JP5309964B2 - 電子部品実装ライン及び電子部品実装ラインによる作業方法 - Google Patents

電子部品実装ライン及び電子部品実装ラインによる作業方法 Download PDF

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本発明は、基板に対する電子部品実装関連の作業を行う複数台の電子部品実装用装置から成る電子部品実装ライン及び電子部品実装ラインによる作業方法に関するものである。
電子部品実装ラインは、スクリーン印刷機や電子部品実装機等の基板に対する電子部品実装関連の作業を行う複数台の電子部品実装用装置が連結されて成る。ここで電子部品実装関連の作業とは、スクリーン印刷機では基板に対して半田ペースト等のペーストをスクリーン印刷する作業をいい、電子部品実装機では、パーツフィーダより供給される電子部品をピックアップして基板に装着する作業をいう。各電子部品実装用装置において、電子部品実装ラインの一方(上流)側から投入された基板に対する電子部品実装関連の作業を行ってその基板を他方(下流)側に排出する作業装置は、基台と基台の上方を覆うカバー部材から形成される空間内に備えられており、オペレータがメンテナンス作業等で作業装置にアクセスするときには、カバー部材に設けられた扉部を開くようになっている。電子部品実装用装置には、カバー部材が開かれたときにはこれを検知して作業装置の作動を停止させる機構が組み込まれており、これによりオペレータは安心して作業をすることができるようになっている(特許文献1)。
このような電子部品実装用装置の中には、基板の生産効率を高めるため、作業装置を複数備えたものもある。このような電子部品実装用装置では、扉部も作業装置に応じて複数設けられており、オペレータは作業対象とする作業装置に最も近い扉部を開いてそこから作業装置にアクセスすることなる。
特開2000−165088号公報
しかしながら、複数の作業装置は基台とカバー部材から形成される一つの空間内に収容されているため、扉部を開いて作業対象の作業装置にアクセスしている状態では、作業対象でない他の作業装置にもアクセスできてしまうことから、オペレータの作業の安全を考慮して、一つの扉部が開けられたときには、その扉からアクセス可能な全ての作業装置の作動を停止させるようにしていた。このため一つの作業装置のメンテナンス作業を行うときにはその電子部品実装用装置全体の稼動が停止してしまい、電子部品実装ライン内の基板の移動が滞って基板の生産効率が低下してしまうという問題点があった。
そこで本発明は、オペレータの安全性を確保しつつ、基板の生産効率の低下を防止することができる電子部品実装ライン及び電子部品実装ラインによる作業方法を提供することを目的とする。
請求項1に記載の電子部品実装ラインは、電子部品実装ラインを構成する複数台の電子部品実装用装置の少なくとも一つが、基台と、基台の上方を覆って設けられたカバー部材と、基台とカバー部材によって形成される空間を仕切って互いにアクセスできない独立した複数の収容空間を形成する仕切り部材と、複数の収容空間に個別に収容され、電子部品実装ラインの一方側から投入された基板に対する電子部品実装関連の作業を行ってその基板を他方側に排出する複数の作業装置と、カバー部材に設けられ、各作業装置に個別にアクセス可能な複数の扉部と、各扉部が開かれているか否かの検出を行う扉部開閉検出手段と、扉部開閉検出手段により複数の扉部のいずれかが開かれたことが検出されたことのみをもって、その開かれたことが検出された扉部からアクセス可能な作業装置の作動を停止させるとともに他の作業装置については作動を継続させる制御装置と、を備えた。
請求項2に記載の電子部品実装ラインよる作業方法は、電子部品実装ラインを構成する複数台の電子部品実装用装置の少なくとも一つが、基台と、基台の上方を覆って設けられたカバー部材と、基台とカバー部材によって形成される空間を仕切って互いにアクセスできない独立した複数の収容空間を形成する仕切り部材と、複数の収容空間に個別に収容され、電子部品実装ラインの一方側から投入された基板に対する電子部品実装関連の作業を行ってその基板を他方側に排出する複数の作業装置を備えた電子部品実装ラインの作業方法であって、複数の作業装置それぞれによる電子部品実装関連の作業を同時並行に実行する工程と、複数の作業装置の一つの作動を停止させた場合に、他の作業装置による電子部品実装関連の作業を継続して行う工程と、を含む。
本発明では、複数の作業装置はそれぞれ互いにアクセスできない独立した収容空間に収容されており、カバー部材に設けられた複数の扉部の一つを開いてそこから作業対象の作業装置にアクセスしているオペレータは、他の作業装置にはアクセスすることができず、オペレータの安全性の確保のためには、開かれている扉部からアクセス可能な一つの作業装置の作動を停止させるだけで十分であり、他の作業装置については作動を継続させることができるので、オペレータの安全性を確保しつつ、基板の生産効率の低下を防止することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明の一実施の形態における電子部品実装ラインの概略構成図、図2は本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の一部断面正面図、図3は本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機及び基板振り分け装置の一部断面平面図、図4は本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機を構成する印刷作業装置の正面図、図5は本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の制御系統を示すブロック図、図6(a),(b)は本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機を構成する印刷作業装置の動作説明図、図7は本発明の一実施の形態における電子部品実装機の平面図、図8は本発明の一実施の形態における電子部品実装機の一部断面正面図、図9は本発明の一実施の形態における電子部品実装機の制御系統を示すブロック図、図10は本発明の一実施の形態における基板振り分け装置の側面図、図11は本発明の一実施の形態における基板振り分け装置の制御系統を示すブロック図、図12(a),(b),(c)及び図13(a),(b),(c)は本発明の一実施の形態における電子部品実装ラインの基板の流れの例を示す図である。
