JP6870067B2

JP6870067B2 - ３次元実装関連装置

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Publication number: JP6870067B2
Application number: JP2019504199A
Authority: JP
Inventors: 剛濱根; 慎次市野
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Priority date: 2017-03-08
Filing date: 2017-03-08
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Description

本明細書で開示する発明である本開示は、３次元実装関連装置に関する。

従来、３次元実装装置としては、例えば、ディスペンサーをワークの目標点における接平面の法線に沿う向きに指向させ、法線に沿ってディスペンサーを目標点に向けて移動させて導電性ペーストを塗布し、ワークを鉛直軸周りに回転させて目標点を吸着ノズルに対向させ、吸着ノズルを法線に沿って移動させ、チップ部品を目標点に実装するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、様々な形状のワークに対して立体的にチップ部品を実装することができるとしている。

特開２０１６−１２７１８７号公報

この特許文献１に記載の３次元実装装置では、吸着ノズルとディスペンサーとを備え６自由度を有するパラレルリンクロボットを上方に配設し、左右方向に移動可能なステージとこのステージ上に配設され回転可能なテーブルとを備えた搬送装置を下方に配設し、立体のワークをテーブルに固定して実装処理を行う。この装置では、立体のワークに対して実装処理を行うことができるものの、パラレルリンクロボットに立体物に対処する機構を設けると共に搬送装置にも立体物に対処する機構を設ける必要があり、装置構成が複雑化し、且つ装置サイズも大きくなる問題があった。３次元実装装置では、このような問題を解決するような、立体の処理対象物へ粘性液体の塗布や部材の配置を行う新規な装置が求められていた。

本開示は、このような課題に鑑みなされたものであり、立体の処理対象物へ粘性液体の塗布や部材の配置を行う新規な３次元実装関連装置を提供することを主目的とする。

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本明細書で開示する３次元実装関連装置は、
複数の実装面を有する立体の処理対象物に対して粘性液体の塗布及び／又は部材の配置を行う３次元実装関連装置であって、
立体の処理対象物に粘性液体の塗布及び／又は部材の配置を行う処理ヘッドと、該処理ヘッドを所定の平面方向に移動させる移動部とを備えたＸＹロボットと、
前記処理ヘッドに対して前記処理対象物の姿勢を変更可能に保持すると共に導入位置と処理位置と排出位置との間で前記処理対象物を移動させる多関節ロボットと、
前記ＸＹロボットと前記多関節ロボットとを制御する制御部と、
を備えたものである。

この装置では、処理ヘッドを備えたＸＹロボットにより粘性流体の塗布や部材の配置を行うことができ、且つ多関節ロボットにより処理対象物の姿勢を３次元的に変更可能に保持して所定の位置まで移動させ所定の位置で固定させることができる。したがって、この装置では、立体の処理対象物へ粘性液体の塗布や部材の配置を行う新規な３次元実装関連装置を提供することができる。ここで、「粘性流体」としては、例えば、はんだペーストや導電性ペースト、部品を固定する接着剤、グリスなどが挙げられる。また、部材としては、例えば回路基板に配設される電子部品などが挙げられる。

実装システム１０の概略説明図。ロボット側取付部２７及び搬送パレット４０の構成を表す説明図。３次元実装装置１１の構成の概略を表すブロック図。処理対象物としての立体基板５０の一例を表す説明図。処理対象物としての立体基板５５の一例を表す説明図。記憶部１７に記憶された処理対象物の３次元データ１９の説明図。塗布実装処理ルーチンの一例を示すフローチャート。導入位置で搬送パレット４０を装着する支持搬送部２０の説明図。処理位置で搬送パレット４０を固定する支持搬送部２０の説明図。立体基板５０の姿勢（傾き）を矯正、補正して部品Ｐを実装する説明図。排出位置で搬送パレット４０を装着解除する支持搬送部２０の説明図。

