JP5930728B2

JP5930728B2 - 部品実装装置

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Publication number: JP5930728B2
Application number: JP2012008918A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　武; 武佐藤; 啓祐名桐
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2012-01-19
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2032-01-19
Also published as: JP2013149778A

Description

本発明は、部品移載装置で部品供給装置から部品を吸着保持し、基板搬送装置で搬送される基板上に移送して装着する部品実装装置に関する。

例えば、特許文献１には、以下の部品実装装置が開示されている。この部品実装装置は、複数台の部品供給装置（供給部）と、各部品供給装置に対応した複数台の部品移載装置（移載ヘッド）と、各部品移載装置に対応した複数台の仮置きステージとを備えている。この部品実装装置は、一の部品移載装置による部品の装着が他の部品移載装置による部品の装着よりも先に完了して一の部品移載装置が待機したとき、一の部品移載装置により次回の装着サイクルで装着する部品を仮置きステージに仮置きして待機させるように構成されている。これにより、一の部品移載装置の待機時間を有効活用することができ、実装タクトタイムを短縮させることができる。

特開２００１−６８８９４号公報（段落番号０００５、図２）

特許文献１に記載の部品実装装置では、一の部品移載装置による仮置き待機動作は、一の部品移載装置による部品の装着が他の部品移載装置による部品の装着よりも先に完了したときに限定されている。このため、全ての部品移載装置により部品の装着が行われている場合には、仮置き待機動作を行うことができないおそれがあり、実装タクトタイムを短縮させることができない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、次回の装着サイクルで装着する部品を確実に待機させることができる部品実装装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明は、部品取出し箇所で部品を一個ずつ取出し可能に貯留する部品貯留装置を部品種毎に備えた部品供給装置と、基板を部品実装位置に搬入出する基板搬送装置と、駆動装置によって水平面内で移動される実装ヘッドおよび該実装ヘッドに装着された複数の部品吸着ノズルを備え、前記部品を前記部品実装位置に搬入された前記基板上に移送して装着する装着サイクルを繰り返す部品移載装置と、前記部品の準備位置に配置され、前記部品移載装置が次回の装着サイクルで前記基板上に装着する前記部品を待機可能に保持する待機部品保持装置と、前記部品を前記部品貯留装置から取り出し、前記待機部品保持装置に移送して保持させる待機部品配列装置と、を備え、前記複数の部品吸着ノズルが装着された前記実装ヘッドは前記部品移載装置および前記待機部品配列装置と着脱可能並びに前記実装ヘッド単体で前記部品の吸着保持が可能であり、前記待機部品保持装置に前記実装ヘッドが前記部品を吸着した状態で載置可能であることである。

請求項２に係る発明は、部品取出し箇所で部品を一個ずつ取出し可能に貯留する部品貯留装置を部品種毎に備えた部品供給装置と、基板を部品実装位置に搬入出する基板搬送装置と、駆動装置によって水平面内で移動される実装ヘッドおよび該実装ヘッドに装着された複数の部品吸着ノズルを備え、前記部品を前記部品実装位置に搬入された前記基板上に移送して装着する装着サイクルを繰り返す部品移載装置と、前記部品の準備位置に配置され、前記部品移載装置が次回の装着サイクルで前記基板上に装着する前記部品を待機可能に保持する待機部品保持装置と、前記部品を前記部品貯留装置から取り出し、前記待機部品保持装置に移送して保持させる待機部品配列装置と、を備え、前記待機部品配列装置は、前記部品吸着ノズルが前記基板に装着する前記部品を前記部品供給装置からトレイに配列し、前記待機部品保持装置は、今回の装着サイクルで装着される前記部品が配列されていたトレイと次回の装着サイクルで装着される前記部品が配列されたトレイとを交換するトレイ交換装置を備えることである。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の部品実装装置であって、前記待機部品配列装置は、前記各装着サイクルで前記複数の部品吸着ノズルが前記基板に装着する前記部品を、前記部品吸着ノズルの配列および前記基板上に装着されるときの前記部品の装着角度の少なくとも一方に応じて前記待機部品保持装置に保持させることである。

請求項１に係る発明によれば、部品実装装置は、今回の装着サイクルで使用する部品を移送して基板上に装着する専用の部品移載装置と、次回の装着サイクルで使用する部品を移送して待機させる専用の待機部品配列装置とを備えている。このため、部品移載装置が、部品装着動作中であっても、待機部品配列装置は、部品待機動作を行うことができる。よって、部品移載装置および待機部品配列装置の稼働率を向上させることができ、実装タクトタイムを短縮させることができる。１つの部品供給装置に少なくとも１つ以上の待機部品配列装置を配置し、対応する部品移載装置への部品供給補助を行うことで、実装タクトタイムの大幅な短縮が可能となる。ここでいう待機部品配列装置に対応する部品移載装置は、１つであっても良いし、複数であっても良い。更にここでいう対応する部品移載装置は、１つの基板搬送装置に対応していても良いし、複数の基板搬送装置に対応していても良い。そして、部品移載装置の実装ヘッドは、部品移載装置および待機部品配列装置と着脱可能で、離脱後でも部品の吸着保持が可能で、部品を吸着した状態で待機部品保持装置に載置可能になっている。このため、待機部品配列装置は、部品移載装置から離脱された実装ヘッドを装着し、次回の装着サイクルで基板上に装着する部品を吸着保持し、待機部品保持装置に載置しておくことができる。よって、部品移載装置は、当該実装ヘッドをそのまま装着して吸着保持されている部品を基板上に装着することができるので、実装タクトタイムをさらに短縮させることができる。

