JP4667113B2 - 電子部品装着装置 - Google Patents

Description

本発明は、ビームを一方向に移動可能に設けると共に吸着ノズルを備えた装着ヘッドを前記ビームに沿って移動可能に設け、複数並設された部品供給ユニットより収納テープ内の電子部品やマガジンから引き出されたパレット上のトレイ内の電子部品を吸着ノズルにより吸着取出して、基板位置決め部に位置決め保持されたプリント基板上に前記吸着ノズルに保持された電子部品を装着する電子部品装着装置に関する。

この種電子部品装着装置は、特開２００４−１７９５２３号公報（特許文献１）等に開示されている。これによれば、マガジンからパレットを引き出すものにあっては、部品供給ユニットを設置する多くの領域を占有することとなる。
特開２００４−１７９５２３号公報

このため、部品供給ユニットの設置台数が減少せざるを得なくなる。

そこで本発明は、マガジンからパレットを引き出すものにあっても、部品供給ユニットを極力多く設置できる電子部品装着装置を提供することを目的とする。

このため第１の発明は、ビームを一方向に移動可能に設けると共に吸着ノズルを備えた装着ヘッドを前記ビームに沿って移動可能に設け、複数並設されたテープフィーダより供給される電子部品やマガジンから引き出されたパレット上のトレイ内の電子部品を吸着ノズルにより吸着取出して、基板位置決め部に位置決め保持されたプリント基板上に前記吸着ノズルに保持された電子部品を装着する電子部品装着装置において、多数個の電子部品を整列配置したトレイが搭載されたパレットを複数段収納するマガジンと、このマガジンの所定のパレットを引き出し機構により引き出すために鉛直方向に移動可能とすると共に前記引き出し機構が引き出したパレットを供給位置まで上昇させるエレベータ機構と、前記テープフィーダが複数並設された取付台上に前記テープフィーダに替わり着脱可能に設けられ前記取付台上にてロック及びアンロック可能で、部品載置台を受け継ぎ位置と前記吸着ノズルが前記部品載置台上の電子部品を取出す吸着取出位置との間で往復移動可能とする供給装置と、前記供給位置まで前記エレベータ機構により上昇されたパレット上のトレイから電子部品を取出して前記受け継ぎ位置にある前記部品載置台に移載する移載装置とを設けたことを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、前記取付台は下部にキャスタを備えて移動可能であると共に装着装置本体に着脱可能であることを特徴とする。

本発明は、マガジンからパレットを引き出すものにあっても、テープフィーダを極力多く設置できる電子部品装着装置を提供することができる。
また、供給装置を取付台から外すことにより、取付台上に更に新たなテープフィーダを設置することができ、必要に応じて供給装置とテープフィーダのいずれかを選択して設置することにより、応用範囲を広げることもできる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態につき説明する。図１は電子部品装着装置１の平面図であり、電子部品装着装置１の装置本体２上の前部及び後部には部品供給装置３が４つのブロックに複数並設されている。

前記部品供給装置３は比較的小さな電子部品を供給する第１部品供給装置３Ａと、多リード部品など大きな電子部品を供給する第２部品供給装置３Ｂとを備えている。即ち、４つのブロックのうち、３つのブロックには第１部品供給装置３Ａが設置され、残りのブロックには第１部品供給装置３Ａ及び第２部品供給装置３Ｂが設置されている。

前記第１部品供給装置３Ａは、部品供給側の先端部がプリント基板Ｐの搬送路に臨むように前記装置本体２に連結具（図示せず）を介して着脱可能に配設され、この連結具を解除し回動可能に両端部が支持された把手１３を引くと下面に設けられたキャスタ１４により移動できる構成である。そして、前記第１部品供給装置３Ａは取付台であるカート台１５上にカセット形式の部品供給ユニットであるテープフィーダ５を多数並設したものであり、部品供給側の先端部が装着ヘッド６のピックアップ領域に臨むように配設されており、各テープフィーダ５は剥離機構（図示せず）によりカバーテープを剥離してキャリアテープ（図示せず）の収納部に装填された電子部品を吸着取出位置へ供給して先端部から１つずつ取出し可能とする。

そして、前部の部品供給装置３と後部の部品供給装置３との間には、基板搬送機構を構成する供給コンベア、位置決め部８（コンベアを有する）及び排出コンベアが設けられている。前記供給コンベアは上流側装置より受けた複数のプリント基板Ｐを前記位置決め部８に搬送し、この位置決め部８で図示しない位置決め機構により位置決めされた該基板Ｐ上に電子部品が装着された後、排出コンベアに搬送され、その後下流側装置に搬送される。

