JPH11289194A - 電子部品実装装置および電子部品実装方法 - Google Patents

電子部品実装装置および電子部品実装方法

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JPH11289194A
JPH11289194A JP10093131A JP9313198A JPH11289194A JP H11289194 A JPH11289194 A JP H11289194A JP 10093131 A JP10093131 A JP 10093131A JP 9313198 A JP9313198 A JP 9313198A JP H11289194 A JPH11289194 A JP H11289194A
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electronic component
unit
component mounting
nozzles
electronic
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Wataru Hidese
渡 秀瀬
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数個の電子部品実装装置を用いて基板に作
業性よく高速度で電子部品を実装でき、また基板の品種
変更に柔軟に対応してレイアウトの変更を行うことがで
きる電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供す
ること。 【解決手段】 電子部品実装装置は単位電子部品実装装
置２を複数台並べて構成される。単位電子部品実装装置
２は基台１０の上面中央に基板８の搬送路１１を設け、
またＸ方向の送りねじ１２、Ｙ方向の送りねじ１３、モ
ータ１８，１９から成るＸＹテーブル機構を設けて構成
される。ヘッド部３０はそれぞれのＸＹテーブル機構に
合計４個設けられ、電子部品供給部２０の電子部品を基
板に移送搭載する。ヘッド部３０は複数本のノズルをサ
ークル状に配列して有しており、複数個の電子部品を同
時にピックアップし、また電子部品の位置認識を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移載ヘッドを水平
移動させて電子部品を基板に移送搭載する電子部品実装
装置および電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子部品実装装置として、移載ヘッドを
ＸＹテーブル機構によりＸ方向やＹ方向へ水平移動させ
ながら、電子部品供給部に備えられた電子部品を基板に
移送搭載するものが知られている。この種電子部品実装
装置は、構造が簡単であり、また形状や寸法が異る多品
種の電子部品を基板に実装できるという長所を有してい
るが、移載ヘッドをＸ方向やＹ方向へ長いストローク水
平移動させねばならないこともあって、実装速度がやや
遅いという短所がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記短所を解消する手
段として、電子部品実装装置を複数個並設し、一枚の基
板に対してこれらの電子部品実装装置で役割を分担して
電子部品を実装することが考えられる。しかしながらこ
の場合、これらの電子部品実装装置のレイアウトを工夫
しないと、広大な設置スペースを必要とし、また必ずし
も実装速度はあがらないこととなる。殊に電子部品が実
装される基板はしばしば品種変更されるものであり、品
種変更があると実装プログラムも変更されることから、
基板の品種変更に柔軟に対応できるものでなくてはなら
ない。
【０００４】したがって本発明は、基板に作業性よく高
速度で電子部品を実装できる電子部品実装装置を提供す
ることを目的とする。更に詳しくは、基板の品種変更に
柔軟に対応してレイアウトの変更を行うことができる電
子部品実装装置を提供することを目的とする。また電子
部品のピックアップや位置認識を高速度で行うことがで
