JP4026951B2

JP4026951B2 - Surface mount machine

Info

Publication number: JP4026951B2
Application number: JP25286698A
Authority: JP
Inventors: 康人尾崎; 宏昭藤田
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1998-09-07
Filing date: 1998-09-07
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2018-09-07
Also published as: JP2000091797A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を供給するための多数のフィーダーを部品供給部に装備し、ヘッドユニットによりＩＣ等の電子部品を上記部品供給部から取出してプリント基板上の所定位置に装着するようにした表面実装機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、吸着ヘッドを有するヘッドユニットにより、ＩＣ等の電子部品を部品供給部から吸着して、部品装着部に設置されているプリント基板上に移送し、プリント基板の所定位置に装着するようにした表面実装（以下、実装機と略す）は一般に知られており、例えば、１乃至複数の吸着ヘッドを具備したヘッドユニットがＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能となっているとともに、部品供給部に、各種部品を供給可能とすべく、例えば多数のテープフィーダーが並列に配置され、上記ヘッドユニットによりテープフィーダーから部品が取出されてプリント基板に装着されるような実装機がある。
【０００３】
テープフィーダーは、テープ本体とカバーテープとからなって一定間隔おきに多数の部品を収納したテープをリールに巻回した状態で保持しており、このテープをリールから導出しつつ所定の部品取出し部に導くとともに、部品取出し部においてカバーテープをテープ本体から剥すことにより部品の取出しが可能な状態とするようになっている。そして、実装機のヘッドユニットに設けられた吸着ヘッドの昇降に伴い部品がピックアップされる毎に、送り機構により間歇的にテープを送るようにして、次々に部品を取出させるように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような実装機において、モータを駆動源とする送り機構によりテープを送り出すタイプのテープフィーダーを備えた実装機では、通常、実装機の本体側からテープフィーダーに対して送り信号（供給指令信号）を出力して上記送り機構を作動させるとともにヘッドユニットをテープフィーダー上に移動させ、その一方で、該送り信号の出力から一定の禁止時間をタイマーにより計時し、この時間の経過後、吸着ヘッドを昇降させて部品を取出させるようにしている。すなわち、禁止時間を設けることで、部品送り出し動作が完了する前に吸着ヘッドの昇降動作が行われ、これにより部品の吸着ミスが発生するのを防止するようにしている。
【０００５】
このような装置では、一般に、部品取出し部への部品の供給が完了するまでの時間に安全時間を加えた時間を上記禁止時間として設定しているので、例えば、テープフィーダー上にヘッドユニットが配置され、かつ部品取出し部への部品の供給が完了しているにも拘らず、上記禁止時間が経過するまで吸着ヘッドが待機させられる場合があり得る。
【０００６】
しかし、このように禁止時間が経過するまで一律に吸着ヘッドを待機させるのは、実装効率を高める観点から好ましくなく、この点に改善の余地がある。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、部品取出し動作をより効率的に行わせることにより実装効率を向上させることができる表面実装機を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、実装機本体に、部品装着用の昇降可能な吸着ヘッドを具備した移動可能なヘッドユニットと部品供給部とを備え、部品供給部に複数のフィーダーが取付けられ、ヘッドユニットによりフィーダーから部品が取出されてプリント基板に装着されるようになっている表面実装機において、実装動作を制御する実装制御手段と、フィーダーの駆動を制御するフィーダー駆動制御手段とを備え、実装制御手段は、フィーダーの所定の部品取出し位置に部品をセットさせるための供給指令信号をフィーダー駆動制御手段に出力するとともに、当該フィーダー駆動制御手段から出力される部品の取出し許容信号に基づいて部品の取出し動作を開始させるべく吸着ヘッドを駆動制御する一方、フィーダー駆動制御手段は、供給指令信号に基づいてフィーダーを駆動制御することにより部品の供給動作を開始するとともに、当該供給動作の開始後、吸着ヘッドによる部品の取出しを許容する取出し許容信号を実装制御手段に出力するように構成され、さらに、実装制御手段は、ヘッドユニットをフィーダー上方に配置した後、取出し許容信号の出力に応じて吸着ヘッドを所定の部品取出し高さまで下降させて部品を吸着させるように構成され、フィーダー駆動制御手段は、吸着ヘッドが部品取出し高さに下降するのに要する時間だけ、部品取出し位置に部品がセットされるよりも早いタイミングで上記取出し許容信号を出力するように構成されているものである（請求項１）。
【０００９】
この装置によると、実装制御手段とフィーダー駆動制御手段との間でヘッドユニットによる部品取出し動作に関するハンドシェイク通信が行われることにより、部品取出し位置に部品がセットされるのと同時に吸着ヘッドが部品取出し高さに達して部品の吸着が行われる。そのため、無駄をなくした最適なタイミングでヘッドユニットにより部品を取り出させることが可能となる。
【００１３】
なお、テープを担体として部品取出し位置に順次部品を供給するテープフィーダーでは、一定の送り量でテープを送り出しながら部品を順次部品取出し位置に供給するので、フィーダーとしてこのようなテープフィーダーを搭載する表面実装機に上記の構成を採用すれば有効である（請求項２）。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１５】
図１及び図２は本発明の実施の形態に係る表面実装機（以下、実装機と略す）の全体を概略的に示している。この図において、基台１上には、搬送ラインを構成するコンベア２が配置され、プリント基板３が上記コンベア２上を搬送されて所定の装着作業用位置で停止されるようになっている。
【００１６】
上記コンベア２の側方には、部品供給部４が配置されている。この部品供給部４は、多数列のテープフィーダー４ａを備えており、各テープフィーダー４ａは後に詳述するが、それぞれ、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されるとともに、テープ送り出し端には送り機構が具備され、後述のヘッドユニット５により部品がピックアップされるにつれてテープが間欠的に送り出されるようになっている。
【００１７】
また、上記基台１の上方には、部品装着用のヘッドユニット５が装備され、このヘッドユニット５がＸ軸方向（コンベア２の方向）およびＹ軸方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動することができるようになっている。
