JP2003023293A - 電気部品装着システムおよび電気部品装着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の保持ヘッドを備える装着装置の作業能率
を向上させる。 【解決手段】電子部品装着システムの電子部品装着装置
１６は、複数個の保持ヘッド４６を備える。これら保持
ヘッド４６を移動させる相対移動装置は、Ｙ軸モータ
（サーボモータ）によりＹ軸方向に移動するＹ軸スライ
ド３８と、Ｙ軸スライド３８に保持され、複数のＸ軸モ
ータ（リニアモータ）により独立してＸ軸方向に移動す
る複数のＸ軸スライド４２と、それらＸ軸スライド４２
に保持され、Ｙ軸モータ（リニアモータ）４３によりＹ
軸方向に移動するＹ軸スライド４４とを備える。複数の
Ｙ軸スライド４４がそれぞれ保持ヘッド４６を昇降およ
び回転可能に保持する。Ｙ軸スライド３８の移動によ
り、複数の保持ヘッド４６が一斉にＹ軸方向に移動する
とともに、複数のＸ軸スライド４２およびＹ軸スライド
４４の移動により複数の保持ヘッド４６がそれぞれ水平
面内の任意の位置に位置決めされ、同時期に昇降して部
品取出しおよび装着を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板等
の回路基板に複数の電気部品（電子部品を含む）を装着
して電気回路を形成する電気部品装着システムに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】電気部品装着システムの一種に、電気部
品を保持した保持ヘッドが、回路基板の表面に平行でか
つ互いに直角な第一軸および第二軸に平行な方向に移動
して、複数の電気部品を回路基材の予め定められた複数
個所に装着するものがある。保持ヘッドは第一軸に平行
な方向と第二軸に平行な方向とに移動する可動部材に保
持されて移動させられるのであり、一つの可動部材に一
つの保持ヘッドが保持される場合と複数の保持ヘッドが
保持される場合とがある。後者の場合、複数の保持ヘッ
ドが一直線上に並んだ状態で可動部材に保持される場合
と、一円周上に並んだ状態で保持される場合とがある
が、いずれの場合も複数の保持ヘッドの可動部材上にお
ける回路基板の表面に平行な方向の相対位置は一定であ
る。したがって、複数の電気部品を一挙に搬送すること
ができ、その分電気部品の装着能率が向上する効果が得
られるのであるが、搬送した電気部品の回路基材への装
着は個々の保持ヘッドが順次行う必要があった。また、
装着すべき電気部品を部品供給装置から受け取る場合
も、個々の保持ヘッドが順次行う必要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効
果】本発明は、以上の事情を背景とし、部品供給装置か
らの電気部品の受け取りと、回路基板への装着との少な
くとも一方を、複数の保持ヘッドにより同時に行うこと
ができる電気部品装着システム、あるいは、複数の電気
部品を１枚の回路基板に同時に装着できる電気部品装着
方法を得ることを課題としてなされたものであり、本発
明によって下記各態様の電気部品装着システムおよび電
気部品装着方法が得られる。各態様は請求項と同様に、
項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の
番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本
発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の
技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に記載
のものに限定されると解釈されるべきではない。また、
一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複
数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけでは
ない。一部の事項のみを選択して採用することも可能な
のである。

【０００４】なお、以下の各項において、(1)項が請求
項１に相当し、 (2)項と(3)項とを合わせたものが請求
項２に、 (4)項 が請求項３に、 (5)項が請求項４に、
(9)項，(10)項および(11)項を合わせたものが請求項５
に、(17)項が請求項６にそれぞれ相当する。

