特開 2023-151917 部品実装装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023151917

(43)【公開日】2023-10-16

(54)【発明の名称】部品実装装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20231005BHJP

   B23Q 1/00 20060101ALI20231005BHJP

   F16F 15/02 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

H05K13/04 M

B23Q1/00 U

F16F15/02 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022061792

(22)【出願日】2022-04-01

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(74)【代理人】

【識別番号】100137235

【弁理士】

【氏名又は名称】寺谷 英作

(74)【代理人】

【識別番号】100131417

【弁理士】

【氏名又は名称】道坂 伸一

(72)【発明者】

【氏名】堀尾 健児

(72)【発明者】

【氏名】佐野 達哉

【テーマコード（参考）】

3C048

3J048

5E353

【Ｆターム（参考）】

3C048BB11

3C048BC06

3C048BC08

3C048DD06

3C048EE10

3J048AA06

3J048EA07

5E353EE53

5E353GG01

5E353JJ11

5E353JJ48

5E353JJ60

5E353KK01

5E353NN18

5E353PP03

5E353QQ12

(57)【要約】

【課題】防振性能をより高めることができる部品実装装置を提供する。
【解決手段】部品実装装置１は、部品２００を基板１００に実装するためのヘッド１６の位置決め制御を実行する装置本体１０と、装置本体１０及び床面Ｆの間に配置されて、装置本体１０を支持する支脚部３０とを備えている。支脚部３０は、床面Ｆに設置される台座部４０と、台座部４０及び装置本体１０を繋ぐ脚部５０と、一端部６１が装置本体１０に連結され、他端部６２が台座部４０に連結された少なくとも１つのダンパ６０とを有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

部品を基板に実装するためのヘッドの位置決め制御を実行する装置本体と、
前記装置本体及び床面の間に配置されて、前記装置本体を支持する支脚部とを備え、
前記支脚部は、
前記床面に設置される台座部と、
前記台座部及び前記装置本体を繋ぐ脚部と、
一端部が前記装置本体に連結され、他端部が前記台座部に連結された少なくとも１つのダンパとを有する
部品実装装置。

【請求項2】

前記ダンパの前記一端部は、前記脚部の上端部よりも上方に配置されている
請求項１に記載の部品実装装置。

【請求項3】

前記ダンパは、鉛直方向に沿う姿勢で配置されている
請求項１または２に記載の部品実装装置。

【請求項4】

前記ダンパは、前記脚部の両側方のうち少なくとも一方に配置されている
請求項１または２に記載の部品実装装置。

【請求項5】

前記ダンパは、前記床面に対して傾斜する姿勢で配置されている
請求項１または２に記載の部品実装装置。

【請求項6】

前記ダンパは、前記一端部が前記ヘッドの駆動源を向く姿勢で配置されている
請求項５に記載の部品実装装置。

【請求項7】

前記ダンパは、前記床面に沿う姿勢で配置されている
請求項１または２に記載の部品実装装置。

【請求項8】

前記装置本体は、機台振動補償を実行することなく前記位置決め制御を実行可能である
請求項１または２に記載の部品実装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部品実装装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、部品実装装置においては、振動を低減するために、当該実装装置の脚部と床面との間に防振用のゴムシートを配置した構成が知られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１７／１０８５８４０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年においては、防振性能をより高めることが求められている。このため、本発明の目的は、防振性能をより高めることができる部品実装装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る部品実装装置は、部品を基板に実装するためのヘッドの位置決め制御を実行する装置本体と、前記装置本体及び床面の間に配置されて、前記装置本体を支持する支脚部とを備え、前記支脚部は、前記床面に設置される台座部と、前記台座部及び前記装置本体を繋ぐ脚部と、一端部が前記装置本体に連結され、他端部が前記台座部に連結された少なくとも１つのダンパとを有する。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、防振性能がより高められた部品実装装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施の形態に係る部品実装装置の概略構成を示す模式図である。

