特許 7515066 部品実装装置

(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】

(24)【登録日】2024-07-04

(45)【発行日】2024-07-12

(54)【発明の名称】部品実装装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/04 20060101AFI20240705BHJP

   H05K 13/02 20060101ALI20240705BHJP

【ＦＩ】

H05K13/04 B

H05K13/02 E

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020114990

(22)【出願日】2020-07-02

(65)【公開番号】P2022012859

(43)【公開日】2022-01-17

【審査請求日】2023-05-15

(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】高浪 保夫

【審査官】加藤 三慶

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０１９１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２８９５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１４９３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０３３８３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １３／０４

Ｈ０５Ｋ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子部品を基板に実装する部品実装装置であって、
前記電子部品を格納したトレイを部品供給位置に供給するトレイフィーダと、
前記トレイから前記電子部品を取り出して、基板に実装する実装ヘッドと、を備え、
前記トレイフィーダは、
複数の前記トレイを上下方向に並べて収容するトレイ収容部と、
前記トレイ収容部から前記トレイを、前方の内部空間内のそれぞれの引き出し位置に引き出す引き出し部と、
モータを有し、それぞれのトレイの引き出し位置と、最も高い位置のトレイの引き出し位置よりも高い前記部品供給位置との間を、前記引き出し部を昇降させる昇降機構と、
外部から前記トレイ収容部へアクセス可能にする扉と、
前記扉が開いている場合に、前記引き出し部が下降するのを止めるロック機構と、
前記扉の開閉を検出する第１検出部と、
前記第１検出部による前記扉が開いていることの検出結果を基に、前記ロック機構に前記昇降機構の駆動をロックするように指示する制御部と、
前記扉が閉まった状態を維持するために前記扉をロックする扉ロック部と、を備え、
前記ロック機構は、前記モータのブレーキとは異なり、
前記制御部は、前記モータを駆動制御して前記引き出し部を前記部品供給位置に移動させると、前記扉ロック部に前記扉のロックを解除させる、

【請求項2】

前記昇降機構は、
前記モータに接続される第１プーリと、
前記引き出し部と接続される送りねじと、
前記送りねじと接続される第２プーリと、
前記第１プーリと第２プーリとに巻かれるベルトと、を備える、
請求項１に記載の部品実装装置。

【請求項3】

前記第１プーリは前記モータの下端と接続され、
前記第２プーリは前記送りねじの下端と接続され、
前記モータと前記送りねじとは、それぞれ、前記ベルトの上方に平行に配置されている、
請求項２に記載の部品実装装置。

【請求項4】

前記ロック機構は、前記引き出し部が下降するように前記送りねじが回転するのを止める、
請求項２または３に記載の部品実装装置。

【請求項5】

前記ロック機構は、前記送りねじの回転を止めるラチェット機構を有する、
請求項４に記載の部品実装装置。

【請求項6】

電子部品を基板に実装する部品実装装置であって、
前記電子部品を格納したトレイを部品供給位置に供給するトレイフィーダと、
前記トレイから前記電子部品を取り出して、基板に実装する実装ヘッドと、を備え、
前記トレイフィーダは、
複数の前記トレイを上下方向に並べて収容するトレイ収容部と、
前記トレイ収容部から前記トレイを、前方の内部空間内のそれぞれの引き出し位置に引き出す引き出し部と、
モータを有し、それぞれのトレイの引き出し位置と、最も高い位置のトレイの引き出し位置よりも高い前記部品供給位置との間を、前記引き出し部を昇降させる昇降機構と、
外部から前記トレイ収容部へアクセス可能にする扉と、
前記扉が開いている場合に、前記引き出し部が下降するのを止めるロック機構と、を備え、
前記昇降機構は、
前記モータに接続される第１プーリと、
前記引き出し部と接続される送りねじと、
前記送りねじと接続される第２プーリと、
前記第１プーリと第２プーリとに巻かれるベルトと、を備え、
前記ロック機構は、前記送りねじの回転を止めるラチェット機構を有し、前記引き出し部が下降するように前記送りねじが回転するのを止める、
部品実装装置。

【請求項7】

前記第１プーリは前記モータの下端と接続され、
前記第２プーリは前記送りねじの下端と接続され、
前記モータと前記送りねじとは、それぞれ、前記ベルトの上方に平行に配置されている、
請求項６に記載の部品実装装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板に部品を装着する部品実装装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、部品実装装置には、部品が収納された複数個のトレイを収納するトレイフィーダが備えられている。トレイに収納された部品が全て実装された場合や、実装する部品の種類が変わる場合、作業者はトレイを交換する。

【0003】

例えば、特許文献１には、部品実装装置に２つのトレイフィーダが備えられており、一方のトレイフィーダのトレイ交換作業中も部品実装装置の実装ヘッドの駆動を止めないことで、実装効率を向上させることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－１９１４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、部品装着装置において、トレイ交換時の安全性をより高めることが求められている。

