(57)【要約】【課題】複数の実装作業位置の各々で基板を保持しながら当該基板に対して部品を実装する際に、各実装作業位置で保持された基板に対する部品実装（あるいは部品実装と塗布処理）のバランスを調整して実装効率を高めることが可能な表面実装機および該表面実装機に好適な駆動装置を提供する。【解決手段】第３ビーム６３に支持された第３ヘッドユニット８３は上流側実装作業位置に位置決めされた基板３Ａにも、下流側実装作業位置に位置決めされた基板３Ｂにもアクセス可能であり、基板３Ａ、３Ｂと、部品供給部５Ａ２、５Ｂ２との間で部品を運搬可能となっている。このため、部品供給部５Ａ２、５Ｂ２の部品を基板３Ａにも、基板３Ｂにも運搬して当該部品を実装することができ、第３ヘッドユニット８３による部品実装を制御することで基板３Ａ、３Ｂに対する部品実装のバランスを調整することができる。【選択図】図２
2011054605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台上に設けられて第１方向への基板の搬送および位置決めを行う基板搬送機構と、
前記基台上方で前記第１方向と直交する第２方向に移動自在に設けられた第１ビームと、
前記基台上方で、かつ前記第１方向における前記第１ビームの下流側で、前記第２方向に移動自在に設けられた第２ビームと、
前記基台上方で、かつ前記第２方向における前記第１ビームおよび前記第２ビームの一方側で、前記第２方向に移動自在に設けられた第３ビームと、
前記第１ビームに対し前記第１方向に移動自在に支持された第１ヘッドユニットと、
前記第２ビームに対し前記第１方向に移動自在に支持された第２ヘッドユニットと、
前記第３ビームに対し前記第１方向に移動自在に支持された第３ヘッドユニットと、
前記基板搬送機構により前記基板が搬送される基板搬送路に対し前記第２方向の他方側に設けられた第１部品供給部と、
前記基板搬送路に対し前記第２方向の他方側で、かつ前記第１方向における前記第１部品供給部の下流側に設けられた第２部品供給部と、
前記基板搬送経路に対し前記第２方向の一方側に設けられた第３部品供給部と、を備え、
前記基板搬送機構は、前記基板搬送路上の第１実装作業位置と、前記基板搬送路上でかつ前記第１方向における前記第１実装作業位置の下流側の第２実装作業位置とに前記基板を位置決め可能となっており、
前記第１ヘッドユニットは前記第１実装作業位置に位置決めされた前記基板と、前記第１部品供給部との間で部品を運搬可能となっており、
前記第２ヘッドユニットは前記第２実装作業位置に位置決めされた前記基板と、前記第２部品供給部との間で部品を運搬可能となっており、
前記第３ヘッドユニットは前記基板搬送機構により前記基板搬送路上の位置決めされた前記基板と、前記第３部品供給部との間で部品を運搬可能となっている
ことを特徴とする表面実装機。
【請求項２】
前記基板搬送機構は、
前記基台上に設けられて第１方向への基板の搬送と前記第１実装作業位置および前記第２実装作業位置への位置決めを行う第１搬送部と、
前記基台上に前記第２方向における前記第１搬送部の一方側に設けられて第１方向への基板の搬送、第３実装作業位置への位置決め、および前記第１方向における前記第３実装作業位置の下流側の第４実装作業位置への位置決めを行う第２搬送部とを有し、
前記第３ヘッドユニットは、前記第３実装作業位置に位置決めされた前記基板および前記第４実装作業位置に位置決めされた前記基板と、前記第３部品供給部との間で部品を運搬可能となっている請求項１記載の表面実装機。
【請求項３】
前記第１ヘッドユニットが、前記第３実装作業位置に位置決めされた前記基板と前記第１部品供給部との間で部品を運搬可能とするか、
前記第２ヘッドユニットが、前記第４実装作業位置に位置決めされた前記基板と前記第２部品供給部との間で部品を運搬可能とするか、ならびに、
前記第３ヘッドユニットが、前記第１実装作業位置に位置決めされた前記基板および前記第２実装作業位置に位置決めされた前記基板の内の少なくとも１方と、前記第３部品供給部との間で部品を運搬可能とするか
の内、少なくとも一つを実施するようにした請求項２記載の表面実装機。
【請求項４】
基台上に設けられて第１方向への基板の搬送および位置決めを行う基板搬送機構と、
前記基台上方で前記第１方向と直交する第２方向に移動自在に設けられた第１ビームと、
前記基台上方で、かつ前記第１方向における前記第１ビームの下流側で、前記第２方向に移動自在に設けられた第２ビームと、
前記基台上方で、かつ前記第２方向における前記第１ビームおよび前記第２ビームの一方側で、前記第２方向に移動自在に設けられた第３ビームと、
前記第１ビームに対し前記第１方向に移動自在に支持された第１ヘッドユニットと、
前記第２ビームに対し前記第１方向に移動自在に支持された第２ヘッドユニットと、
前記第３ビームに対し前記第１方向に移動自在に支持された第３ヘッドユニットと、
前記基板搬送機構により前記基板が搬送される基板搬送路に対し前記第２方向の他方側に設けられた第１部品供給部と、
前記基板搬送路に対し前記第２方向の他方側で、かつ前記第１方向における前記第１部品供給部の下流側に設けられた第２部品供給部と、を備え、
前記基板搬送機構は、前記基板搬送路上の第１実装作業位置と、前記基板搬送路上でかつ前記第１方向における前記第１実装作業位置の下流側の第２実装作業位置とに前記基板を位置決め可能となっており、
前記第１ヘッドユニットは前記第１実装作業位置に位置決めされた前記基板と、前記第１部品供給部との間で部品を運搬可能となっており、
前記第２ヘッドユニットは前記第２実装作業位置に位置決めされた前記基板と、前記第２部品供給部との間で部品を運搬可能となっており、
前記第３ヘッドユニットは前記基板搬送機構により前記基板搬送路上の位置決めされた前記基板上に塗布液を塗布可能となっている
ことを特徴とする表面実装機。
【請求項５】
基台上で、互いに第１方向に分離して設けられた第１ビームおよび第２ビームと、前記第１方向と直交する第２方向において前記第１ビームおよび前記第２ビームの一方側に設けられた第３ビームとをそれぞれ独立して前記第２方向に駆動する駆動装置であって、
前記基台上方において前記第１方向に互いに離間しながら前記第２方向に延設され、前記第１方向での前記第１ビームの両端部をそれぞれ移動自在に支持する一対の第１ガイドレールと、
前記基台上方において前記第１方向に互いに離間しながら前記第２方向に延設され、前記第１方向での前記第２ビームの両端部をそれぞれ移動自在に支持する一対の第２ガイドレールと、
前記基台上方において前記第１方向に互いに離間しながら前記第２方向に延設され、前記第１方向での前記第３ビームの両端部をそれぞれ移動自在に支持する一対の第３ガイドレールと、
前記第１ビームを前記第２方向に移動駆動する第１駆動部と、
前記第２ビームを前記第２方向に移動駆動する第２駆動部と、
前記第３ビームを前記第２方向に移動駆動する第３駆動部と
を備えたことを特徴とする駆動装置。
【請求項６】
前記一対の第１ガイドレールのうち前記第１方向における上流側の第１ガイドレールと、前記一対の第３ガイドレールのうち前記第１方向における上流側の第３ガイドレールとが一体的に形成されて共用され、
前記一対の第２ガイドレールのうち前記第１方向における下流側の第２ガイドレールと、前記一対の第３ガイドレールのうち前記第１方向における下流側の第３ガイドレールとが一体的に形成されて共用されている請求項５に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ビームに支持されたヘッドユニットを用いて部品を基板に実装する表面実装機および上記ビームを駆動するのに好適な駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に実装する表面実装機として、例えば実装ヘッドを備えたヘッドユニットを複数個有するものが従来より提案されている。それらの中に、例えば特許文献１に記載されているように基板の搬送路に対して４つのヘッドユニットを対称に配置したものがある。図１１は従来の表面実装機の一例を示す平面図である。図１１の表面実装機では、基台１の上面中央に基板３Ａ、３Ｂの搬送路（コンベア２１、２１）が設けられており、この搬送路上を基板３Ａ、３Ｂが所定の基板搬送方向Ｘに搬送され、互いに異なる２つの実装ステージで位置決めされる。これら２つの実装ステージのうち上流側では基板３Ａが位置決めされて図略の保持装置により固定保持される。この上流側実装ステージに対応して２つのビーム６５，６６が基板搬送方向Ｘと直交する方向Ｙに離間して配置されており、ビーム駆動部（図示省略）によって互いに独立してＹ軸方向に移動可能となっている。そして、ビーム６５、６６に対しヘッドユニット８５、８６が基板搬送方向Ｘと平行なＸ軸方向にそれぞれ移動自在に支持され、ヘッド駆動部（図示省略）により移動駆動される。こうして２つのヘッドユニット８５、８６が基台１の上面と平行なＸＹ平面内で２次元的に移動自在となっている。また、Ｙ軸方向における上流側実装ステージの前側（＋Ｙ側）および後側（−Ｙ側）に複数のテープフィーダ５１で構成された部品供給部５９Ａ、５９Ｂがそれぞれ配置されている。そして、実装機全体を制御する制御部からの指令に応じて駆動部が作動することで、２つのヘッドユニット８５、８６が互いに独立して部品供給部に収納された電子部品を実装ヘッドによってピックアップし、上流側実装ステージで固定保持されている基板３Ａの上方へ移送して所定の搭載点に実装する。
