JP4554109B2

JP4554109B2 - 電子部品実装機

Info

Publication number: JP4554109B2
Application number: JP2001129624A
Authority: JP
Inventors: 泉三浦; 信行垣田; 啓史小原; 直人三村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2021-04-26
Also published as: JP2002324999A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品搬入部の定位置に搬入されるトレイ上の電子部品を、移載用吸着ノズルで吸着して実装部品搭載位置に移す部品移載工程と、実装部品搭載位置に供給された電子部品を実装用ヘッドへの受け渡し場所である部品吸着位置に搬送する吸着用搬送工程と、部品吸着位置に搬送された電子部品を実装用ヘッドに装備した実装用吸着ノズルで吸着して、実装用ヘッドの移動によって、電子部品を実装する回路基板上の定位置に移す部品実装工程とを実施する電子部品実装方法及び電子部品実装機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来の電子部品実装機の要部の構成を示したものである。
この電子部品実装機１は、部品搬入部３の定位置に搬入されるトレイ５上の電子部品７を、移載用吸着ノズル９で吸着して実装部品搭載位置Ｐ１に移す部品移載工程と、実装部品搭載位置Ｐ１に供給された電子部品７を実装用ヘッド１１への受け渡し場所である部品吸着位置Ｐ２に搬送する吸着用搬送工程と、部品吸着位置Ｐ２に搬送された電子部品７を実装用ヘッド１１に装備した３個の実装用吸着ノズル１３ａ，１３ｂ，１３ｃで吸着して、実装用ヘッド１１の移動によって、電子部品７を実装する回路基板上の定位置に移す部品実装工程とを実施する。
【０００３】
移載用吸着ノズル９は、ガイド部材１４によって、部品搬入部３と実装部品搭載位置Ｐ１との間を往復可能にされていて、部品搬入部３上の電子部品７を一つずつ実装部品搭載位置Ｐ１に移す。
【０００４】
前記吸着用搬送工程において、実装部品搭載位置Ｐ１から距離Ｓだけ離れた部品吸着位置Ｐ２に電子部品７を搬送する搬送手段としては、ガイドレール１５によって実装部品搭載位置Ｐ１から部品吸着位置Ｐ２までの区間を往復動作可能なシャトルテーブル１７が採用されている。
このシャトルテーブル１７は、実装用ヘッド１１に装備されている３個の実装用吸着ノズル１３ａ，１３ｂ，１３ｃの配列ピッチと同じ間隔で、３個の電子部品７を載置できる大きさに設定されている。
なお、シャトルテーブル１７に載置された電子部品７は、シャトルテーブル１７に埋設装備された吸着パッドによって、吸着保持される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述した電子部品実装機１では、例えば、実装用ヘッド１１を、搭載される実装用吸着ノズルの個数が多いものに変更する場合には、前記シャトルテーブル１７もそれに合わせて変更し、更に、前記移載用吸着ノズル９による移載範囲等も、変更する必要があり、実装用吸着ノズルの装備数の変更に対して、大幅な改造が必要となるという問題があった。
【０００６】
また、シャトルテーブル１７による部品吸着位置Ｐ２への電子部品の供給は、一定数の電子部品を一括して搬送するバッチ処理となり、シャトルテーブル１７が部品吸着位置Ｐ２に移動している間は、移載用吸着ノズル９による移載処理ができず、装置の稼働効率が悪いという問題があった。
【０００７】
