JP6250904B2 - 組立機、および保持部材 - Google Patents
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Description
請求項3に係る組立機は、供給位置に供給された部品を取得して保持する保持部材と、前記保持部材に保持された前記部品を位置決めされた被組立体における組立位置まで移載可能に前記保持部材を支持する移載装置と、前記保持部材の昇降および前記移載装置の移動を制御する制御装置と、を備える組立機であって、前記組立機は、前記制御装置の制御により前記被組立体である回路基板を所定位置に位置決めするとともに、位置決めされた前記回路基板に前記保持部材が保持する前記部品を実装する部品実装機であり、前記保持部材は、前記部品を把持することにより前記部品を保持するチャック装置を構成する把持爪であり、前記部品と接触して前記部品を把持する先端部に印加電圧に応じて粘着力を変動可能なERゲルが配置され、前記制御装置は、前記把持爪の把持動作および前記ERゲルへの印加電圧を制御して、把持動作による把持力および前記ERゲルに発生する粘着力に応じた保持力により前記把持爪に前記部品を保持させる。
請求項7に係る保持部材は、供給位置で取得した部品を組立位置に移載して当該部品を所定位置に位置決めされた回路基板に実装する部品実装機に用いられ、前記供給位置に供給された前記部品を取得して保持する保持部材であって、前記保持部材は、前記部品を把持することにより前記部品を保持するチャック装置を構成する把持爪であり、前記部品と接触して前記部品を把持する先端部に印加電圧に応じて粘着力を変動可能なERゲルが配置され、把持動作による把持力および前記ERゲルに発生する粘着力に応じた保持力により前記部品を保持する。
(部品実装機の全体構成)
部品実装機1の全体構成について、図1,2を参照して説明する。部品実装機1は、基板搬送装置10と、部品供給装置20と、部品移載装置30と、部品カメラ50と、基板カメラ60と、制御装置70とを備えて構成される。各装置10,20,30および各カメラ50,60は、部品実装機1の基台2に設けられ、制御装置70により制御される。また、図1に示すように、部品実装機1の水平幅方向(図1の左上から右下に向かう方向)をX軸方向、部品実装機1の水平長手方向(図1の右上から左下に向かう方向)をY軸方向、鉛直高さ方向(図1の上下方向)をZ軸方向とする。
吸着ノズル42の詳細構成について、図3および図4を参照して説明する。吸着ノズル42は、部品供給装置20により部品供給位置Psに供給された電子部品を取得して保持する保持部材である。吸着ノズル42は、全体形状としては軸状に形成され、図3に示すように、中心部に軸方向に延びる空気導管42aが形成されている。空気導管42aは、例えば部品装着ヘッド40の吸着機構を構成するポンプに連結され、負圧を供給される。これにより、吸着ノズル42は、その先端部において電子部品を吸着可能に構成されている。
基板搬送装置10の搬送機構11の詳細構成について、図4および図5を参照して説明する。搬送機構11は、基枠12の上部にY軸方向に対向して配置された一対のフレーム13を有する。一対のフレーム13の上端部には、X軸方向に延びるガイドレール14およびコンベアベルト15がそれぞれ設置されている。ガイドレール14は、回路基板BのX軸方向の移動を案内するガイド部14aと、回路基板Bの上面と接触可能となるようにY軸方向に水平に突出したクランプ部14bとを有する。コンベアベルト15は、プーリに懸架された無端ベルトであって、図示しない駆動装置により循環可能に構成されている。
上述した部品実装機1によると、保持部材である吸着ノズル42がERゲルを用いられた粘着シート42bを有し、吸着ノズル42が電子部品を保持する際に、ERゲルへの印加電圧が制御される構成とした。これにより、吸着ノズル42は、供給される負圧による吸着力に加えて、ERゲルへの印加電圧に応じて発生する粘着力の分だけ保持力を向上できる。よって、保持対象の電子部品が微細であっても、電子部品を確実に保持することが可能となる。従って、本構成は、電子部品の移載を高速化する構成にも適応できる。結果として、製品の小型化に対応し、またサイクルタイムを短縮することができる。
本実施形態において、保持部材である吸着ノズル42は、空気導管42aが形成され、供給される負圧による吸着力と、粘着シート42bによる粘着力とを合わせた保持力をもって電子部品を保持する構成とした。これに対して、保持部材は、空気導管42aを有さず、ERゲルにより形成された粘着シート42bによる粘着力のみを保持力として電子部品を保持してもよい。
