JP4387825B2 - Electronic component mounting device - Google Patents
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本発明は、装着ヘッドを移動させて、前記装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより所定の部品供給装置より電子部品を吸着して取出してプリント基板上に装着する電子部品装着装置に関する。詳述すると、Y軸駆動源の駆動により装置本体に固定された一対の支持台上に夫々設けられたガイド体のガイドレールに沿ってY方向に移動するビームと、このビームに設けられX軸駆動源の駆動によりガイドレールに沿ってX方向に移動する装着ヘッドと、電子部品を供給する複数の部品供給装置とを備え、前記Y軸駆動源及びX軸駆動源の駆動により前記装着ヘッドをX及びY方向に移動させて、前記装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより所定の前記部品供給装置より電子部品を吸着して取出してプリント基板上に装着する電子部品装着装置に関する。 The present invention relates to an electronic component mounting apparatus that moves a mounting head, picks up an electronic component from a predetermined component supply device by a suction nozzle provided in the mounting head, and mounts the electronic component on a printed board. More specifically, a beam that moves in the Y direction along guide rails of guide bodies provided on a pair of support bases fixed to the apparatus main body by driving a Y-axis drive source, and an X-axis provided on the beam. A mounting head that moves in the X direction along the guide rail by driving the drive source; and a plurality of component supply devices that supply electronic components, and the mounting head is driven by driving the Y-axis drive source and the X-axis drive source. The present invention relates to an electronic component mounting apparatus that moves in the X and Y directions, sucks and extracts electronic components from a predetermined component supply device by a suction nozzle provided in the mounting head, and mounts the electronic components on a printed board.
この種電子部品自動装着装置は、一般に電子部品のプリント基板への装着精度を高めるために、前記ビームとガイド体との寸法が正確となるように精密に製造している。 In general, this type of electronic component automatic mounting apparatus is precisely manufactured so that the dimensions of the beam and the guide body are accurate in order to increase the mounting accuracy of electronic components on a printed circuit board.
しかし、電子部品装着装置が運転すると、前記ビームとガイド体の材質が、例えば前者がアルミニウムで、後者が鉄のように異なるために、ビームとガイド体との熱膨張に差があるので、この差が部品供給装置からの電子部品の吸着取出精度やプリント基板への電子部品の装着精度に不規則的に影響を与えることとなる。このため、特開2002−94295号公報によれば、ビーム(Xフレーム)とXリニアガイドとの温度変化による湾曲を抑制する技術が提案されている。
しかし、Xフレームの一方の端部をXフレームの長手方向に移動自在にスライドブロックに支持させ、Xフレームが湾曲に撓むことを防止する構造であり、Xフレームをより高速に移動させ、停止させた場合には、停止時の振動の終息に時間が掛かる虞がある。また、所定の情報(伸縮量算出のための)に基づいてXフレームを長手方向に駆動手段で移動させているから、構成が複雑なものとなっている。 However, one end of the X frame is supported by the slide block so that it can move in the longitudinal direction of the X frame, and the X frame is prevented from bending to a curve. The X frame is moved faster and stopped. In such a case, it may take time to stop the vibration at the time of stopping. Further, since the X frame is moved by the driving means in the longitudinal direction based on predetermined information (for calculating the expansion / contraction amount), the configuration is complicated.
そこで本発明は、簡単な構成にして、ビームの支持剛性を確保し、電子部品装着装置の運転によるビームの高速移動に伴う停止時の振動の終息を極力早め、しかもビームとガイド体とが熱膨張しても、この熱膨張に対応できて、部品供給装置からの電子部品の吸着取出精度や電子部品のプリント基板への装着精度を高く維持できるようにすることを目的とする。 In view of this, the present invention has a simple structure to ensure the support rigidity of the beam, to make the end of the vibration at the stop due to the high-speed movement of the beam due to the operation of the electronic component mounting apparatus as much as possible, and the beam and the guide body to be heated. Even if it expands, it is possible to cope with this thermal expansion and to maintain high accuracy of picking up and picking up electronic components from the component supply device and mounting accuracy of electronic components on a printed circuit board.
