JP2005108959A - 電子部品装着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子部品を把持する把持爪を設けた場合において、実装位置ずれが起こり易い電子部品でも、安定した高精度な実装ができる電子部品装着装置を提供すること。
【解決手段】 装着ヘッド７又は８が部品供給ユニット１６上に移動して取出し位置に停止して下降し、開状態になされたクランプ爪２７が電子部品１５を把持できる位置に位置する。この場合、電子部品１５が案内部材５６の部品ガイド部５５に形成されたガイド面５８に当接した場合でも、ガイド面５８に案内されながら一対のクランプ爪２７の間に確実に位置することとなる。しかも、各案内部材５６の規制部５９が両クランプ爪２７間に位置された電子部品１５の上面に当接して上限を規制する。次に、装着ヘッド７又は８内の真空通路の真空がオンして真空孔４１内でピストン４３が真空吸引され、リンク４６を介してクランプ爪２７が閉じる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、装着ヘッドに交換可能に取り付けられた吸着ノズルが電子部品を真空吸引してプリント基板上の所望の位置に装着する電子部品自動装着装置に関する。

この種電子部品自動装着装置では、種々の電子部品に対応するため装着ヘッドに吸着ノズルを交換可能に取付けられるようにして部品の種類に合わせて吸着ノズルを取付けるようにしている。このような場合、電子部品の種類によっては、真空吸着のみでは確実に取出せないものがあり、通常の吸着ノズルではなく、一対の把持爪を閉じることにより電子部品を把持して取出し保持するメカチャックを使用する場合がある（特許文献１参照）。
特開２０００−１２４６７９号公報

しかし、このようなメカチャックで把持する場合、電子部品の位置のバラツキ等により傾いて把持してしまうことがある。この場合、高さが高い電子部品程、位置ずれが大きくなって実装位置ずれが大きくなる。

そこで本発明は、電子部品を把持する把持爪を設けた場合において、実装位置ずれが起こり易い電子部品でも、安定した高精度な実装ができる電子部品装着装置を提供することを目的とする。

このため第１の発明は、装着ヘッドに交換可能に取り付けられた吸着ノズルが電子部品を吸着してプリント基板上の所望の位置に装着する電子部品自動装着装置において、前記吸着ノズルの代わりに開閉して電子部品を把持する一対の把持爪を備えて前記装着ヘッドに取り付けられるメカチャックを設けると共に、前記装着ヘッドの下降時に電子部品を各把持爪の間に位置するように案内するもので待機時における各把持爪間の間隔より狭い間隔で設けられた一対の部品ガイド部を備えた一対の案内部材を前記メカチャックに設けたことを特徴とする。

また第２の発明は、装着ヘッドに交換可能に取り付けられた吸着ノズルが電子部品を吸着してプリント基板上の所望の位置に装着する電子部品自動装着装置において、前記吸着ノズルの代わりに開閉して電子部品を把持する一対の把持爪を備えて前記装着ヘッドに取り付けられるメカチャックを設けると共に、前記装着ヘッドの下降時に電子部品を各把持爪の間に位置するように案内するもので待機時における各把持爪間の間隔より狭い間隔で設けられた夫々一対の部品ガイド部を備えた一対の案内部材を前記メカチャックに前記各把持爪の外方に対向するように設けたことを特徴とする。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記各案内部材には前記把持爪に把持された電子部品の上面に当接する規制部を設けたことを特徴とする。

第４の発明は、第１又は第２の発明において、前記一対の把持爪は、直線上をスライド移動して開閉して電子部品を把持することを特徴とする。

本発明は、電子部品を把持する把持爪を設けた場合において、実装位置ずれが起こり易い電子部品でも、安定した高精度な実装ができる電子部品装着装置を提供することができる。

以下、本発明の電子部品装着装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図７において、電子部品自動装着装置１の基台２上にはＡビーム３およびＢビーム４のＹ方向への移動を案内する一対のレール５が配設されている。Ａビーム３およびＢビーム４はＸ方向に長くこの長手方向に沿って装着ヘッド７、８が夫々移動可能に配設されている。

従って、装着ヘッド７、８はＸＹ方向に移動可能になされている。Ａ側Ｙ軸モータ１０により回動されるボールネジ軸１１がＡビーム３に固定された図示しないナットに螺合しており、Ａビーム３は該ボールネジ軸１１の回動によりレール５に沿って移動可能である。また、Ｂビーム４は同様な構造のボールネジ軸１２がＢ側Ｙ軸モータ１４に回動されることによりレール５に沿って移動する。