図1において、本実施の形態における電子部品実装ライン(以下、実装ラインと称する)1は、基板PBに対する電子部品実装関連の作業を行う複数台の電子部品実装用装置が連結されて成る。基板PBは電子部品実装用装置が連結される水平方向に流れ、この方向をX軸方向とする。また、X軸方向と直交する水平面内方向をY軸方向し、上下方向をZ軸とする。
図1において、実装ライン1を構成する複数台の電子部品実装用装置の中には、少なくとも2台のスクリーン印刷機2とその下流側(実装ライン1の下流側)に配置された1台の電子部品実装機3が含まれており、2台のスクリーン印刷機2のうち実装ライン1の上
流側(図1における紙面左側)に位置するスクリーン印刷機2の上流側、2台のスクリーン印刷機2の間、2台のスクリーン印刷機2のうち実装ライン1の下流側に位置するスクリーン印刷機2と電子部品実装機3の間にはそれぞれ基板振り分け装置4が介装されている。これら2台のスクリーン印刷機2、1台の電子部品実装機3及び3台の基板振り分け装置4を含む複数台の電子部品実装用装置はそれぞれ信号伝送線SCによってホストコンピュータHCと繋がっており、各電子部品実装装置はホストコンピュータHCを介して互いに情報のやり取りを行うことができるようになっている。
図2及び図3において、各スクリーン印刷機2は、基台11と、基台11の上方を覆うカバー部材12を有している。基台11とカバー部材12によって形成される空間内には複数の仕切り部材13(第1仕切り部材13a及び第2仕切り部材13b)が設けられており、これにより基台11とカバー12によって形成される空間内には、X軸方向に延びた、互いに独立した3つの収容空間SP(2つの作業装置収容空間SP1と1つのバイパス搬送路収容空間SP2)が形成されている。
2つの作業装置収容空間SP1には、互いに独立して基板PBに対するスクリーン印刷作業(電子部品実装関連の作業)を実行する印刷作業装置20が個別に収容されている。各印刷作業装置20は、基台11上に設けられて基板PBの搬送及び位置決めを行う基板搬送路21と、基板搬送路21によって位置決めされた基板PBに対してスクリーン印刷作業を実行する印刷作業実行部22から成る。
図3において、各印刷作業装置20の基板搬送路21は、X軸方向に並んで設けられた搬入コンベア21a、位置決めコンベア21b及び搬出コンベア21cから成る。これら搬入コンベア21a、位置決めコンベア21b及び搬出コンベア21cはそれぞれ一対のベルトコンベアから成る。搬入コンベア21aはスクリーン印刷機2の外部(実装ライン1の上流側)から投入された基板PBをスクリーン印刷機2の内部に搬入して位置決めコンベア21bに受け渡す。位置決めコンベア21bは搬入コンベア21aから受け取った基板PBを作業実行位置(図3において実線で示す基板PBの位置)に位置決めし、印刷作業実行部22による基板PBに対するスクリーン印刷作業が終了した後、その基板PBを搬出コンベア21cに受け渡す。搬出コンベア21cは位置決めコンベア21bから受け取った基板PBをスクリーン印刷機2の外部(実装ライン1の下流側)に搬出する。
図4において、各印刷作業装置20の印刷作業実行部22は、基板搬送路21(位置決めコンベア21b)によって位置決めされた基板PBをクランプしてその基板PBの水平面内(X軸及びY軸方向)方向への位置合わせと上下方向(Z軸方向)への位置合わせを行う基板位置合わせ部31、基板位置合わせ部31の上方に設けられたマスクプレート32及びスキージユニット33、XYロボット34(図3)によって基板位置合わせ部31とマスクプレート32の間の空間を水平面内方向に移動自在に設けられたカメラユニット35並びにマスクプレート32にペーストを供給するシリンジユニット36を備えている。
図2及び図3において、バイパス搬送路収容空間SP2内には、Y軸方向に並んで配置された2つのバイパス搬送路40が収容されている。各バイパス搬送路40は一対のベルトコンベアから成る。本実施の形態では、各バイパス搬送路40は、図3に示すように、各印刷作業装置20における基板搬送路21を構成する搬入コンベア21aから搬出コンベア21cにわたるX軸方向の長さを有する1つの(一対の)ベルトコンベアから成っているが、複数のベルトコンベアをX軸方向に連ねて構成するようにしてもよい。
また、本実施の形態では、2つのバイパス搬送路40を1つのバイパス搬送路収容空間SP2内に収容するようにしているが、仕切り部材13を更に設けて2つのバイパス搬送
路収容空間SP2を形成し、その2つのバイパス搬送路収容空間SP2内に2つのバイパス搬送路40を個別に収容するようにしてもよい。すなわち、印刷作業装置20についてはそれぞれ個別に1つの収容空間SP内に収容される必要があるが、バイパス搬送路40については1つの収容空間SP内に複数収容されるのであってもよい。
図4において、各印刷作業装置20の印刷作業実行部22を構成する基板位置合わせ部31は、基台11に対してY軸方向に相対移動するYテーブル31a、Yテーブル31aに対してX軸方向に相対移動するXテーブル31b、Xテーブル31bに対してZ軸回りに相対回転するθテーブル31c、θテーブル31cに固定されたベースプレート31d、ベースプレート31dに対して相対昇降する第1昇降プレート31e、第1昇降プレート31eに対して相対昇降する第2昇降プレート31f、第2昇降プレート31fに固定された下受けユニット31g及び位置決めコンベア21bの上方でY軸方向に開閉動作するクランパ31hから成る。
