JP4354249B2 - Component mounting device - Google Patents
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Description
本発明は、供給される部品を基板に装着する部品装着装置に関するものであって、特に、多様化された種類の部品の装着に対応することができる部品装着装置に関する。 The present invention relates to a component mounting apparatus that mounts components to be supplied on a substrate, and more particularly to a component mounting apparatus that can handle mounting of diversified types of components.
従来、この種の部品装着装置は種々構造のものが知られている。このような部品装着装置の一例として、従来の部品装着装置500の模式的な外観斜視図を図13に示す(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of component mounting apparatus has been known to have various structures. As an example of such a component mounting apparatus, FIG. 13 shows a schematic external perspective view of a conventional component mounting apparatus 500 (see, for example, Patent Document 1).
図13に示すように、部品装着装置500は、部品を吸着保持する吸着ノズルを有するヘッド部510と、このヘッド部510を搭載し、ヘッド部510を図示X軸方向又はY軸方向に移動させるXYロボット520とを備えている。部品装着装置500において、XYロボット520の駆動により、ヘッド部510の吸着ノズルは、部品供給部530又は540より供給された部品を吸着保持するとともに、基板搬送装置550において保持されている基板560の上方にXYロボット520により移動されて、吸着保持されている部品の基板560への装着動作を行なうことができる。また、部品装着装置500には、夫々の構成部の動作制御を互いに関連付けながら統括的に行なうことで、上記部品の装着動作の制御を行なう制御装置570が備えられている。
As shown in FIG. 13, a
ここで、このような構成を有する部品装着装置500における制御装置570を含めた制御的な構成を示す模式制御ブロック図を図14に示し、当該制御的な構成を図14を用いて説明する。
Here, a schematic control block diagram showing a control configuration including the
図14の制御ブロック図に示すように、制御装置570には、ヘッド部510の機械的動作を行なう部分(例えば、吸着ノズルの回転駆動装置や昇降装置のモータ等)であるヘッドメカ部511への駆動のための電源を供給する電源部571と、ヘッドメカ部511を駆動するドライバ572と、このドライバ572及びヘッドメカ部511の制御を行なう本体コントローラ573とが備えられている。また、制御装置570とヘッド部510のヘッドメカ部511との間には、多数の配線が備えられており、具体的には、ヘッドメカ部511と電源部571とを接続し、電源部571からヘッドメカ部511への駆動のための電力の供給を行なう電源線L10と、ヘッドメカ部511と本体コントローラ573とを接続し、両者間の制御情報の伝達を行なうI/O線L11と、ヘッドメカ部511とドライバ572とを接続し、ヘッドメカ部511の駆動に関する信号の伝達を行なうモータ線L12とが備えられている。また、制御装置570内においては、本体コントローラ573とドライバ572とが互いに制御情報の伝達を可能に制御線L13にて接続されている。
As shown in the control block diagram of FIG. 14, the
近年、市場における電子機器の多様化に従って、当該電子機器に内蔵される部品実装基板の種類も多様化しており、これに伴って、基板に実装(装着)される部品の種類も益々多様化されるようになってきている。例えば、小型の汎用部品であるチップ部品等が用いられる場合や、高精度なIC部品等が用いられるような場合、あるいは、両者が混載して実装されるような場合等がある。チップ部品が基板に装着されるような場合には、いかにして高速かつ効率的に装着することができるかということが求められ、一方、IC部品が基板に装着されるような場合には、その実装精度を向上させることが求められるというように、取り扱われる部品の種類によって、求められることも異なっている。従って、部品装着装置においては、このような部品の多様化に柔軟に対応することができ、効率的な部品装着を実現できることが強く望まれている。 In recent years, along with the diversification of electronic devices in the market, the types of component mounting boards incorporated in the electronic devices have also diversified, and along with this, the types of components mounted (mounted) on the substrates have become increasingly diverse. It is becoming. For example, there may be a case where a chip component or the like which is a small general-purpose component is used, a case where a highly accurate IC component or the like is used, or a case where both are mounted together. When a chip component is mounted on a substrate, it is required how fast and efficient it can be mounted. On the other hand, when an IC component is mounted on a substrate, What is required depends on the type of parts to be handled, such as improvement in mounting accuracy. Accordingly, it is strongly desired that the component mounting apparatus can flexibly cope with such diversification of components and realize efficient component mounting.
このような部品の多様化に柔軟に対応するための1つの方法として、例えば、部品装着装置500において、XYロボット520に搭載されるヘッド部510を着脱可能な構成として、様々な種類の部品の装着に対応することができる複数の種類のヘッド部を交換可能に備えさせて、それらの中から装着される部品の種類に応じた1つのヘッド部を選択して、XYロボット520に装備させることで、多様化された部品の基板への装着に対応するという方法がある。このような方法では、装着される部品の種類が変更されるような場合であっても、それに応じたヘッド部を選択的に装備させることで、上記多様化された部品の装着に対応することができる。
As one method for flexibly responding to such diversification of components, for example, in the
しかしながら、このような方法では、部品装着装置500において、XYロボット520に装備されるヘッド部の交換を機械的に行なうことができても、このヘッド部の交換に伴って、制御装置570も当該ヘッド部の制御に適したものに交換する必要が生じ、その交換作業に大きな手間を要し、容易な交換作業を行なうことができないという問題がある。
However, in such a method, even if the
具体的には、図14に示すように、ヘッド部510の交換に伴って、制御装置573やドライバ572を交換されたヘッド部510の仕様に適したもの(すなわち、動作制御に適したもの)に交換する、あるいは調整等を行なう必要がある。
Specifically, as shown in FIG. 14, one that is suitable for the specifications of the
また、図14に示すように、ヘッド部510の交換に伴って、ヘッド部510のヘッドメカ部511と制御装置570との間の複数の配線の接続を解除した後に、再度交換されたヘッド部510と接続する作業が必要となるが、これらの配線の量は多く、その作業には多大な労力を要する。例えば、電源線L10×2本、I/O線L11×2〜3本(吸着ノズルの装備本数毎)、及びモータ線×10本というような配線量の上記配線が備えられているため、その作業量は大きなものとなる。また、交換装備されるヘッド部の種類によっては、配線自体の変更を伴うような場合も考えられる。このような場合にあっては、容易な交換作業から大きく掛け離れたものとなり、多様化された部品の装着に柔軟にかつ効率的に対応することができないという問題がある。
Further, as shown in FIG. 14, with the replacement of the
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、供給される部品を基板に装着する部品装着において、多様化された部品の装着に柔軟かつ効率的に対応することができる部品装着装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and in the component mounting for mounting the supplied component on the board, the component that can flexibly and efficiently cope with the mounting of diversified components. It is to provide a mounting device.
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
本発明の第1態様によれば、供給される部品を基板に装着する部品装着装置において、
上記部品を保持可能な部品保持部材を有し、上記供給される部品の種類に応じて、複数の種類のヘッド部の中から選択された1つのヘッド部と、
上記選択された1つのヘッド部が着脱可能に装備されるヘッド取付部を有し、当該ヘッド取付部に装備された上記ヘッド部を、上記基板の大略表面沿いの方向に移動させるヘッド移動装置と、
上記各々のヘッド部に装備され、上記装備されたヘッド部の種類に応じた当該ヘッド部による上記部品の装着動作の制御を行なうヘッド制御部とを備えることを特徴とする部品装着装置を提供する。
According to the first aspect of the present invention, in the component mounting apparatus for mounting the supplied component on the board,
A head holding part capable of holding the part, and one head part selected from a plurality of types of head parts according to the type of the supplied parts;
A head moving device having a head mounting portion on which the selected one head portion is detachably mounted, and moving the head portion mounted on the head mounting portion in a direction substantially along the surface of the substrate; ,
There is provided a component mounting apparatus comprising: a head control unit that is mounted on each of the head units and controls a mounting operation of the component by the head unit according to the type of the mounted head unit. .
