JP4819597B2 - 表面実装機 - Google Patents

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Description

本発明は、プリント配線板を当接部材により押すことによって搬送する基板移動装置を備えた表面実装機に関するものである。
従来のこの種の表面実装機としては例えば特許文献1に開示されたものがある。
特許文献1に示されている表面実装機の基板移動装置は、プリント配線板を搬送方向の上流側と下流側とから挟むような位置に爪部材を備えている。
これらの爪部材は、一つの可動アームに上方から垂下するように取付けられている。前記可動アームは、プリント配線板の搬送方向と上下方向との両方向に所定のタイミングで往復動し、側方から見て移動経路が長方形となるように移動する。また、この表面実装機において、プリント配線板の搬送路の途中には、電子部品の実装を行う実装位置にプリント配線板を位置決めするためのストッパが設けられている。このストッパは、プリント配線板の搬送方向下流側の端縁に当接するように位置付けられている。
このように構成された従来の基板移動装置は、爪部材をプリント配線板の両側に位置するように下げ、この状態で可動アームを搬送方向に移動させることにより、プリント配線板を搬送する。この基板移動装置によれば、1枚のプリント配線板がローディング位置から実装位置に搬送される。
また、この基板移動装置において、プリント配線板の実装位置への位置決めは、前記ストッパにプリント配線板を当接させることによって行っている。
特許第3227881号公報
上述した従来の表面実装機においては、プリント配線板を搬送するときの速度を可及的速くすることが要請されている。これは、表面実装機において電子部品をプリント配線板に実装していない時間、すなわち表面実装機が実質的に停止している時間を短縮し、実装効率を高めるためである。
しかし、プリント配線板をストッパーに当接させて停止させる構成の表面実装機では、搬送速度を高めるにも限界があった。これは、剛体であるストッパにプリント配線板が高速で衝突することになるからである。すなわち、高速で移動しているプリント配線板がストッパに衝突することによって破損したり、このプリント配線板に前工程の表面実装機によって電子部品がクリームはんだ上に実装されていた場合はこの電子部品が衝突時に慣性によって移動してしまうからである。
また、特許文献1に記載されているように、プリント配線板を両側から挟むような位置に爪部材を備えた基板移動装置においては、搬送方向の長さが異なるプリント配線板を搬送する場合、2つの爪部材どうしの間隔をプリント配線板の大きさに合わせるために爪部材の位置をその都度調整しなければならない。すなわち、この従来の表面実装機においては、爪部材の位置を調整する作業を行う度に実装動作を中断させなければならず、生産性が低下するという問題もあった。
さらに、特許文献1に示されている基板移動装置は、プリント配線板を1箇所にしか位置決めすることができない。このため、この基板移動装置を装備した従来の表面実装機は、1枚のプリント配線板にしか電子部品を実装することができないという問題があった。
本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、プリント配線板が破損したり、予め実装された電子部品が移動するのを防ぎながら、プリント配線板を高速で搬送することができ、実装効率が高くなる表面実装機を提供することを第1の目的とする。また、プリント配線板の搬送方向の長さが変わった場合に爪部材どうしの間隔を速く変更できるようにして実装効率をさらに向上させることを第2の目的とする。さらに、上述したようにプリント配線板を高速で搬送できるようにすることに加え、実装効率がより一層向上する表面実装機を提供することを第3の目的とする。
この目的を達成するために、本発明に係る表面実装機は、基台に設けられ、プリント配線板を搬送方向に移動可能に支承する搬送路形成部材と、この搬送路形成部材に載せられたプリント配線板を搬送方向の上流および下流側に位置する当接部材によって搬送方向に移動させる基板移動装置とを備えた表面実装機において、前記搬送路形成部材の上方において搬送方向と平行な第1の方向に延在し基台に支持されたセンターフレームと、前記基板移動装置を制御する基板搬送用制御装置と、前記搬送路形成部材に、前記プリント配線板が載せられ、このプリント配線板の移動に伴い回転する搬送方向に延在する無端ベルトと、搬送方向に移動するプリント配線板が所定の保持位置に到達した時点でプリント配線板の搬送方向下流側の端縁を検出する保持位置センサとを備え、前記基板移動装置は、前記センターフレームに前記第1の方向へ移動可能に支持されて前記プリント配線板の搬送方向の下流側に位置する前側当接部材と、前記センターフレームに前記第1の方向へ移動可能に支持されて前記搬送方向の上流側に位置する後側当接部材とからなる搬送ユニットを備え、前記基板搬送用制御装置は、前記保持位置センサが前記プリント配線板の前記端縁を検出した場合、前記基板移動装置の搬送動作を停止することで、前記搬送ユニットの移動速度を漸減させて、プリント配線板を停止させる構成が採られているものである。
請求項2に記載した発明に係る表面実装機は、請求項1に記載した表面実装機において、前記基板移動装置は、前記第1の方向に移動可能に前記センターフレームから垂下させたものの下端部において、前記前側当接部材と前記後側当接部材を、プリント配線板の端面と対向する当接部材にとっての搬送位置となる第1搬送位置と、プリント配線板の搬送路から上方に離間する退避位置との間で、それぞれ移動可能に支持することで、前記前側当接部材および前記後側当接部材と同じく前記搬送路形成部材の上方に位置する前側移動部材および後側移動部材と、各当接部材に接続され、各当接部材を前記搬送位置と前記退避位置との間で移動させる当接部材駆動装置とを備え、一対の前記前側移動部材と前記後側移動部材を、プリント配線板の搬送方向に並べることで、一対の前記前側当接部材と後側当接部材を、プリント配線板の搬送方向に並べてなる搬送ユニットを構成し、この搬送ユニットを前記センターフレームに対し前記第1の方向に移動させるようにしたものである。
請求項3に記載した発明に係る表面実装機は、請求項1または請求項2に記載した表面実装機において、一対の前側当接部材と後側当接部材のうち少なくとも一方の当接部材を他方の当接部材に対して搬送方向と平行な前記第1の方向に接近、離間させる間隔変更装置を備えているものである。
請求項4に記載した発明に係る表面実装機は、請求項1ないし請求項3のうちいずれか一つに記載した表面実装機において、基板移動装置を基台上方に配置し、搬送路形成部材を、搬送方向と平行な第1の方向とは直交する第2の方向において、基板移動装置下方となる搬送路形成部材にとっての搬送位置の第2搬送位置と、この2搬送位置から離間する実装位置との間で往復動可能に基台上に設け、この搬送路形成部材と、前記搬送路形成部材の実装位置を境として前記第2搬送位置とは反対側の基台上に設けた電子部品供給装置と、電子部品吸着用の吸着ヘッドを、基台上方において第1の方向と第2の方向とに移動させることにより、前記電子部品供給装置から、実装位置にある前記搬送路形成部材上のプリント配線板上に電子部品を移動させる電子部品移動装置とからなる実装ユニットを前記基台上に第1の方向に複数搭載し、前記基板移動装置に、複数の実装ユニットの数より一つ多い搬送ユニットを、前記搬送方向に並べたものである。
請求項5に記載した表面実装機は、請求項4に記載した表面実装機において、各実装ユニットにおいて、搬送路形成部材を第2搬送位置と実装位置との間で往復動させる第2の方向駆動装置と、搬送路形成部材の隣接する実装ユニットに近い部位にプリント配線板を検知する基板停止不可位置センサとを備え、前記基板搬送用制御装置は、前記基板停止不可位置センサがプリント配線板を検知している間、前記第2の方向駆動装置を停止した状態に保つようにするものである。
請求項6に記載した表面実装機は、請求項4または請求項5に記載した表面実装機において、基板移動装置を基台における第2の方向中央部の上方に配置し、前記基台の第2の方向中央部を境として第2の方向一方の側に、電子部品供給装置、搬送路形成部材の実装位置および電子部品移動装置を配置した実装ユニットと、前記基台の第2の方向中央部を境として第2の方向他方の側に、電子部品供給装置、搬送路形成部材の実装位置および電子部品移動装置を配置した実装ユニットとを、第1の方向に交互に配置することにより平面視において千鳥足状に位置するように装備され、これらの実装ユニットの各搬送路形成部材は、前記第2搬送位置に位置付けられた状態で第1の方向に並び、プリント配線板の搬送路を構成するものである。
本発明によれば、プリント配線板が前側当接部材と後側当接部材とによって挟まれる状態で両当接部材を移動させることによって、プリント配線板を搬送することができる。この搬送時にプリント配線板を停止させ位置決めするに当たっては、両当接部材の移動する速度を漸減させて行っている。従来技術のストッパにより停止するのではないので、衝撃力がプリント配線板に作用しない。プリント配線板の停止時に衝撃力がプリント配線板に作用しないので、実装部品が移動するのを防止できる。
したがって、本発明によれば、プリント配線板の搬送速度を高めることができるから、プリント配線板をストッパーに当接させることによって止める従来の表面実装機に較べて、実装効率が高い表面実装機を提供することができる。このため、本発明に係る表面実装機においては、複数の実装部を装備することができるとともに、これらの実装部にそれぞれプリント配線板を搬送し、位置決めすることができるから、この構成を採ることにより実装効率がより一層向上するようになる。
