JP2001291997A

JP2001291997A - 電子部品装着装置

Info

Publication number: JP2001291997A
Application number: JP2000105213A
Authority: JP
Inventors: Hironori Konno; 宏則今野; Wataru Hirai; 弥平井; Makoto Nakajima; 誠中島; Hiroaki Imagawa; 宏明今川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2000-04-06
Publication date: 2001-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】ロータリヘッドにより電子部品を取り出して
回路基板上に装着する過程で生じる振動を防止して、電
子部品の装着精度の向上と、装着タクトの短縮化を図る
ことのできる部品装着装置を提供する。【解決手段】複数の装着ヘッドを筒状支持体の外周に
形成された周溝に支持したロータリーヘッドを備え、複
数の装着ヘッドを筒状支持体の周方向にそれぞれ移動さ
せ、電子部品を回路基板に装着する電子部品装着装置に
おいて、装着ヘッドを、周溝に転がり接触しつつ係合す
るカムフォロアを介して支持する一方、筒状支持体は、
周溝の円周方向の一部を切り欠いた位置に、周溝に連続
する溝が形成されカムフォロアを上下駆動するためのス
ライダ５０を介装し、カムフォロアと転がり接触する周
溝の溝面３８と、スライダの溝面３９との接続線（Ｊ₁
−Ｋ₁，Ｊ₂−Ｋ₂）を、カムフォロア４０の回転中心Ｏ
からの径方向線に対して所定角度傾斜させるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を回路基
板に装着する電子部品装着装置に関し、特に、部品の取
り出しから装着までの過程で振動の発生を防止する技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩやＩＣ等のパッケージ部品、コン
デンサチップや抵抗チップ等のチップ部品等の電子部品
を高速で回路基板上に装着する部品装着装置として、ロ
ータリーヘッドを備えた部品装着装置が広く普及してい
る。このロータリーヘッドを備えた部品装着装置は、ロ
ータリーヘッドをインデックス回転させることで、ロー
タリーヘッド外周に設けられた複数の装着ヘッドによ
り、電子部品の保持された部品供給部から電子部品を取
り出し、ＸＹテーブルによって位置決めされた回路基板
上に順次装着するものである。

【０００３】図２に示すように、装着ヘッド２２はロー
タリーヘッド１２の外周に周方向に複数個が等配されて
おり、各装着ヘッド２２は部品供給ユニット２０から電
子部品を吸着し、吸着した電子部品をＸＹテーブル１４
上の回路基板１５に装着し、再度部品供給ユニット２０
から電子部品を吸着するまでのサイクルをロータリーヘ
ッド１２の１回転で行っている。この装着ヘッド２２
は、ロータリーヘッド１２の外周に設けられた昇降用周
溝３８にカムフォロア４０が転がり接触しつつ係合し、
ロータリーヘッド１２の回転に従動して上下方向に移動
可能に支持されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなロータリー
ヘッドを備えた部品装着装置では、より一層の高速化と
部品装着密度の更なる高密化が要請されている。ところ
が、高速化に伴ってロータリーヘッド周りに発生する振
動が顕著となり、この振動が部品装着時の精度を低下さ
せる一つの要因となる。

【０００５】このときの振動発生源として、昇降用周溝
３８の継ぎ目が挙げられる。即ち、図１１に示すように
ロータリーヘッド１２の筒状支持体３２の昇降用周溝３
８と、該昇降用周溝３８の周方向の一部を切り欠いて組
み込まれ装着ヘッド（図示しない）２２の昇降機構とな
るスライダ５０との間には隙間Ｗが存在し、この隙間Ｗ
をカムフォロア４０が乗り継ぐときに、隙間による段差
のため振動を発生する。ここで、図１１は筒状支持体３
２の昇降用周溝３８に係合する一つの装着ヘッドに対す
るカムフォロア４０を示す図で、（ａ）はＱ−Ｑ断面矢
視図、（ｂ）は斜視図である。図１１に示すように、昇
降用周溝３８の溝面とスライダ５０の溝面との接続線Ｊ
₅−Ｋ₅及びＪ₆−Ｋ₆がカムフォロア４０の周回転中心Ｏ
（筒状支持体３２の中心）からの径方向線に一致してお
り、各接続線の延長線がカムフォロア４０の周回転中心
Ｏと交わる場合には、隙間Ｗにカムフォロア４０の接触
面がはまり込み振動が大きくなってしまう。その振動が
装着ヘッド全体に伝播して、ノズル先端に吸着している
電子部品がずれてしまう場合がある。このずれが生じた
場合には、カメラにより電子部品を認識した後、本来の
位置に対して電子部品をずらして装着する位置補正工程
が余分に必要となる。

