JP4047608B2

JP4047608B2 - Mounting machine

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Publication number: JP4047608B2
Application number: JP2002084116A
Authority: JP
Inventors: 晃岸田; 博敏山形; 啓且村松; 貢秋山
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2022-03-25
Also published as: JP2003283190A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に部品を搭載する実装機に係り、特に、簡素な構成で必要な吸着ノズルの着脱に適する実装機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板上にチップ抵抗、チップコンデンサ、ＩＣ（Integrated Circuit）などを搭載・実装するための実装機の例として特許第２９１９４８６号公報記載のプリント配線板組立装置がある。
【０００３】
このプリント配線板組立装置では、Ｘテーブル上に位置決めされ保持されたプリント配線板上に、吸着ノズル（取出ノズル）に吸着された部品を搭載・実装する。その際のプリント配線板に対する吸着ノズルのＸ方向（左右方向）位置決めはＸテーブル自体が左右方向に移動することによりなされる。また、プリント配線板に対する吸着ノズルのＹ方向（前後方向）位置決めは、吸着ノズルが具備された装着（吸着）ヘッドのＹ方向移動（単軸移動）によりなされる。
【０００４】
このように、基板への部品の搭載・実装のため、基板を固定して装着ヘッドをＸ方向、Ｙ方向双方に移動させる代わりに、装着ヘッドの移動を例えばＹ方向のみに限定しＸ方向には基板の側を移動させる機構が公知となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、実装機では、一般に、装着ヘッドに具備される吸着ノズルが、吸着すべき部品の大きさ、重量などに対応して交換される必要がある。小さな部品に対して大きな吸着径のノズルでは隙間を生じて部品を吸着することができず、大きく重量のある部品に対して小さな吸着径のノズルでは吸着力が不足し安定した吸着動作が実現しないからである。
【０００６】
このような吸着ノズルの交換のため通常は実装機に吸着ノズル収納部が設けられ、交換用の吸着ノズルはこの吸着ノズル収納部に収納される。上記公知文献では、ノズル収納部がＸテーブル横に設けられていることが図面から分かるがその詳細な構成や作用については言及するところがない。
【０００７】
吸着ノズル交換をいかに効率的に行ない得、またいかに簡素な構成で行ない得るかは、実装効率の向上（タクトタイムの短縮）や装置のコスト低減といった要素に対して重要な事項である。
【０００８】
本発明は、上記した事情を考慮してなされたもので、基板上に部品を搭載する実装機において、簡素な構成で効率的に吸着ノズルをヘッドに着脱することが可能な実装機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は、基台と、前記基台上に設けられ、基板をほぼ水平姿勢で保持可能でかつ左右方向に最大移動許容幅の範囲内で移動する基板移動台と、前記基板移動台の前後方向片側の隣りに設けられ、部品のピックアップのため前記部品を前記前後方向に複数並べ得る部品供給部と、前記複数の部品の並びの上方から前記基板移動台の上方まで前記前後方向に移動して、前記部品供給部から前記部品をピックアップしかつ前記保持された基板に前記ピックアップされた部品を搭載し、ノズルを交換可能に保持するヘッドユニットとを具備し、前記基板移動台は、交換用ノズル収納を有し、前記交換用ノズル収納部は、前記基板移動台の前記左右方向の移動とともに左右移動しかつ前記左右移動と前記ヘッドユニットの前記前後方向の移動とにより前記ヘッドユニットのほぼ鉛直下に対向するようになっており、さらにこの交換用ノズル収納部は、前記基板移動台の前記部品供給部側に設けられ、複数の交換用ノズルを前記部品供給部と並行するように前記左右方向に並べて収納可能であって、この交換用ノズル収納部の前記左右方向の長さが、前記最大移動許容幅に応じた前記基板の左右方向の最大許容長さに収まるように形成されることにより、いずれの交換用ノズルも前記ヘッドユニットのほぼ鉛直下に対向することができるようになっていることを特徴とする。
【００１０】
すなわち、この実装機は、基板移動台が左右方向に移動し、ヘッドユニットが前後方向に移動する実装機であって、交換用ノズル収納部が基板移動台に設けられる。さらに、交換用ノズル収納部が基板移動台の左右移動に伴い左右に移動し、これと上記のヘッドユニットの前後方向移動とにより、ヘッドユニットのほぼ鉛直下に交換用ノズル収納部が位置するようにされている。したがって、この位置関係においてヘッドユニットは、円滑に交換用ノズル収納部に収容された交換用ノズルを装着（またはすでにヘッドユニットに装着されているノズルを交換用ノズル収納部に脱離）することができる。
【００１１】
換言すると、ヘッドユニットへのノズルの着脱のため交換用ノズル収納部を移動させる機構を新たに必要とせず、また、ヘッドユニットへのノズルの着脱のためヘッドユニットと交換用ノズル収納部とを所定の位置で対向させるのも、上記左右移動、前後の移動により容易である。したがって、簡素な構成で効率的に吸着ノズルをヘッドに着脱することができる。
【００１２】
なお、「左右方向」に対する「前後方向」は、必ずしも直角の関係でなくてもよい。斜めに交わる関係（斜交系）であっても上記の説明は成立するからである。これは以下でも同様である。
【００１３】
また、本発明において前記交換用ノズル収納部は、前記基板移動台の前記部品供給部側に設けられ、複数の交換用ノズルを前記部品供給部と並行するように前記左右方向に並べて収納可能となっているため、ノズル交換後にヘッドユニットが部品供給部まで短時間で移動可能であり、ノズル交換を比較的頻繁に行なう場合に実装動作の効率化を図ることができる。
【００１７】
また、実施態様として、前記交換用ノズル収納部は、前記交換用ノズルを前記左右方向に加えて前記前後方向にも複数収納可能である。これによれば、交換用ノズルをさらに数多く備えることができ、使用するノズルの種類を数多く要する場合にも対応することができる。
【００１８】
また、実施態様として、前記基板移動台は、前記保持すべき基板を前記左右方向に搬送するコンベアをさらに有する。これによれば、実装機への基板の搬入（または搬出）のため基板を左右に搬送する機構を基板移動台とは別個に設ける必要がない。
【００１９】
また、本発明は実施態様として、前記基台上であって前記基板移動台と前記部品供給部との間に設けられ、下方から上方を撮像する撮像装置をさらに具備する。
撮像装置でヘッドユニットを撮像することにより、ヘッドユニットがノズルを保持しているか否か確認できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１、図２は、本発明の一実施形態に係る実装機を模式的に示す構成図であり、図１は平面図、図２は左側面図である。
【００２１】
図１および図２に示すように、この実装機は、基台１１、Ｘ方向案内レール１２ａおよび１２ｂ、基板コンベア１３ａおよび１３ｂ、Ｘ方向係合部材１４、Ｘ方向サーボモータ１５、Ｘ方向エンコーダ１６、Ｘ方向送りねじ１７、Ｘ方向送りねじ受け１８、固定カメラ用照明装置１９、固定カメラ２０、フィーダーバンク２１、テープフィーダー２２、ヘッドユニット２３、吸着ヘッド２４、Ｙ方向フレーム２５、Ｙ方向案内レール２６ａおよび２６ｂ、Ｙ方向サーボモータ２７、Ｙ方向エンコーダ２８、Ｙ方向送りねじ２９、Ｙ方向送りねじ受け３０、移動カメラ３１、交換用ノズル収納部３２、コンベア幅可変用タイミングベルト８、プーリ９ａおよび９ｂ、基板移動台１０を有する。テープフィーダー２２にはそれぞれ部品吸着ポイント２２ａが存在し、吸着ヘッド２４の下端には吸着ノズル２４ａが装着されている。
