JP2003224393A

JP2003224393A - 電子部品装着装置

Info

Publication number: JP2003224393A
Application number: JP2002018603A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Kawahara; 敏弘河原
Original assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2003-08-08

Abstract

(57)【要約】【課題】より電子部品の中心で吸着できるようにし、
同時吸着できる機会を増加させ、サイクルタイムを短縮
すること。【解決手段】装着データに従って、電子部品の部品種
に対応した吸着ノズル２７、２７が装着すべき部品を部
品供給ユニットから吸着して取出す。このとき、Ｎｏ．
１に分類された部品とＮｏ．２に分類された部品とを両
吸着ノズル２７、２７により吸着する場合には、両部品
のＸ方向の中心間の距離△Ｘが１３０ミリメートルより
長く、また両部品の中心間のＹ方向の距離△Ｙが小さな
部品であるＮｏ．１に分類された部品の判定基準である
０．９００ミリ以内であれば同時吸着が可能で、△Ｙが
０．９ミリメートルであれば、０．９／３の０．３ミリ
メートルだけ小さい部品の吸着位置を当該部品の内方へ
Ｙ方向における吸着位置をずらすようリニアモータ９を
制御して、ガイドレール８に沿ってビーム６を移動補正
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、装置基台に設けら
れた左右一対のガイドレールに沿って駆動源により移動
可能なビームと、該ビームに沿った方向に駆動源により
別個に移動可能な複数の装着ヘッドと、該各装着ヘッド
に設けられ各電子部品供給装置より電子部品を同時に吸
着可能な吸着ノズルとを備えた電子部品装着装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の電子部品装着装置にあっては、
各装着ヘッドの各吸着ノズルの吸着位置の差がある一定
量であれば、各電子部品供給装置より電子部品を同時吸
着することができた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、条件によって
は同時吸着できない場合が多くあり、より多くの同時吸
着の機会を増加させることが望まれる。ここで、大きな
部品と小さな部品の同時吸着、小さな部品と小さな部
品、大きな部品と大きな部品等の同時吸着が考えられ
る。この場合、例えば、△Ｘ（両部品のセンター間のＸ
方向の距離）が１３０ミリメートルよりあって、また△
Ｙ（両部品のセンター間のＹ方向の距離）が０．８ミリ
メートル以下であれば、両部品のセンター間のＹ方向の
距離の中心位置をＹ方向のＹ吸着座標としていた。

【０００４】これでは、同時吸着できない場合も多いた
めサイクルタイムが悪く、同時吸着できても吸着ノズル
が電子部品から大きくはみ出すケースもあり、落下する
ことがあることを考慮してプリント基板上に装着するた
めに高速移動できない。

【０００５】そこで本発明は、より電子部品の中心で吸
着できるようにし、同時吸着できる機会を増加させ、サ
イクルタイムを短縮することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため第１の発明は、
装置基台に設けられたガイドレールに沿って駆動源によ
り移動可能なビームと、該ビームに沿った方向に駆動源
により別個に移動可能な複数の装着ヘッドと、該各装着
ヘッドに設けられ各部品供給ユニットより電子部品を同
時に吸着可能な吸着ノズルとを備えた電子部品装着装置
において、前記電子部品が大きさに応じて分類分けされ
た該分類毎に同時吸着可能か否かについての判定基準を
記憶する記憶装置と、該記憶装置に記憶された判定基準
のうち両吸着ノズルにより吸着される電子部品のうち小
さな電子部品が属する判定基準に基づき同時吸着可能か
否かを判断し可能と判断したときには両電子部品の短辺
方向における両中心間の距離を一定の割合で除算した値
だけ当該電子部品の内方へずらして同時吸着するように
前記ビームの駆動源を制御する制御装置を設けたことを
特徴とする。

