JP2005072426A - 電子部品装着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 リードを２本しか持たない電子部品にあっても、リード浮きの検出を精度良く行えるようにすることを提供すること。
【解決手段】 ＸＹステージ１３を移動させて、上下モータを駆動させて吸着ノズル２２を下降させて第１部品供給装置３から電子部品を取出す。この場合、ＣＰＵ５０はθ軸モータを制御して、リード３２を有する面及びこれと対向する面が規制部４０、４１に規制されながらそれぞれ規制部４０及び４１に面するように、しかも２本のリード３２間に擬似リード４３が位置するように、電子部品３１が吸着ノズル２２に吸着される。そして、リード浮き検査ユニット３０上方に搬送し、リード浮き量を検出するが、一方のリード３２と擬似リード４３の下端位置を結ぶラインと他方のリード３２と擬似リード４３の下端位置を結ぶライン同士に一定量の傾きがある場合には、浮いているものと判断する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、部品供給装置から供給される電子部品を吸着ノズルが取出してプリント基板上に装着する前に、リード浮き検査装置によりリード浮きを検査し、良品のみを装着するようにした電子部品装着装置に関するものである。

従来、電子部品のリード浮きを検出して、部品装着動作に反映する技術は特開平６−２１６９３号公報（特許文献１）や、特開平６−２９７００号公報（特許文献２）などで知られている。
特開平６−２１６９３号公報 特開平６−２９７００号公報

しかし上述の従来技術では、リードを２本しか持たない電子部品にあっては、リード浮きを検出するに際して、本当にリードが浮いているのか、電子部品が傾いて吸着されているのか区別ができないものである。従って、リードを２本しか持たない電子部品は、リード浮きの検出の精度が悪いものとなる。

そこで本発明は、リードを２本しか持たない電子部品にあっても、リード浮きの検出を精度良く行えるようにすることを提供することを目的とする。

このため第１の発明は、部品供給装置から供給される電子部品を吸着ノズルが取出してプリント基板上に装着する前に、リード浮き検査装置によりリード浮きを検査し、良品のみを装着するようにした電子部品装着装置において、前記電子部品が前記吸着ノズルに吸着された場合に当該電子部品のリードの間に位置するような擬似リードを前記吸着ノズルに形成したことを特徴とする。

また第２の発明は、部品供給装置から供給されるリードを２本しか持たない電子部品を吸着ノズルが取出してプリント基板上に装着する前に、リード浮き検査装置によりリード浮きを検査し、良品のみを装着するようにした電子部品装着装置において、前記電子部品が前記吸着ノズルに吸着された場合に前記２本のリードの間に位置するような擬似リードを前記吸着ノズルに形成したことを特徴とする。

更に第３の発明は、部品供給装置から供給される電子部品を吸着ノズルが取出してプリント基板上に装着する前に、リード浮き検査装置によりリード浮きを検査し、良品のみを装着するようにした電子部品装着装置において、前記電子部品が前記吸着ノズルに吸着された場合に当該電子部品のリードの間に位置するような擬似リードが形成された規制体を前記吸着ノズルに取付けたことを特徴とする。

以上のように本発明は、リードを２本しか持たない電子部品にあっても、リード浮きの検出が精度良く行える。

以下図面に基づき、本発明の実施形態につき説明する。図１は電子部品装着装置の平面図であり、図２は電子部品装着装置の右側面図であり、この電子部品装着装置１は、電子部品をプリント基板９に装着する装置本体２と、この装置本体２に比較的小さな電子部品を供給する第１部品供給装置３と、装置本体２に多リード部品など大きな電子部品を供給する第２部品供給装置４、４とを備えている。

そして、対向する前記第１部品供給装置３と第２部品供給装置４、４間には、基板搬送機構５を構成する供給コンベア６、位置決め部７及び排出コンベア８が設けられている。供給コンベア６は上流側装置より受けたプリント基板９を前記位置決め部７に搬送し、位置決め部７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９上に電子部品が装着された後、排出コンベア８に搬送される。

前記装置本体２は、基台１０と、該基台１０の前後の中央部に設けられる前記基板搬送機構５と、１つの装着ヘッド１１と基板認識カメラ（図示せず）とを搭載したヘッドユニット１２と、該ヘッドユニット１２をＸＹ方向に移動させるＸＹステージ１３とを備えている。そして、前記ＸＹステージ１３の作動により、装着ヘッド１１が第１部品供給装置３又は第２部品供給装置４、４に臨んで電子部品をピックアップし、この電子部品を位置決め部７上のプリント基板９上に装着する。