【0006】

従って、本開示の目的は、安全性を向上させた部品装着装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記目的を達成するために、本開示の一態様における部品実装装置は、電子部品を基板に実装する部品実装装置であって、
前記電子部品を格納したトレイを部品供給位置に供給するトレイフィーダと、
前記トレイから前記電子部品を取り出して、基板に実装する実装ヘッドと、を備え、
前記トレイフィーダは、
複数の前記トレイを上下方向に並べて収容するトレイ収容部と、
前記トレイ収容部から前記トレイを、前方の内部空間内のそれぞれの引き出し位置に引き出す引き出し部と、
それぞれのトレイの引き出し位置と、最も高い位置のトレイの引き出し位置よりも高い前記部品供給位置との間を、前記引き出し部を昇降させる昇降機構と、
外部から前記トレイ収容部へアクセス可能にする扉と、
前記扉が開いている場合に、前記引き出し部が下降するのを止めるロック機構と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

安全性を向上させた部品装着装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施の形態における部品実装装置の平面図

【図2】本開示の実施の形態における部品実装装置の側断面図

【図3A】本開示の実施の形態における部品実装装置に用いられるトレイフィーダの構成を説明する概略図

【図3B】本開示の実施の形態における部品実装装置のトレイフィーダの側断面図

【図3C】本開示の実施の形態における部品実装装置のトレイフィーダの側断面図

【図3D】本開示の実施の形態における部品実装装置のトレイフィーダの側断面図

【図4A】本開示の実施の形態における部品実装装置のロック機構の斜視図

【図4B】本開示の実施の形態における部品実装装置のロック機構の斜視図

【図5】本開示の実施の形態における部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図

【図6】本開示の実施の形態における部品実装装置の部分平面図

【図7】本開示の実施の形態における部品実装装置のトレイフィーダの側断面図

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の一態様によれば、電子部品を基板に実装する部品実装装置であって、前記電子部品を格納したトレイを部品供給位置に供給するトレイフィーダと、前記トレイから前記電子部品を取り出して、基板に実装する実装ヘッドと、を備え、前記トレイフィーダは、複数の前記トレイを上下方向に並べて収容するトレイ収容部と、前記トレイ収容部から前記トレイを、前方の内部空間内のそれぞれの引き出し位置に引き出す引き出し部と、それぞれのトレイの引き出し位置と、最も高い位置のトレイの引き出し位置よりも高い前記部品供給位置との間を、前記引き出し部を昇降させる昇降機構と、外部から前記トレイ収容部へアクセス可能にする扉と、前記扉が開いている場合に、前記引き出し部が下降するのを止めるロック機構と、を備える。

【0011】

本開示の第２の態様によれば、前記扉の開閉を検出する第１検出部と、前記第１検出部による前記扉が開いていることの検出結果を基に、前記ロック機構に前記昇降機構の駆動をロックするように指示する制御部と、を備える。

【0012】

本開示の第３の態様によれば、前記引き出し部が、前記トレイフィーダの前記内部空間と前記実装ヘッドとの間の前記前記部品供給位置にあることを検出する第２検出部と、前記扉が閉まった状態をロックする扉ロック部と、を備え、前記制御部は、前記引き出し部が前記部品供給位置にあることを前記第２の検出部が検出すると、前記扉ロック部に前記扉のロックを解除させる。

【0013】

本開示の第４の態様によれば、前記昇降機構は、モータと、前記モータに接続される第１プーリと、前記引き出し部と接続される送りねじと、前記送りねじと接続される第２プーリと、前記第１プーリと第２プーリとに巻かれるベルトと、を備える。

【0014】

本開示の第５の態様によれば、前記第１プーリは前記モータの下端と接続され、前記第２プーリは前記送りねじの下端と接続され、前記モータと前記送りねじとは、それぞれ、前記ベルトの上方に平行に配置されているを備える。

【0015】

本開示の第６の態様によれば、前記ロック機構は、前記引き出し部が下降するように前記送りねじが回転するのを止める。

【0016】

本開示の第７の態様によれば、前記ロック機構は、前記送りねじの回転を止めるラチェット機構を有する。

【0017】

（実施の形態）
以下に、本開示の実施の形態における部品実装装置１について、図１、図２を参照して説明する。図１は、実施の形態における部品実装装置１の平面図である。図２は、実施の形態における部品実装装置１の側断面図である。まず、部品供給部から取り出した電子部品を基板３に実装する部品実装装置１の構成を説明する。

【0018】

図１において、部品実装装置１の基台１ａ上には、基板搬送機構２が配設されている。基板搬送機構２は、それぞれ実装対象の基板３を搬送する第１基板搬送レーンＬＩおよび第２基板搬送レーンＬＩＩを、基板搬送方向（Ｘ方向）に並列配置した構成となっている。第１基板搬送レーンＬＩ、第２基板搬送レーンＬＩＩは、それぞれ１対の第１基板搬送コンベア２Ａ、第２基板搬送コンベア２Ｂより構成され、上流側から受け渡された基板３を搬送して、以下に説明する部品搭載機構による作業位置に位置決めして保持する。第１基板搬送レーンＬＩ、第２基板搬送レーンＬＩＩにはそれぞれ基板検出センサＳ１、Ｓ２が設けられており、基板検出センサＳ１、Ｓ２は搬入された基板３を検出する。