本発明の第2態様によれば、供給される部品を基板に装着する部品装着装置において、
上記部品を保持可能な部品保持部材を有し、上記供給される部品の種類に応じて、複数の種類のヘッド部の中から選択された1つのヘッド部と、
上記選択された1つのヘッド部が着脱可能に装備されるヘッド取付部を有し、当該ヘッド取付部に装備された上記ヘッド部を、上記基板の大略表面沿いの方向に移動させるヘッド移動装置と、
上記各々のヘッド部の種類に相応した上記ヘッド部による上記部品の装着動作の制御を行なう複数の制御基板を有するヘッド制御部とを備え、
上記夫々の制御基板の各々の表面が上記基板の表面と略直交して配置されるように、当該夫々の制御基板が上記ヘッド部に支持されることを特徴とする部品装着装置を提供する。
According to the second aspect of the present invention, in the component mounting apparatus for mounting the supplied component on the board,
A component holding member capable of holding the component, and one head unit selected from a plurality of types of head units according to the type of component to be supplied;
A head moving device having a head mounting portion on which the selected one head portion is detachably mounted, and moving the head portion mounted on the head mounting portion in a direction substantially along the surface of the substrate; ,
A head control unit having a plurality of control boards for controlling the mounting operation of the component by the head unit corresponding to the type of each head unit,
There is provided a component mounting apparatus characterized in that each control board is supported by the head portion such that the surface of each control board is arranged substantially orthogonal to the surface of the board.
本発明の第3態様によれば、供給される部品を基板に装着する部品装着装置において、
上記部品を保持可能な部品保持部材を有し、上記供給される部品の種類に応じて、複数の種類のヘッド部の中から選択された1つのヘッド部と、
上記選択された1つのヘッド部が着脱可能に装備されるヘッド取付部を有し、当該ヘッド取付部に装備された上記ヘッド部を、上記基板の大略表面沿いの方向に移動させるヘッド移動装置と、
上記各々のヘッド部の種類に相応した上記ヘッド部による上記部品の装着動作の制御を行なう複数の制御基板を有するヘッド制御部とを備え、
上記夫々の制御基板の各々の表面が上記基板の表面と略平行に配置されるように、当該夫々の制御基板が上記ヘッド部に支持されることを特徴とする部品装着装置を提供する。
According to the third aspect of the present invention, in the component mounting apparatus for mounting the supplied component on the board,
A component holding member capable of holding the component, and one head unit selected from a plurality of types of head units according to the type of component to be supplied;
A head moving device having a head mounting portion on which the selected one head portion is detachably mounted, and moving the head portion mounted on the head mounting portion in a direction substantially along the surface of the substrate; ,
A head control unit having a plurality of control boards for controlling the mounting operation of the component by the head unit corresponding to the type of each head unit,
There is provided a component mounting apparatus characterized in that each control board is supported by the head unit such that the surface of each control board is arranged substantially parallel to the surface of the board.
本発明の第4態様によれば、上記ヘッド部による上記部品の上記基板への装着動作の制御は、上記部品保持部材による上記部品の保持又は保持解除動作の制御、及び上記部品保持部材の昇降動作の制御である第2態様又は第3態様に記載の部品装着装置を提供する。 According to the fourth aspect of the present invention, the control of the mounting operation of the component on the substrate by the head unit includes the control of the holding or releasing operation of the component by the component holding member, and the elevation of the component holding member. The component mounting apparatus according to the second aspect or the third aspect, which is operation control, is provided.
本発明の第5態様によれば、上記夫々の制御基板の間には、上記装着動作の制御の際に上記夫々の制御基板にて発生する熱の除去のための換気用の空隙が設けられている第2態様から第4態様のいずれか1つに記載の部品装着装置を提供する。 According to the fifth aspect of the present invention, a ventilation gap is provided between the control boards for removing heat generated in the control boards when the mounting operation is controlled. The component mounting apparatus according to any one of the second to fourth aspects is provided.
本発明の第6態様によれば、上記夫々の制御基板は、上記ヘッド部における上記部品保持部材を駆動するドライバと、当該ドライバを制御するコントローラとを含む第2態様から第5態様のいずれか1つに記載の部品装着装置を提供する。 According to a sixth aspect of the present invention, each of the control boards includes any one of the second to fifth aspects including a driver that drives the component holding member in the head portion and a controller that controls the driver. A component mounting apparatus according to one aspect is provided.
本発明の第7態様によれば、上記ヘッド移動装置による上記ヘッド部の移動動作の制御を行なう移動装置制御部を備え、上記移動装置制御部による上記ヘッド部の移動動作の制御と、上記ヘッド制御部による上記ヘッド部の装着動作の制御とを互いに関連付けて制御する主制御装置をさらに備え、
上記主制御装置は、装置本体側に備えられている第2態様から第6態様のいずれか1つに記載の部品装着装置を提供する。
According to a seventh aspect of the present invention, the apparatus includes a moving device control unit that controls the moving operation of the head unit by the head moving device, the control of the moving operation of the head unit by the moving device control unit, and the head A main control device that controls the control unit in association with the control of the mounting operation of the head unit;
The main control apparatus provides the component mounting apparatus according to any one of the second to sixth aspects, which is provided on the apparatus main body side.
本発明の第8態様によれば、上記選択された1つのヘッド部の上記ヘッド制御部と上記主制御装置との間で、上記夫々の制御のための情報の通信を行なう通信手段が装置本体側に備えられ、
上記通信手段は、上記夫々の種類のヘッド部に対し、共通して使用される第7態様に記載の部品装着装置を提供する。
According to the eighth aspect of the present invention, there is provided a communication device for communicating information for each control between the head control unit of the selected one head unit and the main control device. Provided on the side,
The communication means provides the component mounting apparatus according to the seventh aspect, which is used in common for the respective types of head portions.
本発明の第9態様によれば、上記1つのヘッド部が選択された残りの上記複数の種類のヘッド部の中における上記1つのヘッド部とは別の種類のヘッド部を、上記ヘッド部取付部に取付可能に待機して備え、
上記ヘッド移動装置は、上記選択された1つのヘッド部を上記待機された別の種類のヘッド部と交換可能に装備可能である第2態様から第8態様のいずれか1つに記載の部品装着装置を提供する。
According to the ninth aspect of the present invention, a head portion of a different type from the one head portion among the plurality of types of remaining head portions from which the one head portion is selected is attached to the head portion. Ready to attach to the part,
The head moving device may be equipped with the selected one head section so as to be exchangeable with another type of head section that has been waiting. The component mounting according to any one of the second to eighth aspects Providing equipment.
本発明の第10態様によれば、上記複数の種類のヘッド部には、チップ部品装着ヘッド部又は半導体部品装着ヘッド部が含まれる第2態様から第9態様のいずれか1つに記載の部品装着装置を提供する。 According to a tenth aspect of the present invention, the component according to any one of the second to ninth aspects, wherein the plurality of types of head portions include a chip component mounting head portion or a semiconductor component mounting head portion. A mounting device is provided.
本発明の上記第1態様又は第2態様によれば、供給される部品の種類に応じて、複数の種類のヘッド部のヘッド部の中から選択された1つのヘッド部が、ヘッド移動装置のヘッド取付部に着脱可能であって、かつ、上記1つのヘッド部による部品の装着動作の制御を行なうヘッド制御部が、部品装着装置の装置本体側ではなく、当該1つのヘッド部自体に支持されて備えられていることにより、上記1つヘッド部を、上記複数の種類のヘッド部の中における異なる種類のヘッド部と交換装備させるような場合であっても、当該交換装備とともに、同時的に上記ヘッド制御部をも交換することができる。 According to the first aspect or the second aspect of the present invention, one head unit selected from the head units of a plurality of types of head units according to the type of component to be supplied is the head moving device. A head control unit that is detachable from the head mounting unit and controls the mounting operation of the component by the one head unit is supported by the one head unit itself, not the device main body side of the component mounting apparatus. Even if the one head unit is replaced with a different type of head unit among the plurality of types of head units, together with the replacement device, The head controller can also be replaced.
従来の部品実装装置においては、ヘッド制御部が装置本体側の制御装置と一体的に備えられていることより、このようなヘッド部の交換装備を行なう場合にあっては、当該ヘッド部の交換とともに、上記制御装置におけるヘッド制御部をも、交換装備されるヘッド部に適した仕様のものに交換する必要があり、当該ヘッド部の交換作業に大きな手間を要していたが、上記第1態様によれば、ヘッド部を交換装備することで、ヘッド制御部をも自動的に交換装備させることができる。従って、ヘッド部の交換作業を容易なものとすることができ、多様化された部品の装着に柔軟かつ効率的に対応することができる部品装置を提供することができる。 In the conventional component mounting apparatus, since the head control unit is provided integrally with the control device on the apparatus main body side, the replacement of the head unit is required when such replacement of the head unit is performed. At the same time, it is necessary to replace the head control unit in the control device with a specification suitable for the head unit to be replaced, and the replacement work of the head unit requires a lot of trouble. According to the aspect, it is possible to automatically replace and equip the head control unit by replacing the head unit. Therefore, it is possible to provide an easy-to-replace head part, and it is possible to provide a component device that can flexibly and efficiently cope with the mounting of diversified components.
