JP2000082899A - 電子部品装着装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】装着ヘッドの昇降動作の短縮化によって、装着
作動時間を可及的に短縮することができ、かつ、複数個
のヘッド構成にあっては、そのヘッド構成を簡略化させ
ることができる電子部品装着装置およびその方法を提供
する。 【解決手段】装着ヘッド７を昇降駆動する昇降手段６
を、数値制御可能な第一昇降手段１０と第二昇降手段１
１とにより構成し、それぞれが単独に作動して、電子部
品ｂの装着にあって、第一および第二昇降手段１０，１
１の協動作動により装着ヘッド７を昇降させる工程と、
第二昇降手段１１の作動により装着ヘッド７の電子部品
ｂに対する高さ調整を行う工程とを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品の組立や装着
する業界等において用いる電子部品装着装置およびその
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板等へチップ部品やＩＣ部品
等の電子部品の組立や装着を行う業界等において、この
電子部品は、装着装置における装着ヘッドが、電子部品
の供給部と装着部とを往復して昇降し、その吸着と離脱
とを繰り返すことで所定の装着が行われる。

【０００３】従来の装置にあっては、図５に示すよう
に、横ガイド８０に沿って移動するヘッド支持部材８１
に、サーボモータ８２およびボールネジ８３を取り付
け、このボールネジ８３に装着ヘッド８４を昇降自在に
螺着してある。

【０００４】更に、この装着ヘッド８４には、電子部品
の吸着ノズル８５を取り付けてあって、電子部品の吸着
とプリント基板への装着の昇降ストロークが得られるエ
アシリンダ８６を連係させてある。

【０００５】電子部品の装着に際しては、電子部品の供
給部において、エアシリンダ８６により吸着ノズル８５
を突き出した状態でサーボモータ８２が作動して、装着
ヘッド８４を降下し、該吸着ノズル８５が電子部品を吸
着する。

【０００６】このとき、サーボモータ８２では、吸着ノ
ズル８５がそれぞれの電子部品の厚さ（高さ）に対応す
るように、微妙なノズル高さを調整しつつ降下する。

【０００７】電子部品の吸着後、装着ヘッド８４が上昇
して装着部へ移動し、所定位置に達すると装着ヘッド８
４が下降し、プリント基板への電子部品の装着が行われ
るもので、装着が終われば、吸着ノズル８５はエアシリ
ンダ８６により上昇して待機位置に復帰し、装着ヘッド
８４も次の処理に備えて上昇する。

【０００８】したがって、装着ヘッド８４の長い行程の
昇降駆動に一基のサーボモータ８２およびボールネジ８
３によりその全ストロークを昇降させているため、該昇
降動作に時間がかかって、電子部品のタクト時間の短縮
化が図れない。

【０００９】また、長い行程の昇降および時間短縮のた
めの駆動には、大型のサーボモータが必要となるため、
これに相応して関連する他の部材も大きくなり、ヘッド
部全体の装置が大型化して大きなコストアップとなるば
かりか、複数の装着ヘッドを備えさせる場合には、その
ためのスペースが大きくなって、その設置が困難となり
装置全体を大型化する必要がある。等の様々な問題点を
有するものであった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記した問題
点を解決するためになされたもので、装着ヘッドを昇降
駆動する昇降手段を、数値制御可能な第一昇降手段と第
二昇降手段とにより構成し、それぞれが単独に作動し
て、電子部品の装着にあって、第一および第二昇降手段
の協動作動により装着ヘッドを昇降させる工程と、第二
昇降手段の作動により装着ヘッドの電子部品に対する高
さ調整を行う工程とを行うことにより、装着ヘッドの昇
降動作の短縮化によって、装着作動時間を可及的に短縮
することができ、かつ、複数個のヘッド構成にあって
は、そのヘッド構成を簡略化させることができる電子部
品装着装置およびその方法を提供することを目的として
いる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ための本発明の手段は、機体へ取り付けて進退手段によ
り前後方向へ任意に移動する進退体と、この進退体に取
り付けて移動手段により左右方向へ任意に移動する可動
体と、この可動体へ昇降手段により昇降自在に係合さ
せ、前記進退手段と前記移動手段とにより電子部品の供
給部と装着部とを任意に移動する装着ヘッドと、この装
着ヘッドに取り付けた縦軸方向を中心とする回転手段と
を備えさせ、前記昇降手段は、数値制御可能な第一昇降
手段と第二昇降手段とからなり、第一昇降手段は、前記
可動体に取り付けて副可動体を昇降自在に係合してあ
り、第二昇降手段は、前記副可動体へ装着ヘッドを昇降
自在に取り付けた電子部品装着装置の構成にある。