【００２２】
図示するように、基台１１上には、基板を水平姿勢で保持しかつＸ方向に移動させるための、基板移動台１０を始めとする機構が存在する（なお図１では、このＸ方向に移動させるための機構の図示は一部省略されている。）。基板移動台１０は、この基板移動台１０に固定されたナット部材すなわちＸ方向係合部材１４を介して、Ｘ方向送りねじ１７に係合される。Ｘ方向送りねじ１７は、Ｘ方向サーボモータ１５とＸ方向送りねじ受け１８との間に架設され、かつＸ方向サーボモータ１５により所定量回転され、これによりＸ方向係合部材１４に接続された基板移動台１０のＸ方向移動がなされる。なお、Ｘ方向エンコーダ１６はＸ方向サーボモータ１５とともにＸ軸サーボ装置を構成し、それぞれサーボ装置としてのセンサとアクチュエータとして機能する。
【００２３】
また、基板移動台１０は、移動の円滑のため、それぞれＸ方向に渡して互いに平行に設けられた一対のＸ方向案内レール１２ａ、１２ｂ上をＸ方向移動する。さらに基板移動台１０には、その最も上方に、一対の基板コンベア１３ａ、１３ｂがそれぞれＸ方向に渡して互いに平行に設けられる。
【００２４】
基板コンベア１３ａ、１３ｂは、部品実装されたプリント基板Ｐを搬出しかつ部品実装するプリント基板Ｐを搬入するためのもので、図示省略のＸ方向に移動するベルトによりプリント基板Ｐを基板移動台１０上でＸ方向搬送する（基板コンベアの機構例については、再度あとに言及する（図５）。）。そして、図示省略のクランプ機構により、プリント基板Ｐは、基板移動台１０に対して所定の位置で停止・固定されるようになっている。
【００２５】
なお、基板コンベア１３ａは、基板Ｐの幅に対応してＹ方向に移動され得る構成になっている。すなわち、基板コンベア１３ａは、Ｙ方向両端のプーリ９ａ、９ｂ間をＹ方向に掛け渡されたコンベア幅可変用タイミングベルト８に接続されている。そして、このタイミングベルト８を図示省略のモータにより回転・移動させることにより、基板コンベア１３ａと対向する基板コンベア１３ｂとの間隔が可変される（図示の状態は最大の幅に設定されている場合である）。
【００２６】
この幅可変機構は、基板コンベア１３ｂの側を動かすようにするか、あるいは基板コンベア１３ａ、１３ｂの両方を動かすことによってもよい。この実施形態では、部品供給部たるテープフィーダー２２と基板Ｐとの距離を近く設定してタクトタイムの低減を図るため、テープフィーダー２２とは反対側の基板コンベア１３ａの側を移動させるようにしている。
【００２７】
なお、基板コンベア１３ａ、１３ｂは、Ｘ方向については、基板移動台１０と一体化され、基板移動台１０をＸ方向に移動させることにより、プリント基板の搬入のための端部位置あるいは搬出のための端部位置を可変とできる。この基板コンベア１３ａ、１３ｂのＸ方向の最大許容移動幅は、実装機を据え付けた実装機の周囲との干渉のない範囲で、かつＸ方向案内レール１２ａ、１２ｂのＸ方向長さにより決まってくる。プリント基板のＸ方向の長さが、最大許容移動幅よりわずかに大きい最大許容長さ以下であれば、実装可能となる。
【００２８】
さらに、基板移動台１０には、図示するように、Ｘ方向に交換用ノズルを複数収納可能な交換用ノズル収納部３２が部品供給部たるテープフィーダー２２側に設けられている。これにより、交換用ノズル収納部３２は、基板移動台１０のＸ方向動きと同時にＸ方向移動を行なう。
【００２９】
また、交換用ノズル収納部３２のＸ方向の幅は、プリント基板ＰのＸ方向最大許容長さに収まるようにされている。これにより、交換用ノズル収納部３２のいずれの交換用ノズル（またはそのための空席位置）も、基板移動台１０のＸ方向の移動により吸着ヘッド２４の下に対向する位置とすることができる（なお吸着ヘッド２４は、次に述べるがＹ方向に移動可能である。）。
【００３０】
また、図示するように、基板移動台１０、基板コンベア１３ａ、１３ｂ上をまたぐようにかつこの方向を図１のＹ方向下側に延長するように、Ｙ方向フレーム２５を始めとする機構が存在する。Ｙ方向フレーム２５は、基台１１上に設けられ、部品をピックアップしこの部品を基板Ｐ上に搭載するためのヘッドユニット２３を有しこれをＹ方向に移動させるものである。
【００３１】
Ｙ方向フレーム２５には、その上部に、一対のＹ方向案内レール２６ａ、２６ｂが互いに平行に設けられ、ヘッドユニット２３は、この案内レール２６ａ、２６ｂによりＹ方向の動きが案内される。また、ヘッドユニット２３は、Ｙ方向フレーム内をＹ方向に渡されて配設されたＹ方向送りねじ２９に図示しないナット部材からなる係合部材により係合されており、この送りねじ２９が所要量回転することにより、上記係合部材を介して所定の量だけＹ方向に移動する。
【００３２】
なお、Ｙ方向送りねじ２９は、基板移動台１０に近い側に設けられたＹ方向サーボモータ２７とその反対側に設けられたＹ方向送りねじ受け３０との間に架設されている。また、Ｙ方向エンコーダ２８はＹ方向サーボモータ２７とともにＹ軸サーボ装置を構成し、それぞれサーボ装置としてのセンサとアクチュエータとして機能する。
【００３３】
Ｙ方向サーボモータ２７は、テープフィーダー２２に近い側のＹ方向送りねじ２９の端部に設けることも可能である。この実施形態では、実際の稼働状態を考慮し、例えばテープフィーダー２２を交換するなどのためには、Ｘ方向でいえば図１の左側、Ｙ方向でいえば図１の下側をオペレータが作業空間とすることから、これらの側での装置としての突起形状を避けてオペレータの作業性を向上するため上記のような配置にしている。これにより全体としてＹ方向にコンパクトな形状も実現する。
【００３４】
ヘッドユニット２３は、Ｙ方向フレーム２５側の機構によって上記のように案内、移動されるとともに、その吸着ヘッド２４が、直接、部品供給部たるテープフィーダー２２の部品吸着ポイント２２ａ、および基板Ｐ、交換用ノズル収納部３２との間で上下方向（Ｚ方向）に行き来できるように、図１でいえば左側に張り出した形状になっている。このような張り出した形状は、上記説明の作業空間で、ヘッドユニット２３、特にその吸着ヘッド２４をメンテナンスする場合に、吸着ヘッド２４回りに空間を確保しやすく好都合である。
【００３５】
ヘッドユニット２３には、この実施形態では４本の吸着ヘッド２４がＹ方向に一列に並んで設けられ、図示省略の昇降機構により互いに独立に上下動が可能であり、かつその軸回りに（Ｒ方向に）回転可能である。また、部品吸着時に図示省略の負圧供給手段から各吸着ヘッド２４下端に設けられた吸着ノズル２４ａに負圧が供給される。これにより、吸引力で部品を吸着ノズル２４ａに吸着することができる。
【００３６】
交換用ノズル収納部３２については、以下のようである。図６は、交換用ノズル収納部３２の構成例を模式的に示す図である。ベース部材３２Ａには、吸着ノズル２４ａを収納する収納穴が穿孔されている。この穴は、大きさの違う３種類の収納穴３１Ａ１〜３１Ａ３からなり、各収納穴３１Ａ１〜３１Ａ３には、吸着力の大小に応じた３種類の大きさの各吸着ノズル２４ａ１〜２４ａ３がそれぞれ収納可能とされる。ベース部材３２Ａの上面にはシャッター３２Ｂが上下方向に固定かつ水平方向に褶動可能に設けられ、各吸着ノズル２４ａ１〜２４ａ３の吸着ヘッド２４からの脱離動作時褶動する。
【００３７】
吸着ヘッド２４が交換用ノズル収納部３２との間で吸着ノズル２４ａを交換する場合には、例えば次のような動作を行う。まず、各吸着ヘッド２４のうちノズル交換を行なうものとそのノズル２４ａを収納すべき交換用ノズル収納部３２の空席位置との位置合わせを行なう。これには、Ｘ方向には、交換用ノズル収納部３２を伴って基板移動台１０を所定位置まで移動させ、Ｙ方向にはヘッドユニット２３を所定位置まで移動させる。