【０００５】（１）回路基板を支持する基板支持装置
と、それぞれ電気部品を保持する複数の保持ヘッドと、
それら複数の保持ヘッドと前記基板支持装置とをその基
板支持装置に支持された回路基板の表面に平行でかつ互
いに直交する第一軸および第二軸にそれぞれ平行な方向
に相対移動させる相対移動装置とを含み、前記基板支持
装置に支持された回路基板に前記複数の保持ヘッドが保
持した電気部品を装着する電気部品装着システムであっ
て、前記相対移動装置が、前記第一，第二軸の少なくと
も一方に平行な方向に移動可能な可動部材と、その可動
部材を前記第一，第二軸の前記少なくとも一方に平行な
方向に移動させる主移動装置と、前記可動部材に保持さ
れ、前記複数の保持ヘッドの各々を、前記第一，第二軸
の少なくとも一方に平行な方向に、互に独立に移動させ
る複数の副移動装置とを含むことを特徴とする電気部品
装着システム。主移動装置は、可動部材を第一軸に平行
な方向と第二軸に平行な方向との両方に移動させるもの
である場合と、第一軸と第二軸とのいずれか一方に平行
な方向にのみ移動させるものである場合とがある。ま
た、副移動装置も、複数の保持ヘッドを第一軸に平行な
方向と第二軸に平行な方向との両方に移動させるもので
ある場合と、第一軸と第二軸とのいずれか一方に平行な
方向にのみ移動させるものである場合とがある。いずれ
の場合も、複数の保持ヘッドは可動部材の第一軸と第二
軸との少なくとも一方に平行な方向の移動に伴って一斉
に移動するとともに、その可動部材に対して第一軸と第
二軸との少なくとも一方に平行な方向にそれぞれ独立に
移動することができる。したがって、主移動装置による
移動距離を大きくし、副移動装置による移動距離を小さ
くすれば、複数の保持ヘッドの長距離の移動は主移動装
置により行い、複数の保持ヘッドの相対位置の変更ある
いは調節は副移動装置により行うことができる。そのた
め、主移動装置による移動によって複数の電気部品の搬
送を一挙に行うことができることは勿論、部品供給装置
の複数の部品供給部に対する複数の保持ヘッドの位置合
わせを副移動装置により行えば、複数の電気部品の受取
りを同時に行うことができ、回路基板上の複数の装着位
置に対する複数の保持ヘッドの位置合わせを副移動装置
により行えば、複数の電気部品の装着を同時に行うこと
ができ、従来に比較して電気部品装着作業の能率を向上
させることができる。 （２）前記主移動装置が前記可動部材を前記第一軸に平
行な方向に移動させるものであり、前記副移動装置が、
前記複数の保持ヘッドを、前記第二軸に平行な方向に移
動させるものである(1) 項に記載の電気部品装着システ
ム。本項の特徴によれば、複数の保持ヘッドが一斉に移
動させられる方向に直角な方向において、複数の保持ヘ
ッドの相対位置の変更あるいは調節を行うことができ
る。 （３）前記主移動装置が前記可動部材を前記第一軸に平
行な方向に移動させるものであり、前記副移動装置が、
前記複数の保持ヘッドを、前記第一軸に平行な方向に移
動させるものである(1) 項または(2) 項に記載の電気部
品装着システム。本項の特徴によれば、複数の保持ヘッ
ドが一斉に移動させられる方向と平行な方向において、
複数の保持ヘッドの相対位置の変更あるいは調節を行う
ことができる。また、前項の特徴と本項の特徴とを共に
備えた電気部品装着システムにおいては、複数の保持ヘ
ッドの相対位置を、第一軸に平行な方向と第二軸に平行
な方向との両方において変更または調節することがで
き、複数の電気部品の同時受取りや同時装着を容易に行
うことができる。 （４）前記複数の副移動装置が、それぞれリニアモータ
を含む(1) 項ないし(3)項のいずれかに記載の電気部品
装着システム。リニアモータによれば、位置決め精度の
高い副移動装置をコンパクトに構成することができる。 （５）回路基板を支持する基板支持装置と、それぞれ電
気部品を保持する複数の保持ヘッドと、それら複数の保
持ヘッドと前記基板支持装置とをその基板支持装置に支
持された回路基板の表面に平行でかつ互いに直交する第
一軸および第二軸に平行な方向に相対移動させる相対移
動装置とを含み、前記基板支持装置に支持された回路基
板に前記複数の保持ヘッドが保持した電気部品を装着す
る電気部品装着システムであって、前記相対移動装置
が、前記第一軸に平行な方向に移動可能な第一可動部材
と、その第一可動部材を前記第一軸に平行な方向に移動
させる第一移動装置と、前記第一可動部材に、前記第二
軸に平行な方向に移動可能に保持された複数の第二可動
部材と、それら複数の可動部材をそれぞれ独立に前記第
二軸に平行な方向に移動させる複数の第二移動装置と、
各々前記保持ヘッドを保持し、前記複数の第二可動部材
の各々に、前記第一軸に平行な方向に移動可能に保持さ
れた複数の第三可動部材と、それら第三可動部材をそれ
ぞれ独立に前記第一軸に平行な方向に移動させる複数の
第三移動装置とを含むことを特徴とする電気部品装着シ
ステム。本項の電気部品装着システムは、前記(2) 項お
よび(3) 項の特徴を合わせ持った電気部品装着システム
の代表的な一例であり、複数の保持ヘッドを一斉に移動
させるべき方向が１方向である場合に有効である。多く
の場合はこの態様で十分である。 （６）前記複数の第二移動装置と前記複数の第三移動装
置との少なくとも一方がぞれぞれリニアモータを含む
(5) 項に記載の電気部品装着システム。 （７）回路基板を支持する基板支持装置と、それぞれ電
気部品を保持する複数の保持ヘッドと、それら複数の保
持ヘッドと前記基板支持装置とをその基板支持装置に支
持された回路基板の表面に平行でかつ互いに直交する第
一軸および第二軸に平行な方向に相対移動させる相対移
動装置とを含み、前記基板支持装置に支持された回路基
板に前記複数の保持ヘッドが保持した電気部品を装着す
る電気部品装着システムであって、前記相対移動装置
が、前記第一軸に平行な方向に移動可能な第一可動部材
と、その第一可動部材を前記第一軸に平行な方向に移動
させる第一移動装置と、前記第一可動部材に、前記第二
軸に平行な方向に移動可能に保持された第二可動部材
と、その第二可動部材に、前記第一，第二軸の一方に平
行な方向にそれぞれ移動可能に保持された複数の第三可
動部材と、それら第三可動部材をそれぞれ独立に前記第
一，第二軸の一方に平行な方向に移動させる複数の第三
移動装置と、各々前記保持ヘッドを保持し、前記複数の
第三可動部材の各々に、それぞれ前記第一，第二軸の他
方に平行な方向に移動可能に保持された複数の第四可動
部材と、それら第四可動部材をそれぞれ独立に前記第
一，第二軸の他方に平行な方向に移動させる複数の第四
移動装置とを含むことを特徴とする電気部品装着システ
ム。本項に係る発明は、複数の保持ヘッドを一斉に移動
させるべき方向が２方向である場合に有効である。 （８）前記複数の第三移動装置と前記複数の第四移動装
置との少なくとも一方がリニアモータを含む(7) 項に記
載の電気部品装着システム。 （９）前記相対移動装置が、前記基板支持装置と前記複
数の保持ヘッドとを、基板支持装置に支持された前記回
路基板の表面に直角な方向に接近，離間させる接近，離
間装置を含む(1) 項ないし(8) 項のいずれかに記載の電
気部品装着システム。接近，離間装置は、基板支持装置
を移動させるものであっても、複数の保持ヘッドを移動
させるものであってもよい。後者の場合、複数の保持ヘ
ッドを保持した部材が移動させられるようにしても、複
数の保持ヘッドが個々に移動させられるようにしてもよ
い。回路基板は基板支持装置に水平な姿勢で支持される
ことが多いため、上記移動は垂直な方向の昇降によって
行われるが、何らかの都合によりやや傾斜した方向に昇
降させられてもよい。 （１０）前記接近，離間装置が、前記保持ヘッドを昇降
させて前記基板支持装置に接近，離間させる保持ヘッド
昇降装置である(9) 項に記載の電気部品装着システム。 （１１）前記保持ヘッド昇降装置が、前記複数の保持ヘ
ッドを個々に昇降させる複数の保持ヘッド昇降装置を含
む(10)項に記載の電気部品装着システム。複数の保持ヘ
ッドが個々に昇降させられるようにすれば、必要な保持
ヘッドのみを昇降させることができる。装着能率向上の
観点からは、複数の保持ヘッドのすべてが同時に昇降さ
せられることが望ましいが、複数の保持ヘッドの一部に
電気部品の受取りミスが発生した場合や、一緒に装着す
べき電気部品の数，回路基板上の装着位置の配置，部品
供給装置の部品供給部の配置等がすべての保持ヘッドと
合致しない場合には、昇降させるべきではない保持ヘッ
ドが生じることがあり、その場合には、複数の保持ヘッ
ドのうちの一部のもののみを昇降させることが必要にな
る。 （１２）前記複数の保持ヘッドが複数群に分けられてお
り、１群に属する保持ヘッドは同時期に昇降させるが、
群の異なる保持ヘッドは互に異なる時期に昇降させる昇
降制御手段を含む(10)項または(11)項に記載の電気部品
装着システム。 （１３）電気部品を多数収容し、前記複数の保持ヘッド
の各々に供給する部品供給装置を含む(1) 項ないし(12)
項のいずれかに記載の電気部品装着システム。部品供給
装置は、複数の電気部品を平面状に並べて保持するトレ
イを備えたものでもよいが、複数の保持ヘッドに同時期
に電気部品を受け取らせるためには、次項に記載の態様
のものが望ましい。 （１４）前記電気部品供給装置が、それぞれ１種類ずつ
の電気部品を多数収容し、各々の部品供給部に１個ずつ
供給する複数のフィーダと、それら複数のフィーダをそ
れらの前記部品供給部が一直線に沿って並ぶ状態で支持
するフィーダ支持台とを含む(13)項に記載の電気部品装
着システム。 （１５）前記複数の保持ヘッドの各々を、前記基板支持
装置に支持された前記回路基板の表面に直角な回転軸線
のまわりに互に独立に回転させる複数のヘッド回転装置
を含む(1) 項ないし(14)項のいずれかに記載の電気部品
装着システム。本項の特徴によれば、複数の電気部品を
それぞれ任意の回転位置で装着することができる。 （１６）前記複数の保持ヘッドが、負圧により前記電気
部品を吸着して保持する吸着ノズルを含む(1) 項ないし
(15)項のいずれかに記載の電気部品装着システム。 （１７）複数の保持ヘッドの各々に１個ずつの電気部品
を保持させ、それら複数の保持ヘッドを１枚の回路基板
の予め定められた複数個所の各々に対応する位置に位置
決めするとともに、それら複数の保持ヘッドと回路基板
とを同時に接近させて、複数個の電気部品を１枚の回路
基板に一挙に装着することを特徴とする電気部品装着方
法。このように、複数の保持ヘッドに、それぞれ保持し
た電気部品を一挙に回路基板に装着させれば、装着作業
の能率を向上させることができる。なお、複数の保持ヘ
ッドの回路基板への位置決めが終了してから、それら複
数の保持ヘッドと回路基板とを接近させてもよいし、あ
るいは、位置決め工程の後期あるいは末期が接近工程と
重なってもよい。後者の場合、保持ヘッドが回路基板に
電気部品を装着する瞬間までに回路基板への位置決めが
終了していればよいのである。 （１８）一つの可動部材に保持され、その可動部材の移
動に伴って一緒に移動させられる複数の保持ヘッドを複
数群に分け、各群ごとに同時期に昇降させて各群に属す
る保持ヘッドに保持させた電気部品を同時期に回路基板
に装着することを特徴とする(17)項に記載の電気部品装
着方法。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態である電
気部品装着システムおよびそれを使用した電気部品装着
方法について図面に基づいて詳細に説明する。本発明の
実施形態の１つである電気部品装着システムとしての電
子部品装着システムが図１に示されている。本システム
は、ベース１０上に配設された基板支持装置１２，電子
部品供給装置１４および電子部品装着装置１６を備えて
いる。基板支持装置１２は、回路基板としてのプリント
配線板１８を、予め定められた部品装着位置に位置決め
して支持する。プリント配線板１８は、図示を省略する
基板コンベヤにより基板支持装置１２へ搬入され、基板
支持装置１２から搬出される。基板コンベヤの一部が基
板支持装置を構成するようにすることも可能である。基
板支持装置１２が基板搬送装置および基板支持装置とし
て機能するのである。電子部品供給装置１４は、それぞ
れ１種類ずつの電子部品２６を多数収容し、予め定めら
れた部品供給部に１個ずつ順次供給するフィーダ２０を
複数個備えている。これらフィーダ２０は、各々の部品
供給部がＸ軸に平行な直線に沿って並ぶ状態でフィーダ
支持台２２に支持される。フィーダ２０は、例えば、複
数の電子部品２６が等間隔に保持させられたテープを送
ることにより電子部品２６を部品供給部に送るものでも
よく、あるいは、ケーシング内に収容された電子部品２
６を振動，傾斜，空気流，コンベヤベルト等あるいはそ
れらの組み合わせにより一列に並べて部品供給部へ送
り、１個ずつ供給するもの等、種々の形態のものを採用
可能である。部品供給部は、電子部品装着装置１６が電
子部品２６を取り出す部品取出部でもある。

