実装装置100は、特徴的な構成部分として、小型部品を保持して基板111に実装する小型部品用実装ヘッド120と、大型部品を保持して基板111に実装する大型部品用実装ヘッド130とを備え、さらに大型部品用実装ヘッド130に備わる大型部品用着脱部材134を予備の着脱部材と交換する保持部材交換装置140を備える。
本実施形態において、上記小型部品とは、概ね6mm角以下の角チップ型部品であり、吸着可能な平面を有する部品をいう。又、上記大型部品とは、概ね6mm角を超える多様な部品であり、該大型部品は、吸着にて保持できない部品をも含む概念である。
上述のように小型用取付部材123の下端部分123aに被装填部1231を設け該被装填部1231には保持部材互換機構123bを設けたことにより、スプリング1233の付勢力に逆らいながら小型部品用着脱部材124の装填部124cを被装填部1231に挿入し、ピン1241がピン回転部1234に達したところで小型部品用着脱部材124を90度回転させることでピン1241を長穴1232に嵌合させ、小型部品用着脱部材124を小型用取付部材123に装填することができる。一方、該装填動作と逆の手順にて操作することで、小型用取付部材123から小型部品用着脱部材124を取り外すことができる。又、ピン1241と同じサイズ及び形状を有するピンを備えることで、大型部品用着脱部材134を小型用取付部材123に着脱自在に装填することができる。
このように、実装対象部品に応じて、小型用取付部材123に対して容易に小型部品用着脱部材124及び大型部品用着脱部材134の交換を行うことができる。
又、ホルダ部1332は、アダプタ部材1351を嵌合可能とする凹部1332aを有し、該凹部1332aを形成する壁部1332bの複数箇所には、上記アダプタ着脱機構1333の構成部分であるボール1333aがホルダ部1332の内外方向134bに移動可能にして取り付けられている。勿論、ボール1333aが凹部1332a側へ落下しないような構造を壁部1332bは有する。尚、符号1332cにて示す部材は、ホルダ部1332の凹部1332aに装填されたアダプタ部材1351とシャフト部1331との間で、部品吸着用の負圧を維持するためのシール部材である。
上記保持部材互換機構135に関して、大型部品用着脱部材134には、係合部材の機能を果たす一例として、大型部品用着脱部材134の軸方向134aに直交する上記内外方向134bに沿って突出する一対のピン1341が形成されている。ピン1341のサイズ及び形状は、小型部品用着脱部材124に備わるピン1241のサイズ及び形状と同一である。
又、アダプタ部材135の外面には、上記ボール1333aと係合する溝部1355が形成されている。
上述のように大型用取付部材133に保持部材互換機構135を設け、該保持部材互換機構135にはアダプタ部材1351を設けた。よって、図7に示すように、アダプタ部材1351の被装着部1352へ大型部品用着脱部材134の装填部134cをスプリング1354の付勢力に逆らいながら挿入する。そして、大型部品用着脱部材134のピン1341がピン回転部1356に達したところで大型部品用着脱部材134を90度回転させることでピン1341を長穴1353に嵌合させ、大型部品用着脱部材134を大型用取付部材133に装填することができる。一方、該装填動作と逆の手順にて操作することで、大型用取付部材133から大型部品用着脱部材134を取り外すことができる。又、小型部品用着脱部材124も上記ピン1341と同じサイズ及び形状を有するピン1241を有することから、小型部品用着脱部材124をアダプタ部材1351に着脱自在に装填することができる。
このように、実装対象部品に応じて、大型用取付部材133に対して容易に大型部品用着脱部材134及び小型部品用着脱部材124の交換を行うことができる。
即ち、スプリング1333cの付勢力に逆らって上記着脱用部材1333bを軸方向134aに沿って引き上げ、ボール1333aの位置に着脱用部材1333bの大内径部1333dを位置させる。これにより、ボール1333aは、内外方向134bに沿ってホルダ部1332の外側へ可動となり、アダプタ部材1351の溝部1355との係合が解除される。よって、アダプタ部材1351は、大型部品用着脱部材134又は小型部品用着脱部材124を装填した状態のまま、ホルダ部1332から取り外し可能となる。一方、大型部品用着脱部材134又は小型部品用着脱部材124を装填した状態のアダプタ部材1351をホルダ部1332に装填するときには、溝部1355がボール1333aに係合する位置まで、つまりアダプタ部材1351のつば部1357がホルダ部1332の下端に当接するまでアダプタ部材1351をホルダ部1332の凹部1332aに挿入する。そして着脱用部材1333bを降ろし、着脱用部材1333bの小内径部1333eをボール1333aに接触させる。これにより、ボール1333aと溝部1355とが係合し、アダプタ部材1351はホルダ部1332に保持される。
