JP4425357B2

JP4425357B2 - 部品実装装置

Info

Publication number: JP4425357B2
Application number: JP18342798A
Authority: JP
Inventors: 幸治平本; 一夫城戸; 英樹内田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2018-06-30
Also published as: JP2000022387A; US6370765B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を整列させて収容するトレイを複数個載置したトレイ供給部を備えた部品実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年この種の部品実装装置は、様々な部品を供給できるフレキシブルな機能が着目され、年々需要の伸びと共に性能向上に対する要求が高まっている。中でも、装置に対する設置面積を小さくすることや実装タクトを短縮することが最大課題となっている。トレイ供給部を備えた部品実装装置の従来技術として、以下、図８及び図９を参照しながら説明する。
【０００３】
図８の（ａ）は装着ヘッドがトレイから部品を取出し、直接に基板に装着するいわばダイレクトトレイ供給方式の部品実装装置の平面配置図であり、（ｂ）は（ａ）の左側面図である。
【０００４】
図８において、１はトレイ供給部であり、トレイプレート２に位置決めされたトレイ３を複数個貯蔵している。４は基板５を搬送するための基板搬送レール６を有する基板搬送部、７は装着ヘッド（図示せず）が部品Ｐをトレイ３から取出す際の複数の取出し位置であり、トレイ３の全範囲に及ぶ。８は装着ヘッドの可動範囲であり、トレイ３と基板５の全範囲をカバーする。９はパルスモータ等を用い位置検出器を備えた位置決め機能を有するトレイ引出駆動部であり、トレイ供給部１内のトレイプレート２を把持して引出し、任意の位置に停止することができる。なお、装着ヘッドの昇降距離を小さくするため、トレイ供給部１から引出されたトレイ３は基板５とほぼ同じ高さに設けられている。
【０００５】
以上のように構成された部品実装装置において、以下、その動作について説明する。
【０００６】
基板搬送部４は基板５を搬送レール６でガイドしながら搬送し、位置決めする。一方、トレイ引出駆動部９は、トレイプレート２に位置決めされたトレイ３をトレイ供給部１から引出して位置決めする。このトレイ３に整列された部品Ｐを装着ヘッドが取出して基板５に装着する。
【０００７】
この際、トレイ３から全ての部品Ｐを取出すために、装着ヘッドはトレイ３とほぼ同じ大きさの範囲Ａとこれに基板５の大きさとほぼ同じ大きさの範囲を加えた範囲８を動作する。
【０００８】
次に図９の（ａ）はトレイから部品を移載ユニットで取出して、シャトルに載置し、このシャトルから装着ヘッドが部品を取出した後、基板に装着するいわばシャトル型トレイ供給方式の部品実装装置の平面配置図であり、（ｂ）は（ａ）の左側面図である。
【０００９】
以下、図９に基いて説明する（図８と同機能のものには同符号で示す。）。
【００１０】
図９において、１０は部品移載装置で、部品Ｐをトレイ供給部１の近傍位置１１から装着ヘッド（図示せず）の部品取出し位置１２に運ぶシャトル１３と、トレイ供給部１の近傍に設けられ、任意の位置に位置決めでき、トレイ３から部品Ｐを取出し前記シャトル１３が位置１１に来ているときに載置する移載ユニット１４とからなる。１５は装着ヘッドの可動範囲であり、前記取出し位置１２と基板５の大きさをカバーしている。１６は移載ユニット１４がトレイ３上から部品Ｐを取出す際の吸着ノズル位置である。
【００１１】
以上のように構成された部品実装装置において、以下、その動作について説明する。
【００１２】
