(57)【要約】  サイズの異なる複数のトレイを搭載可能なトレイパレットおよび、そのトレイパレットを使用した電子部品実装機を提供すべく、そのトレイパレットは、矩形の板材であって送り込み側の両角部が基準位置となるパレット本体と、前記パレット本体に電子部品をもったトレイを位置決めするものであり、上面に基準マークが付された位置決め部材とを有するものであり、電子部品実装機は、前記撮像装置の撮像データを基に前記位置決め部材に付された基準マークの位置を算出し、当該算出位置を前記位置決め部材で位置決めしたトレイに関する基準位置として電子部品の取り出し制御を行う制御装置とを有する。
2019116424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形の板材であって送り込み側の両角部が基準位置となるパレット本体と、前記パレット本体に電子部品をもったトレイを位置決めするものであり、上面に基準マークが付された位置決め部材とを有するトレイパレット。
【請求項２】
前記位置決め部材は、３方の突き出し部分が同じ幅で形成されたＴ字形ブロックである請求項１に記載のトレイパレット。
【請求項３】
前記位置決め部材は、磁石によって前記パレット本体に取付け可能なものである請求項１又は請求項２に記載のトレイパレット。
【請求項４】
所定位置に基板を搬送する基板搬装置と、
実装ヘッドに設けられた吸着ノズルによって電子部品を保持し、当該電子部品を基板に対して実装する部品実装装置と、
送り込み側の両角部が基準位置となる矩形のパレット本体に、基準マークが付された位置決め部材によって複数のトレイが搭載可能なトレイパレットを使用する部品供給装置と、
前記基準マークを撮像する撮像装置と、
前記撮像装置の撮像データを基に前記位置決め部材に付された基準マークの位置を算出し、当該算出位置を前記位置決め部材で位置決めしたトレイに関する基準位置として電子部品の取り出し制御を行う制御装置とを有する電子部品実装機。
【請求項５】
前記制御装置は、前記複数のトレイの配置データと前記トレイのサイズデータとを記憶するトレイ情報部を有し、前記撮像装置は、前記トレイ情報部のデータに基づいて前記位置決め部材に対する移動制御が行われる電子部品実装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイズの異なる複数のトレイを搭載可能なトレイパレットおよび、一つのトレイパレットに搭載された異なる複数のトレイから電子部品を取り出して基板に実装する電子部品実装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に電子部品を装着する電子部品実装機は、電子部品を供給するための電子部品供給装置が使用される。その電子部品供給装置は、例えば電子部品を保持した複数のトレイパレットがマガジン内に収納され、昇降するマガジンによって該当するトレイパレットが位置決めされた後、そのトレイパレットが実装機内に送り出されるよう構成されている。電子部品供給装置に使用されるトレイパレットは、ＪＥＤＥＣ(Joint Electron Device Engineering Council) の規格に従ったサイズであり、その上には電子部品を保持するトレイが定位置に位置決めされた状態で載せられる。下記特許文献１には、通常サイズのトレイよりもかなり小型のトレイ（マイクロトレイ）を搭載するためのトレイパレットに関する記載がある。具体的には、複数のマイクロトレイがマイクロトレイ搭載器具に搭載され、そのマイクロトレイ搭載器具を介してトレイパレットにセットされるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０９７７４号公報
【特許文献２】号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、トレイパレットは、前記特許文献１にも記載されているように規格化され、その上にトレイが２枚並べて搭載される。この点に関し前記従来例では、マイクロトレイ搭載器具が使用され、通常サイズのトレイに代えて複数のマイクロトレイがトレイパレット上に搭載可能になっている。しかし、マイクロトレイ搭載器具を用意する必要があるほか、そのマイクロトレイ搭載器具に合わせたマイクロトレイしか搭載できない。そのため、これまでは様々なサイズのトレイを複数搭載することはできなかった。そして、トレイパレットに比べて小さいサイズのトレイの場合、トレイパレット上に大きな空きスペースできてしまい非効率であった。【０００５】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、サイズの異なる複数のトレイを搭載可能なトレイパレットおよび、そのトレイパレットを使用した電子部品実装機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様におけるトレイパレットは、矩形の板材であって送り込み側の両角部が基準位置となるパレット本体と、前記パレット本体に電子部品をもったトレイを位置決めするものであり、上面に基準マークが付された位置決め部材とを有する。【０００７】
