JP6280822B2 - 部品実装装置、及びアクチュエータシステム - Google Patents

Description

本発明は、部品実装装置、及びアクチュエータシステムに関する。例えば、本発明は、電子部品供給装置が供給する電子部品を取り出してプリント基板上に移動させ、所定の位置に配置するヘッド及びそれを用いた電子部品実装装置に関する。

電気製品は基板上に部品を搭載することで製造される。部品実装装置は、基板に電子部品を実装し、電気製品を製造するために使用される装置である。

部品実装装置には様々な方式が提案されているが、１つの方式では部品を吸着保持したノズルを有する装着ヘッドを基板に対して相対的に移動させ、基板の所望の位置に部品を搭載することで実装を行う方式が提案されている。

従来技術としては、以下の特許文献１、及び２が挙げられる。

特開２００６−２４５０３４号公報 特開２０１３−１５３２２７号公報

部品実装装置の評価の指標としては、生産性が考えられる。生産性は様々な定義が可能であるが、１つの表現としては単位時間当たりの基板枚数や、単位時間当たりの部品装着点数で表現することができる。

生産性に影響を与える要因には様々な要因が考えられるが、例えば、装着ヘッドを保守管理する時間が考えられる。

装着ヘッドを交換調整している間は、部品の実装は行われない。よってこれらの時間は短いほど生産性が向上し、好ましいと表現することもできる。しかし、従来技術では生産性に関する配慮が十分ではない。

本発明は、非常にコンパクトなアクチュエータを有する点を１つの特徴とする。

本発明は、アクチュエータを装着するためのホルダを有する点を１つの特徴とする。

本発明は、このホルダは複数のアクチュエータを搭載することが可能であり、アクチュエータの取り外しが容易となるよう構成したことを１つの特徴とする。

本発明によれば生産性を向上させることができる。より具体的には、ヘッドの保守管理が容易となる。

本実施例の実装ヘッドを示した斜視図である。 図１に示した実装ヘッドと実装ヘッドに搭載するアクチュエータの給電や信号授受を示した実装ヘッドの斜視図である。 図２に示した実装ヘッドにおいて、アクチュエータを装着するアクチュエータ装着部を示した斜視図である。 図２に示した実装ヘッドにおいて、アクチュエータの装着位置の正誤を示す表示部を備えたフレーム及びアクチュエータを備えた実装ヘッドを示した斜視図である。 図２に示した実装ヘッドにおいて、実装ヘッドのフレームへの着脱力を伝達するグリップ部を備えたアクチュエータを示した斜視図である。 アクチュエータへの給電方法及び信号授受の方法を示した説明図である。 アクチュエータにおいて、アクチュエータに関する情報を記憶する記憶手段を搭載したアクチュエータを示した説明図である。 アクチュエータとアクチュエータホルダの間にばね部材と減衰部材のいずれかまたは両方を搭載するアクチュエータホルダを示す説明図である。 アクチュエータをアクチュエータホルダに位置決めする手段を示す説明図である。 アクチュエータの重心位置を示す説明図である。 実装ヘッドとＸビームの位置関係を示す説明図である。 図１０のアクチュエータにおいて、位置決め用部材の配置を示した説明図である。 アクチュエータをアクチュエータホルダに固定する手段を示した説明図である。 アクチュエータホルダにアクチュエータを任意に配置した実装ヘッドを示した説明図である。 本実施例の電子部品供給装置において、作業時間を最小化するための方法を示した説明図である。 本実施例のアクチュエータの外観の一例を示した説明図である。 本実施例のアクチュエータの内部構造の一例を示した説明図である。 本実施例の電子部品実装装置を備える生産ラインの構成の一例を示した説明図である。 図１７で示した生産ラインの段取り替えを示した説明図である。 本実施例の２自由度アクチュエータを用いた電子部品実装装置の構成の一例を示した説明図である。

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

図２０は、本実施例の２自由度アクチュエータを用いた電子部品実装装置の一例を示した説明図である。

プリント基板１５２に電子部品を実装するための電子部品実装装置１５０の平面図を示す。電子部品実装装置１５０の基台１５９上に種々の電子部品をそれぞれの電子部品の取り出し位置（部品吸着位置）に供給する電子部品供給装置が部品供給部１５３に着脱可能に複数個並んで設置固定されている。対向する部品供給部１５３との間には、基板搬送コンベア１５１が設けられている。基板搬送コンベア１５１は、プリント基板１５２を搬送する搬送手段と、矢印Ｆの方向から搬送されてくるプリント基板を所定の位置に位置決め保持するプリント基板保持手段と、を持ち、プリント基板１５２上に電子部品が装着された後、矢印Ｇの方向にプリント基板を搬送する。