図8は、上述した大型用取付部材133のホルダ部1332に対して、大型部品用着脱部材134又は小型部品用着脱部材124を装填した状態のアダプタ部材1351を、アダプタ着脱機構1333を使用して交換することができる保持部材交換装置140の一構成例を示している。尚、下記の説明において、大型部品用着脱部材134又は小型部品用着脱部材124を装填した状態のアダプタ部材を、着脱部材付アダプタ部材1351と記す。
上記保持部材交換装置140は、着脱部材付アダプタ部材1351を載置するアダプタ部材載置台141と、該アダプタ部材載置台141に設けられた交換用機構142とを有する。該交換用機構142には、アダプタ部材載置台141に設置され駆動源としてのシリンダ1421と、アダプタ部材載置台141に可動に取り付けられシリンダ1421の出力軸が進退方向1424に移動することで回動されるレバー1422と、該レバー1422に係合しレバー1422の回動により上記進退方向1424に直交する開閉方向1425に移動し着脱部材付アダプタ部材1351の着脱を可能とする移動部材1423とが備わる。
このとき大型部品用実装ヘッド130は、大型用ヘッド移動装置190にて保持部材交換装置140上の規定位置まで移動し、昇降機構131によりノズルユニット132を下降し、着脱部材付アダプタ部材1351のつば部1357を保持部材交換装置140のアダプタ部材載置台141に接触させる。このとき、保持部材交換装置140の移動部材1423は、図9の上記右側に示すように、解除位置1423aに位置し、大型用取付部材133のホルダ部1332におけるアダプタ着脱機構1333の着脱用部材1333bは、スプリング1333cの付勢力にて押し下げられて係合位置1333fに位置する。次に、保持部材交換装置140のシリンダ1421を作動させレバー1422を介して、図9の上記左側に示すように、移動部材1423を解除位置1423aから着脱位置1423bへ移動させる。該移動により、移動部材1423は、着脱用部材1333bに接触しさらに着脱用部材1333bを係合位置1333fから非係合位置1333gへ押し上げる。着脱用部材1333bが非係合位置1333gに位置することで、図示するように、ボール1333aは、ホルダ部1332の外側へ移動可能となり、着脱部材付アダプタ部材1351との係合が解除される。よって、ノズルユニット132を上昇させることで、着脱部材付アダプタ部材1351をアダプタ部材載置台141に載置した状態で、ホルダ部1332から着脱部材付アダプタ部材1351を抜き去ることができる。
又、上述したように大型部品用着脱部材134及び小型部品用着脱部材124の保持形態は同一であることから、小型部品用実装ヘッド120において、上述したように小型部品用着脱部材124の自動交換はできないものの、小型部品用実装ヘッド120に大型部品用着脱部材134を取り付けることも可能であり、準備する部品用着脱部材の種類と本数を最小限にとどめながら多様な部品に対応することができる。
前工程より搬送されてきた基板111は、基板搬送位置決め装置160により部品実装位置へ位置決めされる。一方、小型部品用実装ヘッド120及び大型部品用実装ヘッド130は、それぞれ小型用ヘッド移動装置180及び大型用ヘッド移動装置190にてX,Y方向に移動される。該移動により、小型部品用実装ヘッド120に備わる小型部品用着脱部材124、及び大型部品用実装ヘッド130に備わる大型部品用着脱部材134にて、部品供給装置150から小型部品112及び大型部品113が保持される。さらに部品保持後、小型部品用実装ヘッド120及び大型部品用実装ヘッド130は、部品認識装置170の上方へ移動され、小型部品用着脱部材124に保持されている小型部品112の保持姿勢、及び大型部品用着脱部材134に保持されている大型部品113の保持姿勢がそれぞれ撮像される。該撮像動作により、制御装置200にて、それぞれの保持姿勢に基づいて、基板111における部品実装位置に対する小型部品用実装ヘッド120及び大型部品用実装ヘッド130の移動の補正がなされる。そして、該補正を考慮して小型部品用実装ヘッド120及び大型部品用実装ヘッド130にて基板111に小型部品112及び大型部品113が実装される。基板111に所定の全ての部品が実装されるまで、以上の動作を繰り返す。全ての部品が実装後、基板111は次工程へ搬送される。