【０００３】
また、下流側実装ステージ側においても、上流側実装ステージと同様に、２つのビーム６７、６８がＹ軸方向に移動自在に設けられるとともに、ビーム６７、６８に対しヘッドユニット８７、８８がＸ軸方向に移動自在にそれぞれ支持されている。さらに、下流側実装ステージの前側（＋Ｙ側）および後側（−Ｙ側）に部品供給部５９Ｃ、５９Ｄがそれぞれ配置されている。そして、制御部からの指令に応じてビーム駆動部およびヘッド駆動部が作動することで、これらのヘッドユニット８７、８８が互いに独立して部品供給部５９Ｃ、５９Ｄに収納された電子部品を実装ヘッドによってピックアップし、下流側実装ステージで固定保持されている基板３Ｂの上方へ移送して所定の搭載点に実装する。
【０００４】
また、図１１に示す表面実装機は、基板を搬送する搬送路を１つだけ設けた、いわゆるシングルレーンを採用したものであるが、部品実装の作業効率を高めるために、搬送路を２つ設けた、いわゆるデュアルレーンを採用した表面実装機が従来より提案されている（例えば特許文献２参照）。このデュアルレーンを採用した表面実装機の基本的な構成として例えば図１２に示すものがある。この表面実装機では、基板搬送方向Ｘに基板を搬送するための搬送路が２本設けられている。より詳しくは、基台１の上面中央に４本のコンベア２１Ａ、２１Ａ、２１Ｂ、２１ＢがＹ軸方向に互いに離間して設けられており、それらのうち２本のコンベア２１Ａ、２１Ａにより基板３Ａを搬送する搬送路が形成される一方、別の２本のコンベア２１Ｂ、２１Ｂにより基板３Ｂを搬送する搬送路が形成されている。これら２本の搬送路のうちコンベア２１Ａ、２１Ａからなる搬送路上を基板３Ａが基板搬送方向Ｘに搬送され、前側実装ステージで位置決めされ、図略の保持装置により固定保持される。また、前側実装ステージの（＋Ｙ）側に部品供給部５９Ａが設けられるとともに、当該部品供給部５９Ａと前側実装ステージとの間でビーム６５が駆動部（図示省略）によってＹ軸方向に移動可能となっている。また、このビーム６５に対しヘッドユニット８５がＸ軸方向に移動自在に支持され、ヘッド駆動部（図示省略）により移動駆動される。こうして、ヘッドユニット８５が部品供給部に収納された電子部品を実装ヘッドによってピックアップし、前側実装ステージで固定保持されている基板３Ａの上方へ移送して所定の搭載点に実装する。
【０００５】
２本のコンベア２１Ｂ、２１Ｂからなる搬送路側でも、上記と同様に、部品供給部５９Ｂ、ビーム６６およびヘッドユニット８６が設けられており、制御部からの指令に応じてビーム駆動部およびヘッド駆動部が作動することで、ヘッドユニット８６が部品供給部に収納された電子部品を実装ヘッドによってピックアップし、後側実装ステージで固定保持されている基板３Ｂの上方へ移送して所定の搭載点に実装する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３１６９４号公報（図４）
【特許文献２】特開２００４−２３１００号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１１に示す表面実装機では、上流側実装ステージに保持固定された基板３Ａに対し実装する部品のフィーダ（テープ）については部品供給部５９Ａ、５９Ｂに集め、下流側実装ステージに保持固定された基板３Ｂに対し実装する部品のフィーダ（テープ）については部品供給部５９Ｃ、５９Ｄに集める必要がある。そして、２つの実装ステージのうち一方側で部品供給部にない部品を実装する必要が生じると、他方側の部品供給部に該当部品が存在していたとしても、段取り替えが必要となっていた。このように実装ステージ間で部品を融通し合うことが不可能となっており、両実装ステージ間で部品実装のバランスを取ることが困難であった。このため、例えば実装対象基板が変更され、部品供給部５９Ａ、５９Ｂに搭載されている部品を下流側実装ステージに保持固定された基板３Ｂに実装しなければならない場合には、該当部品搭載のフィーダを部品供給部５９Ｃ、５９Ｄに移動させる段取り替えが必要となる。その結果、段取り替えに時間が掛かるという問題があった。この問題は逆の場合にも生じる。つまり部品供給部５９Ｃ、５９Ｄに搭載されている部品を上流側実装ステージに保持固定された基板３Ａに実装しなければならない場合にも、該当部品搭載のフィーダを部品供給部５９Ａ、５９Ｂに移動させる段取り替えが必要となる。
【０００８】
また、図１１に示す表面実装機では、Ｘ軸方向でのヘッドユニットの移動範囲はビーム６５〜６８のサイズに依存し、またＸ軸方向での部品供給部のサイズもビーム６５〜６８のサイズに依存するが、ビーム６５〜６８のいずれもが１つの実装ステージに対応して設計されている。したがって、いずれの部品供給部５９Ａ〜５９Ｄとも実装ステージを超えて、例えば部品供給部が上流側および下流側の実装ステージを跨るように設けることができない。その結果、フィーダ（テープ）の搭載可能な数の制約や、大型のトレイ部品供給装置を設置することが困難となる等の制約が発生してしまい、汎用性に欠けていた。
【０００９】
また、図１２に示す表面実装機では、デュアルレーンを採用しているため、同一基板の裏表実装が可能となる。つまり、コンベア２１Ａ、２１Ａからなる搬送路側でヘッドユニット８５により基板の表実装を行うとともに、コンベア２１Ｂ、２１Ｂからなる搬送路側でヘッドユニット８６により基板の裏実装を行うことができる。この場合、各搬送路で実行される実装タクトが同一であると、結果として基板実装の効率が良いのであるが、裏、表の実装対象部品数が異なると実装タクトが長くなってしまうことがある。というのも、裏表実装のうち実装対象部品数の少ない方を実装するヘッドユニット８５、８６の内一方には無駄な空き時間が発生する一方、ヘッドユニット８５、８６の内他方による実装対象部品数が多い方の実装処理に要する時間は、実装対象部品数の少ない方に比べて長くなって、その時間が実装タクトを律速してしまうからである。
【００１０】
上記したように、従来の表面実装機では、複数の実装ステージ（実装作業位置）を有しており、各実装ステージで保持された基板に対し１または２つのヘッドユニットがアクセスして部品実装を行っているが、各実装ステージで保持された基板に対する部品実装のバランスを取ることが困難であり、実装効率の面で改善の余地があった。
【００１１】
また、基板に対して部品実装のための接着剤やクリームはんだ等の塗布液を塗布する塗布装置を表面実装機に組み込むことが提案されている。つまり、ヘッドユニットの１つに対し、塗布液を吐出するディスペンサヘッドを実装ヘッドの代わりに支持し、ディスペンサヘッドを有するヘッドユニットによる塗布液の塗布処理と、実装ヘッドを有するヘッドユニットによる部品実装処理とを行うことが提案されている。このような表面実装機においても、各実装ステージで保持された基板に対する部品実装処理と塗布処理とのバランスを取ることが困難であり、実装効率の面で改善の余地があった。
【００１２】
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、複数の実装作業位置の各々で基板を保持しながら当該基板に対して部品を実装する際に、各実装作業位置で保持された基板に対する部品実装（あるいは部品実装と塗布処理）のバランスを調整して実装効率を高めることが可能な表面実装機および該表面実装機に好適な駆動装置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】
【００１３】