きる電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、基台と、基台
に設けられた基板の搬送路と、基台の上方に平面視して
Ｘ方向およびＹ方向に対称に設けられた偶数個のＸＹテ
ーブル機構と、偶数個のＸＹテーブル機構にそれぞれ設
けられた偶数個のヘッド部と、基板の搬送路の側方に設
けられて偶数個のヘッド部にそれぞれ電子部品を供給す
る電子部品供給部とから単位電子部品実装装置を構成
し、この単位電子部品実装装置を前記基板の搬送路が連
続する直線上に位置するように複数台並設することを特
徴とする電子部品実装装置である。
【０００６】また本発明は、基板の搬送路の上方に配設
された偶数個のＸＹテーブル機構により偶数個のヘッド
部をＸ方向やＹ方向へ移動させながら、前記基板の搬送
路の側方に設けられた電子部品供給装置の電子部品をヘ
ッド部のノズルの下端部に真空吸着してピックアップ
し、基板に移送搭載するようにした電子部品実装方法で
ある。
【０００７】また好ましくは、前記ヘッド部がサークル
状に配列された複数本のノズルを有し、また前記電子部
品供給装置がＸ方向に並設されたパーツフィーダを備
え、前記ノズルのＸ方向の間隔をパーツフィーダの並設
ピッチの整数倍とすることにより、２本のノズルで同時
に２個の電子部品をピックアップするようにした。
【０００８】また好ましくは、前記ヘッド部がサークル
状に配列された複数本のノズルを有し、また前記搬送路
と前記電子部品供給部の間に電子部品の認識ユニットを
備え、前記ヘッド部を認識ユニットの上方を移動させる
ことにより、２本のノズルに真空吸着された２個の電子
部品の画像を同時に取り込んでこれらの電子部品の位置
認識を行うようにした。
【０００９】上記構成において、単位電子部品実装装置
は偶数個のヘッド部により基板に電子部品を実装する。
また単位電子部品実装装置を複数台並設し、基板の品種
に応じてこれらの複数台の単位電子部品実装装置の使用
台数を決定し、不要のものは使用を中止し、あるいは他
所へ移動させて他の基板に対する電子部品の実装を行
う。
【００１０】またヘッド部に複数本のノズルをサークル
状に配列することにより、同時に２個のパーツフィーダ
の電子部品をピックアップし、また認識ユニットにより
同時に２個の電子部品の位置認識を行う。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電
子部品実装装置の外観を示す斜視図、図２は同単位電子
部品実装装置の斜視図、図３は同単位電子部品実装装置
の側面図、図４は同単位電子部品実装装置の平面図、図
５は同ヘッド部の斜視図、図６および図７は同ヘッド部
の断面図、図８は同ヘッド部の平断面図、図９は同電子
部品実装装置の全体レイアウト図、図１０は同パーツフ
ィーダとヘッド部の平面図、図１１は同ヘッド部による
パーツフィーダの電子部品のピックアップ動作の説明
図、図１２は同電子部品の認識動作の説明図である。
【００１２】まず、図１を参照して電子部品実装装置の
全体構成を説明する。図１において、電子部品実装装置
１は、３台の単位電子部品実装装置２を横一列に並設し
て構成されている。単位電子部品実装装置２はカバーケ
ース３で覆われている。また各単位電子部品実装装置２
には警報灯４がそれぞれ２個づつ立設されている。また
最上流の単位電子部品実装装置２の左側（上流側）には
基板導入部５が設けられている。基板導入部５には基板
８を単位電子部品実装装置２へ送り込むためのコンベヤ
６が内蔵されている。また基板導入部５上などの適所に
はモニタテレビ７が設けられている。モニタテレビ７
は、各単位電子部品実装装置２により電子部品を実装中
の基板８などを映出する。
【００１３】図２はカバーケース３を除去した単位電子
部品実装装置２を示している。また図３は同側面図、図
４は同平面図を示している。図２〜図４において、１０
は基台であり、その上面中央には基板８の搬送路１１が
設けられている。上記コンベヤ６（図１）は、この搬送
路１１に基板８を送り込む。単位電子部品実装装置２