【０００７】また第２の発明は、前記判定基準が両電子
部品の短辺方向における両中心間の距離についてのもの
であることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき実施形態につ
き説明する。図１は電子部品装着装置１の平面図で、図
２は図１のＡ−Ａ断面図であり、電子部品装着装置１の
機台２上の前部及び後部には種々の電子部品をその部品
取出し部（部品吸着位置）に１個ずつ供給する公知の部
品供給ユニット（図示せず）が複数並設されている。そ
して、該装着装置１の中間部には供給コンベア３、位置
決め部４及び排出コンベア５がプリント基板Ｐの搬送方
向が左右方向となるように設けられている。供給コンベ
ア３は上流より受けたプリント基板Ｐを前記位置決め部
４に搬送し、位置決め部４で図示しない位置決め機構に
より位置決めされた該基板Ｐ上に電子部品が装着された
後、排出コンベア５に搬送される。

【０００９】６はＸ方向に長いビームであり、後述のＹ
軸駆動源である左右のリニアモータ７の駆動により前記
機台２上に設けられた左右一対のガイドレール８に沿っ
て前記位置決め部４上のプリント基板Ｐや部品供給ユニ
ットの部品取出し部（部品吸着位置）上方を個別にＹ方
向に移動する。

【００１０】更に詳述すると、前記機台２は、機台本体
２Ａと左右の鉛直ブロック２Ｂとで構成され、各鉛直ブ
ロック２Ｂの上部には、スライダ９が摺動するガイドレ
ール８が取り付けられ、また該鉛直ブロック２Ｂの上部
には水平に前後に延びる一対のマグネットベース１１が
取り付けられている。そして、前記リニアモータ７は、
マグネットベース１１とマグネット１２とから成る左右
の固定子１３と、該固定子１３とわずかの間隙を存して
スライダ９に固定された可動子１４とを備えている。

【００１１】図３に示すように、前記ビーム６には、そ
の長手方向、即ちＸ方向にＸ軸駆動源であるリニアモー
タ２０の駆動により上下のガイドレール２１に沿って別
個に移動するヘッド取付体２２、２２に装着ヘッド２
３、２３が各上下軸モータ２４によりガイド２５に沿っ
て上下動可能に設けられている。各装着ヘッド２３、２
３のノズル取付体２６には６本の吸着ノズル２７が等間
隔を存して設けられ、また各ノズル取付体２６はθ軸モ
ータ２８により鉛直軸周りに回転可能であり、更にはノ
ズル選択モータ２９により前記６本の吸着ノズル２７の
うちの任意の吸着ノズル２７の吸着側端部が電子部品を
真空吸着して装着できるよう下方に向くように選択され
る。

【００１２】従って、２個の装着ヘッド２３、２３の各
吸着ノズル２７はＸ方向及びＹ方向に移動可能であり、
垂直線回りに回転可能で、かつ上下動可能となってい
る。

【００１３】図２及び図４に示すように、断面がコ字形
状のビーム６の前側面には上下一対のガイドレール２１
が形成され、該レール２１に沿って移動可能な各スライ
ダ３１が前記ヘッド取付体２２、２２裏面に設けられ、
また前記ビーム６の前側面の前記ガイドレール２１の内
側には水平に左右に延びる上下一対のマグネットベース
３２が取り付けられている。そして、前記リニアモータ
２０は、マグネットベース３２とマグネット３３とから
成る左右の固定子３４と、該固定子３４とわずかの間隙
を存して前記ヘッド取付体２２、２２裏面に固定された
可動子３５とを備えている。

【００１４】そして、図４に示すように、前記ビーム６
の右端部の下面には凸状の筒体４０がボルト４１で固定
され、該筒体４０周囲に止め板４８及びボルト４９によ
り固定されたベアリング４２を介して支持体４３が配設
されている。従って、該支持体４３に対してベアリング
４２を介して前記筒体４０及びビーム６が回動可能に支
持されている。

【００１５】また、前後方向に移動可能な前記スライダ
９に各ガイド体４５が固定され、このガイド体４５にボ
ール４６を介して案内される各移動体４７が前記支持体
４３の前後部下面にそれぞれ固定されている。

