JP2000141263A - 電子部品吸着用ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸着時の位置ずれを防止することができ、汎
用性に優れ低コストの電子部品吸着用ノズルを提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 吸着ヘッドに装着されこの吸着ヘッドと
連通した吸引孔から真空吸引することにより下端部に電
子部品Ｐを真空吸着する電子部品吸着用ノズル１５にお
いて、電子部品の認識時に照明光を反射する反射板１６
ｄを備え吸引孔１６ｂが設けられた本体部１６と、この
本体部１６に着脱自在に装着され電子部品Ｐに当接して
吸着する吸着孔が設けられ樹脂またはゴムよりなる吸着
部１７と、この吸着部１７を柄部１６ｃに設けられたフ
ック１６ｆに係止部１７ａにより係止するようにした。
これにより、吸着部の位置ずれを防止することができ、
本体部を共通として吸着部のみを交換することにより、
ノズルの汎用性向上およびコスト低減が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を真空吸
着してピックアップする電子部品吸着用ノズルに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品の移載や実装などにおけるハン
ドリングの方法として、真空吸着による方法が広く用い
られている。この方法は吸着孔が設けられた吸着ノズル
を電子部品に当接させ、吸着孔から真空吸引することに
より発生する負圧を利用して電子部品を吸着するもので
ある。ここで用いられる吸着ノズルは電子部品に直接当
接させて用いられるものであるため、対象の電子部品の
形状やサイズに応じて種々の形式のものが用いられ、一
般に電子部品毎の専用ノズルとなる場合が多い。電子部
品用吸着ノズルの素材としては従来金属が一般に用いら
れていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで電子部品を吸
着した吸着ヘッドは、吸着後に水平方向や上下方向の移
動の他に吸着軸回りの回転や吸着軸と直交する軸回りの
回転動作などの種々の動作を行う場合がある。これらは
電子部品の認識などを行うための動作として行われる
が、これらの動作において速度がある程度以上になる
と、電子部品に作用する慣性力の影響が無視できなくな
る。ところが従来の吸着ノズルは材質が滑りやすい金属
であるため、慣性力によって動作時に位置ずれが生じや
すく、この位置ずれが実装位置精度に悪影響を与えてい
た。

【０００４】また、前述のように従来のノズルは各電子
部品毎に専用となっており汎用性に乏しく、精密加工を
要するものであるため部品交換時の部品手配に長いリー
ドタイムを要して必要時にタイムリーに部品を入手する
ことができず、煩瑣な部品在庫管理を要するとともに、
ノズル部品の製作費が高くランニングコストの低減を妨
げるという問題点があった。

【０００５】そこで本発明は、吸着時の位置ずれを防止
することができ、汎用性に優れ低コストの電子部品吸着
用ノズルを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電子部品
吸着用ノズルは、吸着ヘッドに装着されこの吸着ヘッド
と連通した吸引孔から真空吸引することにより下端部に
電子部品を真空吸着する電子部品吸着用ノズルであっ
て、前記吸着ヘッドに装着され電子部品の認識時に電子
部品の照明光を反射する反射板を備え前記吸着ヘッドと
連通する吸引孔が設けられた本体部と、この本体部に着
脱自在に装着され電子部品に当接してこの電子部品を吸
着する吸着孔が設けられた樹脂またはゴムよりなる吸着
部と、この吸着部を前記本体部に着脱自在に装着して所
定姿勢で係止する係止手段とを備えた。

【０００７】本発明によれば、電子部品に当接して吸着
する吸着部を本体部に着脱自在に装着するようにし、吸
着部の材質を樹脂またはゴムとすることにより、吸着部
の位置ずれを防止することができ、本体部を共通として
吸着部のみを交換することにより、ノズルの汎用性向上
およびコスト削減を実現できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子
部品吸着用ノズルが装着される吸着ヘッドの側面図、図
２は同電子部品吸着用ノズルの側断面図、図３（ａ），
（ｂ），（ｃ）は同電子部品吸着用ノズルの吸着部の断
面図、図４は同電子部品吸着動作の説明図である。

【０００９】まず図１を参照して電子部品吸着用ノズル
が装着される吸着ヘッドについて説明する。この吸着ヘ
ッドはＸＹ方向に水平移動する移動テーブルによって駆
動され、電子部品を供給する供給部から電子部品をピッ
クアップし、基板に実装するものである。図１におい
て、吸着ヘッド１０は本体１１と本体１１に装着された
ヘッド部１２から成っている。

【００１０】ヘッド部１２のブラケット１３には吸着軸
１４が装着されている。吸着軸１４の両端部には、電子
部品吸着用のノズル１５が着脱自在に装着されている。
ノズル１５は本体部１６と吸着部１７より成っており、
ノズル１５と連通したチューブ２２から真空吸引するこ
とにより、吸着部１７に当接した電子部品Ｐを吸着す
る。吸着軸１４には、エンコーダ１８が設けられてお
り、エンコーダ１８は吸着軸１４と一体的に回転しその
回転量を検出する。