尚、小型部品用実装ヘッド120及び大型部品用実装ヘッド130は、両者が干渉しないように並行して動作してもよいし、いずれか一方のみを動作させてもよい。
小型部品用着脱部材210は、上述の小型部品用着脱部材124を2分割した構造にてなる。即ち、小型部品用着脱部材210は、小型部品用着脱部材124においてピン1241を含む装填部124cに対応しかつ小型装填用部材の機能を実行する一例に相当する装填部211と、小型部品112を吸着しかつ小型部品用保持部材の機能を実行する一例に相当する吸着部212とを有する。上記装填部211には、小型部品用着脱部材124の場合と同様に、小型用取付部材123の長穴1232に係合することで当該小型部品用着脱部材210を小型用取付部材123に保持させるピン1241が設けられている。又、装填部211の下端部には、上記吸着部212を着脱自在に保持するための係合部が形成されている。本実施形態では、該係合部の一例としての凹部211aが形成されている。さらに装填部211には凹部211aに対応する位置に、吸着部212を保持するための保持用部材211bが設けられている。本実施形態では保持用部材211bは、装填部211に形成した溝に装着された弾性部材であり、上記溝の一部は、凹部211aまで貫通している。尚、上記凹部211a及び保持用部材211bは、第1着脱機構の機能を果たす一例に相当する。
又、本実施形態では、装填部211における係合部、及び吸着部212における被係合部を、凹部211a及び凸部212aとしたが、これらの構成に限定されるものではなく、当業者が容易想到な公知の構成を採ることが可能である。
大型部品用着脱部材220についても上述した小型部品用着脱部材210の場合と同様に、上述の大型部品用着脱部材134を2分割した構造にてなる。即ち、大型部品用着脱部材220は、大型部品用着脱部材134においてピン1341を含む装填部134cに対応しかつ大型装填用部材の機能を実行する一例に相当する装填部221と、大型部品113を吸着しかつ大型部品用保持部材の機能を実行する一例に相当する吸着部222とを有する。上記装填部221には、大型部品用着脱部材134の場合と同様に、大型用取付部材133のアダプタ部材1351の長穴1353に係合することで当該大型部品用着脱部材220を大型用取付部材133に保持させるピン1341が設けられている。又、装填部221の下端部には、上記吸着部222を着脱自在に保持するための係合部が形成されている。本実施形態では、該係合部の一例としての凹部221aが形成されている。さらに装填部221には凹部221aに対応する位置に、吸着部222を保持するための保持用部材221bが設けられている。本実施形態では保持用部材221bは、装填部221に形成した溝に装着された弾性部材であり、上記溝の一部は、凹部221aまで貫通している。尚、上記凹部221a及び保持用部材221bは、第2着脱機構の機能を果たす一例に相当する。又、大型部品用着脱部材220には、方向性を有するものがあるため、方向性を有する大型部品用着脱部材220を取り付けるときのために、図11に示すように、ホルダ部1332を貫通しアダプタ部材1351に挿入されたピン1358が設けられる場合がある。
又、本実施形態では、装填部221における係合部、及び吸着部222における被係合部を、凹部221a及び凸部222aとしたが、これらの構成に限定されるものではなく、当業者が容易想到な公知の構成を採ることが可能である。
図12には、小型部品用着脱部材210を交換するための第2保持部材交換装置230を示している。第2保持部材交換装置230は、小型部品用着脱部材210の吸着部212、及び交換用の吸着部212−1を載置する吸着部載置台231と、交換用機構232とを有する。該交換用機構232には、吸着部載置台231を設けた架台部に設けられる駆動源としてのシリンダ2321と、シリンダ2321の出力軸が進退方向2321aに移動することで揺動するレバー2322と、吸着部載置台231に摺動可能に取り付けられる部材であり、レバー2322に連結されレバー2322の揺動により開閉方向2329に沿って着脱位置2324と解除位置2325との間で移動し吸着部212等の着脱を可能とする移動部材2323とが備わる。又、吸着部載置台231には、大型部品用着脱部材220の吸着部222、及び交換用の吸着部222−1を載置することもできる。