また、上記ヘッド制御部において備えられている複数の制御基板の夫々の表面が、上記部品が装着される基板の表面と略直交して配置されるように、当該夫々の制御基板が上記ヘッド部に支持されていることにより、上記ヘッド部の交換作業と同時的に上記ヘッド制御部の交換作業を行なうことができることにさらに加えて、上記制御動作の際に上記夫々の制御基板より発生する熱(熱量)を、上記夫々の制御基板の表面沿いの方向である上下方向に、効率的に逃がすことができ(すなわち、当該熱により生じる上昇気流を用いた自然換気により、当該熱を効率的に除去することができ)、上記夫々の制御基板の適切な冷却を行なうことができる。また、上記ヘッド部自体が、上記ヘッド移動装置により移動されることに伴って、上記夫々の制御基板も移動されるため、当該移動により、上記夫々の制御基板を積極的に冷却することができるという利点もある。 Further, each of the control boards provided in the head control unit is arranged substantially orthogonal to the surface of the board on which the component is mounted. In addition to being able to perform the replacement work of the head control section simultaneously with the replacement work of the head section, the heat generated from the respective control boards during the control operation is also supported. (The amount of heat) can be efficiently released in the vertical direction, which is the direction along the surface of each of the control boards (that is, the heat is efficiently removed by natural ventilation using the updraft generated by the heat. And each of the control boards can be properly cooled. Moreover, since each said control board is also moved as the said head part itself is moved by the said head moving apparatus, each said control board can be actively cooled by the said movement. There is also an advantage.
本発明の上記第3態様によれば、上記第2態様と同様な効果を得ることができるとともに、さらに、上記夫々の制御基板の各々の表面が上記基板の表面と略平行に配置されるように、当該夫々の制御基板が上記ヘッド部に支持されていることにより、上記ヘッド移動装置による上記ヘッド部が移動されるような場合であっても、当該移動方向に沿って、上記夫々の制御基板の表面が配置されているため、上記移動に起因する上記夫々の制御基板への振動の発生を抑制することができる。 According to the third aspect of the present invention, the same effect as in the second aspect can be obtained, and furthermore, the surface of each of the control boards is arranged substantially parallel to the surface of the board. In addition, since each of the control boards is supported by the head unit, even if the head unit is moved by the head moving device, the respective control is performed along the moving direction. Since the surface of the substrate is arranged, it is possible to suppress the occurrence of vibrations on the respective control substrates due to the movement.
また、本発明のその他の態様によれば、上記夫々の制御基板の間に、上記発生する熱を自然換気により除去するための換気用の間隙が、積極的に設けられていることにより、当該自然換気による熱の除去をより効果的なものとすることができる。 Further, according to another aspect of the present invention, a ventilation gap for removing the generated heat by natural ventilation is actively provided between the control boards. Heat removal by natural ventilation can be made more effective.
また、上記夫々の制御基板が、部品保持部材の駆動を行なうドライバと、当該ドライバを制御するコントローラとを含んでいることにより、上記ヘッド部の交換作業を行なうことで、上記夫々の制御基板である上記ドライバや上記コントローラの交換作業を同時的に行なうことができ、具体的に、上記交換作業の容易化を図ることができる。また、上記ヘッド制御部に上記ドライバ及び上記コントローラを備えさせることにより、当該ドライバとコントローラとの間の配線を上記ヘッド部内に内蔵させることができ、上記ヘッド制御部と上記装置本体側との間の配線本数を減少させることができる。従って、上記ヘッド部の交換に伴って必要となる配線の接続解除及び接続作業を間単なものとすることができる。また、このような上記ヘッド制御部と上記装置本体側との間の配線本数の減少は、上記ヘッド移動装置による上記ヘッド部の移動動作の動作特性を良好なものとし、効率的な部品装着を行なうことができるという効果を得ることができる。 Further, each of the control boards includes a driver for driving the component holding member and a controller for controlling the driver. The replacement work of a certain driver or the controller can be performed simultaneously, and specifically, the replacement work can be facilitated. In addition, by providing the head control unit with the driver and the controller, wiring between the driver and the controller can be built in the head unit, and between the head control unit and the apparatus main body side. The number of wires can be reduced. Therefore, it is possible to simplify the connection release and connection work necessary for the replacement of the head portion. In addition, such a decrease in the number of wires between the head control unit and the apparatus main body side improves the operating characteristics of the moving operation of the head unit by the head moving device, and enables efficient component mounting. The effect that it can be performed can be acquired.
また、上記ヘッド移動装置の制御を行なう移動装置制御部を備え、上記移動装置制御部による上記制御と、上記ヘッド制御部による上記ヘッド部の制御とを、互いに関連付けて統括的に行なう主制御装置が上記装置本体側に備えられていることにより、部品装着装置における制御的な構成の中で、上記ヘッド部の交換に伴って交換が必要となる制御的な構成、すなわち上記ヘッド制御部のみを上記ヘッド部に備えさせることで、このようなヘッド部の構成の簡素化及び小型化を図ることができ、効率的な部品装着に寄与することができる。 The main control device further includes a moving device control unit for controlling the head moving device, and performs the control by the moving device control unit and the control of the head unit by the head control unit in association with each other. Is provided on the apparatus main body side, so that, among the control configurations of the component mounting apparatus, only the control configuration that requires replacement with the replacement of the head unit, i.e., the head control unit, is provided. By providing the head portion, the configuration of the head portion can be simplified and downsized, which can contribute to efficient component mounting.
また、上記選択された1つのヘッド部における上記ヘッド制御部と上記主制御部との間で、上記夫々の制御のための情報の通信を行なう通信手段が装置本体側に備えられて、当該通信手段が上記夫々の種類のヘッド部に対して、共通して使用されるものであることにより、上記ヘッド部の交換作業に伴って、上記通信手段の交換を伴うことがなく、当該交換作業をより容易なものとすることができる。 Further, communication means for communicating information for each control between the head control unit and the main control unit in the selected one head unit is provided on the apparatus main body side, and the communication is performed. Since the means is used in common for the respective types of head portions, the replacement work is not accompanied by the replacement of the communication means in accordance with the replacement work of the head portion. It can be made easier.