この発明にかかる表面実装機の第１態様は、上記目的を達成するため、基台上に設けられて第１方向への基板の搬送および位置決めを行う基板搬送機構と、基台上方で第１方向と直交する第２方向に移動自在に設けられた第１ビームと、基台上方で、かつ第１方向における第１ビームの下流側で、第２方向に移動自在に設けられた第２ビームと、基台上方で、かつ第２方向における第１ビームおよび第２ビームの一方側で、第２方向に移動自在に設けられた第３ビームと、第１ビームに対し第１方向に移動自在に支持された第１ヘッドユニットと、第２ビームに対し第１方向に移動自在に支持された第２ヘッドユニットと、第３ビームに対し第１方向に移動自在に支持された第３ヘッドユニットと、基板搬送機構により基板が搬送される基板搬送路に対し第２方向の他方側に設けられた第１部品供給部と、基板搬送路に対し第２方向の他方側で、かつ第１方向における第１部品供給部の下流側に設けられた第２部品供給部と、基板搬送経路に対し第２方向の一方側に設けられた第３部品供給部と、を備え、基板搬送機構は、基板搬送路上の第１実装作業位置と、基板搬送路上でかつ第１方向における第１実装作業位置の下流側の第２実装作業位置とに基板を位置決め可能となっており、第１ヘッドユニットは第１実装作業位置に位置決めされた基板と、第１部品供給部との間で部品を運搬可能となっており、第２ヘッドユニットは第２実装作業位置に位置決めされた基板と、第２部品供給部との間で部品を運搬可能となっており、第３ヘッドユニットは基板搬送機構により基板搬送路上の位置決めされた基板と、第３部品供給部との間で部品を運搬可能となっていることを特徴としている。
【００１４】
このように構成された発明では、第１ビームに支持された第１ヘッドユニットは第１実装作業位置に位置決めされた基板と第１部品供給部との間で部品を運搬し、第２ビームに支持された第２ヘッドユニットは第２実装作業位置に位置決めされた基板と第２部品供給部との間で部品を運搬する。これに対し、第３ビームに支持された第３ヘッドユニットは基板搬送機構により基板搬送路上の位置決めされた基板、つまり第１実装作業位置に位置決めされた基板にも、第２実装作業位置に位置決めされた基板にもアクセス可能で、これらの基板と第３部品供給部との間で部品を運搬可能となっている。このため、第３部品供給部の部品は第１実装作業位置に位置決めされた基板にも、第２実装作業位置に位置決めされた基板にも運搬され、当該部品の実装が可能となっている。したがって、第３ヘッドユニットによる部品実装を制御することで各実装作業位置で保持された基板に対する部品実装のバランスが調整される。
【００１５】
また、基板搬送機構が、基台上に設けられて第１方向への基板の搬送と第１実装作業位置および第２実装作業位置への位置決めを行う第１搬送部と、基台上に第２方向における第１搬送部の一方側に設けられて第１方向への基板の搬送、第３実装作業位置への位置決め、および第１方向における第３実装作業位置の下流側の第４実装作業位置への位置決めを行う第２搬送部とを有する表面実装機、つまりデュアルレーンを採用した表面実装機においては、次のように構成してもよい。すなわち、第３ヘッドユニットが第３実装作業位置に位置決めされた基板および第４実装作業位置に位置決めされた基板と、第３部品供給部との間で部品を運搬可能となるように構成してもよい。この場合、各実装作業位置に位置決めされた基板に実装する部品数に応じて各ヘッドユニットによる部品実装を制御することで各実装作業位置で保持された基板に対する部品実装のバランスが調整される。
【００１６】
また、上記したデュアルレーンを採用した表面実装機において部品実装のバランスをさらに調整するために、第１ヘッドユニット、第２ヘッドユニットおよび第３ヘッドユニットの内の少なくとも一つを次のようにして部品実装を実施してもよい。すなわち、第１ヘッドユニットが第３実装作業位置に位置決めされた基板と第１部品供給部との間で部品を運搬可能とすると、当該基板への部品実装の一部が第１ヘッドユニットにより分担実施される。また、第２ヘッドユニットが第４実装作業位置に位置決めされた基板と第２部品供給部との間で部品を運搬可能とすると、当該基板への部品実装の一部が第２ヘッドユニットにより分担実施される。さらに、第３ヘッドユニットが第１実装作業位置に位置決めされた基板および第２実装作業位置に位置決めされた基板の少なくとも１方と、第３部品供給部との間で部品を運搬可能とすると、当該基板への部品実装の一部が第３ヘッドユニットにより分担実施される。
【００１７】
また、この発明にかかる表面実装機の他の態様は、上記目的を達成するため、基台上に設けられて第１方向への基板の搬送および位置決めを行う基板搬送機構と、基台上方で第１方向と直交する第２方向に移動自在に設けられた第１ビームと、基台上方で、かつ第１方向における第１ビームの下流側で、第２方向に移動自在に設けられた第２ビームと、基台上方で、かつ第２方向における第１ビームおよび第２ビームの一方側で、第２方向に移動自在に設けられた第３ビームと、第１ビームに対し第１方向に移動自在に支持された第１ヘッドユニットと、第２ビームに対し第１方向に移動自在に支持された第２ヘッドユニットと、第３ビームに対し第１方向に移動自在に支持された第３ヘッドユニットと、基板搬送機構により基板が搬送される基板搬送路に対し第２方向の他方側に設けられた第１部品供給部と、基板搬送路に対し第２方向の他方側で、かつ第１方向における第１部品供給部の下流側に設けられた第２部品供給部と、を備え、基板搬送機構は、基板搬送路上の第１実装作業位置と、基板搬送路上でかつ第１方向における第１実装作業位置の下流側の第２実装作業位置とに基板を位置決め可能となっており、第１ヘッドユニットは第１実装作業位置に位置決めされた基板と、第１部品供給部との間で部品を運搬可能となっており、第２ヘッドユニットは第２実装作業位置に位置決めされた基板と、第２部品供給部との間で部品を運搬可能となっており、第３ヘッドユニットは基板搬送機構により基板搬送路上の位置決めされた基板上に塗布液を塗布可能となっていることを特徴としている。
【００１８】
このように構成された発明では、第１ビームに支持された第１ヘッドユニットは第１実装作業位置に位置決めされた基板と第１部品供給部との間で部品を運搬し、第２ビームに支持された第２ヘッドユニットは第２実装作業位置に位置決めされた基板と第２部品供給部との間で部品を運搬する。このように第１ヘッドユニットと第２ヘッドユニットにより部品実装が個別に行われるのに対し、第３ヘッドユニットは基板搬送機構により基板搬送路上の位置決めされた基板、つまり第１実装作業位置に位置決めされた基板にも、第２実装作業位置に位置決めされた基板にもアクセス可能となっており、いずれの基板に対しても塗布液を塗布することが可能となっている。したがって、第３ヘッドユニットによる塗布処理を制御することで各実装作業位置で保持された基板に対する部品実装と塗布処理のバランスが調整される。
【００１９】
上記したように本発明にかかる表面実装機では、基台上で、互いに第１方向に分離して設けられた第１ビームおよび第２ビームと、第１方向と直交する第２方向において第１ビームおよび第２ビームの一方側に設けられた第３ビームとをそれぞれ独立して第２方向に駆動することで、各実装作業位置で保持された基板に対する部品実装（あるいは部品実装と塗布処理）のバランスを調整することが可能となっている。このビーム駆動を実現するために、第１ビームないし第３ビームを駆動する駆動装置としては次のように構成されたものを用いるのが好適である。すなわち、本発明にかかる駆動装置は、上記目的を達成するために、基台上方において第１方向に互いに離間しながら第２方向に延設され、第１方向での第１ビームの両端部をそれぞれ移動自在に支持する一対の第１ガイドレールと、基台上方において第１方向に互いに離間しながら第２方向に延設され、第１方向での第２ビームの両端部をそれぞれ移動自在に支持する一対の第２ガイドレールと、基台上方において第１方向に互いに離間しながら第２方向に延設され、第１方向での第３ビームの両端部をそれぞれ移動自在に支持する一対の第３ガイドレールと、第１ビームを第２方向に移動駆動する第１駆動部と、第２ビームを第２方向に移動駆動する第２駆動部と、第３ビームを第２方向に移動駆動する第３駆動部とを備えたことを特徴としている。
【００２０】
なお、一対の第１ガイドレールのうち第１方向における上流側の第１ガイドレールと、一対の第３ガイドレールのうち第１方向における上流側の第３ガイドレールとを一体的に形成して共用し、一対の第２ガイドレールのうち第１方向における下流側の第２ガイドレールと、一対の第３ガイドレールのうち第１方向における下流側の第３ガイドレールとを一体的に形成して共用してもよい。このような構成を採用することで駆動装置の部品点数が少なくなり、装置コストの低減のみならず、装置構成を簡素化されて装置の組立性やメンテナンス性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明にかかる表面実装機の第１実施形態を示す側面図である。