このため第1の発明は、Y軸駆動源の駆動により装置本体に固定された一対の支持台上に夫々設けられたガイド体のガイドレールに沿ってY方向に移動するビームと、このビームに設けられX軸駆動源の駆動によりガイドレールに沿ってX方向に移動する装着ヘッドと、電子部品を供給する複数の部品供給装置とを備え、前記Y軸駆動源及びX軸駆動源の駆動により前記装着ヘッドをX及びY方向に移動させて、前記装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより所定の前記部品供給装置より電子部品を吸着して取出してプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、一方の前記支持台は、長手方向に間隔を存して設けられ、幅広の上下部と幅狭の中間部とを有した複数の支持体を備えたことを特徴とする。 For this reason, the first invention provides a beam that moves in the Y direction along the guide rails of the guide bodies respectively provided on the pair of support bases fixed to the apparatus main body by the drive of the Y-axis drive source. A mounting head that moves in the X direction along the guide rail by driving the X-axis drive source; and a plurality of component supply devices that supply electronic components; and by driving the Y-axis drive source and the X-axis drive source In the electronic component mounting apparatus that moves the mounting head in the X and Y directions, and sucks and picks up an electronic component from a predetermined component supply device by a suction nozzle provided in the mounting head, and mounts it on a printed circuit board. One of the support bases is provided with a plurality of supports provided at intervals in the longitudinal direction and having wide upper and lower portions and a narrow intermediate portion .
また第2の発明は、Y軸駆動源の駆動により装置本体に固定された一対の支持台上に夫々設けられたガイド体のガイドレールに沿ってY方向に移動するビームと、このビームに設けられX軸駆動源の駆動によりガイドレールに沿ってX方向に移動する装着ヘッドと、電子部品を供給する複数の部品供給装置とを備え、前記Y軸駆動源及びX軸駆動源の駆動により前記装着ヘッドをX及びY方向に移動させて、前記装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより所定の前記部品供給装置より電子部品を吸着して取出してプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、一方の前記支持台を、2枚の板体と、両板体間に長手方向に間隔を存して設けられるもので幅広の上下部が前記板体に固定されると共に幅狭の中間部が両板から離間した複数の補強体とから構成することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a beam that moves in the Y direction along the guide rails of the guide bodies respectively provided on the pair of support bases fixed to the apparatus main body by driving the Y-axis drive source. A mounting head that moves in the X direction along the guide rail by driving the X-axis drive source, and a plurality of component supply devices that supply electronic components. The drive by the Y-axis drive source and the X-axis drive source In an electronic component mounting apparatus in which the mounting head is moved in the X and Y directions, an electronic component is sucked out from the predetermined component supply device by a suction nozzle provided in the mounting head, and mounted on a printed circuit board. The support base is provided with two plate bodies and a space in the longitudinal direction between the two plate bodies. The wide upper and lower portions are fixed to the plate body, and the narrow intermediate portion is both. Multiple spaced from the board Characterized in that it consists of a reinforcement.
本発明は、簡単な構成にして、ビームの支持合成を確保すると共に、電子部品装着装置の運転によるビームとガイド体とが熱膨張しても、この熱膨張に対応できて、部品供給装置からの電子部品の吸着取出精度や電子部品のプリント基板への装着精度を高く維持できる。 The present invention has a simple configuration to ensure the support synthesis of the beam, and even if the beam and the guide body are thermally expanded due to the operation of the electronic component mounting apparatus, it can cope with this thermal expansion. It is possible to maintain high accuracy of picking up and taking out electronic components and mounting accuracy of electronic components on a printed circuit board.
