JPH0983196A - 電子部品搭載装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電子部品の搭載作業時間をプリント基板のサイ
ズに応じて常に最短時間で行う電子部品搭載装置を提供
する。 【解決手段】電子部品搭載装置１は、プリント基板を案
内する可動レール２ａと固定レール２ｂを備えている。
可動レール２ａは移動基台４の垂直部４−２の上端に固
着して保持され、移動基台４を介して本体装置１の基台
３に固定されているスライドレール５ａ及び５ｂ上を固
定レール２ｂに離接する方向に摺動する。複数の電子部
品供給カセット９を着脱自在に保持する部品カセット保
持台６、ノズル交換器７、及び撮像装置８（電子部品の
位置補正装置）が夫々可動レール２ａに平行に移動基台
４の水平部４−１上に配置されて固設され、可動レール
２ａと共に同一方向に移動して、作業ヘッドの動作領域
を小サイズのプリント基板に応じて小さく形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プリント基板を
搬送するベルトコンベアにおける固定レールに対向する
可動レールを所定の位置に幅寄せして作業を行う電子部
品搭載装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、プリント基板供給装置、ディ
スペンサ、電子部品搭載装置、リフロー炉等からなる基
板ユニット製造ラインがある。上記のディスペンサは前
段のプリント基板供給装置から供給されるプリント基板
を搬入し、そのプリント基板上の所定の位置に半田を塗
布して後段の電子部品搭載装置に送出する。電子部品搭
載装置はディスペンサから送出されてくるプリント基板
上にＩＣ、抵抗、コンデンサ等多数のチップ状の電子部
品を自動的に搭載して後段装置のリフロー炉に送出す
る。

【０００３】上記の各装置は、いずれもプリント基板を
搬送するためのベルトコンベアを有している。ベルトコ
ンベアのベルトは、プリント基板を搬送する搬送路の両
側に設けられている１対の案内レールの下部に、それぞ
れ数ミリ幅の基板支持部を覗かせて摺動自在に配設され
ている。プリント基板は、両側端の裏面数ミリ幅をそれ
ぞれコンベアベルトの基板支持部によって下方から支持
され、その両側端を案内レールに案内されて搬送され
る。

【０００４】それらの中で電子部品搭載装置は、上記１
対の案内レールと、プリント基板に搭載する各種の電子
部品を供給する部品供給装置と、これらの電子部品を吸
着して移送する作業ヘッドと、この作業ヘッドに適正な
吸着ノズルを供給するノズル供給装置と、上記作業ヘッ
ドが吸着ノズルによって吸着した電子部品の位置（状
態）を基準位置に合わせて補正する補正装置と、この位
置補正後の電子部品をプリント基板に搭載すべく上記作
業ヘッドをプリント基板の所定位置まで移動させる駆動
装置等を備えている。

【０００５】上記の部品供給装置には、電子部品を載置
したトレーや、電子部品を連続して封入してなるテープ
を卷着したカセット等が、着脱自在に配置されている。
吸着ノズルは、吸着すべき電子部品の大きさに応じて複
数種類のノズルがノズル交換器に予め用意されており、
搭載すべき電子部品に対応して選択された吸着ノズル
は、上下、左右、及び前後に自在に移動可能に構成され
た作業ヘッドの先端に着脱自在に取り付けられる。補正
装置は、画像認識カメラ、制御回路、作業ヘッド駆動装
置等で構成される。画像認識カメラは吸着ノズルに吸着
されている電子部品を下方から撮像し、制御回路は撮像
された画像の位置と正しくあるべき基準位置とを比較し
て補正信号を出力し、作業ヘッド駆動装置は補正信号に
応じて作業ヘッドを回転させ前後左右に微動させて電子
部品の吸着位置を補正する。

【０００６】ところで、電子部品を搭載すべきプリント
基板の大きさに変更があると、そのプリント基板のサイ
ズに、案合レールの幅（間隔）を合わせる必要がある。
電子部品が搭載されるプリント基板の種類は極めて多い
から、プリント基板の種類に変更がある度に手作業で案
内レール幅の調節をしていたのでは作業の効率が低下す
る。したがって、近年では、上述した作業を高速に行う
ために、案内レールの一方を固定し他方を可動として、
プリント基板のサイズに対応して可動レールを動力によ
り移動させ、案内レール幅を自動的に調節出来るように
している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにプリント基板に対する案内レール幅の調節が自動
化され、プリント基板の変更時における作業開始までの
時間が短縮されて能率が上がったとはいっても、電子部
品の搭載作業には作業ヘッドと部品供給装置やノズル供
給装置あるいは位置補正装置等の装置との連係動作が伴
うため、この連係動作を行うべく作業ヘッドがプリント
基板と上記の各装置との間を移動する時間の割合はプリ
ント基板のサイズの大小に関わりなく極めて大きい。こ
のため、全体として作業時間の短縮が阻害され、作業能
率がなかなか向上しないという問題があった。

