JP4361832B2 - 表面実装機 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品をプリント配線板に実装するための表面実装機に関するものである。

従来のこの種の表面実装機としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１に示された表面実装機は、プリント配線板を搬送するコンベアと、前記プリント配線板を前記コンベア内の実装部で昇降させるとともに前記コンベアより上昇させた状態で位置決めする位置決め装置と、前記プリント配線板の搬送方向（以下、この方向を単にＸ方向という）およびこの搬送方向とは直交する水平方向（以下、この方向を単にＹ方向という）に移動して実装用部品をプリント配線板に実装するヘッドユニットと、前記コンベアの側方に位置する部品供給装置などを備えている。

前記コンベアは、プリント配線板の両端部を一対の無端ベルトによって支持するベルトコンベアであって、前記無端ベルトのうち一方の無端ベルトを有する第１のコンベア本体と、他方の無端ベルトを有する第２のコンベア本体とを備えている。この第２のコンベア本体は、第１のコンベア本体との間隔を変えることができるように構成されている。
前記位置決め装置は、プリント配線板の搬送経路に出入りするストッパーと、プリント配線板を下方から押し上げるピンと、このピンによってコンベアより上昇したプリント配線板を挟持することにより固定するクランプなどによって構成されている。
前記ヘッドユニットは、下端部に吸着ノズルを備えた複数の吸着ヘッドが昇降可能かつ垂直な軸線上を回動可能に設けられており、前記部品供給装置とプリント配線板の上方との間を往復するとともに、吸着ヘッドを昇降・回動させることによって、実装用部品を部品供給装置からプリント配線板上に移載する。

このように構成された従来の表面実装機は、コンベアによってプリント配線板を実装部に搬送する搬入行程と、前記実装部にプリント配線板を位置決めする位置決め行程と、ヘッドユニットによってプリント配線板に実装用部品を実装する実装行程と、プリント配線板をコンベア上に下降させてコンベアによって搬出する搬出行程などの行程を１回の実装サイクルとしてプリント配線板に実装用部品を実装する。また、この表面実装機において、幅寸法の異なるプリント配線板を搬送する場合は、前記第２のコンベア本体を第１のコンベア本体に対して接近または離間させることによって、プリント配線板の搬送経路の幅をプリント配線板に適合する幅に調整する。

一方、従来の表面実装機としては、例えば特許文献２に示すように、プリント配線板に実装用部品を実装する実装部を二箇所に備えたものもある。
この特許文献２に示された表面実装機は、コンベアの途中の二箇所に実装用ステージが搬送方向に並ぶ状態で設けられている。これらの実装用ステージは、プリント配線板をＹ方向に移動させる可動ステージと、Ｘ方向に移動するヘッドユニットとを備えている。また、これらの実装用ステージのうちコンベアの搬送方向の上流側に位置する実装用ステージは、プリント配線板におけるＹ方向の一方となる約半分の領域に実装用部品を実装し、下流側に位置する実装用ステージは、プリント配線板におけるＹ方向の他方の約半分の領域に実装用部品を実装するように構成されている。

これらの実装用ステージと前記コンベアとの間でプリント配線板を移載するに当たっては、プリント配線板をＸ方向に押して水平移動させる移載装置が用いられている。この移載装置は、両実装用ステージ上の２枚のプリント配線板と、上流側のコンベア上に位置するプリント配線板とが一度に下流側へ移動するように構成されている。
この従来の表面実装機は、二箇所の実装用ステージによって同時にプリント配線板に実装用部品を実装することができるから、効率よく実装を行うことができる。
なお、本出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願時までに見付け出すことはできなかった。
特開２００３−２７３５９１号公報（第５−９頁、図１） 特開平５−２６７８９６号公報（第３−６頁、図１）

特許文献１に示された従来の表面実装機は、小型のプリント配線板に実装用部品を実装する場合に生産性が相対的に低くなるという問題があった。これは、小型のプリント配線板を使用する場合は、大型のプリント配線板を使用する場合に較べて短時間で実装が終了することが多いにもかかわらず、プリント配線板の搬出時間および搬入時間は大型のプリント配線板を使用する場合と同等の時間が必要だからである。このため、この種の表面実装機においては、小型のプリント配線板を用いる場合に効率よくプリント配線板を搬送することが要請されている。
一方、特許文献２に記載されている表面実装機は、二箇所の実装用ステージを使用して効率よく実装することができる反面、プリント配線板をコンベアの搬送方向とは直交するＹ方向に移動させなければならないから、プリント配線板を搬送する搬送系の構造が複雑になり、製造コストが高くなるという問題がある。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、コストダウンを図りながら、大型のプリント配線板を使用する形態から小型のプリント配線板を使用する形態に切換えられた場合の生産性が向上する表面実装機を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係る表面実装機は、プリント配線板の両側部を支える一対の無端ベルトを有するコンベアと、前記無端ベルトの相互の間隔を増減させる幅変更装置と、前記プリント配線板を前記コンベア内の実装部で昇降させるとともに前記コンベアより上昇させた状態で位置決めする位置決め装置と、前記プリント配線板の搬送方向およびこの搬送方向とは直交する水平方向に移動しかつ前記実装部に位置するプリント配線板に実装用部品を実装するヘッドユニットとを備えた表面実装機において、前記位置決め装置を搬送方向の上流側と下流側とに配設することにより前記実装部を二箇所に設けるとともに、前記幅変更装置によって無端ベルトどうしの間隔を狭く形成した状態で前記両方の位置決め装置を使用して前記実装部を二箇所に形成する第１の形態と、前記幅変更装置によって前記無端ベルトどうしの間隔を相対的に広く形成した状態で一方の位置決め装置のみを使用して前記実装部を一箇所に形成する第２の形態とを切換える制御装置を備えたものである。

