JP4396244B2 - 電子部品実装装置およびトレイフィーダ - Google Patents

Description

本発明は、電子部品を基板に移送搭載する電子部品実装装置およびこの電子部品実装装置においてトレイに収納された電子部品を搭載ヘッドによる部品取り出し位置に供給するトレイフィーダに関するものである。

電子部品を基板に実装する電子部品実装装置には、電子部品を供給するパーツフィーダが配置された部品供給部が設けられており、電子部品はこの部品供給部から搭載ヘッドによってピックアップされ基板に移送搭載される。同一実装ステージにて実装される電子部品の種類が多い場合には、部品供給部には複数種類のパーツフィーダが連結され、大型の電子部品が含まれる場合には、パーツフィーダとして電子部品を平面配列で格納したトレイから電子部品を取り出すためのトレイフィーダが配置される（例えば特許文献１参照）。
特開平５−２３５５８７号公報

しかしながら上述文献例では、トレイフィーダを電子部品実装装置に連結する形態として、電子部品実装装置の基板搬送方向側にトレイフィーダを張り出す形で連結する構成を採用していたため、電子部品実装装置の基板搬送方向の長さ増大を避けることができなかった。このため、トレイに部品供給を必要とする電子部品実装ラインにおいては設備専有面積が増大し、面積生産性が低下するという問題点があった。

そこで本発明は、設備専有面積を減少させ面積生産性を向上させることができる電子部品実装装置およびトレイフィーダを提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の電子部品実装装置は、部品供給部によって供給される電子部品を搭載ヘッドによって基板に移送搭載する電子部品実装装置であって、基板を搬送する前記搬送路上に設定された２つの実装ステージと、前記実装ステージの両側にそれぞれ配置されたテープフィーダと、前記基板の搬送方向である第１方向における前記テープフィーダの外方側部に配置されたトレイフィーダとを備え、前記トレイフィーダは、電子部品を
平面配列で格納したトレイを収納するトレイ収納部と、このトレイ収納部から前記トレイを前記基板の搬送方向である第１方向と直交する第２方向に引き出して保持する引き出し部と、この引き出し部を昇降させる昇降機構を備えており、前記テープフィーダの第１方向における外方側部であり、前記テープフィーダの第２方向における部品吸着位置と同じ位置に配置されている部品取り出し位置に、前記トレイに格納された電子部品を第１方向に延びる第１搬送部と第２方向に延びる第２搬送部により位置させる。また請求項２記載の電子部品実装装置は、請求項１記載の電子部品実装装置であって、前記第１搬送部は前記トレイの凹部内の電子部品をノズルによって吸着して取り出す取り出しヘッドを備え、また前記第２搬送部は前記取り出しヘッドから電子部品を受け渡されて真空吸着して保持して前記取り出し位置まで移動する部品保持部を備えた。

本発明によれば、電子部品を平面配列で格納したトレイを収納するトレイ収納部からトレイを基板の搬送方向と直交する第２方向に引き出し、引き出されたトレイから電子部品
を取り出して第２方向から搭載ヘッドによる部品取り出し位置まで搬送する構成を採用することにより、電子部品実装装置の基板搬送方向の長さの増大を極小にして、面積生産性を向上させることができる。

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に用いられるトレイフィーダの斜視図、図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に用いられるトレイフィーダの断面図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に用いられるトレイ引き出しテーブルの斜視図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に用いられる部品搬送機構の斜視図、図６は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分平面図、図７は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品供給動作の動作説明図である。

まず図１を参照して電子部品搭載装置の構造を説明する。図１において、電子部品搭載装置の架台１上には、Ｘ方向に搬送路２が配設されている。搬送路２は電子部品が実装される基板３を搬送し、搬送路２上に設定された２つの実装ステージＳ１，Ｓ２において基板３を位置決めする。実装ステージＳ１，Ｓ２の両側には、それぞれ部品供給部４Ａ，４Ｂが配設されている。部品供給部４Ａには、複数のテープフィーダ５およびトレイフィーダ１１が配置されている。

