(57)【要約】【課題】表面実装機に隣接する装置を含めた一連の装置の工場内における専有面積を狭くすることができる表面実装機を提供する。【解決手段】プリント配線板４をＸ方向に搬送する搬送装置３と、電子部品供給装置９と、搬送装置の上方でＹ方向に延びる支持部材３２を有しＸ方向に移動する第１方向移動部材２５とを備える。実装用ヘッドを有し、前記支持部材３２に支持された状態でＹ方向に移動するヘッドユニット２４とを備える。このヘッドユニット２４と第１方向移動部材２５とからなる第１〜第３の移動ユニット２１〜２３を備える。これらの移動ユニット２１〜２３に、これらの移動ユニット２１〜２３の内少なくとも一つに、電子部品の実装とは異なるとともに、実装ラインにおいて用いられる機能を有する機能ヘッドを装備した。【選択図】  図１
2007318000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線板を基台上で第１の方向に搬送する搬送装置と、
この搬送装置に対して第１の方向とは交差する第２の方向に離間する部位であって、搬送装置の少なくとも一方の側方に設けられた電子部品供給装置と、
前記搬送装置の上方で第２の方向に延びる支持部材と、
この支持部材を第１の方向に移動する第１方向移動部材とを有し、前記支持部材に支持された状態で第２の方向に移動するヘッドユニットとを備えた表面実装機であって、
前記支持部材、前記第１方向移動部材及びヘッドユニットとからなる移動ユニットを複数備え、
これらの移動ユニットの内少なくとも一つに、電子部品の実装とは異なるとともに、実装ラインにおいて用いられる機能を有する機能ヘッドを装備したことを特徴とする表面実装機。
【請求項２】
請求項１記載の表面実装機において、プリント配線板を撮像する撮像装置を有する検査ヘッドによって機能ヘッドを構成し、
この検査ヘッドを、吸着ヘッドを装備する移動ユニットに対し、プリント配線板の搬送方向の上流側に位置する移動ユニットと、下流側に位置する移動ユニットとの少なくとも一方の移動ユニットのヘッドユニットに装備したことを特徴とする表面実装機。
【請求項３】
請求項１記載の表面実装機において、
少なくともクリームはんだが塗布された実装前のプリント配線板を撮像する撮像装置を有する検査ヘッドによって機能ヘッドを構成し、
この検査ヘッドを、吸着ヘッドを装備する移動ユニットに対し、プリント配線板の搬送方向の上流側に位置する移動ユニットに装備したことを特徴とする表面実装機。
【請求項４】
請求項１記載の表面実装機において、プリント配線板にクリームはんだまたは電子部品用接着剤を塗布する塗布ノズルを有するディスペンサヘッドによって機能ヘッドを構成し、
前記ディスペンサヘッドを、吸着ヘッドを装備する移動ユニットに対し、プリント配線板の搬送方向の上流側に位置する移動ユニットと、下流側に位置する移動ユニットとの少なくとも一方の移動ユニットのヘッドユニットに装備したことを特徴とする表面実装機。
【請求項５】
請求項１記載の表面実装機において、機能ヘッドとして塗布ノズルを有するディスペンサヘッドと、プリント配線板を撮像する撮像装置を有する検査ヘッドとをこの順に、吸着ヘッドを装備する移動ユニットに対し、プリント配線板の搬送方向の上流側に配置したことを特徴とする表面実装機。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の表面実装機において、検査ヘッドとして実装後のプリント配線板を撮像する撮像装置を配置した実装基板検査用の検査ユニットを、吸着ヘッドを装備する移動ユニットに対し、プリント配線板の搬送方向の下流側に配置したことを特徴とする表面実装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板を搬送する方向とは交差する方向に延びる支持部材にヘッドユニットを移動可能に設け、前記支持部材をプリント配線板の搬送方向に移動させる表面実装機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の表面実装機としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１に示されている表面実装機は、基台と、この基台の一端部から他端部にプリント配線板を搬送するコンベアと、このコンベアの両側方に位置付けられたパーツフィーダーを有する電子部品供給装置と、電子部品をこの電子部品供給装置からプリント配線板上に移載するための複数の電子部品移載ユニットとを備えている。
【０００３】
これらの電子部品移載ユニットは、プリント配線板の搬送方向（以下、この方向を単にＸ方向という）に延びる２本のＸ方向ガイドレールに沿って移動する複数の支持部材と、この支持部材に設けられたヘッドユニットとによって構成されている。前記Ｘ方向ガイドレールは、プリント配線板の搬送する方向とは交差する方向（以下、この方向を単にＹ方向という）に互いに離間しており、前記基台から上方に離間した位置に保持されている。
【０００４】
前記複数の支持部材は、それぞれＸ方向とは直交する方向に延びるように形成されており、前記Ｘ方向ガイドレールに吊り下げられた状態でＸ方向に移動自在に支持されている。これらの支持部材は、Ｘ方向に並べられており、それぞれＸ方向駆動装置による駆動によって前記Ｘ方向ガイドレールに沿って移動する。
【０００５】
このＸ方向駆動装置は、前記Ｘ方向ガイドレールに沿って延びる構造のリニアモータによって構成されている。このリニアモータは、Ｘ方向に延びる固定子と、支持部材毎に設けられた可動子とから構成されている。