本実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本開示の一例である実装システム１０の概略説明図である。図２は、多関節ロボット２４のロボット側取付部２７及び搬送パレット４０の構成を表す説明図である。図３は、３次元実装装置１１の構成の概略を表すブロック図である。図４、５は、処理対象物としての一例である立体基板５０，５５を表す説明図である。図６は、記憶部１７に記憶された処理対象物の３次元データ１９の説明図である。実装システム１０は、図１に示すように、３次元実装装置１１と、図示しないリフロー装置と、管理コンピュータ（ＰＣ）６０とを備えている。３次元実装装置１１は、立体の処理対象物としての立体基板５０，５５（図４、５参照）などに対して粘性液体の塗布及び部品Ｐなどの部材の配置を行う装置である。なお、粘性流体には、はんだペーストや導電性ペースト、接着剤、グリスなどが含まれる。リフロー装置は、粘性流体上に部品が配置された立体基板を加熱するリフロー処理を行う装置である。管理ＰＣ６０は、立体基板の生産を管理する装置である。この管理ＰＣ６０には、実装条件情報が記憶されている。実装条件情報には、どの部品をどの順番で立体基板へ実装するか、また、そのような立体基板の生産必要数などが定められている。この実装条件情報には、３次元実装装置１１で処理する粘性流体の塗布位置や部品の配置位置として用いられる回路パターンの形状や位置などの３次元データが含まれる。なお、本実施形態において、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は、図１に示した通りとする。

処理対象物としての立体基板５０は、図４に示すように、回路パターン５２が形成された形成面５１ａや形成面５１ｂなどを複数含む形成面５１を有する立体物である。立体基板５０は、階段状の形成面５１ａ、形成面５１ｂなどを有し、それらの面には、部品Ｐが配置される実装位置（配置位置）が定められている。この立体基板５０は、水平面に載置されると形成面５１ａや形成面５１ｂが水平面に対して傾斜する形状を有している。また、この立体基板５０は、水平面に載置された状態では、形成面５１ａの実装位置と、形成面５１ｂの実装位置などの高さが異なる。立体基板５５は、図５に示すように、回路パターン５７が形成された形成面５６ａ，５６ｂ，５６ｃなどを複数含む形成面５６を有する立体物である。なお、立体基板５０，５５などは立体基板と総称し、形成面５１，５６などは形成面と総称し、回路パターン５２，５７などは回路パターンと総称する。また、回路パターン５７が形成された曲面の形成面５６では、同一曲面上であっても、高さや角度の違いにより立体基板５５の傾きを変更して塗布及び実装しなければならない場合は、複数の形成面５６として取り扱うものとする。また、処理対象物は、形成面が曲面であってもよいし平面であってもよいし、実装位置は上面側、側面側、底面側のいずれにあるものとしてもよい。

３次元実装装置１１は、３次元の実装面を有する立体基板５０，５５などに、粘性流体を塗布する処理及び部品Ｐを実装する処理を行う装置である。この３次元実装装置１１は、部品供給部１２、パーツカメラ１３、測定部１４、制御部１５、支持搬送部２０、塗布部３０及び実装部３５などを備える。

部品供給部１２は、実装部３５へ部品Ｐを供給するユニットである。この部品供給部１２は、例えば、部品Ｐが保持されたテープを装着したフィーダや部品Ｐが配列載置されたトレイなどを備えている。パーツカメラ１３は、実装部３５の実装ヘッド３７に採取された１以上の部品Ｐを下方から撮像するものである。パーツカメラ１３は、その上方が撮像範囲である。測定部１４は、処理対象物である立体基板の高さを測定するセンサーである。この測定部１４は、例えば、塗布ヘッド３２や実装ヘッド３７のうちいずれかの下面側に配設されており、これらの移動に伴って装置内部をＸＹ方向に移動する。この測定部１４は、レーザなどの光学的な非接触式のセンサーとしてもよいし、接触式のセンサーとしてもよい。この測定部１４により複数の位置で立体基板の高さの測定を行えば、立体基板の傾きも求めることができる。