請求項２に記載した発明に係る表面実装機は、請求項１記載の表面実装機において、第１の形態を採る場合は、搬送方向の下流側に位置する実装部のプリント配線板のみに実装用部品を実装した後に上流側に位置する実装部のプリント配線板に実装用部品を実装し、この上流側のプリント配線板が実装稼働状態にあるときに前記実装を終了した下流側のプリント配線板を搬出するものである。

請求項３に記載した発明に係る表面実装機は、請求項２に記載した発明に係る表面実装機において、前記第１の制御手段は、第１の形態を採る場合、下流側に位置するプリント配線板に実装用部品を実装しているときに上流側に位置するプリント配線板を上流側の実装部に搬送し位置決めするものである。

本発明による表面実装機は、小型のプリント配線板に実装用部品を実装するときに第１の形態を採ることにより、二箇所の実装部にコンベアによってプリント配線板をそれぞれ搬送し、実装部毎に設けられた位置決め装置を使用して位置決めすることができる。また、この表面実装機は、実装時にプリント配線板が停止している状態でヘッドユニットがＸ方向とＹ方向とに移動する。

このため、この表面実装機は、二箇所の実装部でのプリント配線板の搬入と搬出とを共通のコンベアによって行うことができ、しかも、実装時にプリント配線板を停止させておくことができるから、プリント配線板を実装時にＹ方向へ移動させる従来の表面実装機に較べると、プリント配線板の搬送系の構成が簡素化され、コストダウンを図ることができる。
したがって、コストダウンを図りながら、大型のプリント配線板を搬送するために形成されている広い搬送用スペースを有効に使用して複数の小型のプリント配線板に能率よく実装用部品を実装することができる表面実装機を提供することができる。

請求項２記載の発明によれば、下流側のプリント配線板の実装行程から上流側のプリント配線板の実装行程に移るときにヘッドユニットを待機させる必要がない。このため、この発明に係る表面実装機によれば、実装部が一つしかない従来の表面実装機に較べて実装のサイクルタイムを短縮することができ、より一層生産性を向上させることができる。

請求項３記載の発明によれば、下流側のプリント配線板に実装用部品を実装する実装時間を有効に利用して次の実装に必要な準備をさせておくことができるから、より一層生産性の高い表面実装機を提供することができる。

以下、本発明に係る表面実装機の一実施の形態を図１ないし図１０によって詳細に説明する。
図１および図２は本発明に係る表面実装機の平面図を示し、図１は実装部を二箇所に形成する第１の形態を示し、図２は実装部を一箇所に形成する第２の形態を示す。図３は表面実装機の上部の正面図、図４は幅変更装置を示す断面図、図５はストッパー装置を示す断面図、図６はプッシュアップ装置を示す断面図、図７はクランプ装置の断面図、図８は制御装置の構成を示すブロック図、図９は搬送動作を説明するためのフローチャート、図１０は実装動作を説明するためのフローチャートである。

これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による表面実装機を示す。この表面実装機１は、基台２の上部でプリント配線板３を搬送するコンベア４と、後述するヘッドユニット５を図１および図２において左右方向（以下、この方向を単にＸ方向という）とＸ方向と直交する前後方向（以下、この方向をＹ方向という）とに移動させる移動装置６とを備えている。
前記コンベア４は、プリント配線板３の両端部を一対の無端ベルト４ａ，４ｂによって支え、このプリント配線板３を図１および図２において左方へ搬送するように構成されている。このコンベア４の具体的な構成については後に詳述する。

前記コンベア４の両側方には、部品供給用のテープフィーダ７と、吸着ノズル８（図４参照）に吸着された実装用部品９等を下方から撮像する部品認識装置１０とが設けられている。この部品認識装置１０は、コンベア４の搬送方向の中央部に位置付けられている。前記テープフィーダ７は、この表面実装機１内におけるプリント配線板３の搬送方向の上流側と下流側に実装部Ａ，Ｂを設けるために、前記部品認識装置１０を挾んで搬送方向の上流側と下流側とにそれぞれ配設されている。これらのテープフィーダ７のうち、部品認識装置１０より上流側に位置する上流側テープフィーダ７Ａには、実装部Ａでプリント配線板３に実装する実装用部品９が装備され、下流側に位置する下流側テープフィーダ７Ｂには、実装部Ｂでプリント配線板３に実装する実装用部品９が装備されている。

前記移動装置６は、前記コンベア４の上方でＹ方向に沿って延びる２本の固定レール１１，１１を有するＹ方向移動装置１２と、前記固定レール１１，１１どうしの間に架け渡された可動レール１３を有するＸ方向移動装置１４とによって構成されている。前記ヘッドユニット５は、前記Ｘ方向移動装置１４に取付けられている。

