特許 7304536 部品実装装置および方法

(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】

(24)【登録日】2023-06-29

(45)【発行日】2023-07-07

(54)【発明の名称】部品実装装置および方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20230630BHJP

【ＦＩ】

H05K13/04 B

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2019034835

(22)【出願日】2019-02-27

(65)【公開番号】P2020141031

(43)【公開日】2020-09-03

【審査請求日】2021-12-17

(73)【特許権者】

【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】100106518

【弁理士】

【氏名又は名称】松谷 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(72)【発明者】

【氏名】長江 和男

(72)【発明者】

【氏名】横山 大

(72)【発明者】

【氏名】長澤 陽介

(72)【発明者】

【氏名】松岡 聡

(72)【発明者】

【氏名】今福 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 啓之

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 英明

【審査官】今野 聖一

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／１３５９０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００４－３０６１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－１４５３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０５６０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０２８５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１６３２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０１７７１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－２４５４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０７６６９５（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】

収容された部品を異なる姿勢で供給する部品供給装置と、
前記部品を保持する保持ユニットと、軌道に沿って前記保持ユニットを移動させる移動装置とを備える部品搬送装置と、
前記部品供給装置から供給される前記部品を保持して、前記保持ユニットの軌道上における第１受け渡し位置に前記部品を移載する移載ヘッドと、
前記保持ユニットの軌道上における第２受け渡し位置に位置された前記保持ユニットから前記部品を保持して受け取り、前記部品を基板に実装する実装ヘッドと、を備え、
前記移動装置は、複数の前記保持ユニットの１の組を前記第１受け渡し位置に位置させるとともに、複数の前記保持ユニットの前記１の組とは異なる他の１の組を前記第２受け渡し位置に位置させるように、前記保持ユニットを移動させ、
前記保持ユニットは、移載される前記部品の姿勢または形状に応じて可変する部品保持面を有し、可変された前記部品保持面により前記保持ユニット内における前記部品の移動を規制した状態で前記部品を保持する、部品実装装置。

【請求項2】

前記移動装置は、前記保持ユニットに対して周回軌道上を回動させるように移動させるロータリー移動装置である、請求項１に記載の部品実装装置。

【請求項3】

前記移動装置は、前記保持ユニットが複数連結されたベルトを周回軌道に沿って走行させるベルト移動装置である、請求項１に記載の部品実装装置。

【請求項4】

前記保持ユニットは、上下方向に延びる姿勢で配置された複数のピンを備え、前記部品保持面は前記ピンの端部により画定され、前記ピンが上下方向に移動することにより、前記部品保持面が可変する、請求項１から３のいずれか１つに記載の部品実装装置。

【請求項5】

前記保持ユニットは、上下方向における前記ピンの移動をロックするロック機構を備え、前記ピンに対して前記ロック機構によるロックを行うことにより、部品保持面の可変形態が保持される、請求項４に記載の部品実装装置。

【請求項6】

少なくとも１の前記ピンと他の１の前記ピンとの移動量が異なるように、上下方向に移動させるピン移動装置を備える、請求項４または５に記載の部品実装装置。

【請求項7】

前記部品供給装置は、前記部品が配置され、かつ前記移載ヘッドへの部品供給位置に向かって下降傾斜するスロープを有し、
前記スロープは、前記移載ヘッドにより保持される部分を有し、
前記移載ヘッドにより保持された状態にて、前記移載ヘッドが往復移動することにより前記スロープに振動が与えられる、請求項１から６のいずれか１つに記載の部品実装装置。

【請求項8】

前記移載ヘッド、前記実装ヘッドおよび前記部品搬送装置の動作を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記１の組の保持ユニットを前記第１受け渡し位置に位置させるとともに、前記他の１の組の保持ユニットを前記第２受け渡し位置に位置させた状態にて、前記移載ヘッドによる前記１の組の保持ユニットへの前記部品の移載動作と、前記実装ヘッドによる前記他の１の組の保持ユニットからの前記部品の受け取り動作とを実行させ、前記部品の移載動作および前記部品の受け取り動作が完了した後、前記１の組および前記他の１の組の保持ユニットの移動を開始する、請求項１から７のいずれか１つに記載の部品実装装置。

【請求項9】

前記部品供給装置は、前記部品が配置される平面部と、前記平面部から連続する湾曲面を構成する反転部とを有する部品トレイを、水平方向に移動可能に備え、
前記部品トレイは、前記移載ヘッドにより保持される部分を有し、
前記移載ヘッドにより保持された状態にて、前記移載ヘッドが水平方向に移動することにより前記部品を前記湾曲面に沿って移動させて、前記反転部にて前記部品を反転させる、請求項１に記載の部品実装装置。

【請求項10】

前記移載ヘッド、前記実装ヘッドおよび前記部品搬送装置の動作を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記部品搬送装置における第１の前記保持ユニットを前記第１受け渡し位置に位置させるとともに、第２の前記保持ユニットを前記第２受け渡し位置に位置させた状態にて、前記移載ヘッドによる前記第１の保持ユニットへの前記部品の移載動作と、前記実装ヘッドによる前記第２の保持ユニットからの前記部品の受け取り動作とを実行させ、前記部品の移載動作および前記部品の受け取り動作が完了した後、前記第１および第２の保持ユニットの移動を開始する、請求項９に記載の部品実装装置。