請求項2記載の発明によれば、当接部材を第1搬送位置に位置付けた状態で搬送方向に移動させることによってプリント配線板を搬送することができる。また、この発明によれば、プリント配線板の搬送終了後に当接部材を退避位置に位置付け、搬送方向とは逆方向に移動させることによって、プリント配線板との干渉を避けながら当接部材を搬送前の初期の位置に戻すことができる。
請求項記載の発明によれば、前側当接部材と後側当接部材との間隔を間隔変更装置によって容易に変えることができるから、搬送方向の長さが異なるプリント配線板を搬送するときに基板移動装置を停止させておく時間を可及的短くすることができる。このため、この発明によれば、いわゆる段取替えに必要な時間が短縮されて実装効率が向上する表面実装機を提供することができる。
請求項4記載の発明によれば、第1の方向に並ぶように複数の実装ユニットを装備することができ、複数のプリント配線板に同時に電子部品を実装することができるから、より一層実装効率が高い表面実装機を提供することができる。
請求項記載の発明によれば、各実装ユニットに対して搬送路を挟んで反対側に形成されたスペースに隣の実装ユニットの一部を配設することができる。このため、複数の実装ユニットを第1の方向にコンパクトに装備することができる。
したがって、この発明によれば、生産性が高くかつコンパクトな表面実装機を提供することができる。
(第1の実施の形態)
以下、本発明に係る表面実装機の一実施の形態を図1ないし図20によって詳細に説明する。
図1は本発明に係る表面実装機の概略構成を示す平面図、図2は本発明に係る表面実装機の平面図で、同図はセンターフレームを省略した状態で描いてある。図3は図2におけるIII−III線断面図である。図4は基台に実装ユニットを装備した状態を示す斜視図、図5は搬送用コンベアを示す斜視図、図6はセンターフレームの構成を示す斜視図である。
図7は基板移動装置の側面図、図8は搬送時の駆動系を示す断面図、図9は爪部材どうしの間隔を変更するときの駆動系を示す断面図である。図10は基板移動装置用駆動ユニットの縦断面図である。また、図10はケーブル保持部材は省略して描いてある。図10においては、図8の破断位置をVIII−VIII線によって示し、図9の破断位置をIX−IX線によって示す。図11は駆動ユニットの一部を示す縦断面図である。
図12は基板移動装置の駆動ユニットを拡大して示す斜視図、図13は退避位置に位置する爪部材とシリンダとを示す斜視図、図14は第1搬送位置に位置する爪部材とシリンダとを示す斜視図である。
図15は爪部材の支持部分を拡大して示す正面図、図16は爪部材を退避位置に移動させた状態を示す側面図、図17は爪部材を第1搬送位置に位置付けた状態を示す側面図である。
図18は一対の爪部材によってプリント配線板を搬送する状態を示す斜視図である。同図においては、コンベアは省略して描いてある。図19は爪部材どうしの間隔を説明するための側面図、図20は基板移動装置の制御系の構成を示すブロック図である。
これらの図において、符号1で示すものは、この実施の形態による表面実装機を示す。この表面実装機1は、前工程の装置(図示せず)に隣接する上流側端部Aから下流側端部Bに向けてプリント配線板2を送り、この搬送方向に並べられた第1〜第4の実装ユニット3〜6によってプリント配線板2に電子部品(図示せず)をそれぞれ実装するものである。前記搬送方向と平行な方向を以下単にX方向といい、搬送方向とは直交する方向を以下単にY方向という。この実施の形態においては、前記X方向が請求項4記載の発明でいう第1の方向になり、Y方向が請求項4記載の発明でいう第2の方向になる。
この実施の形態による表面実装機1は、図1に示すように、後述する各装置を支持するための基台11と、上述した4台の実装ユニット3〜6と、上流側端部Aに隣接する他の装置からプリント配線板2を受け取って最上流に位置する第1の実装ユニット3に送るための搬入装置12と、最下流に位置する第4の実装ユニット6からプリント配線板2を受け取って図示していない他の装置に搬出するための搬出装置13と、これらの装置間でプリント配線板2をX方向に移動させるための基板移動装置14とを備えている。この基板移動装置14は、詳細は後述するが、図1および図3に示すように、Y方向に延びるように形成されており、基台11のY方向の中央部の上方に設けられている。
前記基台11には、図3および図4に示すように、基台上面15から上方に突出する第1〜第6のYフレーム16〜21(図1参照)が設けられている。これら第1〜第6のYフレーム16〜21は、図1および図2に示すように、基台11におけるX方向の6箇所にそれぞれY方向に延びるように設けられている。
これらのYフレーム16〜21のうち、搬送方向の最も上流側に位置する第1のYフレーム16は、図4に示すように、プリント配線板2の搬送方向の上流側から見て基台上面15におけるY方向の中央部を跨ぐような門型状に形成されている。詳述すると、この第1のYフレーム16は、Y方向の両端部において上下方向に延びる上下方向延在部16a,16bと、これらの上下方向延在部16a,16bの上端どうしを接続するようにY方向に延びるY方向延在部16cとから構成されており、Y方向の中央部にプリント配線板2を通すための開口16dが形成されている。前記Y方向延在部16cには、後述するセンターフレーム23の一端部が取付けられている。
第1〜第6のYフレーム16〜21のうち、搬送方向の上流側から数えて2番目と4番目とに位置する第2、第4のYフレーム17,19は、図3に示すように、基台11におけるY方向の一側部に設けられ、搬送方向の上流側から数えて3番目と5番目に位置する第3、第5のYフレーム18,20は、前記第2、第4のYフレーム17,19とは反対側に位置付けられている。これらの第2〜第5のYフレーム17〜20の一端部(基台上面15のY方向中央部の上方に位置する一端部)には、図3に示すように、プリント配線板2を通すための凹部22がそれぞれ形成されている。この凹部22は、第2〜第5のYフレーム17〜20の上部を残して下部を切り欠いた形状に形成されている。これらのYフレーム17〜20における前記凹部22を形成することにより片持ち梁状に形成された上部17a〜20aは、後述するセンターフレーム23に接続されている。
第1〜第6のYフレーム16〜21のうち、搬送方向の最も下流側に位置する第6のYフレーム21は、図4に示すように、プリント配線板2の搬送方向の上流側から見て基台上面15におけるY方向の中央部を跨ぐような門型状に形成されている。詳述すると、この第6のYフレーム21は、Y方向の両端部において上下方向に延びる上下方向延在部21a,21bと、これらの上下方向延在部21a,21bの上端どうしを接続するようにY方向に延びるY方向延在部21cとから構成されており、Y方向の中央部にプリント配線板2を通すための開口21dが形成されている。前記Y方向延在部21cには、後述するセンターフレーム23の他端部が取付けられている。
センターフレーム23は、図6に示すように、鋳造によってX方向に長い枠状に形成されている。この実施の形態によるセンターフレーム23は、X方向に延びる一対の縦壁23a,23aと、これらの縦壁23aどうしをその両端部と中間部との合計4箇所において接続する接続部材23bとによって構成されている。この構成を採ることにより、このセンターフレーム23には、その上下両面に開口する3箇所の開口部23c,23d,23eが形成されている。また、前記縦壁23a,23aには、第1〜第6のYフレーム16〜21に取付けるための取付座23fが形成されている。
このセンターフレーム23は、第1〜第6のYフレーム16〜21の上に載せられた状態でこれらのYフレームに固定用ボルト(図示せず)によって固定されている。このように第1〜第6のYフレーム16〜21にセンターフレーム23を取付けることによって、全てのYフレーム16〜21がセンターフレーム23を介して接続される。
このセンターフレーム23には、図3に示すように、後述する基板移動装置14が装着されている。
前記4台の実装ユニット3〜7は、基台11上において搭載される位置、部材の配置方向などが異なる他は同じ構造となるように形成されている。このため、ここでは、最も上流側に位置する第1の実装ユニット3について説明し、他の実装ユニット4〜6については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
第1の実装ユニット3は、図2および図3に示すように、プリント配線板2を支持するための支持装置24と、この支持装置24の一側方(第1の実装ユニット3においては図3の左側)に隣接するように位置付けられた多数のテープフィーダー25,25‥‥からなる電子部品供給装置26と、前記テープフィーダー25から電子部品を支持装置24上のプリント配線板2に移載するための電子部品移動装置27とから構成されている。前記電子部品供給装置26は、基台11上または基台11に着脱可能に接続された台車(図示せず)に設けられている。
前記支持装置24は、図3に示すように、前記基台上面15にY方向に延びるように設けられた一対のガイドレール31,31と、これらのガイドレール31に移動自在に支持されたテーブル32と、このテーブル32をY方向に移動させるためのY方向駆動装置33と、前記テーブル32の上に設けられたコンベア34と、電子部品の実装中にプリント配線板2のテーブル32に対する位置を保持するためのクランプ機構35とから構成されている。
前記Y方向駆動装置33は、図2および図3に示すように、前記基台上面15にY方向に延びる状態で回転自在に支持されたボールねじ軸33aと、このボールねじ軸33aを回転させるモータ33bと、前記ボールねじ軸33aに螺合するとともにテーブル32に固定されたボールナット33cなどを備えている。