請求項２に係る発明によれば、部品実装装置は、今回の装着サイクルで使用する部品を移送して基板上に装着する専用の部品移載装置と、次回の装着サイクルで使用する部品を移送して待機させる専用の待機部品配列装置とを備えている。このため、部品移載装置が、部品装着動作中であっても、待機部品配列装置は、部品待機動作を行うことができる。よって、部品移載装置および待機部品配列装置の稼働率を向上させることができ、実装タクトタイムを短縮させることができる。１つの部品供給装置に少なくとも１つ以上の待機部品配列装置を配置し、対応する部品移載装置への部品供給補助を行うことで、実装タクトタイムの大幅な短縮が可能となる。ここでいう待機部品配列装置に対応する部品移載装置は、１つであっても良いし、複数であっても良い。更にここでいう対応する部品移載装置は、１つの基板搬送装置に対応していても良いし、複数の基板搬送装置に対応していても良い。そして、待機部品保持装置は、今回の装着サイクルで装着される部品が配列されていたトレイと次回の装着サイクルで装着される部品が配列されたトレイとを交換するトレイ交換装置を備えている。このため、待機部品配列装置は、新たなトレイに次々回以降の装着サイクルで装着される部品を予め配列しておくことができる。よって、待機部品配列装置の稼働率を向上させることができ、実装タクトタイムをさらに短縮させることができる。

請求項３に係る発明によれば、待機部品配列装置は、部品吸着ノズルの配列および基板上に装着されるときの部品の装着角度の少なくとも一方に応じて、待機部品保持装置において部品を保持させている。これにより、部品移載装置は、待機部品保持装置に保持されている部品を短時間にもしくは一時にそのまま吸着保持し、部品吸着ノズルの配列順に基板上に装着することができる。また、吸着保持した部品の基板上への装着角度は設定済みであるため、吸着姿勢のみを補正すればよい。よって、部品移載装置の稼働率を向上させることができ、実装タクトタイムをさらに大幅に短縮させることができる。また、部品移載装置の動作プログラムにおいて、部品の装着順序や装着角度等のデータ処理が省略可能となるので、簡易なプログラムとなって高速処理が可能となる。

本発明の実施の形態による部品実装装置の概略を示す平面図である。図１の部品実装装置の主要部をＹ方向に見た概略図である。（Ａ）は、図１の部品実装装置の待機部品保持装置に保持された部品の配置例を示す平面図、（Ｂ）は、別の配置例を示す平面図である。（Ａ）は、図１の部品実装装置による部品装着経路を示す平面図、（Ｂ）は、従来の部品実装装置による部品装着経路を示す平面図である。（Ａ）は、第２の実施の形態による部品実装装置をＹ方向に見た概略図、（Ｂ）は、該部品実装装置の待機部品配列装置による部品の吸着動作を示す概略図、（Ｃ）は、該部品実装装置の待機部品配列装置による部品の反転動作を示す概略図、（Ｄ）は、該部品実装装置の待機部品配列装置による部品の受け渡し動作を示す概略図である。（Ａ）は、第３の実施の形態による部品実装装置をＹ方向に見た概略図、（Ｂ）は、該部品実装装置の待機部品配列装置および部品移載装置の各実装ヘッドを待機部品保持装置に移送した状態を示す概略図、（Ｃ）は、待機部品配列装置および部品移載装置の各実装ヘッドを待機部品保持装置に載置した状態を示す概略図、（Ｄ）は、待機部品配列装置および部品移載装置が待機部品保持装置から実装ヘッドを交換装着した状態を示す概略図である。第４の実施の形態による部品実装装置の概略を示す平面図である。図７の部品実装装置をＹ方向に見た概略図である。第５の実施の形態による部品実装装置の概略を示す平面図である。

以下、本発明の部品実装装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図において、基板ＰＢの搬送方向をＹ方向、Ｙ方向と直交する水平方向をＸ方向、Ｙ方向と直交する垂直方向をＺ方向とする。

図１および図２に示すように、本実施形態による部品実装装置１は、基台１９上面の奥側（図１の上側、図２の左側）に配設され、基板ＰＢを搬送して部品実装位置Ａに搬入出する基板搬送装置２と、基台１９上面の手前側（図１の下側、図２の右側）に配設され、基板ＰＢ上に装着する部品を供給する部品供給装置３と、基台１９上面の上方に配設され、今回の装着サイクルで基板ＰＢ上に装着する部品を後述の待機部品保持装置５で吸着して移送する部品移載装置４と、基台１９上面の基板搬送装置２と部品供給装置３との間の部品準備位置Ｂに配設され、次回の装着サイクルで基板ＰＢ上に装着する部品を待機可能に保持する待機部品保持装置５と、基台１９上面の上方に配設され、待機部品保持装置５に保持させる部品を部品供給装置３で吸着して移送する待機部品配列装置６等とを備えて構成される。