制御部１５は、ＣＰＵ１６を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、各種データを記憶する記憶部１７などを備えている。この制御部１５は、部品供給部１２、パーツカメラ１３、測定部１４、支持搬送部２０、塗布部３０、実装部３５などと情報のやりとりを行う。この３次元実装装置１１では、制御部１５は、塗布部３０により立体基板の形成面に粘性流体を塗布させる塗布処理と、実装部３５により立体基板の形成面に部品Ｐを配置させる実装処理とを実行させる。記憶部１７には、図６に示すように、３次元データ１９を含む実装条件情報が記憶されている。３次元実装装置１１は、この実装条件情報を管理ＰＣ６０から通信で取得し、記憶部１７に記憶する。３次元データ１９は、例えばＣＡＤなどで作成された、立体基板５０，５５などの立体物の３次元構造の情報を含むデータである。この３次元データ１９には、例えば、所定の原点を基準とした３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）や、その座標における外表面の方向（例えば法線ベクトルなど）に関する情報などが含まれている。また、３次元データ１９には、処理対象物の識別情報（ＩＤ）と、その処理対象物の実装位置ＩＤ、実装座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、その実装位置が含まれる形成面の識別情報（ＩＤ）、その実装位置が含まれる形成面のＸ軸方向を中心軸とする回転による傾きＲＸとＹ軸方向を中心軸とする回転による傾きＲＹを含む位置傾き情報などが含まれている。

支持搬送部２０は、立体基板を搬送すると共に立体基板の傾斜角を調整して固定することができるユニットである。この支持搬送部２０は、図１に示すように、第１搬送部２１と、第２搬送部２２と、多関節ロボット２４と、駆動部２８とを備える。第１搬送部２１は、立体基板を固定した搬送パレット４０を装置入口から導入位置へ搬入するコンベアである。第１搬送部２１は、図１の前後に間隔を開けて設けられ左右方向に架け渡された１対のコンベアベルトを有している。搬送パレット４０はこのコンベアベルトにより搬送される。第２搬送部２２は、立体基板を保持した搬送パレット４０（台座）を排出位置から装置出口へ排出するコンベアである。第２搬送部２２は、第１搬送部２１と同様の構成を有している。この支持搬送部２０では、塗布ヘッド３２及び実装ヘッド３７の移動領域の下方且つ、第１搬送部２１と第２搬送部２２との間に多関節ロボット２４が配設され動作する可動空間２９が形成されている。

搬送パレット４０は、図１〜３に示すように、立体基板を固定する固定部４１と、アーム部２６により保持されるパレット側取付部４２とを備えている。固定部４１は、立体基板を固定するものであればよく、例えば、ばね力により立体基板を挟持するクランプ機構としてもよいし、立体基板をねじ止めする機構としてもよい。パレット側取付部４２は、図２に示すように、取り外し可能に搬送パレット４０に固定されるクランププレートとしてもよい。このクランププレートには、ロボット側取付部２７に把持される溝や凹部が形成されている。

多関節ロボット２４は、立体基板を固定する動作が可能な支持部である。この多関節ロボット２４は、立体基板を固定した搬送パレット４０を把持し、この搬送パレット４０を導入位置、処理位置及び排出位置へ移動させるものである。多関節ロボット２４は、複数のチルト軸を有し立体基板を複数の方向へ傾ける動作が可能であり、塗布ヘッド３２や実装ヘッド３７に対して立体基板の姿勢を変更可能に保持する。このチルト軸は、より多い方が立体基板の姿勢を変更しやすく、４軸以上であることが好ましい。この多関節ロボット２４ではチルト軸を６軸有する。この多関節ロボット２４は、基部２５と、アーム部２６と、ロボット側取付部２７とを有している。基部２５は、アーム部２６を支持した状態で装置筐体へ固定されるものである。多関節ロボット２４は、垂直多関節ロボットであり、その基部２５の軸方向が水平方向に沿った方向、例えば、立体基板の移動方向に沿った方向（Ｘ軸）に固定されている。即ち、支持搬送部２０は、横置きの垂直多関節ロボットを備えている。このように多関節ロボット２４を配設することにより、限られた可動空間２９の中で立体基板を傾けたり、第１搬送部２１や第２搬送部２２の搬送高さよりも低い位置へ立体基板を下げることが可能である。

