JPWO2018016025A1

JPWO2018016025A1 - 対基板作業機

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Publication number: JPWO2018016025A1
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Inventors: 和也出蔵
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Abstract

部品実装機では、基板を搬送する基材搬送保持装置２２と、部品を保持する作業ヘッド６０，６２と、作業ヘッドを基板の上方において移動させる作業ヘッド移動装置６４と、基板の下方から作業を行う複数の作業ユニット３４，３６，３７と、作業ユニットを基板の下方において移動させるユニット移動装置３５とを備えており、それら複数の作業ユニットの各々が、ユニット移動装置の装着部に交換可能に装着される。これにより、基板の上方からの作業と、基板の下方からの作業とを行うことが可能となり、種々の作業に対応することが可能となる。また、装着部に装着される作業ユニットを交換することで、更に多くの作業に対応することが可能となる。

Description

本発明は、基板が内部に搬入されてから、位置決めされ、搬出されるまでの間に、基板に対して作業を行う対基板作業機に関するものである。

対基板作業機は、通常、基板を搬送し、所定の位置において位置決めする搬送装置と、部品を保持する保持ヘッドと、搬送装置により位置決めされた基板の上方において、保持ヘッドを任意の位置に移動させる移動装置とを備えており、保持ヘッドに保持された部品を基板に装着する作業が実行される。下記特許文献には、そのような対基板作業機の一例が記載されている。

特開２０１６−１８９７０号公報

上記特許文献に記載の対基板作業機によれば、好適に装着作業を行うことが可能となるが、対基板作業機では、種々の部品の装着作業、また、装着作業と異なる種々の作業等を行うことが望まれている。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、種々の作業に対応可能な対基板作業機を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明に記載の対基板作業機は、基板が搬入されてから、位置決めされ、搬出されるまでの間に、前記基板に対して作業を行う対基板作業機であって、前記基板の搬送高さより下方に配設され、前記基板の下方から作業を行う複数種類の作業ユニットと、前記複数種類の作業ユニットの各々が交換可能に装着される装着部とを備えることを特徴とする。

本発明に記載の対基板作業機は、基板の搬送高さより下方に配設され、基板の下方から作業を行う複数種類の作業ユニットと、それら複数種類の作業ユニットの各々が交換可能に装着される装着部とを備えている。これにより、基板の上方からの作業と、基板の下方からの作業とを行うことが可能となり、種々の作業に対応することが可能となる。また、装着部に装着される作業ユニットを交換することで、更に多くの作業に対応することが可能となる。

部品実装機を示す斜視図である。部品装着装置を示す斜視図である。第１カットアンドクリンチユニットおよびユニット移動装置を示す斜視図である。第１カットアンドクリンチユニットを示す斜視図である。ハウジングを取り外した状態の第１カットアンドクリンチユニットを示す斜視図である。スライド体を示す断面図である。スライド体を示す拡大図である。装着部を示す拡大図である。脚部を示す拡大図である。脚部を示す拡大図である。第２カットアンドクリンチユニットを示す斜視図である。ネジ締めユニットを示す斜視図である。制御装置を示すブロック図である。リード部品のリードの切断・屈曲時における第１カットアンドクリンチユニットを示す概略図である。リード部品のリードの切断・屈曲時における第１カットアンドクリンチユニットを示す概略図である。リード部品のリードの切断・屈曲時における第１カットアンドクリンチユニットを示す概略図である。識別子にマークを使用した図である。

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。

部品実装機の構成
図１に、部品実装機１０を示す。部品実装機１０は、回路基材１２に対する部品の実装作業を実行するための装置である。部品実装機１０は、装置本体２０、基材搬送保持装置２２、部品装着装置２４、マークカメラ２６、パーツカメラ２８、部品供給装置３０、ばら部品供給装置３２、第１カットアンドクリンチユニット（図４参照）３４、ユニット移動装置（図３参照）３５、第２カットアンドクリンチユニット（図１１参照）３６、ネジ締めユニット（図１２参照）３７、制御装置（図１３参照）３８を備えている。なお、回路基材１２として、回路基板、三次元構造の基材等が挙げられ、回路基板として、プリント配線板、プリント回路板等が挙げられる。

装置本体２０は、フレーム部４０と、そのフレーム部４０に上架されたビーム部４２とによって構成されている。基材搬送保持装置２２は、フレーム部４０の前後方向の中央に配設されており、搬送装置５０とクランプ装置５２とを有している。搬送装置５０は、回路基材１２を搬送する装置であり、クランプ装置５２は、回路基材１２を保持する装置である。これにより、基材搬送保持装置２２は、回路基材１２を搬送するとともに、所定の位置において、回路基材１２を固定的に保持する。なお、以下の説明において、回路基材１２の搬送方向をＸ方向と称し、その方向に直角な水平の方向をＹ方向と称し、鉛直方向をＺ方向と称する。つまり、部品実装機１０の幅方向は、Ｘ方向であり、前後方向は、Ｙ方向である。

部品装着装置２４は、ビーム部４２に配設されており、２台の作業ヘッド６０，６２と作業ヘッド移動装置６４とを有している。各作業ヘッド６０，６２の下端面には、図２に示すように、吸着ノズル６６が設けられており、その吸着ノズル６６によって部品を吸着保持する。また、作業ヘッド移動装置６４は、Ｘ方向移動装置６８とＹ方向移動装置７０とＺ方向移動装置７２とを有している。そして、Ｘ方向移動装置６８とＹ方向移動装置７０とによって、２台の作業ヘッド６０，６２は、一体的にフレーム部４０上の任意の位置に移動させられる。また、各作業ヘッド６０，６２は、スライダ７４，７６に着脱可能に装着されており、Ｚ方向移動装置７２は、スライダ７４，７６を個別に上下方向に移動させる。つまり、作業ヘッド６０，６２は、Ｚ方向移動装置７２によって、個別に上下方向に移動させられる。