【0019】

基板搬送機構２の両側方には、それぞれ第１部品供給部４Ａ、第２部品供給部４Ｂが配設されている。第１部品供給部４Ａは、第１トレイ供給機構５Ａ、第２トレイ供給機構５Ｂを並設しているトレイフィーダ５を備える。図２に示すように、トレイフィーダ５を構成する第１トレイ供給機構５Ａ、第２トレイ供給機構５Ｂは、実装対象となる電子部品のうち、例えば、形状が比較的大型のものを平面配列で格納したトレイ１８を保持するパレット１６を、トレイ収容部５ｂから引き出して、トレイ収容部５ｂの上端高さ近傍に設定された部品供給位置５ａまで移動させる機能を有している。

【0020】

第２部品供給部４Ｂには、複数のテープフィーダ６が並設されている。テープフィーダ６は、小型の電子部品を保持したキャリアテープ１５をピックアップ位置６ａ（図２参照）までピッチ送りする機能を有している。テープフィーダ６は第２部品供給部４Ｂに移動自在にセットされる台車１３に装着され、キャリアテープ１５は、台車１３に保持された
供給リール１４から引き出され、テープフィーダ６に供給される。

【0021】

基台１ａの上面において一方側の端部には、Ｙ軸移動テーブル７がＹ方向に配設されており、Ｙ軸移動テーブル７には第１Ｘ軸移動テーブル８Ａ、第２Ｘ軸移動テーブル８ＢがＹ方向にスライド自在に装着されている。第１Ｘ軸移動テーブル８Ａ、第２Ｘ軸移動テーブル８Ｂにはそれぞれ第１実装ヘッド９Ａ、第２実装ヘッド９ＢがＸ方向にスライド自在に装着されている。第１実装ヘッド９Ａ、第２実装ヘッド９Ｂは、いずれも複数の単位搭載ヘッド１０を備えたマルチタイプヘッドであり、各単位搭載ヘッド１０の下端部には電子部品を吸着保持する吸着ノズル１０ａ（図２参照）が装着されている。

【0022】

Ｙ軸移動テーブル７、第１Ｘ軸移動テーブル８Ａ、第２Ｘ軸移動テーブル８Ｂを駆動することにより、第１実装ヘッド９Ａ、第２実装ヘッド９Ｂはそれぞれ個別に水平移動し、第１実装ヘッド９Ａは第１部品供給部４Ａのトレイフィーダ５から、また第２実装ヘッド９Ｂは第２部品供給部４Ｂのテープフィーダ６からそれぞれ電子部品を取り出して保持し、第１基板搬送レーンＬＩ、第２基板搬送レーンＬＩＩに搬入された基板３に移送搭載する。Ｙ軸移動テーブル７、第１Ｘ軸移動テーブル８Ａ、第２Ｘ軸移動テーブル８Ｂは、第１実装ヘッド９Ａ、第２実装ヘッド９Ｂを移動させるヘッド移動機構を構成し、このヘッド移動機構と第１実装ヘッド９Ａ、第２実装ヘッド９Ｂは、第１部品供給部４Ａにおいてトレイフィーダ５の部品供給位置５ａまで移動したパレット１６から、また第２部品供給部４Ｂにおいてテープフィーダ６から、電子部品を取り出して基板３に実装する部品実装機構を構成している。

【0023】

第１実装ヘッド９Ａ、第２実装ヘッド９Ｂには、それぞれ一体的に移動する基板認識カメラ１１が、第１Ｘ軸移動テーブル８Ａ、第２Ｘ軸移動テーブル８Ｂの下面側に位置して配設されており、第１実装ヘッド９Ａ、第２実装ヘッド９Ｂを基板３の上方に移動させることにより、基板認識カメラ１１によって基板３を撮像することができる。この撮像結果を認識処理することにより、基板３や部品実装点の位置が認識される。

【0024】

実装ヘッド９Ａ，９Ｂがそれぞれの部品供給部から基板３に移動する経路には、部品認識カメラ１２が配設されている。電子部品を保持した実装ヘッド９Ａ，９Ｂが部品認識カメラ１２の上方を移動することにより、保持された電子部品が部品認識カメラ１２によって撮像され、これにより実装ヘッド９Ａ，９Ｂに保持された状態における電子部品の位置が認識される。これらの基板３への実装動作に際しては、基板認識カメラ１１による基板認識結果及び部品認識カメラ１２による部品認識結果を加味して、第１実装ヘッド９Ａ、第２実装ヘッド９Ｂの搭載位置が補正される。

【0025】

（トレイフィーダ）
次に図３Ａ～図３Ｄを参照して、トレイフィーダ５の構成を説明する。なお、トレイフィーダ５において、部品実装装置１の基板搬送機構２側を前方とし、反対側を後方とする。図３Ａに示すように、トレイフィーダ５は、それぞれ独立して動作可能な第１トレイ供給機構５Ａ、第２トレイ供給機構５Ｂを並列配置した構成となっている。第１トレイ供給機構５Ａ、第２トレイ供給機構５Ｂは、電子部品が格納されたトレイ１８を保持したパレット１６を部品供給位置５ａに位置させる機能を有する。なお、図３Ａにおいて、パレット１６の動きを理解しやすくするために、マガジン１７とトレイ１８とを省略して示している。