【請求項11】

収容された部品を異なる姿勢で供給する部品供給装置から移載ヘッドに部品を供給する工程と、
保持ユニットの軌道上における第１受け渡し位置に位置された前記保持ユニットに対して、前記移載ヘッドに保持された前記部品を移載する工程と、
前記保持ユニットにより前記部品を保持しながら軌道に沿って前記保持ユニットを移動させる工程と、
前記保持ユニットの軌道上における第２受け渡し位置に位置された前記保持ユニットから実装ヘッドが前記部品を保持して受け取る工程と、
前記実装ヘッドにより保持された前記部品を基板に実装する工程と、を含み、
前記保持ユニットを移動させる工程において、複数の前記保持ユニットの１の組を前記第１受け渡し位置に位置させるとともに、複数の前記保持ユニットの前記１の組とは異なる他の１の組を前記第２受け渡し位置に位置させるように、前記保持ユニットを移動させ、前記保持ユニットは、移載される前記部品の姿勢または形状に応じて可変する部品保持面を有し、可変された前記部品保持面により前記保持ユニット内における前記部品の移動を規制した状態で前記部品を保持する、部品実装方法。

【請求項12】

前記部品供給装置は、前記部品が配置される平面部と、前記平面部から連続する湾曲面を構成する反転部とを有する部品トレイを、水平方向に移動可能に備え、前記部品トレイは、前記移載ヘッドにより保持される部分を有し、
前記部品供給装置から部品を供給する工程において、前記移載ヘッドにより保持された状態にて、前記移載ヘッドが水平方向に移動することにより前記部品を前記湾曲面に沿って移動させて、前記反転部にて前記部品を反転させる、請求項１１に記載の部品実装方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、異なる姿勢で供給される部品を基板に実装する部品実装装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、収容された部品をばら状態で供給する部品供給装置を備える部品実装装置として様々な構成のものが知られている。例えば、特許文献１の部品実装装置では、同じ種類の部品をばら状態にて収容する部品供給装置から様々な姿勢で部品が供給されて、これらの部品が実装ヘッドに受け渡されて基板に実装される。

【0003】

部品供給装置からばら状態にて供給される部品は、その姿勢が認識されて、認識結果に基づいて、移載ヘッドによりピックアップされるとともに当該姿勢を所定の姿勢に補正した後、部品キャリアに受け渡される。部品キャリアは、移載ヘッドよりの部品受け取り位置と実装ヘッドへの部品受け渡し位置との間で往復移動される。部品キャリアは、受け渡される部品の形状に応じた固有の凹凸部を有する部品受部材を備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－１０３３４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような従来の部品実装装置では、部品キャリアが、移載ヘッドよりの部品受け取り位置と実装ヘッドへの部品受け渡し位置との間で直線的に往復移動される構成が採用されているため、単位時間あたりの部品供給個数が制限される。また、部品キャリアの部品受部材は、特定の部品の凹凸形状に応じたものであるため、多様な種類の部品の供給に対して汎用性が低い。

【0006】

従って、本開示の目的は、上記従来の課題を解決することにあって、異なる姿勢または形状の部品を基板に実装する部品実装装置および方法において、部品供給の効率を向上させるとともに、多様な種類の部品供給に対応できる汎用性を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本開示の一の態様の部品実装装置は、収容された部品を異なる姿勢で供給する部品供給装置と、部品を保持する保持ユニットと、軌道に沿って保持ユニットを移動させる移動装置とを備える部品搬送装置と、部品供給装置から供給される部品を保持して、保持ユニットの軌道上における第１受け渡し位置に部品を移載する移載ヘッドと、保持ユニットの軌道上における第２受け渡し位置に位置された保持ユニットから部品を保持して受け取り、部品を基板に実装する実装ヘッドと、を備え、保持ユニットは、移載される部品の姿勢または形状に応じて可変する部品保持面を有し、可変された部品保持面により保持ユニット内における部品の移動を規制した状態で部品を保持する、ものである。

【0008】

また、本開示の一の態様の部品実装方法は、収容された部品を異なる姿勢で供給する部品供給装置から移載ヘッドに部品を供給する工程と、保持ユニットの軌道上における第１受け渡し位置に位置された保持ユニットに対して、移載ヘッドに保持された部品を移載する工程と、保持ユニットにより部品を保持しながら軌道に沿って保持ユニットを移動させる工程と、保持ユニットの軌道上における第２受け渡し位置に位置された保持ユニットから実装ヘッドが部品を保持して受け取る工程と、実装ヘッドにより保持された部品を基板に実装する工程と、を含み、保持ユニットを移動させる工程において、保持ユニットは、移載される部品の姿勢または形状に応じて可変する部品保持面を有し、可変された部品保持面により保持ユニット内における部品の移動を規制した状態で部品を保持する、ものである。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、異なる姿勢または形状で供給される部品を基板に実装する部品実装装置および方法において、部品供給の効率を向上させるとともに、多様な種類の部品供給に対応できる汎用性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の実施の形態１にかかる部品実装装置の模式平面図

