JPH09181494A

JPH09181494A - チップ部品装着装置

Info

Publication number: JPH09181494A
Application number: JP9025735A
Authority: JP
Inventors: Soichiro Uejima; 宗一郎上島; Tsuneshi Togami; 常司戸上
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1997-01-27
Filing date: 1997-01-27
Publication date: 1997-07-11
Anticipated expiration: 2017-01-27
Also published as: JP2767415B2

Abstract

(57)【要約】【課題】大出力のモータを用いて作業ヘッドの移動速度
を高める手法に頼らなくとも作業効率を向上できると共
に、一対の作業ヘッドの一方の作業ヘッドによってチッ
プ部品を設置できる作業領域を拡大でき、作業効率を向
上させるチップ部品装着装置を提供することを課題とす
る。【解決手段】基台上に形成された基板搬送路と、この基
板搬送路の側方に位置する部品供給部と、この供給部の
チッブ部品をプリント基板に装着する互いに独立して移
動可能な第１及び第２のヘッドユニットと、この各ヘッ
ドユニットを個別に駆動する駆動手段とを設けると共
に、上記第１、第２のヘッドユニットが上記基板設置区
域を含む範囲で共通の作業領域を有するようにこれらヘ
ッドユニットの移動範囲を設定し、第１、第２のヘッド
ユニットＵ１、Ｕ２の作業ヘッド１３が第１、第２の支
持部材に対してお互いに内側に配置されているチップ部
品装着装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＩＣ、抵抗器、コン
デンサ等の小片状をした電子部品（以下、チップ部品と
いう）をプリント基板に装着するチップ部品装着装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の装着装置として、従来、プリン
ト基板が搬送されるコンベア上に作業ステーションを形
成し、この作業ステーションにおいてコンベアと平行な
水平面内をＸＹ方向に高速で移動するヘッド支持部材を
設け、このヘッド支持部材に部品供給部から供給される
チップ部品を吸着して、プリント基板上の所定位置に移
し換える作業ヘッドを設けたものが知られている（例え
ば、特願昭６１−１１８７１９号参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる装着
装置による電子部品の装着作業においては、プリント基
板上に広く分散配置された各所には多種類の部品の中か
らそれぞれに適切なものを装着することが必要である。
このために作業ヘッドは、集中的に配置された部品供給
装置から所要のチップ部品を取り上げ、これをプリント
基板の所要の各所に対して移動することが必要となる。
そして、かかる装着作業の作業効率を向上せんとする場
合、作業ヘッドの移動速度を高めることが考えられる
が、同時にそのチップ部品の位置決め精度を所定以上に
維持することも当然必要となる。しかし、このように作
業ヘッドの移動速度を高めて作業効率の向上を図る場合
には、チップ部品の位置決め精度を維持するために、剛
性の高いヘッド支持部材や、作業ヘッドの移動を高速で
行うために大きな出力の駆動モータを使用する必要があ
り、全体構造としてこれらを使用し得るものとする必要
があるから、その結果として装置自体が大型化すること
になる。本発明は、上記の事情に鑑み、大きい出力のモ
ータを用いて作業ヘッドの移動速度を高めるというよう
な手法に頼らなくとも、作業効率を向上することができ
るチップ部品装着装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、基台上に形成された基板搬送路と、この
基板搬送路の側方に位置する部品供給部と、部品ピック
アップ用の作業ヘッドを有して、基台の上方にＸ、Ｙ平
面上で移動可能となるように設けられたヘッドユニット
と、このヘッドユニットを駆動する駆動手段とを備え、
基板搬送路上の所定の基板設置区域内にプリント基板を
停止させた状態で上記ヘッドユニットの作業ヘッドによ
り上記部品供給部からチッブ部品をピックアップして、
そのチッブ部品をプリント基板に装着するようにしたチ
ップ部品装着装置において、お互いに独立して移動可能
な第１及び第２の支持部材と、この各支持部材を個別に
駆動する駆動手段とを設けるとともに、上記第１、第２
の支持部材にそれぞれ設けた第１、第２のヘッドユニッ
トが上記基板設置区域を含む範囲で共通の作業領域を有
するようにこれらヘッドユニットの移動範囲を設定し、
第１のヘッドユニット、第２のヘッドユニットの作業ヘ
ッドが各支持部材に対してお互いに内側に配置したもの
である。