【図2】実施の形態に係る支脚部の概略構成を示す模式図である。

【図3】変形例１に係る支脚部の概略構成を示す模式図である。

【図4】変形例２に係る支脚部の概略構成を示す模式図である。

【図5】変形例３に係る支脚部の概略構成を示す模式図である。

【図6】変形例４に係る支脚部の概略構成を示す模式図である。

【図7】変形例５に係る支脚部の概略構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

（発明者の知見）
上記従来の部品実装装置のように、防振用のゴムシートで振動対策を取っている場合には、ゴムシートが比較的軟質であると床面側の振動を低減できるものの、部品実装装置側の振動が大きくなってしまう。一方、ゴムシートが比較的硬質であると部品実装装置側の振動を低減できるものの、床面側の振動が大きくなってしまう。このように、ゴムシートを用いた防振対策では、部品実装装置及び床面の両者の振動を同時に低減しにくいものであった。

【0009】

このため、本発明者は、以下の３つの対策案を検討した。１つめは、部品実装装置の軽量化による振動発生エネルギーの低減である。この対策案であると、軽量化により部品実装装置の剛性が低下してしまうおそれがある。２つめは、部品実装装置の脚部の設置個数を増加させて、ゴムシート１個あたりに作用するエネルギーの低減である。この対策案であると、脚部が増加することにより部品実装装置のメンテナンス時間が増加してしまう。３つめは、部品を実装するヘッドが動作する際の、駆動源（モータ）への入力指令を三角波形から台形波形に変更することで、過大な衝撃を生じにくくすることである。これは部品の実装時間の長大化を招くおそれがある。各対策案においても新たな課題が発生するため、本発明者は鋭意検討を重ね、より好適な防振対策を見出した。

【0010】

（実施の形態）
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態及びその変形例に係る部品実装装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態及びその変形例は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態及びその変形例で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、各図は、模式図であり、寸法等は必ずしも厳密に図示したものではない。さらに、各図において、同一または同様な構成要素については同じ符号を付している。

【0011】

また、平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。例えば、２つの方向が平行している、とは、当該２つの方向が完全に平行していることを意味するだけでなく、実質的に平行していること、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。

【0012】

［部品実装装置］
図１は実施の形態に係る部品実装装置１の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、部品実装装置１は、上流工程側から供給された基板１００に部品２００を実装して下流工程側に搬出する装置である。部品実装装置１は、装置本体１０と、装置本体１０を支持する複数の支脚部３０とを有している。

【0013】

装置本体１０は、基台１１、基板搬送部１２、フィーダ台車１３、パーツフィーダ１４、ヘッド移動機構１５、ヘッド１６、部品カメラ１７、制御装置１８等を備えている。実施の形態では説明の便宜上、基板１００の流れ方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向と直交する水平方向をＹ軸方向、鉛直方向をＺ軸方向とする。

【0014】

基板搬送部１２はコンベア装置から構成されており、基台１１の上面側をＸ軸方向に延びて設けられている。基板搬送部１２は、上流工程側から供給される基板１００をＸ軸方向に搬送して所定の作業位置に位置決めする。

【0015】

フィーダ台車１３は、基台１１のＹ軸方向の両側に連結されている。フィーダ台車１３の上部には水平面内に広がった平板状のフィーダベース部１３Ｂが設けられている。複数のパーツフィーダ１４はフィーダ台車１３のフィーダベース部１３Ｂに取り付けられており、それぞれ部品供給位置１４Ｋに部品２００を供給する。

【0016】

ヘッド移動機構１５は、基台１１の上方をＹ軸方向に延びて設けられた固定ビーム１５ａと、Ｘ軸方向に延びて一端側が固定ビーム１５ａに支持された移動ビーム１５ｂと、移動ビーム１５ｂに沿ってＸ軸方向に移動自在な移動プレート１５ｃから構成されている。ヘッド１６は移動プレート１５ｃに取り付けられており、固定ビーム１５ａに対する移動ビーム１５ｂのＹ軸方向への移動と、移動ビーム１５ｂに対する移動プレート１５ｃのＸ軸方向への移動とによって水平面内で移動される。

