JPH10242695A - 電子部品装着機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板保持固定装置が前後左右あるいはそのど
ちらか一方向に移動して、電子部品の装着位置と部品認
識部の距離をできるだけ短縮させる。 【解決手段】 サポート部18がＸ方向，Ｙ方向送りねじ
20，23によりＸ，Ｙ方向に移動して電子部品位置認識部
と基板６の電子部品装着位置を近づけることによりＸ，
Ｙロボットの移動距離を短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリント配線基板
(以下、基板という)に電子部品を搭載する電子部品装着
機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から表面実装部品といえば抵抗やコ
ンデンサといったチップ部品が主流であったが近年、コ
ネクタやＩＣといった部品が増えてきている。そこで主
にチップ部品を搭載している電子部品装着機との生産時
間を合わすためにもコネクタやＩＣといった電子部品を
搭載している電子部品装着機のさらなる高生産性が望ま
れている。

【０００３】図８は従来の電子部品装着機の全体構成を
示す外観斜視図(1)とＸ，Ｙロボットの要部斜視図(2)で
ある。これは、基板を保持固定するための基板保持固定
装置１と、電子部品を吸着するノズル５を基板上の所定
装着位置まで移動させるＸ，Ｙロボット２と、電子部品
をノズル位置まで供給するためＸ，Ｙロボットを挾んで
正面側(Ａ矢印)から見て前側電子部品供給部３と後側電
子部品供給部４(図８では裏側で表れていないが、図10
に示している)とを有する。

【０００４】図９は図８の基板保持固定装置の構成とそ
の動作状態説明のための要部側断面図であり、基板６を
搬送(図８の矢印Ｂ方向，図９では紙面に対し垂直方向)
する機構部は幅Ｄが調節可能な搬送レール７a，７bと、
この搬送レール上に位置し基板６を載置し搬送する搬送
ベルト８a，８b及び搬送レール７a，７bを基板搬送時に
ガイドする搬送レールガイド９a，９bからなる。また、
基板６の下方位置には基板と当接する複数本のサポート
ピン10と、このサポートピン10が挿入されているサポー
トプレート11及びこのサポートプレート11を図９(1)の
状態から図９(2)の状態のように上下(矢印Ｃ方向)に移
動させる駆動装置12、この駆動装置12により上，下移動
する上下アーム13から構成されている。

【０００５】図10は図８に示す基板保持固定装置１等の
電子部品装着機要部の配置構成を説明する平面図であ
り、搬送レール７a，７bを挾んで前側電子部品供給部
３、後側電子部品供給部４が配置され、この後側電子部
品供給部４と搬送レール７bの間に部品認識カメラ14が
１台配置されている。なお、実線ルート15が後側電子部
品供給部４からの装着経路，破線ルート16が前側電子部
品供給部３からの装着経路であって、いずれの場合も部
品認識カメラ14でＸ，Ｙロボット２のノズル５に吸着し
ている電子部品の位置を割り出すようになっている。

【０００６】以上のように構成された電子部品装着機の
基板保持固定装置の動作について図８ないし図10を用い
て説明する。図９，図10に示す搬送レール７a，７bを基
板６の幅Ｄに予め広げておく。次に基板６が搬送レール
７a，７b上を搬送ベルト８a,8bにより搬送され所定の位
置に到着すると、図９(1)に示すサポートプレート11は
駆動装置12の駆動により上下アーム13が上昇し、サポー
トピン10が図９(2)に示すように基板６と当接し基板６
を保持固定する。このとき、サポートプレート11の上昇
により搬送レール７a，７bが上昇し、搬送レールガイド
９a，９bと搬送ベルト８a，８bで基板６を挟み込み、サ
ポートピン10と共に基板６を保持固定する。これにより
基板の反りを矯正し基板の高さを一定に保つ。その後、
図８(2)に示すノズル５で前側電子部品供給部３あるい
は後側電子部品供給部４から電子部品を吸着し、Ｘ，Ｙ
ロボット２で移動し図10に示す部品認識カメラ14により
ノズル５に吸着している電子部品の位置を割り出し、基
板上に電子部品を搭載する。このときのＸ，Ｙロボット
２の移動経路が図10の15，16である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近は電子
部品の搭載精度向上のため電子部品の位置規正をメカ規
正方式から認識による方法へと変わってきている。メカ
規正方式の場合、Ｘ，Ｙロボットが移動中、チャックで
電子部品を規正し基板に搭載していた。このときは前側
電子部品供給部３と基板６が近いときは効率が良かった
が、図10に示すような認識方式の場合、部品認識カメラ
14で電子部品を撮像しノズル５に吸着されている電子部
品の位置を割り出し基板６に搭載している。しかし、電
子部品の部品認識カメラ14はサポートプレート11の外側
に配置され、基板６は基板保持固定装置の前側を基準と
して配置されているために常に部品認識カメラ14からは
遠く、図10に示すような装着経路15，16を通っていた。
特に前側電子部品供給部３からの認識装着は図10のよう
に基板６を通り越して部品認識カメラ14で電子部品の位
置を認識し、逆戻りして基板６に装着するという装着経
路16を取るためロボットの移動距離が長く、生産性が悪
かった。