本発明の他の態様における電子部品実装機は、所定位置に基板を搬送する基板搬装置と、装着ヘッドに設けられた吸着ノズルによって電子部品を保持し、当該電子部品を基板に対して実装する部品実装装置と、送り込み側の両角部が基準位置となる矩形のパレット本体に、基準マークが付された位置決め部材によって複数のトレイが搭載可能なトレイパレットを使用する部品供給装置と、前記基準マークを撮像する撮像装置と、前記撮像装置の撮像データを基に前記位置決め部材に付された基準マークの位置を算出し、当該算出位置を前記位置決め部材で位置決めしたトレイに関する基準位置として電子部品の取り出し制御を行う制御装置とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
前記構成によれば、位置決め部材によってパレット本体にトレイを位置決めすることにより、異なるサイズの複数のトレイを任意に搭載することができる。そして、位置決め部材の上面には基準マークが付されているため、撮像装置によって基準マークを撮像し、その撮像データを基に位置決め部材に付された基準マークの位置を算出することにより、当該算出位置を位置決め部材で位置決めしたトレイに関する基準位置として電子部品の取り出し制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電子部品実装機の一実施形態の内部構造を示した斜視図である。
【図２】部品供給装置の構造を示した側面図である。
【図３】トレイパレットの一実施形態を示した図である。
【図４】トレイの搭載パターンの例を示した図である
【図５】従来のトレイパレットを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明に係るトレイパレットおよび電子部品実装機の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本実施形態の電子部品実装機１の内部構造を示した斜視図である。電子部品実装機１は、モジュール化されている。そして、ベース２の上に搭載され、スクリーン印刷機やはんだ検査機などと一体となって基板生産ラインの一部となる。電子部品実装機１は、隣り合う実装機などと基板の受け渡しをする基板搬送部３のほか、電子部品を搬送する実装ヘッド１１をＸＹ平面上で移動させる部品実装装置４などが設けられている。なお、本実施形態では、機体前後方向をＹ軸方向、機体幅方向をＸ軸方向、そして高さ方向をＺ軸方向として説明する。
【００１１】
基板搬送部３は、同じ構成の２つのコンベア３０１，３０２が並設されている。そのため、基板が２か所で搬送され、それぞれの搬送路上で電子部品の実装が行われる。基板搬送部３には、搬送された基板を位置決めするためのクランプ機構なども設けられている。一方、部品実装装置４は、機体前後方向に２本のＹ軸レール１２が設けられ、そこにＹ軸スライド１３が摺動可能に取り付けられている。Ｙ軸スライド１３は、ボールネジ機構が組み付けられ、サーボモータの回転によりＹ軸方向の移動が可能になっている。
【００１２】
Ｙ軸スライド１３にはＸ軸レール１４が固定され、そこにＸ軸スライド１５が摺動可能に取り付けられている。Ｘ軸スライド１５は、ボールネジ機構とサーボモータによって移動可能であり、そのＸ軸スライド１５に対して実装ヘッド１１が搭載されている。よって、実装ヘッド１１は、こうしたＹ軸移動機構及びＸ軸移動機構の駆動によりＸＹ平面上の移動が可能であり、そこには電子部品を吸着保持する吸着ノズル１６が昇降機構を介して組み付けられている。また、実装ヘッド１１には、基板やトレイパレットの撮像に使用されるカメラ１７も搭載されている。
【００１３】
