(57)【要約】      （修正有）【課題】ＩＣ部品や背の高いコンデンサなどの部品に対しても、高精度に装着でき、且つ、装着の生産性の向上を図ることのできる表面実装部品装着機を提供する。【解決手段】部品が装着される基板１４を部品装着エリア１２で一方向に移動させ、基板１４の位置決めをする基板位置決め部１６と、部品をピックアップした装着ヘッド部１７を平面方向に移動させ、装着ヘッド部１７の位置決めをする装着ヘッド位置決め部２２と、を有し、装着部品に応じて、前記基板位置決め部１６と前記装着ヘッド位置決め部２２との双方の位置決めにより基板１４上の目標位置に部品が装着されるモードと、基板１４の移動が停止され、前記装着ヘッド位置決め部２２のみの位置決めにより基板１４上の目標位置に部品が装着されるモードと、を選択可能とする。【選択図】図３
2007251047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着ヘッド部でピックアップした部品を基板上に装着するための表面実装部品装着機において、
部品が装着される基板を部品装着エリアで一方向に移動させ、基板の位置決めをする基板位置決め部と、
部品をピックアップした装着ヘッド部を平面方向に移動させ、装着ヘッド部の位置決めをする装着ヘッド位置決め部と、を有し、
装着部品に応じて、前記基板位置決め部と前記装着ヘッド位置決め部との双方の位置決めにより基板上の目標位置に部品が装着されるモードと、基板の移動が停止され、前記装着ヘッド位置決め部のみの位置決めにより基板上の目標位置に部品が装着されるモードと、を選択可能とされていることを特徴とする表面実装部品装着機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品などの部品を電子回路基板に装着する表面実装部品装着機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、図１に示される如く、従来の表面実装部品装着機５は、電子部品を吸着する吸着ノズル２０を複数個有し、吸着した部品の上下方向（図１における奥行き及び手前の方向）及び回転（図１におけるＸ軸及びＹ軸に直交するＺ軸方向の回転）方向の位置決めをする装着ヘッド部１７Ａ、１７Ｂ、該装着ヘッド部を搬送軸平行方向（図１中のＸ軸方向）に位置決めする装着ヘッド位置決め部２４、基板搬送路２５の側方にある部品装着エリア１２の両側に位置し、テープフィーダを有する部品供給装置２８を設置する部品供給部２６Ａ、２６Ｂ、電子回路基板１４を搬送する基板搬送部３２、及び、該基板を搬送軸直交方向（図１中のＹ軸方向）に位置決めする基板位置決め部１６により構成されていた。
【０００３】
上記構成において、装着ヘッド部１７Ａ、１７Ｂは、ピックアップ座標（部品供給部２６Ａ、２６Ｂにおける部品供給装置２８から電子部品をピックアップする座標）のＹ座標の位置、すなわち、部品供給部２６Ａ、２６Ｂに並載された部品供給装置２８から部品が吸着できるように露出した所のＹ座標の位置にＹ軸方向の動きが固定されており、部品を吸着した後、電子回路基板１４上の目標位置である搭載座標のＸ軸方向の位置決めは、装着ヘッド位置決め部２４により行われ、該Ｙ座標の位置決めは、基板位置決め部１６により電子回路基板１４を一方向に動かし行われていた。
【０００４】
又、特許文献１には、基板搬送路の両側に、装着ヘッド部と装着ヘッド位置決め部と部品供給部と基板位置決め部などとを設置し、同時に２枚の基板に実装できる表面実装部品装着機が記載されている。
【０００５】
又、特許文献２には、複数のビーム及び該ビームに搭載された装着ヘッドを有し、装着部品の装着精度を要求される場合、精度が要求される部品を一つのビームに搭載された装着ヘッドが保持して部品装着などのため、そのビーム及び装着ヘッドの水平方向の移動を停止している時には、他のビームの移動を減速または停止させる装着方法が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２７１０９１号公報
【特許文献２】特許３６９６４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の表面実装部品装着機５及び特許文献１の表面実装部品装着機では、基板位置決め部により、基板をＹ軸方向に移動させ、搭載座標のＹ座標の位置決めを行っていたので、高い装着精度が要求されるＩＣ部品やアルミ電解コンデンサのような背の高い部品、トランスのように重い部品などの装着の際、基板を急に停止させようとするとオーバーシュートが起りやすくなり、その直後の基板の振動などによる装着のずれ、又、装着後、基板を移動させることによる部品の転倒やハンダが固まる前に基板が移動することによる装着位置のずれが発生し、配線がショートしてしまうなど実装品質の低下の可能性があった。
