JP5113703B2 - 電子部品装着装置及び基板組立作業ライン - Google Patents

Description

本発明は、搬送装置により搬送されて、位置決めされたプリント基板上に部品供給装置から取出された電子部品を装着する電子部品装着装置、及びこの電子部品装着装置とこの装着装置の上流又は／及び下流に連結されて前記プリント基板を搬送する上流側搬送装置又は／及び下流側搬送装置とを備えた基板組立作業ラインに関する。

この種の作業装置の１つである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。そして、この電子部品装着装置にあっては、プリント基板への電子部品の装着後にこのプリント基板への電子部品の装着状態を確認したいし、この電子部品装着装置と上流装置や下流装置との間のプリント基板の授受が問題無いかなどを確認したい場合もある。
特開２００５−１５９２０９公報

しかし、電子部品装着装置からプリント基板を取り出すとき、プリント基板が電子部品装着装置の中央に延びる搬送装置上にあるので、取り出し作業が煩雑であり、前述した確認が煩わしかった。

そこで本発明は、プリント基板への電子部品の装着状態を確認したい等の便宜に供する電子部品装着装置及び基板組立作業ラインを提供することを目的とする。

このため第１の発明は、正逆搬送可能な搬送装置により搬送されて位置決めされたプリント基板上に部品供給装置から取出された電子部品を装着する電子部品装着装置であって、前記搬送装置により前記プリント基板を正方向又は逆方向に搬送することを選択する選択装置と、前記プリント基板の搬送を指示する搬送指示操作ボタンと、この搬送指示操作ボタンを作業者が押圧操作している間中は前記選択装置により選択された正方向又は逆方向に前記プリント基板を搬送するように前記搬送装置を運転するように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。

第２の発明は、正逆搬送可能な搬送装置により搬送されて位置決めされたプリント基板上に部品供給装置から取出された電子部品を装着する電子部品装着装置と、この電子部品装着装置の上流に連結されて前記プリント基板を正逆搬送可能な上流側搬送装置と、前記電子部品装着装置の下流に連結されて前記プリント基板を正逆搬送可能な上流側搬送装置とを備えた基板組立作業ラインであって、前記プリント基板を正方向又は逆方向に搬送することを選択する選択装置と、前記プリント基板の搬送を指示する搬送指示操作ボタンと、この搬送指示操作ボタンを作業者が押圧操作している間中は前記選択装置により選択された正方向又は逆方向に前記プリント基板を搬送するように前記上流側搬送装置、電子部品装着装置の搬送装置及び下流側搬送装置を運転するように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。

第３の発明は、第２の発明において、前記上流側搬送装置は、電子部品装着装置と上流側作業装置との間に連結され、前記下流側搬送装置は、電子部品装着装置と下流側作業装置との間に連結されていることを特徴とする。

本発明は、プリント基板への電子部品の装着状態を確認したい等の便宜に供する電子部品装着装置及び基板組立作業ラインを提供することができる。

以下図１に基づき、プリント基板Ｐ上にスクリーン印刷機により半田を塗布し、接着剤塗布装置により接着剤を塗布し、このプリント基板上に電子部品装着装置により電子部品を装着する基板組立作業ラインの一部分の構成に係る実施の形態を説明するが、１はプリント基板Ｐ上に電子部品を装着する電子部品装着装置、２０はこの電子部品装着装置１の上流に連結されて前記プリント基板を正方向及び逆方向に搬送する上流側搬送装置（例えば、上流の接着剤塗布装置との間に連結されている。）、３０は前記電子部品装着装置１の下流に連結されて前記プリント基板を正方向及び逆方向に搬送する下流側搬送装置（例えば、下流の電子部品装着装置との間に連結されている。）である。なお、本実施形態では、作業装置として電子部品装着装置１を例に説明するが、その他の作業装置、例えば接着剤塗布装置にも適用できる。

そして、前記上流側搬送装置２０及び下流側搬送装置３０は、ベルトコンベアから構成され、開閉可能な扉（図示せず）は設けられていないが、電子部品装着装置１の前部及び後部には、開閉可能な安全扉が設けられており、この電子部品装着装置１はプリント基板Ｐを正方向及び逆方向に搬送するベルトコンベアから構成される搬送装置２と、電子部品を供給する部品供給装置３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、それぞれ複数の吸着ノズル５を備えて前記各ビーム４Ａ、４Ｂに沿った方向、即ち前記一方向と直交する方向に各駆動源により移動可能な装着ヘッドユニットとを備えている。

