JP6762532B2 - Anti-board work machine - Google Patents
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Description
本発明は、電気回路を構成する回路基板を組み立てる作業を行う対基板作業機に関する。 The present invention relates to a board-to-board working machine for assembling a circuit board constituting an electric circuit.
下記特許文献1には、回路部品が実装されて電子回路を構成する回路基板に対して作業を行う対基板作業機が記載されており、その対基板作業機には、例えば、はんだ印刷機,接着剤塗布機,部品装着機,それらの作業の結果を検査する検査作業機等、種々のものがある。対基板作業機には、作業の主体となる作業ヘッドと、その作業ヘッドを水平面上における任意の位置に移動させるヘッド移動装置とを含んで構成されたものが存在し、接着剤塗布機,部品装着機,検査作業機等の多くが、そのような構成のものとされている。また、下記特許文献1のように、複数の対基板作業機が並べて配置されて、回路基板が、それらの機器を順次通過して電気回路の製造が行われる電子回路製造ラインが形成される場合がある。 The following Patent Document 1 describes a board-to-board working machine on which circuit components are mounted to perform work on a circuit board constituting an electronic circuit, and the board-to-board working machine includes, for example, a solder printing machine. There are various types of machines such as adhesive coating machines, component mounting machines, and inspection work machines that inspect the results of their work. There are work machines for substrates that include a work head that is the main body of work and a head moving device that moves the work head to an arbitrary position on a horizontal plane, and includes an adhesive coating machine and parts. Many of the mounting machines, inspection work machines, etc. have such a configuration. Further, as in Patent Document 1 below, when a plurality of anti-board working machines are arranged side by side and an electronic circuit manufacturing line is formed in which circuit boards sequentially pass through these devices to manufacture electric circuits. There is.
製造作業においては、従来から、機器類の設置面積に対する生産性(面積生産性)を向上させることが望まれている。つまり、工場内のフロアスペースを有効に活用するために、製造ラインの設置面積を小さくすること、さらに言えば、対基板作業機の設置面積を小さくすることが望まれるのである。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、設置面積を抑えた対基板作業機を提供することを課題とする。 In the manufacturing work, it has been conventionally desired to improve the productivity (area productivity) with respect to the installation area of the equipment. That is, in order to effectively utilize the floor space in the factory, it is desired to reduce the installation area of the production line, and more specifically, to reduce the installation area of the substrate working machine. The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a substrate working machine having a reduced installation area.
上記課題を解決するために、本発明の対基板作業機は、
(A)作業ヘッドと、(B)水平面上において互いに直交する2 つの方向であるX 方向とY 方向の各々に作業ヘッドを直線的に移動させるX 方向移動装置およびY 方向移動装置を備えたヘッド移動装置と、(C) そのヘッド移動装置によって作業ヘッドとともに移動させられ、作業の対象物の撮像を行う撮像装置とを含んで構成され、
Y 方向移動装置が、Y 方向に延びる状態で設けられたY 方向ガイドと、そのY 方向ガイドに沿ってスライドするY 方向スライドとを有するものとされ、
X 方向移動装置が、Y 方向スライドに前記X 方向に延びる状態で設けられたX 方向ガイドと、そのX 方向ガイドに沿ってスライド可能とされてY 方向における一方側の面において作業ヘッドを保持するX 方向スライドとを有するものとされ、
(a)基台と(b)その基台の上面に立設される1以上の支持部材とを備え、前記1以上の支持部材の前記基台上における立設位置を変更可能とされ、部品が装着される基板を、前記基台に立設された前記1以上の支持部材の先端において支持する基板支持装置と、前記ヘッド移動装置によって前記作業ヘッドとともに移動させられ、前記1以上の支持部材の立設位置を変更するためにそれら1以上の支持部材の各々を保持・離脱させる支持部材保持装置と
を含んで構成され、
前記支持部材保持装置が、前記X 方向スライドの中に収められたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the anti-board working machine of the present invention is used.