そして、基台２の図７における上方および下方の位置には夫々部品供給部９が形成され、部品供給部９では種々の電子部品１５を供給する部品供給装置である部品供給ユニット１６がＸ方向に並設されている。尚、部品供給装置として、例えばコネクタ等の電子部品が並列に並んだトレイが部品供給部９に設けられる場合もある。装着ヘッド７、８は任意の部品供給ユニット１６から真空吸着により取出した電子部品１５をプリント基板１８の所望の位置に搬送して装着するものである。

プリント基板１８は基台２上に設置された搬送コンベア２０により搬送され、所定の位置で図示しない固定機構により位置決め固定された状態で前記装着ヘッド７、８により電子部品１５が装着され、すべの電子部品１５の装着後に下流側装置に搬送される。

そして、前記部品供給ユニット１６から取出された電子部品１５は、プリント基板１８への装着前に、部品認識カメラ２１によりその装着ヘッド７、８に対する位置ずれが認識される。

また、前記基台２にはノズルストッカ２２が設置されており、装着ヘッド７、８に交換可能に取付けられた吸着ノズル２４が図８及び図９に示すように載置される。そして、装着ヘッド７、８には吸着ノズル２４の代わりにメカチャック２５が取り付け可能になされている。メカチャック２５は図１乃至図６に示すように一対のクランプ爪２７がその軸線に直交する直線上でスライド移動して開閉する。

尚、本実施形態のように直線上でクランプ爪２７がスライド移動する場合と爪を揺動する場合とを比較すると、クランプ爪２７が同じ板厚で、開いた状態から閉じるまでのクリアランス即ち爪の移動距離を同じにしようとすると、爪が揺動する構造の方が開いたときに外径が大きくなってしまうので、本実施形態のように横方向にスライド移動するほうが、有利である。特に電子部品１５が収納テープの凹部に収納されており、部品１５とこの凹部の壁面との間隔が小さな場合には揺動する爪では開いた状態で引っ掛かり易く不利である。

メカチャック２５の上部の装着ヘッド７、８に嵌合する嵌合部３０は吸着ノズル２４の上部の装着ヘッド７、８に嵌合する嵌合部３１と同一形状になされて吸着ノズル２４の代わりにメカチャック２５が装着ヘッド７、８に取付けることが可能になされている。また、吸着ノズル２４に形成された拡散板３２と同一形状の拡散板３３がメカチャック２５にも形成されている。

前記拡散板３２、３３は前記ストッカ２２の載置凹部３５内に載置される大きさに形成され、吸着ノズル２４の筒部３７及びメカチャック２５の胴部３８は、載置凹部３５の中央に開口する孔部３９に挿入される。即ち、筒部３７及び胴部３８の外径よりも前記孔部３９の径は大きく開口している。孔部３９の径はストッカ２２内でいずれも同じ大きさであり、また、載置凹部３５もいずれも同じ大きさであり、いずれの載置凹部３５にもメカチャック２５を載置することができる。尚、ノズルストッカ２２には図８には図示されていないが、図９に示すように拡散板３２、３３の上部に係合する規制爪４０が設けられている。該規制爪４０は吸着ノズル２４の交換時にノズルストッカ２２上で開閉動作して、係合を解除可能にしている。

次に、メカチャック２５のクランプ爪２７の開閉機構について、図１０乃至図１５に基づいて説明する。メカチャック２５に形成された嵌合部３０の上部には真空孔４１がメカチャック２５の軸線方向に開口しており、該真空孔４１内をピストン４３が上下に往復動可能に構成される。該真空孔４１は装着ヘッド７、８に形成された図示しない真空通路に連通する。この図示しない真空通路は図示しない真空源に連通しており、図示しないバルブの開閉により真空吸着の入り切りがなされる。同じく、吸着ノズル２４が取付けられている場合には、この真空通路を介して電子部品１５の吸着がなされる。

前記ピストン４３の下部に突設されたピン４４には支点４５のまわりに揺動するリンク４６の一端が係合しており、このリンク４６の他端はスライダ４７に突設するガイドピン４８に係合する。スライダ４７にはクランプ爪２７が取り替え可能に取付けられている。図示していないが、図１０及び図１１の反対側には同様な構造のリンク４６及びスライダ４７を介してもう一方のクランプ爪２７が取付けられている。

