JP4572744B2 - 電子部品実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品供給部の電子部品をピックアップして基板に実装する電子部品実装装置に関するものである。

電子部品を基板に実装する電子部品実装装置においては、電子部品供給部の電子部品のピックアップ位置と基板への実装位置との間を移載ヘッドが高速でＸ方向やＹ方向へ水平移動して電子部品の移載を行っている。このように高速で移動する移載ヘッドが実装装置の他の部位に接触したりオペレータ側に飛び出したりする事故を防止するため、電子部品実装装置には、移載ヘッドのＹ方向（後述）への移動範囲を電子部品のピックアップ位置と基板の実装位置の間に規制するストッパ等の規制手段が備えられている。なお本発明は、基板の搬送方向をＸ方向とし、これに直交する方向（移載ヘッドの電子部品供給部側への移動方向）をＹ方向という。

電子部品実装装置の電子部品供給部にはパーツフィーダが装着されており、パーツフィーダから供給される電子部品を移載ヘッドによりピックアップして基板に実装している。パーツフィーダには、例えばテープフィーダやトレイフィーダ等の電子部品の供給形態が異なる様々なタイプものがあり、それぞれ電子部品のピックアップ位置が異なっている。そのため、パーツフィーダを交換して電子部品の供給形態を変更する際には、移載ヘッドのＹ方向への移動範囲のうち電子部品供給部側への移動範囲を変更する必要が生じる。

電子部品の供給形態の変更に対応して移載ヘッドのＹ方向への移動範囲を変更可能にするものとして、移載ヘッドの移動範囲を規制するストッパ及びセンサを位置変更可能に取付けたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
特開平９−２４５２９９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたものは、ストッパ及びセンサの取付けをボルト締めで行っているため、移載ヘッドの移動範囲を変更する度にボルトの着脱作業が必要となる。従って、変更作業が煩雑であり、ストッパ及びセンサの取付け位置の精度を確保するのが困難であり、パーツフィーダの供給形態の変更に際して移載ヘッドの電子部品供給部側への移動範囲を迅速に変更できないという問題があった。

そこで本発明は、電子部品の供給形態の変更に際して移載ヘッドの電子部品供給部側への移動範囲を容易かつ迅速に変更することができる電子部品実装装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、電子部品供給部から供給される電子部品を移載ヘッドによりピックアップして基板に実装する電子部品実装装置であって、前記移載ヘッドを電子部品のピックアップ位置と基板への実装位置を含む範囲で水平移動させる水平移動機構と、前記移載ヘッドの前記電子部品供給部側へのＹ方向の移動範囲を前記電子部品供給部の供給形態毎に予め設定された範囲に規制する規制手段と、前記電子部品供給部側へのＹ方向の移動範囲を前記電子部品供給部の供給形態に対応した範囲に変更する移動範囲変更手段とを備えた。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記電子部品供給部の供給形態が電子部品を収納したトレイフィーダとテープフィーダであって、前記規制手段が、テープフィーダ供給時における前記移載ヘッドの前記移動範囲を第１の移動範囲に規制する第１のリミットセンサ及び又はストッパと、トレイフィーダ供給時における前記移載ヘッドの移動範囲を第２の移動範囲に規制する第２のリミットセンサを備え、前記移動範囲変更手段が、前記ストッパをテープフィーダ供給時における位置とトレイフィーダ供給時における位置に選択的に変位させる変位手段と、前記ストッパがテープフィーダ供給時における位置にあるときに第１のリミットセンサを有効にし、前記ストッパがトレイフィーダ供給時における位置にあるときに第２のリミットセンサを有効にするセンサ切替手段とを有する。