図3及び図4において、マスクプレート32は平面視において矩形形状を有するマスク枠32aによって四辺が支持されており、マスク枠32aによって囲まれた内側領域には、印刷対象物である基板PBの上面に形成された電極DTの形状や位置等に対応した多数の孔から成るマスクパターン(図示せず)が設けられている。
図4において、スキージユニット33は基板位置合わせ部31に対してY軸方向に移動自在に設けられたスキージ保持プレート33pと、スキージ保持プレート33pに取り付けられて上下方向に延びた2つのスキージ昇降シリンダ(空圧シリンダ)33sと、各スキージ昇降シリンダ33sの下部に取り付けられてY軸方向に対向する2つのスキージ33aを備えて成る。各スキージ33aはX軸方向に延びた「へら」状の部材であり、それぞれスキージ昇降シリンダ33sの下方への突没動作によって、スキージ保持プレート33pに対して昇降される。
図3において、XYロボット34は、基台11の上方をY軸方向に延び、基台11に相対的に固定して設けられたY軸ステージ34a、X軸方向に延び、Y軸ステージ34aに沿ってY軸方向に移動自在に設けられたX軸ステージ34b及びX軸ステージ34bに沿ってX軸方向に移動自在に設けられたカメラ保持プレート34cから成っている。
図4において、カメラユニット35は、XYロボット34のカメラ保持プレート34cに、撮像面を下方に向けた第1カメラ35aと、撮像面を上方に向けた第2カメラ35bが取り付けられた構成となっている。
図4において、シリンジユニット36は、基板位置合わせ部31に対して水平面内方向に移動自在に設けられたシリンジ保持プレート36pに、基板PBに印刷しようとするペーストを下方に吐出するシリンジ36aが取り付けられた構成となっている。
図2において、各スクリーン印刷機2の基台11内には制御装置50が備えられている。この制御装置50は信号伝送線SCを介してホストコンピュータHCと繋がっている(図1、図2及び図5)。
各印刷作業装置20の基板搬送路21を構成する搬入コンベア21a、位置決めコンベア21b及び搬出コンベア21cの作動制御、すなわち基板搬送路21による基板PBの搬送及び位置決め動作は、制御装置50が図示しないアクチュエータ等から成る基板搬送路作動機構51(図5)の作動制御を行うことによってなされる。
各印刷作業装置20の基板位置合わせ部31の作動制御、すなわち、基台11に対する
Yテーブル31aのY軸方向への移動、Yテーブル31aに対するXテーブル31bのX軸方向への移動、Xテーブル31bに対するθテーブル31cのZ軸回りの回転、ベースプレート31dに対する(すなわちθテーブル31cに対する)第1昇降プレート31eの昇降、第1昇降プレート31eに対する第2昇降プレート31fの(すなわち下受けユニット31gの)昇降及びクランパ31hの開閉動作の各動作は、制御装置50がYテーブル駆動モータMyやXテーブル駆動モータMx(図4)等のアクチュエータ等から成る基板位置合わせ部作動機構52(図5)の作動制御を行うことによってなされる。
スキージユニット33の移動(スキージ保持プレート33pの移動)動作は、制御装置50が図示しないアクチュエータ等から成るスキージユニット移動機構53(図5)の作動制御を行うことによってなされ、各スキージ33aの昇降動作は、制御装置50が前述のスキージ昇降シリンダ33s等から成るスキージ昇降機構54(図5)の作動制御を行うことによってなされる。
XYロボット34を構成するX軸ステージ34bのY軸方向への移動動作及びカメラ保持プレート34cのX軸方向への移動動作は、制御装置50が図示しないアクチュエータ等から成るXYロボット作動機構55(図5)の作動制御を行うことによってなされる。
カメラユニット35を構成する第1カメラ35aは、制御装置50に制御されて、基板位置合わせ部31によって位置合わせされた基板PBに設けられている基板位置検出マークM(図3)を上方から撮像し、第2カメラ35bは、制御装置50に制御されて、マスクプレート32に設けられているマスク位置検出マーク(図示せず)を下方から撮像をする。第1カメラ35aの撮像によって得られた画像データ及び第2カメラ35bの撮像によって得られた画像データは制御装置50に送信される(図5)。
シリンジユニット36の移動(シリンジ保持プレート36pの移動)動作は、制御装置50が図示しないアクチュエータ等から成るシリンジユニット移動機構56(図5)の作動制御を行うことによってなされ、シリンジ36aによるペーストの供給動作は、制御装置50が図示しないアクチュエータ等から成るシリンジ作動機構57(図5)の作動制御を行うことによってなされる。
図2において、カバー部材12には、各印刷作業装置20が収容される収容空間SPである複数の作業装置収容空間SP1のそれぞれに個別にアクセス可能な複数の扉部12aが設けられている。各扉部12aはカバー部材12の一部を構成しつつ、ヒンジ部12bを支点にして上下方向に開閉されるようになっている。ここで、図中の左側の扉部12aは図中の左側の印刷作業装置20を収容する作業装置収容空間SP1を外部に開放してオペレータがその(左側の)印刷作業装置20にアクセスすることを可能にするものであり、図中の右側の扉部12aは図中の右側の印刷作業装置20を収容する作業装置収容空間SP1を外部に開放してオペレータがその(右側の)印刷作業装置20にアクセスすることを可能にするものである。
図2において、カバー部材12には、各扉部12aが開かれているか否かの検出を行い、その検出情報を制御装置50に出力する扉部開閉検出センサ60が設けられている(図5も参照)。本実施の形態では、扉部12aは左右2つの印刷作業装置20のそれぞれに対応して1つずつ設けられており、扉部開閉検出センサ60は左右計2つ存在する。各扉部開閉検出センサ60は、例えば、対応する扉部12aの開閉状態に応じて操作レバー部が操作されるリミットスイッチから成る。