１５５は、プリント基板１５２が搬送される方向と同方向に長い一対のＸビームであり、その両端部には図示していないアクチュエータ（例えば、リニアモータなど）が取り付けられている。このアクチュエータによりＸビーム１５５は、プリント基板１５２が搬送される方向と直交する方向に、Ｙビーム１５７に沿って移動可能に支持されており、部品供給部１５３とプリント基板１５２との間を行き来することが可能である。さらにＸビーム１５５には、図示していないアクチュエータ（例えば、リニアモータなど）により、Ｘビーム１５５の長手方向に、Ｘビームに沿って移動する部品吸着装着手段を複数搭載した実装ヘッド１５４が設置されている。部品供給部１５３と基板搬送コンベア１５１との間には、認識カメラ１５６とノズル保管部１５８が配置されている。認識カメラ１５６は、部品供給部１５３にて実装ヘッド１５４に吸着した電子部品の部品情報や位置ずれ情報を取得するためのもので、基板搬送方向および基板搬送方向と直交する方向の吸着した電子部品の位置ずれ量や回転角度を、電子部品を撮影することにより確認できる。言うまでもなく、撮影することにより、電子部品が吸着されているか否かを確認することもできる。Ｘビーム１５５およびＹビーム１５７が並行して動作することにより、部品供給部１５３からプリント基板１５２上に移動する際に、実装ヘッド１５４は認識カメラ１５６上を通過させられ、前述した電子部品の位置ずれ情報を取得する。ノズル保管部１５８は、種々の電子部品を吸着および装着するために必要な、実装ヘッド１５４に取り付けられた図示していない複数の吸着ノズルを保管しておくところである。電子部品に対応した吸着ノズルを取り付けるように指示された場合、実装ヘッド１５４はＸビーム１５５およびＹビーム１５７が独立して並行動作することにより、ノズル保管部１５８まで移動させられ、吸着ノズルを交換する。

図１から図５を用いて本実施例の実装ヘッドの一例を説明する。図１に示すように、実装ヘッド１５４は、ノズル４を備えるアクチュエータ１と、アクチュエータホルダ２１を備えるフレーム２０と、から構成される。

図１は、アクチュエータ１がフレーム２０に装着される前の状態を示す。また図１では、アクチュエータ１を１台示しているが、言うまでも無く複数台のアクチュエータ１をフレーム２０に装着可能である。また、実装ヘッドに関連する方向を前後左右上下で示し、ノズル４のある方向を前とし、逆の方向を後としている。

図２は、実装ヘッドと実装ヘッドに搭載するアクチュエータの給電や信号授受を示した実装ヘッドの斜視図である。フレーム２０は、アクチュエータ１へ給電する給電部２２と、アクチュエータ１への制御信号やアクチュエータ１から出力される各種センサ、アクチュエータの動作情報等を伝達する信号授受部２３を有する。

給電部２２及び信号授受部２３は、例えば、図２に示すようにアクチュエータ１の後面に相対するアクチュエータホルダ２１の面内に設けられても良いし、アクチュエータ１の下面に相対するアクチュエータホルダ２１の面何に設けられても良い。また、図示していないが、アクチュエータ１の上面に相対するアクチュエータホルダ２１の面が存在する場合には、その面内に設けても良い。また、給電部２２及び信号授受部２３は、非接触で給電及び信号授受を行うようにしても良いし、コネクタのように接触して給電及び信号授受を行うようにしても良い。

図３は、図２に示した実装ヘッドにおいて、アクチュエータを装着するアクチュエータ装着部を示した斜視図である。図３は、アクチュエータ１の下面に相対するアクチュエータホルダ２１の面に、アクチュエータ装着部２４が設けられていることを示す。アクチュエータ装着部２４は、スロット２４−１からスロット２４−８のように複数のスロットを設けている。図３では、スロットを８個示しているが、８個に限定されるものではない。各スロットはアクチュエータ１の下部の形状にあわせて溝部を設け、アクチュエータ１を嵌合するようになっていても良い。またアクチュエータ１の下部に凸部あるいは凹部を設けていれば、前記形状に相応した凹部あるいは凸部を設けるとこと所定の位置に位置決めされるようになっていても良い。

このように、アクチュエータホルダ２１内に非常に薄い複数のアクチュエータを配置することで、実装ヘッドは保持する部品の数を増やすことができる。その結果、部品の補給動作は減り、生産性が向上することになる。また、本実施例におけるアクチュエータのアクチュエータホルダ２１への装着、及び取り外しは非常に容易である。

図３において、アクチュエータ１は筐体３００を含む。筐体３００は第１の寸法３０１、第２の寸法３０２、第３の寸法３０３によって表現できる。１つの表現としては、第１の寸法３０１は第２の寸法３０２より小さく、第２の寸法３０２は第３の寸法３０３より小さいと表現できる。

前記アクチュエータホルダ２１は筐体３００を支持するための第１の面３０４、及び第２の面３０５を含む。第１の面３０４には前記アクチュエータの装着位置を規定するスロット２４−１からスロット２４−８が配列される。第２の面３０５を経由して前記アクチュエータ１を駆動するための信号（例えば、電源電圧、入出力信号）はアクチュエータ１へ供給される。第１の寸法３０１と第２の寸法３０２によって定義される装着面はスロット２４−１からスロット２４−８の任意のスロットへ装着される。