【００１６】従って、前記リニアモータ７が駆動すると
ガイドレール８に沿ってスライダ９が移動し、該スライ
ダ９に固定されたガイド体４５も移動する。

【００１７】尚、図６に示すように前記ビーム６の左端
部の下面には、右端部と同様に凸状の筒体４０がボルト
４１で固定され、該筒体４０周囲に止め板４８及びボル
ト４９により固定されたベアリング４２を介して支持体
４３が配設されている。従って、該支持体４３に対して
ベアリング４２を介して前記筒体４０及びビーム６が回
動可能に支持されている。

【００１８】但し、前後方向に移動可能な前記スライダ
９に前記支持体４３は固定されているものである。

【００１９】そして、装着ヘッド２３、２３のためのケ
ーブルやエアチューブを並列状態にして、それぞれ接着
剤で固定し概ね平板状にしてフラットケーブル５０、５
０を形成する。更には、フラットケーブル５０、５０を
２段重ねにした状態で、一端部を前記各モータ２４、２
８、２９などや装着ヘッド２３、２３に接続し、他端部
を制御回路基板（図示せず）やエア供給源（図示せず）
に接続した状態で、図３に示すように固定部材５１にて
保持する。即ち、フラットケーブル５０、５０を各平板
５２間に挟むように配置してブッシュ５３を介在させて
前記ビーム６に固定された前記各ヘッド取付体２２、２
２の後部にビス５４で固定する。

【００２０】そして、図２及び図３に示すように、フラ
ットケーブル５０、５０を一旦外方に延在させてから内
方に折り返して、ビーム６前面下端部に該ビーム６に沿
って固定された概ね断面がコ字形状の支承部材５５にヘ
ッド取付体２２、２２が左右方向に移動しても該ケーブ
ル５０、５０が突っ張らないように余裕を持った長さを
もって載置する。更に、このフラットケーブル５０、５
０を外方に折り返して該支承部材５５の下方に配置す
る。

【００２１】５６は複数の連結片を所定範囲で回動可能
に連結して構成され前記フラットケーブル５０、５０を
屈曲可能に保持するケーブルベア（登録商標）で、該ケ
ーブルベア５６の上端部は前記各ヘッド取付体２２、２
２の下端部に固定されたブラケット５７の下部に固定さ
れ、下端部は前記機台２の鉛直ブロック２Ｂに取付具を
介して固定される。即ち、ケーブルベア５６は、少なく
とも前記フラットケーブル５０、５０の前記プリント基
板Ｐを搬送するコンベア３、５の上方を通過する部位に
屈曲可能に保持すべく設けられる。

【００２２】次に図７本電子部品装着装置１の制御ブロ
ック図に基づいて、以下説明する。６０は本装着装置１
を統括制御する制御部としてのＣＰＵ（装着制御部）
で、該ＣＰＵ６０にはバスラインを介して、ＲＡＭ（ラ
ンダム・アクセス・メモリ）６２及びＲＯＭ（リ−ド・
オンリー・メモリ）６３が接続されている。そして、Ｃ
ＰＵ６０は前記ＲＡＭ６２に記憶されたデータに基づ
き、前記ＲＯＭ６３に格納されたプログラムに従い、電
子部品装着装置１の部品装着動作に係る動作を統括制御
する。即ち、ＣＰＵ６０は、インターフェース６４及び
駆動回路６５を介して前記リニアモータ７、２０、上下
軸モータ２４、θ軸モータ２８、ノズル選択モータ２９
の駆動を制御している。

【００２３】前記ＲＡＭ６２には、部品装着に係る装着
データが記憶されており、その装着順序毎（ステップ番
号毎）に、プリント基板内でのＸ方向（Ｘで示す）、Ｙ
方向（Ｙで示す）及び角度（Ｚで示す）情報や、各部品
供給ユニット（部品供給装置）の配置番号情報等が記憶
されている。また前記ＲＡＭ６２には、部品配置データ
が記憶されており、これは前記各部品供給ユニット３の
配置番号に対応して各電子部品の種類（部品ＩＤ）や該
供給ユニット３の配置座標等が記憶されている。

【００２４】ここで、図８に基づいて、各装着ヘッド２
３、２３の各吸着ノズル２７、２７が部品供給ユニット
より電子部品を同時に吸着して取出すという、同時吸着
について説明する。