前記各支持部材には、複数の吸着ヘッドを有する前記ヘッドユニットがそれぞれＹ方向に移動自在に設けられている。前記吸着ヘッドは、電子部品を吸着する吸着ノズルを備えており、この吸着ノズルを上下方向に移動させるとともに、上下方向の軸線回りに回転させる。
【０００６】
前記ヘッドユニットは、支持部材にＹ方向に延びるように設けられたＹ方向ガイドレールに移動自在に支持されており、Ｙ方向駆動装置による駆動によって前記Ｙ方向ガイドレールに沿って移動する。Ｙ方向駆動装置は、前記Ｙ方向ガイドレールに沿って延びる構造のリニアモータによって構成されている。
【０００７】
このリニアモータの固定子はＹ方向に延びるように形成され、可動子はヘッドユニットに設けられている。また、この従来の表面実装機に装備されている全てのヘッドユニットは、支持部材におけるＸ方向の一側部（プリント配線板の搬送方向の上流側に位置する一端部）に位置付けられている。
【０００８】
このように構成された従来の表面実装機においては、Ｙ方向に延びる支持部材と、この支持部材にＹ方向に移動可能に設けられたヘッドユニットとからなる複数の電子部品移載ユニットによって複数のプリント配線板に電子部品を実装できる。また、この表面実装機では、１枚のプリント配線板に同時に２台の部品移載ユニットによって電子部品を実装することもできる。
【特許文献１】特開２００３−２４３８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来の表面実装機は、電子部品をプリント配線板に実装するものであるから、これを使用してプリント配線板を製造するためには、工場内において、表面実装機に加え、実装前にプリント配線板上にクリームはんだを印刷あるいは塗布する装置と、実装後のプリント配線板のはんだを溶かした後凝固させ、電子部品をプリント配線板にはんだ付けする装置とを含んだ実装ラインを形成する必要がある。
【００１０】
すなわち、この実装ラインにおいて表面実装機の前工程の装置として、
１．  半田印刷機
２．  半田印刷機、半田印刷検査機
３．  半田印刷機、ディスペンサ  あるいは半田印刷機、半田印刷検査機、ディスペンサ
４．  半田印刷機、ディスペンサ、実装前基板検査装置
５．  半田印刷機、半田印刷検査機、ディスペンサ、実装前基板検査装置
等の内いずれか、
表面実装機の後工程の装置として、
１．  リフロー炉
２．  実装後基板検査装置、リフロー炉
等の内何れかを配置しなければならない。
このため、従来の表面実装機を使用するためには、表面実装機と隣り合う装置の分も工場内に設置スペースをとらなければならないという問題があった。
【００１１】
本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、表面実装機に隣接する装置を含めた一連の装置の工場内における専有面積を狭くすることができ、あるいは実装ラインとしての装置の簡素化を果たすことできる表面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】
【００１２】
この目的を達成するために、本発明に係る表面実装機は、プリント配線板を基台上で第１の方向に搬送する搬送装置と、この搬送装置に対して第１の方向とは交差する第２の方向に離間する部位であって、搬送装置の少なくとも一方の側方に設けられた電子部品供給装置と、前記搬送装置の上方で第２の方向に延びる支持部材と、この支持部材を第１の方向に移動する第１方向移動部材とを有し、前記支持部材に支持された状態で第２の方向に移動するヘッドユニットとを備えた表面実装機であって、前記支持部材、前記第１方向移動部材及びヘッドユニットとからなる移動ユニットを複数備え、これらの移動ユニットの内少なくとも一つに、電子部品の実装とは異なるとともに、実装ラインにおいて用いられる機能を有する機能ヘッドを装備したものである。
【００１３】
請求項２に記載した発明に係る表面実装機は、請求項１に記載した表面実装機において、プリント配線板を撮像する撮像装置を有する検査ヘッドによって機能ヘッドを構成し、この検査ヘッドを、吸着ヘッドを装備する移動ユニットに対し、プリント配線板の搬送方向の上流側に位置する移動ユニットと、下流側に位置する移動ユニットとの少なくとも一方の移動ユニットのヘッドユニットに装備したものである。
【００１４】
請求項３に記載した発明に係る表面実装機は、請求項１に記載した表面実装機において、少なくともクリームはんだが塗布された実装前のプリント配線板を撮像する撮像装置を有する検査ヘッドによって機能ヘッドを構成し、この検査ヘッドを、吸着ヘッドを装備する移動ユニットに対し、プリント配線板の搬送方向の上流側に位置する移動ユニットに装備したものである。
【００１５】
請求項４に記載した発明に係る表面実装機は、請求項１に記載した表面実装機において、プリント配線板にクリームはんだまたは電子部品用接着剤を塗布する塗布ノズルを有するディスペンサヘッドによって機能ヘッドを構成し、前記ディスペンサヘッドを、吸着ヘッドを装備する移動ユニットに対し、プリント配線板の搬送方向の上流側に位置する移動ユニットと、下流側に位置する移動ユニットとの少なくとも一方の移動ユニットのヘッドユニットに装備したものである。
【００１６】
請求項５に記載した発明に係る表面実装機は、請求項１に記載した表面実装機において、機能ヘッドとして塗布ノズルを有するディスペンサヘッドと、プリント配線板を撮像する撮像装置を有する検査ヘッドとをこの順に、吸着ヘッドを装備する移動ユニットに対し、プリント配線板の搬送方向の上流側に配置したものである。
【００１７】