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
本発明の第1の実施形態にかかる部品装着装置の一例である部品装着装置101の模式的な平面図を図1に示し、正面図を図2に示す。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic plan view of a
部品装着装置101は、部品供給部より取出し可能に供給される部品をヘッド部により保持して取り出し、基板保持位置にて保持された基板上における部品装着位置に当該保持された部品を装着するという部品装着動作を行なう装置である。具体的には、図1及び図2に示すように、部品装着装置101は、2つの部品供給部と、2箇所の基板保持位置と、夫々に対応されて備えられた2つのヘッド部としてヘッド部10及び20とを備えており、さらに、部品装着装置101には、ヘッド部10により部品装着動作が行なわれる装着作業領域R1と、ヘッド部20により部品装着動作が行なわれる装着作業領域R2とが備えられている。
The
また、図1及び図2に示すように、部品装着装置101における装着作業領域R1には、複数の部品1を取り出し可能に収容するとともに、当該収容された部品1を部品供給位置6aに位置させて、ヘッド部10により保持取出し可能に供給する複数の部品供給カセット6を備える部品供給部の一例であるカセット部品供給装置8が備えられている。また、装着作業領域R2には、複数の部品1が取り出し可能に配置された部品供給トレイ16を有する部品供給部の一例であるトレイ部品供給装置18が備えられている。なお、カセット部品供給装置8より供給される部品の一例としては、チップ型の電子部品等があり、トレイ部品供給装置18より供給される部品の一例としては、IC部品等に代表される半導体内蔵部品等がある。なお、上記部品には、電子部品の他に、機械部品や光学部品などが含まれるような場合であってもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the mounting work area R1 of the
また、部品装着装置101において、夫々の装着作業領域R1及びR2は互いに隣接して配置されており、夫々の装着作業領域R1及びR2を横断するように、基板3の搬送を行なう基板搬送装置12(基板保持部の一例である)が配置されて備えられている。また、装着作業領域R1の略中央付近における基板搬送装置12上には、装着作業領域R1に搬送された基板3を解除可能に保持される基板保持位置P1が配置されている。また、装着作業領域R2の略中央付近における基板搬送装置12上には、装着作業領域R2に搬送された基板3を解除可能に保持される基板保持位置P2が配置されている。なお、このような基板には、樹脂基板、紙−フェノール基板、セラミック基板、ガラス・エポキシ(ガラエポ)基板、フィルム基板などの回路基板、単層基板若しくは多層基板などの回路基板、部品、筐体、又は、フレームなど、回路が形成されている対象物が含まれる。
In the
また、図2に示すように、部品実装装置101における基板搬送装置12やカセット部品供給装置8やトレイ部品供給装置18が配置される基台22の上方には、剛体にて一体的に形成されたフレーム23が設けられている。このフレーム23には、装着作業領域R1において、ヘッド部10を支持するとともに、基板3の大略表面沿いの方向である図示X軸方向又はY軸方向へのヘッド部10の移動を行なう移動装置の一例であるXYロボット4と、装着作業領域R2において、ヘッド部20を支持するとともに、図示X軸方向又はY軸方向へのヘッド部20の移動を行なう移動装置の一例であるXYロボット14とが、支持されて備えられている。なお、図示X軸方向とY軸方向は互いに直交している。
Further, as shown in FIG. 2, a rigid body is integrally formed above the
このような構成を有する部品実装装置101におけるヘッド部10及び20の構成について、以下に詳細に説明する。なお、ヘッド部10とヘッド部20とは、同様な構成を有しているため、以下の説明においては、ヘッド部10の説明を代表して行なうものとする。また、ヘッド部10の模式的な斜視図を図3に示す。
The configuration of the
図3に示すように、ヘッド部10は、部品を解除可能に吸着保持する部品保持部材の一例である吸着ノズル11を備えるヘッドユニット30を複数、例えば3台備えている。すなわち、ヘッド部10には、3本の吸着ノズル11が備えられている。また、ヘッド部10は、夫々のヘッドユニット30を支持する筐体であるメインフレーム40(支持部材の一例である)を備えており、メインフレーム40の上面に設けられた取付部40aにて、ヘッド部10をXYロボット4に脱着可能に取り付けることが可能となっている。また、図3に示すように、メインフレーム40は中空かつ略角柱状の形状を有しており、その外周側面のうちの図示前面側(すなわち、図示Y軸方向右側)に、夫々の吸着ノズル11が一定の間隔ピッチでもって、図示X軸方向に沿って一列に配列されるように、夫々のヘッドユニット30が配置されている。
As shown in FIG. 3, the
ここで、図3のヘッド部10における図示X軸方向に直交する断面図(部分的な断面図)を図4に示す。図3及び図4に示すように、夫々のヘッドユニット30は、その下方先端部において部品1を解除可能に吸着保持する吸着ノズル11と、吸着ノズル11をその下部先端に脱着可能に装備するシャフト部31と、略鉛直方向に配置されたシャフト部31の軸心Sを回転中心として、シャフト部31を回転可能に支持する複数の軸受け部32と、夫々の軸受け部32が固定され、夫々の軸受け部32を介してシャフト部31を支持するヘッドフレーム33と、シャフト部31の上端と連結され、シャフト部31の軸心S回りの回転移動を駆動する回転駆動モータ34とを備えており、一体的な独立した装置として構成されている。夫々のヘッドユニット30がこのような構成を有していることにより、回転駆動モータ34がその駆動量を制御されながら、シャフト部31を軸心S回りに正逆いずれかの方向に回転駆動させることでもって、吸着ノズル11を上記軸心S回りに所定の角度だけ正逆いずれかの方向に回転移動させることができる。このような吸着ノズル11の回転移動は、吸着ノズル11により吸着保持された部品の吸着保持姿勢と、当該部品の基板への装着姿勢との間に位置ズレが存在するような場合に、当該位置ズレを補正する動作として行なわれる。なお、シャフト部31の軸心Sは、吸着ノズル11の軸心と略一致している。
Here, FIG. 4 shows a cross-sectional view (partial cross-sectional view) orthogonal to the illustrated X-axis direction in the
また、図3及び図4に示すように、メインフレーム40の上記前面には、LMレール35が図示上下方向に配置されて固定されており、さらにLMレール35には、2つのLMブロック36がLMレール35に沿って(すなわち、上下方向に)移動可能に係合されている。また、夫々のLMブロック36は、ヘッドフレーム33に固定されており、これにより、ヘッドフレーム33がLMレール35の配置方向である上下方向に移動可能に、メインフレーム40に支持されている。すなわち、ヘッドユニット30全体が、上下方向に移動可能(すなわち、昇降可能)にメインフレーム40に支持された状態とされている。なお、夫々のヘッドユニット30は、互いに独立して昇降可能とされている。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, an
また、図4に示すように、メインフレーム40の内側には、ヘッドユニット30の昇降動作、すなわち、吸着ノズル11の昇降動作を行なう昇降駆動装置の一例である3台の昇降ユニット50が、各々のヘッドユニット30に個別に対応するように支持されて備えられている。夫々の昇降ユニット50は、略鉛直方向に配置されて、その軸心Tである回転中心回りに回転可能にメインフレーム40に支持されたボールネジ軸部51と、このボールネジ軸部51に螺合されたナット部52と、ボールネジ軸部51の上端に連結されて、ボールネジ軸部51を軸心T回りにおける正逆いずれかの方向の回転移動を駆動する駆動モータの一例である昇降駆動モータ53とを備えている。また、ナット部52には、略L型形状を有する連結部材の一例である連結バー54が固定されており、この連結バー54は、対応するヘッドユニット30におけるヘッドフレーム33に固定されている。これにより、ヘッドフレーム33とナット部52とが、連結バー54を介して互いに連結された状態とされている。また、図5は、図3に示すヘッド部10において、メインフレーム40を透過させた状態のヘッド部10の斜視図を示したものである。図5に示すように、夫々のヘッドユニット30の配列と同様に夫々の昇降ユニット50も図示X軸方向に沿って所定の間隔ピッチ(ヘッドユニット30の上記間隔ピッチと同じ間隔ピッチ)にて一列に配列されている。