【００２５】尚、図８において、先ず従来は、大きな電
子部品Ｄ１の中心と小さな電子部品Ｄ２の中心の距離△
ＹはＡで、Ｙ方向の吸着座標Ｂは両部品の中心間の距離
Ａの中心位置Ａ／２であり、各吸着ノズル２７、２７は
点線で示された位置であり、これでは小さな電子部品Ｄ
２側の吸着状態は吸着ノズル２７が当該部品Ｄ２より大
きくはみ出て良くない。そこで本発明は、吸着位置を小
さな電子部品Ｄ２側により近いＣとし、吸着ノズル２
７、２７の吸着位置を実線で示す位置とし、はみ出しを
少なくするものであり、以下説明する。

【００２６】先ず図９に示すように、電子部品をある大
きさに応じて分類し、その分類毎に両電子部品の短辺方
向における両中心間の距離についてのものであって同時
吸着できるか否かの判定基準を定めるが、その分類され
た中で一番小さい電子部品で指定されている同時吸着可
能な判定寸法を同時吸着判定基準とする。即ち、例えば
Ｎｏ．１には電子部品のＹ寸法が１．００１ミリメート
ル以下の電子部品が分類され、Ｎｏ．２には電子部品の
Ｙ寸法が１．００１ミリメートル超から１．３０１ミリ
メートル以下の電子部品が分類され、Ｎｏ．３には電子
部品のＹ寸法が１．３０１ミリメートル超から１．６０
１ミリメートル以下の電子部品が分類される。そして、
Ｎｏ．１に分類された電子部品とＮｏ．２又はＮｏ．３
に分類された電子部品とを吸着ノズル２７、２７で同時
吸着する場合には、Ａ（両電子部品の中心間のＹ方向の
距離）がより小さな電子部品であるＮｏ．１に分類され
た電子部品の判定基準である０．９００ミリ以内であれ
ば同時吸着が可能となり、Ｎｏ．２に分類された電子部
品とＮｏ．３に分類された電子部品とを同時吸着する場
合には、Ａがより小さな電子部品であるＮｏ．２に分類
された電子部品の判定基準である１．１００ミリ以内で
あれば同時吸着が可能となるものである。

【００２７】尚、この分類表は、前記ＲＡＭ６２に格納
され、前記ＲＯＭ６３に格納されたプログラムに従い、
ＣＰＵ６０が同時吸着できるか否かを判定すると共に各
駆動源を制御するものである。

【００２８】そして、このとき、同じ分類に属する電子
部品であれば、両電子部品の中心間のＹ方向の距離の平
均値、即ち中点の位置がＹ方向における吸着位置とな
り、異なる分類に属する電子部品であれば小さい電子部
品の吸着位置に全体（長さＡ）の１／３（この値は１／
３に限定されるものではなく、小さな電子部品の中心に
より近い位置に吸着位置を決定する場合は、例えば１／
４となる。）を加えた値の長さＣの位置とするようＣＰ
Ｕ６０は算出すると共に制御する。即ち、小さい電子部
品の吸着位置のずれ量が大きい部品のずれ量より小さく
なるように、Ｙ方向の吸着位置を長さＡを例えば１対２
に内分する位置とし、例えば△Ｙが０．９ミリメートル
であれば０．９／３の０．３ミリメートルだけ小さい電
子部品の吸着位置を当該電子部品の内方へＹ方向におけ
る吸着位置をずらすよう前記リニアモータ９を制御す
る。

【００２９】従って、図８に示すように、吸着位置を小
さな電子部品Ｄ２側により近いＣとし、吸着ノズル２
７、２７の吸着位置を実線で示す位置とし、はみ出しを
少なくすることができ、電子部品の中心により近い位置
で吸着できるようにすると共にまた吸着後の部品認識時
において、はみ出し量が多いために吸着不良、即ちＮＧ
と判断されることを回避でき、同時吸着できる機会を増
加させ、サイクルタイムを短縮することができる。

【００３０】以下本電子部品装着装置１の生産運転動作
について説明する。先ず、プリント基板Ｐが図示しない
コンベアにより上流装置より供給コンベア３を介して位
置決め部４に搬送され、位置決め機構により位置決め固
定される。

