JP6263413B2 - Electronic component mounting device - Google Patents
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Description
本発明は、装着ヘッドに設けられた複数の吸着ノズルにより部品を基板上に装着する部品装着装置に関する。 The present invention relates to a component mounting apparatus for mounting a component on a substrate by a plurality of suction nozzles provided in the mounting head.
部品供給部と基板の間を往復移動して部品供給部から電子部品を複数個1つの装着ヘッドの複数の吸着ノズルで吸着して基板上に装着する部品装着装置は、例えば特許文献1などに開示されている。この場合、装着ヘッドの1回の移動で多くの電子部品を吸着して搬送して基板に装着することで生産性を上げるようにしている。
A component mounting apparatus that reciprocates between a component supply unit and a substrate and sucks electronic components from the component supply unit with a plurality of suction nozzles of a single mounting head and mounts them on the substrate is disclosed in, for example,
しかし、吸着保持する電子部品のサイズが大きくなると装着ヘッドに複数設けられた吸着ノズルに吸着された隣り合う電子部品同士が接触・干渉してしまい装着ヘッドのすべての吸着ノズルで電子部品を保持することができず、1回の装着ヘッドが搬送できる電子部品の数が減り生産性が落ちるという問題が考えられる。この場合、より大きな装着ヘッドで吸着ノズルの間隔が大きなものに交換することも考えられるが、装着ヘッドの交換及び種々のデータの教示等の段取替えに時間がかかってしまうという虞がある。また装着ヘッドの数が増えコストが増大してしまう虞もある。 However, if the size of the electronic component to be sucked and held increases, adjacent electronic components sucked by a plurality of suction nozzles provided on the mounting head come into contact with each other and interfere with each other, and the electronic components are held by all the suction nozzles of the mounting head. However, there is a problem that the number of electronic components that can be transported by one mounting head is reduced and productivity is lowered. In this case, it may be possible to replace the suction nozzle with a larger mounting head with a larger interval between the suction nozzles, but there is a risk that it takes time to replace the mounting head and to change the teaching of various data. In addition, the number of mounting heads may increase and the cost may increase.
そこで、本発明は装着ヘッドが保持する部品のサイズが大きくなっても装着ヘッドを交換することなく吸着ノズルが吸着する部品の数の減少を抑えることを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to suppress a decrease in the number of components that the suction nozzle sucks without replacing the mounting head even when the size of the component held by the mounting head increases.
本発明に係る部品装着装置は、装着ヘッドに設けられた複数の吸着ノズルで部品を保持して基板上に装着する部品装着装置において、前記装着ヘッドのノズル取付部に前記吸着ノズルの連結部が取り付けられることにより、吸着ノズル側の真空通路と装着ヘッド側の内部通路とを連結して吸着ノズルが装着ヘッドに取り付けられるものであり、電子部品を吸引するため吸着ノズルの下面にて真空通路が開口する吸引孔を、前記吸着ノズル側の真空通路が前記装着ヘッド側の内部通路と連結する位置より水平方向に離れた位置に設け、前記装着ヘッドには、鉛直軸周りに回転可能であり、その回転中心を中心とした同心円上に並ぶ前記装着ヘッド側の内部通路の開口を有する回転体が備えられ、前記装着ヘッドに取り付けられた隣り合う吸着ノズルの前記吸引孔が、当該吸引孔に各々吸着された電子部品同士が干渉しないように、夫々の前記吸着ノズルが連結される隣り合う内部通路の開口位置の間隔より離れるような前記吸着ノズルの回転位置にて、前記吸着ノズルを前記回転体に取り付けたことを特徴とする。 The component mounting apparatus according to the present invention is a component mounting apparatus for mounting a component on a substrate by holding the component with a plurality of suction nozzles provided in the mounting head, wherein the connection portion of the suction nozzle is connected to the nozzle mounting portion of the mounting head. by attached, it connects the internal passageway of the mounting head side and vacuum passages of the suction nozzle side are those suction nozzle is attached to the mounting head, vacuum passages at the lower surface of the suction nozzle for sucking an electronic component the opening to the suction hole, provided at a position where the vacuum passages of the suction nozzle side is spaced horizontally from the position for connecting the internal passage of the mounting head side, the mounting head is rotatable about a vertical axis, rotating body is provided with an opening of the mounting head side of the internal passage arranged on a concentric circle around the center of rotation, the suction Roh adjacent attached to the mounting head The suction holes of Le is, as the electronic components to each other which are respectively adsorbed to the suction hole does not interfere, each said of said suction nozzle as separated from the spacing of the opening position of the internal passage adjacent the suction nozzle is connected The suction nozzle is attached to the rotating body at a rotational position.