【００３８】
次に、ノズル交換すべき吸着ヘッド２４を降ろしその吸着ノズル２４ａを収納穴３２Ａ１（３２Ａ２、３２Ａ３）の空席位置に突入する。ここで、シャッター３２Ｂを所定方向（例えばＸ方向、あるいはＹ方向）に移動させて、吸着ノズル２４ａのフランジ部２４ａ１１、あるいは肩部２４ａ２１または２４ａ３１に係合させる。この後吸着ヘッド２４を上昇させて、吸着ヘッド２４の不図示のノッチ機構のボールを、吸着ノズル２４ａのボール溝２４ａ１２、２４ａ２２あるいは２４ａ３２から遊離させ、吸着ノズル２４ａを収納穴３１Ａ１（３２Ａ２、３２Ａ３）内に残留載置させる。その後シャッター３２Ｂを前記と逆方向に戻し、全ての収納穴３１Ａ１、３２Ａ２、３２Ａ３の上方を開放された状態にしておく。
【００３９】
次に、その吸着ヘッド２４と新たに装着すべき吸着ノズル２４ａが収納された交換用ノズル収納部３２との位置合わせを行なう。これには、Ｘ方向に、交換用ノズル収納部３２を伴って基板移動台１０を所定位置まで移動させる。Ｙ方向には現状の位置がそのまま適用できるので特に新たな移動をするには及ばない。
【００４０】
そして、吸着ノズル２４ａが取り外された吸着ヘッド２４を、交換用ノズル収納部３２の装着すべき吸着ノズル２４ａ位置まで降ろす。吸着ヘッド２４は下降することにより吸着ノズル２４ａの先端部２４ａ１３、２４ａ２３あるいは２４ａ３３を嵌合させる。この時、吸着ヘッド２４の不図示のノッチ機構のボールが吸着ノズル２４ａのボール溝２４ａ１２、２４ａ２２あるいは２４ａ３２に嵌合するので、吸着ヘッド２４に吸吸着ノズル２４ａが係止保持される。
【００４１】
その後吸着ヘッド２４を上昇させる。これで、その吸着ヘッド２４は吸着ノズル２４ａが装着された状態となり、交換用ノズル収納部３２には新たな空席が生じた状態となる。以上により吸着ノズル２４ａの交換を行なうことができる。
【００４２】
なお、吸着ノズル２４ａの先端部２４ａ２３と同２４ａ３３と、およびボール溝２４ａ２２と同２４ａ３２とはそれぞれ共通の形状である。これに対応してヘッドユニット２３には２種類の合計で４つの吸着ヘッド２４が搭載される。一方、吸着ノズル２４ａには不図示の吸着口が設けられ、その形状あるいは大きさによりそれぞれの吸着ノズル２４ａ１〜２４ａ３に複数の種別がある。また、図中、３２Ｃ２、３２Ｃ３は、吸着面を保護しつつ各吸着ノズル２４ａ２、２４ａ３を支持する座布団となる弾性体からなるプレートである。
【００４３】
ヘッドユニット２３に設けられた移動カメラ３１は、上方から基板Ｐ（特にそこに印されたフィデューシャルマーク）を撮像することにより、基板Ｐの存在や正確な位置を認識するためのものである。移動カメラ３１はさらに、吸着ノズル２４ａの交換ごとに、交換用ノズル収納部３２を上方から撮像することで、交換履歴を不図示の制御部に認識させることも可能である。また、交換用ノズル収納部３２に収納検知センサを配置することで、同様交換履歴を不図示の制御部に認識させることも可能である。
【００４４】
フィーダーバンク２１は、複数のテープフィーダー２２を隣接してかつおのおの位置決めされた状態で固定可能である。テープフィーダー２２は、追加部品供給がＸ方向（図１で左から右）となるように、基板コンベア１３ａ、１３ｂの基板搬送方向と平行に配置される。
【００４５】
ここで、各テープフィーダー２２は、それぞれ、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサなどの小片状電子部品を所定間隔おきに収納・保持したテープがリールからから導出されるように構成され、吸着ノズル２４ａにより部品がピックアップされるにつれてテープが間欠的に送り出されるようになっている。
【００４６】
テープフィーダー２２の部品吸着ポイント２２ａそれぞれのＸ方向座標は、吸着ヘッド２４のＸ方向座標と一致するようにされている。これにより、ヘッドユニット２３がＹ方向フレーム２５上で部品供給部たるテープフィーダー２２側に存在するとき（図示の状態）には、ヘッドユニット２３のＹ方向移動により所定の吸着ヘッド２４下に所定の部品吸着ポイント２２ａを位置させることができる。この状態で個々の吸着ヘッド２４を昇降させ所定の部品を吸着・ピックアップする。
【００４７】
また、固定カメラ２０は下方から上方に撮像方向が向けられかつその光軸のＸ方向座標が吸着ヘッド２３のＸ方向座標とほぼ一致するようにされている。これにより、ヘッドユニット２３のＹ方向位置が図示の２３ａの位置にあるときには、固定カメラ２０により下方から吸着された部品を撮像することができる。
【００４８】
この撮像は、吸着された部品の詳細な位置・姿勢を認識するためのものであり、この認識情報により、部品を基板Ｐ上に搭載する場合の位置補正量を算出し精度の高い実装を実現する。さらに、固定カメラ２０は、ヘッドユニット２３がノズルを保持しているか否かを不図示の制御部に認識させるために用いることもできる。固定カメラ２０の上方には、固定カメラ用照明装置１９が設けられ、吸着ヘッド２４により吸着された部品などの照明条件を改善する。
【００４９】
以上のような構成により、この実施形態では、部品のピックアップおよび撮像（撮像は図の２３ａ付近の位置で行なわれる）を経たヘッドユニット２３は、その移動の動きを延長することにより基板Ｐ上（図の例えば２３ｂ）に位置することができる。そして、Ｙ方向については、Ｙ方向サーボモータ２７を始めとするサーボ装置により位置決めされ、Ｘ方向については、Ｘ方向サーボモータ１５を始めとするサーボ装置により位置決めされる。そして、この状態で個々の吸着ヘッド２４を昇降させ所定の部品を基板Ｐ上の所定位置に搭載することができる。
【００５０】
また、ヘッドユニット２３への吸着ノズル２４ａの着脱のため交換用ノズル収納部３２を移動させる機構を新たに必要とせず、また、ヘッドユニット２３の吸着ヘッド２４への吸着ノズル２４ａの着脱のためヘッドユニット２３と交換用ノズル収納部３２とを所定の位置で対向させるのも、基板移動台１０のＸ方向移動、ヘッドユニット２３のＹ方向の移動により容易である。したがって、簡素な構成で効率的に吸着ノズル２４ａを吸着ヘッド２４に着脱することができる。
【００５１】
さらに、交換用ノズル収納部３２を基板移動台１０の固定カメラ２０側に併設することにより、実装機全体として前後方向、左右方向にコンパクトにすることができる。とともにノズル交換後にヘッドユニット２３が部品供給部たるテープフィーダー２２まで短時間で移動可能であり、特に、ノズル交換を比較的頻繁に行なう場合に実装動作の効率化を図ることができる。
【００５２】
次に、図１および図２に示した実施形態と異なる実施形態について図３を参照して説明する。図３は、本発明の他の実施形態に係る実装機の構成を模式的に示す平面図である。図３において、すでに説明した構成要素には同一番号を付しその説明を省略する。
【００５３】
この実施形態は、上記の実施形態における交換用ノズル収納部３２に代えて、交換用ノズル収納部３２ａを、テープフィーダー２２側とは反対側の基板移動台１０側方に併設したものである。吸着ノズルの交換動作については、交換する場合のヘッドユニット２３のＹ方向位置が異なることを除けばほとんど同様である。
【００５４】
この実施形態も上記の実施形態と同様に簡素な構成で効率的に吸着ノズルを吸着ヘッド２４に着脱することができる。また、交換用ノズル収納部３２ａを基板移動台１０の固定カメラ２０側とは反対側に設けることにより、基板移動台１０と部品供給部（テープフィーダー２２）との間隔をより短縮して設計することできる。よって、ヘッドユニット２３が基板移動台１０とテープフィーダー２２との間をより短時間で移動可能であり、特に、ノズル交換が比較的頻繁でない場合に実装動作の効率化を図ることができる。
【００５５】
次に、図１、図２、図３に示した実施形態と異なる実施形態について図４を参照して説明する。図４は、本発明のさらに他の実施形態に係る実装機の構成を模式的に示す平面図である。図４において、すでに説明した構成要素には同一番号を付しその説明を省略する。
