JP4777151B2 - 部品実装装置における部品廃棄ボックス - Google Patents

Description

本発明は、部品実装装置における部品廃棄ボックス、特に吸着ノズル等の部品保持手段を有する搭載ヘッドにより、ＩＣチップを初めとする電子部品をプリント基板等に搭載する電子部品実装装置において、不良チップや吸着不十分等で搭載不能となった不良部品を回収する際に適用して好適な部品実装装置における部品廃棄ボックスに関する。

従来より、部品供給装置の部品吸着部と部品搭載部とにわたって移動可能なヘッドユニット（搭載ヘッド）を装備し、このヘッドユニットに装着されている吸着ノズル等の部品保持手段により、ＩＣチップ等の部品を上記部品吸着部から吸着して、部品搭載部に位置決めされているプリント基板上に移送し、その基板上の所定位置に搭載する、いわゆる表面実装機（電子部品実装装置）が一般に用いられている。

図１には、ボールねじや駆動ベルトと組合せたモータやリニアモータ等で駆動されるＸＹステージを有する、一般的な表面実装機の概要を示す。

この表面実装機では、Ｘ軸フレーム１０とＹＬ軸フレーム１２Ａ及びＹＲ軸フレーム１２Ｂからなる２本のＹ軸フレームとから上記ＸＹステージが形成され、Ｘ軸フレーム１０は左右のＹＬ軸フレーム１２Ａ、ＹＲ軸フレーム１２Ｂに装着されたモータにより駆動される。Ｘ軸フレーム１０上に設置されたヘッドユニット１４は、Ｘ軸フレーム１０に沿って移動されると共に、Ｘ軸フレーム１０と一体でＹ軸上に沿って移動される。

ヘッドユニット１４上には上下方向に移動可能な吸着ノズル１６が装着されており、該吸着ノズル１６により部品供給装置１８に装着されているテープフィーダからなる部品供給部２０により、図示しない部品吸着部に供給された部品を吸着した後、該ヘッドユニット１４を基板搬送部２２によって搬送され、図示しないクランプで部品搭載部に固定されている基板Ｓの上方に移動させ、吸着した部品を該基板Ｓの目標位置に搭載することができるようになっている。その際の位置決めは、軸に平行に設置されているエンコーダやモータに内蔵されているエンコーダの出力に基づいて行なうことができる。

このような表面実装機において採用される部品保持手段としては、先端の部品吸着端部に供給される負圧を部品に作用させることにより部品を吸着する上記吸着ノズル１６の他に、負圧を機械的に伝達し、部品を挟み込むように摘んで搭載するグリッパーノズル等と称されるものや、電気的信号により電磁的に動作されるグリッパー等の、異型部品に適したものも一般に知られている。

そして、このような吸着ノズル等の部品保持手段は、ＡＴＣ（Automatic Tool Change）と呼ばれる動作で自動交換が行なわれ、より複雑なプリント基板に多くの部品を搭載することに対応できるようになっている。

又、部品供給装置としても種々のものが知られており、具体的には前述したテープ式部品供給装置１８以外に、トレー式部品供給装置、スティック式部品供給装置、又は振動型部品供給装置等も用いられている。

上記表面実装機においては、部品供給装置１８により供給される部品が上記ヘッドユニット１４の吸着ノズル１６に吸着された後、基板Ｓまで移送される間に部品認識処理が行なわれ、その後基板Ｓに上記部品の搭載が行なわれる。この部品認識処理においては、上記ノズル１６に吸着された状態の部品を、図示しない部品認識カメラにより撮像することにより、該部品及びその吸着状態の良否の判定や位置補正データの取得が行なわれる。

この部品認識処理により部品及び部品吸着状態が良好と判定された場合は、取得された位置補正データにより補正して部品の搭載が行なわれ、一方、部品自体が不良若しくは部品の吸着状態が異常であると判定された場合には、ノズル１６に吸着されているその部品を廃棄する必要がある。

部品の吸着異常には、いわゆる「部品立ち」等の吸着姿勢の異常や、「異常部品吸着」等の目的以外の部品の吸着の他に、吸着ミス等により電子部品を吸着していない「部品無し」等の異常がある。以下、部品自体が不良である場合と共に、これらの異常状態にある吸着部品をも、単に不良部品とも言う。