図４は、図２に示した実装ヘッドにおいて、アクチュエータ１の装着位置の正誤を示す表示部を備えたアクチュエータホルダ２１及びアクチュエータ１と、を備えた実装ヘッドを示した斜視図である。フレームの構成要素であるアクチュエータホルダ２１の上面にアクチュエータホルダ表示部２５を設けている。

アクチュエータホルダ表示部２５は、生産ラインの作業効率を向上させて生産性を最大化するように事前に計画された複数のアクチュエータ１の配置位置情報に基づいて、取り込まれた装着したアクチュエータ１の情報と整合性を確認する手段を別途備える。

またアクチュエータホルダ表示部は、図３に示した各スロットに適切なアクチュエータ１が装着されている場合と、不適切なアクチュエータ１が装着された場合で、異なる表示をするように設定されている（例えば、適切ならば「緑」の光を発光し、不適切ならば「赤」の光を発光する）。説明ではアクチュエータホルダ２１の上面に表示部を設けるとしたが、作業上視認性が良い場所であれば、例えば、アクチュエータホルダ２１の前面であっても良い。

また、アクチュエータ１の前面にアクチュエータ表示部１１が設けられている。アクチュエータ表示部１１も前出のアクチュエータホルダ表示部２５と同様に指定されたスロットに装着したかどうかを判断し、その正誤を表示するようになっている。

また、アクチュエータ表示部１１は、アクチュエータ１に図示していない電源によって、アクチュエータ１の固有情報を表示させ、さらにアクチュエータホルダ表示部には、各ホルダ毎に装着すべきアクチュエータ１の固有情報を表示させ、作業者が各スロットに適合するアクチュエータ１を目視確認できるようにしても良い。また、事前に装着すべきスロットの情報をアクチュエータ１に記憶させ、アクチュエータホルダ２１のスロット情報をアクチュエータ１に信号授受部２３を通して入手することによって、アクチュエータ１の装着位置の正誤を示しても良い。

１つの表現としては、筐体３００、及びアクチュエータホルダ２１の少なくとも１つは装着位置の正誤を示す表示部を有し、前記表示部は、前記アクチュエータが装着されるべきスロットに装着されている場合と装着されていない場合とで異なる表示を行うと表現することができる。

図５は、図２に示した実装ヘッドにおいて、実装ヘッドのフレームへの着脱力を伝達するグリップ部１２を備えたアクチュエータを示した斜視図である。

アクチュエータ１は、アクチュエータ１の前面にアクチュエータホルダへアクチュエータ１を装着するための力を伝達するグリップ部１２を備える。グリップ部１２は、前から後方向に力を伝達してアクチュエータ１をアクチュエータホルダに装着しても良い。

また上から下方向に力を伝達してアクチュエータ１をアクチュエータホルダに装着しても良い。また前から後方向及び上から下方向の両方に力を伝達してアクチュエータ１をアクチュエータホルダに装着しても良い。言うまでもないが、前述の力の伝達方向を逆にすれば、アクチュエータホルダからアクチュエータ１を取り外すことが可能である。

図５にように、グリップ部１２がアクチュエータ１に２ヶ所で固定され、グリップ部１２とアクチュエータ１と、のすきまに手掛けするようにすれば、アクチュエータ１を落下させる恐れを軽減することもできる。

以上のような、構成にすることにより、複数のアクチュエータ１を任意位置のスロット及び任意数のスロットに装着することができるため、生産ラインの作業効率を向上させるために好適なアクチュエータ配置が可能となる。

図６から図８、及び図１５及び図１６、図１０から図１１を用いて、アクチュエータの特徴を説明する。

図６は、アクチュエータへの給電方法及び信号授受の方法を示した説明図である。アクチュエータ１は、アクチュエータ１の後面に、アクチュエータ受電部１３と、アクチュエータ信号授受部１４を備える。

アクチュエータ受電部１３とアクチュエータ信号授受部１４は、図２に示した給電部２２と信号授受部２３にそれぞれ相対する位置関係にあり、電力や信号のやり取りを行うことができる。

図７は、アクチュエータにおいて、アクチュエータに関する情報を記憶する記憶手段を搭載したアクチュエータを示した説明図である。アクチュエータ１は、アクチュエータ情報（例えば、固有識別ＩＤ、稼働状況、エラー状況、及び使用履歴の少なくとも１つ）を保持する記憶手段１５を備える。

記憶手段１５に保持された情報は、アクチュエータホルダに装着された時に、アクチュエータ信号授受部１４を通して、電子部品実装装置を管理するコンピュータに出力され、アクチュエータ１の情報を監視することが可能である。

図８は、アクチュエータとアクチュエータホルダの間に弾性体の一例であるばね部材と減衰部材の少なくとも１つを搭載するアクチュエータホルダを示す説明図である。

アクチュエータ１をアクチュエータホルダ２１に装着すると、アクチュエータホルダ上部２１ａとアクチュエータホルダ２１ｂと、に設けられたばね部材２６ａ及び２６ｂ、減衰部材２７ａ及び２７ｂによって、アクチュエータ１は支持される。前述の支持構造により、アクチュエータ１動作時に発生した振動をアクチュエータホルダへ伝達することを抑制する。

