(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ばら状態の部品（２）を搬送通路（５）に沿って一列に連続して整列搬送する整列搬送部（１１０）と、
上記搬送通路終端に設けられて搬送された先頭の部品を位置決めする位置決め部（１２０）と、
上記先頭部品が位置決め部に到達したことを確認する到達確認部（１３０）と、
位置決めされた上記先頭部品を上記位置決め部の下方に位置する基板に装着する部品装着部（１４０）と、を有し、
上記整列搬送部の搬送通路を構成する壁面と、位置決め部を構成する壁面とのうち、少なくとも一面は鏡面状の反射面を有する略透明体であり、
上記到達確認部は、上記略透明体を透過して上記反射面に向けて光を投光し、上記反射面で反射した光を上記位置決め部を経由して受光する光電センサを備え、上記先頭部品がこの光を遮光することで上記位置決め部に部品が到達したことを検出する、
ことを特徴とする装着ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の構成を有する装着ユニットであって、複数個設けられるとき、それぞれ統一された高さ、厚み、及び長さを有する板状形状にてなる装着ユニット（１０１）と、
上記装着ユニットの厚み方向（１７１）に沿って一定ピッチにてそれぞれの上記装着ユニットを配列し、上記装着ユニットを着脱自在に支持するユニット支持部（２２０）と、
上記装着ユニットにて部品が装着される基板（１０）を保持し上記装着ユニットに対して上記基板の部品装着位置（１０ａ）を位置決めする基板保持装置（２０４）と、
を備えたことを特徴とする部品装着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にばら状態の部品を整列搬送して基板への装置を行う装着ユニット、該装着ユニットを備えた部品装着装置、及び上記装着ユニットにて実行される部品装着方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ばら状態のチップ形電子部品を整列して搬送して回路基板へ装着するには、ばら状態の部品を整列搬送する整列搬送装置と、整列搬送された部品を基板へ装着する装着装置を用いて行っていた。
【０００３】
すなわち、整列搬送装置は、ばら状態の部品を整列搬送して、装着装置に供給可能な位置へ位置決めするまでを受け持ち、装着装置は、整列搬送装置によって位置決めされた部品を取り出し、画像認識等で上記部品の最終位置決め補正を行って基板への装着を行うところを受け持っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、昨今、取扱う部品の微小化が進み、整列搬送装置と装着装置の受け渡しが難しくなってきた。これに伴って、整列搬送装置の位置決め精度や装着装置の取り出し位置精度の向上や、場合によっては画像認識により基板へ装着する為の位置補正だけではなく、取り出し位置の補正を行う等の他にも様々な条件設定を行っているが、最適条件を見つけるのに時間がかかる上、それでも整列搬送装置で正しく位置決めされた部品を、装着装置が取り出しに失敗して飛ばしてしまったり、正しく保持できないといった理由で喪失してしまうことが少なくないものとなっていた。
【０００５】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、整列搬送装置と装着装置を一体化して部品の受け渡しを円滑に行い、非常にコンパクトで信頼性の高い装着ユニット、該装着ユニットを備えた部品装着装置、及び上記装着ユニットにて実行される部品装着方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
【０００７】
本発明の第１態様の装着ユニットは、ばら状態の部品を搬送通路に沿って一列に連続して整列搬送する整列搬送部と、
上記搬送通路終端に設けられて搬送された先頭の部品を位置決めする位置決め部と、
上記先頭部品が位置決め部に到達したことを確認する到達確認部と、
位置決めされた上記先頭部品を上記位置決め部の下方に位置する基板に装着する部品装着部と、を有し、
上記整列搬送部の搬送通路を構成する壁面と、位置決め部を構成する壁面とのうち、少なくとも一面は鏡面状の反射面を有する略透明体であり、
上記到達確認部は、上記略透明体を透過して上記反射面に向けて光を投光し、上記反射面で反射した光を上記位置決め部を経由して受光する光電センサを備え、上記先頭部品がこの光を遮光することで上記位置決め部に部品が到達したことを検出する、
ことを特徴とする。
【０００８】
又、整列搬送部の搬送通路を構成する壁面と、位置決め部を構成する壁面のうち、少なくとも一面には、継ぎ目が無く且つ略透明体である構成を採ることもでき、該構成によれば、搬送通路から位置決め部まで継ぎ目がないので、部品の搬送が円滑に行えるとともに、搬送通路から位置決め部へ搬送される部品を、全て目視確認することが可能となり、部品の搬送信頼性が高まるとともに、搬送異常の発見が容易になるという効果が得られる。
【０００９】
又、到達確認部が、位置決め部に部品が到達したことを光電センサにより検出する構成を採ることもでき、該構成によれば微小部品の到達確認において高い信頼性を得ることができる。
【００１０】
又、光電センサによる検出において、光を略透明体に透過させて行う構成を採ることもでき、該構成によれば光電センサが搬送通路に直接露出しないので、部品と光電センサの干渉による部品の搬送妨害や、光電センサの汚れや傷を防ぐことができ、部品の搬送及び到達確認において高い信頼性を得ることができる。
【００１１】
又、略透明体に鏡面状の反射面を設け、略透明体を透過する光電センサの光を必要とする方向へ屈折させる構成を有することもでき、該構成によれば、光電センサの投光側と受光側を位置決め部近傍へ対向して設ける必要がなく、位置決め部の周囲のスペースを有効に利用でき、位置決め部をコンパクトにしたり、位置決め部で位置決めされた部品の目視確認を容易にすることができる。