【００１８】
すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向に延びる一対の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９により回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置されて、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１３と、Ｘ軸サーボモータ１０により駆動されるボールねじ軸１４とが配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット５が移動可能に保持され、このヘッドユニット５に設けられたナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸１４に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動によりボールねじ軸８が回転して上記支持部材１１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１０の作動によりボールねじ軸１４が回転してヘッドユニット５が支持部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。
【００１９】
上記ヘッドユニット５には、部品を吸着するための吸着ヘッド２０が搭載され、当実施形態では３本の吸着ヘッド２０がＸ軸方向に並べて配設されている。
【００２０】
各ヘッド２０は、それぞれヘッドユニット５のフレームに対して昇降及び回転が可能となっており、Ｚ軸サーボモータ１５（図６示す）を駆動源とする昇降駆動手段及びＲ軸サーボモータ１６（図６に示す）を駆動源とする回転駆動手段により駆動されるようになっている。また、上記各ヘッド２０の下端には部品吸着用のノズル２１が設けられており、部品吸着時には図外の負圧供給手段から電磁バルブ１７（図６に示す）を介してノズル２１に負圧が供給されて、その負圧による吸引力で部品が吸着されるようになっている。
【００２１】
図３は上記テープフィーダー４ａの構成を示している。この図に示すように、テープフィーダー４ａは、部品取出し部３５を備える前側（同図で右側）の本体３０と、後側のリール保持部３１とを有しており、このリール保持部３１に、多数の部品を収納したテープ３３をリール３２に巻回した状態で保持している。
【００２２】
テープフィーダー４ａは、上記本体３０を介して実装機の基台１に設けられるフィーダー設置台２２に着脱自在に取付けられている。
【００２３】
具体的に説明すると、フィーダー設置台２２は支持台２２ａとその前方（同図では右方）に立設される固定台２２ｂとを備えており、テープフィーダー４ａを取付けるための多数の取付け部がＸ軸方向（図３において紙面に直交する方向）に並べて設けられている。各取付け部において、支持台２２ａには、位置決め部（図示せず）が形成されているとともに、この位置決め部に対応してクランプ用の軸体２４が設けられており、一方、固定台２２ｂには、位置決め孔２５が設けられている。そして、各テープフィーダー４ａが上記位置決め部により位置決めされた状態で支持台２２ａ上に載置されるとともに、本体３０の先端に突設されたピン３０ｂが上記位置決め孔２５に挿入されることによりテープフィーダー４ａが取付け部に位置決めされ、この状態で本体３０の下部に設けられたクランプ２６が上記軸体２４にセットされることによってテープフィーダー４ａがフィーダ設置台２２に取付け固定されている。
【００２４】
上記本体３０の前方には部品取出し部３５が設けられ、上記リール３２から導出されたテープ３３が本体後方のテープ案内部材３６，３７を介してこの部品取出し部３５に導かれている。さらに、後述するようなテープ送り機構３９、カバーテープ引取り機構４２およびテープ本体排出用の案内部４６等が本体３０に設けられている。
【００２５】
上記リール３２から導出されるテープ３３は、図４及び図５に示すように、テープ本体３３ａとカバーテープ３３ｂとで構成されている。上記テープ本体３３ａには、上部に開口した部品収納部３３ｃが一定間隔おきに多数配設されて、各部品収納部３３ｃに部品Ｐが収納されており、さらに、テープ本体３３ａの側部には、多数の係合孔３３ｄが一定間隔おきに配設されている。上記カバーテープ３３ｂは、テープ本体３３ａの各部品収納部３３ｃを上方から閉鎖するようにテープ３３の上面に接着されている。そして、部品取出し部３５においてカバーテープ３３ｂがテープ本体３３ａから剥がされて部品Ｐの取出しが可能な状態とされ、実装機に搭載される部品吸着用のノズル２１により部品Ｐが吸着されて取出されると、テープ送り機構３９により、テープ３３が一定量ずつ送り出されるようになっている。
【００２６】
テープ送り機構３９は、図３に示すように、部品取出し部３５の下方に位置するスプロケット４０と、このスプロケット４０を回転駆動させるためのステッピングモータ等の送りモータ４１と、伝動のためのかさ歯車（図示せず）等とから構成されている。上記スプロケット４０は、上記部品取出し部３５に導かれたテープ３３の上記係合孔３３ｄに係合するように配設されており、上記モータ４１の駆動によりスプロケット４０が回転することによってテープ３３を送り出すようになっている。
【００２７】
上記部品取出し部３５でテープ本体３３ａから分離されたカバーテープ３３ｂは、テープカバー引取り機構４２（以下、引取り機構４２と略す）により引き取られて図外の処理ケースに送られ、この引取り機構４２による引っ張り力で、テープ本体３３ａからカバーテープ３３ｂが引き剥がされるようになっている。
【００２８】
この引取り機構４２は、本体３０の後方下部に設けられており、互いに圧接されて引取りモータ４４により回転駆動されるローラ対４３を備えている。そして、上記部品取出し部３５から引き出されたカバーテープ３３ｂがガイドローラ４５等を介してローラ対４３の間に導かれている。これにより上記モータ４４が駆動されるとローラ対４３が回転してカバーテープ３３ｂが引き取られるようになっている。
【００２９】
図４及び図５は、部品取出し部３５の構造を示している。これらの図において部品取出し部３５は、本体３０の上部において上方に開口するテープ案内溝５０と、このテープ案内溝５０の上方に設けられるカバー部材５１とを備えており、リール３２から導出されて部品取出し部３５に導かれたテープ３３が、このテープ案内溝５０に沿ってカバー部材５１の下側を移動するようになっている。
【００３０】
上記カバー部材５１には、その中央部分に部品取出し用の開放部５２が形成されており、この開放部５２の後端部分（図４、図５では左側端部分）でカバーテープ３３ｂが折り返されて剥がされるようになっている。そして、カバーテープ３３ｂが剥がされつつテープ本体３３ａの部品収納部３３ｃが上記開放部５２の位置まで達することによって、部品収納部３３ｃが上方に開放されて、上記ノズル２１による部品Ｐの取出しができるようになっている。
【００３１】
また、本体３０の先端部分には、上記テープ案内溝５０に連なるテープ本体排出用案内部４６が設けられており、部品取出し部３５を経た使用済みのテープ本体３３ａが、このテープ排出用案内部４６を介して本体３０の後方下部に導かれ、上記引取り機構４４により引き取られたカバーテープ３３ｂと共に図外の処理ケース等に送られるようになっている。
