JP2003008293A - 電子部品装着方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品を吸着保持する吸着ノズルを電子部
品の形状サイズに応じて交換する頻度を削減する電子部
品装着方法及び装置を提供する。 【解決手段】 ＸＹロボット１３により移動制御される
装着ヘッド１２は複数の吸着ノズル１１を搭載し、吸着
する電子部品の形状サイズに応じて所要数の吸着ノズル
１１を同期動作させる。同期動作は、所要数の吸着ノズ
ル１１の昇降動作、真空吸引及び解除を同期させると同
時に、複数の吸着ノズル１１を所定の回動中心で回動さ
せるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板に電子部
品を装着する電子部品装着方法及びその装置に関し、特
に吸着ノズルの交換頻度を削減して生産性を向上させる
ことを特徴とするものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品装着装置は、ＸＹロボット方式
のものと、ロータリー方式のものとに大きく分類するこ
とができる。ＸＹロボット方式の電子部品装着装置は、
図６に示すように、吸着ノズル６１を搭載した装着ヘッ
ド６２をＸＹロボット６３によりＸ−Ｙ方向に自在移動
させ、リール式部品供給部５４またはトレイ式部品供給
部５６から吸着ノズル６１によって電子部品を吸着保持
し、所定位置に位置決め固定された回路基板５１に装着
するように構成されている。また、ロータリー方式の電
子部品装着装置は、図８に示すように、円周上に複数の
吸着ノズル７７を搭載したロータリーヘッド７８を吸着
ノズル７７の配設間隔で間欠回転させ、吸着ノズル７７
の回転円周上に設定された部品供給位置に移動したリー
ル式部品供給部７０またはトレイ式部品供給部７２から
移載された電子部品を保持する移載供給部７５から部品
供給位置に移動した吸着ノズル７７によって電子部品を
吸着保持し、回路基板５１を保持したＸＹテーブル７９
により回路基板５１の所定位置を吸着ノズル７７の回転
円周上に設定した部品供給位置に位置決めし、部品装着
位置に移動した吸着ノズル７７により電子部品を回路基
板５１の所定位置に装着するように構成されている。

【０００３】回路基板１に装着する電子部品の形状サイ
ズはさまざまであり、前記ＸＹロボット方式の電子部品
装着装置の場合では、吸着ノズル６１は吸着保持する電
子部品の形状サイズに対応させて交換する。図６に示す
ように、ノズルステーション６６には吸着口径が異なる
各サイズの吸着ノズル６１が格納されており、次に吸着
保持する電子部品が現在装填している吸着ノズル６１で
は対応できない場合、装着ヘッド６２をノズルステーシ
ョン６６上に移動させ、現在装填されている吸着ノズル
６１をノズルステーション６６に戻し、次に吸着保持す
る電子部品に対応する吸着ノズル６１に交換する。吸着
ノズル６１は、図７に示すように、回転及び昇降機構が
設けられた本体部の先端にノズル先端部６１ａを着脱可
能に装填して構成されており、吸着ノズル６１の交換は
ノズル先端部６１ａの交換で対処される。一方、ロータ
リー方式の電子部品装着装置の場合では、図９に示すよ
うに、吸着ノズル７７はその一端側に吸着口径が異なる
複数のノズル先端部７７ａを装備しており、次に吸着保
持する電子部品に対応するノズル先端部７７ａが下方に
位置するように切り換えることができるように構成され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ＸＹロボット方式の場
合、吸着保持する電子部品の形状サイズに対応させて吸
着ノズルを交換するとき、装着ヘッド６２はノズルステ
ーション６６に移動するため、電子部品装着の動作は一
時的に停止される。従って、吸着ノズルの交換頻度が増
すと回路基板の生産性が低下する。特に、装着点数が少
ない電子部品を装着するために吸着ノズルを交換して
も、直ぐさま別の吸着ノズルに交換する必要が生じ、電
子部品装着の動作が停止される時間が増えることにな
る。