【００１２】
又、光電センサの受光側を位置決め部に配置し、整列搬送された先頭の部品の最先頭近傍のみを受光可能とする絞りを、上記光電センサの受光側に設けた構成を採ることもでき、該構成によれば、後続の部品に関係なく、先頭の部品が位置決め部に完全に到達したかどうかを正確に検出することができるので、部品の到達確認において高い信頼性を得ることができる。
【００１３】
又、略透明体が光透過率が９０％以上であるものとすることができ、これにより光電センサの光の減衰を最小限に止め、部品の検出において入光、遮光の光量の差を十分に得られるので、部品の到達確認において高い信頼性を得ることができる。
【００１４】
又、上記位置決め部は、上記先頭部品の搬送方向に平行に延在する位置決め面と、該位置決め面に上記先頭部品を接触させるよう吸引する吸引用開口とを有することもできる。
【００１５】
又、上記位置決め部は、上記位置決め面の内、互いに直交する２面に上記先頭部品を接触させて位置決めを行うようにすることもできる。
【００１６】
又、上記位置決め部は、上記搬送通路の終端を形成し上記先頭部品の前面に接触して上記先頭部品を搬送方向において位置決めする搬送方向位置決め面をさらに有し、上記吸引用開口は、上記搬送方向位置決め面の中心外に設けるようにすることもできる。
【００１７】
又、上記吸引用開口は、上記搬送方向位置決め面の斜め上方に設けるようにすることもできる。
【００１８】
さらに又、上記位置決め部は、上記搬送通路の終端を形成し上記先頭部品の前面に接触して上記先頭部品を搬送方向において位置決めする搬送方向位置決め面と、上記搬送通路を形成しかつ上記搬送方向及び上下方向に直交する左右方向のいずれか一方側にて上記先頭部品に接触しかつ上記搬送方向位置決め面に直交する横方向位置決め面と、上記搬送方向に向かって上記左右方向の斜め上方にて上記搬送方向位置決め面に形成され、上記先頭部品の上記前面を上記搬送方向位置決め面に吸着しかつ上記先頭部品を上記横方向位置決め面に接触させる吸引用開口と、を有し、上記搬送方向位置決め面及び上記横方向位置決め面にて上記先頭部品の位置決めを行うようにすることもできる。
【００１９】
上記位置決め部について、搬送方向位置決め面、横方向位置決め面、及び吸引用開口を有することで、装着される部品を確実に位置決めすることができる。
【００２０】
又、上記位置決め部は、上記横方向位置決め面に形成され上記先頭部品を上記横方向位置決め面に吸着する第２吸引用開口をさらに有することもできる。
【００２１】
第二吸引用開口を備えることで、例えば足付き部品のように部品本体部分が横方向位置決め面に接触できない部品においても確実に位置決めすることが可能となる。
【００２２】
又、上記部品装着部は、上記搬送経路に対応した形状の上記部品に対応した形状及び寸法を有し上記部品の保持及び下降を行い上記部品を上記基板へ装着する部品保持部材を有することもできる。
【００２３】
部品形状、寸法に対応した部品保持部材を備えることができることから、例えば、部品に対して過剰な寸法の部品保持部材を用いる必要がなくなり、部品の狭隣接配置を可能にし、又、コストダウンを図ることができる。
【００２４】
又、上記部品装着部は、上記部品保持部材にて上記部品を上記基板へ装着するときのみ上記部品保持部材の下降を許容する移動禁止機構をさらに有することもできる。
【００２５】
移動禁止機構を有することで、部品保持部材の上下方向における振動を防止することができる。
【００２６】
さらに本発明の第２態様の部品装着装置は、上記第１態様に記載の構成を有する装着ユニットであって、複数個設けられるとき、それぞれ統一された高さ、厚み、及び長さを有する板状形状にてなる装着ユニットと、
上記装着ユニットの厚み方向に沿って一定ピッチにてそれぞれの上記装着ユニットを配列し、上記装着ユニットを着脱自在に支持するユニット支持部と、
上記装着ユニットにて部品が装着される基板を保持し上記装着ユニットに対して上記基板の部品装着位置を位置決めする基板保持装置と、
を備えたことを特徴とする。
【００２７】
上記第１態様の装着ユニットを備えることから、部品装着装置の全体構成を縮小化することができる。
【００２８】
又、上記第２態様において、上記装着ユニットに備わる部品装着部は、上記搬送経路に対応した形状の上記部品に対応した形状及び寸法を有し吸着にて上記部品保持を行う部品保持部材と、上記部品保持部材の上下方向への移動を行い上記部品保持部材に吸着保持された上記部品を上記基板へ装着する保持部材駆動装置と、を有し、
上記部品保持部材に接続され吸引を行う保持部材用吸引装置と、
上記装着ユニットの動作制御を行う制御装置であって、上記装着ユニットに備わる位置決め部に先頭の部品を位置決めするときには、上記保持部材用吸引装置における吸引動作を停止させる制御装置と、をさらに備えることもできる。
【００２９】
部品位置決めの際には、保持部材用吸引装置における部品保持部材の吸引動作を停止することから、先頭部品には部品位置決め用の吸引動作のみが作用し、先頭部品の位置決め精度を向上させることができる。
【００３０】
又、上記第２態様において、上記先頭部品が上記位置決め部へ到達したことを上記到達確認部が確認したことに基づいて、上記制御装置は、さらに、上記保持部材駆動装置を動作させて上記先頭部品の上記基板への装着を行わせることもできる。
【００３１】
このような構成によれば部品到達を確認することで、確実に部品装着を行うことができる。
【００３２】
又、上記第２態様において、上記到達確認部が上記位置決め部への上記先頭部品の到達を判断用時間を超えて検出しないとき、上記制御装置は、さらに、部品装着動作異常警告を発することもできる。
【００３３】
このような構成によれば、判断用時間内に部品確認ができたときには、設備を停止させるには及ばない。よって、部品装着装置の稼動率を向上させることができる。
