JP4822282B2 - 部品装着機及びその使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、装着ヘッドを交換可能にした部品装着機及びその使用方法に関する発明である。

例えば、特許文献１（特開２００４−１０４０７５号公報）に記載された部品装着機は、回路基板を搬送するコンベアと、デバイスパレット上に多数のフィーダを搭載した部品供給装置と、ＸＹ移動機構（ＸＹロボット）に取り付けられた装着ヘッドと、部品供給装置とコンベアとの間に設置されたカメラ等を備え、フィーダから供給される部品を装着ヘッドの吸着ノズルで吸着して、その吸着部品をカメラで撮像して画像処理して部品識別を行った後、当該吸着部品をコンベア上の回路基板に装着するようになっている。
特開２００４−１０４０７５号公報

上記特許文献１の構成では、部品装着機の稼働中は、装着ヘッドを部品供給装置の吸着ステーションへ移動させて装着ヘッドの吸着ノズルで部品の吸着動作を行った後、一旦、装着ヘッドをカメラの上方位置（撮像ステーション）へ移動させて吸着部品をカメラで撮像し、撮像完了後に、装着ヘッドを回路基板の上方位置（装着ステーション）へ移動させて吸着部品を回路基板に装着し、装着完了後に、再び装着ヘッドを部品供給装置の吸着ステーションへ移動させて吸着動作を行うという動作を繰り返す。

この構成では、装着ヘッドを吸着ステーションから装着ステーションへ移動させる途中で、一旦、装着ヘッドを撮像ステーションへ移動させなければならないため、吸着ステーションから装着ステーションまでの装着ヘッドの移動距離が長くなると共に、装着ヘッドを撮像ステーションで一旦停止させてカメラで吸着部品を撮像する時間が必要となるため、サイクルタイムが長くなり、生産性が低下する要因となる。

そこで、近年、吸着ノズルで吸着した部品を撮像するカメラを装着ヘッドに搭載したものがあり、このカメラ付きの装着ヘッドと、カメラ無しの装着ヘッドのいずれもＸＹ移動機構に交換可能に取り付けられるようにしたものがある。このカメラ付きの装着ヘッドをＸＹ移動機構に取り付けて使用する場合は、カメラと装着ヘッドとが一体に移動するため、吸着動作後に装着ヘッドを吸着ステーションから装着ステーションへ直に移動させながら、その移動中に装着ヘッドを停止させることなくカメラで吸着部品を撮像することが可能となり、サイクルタイムを短縮する効果が得られる。

このように、カメラ付きの装着ヘッドを使用する場合でも、部品供給装置とコンベアとの間には、本来不要なカメラ設置用の間隔があけられているため、装着ヘッドを吸着ステーションと装着ステーションとの間で移動させる際に、本来不要なカメラ設置用の間隔分だけ余分に装着ヘッドを移動させなければならず、その分、装着ヘッドの移動距離が長くなって、サイクルタイムを短縮する効果が少なくなってしまう。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、カメラ付きの装着ヘッドと、カメラ無しの装着ヘッドとを選択して取付可能にした部品装着機において、カメラ付きの装着ヘッドを使用する場合に、吸着ステーションと装着ステーションとの間の装着ヘッドの移動距離を従来より短くすることができて、サイクルタイムを短縮できる部品装着機及びその使用方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、回路基板を搬送するコンベアと、部品を供給する部品供給装置と、ＸＹ移動機構に交換可能に取り付けられた装着ヘッドとを備え、前記部品供給装置から供給される部品を前記装着ヘッドの吸着ノズルで吸着して前記コンベア上の回路基板に装着する部品装着機及びその使用方法において、前記部品供給装置と前記コンベアとの間に、前記吸着ノズルで吸着した部品を撮像する第１カメラが脱着可能に設置され、前記ＸＹ移動機構には、前記吸着ノズルで吸着した部品を撮像する第２カメラを搭載した第２カメラ付きの装着ヘッドと、カメラ無しの装着ヘッドのいずれも取付可能であり、前記部品供給装置の固定位置は、該部品供給装置と前記コンベアとの間に前記第１カメラを設置可能な間隔をあける第１固定位置と、前記第１カメラを取り外したときに前記部品供給装置と前記コンベアとの間隔を狭める第２固定位置とを選択可能に構成されている。

この構成では、ＸＹ移動機構に前記カメラ無しの装着ヘッドを取り付けて使用する場合は、前記部品供給装置を前記第１固定位置に固定して該部品供給装置と前記コンベアとの間に前記第１カメラを設置し、この状態で、前記部品供給装置から供給される部品を前記カメラ無しの装着ヘッドの吸着ノズルで吸着して、その吸着部品を前記第１カメラで撮像して画像処理するようにすれば良い。一方、ＸＹ移動機構に前記第２カメラ付きの装着ヘッドを取り付けて使用する場合は、前記部品供給装置と前記コンベアとの間から前記第１カメラを取り外して前記部品供給装置を前記第２固定位置に固定して該部品供給装置と前記コンベアとの間隔を狭め、この状態で、前記部品供給装置から供給される部品を前記第２カメラ付きの装着ヘッドの吸着ノズルで吸着して、その吸着部品を前記第２カメラで撮像して画像処理するようにすれば良い。

