JPH09199887A - 部品供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子回路基板の上に電子部品を装着する電子
部品実装機における部品供給装置において、周囲温度変
化や駆動モータの発熱による駆動機構の熱膨張からくる
部品供給テーブルの部品吸着位置への位置決めの変化を
低減することを目的とする。 【解決手段】 原点検出部１を部品供給装置の部品吸着
位置３の位置に設置し、各部品供給テーブルのま被原点
検出部２を部品供給テーブルの中央に配置する。これら
原点検出部と被原点検出部の配置構成により、部品供給
テーブルの原点位置から部品吸着位置までの距離が短縮
され、周囲温度変化や駆動モータ８の発熱によるボール
ネジ６の熱膨張による部品吸着位置に与える位置決めず
れを低減することができ、部品供給装置のむだな部品廃
棄を削減し、電子部品実装機の安定した高い生産性を実
現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多種の電子部品を所
定の部品吸着位置に供給し、吸着した電子部品を電子回
路基板上の所定の位置に実装していく電子部品実装機に
関するものであり、特に電子部品実装機の部品供給装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品実装機における部品供給装置
は、電子部品の荷姿によりテーピング対応のもの、また
はトレイ対応、スティック対応のものなど数種類に及ん
でいる。なかでもテーピング対応のものは電子部品を高
速にかつ多種に供給でき、電子部品実装機の中でも高速
高生産タイプの実装機によく用いられている。

【０００３】テーピング対応の部品供給装置が供給する
電子部品の大きさは、電子回路の高密度化により微小化
が進んでおり、外形サイズが１．６×０．８×０．５ｍ
ｍから１．０×０．５×０．３５ｍｍといったものも使
用されている。これら微小な電子部品を電子部品実装機
において高速に安定して供給するために、部品供給テー
ブルの部品吸着位置への位置決めは、０．１ｍｍ以下の
正確な位置決めが必要となっている。更に部品供給装置
は、多種の電子部品を連続して供給するために、部品供
給テーブルの可動範囲として短いもので３ｍ、長いもの
で７ｍもの距離をもっている。この長い可動範囲を実現
するために一般に図５に示すようなボールネジとナット
とモータを組合せた駆動系が採用されている。図５の部
品供給装置の構成は、ベースフレーム５６の上をボール
ネジ５１とナット５７、及びナットを回転させるモータ
５３により水平移動する部品供給テーブル５４からな
る。水平移動する部品供給テーブルを駆動するモータ
は、ベースフレームの端に設置された原点検出部５７、
及び部品供給テーブル側に設置された被原点検出部５８
により位置決めの基準位置となる原点位置を検出する構
造をとっている。また、部品供給テーブルはテーピング
部品５５を複数搭載できる構造となっている。

【０００４】更にこの部品供給テーブルを複数用意して
いる部品供給装置もあり、その構造の例を図６に示す。
複数の部品供給テーブルを用意する目的は、部品切れに
なった部品供給テーブルを部品交換位置に移動し、電子
部品を補給している間においても他の部品供給テーブル
に予め用意していた同種部品を替わりに部品吸着位置に
供給し、電子部品実装機本体の生産動作を継続し可動率
を低下させないことである。複数の部品供給テーブル６
１は、各々が電子部品実装機の制御装置によって移動、
及び位置決めを制御され、搭載しているテーピング部品
を所定の部品吸着位置６３に移動し次々と電子部品を供
給を行なう。図６の部品供給装置の駆動系の配置を示し
たものが図７である。各部品供給テーブル７０１から７
０４の原点位置は、７０９から７１２である。部品供給
テーブル上の電子部品が部品切れとなった際、部品供給
テーブルに電子部品を補給する部品交換位置は、部品供
給テーブル７０１に対し７０９、７０２に対し７１０、
７０３に対し７１１、７０４に対し７１２の位置であ
る。