【００３４】
又、上記第２態様において、上記装着ユニットと同一形状及び寸法にてなり上記ユニット支持部に支持され、上記基板に装着された上記部品を撮像する撮像カメラを有する認識ユニットをさらに備え、上記制御装置は、さらに、上記認識ユニットから供給される撮像情報に基づいて装着位置ずれを求め、該装着位置ずれに基づいて上記基板保持装置の動作制御を行うこともできる。
【００３５】
装着ユニットは、整列搬送部及部品装着部を一体的に備えることから、装着ユニットの寸法誤差は、直ちに部品装着位置精度に影響する。よって、撮像情報により基板保持装置の動作制御を行うことで、上記部品装着位置精度の向上を図ることができる。
【００３６】
又、上記第２態様において、上記ユニット支持部に支持されている上記装着ユニットの上記厚み方向において上記ユニット支持部及び上記装着ユニットを相対的に移動させて上記装着ユニットの上記厚み方向における位置の微調整を行う位置補正部材をさらに備えることもできる。
【００３７】
装着ユニットは、整列搬送部及部品装着部を一体的に備えることから、装着ユニットの寸法誤差は、直ちに部品装着位置精度に影響する。よって、位置補正部材を設けることで、上記部品装着位置精度の向上を図ることができる。
【００３８】
さらに本発明の第３態様である部品装着方法は、少なくともばら状態の部品を搬送通路に沿って一列に連続して整列搬送し、上記搬送通路終端に設けられて搬送された先頭の部品を位置決め部に位置決めし、上記先頭部品が位置決め部に到達したことを確認した後、上記位置決め部に位置決めされた上記先頭部品を上記位置決め部の下方に位置する基板へ装着する部品装着方法において、
上記位置決め部に上記先頭部品を位置決めするときには、上記基板へ上記先頭部品を装着する吸着ノズルにおける吸引動作を停止する、
ことを特徴とする。
【００３９】
部品位置決めの際には、部品保持部材の吸引動作を停止することから、先頭部品には部品位置決め用の吸引動作のみが作用し、先頭部品の位置決め精度を向上させることができる。
【００４０】
又、上記第３態様において、上記位置決め部への上記先頭部品の到達が判断用時間を超えたとき、部品装着動作異常警告を発することもできる。
【００４１】
判断用時間内に部品確認ができたときには、設備を停止させるには及ばない。よって、部品装着装置の稼動率を向上させることができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施形態の装着ユニット、該装着ユニットを備えた部品装着装置、及び該部品装着装置にて実行される部品装着方法について説明する。尚、各図において、同じ構成部分については同じ符号を付している。又、「部品」として、本実施形態では、縦、横、高さ寸法が例えば０．６×０．３×０．３ｍｍの直方体にてなる、ばら状態のチップ形電子部品を例に採るが、該直方体形状の部品に限定するものではなく、例えば図１１に示すような突出部を有する部品等を扱うことも可能である。
【００４３】
図１は本実施の形態における装着ユニットを示す斜視図、図２はその正面図である。
図１に示すように、装着ユニット１０１は、ほぼＢ５サイズの大きさにてなる概略板状の外形を有し、後述の整列搬送部１１０、位置決め部１２０、到達確認部１３０、及び部品装着部１４０を有し、これらの各構成部分１１０、１２０、１３０、１４０を、当該装着ユニット１０１の厚さ１０１ｃから突出しないように収納している。又、複数の装着ユニット１０１間において、高さ１０１ａ、長さ１０１ｂ、厚さ１０１ｃの各寸法は、統一されている。尚、本実施形態では、高さ１０１ａは、１７７ｍｍ、長さ１０１ｂは２４７ｍｍ、厚さ１０１ｃは１８．５ｍｍであり、又、装着ユニット１０１の下端と基板上面との隙間は、本実施形態では約５ｍｍであるが、諸条件により変動する。
【００４４】
上記整列搬送部１１０は、ばら状態の部品２を収納する部品ケース１、通路３、部品整列部４、搬送通路５を有し、部品２を搬送通路５に沿って一列に整列させて連続して搬送する部分である。部品ケース１は、当該装着ユニット１０１の後端側に取り付けられ、部品ケース１から部品整列部４へ部品２が滑り落ちていくように、通路３は傾斜している。
部品整列部４は、通路３に連通する部品貯蔵部４１と、回転板４２と、該回転板４２を矢印方向へ回転させる、例えばモータを有する回転板駆動部４３とを有する。上記回転板４２は、内周面４２ａを形成したリング状であり、上記内周面４２ａには、１個の部品２を収納する部品収納部４４が周方向へ一列状に形成され、内周面４２ａは、上記部品貯蔵部４１及び上記搬送通路５に接する。又、各部品収納部４４は、内周面４２ａの周方向に沿って部品２の上記縦方向が揃うように配向されている。このように構成される部品整列部４では、回転板駆動部４３により回転板４２が回転することで、内周面４２ａが部品貯蔵部４１を通過するとき、各部品収納部４４に１個ずつ部品２が収納され、各部品２は搬送通路５の入口まで搬送される。搬送通路５の入口にて部品２は、一つずつ自重で搬送通路５へ連続して受け渡され整列される。尚、回転板４２に磁石を設け、該磁石の磁力にて部品２を回転板４２に保持させて搬送通路５の入口まで搬送することもできる。
【００４５】
上記搬送通路５は、搬送する部品２の上記横、高さ寸法に対応し、かつ搬送する部品２の製造誤差における最大部品を通過可能とする断面積を有し、各部品２を上記縦方向に沿って一列に整列した状態で、自重及び後述の吸引力にて搬送通路５の終端に位置する位置決め部１２０まで部品２を搬送する。又、搬送通路５の途中には、部品２の満杯状態を検出する部品検出センサー５１が設けられ、該センサ位置にて部品２が搬送通路５内に無ければ、回転板４２を回転させて部品供給を行い、部品２が存在すれば、回転板４２の回転を停止させる。部品検出センサー５１による部品検出により、回転板４２を無駄に回転させることによる部品２同士の摩擦や衝突による部品２の黒化現象の発生を防止する。