請求項６に記載した発明に係る表面実装機は、請求項４または請求項５に記載した表面実装機において、検査ヘッドとして実装後のプリント配線板を撮像する撮像装置を配置した実装基板検査用の検査ユニットを、吸着ヘッドを装備する移動ユニットに対し、プリント配線板の搬送方向の下流側に配置したものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、実装の前工程を行う装置や、後工程を行う装置の機能を共通の基台の上に配置される移動ユニットを構成する機能ヘッドにもたせることができるから、これらの機能を有する装置を表面実装機と隣接する位置に設ける必要がなくなる。
したがって、本発明によれば、表面実装機に隣接する装置を含めた一連の装置の工場内における専有面積が狭くなる表面実装機を提供することができる。また、本発明によれば、実装ラインとしての装置の簡素化を果たすことできる表面実装機を提供することができる。
【００１９】
請求項２および請求項３記載の発明によれば、検査ヘッドをプリント配線板の搬送方向の上流側に位置する移動ユニットに装備することにより、電子部品を実装する以前に、プリント配線板に印刷または塗布されたクリームはんだの位置を検出することができる。このため、電子部品を実装する以前にクリームはんだの印刷または塗布の良・不良を判別することができるとともに、クリームはんだの位置に対応するように表面実装機において電子部品の実装位置を修正することができる。検査ヘッドをプリント配線板の搬送方向の下流側の移動ユニットに装備することにより、プリント配線板に実装された電子部品の実装位置、実装状態などの検査を行うことができるようになる。
【００２０】
したがって、この発明に係る表面実装機によれば、前工程を行う装置として専らクリームはんだの印刷、塗布の検査を行う印刷検査装置や、専らクリームはんだの位置を検出するためのはんだ位置検出装置、後工程を行う装置として専ら実装後の電子部品の実装位置、実装状態などの検査を行う検査装置などは不要になる。この結果、この発明によれば、これらの装置を設置する場合に較べて工場内の専有面積を狭くすることができ、実装ラインとしての装置の簡素化を図ることができる。。
【００２１】
請求項４記載の発明によれば、ディスペンサヘッドをプリント配線板の搬送方向の上流側に位置する移動ユニットに装備することにより、電子部品を実装する以前にプリント配線板にクリームはんだを塗布したり、電子部品をプリント配線板に仮止めするための接着剤を塗布することができる。また、ディスペンサヘッドをプリント配線板の搬送方向の下流側に位置する移動ユニットに装備することにより、プリント配線板に実装された電子部品を接着剤によって固定することができる。
【００２２】
したがって、この発明に係る表面実装機によれば、前工程を行う装置として専らクリームはんだや接着剤の塗布を行うディスペンサや、後工程を行う装置として専ら接着剤を塗布するディスペンサなどは不要になる。この結果、この発明によれば、これらの装置を設置する場合に較べて工場内の専有面積を狭くすることができ、実装ラインとしての装置の簡素化を図ることができる。
【００２３】
請求項５記載の発明によれば、クリームはんだや接着剤を塗布と、塗布の検査とを一つの表面実装機のなかで行うことができ、請求項６記載の発明によれば、実装後のプリント配線板の検査を一つの表面実装機のなかで行うことができる。このため、これらの機能をもつ装置を設置する場合に較べて工場内の専有面積を狭くすることができ、実装ラインとしての装置の簡素化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る表面実装機の一実施の形態を図１ないし図１３によって詳細に説明する。
図１は本発明に係る表面実装機の平面図、図２は同じく正面図、図３は図１におけるIII−III線断面図、図４は吸着ヘッドを搭載するヘッドユニットの平面図、図５は吸着ヘッドを搭載するヘッドユニットを分割した状態を示す平面図、図６は吸着ヘッドを搭載するヘッドユニットの正面図、図７は吸着ヘッドを搭載するヘッドユニットの側面図である。
図８は中空モータの断面図、図９は小型のプリント配線板を使用する場合の状態を示す平面図、図１０は大型のプリント配線板を使用する場合の状態を示す平面図、図１１は本発明に係る表面実装機の概略構成を示す斜視図、図１２はメンテナンス時の状態を示す図、図１３は吸着ヘッドあるいは機能ヘッドの種類を説明するための図である。
【００２５】
これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による表面実装機を示す。この表面実装機１は、基台２の上に後述する各装置を搭載することによって構成されている。基台２上には、図１において左右方向に延びる搬送装置３が設けられている。この搬送装置３は、基台２の一端部（図１においては右側の端部）から他端部にプリント配線板４を搬送するもので、一対のコンベア５，６を備えている。
【００２６】
この搬送装置３がプリント配線板４を搬送する方向が本発明でいう第１の方向になり、この第１の方向とは直交する方向が第２の方向になる。以下においては、前記第１の方向を単にＸ方向といい、前記第２の方向を単にＹ方向という。また、図１において下側を装置前側といい、上側を装置後側という。
【００２７】
搬送装置３は、基台２におけるＹ方向の中央部に位置付けられている。また、この搬送装置３を構成する一対のコンベア５，６のうち、装置前側のコンベア５は基台２にＹ方向へは移動することがないように固定されており、装置後側のコンベア６は、幅変更装置７（図３参照）によってＹ方向に平行移動可能に構成されている。この実施の形態による搬送装置３は、３枚のプリント配線板４をＸ方向下流部のものから順次搬送し、あるいは複数あるいは全てを同時に搬送し、３箇所の実装位置に位置決めして保持することができるように構成されている。
【００２８】