【0026】

図３Ｂは、第１トレイ供給機構５Ａ、第２トレイ供給機構５Ｂの構成を示している。フレーム２５にトレイ収容部５ｂが支持されており、トレイ収容部５ｂ内には、複数のマガジン１７が段積みされている。それぞれのマガジン１７の内部には、複数のパレット１６およびトレイ１８が上下方向に積層されている。マガジン１７内に収容されたパレット１６には、複数の電子部品が格子状に格納されたトレイ１８が装着される。トレイ収容部５ｂの後方（基板搬送機構２と反対側）には、外部からトレイ収容部５ｂへ作業アクセス用に開閉自在の扉２９が設けられ、マガジン１７に収納されたトレイ１８をマガジン１７ごとに収納および取り出しが行えるようになっている。

【0027】

ここで扉２９の閉状態は、トレイ収容部５ｂに設けられた扉ロック部２９ａによって制御自在にロックされる。扉ロック部２９ａによるロックが解除された状態においてのみ、扉２９を開放できるようになっている。扉ロック部２９ａは、例えば、扉に設けられたリングに、扉枠に設けられたエアー駆動のシリンダのロッドが挿入する機構である。例えば、作業者が制御部３０に扉２９のロック解除を指示すると、制御部３０のアクセス許否処理部３０ｂがエアーの供給を停止し、扉２９のロックを解除する。アクセス許否処理部３０ｂがエアーの供給を再開すると扉２９が再びロックされる。扉２９のロックの施錠および解除は、エアー駆動のシリンダへエアーを供給する供給路のバルブ（電磁弁）の切り替えによって行ってもよい。

【0028】

また扉２９には、第１トレイ供給機構５Ａ、第２トレイ供給機構５Ｂごとに扉２９の開閉状態を検出する第１検出部Ｓ３、Ｓ４が設けられている。扉２９の開閉状態は、部品実装装置１の可動機構部の動作状態とインターロックされており、作業者の安全保護のため、扉２９が開放された状態では、予め設定されたアクセス許容条件が満たされていない限り、装置稼働が許容されないようになっている。

【0029】

トレイフィーダ５のフレーム２２には昇降機構２０が配設されており、昇降機構２０を駆動することにより、トレイ収容部５ｂの前方の内部空間ＰＳ内を引き出し部２８が昇降する。引き出し部２８はトレイ収容部５ｂに収納されたパレット１６を内部空間ＰＳ内のそれぞれの引き出し位置Ｐｕに引き出し（図３Ｂ参照）、引き出し位置Ｐｕに位置する引き出し部２８の上面に保持する。引き出し部２８はパレット移動機構（図示省略）を備えており、パレット移動機構によりトレイ収容部５ｂ内のパレット１６を引き出し部２８に引き出し、またトレイ収容部５ｂ内に押送して収納することができる。昇降機構２０を駆動して引き出し部２８を上昇させることにより、パレット１６は保持したトレイ１８とともに、第１実装ヘッド９Ａ、第２実装ヘッド９Ｂが電子部品を取り出す部品供給位置５ａに移動する。部品供給位置５ａは、最も高い位置のトレイ１８の引き出し位置Ｐｕｍよりも高い。昇降機構２０は、それぞれのトレイ１８の引き出し位置Ｐｕと、部品供給位置５ａとの間を、前記引き出し部２８を昇降させる。

【0030】

第１実装ヘッド９Ａ、第２実装ヘッド９Ｂは、単位搭載ヘッド１０の吸着ノズル１０ａによってパレット１６に保持されたトレイ１８から電子部品を取り出し、基板搬送機構２に移送搭載する。トレイ収容部５ｂの上方には、実装されずに排出される電子部品を収容する排出部５ｃが配設され、さらに排出部５ｃの上方には、電子部品がピックアップされた後の空のトレイ１８が装着されたパレット１６の取り出し、および電子部品補給後のパレット１６の再投入を行う補給部５ｄが配設されている。

【0031】

（昇降機構）
昇降機構２０は、引き出し部２８をトレイフィーダ５の内部空間ＰＳ内で昇降させる。昇降機構２０は、モータ２６、送りねじ２７、動力伝達機構５０、およびロック機構６１を備える。モータ２６と送りねじ２７とは直結されておらず、動力伝達機構５０を介して接続されている。モータ２６は、送りねじ２７を回転駆動することで、送りねじ２７に接続される引き出し部２８を昇降させる。

【0032】

動力伝達機構５０は、モータ２６の回転駆動力を送りねじ２７に伝達する。動力伝達機構５０は、例えば、第１プーリ５１、第２プーリ５３、およびベルト５５を備える。モータ２６の出力軸は第１プーリ５１に接続されている。駆動側プーリである第１プーリ５１と従動側プーリである第２プーリとの間に、ベルト５５が巻かれている。第２プーリは送りねじ２７の下端と回転可能に接続されており、モータ２６の回転駆動力が、第１プーリ５１、ベルト５５、第２プーリを介して送りねじ２７に伝達される。なお、動力伝達機構５０としてプーリとベルトとを用いる代わりに、スプロケットとチェーンを用いてもよい。

