JP4475113B2 - Component mounting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、パーツフィーダによって供給される部品を取り出して基板に実装する部品実装装置に関するものである。 The present invention relates to a component mounting apparatus that takes out a component supplied by a parts feeder and mounts it on a substrate.
部品基板に実装する部品実装装置では、テープフィーダなどのパーツフィーダから実装ヘッドによって部品を吸着保持して取り出し、基板に移送搭載する部品実装動作が反復して実行される。この部品実装動作においては、パーツフィーダによって部品を実装ヘッドによる取り出し位置に送る部品送り動作と、実装ヘッドに備えられた部品吸着ノズルによって部品を吸着保持して取り出すピックアップ動作とが交互に行われる。 In a component mounting apparatus that mounts on a component board, a component mounting operation of picking and holding components from a part feeder such as a tape feeder by suction is carried out by a mounting head, and transferred and mounted on the board is repeatedly executed. In this component mounting operation, a component feeding operation for feeding a component to a take-out position by the mounting head by a parts feeder and a pickup operation for picking up and picking up the component by a component suction nozzle provided in the mounting head are alternately performed.
この動作過程においては、部品送り動作とピックアップ動作のそれぞれの単位動作の開始と終了を示すタイミング信号が実装ヘッドとパーツフィーダとの間で授受され、これらのタイミング信号に基づいて部品実装動作とピックアップ動作が実行される。このようなタイミング信号の授受を行う方法として、部品実装装置に備えられた本体制御部を介して実装ヘッドとパーツフィーダとが通信を行う方式のものが知られている(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、上述のようにホストコンピュータとしての本体制御部を介して通信を行う方式には、部品供給部に多数基のパーツフィーダを配列する場合に、装置動作の高速化を図る上で、以下のような不都合がある。 However, in the method of performing communication via the main body control unit as the host computer as described above, in order to speed up the operation of the apparatus when arranging many parts feeders in the component supply unit, the following is performed. There are inconveniences.
すなわち、部品供給部に装着された各パーツフィーダと本体制御部とはシリアル通信によって信号を授受するため、パーツフィーダの数量が増大すると部品供給部と本体制御部との間での信号授受のための通信時間が遅延する。さらに、ホストコンピュータとしての本体制御部を介して信号授受を行う場合には、信号は発信元からの信号が一旦本体制御部に入力として取り込まれた後に伝達先に出力されることから、信号伝達に要する通信処理時間は個々の信号によってばらつき、タクトタイムの短縮が阻害されていた。このように従来の部品実装装置においては、パーツフィーダと実装ヘッドとの間での信号伝達に起因して、部品取り出し動作を高速で実行することが困難で、部品実装動作の効率向上が阻害される場合が生じていた。 That is, each part feeder mounted on the component supply unit and the main body control unit transmit and receive signals through serial communication. Therefore, when the number of parts feeders increases, signals are transmitted and received between the component supply unit and the main body control unit. Communication time is delayed. In addition, when signals are sent and received through the main unit control unit as a host computer, the signal is transmitted to the transmission destination after the signal from the source is once taken into the main unit control unit, The communication processing time required for this varies depending on individual signals, and shortening of the tact time has been hindered. As described above, in the conventional component mounting apparatus, due to the signal transmission between the parts feeder and the mounting head, it is difficult to execute the component extraction operation at high speed, and the improvement in the efficiency of the component mounting operation is hindered. There was a case.
そこで本発明は、部品取り出し動作を高速で実行することができ、部品実装動作の効率向上を実現することができる部品実装装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a component mounting apparatus that can execute a component picking-up operation at a high speed and can improve the efficiency of the component mounting operation.