基台２における前記搬送装置３の両側方であって装置前側の端部と装置後側の端部とには多数のパーツフィーダー８，８…からなる電子部品供給装置９が設けられている。これらのパーツフィーダー８の電子部品供給部８ａの高さは、図３に示すように、搬送装置３上のプリント配線板４と略同じ高さに位置付けられている。図３において、装置前側（同図において左側）に位置する電子部品供給装置９の上方に位置する符号１０で示すものは、基台２に支持されるとともに、表示装置および操作入力装置を備え、この表面実装機１を操作するための操作装置である。
【００２９】
前記基台２の上には、図１〜図３に示すように、電子部品１１（図６、図７参照）を電子部品供給装置９からプリント配線板４に移載するための第２及び第３の移動ユニット２２，２３と、プリント配線板４上に印刷あるいは塗布されたクリームはんだ・接着剤の検査を行う第１の移動ユニット２１とが設けられている。前記第２の移動ユニット２２と第３の移動ユニット２３とは、Ｙ方向の垂直面を境として対称構造とされるが、基本的な構成は同一のものである。
【００３０】
これら第１〜第３の移動ユニット２１〜２３のうち、プリント配線板４の搬送方向（以下、基板搬送方向という）の上流側から数えて１番目と２番目に位置する第１の移動ユニット２１と第２の移動ユニット２２とは、図１および図２に示すように、後述するヘッドユニット２４が支持部材３２に対し基板搬送方向下流側の側方に位置するようにされている。一方、第３の移動ユニット２３は、ヘッドユニット２４が支持部材３２に対し基板搬送方向上流側の側方に位置するようにされている。
【００３１】
第１〜第３の移動ユニット２１〜２３は、図３および図１１に示すように、基台２から上方に延びるように形成されたＸ方向移動部材２５と、このＸ方向移動部材２５の下部に設けられたＸ方向駆動装置２６と、前記Ｘ方向移動部材２５の上部に設けられたヘッドユニット２４およびＹ方向駆動装置２７などによって構成されている。前記Ｘ方向移動部材２５によって、本発明でいう第１方向移動部材が構成されている。
【００３２】
Ｘ方向移動部材２５は、図３および図１１に示すように、上下方向に延びる一対の脚部材３１と、これらの脚部材３１の上端部どうしを接続するようにＹ方向に延びる支持部材３２とから構成されている。
脚部材３１は、基台２上に設けられた一対のＸ方向ガイドレール３３に移動自在に支持されている。Ｘ方向ガイドレール３３は、それぞれ図１および図２に示すように、基台２のＸ方向の一端部から他端部に延びるように基台２上に固定されている。
【００３３】
脚部材３１の下端部３１ａは、図２に示すように、上端部３１ｂに較べてＸ方向の一方に突出し、Ｘ方向の長さが長くなるように形成されている。この下端部３１ａは、前記上端部３１ｂに対してヘッドユニット２４が位置するＸ方向の一方に突出している。この実施の形態においては、前記下端部３１ａのＸ方向の長さは、下端部３１ａのＸ方向の先端面がヘッドユニット２４の端面と同一平面上に位置するように形成されている。
【００３４】
前記脚部材３１の下端部３１ａには、後述するＸ方向駆動装置２６の中空モータ３４が設けられ、第２及び第３の移動ユニット２２，２３の脚部材３１の上下方向の中央部には部品認識装置３５が設けられている。この部品認識装置３５は、ヘッドユニット２４の後述する吸着ノズル３６に吸着された電子部品１１を下方から撮像するためのものである。この部品認識装置３５は、Ｘ方向を指向するカメラ３７（図１参照）と、このカメラ３７に上方からの光を導くための反射鏡３８とを備えている。ヘッドユニット２４が反射鏡３８上方を、電子部品供給装置９上方からＹ方向に移動する際、カメラ３７は、ＣＣＤエリアセンサにより、複数の吸着ノズルの先端部の画像を同時に瞬間的に取り込む。なお、部品認識装置３５のカメラ部をラインセンサで構成しても良い。この場合、ヘッドユニット２４がラインセンサの受光スリットの上方を通過する際、速度を落とす必要がない。
【００３５】
前記支持部材３２は、図２および図３に示すように、前記脚部材３１の上端部の上に載せられた状態で脚部材３１に固定されている。また、この支持部材３２のＹ方向の両端部は、前記脚部材３１より装置前側と装置後側とに突出するように形成されている。支持部材３２のＹ方向の両端の位置は、図１および図３に示すように、前記パーツフィーダー８の上方に臨むように位置付けられている。
【００３６】
前記Ｘ方向移動部材２５を駆動するＸ方向駆動装置２６は、図１〜図３に示すように、基台２上にＹ方向に対をなすように設けられて前記脚部材３１を移動自在に支持する前記Ｘ方向ガイドレール３３と、これらのＸ方向ガイドレール３３と隣接する部位に位置付けられたＸ方向ボールねじ軸４１と、このＸ方向ボールねじ軸４１に螺合するボールナット４２（図８参照）と、前記脚部材３１の下端部に取付けられた中空モータ３４とから構成されている。
【００３７】
前記Ｘ方向ボールねじ軸４１は、図１および図２に示すように、基台２のＸ方向の一端部から他端部に延びるように形成されており、両端部に設けられた取付部材４４によって基台２の上面近傍に固定されている。このＸ方向ボールねじ軸４１は、一対のＸ方向ガイドレール３３の内側近傍にＹ方向に対をなすように設けられている。なお、Ｘ方向ガイドレール３３とＸ方向ボールねじ軸４１は、第１〜第３の移動ユニット２１〜２３に共有されており、第１〜第３の移動ユニット２１〜２３をＸ方向に移動させるために用いられる。
【００３８】
前記ボールナット４２は、一般的なボールねじ機構に装備されているものと同じ構造のものが用いられ、図８に示すように、後述する中空モータ３４のロータ４５に取付けられている。
中空モータ３４は、ブラシレスサーボモータであって、図８に示すように、Ｘ方向ボールねじ軸４１が遊嵌状態で貫通するロータ４５と、このロータ４５を軸受４６，４７によって回転自在に支持するステータ４８などによって構成されている。
