JPH08125392A - プリント基板の組立装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズルが下降してプリント基板に所定の作業
を施す場合に先付け部品があってもプリント基板を不良
としないことを目的とする。 【構成】 基板６に先付けの高い部品５が装着されてい
る場合には、支え体３０を支軸２９の回りに回転させ低
い位置に低い位置に支持板２６を支持させるようにし
て、部品５を基板６に装着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ノズルの下降により該
ノズルに対して水平方向に相対的に移動して位置決めさ
れた移動テーブルに支持されたプリント基板に所定の作
業を施しプリント基板を組み立てるプリント基板の組立
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種プリント基板の組立装置が特開平
３−１６０７９３号公報に開示されており、プリント基
板を組み立てる所定の作業である電子部品をプリント基
板に装着する作業を行う。この場合、部品装着時のプリ
ント基板の高さは基板の種類によらず、例えば先付け部
品のある基板であってもない基板であっても常に同じで
ある。また、吸着ノズルは基板に対して水平方向に相対
的に移動して位置決めされると共に下降して基板に部品
が装着されるのであるが、部品を高速に装着するために
ノズルは水平方向への移動中に下降して部品の装着がな
される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
では先付けの部品はある程度の高さであるものとしてそ
の高さに当らないような軌跡を描いて部品の装着が行わ
れるのであるが、想定した以上の高さの部品が装着して
ある場合や、想定した高さ以上の部品を吸着して装着し
ようとする場合には図１０に示すように部品７２を吸着
するノズル７４が基板７３に対して相対的に水平移動し
ながら下降して部品７２を装着しようとすると部品７２
と部品７２が当ってしまい装着ができないばかりか、す
でに装着してある部品７２の位置もずれてしまい不良基
板を作ってしまうという欠点がある。

【０００４】また、ノズルより電子部品を仮固定させる
ための接着剤を基板に塗布するという作業を行う装置に
おいても、基板にあらかじめ想定しない高さの部品が装
着されている場合にはノズルが該部品に当ってしまうと
いう欠点がある。そこで本発明は、ノズルが下降してプ
リント基板に所定の作業を施す場合に先付け部品があっ
てもプリント基板を不良としないことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、ノズ
ルの下降により該ノズルに対して水平方向に相対的に移
動して位置決めされた支持テーブル上に支持されたプリ
ント基板に所定の作業を施しプリント基板を組み立てる
プリント基板の組立装置において、前記支持テーブルに
対して上下動可能であり前記基板を支持する基板支持部
材と、該基板支持部材を前記支持テーブルに対して複数
の高さ位置にて支持する支え手段とを設けたものであ
る。

【０００６】また本発明は、少なくとも一方向には往復
移動することによりノズルに対して水平方向に相対的に
移動して位置決めされた移動テーブルに支持されたプリ
ント基板に前記ノズルの下降により所定の作業を施しプ
リント基板を組み立てるプリント基板の組立装置におい
て、プリント基板を支持する基板支持部材と、該支持部
材の前記移動テーブルに対する昇降を案内すると共に移
動テーブルに対して前記支持部材を水平方向には移動さ
せないガイド部材と、該ガイド部材に案内されて下降す
る前記支持部材を前記移動テーブルに対して複数の高さ
位置にて支持する支え手段とを設けたものである。

【０００７】

【作用】請求項１の構成によれば、支持テーブル上で支
え手段により基板支持部材が上下動して複数の高さ位置
で基板を支持可能となる。請求項２の構成によれば、移
動テーブル上で基板支持部材がガイド部材に案内されて
上下動して支え手段により複数の高さ位置で支持されプ
リント基板を支持する。

【０００８】

【実施例】以下本発明の一実施例を図に基づき詳述す
る。図２及び図３に於て、１はＹ軸モータ２の回動によ
りＹ方向に移動する移動テーブルとしてのＹテーブルで
あり、３はＸ軸モータ４の回動によりＹテーブル１上で
Ｘ方向に移動することにより結果的にＸＹ方向に移動す
る移動テーブルとしてのＸＹテーブルであり、チップ状
電子部品５（以下、チップ部品あるいは部品という。）
が装着されるプリント基板６が図示しない固定手段に固
定されて載置される。

