JP5058126B2 - 電子部品装着装置 - Google Patents

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Description

本発明は、プリント基板を搬送する搬送装置と、電子部品を供給するもので前記搬送装置の両外方においてフィーダベース上に設けられる部品供給装置と、駆動源により一方向に移動可能な一対のビームと、それぞれ吸着ノズルが設けられ前記各ビームに沿った方向に各駆動源により移動可能な装着ヘッドと、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品の状態を検査する検査装置とを備えた電子部品装着装置に関する。
この種の電子部品装着装置は、例えば、特許文献1などに開示されている。一般に、電子部品を供給する部品供給装置はプリント基板を搬送する搬送装置の両外方にそれぞれ設けられ、装着ヘッドを備えたビームは前記各部品供給装置に対応して一対設けられる。即ち、各ビームと各部品供給装置は対応しており、一方のビームの装着ヘッドは対応する部品供給装置のみから電子部品を取出してプリント基板上に装着するのが一般的である。
また、吸着ノズルに吸着保持された電子部品の状態を検査装置が検査して、この検査によりそのままの状態ではプリント基板上に装着できないとされた電子部品を回収装置に回収する技術は、特許文献2に開示されている。このような電子部品装着装置にあっては、ときに開閉扉を開けて前記回収装置又は回収装置に回収された電子部品を装置内から取り出して、この電子部品の不良箇所を、例えばリード曲がりを正しく矯正するが、この矯正のために前記開閉扉を開けると電子部品装着装置の生産運転が停止することとなってしまい、プリント基板の生産効率の向上が図れないという問題がある。
特開2006−286707号公報 特開2003−69287号公報
従って、ときに部品供給装置が供給する電子部品の種類等の関係から必ずしも、各ビームと各部品供給装置を対応させる必要もなく、また生産運転を停止することなく、回収装置により回収された電子部品を矯正することができない。
そこで、本発明は上述せる課題に鑑み、プリント基板の生産運転を停止させることなく、回収装置により回収された電子部品を矯正することができるようにし、ビームの稼動状況を向上させて生産効率の向上を図ることを目的とする。
このため第1の発明は、プリント基板を搬送する搬送装置と、電子部品を供給するもので前記搬送装置の両外方においてフィーダベース上に設けられる部品供給装置と、駆動源により一方向に移動可能な一対のビームと、それぞれ吸着ノズルを備えて前記各ビームの内側に設けられると共に前記各ビームに沿った方向に各駆動源により移動可能な装着ヘッドと、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品の状態を検査する検査装置とを備えた電子部品装着装置において、前記各駆動源を駆動して前記各ビームに設けられた装着ヘッドの吸着ノズルによりいずれの前記部品供給装置からも電子部品を取出せるように構成すると共に、前記検査装置の検査によりそのままの状態では前記プリント基板上に装着できないとされた電子部品を回収する回収装置を前記搬送装置の両外方のいずれの前記フィーダベース上であっても着脱自在となるように設け、前記各装着ヘッドに設けられた吸着ノズルによりいずれかの前記部品供給装置から電子部品を前記各装着ヘッドが前記ビームに沿った方向に近づくと衝突する位置にて併行して取出す場合には前記ビームに沿った方向に衝突しないように制御するよう構成し、且つ、前記各ビームに設けられた装着ヘッドが前記搬送装置の両外方のいずれの前記フィーダベース上の前記回収装置にも移動可能なように構成したことを特徴とする。
このため第2の発明は、第1の発明において、前記回収装置は前記搬送装置側である奥側に置かれた電子部品を前記搬送装置の反対側の手前側に前記フィーダベースの外側まで搬送するものであることを特徴とする。