テープフィーダ５、トレイフィーダ１１はいずれも部品供給手段であり、テープフィーダ５は電子部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、電子部品を以下に説明する搭載ヘッド８Ａ，８Ｂによる部品取り出し位置に供給する。またトレイフィーダ１１は、トレイ３０に格子状の平面配列で格納された電子部品を、部品搬送機構１２を介して基板の搬送方向である第１方向（Ｘ方向）と直交する第２方向（Ｙ方向）から、搭載ヘッド８Ａ，８Ｂによる部品取り出し位置に供給する。すなわち部品供給部４Ａには、トレイフィーダ１１を含む複数の部品供給手段が配設されている。また部品供給部４Ｂには、複数のテープフィーダ５のみが配置されている。

実装ステージＳ１，Ｓ２はそれぞれ搭載ヘッド８Ａ，８Ｂを備えている。搭載ヘッド８Ａ，８Ｂはそれぞれ複数の単位搭載ヘッド８ａを備えたマルチ型ヘッドであり、複数の電子部品を同時に吸着保持可能となっている。搭載ヘッド８Ａは、Ｙ軸テーブル６Ａ、Ｘ軸テーブル７Ａによって移動し、部品供給部４Ａのテープフィーダ５またはトレイフィーダ１１から取り出された電子部品を実装ステージＳ１，Ｓ２に位置決めされた基板３に移送搭載する。また搭載ヘッド８Ｂは、Ｙ軸テーブル６Ｂ、Ｘ軸テーブル７Ｂによって移動し、部品供給部４Ｂのテープフィーダ５から取り出された電子部品を実装ステージＳ１，Ｓ２に位置決めされた基板３に移送搭載する。搭載ヘッド８Ａ，８Ｂは基板認識カメラ９と一体的に移動し、基板認識カメラ９が基板３を撮像することにより、基板３の位置が認識される。

搭載ヘッド８Ａ，８Ｂがそれぞれの部品供給部から実装ステージに移動する経路には、部品撮像カメラ１０が配設されている。電子部品を保持した搭載ヘッド８Ａ，８Ｂが部品撮像カメラ１０の上方を移動することにより、保持された電子部品が部品撮像カメラ１０によって撮像され、これにより搭載ヘッド８Ａ，８Ｂに保持された状態における電子部品の位置が認識される。

次に、図２，図３，図４を参照して、トレイフィーダ１１の構造を説明する。図２に示すように、トレイフィーダ１１はカバー１１ａ内にマガジン収容部１４、引き出し部２６、昇降機構２３を配設した構成となっている。トレイフィーダ１１はキャスタ１３によっ
て移動自在となっており、部品供給部４Ａに着脱自在にセットされる。電子部品を収納したトレイ３０は、板状のパレット１５に装着された状態でトレイフィーダ１１に供給される。

図３に示すように、トレイフィーダ１１はキャスター１３によって横移動自在に支持されたベース部材２０にフレーム２１，２２を立設した構造となっている。フレーム２１にはマガジン収容部１４が固着されており、マガジン収容部１４内には、２個のマガジン１６が収容されている。マガジン１６はトレイ３０が装着された複数のパレット１５を段積み状態で収容する。マガジン収容部１４は、電子部品を平面配列で格納したトレイ３０を収納するトレイ収納部となっている。なお図２においては、トレイ３０の図示を省略している。マガジン収容部１４の上方には、実装されずに排出される電子部品を収容する排出部１７が配設されている。

フレーム４にはモータ２４および送りねじ２５を備えた昇降機構２３が配設されており、昇降機構２３を駆動することにより、引き出し部２６が昇降する。これにより、引き出し部２６をマガジン収容部１４内のマガジン１６に収容された任意のパレット１５の高さに合わせることができる。引き出し部２６は水平なトレイ引き出しテーブル２７およびトレイ引き出し機構を駆動するモータ２８を備えている。

トレイ引き出し機構について説明する。図４に示すようにトレイ引き出しテーブル２７には、パレット保持面２７ａに沿ってＹ方向に移動する引き出し部材２９が設けられている。パレット１５の端部に設けられた係合部１５ａに引き出し部材２９を係合させた状態でモータ２８を駆動することにより、上面にトレイ３０を装着したパレット１５はパレット保持面２７ａに沿ってＹ方向に引き出される。

これにより、トレイ３０を装着したパレット１５をマガジン収容部１４内のマガジン１６からパレット保持面２７ａ上に引き出しトレイ引き出しテーブル２７によって保持することができる。また引き出し部材２９を逆方向に駆動することにより、トレイ３０をパレット保持面２７ａからマガジン１６内に戻し入れることができる。すなわち引き出し部２６は、マガジン収容部１４からトレイ３０を基板の搬送方向と直交する第２方向（Ｙ方向）に引き出して保持する。