A head equipped with (A) a work head and (B) an X-direction moving device and a Y-direction moving device that linearly move the work head in each of the two directions orthogonal to each other on the horizontal plane, the X direction and the Y direction. It is configured to include a moving device and (C) an imaging device that is moved together with the work head by the head moving device to image an object of work.
It is assumed that the Y-direction moving device has a Y-direction guide provided so as to extend in the Y-direction, and a Y-direction slide that slides along the Y-direction guide.
The X-direction moving device holds the work head on one side surface in the Y-direction so that the X-direction guide is provided on the Y-direction slide so as to extend in the X-direction and is slidable along the X-direction guide. It is supposed to have an X-direction slide,
It is provided with (a) a base and (b) one or more support members erected on the upper surface of the base, and the erection position of the one or more support members on the base can be changed. Is moved together with the work head by the substrate support device for supporting the substrate on which the is mounted at the tip of the one or more support members erected on the base and the head moving device, and the one or more support members. With a support member holding device that holds and detaches each of the one or more support members in order to change the standing position of the
Consists of including
The support member holding device is housed in the X-direction slide.
本発明の対基板作業機は、支持部材保持装置が後方に向かって延び出していないため、Y 方向スライドとともにY 方向に移動する部分のY 方向の寸法を比較的小さくすること、つまり、対基板作業機自体のY 方向の寸法を小さくすることができるのである。したがって、本発明の対基板作業機は、接地面積が小さく、本発明の対基板作業機を用いて製造ラインを構成することで、その製造ラインの面積生産性を向上させることが可能となるのである。 In the board-to-board working machine of the present invention, since the support member holding device does not extend rearward, the dimension of the portion that moves in the Y direction together with the Y-direction slide is relatively small, that is, the board-to-board size is relatively small. The size of the work machine itself in the Y direction can be reduced. Therefore, the anti-board working machine of the present invention has a small ground contact area, and by constructing a manufacturing line using the anti-board working machine of the present invention, it is possible to improve the area productivity of the manufacturing line. is there.
