ディスペンサー品種切り替え時の段取り作業を自動化

ディスペンサーの品種切り替え時に行う段取り作業において、今まで人の手で行っていたバックアップピンの配置作業を自動化し、稼働率と歩留まりを向上させました。

品種切り替え時のバックアップピン配置作業における問題を解決したい

背景

作業時間の増加や配置ミスによる部品破損

ディスペンサーでは、基板上にボンドやはんだを高精度・高品質で塗布するために基板の下反りを矯正するバックアップピンが必要になります。

バックアップピンの配置は基板サイズや基板下面の先付け部品配置によって決まるため、生産する基板の品種を切り替える場合はバックアップピンの配置も変更しなければなりません。

この配置作業は人の手によって行っていますが、基板のサイズや部品配置により作業時間の増加や配置ミスによる部品破損の可能性がありました。

課題

バックアップピンの自動配置と狭ピッチ基板への対応

弊社の既存ディスペンサーでは、バックアッププレートにあけられた穴にバックアップピンを差込む方法で配置を行っています。

生産する基板に合わせてピン配置の変更を可能にするため、バックアッププレートの穴は千鳥格子状にあけられています。

また生産時にバックアップピンの位置ずれや紛失があってはならないため、ピンとプレートは高精度なはめあいとなっています。

位置ずれなどの問題が起きてしまう

しかしながら、穴位置が決まってしまっているため、穴位置と部品配置が重なってしまう基板や、狭ピッチで部品が配置された基板への対応が困難でした。

バックアップピンの位置ずれによる基板下面先付け部品への干渉例

従来構造のままでは自動化が困難

この従来構造のままバックアップピン配置の自動化を実現するには、高精度な位置検出及び位置決めが必要であり、装置構造が複雑かつ高額になってしまいます。

これらの課題を解決するために以下の目標を掲げました

• 手動によるバックアップピン配置段取り時間ゼロ
• お客様のあらゆる基板に対応可能な自由なピン配置
• 耐久性に優れた構造

解決策

バックアップピン配置方式の変更

上記条件を満たす構造の検討を行った結果、マグネット脱着方式を採用しました。

バックアッププレートを磁性板とし、バックアップピン底部にマグネットを組み込むことにより、バックアッププレート上に自由に配置でき、基板下面部品の小さな隙間を狙ったピン配置も可能となりました。

変更後のバックアップピンとバックアッププレート

駆動ヘッドにバックアップピンを掴むチャック機構を追加

また、段取り替えを自動化するために、駆動ヘッドにバックアップピンを掴むチャック機構を追加しました。

改良した駆動ヘッドとチャック機構

品種切り替え時の動作

1. バックアップピンをチャックを使って自動回収
2. 新レシピに従ってコンベア幅を基板サイズに変更
3. バックアップピンを再配置

また、安定した交換を実現するため、バックアップピンの位置をカメラで画像検出する機能も盛り込みました。

バックアップピン配置の設定画面

バックアップピンは摩耗しづらい形状と表面処理を工夫することによって耐久性に優れた構造を実現できました。

また、バックアップピンの配置位置は座標の手入力だけではなくカメラを使用したティーチングでも設定可能。簡単かつ迅速な位置決めが可能です。

自動交換の動画

ディスペンサ　CPD-1000 typeVL（バックアップピン自動交換）

品種切り替え時の作業コストを大幅に改善

本開発により、これまで一本一本手動で配置していた作業を自動化することができました。それにより多品種少量生産の基板製造工程で発生する品種切り替え時のバックアップピン回収・再配置作業を大幅に改善することができました

また、バックアップピンの配置ミスによる部品破損もなくなったため、手動での配置に比べ歩留まりの向上に貢献することができました。

担当者から

当社ディスペンサをより多くのお客様に安心してご使用いただくために今後も改良を進めてまいります。

また、お客様のご要望に応じた機能の追加、開発も行っております。ディスペンサの導入をご検討されているお客様、困りごとをお持ちのお客様は是非一度お問い合わせください。

こんなお悩みの方はご相談ください

• 多品種少量生産の品種切り替えが多い
• 基板製造の歩留まりを向上させたい
• 先付け部品が狭ピッチで配置された基板塗布で困っている