本発明は、プリント基板の生産運転を停止させることなく、回収装置により回収された電子部品を矯正することができるようにし、ビームの稼動状況を向上させて生産効率の向上を図ることができる。また、一つの回収装置で両ビーム4A、4Bに設けられた装着ヘッド7に対応することもでき、安価に製作することができる。
以下図1に基づき、プリント基板上に電子部品を装着する電子部品装着装置について、実施の形態を説明する。電子部品装着装置1には、プリント基板Pを搬送する搬送装置2と、電子部品を供給する部品供給装置と、駆動源により一方向(Y方向)に移動可能な一対のビーム4A、4Bと、前記各ビーム4A、4Bに沿った方向(X方向)に各駆動源により移動可能な取付体6とが設けられている。この取付体6には、複数本の吸着ノズル9が設けられた装着ヘッド7と、プリント基板Pに付された認識マークを撮像する基板認識カメラ8とが取り付けられている。
前記搬送装置2は電子部品装着装置1の前後の中間部にX方向(図1では左右方向)にプリント基板Pを搬送するように配設され、上流側装置からプリント基板Pを受け継ぐ基板供給部と、前記各装着ヘッド7の吸着ノズル9に吸着保持された電子部品を装着するために基板供給部から供給されたプリント基板Pを位置決め固定する位置決め部と、この位置決め部で電子部品が装着されたプリント基板Pを受け継いで下流側装置に搬送する排出部とから構成される。
前記部品供給装置は前記搬送装置2の前後の両外方にそれぞれ配設され、キャスターを備えたカートが電子部品装着装置1の装置本体に着脱可能に取り付けられ、このカート上面のフィーダベース3A、3B上には種々の電子部品を夫々部品吸着位置(部品取出し位置)に1個ずつ供給する部品供給ユニットが複数並設される。この部品供給ユニットは、カバーテープを剥離すると共に収納テープに所定間隔毎に形成された収納凹部内に格納された電子部品を間欠送りをして部品吸着位置に送り、前記吸着ノズルが取り出せるようにしたものである。
X方向に長い前後一対の前記ビーム4A、4Bは、各Y方向リニアモータの駆動により左右一対の前後に延びたガイドに沿って前記各ビームに固定されたスライダが摺動して個別にY方向に移動する。前記Y方向リニアモータは、左右一対の基体1A、1Bに沿って固定された上下一対の固定子と、前記ビーム4A、4Bの両端部に設けられた取付板の下部に固定された可動子10Aとから構成される。
また、前述したように、前記ビーム4A、4Bにはその長手方向(X方向)にX方向リニアモータによりガイドに沿って移動する装着ヘッド7が夫々内側に設けられており、前記X方向リニアモータは各ビーム4A、4Bに固定された前後一対の固定子と、各固定子の間に位置して前記装着ヘッド7に設けられた可動子とから構成される。
そして、前記吸着ノズル9は上下軸モータにより昇降可能であり、またθ軸モータにより装着ヘッド7を鉛直軸周りに回転させることにより、結果として各装着ヘッド7の各吸着ノズル9はX方向及びY方向に移動可能であり、垂直線回りに回転可能で、且つ上下動可能となっている。
また、各装着ヘッド7は向き合うように各ビーム4A、4Bの内側に設けられ、前記搬送装置2の位置決め部上のプリント基板Pや部品供給装置の部品吸着位置上方を移動する。即ち、前記ビーム4A、4Bに対応するY方向リニアモータ及びX方向リニアモータが制御されて、前記各ビーム4A、4Bに設けられた装着ヘッド7の吸着ノズル9によりいずれの前記部品供給装置からも電子部品を取出せるようにしたものである。
具体的には、奥側のビーム4Aに設けられた装着ヘッド7の吸着ノズル9は奥側のフィーダベース3A上の部品供給ユニットから電子部品を取出すと共に手前側のビーム4Bに設けられた装着ヘッド7の吸着ノズル9は手前側のフィーダベース3B上の部品供給ユニットから電子部品を取出すが、これに加えて、Y方向が最長のプリント基板を配設可能な配設エリアに限らず、両装着ヘッド7がお互いに移動して入り込むことができる共通エリアを広げる。即ち、各装着ヘッド7、7が各ビーム4A、4Bの外側ではなく対向した側(内側)に設けられ、奥側のビーム4Aに設けられた装着ヘッド7の吸着ノズル9は奥側のフィーダベース3A上の部品供給ユニットに加えて手前側のフィーダベース3B上の部品供給ユニットからも電子部品を取出すことができるようにし、また同様に手前側のビーム4Bに設けられた装着ヘッド7の吸着ノズル9は手前側のフィーダベース3B上の部品供給ユニットに加えて奥側のフィーダベース3A上の部品供給ユニットからも電子部品を取出すことができるように、共通エリアは広げられる。