以下、本発明の一実施形態である対基板作業機の一例を、図を参照しつつ説明する。なお、本発明は、下記実施形態の他、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。 Hereinafter, an example of a substrate working machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition to the following embodiments, the present invention can be implemented in a mode in which various modifications are made based on the knowledge of those skilled in the art.
本発明の一実施形態である対基板作業機としての部品装着機10を、図1に示す。図1には、部品装着機10の側面を、外装パネルを外した状態で示している。部品装着機10は、ベース20と、ベース20に立設させられたフレーム22(図1は、手前側の側面部を取り除いた状態の図である)と、ベース20に配設された基板搬送固定装置24(図1には、破線で示している)と、部品供給装置(図示省略)から供給される部品を保持してその部品を回路基板に装着するために離脱させる作業ヘッドとしての部品装着ヘッド26と、フレーム22に配設されて部品装着ヘッド26を移動させるヘッド移動装置28とを含んで構成されている。なお、部品装着機10は、図1における左側が正面側であり、以下の説明では、当該部品装着機10に関する「左右方向」,「前後方向(図1における左右方向)」,「上下方向」を、部品装着機10の正面側から見た場合における左右方向,前後方向,上下方向として扱うこととする。
FIG. 1 shows a
なお、部品供給装置は、図1には省略されているが、部品装着機10の正面側にセットされる。詳しく言えば、ベース20の正面側にセットされる。その部品供給装置は、複数の部品フィーダを含んで構成され、それら複数の部品フィーダの各々が、左右方向に並んでベース20に取り付けられるものである。
Although omitted in FIG. 1, the parts supply device is set on the front side of the
図2には、基板搬送固定装置24の一部が示されている。その図2に示すように、基板搬送固定装置24は、回路基板Sを搬送する基板搬送装置30と、その部品装着作業の際に回路基板Sを固定保持する基板固定装置32とを備えている。基板搬送装置30は、回路基板Sを左右方向に搬送するものであり、本部品装着機10に搬入された回路基板Sを、部品装着作業が行われる位置まで搬送するとともに、作業が終了した回路基板Sを、本部品装着機10からの搬出位置まで搬送する。基板搬送装置30は、1対のコンベア40を有しており、詳細な説明は省略するが、1対のコンベア40の各々のコンベアベルトを搬送モータによって周回させることで、1対のコンベア40上に載せられた回路基板Sを左右方向に搬送する構造とされている。
FIG. 2 shows a part of the substrate
基板固定装置32は、基板搬送装置30によって作業位置まで搬送された回路基板Sを固定保持するものである。基板固定装置32は、回路基板Sを、基板支持装置50によって下方から支持するとともに、クランプ装置52によってクランプするようになっている。基板支持装置50は、基台としてのバックアップテーブル54と、そのバックアップテーブル54の上面に立設される支持部材としての複数のサポートピン56とを備え、それら複数のサポートピン56の先端において、回路基板Sの下面を支持して、部品装着作業時における回路基板Sの撓みを防止するものである。
The
作業ヘッドとしての部品装着ヘッド26について、図3および図4をも参照しつつ、簡単に説明する。図3は、部品装着ヘッド26のカバーを外した状態における側面図であり、図4は、部品装着ヘッド26を下方から眺めた図である。部品装着ヘッド26は、いわゆるロータリヘッドであり、回転軸線周りに回転させられるリボルバ60と、そのリボルバ60に保持された複数の部品保持具62とを有している。そして、部品装着ヘッド26は、リボルバ60を回転させつつ、複数の部品保持具62の各々によって、部品供給装置から供給される複数の部品を保持し、それら複数の部品を、リボルバ60を回転させつつ、回路基板Sに順次装着するものである。
The
ヘッド移動装置28は、いわゆるXY型移動装置であり、部品装着ヘッド26を、前後方向に移動させる前後方向移動装置70と、左右方向に移動させる左右方向移動装置72とを含んで構成される。前後方向移動装置70は、フレーム22の正面部74と背面部76とに渡されて前後方向に延びる状態で設けられた1対のガイドレール80で構成される前後方向ガイド82と、その前後方向ガイド82から垂下した状態で設けられてその前後方向ガイド82に沿って移動可能とされた前後スライド84と、その前後スライド84を前後方向ガイド82に沿って移動させるための前後移動用モータ(図示省略)とを主体として構成される。また、左右方向移動装置72は、図5および図6に示すように、前後スライド84の前面に左右方向に延びる状態で設けられた1対のガイドレール90で構成される左右方向ガイド92と、その左右方向ガイド92に沿って移動可能とされた左右スライド94と、その左右スライド94を左右方向ガイド92に沿って移動させるための左右移動用モータ(図示省略)とを主体として構成される。そして、左右スライド94は、それの前面にヘッド取付部98を有しており、そのヘッド取付部98に、部品装着ヘッド26が着脱可能に取り付けられている。そのような構成により、ヘッド移動装置28は、部品装着ヘッド26を、水平面上における任意の位置に移動させることが可能とされている。
The