前記搬送装置２は電子部品装着装置１の手前側と奥側との中間部に配設され、上流側搬送装置２０からプリント基板Ｐを受け継いで位置決め装置で位置決めし、前記各装着ヘッドユニットを構成する装着ヘッド６の吸着ノズル５に吸着保持された電子部品を装着し、この電子部品が装着されたプリント基板Ｐを下流側搬送装置３０に搬送する。なお、前記搬送装置２の搬送方向の長さは、電子部品装着装置１から上流側及び下流側にはみ出ない長さであって、はみ出てもこのはみ出た部分のみではプリント基板Ｐを支持できない長さである。更には、前記搬送装置２は、一つのベルトコンベアに限らず、複数のベルトコンベア、例えば供給コンベア、位置決めコンベア、排出コンベア等から構成してもよい。

前記部品供給装置３は前記搬送装置２の手前側と奥側との両外側にそれぞれ配設され、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るフィーダカート３Ａと、このフィーダカート３Ａ上に着脱可能に複数並設され種々の電子部品を夫々その部品取出し位置（部品吸着位置）に１個ずつ供給する部品供給ユニット３Ｂ群（部品供給装置）とから構成される。この部品供給ユニット３は収納テープのキャリアテープからカバーテープを剥離しつつ、キャリアテープに形成された部品収納部に格納された電子部品を部品取出し位置に間欠的に送り、吸着ノズル５の取出しに供するものである。

Ｘ方向（プリント基板搬送方向）に長い前後一対の前記ビーム４Ａ、４Ｂは、Ｙ方向リニアモータ９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４Ａ、４Ｂ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９は左右一対の基体１Ａ、１Ｂに沿って固定された一対の固定子と、前記ビーム４Ａ、４Ｂの両端部に設けられた取付板に固定された可動子９Ａとから構成される。

また、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１５によりガイドに沿って移動する前記装着ヘッド６が夫々内側に設けられており、前記Ｘ方向リニアモータ１５は各ビーム４Ａ、４Ｂに固定された一対の固定子と、各固定子の間に位置して前記装着ヘッドユニットに設けられた可動子とから構成される。

従って、各装着ヘッドユニット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の位置決め装置上のプリント基板Ｐや部品供給ユニット３Ｂの部品取出し位置上方を移動する。

そして、各装着ヘッドユニット内の各装着ヘッド６には各バネにより下方へ付勢されている１２本の吸着ノズル５が円周に沿って所定間隔を存して配設されており、各装着ヘッド６の３時と９時の位置に位置する吸着ノズル５により並設された複数の部品供給ユニット３Ｂから電子部品を同時に取出しすることも可能である。この吸着ノズル５は上下軸モータ２８により昇降可能であり、またθ軸モータ２９を含む回転機構により装着ヘッド６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６の各吸着ノズル５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、部品認識カメラ１０が装置本体上に前後に各２個配設され、装着ヘッド６が移動して部品認識すべき位置と装着ヘッド６の位置とが一致すると、部品認識カメラ１０が露光して、この電子部品を保持した吸着ノズル５が移動しながら部品認識カメラ１０が電子部品を撮像してフライ認識が行われる。

なお、Ｙ方向リニアモータ９の可動子９Ａは一体であるが、内側可動子９Ｂと外側可動子９Ｃとに分けると、内側可動子９Ｂの方が外側可動子９Ｃよりも短い。これは、２個の装着ヘッド６が同一の部品供給装置３から取出し位置に送られた電子部品を取出す場合や、２個の装着ヘッド６がプリント基板ＰにＹ方向に重複した領域に電子部品の装着を行う場合に、この可動子９Ａがストッパとなることを防止するためである。

そして、前記各ビーム４Ａ、４Ｂに固定されたガイドレール（図示せず）に沿って装着ヘッド６が取り付けられたヘッドベースに固定されたスライダが摺動して、ビーム４Ａ、４Ｂの長手方向（Ｘ方向）に沿って装着ヘッド６が移動することとなる。