【0033】

動力伝達機構５０が設けられているので、トレイフィーダ５の下部のスペースを確保することができる。これにより、送りねじ２７をトレイフィーダ５の下部にまで延ばすことができ、引き出し部２８の昇降ストロークを長くすることができる。この結果、トレイ収容部５ｂの容積を増やすことができ、トレイ収容部５ｂに収納するトレイ１８の数を増やすことができる。

【0034】

（ロック機構）
図４Ａおよび図４Ｂを参照して、ロック機構６１の構成を説明する。図４Ａおよび図４Ｂは、本開示の実施の形態における部品実装装置のロック機構の斜視図である。ロック機構６１は、引き出し部２８が落下することを防止する。ロック機構６１は、例えば、送りねじ２７の回転をロックする。ロック機構６１は、アクチュエータ６３、第１可動部材６５、第２可動部材６７、回転軸６９、ベアリング７１、７３、ラチェット機構７４、および第２検出部７７を備える。ラチェット機構７４は、回転軸６９に回転される爪部７５と、送りねじ２７の下端に固定された歯車７６とを有する。

【0035】

アクチュエータ６３は、シリンダ８１と、バルブ（図示省略）とを備える。例えば、エアー等の流体がバルブを介してシリンダ８１に供給される。シリンダ８１は、ピストンロッド８１ａが直線方向に移動可能である。ピストンロッド８１ａはシリンダ８１内部に配置されたバネ（図示省略）によりシリンダ８１から突出する方向に付勢されている。シリンダ８１に供給される流体の圧力は、このバネ力に対抗してピストンロッド８１ａをシリンダ８１内に引き込む方向に作用している。したがって、流体が供給されている間は、図４Ａに示すようにピストンロッド８１ａの突出量が最も少ない。第１検出部Ｓ３、Ｓ４が扉２９が開いた状態を検出すると、制御部３０がバルブへの通電を遮断する。制御部３０がバルブへの通電を遮断すると、バルブが閉じられて、シリンダ８１への流体の供給が停止する。この結果、バネ力によりピストンロッド８１ａがシリンダ８１の外方に向けて移動し、図４Ｂに示すように、ピストンロッド８１ａの突出量が最大となる。

【0036】

第１可動部材６５はピストンロッド８１ａの外側の一端と接続され、ピストンロッド８１ａと共に移動する。

【0037】

第２可動部材６７は、一端が第１可動部材６５の上面と接続され、他端が回転軸６９の下端と接続されている。

【0038】

回転軸６９は、一対のベアリング７１、７３により回転可能に支持されている。回転軸６９の上端はラチェット機構７４の爪部７５に接続されている。ベアリング７１、７３はそれぞれ、フレーム２２の一部に支持されている。したがって、第１可動部材６５の直線移動が第２可動部材６７の回転移動に変えられて、回転軸６９を介して爪部７５を回転移動させる。

【0039】

爪部７５の一端は歯車７６に噛み合い可能であり、図４Ｂに示すように、爪部７５がアクチュエータ６３の作動により回転すると、爪部７５の一端が歯車７６に噛み合い、歯車７６の回転を制止する。これにより、送りねじ２７の回転が止められる。爪部７５はその他端に切片７５ａを有する。また、第１検出部Ｓ３、Ｓ４が扉２９が開いた状態を検出すると、制御部３０は、モータ２６への通電を遮断する。このように、モータ２６への通電を遮断することに加えて、ロック機構６１により、送りねじ２７の回転をロックすることで、モータ２６のブレーキ故障やベルト５５の破断が発生した場合でも、引き出し部２８が下降するのを止めるので、作業者をより確実に保護することができる。また、この状態であっても、単位搭載ヘッド１０は動き続けているので、基板３への電子部品の実装を続けることができる。

【0040】

第２検出部７７は、ロック機構６１が送りねじ２７の回転をロックしているロック状態であるか、解放状態であるかを検出する。例えば、第２検出部７７が爪部７５の切片７５ａを検出することで、爪部７５が歯車７６に噛み合っているか否かを検出する。爪部７５が歯車７６と噛み合っていない状態では、第２検出部７７は切片７５ａを検出することができる。爪部７５が歯車７６と噛み合っている状態では、第２検出部７７は切片７５ａを検出できない。第２検出部７７は、例えば、発光部と受光部とを有する光電センサである。発光部から照射される光を切片７５ａが遮ると受光部は光を検出できなくなり、これにより、第２検出部７７は切片７５ａを検出する。

【0041】

次に図５を参照して、制御系の構成を説明する。図５において、部品実装装置１は、制御部３０、記憶部３１、認識処理部３２、機構駆動部３３、入力部３４、表示部３５より構成される。制御部３０は、記憶部３１に記憶された制御プラグラムや各種データに基づき、部品実装装置１の作業動作に必要な動作制御や演算処理を実行する機能を有しており、内部処理機能として実装制御処理部３０ａ、アクセス許否処理部３０ｂを備えている。実装制御処理部３０ａは、基板３に電子部品を実装するための実装動作を制御する処理を行う。制御部３０は、例えば、プロセッサまたはＦＰＧＡ等を含む。記憶部３１は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ等の少なくとも１つから構成される記憶装置である。