【０００６】また、前述したように、近年における電子
部品の装着タクトはますます短縮され、この振動が大き
くなる傾向にある。このため、位置補正工程なしでは部
品装着精度に重大な影響を与える可能性がある一方、位
置補正工程を行うと高速処理化が図りにくくなるといっ
た問題を生じる。また、カムフォロアが長期間、繰り返
して通過することにより、昇降用周溝３８のカム面及び
該溝のエッジ部の欠けや磨耗、カムフォロア表面の傷発
生等の問題を生じる可能性があり、部品装着装置の寿命
にも大きく影響することになる。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、ロータリヘッドにより電子部品を取り出して回路
基板上に装着する過程で生じる振動を防止して、電子部
品の装着精度の向上と、装着タクトの短縮化を図ること
のできる部品装着装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る電子部品装着装置は、電子部品を脱着
自在に保持する複数の装着ヘッドを筒状支持体の外周に
形成された周溝に支持したロータリーヘッドを備え、前
記複数の装着ヘッドを前記筒状支持体の周方向にそれぞ
れ移動させ、部品供給部から取り出した電子部品を回路
基板に装着する電子部品装着装置において、前記装着ヘ
ッドは、前記周溝に転がり接触しつつ係合するカムフォ
ロアを介して支持される一方、前記筒状支持体は、前記
周溝の円周方向の一部を切り欠いた位置に、該周溝に連
続する溝が形成され前記カムフォロアを上下駆動するた
めのスライダを配設し、前記周溝の前記カムフォロアと
転がり接触する溝面と、前記スライダの前記溝面との接
続線が、前記カムフォロアの周回転中心からの径方向線
に対して所定角度傾斜していることを特徴とする。

【０００９】この電子部品装着装置では、筒状支持体外
周に形成された周溝内におけるカムフォロアと転がり接
触する溝面と、スライダの溝面との接続線が、前記カム
フォロアの周回転中心からの径方向線に対して所定角度
傾斜していることにより、カムフォロアが溝面を転がり
移動する際に、筒状支持体の溝面からスライダの溝面に
載り移るとき、及び、スライダの溝面から筒状支持体の
溝面に載り移るときに、筒状支持体とスライダとの隙間
にカムフォロアが沈み込むことなく、滑らかに載り移
る。このため、振動の発生がなくなり、装着ヘッドに保
持している電子部品の姿勢変動等が防止され、電子部品
装着を高速に且つ高精度で装着することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電子部品装着
装置の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明す
る。図１は、本発明の電子部品装着装置全体の外観を示
す斜視図、図２は電子部品装着装置の部品装着機構の概
略構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態
の電子部品装着装置１００は、電子部品を供給する部品
供給部１０と、部品供給部１０の所定の部品供給位置で
電子部品を吸着して回路基板に装着するロータリーヘッ
ド１２と、回路基板を位置決めするＸ−Ｙテーブル１４
とを有し、基板搬入部１６から供給された回路基板をＸ
−Ｙテーブル１４上に載置して、ロータリーヘッド１２
により電子部品の装着を行った後、部品装着を完了した
回路基板をＸ−Ｙテーブル１４上から基板搬出部１８に
搬出する。

【００１１】部品供給部１０は、図２に示すように、多
数の電子部品を収容した複数の部品供給ユニット２０が
紙面垂直方向に並列して配置され、その並列方向に移動
することで所定の部品供給位置に所望の電子部品を供給
する。Ｘ−Ｙテーブル１４は、基板搬入部１６の基板搬
送路に接続される位置に移動して部品装着前の回路基板
を受け取り、回路基板を固定してロータリーヘッド１２
の部品装着位置に移動する。そして、各電子部品の装着
位置に応じて回路基板の移動を繰り返し、部品装着を完
了すると基板搬出部１８に接続される位置まで移動し、
回路基板を基板搬出部１８へ送り出す。