上記の部品装着装置において、前記内部通路の開口は同心円上で等間隔に設けられ、前記吸着ノズルの吸引孔は前記回転体の回転中心から同心円より離れた位置に位置することが望ましい。 In the above component mounting apparatus, the opening of the internal passage provided at equal intervals on a concentric circle, the suction hole of the suction nozzle is preferably located at a position apart from the concentric from the rotation center of the rotating body.
本発明は装着ヘッドが保持する部品のサイズが大きくなっても装着ヘッドを交換することなく吸着ノズルが吸着する部品の数の減少を抑えることができる。 The present invention can suppress a decrease in the number of components sucked by the suction nozzle without replacing the mounting head even when the size of the component held by the mounting head is increased.
以下図1に基づいて、基板としてのプリント基板P上に電子部品C(図4参照)を装着する電子部品装着装置1について、本発明の実施の形態を説明する。この電子部品装着装置1には、各プリント基板Pの搬送を行なう搬送装置2と、装置本体の手前側と奥側に配設され電子部品Cを供給する部品供給装置3A、3Bと、駆動源により一方向に移動可能(Y方向に往復移動可能)な一対のビーム4A、4Bと、前記各ビーム4A、4Bに沿った方向に各駆動源により別個に移動可能な装着ヘッド6とが設けられている。この装着ヘッド6については、図2等に基づいて後述する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1 for an electronic
搬送装置2は供給コンベア2Aと、プリント基板Pを位置決め固定する位置決め部2Bと、排出コンベア2Cとを備えている。そして、供給コンベア2Aは上流より受けた各プリント基板Pを位置決め部2Bに搬送し、この各位置決め部2Bで位置決め装置により位置決めされた各基板P上に電子部品Cが装着された後、排出コンベア2Cに搬送され、その後下流側装置に搬送される構成である。
The
そして、部品供給装置3A、3Bは搬送装置2の奥側位置と手前側位置に配設され、取付台であるカート台7A、7Bのフィーダベース上に部品供給ユニット8を多数並設したものである。各カート台7A、7Bは部品供給ユニット8の部品供給側の先端部がプリント基板Pの搬送路に臨むように前記装置本体に連結具を介して着脱可能に配設され、各カート台7A、7Bが正規に装置本体に取り付けられるとカート台7A、7Bに搭載された部品供給ユニット8に電源が供給され、また連結具を解除して把手を引くと下面に設けられたキャスタにより移動できる構成である。
The
そして、X方向に長い前後一対のビーム4A、4Bは、各リニアモータから構成されるY方向移動駆動源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。Y方向移動駆動源は、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、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9Aとから構成される。
The pair of front and
また、ビーム4A、4Bにはその長手方向(X方向)にリニアモータから構成されるX方向移動駆動源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、X方向移動駆動源は各ビーム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装着ヘッド6に設けられた可動子6Cとから構成される。
The
従って、各装着ヘッド6は向き合うように各ビーム4A、4Bの内側に設けられ、奥側の装着ヘッド6は対応する奥側の部品供給装置3Aの部品供給ユニット8から電子部品Cの取出し作業を行い、搬送装置2上のプリント基板Pに装着することができ、手前側の装着ヘッド6は対応する手前側の部品供給装置3Bから電子部品Cを取り出して前記プリント基板Pに装着することができる。
Accordingly, the
そして、各装着ヘッド6は円柱状を呈して平面視円形状の回転体6Bが設けられ、前記ビーム4A、4Bに移動可能に取り付けられる。そして、回転体6Bの周縁部の下部には、部品保持具としての吸着ノズル5(図2及び図6参照)が同心円上に所定間隔を存して複数本配設されている。この吸着ノズル5は上下軸駆動源により上下動可能であり、図示しないθ軸駆動源により回転体6Bが回転することにより吸着保持する電子部品Cを回転させることが可能であり、前記部品供給ユニット8から電子部品Cを取出して、プリント基板P上に取出した電子部品Cを装着する。