また、マークカメラ２６は、図２に示すように、下方を向いた状態でスライダ７４に取り付けられており、作業ヘッド６０とともに、Ｘ方向，Ｙ方向およびＺ方向に移動させられる。これにより、マークカメラ２６は、フレーム部４０上の任意の位置を撮像する。パーツカメラ２８は、図１に示すように、フレーム部４０上の基材搬送保持装置２２と部品供給装置３０との間に、上を向いた状態で配設されている。これにより、パーツカメラ２８は、作業ヘッド６０，６２の吸着ノズル６６に保持された部品を撮像する。

部品供給装置３０は、フレーム部４０の前後方向での一方側の端部に配設されている。部品供給装置３０は、トレイ型部品供給装置７８とフィーダ型部品供給装置（図１３参照）８０とを有している。トレイ型部品供給装置７８は、トレイ上に載置された状態の部品を供給する装置である。フィーダ型部品供給装置８０は、テープフィーダ、スティックフィーダ（図示省略）によって部品を供給する装置である。

ばら部品供給装置３２は、フレーム部４０の前後方向での他方側の端部に配設されている。ばら部品供給装置３２は、ばらばらに散在された状態の複数の部品を整列させて、整列させた状態で部品を供給する装置である。つまり、任意の姿勢の複数の部品を、所定の姿勢に整列させて、所定の姿勢の部品を供給する装置である。

なお、部品供給装置３０および、ばら部品供給装置３２によって供給される部品として、電子回路部品，太陽電池の構成部品，パワーモジュールの構成部品等が挙げられる。また、電子回路部品には、リードを有する部品，リードを有さない部品等が有る。

第１カットアンドクリンチユニット３４と第２カットアンドクリンチユニット３６とネジ締めユニット３７とは、ユニット移動装置３５に対して交換可能に装着され、搬送装置５０による回路基材１２の搬送高さより下方に配設されている。まず、第１カットアンドクリンチユニット３４について、図４及び図５を用いて説明する。なお、図４は、第１カットアンドクリンチユニット３４を示す斜視図であり、図５は、ハウジング１００を外した状態の第１カットアンドクリンチユニット３４の斜視図である。

第１カットアンドクリンチユニット３４は、回路基材１２に形成された貫通穴（図１４参照）１０４に挿入されたリード部品（図１４参照）１０６のリード（図１４参照）１０８を切断するとともに、屈曲させる装置である。第１カットアンドクリンチユニット３４は、図５に示すように、ユニット本体１１０と、１対のスライド体１１２と、ピッチ変更機構１１４とを含む。ユニット本体１１０の上端には、スライドレール１１６が、Ｘ方向に延びるように配設されている。そして、そのスライドレール１１６によって、１対のスライド体１１２が、スライド可能に支持されている。これにより、１対のスライド体１１２が、Ｘ方向において接近・離間する。また、ピッチ変更機構１１４は、電磁モータ１１８を有しており、電磁モータ１１８の作動により、１対のスライド体１１２の間の距離を制御可能に変更する。

また、１対のスライド体１１２の各々は、図６に示すように、固定部１２０と可動部１２２とスライド装置１２４とを含み、固定部１２０において、スライドレール１１６にスライド可能に保持されている。その固定部１２０の背面側には、Ｘ方向に延びるように、２本のスライドレール１２６が固定されており、それら２本のスライドレール１２６によって、可動部１２２がスライド可能に保持されている。これにより、可動部１２２は、固定部１２０に対してＸ方向にスライドする。また、スライド装置１２４は、電磁モータ（図１３参照）１２８を有しており、電磁モータ１２８の作動により、可動部１２２が制御可能にスライドする。

また、固定部１２０の上端部は、先細形状とされており、その上端部を上下方向に貫通するように、第１挿入穴１３０が形成されている。第１挿入穴１３０は、上端において、固定部１２０の上端面に開口しており、その上端面への開口縁は、固定刃（図１４参照）１３１とされている。また、第１挿入穴１３０は、下端において、固定部１２０の側面に開口しており、その側面への開口の下方に、廃棄ボックス１３２が配設されている。

また、図７に示すように、可動部１２２の上端部も、先細形状とされており、その上端部には、Ｌ字型に屈曲された屈曲部１３３が形成されている。屈曲部１３３は、固定部１２０の上端面の上方に延び出しており、屈曲部１３３と固定部１２０の上端とは、僅かなクリアランスを介して対向している。また、固定部１２０の上端面に開口する第１挿入穴１３０は、屈曲部１３３によって覆われているが、屈曲部１３３には、第１挿入穴１３０と対向するように、第２挿入穴１３６が形成されている。

第２挿入穴１３６は、屈曲部１３３を上下方向に貫通する貫通穴であり、第２挿入穴１３６の内周面は、下方に向かうほど内径が小さくなるテーパ面とされている。さらに、第２挿入穴１３６の屈曲部１３３の下端面への開口縁は、可動刃（図１４参照）１３８とされている。また、屈曲部１３３の上端面には、Ｘ方向、つまり、可動部１２２のスライド方向に延びるように、ガイド溝１４０が形成されている。ガイド溝１４０は、第２挿入穴１３６の開口を跨ぐように形成されており、ガイド溝１４０と第２挿入穴１３６とは繋がっている。そして、ガイド溝１４０は、屈曲部１３３の両側面に開口している。さらに、屈曲部１３３の上端面には、１対のマーク１４６が記されている。それら１対のマーク１４６は、第２挿入穴１３６の開口の中央を中心として、対照的に記されている。つまり、１対のマーク１４６の中点が、第２挿入穴１３６の開口の中央となる。