【０００５】回路基板に装着する電子部品は、一般的に
チップ抵抗器等の小型部品の数が多く、集積回路部品や
コネクタのような比較的大型の電子部品の数は少ない。
従って、比較的大型の電子部品を装着することによる生
産性の低下をなくすことが要求されている。また、比較
的大型であったり形状が特殊であるような電子部品は、
それを吸着保持する吸着ノズルも特殊となり、それを使
用する頻度も少なく、それを使用することによる電子部
品装着装置の生産性が低下する。

【０００６】また、ロータリー方式の場合では、吸着ノ
ズル７７に搭載できるノズル先端部７７ａの数は限定さ
れるので、吸着ノズル７７で吸着できる種類の電子部品
しか装着できないことになる。ロータリー方式の電子部
品装着装置で装着できない電子部品は、その電子部品を
装着することができる別の電子部品装着装置に回路基板
を搬送して装着することになる。そのため１つの回路基
板を生産するための電子部品装着装置の台数が増加し、
回路基板生産の専有スペースの拡大や生産性の低下等の
無駄が生じる。

【０００７】本発明が目的とするところは、比較的大型
の電子部品のように装着点数が少ない電子部品の装着の
ために吸着ノズルを交換する無駄時間の発生を抑制した
電子部品装着方法及びその装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本願の第１発明は、複数の吸着ノズルを搭載した装着
ヘッドを移動制御し、部品供給位置において吸着ノズル
に電子部品を吸着保持させ、基板保持部上に保持された
回路基板の部品装着位置上に所定の装着角度で電子部品
を装着する電子部品装着方法において、前記電子部品の
形状サイズに対応して所要数の吸着ノズルにより電子部
品を吸着保持することを特徴とする。

【０００９】上記電子部品装着方法によれば、複数の吸
着ノズルにより例えばサイズの大きい１個の電子部品を
装着することができる。サイズの大きい電子部品を吸着
保持するには大きい吸引口径の吸着ノズルに交換する必
要があったが、吸引口径が小さくても複数の吸着ノズル
の吸着動作を同期させると吸着が可能であり、吸着ノズ
ルを交換する頻度が減少するので、交換のための無駄時
間が削減されて生産性を向上させることができる。

【００１０】上記電子部品装着方法において、複数の吸
着ノズルにより吸着保持した電子部品の回路基板への装
着角度及び／又は吸着角度のずれに対応させて複数の吸
着ノズルを所定の回動中心で一括して回動させることに
より、装着位置のずれ補正や角度を設けた装着が可能と
なる。

【００１１】また、複数の吸着ノズルにより吸着保持し
た電子部品の回路基板への装着角度及び／又は吸着角度
に対応させて基板保持部により回路基板を回動させるこ
とによっても装着位置のずれ補正や角度を設けた装着が
可能となる。

【００１２】また、電子部品の形状サイズを記憶するパ
ーツライブラリーに参照して吸着保持する吸着ノズルの
数を決定することにより、電子部品の形状サイズを検出
することなく電子部品の形状サイズを知ることができ、
対応する吸着ノズルの準備を速やかに実施することがで
きる。

【００１３】また、本願の第２発明は、複数の吸着ノズ
ルを搭載した装着ヘッドを移動制御し、部品供給位置に
おいて各吸着ノズルの昇降動作により電子部品を吸着保
持させ、部品装着位置に移動して吸着ノズルの昇降動作
により基板保持部上に保持された回路基板の部品装着位
置上に所定の装着角度で電子部品を装着する電子部品装
着装置において、前記電子部品の形状サイズに対応する
所要数の吸着ノズルの昇降動作を同期させる同期昇降駆
動手段と、所要数の吸着ノズルによる電子部品の吸着及
び吸着解除の動作を同期させる同期吸着操作手段とを具
備してなることを特徴とする。