また、実装ヘッドが移動することにより発生した振動がアクチュエータホルダからアクチュエータ１に伝達することを抑制する。

図１６は、本実施例のアクチュエータの外観の一例を示した説明図である。アクチュエータ１は、ノズル４と、ノズル４と同軸に配置され、ノズル４を支持するノズルシャフト５を備える。ノズルシャフト５は、図示した矢印のように、上下方向に直動することができるとともに、上下方向軸回りに回転できる構成となっている。これにより、ノズル４の先端に吸着された電子部品を部品供給部から取り出し、電子部品をノズル４の先端に保持し、必要に応じてノズルシャフト５を回転させることで電子部品の回転姿勢を調整し、ノズルシャフト５を下降させて、電子部品をプリント基板へ装着する。

図１７は、本実施例のアクチュエータの内部構造の一例を示した説明図である。アクチュエータ１は、回転機構２と直動機構３を備える。回転機構２は、回転用モータ６と、回転用モータ６の回転軸（軸線１ａ）と同軸に配置されたノズルシャフト５と、ノズル４と、からなる。直動機構３は、直動用モータ７と、直動用モータ７に連結されたねじ軸８と、ねじ軸８が軸線１ｂ回りに回転することにより、上下方向に移動するナット９と、ナット９に連結された可動部材１０と、からなる。可動部材１０は、前述の回転機構２と連結されており、直動用モータ７が動作することにより、ナット９が上下方向に移動すると、回転機構２も上下方向に移動するようになっている。図１７では、直動用モータ７（例えば、回転モータ）の動力をねじ軸８とナット９を用いて上下方向に移動させる直動機構としたが、直動用モータ７をリニアモータとし、リニアモータの可動子と回転機構２を連結する可動部材１０と、で構成することにより直動動作を実現しても良い。また、回転機構２と直動機構３の動作軸（軸線１ａ及び軸線１ｂ）を同一平面内に併設することにより、軸線１ａ及び軸線１ｂにより形成される平面の面外方向のアクチュエータ厚さを軽減することが可能である。さらに回転機構２は、直動機構３によって軸線１ａの方向に移動可能に指示されているが、直動機構３を大きくすることなく（あるいは直動機構３に備わる直動用モータ７を推力確保のために大型化することなく）、回転機構２を移動させるために、回転機構２は軽量化されて構成されていることが望ましい。

以上説明してきたように、本実施例のアクチュエータは薄型に構成されているため、図３に示した複数のスロットに装着しても実装ヘッドの左右方向の長さを大きくすること無く、実装ヘッドを構成することができる。

またアクチュエータ内に種々の情報を記憶する記憶手段を有することで、フレームと（さらに言うならば、電子部品実装装置を管理する制御装置と）情報の授受を行い、確実に所定のアクチュエータが実装ヘッドに装着されていることを確認することができる。

また、アクチュエータの種々の情報の中にアクチュエータに搭載した各種センサ（図示せず、例えば、加速度センサ、荷重センサ、流体の速度センサ、流体の圧力センサ、異常な音を検出するマイクロフォンなど）の出力情報を、信号授受部を通して上位の制御装置（図示せず）に伝達することにより、電子部品実装装置の異常診断や、保守タイミングの指示、動作モードを変更（例えば、高速動作から低速動作に変更）して装置を止めずに装置の稼働データを収集しながら対策を指示して（あるいは自動的に）復旧するシステムをアクチュエータ単位で構築することが可能である。

図１０は、アクチュエータの重心位置を示す説明図である。アクチュエータ１に内蔵される回転用モータ及び直動用モータの構成は、例えば、図１７に示した構造であっても良い。

図１０のアクチュエータ１は、図１７のモータ構成に準ずれば、前方向に回転機構、後方向に直動機構を備える。前述した図１７の説明のように、回転機構は直動機構を大きくすることなく（あるいは直動機構に備わる直動用モータを推力確保のために大型化することなく）、回転機構を移動させるために、回転機構は軽量化されて構成されていることが望ましい。それ故にアクチュエータ１において、アクチュエータ１のアクチュエータ重心１８がアクチュエータ１の前後方向の長さの中央を基準とすれば、相対的に中央より後側に位置するように各要素部品を配置する。

図１０において、筐体３００は第３の面１００１、及び第３の面と向き合う第４の面１００２を有すると表現することができ、第３の面１００１は筐体３００がアクチュエータホルダ２１に装着された状態で前記第４の面１００２よりも前記第２の面３０５に近い位置にあり、重心１８は第４の面１００２よりも第３の面１００１に近い位置にあると表現することができる。

図１１は、実装ヘッドとＸビームの位置関係を示す説明図である。図１１は、複数のアクチュエータ１をアクチュエータホルダ２１に装着した実装ヘッド１５４と、実装ヘッド１５４を交差する前後の矢印と上下の矢印で作られる平面に垂直な方向（紙面に垂直な方向）に移動可能に支持する移動機構（例えば、リニアモータ、図示せず）と、前記移動機構と接続され、前後方向に移動可能なようにＹビーム（図示せず）に支持されているＸビーム１５５と、を説明する。符号１９は、Ｘビーム１５５の重心を示す。アクチュエータ重心１８とＸビーム重心１９は、おおよそ軸線３上にあるように、実装ヘッド１５４とＸビーム１５５は配置される。