【図2】実施の形態１の部品実装装置の模式側面図

【図3】実施の形態１の部品実装装置の制御ブロック図

【図4】実施の形態１の部品実装装置が備える保持ユニットの外観斜視図

【図5】実施の形態１の保持ユニットにおけるピン移動装置の説明図

【図6A】実施の形態１の保持ユニットのロック機構の説明図（ロック状態）

【図6B】実施の形態１の保持ユニットのロック機構の説明図（ロック解除状態）

【図7】実施の形態１の保持ユニットの外観斜視図（部品保持面の可変状態）

【図8A】実施の形態１の保持ユニットの模式図（部品保持面：フラット）

【図8B】実施の形態１の保持ユニットの模式図（部品保持面：可変状態）

【図8C】実施の形態１の保持ユニットの模式図（部品保持面：可変状態）

【図9】実施の形態１の変形例にかかる部品搬送装置の模式図

【図10】実施の形態１の別の変形例にかかる部品搬送装置の模式図

【図11A】本開示の実施の形態２にかかる部品実装装置が備える部品供給装置の模式側面図

【図11B】実施の形態２の部品実装装置が備える部品供給装置の模式側面図

【図11C】実施の形態２の部品実装装置が備える部品供給装置の模式側面図

【図12】本開示の実施の形態３にかかる部品実装装置が備える部品供給装置の模式側面図

【図13】実施の形態３の部品供給装置における反転動作の模式図

【発明を実施するための形態】

【0011】

本開示の第１態様の部品実装装置は、収容された部品を異なる姿勢で供給する部品供給装置と、部品を保持する保持ユニットと、軌道に沿って保持ユニットを移動させる移動装置とを備える部品搬送装置と、部品供給装置から供給される部品を保持して、保持ユニットの軌道上における第１受け渡し位置に部品を移載する移載ヘッドと、保持ユニットの軌道上における第２受け渡し位置に位置された保持ユニットから部品を保持して受け取り、部品を基板に実装する実装ヘッドと、を備え、保持ユニットは、移載される部品の姿勢または形状に応じて可変する部品保持面を有し、可変された部品保持面により保持ユニット内における部品の水平方向の移動を規制した状態で部品を保持する、ものである。

【0012】

本開示の第２態様の部品実装装置は、第１態様の部品実装装置において、移動装置は、保持ユニットに対して周回軌道上を回動させるように移動させるロータリー移動装置である、としてもよい。

【0013】

本開示の第３態様の部品実装装置は、第１態様の部品実装装置において、移動装置は、保持ユニットが複数連結されたベルトを周回軌道に沿って走行させるベルト移動装置である、としてもよい。

【0014】

本開示の第４態様の部品実装装置は、第１から第３態様のいずれか１つの部品実装装置において、移動装置は、隣接する複数の保持ユニットの１の組を第１受け渡し位置に位置させるとともに、隣接する複数の保持ユニットの１の組とは異なる他の１の組を第２受け渡し位置に位置させるように、保持ユニットを周回軌道に沿って移動させる、ようにしてもよい。

【0015】

本開示の第５態様の部品実装装置は、第１から第４態様のいずれか１つの部品実装装置において、保持ユニットは、上下方向に延びる姿勢で配置された複数のピンを備え、部品保持面はピンの端部により画定され、ピンが上下方向に移動することにより、部品保持面が可変する、ようにしてもよい。

【0016】

本開示の第６態様の部品実装装置は、第５態様の部品実装装置において、保持ユニットは、上下方向におけるピンの移動をロックするロック機構を備え、ピンに対してロック機構によるロックを行うことにより、部品保持面の可変形態が保持される、ようにしてもよい。

【0017】

本開示の第７態様の部品実装装置は、第５態様または第６態様の部品実装装置において、少なくとも１のピンと他の１のピンとの移動量が異なるように、上下方向に移動させるピン移動装置を備えてもよい。

【0018】

本開示の第８態様の部品実装装置は、第１から第７態様のいずれか１つの部品実装装置において、部品供給装置は、部品が配置され、かつ移載ヘッドへの部品供給位置に向かって下降傾斜するスロープを有し、スロープは、移載ヘッドにより保持される部分を有し、移載ヘッドにより保持された状態にて、移載ヘッドが往復移動することによりスロープに振動が与えられる、ようにしてもよい。

【0019】

本開示の第９態様の部品実装装置は、第１から第７態様のいずれか１つの部品実装装置において、部品供給装置は、部品が配置される平面部と、平面部から連続する湾曲面を構成する反転部とを有する部品トレイを、水平方向に移動可能に備え、部品トレイは、移載ヘッドにより保持される部分を有し、移載ヘッドにより保持された状態にて、移載ヘッドが水平方向に移動することにより部品を湾曲面に沿って移動させて、反転部にて部品を反転させる、ようにしてもよい。

【0020】

本開示の第１０態様の部品実装装置は、第１から第９態様のいずれか１つの部品実装装置において、移載ヘッド、実装ヘッドおよび部品搬送装置の動作を制御する制御装置を備え、制御装置は、部品搬送装置における第１の保持ユニットを第１受け渡し位置に位置させるとともに、第２の保持ユニットを第２受け渡し位置に位置させた状態にて、移載ヘッドによる第１の保持ユニットへの部品の移載動作と、実装ヘッドによる第２の保持ユニットからの部品の受け取り動作とを実行させ、部品の移載動作および部品の受け取り動作が完了した後、第１および第２の保持ユニットの移動を開始する、ようにしてもよい。

【0021】

本開示の第１１態様の部品実装方法は、収容された部品を異なる姿勢で供給する部品供給装置から移載ヘッドに部品を供給する工程と、保持ユニットの軌道上における第１受け渡し位置に位置された保持ユニットに対して、移載ヘッドに保持された部品を移載する工程と、保持ユニットにより部品を保持しながら軌道に沿って保持ユニットを移動させる工程と、保持ユニットの軌道上における第２受け渡し位置に位置された保持ユニットから実装ヘッドが部品を保持して受け取る工程と、実装ヘッドにより保持された部品を基板に実装する工程と、を含み、保持ユニットを移動させる工程において、保持ユニットは、移載される部品の姿勢または形状に応じて可変する部品保持面を有し、可変された部品保持面により保持ユニット内における部品の移動を規制した状態で部品を保持する、ものである。

【0022】

以下に、本開示にかかる実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施の形態の具体的な構成に限定されるものではなく、同様の技術的思想に基づく構成が本開示に含まれる。

