JPH02167635A - 自動組立装置およびそのための部品供給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は１例えば、電子部品自動組付装置として好適な
自動組立装置および当該装置において実施する部品供給
方法に関し、特にランダムアクセス方式の部品供給を行
なう自動組立装置およびそのための部品供給方法に関す
る。

［従来の技＃ｌｉＩ］ 電子部品をプリント基板上に組付する電子部品自動組付
装置等の自動組立装置には、複数の部品組付ヘッドが同
一円周上に一定ピッチで配置されて割出し回転を行ない
、６割出し位置において部品の供給（吸着）３位置決め
（センタリング）検査８組付等の作業を並行して同時に
処理していくａ威のものが知られている。

第６図はこの種の自動組立装置（電子部品自動組付装置
）の第一従来例を示し、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ
）は右側面図である。

この電子部品自動組付装置は、ランダムアクセス方式と
称される部品供給方式を採用したものであり、装置本体
１００の中央上部に複数個の部品組付へラド１１を有し
て割出し回転可能な割出し台１２を設けるとともに、装
置本体１００の上面後方に部品供給ユニット２１を載置
して左右に移動する搬送テーブル２３を、また装置本体
ｌＯＯの上面前方にプリント基板を＃１．置して左右お
よび前後に移動するＸ−Ｙテーブル３１をそれぞれ設け
た構成となっている。

割出し台１２の外周面には、同一円周上に所定のピッチ
で複ａ個の部品組付ヘッド！■が取り付けられており、
割出し台１２の後方の割出し位置には、電子部品を部品
供給ユニッ）２１から吸着して取出す部品供給ステーシ
ョン１が設けられている。一方、搬送テーブル２３には
、複数個の部品供給ユニツ）２１が同一水平面内で相互
に平行に取り付けられている。搬送テーブル２３は、そ
れぞれの部品供給ユニット２１に保持された電子部品を
部品供給ステーションｌ内の供給位置（割出された組付
ヘッド１１の下方位置）に供給するために、左右方向（
矢印Ｘ方向）に移動して所要の部品供給ユニッ）２１を
供給位置に配置する。

割出し台１２が割出し回転して部品組付へ、ド１１が部
品供給ステージ、ンｌに割出されると。

この部品組付ヘッド１１は、図示しない駆動機構により
軸方向（すなわち１部品供給ユニフ）２１に向って下降
する方向）に駆動され、部品供給ユニｙト２１に保持さ
れている電子部品を吸着して上昇する。

割出し台１２の前方の割出し位置には１部品組付ステー
ジ、ン３が設けてあり、ｆｆ１品組付へラド１１が下降
してプリント基板に電子部品を装着する。さらに割出し
台１２の部品供給ステーションｌから部品組付ステージ
Ｗ３までの任意の割出し位置には、電子部品の検査９位
置決め（センタリング）等の作業ステーションが設けて
あり１部品組付ヘッドｌｌに吸着された電子部品の不良
検査、姿勢修正、センタリング等の作業を行なう。

Ｘ−Ｙテーブル３１はプリント基板を載置して、Ｘ、Ｙ
方向（左右および前後方向）にＮ　Ｃｎ制御されて移動
し、プリント基板上に形成した所定の電子部品組付点を
部品組付ステーション３の組付位置に位置決めする。

一方１部品組付ステーション３に割出された部品組付へ
一２ドｔ１は、図示しない駆動機構により軸方向（すな
わち、同電子部品組付点に向って下降する方向）に駆動
され、吸着していた電子部品を同電子部品装着点に装着
する。

第７図（ａ）は第二従来例を示す平面図、同図（ｂ）は
同じく右側面図である。この第二従来例における自動組
立装置は、シーケンス方式と称される部品供給方式を採
用したものであり、第一従来例の自動組立装置とは次の
点で差異がある。