【００１２】ロータリーヘッド１２は、電子部品を吸着
する複数の装着ヘッド２２と、装着ヘッド２２を上下動
可能に周面で支持して回転駆動される回転枠体２４と、
回転枠体２４をインデックス回転駆動する間欠回転駆動
装置２６を備えている。装着ヘッド２２を支持する回転
枠体２４は、支持基板２８上に設置された間欠回転駆動
装置２６により回転駆動される。この間欠回転駆動装置
２６は、その回転主軸３０が支持基板２８を貫通して下
方に延出されている。支持基板２８の下面には主軸３０
を取り囲むように筒状支持体３２が固定され、筒状支持
体３２の下端部には軸受３４が配設されて主軸３０を回
転自在に支持している。そして、間欠回転駆動装置２６
の主軸３０下端部には回転枠体２４が固定される。この
回転枠体２４の外周部に間欠回転駆動装置２６の割り出
し回転角に対応する回動ピッチで複数の装着ヘッド２２
が昇降可能に配設されている。本実施形態においては、
図３にロータリーヘッド１２のインデックス回転による
各ステーションの位置を示すように、ロータリーヘッド
１２の外周部には、周方向に等配された合計８つの装着
ヘッド２２が設けられている。

【００１３】各装着ヘッド２２は、部品供給ユニット２
０の高さＨ₁とＸ−Ｙテーブル１４上の回路基板面の高
さＨ₂とを連結させる昇降動作を次のようにして行なっ
ている。即ち、装着ヘッド２２が下端側に固定された縦
長形状の連結部材３６は、回転枠体２４のブラケット２
４ａに案内されて昇降自在に取り付けられている。そし
て、筒状支持部材３２の外周面に形成された昇降用周溝
（溝カム）３８に、連結部材３６上端側に取り付けたカ
ムフォロア４０が係合する。カムフォロア４０は回転自
在に連結部材３６に支持されており、回転枠体２４の回
転に伴って昇降用周溝３８内で回転しつつ周方向に従動
する。このような構成により、回転枠体２４を回転駆動
することで、回転枠体２４の外周に取り付けた連結部材
３６が協働して回転し、回転枠体２４の周位置に応じて
高さが連続的に変化する昇降用周溝３８のため、この昇
降用周溝３８に係合する連結部材３６の高さが変化す
る。これにより装着ヘッド２２が高さＨ₁からＨ₂まで昇
降動作する。

【００１４】次に、ロータリーヘッド１２の各ステーシ
ョンにおける動作を説明する。図３に示す各ステーショ
ンに対し、ロータリーヘッド１２は各ステーションで装
着ヘッド２２を停止させる。まず、ステーションＡで
は、装着ヘッド２２に接続された真空装置により装着ヘ
ッド２２先端部のノズル２２ａに電子部品を吸着する。
ステーションＢでは、吸着された電子部品をカメラによ
り撮像して部品位置や姿勢を認識する。ステーションＣ
では、認識された電子部品の姿勢によりノズル２２ａの
回転角を補正する。ステーションＤでは回路基板への電
子部品の装着を行う。

【００１５】図４及び図５は、ロータリーヘッド１２の
電子部品の取り出し側及び装着側における動作を示す説
明図であって、一つの装着ヘッド２２だけを代表して示
している。各状態における装着ヘッド２２は、筒状支持
体３２の昇降用周溝３８に沿って転がり動作するカムフ
ォロア４０によって、上下方向位置が規定されている。
図４（ａ）は、図３に示すステーションＧの位置に装着
ヘッド２２が停止している状態である。装着ヘッド２２
は回転枠体２４が回転駆動されることで、図４（ｂ）に
示すようにステーションＧからステーションＡに移動す
る。このとき装着ヘッド２２は、昇降用周溝３８の最上
位置に応じた位置に上昇し、後述する移動機構によって
部品供給ユニット２０から電子部品をノズル２２ａに吸
着するために、下方に瞬発的に往復移動される。そし
て、図４（ｃ）に示すように回転枠体２４がさらに回転
駆動されることで、装着ヘッド２２はステーションＡか
らステーションＣに移動する。

【００１６】そして、回転枠体２４が回転駆動されるこ
とで、装着ヘッド２２が、図５（ｄ）に示すステーショ
ンＣの位置から図５（ｅ）に示すステーションＤの位置
に移動する。このとき装着ヘッド２２は、昇降用周溝３
８の最下位置に応じた位置に下降し、後述する移動機構
によって吸着した電子部品を回路基板上に装着するため
に、下方に瞬発的に往復移動される。そして、図５
（ｆ）に示すように回転枠体２４がさらに回転駆動され
ることで、装着ヘッド２２はステーションＤからステー
ションＥに移動する。上記動作を繰り返し行うことで、
部品供給部１０から回路基板１５へ連続的に電子部品を
供給する。

