JP4470344B2 - 部品装着装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品をプリント基板に挿入する部品装着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の部品装着装置について説明する。従来の部品装着装置は図１３に示すように、電子部品が供給されるパーツカセット収納部１と、このパーツカセット収納部１から部品１１を吸着して、プリント基板２の予め定められた位置に装着するロータリーヘッド３と、このロータリーヘッド３のどの位置に部品１１が装着されているかを認識する認識部４から構成されていた。そして、このパーツカセット収納部１には、夫々異なる部品が整列されて収納されたパーツカセット５が約１５０個収納されていた。
【０００３】
以下、動作を説明する。パーツカセット収納部１は右方向６或いは左方向７に移動して、指定された部品１１の収納されたパーツカセット５をロータリーヘッド３の位置にもってくる。次に、ロータリーヘッド３はノズル８を下降させて部品１１を吸着させる。次に、ノズル８を上昇させてロータリーヘッド３を回転させる。ロータリーヘッド３が認識部４の位置まできたら、一旦停止させ部品１１がノズル８のどの位置に吸着されているか認識させる。これは以下の理由によるものである。即ち、パーツカセット収納部１は右方向６或いは左方向７に激しく移動するので、何時もノズル８の決まった位置に部品１１が装着されるとは限らないからである。
【０００４】
次に、ロータリーヘッド３は、プリント基板２の上方で停止する。そして、プリント基板２は、右方向６或いは左方向７への移動と、上方向９或いは下方向１０とθ方向に移動して、部品１１の装着位置で停止する。そして、ノズル８を下降させてプリント基板２の予め定められた位置に部品１１を装着し、装着が終了したら再びノズル８を上昇させるものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような従来の部品装着装置では、パーツカセット収納部１を右方向６或いは左方向７に移動させて、ノズル８に受け渡すため常にノズル８の一定の位置に部品１１が吸着されるとは限らない。従って、吸着された位置を確認してプリント基板２の予め定められた位置に装着するため、認識部４で正確な吸着位置の認識が必要となる。また、ノズル８は部品１１を吸着するために上昇と下降の動作が必要となる。また、ノズル８に吸着された部品１１をプリント基板２に装着させるために再びノズル８の下降と上昇の動作が必要となり、装置が複雑なものとなっていた。
【０００６】
また、図１４に示すように、ノズル８の先端に偏芯して部品１１が装着された場合、認識部４で偏芯した状態を認識しているので、プリント基板２の予め定められた位置に部品１１ａを装着することは可能となる。しかしながら、この部品１１ａに近接して部品１１ｂがある場合、この間隔１２が狭すぎるとノズル８の先端が部品１１ｂに当たるため、寸法１３以上を空ける必要がある。従って、高密度実装には、ある程度の限界があった。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決するもので簡便で且つ高密度実装が可能な部品装着装置を提供することを目的としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成する為に本発明の部品装着装置は、基台上に固定して設けられた固定フレームと、この固定フレームに装着される部品供給機と、この部品供給機に設けられた部品の出口と、この出口の下方に載置されるプリント基板を保持する基板保持部と、この基板保持部の位置を移動制御するテーブルとを備え、前記部品供給機は、部品整列部と、この部品整列部で一列に整列された部品を導く通路と、この通路の終端に設けられるとともに所定タイミングで吸引して前記通路から流出する先頭の部品の位置を決める位置決め部と、この位置決め部で位置決めされた部品を前記出口から前記プリント基板の予め定められた位置に直接載置するノズルとが設けられた部品装着装置において、前記出口は前記位置決め部の下部に設けられ、前記ノズルは前記部品を下端で吸着保持しつつ前記部品が前記出口を通るべく下降し、また、前記位置決め部は、前記通路の終端に連結されるとともにガイド部の終端に前記出口が設けられたガイドブロックを有し、このガイドブロックは、前記部品が一個のみ流入するよう内側を四角形にするとともにこのガイドブロックの内側の隣接する２面の壁で形成される隅部と、この隅部とノズルの押圧面との角部に向かって部品を真空吸着する吸着孔が配されたことを特徴としたものである。
【０００９】
これにより、簡便で且つ高密度な部品装着装置を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、基台上に固定して設けられた固定フレームと、この固定フレームに装着される部品供給機と、この部品供給機に設けられた部品の出口と、この出口の下方に載置されるプリント基板を保持する基板保持部と、この基板保持部の位置を移動制御するテーブルとを備え、前記部品供給機は、部品整列部と、この部品整列部で一列に整列された部品を導く通路と、この通路の終端に設けられるとともに所定タイミングで吸引して前記通路から流出する先頭の部品の位置を決める位置決め部と、この位置決め部で位置決めされた部品を前記出口から前記プリント基板の予め定められた位置に直接載置するノズルとが設けられた部品装着装置において、前記出口は前記位置決め部の下部に設けられ、前記ノズルは前記部品を下端で吸着保持しつつ前記部品が前記出口を通るべく下降し、また、前記位置決め部は、前記通路の終端に連結されるとともにガイド部の終端に前記出口が設けられたガイドブロックを有し、このガイドブロックは、前記部品が一個のみ流入するよう内側を四角形にするとともにこのガイドブロックの内側の隣接する２面の壁で形成される隅部と、この隅部とノズルの押圧面との角部に向かって部品を真空吸着する吸着孔が配されたことを特徴とした部品装着装置であり、ロータリーノズルや認識部等を使用することなく、部品供給機から直接プリント基板に部品を装着することができるので、簡便な部品装着装置を実現することができる。また、部品供給機には部品の位置決め部を有しているので、ノズルの定位置からずれて部品が装着されることはないので、高密度実装が可能となる。
【００１１】
また、従来のように認識部が不要となるので、小型で低価格な部品装着装置が実現できる。
【００１２】
更に、従来のように認識部で一旦停止させる必要がないので、装着スピードが速くなる。
【００２７】
請求項２に記載の発明の吸着孔は磁石に形成され、この磁石の中心は前記隅部と前記角部にくるよう設けられた請求項１に記載の部品装着装置であり、吸着孔は磁石で形成されているので、例え停電になって真空吸着ができなくなったとしても部品が落下することはない。
【００２８】
請求項３に記載の発明は、吸着孔の近傍に部品の有無を検出するセンサが設けられた請求項１に記載の部品装着装置であり、部品が位置決め部に在ることを確認してからプッシャで押し出して装着するため、空打ちすることなく確実な装着ができる。
【００２９】
請求項４に記載の発明は、センサは光センサとした請求項３に記載の部品装着装置であり、磁気の影響を受けることなく部品の存在を確認することができる。
【００３０】
請求項５に記載の発明の吸着孔は、略６００ｍＨｇの力で部品を吸引する請求項１に記載の部品装着装置であり、部品を確実に吸引することができる。
【００３１】