【０００９】７は供給台であり、チップ部品５を供給す
る部品供給装置８が多数台配設されている。９は供給台
駆動モータであり、ボールネジ１０を回動させることに
より、該ボールネジ１０が嵌合し供給台７に固定された
ナット１１を介して、供給台７がリニアガイド１２に案
内されてＸ方向に移動する。１３は間欠回動するロータ
リテーブルであり、該テーブル１３の外縁部には取り出
しノズルとしての吸着ノズル１４を複数本有する装着ヘ
ッド１５が間欠ピッチに合わせて等間隔に配設されてい
る。

【００１０】Ｉはロータリテーブル１３の間欠回転によ
り吸着ノズル１４が供給装置８より部品５を吸着し取出
す装着ヘッド１５の停止位置である吸着ステーションで
あり、該吸着ステーションＩにて吸着ノズル１４が部品
５を吸着する。１６は吸着ノズル１４が吸着する部品５
の位置ずれを部品５の下面をカメラにて所定の視野範囲
で撮像しその撮像画面を認識処理して認識する部品認識
装置であり、認識ステ−ションＩＩに設けられている。

【００１１】認識ステーションＩＩの次の装着ヘッド１
５の停止する位置が角度補正ステーションＩＩＩであ
り、認識装置１６の認識結果によるチップ部品５の角度
位置ずれを補正する角度量を予め決められた図示しない
装着データに示される角度量に加味した角度量だけヘッ
ド回動装置１７が装着ヘッド１５をθ方向に回動させ
る。θ方向とはノズル１４の軸の回りに回転する方向で
ある。

【００１２】角度補正ステーションＩＩＩの次の次の停
止位置が、装着ステーションＩＶであり、前記基板６に
該ステーションＩＶの吸着ノズル１４の吸着する部品５
が装着ヘッド１５の下降により装着される。２０は上下
動する昇降棒であり、部品供給装置８の揺動レバー２１
に係合して揺動させチップ部品５を所定間隔に封入した
図示しない部品収納テープを該間隔に合わせて間欠送り
させ吸着ノズル１４の部品吸着位置にチップ部品５を供
給する。２２は該図示しない部品収納テープを巻回する
テープリールである。

【００１３】図１、図４及び図５に基づき、ＸＹテ−ブ
ル３について詳述する。ＸＹテ−ブル３にはプリント基
板６を支持してその搬送をガイドする支持部材としての
１対のシュート２４が設けられており、該シュート２４
には図１に示すように基板６の両側の下面に当接して支
持する溝２５が形成されている。また、該一対のシュー
ト２４の下端の両側には一対の支持板２６が取りつけら
れており支持されている。該支持板２６には夫々一対の
ガイド棒２７が下方に向かって立設されており、該ガイ
ド棒２７はＸＹテ−ブル３に固定されたガイド体２８を
貫通して上下動可能になされており、その結果支持板２
６及びシュート２４はＸＹテ−ブル３に対して水平方向
の位置は変わらずに上下動可能になされている。前記Ｙ
テーブル１は基台２３上に設けられている。

【００１４】ＸＹテ−ブル３には支軸２９が植設されて
おり、該支軸２９の回りに回転可能に支え体３０が取り
付けられている。該支え体３０は該支え体３０に埋め込
まれたプランジャ３１内のボール３２が同じくプランジ
ャ３１内のスプリング３３に付勢されてＸＹテ−ブル３
の壁面に刻設された孔部３４または孔部３５に嵌合する
ことにより位置決め固定される。該支え体３０の支軸２
９からの長さが異なっているおり、該支え体３０が回転
してプランジャ３０のボール３２が図６に示すように上
側の孔部３４に嵌合していると、支え体３０は高い位置
で支持板２６に係合して支持する。また、支え体３０が
反対側に回転してボール３２が下側の孔部３５に嵌合し
た図７の状態では支持板２６は低い位置で支持される。
尚、ボール３２はプランジャ３１より抜け落ちないよう
に抜け止めされているが、本実施例の場合は抜け止めさ
れていなくても支え体３０が回転している間はＸＹテ−
ブル３の壁面との間で挟まれた状態であるため落ちてし
まうことはない。また、支え体３０は両側の支持板２６
を支持できるようにＸＹテ−ブル３の両側に同じ構造の
ものが設けられている。