【００１７】次に、ステーションＤにおける装着ヘッド
２２の下方への移動機構を説明する。図６は、装着ヘッ
ド２２の下方への移動機構を概念的に示す図で、（ａ）
は側面図、（ｂ）は正面図である。この移動機構によれ
ば、カム４２を回転駆動することで、カム４２のカム面
に一端側が当接するようにバネ４４により弾性付勢され
たレバー４６が支点４８を中心に揺動する。すると、レ
バー４６の他端側に接続され、筒状支持体３２の昇降用
周溝３８を円周方向に一部切り欠いた位置に該周溝に連
続する溝３９が形成されたスライダ５０が、レバー４６
の揺動により上下方向に従動する。この上下動がカムフ
ォロア４０を介して連結部材３６に伝達され、装着ノズ
ル２２の上下動が得られる。従って、カム４２を回転駆
動することにより、装着ノズル２２を下方へ瞬発的に往
復移動させることができる。

【００１８】ここで、図７は、図６（ｂ）に示すＰ−Ｐ
断面を示す図である。図７に示すように、装着ヘッド２
２がステーションＧからステーションＡに移動する際、
及びステーションＡからにステーションＣに移動する
際、カムフォロア４０は昇降用周溝３８の溝面を転がり
接触しながら移動する。このとき、カムフォロア４０
は、昇降用周溝３８の溝面と、スライダ５０に形成され
た溝３９の溝面との間を乗り継ぐことになる。本実施形
態に係るロータリーヘッドのスライダ５０は、図８に示
すように、筒状支持体３２の内径側距離（Ｋ₁−Ｋ₂）を
広く、外径側距離（Ｊ₁−Ｊ₂）を狭く形成することで、
昇降用周溝３８の溝面とスライダ５０に形成された溝３
９の溝面との接続線（Ｊ₁−Ｋ₁，Ｊ₂−Ｋ₂）を、カムフ
ォロア４０の周回転中心Ｏからの径方向線に対して所定
角度傾斜させた構成としている。換言すれば、各接続線
（Ｊ₁−Ｋ₁，Ｊ₂−Ｋ₂）の延長線が、カムフォロア４０
の周回転中心Ｏとは交わらないように構成している。

【００１９】これにより、カムフォロア４０の昇降用周
溝３８との接触線が、上述の昇降用周溝３８の溝面とス
ライダ５０に形成された溝３９の溝面との接続線（Ｊ₁
−Ｋ₁，Ｊ₂−Ｋ₂）と平行にはならず、カムフォロア４
０が昇降用周溝３８とスライダ５０との隙間Ｗにはまり
込むことがなく、円滑にころがり移動するようになる。
したがって、カムフォロア４０は、昇降用周溝３８とス
ライダ５０との間を振動を生じさせることなく乗り継ぐ
ことができる。

【００２０】このように、カムフォロア４０が、電子部
品を吸着した状態でステーションＤに到達する直前で、
昇降用周溝３８とスライダ５０との隙間Ｗを通過する際
の振動発生がなくなり、吸着保持している電子部品の姿
勢変動等を防止できる。以て、移送してきた電子部品
を、カメラで認識した状態のまま、位置補正することな
く回路基板に装着することが可能になる。また同様に、
ステーションＤからステーションＥに移動する際も振動
の発生が防止され、他の装着ヘッドに対して振動が伝播
することが防止される。これにより、電子部品の高速装
着時に対しても振動による装着精度低下が防止され、余
分な位置補正処理を行うことなく電子部品装着の高速化
と高精度化を同時に達成することができる。

【００２１】なお、上述したスライダ５０は、ステーシ
ョンＤにおける部品装着用のものを例にとり説明した
が、ステーションＡにおける部品吸着用のものに対して
も同様であり、吸着した電子部品の振動によるずれを防
止することができる。ここで、昇降用周溝３８とスライ
ダ５０との接続線（Ｊ₁−Ｋ₁，Ｊ₂−Ｋ₂）は、直線状に
限らず、円弧状等の曲面であってもよく、さらに、櫛歯
状に形成してもよい。