電子部品実装機１は、以上のような各装置が機体カバー１９によって覆われ、その機体前部（図面手前側）にデバイステーブル１８や部品供給装置８が設置されている。図２は、部品供給装置８の構造を示した側面図である。その部品供給装置８は、収納ボックス２１内に昇降可能なマガジンラック２２が収納されている。収納ボックス２１の内壁面にはガイドレール２３が上下方向に設けられ、そこにマガジンラック２２が摺動可能に取り付けられている。
【００１４】
また、収納ボックス２１の内部には、内壁面に沿ってガイドレール２３と平行なネジ軸２４が軸支され、マガジンラック２２に固定された不図示のナットによってボールネジ機構が構成されている。マガジンラック２２は、ネジ軸２４に連結されたサーボモータ２５の回転制御によって収納ボックス２１内を昇降し、任意の高さで位置決めできるようになっている。そのマガジンラック２２には、上下方向に複数段のスロット２７が形成され、各スロット２７には矩形の板材であるトレイパレット３５が一枚ずつ挿入されている。
【００１５】
収納ボックス２１は、開閉扉３１が装置前面側に形成され、反対側には供給口２６が形成されている。部品供給装置８は、開閉扉３１の開閉によってトレイパレット３５をマガジンラック２２に挿入することが可能になっている。一方、供給口２６を通って１枚のトレイパレット３５がマガジンラック２２から電子部品実装機１の機内へと移動することとなる。よって、部品供給時にはマガジンラック２２の昇降により、所定のトレイパレット３５について供給口２６への位置合わせが行われる。
【００１６】
部品供給装置８は、トレイパレット３５の出し入れが行えるように、供給口２６の外側にトレイパレット引出し機構が設けられている。トレイパレット引出し機構は、不図示のガイドレール上を摺動するテーブル３３にボールネジ機構が組み付けられ、サーボモータ３４の駆動により機体の前後方向に移動可能な構成となっている。そして、テーブル３３には、トレイパレット３５を引出しおよび差入れ可能な不図示のフック手段が設けられている。
【００１７】
電子部品を正確に実装するには、供給口２６から引き出されて部品供給位置にあるトレイパレット３５から、実装ヘッド１１の吸着ノズル１６によって電子部品が確実に吸着保持されることが必要である。そのためには電子部品の位置が正確に把握できることが重要である。そこで、実装ヘッド１１に搭載されたカメラ１７が基準マークなどを撮像し、制御装置３８では、その撮像データなどを基にトレイパレット３５およびトレイ３６上の電子部品の位置が求められる。ここで、図５は、従来のトレイパレットにおいて電子部品の位置を求める方法を概念的に示した図である。
【００１８】
例えば、従来パターン１は、トレイパレット１００の上に２枚のトレイ１０１，１０２が搭載され、そのトレイ１０１，１０２には、複数の電子部品が整列した状態で保持されている。トレイ１０１，１０２は矩形であり、磁石を備えた位置決めブロック１０３，１０４を使用して同じく矩形のトレイパレット１００の辺に沿って位置決めされる。その際、位置決めブロック１０３，１０４の幅寸法によって、トレイパレット１００上のトレイ１０１，１０２は定位置に位置決め配置されることとなる。
【００１９】
そして、部品供給のため図１に示すように、トレイパレット１００はマガジンラック２２から引き出され、テーブル３３上の停止位置にて位置合わせが行われる。このときトレイパレット１００（他のトレイパレットも同じ）の引出し方向の前端角部が基準となり、カメラ１７が撮像したその基準位置Ｐ１，Ｐ２の撮像データから、トレイパレット１００の停止位置が求められる。一方、トレイに保持された電子部品に関しては、トレイ毎に電子部品が統一しており、縦横に整列した状態で配置されているため、全てのトレイ毎に電子部品の位置がトレイ上の部品位置情報として予め制御装置３８に入力され記憶部に記憶されている。よって、トレイ１０１，１０２がトレイパレット１００上の定位置に配置されることにより、トレイパレット１００上の各々の電子部品の位置は基準位置Ｐ１，Ｐ２に基づいて特定可能となっている。
【００２０】
そこで、トレイパレット１００に対する電子部品の取り出しは次のようにして行われる。先ず、実装ヘッド１１の移動制御によりカメラ１７が基準位置Ｐ１，Ｐ２に合わせられ、カメラ１７の撮像データから基準位置Ｐ１，Ｐ２の位置が求められる。そして、例えばトレイ１０１の電子部品２０１を取り出す場合には、トレイ１０１に関する部品位置情報を基に、電子部品２０１の位置が基準位置Ｐ１を原点としたＸＹ座標上の値として求められる。実装ヘッド１１はその位置データを基に移動制御が行われ、電子部品２０１上に吸着ノズル１６が位置合わせされる。一方、トレイパレット１００上の別のトレイ１０２について電子部品２１２を取り出す場合には、トレイ１０２に関する部品位置情報を基に、電子部品２１２の位置が基準位置Ｐ２を原点としたＸＹ座標上の値として求められることとなる。