Each
ここで、部品供給ユニット8は、カート台7A、7Bに回転自在に載置した供給リールに巻回した状態で順次繰り出される収納テープに所定間隔で開設した送り孔にその歯が嵌合した送りスプロケットを所定角度回転させて収納テープを電子部品Cの部品吸着取出位置まで送りモータにより間欠送りするテープ送り機構と、剥離モータの駆動により吸着取出位置の手前でキャリアテープからカバーテープを引き剥がすためのカバーテープ剥離機構とを備え、カバーテープ剥離機構によりカバーテープを剥離してキャリアテープの収納部に装填された電子部品Cを順次部品吸着取出位置へ供給する。
Here, the
また、各部品認識カメラ10は、各装着ヘッド6に設けられた各吸着ノズル5に吸着保持された電子部品Cをプリント基板P上に装着する前に下方から一括して撮像する。
Each
また、30は、タッチパネルスイッチを備えたモニタであり、作業者がこのモニタ30画面に形成された種々のタッチパネルスイッチを押すことで、電子部品装着装置1の運転の開始や停止等の操作をすることができる。
以下、図2乃至図8に基づいて、装着ヘッド6及び吸着ノズル5について説明する。図2及び図6に示すように、装着ヘッド6の内側には回転体6Bが鉛直軸線を中心回転可能に設けられており、回転体6Bの下側にはその回転中心Tを中心とした同心円上に等角度間隔で吸着ノズル5が取付け可能で回転体6Bに対して昇降可能な複数のノズル取付部としてのノズル上下軸31が内蔵されている。このノズル上下軸31は中空な筒であり、その中空な内部通路(真空通路)は図示しない真空源もしくは高圧な空気源に連通している。ノズル上下軸31は回転中心Tから所定の半径の円周上の取り付け位置で鉛直方向に昇降し、その下端に取り付けられた吸着ノズル5を鉛直方向に昇降させる。従って、回転体6Bに複数本取り付けられる吸着ノズル5は回転体6Bの回転により回転可能でかつ上下動可能である。
Hereinafter, the
吸着ノズル5は図4に示すようにその下面が電子部品Cに当接し負圧によりこの電子部品Cを吸着するものであり、連結部29で取り付けられた前記ノズル上下軸31の内部通路に繋がる真空通路がその下面の中央部に開口している。連結部29は吸着ノズル5の真空通路のヘッド側開口周囲に形成されている。図2(a)及び図4に示す吸着ノズル5はその真空通路が前記ノズル上下軸31の内部通路から鉛直下方に直線状に延びており、下端面の略中央に開口する吸引孔35はノズル上下軸31の軸心の延長上に位置する。
As shown in FIG. 4, the lower surface of the
ノズル上下軸31は回転体6Bに対しては回転せず(即ち自転せず)、従ってこれに取り付けられた吸着ノズル5も自転することはない。また、吸着ノズル5はノズル上下軸31に対する回転角度位置がずれないように固定して取付けられている。
The nozzle
装着ヘッド6に取り付けられた複数の吸着ノズル5の夫々には図6に示すように電子部品Cが吸引保持される。吸着ノズル5は図6に示す大きさの電子部品Cを夫々が吸着しても互いに吸着する電子部品Cは干渉しないが、より大きな電子部品LCを1本の吸着ノズル5が吸着しようとすると他の吸着ノズル5が吸着する電子部品Cと接触して干渉することになってしまう。このような電子部品Cには抵抗、コンデンサ等のチップ部品やリード線やバンプ等の端子を有するIC等やLED素子及びLED素子の上部を覆うレンズ部材等があり、またコネクタ部品等も吸着され得る。このような電子部品の大きさは夫々が異なり、図6に示すような装着ヘッド6の吸着ノズル5で複数個の電子部品Cを吸着するときには隣り合う吸着ノズル5が吸着できる大きさには限度がある。
As shown in FIG. 6, the electronic component C is sucked and held in each of the plurality of
より大きな電子部品を同じ装着ヘッド6で保持するために、図3に示すように偏心した吸着ノズル5Aを用いる。吸着ノズル5Aは前記ノズル上下軸31に前述の連結部29と同一の構造の連結部29Aの連結により連通し吸着ノズル5Aの下面38に開口する真空通路37がクランク形状を呈し、真空通路37の上側のノズル上下軸31に連通する部分と吸着ノズル5Aの下面38に開口した吸引孔39の位置とが水平方向にずれている。
In order to hold a larger electronic component with the same mounting