【０００８】
又、ＩＣ部品などを装着した際、位置ずれ発生などの防止のため、基板位置決め部の動作速度を落とす必要があり、それに合わせて装着ヘッド位置決め部の動作速度も落としていため、装着の生産性の低下を招いていた。
【０００９】
又、特許文献２においては、装着精度を有する部品の場合、それを保持していない方のビームを減速又は停止させ、ビーム同士の干渉を防ぐ方法であり、生産性を犠牲にして精度を向上させており、生産性のアップを図ることは難しい。又、位置決めをする際、装着ヘッドのみで行うため、図１に示されている表面実装部品装着機５のように電子回路基板１４も移動させ装着するような、高速な装着動作は困難であった。
【００１０】
本発明は、表面実装部品装着機において、ＩＣ部品や背の高いコンデンサなどの部品に対しても、高精度に装着でき、且つ、装着の生産性の向上を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、装着ヘッド部でピックアップした部品を基板上に装着するための表面実装部品装着機において、部品が装着される基板を部品装着エリアで一方向に移動させ、基板の位置決めをする基板位置決め部と、部品をピックアップした装着ヘッド部を平面方向に移動させ、装着ヘッド部の位置決めをする装着ヘッド位置決め部と、を有し、装着部品に応じて、前記基板位置決め部と前記装着ヘッド位置決め部との双方の位置決めにより基板上の目標位置に部品が装着されるモードと、基板の移動を停止し、前記装着ヘッド位置決め部のみの位置決めにより基板上の目標位置に部品が装着されるモードと、を選択可能として、前記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１２】
装着部品に応じて、位置決めのモードを選択することにより、アルミ電解コンデンサなどの特定部品に対しては、基板の移動を停止し、平面方向に移動できる装着ヘッド位置決め部のみにより基板上の目標位置が決められるため、装着時の基板の振動などがなく、高精度かつ高速に装着でき、一方、特定部品でない部品の場合、基板位置決め部と装着ヘッド位置決め部との双方の位置決めにより、より高速な動作速度で基板上の目標位置に部品を装着でき、トータルで高精度に装着でき、且つ、装着の生産性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図２及び図３を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態を示した表面実装部品装着機の平面図である。図２において１０は、表面実装部品装着機、１２は、電子回路基板１４に電子部品を装着する部品装着エリア、１６は、電子回路基板１４を位置決めする基板位置決め部、１７は、電子部品を吸着する吸着ノズル２０を複数個有する装着ヘッド部、２２は、装着ヘッド部１７を位置決めする装着ヘッド位置決め部、２６は、部品供給装置２８を設置する部品供給部、３０は、大型のコンデンサや大型のＩＣ部品などの大型部品を供給する大型部品供給部、３２は、電子回路基板１４を搬送する基板搬送部である。
【００１５】
本実施の形態の表面実装部品装着機１０は、２枚の電子回路基板１４に対して、同時に実装できる構成になされていて、部品装着エリア１２、基板位置決め部１６、部品供給部２６、大型部品供給部３０を図２中上側及び下側の各々２個、部品装着エリア１２Ｕ、１２Ｌ、基板位置決め部１６Ｕ、１６Ｌ、部品供給部２６Ｕ、２６Ｌ、大型部品供給部３０Ｕ、３０Ｌを有し、部品供給部２６から主に電子部品をピックアップする装着ヘッド部１７を図２中上側及び下側に各々２個（１８Ｕ、１８Ｌ）、及び大型部品供給部３０から主に電子部品をピックアップする装着ヘッド部１７を図２中上側及び下側の各々２個（１９Ｕ、１９Ｌ）、計４個の装着ヘッド部１７を有する。
【００１６】
装着ヘッド位置決め部２２は、図２中Ｙ軸方向に装着ヘッド部１７を移動させる一対のＹ軸リニアモータ２３Ａ、２３Ｂ、及びＸ軸方向に装着ヘッド部１７を移動させる２つのＸ軸リニアモータ２４Ｕ、２４Ｌで構成されている。
【００１７】
部品供給部２６には、部品種毎に複数の部品供給装置２８が並載され、図示しないが、部品供給装置２８は、部品供給装置２８の先端側（基板搬送部３２に面している側）に、部品ピックアップ位置部を有し、各々の部品ピックアップ位置はＸ軸方向に直線状に並べられている（ピックアップ座標のＹ座標は共通）。