前述のようにアクチュエータ重心１８とＸビーム重心１９がおおよそ軸線３上にあり、さらにアクチュエータ重心１８とＸビーム重心１９との距離が小さくなるようにアクチュエータ１のアクチュエータ重心１８を設定したことにより、実装ヘッド１５４が交差する前後の矢印と上下の矢印で作られる平面に垂直な方向に移動したり、前後の矢印の方向に移動した時の実装ヘッド１５４の振動（例えば、Ｘビーム重心１９回りの振動）を低減する効果がある。

軸線３はアクチュエータ重心１８とＸビーム重心１９とを結ぶ線であると表現することもできる。軸線３はノズル４の軌跡の延長線１１０１と交差し、より具体的には実質的に直交する。

図１２は、図１０のアクチュエータにおいて、位置決め用部材の配置を示した説明図である。位置決め用に設けられたアクチュエータ１の上面の上凸部１６ａは、おおよそアクチュエータ１の軸線２上に設けられている。前記のように構成することにより、アクチュエータ１がアクチュエータホルダ（図示せず）ごと移動することにより作用するアクチュエータ重心１８を通る外力の主たる成分を上凸部１６ａで確実に受け止めることができるため、アクチュエータ１を安定して保持することができる。

図９は、アクチュエータ１をアクチュエータホルダ２１に位置決めする手段を示す説明図である。アクチュエータ１は、上部に上凸部１６と、下部に下凹部１７と、を持つ。

アクチュエータホルダ２１は、アクチュエータホルダ上部２１ａと、アクチュエータホルダ下部２１ｂと、アクチュエータホルダ後部２１ｃと、から成る。図９では、アクチュエータホルダ２１を複数の部品から構成されるように記載したが、一体形成されていても良い。アクチュエータホルダ上部２１ａは、上凸部１６と嵌合する上凹部２８を有する。アクチュエータホルダ下部２１ｂは、下凹部１７と嵌合する下凸部２９を備える。作業者はアクチュエータ１を、アクチュエータホルダ２１に対して矢印１のように動かして、上凸部１６と上凹部２８とを、下凹部１７と下凸部２９とを、嵌め合わせる（）。嵌合させることにより、アクチュエータ１はアクチュエータホルダ２１に対して、上下、前後、及び交差する前後の矢印と上下の矢印で作られる平面に垂直な方向（紙面に垂直な方向）に固定される。矢印１のように、下凹部１７を下凸部２９の略上方に移動させて下方に移動させることにより、下凹部１７と下凸部２９を嵌合させるように記載したが、下凹部１７を後方向に延長することで、前後方向にアクチュエータ１を移動させるのみで位置決め及び固定をするようにしてもよい。

図１３は、アクチュエータ１をアクチュエータホルダ２１に固定する手段を示した説明図である。アクチュエータ１の後方には、左右の両面に溝部１９ａと１９ｂが設けられている。アクチュエータホルダ２１は、アクチュエータ１の溝部１９ａ及び１９ｂが設けられている後方部を嵌合する嵌合部２８を備える。嵌合部２８は、左右方向の側面に可撓部材３０ａと３０ｂを備える。また可撓部材３０ａと３０ｂは、アクチュエータ１が挿入されてくる方向の端部近くにアクチュエータ１に設けられた溝部１９ａと１９ｂにそれぞれ嵌合する突起部３１ａと３１ｂを備える。

図１３（ａ）は、アクチュエータ１を嵌合部２８に装着することを説明する図である。アクチュエータ１を白抜きの矢印のように後方へ移動させる。アクチュエータ１の左右方向の幅は、嵌合部２８の開口している幅よりも大きくなるように構成されている。さらに嵌合部２８に備えられている可撓部材３０ａと３０ｂは、嵌合部２８の入り口（矢印前）側に一端を取り付けられている。また可撓部材３０ａと３０ｂは、入り口（矢印前）側から奥（矢印後）側に向けて、嵌合部２８への取り付け端とは異なる他端の間隔が、アクチュエータ１の幅よりも小さくなるように構成されている。このように構成されることにより、アクチュエータ１が嵌合部２８に対して後方に挿入されていくと、可撓部材３０ａと３０ｂがアクチュエータ１の側面に接触して、可撓部材３０ａと３０ｂの端部がそれぞれ矢印２及び矢印３のように移動する（可撓部材３０ａと３０ｂが変形する）。図１３（ｂ）は、装着後の状態（アクチュエータ１が嵌合部２８に嵌合した状態）を説明する図である。装着後の状態は、アクチュエータ１にも受けられている溝部１９ａ及び１９ｂと、嵌合部２８に備えられている可撓部材３０ａ及び３０ｂの端部に設けられた突起部３１ａ及び３１ｂと、が嵌合した状態である。嵌合した状態では、可撓部材３０ａ及び３０ｂは変形することによって、アクチュエータ１の側面に矢印４及び矢印５のごとく押し付け力を付与する。前述のように、溝部１９ａ及び１９ｂと突起部３１ａ及び３１ｂが嵌合することにより、アクチュエータ１の前後方向の位置決めを行う。さらに可撓部材３０ａ及び３０ｂによる押し付け力により、左右方向に位置決めする。したがって、アクチュエータ１は、アクチュエータホルダ２１に確実に位置決めされる。