【００３２】
なお、図３において、符号５３は、本体３０の後方上部に配設される制御ボックスで、テープフィーダー４ａを制御する後記フィーダーコントローラ５６等の各種制御機器がこの中に納められている。これらの制御機器は、図外のハーネスを介して本体３０の前方下部に取付けられるコネクタ５４に接続されている。このコネクタ５４は、同図に示すように、テープフィーダー４ａがフィーダー設置台２２にセットされると、フィーダー設置台２２に取付けられた接続基板２２ｃに接続されるようになっており、これにより上記各制御機器がコネクタ５４及び接続基板２２ｃ等を介して実装機本体側の後記本体コントローラ５５等の制御機器に電気的に接続されるようになっている。
【００３３】
図６は、上記実装機の制御系を示している。この図に示すように、上記実装機の本体側は、実装動作を統括的に制御する本体コントローラ５５（実装制御手段）を有しており、上記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｒ軸の各サーボモータ９，１０，１５，１６や電磁バルブ１７等がこのコントローラ５５に接続されている。
【００３４】
また、各テープフィーダー４ａ毎に、部品の送り出し動作を制御するためのフィーダーコントローラ５６（フィーダー駆動制御手段）が搭載され、上記送りモータ４１、引取りモータ４４および各種状態表示のための表示ＬＥＤ５７等がこのコントローラ５６に接続されているとともに、これらテープフィーダー４ａのフィーダーコントローラ５６がそれぞれ本体コントローラ５５に接続されている。なお、同図では、一のテープフィーダー４ａについての制御系のみ示している。
【００３５】
そして、実装時には、予め記憶されたプログラムに従ってプリント基板３に対して所定の部品を実装すべくヘッドユニット５の動作等が本体コントローラ５５により制御される一方、各テープフィーダー４ａによる部品（テープ３３）の送り出し動作がそれぞれのフィーダーコントローラ５６によって制御されるようになっている。
【００３６】
特に、ヘッドユニット５による各テープフィーダー４ａからの部品の取出し（部品吸着）動作においては、本体コントローラ５５と各テープフィーダー４ａとの間でハンドシェイク通信が行われ、この通信に基づいてヘッドユニット５およびテープフィーダー４ａの各動作が制御される。
【００３７】
すなわち、本体コントローラ５５はＸ軸サーボモータ１０等を駆動制御することによりヘッドユニット５を対象となるテープフィーダー４ａの部品取出し部上方に配置させるとともに、フィーダーコントローラ５６に送り信号（供給指令信号）を出力して上記テープ送り機構３９を作動させる。一方、フィーダーコントローラ５６は、本体コントローラ５５に対してReady信号（取出し許容信号）又はBusy信号を出力し、テープ３３の送り動作が開始された後は、このReady信号／Busy信号の出力に応じて吸着ヘッド２０の昇降動作を本体コントローラ５５により制御するようになっている。
【００３８】
上記Ready信号／Busy信号は、図７（ｂ）に示すような「１」，「０」の信号であって、例えば、「０」信号がReady信号に、「１」信号がBusy信号に対応している。そして、図７（ａ）に示すようなテープ３３の送り動作に応じ、この動作が開始されるタイミングでBusy信号が出力され（ｔ１時点）、テープ３３が完全に送り出される時点、すなわち部品Ｐが部品取出し部３５にセットされる時点（ｔ３時点）よりも所定時間Ｔ₀だけ早い時点（ｔ２時点）でReady信号が出力され、その後は送り動作が開始されるまでReady信号が出力されるようになっている。なお、上記所定時間Ｔ₀は、ヘッドユニット５において吸着ヘッド２０が上昇端位置から下降端の部品吸着高さまで下降するのに要する時間に設定されている。
【００３９】
次に、上記実装機における部品吸着動作およびテープフィーダーによるテープ（部品）送り動作について図８，図９のフローチャートを用いて説明する。
【００４０】
部品吸着動作においては、図８に示すように、まず、対象となるテープフィーダー４ａがReadyであるか、すなわちフィーダーコントローラ５６からコントローラ５５にReady信号が出力されているか否かを判断し、Readyである場合には、コントローラ５５からフィーダーコントローラ５６に送り信号を出力してテープフィーダー４ａを作動させる（ステップＳ１〜Ｓ３）。具体的には、送り機構３９を駆動してテープ３３をテープ案内溝５０に沿って送り出す一方で、引取り機構４２を駆動させてカバーテープ３３ｂを引き取り、これにより部品Ｐを部品取出し部３５の部品取出し位置に送り出す。また、このように部品Ｐを送り出す一方で、吸着ヘッド２０が部品取出し部３５の上方に位置するようにヘッドユニット５を移動させる。なお、ステップＳ１でReadyでない場合には、送り信号の出力待機状態とする（ステップＳ９）。
【００４１】
次いで、ヘッドユニット５がテープフィーダー４ａの上方に移動したか否かを判断し（ステップＳ４）、移動している場合には、テープフィーダー４ａがReadyであるか、すなわちフィーダーコントローラ５６からコントローラ５５にReady信号が出力されているか否かを判断する（ステップＳ５）。
【００４２】
そして、ここでReadyである場合には吸着ヘッド２０を下降させて部品Ｐを吸着させた後、さらに吸着ヘッド２０を上昇させて部品Ｐを部品取出し部３５から取り出させて本フローチャートを終了する（ステップＳ６〜Ｓ８）。なお、Readyでない場合には、吸着ヘッド２０を待機させる（ステップＳ１０）。
【００４３】
一方、テープフィーダー４ａによるテープ送り動作においては、図９に示すように、まず、部品Ｐがあるか、すなわちリール３２がセットされているかを判断し、部品Ｐがある場合には、コントローラ５５からフィーダーコントローラ５６に送り信号を出力する（ステップＳ１１，Ｓ１２）。これにより、上述のように送り機構３９及び引取り機構４２を作動させてテープ３３を送り出すとともに、フィーダーコントローラ５６からコントローラ５５にBusy信号を出力する（ステップＳ１３）。なお、リール３２の有無判断は、リール保持部３１に設けられた図外のセンサによるリール３２の検知に基づいて行われる。
【００４４】
そして、所定タイミングでフィーダーコントローラ５６からコントローラ５５にReady信号を出力した後、テープ３３が一定量だけ送り出されると、すなわち、部品Ｐが部品取出し部３５の所定の部品取出し位置にセットされるとステップＳ１１にリターンする（ステップＳ１４，Ｓ１５）。
【００４５】
以上の実装機によると、部品Ｐの送り動作開始後、テープフィーダー４ａがReadyであることが吸着ヘッド２０を下降させるための条件となっているが（上記ステップＳ４）、この実装機では、上述のように、実際に部品取出し部３５の所定の部品取出し位置に部品Ｐがセットされるタイミングよりも時間Ｔ₀、すなわち吸着ヘッド２０が部品取出し高さまで下降するのに要する時間だけ早いタイミングでテープフィーダー４ａをReadyに切り替える（すなわちReady信号を出力させる）ようにしているため、従来のこの種の装置に比べるとタクトタイムを有効に短縮することができる。
【００４６】
すなわち、図７を参照しつつ説明すると、この実装機によると、テープフィーダー４ａがBusyからReadyに切り替わる時点（ｔ２時点）よりも早い時点でヘッドユニット５がテープフィーダー４ａの上方にセットされると、吸着ヘッド２０の下降動作はｔ２時点から開始されることとなる。この際、ｔ２時点は、実際に部品Ｐが部品取出し位置にセットされる時点（ｔ３時点）よりも上記所定時間Ｔ₀だけ早い時点であるため、吸着ヘッド２０は、所定の部品取出し位置に部品Ｐがセットされるタイミングで下降端位置に到達して部品Ｐを吸着することとなる。
