(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を吸着する移載ヘッドを、部品供給部から電子部品をピックアップするピックアップステーションと基板に電子部品を搭載する搭載ステーションとを含む一定軌道を循回させながら基板に電子部品を搭載すると共に、前記一定軌道から離れた位置において実装済の基板を、基板を位置決めする位置決め部から基板搬出手段で次工程へ搬出し、実装前の基板を、前記位置決め部からみて前記基板搬出手段の反対側に位置する基板搬入手段から前記位置決め部へ搬入するようにした電子部品実装装置であって、実装済の基板を前記位置決め部から前記基板搬出手段へ移送する基板移送機構を設け、この基板移送機構が、前記位置決め部上の実装済の基板を前記位置決め部から上方へ浮かせて前記基板搬出手段へ移送するようにし、また前記基板搬入手段によりこの基板搬入手段で待機していた実装前の基板を実装済の基板が上方へ浮かされた後の前記位置決め部へ搬入するようにしたことを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
前記基板移送機構は、基板の対向縁を挟持して基板を上方へ離し、その状態で前記基板搬出手段へ移送するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
【請求項３】
前記基板移送機構は、開閉自在なアームにより基板を挟持するようにしたことを特徴とする請求項２記載の電子部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板搬送を高速化できる電子部品実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロータリーテーブルを用いた電子部品実装装置は、最近の１つの電子部品あたり０．１秒程度の実装動作時間を実現できるようになっており、実装動作自体は極めて高速になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし電子部品実装装置は、上述の高速な動作の他、実装済の基板を次工程へ搬出すると共に、実装前の基板を搬入するという基板搬送も行う必要がある。ところが、実装動作の高速化が著しいのに対して、この基板搬送動作は旧態依然としており、基板搬送時間は、概ね５〜７秒程度もかかっている。
【０００４】
これは、実装済の基板が完全に搬出されるのを待って、実装前の基板を搬入することとし、また実装済の基板はゆっくりしか搬出できないからである。そして、実装済の基板をゆっくりしか搬出できないのは、実装済の基板には、電子部品が固着されているのではなく単に載置されており、実装済の基板を速く搬送すると、実装済の基板上の電子部品が位置ずれを生じたりあるいは転倒してしまうからである。
【０００５】
このような事情があるにせよ、基板搬送時間が、例えばわずか１秒短くなっただけで、５〜１０個もの電子部品の実装を行えるのであるから、是非とも基板搬送時間を短縮して電子部品実装装置全体の生産性を向上することが求められている。
【０００６】
そこで本発明は、基板搬送を高速化できる電子部品実装装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電子部品を吸着する移載ヘッドを、部品供給部から電子部品をピックアップするピックアップステーションと基板に電子部品を搭載する搭載ステーションとを含む一定軌道を循回させながら基板に電子部品を搭載すると共に、前記一定軌道から離れた位置において実装済の基板を、基板を位置決めする位置決め部から基板搬出手段で次工程へ搬出し、実装前の基板を、前記位置決め部からみて前記基板搬出手段の反対側に位置する基板搬入手段から前記位置決め部へ搬入するようにした電子部品実装装置であって、実装済の基板を前記位置決め部から前記基板搬出手段へ移送する基板移送機構を設け、この基板移送機構が、前記位置決め部上の実装済の基板を前記位置決め部から上方へ浮かせて前記基板搬出手段へ移送するようにし、また前記基板搬入手段によりこの基板搬入手段で待機していた実装前の基板を実装済の基板が上方へ浮かされた後の前記位置決め部へ搬入するようにしたものである。
【０００８】
また、前記基板移送機構は、基板の対向縁を挟持して基板を上方へ離し、その状態で前記基板搬出手段へ移送するようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図、図３は本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図、図４は本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図、図５は本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図、図６は本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図、図７は本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図、図８は本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図である。