基板搬送装置２は、一対のガイドレール２１ａ，２１ｂと、一対のコンベアベルト２２ａ，２２ｂと、クランプ装置２３等とを備えている。一対のガイドレール２１ａ，２１ｂは、Ｙ方向に延在し基板ＰＢの幅と略同一の距離を隔てて互いに平行に配置されている。一対のコンベアベルト２２ａ，２２ｂは、ガイドレール２１ａ，２１ｂの直下に並設されている。クランプ装置２３は、一対のガイドレール２１ａ，２１ｂの間であって実装位置の下方に配設されている。このような構成の基板搬送装置２においては、基板ＰＢが一対のガイドレール２１ａ，２１ｂによりＹ方向に案内されつつ一対のコンベアベルト２２ａ，２２ｂにより部品実装位置Ａまで搬送され、クランプ装置２３によりコンベアベルト２２ａ，２２ｂから押し上げられてクランプされ位置決め固定されるようになっている。

部品供給装置３は、異なる部品種の部品を夫々収容して供給する複数のカセット式のフィーダ３１（本発明の「部品貯留装置」に相当する）がＹ方向に沿ってセットされるフィーダホルダ部３２等を備えている。フィーダ３１は、後部に部品供給リール３３がセットされるフィーダ本体３１ａと、該フィーダ本体３１ａの前部に設けられた部品取出し箇所３１ｂとにより概略構成されている。部品供給リール３３には、部品が所定ピッチで配置されカバーテープ（図示省略）で覆われたキャリアテープ３４が巻回されている。このような構成の部品供給装置３においては、キャリアテープ３４がフィーダ本体３１ａに備えられたスプロケット（図示省略）により所定ピッチで引き出されてカバーテープが引き剥がされ、部品が部品取出し箇所３１ｂに順次送り込まれると共にキャリアテープ３４が巻き取られるようになっている。

部品移載装置４は、第１駆動装置４０（本発明の「駆動装置」に相当する）によって水平面内で移動される第１ヘッドホルダ４１等とを備えている。第１駆動装置４０は、一対の固定レール４２ａ，４２ｂと、第１ヘッド移動レール４３等とを備えている。一対の固定レール４２ａ，４２ｂは、基板搬送装置２の両端部の上方にＸ方向に延在し互いに平行に配置されている。第１ヘッド移動レール４３は、Ｙ方向に延在して配置されて両端が固定レール４２ａ，４２ｂに沿って移動可能に支持されている。第１ヘッド移動レール４３の移動は、ボールねじを介してサーボモータ（いずれも図示省略）により制御されている。

第１ヘッドホルダ４１は、第１ヘッド移動レール４３に沿って移動可能に支持されている。第１ヘッドホルダ４１の移動は、ボールねじを介してサーボモータ（いずれも図示省略）により制御されている。第１ヘッドホルダ４１には、基板ＰＢにおける部品装着位置の認識および後述の待機部品保持装置５の保持台５１上の部品保持位置の認識が可能な第１認識用カメラ４４およびＺ軸回りを回転可能且つＺ方向に昇降可能な第１実装ヘッド４５（本発明の「実装ヘッド」に相当する）が保持されている。この第１実装ヘッド４５には、部品を吸着する第１部品吸着ノズル４６（本発明の「部品吸着ノズル」に相当する）を着脱可能に保持する第１ノズルホルダ４７が、第１実装ヘッド４５の回転軸線を中心とする一円周上に等角度間隔で複数個（本例では、８個）下方に突設されている。

第１部品吸着ノズル４６が装着された第１ノズルホルダ４７は、第１実装ヘッド４５からＺ方向に昇降可能に且つＺ軸回りで回転可能に支持されている。第１部品吸着ノズル４６が装着された第１ノズルホルダ４７の昇降は、ボールねじを介してサーボモータ（いずれも図示省略）により制御され、第１部品吸着ノズル４６が装着された第１ノズルホルダ４７の回転は、ギヤ機構を介してサーボモータ（いずれも図示省略）により制御されている。第１部品吸着ノズル４６は、略中空円筒状に形成され大気圧、正圧、負圧の切換可能な三方向バルブを介して真空ポンプ（図示省略）と接続されており、ノズル下端において部品を吸着保持可能に構成されている。また、部品移載装置４と部品供給装置２の間には第１部品吸着ノズル４６の部品の吸着状態の認識が可能な部品認識用カメラ４８が取り付けられている。

このような構成の部品移載装置４においては、後述の待機部品保持装置５の保持台５１上に保持されている部品が、第１部品吸着ノズル４６により吸着され第１ヘッド移動レール４３および第１ヘッドホルダ４１により部品実装位置Ａに位置決めされた基板ＰＢまで移送され、第１部品吸着ノズル４６により基板ＰＢ上の部品装着位置に装着されるようになっている。