【００５６】
この実施形態は、上記の実施形態における交換用ノズル収納部３２に代えて、交換用ノズル収納部３２ｂを、テープフィーダー２２側の基板移動台１０側方に併設したものである。交換用ノズル収納部３２ｂは、Ｘ方向にノズルを複数収納可能であるとともにＹ方向にも複数（この例では２）ノズルを収納可能に構成されている。吸着ノズルの交換動作についてはほとんど上記の実施形態と同様である。
【００５７】
これによれば、交換用ノズルをさらに数多く備えることができ、使用するノズルの種類を数多く要する場合にも対応することができる。なお、当然ながらこのようなノズル収納部３２ｂは、図３に示したような実施形態に適用することもできる。
【００５８】
次に、上記の各実施形態で説明した基板移動台１０が有する基板搬送機能について図５を参照して追加説明する。図５は、基板移動台１０の構成例を模式的に示す正面図であり、すでに説明した構成要素には同一番号を付してある。なお、ここでは、説明の便宜上、交換用ノズル収納部３２（または３２ａ、３２ｂ）については図示を省略している。
【００５９】
同図に示すように、基板コンベア１３ｂ上には、幅狭のベルト５１が長手方向に敷設され、ベルト５１は、基板コンベア１３ｂのほぼ両端に設けられたプーリ５２、５３に掛け渡されさらに下方に設けられたプーリ５４、５５上を通過して周状になっている（図示していないが基板コンベア１３ａについても同様である）。プーリ５５は、モータ５６により回転駆動される。モータ５６が回転駆動されると、ベルト５１が上記プーリ群によって形成された経路を移動する。基板コンベア１３ａ、１３ｂの長さは、図示するように、基板を固定するのに必要な長さより長くされている。
【００６０】
これにより、基板コンベア１３ａ、１３ｂ上のＰ１、Ｐ２に載置された基板は、Ｐ１から基板固定（クランプ）位置であるＰ２まで移動可能であり、また基板固定位置Ｐ２からＰ１（またはＰ２を介してＰ１と反対側（Ｐ３））に移動可能である。なお、前記したように、基板コンベア１３ａ、１３ｂのＸ方向の最大許容移動幅は、実装機を据え付けた実装機の周囲との干渉のない範囲で、かつＸ方向案内レール１２ａ、１２ｂのＸ方向長さにより決まってくる。さらに、この最大許容移動幅は、基板コンベア１３ａ、１３ｂの長さを短くすると大きくなるので、結果として実装可能となるプリント基板のＸ方向の長さすなわち最大許容長さも大きくできる。
【００６１】
しかしながら、基板コンベア１３ａ、１３ｂの長さを短くし過ぎると、▲１▼基板固定位置Ｐ２から搬出位置Ｐ３までの基板コンベア１３ａ、１３ｂによるプリント基板Ｐの搬出と同時の、基板移動台１０の移動による基板コンベア１３ａ、１３ｂの搬出側へのＸ方向一方への移動、▲２▼基板コンベア１３ａ、１３ｂの搬出側位置から中央位置（実装時の移動範囲の中央部となる位置）を経て搬入側位置へのＸ方向他方への移動、さらに、▲３▼プリント基板Ｐを受けとったあとの基板コンベア１３ａ、１３ｂによるプリント基板Ｐの搬入位置Ｐ１からの搬入と同時の、基板コンベア１３ａ、１３ｂの中央位置へのＸ方向一方への移動、に時間がかかることになる。
【００６２】
できれば、基板コンベア１３ａ、１３ｂの長さを基台１１のＸ方向長さと同一とするか、それよりプリント基板Ｐの長さ分だけ短くするとよい。なお、基板を固定するための機構については図示を省略しているが、例えば、ベルト５１上の基板を介してその上に板状部材を設け、ベルト５１とその板状部材との間に基板をはさみ込むことによって固定することができる。
【００６３】
このように、基板コンベア１３ａ、１３ｂを、基板移動台１０の移動する方向に延長した長さに設け、かつ基板移動台１０が基板固定機能のみならず基板搬送機能をも有するようにすることにより、基板移動台１０の外に新たに基板搬入・搬出用のコンベアを設ける必要がなくなり装置の低コスト化につながる。また、基板コンベア１３ａ、１３ｂの搬送ストロークを変えることで、基板の搬入・搬出位置を可変することも可能になるので、特に、手作業でその搬入・搬出する場合に作業の便宜になる。
【００６４】
以上では、搬入位置と搬出位置を基台１１のＸ方向両側に分けて設定する場合を記載したが、搬入位置と搬出位置を基台１１のＸ方向いずれか一方側に設定するようにしてもよい。設定は不図示の制御装置に登録される制御プログラムを変更することで可能である。
【００６５】
なお、図５で、プーリ９ｂは、すでに述べたコンベア幅可変用機構用のプーリであり、同様のプーリ１０９ｂが基板コンベア１３ａ、１３ｂの長手方向に離間して設けられている。プーリ９ｂとプーリ１０９ｂとは、駆動軸６１で同時に駆動され、この駆動軸６１を回転させるため、モータ６０、プーリ５８、ベルト５９、プーリ５７が設けられ、動力が伝達される。
【００６６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、基板移動台が左右方向に移動し、ヘッドユニットが前後方向に移動する実装機であって、交換用ノズル収納部が基板移動台に設けられる。さらに、交換用ノズル収納部が基板移動台の左右移動に伴い左右に移動し、これと上記のヘッドユニットの前後方向移動とにより、ヘッドユニットのほぼ鉛直下に交換用ノズル収納部が位置するようにされているので、円滑に交換用ノズル収納部に収容された交換用ノズルを装着（またはすでにヘッドユニットに装着されているノズルを交換用ノズル収納部に脱離）することができる。
【００６７】
よって、ヘッドユニットへのノズルの着脱のため交換用ノズル収納部を移動させる機構を新たに必要とせず、また、ヘッドユニットへのノズルの着脱のためヘッドユニットと交換用ノズル収納部とを所定の位置で対向させるのも、上記左右移動、前後の移動により容易である。したがって、簡素な構成で効率的に吸着ノズルをヘッドに着脱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る実装機の構成を模式的に示す平面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る実装機の構成を模式的に示す左側面図。
【図３】本発明の他の実施形態に係る実装機の構成を模式的に示す平面図。
【図４】本発明のさらに他の実施形態に係る実装機の構成を模式的に示す平面図。
【図５】上記の各実施形態における基板移動台１０の構成例を模式的に示す正面図。
【図６】図１中に示した交換用ノズル収納部３２の構成例を示す模式図。
【符号の説明】
８…コンベア幅可変用タイミングベルト９ａ、９ｂ…プーリ１０…基板移動台１１…基台１２ａ、１２ｂ…Ｘ方向案内レール１３ａ、１３ｂ…基板コンベア１４…Ｘ方向係合部材１５…Ｘ方向サーボモータ１６…Ｘ方向エンコーダ１７…Ｘ方向送りねじ１８…Ｘ方向送りねじ受け１９…固定カメラ用照明装置２０…固定カメラ２１…フィーダーバンク２２…テープフィーダー２２ａ…部品吸着ポイント２３…ヘッドユニット２４…吸着ヘッド２４ａ…吸着ノズル２５…Ｙ方向フレーム２６ａ、２６ｂ…Ｙ方向案内レール２７…Ｙ方向サ−ボモータ２８…Ｙ方向エンコーダ２９…Ｙ方向送りねじ３０…Ｙ方向送りねじ受け３１…移動カメラ３２、３２ａ、３２ｂ…交換用ノズル収納部５１…ベルト５２、５３、５４、５５…プーリ５６…モータ５７、５８…プーリ５９…ベルト６０…モータ１０９ｂ…プーリ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mounting machine that mounts components on a substrate, and more particularly, to a mounting machine that has a simple configuration and is suitable for attaching and detaching a suction nozzle that is necessary.