図９の上凸部１６、下凹部１７や図１３の構造は例えば、筐体３００とアクチュエータホルダとを嵌め合わせるための構造と表現することができる。

図１４は、アクチュエータホルダにアクチュエータ（１−１、１−２、１−５、１−７、１−８）を配置した実装ヘッドを示した説明図である。図１４はアクチュエータを８台配置可能なアクチュエータホルダを示しており、右から３番目、４番目、６番目の空間には、図示していないアクチュエータ（１−３、１−４、１−６）が装着可能である。アクチュエータは容易にアクチュエータホルダへ着脱可能に構成されているため、アクチュエータホルダの任意の位置に装着可能である。例えば、アクチュエータ１−１と１−２、及びアクチュエータ１−７と１−８を隣接させ、右方向端部及び左方向端部に配置し、アクチュエータ１−５を左右両側に接してアクチュエータを配置しないようにすると、アクチュエータ１−５は左右に空間があるため、隣接したアクチュエータ１−１及び１−２、１−７及び１−８と比較して、より大きな部品を取り扱うことが可能である（小さな部品と大きな部品を同時に取り扱うことができる）。またアクチュエータホルダに任意の数のアクチュエータを装着することができるため、部品を取り扱うために好適なノズル数を有する実装ヘッドを構成することができるため、実装ヘッド全体の重量の軽量化を図ることも可能である。

図１４に示すアクチュエータ配置をした場合、左右方向の重量バランスが悪くなるが、その場合、図示していないが、アクチュエータと同じ質量のダミーヘッドをアクチュエータ１−５の右側に隣接して配置することにより、重量バランスをとっても良い。重量バランスを取る構成にすることができるため、実装ヘッドが前後左右方向に移動したときに発生する実装ヘッドの重量に起因する振動を小さくすることができる。

図１５は、本実施例の電子部品実装装置において、作業時間を最小化するための方法を示した説明図である。

開始指示で作業時間の最小化を開始する（ステップ４８）。

最初に製作する電子回路基板に搭載する電子部品の配置情報を入力する（ステップ４９）。

次に電子部品の情報（例えば、幅寸法、奥行き寸法、高さ寸法）を入力する（ステップ５０）。

次に入力した電子部品の配置情報と電子部品の情報より電子部品の配置順序を作成する（ステップ５１）。このとき、作成した配置順序で電子部品を配置したときの作業時間をＡ時間とする。

Ａ時間となる配置順序時の各機構の動作条件（例えば、各動作の移動距離、移動速度、移動加速度）を動作ごとに設定する（ステップ５２）。

次に設定した各機構の動作に基づいて電子部品実装装置を動作させたときの振動解析を実施する（ステップ５３）。

各動作の振動解析した結果、電子部品を配置するときの左右前後方向の振動振幅があらかじめ決められている所望の振動振幅以下になるまでの静定時間を算出する（ステップ５４）。

次に算出した静定時間が所定の時間（しきい値）内であるかを判断する（ステップ５５）。

静定時間がしきい値内でない場合、電子部品の配置順序を並び替えて再度各機構の動作条件を決定する（ステップ５６）。

その後、ステップ５３に戻って、ステップ５４、ステップ５５を繰り返す。

ステップ５５で静定時間が所定の時間内であると判断されると、ステップ５６で振動解析に基づく配置順序を再作成し、このときの作業時間をＢ時間とする（５７）。

次にＡ時間と、Ｂ時間とＡ時間の差分との比が所定のしきい値以下、すなわち、電子部品の配置位置情報と電子部品の情報から算出された最適な経路（例えば、最短経路）と、各動作の動作条件に基づく振動解析に基づいて各動作の静定時間を最小にする経路と、がほぼ等しくなるかを判断する（５８）。

しきい値以上の結果であれば、ステップ５１に戻って、再度配置順序を作成してＡ時間を求め、ステップ５２、ステップ５３、とステップを進める。ステップ５８にて、Ａ時間と、Ｂ時間とＡ時間の差分との比が所定のしきい値以下となった場合、電子部品を配置する際の振動を抑制しつつ作業時間を最小とする電子部品配置順序が作成されたとして、ステップ５９で終了となる。

このように、電子部品の配置順序を最短経路となるように設定するだけでなく、各電子部品を配置する動作時の振動を抑制する配置順序とすることで、作業時間を最小化するだけでなく、配置したときの位置ずれを軽減する効果がある。