待機部品保持装置５は、複数の部品を並べて待機可能に保持する保持台５１等を備えている。このような構成の待機部品保持装置５の保持台５１上には、部品移載装置４の複数本（本例では、８本）の第１部品吸着ノズル４６で次回の装着サイクル時に基板ＰＢ上に装着する部品を吸着可能なように、後述する待機部品配列装置６の複数本（本例では、８本）の第２部品吸着ノズル６６で吸着された当該部品が載置されるようになっている。

保持台５１上の部品の配置としては、第１実装ヘッド４５の第１部品吸着ノズル４６の吸着方法によって異なる。例えば、第１実装ヘッド４５が一定の角度位置に回転したときに第１部品吸着ノズル４６が降下して部品を吸着する動作を８回繰り返すタイプの場合、図３（Ａ）に示すように、８個の部品Ｐ１〜Ｐ８をＹ方向（Ｘ方向でもよい）に直線状に並べた配置とする。また、各部品Ｐ１〜Ｐ８を基板ＰＢ上に装着するときの部品装着角度に応じた角度での配置とする。一方、第１実装ヘッド４５が降下して８本の第１部品吸着ノズル４６が部品を一時に吸着するタイプの場合、図３（Ｂ）に示すように、８個の部品Ｐ１〜Ｐ８を８本の第１部品吸着ノズル４６の配列に合わせて円周状に並べた配置とする。また、各部品Ｐ１〜Ｐ８を基板ＰＢ上に装着するときの部品装着角度に応じた角度での配置とする。

このような部品配置とすることにより、部品移載装置４は、待機部品保持装置５の保持台５１に保持されている部品を短時間にもしくは一時にそのまま吸着保持し、第１部品吸着ノズル４６の配列順に基板ＰＢ上に装着することができる。また、吸着保持した部品の基板ＰＢ上への装着角度は設定済みであるため、吸着姿勢のみを補正すればよい。よって、部品移載装置４の稼働率を向上させることができ、実装タクトタイムをさらに大幅に短縮させることができる。また、部品移載装置４の動作プログラムにおいて、部品の装着順序や装着角度等のデータ処理が省略可能となるので、簡易なプログラムとなって高速処理が可能となる。

待機部品配列装置６は、第２駆動装置６０によって水平面内で移動される第２ヘッドホルダ６１等とを備えている。第２駆動装置６０は、第１駆動装置４０と兼用となる一対の固定レール４２ａ，４２ｂと、第２ヘッド移動レール６３等とを備えている。第２ヘッド移動レール６３は、Ｙ方向に延在して配置されて両端が固定レール４２ａ，４２ｂに沿って移動可能に支持されている。第２ヘッド移動レール６３の移動は、ボールねじを介してサーボモータ（いずれも図示省略）により制御されている。

第２ヘッドホルダ６１は、第２ヘッド移動レール６３に沿って移動可能に支持されている。第２ヘッドホルダ６１の移動は、ボールねじを介してサーボモータ（いずれも図示省略）により制御されている。第２ヘッドホルダ６１には、待機部品保持装置５の保持台５１上の部品保持位置の認識が可能な第２認識用カメラ６４およびＺ軸回りを回転可能且つＺ方向に昇降可能な第２実装ヘッド６５が保持されている。この第２実装ヘッド６５には、部品を吸着する第２部品吸着ノズル６６を着脱可能に保持する第２ノズルホルダ６７が、第２実装ヘッド６５の回転軸線を中心とする一円周上に等角度間隔で複数個（本例では、８個）下方に突設されている。なお、単体の第２部品吸着ノズル６６を着脱可能に保持する第２ノズルホルダ６７が第２実装ヘッド６５に保持された構成としてもよい。

第２部品吸着ノズル６６が装着された第２ノズルホルダ６７は、第２実装ヘッド６５からＺ方向に昇降可能に且つＺ軸回りで回転可能に支持されている。第２部品吸着ノズル６６が装着された第２ノズルホルダ６７の昇降は、ボールねじを介してサーボモータ（いずれも図示省略）により制御され、第２部品吸着ノズル６６が装着された第２ノズルホルダ６７の回転は、ギヤ機構を介してサーボモータ（いずれも図示省略）により制御されている。第２部品吸着ノズル６６は、略中空円筒状に形成され大気圧、正圧、負圧の切換可能な三方向バルブを介して真空ポンプ（図示省略）と接続されており、ノズル下端において部品を吸着保持可能に構成されている。

このような構成の待機部品配列装置６においては、部品供給装置３のフィーダ３１の部品取出し箇所３１ｂに供給されている部品が、第２部品吸着ノズル６６により吸着され、第２ヘッド移動レール６３および第２ヘッドホルダ６１により待機部品保持装置５の保持台５１まで移送され、第２部品吸着ノズル６６により保持台５１上の部品保持位置に載置されるようになっている。

次に、本実施形態の部品実装装置１の部品移載装置４の第１実装ヘッド４５による部品装着時における動作経路、および従来の部品実装装置の部品移載装置の実装ヘッドによる部品装着時における動作経路について図４を参照して説明する。なお、第１実装ヘッド４５および従来の実装ヘッドは、基板搬送装置２により部品実装位置Ａに搬入された基板ＰＢ上から動作開始するものとする。