【0023】

（実施の形態１）
本開示の実施の形態１にかかる部品実装装置１の主要な構成を示す模式平面図を図１に、模式側面図を図２に示す。

【0024】

図１に示すように、部品実装装置１は、部品供給装置１０と、部品搬送装置２０と、移載ヘッド２と、実装ヘッド３とを備える。また、部品実装装置１は、部品８が実装される基板４を載置して保持するステージ５を備える。

【0025】

部品供給装置１０は、複数の部品を収容し、収容された部品８を部品供給位置１１にて異なる姿勢で供給する装置である。部品供給装置１０は、例えば、同じ種類の部品を個別に任意の姿勢、すなわち「ばら状態」にて収容する。ばら状態にて収容されている部品に対して、例えばスロープ状の経路を通過させる過程にて、あるいは部品に対して振動を与えることにより、部品の姿勢を整えながら、いくつかの所定の姿勢にした状態にて部品供給位置１１へと配置させる。部品供給装置１０において、部品実装装置１の中央側に部品供給位置１１が配置されている。

【0026】

部品供給装置１０に収容される部品８としては、例えば、様々な機能を有する電子部品、コネクタ等の接続部品、または、電子部品等を保護する保護パーツ（例えば、シールドケース）などであってもよい。電子部品は、表面実装部品であってもよく、またリード型電子部品であってもよい。本実施の形態の部品実装装置１には、複数の部品供給装置１０が備えられており、それぞれの部品供給装置１０には互いに異なる種類の部品８（すなわち、互いに形状等が異なる部品８）が収容されている。

【0027】

ステージ５は、図示しない基板搬送装置により搬入された基板４を載置して保持するものである。ステージ５に保持された基板４に対して、実装ヘッド３により部品の実装が行われる。部品実装が行われた基板４は、保持が解除されて、図示しない基板搬送装置によりステージ５から排出される。

【0028】

部品搬送装置２０は、部品供給装置１０から供給される部品を受け取ってステージ５の近傍にまで移動させて、部品を実装ヘッド３に供給可能な状態とさせるように、部品の搬送を行う装置である。部品搬送装置２０は、部品８を保持する複数の保持ユニット２１と、周回軌道に沿って複数の保持ユニット２１を移動させる移動装置２２とを備える。

【0029】

図１に示すように、部品搬送装置２０は、例えば８台の保持ユニット２１を備え、それぞれの保持ユニット２１は円形の周回軌道上において均等の間隔にて配置されている。図１に示す周回軌道における図示下端位置が第１受け渡し位置Ｐ１となっており、図示上端位置が第２受け渡し位置Ｐ２となっている。第１受け渡し位置Ｐ１は、部品供給装置１０における部品供給位置１１に配置された部品８が、移載ヘッド２により保持されて保持ユニット２１に対して受け渡される位置である。第２受け渡し位置Ｐ２は、保持ユニット２１に保持されている部品８が、実装ヘッド３により保持されて受け渡される位置である。

【0030】

移動装置２２は、それぞれの保持ユニット２１を支持する円形状の支持部材２３と、支持部材２３を回転駆動する駆動装置２４とを備える。駆動装置２４により支持部材２３が、例えば、時計方向に回転駆動されることにより、それぞれの保持ユニット２１が、第１受け渡し位置Ｐ１、第２受け渡し位置Ｐ２に順次位置されることになる。本実施の形態では、移動装置２２としてロータリー方式の移動装置が採用されている。駆動装置２４は、例えばモータと回転速度を調整するギア機構とにより構成されてもよい。本実施の形態では、駆動装置２４より支持部材２３が間欠駆動されて、第１受け渡し位置Ｐ１および第２受け渡し位置Ｐ２に移動された保持ユニット２１が所定または任意の時間停止した後、移動が再開される。なお、保持ユニット２１の詳細な構成については後述する。

【0031】

移載ヘッド２は、部品供給装置１０の部品供給位置１１に配置された部品８を保持して、第１受け渡し位置Ｐ１に位置されている保持ユニット２１に対して部品８を移載する装置である。移載ヘッド２は、部品８を把持することにより保持してもよく、また吸着することにより部品８を保持してもよい。図１に示すように、部品実装装置１が備える複数の部品供給装置１０における部品供給位置１１と、第１受け渡し位置Ｐ１とは、Ｘ方向に並んでいる。なお、図２の模式側面図では、各構成部の関係を理解し易いように、実際には互いにＸ方向に並んでいる部品供給位置１１と第１受け渡し位置Ｐ１とを、Ｙ方向の位置を異ならせて図示している。

【0032】

部品実装装置１は、移載ヘッド２を支持するとともに、移載ヘッド２をＸ方向に移動させる移載ヘッド移動装置６を備える。移載ヘッド移動装置６により移載ヘッド２が、それぞれの部品供給位置１１および第１受け渡し位置Ｐ１の上方に移動して位置決めを行うことが可能となっている。移載ヘッド２には、部品供給位置１１に配置されている部品の画像を撮像する第１カメラ（図示せず）が備えられている。部品供給位置１１に配置された部品８の画像を第１カメラにより撮像して、撮像された画像に基づいて移載ヘッド２の保持姿勢が調整され、当該部品８が保持される。

【0033】

実装ヘッド３は、第２受け渡し位置Ｐ２に位置されている保持ユニット２１が保持する部品８を保持して受け取り、ステージ５上に載置されている基板４における所定位置に部品８を実装する装置である。実装ヘッド３は、部品８を把持することにより保持してもよく、また吸着することにより部品８を保持してもよい。