【０００７】電子部品装着装置１６は相対移動装置を備
えている。相対移動装置は、ベース１０の上方に、支柱
３０（図２参照）に支持されて水平にかつ前記Ｘ軸と直
交するＹ軸に平行に配設された一対のガイド３２に案内
され、送りねじ３４およびＹ軸モータ３６（図１参照）
により移動させられるＹ軸スライド３８を備えている。
本実施形態におけるＹ軸モータ３６はＡＣサーボモータ
である。Ｙ軸スライド３８上には、図２および図３に示
すように、複数のＸ軸モータ４０の駆動により独立して
移動させられる複数のＸ軸スライド４２が設けられてい
る。また、複数のＸ軸スライド４２の各々にはそれぞ
れ、Ｙ軸モータ４３の駆動により移動させられるＹ軸ス
ライド４４が設けられている。本実施形態においては、
Ｘ軸モータ４０およびＹ軸モータ４３はともにリニアモ
ータである。複数のＹ軸スライド４４にはそれぞれ保持
ヘッド４６が設けられている。本実施形態の電子部品装
着装置１６は、図３に示すように、４個の保持ヘッド４
６を備えている。Ｘ軸スライド４２上にはまた、プリン
ト配線板１８の表面に設けられたフィデューシャルマー
クを撮像する撮像装置としてのＣＣＤカメラ４８（図１
参照）が設けられ、Ｘ軸モータ４０の駆動によりＸ軸ス
ライド４２とともに移動させられる。本実施形態におい
ては、２個のＣＣＤカメラ４８が複数の保持ヘッド４６
の列の両端に設けられ、各ＣＣＤカメラ４８が、プリン
ト配線板１８の対角線上に隔たった２個のフィデューシ
ャルマーク、あるいは、Ｘ軸に平行な方向に隔たった２
個のフィデューシャルマークをそれぞれ撮像することが
できる。