本発明によれば、電子部品供給部の供給形態毎に移載ヘッドの電子部品供給部側へのＹ方向の移動範囲が予め設定されているので、電子部品の供給形態の変更に対応して移載ヘッドの電子部品供給部側への移動範囲を容易かつ迅速に変更することができる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の正面図、図３は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の側面図、図４は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の平面図、図５（ａ）は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の切替ユニットの側面図、図５（ｂ）は同正面図、図６（ｃ）は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の切替ユニットの側面図、図６（ｄ）は同正面図、図７は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の移載ヘッドと切替ユニットの位置関係を示す側面図、図８は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置のテープフィーダと移載ヘッドの位置関係を示す側面図、図９は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置のトレイフィーダと移載ヘッドの位置関係を示す側面図である。

まず、電子部品実装装置の全体構成について説明する。図１において、基台１上の略中央にＸ方向に延伸する基板搬送ガイド２が配設されている。基板搬送ガイド２は基板３を搬送して実装位置に位置決めする。基板搬送ガイド２の一側方には電子部品供給部４Ａ、４Ｂが並設されており、電子部品供給部４Ａにはテープフィーダ５が装着され、電子部品供給部４Ｂにはトレイフィーダ６が装着されている。なお上述したように、本発明においては、基板３の搬送方向をＸ方向とし、これに直交する方向をＹ方向とする。

図２及び図３において、基台１上には門形のフレーム７が配設されている。フレーム７上には一対のＹ方向テーブル８が配設されており、Ｙ方向テーブル８の下部にはＸ方向テーブル９がそれぞれ配設されている（図４も参照）。Ｘ方向テーブル９はＹ方向テーブル８の駆動によりＹ方向に水平移動する。Ｘ方向テーブル９の下部には移載ヘッド１０が装着されている。移載ヘッド１０はＸ方向テーブル９の駆動によりＸ方向に水平移動する。従って、Ｙ方向テーブル８とＸ方向テーブル９をそれぞれ駆動することにより、移載ヘッド１０はＸ方向及びＹ方向に水平移動する。

図１乃至図３において、移載ヘッド１０には複数のノズルユニット１０ａが並設されており、各ノズルユニット１０ａはＺ方向に昇降して電子部品Ｐをピックアップするとともに基板３に実装する。また、移載ヘッド１０にはカメラ等からなる基板認識部１０ｂが装着されており、移載ヘッド１０と連動して水平移動して基板３を上方から認識する。

図１及び図３において、基板搬送ガイド２と電子部品供給部４Ａ、４Ｂの間にはカメラ
等からなる部品認識部１１が配設されており、ノズルユニット１０ａにピックアップされた電子部品Ｐを下方から認識する。

図１において、電子部品供給部４Ａのテープフィーダ５及び電子部品供給部４Ｂのトレイフィーダ６から供給される電子部品Ｐは、移載ヘッド１０のノズルユニット１０ａによりピックアップされて部品認識部１１により下方から認識された後、基板３の所定の位置に実装される。このように、移載ヘッド１０は、Ｙ方向テーブル８及びＸ方向テーブル９の駆動により電子部品供給部４Ａ、４Ｂと基板３の間を移動して電子部品Ｐを基板３に実装する。すなわち、Ｙ方向テーブル８とＸ方向テーブル９は、移載ヘッド１０を電子部品Ｐのピックアップ位置と基板３への実装位置を含む範囲で水平移動させる水平移動手段となっている。

図２乃至図４において、Ｙ方向テーブル８の電子部品供給部４Ａ、４Ｂ側の上部には切替ユニット２０が装着されている。次に、切替ユニット２０について説明する。図５（ａ）、（ｂ）は電子部品供給部４Ａのテープフィーダ５の電子部品Ｐを移載ヘッド１０に供給する場合の切替ユニット２０の側面図及び正面図であり、図６（ａ）、（ｂ）は電子部品供給部４Ｂのトレイフィーダ６の電子部品Ｐを移載ヘッド１０に供給する場合の切替ユニット２０の側面図及び正面図である。

