(57)【要約】【課題】部品実装動作を停止させることなく吸着ノズルを装着ヘッドの可動範囲内に供給できる部品実装装置における吸着ノズルの交換方法、部品実装装置及び吸着ノズル供給ユニットを提供することを目的とする。【解決手段】基板を搬送する２つの基板搬送レーン１２Ｌのうち、機種切り替えを行う側の基板搬送レーン１２Ｌに対応するフィーダベース２２に吸着ノズル供給ユニット４０を装着して装着ヘッド３１の可動範囲ＡＲ内に吸着ノズル３１ａを供給し、これにより供給された吸着ノズル３１ａに装着ヘッド３１がアクセスして吸着ノズル３１ａの交換を行う。【選択図】図３
2015173192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を搬送する２つの基板搬送レーンと、前記２つの基板搬送レーンそれぞれに対応して設けられた２つのフィーダベースと、前記２つのフィーダベースのそれぞれに装着されて部品を供給する複数のパーツフィーダと、前記２つの基板搬送レーンのそれぞれに対応して設けられ、着脱可能に取り付けられた吸着ノズルにより前記パーツフィーダから供給される部品を吸着して前記基板搬送レーンにより位置決めされた基板に装着する２つの装着ヘッドと、前記フィーダベースに装着され、前記装着ヘッドの可動範囲内に前記吸着ノズルを供給する吸着ノズル供給ユニットとを備えた部品実装装置における吸着ノズルの交換方法であって、
前記２つの基板搬送レーンのうち、機種切り替えを行う側の前記基板搬送レーンに対応する前記フィーダベースに前記吸着ノズル供給ユニットを装着して前記装着ヘッドの可動範囲内に前記吸着ノズルを供給するノズル供給工程と、
前記ノズル供給工程により供給された前記吸着ノズルに前記装着ヘッドがアクセスして吸着ノズルの交換を行うノズル交換工程とを含むことを特徴とする部品実装装置における吸着ノズルの交換方法。
【請求項２】
基板を搬送する２つの基板搬送レーンと、
前記２つの基板搬送レーンそれぞれに対応して設けられた２つのフィーダベースと、
前記２つのフィーダベースのそれぞれに装着されて部品を供給する複数のパーツフィーダと、
前記２つの基板搬送レーンそれぞれに対応して設けられ、着脱可能に取り付けられた吸着ノズルにより前記パーツフィーダから供給される部品を吸着して前記基板搬送レーンにより位置決めされた基板に装着する２つの装着ヘッドと、
前記フィーダベースに装着され、前記装着ヘッドの可動範囲内に前記吸着ノズルを供給する吸着ノズル供給ユニットとを備えたことを特徴とする部品実装装置。
【請求項３】
基板を搬送する基板搬送レーンと、フィーダベースと、前記フィーダベースに装着されて部品を供給する複数のパーツフィーダと、着脱可能に取り付けられた吸着ノズルにより前記パーツフィーダから供給される部品を吸着して前記基板搬送レーンにより位置決めされた基板に装着する装着ヘッドとを備えた部品実装装置において、前記装着ヘッドの可動範囲内に前記吸着ノズルを供給する吸着ノズル供給ユニットであって、
前記フィーダベースに着脱自在に装着されるフィーダベース装着部と、
前記吸着ノズルを保持するノズル保持部とを備えたことを特徴とする吸着ノズル供給ユニット。
【請求項４】
前記ノズル保持部は交換自在であることを特徴とする請求項３に記載の吸着ノズル供給ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装着ヘッドに着脱自在に取り付けられた吸着ノズルにより部品を吸着して基板に装着する部品実装装置における吸着ノズルの交換方法、部品実装装置及び吸着ノズル供給ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
部品実装装置は、基板を搬送する基板搬送レーンと、着脱自在に取り付けられた吸着ノズルにより部品を吸着して基板搬送レーンにより位置決めされた基板に装着する装着ヘッドを備えて構成されている。このような部品実装装置の中には、基板搬送レーンと装着ヘッドを２つずつ備えて各基板搬送レーンについて独立した部品実装を実行する２レーン独立実装を行うものが知られている（例えば、特許文献１）。