JPH0637008B2 - 作業装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は作業ライン上にワークを保持してこれを搬送す
るキャリヤと、このキャリヤによって作業ライン上のワ
ークエリヤに搬送されてくるワークの所定位置の所定の
作業を加える作業ヘッドとを備えた作業装置に関するも
のである。

特に本発明はチップ型抵抗、チップ型積層コンデンサな
どの電子部品を、電子回路を構成する基板上に自動装着
する作業装置に適用すると好適なものである。

本発明はワークエリヤにワークを搬入し、これをワーク
エリヤから搬出するのに要するローディング時間を短縮
し、理論的にはこれを零とすることができる作業能率が
良好な作業装置を提供することを目的とする。特に本発
明は、ワーク１枚当りに対する作業回数が少ない作業装
置において、作業能率を飛躍的に向上させることを目的
とする。

背景技術 従来のこの種の作業装置として第１０図に示すものがあ
る。

この従来装置は部品供給部５０に配置された電子部品
を、作業ヘッド５１でピックアップして、これを作業ラ
イン５２上のワーク、具体的には基板５３上まで搬送
し、基板５３の所定の位置に前記電子部品を装着する自
動部品装着装置に係るものである。そして前記作業ヘッ
ド５１は水平面上の２方向、すなわちＸ−Ｙ方向に移動
して前記電子部品を基板５３上に装着する作業点を決定
しうるように構成されている。

他方前記基板５３は作業ライン５２上のワークエリヤ５
４において、位置決め手段５５により所定停止位置に位
置決めされて、前記装着作業を受けるように構成されて
いる。そしてここで必要数の電子部品が装着された基板
５３は供出位置５６に搬出される。これと相前後して、
待機位置５７に待機している基板５３がワークエリヤ５
４に搬入されて、前記基板５３同様電子部品が装着され
る。尚、５８は基板５３を待機位置５７に待機させるた
めのストッパーである。

ところで上記従来装置によると、装着作業の終了した基
板５３をワークエリヤ５４から搬出し、次の基板５３を
ワークエリヤ５４に搬入するに要するローディング時間
が比較的長くかかり、数秒から長いものでは５秒程を必
要とする。

従って基板１枚当りの部品装着点数が少ない場合には、
前記ローディング時間のロスが作業能率に大きな影響を
及ぼし、これが作業能率を下げる大きな要因となってい
る。

第９図に示すグラフは、横軸Ｍに基板１枚当りの部品装
着点数を、縦軸Ｎに４００分稼働における部品装着総点
数を夫々とり、実線で従来装置の作業能率曲線を示して
いるが、このグラフからも上記のことが明白にうかがい
知ることができる。

発明の開示 本発明は上記従来装置における問題点を解消するため、
作業ライン上にワークを保持してこれを搬出するキャリ
ヤと、このキャリヤによって作業ライン上のワークエリ
ヤに搬送されてくるワークの所定位置に所定の作業を加
える作業ヘッドとを備えた作業装置において、次のよう
な構成を備えたことを特徴としている。

ワーク１の所定位置に所定の作業を加える作業ヘッド２
はワークエリヤ３におけるワーク１の移動方向と異なる
方向に移動するように構成されている。標準的には図示
するように水平面上の相直交する２方向、すなわちＸ−
Ｙ方向の内Ｘ方向にワーク１を移動させ、Ｙ方向に作業
ヘッド２を移動させるとよい。

前記作業ヘッド２の移動及びＹ方向の作業点を作業毎に
位置決めするためヘッド駆動手段４が設けられている。

作業ライン５上にワーク１を保持してこれを搬送するキ
ャリヤは複数具備されている。標準的には図示するよう
に第１キャリヤ６ａと第２キャリヤ６ｂとの２個のキャ
リヤを有する構成とすればよい。

前記キャリヤ６ａ、６ｂを作業ライン５に沿ってワーク
供給位置７、ワークエリヤ３、ワーク供出位置８に順次
移動させると共にワーク供出位置８からワーク供給位置
７に復帰移動させ、且つワークエリヤ３におけるＸ方向
の作業点を各作業毎に位置決めするために、各キャリヤ
６ａ、６ｂに対応して夫々キャリヤ駆動手段が設けられ
ている。標準的には第１キャリヤ６ａに対して第１キャ
リヤ駆動手段９ａが、第２キャリヤ６ｂに対して第２キ
ャリヤ駆動手段９ｂが夫々設けられている。

