JP3662546B2 - 部品実装装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品等の各種部品をプリント配線回路基板等に自動的に実装するための部品実装装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、電子部品実装装置においては、多数の部品供給手段を部品供給テーブルに並列に搭載して、部品実装時に、部品供給テーブルを部品供給手段の並列方向に向け移動させながら実装する部品の順序に従って部品供給手段を順次所定の部品供給位置に位置決めし、この部品供給手段の部品を実装ヘッド部により吸着して取り出すとともに、回路基板位置決め部に位置決めされた回路基板に移送して部品を実装するように構成されている。
【0003】
この種の従来の部品実装装置について、その斜視図を示す図5および概略平面図を示す図6を参照しながら説明する。図5において、装置本体1の前部には、基板供給手段2から供給されてくる回路基板Pを実装位置に位置決めするための基板位置決め部4が配設されており、この基板位置決め部4において所要の部品が実装された回路基板Pは、基板排出手段3により排出される。一方、装置本体1の後部には部品供給部7が配設されており、この部品供給部7と上記の基板位置決め部4との間には、図6に示すように、ロータリー方式の実装ヘッド部8が配設されている。
【0004】
部品供給部7には、2台の部品供給テーブル10,11がガイドレール9上を各々独立して左右方向に移動可能に設けられており、各部品供給テーブル10,11には、多数の部品供給手段12が供給テーブル10,11の移動方向に沿って並列して搭載されている。この部品供給手段12として、例えば一般にパーツカセットと呼称されるものを図示してあり、以下に簡単に説明する。すなわち、同一種の電子部品がキャリアテープに等間隔に収容されてカバーテープに覆われた状態でリール13に巻回されており、キャリアテープがリール13から繰り出されて部品の収納間隔に等しいピッチで送られ、且つカバーテープが巻き取られることにより、最前端の電子部品が実装ヘッド部8の部品吸着ヘッド14に対向する部品供給位置Aに位置決めされるようになっている。
【0005】
また、図6に示すように、実装ヘッド部8は、垂直軸回りに回転可能に設けられた回転テーブル(図示せず)の同一円周上に複数個の部品吸着ヘッド14が等角度間隔に設けられてなる。各部品吸着ヘッド14は、真空引き手段により部品を吸着するようになっており、回転テーブルが間欠回転されることにより、部品供給位置Aおよび部品装着位置Bに順次停止させられて、部品供給手段12からの部品の受け取りおよび部品の回路基板Pへの装着を並行して行うようになっている。また、一方の部品供給テーブル10が部品供給している間に、待機位置に退避している他方の部品供給テーブル11は、部品供給手段12の交換や部品補充を行い、部品実装装置を休みなく稼働できるように準備を行うようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年においては、生産する回路基板Pの種類や回路基板Pに実装すべき部品の種類が多くなる傾向にある。これに対して、部品供給テーブル10,11に対する部品供給手段12の搭載数を増加することも考えられるが、その場合、各部品供給テーブル10,11は部品供給手段12の搭載数の増加に伴って側方に長く延びることになるので、部品供給部7全体の長さが非常に長くなり、スペースの利用効率が悪くなって床面積当たりの生産性が低下する。
【0007】
さらに重要な問題は、部品供給テーブル10,11が実装ヘッド部8による部品の取り出しに対応してピッチ送りされる構成になっているため、以下のような不都合が生じることである。すなわち、供給テーブル10,11の重量が長さの増大に伴って増加すると、この部品供給テーブル10,11を移動するのに大きな駆動力が必要となるだけでなく、部品供給テーブル10,11の慣性力が大きくなるから、供給テーブル10,11をピッチ送りする際の振動が格段に増大する。そのため、部品供給つまり部品の実装動作の高速化を図れない。
【0008】
そこで本発明は、基板に実装すべき部品数が多くなった場合にも、装置全体が大型化することなく、且つ部品の実装動作の高速化を達成することのできる部品実装装置を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の部品実装装置は上記目的を達成するために、基板を搬送し、基板を位置決めする基板位置決め部と、基板搬送方向に多数の部品供給手段が並列するようにして搭載されて前記基板位置決め部の両側に固定的に設置される1対の部品供給テーブルと、一方の部品供給テーブルの部品を吸着したのち、この部品を位置決めされた基板に装着するXY移動タイプの第1の実装ヘッド部と、他方の部品供給テーブルの部品を吸着したのちに、この部品を位置決めされた基板に装着するXY移動タイプの第2の実装ヘッド部とを備え、前記第1の実装ヘッド部および第2の実装ヘッド部は、基板搬送方向に直角な方向の水平軸線回りに回転自在である回転体に少なくとも4本の部品吸着ノズルがそれぞれ等間隔となるように回転体に対し放射状に配設され、前記回転体の1ピッチずつの回転により部品供給テーブルから部品を択一的に順次吸着し、かつこれらの部品を前記基板に順次装着するように構成されていることを特徴とする。