図４（Ａ）に示すように、本実施形態の部品実装装置１では、第１実装ヘッド４５は、先ず、基板搬送装置２により部品実装位置Ａに搬入された基板ＰＢから待機部品保持装置５の保持台５１に移動する（経路Ｒ１）。そして、待機部品保持装置５の保持台５１上に保持されている円周状に並べられた８個の部品Ｐ１〜Ｐ８を、８本の第１部品吸着ノズル４６で一時に吸着保持する。次に、保持台５１から部品認識用カメラ４８に移動し（経路Ｒ２）、各部品Ｐ１〜Ｐ８の吸着状態を認識する。そして、部品認識用カメラ４８から基板ＰＢに移動し（経路Ｒ３）、各部品Ｐ１〜Ｐ８を基板ＰＢ上の部品装着位置に装着する。なお、この装着サイクルの間に、待機部品配列装置６は、部品供給装置３から待機部品保持装置５の保持台５１上への次回の装着サイクルの各部品Ｐ１〜Ｐ８の移送を行う。

一方、図４（Ｂ）に示すように、従来の部品実装装置では、実装ヘッドは、先ず、基板搬送装置により部品実装位置に搬入された基板ＰＢから部品供給装置３の所定のフィーダ１４１（本例では、図示右側のフィーダ１４１）に移動する（経路Ｒ１１）。そして、フィーダ１４１の部品取出し箇所１４１ａに供給されている部品Ｐ１を、８本の部品吸着ノズルのうちの１本の部品吸着ノズルで吸着保持する。さらに、所定のフィーダ１４２（本例では、フィーダ１４１の左隣のフィーダ１４２）に移動し（経路Ｒ１２）、フィーダ１４２の部品取出し箇所１４２ａに供給されている部品Ｐ２を、残りの７本の部品吸着ノズルのうちの１本の部品吸着ノズルで吸着保持する（経路Ｒ１３）。

以上の動作を繰り返し、各フィーダ１４３〜１４８の部品取出し箇所１４３ａ〜１４８ａに供給されている部品Ｐ３〜Ｐ８を、残りの６本の部品吸着ノズルでそれぞれ吸着保持する（経路Ｒ１４〜Ｒ１８）。次に、フィーダ１４８の部品取出し箇所１４８ａから部品認識用カメラ４８に移動し（経路Ｒ１９）、各部品Ｐ１〜Ｐ８の吸着状態を認識する。そして、部品認識用カメラ４８から基板ＰＢに移動し（経路Ｒ２０）、各部品Ｐ１〜Ｐ８を基板ＰＢ上の部品装着位置に装着する。

図４から明らかなように、本実施形態の部品実装装置１の第１実装ヘッド４５の部品装着時における動作経路（Ｒ１〜Ｒ３）は、従来の部品実装装置の実装ヘッドの部品装着時における動作経路（Ｒ１１〜Ｒ２０）と比較して短縮されている。よって、本実施形態の部品実装装置１の実装タクトタイムを従来の部品実装装置の実装タクトタイムよりも短縮させることができる。

次に、本発明の部品実装装置の第２の実施の形態を図２に対応させて示す図５に基づいて説明する。なお、図５において、図２と同一構成部材は同一番号を付して詳細な説明を省略する。この部品実装装置７０では、待機部品配列装置７が第１の実施形態の部品実装装置１の待機部品配列装置６と異なる構成となっている。この待機部品配列装置７の第２ヘッドホルダ６１には、第１の実施形態の待機部品配列装置６と同様の第２認識用カメラ６４および第２実装ヘッド６５が保持され、さらに例えばフリップ部品等の供給状態から反転させる必要がある部品を吸着する反転部品吸着装置７１が保持されている。

反転部品吸着装置７１は、装置本体７２と、Ｚ軸回りを回転可能且つＺ方向に伸縮可能な伸縮アーム７３と、該伸縮アーム７３の下端でＸ軸回りを旋回可能な反転部品吸着ノズル７４を着脱可能に保持する反転部品ノズルホルダ７５等とを備えている。装置本体７２は、第２ヘッドホルダ６１に取り付けられている。伸縮アーム７３は、装置本体７２に内蔵されている。この伸縮アーム７３の回転および昇降は、それぞれボールねじを介してサーボモータ（いずれも図示省略）により制御されている。反転部品吸着ノズル７４が装着された反転部品ノズルホルダ７５の旋回は、伸縮アーム７３と反転部品ノズルホルダ７５との間に取り付けられているギヤ機構およびサーボモータ（いずれも図示省略）を備えた電動ヒンジ７６により制御されている。反転部品吸着ノズル７４は、略中空円筒状に形成されて真空ポンプ（図示省略）と接続されており、ノズル下端において部品を吸着保持可能に構成されている。

このような構成の部品実装装置７０においては、部品供給装置３のフィーダ３１の部品取出し箇所３１ｂに供給されている部品が、反転させる必要のない部品の場合、第２部品吸着ノズル６６により吸着され、第２ヘッド移動レール６３および第２ヘッドホルダ６１により待機部品保持装置５の保持台５１まで移動され、第２部品吸着ノズル６６により保持台５１上の部品保持位置に載置されるようになっている。