上記のように不良部品と判定された場合には、装置内に設置されている図２に示すような部品廃棄ボックス２６と呼ばれる不良部品回収用の箱の上方に、電子部品Ｐを保持した吸着ノズル（同図には明示せず）を移動させ、該吸着ノズルに圧縮エアを送り込み、その吸着端部からブローを行なうことにより、電子部品Ｐを廃棄ボックス２６内に強制的に排除するという方法が、例えば特許文献１に開示されている。

又、廃棄した小型部品が、既に廃棄されて収容されている大型部品に衝突して外に飛び出ることを防止するために、大型部品と小型部品を分けて収容することができるようにした部品廃棄ボックスが特許文献２に開示されている。又、電子部品回収装置の小型化を実現すると共に、電子部品の回収率を向上する技術が特許文献３に、更に大型電子部品やコネクタ等の異型部品を廃棄する技術が特許文献４に開示されている。

特開平１０−７０３９５号公報 特開２０００−２６９６９７号公報 特開２００５−２５１９７９号公報 特開２００４−３１９６６２号公報

しかしながら、従来の部品廃棄ボックスは、前記図２に示したように上部を開口した単純な直方体の箱構造になっているため、廃棄部品を自由落下させた場合の落下方向に対して該部品の衝突面（底面）が水平であるため、廃棄部品の反射角（跳ね返り角）はほぼ垂直となることから、自由落下で廃棄した場合でも底面による跳ね返りが発生して廃棄部品が飛び出し易い。

従って、前記特許文献１のようにバキュームを停止させ、ブローをかけながらノズル先端より一気に吐き出す場合には、廃棄ボックスに一旦入った部品であっても、ボックス内の底や壁に衝突した際の衝突力が強いため、小径部品はボックス内から飛び出し易く、装置内部の至るところに飛び出した部品が基板上等に散乱することになるため、実装基板の生産に悪影響を及ぼすという問題があった。

特許文献２、特許文献３に開示されている技術においても同様の問題があり、特許文献４に開示されている廃棄収容器では、収容されている大型部品により廃棄された小径部品が衝突して容器内から装置上の他の部位に飛散することになるため、特許文献２が解決しようとする課題も残っている。

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、表面実装機において部品搭載時に廃棄される種々の不良部品を確実に回収し、廃棄部品の飛散に起因する装置の故障や不具合の発生を防止できる部品廃棄ボックスを提供することを課題とする。

本発明は、搭載ヘッドに装着されている部品保持手段に保持された部品を、基板上に搭載する部品実装装置に設置され、前記部品保持手段に保持された部品が不良部品のとき、前記部品保持手段から離脱されて鉛直方向に落下した廃棄部品を収容する収容空間が形成されている部品実装装置における部品廃棄ボックスにおいて、鉛直方向に落下した前記廃棄部品が最初に衝突する第１衝突面が、水平方向に対して傾斜させて形成されている部品反射板と、前記第１衝突面に衝突した廃棄部品の跳ね返り方向に、該廃棄部品を収容空間内に跳ね返す第２衝突面が下側に形成されている天板と、を設けたことにより、前記課題を解決したものである。

本発明は、又、前記天板の上部は、廃棄する大型部品の部品蓄積部になっているようにしてもよい。

本発明は、又、前記第１衝突面が形成されている前記部品反射板を複数配設し、各第１衝突面の上方にそれぞれ廃棄部品の投入口を配設するようにしてもよい。

本発明は、又、前記第１衝突面が形成されている前記部品反射板を、前記収容空間の長手方向に沿って配設するようにしてもよい。

本発明は、又、前記第１衝突面が形成されている前記部品反射板を、前記収容空間の長手方向に直交する方向に配設するようにしてもよい。

本発明によれば、小型の廃棄部品でも、底面等で跳ね返って外に飛び出ることを確実に防止できるため、該廃棄部品が基板上や装置内に飛散することに起因する重大な装置の故障等の不具合の発生を未然に防止することができる。従って、部品廃棄ボックス自体を小型化することができるため、表面実装機の小型化にも対応することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図３は、本発明に係る第１実施形態の部品廃棄ボックスの概要を示す斜視図、図４はその横断面図である。本実施形態の部品廃棄ボックスは、前記図２に示した従来の部品廃棄ボックス２６と同様に、前記図１に示した通常の表面実装機に設置して使用される。