【0017】

ヘッド１６には複数のノズル１６ａが下向きに取り付けられている。複数のノズル１６ａはそれぞれ、ヘッド１６に対して上下方向（Ｚ軸方向）への移動とＺ軸まわりの回転が可能である。各ノズルの下端には真空吸着力を発生させることができる。

【0018】

部品カメラ１７は基台１１上のフロント領域とリア領域のそれぞれに設けられている。各部品カメラ１７は撮像視野を上方に向けており、ヘッド１６がノズル１６ａによって吸着保持した部品２００を下方から撮像する。

【0019】

制御装置１８は、部品実装装置１の基台１１内に備えられており（図１）、部品実装装置１の各部の動作を制御する。部品実装装置１が基板１００に部品２００を実装する部品実装作業を行うときには先ず、基板搬送部１２が作動して上流工程側から送られてきた基板１００を搬入し、所定の作業位置に基板１００を位置決めする。基板搬送部１２が基板１００を作業位置に位置決めしたら、各パーツフィーダ１４が部品供給位置１４Ｋに部品２００を供給し、その部品２００をヘッド１６がノズル１６ａにより吸着保持する。

【0020】

ノズル１６ａが部品２００を吸着保持したら、ヘッド１６は部品カメラ１７の上方へ移動し、部品カメラ１７は部品２００を撮像する。制御装置１８は部品カメラ１７で撮像した画像に基づいて部品２００の位置を検出し、その検出結果を利用してヘッド１６を移動させ、部品２００を基板１００の目標位置の上方に位置させる。この動作がヘッド１６の位置決め制御である。制御装置１８は、部品２００を基板１００の目標位置の上方に位置させたらノズル１６ａを昇降させ、ノズル１６ａが保持した部品２００を基板１００に実装させる。このように実施の形態１の部品実装装置１において、ヘッド１６は、基台１１上で所定の作業（部品実装作業）を行う作業部となっている。上記のような基板１００への部品２００の実装動作が繰り返し実行されてその基板１００への部品２００の実装作業が終了したら、基板搬送部１２が作動して、基板１００を下流工程側に搬出する。

【0021】

なお、制御装置１８は、ヘッド１６の位置決め制御時に機台振動補償制御を実行していない。機台振動補償制御は、ヘッド１６の位置決め制御の実行時に残留振動の軽減や移動時間の短縮を実現するための制御である。

【0022】

［支脚部］
次に、支脚部３０の詳細について説明する。ここでは、部品実装装置１に備わる複数の支脚部３０のうち１つを例示して説明するが、他の支脚部３０においても同様の構造である。図２は、実施の形態に係る支脚部３０の概略構成を示す模式図である。図２では、基台１１の外形を二点鎖線で示している。基台１１内には、水平方向に延びるフレーム体１１１が設けられており、このフレーム体１１１に支脚部３０の一部が連結されている。

【0023】

支脚部３０は、台座部４０と、脚部５０と、一対のダンパ６０とを有している。台座部４０は、床面Ｆ上に設置された台座である。台座部４０の上面において、中央部には脚部５０が設置され、両端部には各ダンパ６０が設置されている。

【0024】

脚部５０は、台座部４０と装置本体１０とを繋ぐ部位である。具体的には脚部５０は、基台１１の底面に固定され、基台１１を支持する支持部５１と、支持部５１の中央から下方に延びて、下端部が台座部４０に固定された柱部５２とを有している。

【0025】

ダンパ６０は、伸縮することで振動を減衰するショックアブソーバである。ダンパ６０の伸縮方向は当該ダンパ６０の一端部６１から他端部６２を結ぶ方向である。本実施の形態では、ダンパ６０は、伸縮方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿う姿勢で配置されている。一対のダンパ６０は、Ｙ軸方向で脚部５０を挟む位置に配置されている。各ダンパ６０の一端部６１は、装置本体１０のフレーム体１１１に連結されていて、他端部６２は台座部４０に連結されている。各ダンパ６０の一端部６１は、脚部５０の上端部よりも上方に配置されていて、他端部６２は、脚部５０の下端部と同じ高さに配置されている。より具体的には、各ダンパ６０の一端部６１は、リンク部材６１１を介してフレーム体１１１に回動自在に連結されている。各ダンパ６０の他端部６２は、リンク部材６２１を介して台座部４０に回動自在に連結されている。各ダンパ６０の一端部６１及び他端部６２のそれぞれが回動自在に連結されているので、装置本体１０が振動した際においては、その振動の水平方向成分に追従して各ダンパ６０が姿勢を変動させることが可能である。なお、ダンパ６０の一端部６１及び他端部６２は、各リンク部材６１１、６２１に固定されていてもよい。この場合、ダンパ６０は伸縮のみの動作となる。