【００４６】
位置決め部１２０は、搬送通路５の終端に位置し、図８及び図９に示すように、搬送されてきた部品２の先頭に存在する先頭部品２−１を、部品装着部１４０との関係において位置決めする部分であり、搬送方向位置決め面１２１と、横方向位置決め面１２２と、吸引用開口１２３とを有する。尚、図８にて、搬送方向位置決め面１２１及び横方向位置決め面１２２にはハッチングを施しているが、これは各壁面を明示するためであり、断面を表すものではない。又、搬送通路５において位置決め部１２０に対応する部分には、位置決めされた先頭部品２−１が装着のために通過可能な部品通過開口５２が形成されている。
【００４７】
上記搬送方向位置決め面１２１は、先頭部品２−１の前面２ａに接触して先頭部品２−１を搬送方向１９１において位置決めする面である。上記横方向位置決め面１２２は、上記搬送通路５を形成する壁面であり、搬送方向１９１及び鉛直方向に平行な上下方向１９２に直交する左右方向１９３の内、搬送方向１９１に向かって右側にて先頭部品２−１に接触しかつ上記搬送方向位置決め面１２１に直交する面である。尚、本実施形態では、上述のように左右方向１９３の内、右側の壁面を横方向位置決め面１２２としたが、これに限定されず、横方向位置決め面１２２は、左右方向１９３のいずれか一方側にて先頭部品２−１に接触しかつ上記搬送方向位置決め面１２１に直交する面であればよい。
【００４８】
上記吸引用開口１２３は、搬送方向１９１に向かって右側の斜め上方にて搬送方向位置決め面１２１に形成される開口であって、先頭部品２−１の前面２ａを搬送方向位置決め面１２１に吸着しかつ先頭部品２−１を横方向位置決め面１２２に接触させる開口である。尚、本実施形態では、上述のように搬送方向１９１に向かって右側の斜め上方に吸引用開口１２３を形成したが、これは、搬送方向１９１に向かって右側の壁面を横方向位置決め面１２２としたことに対応するものである。よって、横方向位置決め面１２２を左右いずれに設定するかに応じて、搬送方向１９１に向かって左右方向１９３の斜め上方にて搬送方向位置決め面１２１に吸引用開口１２３を形成すればよい。
【００４９】
吸引用開口１２３は、真空通路１３を介して部品位置決め用吸引装置１２４に接続される。よって、搬送通路５内は、吸引用開口１２３及び真空通路１３を介して部品位置決め用吸引装置１２４にて吸引され、それに伴い先頭部品２−１の前面２ａは、搬送方向位置決め面１２１に当接して保持され、先頭部品２−１は搬送方向１９１において位置決めされる。さらに、本実施形態では、吸引用開口１２３は、搬送方向位置決め面１２１の右側斜め上方に形成していることから、先頭部品２−１は、搬送方向１９１に向かって右側斜め上方へ吸引される。従って、先頭部品２−１の右側側面２ｂが横方向位置決め面１２２に当接して保持され、先頭部品２−１は左右方向１９３においても位置決めされる。
よって、先頭部品２−１は、図９に示すように、搬送方向位置決め面１２１及び横方向位置決め面１２２の２つの壁面にて、装着準備位置１２５に位置決めされる。尚、図示するように本実施形態では、吸引用開口１２３は、搬送方向位置決め面１２１の右側上方の約１／４を占めることから、先頭部品２−１は、搬送通路５の上壁面５ａにも当接し上下方向１９２においても位置決めされているが、後述するように部品装着部１４０にて先頭部品２−１は下方へ移動し基板１０に装着されることから、必ずしも上下方向１９２に先頭部品２−１を位置決めする必要はない。
【００５０】
このように搬送通路５の終端に位置する位置決め部１２０にて、先頭部品２−１は常に一定の装着準備位置１２５に配置されることから、後述するように位置決め部１２０に対応して設置されている部品装着部１４０による基板１０への部品装着精度を向上させることができる。
【００５１】
又、上述したように搬送通路５における幅寸法は、最大誤差寸法を有する部品２が通過可能なように設計することから、最小誤差寸法を有する部品２の場合には左右方向１９３において搬送通路５内での遊びが大きくなる。しかしながら、該最小誤差寸法を有する部品２においても、搬送方向位置決め面１２１及び横方向位置決め面１２２の２壁面にて位置決めされることから、例えば搬送通路５の中心位置にて部品装着部１４０にて部品保持を行う場合に比べて、左右方向１９３において部品装着部１４０に対する位置ずれ量を小さくすることができる。
【００５２】
又、搬送方向位置決め面１２１に形成する吸引用開口１２３の形状は、上述の「横方向位置決め面１２２に対応して左右方向１９３のいずれか一方側の斜め上方」の条件を満たす限り、特定されることはない。例えば図１０に示すような吸引用開口１２３−１であってもよい。又、開口の数も一つに限定するものではない。
尚、上記部品位置決め用吸引装置１２４は、本実施形態では図２に示すように、当該装着ユニット１０１に備わり、装着ユニット１０１の前面に設けたエアー配管用プラグ１９７さらに第１電磁弁１２４−１を介して供給されるエアーを利用して吸引用の真空を発生する。本実施形態ではこのように真空発生用構成部分としての部品位置決め用吸引装置１２４及び第１電磁弁１２４−１を装着ユニット１０１に設けたが、該形態に限定されるものではなく、装着ユニット１０１の外部に吸引装置を設けても良い。
【００５３】
又、部品２とは異種の部品で例えば足付き部品の装着を行う装着ユニットのように、搬送方向位置決め面１２１及び横方向位置決め面１２２に部品の横部が十分に当接しない形状にてなる部品の場合には、図１１に示すように、部品１９８の横部１９８ａを横方向位置決め面１２２に十分に当接させ吸着させるため、横方向位置決め面１２２に第２吸引用開口１２８をさらに設けることもできる。
【００５４】