[0002]
[Prior art]
As an example of a mounting machine for mounting and mounting a chip resistor, a chip capacitor, an IC (Integrated Circuit) and the like on a substrate, there is a printed wiring board assembly apparatus described in Japanese Patent No. 2919486.
[0003]
In this printed wiring board assembling apparatus, components sucked by a suction nozzle (extraction nozzle) are mounted and mounted on a printed wiring board positioned and held on an X table. At that time, the suction nozzle is positioned in the X direction (left-right direction) with respect to the printed wiring board by the X table itself moving in the left-right direction. Positioning of the suction nozzle in the Y direction (front-rear direction) with respect to the printed wiring board is performed by movement (single-axis movement) of the mounting (suction) head provided with the suction nozzle.
[0004]
Thus, instead of fixing the board and moving the mounting head in both the X and Y directions for mounting and mounting components on the board, the movement of the mounting head is limited to the Y direction, for example, in the X direction. A mechanism for moving the substrate side is known.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a mounting machine, it is generally necessary to replace the suction nozzle provided in the mounting head in accordance with the size, weight, etc. of the component to be sucked. A nozzle with a large suction diameter for a small part cannot create a gap, and the part cannot be sucked. A nozzle with a small suction diameter for a large and heavy part has insufficient suction power and does not achieve stable suction operation. Because.
[0006]
For such replacement of the suction nozzle, usually, a suction nozzle storage section is provided in the mounting machine, and the replacement suction nozzle is stored in the suction nozzle storage section. In the above-mentioned publicly known document, it can be seen from the drawing that the nozzle accommodating portion is provided on the side of the X table, but there is no mention of the detailed configuration or action.
[0007]
How efficiently the suction nozzle can be replaced and how simple it is to perform can be an important matter for factors such as improving mounting efficiency (shortening tact time) and reducing the cost of the apparatus.
[0008]
The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and provides a mounting machine capable of efficiently attaching and detaching a suction nozzle to a head with a simple configuration in a mounting machine for mounting components on a substrate. For the purpose.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a base and the base, which can hold the substrate in a substantially horizontal posture and in the left-right direction.Within the range of maximum allowable movementMoving substrate moving table and the front-rear direction of the substrate moving tableOne sideA component supply unit that is provided next to each other and that can arrange a plurality of the components in the front-rear direction for picking up the components, and moves in the front-rear direction from above the arrangement of the plurality of components to above the substrate moving table, A head unit that picks up the component from a component supply unit and mounts the picked-up component on the held substrate and holds the nozzle in a replaceable manner, and the substrate moving table has a replacement nozzle storage. And the replacement nozzle storage portion moves to the left and right as the substrate moving table moves in the left-right direction, and opposes substantially vertically below the head unit by the left-right movement and the movement of the head unit in the front-rear direction. Further, the replacement nozzle storage unit is provided on the component supply unit side of the board moving table, and a plurality of replacement nozzles are connected to the unit supply unit side. It holds arranged in said lateral direction so as to parallel to the feed sectionThe replacement nozzle storage portion is formed so that the length in the left-right direction is within the maximum allowable length in the left-right direction of the substrate according to the maximum allowable movement width. The nozzle for use can also be opposed substantially vertically below the head unit.It is characterized by that.
[0010]
That is, this mounting machine is a mounting machine in which the substrate moving table moves in the left-right direction and the head unit moves in the front-rear direction, and the replacement nozzle storage portion is provided on the substrate moving table. Further, the replacement nozzle storage portion moves to the left and right as the substrate moving table moves left and right, and the replacement nozzle storage portion is positioned almost vertically below the head unit due to the movement of the head unit in the front-rear direction. Has been. Therefore, in this positional relationship, the head unit can smoothly mount the replacement nozzle accommodated in the replacement nozzle storage section (or remove the nozzle already mounted on the head unit from the replacement nozzle storage section). it can.
[0011]
In other words, there is no need for a new mechanism for moving the replacement nozzle housing for attaching / detaching the nozzle to / from the head unit, and the head unit and the replacement nozzle housing are used for attaching / detaching the nozzle to / from the head unit. It is also easy to oppose at this position by the left-right movement and the front-back movement. Therefore, the suction nozzle can be efficiently attached to and detached from the head with a simple configuration.
[0012]
Note that the “front-rear direction” with respect to the “left-right direction” does not necessarily have a right-angle relationship. This is because the above description holds even for a relationship that intersects diagonally (oblique system). The same applies to the following.
[0013]
In addition, the present inventionInThe replacement nozzle storage unit is provided on the component supply unit side of the substrate moving table,Since a plurality of replacement nozzles can be stored side by side in the left-right direction so as to be parallel to the component supply unit, the head unit can be moved to the component supply unit in a short time after nozzle replacement. Therefore, it is possible to improve the efficiency of the mounting operation when it is frequently performed.
[0017]
As an embodiment, the replacement nozzle storage portion can store a plurality of replacement nozzles in the front-rear direction in addition to the left-right direction. According to this, a large number of replacement nozzles can be provided, and it is possible to cope with a case where many types of nozzles are used.
[0018]
As an embodiment, the substrate moving table further includes a conveyor that conveys the substrate to be held in the left-right direction. According to this, it is not necessary to provide a mechanism for transporting the substrate left and right for loading (or unloading) the substrate into and from the mounting machine separately from the substrate moving table.
[0019]
In addition, as an embodiment, the present invention further includes an imaging device that is provided on the base and between the board moving table and the component supply unit, and images from above to below.
By imaging the head unit with the imaging device, it can be confirmed whether or not the head unit holds the nozzle.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are configuration diagrams schematically showing a mounting machine according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view and FIG. 2 is a left side view.
[0021]
As shown in FIGS. 1 and 2, the mounting machine includes a base 11, X-direction guide rails 12a and 12b, substrate conveyors 13a and 13b, an X-direction engaging member 14, an X-direction servo motor 15, and an X-direction encoder 16. , X direction feed screw 17, X direction feed screw receiver 18, fixed camera illumination device 19, fixed camera 20, feeder bank 21, tape feeder 22, head unit 23, suction head 24, Y direction frame 25, Y direction guide rail 26a and 26b, Y-direction servo motor 27, Y-direction encoder 28, Y-direction feed screw 29, Y-direction feed screw receiver 30, moving camera 31, replacement nozzle storage section 32, conveyor width variable timing belt 8, pulley 9a and 9b has a substrate moving table 10; Each of the tape feeders 22 has a component suction point 22a, and a suction nozzle 24a is attached to the lower end of the suction head 24.
[0022]
As shown in the figure, there is a mechanism including a substrate moving table 10 on the base 11 for holding the substrate in a horizontal posture and moving it in the X direction (in FIG. 1, in this X direction). (The illustration of the mechanism for moving is partially omitted.) The substrate moving table 10 is engaged with the X-direction feed screw 17 via a nut member fixed to the substrate moving table 10, that is, an X-direction engaging member 14. The X-direction feed screw 17 is installed between the X-direction servo motor 15 and the X-direction feed screw receiver 18 and rotated by a predetermined amount by the X-direction servo motor 15, thereby being connected to the X-direction engagement member 14. The substrate moving table 10 is moved in the X direction. The X-direction encoder 16 constitutes an X-axis servo device together with the X-direction servo motor 15, and functions as a sensor and an actuator as the servo device, respectively.
[0023]
Further, the substrate moving table 10 moves in the X direction on a pair of X direction guide rails 12a and 12b provided in parallel with each other across the X direction for smooth movement. Further, the substrate moving table 10 is provided with a pair of substrate conveyors 13a and 13b in the uppermost position in parallel with each other in the X direction.