制御装置50は、扉部開閉検出センサ60により扉部12aが開かれている状態が検出されているときには、その開かれている状態が検出されている扉部12aからアクセス可
能な印刷作業装置20の作動を停止させる。例えば、図2中の左側の扉部開閉検出センサ60により図2中の左側の扉部12aが開かれている状態が検出されているときには、制御装置50は、図2中の左側の印刷作業装置20の作動を停止させる。なお、制御装置50は、図2中の左側の扉部12aが開かれている状態が検出されているときであっても、図2中の右側の扉部12aが閉じられている状態が検出されているときには図2中の右側の印刷作業装置20の作動は停止させず、また2つのバイパス搬送路40の作動も停止させない。
各スクリーン印刷機2の制御装置50は、図示しない検知手段によって、実装ライン1の上流側に位置する基板振り分け装置4から基板搬送路21(搬入コンベア21a)に基板PBが投入されたことを検知したら、搬入コンベア21aと位置決めコンベア21bを作動させ、投入された基板PBを搬入コンベア21aによって受け取ってスクリーン印刷機2の内部に搬入し、位置決めコンベア21bに受け渡す。制御装置50は、位置決めコンベア21bにより基板PBを受け取ったら、位置決めコンベア21bをそのまま作動させ、基板PBが作業実行位置に到達したところで位置決めコンベア21bを停止させて、基板PBを作業実行位置に位置決めする(基板位置決め工程)。
制御装置50は、基板PBを作業実行位置に位置決めしたら、基板位置合わせ部31の第2昇降プレート31fを第1昇降プレート31eに対して相対上昇させ、下受けユニット31gの上面を基板PBの下面に下方から当接させて、下受けユニット31gに基板PBを支持させる。下受けユニット31gに基板PBを支持させたら、制御装置50はクランパ31hにより基板PBをクランプしたうえで更に第2昇降プレート31fを上昇させ、下受けユニット31gで基板PBを押し上げる。これにより基板PBは両端をクランパ31hに対して摺動させながら上昇し、位置決めコンベア21bから上方に離間し、かつ基板PBの上面が両クランパ31hの上面と同じ高さになった状態で、基板位置合わせ部31に固定される(基板固定工程)。
制御装置50は、基板PBを基板位置合わせ部31に固定したら、カメラユニット35の移動と第1カメラ35aの撮像動作制御を行って基板PBの基板位置検出マークMの画像データを取得し、基板PBの位置を把握するとともに、カメラユニット35の移動と第2カメラ35bの撮像動作制御を行ってマスクプレート32のマスク位置検出マークの画像データを取得し、マスクプレート32の位置を把握する。
制御装置50は、基板PBの位置とマスクプレート32の位置を把握したら、基板位置合わせ部31による基板PBの水平面内方向の移動動作によって、基板PBをマスクプレート32の直下の所定位置に位置させた後、基板位置合わせ部31による基板PBの垂直方向の移動(第1昇降プレート31eの上昇)動作によって、基板PBの上面をマスクプレート32の下面に下方から接触させる(図6(a)の図中に示す矢印A1)。これによりマスクプレート32が基板PBに対して位置合わせされる(図6(a)。基板位置合わせ工程)。
制御装置50は、マスクプレート32に対する基板PBの位置合わせを行ったら、基板PBに対するスクリーン印刷作業を実行する。これには先ず、シリンジユニット36をマスクプレート32の上方に移動させ、シリンジ36aからマスクプレート32の上面に半田ペーストや導電性ペースト等のペーストPTを供給する(図6(a)。ペースト供給工程)。
制御装置50は、マスクプレート32の上面にペーストPTを供給したら、一方のスキージ33aを下降させてそのスキージ33aの下縁をマスクプレート32の上面に当接させる。そして、スキージユニット33をY軸方向に移動させ、スキージ33aをマスクプ
レート32上で摺動させることによってペーストPTをかき寄せて(図6(b)中に示す矢印A2)、ペーストPTをマスクプレート32のパターン孔内に充填させる(図6(b)。スキージング工程)。
なお、図6(b)は、図中の左側のスキージ33aを矢印A2の方向に移動させることによってペーストPTを矢印A2の方向にかき寄せる様子を示したものである。ペーストPTを矢印A2と反対の方向にかき寄せるときには、図中の右側のスキージ33aをマスクプレート32の上面に当接させて、スキージヘッド33を矢印A2と反対の方向に移動させる。
制御装置50は、マスクプレート32のパターン孔内にペーストPTを充填させたら、第1昇降プレート31eを下降させてマスクプレート32から基板PBを分離させる。これにより、いわゆる版離れが行われ、マスクプレート32のパターン孔内に充填されたペーストPTが基板PB上に印刷(転写)される(版離れ工程)。
制御装置50は、基板PBへのペーストPTの印刷作業が終了したら、クランパ31hを開いて基板PBのクランプを解いた後、第2昇降プレート31fを下降させて基板PBを位置決めコンベア21b上に載置したうえで、基板位置合わせ部31を作動させて、位置決めコンベア21bの搬出コンベア21cに対する位置調整を行う。位置決めコンベア21bの搬出コンベア21cに対する位置調整が終了したら、制御装置50は位置決めコンベア21bと搬出コンベア21cを作動させ、基板PBを位置決めコンベア21bから搬出コンベア21cに載せ換え、更に搬出コンベア21cによって、基板PBをスクリーン印刷機2の下流側に搬出する(基板搬出工程)。
スクリーン印刷機2から搬出された基板PBは、スクリーン印刷機2の下流側に位置する基板振り分け装置4に受け渡される。