【０００５】図７の例ではボールネジは全体で１本の場
合を示したが複数本の場合もあり、モータの数もテーブ
ル毎に用意する場合やテーブル数よりも少なくした構成
をとることもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に図５、図６、及
び図７に示すような部品供給装置の駆動系の構成をとっ
た場合、周囲温度の変化及び部品供給装置のモータ等の
発熱による温度変化によりボールネジが熱膨張し、部品
供給テーブルの絶対的な位置決め精度が変化する。この
位置決めのずれは原点位置からの距離が離れているほど
大きくなり、概略的には式１にて計算できる。

【０００７】式１ ΔＬ＝Ｃｔ・Δｔ・Ｓ１ ΔＬ・・・温度変化によるボールネジの伸び［ｍｍ］ Ｃｔ・・・ボールネジの温度変化に対する熱膨張係数
［ｍｍ／度］ Δｔ・・・ボールネジの温度変化［度］ Ｓ１・・・ボールネジの有効長さ［ｍｍ］ 図６に示すような部品供給装置の場合、ボールネジの長
さは、原点位置２５から部品吸着位置まで３ｍある。Ｃ
ｔは一般的なボールネジの材質で１２×１０^-6程度であ
るから、ボールネジ温度が２０度変化したとすると、 ΔＬ＝１２×１０^-6×２０×３０００＝０．７２ｍｍ となる。この温度変化が発生し位置決めのずれが生じた
場合、外形サイズが１．６×０．８×０．５ｍｍから
１．０×０．５×０．３５ｍｍといった電子部品の部品
吸着位置に対し、０．７２ｍｍもの位置ずれが生じてし
まい、安定した吸着が行なわれず、電子部品実装機の生
産性が低下すると共に、電子部品の無駄な廃棄を引き起
こしてしまうこととなる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで本発明の部品供給
装置では、各部品供給テーブルの原点検出部、及び原点
位置をベース上の部品吸着位置付近の１ヵ所に設置し、
原点位置から部品吸着位置までの距離を短くする構成を
とっている。本発明の部品供給装置の構成によれば、周
囲温度変化や部品供給装置のモータ発熱によるボールネ
ジの熱膨張の部品吸着位置ずれに対する影響を大幅に低
減することができ、温度変化に強い安定した電子部品供
給が行なえる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、１つ以上の部品供給テーブルを移動させ、ベース上
の１ヵ所の部品吸着位置に各部品供給テーブルを位置決
めし部品供給する部品供給装置において、各部品供給テ
ーブルの原点検出部、及び原点位置をベース上の部品吸
着位置付近の１ヵ所に設置したものであり、原点位置か
ら部品吸着位置までの距離を従来構成よりも大幅に短く
し、周囲温度変化や部品供給装置のモータ発熱によるボ
ールネジの熱膨張の部品吸着位置に対する影響を低減す
ることができるという作用を有する。

【００１０】本発明の請求項２に記載の発明は、各部品
供給テーブルの被原点検出部の位置を、テーブルの中央
付近に設置したものであり、１つの部品供給テーブルに
搭載する部品種数が多い長尺ものの部品供給テーブルに
おける、原点位置から各部品の吸着位置までの距離を均
等に短くし、周囲温度変化や部品供給装置のモータ発熱
によるボールネジの熱膨張の各部品吸着位置に対する影
響を低減することができるという作用を有する。