【００４７】
そのため、従来のこの種の装置のように、テープフィーダーの上方にヘッドユニットが到達し、かつ既に部品取出し位置に部品がセットされているにも拘らず、吸着ヘッドが待機させられるという状態がなくなり、これにより部品吸着に要する時間が短縮される。
【００４８】
この点についてさらに図１０を用いて具体的に説明すると、従来の装置では、フィーダーの部品取出し位置に部品がセットされるまでの時間に安全時間を加えた時間を禁止時間としてタイマーで計時し、この時間の経過後に吸着ヘッドを下降させるため、実際に部品が所定の部品取出し位置にセットされる時点（ｔ３時点）よりも早い時点でヘッドユニット５がテープフィーダー４ａの上方にセットされている場合でも、例えば、上記ｔ３時点より遅い時点（ｔ４時点）から吸着ヘッドの下降が開始され、それから所定時間後に部品が吸着されることとなる（ｔ５時点）。従って、実際に部品が所定の部品取出し位置にセットされる時点（ｔ３時点）で部品の吸着が完了している本発明の実装機によれば、同図に示すようにｔ３〜ｔ５時点にわたる時間Ｔ₁だけ部品吸着に要する時間を短縮することができる。従って、この分だけタクトタイムを短縮することができる。
【００４９】
なお、上記実施の形態の実装機では、テープフィーダー４ａにおいて実際に部品Ｐが所定の部品取出し位置にセットされるタイミング（図７のｔ３時点）よりも所定時間Ｔ₀、すなわち吸着ヘッド２０の下降に要する時間だけ早いタイミング（図７のｔ２時点）でテープフィーダー４ａをBusyからReadyに切り替えるようにしているが、この切り換えタイミングは適宜変更可能である。すなわち、テープフィーダー４ａの動作誤差を考慮し、より確実に部品Ｐが部品取出し位置にセットされた時点で吸着ヘッド２０による取出しが行われるように、図７のｔ２時点よりも若干遅い時点でテープフィーダー４ａをBusyからReadyに切り替えるようにしてもよい。
【００５０】
また、BusyからReadyに切り替えるタイミングを、各テープフィーダー４ａの動作誤差を考慮して各テープフィーダー４ａ毎に設定するようにしてもよい。このようにすれば、ヘッドユニット５による各テープフィーダー４ａからの部品の取出しをそれぞれ最適なタイミングで行うことが可能となり、さらにタクトタイムを短縮することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の表面実装機は、実装動作を制御する実装制御手段と、フィーダーの駆動を制御するフィーダー駆動制御手段とを備え、実装制御手段からの供給指令信号の出力に応じてフィーダーによる供給動作を開始させる一方、供給動作開始後、フィーダー駆動制御手段から取出し許容信号を出力することにより、部品取出し位置に部品がセットさせると同時にヘッドユニット（吸着ヘッド）により部品を取り出させるように構成されているので、無駄な待機動作等を無くした最適なタイミングでヘッドユニットにより部品を取り出させることができる。従って、このような無駄な動作等を無くすことにより実装効率が高められる。
【００５３】
なお、テープを担体として部品取出し位置に順次部品を供給するテープフィーダーでは、一定の送り量でテープを送り出しながら部品を順次部品取出し位置に供給するので、フィーダーとしてこのようなテープフィーダーを搭載する表面実装機に上記の構成を採用すれば有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る表面実装機を示す平面略図である。
【図２】本発明に係る表面実装機を示す正面略図である。
【図３】テープフィーダーを示す側面略図である。
【図４】テープフィーダーの部品取出し部を示す平面図である。
【図５】テープフィーダーの部品取出し部を示す断面図である。
【図６】表面実装機の制御系を示す図である。
【図７】テープフィーダーにおけるテープの送り動作とBusy／Ready信号の出力との関係を説明するタイミングチャートである。
【図８】部品取出し（部品吸着）動作を示すフローチャートである。
【図９】テープ（部品）送り動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明に係る表面実装機の部品取出しタイミングと従来機の部品取出しタイミングとの差を説明する図７に対応するタイミングチャートである。
【符号の説明】
４ａテープフィーダー
１８入力装置
３０本体
３１リール保持部
３２リール
３３テープ
３５部品取出し部
３９テープ送り機構
４２カバーテープ引取り機構
５５本体コントローラ
５６フィーダーコントローラ
５７表示ＬＥＤ
Ｐ部品[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, a large number of feeders for supplying electronic components are installed in a component supply unit, and an electronic component such as an IC is taken out from the component supply unit by a head unit and mounted at a predetermined position on a printed circuit board. It relates to surface mounters.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an electronic component such as an IC is sucked from a component supply unit by a head unit having a suction head, transferred onto a printed circuit board installed in the component mounting unit, and mounted at a predetermined position on the printed circuit board. Surface mounting (hereinafter abbreviated as mounting machine) is generally known. For example, a head unit including one or more suction heads is movable in the X-axis direction and the Y-axis direction, and supplies components. In order to be able to supply various parts to the part, for example, there are mounting machines in which a large number of tape feeders are arranged in parallel, and the parts are taken out from the tape feeder by the head unit and mounted on a printed board.