【図２】図１の表面実装機の平面図である。
【図３】図１の表面実装機のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１の表面実装機に装備されたビーム駆動機構を示す模式図である。
【図５】本発明にかかる表面実装機の第２実施形態を示す側面図である。
【図６】図５に示す表面実装機の平面図である。
【図７】本発明にかかる表面実装機の第３実施形態を示す平面図である。
【図８】本発明にかかる表面実装機の第４実施形態を示す平面図である。
【図９】本発明にかかる表面実装機の第５実施形態を示す平面図である。
【図１０】本発明にかかる表面実装機の第６実施形態を示す平面図である。
【図１１】従来の表面実装機の一例を示す図である。
【図１２】従来の表面実装機の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は本発明にかかる表面実装機の第１実施形態をカバーを省略して図示した側面図である。また、図２は図１の表面実装機の平面図であり、同図（ａ）は図１の表面実装機を上方より見た平面図であり、同図（ｂ）は天井フレームを取り除いた状態での平面図である。図３は図１の表面実装機のＡ−Ａ線断面図である。さらに、図４は図１の表面実装機に装備されたビーム駆動機構を示す模式図である。この表面実装機では、基台１上に基板搬送機構２が配置されており、基板３Ａ、３Ｂを所定の搬送方向Ｘに搬送可能となっている。より詳しくは、基板搬送機構２は、基台１上において基板３Ａ、３Ｂを図２の右側（−Ｘ側）から左側（＋Ｘ側）へ搬送する一対のコンベア２１、２１を有している。これらのコンベア２１、２１は表面実装機全体を制御する主制御部４（図４参照）により制御される。すなわち、通常は、上流側実装作業位置と下流側実装作業位置とで分担して基板３への実装が実施されるので、コンベア２１，２１は主制御部４からの駆動指令に応じて作動し、不図示の上流機から搬入されてきた基板を上流側実装作業位置（図２（ｂ）中の右側基板３Ａの位置）にストッパ１００Ａにより位置決めして停止させるとともに、この基板の搬送に同期して、上流側実装作業位置において実装を終了した基板を下流側実装作業位置（図２（ｂ）中の左側基板３Ｂの位置）に搬送しストッパ１００Ｂにより位置決めして停止させる。また、この基板の搬送に同期して、下流側実装作業位置において実装を終了した基板を不図示の下流機に向け搬出する。この同期搬送後、基板のサイズに応じ各ストッパは複数個所に配置されている。各ストッパ１００Ａ、１００Ｂは不図示の昇降装置により位置決め時には上昇位置にあり、各実装作業位置から基板３Ａ、３Ｂを下流側に搬送する時には基板３Ａ、３Ｂと干渉しない位置まで下降している。各実装作業位置で基板３Ａ、３Ｂは実装ステージの保持機構によりそれぞれ固定保持される。このように、本実施形態では、上流側実装作業位置が本発明の「第１実装作業位置」に相当し、下流側実装作業位置が本発明の「第２実装作業位置」に相当している。
【００２３】
これら２つの実装作業位置のうち上流側実装作業位置に対してＹ軸方向の両側に部品供給部５Ａ１、５Ａ２がそれぞれ設けられている。この「Ｙ軸方向」とは、基台１上面、あるいは基台１上面と平行な面において、基板３Ａ、３Ｂの搬送方向（Ｘ軸方向）と直交する方向を意味しており、本明細書では表面実装機の前側（正面側）を「＋Ｙ側」と称し、表面実装機の後側（背面側）を「−Ｙ側」と称する。すなわち、部品供給部５Ａ１は上流側実装作業位置に対し前側（＋Ｙ側）方向に配置され、部品供給部５Ａ２は上流側実装作業位置に対し後側（−Ｙ側）方向に配置されている。また、下流側実装作業位置に対し前側（＋Ｙ側）方向に部品供給部５Ｂ１が配置される一方、後側（−Ｙ側）方向に部品供給部５Ｂ２が配置されている。なお、この第１実施形態では、これらの部品供給部５Ａ１、５Ａ２、５Ｂ１、５Ｂ２は共通しており、次のように構成されている。すなわち、これらの部品供給部５Ａ１、５Ａ２、５Ｂ１、５Ｂ２では複数のテープフィーダ５１が装着されている。これらのテープフィーダ５１の各々では、電子部品を一定ピッチで収納・保持したテープを巻回したリール５２が取り付けられており、各テープフィーダ５１による電子部品の供給が可能となっている。すなわち、テープフィーダ５１がリール５２からテープを部品に対応するピッチ送り量（電子部品の収納ピッチ分）ずつ実装作業位置側に送り出すことによって該テープ内の電子部品が間欠的に繰り出され、その結果、後述するヘッドユニットによる電子部品のピックアップが可能となる。
【００２４】
また、上記２つの実装作業位置のうち上流側では第１ビーム６１が基台１の上方でＹ軸方向に移動自在に設けられ、また下流側では第２ビーム６２が基台１の上方でＹ軸方向に移動自在に設けられている。また、２つの実装作業位置を橋渡しするように、第１ビーム６１と第２ビーム６２のそれぞれの長さを足したものより長い第３ビーム６３が基台１の上方に設けられている。この第３ビーム６３はＹ軸方向において第１ビーム６１および第２ビーム６２の後側（−Ｙ側）でＹ軸方向に移動自在に設けられている。また、これら３つのビーム６１〜６３に対しビーム駆動機構７が接続されており、主制御部４からの駆動指令に応じて作動することで各ビーム６１〜６３を独立してＹ軸方向に移動駆動する。なお、このビーム駆動機構７が本発明の「駆動装置」に相当するものであり、その構成および動作の詳細については、後で図４を参照しつつ説明する。
【００２５】
また、これらのビーム６１〜６３には、ヘッドユニット８１〜８３がそれぞれＸ軸方向に移動可能に支持されており、ヘッド駆動機構（後で詳述する）９によりＸ軸方向に移動駆動される。このように第１ビーム６１のＹ軸移動とヘッドユニット８１のＸ軸移動を制御することでヘッドユニット８１を基台１の上方で、かつ基台上面と平行な２次元平面内で移動させることが可能となっており、上流側実装作業位置で保持された基板３Ａの上方と部品供給部５Ａ１との間を移動することができる。また、ヘッド８１と同様に第２ビーム６２のＹ軸移動とヘッドユニット８２のＸ軸移動を制御することで、ヘッドユニット８２を下流側実装作業位置で保持された基板３Ｂの上方と部品供給部５Ｂ１との間を移動することができる。さらに、ヘッドユニット８１、８２と同様に第３ビーム６３のＹ軸移動とヘッドユニット８３のＸ軸移動を制御することで、上流側実装作業位置で保持された基板３Ａの上方、下流側実装作業位置で保持された基板３Ｂの上方および後側（−Ｙ側）の部品供給部５Ａ２、５Ｂ２の間を移動することができる。このように、本実施形態では、部品供給部５Ａ１が本発明の「第１部品供給部」に相当し、部品供給部５Ｂ１が本発明の「第２部品供給部」に相当し、部品供給部５Ａ２、５Ｂ２が本発明の「第３部品供給部」に相当している。なお、部品供給部５Ａ２と、部品供給部５Ｂ２の間に配置される後述する部品認識カメラ１０３をコンベア２１側に移動する場合（図６の配置参照）は、５Ａ２、５Ｂ２の分離した２つの部品供給部ではなく、テープフィーダ５１が連なった一つの部品供給部とすることができる。
【００２６】
各ヘッドユニット８１〜８３には複数の実装ヘッドが搭載されている。そして、ヘッドユニット８１は各実装ヘッドの下端部に取り付けられた各吸着ノズルにより部品供給部５Ａ１から供給される複数の電子部品（図示省略）を吸着保持して運搬し、基板３Ａに装着可能となっている。また、ヘッドユニット８２は各実装ヘッドの各吸着ノズルにより部品供給部５Ｂ１から供給される複数の電子部品を吸着保持して運搬し、基板３Ｂに装着可能となっている。さらに、ヘッドユニット８３は各実装ヘッドの各吸着ノズルにより部品供給部５Ａ２、５Ｂ２から供給される複数の電子部品を吸着保持して運搬し、基板３Ａ、３Ｂに装着可能となっている。このように、第１実施形態では、ヘッドユニット８１、８２については決められた部品供給部からのみ部品を受け取ることができるのに対し、ヘッドユニット８３は２つの部品供給部５Ａ２、５Ｂ２の中から選択した部品供給部より部品を受け取ることが可能となっている。なお、各ヘッドユニット８１〜８３には、基板認識カメラが取り付けられている。また、基台１上には各ヘッドユニット８１〜８３に対応し、吸着ノズルに対する電子部品の吸着状況を認識する部品認識カメラ１０１〜１０３が配置されている。
