(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルの下降により該ノズルに対して水平方向に相対的に移動して位置決めされた移動テーブルに支持されたプリント基板に部品を装着或いは接着剤を塗布しプリント基板を組み立てると共に前記作業対象のプリント基板を前記移動テーブル上に移載するために搬送する搬送手段を有するプリント基板の組立装置において、前記移動テーブルに備えられたプリント基板を前記移動テーブル上の上下方向の異なる位置に支持する複数の支持部材と、前記搬送手段と前記移動テーブルとを相対的に上下させて前記搬送手段がプリント基板を移載する支持部材を切り替える切替手段とを設けたことを特徴とするプリント基板の組立装置。
【請求項２】
ノズルの下降により該ノズルに対して水平方向に相対的に移動して位置決めされた移動テーブルに支持されたプリント基板に部品を装着或いは接着剤を塗布しプリント基板を組み立てると共に前記作業対象のプリント基板を前記移動テーブル上に移載するために搬送する搬送手段を有するプリント基板の組立装置において、前記移動テーブルに備えられたプリント基板を前記移動テーブル上の上下方向の異なる位置に支持する複数の支持部材と、前記搬送手段を上下させて前記搬送手段がプリント基板を移載する支持部材を切り替える切替手段とを設けたことを特徴とするプリント基板の組立装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ノズルの下降により該ノズルに対して水平方向に相対的に移動して位置決めされた移動テーブルに支持されたプリント基板に所定の作業を施しプリント基板を組み立てるプリント基板の組立装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種プリント基板の組立装置は、プリント基板を組み立てる所定の作業である電子部品をプリント基板に装着する作業を行う（例えば、特開平３−１６０７９３号公報）。この場合、プリント基板の高さは基板の種類例えば、先付け部品のある基板であっても常に同じである。また部品を装着する場合に吸着ノズルが下降する距離がなるべく短いほうが、部品を装着する時間が短く部品の高速装着に有利であるため先付け部品があっても部品の高さがある程度であるものとして図１４に示すように一対のシュート７０に夫々刻設された溝７１内にチップ部品７２が装着されたプリント基板７３が載置され、基板の高さが設定されている。
【０００３】
【特許文献】
特開平３−１６０７９３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来技術では想定した高さ以上の高さの部品７２を装着する場合や先付け部品に想定した以上の高さの部品７２がある場合には、図１５に示すように部品７２を吸着するノズル７４が基板７５に対して相対的に水平移動しながら下降して部品７２を装着しようとすると部品７２と部品７２が当ってしまい装着ができないばかりか、すでに装着してある部品７２の位置もずれてしまい不良基板を作ってしまうという欠点がある。
【０００５】
また、ノズルより電子部品を仮固定させるための接着剤を基板に塗布するという作業を行う装置においても、基板にあらかじめ想定しない高さの部品が装着されている場合にはノズルが該部品に当ってしまうという欠点がある。そこで本発明は、ノズルが下降してプリント基板に所定の作業を施す場合に先付け部品があってもプリント基板を不良としないことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、ノズルの下降により該ノズルに対して水平方向に相対的に移動して位置決めされた移動テーブルに支持されたプリント基板に部品を装着或いは接着剤を塗布しプリント基板を組み立てると共に前記作業対象のプリント基板を前記移動テーブル上に移載するために搬送する搬送手段を有するプリント基板の組立装置において、前記移動テーブルに備えられたプリント基板を前記移動テーブル上の上下方向の異なる位置に支持する複数の支持部材と、前記搬送手段と前記移動テーブルとを相対的に上下させて前記搬送手段がプリント基板を移載する支持部材を切り替える切替手段とを設けたものである。
【０００７】