は、平面視してＸ方向およびＹ方向に対称な偶数個（本
例では４個）のＸＹテーブル機構を備えている。４個の
ＸＹテーブル機構は同一構造であって、互いに直交する
Ｘ方向の送りねじ１２とＹ方向の送りねじ１３が備えら
れている。１４は送りねじ１３と平行なＹ方向のガイド
レールである。なお搬送路１１による基板８の搬送方向
をＸ方向、これに直交する方向をＹ方向とする。
【００１４】Ｘ方向の送りねじ１２の端部はナット（図
示せず）を介してＹ方向の送りねじ１３に連結されてい
る。またＸ方向の送りねじ１２にはナット１６（図３）
が螺合しており、ナット１６にはヘッド部３０が装着さ
れている。したがってヘッド部３０は、ＸＹテーブル機
構と同じ偶数個備えられている。ヘッド部３０は電子部
品を真空吸着するノズル３１を複数本有している。した
がってモータ１８が駆動すると送りねじ１２は回転し、
ヘッド部３０は送りねじ１２に沿ってＸ方向へ水平移動
する。またモータ１９が駆動すると送りねじ１２は送り
ねじ１３に沿ってＹ方向へ水平移動し、これによりヘッ
ド部３０は同方向へ移動する。すなわち送りねじ１２，
１３やモータ１８，１９などは、ヘッド部３０をＸ方向
やＹ方向へ水平移動させるためのＸＹテーブル機構を構
成している。
【００１５】基台１０の両側部には電子部品供給部２０
が設けられている。電子部品供給部２０にはパーツフィ
ーダとしてテープフィーダ２１が多数個並設されてい
る。パーツフィーダとしては、テープフィーダ２１以外
にも、チューブフィーダやバルクフィーダなどが用いら
れる。電子部品供給部２０と搬送路１１の間には認識ユ
ニット２２が設けられている。ヘッド部３０はＸＹテー
ブル機構によりＸ方向やＹ方向へ移動しながらテープフ
ィーダ２１に備えられた電子部品をノズル３１の下端部
に真空吸着してピックアップし、認識ユニット２２の上
方へ移動する。そこで認識ユニット２２により電子部品
の位置を光学的に検出した後、ヘッド部３０は基板８の
上方へ移動し、電子部品を基板８に搭載する。
【００１６】図４において、相隣り合う電子部品供給部
２０の間には空間Ｔが確保されており、オペレータはこ
の空間Ｔに入って内部の保守管理を行うようにしてい
る。
【００１７】図２において、２３は搬送路１１の幅寄せ
機構を駆動するためのモータである。基板８の品種変更
により基板８の幅寸法が変わるときは、モータ２３を駆
動して一方の搬送路１１をＹ方向へ移動させ、搬送路１
１の間隔を調整する。
【００１８】図３において、基台１０にはキャスター２
４と接地体２５が設けられている。接地体２５を上昇さ
せてキャスター２４のみを床面に接地させることによ
り、単位電子部品実装装置２は床面上を移動し、これに
より単位電子部品実装装置２のレイアウトを変更する。
また接地体２５を床面に接地させると、単位電子部品実
装装置２は床面に固定される。
【００１９】次に図５〜図８を参照してヘッド部３０の
構造を説明する。図５〜図７において、３２は箱型の本
体部であり、複数本（本例では偶数本として６本）の垂
直なシャフト３３が挿通されている。シャフト３３の下
端部には電子部品Ｐを真空吸着するノズル３１が設けら
れている。６本のノズル３１は、平面視してサークル状
に配列されている（図８）。各シャフト３３の真上には
シリンダ３４が設けられている。シリンダ３４が作動す
ると、シャフト３３およびノズル３１は上下動する。す
なわちシリンダ３４はノズル３１の上下動手段となって
いる。６本のノズル３１のうち、ピックアップしようと
する電子部品Ｐに最適のノズル３１を選択して使用す
る。選択されたノズル３１は、シリンダ３４を作動させ
て下方へ突出する。図７において、左側のノズル３１が
選択されて下方へ突出したノズルである。ノズル３１の
内部はジョイント３５を介して真空吸引手段（図外）に
接続されている。３６は真空吸引路を開閉するためのバ
ルブユニットである。
【００２０】図５および図６において、本体部３２の背
面にはコ字形のフレーム３７が設けられている。フレー
ム３７には垂直な送りねじ３８が挿通されている。本体