前記スライダ４７は図１２等に示すように、該スライダ４７の両側に突設するガイドピン４８が前記胴部３８に刻設されているガイド溝５０内を移動することにより案内されスライド移動する。該スライダ４７には延出部５１がガイド溝５０の長手方向に延出されて形成されているが、該延出部５１には切り欠き溝５２が刻設されている。一方の切り欠き溝５２には他方のガイドピン４８が挿入され、一方のスライダ４７が移動する際、一方のガイドピン４８がガイド溝５０に案内されると共に他方の切り欠き溝５２に案内されることとなる。

また、クランプ爪２７は、スライダ４７の下方に突出する取付け片５３にネジ５４により交換可能に取付けられている。そして、図１等に示すように、メカチャック２５の胴部３８には、一対の部品ガイド部５５を有する案内部材５６、５６を一対のクランプ爪２７の外方にこのクランプ爪２７とは直交して対向するようにネジ５７を介して交換可能に取り付け固定する。この案内部材５６、５６は、前記装着ヘッド７、８の下降時に高さが高い電子部品１５を一対のクランプ爪２７の間に確実に位置するように案内するものであり、待機時における各クランプ爪２７間の間隔より狭い間隔で設けられた一対の部品ガイド部５５を備えている。

更に、各案内部材５６の各部品ガイド部５５には、対向する側面下端部にガイド面５８が形成されている。即ち、対向する側面下端部は下方に向かって広がるように切除されたガイド面５８が形成され、仮に装着ヘッド７、８の下降時に電子部品１５の上端に案内部材５６の部品ガイド部５５が当接しても、ガイド面５８が電子部品１５を一対の部品ガイド部５５の間、即ち一対のクランプ爪２７の間に確実に位置するように案内する構成である。また、各案内部材５６は側面視概ねコ字形状を呈するが、各部品ガイド部５５を接続する部位には規制部５９が形成され、各案内部材５６の規制部５９が両クランプ爪２７間に位置された電子部品１５の上面に当接して上限を規制し、その姿勢を水平に保つ役割を果たす。従って、電子部品１５の上面に両案内部材５６の規制部５９、５９が当接して規制する必要があるために、少なくとも電子部品１５の把持されない両側面間の長さよりも両案内部材５６、５６間の長さ（最短長さ）の方が長く配設される。

以上の構成により、以下動作について説明する。先ず、ノズルストッカ２２から装着ヘッド７又は８が、メカチャック２５を取付けるため、ストッカ２２上に移動する。そして、図示しない駆動源の駆動により規制爪４０が開き、装着ヘッド７又は８が下降してメカチャック２５を取付ける。

次に、電子部品自動装着装置１の自動運転が開始されると、装着ヘッド７又は８が部品供給ユニット１６上に移動して取出し位置に停止する。そして、装着ヘッド７又は８が下降して、メカチャック２５は図示しないバネにより図３乃至図５に示すように開状態になされており、電子部品１５を把持できるような位置にクランプ爪２７が位置する。

この場合、仮に図４に示すように、装着ヘッド７又は８が下降して電子部品１５が案内部材５６の部品ガイド部５５に形成されたガイド面５８に当接した場合でも、このガイド面５８に案内されながら一対のクランプ爪２７の間に確実に位置することとなる。しかも、各案内部材５６の規制部５９が両クランプ爪２７間に位置された電子部品１５の上面に当接して上限を規制し（図５参照）、その姿勢を水平に保つ役割を果たす。

次に、図示しないバルブにより装着ヘッド７又は８内の真空通路の真空がオンして真空孔４１内でピストン４３が真空吸引され、リンク４６を介してクランプ爪２７が図６に示すように閉じる。

このように、装着ヘッド７又は８が下降して、規制部５９が電子部品１５の上面に当接した状態で各クランプ爪２７による把持動作が行われ、部品１５は極力水平状態を保って、把持されるのである。この真空のＯＮのタイミングは吸着ノズル２４を用いて部品１５を吸着するときと同じであり、電子部品装着装置１は吸着ノズル２４又はメカチャック２５の区別なく真空の入り切りの制御が行える。

このとき、リンク４６の揺動により、一対のスライダ４７が中心に向かって図１５の状態から図１２及び図１３の状態に近寄る方向に移動するが、各ガイドピン４８が各切り欠き溝５２及びガイド溝５０内を移動することにより、引っ掛かりなくスムーズに摺動して移動する。このときのスライド移動のガイド寸法は図１３に示す通りである。