真空通路37のノズル上下軸31と連結する連結部29Aでの開口33は円形状であるが、その中心(円形状でなければ重心)Aと吸引孔39の中心(円形状でなければ重心)Bとは平面方向にずれた位置にある。このずれ量が吸着ノズル5Aをノズル上下軸31に取り付けた場合に回転中心Tからのさらなる偏心量となる。即ち、この吸着ノズル5Aを装着ヘッド6の回転体6Bに取り付けると、図5及び図7に示すように回転体6Bの回転中心Tに対して吸着ノズル5よりもより偏心した遠い位置に吸引孔39を位置させることができる。図3に示すように吸引孔39はノズル上下軸31の内部通路の開口の位置Aに対してBの位置に偏心して設けられている。
Although the
この回転中心Tに対する偏心量(P.C.D)は、図5及び図7のように回転中心Tとノズル上下軸31とを結ぶ直線上の外側に吸引孔39が位置するように吸着ノズル5Aを取り付けた場合が一番大きく、隣り合う吸着ノズル5Aの吸引孔39の間隔が最も大きくなり、夫々の吸着ノズル5Aに平面視大きな電子部品LCを吸着保持することができる。このような一番偏心量が大きい図7の位置になるように吸着ノズル5Aのノズル上下軸31への固定がされるようになされている。このように固定するには、ノズル上下軸31への吸着ノズル5Aの固定の際にこの図7の方向にて嵌まり、回転止めがされるような構造にするか、この方向に吸着ノズル5Aを向けてノズル上下軸31に挿入した後この回転位置関係を維持するように固定すればよい。または、通常の吸着ノズル5がノズル上下軸31に取り付けられる際に回り止めされて固定されるのであれば、取付構造を同じ構造として、その位置で取り付けられたときに図7の位置に吸引孔39が向くように吸着ノズル5Aを形成すればよい。
Eccentricity for the rotation center T (P.C.D) is a suction nozzle as the center of rotation T and the nozzle
吸着ノズル5Aの回転体6Bへの固定位置は図7のように最も回転中心Tに対する半径が大きな同心円上に吸引孔39が位置するようにするのがよいが、それよりも小さな半径の同心円上に位置するようにしてもよい。
As shown in FIG. 7, the
次に電子部品の装着動作を簡単に説明する。当初図2(a)に示すように装着ヘッド6のノズル上下軸31のすべてに取り付けた複数吸着ノズル5を使用して通常の大きさの電子部品Cを部品供給ユニット8から取出してプリント基板Pの所定の位置に装着する動作が行われる。次に、より大きな電子部品LCを装着するプリント基板Pの部品装着を行うこととなった場合図2(b)に示すように吸着ノズル5を回転体6Bから取り外し、吸着ノズル5Aをノズル上下軸31に取り付ける。
Next, the mounting operation of the electronic component will be briefly described. Initially, as shown in FIG. 2A, the electronic component C having a normal size is taken out from the
このようにして図2(c)に示すようにすべての吸着ノズル5を吸着ノズル5Aに取り替える。この交換は電子部品装着装置1の例えば搬送装置2と部品供給装置3Aまたは3Bとの間に配置された図示しないノズルストッカに吸着ノズル5Aを載置しておき、装着ヘッド6の移動とノズル上下軸31の昇降により自動的に行われても良い。
In this way, all the
次に、電子部品装着装置1の自動運転が開始されると、予め設定された装着プログラムに基づき、指定された部品供給ユニット8が供給する電子部品LCが吸着ノズル5Aの夫々に吸着される。この場合、図6に示す吸着ノズル5で吸着する場合には隣り同士の干渉を防ぐために装着ヘッド6の1回の吸着で1本おきの吸着ノズル5を使って3個の電子部品LCしか保持出来なかったのに対して、図7に示すように5本すべての吸着ノズル5Aに電子部品LCを吸着してプリント基板Pに運び装着することができ、吸着ノズル5を使用した場合よりも電子部品LCの装着速度を早くすることができ、スループットを上げることができる。
Next, when the automatic operation of the electronic
電子部品LCをすべての吸着ノズル5Aに吸着した装着ヘッド6は部品認識カメラ10の上方を通過する。この際部品認識カメラ10がすべての吸着ノズル5Aに吸着された電子部品LCを一画面で一括して撮像し、この画像に基づき、電子部品LCの装着ヘッド6に対する位置が認識処理される。プリント基板Pに電子部品LCを装着する場合には、装着ヘッド6のXY方向の移動及び回転体6Bの回転により認識された位置ずれを加味して装着プログラムに指定された位置に指定された角度で装着される。図8に示すようにノズル上下軸31が回転体6Bより下方に突出して吸着ノズル5Aに吸着された電子部品LCが下降することにより装着動作がなされる。
The mounting
また、電子部品LCを吸着する場合も同様に吸着ノズル5Aが下降してテープの収納部から電子部品を取出し真空通路37及び吸引孔39を介した負圧により吸着が行われる。吸着ノズル5を使用した場合にも同様にノズル上下軸31は昇降する。