【００１４】上記電子部品装着装置によれば、複数の吸
着ノズルにより例えばサイズの大きい１個の電子部品を
装着することができる。サイズの大きい電子部品を吸着
保持するために複数の吸着ノズルの昇降動作及び吸着及
び吸着解除の動作を同期させることにより、複数の吸着
ノズルは大きいサイズの電子部品を吸着保持するための
吸着ノズルに代わって電子部品の吸着が可能であり、吸
着ノズルを交換する頻度が減少するので、交換のための
無駄時間が削減されて生産性を向上させることができ
る。

【００１５】上記電子部品装着装置において、複数の吸
着ノズルを所定の回動中心で一括して任意角度に回動さ
せるノズル回動駆動手段を設けることにより、複数の吸
着ノズルにより吸着保持した電子部品の回路基板への装
着角度及び／又は吸着角度のずれに対応させて複数の吸
着ノズルを任意の回動中心で一括して回動させることに
より、装着位置のずれ補正や角度を設けた装着が可能と
なる。

【００１６】また、基板保持部を任意角度に回動させる
基板回動駆動手段を設けることにより、複数の吸着ノズ
ルにより吸着保持した電子部品の回路基板への装着角度
及び／又は吸着角度に対応させて基板保持部により回路
基板を回動させることによっても装着位置のずれ補正や
角度を設けた装着が可能となる。

【００１７】また、装着ヘッドに複数の吸着ノズルを水
平方向に自在移動させるＸＹ移動機構を設けることによ
り、複数の吸着ノズルで吸着保持した電子部品の水平方
向の位置ずれを補正する補正動作を行うことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であ
って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【００１９】図１は、第１の実施形態に係るＸＹロボッ
ト方式の電子部品装着装置の構成を示すもので、ＸＹロ
ボット１３によりＸ−Ｙ方向に移動制御される装着ヘッ
ド１２により、リール式部品供給部４またはトレイ式部
品供給部６に移動して吸着ノズル１１により電子部品を
吸着保持し、ローダ２により装置内に搬入されて基板保
持台３上に位置決め固定された回路基板１上に移動して
回路基板１の所定位置に電子部品を装着する。

【００２０】前記リール式部品供給部４は、電子部品を
テーピング包装したテーピング部品を巻回したリールか
らテーピング部品を繰り出し、所定の部品供給位置に電
子部品を供給するパーツカセットを電子部品の品種別に
複数台を配設して構成されている。このパーツカセット
を装着ヘッド１２が搭載する吸着ノズル１１の搭載間隔
に配列しておくことによって、複数の電子部品を吸着ノ
ズル１１に一括して吸着保持させることができる。

【００２１】また、前記トレイ式部品供給部６は、電子
部品をその品種別に収容したトレイ５を収容したトレイ
収容部７から所要のトレイ５を供給台８上に引き出し、
移載ヘッド１０によってトレイ５からピックアップした
電子部品を移載台９上に移載する。移載台９上に装着ヘ
ッド１２に搭載された吸着ノズル１１の搭載間隔で複数
の電子部品を移載しておくことにより、複数の電子部品
を一括して吸着ノズル１１に吸着保持させることができ
る。

【００２２】吸着ノズル１１に電子部品を吸着保持させ
た後。装着ヘッド１２は部品認識部１４上に移動して、
吸着ノズル１１に吸着保持されている電子部品の吸着位
置及び姿勢を認識させる。所定位置からの位置姿勢のず
れは、吸着ノズル１１の回動動作及び装着ヘッド１２の
位置補正の動作により回路基板１に所定位置に電子部品
が装着される。また、吸着ノズル１１は電子部品の回路
基板１への装着角度が０度以外であるときは、補正動作
に加えて装着角度分だけ回動して電子部品を回路基板１
に装着する。