アーム部２６は、第１アーム２６ａ、第２アーム２６ｂ、第３アーム２６ｃ、第４アーム２６ｄ及び第５アーム２６ｅを有している。第１アーム２６ａは、Ｘ軸を中心として軸回転可能に基部２５に配設されている。第２アーム２６ｂは、主として上下方向に揺動可能に第１アーム２６ａに軸支されている。第３アーム２６ｃは、主として左右方向に揺動可能に第２アーム２６ｂに軸支されている。第４アーム２６ｄは、第３アーム２６ｃの主軸を中心として軸回転可能に第３アーム２６ｃ配設されている。第５アーム２６ｅは、主として左右方向に揺動可能に第４アーム２６ｄに軸支されている。第５アーム２６ｅは、その主軸を中心として軸回転可能にロボット側取付部２７を配設している。ロボット側取付部２７は、アーム部２６の先端に配設され、パレット側取付部４２（クランププレート）を把持して固定するメカニカルチャックである。このロボット側取付部２７は、本体から供給される圧力により開閉動作する。駆動部２８は、例えば、第１搬送部２１や第２搬送部２２のコンベアベルトを駆動するモータやアーム部２６の各部材を軸回転や揺動させるモータなどを含む。この多関節ロボット２４は、搬送パレット４０を装着した状態で立体基板を導入位置、処理位置及び排出位置の間で搬送する。このとき、この多関節ロボット２４は、第１搬送部２１で搬送パレット４０のパレット側取付部４２を装着して搬送パレット４０を移動させ、第２搬送部２２でパレット側取付部４２を装着解除する。

塗布部３０は、支持搬送部２０に固定された立体基板へ粘性流体を塗布する塗布ユニットである。この塗布部３０は、ヘッド移動部３１と、塗布ヘッド３２と、塗布ノズル３３とを備えている。ヘッド移動部３１は、ガイドレールに導かれてＸＹ方向へ移動するスライダと、スライダを駆動するモータとを備えている。この塗布部３０は、処理ヘッドとしての塗布ヘッド３２をＸＹ平面方向に移動させるＸＹロボットとして構成されている。塗布ノズル３３は、塗布ヘッド３２の下面側に取り外し可能に装着されている。この塗布ノズル３３は、粘性流体を収容した収容部に圧力を加えて塗布ノズル３３の先端から粘性流体を所定量供給するノズルである。

実装部３５は、部品Ｐを部品供給部１２から採取し、支持搬送部２０に固定された立体基板へ配置する実装ユニットである。この実装部３５は、ヘッド移動部３６と、実装ヘッド３７と、採取部３８とを備えている。ヘッド移動部３６は、ガイドレールに導かれてＸＹ方向へ移動するスライダと、スライダを駆動するモータとを備えている。この実装部３５は、処理ヘッドとしての実装ヘッド３７をＸＹ平面方向に移動させるＸＹロボットとして構成されている。採取部３８は、実装ヘッド３７の下面側に取り外し可能に装着され、部品Ｐを採取する部材である。この採取部３８は、負圧を利用して部品Ｐを採取する吸着ノズルとしてもよいし、部品Ｐを機械的に把持するメカニカルチャックとしてもよい。この実装ヘッド３７では、１以上の採取部３８を装着可能に構成されている。なお、ヘッド移動部３６は、スライダの一部をヘッド移動部３１と共用してもよい。また、塗布ヘッド３２と実装ヘッド３７は、同様の構造を有するものとしてもよく、ツールとしての塗布ノズル３３や採取部３８を自由に取り付け可能としてもよい。

次に、こうして構成された本実施形態の実装システム１０の動作、特に、３次元実装装置１１が実行する塗布処理、実装処理について説明する。図７は、制御部１５のＣＰＵ１６により実行される塗布実装処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、記憶部１７に記憶され、作業者の実装開始入力に基づいて実行される。