請求項６に記載の発明の磁石は、部品が自然落下しない程度の磁力で吸引する請求項２に記載の部品装着装置であり、部品を通路から吸引するとともに例え停電になっても、確実な吸引が行われ部品が落下することはない。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に於ける部品装着装置の斜視図であり、図２はその断面図である。図１、図２に示すように、部品装着装置２１は、直方体形状をした基台２２の上面にプリント基板２３を保持して移動する基板保持部２４を備えている。この基台２２の前面右側にはプリント基板２３を供給するローダ部２５が配置され、反対の左側には基板保持部２４からプリント基板２３を排出するアンローダ部２６が配置されている。プリント基板２３は、ベルトコンベアに連結された右側のローダ部２５から基板保持部２４に供給され、このプリント基板２３に後述する方法で部品が装着された後、アンローダ部２６によって左側のベルトコンベアに連結される。
【００３４】
基板保持部２４は、図１、図２に示すように、基台２２の上面をＹ方向に摺動するＹテーブル２７と、その上部に取り付けられてＸ方向に摺動するＸテーブル２８と、その上部に取り付けられて回転するθテーブル２９から構成されている。そして、このθテーブル２９には、プリント基板２３の一対の端部を保持する一対のガイドレール３０が設けられている。
【００３５】
Ｙテーブル２７、Ｘテーブル２８、θテーブル２９は夫々モータ３１，３２，３３によって独立して駆動されるようになっている。
【００３６】
また、基台２２の上部には固定フレーム３４が取り付けられ、この固定フレーム３４の中央部の下側の空間には部品供給機３５が固定フレーム３４から吊り下げられた状態で固定されて配置されている。そして、基板保持部２４は部品供給機３５の下部の空間をＸ，Ｙ，θ方向に移動するようになっている。
【００３７】
従って、従来のようにロータリーノズルや認識部等を使用することなく、部品供給機３５から直接プリント基板２３に部品を装着することができるので、簡便な部品装着装置２１を実現することができる。また、部品供給機３５には後述する部品の位置決め部を有しているので、ノズルの定位置に部品が装着され、部品とプッシャの相対位置がいつも一定となるので高密度実装が可能となる。
【００３８】
また、従来のように認識部が不要となるので、小型で低価格な部品装着装置２１が実現できる。
【００３９】
更に、従来のように認識部で一旦停止させる必要がないので、挿入スピードが速くなる。
【００４０】
また、図２に示すように、固定フレーム３４の上方には棚３６が設けられている。この棚３６には部品供給機３５が載置されている。部品供給機３５はその外形が直方体形状（カセットビデオテープと略同じ外形寸法）をしており、自立可能であり、また近接して設けられているので、棚３６上に載置されている部品供給機３５と固定フレーム３４内に挿入して固定される部品供給機３５の自動交換を能率よくできるようになっている。
【００４１】
３７は固定フレーム３４の上方に設けられた係合溝であり、部品供給機３５の上方に設けられた係合部３８に係合して上下方向が固定される。また、部品供給機３５の後面に設けられた凸部３９と固定フレーム３４の立壁に設けられた凹部４０が係合して左右方向が固定される。
【００４２】
（実施の形態２）
次に、部品供給機３５のうち、無極性の部品５１を供給する部品供給機５２について図３、図４を用いて説明する。
【００４３】
部品供給機５２は、直方体形状をした金属製のフレーム５３を有し、このフレーム５３の上部に部品５１をばら状態で貯蔵している貯蔵部５４が設けられている。
【００４４】
部品５１は、（詳細な説明は後述するが）通路５５に導かれ、この通路５５に沿って一列に整列して搬送されるようになっている。この通路５５は、その始端が後ほど説明する部品整列部に連通するとともに、その終端は位置決め部５６に連結されている。
【００４５】
この位置決め部５６は、通路５５に沿って搬送された先頭の部品５１の前方面と当接する位置決め部５６と、部品５１を位置決め部材５７側に吸引する真空路５８により部品５１を確実に位置決め部材５７に当接させており、正確な位置決めが行われる。なお、真空路５８には、ニップル５９が接続され、このニップル５９を介して真空源が接続されて、吸引動作が所定のタイミングで行われるものとなっている。
【００４６】
また、位置決め部５６の上部にはプッシャ６０が配置されている。このプッシャ６０には、位置決め部５６で位置決めされた部品５１を吸着して保持するノズル６１と、このノズル６１を下方に付勢するばね６２を有している。ノズル６１内部には真空源に接続されて所定のタイミングで吸着動作を行う真空路が設けられている。ノズル６１の上部には、ばね６２の受けとなるフランジ部６３が設けられており、このフランジ部６３の下面は揺動するレバー６４の上面と当接するようになっている。
【００４７】
このレバー６４は、図３に示す電磁ソレノイド６５によって、軸６６を中心として揺動するようになっている。つまり、電磁ソレノイド６５の駆動により、レバー６４は実線で描かれた位置から想像線で描かれた位置へと移動し、これに伴い、ばね６２の付勢力によりノズル６１が下方に移動することになる。逆に、このノズル６１の上昇は、電磁ソレノイド６５の駆動によってレバー６４が上方に揺動することによってなされる。
【００４８】
また、図４に示すように、位置決め部５６の下部には出口６７が設けられ、ノズル６１の下端に吸着保持された部品５１は、この出口６７を通ってプッシャ６０のノズル６１の下降に伴って部品供給機５２からプリント基板２３に装着される。即ち、部品装着装置２１の基板保持部２４に保持されたプリント基板２３にそのまま実装される訳である。
【００４９】
なお、図３に示すように、部品供給機５２のフレーム５３の上部には部品装着装置２１に取り付けられる係合部３８が設けられている。一方、部品装着装置２１の固定フレーム３４の中央部の下面には、図２に示すように、係合溝３７が設けられており、部品供給機５２の係合部３８を固定フレーム３４の内壁に当接させて位置決めしている。また、この位置決めを更に確実なものにするために、部品供給機５２の後面には図３に示す凸部３９を設け、図２に示す固定フレーム３４の立壁面の凹部４０に係合するようになっている。この固定フレーム３４の立壁面にはコネクタが設けられており、このコネクタに部品供給機５２の後面に設けられたコネクタ６８が接続するようになっている。これらのコネクタにより部品装着装置２１と部品供給機５２は電気的に接続されて、連続した動作ができるようになっている。
【００５０】
また、貯蔵部５４の前面にはバーコード５０が貼り付けられており、このバーコード５０には貯蔵部５４内の部品５１の品番等の情報が記載されている。従って、自動交換時に容易に品番等を確認することができる。また、フレーム５３は直方体であり、自動交換できるように自立可能となっている。
【００５１】
次に、部品装着装置２１及び部品供給機５２の動作について説明する。先ず、部品供給機５２においては、図４に示すように部品５１が通路５５に沿って整列して搬送される。そして、通路５５の終端に設けられた位置決め部５６で、先頭の部品５１が真空路５８によって吸引され、この部品５１の前方面が位置決め部材５７に当接して正確に位置決めされる。次に、プッシャ６０のノズル６１が先頭の部品５１を吸着保持する。
【００５２】
このとき、同時に図１に示す基板保持部２４のＸテーブル２８又はＹテーブル２７が夫々モータ３２，３１によって駆動され、部品５１が実装される個所に移動させる。次に、部品５１を出口６７から下方へ移送し、プリント基板２３の所定個所に部品５１を実装する。
【００５３】