【００１２】また、第一および第二昇降手段は、それぞ
れサーボモータと螺軸とからなる。

【００１３】更に、副可動体に取り付けられた装着ヘッ
ドは複数個が設けられ、これら複数個の装着ヘッドは、
前記副可動体に連係させた第一昇降手段による一体的な
昇降と、第二昇降手段による個別昇降とを行う。

【００１４】そして、機体へ取り付けて進退手段により
前後方向へ任意に移動する進退体と、この進退体に取り
付けて移動手段により左右方向へ任意に移動する可動体
と、この可動体へ昇降手段により昇降自在に係合させ、
前記進退手段と前記移動手段とにより電子部品の供給部
と装着部とを任意に移動する装着ヘッドと、この装着ヘ
ッドに取り付けた縦軸方向を中心とする回転手段とから
なる電子部品装着装置にあって、前記昇降手段は、数値
制御可能な第一昇降手段と第二昇降手段とからなり、そ
れぞれが単独に作動して、電子部品の装着にあって、前
記第一および第二昇降手段の協動作動により前記装着ヘ
ッドを昇降させる工程と、第二昇降手段の作動により前
記装着ヘッドの電子部品に対する高さ調整を行う工程と
からなる電子部品装着方法にある。

【００１５】

【実施例】次に、本発明に関する電子部品装着装置およ
びその方法の実施の一例を図面に基づいて説明する。

【００１６】図１〜図４においてＡは、チップ部品やＩ
Ｃ部品等の電子部品ｂを、その供給部ｍより受け取って
装着部ｎへ移送し、プリント基板ｃ上の所定の個数適所
へ装着する電子部品装着装置である。

【００１７】なお、前記した電子部品装着装置Ａには、
機体１においてその一側若しくは両側にパーツフィーダ
等により順次搬送されて待機する電子部品ｂの供給部ｍ
が、また、機体１内において移送部材（図示せず）によ
りプリント基板ｃが搬入出される電子部品ｂの装着部ｎ
が設けられている。

【００１８】そして、その構成は、図１および図２，図
４に示すように、機体１へ取り付けて、進退手段２によ
り前後方向（Ｙ軸方向）へ任意に移動する進退体３と、
この進退体３に取り付けて移動手段４により左右方向へ
任意に移動する可動体５と、この可動体５へ昇降手段６
により装着ヘッド７を昇降自在に係合させてあると共
に、この装着ヘッド７は、回転手段８により縦軸方向を
中心として回転自在としてあるもので、それぞれの手段
２および４，６，８は数値制御可能なサーボモータ等に
より高精度で作動される。

【００１９】なお、この装着ヘッド７は、電子部品ｂの
上面を吸着する吸着パット式や、その外周を把持するチ
ャック式等が用いられるもので、単ヘッドであってもか
まわないが、図１あるいは図３に示すように、複数ヘッ
ドに構成すれば、装着効率等が向上するものであり、本
実施例においては吸着パット式について示すものであっ
て、該装着ヘッド７の下端部に吸着ノズル９が取り付け
られる。

【００２０】更に、前記した昇降手段６は、図２に示す
ように、数値制御可能な第一昇降手段１０と第二昇降手
段１１とからなるもので、このうち、第一昇降手段１０
は、サーボモータ１２と螺軸１３とを可動体５に取り付
けてあって、この螺軸１３に螺合するめねじ体１４に副
可動体１５を一体的に取り付けて、該副可動体１５をＺ
軸方向へ昇降自在となるようにしてある。

【００２１】また、前記した第二昇降手段１１は、サー
ボモータ１６と螺軸１７とを副可動体１５に取り付けて
あって、この螺軸１７に螺合するめねじ体１８に装着ヘ
ッド７を一体的に取り付けて、該装着ヘッド７をＺ軸方
向へ昇降自在となるようにしてある。

【００２２】なお、必要に応じて、これら第一昇降手段
１０の螺軸１３と第二昇降手段１１の螺軸１７は、リー
ド長さを、第二昇降手段１１の螺軸１７より第一昇降手
段１０の螺軸１３を大きく形成させることにより、サー
ボモータ１２の一回転当たりのめねじ体１４の進退量を
大きくしてあり、該サーボモータ１２もサーボモータ１
６より大きなものを使用する。

【００２３】また、第二昇降手段１１の螺軸１７のリー
ド長さを細かくすることで、サーボモータ１６の一回転
当たりのめねじ体１８の進退量が螺軸１３に比べて微細
になり、精度の高い吸着ノズル９の高さ調整に有効であ
る。