また、ユニット移動装置３５は、図３に示すように、Ｘ方向移動装置１５０とＹ方向移動装置１５２とＺ方向移動装置１５４と自転装置１５６とを有している。Ｘ方向移動装置１５０は、スライドレール１６０とＸスライダ１６２とを含む。スライドレール１６０は、Ｘ方向に延びるように配設されており、Ｘスライダ１６２は、スライドレール１６０にスライド可能に保持されている。そして、Ｘスライダ１６２は、電磁モータ（図１３参照）１６４の駆動により、Ｘ方向に移動する。Ｙ方向移動装置１５２は、スライドレール１６６とＹスライダ１６８とを含む。スライドレール１６６は、Ｙ方向に延びるようにＸスライダ１６２に配設されており、Ｙスライダ１６８は、スライドレール１６６にスライド可能に保持されている。そして、Ｙスライダ１６８は、電磁モータ（図１３参照）１７０の駆動により、Ｙ方向に移動する。Ｚ方向移動装置１５４は、スライドレール１７２とＺスライダ１７４とを含む。スライドレール１７２は、Ｚ方向に延びるようにＹスライダ１６８に配設されており、Ｚスライダ１７４は、スライドレール１７２にスライド可能に保持されている。そして、Ｚスライダ１７４は、電磁モータ（図１３参照）１７６の駆動により、Ｚ方向に移動する。

また、自転装置１５６は、概して円盤状の回転テーブル１７８を有している。回転テーブル１７８は、それの軸心を中心に回転可能にＺスライダ１７４に支持されており、電磁モータ（図１３参照）１８０の駆動により、回転する。そして、回転テーブル１７８の上面に、第１カットアンドクリンチユニット３４が着脱可能に装着される。

詳しくは、図８に示すように、回転テーブル１７８の上面には、第１カットアンドクリンチユニット３４を着脱可能に装着するための装着部１９０が設けられている。装着部１９０は、概して矩形の載置台１９２を有しており、載置台１９２は、回転テーブル１７８の上面に固定されている。載置台１９２の長手方向における両端部の各々には、１対のボルト穴１９６と、それら１対のボルト穴１９６の間に立設された立設ピン１９８とが設けられている。

一方、第１カットアンドクリンチユニット３４の下面には、図９に示すように、１対の脚部２００が設けられている。各脚部２００には、装着部１９０の１対のボルト穴１９６に締結可能な１対のボルト２０２が配設されている。さらに、各脚部２００には、図１０に示すように、１対のボルト２０２の間に、装着部１９０の立設ピン１９８が嵌合可能な嵌合穴２０４が形成されている。そして、第１カットアンドクリンチユニット３４の脚部２００の嵌合穴２０４に、装着部１９０の立設ピン１９８が嵌合するように、第１カットアンドクリンチユニット３４が回転テーブル１７８の上面に載置され、ボルト２０２がボルト穴１９６に締結されることで、第１カットアンドクリンチユニット３４が回転テーブル１７８の上面に固定される。これにより、第１カットアンドクリンチユニット３４が、ユニット移動装置３５の作動により、クランプ装置５２に保持された回路基材１２の下方において、任意の位置に移動するとともに、任意の角度に自転する。そして、第１カットアンドクリンチユニット３４において、ボルト２０２のボルト穴１９６への締結が解除され、立設ピン１９８が嵌合穴２０４から外されることで、第１カットアンドクリンチユニット３４が回転テーブル１７８から取り外される。これにより、第１カットアンドクリンチユニット３４がユニット移動装置３５に着脱可能とされる。

なお、図４に示すように、第１カットアンドクリンチユニット３４のハウジング１００の上面には、２Ｄコード１４８が記されている。２Ｄコード１４８には、第１カットアンドクリンチユニット３４固有のコードが記されており、２Ｄコード１４８の読み取りにより、ユニット移動装置３５に装着されたユニットが、第１カットアンドクリンチユニット３４であると識別される。

また、第２カットアンドクリンチユニット３６は、図１１に示すように、１対のスライド体２１０を有している。第２カットアンドクリンチユニット３６のスライド体２１０は、第１カットアンドクリンチユニット３４のスライド体１１２と略同じ構造とされているため、スライド体１１２と異なる構成についてのみ説明する。

第２カットアンドクリンチユニット３６のスライド体２１０は、第１カットアンドクリンチユニット３４のスライド体１１２と同様に、固定部２１２と可動部２１４とによって構成されている。第２カットアンドクリンチユニット３６の固定部２１２と可動部２１４とは、第１カットアンドクリンチユニット３４の固定部１２０と可動部１２２と同様に、可動部２１４が固定部２１２に対してスライド可能とされている。ただし、第１カットアンドクリンチユニット３４において、可動部１２２はＸ方向にスライドしたが、第２カットアンドクリンチユニット３６では、可動部２１４は、Ｘ方向からＹ方向に向かって約４５度傾斜した方向にスライドする。