この場合、両ビーム4A、4Bに設けられた装着ヘッド7はお互いに衝突しないように制御され、特に両装着ヘッド7の吸着ノズル9が併行して一方のフィーダベース3A又は3B上の部品供給ユニットから電子部品を取出す場合には、例えば各装着ヘッド7は各部品供給ユニットの左半分又は右半分の領域の部品供給ユニットから取出すというように分けることにより、衝突しないようにすることができる。
なお、電子部品装着装置1の前部及び後部には上面及び両側面に装置内部が見えるような透明部を有し、外面下部には取っ手を有する開閉扉が開閉可能に設けられており、この各開閉扉は少なくとも上面開口を開閉するもので、必ずしも側面開口を開閉するものでなくともよい。
12、12は各装着ヘッド7に設けられた吸着ノズル9に吸着保持された電子部品をそれぞれ一括して撮像する部品認識カメラで、前記共通エリア内ではあるが対応する装着ヘッド7毎に設けられる。
そして、手前側のフィーダベース3B上には、前記部品供給ユニットばかりか、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品のリード浮きを検査するリード浮き検査装置13も前記共通エリア内に着脱可能に設けられる。即ち、多数のピン22を有する電子部品21のリフロー工程での半田付け不良(いわゆるリード浮きで、リードの上下曲りに起因)の発生を防止するため、当該電子部品21については、部品実装前にリード浮き検査装置13がリード浮き検査を実施して、曲りの許容値を超えるものはプリント基板Pに装着された場合に基板面から離れて浮いてしまい、そのような浮いたリードは基板Pのランドと半田接合されないので、このような電子部品はプリント基板P上に装着しないように構成する。
図2に基づいて、リード浮き検査装置13について説明すると、一対のラインCCD25が同一直線上に配設され、複数個のLED等の光源26から発せられた光がラインCCD25と同一方向に並ぶ1列のリード群に二方向から照射され、各リード22から反射された光がレンズ27を介してラインCCD25上に照射され、各リード22について一対のラインCCD25に検出された投影位置の差がリード22の浮き量として現れる。即ち、あるリード22のみが上方に曲ってその下端位置が他のリード22より上方にある場合、その下端位置が他のリード22の下端位置が形成する基準となる平面よりどれくらい離れているかが、浮き量として検出されるものである。
また、手前側のフィーダベース3B上には、電子部品の回収装置15が長手方向が前後方向となるように、着脱可能に配設される。即ち、前記吸着ノズル9に吸着保持された電子部品の状態を検査する検査装置としての前記部品認識カメラ12、12や、リード浮き検査装置13の検査によりそのままの状態では前記プリント基板上に装着できないとされた場合に、検査不良とされた電子部品を回収する回収装置15が手前側のフィーダベース3B上に着脱可能に配設される。
なお、吸着ノズル9に吸着保持された電子部品の状態を検査する検査装置としては、前記部品認識カメラ12、12や、リード浮き検査装置13に限らず、装着ヘッド6などに設けられたラインセンサ(図示せず)を用いて構成することもできる。
この回収装置15は、駆動モータと、この駆動モータにより回転する前後一対のローラーと、この一対のローラー間に張架される回収ベルト15Aとから構成され、前記吸着ノズル9が検査不良とされた電子部品21を回収ベルト15Aの最も奥側の位置(載置位置)に置いて回収するが、この回収の度に回収装置15の駆動モータが一定時間作動して矢印方向に一定ピッチずつ電子部品21を搬送する。なお、少なくとも前記載置位置は、両ビーム4A、4Bの装着ヘッド7がお互いに移動して入り込むことができる共通エリア内であり、また回収ベルト15Aの手前側の位置(取出位置)は開閉扉に覆われていない部品供給ユニット着脱用の本体の開口より外方に位置している。