更に、シャトルテーブル１７上への電子部品の供給不良を検知するには、例えば、シャトルテーブル１７上の電子部品の載置位置毎に、電子部品の有無を検出する部品検出センサを装備する必要があり、装備するセンサ数の増大によって装置コストが高価になるという問題もあった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、実装用ヘッド上の実装用吸着ノズルの装備数の変更に対して、構成部品等に大きな改造が必要とならず、安価にかつ柔軟に対応することができ、また、電子部品を部品吸着位置Ｐ２に搬送している間も、移載用吸着ノズルによる移載処理を継続することができて、装置の稼働率の向上による処理速度の高速化を図ることができ、更には、電子部品の供給不良の検出に必要なセンサ数を最小限にして、センサ数の低減による装置コストの低減を図ることができる電子部品実装方法及び電子部品実装機を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明の上記目的は、電子部品がトレイに載置された状態で定位置に搬入される部品搬入部と、前記部品搬入部から適宜距離離れた実装部品搭載位置から部品吸着位置まで電子部品の搬送を行う搬送手段と、前記部品搬入部から前記搬送手段の実装部品搭載位置に電子部品を移載する移載用吸着ノズルと、前記搬送手段によって部品吸着位置に搬送された電子部品を実装用吸着ノズルで吸着して前記部品吸着位置から適宜距離離れた位置に載置されている回路基板上の定位置に実装する実装用ヘッドと、以上の各部の動作を制御する制御用コントローラとを備える電子部品実装機であって、前記搬送手段として、前記実装用ヘッドに装備される複数個の実装用吸着ノズルの配列方向に沿って走行するベルトコンベヤを使用し、前記実装部品搭載位置を前記実装用ヘッド上に装備される複数個の実装用吸着ノズルの内の最後尾の実装用吸着ノズルの吸着可能範囲に設定したことを特徴とする電子部品実装機により達成される。
【００１１】
そして、上記構成によれば、実装用ヘッドにおける実装用吸着ノズルの装備数に対応した部品吸着位置は、ベルトコンベヤの搬送経路上に設定されるため、実装用ヘッド上の実装用吸着ノズルの装備数の変更に対して、ベルトコンベヤの搬送経路上に設定される部品吸着位置の範囲設定の変更等だけで十分に対応することができ、その他の構成部品等に大きな改造が必要とならず、ソフトウエア的な対応で済ませることができる。
また、搬送手段による搬送処理が、バッチ処理ではなく連続的な処理となるため、電子部品を部品吸着位置に搬送している最中も、移載用吸着ノズルによる移載処理を継続することができ。
【００１２】
なお、好ましくは、上記の電子部品実装方法及び電子部品実装機において、前記実装部品搭載位置を前記実装用ヘッド上に装備される複数個の実装用吸着ノズルの内の最後尾の実装用吸着ノズルの吸着可能範囲に設定した構成とするとよい。
このようにすると、部品吸着位置として、実装用ヘッド上に装備された例えば、４個の実装用吸着ノズルの配列に対応して、４個の部品吸着位置がベルトコンベヤ上に設定されることになり、その最後尾の部品吸着位置が実装部品搭載位置に選定されることになり、移載用吸着ノズルによって実装部品搭載位置に移載された電子部品は、直ちに、実装用ヘッドの移動動作による実装処理が可能になる。また、実装部品搭載位置から最前位置の部品吸着位置への電子部品の移動に必要な所要時間も、短縮される。
【００１３】
また、更に好ましくは、上記の電子部品実装方法及び電子部品実装機において、前記搬送手段としてのベルトコンベヤの搬送経路上の適宜箇所に、電子部品の有無を検出する部品検出センサを装備し、該部品検出センサに基づいて、電子部品の供給不良を判定して、各部の動作を制御する構成とするとよい。
このようにすると、ベルトコンベヤに適正な姿勢で供給された電子部品は、必ず、ベルトコンベヤの搬送経路上に装備された部品検出センサによって検出されるため、シャトルテーブルを作用した従来の場合のように部品の有無を検出する部品検出センサを部品の搭載箇所毎に複数個装備しなくても、単一の部品検出センサだけで、電子部品の欠落等の供給不良を確実に検出することができる。
【００１４】