【００１０】
図１に示すように、この電子部品実装装置は、ロータリーテーブル１に同心円状に複数の移載ヘッド２を設け、ロータリーテーブル１を矢印Ｍ１方向に循回させる方式による。これにより、移載ヘッド２はピックアップステーションＳ１、搭載ステーションＳ２（互いに１８０度ずれている）を含む一定軌道（平面でみるとロータリーテーブル１の中心から一定距離だけ離れた軌道）を循回する。
【００１１】
ピックアップステーションＳ１には、Ｘ方向に移動する部品供給部３が設けてある。部品供給部３は、各種の電子部品を供給するパーツカセット４がＸ方向に並設されてなる。部品供給部３をＸ方向に移動して、移載ヘッド２に供給すべき品種の電子部品を備えたパーツカセット４をピックアップステーションＳ１にセットするようになっている。
【００１２】
またピックアップステーションＳ１の反対側にある搭載ステーションＳ２の真下と、図１に示している位置との間において、位置決め部５は基板６を位置決めする。位置決め部５は、基板６のＸ方向と平行な対向縁を保持する基板保持コンベア８と、基板保持コンベア８をＸＹＺ方向に位置決めする位置決め機構７とを有する。なお位置決め機構７の詳細は後述する。
【００１３】
図１に示す状態では、実装済の基板６と実装前の基板２０とを入れ換えて搬出／搬入するところである。そして、位置決め部５の基板保持コンベア８は、実装前の基板２０を図１右側へ搬送し、基板保持コンベア８にこの基板２０を移送する。また、基板保持コンベア８から見て基板搬入コンベア１９の反対側に位置する基板搬出コンベア２１は、次に述べる基板移送機構９により、実装済の基板６を受渡され、次工程へ向けて（図１の右方向）この基板６を搬出する。
【００１４】
基板移送機構９は、次の要素を有する。まず、アーム１０、アーム１１はＹ方向と平行な対向縁を保持するものである。アーム１０、アーム１１は、アーム１０、アーム１１の基端部をそれぞれ昇降シリンダ１２、昇降シリンダ１３のロッドに支持されている。昇降シリンダ１２、昇降シリンダ１３は移動板１５にＸ方向へ摺動自在に取り付けられており、両ロッドシリンダ１４によって左右対称に移動する。従ってアーム１０、アーム１１は昇降シリンダ１２、昇降シリンダ１３によって同時に昇降し、両ロッドシリンダ１４によって開閉する。
【００１５】
移動板１５の側面には、送りナット１６が取り付けられ、送りナット１６にはＸ方向を軸方向とする送りねじ１７が螺合し、送りねじ１７はモータ１８によって回転する。したがって、アーム１０、アーム１１を閉じアーム１０、アーム１１で基板６を保持してモータ１８を駆動すると、基板６をＸ方向に移送することができる。
【００１６】
次に図２、図３を用いて、位置決め機構７について説明する。図２に示すように、位置決め機構７は次の要素を有する。まず、基台２２上にＹテーブル２３が設けられ、Ｙテーブル２３上にＸテーブル２４、Ｘテーブル２４上に水平な固定プレート２５、固定プレート２５上に下受ブロック２６が設けられている。そして、下受ブロック２６の上面には、複数の同サイズをなす下受ピン２７が立設される。下受ピン２７は、その上端部が基板６の下面に当接して、基板６をフラットに下受けするものである（図３）。
【００１７】
また、基台２２上には、互いに同期して動作する押上シリンダ２８、押上シリンダ２９が設けられ、それらのロッド３０、ロッド３１は上向きに常に同じ高さだけ突没する。さらに、昇降支柱３２、昇降支柱３３は、ロッド３０、ロッド３１と同間隔で水平な昇降プレート３４の下面から下向きに突設され、昇降支柱３２、昇降支柱３３の下端部は、ロッド３０、ロッド３１の上端部に接離自在に当接する。なお、昇降支柱３２、昇降支柱３３は、固定プレート２５に対して昇降自在に支持され、固定プレート２５の下面と昇降支柱３２、昇降支柱３３の下端部との間にはスプリング３７、スプリング３８が介装される。
【００１８】
また、昇降プレート３４上の両側部には、基板６に対して基板保持コンベア８を矢印Ｎ１方向に開閉させるため、一対の基板６を互いに対称に移動させる開閉シリンダ３５、開閉シリンダ３６が一対に配置されている。
【００１９】
次に、図２〜図８を用いて、本形態の電子部品実装方法の各過程について説明する。まず、図４に示すように、基板６が基板保持コンベア８に保持されて、搭載ステーションＳ２下にあり部品実装が行われているものとする。このとき、次に搭載ステーションＳ２へ移送されるべき実装前の基板２０は、基板搬入コンベア１９上に送られて待機している。そして、基板６の実装が完了したら、位置決め部５に示すように、位置決め機構７によって基板保持コンベア８を、基板搬入コンベア１９と基板搬出コンベア２１の間に位置させる。