【００２１】
次に、図５に示す従来パターン２は、小型の電子部品が整列して保持されたトレイ１１１，１１２が搭載されたトレイパレット１１０である。トレイ１１１，１１２は矩形であり、磁石を備えた位置決めブロック１１３，１１４によって同じく矩形のトレイパレット１１０の辺に沿った定位置に位置決め配置される。ところで、トレイ１１１，１１２のようにトレイパレット１１０に比べてサイズが小さい場合には、トレイパレット１１０上に空きスペース１１５ができてしまう。
【００２２】
部品供給装置８では、実装のタイミングに合わせて対象となる電子部品を部品供給位置へと移さなければならない。それには、マガジンラック２２を昇降させ該当するトレイパレット３５を供給口２６の高さに合わせ、更にトレイパレット引出し機構によって引き出さなければならない。従って、こうした動作が多くなれば実装時間が長くなってしまうため、トレイパレット３５により多くの種類のトレイ（電子部品）を搭載し、動作回数を少なくすることが好ましい。しかし、前述したように、実装対象となる電子部品の位置は、トレイパレットの基準位置Ｐ１，Ｐ２とトレイ上の部品位置情報とから特定されるため、空きスペース１１５のような場所にトレイを追加搭載することができなかった。
【００２３】
そこで、本実施形態では、トレイパレット３５上に異なるサイズのトレイを搭載することにより無駄なスペースを無くすことができるトレイパレットを提案する。図３は、異なるサイズのトレイを複数搭載したトレイパレットの一実施形態を示した図である。このトレイパレット３５は、大きさの異なる５枚のトレイ５１〜５５が搭載されている。そして、トレイ５１には従来例と同様の位置決めブロック４１，４２が使用され、基準位置Ｐ１に対応した定位置への配置が行われる。更に、その他のトレイ５２〜５５は、自由位置決めブロック４３を使用して、トレイ５１に対して基準位置Ｐ１側に詰めるような状態で任意に配置される。なお、トレイを搭載可能にするトレイパレットは、本実施形態では板材であるトレイパレット３５がパレット本体であり、それに位置決めブロック４１，４２や自由位置決めブロック４３を含んだものをいう。
【００２４】
自由位置決めブロック４３は、図３の丸枠内に拡大して示すように、３方に突き出したＴ字形ブロックであり、２箇所の隅部にトレイの角部を合わるようにしたものである。また、自由位置決めブロック４３は、３方の突き出し部分が同じ幅Ｈで形成され、どのような向きで配置したとしても隣り合うトレイ同士の間隔が一定になるよう構成されている。そして、自由位置決めブロック４３の表面には位置確認のための基準マーク４５が表示されている。こうした位置決めブロック４１，４２や自由位置決めブロック４３は、従来例と同様に磁石を備え、トレイパレット３５に対して容易に着脱できるようになっている。
【００２５】
トレイパレット３５に対するトレイ５１〜５５の搭載には９つの自由位置決めブロック４３（特定位置のものを示す場合は４３ｎの符号を付す。ｎは自然数である。）が使用される。各トレイの配置は自由であるが、基準位置Ｐ１に最も近いトレイ５１だけは位置決めブロック４１，４２による定位置に配置される。そして、それ以外のトレイ５２〜５５が自由位置決めブロック４３によって位置決めされるが、トレイ５２〜５５の左上の角部に位置する自由位置決めブロック４３１〜４３４が新たな追加基準位置としての役割を果たす、基準位置Ｐ１を起点とした配置である。
【００２６】
すなわち、図３に示す例では、基準位置Ｐ１を基に自由位置決めブロック４３１〜４３４の追加基準位置が求められ、更にその追加基準位置を基に各トレイ５２〜５５上の電子部品の位置が求められるようになっている。この場合、制御装置３８にはトレイ５１〜５５のサイズ情報（縦横の寸法情報）と、トレイ５１〜５５を配置した図３に示すトレイ配置情報が入力され、記憶部に記憶される。また、従来と同様にトレイ５１〜５５上に保持された複数の電子部品に関するトレイ毎の部品位置情報も予め記憶されている。
【００２７】