前記Ｙ方向移動装置１２は、前記固定レール１１に沿って延びるボールねじ軸１５と、このボールねじ軸１５を駆動するＹ軸サーボモータ１６とによってＸ方向移動装置１４の可動レール１３をＹ方向に往復動させる。前記可動レール１３は、前記ボールねじ軸１５のナット部材１５ａに固定されている。前記Ｙ軸サーボモータ１６には、エンコーダからなる位置検出手段１７が設けられている。

前記Ｘ方向移動装置１４は、Ｘ方向に延びる可動レール１３に並設されたボールねじ軸１８と、このボールねじ軸１８を駆動するＸ軸サーボモータ１９とによってヘッドユニット５をＸ方向に往復動させる。前記Ｘ軸サーボモータ１９には、エンコーダからなる位置検出手段２０が設けられている。
前記ヘッドユニット５には、図４に示すように、前記吸着ノズル８を有する吸着ヘッド２１がＸ方向に間隔をおいて複数（８個）設けられている。これらの吸着ヘッド２１は、それぞれ垂直な軸線上で回動することができるとともに、上下方向（以下、この方向を単にＺ方向という）に移動することができるように構成されている。このヘッドユニット５と前記移動装置６の動作は、後述する制御装置２２によって制御される。

前記コンベア４は、図１および図２に示すように、同図の下側（装置前側）に位置する前記無端ベルト４ａを有する第１のコンベア本体２３と、他方の無端ベルト４ｂを有する第２のコンベア本体２４とを備えている。また、このコンベア４には、前記二箇所の実装部Ａ，Ｂと対応する部位にそれぞれ後述する位置決め装置２５，２６が設けられている。
前記第１のコンベア本体２３と第２のコンベア本体２４は、図１，２および図４に示すように、Ｘ方向に延びるフレーム２７と、このフレーム２７の上端部に設けられたベルト用ガイド部材２８とを有し、このガイド部材２８の上面と下面とに沿って無端ベルト４ａ，４ｂが回転するように構成されている。前記両無端ベルト４ａ，４ｂは、ベルト用駆動装置４ｃ（図９参照）によって互いに同期する状態で駆動される。

第１のコンベア本体２３の前記フレーム２７は、図４に示すように、Ｘ方向の二箇所に設けられた支柱２９によって基台２に支持されている。一方、第２のコンベア本体２４の前記フレーム２７は、前記支柱２９と対応するＸ方向の二箇所にスライダ３０が下方に延びるようにそれぞれ設けられており、これらのスライダ３０，３０をＹ方向に貫通するガイド３１およびねじ軸３２と、これらのガイド３１およびねじ軸３２の装置前側の端部（図４においては左側の端部）に接続された前記２本の支柱２９と、ガイド３１およびねじ軸３２の他端部に接続された二つの支持部材３３とによって基台２に支持されている。

前記ガイド３１とねじ軸３２は水平に延びており、ガイド３１は、前記支柱２９と前記支持部材３３に固定されている。ねじ軸３２は、前記支柱２９と前記支持部材３３に回転自在に支持されている。このねじ軸３２の装置前側の端部は、前記支柱２９を貫通して装置前側に突出しており、この突出端部にプーリ３４と操作用のサーボモータ３５とが取付けられている。前記プーリ３４は、他方の支柱２９に設けられたねじ軸３２のプーリ３４に伝動用ベルト３６を介して連動するように連結されている。前記サーボモータ３５には、位置検出用のエンコーダ３５ａが設けられている。このサーボモータ３５は、後述する制御装置２２によって動作が制御される。

前記スライダ３０は、前記ガイド３１にＹ方向に移動自在に支持されている。また、このスライダ３０におけるねじ軸３２が貫通する部分は、ねじ軸３２が螺合するナット部材３７が固定されている。
すなわち、この実施の形態による第２のコンベア本体２４は、前記ガイド３１とねじ軸３２とを有する幅変更装置３８によってＹ方向に移動可能に支持されており、制御装置２２から送られた制御信号によって前記サーボモータ３５が回転することにより、プリント配線板３の大きさに応じて適正な位置に位置付けられる。例えば、第２のコンベア本体２４は、図１に示すように、相対的に小型でＹ方向の幅が狭いプリント配線板３を搬送する場合においては、第１のコンベア本体２３に近接する位置に位置付けられ、相対的に大型で幅が広いプリント配線板３を搬送する場合には、図２に示すように、第１のコンベア本体２３から離間する位置に位置付けられる。

この実施の形態による表面実装機１おいて、小型のプリント配線板３に実装用部品９を実装するためには、図１に示すように、幅方向変更装置３８によって無端ベルト４ａ，４ｂどうしの間隔を相対的に狭く形成した状態でプリント配線板３を搬送し、このプリント配線板３を後述する位置決め装置２５，２６によって二箇所の実装部Ａ，Ｂにそれぞれ位置決めした状態で行う。大型のプリント配線板３をコンベア４によって搬送する場合には、図２に示すように、無端ベルト４ａ，４ｂどうしの間隔を相対的に広く形成した状態でプリント配線板３を搬送し、このプリント配線板３を搬送方向の下流側に位置する位置決め装置２６によって実装部Ｂに位置決めした状態で行う。