【００１８】
大型部品供給部３０は、背の高いアルミ電解コンデンサ、大型のＩＣ部品などの特定部品を収納できる複数のトレイを有している。なお、特定部品には、トランスなどのように、小型だが重い部品や小型でも高い装着精度を要求される小型ＩＣ部品も含まれ、このような部品は、部品供給部２６から供給される。
【００１９】
基板搬送部３２は、表面実装部品装着機１０のほぼ中央に配設され、基板搬送部３２の上側（図２中の上側）に、一の電子回路基板１４に装着される電子部品を供給する部品供給部２６Ｕ及び大型部品供給部３０Ｕが配設され、これらの間に部品装着エリア１２Ｕが設けられている。同様に、基板搬送部３２の下側にも、部品供給部２６Ｌと大型部品供給部３０Ｌと部品装着エリア１２Ｌが設けられている。
【００２０】
装着ヘッド位置決め部２２のＹ軸リニアモータ２３Ａ、２３Ｂは、図２中の左側、右側にそれぞれ配設され、Ｘ軸リニアモータ２４Ｕ及び２４Ｌは、前記Ｙ軸リニアモータ２３Ａ、２３Ｂ上に２本平行に配設されている。
【００２１】
次に、本実施の形態における表面実装部品装着機の動作について説明する。
【００２２】
電子回路基板１４は、図２に示されている表面実装部品装着機１０の左右いずれか一方から基板搬送部３２により基板搬送路２５に搬入され、部品装着が全て完了したら、搬入した側と逆の側に搬出される。
【００２３】
電子回路基板１４が基板搬送路２５に搬入された後、電子回路基板１４は基板搬送部３２により基板位置決め部１６まで搬送され、基板位置決め部１６により基板搬送路２５に直交するレールを有する部品装着エリア１２まで搬送される。
【００２４】
基板位置決め部１６は、電子部品を装着する電子回路基板１４を部品装着エリア１２でＹ軸方向（搬送軸直交方向）上下に移動させ基板の位置決めをし、電子回路基板１４上の目標位置である搭載座標のＹ座標成分を決めることができる。
【００２５】
装着ヘッド位置決め部２２は、Ｙ軸リニアモータ２３Ａ、２３ＢによりＹ軸方向、Ｘ軸リニアモータ２４Ｕ、２４Ｌにより、Ｘ軸方向に装着ヘッド部１７の位置決めをし、電子部品を装着する電子回路基板１４上の目標位置である搭載座標のＸ座標軸及びＹ座標成分を決めることができる。
【００２６】
ここで具体的に、表面実装部品装着機１０の上側の部分の位置決め動作について図３のフローチャートをもとに説明する。
【００２７】
i）特定部品であるかの判定（ステップＳ１）
ピックアップしようとする又はピックアップした電子部品が、特定部品であるかどうか生産プログラムで判定する。ここで特定部品とは、高い装着精度が要求されるＩＣ部品やアルミ電解コンデンサのような背の高い部品、トランスなどの重い部品などのように、電子回路基板１４の動きによって装着精度が乱される部品である。
【００２８】
特定部品でない場合は、ステップＳ２に進み、特定部品である場合は、ステップＳ３に進む。
【００２９】
ii）装着ヘッド位置決め部でＸ方向の位置決め、基板位置決め部でＹ方向の位置決め（ステップＳ２）
部品供給部２６Ｕから供給された電子部品が、特定部品でない場合、装着ヘッド部１８Ｕ、１９Ｕは、Ｙ軸方向の移動に関して、部品供給装置２８上のピックアップ位置がある位置（ピックアップ座標のＹ座標の位置）に固定され、電子部品をピックアップした後、Ｘ軸方向のみの位置決め移動をし、搭載座標のＸ軸方向の位置決めがされる。Ｙ軸方向の位置決めは基板位置決め部１６Ｕにより行い、基板位置決め部１６Ｕと、装着ヘッド位置決め部１８Ｕ又は１９Ｕとの双方の位置決めにより、電子回路基板１４上の目標位置に電子部品が装着できるモードで位置決めを行う。
【００３０】
iii）基板を停止し、装着ヘッド位置決め部でＸ・Ｙ方向の位置決め（ステップＳ３）
一方、大部品供給部３０Ｕから供給される大型コンデンサや大型ＩＣ部品などや、部品供給部２６Ｕから供給されるトランスなどの質量が大きい特定部品の場合、基板位置決め部１６Ｕによる位置決めを行わないことによって電子回路基板１４の移動を停止し、装着ヘッド位置決め部２２のみ、すなわち、Ｘ軸リニアモータ２４Ｕ、Ｙ軸リニアモータ２３Ａ、２３Ｂにより、Ｘ軸及びＹ軸方向の平面方向に装着ヘッド部１７が移動し、電子回路基板１４上の目標位置に特定部品を装着できるモードで位置決めを行う。
【００３１】
以上のように、装着部品に応じて位置決めし、電子回路基板１４に電子部品を装着する。
【００３２】
表面実装部品装着機１０の下側の部分の位置決め動作についても、上側の部分の位置決め動作と同様である。
【００３３】
