JP6600817B2

JP6600817B2 - 部品実装装置

Info

Publication number: JP6600817B2
Application number: JP2016086788A
Authority: JP
Inventors: 洋一牧野
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-04-25
Filing date: 2016-04-25
Publication date: 2019-11-06
Anticipated expiration: 2036-04-25
Also published as: JP2017199709A

Description

本発明は、基板に部品を装着する部品実装装置に関するものである。

部品実装装置は、基台を外殻部材により覆って形成した作業空間を有しており、この作業空間内で部品を基板に装着する部品装着動作を実行する。作業空間内に部品を供給するパーツフィーダは、外殻部材に設けられた開口部から作業空間内に挿入されて、基台に取り付けられる。基台からパーツフィーダを取り外し、開口部が空いたままの状態で部品装着動作が実行されると作業者にとって非安全であるため、基台からパーツフィーダを取り外した後には、開口部を塞ぐためのカバー部材が基台に取り付けられる。

カバー部材は通常、基台の側面の所定の取付け位置に、螺子等の固定手段によって取り付けられる。カバー部材が基台に取り付けられている状態は検出器によって検出され、パーツフィーダが取り外されているにも拘らず、カバー部材が基台に取り付けられていない状態では、部品装着動作が規制されて、作業者の安全が図られる（下記の特許文献１参照）。

特許第４９９２８３０号公報

しかしながら、カバー部材を取付け位置に固定手段によって固定しなくてもカバー部材が取付け位置に位置した状態が維持されている状況（例えば、周囲の部材にカバー部材が引っ掛かって取付け位置に位置した状態が維持されているような状況）では、作業者がカバー部材を取付け位置に固定し忘れた場合であっても部品装着動作が実行されるおそれがあった。

そこで本発明は、カバー部材の固定し忘れを確実に防止して作業者の安全を図ることができる部品実装装置を提供することを目的とする。

本発明の部品実装装置は、基板に部品を装着する部品装着部を基台上に備え、前記基台の所定の取付け位置にカバー部材が着脱自在に取り付けられる部品実装装置であって、前記カバー部材は、下端が枢支されて揺動自在なアーム部材と、前記アーム部材の揺動によって、被検部を前記カバー部材の側方に張り出させる張出位置と前記被検部を前記カバー部材に格納させる格納位置との間で移動する移動体とを備え、前記基台は、前記カバー部材が前記取付け位置に取り付けられた状態で前記張出位置に位置した前記移動体の前記被検部を受容部により受容して前記取付け位置に前記カバー部材が取り付けられた状態を検出する検出器を備え、前記アーム部材は、前記被検部が前記受容部に受容されている状態において、前記カバー部材が下方に移動して前記被検部が前記受容部から上方への押圧力を受けると、前記移動体を前記張出位置から前記格納位置に移動させるように揺動する。

本発明によれば、カバー部材の固定し忘れを確実に防止して作業者の安全を図ることができる。

本発明の一実施の形態における部品実装装置の斜視図本発明の一実施の形態における部品実装装置の部分側面図本発明の一実施の形態における部品実装装置の制御系統を示すブロック図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が備えるカバー部材を基台に取り付ける手順を示す図本発明の一実施の形態における部品実装装置の部分斜視図本発明の一実施の形態における部品実装装置の部分斜視図本発明の一実施の形態における部品実装装置が備えるカバー部材の上方斜視図本発明の一実施の形態における部品実装装置が備えるカバー部材の下方斜視図本発明の一実施の形態における部品実装装置が備えるカバー部材の分解斜視図本発明の一実施の形態における部品実装装置が備えるカバー部材の分解斜視図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が備えるカバー部材の移動体の動きを説明する図本発明の一実施の形態における部品実装装置の部分側面図本発明の一実施の形態における部品実装装置の部分側面図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装装置の基台に取り付けられたカバー部材の移動体の動きを説明するカバー部材の正面図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装装置の基台に取り付けられたカバー部材の移動体の動きを説明するカバー部材の背面図本発明の一実施の形態における部品実装装置の部分側面図本発明の一実施の形態における部品実装装置の基台に取り付けられるカバー部材の移動体の動きを説明するカバー部材の背面図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装装置の基台に取り付けられるカバー部材の移動体の動きを説明するカバー部材の背面図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施の形態における部品実装装置１を示している。部品実装装置１は基板２に部品３を装着する装置であり、基台１１に基板搬送部１２、部品供給部１３、部品装着部１４及び部品カメラ１５を備えている。基台１１はその全体が外殻部材１７によって覆われており、基台１１の上面と外殻部材１７間の空間は作業空間１８となっている。