【００２３】前記装着ヘッド１２は、図２にその内部構
造を示すように、吸着ノズル１１を１０本搭載し、各吸
着ノズル１１はそれぞれ個別に昇降動作及び回動動作、
電子部品吸着動作、電子部品吸着解除動作ができるよう
に構成されている。また、吸着ノズル１１を搭載する搭
載台６７は、それ自体が回動動作できるように構成さ
れ、吸着ノズル１１全体を回動させることができる。更
に、搭載台６７はボールネジ機構によりＸＹ方向に搭載
台６７を移動させるＸＹ移動機構６３に垂設されてい
る。

【００２４】この電子部品装着装置による電子部品の装
着順序は装着プログラムに設定されており、各電子部品
のサイズ、形状はデータテーブルに記憶されているの
で、装着順に設定された電子部品についてデータテーブ
ルに参照して、その電子部品が装着ヘッド１２に搭載さ
れた各吸着ノズル１１が個々に対応できる電子部品の場
合には、従来技術と同様に各吸着ノズル１１に１個の電
子部品を吸着保持させて回路基板１に装着する。実装順
に設定された電子部品が装着ヘッド１２に搭載された個
々の吸着ノズル１１では対応できない大きな電子部品で
あるとき、その電子部品を吸着保持できる複数の吸着ノ
ズル１１の動作が同期するように制御される。

【００２５】図３に示すように、電子部品１００が５本
の吸着ノズル１１にまたがるサイズのものであるとき、
５本の吸着ノズル１１の動作を同期させて５本の吸着ノ
ズル１１により１個の電子部品１００を吸着保持する。
即ち、５本の吸着ノズル１１により電子部品１００を真
空吸引して吸着保持するときの真空負圧をかけるタイミ
ングを５本の吸着ノズル１１において同期させ、回路基
板１に電子部品１００を載置した後、吸着保持を解除す
るために負圧を正圧に切り換えるタイミングを５本の吸
着ノズル１１において同期させる。更に、５本の吸着ノ
ズル１１を昇降駆動させるタイミング及び速度を同期さ
せる。

【００２６】比較的大型の電子部品１００は、トレイ式
部品供給部６から供給することができ、装着ヘッド１２
をトレイ５上に移動させ、移載台９上に移載することな
くトレイ５上から直接吸着ノズル１１により吸着保持す
ることができる。吸着保持された電子部品１００の吸着
位置、吸着角度の所定位置、角度からのずれ補正は、装
着ヘッド１２に設けられたＸＹ移動機構６３によるＸ−
Ｙ方向への移動動作及び搭載台６７の回動動作により、
回路基板１の所定位置に所定角度で装着することができ
る。

【００２７】上記第１の実施形態の構成において、回路
基板１は位置固定されているが、回路基板１を回動テー
ブル上に位置決め固定して、電子部品の装着角度及び角
度補正を回動テーブルの回動により対処させるように構
成することもできる。

【００２８】図４は、第２の実施形態に係るロータリー
方式の電子部品装着装置の構成を示すもので、円周上に
複数の吸着ヘッド２７を搭載したロータリーヘッド（装
着ヘッド）２８を吸着ヘッド２７の配設間隔で間欠回転
させ、回転円周上に設定された部品吸着位置に移動した
吸着ヘッド２７が備える吸着ノズルにより部品供給位置
に供給された電子部品を吸着保持し、その吸着ヘッド２
７が部品装着位置に移動したとき吸着ノズルにより回路
基板１の所定位置に装着するように構成されている。

【００２９】前記回路基板１は、ローダ１８により装置
内に搬入され、ＸＹテーブル３０上に搭載された基板保
持台１９上に位置決め固定される。ＸＹテーブル３０は
装着ヘッド２８の間欠回転動作に同期するように制御さ
れ、前記部品装着位置の直下に回路基板１の電子部品の
装着位置が位置するように基板保持台１９をＸ−Ｙ方向
に移動させる。