更にキャリヤ６ａ，６ｂの復帰移動時に他のキャリヤ６
ｂ、６ａ及びワーク１に干渉しないように構成されてい
る。

上記発明をより具体的に構成したものとしては、第１図
乃至第７図に示す実施例のように、各キャリヤ６ａ、６
ｂがワーク供給位置７、ワークエリヤ３、ワーク供出位
置８間を往復移動し、夫々のキャリヤ６ａ，６ｂの本体
１０が互いに干渉しない軌跡上を往復移動すると共に、
夫々のキャリヤ６ａ、６ｂのワーク保持部１１が復帰移
動時に他のキャリヤ６ｂ、６ａ及びワーク１に干渉しな
いように姿勢を変化させるように構成したものがある。

上記発明を他の態様により具体的に構成したものとして
は、第８図に示す実施例のように、各キャリヤ６ａ、６
ｂがエンドレス軌跡上を移動し、ワーク供給位置７、ワ
ークエリヤ３、ワーク供出位置８間を循環移動するよう
に構成したものがある。前記キャリヤ６ａ、６ｂの夫々
を駆動する各キャリヤ駆動手段９ａ、９ｂは互いに独立
なエンドレスタイミングベルト３１ａ、３１ｂとパルス
モータ３２ａ、３２ｂで構成すると好適である。

本発明は上記構成を有するので、例えば第１図〜第３図
に示すように、第１キャリヤ６ａと第２キャリヤ６ｂと
を夫々独立に移動させ、ワークエリヤ３に位置するワー
ク１のＸ−Ｙ座標上の所定の位置に正確な作業を加える
ことができると共に、ローディング時間の短縮を図るこ
とができる。

第１図においてＰで示すワーク１は第１キャリヤ６ａに
保持されて、ワークエリヤ３に位置している。作業ヘッ
ド２はＹ方向に移動し、部品供給部１２から所定の部品
をピックアップしてこれをワークエリヤ３まで搬送し、
前記ワークＰの所定位置に装着する機能を有するように
構成されている。ワークエリヤ３において作業ヘッド２
はＹ方向の作業点が位置決めされて前記装着作業を行う
一方、そのとき前記第１キャリヤ６ａはＸ方向の作業点
が位置決めされている。従って作業ヘッド２による部品
装着作業は前記ワークＰのＸ−Ｙ座標上の正確な点に行
われる。

前記ワークＰ上には所定回数の装着作業が行われるが、
その間各作業毎に作業ヘッド２は部品搬送ラインＬ上を
往復動する一方、ワークＰは徐々に図の右方向に間欠移
動せしめられる。

ワークＰに対して部品装着作業が行われている間、Ｑで
示すワーク１はワーク供給位置７において第２キャリヤ
６ｂに保持され、次いで第２図に示すように、ワークＰ
の部品装着作業が終了する直前にはワークＰに近接した
位置に移動して待機状態にある。

ワークＰに対する部品装着作業が終了すると、第１キャ
リヤ６ａはワーク供出位置８に移動し、ワークＰを排出
側コンベヤ１３に移載せしめて、これを作業ライン５外
に搬出せしめる。同時に、待機状態にあるワークＱは第
２キャリヤ６ｂによって、ワークエリヤ３に移動せしめ
られて、第３図に示すように作業ヘッド２による部品装
着作業を受ける。

ワークＱに部品装着作業が行われている間、第１キャリ
ヤ６ａはワーク供出位置８からワーク供給位置７に復帰
移動し、供給側コンベヤ１４から供給されるＲで示され
る次のワーク１を受け取る。以下、第１図〜第３図に示
す作業が繰返される。

前記第１キャリヤ６ａの復帰移動時には、第２キャリヤ
６ｂ及びこれに保持されるワークＱに干渉しないように
構成されているので、前記復帰移動は円滑に行われる。
同様に第２キャリヤ６ｂの復帰移動も円滑に行われる。

かくして本発明によれば、第１キャリヤ６ａ（又は第２
キャリヤ６ｂ）に保持されたワーク１の作業が終了する
と、これに続いて殆どローディング時間を必要とするこ
となく、第２キャリヤ６ｂ（又は第１キャリヤ６ａ）に
保持されたワーク１の作業に移行することができる。従
って、第９図のグラフに仮想線で示すように、理想的に
は、ワーク１枚当りの作業点数（例示したものでは部品
装着点数）の多少に関係なく、作業能率を最高の状態と
することができる。