多数の部品供給ユニット２１を、一定の範囲間にある部
品組付ヘッド１１の割出し位置の下方に各々固定した状
態で放射状に並べて設け、かつそれぞれの部品供給ユニ
ット２１に対応して部品組付ヘッド１１の上下駆動ａ構
（図示せず）を設置した構成とし１部品組付ヘッドｌｌ
が割出し回転により所定の部品供給ユニッ）２１の供給
位置に搬送されたときに、部品供給ユニッ）２１に保持
されている電子部品を吸着して上昇することによって部
品供給作業を行なう。

その他の作業（検査およびセンタリング等）および装着
作業については、第一従来例と同様なので説明を省略す
る。

［解決すべき課題］ 上述のようなランダムアクセス方式を採用した第一従来
例の電子部品自動組付装置は１部品組付ヘッド１１を取
り付けた割出し台１２が装置本体１００の中央上部に、
一方、部品供給ユニット２１を取り付けた搬送テーブル
２３が装置本体１００の上面後方にというように、それ
ぞれが平面的に広がった状態で配置されているので、大
きなスペースを必要とする。

また、多数ある部品組付ヘッド１１の割出し位置のうち
一個所のみを部品供給ステーションｌとする構成なので
、部品の組付閉庁とその部品を保持する部品供給ユニッ
ト２１の配置によっては、割出し台１２が割出し回転す
るたびに搬送テーブル２３を大きく移動させなければな
らないことが生じる０例えば、現在割出されている部品
組付へラド１１に、搬送テーブル２３の一方の端部にあ
る部品供給ユニッ）２１から部品を供給した後１次に割
出される部品組付へラド１１には、搬送テーブル２３の
他方の端部にある部品供給ユニット２１から部品を供給
しなければならないような場合がこれに該当する。

もちろん、この電子部品自動組付装置が特定のプリント
基板に電子部品を組付するための専用機として使用する
ときには、搬送テーブル２３が大きく移動することのな
いように部品供給ユニット２１を配列すればよいが、部
品供給ユニット２３の配列を変えないで何種類かのプリ
ント基板の組立に使用するときには、どうしても搬送テ
ーブル２３が大きく移動することが生じてしまう。

このように搬送テーブル２３が大きく移動して、所要の
部品供給ユニッ）２１を部品供給ステーションｌ内の供
給位置に配置する場合には、割出し台１２が割出されて
も、搬送テーブル２３の移動が終了するまでの間は、す
べての部品組付ヘッド１１はそのまま割出し位置で待機
していなければならず、装置全体の作業タクトが遅延す
、るという問題点を有していた。

一力、上述のシーケンス方式を採用した第二従来例の自
動組立装置では、部品供給ステーションｌを部品供給ユ
ニッ）２１と対応して多数設け、割出し回転に伴って部
品組付へラド１１が所定の部品供給ユニット２１の供給
位置に搬送されたときに部品供給作業を行なうので、第
一従来例におけるような作業タクトの遅延という問題は
生じないが１部品供給ユニット２１に対応して多数の部
品組付へラド１１の上下駆動機構を設置しなければなら
ないため、部品供給ステーションｌにおける上下駆動機
構の数が多数となり、その制御も複雑となる欠点を有し
ていた。

本発明は上述したような問題点を解決するためになされ
たもので、床面積が小さくてコンパクトであり、かつ部
品供給ユニットの搬送距離が長い場合にも作業タクトの
遅延を防止することが可能となり、安定した作業タクト
を保つことができ、しかも部品供給ステーションにおけ
る上下駆動機構の数も少なく、制御も簡単にできる自動
組立装置およびそのための部品供給方法の提供を目的と
する。

［課題の解決手段］ 上記目的を達成するために、本発明の自動組立装置は、
複数個の部品組付ヘッドと複数個の部品供給ユニットと
を右し、部品供給ステーションにて所定の部品組付ヘッ
ドと該部品組付ヘッドに部品を供給する部品供給ユニッ
トとが相互に対向するように構成され、部品供給ユニー
７トをランダムアクセスして部品を供給する自動Ｍｌ立
装置において、部品組付ヘッドと部品供給ユニットとが
同窓の軸の周りを相互に独立して回転可能であり、部品
が組付けられる被組立体を載置するＸ−Ｙテーブルが部
品Ｍｌ付ヘッドと部品供給ユニットの中間に部品供給ス
テーションを避けて配設された構成としてあり、必要に
応じ、部品組付ヘッドの取付ピッチと部品供給ユニット
の取付ピッチを、同一間隔又はいずれか一方が他方の整
数倍となるように設定したものである。