【００１５】３８は支持板２６に刻設された凹部３９内
に設けられたリミットスイッチであり、支持板２６と共
に上下動し、該スイッチ３８の係合片４０が前記支え体
３０の上面に当接することにより、該支え体３０に支持
される位置である下端部に達したことを検出する。該ス
イッチ３８も両側の支持板２６内に設けられている。ま
た、ＸＹテ−ブル３内にはリミットスイッチ４１が設け
られており、図１の如く支え体３０が低い位置に回転し
て、支持板２６が低い位置に下降したときにその係合片
４２が支持板２６に係合するようになされ、支持板２６
が低い位置に支持されていることを検出する。

【００１６】ＸＹテ−ブル３上にはプレート４３が固定
して設けられており、該プレート４３上には図示しない
穴が所定の間隔でＸＹ方向に全域にわたり穿設されてお
り、該穴にはバックアップピン４４が抜き差し可能に立
設される。該バックアップピン４４はシュート２４が下
降してくることで基板６を下方より支持固定するもので
ある。

【００１７】以上のような構成により以下動作について
説明する。先ず、次に部品装着を行う基板６が先付けの
部品５の無い基板６であるか、先付けの部品５があって
も低い部品５で想定されたノズル１４の基板６に対する
軌跡によってはノズル１４に吸着された部品５が基板６
の先付けの部品５に衝突しない場合には、作業者は支持
板２６及びシュート２４が基台２３上に設けられた図示
しないシリンダが支持板２６の下部にＸＹテ−ブル３が
所定の位置に移動していることにより当接して押し上げ
た状態で、支え体３０を図６の位置に固定される。

【００１８】次に、図示しない操作部の操作により電子
部品自動装着装置の自動運転が開始される。即ち、図示
しないコンベアが上流の装置より基板６を搬送して、図
示しない移載アームにより該コンベアと同一の高さまで
図示しない前記シリンダにより押し上げられているシュ
ート２４に該基板６は移載される。

【００１９】次に、図示しないシリンダのロッドが後退
すると、支持板２６即ちシュート２４はガイド棒２７が
ガイド体２８内を案内されて下降して支持板２６は図５
に示すように支え体３０に当接して支持される。このと
き、リミットスイッチ３８の係合片４０は支え体３０に
当り、下限位置に達したことが検出される。また、リミ
ットスイッチ４１の係合片４２は支持板２６に当接しな
いためシュート２４は高い位置に支持されたことが確認
される。

【００２０】次に、図示しない装着データに従って基板
６上に部品５が装着されていく。即ち、部品供給装置８
が移動してロータリテーブル１３の間欠回動で移動して
きた装着ヘッド１５に取り付けられた吸着ノズル１４が
該装置８より部品５を真空吸着して取出す。次に、ロー
タリテーブル１３の回動により部品５を保持したヘッド
１５は認識ステ−ションＩＩに移動して部品認識装置１
６が部品５の位置ずれの認識を行う。

【００２１】次に、該部品５は角度補正ステ−ションＩ
ＩＩにてヘッド回動装置１７の回動によりヘッド１５が
回動されることにより認識結果の補正をしてデータの示
す角度位置に角度振りが行われる。次に。該部品は装着
ステ−ションＩＶにて装着ヘッド１５の下降によりプリ
ント基板６に装着されるが、装着データのＸ及びＹのデ
ータの位置に装着されるよう装着ヘッド１５の下降に先
だってＹテーブル１及びＸＹテ−ブル３が認識結果の補
正を行いながら移動する。

【００２２】該ノズルの下降とＸＹテ−ブル３の移動に
伴いノズル１４は図８の１点鎖線で示される軌跡をたど
り基板６上に部品５の装着が行われる。このとき、基板
６に先付けされている部品５は実線の通りの高さである
ので、衝突することなく装着が行われる。このように夫
々のヘッド１５の吸着ノズル１４に部品５が吸着されデ
ータの示す基板６の位置に装着されていく。

【００２３】以上のような動作が続き、装着データのス
テップが終了すると、所定の位置にＹテーブル１及びＸ
Ｙテ−ブル３を移動させ、図示しないシリンダのロッド
を突出させシュート２４を上昇させる。次に、図示しな
い移載アームを前述と同様に動作させ、シュート２４の
溝２５に支持されていた基板６は図示しない排出コンベ
アに移載される。このとき、同時に供給コンベアに載置
されている基板６はシュート２４の溝２５に挿入され移
載される。