As shown in FIG. 4, inside the
このように昇降ユニット50及びヘッドユニット30が構成されていることにより、昇降ユニット50の昇降駆動モータ53によりボールネジ軸部51の回転駆動が行なわれることにより、ナット部52がボールネジ軸部51の軸心Tに沿って上昇又は下降されて、ナット部52に連結バー54を介して連結されているヘッドフレーム33を、LMレール35及びLMブロック36により案内しながら、シャフト部31の軸心Sに沿って上昇又は下降させることが可能となっている。このヘッドフレーム33の昇降動作により、ヘッドユニット30全体を一体的に昇降させることができる。具体的には、ヘッドユニット30を下降させることで、カセット部品供給装置8の部品供給位置6aの上方に位置された状態の吸着ノズル11の下降動作を行ない、当該部品供給位置6aに位置されている部品に吸着ノズル11の下端を当接させるとともに、当該部品を吸着保持することができる。また、ヘッドユニット30を上昇させることで、上記部品の吸着保持を行なった状態の吸着ノズル11を上昇させて、上記部品供給位置6aからの部品の保持取出しを行なうことができる。さらに、このような吸着ノズル11の昇降を行なうことで、基板3における部品の装着位置に、上記吸着保持された部品を装着することができる。なお、ヘッドフレーム33の上記昇降動作は、吸着ノズル11による部品の吸着取出し動作及び装着動作のための昇降動作として行なわれるため、その昇降動作の範囲には、上記夫々の動作が行なうことができる程度に制限が設けられている(すなわち、昇降の上限位置と下限位置とが設けられている)。また、シャフト部31の軸心Sは、吸着ノズル11の昇降動作軸でもある。
Since the elevating
また、メインフレーム40の上記前面には、連結バー54と連結されるヘッドフレーム33の一部が貫通される開口である貫通窓部41が形成されており、この貫通窓部41は、ヘッドフレーム33の上記昇降動作を阻害しないような大きさにて形成されている。すなわち、その昇降動作範囲におけるいずれの位置に位置されたヘッドフレーム33とも、貫通窓部41の周部が干渉しないように、貫通窓部41の形状及び大きさが決定されて形成されている。
In addition, a through
ここで、このような構成を有するヘッド部10がXYロボット4に装備された状態における図4に相当する断面におけるヘッド部10の断面図を図6に示す。図6に示すように、ヘッド部10は、メインフレーム40の上部である取付部40aにて、XYロボット4に脱着可能に装備することが可能となっている。また、取付部40aの図示Y軸方向における中心位置が、XYロボット4によるメインフレーム40の支持中心J(固定中心)となっている。また、メインフレーム40への夫々の昇降ユニット50の支持における図示Y軸方向の支持中心は、ボールネジ軸部51の軸心Tの配置位置(支持中心Tとする)と略合致しており、メインフレーム40への夫々のヘッドユニット30の支持における図示Y軸方向の支持中心は、シャフト部31の軸心Sの配置位置(支持中心Sとする)と略合致している。また、Y軸方向における夫々の支持中心の位置関係は、XYロボット4によるメインフレーム40の支持中心Jと昇降ユニット50の支持中心Tとの間の距離寸法L1が、メインフレーム40の支持中心Jとヘッドユニット30の支持中心Sとの間の距離寸法L2よりも小さくなるように、夫々の支持中心が配置されている。
Here, FIG. 6 shows a cross-sectional view of the
また、図示Y軸方向におけるヘッド部10の重心位置は、XYロボット4へのメインフレーム40の支持中心Jと略合致している、あるいは、支持中心Jの近傍に配置されているため、上記夫々の支持中心の配置関係を言い換えれば、ヘッド部10の上記重心位置と昇降ユニット50の支持中心Tとの間の距離寸法が、上記重心位置とヘッドユニット30の支持中心Sとの間の距離寸法よりも小さくなるように、夫々の支持中心が配置されていると、言うこともできる。
In addition, the center of gravity of the
このような夫々の配置関係を有していることにより、ヘッド部10において、その駆動の際に大きな推力の発生を伴うという特徴を有する昇降ユニット50を、メインフレーム40の支持中心Jにより近づけて配置することができ、当該推力の発生に伴って生じるモーメントの大きさを低減することができる。
By having such an arrangement relationship, the
また、図1に示すように、部品装着装置101には、夫々の構成部の動作を、互いに関連付けながら統括的な制御として行なう主制御装置の一例である制御装置45が備えられている。具体的には、制御装置45は、部品装着装置101におけるヘッド部10、20による部品の保持取出し及び装着動作、XYロボット4、14による夫々のヘッド部10、20の移動動作、カセット部品供給装置8及びトレイ部品供給装置18による部品の供給動作、基板搬送装置12による基板の搬入出動作等の夫々の動作制御を、互いに関連付けて統括的に行ない、供給された部品を基板に装着する部品装着動作の制御を行なうことができる。なお、制御装置45は、部品装着装置101における装置本体側に備えられている。
As shown in FIG. 1, the
ここで、このような構成を有する部品実装装置101における制御的な構成を模式的に示す制御ブロック図を図7に示し、図7に基づいて上記制御的な構成について以下に説明する。
Here, a control block diagram schematically showing a control configuration in the
図7の制御ブロック図に示すように、部品装着装置101のヘッド部10には、その機械的な動作を行なう構成(例えば、夫々の吸着ノズル11の回転移動を行なう夫々のヘッドユニット30や昇降移動を行なう昇降ユニット50)であるヘッドメカ部93と、ヘッドメカ部93の動作制御を行なうヘッド制御部90とが備えられている。ヘッド制御部90には、複数の制御基板が備えられており、このような制御基板として、ヘッドメカ部93の夫々の動作を駆動するヘッドドライバ92と、このヘッドドライバ92の動作及びヘッドメカ部93の動作の制御を行なうことでヘッドメカ部93の動作制御を行なうヘッドコントローラ91とが備えられている。また、部品装着装置101の装置本体側に備えられている制御装置45には、ヘッド制御部90におけるヘッドコントローラ91及びドライバ92、並びにヘッドメカ部93への制御あるいは駆動のための電力を供給する電源部46と、ヘッド制御部90によるヘッド部10の動作制御を、部品装着装置101におけるその他の構成部の動作と互いに関連付けて統括的な制御を行なう本体コントローラ47とが備えられている。さらに、制御装置45には、XYロボット4の動作を駆動するXYドライバ49と、このXYドライバ49及びXYロボット4の動作制御を行なうXYロボットコントローラ47とが備えられている。なお、本第1実施形態においては、このXYロボットコントローラ48及びXYドライバ49が、移動装置制御部の一例となっている。
As shown in the control block diagram of FIG. 7, the
また、制御装置45とヘッド制御部90との間、制御装置45とXYロボット4との間には、夫々互いを接続する複数の配線が備えられている。具体的には、ヘッド部10と制御装置45との間には、ヘッドコントローラ91と電源部46とを接続し、ヘッド部10の駆動又は制御のための電力を供給する電源線L1と、ヘッドコントローラ91と本体コントローラ47とを接続し、ヘッド部10の動作制御と他の構成部、例えば、XYロボット4の動作等とを互いに関連付けるための情報の伝達を行なう通信手段の一例である通信線L2とが設けられている。さらに、XYロボット4と制御装置45との間には、XYロボット4と電源部46とを接続し、XYロボット4の駆動のための電力を供給する電源線L3と、XYロボット4とXYロボットコントローラ48とを接続し、両者間の制御情報の伝達を行なうI/O線L4と、XYロボット4とXYドライバ49とを接続し、XYロボット4の駆動に関する信号の伝達を行なうモータ線L5とが備えられている。なお、ヘッド部10と制御装置45との間の夫々の配線は、例えば、電源線L1が2本、通信線L2が2本として備えられている。なお、部品装着装置101においては、ヘッド部10の他にヘッド部20及びXYロボット14も備えられており、制御装置45は、これらとも電気的かつ制御的に接続されて、互いの動作を関連付けながら統括的な制御を行なうことが可能となっている。ただし、ヘッド部20及びXYロボットと制御装置45を含めた制御的な構成は、上述の制御的な構成と同じであるため、図7に示す制御ブロック図においては、その説明の理解を容易なものとするためにも、上記ヘッド部20等を含めた制御的な構成を省略している。
In addition, a plurality of wirings are provided between the