また、本発明の部品供給方法は、複数個の部品組付ヘッ
ドと複数個の部品供給ユニットとを有し１部品供給ステ
ーションにて所定の部品組付ヘッドと該部品組付ヘッド
に部品を供給する部品供給ユニットとが相互に対向する
ように構成され、部品供給ユニットをランダムアクセス
して部品を供給する自動組立装置において１部品組付ヘ
ッドと部品供給ユニットとが相互に対向する部品供給ス
テーションが複数個所あり、該複数個所の部品供給ステ
ーションで同時にまたは個別に前記部品供給ユニットか
ら前記部品組付ヘッドへの部品供給作業を行ない、前記
複数個所の部品供給ステーションにて同時に複数個所の
部品供給作業を行なったときには、その後の作業サイク
ルにおいて相当する回数だけ部品供給作業のみを休止す
る方法を採用したものである。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図および第２図（ａ）、（ｂ）は本発明の自動組立
装置に係る実施例を説明するための概念図であり、第１
図は電子部品自動組付装置に適用したときの外観を示す
斜視図、第２図（ａ）は同装置の平面図、第２図（ｂ）
は同じく右側面図である。

これらの図面において、１２は装置本体１００の中央上
部に設けられた割出し台であり、外周面の同一円周上に
所定のピッチで複数個の部品組付へラド１１が取り付け
られている。２２はロータリー式搬送テーブルであり、
割出し台１２の下方に設けられており、外周面には部品
組付ヘッド１１と同数の部品供給ユニット２１が部品組
付へラド１１と対向するように取り付けられている。３
１は装置本体１００の上面前部に設けられたＸ−Ｙテー
ブルであり、ＮＣ制御されてＸ、Ｙ方向に移動可能とな
っている。

割出し台１２は、円柱状に形成されており、図示しない
駆動機構により中心軸まわりに割出し回転を行ない１部
品組付ヘッド１１を一定のサイクルで割出していく、ま
た、部品組付へラド１１は、本実施例では上下動可能な
スピンドルｌｌａの先端部に吸着ノズルｔｔｂを取り付
け、吸着ノズルｌｌｂの先端に電子部品を真空吸着する
構造となっている。

上述した割出し台１２および部品組付へラド１１として
は、公知のものを用いることができる。

ロータリー式搬送テーブル２２は、１出し台１２と同窓
の軸を中心として図示しない駆＠機構によりランダムに
割出し回転することによって、部品供給ユニット２１を
ランダムアクセス可能としている。このロータリー式搬
送テーブル２２に取り付けられた各部品供給ユニット２
１には、それぞれ違った種類の電子部品を装填しである
０本実施例においては１部品供給ユニー／　ト２１は。

リールに巻かれた電子部品収納用マガジンテープ２１ａ
を順次上方へ引出しながら、電子部品を上端部に供給す
るようになっている。

ｘ−Ｙテーブル３１は、本実施例では、被組立体として
のプリント基板３２を載置し、上述した従来例のものと
同様にＮＣ制御されてＸ、Ｙ方向に移動し、プリント基
板の電子部品装着点を部品組付ステーション３における
部品組付へラド１１の下方に位置決めする。

また、割出し台１２の後述する部品供給ステーション１
．２と部品組付ステーション３の間における割出し位置
には、従来技術と同様に電子部品の位置決め、検査等の
作業ステーションが設けてあり、順次タクト方式にて部
品組付へ７ド１１に吸着された電子部品の不良検査、姿
勢修正、センタリング等の作業が進められるようになっ
ている。

本実施例における部品供給ステーション１．２は、Ｘ−
Ｙテーブル３１の移動範囲を外れた後方の二個所の割出
し位置に設けである。そして、各部品供給ステーション
１．２には、部品組付ヘッド１１のスピンドルｌｌａに
係合してこれを上下に駆動させる上下駆動機構（図示せ
ず）が設けられている。これらの上下駆動機構はそれぞ
れ独立して制御され、いずれか一方のみもしくは双方が
同時に作動する。