トレイ供給部１からトレイ引出駆動部９により引出されたトレイ３は、トレイ３の最初の列の部品Ｐ１が移載ユニット１４の部品吸着ノズル位置１６の真下にくるように位置決めされる。このトレイ３から、移載ユニット１４が順次図中横方向に移動しながら部品Ｐ１を取出し、位置１１に移動しているときのシャトル１３に載置する。部品Ｐ１を受け取ったシャトル１３は装着ヘッドの部品取出し位置１２まで移動する。トレイ３の１列分の部品Ｐ１を供給し終えると、トレイ引出駆動部品Ｐ９は、トレイ３を更に引出し、トレイ３の第２列目の部品Ｐ２が吸着ノズル位置１６に来るようにして位置決めする。以下、最初の列のときと同様にして部品Ｐ１を取出す。こうして全ての部品Ｐ１を取出して基板５に装着していく。
【００１３】
なお、装着ヘッド及び移載ユニット１４の昇降距離をできるだけ小さくするため、トレイ供給部１から引出されたトレイ３は基板５とほぼ同じ高さに設けられている。
【００１４】
この際、移載ユニット１４がトレイ３から全ての部品Ｐを取出すために図９の（ａ）に示すように、トレイ３とほぼ同じ大きさの範囲Ｂをトレイ供給部１と基板搬送部４との間に設けている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような部品実装装置の構成では、次のような問題点を有していた。
【００１６】
まず、図８のダイレクトトレイ方式の部品実装装置においては範囲Ａの分だけ装着ヘッドの可動範囲８を広く取る必要があり、装着ヘッドの移動ストロークが長い分だけ、部品Ｐをトレイ３から取出して基板５に装着するまでに時間がかかるため、タクト短縮の妨げとなる上、装置が大型になってその設置面積が大きくなるという問題がある。
【００１７】
次に、図９のシャトル型トレイ供給方式の部品実装装置においても、トレイ供給部１と基板搬送部４との間隔寸法Ｂの分だけシャトル１３の移動ストロークを長く取る必要があるため、部品移載に時間がかかり、タクト短縮の妨げとなる上、装置が大型になってその設置面積が大きくなるという問題がある。
【００１８】
そこで本発明は上記のような問題を解決し、トレイプレート設置スペースと装着ヘッドの可動範囲の大幅削減により、部品の取出しから装着までのタクトの短縮を図ると共に、装置設置スペースを小さくすることのできる部品実装装置を提供することを目的とするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、部品を整列させて収容するトレイを複数個載置したトレイ供給部と、基板を搬送レールでガイドしながら搬送し、位置決めする基板搬送部と、位置決めした基板上に部品を装着する装着ヘッドとを備えた部品実装装置において、前記トレイを前記トレイ供給部から任意ピッチで引き出して位置決めして装着ヘッドによる部品取り出しに供するトレイ引出駆動部を備え、トレイ引出し時にトレイの一部が前記搬送レールの下方をくぐるように配置構成したことを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、基板搬送部における基板をガイドしながら搬送し、位置決めする搬送レールの下方に部品を整列させて収容するトレイをくぐらせ、しかもそのトレイの引出しは任意ピッチで引出し位置決めが可能になっているので、装着ヘッドにより引き出したトレイから部品を取出して位置決めし装着ヘッドによる部品の取り出しに供する位置を搬送レールに最も近い位置に設定できる。つまり、装着ヘッドの移動ストロークが小さくなるので、部品の取出しから基板に装着するまでのタクト短縮を図ることができる。またこのような構成により、トレイ供給部と基板搬送レールとの間隔寸法を短くでき、装置全体が小さくなってその設置面積も小さくすることができる。
【００２１】
上記構成において、トレイに整列された部品を取出し、基板の近傍に設けた装着ヘッドの部品取出し位置に運ぶ部品移載装置を設けると好適であり、装着ヘッドがトレイからでなく部品取出し位置から部品の取出しと基板への装着を行うことができ、更に前記移動ストロークが小さくなり、よりタクトを短縮できる。