【０００８】図２に示すように、Ｙ軸スライド３８に
は、取付部材５０が固定されており、その取付部材５０
にＸ軸モータ４０のステータ５２が着脱可能に取り付け
られている。Ｘ軸モータ４０は、リニアＤＣブラシレス
モータであり、上記ステータ５２と、可動子５４と、可
動子５４をステータ５２の長手方向と平行な方向に案内
する２本のガイド５８とを備えている。可動子５４は、
Ｘ軸スライド４２に取り付けられている。なお、図２に
は、本発明に関連の深い部分のみを示し、その他の部分
は省略する。

【０００９】ステータ５２は、非磁性材料であるアルミ
ニウム合金から成る本体に、多数の永久磁石が固定され
たものである。各永久磁石は角材状を成し、互いに逆向
きの２側面の一方がＮ極、他方がＳ極に磁化されたもの
であり、Ｎ極とＳ極とが交互に配列されている。各永久
磁石はＮ極，Ｓ極の両面が本体の側面から少量突出する
状態で固定されており、本体の表側と裏側とではＮ極と
Ｓ極との配列が千鳥状にずれることとなる。

【００１０】可動子５４は、それぞれステータ５２に対
向する２つの鉄心６６を備えており、それら鉄心６６が
一方の端において互いに連結され、全体としてコの字形
を成している。各鉄心６６には、それぞれＵ相，Ｖ相，
Ｗ相のコイルが巻かれてコイルユニットを構成してい
る。各コイルユニットには、図示しない電力線が接続さ
れている。各コイルユニットは、電機子電流の制御によ
り、各コイルが発生させる磁力と永久磁石の磁力との相
互作用によって可動子５４をステータ５２に沿って直線
状に移動させる直動力を発生させるように構成されてい
る。

【００１１】可動子５４の移動は、取付部材５０にそれ
ぞれ固定されたガイド５８により案内される。Ｘ軸スラ
イド４２の、Ｙ軸方向において可動子５４の両側に位置
する部分には、それぞれスライダ７０（本実施形態の場
合２個ずつ）が固定されており、これらスライダ７０が
それぞれガイド５８にボール（図示省略）を介して係合
させられることにより、可動子５４がガイド５８に沿っ
て軽快に移動し得るようにされているのである。

【００１２】可動子５４の原点位置は、ステータ５２の
長手方向の一方の端の位置とされており、この原点位置
は原点検出器７２（図４参照）により検出され、その原
点位置からの距離である可動子５４の位置はそれぞれ位
置検出器７４（図４参照）により検出されるようになっ
ている。原点検出器７２は、本実施形態においてはＬＥ
Ｄを投光器とする透過型の光電センサとされており、投
光器から受光器に向かって投光される光が遮蔽部材によ
り遮られたとき、可動子５４が原点位置に達したとされ
る。しかし、反射型の光電センサや、リミットスイッチ
等の接触型の検出器、近接スイッチ等種々のセンサを原
点検出器７２として使用することができる。また、位置
検出器７４は、本実施形態においては、磁気目盛りが施
された磁気スケールの上を磁気検出ヘッドが移動するこ
とにより得られる電気信号に基づいて変位を検出する磁
気式リニアスケール（マグネスケール）とされている。
しかし、位置検出器７４も、光学式リニアスケールを始
め、種々の位置検出器とすることができる。また、複数
の可動子１４０の位置検出器７４を、１本の磁気スケー
ルを共有するものとすることもできる。

【００１３】Ｙ軸スライド４４には、保持ヘッド４６が
保持されている。保持ヘッド４６は、Ｘ軸方向およびＹ
軸方向と直角な方向である垂直方向（Ｚ軸方向と称す
る）に昇降可能かつＺ軸方向に平行な軸線まわりに回転
可能である。Ｚ軸方向は、基板支持装置１２に支持され
たプリント配線板１８の表面に直角な方向である。保持
ヘッド４６は、垂直方向に延びる円筒状の保持体８４を
介してＹ軸スライド４４に保持されている。保持体８４
には、垂直方向に貫通する保持穴８６が形成されてい
る。保持穴８６内には、ヘッド本体を構成する保持軸９
０が昇降可能かつＺ軸方向に平行な軸線まわりに回転可
能に嵌合されている。この保持軸９０は、Ｚ軸方向に貫
通した通路９４を有する円筒状部材であり、通路９４
は、電磁方向切換弁１００（図４参照）を介して図示し
ない負圧源に接続されている。通路９４への負圧の供
給，遮断は、電磁方向切換弁１００の切換えにより行わ
れる。