部３２にはナット３９が結合されており、ナット３９は
送りねじ３８に螺合している。またフレーム３７上には
送りねじ３８を回転させるモータ４０が設けられてい
る。したがってモータ４０が駆動して送りねじ３８が回
転すると、ナット３９は送りねじ３８に沿って上下動
し、本体部３２およびノズル３１も上下動する。すなわ
ち送りねじ３８、ナット３９、モータ４０はノズル３１
の上下動手段となっており、ノズル３１を上下動させる
ことにより、パーツフィーダ２１に備えられた電子部品
Ｐをノズル３１は真空吸着してピックアップし、またピ
ックアップした電子部品Ｐを基板８に搭載する。
【００２１】次にノズル３１のθ回転手段を説明する。
図５において、本体部３２の側面にはフレーム４１が装
着されており、フレーム４１上にはモータ４２が設けら
れている。図７および図８において本体部３２の内部中
央にはギヤ４３が設けられている。６本のシャフト３３
にはそれぞれギヤ４４が装着されており、６個のギヤ４
４はギヤ４３に係合している。ギヤ４３と同軸的にプー
リ４５が設けられており、プーリ４５とモータ４２の回
転軸にはタイミングベルト４６が調帯されている。した
がってモータ４２が駆動してプーリ４５が回転すると、
ギヤ４３およびギヤ４４も回転する。ギヤ４４が回転す
るとシャフト３３およびノズル３１はその垂直な軸心を
中心に回転し、ノズル３１の下端部に真空吸着された電
子部品Ｐのθ方向（水平回転方向）の向きを調整する。
すなわち、モータ４２、ギヤ４３，４４、プーリ４５、
タイミングベルト４６は、ノズル３１のθ回転手段とな
っている。ギヤ４３は、バックラッシュを解消するため
に、上下２段ギヤを有するＷギヤ構造となっている。
【００２２】この電子部品実装装置は上記のような構成
より成り、次にその取り扱い動作について説明する。電
子部品を実装しようとする基板の品種に応じて、単位電
子部品実装装置２を床面上に任意台数並べて電子部品実
装装置を構成する。図１および図９に示す例では、３台
の単位電子部品実装装置２が横一列に並設されている。
図９は、理解しやすいように簡略に作図している。この
状態で、３台の単位電子部品実装装置２の搬送路１１は
直線上に連続する。図９において、１台の単位電子部品
実装装置２は４個のヘッド部３０を備えており、したが
って図９に示す例では一枚の基板８に対して合計１２個
のヘッド部３０により電子部品の実装が行われる。この
場合、３台の単位電子部品実装装置２は、それぞれが分
担する電子部品の実装に要する時間がほぼ等しくなるよ
うに、電子部品実装プログラムが設定される。また各々
の単位電子部品実装装置２の４個のヘッド部３０につい
ても、これらの４個のヘッド部３０が分担する電子部品
の実装に要する時間がほぼ等しくなるように、電子部品
実装プログラムが設定される。基板８はＸ方向へ段階的
に搬送され、電子部品Ｐが実装されていく。図９におい
て、黒く塗りつぶした電子部品Ｐは、各々のヘッド部３
０が分担して実装する電子部品Ｐを示している。
【００２３】各ヘッド部３０は、電子部品供給部２０の
上方へ移動して電子部品Ｐをピックアップし、認識ユニ
ット２２の上方を通過した後、電子部品Ｐを基板８に搭
載する。まず、図１０、図１１を参照して、ヘッド部３
０による電子部品Ｐのピックアップ方法を説明する。
【００２４】図１０において、Ｐはパーツフィーダ２１
の先端部のピックアップ位置まで送られてきた電子部品
を示している。図中、ａはパーツフィーダ２１の並設ピ
ッチである。またヘッド部３０には６本のノズル３１を
サークル状に配列しているが、このうち、図１０におい
て下側の２本と上側の２本のノズル３１の間隔はａであ
り、また中２本のノズル３１の間隔はａ×２である。す
なわち、ヘッド部３０の偶数本のノズル３１は、互いの
間隔がパーツフィーダ２１の電子部品Ｐの配列ピッチａ
の整数倍（ａ，ａ×２）になっている。
【００２５】図１１は、パーツフィーダ２１の電子部品
Ｐを６本のノズル３１でピックアップする動作を示して
いる。まず、図１１（ａ）に示すように下側の２本のノ