【００２７】
次に、図４を参照しつつビーム駆動機構７およびヘッド駆動機構９の構成および動作について説明する。ビーム駆動機構７は、表面実装機の天井フレーム１１に取り付けられている。この天井フレーム１１は図３に示すように基台１の上面から立設された上流側（−Ｘ側）側壁１２の上端面と下流側（＋Ｘ側）側壁１３の上端面とを橋渡しするように取り付けられており、表面実装機内部を上方より覆っている。この天井フレーム１１には、図２（ａ）に示すように、後述する可動子および可動子支持部材の遊挿およびＹ軸方向への移動を可能とするために、Ｙ軸方向に延設された矩形開口部１１ａ、１１ｂがＸ軸方向に互いに離間して設けられている。
【００２８】
これらのうち上流側（−Ｘ側）矩形開口部１１ａに平行に、しかも天井フレーム１１の下面で矩形開口部１１ａを挟み込むように、ガイドレール７１Ａ、７１Ｂが天井フレーム１１の下面に固定されている。これらのガイドレール７１Ａ、７１ＢはＸ軸方向での第１ビーム６１の幅より若干短い間隔だけ離間しており、矩形開口部１１ａからガイドレール７１Ａ、７１Ｂまでの距離が等しくなるように固定されている。そして、上流側（−Ｘ側）のガイドレール７１Ａの下面側には、４つのスライダー７２が摺動自在に取り付けられている。これらのスライダー７２のうち２つが第３ビーム６３の上面の上流側（−Ｘ側）端部に固定されている。
【００２９】
また、スライダー７２の残りの２つは第１ビーム６１の上面の上流側（−Ｘ側）端部に固定されている。もう一方のガイドレール７１Ｂの下面側には、２つのスライダー７２が摺動自在に取り付けられており、各スライダー７２の下面が第１ビーム６１の上面の下流側（＋Ｘ側）端部に固定されている。このため、第１ビーム６１はこれら一対のガイドレール７１Ａ、７１Ｂに沿ってＹ軸方向に移動自在に支持され、ガイドレール７１Ａ、７１Ｂを介して天井フレーム１からＹ軸方向に移動自在に吊り下げられている。
【００３０】
また、下流側（＋Ｘ側）矩形開口部１１ｂに平行に、しかも天井フレーム１１の下面で矩形開口部１１ｂを挟み込むように、ガイドレール７１Ｃ、７１Ｄが天井フレーム１１の下面に固定されている。これらのガイドレール７１Ｃ、７１ＤはＸ軸方向における第２ビーム６２の幅より若干短い間隔だけ離間しており、矩形開口部１１ｂからガイドレール７１Ｃ、７１Ｄまでの距離がともに等しくなるように固定されている。そして、下流側（＋Ｘ側）のガイドレール７１Ｄの下面側には、４つのスライダー７２が摺動自在に取り付けられている。これらのスライダー７２のうち２つが第３ビーム６３の上面の下流側（＋Ｘ側）端部に固定されている。こうして、第３ビーム６３は一対のガイドレール７１Ａ、７１Ｄに沿ってＹ軸方向に移動自在に支持され、ガイドレール７１Ａ、７１Ｄを介して天井フレーム１からＹ軸方向に移動自在に吊り下げられている。また、スライダー７２の残りの２つは第２ビーム６２の上面の上流側（−Ｘ側）端部に固定されている。もう一方のガイドレール７１Ｃの下面側には、２つのスライダー７２が摺動自在に取り付けられており、各スライダー７２の下面が第２ビーム６２の上面の上流側（−Ｘ側）端部に固定されている。こうして、第２ビーム６２はこれら一対のガイドレール７１Ｃ、７１Ｄに沿ってＹ軸方向に移動自在に支持され、ガイドレール７１Ｃ、７１Ｄを介して天井フレーム１からＹ軸方向に移動自在に吊り下げられている。
【００３１】
また、ビーム駆動機構７は、第１ビーム６１を移動駆動するための駆動源としてリニアモータ７４Ａを、第２ビーム６２を移動駆動するための駆動源としてリニアモータ７４Ｂを、さらに第３ビーム６３を移動駆動するための駆動源として２つのリニアモータ７４Ｃ、７４Ｄを有している。なお、各リニアモータ７４Ａ〜７４Ｄの構成については次に詳述するが、この実施形態では、リニアモータ７４Ａ、７４Ｃにおいて固定子を共用し、またリニアモータ７４Ｂ、７４Ｄにおいて固定子を共用している。
【００３２】
天井フレーム１１の上面には、Ｘ軸方向（図３の左右方向）における矩形開口部１１ａの周縁部に固定子支持部材７３、７３が互いに対面しながら立設されている。これらの固定子支持部材７３、７３はＹ軸方向に延設されており、各固定子支持部材７３の側面のうち互いに対向する面にリニアモータ７４Ａ、７４Ｃの固定子７４１がそれぞれ取り付けられている。各固定子７４１は、Ｎ磁極とＳ磁極が交互に位置するようにＹ軸方向に配列された多数個の永久磁石で構成されており、、固定子支持部材７３とともに上流側の部品供給部５Ａ１、５Ａ２の上方位置まで延びている。
【００３３】
両固定子７４１は互いに所定間隔だけ離間しており、その離間空間にそれぞれＹ軸方向所定長さの２つの可動子支持部材７４２がＹ軸方向に移動自在に設けられている。これら２つの可動子支持部材７４２の一方が連結部材７３４を介して第１ビーム６１の上面中央部に固定されるとともに、当該可動子支持部材７４２の両面に対してリニアモータ７４Ａの可動子７４４が取り付けられている。一方、他方が連結部材７３４を介して第３ビーム６３の上面のうち上流側（−Ｘ側）端部に固定されるとともに、当該可動子支持部材７４２に対してリニアモータ７４Ｃの可動子７４４が取り付けられている。
【００３４】
各可動子７４４は、電機子からなり、電機子コアとこれに巻装される複数のコイル（三個の異なる位相のコイル、すなわちＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルからなる１セット、あるいは複数セット）とから構成されている。そして、リニアモータ７４Ａの可動子７４４の各コイルに、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のうち異なる相の励磁電流が第１ビーム駆動部４１からそれぞれ供給されると、固定子７４１と可動子７４４との間にＹ軸方向の推進力が生じ、この推進力により第１ビーム６１がガイドレール７１Ａ、７１Ｂに沿ってＹ軸方向に移動する。すなわち、リニアモータ７４Ａは三相コイル駆動方式を採用している。なお、リニアモータ７４Ｂ〜７４Ｄの基本的構成および駆動方式はリニアモータ７４Ａと同じである。
【００３５】
また、天井フレーム１１の上面には、Ｘ軸方向（図３の左右方向）における矩形開口部１１ｂの周縁部にも、矩形開口部１１ａ側と同様に、固定子支持部材７３が立設されるとともに、リニアモータ７４Ｂ、７４Ｄの固定子７４１がそれぞれ取り付けられている。また、両固定子７４１の間に形成される空間に２つの可動子支持部材７４２がＹ軸方向に移動自在に設けられている。これら２つの可動子支持部材７４２の一方が連結部材７３４を介して第２ビーム６２の上面中央部に固定されるとともに、当該可動子支持部材７４２に対してリニアモータ７４Ｂの可動子７４４が取り付けられている。一方、他方が連結部材７３４を介して第３ビーム６３の上面のうち下流側（＋Ｘ側）端部に固定されるとともに、当該可動子支持部材７４２に対してリニアモータ７４Ｄの可動子７４４が取り付けられている。なお、固定子７４１および可動子７４４の構成はリニアモータ７４Ａのそれらと同一である。
【００３６】
そして、リニアモータ７４Ｂの可動子７４４の各コイルに励磁電流が第２ビーム駆動部４２から供給されると、固定子７４１と可動子７４４との間にＹ軸方向の推進力が生じ、この推進力により第２ビーム６２がガイドレール７１Ｃ、７１Ｄに沿ってＹ軸方向に移動する。また、リニアモータ７４Ｃの可動子７４４の各コイルに励磁電流が主軸駆動部４３から供給されるとともにリニアモータ７４Ｄの可動子７４４の各コイルに励磁電流が従軸駆動部４４から供給されると、各リニアモータ７４Ｃ、７４Ｄで固定子７４１と可動子７４４との間にＹ軸方向の推進力が生じ、これらの推進力により第３ビーム６３がガイドレール７１Ａ、７１Ｄに沿ってＹ軸方向に移動する。このように、本実施形態では、第３ビーム６３が第１ビーム６１および第２ビーム６２に比べてＸ軸方向に長くなっていることから、リニアモータ７４Ｃ、７４Ｄで生じる推進力のバランスを取りながらＹ軸方向に駆動している。
【００３７】
また、各リニアモータ７４Ａ、７４Ｃの動作をモニターするため、上流側矩形開口部１１ａの近傍位置において天井フレーム１１の下面にリニアスケール７５ＡがＹ軸方向に延設されるとともに、上流側リニアスケール７５Ａに対向するように、第１ビーム６１の連結部材７３４に隣接して位置センサー７６Ａが第１ビーム６１に、また第３ビーム６３の上流側連結部材７３４に隣接して位置センサー７６Ｃが第３ビーム６３に、それぞれ取り付けられている。各位置センサー７６Ａ、７６Ｃは図４に示すように主制御部４に接続されており、リニアスケール７５Ａを検出して第１ビーム６１の位置を示す信号および第３ビーム６３の上流側端部の位置を示す信号が主制御部４に出力され、これらの情報を得た主制御部４が各リニアモータ７４Ａ、７４Ｃの動作をモニター可能となっている。