【０００８】また、基板の反りを矯正し高さを一定に保
つということから全域の任意の箇所をサポートピン10で
支持できるように図10に示すようにサポートプレート11
は最大基板の範囲17とほぼ同じ大きさをしていた。その
ため、基板の大型化に伴いサポートプレートも大きくな
り平面度を確保することが難しくなっていきコストアッ
プの要因にもつながっていた。また、搬送レールが上昇
したとき図９(2)のように搬送レールのガイド９a，９b
と搬送ベルト８a，８bで基板６を挟み込むため、基板の
搬送レール端部付近はサポートする必要性が薄れてきて
いる。

【０００９】本発明はこのような点に鑑み、Ｘ，Ｙロボ
ットの移動量を短縮して生産性の向上を図り、かつ移動
量を補正し電子部品の装着精度を低下させず、しかも最
大基板の大きさに合わせる必要のないサポートプレート
を用い、コストの低下を図ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、Ｘ，Ｙロボットの前後(Ｙ軸方向)に電子部品
位置認識部を配置し、合わせて基板保持固定装置を前記
電子部品位置認識部側へ移動させ、基板に電子部品の装
着を行うようにしたことで、Ｘ，Ｙロボットの移動距離
を短縮させ、時間を節減して効率化を図ることができ
る。

【００１１】また、基板保持固定装置のＹ軸方向への移
動に連動してサポートプレートが常に基板の中央部に位
置するようにした移動調節機構を有することで、基板を
保持固定するために最大基板と同等の大きさのサポート
プレートでなくても基板の幅に応じて確実に保持するこ
とができる。

【００１２】さらに基板保持固定装置を移動させる前と
所定量移動後に基板保持固定装置の搬送レールの両端に
設けられたマークを基板認識カメラで読み込み、画像認
識処理により基板保持固定装置の位置を割り出し、設定
の移動量とマーク位置から割り出した実際の移動量とを
比較し、Ｘ，Ｙロボットの移動量を補正し、正確な電子
部品の基板への装着ができるものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態につ
いて、図１から図７を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本実施の形態１における電子部
品装着機を構成する基板保持固定装置１の外観斜視図で
ある。図１において、18は基板６のサポート部であり、
一対の搬送レール７a，７bと、搬送レール７bを矢印Ｙ
方向へ移動させる送りねじ19a，19bを有する。また基板
６の下面には基板６の一部を切り欠いて図示したサポー
トピン10がサポート部18のサポートプレート18aに設置
されている。20はサポート部18を駆動装置21にて矢印Ｘ
方向へ移動させる送りねじ、22はＸ軸部、23はＸ軸部22
を駆動装置24にて矢印Ｙ方向へ移動させる送りねじであ
る。ここでＸ方向送りねじ20，Ｙ方向送りねじ23にはサ
ポート部18と側端面が接続された連節部20a，23aを有
し、送りねじ20，23の回転によりサポート部18をＸ，Ｙ
方向へ移動させるものである。

【００１４】図２は本実施の形態１における電子部品装
着機の全体構成を示す外観斜視図である。図２におい
て、24，25はＸ，Ｙロボット２のノズル５で吸着した電
子部品の位置を割り出すための前側，後側電子部品位置
認識部であり、26はノズル５と同じ場所に設置された基
板認識カメラである。