[0024]
The board conveyors 13a and 13b are for carrying out the printed circuit board P on which the components are mounted and carrying in the printed circuit board P on which the components are mounted. The substrate is conveyed in the X direction (an example of the mechanism of the substrate conveyor will be described later again (FIG. 5)). The printed circuit board P is stopped and fixed at a predetermined position with respect to the substrate moving table 10 by a clamp mechanism (not shown).
[0025]
The substrate conveyor 13a is configured to be movable in the Y direction corresponding to the width of the substrate P. That is, the board conveyor 13a is connected to the conveyor width variable timing belt 8 which is stretched between the pulleys 9a and 9b at both ends in the Y direction in the Y direction. The timing belt 8 is rotated and moved by a motor (not shown) to change the distance between the substrate conveyor 13a and the opposite substrate conveyor 13b (the state shown is a case where the maximum width is set). is there).
[0026]
This variable width mechanism may be configured to move the substrate conveyor 13b side or move both the substrate conveyors 13a and 13b. In this embodiment, in order to reduce the tact time by setting the distance between the tape feeder 22 as the component supply unit and the substrate P close, the side of the substrate conveyor 13a opposite to the tape feeder 22 is moved. Yes.
[0027]
The board conveyors 13a and 13b are integrated with the board moving table 10 in the X direction. By moving the board moving table 10 in the X direction, the end positions for loading or unloading the printed circuit boards are removed. The end position of can be made variable. The maximum allowable movement width in the X direction of the board conveyors 13a and 13b is determined within the range where there is no interference with the periphery of the mounting machine on which the mounting machine is installed, and the X direction length of the X direction guide rails 12a and 12b. . If the length in the X direction of the printed circuit board is equal to or less than the maximum allowable length that is slightly larger than the maximum allowable movement width, mounting is possible.
[0028]
Further, as shown in the figure, the substrate moving table 10 is provided with a replacement nozzle storage portion 32 capable of storing a plurality of replacement nozzles in the X direction on the side of the tape feeder 22 that is a component supply portion. As a result, the replacement nozzle storage unit 32 moves in the X direction simultaneously with the movement of the substrate moving table 10 in the X direction.
[0029]
Further, the width in the X direction of the replacement nozzle storage portion 32 is set to be within the maximum allowable length in the X direction of the printed circuit board P. Accordingly, any replacement nozzle (or a vacant seat position therefor) in the replacement nozzle storage portion 32 can be set to a position facing the lower side of the suction head 24 by the movement of the substrate moving table 10 in the X direction (note that The suction head 24 is movable in the Y direction as described below.)
[0030]
Further, as shown in the figure, there is a mechanism including a Y direction frame 25 so as to straddle the substrate moving table 10 and the substrate conveyors 13a and 13b and to extend this direction downward in the Y direction in FIG. To do. The Y-direction frame 25 is provided on the base 11 and has a head unit 23 for picking up a component and mounting the component on the substrate P, and moves it in the Y direction.
[0031]
The Y direction frame 25 is provided with a pair of Y direction guide rails 26a and 26b on the upper portion thereof in parallel with each other. The head unit 23 is guided in the Y direction by the guide rails 26a and 26b. In addition, the head unit 23 is engaged with a Y-direction feed screw 29 disposed across the Y-direction frame in the Y-direction by an engagement member made of a nut member (not shown), and the feed screw 29 is required. By rotating by an amount, it moves in the Y direction by a predetermined amount via the engagement member.
[0032]
The Y-direction feed screw 29 is installed between a Y-direction servo motor 27 provided on the side close to the substrate moving table 10 and a Y-direction feed screw receiver 30 provided on the opposite side. The Y-direction encoder 28 forms a Y-axis servo device together with the Y-direction servo motor 27, and functions as a sensor and an actuator as the servo device, respectively.
[0033]
The Y-direction servomotor 27 can also be provided at the end of the Y-direction feed screw 29 on the side close to the tape feeder 22. In this embodiment, the operator operates the left side of FIG. 1 in the X direction and the lower side of FIG. 1 in the Y direction in order to replace the tape feeder 22 in consideration of the actual operating state. Since the space is used, the arrangement as described above is employed to improve the workability of the operator by avoiding the protrusion shape as the device on these sides. Thereby, a compact shape in the Y direction as a whole is also realized.
[0034]
The head unit 23 is guided and moved as described above by the mechanism on the Y-direction frame 25 side, and the suction head 24 directly replaces the component suction point 22a and the substrate P of the tape feeder 22 as a component supply unit. In order to be able to move in the vertical direction (Z direction) with respect to the nozzle storage portion 32, the shape protrudes to the left in FIG. Such a protruding shape is advantageous in that it is easy to secure a space around the suction head 24 when the head unit 23, particularly the suction head 24, is maintained in the work space described above.
[0035]
In this embodiment, the head unit 23 is provided with four suction heads 24 arranged in a line in the Y direction, and can be moved up and down independently of each other by an elevating mechanism (not shown) and around its axis (R In the direction). Further, a negative pressure is supplied from a negative pressure supply means (not shown) to the suction nozzles 24a provided at the lower ends of the suction heads 24 at the time of component suction. Thereby, components can be adsorbed to the adsorption nozzle 24a with a suction force.
[0036]
The replacement nozzle storage section 32 is as follows. FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a configuration example of the replacement nozzle storage portion 32. The base member 32A has a storage hole for storing the suction nozzle 24a. This hole is composed of three types of storage holes 31A1 to 31A3 of different sizes, and each of the suction holes 24A1 to 24a3 of three sizes corresponding to the size of the suction force is stored in each of the storage holes 31A1 to 31A3. It is possible. A shutter 32B is provided on the upper surface of the base member 32A so as to be fixed in the vertical direction and slidable in the horizontal direction, and oscillates during the desorption operation of the suction nozzles 24a1 to 24a3 from the suction head 24.
[0037]
When the suction head 24 exchanges the suction nozzle 24a with the replacement nozzle storage portion 32, for example, the following operation is performed. First, among the suction heads 24, the nozzle to be replaced is aligned with the vacant seat position of the replacement nozzle storage portion 32 in which the nozzle 24a is to be stored. For this, in the X direction, the substrate moving table 10 is moved to a predetermined position with the replacement nozzle storage portion 32, and in the Y direction, the head unit 23 is moved to a predetermined position.
[0038]
Next, the suction head 24 to be replaced with the nozzle is lowered, and the suction nozzle 24a enters the empty seat position of the storage hole 32A1 (32A2, 32A3). Here, the shutter 32B is moved in a predetermined direction (for example, the X direction or the Y direction) and engaged with the flange portion 24a11 or the shoulder portion 24a21 or 24a31 of the suction nozzle 24a. Thereafter, the suction head 24 is raised to release the ball of the notch mechanism (not shown) of the suction head 24 from the ball groove 24a12, 24a22 or 24a32 of the suction nozzle 24a, and the suction nozzle 24a is stored in the storage hole 31A1 (32A2, 32A3). Place in the residue. Thereafter, the shutter 32B is returned in the opposite direction, and the upper portions of all the storage holes 31A1, 32A2, 32A3 are opened.
[0039]
Next, the suction head 24 is aligned with the replacement nozzle storage portion 32 in which the suction nozzle 24a to be newly mounted is stored. For this purpose, the substrate moving table 10 is moved to a predetermined position in the X direction with the replacement nozzle storage portion 32. Since the current position can be applied as it is in the Y direction, it is not particularly necessary for a new movement.
[0040]
Then, the suction head 24 from which the suction nozzle 24a has been removed is lowered to the position of the suction nozzle 24a to which the replacement nozzle storage portion 32 is to be mounted. The suction head 24 is lowered to fit the tip 24a13, 24a23 or 24a33 of the suction nozzle 24a. At this time, since the ball of the notch mechanism (not shown) of the suction head 24 is fitted into the ball grooves 24a12, 24a22 or 24a32 of the suction nozzle 24a, the suction / adsorption nozzle 24a is locked and held by the suction head 24.