【００３０】前記部品供給位置に電子部品を供給する部
品供給部は、リール式部品供給部２０及びトレイ式部品
供給部２２がそれぞれ２基ずつ配設されている。リール
式部品供給部２０は、電子部品をテーピング包装したテ
ーピング部品を巻回したリールからテーピング部品を所
定位置に供給するパーツカセットを電子部品の品種別に
複数台を配設して構成され、供給レール２９上を所要の
電子部品を収納したパーツカセットが部品供給位置に位
置するように移動する。また、トレイ式電子部品供給部
２２は、品種別に電子部品を収容したトレイ２１を収容
したトレイ収容部２３から所要のトレイ２１を供給台２
４上に引き出し、移載ヘッド２６によってトレイ２１か
らピックアップした電子部品を移載テーブル２５上に移
載する。移載テーブル２５は複数個の電子部品を保持し
て供給レール２９上を移動し、装着ヘッド２８に向かい
合う位置で電子部品を保持したテーブルを回動させ、所
要の電子部品を前記部品供給位置に位置させる。

【００３１】前記吸着ヘッド２７は、図５に示すよう
に、６本の吸着ノズル３１を備えており、各吸着ノズル
３１はそれぞれ個別に昇降動作及び回動動作ができるよ
うに構成されると共に、所要の吸着ノズル３１の昇降動
作及び電子部品吸着動作、電子部品吸着解除動作を同期
させることができるように構成されている。更に、吸着
ヘッド２７は回動動作して任意の吸着ノズル３１を所定
位置に移動させることができる。

【００３２】この電子部品装着装置による電子部品の装
着順序は装着プログラムに設定されており、各電子部品
のサイズ、形状はデータテーブルに記憶されているの
で、装着順に設定された電子部品についてデータテーブ
ルに参照して、その電子部品が吸着ヘッド２７に搭載さ
れた各吸着ノズル３１が対応できる電子部品の場合に
は、吸着ヘッド２７の回動により対応できる吸着ノズル
３１を所定位置に移動させ、従来技術と同様に各吸着ノ
ズル３１に１個の電子部品を吸着保持させて回路基板１
に装着する。実装順に設定された電子部品が吸着ヘッド
２７に搭載された個々の吸着ノズル３１では対応できな
い大きな電子部品であるとき、その電子部品を吸着保持
できる複数の吸着ノズル３１の動作が同期するように制
御される。

【００３３】前記トレイ式部品供給部２２は、集積回路
部品のように比較的大型の電子部品を供給するのに適し
ており、移載ヘッド２６は搭載する複数の吸着ノズルも
比較的大型の電子部品に対応できるものを選択すること
ができるので、大きな電子部品に対応する吸着ノズルに
よって移載テーブル２５上に移載する。吸着ヘッド２７
は部品供給位置において電子部品に対応する数の吸着ノ
ズル３１の動作を同期させて電子部品を吸着保持し、ロ
ータリーヘッド２８の間欠回転により部品認識位置に移
動したとき吸着位置、姿勢が図示しない認識部により認
識され、更に部品装着位置に移動したとき、吸着ヘッド
２７による吸着位置の位置ずれはＸＹテーブル３０の補
正動作により補正され、吸着角度のずれは吸着ヘッド２
７の回動動作により補正される。また、回路基板１への
装着角度が０度以外であるときは補正動作に加えた吸着
ヘッド２７の回動により所定の角度に装着することがで
きる。

【００３４】上記第２の実施形態において、回路基板１
は基板保持台１９上に位置固定されるが、この基板保持
台１９をＸＹテーブル３０上で回動できるように構成
し、電子部品の装着角度及び角度補正を基板保持台１９
の回動により対処させるように構成することもできる。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば、装着
ヘッドに搭載された複数の吸着ノズルを吸着保持する電
子部品の形状サイズに応じて任意の数を同期動作させる
ことができるので、吸着ノズルを交換することなく比較
的大型の電子部品の吸着保持に対応することができ、吸
着ノズルを電子部品の形状サイズに応じて交換すること
による生産性の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る電子部品装着装置の構成
を示す斜視図。