また、第２カットアンドクリンチユニット３６の１対のスライド体２１０は、第１カットアンドクリンチユニット３４の１対のスライド体１１２と同様に、Ｘ方向においてスライドし、接近・離間する。つまり、第１カットアンドクリンチユニット３４では、１対のスライド体１１２のスライド方向と、可動部１２２の固定部１２０に対するスライド方向とが一致しているが、第２カットアンドクリンチユニット３６では、１対のスライド体２１０のスライド方向と、可動部２１４の固定部２１２に対するスライド方向とがＸＹ平面において４５度ズレている。このような点においてのみ、第１カットアンドクリンチユニット３４と第２カットアンドクリンチユニット３６とは、異なっている。

また、第２カットアンドクリンチユニット３６の下面には、第１カットアンドクリンチユニット３４の１対の脚部２００と同じ構造の１対の脚部２１６が設けられている。このため、第１カットアンドクリンチユニット３４を回転テーブル１７８から取り外し、第２カットアンドクリンチユニット３６を、第１カットアンドクリンチユニット３４の代わりに回転テーブル１７８に装着することが可能である。

なお、第２カットアンドクリンチユニット３６のハウジング２１８の上面にも、第１カットアンドクリンチユニット３４と同様に、２Ｄコード２２０が記されている。この２Ｄコード２２０には、第２カットアンドクリンチユニット３６固有のコードが記されており、２Ｄコード２２０の読み取りにより、回転テーブル１７８、つまり、ユニット移動装置３５に装着されたユニットが、第２カットアンドクリンチユニット３６であると識別される。

また、ネジ締めユニット３７は、図１２に示すように、ネジ締め装置２３０とユニット本体２３２とを有している。ネジ締め装置２３０は、ドライバ軸２３４と、保持機構２３６と、電磁モータ２３８とによって構成されている。ドライバ軸２３４は、保持機構２３６によって軸心を中心に自転可能に保持されており、電磁モータ２３８の駆動により制御可能に自転する。そのネジ締め装置２３０は、ドライバ軸２３４が上下方向に延びるように、ユニット本体２３２により固定的に保持されており、ドライバ軸２３４がユニット本体２３２の上面から上方に向かって延び出している。なお、ドライバ軸２３４が延び出すユニット本体２３２の上面には、１対のマーク２４０が記されている。それら１対のマーク２４０は、ドライバ軸２３４の中心軸を中心として、対照的に記されている。

また、ユニット本体２３２は、１対の脚部２４２を有しており、それら１対の脚部２４２は、第１カットアンドクリンチユニット３４の１対の脚部２００、及び、第２カットアンドクリンチユニット３６の１対の脚部２１６と略同じ構造とされている。なお、図１２には、各脚部２４２において、回転テーブル１７８のボルト穴１９６に締結されるボルトが省略され、そのボルトが挿通される貫通穴２４６が図示されている。これにより、第１カットアンドクリンチユニット３４若しくは、第２カットアンドクリンチユニット３６を回転テーブル１７８から取り外し、ネジ締めユニット３７を、第１カットアンドクリンチユニット３４若しくは、第２カットアンドクリンチユニット３６の代わりに回転テーブル１７８に装着することが可能となっている。

なお、ネジ締めユニット３７のユニット本体２３２の上面にも、第１カットアンドクリンチユニット３４及び第２カットアンドクリンチユニット３６と同様に、２Ｄコード２４８が記されている。この２Ｄコード２４８には、ネジ締めユニット３７固有のコードが記されており、２Ｄコード２４８の読み取りにより、回転テーブル１７８、つまり、ユニット移動装置３５に装着されたユニットが、ネジ締めユニット３７であると識別される。

また、制御装置３８は、図１３に示すように、コントローラ２５０、複数の駆動回路２５２、画像処理装置２５６を備えている。複数の駆動回路２５２は、上記搬送装置５０、クランプ装置５２、作業ヘッド６０，６２、作業ヘッド移動装置６４、トレイ型部品供給装置７８、フィーダ型部品供給装置８０、ばら部品供給装置３２、電磁モータ１１８，１２８，１６４，１７０，１７６，１８０，２３８に接続されている。コントローラ２５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路２５２に接続されている。これにより、基材搬送保持装置２２、部品装着装置２４等の作動が、コントローラ２５０によって制御される。また、コントローラ２５０は、画像処理装置２５６にも接続されている。画像処理装置２５６は、マークカメラ２６およびパーツカメラ２８によって得られた画像データを処理するものであり、コントローラ２５０は、画像データから各種情報を取得する。

部品実装機の作動
部品実装機１０では、上述した構成によって、基材搬送保持装置２２に保持された回路基材１２に対して種々の作業が実行される。具体的には、例えば、回転テーブル１７８に第１カットアンドクリンチユニット３４が装着されることで、リード部品１０６のリード１０８が回路基材１２に形成された貫通穴１０４に挿入され、１対のリード１０８が互いに接近する方向、若しくは、離間する方向にクリンチされることで、リード部品１０６が回路基材１２に装着される。以下に、第１カットアンドクリンチユニット３４を用いたリード部品１０６の装着作業について説明する。

まず、ユニット移動装置３５の回転テーブル１７８に、第１カットアンドクリンチユニット３４が装着される。そして、回路基材１２が、基材搬送保持装置２２によって、作業位置まで搬送され、その位置において、固定的に保持される。次に、マークカメラ２６が、回路基材１２の上方に移動し、回路基材１２を撮像する。そして、その撮像データに基づいて、回路基材１２の保持位置等に関する情報が演算される。また、部品供給装置３０若しくは、ばら部品供給装置３２が、所定の供給位置において、リード部品１０６を供給する。そして、作業ヘッド６０，６２の何れかが、部品の供給位置の上方に移動し、吸着ノズル６６によって、リード部品１０６の部品本体部（図１４参照）２６０を吸着保持する。