【００１５】次に、以上のように構成された本実施の形
態１における前側，後側電子部品供給部３，４から供給
される電子部品の装着動作を図２の要部平面図である図
３，図４を用いて説明する。図１に示す基板６が搬送レ
ール７a，７bの所定の位置に到着すると図示されていな
い昇降装置によりサポートピン10が上昇し基板６に当接
し、基板を保持固定する。基板６の保持が完了後、図２
に示す基板認識カメラ26により基板６の図３に示す対角
２箇所にある幾何学形状をしたマーク６aを撮像し画像
認識により基板の傾きを計算しＸ，Ｙロボット２の移動
量の補正を行う。まず、前側電子部品供給部３からの電
子部品をノズル５によりピックアップし、Ｘ，Ｙロボッ
ト２の移動により、前側電子部品位置認識部24を通過し
てノズル５に吸着している電子部品の位置を割り出し、
基板６の所定の装着位置に移動し電子部品を装着する。
このとき基板保持固定装置１のサポート部18は電子部品
の装着位置が前側電子部品位置認識部24の近くにくるよ
うに駆動装置21の動作により左右(Ｘ方向)に移動する。
この電子部品のピックアップから装着、その間の基板保
持固定装置１の移動を繰り返し、前側電子部品供給部３
からの装着が終了後、基板保持固定装置１のサポート部
18は駆動装置24の動作により後方(Ｙ方向)に移動する。

【００１６】図３はこのときのＸ，Ｙロボット２の装着
経路27，28である。そして、図４に示す後側電子部品供
給部４から電子部品をピックアップし後側電子部品位置
認識部25を通過して電子部品の位置を割り出し装着を行
う。前側と同様にこの間に基板保持固定装置１は装着位
置が後側電子部品位置認識部25に近くなるように移動す
る。図４はこのときのＸ，Ｙロボット２の装着経路29，
30である。

【００１７】（実施の形態２）図５は本実施の形態２に
おける電子部品装着機を構成する基板保持固定装置１の
外観斜視図であり、これは基板の幅に合わせて搬送レー
ルを移動させる移動調節機構を有するものである。図５
において、31は、一対の搬送レール７a，７bのうち、７
bをＹ軸方向へ移動させる駆動装置、32aは駆動装置31で
回転する送りねじ、33aは送りねじ32aとともに回転する
プーリ、34はプーリ33aとプーリ35，プーリ33bとに跨っ
て張架されたベルト、32bはプーリ33bで回転する送りね
じ、36はプーリ35で回転する送りねじ、37は送りねじ36
と螺合しサポート部18と側端面が接続された連節部であ
り、これらにより移動調節機構を構成する。

【００１８】次に、以上のように構成された本実施の形
態２における基板の幅に合わせた搬送レールの移動調節
機構の動作を図６の要部平面図を用いて説明する。

【００１９】いま、駆動装置31により送りねじ32aが回
転しプーリ33aの回転をベルト34がプーリ33bに伝え、送
りねじ32bが回転し搬送レール７bが移動する。このとき
ベルト34はプーリ35を同時に回転させ送りねじ36が回転
し連節部37によってつながっているサポートプレート18
aが移動する。ここで、プーリ33a，33bとプーリ35の比
率によりサポートプレート18aの移動する割合を変える
ことができる。例えばプーリ33a，33bとプーリ35の歯数
の比を１：４とすると図６(1)，(2)のように、サポート
プレート18aは常に基板６の中央をサポートピン10によ
りサポートすることができる。

【００２０】また、ここではベルト34を介しプーリ33
a，33bとプーリ35をつないでいるが、送りねじ36に個別
に駆動装置をつなぎサポートプレート18aを移動させる
ことも可能である。そのようにするとサポートプレート
18aの移動量は任意に設定可能となる。サポートプレー
ト18aの下部には図示されてはいないがサポート部18を
昇降させる駆動装置があり、サポート部18を上昇させる
とサポートピン10が基板６に当接し基板を保持固定す
る。

【００２１】（実施の形態３）図７は本実施の形態３に
おける電子部品装着機の全体構成を示す外観斜視図と一
部拡大図である。図７の拡大図において、38は基板保持
固定装置１の搬送レールであり、39は搬送レール38の両
端に設けられた基板保持固定装置の位置を割り出すため
に用いる幾何学形状のマークである。