【００１４】保持ヘッド４６は、保持ヘッド昇降装置１
０２により昇降させられる。保持ヘッド昇降装置１０２
はＺ軸モータ１０４を含むものである。Ｚ軸モータ１０
４は、本実施形態においてはリニアモータであり、コア
に巻かれたコイルを備える円筒形のステータ１０６と、
保持軸９０に一体的に取り付けられた永久磁石を有する
可動子１０８とを備える。可動子１０８の原点位置は、
原点検出器により検出され、その原点位置からの距離で
ある可動子１０８の位置は位置検出器により検出される
ようになっている。保持体８４内の下部には軸受１１０
を介して中空軸１１２が回転可能に保持されており、そ
の中空軸１１２と上記保持軸９０とが、図示を省略する
ボールスプラインにより軸方向に相対移動可能かつ相対
回転不能に嵌合されている。中空軸１１２の、保持体８
４から下方へ突出した部分にギヤ１１４が固定され、こ
のギヤ１１４と噛み合うピニオン１１６がθ軸モータ１
１８により回転させられるようになっている。θ軸モー
タ１１８はＡＣサーボモータであり、θ軸モータ１１８
の回転原点および回転原点からの回転角度は図示を省略
する検出器により検出されるため、保持軸９０を任意の
回転位置へ回転させることができる。すなわち、保持軸
９０は、θ軸モータ１１８，ピニオン１１６，ギヤ１１
４および中空軸１１２を含む保持ヘッド回転装置１１９
により、ボールスプラインを介して回転させられるとと
もに、Ｚ軸モータ１０４を主体とする保持ヘッド昇降装
置１０２により昇降させられるのである。

【００１５】上記保持軸９０の下端部にはアダプタ１２
４が設けられている。アダプタ１２４は、電子部品２６
を負圧により吸着して保持する保持具としての吸着ノズ
ル１２０を着脱可能に保持するものである。吸着ノズル
１２０には、保持軸９０の上端に接続された可撓性を有
するホース１２６、および保持軸９０内の前記通路９４
を経てバキュームが供給される。ホース１２６と保持軸
９０とは相対回転可能に接続されているため、保持軸９
０の回転がホース１２６によって制限されることはな
い。

【００１６】Ｙ軸スライド４４は、図３に示すＹ軸モー
タ４３によりＹ軸方向に移動させられる。Ｘ軸スライド
４２には取付部材１３２が固定されており、図３に示す
ように、その取付部材１３２にＹ軸モータ４３のステー
タ１３６が固定されている。Ｙ軸モータ４３は、リニア
ＤＣブラシレスモータであり、上記ステータ１３６と、
可動子１４０と、可動子１４０をステータ１３６の長手
方向と平行な方向に案内する２本のガイド１４６とを備
えている。ステータ１３６の構成は、前記ステータ５２
と同様の構成であるため、説明は省略する。可動子１４
０は、ステータ１３６の表側と裏側とにそれぞれ対向す
る２つの鉄心１５０を備えており、それら鉄心１５０が
下端においてテーブル１５２により互いに連結され、全
体としてコの字形をなしている。各鉄心１５０は、前記
鉄心６６と同じ構造を有するものであるため、説明は省
略する。

【００１７】上記可動子１４０の移動は、ステータ１３
６の表裏両面にそれぞれ固定されたガイド１４６により
案内される。全体としてコの字形をなす可動子１４０の
ステータ１３６に対向する内側面にそれぞれスライダ１
５６が固定されており、これらスライダ１５６がそれぞ
れガイド１４６にボールを介して係合させられることに
より、可動子１４０がガイド１４６に沿って軽快に移動
し得るようにされている。可動子１４０の原点位置は、
ステータ１３６の長手方向の一方の端の位置とされてお
り、この原点位置は原点検出器１６０（図４参照）によ
り検出され、その原点位置からの距離である可動子１４
０の位置は位置検出器１６４（図４参照）により検出さ
れるようになっている。これら原点検出器１６０および
位置検出器１６４についても、前記原点検出器７２およ
び位置検出器７４と同じ構成とすることができるため、
ここでは説明は省略する。

【００１８】保持ヘッド４６が電子部品供給装置１４か
ら受け取った電子部品２６を、基板支持装置１２によっ
て位置決め支持されたプリント配線板１８の上方へ搬送
する搬送経路の下方には、図１に示すように、撮像装置
としてのＣＣＤカメラ１７０が配設されている。本実施
形態においては、保持ヘッド４６の配設個数と同じ４個
のＣＣＤカメラ１７０が、Ｘ軸方向に並び、かつ、４個
の保持ヘッド４６が基準位置（可動子５４が原点位置）
にある状態の配設ピッチと等しい間隔で設けられてい
る。各ＣＣＤカメラ１７０が、各保持ヘッド４６により
保持されている電子部品２６をそれぞれ撮像する。

【００１９】本電子部品装着システムは図４の制御装置
２００により制御される。ただし、図４は本システムの
うち本発明に関係の深い部分のみを取り出して示したも
のである。制御装置２００はコンピュータ２０２を主体
とするものであり、コンピュータ２０２は、プロセシン
グユニット（ＰＵと略記する）２０４，リードオンリメ
モリ（ＲＯＭ）２０６，ランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）２０８，入力ポート２１０および出力ポート２１２
がバスラインにより接続されたものである。入力ポート
２１０には、原点検出器７２，１６０，位置検出器７
４，１６４およびＣＣＤカメラ４８，ＣＣＤカメラ１７
０により撮像された画像のデータを解析する画像処理コ
ンピュータ２１４を始め、種々の検出器やコンピュータ
が接続されている。出力ポート２１２には、それぞれ駆
動回路を介してＹ軸モータ３６，Ｘ軸モータ４０，Ｙ軸
モータ４３、電磁方向切換弁１００，Ｚ軸モータ１０
４，θ軸モータ１１８等が接続されている。ＲＯＭ２０
６には、プリント配線板１８に複数の電子部品２６を装
着し、電気回路を組み立てるためのルーチンを始め、本
電子部品装着システムの一般的作動を制御するプログラ
ムが格納されている。また、ＲＡＭ２０８には、プリン
ト配線板１８に装着する電子部品２６の種類，装着位
置，装着順序等に従って保持ヘッド４６を移動させるた
めのプログラム等が格納される。