【００２４】次に、排出コンベア上の基板６は下流の装
置に排出搬送される。このようにして、次々と基板６に
部品装着されていく。所定の枚数の基板６に対して部品
装着がされるというプリント基板の組立が終了すると、
自動運転は停止する。次に、作業者が図示しない操作部
より他の基板種の基板名称を指定しすると共に、該基板
６には先付けの部品５が装着されており、その高さが想
定した高さより高いものである場合にはシュート２４を
上昇させた状態で支え体３０を支軸２９の回りに回転さ
せ図７に示すようにプランジャ３１のボール３２を孔部
３５に嵌合する位置に固定させる。

【００２５】また、シュート２４のＸＹテ−ブル３に対
する高さが変更になったことからバックアップピン４４
の高さを基板６が支持可能な高さに変更する。この変更
はバックアップピン４４自体を短いものに変更するこ
と、あるいはプレート４３をＸＹテ−ブル３に対して下
降させることが考えられる。次に、自動運転を開始する
と前述と同様に基板６が搬送され、図示しない移載アー
ムの移載動作により基板６はシュート２４の溝２５内に
導かれる。

【００２６】次に、前述と同様にシュート２４は下降し
て図１に示すように支持板２６が支え体３０に当接して
支持される。この時、リミットスイッチ３８はシュート
２４が下限位置に達したことを検出し、リミットスイッ
チ４１の係合片４２も支持板２６に当接することからシ
ュート２４は低い位置に支持されたことが確認される。
この時、基板６に装着されている一番高い部品５の高さ
は図１の１点鎖線に示される位置であるが、この位置は
図５に示される１点鎖線の高さと同じであり、シュート
２４の下降した位置が低く変更されているために、高い
部品５の先端の位置が同じ位置になされものである。

【００２７】次に、前述と同様に図示しない装着データ
に従ってステップ毎に部品５の装着が行われる。この基
板６の場合には図９の軌跡によりノズル１４が移動して
部品５の装着が行われるが、図９の場合であればノズル
１４に吸着された部品５は先付けの部品５に衝突しない
が、この部品と同じ部品は図８では点線で示すように装
着されることになり、この場合には図８の軌跡では衝突
してしまうことがわかる。

【００２８】但し、シュート２４を低い位置に固定した
場合にはノズル１４の下降距離そのものは長くする必要
がある。従って装着のための時間自体は長くなってしま
うが、シュート２４が高い位置にあることを想定した部
品５の高さより高い部品５が先付けされる基板６を生産
する場合は少ないので全体としての影響は少ない。ま
た、ノズル１４が水平に移動するだけで吸着されている
部品５が先付けの部品５と衝突してしまうような場合に
は、ノズル１４を一端上昇させるようにすることは難し
いので本実施例のようにシュート２４を下降させた状態
にしておくことが特に有効である。

【００２９】尚、本実施例は２つの高さ位置にシュート
２４を保持するようにしたが、支え体３０の支軸２９の
回りにさらに長さの異なるアームを追加するなどして３
つ以上の高さにシュート２４を支持するようにしてもよ
い。また、本実施例ではＸＹテ−ブル３がＸＹ方向に移
動してノズル１４は部品５を装着する時には移動しない
場合であったが、ノズル１４に相当するノズルが例えば
Ｘ方向にのみ移動してＸＹテ−ブル３に相当する移動テ
ーブルがＹ方向にのみ移動する場合であっても同様にシ
ュート２４を移動テーブルに対して複数位置に支持する
ことは有効であるし、また、ノズルがＸＹ方向に移動し
てＸＹテ−ブル３に相当する支持テーブルが移動しない
場合でも該支持テーブル上にて複数の高さ位置に基板６
を支持するシュートが保持されるように本実施例と同様
な機構を設けることは有効である。