【0042】

アクセス許否処理部３０ｂは、作業者によるトレイ供給機構へのアクセス許否を設定する処理を行う。作業者がトレイ供給機構へアクセスするためには、扉２９を開放することが必要であるが、本実施の形態においては、作業者の安全を確保するため、扉ロック部２９ａは後述する所定状態が満たされている場合においてのみ、扉２９のロックを解除するように制御上のインターロックが設定されている。なお、扉２９を再度ロックする場合は、作業者が部品実装装置１の入力部３４やトレイフィーダ５の操作部を介して、扉２９のロック指示を制御部３０へ入力した時点でバルブへの通電を遮断して扉２９をロックし、トレイ作業機構へのアクセスを禁止してもよい。

【0043】

記憶部３１は、部品実装作業を実行するために必要な各種の動作プログラムのほか、実装データ３１ａ、部品格納データ３１ｂを記憶する。実装データ３１ａは、実装対象の基板３における実装部位を実装順序に従って示す実装点に、実装される部品の部品種および実装位置を特定する実装座標を対応させたデータである。部品格納データ３１ｂは、第１トレイ供給機構５Ａ、第２トレイ供給機構５Ｂのそれぞれのトレイ収容部５ｂにおけるトレイの格納状態を示すデータであり、これにより、各トレイ収容部５ｂに収納されたトレイの部品種および収納位置が特定される。

【0044】

認識処理部３２は、基板認識カメラ１１、部品認識カメラ１２の撮像結果を認識処理することにより、基板３における部品実装位置の検出および第１実装ヘッド９Ａ、第２実装ヘッド９Ｂに保持された状態の電子部品の識別や位置検出を行う。実装制御処理部３０ａによる部品実装動作の制御においては、これらの位置検出結果が加味されて、部品搭載時の位置補正が行われる。機構駆動部３３は、実装制御処理部３０ａに制御されて、基板搬送機構２、第１部品供給部４Ａ、第２部品供給部４ＢおよびＹ軸移動テーブル７、第１Ｘ軸移動テーブル８Ａ、第２Ｘ軸移動テーブル８Ｂ、第１実装ヘッド９Ａ、第２実装ヘッド９Ｂより成る部品実装機構、扉ロック部２９ａを駆動する。制御部３０による機構駆動部３３の制御においては、アクセス許否処理部３０ｂの制御処理によって、引き出し部２８が上端部近傍の部品供給位置５ａにあって、トレイフィーダ５の内部と実装ヘッド９Ａ，９Ｂが移動するヘッド移動空間との間を、この引き出し部２８が遮断した状態においてのみ、扉ロック部２９ａによる扉２９のロック状態を解除するようにしている。

【0045】

入力部３４は、タッチパネルスイッチやキーボードなどの入力装置であり、作業者による操作コマンドや各種データの入力を行う。この操作コマンドには、第１トレイ供給機構５Ａ、第２トレイ供給機構５Ｂを対象として使用停止設定や、扉２９を開けるための入力コマンドが含まれる。表示部３５は液晶ディスプレイなどの表示パネルであり、入力部３４による入力操作時の案内画面や各種の報知画面を表示する。

【0046】

部品実装装置１は上記のように構成されており、以下、図６および図７を参照して、部品実装装置１を用いて、第１部品供給部４Ａから第１実装ヘッド９Ａによって電子部品を取り出して基板搬送機構２によって搬送された基板３に実装する部品実装方法について説明する。

【0047】

部品実装作業の開始に際しては、まず第１部品供給部４Ａにおいて、第１トレイ供給機構５Ａ、第２トレイ供給機構５Ｂに、実装対象となる基板３の実装作業に対応した部品種の電子部品を格納したトレイ１８を配置する。次いで、部品実装作業が開始され、第１トレイ供給機構５Ａ、第２トレイ供給機構５Ｂから取り出されたパレット１６上のトレイ１８から、第１実装ヘッド９Ａによって電子部品を取り出し、基板３に移送搭載する。このとき、第１トレイ供給機構５Ａにおいて、引き出し部２８がトレイ収容部５ｂからパレット１６を引き出すためにトレイフィーダ５内の内部空間ＰＳを昇降するので、アクセス許否処理部３０ｂが扉ロック部２９ａに扉２９をロックさせることによって、常に扉２９の開放が禁止された状態となる。したがって、作業者は当該トレイ収容部５ｂ内に作業アクセスすることができず、第１実装ヘッド９Ａが動作中のヘッド移動空間に作業者が手先を進入させる不安全行為が完全に排除される。

【0048】

この部品実装作業を継続して実行する過程において、いずれかのトレイ供給機構を対象として部品切れ時の部品補給や、次の基板品種を生産するための先行段取り替え作業など、作業者が扉２９を開けてトレイ供給機構にアクセスする必要が生じる場合がある。