以下、図面に基づき実施形態につき説明する。図1は電子部品装着装置1の平面図で、図2は図1のA−A断面図であり、電子部品装着装置1の機台(装置本体)2上の前部及び後部には部品供給装置としての電子部品を部品取出位置(部品吸着位置)に1個ずつ供給する公知の部品供給ユニット3が4つのブロックに複数並設されている。そして、該装着装置1の中間部には供給コンベア4が設けられ、プリント基板Pの搬送方向が左右方向となるように設けられている。前記供給コンベア4には上流より受けたプリント基板Pを2つの位置決め部において夫々位置決めする位置決め機構が設けられ、該基板P上に電子部品が装着された後下流側装置に搬送される。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of the electronic
そして、前記機台2には前後方向に延びた支持台5A、5B、5Cの下部が固定され、更に支持台5A及び5C上部には一つのガイド体6、支持台5B上部には2つのガイド体6が設けられる。このガイド体6は全て同様な構造であり、図4に基づき説明するが、説明の便宜上、支持台5A上部のガイド体6についてのみ説明する。
The lower part of the
このガイド体6の外側上部には前後方向に延びた凹部が形成されて、この凹部を形成する対向する一対の対向片の内側面にはY軸駆動源となるリニアモータ7の固定子7A(マグネットベースとマグネットとから成る)が設けられると共に、内側上部には前後方向に延びたガイドレール8が形成される。そして、このガイドレール8が嵌合するスライダ9を内側下部に備えると共に外側下部に前記固定子7Aとわずかの間隙を存する可動子7Bを備え、リニアモータ7の駆動によりガイド体6のガイドレール8に沿ってスライダ9が摺動してY方向にビーム10が移動する構成である。
A concave portion extending in the front-rear direction is formed on the outer upper portion of the
即ち、リニアモータ7の駆動により各スライダ9が支持台5A、5B上部のガイド体6のガイドレール8に沿って摺動することにより、図1における左部の前後の各ビーム10がY方向に移動し、またリニアモータ7の駆動により各スライダ9が支持台5B、5C上部のガイド体6のガイドレール8に沿って摺動することにより、図1における右部の前後の各ビーム10がY方向に移動する。
That is, by driving the
図2及び図5に示すように、各ビーム10には、その長手方向、即ちX方向にX軸駆動源であるリニアモータ20の駆動により上下のガイドレール21に沿って移動するヘッド体22が設けられる。このヘッド体22が固定されたヘッドベース23には前記リニアモータ20の可動子20Bが固定部24を介して固定されると共に、ヘッドベース23の上下に前記ガイドレール21が嵌合するスライダ25が設けられる。
As shown in FIGS. 2 and 5, each
また、前記ヘッド体22の下部には、電子部品を吸着保持する吸着ノズル26を備えた装着ヘッド27が設けられる。そして、前記吸着ノズル26は、図示しない上下軸モータ及びθ軸モータにより上下動が可能であり、鉛直軸周りに回転可能である。なお、装着ヘッド27又はヘッド体22を上下動可能とすることにより、結果として吸着ノズル26を情動可能としてもよい。
A
そして、断面が概ねH字形状のビーム10の上下に対向する一対の取付片には、固定部30を介して前記リニアモータ20の固定子20Aが前記可動子20Bとわずかの間隙を存して設けられる。
The pair of mounting pieces facing the top and bottom of the
次に、前記支持台5A、5B、5Cの構造について、図2乃至図4に基づいて説明する。先ず、前記支持台5Bは2枚の板体30と、両板体30間に側面部が固定された前後に延びた幅広の角柱状を呈した支持部材31とから構成され、両板体30及び支持部材31の下部が機台2に固定され、更に両板体30及び支持部材31の上部には2つのガイド体6が固定されて電子部品装着装置1の左部における前後一対の各ビーム10の内側部及び電子部品装着装置1の右部における前後一対の各ビーム10の内側部を支持し前後方向の移動の際に案内を可能にする。
Next, the structure of the