続いて、リード部品１０６を保持した作業ヘッド６０，６２が、パーツカメラ２８の上方に移動し、パーツカメラ２８によって、吸着ノズル６６に保持されたリード部品１０６が撮像される。そして、撮像データに基づいて、部品の保持位置等に関する情報が演算される。次に、パーツカメラ２８によるリード部品１０６の撮像が完了すると、リード部品１０６を保持した作業ヘッド６０，６２が、回路基材１２の上方に移動し、回路基材１２の保持位置の誤差，部品の保持位置の誤差等を補正する。そして、吸着ノズル６６により保持されたリード部品１０６のリード１０８が、回路基材１２に形成された貫通穴１０４に挿入される。この際、回路基材１２の下方には、第１カットアンドクリンチユニット３４が移動されている。

具体的には、第１カットアンドクリンチユニット３４において、１対のスライド体１１２の可動部１２２の第２挿入穴１３６の間の距離が、回路基材１２に形成された２つの貫通穴１０４の間の距離と同じとなるように、１対のスライド体１１２の間の距離が、ピッチ変更機構１１４によって調整される。そして、Ｘ方向移動装置１５０及びＹ方向移動装置１５２の作動により、スライド体１１２の第２挿入穴１３６のＸＹ方向での座標と、回路基材１２の貫通穴１０４のＸＹ方向での座標とが一致するように、第１カットアンドクリンチユニット３４が移動される。つまり、第１カットアンドクリンチユニット３４が、ＸＹ方向に沿って移動されることで、スライド体１１２の第２挿入穴１３６と、回路基材１２の貫通穴１０４とが上下方向に重なった状態となる。

次に、第１カットアンドクリンチユニット３４は、Ｚ方向移動装置１５４の作動により、可動部１２２の上面が回路基材１２の下面に接触、若しくは、回路基材１２の下面より僅か下方に位置するように、上昇される。このように、Ｘ方向移動装置１５０，Ｙ方向移動装置１５２，Ｚ方向移動装置１５４の作動が制御されることで、スライド体１１２の第２挿入穴１３６と、回路基材１２の貫通穴１０４とが重なった状態で、第１カットアンドクリンチユニット３４が回路基材１２の下方に配置される。

そして、吸着ノズル６６により保持されたリード部品１０６のリード１０８が、回路基材１２の貫通穴１０４に挿入されると、そのリード１０８の先端部は、図１４に示すように、第１カットアンドクリンチユニット３４の可動部１２２の第２挿入穴１３６を介して、固定部１２０の第１挿入穴１３０に挿入される。続いて、リード１０８が、第２挿入穴１３６を介して、第１挿入穴１３０に挿入されると、１対のスライド体１１２の可動部１２２が、離間する方向にスライドする。これにより、リード１０８が、図１５に示すように、第１挿入穴１３０の固定刃１３１と第２挿入穴１３６の可動刃１３８とによって切断される。そして、リード１０８の切断により分離された先端部は、第１挿入穴１３０の内部において落下し、廃棄ボックス１３２に廃棄される。

また、１対の可動部１２２は、リード１０８を切断した後も、さらに離間する方向にスライドされる。このため、切断によるリード１０８の新たな先端部は、可動部１２２のスライドに伴って、第２挿入穴１３６の内周のテーパ面に沿って屈曲し、さらに、可動部１２２がスライドすることで、リード１０８の先端部がガイド溝１４０に沿って屈曲する。なお、可動部１２２のスライド方向は、１対のリード１０８が並ぶ方向とされている。これにより、１対のリード１０８が、それら１対のリード１０８の並ぶ方向において互いに離間するように屈曲された状態（以下、「外曲げ状態」と記載する場合がある）でリード部品１０６が回路基材１２に装着され、リード１０８の貫通穴１０４からの抜けが防止される。

また、第１カットアンドクリンチユニット３４を用いることで、外曲げ状態でなく、１対のリード１０８が、それら１対のリード１０８の並ぶ方向において互いに接近するように屈曲された状態（以下、「内曲げ状態」と記載する場合がある）で、リード部品１０６を回路基材１２に装着することが可能である。詳しくは、リード１０８を、第２挿入穴１３６を介して、第１挿入穴１３０に挿入させた後に、１対のスライド体１１２の可動部１２２を、接近する方向にスライドさせる。これにより、リード１０８が、図１６に示すように、第１挿入穴１３０の固定刃１３１と第２挿入穴１３６の可動刃１３８とによって切断される。そして、１対の可動部１２２が、さらに接近する方向にスライドされることで、１対のリード１０８が、互いに接近する方向に屈曲する。これにより、内曲げ状態でリード部品１０６が回路基材１２に装着される。このように、回転テーブル１７８に第１カットアンドクリンチユニット３４を装着することで、外曲げ状態、若しくは、内曲げ状態で、リード部品１０６が回路基材１２に装着される。

また、部品実装機１０では、第１カットアンドクリンチユニット３４の代わりに、第２カットアンドクリンチユニット３６を回転テーブル１７８に装着することで、１対のリード１０８が概してＮ字型に屈曲された状態（以下、「Ｎ曲げ状態」と記載する場合がある）でリード部品１０６が回路基材１２に装着される。