次に、図２の制御ブロック図に基づいて説明する。先ず、１１は本電子部品装着装置１の電子部品装着に係る動作を統括制御する制御部としてのＣＰＵ、１２は記憶装置としてのＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）及び１３はＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）である。

前記ＲＡＭ１２には、装着順序毎（ステップ番号毎）にプリント基板Ｐ内でのＸ方向、Ｙ方向及び角度情報や各部品供給ユニット３Ｂの配置番号情報等のプリント基板Ｐの種類毎に装着データが記憶されており、また前記各部品供給ユニット３Ｂの配置番号に対応した各電子部品の種類（部品ＩＤ）及び各吸着ノズル５の種類の情報（部品配置データ）が格納されている。更に、この部品ＩＤ毎に電子部品の特徴を表す項目で構成された部品ライブラリデータも記憶されている。

そして、ＣＰＵ１１は前記ＲＡＭ１２に記憶されたデータに基づき、前記ＲＯＭ１３に格納されたプログラムに従い、電子部品装着装置１の部品装着動作に係る動作を統括制御する。即ち、ＣＰＵ１１はインターフェース１４を介して接続される駆動回路２１を介してＹ方向リニアモータ９、Ｘ方向リニアモータ１５、上下軸モータ２８、θ軸モータ２９等の駆動を制御すると共に、前記搬送装置２、上流側搬送装置２０、下流側搬送装置３０を構成するベルトコンベアを運転させるための正逆転可能な各駆動モータ２Ａ、２０Ａ、３０Ａの駆動を制御する。

表示装置としてのモニター１６にはデータ設定のための入力手段としての種々のタッチパネルスイッチ１７が設けられ、作業者がタッチパネルスイッチ１７を操作することにより種々の設定を行うことができ、設定データはＲＡＭ１２に格納される。

１８はインターフェース１４を介して前記ＣＰＵ１１に接続される認識処理装置で、前記部品認識カメラ１０により撮像して取込まれた画像の認識処理が該認識処理装置１８にて行われ、ＣＰＵ１１に処理結果が送出される。即ち、ＣＰＵ１１は、部品認識カメラ１０に撮像された画像を認識処理（位置ずれ量の算出など）するように指示を認識処理装置１８に出力すると共に、認識処理結果を認識処理装置１８から受取るものである。

即ち、前記認識処理装置３０の認識処理により位置ずれ量が把握されると、その結果がＣＰＵ２０に送られ、ＣＰＵ２０は前記Ｙ方向リニアモータ９、Ｘ方向リニアモータ１５及びθ軸モータ２９を補正移動させて電子部品をプリント基板Ｐ上に装着するように制御する。

なお、１９は前記プリント基板Ｐの搬送を指示する搬送指示装置としての搬送指示スイッチで、前記モニター１６の近くの操作部（図示せず）に設けられる。

以上の構成により、以下装着動作について説明する。先ず、基板組立作業ラインの運転が開始され、プリント基板Ｐが接着剤塗布装置より受継がれて上流側搬送装置２０上に存在すると、上流側搬送装置２０及び搬送装置２の運転により電子部品装着装置１に受け継がれる。

そして、プリント基板Ｐを基板位置決め装置の位置へ移動させた後、搬送装置２が停止して位置決め装置（図示せず）によりこのプリント基板Ｐを位置決めして固定する。このプリント基板Ｐの位置決めがされると、奥側のビーム４ＡがＹ方向リニアモータ９の駆動により前後に延びたガイドに沿ってスライダが摺動してＹ方向に移動すると共にＸ方向リニアモータ１５により装着ヘッド６がＸ方向に移動し、対応する部品供給ユニット３Ｂの部品取出し位置上方まで移動して上下軸モータ２８の駆動により吸着ノズル５を下降させて、部品供給ユニット３Ｂから電子部品を取出す。

この場合、奥側の装着ヘッド６の他の吸着ノズル５を下降させることにより、複数の吸着ノズル５が次々と部品供給ユニット３Ｂから電子部品を取出すことができる。更には、手前側の部品供給装置３から、手前側の装着ヘッド６の吸着ノズル５が電子部品を取出すことができる。

