特許 6334972 部品装着装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6334972

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】部品装着装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20180521BHJP

   H05K 13/02 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   H05K13/04 A

   H05K13/02 D

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-53380(P2014-53380)

(22)【出願日】2014年3月17日

(65)【公開番号】特開2015-177097(P2015-177097A)

(43)【公開日】2015年10月5日

【審査請求日】2017年3月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100191433

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 友希

(72)【発明者】

【氏名】久保田 知克

【審査官】 中島 昭浩

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０６９７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３４０６８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ １３／００ − １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基台と、
電子部品をばらの状態で収容する収容室と、ばらの状態の前記電子部品を整列させ部品供給部に供給する供給手段とを備えたバルクフィーダと、
前記バルクフィーダを保持するとともに、前記部品供給部から前記電子部品を取り出し、その取り出した電子部品を基板に装着する装着ノズルを備えた装着ヘッドと、
前記装着ヘッドを前記基台上の基板に対して移動させるヘッド移動装置と、
前記バルクフィーダを叩く叩き部材を備え、前記バルクフィーダに対して衝撃を与える叩き装置とを含み、
前記叩き部材が前記基台上に設けられ、
前記バルクフィーダの収容室と部品通路との少なくとも一方を含む部分が前記装着ヘッドに着脱可能なバルクカセットとされ、前記バルクカセットを前記装着ヘッドに対して着脱する着脱装置をさらに備え、
前記叩き部材が前記着脱装置に設けられた、部品装着装置。

【請求項2】

基台と、
電子部品をばらの状態で収容する収容室と、ばらの状態の前記電子部品を整列させ部品供給部に供給する供給手段とを備えたバルクフィーダと、
前記バルクフィーダを保持するとともに、前記部品供給部から前記電子部品を取り出し、その取り出した電子部品を基板に装着する装着ノズルを備えた装着ヘッドと、
前記装着ヘッドを前記基台上の基板に対して移動させるヘッド移動装置と、
前記バルクフィーダを叩く叩き部材を備え、前記バルクフィーダに対して衝撃を与える叩き装置とを含み、
前記叩き部材が前記基台上に設けられ、
前記ヘッド移動装置が前記叩き装置の一部を構成し、前記ヘッド移動装置による装着ヘッドと前記叩き部材との相対移動により前記バルクフィーダに対して衝撃を与える、部品装着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部品装着機に関するものであり、特に、バルクフィーダを保持した装着ヘッドにより基板に部品を装着する部品装着装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、部品装着装置として、バルクフィーダを保持した装着ヘッドにより基板に部品を装着するものが知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−６９７９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、バルクフィーダは、電子部品を装着ヘッドに供給するために、収納部にばらばらの状態で収納された電子部品を部品通路に整列させる整列機構を有しているが、部品通路の入り口で複数の部品が重なり合い部品詰まりを生じてしまうことがあった。そしてバルクフィーダに部品詰まりが発生した場合、部品装着装置はエラー停止することとなり、オペレータがバルクフィーダの部品詰まりを解消するまで生産が止まってしまいダウンタイムが生じてしまうという問題があった。

【0005】

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、バルクフィーダの部品詰まりによるダウンタイムを少なくすることを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

即ち、本発明の部品装着装置は、基台と、電子部品をばらの状態で収容する収容室と、ばらの状態の前記電子部品を整列させ部品供給部に供給する供給手段とを備えたバルクフィーダと、前記バルクフィーダを保持するとともに、前記部品供給部から前記電子部品を取り出し、その取り出した電子部品を基板に装着する装着ノズルを備えた装着ヘッドと、前記装着ヘッドを前記基台上の基板に対して移動させるヘッド移動装置と、前記バルクフィーダを叩く叩き部材を備え、前記バルクフィーダに対して衝撃を与える叩き装置と、を含むものである。

【0008】

この部品装着装置では、叩き部材によりバルクフィーダに対して衝撃を与える叩き装置が設けられているので、バルクフィーダが部品詰まりを生じた場合でも叩き装置がバルクフィーダに与える衝撃によってバルクフィーダの部品詰まりを迅速に解消し、ダウンタイムを少なくすることができる。

【0009】

本発明の部品装着装置において、前記叩き部材が前記基台上に設けられるようにしてもよい。こうすれば、叩き部材を装着ヘッドに搭載しないので装着ヘッドが軽量になり、装着ヘッドの移動の高速化や部品装着装置の振動低減の点で有利になる。なお、叩き部材を基台上に設ける場合に、バルクフィーダの収容室と部品通路との少なくとも一方を含む部分が前記装着ヘッドに着脱可能なバルクカセットとされ、前記バルクカセットを前記装着ヘッドに対して着脱する着脱装置を備え、前記叩き部材が前記着脱装置に設けられるようにしてもよい。