詳しくは、まず、ユニット移動装置３５の回転テーブル１７８に、第２カットアンドクリンチユニット３６が装着される。そして、第２カットアンドクリンチユニット３６においても、第１カットアンドクリンチユニット３４と同様に、ユニット移動装置３５の作動を制御することで、スライド体２１０の第２挿入穴１３６と、回路基材１２の貫通穴１０４とが上下方向に重なった状態とする。続いて、吸着ノズル６６に保持されたリード部品１０６のリード１０８を貫通穴１０４に挿入することで、リード１０８が、可動部２１４の第２挿入穴１３６を介して、固定部２１２の第１挿入穴１３０に挿入される。そして、１対のスライド体２１０の可動部２１４を離間する方向にスライドさせる。この際、可動部２１４がスライドする方向は、上述したように、１対のスライド体２１０のスライド方向、つまり、１対の貫通穴１０４の並ぶ方向に対して、ＸＹ平面上において４５度ズレた方向にスライドする。このため、１対のリード１０８は、１対の貫通穴１０４の並ぶ方向に対して、ＸＹ平面上において４５度ズレた方向に屈曲される。これにより、１対のリード１０８が概してＮ字型に屈曲され、Ｎ曲げ状態でリード部品１０６が回路基材１２に装着される。なお、Ｎ曲げ状態でリード部品１０６が回路基材１２に装着されることで、リード部品１０６の並ぶ方向と異なる方向に張力が生じ、リード部品１０６のガタツキが防止される。

また、部品実装機１０では、第１カットアンドクリンチユニット３４及び、第２カットアンドクリンチユニット３６の代わりに、ネジ締めユニット３７を回転テーブル１７８に装着することで、ケース等の比較的大きな部品をネジ止めにより回路基材１２に固定することが可能となる。

詳しくは、まず、ユニット移動装置３５の回転テーブル１７８に、ネジ締めユニット３７が装着される。また、部品実装機１０の機外において、作業者が、回路基材１２の所定の位置にケース等の部品を、ネジの仮締めにより、仮固定しておく。そして、仮固定された部品が下面側となるように、回路基材１２を部品実装機１０の内部に搬入し、所定の位置において、クランプ装置５２により回路基材１２を保持する。続いて、ネジ締めユニット３７のドライバ軸２３４の先端位置と、部品を仮固定しているネジ位置とが、上下方向において一致するように、Ｘ方向移動装置１５０及びＹ方向移動装置１５２の作動が制御される。次に、ネジの頭に形成された十字溝等の溝に、ドライバ軸２３４の先端が嵌合するように、Ｚ方向移動装置１５４の作動が制御され、ネジ締めユニット３７が上昇される。そして、電磁モータ２３８の作動によりドライバ軸２３４が自転されることで、ネジが本締めされ、部品が回路基材１２に固定される。

このように、部品実装機１０では、回転テーブル１７８に第１カットアンドクリンチユニット３４を装着することで、リード部品１０６を内曲げ状態若しくは、外曲げ状態で回路基材１２に装着し、回転テーブル１７８に第２カットアンドクリンチユニット３６を装着することで、リード部品１０６をＮ曲げ状態で回路基材１２に装着し、回転テーブル１７８にネジ締めユニット３７を装着することで、比較的大きな部品を回路基材１２にネジ止めすることが可能となる。これにより、部品実装機１０において種々の作業を実行することが可能となる。

さらに、例えば、回転テーブル１７８に装着可能な種々のユニットを用意することで、更に多くの種類の作業を行うことが可能となる。具体的には、例えば、リード部品のリードにポイントフローはんだ付けを行うためのユニット、任意のものを保持するためのユニット，基板を検査するためのユニット等、種々の作業を行うことが可能なユニットを採用することが可能である。なお、ポイントフローはんだ付けを行うためのユニットとしては、ポイントフロー用の噴流ノズルの小径のノズル口から溶融はんだを外部へ常時少量噴流し、噴流ノズルの周辺に配置した排出口から噴流した溶融はんだを回収するユニットを採用することが可能である。また、基板を検査するためのユニットとしては、基板を撮像し、撮像データに基づいて基板を検査するためのユニット，センサ等による検出値に基づいて基板を検査するユニットなどを採用することが可能である。

また、第１カットアンドクリンチユニット３４，第２カットアンドクリンチユニット３６が回転テーブル１７８に装着された場合には、小さな第２挿入穴１３６にリード部品１０６のリード１０８が挿入される。また、ネジ締めユニット３７が回転テーブル１７８に装着された場合には、ネジの頭に形成された十字溝等の溝に、ドライバ軸２３４の先端が嵌合される。このため、各ユニットが回転テーブル１７８に装着された場合には、第２挿入穴１３６の位置，ドライバ軸２３４の先端位置等を適切に認識する必要がある。このため、各ユニットが回転テーブル１７８に装着される際には、装着部１９０の立設ピン１９８が、各ユニットの脚部２００等に形成された嵌合穴２０４に嵌合されることで、位置決めされ、再現性良く各ユニットが回転テーブル１７８に装着される。ただし、立設ピン１９８の嵌合穴２０４の内部でのガタツキ等により、各ユニットの回転テーブル１７８への装着位置が予め設定された位置から僅かにずれる虞がある。このようなことに鑑みて、各ユニットにはマークが記されており、回転テーブル１７８に装着されているユニットの交換が検知された場合には、マークが撮像され、その撮像データに基づいて、キャリブレーションが行われる。