このような２レーン独立実装を行う部品実装装置では、一方の基板搬送レーンにおいて部品実装作業が停止した場合でも、他方の基板搬送レーンについては基板生産が継続されるため、高い生産性が発揮される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１５１３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、部品実装装置では、安全上の観点から、生産中に作業者が安全カバーを開けると基板搬送レーンや装着ヘッドは強制停止されるようになっている。そのため、上記２レーン独立実装を行う部品実装装置において、機種切り替えをする基板搬送レーンの側に新たに吸着ノズルを供給する必要がある場合には、作業者は安全カバーを開ける必要が生じる。すなわち、機種切り替えをする基板搬送レーンの側に新たに吸着ノズルを供給する必要がある場合、機種切り替えの対象となっている側の基板搬送レーンだけでなく、機種切り替えの対象となっていない側の基板搬送レーンについても部品実装動作が停止してしまい、基板生産性が低下するという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、部品実装動作を停止させることなく吸着ノズルを装着ヘッドの可動範囲内に供給できる部品実装装置における吸着ノズルの交換方法、部品実装装置及び吸着ノズル供給ユニット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】
本発明の部品実装装置における吸着ノズルの交換方法は、基板を搬送する２つの基板搬送レーンと、前記２つの基板搬送レーンそれぞれに対応して設けられた２つのフィーダベースと、前記２つのフィーダベースのそれぞれに装着されて部品を供給する複数のパーツフィーダと、前記２つの基板搬送レーンのそれぞれに対応して設けられ、着脱可能に取り付けられた吸着ノズルにより前記パーツフィーダから供給される部品を吸着して前記基板搬送レーンにより位置決めされた基板に装着する２つの装着ヘッドと、前記フィーダベースに装着され、前記装着ヘッドの可動範囲内に前記吸着ノズルを供給する吸着ノズル供給ユニットとを備えた部品実装装置における吸着ノズルの交換方法であって、前記２つの基板搬送レーンのうち、機種切り替えを行う側の前記基板搬送レーンに対応する前記フィーダベースに前記吸着ノズル供給ユニットを装着して前記装着ヘッドの可動範囲内に前記吸着ノズルを供給するノズル供給工程と、前記ノズル供給工程により供給された前記吸着ノズルに前記装着ヘッドがアクセスして吸着ノズルの交換を行うノズル交換工程とを含む。
【０００７】
本発明の部品実装装置は、基板を搬送する２つの基板搬送レーンと、前記２つの基板搬送レーンそれぞれに対応して設けられた２つのフィーダベースと、前記２つのフィーダベースのそれぞれに装着されて部品を供給する複数のパーツフィーダと、前記２つの基板搬送レーンそれぞれに対応して設けられ、着脱可能に取り付けられた吸着ノズルにより前記パーツフィーダから供給される部品を吸着して前記基板搬送レーンにより位置決めされた基板に装着する２つの装着ヘッドと、前記フィーダベースに装着され、前記装着ヘッドの可動範囲内に前記吸着ノズルを供給する吸着ノズル供給ユニットとを備えた。
【０００８】
本発明の吸着ノズル供給ユニットは、基板を搬送する基板搬送レーンと、フィーダベースと、前記フィーダベースに装着されて部品を供給する複数のパーツフィーダと、着脱可能に取り付けられた吸着ノズルにより前記パーツフィーダから供給される部品を吸着して前記基板搬送レーンにより位置決めされた基板に装着する装着ヘッドとを備えた部品実装装置において、前記装着ヘッドの可動範囲内に前記吸着ノズルを供給する吸着ノズル供給ユニットであって、前記フィーダベースに着脱自在に装着されるフィーダベース装着部と、前記吸着ノズルを保持するノズル保持部とを備えた。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、部品実装動作を停止させることなく吸着ノズルを装着ヘッドの可動範囲内に供給できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態における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部品実装装置の側面図
【図３】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える台車をパーツフィーダ及び吸着ノズル供給ユニットとともに示す斜視図