図１において、基板搬送部１２は一対のベルトコンベアから成る。基板搬送部１２は部品実装装置１の外部から供給された基板２を作業者ＯＰから見た左右方向（Ｘ軸方向とする）に搬送し、基板２を作業空間１８内の所定の作業位置に位置決めする。

部品供給部１３は作業空間１８内に部品３を供給する装置であり、本実施の形態では、複数のテープフィーダ２１とトレイフィーダ２２から構成されている（図１）。基台１１の前方の右側領域にはフィーダベース１１Ｆが設けられており、各テープフィーダ２１はフィーダベース１１Ｆに着脱自在に取り付けられている。各テープフィーダ２１は、部品３を保持したキャリアテープをピッチ送りして作業空間１８内に部品３を供給する。トレイフィーダ２２は、基台１１の前方の左側領域に設置される。図２に示すように、基台１１の左側領域には作業空間１８に繋がる開口部１７Ｋが形成されており、トレイフィーダ２２はその開口部１７Ｋを塞ぐようにして基台１１に連結される。トレイフィーダ２２は開口部１７Ｋを通じて作業空間１８内にトレイ２２Ｔを出し入れし、部品３を供給する。

部品装着部１４は基板２に部品３を装着する機構であり、ヘッド移動機構２５と装着ヘッド２６から構成されている（図１及び図２）。ヘッド移動機構２５は基台１１上を前後方向（Ｙ軸方向とする）に延びて設けられた固定テーブル２５ａ、Ｘ軸方向に延びて固定テーブル２５ａ上をＹ軸方向に移動する移動テーブル２５ｂ及び移動テーブル２５ｂ上をＸ軸方向に移動するヘッド取付け部２５ｃを有している。

図１及び図２において、装着ヘッド２６はヘッド取付け部２５ｃに取り付けられている。ヘッド移動機構２５は移動テーブル２５ｂを固定テーブル２５ａに対してＹ軸方向に移動させ、ヘッド取付け部２５ｃを移動テーブル２５ｂに対してＸ軸方向に移動させることで、装着ヘッド２６を水平面内方向に移動させる。装着ヘッド２６は、上下方向（Ｚ軸方向とする）に移動自在な複数の吸着ノズル２７を備えている。部品カメラ１５は撮像視野を上方に向けた姿勢で基台１１に取り付けられている。

図３において、基板搬送部１２による基板２の搬送及び位置決め動作、部品供給部１３（各テープフィーダ２１及びトレイフフィーダ２２）による部品３の供給動作、部品装着部１４による部品３の吸着及び移動の各動作制御は部品実装装置１が備える制御装置３０が行う。また、制御装置３０は部品カメラ１５の撮像動作の制御と、部品カメラ１５の撮像により得られた画像データの処理を行う。テープフィーダ２１とトレイフィーダ２２がそれぞれ基台１１の所定の位置に取り付けられている状態は図示しない検出器によって検出され、その検出信号は制御装置３０に送信される。

部品実装装置１が基板２に部品３を実装する場合には、先ず、基板搬送部１２が外部から投入された基板２を受け取り、作業空間１８内に搬入して作業位置に位置決めする。基板搬送部１２が基板２を作業位置に位置決めしたら、ヘッド移動機構２５は装着ヘッド２６を部品供給部１３と基板２との間で往復移動させる。この往復移動において、装着ヘッド２６は、部品供給部１３が供給する部品３を吸着ノズル２７により吸着する動作と、吸着した部品３を部品カメラ１５に撮像させてからその部品３を基板２に装着する動作を行う。部品カメラ１５は部品３を撮像して得られた撮像結果を制御装置３０に送信し、制御装置３０は部品３の撮像結果に基づいて、部品３の吸着ノズル２７に対する位置ずれを求める。制御装置３０において求められた吸着ノズル２７に対する部品３の位置ずれは、装着ヘッド２６が部品３を基板２に装着する際の吸着ノズル２７の位置の補正制御に用いられる。装着ヘッド２６が基板２に装着すべき全ての部品３を基板２に装着したら、基板搬送部１２が作動して基板２を部品実装装置１の外部に搬出する。

このような構成の部品実装装置１において、作業者ＯＰは、部品供給部１３としてトレイフィーダ２２を使用しない場合には、トレイフィーダ２２を基台１１から取り外す（図４（ａ）中に示す矢印Ａ）。そして、トレイフィーダ２２を基台１１から取り外すことによって基台１１の側面（作業者ＯＰ側の側面）に露出する開口部１７Ｋを塞ぐように、基台１１の側面の所定の位置（取付け位置と称する）にカバー部材３１を取り付ける（図４（ａ）→図４（ｂ）及び図５→図６）。カバー部材３１は、基台１１の側面に設けられた２つの螺子孔１１Ｈに螺入する２つの螺子３２によって、取付け位置に着脱自在に取り付けられる。