【００２２】
前記部品移載装置に、先端部に部品把持部を設けた昇降部を有すると共に、その昇降部にストッパ部を設けると好適であり、高さの異なるトレイとシャトルとの間で部品を受け渡しする際、昇降部のストッパ部が作動し、部品にかかる圧力を同一もしくはそれ以下に保つことができる。
【００２３】
前記部品移載装置は一度に複数個の部品を搬送しうるようにすると好適であり、トレイからの部品の移載を装着ヘッドの数回の作動に１度の割合で行うことができるようになり、部品移載時間の短縮を図ることができる。
【００２４】
前記部品移載装置は、部品を装着ヘッドの部品取出し位置に運ぶシャトルと、トレイから部品を取出し前記シャトル上に載置する移載ユニットとからなるようにすると好適であり、トレイから部品を取出している間に、装着ヘッドの部品取出し位置に部品を移動できるようになる。
【００２５】
前記トレイをトレイプレート上に位置決めすると好適であり、種々の大きさのトレイに同一の装置で対応できるようになる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態の部品実装装置について、図１及び図２を参照して説明する。
【００２７】
図１は第１実施形態のトレイ供給方式の部品実装装置の全体構成を示す平面図であり、図２は図１の左側面図である。
【００２８】
図１及び図２において、１はトレイ供給部であり、トレイプレート２に位置決めブロック２ａやマグネットブロック２ｂで位置決めされたトレイ３を、上下積層状態で複数個貯蔵している。このトレイ供給部１は昇降位置決め部１ａを有し、複数個のトレイ３を昇降させ、トレイ３の搬出入位置に位置決めする。４は基板５を搬送するための基板搬送レール６を有する基板搬送部、１７は装着ヘッド１８が部品Ｐをトレイ３から取出す際の複数の取出し位置である。
【００２９】
１９は装着ヘッド１８の可動範囲であり、部品Ｐをトレイ３から取出す際の取出し位置１７と基板５の全範囲をカバーする。
【００３０】
２０はトレイ引出駆動部であり、パルスモータもしくはサーボモータ２１を用い、駆動用のベルト２２を動かし、このベルト２２に連結された把持部２３を直動ガイド２４上に移動させ、回転位置検出器２５と前後の位置検出器２６により任意の位置に位置決めする。
【００３１】
前記把持部２３は、トレイ供給部１内のトレイプレート２の先端部に設けられた係合部２ｃを把持し、ガイドレール２７上にトレイプレート２を引出して任意の位置に停止させることができる。
【００３２】
この際、ガイドレール２７、トレイプレート２及びトレイ３は基板搬送部４、特に基板搬送レール６の下部をくぐらせるように配置されていると共に、搬送された基板５と隣接する位置に配設されている。
【００３３】
次に、第１実施形態の部品実装装置の動作について説明する。
【００３４】
基板搬送部４は基板５を搬送レール６でガイドしながら搬送し、所定の位置に位置決めする。一方、トレイ引出駆動部２０の把持部２３は、トレイ供給部１内のトレイ３を固定したトレイプレート２の先端部の係合部２ｃを把持して引出し、トレイ３の最初の１列目の部品Ｐ１が装着ヘッド１８の部品取出し位置１７の真下にくるように位置決めする。このトレイ３の最初の１列目の部品Ｐ１を装着ヘッド１８が取出し、基板５に装着する。
【００３５】
トレイ３の最初の１列目の部品Ｐ１を供給し終えると、トレイ引出駆動部２０によりトレイプレート２及びトレイ３は移動され、トレイ３の第２列目の部品Ｐ２が装着ヘッド１８の部品取出し位置１７の真下にくるように位置決めされる。
【００３６】
以下、最終列まで同様に位置決めされ、装着される。
【００３７】
この際、トレイプレート２及び部品Ｐ１、Ｐ２を取出した部分のトレイ３は基板搬送部４、特に基板搬送レール６の下部をくぐらせるように配置しているため、トレイ引出し方向における装着ヘッド１８の部品取出し範囲Ｃはトレイ３の１列分だけで良い。したがって装着ヘッド１８の可動範囲を従来例の図８で示した範囲Ａより大幅に小さくすることが可能となる。