前記位置決め装置２５と位置決め装置２６は、構造が互いに同一となるように形成されている。このため、ここでは、一方の位置決め装置２５の構成について説明する。
位置決め装置２５は、図１および図２に示すように、前記コンベア４によって搬送されてきたプリント配線板３を停止させるストッパー装置４１と、プリント配線板３を下方から押し上げるプッシュアップ装置４２と、プリント配線板３を両側方において下方から押し上げ挟持することにより移動を規制するクランプ装置４３とから構成されている。これらの各装置４１〜４３の動作は、後述する制御装置２２によって制御される。

前記ストッパー装置４１は、実装部Ａと実装部Ｂの下流側端部にそれぞれ位置付けられており、プリント配線板３の両側部を停止させることができるように、前記第１のコンベア本体２３のフレーム２７の近傍と、前記第２のコンベア本体２４のフレーム２７の近傍とに配設され、これらのフレーム２７にそれぞれ支持されている。この実施の形態によるコンベア４は、実装部Ａより搬送方向の上流側に待機部Ｃが形成されており、この待機部Ｃにプリント配線板３を停止させておくために、前記ストッパー装置４１と同等の構成の待機用ストッパー装置４４が第１および第２のコンベア本体２３，２４の上流部に設けられている。

また、これらのストッパー装置４１，４４のうち第１のコンベア本体２３に支持されたストッパー装置４１，４４の上流側近傍には、図１および図２に示すように、プリント配線板３の有無を検出するためのセンサ４５が配設されている。このセンサ４５は、フォトインタラプタによって構成され、コンベア４によって搬送されたプリント配線板３が受・発光素子（図示せず）の間を通過するように前記フレーム２７に取付けられている。

上述した各ストッパー装置４１，４４は、図５に示すように、前記フレーム２７の下端部に取付けられた支持用ブラケット５１と、この支持用ブラケット５１に設けられるシリンダケーシング５６ａと、このシリンダケーシング５６ａにＺ方向に延びるように設けられたレール５２と、このレール５２にスライダ５３を介して昇降自在に保持された可動部材５４と、この可動部材５４の上端部に上方へ向けて突設された当接部材５５と、前記可動部材５４の下方に配設された駆動用エアシリンダ５６などによって構成されている。このエアシリンダ５６は、シリンダ本体（シリンダケーシング）５６ａの軸線方向がＺ方向を指向する状態で前記支持用ブラケット５１に固定されており、前記シリンダ本体５６ａの上端部から突出するピストンロッド５６ｂの先端部に前記可動部材５４が接続されている。すなわち、前記可動部材５４および当接部材５５は、エアシリンダ５６のピストンロッド５６ｂとともに昇降する。

このストッパー装置４１は、図５に示すように、前記エアシリンダ５６のピストンロッド５６ｂが下降している状態（退避状態）で前記当接部材５５がプリント配線板３の搬送経路の下方に位置付けられ、前記ピストンロッド５６ｂが上昇した状態（作動状態）で前記当接部材５５が前記搬送経路内に位置付けられるように構成されている。このように構成されたストッパー装置４１においては、エアシリンダ５６が前記作動状態に切換えられることにより、当接部材５５がプリント配線板３の搬送経路に突出し、プリント配線板３の移動を規制して停止させる。当接部材５５の突出高さは、前記プッシュアップ装置４２や前記クランプ装置４３によりプリント配線板３が上方に持ち上げられても、プリント配線板３の移動を規制できる高さである。

前記プッシュアップ装置４２は、図６に示すように、プリント配線板３の搬送経路の下方でＸ方向とＹ方向とに延びる可動プレート６１と、この可動プレート６１の下方に配設された昇降アクチュエータ６２と、前記可動プレート６１の上面に立設された複数のピン６３などによって構成されている。前記昇降アクチュエータ６２は、上下方向に移動規制され、かつ上下軸回りに回転可能に支持されるナットと、このナットを回転駆動するサーボモータ８４（図７参照）と、前記ナットとサーボモータ８４を内蔵保持するアクチュエータ本体６２ａと、前記ナットに嵌合しナットの回転により昇降するねじ軸６２ｂと、このねじ軸６２ｂが貫通昇降しアクチュエータ本体６２ａを基台２に取付けるための支持ブラケット６２ｃとから構成される。前記アクチュエータ本体６２ａの上端部から突出するねじ軸６２ｂの先端部に前記可動プレート６１が固定されている。すなわち、前記可動プレート６１および前記ピン６３は、昇降アクチュエータ６２のねじ軸６２ｂとともに昇降する。

このプッシュアップ装置４２は、前記昇降アクチュエータ６２のねじ軸６２ｂが下降している状態（退避状態）で前記ピン６３がプリント配線板３の搬送経路の下方に位置付けられ、前記ねじ軸６２ｂが上昇した状態（作動状態）で、前記ピン６３がプリント配線板３の下面を押し上げ、無端ベルト４ａ，４ｂより上方に離間させるように構成されている。この実施の形態によるコンベア４は、前記ピン６３がプリント配線板３を押し上げたときにプリント配線板３が飛び上がることを阻止するために、前記ベルト用ガイド部材２８の上に当て板６４が取付けられている。このプッシュアップ装置４２の前記サーボモータ８４は、プリント配線板３を押し上げた状態でプリント配線板３の上面の高さと前記当て板６４の下面の高さとが一致するように、制御装置２２によって動作が制御される。