尚、本実施形態では上述したように、搬送方向位置決め面１２１及び横方向位置決め面１２２にて部品２を位置決めしたが、後述の装着ノズル８との位置関係等の諸条件を満足させることで、部品２の搬送方向１９１に平行に延在する搬送通路５の４つの壁面のそれぞれを位置決め面、又はこれら位置決め面の内、互いに直交する２面にて位置決め面とし、これらの位置決め面に先頭部品２−１を接触させるよう吸引する吸引用開口を有するように構成することもできる。
又、上記諸条件を満足させることで、吸引用開口１２３について、上記搬送方向位置決め面１２１の中心外に設けることもできる。
【００５５】
到達確認部１３０は以下のように構成される。
図６及び図７に示すように、１１は搬送通路５と位置決め部１２０の一側面を覆う一枚の略透明体のカバーである。これにより、部品２は、搬送通路５からその終端に位置する位置決め部１２０まで継ぎ目がないので搬送を円滑に行うことができる。また、搬送される部品２を全て目視確認することもできるので、搬送異常を容易に発見することができる。
部品２の位置決め部１２０への到達は、位置決め部１２０の近傍に設けられた光電センサ７によって行われる。１４は光電センサ７の受光側ヘッドであり、この受光側ヘッド１４の前面には、部品２の最先頭近傍のみ受光可能なように絞り１５が設けられている。図７に示すように光電センサ７の投光側ヘッド１６より投光された光の光軸１７は、カバー１１の中を搬送通路５と略平行して直進し、位置決め部１２０近傍のカバー１１に設けられた鏡面状の反射面１８により、約９０°屈折して、搬送通路５の終端、即ち先頭に位置する部品２−１により遮光されるようになっている。先頭部品２−１が、位置決め面１２１に到達していない場合は、光軸１７は遮光されることなく、絞り１５を通して受光側ヘッド１４に受光されるようになっている。又、このように光電センサの投光側ヘッド１６が遠方より、略透明体であるカバー１１内へ光軸１７を透過させるので、光の減衰を極力抑えるために、カバー１１には、光透過率が９０％以上のアクリル系樹脂を使用している。尚、ここではアクリル系樹脂を使用したが、光透過率が９０％以上の材料であれば樹脂に限らず、ガラスのようなものであってもよい。
【００５６】
以上のような構成としたので、部品２の搬送及び到達確認を高い信頼性で行うことができるとともに、少なくとも光電センサ７の投光側ヘッド１６を遠方に配置できるので、位置決め部１２０の周囲のスペースを有効に利用でき、位置決め部１２０をコンパクトにしたり、位置決め部１２０で位置決めされた先頭部品２−１の目視確認を容易にすることができる。
【００５７】
部品装着部１４０は以下のように構成されている。即ち、図１、図２、及び図１２に示すように、位置決め部１２０における上記装着準備位置１２５に位置決めされた先頭部品２−１を保持して下降し基板１０へ装着する部品保持部材としての機能を果たす一例である装着ノズル８と、先頭部品２−１を基板１０へ装着するときのみ装着ノズル８の下降を許容する移動禁止機構１４１とを備え、さらに、上記装着ノズル８を上下方向１９２に昇降させる保持部材駆動装置１４２と、装着ノズル８内の吸引用通路８ａに真空を発生させるノズル用吸引装置１４３を備えることができる。
尚、ノズル用吸引装置１４３は、本実施形態では図２に示すように、当該装着ユニット１０１に備わり、上記エアー配管用プラグ１９７さらに第２電磁弁１４３−１を介して供給されるエアーを利用して吸引用の真空を発生する。本実施形態ではこのように真空発生用構成部分としてのノズル用吸引装置１４３及び第２電磁弁１４３−１を装着ユニット１０１に設けたが、該形態に限定されるものではなく、装着ユニット１０１の外部に吸引装置を設けても良い。
【００５８】
上記ノズル駆動機構１４２は、上記吸着ノズル８を取り付けたブロック８１と、該ブロック８１を待機位置８２及び装着位置８３の間で昇降させる駆動部に相当し当該装着ユニット１０１に固定されているＤＣソレノイド８４とを備える。
又、上記移動禁止機構１４１は、ピン９１を中心軸として装着禁止位置９２及び装着可能位置９３の間を揺動する、揺動部材に相当するシャッターレバー９と、該シャッターレバー９の上記揺動を行う駆動部に相当し当該装着ユニット１０１に固定されているＤＣソレノイド９４とを備える。上記シャッターレバー９の一端部は、ブロック８１に回転可能に取り付けられたローラ８５と係合する係合部９５を構成し、シャッターレバー９の他端部は、上記位置決め部１２０の上記装着準備位置１２５に位置決めされた上記先頭部品２−１に対応して搬送通路５に形成されている部品通過開口５２の開閉を行うシャッター部９６を構成する。
【００５９】
このようなシャッターレバー９では、当該シャッターレバー９が装着禁止位置９２に位置しかつノズル駆動機構１４２の上記ブロック８１が待機位置８２に位置するとき、係合部９５は、図１２にて２点鎖線にて示すようにブロック８１に回転可能に取り付けられたローラ８５に係合し、シャッター部９６は、図１２にて２点鎖線にて示すように部品通過開口５２を閉じる。一方、シャッターレバー９が装着可能位置９３に位置するときには、係合部９５は、図１２にて実線にて示すようにローラ８５と非係合状態となり、シャッター部９６は、図１２に実線で示すように部品通過開口５２を開ける。従って、シャッターレバー９が装着禁止位置９２に位置するときには、ブロック８１つまり装着ノズル８は待機位置８２から下降不可であり、又、部品通過開口５２もシャッター部９６にて閉じられていることから、先頭部品２−１の基板１０への装着は不可能であり、一方、シャッターレバー９が装着可能位置９３に位置するときには、ブロック８１つまり装着ノズル８は下降可能であり部品通過開口５２も開いていることから、先頭部品２−１の装着が可能となる。
【００６０】
上述のように移動禁止機構１４１を設けることで、不用意に先頭部品２−１を装着することを防止でき、さらに、係合部９５とローラ８５とが係合することで、装着ノズル８が振動するのを防止することもできる。
【００６１】