そして、作業者は、前記開閉扉を開けることなく、本体の開口より外方の位置から回収装置15上の電子部品を取り出して、例えばリード曲がりを矯正する。これにより、この電子部品について再利用することができる。
以上の構成により、以下動作について説明する。先ず、プリント基板Pが上流側装置(図示せず)より受継がれて搬送装置2の供給部上に存在すると、供給部上のプリント基板Pを位置決め部へ移動させ、このプリント基板P位置決めをして固定する。
そして、プリント基板Pの位置決めがされると、手前側のビーム4BがY方向リニアモータの駆動により前後に延びたガイドに沿って可動子10Aが摺動してY方向に移動すると共にX方向リニアモータにより装着ヘッド7がX方向に移動し、手前側のフィーダベース3B上の部品供給ユニットの部品吸着位置上方まで移動して上下軸モータの駆動により吸着ノズル9を下降させてこの部品供給ユニットから次々に電子部品を取出す。
また、手前側の装着ヘッド7の吸着ノズル9による電子部品の取出しの後、或いは取出しているときに、奥側のビーム4AがY方向リニアモータの駆動によりY方向に移動すると共にX方向リニアモータにより装着ヘッド7がX方向に移動し、奥側のフィーダベース3A上の部品供給ユニットばかりか、手前側のフィーダベース3B上の部品供給ユニットの部品吸着位置上方まで移動して上下軸モータの駆動により吸着ノズル9を下降させて部品供給ユニットから電子部品を次々と取出すことができる。但し、手前側のビーム4B及び奥側のビーム4Aの吸着ノズル9が併行して取出し動作をする場合には、両ビーム4B、4Aの装着ヘッド7が衝突しないように対応する各Y方向リニアモータ及びX方向リニアモータは制御される。
また、手前側のビーム4Bの装着ヘッド7が前後いずれの部品供給装置の左半分の部品供給ユニットから電子部品を取出すと共に奥側のビーム4Aの装着ヘッド7がこの部品供給装置の右半分の部品供給ユニットから電子部品を取出す場合に限らず、前記ビーム4A及び/又は4Bが他方から遠ざかるようにY方向に移動して両装着ヘッド7が衝突しない位置に移動した後、両装着ヘッド7をX方向に移動させると共に前記ビーム4A及び/又は4Bを近づくようにY方向に移動させて、手前側のビーム4Bの装着ヘッド7がこの部品供給装置の右半分の部品供給ユニットから電子部品を取出すと共に奥側のビーム4Aの装着ヘッド7がこの部品供給装置の左半分の部品供給ユニットから電子部品を取出すこともできる。
即ち、Y方向については両ビーム4B、4Aが必要以上に近づかないように制御されると共にX方向については両装着ヘッド7が必要以上に近づかないように制御されて、両ビーム4B、4Aの装着ヘッド7の衝突が防止される。
そして、取出した後は両装着ヘッド7の吸着ノズル9を上昇させて、両ビーム4A、4Bの装着ヘッド7を対応する部品認識カメラ12、12の上方を通過させ、この移動中に部品認識カメラ12、12は両装着ヘッド7の吸着ノズル9に吸着保持された複数の電子部品を一括して撮像して、この撮像された画像を認識処理装置が認識処理して吸着ノズル9に対する電子部品の位置ずれ及び各リードの水平面内での曲りが認識処理される。
その後、ビーム4A又は4Bの基板認識カメラ8をプリント基板P上方へ移動させて、位置決めされているプリント基板Pに付された位置決めマークを撮像し、この撮像された画像を認識処理装置が認識処理してプリント基板Pの位置を把握する。そして、認識異常とされなかった場合には、装着データの装着座標にプリント基板Pの位置認識結果及び各部品の位置認識処理結果を加味して、各装着ヘッド7の吸着ノズル9が位置ずれを補正しつつ、それぞれ電子部品をプリント基板P上に装着する。