つまり、本部品装着機10においては、前後方向移動装置70が、Y方向移動装置として機能し、左右方向移動装置72が、X方向移動装置として機能するものとなっている。したがって、前後方向ガイド82,前後スライド84の各々が、Y方向ガイド,Y方向スライドであり、左右方向ガイド92,左右スライド94の各々が、X方向ガイド,X方向スライドである。なお、本実施形態の対基板作業機は、上述したように、作業ヘッドである部品装着ヘッド26が着脱可能なものとなっており、例えば、接着剤塗布作業を行うヘッド、検査作業を行うヘッド等に、工具を使用せずに容易に交換可能なものとなっている。ちなみに、本発明の対基板作業機は、本実施形態の対基板作業機のように作業ヘッドを交換可能なものに限定されず、作業ヘッドがX方向スライド92に固定された構成のものであってもよい。
That is, in the
部品装着ヘッド26には、それが有するモータ等への電力供給用ケーブルや、制御信号を送るための信号線等の制御用ケーブルが、左右スライド94を介して接続される。詳しくは、それら複数のケーブル100の一端が左右スライド94に接続されており、部品装着ヘッド26が左右スライド94のヘッド取付部98に取り付けられることで、部品装着ヘッド26にモータ等への電力や制御信号等が送られるようになっている。
A cable for supplying electric power to a motor or the like and a control cable such as a signal line for transmitting a control signal are connected to the
そして、それら複数のケーブル100は、左右スライド94から延び出しており、左右スライド94の左右方向の移動の際に、その移動を妨げないように、また、左右スライド94の移動によって絡まったりしないように配線される。具体的には、それら複数のケーブル100は、前後スライド84の前方側であって、前後方向ガイド82の下方かつ部品装着ヘッド26の上方のスペースを利用して、左右方向スライド92から前後スライド84の上方側まで配線されている。複数のケーブル100は、それの一端100Aが、前後スライド84に取り付けられたケーブル保持部材104に固定され、他端100B側が左右方向に延び出している。そして、ケーブル100は、他端100B側が水平面に沿って180°屈曲させられて、その他端100Bが左右スライド94に連結されている。そして、ケーブル100は、左右スライド94の左右方向の移動の際に、屈曲させられた位置が変更されるようになっており、左右スライド94の左右方向のスムーズな移動が許容される。
The plurality of
上述したように、本部品装着機10は、左右スライド94から延び出した複数のケーブル100が、前後スライド84の前方側であって、前後方向ガイド82の下方かつ部品装着ヘッド26の上方のスペースを利用して、前後スライド84の上方側まで配線されている。例えば、左右スライドから延び出したケーブルを、前後スライドの後方側を通して配線した対基板作業機も存在する。本部品装着機10は、ケーブルを前後スライドの後方側を通して配線した対基板作業機に比較して、前後スライド84とともに前後方向に移動する部分の前後方向の寸法を小さくすることができる。ひいては、本部品装着機10は、ケーブルを前後スライドの後方側を通して配線した対基板作業機に比較して、前後方向の寸法が小さくなっているのである。したがって、本部品装着機10は、ケーブルを前後スライドの後方側を通して配線した対基板作業機に比較して、設置面積が小さなものとなっており、本部品装着機10を用いて製造ラインを構成することで、面積生産性を向上させることができるのである。
As described above, in the
また、前後スライド84には、図3,図5,図6に示すように、前後方向ガイド82を構成する1対のガイドレール80の各々に対応して、そのガイドレール80に摺動可能に係合するガイドレールナット110,112が、自身の上面側に設けられている。つまり、前後スライド84は、自身の上方側において前後方向ガイド82に保持されることで、その前後方向ガイド82から垂下した状態となっている。そして、後方側のガイドレールナット112の各々は、前後スライド84の後方側に向かって突出するリブ部114の後方側上端に設けられており、係合部として機能するものとなっている。
Further, as shown in FIGS. 3, 5, and 6, the front-
図7に、前後スライド84が後方側の移動端に位置する場合の平面図を示している。フレーム22の背面部76には、前後方向ガイド82を構成する1対のガイドレール80の各々の後端が固定された部分に凹所120が形成されている。そして、前後スライド84が後方側の移動端に位置する場合には、ガイドレールナット112およびリブ部114が、凹所120に入り込むようになっている。つまり、本部品装着機10は、前後方向ガイド82から垂下させた前後スライド84の姿勢を安定させるために、その前後方向ガイド82が後方側に突出した形状のものとされているが、その後方に突出した部分が凹所120に入り込むため、前後方向の寸法が大きくならず、コンパクトなものとなっているのである。
FIG. 7 shows a plan view when the front-
本部品装着機10は、また、回路基板Sの表面に付された基準マーク等を撮像する基板撮像装置130を備えている。その基板撮像装置130は、図8に示すように、カメラ132と、レンズ134と、カメラ132の光軸と同軸の光を照射するための同軸光源136と、その同軸光源136の光を反射させて、その光をカメラ132の光軸と同軸とするとともにカメラ132が透過像を撮像するためのハーフミラー138と、撮像する対象物の側面に光を照射するための側射光源140とを含んで構成される。図8や図9からもわかるように、カメラ132の光軸は、上下方向に延びるものとされており、基板撮像装置130は、上下方向に長いものとなっている。