各スクリーン印刷機2の制御装置50は、基板PBに対するスクリーン印刷作業を行っている印刷作業装置20があるときには、その情報を信号電送線SC経由でホストコンピュータHCに送信する。このため、ホストコンピュータHCに接続した他の電子部品実装用装置は、これら2台のスクリーン印刷機2のどの印刷作業装置20(本実施の形態ではスクリーン印刷機2が2台であるため、計4つの印刷作業装置20がある)がスクリーン印刷作業を実行中であるかをリアルタイムで認識することができる。
図5において、各スクリーン印刷機2が備える2つのバイパス搬送路40による基板PBの搬送動作の制御は、そのスクリーン印刷機2が備える制御装置50によってなされる。各スクリーン印刷機2の制御装置50は2つのバイパス搬送路40を2つの印刷作業装置20の作動状態とは無関係に作動させることができ、実装ライン1の上流側から投入された基板PBを実装ライン1の下流側に搬送し、印刷作業装置20から搬出された基板PBと同様に、スクリーン印刷機2の下流側に位置する基板振り分け装置4に受け渡すことができる。
また制御装置50は、各バイパス搬送路40を逆方向(実装ライン1の下流側から上流側に向く方向)に進行させることにより、実装ライン1の下流側から投入された基板PBを実装ライン1の上流側に搬送し、スクリーン印刷機2の上流側に位置する基板振り分け装置4に受け渡することもできる。すなわち制御装置50は、スクリーン印刷機2の内部を通って基板PBを実装ライン1の上流側から下流側に搬送させるだけでなく、基板PBを実装ライン1の下流側から上流側に搬送させることにより、スクリーン印刷機2を一旦通過した基板PBを通過前の状態に戻すことができる。
図7及び図8において電子部品実装機3は、基台71及び基台71の上方を覆って設けられたカバー部材72によって囲まれた空間内に2つの基板搬送路73が備えられており、空間内における2つの基板搬送路73の上方領域には2つの装着ヘッド74がXYロボット75によって水平面内方向に移動自在に設けられている。
図7及び図8において、各基板搬送路73は一対のベルトコンベアから成り、基板PBの水平内方向(X軸方向)への搬送と所定位置への位置決めを行う。XYロボット75は、X軸方向と直交する水平面内方向(Y軸方向)に延びて設けられたY軸テーブル75aと、X軸方向に延びてY軸テーブル75a上をY軸方向にスライド自在な2つのX軸テーブル75bと、各X軸テーブル75b上をX軸方向にスライド自在な2つのヘッド支持部75cから成り、2つの装着ヘッド74はこれらヘッド支持部75cに1つずつ取り付けられている。
図8において、各装着ヘッド74には真空圧制御により電子部品Pの真空吸着と離脱が可能な複数の吸着ノズル74aが取り付けられている。図7及び図8において、基台71には複数のパーツフィーダ77が着脱自在に取り付けられており、それぞれ所定の部品供給位置77aに電子部品Pを供給する。
図8において、各電子部品実装機3の基台71内には制御装置80が備えられている。この制御装置80は信号伝送線SCを介してホストコンピュータHCと繋がっている(図1、図8及び図9)。
基板搬送路73による基板PBの搬送及び位置決め動作は、制御装置80が図示しないアクチュエータ等から成る基板搬送路作動機構81(図9)の作動制御を行うことによってなされる。また、XYロボット75による2つの装着ヘッド74の移動動作は、制御装置80が図示しないアクチュエータ等から成るXYロボット作動機構82(図9)の作動制御を行うことによってなされる。
各パーツフィーダ77による電子部品Pの供給動作は、制御装置80が各パーツフィーダ77内に設けられた図示しないパーツフィーダ作動機構83(図9)の作動制御を行うことによってなされる。また、各吸着ノズル74aの装着ヘッド74に対する昇降及び回転動作制御は制御装置80が各装着ヘッド74内に設けられたノズル作動機構84(図9)の作動制御を行うことによってなされ、各吸着ノズル74aによる電子部品Pのパーツフィーダ77からの真空吸着(ピックアップ)動作及び基板PB上での離脱(装着)動作の各制御は、制御装置80が各装着ヘッド74内に設けられた真空吸着機構85の作動制御を行うことによってなされる(図9)。
図7及び図8において、各装着ヘッド74には撮像視野を下方に向けた基板カメラ87が取り付けられており、基台71上の2つの基板搬送路73の両外側位置には撮像視野を上方に向けた部品カメラ88が1つずつ取り付けられている。基板カメラ87は装着ヘッド74とともに水平面内方向に移動し、基板搬送路73によって位置決めされた基板PBの基板位置検出マークM(図7)を上方から撮像する。部品カメラ88は装着ヘッド74がパーツフィーダ77からピックアップした電子部品Pを下方から撮像する。基板カメラ87及び部品カメラ88の撮像動作によって得られた画像データはそれぞれ制御装置80に送信される(図9)。
電子部品実装機3の制御装置80は、実装ライン1の上流側に位置する基板振り分け装置4から基板搬送路73に基板PBが投入されたことを検知したら、その基板搬送路73を作動させて基板PBを所定の作業位置(図7に示す位置)に位置決めするとともに、装着ヘッド74を基板PBの上方に移動させて、基板カメラ87により基板PB上の基板位
置検出マークMを撮像し、基板PBの基準位置からの位置ずれを求める。次いで制御装置80は、装着ヘッド74をパーツフィーダ77の上方に移動させて部品供給位置77aに供給された電子部品Pをピックアップし、そのピックアップした電子部品Pを部品カメラ88の上方を通過させて電子部品Pの撮像を行う。制御装置80はこれにより電子部品Pの部品認識を行うとともに、吸着ノズル74aに対する電子部品Pの位置ずれ(吸着ずれ)を求める。そして制御装置80は、基板PBの位置ずれと電子部品Pの吸着ずれが補正されるように吸着ノズル74aの水平面内方向移動及び回転動作を行いながら電子部品Pを基板PB上で離脱させ、電子部品Pを基板PB上の目標装着位置に装着する部品装着作業(電子部品実装関連の作業)を行う。制御装置80は、装着ヘッド74により基板PB上の目標装着位置の全てに電子部品Pを装着したら、基板搬送路73を作動させてその基板PBを外部(例えば下流側の電子部品実装機3)に搬出する。