【００３０】また、本実施例は作業者が手作業により支
え体３０を回転させてシュート２４の高さを変更するも
のであったが、支持板２６を規制するストッパを回転さ
せなくても高さの異なるものに交換あるいは重ね合わせ
てシュート２４の高さを変更するようにしてもよく、ま
たモータ等の駆動源及びボールネジ等の機構によりシュ
ート２４の高さ位置を変更してもよいが、ＸＹテ−ブル
３は移動するため該テーブル３上に重量があるものを設
けるとＸＹテ−ブル３を移動させるモータ２、４を大型
にしなければならず、手動にて変更する本実施例の機構
は軽量でありよい。あるいは、ＸＹテ−ブル３の外部に
取り付けられたシリンダ等により支え体３０を回転させ
れば、自動化も可能である。

【００３１】ノズルをＸＹ方向に移動させて部品装着等
の作業を行いシュートを支持する支持テーブルが移動さ
せない場合であれば、本実施例のように支持テーブル上
にシュートを上下させる機構を設けることは問題になら
ず、自動的に上下させる機構を設けても問題にはならな
い。また本実施例は、部品をプリント基板に装着してプ
リント基板を組み立てる電子部品自動装着装置について
説明したが、このように装着した部品を仮固定するため
に部品装着前に接着剤を塗布してプリント基板を組み立
てる塗布装置についても接着剤を塗布する前に塗布対象
面に部品が先付けされている場合には、その部品の高さ
が高ければ、塗布ノズルが部品に当ってしまうことが考
えられ、このような場合には本実施例と同様にシュート
に種々の高さに基板が支持できるようにすることが考え
られる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明は、複数の高さに基
板の支持高さを変更することができ、所定の作業を行う
ノズルあるいはノズルに保持された部品が先付けの部品
に当ってしまうことを回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】シュートにプリント基板が載置された状態を基
板搬送方向より見た図である。

【図２】電子部品自動装着装置の平面図である。

【図３】電子部品自動装着装置の側面図である。

【図４】シュートが下降したＸＹテ−ブルの状態を示す
斜視図である。

【図５】シュートにプリント基板が載置された状態を基
板搬送方向より見た図である。

【図６】ＸＹテ−ブルに支え体が取り付けられている状
態を示す側面図である。

【図７】ＸＹテ−ブルに支え体が取り付けられている状
態を示す側面図である。

【図８】吸着ノズルが部品を基板上に装着しようとして
いる状態を示すシュートが高い位置に支持されている場
合の側面図である。

【図９】吸着ノズルが部品を基板上に装着しようとして
いる状態を示すシュートが低い位置に支持されている場
合の側面図である。

【図１０】従来技術の部品を吸着した吸着ノズルが先付
け部品のある基板に部品を装着する状態を示す側面図で
ある。

【符号の説明】

３ ＸＹテ−ブル（支持テーブル、移動テーブ
ル） ６ プリント基板 １４ 吸着ノズル ２４ シュート（基板支持部材） ２６ 支持板（基板支持部材） ２７ ガイド棒（ガイド部材） ２８ ガイド体（ガイド部材） ３０ 支え体（支え手段） ３１ プランジャ（支え手段） ３４ 孔部（支え手段） ３５ 孔部（支え手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金澤 常夫 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズルの下降により該ノズルに対して水
   平方向に相対的に移動して位置決めされた支持テーブル
   上に支持されたプリント基板に所定の作業を施しプリン
   ト基板を組み立てるプリント基板の組立装置において、
   前記支持テーブルに対して上下動可能であり前記基板を
   支持する基板支持部材と、該基板支持部材を前記支持テ
   ーブルに対して複数の高さ位置にて支持する支え手段と
   を設けたことを特徴とするプリント基板の組立装置。
2. 【請求項２】 少なくとも一方向には往復移動すること
   によりノズルに対して水平方向に相対的に移動して位置
   決めされた移動テーブルに支持されたプリント基板に前
   記ノズルの下降により所定の作業を施しプリント基板を
   組み立てるプリント基板の組立装置において、プリント
   基板を支持する基板支持部材と、該支持部材の前記移動
   テーブルに対する昇降を案内すると共に移動テーブルに
   対して前記支持部材を水平方向には移動させないガイド
   部材と、該ガイド部材に案内されて下降する前記支持部
   材を前記移動テーブルに対して複数の高さ位置にて支持
   する支え手段とを設けたことを特徴とするプリント基板
   の組立装置。