【図４】本発明の一実施の形態における吸着ノズル供給ユニットが備えるノズル保持部を吸着ノズルとともに示す斜視図
【図５】本発明の一実施の形態における部品実装装置の制御系統を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２に示す部品実装装置１は、基板２に部品３を装着する動作を繰り返し実行する装置であり、基台１１上に基板搬送部１２、部品供給部１３、部品装着部１４を備えて成る。ここでは説明の便宜上、基板搬送部１２による基板２の搬送方向（図１中に示す矢印Ａ）をＸ軸方向（作業者ＯＰから見た左右方向）とし、Ｘ軸方向と直交する水平面内方向（作業者ＯＰから見た前後方向）をＹ軸方向とする。また、上下方向をＺ軸方向とする。
【００１２】
図１及び図２において、基板搬送部１２は、上流工程側から送出された基板２を受け取ってＸ軸方向に搬送する前後の２つの基板搬送レーン１２Ｌから成る。部品供給部１３は、基台１１の前方と後方のそれぞれに連結される２つの台車２１と、各台車２１が備えるフィーダベース２２に着脱自在に装着される複数のパーツフィーダ２３から成る。基台１１の前方に連結された台車２１のフィーダベース２２とこのフィーダベース２２に装着された複数のパーツフィーダ２３は前方部品供給部１３ａを構成する。また、基台１１の後方に連結された台車２１のフィーダベース２２及びこのフィーダベース２２に装着された複数のパーツフィーダ２３は後方部品供給部１３ｂを構成する。各パーツフィーダ２３は例えばテープフィーダから成り、部品供給口２３ｐに部品３を連続的に供給する。
【００１３】
部品装着部１４は、前後の２つの装着ヘッド３１と、これら２つの装着ヘッド３１を互いに独立して水平移動させるヘッド移動機構３２から成る。各装着ヘッド３１は下方に延びた複数のシャフト部材３１Ｓを有しており、各シャフト部材３１Ｓの下端には吸着ノズル３１ａが着脱自在に取り付けられている。
【００１４】
前方及び後方の装着ヘッド３１のそれぞれには、撮像視野を下方に向けた基板カメラ３３が設けられている。各基板カメラ３３は対応する装着ヘッド３１と一体となって移動し、前方又は後方の基板搬送レーン１２Ｌによってそれぞれの作業位置に位置決めされた基板２を撮像する。
【００１５】
基台１１上の前方の基板搬送レーン１２Ｌと前方部品供給部１３ａとの間の領域及び基台１１上の後方の基板搬送レーン１２Ｌと後方部品供給部１３ｂとの間のそれぞれには、撮像視野を上方に向けた部品カメラ３４が設けられている。各部品カメラ３４は、前方又は後方の装着ヘッド３１が吸着ノズル３１ａにより吸着した部品３を下方から撮像する。
【００１６】
２つの装着ヘッド３１の可動範囲ＡＲ（図１）を覆う筐体３５の前後には安全カバー３６が上下方向に開閉自在に設けられている。作業者ＯＰはこれら安全カバー３６を開くことで基板搬送部１２や装着ヘッド３１等にアクセスすることができる。
【００１７】
図１及び図３において、各台車２１のフィーダベース２２には、２つの装着ヘッド３１の可動範囲ＡＲ内に交換用の吸着ノズル３１ａを供給する吸着ノズル供給ユニット４０が着脱自在に取り付けられている。吸着ノズル供給ユニット４０は、フィーダベース２２に装着されるフィーダベース装着部４１と、フィーダベース装着部４１の上面に交換自在に設けられて交換用の吸着ノズル３１ａを保持するノズル保持部４２を備えて成る。ノズル保持部４２は、例えば図４に示すように、上面に開口したノズル挿入孔４２ａに吸着ノズル３１ａが上方から挿入される構成を有する。フィーダベース装着部４１はパーツフィーダ２３との互換性を有してフィーダベース２２に着脱自在に装着され、台車２１が基台１１に連結された状態で、ノズル保持部４２が装着ヘッド３１の可動範囲ＡＲ内に位置する。
【００１８】
ノズル保持部４２には図４中に示す矢印Ｂの方向にスライド自在なシャッター４２ｓが設けられている。シャッター４２ｓがノズル挿入孔４２ａに挿入された吸着ノズル３１ａの鍔部３１ｂの一部を上方から覆う規制位置に位置した状態では吸着ノズル３１ａのノズル挿入孔４２ａからの上方への抜去が規制され、鍔部３１ｂの覆いを解除する開放位置に位置した状態（図４に示す状態）では吸着ノズル３１ａのノズル挿入孔４２ａからの上方への抜去が許容される。
【００１９】