【０００８】もっとも、上記の可動レールの移動に伴っ
て部品供給装置も同一方向に移動するようにして作業ヘ
ッドの移動距離を短縮したものも知られているが、これ
とても、上述した作業ヘッドと連係すべき他の重要な装
置については何等の考慮も払われておらず上述した問題
を解決したことにはならないという不満が残るものであ
った。

【０００９】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
電子部品の搭載作業時間をプリント基板のサイズに応じ
て常に最短時間で行う電子部品搭載装置を提供すること
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】以下に、本発明に係わる
電子部品搭載装置の構成を述べる。本発明は、プリント
基板を保持して搬送する一対のレールの間隔を上記プリ
ント基板の幅に対応させるべく可変に構成した電子部品
搭載装置に適用される。

【００１１】請求項１記載の電子部品搭載装置は、上記
一対のレールのうちの上記プリント基板の幅に対応して
移動する可動レールと、該可動レールの外側に配置され
上記プリント基板に搭載するための電子部品を供給する
電子部品供給カセットを着脱自在に備えた部品供給手段
と、該部品供給手段と上記可動レールとの間に配置され
上記部品供給手段が備える複数種類の電子部品に対応す
る吸着ノズルを交換可能に備えるノズル交換手段と、上
記部品供給手段と上記可動レールとの間に配置され上記
部品供給手段から吸着ノズルにより吸着された電子部品
の吸着位置を補正する位置補正手段とを共に移動可能に
一体に備えて構成される。

【００１２】請求項２記載の電子部品搭載装置は、上記
一対のレールのうちの上記プリント基板の幅に対応して
移動する可動レールと、該可動レールの外側に配置され
上記プリント基板に搭載するための電子部品を供給する
電子部品供給カセットを着脱自在に備えた部品供給手段
と、該部品供給手段と上記可動レールとの間に配置され
上記部品供給手段から吸着ノズルにより吸着された電子
部品の吸着位置を補正する位置補正手段とを共に移動可
能に一体に備えて構成される。

【００１３】請求項３記載の電子部品搭載装置は、上記
一対のレールのうちの上記プリント基板の幅に対応して
移動する可動レールと、該可動レールの外側に配置され
上記プリント基板に搭載するための電子部品を供給する
電子部品供給カセットを着脱自在に備えた部品供給手段
と、該部品供給手段と上記可動レールとの間に配置され
上記部品供給手段が備える複数種類の電子部品に対応す
る吸着ノズルを交換可能に備えるノズル交換手段とを共
に移動可能に一体に備えて構成される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１(a) は、一実施例に係わ
る電子部品搭載装置の概略の構成を示す平面図であり、
同図(b) は、その側面図である。また、図２には、上記
電子部品搭載装置の斜視図を模式的に示している。図１
(a),(b) 及び図２において、電子部品搭載装置１（以
下、本体装置１という）は、プリント基板を案内する１
対の案内レール２ａ及び２ｂを備えている。上記１対の
一方の案内レール２ｂは、固定レールであり、本体装置
１の基台３に固定されている。そして、他方の案内レー
ル２ａは、可動レールであり、移動基台４に固定されて
いる。移動基台４は、水平部４−１と垂直部４−２とか
らなり断面が鈎型を形成しており、その垂直部４−２の
上端に上記の可動レール２ａが固着して保持されてい
る。この移動基台４は、固定レール２ａ及び可動レール
２ｂと直角に交わる方向に２本平行に本体装置１の基台
３に固定されているスライドレール５ａ及び５ｂに滑動
自在に係合し、図の両方向矢印Ａで示すように、それら
スライドレール５ａ及び５ｂに沿って摺動する。この移
動基台４の水平部４−１上には、部品カセット保持台
６、ノズル交換器７、及び撮像装置８が、夫々可動レー
ル２ａに平行に配置されて固設される。