このY方向駆動装置33の駆動により前記テーブル32は、図3に示すように、後述する基板移動装置14の真下に位置する第2搬送位置と、この第2搬送位置に対して電子部品供給装置26側に離間した実装位置との間で往復動する。この実施の形態による表面実装機1においては、各実装ユニット3〜6のテーブル32が図1中に実線で示すように第2搬送位置に移動することによって、各テーブル32のコンベア34がX方向に一列に並び、これらコンベア34からなる搬送路51(図1参照)が構成されている。
また、前記テーブル32が前記実装位置に移動することにより、テーブル32はテープフィーダー25に近接する位置に位置付けられる。
前記コンベア34は、図3および図5に示すように、前記テーブル32に支柱32aによって支持された一対の縦部材36,36と、これらの縦部材36,36の互いに対向する側部に回転自在に設けられた一対の無端ベルト37,37とによって構成されている。このコンベア34によって本発明でいう搬送路形成部材が構成されている。
前記無端ベルト37は、プリント配線板2のY方向の両端部を支承し、このプリント配線板2が後述する基板移動装置14の駆動によりX方向(搬送方向)に押圧されることによって回転させられる。この結果、プリント配線板2がX方向に搬送されることになる。プリント配線板2がこのように無端ベルト37,37上を搬送されるときにY方向に移動することを規制するために、一対の縦部材36,36における互いに対向する内側面に、図5に示すように、ガイド面36a,36aが形成されている。
前記一対の縦部材36,36のうち図3において左側、換言すれば電子部品供給装置26側となる一側方に位置する縦部材36は、テーブル32に移動することがないように固定されている。すなわち、この一方の縦部材36と、この縦部材36に設けられた無端ベルト37とによって、コンベア34の一部となる固定側コンベア34aが構成されている。なお、図3においては、基台11のY方向の両側に電子部品供給装置26が描いてあるが、図3に示すテーブル32およびコンベア34を有する第1の実装ユニット3の電子部品供給装置26は、図3において左側に位置するものである。
一対の縦部材36,36のうち他方の縦部材36、言い換えれば電子部品供給装置26とは反対側に位置する縦部材36は、図3に示すように、テーブル32に幅調整機構36bを介して取付けられている。この幅調整機構36bは、前記他方の縦部材36に設けられている無端ベルト37のY方向の位置をプリント配線板2のY方向の幅寸法に合わせて調節するためのもので、前記他方の縦部材36をテーブル32に対してY方向に移動させる。すなわち、前記他方の縦部材36と、この縦部材36に設けられた無端ベルト37とによって、前記固定側コンベア34aと協働してコンベア34を構成する可動側コンベア34bが構成されている。
前記一対の縦部材36,36には、図5に示すように、後述する保持位置センサ38と、基板停止不可位置センサ39とが設けられている。
保持位置センサ38は、固定側コンベア34aの縦部材36の上端部に設けられた発光素子38aと、可動側コンベア34bの縦部材36の上下方向の中間部に設けられた受光素子38bとからなり、発光素子38aから受光素子38bの受光部38cに入射する検知用レーザ光38dがプリント配線板2によって遮られることによりプリント配線板2を検出する構成のものである。この保持位置センサ38は、コンベア34上に搬送されたプリント配線板2の先端の位置を検出する。前記発光素子38aと受光素子38bとは、レーザ光38dがプリント配線板2の搬送路を斜めに横切るように、プリント配線板2の搬送方向において同じ位置であってかつ高さが異なる位置に位置付けられている。ここでいう斜めとは、発光素子38aからY方向に延びるとともに、下方に下がるように傾斜していることをいう。
保持位置センサ38を取付ける位置は、コンベア34上の所定の保持位置にプリント配線板2を載せた状態で、このプリント配線板2の搬送方向下流側の端縁がレーザ光38aを遮るような位置に設定されている。保持位置センサ38の検出結果は、後述する基板搬送用制御装置40に検出データとして送られる。基板搬送用制御装置40は、保持位置センサ38から検出データが送られたときに基板移動装置14による搬送動作を停止させる。
前記基板停止不可位置センサ39は、プリント配線板2が実装ユニット間、または搬入装置12と第1の実装ユニット3との間や第4の実装ユニット6と搬出装置13との間に位置しているか否かを検出するためのものである。この基板停止不可位置センサ39は、前記保持位置センサ38と同じ構成のものが使用されている。すなわち、基板停止不可位置センサ39は、一方の縦部材36上端部に設けられた発光素子39aと、他方の縦部材36の上下方向の中間部に設けられた受光素子39bとからなり、発光素子39aから受光素子3bbの受光部39cに入射する検知用レーザ光39dがプリント配線板2によって遮られることによりプリント配線板2を検出する。
図5においては、基板停止不可位置センサ39の使用目的を明確にするために、搬送方向の上流側に位置するコンベア34の下流側の端部と、搬送方向の下流側に位置するコンベア34の上流側の端部のみに基板停止不可位置センサ39を設けた状態で描いてある。しかし、この基板停止不可位置センサ39は、実際には各コンベア34の搬送方向の両端部に設けられている。
この基板停止不可位置センサ39の検出結果は、後述する基板搬送用制御装置40に検出データとして送られる。基板搬送用制御装置40は、基板停止位置不可センサ39がプリント配線板2を検出している間はY方向駆動装置33と後述するY方向駆動装置54とを停止した状態に保つ。
上述したコンベア34を使用したプリント配線板2の搬送は、互いに隣合う実装ユニットのテーブル32を前記第2搬送位置に移動させた状態で行う。このように2つのテーブル32が第2搬送位置に位置付けられた状態では、図5に示すように、2組のコンベア34,34が一列に並ぶことになる。テーブル32の第2搬送位置への移動は、コンベア34に支持されたプリント配線板2のY方向の中央が基板移動装置14のY方向の中央の真下に可能な限り近付くように行う。すなわち、この実施の形態による表面実装機1においては、Y方向の大きさが異なるプリント配線板2を使用してもプリント配線板2のY方向の中央が基板移動装置14の中央の真下に可能な限り近付くことになる。
また、コンベア34に支持されたプリント配線板2に電子部品を実装するに当たっては、固定側コンベア34aがテープフィーダー25に接近するようにテーブル32をY方向に移動させ、このテーブル32を実装位置に位置決めした状態で行う。このようにテーブル32を移動させることにより、Y方向の大きさが異なるプリント配線板2を使用しても常にプリント配線板2をテープフィーダー25に近接する位置に位置付けることができる。
前記クランプ機構35は、図3に示すように、プリント配線板2のY方向の両端部の上方に位置する一対の受圧部材35a,35aと、プリント配線板2を前記無端ベルト37とともに下方から押し上げて前記受圧部材35a,35aに押し付けるための不図示の押し上げ装置とから構成されている。図3において、35bは上昇してプリント配線板2の背面を支持する装置である。なお、前記一対の受圧部材35a,35aのうちテープフィーダー25とは反対側に位置する受圧部材35aは、上述した幅調整機構36bを介して主テーブル32に支持されており、前記可動側コンベア34bの縦部材36とともにプリント配線板2の大きさに合わせてY方向に移動する。
第1の実装ユニット3の電子部品移動装置27は、図2〜図4に示すように、前記第1、第3のYフレーム16,18の上端部にY方向に延びるように設けられた一対の第1のガイドレール41,41と、これらの第1のガイドレール41,41間に横架されてX方向に延び、かつ第1のガイドレール41に移動自在に支持された支持部材42と、この支持部材42を駆動する一対のY方向駆動装置43,43と、前記支持部材42に設けられてX方向に延びる第2のガイドレール44と、この第2のガイドレール44に移動自在に支持されたヘッドユニット45と、このヘッドユニット45を駆動するX方向駆動装置46と、前記ヘッドユニット45に昇降装置47(図3参照)を介してそれぞれ独立に昇降可能に支持された複数の吸着ヘッド48などによって構成されている。前記吸着ヘッド48は、図3に示すように、電子部品を吸着する吸着ノズル48aと、この吸着ノズル48aを上下方向の軸線回りに回動させる回転駆動装置48bとを備えている。
支持部材42を駆動するY方向駆動装置43は、図2および図4に示すように、第1、第3のYフレーム16,18の一端部に固定されたモータ43aと、このモータ43aに一端部が接続されてY方向に延び、Yフレーム16,18に回転自在に支持されたボールねじ軸43bと、このボールねじ軸43bに螺合するとともに前記支持部材42に固定されたボールナット43c(図3参照)などによって構成されている。
前記ヘッドユニット45には、プリント配線板2のフィデューシャルマーク(図示せず)を上方から撮像し、プリント配線板2の位置を検出するための基板認識用カメラ49(図2参照)が設けられている。
前記X方向駆動装置46は、図2および図4に示すように、前記支持部材42におけるX方向の一端部に固定されたモータ46aと、このモータ46aに一端部が接続されてX方向に延び、支持部材42に回転自在に支持されたボールねじ軸46bと、このボールねじ軸46bに螺合するとともに前記ヘッドユニット45に固定されたボールナット(図示せず)などによって構成されている。