【００３１】次に、ＲＡＭ６２に格納されたプリント基
板Ｐの装着すべきＸＹ座標位置、鉛直軸線回りへの回転
角度位置及び各部品供給ユニットの配置番号等が指定さ
れた装着データに従って、装着順序に従い電子部品の部
品種に対応した各吸着ノズル２７、２７が装着すべき電
子部品を所定の部品供給ユニットから吸着して取出す。

【００３２】即ち、Ｙ方向はリニアモータ７が駆動して
一対のガイドレール８に沿ってビーム６が移動し、Ｘ方
向はリニアモータ２０が駆動して装着ヘッド２３、２３
が衝突することなく移動し、順次装着すべき電子部品を
収納する部品供給ユニット上方に位置するよう移動す
る。

【００３３】そして、既に所定の供給ユニットが駆動さ
れて部品吸着位置にて部品が取出し可能状態にあるた
め、各装着ヘッド２３、２３のノズル選択モータ２９に
より選択された吸着ノズル２７、２７が上下軸モータ２
４により下降して電子部品を吸着し取出し、上昇してプ
リント基板Ｐ上方に移動して当該プリント基板Ｐの所定
位置に電子部品を装着する。

【００３４】このとき、図９に示すような分類表に従
い、例えばＮｏ．１に分類された電子部品とＮｏ．２に
分類された電子部品とを両吸着ノズル２７、２７により
吸着する場合には、両電子部品のＸ方向の中心間の距離
△Ｘが、例えば１３０ミリメートルより長く、また△Ｙ
（両電子部品の中心間のＹ方向の距離）が小さな電子部
品であるＮｏ．１に分類された電子部品の判定基準であ
る０．９００ミリ以内であれば同時吸着が可能となる。
このとき、例えば△Ｙが０．９ミリメートルであれば、
０．９／３の０．３ミリメートルだけ小さい電子部品の
吸着位置を当該電子部品の内方へＹ方向における吸着位
置をずらすよう前記リニアモータ９を制御して、ガイド
レール８に沿ってビーム６を移動補正し、Ｎｏ．１に分
類された電子部品とＮｏ．２に分類された電子部品とを
吸着ノズル２７、２７により同時吸着して部品供給ユニ
ットより取出す。

【００３５】以上本発明の実施態様について説明した
が、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替
例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸
脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包
含するものである。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、より電子
部品の中心で吸着できるようにし、同時吸着できる機会
を増加させ、サイクルタイムを短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子部品装着装置の平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】装着ヘッド等の要部右側面図である。

【図４】ビームの右端部縦断側面図である。

【図５】ビームなどの右部底面図である。

【図６】ビームなどの左部底面図である。

【図７】制御ブロック図である。

【図８】両電子部品と両吸着ノズルとの位置関係を示す
図である。

【図９】分類表を示す図である。

【符号の説明】

１電子部品装着装置２機台６ビーム７リニアモータ２３装着ヘッド２７吸着ノズル６０ＣＰＵ６２ＲＡＭ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】装置基台に設けられたガイドレールに沿
って駆動源により移動可能なビームと、該ビームに沿っ
た方向に駆動源により別個に移動可能な複数の装着ヘッ
ドと、該各装着ヘッドに設けられ各部品供給ユニットよ
り電子部品を同時に吸着可能な吸着ノズルとを備えた電
子部品装着装置において、前記電子部品が大きさに応じ
て分類分けされた該分類毎に同時吸着可能か否かについ
ての判定基準を記憶する記憶装置と、該記憶装置に記憶
された判定基準のうち両吸着ノズルにより吸着される電
子部品のうち小さな電子部品が属する判定基準に基づき
同時吸着可能か否かを判断し可能と判断したときには両
電子部品の短辺方向における両中心間の距離を一定の割
合で除算した値だけ当該電子部品の内方へずらして同時
吸着するように前記ビームの駆動源を制御する制御装置
を設けたことを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項２】前記判定基準は、両電子部品の短辺方向
における両中心間の距離についてのものであることを特
徴とする請求項１に記載の電子部品装着装置。