このとき、部品５１を所定の角度でプリント基板２３に実装する場合は、図１に示す基板保持部２４のθテーブル２９のモータ３３の駆動によって回転させて実装作業を行う。
【００５４】
以上のような構成とすることで、ばら状態の部品５１を取り出して、安定した部品実装を行うことができる。
【００５５】
また、部品５１を保持してプリント基板２３に実装するノズル６１を部品供給機５２に一体的に取り付け、この部品供給機５２の下方に配置されたプリント基板２３に直接実装するものとしたので、部品５１の位置決めから実装までの時間を大幅に短縮して、実装作業の高速化を図ることができる。
【００５６】
更に、部品供給機５２を部品装着装置２１に吊り下げて取り付け、この部品供給機５２の下方の空間を基板保持部２４が移動するものとしたので、部品装着装置２１の構造が簡単なものとなり、小型化を図ることができるものである。
【００５７】
次に、部品供給機５２に用いられて、ばら状態の部品５１を整列する部品整列部について図５に基づいて説明する。図５において、５３ａはフレームであり、７１はこのフレーム５３ａの上部に設けられた（磁性体電極を有するチップ状の）部品５１の投入口である。７２は部品５１の収納室であり、この外周には円形状のガイド７３が設けられている。
【００５８】
この収納室７２の壁７４の後方には、複数個の磁石７５がＢ方向に回転しており、この磁石７５に吸引されて部品５１もガイド７３に沿って上方に持ち上げられる。７７は部品５１の取入口であり、予め定められた方向に整列された部品５１のみこの取入口７７から取り入れられる。取り入れられた部品５１は、取入口７７に滑らかに連結して設けられた通路５５に整列された状態で流入され、下方の終端７８に向かって流れていく。
【００５９】
このように構成されているので、磁石７５が設けられた回転板７９がＢ方向に回転することにより、複数個の部品５１はガイド７３面と壁７４面の双方向に同時に吸引されて回転板７９と一緒に回転する。この状態で取入口７７にくると、この取入口７７に対して予め定められて方向に整列している部品５１は取り入れられ、通路５５内を下流に向かって流出していく。
【００６０】
一方、取入口７７で整列していない部品５１ａは、取入口７７に流入することはできず、落下して再びガイド７３面と壁７４面の双方向に吸引されて回転板７９と一緒に回転する。このように、取入口７７に流入する前に部品５１はガイド７３面と壁７４面の双方向に同時に吸引されているので、多くの部品５１は既に整列されることになる。本実施の形態では１分間に略１０００個の部品整列ができる。
【００６１】
８０は通路５５全長の半分より下流側の距離に設けられた検出センサであり、非接触の透過型光センサで形成されている。そして、この検出センサ８０で部品５１が充満していることを検出すると、磁石７５の回転を停止するように制御している。このことにより、部品５１が収納室７２内で不要に擦れることを防止するとともに磁石の回転エネルギーの省力化も図っている。
【００６２】
なお、検出センサ８０は、本実施の形態では透過型の光センサを用いたが反射型の光センサでもよい。また、磁気センサを用いることもできる。ここで、重要なことは、部品を傷めない点或いは検出スピードの速い点で非接触型の検出センサを用いることである。
【００６３】
８１は、ＤＣモータであり、ウオームギア８２を介して回転板７９に駆動力を伝え、回転板７９をＢ方向に回転させている。
【００６４】
（実施の形態３）
次に、図１における部品供給機３５のうち、有極性の部品１０１を供給する部品供給機１０２について図６から図１２を用いて説明する。この部品供給機１０２は部品１０１の種類ごとに複数個用意されており、その外形形状は全て同じ直方体形状（カセットビデオテープと略同じ外形形状）であり、自立可能となっている。
【００６５】
図６において、１０３は直方体形状をした金属製のフレームであり、このフレーム１０３内には部品１０１が収納されたエンボステープ１０４が巻き付けられたテープリール１０５が設けられている。なお、エンボステープ１０４は、部品１０１が収納されているキャリアテープ１０６と、このキャリアテープ１０６に収納された部品１０１と、この部品１０１がこぼれないように蓋をするトップテープ１０７とで構成されている。
【００６６】
テープリール１０５から導かれるエンボステープ１０４は、プーリ１０８で方向が略９０度変えられる。方向転換されたエンボステープ１０４は、部品整列部を形成するスプロケットホイール１０９と、このスプロケットホイール１０９に対向して設けられるとともにスプロケットホイール１０９と等速回転をするロータリーノズル１１０に導かれる。なお、スプロケットホイール１０９は、モータ１１１でドライブホイール１１２を回転させて、このドライブホイール１１２に連結されている。
【００６７】
この部品整列部でエンボステープ１０４のトップテープ１０７がめくり上げられ、キャリアテープ１０６内の部品１０１がロータリーノズル１１０側に移される。そして、部品１０１が取り出されたキャリアテープ１０６は再びトップテープ１０７と合わさってフレーム１０３のキャリアテープ出口１１３から排出される。
【００６８】
一方、ロータリーノズル１１０に移された部品１０１は通路１１４に取り込まれ後述する位置決め部１１５に送られる。この位置決め部１１５に導かれた部品１０１は、プッシャに連結されたノズル１３１で真下にあるプリント基板２３に直接部品１０１を装着する。
【００６９】
１１７は、部品供給機１０２を図２に示す固定フレーム３４の係合溝３７に係合して上下方向を固定する係合部であり、フレーム１０３の上部に設けられている。また、１１８は部品供給機１０２を固定フレーム３４の凹部４０に挿入されて左右方向を固定する凸部であり、フレーム１０３の後面に設けられている。また、１１９は部品装着装置２１本体と部品供給機１０２との間の電気信号の授受を行うコネクタである。
【００７０】
図７は、スプロケットホイール１０９とロータリーノズル１１０対向部近傍の拡大図である。図７において、スプロケットホイール１０９とロータリーノズル１１０の対向面１２０にエンボステープ１０４が流入する。このとき対向面１２０の直前でエンボステープ１０４からトップテープ１０７がめくり上げられる。１２１はロータリーノズル１１０に設けられた孔であり、部品１０１をロータリーノズル１１０側へ真空吸着する。そして、部品１０１はロータリーノズル１１０に吸着したまま通路１１４に流入する。この通路１１４は図８に示すように断面が部品１０１の外形と相似形をしており、部品１０１の外形より若干大きくしてある。そして、ロータリーノズル１１０に吸着された部品１０１は、略９０度搬送されたところでロータリーノズル１１０と別れて通路１１４のみを進行する。
【００７１】
このようにして、エンボステープ１０４に収納された部品１０１はそのままの状態で極性の方向を変えることなくロータリーノズル１１０を介して通路１１４に導かれる。なおここで、スプロケットホイール１０９とロータリーノズル１１０とは等速度で回転している。また、部品１０１が取り出されたキャリアテープ１０６とトップテープ１０７は再び合わさって、スプロケットホイール１０９でキャリアテープ出口１１３に向かって搬送される。
【００７２】
図９は、位置決め部１１５の断面図である。図９において、１３０はガイドブロックであり、通路１１４の端部１１４ａはガイドブロック１３０の縦方向の壁に連結されている。このガイドブロック１３０の内側は、部品１０１が一個のみ流入するように四角形をしている。１３１はガイドブロック１３０内に流入された部品１０１をプリント基板２３方向に押圧するプッシャに連結されたノズルである。このノズル１３１の中心には孔１３２が設けられており、部品１０１を上方向１３３に吸引して固定している。