また、図5及び図6に示すように、ヘッド制御部90は、ヘッド部10の図示左側に配置され、メインフレーム40により支持されて、ヘッド部10と一体的に移動可能とされている。また、ヘッドドライバ92等の夫々の制御基板は、基板3の表面に略直交するように(すなわち、図示X軸及びY軸にて構成される平面に略直交するように)配列されている。より詳細には、夫々の制御基板は、夫々の表面が図示Y軸方向と略直交するように配列されており、図示Y軸方向左側から右側へ、複数のヘッドドライバ92、ヘッドコントローラ91、及びI/Oユニット94の順序で配列されている。なお、I/Oユニット94は、本体コントローラ47からヘッドコントローラ91への情報の入力、ヘッドコントローラ91より本体コントローラ47への情報の出力を行なう情報入出力機能を有している。また、夫々の制御基板の間には、所定寸法の隙間が設けられており、このような隙間が設けられていることにより、制御動作等の際に夫々の制御基板から発生する熱量を、夫々の隙間の空気が自然換気されることにより、取り除くことができ、夫々の制御基板を効率的に冷却することができる。特に、このような夫々の隙間が、夫々の制御基板の間に、上下方向に延在するように配置されていることにより、発生した熱量に伴う上昇気流を利用することができ、上記自然換気をより効率的なものとすることができる。なお、本第1実施形態においては、上記夫々の隙間が、換気用の空隙の一例となっている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
また、図3及び図6に示すように、ヘッド部10においては、部品供給部、例えば、カセット部品供給装置8の夫々の部品供給位置6aに取出し可能に配置された部品の画像を撮像することにより、当該部品のX軸方向又はY軸方向の位置を認識する部品認識装置の一例である部品撮像カメラ60が備えられている。図6に示すように、部品撮像カメラ60は、ヘッドユニット30の図示Y軸方向右側に配置されており、具体的には、図1に示すように、X軸方向に沿って一列に配列された3つのヘッドユニット30のうちの端部に位置される、例えば、図示X軸方向右側端部に位置されるヘッドユニット30に対して、Y軸方向において隣接されるように配置されている。すなわち、上記端部に位置されるヘッドユニット30の支持中心Sと、当該ヘッドユニット30に対応する昇降ユニット50の支持中心Tと、部品撮像カメラ60の撮像中心Kとが、Y軸方向に沿って一列に配列されている。
As shown in FIGS. 3 and 6, in the
また、図1、図3及び図6に示すように、部品撮像カメラ60は、カメラ支持フレーム61を介して、ヘッド部10のメインフレーム40に支持されている。また、図3に示すように、図示Y軸方向右側よりの夫々のヘッドユニット30のメンテナンス性を考慮して、カメラ支持フレーム61は、上記端部のヘッドユニット30の側方(図示X軸方向右側方向)に配置されている。
As shown in FIGS. 1, 3, and 6, the
また、部品撮像カメラ60におけるメインフレーム40への取り付け高さは、カセット部品供給装置8の夫々の部品供給位置6aの上方にヘッド部10のいずれかの吸着ノズル11が位置された場合であっても、当該部品撮像カメラ60の下端がカセット部品供給装置8に干渉することがないような高さ位置とされている。
The mounting height of the
また、部品撮像カメラ60により撮像された部品の画像データは、ヘッド部10の制御装置45に出力され、制御装置45にて当該画像の認識処理が行なわれ、この認識処理結果に基づいて、当該部品の位置が認識されて、XYロボット4によるヘッド部10の移動位置の補正(すなわち、吸着ノズル11が確実に部品の上方に位置されるような移動)を行なうことが可能となっている。なお、制御装置45により、部品撮像カメラ60の撮像動作を制御することが可能となっている。
In addition, the image data of the component imaged by the
次に、部品装着装置101におけるXYロボット4へのヘッド部10の取り付け構造、及び、XYロボット14へのヘッド部20の取り付け構造について説明する。なお、夫々の取り付け構造は同じ構造となっているため、代表してXYロボット4へのヘッド部10の取り付け構造について説明するものとする。
Next, the mounting structure of the
XYロボット4へヘッド部10を取り付けようとする直前の状態を示すXYロボット4とヘッド部10の模式的な斜視図を図8に示し、ヘッド部10がXYロボット4に取り付けられた状態を示す模式的な斜視図を図9に示す。図8に示すように、XYロボット4によるヘッド部10のX軸方向又はY軸方向の移動動作のうちの上記X軸方向の移動動作を担うX軸ロボット4xの下面には、ヘッド部10のメインフレーム40の上部に形成された取付部40aと着脱可能に係合固定可能なヘッド取付部4aが備えられている。
FIG. 8 is a schematic perspective view of the
一方、図3に示すようにヘッド部10のメインフレーム40の上部である取付部40aは、略平板図示Y軸方向に沿って形成された略方形平板形状を有しており、その図示X軸方向の夫々の端部には、図示Y軸方向に沿って鍔状のフランジ部40bが形成されている。また、図8に示すように、X軸ロボット4xのヘッド取付部4aには、ヘッド部10の取付部40aにおける夫々のフランジ部40bと係合可能な凹状の断面形状を有するフランジ受部4bがY軸方向に沿って形成されている。ヘッド部10の取付部40aと、X軸ロボット4xのヘッド取付部4aがこのような構造とされていることにより、図8に示すように、ヘッド部10をY軸方向沿いの方向である取付方向Dに移動させることで、取付部40aの夫々のフランジ部40bを、ヘッド取付部4aの夫々のフランジ受部4bに係合させて、当該係合状態を保持しながらヘッド部10を取付方向Dにスライド移動させることで、図9に示すように取り付けることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the mounting
また、図3に示すように、ヘッド部10の取付部40aにおける夫々の隅部近傍には、固定部の一例であるボルト取付穴40cが形成されている。X軸ロボット4xのヘッド取付部4aへの係合固定の際には、夫々のボルト取付穴40c(いずれかのボルト取付穴40c)にボルト等が通されてナット等により着脱可能に固定することができる。また、X軸ロボット4xのヘッド取付部4aに取り付けられたヘッド部10を、取り外す場合には、上記ボルト及びナットによる固定を解除した後、図8に示す取付方向Dとは逆向きにヘッド部10をスライド移動させることで、ヘッド取付部4aへの取付部40aの係合を解除して、XYロボット4よりヘッド部10を取り外すことができる。なお、上記ボルト等が用いられるような場合に代えて、ピン等が用いられるような場合であってもよい。また、ヘッド取付部4aへの固定位置を常に一定とするため、ヘッド取付部4aにおいて、夫々のフランジ部40bのスライド位置を一定の位置に規制する規制部材を備えさせるような場合であってもよい。
Further, as shown in FIG. 3, bolt mounting
また、このようなXYロボット4へのヘッド部10の装備及び装備解除の場合には、ヘッド部10に備えられたヘッド制御部90と、装置本体側に備えられた制御装置45とを接続する電源線L1及び通信線L2は、例えば、コネクタ等を用いることで、接続又は接続解除を容易に行なうことができる。なお、このような電源線L1及び通信線L2は、後述するようにヘッド部10が異なる種類のヘッド部と交換装備されるような場合であっても、当該異なる種類のヘッド部に対しても使用することができる共通の配線となっている。
In addition, when the
ヘッド部10、XYロボット4、さらに部品装着装置101における制御的な構成が、上述のような構成を有していることにより、部品装着装置101において、XYロボット4に装備されるヘッド部10を、ヘッド部10と異なる種類のヘッド部と交換することが可能となる。特に、基板に装着される部品の種類や基板の種類に応じて、最適な装着動作を行なうことができるヘッド部を交換装備させることで、多様化された部品の装着に柔軟に対応することができる。すなわち、部品装着装置101において、基板に装着される部品の種類に応じた複数の種類のヘッド部を備えさせて、これらの複数の種類のヘッド部の中から1つのヘッド部を選択して装備させることで、上記多様化された部品の装着に柔軟に対応することができる。
Since the control configuration of the