また、部品供給装置３のフィーダ３１の部品取出し箇所３１ｂに供給されている部品が、反転させる必要のある部品ＦＰの場合、伸縮アーム７３が下降して反転部品吸着ノズル７４により吸着され（図５（Ａ），（Ｂ）参照）、電動ヒンジ７６により反転される（図５（Ｃ）参照）。そして、第２ヘッド移動レール６３および第２ヘッドホルダ６１により第１ヘッドホルダ４１まで移動され、反転部品吸着ノズル７４から第１部品吸着ノズル４６に受け渡されるようになっている（図５（Ｄ）参照）。この図５（Ｄ）では、待機部品配列装置７の反転部品吸着ノズル７４、反転部品ノズルホルダ７５および電動ヒンジ７６のみを示す。

なお、反転部品吸着装置７１を第２ヘッドホルダ６１に保持させず、部品供給装置３の各フィーダ３１の部品取出し箇所３１ｂの上方にて単独でＹ方向に移動可能に構成してもよい。その場合、反転させる必要のある部品は、反転部品吸着ノズル７４から第２部品吸着ノズル６６に受け渡され、以降は反転させる必要のない部品と同様に第２ヘッド移動レール６３および第２ヘッドホルダ６１により待機部品保持装置５の保持台５１まで移動され、第２部品吸着ノズル６６により保持台５１上の部品保持位置に載置される。

次に、本発明の部品実装装置の第３の実施の形態を図２に対応させて示す図６に基づいて説明する。なお、図６において、図２と同一構成部材は同一番号を付して詳細な説明を省略する。この部品実装装置８０では、部品移載装置４の第１実装ヘッド８１、待機部品配列装置６の第２実装ヘッド８２および待機部品保持装置５の保持台８３が、第１の実施形態の部品実装装置１の部品移載装置４の第１実装ヘッド４５、待機部品配列装置６の第２実装ヘッド６５および待機部品保持装置５の保持台５１と異なる構成となっている。

部品移載装置４の第１実装ヘッド８１および待機部品配列装置６の第２実装ヘッド８２は、同一に構成されており、第１ヘッドホルダ４１および第２ヘッドホルダ６１に対し着脱可能に装着される構成となっている。そして、第１部品吸着ノズル４６および第２部品吸着ノズル６６は、三方向バルブを介して真空ポンプと接続されているため、第１実装ヘッド８１および第２実装ヘッド８２が第１ヘッドホルダ４１および第２ヘッドホルダ６１から離脱されても、各ノズル下端において吸着した部品を保持可能となっている。

待機部品保持装置５の保持台８３は、第１実装ヘッド８１および第２実装ヘッド８２を待機可能に保持する構成となっている。すなわち、保持台８３には、第１部品吸着ノズル４６が装着された第１ノズルホルダ４７および第２部品吸着ノズル６６が装着された第２ノズルホルダ６７には接触せず、第１実装ヘッド８１および第２実装ヘッド８２の外周を支持可能な貫通穴８３ａ，８３ｂが第１実装ヘッド保持位置および第２実装ヘッド保持位置として穿設されている。

このような構成の部品実装装置８０においては、第２ヘッドホルダ６１は、部品供給装置３のフィーダ３１の部品取出し箇所３１ｂに供給されている次回の装着サイクルで装着される部品Ｐを吸着し、待機部品保持装置５の保持台８３まで移動する。一方、第１ヘッドホルダ４１は、今回の装着サイクルによる基板ＰＢへの部品装着が完了したら、待機部品保持装置５の保持台８３まで移動する（図６（Ａ），（Ｂ）参照）。

そして、第２ヘッドホルダ６１は、第２実装ヘッド８２を第２ヘッドホルダ６１から離脱して保持台８３上の第２実装ヘッド保持位置に載置する。一方、第１ヘッドホルダ４１は、第１実装ヘッド８１を第１ヘッドホルダ４１から離脱して保持台８３上の第１実装ヘッド保持位置に載置する（図６（Ｃ）参照）。そして、第１ヘッドホルダ４１は、第２実装ヘッド保持位置に載置されている第２実装ヘッド８２を装着し、基板ＰＢに移動して部品Ｐの装着を行う。一方、第２ヘッドホルダ６１は、第１実装ヘッド保持位置に載置されている第１実装ヘッド８１を装着し、部品供給装置３のフィーダ３１の部品取出し箇所３１ｂに供給されている次々回の装着サイクルで装着される部品を吸着する（図６（Ｄ）参照）。

次に、本発明の部品実装装置の第４の実施の形態を図１に対応させて示す図７および図８に基づいて説明する。なお、図７において、図１と同一構成部材は同一番号を付して詳細な説明を省略する。この部品実装装置９０では、待機部品保持装置９および待機部品配列装置１０の第２駆動装置１０１が第１の実施形態の部品実装装置１の待機部品保持装置５および待機部品配列装置６の第２駆動装置６０と異なる構成となっている。

待機部品保持装置９は、今回の装着サイクルで装着される部品Ｐが配列されたトレイＴと次回の装着サイクルで装着される部品Ｐが配列されたトレイＴとを交換するトレイ交換装置９１等を備えている。待機部品配列装置１０の第２駆動装置１０１は、基板ＰＢに装着する部品Ｐを部品供給装置３のフィーダ３１からトレイＴに配列可能なようにトレイ交換装置９１内に配置されている。