【００７３】
１３４は、下方に向かって開口したガイド部であり、このガイド部１３４の長さは部品１０１の高さ寸法の略３倍（１０ｍｍ）にしている。この寸法にすることにより、確実に部品１０１をプリント基板２３の部品装着位置１３５へガイドする。１４６は、ガイド部１３４の終端に設けられた部品１０１の出口である。
【００７４】
１３６は、部品１０１が自然落下しない程度の吸引力を有する直径１ｍｍの永久磁石であり、通路１１４の端面１１４ａに対向する壁面に装着されている。なお、この磁石１３６の取付け位置については、図１０、図１１で詳細に説明する。
【００７５】
ガイド部１３４の先端に近接してプリント基板２３が位置している。このプリント基板２３は、Ｘ（横）方向とＹ（縦）方向とθ方向に精密に移動制御できる基板保持部２４上に載置される。１４５は、磁石１３６の中心に設けられた直径０．５ｍｍの吸着孔であり、部品１０１を略６００ｍＨｇの力で真空吸着するものである。
【００７６】
そして、一つ目のプリント基板２３に部品１０１の装着が完了した後、基板保持部２４を移動させて、次の部品１０１を装着する。このようにして、プリント基板２３に部品１０１を装着したら、次のプリント基板２３を基板保持部２４に載置する。以下この動作を繰り返す。
【００７７】
図１０は、ガイドブロック１３０の要部の側面断面図である。図１０において、磁石１３６は、通路１１４の端部１１４ａに対向するガイドブロック１３０の壁面に設けられている。更に詳しくは、ノズル１３１の押圧面１３１ａとの角部１３７に磁石１３６の中心がくるように設けられている。すなわち、部品１０１は角部１３７の一点を中心として固定される。
【００７８】
１３８は、部品１０１の有無を検出する光センサである。この光センサ１３８は、機構センサや磁気センサも考えられるが、磁石１３６の近傍で使用されるため光センサが最適である。
【００７９】
図１１は、ガイドブロック１３０の要部の上面断面図である。図１１において、磁石１３６は、通路１１４の端部１１４ａに対向するガイドブロック１３０の一方の壁面１３９に設けられている。更に詳しくは、一方の壁面１３９とこの壁面１３９に隣接する他方の壁面１４０の隅部１４１に磁石１３６の中心がくるように設けられている。すなわち、部品１０１は隅部１４１の一点を中心として固定される。
【００８０】
このようにして、部品１０１は常に角部１３７と隅部１４１の一点を中心として位置決めされるので、結局部品１０１は図１２に示すようにノズル１３１の下面中央の定まった位置に吸着されることになる。このようにして部品１０１はノズル１３１の下面中央に位置させることができるので、プリント基板２３上に装着された他の部品１０１ａにノズル１３１が当接することはなく、高密度実装が可能となる。
【００８１】
以上のように構成することにより、真空吸着する吸着孔１４５と磁石１３６を用いて部品１０１をガイドブロック１３０の両壁とプッシャに連結されたノズル１３１の押圧面１３１ａで形成される角部１３７と隅部１４１を基準にして固定されるので、精密な位置決めができるとともに簡便な部品装着装置が実現できる。また、磁石１３６を用いているので、例え停電等があったとしても部品１０１が落下することはない。
【００８２】
更に、複雑なロータリーヘッド３や認識部４等も必要でないので、低価格化が実現できる。更にまた、装置がシンプルとなり故障が少なくなる。
【００８３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、基台上に固定して設けられた固定フレームと、この固定フレームに装着される部品供給機と、この部品供給機に設けられた部品の出口と、この出口の下方に載置されるプリント基板を保持する基板保持部と、この基板保持部の位置を移動制御するテーブルとを備え、前記部品供給機は、部品整列部と、この部品整列部で一列に整列された部品を導く通路と、この通路の終端に設けられるとともに所定タイミングで吸引して前記通路から流出する先頭の部品の位置を決める位置決め部と、この位置決め部で位置決めされた部品を前記出口から前記プリント基板の予め定められた位置に直接載置するノズルとが設けられた部品装着装置において、前記出口は前記位置決め部の下部に設けられ、前記ノズルは前記部品を下端で吸着保持しつつ前記部品が前記出口を通るべく下降し、また、前記位置決め部は、前記通路の終端に連結されるとともにガイド部の終端に前記出口が設けられたガイドブロックを有し、このガイドブロックは、前記部品が一個のみ流入するよう内側を四角形にするとともにこのガイドブロックの内側の隣接する２面の壁で形成される隅部と、この隅部とノズルの押圧面との角部に向かって部品を真空吸着する吸着孔が配されたことを特徴としたものであり、ロータリーノズルや認識部等を使用することなく、部品供給機から直接プリント基板に部品を装着することができるので、簡便な部品装着装置を実現することができる。また、部品供給機には部品の位置決め部を有しているので、ノズルの定位置からずれて部品が装着されることはないので、高密度実装が可能となる。さらに、部品供給機には位置決め部の下部に部品の出口を有しているので、位置決めされた部品を出口から通しつつ直接装着でき、より速く部品装着できる。さらにまた、真空吸着により部品をガイドブロック内側の両壁とノズルの押圧面で形成される角部を基準にしてノズルに装着されるので、ノズルと部品相互の精密な位置決めができるとともに簡便な部品装着装置が実現できる。
【００８４】
また、従来のように認識部が不要となるので、小型で低価格な部品装着装置が実現できる。
【００８５】
更に、従来のように認識部で一旦停止させる必要がないので、装着スピードが速くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における部品装着装置の斜視図
【図２】同、側面断面図
【図３】同、実施の形態２による部品装着装置に使用する部品供給機の斜視図
【図４】同、要部断面図
【図５】同、部品供給機を形成する部品整列部の正面図
【図６】同、実施の形態３による部品装着装置に使用する部品供給機の側面図
【図７】同、要部拡大図
【図８】同、通路の断面図
【図９】同、位置決め部の断面図
【図１０】同、要部の側面断面図
【図１１】同、要部の上面断面図
【図１２】同、ノズル近傍の断面図
【図１３】従来の部品装着装置の上面から見た平面図
【図１４】同、ノズル近傍の断面図
【符号の説明】
２１ 部品装着装置
２２ 基台
２３ プリント基板
２４ 基板保持部
２７ Ｙテーブル
２８ Ｘテーブル
２９ θテーブル
３４ 固定フレーム
３５ 部品供給機
５１ 部品
５２ 部品供給機
５５ 通路
５６ 位置決め部
６１ ノズル
６７ 出口
７８ 端部
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品をプリント基板に挿入する部品装着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の部品装着装置について説明する。従来の部品装着装置は図１３に示すように、電子部品が供給されるパーツカセット収納部１と、このパーツカセット収納部１から部品１１を吸着して、プリント基板２の予め定められた位置に装着するロータリーヘッド３と、このロータリーヘッド３のどの位置に部品１１が装着されているかを認識する認識部４から構成されていた。そして、このパーツカセット収納部１には、夫々異なる部品が整列されて収納されたパーツカセット５が約１５０個収納されていた。
【０００３】