また、更に好ましくは、上記の電子部品実装方法及び電子部品実装機において、前記搬送手段としてのベルトコンベヤは逆転可能に構成し、かつ、そのベルトコンベヤの終端又は基端に、搬送した電子部品を回収する部品廃棄箱を装備した構成とするとよい。
このようにすると、ベルトコンベヤの駆動動作の正転または逆転によって、不良な部品を速やかにベルトコンベヤの端部の部品廃棄箱に回収させて、早期に、正常な搬送処理に復帰することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電子部品実装方法及び電子部品実装機の好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図３は本発明に係る電子部品実装方法を実現する電子部品実装機の第１の実施形態を示したもので、図１は本発明の第１の実施形態の電子部品実装機の外観斜視図、図２は図１に示した電子部品実装機における要部の構成を示す斜視図、図３は図２に示したベルトコンベヤによる電子部品の供給動作の説明図である。
【００１６】
この第１の実施形態の電子部品実装機２１は、図１の矢印Ａで示す付近に部品供給機構２３が装備される。
この部品供給機構２３は、図２に示すように、電子部品７がトレイ５に載置された状態で定位置に搬入される部品搬入部３と、この部品搬入部３から適宜距離離れた位置に設定される単一の実装部品搭載位置Ｐ１から部品吸着位置Ｐ２まで電子部品７の搬送を行う搬送手段であるベルトコンベヤ２５と、部品搬入部３からベルトコンベヤ２５上に設定された実装部品搭載位置Ｐ１に電子部品７を移載する移載用吸着ノズル９と、ベルトコンベヤ２５によって部品吸着位置Ｐ２に搬送された電子部品７を実装用吸着ノズル２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄで吸着して部品吸着位置Ｐ２から適宜距離離れた位置に載置されている回路基板上の定位置に実装する実装用ヘッド２９と、以上の各部の動作を制御する制御用コントローラ３１とを備えた構成である。
【００１７】
移載用吸着ノズル９は、ガイド部材１４によって、部品搬入部３と実装部品搭載位置Ｐ１との間を往復可能にされていて、部品搬入部３上の電子部品７を一つずつ実装部品搭載位置Ｐ１に移す。
【００１８】
本実施形態の場合、前記実装部品搭載位置Ｐ１と部品吸着位置Ｐ２とを、前記実装用ヘッド２９に装備される複数個の実装用吸着ノズル２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄの配列方向に沿って延在する直線上に設定しており、ベルトコンベヤ２５は、実装用ヘッド２９に装備される複数個の実装用吸着ノズル２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄの配列方向に沿って走行する。
また、ベルトコンベヤ２５は、ベルトの材質として、電子部品の搬送に適した帯電防止ベルトを使用している。
また、ベルトコンベヤ２５は、駆動モータ３５の回転駆動力をベルトの一端が巻き掛けられた駆動ローラ３６に受けることで、図中に矢印Ｂで示す１方向に走行駆動される。
【００１９】
部品吸着位置Ｐ２は、実装用ヘッド２９上での実装用吸着ノズル２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄの配列に対応した離間間隔で並ぶ４つの部品吸着位置Ｐ２₁，Ｐ２₂，Ｐ２₃，Ｐ２₄で構成されている。これらの４つの部品吸着位置Ｐ２₁，Ｐ２₂，Ｐ２₃，Ｐ２₄は、ベルトコンベヤ２５の搬送方向に沿って並んでおり、最前位置の部品吸着位置Ｐ２₁は実装用吸着ノズル２７ａが電子部品７を吸着する位置、最後尾の部品吸着位置Ｐ２₄は実装用吸着ノズル２７ｄが電子部品７を吸着する位置である。
複数個の実装用吸着ノズル２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄと、ベルトコンベヤ２５上の電子部品２７の配列ピッチが同一であるので、複数個の電子部品２７を同時に吸着して取り出すことができる。