これらのY方向駆動装置43とX方向駆動装置46などを有する電子部品移動装置27は、前記吸着ヘッド48をX方向とY方向とに移動させて電子部品をテープフィーダー25から実装位置にあるプリント配線板2上に移載する。
また、この電子部品移動装置27のヘッドユニット45には、図示してはいないが、実装位置に位置付けられたプリント配線板2の基台11に対する位置を検出するための基板撮像用撮像装置と、吸着ノズル48aに吸着された電子部品の吸着ノズル48aに対する位置を検出するための部品撮像用撮像装置とが設けられている。なお、この部品撮像用撮像装置は基台11に設けることもできる。
このように構成された4台の実装ユニット3〜6は、図1および図2に示すように、基台11上に平面視において搬送方向の上流側から下流側に向けて千鳥足状に並ぶ状態で搭載されている。詳述すると、これら4台の実装ユニットは、図1中に実線で示すように、各々の支持装置24のコンベア34(プリント配線板2)を第2搬送位置に移動させた状態でコンベア34どうしがY方向の同一位置に位置するように(X方向に一列に並ぶように)基台11上に配設されている。
各実装ユニット3〜6のコンベア34どうしは、第2搬送位置に位置付けられた状態において、X方向において互いに近接する位置に設けられている。すなわち、これらのコンベア34に載せられているプリント配線板2は、搬送方向の上流側から押されることにより上流側のコンベア34から下流側のコンベア34に直接移動する。このプリント配線板2の移動は、後述する基板移動装置14によって行われる。
この実施の形態による表面実装機1においては、上述したように第2搬送位置に移動した各実装ユニット3〜6のコンベア34によって、図1に示すように、基台11のY方向の中央部においてX方向に延びる搬送路51が構成される。
さらに、各実装ユニット3〜6における前記搬送路51を挟んでテープフィーダー25とは反対側に形成されるスペースには、他の実装ユニットの一部(Yフレーム17〜20や電子部品移動装置27のY方向駆動装置43など)が位置付けられている。
加えて、第1の実装ユニット3と第3の実装ユニット5とにおける互いに隣接するY方向駆動装置43,43は、第3のYフレーム18に搭載されている。これと同様に、第2の実装ユニット4と第4の実装ユニット6における互いに隣接するY方向駆動装置48は、第4のYフレーム19に搭載されている。
前記搬入装置12と搬出装置13は、図2に示すように、上述した各実装ユニット3〜6のテーブル32と同一の支持構造によって基台11の基台上面15にY方向に移動可能に設けられたテーブル52と、このテーブル52の上に搭載されたコンベア53と、テーブル52をY方向に移動させるためのY方向駆動装置54とから構成されている。これらの搬入、搬出装置12,13のY方向駆動装置54は、前記搬送路51上に位置する第2搬送位置(図2で示すテーブル52位置)と、搬送路51から図2において下側に離間した搬入・搬出位置との間でテーブル52を移動させる構成が採られている。
搬入、搬出装置12,13のコンベア53は、図2に示すように、プリント配線板2のY方向の両端部を支持する無端ベルト55,55と、これらの無端ベルト55,55を回転させるための駆動装置(図示せず)とを備えている。このコンベア53も実装ユニット3〜6のコンベア34と同様に固定側コンベア53aと可動側コンベア53bとから構成されている。可動側コンベア53bは、Y方向の位置をプリント配線板2の幅に合わせて変えることができるように、幅調整機構(図示せず)を介してテーブル52に取付けられている。なお、図示してはいないが、搬入、搬出装置12,13のコンベア53にも第1〜第4の実装ユニット3〜6のコンベア34と同様に保持位置センサ38と基板停止不可位置センサ39とが設けられている。
前記無端ベルト55,55と駆動装置との間の動力伝達系には、図示してはいないが断続クラッチが介装されている。すなわち、搬入装置12と、第1〜第4の実装ユニット3〜6とにそれぞれプリント配線板2が送られている状態でこれら5枚のプリント配線板2を基板移動装置14によって1ピッチ(実装ユニット間の間隔)だけ送る場合は、前記断続クラッチを動力が伝達されることがない切断状態とし、搬入、搬出装置12,13のコンベア53が自由に回転できるようにする。一方、搬入装置12が前工程を行う装置からプリント配線板2を受け取るときおよび搬出装置13が後工程を行う装置にプリント配線板2を搬出するときには、断続クラッチを接続状態とし、駆動装置による駆動によって搬出装置12のコンベア53、搬出装置13のコンベア53を回転させる。
搬入装置12のコンベア53は、前記第2搬送位置に位置付けた状態では、第1の実装ユニット3のコンベア34との間でプリント配線板2が直接移動することができるように、第2搬送位置に位置する前記コンベア34とX方向に近接する位置に配設されている。
搬出装置13のコンベア53は、前記第2搬送位置に位置付けた状態では、第4の実装ユニット6のコンベア34との間でプリント配線板2が直接移動することができるように、第2搬送位置に位置する前記コンベア34とX方向に近接する位置に配設されている。
前記搬入装置12は、図1に示すように、前記コンベア53が搬入位置に移動している状態で前工程を行う印刷機等の装置に接続されるように構成され、搬出装置13は、コンベア53が搬出位置に移動している状態で後工程を行う装置に接続されるように構成されている。
基板移動装置14は、図7および図10に示すように、前記センターフレーム23の下方に位置する第1〜第10の移動部材61〜70を備えており、これらの移動部材61〜70に設けられている爪部材71によってプリント配線板2をX方向に搬送する。この実施の形態においては、前記爪部材71によって本発明でいう当接部材が構成されている。
詳述すると、この基板移動装置14は、図10に示すように、前記センターフレーム23の上に載せられた状態でセンターフレーム23に固定された駆動ユニット72と、センターフレーム23の開口部23c内を通して駆動ユニット72から下方に延びる伝動機構73と、この伝動機構73の下端部に取付けられて一体的に移動する前記第1、第3、第5、第7および第9の移動部材61,63,65,67,69と、前記第1の移動部材61に対して一体的に移動する前記第2、第4、第6、第8および第10の移動部材62,64,66,68,70と、これらの移動部材61〜70の動作を制御するための基板搬送用制御装置40(図20参照)とによって構成されている。この実施の形態による基板移動装置14は、上述した第1〜第10の移動部材61〜70によって5枚のプリント配線板2を同時に搬送する。前記第2、第4、第6、第8および第10の移動部材62,64,66,68,70によって、請求項2記載の発明でいう「前側移動部材」が構成されている。また、前記第1、第3、第5、第7および第9の移動部材61,63,65,67,69によって、請求項2記載の発明でいう「後側移動部材」が構成されている。
前記駆動ユニット72は、図10および図12に示すように、センターフレーム23におけるY方向の一側部(図1においては上側、図10においては右側)に位置する縦壁23aに固定され、センターフレーム23より上方に突出する部分のX方向の長さが開口部23cのX方向の長さと略同じ長さに形成された支持体74と、この支持体74の一側面にX方向に延びるように設けられたガイドレール75と、このガイドレール75にスライダ76を介して移動自在に支持された板状の第1の駆動部材77とを備えている。前記スライダ76は、この第1の駆動部材77に固定されている。前記ガイドレール75のX方向の長さは支持体74と略同じであり、第1の駆動部材77のX方向の長さは、支持体74におけるセンターフレーム23より上に突出する部分の略1/2の長さである。
前記支持体74は、センターフレーム23の開口部23c内を上下方向に貫通するように延びる支持板78aを有する第1の支持体74aと、センターフレーム23の開口部23d内を上下方向に貫通するように延びる支持板78b(図11参照)を有する第2の支持体74bと、センターフレーム23の開口部23e内を上下方向に貫通するように延びる支持板78c(図11参照)を有する第3の支持体74cと、センターフレーム23より上に突出する基部74d(図10参照)などによって構成されている。前記第1の支持体74aのX方向の長さは、前記開口部23cのX方向の長さと略同じ長さに形成されている。第2の支持体74bのX方向の長さは、前記開口部23dのX方向の長さと略同じ長さに形成され、第3の支持体74cのX方向の長さは、前記開口部23eのX方向の長さと略同じ長さに形成されている。
第1の支持体74a(前記支持板78a)は、支持体74の前記基部74dとともに縦壁23aの上面にボルト80によって共締め固定され、下端部がセンターフレーム23の一端部から他端部にわたって延びるようにX方向に長く形成されるとともに、センターフレーム23の下方に突出している。この支持板78aにおけるセンターフレーム23より下方に突出する部分の側面には、X方向に延びるガイドレール79aが設けられている。
前記第1の駆動部材77は、図12に示すように、前記支持体74に設けられたボールねじ式の搬送用駆動装置81に接続されており、この搬送用駆動装置81による駆動によって支持体74に対してX方向に移動する。
この搬送用駆動装置81は、支持体74に回転自在に支持されたボールねじ軸82と、このボールねじ軸82の一端部に接続されたモータ83と、前記ボールねじ軸82に螺合するとともに第1の駆動部材77の上部に固定支持されたボールナット84(図8参照)などによって構成されている。