また、このプッシュアップ装置４２は、上述したようにプリント配線板３を押し上げたときにプリント配線板３の位置決め用孔（図示せず）に嵌合する位置決め用ピン（図示せず）を備えている。この位置決め用ピンが前記位置決め用孔に嵌合することによって、プリント配線板３が実装部Ａまたは実装部Ｂに位置決めされる。

前記クランプ装置４３は、図７に示すように、前記第１および第２のコンベア本体２３，２４のフレーム２７，２７に取付用ブラケット７１を介して取付けられたエアシリンダ７２を備えている。このエアシリンダ７２は、前記２つのフレーム２７，２７の互いに対向する側部に軸線方向が上下方向を指向する状態で支持されている。すなわち、このエアシリンダ７２は、コンベア４の内側に位置付けられている。

前記エアシリンダ７２は、前記ブラケット７１に取付けられたシリンダ本体７２ａと、このシリンダ本体７２ａ内に移動自在に嵌合されてシリンダ本体７２ａ内を上側気室７２ｂと下側気室７２ｃとに画成するピストン７２ｄと、このピストン７２ｄに接続されてシリンダ本体７２ａから上方に突出するピストンロッド７２ｅとから構成されている。ピストンロッド７２ｅの先端部には、ブラケット７３を介して後述するクランプ板７４が取付けられている。

前記クランプ板７４は、フレーム２７の上端部に設けられた前記当て板６４と協働してプリント配線板３を上下方向から挟持するためのもので、Ｘ方向とＺ方向に延びるように形成されて前記当て板６４の下方に位置付けられている。このクランプ板７４のＸ方向の長さは、プリント配線板３のＸ方向の長さと同等に形成されている。前記ブラケット７３は、このクランプ板７４のＸ方向の中央部の下端部に固着している。また、このクランプ板７４のＸ方向の両端部は、図示していない付勢機構によって上方に付勢されている。

前記付勢機構は、上方に向けて開口する有底円筒状の支持筒と、この支持筒から上方に突出する状態で支持筒に挿入された圧縮コイルばねとを備えている。前記支持筒は、基台２に支持され、前記圧縮コイルばねは、初期たわみを付与された状態でクランプ板７４の下面と前記支持筒との間に弾装されている。すなわち、前記クランプ板７４は、前記エアシリンダ７２による付勢力が生じていない状態では、前記圧縮コイルばねの弾発力によって上方に移動し、プリント配線板３を下方から当て板６４に押し付ける。この状態で前記エアシリンダ７２の上側気室７２ｂに空気が供給されるとともに、下側気室７２ｃから空気が排出されることによって、ピストン７２ｄとピストン７２ｅとともにクランプ板７４が前記圧縮コイルばねの弾発力に抗して下降する。

この実施の形態によるクランプ装置４３は、プリント配線板３をコンベア４によって搬送する場合は、前記エアシリンダ７２によってクランプ板７４をその上端がプリント配線板３から下方に離間するように下降させ、プリント配線板３を位置決めする場合には、前記エアシリンダ７２の上側気室７２ｂを大気開放とする。このようにエアシリンダ７２の付勢力が消失することにより、前記圧縮コイルばねの弾発力によってクランプ板７４が上方へ移動し、プリント配線板３がクランプ板７４と当て板６４とによって挟持されてクランプ状態となる。

この実施の形態による表面実装機１の動作を制御する制御装置２２は、図８に示すように、前記コンベア４と前記位置決め装置２５，２６を図９に示す動作順序で動作させる第１の制御手段８１と、前記ヘッドユニット５と移動装置６とを予め決められたプリント配線板毎の制御プログラムに基づいて動作させる第２の制御手段８２とから構成されている。また、これらの第１および第２の制御手段８１，８２は、図１に示すように、前記実装部Ａと実装部Ｂとでそれぞれプリント配線板３に実装用部品９を実装する第１の形態と、図２に示すように、前記実装部Ｂのみでプリント配線板３に実装用部品９を実装する第２の形態とを切換えることができるように構成されている。これらの第１、第２の形態の切換えは、操作者が操作する切換スイッチ（図示せず）によって行ったり、前記制御プログラムに予め切換え条件を加えておいて自動的に切換えられるような構成を採ることができる。

前記第１の制御手段８１は、前記センサ４５の検出結果と、ヘッドユニット５の部品実装状態などに基づいて前記コンベア４のベルト用駆動装置４ｃと、前記ストッパー装置用エアシリンダ５６の動作を切換えるためのストッパー装置用電磁弁８３と、前記プッシュアップ装置用昇降アクチュエータ６２の動作を切換えるためのプッシュアップ装置用サーボモータ８４と、前記クランプ装置用エアシリンダ７２の動作を切換えるためのクランプ装置用電磁弁８５などの動作を制御する。前記第２の制御手段８２は、下流側に位置する実装部Ｂの方が上流側に位置する実装部Ａより先に実装が終了するように、ヘッドユニット５と移動装置６の動作を制御する。