図3において、基板振り分け装置4は、スクリーン印刷機2の基台11の幅方向(Y軸方向)に延びた形状の基部91と、基部91上をY軸方向に移動自在に設けられたコンベア装置92から成る。コンベア装置92には一対のベルトコンベア93が備えられている。
図10において、各基板振り分け装置4の基部91内には制御装置94が備えられている。この制御装置94は信号伝送線SCを介してホストコンピュータHCと繋がっている(図1、図10及び図11)。
基部91に対するコンベア装置92のY軸方向への移動動作は、制御装置94が図示しないアクチュエータ等から成るコンベア装置移動機構95(図11)の作動制御を行うことによってなされる。また、ベルトコンベア93による基板PBの搬送動作は、制御装置94が図示しないアクチュエータ等から成るベルトコンベア作動機構96(図11)の作動制御を行うことによってなされる。
各基板振り分け装置4の制御装置94は、基部91上でコンベア装置92をY軸方向に移動させ、ベルトコンベア93を作動させることによって、上流側のスクリーン印刷機2が備える基板搬送路21又はバイパス搬送路40から基板PBを受け取り、その受け取った基板PBを下流側のスクリーン印刷機2又は電子部品実装機3に受け渡す。或いは、スクリーン印刷機2のバイパス搬送路40から受け取った基板PBを再びそのスクリーン印刷機2のバイパス搬送路40に逆方向に投入する。また或いは、スクリーン印刷機2のバイパス搬送路40が逆方向に搬送した基板PBを受け取り、その基板PBをそのスクリーン印刷機2(すなわち基板PBを逆方向に搬送したスクリーン印刷機2)の印刷作業装置20の基板搬送路21に受け渡す。
次に、本実施の形態における実装ライン1における基板の流れについて説明する。ここでは2台のスクリーン印刷機2のうち、実装ライン1の上流側に位置するスクリーン印刷機2を上流側印刷機と称し(符号を2aとする。図1、図12及び図13参照)、下流側に位置するスクリーン印刷機2を下流側印刷機と称する(符号を2bとする。図1、図12及び図13参照)。また、3台の基板振り分け装置4のうち、上流側印刷機2aよりも実装ライン1の上流側に位置する基板振り分け装置4を上流側振り分け装置と称し(符号を4aとする。図1、図12及び図13参照)、上流側印刷機2aと下流側印刷機2bの間に設置された基板振り分け装置4を中間振り分け装置と称し(符号を4bとする。図1、図12及び図13参照)、下流側印刷機2bと電子部品実装機3の間に位置する基板振り分け装置4を下流側振り分け装置と称する(符号を4cとする。図1参照)。
上流側振り分け装置4aの制御装置94は、図示しない検知手段によって、オペレータ或いは図示しない基板投入装置によってコンベア装置92のベルトコンベア93に基板P
Bが投入されたことを検知したら、ホストコンピュータHCを介して、上流側印刷機2aが備える2つの印刷作業装置20のスクリーン印刷作業の実行状態を調べる。そして、現在スクリーン印刷作業を行っていない印刷作業装置20があった場合にはコンベア装置92を作動させ、上流側印刷機2aのスクリーン印刷作業を行っていない印刷作業装置20の基板搬送路21に基板PBを投入する。一方、上流側印刷機2aが備える2つの印刷作業装置20の双方ともスクリーン印刷作業の実行中であった場合には、上流側印刷機2aが備える2つのバイパス搬送路40の一方に基板PBを投入する(図12(a))。
上流側印刷機2aの制御装置50は、上流側振り分け装置4aから投入される基板PBを印刷作業装置20の基板搬送路21によって受け取った場合には、その印刷作業装置20により基板PBに対するスクリーン印刷作業を実行した後、基板搬送路21から下流側の中間振り分け装置4bに受け渡す。一方、上流側印刷機2aの制御装置50は、上流側振り分け装置4aから投入される基板PBをバイパス搬送路40によって受け取った場合には、その受け取った基板PBをそのまま下流側に搬送して中間振り分け装置4bに受け渡す。
中間振り分け装置4bの制御装置94は、上流側印刷機2aの印刷作業装置20の基板搬送路21又はバイパス搬送路40から基板PBが排出されることを、ホストコンピュータHCを介して検知したら、その中間振り分け装置4bが備えるコンベア装置92を作動させて、上流側印刷機2aから排出される基板PBを受け取る(図12(b))。そして、上流側印刷機2aの印刷作業装置20を通過してきた基板(すなわちスクリーン印刷が既に施されている基板PB)についてはこれを下流側印刷機2bのバイパス搬送路40に投入し、上流側印刷機2aのバイパス搬送路40を通過してきた基板PB(すなわちスクリーン印刷がまだ施されていない基板PB)についてはこれを下流側印刷機2bが備える2つの印刷作業装置20のうち、現在スクリーン印刷作業を行っていない印刷作業装置20の基板搬送路21に投入する(図12(c))。
ここで、中間振り分け装置4bの制御装置94は、上流側印刷機2aから排出される基板PBを受け取ったとき(図12(b))、下流側印刷機2bが備える2つの印刷作業装置20の双方がスクリーン印刷作業の実行中であった場合には、上流側印刷機2aが備える2つのバイパス搬送路40の一方に基板PBを逆方向に再投入する(図13(a))。図13(a)では、基板PBを搬送してきたバイパス搬送路40とは異なるバイパス搬送路40に基板PBを再投入しているが、基板PBを搬送してきたバイパス搬送路40に基板PBを再投入するようにしてもよい。