[0003]
The tape feeder consists of a tape body and a cover tape, and holds a tape containing a large number of parts at regular intervals, wound around a reel. In addition, the parts can be taken out by peeling the cover tape from the tape main body at the part taking-out portion. Each time a component is picked up as the suction head provided in the head unit of the mounting machine is moved up and down, the tape is fed intermittently by the feeding mechanism so that the components are taken out one after another. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In a mounting machine as described above, in a mounting machine having a tape feeder of a type that feeds out a tape by a feed mechanism that uses a motor as a drive source, a feed signal (supply command signal) is usually sent from the main body side of the mounting machine to the tape feeder. ) To operate the feed mechanism and move the head unit onto the tape feeder. On the other hand, a fixed prohibition time is counted from the output of the feed signal by a timer, and after this time has passed, the suction head The parts are taken out by raising and lowering. That is, by providing the prohibition time, the suction head is moved up and down before the component feeding operation is completed, thereby preventing the component suction error from occurring.
[0005]
In such an apparatus, generally, a time obtained by adding a safety time to the time until the supply of the parts to the part take-out unit is completed is set as the prohibition time. For example, the head unit is arranged on the tape feeder. In addition, there is a case where the suction head is made to wait until the prohibited time elapses even though the supply of the component to the component extraction unit is completed.
[0006]
However, waiting for the suction heads uniformly until the prohibition time elapses is not preferable from the viewpoint of improving mounting efficiency, and there is room for improvement in this respect.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide a surface mounter capable of improving the mounting efficiency by performing the component take-out operation more efficiently.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a mounting machine body. , For component mounting Equipped with a suction head that can move up and down A movable head unit and a component supply unit are provided. A plurality of feeders are attached to the component supply unit, and components are removed from the feeder by the head unit and mounted on a printed circuit board. surface The mounting machine includes mounting control means for controlling the mounting operation and feeder drive control means for controlling the driving of the feeder. The implementation control means Supply command signal to set the part at the specified part removal position of the feeder The Output to the feeder drive control means At the same time, the suction drive head is driven and controlled to start the component take-out operation based on the component take-out allowance signal output from the feeder drive control unit. Based on signal By controlling the feeder drive Start feeding operation And After the start of the supply operation, Suction head Acceptable signal that allows parts to be removed by The fruit Output to device control means Like Constitution Further, the mounting control means is configured to place the head unit above the feeder and then lower the suction head to a predetermined part removal height in accordance with the output of the take-out permission signal to suck the parts. The control means is configured to output the take-out allowance signal at a timing earlier than the time when the part is set at the part take-out position for the time required for the suction head to descend to the part take-out height. (Claim 1).
[0009]
According to this apparatus, handshake communication relating to the component removal operation by the head unit is performed between the mounting control means and the feeder drive control means. As a result, the suction head reaches the part removal height at the same time that the part is set at the part removal position, and the part is sucked. for that reason ,Nothing It is possible to take out the parts by the head unit at the optimum timing without waste.
[0013]
In addition, in the tape feeder that supplies parts sequentially to the parts pick-up position using the tape as a carrier, the parts are sequentially supplied to the parts pick-up position while feeding the tape at a constant feed amount, so the surface on which such a tape feeder is mounted as a feeder. On the mounting machine Of It is effective if the configuration is adopted (claims) 2 ).
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
1 and 2 schematically show an entire surface mounter (hereinafter abbreviated as a mounter) according to an embodiment of the present invention. In this figure, a conveyor 2 constituting a conveyance line is arranged on a base 1, and a printed board 3 is conveyed on the conveyor 2 and stopped at a predetermined mounting work position.
[0016]
A component supply unit 4 is disposed on the side of the conveyor 2. The component supply unit 4 includes multiple rows of tape feeders 4a, and each tape feeder 4a stores small chip components such as ICs, transistors, capacitors, etc. at predetermined intervals. The held tape is led out from the reel, and a feeding mechanism is provided at the tape feeding end so that the tape is fed out intermittently as a part is picked up by the head unit 5 described later. ing.
[0017]
Further, a head unit 5 for component mounting is provided above the base 1, and this head unit 5 is in the X-axis direction (the direction of the conveyor 2) and the Y-axis direction (a direction orthogonal to the X-axis on the horizontal plane). ) Can be moved to.
