JP2002368491A - 部品装着装置における部品高さ測定方法及びその装置 - Google Patents

部品装着装置における部品高さ測定方法及びその装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 実際に部品を吸着する部品吸着ノズルを用
い、その部品吸着ノズルそのもののばらつきを含めた精
度の高い部品高さを測定でき、軽量で安価な部品装着装
置における部品高さ測定方法及びその装置を得ること。 【解決手段】 本発明の部品装着装置における部品高さ
測定装置1は、部品吸着ノズル2を兼用し、真空・正圧
供給源と、該真空・正圧供給源と前記部品吸着ノズルと
の間に配設された真空・正圧切替電磁弁と、該真空・正
圧切替電磁弁と前記部品吸着ノズルとの間に配設された
エアー圧力またはエアー流量検出手段と、該エアー圧力
またはエアー流量検出手段による検出結果に基づき前記
部品高さを計算する計算手段とを具備せしめて構成され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品などの部
品を回路基板の所定の位置に装着する部品装着装置にお
ける部品高さ測定方法及びその装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】部品吸着ノズルを用いて真空圧により部
品を吸着し、その部品を基板上の所定の位置に移動した
後、正圧により真空破壊して部品吸着ノズルから部品の
吸着を解除する部品装着装置において、部品吸着の信頼
性を上げるためには、部品供給形態や部品そのもののば
らつきにより異なる部品吸着高さを正しく把握する必要
があり、従来の部品装着装置においては、レーザ変位計
などの測定器を部品装着ヘッドに搭載して部品吸着高さ
の測定を行っている。
【0003】また、実際に部品を吸着する部品吸着ノズ
ルの外部で部品高さを測定するため、部品吸着ノズルそ
のもののばらつきを含めた長さを考慮するには更に別の
測定手段が必要となる。
【0004】また、実際に部品を吸着する部品吸着ノズ
ルの外部で部品高さを測定するため、部品吸着ノズルそ
のもののばらつきを含めた長さを考慮しなければならな
い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】レーザ変位計などの測
定器は重いために、これを搭載した部品吸着ノズルは動
きが重くなる。
【0006】また、部品吸着ノズルそのもののばらつき
を含めた長さを考慮するには更に別の測定手段が必要と
なる。
【0007】従って、部品装着装置としては、全体で価
格が増大してしまうという課題がある。
【0008】従って、本発明は、実際に部品を吸着する
部品吸着ノズルを用い、その部品吸着ノズルそのものの
ばらつきを含めた精度の高い部品高さを測定でき、軽量
で安価な部品装着装置における部品高さ測定方法及びそ
の装置を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】それ故、前記課題を解決
するために、本発明の部品装着装置における部品高さ測
定方法は、部品吸着ノズルを用い、基板に装着しようと
する部品を該部品吸着ノズル内を負圧にして吸着、保持
し、前記基板の所定の位置で前記部品吸着ノズル内にエ
アーを供給して正圧とし、前記部品の吸着を解除して前
記基板に装着する部品装着装置において、基板に装着し
ようとする部品の高さを測定するに当たり、前記部品吸
着ノズルを用い、前記部品吸着ノズルに一定の圧力の元
に一定流量のエアーを供給して、前記部品吸着ノズルの
先端部分から吐出させながら、前記先端部分を測定対象
部品の上面に接近させ、前記測定対象部品に前記先端部
分が接触した時の前記部品吸着ノズル内のエアー圧力の
最大値或いはエアー流量の最小値を検出して前記測定対
象部品の高さを測定することを特徴とする。
【0010】また、本発明の部品装着装置における部品
高さ測定装置は、部品吸着ノズル内を真空圧にして部品
を吸着させ、基板の所定位置に移動後、前記部品吸着ノ
ズル内にエアーを供給して正圧とし、該正圧により真空
破壊させて前記部品吸着ノズルの部品吸着を解除し、前
記所定位置に前記部品を装着するように構成されている
部品装着装置において、真空・正圧供給源と、該真空・
正圧供給源と前記部品吸着ノズルとの間に配設された真
空・正圧切替電磁弁と、該真空・正圧切替電磁弁と前記
部品吸着ノズルとの間に配設されたエアー圧力またはエ
アー流量検出手段と、該エアー圧力またはエアー流量検
出手段による検出結果に基づき前記部品高さを計算する
計算手段とを具備していることを特徴とする。そして、
前記計算手段は測定対象部品の高さに対するエアー圧力
或いはエアー流量のデータが格納されているメモリと、
前記エアー圧力検出手段または前記エアー流量検出手段
からの圧力変化或いは流量変化に基づいて部品吸着ノズ
ルの位置情報を、前記メモリに格納されている圧力情報
或いは流量情報に照らして部品高さを計算し、該計算結
果に基づいて前記部品吸着ノズルの駆動手段を制御する
制御装置とを備えている。
【0011】それ故、本発明の部品装着装置における部