図面の簡単な説明 第１図、第２図及び第３図は本発明の第１実施例につい
て、その原理及び作用を示す平面図、第４図は本発明の
第１実施例の全体を示す斜視図、第５図はその作業ヘッ
ドと作業ラインの一部とを示す斜視図、第６図はキャリ
ヤ及びキャリヤ駆動手段を示す斜視図、第７図はキャリ
ヤ及びキャリヤ駆動手段を示す縦断側面図、第８図は本
発明の第２実施例におけるキャリヤ及びキャリヤ駆動手
段を示す斜視図、第９図は本発明と従来例との作業能率
を比較して示すグラフ、第１０図は従来例を原理的に示
す平面図である。

発明を実施するための最良の形態 第１図〜第７図は本発明の第１実施例を示している。こ
の実施例は多数の電子部品（以下部品と称す）１５（第
５図参照）を順次基板（以下ワークと称す）１上の所定
位置に自動的に装着する電子部品装着装置に関するもの
である。

この実施例においては、第４図に示すように、部品供給
部１２、１２が左右対称位置に２箇所設けられると共
に、作業ヘッド２、２も夫々の部品供給部１２、１２に
対応して２個配設されている。従って、ヘッド駆動手段
４、４も１対備わっている。そして一方の作業ヘッド２
が部品供給部１２から部品１５をピックアップしている
とき、他方の作業ヘッド２は作業ライン５のワークエリ
ヤ３において部品装着作業を行っていることに例示され
るように、両作業ヘッド２、２は互いに半サイクルタイ
ミングが異なった状態で基本的には同一の運動、作業を
行って、部品装着作業の能率を高めている。

前記部品供給部１２には多数のテーピングカセット装置
１６が並列に配置され、夫々のテーピングカセット１６
ａには１列に多数個の部品１５が装入されている。これ
らテーピングカセット１６ａはＸ方向に間欠的に送ら
れ、ピックアップ位置に来た各部品１５の内の１個が、
１回の装着作業毎に作業ヘッド２によって選択的にピッ
クアップされる。各テーピングカセット１６ａのピック
アップ位置にある部品は前記部品搬送ラインＬ（第１図
参照）上に略１列に並んでいる。

前記作業ヘッド２は上記部品供給部１２から部品１５を
ピックアップし、この部品１５を作業ライン５上のワー
クエリヤ３に搬送すると共に、ワークエリヤ３において
前記ワーク１の所定位置に前記部品１５を装着する機能
を備えている。そしてこの作業ヘッド２は第５図に詳細
に示すようにヘッド本体１７及びこのヘッド本体１７に
対し上下方向、すなわちＺ方向に移動する吸着ノズル１
８からなっている。吸着ノズル１８はバキューム圧を利
用して、前記部品１５をテーピングカセット１６ａより
吸着し、これをピックアップする作用を有している。

前記作業ヘッド２をＹ方向に移動させつつその移動位置
を制御するヘッド駆動手段４は、前記ヘッド本体１７に
一体に設けられた可動部４ａと、その案内レールを兼ね
る固定部４ｂとからなるリニヤパルスモータで構成され
ている。そしてこのヘッド駆動手段４はコントロール装
置（図示せず）からのパルス信号に基き作業ヘッド２の
Ｙ方向の移動位置及び移動速度を制御している。

尚、前記吸着ノズル１８のＺ方向の移動は、エアシリン
ダなどの駆動手段（図示せず）によって行われるが、こ
のＺ方向の移動も前記コントロール装置の制御下におい
て行われる。

Ｘ方向に伸びる作業ライン５には、第４図〜第７図に示
すように、ワーク１を案内支持する１対のガイドレール
１９、１９、ワーク１を供給する供給側コンベヤ１４、
ワークエリヤ３において部品装着作業が完了したワーク
１を排出する排出側コンベヤ１３が配設されている。又
作業ライン５には、ワーク１を保持してこれを搬送する
１対のキャリヤ、すなわち第１キャリヤ６ａと第２キャ
リヤ６ｂが配されている。又第６図及び第７図に示すよ
うに、各キャリヤ６ａ、６ｂを作業ライン５に沿って、
ワーク供給位置７、ワークエリヤ３、ワーク供給位置８
に順次移動させると共にワーク排出位置８からワーク供
給位置７に復帰移動させ、且つワークエリヤ３における
ワーク１の移動方向の作業点を各作業毎に位置決めする
第１キャリヤ駆動手段９ａ及び第２キャリヤ駆動手段９
ｂが設けられている。

前記両キャリヤ６ａ、６ｂは共に出没ピン２１、この出
没ピン２１を出没させるソレノイド２２を備えた１対の
ワーク保持部１１と、案内板２３上をＸ方向に移動する
キャリヤ本体１０とから構成されている。両キャリヤ本
体１０、１０は互いに干渉しない軌跡上を往復動する。
又前記出没ピン２１はワーク１に設けた１対の係合孔２
０、２０に係脱可能に係合する。