このルーチンを開始すると、ＣＰＵ１６は、まず、処理対象物である立体基板の３次元データを含む実装条件情報を管理ＰＣ６０から取得し（Ｓ１００）、立体基板を固定した搬送パレット４０を第１搬送部２１により搬入させ、搬送パレット４０をアーム部２６に装着させて処理位置へ移動させる（Ｓ１１０）。図８は、導入位置で搬送パレット４０を装着する支持搬送部２０の説明図である。図９は、処理位置で搬送パレット４０を固定する支持搬送部２０の説明図である。ＣＰＵ１６は、搬送パレット４０を導入位置へ移動させるよう第１搬送部２１を制御し、搬送パレット４０の下方のパレット側取付部４２をロボット側取付部２７が把持するよう多関節ロボット２４を制御する（図８）。次に、ＣＰＵ１６は、可動空間２９の中央である処理位置へ搬送パレット４０を移動するよう多関節ロボット２４を制御する（図９）。

次に、ＣＰＵ１６は、粘性流体を塗布し部品Ｐを配置する処理対象の形成面を設定する（Ｓ１２０）。ＣＰＵ１６は、例えば、実装順番を含む、処理対象物の３次元データ１９に基づいて処理対象の形成面を設定することができる。次に、ＣＰＵ１６は、処理対象の形成面が水平面になるよう、必要に応じて立体基板の傾きを矯正して、固定させる（Ｓ１３０）。ＣＰＵ１６は、処理対象物の３次元データ１９に含まれる形成面の傾きに基づいてこの形成面が水平面になるよう多関節ロボット２４に処理対象物を固定させる。このとき、ＣＰＵ１６は、処理対象の形成面が所定の実装可能高さになるよう多関節ロボット２４を制御する。図１０は、立体基板５０の姿勢（傾き）を矯正して部品Ｐを実装する説明図である。図１０に示すように、形成面５１が傾いている際には、この形成面５１が水平になるよう搬送パレット４０の角度を矯正する。なお、「水平な面になるよう」とは、部品Ｐを配置する位置が水平になるよう立体基板の姿勢を変更するものとし、形成面が曲面の場合は、その中央部分や部品Ｐの配置密度が高い部分などが水平面になるよう立体基板の姿勢を変更するものとしてもよい。

次に、ＣＰＵ１６は、処理対象の形成面の高さを測定部１４に測定させ、測定結果を用いて立体基板の姿勢及び高さを補正する（Ｓ１４０）。このとき、ＣＰＵ１６は、立体基板の高さや傾きにずれがあると判定されたときには（例えば図１０の点線参照）、そのずれがなくなるよう多関節ロボット２４に位置補正を行わせる。次に、ＣＰＵ１６は、塗布部３０に粘性流体を塗布させ（Ｓ１５０）、実装部３５により部品Ｐを立体基板上に配置させる（Ｓ１６０）。続いて、ＣＰＵ１６は、未処理である次の形成面があるか否かを判定し（Ｓ１７０）、次の形成面があるときには、Ｓ１２０以降の処理を実行する。一方、Ｓ１７０で次の形成面がないとき、即ち全ての形成面を実装したときには、ＣＰＵ１６は、搬送パレット４０を多関節ロボット２４に排出させる（Ｓ１８０）。

図１１は、排出位置で搬送パレット４０を装着解除する支持搬送部２０の説明図である。ＣＰＵ１６は、搬送パレット４０を処理位置から排出位置へ移動させるよう多関節ロボット２４を制御し、搬送パレット４０を第２搬送部２２の排出位置へ載置させたのち、ロボット側取付部２７を開放してパレット側取付部４２の把持を解除させる。次に、ＣＰＵ１６は、装置出口へ搬送パレット４０を移動するよう第２搬送部２２を制御する。そして、ＣＰＵ１６は、次に処理すべき立体基板があるか否かを判定し（Ｓ１９０）、次の立体基板があるときには、Ｓ１１０以降の処理を実行する。一方、次の立体基板がないとき、即ち、全ての立体基板に対して実装処理を終了したときには、そのままこのルーチンを終了する。このように、３次元実装装置１１では、測定部１４による高さ補正を行いつつ、立体基板の姿勢を変更しながら各形成面に対して塗布処理及び実装処理を行うのである。