次に、前記支持台5A、5Cは、夫々2枚の板体32と、両板体32間に長手方向に間隔を存して両板体32と直交するように設けられるもので幅広の上下部33Aが前記板体32に固定されると共に幅狭の中間部33Bが両板体32から離間した複数(本実施形態では4枚)の補強体たる薄板状の補強板33とから構成され、両板体32及び補強板33の下部が機台2に固定され、更に両板体32及び補強板33の上部には2つのガイド体6が固定されて電子部品装着装置1の左部における前後一対の各ビーム10の外側部及び電子部品装着装置1の右部における前後一対の各ビーム10の外側部支持し前後方向の移動の際に案内を可能にする。
Next, the
このように前記支持台5A、5B、5Cを構成することにより、前記ビーム10を例えばアルミニウムで作製し、ガイド体6を鉄で作製した場合において、電子部品装着装置1を運転させた際に、ビーム10とガイド体6との熱膨張に差があることによって、各ビーム10が伸縮しても外側の支持台5A、5Cが左右方向にしなることによってその差を受容できる。
By configuring the
35は前記機台2に前記装着ヘッド27に対応して設けられる部品認識カメラで、部品供給ユニット3より取出されて吸着ノズル26に吸着保持された電子部品を撮像して、図示しない認識処理装置により電子部品の位置が認識処理される。
40は装着ヘッド27に設けられた基板認識カメラで、コンベア4上で位置決めされたプリント基板Pに付された図示しない位置決めマークを撮像し、図示しない認識処理装置により基板Pの位置が認識される。
以上の構成により、電子部品装着装置の動作について説明する。先ず、2枚のプリント基板Pが図示しないコンベアにより上流側装置より供給コンベア4によりその位置決め部に搬送され位置決め固定されるが、このプリント基板P上に部品供給ユニット3から取出した各電子部品を図示しない記憶装置に格納された装着データ(XY方向の位置や平面方向における向き、電子部品の種類に関するデータ)に従い、装着することとなる。
With the above configuration, the operation of the electronic component mounting apparatus will be described. First, two printed circuit boards P are conveyed and positioned and fixed by a
即ち、Y方向はリニアモータ7が駆動して一対のガイドレール8に沿ってスライダ9が摺動してビーム10が移動し、X方向はリニアモータ20が駆動して上下のガイドレール21に沿ってスライダ25が摺動してヘッド体22及び装着ヘッド27が衝突することなく移動し、順次装着すべき電子部品を収納する部品供給ユニット3上方に位置するよう移動し、既に所定の部品供給ユニット3が駆動されて部品取出位置(部品吸着位置)にて部品が取出し可能状態にあるため、吸着ノズル26が上下軸モータにより下降して電子部品を吸着して取出し、上昇して対応する部品認識カメラ35の上方に移動して吸着ノズル26に吸着保持された電子部品を撮像し、認識処理装置により電子部品の位置が認識処理される。
That is, in the Y direction, the
そして、この認識処理装置による認識結果に基づいて位置ズレ量が図示しない制御装置により算出され、装着データにこの算出結果を加味して、プリント基板P上方に移動してθ軸モータにより鉛直軸周りに回転して、当該プリント基板Pの所定位置に所定の向き(角度)に電子部品を装着する。 Then, based on the recognition result by the recognition processing device, the amount of positional deviation is calculated by a control device (not shown), and the calculated result is added to the mounting data, and it is moved above the printed circuit board P and moved around the vertical axis by the θ-axis motor. The electronic component is mounted in a predetermined direction (angle) at a predetermined position of the printed circuit board P.