中間振り分け装置4bからバイパス搬送路40に、基板PBを逆方向に再投入されたことを検知した上流側印刷機2aの制御装置50は、基板PBが再投入されたバイパス搬送路40を作動させて基板PBを逆方向に搬送させる。上流側印刷機2aのバイパス搬送路40が基板PBを逆方向に搬送している情報はホストコンピュータHCを介して上流側振り分け装置4aに伝送され、この情報を受けた上流側振り分け装置4aの制御装置94は、上流側印刷機2aのバイパス搬送路40から逆方向に排出される基板PBを受け取って(図13(b)、上流側印刷機2aが備える2つの印刷作業装置20のうち、スクリーン印刷作業を行っていない印刷作業装置20の基板搬送路21に基板PBを投入する(図13(c))。そして、このようにして上流側振り分け装置4aから基板PBを受け取った上流側印刷機2aの制御装置50は、基板PBを受け取った印刷作業装置20によって基板PBに対するスクリーン印刷作業を実行した後、その基板PBを基板搬送路21から下流側の中間振り分け装置4bに受け渡す。
下流側印刷機2bの制御装置50は、中間振り分け装置4bから投入される基板PBを印刷作業装置20の基板搬送路21によって受け取った場合には、その印刷作業装置20
により基板PBに対するスクリーン印刷作業を実行した後、基板搬送路21から下流側の下流側振り分け装置4cに受け渡す。一方、下流側印刷機2bの制御装置50は、中間振り分け装置4bから投入される基板PBをバイパス搬送路40によって受け取った場合には、その受け取った基板PBをそのまま下流側に搬送し、下流側振り分け装置4cに受け渡す。
下流側振り分け装置4cの制御装置94は、下流側印刷機2bの印刷作業装置20の基板搬送路21又はバイパス搬送路40から基板PBが排出されることを、ホストコンピュータHCを介して検知したら、その下流側振り分け装置4cが備えるコンベア装置92を作動させて、下流側印刷機2bから排出される基板PBを受け取る。そして、その受け取った基板PBを電子部品実装機3が備える2つの基板搬送路73の一方に投入する。下流側振り分け装置4cから基板PBを受け取った基板PB(いずれもスクリーン印刷が施された基板PBとなっている)に対し、部品装着作業を実行する。
各スクリーン印刷機2の制御装置50は、そのスクリーン印刷機2に備えられた複数の印刷作業装置20それぞれによるスクリーン印刷作業及びバイパス搬送路40による基板PBの搬送を同時並行的に実行するが(実装工程)、このようなスクリーン印刷作業の実行中に、オペレータが、印刷作業装置20のメンテナンス作業等を行う必要を感じた場合には、オペレータは、その作業対象とする印刷作業装置20にアクセスするため、作業対象とする印刷作業装置20に最も近い位置にある扉部12aを開くことになる。ここで、制御装置50は、複数の扉部12aのいずれかが開かれたことが扉部開閉検出センサ60によって検出されたときには、開かれたことが検出された扉部12aからアクセス可能な印刷作業装置20(開かれたことが検出された扉部12aに繋がる作業装置収容空間SP1内の印刷作業装置20)の作動を停止させ、他の印刷作業装置20によるスクリーン印刷作業及びバイパス搬送路40による基板PBの搬送を継続して行う(一部停止工程)。
このため、開けられた扉部12aからアクセスできる作業装置20の作動は停止されることになり、オペレータは安心して作業を行うことができる。一方、他の作業装置20によるスクリーン印刷作業及びバイパス搬送路40による基板PBの搬送は停止されないので、複数の扉部12aの一つが開かれたためにスクリーン印刷機2全体の作動が停止してしまうようなことはない。
以上説明したように、本実施の形態における実装ライン1は、実装ライン1を構成する複数台の電子部品実装用装置(スクリーン印刷機2及び電子部品実装機3)の少なくとも一つ(スクリーン印刷機2)が、基台11と、基台11の上方を覆って設けられたカバー部材12と、基台11とカバー部材12によって形成される空間を仕切って互いに独立した複数の収容空間SP(ここでは2つの作業装置収容空間SP1及び1つのバイパス搬送路収容空間SP2)を形成する仕切り部材13と、複数の収容空間SP(ここでは2つの作業装置収容空間SP1)に個別に収容され、実装ライン1の一方(上記例では上流)側から投入された基板PBに対するスクリーン印刷作業(電子部品実装関連の作業)を行ってその基板PBを他方(上記例では下流)側に排出する複数の印刷作業装置20(作業装置)と、収容空間(ここでは1つのバイパス搬送路収容空間SP2)に収容され、実装ライン1の一方側から投入された基板PBを他方側に搬送する(上記例では実装ライン1の上流側から投入された基板PBを下流側に搬送し下流側から投入された基板PBを上流側に搬送する)バイパス搬送路40と、カバー部材12に設けられ、各印刷作業装置20に個別にアクセス可能な複数の扉部12aと、各扉部12aが開かれているか否かの検出を行う扉部開閉検出センサ60(扉部開閉検出手段)と、扉部開閉検出センサ60により複数の扉部12aのいずれかが開かれたことが検出された場合に、その開かれたことが検出された扉部12aからアクセス可能な印刷作業装置20の作動を停止させる作業装置停止手段としての制御装置50を備えたものとなっている。
また、本実施の形態における実装ライン1による作業方法は、実装ライン1を構成する複数台の電子部品実装用装置(スクリーン印刷機2及び電子部品実装機3)の少なくとも一つ(スクリーン印刷機2)が、実装ライン1の一方(上記例では上流)側から投入された基板PBに対するスクリーン印刷作業を行ってその基板PBを他方(上記例では下流)側に排出する複数の印刷作業装置20及び実装ライン1の一方側から投入された基板PBを他方側に搬送する(上記例では実装ライン1の上流側から投入された基板PBを下流側に搬送し下流側から投入された基板PBを上流側に搬送する)バイパス搬送路40を備えた実装ライン1の作業方法であり、複数の印刷作業装置20それぞれによるスクリーン印刷作業及びバイパス搬送路40による基板PBの搬送を同時並行的に実行する工程(実装工程)と、複数の印刷作業装置20の一つの作動を停止させた場合に、他の印刷作業装置20によるスクリーン印刷作業及びバイパス搬送路40による基板PBの搬送を継続して行う工程(一部停止工程)を含むものとなっている。