[0018]
That is, a pair of fixed rails 7 extending in the Y-axis direction and a ball screw shaft 8 that is rotationally driven by a Y-axis servo motor 9 are disposed on the base 1, and a head unit is disposed on the fixed rail 7. A support member 11 is disposed, and a nut portion 12 provided on the support member 11 is screwed onto the ball screw shaft 8. The support member 11 is provided with a guide member 13 extending in the X-axis direction and a ball screw shaft 14 driven by the X-axis servo motor 10 so that the head unit 5 can move to the guide member 13. A nut portion (not shown) held by the head unit 5 is screwed onto the ball screw shaft 14. Then, the ball screw shaft 8 is rotated by the operation of the Y-axis servo motor 9 to move the support member 11 in the Y-axis direction, and the ball screw shaft 14 is rotated by the operation of the X-axis servo motor 10 to thereby move the head unit 5. Moves in the X-axis direction with respect to the support member 11.
[0019]
The head unit 5 is mounted with a suction head 20 for sucking parts, and in this embodiment, three suction heads 20 are arranged in the X-axis direction.
[0020]
Each head 20 can be moved up and down and rotated with respect to the frame of the head unit 5. The head 20 has a Z-axis servo motor 15 (shown in FIG. 6) as a drive source and an R-axis servo motor 16 (see FIG. 6). 6) is driven by a rotational drive means using a drive source. In addition, a nozzle 21 for sucking parts is provided at the lower end of each head 20, and negative pressure is applied to the nozzles 21 from a negative pressure supply means (not shown) via an electromagnetic valve 17 (shown in FIG. 6). Is supplied, and the component is adsorbed by the suction force of the negative pressure.
[0021]
FIG. 3 shows the configuration of the tape feeder 4a. As shown in this figure, the tape feeder 4 a has a front side (right side in the figure) main body 30 including a component take-out portion 35 and a rear reel holding portion 31. The tape 33 containing a large number of parts is held in a state wound around the reel 32.
[0022]
The tape feeder 4a is detachably attached to a feeder installation base 22 provided on the base 1 of the mounting machine via the main body 30.
[0023]
More specifically, the feeder installation base 22 includes a support base 22a and a fixing base 22b standing in front of the support base 22a (right side in the figure), and a large number of attachment portions for attaching the tape feeder 4a. They are arranged side by side in the X-axis direction (direction orthogonal to the paper surface in FIG. 3). In each mounting portion, a positioning portion (not shown) is formed on the support base 22a, and a clamp shaft body 24 is provided corresponding to the positioning portion. Is provided with a positioning hole 25. Each tape feeder 4a is placed on the support base 22a in a state where the tape feeder 4a is positioned by the positioning portion, and a pin 30b projecting from the tip of the main body 30 is inserted into the positioning hole 25 to thereby form a tape. The feeder 4a is positioned at the attachment portion, and in this state, the clamp 26 provided at the lower portion of the main body 30 is set on the shaft body 24, whereby the tape feeder 4a is attached and fixed to the feeder installation base 22.
[0024]
A component take-out portion 35 is provided in front of the main body 30, and the tape 33 led out from the reel 32 is guided to the component take-out portion 35 via tape guide members 36 and 37 at the rear of the main body. Further, the main body 30 is provided with a tape feeding mechanism 39, a cover tape take-up mechanism 42, a guide 46 for discharging the tape main body, and the like as will be described later.
[0025]
As shown in FIGS. 4 and 5, the tape 33 led out from the reel 32 is composed of a tape body 33a and a cover tape 33b. In the tape body 33a, a large number of component storage portions 33c opened at the top are arranged at regular intervals, and the component P is stored in each component storage portion 33c. A large number of engagement holes 33d are arranged at regular intervals. The cover tape 33b is bonded to the upper surface of the tape 33 so as to close each component storage portion 33c of the tape body 33a from above. Then, the cover tape 33b is peeled off from the tape body 33a in the component take-out portion 35 so that the component P can be taken out, and the component P is sucked and taken out by the component suction nozzle 21 mounted on the mounting machine. Then, the tape 33 is fed out by a fixed amount by the tape feeding mechanism 39.
[0026]
As shown in FIG. 3, the tape feed mechanism 39 includes a sprocket 40 positioned below the component take-out portion 35, a feed motor 41 such as a stepping motor for rotating the sprocket 40, and a bevel gear for transmission. (Not shown) and the like. The sprocket 40 is disposed so as to be engaged with the engagement hole 33d of the tape 33 guided to the component take-out portion 35. The sprocket 40 is rotated by the drive of the motor 41 so that the tape 33 is removed. It is designed to send out.
[0027]
The cover tape 33b separated from the tape main body 33a by the component take-out portion 35 is taken out by a tape cover take-off mechanism 42 (hereinafter abbreviated as take-out mechanism 42) and sent to a processing case (not shown). The cover tape 33b is peeled off from the tape body 33a by the pulling force of the mechanism 42.
[0028]
The take-up mechanism 42 is provided at a lower rear portion of the main body 30 and includes a roller pair 43 that is pressed against each other and rotated by a take-up motor 44. The cover tape 33b drawn from the component take-out portion 35 is guided between the roller pair 43 via the guide roller 45 and the like. Thus, when the motor 44 is driven, the roller pair 43 rotates and the cover tape 33b is taken up.
[0029]
4 and 5 show the structure of the component take-out unit 35. FIG. In these drawings, the component take-out portion 35 includes a tape guide groove 50 that opens upward in the upper portion of the main body 30 and a cover member 51 provided above the tape guide groove 50, and is led out from the reel 32. The tape 33 guided to the component take-out part 35 moves along the tape guide groove 50 below the cover member 51.
[0030]
The cover member 51 is formed with an opening 52 for part removal at the center thereof, and the cover tape 33b is folded back at the rear end portion (left end portion in FIGS. 4 and 5) of the opening portion 52. To be peeled off. Then, the component storage portion 33c of the tape body 33a reaches the position of the opening portion 52 while the cover tape 33b is peeled off, so that the component storage portion 33c is opened upward and the component P can be taken out by the nozzle 21. It is like that.
