JP2021158220A - 部品実装ライン - Google Patents
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Abstract
Description
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
(1)本開示の部品実装ラインは、実装ヘッドによって部品供給装置から取り出した部品を基板に実装する部品実装ラインであって、前記部品を保持した前記実装ヘッドを移動させることにより前記部品を前記基板に実装するヘッド駆動部と、搬送路に沿って上流側から下流側に向けて前記基板を搬送し、前記ヘッド駆動部によって前記部品の実装が行われる実装作業位置に位置決めする搬送装置と、前記実装作業位置よりも前記上流側に設けられ、前記搬送装置によって前記下流側に向けて搬送されている状態の前記基板にライン状のレーザ光を照射することにより前記基板の反り量を計測する第1計測装置と、前記ヘッド駆動部、前記搬送装置、および前記第1計測装置の動作を制御する制御部と、を備えた部品実装ラインである。
基板の搬送中に第1計測装置によって基板の反り量を計測できるため、第1計測装置による計測時間を短縮できる。
第2計測装置による基板の反り量計測を極力避けることができるため、第2計測装置の計測による時間ロスを低減できる。
基板の反り量が少ない基板に対しては搬送速度を上げることで搬送タクトを向上できる。また、反り量が多い基板に対しては搬送速度を下げることで基板のすべりを低減させて搬送異常による停止時間を低減でき、部品の位置ずれなどの品質不良を低減できる。
実装品質を向上させることができ、実装不良調査による停止時間をなくして時間ロスを低減できる。
本開示の部品実装ラインの具体例を、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上に実装する部品実装機を上流側(図1の図示左側)から下流側(図1の図示右側)に向けて複数配置した部品実装ライン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を実装(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、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2および図3に示すように、左右方向に循環駆動する一対のコンベアベルト14を有しており、搬送路CPに沿って基板Bを搬送する装置である。基板Bは、図2に示すように、上流側の部品実装機10から一対のコンベアベルト14によって実装作業位置Pに搬入され、実装作業位置Pにおいて部品Eの実装作業が行われた後、一対のコンベアベルト14によって下流側の部品実装機10に向かって搬出される。これにより、基板Bが搬送路CPに沿って上流側から下流側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上に実装するものであって、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の実装動作を行う複数の実装ヘッド32と、を有している。
図3に示すように、基台11上には、センサ50が取り付けられている。センサ50はレーザ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の有無を検知し、基板Bの搬送速度を計測する。
図1に示すように、第1実装機10Aの搬入口には、ラインレーザ計測装置40が設置されている。ラインレーザ計測装置40は、図4に示すように、搬送装置12の上方に設けられており、搬送中の基板Bに対してライン状のレーザ光を照射することで基板Bの反り状態を計測する。ラインレーザ計測装置40は、搬送装置12の下方に設けられているものとしてもよい。
次に、部品実装ラインLの電気的構成を、図5を参照して説明する。
部品実装ラインL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。
1.基板Bの反り量と上下速度の減速率との関係を表したグラフのデータを記憶しておき、このデータに基づいて反り量に対応する減速率を決定し、この減速率に従って上下速度を変更する。例えば、反り量が0から0.9mmまで増加する間は、減速率を0から90%まで徐々に増加していき、反り量が0.9mmを超えたら減速率を90%のまま一定にしてもよい。また、上下速度の初期設定値をSP1mm/sとし、減速率をDR%とし、変更後の上下速度をSP2mm/sとした場合に、
SP2=SP1×(1−DR×0.01)としてもよい。
2.基板Bの反り量と上下ストロークとの関係を表したデータを記憶しておき、このデータに基づいて反り量に対応した上下ストロークに変更するように制御する。例えば、上下ストロークの初期設定値をD1mmとし、反り量をWmmとし、変更後の上下ストロークをD2mmとした場合に、
D2=D1−Wとしてもよい。