第二実施形態の部品実装機について、図6を参照して説明する。第二実施形態の構成は、主として、第一実施形態では保持部材を吸着ノズル42としていたのに対して、保持部材をチャック装置の保持爪としている点が相違する。その他の共通する構成については、第一実施形態と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。以下、相違点のみについて説明する。なお、第二実施形態のチャック装置140は、第一実施形態の部品装着ヘッド40と同様に部品移載装置を構成し、当該部品移載装置の動作によって各軸方向へと移動可能に構成されている。
チャック装置140の詳細構成について図6を参照して説明する。チャック装置140は、電子部品を把持することにより電子部品を保持する装置である。本実施形態において、チャック装置140は、図6に示すように、チャック本体部141に対向する一対の把持爪142が配置されている。チャック本体部141は、一対の把持爪142を径方向に同期して移動させる駆動装置を有する。一対の把持爪142は、この駆動装置に着脱可能に固定される。チャック装置140は、制御装置による制御信号に基づいて駆動装置を動作させ、一対の把持爪142を所定の間隔にして対象物とする電子部品を把持する。
上述したチャック装置140を備える部品実装機によると、第一実施形態と同様の効果を奏する。また、本実施形態において、保持部材は、電子部品を把持することにより電子部品を保持するチャック装置140を構成する把持爪142であるものとした。これにより、チャック装置140は、一対の把持爪142による把持力に加えて、粘着シート142a,142bのERゲルの粘着力をもって電子部品を保持することができる。
部品実装機は、部品カメラの撮像による画像データに基づいて電子部品の保持状態を認識し、この保持状態に応じて吸着ノズルの位置および角度を補正することで、実装制御の精度向上を図っている。このような実装制御に対しては、実際に装着された電子部品の位置および角度が適正に補正されたか否かを検査する必要がある。つまり、部品実装機は、吸着ノズルに保持された電子部品を装着位置に移載する実装制御の精度検査を実行され、制御装置により算出された補正量を校正される。
検査治具280の詳細構成について、図7を参照して説明する。検査治具280は、保持部材である吸着ノズル42に保持された電子部品を組立位置(装着位置)に移載する組立制御(実装制御)の精度検査に用いられる。検査治具280は、この精度検査において被組立体である回路基板Bに換えて、電子部品または検査用の疑似部品を載置される。より詳細には、検査治具280は、回路基板Bと同じ外形状に形成され、図7に示すように、2つの基板マーク281と、多数の基準マーク282と、互いに平行に配置された複数の粘着シート283とを有する。
上述した部品実装機および検査治具280によると、検査治具280は、電子部品(または疑似部品)などの対象物を保持する際に、電圧を印加された粘着シート283が電子部品と接触することにより、印加電圧に応じた粘着力によって載置された電子部品を保持できる。よって、対象電の子部品が微細であっても確実に電子部品を保持することができる。
第一〜第三実施形態では、組立機が部品実装機1を構成する場合を例示して説明した。その他に、供給位置で取得した部品を組立位置まで移載して、当該部品を被組立体に組み付ける組立機であれば、計測した部品の立体形状に基づいて組立制御を行うことが可能である。よって、組立機は、例えば、パワーモジュールなどを組み立てる製造設備を構成するものとしてもよい。このような構成においても、本実施形態と同様の効果を得られる。
10:基板搬送装置
11:搬送機構、 12:基枠、 13:フレーム
14:ガイドレール
14a:ガイド部、 14b:クランプ部
15:コンベアベルト、 16:リフト部材、 16a:粘着シート
20:部品供給装置
30:部品移載装置(移載装置)
40:部品装着ヘッド
41:ノズルホルダ、 42:吸着ノズル(保持部材)
42a:空気導管、 42b:粘着シート
42b1:基板、 42b2:電極、 42b3:ERゲル
43:フレーム、 44:R軸モータ、 45:Z軸モータ
140:チャック装置
141:チャック本体部、 142:把持爪(保持部材)
142a,142b:粘着シート