図５（ａ）、図６（ａ）において、Ｙ方向テーブル８の上面には切替ユニット２０の主体となるフレーム２１が配設されている。フレーム２１の内側下部にはブラケット２２が突設されており、ストッパ２３の一端がブラケット２２に軸２４により軸支されている。ストッパ２３の他端は下方に突出した爪部２３ａとなっており、ストッパ２３の軸回転により上下に変位する。

フレーム２１の上面にはシリンダ２５が倒立して配設されている。シリンダ２５は通気管２６と接続しており、通気管２６は給排手段２７と連通している。通気管２６にはバルブ２８が介設されており、バルブ２８の切替動作によってシリンダ２５にエアが給排されてシリンダ２５のロッド２５ａが上下方向へ進退する。

ロッド２５ａの先端（下端）はブラケット２９を介してストッパ２３に連結されている。ストッパ２３はロッド２５ａの進退動作に伴って軸２４を支点に上下方向へ回転し、これにより爪部２３ａは上下方向に変位する。ストッパ２３の回転は、両側方に配設されたガイド３０により上下方向に案内される。

図５（ｂ）、図６（ｂ）において、フレーム２１の側方には、切替センサ３１がブラケット３２を介してＹ方向テーブル８の上面に配設されている。切替センサ３１の上面には第１接合部３１ａが設けられている。また、ストッパ２３から側方へ延出するアーム３３の先端下部には、第１接合部３１ａに対向する第２接合部３１ｂが設けられている。ストッパ２３の回転に伴って第２接合部３１ｂは上下動し、これにより第１接合部３１ａと第２接合部３１ｂの接離が行われる。

図７において、切替センサ３１は、Ｙ方向テーブル８に配設された位置検出素子としての第１のリミットセンサ４０及び第２のリミットセンサ４１とそれぞれケーブル４２、４３により電気的に接続されている。Ｘ方向テーブル９にはドグ４４と衝合子４５が備えられている。ドグ４４と衝合子４５はＸ方向テーブル９のＹ方向への移動に伴ってＹ方向に移動する。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、爪部２３ａが下がった状態においては、衝合子４５が爪部２３ａに衝突してＸ方向テーブル９の電子部品供給部４Ａ、４Ｂ側への移動が阻止
される。これにより、Ｘ方向テーブル９に伴って移動する移載ヘッド１０は、電子部品供給部４Ａ、４Ｂ側へのＹ方向の移動範囲が機械的に規制される。一方、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、爪部２３ａが上がった状態においては、衝合子４５は爪部２３ａに衝突しないため、移載ヘッド１０は、図５（ａ）に示す場合より更に電子部品供給部４Ａ、４Ｂ側へ移動することができる（矢印ａ）。

図７において、第１のリミットセンサ４０と第２のリミットセンサ４１は、Ｘ方向テーブル９のドグ４４の接近を検知するとＹ方向テーブル８の駆動を停止する制御を行い、Ｘ方向テーブル９の電子部品供給部４Ａ、４Ｂ側への移動を電気的に制限している。これにより、Ｘ方向テーブル９に伴って移動する移載ヘッド１０は、電子部品供給部４Ａ、４Ｂ側へのＹ方向の移動範囲が電気的に規制される。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、切替センサ３１の第１接合部３１ａと第２接合部３１ｂが接合した状態においては、第１のリミットセンサ４０が有効となってドグ４４が第１のリミットセンサ４０に近接するとＹ方向テーブル８の駆動を停止させる。一方、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、第１接合部３１ａと第２接合部３１ｂが離合した状態においては、第１のリミットセンサ４０が無効になるとともに第２のリミットセンサ４１が有効となり、ドグ４４が第２のリミットセンサ４１に近接するとＹ方向テーブル８の駆動を停止させる。

図７において、切替ユニット２０は、Ｙ方向テーブル８の上部の任意の箇所に設置することができ、第１のリミットセンサ４０と第２のリミットセンサ４１は、Ｙ方向テーブル８の任意の箇所に設置することができる。従って、これらの設置位置を変更することにより、移載ヘッド１０の電子部品供給部４Ａ、４Ｂ側への移動範囲を予め設定することができる。