本発明の部品実装装置は、部品を供給するパーツフィーダから実装ヘッドにより前記部品を取り出して基板に実装する部品実装装置であって、前記実装ヘッドは、昇降・吸引動作により前記部品を保持する部品保持ノズルと、前記部品保持ノズルの昇降・吸引状態に関するノズル情報を検出するノズル情報検出部と、前記ノズル情報を送信するとともに前記パーツフィーダから送信される情報を受信するヘッド通信部とを備え、前記パーツフィーダは、前記部品を前記実装ヘッドによる取り出し位置に送る部品送り機構と、前記部品送り機構の駆動状態に関するフィーダ情報を検出するフィーダ情報検出部と、前記フィーダ情報を送信するとともに前記実装ヘッドから送信される情報を受信するフィーダ通信部
とを備え、前記ヘッド通信部から前記フィーダ通信部へのノズル情報の伝達およびまたは前記フィーダ通信部から前記ヘッド通信部へのフィーダ情報の伝達を、前記実装ヘッドと前記パーツフィーダとの間で直接信号伝達が可能な信号伝達手段によって行う。
A component mounting apparatus according to the present invention is a component mounting apparatus that takes out the component from a parts feeder that supplies the component by a mounting head and mounts the component on a substrate, and the mounting head holds the component by a lifting / lowering operation. A holding nozzle, a nozzle information detection unit that detects nozzle information related to the lifting / lowering state of the component holding nozzle, and a head communication unit that transmits the nozzle information and receives information transmitted from the parts feeder, The parts feeder includes a parts feeding mechanism that sends the parts to a take-out position by the mounting head, a feeder information detection unit that detects feeder information related to a driving state of the parts feeding mechanism, and the mounting head that transmits the feeder information and the mounting head. And a feeder communication unit that receives information transmitted from the head communication unit. Transmission of nozzle information to the feeder communication unit and / or transmission of feeder information from the feeder communication unit to the head communication unit is performed by signal transmission means capable of directly transmitting signals between the mounting head and the parts feeder. Do.
本発明によれば、ヘッド通信部からフィーダ通信部へのノズル情報の伝達およびまたはフィーダ通信部からヘッド通信部へのフィーダ情報の伝達を、ヘッド通信部とフィーダ通信部との間で直接信号伝達が可能な信号伝達手段によって行うことにより、本体制御部を介して通信を行う場合に生じる通信処理時間の遅延を排して部品取り出し動作を高速で実行することができ、部品実装動作の効率向上を実現することができる。 According to the present invention, the transmission of nozzle information from the head communication unit to the feeder communication unit and / or the transmission of feeder information from the feeder communication unit to the head communication unit are directly transmitted between the head communication unit and the feeder communication unit. By using a signal transmission means that can perform communication, it is possible to eliminate the delay in communication processing time that occurs when communication is performed via the main body control unit, and to perform component extraction operations at high speed, improving the efficiency of component mounting operations. Can be realized.
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の部品実装装置の断面図、図2は本発明の一実施の形態の部品実装装置の部分平面図、図3は本発明の一実施の形態の部品実装装置の部分断面図、図4、図5は本発明の一実施の形態の部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図、図6は本発明の一実施の形態の部品実装装置による部品搭載動作の動作フロー図、図7は本発明の一実施の形態の部品実装装置の部分平面図である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a sectional view of a component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial plan view of the component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a component mounting according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 and FIG. 5 are block diagrams showing the configuration of a control system of a component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows component mounting by the component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a partial plan view of the component mounting apparatus according to the embodiment of the present invention.