【００３９】
前記ロータ４５は、筒状に形成された回転軸４５ａと、この回転軸４５ａの外周部に固着した永久磁石４５ｂなどによって構成されている。前記回転軸４５ａの軸線方向の一端部（図８においては上端部）には、他の部位より外径が大きくなるように大径部４５ｃが形成されている。この大径部４５ｃには、前記ボールナット４２が嵌合した状態で固定用ボルト４９によって固定されている。
【００４０】
前記ステータ４８は、前記永久磁石４５ｂと対向するコイル４８ａと、回転検出用のエンコーダ（図示せず）などを備え、前記脚部材３１に突設されたモータ支持用ブラケット５０に取付けられている。
このように中空モータ３４が取付けられた脚部材３１は、中空モータ３４のロータ４５が回転し、ボールナット４２がロータ４５と一体に回転してＸ方向ボールねじ軸４１に対してＸ方向に移動することによって、ステータ４８と一体となってＸ方向ガイドレール３３に沿ってＸ方向に移動する。
【００４１】
前記ヘッドユニット２４は、図２および図３に示すように、前記支持部材３２の一側面（Ｘ方向の一端面）に設けられたＹ方向ガイドレール５１によって支持部材３２にＹ方向に移動自在に支持されている。Ｙ方向ガイドレール５１は、支持部材３２のＹ方向の一端部から他端部に延びるように形成されており、支持部材３２の前記一側面に上下方向に対をなすように取付けられている。
【００４２】
第２の移動ユニット２２と第３の移動ユニット２３とに装備されているヘッドユニット２４は、図４に示すように、前記Ｙ方向ガイドレール５１にスライダ５２を介して移動自在に支持された第１および第２の支持用プレート５３，５４と、これらの支持用プレート５３，５４に支持された複数の吸着ヘッド５５および１台の下方撮像用カメラ５６などによって構成されている。
【００４３】
前記第１の支持用プレート５３と第２の支持用プレート５４とは、図４に示すように、支持部材３２の側面（Ｘ方向の一端面）と平行に上下方向に延びるように形成されており、前記スライダ５２によってＹ方向ガイドレール５１を介して支持部材３２にそれぞれＹ方向に移動可能に支持されている。また、これら第１、第２の支持用プレート５３，５４どうしは、Ｙ方向に並ぶ状態で互いに接続されており、上端部に設けられた連結部材５７によって離れることがないように結合されている。
【００４４】
連結部材５７は、ボルト５８によって第１の支持用プレート５３と第２の支持用プレート５４とに固定されている。この実施の形態においては、第１の支持用プレート５３に対して第２の支持用プレート５４をＸ方向と上下方向とに位置決めするために、これら両プレート５３，５４の結合部分に位置決め用ピン５９が設けられている。この位置決め用ピン５９は、第１の支持用プレート５３における第２の支持用プレート５４に接続される端部に立設されており、第２の支持用プレート５４に穿設されたピン孔５９ａ（図５参照）に嵌合する。
【００４５】
前記第１、第２の支持用プレート５３，５４のうち、図４において下側に位置する第１の支持用プレート５３には、前記下方撮像用カメラ５６が取付けられている。このカメラ５６は、パーツフィーダー８の電子部品供給部８ａにある電子部品１１と、プリント配線板４のフィデューシャルマーク位置を検出し、電子部品１１を吸着するときやプリント配線板４上の所定位置に電子部品１１を実装するときに、ヘッドユニット２４の位置を補正するためのものである。
【００４６】
この実施の形態においては、このカメラ５６は、第１の支持用プレート５３のＹ方向第２の支持用プレート５４側の端部であって、Ｘ方向、支持部材３２とは反対側の側部に取付けられている。この実施の形態によるカメラ５６は、第１の支持用プレート５３に第２の支持用プレート５４を取付けることによって形成された組立体のＹ方向の中央部に位置付けられている。第１の支持用プレート５３には、カメラ５６が支持部材３２とは反対側に大きく突出するのを防ぐためにカメラ収納用凹部５３ａが形成されている。カメラ５６は、この凹部５３ａ内に一部が臨む状態で第１の支持用プレート５３に取付けられている。
【００４７】
前記吸着ヘッド５５は、この実施の形態では８台装備されており、図４に示すように、前記第１の支持用プレート５３に設けられた第１のフレーム６１と、第２の支持用プレート５４に設けられた第２のフレーム６２とにそれぞれ支持されている。８台の吸着ヘッド５５は、第１、第２のフレーム６１，６２への取付位置が互いに異なることによる形状の相違はあるものの、全て同じ構造のものが使用されている。
【００４８】
前記第１のフレーム６１と第２のフレーム６２とは、第１、第２の支持用プレート５３，５４からＸ方向、支持部材３２とは反対側に延びるように形成されている。これらの第１、第２のフレーム６１，６２のＸ方向の先端部どうしは、連結部材６３を介して互いに連結されている。この連結部材６３は、ボルト６４によって第１、第２のフレーム６１，６２に取付けられている。これらの第１のフレーム６１と第２のフレーム６２とには、４台の吸着ヘッド５５がそれぞれＸ方向に並ぶように設けられている。
【００４９】
第１のフレーム６１側の４台の吸着ヘッド５５は、第１のフレーム６１における第２のフレーム６２に対向する側部に設けられている。第２のフレーム６２側の４台の吸着ヘッド５５は、第２のフレーム６２における第１のフレーム６１に対向する側部に設けられている。Ｘ方向に並ぶ４台の吸着ヘッド５５のうち、中央部に位置する２台の吸着ヘッド５５，５５は、両側の２台の吸着ヘッド５５，５５に較べてＹ方向の外側に偏る位置に設けられている。
【００５０】