この場合、奥側のビーム4Aの装着ヘッド7の吸着ノズル9による電子部品のプリント基板Pへの装着の後、或いは装着しているときに、手前のビーム4Bの装着ヘッド7の吸着ノズル9による電子部品のプリント基板Pへの装着することができる。但し、奥側のビーム4A及び手前側のビーム4Bの吸着ノズル9が併行して装着動作をする場合には、両ビーム4A、4Bの装着ヘッド7が衝突しないように対応するY方向リニアモータ及びX方向リニアモータが制御される。
また、手前側のビーム4Bの装着ヘッド7がプリント基板Pの左半分の領域に電子部品を装着すると共に奥側のビーム4Aの装着ヘッド7がプリント基板Pの右半分の領域に電子部品を装着する場合に限らず、前記ビーム4A及び/又は4Bが他方から遠ざかるようにY方向に移動して両装着ヘッド7が衝突しない位置に移動した後、両装着ヘッド7をX方向に移動させると共に前記ビーム4A及び/又は4Bを近づくようにY方向に移動させて、手前側のビーム4Bの装着ヘッド7がプリント基板Pの右半分の領域に電子部品を装着すると共に奥側のビーム4Aの装着ヘッド7がプリント基板Pの左半分の領域に電子部品を装着することもできる。
以上のように、搬送装置2の両外方に設けられた部品供給装置のいずれかにおいても、ビーム4A又は4Bの装着ヘッド7の吸着ノズル9が電子部品を取出すことができ、しかも併行して取出すことができる。また、手前側のビーム4Bの装着ヘッド7の吸着ノズル9と奥側のビーム4Aの装着ヘッド7の吸着ノズル9とでプリント基板P上に電子部品を併行して装着することもできる。
なお、吸着ノズル9に吸着保持された複数の電子部品を部品認識カメラ12、12が一括して撮像して、この撮像された画像を認識処理装置が認識処理した結果が、リードの水平面内での曲りが大きいとされた場合には、プリント基板P上に装着させずに、この吸着ノズル9を移動させて、検査不良とされた電子部品を回収ベルト15Aの最も奥側の位置(載置位置)に置いて回収する。この場合、この回収の度に回収装置15の駆動モータが一定時間作動して矢印方向に一定ピッチずつ電子部品21を搬送し、次の回収に備える。
また、プリント基板Pに電子部品を装着する際に、吸着ノズル9に吸着保持されている電子部品が多数のピン22を有する電子部品21である場合には、この電子部品21を吸着保持しているビーム4A又は4Bに設けられた装着ヘッド7が前記共通エリア内のフィーダベース3B上に設けられたリード浮き検査装置13上方に移動し、部品実装前にリード浮き検査がされる。
そして、曲りの許容値を超える電子部品はプリント基板P上に装着しないように制御され、この吸着ノズル9を移動させて回収ベルト15Aの最も奥側の位置(載置位置)に置いて回収され、同種の電子部品21がいずれかの部品供給ユニットから再度取出されることとなり、許容値を超えない電子部品は装着されるように制御される。そして、回収装置15に置かれると、回収装置15の駆動モータが一定時間作動して矢印方向に一定ピッチずつ電子部品21を搬送し、次の回収に備える。
そして、作業者は、前記開閉扉を開けることなく、電子部品装着装置の生産運転を停止することなく、一定ピッチずつ電子部品を搬送して取出位置から回収装置15上の電子部品を手前側より順に取り出して、例えばリード曲がりを矯正する。これにより、この電子部品について再利用することができることとなり、特に高価な電子部品にあってはその効果が大きい。
なお、以上の実施形態においては、フィーダベース3B上に回収装置15を着脱自在に設けたが、フィーダベース3Bには設けないでフィーダベース3A上に設けてもよい。また、プリント基板Pが配設可能な配設エリア(共通エリアでもある。)以外の両装着ヘッド7がお互いに移動して入り込むことができる共通エリアに設けてもよい。