【0034】

部品実装装置１は、実装ヘッド３を支持するとともに、実装ヘッド３をＸ方向およびＹ方向に移動させる実装ヘッド移動装置７を備える。実装ヘッド移動装置７は、第２受け渡し位置Ｐ２および基板４上の任意の位置に実装ヘッド３を位置決めすることが可能となっている。実装ヘッド３には、第２受け渡し位置Ｐ２に位置されている保持ユニット２１が保持する部品８の画像を撮像する第２カメラ（図示せず）が備えられている。第２受け渡し位置Ｐ２に位置された部品８の画像を第２カメラにより撮像して、撮像された画像に基づいて実装ヘッド３の保持姿勢が調整され、当該部品８が保持される。なお、Ｘ方向およびＹ方向は互いに直交する水平方向であり、Ｚ方向はＸ方向およびＹ方向に直交する方向である。

【0035】

ここで、部品実装装置１における制御ブロック図を図３に示す。図３に示すように、部品実装装置１には、部品実装装置１が備えるそれぞれの装置の動作制御を行って部品実装動作を制御する制御装置９が備えられている。制御装置９は、記憶部等に記憶された部品実装プログラム、動作シーケンス、実装される部品情報、基板情報などに基づいてそれぞれの装置の動作を制御する機能を有する

【0036】

次に、保持ユニット２１の外観の模式斜視図を図４に示す。

【0037】

保持ユニット２１は、その上面に部品８が載置されて部品８を保持する部品保持面２５を有する。部品保持面２５は移載される部品８の姿勢または形状に応じて可変するものであり、可変された部品保持面２５により、保持ユニット２１内における部品８の水平方向の移動が規制された状態で部品８を保持する。

【0038】

図４に示すように、保持ユニット２１は、Ｚ方向に延びる姿勢にてＸ方向およびＹ方向にマトリックス状に配列された複数のピン３１と、それぞれのピン３１の下方側を支持する本体部３２とを備える。

【0039】

大略箱形状を有する本体部３２の上面から上方にそれぞれのピン３１が突出しており、それぞれのピン３１の上端３１ａにより部品保持面２５が画定されている。それぞれのピン３１は、Ｘ方向およびＹ方向に所定の間隔にて配列されており、上下方向に移動可能に本体部３２に支持されている。

【0040】

それぞれのピン３１を上下方向に移動させる機構について、図５の模式図を用いて説明する。図５に示すように、それぞれのピン３１の下端には、ピン移動装置としてアクチュエータ３３が個別に配置されている。また、それぞれのピン３１は図示しない付勢手段（ばね等）により常時下方側に付勢されている。アクチュエータ３３が下方に駆動されることにより、付勢手段による付勢力とともにピン３１が下方へと移動される。アクチュエータ３３が上方に駆動されることにより、付勢力に抗してピン３１が上方へと移動される。このようにして個々のピン３１が上下方向に移動されて、ピン３１の上端３１ａにより画定される部品保持面２５を所望の形状に可変することができる。なお、アクチュエータによるピンの移動は個別に行われる場合に限られず、例えば、複数のピンを１つのアクチュエータにより共通して移動させるような場合であってもよい。

【0041】

本体部３２の上面には、それぞれのピン３１の上下方向の移動をロックするロック機構３４が配置されている。ここで、ロック機構３４の構成について、図６Ａ、図６Ｂの模式図を用いて説明する。図６Ａに示すように、ロック機構３４は、それぞれのピン３１が個別に貫通する複数の貫通孔３５が形成されたプレート３６を備える。プレート３６において、それぞれの貫通孔３５はピン３１の外形よりも大きく形成されている。また、プレート３６は水平方向に移動可能に本体部３２に取り付けられている。図６Ａに示すように、プレート３６がロック位置に位置された状態では、それぞれの貫通孔３５の端縁にピン３１が接触された状態にあり、この接触により生じる摩擦力によりピン３１の上下方向の移動が規制される。一方、図６Ｂに示すように、プレート３６がロック位置から水平方向に移動されたロック解除位置に位置された状態では、それぞれの貫通孔３５の中央付近にピン３１が位置され、ピン３１と貫通孔３５の端縁との摩擦力が生じない（あるいは大幅に低減された）状態にある。このような状態では、ピン３１が上下方向に移動可能な状態となる。

【0042】

なお、ロック機構３４のプレート３６をロック位置とロック解除位置との間で移動させる駆動装置が、本体部３２に設けられていてもよい。また、このような駆動装置が、それぞれの保持ユニット２１に対して共通して、保持ユニット２１の外部に設けられるような場合であってもよい。例えば、保持ユニット２１の周回軌道における所定の位置に駆動装置を設けて、当該位置に位置された保持ユニット２１に対してプレート３６の移動を行うようにしてもよい。

【0043】

このように保持ユニット２１では、載置される部品８の形状に応じてそれぞれのピン３１を上下方向に移動させることにより、ピン３１の上端３１ａにて画定される部品保持面２５を可変することができる。例えば、図７に示すように、平面視（Ｚ方向視）にて大略長方形状を有し、かつ長辺から一部突出部分を有するような形状を有する部品８が保持ユニット２１に保持される場合を想定する。この場合、部品８の下面と接触するピン３１が下方に移動され、部品８の下面と接触しないピン３１は上下方向に移動しないように、部品保持面２５の凹凸形状が形成される。すなわち、保持ユニット２１が有する複数のピン３１に対して、少なくとも１本のピン３１と他の１本のピン３１との上下方向の移動量が異なるように、アクチュエータ３３によりピン３１の移動を行う。これにより、部品保持面２５に載置された部品８は、下方に移動されたピン３１の上端３１ａにより支持された状態となり、安定的に支持される。さらに部品８の水平方向周囲のピン３１は高い位置に位置された状態にあるため、部品８の側方を取り囲んだ状態となり、部品８の水平方向の移動が規制される。なお、部品８の側方４方向に対して、少なくとも１本ずつのピン３１が存在していれば、部品８の水平方向の移動を規制することができる。