【００２０】
次に、図６に示すように、両ロッドシリンダ１４によってアーム１０、アーム１１を閉じ（矢印Ｎ３）基板６のＹ方向と平行な対向縁を保持し、開閉シリンダ３５、開閉シリンダ３６により基板保持コンベア８を矢印Ｎ４で示すように開き、昇降シリンダ１２，１３でアーム１０、アーム１１を上昇させ、実装済の基板６を基板保持コンベア８よりもわずか上方へ浮かして基板保持コンベア８から離す。
【００２１】
次に、図７に示すように、開いていた基板保持コンベア８を閉じ、基板搬入コンベア１９から基板保持コンベア８へ高速で実装前の基板２０を移送し、この基板２０を基板保持コンベア８で保持したら、位置決め機構７によりこの基板２０を直ちに搭載ステーションＳ２下へ位置決めする。ここで、基板２０には、電子部品が搭載されていないから、基板２０を高速で移送しても、電子部品の位置ズレ等の心配はない。即ち、従来技術よりも基板２０の移送を高速にでき、基板搬入時間を短縮できる。なお、基板２０が搭載ステーションＳ２下へ位置決めされるまでの過程は後に詳述する。
【００２２】
一方、基板６をアーム１０、アーム１１で保持して基板保持コンベア８から浮かせた後は、実装前の基板２０とは関係なしに、アーム１０、アーム１１でゆっくりと基板搬出コンベア２１上へ移送する（矢印Ｎ４）。このように、基板６を基板保持コンベア８から浮かせる時間を除いて、基板２０を基板６とは無関係に基板保持コンベア８にセットできるため、実装済の基板６の搬出時間のほとんどが基板搬送時間に含まれないこととなり、基板搬送時間を大幅に短縮できる。
【００２３】
因みに、本発明者の実験では、２〜３秒短縮できたが、この短縮された時間を全ての他の部品実装に使えば、１サイクルあたり２０〜３０個余分に実装できることとなり、電子部品実装装置全体の生産性が大きく向上する。
【００２４】
さて、その後、ゆっくりと基板搬出コンベア２１へ移送された実装済の基板６は、基板搬出コンベア２１によって基板２０の部品実装中にゆっくりと次工程に搬出される。
【００２５】
次に、基板２０が搭載ステーションＳ２下へ位置決めされるまでの過程を、図２、図３を用いて説明する。まず、図２では、上述したように、実装済の基板６をアーム１１が浮かした（鎖線）直後に、基板保持コンベア８が実装前の基板２０を保持した瞬間を示している。このとき、Ｙテーブル２３及びＸテーブル２４上にある固定プレート２５と昇降プレート３４とは、搭載ステーションＳ２から離れて、基板搬入コンベア１９と基板搬出コンベア２１の間にある。また、ロッド３０、ロッド３１は突出して、昇降プレート３４は高いレベルにあり、下受ピン２７の上端部は基板２０の下方にあって基板２０の下面には接触しない。
【００２６】
次に、ロッド３０、ロッド３１を没入させて、基板２０のレベルを下げ、昇降プレート３４が最も下降したとき、下受ピン２７の上端部が基板２０の下面に当接するようになっている。これにより、基板２０は下受ピン２７によって水平に下受される。次に、図３に示すように、Ｙテーブル２３、Ｘテーブル２４を駆動して、下受けされた基板２０を搭載ステーションＳ２を通過する移載ヘッド２の直下へ位置決めする。そして、部品実装を行うものである。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、位置決め部上の実装済基板を基板移送機構で位置決め部から上方へ浮かして基板搬出手段へ移送するようにし、且つ基板搬入手段は待機していた基板を基板が上方へ浮かされた後の位置決め部へ搬入するようにしているので、実装済の基板搬出に消費されていた時間のほとんどがかからなくなり、この時間中も高速な実装動作を行えることになるから、生産性を相当程度向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図
【図３】本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図
【図４】本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図
【図５】本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図
【図６】本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図
【図７】本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図
【図８】本発明の一実施の形態における電子部品実装方法の工程説明図
【符号の説明】
５  位置決め部
６  基板
１９  基板搬入コンベア
２０  基板
２１  基板搬出コンベア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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