まず図1、図2,図3を参照して、部品を基板に実装する部品実装装置の構造について説明する。図3は、図2におけるA−A断面を示している。図1において、部品実装装置1は実装される部品を供給する部品供給部2を備えており、部品供給部2に設けられたフィーダベース3の上面には、部品を供給するパーツフィーダとしてのテープフィーダ4が複数基装着されている。テープフィーダ4は、フィーダベース3の下方に位置した台車5にセットされた供給リール6から、部品13(図3参照)を保持したキャリアテープ7を引き出し、保持された部品13を実装ヘッド8による取り出し位置まで供給する。
First, the structure of a component mounting apparatus for mounting components on a substrate will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows an AA cross section in FIG. In FIG. 1, a
実装ヘッド8は、昇降・吸引動作により部品13を保持する部品保持ノズル8aによってテープフィーダ4から取り出した部品13を、搬送機構9によって搬送され位置決めされた基板10に実装する機能を有している。搬送機構9は、基板搬送・位置決め部12によって駆動される。実装ヘッド8の水平移動は実装ヘッド水平駆動部11によって駆動され、部品保持ノズル8aの昇降は内蔵された昇降機構によって行われる。
The
図3に示すように、テープフィーダ4は部品13を保持したキャリアテープ7をピッチ送りするためのテープ送り機構14を備えている。テープ送り機構14はキャリアテープ7を送り爪によってテープ送りするスプロケット16をテープ送りモータ15によって回転駆動する構成となっており、キャリアテープ7をテープ送り機構14によってピッチ送りすることにより、保持された部品13は実装ヘッド8の部品保持ノズル8aによる取り出し位置に設けられた開口部4aまで送られる。したがって、テープ送り機構14は、部品13を実装ヘッド8による取り出し位置に送る部品送り機構となっている。
As shown in FIG. 3, the
図2,図3に示すように、テープフィーダ4の上面には発光素子17a、受光素子18bが設けられており、実装ヘッド8の下面には受光素子17b、発光素子18aが設けられている。発光素子17aと受光素子17b、発光素子18aと受光素子18bは、それぞれ赤外線などの光を信号伝達媒体とする1対の光通信素子17,18(図4参照)を構成する。
2 and 3, a
実装ヘッド8を移動させて部品保持ノズル8aをテープフィーダ4の開口部4aに対して位置合わせした状態では、発光素子17aと受光素子17b、発光素子18aと受光素子18bとがそれぞれ対向した位置にあり、これにより光通信によるワイヤレスの信号伝
達が行われる。すなわち発光素子17aからの光を受光素子17bが受信することによりテープフィーダ4から実装ヘッド8への信号伝達が行われ、また発光素子18aからの光を受光素子18bが受信することにより、実装ヘッド8からテープフィーダ4への信号伝達が行われる。
In a state where the
このとき、隣接するテープフィーダ4との混信を防ぐために、発光された光の指向性向上させることを目的として簡単な光学系を装備することが望ましい。また隣接するテープフィーダ4相互の干渉・混信を防止するために、テープフィーダ4ごとに発光パターンを異ならせるようにしてもよい。
At this time, in order to prevent interference with the
本実施の形態においては、以下に説明するように、このような光通信による信号伝達手段を用いて、テープフィーダ4と実装ヘッド8の動作シーケンスにおけるタイミング信号の授受を、テープフィーダ4と実装ヘッド8の間で直接に行わせるようにしている。したがって、発光素子17aと受光素子18b、発光素子18aと受光素子18bによってそれぞれ構成される光通信素子17,18は、実装ヘッド8とテープフィーダ4との間で直接信号伝達が可能な信号伝達手段となっている。
In the present embodiment, as will be described below, timing signals in the operation sequence of the
次に図4、図5を参照して、制御系の構成を説明する。図4において、実装ヘッド水平駆動部11、基板搬送・位置決め部12は、部品実装装置1の本体制御装置である制御部20によって制御される。制御部20による制御処理に際しては、記憶部21に記憶されたプログラムやデータが用いられる。これにより、実装ヘッド8の水平移動動作、搬送機構9による基板搬送・位置決め動作が制御される。
Next, the configuration of the control system will be described with reference to FIGS. In FIG. 4, the mounting head horizontal driving unit 11 and the board conveyance / positioning unit 12 are controlled by a
テープフィーダ4、実装ヘッド8は、それぞれ端末制御部としてのフィーダ制御部19、ヘッド制御部22を備えている。制御部20がフィーダ制御部19、ヘッド制御部22を制御することにより、テープフィーダ4においてはテープ送り機構14が制御され、実装ヘッド8においては部品保持ノズル8aの昇降・吸引を行うノズル昇降・吸引機構23が制御される。
The