ここで、本実施形態の構成要素と本開示の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の塗布ヘッド３２及び実装ヘッド３７が処理ヘッドに相当し、ヘッド移動部３１，３６が移動部に相当し、塗布部３０及び実装部３５がＸＹロボットに相当し、多関節ロボット２４が多関節ロボットに相当し、制御部１５が制御部に相当する。

以上説明した本実施形態の３次元実装装置１１は、塗布ヘッド３２や実装ヘッド３７などの処理ヘッドを備えたＸＹロボットにより粘性流体の塗布や部材の配置を行うことができ、且つ多関節ロボット２４により処理対象物の姿勢を３次元的に変更可能に保持して所定の位置まで移動させ所定の位置で固定させることができる。したがって、この装置では、立体の処理対象物へ粘性液体の塗布や部材の配置を行う新規な３次元実装関連装置を提供することができる。また、多関節ロボット２４は、垂直多関節ロボットであり、その基部２５の軸方向が水平方向に沿った方向に固定されている、即ち、垂直多関節ロボットを横置きに固定しているため、垂直多関節ロボットを縦置きに固定するものに比して高さ方向のコンパクト化を図ることができる。また、この装置では、第１搬送部２１や第２搬送部２２の搬送レーンなど、所定の搬送基準面よりも下方へ処理対象物を移動しやすい。更に、多関節ロボット２４は、基部２５の軸方向が処理対象物の移動方向に沿った方向に固定されているため、この装置では、処理対象物を移動方向に円滑に移動させることができる。更にまた、多関節ロボット２４は、４軸以上の可動軸を有するため、処理対象物の姿勢をより自由に変更することができる。

また、３次元実装関連装置１１は、導入位置へ処理対象物を搬入する第１搬送部２１と、排出位置から処理対象物を排出する第２搬送部２２とを備え、処理ヘッドの移動領域の下方且つ、第１搬送部２１と第２搬送部２２との間に多関節ロボット２４が動作する可動空間２９が形成されている。この装置では、可動空間２９を有しており、例えば導入位置から排出位置まで搬送レーンが形成されているものに比して上下方向へ処理対象物を移動させる自由度が高く、立体の処理対象物の姿勢や高さなどを調整しやすい。更に、ＸＹロボットは、処理ヘッドとして、粘性液体の塗布を行う塗布ヘッド３２と、部材（部品Ｐ）の配置を行う実装ヘッド３７とを備える。この装置では、粘性流体の塗布処理と部材の配置処理とを一括して行うことができ、省スペース化をより図ることができる。更にまた、ＸＹロボットは、既存の構成を採用することができるため、装置構成の煩雑化などをより抑制することができる。そして、この３次元実装装置１１は、処理対象物の高さを測定する測定部１４を備え、制御部１５は、測定部１４の測定結果に基づいて多関節ロボット２４により固定された処理対象部材の水平位置、高さ位置及び傾きのうち１以上を補正する。この装置では、処理対象物の高さや傾きを補正することによって、より高い精度で塗布処理や配置処理を行うことができる。

なお、本開示の３次元実装装置は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示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。

例えば、上述した実施形態では、基部２５の軸方向が処理対象物の移動方向（Ｘ軸方向）に沿った方向に固定されているものとしたが、例えば、基部２５の軸方向がＸ軸方向に限られず水平方向に沿った方向、即ち、多関節ロボット２４を単に横置きに固定したものとしてもよい。この装置でも高さ方向の省スペース化を図ることができる。あるいは、上述した実施形態では、基部２５の軸方向が水平方向に沿ったもの、即ち多関節ロボット２４を横置きしたものとしたが、特にこれに限定されず、多関節ロボット２４を縦置きに固定したものとしてもよい。この装置でも多関節ロボットを利用して処理対象物の姿勢を変更することができる。また、上述した実施形態では、垂直多関節ロボットを採用したが、特にこれに限定されず、他の多関節ロボットとしてもよい。また、上述した実施形態では、可動軸として６軸有する多関節ロボット２４を備えるものとしたが、特にこれに限定されず、可動軸は任意である。なお、可動軸が４軸以上であれば、処理対象物の姿勢変更の自由度がより高くなり、好ましい。また、上述した実施形態では、多関節ロボット２４は、第１〜第５アーム２６ａ〜２６ｅを有するものとしたが、アーム部２６の可動部材数は装置サイズや処理対象物の大きさなどに合わせて、適宜選択すればよい。