また本発明は、ノズルの下降により該ノズルに対して水平方向に相対的に移動して位置決めされた移動テーブルに支持されたプリント基板に部品を装着或いは接着剤を塗布しプリント基板を組み立てると共に前記作業対象のプリント基板を前記移動テーブル上に移載するために搬送する搬送手段を有するプリント基板の組立装置において、前記移動テーブルに備えられたプリント基板を前記移動テーブル上の上下方向の異なる位置に支持する複数の支持部材と、前記搬送手段を上下させて前記搬送手段がプリント基板を移載する支持部材を切り替える切替手段とを設けたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を図に基づき詳述する。
【０００９】
図２及び図３に於て、１はＹ軸モータ２の回動によりＹ方向に移動する移動テーブルとしてのＹテーブルであり、３はＸ軸モータ４の回動によりＹテーブル１上でＸ方向に移動することにより結果的にＸＹ方向に移動する移動テーブルとしてのＸＹテーブルであり、チップ状電子部品５（以下、チップ部品あるいは部品という。）が装着されるプリント基板６が図示しない固定手段に固定されて載置される。
【００１０】
７は供給台であり、チップ部品５を供給する部品供給装置８が多数台配設されている。９は供給台駆動モータであり、ボールネジ１０を回動させることにより、該ボールネジ１０が嵌合し供給台７に固定されたナット１１を介して、供給台７がリニアガイド１２に案内されてＸ方向に移動する。１３は間欠回動するロータリテーブルであり、該テーブル１３の外縁部には取り出しノズルとしての吸着ノズル１４を複数本有する装着ヘッド１５が間欠ピッチに合わせて等間隔に配設されている。
【００１１】
Ｉはロータリテーブル１３の間欠回転により吸着ノズル１４が供給装置８より部品５を吸着し取出す装着ヘッド１５の停止位置である吸着ステーションであり、該吸着ステーションＩにて吸着ノズル１４が部品５を吸着する。
【００１２】
１６は吸着ノズル１４が吸着する部品５の位置ずれを部品５の下面をカメラにて所定の視野範囲で撮像しその撮像画面を認識処理して認識する部品認識装置であり、認識ステ−ションＩＩに設けられている。
【００１３】
認識ステーションＩＩの次の装着ヘッド１５の停止する位置が角度補正ステーションＩＩＩであり、認識装置１６の認識結果によるチップ部品５の角度位置ずれを補正する角度量を予め決められた図示しない装着データに示される角度量に加味した角度量だけヘッド回動装置１７が装着ヘッド１５をθ方向に回動させる。θ方向とはノズル１４の軸の回りに回転する方向である。
【００１４】
角度補正ステーションＩＩＩの次の次の停止位置が、装着ステーションＩＶであり、前記基板６に該ステーションＩＶの吸着ノズル１４の吸着する部品５が装着ヘッド１５の下降により装着される。
【００１５】
２０は上下動する昇降棒であり、部品供給装置８の揺動レバー２１に係合して揺動させチップ部品５を所定間隔に封入した図示しない部品収納テープを該間隔に合わせて間欠送りさせ吸着ノズル１４の部品吸着位置にチップ部品５を供給する。２２は該図示しない部品収納テープを巻回するテープリールである。
【００１６】
図４及び図５に基づき、ＸＹテ−ブル３について詳述する。
【００１７】
ＸＹテ−ブル３にはプリント基板６を支持してその搬送をガイドする１対のシュート２４が設けられており、該シュート２４には図１に示すように基板の両側の下面に当接して支持する支持部材としての上溝２５及び下溝２６が上下に形成されている。シュート２４に対して２つの高さ位置でプリント基板６の支持がなされることになる。
【００１８】
また、該シュート２４はＸＹテ−ブル３に対してシュート２４から下方に垂直に立設されたガイド棒２７がＸＹテ−ブルに垂直に穿設された図示しない孔部を貫通して上下動可能に設けられており、通常は図４の如く下降した位置にある。この下降した位置にてＸＹテ−ブル３が水平方向へ移動される。
【００１９】
ＸＹテ−ブル３が所定の水平位置にあるときにＹテーブル１が載置される基台２８上（図３参照）の所定の位置に設けられた図示しないシリンダにより該シュート２４は上昇され、図５のように搬送手段としての供給コンベア２９及び排出コンベア３０と接続可能な高さの位置になされる。供給コンベア２９はシュート２４にプリント基板６を供給するために基板６を上流の装置より搬送するものであり、基板の一端を支持して搬送するベルト３１がベルト支持板３２に取り付けられたプーリ３３に掛け渡され、図示しないモータにより該プーリ３３のいずれかが回転されて該ベルト３１及びベルト支持板３２が１対あることにより基板６の両端が支持され基板６の搬送がなされる。ベルト支持板３２はコンベア支持台３４に設けられた支軸３５を支点に揺動可能に支持されており、また該支持台３４に設けられた切替手段としてのシリンダ３６のロッド３７にも支持されており、支軸３５を支点にシリンダ３６の作動により上下方向に揺動可能になされている。
