JP4514120B2 - 部品実装機 - Google Patents

Description

本発明は、複数枚の金属板を締結して構成した箱状の構造体を有する部品実装機に関する発明である。

近年、電子部品を回路基板に実装する部品実装機においては、実装ラインの変更作業を容易にするために、特許文献１（特開２００４−１０４０７５号公報）に示すように、ベース台上に複数の部品実装機を入れ替え可能に整列配置したものがある。この部品実装機の本体ベッドは、部品の実装精度を確保するために相応の機械的強度が要求されることから、頑丈な鋳物構造体を用いたり、或は、板厚の厚い鋼板（厚板）を箱状に溶接した溶接構造体を用いるのが一般的である。

しかし、鋳物構造体や厚板の溶接構造体は、重量が相当に重くなり、ライン変更の作業性が悪くなるため、これを軽量化することが望まれている。そこで、本体ベッドの機械的強度を確保しつつ軽量化するたために、特許文献２（特開平３−１８４７３１号公報）に記載された構造体製造技術を応用して、板厚の薄い鋼板（薄板）を箱状に溶接した溶接構造体を用い、この薄板の溶接構造体の内部を補強用の鋼板にて溶接補強して機械的強度を確保することが考えられる。
特開２００４−１０４０７５号公報（第２２頁、図２、図３等） 特開平３−１８４７３１号公報（第２頁等）

上記のように、部品実装機の本体ベッドの構造を、補強用の鋼板にて溶接補強した薄板の溶接構造体とすれば、軽量化と機械的強度確保は実現できるが、次のような様々な問題が発生する。

（１）薄板の溶接時の熱歪みによって本体ベッド（溶接構造体）に比較的大きな歪みが発生するため、この歪みを溶接後に切削加工等により修正する作業が必要となる。

（２）本体ベッドの溶接作業は、作業者が手作業で行うため、熟練を要する手間のかかる作業となるばかりか、溶接後に残留応力を除去するための熱処理の工程が必要になり、その分、工程数が増えて、生産能率が非常に悪い。

（３）溶接後に熱処理を行っても、本体ベッド（溶接構造体）の残留応力を完全に除去することは困難であるため、残留応力による経年変化によって本体ベッドが徐々に歪んでくる。このため、本体ベッドの経年変化による部品の実装精度の悪化も問題になる。

（４）手作業による溶接の場合、熟練した作業者でも溶接ビードの長さや幅を一定にすることが難しく、溶接ビードの長さや幅にばらつきが生じやすいため、本体ベッド（溶接構造体）の機械的強度にばらつきが生じやすい。特に、機械的強度が弱い薄板を用いた溶接構造体は、溶接ビードの長さや幅のばらつきによる機械的強度のばらつきが顕著に発生することになる。部品実装機の駆動系は、サーボシステムにより制御されるが、本体ベッド（溶接構造体）の機械的強度が変われば、その固有振動数も変わることになる。一般に、部品実装機では、動作時の共振を抑えるため、固有振動数に対してフィルタをかけてサーボシステムを駆動するようにしているが、固有振動数が変わると、フィルタが有効に働かなくなり、共振が発生して部品の実装精度が悪化するという問題が発生する。

本発明はこれらの事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、複数枚の金属板を締結して構成した箱状の構造体を有する部品実装機において、箱状の構造体の機械的強度確保、軽量化、品質ばらつき低減、生産性向上、部品実装精度向上の要求を全て満たすことができる部品実装機を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、回路基板搬送装置及び装着装置を搭載する本体ベッドを有する部品実装機において、前記本体ベッドは、箱状の構造体からなり、該箱状の構造体は、複数枚の金属板をリベットにより締結して構成され、且つ、該構造体の内部に隔壁状に配置した補強用の金属板と外装用の金属板とをリベットにより締結して構成されていることを特徴とする。