【０００５】

【作用】この構成によると、上記基板搬送路によって
搬送されたプリント基板が上記基板設置区域内に停止さ
れた後、上記ヘッドユニットの作業用ヘッドにより上記
部品供給部からピックアップした部品をプリント基板に
装着する作業が繰り返されることにより、プリント基板
の所定数個所に部品が装着される。この場合、個別に駆
動される第１及び第２のヘッドユニットを備えているこ
とにより、部品供給部からの部品の取り出し及びプリン
ト基板への部品の装着が各ヘッドユニットで同時的に、
もしくはある程度の時間的ずれをもって並行して行わ
れ、特に、上記両ヘッドユニットが上記基板設置区域を
含む範囲で共通の作業領域を有しているため、１枚のプ
リント基板に対して上記各ヘッドユニットによる作業が
並行して行われ、プリント基板に対する複数のチップ部
品の装着が効率良く行われる。そして、格別に出力の大
きいモータを用いて作業ヘッドの移動速度を高速とする
必要がなく、装置内で生じる力の大きさが比較的小さく
保たれることにより、基台、送り装置等の剛性の増強の
必要性が軽減される。

【０００６】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図において、このチップ部品装着装置１０における
基台１１の上面には、搬送路としてのコンベア１２が水
平に設置されている。そして、このコンベア１２の搬送
路上には、このチップ部品装着装置１０の作業ヘッド１
３がチップ部品の装着作業をなす作業ステーション１４
が形成されている。このコンベア１２上にはその一方側
（図１において右側）からプリント基板１５が搬送さ
れ、このコンベア１２によるプリント基板１５の搬送は
前記作業ステーション１４内の所定位置で一時的に停止
される。そして、作業時にはこの作業ステーション１４
内の所定位置にプリント基板が保持される。この作業ス
テーション１４は矩形状となっており、その長手方向は
前記コンベア１２の移送方向であるＸ軸方向に一致して
いる。そして、この作業ステーション１４のＹ軸方向
（コンベア１２と直交する方向）の両側にそれぞれ、後
に説明する部品供給部１６が、作業ステーション１４の
長辺に沿って配置されている。この作業ステーションの
Ｘ軸方向両側には、それぞれ、Ｙ軸方向支持部材として
固定レール１７と送り装置１８が前記コンベア１２の上
方を跨いで設置されている。この送り装置１８はボール
ねじ装置からなり、サーボモータ（駆動モータ）１９に
より歯付きベルト２０を介してそのねじ軸（送りねじ）
２１が回転駆動され、これによって後述のヘッド支持部
材２２がＹ軸方向へ駆動されるようになる。基台１１の
上方には、それぞれ作業ヘッド１３をＸ軸方向に移動可
能に支持する２つのヘッド支持部材２２が装備されてい
る。このヘッド支持部材２２は以下のようになってい
る。すなわち、ヘッド支持部材２２は直線的に形成され
たフレーム２３と、このフレーム２３上に固定されたガ
イドレール２４と、このガイドレール２４に並行に設置
された送り装置（送りねじ）２５とを有し、このガイド
レール２４には取付け板２６を介して３つの作業ヘッド
１３が垂直方向に向いて支持されている。そして、これ
らの作業ヘッド１３は各々の所要のチップ部品のピック
アップ作業時、及びプリント基板上へのプレース作業時
には図示しないＣＰＵの指令信号により昇降して所要の
作業をなすものである。これらの作業ヘッド１３とこれ
らを昇降させる機構及び上記取付け板２６によりヘッド
ユニットが構成され、２つのヘッド支持部材２２に第
１、第２のヘッドユニットＵ１、Ｕ２がそれぞれ支持さ
れている。上記ヘッド支持部材２２（なお、上記第１の
ヘッドユニットＵ１を備えたヘッド支持部材を第１の支
持部材、上記第２のヘッドユニットＵ２を備えたヘッド
支持部材を第２の支持部材ともいう）の一端側には送り
装置１８（なお、第１の支持部材の送り装置を第１の送
り装置、第２の支持部材の送り装置を第２の送り装置と
もいう）たるボールねじ装置のめねじ部２７が設けられ
ており、これが固定レール１７に並行に設置された送り
ねじ２１と噛み合って、この送りねじ２１をサーボモー