図７及び図８において、カバー部材３１は、Ｘ軸方向に延びた底面部４１、底面部４１の前方側（作業者ＯＰ側）の縁部から上方に延びた前面部４２、底面部４１の後方側（作業者ＯＰ側とは反対の側）の縁部から下方に延びた下方延出部４３、底面部４１の左右の側部に設けられた２つの側面部４４を有している。下方延出部４３には、２つの螺子挿通孔４３ＨがＸ軸方向に並んで設けられている。

図７及び図９において、カバー部材３１の前面部４２の背面側（作業者ＯＰ側とは反対の側）には、支持ベース５１がＺ軸方向に延びて設けられており、支持ベース５１の背面側にはアーム部材５２が配置されている。アーム部材５２はＺ軸方向に延びた部材から成り、下端に軸部材挿入孔５２Ｈを有している。軸部材挿入孔５２Ｈにはアーム部材５２の背面側から軸部材５３が挿入されており、軸部材５３は支持ベース５１の下端に取り付けられている。これによりアーム部材５２は、下端が軸部材５３に枢支されて揺動自在となっている。

アーム部材５２のＺ軸方向の中間部の前面（作業者ＯＰの側）にはピン部材５２Ｐが前方に突出して設けられている。支持ベース５１のＺ軸方向の中央部には、Ｘ軸方向に延びた長孔から成るガイド孔５１Ｌが形成されており（図９）、ピン部材５２Ｐはそのガイド孔５１Ｌに係合している。このためアーム部材５２は、ピン部材５２Ｐが支持ベース５１のガイド孔５１Ｌ内で移動できる範囲で揺動自在である。すなわち支持ベース５１のガイド孔５１Ｌとアーム部材５２のピン部材５２Ｐは、アーム部材５２の揺動範囲を規定する揺動範囲規定部となっている。

図９及び図１０において、アーム部材５２の上端には金具５４が設けられている。金具５４はアーム部材５２の側方に張り出して延びた上下の２つの螺子挿入孔５４Ｈを備えている。金具５４の背面側には、Ｘ軸方向に延びた上下の２つの長孔５５Ｌを備えたスライドプレート５５が配置されている。スライドプレート５５が有する２つの長孔５５Ｌのそれぞれには２つスライド用螺子５６が挿通されており、これらスライド用螺子５６は金具５４が有する２つの螺子挿入孔５４Ｈを挿通してナット５７と螺合している。このためスライドプレート５５は、金具５４に対して（すなわちアーム部材５２の上端に対して）ほぼ左右方向にスライド移動自在となっている。

図９及び図１０において、スライドプレート５５の背面側には移動体５８が取り付けられている。移動体５８はベース部６１と複数（ここでは３つ）の被検部６２を備えている。ベース部６１はスライドプレート５５と平行に広がって延びた主部６１ａと、主部６１ａの左端から後方に延びた操作部６１ｂを有している。ベース部６１は主部６１ａがスライドプレート５５の背面側に複数の固定螺子６３によって固定されている。被検部６２は主部６１ａの右端部に、主部６１ａの右端から側方（右方）に突出するように設けられている。

移動体５８は、アーム部材５２の揺動（アーム部材５２の上端の軌道は軸部材５３を中心とする上方に凸な円弧軌道となる）と、アーム部材５２の上端に対するスライドプレート５５の（すなわち移動体５８の）スライド移動との組み合わせによって、軸部材５３を通るＹＺ面の右側の「張出位置」（図１１（ａ））と左側の「格納位置」（図１１（ｂ））との間で移動自在である。ここで、「張出位置」とは、アーム部材５２に設けられたピン部材５２Ｐが支持ベース５１のガイド孔５１Ｌの右端に当接するとともに、２つのスライド用螺子５６が２つの長孔５５Ｌの左端に当接する位置であり、この張出位置に移動体５８が位置した状態では、被検部６２がカバー部材３１の右端から側方に張り出す。また、「格納位置」とは、ピン部材５２Ｐがガイド孔５１Ｌの左端に当接するとともに、２つのスライド用螺子５６が２つの長孔５５Ｌの右端に当接する位置であり、この格納位置に移動体５８が位置した状態では、被検部６２がカバー部材３１に格納される。なお、ここでいう「格納」とは、カバー部材３１をその前面側から見た場合に、カバー部材３１の前面部４２に隠れて見えない状態をいう。