[0041]
Thereafter, the suction head 24 is raised. As a result, the suction head 24 is in a state where the suction nozzle 24a is mounted, and a new empty seat is generated in the replacement nozzle storage portion 32. Thus, the suction nozzle 24a can be replaced.
[0042]
The tip portions 24a23 and 24a33 of the suction nozzle 24a and the ball grooves 24a22 and 24a32 have a common shape. Correspondingly, a total of four types of suction heads 24 are mounted on the head unit 23. On the other hand, a suction port (not shown) is provided in the suction nozzle 24a, and each of the suction nozzles 24a1 to 24a3 has a plurality of types depending on the shape or size thereof. In the figure, 32C2 and 32C3 are plates made of an elastic body serving as a cushion to support the suction nozzles 24a2 and 24a3 while protecting the suction surface.
[0043]
The moving camera 31 provided in the head unit 23 is for recognizing the presence and accurate position of the substrate P by imaging the substrate P (particularly the fiducial mark marked thereon) from above. . The moving camera 31 can also make the control unit (not shown) recognize the replacement history by imaging the replacement nozzle storage unit 32 from above each time the suction nozzle 24a is replaced. Further, by arranging a storage detection sensor in the replacement nozzle storage section 32, it is also possible to cause the control section (not shown) to recognize the replacement history.
[0044]
The feeder bank 21 can fix a plurality of tape feeders 22 adjacent to each other and positioned. The tape feeder 22 is arranged in parallel with the board conveying direction of the board conveyors 13a and 13b so that the additional component supply is in the X direction (from left to right in FIG. 1).
[0045]
Here, each tape feeder 22 is configured such that a tape containing and holding small electronic components such as ICs, transistors and capacitors at predetermined intervals is led out from the reel, and the suction nozzle 24a serves as a component. As the tape is picked up, the tape is sent out intermittently.
[0046]
The X-direction coordinates of the component suction points 22a of the tape feeder 22 are set to coincide with the X-direction coordinates of the suction head 24. As a result, when the head unit 23 is present on the Y-direction frame 25 on the tape feeder 22 side as the component supply unit (the state shown in the drawing), the head unit 23 moves in the Y direction to move the head unit 23 below the predetermined suction head 24. The component suction point 22a can be positioned. In this state, the individual suction heads 24 are moved up and down to suck and pick up predetermined parts.
[0047]
Further, the fixed camera 20 has an imaging direction directed from below to above, and the X-direction coordinate of the optical axis thereof substantially coincides with the X-direction coordinate of the suction head 23. Thereby, when the Y-direction position of the head unit 23 is at the position 23a shown in the drawing, it is possible to take an image of the component sucked from below by the fixed camera 20.
[0048]
This imaging is for recognizing the detailed position and orientation of the picked-up component. Based on this recognition information, the amount of position correction when the component is mounted on the board P is calculated, and high-accuracy mounting is realized. To do. Furthermore, the fixed camera 20 can also be used to make a control unit (not shown) recognize whether or not the head unit 23 holds a nozzle. A fixed camera illumination device 19 is provided above the fixed camera 20 to improve the illumination conditions of components and the like sucked by the suction head 24.
[0049]
With the configuration as described above, in this embodiment, the head unit 23 that has undergone component pick-up and imaging (imaging is performed at a position near 23a in the figure) extends on the movement of the head unit 23 on the substrate P ( It can be located eg 23b) in the figure. The Y direction is positioned by a servo device including the Y direction servo motor 27, and the X direction is positioned by a servo device including the X direction servo motor 15. In this state, the individual suction heads 24 can be raised and lowered to mount predetermined components on the substrate P at predetermined positions.
[0050]
Further, no new mechanism for moving the replacement nozzle storage portion 32 is required for attaching / detaching the suction nozzle 24a to / from the head unit 23, and the head is used for attaching / detaching the suction nozzle 24a to / from the suction head 24 of the head unit 23. It is easy to make the unit 23 and the replacement nozzle storage portion 32 face each other at a predetermined position by moving the substrate moving table 10 in the X direction and moving the head unit 23 in the Y direction. Therefore, the suction nozzle 24 a can be efficiently attached to and detached from the suction head 24 with a simple configuration.
[0051]
Furthermore, by providing the replacement nozzle storage portion 32 on the fixed camera 20 side of the substrate moving table 10, the entire mounting machine can be made compact in the front-rear direction and the left-right direction. At the same time, the head unit 23 can be moved to the tape feeder 22 as the component supply section in a short time after the nozzle replacement, and in particular, the efficiency of the mounting operation can be improved when the nozzle replacement is performed relatively frequently.
[0052]
Next, an embodiment different from the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a plan view schematically showing a configuration of a mounting machine according to another embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same reference numerals are given to the components already described, and the description thereof is omitted.
[0053]
In this embodiment, in place of the replacement nozzle storage portion 32 in the above-described embodiment, a replacement nozzle storage portion 32a is provided on the side of the substrate moving table 10 opposite to the tape feeder 22 side. The suction nozzle replacement operation is almost the same except that the Y-direction position of the head unit 23 in the replacement is different.
[0054]
In this embodiment as well, the suction nozzle can be efficiently attached to and detached from the suction head 24 with a simple configuration as in the above embodiment. Further, by providing the replacement nozzle storage portion 32a on the opposite side of the substrate moving table 10 from the fixed camera 20 side, the distance between the substrate moving table 10 and the component supply unit (tape feeder 22) is further shortened. I can. Accordingly, the head unit 23 can move between the substrate moving table 10 and the tape feeder 22 in a shorter time, and in particular, when the nozzle replacement is relatively infrequent, the mounting operation can be made more efficient.
[0055]
Next, an embodiment different from the embodiment shown in FIGS. 1, 2, and 3 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a plan view schematically showing a configuration of a mounting machine according to still another embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same reference numerals are given to the components already described, and the description thereof is omitted.
[0056]
In this embodiment, instead of the replacement nozzle storage portion 32 in the above-described embodiment, a replacement nozzle storage portion 32b is provided on the side of the substrate moving table 10 on the tape feeder 22 side. The replacement nozzle storage portion 32b is configured to store a plurality of nozzles in the X direction and to store a plurality (2 in this example) of nozzles in the Y direction. The suction nozzle replacement operation is almost the same as in the above embodiment.
[0057]
According to this, a large number of replacement nozzles can be provided, and it is possible to cope with a case where many types of nozzles are used. Of course, such a nozzle storage portion 32b can also be applied to the embodiment shown in FIG.
[0058]
Next, the substrate transfer function of the substrate moving table 10 described in the above embodiments will be additionally described with reference to FIG. FIG. 5 is a front view schematically showing a configuration example of the substrate moving table 10, and the components already described are given the same numbers. Here, for convenience of explanation, the replacement nozzle storage portion 32 (or 32a, 32b) is not shown.
[0059]
As shown in the figure, a narrow belt 51 is laid in the longitudinal direction on the substrate conveyor 13b, and the belt 51 is stretched over pulleys 52 and 53 provided at substantially both ends of the substrate conveyor 13b. It passes on the pulleys 54 and 55 provided in the outer periphery and has a circumferential shape (the same applies to the substrate conveyor 13a although not shown). The pulley 55 is rotationally driven by a motor 56. When the motor 56 is driven to rotate, the belt 51 moves along the path formed by the pulley group. As shown in the figure, the lengths of the board conveyors 13a and 13b are longer than the length necessary for fixing the board.
[0060]
As a result, the substrates placed on P1 and P2 on the substrate conveyors 13a and 13b can move from P1 to P2 which is the substrate fixing (clamping) position, and from the substrate fixing position P2 to P1 (or P2). And can be moved to the opposite side of P1 (P3). As described above, the maximum allowable movement width in the X direction of the board conveyors 13a and 13b is within a range where there is no interference with the periphery of the mounting machine on which the mounting machine is installed, and in the X direction of the X direction guide rails 12a and 12b. It depends on the length. Further, since the maximum allowable movement width is increased when the lengths of the board conveyors 13a and 13b are shortened, the length in the X direction of the printed board that can be mounted as a result, that is, the maximum allowable length can be increased.