タ１９で回転させることにより、ヘッド支持部材２２全
体にＹ軸方向への送りが与えられる。このヘッド支持部
材２２に支持されたヘッドユニットＵ１、Ｕ２は、その
取付け板２６がガイドレール２４に支持されると共に、
このガイドレール２４と並行に配置された送りねじ２５
にはこの取付け板２６に固定して設けたボールねじ装置
のめねじ部が噛み合っており、サーボモータ２８により
送りねじ２５の回転によってＸ軸方向に移動可能となっ
ている。したがって、３つづつの作業ヘッド１３を有す
る第１、第２のヘッドユニットＵ１、Ｕ２は、それぞ
れ、ヘッド支持部材２２の固定レール１７方向（Ｙ軸方
向）への移動と、このヘッド支持部材２２上のガイドレ
ール２４方向（Ｘ軸方向）への移動が可能となって、作
業ステーション１４の作業領域内での２次元移動がなさ
れる。一方、基台１１上に設置された部品供給部１６に
は、リールに巻回された供給テープ２９に例えば直方体
形状をなすチップ部品を等間隔に収納した形態で多種類
のチップ部品が備えられており、図示しないがこの供給
テープ２９の繰り出し端には供給テープ２９を間欠的に
送り出すラチェット式の送り機構が組み込まれ、この送
り機構を前記の作業ヘッド１３に設けた突子が押圧する
ことにより、作業ヘッド１３によるチップ部品のピック
アップ作業が可能となっている。なお、図中、３１は吸
着ノズルであり、図示しない真空ポンプに連結されてい
る。また、３２は修正アームで、これら修正アーム３２
を閉動することによって、吸着ノズル３１によって吸着
されたチップ部品の吸着位置の修正を行う。ところで、
２つのヘッド支持部材２２は、対称の姿勢で互いに並列
にＸ軸方向に延びるように配置された状態で、それぞれ
の両端が固定レール１７に支持され、それぞれ独立にＹ
軸方向に移動可能となっている。各ヘッド支持部材２２
に支持されたヘッドユニットＵ１、Ｕ２は、ヘッド支持
部材２２のＹ軸方向の内側、つまり両ヘッド支持部材２
２により挾まれる空間に臨む側に配置されている。これ
らのヘッド支持部材２２は、２つの送り装置１８により
個別に駆動される。これらの送り装置１８としてのボー
ルねじ装置は、作業ステーション１４の両側に設置され
た固定レール１７の両外側にそれぞれ配置されている。
これは、これらのヘッド支持部材２２を高精度に移動し
位置決めを行うには、図４に示すようにこの送りねじ２
１と固定レール１７との間隔ａを小さくすることは、ヘ
ッド支持部材２２に加わる送り駆動力による曲げモーメ
ントの低減となり好適であるからである。また、この送
り駆動力に対抗してヘッド支持部材２２による位置決め
精度を高く維持するためには、固定レール１７に対する
ヘッド支持部材２２のすべり軸受３３の間隔ｂを大きく
することが好ましい。この実施例の配置によれば、送り
ねじ２１と固定レール１７との間隔を狭小にして、前記
のすべり軸受３３の間隔を大きくしても、同一の一組の
固定レール１７に２本のヘッド支持部材２２を設置して
いることにより、両ヘッド支持部材２２による位置決め
精度を良好に維持することができ、さらに、両ヘッド支
持部材２２の近寄り間隔を小さくすることができ、各ヘ
ッド支持部材２２による作業スペースの拡大が可能であ
る。そして、この実施例のヘッド支持部材２２の送り装
置１８において、そのねじ軸２１と駆動モータ１９とが
歯付ベルト２０を介して連動することとしているので、
装置のＹ軸方向の寸法の割りに作業ステーション１４の
Ｙ軸方向寸法を大きくすることができ、また、固定レー
ル１７に沿ってねじ軸２１を配置する場合に、サーボモ
ータ１９の外形による制限を回避して近接して設置する
ことができるので、装置に要求される全体剛性を低減す
ることが可能となる。また、前記のように作業ヘッド１
３をヘッド支持部材２２のＹ軸方向の内側に配置したこ
とによって、両方のヘッド支持部材に設置された作業ヘ
ッド１３、１３間の停止距離を小さくすることができ、
他方のヘッド支持部材を移動しなくとも作業ヘッドがチ
ップ部品を設置することができる作業領域を拡大して作
業効率を向上させることができる。両ヘッド支持部材２