そして、リニアモータの駆動によりガイドレール９に沿ってＹ方向にビーム１０が移動する構成であり、各ビーム１０にはＸ方向にＸ軸駆動源であるリニアモータの駆動によりＸ方向に移動する装着ヘッド６が設けられる。また、前記装着ヘッド６には、電子部品を吸着保持する吸着ノズル（図示せず）が設けられる。そして、前記吸着ノズルは、図示しない上下軸モータ及びθ軸モータにより上下動が可能で、且つ鉛直軸周りに回転可能である。

１２は前記装置本体２に前記装着ヘッド６に対応して設けられる部品認識カメラで、部品供給装置３より取出されて吸着ノズルに吸着保持された電子部品を撮像して、図示しない認識処理装置により電子部品の位置が認識処理される。

次に、前記第２部品供給装置３Ｂについて、図２乃至図５に基づき以下詳述する。図２は電子部品装着装置左部の正面図で、図３は第２部品供給装置の右側面図で、図４は第２部品供給装置の横断平面図で、図５は第２部品供給装置を構成する供給装置の右側面図である。

第２部品供給装置３Ｂは、多数個の電子部品を整列配置したトレイ２０が搭載されたパレット２１を複数段収納する２つのマガジン２２などを収納せる収納装置２３と、いずれかのマガジン２２内の所定のパレット２１を引き出し機構２４により引き出すために鉛直方向に移動すると共に引き出し機構２４が引き出したパレット２１を供給位置まで上昇させるもので前記収納装置２３内に配置されるエレベータ機構２５と、前記テープフィーダ５が多数、例えば１９台並設された取付台であるカート台１５上の外側の側部にテープフィーダ５と並び着脱可能に設けられ上面に例えばリード付きの電子部品を載置する複数の突出部２６ａが形成された（図５参照）部品載置台２６を受け継ぎ位置とピックアップ領域である吸着取出位置との間で往復移動可能とする供給装置２７と、前記供給位置までエレベータ機構２５により上昇されたパレット２１上のトレイ２１から取出した電子部品を前記受け継ぎ位置にある部品載置台２６に移載するもので前記収納装置２３内に配置される移載装置２８とから構成される。

なお、前記収納装置２３は下部四隅に支持脚２３Ａが設けられると共に、この支持脚２３Ａの全て又は一部を収納装置２３から外すと、４個のキャスタ２３Ｂにより移動可能となる。

従って、電子部品装着装置１の左手前部の前記カート台１５上には、例えば１９台の前記第１部品供給装置３Ａを構成するテープフィーダ５と第２部品供給装置３Ｂを構成する供給装置２７とが設けられている。

次に、前記エレベータ機構２５について詳述すると、２本のガイドレール３０と、駆動モータ３１により両プーリ３２、３３及びベルト（図示せず）を介して回転するネジ軸３４と、このネジ軸３４の回転によりナット３４Ａを介して前記ガイドレール３０に沿って上下移動可能であると共に前記引き出し機構２４をガイド３５に沿って往復移動可能とし且つ前記引き出し機構２４が引き出すパレット２１を載置摺動させる摺動部３６を備えるスライダ３７とを備えている。

従って、前記駆動モータ３１が駆動すると、両プーリ３２、３３及びベルト（図示せず）を介してボールネジ３４が回転し、前記引き出し機構２４がマガジン２２から引き出したパレット２１を上端部の受け渡し位置まで移動させることができる。

なお、前記引き出し機構２４について説明する。プーリ４０Ａ、４０Ｂ、４１に張架されたベルト（図示せず）には引出収納体４２が固定されており、駆動モータ２４Ｍの正逆駆動によりプーリ４０が回転することによりベルト４１を介して前記引出収納体４２が前記ガイド３５に沿って往復動する構成である。即ち、前記引出収納体４２には前記パレット２１の一対のフック４３に係止可能な一対の係止爪４４が設けられ、図示しない駆動源により一対の係止爪４４を遠ざけるようにガイドに沿って移動させて前記フック４３に係止し、次に前記駆動モータにより引出収納体４２をガイド３５に沿って移動させて、所定のパレット２１を摺動部３６に載置して摺動させマガジン２２より引き出す。

次に、前記供給装置２７について説明する。前記テープフィーダ５が多数並設されたカート台１５上面後端部に設けられた係止部５４と底面に設けられた係止部５５とが係止した状態で、カート台１５前端部に設けられた係止部５６と底面に設けられた係止部５７とがロック及びアンロック可能に係止して、この供給装置２７はカート台１５に着脱可能に設けられる。また、電子部品を載置する部品載置台２６は底面にスライダ４８が設けられた基台２６Ａ上に例えば上方からビスにより着脱自在に取付けられ、スライダ４８が駆動モータ５１により両プーリ５２、５３及びベルト（図示せず）を介して回転するネジ軸４９及びナット４９Ａを介してリニアガイド５０に案内されながら移動し、部品載置台２６は電子部品の受け継ぎ位置とピックアップ領域である吸着取出位置との間で往復移動可能である。