次に、上述した制御装置２２の動作を図９および図１０に示すフローチャートによって説明する。
この実施の形態による表面実装機１によってプリント配線板３に実装用部品９を実装するために、制御装置２２は、先ず、図９のステップＳ１に示すように、コンベア４の搬送形態が前記第１の形態であるか否かを判定する。この判定結果がＮＯの場合、すなわち大型のプリント配線板３を使用する第２の形態に切換えられている場合は、ステップＳ２に進み、下流側の位置決め装置２６によって実装部Ｂにプリント配線板３を位置決めして実装を行う。

実装部Ｂで実装を行うに当たって、制御装置２２は、実装部Ａ用ストッパー装置４１と待機部Ｃ用ストッパー装置４４とをそれぞれ退避状態とするとともに、実装部Ｂ用ストッパー装置４１を作動状態とし、コンベア４によってプリント配線板３を搬送する。次に、制御装置２２は、実装部Ｂ用センサ４５がプリント配線板３を検出してから予め定めた時間が経過したとき（プリント配線板３がストッパー装置４１の当接部材５５に当接したとき）にコンベア４を停止させ、プッシュアップ装置４２によってプリント配線板３をコンベア４より上方に押し上げて実装部Ｂに位置決めし、このプリント配線板３をクランプ装置４３によって移動することがないように固定する。クランプ装置４３がプリント配線板３を固定することによって、位置決め動作が終了する。

このように前記実装部Ｂでプリント配線板３の位置決めが終了した後、制御装置２２は、ヘッドユニット５と移動装置６とによって実装部Ｂでプリント配線板３に実装用部品９を実装する。この実装は、図１０に示すように、先ず、ヘッドユニット５を移動装置６によりＸ方向とＹ方向とに移動させてテープフィーダ７Ｂ，７Ｂの上方に位置付け、その後、吸着ノズル８を下降させ、テープフィーダ７Ｂ上の実装用部品９を８個の吸着ノズル８に吸着させる（ステップＰ１）。次に、制御装置２２は、ヘッドユニット５をテープフィーダー７Ｂ上から部品認識装置１０の上方へ移動させ、前記８個の実装用部品９を部品認識装置１０によって撮像して吸着位置の検出と、端子やリードの良否の判定などを行う（ステップＰ２）。その後、制御装置２２は、ヘッドユニット５をプリント配線板３の吸着位置ずれを補正した所定の実装位置の上方に移動させ、吸着ノズル８を下降させて実装用部品９をプリント配線板３に移載する（ステップＰ３）。

また、前記実装部Ｂでプリント配線板３の位置決めが終了した後、制御装置２２は、コンベア４を作動させて待機部Ｃに次のプリント配線板３を搬送する。このときに制御装置２２は、待機部Ｃ用ストッパー装置４４を作動状態とし、次のプリント配線板３が下流側へ搬送されることを規制する。制御装置２２は、前記実装部Ｂでプリント配線板３に全ての実装用部品９を実装した後、位置決め装置２６によるプリント配線板３の位置決め状態を解除し、このプリント配線板３をコンベア４によって下流側端部に搬出する。このプリント配線板３は、この表面実装機１に隣接するように設けられた図示していない下流装置（例えば別の表面実装機、実装検査装置、リフロー装置等）に移載される。このようにプリント配線板３を搬出した後、制御装置２２は、待機部Ｃから実装部Ｂに次のプリント配線板３を搬送する。制御装置２２は、第２の形態に切換えられている間は上述した実装動作を繰り返す。

一方、前記ステップＳ１で第１の形態に切換えられていると判定された場合は、制御装置２２は、ステップＳ３に示すように、実装部Ｂに第１番目のプリント配線板３を搬送する。このときは、実装部Ａ用ストッパー装置４１と待機部Ｃ用ストッパー装置４４とをそれぞれ退避状態とするとともに、実装部Ｂ用ストッパー装置４１を作動状態とし、コンベア４によってプリント配線板３を搬送する。

次に、制御装置２２は、ステップＳ４に示すように、実装部Ｂにプリント配線板３を位置決め装置２６によって位置決めする。この位置決め時の動作は、前記第２の形態の場合と同一である。実装部Ｂでプリント配線板３の位置決めが終了した後、ステップＳ５において、制御装置２２は、実装部Ｂでプリント配線板３に実装用部品９を実装する。この実装時の動作は、前記第２の形態を採る場合と同等である。

また、前記実装部Ｂで第１番目のプリント配線板３の位置決めが終了した後、制御装置２２は、ステップＳ６に示すように、コンベア４を作動させて実装部Ａに第２番目のプリント配線板３を搬送し、この実装部Ａに位置決め装置２５によって第２番目のプリント配線板３を位置決めする（ステップＳ７）。この位置決めが終了した後、制御装置２２は、待機部Ｃに第３番目のプリント配線板３を搬送する（ステップＳ８）。このときに制御装置２２は、待機部Ｃ用ストッパー装置４４を作動状態とし、第３番目のプリント配線板３が下流側へ搬送されることを規制する。

制御装置２２は、前記実装部Ｂで第１番目のプリント配線板３に全ての実装用部品９を実装した後、位置決め装置２６によるプリント配線板３の位置決め状態を解除し、第１番目のプリント配線板３をコンベア４によって下流側端部に搬出する（ステップＳ９）。このように第１番目のプリント配線板３を搬出しているときに、制御装置２２は、ステップＳ１０に示すように、実装部Ａで実装を開始する。