50:部品カメラ、 60:基板カメラ
70:制御装置
71:実装制御部、 72:搬送制御部、 73:画像処理部
74:記憶部、 75:入出力インターフェース
76:モータ制御回路、 77:撮像制御回路
280:検査治具
281:基板マーク、 282:基準マーク
283:粘着シート、 283a:ERゲル
B:回路基板
Ps:部品供給位置(供給位置)
Claims (7)
- 供給位置に供給された部品を取得して保持する保持部材と、
前記保持部材に保持された前記部品を位置決めされた被組立体における組立位置まで移載可能に前記保持部材を支持する移載装置と、
前記保持部材の昇降および前記移載装置の移動を制御する制御装置と、
を備える組立機であって、
前記組立機は、前記制御装置の制御により前記被組立体である回路基板を所定位置に位置決めするとともに、位置決めされた前記回路基板に前記保持部材が保持する前記部品を実装する部品実装機であり、
前記保持部材は、供給される負圧により前記部品を吸着して前記部品を保持する吸着ノズルであり、前記部品と接触して前記部品を吸着する先端部に印加電圧に応じて粘着力を変動可能なERゲルが配置され、
前記制御装置は、前記吸着ノズルへの負圧の供給および前記ERゲルへの印加電圧を制御して、負圧による吸着力および前記ERゲルに発生する粘着力に応じた保持力により前記吸着ノズルに前記部品を保持させる組立機。 - 前記制御装置は、前記吸着ノズルに供給される負圧により前記部品との間で発生する吸着力に基づいて前記ERゲルへの印加電圧を制御することにより、前記吸着ノズルに一定の保持力により前記部品を保持させる、請求項1の組立機。
- 供給位置に供給された部品を取得して保持する保持部材と、
前記保持部材に保持された前記部品を位置決めされた被組立体における組立位置まで移載可能に前記保持部材を支持する移載装置と、
前記保持部材の昇降および前記移載装置の移動を制御する制御装置と、
を備える組立機であって、
前記組立機は、前記制御装置の制御により前記被組立体である回路基板を所定位置に位置決めするとともに、位置決めされた前記回路基板に前記保持部材が保持する前記部品を実装する部品実装機であり、
前記保持部材は、前記部品を把持することにより前記部品を保持するチャック装置を構成する把持爪であり、前記部品と接触して前記部品を把持する先端部に印加電圧に応じて粘着力を変動可能なERゲルが配置され、
前記制御装置は、前記把持爪の把持動作および前記ERゲルへの印加電圧を制御して、把持動作による把持力および前記ERゲルに発生する粘着力に応じた保持力により前記把持爪に前記部品を保持させる組立機。 - 前記制御装置は、前記部品の重量、前記部品と前記ERゲルの接触面積、前記移載装置の移動に伴い前記部品に加えられる加速度のうち少なくとも一つに基づいて前記ERゲルへの印加電圧を設定する、請求項1〜3の何れか一項の組立機。
- 前記組立機は、前記保持部材に保持された前記部品を前記組立位置に移載する組立制御の精度検査に用いられる検査治具をさらに備え、
前記検査治具は、前記精度検査において前記被組立体に換えて前記部品または検査用の疑似部品が載置される前記組立位置に、印加電圧に応じて粘着力を変動可能なERゲルにより形成された粘着シートを有する、請求項1〜4の何れか一項の組立機。 - 供給位置で取得した部品を組立位置に移載して当該部品を所定位置に位置決めされた回路基板に実装する部品実装機に用いられ、前記供給位置に供給された前記部品を取得して保持する保持部材であって、
前記保持部材は、供給される負圧により前記部品を吸着して前記部品を保持する吸着ノズルであり、前記部品と接触して前記部品を吸着する先端部に印加電圧に応じて粘着力を変動可能なERゲルが配置され、負圧による吸着力および前記ERゲルに発生する粘着力に応じた保持力により前記部品を保持する保持部材。 - 供給位置で取得した部品を組立位置に移載して当該部品を所定位置に位置決めされた回路基板に実装する部品実装機に用いられ、前記供給位置に供給された前記部品を取得して保持する保持部材であって、
前記保持部材は、前記部品を把持することにより前記部品を保持するチャック装置を構成する把持爪であり、前記部品と接触して前記部品を把持する先端部に印加電圧に応じて粘着力を変動可能なERゲルが配置され、把持動作による把持力および前記ERゲルに発生する粘着力に応じた保持力により前記部品を保持する保持部材。
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