なお、駆動モータ５１は収納装置２３と図示しないコネクタ、電力線、信号線により接続され、電子部品装着装置１から収納装置２３を介して図示しないコネクタ、電力線、信号線により電力が供給されると共に制御信号が与えられて動作するが、電子部品装着装置１から直接電力を供給して制御してもよい。供給装置２７自体は収納装置２３と固定されていなくともよい。

また、部品載置台２６は載置される部品の種類（例えば、リード付き部品か否か）、部品のサイズに対応して交換される。

次に、移載装置２８について説明する。前記マガジン２２を収納する収納枠体５９上面に設けられたＸ駆動モータ６０により両プーリ６１、６１及びベルト５８を介して回転するネジ軸６２により、リニアガイド６３にスライダ６４が案内されながらＸ移動体６５がＸ方向に移動する。また、Ｙ駆動モータ７０により回転するネジ軸７１及びナット７１Ａを介して、リニアガイド７２にスライダ７３が案内されながらＹ移動体７４がＹ方向に移動する。更に、Ｚ駆動モータ８０により回転するネジ軸８１により、リニアガイドにスライダが案内されながらＺ移動体８４がＺ方向に移動する。

そして、このＺ移動体８４にはθ軸駆動モータ（図示せず）により鉛直軸を支点として回転可能な２本の移載吸着ノズル８５が設けられる。従って、移載吸着ノズル８５は、Ｘ、Ｙ方向、θ方向及び上下方向に移動可能である。

以上の構成により、電子部品装着装置１の動作について説明する。先ず、２枚のプリント基板Ｐが位置決め部８に搬送されると、位置決め機構によりこのプリント基板Ｐは位置決め固定される。そして、左方のプリント基板Ｐ上に左後方の第１部品供給装置３Ａと、左前方の第１部品供給装置３Ａ及び第２部品供給装置３Ｂから取出した各電子部品を、また右方のプリント基板Ｐ上に右後方及び右前方の第１部品供給装置３Ａから取出した各電子部品を、図示しない記憶装置に格納された装着データ（ＸＹ方向の位置や平面方向における向き、電子部品の種類に関するデータ）に従い、装着することとなる。

即ち、Ｙ方向は駆動源が駆動して各ビーム１０が移動し、Ｘ方向は各ビーム１０に沿って各装着ヘッド６が衝突することなく移動し、順次装着すべき電子部品を収納する部品供給装置３上方に位置するよう移動し、各装着ヘッド６の吸着ノズルが上下軸モータにより下降して第１部品供給装置３Ａのテープフィーダ５又は第２部品供給装置３Ｂの部品載置台２６から電子部品を吸着して取出す。

そして、上昇して対応する各部品認識カメラ１２の上方に移動して吸着ノズルに吸着保持された電子部品を撮像し、認識処理装置により電子部品の位置が認識処理される。

そして、この認識処理装置による認識結果に基づいて位置ズレ量が図示しない制御装置により算出され、装着データにこの算出結果を加味して、プリント基板Ｐ上方に移動してθ軸モータにより鉛直軸周りに回転して、当該プリント基板Ｐの所定位置に所定の向き（角度）に電子部品を装着する。

この場合、電子部品装着装置1の左部においては、左部の前後のビーム１０及び各ビーム１０に沿って移動する装着ヘッド６の吸着ノズルが電子部品を左のプリント基板Ｐ上に装着し、右部においては、右部の前後のビーム１０及び各ビーム１０に沿って移動する装着ヘッド６の吸着ノズルが電子部品を右のプリント基板Ｐ上に装着する。

このとき、装着すべき電子部品を第２部品供給装置３Ｂから取出す場合の動作について説明する。先ず、当該電子部品を搭載するトレイ２０を載置するパレット２１の引出し動作が始まる。即ち、制御装置によりエレベータ機構２５の昇降動作が制御されて、駆動モータ３１の駆動によりネジ軸３４が回転し、装着すべき電子部品を収納しているマガジン２２内のパレット２１のレベル位置と摺動部３６のレベル位置とが合致されて（図３参照）、駆動源により各一対の係止爪４４を遠ざけるように各ガイドに沿って移動させてパレット２１のフック４３に係止し、次に駆動モータ２４Ｍにより引出収納体４２をガイド３５に沿って移動させ、所定のパレット２１を引き出し機構２４がマガジン２２から引き出す（図６及び図７参照）。