このように本実施の形態において、カバー部材３１は、下端が枢支されて揺動自在なアーム部材５２と、アーム部材５２の揺動によって移動し、被検部６２をカバー部材３１の側方に張り出させる張出位置と被検部６２をカバー部材３１に格納させる格納位置との間で移動する移動体５８とを備えた構成となっている。ここで、アーム部材５２に対する移動体５８の位置及び重量バランスは、張出位置又は格納位置に位置した移動体５８は外力が作用しない限りその位置（張出位置又は格納位置）に位置した状態を維持し、張出位置に位置した移動体５８の被検部６２に上方への押圧力が作用した場合には、その押圧力を受けて移動体５８が移動し、これによってアーム部材５２が軸部材５３回りに揺動して移動体５８を張出位置から格納位置に位置させるように設計されている。

図５、図６及び図１２において、基台１１に設けられたフィーダベース１１Ｆの後方の位置には、フィーダベース１１Ｆに取り付けられたテープフィーダ２１から排出されるキャリアテープの排出をガイドする排出ガイド７１が設けられている。排出ガイド７１の背面側にはブラケット７２が取り付けられており、ブラケット７２には検出器７３が取り付けられている。検出器７３の左面には、複数（ここでは被検部６２の数と同じ３つ）の受容部７４がＺ軸方向に並んで設けられている。

３つの受容部７４は、カバー部材３１が取付け位置に取り付けられた状態で移動体５８が格納位置から張出位置に移動されたときに、カバー部材３１の側方に張り出した３つの被検部６２を受容する位置に設けられている。検出器７３には、受容部７４が被検部６２を受容している状態を検出する受容センサ７５（図３）が設けられている。受容センサ７５は、受容部７４が移動体５８を受容した状態を検出し、受容信号を制御装置３０に出力する。

このように本実施の形態において、基台１１は、カバー部材３１が取付け位置に取り付けられた状態で張出位置に位置した移動体５８の被検部６２を受容部７４により受容して取付け位置にカバー部材３１が取り付けられた状態を検出する検出器７３を備えた構成となっている。

カバー部材３１を基台１１に取り付ける場合には、作業者ＯＰは先ず、カバー部材３１の下方延出部４３に設けられた２つの螺子挿通孔４３Ｈが、基台１１の開口部１７Ｋの近傍に設けられた２つの螺子孔１１Ｈに一致するように、手でカバー部材３１を保持する。そして、この状態を維持したまま、２つの螺子３２を２つの螺子孔１１Ｈに捻じ込んで、カバー部材３１を基台１１に固定する（図１３）。この状態においてカバー部材３１は２つの螺子３２によってのみ基台１１に固定されており、２つの螺子３２はカバー部材３１の全重量を支持した状態となっている。

このように本実施の形態において、カバー部材３１は基台１１に取り付けられる螺子３２によって取付け位置に取り付けられ、螺子３２はカバー部材３１の重量を支持する状態で基台１１に取り付けられるようになっている。なお、カバー部材３１を基台１１に取り付ける際には、移動体５８は格納位置に位置させておく。

上記のようにして、カバー部材３１を螺子３２により取付け位置に取り付けた状態において、作業者ＯＰがベース部６１の操作部６１ｂを右方に移動させて移動体５８を格納位置から張出位置に移動させると、カバー部材３１の右端から側方に張り出した被検部６２が検出器７３の受容部７４に受容される（図１４（ａ）→図１４（ｂ）及び図１５（ａ）→図１５（ｂ））。受容部７４が被検部６２を受容すると、検出器７３は制御装置３０に受容信号を送信し、制御装置３０は、基台１１の取付け位置にカバー部材３１が位置している状態を検知する。

制御装置３０は、トレイフィーダ２２が基台１１から取り外されていることを検知している状態であって、検出器７３から受容信号を受け取っていない場合には、開口部１７Ｋが露出している状態であると判断し、部品装着動作を規制する。具体的には、基板搬送部１２、部品供給部１３（各テープフィーダ２１）及び部品装着部１４の作動を規制する。また、これと同時に、制御装置３０は、制御装置３０に繋がるランプ等の警報手段８０を作動させて、作業者ＯＰに警報を報知する（図３）。このため、トレイフィーダ２２が基台１１から取り外されており、かつ、取付け位置にカバー部材３１が取り付けられていいない状況では部品実装装置１による部品装着動作は行われないこととなり、作業者ＯＰが開口部１７Ｋから作業空間１８内に手を差し入れた場合であっても、作業者ＯＰの安全が図られる。