ズル３１で相隣る２つのパーツフィーダ２１の２個の電
子部品Ｐをピックアップする。この場合、２本のノズル
３１の間隔ａは２つのパーツフィーダ２１の電子部品Ｐ
のピッチａに等しいので、２本のノズル３１で同時に電
子部品Ｐをピックアップできる。
【００２６】次に図１１（ｂ）に示すように、ヘッド部
３０をＹ方向へわずかに移動させ、中２本のノズル３１
を２ピッチ（ａ×２）離れた電子部品Ｐの上方へ移動さ
せ、２個の電子部品Ｐを同時にピックアップする。次に
図１１（ｃ）に示すようにヘッド部３０を更にＹ方向へ
わずかに移動させ、同様にして上側の２本のノズル３１
で２個の電子部品Ｐをピックアップする。
【００２７】以上のように、パーツフィーダ２１のピッ
チやノズル３１の間隔をａもしくは（ａ×２）に設定し
ているので、２本のノズル３１で同時に２個の電子部品
Ｐをピックアップでき、したがって電子部品Ｐのピック
アップに要する時間を短縮できる。
【００２８】パーツフィーダ２１の電子部品Ｐをピック
アップしたヘッド部３０は認識ユニット２２の上方へ移
動し、電子部品Ｐの認識を行う。次に、図１２を参照し
て電子部品Ｐの認識方法を説明する。図１２において、
本形態の認識ユニット２２はラインセンサを内蔵してお
り、その上面には画像を取り込むためのスリット孔２２
ａが設けられている。ヘッド部３０は認識ユニット２２
の上方をＸ方向に移動し、ノズル３１に真空吸着された
電子部品Ｐをスキャンニングしてその平面画像を取り込
む。図１２では、６個の電子部品Ｐを区別するために、
符号Ｐに添字１〜６を付している。
【００２９】ヘッド部３０がＸ方向に移動することによ
り、先頭のノズル３１に真空吸着された電子部品Ｐ１の
画像が取り込まれる。続いて第２番目の２つのノズル３
１に真空吸着された２個の電子部品Ｐ２，Ｐ３の画像が
同時に取り込まれ、続いて第３番目の２つのノズル３１
に真空吸着された２個の電子部品Ｐ４，Ｐ５の画像が同
時に取り込まれ、最後に第４番目のノズル３１に真空吸
着された電子部品Ｐ６の画像が取り込まれる。
【００３０】以上のように、電子部品Ｐ２，Ｐ３および
電子部品Ｐ４，Ｐ５はいずれも２個づつ同時に画像が取
り込まれるので、都合４回の画像取り込みにより６個の
電子部品Ｐ１〜Ｐ６の画像を取り込むことができる。ま
た６本のノズル３１はサークル状に配列されているの
で、全部（本例では６個）の電子部品Ｐ１〜Ｐ６の画像
を取り込むためのスキャンニング距離Ｌを短くすること
ができる。なおヘッド部として、複数本のノズルを横一
列の直線状に配列したものが従来より用いられている
が、このようなヘッド部では、すべてのノズルに真空吸
着された電子部品の画像を取り込む際のスキャンニング
距離は長くなり、その結果画像が潰れるなどして認識精
度が低下しやすい。これに対し本ヘッド部３０は、ノズ
ル３１をサークル状に配列しているのでスキャンニング
距離Ｌを短くでき、高い認識精度を得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、平面視し
てＸ方向およびＹ方向に対称に設けられた４個のＸＹテ
ーブル機構と、４個のＸＹテーブル機構にそれぞれ設け
られた４個のヘッド部と、基板の搬送路の側方に設けら
れて４個のヘッド部にそれぞれ電子部品を供給する電子
部品供給部とから単位電子部品実装装置を構成し、この
単位電子部品実装装置を複数台並設して電子部品実装装
置を構成するようにしているので、多数個のヘッド部に
より作業性よく基板に電子部品を実装することができ、
また基板の品種変更に柔軟に対応してレイアウトの変更
を行うことができる電子部品実装装置を実現できる。ま
た電子部品のピックアップや位置認識を高速度で行うこ
とができるので、実装速度を大巾に向上させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の外
観を示す斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の単位電子部品実装装置
の斜視図
【図３】本発明の一実施の形態の単位電子部品実装装置
