JP7364360B2 - 部品実装機 - Google Patents
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Description
最初に本開示の実施形態を列記して説明する。
(1)本開示の部品実装機は、部品を基板に搭載する部品実装機であって、連続搭載シーケンスにより前記部品を前記基板上に搭載するヘッドユニットと、前記部品を搭載する搭載位置に前記基板を搬送する搬送装置と、前記搭載位置にて少なくとも前記基板が振動する変位量又は前記基板が振動する速度のいずれか一方を測定するセンサと、前記部品の搭載時に、前記センサによって測定された少なくとも前記変位量又は前記速度のいずれか一方から前記基板の異常を検出する制御部と、を備え、前記制御部は前記基板に異常が発生したと判定した場合に、少なくとも前記連続搭載シーケンスを含む製造条件の一部を変更する処理又はメッセージを出す処理のいずれか一方を行う、部品実装機である。
基板の変位量を測定することで基板の固定不良を判定できる。また、基板の速度を測定することで基板に共振が起こったか否かを判定できる。
部品が基板に到着する時刻を変更することで基板の共振を抑制できる。
基板の共振を抑制する具体的方法としては以下のような方法を挙げることができる。
前記制御部は、前記基板に共振が起きたと判定した場合に、前記ヘッドユニットを構成するシャフトの移動スピードを変更することもできる。
前記制御部は、前記基板に共振が起きたと判定した場合に、前記部品の搭載順番を変更することもできる。
前記制御部は、前記基板に共振が起きたと判定した場合に、前記部品を保持するヘッドの割り当てを変更することもできる。
即時ではなく、2枚目以降の基板から変更することで、1枚目の基板の部品搭載中に、具体的にどの連続搭載シーケンスを変更すればよいかが明確になり、適切な共振抑制ができる。
本開示の部品実装機10の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。実施形態は、図1に示すように、電子部品等の部品Eをプリント基板等の基板B上に搭載する部品実装機10を上流から下流に向けて左右方向に複数配置した実装ラインLを例示している。
部品実装機10は、図2および図3に示すように、平面視略矩形状の基台11と、基板Bを搬送する搬送装置12と、基板B上に部品Eを搭載する部品搭載ユニット20と、部品搭載ユニット20に部品Eを供給するための部品供給装置13と、基板Bをバックアップするためのバックアップ装置40と、を備えて構成されている。なお、以下の説明において、左右方向とは図2における左右方向(基台11の長辺方向)を基準とする。また、前後方向とは図1における上下方向(基台11の短辺方向)を基準として、図2においては図示下側を前側、図示上側を後側として説明する。
基台11は、図2に示すように、左右方向に横長な平面視略矩形状をなし、基台11上には、左右方向に延びる搬送装置12、部品搭載ユニット20などが配置されている。
搬送装置12は、図3に示すように、左右方向に循環駆動する上下一対のコンベアベルト14を有しており、基板Bは、図2に示すように、上流(左右方向の左側)の部品実装機10からコンベアベルト14によってバックアップ装置40上の搭載位置Pに搬入され、搭載位置Pにおいて部品Eの搭載作業が行われた後、コンベアベルト14によって下流(左右方向の右側)の部品実装機10に向かって搬出される。これにより、基板Bが上流から下流に向けて各部品実装機10内を連続して通過するようになっている。
部品供給装置13は、図2に示すように、フィーダ型とされ、搬送装置12の前後方向両側において左右方向に2つずつ並べることで、合計4箇所に配されている。これらの部品供給装置13には、複数のフィーダ16が左右方向に整列した状態で取り付けられている。各フィーダ16は、複数の部品Eが収容された部品供給テープをリールから引き出す図示しない電動式の送出装置などを備えており、搬送装置12側の端部から部品Eを一つずつ供給する。
部品搭載ユニット20は、部品供給装置13から供給される部品Eを取り出して基板B上に搭載するものであって、図2に示すように、基台11の左右方向の両側に配される一対のY軸フレーム23と、一対のY軸フレーム23に架設されたX軸フレーム26と、X軸フレーム26に移動可能に取り付けられたヘッドユニット30と、を備えて構成されている。