このようにすれば、第２カメラ付きの装着ヘッドを使用する場合に、前記第１カメラを取り外して部品供給装置とコンベアとの間隔を狭めることができるため、吸着ステーションと装着ステーションとの間の装着ヘッドの移動距離を従来より短くすることができて、サイクルタイムを短縮することが可能となり、生産性を向上することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１及び図２に基づいて部品装着機の構成を説明する。
部品装着機のベース台１１上には、回路基板１２を搬送するコンベア１３が設けられている（以下、このコンベア１３による回路基板１２の搬送方向をＸ軸方向とする）。このコンベア１３を構成する２本のコンベアベルト１４ａ，１４ｂを支持する支持部材１５ａ，１５ｂのうち、後述する第１カメラ３８側に位置する支持部材１５ａを、一定位置に固定し、その反対側の支持部材１５ｂのＹ軸方向位置を送りねじ機構等によってガイドレール１６に沿って調整することで、コンベア１３の幅（コンベアベルト１４ａ，１４ｂの間隔）を回路基板１２の幅に合わせて調整できるようになっている。

また、ベース台１１上のコンベア１３の側方には、後述するように部品供給装置２０がＹ軸方向に移動可能に設置されている。この部品供給装置２０は、複数のフィーダ２３を搭載したデバイスパレット２２を、パレットベース２１を介してベース台１１上に取り付けた構成となっている。

この部品装着機のＸＹ移動機構（ＸＹロボット）のＸ軸方向に移動するＸスライド３１には、少なくとも２種類の装着ヘッド３２，３３が交換可能に取り付けられるようになっている。図１に示す例では、カメラ無しの装着ヘッド３２がＸスライド３１に取り付けられ、図２に示す例では、吸着ノズル３４で吸着した部品を撮像する第２カメラ３５を搭載した第２カメラ３５付きの装着ヘッド３３がＸスライド３１に取り付けられている。この第２カメラ３５のレンズ側には、吸着ノズル３４で吸着した部品を下方から撮像するためのプリズム３６が設けられている。この第２カメラ３５付きの装着ヘッド３３は、回転可能なノズルホルダ３９に複数本の吸着ノズル３４を円周方向に組み付けた回転型ヘッドであり、各吸着ノズル３４が個別に上下動し、部品を吸着した吸着ノズル３４の位置がノズルホルダ３９の回転により第２カメラ３５の撮像位置に近付くほど、当該吸着ノズル３４がカム機構等により上昇するように構成されている。

Ｘスライド３１に装着ヘッド３２，３３を取り付ける際に、該装着ヘッド３２，３３の制御回路部（図示せず）から導出された電源線・信号線のコネクタ（図示せず）をＸスライド３１側のコネクタ（図示せず）に接続することで、部品装着機の制御装置（図示せず）は、装着ヘッド３２，３３の制御回路部との間で識別信号等を送受信し、Ｘスライド３１に取り付けられた装着ヘッドが、カメラ無しの装着ヘッド３２か、第２カメラ３５付きの装着ヘッド３３かを自動的に識別できるようになっている。

本実施例では、部品供給装置２０のパレットベース２１がガイドレール３７に沿ってＹ軸方向に移動可能に構成され、このパレットベース２１をＹ軸方向に移動させることで、該パレットベース２１上のデバイスパレット２２をパレットベース２１と一体にＹ軸方向に移動できるようになっている。部品供給装置２０のデバイスパレット２２（パレットベース２１）の固定位置は、図１に示すように該部品供給装置２０とコンベア１３との間に第１カメラ３８を設置可能な間隔をあける第１固定位置と、図２に示すように部品供給装置２０とコンベア１３との間から第１カメラ３８を取り外したときに部品供給装置２０とコンベア１３との間隔を狭める第２固定位置とを選択可能となっており、パレットベース２１には、第１固定位置と第２固定位置でロックするためのロック機構（図示せず）が設けられている。

図１に示すように、ＸＹ移動機構のＸスライド３１にカメラ無しの装着ヘッド３２を取り付けて使用する場合は、部品供給装置２０のデバイスパレット２２（パレットベース２１）を前記第１固定位置に固定して該部品供給装置２０とコンベア１３との間に第１カメラ３８を設置し、この状態で、フィーダ２３から供給される部品をカメラ無しの装着ヘッド３２の吸着ノズル３４で吸着して、その吸着部品を下方から第１カメラ３８で撮像して画像処理する。

一方、図２に示すように、ＸＹ移動機構のＸスライド３１に第２カメラ３５付きの装着ヘッド３３を取り付けて使用する場合は、部品供給装置２０とコンベア１３との間から第１カメラ３８を取り外して部品供給装置２０のデバイスパレット２２（パレットベース２１）を前記第２固定位置に固定して該部品供給装置２０とコンベア１３との間隔を狭め、この状態で、フィーダ２３から供給される部品を第２カメラ３５付きの装着ヘッド３３の吸着ノズル３４で吸着して、その吸着部品を第２カメラ３５で撮像して画像処理する。