前記第1の駆動部材77の一側面には、図9〜図12に示すように、X方向に第1の支持体74aのX方向の長さの略1/2となる長さとなるように延びるガイドレール85が設けられており、このガイドレール85と、このガイドレール85に移動自在に支持されたスライダ86とを介して第2の駆動部材91をX方向に移動自在に支持している。前記スライダ86は、この第2の駆動部材91に固定されている。この第2の駆動部材91は、第1の駆動部材77に設けられたボールねじ式の間隔変更用駆動装置92に接続されており、この間隔変更用駆動装置92による駆動によって第1の駆動部材77に対してX方向に移動する。
間隔変更用駆動装置92は、第1の駆動部材77に回転自在に支持されたボールねじ軸93と、このボールねじ軸93の一端部に接続されたモータ94と、前記ボールねじ軸93に螺合するとともに第2の駆動部材91の上部に固定支持されたボールナット95(図9参照)などによって構成されている。
前記第1の駆動部材77と第2の駆動部材91とは、前記搬送用駆動装置81による駆動によって、支持体74に対してX方向に一体に移動する。また、第2の駆動部材91は、前記間隔変更用駆動装置92による駆動によって第1の駆動部材77に対してX方向に移動する。
前記伝動機構73は、図8〜図10に示すように、前記第1の駆動部材77の下端部からセンターフレーム23の開口部23c内を下方に延びる第1のアーム101と、この第1のアーム101の下端部に接続され、X方向に延びる第1の従動部材102aと、前記第2の駆動部材91の下端部からセンターフレーム23の開口部23c内を下方に延びる第2のアーム103(図9参照)と、この第2のアーム103の下端部に接続され、X方向に延びる第2の従動部材104aとから構成されている。
前記第1の従動部材102aは、図10に示すように、前記支持板78aのガイドレール79aにスライダ105aを介して移動自在に支持されている。この第1の従動部材102aの一側部(図1において下側であって図10においては左側)には、ガイドレール106aが設けられている。
前記第2の従動部材104aは、前記ガイドレール106aにスライダ107aを介して移動自在に支持されている。
前記第1の従動部材102aの下端には、前記第1の移動部材61と第3の移動部材63とがX方向に離間して固定されている。
前記第2の従動部材104aの下端には、前記第2の移動部材62と第4の移動部材64とがX方向に離間して固定されている。
他の移動部材65〜70は、図11に示すように第2の支持体74bと第3の支持体74cとに支持されている。すなわち、第2の支持体74bは、図11に示すように、センターフレーム23の開口部23d内を上下方向に貫通するように延びる支持板78bを備えている。
この支持板78bのX方向の長さは、開口部23dのX方向の長さと略同じ長さに形成されており、縦壁23aの上面にボルト80によって固定され、下端部がセンターフレーム23の下方に突出している。
この支持板78bにおけるセンターフレーム23より下方に突出する部分の側面には、X方向に延びるガイドレール79bが設けられている。このガイドレール79bに、スライダ105bを介して第1の従動部材102bが移動自在に支持されている。この第1の従動部材102bは、前記第1の従動部材102aに脱着可能な不図示のジョイントによって連結されている。
前記第1の従動部材102bの一側部(図1において下側であって図11においては左側)には、ガイドレール106bが設けられている。このガイドレール106bに、スライダ107bを介して第2の従動部材104bが移動自在に支持されている。この第2の従動部材104bは、前記第2の従動部材104aに脱着可能な不図示のジョイントによって連結されている。
前記第1の従動部材102bの下端に第5の移動部材65が連結固定され、前記第2の従動部材104bの下端に第6の移動部材66が連結固定されている。
また、前記第3の支持体74cは、図11に示すように、センターフレーム23の開口部23e内を上下方向に貫通するように延びる支持板78cを備えている。
この支持板78cのX方向の長さは、開口部23eのX方向の長さと略同じ長さに形成れており、縦壁23aの上面にボルト80によって固定され、下端部がセンターフレーム23の下方に突出している。
この支持板78cにおけるセンターフレーム23より下方に突出する部分の側面には、X方向に延びるガイドレール79cが設けられている。このガイドレール79cに、スライダ105cを介して第1の従動部材102cが移動自在に支持されている。この第1の従動部材102cは、前記第1の従動部材102bに着脱可能な不図示のジョイントによって連結されている。
前記第1の従動部材102cの一側部(図1において下側であって図11においては左側)には、ガイドレール106cが設けられている。このガイドレール106cに、スライダ107cを介して第2の従動部材104cが移動自在に支持されている。この第2の従動部材104cは、前記第2の従動部材104bに脱着可能な不図示のジョイントによって連結されている。
前記第1の従動部材102cの下端に第7の移動部材67と第9の移動部材69とがX方向に離間して連結固定されている。前記第2の従動部材104cの下端に第8の移動部材68と第10の移動部材70とがX方向に離間して連結固定されている。
この実施の形態においては、前記間隔変更用駆動装置92と、前記ガイドレール85と、スライダ86と、第2の駆動部材91と、前記第2のアーム103と、第2の従動部材104a〜104cと、ガイドレール106a〜106cと、スライダ107a〜107cなどによって、本発明でいう間隔変更装置が構成されている。
第1〜第10の移動部材61〜70は、図13〜図15に示すように、前記第1の従動部材102a〜102cまたは第2の従動部材104a〜104cの下端部に取付けられた支持ブラケット111と、この支持ブラケット111に下方へ突出するように設けられた支持部材111aと、この支持部材111aに支軸112によって揺動自在に支持された前記爪部材71と、この爪部材71を揺動させるためのシリンダ113とによって構成されている。この実施の形態においては、前記シリンダ113によって本発明でいう当接部材駆動装置が構成されている。
爪部材71は、図15に示すように、爪部材本体としてのレバー71aの先端部に取付けられている。この爪部材71とレバー71aとからなる組立体は棒状に形成されており、その長手方向の中央部を貫通する支軸112によって支持ブラケット111に揺動自在に支持されている。この実施の形態による支軸112はレバー71aを回動自在に貫通している。すなわち、爪部材71aは、レバー71aが支軸112に対して回動(揺動)することによって、支軸112を中心として揺動する。
前記支軸112は、軸線方向がY方向を指向するように取付けられている。すなわち、爪部材71は、図14および図17に示すように、一端部が下方を指向する位置と、図13および図16に示すように、一端部が水平方向を指向する位置との間で揺動することができる。爪部材71の他端部には、後述するシリンダ113が連結されている。爪部材71は、このシリンダ113の駆動により上述したように揺動する。
爪部材71の一端部が下方を指向するように爪部材71が揺動したときの爪部材71の位置を以下単に第1搬送位置といい、前記一端部が水平方向を指向するように爪部材71が揺動したときの爪部材71の位置を以下単に退避位置という。爪部材71の長さは、図17に示すように、爪部材71を第1搬送位置に位置付けた状態において、爪部材71の先端がコンベア34,53上のプリント配線板2より下方に位置するように形成されている。
前記シリンダ113は、エアシリンダからなり、図16および図17に示すように、軸線方向がX方向を指向する状態で爪部材71と隣接する位置に設けられている。このシリンダ113のピストンロッド113aの先端部は、前記レバー71aにおける爪部材71とは反対側の端部に回動自在に連結されている。
ピストンロッド113aとレバー71aとの連結部は、前記支軸112と並行なスライダ軸114をレバー71aに貫通させ、このスライダ軸114にピストンロッド113aの先端部を回動自在に嵌合させた構造が採られている。スライダ軸114の両端部は、支軸112を支持する支持部材111aに形成された長穴115を通して支持部材111aの外側に突出している。長穴115は、ピストンロッド113aの移動する方向と並行に延びるように形成されている。
このスライダ軸114の両端部には、長穴115に摺動自在に嵌合したスライダ116が取付けられている。また、このスライダ軸114と前記レバー71aとの連結部分は、レバー71aに形成された支軸112からの半径方向となる長穴にスライダ軸114を挿入する構造が採られており、ピストンロッド113aとともにスライダ軸114が長穴115に沿って平行移動することによりレバー71aと爪部材71とが支軸112を中心として揺動できるように構成されている。
このように爪部材71に連結されたピストンロッド113aがシリンダ本体113b内に挿入(後退)されることによって、図13および図16に示すように、爪部材71が退避位置に揺動する。また、この状態からピストンロッド113aがシリンダ本体113bから突出する(前進)することによって、図14および図17に示すように、爪部材71が下方を指向する第1搬送位置に揺動する。
前記支持ブラケット111における爪部材71と隣接する部位には、図13〜図15に示すように、光学式のセンサ117が設けられている。このセンサ117は、図示してはいないが、LEDと撮像素子とを有する反射型のもので、爪部材71が退避位置から第1搬送位置に揺動することにより爪部材71の先端部が最終的に移動する部位にプリント配線板2が位置しているか否かを検出する。詳述すると、LEDは、図15および図16に示すように照明光117aを斜め下方に向けて照射する。この照明光117aは、爪部材71が第1搬送位置に揺動したときに爪部材71の先端部が位置する部位に向けて照射されている。プリント配線板2が何らかの原因により所定の停止位置より前側または後側に停止し、この照明光117aを遮ると、その反射光を撮像素子が受光することになる。