【0010】

本発明の部品装着装置において、ヘッド移動装置が前記叩き装置の一部を構成し、前記ヘッド移動装置による装着ヘッドと叩き部材との相対移動により前記バルクフィーダに対して衝撃を与えるようにしてもよい。こうすれば、叩き部材がバルクフィーダを叩く動作をさせるための駆動装置としてヘッド移動装置を利用するので、叩き動作のための専用の駆動装置を設ける必要がなくなる。また、叩き部材による衝撃と併せて装着ヘッドの移動による慣性力が電子部品に作用するので、部品詰まりを解消する効果をより高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態における部品装着装置の説明図。

【図2】本実施形態における装着ヘッドの説明図。

【図3】本実施形態におけるバルクフィーダの説明図。

【図4】本実施形態における着脱装置の説明図。

【図5】本実施形態における叩き動作の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。

【0013】

図１に示すように、本実施形態の部品装着装置１０は、基台１２、基板１６を搬送し所定の位置に位置決めして保持する基板搬送保持装置１８、装着ヘッド３０、装着ヘッド３０を基台１２に対して移動させるヘッド移動装置３６、装着ヘッド３０に保持されたバルクフィーダ６２、および基台側部品供給装置２０を備えている。なお、本実施形態において、基板１６の搬送方向をＸ方向とし、水平方向において搬送方向と直交する方向をＹ方向とする。

【0014】

基台側部品供給装置２０は、図１に示すように、フィーダ保持台２２、テープ部品を供給するテープフィーダ２８を備える。フィーダ保持台２２は上面に複数のスロットを有し、そのスロットにはテープフィーダ２８が着脱可能に保持される。また、フィーダ保持台２２のスロットには、バルクカセット８０を装着ヘッド３０に対して着脱する着脱装置２５０がテープフィーダ２８と同様に保持される。

【0015】

ヘッド移動装置３６は、Ｙスライド３７およびＸスライド３８を備え、装着ヘッド３０をＹ方向およびＸ方向に移動させる。Ｙスライド３７は、基台１２にＹ方向に移動可能に支持され、図示しない駆動装置によってＹ方向に移動させられる。また、Ｘスライド３８はＹスライド３７によりＸ方向に移動可能に支持され、図示しない駆動装置によりＸ方向に移動させられる。

【0016】

装着ヘッド３０は、図２に示すように、ヘッド本体４０に回転可能に支持された回転体４２を備える。回転体４２は、図示しない回転駆動装置により、鉛直軸線まわりに正逆両方向に任意の角度回転させられる。その回転体４２のホルダ保持部４８には、複数のノズルホルダ５０が回転体４２の回転軸線を中心とする一円周上において適宜の間隔を隔てた位置に、それぞれ軸方向が回転体４２の回転軸線に平行となる姿勢で軸方向に相対移動可能かつ自身の軸線まわりに回転可能に嵌合されている。これらノズルホルダ５０の各々により装着ノズル５２が保持される。

【0017】

複数の装着ノズル５２は、回転体４２がノズルホルダ５０の配設角度間隔に等しい角度、間欠回転させられることにより、複数の停止位置に順次停止させられる。また、ヘッド本体４０に固定して設けられたカム６０の作用により、ノズルホルダ５０および装着ノズル５２は回転体４２の回転軸線まわりに旋回させられつつ昇降させられる。そのため、各停止位置における装着ノズル５２の基板搬送保持装置１８からの高さ方向の距離は同じではなく、その距離が最も短い停止位置がテープフィーダ２８からの部品１２０の取出位置および基板１６への部品１２０の装着が行われる取出・装着位置とされ、最も長く、高い停止位置が部品撮像位置とされ、それら取出・装着位置と部品撮像位置との間の停止位置が、バルクフィーダ６２から部品１２０を取り出すバルク部品取出位置とされている。バルクフィーダ６２については後に詳述する。

【0018】

上記バルク部品取出位置には昇降装置６６が設けられ、ノズルホルダ５０を昇降させる。また、取出・装着位置にもバルク部品取出位置と同様の図示しない昇降装置が設けられ、ノズルホルダ５０を昇降させる。部品撮像位置には図示しない部品撮像装置が設けられ、装着ノズル５２によりテープフィーダ２８あるいはバルクフィーダ６２から取り出された部品１２０を撮像する。