上記のように、フィーダベース装着部４１がパーツフィーダ２３との互換性を有してフィーダベース２２に着脱自在に装着されることで、吸着ノズル供給ユニット４０は、安全カバー３６を開けることなく、交換用の吸着ノズル３１ａを装着ヘッド３１の可動範囲ＡＲ内に供給することができる。また、ノズル保持部４２がフィーダベース装着部４１に対して交換自在なっているので、吸着ノズル３１ａのサイズやタイプに応じたノズル保持部４２が用意されていれば、作業者ＯＰは、フィーダベース装着部４１に対するノズル保持部４２の交換を行うだけで、吸着ノズル３１ａのサイズやタイプの変更に容易に対応することができる。
【００２０】
図５において、基板搬送部１２による基板２の搬送及び位置決め動作は、部品実装装置１が備える制御装置５０が２つの基板搬送レーン１２Ｌの作動制御を行うことによってなされる。部品供給部１３により部品３の供給制御は、制御装置５０が各パーツフィーダ２３の作動制御を行うことによってなされる。２つの装着ヘッド３１の移動動作は制御装置５０がヘッド移動機構３２の作動制御を行うことによってなされ、各装着ヘッド３１が備える吸着ノズル３１ａの昇降動作・Ｚ軸回りの回転動作・真空吸引動作の各制御は、制御装置５０が各装着ヘッド３１に対応するノズル動作機構３１Ｇの作動制御を行うことによってなされる。また、吸着ノズル供給ユニット４０のシャッター４２ｓの位置切換え動作も制御装置５０によってなされる。
【００２１】
図５において、２つの基板カメラ３３の各撮像動作と２つの部品カメラ３４の各撮像動作は制御装置５０によってなされ、これら基板カメラ３３及び部品カメラ３４の撮像動作によって得られた各画像データの画像認識処理は制御装置５０の画像認識部５０ａにおいてなされる。制御装置５０は、各基板カメラ３３による基板２の撮像画像に基づいてその基板２の正規の作業位置からの位置ずれ量を算出し、各部品カメラ３４による部品３の撮像画像に基づいて、吸着ノズル３１ａに対する部品３の位置ずれ（吸着ずれ）を算出する。
【００２２】
部品実装装置１には、前後の２つの安全カバー３６の一方が開けられたときにこれを検知して２つの基板搬送レーン１２Ｌ、各パーツフィーダ２３、２つの装着ヘッド３１及びヘッド移動機構３２）の各動作を停止させる安全装置６０（図５）が設けられている。この安全装置６０により、作業者ＯＰが安全カバー３６を開けた状態で装着ヘッド３１の可動範囲ＡＲ内に手を差し入れた場合でもその安全が確保される。
【００２３】
部品実装装置１では、前方の基板搬送レーン１２Ｌによって位置決めされる基板２に対する部品実装動作と、後方の基板搬送レーン１２Ｌによって位置決めされる基板２に対する部品実装動作は互いに独立して行われる。すなわち部品実装装置１は２レーン独立実装を行う。基板２に対する部品実装動作は、基板搬送レーン１２Ｌによる基板２の搬入と作業位置への位置決め、装着ヘッド３１に設けられた基板カメラ３３による基板２の撮像と基板２の位置ずれ量の算出、部品供給部１３が供給する部品３の装着ヘッド３１による吸着（ピックアップ）、吸着した部品３の部品カメラ３４による部品３の撮像と吸着ずれの算出、吸着した部品３の基板２への装着、前方の基板搬送レーン１２Ｌによるその基板２の搬出の手順で実行される。なお、吸着ノズル３１ａが部品３を基板２に装着する際には、算出されている基板２の位置ずれと吸着ずれがキャンセルされるように、装着ヘッド３１とノズル動作機構３１Ｇが吸着ノズル３１ａの位置補正（回転を含む）を行う。
【００２４】
上記部品実装装置１において、前方の基板搬送レーン１２Ｌと後方の基板搬送レーン１２Ｌの一方において機種切り替えを行う場合には、作業者ＯＰは、２つの基板搬送レーン１２Ｌのうち、機種切り替えを行う側の基板搬送レーン１２Ｌに対応するフィーダベース２２（図１では前方部品供給部１３ａのフィーダベース２２）に吸着ノズル供給ユニット４０を装着して装着ヘッド３１の可動範囲ＡＲ内に吸着ノズル３１ａを供給する（ノズル供給工程）。具体的には、機種切り替えを行う側の台車２１を基台１１から取り外し、機種切り替え後の部品３を供給するパーツフィーダ２３と機種切り替え後の部品３に対応する交換用の吸着ノズル３１ａをノズル保持部４２に保持させた吸着ノズル供給ユニット４０とがフィーダベース２２に装着された台車２１を改めて基台１１に連結させる。これにより、機種切り替え後の部品３に対応するパーツフィーダ２３とともに、機種切り替え後の部品３に対応する吸着ノズル３１ａが装着ヘッド３１の可動範囲ＡＲ内にセットされる。そして、このノズル供給工程が終了したら、装着ヘッド３１は、ノズル供給工程により供給された交換用の吸着ノズル３１ａにアクセスし、吸着ノズル３１ａの交換を行ってうえで（ノズル交換工程）、機種切り替え後の部品実装動作を実行する。