【0049】

部品実装装置１において、アクセスの必要が生じたトレイ供給機構のみを動作停止とし、他方側についてはそのまま第１実装ヘッド９Ａによる部品取り出し対象とするようにしている。すなわち、例えば第２トレイ供給機構５Ｂにてマガジン１７の交換作業を必要とする場合には、図６に示すように、第１トレイ供給機構５Ａについては扉２９を閉じたまま第１実装ヘッド９Ａによる部品取り出し対象を継続し、第２トレイ供給機構５Ｂについては扉２９を開放する。

【0050】

この扉２９の開放は、図７に示すように、引き出し部２８をトレイ収容部５ｂの上端部近傍の部品供給位置５ａに位置させることにより可能となる。すなわち、作業者が入力部３４から扉２９の開放許可を得るための指示をすると、制御部３０は、モータ２６を駆動制御して、引き出し部２８を上昇させる。引き出し部２８が部品供給位置５ａに上昇し、トレイフィーダ５の内部空間ＰＳと第１実装ヘッド９Ａが移動するヘッド移動空間との間を遮断した状態とする。これにより、当該トレイ収容部５ｂの内部空間ＰＳに作業者が手先を進入させた場合にあっても、手先が第１実装ヘッド９Ａに接触するおそれのあるヘッド移動空間内に進入する事態が発生しない。

【0051】

引き出し部２８が部品供給位置５ａに位置すると、アクセス許否処理部３０ｂは扉ロック部２９ａに扉２９のロックを解除させる。表示部３５は、扉２９のロックが解除されたことを表示する。

【0052】

作業者が扉２９を開けると、第１検出部Ｓ３が扉２９が開けられたことを検出して、バルブへの通電が遮断される。これにより、アクチュエータ６３のバルブが閉じられ、シリンダ８１への流体の供給が遮断される。シリンダ８１内のバネがピストンロッド８１ａを外方へ移動させ、爪部７５が回転して送りねじ２７の回転をロックする。

【0053】

ロック機構６１により、昇降機構２０の送りねじ２７の回転がロックされているので、引き出し部２８が降りてくることがない。これにより、作業者がトレイ１８が収納されているマガジン１７の交換作業中に引き出し部２８が降りてきて手に接触することがないので、作業者は安心して交換作業をすることができる。なお、作業者が入力部３４から扉２９の開放を制御部３０へ指示すると、制御部３０は、モータ２６を駆動制御して、引き出し部２８を部品供給位置５ａに上昇させ、先に、ロック機構６１により、昇降機構２０の送りねじ２７の回転がロックさせてもよい。次に、アクセス許否処理部３０ｂが第２検出部７７の検出結果を基に送りねじ２７のロックを確認してから、扉ロック部２９ａに扉２９のロックを解除させてもよい。

【0054】

また、交換作業中にベルト５５が切れてしまっても、送りねじ２７の回転がロックされているので、引き出し部２８が降下して作業者の手に当たることもない。扉２９を開けた状態でベルト５５の交換作業するときも、引き出し部２８の降下を防止することができるので、作業者の安全を確保することができる。

【0055】

トレイ１８が収容されたマガジン１７の交換作業終了後、作業者が扉２９を閉めると、第１検出部Ｓ３は扉が閉まっている状態であることを検出し、検出信号を制御部３０へ送信する。この検出結果を基に、制御部３０は、アクチュエータ６３のバルブに通電することで、バルブが作動し流体がシリンダ８１へ供給される。これにより、ピストンロッド８１ａがシリンダ８１内へ移動され、爪部７５が歯車７６から外れるように回転され、ロックが解除される。爪部７５の回転により、切片７５ａが第２検出部７７に検出され、第２検出部７７は検出信号を制御部３０へ送信する。これにより、制御部３０は、ロック機構６１のロックが解除されたと認識し、モータ２６へ通電し昇降機構２０の駆動を再開する。なお、作業者が部品実装装置１の入力部３４やトレイフィーダ５の操作部を介して、マガジン１７の交換作業後に「作業完了」の指示を制御部３０へ入力した時点で制御部３０がアクチュエータ６３のバルブへの通電を行い、ロックを解除するようにしてもよい。

【0056】

実施の形態によれば、電子部品を基板３に実装する部品実装装置１は、電子部品を格納したトレイ１８を部品供給位置５ａに供給するトレイフィーダ５と、トレイ１８から電子部品を取り出して、基板３に実装する単位搭載ヘッド１０と、を備える。トレイフィーダ５は、複数のトレイ１８を上下方向に並べて収容するトレイ収容部５ｂと、トレイ収容部５ｂからトレイ１８を、前方の内部空間ＰＳ内のそれぞれの引き出し位置Ｐｕに引き出す引き出し部２８と、を備える。トレイフィーダ５は、さらに、それぞれのトレイ１８の引き出し位置Ｐｕと、最も高い位置のトレイ１８の引き出し位置よりも高い部品供給位置５ａとの間を、引き出し部２８を昇降させる昇降機構２０と、外部からトレイ収容部５ｂへアクセス可能にする扉２９と、を備える。トレイフィーダ５は、さらに、扉２９が開いている場合に、引き出し部２８が下降するのを止めるロック機構６１を備える。