【0044】

また、図８Ａに示すフラットな形状の部品保持面２５に対して、部品８の姿勢または形状に応じて、部品８の下面に接触するピン３１を選択して上下方向に移動させることにより、図８Ｂおよび図８Ｃに示すような部品保持面２５を形成することができる。これにより様々な姿勢または形状の部品を安定して保持ユニット２１により保持することができる。

【0045】

このような構成を有する本実施の形態１の部品実装装置１における部品実装動作について説明する。

【0046】

部品供給装置１０において、収容されている部品８をいくつかの所定の姿勢に近づくように姿勢を整えながら部品供給位置１１に部品８を配置する。制御装置９において、次に取り出す部品８が選択されて、当該部品８が配置されている部品供給位置１１の上方に移載ヘッド２が移載ヘッド移動装置６により移動される。その後、移載ヘッド２により部品供給位置１１から部品８が保持して取り出され、部品８を保持した状態の移載ヘッド２が第１受け渡し位置Ｐ１の上方へと位置決めされる。なお、移載ヘッド２による部品８の保持の際には、図示しない第１カメラの撮像画像に基づいた保持姿勢の調整が行われる。

【0047】

部品搬送装置２０では、第２受け渡し位置Ｐ２から第１受け渡し位置Ｐ１への保持ユニット２１の移動過程において、次に載置される部品８の情報に基づいて、部品保持面２５の可変が行われる。部品８の情報には、部品８の種類と部品８の載置姿勢（あるいは移載ヘッド２による保持姿勢）の情報が含まれる。制御装置９により、これらの情報に基づいて保持ユニット２１が備えるアクチュエータ３３の制御が行われ、選択的にそれぞれのピン３１の上下方向の移動が行われる。なお、この移動はロック機構３４によるロック解除が行われた状態にて行われる。その後、ロック機構３４によるロックが行われて、それぞれのピン３１の上下方向の位置が固定される。これにより、保持ユニット２１における部品保持面２５が、載置される部品８の姿勢等に応じた形状に保たれる。

【0048】

その後、部品保持面２５が可変された保持ユニット２１が第１受け渡し位置Ｐ１に位置されると、移載ヘッド２により保持されている部品８が保持ユニット２１の部品保持面２５に載置される。この際に、部品保持面２５に形成された部品８の姿勢に応じた凹状部分に合致するように部品８が載置される。

【0049】

次に、第１受け渡し位置Ｐ１から第２受け渡し位置Ｐ２に向けて、保持ユニット２１の移動が開始される。保持ユニット２１は円形状の周回軌道に沿って間欠的な移動として行われる。保持ユニット２１において、部品８の側方がピン３１に囲まれた状態にあるため、部品８の水平方向の移動が規制された状態にて移動が行われる。よって、移動に伴う振動等によって部品８が落下することが防止される。

【0050】

実装ヘッド移動装置７により実装ヘッド３が移動されて、第２受け渡し位置Ｐ２の上方に位置決めされる。その後、保持ユニット２１が第２受け渡し位置Ｐ２に位置されると、実装ヘッド３により部品８が保持されて保持ユニット２１から取り出される。なお、実装ヘッド３による部品８の保持の際には、図示しない第２カメラの撮像画像に基づいた保持姿勢の調整が行われる。

【0051】

その後、実装ヘッド移動装置７により実装ヘッド３が基板４における実装位置に位置決めされて、保持されている部品８が基板４上に実装される。また、第２受け渡し位置Ｐ２にて部品８が取り出された状態の保持ユニット２１に対して、第１受け渡し位置Ｐ１へ向けての周回軌道に沿った移動が行われる。この移動の過程において、保持ユニット２１のロック機構３４がロック解除状態とされて、それぞれのピン３１の上端３１ａがフラットな状態へと戻される。その後、第１受け渡し位置Ｐ１へ位置されるまでに、次に載置される部品８の姿勢等に応じて部品保持面２５の可変が行われる。

【0052】

また、部品搬送装置２０において、１つの保持ユニット（第１保持ユニット）２１が第１受け渡し位置Ｐ１に位置された状態にて、他の１つの保持ユニット（第２保持ユニット）２１が第２受け渡し位置Ｐ２に位置される。この状態にて、第１受け渡し位置Ｐ１の保持ユニット２１に対して、移載ヘッド２による部品８の移載動作が行われる。それとともに、第２受け渡し位置Ｐ２の保持ユニット２１に対して、実装ヘッド３による部品８の受け取り動作（取り出し動作）が行われる。制御装置９は、部品８の移載動作および部品８の受け取り動作が共に完了した後、第１保持ユニット２１および第２保持ユニット２１の周回軌道に沿った移動を開始させる。これにより、部品８の移載動作および部品８の受け取り動作をオーバーラップさせて実行することができ、効率的な部品実装を行うことができる。

【0053】

本実施の形態１の部品実装装置１によれば、周回軌道に沿って複数の保持ユニット２１が移動して、１つの保持ユニット２１を第１受け渡し位置Ｐ１に位置させながら、他の１つの保持ユニット２１を第２受け渡し位置Ｐ２に位置させることができる。よって、第１受け渡し位置Ｐ１における部品８の移載動作と、第２受け渡し位置Ｐ２における部品８の受け取り動作とをオーバーラップさせて実行することができ、効率的な部品の供給および実装を行うことができる。

【0054】

保持ユニット２１における部品保持面２５が、部品８の姿勢等に応じて可変する構成が採用されている。これにより、保持ユニット２１において、多様な種類の部品８を安定して保持することができ、部品供給における汎用性を向上させることができる。