【００２０】
また、本実施形態の部品供給機構２３では、ベルトコンベヤ２５の搬送経路上の実装部品搭載位置Ｐ１に載置される電子部品７の有無と、部品の載置姿勢の適否を検出するための部品検出センサ３３を装備している。
この部品検出センサ３３は、ベルトコンベヤ２５上の実装部品搭載位置Ｐ１の両側に配置された投光センサ３３ａと、受光センサ３３ｂとで光学的に非接触で電子部品７の有無と電子部品７の載置姿勢を検出する。
【００２１】
制御用コントローラ３１は、移載用吸着ノズル９による移載動作や、ベルトコンベヤ２５による搬送動作、実装用ヘッド２９による実装動作の全てを管理する。そして、制御用コントローラ３１は、部品検出センサ３３の出力を監視していて、部品検出センサ３３の出力に基づいて、電子部品７の供給不良を判定して、各部の動作の停止や、供給不良の発生の警告や表示を行う。
【００２２】
以上の電子部品実装機２１では、部品搬入部３の定位置に搬入されるトレイ５上の電子部品７を、移載用吸着ノズル９で吸着して実装部品搭載位置Ｐ１に移す部品移載工程と、実装部品搭載位置Ｐ１に供給された電子部品７をベルトコンベヤ２５により実装用ヘッド２９への受け渡し場所である部品吸着位置Ｐ２に搬送する吸着用搬送工程と、ベルトコンベヤ２５によって部品吸着位置Ｐ２に搬送された電子部品７を実装用ヘッド２９に装備した実装用吸着ノズル２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄで吸着して、実装用ヘッド２９の移動によって、電子部品７を実装する回路基板上の定位置に移す部品実装工程とを実施することで、電子部品７を所定の回路基板に実装する。
【００２３】
図３（ａ）は、例えば、実装用ヘッド２９上に装備される実装用吸着ノズルが、１０個に変更された場合に、部品吸着位置Ｐ２としてベルトコンベヤ２５上に設定される１０個の部品吸着位置ｃ１〜ｃ１０と、ベルトコンベヤ２５の端部の実装部品搭載位置Ｐ１にベルトコンベヤ２５の搬送速度に合わせて順に１０個の電子部品７が移載された状態を示している。
図３（ｂ）は、（ａ）に示した状態から、ベルトコンベヤ２５が距離Ｓの搬送を行って、１０個の電子部品７が各部品吸着位置ｃ１〜ｃ１０に到着した状態を示している。
【００２４】
このように、上記の構成によれば、実装用ヘッド２９における実装用吸着ノズル２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄの装備数に対応した部品吸着位置Ｐ２₁，Ｐ２₂，Ｐ２₃，Ｐ２₄は、ベルトコンベヤ２５の搬送経路上に設定されるため、実装用ヘッド２９上の実装用吸着ノズル２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄの装備数の変更に対して、ベルトコンベヤ２５の搬送経路上に設定される部品吸着位置の範囲設定の変更等だけで十分に対応することができ、その他の構成部品等に大きな改造が必要とならず、ソフトウエア的な対応で済ませることができるため、安価にかつ柔軟に対応することができる。
【００２５】
また、搬送手段による搬送処理が、バッチ処理ではなく連続的な処理となるため、電子部品７を部品吸着位置Ｐ２に搬送している最中も、移載用吸着ノズル９による移載処理を継続することができて、装置の稼働率の向上による処理速度の高速化を図ることができる。
【００２６】
また、上記の構成では、ベルトコンベヤ２５に適正な姿勢で供給された電子部品７は、必ず、ベルトコンベヤ２５の搬送経路上に装備された部品検出センサ３３によって検出されるため、シャトルテーブルを作用した従来の場合のように部品の有無を検出する部品検出センサ３３を部品の搭載箇所毎に複数個装備しなくても、単一の部品検出センサ３３だけで、電子部品７の欠落等の供給不良を確実に検出することができ、電子部品７の供給不良の検出に必要なセンサ数を最小限にして、センサ数の低減による装置コストの低減を図ることもできる。