部品供給ステーション１またはｚ内の位置に割出された
部品組付へラド１１は、上下駆動機構からの駆動力を受
けて部品供給ユニツ）２１の方向へと下降していき、吸
着ノズルｌｌｂの先端に電子部品を吸着した後、上昇し
てもとの位置に戻る。一方、ロータリー式搬送テーブル
２ｚは、この部品組付へラド１１に供給すべき電子部品
を装填した部品供給ユニット２１を、あらかじめ部品供
給ステーションｌまたは２の供給位置へ配置するために
ランダムアクセスされて割出し回転する。

部品供給ステーション１または２で電子部品を吸着した
部品組付ヘッド１１は、部品組付ステーション３までの
間の任意の割出し位置に設けられた位置決めステーショ
ンおよび検査ステーションにおいて、吸着部品の不良の
検査、センタリングおよび吸着位置の検査等の作業を行
ない、部品組付ステーション３へと搬送されていく。

部品組付ステーション３には１部品組付ヘッド１１のス
ピンドルｌｌａに係合してこれを上下に駆動させる部品
供給ステーション１．２と同様な上下駆動機構（図示せ
ず）が設けられており、同ステーション３内の割出し位
置に搬送されてきた部品組付へラド１１をｘ−Ｙテーブ
ル３１の方向へと下降させて電子部品をプリント基板３
２へ装着させ、その後部品組付ヘッド１１を上昇させる
１部品組付へラド１１は、プリント基板３２の上記装着
点に電子部品を組付する直前にその電子部品の吸着状態
を解除する公知の機構（図示せず）を有している。

なお、上記部品供給ステーション１．２および部品組付
ステーション３に設けられた上下部！！！Ｉ機構は１部
品組付ヘッド１１とともに公知となっているものであり
、例えば特開昭６２−１０６６９４号公報等で既に開示
されているのでここでは詳述しない。

次に、上述した自動組立装置（７！を子部品自動組付装
′ｒ１）において実施する本発明の部品供給方法の実施
例を第３図および第４図に基づいて説明する。

第３図（ａ）、（ｂ）は本実施例の電子部品自動組付装
置各部の動作タイムチャート、第４図は部品供給ユニッ
ト２１の配置図である。

１２の停止している時間ｔ２の間に部品供給ステージ１
ンｌおよび／または２に割出された部品組付ヘッド１１
と部品組付ステーション３に割出された部品組付ヘッド
１１と辻１部品吸着または組付けのために上下に駆動さ
れ、それと同時に他の作業ステーションでも位置決め、
検査等の作業が行なわれる。

そして１次のサイクルにおいて、割出し台１２の割出し
回転する時間ｔｌの開始と同時に搬送テーブル２２も回
転を開始し１次に選択される部品供給ユニッ）２１が、
部品供給ステーションｌおよび／または２内の供給位置
へランダムアクセスされ１割出し台１２の割出し回転終
了前（ｔｌ）に位置決めする。

ここで、通常の作業サイクルにおいては、部品供給ステ
ーションｌのみを使用し、現在、部品供給ステーション
１に割出されている部品供給ユニットと次に選択される
部品供給ユニットを充分に近接して配置しておくことに
よって、第３図（ａ）に示すように１割出し台１２の割
出し回転の終了前である時間１７１で次に選択される部
品供給方法ツ）２１を部品供給ステーションｌにアクセ
スすることが出来るので、割出し台１２が割出されて停
止すると同時に次の部品の吸着または組付けのために部
品組付ユニット１１が下降し、または他の作業を開始す
ることができる。もちろん、搬送テーブル２２の割出し
時間１．は一定ではなく１次の部品供給ユニツ）２１を
アクセスするために回転する回転角によって変動する。