【0010】
これにより、部品供給テーブルは、固定的に設置されることから、部品供給手段の搭載数にかかわらず振動と無関係となり、実装ヘッド部が、回転体に配設した複数個の部品吸着ノズルにて部品供給テーブルから複数個の部品を順次吸着したのちにその各部品を基板の所定箇所に順次装着するロボットタイプになっているため、基板に実装する部品数が多くなった場合にも、ロータリー式の実装ヘッド部に対し部品供給テーブルをピッチ送りする従来装置に比較して部品実装動作を格段に高速化できる。
【0011】
また単一の基板位置決め部に位置決めされた基板に対して第1、第2の2つの実装ヘッド部により部品を装着できるので、部品実装動作をさらに高速化することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図1から図4を用いて説明する。
【0013】
図1は本発明の一実施の形態に係る部品実装設備(部品実装ライン)を模式的に示す概略平面図である。同図において、部品を実装する基板を供給する基板供給手段22から基板を排出する基板排出手段23に至る基板搬送経路21が左右方向に配設されており、この基板搬送経路21に沿って4台の部品実装装置27A〜27Dが配設されている。これら部品実装装置27A〜27Dはいずれも基本的には同一の構成になっているので、部品実装装置27Dを例として、これの斜視図を示した図2および作動機構部分の平面図を示した図3を参照しながら以下に説明する。
【0014】
図2において、上記部品実装装置27Dは、左右一対の逆U字状の支持フレーム29が基板搬送経路21を貫通させるようにして搬送経路21に沿って並設されており、この両支持フレーム29間に、二つの作動フレーム30が互いに平行に配置されて架け渡され、且つ搬送経路21に対し直交方向に個々に移動自在に支持されている。各作動フレーム30には、XY移動タイプの実装ヘッド部31が作動フレーム30に沿って移動自在に取り付けられており、実装ヘッド部31は、水平軸線回りに回転自在となった回転体32に4個の部品吸着ノズル33が等間隔(90°間隔)で配設され、回転体32が部品吸着ノズル33の間隔と同一のピッチで回転することにより、各部品吸着ノズル33は、択一的に順次下方に向けられて、部品供給テーブル28Aから部品34を吸着し、または部品34を基板位置決め部24の回路基板37に装着するようになっている。
【0015】
両支持フレーム29間には、部品供給テーブル28Aがキャスター40により移動されて前後両側から挿入されたのちに、所定位置に固定的に設置される。この部品供給テーブル28Aは、上述のリール13を備えたパーッカセットからなる部品供給手段12を備えたものであるが、この他に、図1に示すように、筒体に収納された部品が順次取出位置に送られるスティック状の部品供給手段38を搭載した部品供給テーブル28B、バルク部品39を搭載した部品供給テーブル28Cおよびトレイ状の部品供給テーブル28Dが、各部品実装ユニット27A〜27Dに設置される。なお、トレイ状の部品供給テーブル28Dに対しては、これの部品を取り出すための回動アーム状となった実装ヘッド部59が設けられている。
【0016】
図3において、作動フレーム30の内部には、実装ヘッド部31を基板搬送経路21に沿った方向(X方向)に移動させるヘッド位置決め機構部41が収納されている。このヘッド位置決め機構部41は、作動フレーム30の両端側に固定された一対の支持板42間に架け渡されて回転自在に支持されたボールねじ43と、このボールねじ43を連結手段44を介して回転駆動するステップモータ47と、ボールねじ43が螺合するナット48が内部に固定されてボールねじ43の回転により移動される移動体49とにより構成されている。実装ヘッド部31は、ヘッドホルダ50を介して移動体49に固定されており、ヘッドホルダ50には、実装ヘッド部31を上下動させる既存のヘッド上下動機構部51が内装されている。
【0017】
上記各支持フレーム29には、作動フレーム30を介してヘッド位置決め機構部41を基板搬送経路21に対し直交方向(Y方向)に移動させるヘッド移送機構部52が収納されている。このヘッド移送機構部52は、支持フレーム29の両端側に固定された一対の支持板53間に架け渡されて回転自在に支持されたボールねじ54と、このボールねじ54を連結手段55を介して回転駆動するステップモータ56と、ボールねじ54に螺合して各作動フレーム30の一端部に固定され、ボールねじ54の回転により作動フレーム30を移動させる移動体57と、支持板53間に架け渡して固定され、作動フレーム30の他端部を貫通させて摺動自在に支持するガイドシャフト58とにより構成されている。
【0018】