各吸着ヘッド５５は、図６および図７に示すように、第１、第２のフレーム６１，６２に上下方向に延びるガイドレール６５およびスライダ６６を介して昇降自在に支持された昇降部材６７と、この昇降部材６７を昇降させるための上下方向駆動装置６８と、前記昇降部材６７の下端部に設けられた回転駆動装置６９とから構成されている。この回転駆動装置６９の下端部（吸着ノズル保持部材）に、吸着ノズル３６が脱着可能に取付けられ、回転駆動装置６９は吸着ノズル３６を上下方向の軸線回りに回動させる。
前記回転駆動装置６９は、吸着ノズル３６と同一軸線上に位置するモータによって構成されている。このモータの回転軸は、図示してはいないが、吸着ノズル３６を支持する軸部材に連結されている。７０は回転駆動装置６９を介して吸着ノズル３６へ負圧を導く負圧供給管である。
【００５１】
前記上下方向駆動装置６８は、前記昇降部材６７を上下方向に貫通する状態で第１、第２のフレーム６１，６２に回転自在に支持されたボールねじ軸７１と、このボールねじ軸７１の上端部に接続されてボールねじ軸７１を回転させる昇降用モータ７２と、前記ボールねじ軸７１に螺合するとともに、前記昇降部材６７に固定されたボールナット７３とから構成されている。
【００５２】
この実施の形態による吸着ヘッド５５においては、上下方向駆動装置６８による駆動によって吸着ノズル３６が上下方向に移動し、回転駆動装置６９による駆動によって吸着ノズル３６が上下方向の軸線回りに回動する。
前記回転駆動装置６９と吸着ノズル３６とは、図４に示すように、平面視においてヘッドユニット２４の中央部に位置付けられている。詳述すると、第１のフレーム６１に装着された４台の吸着ヘッド５５の吸着ノズル３６は、下方撮像用カメラ５６と隣接する位置においてＸ方向に一列に並べられている。また、第２のフレーム６２に装着された４台の吸着ヘッド５５の吸着ノズル３６は、第１のフレーム６１側の４つの吸着ノズル３６に対してＹ方向に隣接する位置においてＸ方向に一列に並べられている。
【００５３】
すなわち、この実施の形態によるヘッドユニット２４には、Ｘ方向に並ぶ４本の吸着ノズル３６がＹ方向に２列となるように設けられている。下方撮像用カメラ５６は、Ｙ方向においては、この２列の吸着ノズル３６の中間部に位置する。これらの吸着ノズル３６のＸ方向の間隔（ノズルピッチ）は、パーツフィーダー８どうしの間隔（フィーダピッチ）と一致するように設定されている。
【００５４】
一方、第１の移動ユニット２１に装備されたヘッドユニット２４は、図１および図２に示すように、前記上下一対のＹ方向ガイドレール５１に上下一対のスライダ７５を介して移動自在に支持された第３の支持用プレート７６と、この支持用プレート７６に支持された検査ヘッド７７とから構成されている。この実施の形態においては、検査ヘッド７７によって本発明でいう機能ヘッドが構成されている。
【００５５】
検査ヘッド７７は、プリント配線板に予め印刷あるいは塗布されているクリームはんだの位置を検出するためのもので、クリームはんだを上方から撮像する撮像装置（図示せず）を備えている。前記クリームはんだは、前工程を行うクリームはんだ印刷装置によってプリント配線板のランド（電子部品がはんだ付けされる電極部分）に印刷または塗布される。
表面実装機１は、前記検査ヘッド７７によって検出されたクリームはんだの位置に対応させて電子部品を実装する位置を修正する。また、表面実装機１は、検査ヘッド７７によて撮像された画像に基づいてクリームはんだの印刷または塗布の良否判定を行う。
【００５６】
上述したヘッドユニット２４を支持部材３２に対してＹ方向に移動させるＹ方向駆動装置２７は、図１〜図４に示すように、支持部材３２に設けられてヘッドユニット２４をＹ方向に移動自在に支持する前記一対のＹ方向ガイドレール５１，５１と、これらのＹ方向ガイドレール５１，５１どうしの間に位置付けられたＹ方向ボールねじ軸８１と、このＹ方向ボールねじ軸８１に螺合するボールナット（図示せず）と、前記ヘッドユニット２４の第１の支持用プレート５３に支持された中空モータ８２（図４参照）と、前記Ｙ方向ボールねじ軸８１の一端部に接続された副駆動用モータ８３とから構成されている。この副駆動用モータ８３の不図示のステータを支持するケースは、軸受部材８５のケースを介して支持部材３２に固着されている。
【００５７】
このＹ方向ボールねじ軸８１は、図３に示すように、支持部材３２のＹ方向の一端部から他端部に延びるように形成されており、両端部に設けられた軸受部材８４によって支持部材３２に回転自在、かつＹ方向に移動が規制された状態でに支持されている。
【００５８】
Ｙ方向駆動装置２７のボールナットと中空モータ８２とは、上述したＸ方向駆動装置２６に使用した中空モータ３４と同様の構造のものが用いられている。この中空モータ３４は、図４および図５に示すように、前記第１の支持用プレート５３に突設されたブラケット８５に取付けられている。
【００５９】
前記副駆動用モータ８３は、前記中空モータ８２の駆動によりボールナットが回転するときの反力を受けてＹ方向ボールねじ軸８１を支持部材３２に対して固定する第１の運転状態と、前記中空モータ８２の駆動によりボールナットが回転する方向とは逆方向にＹ方向ボールねじ軸８１を回転させる第２の運転状態とを切り換えることができるように構成されている。
【００６０】
この副駆動用モータ８３が第１の運転状態にあるときは、ヘッドユニット２４は中空モータ８２による駆動のみによって支持部材３２に対してＹ方向に移動する。また、中空モータ８２による駆動によってヘッドユニット２４が移動するときに副駆動用モータ８３が第２の運転状態とすると、ヘッドユニット２４は、中空モータ８２のみの駆動により移動する場合に較べて速い速度で移動することになる。
【００６１】