ヘッドユニット30は、図2および図3に示すように、箱形状をなすヘッドユニット本体31と、部品Eの搭載動作を行う複数のヘッド32と、を有している。
バックアップ装置40は、基台11上における搭載位置Pに取り付けられており、図3に示すように、他数個のバックアップピン41を起立状態に保持したバックアッププレート42と、バックアッププレート42を昇降させる昇降軸43を備えた昇降装置44と、から構成されている。
図3に示すように、非保持部B1の下方には、センサ50が配置されている。センサ50は基台11上に取り付けられている。本実施形態のセンサ50はレーザー変位計とされているが、超音波センサとしてもよい。センサ50は、基板Bの変位量および速度を検知する。例えば、基板Bの変位量がある閾値より大きければ基板Bの固定状態に問題がある可能性があり、基板Bの速度が増加傾向にあれば基板Bに共振が起こった可能性がある。基板Bの固有振動数(例えば14.7Hz)と搭載時間間隔(例えば0.068sec)が一致した際に基板Bの共振が発生しやすくなる。
次に、部品実装機10の電気的構成を、図6を参照して説明する。
部品実装機10は、制御部110によって全体が制御統括されており、制御部110は、CPUなどにより構成される演算処理部111を備えている。演算処理部111には、モータ制御部112、記憶部113、画像処理部114、外部入出力部115、部品供給装置通信部116、管理装置通信部117、操作部118などが接続されている。
操作部118は、液晶モニタなどの図示しない表示装置、キーボードやマウスなどの図示しない入力装置などを備えており、作業者からの入力の受付や作業者への出力を行う。
次に、連続搭載シーケンスの一部を変更する処理について図7のフローチャートを参照して説明する。
共振が発生した後に、少なくとも1本のシャフト33の移動速度を遅くすると、搭載動作によって基板Bに伝わる振動のピークと基板Bの固有振動のピークとが一致しなくなるため、共振を抑制できる。
ワークの振動数が14.7Hzの場合、1周期の時間は0.068secとなるから、半周期の時間は、0.068sec÷2=0.034secとなり、0.034secを待ち時間とする。共振が発生した後に、次の搭載開始時間を待ち時間の分だけずらすと、搭載動作によって基板Bに伝わる振動のピークと基板Bの固有振動のピークとが一致しなくなるため、共振を抑制できる。
例えば、図2の部品E1、部品E2、部品E3の順に搭載して共振が発生した際には、部品E1、部品E3、部品E2の順に変更すると、搭載動作によって基板Bに伝わる振動のピークと基板Bの固有振動のピークとが一致しなくなるため、共振を抑制できる。詳細に説明すると、以下の2つの理由が考えられる。
理由1.部品Eの搭載順番を変更することでヘッドユニット本体31の移動時間も変更され、結果的に部品Eが基板Bへ到着する時刻が変わる。
理由2.部品Eの搭載順番を変更することで部品Eが基板Bへ到着する時刻が変わらなかったとしても、基板Bへの接触場所が変わることで共振が抑制される場合がある。
記憶部113に記憶されたシャフト33の識別情報を参照することにより部品Eを保持するシャフト33を別のシャフト33に変更すると、部品Eを搭載する際のヘッドユニット30の移動距離が変動するため、部品Eを搭載するタイミングが変動し、共振を抑制できる。
例えばバックアップピン41の位置をずらすと、基板Bの振動する箇所が変化し基板Bの固有振動数が変化する。このため、搭載動作によって基板Bに伝わる振動のピークと基板Bの固有振動のピークとが一致しなくなり、共振を抑制できる。例えば、図4におけるバックアップピン41Aを図示左側にずらし、バックアップピン41Bを図示右側にずらしてもよい。なお、「配置を変更する」とは、バックアップピン41の位置をずらすことだけでなく、バックアップピン41の数を増やすことも含む。
(1)上記実施形態ではセンサ50が基台11上に取り付けられているものの、センサ50がバックアッププレート42上に取り付けられているものとしてもよい。その場合、基台11上にバックアッププレート42を2つ配置し、一方のバックアッププレート42上にセンサ50を取り付けるようにしてもよい。
11…基台
12…搬送装置
13…部品供給装置
14…コンベアベルト
15…部品認識カメラ
16…フィーダ
20…部品搭載ユニット
21…基板認識カメラ
23…Y軸フレーム
24…Y軸ガイドレール
25…Y軸サーボモータ
26…X軸フレーム
27…X軸ガイドレール