【００２２】まず、基板保持固定装置を移動させる前に
搬送レール38の両端に設けられたマーク39を基板認識カ
メラ26で読み込み、画像認識処理により基板保持固定装
置１の位置を割り出す。次に基板保持固定装置１を所定
の量移動させ搬送レール38のマーク39を同様に読み込み
基板保持固定装置の位置を割り出す。このとき設定の移
動量とマークの位置から割り出した実際の移動量とを比
較しＸ，Ｙロボット２の移動量を補正する。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、電子部品
の装着位置が電子部品位置認識部に近くなるように基板
を移動させることでＸ，Ｙロボットの移動量を短縮する
ことができ、生産性の向上が図れる。また、基板保持固
定装置の移動位置を画像認識処理により割り出しＸ，Ｙ
ロボットの移動量を補正することにより、電子部品の装
着精度を低下させることなく電子部品の装着が可能とな
る。そして、最大基板の大きさに合わせたサポートプレ
ートを設ける必要がなくなりコストが低下する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における電子部品装着機
を構成する基板保持固定装置の外観斜視図である。

【図２】本発明の実施の形態１における電子部品装着機
の全体構成を示す外観斜視図である。

【図３】本発明の実施の形態１の動作を説明するための
図２の要部平面図である。

【図４】本発明の実施の形態１の動作を説明するための
図２の要部平面図である。

【図５】本発明の実施の形態２における電子部品装着機
を構成する基板保持固定装置の外観斜視図である。

【図６】本発明の実施の形態２における移動調節機構の
動作を説明する図５の要部平面図である。

【図７】本発明の実施の形態３における電子部品装着機
の全体構成を示す外観斜視図と一部拡大図である。

【図８】従来の電子部品装着機の全体構成を示す外観斜
視図(1)とＸ，Ｙロボットの要部斜視図(2)である。

【図９】図８の基板保持固定装置の構成とその動作状態
説明のための要部側断面図である。

【図１０】図８の基板保持固定装置等の電子部品装着機
要部の配置構成を説明する平面図である。

【符号の説明】

１…基板保持固定装置、 ２…Ｘ，Ｙロボット、 ３…
前側電子部品供給部、４…後側電子部品供給部、 ５…
ノズル、 ６…基板、 ６a，39…マーク、７a，７b，3
8…搬送レール、 ８a，８b…搬送ベルト、 ９a，９b
…搬送レールガイド、 10…サポートピン、 11，18a
…サポートプレート、 12，21，24，31…駆動装置、
13…上，下アーム、 14…部品認識カメラ、 15，29，
30…後側電子部品供給部からの装着経路、 16，27，28
…前側電子部品供給部からの装着経路、 17…最大基板
の範囲、 18…サポート部、 19a，19b，32a，32b，36
…送りねじ、 20…Ｘ方向送りねじ、 20a，23a，37…
連節部、 22…Ｘ軸部、23…Ｙ方向送りねじ、 24…前
側電子部品位置認識部、 25…後側電子部品位置認識
部、 26…基板認識カメラ、 33a，33b，35…プーリ、
34…ベルト。

フロントページの続き (72)発明者 北村 尚之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ，Ｙ軸方向あるいはＸ，Ｙ軸方向のい
   ずれか一方に移動可能な基板保持固定装置と、Ｘ，Ｙ軸
   方向に移動可能でＹ軸方向の前，後方向から供給される
   電子部品をピックアップし前記基板保持固定装置上の基
   板に搭載するＸ，Ｙロボットと、前記Ｘ，Ｙロボットに
   よりピックアップした電子部品の位置を割り出すための
   前記Ｘ，Ｙロボットを挾んでＹ軸方向の電子部品供給部
   側に各々設置された電子部品位置認識部とを有すること
   を特徴とする電子部品装着機。
2. 【請求項２】 前記Ｘ，Ｙ軸方向あるいはＸ，Ｙ軸方向
   のいずれか一方に移動可能な基板保持固定装置のＹ軸方
   向への搬送レールの移動に連動してサポートプレートが
   常に基板の中央部に位置するようにした移動調節機構を
   有することを特徴とする請求項１記載の電子部品装着
   機。
3. 【請求項３】 前記Ｘ，Ｙ軸方向に移動可能で、Ｙ軸方
   向の前，後方向から供給される電子部品をピックアップ
   し、前記基板保持固定装置上の搬送レール両端にマーク
   を有し、前記マークを読み取り基板保持固定装置の位置
   の割り出し及び位置補正を行うことを特徴とする請求項
   １記載の電子部品装着機。