前記第１の部品供給装置３は、部品供給側の先端部がプリント基板９の搬送路に平行な基台１０の一の辺に平行の辺に臨むように該基台１０に連結具１４を介して着脱可能に配設され、連結具１４を解除して回動させた把手１５を引くとキャスタ１６により移動できる構成である。そして、前記第１部品供給装置３はカセット形式のテープフィーダ１７を多数並設したものであり、部品供給側の先端部が装着ヘッド１１をピックアップ領域に臨むように配設されており、各テープフィーダ１７はキャリアテープ（図示せず）に装填された電子部品を先端から１つずつ供給する。

尚、前記第１の部品供給装置３は、カセット形式のテープフィーダ１７を多数並設したものに限らず、スティック形式の供給装置やバルク形式の供給装置を使用してもよい。

そして、第２部品供給装置４、４は、前記第1部品供給装置３が臨む前記基台１０の一の辺に直角に交わる他の一の辺に臨むように配設される。この第２部品供給装置４、４では、多数個の電子部品をトレイＴの上に整列配置し、更にこのトレイＴを１個又は複数個、パレットＰに搭載し、このパレットＰをピックアップ領域に臨ませることで、電子部品を装置本体２に供給する。

次に、前記ヘッドユニット１２をＸＹ方向に移動させるＸＹステージ１３について、説明する。即ち、Ｘ方向に長いビーム２０がＹ軸モータの駆動によりネジ軸（図示せず）を回転させ、左右一対のガイド２１に沿ってＹ方向に移動し、該ビーム２０に対して装着ヘッド１１はＸ軸モータによりＸ方向に移動することとなる。

尚、前記装着ヘッド１１には４本の吸着ノズル２２を上下動させるための上下軸モータが搭載され、また鉛直軸周りに回転させるためのθ軸モータが搭載されている。したがって、前記装着ヘッド１１の各吸着ノズル２２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。

また、前記装着ヘッド１１には、電子部品を吸着する吸着ノズル２２が着脱自在に装着されている。ノズルストッカ２３には、交換のための吸着ノズル２２が電子部品の種類に応じて複数個備えられている。

前記ノズルストッカ２３の近傍には、吸着ノズル２２に吸着された電子部品の位置認識を行う部品認識カメラ２４が配設されている。即ち、吸着ノズル２２の軸心に対するずれ量が検出されて、その検出結果に基づきそのずれ量分だけ吸着ノズル２２を前記θ軸モータ、ＸＹステージ１３を駆動するＸ軸モータ及びＹ軸モータにより補正移動させる。

また、前記基台１０上にはリード浮き検査ユニット３０が設置されており、電子部品３１から突出するリード端子（以下、リードという）３２の浮き（上下方向への曲り）量が測定される。以下、リード浮き検査ユニット３０について詳述する。

前記部品供給装置４、４が供給する電子部品３１には２本のリード３２が突出されているタイプがあるが、このリード３２の下端面は同一平面上になければならない。同一平面上になければ、プリント基板９に装着された場合に基板面から離れて浮いてしまうリード３２が発生し、そのような浮いたリード３２は基板９のランドと半田接合されないこととなってしまうからである。

図３に示すリード浮き検査ユニット３０はこのリード３２の浮きの程度を検出するものであり、一対のラインＣＣＤ３５が同一直線上に配設されている。図３に示すように、このユニット３０にはＬＥＤ等の光源３６が設けられ、この光源から発せられた光がラインＣＣＤ３５と同一方向に並ぶ1列のリード群に二方向から照射され、各リード３２から反射された光がレンズ３７を介してラインＣＣＤ３５上に照射され、各リード３２について一対のラインＣＣＤ３５に検出された投影位置の差がリード３２の浮き量として現れる。従って、各リード３２の下端位置を結ぶライン同士に一定量の傾きがある場合には、浮いているものと判断すると共にライン同士の成す角度により浮き量が検出されるものである。

しかし、リード３２を２本しか持たない電子部品３１にあっては、リード浮きを検出するに際して、２本のリード３２の下端位置を結ぶラインが１本だけであり、本当にリード３２が浮いているのか、電子部品が傾いて吸着されているのか区別ができないものである。