【0057】

これらの構成により、扉２９が開いているときに、ロック機構６１が、引き出し部２８が下降するように昇降機構２０が駆動（送りねじ２７が回転）するのを止めるので、作業者がトレイ１８の交換作業中にトレイ収容部５ｂが下降して作業者の手に接触するのを防止することができる。

【0058】

また、複数のトレイ供給機構を備えたトレイフィーダ５において、いずれかのトレイ供給機構において扉２９のロック状態を解除してこの扉２９を開放した状態で当該トレイ収容部５ｂを対象として行われるマガジン１７の交換作業と、他のトレイ供給機構においてトレイ収容部５ｂからパレット１６を引き出し部２８によって引き出して、第１実装ヘッド９Ａによる部品取り出しのために、部品供給位置５ａまで移動させるトレイ供給作業とを同時並行的に実行する形態となっている。

【0059】

これにより、トレイフィーダ５による部品供給を含む部品実装において、次の基板品種の生産のための段取り替え作業を、実行中の部品実装作業の完了を待つことなく開始することができる。したがって、複数の基板品種を対象として品種切り換えに伴う段取り替え作業を高頻度で反復実行する必要がある場合においても、品種切替に伴う装置停止時間を極力排除して生産性を向上させることができるとともに、装置稼働中に段取り替え作業を行う際の安全性を確保することができる。

【0060】

本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した特許請求の範囲による本開示の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。また、各実施形態における要素の組合せや順序の変化は、本開示の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。

【0061】

（１）上記実施の形態において、ロック機構６１はラチェット機構７４により、昇降機構２０の駆動をロックしていたがこれに限らない。ラチェット機構７４の代わりに、ピンまたは電磁ブレーキを用いて送りねじ２７が動かないようにロックしてもよい。

【0062】

（２）上記実施の形態において、動力伝達機構５０を介してモータ２６の駆動力が送りねじ２７に伝達されていたがこれに限らない。モータ２６と送りねじ２７が直結していてもよい。この場合でも、モータ２６のブレーキ機能に加えてロック機構６１が送りねじ２７の回転をロックすることができるので、部品実装装置１の安全性を向上させることができる。

【0063】

（３）上記実施の形態において、第１検出部Ｓ３による扉２９が開いたことの検出結果を基に、ロック機構６１は、流体によりアクチュエータ６３を駆動することで送りねじ２７の回転をロックしていたがこれに限らない。扉２９の開閉とラチェット機構７４とをリンク機構により連動させることで、扉２９の開き動作に応じて送りねじ２７の回転をロックしてもよい。

【0064】

（４）上記実施の形態において、部品供給位置５ａと、第１実装ヘッド９Ａが部品を取り出す位置とは同じ位置であったがこれに限らない。第１実装ヘッド９Ａが部品を取り出す位置は、昇降機構２０が引き出し部２８を部品供給位置５ａまで上昇させた後、引き出し部２８がトレイ１８を前方に移動させた位置でもよい。

【0065】

なお、前記様々な実施形態および変形例のうちの任意の実施形態あるいは変形例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。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本開示にかかる部品実装装置は、作業者が部品を収納したトレイを交換する部品実装装置に適用可能である。

【符号の説明】

【0067】

１ 部品実装装置
２ 基板搬送機構
３ 基板
４Ａ 第１部品供給部
４Ｂ 第２部品供給部
５ トレイフィーダ
５Ａ 第１トレイ供給機構
５Ｂ 第２トレイ供給機構
５ａ 部品供給位置
５ｂ トレイ収容部
５ｃ 排出部
５ｄ 補給部
６ テープフィーダ
７ Ｙ軸移動テーブル
８Ａ 第１Ｘ軸移動テーブル
８Ｂ 第２Ｘ軸移動テーブル
９Ａ 第１実装ヘッド
９Ｂ 第２実装ヘッド
１０ 単位搭載ヘッド
１０ａ 吸着ノズル
１１ 基板認識カメラ
１２ 部品認識カメラ
１３ 台車
１４ 供給リール
１５ キャリアテープ
１６ パレット
１７ マガジン
１８ トレイ
２０ 昇降機構
２２ フレーム
２５ フレーム
２６ モータ
２７ 送りねじ
２８ 引き出し部
２９ 扉
２９ａ 扉ロック部
３０ 制御部
３０ａ 実装制御処理部
３０ｂ アクセス許否処理部
３１ 記憶部
３１ａ 実装データ
３１ｂ 部品格納データ
３２ 認識処理部
３３ 機構駆動部
３４ 入力部
３５ 表示部
５０ 動力伝達機構
５１ 第１プーリ
５３ 第２プーリ
５５ ベルト
６１ ロック機構
６３ アクチュエータ
６５ 第１可動部材
６７ 第２可動部材
６９ 回転軸
７１ ベアリング
７３ ベアリング
７４ ラチェット機構
７５ 爪部
７５ａ 切片
７６ 歯車
７７ 第２検出部
８１ シリンダ
８１ａ ピストンロッド
ＰＳ 内部空間
Ｓ３、Ｓ４ 第１検出部

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】