このように、本実施の形態における実装ライン1及び実装ラインによる作業方法では、複数の印刷作業装置20及びバイパス搬送路40はそれぞれ互いに独立した収容空間SP(作業装置収容空間SP1又はバイパス搬送路収容空間SP2)に収容されており、カバー部材12に設けられた複数の扉部12aの一つを開いてそこから作業対象の印刷作業装置20にアクセスしているオペレータは、他の印刷作業装置20及びバイパス搬送路40にはアクセスすることができず、オペレータの安全性の確保のためには、開かれている扉部12aからアクセス可能な一つの印刷作業装置20の作動を停止させるだけで十分であり、他の印刷作業装置20及びバイパス搬送路40については作動を継続させることができるので、オペレータの安全性を確保しつつ、基板PBの生産効率の低下を防止することができる。
なお、扉部12aを開けたときに、その開けた扉部12aからアクセス可能な印刷作業装置20だけでなく、扉部12aからアクセスできない印刷作業装置20の稼動状態もオペレータが視認確認することができるようにするため、仕切り部材13の全体或いはその一部を透明の材料にすることが好ましい。
これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態では、電子部品実装用装置の例としてスクリーン印刷機2を示したが、電子部品実装用装置は電子部品実装関連の作業を行うものであればよく、スクリーン印刷機2に限られず、電子部品実装機や、基板PBの外観検査を行う検査機等であってもよい。また、上述の実施の形態では、基板PBに対するスクリーン印刷作業を行う印刷作業装置20は2つであるとしていたが、印刷作業装置20は複数であればよく、3つ以上であってもよい。また、上述の実施の形態では、仕切り部材13が形成する作業装置収容空間SP1は2つであったが、これは基台11上の印刷作業装置20の数が2つであったからであり、基台上11の印刷作業装置20の数が3つ以上であるときには、これに合わせて作業装置収容空間SP1の数も3つ以上とする必要がある。
オペレータの安全性を確保しつつ、基板の生産効率の低下を防止することができる電子部品実装ライン及び電子部品実装ラインによる作業方法を提供する。
本発明の一実施の形態における電子部品実装ラインの概略構成図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の一部断面正面図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機及び基板振り分け装置の一部断面平面図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機を構成する印刷作業装置の正面図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の制御系統を示すブロック図 (a)(b)本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機を構成する印刷作業装置の動作説明図 本発明の一実施の形態における電子部品実装機の平面図 本発明の一実施の形態における電子部品実装機の一部断面正面図 本発明の一実施の形態における電子部品実装機の制御系統を示すブロック図 本発明の一実施の形態における基板振り分け装置の側面図 本発明の一実施の形態における基板振り分け装置の制御系統を示すブロック図 (a)(b)(c)本発明の一実施の形態における電子部品実装ラインの基板の流れの例を示す図 (a)(b)(c)本発明の一実施の形態における電子部品実装ラインの基板の流れの例を示す図
符号の説明
1 電子部品実装ライン
2 スクリーン印刷機(電子部品実装用装置)
3 電子部品実装機(電子部品実装用装置)
11 基台
12 カバー部材
12a 扉部
13 仕切り部材
20 印刷作業装置(作業装置)
40 バイパス搬送路
50 制御装置(作業装置停止手段)
60 扉部開閉検出センサ(扉部開閉検出手段)
SP1 作業装置収容空間(収容空間)
SP2 バイパス搬送路収容空間(収容空間)
PB 基板

Claims (2)

  1. 電子部品実装ラインを構成する複数台の電子部品実装用装置の少なくとも一つが、
    基台と、
    基台の上方を覆って設けられたカバー部材と、
    基台とカバー部材によって形成される空間を仕切って互いにアクセスできない独立した複数の収容空間を形成する仕切り部材と、
    複数の収容空間に個別に収容され、電子部品実装ラインの一方側から投入された基板に対する電子部品実装関連の作業を行ってその基板を他方側に排出する複数の作業装置と、
    カバー部材に設けられ、各作業装置に個別にアクセス可能な複数の扉部と、
    各扉部が開かれているか否かの検出を行う扉部開閉検出手段と、
    扉部開閉検出手段により複数の扉部のいずれかが開かれたことが検出されたことのみをもって、その開かれたことが検出された扉部からアクセス可能な作業装置の作動を停止させるとともに他の作業装置については作動を継続させる制御装置と、
    を備えたことを特徴とする電子部品実装ライン。
  2. 電子部品実装ラインを構成する複数台の電子部品実装用装置の少なくとも一つが、基台と、基台の上方を覆って設けられたカバー部材と、基台とカバー部材によって形成される空間を仕切って互いにアクセスできない独立した複数の収容空間を形成する仕切り部材と、複数の収容空間に個別に収容され、電子部品実装ラインの一方側から投入された基板に対する電子部品実装関連の作業を行ってその基板を他方側に排出する複数の作業装置を備えた電子部品実装ラインの作業方法であって、
    複数の作業装置それぞれによる電子部品実装関連の作業を同時並行に実行する工程と、
    複数の作業装置の一つの作動を停止させた場合に、他の作業装置による電子部品実装関連の作業を継続して行う工程と、
    を含むことを特徴とする電子部品実装ラインによる作業方法。
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