ここで、このような複数の種類のヘッド部の一例として、いくつかの種類のヘッド部について説明する。なお、部品装着装置101においては、このような複数の種類のヘッド部の中の1つのヘッド部が選択されて、XYロボットに装備されるとともに、上記1つのヘッド部が選択された残りの上記複数の種類のヘッド部の中における上記1つのヘッド部とは別の種類のヘッド部が、XYロボットに装備可能に待機して備えられている。すなわち、部品装着装置101においては、上記選択された1つのヘッド部と交換装備可能に、上記別の種類のヘッド部が待機して備えられている。
Here, several types of head units will be described as examples of such a plurality of types of head units. In the
まず、上述において説明した図3に示すヘッド部10(ヘッド部20も同じ構造である)は、チップ部品の装着だけでなく、当該チップ部品に比べて高精度な装着動作が要求されるIC部品の装着にも対応することができる半導体部品装着ヘッド部の一例であるIC部品装着ヘッド10である。このようなIC部品装着ヘッド10においては、個別に回転可能かつ昇降可能に複数の(例えば3本の)吸着ノズル11を備えていることにより、吸着保持された部品の保持状態や基板への装着姿勢等の個別状態に応じて、その吸着保持姿勢の補正動作等を行なうことができ、部品の基板への高精度な装着を行なうことができる。なお、このようなIC部品装着ヘッド10は、IC部品だけでなく、チップ部品の装着動作にも用いることができるが、特に、その装着速度よりも装着精度が重要視されるようなチップ部品の装着に用いられることが好ましい。
First, the head unit 10 (the
次に、図10に示すのが、上記複数の種類のヘッド部の一例であるチップ部品装着ヘッド110である。図10に示すように、チップ部品装着ヘッド110のメインフレーム140の上部には、IC部品装着ヘッド10と同様に、XYロボット4のヘッド取付部4aに着脱可能に取り付けられる取付部140aが形成されており、XYロボット4へ着脱可能に装備することが可能となっている。また、メインフレーム140の図示Y軸方向における前方側には、複数、例えば10本の吸着ノズル111がX軸方向に沿って2列に配列(すなわち、5本ずつ2列に配列)されて備えられている。また、メインフレームには、各々の吸着ノズル111を個別に昇降させる昇降装置130が備えられており、供給されるチップ部品の吸着取出しの際や、吸着保持されたチップ部品の基板への装着動作の際等には、昇降装置130により該当する吸着ノズル111の昇降動作が行なわれる。なお、このように多数の吸着ノズル111が備えられているチップ部品装着ヘッド110は、マルチノズルヘッド部と呼ばれる場合もあり、これら複数の吸着ノズル111により同時的に複数のチップ部品を一括して吸着保持して、吸着保持されたチップ部品を基板に連続的に装着させることができる。なお、図10においては図示しないが、メインフレーム140の図示Y軸方向右側(すなわち、奥側)には、ヘッド制御部が支持されて備えられている。上記ヘッド制御部においては、IC部品装着ヘッド10と同様に基板の表面に略直交するように、夫々の制御基板が配列されて備えられている(すなわち、夫々の制御基板がY軸方向と略直交するように配列されて備えられている)。
Next, FIG. 10 shows a chip
部品装着装置101において、XYロボット4にチップ部品装着ヘッド110を装備されるような場合にあっては、図8及び図9に示したIC部品装着ヘッド10の着脱手順と同様な手順でもって行なうことができる。また、チップ部品装着ヘッド110のヘッド制御部と装置本体側に備えられている制御装置45とを接続する電源線L1及び通信線L2に備えられているコネクタ等を、上記ヘッド制御部に接続することで、電気的及び制御的な接続を行なうことができる。また、部品装着装置101に備えられている電源線L1及び通信線L2の夫々の配線は、ヘッド部の種類に拘らず共通して用いることができるため、チップ部品装着ヘッド110を装備するような場合であっても、上記夫々の配線の交換作業等を伴うことはない。このように、チップ部品装着ヘッド110を交換装備させることで、その装着精度よりも装着速度や効率性が求められるチップ部品の装着動作に対応することが可能となる。なお、例えば、上記選択された1つのヘッド部がIC部品装着ヘッド10であるときには、当該IC部品装着ヘッドとは異なる種類のチップ部品装着ヘッドが、上記別の種類のヘッド部とすることができる。
In the
ここで、部品装着装置101において、XYロボット4にチップ部品装着ヘッド110が交換装備された場合における図7の制御ブロック図に相応する制御ブロック図を図11に示す。図11に示すように、チップ部品装着ヘッド110には、昇降装置130等のヘッドメカ部193と、制御基板の一例であって、このヘッドメカ部193の駆動を行なうヘッドドライバ192と、同じく制御基板の一例であって、ヘッドメカ部193及びヘッドドライバ192の制御を行なうヘッドコントローラ191とが備えられており、ヘッドコントローラ191及びヘッドドライバ192によりヘッド制御部190が構成されている。また、ヘッド制御部190におけるヘッドコントローラ191と電源部46とが電源線L1にて接続されて、電源部46からチップ部品装着ヘッド110に、駆動又は制御のために必要な電力を供給することが可能となっている。また、XYロボットコントローラ48と制御的に接続されている本体コントローラ47と、ヘッドコントローラ191とが、通信線L2で接続されており、本体コントローラ47にて、ヘッドコントローラ191及びXYロボットコントローラ47から伝達される情報に基づいて、互いの制御動作を関連付けながら統括的な制御を行なうことが可能となっている。
Here, FIG. 11 shows a control block diagram corresponding to the control block diagram of FIG. 7 when the chip
上記においては、部品装着装置101において、XYロボット4にIC部品装着ヘッド10又はチップ部品装着ヘッド110のいずれかを選択的に装備させて、供給されるチップ部品又はIC部品等を基板上に装着するような場合について説明したが、本実施形態はこのような場合にのみ限られるものではない。例えば、このような場合に代えて、供給された基板における夫々の部品の装着位置に、クリーム半田や接着剤等の接合部材(部品を基板の装着位置に装着して接合するための材料)の供給を行なうような塗布供給ヘッドが、XYロボット4に着脱可能かつ選択的に装備されるような場合であってもよい。このようにXYロボット4に上記塗布供給ヘッドを装備させることで、例えば、基板保持位置P1に保持された基板3に対して、XYロボット4により上記塗布供給ヘッドをX軸方向又はY軸方向に移動させることで、基板3における部品の装着位置と塗布供給ヘッドとの位置合わせを行なうことができ、上記装着位置へのクリーム半田や接着剤等の供給を行なうことができる。従って、部品装着装置101において、当該塗布供給ヘッドが装備された作業領域を塗布供給作業領域とすることができる。
In the above, in the
具体的な例を挙げて説明すると、図1に示す部品装着装置101において、図示右側の作業領域(すなわち、装着作業領域R1)を塗布供給作業領域として、図示左側の作業領域を装着作業領域R2とすることで、上記塗布供給作業領域における基板保持位置P1に搬送されて保持された基板3に対して、上記塗布供給ヘッドによりクリーム半田等の塗布供給作業を行ない、その後、基板搬送装置12により当該基板3を、装着作業領域R2における基板保持位置P2に搬送して保持させて、当該保持された基板3に対して、上記塗布供給されたクリーム半田等を介しての部品の装着を、ヘッド部20により行なうことができる。すなわち、部品装着装置101において、クリーム半田等の塗布供給作業及び部品装着作業を行なうことができ、効率的な部品装着を行なうことができるとともに、装置の小型化を図ることができる。
A specific example will be described. In the
なお、上記塗布供給ヘッドにおいては、IC部品供給ヘッド10の取付部40aやチップ部品装着ヘッド110の取付部140aと共通の形状を有し、XYロボット4のヘッド取付部4aと着脱可能に係合可能な取付部がそのメインフレームに形成されており、また、上記塗布供給ヘッドの動作制御を行なうヘッド制御部が、上記メインフレームに支持されて備えられている。また、部品装着装置101に備えられている電源線L1及び通信線L2の夫々の配線は、当該塗布供給ヘッドに対しても共通して用いることができ、これら夫々の配線を介して、上記塗布供給ヘッドのヘッド制御部と装置本体側の制御装置45とを電気的制御的に接続することができる。
The coating supply head has the same shape as the mounting
上記第1実施形態によれば、以下のような種々の効果を得ることができる。 According to the first embodiment, the following various effects can be obtained.