【００２７】
なお、本発明に係る電子部品実装方法及び電子部品実装機では、好ましくは、実装部品搭載位置Ｐ１を実装用ヘッド２９上に装備される複数個の実装用吸着ノズルの内の最後尾の実装用吸着ノズル２７ｄの吸着可能範囲に設定した構成とするとよい。
このようにすると、例えば、実装用ヘッド２９に装備される実装用吸着ノズルの装備数が図３のように１０個の場合を例にして説明すると、図４（ａ）に示すように、部品吸着位置Ｐ２としてベルトコンベヤ２５上に設定される１０個の部品吸着位置ｃ１〜ｃ１０の内、その最後尾の部品吸着位置ｃ１０が実装部品搭載位置Ｐ１に選定されることになり、移載用吸着ノズル９によって部品吸着位置Ｐ１に移載された電子部品７は、直ちに、実装用ヘッド２９の移動動作による実装処理が可能になる。
また、実装部品搭載位置Ｐ１から最前位置の部品吸着位置ｃ１への電子部品７の移動に必要な所要時間も、図３（ｂ）と図４（ｂ）の比較から明かなように、図３（ｂ）に示した距離Ｓの移動が不要になるため、短縮されて、処理の効率化が実現される。
【００２８】
図５は、本発明の第３の実施形態の電子部品実装機で使用する部品供給機構４１の構成を示したものである。
この部品供給機構４１は、第１の実施形態に示した部品供給機構２３の構成に加えて、前記搬送手段としてのベルトコンベヤ２５は逆転可能に構成し、かつ、そのベルトコンベヤ２５の基端に、搬送した電子部品７を回収する部品廃棄箱４３を装備した構成としている。
また、移載用吸着ノズル９の吸着圧力を監視し、移載用吸着ノズル９による電子部品７の移載動作時に移載用吸着ノズル９の吸着圧力が不適正な場合には、図６のフローチャートのステップＳ６１１〜Ｓ６１４に示すように、移載処理の終了後に、ベルトコンベヤ２５を一定量だけ逆転させて、不適正圧力で移載した部品を部品廃棄箱４３に回収するようにしている。
不適正圧力で移載した電子部品７は、載置向きや姿勢が不正になって、実装用ヘッド１１による吸着・実装作業中に、部品の落下や、吸着不良等の不都合を招くからである。
このようにすると、ベルトコンベヤ２５の駆動動作の正転または逆転によって、不良な部品を速やかにベルトコンベヤ２５の端部の部品廃棄箱４３に回収させて、早期に、正常な搬送処理に復帰することができる。
【００２９】
図７は、本発明の第４の実施形態の電子部品実装機で使用する部品供給機構５１の構成を示したものである。
この部品供給機構５１は、第３の実施形態に示した部品供給機構４１の構成に加えて、ベルトコンベヤ２５の基端側だけでなくベルトコンベヤ２５の先端にも、搬送した電子部品７を回収する部品廃棄箱５３を装備した構成としている。
このように、ベルトコンベヤ２５の両端に部品廃棄箱４３、５３を装備することで、不要な電子部品７の更に速やかな廃棄が可能になる。
【００３０】
本発明の電子部品実装機によれば、実装用ヘッドにおける実装用吸着ノズルの装備数に対応した部品吸着位置は、ベルトコンベヤの搬送経路上に設定されるため、実装用ヘッド上の実装用吸着ノズルの装備数の変更に対して、ベルトコンベヤの搬送経路上に設定される部品吸着位置の範囲設定の変更等だけで十分に対応することができ、その他の構成部品等に大きな改造が必要とならず、ソフトウエア的な対応で済ませることができるため、安価にかつ柔軟に対応することができる。また、搬送手段による搬送処理が、バッチ処理ではなく連続的な処理となるため、電子部品を部品吸着位置に搬送している最中も、移載用吸着ノズルによる移載処理を継続することができて、装置の稼働率の向上による処理速度の高速化を図ることができる。
【００３１】
また、本発明の電子部品実装機によれば、例えば、部品吸着位置として、実装用ヘッド上に装備された４個の実装用吸着ノズルの配列に対応して、４個の部品吸着位置がベルトコンベヤ上に設定されることになり、その最後尾の部品吸着位置が実装部品搭載位置に選定されることになり、移載用吸着ノズルによって実装部品搭載位置に移載された電子部品は、直ちに、実装用ヘッドの移動動作による実装処理が可能になる。また、実装部品搭載位置から最前位置の部品吸着位置への電子部品の移動に必要な所要時間も、短縮されて、処理の効率化が実現される。