品高さ測定方法によれば、部品の装着に用いる部品吸着
ノズルを兼用し、その部品吸着ノズル内におけるエアー
の圧力変化或いはエアーの流量変化を検出することによ
り、測定対象部品の高さを測定することができる。ま
た、実際に部品を吸着する部品吸着ノズルで部品高さを
測定するため、部品吸着ノズルそのもののばらつきを含
めた精度の高い部品吸着位置の検出ができる。
【0012】そして、本発明の部品装着装置における部
品高さ測定装置によれば、部品装着用の部品吸着ノズル
や部品吸着状況の確認として一般的に取り付けられてい
る圧力センサ或いは流量センサを流用でき、それらを用
いて部品の高さの測定を行うことができる。また、実際
に部品を吸着する部品吸着ノズルで部品高さを測定する
ため、部品吸着ノズルそのもののばらつきを含めた精度
の高い部品吸着位置の検出ができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図を用いて、本発明の一実
施形態の部品装着装置における部品高さ測定装置の構成
及びその動作を説明する。
【0014】図1は本発明の一実施形態の部品装着装置
における部品高さ測定装置の構成図、図2は高さ測定対
象部品近傍における部品吸着ノズルとの空路を示す拡大
断面図、図3は高さ測定対象部品と部品吸着ノズルとの
距離と部品吸着ノズル内のエアー圧力との変化を表すグ
ラフ、図4は高さ測定対象部品と部品吸着ノズルとの距
離と部品吸着ノズル内のエアー流量との変化を表すグラ
フである。
【0015】先ず、図1を用いて、本発明の実施形態の
部品装着装置における部品高さ測定装置の構成を説明す
る。
【0016】符号1は本実施形態の部品高さ測定装置を
指す。この部品高さ測定装置1は、部品吸着ノズル2、
中空シャフト3、エアー配管継手4、配管5、正・負圧
切り替え電磁弁6、配管7、配管8、真空発生器9、圧
力センサ10、制御装置11、メモリ12、駆動回路1
3、サーボモータ14などから構成されている。符号P
は部品を、そして符号Bは基板を指す。
【0017】部品吸着ノズル2は上下、回転可能な部品
吸着ノズル保持機構を持つ中空シャフト3の先端部に結
合或いは着脱可能に固定され、一方、その中空シャフト
3の基端部には回転可能なエアー配管継手4が取り付け
られ、配管5を介して正・負圧切り替え電磁弁6の出力
側に接続されている。この正・負圧切り替え電磁弁6の
一入力側には配管7を介して真空発生器9から負圧が供
給され、また、他の入力側には配管8を介してエアー供
給源(不図示)に接続されていて、正・負圧切り替え電
磁弁6の前記他の入力側にエアー供給源(不図示)から
のエアーが所定の圧力に減圧された正圧が供給されるよ
うに構成されている。
【0018】また、圧力センサ10は配管5に取り付け
られており、その出力側には制御装置11が接続されて
いる。また、制御装置11には装吸着データが格納され
ているメモリ12が接続されている。そして制御装置1
1には駆動回路13を介してサーボモータ14が接続さ
れている。サーボモータ14は制御装置11の出力信号
により制御され、中空シャフト3を駆動する。
【0019】次に、前記のように構成された部品高さ測
定装置1の動作を説明する。
【0020】部品Pを部品吸着ノズル2で吸着する時
は、制御装置11からの出力信号により正・負圧切り替
え電磁弁6を真空発生器9が接続された負圧側に切り替
え、部品吸着ノズル2内を真空にし、部品Pを吸引す
る。この時に配管5に取り付けられた圧力センサ10に
より部品Pの有無及び部品Pが正常に吸着されているか
を検出する。
【0021】次に、吸着した部品Pを基板B上に装着す
る時には、制御装置11からの出力信号により正・負圧
切り替え電磁弁6を配管8が接続されているエアー供給
源の正圧側に切り替え、部品吸着ノズル2内を大気圧に
切り替え、真空破壊を行い、部品吸着ノズル2から部品
Pを解放する。
【0022】部品Pの高さを測定する場合には、メモリ
12に格納されている部品位置情報よりサーボモータ1
4で中空シャフト3を駆動し、部品吸着ノズル2が測定
対象部品の上面に接触しない数ミリ上方の部品高さの測
定位置まで移動させ、正・負圧切り替え電磁弁6を正圧
側に切り替え、部品吸着ノズル2の先端より所定の流量
のエアーを流出させた状態で、制御装置11により部品
吸着ノズル2を所定の間隔でサーボモータ14により下
降させ、その位置情報と圧力センサ10からの圧力情報
をメモリ12に格納する。
【0023】この時、図2に示したように、部品吸着ノ
ズル2が測定対象部品Pに近づくと、部品吸着ノズル2
の先端から流出してエアーの通路Cの断面積が減少する
ことにより、部品吸着ノズル2内の流量は減少し、圧力
が増加する。理想的な状態としては部品吸着ノズル2が
測定対象部品Pに接触した時点で0となり、エアの通路
Cの断面積は0となり、部品吸着ノズル2内の流量は0
となって、圧力は配管8から供給されている所定の圧力
となる。
【0024】図3は前記の動作でメモリ12に格納され
ているデータをグラフ化した図であって、測定対象部品
Pの上面高さを0とした時、部品吸着ノズル2が測定対
象部品Pに近づくに従って部品吸着ノズル2内の圧力が