【００２０】本電子部品装着システムの作動について説
明する。まず、部品装着位置に位置決め支持されたプリ
ント配線板１８のフィデューシャルマークが撮像され
る。Ｙ軸スライド３８およびＣＣＤカメラ４８を保持す
るＸ軸スライド４２の移動により、２個のＣＣＤカメラ
４８が２個のフィデューシャルマークの上方に予め設定
されているマーク撮像位置へ移動させられ、フィデュー
シャルマークを撮像する。取得された画像データは、プ
リント配線板１８が正規の位置に位置決め支持された場
合のフィデューシャルマークの画像データと比較され、
プリント配線板１８の位置決め誤差が演算される。この
画像処理は画像処理コンピュータ２１４により行われ、
位置決め誤差のデータがコンピュータ２０２に供給され
る。

【００２１】続いて、次に装着されるべき電子部品２６
に関するデータが読み出される。このデータは、電子部
品２６の種類，その電子部品２６の取出位置および取付
位置の情報を含んでいる。この情報に従って、Ｘ軸スラ
イド４２およびＹ軸スライド４４の移動により、複数の
保持ヘッド４６が、電子部品２６が取り出されるべきフ
ィーダ２０の部品供給部の上方に位置決めされる。そし
て、複数の保持ヘッド４６が一斉に下降および上昇させ
られ、複数の保持ヘッド４６の各々が部品供給部にある
電子部品２６を１個ずつ吸着ノズル１２０により吸着し
て取り出す。

【００２２】Ｙ軸スライド３８の移動により複数の保持
ヘッド４６が一斉に部品装着位置に位置決め支持された
プリント配線板１８の上方に移動させられる。なお、保
持ヘッド４６が部品供給位置から部品装着位置へ移動す
る搬送経路の途中で、複数の保持ヘッド４６は前記基準
位置に位置させられて各ＣＣＤカメラ１７０の上方に位
置決めされ、保持ヘッド４６により保持された電子部品
２６が下方から撮像される。この時、取得された画像デ
ータと、電子部品２６が正規の位置に保持された場合の
画像データとの比較により、各保持ヘッド４６による電
子部品２６の保持位置誤差、すなわち、電子部品２６の
基準位置からのＸＹ座標面上の位置ずれΔＸ，ΔＹと、
基準位置を通る垂直線を中心とする位相ずれΔθとが演
算される。これらの画像処理は画像処理コンピュータ２
１４により行われ、保持位置誤差のデータがコンピュー
タ２０２に供給される。

【００２３】ＣＣＤカメラ１７０による撮像の終了後、
複数の保持ヘッド４６は、それぞれ予定された取付位置
に向かって移動させられるが、その移動中に、前述のプ
リント配線板１８の位置決め誤差と上記保持位置誤差と
のデータに基づいて、各保持ヘッド４６は正規の取付位
置に対して上記位置決め誤差および保持位置誤差分だけ
修正させられた位置へ停止させられる。この修正は、Ｘ
軸スライド４２およびＹ軸スライド４４の移動により行
われる。このようにして１個ずつの電子部品２６を保持
した複数の保持ヘッド４６がそれぞれ予め定められた取
付位置の各々に正確に対応する位置に位置決めされた状
態で、複数の保持ヘッド４６が保持ヘッド昇降装置１０
２により一斉に下降させられ、プリント配線板１８に複
数個の電子部品２６を一挙に装着する。

【００２４】本実施形態によれば、Ｘ軸モータ４０，Ｙ
軸モータ４３の駆動によりＸ軸スライド４２およびＹ軸
スライド４４が移動させられることにより、複数の保持
ヘッド４６を同時期に水平面内の任意の位置に位置決め
することができるため、保持ヘッド４６の位置決めの自
由度が増し、電子部品供給装置１４から同時期に複数個
の電子部品２６を取り出し、かつ、複数個の電子部品２
６を１枚のプリント配線板１８に一挙に装着することが
できる。したがって、電気回路を組み立てる要する時間
を短縮でき、作業能率が向上する。また、複数の保持ヘ
ッド４６を各々独立して昇降させることもできるため、
部品取出しおよび装着に必要な保持ヘッド４６のみを昇
降させることも可能である。

【００２５】本実施形態においては、Ｙ軸スライド３８
が第一可動部材を、Ｙ軸モータ３６および送りねじ３４
が第一移動装置をそれぞれ構成し、Ｘ軸スライド４２が
第二可動部材を、Ｘ軸モータ４０が第二移動装置をそれ
ぞれ構成し、保持ヘッド４６を保持するＹ軸スライド４
４が第三可動部材を、Ｙ軸モータ４３が第三移動装置を
それぞれ構成している。本実施形態は、第二移動装置お
よび第三移動装置がともにリニアモータである形態であ
る。また、保持ヘッド昇降装置１０２が、保持ヘッド４
６を基板支持装置に支持されたプリント配線板１８の表
面に直角な方向に接近，離間させる接近，離間装置の一
形態である。本実施形態における保持ヘッド昇降装置１
０２は、複数の保持ヘッド４６を個々に昇降させる複数
の保持ヘッド昇降装置の一形態である。さらに、θ軸モ
ータ１１８，ピニオン１１６，ギヤ１１４が、保持ヘッ
ド４６の各々を、基板支持装置に支持されたプリント配
線板１８の表面に直角な回転軸線（Ｚ軸）のまわりに互
いに独立に回転させるヘッド回転装置を構成している。
本実施形態におけるＹ軸が第一軸であり、Ｘ軸が第二軸
である。上記第一，第二，第三移動装置が相対移動装置
を構成し、第一移動装置が主移動装置を、第二，第三移
動装置が副移動装置をそれぞれ構成している。