上述した実施形態では、３次元実装装置１１は、塗布ヘッド３２及び実装ヘッド３７を備え、立体基板に対し塗布処理及び部品Ｐの配置処理を行うものとしたが、いずれか一方を省略してもよい。この装置においても、多関節ロボット２４によって、処理対象物である立体基板の姿勢を自由に変更することができる。

上述した実施形態では、支持搬送部２０は、第１搬送部２１及び第２搬送部２２を備えるものとしたが、これらのいずれか１以上を省略してもよい。例えば、第１搬送部２１や第２搬送部２２を装置外に配設してもよい。この装置においても、多関節ロボット２４によって、処理対象物である立体基板の姿勢を自由に変更することができる。

上述した実施形態では、搬送パレット４０により立体基板を搬送するものとしたが、特にこれに限定されず、コンベアベルト上に直接載置された立体基板を多関節ロボット２４の先端に配設されたメカニカルチャックで把持して搬送、姿勢変更などを行うものとしてもよい。この装置においても、多関節ロボット２４によって、処理対象物である立体基板の姿勢を自由に変更することができる。

上述した実施形態では、測定部１４により立体基板の高さを測定し、立体基板の姿勢を補正するものとしたが、この測定部１４を省略してもよいし、立体基板の高さの測定処理、姿勢の補正処理などを省略してもよい。なお、立体物の表面へ部品をより高い精度で配置するには、立体基板の高さを測定して補正することが望ましい。

ここで、本開示の３次元実装装置において、前記多関節ロボットは、垂直多関節ロボットであり、その基部の軸方向が水平方向に沿った方向に固定されているものとしてもよい。この装置では、垂直多関節ロボットを横置きに固定しているため、垂直多関節ロボットを縦置きに固定するものに比して高さ方向のコンパクト化を図ることができる。また、この装置では、所定の搬送基準面よりも下方へ処理対象物を移動しやすい。この垂直多関節ロボットを採用した３次元実装関連装置において、前記多関節ロボットは、前記基部の軸方向が前記処理対象物の移動方向に沿った方向に固定されているものとしてもよい。この装置では、処理対象物を移動方向に円滑に移動させることができる。

この３次元実装関連装置において、前記多関節ロボットは、４軸以上の可動軸を有するものとしてもよい。この装置では処理対象物の姿勢をより自由に変更することができる。

この３次元実装関連装置は、前記導入位置へ前記処理対象物を搬入する第１搬送部と、前記排出位置から前記処理対象物を排出する第２搬送部とを備え、前記処理ヘッドの移動領域の下方且つ、前記第１搬送部と前記第２搬送部との間に前記多関節ロボットが動作する可動空間が形成されているものとしてもよい。この装置では、可動空間を有しており、例えば導入位置から排出位置まで搬送レーンが形成されているものに比して上下方向へ処理対象物を移動させる自由度が高く立体の処理対象物の姿勢や高さなどを調整しやすい。

この３次元実装関連装置において、前記ＸＹロボットは、前記処理ヘッドとして、粘性液体の塗布を行う塗布ヘッドと、部材の配置を行う実装ヘッドとを備えるものとしてもよい。この装置では、粘性流体の塗布処理と部材の配置処理とを一括して行うことができ、省スペース化をより図ることができる。

この３次元実装関連装置は、前記多関節ロボットに固定された前記処理対象物の高さを測定する測定部、を備え、前記制御部は、前記測定部の測定結果に基づいて前記多関節ロボットにより固定された前記処理対象部材の水平位置、高さ位置及び傾きのうち１以上を補正するものとしてもよい。この装置では、処理対象物の高さや傾きを補正することによって、より高い精度で塗布処理や配置処理を行うことができる。