そこで、図６乃至図９に示すように、吸着ノズル２２にはその下面に対向するように規制部４０、４１を有する図４及び図５に示す規制体４２が設けられている。規制体４２の一方の規制部４０には更に下方に延びた擬似リード４３が設けられ、また中央部には挿入される吸着ノズル２２のθ方向の規制をする規制平面部４５Ａを有する挿入孔４５が開設され、更に前記挿入孔４５に連通するスリット４６、４７が開設され、一方のスリット４６を形成する板体部４２Ａ、４２Ｂにはそれぞれビス４８の挿入孔４９が開設されている。従って、規制体４２を吸着ノズル２２に取付ける際には、先ずビス４８を緩めた状態にして、吸着ノズル２２を挿入孔４５に挿入し、このビス４８を締め付ける前に電子部品３１を吸着ノズル２２の下端に当て、擬似リード４３、リード３２の下端位置がそろった位置に規制体４２の吸着ノズル２２への取付（固定）位置を調節した後、前記ビス４８を締め付けて吸着ノズル２２に規制体４２を取付けて固定する。

これにより、リード３２を２本しか持たない電子部品３１にあっても、当該電子部品３１が吸着ノズル２２に吸着された場合には、前記擬似リード４３及び２本のリード３２とで３本となる。即ち、吸着ノズル２２に電子部品３１が吸着された場合には、通常では擬似リード４３の存在により、あたかも電子部品３１に３本のリード３２があるかのように位置することとなり、この擬似リード４３は吸着された際には電子部品３１のリード３２に相当する形状を成すものである。即ち、曲っていない（浮いていない）２本のリード３２の下端位置と当該擬似リード４３の下端位置とは同位置となるように、当該擬似リード４３が形成される。

従って、前記擬似リード４３及び２本のリード３２の下端位置を結ぶライン同士に一定量の傾きがある場合には、浮いているものと判断すると共にライン同士の成す角度により浮き量を検出することができる。このため、この浮き量が所定の許容値を超えるものにあっては、ＮＧ（不良品）と判定してプリント基板９には装着しないようにしている。

この算出及びＯＫ／ＮＧ（良品／不良品）の判断はリード浮き検査ユニット３０及び後述するＣＰＵ５０の両者が協動して行っており、リード浮き検査ユニット３０は電子部品に関する数値情報を検出する検出手段としての役割を果たしている。

また、吸着ノズル２２の上部には図示しない光源からの光を反射させる反射板４４を設け、この反射板４４により反射させ、その透過像を部品認識カメラ２４が撮像し、電子部品３１が該ノズル２２に対してどれだけ位置ずれして吸着保持されているかＸＹ方向及び回転角度につき、後述する部品認識処理装置５７により位置認識する。

次に、電子部品装着装置１の制御系の構成について、図８に基づき説明する。電子部品装着装置１の各要素はＣＰＵ５０が統括制御しており、制御上のプログラムを格納するＲＯＭ５１及び各種プログラム及び各種データを格納するＲＡＭ５２がバスライン５３を介して接続されている。

また、ＣＰＵ５０には操作画面等を表示するＣＲＴ５４及び該ＣＲＴ５４の表示画面に形成された入力手段としてタッチパネル５５がインターフェース５６を介して接続されている。タッチパネル５５はＣＲＴ５４の画面上に任意にスイッチを表示する。また、浮き量検査ユニット３０がインターフェース５６を介して、部品認識カメラ２４が部品認識処理装置５７及びインターフェース５６を介してＣＰＵ５０に接続されている。

そして、ＣＰＵ５０は、部品認識カメラ２４に撮像された画像を認識処理（位置ずれ量の算出など）するように指示を部品認識処理装置５７に出力すると共に、認識処理結果を認識処理装置５７から受取るものである。即ち、前記部品認識処理装置５７の認識処理により位置ずれ量が把握されると、その結果がＣＰＵ５０に送られ、ＣＰＵ５０はヘッドユニット１２をＸＹ方向に移動させるＸＹステージ１３のＹ軸モータ及びＸ軸モータによりＸ方向に移動させると共にθ軸モータにより吸着ノズル２２をθ回転させることにより、Ｘ、Ｙ方向及び鉛直軸線回りへの回転角度位置の補正をする構成である。