コンベア4上で位置決め部に位置決めされた基板Pの位置は基板認識カメラ40がその上面に付された図示しない位置決めマークを撮像することによって認識される。基板認識カメラ40が搭載された装着ヘッド27が移動するビーム10が熱膨張していても、該カメラ40により基板Pが位置決めされる毎に基板Pの位置が把握されるため、ビーム10の熱膨張によるヘッド27の移動位置ずれを補正してヘッド27を移動させることができる。
The position of the substrate P positioned by the positioning unit on the
この場合、電子部品装着装置1の左部においては、左部の前後のビーム10及び各ビーム10に沿って移動する装着ヘッド27の吸着ノズル26が電子部品を左のプリント基板P上に装着し、右部においては、右部の前後のビーム10及び各ビーム10に沿って移動する装着ヘッド27の吸着ノズル26が電子部品を右のプリント基板P上に装着する。
In this case, in the left part of the electronic
そして、このように順次電子部品装着装置1の運転により、特に前記ビーム10が熱膨張することとなるが、前記支持台5A、5B、5Cを前述したような構造にすることにより、支持台5Bの剛性は高く、支持台5Bとビーム10との直角度は確保され、またビーム10を支持する剛性も確保することができ、ビーム10をより高速に移動させた際も停止時の振動の終息を早めると共に、ビーム10とガイド体6との熱膨張に差がある場合にも、内側の支持台5Bは丈夫に作製され支持台5A、5Cの水平方向の強度(剛性)は支持台5Bより小さいので外側の支持台5A、5Cが左右方向にしなることによってその差を受容でき、ビーム10のたわみは無視できる範囲に抑えられ、ビーム10やガイド体6等が破損することを防止できる。
In this manner, the operation of the electronic
なお、前述したプリント基板Pの位置決め部は、機台2に支持されているので、支持台5A、5Cのしなりが位置決め部およびプリント基板Pに及ぶことは回避できる。 In addition, since the positioning part of the printed circuit board P mentioned above is supported by the machine base 2, it can avoid that the bending of the support bases 5A and 5C reaches the positioning part and the printed circuit board P.
しかも、この場合、一つのビームに対する一対の支持台のうち、一方の支持台を前述せる構造にしたものであるから、吸着ノズルの位置がズレる方向が常に一定方向となるので、そのズレ量の補正を容易に前記制御装置によりリニアモータ7、20やθ軸モータを制御して行うこともできる。
In addition, in this case, since one of the pair of support bases for one beam is structured as described above, the direction in which the position of the suction nozzle is displaced is always a constant direction. The correction can be easily performed by controlling the
なお、前記支持台5A、5Cは、夫々2枚の板体32と、両板体32間に長手方向に間隔を存して両板体32と直交するように設けられるもので幅広の上下部33Aと幅狭の中間部33Bとを有するた複数の補強板33とから構成したが、板体を用いずに、例えば補強板の厚さを厚くすることにより、又は補強板33の数を増加し、ビームの支持体としてもよい。
The support bases 5A and 5C are each provided with two
以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, various alternatives, modifications, and variations can be made by those skilled in the art based on the above description, and the present invention is not limited to the various alternatives described above without departing from the spirit of the present invention. It includes modifications or variations.
1 部品装着装置
2 機台
3 部品供給ユニット
5A、5B、5C 支持台
6 ガイド体
7 リニアモータ
8 ガイドレール
10 ビーム
20 リニアモータ
21 ガイドレール
26 吸着ノズル
27 装着ヘッド
32 板体
33 補強板
33A 幅広の上下部
33B 幅狭の中間部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
A beam that moves in the Y direction along the guide rails of the guide bodies respectively provided on a pair of support bases fixed to the apparatus main body by driving of the Y-axis drive source, and driving of the X-axis drive source provided on this beam And a plurality of component supply devices for supplying electronic components, and the mounting head is moved in the X and Y directions by driving the Y axis drive source and the X axis drive source. In the electronic component mounting apparatus that picks up an electronic component from a predetermined component supply device by a suction nozzle provided in the mounting head and mounts the electronic component on a printed circuit board, the one support base is set to 2 A plurality of reinforcing members in which a wide upper and lower portions are fixed to the plate body and a narrow intermediate portion is separated from both plates. Composed of body and An electronic component mounting apparatus according to claim Rukoto.
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