The
そして、基板撮像装置130は、図3および図4に示すように、左右スライド94の中に収められている。詳しく言えば、左右スライド94は、概して方形のフレーム状に形成されたものであり、図9に示すように、その内部に基板撮像装置130が挿入されて固定されているのである。従来から、カメラの光軸が前後方向に延びる状態で設けた撮像装置を左右スライドの下端に取り付けた構成の対基板作業機が存在する。本部品装着機10は、そのような対基板作業機のように、撮像装置が後方に向かって延び出していないため、前後スライド84とともに前後方向に移動する部分の前後方向の寸法を比較的小さくすることができるのである。
The
本部品装着機10は、図4および図9に示すように、回路基板S上の測定点等の高さを測定する高さセンサとしてのレーザーセンサ150と、前述した基板支持装置50におけるサポートピン56の位置変更の際にそのサポートピン56を保持する支持部材保持装置としてのピッカー152とを備えている。なお、レーザーセンサ150は、鉛直方向にレーザー光を照射し、対象物によって反射した光の一成分を受光することで、測点の高さを測定するものである。また、ピッカー152は、アクチュエータとしての伸縮可能なシリンダ装置を主体とするものであり、サポートピン56を開口154に挿入した状態で押圧力を加えることで自身の先端に設けられた爪146でロックしてサポートピン56を保持し、再度押圧力を加えることで爪156のロックが解除されてサポートピン56を離脱させるように構成されている。それらレーザーセンサ150およびピッカー152は、基板撮像装置130とともに、左右スライド94の中に収められているのである。したがって、本部品装着機10は、種々の機器類を左右スライド94の中に収めることができるため、前後スライド84とともに前後方向に移動する部分のコンパクト化が図られている。そして、前後スライド84とともに前後方向に移動する部分をコンパクトなものとすることで、部品装着機10自体もコンパクトなものとすることができるのである。
As shown in FIGS. 4 and 9, the
10:部品装着機〔対基板作業機〕 20:ベース 22:フレーム 24:基板搬送固定装置 26:部品装着ヘッド〔作業ヘッド〕 28:ヘッド移動装置 30:基板搬送装置 50:基板支持装置 54:バックアップテーブル〔基台〕 56:サポートピン〔支持部材〕 70:前後方向移動装置〔Y方向移動装置〕72:左右方向移動装置〔X方向移動装置〕 74:正面部 76:背面部 82:前後方向ガイド〔Y方向ガイド〕 84:前後スライド〔Y方向スライド〕 92:左右方向ガイド〔X方向ガイド〕 94:左右スライド〔X方向スライド〕 100:ケーブル 112:ガイドレールナット〔係合部〕 114:リブ部 120:凹所130:基板撮像装置〔撮像装置〕 150:レーザーセンサ〔高さセンサ〕 152:ピッカー〔支持部材保持装置〕 10: Parts mounting machine [to board work machine] 20: Base 22: Frame 24: Board transfer fixing device 26: Parts mounting head [Work head] 28: Head moving device 30: Board transfer device 50: Board support device 54: Backup Table [base] 56: Support pin [support member] 70: Front-back direction moving device [Y-direction moving device] 72: Left-right direction moving device [X-direction moving device] 74: Front part 76: Back part 82: Front-back direction guide [Y direction guide] 84: Front and rear slide [Y direction slide] 92: Left and right direction guide [X direction guide] 94: Left and right slide [X direction slide] 100: Cable 112: Guide rail nut [engagement part] 114: Rib part 120: Recess 130: Substrate imaging device [imaging device] 150: Laser sensor [height sensor] 152: Picker [support member holding device]
Claims (2)
水平面上において互いに直交する2つの方向であるX方向とY方向の各々に前記作業ヘッドを直線的に移動させるX方向移動装置およびY方向移動装置を備え、その作業ヘッドを水平面上における任意の位置に移動させるヘッド移動装置と
そのヘッド移動装置によって前記作業ヘッドとともに移動させられ、前記作業の対象物の撮像を行う撮像装置と
を含んで構成された対基板作業機であって、
前記Y方向移動装置が、
前記Y方向に延びる状態で設けられたY方向ガイドと、そのY方向ガイドに沿ってスライドするY方向スライドとを有するものとされ、
前記X方向移動装置が、
前記Y方向スライドの前記Y方向における一方側の面に前記X方向に延びる状態で設けられたX方向ガイドと、そのX方向ガイドに沿ってスライド可能とされて前記Y方向における前記一方側の面において前記作業ヘッドを保持するX方向スライドとを有するものとされ、