以下、動作を説明する。パーツカセット収納部１は右方向６或いは左方向７に移動して、指定された部品１１の収納されたパーツカセット５をロータリーヘッド３の位置にもってくる。次に、ロータリーヘッド３はノズル８を下降させて部品１１を吸着させる。次に、ノズル８を上昇させてロータリーヘッド３を回転させる。ロータリーヘッド３が認識部４の位置まできたら、一旦停止させ部品１１がノズル８のどの位置に吸着されているか認識させる。これは以下の理由によるものである。即ち、パーツカセット収納部１は右方向６或いは左方向７に激しく移動するので、何時もノズル８の決まった位置に部品１１が装着されるとは限らないからである。
【０００４】
次に、ロータリーヘッド３は、プリント基板２の上方で停止する。そして、プリント基板２は、右方向６或いは左方向７への移動と、上方向９或いは下方向１０とθ方向に移動して、部品１１の装着位置で停止する。そして、ノズル８を下降させてプリント基板２の予め定められた位置に部品１１を装着し、装着が終了したら再びノズル８を上昇させるものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような従来の部品装着装置では、パーツカセット収納部１を右方向６或いは左方向７に移動させて、ノズル８に受け渡すため常にノズル８の一定の位置に部品１１が吸着されるとは限らない。従って、吸着された位置を確認してプリント基板２の予め定められた位置に装着するため、認識部４で正確な吸着位置の認識が必要となる。また、ノズル８は部品１１を吸着するために上昇と下降の動作が必要となる。また、ノズル８に吸着された部品１１をプリント基板２に装着させるために再びノズル８の下降と上昇の動作が必要となり、装置が複雑なものとなっていた。
【０００６】
また、図１４に示すように、ノズル８の先端に偏芯して部品１１が装着された場合、認識部４で偏芯した状態を認識しているので、プリント基板２の予め定められた位置に部品１１ａを装着することは可能となる。しかしながら、この部品１１ａに近接して部品１１ｂがある場合、この間隔１２が狭すぎるとノズル８の先端が部品１１ｂに当たるため、寸法１３以上を空ける必要がある。従って、高密度実装には、ある程度の限界があった。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決するもので簡便で且つ高密度実装が可能な部品装着装置を提供することを目的としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成する為に本発明の部品装着装置は、基台上に固定して設けられた固定フレームと、この固定フレームに装着される部品供給機と、この部品供給機に設けられた部品の出口と、この出口の下方に載置されるプリント基板を保持する基板保持部と、この基板保持部の位置を移動制御するテーブルとを備え、前記部品供給機は、部品整列部と、この部品整列部で一列に整列された部品を導く通路と、この通路の終端に設けられるとともに所定タイミングで吸引して前記通路から流出する先頭の部品の位置を決める位置決め部と、この位置決め部で位置決めされた部品を前記出口から前記プリント基板の予め定められた位置に直接載置するノズルとが設けられた部品装着装置において、前記出口は前記位置決め部の下部に設けられ、前記ノズルは前記部品を下端で吸着保持しつつ前記部品が前記出口を通るべく下降し、また、前記位置決め部は、前記通路の終端に連結されるとともにガイド部の終端に前記出口が設けられたガイドブロックを有し、このガイドブロックは、前記部品が一個のみ流入するよう内側を四角形にするとともにこのガイドブロックの内側の隣接する２面の壁で形成される隅部と、この隅部とノズルの押圧面との角部に向かって部品を真空吸着する吸着孔が配されたことを特徴としたものである。
【０００９】
これにより、簡便で且つ高密度な部品装着装置を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、基台上に固定して設けられた固定フレームと、この固定フレームに装着される部品供給機と、この部品供給機に設けられた部品の出口と、この出口の下方に載置されるプリント基板を保持する基板保持部と、この基板保持部の位置を移動制御するテーブルとを備え、前記部品供給機は、部品整列部と、この部品整列部で一列に整列された部品を導く通路と、この通路の終端に設けられるとともに所定タイミングで吸引して前記通路から流出する先頭の部品の位置を決める位置決め部と、この位置決め部で位置決めされた部品を前記出口から前記プリント基板の予め定められた位置に直接載置するノズルとが設けられた部品装着装置において、前記出口は前記位置決め部の下部に設けられ、前記ノズルは前記部品を下端で吸着保持しつつ前記部品が前記出口を通るべく下降し、また、前記位置決め部は、前記通路の終端に連結されるとともにガイド部の終端に前記出口が設けられたガイドブロックを有し、このガイドブロックは、前記部品が一個のみ流入するよう内側を四角形にするとともにこのガイドブロックの内側の隣接する２面の壁で形成される隅部と、この隅部とノズルの押圧面との角部に向かって部品を真空吸着する吸着孔が配されたことを特徴とした部品装着装置であり、ロータリーノズルや認識部等を使用することなく、部品供給機から直接プリント基板に部品を装着することができるので、簡便な部品装着装置を実現することができる。また、部品供給機には部品の位置決め部を有しているので、ノズルの定位置からずれて部品が装着されることはないので、高密度実装が可能となる。
【００１１】
また、従来のように認識部が不要となるので、小型で低価格な部品装着装置が実現できる。
【００１２】
更に、従来のように認識部で一旦停止させる必要がないので、装着スピードが速くなる。
【００２７】
請求項２に記載の発明の吸着孔は磁石に形成され、この磁石の中心は前記隅部と前記角部にくるよう設けられた請求項１に記載の部品装着装置であり、吸着孔は磁石で形成されているので、例え停電になって真空吸着ができなくなったとしても部品が落下することはない。
【００２８】
請求項３に記載の発明は、吸着孔の近傍に部品の有無を検出するセンサが設けられた請求項１に記載の部品装着装置であり、部品が位置決め部に在ることを確認してからプッシャで押し出して装着するため、空打ちすることなく確実な装着ができる。
【００２９】
請求項４に記載の発明は、センサは光センサとした請求項３に記載の部品装着装置であり、磁気の影響を受けることなく部品の存在を確認することができる。
【００３０】
請求項５に記載の発明の吸着孔は、略６００ｍＨｇの力で部品を吸引する請求項１に記載の部品装着装置であり、部品を確実に吸引することができる。
【００３１】
請求項６に記載の発明の磁石は、部品が自然落下しない程度の磁力で吸引する請求項２に記載の部品装着装置であり、部品を通路から吸引するとともに例え停電になっても、確実な吸引が行われ部品が落下することはない。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に於ける部品装着装置の斜視図であり、図２はその断面図である。図１、図２に示すように、部品装着装置２１は、直方体形状をした基台２２の上面にプリント基板２３を保持して移動する基板保持部２４を備えている。この基台２２の前面右側にはプリント基板２３を供給するローダ部２５が配置され、反対の左側には基板保持部２４からプリント基板２３を排出するアンローダ部２６が配置されている。プリント基板２３は、ベルトコンベアに連結された右側のローダ部２５から基板保持部２４に供給され、このプリント基板２３に後述する方法で部品が装着された後、アンローダ部２６によって左側のベルトコンベアに連結される。
【００３４】