又、上述したように、装着ユニット１０１では、搬送通路５の大きさと、部品２の横、高さ寸法とは相互に関係することから、各装着ユニット１０１毎に適用可能な部品２が特定される。従って、それぞれの装着ユニット１０１に備わる上記ノズル駆動機構１４２にて駆動される装着ノズル８は、図１３から図１５に示すように、装着する部品２のサイズ等に対応した適切なものを選択することができる。又、上述したように、位置決め部１２０の作用により、先頭部品２−１は常に上記装着準備位置１２５に位置決めされることから、部品位置のバラツキに対応するために装着ノズルサイズを大きくする必要はない。よって、従来、サイズの異なる数種の部品を一つの装着ノズルで吸着することに起因して、例えば部品サイズに比べて装着ノズルサイズが大きいときには、基板に部品を装着した際、隣接する部品間隔が必要以上に大きくなるという問題があったが、本実施形態の装着ユニット１０１によれば、各部品サイズに応じた装着ノズルサイズを選択できることから、上記問題はなくなり部品２の狭隣接配置が可能となる。又、従来、上述のように多種部品を一つの装着ノズルで吸着させるため、装着ノズルの吸引用通路の断面は複雑な形状となり、製作コスト高を招いたが、本実施形態では各種部品に対応した装着ノズル８を選択できることから、上記複雑な断面にてなる吸引用通路は必要なく、単純な断面の吸引用通路８ａを採用できる。よって、コストダウンを図ることもできる。
【００６２】
又、後述するが、装着ユニット１０１を部品装着装置へ装填可能とするため、装着ユニット１０１には、さらに、電気的接続を行うコネクタ１９６、及び装填したときに装着ユニット１０１の上記厚み１０１ｃの方向における位置の微調整を行う位置補正部材１９４を前面に設け、上部には取付用レール１９５を設けている。又、装着ユニット１０１内の各構成部分の作動用部品を装着した制御基板１８９、及び上記装填用の係合部材１８８を装着ユニット１０１の後部に設けている。
【００６３】
以上のような構成を有する装着ユニット１０１は、図１６及び図１７に示す部品装着装置２０１に備わるユニット支持部２２０に吊り下げる形で装填される。即ち、図１８に示すように、ユニット支持部２２０は、Ｘ軸方向及び上記左右方向１９３に平行である装着ユニット１０１の厚み方向１７１に沿って一定ピッチにて各装着ユニット１０１を配列可能なように、装着ユニット１０１の上記取付用レール１９５と嵌合し、装着ユニット１０１をその長さ方向１７２に移動可能とする取付係合部２２１を上記一定ピッチにて形成している。よって、各装着ユニット１０１について、取付用レール１９５を取付係合部２２１に嵌合させ、長さ方向１７２に摺動させることで、各装着ユニット１０１は、ユニット支持部２２０に吊り下げる形で装填される。尚、上記長さ方向１７２は、Ｙ軸方向及び上記搬送方向１９１に平行である。又、このようにユニット支持部２２０に装着ユニット１０１が装填されることで、部品装着装置２０１側に設けられているエアー配管及び電気配線と、装着ユニット１０１側の上記エアー配管用プラグ１９７及びコネクタ１９６とがそれぞれ接続される。
【００６４】
又、ユニット支持部２２０に装着ユニット１０１が装填されたとき、装着ユニット１０１の前面に設けている上記位置補正部材１９４は、図１９に示すように、ユニット支持部２２０に設けた長穴２２２と係合する。位置補正部材１９４は、本実施形態では偏心ピンにて構成されている。よって、位置補正部材１９４をその軸周り方向に回転させることで、ユニット支持部２２０に対する装着ユニット１０１の取付位置を厚み方向１７１に微調整することができる。
尚、本実施形態では、位置補正部材１９４を装着ユニット１０１に設けているが、該形態に限定するものではなく、ユニット支持部２２０側に設けてもよい。要するに装着ユニット１０１及びユニット支持部２２０間で相対的に装着ユニット１０１の厚み方向１７１に装着ユニット１０１を移動可能とすればよい。又、位置補正部材１９４の構造も、上記偏心ピンの形態に限定するものではない。
【００６５】
部品装着装置２０１は、装着ユニット１０１の他、ベース２０２の上面で、ユニット支持部２２０に支持された装着ユニット１０１の下方に配置され基板１０を保持してＸ，Ｙ，θ方向に移動する基板保持装置２０４と、該基板保持装置２０４に基板１０を供給するローダ装置２０５と、基板保持装置２０４から基板１０を次工程へ移送するアンローダ装置２０６と、基板１０の搬送を行う基板搬送装置２１０と、これら装着ユニット１０１、基板保持装置２０４、ローダ装置２０５、アンローダ装置２０６、及び基板搬送装置２１０の動作制御を行う制御装置２８０とを備える。
【００６６】
基板保持装置２０４は、図１６に示すように、Ｙ軸モータ２０７ａによってＹ軸方向に摺動するＹテーブル２０７と、Ｙテーブル２０７上に取り付けられＸ軸モータ２０８ａによってＸ方向に摺動するＸテーブル２０８と、Ｘテーブル２０８上に取付けられてθ軸モータ２０９ａによって回転するθテーブル２０９とを有する。よって基板保持装置２０４によって、基板１０は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びθ方向へ移動することができる。ユニット支持部２２０に支持された装着ユニット１０１は、Ｘ，Ｙ軸方向に移動できないことから、基板１０を基板保持装置２０４にてＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθ方向へ移動することで、装着ユニット１０１に備わる上記装着ノズル８の直下に基板１０における部品装着位置１０ａを位置決めする。
又、基板１０は、図１６における右方のローダ装置２０５から基板搬送装置２１０によって基板保持装置２０４に供給され、装着ユニット１０１にて部品２を実装された後、アンローダ装置２０６によって左方へと排出される。
【００６７】
上述したように部品装着装置２０１に装填された装着ユニット１０１にて実行される部品装着方法について、主に、図３から図５、図２０、及び図２１を参照して以下に説明する。尚、上記部品装着方法は、装着ユニット１０１を含めた各構成部分に対する制御装置２８０の動作制御にて実行される。又、制御装置２８０に備わる記憶部２８１には、基板１０への部品装着動作に必要な、例えばいわゆるＮＣプログラム等の情報が格納されている。