アルミ電解コンデンサなどの特定部品に対しては、基板位置決め部１６による位置決めを行わないことによって電子回路基板１４の移動が停止し、平面方向に移動できる装着ヘッド位置決め部２２により電子回路基板１４上の目標位置が決められるため、装着時の電子回路基板１４の振動などがなく、高精度かつ確実に装着でき、装着後もハンダが固まる前に電子回路基板１４を移動させないため、装着の位置ずれや、背の高い電子部品の転倒も起きず、高精度に装着でき、高品質の製品が得られる。又、従来は、位置ずれ発生などの防止のため、基板位置決め部の動作速度を落とす必要があったが、本実施の形態の場合、基板位置決め部の動作速度に合わせて装着ヘッド位置決め部の動作速度も落とす必要がなく、装着ヘッド位置決め部のみで高速な装着が可能となる。
【００３４】
又、装着ヘッド部のＸ軸方向の移動は、Ｘ軸リニアモータ２４Ｕ、２４Ｌをも動かすＹ軸リニアモータ２３Ａ、２３Ｂの動きとは違い、より高速にできる。そのため、特定部品でない部品の場合、部品ピックアップ位置上をＸ軸方向のみ装着ヘッド部を移動させ、Ｘ軸方向の位置決めをし、Ｙ軸方向の位置決めは、基板位置決め部１６により電子回路基板１４をＹ軸方向に移動させ、基板位置決め部と装着ヘッド位置決め部との双方の位置決めにより、より高速な動作速度で基板上の目標位置に部品を装着できる。
【００３５】
このように、装着部品に応じて位置決めのモードを選択可能とすることで、装着部品の位置ずれ発生の防止のために全ての部品種に渡り基板位置決め部の動作速度を一概に落とす必要がなく、特定部品についても、装着ヘッド位置決め部のみで高速な装着でき、トータルで装着の生産性を向上できる。
【００３６】
特に、特定部品でない部品の装着の次に特定部品を装着する場合、又は、特定部品の装着の次に特定部品でない部品を装着する場合に対して、本発明の実施の形態のようにステップＳ２によるモードとステップ３のモードとの切り替えにより、高精度に装着でき、且つ、装着の生産性の向上を図ることができる。
【００３７】
又、表面実装部品装着機１０の上側（下側も同様）について、部品供給部２６Ｕから供給される電子部品を主にピックアップしてくる装着ヘッド部１８Ｕ及び大型部品供給装部３０Ｕから供給される部品を主にピックアップしてくる装着ヘッド部１９Ｕを備えることで、基板に両側から部品が効率的に供給できる。
【００３８】
又、同時に２つの基板に電子部品を装着できる構成であるため、生産性が高い。
【００３９】
本実施の形態では、基板の搬送方向に対して直交する方向で基板の位置決めを行っているが、基板の搬送路上に部品装着エリアを設け、搬送方向で基板の位置決めをし、Ｘ軸リニアモータ上にＹ軸リニアモータを載せ、Ｙ軸リニアモータに装着ヘッド部を配設し搬送路の両側から部品を供給してもよい。なお、部品供給装置２８は、搬送方向と直交する方向に並載される。この場合、搬送路上から向きを変えて部品装着エリアに移る必要がない。
【００４０】
又、基板の移動が停止される態様として、部品ごとに、基板を停止するタイミングや停止している時間を変えてもよく、部品ごとに部品をピックアップする前や後、装着後しばらく停止されておくなど、生産プログラムで制御してもよい。又、基板位置決め部による位置決めを行わない他に、積極的に、基板の動きにブレーキをかけ、基板の動きを止めてもよい。
【００４１】
なお、位置決め部の駆動手段は、リニアモータに限らず、ボールネジ、タイミングベルトなどでもよく、本実施の形態に限られたものではない。
【００４２】
又、本発明は、高精度かつ装着の生産性向上を図るものであり、ある基板（平面とは限らない）に一般の部品を実装する場合にも応用できるため、電子回路基板に限られるものではなく、又、部品は、本実施の形態で用いた電子部品に限られるものでなく、ネジなどでもよい。
【００４３】
又、生産プログラムとは、表面実装部品装着機を制御するためのプログラムであり、例えば、位置決め部の制御、基板の搬送の制御、部品の実装手順などである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】従来の表面実装部品装着機の全体構成を示す平面図
【図２】本発明の実施の形態に係る表面実装部品装着機の全体構成を示す平面図
【図３】位置決めの手順を示すフローチャート
【符号の説明】
【００４５】
１０…表面実装部品装着機
１２…部品装着エリア
１４…電子回路基板
１６…基板位置決め部
１７…装着ヘッド部
２２…装着ヘッド位置決め部
【図１】
2007251047.tif 000003
【図２】
2007251047.tif 000004
【図３】
2007251047.tif 000005