【００２０】
排出コンベア３０も同様にプーリ３９に掛け渡されたベルト４０を有するベルト支持板４１がコンベア支持台４２に設けられた支軸４３の回りに揺動可能に支持され、さらに、該揺動を駆動する支持台４２に設けられたシリンダ４４のロッド４５に支持されている。
【００２１】
シリンダ３６及びシリンダ４４の作動によりロッド３７、４５が突出して支持板３１及び支持板４１が上動した状態では１対のベルト３１に搬送された基板６は図５の矢印に示すように下降して水平方向に移動する移載アーム４７が該基板６に当接することによりベルト３１上を摺動して移動して図１に示すように上溝２５内に入り込むようになされている。また、上溝２５内で支持されている基板６はベルト４０上に移載アーム４７により移動させられる。
【００２２】
ロッド３７、４５が下降した状態ではベルト３１上の基板６は移載アーム４７により下溝２６内に移載され下溝２６に支持された基板６が支持板４１に当ってしまうことなくベルト４０上に略水平な状態で移載されるようになされている。
【００２３】
ロッド３７、４５の作動による支持板３２、４１の揺動する角度は１度程度で済み、図５のように上昇した状態で水平である場合でも、下降して１度の傾斜であるので、基板６がベルト３１、４０を滑り降りてしまうことはない。
【００２４】
図９に基づき本実施例の電子部品自動装着装置の制御ブロックについて説明する。
【００２５】
４９はＣＰＵであり、ＲＡＭ５０に格納された種々のデータに基づきＲＯＭ５１に格納されたプログラムに従って部品装着に係わる種々の動作を制御する。
【００２６】
ＣＰＵ４９にはインターフェース５２及び駆動回路５３を介してシリンダ３６及びシリンダ４４が接続されている。
【００２７】
ＲＡＭ５０には基板種毎に、当該基板６に装着すべき部品５を搭載する順番にその搭載位置とともに示すデータが格納された装着データ及び基板種毎に当該基板６をシュート２４にて上溝２５に支持すべきか下溝２６に支持すべきかを指定する支持高さデータが記憶される。図１０に示すのが、支持高さデータであり、図１１に示すのが、装着データである。装着データにおいて、ステップが部品装着順を示し、「Ｘ」及び「Ｙ」で示されるＸＹ座標位置が装着すべき基板６上の位置であり、「θ」は装着すべき部品６のθ方向を示し、「Ｒ」は装着すべき部品６を供給する部品供給装置８が取り付けられた供給台７上の位置を示す。支持高さデータ及び装着データは基板種を示す基板名称と共に記憶されている。
【００２８】
以上のような構成により以下動作について説明する。
【００２９】
先ず、図示しない操作部の操作により電子部品自動装着装置の自動運転が開始される。
【００３０】
即ち、ＣＰＵ４９はＲＡＭ５０に格納された生産すべき基板種の基板データを読み出す。この基板種の指定は通常操作者が図示しない操作部より基板名称を特定して行う。指定された基板名称が「ＡＡＡ」であるとき、基板データは図１０に示すように下溝使用であるので、ＣＰＵ４９は下溝２６を基板６を支持するために使用すべきことを判断して、シリンダ３６、４４をロッド３７、４５が後退した位置に動作させる。支持板３２、４１は下降した図７の位置となる。
【００３１】
次に、上流の装置より基板６がベルト３１上に移載され、該ベルト３１の回動により基板６が図７の位置まで搬送されベルト３１は停止される。
【００３２】
次に、移載アーム４７が矢印に示すように下降して水平方向に移動し、基板６は該アーム４７により摺動移動してベルト３１の高さにあっている下溝２６内に挿入され図８に示すように支持される。
【００３３】
次に、図示しないシリンダのロッドの後退によりガイド棒２７がＸＹテ−ブル３中を下降してシュート２４は支持板３２、４１に当らない位置まで図４に示すように下降する。この下降に伴い基板６はＸＹテ−ブル３に立設された図示しないバックアップピンに支持される。また図示しない固定部材により水平方向にも移動しないように固定される。
【００３４】