シリンダ2321の動作による開閉方向2329への移動部材2323の移動により、移動部材2323が着脱位置2324に配置されるときには、吸着部載置台231に載置されている吸着部212のつば部212cと、移動部材2323の押え部2323bとが重なり、吸着部載置台231から吸着部212を取り出そうとしてもつば部212cと押え部2323bとが干渉し、吸着部212の取り出しはできない。一方、移動部材2323が解除位置2325に配置されるときには、吸着部212のつば部212cに対して移動部材2323の開口2323aが重なり、吸着部載置台231から吸着部212は取り出し可能となる。
交換のときには、第2保持部材交換装置230の移動部材2323は、解除位置2325に配置した後、小型部品用実装ヘッド120は、小型用ヘッド移動装置180にて第2保持部材交換装置230上の予め指定された位置まで移動される。次に、小型用取付部材123に装填されている小型部品用着脱部材210の吸着部212のつば部212cが移動部材2323の開口2323aを通り第2保持部材交換装置230の吸着部載置台231に接触するまで、昇降機構121によりノズルユニット122を下降する。
このようにして吸着部212を交換しながら実装作業を継続することで、多くの種類の部品を実装することが可能となり、生産性を向上することができる。
図14には、大型部品用着脱部材220を交換するための第3保持部材交換装置240を示している。第3保持部材交換装置240は、大型部品用着脱部材220を装填したアダプタ部材1351、及び交換用のアダプタ部材1351−1が載置されるアダプタ部材載置台241と、交換用機構242とを有する。尚、第3保持部材交換装置240に関する説明において、大型部品用着脱部材220を装填したアダプタ部材を、着脱部材付アダプタ部材1351と記す。又、交換用アダプタ部材1351−1にも大型部品用着脱部材220が装填されている。
サイズの異なる着脱部材付アダプタ部材を載置することから、移動部材2423における開口2423aの配列ピッチは、最も大きいサイズの着脱部材付アダプタ部材1351における配列ピッチに一致させてもよいが、これでは移動部材2423に無駄なスペースが生じることから、着脱部材付アダプタ部材1351のサイズに応じて上記配列ピッチを変化させるのが好ましい。よって、後述するように、着脱位置2428aと解除位置2428bとに移動部材2423を移動させるときの移動量は、着脱部材付アダプタ部材1351のサイズに応じて変化させる必要が生じる。上記ストッパ2424は、このためのもので、レバー2422の揺動範囲を制限することで、移動部材2423の移動量を変更することが可能となる。
又、装填部221に対する吸着部222の保持形態が小型部品用着脱部材210の形態と同一であることから、小型部品用実装ヘッド120でも吸着部222を使用することができ、準備するノズルの種類と本数を最小限にとどめながら多様な部品に対応することができる。
120…小型部品用実装ヘッド、123…小型用取付部材、
123b…保持部材互換機構、124…小型部品用着脱部材、124a…軸方向、
124b…直交方向、130…大型部品用実装ヘッド、133…大型用取付部材、
134…大型部品用着脱部材、134a…軸方向、134b…内外方向、
135…保持部材互換機構、140…保持部材交換装置、211…装填部、
211a…凹部、211b…保持用部材、212…吸着部、
212−1…交換用吸着部、212b…嵌合溝、212c…つば部、
221…装填部、221a…凹部、221b…保持用部材、222…吸着部、
222−1…交換用吸着部、222b…嵌合溝、222c…つば部、
230…保持部材交換装置、240…保持部材交換装置、
1232…長穴、1241…ピン、1332…ホルダ部、
1333…アダプタ着脱機構、1341…ピン、1351…アダプタ部材、
1351−1…交換用アダプタ部材、1353…長穴、1357…つば部、
1423…移動部材、1423a…解除位置、1423b…着脱位置、