[0031]
Further, a tape main body discharge guide portion 46 connected to the tape guide groove 50 is provided at the front end portion of the main body 30, and the used tape main body 33a that has passed through the component take-out portion 35 is connected to the tape discharge guide portion. The cover tape 33b is guided to the rear lower part of the main body 30 through 46 and taken up by the take-up mechanism 44, and is sent to a processing case or the like (not shown).
[0032]
In FIG. 3, reference numeral 53 denotes a control box disposed in the upper rear part of the main body 30, and various control devices such as a post-feeder controller 56 for controlling the tape feeder 4a are housed therein. These control devices are connected to a connector 54 attached to the lower front portion of the main body 30 via a harness (not shown). As shown in the figure, when the tape feeder 4a is set on the feeder installation base 22, the connector 54 is connected to a connection substrate 22c attached to the feeder installation base 22, thereby Each control device is electrically connected to a control device such as a main body controller 55 described later on the mounting machine main body side via the connector 54 and the connection board 22c.
[0033]
FIG. 6 shows a control system of the mounting machine. As shown in this figure, the main body side of the mounting machine has a main body controller 55 (mounting control means) for comprehensively controlling the mounting operation, and the X axis, Y axis, Z axis, and R axis are controlled. The servo motors 9, 10, 15, 16 and the electromagnetic valve 17 are connected to the controller 55.
[0034]
Each tape feeder 4a is equipped with a feeder controller 56 (feeder drive control means) for controlling the feeding operation of the parts, the feed motor 41, the take-up motor 44, display LEDs 57 for displaying various states, and the like. Are connected to the controller 56, and the feeder controllers 56 of the tape feeder 4a are connected to the main body controller 55, respectively. In the figure, only the control system for one tape feeder 4a is shown.
[0035]
At the time of mounting, the operation of the head unit 5 is controlled by the main body controller 55 to mount predetermined components on the printed circuit board 3 in accordance with a program stored in advance, while the components (tape 33) by each tape feeder 4a. The feeding operation is controlled by each feeder controller 56.
[0036]
In particular, in the operation of picking up parts from each tape feeder 4a by the head unit 5 (part suction), handshake communication is performed between the main body controller 55 and each tape feeder 4a, and the head unit 5 is based on this communication. And each operation | movement of the tape feeder 4a is controlled.
[0037]
That is, the main body controller 55 controls the drive of the X-axis servo motor 10 and the like so that the head unit 5 is disposed above the component take-out portion of the target tape feeder 4a and sends a feed signal (supply command signal) to the feeder controller 56. The tape feed mechanism 39 is operated by outputting. On the other hand, the feeder controller 56 outputs a Ready signal (takeout allowance signal) or a Busy signal to the main body controller 55, and after the feeding operation of the tape 33 is started, according to the output of the Ready signal / Busy signal. The main body controller 55 controls the lifting / lowering operation of the suction head 20.
[0038]
The Ready signal / Busy signal is a “1” or “0” signal as shown in FIG. 7B. For example, the “0” signal corresponds to the Ready signal, and the “1” signal corresponds to the Busy signal. is doing. Then, in response to the feeding operation of the tape 33 as shown in FIG. 7A, a Busy signal is output at the timing when this operation is started (at time t1), and when the tape 33 is completely delivered, that is, the component P is Predetermined time T from the time (time t3) when set in the component take-out unit 35 ₀ The Ready signal is output at an earlier time point (time t2), and thereafter, the Ready signal is output until the feeding operation is started. The predetermined time T ₀ Is set to the time required for the suction head 20 to descend from the rising end position to the lower part suction height in the head unit 5.
[0039]
Next, the component adsorption operation and the tape (component) feeding operation by the tape feeder in the mounting machine will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
[0040]
In the component suction operation, as shown in FIG. 8, first, it is determined whether or not the target tape feeder 4a is Ready, that is, whether or not a Ready signal is output from the feeder controller 56 to the controller 55. In some cases, a feed signal is output from the controller 55 to the feeder controller 56 to operate the tape feeder 4a (steps S1 to S3). Specifically, the feed mechanism 39 is driven to feed the tape 33 along the tape guide groove 50, while the take-up mechanism 42 is driven to take out the cover tape 33 b, thereby removing the component P from the component take-out portion 35. Send it to the part removal position. Further, while feeding the component P in this way, the head unit 5 is moved so that the suction head 20 is positioned above the component take-out portion 35. If it is not ready in step S1, the output signal waiting state is set (step S9).
[0041]
Next, it is determined whether or not the head unit 5 has moved above the tape feeder 4a (step S4). If the head unit 5 has moved, it is determined whether the tape feeder 4a is ready, that is, the feeder controller 56 to the controller 55. It is determined whether a ready signal is output (step S5).
[0042]
In the case of “Ready”, the suction head 20 is lowered to suck the component P, and then the suction head 20 is further lifted to take out the component P from the component take-out portion 35, and this flowchart is ended ( Steps S6 to S8). If not ready, the suction head 20 is put on standby (step S10).
[0043]
On the other hand, in the tape feeding operation by the tape feeder 4a, as shown in FIG. 9, first, it is determined whether there is a part P, that is, whether the reel 32 is set. A feed signal is output to the feeder controller 56 (steps S11 and S12). As a result, the feeding mechanism 39 and the take-off mechanism 42 are operated as described above to feed the tape 33, and a Busy signal is output from the feeder controller 56 to the controller 55 (step S13). The presence / absence of the reel 32 is determined based on detection of the reel 32 by a sensor (not shown) provided in the reel holding unit 31.
[0044]
Then, after a Ready signal is output from the feeder controller 56 to the controller 55 at a predetermined timing, when the tape 33 is fed out by a certain amount, that is, when the component P is set at a predetermined component extraction position of the component extraction unit 35. The process returns to S11 (steps S14 and S15).