次に、上記部品実装設備の作動を、図4のフローチャートを参照しながら説明する。各部品実装装置27A〜27Dでは、一方の実装ヘッド部31が部品供給テーブル28A〜28Dから部品34を吸着している時に、他方の実装ヘッド部31が回路基板37に部品34を装着するタイミングで制御されるのであるが、両実装ヘッド部31は作動のタイミングがずれるだけで同一の動作を行うので、いま、一方の実装ヘッド部31の動作について説明する。
【0019】
まず、実装ヘッド部31が部品供給テーブル28A〜28Dにおける吸着すべき部品34の真上位置に移動されて位置決めされる(ステップS1)。すなわち、ヘッド位置決め機構部41のステップモータ47が所要の回転方向に所要角度だけ回転することにより、このステップモータ47と一体回転するボールねじ43によって移動体49が基板搬送経路21に沿った方向に移動し、実装ヘッド部31が部品供給テーブル28A〜28Dにおける所定の部品取出位置に移動される。ここで、トレイ状の部品供給テーブル28Dを除く他の部品供給テーブル28A〜28Cは、部品取出位置が基板搬送経路21に沿った一直線状に位置しているので、実装ヘッド部31に対向しているパーツカセットまたはスティックなどの部品が無くなるまでは、実装ヘッド部31がその位置に位置決めされて移動しない。
【0020】
実装ヘッド部31が位置決めされると、ヘッド上下動機構部51が作動して実装ヘッド部31が下降し、部品吸着ノズル33が部品34を吸着し、そののちにヘッド上下動機構部51により実装ヘッド部31が僅かに上昇される(ステップS2)。続いて、実装ヘッド部31の回転体32が1ピッチだけ回転されて次の部品吸着ノズル33が部品取出位置に対向される(ステップS3)。ここで、実装ヘッド部31が所定個数(この例では4個)の部品34の吸着が終了したか否かを判別して(ステップS4)、終了していない場合には、上述と同様の動作を繰り返して所定個数の部品34を吸着する。
【0021】
所定個数の部品34の吸着が終了したならば、ヘッド移送機構部52のステップモータ56およびヘッド位置決め機構部41のステップモータ47が同時に駆動して、実装ヘッド部31が、ボールねじ54の回転により作動フレーム30を介して基板位置決め部24上に移動されるとともに、ヘッド位置決め機構部41により回路基板37の所定の部品装着位置の真上に位置決めされる(ステップS5 )。次に、ヘッド上下動機構部51が駆動して部品吸着ノズル33で吸着保持していた部品を回路基板37上に装着する(ステップS6)。実装ヘッド部31がヘッド上下動機構部51により僅かに上昇されたのちに、実装ヘッド部31がヘッド位置決め機構部41およびヘッド移送機構部52の作動により回路基板37における次の部品装着位置の真上に移動されて位置決めされるとともに、回転体32が1ピッチだけ回転されて次に実装すべき部品が部品装着位置に対向される(ステップS7)。
【0022】
ここで、実装ヘッド部31が吸着保持している全ての部品34の装着が終了したか否かを判別して(ステップS8)、終了していない場合には、上述と同様の動作を繰り返してすべての部品34を回路基板37の所定位置に装着する。
【0023】
つぎに、基板位置決め部24に位置決めされている回路基板37に対して各部品実装装置27A〜27Dにおいて分担する全ての部品34の装着が終了したか否かを判別して(ステップS9)、終了していない場合には、実装ヘッド部31を再び部品供給テーブル28A〜28D上に移動させて、上述と同様に、部品供給テーブル28A〜28Dからの部品34の吸着および回路基板37への部品34の装着の動作を、回路基板37への全ての部品34の装着が終了するまで繰り返す。回路基板37への全ての部品34の装着が終了すると、基板搬送経路21上に位置決めされている各回路基板37を、所定ピッチだけ搬送して次工程の部品実装装置27A〜27Dにおける基板位置決め部24に位置決めし(ステップS10)、上述と同様の動作を繰り返す。
【0024】
上記部品実装設備では、基板搬送経路21に沿って並設した複数台(この例では4台)の部品実装装置27A〜27Dの各々の部品供給テーブル28A〜28Dに、互いに異なる部品を搭載できるので、回路基板37に実装する部品34の種類や数が多くなった場合に、これら部品を種類毎に分類したグループとして各部品供給テーブル28A〜28Dに分割して搭載することにより、各部品供給テーブル28A〜28Dが、グループのみの部品34を搭載するだけであるから大型化しないことと、各部品実装装置27A〜27Dにおける部品供給テーブル28A〜28Dが基板搬送経路21に対し直交方向に設置されることとから、設備全体として基板搬送経路21の方向に大きく張り出すように大型化することがない。
【0025】
また、各部品実装装置27A〜27Dの実装ヘッド部31が作動するだけであって、部品供給テーブル28A〜28Dは、固定的に設置されることから、部品供給手段12,38の搭載数にかかわらず振動と無関係になる。さらに、実装ヘッド部31は、部品供給テーブル28A〜28Dから複数個の部品34を一度に吸着したのちにその各部品34を回路基板37の所定箇所に順次装着する。さらに、各部品実装装置27A〜27Dに実装ヘッド部31を一対備えて、一方が部品34を吸着しているときに、他方が吸着保持した各部品34を回路基板37に吸着するよう制御している。これらにより、回路基板37に実装する部品34の種類や数が多くなった場合においても、従来装置のようにロータリー式の実装ヘッド部に対し部品供給テーブルをピッチ送りする構成に比較して部品実装動作を格段に高速化できる。