【００３８】
また、下流側矩形開口部１１ｂの近傍位置において天井フレーム１１の下面にリニアスケール７５ＢがＹ軸方向に延設されるとともに、下流側リニアスケール７５Ｂに対向するように、第２ビーム６２の連結部材７３４に隣接して位置センサー７６Ｂが第２ビーム６２に、また第３ビーム６３の下流側連結部材７３４に隣接して位置センサー７６Ｄが第３ビーム６３に、それぞれ取り付けられている。そして、各位置センサー７６Ｂ、７６Ｄがリニアスケール７５Ｂを検出して第２ビーム６２の位置を示す信号および第３ビーム６３の下流側端部の位置を示す信号が主制御部４に出力され、これらの情報を得た主制御部４が各リニアモータ７４Ｂ、７４Ｄの動作をモニター可能となっている。
【００３９】
このようにして位置センサー７６Ａ〜７６Ｄから位置情報を含む信号を受け取った主制御部４はそれらの位置情報に基づき第１ビーム駆動部４１、第２ビーム駆動部４２、主軸駆動部４３および従軸駆動部４４を制御して第１ビーム６１、第２ビーム６２および第３ビーム６３の移動を制御する。
【００４０】
このように、本実施形態にかかるビーム駆動機構７では、ガイドレール７１Ａ、７１Ｂが本発明の「一対の第１ガイドレール」に相当し、ガイドレール７１Ｃ、７１Ｄが本発明の「一対の第２ガイドレール」に相当し、ガイドレール７１Ａ、７１Ｄが本発明の「一対の第３ガイドレール」に相当している。また、これら４本のガイドレール７１Ａ〜７１Ｄのうちガイドレール７１Ａは本発明の「第１ガイドレール」および「第３ガイドレール」として機能し、またガイドレール７１Ｄは本発明の「第２ガイドレール」および「第３ガイドレール」として機能している。換言すれば、ガイドレール７１Ａは第１ビーム６１および第３ビーム６３のガイドレールとして一体的に形成されて共用されるものであり、ガイドレール７１Ｄは第２ビーム６２および第３ビーム６３のガイドレールとして一体的に形成されて共用されるものである。
【００４１】
また、本実施形態にかかるビーム駆動機構７では、リニアモータ７４Ａおよび第１ビーム駆動部４１が本発明の「第１駆動部」に相当し、リニアモータ７４Ｂおよび第２ビーム駆動部４２が本発明の「第２駆動部」に相当し、リニアモータ７４Ｃ、７４Ｄ、主軸駆動部４３および従軸駆動部４４が本発明の「第３駆動部」に相当している。
【００４２】
次に、ヘッド駆動機構９の構成および動作について説明する。ヘッド駆動機構９は第１ビーム６１に対して第１ヘッドユニット８１をＸ軸方向に駆動する第１ヘッド駆動部９１と、第２ビーム６２に対して第２ヘッドユニット８２をＸ軸方向に駆動する第２ヘッド駆動部９２と、第３ビーム６３に対して第３ヘッドユニット８３をＸ軸方向に駆動する第３ヘッド駆動部９３とを備えているが、これらのヘッド駆動部９１〜９３は基本的に同一構成を有している。ここでは、ヘッド駆動部９１の構成について、図１および図３を参照しつつ説明し、ヘッド駆動部９２、９３の構成に相当符号を付して構成説明を省略する。
【００４３】
第１ビーム６１の後側（−Ｙ側）側面、つまりコンベア２１側を向いた側面に２本のガイドレール９１１、９１１がＸ軸方向に延設されている。そして、ガイドレール９１１、９１１に対しスライダ９１２を介して第１ヘッドユニット８１が取り付けられている。こうして、第１ヘッドユニット８１が第１ビーム６１に対しＸ軸方向に移動自在となっている。また第１ヘッドユニット８１をＸ軸方向に移動駆動するために、固定子９１３と可動子９１４を有するリニアモータが設けられている。すなわち、図３に示すように、２本のガイドレール９１１、９１１に挟まれるように固定子９１３が第１ビーム６１の後側（−Ｙ側）側面に取り付けられている。また図１に示すように、第１ヘッドユニット８１の前側（＋Ｙ側）側面、つまり第１ビーム６１と対向する側面に対し可動子９１４が固定子９１３と対向するように取り付けられている。なお本実施形態では、固定子９１３および可動子９１４はビーム駆動用のリニアモータ７４Ａ〜７４Ｄを構成する固定子７４１および可動子７４４と同一構成を有している。
【００４４】
以上のように、本実施形態では、第１ビーム６１に支持された第１ヘッドユニット８１は上流側実装作業位置に位置決めされた基板３Ａにアクセスして部品供給部５Ａ１との間で部品を運搬し、第２ビーム６２に支持された第２ヘッドユニット８２は下流側実装作業位置に位置決めされた基板３Ｂにアクセスして部品供給部５Ｂ１との間で部品を運搬する。これに対し、第３ビーム６３に支持された第３ヘッドユニット８３は上流側実装作業位置に位置決めされた基板３Ａにも、下流側実装作業位置に位置決めされた基板３Ｂにもアクセス可能であり、部品供給部５Ａ２、５Ｂ２との間で部品を運搬可能となっている。このため、部品供給部５Ａ２、５Ｂ２の部品を基板３Ａにも、基板３Ｂにも運搬して当該部品を実装することができる。したがって、第３ヘッドユニット８３による部品実装を制御することで基板３Ａ、３Ｂに対する部品実装のバランスを調整することができる。例えば上流側の部品供給部５Ａ１、５Ａ２にない部品を基板３Ａに実装する必要が生じたとしても、当該部品が下流側の部品供給部５Ｂ２に存在するときには、第３ヘッドユニット８３が当該部品供給部５Ｂ２に移動して吸着ノズルにより当該部品を吸着保持し、基板３Ａに実装することができる。また、このような制御を行うことが可能となることから、例えば図１１に示す従来装置で必要となっていた段取り替えが不要となり、優れた実装効率を有する表面実装機が得られる。さらに、第１ヘッドユニット８１および第２ヘッドユニット８２がそれぞれ基板３Ａ、３Ｂに対する部品実装を主体的に行うとともに、これらのヘッドユニット８１、８２が部品供給で部品吸着を行っている間のみ第３ヘッドユニット８３により基板３Ａ、３Ｂの両方に対して部品実装を補助的に行うことも可能とであり、これによって基板３Ａ、３Ｂのそれぞれの実装すべき部品の内、第１ヘッドユニット８１および第２ヘッドユニット８２がそれぞれ実装する部品数を減らすことができて実装タクトを短くでき、部品実装の効率を高めることが可能である。
【００４５】
また、上記実施形態では、ガイドレール７１Ａは本発明の「第１ガイドレール」および「第３ガイドレール」として機能し、またガイドレール７１Ｄは本発明の「第２ガイドレール」および「第３ガイドレール」として機能しており、ガイドレールの共用化を図っているため、ビーム駆動機構７の部品点数が少なくなり、装置コストの低減のみならず、装置構成を簡素化されて装置の組立性やメンテナンス性を向上させることができる。ただし、このようにガイドレールの共用化を図ることは必須構成要件ではなく、各ビーム６１〜６３に対して専用のガイドレールを設けてもよいことは言うまでもない。
【００４６】
図５は本発明にかかる表面実装機の第２実施形態を示すカバーを省略した側面図である。また、図６は図５に示す表面実装機の平面図であり、カバーおよび天井フレームを取り除いた状態を示している。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、第３ヘッドユニット８３に対応する部品供給部５Ａ２、５Ｂ２がテープタイプからトレイタイプに変更されている点であり、その他の構成は第１実施形態と基本的に同じである。
【００４７】
この第２実施形態で採用されている部品供給部５Ａ２、５Ｂ２はともに同一構成を有している。すなわち、各部品供給部５Ａ２、５Ｂ２は、パレット５３を上下方向Ｚに複数段に分けて積み重ねるように収納した収納部５４と、この収納部５４からパレット５３を引出す引出し機構５５とを備えている。この引出し機構５５は基台１の上に載置固定され、引出し機構５５に収納部５４が連結固定される。
【００４８】
また、上記収納部５４では、上下複数段にパレット支持部（図示省略）が形成され、各パレット支持部にパレット（棚部材）５３が引出し可能に支持されている。各パレット５３に部品保持用のトレイ５６が載置されている。上記トレイ５６は、その上面に多数の電子部品（図示せず）をマトリックス上に配列して保持するようになっている。
【００４９】
このように構成された収納部５４は部品供給部本体５７に対し昇降自在に支持されており、ボールネジ５８Ａ及びこれを駆動するモータ５８Ｂ等からなる昇降機構５８により上記収納部５４の昇降が行われるようになっている。なお、この実施形態では収納部５４が引出し機構５５に対して昇降しているが、例えば引出し機構５５のみを昇降させたり、収納部５４および引出し機構５５の両方を昇降させてもよい。