【００３８】
（第２実施形態）
図３は第２実施形態のトレイ供給方式の部品実装装置の全体構成を示す平面図であり、図４はその左側面図、図５はその正面図、図６はその要部の斜視図である。
【００３９】
図３〜図６において、１のトレイ供給部、４の基板搬送部、１８の装着ヘッド、２０のトレイ引出駆動部は第１実施形態と同様であるので、以下、第２実施形態の特有なものを中心に説明する。
【００４０】
３０は部品移載装置で、シャトル３１と移載ユニット３２（図４、図５参照）とからなる。
【００４１】
シャトル３１は、部品Ｐをトレイ供給部１の近傍位置３３から装着ヘッド１８の部品取出し位置３４に運ぶもので、直動ガイド３５に沿ってアクチェータ３６により駆動される。
【００４２】
移載ユニット３２は、図５に示すように、トレイ供給部１の近傍に設けられ、パルスモータもしくはサーボモータ３７を用い、駆動用のベルト３８を動かし、このベルト３８に連結された昇降部３９を直動ガイド４０上に移動させ、回転位置検出器４１と前後の位置検出器（図示せず）により任意の位置に位置決めする。
【００４３】
前記昇降部３９は、先端部に部品把持部好ましくは吸着により部品Ｐを把持する吸着ユニット４２を有し、トレイ３から部品Ｐを取出しシャトル３１が前記近傍位置３３に来ているときに取出しシャトル３１上に載置する。４３は装着ヘッド１８の可動範囲であり、部品取出し位置３４と基板５の大きさをカバーしている。４４は、移載ユニット３２がトレイ３上から部品Ｐを取出す際の吸着ノズル４２の取出し位置である。
【００４４】
次に、第２実施形態の部品実装装置の動作について説明する。
【００４５】
トレイ供給部１からトレイ引出駆動部２０により引出されたトレイプレート２及びトレイ３は、トレイ３の最初の１列目の部品Ｐ１が移載ユニット３２の吸着ユニット４２の取出し位置４４の真下にくるように位置決めする。このトレイ３の最初の１列目の部品Ｐ１を移載ユニット３２が順次図３の横方向に移動しながら部品Ｐ１を取出し、前記近傍位置３３に移動しているときのシャトル３１に載置する。部品Ｐ１を受け取ったシャトル３１は装着ヘッド１８の部品取出し位置３４まで移動する。
【００４６】
トレイ３の第１列目の部品Ｐ１を供給し終えると、トレイ引出駆動部２０は、トレイプレート２及びトレイ３を更に引出し、トレイ３の第２列目の部品Ｐ２が吸着ユニット４２の取出し位置４４の位置にくるように位置決めする。以下、第１列目のときと同様に部品Ｐ２を取出す。こうして全ての部品Ｐを取出し、基板５に装着していく。
【００４７】
この際、トレイプレート２及びトレイ３の空になった部分は基板搬送部４、特に基板搬送レール６の下方をくぐっていくため、シャトル３１の移動ストロークは小さくてよく、図９で示した従来例に比べると短いタクトで部品移載が実現できる。また、トレイ供給部１と基板搬送部４との間隔寸法Ｄは、従来例の図９で示した寸法Ｂより小さくすることが可能となる。
【００４８】
図７の（ａ）は図５で示した第２実施形態の移載ユニット３２の昇降部３９、吸着ユニット４２、ストッパ部４５の詳細図を示す。図７の（ｂ）は図７の（ａ）の右側面断面図である。
【００４９】
図７において、４６はシリンダ、４７はシリンダ４６のシリンダロッド、４８はシリンダロッド４７の先端にばね４９を介して取付けられたロッドガイドを有する吸着ノズル、５０はシリンダロッド４７に取付けたストッパブラケット、５１は固定部分例えばトレイ供給部１もしくは移載ユニット３２のフレーム部５２に取付けられたストッパブロックである。
【００５０】