２のＹ軸方向の移動に対しては、次に説明するようにサ
ーボモータ１９に具備された検出器の発生パルス数を検
知して両ヘッド支持部材２２間の間隙を２０ｍｓｅｃ毎
に監視するようにして、両ヘッド支持部材２２の衝突、
干渉を回避すべく対応している。したがって、この装着
装置１０の作業ステーション１４における各ヘッドユニ
ットＵ１、Ｕ２の作業領域は図５に示す如く、それぞれ
のヘッド支持部材２２側に配置された部品供給部１６を
専用すると共に、コンベア１２上で停止したプリント基
板１５上の部分は両ヘッド支持部材２２の共通の作動領
域として重複している。なお、図５において図示Ａは図
１で手前側として描かれたヘッド支持部材２２により支
持された第１のヘッドユニットＵ１の作業ヘッド１３の
作業領域を示し、図示Ｂは他側のヘッド支持部材２２に
より支持された第２のヘッドユニットＵ２の作業ヘッド
１３の作業領域を示す。すなわち、第１のヘッドユニッ
トＵ１の作業ヘッド１３は第１のヘッド支持部材側に設
置された部品供給部１６の供給テープ２９からチップ部
品を取り上げてプリント基板１５上の全域を対象として
セットし、第２のヘッドユニットＵ２の作業ヘッド１３
は同側の部品供給部１６から同様にしてプリント基板１
５上の全域を対象としてチップ部品をセットするもので
ある。そして、各ヘッドユニットＵ１、Ｕ２による上記
の作業が同時的に、もしくはある程度の時間的ずれをも
って並行して行われることにより、１枚のプリント基板
に対するチップ部品の装着が効率良く行われる。次に、
上記の２本のヘッド支持部材２２を互いに衝突、干渉を
生じずに移動させるため、この実施例は周知の技術によ
り、図示しないＣＰＵによって制御され適切な作動がな
されるようにプログラミング等がなされている。この実
施例では、特に以下の如きタスクをＣＰＵにより行わせ
ることによって、これら２本のヘッド支持部材２２の衝
突、干渉の回避の完全を期している。以下に、このタス
クの作動を図６のフローチャートに基づいて説明する。
なお、このタスクはこの装着装置１０の電源の投入と同
時に作動を開始するＣＵＰ内のタイマにより、２０ｍｓ
ｅｃ毎に以下のタスクを繰り返すこととしている。この
ため、以下に説明するタスクは、このチップ部品装着装
置の運転が手動モード及び自動モードのいずれによって
行われている場合でも機能しており、装置の運転操作ミ
スあるいは自動運転プログラムのミスがあってもヘッド
支持部材の衝突、干渉等の発生を防止するようになって
いる。まず、前記の如きタイマの指令信号に基づいて、
タスクを開始する。ステップ１両ヘッド支持部材２２のＹ軸方向位置（図６において
は、Ｙ１、Ｙ２として表示する）とその変化を検知して
両ヘッド支持部材２２が接近中であるか否かを判断す
る。これは、両ヘッド支持部材２２の駆動モータ１９に
はパルス発生器が設けてあるのでそのエンコーダ部分か
らのパルス数の差を検知してＣＰＵにより所定量との比
較を行えばよい。そして、この判断がＹＥＳであれば、
ステップ２に進み、ＮＯであればこのタスクを終了す
る。ステップ２両ヘッド支持部材２２が接近中であると判断されると、
両ヘッド支持部材２２がそれぞれ滑らかに減速して停止
し得る位置を計算する。ステップ３次いで、ステップ２で計算した両ヘッド支持部材２２の
停止位置間隔を計算する。ステップ４そして、ステップ３で得た間隔と予め設定した両ヘッド
支持部材２２の最小間隔（変更可能に設定できるように
することが好ましい）とを比較して、両ヘッド支持部材
２２の衝突、干渉の可能性を予測する。ＹＥＳ（衝突等
の可能性がある場合）にはステップ５に進み、ＮＯ（衝
突等の可能性がない場合）であればこのタスクを終了す
る。ステップ５前記ステップ４により、衝突等の可能性があると判断し
た場合には、両ヘッド支持部材２２、及びこれらヘッド
支持部材２２における各作業ヘッド１３（この実施例で
は取付け板２６で代用することも可能である）の移動に
対して制動し、これらを減速停止して、衝突等の回避を
図りこのタスクを終了する。なお、この場合には、かか
る動作と同時にブザー等により、警報を発するようにし
てもよい。