【００１１】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図４を用いて説明する。図１は、本発明の請求項１
の部品供給装置の例を模式的に示したものであり、部品
供給テーブルを３個設けた例である。図１において原点
検出部１は、各部品供給テーブルに取付けられている被
原点検出部２が本部品供給装置の部品吸着位置３に位置
した際に、その位置が各テーブルの原点位置であること
を検出するものである。具体的に例えば原点検出部と被
原点検出部はリニアエンコーダで構成される。なお簡易
的には、原点検出部がフォトセンサで被原点検出部がス
リットで構成されても良い。また原点検出部はテーブル
の数だけ用意するか、もしくは各テーブルの被原点検出
部共通で１つだけ用意してもよい。この原点検出部の配
置により、部品吸着位置そのものが各部品供給テーブル
の原点位置になる為、図５、図６、及び図７の従来の部
品供給装置にくらべ、原点位置から部品吸着位置までの
距離が数ｍ単位から数ｍｍ単位と約１／１０００にな
る。ゆえにボールネジの熱膨張による吸着位置のずれが
前述の式１により、０．７２ｍｍから３桁程度小さくな
り、微小な電子部品の吸着にほとんど影響しないずれ量
となる。

【００１２】図２は、本発明の請求項２による部品供給
装置の構成を模式的に示したものであり、部品供給装置
の部品吸着位置６の位置に原点検出部４を設置し、１個
の長い部品供給テーブルの中央に被原点検出部５を設置
したものである。１個の部品供給テーブルといっても現
実には長さが１．５ｍほどの距離となる。部品供給テー
ブルの原点検出部をボールネジ端部にする従来の構成で
は、原点検出部から部品吸着位置まで最も離れた部品吸
着位置で約１．５ｍとなるから、ボールネジ温度変化に
よる位置決めずれ量は式１から、 ΔＬ＝１２×１０^-6×２０×１５００＝０．３６ｍｍ となる。そこで本発明の請求項２における図２の原点検
出部の構成をとることで、１個の部品供給テーブルのな
かでの各電子部品における部品吸着位置までの距離は最
大でもテーブル長の１／２となるから、ボールネジ温度
変化による部品吸着位置のずれ量も最大で ０．３６／２＝０．１８ｍｍ となる。また、本発明の請求項１と請求項２を組み合わ
せて使用することで、請求項１は複数の部品供給テーブ
ル間における部品吸着位置のずれのばらつきを抑え、請
求項２は各部品供給テーブル内の各電子部品の位置にお
ける部品吸着位置のずれのばらつきを抑えることとな
り、一層の効果を得ることができる。

【００１３】図３は、本発明の部品供給装置において複
数部品供給テーブルをもった場合の原点検出時の各テー
ブルの動作流れを示した図であり、図４はその流れ図で
ある。本発明の部品供給装置では、各テーブルの動作を
制御する電子部品実装機の制御装置が電源投入された際
の１回だけ、この原点復帰動作を行なう。本原点復帰動
作では、原点検出部のセンサ以外に部品交換位置に部品
供給テーブルが位置していることを示す待機位置センサ
を使用する。図３において待機位置センサ位置は３１０
から３１３である。以下この待機位置センサ位置を、原
点復帰動作に使用する意味で原点復帰待機位置と呼ぶこ
ととする。図３の例では原点復帰待機位置は、部品供給
テーブル３０６に対し３１０、部品供給テーブル３０７
に対し３１１である。なお通常の待機位置として３１２
と３１３は使用される。