【0019】

ヘッド本体４０のバルク部品取出位置に対応する部分には、図２に示すようにバルクフィーダ６２が設けられており、バルクフィーダ６２はヘッド移動装置３６により装着ヘッド３０と共に、基板１６を保持した基板搬送保持装置１８に対して移動させられる。バルクフィーダ６２は、バルクカセット８０、バルク部品駆動装置８２および部品詰まり検出手段を含む。

【0020】

バルクカセット８０は、図２に示すように、互いに固定された部品ケース８４と通路形成体１３０とを含む。部品ケース８４には、案内溝９６，部品通路９８および収容室１０２が設けられている。収容室１０２には、多数の部品１２０がばら積みの状態のバルク部品として収納される。収容室１０２の上部であって、案内溝９６と部品通路９８との境界部にはそぎ落とし部１００が形成されている。

【0021】

通路形成体１３０には、部品ケース８４側の部品通路９８と連通する通路形成体１３０側の部品通路９８が形成されている。また通路形成体１３０側の部品通路９８は、バルクカセット８０が装着ヘッド３０に保持された状態において、その先端部が、部品取出位置に停止させられた装着ノズル５２の下方に至る形状を有する。通路形成体１３０の部品通路９８先端部に対応する部分には開口が設けられて部品１２０の取出しが許容され、その開口を含む部分が部品供給部１３６を構成している。

【0022】

バルク部品駆動装置８２は、図２，図３に示すように、装着ヘッド３０のヘッド本体４０に設けられている。バルク部品駆動装置８２は、回転盤１５０および回転盤駆動装置１５２を含む。回転盤１５０は、円板状を成し、軸１５４によりヘッド本体４０にＸ軸方向に平行な軸線まわりに回転可能に取り付けられている。回転盤１５０の側面には、その回転軸線を中心とする一円周上に複数の永久磁石１５６が適宜の間隔を隔てて離散的に、本実施形態においては等角度間隔で保持されている。回転盤駆動装置１５２は回転盤１５０の上方に設けられた電動モータ１６０を駆動源とし、その回転が歯車１６２，１６４により、回転盤１５０に同心に固定された歯車１６６に伝達され、回転盤１５０が正逆両方向に任意の角度回転させられる。

【0023】

部品詰まり検出手段は、収容室１０２内の部品１２０の有無を検出する収容室部品有無検出センサ２０４と、部品通路９８の部品１２０の有無を検出する部品通路部品有無検出センサ２０２とを含む。収容室部品有無検出センサ２０４は、本実施形態においては投光部２１２と受光部２１４からなる透過型の光電センサであり、また、部品通路部品有無検出センサ２０２は、本実施形態においては反射型の光電センサである。

【0024】

ヘッド本体４０にはさらに、バルクカセット８０をヘッド本体４０に対して着脱可能に保持するバルクカセット保持装置１８０が設けられている。バルクカセット保持装置１８０は、本実施形態においては一対のクランプ装置１８２，１８４を含む。バルクカセット８０は、図３に示すように、バルクカセット８０に設けられた位置決めピン１４０，１４２がヘッド本体４０に形成された位置決め穴１７０，１７２に嵌合し、ヘッド本体４０に対して水平方向に位置決めされる。そして、クランプ装置１８２、１８４により、通路形成体１３０がヘッド本体４０に当接させられ、バルクカセット８０がヘッド本体４０に対して上下方向に位置決めされて保持される。

【0025】

着脱装置２２０は、図４に示すように、着脱装置本体２２２、ステージ２２４，２２５、叩き部材２２６を備える。ステージ２２４，２２５は、着脱装置本体２２２に昇降可能に保持され、図示しない昇降装置により昇降させられる。叩き部材２２６は、球形の当接部２３０と当接部２３０から下方に延びる軸部２３２とからなり、叩き部材２２６は硬質ゴムにより形成されている。また、叩き部材２２６は、ステージ２２４，２２５と同様に、着脱装置本体２２２に昇降可能に保持され、図示しない昇降装置により、叩き動作を行う際の作用位置としての上昇位置と、装着ヘッド３０が移動する際に叩き部材２２６と干渉しない待機位置としての下降位置とに昇降させられる。