【００１５】上記の部品カセット保持台６には、複数の
電子部品供給カセット９（図２参照）が着脱自在に配列
されて保持され、これら部品カセット保持台６及び複数
の電子部品供給カセット９により全体として電子部品供
給装置を形成している。電子部品供給カセット９は、テ
ープ９−１に装填されている電子部品を後部のリール９
−２に卷着し、前端部の供給口９−３へ順次電子部品を
給送する。

【００１６】ノズル交換器７は、サイズの異なる複数種
類の吸着ノズルを着脱自在に保持しており、不図示の作
業ヘッド先端へ、現在搭載すべき電子部品に適合する吸
着ノズルを交換可能に供給する。

【００１７】撮像装置８は、２台のカメラを内蔵してお
り、上記作業ヘッドの吸着ノズルに電子部品供給カセッ
ト９の供給口９−３から吸着された電子部品を下から撮
像してその映像データを不図示の制御部へ出力する。

【００１８】図２に示すように、固定レール２ａ及び可
動レール２ｂの下端にはコンベアベルト１１ａ及び１１
ｂが夫々配設され、ベルト駆動モータ１２ａ及び１２ｂ
に夫々駆動されて回転する。これらコンベアベルト１１
ａ及び１１ｂに両端を載置され、固定レール２ａ及び可
動レール２ｂに案内されて、プリント基板１３が、図の
矢印Ｂで示す左から右方向に作業領域内に搬入される。
この搬入されてくるプリント基板１３は、その搬送方向
前方で案内レール２ｂの下方から上昇してくるストッパ
１４−１（以下、図１参照）に当接して停止し、更に搬
送方向後方に下から上昇してきた位置決め装置１４−２
により上記ストッパ１４−１に押接されて位置固定され
るように構成される。

【００１９】このプリント基板１３に電子部品を搭載す
る作業ヘッドは、特には図示していないが、上記案内レ
ール２ａ、２ｂ、部品カセット保持台６、ノズル交換器
７、及び撮像装置８等の配設されている作業領域上を、
上下、左右、及び前後に自在に移動するように制御部に
より駆動機構を介して駆動制御される。作業ヘッドは、
ノズル交換器７上で、現在ヘッドに保持する吸着ノズル
とノズル交換器７が保持する適宜の吸着ノズルとを交換
し、続いて、部品カセット保持台６上に移動して、作業
手順によって指定される電子部品供給カセット９の供給
口９−３から所定の電子部品を吸着し、次に、その吸着
した電子部品の保持状態を撮像装置８上で撮像させ、更
に、その撮像結果に基づいて制御部により位置補正され
た後、プリント基板１３上に移動して所定の搭載位置に
上記電子部品を搭載する。電子部品を搭載されたプリン
ト基板１３は、ストッパ１４−１が降下することにより
再びコンベアベルト１１ａ及び１１ｂによって、右方の
後段に配設されている図外のリフロー炉へ搬出される。

【００２０】上記の移動基台４の垂直部４−２には、駆
動送りネジ１５ａ及び従動送りネジ１５ｂの夫々一端
が、上記垂直部４−２を貫通して固着する送りネジナッ
ト１６ａ及び１６ｂに夫々螺合して支持されている。従
動送りネジ１６ｂの他端は本体装置１の基台３に固定さ
れた軸受１７に回転自在に且つ軸方向には固定されて支
持されている。その従動送りネジ１６ｂよりも長い上記
の駆動送りネジ１６ａは、従動送りネジ１６ｂと同一長
さとなる中間部を本体装置１の基台３の他の軸受１８に
回転自在に且つ軸方向に固定されて支持され、他端が更
に他の軸受１９に支持されている。

【００２１】駆動送りネジ１５ａは、一方では、上記軸
受１８近傍において駆動送りネジ１５ａに固着する駆動
プーリ２１、この駆動プーリ２１に係合するベルト２
２、及びこのベルト２２と係合し従動送りネジ１５ｂ他
端に固着する従動プーリ２３を介して従動送りネジ１５
ｂと連結する。そして、他方では、軸受１９（以下、図
２も参照）近傍において駆動送りネジ１５ａに固着する
プーリ２５、このプーリ２５に係合するベルト２６、及
びこのベルト２６に係合すモータ軸プーリ２７を介して
レール幅可変駆動モータ２８に連結する。このレール幅
可変駆動モータ２８が正逆両方向に回転することにより
駆動送りネジ１５ａ及び従動送りネジ１５ｂが正逆両方
に回転し、この回転により、上述したように、これら駆
動送りネジ１５ａ及び従動送りネジ１５ｂの一端に送り
ネジナット１６ａ及び１６ｂを介して螺合する可動レー
ル２ａが、固定レール２ｂと接離する方向へ平行に移動
する。この移動が電子部品搭載作業に先立って予め行わ
れることにより、プリント基板１３の幅に対応して案内
レール幅の設定が行われるようになっている。