上記の構成により、シャトル３１上に部品Ｐを移載する際に、ストッパブロック５１の高さを可変することによって、ばね４９のたわみ量をトレイプレート２上で吸着する際のたわみ量と同等に調節することができる。即ち、エア圧その他の制御等を用いることなく機構のみで、トレイ３とシャトル３１の異なる高さにおいて、部品Ｐにかかる圧力を適正に保つことができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、装着ヘッドの移動ストロークが小さくなり、供給部から搬送レールの下にくぐらせて任意ピッチで引き出したトレイでのトレイ部品の取出しから基板に装着するまでのタクト短縮を図ることができると共に、トレイ供給部と基板搬送部における基板をガイドしながら搬送し、位置決めする基板搬送レールとの間隔寸法を短くできるので、装置全体を小さくすることができ、設置面積も小さくすることができる。
【００５２】
また、部品移載装置を設けることによって、装着ヘッドの移動ストロークを更に小さくし、更なるタクト短縮を図ることができるし、この部品移載装置にストッパ部を有する昇降部を設けると、高さの異なるトレイとシャトルとの間で部品を受け渡しする際に部品にかかる圧力を同一もしくはそれ以下に調整可能とすることで、部品の破損等を防止し、生産基板品質を確保できる。
【００５３】
更に、前記部品移載装置で一度に複数個の部品を搬送するようにしたり、部品を装着ヘッドの部品取出し位置に運ぶシャトルと、トレイから部品を取出して前記シャトル上に載置する移載ユニットとからなるようにすることによって、部品移載時間を短縮できるようになる。
【００５４】
またトレイをトレイプレート上に位置決めすることによって、種々の大きさのトレイに同一の装置で対応できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における部品実装装置の全体構成を示す平面図。
【図２】図１の左側面図。
【図３】本発明の第２実施形態における部品実装装置の全体構成を示す平面図。
【図４】図３の左側面図。
【図５】図３の正面図。
【図６】本発明の第２実施形態における部品実装装置の概要を示す斜視図。
【図７】本発明の部品移載ユニットの詳細を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はその右側面断面図。
【図８】従来例におけるダイレクトトレイ方式の部品実装装置の全体構成を示す平面図。
【図９】従来例におけるシャトル型トレイ供給方式の部品実装装置の全体構成を示す平面図。
【符号の説明】
１トレイ供給部
２トレイプレート
３トレイ
４基板搬送部
５基板
６搬送レール
１８装着ヘッド
１７、３４装着ヘッドの部品取出し位置
２０トレイ引出駆動部
３０部品移載装置
３１シャトル
３２移載ユニット
３９昇降部
４２吸着ユニット
４５ストッパ部

Claims

部品を整列させて収容するトレイを複数個、上下積層状態に載置したトレイ供給部と、基板を搬送レールでガイドしながら搬送し、位置決めする基板搬送部と、位置決めした基板上に部品を装着する装着ヘッドとを備えた部品実装装置において、前記トレイを前記トレイ供給部から任意ピッチで引き出し、基板と隣接する任意の位置に停止させることで、取り出される部品の列が装着ヘッドの部品取り出し位置の真下に配されるようにするトレイ引出駆動部を備え、トレイ引出し時にトレイの一部が前記搬送レールの下方をくぐるように配置構成したことを特徴とする部品実装装置。
トレイに整列収容された部品を取出し、基板の近傍に設けた装着ヘッドの部品取出し位置に運ぶ部品移載装置を設けた請求項１記載の部品実装装置。
部品移載装置は先端部に部品把持部を設けた昇降部を有すると共に、その昇降部にストッパ部を設けた請求項２記載の部品実装装置。
部品移載装置は一度に複数個の部品を搬送しうる請求項２または３記載の部品実装装置。
部品移載装置は部品を装着ヘッドの部品取出し位置に運ぶシャトルと、トレイから部品を取出し前記シャトル上に載置する移載ユニットとからなる請求項２ないし４のいずれかに記載の部品実装装置。
トレイはトレイプレート上に位置決めされ、トレイ引出駆動部によってトレイプレートが引き出されることでトレイが移動する、請求項１ないし５のいずれかに記載の部品実装装置。