図5(a)に示すように、ヘッド制御部22は、昇降・吸引制御部22a、ノズル情報検出部22b、ヘッド通信部22cより構成される。昇降・吸引制御部22aは、ノズル昇降・吸引機構23を制御することにより部品保持ノズル8aの吸引・昇降動作を制御する。ノズル情報検出部22bは、ノズル昇降・吸引機構23の駆動状態を監視することにより、部品保持ノズル8aの昇降・吸引状態に関するノズル情報を検出する。このノズル情報により、部品保持ノズル8aの吸引・昇降の動作状態が常に確認され、動作過程における特定タイミング(例えば部品保持ノズル8aが部品13を吸着保持した後に上昇を完了して、次動作への移行が可能となるタイミング)を示すタイミング信号が、テープフィーダ4に対して発信される。
As shown in FIG. 5A, the
ヘッド通信部22cはシリアル通信回線によって制御部20に接続されており、このシリアル通信回線を介して制御部20との信号授受を行うとともに、光通信素子17,18を介してテープフィーダ4との信号授受を行う。前述のタイミング信号を含むノズル情報は、制御部20を介してまたは光通信素子18を介してテープフィーダ4に対して送信される。また制御部20やテープフィーダ4から送信される情報は、ヘッド通信部22cによって受信される。すなわち、ヘッド通信部22cは、ノズル情報を送信するとともに、テープフィーダ4から送信される情報を受信する。
The
図5(b)に示すように、フィーダ制御部19は、部品送り制御部19a、フィーダ情報検出部19b、フィーダ通信部19cより構成される。部品送り制御部19aは、テープ送り機構14を制御することにより、キャリアテープ7のテープ送り動作、すなわち部
品13を取り出し位置に送る部品送り動作を制御する。フィーダ情報検出部19bは、テープ送り機構14の駆動状態に関するフィーダ情報を検出する。このフィーダ情報により、テープ送り機構14の動作状態が常に確認され、動作過程における特定タイミング(例えばテープ送り機構14によるキャリアテープ7のピッチ送りが完了して、部品13を開口部4aから取り出す準備が完了したタイミング)を示すタイミング信号が、テープフィーダ4に対して発信される。
As shown in FIG. 5B, the
フィーダ通信部19cはシリアル通信回線によって制御部20に接続されており、このシリアル通信回線を介して制御部20との信号授受を行うとともに、光通信素子17,18を介して実装ヘッド8との信号授受を行う。前述のタイミング信号を含むフィーダ情報は、制御部20を介してまたは光通信素子17を介して実装ヘッド8に対して送信される。また制御部20や実装ヘッド8から送信される情報は、フィーダ通信部19cによって受信される。すなわち、フィーダ通信部19cは、フィーダ情報を送信するとともに、実装ヘッド8から送信される情報を受信する。
The
上記構成において、ヘッド通信部22c、フィーダ通信部19cはいずれも制御部20を介して相互に通信が可能となっており、フィーダ制御部19、ヘッド制御部22は制御部20を介した信号授受と、光通信素子17,18を用いた直接信号伝達による信号授受のいずれをも行うことが可能となっている。以下に説明する動作シーケンスにおいては、タイミング信号の授受を全て光通信素子を用いた直接信号伝達によって行ってもよいし、テープフィーダ4、実装ヘッド8のいずれかからの信号送信のみを光通信素子17,18を用いた直接信号伝達によって行い、制御部20を介したシリアル通信と併用するようにしてもよい。
In the above configuration, the
すなわち本実施の形態においては、ヘッド通信部22cからフィーダ通信部19cへのノズル情報の伝達およびまたはフィーダ通信部19cからヘッド通信部22cへのフィーダ情報の伝達を、実装ヘッド8とテープフィーダ4との間で直接信号伝達が可能な信号伝達手段によって行う形態となっている。このような制御部20を介してのシリアル通信と、光通信素子17,18による直接信号伝達とを併用することにより、シリアル通信による通信量を減少させ、制御部20の通信負荷を軽減することができるという効果がある。
That is, in the present embodiment, nozzle information is transmitted from the
次に図6を参照して、部品実装作業における実装ヘッド8とテープフィーダ4の動作およびこの動作過程におけるテープフィーダ4と実装ヘッド8との間のタイミング信号の授受について説明する。鎖線枠で示す8および4は、それぞれ実装ヘッド8、テープフィーダ4にて実行される動作・処理を示している。まず生産開始が指令されると、実装ヘッド8が実装の対象とする部品13を収納したテープフィーダ4(以下、対象フィーダと略記)の上方に移動する(ST1)。
Next, with reference to FIG. 6, the operation of the mounting
このとき、テープフィーダ4においても動作・処理が並行して実行されており、対象フィーダが準備完了信号を出す(ST7)。すなわち、テープ送り機構14の動作をフィーダ通信部19cが監視してフィーダ情報として出力することにより、フィーダ通信部19cは部品送り動作が完了したことを示す準備完了信号を光通信素子17を介してヘッド通信部22cに伝達する。そして昇降・吸引制御部22aは、この準備完了信号を受信することにより、対象フィーダの準備完了を確認する(ST2)。
At this time, the operation / processing is also executed in parallel in the
これにより昇降・吸引制御部22aがノズル昇降・吸引機構23を駆動させて、実装ヘッド8が昇降・吸着動作を開始する(ST3)。すなわち、昇降・吸引制御部22aが部品保持ノズル8aを下降させて開口部4a内の部品13を吸着保持した後に、部品保持ノズル8aを上昇させ、これにより実装ヘッド8が昇降・吸着動作を完了する(ST4)。そして昇降・吸着動作の完了が検出され、実装ヘッド8が動作完了信号を出す(ST5)