【0026】

また、振動の鉛直方向成分においては、各ダンパ６０が伸縮することで振動が減衰される。振動の鉛直方向の成分は、床面Ｆに生じる振動の主要因である。つまり、床面Ｆに伝達される振動が各ダンパ６０によって低減されるとともに、装置本体１０自身の振動も各ダンパ６０によって低減される。ここで、振動時において装置本体１０と脚部５０との相対変位は微小変位（ミクロンオーダ）であるので、このような微小変位に対応できるダンパ６０とすることが好ましい。

【0027】

［効果］
以上説明したように、部品実装装置１は、部品２００を基板１００に実装するためのヘッド１６の位置決め制御を実行する装置本体１０と、装置本体１０及び床面Ｆの間に配置されて、装置本体１０を支持する支脚部３０とを備えている。支脚部３０は、床面Ｆに設置される台座部４０と、台座部４０及び装置本体１０を繋ぐ脚部５０と、一端部６１が装置本体１０に連結され、他端部６２が台座部４０に連結された少なくとも１つのダンパ６０とを有する。

【0028】

これによれば、装置本体１０を支持する支脚部３０に、装置本体１０と台座部４０とに連結された少なくとも１つのダンパ６０が設けられているので、このダンパ６０によって床面Ｆに伝達される振動を低減しつつ、装置本体１０自身の振動も低減することができる。このように、上述した３つの防振対策を取らなくとも、ダンパ６０を設置することで防振性能を高めることが可能である。

【0029】

また、ダンパ６０の一端部６１は、脚部５０の上端部よりも上方に配置されている。

【0030】

これによれば、ダンパ６０の一端部６１が脚部５０の上端部よりも上方に配置されているので、装置本体１０の振動をダンパ６０が脚部５０よりも早期に受けることになる。つまり、脚部５０から床面Ｆに振動が伝達されるよりも早期に、ダンパ６０で振動を低減することが可能である。したがって、床面Ｆに伝達される振動をより確実に低減することができる。

【0031】

ダンパ６０は、鉛直方向に沿う姿勢で配置されている。

【0032】

これによれば、ダンパ６０が鉛直方向に沿う姿勢で配置されているので、振動における鉛直方向の成分をより確実に低減することができる。つまり、床面Ｆに伝達される振動をより確実に低減することができる。

【0033】

各ダンパ６０は、脚部５０の両側方に配置されている。

【0034】

これによれば、各ダンパ６０が脚部５０の両側方に配置されているので、脚部５０から床面Ｆに伝達される振動を一対のダンパ６０によって確実に低減することが可能である。

【0035】

装置本体１０は、機台振動補償を実行することなく位置決め制御を実行可能である。

【0036】

上述したように、ダンパ６０によって装置本体１０自身の振動を抑制することができるため、機台振動補償を実行することなくヘッド１６の位置決め制御を実行したとしても、高い精度で部品を実装することができる。

【0037】

（変形例）
以上、本発明の実施の形態に係る部品実装装置１について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されない。つまり、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であり、本発明の範囲は、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。以降においては本実施の形態に係る部品実装装置１の変形例について説明する。以降において、上記実施の形態と同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

【0038】

［変形例１、２］
上記実施の形態では、脚部５０の両側方に各ダンパ６０が配置されている支脚部３０を例示した。しかしながら、脚部５０の両側方のうち、一方にのみダンパ６０が配置されていてもよい。図３は変形例１に係る支脚部３０Ａの概略構成を示す模式図である。図３は図２に対応する図である。図３に示すように、支脚部３０Ａではダンパ６０が脚部５０の内側の側方にのみ配置されている。