【００２２】上記のレール幅可変駆動モータ２８の回転
軸の先端には円板状のエンコーダ２９が同軸に回転する
ように固着され、そのエンコーダ２９の周辺部を両側か
ら挟むようにエンコーダセンサ３０がレール幅可変駆動
モータ２８と一体に配設される。レール幅可変駆動モー
タ２８の回転は、エンコーダ２９の回転としてエンコー
ダセンサ３０により検出され、その検出による受光（オ
フ）／遮光（オン）の出力は不図示の制御部によって認
識される。

【００２３】上記の案内レール幅の設定は、先ず、移動
基台４が固定レール２ｂから離隔する方向へ移動して、
その移動基台４がスライドレール５ａと係合する脚部の
外側に突設された原点突起体３１が、スライドレール５
ａの固定レール２ｂから最も遠い端部近傍に配設される
原点センサ３２により検出されて通過し、移動基台４が
一旦停止する。続いて、移動基台４が固定レール２ｂに
接近する方向へ移動することにより駆動伝達係に存在す
る機械的遊びが吸収されると共に、原点突起体３１が再
び原点センサ３２により検出されることにより移動基準
位置（原点）が設定される。引続き、同方向への移動基
台４の移動が継続して可動レール２ａの幅寄せが行わ
れ、制御部によりエンコーダセンサ３０の出力を参照し
ながらレール幅可変駆動モータ２８の回転量が制御され
て、案内レール幅の設定が精密に行われる。

【００２４】この移動基台４により移動する可動レール
２ａと共に、移動基台４上の部品カセット保持台６、ノ
ズル交換器７及び撮像装置８が同一方向に移動する。図
３に、上記可動レール２ａと共に移動する各装置の移動
状態を模式的に示す。同図は案内レール２ａ及び２ｂの
搬送方向から見た図（図１のＣ矢視図）であり、主要装
置のみを示している。同図に示すように、例えば移動基
台４が外側から内側へ移動したことにより、可動レール
２ａが図の実線で示す位置Ｐ１から図の二点鎖線で示す
位置Ｐ２まで移動して位置決めされる。このときの位置
決め位置Ｐ２と固定レール２ｂの定位置Ｐ３との中間の
位置、すなわち搬入されるプリント基板１３の中心位置
Ｐ４から、同じく移動したノズル交換器７及び撮像装置
８の停止位置Ｐ５までの間隔を距離ａとし、同じく移動
した部品カセット保持台６の停止位置Ｐ６までの間隔を
距離ｂとする。

【００２５】このとき部品カセット保持台６並びにノズ
ル交換器７及び撮像装置８が、従来のように、例えば、
図の実線で示す位置Ｐ８及びＰ７で本体装置基台３上に
固定されていて可動レール２ａのみが位置Ｐ２へ移動し
たとすれば、上記のプリント基板の中心位置Ｐ４から上
記固定であると仮定した各装置の位置Ｐ７及びＰ８まで
の距離ｃ及び距離ｄは、各装置が同一移動を行う本実施
例の場合の上述した距離ａ及び距離ｂよりも常に大き
い。すなわち、本実施例においてはプリント基板１３の
サイズが小さくなるに応じて作業ヘッドがプリント基板
１３と部品カセット保持台６、ノズル交換器７、撮像装
置８の各装置間を移動する距離が短縮される。つまり作
業時間が短縮される。