この撮像装置からなる反射型センサ117の検出結果は、基板搬送用制御装置40に検出データとして送られる。
前記シリンダ113の両端部には、ピストン(図示せず)の位置を検出するためのポジションセンサ118がそれぞれ設けられている。このポジションセンサ118は、図示してはいないが、シリンダ113のピストンに埋め込まれた磁石がピストンとともに移動することによる生じる磁界の変化を検出する構成が採られている。これらのポジションセンサ118の検出結果は、基板搬送用制御装置40に検出データとして送られる。このシリンダ113の前進と後退との切換えは、シリンダ113の空気圧回路(図示せず)に設けられている電磁弁を基板搬送用制御装置40が開閉させることによって行われる。
これらの爪部材71とシリンダ113は、10台ある移動部材61〜70のうち搬送方向の上流側から数えて奇数台目に位置する第1、第3、第5、第7、第9の移動部材61,63,65,67,69については、シリンダ113が爪部材71に対して搬送方向の下流側に位置するように第1の従動部材102a,102b,102cに取付けられている。これらの移動部材の爪部材71は、退避位置から第1搬送位置に揺動することによって、プリント配線板2に搬送方向の後側(上流側)から接近する。
また、10台ある移動部材61〜70のうち搬送方向の上流側から数えて偶数台目に位置する第2、第4、第6、第8、第10の移動部材62,64,66,68,70については、シリンダ113が爪部材71に対して搬送方向の上流側に位置するように第2の従動部材104a,104b,104cに取付けられている。これらの移動部材の爪部材71は、退避位置から第1搬送位置に揺動することによって、プリント配線板2に搬送方向の前側(下流側)から接近する。
第1〜第10の移動部材61〜70のうち、第1の移動部材61と第2の移動部材62とは、互いに協働してプリント配線板2を搬入装置12から第1の実装ユニット3に搬送する第1の搬送ユニット121(図20参照)を構成している。
また、第3の移動部材63と第4の移動部材64とは、互いに協働してプリント配線板2を第1の実装ユニット3から第2の実装ユニット4に搬送する第2の搬送ユニット122を構成している。これと同様に、第5の移動部材65と第6の移動部材66とは、互いに協働してプリント配線板2を第2の実装ユニット4から第3の実装ユニット5に搬送する第3の搬送ユニット123を構成している。
第7の移動部材67と第8の移動部材68とは、互いに協働してプリント配線板2を第3の実装ユニット5から第4の実装ユニット6に搬送する第4の搬送ユニット124を構成している。第9の移動部材69と第10の移動部材70とは、互いに協働してプリント配線板2を第4の実装ユニット6から搬出装置13に搬送する第5の搬送ユニット125を構成している。各第1〜第5の搬送ユニット121〜125に設けられている一対の各爪部材71,71は、図16および図17に示すように、退避位置から第1搬送位置に揺動することによって、プリント配線板2を搬送方向の両側から挟むような位置に移動する。
第1〜第5の搬送ユニット121〜125における第1、第3、第5、第7および第9の移動部材61,63,65,67,69に設けられている爪部材71によって、本発明でいう後側当接部材が構成され、第2、第4、第6、第8および第10の移動部材62,64,66,68,70に設けられている爪部材71よって、本発明でいう前側当接部材が構成されている。
前記各搬送ユニットを構成する一対の移動部材どうしの間隔(前側当接部材と後側当接部材との間隔)は、図19に示すように、プリント配線板2の長さに対応させて設定されている。すなわち、この間隔(同図中に符号Lで示す)は、プリント配線板2の搬送方向の長さL1と、予め定めた間隔L2とを加えた長さに設定されている。なお、間隔L2は、この実施の形態では約1mmに設定されている。
この間隔Lは、前記間隔変更用駆動装置92による駆動によって、搬送方向後側の移動部材62,64,66,68,70を他方の移動部材61,63,65,67,69に対して搬送方向(X方向)に移動させることによって、搬送するプリント配線板2の搬送方向の長さに合わせて調整する。上述した各搬送ユニット121〜125によってプリント配線板2を搬送するときは、前記搬送用駆動装置81による駆動によって、全ての移動部材を搬送方向に移動させる。
基板搬送用制御装置40は、図20に示すように、基板有無判定手段131と、移動方向設定手段132と、間隔設定手段133と、搬送ストローク設定手段134と、停止手段135と、シリンダ前進・後退切換手段136とを備えている。
基板有無判定手段131は、この表面実装機1に設けられている各搬送用コンベア34,53の上に正しくプリント配線板2が載置されているか否かを判定する。この判定は、各コンベア34,53に設けられている保持位置センサ38と基板停止不可位置センサ39の検出結果に基づいて行なう。この基板有無判定手段131は、例えばプリント配線板2が位置しているべきところに位置していない場合、異常と判定して表面実装機1を停止させる。
移動方向設定手段132は、搬送用駆動装置用モータ83の回転する方向を設定するためのもので、第1〜第10の移動部材61〜70によってプリント配線板2を搬送するときはモータ83を例えば正転させる。また、搬送方向設定手段132は、プリント配線板2の搬送後に第1〜第10の移動部材61〜70を初期位置に戻すときは、後述するシリンダ前進・後退切換手段136によって第1〜第10の移動部材61〜70の全ての爪部材71が退避位置に揺動させられた後、前記モータ83を搬送時とは逆方向に回転させる。
間隔設定手段133は、搬送するプリント配線板2の搬送方向の長さL1に合わせて第1〜第5の搬送ユニット121〜125の一対の爪部材71,71どうしの間隔を設定する。この間隔の設定は、前記間隔変更用駆動装置92のモータ94を回転させることによって行う。また、間隔設定手段133は、爪部材71の近傍に設けられている反射型センサ117によって爪部材71の下方に(爪部材71が第1搬送位置に揺動したときに爪部材71と干渉する位置に)プリント配線板2が検出された場合、この爪部材71が平面視においてプリント配線板2から離れるように搬送用駆動装置81のモータ83または間隔変更用駆動装置92のモータ94を回転させ、爪部材71とプリント配線板2との干渉を避けるようにする。
前記搬送ストローク設定手段134は、各移動部材の搬送時の搬送ストローク(移動距離)を第1〜第4の実装ユニット3〜6の間隔に合わせて設定する。
前記停止手段135は、プリント配線板2の搬送時に回転する搬送用駆動装置81のモータ83を停止させるためのもので、停止時にモータ83の回転速度を漸減させるように構成されている。この実施の形態による停止手段135は、上述したようにモータ83を停止させるに当たって、モータ83の回転速度を低下させるときに生じる負の加速度が予め定めた大きさになるように行う。この予め定めた負の加速度とは、プリント配線板2上に既に実装されている電子部品が慣性によって移動することがない最大の大きさに設定されている。このように負の加速度を設定することにより、電子部品が慣性によって移動するのを防ぎながら、プリント配線板2を可及的速く停止させることができる。
シリンダ前進・後退切換手段136は、前記モータ83が正転する以前に、不図示の空気圧バルブ制御装置により、第1〜第10の移動部材61〜70の各シリンダ113を動作させ、全ての爪部材71を第1搬送位置に揺動させる。さらに、このシリンダ前進・後退切換手段136は、前記モータ83が逆転する以前に、不図示の空気圧バルブ制御装置により、第1〜第10の移動部材61〜70の各シリンダ113を動作させ、全ての爪部材71を退避位置に揺動させる。
上述したように構成された表面実装機1においては、前工程の装置から送られたプリント配線板2は、搬入装置12のテーブル52の移動によって搬入位置から搬送路51上の第2搬送位置に搬送される。すなわち、搬入装置12のテーブル52に設けられているコンベア53が、第2搬送位置に位置している第1の実装ユニット3のコンベア34と一列に並ぶように前記テーブル52を移動させる。なお、このとき、基板移動装置14の第1〜第5の搬送ユニット121〜125は、各爪部材71が退避位置に揺動した後、搬送方向の初期位置に移動させておく。また、このときには、第1の実装ユニット3のコンベア34は、予めプリント配線板2のY方向の大きさに合うように幅が調整され、この幅方向(Y方向)の中央が搬入装置12のコンベア53の幅方向の中央と一致するようにY方向駆動装置33によってY方向に位置決めされる。
このようにコンベア34,53による搬送の準備が整った後、爪部材71側の反射型センサ117によって爪部材71の下方にプリント配線板2が位置していないことを確認し、第1および第2の移動部材61,62の一対の爪部材71を第1搬送位置に揺動させる。このとき、これらの爪部材71は、図16および図17に示すように、略水平に延びる状態から下方に延びる状態になるように揺動する。
すなわち、第1の移動部材61の爪部材71は、プリント配線板2に対して搬送方向の上流側に位置し、搬送方向の上流側を指向する退避位置から下方を指向する第1搬送位置へと揺動する。一方、第2の移動部材62の爪部材71は、プリント配線板2に対して搬送方向の下流側に位置し、搬送方向の下流側を指向する退避位置から下方を指向する第1搬送位置へと揺動する。このように2つの爪部材71が揺動することにより、爪部材71がプリント配線板2を搬送方向の両側から挟むような位置に位置付けられる。