【００２５】
なお、吸着ノズル３１ａの交換は、装着ヘッド３１の移動とシャフト部材３１Ｓの昇降動作及びノズル保持部４２のシャッター４２ｓのスライド動作を組み合わせて行う。具体的には、先ず、シャッター４２ｓを開放位置に位置させた状態で、取り外そうとする吸着ノズル３１ａが取り付けられたシャフト部材３１Ｓをノズル保持部４２の空いているノズル挿入孔４２ａの上方に位置させる（図４に示す状態）。そして、シャフト部材３１Ｓを下降させて吸着ノズル３１ａをノズル挿入孔４２ａに挿入し（図４中に示す矢印Ｃ）、シャッター４２ｓを規制位置に位置させたうえでシャフト部材３１Ｓを上昇させる。これによりシャフト部材３１Ｓから吸着ノズル３１ａが取り外された状態となる。そして、シャフト部材３１Ｓがこれから取り付けようとする新たな吸着ノズル３１ａの上方に位置するように装着ヘッド３１を移動させたうえでシャフト部材３１Ｓを下降させ、シャフト部材３１Ｓの下端に吸着ノズル３１ａが結合したら、シャッター４２ｓを開放位置に位置させてシャフト部材３１Ｓを上昇させる。これによりシャフト部材３１Ｓに新たな吸着ノズル３１ａが取り付けられた状態となり、吸着ノズル３１ａの交換が完了する。
【００２６】
このように、本実施の形態における部品実装装置１では、作業者ＯＰは、フィーダベース２２に吸着ノズル供給ユニット４０を装着することで、安全カバー３６を開けることなく（従って安全装置６０によって部品実装作業を停止させることなく）、交換用の吸着ノズル３１ａを装着ヘッド３１の可動範囲ＡＲ内に供給し、機種切り替えをすることができる。このため本実施の形態における吸着ノズル供給ユニット４０及びこれを備えた部品実装装置１（部品実装装置１における吸着ノズル３１ａの交換方法）によれば、２つの基板搬送レーン１２Ｌの一方について機種切り替えをする必要が生じた場合でも、機種切り替えの対象となっていない他方の基板搬送レーン１２Ｌについては部品実装動作を継続でき、基板生産性の低下を防止できる。
【００２７】
なお、上述の実施の形態では、交換用の吸着ノズル３１ａを専ら吸着ノズル供給ユニット４０によって装着ヘッド３１の可動範囲ＡＲ内に供給する構成となっていたが、基台１１上の装着ヘッド３１の可動範囲ＡＲ内に設置されるノズルストッカ（図示しない）に交換用の吸着ノズル３１ａの一部を保持するようにし、このノズルストッカと吸着ノズル供給ユニット４０の双方によって交換用の吸着ノズル３１ａを装着ヘッド３１の可動範囲ＡＲ内に供給するようにしてもよい。
【００２８】
また、上述の実施の形態では、フィーダベース２２は台車２１に取り付けられていて基台１１に対して分離することができる構成となっていたが、これは一例であり、フィーダベース２２は部品実装装置１に固定されているのであっても構わない。また、上述の実施の形態では、前方部品供給部１３ａと後方部品供給部１３ｂの一方について吸着ノズル供給ユニット４０を適用する例を示したが、前方部品供給部１３ａと後方部品供給部１３ｂの双方について吸着ノズル供給ユニット４０を適用しても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
部品実装動作を停止させることなく吸着ノズルを装着ヘッドの可動範囲内に供給できる部品実装装置における吸着ノズルの交換方法、部品実装装置及び吸着ノズル供給ユニットを提供する。
【符号の説明】
【００３０】
１  部品実装装置
２  基板
３  部品
１２Ｌ  基板搬送レーン
２２  フィーダベース
２３  パーツフィーダ
３１  装着ヘッド
３１ａ  吸着ノズル
４０  吸着ノズル供給ユニット
４１  フィーダベース装着部
４２  ノズル保持部
ＡＲ  可動範囲
【図１】
2015173192.tif 000003
【図２】
2015173192.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015173192.tif 000006
【図５】
2015173192.tif 000007