【００５０】
このように第２実施形態では、トレイタイプの部品供給部５Ａ２、５Ｂ２が採用されているが、基本的な動作は第１実施形態と同様である。つまり、第３ヘッドユニット８３は基板３Ａ、３Ｂのいずれにもアクセス可能となっており、部品供給部５Ａ２、５Ｂ２で引き出されているパレット５３中のトレイ５６に配列されている部品を基板３Ａ、３Ｂのいずれにも実装可能となっている。したがって、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００５１】
また、第２実施形態では、部品認識カメラ１０３をＹ軸方向でコンベア２１と部品供給部５Ａ２、５Ｂ２との中間に配置しており、したがって、部品供給部５Ａ２、５Ｂ２を一体化したような、比較的大型の部品供給部を設けることができる。第３ビーム６３は第１実施形態と同様、上流側実装作業位置および下流側実装作業位置を跨ぐように設けられ、Ｘ軸方向での第３ヘッドユニット８３の移動範囲が第１ヘッドユニット８１や第２ヘッドユニット８２よりも広く設定されている。このように本発明にかかる表面実装機では、小型のトレイ部品供給部を複数台設けたり、大型のトレイ部品供給部を設けることができ、高い汎用性を有している。
【００５２】
図７は本発明にかかる表面実装機の第３実施形態を示す平面図であり、天井フレームを取り除いた状態を示している。この第３実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、第１実施形態では搬送路が１つのシングルレーンを採用しているのに対し、第３実施形態では搬送路を２つ設けた、いわゆるデュアルレーンを採用している点である。以下、相違点を中心に構成および動作について説明する。
【００５３】
第３実施形態では、同図に示すように、基台１上に２つの基板搬送機構２Ａ、２Ｂが並設されている。各基板搬送機構２Ａ、２Ｂはいずれも第１実施形態の基板搬送機構２と同一構成を有している。すなわち、基板搬送機構２Ａは、基台１上において基板３Ａ、３Ｂを図７の右下側から左下側へ搬送する一対のコンベア２１Ａ、２１Ａを有しており、主制御部４からの駆動指令に応じてコンベア２１Ａ、２１Ａを作動させて基板３Ａ、３Ｂを右下側実装作業位置（図７中の右下側基板３Ａの位置）および左下側実装作業位置（図７中の左下側基板３Ｂの位置）にそれぞれストッパ１００Ａ，１００Ｂにより位置決めして停止させる。一方、基板搬送機構２Ｂは、Ｙ軸方向において基板搬送機構２Ａの後側（−Ｙ側）に並設されており、基台１上において基板３Ｃ、３Ｄを図７の右上側から左上側へ搬送する一対のコンベア２１Ｂ、２１Ｂを有しており、主制御部４からの駆動指令に応じてコンベア２１Ｂ、２１Ｂを作動させて基板３Ｃ、３Ｄを右上側実装作業位置（図７中の右上側基板３Ｃの位置）および左上側実装作業位置（図７中の左上側基板３Ｄの位置）にそれぞれストッパ１００Ｃ，１００Ｄにより位置決めして停止させる。なお、各実装作業位置で基板３Ａ〜３Ｄは実装ステージの保持機構によりそれぞれ固定保持される。このように、本実施形態では、右下側実装作業位置が本発明の「第１実装作業位置」に相当し、左下側実装作業位置が本発明の「第２実装作業位置」に相当し、右上側実装作業位置が本発明の「第３実装作業位置」に相当し、左上側実装作業位置が本発明の「第４実装作業位置」に相当している。
【００５４】
なお、第３実施形態においても第１実施形態と同様、基板搬送機構２Ａ上の２つの実装作業位置における基板３Ａ，３Ｂに対してそれぞれ同一の部品群をそれぞれ同一位置に実装する実装法と、２つの実装作業位置で分担して実装する実装法のいずれも採用可能であり、対応する基板の搬送の仕方として、２枚の基板をまとめて上流機から搬入し、２枚の基板をまとめて下流機へ搬出する第１の搬送法と、基板を１枚づつ上流機からから右下側実装作業位置、右下側実装作業位置から左下側実装作業位置、左下側実装作業位置から下流機へと同期させて搬送する第２の搬送法のいずれかが採用可能である。同様、基板搬送機構２Ｂ上の２つの実装作業位置における基板３Ｃ，３Ｄに対してそれぞれ２つの実装法が採用可能であり、対応する基板の搬送の仕方として、第１の搬送法と第２の搬送法のいずれかが採用可能である。
【００５５】
また、このように構成された第３実施形態では、第１ヘッドユニット８１は基板３Ａ、３Ｃの上方と部品供給部５Ａ１との間を移動して部品を運搬可能となっている。また、第２ヘッドユニット８２は基板３Ｂ、３Ｄの上方と部品供給部５Ｂ１との間を移動して部品を運搬可能となっている。これに対し、第３ヘッドユニット８３は全ての基板３Ａ〜３Ｄの上方と部品供給部５Ｂ１との間を移動して部品を運搬可能となっている。なお、その他の構成は第１実施形態と基本的に同一であるため、同一構成に対して同一符号を付して構成説明を省略する。
【００５６】
この第３実施形態では、コンベア２１Ａ、２１Ａからなる搬送路側で基板３Ａ、３Ｂの表実装を行うとともに、コンベア２１Ｂ、２１Ｂからなる搬送路側で基板３Ｃ、３Ｄの裏実装を行うことができる。つまり、基板３Ａ、３Ｂと、基板３Ｃ、３Ｄとは、上方を向いている面（被実装面）が表か裏かという相違のみで、同一種類である。そして、基板の表を上方に向けた状態でコンベア２１Ａ、２１Ａにより基板３Ａ、３Ｂがそれぞれ右下側実装作業位置および左下側実装作業位置に保持され、基板３Ａに対しては第１ヘッドユニット８１により部品実装が行われるとともに、基板３Ｂに対しては第２ヘッドユニット８２により部品実装が行われる。
【００５７】
こうして表実装が完了した基板は基板の裏を上方に向けた状態でコンベア２１Ｂ、２１Ｂに搬入され、これらのコンベア２１Ｂ、２１Ｂにより基板３Ｃ、３Ｄがそれぞれ右上側実装作業位置および左上側実装作業位置に保持される。そして、第３ヘッドユニット８３により基板３Ｃ、３Ｄへの部品実装が行われる。
【００５８】
通常、基板の表側に実装すべき部品点数は裏側の部品点数よりも多いのが一般的であり、第３実施形態にかかる表面実装機を用いることで各基板３Ａ〜３Ｄへの部品実装のバランスが図られ、各搬送路で実行される実装タクトが近似したものとなる。というのも、表実装には数多くの部品を実装しなければならないが、第１ヘッドユニット８１および第２ヘッドユニット８２のみでそれぞれ基板３Ａ、３Ｂへの部品実装を行えば実装タクトが長くなってしまうが、第３ヘッドユニット８３が基板３Ａ、３Ｂへの部品実装の一部を替わって実施するからである。すなわち、第３ヘッドユニット８３が基板３Ｃ、３Ｄへの部品実装を担当しているが、裏実装については部品数が少ないため、両基板３Ｃ、３Ｄへの裏実装が完了するまでの時間は短い。この為生じる空いた時間を使って、基板３Ａ、３Ｂで実装すべき部品が収納されている部品供給部５Ａ２、５Ｂ２から、第３ヘッドユニット８３が当該部品を基板３Ａ、３Ｂに実装するように動作させる。これにより実装効率を高めることができる。
【００５９】
なお、基板の裏側に実装すべき部品点数が表側の部品点数よりも多い場合には、第１ヘッドユニット８１および第２ヘッドユニット８２が、それぞれ基板３Ａ、３Ｂへの部品実装を実施するのに加え、それぞれ基板３Ｃ、３Ｄへの部品実装の一部を分担実施するようにしても良い。
【００６０】
図８は本発明にかかる表面実装機の第４実施形態を示す平面図であり、カバーおよび天井フレームを取り除いた状態を示している。この第４実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、第３ヘッドユニット８３には、基板に対して部品実装のための接着剤やクリームはんだ等の塗布液を基板上に塗布するための２つのディスペンスヘッド８３１が搭載されている点である。各ディスペンスヘッド８３１は互いにＸ軸方向に並んだ状態で第３ヘッドユニット８３に搭載されている。また、各ディスペンスヘッド８３１は、塗布液を貯蔵したシリンジと、このシリンジに収容された塗布液の吐出口となるノズルとをそれぞれ備えており、シリンジへのエア圧供給によって当該エア圧に応じた量の塗布液がノズル先端に押し出されつつ基板上に塗布されるように構成されている。
【００６１】