具体的には、回転テーブル１７８に装着されているユニットの交換が検知された場合に、回転テーブル１７８に装着されているユニットが、マークカメラ２６により撮像される。例えば、回転テーブル１７８に第１カットアンドクリンチユニット３４が装着されている場合には、撮像データに基づいて、1対のマーク１４６が認識される。それら１対のマーク１４６は、第２挿入穴１３６の開口の中央を中心として、対照的に記されている。つまり、１対のマーク１４６の中点が、第２挿入穴１３６の開口の中央となる。このため、撮像データに基づいて１対のマーク１４６の位置を認識することで、１対のマーク１４６の中点が演算され、その位置が第２挿入穴１３６の開口位置として認識される。そして、その第２挿入穴１３６の開口位置に基づいて、第１カットアンドクリンチユニット３４の装着位置のキャリブレーションが行われる。

また、第１カットアンドクリンチユニット３４が回転テーブル１７８に装着されている場合には、作業ヘッド６０，６２に保持されたリード部品１０６のリード１０８が第２挿入穴１３６に挿入される。つまり、作業ヘッド６０，６２と第１カットアンドクリンチユニット３４とが協同して作業が行われる。このため、第１カットアンドクリンチユニット３４の装着位置のキャリブレーションが行われるとともに、作業ヘッド６０，６２と第１カットアンドクリンチユニット３４との相対位置も演算される。これにより、回転テーブル１７８に第１カットアンドクリンチユニット３４が装着されている際に、リード部品１０６のリード１０８を適切に貫通穴１０４に挿入することが可能となる。

また、例えば、回転テーブル１７８にネジ締めユニット３７が装着されている場合には、撮像データに基づいて、1対のマーク２４０が認識される。それら１対のマーク２４０は、ドライバ軸２３４の中心軸を中心として、対照的に記されている。つまり、１対のマーク２４０の中点が、ドライバ軸２３４の中心軸となる。このため、撮像データに基づいて１対のマーク２４０の位置を認識することで、１対のマーク２４０の中点が演算され、その位置がドライバ軸２３４の中心軸として認識される。そして、そのドライバ軸２３４の中心軸の位置に基づいて、ネジ締めユニット３７の装着位置のキャリブレーションが行われる。これにより、回転テーブル１７８にネジ締めユニット３７が装着されている際に、ネジの頭に形成された十字溝等の溝に、ドライバ軸２３４の先端を適切に嵌合することが可能となる。

なお、回転テーブル１７８に装着されているユニットが交換されたか否かの検知は、各ユニットに記されている２Ｄコードに基づいて行われる。詳しくは、回転テーブル１７８に装着されているユニットを用いて作業が行われる前に、回転テーブル１７８に装着されているユニットが、マークカメラ２６により撮像される。例えば、回転テーブル１７８に第１カットアンドクリンチユニット３４が装着されている場合には、撮像データに基づいて、２Ｄコード１４８が認識される。この２Ｄコード１４８は、第１カットアンドクリンチユニット３４固有のコードとされているため、認識された２Ｄコード１４８に基づいて、回転テーブル１７８に装着されているユニットが、第１カットアンドクリンチユニット３４であると特定される。そして、その特定されたユニットの名称が制御装置３８において記憶される。このように、回転テーブル１７８に装着されているユニットを用いて作業が行われる毎に、回転テーブル１７８に装着されているユニットが特定され、特定されたユニットの名称が記憶される。この際、２Ｄコードに基づいて特定されたユニットと、制御装置３８に記憶されているユニットとが異なる場合に、回転テーブル１７８に装着されているユニットが交換されたと検知される。

なお、制御装置３８のコントローラ２５０は、図１３に示すように、第１撮像部２６０と演算部２６２と検知部２６４とを有している。第１撮像部２６０は、回転テーブル１７８に装着されているユニットのマークを撮像するための機能部である。演算部２６２は、マークの撮像データに基づいて、作業ヘッド６０，６２と、回転テーブル１７８に装着されているユニットとの相対的な位置を演算するための機能部である。検知部２６４は、回転テーブル１７８に装着されているユニットが交換されたか否かを検知するための機能部である。また、検知部２６４は、第２撮像部２６６と判定部２６８とを有している。第２撮像部２６６は、回転テーブル１７８に装着されているユニットの２Ｄコードを撮像するための機能部である。判定部２６８は、２Ｄコードの撮像データに基づいて、回転テーブル１７８に装着されているユニットが交換されたか否かを判定するための機能部である。

また、部品実装機１０は、対基板作業機の一例である。基材搬送保持装置２２は、搬送装置の一例である。マークカメラ２６は、撮像装置の一例である。部品供給装置３０および、ばら部品供給装置３２は、供給装置の一例である。第１カットアンドクリンチユニット３４は、作業ユニットの一例である。ユニット移動装置３５は、下方移動装置の一例である。第２カットアンドクリンチユニット３６は、作業ユニットの一例である。ネジ締めユニット３７は、作業ユニットの一例である。制御装置３８は、制御装置の一例である。作業ヘッド６０，６２は、保持ヘッドの一例である。作業ヘッド移動装置６４は、上方移動装置の一例である。マーク１４６は、特徴部の一例である。２Ｄコード１４８は、識別子の一例である。装着部１９０は、装着部の一例である。載置台１９２は、載置台の一例である。立設ピン１９８は、位置決めピンの一例である。嵌合穴２０４は、穴部の一例である。２Ｄコード２２０は、識別子の一例である。マーク２４０は、特徴部の一例である。２Ｄコード２４８は、識別子の一例である。第１撮像部２６０は、第１撮像部の一例である。演算部２６２は、演算部の一例である。検知部２６４は、検知部の一例である。第２撮像部２６６は、第２撮像部の一例である。判定部２６８は、判定部の一例である。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例では、回転テーブル１７８に装着されているユニットの交換を検知する際に、２Ｄコードが撮像され、その撮像データが利用されているが、他の手法によってユニットの交換を検知してもよい。具体的には、例えば、各ユニットが、各ユニットの種類を識別するための識別情報を記憶部において記憶している。そして、各ユニットが回転テーブル１７８に装着されることで、ユニットと制御装置３８とが電気的に接続され、そのユニットの記憶部から制御装置３８に、識別情報が送信される。この際、識別情報を受信した制御装置３８は、その識別情報に基づいて、回転テーブル１７８に装着されているユニットの種類を特定することで、ユニットの交換を検知してもよい。なお、識別情報をユニットから取得する機能部が、取得部の一例となり、識別情報に基づいて、回転テーブル１７８に装着されているユニットの種類を特定することで、ユニットの交換を検知する機能部は、判別部の一例となる。なお、判別部は、回転テーブル１７８に装着されているユニットの種類の判別と、ユニットの交換の判別との少なくとも一方を行うことが可能である。