【００２４】更に、図１あるいは図３に示すように、装
着ヘッド７を可動体５へ複数個設けた場合は、これら装
着ヘッド７，７，７…は、第二昇降手段１１，１１，１
１…により個別に昇降作動されるため、各装着ヘッド７
ごとの作動が行え、かつ、第一昇降手段１０により一体
的に昇降作動される。

【００２５】これら第一昇降手段１０および第二昇降手
段１１は、もちろん同期させることもでき、この場合、
装着ヘッド７の昇降は、第一昇降手段１０の作動速度と
第二昇降手段１１の作動速度とが加算された速度で動作
するため、増速された昇降が得られて速い装着ヘッド７
の移動が行われる。

【００２６】なお、図１において２０は、装着ヘッド７
の吸着ノズル９に吸着保持された電子部品ｂの吸着状態
を認識する検出手段で、ＣＣＤ等のカメラセンサーやレ
ーザ発信器等の慣用な手段が用いられる。

【００２７】この検出手段２０からの画像情報等の信号
は、コンピュータからなる制御手段２１に送られ所定の
演算等がなされて、プリント基板ｃへの電子部品ｂの装
着に際して、正確に補正された信号が前記した各手段２
および４，６，８へ伝達される。

【００２８】したがって、本発明に係る電子部品装着装
置Ａおよび方法の一実施例の作用は以下の通りである。

【００２９】基板ｃ上には、電子部品ｂがそれぞれ所定
個数を適所に装着されるもので、この作業にあっては、
これら設定値や動作順序等があらかじめ、制御手段２１
へ定められた各データをプログラムしてある。

【００３０】そして、その電子部品ｂの装着は、制御手
段２１による各制御によって、進退手段２および移動手
段４，昇降手段６，回転手段８を操作して、電子部品ｂ
の供給部ｍへ装着ヘッド７を移動させて該電子部品ｂを
受け取る。

【００３１】このとき、装着ヘッド７を移動させる昇降
手段６は、その第一昇降手段１０および第二昇降手段１
１が略同一時期（どちらかが速くあるいは遅く開始して
も構わない）に作動し、その螺軸１３，１７の螺動に伴
って、めねじ体１４，１８を降下させる。

【００３２】そのため、装着ヘッド７は、第一昇降手段
１０による副可動体１５の降下速度と、第二昇降手段１
１による装着ヘッド７自身の降下速度とが加算された速
度で作動するので、従来の場合と比べて大幅に移動速度
が高められ、その分、電子部品ｂの装着時間が短縮され
る。

【００３３】また、電子部品ｂの厚さ（高さ）条件は、
その種類によって異なるもので、この条件が異なった場
合は、その都度、装着ヘッド７の吸着ノズル９による吸
着位置の高さを調整しなければならない。

【００３４】この作業は、第二昇降手段１１による装着
ヘッド７の昇降量を、各電子部品ｂの種類に応じて、あ
らかじめ制御手段２１へ設定しておき、該制御手段２１
により当該電子部品ｂに合わせて第二昇降手段１１にお
けるサーボモータ１６の回転数を制御する。

【００３５】そのため、本願実施例装置Ａによれば、従
来の単軸による昇降動作に比べて、前記した吸着ノズル
９による吸着位置の高さ調整に際して、装着ヘッド７を
昇降させる動作の速度を低下させることなく、かつ、微
動による作動で行うことができる。

【００３６】図４は昇降手段６の他の変形例を示すもの
で、第一昇降手段１０と第二昇降手段１１と第三昇降手
段２２とからなる三連の三軸式であって、第一昇降手段
１０は、サーボモータ１２と螺軸１３とを可動体（第一
可動体）５に取り付けて、この螺軸１３に螺合するめね
じ体１４に副可動体（第二可動体）１５を一体的に取り
付けて、該第二可動体１５をＺ軸方向へ昇降自在となる
ようにしてある。

【００３７】また、前記した第二昇降手段１１は、サー
ボモータ１６と螺軸１７とを第二可動体１５に取り付け
てあって、この螺軸１７に螺合するめねじ体１８に第三
可動体２３を一体的に取り付けて、該第三可動体２３を
Ｚ軸方向へ昇降自在となるようにしてある。

【００３８】そして、前記した第三昇降手段２２は、サ
ーボモータ２４と螺軸２５とを第三可動体２３に取り付
けてあって、この螺軸２５に螺合するめねじ体２６に装
着ヘッド７を一体的に取り付けて、該装着ヘッド７をＺ
軸方向へ昇降自在となるようにしてある。