2323…移動部材、2324…着脱位置、2325…解除位置、
2423…移動部材、2423a…開口、2428a…着脱位置、
2428b…解除位置。
Claims (5)
- 小型部品(112)を保持する小型部品用保持部材(212)を着脱可能に有し上記小型部品用保持部材にて上記小型部品を保持して基板(111)に実装する小型部品用実装ヘッド(120)と、上記小型部品に比して大型の大型部品(113)を保持する大型部品用保持部材(222)を着脱可能に有し上記大型部品用保持部材にて上記大型部品を保持して上記基板に実装する大型部品用実装ヘッド(130)とを有する部品実装装置(100)において、
上記小型部品用実装ヘッドは、さらに、小型用取付部材(123)と、係合部材(1241)を有し該係合部材にて上記小型用取付部材に取り付けられる部材であり上記小型部品用保持部材を着脱自在に装填し固定する第1着脱部(211a,211b)を有する小型装填用部材(211)と、該小型装填用部材を上記小型用取付部材との間で上下方向に付勢する弾性部材(1233)とを有し、
上記大型部品用実装ヘッドは、さらに、大型用取付部材(133)と、上記大型用取付部材に着脱自在に取り付けられるアダプタ部材(1351)と、該アダプタ部材に取り付けられる部材であり上記大型部品用保持部材を着脱自在に装填し固定する第2着脱部(221a、221b)を有する大型装填用部材(221)と、該大型装填用部材を上記アダプタ部材との間で上下方向に付勢する弾性部材(1354)とを備えたことを特徴とする部品実装装置。 - 上記第1着脱部及び上記第2着脱部のそれぞれは、上記小型装填用部材及び上記大型装填用部材に形成され上記小型部品用保持部材及び上記大型部品用保持部材と係合する係合部(211a、221a)と、上記小型部品用保持部材及び上記大型部品用保持部材に形成された嵌合溝(212b、222b)に対応して上記係合部に設けられ上記嵌合溝に係合する保持用部材(211b、221b)とを有する、請求項1記載の部品実装装置。
- 上記小型部品用保持部材及び上記大型部品用保持部材、並びに上記小型部品用保持部材及び上記大型部品用保持部材が取り付いた状態における上記アダプタ部材の少なくとも一種に対応してこれら部材と同一形態にてなる、交換用小型部品用保持部材(212−1)及び交換用大型部品用保持部材(222−1)、並びに上記交換用小型部品用保持部材及び上記交換用大型部品用保持部材が取り付いた状態における交換用アダプタ部材(1351−1)の少なくとも一種を備え、かつ、上記小型部品用保持部材及び上記大型部品用保持部材については上記第1着脱部及び上記第2着脱部にて、上記アダプタ部材については上記大型用取付部材に備わるホルダ部(1332)に上記アダプタ部材を着脱自在に保持するアダプタ着脱機構(1333)にて、上記小型部品用実装ヘッド及び上記大型部品用実装ヘッドに取り付けられている上記小型部品用保持部材及び上記大型部品用保持部材と、上記交換用小型部品用保持部材及び上記交換用大型部品用保持部材とを自動的に交換する保持部材交換装置(140、230、240)をさらに備えた、請求項2記載の部品実装装置。
- 上記小型部品用保持部材及び上記大型部品用保持部材、並びに上記アダプタ部材のそれぞれは、これらの軸方向に直交する直交方向に突設するつば部(212c、222c、1357)を有し、
上記保持部材交換装置は、上記つば部に係合し上記小型部品用保持部材若しくは上記交換用小型部品用保持部材、及び上記大型部品用保持部材若しくは上記交換用大型部品用保持部材、並びに上記アダプタ部材若しくは上記交換用アダプタ部材を保持し部材着脱を行う着脱位置(1423b、2324、2428a)と、上記つば部に非係合であり上記小型部品用保持部材若しくは上記交換用小型部品用保持部材、及び上記大型部品用保持部材若しくは上記交換用大型部品用保持部材、並びに上記アダプタ部材若しくは上記交換用アダプタ部材を非保持とする解除位置(1423a、2325、2428b)とを選択的に移動する移動部材(1423、2323、2423)を有する、請求項3記載の部品実装装置。 - 上記移動部材は、複数のサイズにてなる上記つば部に対応した複数種類の開口(2423a)を有する、請求項4記載の部品実装装置。
Priority Applications (1)
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