次に、ラインレーザ計測装置40によって計測された基板Bの反り量に基づいてレーザ計測装置37による基板Bの高さ計測を実施するか否かについての手順を図6のフローチャートを参照しながら説明する。生産を開始すると、1枚目の基板Bを第1実装機10Aに搬入し始める(ステップS10)。このとき、第1実装機10Aの搬入口に設置されたラインレーザ計測装置40によって、搬送されている状態の基板Bの反り量を計測する(ステップS11)。また、第1実装機10Aの上流側に印刷機が設置されており、この印刷機の基板Bの搬入口にラインレーザ計測装置40が設置されている場合には、半田が印刷される前の基板Bの反り量を計測できる。
次に、ラインレーザ計測装置40によって計測された基板Bの反り量に基づいて基板Bの搬送速度と吸着ノズル34の上下ストロークと上下速度の自動可変を行うか否かについての手順を図7のフローチャートを参照しながら説明する。生産を開始すると、1枚目の基板Bを第1実装機10Aに搬入し始める(ステップS20)。このとき、第1実装機10Aの搬入口に設置されたラインレーザ計測装置40によって、搬送されている状態の基板Bの反り量を計測する(ステップS21)。また、第1実装機10Aの上流側に印刷機が設置されており、この印刷機の搬入口にラインレーザ計測装置40が設置されている場合には、半田が印刷される前の基板Bの三次元形状を計測できる。
基板Bの搬送中にラインレーザ計測装置40によって基板Bの反り量を計測できるため、ラインレーザ計測装置40による計測時間を短縮できる。
上記の構成によると、レーザ計測装置37による基板Bの反り量計測を極力避けることができるため、レーザ計測装置37の計測による時間ロスを低減できる。
基板Bの反り量が少ない基板Bに対しては搬送速度を上げることで搬送タクトを向上できる。また、反り量が多い基板Bに対しては搬送速度を下げることで基板Bのすべりを低減させて搬送異常による停止時間を低減でき、部品の位置ずれなどの品質不良を低減できる。
実装品質を向上させることができ、実装不良調査による停止時間をなくして時間ロスを低減できる。
(1)上記実施形態では第1実装機10Aに設けられたラインレーザ計測装置40によって計測された基板Bの反り量に基づいて第2実装機10Bに設けられたレーザ計測装置37の計測要否を判断しているものの、第1実装機10Aに設けられたレーザ計測装置37の計測要否を判断してもよく、第3実装機10Cに設けられたレーザ計測装置37の計測要否を判断してもよい。
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(ヘッド駆動部)、31…ヘッドユニット本体、32…実装ヘッド、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、37…レーザ計測装置(第2計測装置)
40…ラインレーザ計測装置(第1計測装置)
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、CP…搬送路、E…部品、P…実装作業位置、L…部品実装ライン
Claims (4)
- 実装ヘッドによって部品供給装置から取り出した部品を基板に実装する部品実装ラインであって、
前記部品を保持した前記実装ヘッドを移動させることにより前記部品を前記基板に実装するヘッド駆動部と、
搬送路に沿って上流側から下流側に向けて前記基板を搬送し、前記ヘッド駆動部によって前記部品の実装が行われる実装作業位置に位置決めする搬送装置と、
前記実装作業位置よりも前記上流側に設けられ、前記搬送装置によって前記下流側に向けて搬送されている状態の前記基板にライン状のレーザ光を照射することにより前記基板の反り量を計測する第1計測装置と、
前記ヘッド駆動部、前記搬送装置、および前記第1計測装置の動作を制御する制御部と、を備えた部品実装ライン。 - 前記実装ヘッドは、部品実装機に設けられ、かつ、前記搬送装置によって前記実装作業位置に位置決めされた状態の前記基板にレーザ光を照射することにより前記基板の反り量を計測する第2計測装置を備えており、
前記第1計測装置は、前記部品実装機よりも前記上流側に配置された上流側装置に設けられており、
前記制御部は、前記第1計測装置で計測された前記基板の反り量に基づいて下流側装置に設けられた前記第2計測装置による計測要否を判定し、計測を要する場合には前記第1計測装置で計測された前記基板の反り量に基づいて下流側装置に設けられた前記第2計測装置による計測範囲を設定する、請求項1に記載の部品実装ライン。 - 前記制御部は、前記第1計測装置で計測された前記基板の反り量に基づいて前記搬送装置による前記基板の搬送速度を可変する、請求項1または請求項2に記載の部品実装ライン。
- 前記実装ヘッドは、前記部品を吸着するノズルと、前記ノズルを上下動させるモータと、を備え、
前記制御部は、前記第1計測装置で計測された前記基板の反り量に基づいて前記部品を吸着した前記ノズルの上下ストロークと上下速度とを可変する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の部品実装ライン。
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