以上のように、各駆動源を駆動して各ビーム4A、4Bに設けられた装着ヘッド7の吸着ノズル9によりいずれの部品供給装置からも電子部品を取出せるように構成すると共に、前記検査装置の検査によりそのままの状態では前記プリント基板P上に装着できないとされた電子部品を回収する回収装置15を前記フィーダベース3B上に設けたから、電子部品装着装置1の前部及び後部に設けられ上面開口を開閉する開閉扉を開けると電子部品装着装置が停止するが、この開閉扉を開けることなく、本体の開口を介して回収装置15上の電子部品を取り出して、例えばリード浮きも含めたリード曲がり等を矯正し、この電子部品について再利用することができる。また、同じく前記開閉扉を開けることなく(電子部品装着装置の生産運転を停止させることなく)、前記回収装置の補修、点検なども行うことができる。
また、各駆動源を駆動して各ビーム4A、4Bに設けられた装着ヘッド7の吸着ノズル9によりいずれの部品供給装置からも電子部品を取出せるように構成すると共に、電子部品を装着するプリント基板Pが配設可能な配設エリア以外の両装着ヘッド7がお互いに移動して入り込むことができる奥側又は手前側のいずれかの共通エリアに、前記検査装置の検査によりそのままの状態では前記プリント基板P上に装着できないとされた電子部品を回収する回収装置15を設けたから、前述した効果に加え、一つの回収装置15で両ビーム4A、4Bに設けられた装着ヘッド7に対応でき、安価に製作することができる。
なお、いずれの部品供給装置に対しても、両装着ヘッド7、7がお互いに移動して入り込むことができるようにしたから、一側のみに回収装置15を置けばよいので、省スペースとなるが、両側に置いてもよい。
また、いずれの部品供給装置に対しても、両装着ヘッド7、7がお互いに移動して入り込むことができるようにしない場合でも、フィーダベース上に回収装置15を置くことは良く、基板実装ラインを構成する上流又は下流の電子部品装着装置等の装置との間隔が狭い場合(電子部品装着装置間に基板搬送コンベアが無い又は短い場合等で装置の横に作業者が入り込めない場合)でも、容易に回収装置15上の部品の取出し、回収装置15の補修、点検等を行うことができる。
以上のように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概略平面図である。 リード浮き検査装置の側面図である。
符号の説明
1 電子部品装着装置
2 搬送装置
3A、3B フィーダベース
4A、4B ビーム
7 装着ヘッド
9 吸着ノズル
13 リード浮き検査装置
15 回収装置

Claims (2)

  1. プリント基板を搬送する搬送装置と、電子部品を供給するもので前記搬送装置の両外方においてフィーダベース上に設けられる部品供給装置と、駆動源により一方向に移動可能な一対のビームと、それぞれ吸着ノズルを備えて前記各ビームの内側に設けられると共に前記各ビームに沿った方向に各駆動源により移動可能な装着ヘッドと、前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品の状態を検査する検査装置とを備えた電子部品装着装置において、前記各駆動源を駆動して前記各ビームに設けられた装着ヘッドの吸着ノズルによりいずれの前記部品供給装置からも電子部品を取出せるように構成すると共に、前記検査装置の検査によりそのままの状態では前記プリント基板上に装着できないとされた電子部品を回収する回収装置を前記搬送装置の両外方のいずれの前記フィーダベース上であっても着脱自在となるように設け、前記各装着ヘッドに設けられた吸着ノズルによりいずれかの前記部品供給装置から電子部品を前記各装着ヘッドが前記ビームに沿った方向に近づくと衝突する位置にて併行して取出す場合には前記ビームに沿った方向に衝突しないように制御するよう構成し、且つ、前記各ビームに設けられた装着ヘッドが前記搬送装置の両外方のいずれの前記フィーダベース上の前記回収装置にも移動可能なように構成したことを特徴とする電子部品装着装置。
  2. 前記回収装置は前記搬送装置側である奥側に置かれた電子部品を前記搬送装置の反対側の手前側に前記フィーダベースの外側まで搬送するもの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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