【００６８】
まず、基板１０がローダ装置２０５を介して基板保持装置２０４に搬入され保持された後、基板保持装置２０４が動作して、部品装着を行う装着ユニット１０１の装着ノズル８の直下に基板１０の部品装着位置１０ａを位置決めする。
一方、装着ユニット１０１が動作し搬送通路５を通して部品２を上記位置決め部１２０へ搬送する。図２０に示すステップ１では、部品位置決め用吸引装置１２４の作動により吸引用開口１２３を介して吸引が行われ、上述したように、又、図３に示すように、先頭部品２−１が搬送方向位置決め面１２１及び横方向位置決め面１２２に当接して装着準備位置１２５に位置決めされる。
【００６９】
ステップ１にて先頭部品２−１の上記位置決めがなされるとき、図２１に示すように、ノズル用吸引装置１４３は動作停止され装着ノズル８における吸引動作は停止される。これは、部品位置決め用吸引装置１２４のみならず装着ノズル８の吸引も行ったときには、先頭部品２−１は、吸引用開口１２３だけでなく装着ノズル８へも吸引されることから、先頭部品２−１の上記位置決めが不十分、不正確になる可能性があるからである。よって、先頭部品２−１の位置決め動作時には、装着ノズル８における吸引動作を停止することで、先頭部品２−１の位置決めの信頼性を向上させることができる。又、該位置決め精度が向上することで、部品装着精度を向上させることも可能となる。
【００７０】
又、ステップ２では、上記到達確認部１３０にて先頭部品２−１が装着準備位置１２５に位置決めされたか否かが判断され、位置決めされたと判断されたときにはステップ５に移行する。該ステップ２における判断動作は、本実施形態では判断用時間としての１０秒間、ステップ３にて続行され、この間に先頭部品２−１の装着準備位置１２５への位置決めが確認されればよい。即ち、当該装着ユニット１０１では、以下に詳しく説明するように、整列搬送部１１０と部品装着部１４０とが独立して動作せず、装着準備位置１２５に先頭部品２−１が位置決めされた後、上記部品装着部１４０を作動させる。従って、部品供給動作と部品吸着動作とを独立して行う場合には、部品供給の遅延に起因して直ちに部品吸着ミスと判断され、設備停止を招くという課題があるが、当該部品装着装置２０１では、上記１０秒という比較的長い時間を部品供給の判断用時間として設定でき、部品供給が多少遅延しても設備停止に至ることを防止できる。一方、上記判断用時間を超えても先頭部品２−１が位置決めされないときには、ステップ４にて、「部品無し」の表示を行い警告を発する。
【００７１】
先頭部品２−１の上記位置決めが確認された後、ステップ５では、停止していたノズル用吸引装置１４３を動作させ、装着ノズル８における吸引動作を開始する。尚、装着ノズル８の吸引動作開始後、本実施形態では図２１に示すように、部品位置決め用吸引装置１２４の動作を停止させるが、これに限定されず、点線で示すようにそのまま動作を続行させてもよい。
【００７２】
次のステップ６では、移動禁止機構１４１を作動させる。即ち、ＤＣソレノイド９４を動作させ、装着禁止位置９２に位置しているシャッターレバー９を装着可能位置９３へ揺動させる。これにより、シャッターレバー９のシャッター部９６は、図４に示すように部品通過開口５２から外れ、部品通過開口５２は開かれる。又、シャッターレバー９が装着可能位置９３へ揺動することで、シャッターレバー９の係合部９５がブロック８１のローラ８５から外れ、ブロック８１を待機位置８２から装着位置８３へ移動可能とする。
【００７３】
次のステップ７では、保持部材駆動装置１４２を作動させる。即ち、ＤＣソレノイド８４を作動させて、待機位置８２に位置しているブロック８１つまり装着ノズル８を、装着位置８３へ下降させる。該下降動作により、装着準備位置１２５に位置決めされている先頭部品２−１が装着ノズル８の先端に吸着された状態で、部品通過開口５２を通過して基板１０の上記部品装着位置１０ａへ装着される。該装着後、ステップ１１にてノズル用吸引装置１４３の動作を停止し、装着ノズル８の部品吸着を停止する。
尚、ステップ７において装着ノズル８が装着位置８３に配置されないときには、ステップ８〜ステップ１０において、ノズル動作エラーを表示し、装着ノズル８を待機位置８２に戻す。
【００７４】
部品装着位置１０ａへ先頭部品２−１を装着した後、ステップ１２では、保持部材駆動装置１４２のＤＣソレノイド８４を作動させて、装着位置８３に位置しているブロック８１つまり装着ノズル８を待機位置８２まで上昇させる。
そして次のステップ１３にて、移動禁止機構１４１を作動させる。即ち、ＤＣソレノイド９４を動作させ、装着可能位置９３に位置しているシャッターレバー９を装着禁止位置９２へ揺動させる。これにより、シャッターレバー９のシャッター部９６は、再び図３に示すように部品通過開口５２を閉じる。又、シャッターレバー９が装着禁止位置９２へ戻ることで、シャッターレバー９の係合部９５がブロック８１のローラ８５に再び係合し、待機位置８２に位置しているブロック８１の移動を禁止する。
【００７５】
以上のように、搬送通路５の終端の位置決め部１２０において、先頭部品２−１の位置決め、到達確認が完了した直後に、装着ノズル８への先頭部品２−１の受け渡しも完了することができ、その位置から装着ノズル８が下降することで、先頭部品２−１を下方の基板１０へ装着することができる。よって、ばら状態の部品２の整列搬送から基板１０への装着まで部品２の受け渡しを円滑に行うことができ、これらを非常にコンパクトな装置で信頼性高く行うことができる。
【００７６】
又、上記部品装着装置２０１のユニット支持部２２０に、図２２に示すような、基板１０の撮像を行う撮像カメラ１６１を有する認識ユニット１６０を装填することもできる。図２２において、１６２は上記撮像カメラ１６１等の駆動装置であり焦点調整、画像の取り込み等を行う。１６３は撮像画像の画像処理等を行う制御部である。