【0026】
一方、回路基板37の種類が多くなった場合には、各部品実装装置27A〜27Dにそれぞれ設置されている部品供給テーブル28A〜28Dのうちの一部を、所要の部品34を搭載した部品供給テーブル28A〜28Dに変えるだけで対応できる。なお、上記部品実装装置27A〜27Dを単体として使用することもできるのは勿論である。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、基板に実装すべき部品数が多くなった場合にも、装置全体が大型化することなく、部品実装動作の高速化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る部品実装設備を模式的に示した概略平面図。
【図2】同上設備の一部である本発明の部品実装装置の一実施の形態の斜視図。
【図3】同上装置の作動作動機構部分の平面図。
【図4】同上装置のフローチャート。
【図5】従来の部品実装装置の斜視図。
【図6】同上装置の概略平面図である。
【符号の説明】
12,38 部品供給手段
21 基板搬送手段
22 基板供給手段
23 基板排出手段
24 基板位置決め部
27A〜27D 部品実装装置
28A〜28D 部品供給テーブル
31,59 実装ヘッド部
33 部品吸着ノズル
34 部品
37 基板
41 ヘッド位置決め機構部
51 ヘッド上下動機構部
52 ヘッド移送機構部
Claims (1)
- 基板を搬送し、基板を位置決めする基板位置決め部と、基板搬送方向に多数の部品供給手段が並列するようにして搭載されて前記基板位置決め部の両側に固定的に設置される1対の部品供給テーブルと、一方の部品供給テーブルの部品を吸着したのち、この部品を位置決めされた基板に装着するXY移動タイプの第1の実装ヘッド部と、他方の部品供給テーブルの部品を吸着したのちに、この部品を位置決めされた基板に装着するXY移動タイプの第2の実装ヘッド部とを備え、前記第1の実装ヘッド部および第2の実装ヘッド部は、基板搬送方向に直角な方向の水平軸線回りに回転自在である回転体に少なくとも4本の部品吸着ノズルがそれぞれ等間隔となるように回転体に対し放射状に配設され、前記回転体の1ピッチずつの回転により部品供給テーブルから部品を択一的に順次吸着し、かつこれらの部品を前記基板に順次装着するように構成されていることを特徴とする部品実装装置。
Priority Applications (1)
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JP2002047922A JP3662546B2 (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 部品実装装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002047922A JP3662546B2 (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 部品実装装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2003401498A Division JP2004080061A (ja) | 2003-12-01 | 2003-12-01 | 部品実装設備 |
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Family Applications (1)
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JP2002047922A Expired - Lifetime JP3662546B2 (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 部品実装装置 |
Country Status (1)
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Families Citing this family (1)
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CN101106897B (zh) * | 2006-09-27 | 2010-12-29 | 深圳市翠涛自动化设备有限公司 | 应用多头转塔机构的高速拾放机 |
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2002
- 2002-02-25 JP JP2002047922A patent/JP3662546B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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