Similarly, when the electronic component LC is sucked, the
尚、本実施形態はノズル上下軸31が自転しない即ち吸着ノズル5Aが自転しない場合について説明したが、吸着ノズル5Aを回転体6Bに対して回転可能とする場合であっても吸引孔39を図7の位置に偏心させるように自転させて電子部品を吸着してプリント基板Pに装着させることができる。
In the present embodiment, the case where the nozzle
また、夫々の吸着ノズル5Aの偏心方向を異ならせてノズル上下軸31に取り付けるようにしてもよい。さらには吸着ノズル5Aの偏心方向を回転体6Bの回転中心Tに吸引孔39が近付く方向にして電子部品の吸着保持をすることも考えられる。
Alternatively, the
また、吸引孔39が偏心した吸着ノズル5Aが取り付けられるのは回転する回転体でなくて、ノズル上下軸31に相当する取付部が直線上に並ぶ装着ヘッドの場合でもよい。この場合であれば吸着ノズル5Aの取り付けは吸引孔39が例えば取付部の並ぶ方向に直交する方向に隣り合う取付部においては、反対方向に向くように位置させることで隣合う吸着ノズル5A間の距離を離すようにすることが考えられる。
In addition, the
また、本実施形態では電子部品を負圧で吸引して保持する吸着ノズルについて説明したが、これに限らず、装着ヘッドの吸着ノズルの取付部(ノズル上下軸31)に当該吸着ノズルに形成された連結部にて取付けられる吸着ノズルの吸引孔を前記連結部より水平方向に離れた位置に設け、隣り合う吸着ノズルの吸引孔が前記ノズル取付部間(ノズル上下軸の内部通路の開口)の間隔より離間するような吸着ノズルの回転位置に前記吸着ノズルを装着ヘッドに取り付けるようにすればよい。またこの場合、負圧による吸着ノズルのみならず、何らかの部品の保持面を保持部材が有してこの保持面を装着ヘッドの保持具取付部に連結する連結部より水平方向に離れた位置に位置させて、同様にしてもよい。 In the present embodiment, the suction nozzle that sucks and holds the electronic component with negative pressure has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the suction nozzle is formed on the suction nozzle attachment portion (nozzle vertical axis 31) of the mounting head. The suction holes of the suction nozzles attached by the connecting parts are provided at positions horizontally apart from the connection parts, and the suction holes of the adjacent suction nozzles are located between the nozzle mounting parts (opening of the internal passage of the nozzle vertical axis). The suction nozzle may be attached to the mounting head at a rotation position of the suction nozzle that is separated from the interval. In this case, not only the suction nozzle by negative pressure but also the holding member has a holding surface for some parts, and the holding surface is located at a position separated in the horizontal direction from the connecting portion for connecting to the holder mounting portion of the mounting head. You may make it the same.
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。 Although the embodiments of the present invention have been described above, various alternatives, modifications, and variations can be made by those skilled in the art based on the above description, and the present invention is not limited to the various embodiments described above without departing from the spirit of the present invention. It encompasses alternatives, modifications or variations.