【００２２】次に、本実施形態の電子部品装着装置の変
形例を説明する。図９は、本変形例に係る部品装着装置
のロータリーヘッドの図６におけるＰ−Ｐ断面矢視図
で、図１０はロータリーヘッドのスライダの形状を示す
図である。この変形例に係るロータリーヘッドのスライ
ダ５１は、筒状支持体３３の内径側距離（Ｋ₃−Ｋ₄）を
狭く、外径側距離（Ｊ₃−Ｊ₄）を広く形成している。そ
して、この場合も昇降用周溝３８の溝面とスライダ５１
の溝面との接続線（Ｊ₃−Ｋ₃，Ｊ₄−Ｋ₄）を、カムフォ
ロア４０の周回転中心Ｏからの径方向線に対して所定角
度傾斜させた構成としている。換言すれば、各接続線
（Ｊ₃−Ｋ₃，Ｊ₄−Ｋ₄）の延長線が、カムフォロア４０
の回転中心Ｏとは交わらないように構成している。

【００２３】本変形例の場合も同様に、カムフォロア４
０の移動による振動が防止され、装着ヘッドに吸着保持
している電子部品の姿勢変動等を防止できる。また、ス
テーションＤからステーションＥに移動する際も振動の
発生が防止され、他の装着ヘッドに対して振動が伝播す
ることが防止される。以上のことから、電子部品装着の
高速化と高精度化を同時に達成することができる。ま
た、スライダ５１の形状を外径側が長辺となる断面台形
形状とすることにより、筒状支持体３２に対する組み付
けが簡単にでき、組み付け構造をより単純化にすること
ができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、筒状支持体の周溝に係
合されるカムフォロアを介して装着ヘッドを支持する一
方、筒状支持体の周溝の円周方向一部を切り欠いた位置
に、周溝に連続する溝が形成されカムフォロアを上下駆
動するためのスライダを介装し、前記周溝の前記カムフ
ォロアと転がり接触する溝面と、前記スライダの前記溝
面との接続線を、前記筒状支持体の径方向線に対して所
定角度傾斜させることにより、カムフォロアが溝内を転
がり移動する際に、筒状支持体とスライダとの隙間にカ
ムフォロアが沈み込むことなく滑らかに移動する。これ
により、隙間による振動の発生がなくなり、装着ヘッド
に保持している電子部品の姿勢変動等が防止でき、電子
部品装着を高速に且つ高精度で装着することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子部品装着装置のロータリーヘ
ッドの要部を示す斜視図である。

【図２】電子部品装着装置の部品装着機構の概略構成を
示す図である。

【図３】ロータリーヘッドのインデックス回転による各
ステーションの位置を示す図である。

【図４】ロータリーヘッドの電子部品取り出し側におけ
る動作を示す説明図である。

【図５】ロータリーヘッドの電子部品装着側における動
作を示す説明図である。

【図６】装着ヘッドの下方への移動機構を概念的に示す
図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。

【図７】図６のＰ−Ｐ断面を示す矢視図である。

【図８】ロータリーヘッドのスライダの形状を示す図で
ある。

【図９】電子部品装着装置の変形例に対する図６のＰ−
Ｐ断面を示す矢視図である。

【図１０】図９に示すロータリーヘッドのスライダの形
状を示す図である。

【図１１】従来のロータリヘッドの構成を概略的に示す
図で、（ａ）はＱ−Ｑ断面図、（ｂ）は斜視図である。

【符号の説明】

１２ロータリーヘッド２２装着ヘッド２２ａノズル３２筒状支持体３６連結部材３８昇降用周溝４０カムフォロア５０スライダ１００電子部品装着装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中島誠大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者今川宏明大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 3C007 DS08 EU09 EV07 EV08 EV27 HS27 MS00 NS17 3F061 AA07 BC12 BD04 BE12 BE13 BE47 DB06 DD07 3J030 EA22 EC06 5E313 AA01 AA11 CC08 CD06 EE24 EE25 FF24 FF29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品を脱着自在に保持する複数の装
着ヘッドを筒状支持体の外周に形成された周溝に支持し
たロータリーヘッドを備え、前記複数の装着ヘッドを前
記筒状支持体の周方向にそれぞれ移動させ、部品供給部
から取り出した電子部品を回路基板に装着する電子部品
装着装置において、前記装着ヘッドは、前記周溝に転がり接触しつつ係合す
るカムフォロアを介して支持される一方、前記筒状支持体は、前記周溝の円周方向の一部を切り欠
いた位置に、該周溝に連続する溝が形成され前記カムフ
ォロアを上下駆動するためのスライダを配設し、前記周溝の前記カムフォロアと転がり接触する溝面と、
前記スライダの前記溝面との接続線が、前記カムフォロ
アの周回転中心からの径方向線に対して所定角度傾斜し
ていることを特徴とする電子部品装着装置。