基板保持部２４は、図１、図２に示すように、基台２２の上面をＹ方向に摺動するＹテーブル２７と、その上部に取り付けられてＸ方向に摺動するＸテーブル２８と、その上部に取り付けられて回転するθテーブル２９から構成されている。そして、このθテーブル２９には、プリント基板２３の一対の端部を保持する一対のガイドレール３０が設けられている。
【００３５】
Ｙテーブル２７、Ｘテーブル２８、θテーブル２９は夫々モータ３１，３２，３３によって独立して駆動されるようになっている。
【００３６】
また、基台２２の上部には固定フレーム３４が取り付けられ、この固定フレーム３４の中央部の下側の空間には部品供給機３５が固定フレーム３４から吊り下げられた状態で固定されて配置されている。そして、基板保持部２４は部品供給機３５の下部の空間をＸ，Ｙ，θ方向に移動するようになっている。
【００３７】
従って、従来のようにロータリーノズルや認識部等を使用することなく、部品供給機３５から直接プリント基板２３に部品を装着することができるので、簡便な部品装着装置２１を実現することができる。また、部品供給機３５には後述する部品の位置決め部を有しているので、ノズルの定位置に部品が装着され、部品とプッシャの相対位置がいつも一定となるので高密度実装が可能となる。
【００３８】
また、従来のように認識部が不要となるので、小型で低価格な部品装着装置２１が実現できる。
【００３９】
更に、従来のように認識部で一旦停止させる必要がないので、挿入スピードが速くなる。
【００４０】
また、図２に示すように、固定フレーム３４の上方には棚３６が設けられている。この棚３６には部品供給機３５が載置されている。部品供給機３５はその外形が直方体形状（カセットビデオテープと略同じ外形寸法）をしており、自立可能であり、また近接して設けられているので、棚３６上に載置されている部品供給機３５と固定フレーム３４内に挿入して固定される部品供給機３５の自動交換を能率よくできるようになっている。
【００４１】
３７は固定フレーム３４の上方に設けられた係合溝であり、部品供給機３５の上方に設けられた係合部３８に係合して上下方向が固定される。また、部品供給機３５の後面に設けられた凸部３９と固定フレーム３４の立壁に設けられた凹部４０が係合して左右方向が固定される。
【００４２】
（実施の形態２）
次に、部品供給機３５のうち、無極性の部品５１を供給する部品供給機５２について図３、図４を用いて説明する。
【００４３】
部品供給機５２は、直方体形状をした金属製のフレーム５３を有し、このフレーム５３の上部に部品５１をばら状態で貯蔵している貯蔵部５４が設けられている。
【００４４】
部品５１は、（詳細な説明は後述するが）通路５５に導かれ、この通路５５に沿って一列に整列して搬送されるようになっている。この通路５５は、その始端が後ほど説明する部品整列部に連通するとともに、その終端は位置決め部５６に連結されている。
【００４５】
この位置決め部５６は、通路５５に沿って搬送された先頭の部品５１の前方面と当接する位置決め部５６と、部品５１を位置決め部材５７側に吸引する真空路５８により部品５１を確実に位置決め部材５７に当接させており、正確な位置決めが行われる。なお、真空路５８には、ニップル５９が接続され、このニップル５９を介して真空源が接続されて、吸引動作が所定のタイミングで行われるものとなっている。
【００４６】
また、位置決め部５６の上部にはプッシャ６０が配置されている。このプッシャ６０には、位置決め部５６で位置決めされた部品５１を吸着して保持するノズル６１と、このノズル６１を下方に付勢するばね６２を有している。ノズル６１内部には真空源に接続されて所定のタイミングで吸着動作を行う真空路が設けられている。ノズル６１の上部には、ばね６２の受けとなるフランジ部６３が設けられており、このフランジ部６３の下面は揺動するレバー６４の上面と当接するようになっている。
【００４７】
このレバー６４は、図３に示す電磁ソレノイド６５によって、軸６６を中心として揺動するようになっている。つまり、電磁ソレノイド６５の駆動により、レバー６４は実線で描かれた位置から想像線で描かれた位置へと移動し、これに伴い、ばね６２の付勢力によりノズル６１が下方に移動することになる。逆に、このノズル６１の上昇は、電磁ソレノイド６５の駆動によってレバー６４が上方に揺動することによってなされる。
【００４８】
また、図４に示すように、位置決め部５６の下部には出口６７が設けられ、ノズル６１の下端に吸着保持された部品５１は、この出口６７を通ってプッシャ６０のノズル６１の下降に伴って部品供給機５２からプリント基板２３に装着される。即ち、部品装着装置２１の基板保持部２４に保持されたプリント基板２３にそのまま実装される訳である。
【００４９】
なお、図３に示すように、部品供給機５２のフレーム５３の上部には部品装着装置２１に取り付けられる係合部３８が設けられている。一方、部品装着装置２１の固定フレーム３４の中央部の下面には、図２に示すように、係合溝３７が設けられており、部品供給機５２の係合部３８を固定フレーム３４の内壁に当接させて位置決めしている。また、この位置決めを更に確実なものにするために、部品供給機５２の後面には図３に示す凸部３９を設け、図２に示す固定フレーム３４の立壁面の凹部４０に係合するようになっている。この固定フレーム３４の立壁面にはコネクタが設けられており、このコネクタに部品供給機５２の後面に設けられたコネクタ６８が接続するようになっている。これらのコネクタにより部品装着装置２１と部品供給機５２は電気的に接続されて、連続した動作ができるようになっている。
【００５０】
また、貯蔵部５４の前面にはバーコード５０が貼り付けられており、このバーコード５０には貯蔵部５４内の部品５１の品番等の情報が記載されている。従って、自動交換時に容易に品番等を確認することができる。また、フレーム５３は直方体であり、自動交換できるように自立可能となっている。
【００５１】
次に、部品装着装置２１及び部品供給機５２の動作について説明する。先ず、部品供給機５２においては、図４に示すように部品５１が通路５５に沿って整列して搬送される。そして、通路５５の終端に設けられた位置決め部５６で、先頭の部品５１が真空路５８によって吸引され、この部品５１の前方面が位置決め部材５７に当接して正確に位置決めされる。次に、プッシャ６０のノズル６１が先頭の部品５１を吸着保持する。
【００５２】
このとき、同時に図１に示す基板保持部２４のＸテーブル２８又はＹテーブル２７が夫々モータ３２，３１によって駆動され、部品５１が実装される個所に移動させる。次に、部品５１を出口６７から下方へ移送し、プリント基板２３の所定個所に部品５１を実装する。
【００５３】
このとき、部品５１を所定の角度でプリント基板２３に実装する場合は、図１に示す基板保持部２４のθテーブル２９のモータ３３の駆動によって回転させて実装作業を行う。
【００５４】
以上のような構成とすることで、ばら状態の部品５１を取り出して、安定した部品実装を行うことができる。
【００５５】
また、部品５１を保持してプリント基板２３に実装するノズル６１を部品供給機５２に一体的に取り付け、この部品供給機５２の下方に配置されたプリント基板２３に直接実装するものとしたので、部品５１の位置決めから実装までの時間を大幅に短縮して、実装作業の高速化を図ることができる。
【００５６】
更に、部品供給機５２を部品装着装置２１に吊り下げて取り付け、この部品供給機５２の下方の空間を基板保持部２４が移動するものとしたので、部品装着装置２１の構造が簡単なものとなり、小型化を図ることができるものである。
【００５７】