【００１１】ヘッド部１２にはモータＭθが組み付けら
れており、プーリ２６、ベルト２７を介して吸着軸１４
をその軸心を中心にθ回転させる。ノズル１５に吸着さ
れた電子部品Ｐのθ方向の回転の補正は、モータＭθを
駆動して吸着軸１４をθ方向に回転させることにより行
われるが、その回転量はエンコーダ１８により検出さ
れ、その出力信号をモータＭθにフィードバックするこ
とによりモータＭθの回転量を制御する。

【００１２】本体１１にはＺモータＭＺが組み付けられ
ており、プーリ３１、ベルト３２を介してボールねじ３
３を回転させる。ボールねじ３３にはナット３４が螺合
しており、モータＭＺを駆動することにより本体１１は
Ｚ方向に昇降する。また本体１１にはモータＭＲが配設
されており、プーリ３５、ベルト３６を介して水平シャ
フト３７を回転させる。ヘッド部１２のブラケット１３
はシャフト３７の先端に結合されており、モータＭＲを
駆動することにより、ヘッド部１２はシャフト３７の廻
りに垂直方向Ｒに回転し、ノズル１５も垂直方向Ｒに回
転して上下反転する。

【００１３】本体１１に設けられたブラケット４９に
は、カメラ４０がリング状光源４１と一体的に配設され
ている。カメラ４１は直立状態の吸着軸１４の上方に位
置しており、吸着軸１４が１８０゜回転してノズル１５
が上下反転することにより、ノズル１５に吸着された電
子部品Ｐを交互に撮像し、電子部品Ｐの位置ずれを認識
する。

【００１４】次に図２を参照して電子部品吸着用のノズ
ル１５について説明する。図２において、ノズル１５は
本体部１６および吸着部１７より成る。本体部１６の上
部は円錐状のテーパ部１６ａとなっており、テーパ部１
６ａを吸着軸１４に設けられた装着部に挿入することに
より、ノズル１５は吸着軸１４に着脱自在に装着され
る。テーパ部１６ａの下方には円形の鍔部１６ｃが設け
られており、鍔部１６ｃの下面には樹脂板１６ｄが接着
剤により接合されている。樹脂板１６ｄは照明部４１よ
り照射された照明光を反射する反射板となっている。

【００１５】鍔部１６ｃの下方は円柱形状の柄部１６ｅ
となっており、柄部１６ｅの下端部にはＬ字断面のフッ
ク１６ｆが突設されている。フック１６ｆには、樹脂や
ゴムなど弾性に富む材質で製作された吸着部１７が係止
される。吸着部１７の上部にはフック１６ｆに係合する
段付き形状の係止部１７ａが設けられており、柄部１６
ｅに対して下方から吸着部１７を押し付け係止部１７ａ
を弾性変形させてフック１６ｆに係合させることによ
り、吸着部１７は本体部１６に装着され、フック１６ｆ
により所定姿勢で係止される。すなわちフック１６ｆお
よび吸着部１７の係止部１７ａは係止手段となってい
る。吸着部１７を柄部１６ｅから取り外す際には、吸着
部１７を下方に強く引張ることにより係止部１７ａを弾
性変形させてフックから離脱させればよい。

【００１６】本体部１６には、テーパ部１６ａから柄部
１６ｅの下端部まで貫通する吸引孔１６ｂが設けられて
いる。ノズル１５を吸着ヘッド１０の吸着軸１４に装着
して吸引孔１６ｂから真空吸引することにより、吸着部
１７の下端部の吸着孔に当接する電子部品Ｐを吸着す
る。図３に示すように、吸着部１７には種々のサイズが
準備されている。図３（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞ
れ小サイズ、中サイズおよび大サイズの電子部品の吸着
に用いられる。これらの吸着部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ
は、コネクタなど品種によって形状やサイズが異なる電
子部品を安定して吸着するために、それぞれの種類に対
応して用いられるものである。

【００１７】すなわち、吸着対象の電子部品の種類が特
定されると、その電子部品の実装姿勢や形状から吸着面
として用いることができるフラット部分を選択し、その
フラット部分が許容する最大の吸着サイズＤａ、Ｄｂ、
Ｄｃおよび吸着部形状（ノズルの当接面形状）を決定す
る。吸着部形状としては、対象となる吸着面に応じて矩
形、円形などを適宜選択する。このようにして、図３の
各図に例示するような形状の吸着部１７を各電子部品毎
に準備する。このとき、形状が複雑で製作コストの高い
本体部１６は取り換える必要なく、製作の容易な吸着部
１７のみを各電子部品毎に製作すればよいため、ノズル
１５全体としてのコストを大幅に低減させることができ
る。