前記ワーク保持部１１はこれと同一回動する回動軸２４
を介して、前記キャリヤ本体１０に首振り自在に支持さ
れている。又前記回動軸２４には揺動杆２７が固着さ
れ、その先端のガイドローラ２８がカム板２９ａ、２９
ｂに設けたカム溝３０ａ、３０ｂ内を転動するように構
成されている。前記カム溝３０ａ、３０ｂは第６図に示
すようにループ状に形成されている。

前記第１キャリヤ駆動手段９ａ及び第２キャリヤ駆動手
段９ｂは共に、前記キャリヤ本体１０に一体に取付けた
可動部２５と、前記案内板２３の下方に平行に伸びる板
状の固定部２６とからなるリニヤパルスモータで構成さ
れている。そしてこれらキャリヤ駆動手段９ａ、９ｂは
夫々独立に、前記コントロール装置からのパルス信号に
基き、第１キャリヤ６ａ及び第２キャリヤ６ｂをＸ方向
に移動させ、Ｘ方向の位置決めを行い、且つその移動速
度を制御する。

前記第１キャリヤ６ａは、第１図〜第３図に示すよう
に、第１キャリヤ駆動手段９ａに駆動されて、ワーク供
給位置７、ワークエリヤ３、ワーク供出位置８に順次移
動する。このとき、第６図に示すように、前記揺動杆２
７のガイドローラ２８がカム板２９ａのカム溝３０ａの
上段側の溝に案内されているため、第１キャリヤ６ａの
ワーク保持部１１は起立状態にある。又ワーク供給位置
７において、供給側コンベヤ１４から第１キャリヤ６ａ
にワーク１が移載されるとき、前記ソレノイド２２の働
きによって、出没ピン２１が突出し、これがワーク１の
係合孔２０に係合することでワーク１は第１キャリヤ６
ａに保持される。第１キャリヤ６ａはワークエリヤ３に
おいて、部品装着作業毎にＸ方向の作業点が位置決めさ
れ、Ｙ方向の作業点が位置決めされた作業ヘッド２によ
る部品装着作業が前記第１キャリヤ６ａに保持されたワ
ーク１に加えられ、ワーク１のＸ−Ｙ座標上の所定点に
部品１５が装着される。前記ワーク供出位置８において
は、前記ソレノイド２２の働きによって、出没ピン２１
が没入して前記係合孔２１との係合が解かれた後、第１
キャリヤ６ａ上のワーク１は排出側コンベヤ１３に移載
される。

前記第１キャリヤ６ａは、次に第１キャリヤ駆動手段９
ａに駆動されて、ワーク供出位置８からワーク供給位置
７に高速で復帰移動する。このとき第７図に示すよう
に、前記ガイドローラ２８が前記カム溝３０ａの下段側
の溝に案内されているため、前記ワーク保持部１１は傾
斜状態にある。従って第１キャリヤ６ａは第２キャリヤ
６ｂ及びこれに保持されるワーク１に干渉することな
く、復帰移動することができる。

前記第２キャリヤ６ｂは、第１キャリヤ６ａとは独立
に、第２キャリヤ駆動手段９ｂに駆動されて運動する
が、その基本的機能は第１キャリヤ６ａと同様であるの
で、説明を省略する。又第１キャリヤ６ａと第２キャリ
ヤ６ｂとの関係は、第１図〜第３図に基づいて、発明の
開示の項で説明したとおりである。

第８図は本発明の第２実施例における第１キャリヤ６
ａ、第２キャリヤ６ｂ、第１キャリヤ駆動手段９ａ及び
第２キャリヤ駆動手段９ｂを示している。

第１キャリヤ駆動手段９ａは第１エンドレスタイミング
ベルト３１ａ及びこれを一方向に回転駆動する第１パル
スモータ３２ａで構成され、前記ベルト３１ａには１対
のキャリヤ本体１０ａ、１０ａが固着されている。これ
らキャリヤ本体１０ａ、１０ａはエンドレス状の案内レ
ール３３に案内されて前記ワーク供給位置７、ワークエ
リヤ３、ワーク供出位置８間を循環移動する。前記キャ
リヤ本体１０ａの夫々には、ワーク保持部１１ａが揺動
可能に枢着されており、又ワーク供給位置７からワーク
供出位置８に移動する間にワーク保持部１１ａが起立し
て、その係合ピン３４が前記ワーク１の係合孔２０に係
合するように、前記作業ライン５に沿って案内カム板３
５が配設されている。３６は前記ワーク保持部１１ａに
設けたカムローラ、３７はリターンスプリングである。
又３８ａは第１駆動ホイール、３９ａは第１従動ホイー
ルである。