【図２】同上装置に設けられた装着ヘッドの構成を示す
斜視図。

【図３】同上装着ヘッドにより電子部品を吸着保持した
状態を示す斜視図。

【図４】第２の実施形態に係る電子部品装着装置の構成
を示す斜視図。

【図５】同上装置に設けられた吸着ヘッドの構成を示す
（ａ）は側面図、（ｂ）はノズル装着面の平面図。

【図６】従来技術に係る電子部品装着装置の構成を示す
斜視図。

【図７】同上装置が備える装着ヘッドの構成を示す斜視
図。

【図８】従来技術に係る電子部品装着装置の構成を示す
斜視図。

【図９】同上装置が備える吸着ノズルの構成を示す斜視
図。

【符号の説明】

１ 回路基板 ３ 基板保持台 ４、２０ リール式部品供給部 ６、２２ トレイ式部品供給部 １１、３１ 吸着ノズル １２ 装着ヘッド ２８ ロータリーヘッド（装着ヘッド） ６３ ＸＹ移動機構 ６７ 搭載台（ノズル回動駆動手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C007 AS08 DS02 FS01 NS17 5E313 AA01 AA11 EE01 EE05 EE24 EE25 FF24 FF26 FF28 FF29

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の吸着ノズルを搭載した装着ヘッド
   を移動制御し、部品供給位置において吸着ノズルに電子
   部品を吸着保持させ、基板保持部上に保持された回路基
   板の部品装着位置上に所定の装着角度で電子部品を装着
   する電子部品装着方法において、 前記電子部品の形状サイズに対応して所要数の吸着ノズ
   ルにより電子部品を吸着保持することを特徴とする電子
   部品装着方法。
2. 【請求項２】 複数の吸着ノズルにより吸着保持した電
   子部品の回路基板への装着角度及び／又は吸着角度のず
   れに対応させて複数の吸着ノズルを所定の回動中心で一
   括して回動させる請求項１に記載の電子部品装着方法。
3. 【請求項３】 複数の吸着ノズルにより吸着保持した電
   子部品の回路基板への装着角度及び／又は吸着角度に対
   応させて基板保持部により回路基板を回動させる請求項
   １に記載の電子部品装着方法。
4. 【請求項４】 電子部品の形状サイズを記憶するパーツ
   ライブラリーに参照して吸着保持する吸着ノズルの数を
   決定する請求項１〜３いずれか一項に記載の電子部品装
   着方法。
5. 【請求項５】 複数の吸着ノズルを搭載した装着ヘッド
   を移動制御し、部品供給位置において各吸着ノズルの昇
   降動作により電子部品を吸着保持させ、部品装着位置に
   移動して吸着ノズルの昇降動作により基板保持部上に保
   持された回路基板の部品装着位置上に所定の装着角度で
   電子部品を装着する電子部品装着装置において、 前記電子部品の形状サイズに対応する所要数の吸着ノズ
   ルの昇降動作を同期させる同期昇降駆動手段と、所要数
   の吸着ノズルによる電子部品の吸着及び吸着解除の動作
   を同期させる同期吸着操作手段とを具備してなることを
   特徴とする電子部品装着装置。
6. 【請求項６】 複数の吸着ノズルを所定の回動中心で一
   括して任意角度に回動させるノズル回動駆動手段が設け
   られてなる請求項５に記載の電子部品装着装置。
7. 【請求項７】 基板保持部を任意角度に回動させる基板
   回動駆動手段が設けられてなる請求項５に記載の電子部
   品装着装置。
8. 【請求項８】 装着ヘッドに複数の吸着ノズルを水平方
   向に自在移動させるＸＹ移動機構が設けられてなる請求
   項５〜７いずれか一項に記載の電子部品装着装置。