。すなわちノズル情報検出部22bがノズル昇降・吸引機構23の駆動状態を監視してノズル情報として出力することにより、ヘッド通信部22cは動作完了信号を出力する。
As a result, the elevation / suction control unit 22a drives the nozzle elevation /
. That is, the nozzle information detection unit 22b monitors the driving state of the nozzle lifting / lowering
この後、部品保持ノズル8aに部品13を保持した実装ヘッド8は基板10へ移動し、ここで部品13を基板10へ実装する(ST6)。これにより、実装ヘッド8による1回の動作サイクルが完了し、(ST1)に戻って新たな動作サイクルが開始される。この動作処理と並行して、テープフィーダ4においては、(ST5)において出力された動作完了信号を光通信素子18を介してフィーダ通信部19cが受信する。そして部品送り制御部19aがこの動作完了信号を受信することにより、対象フィーダが実装ヘッド8の動作完了を確認する(ST8)。
Thereafter, the mounting
次いで、新たな部品13の供給のために対象フィーダがピッチ送りを開始する(ST9)。そして対象フィーダがキャリアテープ7のピッチ送りを完了する(ST10)。これにより、テープフィーダ4による1回の動作サイクルが完了し、(ST7)に戻って新たな動作サイクルが開始される。
Next, the target feeder starts pitch feeding to supply new parts 13 (ST9). Then, the target feeder completes the pitch feed of the carrier tape 7 (ST10). Thereby, one operation cycle by the
上記説明したように、本実施の形態に示す部品実装装置においては、ヘッド通信部22cとフィーダ通信部19cとの間で行われるタイミング信号の授受を、光通信素子17,18を用いた信号伝達手段によってヘッド通信部22cとフィーダ通信部19cとの間で直接行うようにしたものである。これにより、タイミング信号の授受に要する時間を安定させて、タクトタイムを短縮することができるとともに、多数基のテープフィーダ4が部品供給部2に配置される場合にあっても、フィーダ通信部22cと制御部20との間のシリアル通信の通信量が大幅に増加することがない。したがって、テープフィーダ4と実装ヘッド8との間での信号伝達に起因する通信伝達処理時間の遅延を排除して、部品取り出し動作を高速で実行することができる。
As described above, in the component mounting apparatus shown in the present embodiment, the transmission / reception of timing signals performed between the
なお上記実施の形態においては、実装ヘッド8として部品保持ノズル8aを1つのみ備えた単装型ヘッドの例を示したが、図7に示すように、単装型の単位実装ヘッド8Aを複数基連結した多連型実装ヘッド108を用いる場合においても、本発明を適用することができる。単位実装ヘッド8Aは、実装ヘッド8と同様に部品保持ノズル8a、発光素子18a、受光素子17bを備えており、多連型実装ヘッド108を移動させて部品供給部2から部品13を取り出す際には、各単位実装ヘッド8Aを対象となるテープフィーダ4に順次位置合わせする。
In the above-described embodiment, an example of a single-mounted head provided with only one component holding nozzle 8a has been shown as the mounting
すなわち、図6に示す動作フローにおいて、各単位実装ヘッド8A毎に(ST1)〜(ST5)までの動作処理を反復実行し、全ての単位実装ヘッド8Aによって部品13を取り出した後に(ST6)に移行する。そして、(ST2)、(ST5)を反復実行する度に、テープフィーダ4との間でタイミング信号の授受が行われる。
That is, in the operation flow shown in FIG. 6, the operation processing from (ST1) to (ST5) is repeatedly executed for each unit mounting head 8A, and the
なお、多連型実装ヘッド108を採用する場合において、各単位実装ヘッド8Aに発光素子18a、受光素子17bを装備する替わりに、多連型実装ヘッド108全体に発光素子18a、受光素子17bをそれぞれ1つづつ装備し、各単位実装ヘッド8Aがこれらの発光素子18a、受光素子17bを用いてテープフィーダ4と通信するようにしてもよい。
When the multiple mounting head 108 is employed, the light emitting element 18a and the light receiving element 17b are respectively provided in the entire multiple mounting head 108, instead of mounting the light emitting element 18a and the light receiving element 17b on each unit mounting head 8A. Each unit mounting head 8A may communicate with the