そして、図８に示すように、引き出されたパレット２１をエレベータ機構２５により上端部の受け渡し位置まで移動させる。次に、移載装置２８により受け渡し位置にあるパレット２１上のトレイ２０内の電子部品を受け継ぎ位置にある供給装置２７の部品載置台２６上に移載する。即ち、Ｘ駆動モータ６０の駆動によりＸ移動体６５をＸ方向に移動させると共にＹ駆動モータ７０の駆動によりＹ移動体７４をＹ方向に移動させ、またＺ駆動モータ８０の駆動によりＺ移動体８４を上下方向に移動させることにより、トレイ２０内の所定数の電子部品を２本の移載吸着ノズル８５が吸着して取出し、受け継ぎ位置にある供給装置２７の部品載置台２６上に移載する（図９参照）。

そして、駆動モータ５１の駆動によりネジ軸４９が回転してリニアガイド５０にスライダ４８が案内されて、電子部品の受け継ぎ位置からピックアップ領域である吸着取出位置まで部品載置台２６を搬送する。従って、前記カート台１５上に設置されたテープフィーダ５の吸着取出位置と略同じレベルの吸着取出位置まで搬送された部品載置台２６から、電子部品を電子部品装着装置１の吸着ノズルが吸着取出しをして、プリント基板Ｐ上に装着することができる。なお、電子部品装着装置１の吸着ノズルはその通常の移動範囲内で部品載置台２６から部品を吸着取出しすることができ、吸着ノズルの移動範囲を広げる必要がない。

なお、移載装置２８により受け渡し位置にあるパレット２１上のトレイ２０内の電子部品を受け継ぎ位置にある供給装置２７の部品載置台２６への移載が終了すると、エレベータ機構２５を動作させて、引き出したときのレベルまで摺動部３６を下降させた後、駆動モータにより引出収納体４２をガイド３５に沿って移動させ、引き出し機構２４により所定のパレット２１のマガジン２２への戻し動作が成される。

以上のように、第２部品供給装置３Ｂを設置しても、前記テープフィーダ５を極力設置できるものであり、また前記テープフィーダ５が例えば１９台並設されたカート台１５上に設けられた供給装置２７をこのカート台１５から外すと、このカート台１５上に更に新たな前記テープフィーダ５を設置することができ、必要に応じていずれかを選択して設置することにより、応用範囲を広げることもできる。この場合、前記収納装置２３は移動させなくとも、そのままの状態で供給装置２７の取り外し、テープフィーダ５の設置ができ、作業を簡略化できる。

以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

電子部品装着装置の平面図である。 電子部品装着装置左部の正面図である。 第２部品供給装置の右側面図である。 第２部品供給装置の横断平面図である。 第２部品供給装置を構成する供給装置の右側面図である。 パレットを引き出した状態の第２部品供給装置の右側面図である。 パレットを引き出した状態の第２部品供給装置の横断平面図である。 パレットを引き出して供給位置まで上昇させた状態の第２部品供給装置の右側面図である。 供給位置まで上昇したパレットから移載装置により供給装置に移載する動作を示すための第２部品供給装置の右側面図である。

符号の説明

１ 電子部品装着装置
３Ａ 第１部品供給装置
３Ｂ 第２部品供給装置
５ テープフィーダ（部品供給ユニット）
２０ トレイ
２１ パレット
２２ マガジン
２３ 収納装置
２４ 引き出し機構
２５ エレベータ機構
２６ 部品載置台
２７ 供給装置
２８ 移載装置
８５ 移載吸着ノズル

Claims (2)

1. ビームを一方向に移動可能に設けると共に吸着ノズルを備えた装着ヘッドを前記ビームに沿って移動可能に設け、複数並設されたテープフィーダより供給される電子部品やマガジンから引き出されたパレット上のトレイ内の電子部品を吸着ノズルにより吸着取出して、基板位置決め部に位置決め保持されたプリント基板上に前記吸着ノズルに保持された電子部品を装着する電子部品装着装置において、多数個の電子部品を整列配置したトレイが搭載されたパレットを複数段収納するマガジンと、このマガジンの所定のパレットを引き出し機構により引き出すために鉛直方向に移動可能とすると共に前記引き出し機構が引き出したパレットを供給位置まで上昇させるエレベータ機構と、前記テープフィーダが複数並設された取付台上に前記テープフィーダに替わり着脱可能に設けられ前記取付台上にてロック及びアンロック可能で、部品載置台を受け継ぎ位置と前記吸着ノズルが前記部品載置台上の電子部品を取出す吸着取出位置との間で往復移動可能とする供給装置と、前記供給位置まで前記エレベータ機構により上昇されたパレット上のトレイから電子部品を取出して前記受け継ぎ位置にある前記部品載置台に移載する移載装置とを設けたことを特徴とする電子部品装着装置。
2. 前記取付台は下部にキャスタを備えて移動可能であると共に装着装置本体に着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着装置。

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