[0061]
However, if the lengths of the board conveyors 13a and 13b are made too short, (1) the movement of the board moving table 10 at the same time as the printed board P is carried out by the board conveyors 13a and 13b from the board fixing position P2 to the carrying-out position P3. Moves in one direction in the X direction to the carry-out side of the board conveyors 13a, 13b by the above-mentioned (2) carry-in side from the carry-out side position of the board conveyors 13a, 13b through the center position (position that becomes the central part of the moving range during mounting) The center of the board conveyors 13a and 13b at the same time as the movement to the other position in the X direction and the loading of the printed board P from the loading position P1 by the board conveyors 13a and 13b after receiving the printed board P. It takes time to move to one position in the X direction.
[0062]
If possible, the length of the board conveyors 13a and 13b may be the same as the length of the base 11 in the X direction, or shorter than that by the length of the printed board P. In addition, although illustration is abbreviate | omitted about the mechanism for fixing a board | substrate, a plate-shaped member is provided on it via the board | substrate on the belt 51, for example, and a board | substrate is provided between the belt 51 and the plate-shaped member. Can be fixed by pinching.
[0063]
In this way, by providing the substrate conveyors 13a and 13b with a length that extends in the direction in which the substrate moving table 10 moves, and the substrate moving table 10 has not only a substrate fixing function but also a substrate transfer function. Further, it is not necessary to newly provide a substrate carry-in / carry-out conveyor outside the substrate moving table 10, leading to cost reduction of the apparatus. Further, by changing the transport strokes of the substrate conveyors 13a and 13b, it is possible to change the substrate loading / unloading position, which is particularly convenient when manually loading / unloading the substrates.
[0064]
Although the case where the carry-in position and the carry-out position are set separately on both sides in the X direction of the base 11 has been described above, the carry-in position and the carry-out position may be set on either side of the base 11 in the X direction. Good. Setting is possible by changing a control program registered in a control device (not shown).
[0065]
In FIG. 5, the pulley 9b is a pulley for the conveyor width changing mechanism already described, and a similar pulley 109b is provided in the longitudinal direction of the substrate conveyors 13a and 13b. The pulley 9b and the pulley 109b are simultaneously driven by a drive shaft 61. In order to rotate the drive shaft 61, a motor 60, a pulley 58, a belt 59, and a pulley 57 are provided to transmit power.
[0066]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the substrate moving table moves in the left-right direction and the head unit moves in the front-rear direction, and the replacement nozzle storage portion is provided in the substrate moving table. Further, the replacement nozzle storage portion moves to the left and right as the substrate moving table moves left and right, and the replacement nozzle storage portion is positioned almost vertically below the head unit due to the movement of the head unit in the front-rear direction. Therefore, the replacement nozzle accommodated in the replacement nozzle storage portion can be smoothly mounted (or the nozzle already mounted on the head unit can be detached from the replacement nozzle storage portion).
[0067]
Therefore, a new mechanism for moving the replacement nozzle storage part for attaching / detaching the nozzle to / from the head unit is not required, and the head unit and replacement nozzle storage part are attached to the predetermined unit for attaching / detaching the nozzle to / from the head unit. It is also easy to oppose at a position by the left-right movement and the front-back movement. Therefore, the suction nozzle can be efficiently attached to and detached from the head with a simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view schematically showing a configuration of a mounting machine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a left side view schematically showing a configuration of a mounting machine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view schematically showing a configuration of a mounting machine according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view schematically showing a configuration of a mounting machine according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a front view schematically showing a configuration example of a substrate moving table 10 in each of the embodiments.
6 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the replacement nozzle storage unit 32 illustrated in FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ... Conveyor width variable timing belt 9a, 9b ... Pulley 10 ... Substrate moving table 11 ... Base 12a, 12b ... X direction guide rail 13a, 13b ... Substrate conveyor 14 ... X direction engaging member 15 ... X direction servo motor 16 ... X direction encoder 17 ... X direction feed screw 18 ... X direction feed screw receiver 19 ... Fixed camera lighting device 20 ... Fixed camera 21 ... Feeder bank 22 ... Tape feeder 22a ... Part suction point 23 ... Head unit 24 ... Suction head 24a ... Suction nozzle 25 ... Y direction frame 26a, 26b ... Y direction guide rail 27 ... Y direction servo motor 28 ... Y direction encoder 29 ... Y direction feed screw 30 ... Y direction feed screw receiver 31 ... Moving cameras 32, 32a, 32b ... Replacement nozzle storage part 51 ... Belt 52, 3,54,55 ... pulley 56 ... motor 57 ... pulley 59 ... belt 60 ... motor 109b ... pulley

Claims

基台と、
前記基台上に設けられ、基板をほぼ水平姿勢で保持可能でかつ左右方向に最大移動許容幅の範囲内で移動する基板移動台と、
前記基板移動台の前後方向片側の隣りに設けられ、部品のピックアップのため前記部品を前記前後方向に複数並べ得る部品供給部と、
前記複数の部品の並びの上方から前記基板移動台の上方まで前記前後方向に移動して、前記部品供給部から前記部品をピックアップしかつ前記保持された基板に前記ピックアップされた部品を搭載し、ノズルを交換可能に保持するヘッドユニットとを具備し、
前記基板移動台は、交換用ノズル収納部を有し、
前記交換用ノズル収納部は、前記基板移動台の前記左右方向の移動とともに左右移動しかつ前記左右移動と前記ヘッドユニットの前記前後方向の移動とにより前記ヘッドユニットのほぼ鉛直下に対向するようになっており、
さらにこの交換用ノズル収納部は、前記基板移動台の前記部品供給部側に設けられ、複数の交換用ノズルを前記部品供給部と並行するように前記左右方向に並べて収納可能であって、この交換用ノズル収納部の前記左右方向の長さが、前記最大移動許容幅に応じた前記基板の左右方向の最大許容長さに収まるように形成されることにより、いずれの交換用ノズルも前記ヘッドユニットのほぼ鉛直下に対向することができるようになっていることを特徴とする実装機。The base,
A substrate moving table provided on the base and capable of holding the substrate in a substantially horizontal posture and moving within a range of a maximum allowable movement width in the left-right direction;
A component supply unit that is provided next to one side in the front-rear direction of the substrate moving table, and that can arrange a plurality of the components in the front-rear direction for picking up components,
Moving in the front-rear direction from above the arrangement of the plurality of components to above the substrate moving table, picking up the components from the component supply unit, and mounting the picked-up components on the held substrate; A head unit that holds the nozzle in a replaceable manner,
The substrate moving table has a replacement nozzle storage portion,
The replacement nozzle storage portion moves left and right as the substrate moving table moves in the left-right direction, and faces the head unit substantially vertically downward by the left-right movement and the front-rear movement of the head unit. And
The replacement nozzle housing portion further is provided in the component supply unit side of the substrate moving table, a plurality of replacement nozzles can be accommodated side by side in the lateral direction so as to parallel to the component supply section, this By forming the length of the replacement nozzle storage portion in the left-right direction within the maximum allowable length in the left-right direction of the substrate in accordance with the maximum allowable movement width, any replacement nozzle can be used as the head. A mounting machine characterized in that it can be opposed substantially vertically below the unit .

前記交換用ノズル収納部は、前記交換用ノズルを前記左右方向に加えて前記前後方向にも複数収納可能であることを特徴とする請求項１記載の実装機。 The mounting machine according to claim 1, wherein the replacement nozzle storage unit can store a plurality of replacement nozzles in the front-rear direction in addition to the left-right direction.

前記基板移動台は、前記保持すべき基板を前記左右方向に搬送するコンベアをさらに有することを特徴とする請求項１または２記載の実装機。 The mounting apparatus according to claim 1, wherein the substrate moving table further includes a conveyor that conveys the substrate to be held in the left-right direction.

前記基台上であって前記基板移動台と前記部品供給部との間に設けられ、下方から上方を撮像する撮像装置をさらに具備することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の実装機。 4. The apparatus according to claim 1, further comprising an image pickup device that is provided on the base and between the board moving table and the component supply unit and picks up an image from above. The mounting machine described.