【0039】

図４は変形例２に係る支脚部３０Ｂの概略構成を示す模式図である。図４は図２に対応する図である。図４に示すように、支脚部３０Ｂではダンパ６０が脚部５０の外側の側方にのみ配置されている。なお、変形例１の場合、変形例２よりも装置本体１０と脚部５０との相対変位を稼ぐことができ好適である。

【0040】

［変形例３］
上記実施の形態では、鉛直方向に沿う姿勢で配置されたダンパ６０を例示した。しかしながら、ダンパ６０は床面Ｆに対して傾斜する姿勢で配置されていてもよい。図５は変形例３に係る支脚部３０Ｃの概略構成を示す模式図である。図５は図２に対応する図である。図５に示すように、支脚部３０Ｃではダンパ６０が脚部５０の内側の側方にのみ配置されている。ここで、装置本体１０は、フレーム体１１１よりも低位に配置されたフレーム体１１２を有している。このフレーム体１１２に対して、ダンパ６０の一端部６１が回動自在に連結されている。これにより、ダンパ６０は、一端部６１が装置本体１０の中央部を向く姿勢で配置されている。つまり、ダンパ６０は、その伸縮方向が床面Ｆに対して傾斜した姿勢で配置されている。この場合、１つのダンパ６０であっても、振動における鉛直方向の成分と水平方向の成分とを効率的に低減することが可能である。

【0041】

なお、ダンパ６０は、一端部６１がヘッド１６の駆動源を向く姿勢で配置されていることが好ましい。この場合、振動の起因である駆動源からの振動をダンパ６０でより確実に低減することが可能である。

【0042】

［変形例４］
上記実施の形態では、鉛直方向に沿う姿勢で配置されたダンパ６０を例示した。しかしながら、ダンパ６０は床面Ｆに沿う姿勢で配置されていてもよい。図６は変形例４に係る支脚部３０Ｄの概略構成を示す模式図である。図６は図２に対応する図である。図６に示すように、支脚部３０Ｄではダンパ６０が脚部５０の内側の側方にのみ配置されている。ここで、基台１１の底面には、ダンパ６０の一端部６１が連結される連結部１１３が取り付けられている。これにより、ダンパ６０は、その伸縮方向が床面Ｆに沿う姿勢で配置されている。この場合、振動における水平方向の成分を効率的に低減することが可能である。

【0043】

［変形例５］
上記実施の形態では、各ダンパ６０が同じ姿勢で配置されている場合を例示した。しかしながら、複数のダンパは異なる姿勢で配置されていてもよい。図７は変形例５に係る支脚部３０Ｅの概略構成を示す模式図である。図７は図２に対応する図である。図７に示すように、支脚部３０Ｅでは、一対のダンパ６０のうち、内側のダンパ６０が床面Ｆに沿う姿勢で配置され、外側のダンパ６０が鉛直方向に沿う姿勢で配置されている。この場合、振動における水平方向の成分が内側のダンパ６０で低減され、鉛直方向の成分が外側のダンパ６０で低減される。

【0044】

また、上記実施の形態及びその変形例に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。この場合、１つの脚部に対するダンパの設置個数は如何様でもよい。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本発明は、基板に部品を実装する部品実装装置に適用できる。

【符号の説明】

【0046】

１ 部品実装装置
１０ 装置本体
１１ 基台
１２ 基板搬送部
１３ フィーダ台車
１３Ｂ フィーダベース部
１４ パーツフィーダ
１４Ｋ 部品供給位置
１５ ヘッド移動機構
１５ａ 固定ビーム
１５ｂ 移動ビーム
１５ｃ 移動プレート
１６ ヘッド
１６ａ ノズル
１７ 部品カメラ
１８ 制御装置
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ 支脚部
４０ 台座部
５０ 脚部
５１ 支持部
５２ 柱部
６０ ダンパ
６１ 一端部
６２ 他端部
１００ 基板
１１１、１１２ フレーム体
１１３ 連結部
２００ 部品
６１１、６２１ リンク部材
Ｆ 床面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】