そして、実装部Ａで第２のプリント配線板３に全ての実装用部品９を実装した後、制御装置２２は、位置決め装置２５による位置決め状態を解除し、コンベア４によって第２番目のプリント配線板３を下流側端部に搬出する（ステップＳ１１）。これとともに、制御装置２２は、待機部Ｃで待機している第３番目のプリント配線板３を実装部Ｂに搬送する。

この実施の形態による表面実装機１は、第１の形態に切換えられている間は上述したステップＳ３〜ステップＳ１１で示す動作を繰り返す。すなわち、この表面実装機１は、使用するプリント配線板３が小型である場合は、プリント配線板３を二箇所の実装部Ａ，Ｂにコンベア４によってそれぞれ搬送し、実装部Ａ，Ｂ毎の位置決め装置２５，２６によって位置決めした状態で、ヘッドユニット５と移動装置６とによって二箇所で２枚のプリント配線板３にそれぞれ実装用部品９を実装する。

したがって、この表面実装機１によれば、二箇所の実装部Ａ，Ｂを実現するに当たって、両実装部Ａ，Ｂでのプリント配線板３の搬入と搬出とを共通のコンベア４によって行うことができ、しかも、実装時にプリント配線板３を停止させておくことができるから、プリント配線板３を実装時にＹ方向へ移動させる従来の表面実装機に較べると、簡単な構造のコンベア４を使用することができる。この結果、この表面実装機１は、小型のプリント配線板３を二箇所の実装部Ａ，Ｂに搬送する装置が簡素化されることにより製造コストを低減することができ、しかも、大型のプリント配線板を搬送するために形成されている広い搬送スペースを有効に使用して複数の小型のプリント配線板３に能率よく実装用部品９を実装することができる。

また、この実施の形態による表面実装機１によれば、小型のプリント配線板３を使用する第１の形態において、実装が終了した実装部Ｂの第１番目のプリント配線板３を搬出するときに実装部Ａの第２番目のプリント配線板３に実装用部品９を実装するから、実装部Ｂで実装する実装行程から実装部Ａで実装する実装行程に移るときに、ヘッドユニット５を待機させる必要がない。

さらに、この実施の形態による表面実装機１によれば、前記第１の形態において、実装部Ｂで第１番目のプリント配線板３に実装用部品９を実装しているときに実装部Ａに第２番目のプリント配線板３を搬送し位置決めするから、実装部Ｂでの実装時間を有効に利用して次の実装のための準備をしておくことができ、より一層能率を向上させることができる。

上述した実施の形態においては、下流側に位置する実装部Ｂのプリント配線板３のみに実装用部品９を実装し、その後、上流側に位置する実装部Ａのプリント配線板３に実装用部品９を実装する例を示したが、本発明に係る表面実装機は、２枚のプリント配線板３に交互に実装用部品９を実装する構成や、実装部Ａで実装用部品９が半数実装されたプリント配線板３を実装部Ｂに搬送した後に実装部Ｂで残りの実装用部品９を実装する構成を採ることができる。

上述したように２枚のプリント配線板３に交互に実装用部品９を実装するに当たっては、ヘッドユニット５がテープフィーダ７Ａ，７Ｂと実装部Ａ，Ｂとの間で移動するときの移動距離が最短になるように移動装置６の動作させることが望ましい。この実装形態を採る場合であっても、下流側の実装部Ｂの方が実装部Ａより先に実装終了となるように実装を行い、実装部Ｂに位置するプリント配線板３を実装部Ａに位置するプリント配線板３より先に搬出する。

また、上述した実施の形態では一つのヘッドユニット５によって二つの実装部Ａ，Ｂのプリント配線板３に実装用部品９を実装する例を示したが、本発明に係る表面実装機は、ヘッドユニット５を二つ装備することもできる。この構成を採る場合は、一方のヘッドユニットで実装部Ａのプリント配線板３に実装用部品９を実装し、他方のヘッドユニットで実装部Ｂのプリント配線板３に実装用部品９を実装する形態を採ることができるし、両方のヘッドユニット５によって実装部Ａのプリント配線板３と実装部Ｂのプリント配線板３とにそれぞれ実装用部品９を実装することもできる。一方のヘッドユニットによって実装部Ａで実装を行うとともに、他方のヘッドユニットによって実装部Ｂで実装を行う場合の移動装置６の構成を図１１に示す。

図１１は表面実装機１の他の実施の形態を示す平面図で、同図において、前記図１〜図１０によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。なお、図１１は、コンベア４を省略した状態で描いてある。
図１１に示す表面実装機１の移動装置６は、Ｙ方向に延びる２本の固定レール１１Ａ，１１Ｂに沿って移動する二つの可動レール１３Ａ，１３Ｂを備えている。

これらの可動レール１３Ａ，１３Ｂは、図１１において上下方向（表面実装機１の前後方向）に並んでおり、Ｙ方向移動装置１２Ａ，１２Ｂによって駆動される。詳述すると、これらの可動レール１３Ａ，１３Ｂのうち、装置後側に位置する可動レール１３Ａは、固定レール１１Ａに沿うボールねじ軸１５Ａに螺合するナット１５Ａａが設けられており、前記ボールねじ軸１５ＡがＹ軸サーボモータ１６Ａによって駆動されることによりＹ軸方向に往復動する。他方の可動レール１３Ｂは、固定レール１１Ｂに沿うボールねじ軸１５Ｂに螺合するナット１５Ｂａが設けられており、前記ボールねじ軸１５ＢがＹ軸サーボモータ１６Ｂによって駆動されることによりＹ軸方向に往復動する。前記Ｙ軸サーボモータ１６Ａ，１６Ｂには、エンコーダからなる位置検出手段１７Ａ，１７Ｂが設けられている。