上述したように構成された表面実装機１においては、プリント配線板４の大きさに対応した実装形態を採ることによって、常に実装効率が高くなるようにプリント配線板４に電子部品１１を実装する。例えば、図９に示すように、プリント配線板４が相対的に小型である場合は、第２、第３の移動ユニット２２，２３によって２枚のプリント配線板４にそれぞれ電子部品１１を実装する。第１の移動ユニット２１の検査ヘッド７７は、この実装時に搬送方向の上流側に位置するプリント配線板４についてクリームはんだの位置を検出する。
【００６２】
この電子部品１１の実装は、第２、第３の移動ユニット２２，２３において同時並行的に行われる。各移動ユニット２２，２３においては、Ｘ方向駆動装置２６による駆動によってＸ方向移動部材２５がＸ方向に移動し、Ｙ方向駆動装置２７による駆動によってヘッドユニット２４がＹ方向に移動する。また、各ヘッドユニット２４の上下方向駆動装置６８による駆動によって吸着ノズル３６が昇降し、回転駆動装置６９による駆動によって吸着ノズル３６が回動する。
【００６３】
各移動ユニット２２，２３の吸着ノズル３６によって電子部品１１を吸着するときには、基台２のＹ方向の一端部に設けられている電子部品供給装置９と、他端部に設けられている電子部品供給装置９との両方を使用することができる。
【００６４】
この実施の形態による表面実装機１においては、ノズルピッチとフィーダピッチとが一致しているために、電子部品供給装置９で電子部品１１を吸着するときにＸ方向に並ぶ４本の吸着ノズル３６によって最大４個の電子部品１１を一度に吸着することができる。
ヘッドユニット２４は、８本の吸着ノズル３６が電子部品１１を吸着した後、電子部品供給装置９の上方からＸ方向ガイドレール３３を越えて搬送装置３側に移動する。
【００６５】
このとき、ヘッドユニット２４が部品認識装置３５の上方を横切ることになり、部品認識装置３５が８個の電子部品１１を下方から一度に撮像する。この撮像結果に基づいて各電子部品１１の吸着ノズル３６に対する吸着位置が検出され、この検出された吸着位置ずれ量に基づいたヘッドユニット２４位置の補正がされつつ、各電子部品１１がプリント配線板４の所定の実装位置に実装される。ヘッドユニット２４が長い距離にわたってＹ方向に移動するときは、Ｙ方向駆動装置２７の中空モータ８２による駆動と副駆動用モータ８３による駆動とによってヘッドユニット２４を高速で移動させる。
【００６６】
図９に示す例では、第１の移動ユニット２１と第２の移動ユニット２２との間に相対的に広い空間が形成されているために、ここにプリント配線板４を一時的に置いておくことができる。このプリント配線板４とは、第１の移動ユニット２１によってクリームはんだの位置が検出された後のプリント配線板４である。
【００６７】
一方、プリント配線板４が大型である場合は、図１０に示すように、１枚のプリント配線板４に第２、第３の移動ユニット２２，２３によって同時に電子部品１１を実装する。この場合、搬送装置３上に２枚の大型のプリント配線板４を保持させ、第１の移動ユニット２１によって他方のプリント配線板４においてクリームはんだの位置を検出する。
【００６８】
この実施の形態による表面実装機１において、ヘッドユニット２４に装備されている吸着ヘッド５５のメンテナンスは、図５に示すように、ヘッドユニット２４を分解した状態で行う。このときは、連結部材５７，６３のボルト５８，６４を取外して第２の支持用プレート５４を第１の支持用プレート５３から離すとともに、第２のフレーム６２を第１のフレーム６１から離す。
【００６９】
第１の支持用プレート５３と第２の支持用プレート５４とは、それぞれスライダ５２を介してＹ方向ガイドレール５１に移動自在に支持されている。このため、第２の支持用プレート５４を第１の支持用プレート５３から離間するように移動させることによって、第１のフレーム６１側の４台のヘッドユニット２４と、第２のフレーム６２側の４台のヘッドユニット２４との間を広く開放することができる。
【００７０】
各吸着ヘッド５５のメンテナンスは、この広い空間に例えば図１２に示すように装置前側または装置後側から作業者Ｍが手をのばすことによって行うことができる。このとき、作業者Ｍとヘッドユニット２４との間には基台２上のＸ方向ガイドレール３３とＸ方向ボールねじ軸４１しかないため、他の部品が邪魔になることはない。
【００７１】
上述した実施の形態による表面実装機１の複数の移動ユニット２１〜２３には、吸着ノズル３６を有する吸着ヘッド５５と、電子部品１１の実装とは異なる機能（検査機能）を有する検査ヘッド７７とが実装用ヘッドとして装備されている。このため、この実施の形態によれば、電子部品１１を実装する以前に、プリント配線板４に印刷または塗布されたクリームはんだの位置を検出することができる。
【００７２】
したがって、この実施の形態に示す表面実装機１によれば、電子部品１１を実装する以前にクリームはんだの印刷または塗布の良・不良を判別することができるとともに、クリームはんだの位置に対応するように電子部品１１の実装位置を修正することができる。この結果、この表面実装機を使用することにより、前工程を行う装置として専らクリームはんだの印刷の検査を行う印刷検査装置や、ディスペンサによる塗布を含めクリームはんだの印刷や塗布の検査を行う実装前基板検査装置は不要になるから、これらの装置を設置する場合に較べて工場内の専有面積を狭くすることができる。また、検査機・検査装置の基台や、検査ヘッド７７をＸ方向に移動するためのガイドレールを吸着ヘッド５５用のものと共用化でき、構造の簡素化もできる。
【００７３】
ヘッドユニット２４には、図１３に示すように、他の種類の吸着ヘッドや他の機能を有する機能ヘッドなどの実装用ヘッドを装備することができる。すなわち、ヘッドユニット２４には、図１３に示すように、チップ部品用ヘッド９１と、異型部品用ヘッド９２と、ディスペンサヘッド９３と、荷重制御ヘッド９４と、検査ヘッド９５と、その他の特殊ヘッド９６とを装備することができる。