上記のように第１キャリヤ６ａは前記１対のキャリヤ本
体１０ａ、１０ａ及びこれらに枢着されたワーク保持部
１１ａ、１１ａによって構成されるが、第２キャリヤ６
ｂもこれと同様第２エンドレスタイミングベルト３１ｂ
に固着された１対のキャリヤ本体１０ｂ、１０ｂ及びこ
れらに枢着されたワーク保持部１１ｂ、１１ｂによって
構成される。第２キャリヤ駆動手段９ｂは第２エンドレ
スタイミングベルト３１ｂ、これを一方向に回転駆動す
る第２パルスモータ３２ｂで構成されている。３８ｂは
第２駆動ホイール、３９ｂは第２従動ホイールであっ
て、前記第１駆動ホイール３８ａ、前記第１従動ホイー
ル３９ａとは独立に回転する。

かくして第１キャリヤ６ａ及び第２キャリヤ６ｂは共に
互いに干渉することなくワーク供給位置７、ワークエリ
ヤ３、ワーク供出位置８間を１方向に循環移動し、第１
図〜第３図に示す場合と同様の作用を営む。

本発明は上記実施例に示す外、種々の態様に構成するこ
とができる。例えばキャリヤ６ａ、６ｂ及びキャリヤ駆
動手段９ａ、９ｂを３組以上備えた構成とすることも可
能である。又上記実施例では、作業ヘッド２の移動方向
をＹ方向に、ワークエリヤ３におけるワーク１の移動方
向をＸ方向に夫々定めているが、両者の移動方向が直交
することは必ずしも必要ではない。又上記実施例では、
ワーク１に設けた係合孔２０にキャリヤ６ａ、６ｂの出
没ピン２１又は係合ピン３４を係合させて、ワーク１を
キャリヤ６ａ、６ｂに保持させているが、ワーク１を挟
持手段などを用いてキャリヤ６ａ、６ｂに保持させる構
成とすることも可能である。更に上記実施例では本発明
を部品装着装置に適用したが、この他ハンダ付け装置、
穿孔装置など他の作業装置に適用することも可能であ
る。

産業上の利用可能性 以上の説明から明らかなように本発明によれば次のよう
な優れた効果が得られる。

作業の終了したワークをワークエリヤから搬出し、
次のワークをワークエリヤに搬入するに要するローディ
ング時間を従来例に比較し、格段に短縮できる結果、作
業能率を向上させることができる。特にワーク１枚当り
の作業点数が少ない場合における作業能率の向上は顕著
になる。

作業ヘッドは１方向のみ移動させればよいので、従
来の２方向移動が必要な作業ヘッドに比較して、構造を
簡単にできると共に軽量化を図ることができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作業ライン上にワークを保持してこれを搬
   送するキャリヤと、このキャリヤによって作業ライン上
   のワークエリヤに搬送されてくるワークの所定位置に所
   定の作業を加える作業ヘッドとを備えた作業装置におい
   て、 前記作業ヘッドをワークエリヤにおけるワークの移動方
   向とは異なる方向に移動させると共にその方向の作業点
   を各作業毎に位置決めするヘッド駆動手段と、 ワークをワーク供給位置、ワークエリヤ、ワーク供出位
   置に順次搬送する複数のキャリヤと、 前記キャリヤを作業ラインに沿ってワーク供給位置、ワ
   ークエリヤ、ワーク供出位置に順次移動させると共に、
   ワーク供出位置からワーク供給位置に復帰移動させ、且
   つワークエリヤにおけるワークの移動方向の作業点を各
   作業毎に位置決めする各キャリヤに対応する複数のキャ
   リヤ駆動手段とを備えると共に、 キャリヤの復帰移動時に他のキャリヤ及びワークに干渉
   しないように構成されていることを特徴とする作業装
   置。
2. 【請求項２】各キャリヤを作業ラインに沿ってワーク供
   給位置、ワークエリヤ、ワーク供出位置間に往復移動さ
   せる特許請求の範囲第１項記載の作業装置。
3. 【請求項３】各キャリヤを作業ラインに沿ってワーク供
   給位置、ワークエリヤ、ワーク供出位置間に循環移動さ
   せる特許請求の範囲第１項記載の作業装置。