図８に示すように電子部品の供給形態が電子部品供給部４Ａのテープフィーダ５である場合、パーツフィーダ５の先端の電子部品供給口５０が電子部品Ｐのピックアップ位置となる。従って、ノズルユニット１０ａが電子部品供給口５０の上方に移動した際にストッパ２３の爪部２３ａが衝合子４５と対向する位置に切替ユニット２０を設置するとともに、ドグ４４と対向する位置に第１のリミットセンサ４０を設置する。これにより、移載ヘッド１０のノズルユニット１０ａは、図１における第１の移動範囲Ｓ１をＹ方向の移動範囲として設定され、電子部品供給口５０から電子部品Ｐをピックアップして基板３に実装することができる。

また、図９に示すように電子部品供給形態が電子部品供給部４Ｂのトレイフィーダ６である場合、トレイ６０の全面がピックアップ位置となる。従って、基板３から最も離れた位置にある電子部品Ｐの上方にノズルユニット１０ａが移動した際にドグ４４と対向する位置に第２のリミットセンサ４１を設置する。これにより、移載ヘッド１０のノズルユニット１０ａは、図１における第２の移動範囲Ｓ２をＹ方向の移動範囲として設定され、トレイ６０から電子部品Ｐ２をピックアップして基板３に実装することができる。

このように、ストッパ２３、第１のリミットセンサ４０、第２のリミットセンサ４０、ドグ４４、衝合子４５は、移載ヘッド１０のＹ方向（電子部品供給部４Ａ、４Ｂ側）への移動範囲を電子部品供給部４Ａ、４Ｂの供給形態（テープフィーダ５及びトレーフィーダ６）毎に予め設定された第１の移動範囲Ｓ１、第２の移動範囲Ｓ２に規制する規制手段となっている。

電子部品実装装置は以上のように構成され、次に電子部品実装装置の動作について説明する。図１において、電子部品供給部４Ａにテープフィーダ５を装着し、図５（ａ）、（
ｂ）に示すように、切替ユニット２０の操作によりストッパ２３の爪部２３ａを下がった状態、すなわちテープフィーダ供給時における位置に変位させると、第１接合部３１ａと第２接合部３１ｂが接合して第１のリミットセンサ４０が有効となる。これにより移載ヘッド１０は、第１のリミットセンサ４０及びストッパ２３により予め設定された第１の移動範囲Ｓ１に移動範囲が規制される。従って、移載ヘッド１０は、第１の移動範囲Ｓ１内でのみ移動して電子部品Ｐのピックアップと基板３への実装を行い、第１の移動範囲Ｓ１の外側への移動が制限される。

なお通常は、第１のリミットセンサ４０によりＹ方向テーブル８の駆動が停止されて移載ヘッド１０の移動が制限されるが、第１のリミットセンサ４０が故障等により機能しなくなった場合には、ストッパ２３の爪部２３ａが衝合子４５と衝突して移載ヘッド１０の移動を機械的に停止させてオペレータ等への衝突を防止する。

また、図１において、電子部品供給部４Ｂにトレイフィーダ６を装着し、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、切替ユニット２０の操作によりストッパ２３の爪部２３ａを上がった状態、すなわちトレイフィーダ供給時における位置に変位させると、第１接合部３１ａと第２接合部３１ｂが離合して第１のリミットセンサ４０が無効になるとともに第２のリミットセンサ４１が有効となる。これにより移載ヘッド１０は、第２のリミットセンサ４１により予め設定された第２の移動範囲Ｓ２に移動範囲が規制される。従って、移載ヘッド１０は、第２の移動範囲Ｓ２内でのみ移動して電子部品Ｐのピックアップと基板３への実装を行い、第２の移動範囲Ｓ２の外側への移動が制限される。