この第４実施形態では、コンベア２１、２１により基板３Ａ、３Ｂがそれぞれ上流側実装作業位置および下流側実装作業位置にそれぞれ保持され、基板３Ａに対しては第１ヘッドユニット８１により部品実装が行われるとともに、基板３Ｂに対しては第２ヘッドユニット８２により部品実装が行われる。一方、第３ヘッドユニット８３は適当なタイミングで基板３Ａ、３Ｂの上方に移動し、基板３Ａ、３Ｂに対して塗布液を塗布する。通常、塗布液の塗布に要するタクトと、部品実装に要するタクトを比較すると、実装タクトが塗布タクトに比べて長いのが一般的であり、第４実施形態にかかる表面実装機を用いることで各基板３Ａ、３Ｂに対する部品実装と塗布処理とのバランスが図られ、塗布処理を含めたトータルの実装時間を短縮することができる。というのも、第１ヘッドユニット８１および第２ヘッドユニット８２がそれぞれ基板３Ａ、３Ｂへの部品実装を行うために部品供給部５Ａ１、５Ｂ１に移動する必要があり、部品供給部での部品吸着を行うために第１ヘッドユニット８１が基板３Ａから退避しているタイミングで第３ヘッドユニット８３による基板３Ａへの塗布処理が実行されるからである。また、部品供給部での部品吸着を行うために第２ヘッドユニット８２が基板３Ｂから退避しているタイミングで第３ヘッドユニット８３による基板３Ｂへの塗布処理も実行される。また、上記したように第３ヘッドユニット８３による基板３Ａ、３Ｂへの塗布処理に要するタクトタイムは短いため、第１ヘッドユニット８１や第２ヘッドユニット８２による部品吸着が完了した時点で第３ヘッドユニット８３を基板の上方から退避させることができ、部品吸着直後より部品実装動作を再開させることができ、優れた実装効率で塗布処理および部品実装を行うことができる。
【００６２】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記実施形態では、第１ビーム６１〜第３ビーム６３をＹ軸方向に駆動するためにリニアモータ７４Ａ〜７４Ｄを用いているが、ビーム駆動部の構成はこれに限定されるものではない。例えば、図９に示すようにボールネジ方式駆動部を採用することができる。
【００６３】
図９は本発明にかかる表面実装機の第５実施形態を示す平面図であり、カバーおよび天井フレームを取り除いた状態を示している。この第５実施形態では、第１ビーム６１をＹ軸方向に駆動するために第１ビーム駆動部７４Ｅが設けられ、第２ビーム６２をＹ軸方向に駆動するために第２ビーム駆動部７４Ｆが設けられ、さらに第３ビーム６３をＹ軸方向に駆動するために第３ビーム駆動部７４Ｇが設けられている。これらのビーム駆動部７４Ｅ〜７４Ｇはともに同一構成を有している。したがって、ここでは第１ビーム駆動部７４Ｅの構成について説明し、他のビーム駆動部７４Ｆ、７４Ｇの構成について同一符号を付して説明を省略する。
【００６４】
第１ビーム６１の上面中央部には、ボールナット７４５が固定されている。また、ボールネジ軸７４６がＹ軸方向に延びた状態で当該ボールネジ軸７４６のネジ部がボールナット７４５に螺合されている。このボールネジ軸７４６の後側（−Ｙ側）端部は、天井フレーム１１（図１、図２等参照）の下面に固定されたボールネジブラケット７４７により回転自在に軸支されている。また、ボールネジ軸７４６の前側（＋Ｙ側）端部には、サーボモータ７４８の回転軸が連結されている。このサーボモータ７４８はボールネジブラケット７４７と同様に天井フレーム１１の下面に対して固定されており、主制御部４からの動作指令に応じて作動してボールネジ軸７４６を回転させると、それに応じてボールナット７４５が第１ビーム６１とともにＹ軸方向に移動する。
【００６５】
また、図９に示す第５実施形態では、３つのボールネジ軸を必要としているが、例えば図１０に示すビーム駆動機構７を採用することでボールネジ軸の本数を２本とすることができる。
【００６６】
図１０は本発明にかかる表面実装機の第６実施形態を示す平面図であり、カバーおよび天井フレームを取り除いた状態を示している。この第６実施形態では、第１ビーム６１および第２ビーム６２の上面中央部にボールナット７７１、７７２がそれぞれ設けられている。また、当該ボールナット７７１、７７２の後側（−Ｙ側）でそれぞれ対向するようにボールナット７７３、７７４が第３ビーム６３の上面に設けられている。そして、ボールナット７７１、７７３に対しＹ軸方向に延びるボールネジ軸７７５が螺合され、しかも当該ボールネジ軸７７４の両端部は天井フレーム１１の下面に対して支持部材７７６で固定支持されている。また、ボールナット７７２、７７４に対しもＹ軸方向に延びるボールネジ軸７７７が螺合され、しかも当該ボールネジ軸７７４の両端部は天井フレーム１１の下面に対して支持部材７７６で固定支持されている。このように、第６実施形態ではボールネジ軸７７５、７７７は固定的に設けられている。
【００６７】
また、第１ビーム６１には、ブラケット（図示省略）を介して中空モータ７７８Ａが取り付けられている。この中空モータ７７８Ａは、中空筒部材７７８ａの外周面に電機子コイル７７８ｂが巻回されたロータ７７８ｃを有し、ボールネジ軸７７５が中空モータ７７８Ａのロータ７７８ｃを非接触の状態で貫通するようにして取り付けられている。中空モータ７７８Ａのロータ７７８ｃは、ボールネジ軸７７５と螺合するボールナット７７１に連結されるとともに、ベアリング７７８ｄによって第１ビーム６１に対して、回転可能且つＹ軸方向には固定される形で支持されている。これにより、ボールネジ軸７７５と螺合するボールナット７７１は、中空モータ７７８Ａのロータ７７８ｃとともに一体的に回転するとともに、第１ビーム６１とＹ軸方向に連結固定されるように構成されている。そして、この実施形態では、中空モータ７７８Ａのステータ７７８ｅに供給する電流を制御することによって、ロータ７７８ｃを回転させてボールナット７７１をボールネジ軸７７５に対して回転させる。これによって、当該ボールナット７７１を回転可能且つＹ軸方向に連結固定している第１ビーム６１が他のビーム６２、６３から独立してＹ軸方向に移動駆動される。
【００６８】
また、第２ビーム６２にも、ブラケット（図示省略）を介して中空モータ７７８Ａと同様構成の中空モータ７７８Ｂが取り付けられており、第１ビーム６１と同様に、当該中空モータ７７８Ｂのステータ７７８ｅに供給する電流を制御することによって、ロータ７７８ｃを回転させてボールナット７７２をボールネジ軸７７７に対して回転させる。これによって、当該ボールナット７７２を回転可能且つＹ軸方向に連結固定している第２ビーム６２が他のビーム６１、６３から独立してＹ軸方向に移動駆動される。
【００６９】
さらに、第３ビーム６３には、中空モータ７７８Ａと同様構成の２つの中空モータ７７８Ｃ、７７８Ｄがブラケット（図示省略）を介して取り付けられている。これらのうち中空モータ７７８Ｃのロータ７７８ｃはボールネジ軸７７５と螺合するボールナット７７３に連結され、他方の中空モータ７７８Ｄのロータ７７８ｃはボールネジ軸７７７と螺合するボールナット７７４に連結されている。そして、中空モータ７７８Ｃ、７７８Ｄのステータ７７８ｅに供給する電流を制御することによって、上流側（−Ｘ側）でボールナット７７３をボールネジ軸７７５に対して回転させるとともに、下流側（＋Ｘ側）でボールナット７７４をボールネジ軸７７７に対して回転させる。これによって、当該ボールナット７７３、７７４を回転可能且つＹ軸方向に連結固定している第３ビーム６３が他のビーム６１、６２から独立してＹ軸方向に移動駆動される。
【００７０】
また、上記実施形態では、第１ビーム６１〜第３ビーム６３の各々に１つのヘッドユニットを支持しているが、各ビーム６１〜６３により支持するヘッドユニットの個数については任意である。また、第３ビーム６３により支持されるヘッドユニットに対して装着される実装ヘッドやディスペンスヘッドの個数や配置などについても任意である。
【００７１】
さらに、上記実施形態では、ヘッド駆動機構９における駆動源としてリニアモータを用いているが、駆動源の種類や構成についてはこれに限定されるものではなく、任意の駆動機構を用いることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１…基台
２、２Ａ、２Ｂ…基板搬送機構
３Ａ〜３Ｄ…基板
５Ａ１…（第１）部品供給部
５Ａ２，５Ｂ２…（第３）部品供給部
５Ｂ１…（第２）部品供給部
７…ビーム駆動機構（駆動装置）
６１…第１ビーム
６２…第２ビーム
６３…第３ビーム
８１…第１ヘッドユニット
８２…第２ヘッドユニット
８３…第３ヘッドユニット
Ｘ…基板搬送方向（第１方向）
Ｙ…Ｙ軸方向
【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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