【００３２】
また、本発明の電子部品実装機によれば、ベルトコンベヤに適正な姿勢で供給された電子部品は、必ず、ベルトコンベヤの搬送経路上に装備された部品検出センサによって検出されるため、シャトルテーブルを作用した従来の場合のように部品の有無を検出する部品検出センサを部品の搭載箇所毎に複数個装備しなくても、単一の部品検出センサだけで、電子部品の欠落等の供給不良を確実に検出することができ、電子部品の供給不良の検出に必要なセンサ数を最小限にして、センサ数の低減による装置コストの低減を図ることができる。
【００３３】
また、本発明の電子部品実装機によれば、ベルトコンベヤの駆動動作の正転または逆転によって、不良な部品を速やかにベルトコンベヤの端部の部品廃棄箱に回収させて、早期に、正常な搬送処理に復帰することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子部品実装機の第１の実施形態の外観斜視図である。
【図２】図１に示した電子部品実装機における要部の構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示したベルトコンベヤによる電子部品の供給動作の説明図である。
【図４】本発明に係る電子部品実装機の第２の実施形態で使用するベルトコンベヤによる電子部品の供給動作の説明図である。
【図５】本発明に係る電子部品実装機の第３の実施形態の要部の構成を示す斜視図である。
【図６】図５に示した第３の実施形態における動作制御を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る電子部品実装機の第４の実施形態の要部の構成を示す斜視図である。
【図８】従来の電子部品実装機の要部の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
３部品搬入部
５トレイ
７電子部品
９移載用吸着ノズル
２１電子部品実装機
２３部品供給機構
２５ベルトコンベヤ
２７ａ〜２７ｄ実装用吸着ノズル
２９実装用ヘッド
３１制御用コントローラ
３３部品検出センサ
４１部品供給機構
４３部品廃棄箱
５１部品供給機構
５３部品廃棄箱

Claims

電子部品がトレイに載置された状態で定位置に搬入される部品搬入部と、前記部品搬入部から適宜距離離れた実装部品搭載位置から部品吸着位置まで電子部品の搬送を行う搬送手段と、前記部品搬入部から前記搬送手段の実装部品搭載位置に電子部品を移載する移載用吸着ノズルと、前記搬送手段によって部品吸着位置に搬送された電子部品を実装用吸着ノズルで吸着して前記部品吸着位置から適宜距離離れた位置に載置されている回路基板上の定位置に実装する実装用ヘッドと、以上の各部の動作を制御する制御用コントローラとを備える電子部品実装機であって、前記搬送手段として、前記実装用ヘッドに装備される複数個の実装用吸着ノズルの配列方向に沿って走行するベルトコンベヤを使用し、
前記実装部品搭載位置を前記実装用ヘッド上に装備される複数個の実装用吸着ノズルの内の最後尾の実装用吸着ノズルの吸着可能範囲に設定したことを特徴とする電子部品実装機。
前記搬送手段としてのベルトコンベヤの搬送経路上の適宜箇所に、電子部品の有無を検出する部品検出センサを装備し、該部品検出センサに基づいて、電子部品の供給不良を判定して、各部の動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装機。
前記搬送手段としてのベルトコンベヤは逆転可能に構成し、かつ、そのベルトコンベヤの終端又は基端に、搬送した電子部品を回収する部品廃棄箱を装備したことを特徴とする請求項２に記載の電子部品実装機。