上記認識ユニット１６０を備えた場合、撮像カメラ１６１にて装着された部品２等を撮像して、該撮像情報に基づいて装着位置ずれを求めることができる。よって、制御装置２８０は、上記装着位置ずれ情報に基づいて、該位置ずれを解消するように、基板保持装置２０４の動作を制御することができる。
【００７７】
装着ユニット１０１を有する部品装着装置２０１に認識ユニット１６０を備えることは、以下の点で効果的である。即ち、上述したように、装着ユニット１０１は、部品２の整列搬送部１１０と、部品２の部品装着部１４０とを一体的に構成していることから、装着ユニット１０１の寸法上の製造誤差、上記ユニット支持部２２０に対する装着誤差等が、直ちに部品２の装着位置ずれに影響する。よって、該装着位置ずれを補正するため、認識ユニット１６０を装着することは極めて効果的である。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように本発明の第１態様の装着ユニットによれば、少なくともばら状態の部品を搬送通路に沿って一列に連続して整列搬送する整列搬送部と、上記搬送通路終端に設けられて搬送された先頭の部品を位置決めする位置決め部と、この先頭の部品が位置決め部に到達したことを確認する到達確認部と、この位置決めされた先頭の部品を、上記位置決め部の下方に位置する基板へ装着する部品装着部を有する構成としているので、ばら状態の部品の整列搬送から基板への装着まで部品の受け渡しを円滑に行うことができ、これらを非常にコンパクトな装置で信頼性高く行うことができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態における装着ユニットの斜視図である。
【図２】  図１に示す装着ユニットの正面図である。
【図３】  図１に示す装着ユニットに備わる部品装着部の動作を説明するための図である。
【図４】  図１に示す装着ユニットに備わる部品装着部の動作を説明するための図である。
【図５】  図１に示す装着ユニットに備わる部品装着部の動作を説明するための図である。
【図６】  図１に示す装着ユニットに備わる到達確認部の側面図である。
【図７】  図１に示す装着ユニットに備わる到達確認部の平面図である。
【図８】  図１に示す装着ユニットに備わる位置決め部を示す斜視図である。
【図９】  図８に示す位置決め部における吸引用開口を示す図である。
【図１０】  図８に示す位置決め部における吸引用開口の変形例を示す図である。
【図１１】  図８に示す位置決め部の変形例を示す図である。
【図１２】  図１に示す装着ユニットに備わる部品装着部を示す図である。
【図１３】  図１２に示す部品装着部に備えることが可能な装着ノズルの斜視図である。
【図１４】  図１３に示す装着ノズルの変形例における斜視図である。
【図１５】  図１３に示す装着ノズルの変形例における斜視図である。
【図１６】  本発明の他の実施形態における部品装着装置の斜視図である。
【図１７】  図１６に示す部品装着装置の側面図である。
【図１８】  図１６に示す部品装着装置に備わるユニット支持部を示す斜視図である。
【図１９】  図１に示す装着ユニットを図１６に示す部品装着装置に装填したときに、装着ユニットの位置補正を行うための位置補正部材を示す図である。
【図２０】  図１６に示す部品装着装置に備わる図１に示す装着ユニットにおける部品装着動作を示すフローチャートである。
【図２１】  図１６に示す部品装着装置に備わる図１に示す装着ユニットにおける部品装着動作を示すタイミングチャートである。
【図２２】  図１６に示す部品装着装置に装填可能な認識ユニットの斜視図である。
【符号の説明】
２…部品、２−１…先頭部品、２ａ…前面、５…搬送通路、
８…装着ノズル、１０…基板、１０ａ…部品装着位置、１１…カバー、
１５…絞り、
１０１…装着ユニット、１１０…整列搬送部、１２０…位置決め部、
１２１…搬送方向位置決め面、１２２…横方向位置決め面、
１２３…吸引用開口、１２８…第２吸引用開口、１３０…到達確認部、
１４０…部品装着部、１４１…移動禁止機構、１４２…保持部材駆動装置、
１４３…ノズル用吸引装置、１６０…認識ユニット、１６１…撮像カメラ、
１７１…厚み方向、１７２…長さ方向、１９１…搬送方向、
１９２…上下方向、１９３…左右方向、１９４…位置補正部材、
２０４…基板保持装置、２２０…ユニット支持部、２８０…制御装置。
【図１】
0003935403.tif 000002
【図２】
0003935403.tif 000003
【図３】
0003935403.tif 000004
【図４】
0003935403.tif 000005
【図５】
0003935403.tif 000006
【図６】
0003935403.tif 000007
【図７】
0003935403.tif 000008
【図８】
0003935403.tif 000009
【図９】
0003935403.tif 000010
【図１０】
0003935403.tif 000011
【図１１】
0003935403.tif 000012
【図１２】
0003935403.tif 000013
【図１３】
0003935403.tif 000014
【図１４】
0003935403.tif 000015
【図１５】
0003935403.tif 000016
【図１６】
0003935403.tif 000017
【図１７】
0003935403.tif 000018
【図１８】
0003935403.tif 000019
【図１９】
0003935403.tif 000020
【図２０】
0003935403.tif 000021
【図２１】
0003935403.tif 000022
【図２２】
0003935403.tif 000023