28…X軸サーボモータ
30…ヘッドユニット
31…ヘッドユニット本体
32…ヘッド
33…シャフト
34…吸着ノズル
35…Z軸サーボモータ
36…R軸サーボモータ
40…バックアップ装置
41、41A、41B…バックアップピン
42…バックアッププレート
43…昇降軸
44…昇降装置
45…側壁体
46…ガイド片
50…センサ
51…エア供給装置
60…管理装置
110…制御部
111…演算処理部
112…モータ制御部
113…記憶部
114…画像処理部
115…外部入出力部
116…部品供給装置通信部
117…管理装置通信部
118…操作部
B…基板
B1…非保持部
E、E1、E2、E3…部品
L…実装ライン
P…搭載位置
Claims (7)
- 部品を基板に搭載する部品実装機であって、
連続搭載シーケンスにより前記部品を前記基板上に搭載するヘッドユニットと、
前記部品を搭載する搭載位置に前記基板を搬送する搬送装置と、
前記搭載位置にて少なくとも前記基板が振動する変位量又は前記基板が振動する速度のいずれか一方を測定するセンサと、
前記部品の搭載時に、前記センサによって測定された少なくとも前記変位量又は前記速度のいずれか一方から前記基板の異常を検出する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記変位量が変位量閾値以上である場合、メッセージを出す処理を行い、前記変位量が前記変位量閾値を超えない場合、前記連続搭載シーケンスを含む製造条件の一部を変更する処理を行い、
前記製造条件の一部の変更は、前記速度が速度閾値以上であると判定され、かつ即時変更する設定である場合には、前記制御部により搭載作業中の基板から即時実行し、前記速度が前記速度閾値以上であると判定され、かつ即時変更する設定でない場合には、搭載作業中の基板より後に前記部品が搭載される基板から実行する、部品実装機。 - 前記制御部は、前記変位量が変位量閾値以上である場合に前記基板の固定不良と判定し、前記速度が速度閾値以上である場合に前記基板に共振が起こったと判定する、請求項1に記載の部品実装機。
- 前記制御部は、前記基板に共振が起きたと判定した場合に、前記部品が前記基板に到着する時刻を変更する、請求項2に記載の部品実装機。
- 前記制御部は、前記基板に共振が起きたと判定した場合に、前記ヘッドユニットを構成するシャフトの移動スピードを変更する、請求項3に記載の部品実装機。
- 前記制御部は、前記基板に共振が起きたと判定した場合に、前記部品の搭載順番を変更する、請求項3に記載の部品実装機。
- 前記制御部は、前記基板に共振が起きたと判定した場合に、前記部品を保持するヘッドの割り当てを変更する、請求項3に記載の部品実装機。
- 部品を基板に搭載する処理の制御方法であって、
連続搭載シーケンスにより前記部品を前記基板上に搭載するヘッドユニットと、
前記部品を搭載する搭載位置に前記基板を搬送する搬送装置と、
前記搭載位置にて少なくとも前記基板が振動する変位量又は前記基板が振動する速度のいずれか一方を測定するセンサと、
前記部品の搭載時に、前記センサによって測定された少なくとも前記変位量又は前記速度のいずれか一方から前記基板の異常を検出する制御部と、を備えた部品実装機において、
前記制御部は、前記変位量が変位量閾値以上である場合、メッセージを出す処理を行い、前記変位量が前記変位量閾値を超えない場合、前記連続搭載シーケンスを含む製造条件の一部を変更する処理を行い、
前記製造条件の一部の変更は、前記速度が速度閾値以上であると判定され、かつ即時変更する設定である場合には、前記制御部により搭載作業中の基板から即時実行し、前記速度が前記速度閾値以上であると判定され、かつ即時変更する設定でない場合には、搭載作業中の基板より後に前記部品が搭載される基板から実行する、制御方法。
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JP4371313B2 (ja) | 2004-06-15 | 2009-11-25 | 富士機械製造株式会社 | 生産装置及び生産方法 |
JP2011103317A (ja) | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Panasonic Corp | 部品実装機 |
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