【0026】

このように構成された部品装着装置１０において、装着ヘッド３０はヘッド移動装置３６により基台１２に対して移動させられ、テープフィーダ２８もしくはバルクフィーダ６２より部品１２０を取り出し、基板搬送保持装置１８上に位置決め保持された基板１６に部品１２０を装着する。バルク部品を基板１６に装着する場合は、装着ヘッド３０はバルクフィーダ６２と共にヘッド移動装置３６により基台１２に対して移動させられ、装着ヘッド３０の移動中若しくは取出・装着位置に位置する装着ノズル５２が部品１２０を装着中にバルク部品取出位置に位置する装着ノズル５２によって部品１２０が取り出される。収容室１０２のバルク部品は、バルクフィーダ６２の回転盤１５０の回転により永久磁石１５６が旋回させられるのに伴って収容室１０２内の下から上へ移動させられるとともに、一部が案内溝９６に嵌入させられ、案内溝９６から部品通路９８に進入する。ただし、永久磁石１５６の旋回につれて移動する部品１２０のすべてが案内溝９６に嵌入し得るわけではなく、案内溝９６に嵌入しないで案内溝９６と部品通路９８との境界付近に移動してきた部品１２０は、そぎ落とし部１００によりそぎ落とされ、収容室１０２内へ落下する。

【0027】

このようにして収容室１０２のバルク部品が部品供給部１３６に供給されるのであるが、部品ケース８４の収容室１０２には部品１２０が存在するにもかかわらず、案内溝９６と部品通路９８との境界付近で部品詰まりが発生し部品供給部１３６に部品１２０が到達しなくなる事態が生じることがある。そしてこのような部品詰まりの発生は、部品詰まり検出手段によって検出される。具体的には、収容室１０２には部品１２０が存在するため収容室部品有無検出センサ２０４により永久磁石１５６に吸着された部品１２０が検出される一方、部品通路部品有無検出センサ２０２により部品通路９８内の部品１２０が無くなったことが検出され、その結果部品詰まりの発生が検出される。

【0028】

部品詰まり検出手段によって部品詰まりの発生が検出されると、ヘッド移動装置３６と叩き部材２２６によって叩き動作が実行される。本実施形態においては、ヘッド移動装置３６が叩き装置の一部を構成し、ヘッド移動装置３６による装着ヘッド３０と叩き部材２２６との相対移動によりバルクフィーダ６２に対して衝撃を与える。具体的には、図５に示すように、着脱装置本体２２２から叩き部材２２６が昇降装置により作用位置に上昇させられ、装着ヘッド３０のバルクフィーダ６２がヘッド移動装置３６によって叩き部材２２６の当接部２３０と所定の速度で衝突させられる。併せて、叩き動作の実行の際には回転盤１５０が部品供給時とは反対方向に回転させられる。

【0029】

その後、回転盤１５０の回転が部品供給方向に戻され部品供給動作が行われる。そして、先程の叩き動作によって部品詰まりが解消されていれば部品通路９８に部品１２０が侵入し、部品通路部品有無検出センサ２０２により部品１２０が検出され部品装着動作が再開される。一方、回転盤１５０の回転が部品供給方向に戻されてから所定時間経過しても部品通路部品有無検出センサ２０２による部品１２０の検出がされない場合は、部品詰まりが解消されていないとして、再度叩き動作が行われる。そして、叩き動作と部品供給動作を所定回数繰り返しても部品詰まりが解消されない場合、そのバルクカセット８０は、着脱装置２２０の空のステージ２２４上でクランプ装置１８２，１８４のクランプが解除されて装着ヘッド３０から取り外され、ステージ２２４に保持される。その後、ステージ２２５にセットされているスペアのバルクカセット８０が着脱装置２２０によって装着ヘッド３０に取付けられて部品装着動作が再開される。なお、１度目の叩き動作後に部品詰まりが解消されていない場合に再度の叩き動作を繰り返すことなく、部品詰まりが解消されていないバルクカセット８０をスペアのバルクカセット８０と交換するようにしてもよい。

【0030】

以上説明した本実施形態の部品装着装置１０によれば、叩き部材２２６によりバルクフィーダ６２に対して衝撃を与える叩き装置が設けられているので、バルクフィーダ６２が部品詰まりを生じた場合でも叩き装置がバルクフィーダ６２に与える衝撃によってバルクフィーダ６２の部品詰まりを迅速に解消し、ダウンタイムを少なくすることができる。

【0031】

また、叩き部材２２６が基台１２上の着脱装置２２０に設けられており、叩き部材２２６を装着ヘッド３０に搭載しないので装着ヘッド３０が軽量になり、装着ヘッド３０の移動の高速化や部品装着装置１０の振動低減の点で有利になる。