図１８は、本実施例の電子部品実装装置を備える生産ラインの構成の一例を示した説明図である。電子回路基板を生産する電子部品実装装置（ステージ）がｎ個配置された（Ｓｔａｇｅ．１、Ｓｔａｇｅ．２、・・・・、Ｓｔａｇｅ．ｎ）生産ラインである。それぞれのステージには、部品供給部ＦＡ１、ＦＡ２、・・・、ＦＡｎ、ＦＢ１、ＦＢ２、・・・、ＦＢｎ、と、電子部品を配置するヘッドＨＡ１、ＨＡ２、・・・、ＨＡｎ、ＨＢ１、ＨＢ２、・・・、ＨＢｎと、を備える。また、電子回路基板は、矢印Ｆの方向から導入され、各ステージで電子部品を配置された後、矢印Ｇのように排出される。

また、図１８では、矢印Ｆから矢印Ｇ方向に搬送される電子回路基板が２種類（ヘッドＨＡ１側とヘッドＨＢ１側）ある場合が記載されているが、１種類の電子回路基板を搬送して電子部品を配置することも可能である。本発明の実装ヘッドを用いれば、配置する電子部品の種類や員数によって、ステージ毎の作業時間を均一化するように任意の数のノズルを搭載する実装ヘッドを各ステージに配置することが可能である。これにより、いずれのステージも作業を停止することなく、連続して生産を続けることができるため、生産ラインの生産性を向上させる。

図１９は、図１８で示した生産ラインの段取り替えを示した説明図である。生産する電子回路基板を変更する場合、生産ラインの構成（例えば、実装ヘッドの交換や部品供給部に搭載する部品種を増減する）の変更を開始する（ステップ６０）。新たに生産する電子部品の配置情報を入力する（６１）。次に電子部品の情報（形状など）を入力する（６２）。次に電子部品の配置順序を作成する（６３）。電子部品の配置順序に基づいて、ステージ毎に使用するアクチュエータの数や種類を選択する（６４）。さらにステージ毎に使用する部品供給装置の数及び種類を選択する（６５）。次に選択したアクチュエータを各ステージのヘッドに搭載する（６６）。同様に選択した部品供給部を各ステージに搭載する。

このように電子部品を取り扱うノズルを１個有するアクチュエータをステージ毎に自在にその数と種類を変えて実装ヘッドに搭載することができるため、ステージ毎の作業時間を均一化することができる。ステージ毎の作業時間が均一化されると、電子回路基板がステージ内で待機（例えば、次のステージの作業時間が長いと前のステージで配置作業が完了しても次ステージには搬送できない）することなく、連続して電子回路基板を生産することができる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の思想は実施例に限定されない。上記実施例の内容を一部削除、変更、他の構成と組み合わせた内容も本明細書の開示の範囲内と表現することができる。

また、例えば、部品実装装置の構造は実施例に記載された方式以外のものでもよく、アクチュエータ１やアクチュエータホルダ２１は所定の試料へ所定の処理を行う装置であれば幅広く適用可能である。

１・・・アクチュエータ
２・・・回転機構
３・・・直動機構
４・・・ノズル
５・・・ノズルシャフト
６・・・回転用モータ
７・・・直動用モータ
８・・・ねじ軸
９・・・ナット
１０・・・可動部材
１１・・・アクチュエータ表示部
１６・・・上凸部
１２・・・グリップ部
１７・・・下凹部
１３・・・アクチュエータ受電部
１５・・・記憶手段
１４・・・アクチュエータ信号授受部
１８・・・アクチュエータ重心
１９・・・Ｘビーム重心
２０・・・フレーム
２１・・・アクチュエータホルダ
２６ａ・・・ばね部材
２２・・・給電部
２６ｂ・・・ばね部材
２３・・・信号授受部
２７ａ・・・減衰部材
２４・・・アクチュエータ装着部
２７ｂ・・・減衰部材
２５・・・アクチュエータホルダ表示部
２１ａ・・・アクチュエータホルダ上部
２１ｂ・・・アクチュエータホルダ下部
２１ｃ・・・アクチュエータホルダ上部
１５０・・・電子部品実装装置
１５５・・・Ｘビーム
１５１・・・基板搬送コンベア
１５６・・・認識カメラ
１５２・・・プリント基板
１５７・・・Ｙビーム
１５３・・・部品供給部
１５８・・・ノズル保管部
１５４・・・ヘッド
１５９・・・基台

Claims (14)