部品実装装置101において、夫々のXYロボット4及び14に、ヘッド部10及び20を着脱可能に装備することができることにより、様々な種類の部品の装着に対して、柔軟に対応することができる。特に、複数の種類のヘッド部、例えば、IC部品装着ヘッド10やチップ部品装着ヘッド110等の中から、装着される部品の種類に応じた(すなわち、装着される部品の装着に適した1つのヘッド部を選択して、XYロボット4、14に装備させることで、多様化された種類の部品の装着に効率的に対応することができる。
In the
また、夫々のヘッド部(例えば、ヘッド部10)におけるメインフレーム40には、当該ヘッド部10の動作を制御するヘッド制御部90が支持されて備えられており、ヘッド部10と一体的な状態とされていることにより、ヘッド部10の交換を行なうことで、同時的にヘッド制御部90の交換をも行なうことができる。従って、上記ヘッド部の交換装備に伴って、交換する必要が生じるヘッドコントローラ91やヘッドドライバ92の交換に伴う作業を大幅に簡素化して、上記ヘッド部の交換装備作業を容易なものとすることができる。
Further, the
一方、XYロボット4、14に装備されるヘッド部の種類が異なっても交換する必要がない制御的な構成(例えば、XYロボットコントローラ48や本体コントローラ47)を、装置本体側に備えられた制御装置45に備えさせることで、ヘッド部10等に一体的に備えさせるヘッド制御部90の構成を最小限必要なものに限ることができ、このようなヘッド制御部を備えさせながらヘッド部の構成の簡素化及び小型化を図ることができる。
On the other hand, a control configuration (for example, the
また、このような構成のヘッド部(例えば、ヘッド部10)におけるヘッド制御部90と、装置本体側の制御装置45とを互いに電気的・制御的に接続する配線である電源線L1と通信線L2とは、ヘッド部の種類、すなわちヘッド制御部の種類に拘らず、共通して使用することが可能に構成されているので、ヘッド部の交換装備を行なうような場合であっても、当該配線の交換及び変更作業を伴うことがない。従って、ヘッド部の交換作業をさらに容易なものとすることができる。
Further, the power supply line L1 and the communication line which are wirings that electrically and controlably connect the
また、ヘッドコントローラ91やヘッドドライバ92等を有するヘッド制御部90をヘッド部10に一体的に備えさせたことにより、両者間の配線を、ヘッド部10が作動するのに必要な電力を供給する電源線L1と、両者間の制御情報の伝達を行なう通信線L2とに限ることが可能となる。これにより、ヘッド部10と制御装置45間の配線量を、従来に比して著しく削減することができる。従って、従来において、上記配線量が多いことにより、XYロボットによるヘッド部の移動動作が阻害されるという問題を改善することができ、XYロボットによるヘッド部の移動動作における動作特性を向上させることができる。
In addition, since the
また、夫々のXYロボット(例えば、XYロボット4)には、夫々のヘッド部を着脱可能に取り付ける共通のヘッド取付部(例えば、ヘッド取付部4a)が形成されており、一方、夫々のヘッド部(例えば、IC部品装着ヘッド10)には、上記ヘッド取付部と係合されるように、夫々のヘッド部間で共通の形状として形成された取付部(例えば、取付部40a)が備えられていることにより、両者の係合又は係合解除を行なうことで、ヘッド部の交換装備を容易に行なうことができる。
Further, each XY robot (for example, XY robot 4) is formed with a common head mounting portion (for example, head mounting portion 4a) to which each head portion is detachably attached. (For example, the IC component mounting head 10) includes a mounting portion (for example, the mounting
また、ヘッド部(例えば、ヘッド部10)に備えられたヘッド制御部90における夫々の制御基板(ヘッドコントローラ91、ヘッドドライバ、I/Oユニット94)が、夫々の表面を基板の表面と略直交するように整列配置され、かつ夫々の制御基板の間に所定の隙間が設けられていることにより、制御動作によって夫々の制御基板から発生する熱量を、当該夫々の隙間において自然換気により容易かつ効率的に除去することができる。また、このような夫々の隙間が、上記夫々の制御基板の表面沿いの方向である上下方向に延在して形成されていることにより、当該発生された熱量が上記隙間における上昇気流を誘発して、上記自然換気による冷却をさらに効果的なものとすることができる。
In addition, each control board (
(第2実施形態)
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、本発明の第2の実施形態にかかる部品装着装置が備えるヘッド部210は、その機能及び構成が、上記第1実施形態のヘッド部10と略同じであるものの、当該ヘッド部が備える夫々の制御基板の配置が異なるものである。以下、この構成が異なる部分についてのみ説明を行なうものとする。
(Second Embodiment)
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can implement with another various aspect. For example, the
このようなヘッド部210の断面図を図12に示す。図12に示すように、ヘッド部210は、上記第1実施形態のヘッド部10と同様に、吸着ノズル11を装備する3台のヘッドユニット30と、対応するヘッドユニット30の昇降動作を行なう3台の昇降ユニット50とを備えている。また、夫々のヘッドユニット30及び昇降ユニット50は、メインフレーム240に支持されて備えられている。また、メインフレーム240の上部には、XYロボットにおけるヘッド取付部と係合可能な取付部240aが形成されており、当該係合/係合解除により、XYロボットへのヘッド部210の装備/装備解除を行なうことが可能となっている。
A sectional view of such a
また、ヘッド部210の動作制御を行なうヘッド制御部290もメインフレーム240に支持されて備えられており、さらに、ヘッド制御部290においては、複数の制御基板が、その表面が基板の3の表面と略平行となるように配列、すなわち、上下方向に配列されて備えられている。具体的には、図12に示すように、図示下側より上側に向けて、複数枚のヘッドドライバ92、ヘッドコントローラ291、そして、I/Oユニット294の順序で、夫々の制御基板が整列配列されている。また、夫々の制御基板の間には、各々の制御基板にて制御動作の際に発生した熱量を換気するための換気用の隙間が設けられており、当該隙間の空気を自然換気させることで、上記発生した熱量を効果的に除去することができる。
Further, a
このような構成のヘッド部210においては、ヘッド制御部290における夫々の制御基板が、その表面が基板3の表面と略平行となるように配列されてた状態で、メインフレーム240に支持されているため、XYロボット4によるヘッド部210のX軸方向又はY軸方向の移動が行なわれるような場合であっても、ヘッド制御部290における夫々の制御基板に発生する振動を抑制することができる。特に、XYロボットへのヘッド部の交換装備の容易性を目的として、X軸方向又はY軸方向への移動を伴うヘッド部自体にヘッド制御部を備えさせているが、夫々の制御基板における振動の発生が抑制されているため、ヘッド部の移動に伴う弊害をヘッド制御部に与えることが未然に防止されている。
In the
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。 It is to be noted that, by appropriately combining arbitrary embodiments of the various embodiments described above, the effects possessed by them can be produced.
1 部品
3 基板
4、14 XYロボット
4a ヘッド取付部
4b フランジ受部
6 部品供給カセット
8 カセット部品供給装置
10、20 ヘッド部(IC部品装着ヘッド)
11 吸着ノズル
12 基板搬送装置
16 部品供給トレイ
18 トレイ部品供給装置
22 基台
30 ヘッドユニット
31 シャフト部
32 軸受け部
33 ヘッドフレーム
34 回転駆動モータ
35 LMレール
36 LMブロック
40 メインフレーム
40a 取付部
40b フランジ部
41 貫通窓部
45 制御装置
46 電源部
47 本体コントローラ
48 XYロボットコントローラ
49 XYドライバ
50 昇降ユニット
51 ボールネジ軸部
52 ナット部
53 昇降駆動モータ
54 連結バー
60 部品撮像カメラ
61 カメラ支持フレーム
90 ヘッド制御部
91 ヘッドコントローラ
92 ヘッドドライバ
93 ヘッドメカ部
94 I/Oユニット
L1 電源線
L2 通信線
S 軸心
T 軸心
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (8)
上記部品を保持可能な部品保持部材を有し、上記供給される部品の種類に応じて、複数の種類のヘッド部の中から選択された1つのヘッド部と、
上記選択された1つのヘッド部が着脱可能に装備されるヘッド取付部を有し、当該ヘッド取付部に装備された上記ヘッド部を、上記基板の大略表面沿いでありかつ互いに直交するX方向およびY方向に移動させるヘッド移動装置と、
上記各々のヘッド部の種類に相応した上記ヘッド部による上記部品の装着動作の制御を行なう複数の制御基板を有するヘッド制御部とを備え、
上記夫々の制御基板の各々の表面が上記基板の表面と略平行に配置されるように、当該夫々の制御基板が上記ヘッド部に支持されることを特徴とする部品装着装置。 In a component mounting apparatus that mounts supplied components on a board,
A component holding member capable of holding the component, and one head unit selected from a plurality of types of head units according to the type of component to be supplied;
A head mounting portion on which the selected one head portion is detachably mounted; and the head portion mounted on the head mounting portion is arranged along an X direction substantially along the surface of the substrate and orthogonal to each other. A head moving device for moving in the Y direction ;
A head control unit having a plurality of control boards for controlling the mounting operation of the component by the head unit corresponding to the type of each head unit,
A component mounting apparatus, wherein each control board is supported by the head portion such that each surface of each control board is arranged substantially parallel to the surface of the board.
上記主制御装置は、装置本体側に備えられている請求項1から4のいずれか1つに記載の部品装着装置。 A moving device control unit for controlling the moving operation of the head unit by the head moving device; the control of the moving operation of the head unit by the moving device control unit; and the mounting operation of the head unit by the head control unit. A main control device for controlling the control in association with each other;
5. The component mounting device according to claim 1 , wherein the main control device is provided on a device main body side.
上記通信手段は、上記夫々の種類のヘッド部に対し、共通して使用される請求項5に記載の部品装着装置。 Communication means for communicating information for each control between the head control unit of the selected one head unit and the main control device is provided on the apparatus main body side,
The component mounting apparatus according to claim 5 , wherein the communication unit is used in common for the respective types of head units.
上記ヘッド移動装置は、上記選択された1つのヘッド部を上記待機された別の種類のヘッド部と交換可能に装備可能である請求項1から6のいずれか1つに記載の部品装着装置。 Among the remaining plurality of types of head portions where the one head portion is selected, a head portion of a type different from the one head portion is provided on standby so as to be attachable to the head portion mounting portion,
The component mounting apparatus according to any one of claims 1 to 6 , wherein the head moving device can be mounted so that the selected one head portion can be exchanged with another type of the head portion that has been waiting.
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