[0045]
According to the above mounting machine, the condition for lowering the suction head 20 is that the tape feeder 4a is ready after the feeding operation of the component P is started (step S4). As shown, the time T is set to be longer than the timing at which the part P is actually set at a predetermined part extraction position of the part extraction unit 35. ₀ That is, since the tape feeder 4a is switched to Ready (that is, a Ready signal is output) at an earlier timing than the time required for the suction head 20 to descend to the component picking height, as compared with a conventional device of this type. The tact time can be shortened effectively.
[0046]
That is, referring to FIG. 7, according to this mounting machine, when the head unit 5 is set above the tape feeder 4a at a time earlier than the time (time t2) when the tape feeder 4a switches from Busy to Ready. The lowering operation of the suction head 20 is started from time t2. At this time, the time t2 is more than the predetermined time T than the time (the time t3) when the part P is actually set at the part removal position. ₀ Since the time is as early as possible, the suction head 20 reaches the lower end position and picks up the component P at the timing when the component P is set at a predetermined component removal position.
[0047]
Therefore, unlike the conventional apparatus of this type, the head unit reaches the upper part of the tape feeder and there is no state where the suction head is made to stand by even though the parts are already set at the parts removal position. This shortens the time required for component adsorption.
[0048]
This point will be described in more detail with reference to FIG. 10. In the conventional apparatus, a time obtained by adding a safety time to the time until a part is set at the part removal position of the feeder is counted as a prohibited time, and a timer is used. When the head unit 5 is set above the tape feeder 4a at a time earlier than the time when the component is actually set at the predetermined component take-out position (time t3) in order to lower the suction head after this time has elapsed. However, for example, the lowering of the suction head is started from a time point later than the time point t3 (time point t4), and parts are sucked after a predetermined time (time point t5). Therefore, according to the mounting machine of the present invention in which the suction of the component is completed at the time when the component is actually set at the predetermined component removal position (time t3), the time from time t3 to time t5 as shown in FIG. T ₁ Only the time required for component adsorption can be shortened. Therefore, the tact time can be shortened by this amount.
[0049]
In the mounting machine of the above-described embodiment, a predetermined time T from the timing (time t3 in FIG. 7) when the component P is actually set at a predetermined component removal position in the tape feeder 4a. ₀ In other words, the tape feeder 4a is switched from Busy to Ready at a timing earlier than the time required for the suction head 20 to descend (at time t2 in FIG. 7), but this switching timing can be changed as appropriate. That is, considering the operation error of the tape feeder 4a, the tape is picked up at a time slightly later than the time t2 in FIG. 7 so that the pick-up head 20 picks up the part P more reliably when the part P is set at the part picking position. The feeder 4a may be switched from Busy to Ready.
[0050]
Further, the timing for switching from Busy to Ready may be set for each tape feeder 4a in consideration of the operation error of each tape feeder 4a. In this way, it is possible to take out the components from each tape feeder 4a by the head unit 5 at the optimum timing, and it is possible to further reduce the tact time.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, the surface mounter of the present invention includes the mounting control unit that controls the mounting operation and the feeder drive control unit that controls the driving of the feeder, and responds to the output of the supply command signal from the mounting control unit. By starting the feeding operation by the feeder, after the feeding operation starts, by outputting a take-out permission signal from the feeder drive control means The component is set at the component removal position and at the same time the component is removed by the head unit (suction head). Because ,Nothing Parts can be taken out by the head unit at the optimum timing without unnecessary standby operation. Therefore, mounting efficiency can be improved by eliminating such unnecessary operations.
[0053]
In addition, in the tape feeder that supplies parts sequentially to the parts pick-up position using the tape as a carrier, the parts are sequentially supplied to the parts pick-up position while feeding the tape at a constant feed amount, so the surface on which such a tape feeder is mounted as a feeder. It is effective to adopt the above configuration for the mounting machine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a surface mounter according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic front view showing a surface mounter according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic side view showing a tape feeder.
FIG. 4 is a plan view showing a component take-out portion of the tape feeder.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a component take-out portion of the tape feeder.
FIG. 6 is a diagram showing a control system of the surface mounter.
FIG. 7 is a timing chart for explaining the relationship between the tape feeding operation and the output of the Busy / Ready signal in the tape feeder.
FIG. 8 is a flowchart showing a component take-out (component suction) operation.
FIG. 9 is a flowchart showing a tape (component) feeding operation.
FIG. 10 is a timing chart corresponding to FIG. 7 for explaining the difference between the component removal timing of the surface mounter according to the present invention and the component removal timing of the conventional device.
[Explanation of symbols]
4a Tape feeder
18 Input device
30 body
31 Reel holder
32 reel
33 tapes
35 Parts removal section
39 Tape feed mechanism
42 Cover tape take-up mechanism
55 Main unit controller
56 Feeder controller
57 Indicator LED
P parts

Claims

The mounting machine main body is provided with a movable head unit having a lifting / lowering suction head for mounting a component and a component supply unit, and a plurality of feeders are attached to the component supply unit, and the component is removed from the feeder by the head unit. In a surface mounter that is taken out and attached to a printed circuit board,
Bei example a mounting control means for controlling the mounting operation, and a feeder drive control means for controlling the driving of the feeder,
The mounting control means outputs a supply command signal for setting the components to a predetermined component pickup position of the feeder above notated Ida drive control means takes out tolerance of the part to be output from the feeder drive control means The suction head is driven and controlled to start the component take-out operation based on the signal,
The feeder drive control means starts the supply operation of the component by controlling the driving of the said feeders based on the above supply command signal, after the start of this the supply operation, allowing extraction of the components by the suction head is configured to output the extraction allowable signal above Symbol mounting control means, further,
The mounting control means is configured to place the head unit above the feeder and then lower the suction head to a predetermined part removal height in accordance with the output of the take-out permission signal to suck the parts.
The feeder drive control means is configured to output the removal allowance signal at a timing earlier than the time when the component is set at the component removal position for the time required for the suction head to descend to the component removal height. surface mounter, wherein are.

2. The surface mounter according to claim 1, wherein the feeder is a tape feeder that sequentially supplies parts to the part extraction position using a tape as a carrier .