【0055】

また、このような部品保持面２５の可変は、複数のピン３１を上下方向に移動させることにより実現できる。特に、載置される部品８の側方４方向に少なくとも１本ずつのピン３１が位置するようにすることにより、部品８の水平方向の移動を規制することができる。よって、部品８の移動過程において落下等を防止して、部品８を安定的に保持することができる。

【0056】

次に、本実施の形態１の変形例について説明する。

【0057】

上述の実施の形態１では、部品実装装置１が、移載ヘッド２により保持される部品８の画像を撮像する第１カメラと、実装ヘッド３により保持される部品８の画像を撮像する第２カメラとを備える場合を例としたが、第２カメラを備えないような場合であってもよい。例えば、移載ヘッド２による部品８の保持の際に、第１カメラの撮像画像に基づいた保持姿勢の調整が行われて、移載ヘッド２により保持ユニット２１に部品８を所定の姿勢にて移載を行うようにしてもよい。これにより、それぞれの保持ユニット２１が、所定の姿勢にて部品８が保持された状態で第２受け渡し位置Ｐ２に移動することになる。したがって、実装ヘッド３による部品８の受け取り動作の際に、第２カメラによる部品８の画像の撮像を不要とすることができる。

【0058】

部品搬送装置２０がロータリー方式の移動装置２２を採用するような場合に代えて、例えば、図９に示すように、ベルト方式の移動装置を採用してもよい。図９に示す部品搬送装置４０では、周回軌道に沿って走行するベルト４１上に、複数の保持ユニット２１が支持されている。このような構成では、ベルト４１が走行することにより、１つの保持ユニット２１を第１受け渡し位置Ｐ１に位置させながら、他の１つの保持ユニット２１を第２受け渡し位置Ｐ２に位置させることができる。また、ベルト４１を用いることにより、周回軌道の設計の自由度を高めることができる。

【0059】

また、別の変形例に係る部品搬送装置５０では、図１０に示すように正方形状の支持部材であるプレート５１の各辺に隣接する３つの保持ユニット２１を１つの組として並べて支持させている。プレート５１を９０度ずつ間欠回転駆動させることにより、保持ユニット２１を周回軌道に沿って移動させることができる。このような構成では、例えば、第１受け渡し位置Ｐ１に３つの保持ユニット２１の組を同時に位置させながら、第２受け渡し位置Ｐ２に別の３つの保持ユニット２１の組を同時に位置させることができる。例えば、移載ヘッド２および実装ヘッド３をそれぞれ３台ずつ備えさせることにより、３つの保持ユニット２１の組に対して、部品３個一括での移載動作および部品の受け取り動作を行うことが可能となる。よって、部品供給をさらに効率的に行うことが可能となる。

【0060】

なお、複数の保持ユニット２１の組を第１受け渡し位置Ｐ１と第２受け渡し位置Ｐ２とに同時に位置させるような形態は、正方形状のプレート５１を用いるような場合に限られず、例えば、ベルトを用いた構成等においても採用することができる。

【0061】

上述の説明では、保持ユニット２１において、それぞれのピン３１をアクチュエータ３３により上下方向に移動させる場合を例としたが、このような場合に限られない。例えば、ピン３１に対して、外部部材を接触させて上下方向に移動させるようにしてもよい。このような外部部材としては、保持ユニット２１以外の部分に設けられたアクチュエータであってもよく、また、移載ヘッド２に保持されている部品８自体をピン３１に押し当てることによりピン３１の移動を行う場合であってもよい。

【0062】

ピン３１の上下方向の移動に対するロック機構としては、摩擦力を用いた様々な形態を適用してもよい。また、摩擦力を用いるような場合に代えて、ピンと他の部材との係合を用いるような構成を採用してもよく、また、電磁気的なロックを行う機構を採用してもよい。

【0063】

保持ユニット２１において、複数のピン３１がマトリックス状に配列される場合を例としたが、複数のピン３１により部品８の下面が支持される程度の本数および配列であればよく、様々な形態を採用することができる。例えば、部品８の大きさを考慮した上で、部品保持面２５の中央部分にピン３１が存在せず、その周囲のみにピン３１が存在するような形態を採用してもよい。

【0064】

（実施の形態２）
次に、本開示の実施の形態２にかかる部品実装装置が備える部品供給装置１１０の模式側面図を図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１１Ｃに示す。なお、実施の形態１の部品実装装置１が備える構成部と実質的に同じ構成の構成部については同じ参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

【0065】

図１１Ａに示すように、部品供給装置１１０は、例えば、同じ種類の部品を個別に任意の姿勢、すなわち「ばら状態」にて収容する。部品供給装置１１０は、ばら状態にて収容されている部品８を、部品供給位置１１に供給するためのスロープ１１１を備え、スロープ１１１の下方側端部は部品供給位置１１に位置している。また、スロープ１１１の下方側端部には上方へ突出した部分であるフック１１２が設けられている。なお、部品供給位置１１の上方には移載ヘッド２が移動することが可能となっている。

【0066】

このような構成の部品供給装置１１０において、部品８を移載ヘッド２に供給する動作について説明する。

【0067】

まず、図１１Ａに示すように、スロープ１１１上に配置されている部品８は、スロープ１１１の傾斜に沿って下方側へと移動し、部品供給位置１１に部品８が順次位置される。部品供給位置１１に配置された部品８の画像が第１カメラ（図示せず）により撮像され、撮像された画像に基づいて、移載ヘッド２により部品８が保持可能な状態かどうかが判断される。例えば、部品供給位置１１にて複数の部品８が重なっているなどの状態であるような場合には、部品８を保持不可能と判断される。部品８が保持可能と判断される場合には、移載ヘッド２により部品８が保持される。