これらの爪部材71は、上述したようにプリント配線板2に対して搬送方向の上流側と下流側とから接近する。このため、この基板移動装置14においては、プリント配線板2の位置が何らかの原因により所定の位置から搬送方向に僅かにずれていることが前記反射型センサ117によって検出できなかったとしても、このプリント配線板2は、揺動する爪部材71によって押されて両爪部材71,71どうしの間となる所定の位置に移動し位置付けられる。
第1および第2の移動部材61,62は、このように2つの爪部材71,71がプリント配線板2を両側から挟むような位置に位置付けられた状態で搬送用駆動装置81のモータ83による駆動によって、他の第3〜第10の移動部材63〜70とともに所定の搬送ストロークだけ搬送方向の下流側に移動する。
このように前記移動部材61,62が移動することにより、プリント配線板2は、第1および第2の移動部材61,62の搬送ストローク分だけ移動し、搬入装置12のコンベア53から第1の実装ユニット3のコンベア34に移動する。なお、この搬送時には、全ての移動部材61〜70が同一搬送ストロークだけ移動する。
第1および第2の移動部材61,62が停止するときは、搬送用駆動装置81のモータ83の回転速度が停止手段135によって漸減させられる。このようにモータ83の回転速度が低下し、爪部材71の移動する速度が漸減することにより、移動中のプリント配線板2は、慣性力により爪部材71に対して間隔L2分だけ相対的に搬送方向の下流側に移動し、搬送方向の下流側に位置する爪部材71に後方から接触する。このとき、プリント配線板2は速度が漸減しながらも移動中の爪部材71に接触するために、予め電子部品が実装されていた場合であっても電子部品が移動することはない。しかる後、プリント配線板2は、上述したように搬送方向の下流側の爪部材71に接触する状態を保ちながら移動部材61,62とともに停止する。なお、プリント配線板2とコンベア34,53との間の摩擦力が十分あり、かつコンベア34,53の回転抵抗がプリント配線板2の慣性力に抗する場合には、爪部材71の減速中でもプリント配線板2は搬送方向の上流側に位置する爪部材71と接触を維持したまま爪部材71と一緒に停止する。
搬送終了後、基板搬送用制御装置40は、爪部材71を揺動して退避位置へと移動させ、各移動部材61〜70を初期位置に移動させる。
第1の実装ユニット3のコンベア34にプリント配線板2が搬送された後、Y方向駆動装置33がテーブル32を第2搬送位置から実装位置に移動させ、電子部品移動装置27が電子部品をテープフィーダー25からプリント配線板2に移載する。電子部品の実装が終了した後、Y方向駆動装置33がテーブル32を実装位置から第2搬送位置に移動させる。
このように第2搬送位置に移動したプリント配線板2は、基板移動装置14によって第2の実装ユニット4のコンベア34上に搬送させられる。この搬送時には、次のプリント配線板2を搬入装置12から第1の実装ユニット3に同時に搬送する。
第2〜第4の実装ユニット4〜6においても上述した第1の実装ユニット3の実装動作と同じ実装動作が行われる。すなわち、各実装ユニット3〜6のコンベア34が搬送路51に位置している状態で基板移動装置14によって5枚のプリント配線板2が同時に搬送される。
この実施の形態による表面実装機1において、実装対象となるプリント配線板2を搬送方向の長さの異なるものに切り替える場合は、先ず、第1〜第4の実装ユニット3〜6においてプリント配線板2に所定の実装を実施し、全てのプリント配線板2を順次搬出装置13、さらには後工程の装置に搬出させる。この場合、第1〜第4の実装ユニット3〜6から全てのプリント配線板2が搬出されるまでは、搬送方向の長さの異なるプリント配線板2を搬入装置12から第1の実装ユニット3へ供給しないようにする。このために、第1の搬送ユニット121の前後の爪部材71,71は退避位置に維持されるか、あるいは搬入装置12における長さの異なるプリント配線板2を載せたテーブル52は搬入位置に維持される。
第1〜第4の実装ユニット3〜6から全てのプリント配線板2が排出された後、間隔変更用駆動装置92によって第2の駆動部材91を第1の駆動部材77に対してプリント配線板2の長さに対応させて移動させる。この第2の駆動部材91の移動により、第2,4,6,8,10の移動部材62,64,66,68,70が第1,3,5,7,9の移動部材61,63,65,67,69に対して第2の駆動部材91と同じ方向に移動し、各搬送ユニット121〜125において前側爪部材71と後側爪部材71との間隔がプリント配線板2に合わせて変わる。
プリント配線板2への電子部品の実装は、1枚のプリント配線板2に第1〜第4の実装ユニット3〜6で分担して全ての電子部品を実装する方法と、1枚のプリント配線板2にそれぞれの実装ユニットによって全ての電子部品を実装する方法とを採ることができる。
第4の実装ユニット6において実装が終了したプリント配線板2は、基板移動装置14によって搬送されて搬出装置13のコンベア53に移動し、このコンベア53の駆動によって搬出装置13内でX方向の所定位置に送られる。その後、搬出装置13のコンベア53がY方向駆動装置54の駆動により搬出位置に移動し、プリント配線板2がコンベア53から後工程を行う装置に送られる。
したがって、上述したように構成された基板移動装置14を備えた表面実装機1によれば、プリント配線板2が前側爪部材71(第2,4,6,8,10の移動部材に設けられている爪部材71)と、後側爪部材71(第1,3,5,7,9の移動部材に設けられている爪部材71)とによって挟まれる状態で両爪部材71を移動させることによって、プリント配線板2を搬送することができる。この搬送時にプリント配線板2を停止させ位置決めするに当たっては、基板移動装置14の停止手段135により両爪部材71の移動する速度を漸減させることによって行うことができる。
このため、この実施の形態による表面実装機1によれば、プリント配線板2の停止時に実装部品が慣性によって移動するのを防ぎながら搬送速度を高めることができるから、プリント配線板2をストッパーに当接させることによって止める従来の表面実装機に較べて、実装効率が高い表面実装機を提供することができる。
この実施の形態による表面実装機1においては、このようにプリント配線板2を所定の停止位置に正しく停止させることができるために、ヘッドユニットの基板認識用カメラ49の視野内にプリント配線板のフィデューシャルマークを位置付けることができるから、プリント配線板の位置を確実に検出することができる。
また、本発明に係る表面実装機に設けられている基板移動装置14は、複数のプリント配線板2を同期させて搬送することができる。このため、この実施の形態による表面実装機1においては、複数の実装部を装備することができるとともに、これらの実装部にそれぞれプリント配線板2を搬送し、位置決めすることができるから、この構成を採ることにより実装効率がより一層向上するようになる。
この実施の形態による表面実装機1においては、前側爪部材71と後側爪部材71との間隔を間隔変更用駆動装置92によって容易に変えることができる。このため、この表面実装機1によれば、搬送方向の長さが異なるプリント配線板2を搬送するときにいわゆる段取り替えを行うために停止させておく時間を可及的短くすることができる。
この実施の形態による表面実装機1においては、爪部材71を第1搬送位置に位置付けた状態で搬送方向に移動させることによってプリント配線板2を搬送することができる。また、この表面実装機1によれば、プリント配線板2の搬送終了後に爪部材71を退避位置に位置付け、搬送方向とは逆方向に移動させることによって、プリント配線板2との干渉を避けながら爪部材71を搬送前の初期の位置に戻すことができる。
このため、この表面実装機1において、爪部材71を支持する第1〜第10の移動部材61〜70の移動する方向は、プリント配線板2の搬送方向と平行な方向のみとなる。この結果、この表面実装機1においては、全ての爪部材を支持した可動アームを第1搬送位置と退避位置との間で平面視または側方視において移動経路が長方形となるように移動させる従来の表面実装機に較べて、基板移動装置14を高速で動作させることができる。
この実施の形態による表面実装機1においては、全ての実装ユニットがX方向(搬送方向)に並び、搬送路が一つになるから、Y方向において装置全体の小型化を図ることができる。また、この表面実装機1は、各実装ユニット3〜6に対して搬送路51を挟んで反対側に形成されたスペースに隣の実装ユニットの一部を配設することができる。このため、複数の実装ユニット3〜6がX方向に並ぶ構成を採っているにもかかわらず、X方向においても小型化を図ることができる。
この実施の形態による表面実装機1の第1〜第4の実装ユニット3〜6に搭載されているコンベア34は、固定側コンベア34aが電子部品供給装置26に近接する位置に位置し、可動側コンベア34bが電子部品供給装置26から離間する位置に位置するように構成されている。このため、この表面実装機1によれば、コンベア34を有するテーブル32を実装位置に移動させることにより、コンベア34上のプリント配線板2と電子部品供給装置26との距離をプリント配線板2のY方向の長さに影響を受けることなく常に短くすることができるから、実装効率を向上させることができる。
(第2の実施の形態)
上述した第1の実施の形態においては、平面視において千鳥足状に並ぶ4台の実装ユニットを備えた表面実装機について説明したが、本発明に係る表面実装機は、図21に示すように、4台の実装ユニットを装備した表面実装機にも適用することができる。