次に、部品供給機５２に用いられて、ばら状態の部品５１を整列する部品整列部について図５に基づいて説明する。図５において、５３ａはフレームであり、７１はこのフレーム５３ａの上部に設けられた（磁性体電極を有するチップ状の）部品５１の投入口である。７２は部品５１の収納室であり、この外周には円形状のガイド７３が設けられている。
【００５８】
この収納室７２の壁７４の後方には、複数個の磁石７５がＢ方向に回転しており、この磁石７５に吸引されて部品５１もガイド７３に沿って上方に持ち上げられる。７７は部品５１の取入口であり、予め定められた方向に整列された部品５１のみこの取入口７７から取り入れられる。取り入れられた部品５１は、取入口７７に滑らかに連結して設けられた通路５５に整列された状態で流入され、下方の終端７８に向かって流れていく。
【００５９】
このように構成されているので、磁石７５が設けられた回転板７９がＢ方向に回転することにより、複数個の部品５１はガイド７３面と壁７４面の双方向に同時に吸引されて回転板７９と一緒に回転する。この状態で取入口７７にくると、この取入口７７に対して予め定められて方向に整列している部品５１は取り入れられ、通路５５内を下流に向かって流出していく。
【００６０】
一方、取入口７７で整列していない部品５１ａは、取入口７７に流入することはできず、落下して再びガイド７３面と壁７４面の双方向に吸引されて回転板７９と一緒に回転する。このように、取入口７７に流入する前に部品５１はガイド７３面と壁７４面の双方向に同時に吸引されているので、多くの部品５１は既に整列されることになる。本実施の形態では１分間に略１０００個の部品整列ができる。
【００６１】
８０は通路５５全長の半分より下流側の距離に設けられた検出センサであり、非接触の透過型光センサで形成されている。そして、この検出センサ８０で部品５１が充満していることを検出すると、磁石７５の回転を停止するように制御している。このことにより、部品５１が収納室７２内で不要に擦れることを防止するとともに磁石の回転エネルギーの省力化も図っている。
【００６２】
なお、検出センサ８０は、本実施の形態では透過型の光センサを用いたが反射型の光センサでもよい。また、磁気センサを用いることもできる。ここで、重要なことは、部品を傷めない点或いは検出スピードの速い点で非接触型の検出センサを用いることである。
【００６３】
８１は、ＤＣモータであり、ウオームギア８２を介して回転板７９に駆動力を伝え、回転板７９をＢ方向に回転させている。
【００６４】
（実施の形態３）
次に、図１における部品供給機３５のうち、有極性の部品１０１を供給する部品供給機１０２について図６から図１２を用いて説明する。この部品供給機１０２は部品１０１の種類ごとに複数個用意されており、その外形形状は全て同じ直方体形状（カセットビデオテープと略同じ外形形状）であり、自立可能となっている。
【００６５】
図６において、１０３は直方体形状をした金属製のフレームであり、このフレーム１０３内には部品１０１が収納されたエンボステープ１０４が巻き付けられたテープリール１０５が設けられている。なお、エンボステープ１０４は、部品１０１が収納されているキャリアテープ１０６と、このキャリアテープ１０６に収納された部品１０１と、この部品１０１がこぼれないように蓋をするトップテープ１０７とで構成されている。
【００６６】
テープリール１０５から導かれるエンボステープ１０４は、プーリ１０８で方向が略９０度変えられる。方向転換されたエンボステープ１０４は、部品整列部を形成するスプロケットホイール１０９と、このスプロケットホイール１０９に対向して設けられるとともにスプロケットホイール１０９と等速回転をするロータリーノズル１１０に導かれる。なお、スプロケットホイール１０９は、モータ１１１でドライブホイール１１２を回転させて、このドライブホイール１１２に連結されている。
【００６７】
この部品整列部でエンボステープ１０４のトップテープ１０７がめくり上げられ、キャリアテープ１０６内の部品１０１がロータリーノズル１１０側に移される。そして、部品１０１が取り出されたキャリアテープ１０６は再びトップテープ１０７と合わさってフレーム１０３のキャリアテープ出口１１３から排出される。
【００６８】
一方、ロータリーノズル１１０に移された部品１０１は通路１１４に取り込まれ後述する位置決め部１１５に送られる。この位置決め部１１５に導かれた部品１０１は、プッシャに連結されたノズル１３１で真下にあるプリント基板２３に直接部品１０１を装着する。
【００６９】
１１７は、部品供給機１０２を図２に示す固定フレーム３４の係合溝３７に係合して上下方向を固定する係合部であり、フレーム１０３の上部に設けられている。また、１１８は部品供給機１０２を固定フレーム３４の凹部４０に挿入されて左右方向を固定する凸部であり、フレーム１０３の後面に設けられている。また、１１９は部品装着装置２１本体と部品供給機１０２との間の電気信号の授受を行うコネクタである。
【００７０】
図７は、スプロケットホイール１０９とロータリーノズル１１０対向部近傍の拡大図である。図７において、スプロケットホイール１０９とロータリーノズル１１０の対向面１２０にエンボステープ１０４が流入する。このとき対向面１２０の直前でエンボステープ１０４からトップテープ１０７がめくり上げられる。１２１はロータリーノズル１１０に設けられた孔であり、部品１０１をロータリーノズル１１０側へ真空吸着する。そして、部品１０１はロータリーノズル１１０に吸着したまま通路１１４に流入する。この通路１１４は図８に示すように断面が部品１０１の外形と相似形をしており、部品１０１の外形より若干大きくしてある。そして、ロータリーノズル１１０に吸着された部品１０１は、略９０度搬送されたところでロータリーノズル１１０と別れて通路１１４のみを進行する。
【００７１】
このようにして、エンボステープ１０４に収納された部品１０１はそのままの状態で極性の方向を変えることなくロータリーノズル１１０を介して通路１１４に導かれる。なおここで、スプロケットホイール１０９とロータリーノズル１１０とは等速度で回転している。また、部品１０１が取り出されたキャリアテープ１０６とトップテープ１０７は再び合わさって、スプロケットホイール１０９でキャリアテープ出口１１３に向かって搬送される。
【００７２】
図９は、位置決め部１１５の断面図である。図９において、１３０はガイドブロックであり、通路１１４の端部１１４ａはガイドブロック１３０の縦方向の壁に連結されている。このガイドブロック１３０の内側は、部品１０１が一個のみ流入するように四角形をしている。１３１はガイドブロック１３０内に流入された部品１０１をプリント基板２３方向に押圧するプッシャに連結されたノズルである。このノズル１３１の中心には孔１３２が設けられており、部品１０１を上方向１３３に吸引して固定している。
【００７３】
１３４は、下方に向かって開口したガイド部であり、このガイド部１３４の長さは部品１０１の高さ寸法の略３倍（１０ｍｍ）にしている。この寸法にすることにより、確実に部品１０１をプリント基板２３の部品装着位置１３５へガイドする。１４６は、ガイド部１３４の終端に設けられた部品１０１の出口である。
【００７４】
１３６は、部品１０１が自然落下しない程度の吸引力を有する直径１ｍｍの永久磁石であり、通路１１４の端面１１４ａに対向する壁面に装着されている。なお、この磁石１３６の取付け位置については、図１０、図１１で詳細に説明する。
【００７５】
ガイド部１３４の先端に近接してプリント基板２３が位置している。このプリント基板２３は、Ｘ（横）方向とＹ（縦）方向とθ方向に精密に移動制御できる基板保持部２４上に載置される。１４５は、磁石１３６の中心に設けられた直径０．５ｍｍの吸着孔であり、部品１０１を略６００ｍＨｇの力で真空吸着するものである。