続いて、トレイパレット３５に対する電子部品の取り出しは次のようにして行われる。先ず、従来と同様に実装ヘッド１１の移動制御によりカメラ１７が基準位置Ｐ１に合わせられ、カメラ１７の撮像データから基準位置Ｐ１の位置が求められる。そして、トレイ５１の電子部品５１１を取り出す場合には、トレイ５１に関する部品位置情報に基づき、電子部品５１１の位置が基準位置Ｐ１を原点としたＸＹ座標上の値として求められる。従って、実装ヘッド１１の移動制御により、その電子部品５１１上に吸着ノズル１６が位置合わせされる。
【００２８】
次に、トレイ５１以外のトレイ５２〜５５のいずれかから電子部品を取り出す場合には、自由位置決めブロック４３１〜４３４のトレイパレット３５上の位置が求められる。具体的には、トレイ５１〜５５の寸法情報および自由位置決めブロック４３の幅寸法Ｈにより、基準位置Ｐ１を起点とした図示する基準寸法Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が算出される。よって、この基準寸法Ｌ１〜Ｌ４を基に、基準位置Ｐ１を原点とした自由位置決めブロック４３１〜４３４の位置が、トレイパレット３５におけるＸＹ座標上の値として求められる。
【００２９】
例えば、トレイ５２から電子部品を取り出す場合には、先ず自由位置決めブロック４３１の位置情報に基づき実装ヘッド１１が移動制御され、カメラ１７によって自由位置決めブロック４３１が撮像される。その撮像データから自由位置決めブロック４３１の基準マーク４５の正確な位置が特定される。そして、トレイ５２から電子部品５２１を取り出す場合には、基準マーク４５の位置が追加基準位置となる。よって、トレイ５２の部品位置情報に基づき、電子部品５２１の位置が追加基準位置（基準マーク４５）を原点としたＸＹ座標上の値として求められる。他のトレイ５３〜５５から電子部品を取り出す場合も同様であり、各々該当する自由位置決めブロック４３２〜４３４にカメラ１７が移動し、撮像データから各基準マーク４５の正確な位置が特定される。そして、各々の基準マーク４５の位置が追加基準位置となり、そこを原点として各トレイ５３〜５５上の電子部品の位置が求められる。
【００３０】
トレイパレット３５に対するトレイの搭載は、トレイのサイズによって様々なパターンが可能である。図４は、３パターンの搭載例を示した図である。パターン１，２は、基準位置Ｐ１に対してトレイ６１，６２が位置決めされ、他のトレイが自由位置決めブロック４３によってそれぞれ位置決めされている。一方、パターン３は、基準位置Ｐ２に対してトレイ６３が位置決めされ、他のトレイが自由位置決めブロック４３によってそれぞれ位置決めされている。このパターン３では、トレイの右上の角部に位置する自由位置決めブロックが新たな追加基準位置としての役割を果たす、基準位置Ｐ２を起点とした配置である。
【００３１】
よって、本実施形態によれば、自由位置決めブロック４３を使用してトレイ３６を搭載するようにしため、サイズの異なるトレイ５１等を様々なパターンで配置させることができるようになる。そのため、これまでに比べて１枚のトレイパレット３５に搭載可能な電子部品の種類を増やすことができ、マガジンラック２２の昇降回数およびトレイパレット３５の引き出し回数を減少させることが可能になり、電子部品実装機１における生産効率を上げることができる。
【００３２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、サイズの異なるトレイ５１等の搭載パターンが定まっているような場合には、パターン毎に追加基準位置（該当する自由位置決めブロック４３の基準マーク４５の位置）を予め記憶させておくようにしてもよい。
また、自由位置決めブロックの形状が異なるものであってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１…電子部品実装機  …  ３…基板搬送部  ４…部品実装装置  ８…部品供給装置  １１…実装ヘッド  １６…吸着ノズル  １７…カメラ  ２２…マガジンラック  ３５…トレイパレット  ３６…トレイ  ４１，４２…位置決めブロック  ４３…自由位置決めブロック  ４５…基準マーク  Ｐ１，Ｐ２…基準位置
【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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【国際調査報告】
2019116424.tif 000008
2019116424.tif 000009
2019116424.tif 000010
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