図21は表面実装機の他の例を示す平面図である。これらの図において前記図1〜図20によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は適宜省略する。
図21に示す表面実装機1は、X方向とY方向とに並べられた4台の実装ユニット201〜204を装備しており、Y方向の中央部に搬送路51が形成されるように複数のコンベア205〜211を備えている。これらのコンベア205〜211は、第1の実施の形態で示した支持装置24のコンベア34,53と同様の構造が採られている。
前記第1の実装ユニット201と第2の実装ユニット202とは、基台11の搬送方向の上流側端部AであってX方向の同じ位置に、Y方向に並ぶように設けられている。第3の実装ユニット203と第4の実装ユニット204は、基台11の搬送方向の下流側端部BであってX方向の同じ位置に、Y方向に並ぶように設けられている。
これらの実装ユニット201〜204は、プリント配線板2を支持するための支持装置24と、この支持装置24の一側方に隣接するように設けられた電子部品供給装置26と、この電子部品供給装置26のテープフィーダー25から電子部品を支持装置24上のプリント配線板2に移載するための電子部品移動装置27とから構成されている。
支持装置24と、電子部品供給装置26と、電子部品移動装置27とは、第1の実施の形態で示したものと同じ構造が採られている。
前記支持装置24は、搬送路51上の第2搬送位置と、電子部品供給装置26に近接する実装位置との間でY方向に往復動する。
第1の実装ユニット201の支持装置24と、第2の実装ユニット202の支持装置24とは、これらの支持装置24,24のうち一方が実装位置にあるときに他方が第2搬送位置に移動することができる。
第3の実装ユニット203の支持装置24と、第4の実装ユニット204の支持装置24とは、これらの支持装置24,24のうち一方が実装位置にあるときに他方が第2搬送位置に移動することができる。
この実施の形態による表面実装機1に搭載する基板移動装置14は、少なくとも2枚のプリント配線板2を同時に搬送することができるように、爪部材71を有する移動部材を少なくとも4組装備させる。
実装ユニット201〜204をこのように構成しても第1の実施の形態を採るときと同じ効果を奏する。
上述した各実施の形態では棒状を呈する爪部材によって当接部材を構成する例を示したが、この当接部材の形状としては、爪部材に較べてY方向の幅が広くなるように形成された板状のものや、上下方向に延びる縦部材を複数備えた格子状のものなど、適宜変更することができる。
本発明に係る表面実装機の概略構成を示す平面図である。 本発明に係る表面実装機の平面図である。 図2におけるIII-III線断面図である。 基台に実装ユニットを装備した状態を示す斜視図である。 搬送用コンベアを示す斜視図である。 センターフレームの構成を示す斜視図である。 基板移動装置の側面図である。 搬送時の駆動系を示す断面図である。 爪部材どうしの間隔を変更するときの駆動系を示す断面図である。 基板移動装置用駆動ユニットの縦断面図である。 駆動ユニットの一部を示す縦断面図である。 基板移動装置の駆動ユニットを拡大して示す斜視図である。 退避位置に位置する爪部材とシリンダとを示す斜視図である。 第1搬送位置に位置する爪部材とシリンダとを示す斜視図である。 爪部材の支持部分を拡大して示す正面図である。 爪部材を退避位置に移動させた状態を示す側面図である。 爪部材を第1搬送位置に位置付けた状態を示す側面図である。 一対の爪部材によってプリント配線板を搬送する状態を示す斜視図である。 爪部材どうしの間隔を説明するための側面図である。 基板移動装置の制御系の構成を示すブロック図である。 表面実装機の他の例を示す平面図である。
符号の説明
1…表面実装機、2…プリント配線板2、3…第1の実装ユニット、4…第2の実装ユニット、5…第3の実装ユニット、6…第4の実装ユニット、14…基板移動装置、
26…電子部品供給装置、27…電子部品移動装置、33…Y方向駆動装置、34,53…コンベア、40…基板搬送用制御装置、42…支持部材、45…ヘッドユニット、48…吸着ヘッド、51…搬送路、71…爪部材、61〜70…第1〜第10の移動部材、72…駆動ユニット、81…搬送用駆動装置、92…間隔変更用駆動装置、121〜125…第1〜第5の搬送ユニット、135…停止手段、201〜204…実装ユニット。

Claims (6)

  1. 基台に設けられ、プリント配線板を搬送方向に移動可能に支承する搬送路形成部材と、
    この搬送路形成部材に載せられたプリント配線板を搬送方向の上流および下流側に位置する当接部材によって搬送方向に移動させる基板移動装置とを備えた表面実装機において、
    前記搬送路形成部材の上方において搬送方向と平行な第1の方向に延在し基台に支持されたセンターフレームと、
    前記基板移動装置を制御する基板搬送用制御装置と、
    前記搬送路形成部材に、前記プリント配線板が載せられ、このプリント配線板の移動に伴い回転する搬送方向に延在する無端ベルトと、
    搬送方向に移動するプリント配線板が所定の保持位置に到達した時点でプリント配線板の搬送方向下流側の端縁を検出する保持位置センサとを備え、
    前記基板移動装置は、前記センターフレームに前記第1の方向へ移動可能に支持されて前記プリント配線板の搬送方向の下流側に位置する前側当接部材と、前記センターフレームに前記第1の方向へ移動可能に支持されて前記搬送方向の上流側に位置する後側当接部材とからなる搬送ユニットを備え、
    前記基板搬送用制御装置は、前記保持位置センサが前記プリント配線板の前記端縁を検出した場合、前記基板移動装置の搬送動作を停止することで、前記搬送ユニットの移動速度を漸減させて、プリント配線板を停止させることを特徴とする表面実装機。
  2. 請求項1記載の表面実装機において、
    前記基板移動装置は、
    前記第1の方向に移動可能に前記センターフレームから垂下させたものの下端部において、前記前側当接部材と前記後側当接部材を、プリント配線板の端面と対向する当接部材にとっての搬送位置となる第1搬送位置と、プリント配線板の搬送路から上方に離間する退避位置との間で、それぞれ移動可能に支持することで、前記前側当接部材および前記後側当接部材と同じく前記搬送路形成部材の上方に位置する前側移動部材および後側移動部材と、
    各当接部材に接続され、各当接部材を前記搬送位置と前記退避位置との間で移動させる当接部材駆動装置とを備え、
    一対の前記前側移動部材と前記後側移動部材を、プリント配線板の搬送方向に並べることで、一対の前記前側当接部材と後側当接部材を、プリント配線板の搬送方向に並べてなる搬送ユニットを構成し、この搬送ユニットを前記センターフレームに対し前記第1の方向に移動させるようにしたことを特徴とする表面実装機。
  3. 請求項1または請求項2記載の表面実装機において、一対の前側当接部材と後側当接部材のうち少なくとも一方の当接部材を他方の当接部材に対して搬送方向と平行な前記第1の方向に接近、離間させる間隔変更装置を備えたことを特徴とする表面実装機。
  4. 請求項1ないし請求項3のうちいずれか1つに記載の表面実装機において、
    基板移動装置を基台上方に配置し、
    搬送路形成部材を、搬送方向と平行な第1の方向とは直交する第2の方向において、基板移動装置下方となる搬送路形成部材にとっての搬送位置の第2搬送位置と、この第2搬送位置から離間する実装位置との間で往復動可能に基台上に設け、
    この搬送路形成部材と、
    前記搬送路形成部材の実装位置を境として前記第2搬送位置とは反対側の基台上に設けた電子部品供給装置と、
    電子部品吸着用の吸着ヘッドを、基台上方において第1の方向と第2の方向とに移動させることにより、前記電子部品供給装置から、実装位置にある前記搬送路形成部材上のプリント配線板上に電子部品を移動させる電子部品移動装置とからなる実装ユニットを前記基台上に第1の方向に複数搭載し、
    前記基板移動装置に、複数の実装ユニットの数より一つ多い搬送ユニットを、前記搬送方向に並べたことを特徴とする表面実装機。
  5. 請求項4記載の表面実装機において、
    各実装ユニットにおいて、搬送路形成部材を第2搬送位置と実装位置との間で往復動させる第2の方向駆動装置と、
    搬送路形成部材の隣接する実装ユニットに近い部位にプリント配線板を検知する基板停止不可位置センサとを備え、
    前記基板搬送用制御装置は、前記基板停止不可位置センサがプリント配線板を検知している間、前記第2の方向駆動装置を停止した状態に保つようにすることを特徴とする表面実装機。
  6. 請求項4または請求項5記載の表面実装機において、
    基板移動装置を基台における第2の方向中央部の上方に配置し、
    前記基台の第2の方向中央部を境として第2の方向一方の側に、電子部品供給装置、搬送路形成部材の実装位置および電子部品移動装置を配置した実装ユニットと、
    前記基台の第2の方向中央部を境として第2の方向他方の側に、電子部品供給装置、搬送路形成部材の実装位置および電子部品移動装置を配置した実装ユニットとを、第1の方向に交互に配置することにより平面視において千鳥足状に位置するように装備され、
    これらの実装ユニットの各搬送路形成部材は、前記第2搬送位置に位置付けられた状態で第1の方向に並び、プリント配線板の搬送路を構成することを特徴とする表面実装機。
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