前記可動レール１３Ａは、ボールねじ軸１８ＡをＸ軸サーボモータ１９Ａによって回転させることによりヘッドユニット５ＡをＸ方向に往復動させるＸ方向移動装置１４Ａを装備している。他方の可動レール１３Ｂは、ボールねじ軸１８ＢをＸ軸サーボモータ１９Ｂによって回転させることによりヘッドユニット５ＢをＸ方向に往復動させるＸ方向移動装置１４Ｂを装備している。前記Ｘ軸サーボモータ１９Ａ，１９Ｂには、エンコーダからなる位置検出手段２０Ａ，２０Ｂが設けられている。前記ヘッドユニット５Ａとヘッドユニット５Ｂは、図１〜図９に示す実施の形態を採る場合に用いたものと同等の構成が採られ、それぞれ複数の吸着ヘッド（図示せず）を装備している。

前記可動レール１３Ａに支持されたヘッドユニット５Ａは、装置後側に位置するテープフィーダ７Ａ１，７Ｂ１で実装用部品９を吸着し、この実装用部品９を装置後側に位置する部品認識装置１０Ａに撮像させた後、実装部Ａに位置決めされたプリント配線板３の所定位置に実装する。前記可動レール１３Ｂに支持されたヘッドユニット５Ｂは、装置前側に位置するテープフィーダ７Ａ２，７Ｂ２で実装用部品９を吸着し、この実装用部品９を装置前側に位置する部品認識装置１０Ｂに撮像させた後、実装部Ｂに位置決めされたプリント配線板３の所定位置に実装する。

この実装行程において、可動レール１３Ａと可動レール１３Ｂとが干渉し合うことを避けるために、一方のヘッドユニット５Ａが実装を行っている間は、他方のヘッドユニット５Ｂは実装用部品９の吸着と部品認識装置１０Ｂによる認識とを行うようにする。すなわち、この実施の形態を採ることによって、二つのヘッドユニット５Ａ，５Ｂが交互に部品吸着と実装とを繰り返すようになるから、実装の効率を向上させることができる。

本発明に係る表面実装機の平面図である。 本発明に係る表面実装機の平面図である。 表面実装機の上部の正面図である。 幅変更装置を示す断面図である。 ストッパー装置を示す断面図である。 プッシュアップ装置を示す断面図である。 クランプ装置の断面図である。 制御装置の構成を示すブロック図である。 搬送動作を説明するためのフローチャートである。 実装動作を説明するためのフローチャートである。 第２の実施の形態を示す表面実装機の一部平面図である。

符号の説明

１…表面実装機、３…プリント配線板、４…コンベア、４ａ，４ｂ…無端ベルト、２３…第１のコンベア本体、２４…第２のコンベア本体、５…ヘッドユニット、６…移動装置、２２…制御装置、２５，２６…位置決め装置、３８…幅変更装置、４１…ストッパー装置、４２…プッシュアップ装置、４３…クランプ装置、８１…第１の制御手段、８２…第２の制御手段、Ａ，Ｂ…実装部。

Claims (3)

1. プリント配線板の両側部を支える一対の無端ベルトを有するコンベアと、前記無端ベルトの相互の間隔を増減させる幅変更装置と、前記プリント配線板を前記コンベア内の実装部で昇降させるとともに前記コンベアより上昇させた状態で位置決めする位置決め装置と、前記プリント配線板の搬送方向およびこの搬送方向とは直交する水平方向に移動しかつ前記実装部に位置するプリント配線板に実装用部品を実装するヘッドユニットとを備えた表面実装機において、前記位置決め装置を搬送方向の上流側と下流側とに配設することにより前記実装部を二箇所に設けるとともに、前記幅変更装置によって無端ベルトどうしの間隔を狭く形成した状態で前記両方の位置決め装置を使用して前記実装部を二箇所に形成する第１の形態と、前記幅変更装置によって前記無端ベルトどうしの間隔を相対的に広く形成した状態で一方の位置決め装置のみを使用して前記実装部を一箇所に形成する第２の形態とを切換える制御装置を備えたことを特徴とする表面実装機。
2. 請求項１記載の表面実装機において、制御装置は、第１の形態を採る場合に二箇所の実装部毎にプリント配線板の搬送・位置決めが実施されるようにコンベアと位置決め装置の動作を制御する第１の制御手段と、前記両実装部に位置決めされたプリント配線板のうち下流側に位置するプリント配線板が先に実装終了となるようにヘッドユニットの実装動作を制御する第２の制御手段とを備えている表面実装機。
3. 請求項２記載の表面実装機において、前記第１の制御手段は、前記第１の形態を採る場合、下流側に位置するプリント配線板に実装用部品を実装しているときに上流側に位置するプリント配線板を上流側の実装部に搬送し位置決めするものである表面実装機。

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