何らかの事情で、次に供給する電子部品の部品供飴ユニ
ッ）２１が１割出し台１２の割出し回転時間１＋の間に
アクセスできないほど部品供給ステーション１．２から
離れた位１ｆｆ（例えば、第４図■の位置）にある場合
には、第３図（ｂ）に示すように、その作業サイクルＴ
ｈより一つ前の作業サイクルＴａにおいて、二個の部品
供給ユニット（第４図■、■の位置にある部品供給ユニ
ット）２１から、同時に電子部品を供給する。そして、
その次の作業サイクルＴｂでは部品供給作業を休止し、
さらに次の作業サイクルＴｃにおいて割出し台１２が割
出し回転して部品組付へラド１１が上下駆動するまでの
間の時間ｔＩに、大きく離れていた部品供給ユニット２
１を部品供給ステーション１内の供給位置にアクセスす
ることによって延長された作業サイクルとすることがで
きる。

次の作業サイクルＴｅでは、前の作業サイクルＴａで供
給ステーション２から同時に電子部品の供給を受けた部
品組付ヘッド１１の次に位置する部品組付ヘッド１１は
、このアクセスの間に二ピッチ分移動して部品供給ステ
ーションｌに割出され、上記アクセスされた部品供給ユ
ニッ）２１が供給する電子部品を吸着する。

その後、第３図（ａ）に示したような通常のサイクルを
行なう場合には、再び部品供給ステーションｌを使用し
て部品供給を行なう 上述のように部品供給作業を休止していた延長された作
業サイクルＴｂの間も、部品組付ステーション３におけ
る組付作業や他の作業ステーションにおける作業は１時
間ｔ２の間に通常の場合と同様な一定のサイクルタイム
で順次作業が行なわれている。

前の作業サイクルＴａの直後に延長された作業サイクル
Ｔｂを設けることができない場合には、その間の作業サ
イクルでは部品供給ステーション２から部品を供給する
ことによって通常の作業サイクルと同時に処理すること
ができる。

なお、本発明は上述した一実施例に限定されるものでは
なく、例えば、次のような変形例または応用例により実
施することも可能である。

ｌ）　第５図（ａ）に示すごとく、部品組付ヘッド１１
と部品供給ユニット２１とを異なる回転軸ｏ１．ｏ２を
中心にそれぞれ回転させるとともに、二個所の割出し位
置４．５で互いに対向するようにし、これら割出し位置
４，５にて部品供給作業を行なうようにした自動組立装
置およびそのための部品供給方法。

２）　第５図（ｂ）に示すごとく、部品供給ユニット２
１を直線的に移動させるとともに１部品組材へラド１１
の二個所の割出し位置６．７で交差させ、これら割出し
位置６．７にて部品供給作業を行なうようにした自動部
品組立装置およびそのための部品供給方法。

３）　部品供給ステーションを三個所以上に設けた自動
組立装置およびそのための部品供給方法、この場合、＃
れた位置の部品供給ユニットをアクセスするための延長
された作業サイクルを２回以上重ねることが可能となる
が、プログラムを複雑化させないために、実用上は最大
三個所までとすることがｔＩＹましい。

４）　部品組付ヘッドの取付ピッチと部品供給ユニット
の取付ピッチとを、いずれか一方が他方の整数倍に設定
しである自動組立装置０通常、作業ステーシゴンは６〜
８個あれば十分であるため、これに対応して部品組付ヘ
ッドは６〜８個取り付ければよい、一方、部品供給ユニ
ットは多種類の部品を供給するために多数個必要となる
。したがて、一般的には、部品組付ヘッドの取付ピッチ
を部品供給ユニットの取付ピッチの整数倍（好ましくは
二倍）にして１部品供給ユニットの取付は数を増やす。

５）　真空吸着以外の部品組付ヘッド、例えば挟持爪を
先端部に有する部品組付ヘッドを使用するようにした自
動組立装置およびそのための部品供給方法。

６）　マガジンテープ収納型部品以外の部品を供給する
部品供給ユニットを使用するようにした自動組立装置お
よびそのための部品供給方法。

７）　部品供給ユニットを水平方向の姿勢に配置した自
動組立装置およびそのための部品供給方法。

８）　電子部品以外の部品組付を目的とする各種自動組
立装置およびそのための部品供給方法。

［発明の効果］ 以上説明したように１本発明の自動組立装置によれば、
部品組付ヘッド、ｘ−ｙテーブル、および部品供給ユニ
ットを上下に重ねた構造としたので、装置全体が平面的
拡がりを有することなく省スペース化が可能となる。