次に、装着ヘッド７又は８は電子部品１５を図６のように保持し搬送して、その吸着位置が部品認識カメラ２１の画面の中心となるように停止し、電子部品１５の位置ずれが認識される。このとき部品のリード線部に光が照射され反射光がカメラ２１に撮像されることになる。そして拡散板３３はその背景として適度に暗くされている。

次に、装着ヘッド７又は８はプリント基板１８上の装着データ（図示せず）で示された位置に電子部品１５の中心が位置決めされるように、この位置ずれを補正した位置まで移動される。このとき、電子部品１５の水平面内での角度の指定があれば、図示しない角度変更機構によりヘッド７又は８の角度が変更される。

次に、電子部品１５はプリント基板１８に装着される。即ち、装着される際には、装着ヘッド７又は８が下降して部品１５は規制部５９に規制されて、水平を保ちながら基板１８に押し当てられ、真空孔４１の真空がオフされ、エアブローがなされて、両クランプ爪２７が開く。このエアブローは真空をすばやく切るもので、強い正圧ではなく、吸着ノズルの場合と同じタイミングで吹き出されるものである。この場合、リンク４６の揺動により、一対のスライダ４７が外方に向かって遠ざかる方向に移動するが、各ガイドピン４８が各切り欠き溝５２及びガイド溝５０内を移動することにより、引っ掛かりなくスムーズに摺動して移動する。

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。

メカチャックの斜視図である。 同じくメカチャックの底面方向からの斜視図である。 電子部品の上方に位置した状態のメカチャックの正面図である。 装着ヘッドが下降して電子部品が案内部材の部品ガイド部に形成されたガイド面に当接した状態のメカチャックの正面図である。 装着ヘッドが下降して電子部品が案内部材の規制部に規制された状態のメカチャックの正面図である。 クランプ爪に電子部品が把持された状態のメカチャックの正面図である。 電子部品自動装着装置の平面図である。 ノズルストッカの側面図である。 ノズルストッカの平面図である。 メカチャックのクランプ爪の開閉機構を示す一部破断せる正面図であり、クランプ爪が閉じた状態を示す図である。 メカチャックのクランプ爪の開閉機構を示す一部破断せる正面図であり、クランプ爪が開いた状態を示す図である。 メカチャックのスライダの移動機構を示す断面平面図であり閉じた状態を示す図である。 メカチャックのスライダの移動機構を示す断面正面図であり閉じた状態を示す図である。 メカチャックのスライダの移動機構を示す一部を破断せる側面図である。 メカチャックのスライダの移動機構を示す断面正面図であり開いた状態を示す図である。

符号の説明

１ 電子部品自動装着装置
７、８ 装着ヘッド
１５ 電子部品
１６ 部品供給ユニット
１８ プリント基板
２２ ノズルストッカ
２４ 吸着ノズル
２５ メカチャック
２７ クランプ爪（把持爪）
４７ スライダ
５５ 部品ガイド部
５６ 案内部材
５８ ガイド面
５９ 規制部

Claims (4)

1. 装着ヘッドに交換可能に取り付けられた吸着ノズルが電子部品を吸着してプリント基板上の所望の位置に装着する電子部品自動装着装置において、前記吸着ノズルの代わりに開閉して電子部品を把持する一対の把持爪を備えて前記装着ヘッドに取り付けられるメカチャックを設けると共に、前記装着ヘッドの下降時に電子部品を各把持爪の間に位置するように案内するもので待機時における各把持爪間の間隔より狭い間隔で設けられた一対の部品ガイド部を備えた一対の案内部材を前記メカチャックに設けたことを特徴とする電子部品装着装置。
2. 装着ヘッドに交換可能に取り付けられた吸着ノズルが電子部品を吸着してプリント基板上の所望の位置に装着する電子部品自動装着装置において、前記吸着ノズルの代わりに開閉して電子部品を把持する一対の把持爪を備えて前記装着ヘッドに取り付けられるメカチャックを設けると共に、前記装着ヘッドの下降時に電子部品を各把持爪の間に位置するように案内するもので待機時における各把持爪間の間隔より狭い間隔で設けられた夫々一対の部品ガイド部を備えた一対の案内部材を前記メカチャックに前記各把持爪の外方に対向するように設けたことを特徴とする電子部品装着装置。
3. 前記各案内部材には前記把持爪に把持された電子部品の上面に当接する規制部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品自動装着装置。
4. 前記一対の把持爪は、直線上をスライド移動して開閉して電子部品を把持することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品自動装着装置。
   
   

Images