以上の構成により、以下動作について説明するが、先ずプリント基板９が図示しない上流側装置より供給コンベア６を介して位置決め部７に搬送され、位置決め機構により位置決め固定され、部品取出し動作及び装着動作となる。即ち、装着ヘッド１１が装着すべき電子部品を取出すべく移動するが、Ｘ軸モータ及びＹ軸モータが駆動してＸＹステージ１３を移動させて装着ヘッド１１を移動させ、上下モータを駆動させて吸着ノズル２２を下降させて前記第１部品供給装置３から電子部品を取出す。この場合、ＣＰＵ５０はθ軸モータを制御して、リード３２を有する面及びこれと対向する面が規制部４０、４１に規制されながらそれぞれ規制部４０及び４１に面するように吸着され、しかも２本のリード３２の間に擬似リード４３が位置するように、当該電子部品３１が吸着ノズル２２に吸着される。

次に、部品認識カメラ２４上方に搬送され、該カメラ２４が該電子部品３１を撮像し、その像に基づき電子部品５１の装着ヘッド１１に対する位置ずれが部品認識処理装置５７により認識処理される。

そして、リード浮き検査が実行されることとなる。即ち、装着ヘッド１１は該電子部品３１をリード浮き検査ユニット３０上方に搬送し、該ユニット３０は、一つの辺のリード列について、そのリード浮き量を前述するようにして検出する。即ち、リード３２を２本しか持たない電子部品３１にあっても、図７乃至図９に示すように、２本のリード３２の間に擬似リード４３が位置するように、当該電子部品３１が吸着ノズル２２に吸着されるので、リード浮き検査ユニット３０による検査対象は前記擬似リード４３及び２本のリード３２とで３本となる。

従って、一方のリード３２と前記擬似リード４３の下端位置を結ぶラインと他方のリード３２と前記擬似リード４３の下端位置を結ぶライン同士に一定量の傾きがある場合には、浮いているものと判断すると共にライン同士の成す角度により浮き量を検出することができる。このため、この浮き量が所定の許容値を超えるものにあっては、ＮＧ（不良品）と判定してプリント基板９には装着しないで、所定位置に廃棄回収する。

次に、浮き量が許容値内であった場合、即ち検査判定結果が良品（ＯＫ）であった場合、、装着ヘッド１１は電子部品３１をプリント基板９上に搬送する。そして、その装着すべき位置に装着すべき角度で位置決めされるよう、算出された装着ヘッド１１に対する位置ずれ量が補正された後装着される。即ち、ＸＹ方向の位置決めはＸＹテーブル１３のヘッド１１の移動により位置ずれが補正されてなされ、角度位置決めは装着ヘッド自体が鉛直軸線まわりに補正量を加味して回転してなされる。

以上のようにして、電子部品３１が次々にプリント基板９に装着され、１枚のプリント基板９が完成する毎に排出コンベア８に搬送され、次の基板９も同様にして電子部品３１の装着が続行される。

尚、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。

電子部品装着装置の平面図である。 電子部品装着装置の側面図である。 リード浮き検査ユニットの側面図である。 規制体の斜視図である。 規制体の平面図である。 吸着ノズルの斜視図である。 電子部品を吸着した吸着ノズルの斜視図である。 電子部品を吸着した吸着ノズルの斜視図である。 電子部品を吸着した吸着ノズルの側面図である。 制御ブロック図である。

符号の説明

１ 電子部品装着装置
２２ 吸着ノズル
３０ リード浮き検査ユニット
３１ 電子部品
３２ リード
４０、４１ 規制部
４３ 擬似リード

Claims (3)

1. 部品供給装置から供給される電子部品を吸着ノズルが取出してプリント基板上に装着する前に、リード浮き検査装置によりリード浮きを検査し、良品のみを装着するようにした電子部品装着装置において、前記電子部品が前記吸着ノズルに吸着された場合に当該電子部品のリードの間に位置するような擬似リードを前記吸着ノズルに形成したことを特徴とする電子部品装着装置。
2. 部品供給装置から供給されるリードを２本しか持たない電子部品を吸着ノズルが取出してプリント基板上に装着する前に、リード浮き検査装置によりリード浮きを検査し、良品のみを装着するようにした電子部品装着装置において、前記電子部品が前記吸着ノズルに吸着された場合に前記２本のリードの間に位置するような擬似リードを前記吸着ノズルに形成したことを特徴とする電子部品装着装置。
3. 部品供給装置から供給される電子部品を吸着ノズルが取出してプリント基板上に装着する前に、リード浮き検査装置によりリード浮きを検査し、良品のみを装着するようにした電子部品装着装置において、前記電子部品が前記吸着ノズルに吸着された場合に当該電子部品のリードの間に位置するような擬似リードが形成された規制体を前記吸着ノズルに取付けたことを特徴とする電子部品装着装置。
   
   

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