トレイ交換装置９１はハウジング９２を備えている。ハウジング９２内には、部品を待機可能に保持するトレイＴが抜き差し可能に収納されるトレイストッカ９３が昇降可能に設けられている。ハウジング９２内の上部には、待機部品配列装置１０の第２駆動装置１０１が設けられている。そして、基板ＰＢ側となるハウジング９２前部には、トレイＴをトレイストッカ９３と部品準備位置Ｂとの間で移動するトレイ移動装置９４が設けられている。また、ハウジング９２後部および両側部には、部品供給装置３がそれぞれ配置可能に構成されている。

待機部品配列装置１０の第２駆動装置１０１は、第１の実施形態の待機部品配列装置６の第２駆動装置６０と比較して、一対の固定レール１０２ａ，１０２ｂのみが異なる構成となっている。すなわち、一対の固定レール１０２ａ，１０２ｂは、第１駆動装置４０と兼用ではなく、第２駆動装置１０１専用に設けられており、ハウジング９２内の上部の両端部にＸ方向に延在し互いに平行に配置されている。

このような構成の部品実装装置９０では、部品供給装置３のフィーダ３１の部品取出し箇所３１ｂに供給されている部品Ｐが、第２部品吸着ノズル６６により吸着され、第２ヘッド移動レール６３および第２ヘッドホルダ６１により最上段のトレイＴまで移動され、第２部品吸着ノズル６６により最上段のトレイＴ上の所定の部品保持位置に載置される。そして、最上段のトレイＴ上の部品載置が完了すると、トレイストッカ９３が下降しトレイＴが部品準備位置Ｂの高さに位置決めされ、トレイ移動装置９４によりトレイＴがトレイストッカ９３の最上段から部品準備位置Ｂに引出される。

そして、トレイストッカ９３が上昇し所定の収納段が部品準備位置Ｂの高さに位置決めされ、トレイ移動装置９４によりトレイＴが部品準備位置Ｂからトレイストッカ９３の所定の収納段に収納される。以下、同様にしてトレイストッカ９３の各収納段には部品が載置されているトレイＴが収納される。そして、部品実装の際にトレイストッカ９３から部品準備位置Ｂに引出されたトレイＴ上の部品Ｐは、部品装着装置３の第１部品吸着ノズル４６により吸着され第１ヘッド移動レール４３および第１ヘッドホルダ４１により部品実装位置Ａに位置決めされた基板ＰＢまで移送され、第１部品吸着ノズル４６により基板ＰＢ上の部品装着位置に装着される。

次に、本発明の部品実装装置の第５の実施の形態を図１に対応させて示す図９に基づいて説明する。なお、図９において、図１と同一構成部材は同一番号を付して詳細な説明を省略する。この部品実装装置１００では、第１の実施形態の部品実装装置１の基板搬送装置２、部品供給装置３、部品移載装置４、待機部品保持装置５および待機部品配列装置６をそれぞれ２つ備えた構成となっている。すなわち、この部品実装装置１００は、１台の部品実装装置１を１８０度反転させ、反転させた部品実装装置１の部品搬送装置２と他の１台の部品実装装置１の部品搬送装置２とが対向するように配設した構成となっている。このような構成の部品実装装置１００では、装置両側において基板搬送、部品供給、部品移載、待機部品保持および待機部品配列等の部品実装を同時処理することができ、実装タクトタイムの大幅な短縮が可能となる。

以上説明したように、第１の実施形態の部品実装装置１によれば、部品実装装置１は、今回の装着サイクルで使用する部品を移送して基板ＰＢ上に装着する専用の部品移載装置４と、次回の装着サイクルで使用する部品を移送して待機させる専用の待機部品配列装置６とを備えている。このため、部品移載装置４が、部品装着動作中であっても、待機部品配列装置６は、部品待機動作を行うことができる。よって、部品移載装置４および待機部品配列装置６の稼働率を向上させることができ、実装タクトタイムを短縮させることができる。

また、第２の実施形態の部品実装装置７０によれば、待機部品配列装置７は、反転が必要な部品ＦＰを吸着保持した後に反転し、部品移載装置４の第１実装ヘッド４５に受け渡すようになっている。このため、部品移載装置４は、当該反転部品ＦＰをそのまま基板ＰＢ上に装着することができるので、反転部品ＦＰの装着が必要なときの実装タクトタイムを大幅に短縮させることができる。

また、第３の実施形態の部品実装装置８０によれば、部品移載装置４の第１実装ヘッド８１は、部品移載装置４の第１ヘッドホルダ４１および待機部品配列装置６の第２ヘッドホルダ６１と着脱可能で、離脱後でも部品Ｐの吸着保持が可能で、部品Ｐを吸着した状態で待機部品保持装置５の保持台８３に載置可能になっている。このため、待機部品配列装置６の第２ヘッドホルダ６１は、部品移載装置４の第１ヘッドホルダ４１から離脱された第１実装ヘッド８１を装着し、次回の装着サイクルで基板ＰＢ上に装着する部品を吸着保持し、待機部品保持装置５の保持台８３に載置しておくことができる。よって、部品移載装置４の第１ヘッドホルダ４１は、当該第１実装ヘッド８１をそのまま装着して吸着保持されている部品を基板ＰＢ上に装着することができるので、実装タクトタイムをさらに短縮させることができる。