【００２６】また、そればかりでなく、もし、部品カセ
ット保持台６並びにノズル交換器７及び撮像装置８が位
置Ｐ８及びＰ７に固定されていたとすれば、それら固定
されている装置が障害となって、可動レール２ａは位置
Ｐ１よりも右方へは移動できないから、搬入可能なプリ
ント基板のサイズは位置Ｐ３及び位置Ｐ１間に制約され
る。これに対して本実施では、上記の各装置が可動レー
ル２ａと共に同一方向に移動するから、プリント基板サ
イズに応じた作業ヘッドの最短移動距離を維持したま
ま、移動基台４の後方（図の右方）に余裕の空間（図の
距離ｅ）が有る限りは更に移動が可能であり、したがっ
て、より多くの種類のプリント基板に対応して搭載作業
を行うことができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
可動レールと部品供給手段、ノズル交換手段、及び位置
補正手段が一体であるので、作業ヘッドの動作領域が小
サイズのプリント基板に応じて小さくなり、したがっ
て、作業時間が短縮されて作業の能率が向上する。ま
た、上の如き構成であるので、可動レールの幅拡大移動
を阻害する装置がなく、これにより、従来と同一空間内
で移動可能な範囲が拡大され、したがって、対応基板の
種類が増え用途が拡大して便利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は一実施例に係わる電子部品搭載装置の概
略の構成を示す平面図、(b) はその側面図である。

【図２】一実施例に係わる電子部品搭載装置の模式的斜
視図である。

【図３】可動レールと共に移動する各装置の移動状態を
示す図である。

【符号の説明】

１ 電子部品搭載装置（本体装置） ２ａ 可動レール（案内レール） ２ｂ 固定レール（案内レール） ３ 基台 ４ 移動基台 ４−１ 水平部 ４−２ 垂直部 ５ａ、５ｂ スライドレール ６ 部品カセット保持台 ７ ノズル交換器 ８ 撮像装置 ９ 電子部品供給カセット ９−１ テープ ９−２ リール ９−３ 供給口 １１ａ、１１ｂ コンベアベルト １２ａ、１２ｂ ベルト駆動モータ １３ プリント基板 １４−１ ストッパ １４−２ 位置決め装置 １５ａ 駆動送りネジ １５ｂ 従動送りネジ １６ａ、１６ｂ、１７、１８、１９ 軸受 ２１ 駆動プーリ ２２ ベルト ２３ 従動プーリ ２５ 固着するプーリ ２６ ベルト ２７ モータ軸プーリ ２８ レール幅可変駆動モータ ２９ エンコーダ ３０ エンコーダセンサ ３１ 原点突起体 ３２ 原点センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板を保持して搬送する一対の
   レールの間隔を前記プリント基板の幅に対応させるべく
   可変に構成した電子部品搭載装置において、 前記一対のレールのうちの前記プリント基板の幅に対応
   して移動する可動レールと、 該可動レールの外側に配置され前記プリント基板に搭載
   するための電子部品を供給する電子部品供給カセットを
   着脱自在に備えた部品供給手段と、 該部品供給手段と前記可動レールとの間に配置され前記
   部品供給手段が備える複数種類の電子部品に対応する吸
   着ノズルを交換可能に備えるノズル交換手段と、 前記部品供給手段と前記可動レールとの間に配置され前
   記部品供給手段から吸着ノズルにより吸着された電子部
   品の吸着位置を補正する位置補正手段と、 を共に移動可能に一体に備えることを特徴とする電子部
   品搭載装置。
2. 【請求項２】 プリント基板を保持して搬送する一対の
   レールの間隔を前記プリント基板の幅に対応させるべく
   可変に構成した電子部品搭載装置において、 前記一対のレールのうちの前記プリント基板の幅に対応
   して移動する可動レールと、 該可動レールの外側に配置され前記プリント基板に搭載
   するための電子部品を供給する電子部品供給カセットを
   着脱自在に備えた部品供給手段と、 該部品供給手段と前記可動レールとの間に配置され前記
   部品供給手段から吸着ノズルにより吸着された電子部品
   の吸着位置を補正する位置補正手段と、 を共に移動可能に一体に備えることを特徴とする電子部
   品搭載装置。
3. 【請求項３】 プリント基板を保持して搬送する一対の
   レールの間隔を前記プリント基板の幅に対応させるべく
   可変に構成した電子部品搭載装置において、 前記一対のレールのうちの前記プリント基板の幅に対応
   して移動する可動レールと、 該可動レールの外側に配置され前記プリント基板に搭載
   するための電子部品を供給する電子部品供給カセットを
   着脱自在に備えた部品供給手段と、 該部品供給手段と前記可動レールとの間に配置され前記
   部品供給手段が備える複数種類の電子部品に対応する吸
   着ノズルを交換可能に備えるノズル交換手段と、 を共に移動可能に一体に備えることを特徴とする電子部
   品搭載装置。