トレイ３０を装着したパレット１５を保持させた状態で引き出し部２６を上昇させることにより、トレイ３０は部品搬送機構１２による取り出し高さに移動する。そして凹部３０ａ内の電子部品は後述する取り出しヘッド３３のノズル３３ａによって取り出され、次に説明する部品搬送機構１２によって電子部品実装装置の搭載ヘッドによる取り出し位置まで搬送される。このとき、トレイ引き出し機構を駆動して、トレイ３０を凹部３０ａのＹ方向配列ピッチｐ１ずつピッチ送りすることにより、ノズル３３ａをＹ方向に移動させることなく、格子状配列の複数の凹部３０ａから順次電子部品を取り出すことが可能となっている。

次に図５を参照して、部品搬送機構１２の構造を説明する。図５に示すように、第１搬送部１２Ｘ、第２搬送部１２ＹはＬ字状に組み合わされた配置となっており、それぞれ破線枠で示すカバー部材に覆われている。第１搬送部１２Ｘは、トレイ３０の直上にＸ方向に位置する水平なＸ軸テーブル３１を備えており、Ｘ軸テーブル３１に長手方向に配設されたガイドレール３１ａには、移動プレート３２がＸ方向にスライド自在に装着されている。

移動プレート３２には、下端部に取り出しノズル３３ａを備えた取り出しヘッド３３が２基装着されている。移動プレート３２はＸ駆動機構（図示省略）によって水平移動し、
これにより、取り出しヘッド３３はトレイ３０から取り出しノズル３３ａによって電子部品を吸着して取り出し、第２搬送部１２Ｙへの部品受け渡し位置の直上まで移動する。

第２搬送部１２Ｙは、Ｙ方向に水平に配設されたＹ軸テーブル３４を備えており、電子部品実装装置にセットする際には、部品供給部４Ａのテープフィーダ５に平行に装着される。Ｙ軸テーブル３４に長手方向に配設されたガイドレール３４ａには、部品搬送テーブル３５がＹ方向にスライド自在に装着されている。部品搬送テーブル３５には、電子部品を真空吸着して保持する部品保持部３５ａが２箇所設けられている。部品搬送テーブル３５はＹ駆動機構（図示省略）によって水平移動し、これにより、取り出しヘッド３３から電子部品を受け渡されて部品保持部３５ａに保持した部品搬送テーブル３５は、以下に説明する搭載ヘッド８Ａによる部品取り出し位置まで移動する。

図６は部品供給部４Ａにおける部品取り出し位置を示している。２つの部品保持部３５ａの配列ピッチｐ２は、テープフィーダ５の部品吸着位置５ａ間の配列ピッチｐ２と一致している。ここで搭載ヘッド８Ａにおいては単位搭載ヘッド８ａは配列ピッチｐ２と同一ピッチで配置されている。したがって搭載ヘッド８Ａは、複数の単位搭載ヘッド８ａによってテープフィーダ５の部品吸着位置５ａに位置する複数の電子部品を同時吸着可能であるとともに、部品搬送テーブル３５に保持された２つの電子部品を同時吸着可能となっている。

すなわち上記構成において、部品搬送機構１２は、トレイ３０に格納された電子部品を取り出しヘッド３３によって取り出して第１方向（Ｘ方向）に搬送する第１搬送部１２Ｘと、第１搬送部１２Ｘから電子部品を受け取って第２方向（Ｙ方向）から搭載ヘッド８Ａによる部品取り出し位置に搬送する第２搬送部１２Ｙを備えている。すなわち、図６に示すように、部品取り出し位置はテープフィーダ５の第１方向における外方側部にあって、部品吸着位置と同じ位置に配置されている。そして、第１方向に延びる第１搬送部１２Ｘはトレイ３０から複数の電子部品を同時に取り出し、第２方向に延びる第２搬送部１２Ｙはこれらの複数の電子部品を、所定の配列ピッチｐ２で搭載ヘッド８Ａによる部品取り出し位置に位置させる構成となっている。

次に図７を参照して、トレイフィーダ１１による部品供給動作について説明する。なお図７においては、パレット１５などの詳細図示は省略し、トレイ引き出しテーブル２７およびトレイ３０のみを図示している。図７（ａ）において、トレイ３０には電子部品Ｐが格子状の平面配列で収納されており、トレイ３０は引き出し部２６によってトレイ引き出しテーブル２７上に引き出された状態にある。そして第２搬送部１２Ｙにおいては、部品搬送テーブル３５は第１搬送部１２Ｘからの部品受渡位置にある。