尚、ベース台１１の内部には、フィーダ２３からテープガイド４０を通して排出される使用済みテープを切り取るカッターユニット（図示せず）が設けられ、部品供給装置２０のデバイスパレット２２（パレットベース２１）のＹ軸方向の移動と連動してカッターユニットもＹ軸方向に移動するように構成されている。

以上説明した本実施例によれば、ＸＹ移動機構のＸスライド３１にカメラ無しの装着ヘッド３２を取り付けて使用する場合は、部品供給装置２０を前記第１固定位置に固定して該部品供給装置２０とコンベア１３との間に第１カメラ３８を設置した状態とし、Ｘスライド３１に第２カメラ３５付きの装着ヘッド３３を取り付けて使用する場合は、部品供給装置２０とコンベア１３との間から第１カメラ３８を取り外して部品供給装置２０を前記第２固定位置に固定して該部品供給装置２０とコンベア１３との間隔を狭めた状態にするようにしたので、第２カメラ３５付きの装着ヘッド３３を使用する場合に、吸着ステーションと装着ステーションとの間の装着ヘッド３３の移動距離を従来より短くすることができて、サイクルタイムを短縮することが可能となり、生産性を向上することができる。

尚、本発明は、部品供給装置２０、装着ヘッド３２，３３、コンベア１３等の構成を変更したり、部品供給装置２０の移動構成等を変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

本発明の一実施例におけるカメラ無しの装着ヘッドの使用例を説明する部品装着機の概略構成図である。 本発明の一実施例における第２カメラ付きの装着ヘッドの使用例を説明する部品装着機の概略構成図である。

符号の説明

１１…ベース台、１２…回路基板、１３…コンベア、２０…部品供給装置、２１…パレットベース、２２…デバイスパレット、２３…フィーダ、３１…ＸＹ移動機構のＸスライド、３２…カメラ無しの装着ヘッド、３３…第２カメラ付きの装着ヘッド、３４…吸着ノズル、３５…第２カメラ、３６…プリズム、３８…第１カメラ、３９…回転可能なノズルホルダ、４０…テープガイド

Claims (2)

1. 回路基板を搬送するコンベアと、部品を供給する部品供給装置と、ＸＹ移動機構に交換可能に取り付けられた装着ヘッドとを備え、前記部品供給装置から供給される部品を前記装着ヘッドの吸着ノズルで吸着して前記コンベア上の回路基板に装着する部品装着機において、
   前記部品供給装置と前記コンベアとの間に、前記吸着ノズルで吸着した部品を撮像する第１カメラが脱着可能に設置され、
   前記ＸＹ移動機構には、前記吸着ノズルで吸着した部品を撮像する第２カメラを搭載した第２カメラ付きの装着ヘッドと、カメラ無しの装着ヘッドのいずれも取付可能であり、 前記部品供給装置の固定位置は、該部品供給装置と前記コンベアとの間に前記第１カメラを設置可能な間隔をあける第１固定位置と、前記第１カメラを取り外したときに前記部品供給装置と前記コンベアとの間隔を狭める第２固定位置とを選択可能であり、
   前記ＸＹ移動機構に前記カメラ無しの装着ヘッドが取り付けられているときには、前記部品供給装置を前記第１固定位置に固定して該部品供給装置と前記コンベアとの間に前記第１カメラを設置した状態で前記カメラ無しの装着ヘッドの吸着ノズルで吸着した部品を下方から前記第１カメラで撮像して画像処理し、
   前記ＸＹ移動機構に前記第２カメラ付きの装着ヘッドが取り付けられているときには、前記部品供給装置と前記コンベアとの間から前記第１カメラを取り外して前記部品供給装置を前記第２固定位置に固定して該部品供給装置と前記コンベアとの間隔を狭めた状態で前記第２カメラ付きの装着ヘッドの吸着ノズルで吸着した部品を前記第２カメラで撮像して画像処理するように構成されていることを特徴とする部品装着機。
2. 請求項１に記載の部品装着機を使用する方法において、
   前記ＸＹ移動機構に前記カメラ無しの装着ヘッドを取り付けて使用する場合は、前記部品供給装置を前記第１固定位置に固定して該部品供給装置と前記コンベアとの間に前記第１カメラを設置し、この状態で、前記部品供給装置から供給される部品を前記カメラ無しの装着ヘッドの吸着ノズルで吸着して、その吸着部品を下方から前記第１カメラで撮像して画像処理し、
   前記ＸＹ移動機構に前記第２カメラ付きの装着ヘッドを取り付けて使用する場合は、前記部品供給装置と前記コンベアとの間から前記第１カメラを取り外して前記部品供給装置を前記第２固定位置に固定して該部品供給装置と前記コンベアとの間隔を狭め、この状態で、前記部品供給装置から供給される部品を前記第２カメラ付きの装着ヘッドの吸着ノズルで吸着して、その吸着部品を前記第２カメラで撮像して画像処理することを特徴とする部品装着機の使用方法。

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