また、上記実施例では、マーク１４６，２４０が、特徴部として機能しているが、特徴部として、２Ｄコード，記号などを採用することが可能である。また、上記実施例では、２Ｄコード１４８が、識別子として機能しているが、識別子として、マーク，記号などを採用することが可能である。図１７は、識別子として、マーク１４７を使用した場合の一例である。マーク１４７の位置パターンはユニット毎に異なっており、第２撮像部２６６がマーク１４７の位置を認識することにより、装着されたユニットが、いずれのユニットであるかが識別される。

１０：部品実装機（対基板作業機）２２：基材搬送保持装置（搬送装置）２６：マークカメラ（撮像装置）３０：部品供給装置（供給装置）３２：ばら部品供給装置（供給装置）３４：第１カットアンドクリンチユニット（作業ユニット）３５：ユニット移動装置（下方移動装置）３６：第２カットアンドクリンチユニット（作業ユニット）３７：ネジ締めユニット（作業ユニット）３８：制御装置６０：作業ヘッド（保持ヘッド）６２：作業ヘッド（保持ヘッド）６４：作業ヘッド移動装置（上方移動装置）１４６：マーク（特徴部）１４７：マーク（識別子）１４８：２Ｄコード（識別子）１９０：装着部１９２：載置台１９８：立設ピン（位置決めピン）２０４：嵌合穴（穴部）２２０：２Ｄコード（識別子）２４０：マーク（特徴部）２４８：２Ｄコード（識別子）２６０：第１撮像部２６２：演算部２６４：検知部２６：第２撮像部２６８：判定部

Claims

基板が搬入されてから、位置決めされ、搬出されるまでの間に、前記基板に対して作業を行う対基板作業機であって、
前記基板の搬送高さより下方に配設され、前記基板の下方から作業を行う複数種類の作業ユニットと、
前記複数種類の作業ユニットの各々が交換可能に装着される装着部と
を備えることを特徴とする対基板作業機。
前記対基板作業機が、
前記基板を搬送し、所定の位置において位置決めする搬送装置と、
前記搬送装置により位置決めされた前記基板の下方において、前記装着部を任意の位置に移動させる下方移動装置と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の対基板作業機。
前記複数の作業ユニットの各々が、
各作業ユニットの種類を識別するための識別情報を記憶する記憶部を有しており、
前記対基板作業機が、
前記装着部に装着されている作業ユニットの前記記憶部から前記識別情報を取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記識別情報に基づいて、前記装着部に装着されている作業ユニットの交換の判別と、前記装着部に装着されている作業ユニットの種類の判別との少なくとも一方を実行する判別部と
を有する制御装置を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の対基板作業機。
前記対基板作業機が、
前記基板に装着される部品を供給する供給装置と、
前記供給装置により供給された前記部品を保持する保持ヘッドと、
前記搬送装置により位置決めされた前記基板の上面を撮像可能な撮像装置と、
前記搬送装置により位置決めされた前記基板の上方において、前記保持ヘッドと前記撮像装置とを任意の位置に移動させる上方移動装置と、
制御装置と
を備え、
前記制御装置が、
前記装着部に装着されている作業ユニットの交換を検知する検知部と、
前記検知部により作業ユニットの交換が検知された場合に、前記装着部に装着されている作業ユニットに記された特徴部を、前記撮像装置により撮像する第１撮像部と、
前記第１撮像部により撮像された撮像データに基づいて、前記装着部に装着されている作業ユニットと前記保持ヘッドとの相対的な位置を演算する演算部と
を有することを特徴とする請求項２に記載の対基板作業機。
前記複数種類の作業ユニットの各々に、各作業ユニットの種類を識別するための識別子が記されており、
前記検知部は、
前記装着部に装着されている作業ユニットに記された識別子を、前記撮像装置により撮像する第２撮像部と、
前記第２撮像部により撮像された撮像データに基づいて、前記装着部に装着されている作業ユニットの種類を特定し、前記装着部に装着されている作業ユニットが交換されたか否かを判定する判定部と
を有することを特徴とする請求項４に記載の対基板作業機。
前記複数種類の作業ユニットの各々が、
リード部品のリードを屈曲させる作業と、リード部品のリードにポイントフローはんだ付けする作業と、ネジ締め作業と、基板の検査作業と、任意のものを保持する作業とのいずれかを行うことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の対基板作業機。
前記装着部が、
前記複数種類の作業ユニットの各々の下面が載置される載置台を有し、
前記載置台の上面と前記複数種類の作業ユニットの各々の下面との一方に、位置決めピンが配設され、
前記載置台の上面と前記複数種類の作業ユニットの各々の下面との他方に、前記位置決めピンが嵌合される穴部が形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の対基板作業機。