そして、取出した後は両装着ヘッド６の吸着ノズル５を上昇させて、両ビーム４Ａ、4Ｂの装着ヘッド６を各部品認識カメラ１０の上方を通過させ、この移動中に両装着ヘッド６の吸着ノズル５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５に対する位置ズレを把握することができる（フライ認識）。

その後、装着データの電子部品の装着座標を各電子部品の位置認識結果に基づいて修正し、吸着ノズル５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。即ち、認識処理装置１８の認識処理結果に基づき、ＣＰＵ１１はＸ及びＹ方向については各ビーム４Ａ、４Ｂに対応するＹ方向リニアモータ９及びその装着ヘッド６に係るＸ方向リニアモータ１５を制御することにより、装着角度についてはθ軸モータ２９を制御して、結果として各装着ヘッド６の各吸着ノズル５はＸ・Ｙ方向及び装着角度が補正され、吸着ノズル５が位置ずれを補正しつつ、各電子部品をプリント基板Ｐ上に装着する。このようにして、プリント基板Ｐ上に全ての電子部品の装着をしたら、位置決め装置による位置決めを解除して、搬送装置２及び下流側搬送装置３０を運転させて、このプリント基板Ｐを搬送装置２から下流側搬送装置３０へ受け渡し、更に下流側装置（図示せず）に受け渡す。

ここで、電子部品装着装置１内に電子部品が装着されたプリント基板Ｐがあって、例えばこのプリント基板Ｐへの電子部品の装着状態を作業者が確認したい場合に、このプリント基板Ｐを電子部品装着装置１から排出して取出する必要がある。この場合、前記安全扉を開けることなく、以下のように操作することにより確認できる。

即ち、先ず電子部品装着装置１を停止させた後、タッチパネルスイッチ１７を押圧操作して、モニター１６に図３に示すような画面を表示させる。そして、電子部品装着装置１から排出して取出すのに、正転搬送させる場合には、タッチパネルスイッチ１７の「正転搬送」スイッチ部１７Ａを押圧操作した後に、搬送指示操作ボタンを押圧操作し続ける（搬送指示スイッチ１９が閉成し続ける）と、その押圧操作している間中、ＣＰＵ１１は上流搬送装置２０、電子部品装着装置１の搬送装置２、下流搬送装置３０の駆動モータ２０Ａ、２Ａ、３０Ａが正転するように制御する。

従って、作業者は電子部品装着装置１内のプリント基板Ｐを見ながら、その位置を確認しつつ、搬送指示操作ボタンを押圧操作し、このプリント基板Ｐが下流搬送装置３０に受け渡ったら、押圧操作を止め、上流搬送装置２０、電子部品装着装置１の搬送装置２、下流搬送装置３０による搬送を停止させた後、この下流搬送装置３０上のプリント基板Ｐを取出して、電子部品の装着状態を確認することができる。なお、搬送指示ボタンの操作によって、上流搬送装置２０のプリント基板Ｐを電子部品装着装置１を介して下流搬送装置３０まで送って、プリント基板の搬送を確認してもよく、また搬送指示ボタンの操作によって電子部品装着装置１の搬送装置２及び下流搬送装置３０のみを運転動作させてもよい。

また、プリント基板を電子部品装着装置１から排出して取出すのに、ときに逆転搬送させる場合には、タッチパネルスイッチ１７の「逆転搬送」スイッチ部１７Ｂを押圧操作した後に、搬送指示操作ボタンを押圧操作し続けると、その押圧操作している間中、ＣＰＵ１１は上流搬送装置２０、電子部品装着装置１の搬送装置２、下流搬送装置３０の駆動モータ２０Ａ、２Ａ、３０Ａが逆転するように制御する。従って、前述したように、プリント基板Ｐの位置を確認しつつ、搬送指示操作ボタンを押圧操作し、このプリント基板Ｐが上流搬送装置２０に受け渡ったら、押圧操作を止め、上流搬送装置２０、電子部品装着装置１の搬送装置２、下流搬送装置３０による搬送を停止させた後、この上流搬送装置２０上のプリント基板Ｐを取出して、電子部品の装着状態を確認することができる。なお、搬送指示ボタンの操作によって、下流搬送装置３０のプリント基板Ｐを電子部品装着装置１を介して上流搬送装置２０まで送って、プリント基板の搬送を確認してもよく、また搬送指示ボタンの操作によって電子部品装着装置１の搬送装置２及び上流搬送装置２０のみを運転動作させてもよい。