【００１４】以下に原点復帰動作の流れを説明する。こ
こでは、部品供給テーブルを単にテーブルを呼ぶことと
する。

【００１５】まず、図４の４０１及び４０２のステップ
において、現在位置で原点復帰待機のセンサがオンして
いるかを判断する。ここでは図３の３０１に示すように
全テーブルが原点復帰待機位置にない状態であるとす
る。次に図４の４０３のステップに進み、原点復帰待機
位置にないテーブルを原点復帰と同等の速度で、原点復
帰待機位置方向へ移動開始する。ただし、このステップ
４０３において、原点復帰待機位置方向から見て最後尾
のテーブル３０８は、原点復帰動作を開始する。（図３
の３０１参照）テーブルが移動開始すると、ステップ４
０４、４０５、及び４０６に進む。最後尾のテーブルは
ステップ４１３へ進む。これを図で示すと図３の３０
２、及び３０３に示すように、テーブル３１０が原点復
帰待機位置３１０に到達し移動を停止し、さらにテーブ
ル３０７が原点復帰待機位置３１１に到達し移動を停止
する。その後テーブル３０８は原点復帰位置に到達す
る。次に最後尾テーブルはステップ４１４へ進み、部品
交換位置３１２へ位置決めされる。また、テーブル３０
７はステップ４０７、４０８へ進み原点復帰を行なう。
（図３の３０４参照）ステップ４０９、４１０と進み、
テーブル３０８は原点復帰完了後、部品交換位置３１３
へ位置決めされる。（図３の３０５参照）次にステップ
４０７に戻り、テーブル３０８が原点復帰動作に進む。
テーブル３０８が原点復帰が完了すると、ステップ４１
１に到達し、図３に示す本発明の部品供給装置の原点復
帰動作のすべてのステップが完了する。以上の原点復帰
動作は、電子部品実装機の電源投入時に行なわれるもの
である。一度実行した後は、電源を切り、再度電源投入
される場合を除き必要ないものである。一度原点復帰完
了していれば、以降の原点復帰動作は部品交換位置へ位
置決め移動動作を行なえばよく、従来の各テーブル毎に
原点検出部を設置していた従来部品供給装置とほとんど
変わらない原点復帰時間で済む。

【００１６】以上、本発明の実施の形態について説明し
た。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明の部品供給装置によ
れば、原点位置から部品吸着位置までの距離を従来構成
よりも大幅に短縮し、周囲温度変化や部品供給装置まで
のモータ発熱によるボールネジの熱膨張が部品吸着位置
に及ぼす影響を低減することができる。また複数の部品
供給テーブルをもつ場合は、各々の部品供給テーブルの
原点位置から部品吸着位置までの距離が同一となるた
め、部品供給テーブル毎の温度変化による吸着位置ずれ
ばらつきが低減される。更に、一つの部品供給テーブル
内においては、温度変化による各電子部品の吸着位置ば
らつきの最大値を抑えることができる。

【００１８】このように温度変化による部品吸着位置の
ばらつきが低減されることにより、電子部品実装機の無
駄な部品廃棄が減少し、電子回路基板生産において効率
の良い高い生産性を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１の一実施の形態における複数
の部品供給テーブルをもつ部品供給装置を示す図

【図２】本発明の請求項２の一実施の形態における１つ
の部品供給テーブルをもつ部品供給装置を示す図

【図３】本発明の一実施の形態における部品供給装置の
原点復帰動作の流れを示した図

【図４】本発明の一実施の形態における部品供給装置の
原点復帰動作の流れを示した流れ図

【図５】従来の構成による部品供給テーブルを１つもつ
部品供給装置を示す図

【図６】従来の構成による部品供給テーブルを複数もつ
部品供給装置の上面図

【図７】従来の構成の部品供給装置の原点検出部の位
置、及び部品交換位置を示した上面図

【符号の説明】

１ 原点検出部 ２ 被原点検出部 ３ 部品吸着位置 ４ 部品交換位置センサ（待機位置センサ） ５ 被部品交換位置 ６ ボールネジ ７ ナット ８ モータ ２１ 原点検出部 ２２ 被原点検出部 ２３ 部品吸着位置 ３０６〜３０８ 部品供給テーブル ３１０，３１１ 原点復帰待機位置 ３１２，３１３ 待機位置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つ以上の部品供給テーブルを移動さ
   せ、ベース上の１ヵ所の部品吸着位置に各部品供給テー
   ブルを位置決めし部品供給する部品供給装置において、
   各部品供給テーブルの原点検出部及び原点位置をベース
   上の部品吸着位置付近の１ヵ所に設置することを特徴と
   する部品供給装置。
2. 【請求項２】 複数の種類の部品を搭載する各部品供給
   テーブルの被原点検出部の位置を、テーブルの中央付近
   に設置することを特徴とする請求項１記載の部品供給装
   置。