本実施形態の部品廃棄ボックス３０は、フック３２を介して表面実装機の所定位置に設置される。この部品廃棄ボックス３０においては、吸着ノズル（部品保持手段）１６に吸着された廃棄部品Ｐが、図示されているように上方位置に移動された後、該吸着ノズル１６の吸着端部から離脱され、下方に落下される。

この部品廃棄ボックス３０では、部品離脱位置から破線矢印で示す鉛直方向に落下する前記廃棄部品Ｐが最初に衝突する第１衝突面３４Ａが形成されている部品反射板３４が、該衝突面３４Ａを水平方向に対して傾斜させて配設されている。図示は省略するが、第１衝突面３４Ａの傾斜角度θは、任意に変更可能な機構になっている。

又、上記部品廃棄ボックス３０では、前記第１衝突面３４Ａに衝突した廃棄部品Ｐの反射方向（跳ね返り方向）に、該廃棄部品Ｐを収容空間４０内に跳ね返す第２衝突面３６Ａが下側に形成されている天板３６が配設されている。この第２衝突面３６Ａも、適宜水平方向に対して傾斜させるようにしてもよい。

本実施形態では、前記第１衝突面３４Ａが形成されている部品反射板３４と天板３６が、共に収容空間４０の長手方向に沿って配設されており、又、この天板３６の幅方向の一端部は部品廃棄ボックス３０の一方の壁面３０Ａに固定され、その他端部は前記部品反射板３４の第１衝突面３４Ａの上方に位置すると共に、他方の壁面３０Ｂとの間に廃棄部品Ｐの投入口３８を形成している。更に、この天板３６の上部は、廃棄する大型部品ＰＬの部品蓄積部４２になっている。

以上のように、本実施形態では、吸着ノズル１６から離脱された廃棄部品Ｐが最初に衝突する第１衝突面３４Ａに傾斜をつけることにより、部品反射角度をコントロールして該部品Ｐの廃棄ボックス外への飛散を防止している。

又、このように第１衝突面３４Ａに傾斜をつけたことにより、該第１衝突面３４Ａに落下した部品Ｐは、衝突位置における垂直方向となす角度θと同角度のＡ方向に反射する（跳ね返る）ことになる。ところが、この部品Ｐが反射するＡ方向の収容空間４０の上部には該部品Ｐが廃棄ボックス３０外への飛散を防止する天板３６が設けてあるため、反射した廃棄部品Ｐはこの天板３６を飛び越えてボックス外に飛散することはできない。

従って、以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。

（１）部品廃棄ボックス３０に廃棄された部品Ｐが跳ね返って、周辺装置へ飛び出すことを防止できるため、周辺装置の信頼性を高め、生産性の向上を図ることができる。

（２）従って、機械のメンテナンス回数を削減できると共に、機械寿命の延長、ランニングコストの低下をも実現することができる。

（３）生産される実装基板上への部品の飛び出しを防止することにより、製品不良率を低下させ、生産性の向上を図ることができる。

図５は、本発明に係る第２実施形態の部品廃棄ボックスを示す縦断面図、図６はその切断面方向を左側から見た斜視図である。

本実施形態の部品廃棄ボックス３０は、収容空間４０の長手方向に直交する一端部に第１衝突面３４Ａが形成されている部品反射板３４を配設すると共に、その上方に投入口３８を配設したものである。但し、この例では、第１衝突面３４Ａと反対側の他端部にも同様の傾斜面が形成されている。

又、本実施形態の部品廃棄ボックス３０でも、天板３６が同様に配設され、その下側に上記収容空間４０が形成され、その上側には大型部品を収容する部品蓄積部４２が形成されている。

従って、図７にイメージを示すように、吸着ノズル１６に吸着された小型の廃棄部品（図中、小型電子部品）Ｐは投入口３８から落下させることにより、矢印方向に跳ね返るため前記第１実施形態の場合と同様に収容空間４０内に確実に収容でき、大型電子部品ＰＬは部品蓄積部４２上に積載することができる。

本実施形態の部品廃棄ボックス３０は、図８に切断面方向を右側から見た斜視図に示すように、廃棄する部品が衝突する可能性のある面全体に弾衝防止部材４４を付設し、衝突した部品の跳ね返りを一段と抑制できるようにしてもよい。