本発明の部品実装装置は、通信時間の遅延を排して部品取り出し動作を高速で実行して、部品実装動作の効率向上を実現することができるという効果を有し、多数基のパーツフィーダを備えた部品実装装置に有用である。 The component mounting apparatus according to the present invention has an effect that the component extraction operation can be performed at a high speed by eliminating the delay of communication time, and the efficiency of the component mounting operation can be improved. It is useful for the component mounting apparatus provided.
1 部品実装装置
2 部品供給部
4 テープフィーダ
7 キャリアテープ
8 実装ヘッド
10 基板
13 部品
17、18 光通信素子
17a、18a 発光素子
17b、18b 受光素子
19 フィーダ制御部
22 ヘッド制御部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記実装ヘッドは、昇降・吸引動作により前記部品を保持する部品保持ノズルと、前記部品保持ノズルの昇降・吸引状態に関するノズル情報を検出するノズル情報検出部と、前記ノズル情報を送信するとともに前記パーツフィーダから送信される情報を受信するヘッド通信部とを備え、
前記パーツフィーダは、前記部品を前記実装ヘッドによる取り出し位置に送る部品送り機構と、前記部品送り機構の駆動状態に関するフィーダ情報を検出するフィーダ情報検出部と、前記フィーダ情報を送信するとともに前記実装ヘッドから送信される情報を受信するフィーダ通信部とを備え、
前記ヘッド通信部から前記フィーダ通信部へのノズル情報の伝達およびまたは前記フィーダ通信部から前記ヘッド通信部へのフィーダ情報の伝達を、前記実装ヘッドと前記パーツフィーダとの間で直接信号伝達が可能な信号伝達手段によって行うことを特徴とする部品実装装置。 A component mounting apparatus that takes out the component from a parts feeder that supplies the component with a mounting head and mounts the component on a substrate,
The mounting head includes a component holding nozzle that holds the component by a lifting / sucking operation, a nozzle information detection unit that detects nozzle information related to a lifting / sucking state of the component holding nozzle, and transmits the nozzle information and the part A head communication unit that receives information transmitted from the feeder,
The parts feeder includes a parts feeding mechanism that sends the parts to a take-out position by the mounting head, a feeder information detection unit that detects feeder information related to a driving state of the parts feeding mechanism, and the mounting head that transmits the feeder information and the mounting head. A feeder communication unit for receiving information transmitted from
Direct signal transmission between the mounting head and the parts feeder enables transmission of nozzle information from the head communication unit to the feeder communication unit and / or transmission of feeder information from the feeder communication unit to the head communication unit. A component mounting apparatus characterized in that it is performed by a simple signal transmission means.
The component mounting apparatus according to claim 1, wherein the signal transmission unit uses light as a signal transmission medium.
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