本体ベッド（箱状の構造体）を構成する複数枚の金属板の締結手段として溶接に代えてリベットを用いても、本体ベッドの機械的強度確保、軽量化を実現できると共に、溶接による熱歪みや残留応力による経年変化の問題も解消でき、本体ベッドの寸法精度を向上できる。しかも、リベットによる締結は、溶接と比較して、作業者の熟練度にほとんど左右されない簡単な作業であると共に、熱処理の工程も不要となる。更に、溶接ビードのばらつきによる機械的強度のばらつきの問題も解消でき、機械的強度のばらつきを少なくすることができて、本体ベッドの固有振動数のばらつきを少なくすることができる。これにより、寸法精度、機械的強度、固有振動数のばらつきの少ない高品質の本体ベッドを極めて能率良く製造できると共に、本体ベッドの固有振動数に対するフィルタを有効に働かせることができて、構造体の共振を有効に抑えることができる。また、従来の溶接構造体の場合は、締結する金属板どうしの溶接部分が完全に一体化されるが、本発明のようにリベットで締結した本体ベッドは、締結する２枚の金属板が当接しているだけであるので、部品実装動作時に金属板の当接面どうしの摩擦により振動を減衰させる効果も期待できる。この摩擦による振動減衰効果と上記固有振動数のばらつき低減の効果と相俟って、本体ベッドの共振を効果的に抑えることができ、部品の実装精度を向上させることができる。尚、本体ベッドのうち、リベットの締結作業が困難な箇所は、部分的に溶接等の他の締結手段を用いるようにしても良い。

本発明は、回路基板搬送装置及び装着装置を搭載する本体ベッドとして、リベットで締結した構造体を用いるようにしているが、回路基板搬送装置及び装着装置を搭載する本体ベッドは、部品実装システムの構成部品の中でも機械的強度が要求される大型な部品であるため、本発明を適用する効果が大きい。

更に、請求項１のように、箱状の構造体を、その内部に隔壁状に配置した補強用の金属板と外装用の金属板とをリベットにより締結して構成すると良い。箱状の構造体の内部に配置した補強用の金属板によって箱状の構造体の機械的強度を効果的に高めることができる。
この場合、請求項２のように、前記補強用の金属板の四辺部に直角に折曲形成されたフランジ部と前記外装用の金属板とをリベットにより締結した構成とすると良い。

一般に、箱状の構造体は、外側からしかリベットの締結作業が出来ないことを考慮して、請求項３のように、箱状の構造体の外側から締結作業が可能なブラインドリベットを用いるようにすると良い。これにより、密閉された箱状の構造体であっても、その構造体の外側からリベットの締結作業が可能になる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を部品実装システムにて具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいて部品実装システム全体の構成を概略的に説明する。部品実装システムのベース台１１上には、複数の部品実装機１２が入れ替え可能に整列配置されている。各部品実装機１２は、本体ベッド１３上に、部品供給装置１４、回路基板搬送装置１５、部品撮像装置１６、装着装置１７等をモジュール化した実装機本体部を搭載した構成となっている。各部品実装機１２の上部フレーム１８の前方には、操作パネル部１９が設けられている。

次に、本体ベッド１３の構成を図２乃至図４を用いて説明する。本体ベッド１３は、左右の側板２１，２２、底板２３、上面板２４を主としてリベット２５により締結した箱状の構造体であり、その内部には複数枚の補強板２６が隔壁状に配置され、各補強板２６の四辺部に直角に折曲形成されたフランジ部２６ａと側板２１，２２、底板２３、上面板２４がそれぞれリベット２５により締結されている。側板２１，２２、底板２３、上面板２４、補強板２６は、それぞれ板厚の薄い鋼板（薄板）等の金属板により形成されている。各補強板２６には、軽量化や配線等のために多数の円形の孔２７が打ち抜き形成されている。リベット２５の配置間隔は、要求される機械的強度に応じて設定されている。尚、本体ベッド１３のうち、リベット２５の締結作業が困難な箇所は、部分的に溶接等の他の締結手段を用いるようにしても良い。