なお、プリント基板Ｐへ電子部品を装着しているときに、電子部品装着装置１を停止させた場合には、初めに位置決め装置による位置決めを解除した後に、前述したような「正転搬送」スイッチ部１７Ａ又は「逆転搬送」スイッチ部１７Ｂを押圧操作を開始する。

また、例えば搬送指示スイッチ１９を無くして、「正転搬送」スイッチ部１７Ａ又は「逆転搬送」スイッチ部１７Ｂが搬送指示スイッチを兼用するようにし、「正転搬送」スイッチ部１７Ａ又は「逆転搬送」スイッチ部１７Ｂの押圧操作が搬送指示と「正転搬送」又は「逆転搬送」の選択を兼用することもできる。

更には、「正転搬送」スイッチ部１７Ａと「逆転搬送」スイッチ部１７Ｂの２つのスイッチ部を設けたが、どちらか一方のみ設ける構成でもよい。

また、電子部品装着装置１の搬送装置２は、一列でも、複数列でも、本発明を適用することができる。この場合において、電子部品装着装置１が複数列の搬送装置を備えている場合に、上流搬送装置はプリント基板を電子部品装着装置１の複数列の搬送装置のいずれかに振り分ける、所謂シャトルコンベアでもよく、また下流搬送装置は電子部品装着装置１の複数列の搬送装置のいずれかに連結して受け継ぐ、所謂シャトルコンベアでもよい。

以上の作業は、プリント基板Ｐを電子部品装着装置１から取出して、電子部品の装着状態を確認する場合に行ったが、このような目的に限らず、例えばこの電子部品装着装置と上流搬送装置や下流搬送装置との間のプリント基板の授受が問題無いかなどを各搬送装置の基板幅段取りを行った際に、確認したい場合などにも適用できる。

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。 制御ブロック図である。 モニターの画面を示す図である。

符号の説明

１ 電子部品装着装置
２ 搬送装置
３ 部品供給装置
３Ｂ 部品供給ユニット
４Ａ、４Ｂ ビーム
５ 吸着ノズル
６ 装着ヘッド
１１ ＣＰＵ
１６ モニター
１７ タッチパネルスイッチ
１７Ａ 「正転搬送」スイッチ部
１７Ｂ 「逆転搬送」スイッチ部
１９ 搬送指示スイッチ

Claims (3)

1. 正逆搬送可能な搬送装置により搬送されて位置決めされたプリント基板上に部品供給装置から取出された電子部品を装着する電子部品装着装置であって、前記搬送装置により前記プリント基板を正方向又は逆方向に搬送することを選択する選択装置と、前記プリント基板の搬送を指示する搬送指示操作ボタンと、この搬送指示操作ボタンを作業者が押圧操作している間中は前記選択装置により選択された正方向又は逆方向に前記プリント基板を搬送するように前記搬送装置を運転するように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする電子部品装着装置。
2. 正逆搬送可能な搬送装置により搬送されて位置決めされたプリント基板上に部品供給装置から取出された電子部品を装着する電子部品装着装置と、この電子部品装着装置の上流に連結されて前記プリント基板を正逆搬送可能な上流側搬送装置と、前記電子部品装着装置の下流に連結されて前記プリント基板を正逆搬送可能な下流側搬送装置とを備えた基板組立作業ラインであって、前記プリント基板を正方向又は逆方向に搬送することを選択する選択装置と、前記プリント基板の搬送を指示する搬送指示操作ボタンと、この搬送指示操作ボタンを作業者が押圧操作している間中は前記選択装置により選択された正方向又は逆方向に前記プリント基板を搬送するように前記上流側搬送装置、電子部品装着装置の搬送装置及び下流側搬送装置を運転するように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする基板組立作業ライン。
3. 前記上流側搬送装置は、電子部品装着装置と上流側作業装置との間に連結され、前記下流側搬送装置は、電子部品装着装置と下流側作業装置との間に連結されていることを特徴とする請求項２に記載の基板組立作業ライン。

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