1 電子部品装着装置
5 吸着ノズル
5A 吸着ノズル
6 装着ヘッド
6B 回転体
29 連結部
29A 連結部
31 ノズル上下軸
33 開口
37 真空通路
39 吸引孔
C、LC 電子部品
T 回転中心
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記装着ヘッドのノズル取付部に前記吸着ノズルの連結部が取り付けられることにより、吸着ノズル側の真空通路と装着ヘッド側の内部通路とを連結して吸着ノズルが装着ヘッドに取り付けられるものであり、
電子部品を吸引するため吸着ノズルの下面にて真空通路が開口する吸引孔を、前記吸着ノズル側の真空通路が前記装着ヘッド側の内部通路と連結する位置より水平方向に離れた位置に設け、
前記装着ヘッドには、鉛直軸周りに回転可能であり、その回転中心を中心とした同心円上に並ぶ前記装着ヘッド側の内部通路の開口を有する回転体が備えられ、
前記装着ヘッドに取り付けられた隣り合う吸着ノズルの前記吸引孔が、当該吸引孔に各々吸着された電子部品同士が干渉しないように、夫々の前記吸着ノズルが連結される隣り合う内部通路の開口位置の間隔より離れるような前記吸着ノズルの回転位置にて、前記吸着ノズルを前記回転体に取り付けたことを特徴とする部品装着装置。 In a component mounting apparatus that holds components on a substrate by holding a plurality of suction nozzles provided on the mounting head,
By connecting portion of the suction nozzle is attached to the nozzle mounting portion of the mounting head, which suction nozzle connects the internal passageway of the mounting head side and vacuum passages of the suction nozzle side is attached to the mounting head,
The suction holes vacuum passage opens at the lower surface of the suction nozzle for sucking an electronic component, provided at a position where the vacuum passages of the suction nozzle side is spaced horizontally from the position for connecting the internal passage of the mounting head side,
The mounting head is provided with a rotating body that is rotatable about a vertical axis and has an opening of an internal passage on the mounting head side that is arranged concentrically around the rotation center.
Opening positions of adjacent internal passages to which the respective suction nozzles are connected so that the suction holes of the adjacent suction nozzles attached to the mounting head do not interfere with each other of the electronic components sucked into the suction holes. A component mounting apparatus , wherein the suction nozzle is attached to the rotating body at a rotational position of the suction nozzle that is further away from the interval.
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