ここで使用する弾衝防止部材４４としては、衝撃を吸収する低弾性ゴムや低反発性ゴム等を利用できる。又、衝撃吸収ゲル材等のシリコーンを主原料とする非常に柔らかいゲル状素材（難燃性粘着振動衝撃吸収剤）や、ポリウレタン樹脂を主成分としたゲル状物質で、衝撃エネルギの吸収に優れた衝撃吸収シート等であってもよい。

図９は、本発明に係る第３実施形態の部品廃棄ボックスを示す概略斜視図、図１０は、その略幅方向４分の１位置における縦方向切断面を左方向から見た斜視図である。

本実施形態の部品廃棄ボックス３０は、透明な素材で形成されて従来の廃棄ボックス２６に、内部挿入型廃棄ボックス４６を嵌め込んで形成したものである。

この内部挿入型廃棄ボックス４６は、図１１に下から見た状態を示すように、前記第２実施形態の部品廃棄ボックス３０（図５、図６を参照）から底部を取り除き、長手方向に沿った仕切り板４６Ａを介して、第１、第２収容空間４０Ａ、４０Ｂに２分すると共に、各収容空間４０Ａ、４０Ｂに対して互いに対向する長手方向端部にそれぞれ投入口１８Ａ、１８Ｂを配設するようにしたものである。

本実施形態によれば、図１２に内部挿入型廃棄ボックス４６の上面を示すように、部品蓄積部４２に大型部品を載積できると共に、長手方向両端の投入口１８Ａ，１８Ｂのいずれからも小型部品Ｐを廃棄することができる。

表面実装機の概要を示す平面図 従来の部品廃棄ボックスを示す概略斜視図 第１実施形態の部品廃棄ボックスを示す概略斜視図 第１実施形態の部品廃棄ボックスを示す概略断面図 第２実施形態の部品廃棄ボックスを示す縦断面図 縦方向に切断した第２実施形態の部品廃棄ボックスを示す斜視図 第２実施形態の部品廃棄ボックスの作用を示す断面図 縦方向に切断した第２実施形態の部品廃棄ボックスの変形例を示す斜視図 第３実施形態の部品廃棄ボックスを示す概略斜視図 縦方向に切断した第３実施形態の部品廃棄ボックスを示す斜視図 内部挿入型廃棄ボックスを下から見た状態を示す斜視図 内部挿入型廃棄ボックスを上から見た状態を示す斜視図

符号の説明

１０…Ｘ軸フレーム
１２Ａ…ＹＬ軸フレーム
１２Ｂ…ＹＲ軸フレーム
１４…ヘッドユニット
１６…吸着ノズル
１８…部品供給装置
２０…部品供給部
２６…従来の部品廃棄ボックス
３０…本発明の部品廃棄ボックス
３２…フック
３４…部品反射板
３４Ａ…第１衝突面
３６…天板
３６Ａ…第２衝突面
３８…投入口
４０…収容空間
４２…部品蓄積部
４４…弾衝防止部材
４６…内部挿入型廃棄ボックス

Claims (5)

1. 搭載ヘッドに装着されている部品保持手段に保持された部品を、基板上に搭載する部品実装装置に設置され、前記部品保持手段に保持された部品が不良部品のとき、前記部品保持手段から離脱されて鉛直方向に落下した廃棄部品を収容する収容空間が形成されている部品実装装置における部品廃棄ボックスにおいて、
   鉛直方向に落下した前記廃棄部品が最初に衝突する第１衝突面が、水平方向に対して傾斜させて形成されている部品反射板と、
   前記第１衝突面に衝突した廃棄部品の跳ね返り方向に、該廃棄部品を収容空間内に跳ね返す第２衝突面が下側に形成されている天板と、を設けたことを特徴とする部品実装装置における部品廃棄ボックス。
2. 前記天板の上部は、廃棄する大型部品の部品蓄積部になっていることを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置における部品廃棄ボックス。
3. 前記第１衝突面が形成されている前記部品反射板を複数配設し、各第１衝突面の上方にそれぞれ廃棄部品の投入口を配設したことを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置における部品廃棄ボックス。
4. 前記第１衝突面が形成されている前記部品反射板を、前記収容空間の長手方向に沿って配設したことを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置における部品廃棄ボックス。
5. 前記第１衝突面が形成されている前記部品反射板を、前記収容空間の長手方向に直交する方向に配設したことを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置における部品廃棄ボックス。

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