部品供給動作が開始されると、図７（ｂ）に示すように、トレイ３０が矢印方向に移動して第１列目の電子部品Ｐが第１搬送部１２Ｘによる部品取り出し位置に位置する。トレイ３０から電子部品Ｐを取り出した取り出しヘッド３３は、図７（ｃ）に示すように、第１搬送部１２ＸによってＸ方向に移動し、第２搬送部１２Ｙの部品搬送テーブル３５上に移動する。

そして部品搬送テーブル３５に電子部品Ｐを受け渡した取り出しヘッド３３は、前回取り出した電子部品Ｐに隣接する電子部品Ｐを取り出すべく、図７（ｄ）に示すように再びトレイ３０上に移動する。また取り出しヘッド３３から電子部品Ｐを受け取った部品搬送テーブル３５は、第２搬送部１２ＹによってＹ方向に移動し、図７（ｅ）に示すように、搭載ヘッド８Ａによる部品取り出し位置に到達する。そして搭載ヘッド８Ａは、これらの電子部品Ｐを取り出し、基板３に移送搭載する。

上記説明したように本実施の形態においては、トレイフィーダを含む複数種類の部品供給手段が配置される電子部品実装装置において、トレイ３０を収納するマガジン収容部１
４からトレイ３０を基板の搬送方向と直交するＹ方向に引き出し、引き出されたトレイ３０から電子部品を取り出して、Ｙ方向から搭載ヘッド８Ａによる部品取り出し位置まで搬送する構成を採用している。

これにより、先行技術例に示すように、トレイフィーダを基板搬送方向側から接続する従来の電子部品実装装置と比較して、トレイフィーダを接続することによる電子部品実装装置の基板搬送方向の長さの増大を極小にすることができ、面積生産性を向上させることができる。

本発明の電子部品実装装置およびトレイフィーダは、電子部品実装装置の基板搬送方向の長さの増大を極小にして、面積生産性を向上させることができるという効果を有し、多数種類の電子部品を基板に実装する多品種対応の汎用型電子部品実装装置に対して有用である。

本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に用いられるトレイフィーダの斜視図 図３は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に用いられるトレイフィーダの断面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に用いられるトレイ引き出しテーブルの斜視図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に用いられる部品搬送機構の斜視図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分平面図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置における部品供給動作の動作説明図

符号の説明

３ 基板
４Ａ，４Ｂ 部品供給部
５ テープフィーダ
８Ａ，８Ｂ 搭載ヘッド
１１ テープフィーダ
１２ 部品搬送機構
１２Ｘ 第１搬送部
１２Ｙ 第２搬送部
１４ トレイ収納部
２３ 昇降機構
２６ 引き出し部
３０ トレイ
３３ 取り出しヘッド
３５ 部品搬送テーブル
Ｐ 電子部品

Claims (2)

1. 部品供給部によって供給される電子部品を搭載ヘッドによって基板に移送搭載する電子部品実装装置であって、基板を搬送する前記搬送路上に設定された２つの実装ステージと、前記実装ステージの両側にそれぞれ配置されたテープフィーダと、前記基板の搬送方向である第１方向における前記テープフィーダの外方側部に配置されたトレイフィーダとを備え、
   前記トレイフィーダは、電子部品を平面配列で格納したトレイを収納するトレイ収納部と、このトレイ収納部から前記トレイを前記基板の搬送方向である第１方向と直交する第２方向に引き出して保持する引き出し部と、この引き出し部を昇降させる昇降機構を備えており、
   前記テープフィーダの第１方向における外方側部であり、前記テープフィーダの第２方向における部品吸着位置と同じ位置に配置されている部品取り出し位置に、前記トレイに格納された電子部品を第１方向に延びる第１搬送部と第２方向に延びる第２搬送部により位置させることを特徴とする電子部品実装装置。
2. 前記第１搬送部は前記トレイの凹部内の電子部品をノズルによって吸着して取り出す取り出しヘッドを備え、また前記第２搬送部は前記取り出しヘッドから電子部品を受け渡されて真空吸着して保持して前記取り出し位置まで移動する部品保持部を備えたことを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。

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