このように、切替ユニット２０は、移載ヘッド１０の移動範囲を電子部品供給部４Ａ、４Ｂの供給形態に対応した範囲に変更する移動範囲変更手段となっており、切替ユニット２０の操作によりシリンダ２５を駆動させてストッパ２３の爪部２３ａの位置を上下に変位させると、第１のリミットセンサ４０及び第２のリミットセンサ４１が切り替わり、予め設定した第１の移動範囲Ｓ１又は第２の移動範囲Ｓ２に移載ヘッド１０の移動範囲を規制することができる。従って、電子部品の供給形態の変更の際には、切替ユニット２０の操作のみで移載ヘッド１０の電子部品供給部４Ａ、４Ｂ側への移動範囲を容易かつ迅速に変更することができる。

電子部品供給部４Ａ、４Ｂには、テープフィーダ５やトレイフィーダ６以外の様々な種類のパーツフィーダを装着することも可能である。この場合、パーツフィーダの品種によって電子部品のピックアップ位置が異なっているので、予め切替ユニット２０及び第１のセンサ４０、第２のセンサ４１の設置位置を調整して所定の移動範囲の設定を行う。

本発明の電子部品実装装置は、電子部品の供給形態毎に移載ヘッドの移動範囲が予め設定されているので、電子部品の供給形態の変更に際して移載ヘッドの電子部品供給部側への移動範囲を容易かつ迅速に変更することができるという利点を有し、基板に様々な品種の電子部品を実装する分野において有用である。

本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の正面図 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の側面図 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の平面図 （ａ）本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の切替ユニットの側面図（ｂ）本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の切替ユニットの正面図 （ａ）本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の切替ユニットの側面図（ｂ）本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の切替ユニットの正面図 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の移載ヘッドと切替ユニットの位置関係を示す側面図 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置のテープフィーダと移載ヘッドの位置関係を示す側面図 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置のトレイフィーダと移載ヘッドの位置関係を示す側面図

符号の説明

３ 基板
４Ａ、４Ｂ 電子部品供給部
５ テープフィーダ
６ トレイフィーダ
８ Ｙ方向テーブル
９ Ｘ方向テーブル
１０ 移載ヘッド
２０ 切替ユニット
２３ ストッパ
２５ シリンダ
３１ 切替センサ
４０ 第１のリミットセンサ
４１ 第２のリミットセンサ
４４ ドグ
４５ 衝合子
Ｐ 電子部品
Ｓ１ 第１の移動範囲
Ｓ２ 第２の移動範囲

Claims (2)

1. 電子部品供給部から供給される電子部品を移載ヘッドによりピックアップして基板に実装する電子部品実装装置であって、前記移載ヘッドを電子部品のピックアップ位置と基板への実装位置を含む範囲で水平移動させる水平移動機構と、前記移載ヘッドの前記電子部品供給部側へのＹ方向の移動範囲を前記電子部品供給部の供給形態毎に予め設定された範囲に規制する規制手段と、前記電子部品供給部側へのＹ方向の移動範囲を前記電子部品供給部の供給形態に対応した範囲に変更する移動範囲変更手段とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
2. 前記電子部品供給部の供給形態が電子部品を収納したトレイフィーダとテープフィーダであって、前記規制手段が、テープフィーダ供給時における前記移載ヘッドの前記移動範囲を第１の移動範囲に規制する第１のリミットセンサ及び又はストッパと、トレイフィーダ供給時における前記移載ヘッドの移動範囲を第２の移動範囲に規制する第２のリミットセンサを備え、前記移動範囲変更手段が、前記ストッパをテープフィーダ供給時における位置とトレイフィーダ供給時における位置に選択的に変位させる変位手段と、前記ストッパがテープフィーダ供給時における位置にあるときに第１のリミットセンサを有効にし、前記ストッパがトレイフィーダ供給時における位置にあるときに第２のリミットセンサを有効にするセンサ切替手段とを有することを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
   

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