【0032】

また、本実施形態の部品装着装置１０において、テープフィーダ２８のみを使用して部品装着を行う場合は着脱装置２２０も叩き装置も不要となるが、叩き部材２２６が着脱装置２２０に設けられているので、着脱装置２２０とともにフィーダ保持台２２から取り外され、代わりにテープフィーダ２８をセットすることができる。

【0033】

また、本実施形態の部品装着装置１０においては、叩き部材２２６とヘッド移動装置３６によって叩き装置が構成されている。すなわち、ヘッド移動装置３６が叩き装置の一部を構成し、ヘッド移動装置３６による装着ヘッド３０と叩き部材２２６との相対移動によりバルクフィーダ６２に対して衝撃を与えるようにしている。したがって、叩き部材２２６がバルクフィーダ６２を叩く動作をさせるための駆動装置としてヘッド移動装置３６を利用するので、叩き動作のための専用の駆動装置を設ける必要がなくなる。また、叩き部材２２６による衝撃と併せて装着ヘッド３０の移動による慣性力が部品１２０に作用するので、部品詰まりを解消する効果をより高めることができる。

【0034】

なお、本発明は上述した実施形態になんら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

【0035】

例えば、上述した実施形態では、叩き部材２２６が基台１２上に設けられていたが、叩き部材２２６とその叩き部材２２６をバルクフィーダ６２に打ち当てるアクチュエータとを備える叩き装置を装着ヘッド３０に設けるようにしてもよい。このようにすれば、部品詰まりが発生した場合に装着ヘッド３０を基台１２上の特定の位置に移動させることなく、任意の場所でバルクフィーダ６２に対して衝撃を与えて部品詰まりを解消することができる。

【0036】

また、上述した実施形態では、叩き動作の実行時に回転盤１５０が部品供給時とは反対方向に回転させられていたが、回転盤１５０を停止させた状態で叩き動作が行われるようにしてもよい。

【0037】

また、上述した実施形態では、叩き動作の際に叩き部材２２６が静止していたが、叩き部材２２６自身をバルクフィーダ６６に対して接近または離間させるアクチュエータを設け、叩き部材２２６を動かしてバルクフィーダ６６に衝撃を与えるようにしてもよい。その場合、バルクフィーダ６６側を静止させてもよいし、叩き部材２２６側とバルクフィーダ６６側の両方を動かすようにしてもよい。

【0038】

また、上述した実施形態では、部品詰まり検出手段によって部品詰まりを検出した際に叩き装置により部品詰まりの解消を行っていたが、叩き装置による部品詰まりの解消を行うことなく着脱装置２２０によりスペアのバルクカセット８０と交換することで部品装着動作を再開するようにしてもよい。このようにしても、部品装着動作を迅速に再開することができ、バルクフィーダ６６の部品詰まりによるダウンタイムを少なくすることができる。

【符号の説明】

【0039】

１０ 部品装着装置、１２ 基台、１６ 基板、１８ 基板搬送保持装置、２０ 基台側部品供給装置、２２ フィーダ保持台、２８ テープフィーダ、３０ 装着ヘッド、３６ ヘッド移動装置、３７ Ｙスライド、３８ Ｘスライド、４０ ヘッド本体、４２ 回転体、４８ ホルダ保持部、５０ ノズルホルダ、５２ 装着ノズル、６２ バルクフィーダ、６６ 昇降装置、８０ バルクカセット、８２ バルク部品駆動装置、８４ 部品ケース、９６ 案内溝、９８ 部品通路、１００ そぎ落とし部、１０２ 収容室、１２０ 部品（電子部品）、１３０ 通路形成体、１３６ 部品供給部、１４０ 位置決めピン、１４２ 位置決めピン、１５０ 回転盤、１５２ 回転盤駆動装置、１５４ 軸、１５６ 永久磁石、１６０ 電動モータ、１６２ 歯車、１６４ 歯車、１６６ 歯車、１７０ 位置決め穴、１７２ 位置決め穴、１８０ バルクカセット保持装置、１８２ クランプ装置、１８４ クランプ装置、２０２ 部品通路部品有無検出センサ、２０４ 収容室部品有無検出センサ、２１２ 投光部、２１４ 受光部、２２０ 着脱装置、２２２ 着脱装置本体、２２４ ステージ、２２５ ステージ、２２６ 叩き部材、２３０ 当接部、２３２ 軸部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】