次に、リベット２５の締結構造について図５を用いて説明する。本体ベッド１３のような箱状の構造体の締結に用いるリベット２５は、箱状の構造体の外側からしか締結作業が出来ないので、ブラインドリベットを使用する。このブラインドリベット２５は、鍔付き筒状のリベット本体部２５ａと、このリベット本体部２５ａ内に挿通されたステム部２５ｂとからなる。このブラインドリベット２５で２枚の金属板Ａ，Ｂを締結する場合は、まず、図５（ａ）に示すように、締結する２枚の金属板Ａ，Ｂ（２１〜２４，２６）に予め形成された下穴３１にブラインドリベット２５を表側から挿通し、リベット本体部２５ａの鍔部３２を表側の金属板Ａに当接させた状態にする。この状態で、ステム部２５ｂを工具で引っ張り上げて、図５（ｂ）に示すように、ステム部２５ｂの下端大径部３３をリベット本体部２５ａ内に引き込むことで、リベット本体部２５ａの下端部をステム部２５ｂの下端大径部３３によって押し広げる。これにより、図５（ｃ）に示すように、リベット本体部２５ａの下端部の拡径部分が裏側の金属板Ｂの下穴３１周縁部に密着し、それ以上のステム部２５ｂの引き上げが止められた状態で、引張力によりステム部２５ｂがその中間部から破断される。これにより、２枚の金属板Ａ，Ｂがブラインドリベット２５で締結された状態となる。尚、使用するブラインドリベット２５の形状・仕様・寸法は、要求される機械的強度等に応じて選択すれば良い。

以上説明した本実施例では、本体ベッド１３を構成する複数枚の金属板Ａ，Ｂ（２１〜２４，２６）を、主としてブラインドリベット２５により締結した構成としたので、溶接と同等の機械的強度の確保と軽量化を実現できると共に、溶接による熱歪みや残留応力による経年変化の問題も解消でき、本体ベッド１３の寸法精度を向上できる。しかも、ブラインドリベット２５による締結は、溶接と比較して、作業者の熟練度にほとんど左右されない簡単な作業であると共に、熱処理の工程も不要となる。更に、溶接ビードのばらつきによる機械的強度のばらつきの問題も解消でき、機械的強度のばらつきを少なくすることができて、本体ベッド１３の固有振動数のばらつきを少なくすることができる。これにより、寸法精度、機械的強度、固有振動数のばらつきの少ない高品質の本体ベッド１３を極めて能率良く製造できると共に、本体ベッド１３の固有振動数に対するフィルタを有効に働かせることができて、本体ベッド１３の共振を有効に抑えることができる。しかも、本実施例のようにブラインドリベット２５で締結した構造体は、締結する２枚の金属板Ａ，Ｂが当接しているだけであるので、部品実装動作時に金属板Ａ，Ｂの当接面どうしの摩擦により振動を減衰させる効果も期待できる。この摩擦による振動減衰効果と上記固有振動数のばらつき低減の効果と相俟って、本体ベッド１３の共振を効果的に抑えることができ、部品の実装精度を向上させることができる。

本発明の一実施例における部品実装システム全体の構成を示す斜視図である。 本体ベッドの斜視図である。 側板を取り外した状態の本体ベッドを示す斜視図である（その１）。 側板を取り外した状態の本体ベッドを示す斜視図である（その２）。 ブラインドリベットの締結作業の手順を説明する工程図である。

符号の説明

１１…ベース台、１２…部品実装機、１３…本体ベッド（箱状の構造体）、１８…上部フレーム、２１、２２…側板（外装用の金属板）、２３…底板（金属板）、２４…上面板（金属板）、２５…ブラインドリベット、２５ａ…リベット本体部、２５ｂ…ステム部、２６…補強板（補強用の金属板）、３１…下穴

Claims (3)

1. 回路基板搬送装置及び装着装置を搭載する本体ベッドを有する部品実装機において、
   前記本体ベッドは、箱状の構造体からなり、該箱状の構造体は、複数枚の金属板をリベットにより締結して構成され、且つ、該構造体の内部に隔壁状に配置した補強用の金属板と外装用の金属板とをリベットにより締結して構成されていることを特徴とする部品実装機。
2. 前記補強用の金属板の四辺部に直角に折曲形成されたフランジ部と前記外装用の金属板とがリベットにより締結されていることを特徴とする請求項１に記載の部品実装機。
3. 前記リベットは、前記箱状の構造体の外側から締結作業が可能なブラインドリベットであることを特徴とする請求項１又は２に記載の部品実装機。

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