また、第４の実施形態の部品実装装置９０によれば、待機部品保持装置９は、今回の装着サイクルで装着される部品Ｐが配列されていたトレイＴと次回の装着サイクルで装着される部品Ｐが配列されたトレイＴとを交換するトレイ交換装置９１を備えている。このため、待機部品配列装置９は、新たなトレイＴに次々回以降の装着サイクルで装着される部品Ｐを予め配列しておくことができる。よって、待機部品配列装置９の稼働率を向上させることができ、実装タクトタイムをさらに短縮させることができる。

なお、上述の第１〜３の実施形態においては、待機部品保持装置５の保持台５１，８３は基台１９上に固定され、待機部品配列装置６の第２実装ヘッド６５がＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能な構成とした。しかし、保持台５１，８３がＹ方向に移動可能で、第２実装ヘッド６５がＸ，Ｚ方向に移動可能な構成、保持台５１，８３がＺ方向に移動可能で、第２実装ヘッド６５がＸ，Ｙ方向に移動可能な構成、もしくは保持台５１，８３がＹ，Ｚ方向に移動可能で、第２実装ヘッド６５がＸ方向に移動可能な構成としてもよい。

また、上述の第１〜５の実施形態においては、１つの部品供給装置３に少なくとも１つ以上の待機部品配列装置６，１０を配置し、対応する部品移載装置４への部品供給補助を行うことで、実装タクトタイムの大幅な短縮が可能となる。ここでいう待機部品配列装置６，１０に対応する部品移載装置４は、１つであっても良いし、複数であっても良い。更にここでいう対応する部品移載装置４は、１つの基板搬送装置２に対応していても良いし、複数の基板搬送装置２に対応していても良い。

１，７０，８０，９０，１００…部品実装装置、２…基板搬送装置、３…部品供給装置、４…部品移載装置、５，９…待機部品保持装置、６，１０…待機部品配列装置、４１…第１ヘッドホルダ、４５，８１…第１実装ヘッド、４６…第１部品吸着ノズル、５１，８３…保持台、６１，８２…第２ヘッドホルダ、６５…第２実装ヘッド、６６…第２部品吸着ノズル、７１…反転部品吸着装置、７４…反転部品吸着ノズル、９１…トレイ交換装置、ＰＢ…基板、Ｐ…部品、Ｔ…トレイ。

Claims

部品取出し箇所で部品を一個ずつ取出し可能に貯留する部品貯留装置を部品種毎に備えた部品供給装置と、
基板を部品実装位置に搬入出する基板搬送装置と、
駆動装置によって水平面内で移動される実装ヘッドおよび該実装ヘッドに装着された複数の部品吸着ノズルを備え、前記部品を前記部品実装位置に搬入された前記基板上に移送して装着する装着サイクルを繰り返す部品移載装置と、
前記部品の準備位置に配置され、前記部品移載装置が次回の装着サイクルで前記基板上に装着する前記部品を待機可能に保持する待機部品保持装置と、
前記部品を前記部品貯留装置から取り出し、前記待機部品保持装置に移送して保持させる待機部品配列装置と、を備え、
前記複数の部品吸着ノズルが装着された前記実装ヘッドは前記部品移載装置および前記待機部品配列装置と着脱可能並びに前記実装ヘッド単体で前記部品の吸着保持が可能であり、前記待機部品保持装置に前記実装ヘッドが前記部品を吸着した状態で載置可能である部品実装装置。
部品取出し箇所で部品を一個ずつ取出し可能に貯留する部品貯留装置を部品種毎に備えた部品供給装置と、
基板を部品実装位置に搬入出する基板搬送装置と、
駆動装置によって水平面内で移動される実装ヘッドおよび該実装ヘッドに装着された複数の部品吸着ノズルを備え、前記部品を前記部品実装位置に搬入された前記基板上に移送して装着する装着サイクルを繰り返す部品移載装置と、
前記部品の準備位置に配置され、前記部品移載装置が次回の装着サイクルで前記基板上に装着する前記部品を待機可能に保持する待機部品保持装置と、
前記部品を前記部品貯留装置から取り出し、前記待機部品保持装置に移送して保持させる待機部品配列装置と、を備え、
前記待機部品配列装置は、前記部品吸着ノズルが前記基板に装着する前記部品を前記部品供給装置からトレイに配列し、
前記待機部品保持装置は、今回の装着サイクルで装着される前記部品が配列されていたトレイと次回の装着サイクルで装着される前記部品が配列されたトレイとを交換するトレイ交換装置を備えた部品実装装置。
請求項１又は２に記載の部品実装装置であって、
前記待機部品配列装置は、前記各装着サイクルで前記複数の部品吸着ノズルが前記基板に装着する前記部品を、前記部品吸着ノズルの配列および前記基板上に装着されるときの前記部品の装着角度の少なくとも一方に応じて前記待機部品保持装置に保持させる部品実装装置。