【００７４】
チップ部品用ヘッド９１は、専ら相対的に小型のチップ部品（図示せず）を実装するためのもので、第１〜第３の移動ユニット２１〜２３に装備することができる。上述した実施の形態で示した吸着ヘッド５５は、チップ部品用ヘッド９１を構成するものである。
異型部品用ヘッド９２は、チップ部品とは異なる形状の電子部品（図示せず）を専ら実装するためのもので、第１〜第３の移動ユニット２１〜２３に装備することができる。
【００７５】
ディスペンサヘッド９３は、上部にクリームはんだや接着剤を貯留するシリンジと、下部の塗布ノズルを搭載している。シリンジの上部には加圧装置が連結され、所望のディスペンサヘッドのＸ方向、Ｙ方向位置でシリンジが加圧されて、プリント配線板４上にクリームはんだあるいは接着剤が塗布される。ディスペンサヘッド９３は、第１の移動ユニット２１に装備することができる。
【００７６】
このようにディスペンサヘッド９３を装備することにより、前工程を行う装置として専らクリームはんだや接着剤の塗布を行うディスペンサや、後工程を行う装置として専ら接着剤を塗布するディスペンサなどは不要になるから、これらの装置を設置する場合に較べて工場内の専有面積を狭くすることができる。しかも、ディスペンサヘッド９３を装備することにより、ディスペンサの基台や、ディスペンサヘッドをＸ方向に移動するためのガイドレールを吸着ヘッド５５用のものと共用化でき、構造の簡素化もできる。
【００７７】
荷重制御ヘッド９４は、電子部品１１をプリント配線板４に載せるときの荷重の大きさを制御できるもので、第３の移動ユニット２３に装備することができる。このように第３の移動ユニット２３にのみ装備できる理由は、前記荷重の制御が必要な電子部品１１は搬送方向の下流側に位置するパーツフィーダー８から供給されるためである。
【００７８】
検査ヘッド９５は、この実施の形態による表面実装機１に搭載されている検査ヘッド７７（プリント配線板４に予め印刷されているクリームはんだの形状、印刷位置などを検査するもの）の他に、電子部品１１をプリント配線板４に実装した後に電子部品１１の実装位置や実装状態を検査するものがある。この電子部品用の検査ヘッド９５は、第３の移動ユニット２３に装備される。この電子部品用の検査ヘッド９５は、前記検査ヘッド７７とを併用することができる。この場合、第２の移動ユニット２２のみによって実装するか、移動ユニットの数を３より増し、例えば５個あるいは６個とし、吸着ヘッドを複数各移動ユニットに搭載するようにする。
【００７９】
第３の移動ユニット２３に前記電子部品用の検査ヘッド９５を装備することによって、後工程を行う装置として専ら実装後の電子部品１１の実装位置、実装状態の検査を行う検査装置は不要になるから、この装置を設置する場合に較べて工場内の専有面積を狭くすることができる。
【００８０】
その他の特殊ヘッド９６は、特殊な形状の電子部品１１を実装するためのもので、第１〜第３の移動ユニット２１〜２３に装備することができる。
このように多種多様なヘッド９１〜９６をヘッドユニット２４に装備することにより、電子部品１１の実装とクリームはんだや接着剤の塗布、または検査などを３台の移動ユニット２１〜２３を使用して同時に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係る表面実装機の平面図である。
【図２】本発明に係る表面実装機の正面図である。
【図３】図１におけるIII−III線断面図である。
【図４】吸着ヘッドを搭載するヘッドユニットの平面図である。
【図５】吸着ヘッドを搭載するヘッドユニットを分割した状態を示す平面図である。
【図６】吸着ヘッドを搭載するヘッドユニットの正面図である。
【図７】吸着ヘッドを搭載するヘッドユニットの側面図である。
【図８】中空モータの断面図である。
【図９】小型のプリント配線板を使用する場合の状態を示す平面図である。
【図１０】大型のプリント配線板を使用する場合の状態を示す平面図である。
【図１１】本発明に係る表面実装機の概略構成を示す斜視図である。
【図１２】メンテナンス時の状態を示す構成図である。
【図１３】吸着ヘッドあるいは機能ヘッドの種類を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…表面実装機、２…基台、３…搬送装置、９…電子部品供給装置、２１〜２３…第１〜第３の移動ユニット、２４…ヘッドユニット、２５…Ｘ方向移動部材、２６…Ｘ方向駆動装置、３２…支持部材、３３…Ｘ方向ガイドレール、３４…中空モータ、３６…吸着ノズル、４１…Ｘ方向ボールねじ軸、５１…Ｙ方向ガイドレール、５５…吸着ヘッド、７７…検査ヘッド、９１…チップ部品用ヘッド、９２…異型部品用ヘッド、９３…ディスペンサヘッド、９４…荷重制御ヘッド、９５…検査ヘッド、９６…特殊ヘッド。  
【図１】
2007318000.tif 000003
【図２】
2007318000.tif 000004
【図３】
2007318000.tif 000005
【図４】
2007318000.tif 000006
【図５】
2007318000.tif 000007
【図６】
2007318000.tif 000008
【図７】
2007318000.tif 000009
【図８】
2007318000.tif 000010
【図９】
2007318000.tif 000011
【図１０】
2007318000.tif 000012
【図１１】
2007318000.tif 000013
【図１２】
2007318000.tif 000014
【図１３】
2007318000.tif 000015