上がり、部品吸着ノズル2が測定対象部品Pの上面に接
触した時点で圧力は最大となり、それ以降はエアの通路
Cの断面積が変化しないため、圧力も変化しない。この
ことから、圧力センサ10からの圧力情報が最大になっ
た時点での制御装置11からの位置情報により測定対象
部品Pの高さを確定できる。
【0025】配管5に取り付けた圧力センサ10を流量
センサにし、エアーの流量を測定することによっても、
部品高さの測定ができる。図4は前記の流量測定による
動作でメモリ12に格納されているデータをグラフ化し
た図であって、測定対象部品Pの上面高さを0とした
時、部品吸着ノズル2が測定対象部品Pに近づくに従っ
て部品吸着ノズル2内の流量は下がり、部品吸着ノズル
2が測定対象部品Pの上面に接触した時点で流量は最小
となり、それ以降はエアの通路Cの断面積が変化しない
ため、流量も変化しない。このことにより流量センサか
らの流量情報が最小になった時点での制御装置11から
の位置情報により測定対象部品Pの高さを確定できる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の部品高さ
測定方法及びその装置によれば、部品吸着状況の確認と
して一般的に取り付けられている圧力センサを流用して
部品の高さの測定を行うため、部品高さ測定用として新
たにレーザ変位計などの測定器を用いる必要はなく、部
品高さ測定装置の小型化や低廉化が可能となる。
【0027】また、実際に部品を吸着する部品吸着ノズ
ルで部品高さを測定するため、部品吸着ノズルそのもの
のばらつきを含めた精度の高い部品吸着位置の検出がで
き、部品吸着の品質向上を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態の部品装着装置における
部品高さ測定装置の構成図である。
【図2】 高さ測定対象部品近傍における部品吸着ノズ
ルとの空路を示す拡大断面図である。
【図3】 高さ測定対象部品と部品吸着ノズルとの距離
と部品吸着ノズル内のエアー圧力との変化を表すグラフ
である。
【図4】 高さ測定対象部品と部品吸着ノズルとの距離
と部品吸着ノズル内のエアー流量との変化を表すグラフ
である。
【符号の説明】
1…本発明の一実施形態の部品高さ測定装置、2…部品
吸着ノズル、3…中空シャフト、4…エアー配管継手、
5,7,8…配管、6…正・負圧切り替え電磁弁、9…
真空発生器、10…圧力センサ、11…制御装置、12
…メモリ、13…駆動回路、14…サーボモータ、B…
基板、C…エアーの通路、P…部品

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 部品吸着ノズルを用い、基板に装着しよ
    うとする部品を該部品吸着ノズル内を負圧にして吸着、
    保持し、前記基板の所定の位置で前記部品吸着ノズル内
    にエアーを供給して正圧とし、前記部品の吸着を解除し
    て前記基板に装着する部品装着装置において、基板に装
    着しようとする部品の高さを測定するに当たり、前記部
    品吸着ノズルを用い、 前記部品吸着ノズルに一定の圧力の元に一定流量のエア
    ーを供給して、前記部品吸着ノズルの先端部分から吐出
    させながら、前記先端部分を測定対象部品の上面に接近
    させ、前記測定対象部品に前記先端部分が接触した時の
    前記部品吸着ノズル内のエアー圧力の最大値或いはエア
    ー流量の最小値を検出して前記測定対象部品の高さを測
    定することを特徴とする部品装着装置における部品高さ
    測定方法。
  2. 【請求項2】 部品吸着ノズル内を真空圧にして部品を
    吸着させ、基板の所定位置に移動後、前記部品吸着ノズ
    ル内にエアーを供給して正圧とし、該正圧により真空破
    壊させて前記部品吸着ノズルの部品吸着を解除し、前記
    所定位置に前記部品を装着するように構成されている部
    品装着装置において、 真空・正圧供給源と、 該真空・正圧供給源と前記部品吸着ノズルとの間に配設
    された真空・正圧切替電磁弁と、 該真空・正圧切替電磁弁と前記部品吸着ノズルとの間に
    配設されたエアー圧力またはエアー流量検出手段と、 該エアー圧力検出手段またはエアー流量検出手段による
    検出結果に基づき前記部品高さを計算する計算手段とを
    具備していることを特徴とする部品装着装置における部
    品高さ測定装置。
  3. 【請求項3】 前記計算手段は測定対象部品の高さに対
    するエアー圧力或いはエアー流量のデータが格納されて
    いるメモリと、 前記エアー圧力検出手段または前記エアー流量検出手段
    からの圧力変化或いは流量変化に基づいて部品吸着ノズ
    ルの位置情報を、前記メモリに格納されている圧力情報
    或いは流量情報に照らして部品高さを計算し、該計算結
    果に基づいて前記部品吸着ノズルの駆動手段を制御する
    制御装置とを備えていることを特徴とする請求項2に記
    載の部品装着装置における部品高さ測定装置。
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