1. 筐体と部品を実装するためのノズルとを有するアクチュエータと、
   前記アクチュエータを装着するためのホルダと、を有し、
   前記筐体は第１の寸法、第２の寸法、及び第３の寸法を有し、前記第１の寸法は前記第２の寸法より小さく、前記第２の寸法は前記第３の寸法より小さく、
   前記ホルダは、前記筐体を支持するために、前記筐体の上部に相対するホルダ上部と、前記筐体の下部に相対するホルダ下部と、前記筐体の後部に相対するホルダ後部とを含み、
   前記ホルダ下部の第１の面には、前記アクチュエータの装着位置を規定する複数のスロットが並設され、
   前記ホルダ後部の第２の面を経由して前記アクチュエータを駆動するための信号は前記アクチュエータへ供給され、
   前記第１の寸法と前記第２の寸法によって定義される、前記筐体の下部における装着面は前記スロットへ装着され、
   前記筐体の上部及び下部と、前記ホルダのホルダ上部及びホルダ下部とには、前記筐体と前記ホルダとを嵌め合わせるための構造が形成され、当該構造により前記筐体と前記ホルダとが嵌合して、前記アクチュエータが前記ホルダに装着された状態では、前記ノズルが前記ホルダのホルダ下部よりも前方に位置しており、
   前記アクチュエータは、前記複数のスロットのうちの任意のスロットに対して着脱可能に装着される、部品実装装置。
2. 請求項１に記載の部品実装装置において、
   前記筐体、及び前記ホルダの少なくとも１つは前記アクチュエータの装着位置の正誤を示す表示部を有し、
   前記表示部は、前記アクチュエータが装着されるべきスロットに装着されている場合と装着されていない場合とで異なる表示を行う部品実装装置。
3. 請求項１又は２に記載の部品実装装置において、
   前記筐体はグリップ部を有する部品実装装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品実装装置において、
   前記アクチュエータは、固有識別ＩＤ、稼働状況、エラー状況、及び使用履歴の少なくとも１つを保存する記憶部を有する部品実装装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品実装装置において、
   弾性体、及び減衰部材を有し、
   前記弾性体、及び前記減衰部材は前記筐体と前記ホルダとを接続する部品実装装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の部品実装装置において、
   前記筐体は第３の面、及び前記第３の面と向き合う第４の面を有し、
   前記第３の面は前記筐体が前記ホルダに装着された状態で前記第４の面よりも前記第２の面に近い位置にあり、
   前記アクチュエータの重心は前記第４の面よりも前記３の面に近い位置にある部品実装装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の部品実装装置において、
   前記ホルダを支持するビームを有し、
   前記アクチュエータの重心と前記ビームの重心とを結ぶ線と前記ノズルの軌跡とは交差する部品実装装置。
8. 請求項７に記載の部品実装装置において、
   前記線と前記軌跡とは実質的に直交する部品実装装置。
9. 筐体と部品を実装するためのノズルとを有するアクチュエータと、
   前記アクチュエータを装着するためのホルダと、を有し、
   前記筐体は第１の寸法、第２の寸法、及び第３の寸法を有し、前記第１の寸法は前記第２の寸法より小さく、前記第２の寸法は前記第３の寸法より小さく、
   前記ホルダは、前記筐体を支持するために、前記筐体の上部に相対するホルダ上部と、前記筐体の下部に相対するホルダ下部と、前記筐体の後部に相対するホルダ後部とを含み、
   前記ホルダ下部の第１の面には、前記アクチュエータの装着位置を規定する複数のスロットが並設され、
   前記ホルダ後部の第２の面を経由して前記アクチュエータを駆動するための信号は前記アクチュエータへ供給され、
   前記第１の寸法と前記第２の寸法によって定義される、前記筐体の下部における装着面は前記スロットへ装着され、
   前記筐体の上部及び下部と、前記ホルダのホルダ上部及びホルダ下部とには、前記筐体と前記ホルダとを嵌め合わせるための構造が形成され、当該構造により前記筐体と前記ホルダとが嵌合して、前記アクチュエータが前記ホルダに装着された状態では、前記ノズルが前記ホルダのホルダ下部よりも前方に位置しており、
   前記アクチュエータは、前記複数のスロットのうちの任意のスロットに対して着脱可能に装着される、アクチュエータシステム。
10. 請求項９に記載のアクチュエータシステムにおいて、
    前記筐体、及び前記ホルダの少なくとも１つは前記アクチュエータの装着位置の正誤を示す表示部を有し、
    前記表示部は、前記アクチュエータが装着されるべきスロットに装着されている場合と装着されていない場合とで異なる表示を行うアクチュエータシステム。
11. 請求項９又は１０に記載のアクチュエータシステムにおいて、
    前記筐体はグリップ部を有するアクチュエータシステム。
12. 請求項９〜１１のいずれか１項に記載のアクチュエータシステムにおいて、
    前記アクチュエータは、固有識別ＩＤ、稼働状況、エラー状況、及び使用履歴の少なくとも１つを保存する記憶部を有するアクチュエータシステム。
13. 請求項９〜１２のいずれか１項に記載のアクチュエータシステムにおいて、
    弾性体、及び減衰部材を有し、
    前記弾性体、及び前記減衰部材は前記筐体と前記ホルダとを接続するアクチュエータシステム。
14. 請求項９〜１３のいずれか１項に記載のアクチュエータシステムにおいて、
    前記筐体は第３の面、及び前記第３の面と向き合う第４の面を有し、
    前記第３の面は前記筐体が前記ホルダに装着された状態で前記第４の面よりも前記第２の面に近い位置にあり、
    前記アクチュエータの重心は前記第４の面よりも前記３の面に近い位置にあるアクチュエータシステム。