【０００７】

【効果】この発明は、以上説明したように、基板搬送
路上の所定の基板設置区域内にプリント基板を停止させ
た状態で、移動可能なヘッドユニットの作業ヘッドによ
り、部品供給部からチップ部品をピックアップしてプリ
ント基板に装着するようにしたものにおいて、互いに独
立して移動可能で個別に駆動される第１及び第２のヘッ
ドユニットを設け、この各ヘッドユニットが上記基板設
置区域を含む範囲で共通の作業領域を有するようにして
いるため、上記基板設置区域内に位置する１枚のプリン
ト基板に対して、上記各ヘッドユニットによる部品装着
作業を並行して行うことができる。したがって、格別に
出力の大きなモータを用いて作業ヘッドの移動速度を高
速とせずとも、１枚のプリント基板に対する部品装着作
業の作業効率を向上することができる。また、このよう
に格別に出力の大きいモータを用いずとも作業効率が向
上するから、装置内で生じさせる力の大きさを比較的小
さいものとしておくことができ、また駆動モータによる
ヘッド支持部材への駆動トルクの作用が抑制されている
ために、基台、送り装置等の大型化が抑制される。すな
わち、かかる構成により、比較的小型でありながら作業
効率を著しく向上させることができる。また、第１のヘ
ッドユニット、第２のヘッドユニットの作業ヘッドが各
ヘッド支持部材に対してお互いに内側に配置されている
ので、各作業ヘッドがヘッド支持部材のＹ軸方向の内側
に位置し、両支持部材に設置された両作業ヘッド間の停
止距離を、作業ヘッドがお互いにＹ軸方向外側に配置さ
れる場合に比して著しく小さくすることができ、他方の
ヘッド支持部材を移動しなくても一方の作業ヘッドによ
ってチップ部品を設置できる作業領域を拡大することが
でき、それだけ作業効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例に関するもので、

【図１】チップ部品装着装置のカバーを外した平面図で
ある。

【図２】そのＡ−Ａ断面図である。

【図３】その側面図である。

【図４】ヘッド支持部材の駆動系の平面視の説明図であ
る。

【図５】作業ステーションにおける両ヘッド支持部材の
作業領域説明図である。

【図６】このチップ部品装着装置のヘッド支持部材の衝
突等の回避タスクのフローチャートである。

【符号の説明】

１０・・・チップ部品装着装置１１・・・基台１３・・・作業ヘッド１４・・・作業ステーション１７・・・固定レール１８、２５・・・送り装置２２・・・ヘッド支持部材２４・・・ガイドレール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基台上に形成された基板搬送路と、この基
板搬送路の側方に位置する部品供給部と、部品ピックア
ップ用の作業ヘッドを有して、基台の上方にＸ、Ｙ平面
上で移動可能となるように設けられたヘッドユニット
と、このヘッドユニットを駆動する駆動手段とを備え、
基板搬送路上の所定の基板設置区域内にプリント基板を
停止させた状態で上記ヘッドユニットの作業ヘッドによ
り上記部品供給部からチッブ部品をピックアップして、
そのチッブ部品をプリント基板に装着するようにしたチ
ップ部品装着装置において、お互いに独立して移動可能
な第１及び第２の支持部材と、この各支持部材を個別に
駆動する駆動手段とを設けるとともに、上記第１、第２
の支持部材にそれぞれ設けた第１、第２のヘッドユニッ
トが上記基板設置区域を含む範囲で共通の作業領域を有
するようにこれらヘッドユニットの移動範囲を設定し、
第１のヘッドユニット、第２のヘッドユニットの作業ヘ
ッドが各支持部材に対してお互いに内側に配置されてい
ることを特徴とするチップ部品装着装置。