【0068】

撮像された画像により、部品供給位置１１にて複数の部品８が重なっており、部品８をそのまま保持することが不可能であると判断された場合には、スロープ１１１の振動動作を実行する。具体的には、スロープ１１１のフック１１２の上方に移載ヘッド２を位置させて、移載ヘッド２を下降させることによりフック１１２を移載ヘッド２により保持する。その後、上下方向または水平方向に移載ヘッド２を微小に往復移動させる。この微小な往復移動は、移載ヘッド移動装置６にて行われてもよく、あるいは移載ヘッド２自体が有している上下動の移動機構を用いてもよい。この移載ヘッド２の往復移動によりスロープ１１１が振動して、スロープ１１１上の部品８が移動する（図１１Ｂ参照）。

【0069】

その結果、部品供給位置１１にて部品８の重なりが解消される。その後、部品供給位置１１に配置された部品８が移載ヘッド２により保持され、部品供給位置１１から部品８が供給される（図１１Ｃ参照）。

【0070】

このような構成の部品供給装置１１０によれば、部品供給位置１１にて、部品８の重なり状態をスロープ１１１に振動を与えることにより解消させることができる。また、このような振動は、移載ヘッド２により与えることができるため、振動を発生させるための駆動機構を部品供給装置１１０が備えることを必要としない。なお、スロープ１１１にフック１１２が備えられている場合を例としたが、スロープ１１１の一部を移載ヘッド２が保持できる構成であればよい。

【0071】

（実施の形態３）
次に、本開示の実施の形態３にかかる部品実装装置が備える部品供給装置２１０の模式側面図を図１２に示す。なお、実施の形態１の部品実装装置１が備える構成部と実質的に同じ構成の構成部については同じ参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

【0072】

図１２に示すように、部品供給装置２１０は、例えば、同じ種類の部品を個別に任意の姿勢、すなわち「ばら状態」にて収容する。部品供給装置２１０は、ばら状態にて収容されている部品８を、移載ヘッド２に供給するための部品トレイ２１１を備える。部品トレイ２１１は、複数の部品８が配置されている平面状の部分である平面部２１２と、平面部２１２の一方の端部に平面部２１２に連続する湾曲面を構成する反転部２１３とを備える。平面部２１２の他方の端部に、上方へ突出した部分であるフック２１４が設けられている。なお、本実施の形態３では、部品トレイ２１１の上方の任意の位置に移載ヘッド２が移動することが可能となっており、部品トレイ２１１の上方全体が部品供給位置１１となっている。

【0073】

部品トレイ２１１において、反転部２１３は、平面部２１２から連続する面を、例えば１８０度反転させるように湾曲する湾曲面を有している。本実施の形態３の部品供給装置２１０では、部品８に対して水平方向に移動する外力を与えて、部品８の慣性により反転部２１３にて部品８をスライド移動させながら反転（上下面を反転）させるものである。

【0074】

具体的な部品８の反転方法について、図１３の模式図を用いて説明する。

【0075】

まず、部品トレイ２１１に配置されている部品８の画像が第１カメラ（図示せず）により撮像され、撮像された画像に基づいて、移載ヘッド２により部品８が保持可能な状態かどうかが判断される。例えば、平面部２１２にて配置されている複数の部品８が重なっている、あるいは部品８が保持可能な姿勢に対して反転している姿勢であるなどの状態であるような場合には、部品８を保持不可能と判断される。部品８が保持可能と判断された部品８が順次移載ヘッド２により保持される。

【0076】

部品トレイ２１１には、保持不可能と判断された部品８のみが残る。移載ヘッド２が、部品トレイ２１１のフック２１４の上方に位置決めされて下降し、フック２１４を移載ヘッド２により保持する。その後、移載ヘッド２を図示右向きに移動させる（図１３（Ａ）参照）。これにより、部品トレイ２１１全体が部品８とともに図示右向きに移動する。部品トレイ２１１が一定速度に達した後、減速して移載ヘッド２を図示左向きへと移動方向を切り換える（図１３（Ｂ）参照）。この移載ヘッド２の動作により、部品トレイ２１１は図示左向きに移動しながら、部品８は慣性により図示右向きへの移動を継続しようとする。図１３（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）に示すように、部品８は慣性により反転部２１３の湾曲面に沿って移動し、上下面が反転される。反転された部品８は部品トレイ２１１の平面部２１２へと配置される（図１３（Ｆ）参照）。その後、上下面が反転されて、保持可能な状態となった部品８は、移載ヘッド２により保持される。

【0077】

このような構成の部品供給装置２１０によれば、部品８が反転しており移載ヘッド２により保持することができない状態であっても、部品トレイ２１１が備える反転部２１３を用いて部品８を反転させることができる。また、このような部品８の反転動作は、移載ヘッド２の動作により実現することができるため、専用の駆動機構を部品供給装置２１０が備えることを必要としない。

【0078】

なお、上記様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

【符号の説明】

【0079】

１ 部品実装装置
２ 移載ヘッド
３ 実装ヘッド
４ 基板
５ ステージ
６ 移載ヘッド移動装置
７ 実装ヘッド移動装置
８ 部品
９ 制御装置
１０ 部品供給装置
１１ 部品供給位置
２０ 部品搬送装置
２１ 保持ユニット
２２ 移動装置
２３ 支持部材
２４ 駆動装置
２５ 部品保持面
３１ ピン
３２ 本体部
３３ アクチュエータ
３４ ロック機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図12】

【図13】