の側面図
【図４】本発明の一実施の形態の単位電子部品実装装置
の平面図
【図５】本発明の一実施の形態のヘッド部の斜視図
【図６】本発明の一実施の形態のヘッド部の断面図
【図７】本発明の一実施の形態のヘッド部の断面図
【図８】本発明の一実施の形態のヘッド部の平断面図
【図９】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の全
体レイアウト図
【図１０】本発明の一実施の形態のパーツフィーダとヘ
ッド部の平面図
【図１１】本発明の一実施の形態のヘッド部によるパー
ツフィーダの電子部品のピックアップ動作の説明図
【図１２】本発明の一実施の形態の電子部品の認識動作
の説明図
【符号の説明】
１ 電子部品実装装置 ２ 単位電子部品実装装置 ８ 基板 １０ 基台 １２，１３ 送りねじ １８，１９ モータ ２０ 電子部品供給部 ２１ パーツフィーダ ２２ 認識ユニット ３０ ヘッド部 ３１ ノズル Ｐ 電子部品

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基台と、基台に設けられた基板の搬送路
    と、基台の上方に平面視してＸ方向およびＹ方向に対称
    に設けられた偶数個のＸＹテーブル機構と、偶数個のＸ
    Ｙテーブル機構にそれぞれ設けられた偶数個のヘッド部
    と、基板の搬送路の側方に設けられて偶数個のヘッド部
    にそれぞれ電子部品を供給する電子部品供給部とから単
    位電子部品実装装置を構成し、この単位電子部品実装装
    置を前記基板の搬送路が連続する直線上に位置するよう
    に複数台並設することを特徴とする電子部品実装装置。
  2. 【請求項２】前記ヘッド部がサークル状に配列された複
    数本のノズルを有し、また前記電子部品供給装置がＸ方
    向に並設されたパーツフィーダを備え、前記ノズルのＸ
    方向の間隔をパーツフィーダの並設ピッチの整数倍とす
    ることにより、２本のノズルで同時に２個の電子部品を
    ピックアップするようにしたことを特徴とする請求項１
    記載の電子部品実装装置。
  3. 【請求項３】前記ヘッド部がサークル状に配列された複
    数本のノズルを有し、また前記搬送路と前記電子部品供
    給部の間に電子部品の認識ユニットを備え、前記ヘッド
    部を認識ユニットの上方を移動させることにより、２本
    のノズルに真空吸着された２個の電子部品の画像を同時
    に取り込んでこれらの電子部品の位置認識を行うことを
    特徴とする請求項１または２記載の電子部品実装装置。
  4. 【請求項４】基板の搬送路の上方に配設された偶数個の
    ＸＹテーブル機構により偶数個のヘッド部をＸ方向やＹ
    方向へ移動させながら、前記基板の搬送路の側方に設け
    られた電子部品供給装置の電子部品をヘッド部のノズル
    の下端部に真空吸着してピックアップし、基板に移送搭
    載するようにした電子部品実装方法。
  5. 【請求項５】前記ヘッド部がサークル状に配列された複
    数本のノズルを有し、また前記電子部品供給装置がＸ方
    向に並設されたパーツフィーダを備え、前記ノズルのＸ
    方向の間隔をパーツフィーダの並設ピッチの整数倍とす
    ることにより、２本のノズルで同時に２個の電子部品を
    ピックアップするようにしたことを特徴とする請求項４
    記載の電子部品実装方法。
  6. 【請求項６】前記ヘッド部がサークル状に配列された複
    数本のノズルを有し、また前記搬送路と前記電子部品供
    給部の間に電子部品の認識ユニットを備え、前記ヘッド
    部を認識ユニットの上方を移動させることにより、２本
    のノズルに真空吸着された２個の電子部品の画像を同時
    に取り込んでこれらの電子部品の位置認識を行うことを
    特徴とする請求項４または５記載の電子部品実装方法。
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