ここで、前述したように、螺子３２は、カバー部材３１の重量を支持した状態でカバー部材３１を基台１１に固定するので、カバー部材３１が取付け位置に位置された場合であっても、螺子３２によってカバー部材３１が基台１１に固定されていない状態では、カバー部材３１は自重によって取付け位置の下方に移動する（図１６中に示す矢印Ｂ）。このようにカバー部材３１が自重によって取付け位置の下方に位置した状態では、カバー部材３１側の螺子挿通孔４３Ｈと基台１１側の螺子孔１１Ｈとが一致していないので螺子を１１Ｈに捻じ込むことができないのは勿論であるが、作業者ＯＰが移動体５８を張出位置に移動させようとしても、被検部６２は検出器７３の受容部７４の近傍位置に当接するだけで、受容部７４には受容されない（図１７）。このため、作業者ＯＰがカバー部材３１を取付け位置に位置させたはしたものの、螺子３２によってカバー部材３１を基台１１に固定していなかった場合には被検部６２が受容部７４に受容されることはなく、検出器７３から受容信号は出力されないので、制御装置３０は部品装着動作を規制し、作業者ＯＰの安全が図られる。

また、作業者ＯＰが、カバー部材３１を取付け位置に正確に位置させていれば、カバー部材３１を螺子３２によって基台１１に固定していない状況であっても、移動体５８を張出位置に位置させれば、被検部６２は受容部７４に受容される。しかし、その後に作業者ＯＰがカバー部材３１を螺子３２によって基台１１に固定しなかった場合には、カバー部材３１は自重で取付け位置から下方に移動するので（図１８（ａ）→図１８（ｂ））、被検部６２は検出器７３から上方への押圧力を受けることになり、移動体５８は左方に移動してアーム部材５２が軸部材５３回りに左方に揺動する（図１８（ｂ）中に示す矢印Ｃ）。これにより移動体５８は張出位置から格納位置に移動し、被検部６２は受容部７４から離脱する（図１８（ｂ））。

このように本実施の形態において、アーム部材５２は、被検部６２が受容部７４に受容されている状態において、カバー部材３１が下方に移動して被検部６２が受容部７４から上方への押圧力を受けると、移動体５８を張出位置から格納位置に移動させるように揺動するようになっており、これにより被検部６２が受容部７４から離脱するので、作業者ＯＰは必ずカバー部材３１を螺子３２で基台１１に固定する作業をすることが必要となる。このため開口部１７Ｋは必ずカバー部材３１によって塞がれることになり、作業者ＯＰが開口部１７Ｋから作業空間１８内に手を差し入れることがなくなるので、作業者ＯＰの安全が図られる。

以上説明したように、本実施の形態における部品実装装置１では、作業者ＯＰがカバー部材３１を基台１１に固定していない状態では、カバー部材３１が自重で取付け位置よりも下方の位置に位置して移動体５８を受容部７４に受容させることができないか、移動体５８が受容部７４に受容されていても移動体５８が受容部７４から離脱して張出位置から格納位置へ移動するので、受容部７４が被検部を受容した状態が維持されない。このため、受容部７４が移動体５８を受容した状態でなければ部品装着動作が行われない構成とすることにより、作業者ＯＰはカバー部材３１を取付け位置に固定することが必要となり、カバー部材３１の固定し忘れを確実に防止して作業者ＯＰの安全を図ることができる。

カバー部材の固定し忘れを確実に防止して作業者の安全を図ることができる部品実装装置を提供する。

１部品実装装置
２基板
３部品
１１基台
１４部品装着部
３１カバー部材
３２螺子
５２アーム部材
５８移動体
６２被検部
７３検出器
７４受容部

Claims

基板に部品を装着する部品装着部を基台上に備え、前記基台の所定の取付け位置にカバー部材が着脱自在に取り付けられる部品実装装置であって、
前記カバー部材は、下端が枢支されて揺動自在なアーム部材と、前記アーム部材の揺動によって、被検部を前記カバー部材の側方に張り出させる張出位置と前記被検部を前記カバー部材に格納させる格納位置との間で移動する移動体とを備え、
前記基台は、前記カバー部材が前記取付け位置に取り付けられた状態で前記張出位置に位置した前記移動体の前記被検部を受容部により受容して前記取付け位置に前記カバー部材が取り付けられた状態を検出する検出器を備え、
前記アーム部材は、前記被検部が前記受容部に受容されている状態において、前記カバー部材が下方に移動して前記被検部が前記受容部から上方への押圧力を受けると、前記移動体を前記張出位置から前記格納位置に移動させるように揺動することを特徴とする部品実装装置。
前記カバー部材は前記基台に取り付けられる螺子によって前記取付け位置に取り付けられ、前記螺子は前記カバー部材の重量を支持する状態で前記基台に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置。