また、部品供給ステーションを複数個所（好ましくは二
、三個所）に設けることにより１部品供給ユニットの移
動搬送距離が長い場合でもアクセス終了まで部品組付ヘ
ッドを待機させておく必要がなく、安定した作業タクト
を保つことができる。

ざらに二、三個所の部品供給ステーションに部品供給ユ
ニットをランダムアクセスすることにより、すべての部
品供給ユニットの電子部品を供給することができるので
、上下駆動機構が少なくてみ、構造の簡素化を図ること
ができる。また、上下駆動機構が少ない分駆動制御プロ
グラムも簡単となる。

本発明の部品供給方法によれば、部品供給ユニットの搬
送距離が長い場合でも、アクセス終了まで部品組付へ一
２ドを待機させておく必要がないので安定した作業タク
トを保つことができ、しかも部品供給ステーションの構
造および同ステーションにおける部品組付ヘッドの駆動
機構の制御プログラムを簡略化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図（ａ）、（ｂ）は本発明の自動組立装置
に係る実施例を説明するための概念図であり、第１図は
電子部品自動組付装置に適用した自動組立装置の外観を
示す斜視図、第２図（ａ）は同装置の平面図、第２図（
ｂ）は同じく右側図、第３図（ａ）、（ｂ）および第４
図は本発明の部品供給方法の実施例を説す１するための
図で、第３図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ自動組立装置各
部の動作タイムチャート、第４図は部品供給ユニットの
配置図、第５図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の部品
供給方法の変形例を示す図、第６図は自動組立装置の第
一従来例を示し、第６図（ａ）は平面図、第６図（ｂ）
は右側面図、第７図は１１１ｈ組立装置の第二従来例を
示し、第７図は右側面図であ （ａ）は平面図、第７図（ｂ） る。 ｉ。 ３： ２．４，５，６，７：部品供給ステーション部品組付ス
テーション ：部品組付ヘッド　　１２二割出し台 ：部品供給ユニット 二ロータリー式搬送テーブル ：Ｘ−Ｙテーブル 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　複数個の部品組付ヘッドと複数個の部品供給ユ
   ニットとを有し、部品供給ステーションにて所定の部品
   組付ヘッドと該部品組付ヘッドに部品を供給する部品供
   給ユニットとが相互に対向するように構成され、部品供
   給ユニットをランダムアクセスして部品を供給する自動
   組立装置において、部品組付ヘッドと部品供給ユニット
   とが同芯の軸の周りを相互に独立して回転可能であり、
   部品が組付けられる被組立体を載置するＸ−Ｙテーブル
   が部品組付ヘッドと部品供給ユニットの中間に部品供給
   ステーションを避けて配設されていることを特徴とする
   自動組立装置。
2. （２）部品組付ヘッドの取付ピッチと部品供給ユニット
   の取付ピッチが、同一間隔又はいずれか一方が他方の整
   数倍であることを特徴とする請求項１記載の自動組立装
   置。
3. （３）複数個の部品組付ヘッドと複数個の部品供給ユニ
   ットとを有し、部品供給ステーションにて所定の部品組
   付ヘッドと該部品組付ヘッドに部品を供給する部品供給
   ユニットとが相互に対向するように構成され、部品供給
   ユニットをランダムアクセスして部品を供給する自動組
   立装置において、部品組付ヘッドと部品供給ユニットと
   が相互に対向する部品供給ステーションが複数個所あり
   、該複数個所の部品供給ステーションで同時にまたは個
   別に前記部品供給ユニットから前記部品組付ヘッドへの
   部品供給作業を行ない、前記複数個所の部品供給ステー
   ションにて同時に複数個所の部品供給作業を行なったと
   きには、その後の作業サイクルにおいて相当する回数だ
   け部品供給作業のみを休止することを特徴とする部品供
   給方法。