本開示の３次元実装装置は、立体物である処理対象物を採取、配置などの処理を行う装置の技術分野に利用可能である。

１０実装システム、１１３次元実装装置、１２部品供給部、１３パーツカメラ、１４測定部、１５制御部、１６ＣＰＵ、１７記憶部、１９３次元データ、２０支持搬送部、２１第１搬送部、２２第２搬送部、２４多関節ロボット、２５基部、２６アーム部、２６ａ第１アーム、２６ｂ第２アーム、２６ｃ第３アーム、２６ｄ第４アーム、２６ｅ第５アーム、２７ロボット側取付部、２８駆動部、２９可動空間、３０塗布部、３１ヘッド移動部、３２塗布ヘッド、３３塗布ノズル、３５実装部、３６ヘッド移動部、３７実装ヘッド、３８採取部、４０搬送パレット、４１固定部、４２パレット側取付部、５０立体基板、５１，５１ａ，５１ｂ形成面、５２回路パターン、５５立体基板、５６，５６ａ，５６ｂ，５６ｃ形成面、５７回路パターン、６０管理ＰＣ、Ｐ部品。

Claims

複数の実装面を有する立体の処理対象物に対して粘性液体の塗布及び／又は部材の配置を行う３次元実装関連装置であって、
立体の処理対象物に粘性液体の塗布及び／又は部材の配置を処理位置で行う処理ヘッドと、該処理ヘッドを所定の平面方向に移動させる移動部とを備えたＸＹロボットと、
導入位置へ前記処理対象物を搬入する第１搬送部と、
排出位置から前記処理対象物を排出する第２搬送部と、
前記処理対象物を前記導入位置から前記処理位置に移動させたあと、前記処理ヘッドに対して前記処理対象物の姿勢を変更可能に保持し、その後、前記処理対象物を前記処理位置から前記排出位置に移動させる多関節ロボットと、
前記ＸＹロボットと前記第１搬送部と前記第２搬送部と前記多関節ロボットとを制御する制御部と、
を備えた３次元実装関連装置。
前記多関節ロボットは、垂直多関節ロボットであり、その基部の軸方向が水平方向に沿った方向に固定されている、請求項１に記載の３次元実装関連装置。
複数の実装面を有する立体の処理対象物に対して粘性液体の塗布及び／又は部材の配置を行う３次元実装関連装置であって、
立体の処理対象物に対し鉛直方向から粘性液体の塗布及び／又は部材の配置を行う処理ヘッドと、該処理ヘッドを所定の水平面内で移動させる移動部とを備えたＸＹロボットと、
垂直多関節ロボットであり、その基部の軸方向が水平方向に沿った方向に固定され、前記処理ヘッドに対して前記処理対象物の姿勢を変更可能に保持すると共に導入位置と処理位置と排出位置との間で前記処理対象物を移動させ、前記処理位置では前記実装面が水平になるように該処理対象物を保持する多関節ロボットと、
前記ＸＹロボットと前記多関節ロボットとを制御する制御部と、
を備えた３次元実装関連装置。
前記多関節ロボットは、前記基部の軸方向が前記処理対象物の移動方向に沿った方向に固定されている、請求項２又は３に記載の３次元実装関連装置。
前記多関節ロボットは、４軸以上の可動軸を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の３次元実装関連装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の３次元実装関連装置であって、
前記導入位置へ前記処理対象物を搬入する第１搬送部と、
前記排出位置から前記処理対象物を排出する第２搬送部と、を備え、
前記処理ヘッドの移動領域の下方且つ、前記第１搬送部と前記第２搬送部との間に前記多関節ロボットが動作する可動空間が形成されている、３次元実装関連装置。
前記ＸＹロボットは、前記処理ヘッドとして、粘性液体の塗布を行う塗布ヘッドと、部材の配置を行う実装ヘッドとを備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の３次元実装関連装置。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の３次元実装関連装置であって、
前記多関節ロボットに固定された前記処理対象物の高さを測定する測定部、を備え、
前記制御部は、前記測定部の測定結果に基づいて前記多関節ロボットにより固定された前記処理対象部材の水平位置、高さ位置及び傾きのうち１以上を補正する、３次元実装関連装置。