【００２６】図５に示すように、コの字形をなす可動子
１４０の、保持ヘッド４６が設けられていない側の側壁
に、保持ヘッド４６と同じ構成を有する保持ヘッド３０
０を昇降および回転可能に設けてもよい。つまり、Ｙ軸
スライド４４が２個の保持ヘッド４６，３００を保持す
ることになる。保持ヘッド３００は、保持ヘッド昇降装
置１０２と同様に構成される保持ヘッド昇降装置３０２
により昇降させられる。

【００２７】本実施形態の電子部品装着システムの作動
について説明する。ただし、撮像装置によるプリント配
線板１８のフィデューシャルマークの撮像や、電子部品
２６の保持姿勢の撮像については前記実施形態と同様で
あるため、説明を省略する。Ｙ軸スライド３８の移動に
より、複数の保持ヘッド４６，３００が一斉に電子部品
供給装置１４に向かって移動させられる。本実施形態に
おいては、複数の保持ヘッド４６，３００を複数群（例
えば、保持ヘッド４６の群と保持ヘッド３００の群）に
分け、１群に属する保持ヘッド（ここでは保持ヘッド４
６とする）が同時期に昇降させられ、群の異なる保持ヘ
ッド（ここでは保持ヘッド３００）が互いに異なる時期
に昇降させられるように制御される。保持ヘッド４６の
群を複数のＸ軸スライド４２，Ｙ軸スライド４４の移動
により複数のフィーダ２０のうち電子部品２６を取り出
すべきフィーダ２０の各部品供給部の上方に位置決めす
る。保持ヘッド昇降装置１０２によりそれら保持ヘッド
４６を同時期に下降させて電子部品２６を取り出させ
る。他の群に属する複数の保持ヘッド３００についても
同様にして電子部品２６を取り出させる。このようにし
て順次各１群に属する保持ヘッド４６（３００）が同時
期に昇降させられて、複数の保持ヘッド４６（３００）
の各々が１個ずつの電子部品２６を取り出す。

【００２８】前述のように電子部品３２を取り出した
後、Ｙ軸スライド３８が位置決め支持されたプリント配
線板１８の上方に移動させられることにより、電子部品
２６を保持した保持ヘッド４６，３００が一斉に部品装
着位置に向かって移動させられる。そして、Ｘ軸スライ
ド４２およびＹ軸スライド４４の移動により、１群に属
する複数の保持ヘッド４６（３００）が同時期に電子部
品２６をプリント配線板１８の各取付位置に装着する。
続いて、別の１群に属する複数の保持ヘッド３００（４
６）が電子部品２６をプリント配線板１８の各取付位置
に一斉に装着する。このようにすれば、より多くの電子
部品２６を電子部品装着装置１６に保持させることがで
き、装着能率が向上する。本実施形態においては、保持
ヘッド昇降装置１０２，３０２と、制御装置２００にお
いて保持ヘッド昇降装置１０２，３０２を制御する部分
であって、複数群のうちの１群に属する保持ヘッド４
６，３００は同時期に昇降させるが、群の異なる保持ヘ
ッド４６，３００は互いに異なる時期に昇降させるよう
に制御する部分が昇降制御手段を構成している。前記実
施形態においても、本実施形態のように複数の保持ヘッ
ド４６を複数群に分けて、各群に属する複数の保持ヘッ
ド４６をそれぞれ同時期に昇降させるように制御するこ
とも可能である。

【００２９】なお、１つのＹ軸スライド４４に保持され
た保持ヘッド４６と保持ヘッド３００とのＸ軸方向にお
ける間隔と等しいピッチでフィーダ２０が設けられ、そ
れらフィーダ２０から電子部品２６を同時期に取り出す
場合には、保持ヘッド４６と保持ヘッド３００とを群に
分けず、一斉に昇降させて電子部品２６を取り出しても
よい。また、複数の群に分ける場合、１つのＹ軸スライ
ド４４に保持された複数の保持ヘッド４６，３００のう
ち、同じ側に保持された保持ヘッド同士を１群とするこ
とが望ましい場合が多いが、不可欠ではない。複数のＹ
軸スライド４４の一部のものからは保持ヘッド４６を選
択し、残りのものからは保持ヘッド３００を選択するこ
とも可能であるし、複数のＹ軸スライド４４を複数の群
に分け、各群のＹ軸スライド４４に保持された保持ヘッ
ド４６，３００を１群とすることも可能である。目的に
よって３群以上に分けてもよい。

【００３０】本発明のさらに別の実施形態を図６に基づ
いて説明する。ただし、図１〜図４に示す実施形態と同
様に構成される部分については同一符号を付して説明を
省略する。本電子部品装着システムにおける電子部品装
着装置４００は、一対のガイド４０２に案内され、送り
ねじ４０４およびＹ軸モータ４０６により送られるＹ軸
スライド４０８を備える。Ｙ軸スライド４０８上には、
一対のガイド４１０（図にはそのうちの一方のみ図示）
に案内され、送りねじ（図示省略）およびＸ軸モータ４
１４により送られるＸ軸スライド４１６が設けられてい
る。本実施形態におけるＹ軸モータ４０６およびＸ軸モ
ータ４１４は、ともにＡＣサーボモータである。Ｘ軸ス
ライド４１６に、図４に示したのと同様に、Ｘ軸モータ
４０により送られる複数のＸ軸スライド４２が設けら
れ、それらＸ軸スライド４２上には、Ｙ軸モータ４３に
より送られる複数のＹ軸スライド４４が設けられてお
り、各Ｙ軸スライド４４に保持ヘッド４６が保持されて
いる。図６にはＸ軸スライド４２，Ｙ軸スライド４４お
よび保持ヘッド４６の詳細な図示は省略し、それらが配
設される領域のみを図示する。本実施形態は、複数の保
持ヘッド４６が一斉に水平面内の互いに直交する２方向
に移動させられるべき電子部品装着システムに適用され
る。本実施形態においても、複数の保持ヘッド４６を同
時期に水平面内の任意の位置に位置決めすることができ
るため、複数の保持ヘッド４６が同時期に電子部品の吸
着およびプリント配線板１８への装着を行うことができ
る。