【００７６】
そして、一つ目のプリント基板２３に部品１０１の装着が完了した後、基板保持部２４を移動させて、次の部品１０１を装着する。このようにして、プリント基板２３に部品１０１を装着したら、次のプリント基板２３を基板保持部２４に載置する。以下この動作を繰り返す。
【００７７】
図１０は、ガイドブロック１３０の要部の側面断面図である。図１０において、磁石１３６は、通路１１４の端部１１４ａに対向するガイドブロック１３０の壁面に設けられている。更に詳しくは、ノズル１３１の押圧面１３１ａとの角部１３７に磁石１３６の中心がくるように設けられている。すなわち、部品１０１は角部１３７の一点を中心として固定される。
【００７８】
１３８は、部品１０１の有無を検出する光センサである。この光センサ１３８は、機構センサや磁気センサも考えられるが、磁石１３６の近傍で使用されるため光センサが最適である。
【００７９】
図１１は、ガイドブロック１３０の要部の上面断面図である。図１１において、磁石１３６は、通路１１４の端部１１４ａに対向するガイドブロック１３０の一方の壁面１３９に設けられている。更に詳しくは、一方の壁面１３９とこの壁面１３９に隣接する他方の壁面１４０の隅部１４１に磁石１３６の中心がくるように設けられている。すなわち、部品１０１は隅部１４１の一点を中心として固定される。
【００８０】
このようにして、部品１０１は常に角部１３７と隅部１４１の一点を中心として位置決めされるので、結局部品１０１は図１２に示すようにノズル１３１の下面中央の定まった位置に吸着されることになる。このようにして部品１０１はノズル１３１の下面中央に位置させることができるので、プリント基板２３上に装着された他の部品１０１ａにノズル１３１が当接することはなく、高密度実装が可能となる。
【００８１】
以上のように構成することにより、真空吸着する吸着孔１４５と磁石１３６を用いて部品１０１をガイドブロック１３０の両壁とプッシャに連結されたノズル１３１の押圧面１３１ａで形成される角部１３７と隅部１４１を基準にして固定されるので、精密な位置決めができるとともに簡便な部品装着装置が実現できる。また、磁石１３６を用いているので、例え停電等があったとしても部品１０１が落下することはない。
【００８２】
更に、複雑なロータリーヘッド３や認識部４等も必要でないので、低価格化が実現できる。更にまた、装置がシンプルとなり故障が少なくなる。
【００８３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、基台上に固定して設けられた固定フレームと、この固定フレームに装着される部品供給機と、この部品供給機に設けられた部品の出口と、この出口の下方に載置されるプリント基板を保持する基板保持部と、この基板保持部の位置を移動制御するテーブルとを備え、前記部品供給機は、部品整列部と、この部品整列部で一列に整列された部品を導く通路と、この通路の終端に設けられるとともに所定タイミングで吸引して前記通路から流出する先頭の部品の位置を決める位置決め部と、この位置決め部で位置決めされた部品を前記出口から前記プリント基板の予め定められた位置に直接載置するノズルとが設けられた部品装着装置において、前記出口は前記位置決め部の下部に設けられ、前記ノズルは前記部品を下端で吸着保持しつつ前記部品が前記出口を通るべく下降し、また、前記位置決め部は、前記通路の終端に連結されるとともにガイド部の終端に前記出口が設けられたガイドブロックを有し、このガイドブロックは、前記部品が一個のみ流入するよう内側を四角形にするとともにこのガイドブロックの内側の隣接する２面の壁で形成される隅部と、この隅部とノズルの押圧面との角部に向かって部品を真空吸着する吸着孔が配されたことを特徴としたものであり、ロータリーノズルや認識部等を使用することなく、部品供給機から直接プリント基板に部品を装着することができるので、簡便な部品装着装置を実現することができる。また、部品供給機には部品の位置決め部を有しているので、ノズルの定位置からずれて部品が装着されることはないので、高密度実装が可能となる。さらに、部品供給機には位置決め部の下部に部品の出口を有しているので、位置決めされた部品を出口から通しつつ直接装着でき、より速く部品装着できる。さらにまた、真空吸着により部品をガイドブロック内側の両壁とノズルの押圧面で形成される角部を基準にしてノズルに装着されるので、ノズルと部品相互の精密な位置決めができるとともに簡便な部品装着装置が実現できる。
【００８４】
また、従来のように認識部が不要となるので、小型で低価格な部品装着装置が実現できる。
【００８５】
更に、従来のように認識部で一旦停止させる必要がないので、装着スピードが速くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における部品装着装置の斜視図
【図２】同、側面断面図
【図３】同、実施の形態２による部品装着装置に使用する部品供給機の斜視図
【図４】同、要部断面図
【図５】同、部品供給機を形成する部品整列部の正面図
【図６】同、実施の形態３による部品装着装置に使用する部品供給機の側面図
【図７】同、要部拡大図
【図８】同、通路の断面図
【図９】同、位置決め部の断面図
【図１０】同、要部の側面断面図
【図１１】同、要部の上面断面図
【図１２】同、ノズル近傍の断面図
【図１３】従来の部品装着装置の上面から見た平面図
【図１４】同、ノズル近傍の断面図
【符号の説明】
２１ 部品装着装置
２２ 基台
２３ プリント基板
２４ 基板保持部
２７ Ｙテーブル
２８ Ｘテーブル
２９ θテーブル
３４ 固定フレーム
３５ 部品供給機
５１ 部品
５２ 部品供給機
５５ 通路
５６ 位置決め部
６１ ノズル
６７ 出口
７８ 端部
Claims (6)
- 基台上に固定して設けられた固定フレームと、この固定フレームに装着される部品供給機と、この部品供給機に設けられた部品の出口と、この出口の下方に載置されるプリント基板を保持する基板保持部と、この基板保持部の位置を移動制御するテーブルとを備え、前記部品供給機は、部品整列部と、この部品整列部で一列に整列された部品を導く通路と、この通路の終端に設けられるとともに所定タイミングで吸引して前記通路から流出する先頭の部品の位置を決める位置決め部と、この位置決め部で位置決めされた部品を前記出口から前記プリント基板の予め定められた位置に直接載置するノズルとが設けられた部品装着装置において、前記出口は前記位置決め部の下部に設けられ、前記ノズルは前記部品を下端で吸着保持しつつ前記部品が前記出口を通るべく下降し、また、前記位置決め部は、前記通路の終端に連結されるとともにガイド部の終端に前記出口が設けられたガイドブロックを有し、このガイドブロックは、前記部品が一個のみ流入するよう内側を四角形にするとともにこのガイドブロックの内側の隣接する２面の壁で形成される隅部と、この隅部とノズルの押圧面との角部に向かって部品を真空吸着する吸着孔が配されたことを特徴とする部品装着装置。
- 吸着孔は磁石に形成され、この磁石の中心は前記隅部と前記角部にくるよう設けられた請求項１に記載の部品装着装置。
- 吸着孔の近傍に部品の有無を検出するセンサが設けられた請求項１に記載の部品装着装置。
- センサは光センサとした請求項３に記載の部品装着装置。
- 吸着孔は略６００ｍＨｇの力で部品を吸引する請求項１に記載の部品装着装置。
- 磁石は、部品が自然落下しない程度の磁力で吸引する請求項２に記載の部品装着装置。
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