【００３９】この例は、前記した二連の二軸式の場合と
同様の作用および効果を発揮するもので、三連の三軸式
にすることで、同一昇降ストロークに対するその昇降速
度が一層向上させることができ、一基（一軸）当たりの
サーボモータ１２，１６，２４の大きさを小型化でき
る。

【００４０】

【発明の効果】前述したように本発明の電子部品装着装
置およびその方法は、装着ヘッドの昇降に際して、その
１つの昇降の動作工程を分割し略同時進行させることが
できるため、該装着ヘッドの昇降速度が速くなり、プリ
ント基板への電子部品の装着の時間効率が大幅に向上し
て、その高速化が達成でき、短時間に大量の装着処理が
行なえる。

【００４１】電子部品の厚さ（高さ）変化に対応する装
着ヘッドの高さ調整を、微細に行うことができる。

【００４２】特に、可動体に対して、複数の装着ヘッド
を取り付けた際に、これら複数の装着ヘッドを第二昇降
手段により個別に作動させることができるので、それぞ
れの装着ヘッドに対して異なる電子部品を吸着保持させ
るとき、個々に微細な高さ調整ができて同時吸着ができ
る。

【００４３】また、装着電子部品間の距離と各装着ヘッ
ドの距離を同一にすることにより、基板への同時装着が
行える。

【００４４】更に、第一昇降手段により複数の装着ヘッ
ドを一体的に昇降させることにより、構成を簡単にする
ことができてコストの低減化を図ることができ、かつ、
装着ヘッド部の全体を小型化することができる。等の格
別な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関する電子部品装着方法を採用した電
子部品装着装置の一実施例の概略を示す平面図である。

【図２】図１における装着ヘッドの要部を示す拡大側面
図である。

【図３】図１における装置の多連式装着ヘッドの要部を
示す拡大正面図である。

【図４】図１における装置の昇降手段の他の例を示す側
面図である。

【図５】従来の装着ヘッドの昇降機構を示す概略の側面
図である。

【符号の説明】

Ａ 電子部品装着装置 ｂ 電子部品 １ 機体 ２ 進退手段 ３ 進退体 ４ 移動手段 ５ 可動体 ６ 昇降手段 ７ 装着ヘッド １０ 第一昇降手段 １１ 第二昇降手段 １２，１６ サーボモータ １３，１７ 螺軸 １５ 副可動体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体へ取り付けて進退手段により前後方
   向へ任意に移動する進退体と、この進退体に取り付けて
   移動手段により左右方向へ任意に移動する可動体と、こ
   の可動体へ昇降手段により昇降自在に係合させ、前記進
   退手段と前記移動手段とにより電子部品の供給部と装着
   部とを任意に移動する装着ヘッドと、この装着ヘッドに
   取り付けた縦軸方向を中心とする回転手段とを備えさ
   せ、 前記昇降手段は、数値制御可能な第一昇降手段と第二昇
   降手段とからなり、第一昇降手段は、前記可動体に取り
   付けて副可動体を昇降自在に係合してあり、第二昇降手
   段は、前記副可動体へ装着ヘッドを昇降自在に取り付け
   たことを特徴とする電子部品装着装置。
2. 【請求項２】 第一および第二昇降手段は、それぞれサ
   ーボモータと螺軸とからなることを特徴とする請求項１
   記載の電子部品装着装置。
3. 【請求項３】 副可動体に取り付けられた装着ヘッドは
   複数個が設けられ、これら複数個の装着ヘッドは、前記
   副可動体に連係させた第一昇降手段による一体的な昇降
   と、第二昇降手段による個別昇降とを行うことを特徴と
   する請求項１記載の電子部品装着装置。
4. 【請求項４】 機体へ取り付けて進退手段により前後方
   向へ任意に移動する進退体と、この進退体に取り付けて
   移動手段により左右方向へ任意に移動する可動体と、こ
   の可動体へ昇降手段により昇降自在に係合させ、前記進
   退手段と前記移動手段とにより電子部品の供給部と装着
   部とを任意に移動する装着ヘッドと、この装着ヘッドに
   取り付けた縦軸方向を中心とする回転手段とからなる電
   子部品装着装置にあって、 前記昇降手段は、数値制御可能な第一昇降手段と第二昇
   降手段とからなり、それぞれが単独に作動して、 電子部品の装着にあって、前記第一および第二昇降手段
   の協動作動により前記装着ヘッドを昇降させる工程と、
   第二昇降手段の作動により前記装着ヘッドの電子部品に
   対する高さ調整を行う工程とからなることを特徴とする
   電子部品装着方法。