次に、ＣＰＵ４９はＲＡＭ５０に格納された基板名称「ＡＡＡ」の装着データに従ってチップ部品５を基板６上に装着していく。
【００３５】
即ち、ステップ１の「Ｒ」のデータに従って部品供給装置８が移動してロータリテーブル１３の間欠回動で移動してきた装着ヘッド１５に取り付けられた吸着ノズル１４が該装置８より部品５を真空吸着して取出す。
【００３６】
次に、ロータリテーブル１３の回動により部品５を保持したヘッド１５は認識ステ−ションＩＩに移動して部品認識装置１６が部品５の位置ずれの認識を行う。
【００３７】
次に、該部品５は角度補正ステ−ションＩＩＩにてヘッド回動装置１７の回動によりヘッド１５が回動されることにより認識結果の補正をしてθのデータの角度位置に角度振りが行われる。
【００３８】
次に。該部品は装着ステ−ションＩＶにて装着ヘッド１５の下降によりプリント基板６に装着されるが、装着データのＸ及びＹのデータの位置に装着されるよう装着ヘッド１５の下降に先だってＹテーブル１及びＸＹテ−ブル３が認識結果の補正を行いながら移動する。
【００３９】
このように夫々のヘッド１５の吸着ノズル１４に図１１の装着データのステップの順に部品５が吸着され当該データの示す基板６の位置に装着されていく。
【００４０】
このとき、もしも上溝２５に基板６が支持されているならば、図１３に示すように装着ヘッド１５が装着ヘッド１５が移動してきた時に該ヘッド１５が下降してない状態で該ヘッド１５の移動またはＸＹテ−ブル３の移動により衝突してしまうように先付けの部品５があり長い部品５が吸着されている場合であっても、下溝２６に基板６が支持されて基板６の支持位置が下にあるので、図１２に示すように装着ヘッド１５とＸＹテ−ブル３の相対的な水平方向の移動によっては衝突せずに水平移動しつつ装着ヘッド１５が下降して装着すべき位置に部品５の装着が行われる。
【００４１】
以上のような動作が続き、装着データのステップが終了すると、ＣＰＵ４９は基板６への部品５の装着の終了を判断して所定の位置にＹテーブル１及びＸＹテ−ブル３を移動させ、図示しないシリンダのロッドを突出させシュート２４を図８の位置に上昇させる。
【００４２】
次に、移載アーム４７を前述と同様に動作させ、シュート２４の下溝２６に支持されていた基板６は支持板４１に衝突することなくベルト４０上に移載される。このとき、同時に供給コンベア２９に載置されている基板６はシュート２４のし下溝２６に挿入され移載される。
【００４３】
次に、排出コンベア３０上の基板６はベルト４０の搬送により下流の装置に排出搬送される。
【００４４】
このようにして、次々と基板６に部品装着されていく。
【００４５】
所定の枚数の基板６に対して部品装着がされるというプリント基板の組立が終了すると、自動運転は停止する。
【００４６】
次に、操作者が図示しない操作部より他の基板種の基板名称を指定し、その支持高さデータが上溝使用である場合にはＣＰＵ４９はシリンダ３６、４４を作動させロッド３７、４５か突出した状態即ち支持板３２、４１が上昇した状態とする。
【００４７】
次に、前述と同様に基板６がベルト３１により図５のように搬送され、移載アーム４７の移載動作により基板６はシュート２４の上溝２５内に導かれ図１及び図６に示すように支持される。
【００４８】
次に、前述と同様にシュート２４は下降して装着データに従ってステップ毎に部品５の装着が行われる。この基板６の場合には図１３の状態となることがないため上溝２５に支持されているのであるが、装着ヘッド１５の位置に対して近い位置に基板６があるため装着ヘッド１５の下降ストロークが基板６が下溝２６に支持されている場合に比較して小さくて済み、下降速度が部品にダメージを与えない同じ速度であればそれだけ短時間で部品６を基板５に装着することができ、下溝２６に基板６を支持する場合に比較して高速に部品装着をすることができる。このようにして基板６に装着データで示す部品５の装着が終了するごとに、シュート２４の上昇及びシュート２４より排出コンベア３０への基板６の移載アーム４７による移載動作が行われる。
【００４９】
尚、本実施例では下溝２６を使用するのは図１５に示すようにそのまま水平移動して衝突してしまう場合について説明したが、そのまま水平して衝突してしまわなくても図１３に示すように装着ヘッド１５の下降中にＸＹテ−ブル３が水平方向に移動することにより途中で衝突してしまうことがある場合に、基板６を下溝２６に支持させることによりＸＹテ−ブル３の移動のタイミングを変えなくても衝突しないで部品６の装着をすることができる場合があれば、そのような基板６は下溝２６に支持させるようにしてもよい。