(a)基台と(b)その基台の上面に立設される1以上の支持部材とを備え、前記1以上の支持部材の前記基台上における立設位置を変更可能とされ、部品が装着される基板を、前記基台に立設された前記1以上の支持部材の先端において支持する基板支持装置と、前記ヘッド移動装置によって前記作業ヘッドとともに移動させられ、前記1以上の支持部材の立設位置を変更するためにそれら1以上の支持部材の各々を保持・離脱させる支持部材保持装置と
を含んで構成され、
前記支持部材保持装置が、前記X方向スライドの中に収められたことを特徴とする対基板作業機。 A work head that works on the board,
An X-direction moving device and a Y-direction moving device for linearly moving the work head in each of the two directions orthogonal to each other on the horizontal plane, the X direction and the Y direction, are provided, and the work head is placed at an arbitrary position on the horizontal plane. A board-to-board working machine including a head moving device to be moved to a horizontal position and an imaging device moved together with the work head by the head moving device to image an object of the work.
The Y-direction moving device
It is assumed to have a Y-direction guide provided in a state of extending in the Y-direction and a Y-direction slide that slides along the Y-direction guide.
The X-direction moving device
An X-direction guide provided on one surface of the Y-direction slide in the Y-direction so as to extend in the X-direction, and the one-sided surface in the Y-direction that is slidable along the X-direction guide. With an X-direction slide that holds the work head in
It is provided with (a) a base and (b) one or more support members erected on the upper surface of the base, and the erection position of the one or more support members on the base can be changed. Is moved together with the work head by the substrate support device for supporting the substrate on which the is mounted at the tip of the one or more support members erected on the base and the head moving device, and the one or more support members. With a support member holding device that holds and detaches each of the one or more support members in order to change the standing position of the
Consists of including
A board-to-board working machine characterized in that the support member holding device is housed in the X-direction slide .
前記ヘッド移動装置によって前記作業ヘッドとともに移動させられ、少なくとも基板上に設定された測定点の高さを測定するための高さセンサを含んで構成され、その高さセンサが、前記X方向スライドの中に収められた請求項1に記載の対基板作業機。 The board working machine
It is configured to include a height sensor that is moved together with the work head by the head moving device and at least measures the height of a measurement point set on the substrate, the height sensor of the X-direction slide. The anti-board working machine according to claim 1, which is contained therein.
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