【００１８】次に、図４を参照して吸着ヘッド１０を使
用する電子部品の吸着動作について説明する。まず吸着
ヘッド１０を電子部品の供給部上に移動させ、ヘッド部
１２に昇降動作を行わせることにより、吸着軸１４の一
方側のノズル１５Ａの下端部に電子部品Ｐ１を吸着して
ピックアップする（図４（イ），（ロ）参照）。次いで
モータＭＲを駆動して吸着軸１４を垂直方向Ｒａに１８
０゜回転させ、ノズル１５Ａ，１５Ｂは上下反転する
（図４（ハ）参照）。次にヘッド部１２は再度上昇して
ノズル１５Ｂに次の電子部品Ｐ２を吸着してピックアッ
プする（図４（ニ），（ホ）参照）。このように、ノズ
ル１５Ｂが昇降して電子部品Ｐ２をピックアップする際
に、カメラ４０はヘッド部１２と一体的に昇降しながら
一方のノズル１５Ａに先に吸着された電子部品Ｐ１を観
察し、そのＸＹθ方向の位置ずれを検出する。

【００１９】次いでヘッド部１２を実装対象の基板上に
移動させるが、この際にモータＭＲは逆方向に回転して
吸着軸１４は垂直方向Ｒｂに回転し、再度上下のノズル
１５Ａ，１５Ｂは上下反転されるとともに、モータＭθ
が作動して吸着軸１４はその軸廻りにθａ方向に回転
し、電子部品Ｐ１のθ方向の位置ずれを補正する（図４
（ヘ）参照）。この後ヘッド部１２を電子部品Ｐ１のＸ
Ｙ方向の位置ずれを補正しながら実装位置の真上に位置
させ、そこでヘッド部１２が昇降することにより、電子
部品Ｐ１は実装位置に搭載される（図４（ト）参照）。

【００２０】次いでヘッド部１２を供給部上に復帰させ
るが（図４（チ）参照）、その際モータＭθを駆動して
吸着軸１４はθａ方向と反対のθｂ方向に回転して吸着
軸１４のθ方向は初期化される。この後再度ヘッド部１
２を昇降させ電子部品Ｐ３がノズル１５Ａによりピック
アップされるが（図４（リ），（ヌ）参照）、その際他
方のノズル１５Ｂに吸着された電子部品Ｐ２の位置ずれ
がカメラ４０により観察され、以下同様にして電子部品
Ｐ２，Ｐ３は順次実装される。

【００２１】上記説明したように、実装動作においてヘ
ッド部１２を高頻度でθ回転および垂直回転させる方式
の実装装置においては、回転動作時に電子部品に作用す
る慣性力によってノズルに吸着された電子部品の位置ず
れが生じやすい。このような方式の実装装置に、前述の
ノズル１５を用いることにより、以下の効果を得ること
ができる。

【００２２】まず、ノズル１５の吸着部１７は吸着対象
となる電子部品のフラット部を最大限利用した形状で製
作されるため、より強固な吸着力を得ることができると
ともに、非金属の樹脂、ゴムなど滑りにくい材質となっ
ているため位置ずれを生じにくく、安定した吸着を行う
ことができる。

【００２３】また、コネクタのような極めて種類の多い
電子部品を対象とし品種毎に異なるノズルを準備するに
際し、本体部１６は共通部品として用い製作が容易で安
価な吸着部１７のみを交換すればよいため、トータルコ
ストを大幅に低減させることができるとともに、部品製
作もきわめて短い期間で行うことができるため、部品手
配のリードタイムを短縮して部品管理を容易にすること
ができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、電子部品に当接して吸
着する吸着部を本体部に着脱自在に装着するようにし、
吸着部の材質を滑りにくい樹脂またはゴムとしたので、
対象電子部品毎に最適形状の吸着面で電子部品を安定し
て吸着して吸着時の位置ずれを防止することができる。
また、本体部を共通として製作容易で安価な吸着部のみ
を交換するようにしたので、ノズルの汎用性向上および
コスト削減を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の電子部品吸着用ノズル
が装着される吸着ヘッドの側面図

【図２】本発明の一実施の形態の電子部品吸着用ノズル
の側断面図

【図３】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品吸着用
ノズルの吸着部の断面図 （ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品吸着用ノズルの
吸着部の断面図 （ｃ）本発明の一実施の形態の電子部品吸着用ノズルの
吸着部の断面図

【図４】本発明の一実施の形態の電子部品吸着動作の説
明図

【符号の説明】

１０ 吸着ヘッド １２ ヘッド部 １５ ノズル １６ 本体部 １６ｂ 吸引孔 １６ｄ 樹脂板 １６ｆ フック １７ 吸着部 １７ａ 係止部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸着ヘッドに装着されこの吸着ヘッドと連
   通した吸引孔から真空吸引することにより下端部に電子
   部品を真空吸着する電子部品吸着用ノズルであって、前
   記吸着ヘッドに装着され電子部品の認識時に電子部品の
   照明光を反射する反射板を備え前記吸着ヘッドと連通す
   る吸引孔が設けられた本体部と、この本体部に着脱自在
   に装着され電子部品に当接してこの電子部品を吸着する
   吸着孔が設けられた樹脂またはゴムよりなる吸着部と、
   この吸着部を前記本体部に着脱自在に装着して所定姿勢
   で係止する係止手段とを備えたことを特徴とする電子部
   品吸着用ノズル。