【００５０】
また、本実施例では図１０に示すような支持高さデータによりシリンダ３６、４４を自動的に作動させたが、データによらず操作者かシリンダ３６、４４の動作を直接操作できるようにしてもよい。また、シリンダを用いず供給コンベア及び排出コンベアの高さを可変にしてその位置を保持できるようにして位置を変更したい時に操作者が手作業で変更するようにしてもよい。
【００５１】
また本実施例では、シュート２４には支持部材として上下２つの溝を切ったが３つ以上の高さの位置に溝を設けてもよい。
【００５２】
また本実施例は、部品をプリント基板に装着してプリント基板を組み立てる電子部品自動装着装置について説明したが、このように装着した部品を仮固定するために部品装着前に接着剤を塗布してプリント基板を組み立てる塗布装置についても接着剤を塗布する前に塗布対象面に部品が先付けされている場合には、その部品の高さが高ければ、塗布ノズルが部品に当ってしまうことが考えられ、このような場合には本実施例と同様にシュートに種々の高さに基板が支持できる複数の溝を設けて、下方の溝に基板を支持させるようにしてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように本発明は、複数の高さの異なる支持部材を移動テーブル上の上下方向の異なる位置に設けたので簡単な構造で基板の支持高さを変更することができ、所定の作業を行うノズルあるいはノズルに保持された部品が先付けの部品に当ってしまうことを回避できる。特に移動テーブル自体が移動する場合であっても、基板の支持高さを変更するための駆動手段を移動テーブルに搭載する必要が無いため軽量の状態で基板支持高さ位置の変更を行うことができる。また、切替手段により搬送手段と移動テーブルとを相対的に上下させて搬送手段がプリント基板を移載する支持部材を切り替えるので、搬送手段の搬送する基板は確実に基板の種類に応じた高さの支持部材に支持されるようにできる。
【００５４】
また本発明は、切替手段が搬送手段を上下させて搬送手段が基板を移載する支持部材を切替手段が切り替えるので、搬送手段の搬送する基板は確実に基板の種類に応じた支持部材に支持されるようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シュートにプリント基板が載置された状態を基板搬送方向より見た図である。
【図２】電子部品自動装着装置の平面図である。
【図３】電子部品自動装着装置の側面図である。
【図４】シュートが下降したＸＹテ−ブルの状態を示す斜視図である。
【図５】ベルト支持板が上動して上溝に基板を移載する前の状態を示す側面図である。
【図６】ベルト支持板が上動して上溝に基板が支持されている状態を示す側面図である。
【図７】ベルト支持板が下降して下溝に基板を移載する前の状態を示す側面図である。
【図８】ベルト支持板が下降して下溝に基板が支持されている状態を示す側面図である。
【図９】電子部品自動装着装置の制御ブロック図である。
【図１０】支持高さデータを示す図である。
【図１１】装着データを示す図である。
【図１２】部品を吸着した吸着ノズルが先付け部品のある基板に部品を装着する状態を示す側面図である。
【図１３】部品を吸着した吸着ノズルが先付け部品のある基板に部品を装着する状態を示す側面図である。
【図１４】従来技術の基板を載置するシュートを基板搬送方向から見た図である。
【図１５】従来技術の部品を吸着した吸着ノズルが先付け部品のある基板に部品を装着する状態を示す側面図である。
【符号の説明】
３        ＸＹテ−ブル（移動テーブル）
６        プリント基板
２５      上溝（支持部材、溝）
２６      下溝（支持部材、溝）
２９      供給コンベア（搬送手段）
３０      排出コンベア（搬送手段）
３６      シリンダ（切替手段）
４４      シリンダ（切替手段）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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