【００３１】本実施形態においては、Ｙ軸スライド４０
８が第一可動部材を構成し、Ｘ軸スライド４１６が第二
可動部材を、Ｘ軸スライド４２が第三可動部材を、Ｙ軸
スライド４４が第四可動部材をそれぞれ構成し、それら
を移動させるＹ軸モータ４０６，Ｘ軸モータ４１４，Ｘ
軸モータ４０およびＹ軸モータ４３が、それぞれ第一，
第二，第三，第四移動装置を構成している。なお、本実
施形態においても、図５に示す実施形態で説明したよう
に、複数の保持ヘッド４６を複数群に分け、各群に属す
る複数の保持ヘッド４６をそれぞれ同時期に昇降させる
ように制御することも可能であり、また、１つのＹ軸ス
ライド４４に複数の保持ヘッドを保持させることも可能
である。

【００３２】以上、本発明のいくつかの実施形態を詳細
に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、前記
〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効
果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識
に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である電子部品装着システ
ムを概略的に示す平面図である。

【図２】上記電子部品装着システムの電子部品装着装置
を示す側面図（一部断面）である。

【図３】上記電子部品装着装置を示す正面図である。

【図４】上記電子部品装着システムの制御装置のうち本
発明に関連の深い部分を示すブロック図である。

【図５】本発明の別の実施形態である電子部品装着シス
テムの電子部品装着装置を示す正面図である。

【図６】本発明のさらに別の実施形態である電子部品装
着システムを概略的に示す正面図である。

【符号の説明】

１４：電子部品供給装置 １６：電子部品装着装置
１８：プリント配線板 ２０：フィーダ ２６：電子部品 ３４：送りねじ
３６：Ｙ軸モータ ３８：Ｙ軸スライド ４
０：Ｘ軸モータ ４２：Ｘ軸スライド ４３：Ｙ軸
モータ ４４：Ｙ軸スライド ４６：保持ヘッド
１０２：保持ヘッド昇降装置 １０４：Ｚ軸モータ
１２０：吸着ノズル ２００：制御装置 ３０
０：保持ヘッド ３０２：保持ヘッド昇降装置 ４
００：電子部品装着装置 ４０２：ガイド ４０
４：送りねじ ４０６：Ｙ軸モータ ４０８：Ｙ軸
スライド ４１４：Ｘ軸モータ ４１６：Ｘ軸スラ
イド

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路基板を支持する基板支持装置と、 それぞれ電気部品を保持する複数の保持ヘッドと、 それら複数の保持ヘッドと前記基板支持装置とをその基
   板支持装置に支持された回路基板の表面に平行でかつ互
   いに直交する第一軸および第二軸にそれぞれ平行な方向
   に相対移動させる相対移動装置とを含み、前記基板支持
   装置に支持された回路基板に前記複数の保持ヘッドが保
   持した電気部品を装着する電気部品装着システムであっ
   て、前記相対移動装置が、 前記第一，第二軸の少なくとも一方に平行な方向に移動
   可能な可動部材と、 その可動部材を前記第一，第二軸の前記少なくとも一方
   に平行な方向に移動させる主移動装置と、 前記可動部材に保持され、前記複数の保持ヘッドの各々
   を、前記第一，第二軸の少なくとも一方に平行な方向
   に、互に独立に移動させる複数の副移動装置とを含むこ
   とを特徴とする電気部品装着システム。
2. 【請求項２】 前記主移動装置が前記可動部材を前記第
   一軸に平行な方向に移動させるものであり、前記副移動
   装置が、前記複数の保持ヘッドを、第一軸に平行な方向
   と第二軸に平行な方向とに移動させるものである請求項
   １に記載の電気部品装着システム。
3. 【請求項３】 前記複数の副移動装置が、それぞれリニ
   アモータを含む請求項１または２に記載の電気部品装着
   システム。
4. 【請求項４】 回路基板を支持する基板支持装置と、 それぞれ電気部品を保持する複数の保持ヘッドと、 それら複数の保持ヘッドと前記基板支持装置とをその基
   板支持装置に支持された回路基板の表面に平行でかつ互
   いに直交する第一軸および第二軸に平行な方向に相対移
   動させる相対移動装置とを含み、前記基板支持装置に支
   持された回路基板に前記複数の保持ヘッドが保持した電
   気部品を装着する電気部品装着システムであって、前記
   相対移動装置が、 前記第一軸に平行な方向に移動可能な第一可動部材と、 その第一可動部材を前記第一軸に平行な方向に移動させ
   る第一移動装置と、 前記第一可動部材に、前記第二軸に平行な方向に移動可
   能に保持された複数の第二可動部材と、 それら複数の可動部材をそれぞれ独立に前記第二軸に平
   行な方向に移動させる複数の第二移動装置と、 各々前記保持ヘッドを保持し、前記複数の第二可動部材
   の各々に、前記第一軸に平行な方向に移動可能に保持さ
   れた複数の第三可動部材と、 それら第三可動部材をそれぞれ独立に前記第一軸に平行
   な方向に移動させる複数の第三移動装置とを含むことを
   特徴とする電気部品装着システム。
5. 【請求項５】 前記相対移動装置が、前記基板支持装置
   と前記複数の保持ヘッドとを、基板支持装置に支持され
   た前記回路基板の表面に直角な方向に接近，離間させる
   接近，離間装置を含み、かつ、その接近，離間装置が、
   前記複数の保持ヘッドを個々に昇降させて前記基板支持
   装置に接近，離間させる保持ヘッド昇降装置である請求
   項１ないし４のいずれかに記載の電気部品装着システ
   ム。
6. 【請求項６】 複数の保持ヘッドの各々に１個ずつの電
   気部品を保持させ、それら複数の保持ヘッドを１枚の回
   路基板の予め定められた複数個所の各々に対応する位置
   に位置決めし、それら複数の保持ヘッドと回路基板とを
   同時に接近させて、複数個の電気部品を１枚の回路基板
   に一挙に装着することを特徴とする電気部品装着方法。