JP2007088510A - 部品装着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比べて部品装着時間の短縮を図ることができる部品装着方法を提供する。
【解決手段】スプラインシャフト１３の他端部１３ｂにて空気通路２７に接続される第１ブロー装置１０６にて上記空気通路内を大気圧状態に復帰させ、上記スプラインシャフトの一端部１３ａの近傍にて上記空気通路に接続される第２ブロー装置１０７にて上記空気通路内を大気圧状態に復帰させる。これにより上記空気通路内の真空圧を大気圧に復帰させるために要する時間を従来よりも短縮することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば電子部品を電子回路基板上に装着するような部品保持装置、該部品保持装置を備えた部品装着装置、及び該部品装着装置にて実行される部品装着方法に関する。

電子回路基板へ電子部品を自動的に装着する部品装着装置に備わる部品吸着ヘッド部は、上記電子部品を吸着し上記電子回路基板へ装着するためのノズルを備えている。近年では、上記電子部品の吸着及び装着の際の上記ノズルと上記電子部品との当接を精密に制御することが、生産される電子回路基板の品質を向上させる一つの要因になっている。以下に、図５を参照しながら、従来の電子部品装着装置の一例について説明する。
図５は、従来の電子部品装着装置における、上記ノズルを含む上記部品吸着ヘッド部１０１と、上記電子部品を上記ノズルにて吸引するための吸引装置１０３と、ヘッド部１０１をＸ，Ｙ方向に移動させるＸ，Ｙロボット１０２と、ヘッド部１０１、Ｘ，Ｙロボット１０２、及び吸引装置１０３の動作制御を行う制御装置１０４とを示す。ヘッド部１０１は、以下のような構造を有する。尚、図５にはヘッド部１０１の主要な構成部品のみを示し、例えばヘッド部１０１のボディー部等は図示を省略している。図５にて、符号１３５はスプラインシャフトであり、その一端部１３５ａには、吸引動作にて電子部品１３８を吸着するノズル１３６が設けられ、その他端部１３５ｂには回転受け１４３が設けられている。

上記吸引動作を実行する吸引装置１０３は、スプラインシャフト１３５の他端部に吸引用管１０５を介して接続され、吸引装置１０３の吸引動作により空気は、ノズル１３６内及びスプラインシャフト１３５内を通り吸引装置１０３に導かれる。さらにスプラインシャフト１３５の他端部１３５ｂには、上記吸引用管１０５から分岐してブロー装置１０６が接続される。ブロー装置１０６は、ノズル１３６による電子部品１３８の吸着動作を解除するため、スプラインシャフト１３５及びノズル１３６内の真空状態を大気圧状態に戻すためのバルブを備えた装置である。

スプラインシャフト１３５には、当該スプラインシャフト１３５の軸方向に沿って２つのナット１３１，１３４が当該スプラインシャフト１３５を上記軸方向に滑動可能なようにして取り付けられている。さらに、このようなナット１３１，１３４は、それぞれベアリング１３２，１３３を介してヘッド部１０１の不図示のボディー部に保持される。よって、スプラインシャフト１３５は、上記ボディー部に対して、上記軸方向に移動可能であり、かつスプラインシャフト１３５の軸周り方向に回転可能である。

尚、スプラインシャフト１３５の上記軸周り方向への回転は、モータ１４２によってなされる。即ち、スプラインシャフト１３５には、スプラインシャフト１３５とともに回転するプーリー１３９が嵌合される。尚、スプラインシャフト１３５はプーリー１３９に対して軸方向に移動可能である。一方、モータ１４２の駆動軸にはプーリー１４１が取り付けられ、プーリー１３９とプーリー１４１とはベルト１４０にて連結される。よって、モータ１４２にてプーリー１４１が回転することでベルト１４０及びプーリー１３９を介してスプラインシャフト１３５はその軸周り方向に回転する。
又、スプラインシャフト１３５の上記軸方向への移動は、モータ１４９にて行われる。即ち、モータ１４９の駆動軸にカップリング１４８を介して接続されたボールネジ１４５には、上記回転受け１４３に形成されている溝１４３ａに係合するローラ１４４を先端に設けたレバー１４７が突設されたナット１４６が螺合している。よって、モータ１４９によりボールネジ１４５が回転することで、上記ローラ１４４が回転受け１４３に係合した状態で、レバー１４７が上記軸方向に移動し、それによりスプラインシャフト１３５は上記軸方向に移動する。

このような構成を備えた従来の部品装着装置の動作について図６を参照して説明する。
ステップ（図内では「Ｓ」にて示す）１０１では、制御装置１０４の制御動作によりＸ，Ｙロボット１０２が動作して、ヘッド部１０１は電子部品の吸着場所である部品吸着位置に移動される。次のステップ１０２では、制御装置１０４の制御によりモータ１４９が駆動され、スプラインシャフト１３５、即ちノズル１３６が下降し、かつステップ１０３にて吸引装置１０３を駆動してステップ１０４にてノズル１３６に電子部品を吸着させる。次にステップ１０５にて、モータ１４９にてボールネジ１４５を逆回転してノズル１３６を上昇させる。次に、吸着した電子部品の装着方向を補正するため、制御装置１０４の制御によりモータ１４２を駆動してノズル１３６を適正位置まで回転させる。次にステップ１０６にて、再びＸ，Ｙロボットを駆動し、電子回路基板上の部品装着位置までヘッド部１０１を移動させた後、ステップ１０７にて再びモータ１４９を駆動してノズル１３６を下降させ、又、ステップ１０８にてブロー装置１０６を動作させながら電子部品１３８を電子回路基板上に装着する。装着後、電子部品１３８の吸着が解除された後、ステップ１０９にてスプラインシャフト１３５を介してノズル１３６を上昇させる。
特開平８−１１８２８０号公報 特開平８−２１０３５４号公報

近年、電子部品１３８の装着動作の高速化が望まれている。しかしながら上述した従来の部品装着装置では、電子部品１３８を吸着するノズル１３６が設けられるスプラインシャフト１３５の一端部１３５ａとは反対側の他端部１３５ｂにブロー装置１０６が接続されている。よって、電子部品１３８の吸着を解除するためブロー装置１０６を動作させてからノズル１３６内が大気圧状態に復帰するまでの時間が長くなる。即ち、電子部品１３８を回路基板に装着した状態でノズル１３６が停止している時間（図７に示すIV部分）が長くなり、電子部品１３８の装着時間（図７に示すV部分）が長くなるという問題点がある。一方、上記装着時間を短縮するために、ノズル１３６の下降中におけるブロー装置１０６の動作開始タイミングを従来よりも早くすると、電子部品１３８が完全に回路基板に装着されない前にノズル１３６内が大気圧状態に復帰してしまい、電子部品１３８の吹き飛ばしが発生し装着が不安定となるという問題がある。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、従来に比べて上記部品装着時間の短縮を図ることができる、部品保持装置、該部品保持装置を備えた部品装着装置、及び該部品装着装置にて実行される部品装着方法を提供することを目的とする。

本発明の第１態様である部品保持装置は、部品を保持するノズルを一端部に備えてその軸方向に駆動されるシャフトを備えた部品保持装置であって、
上記シャフトに設けられ上記ノズルに連通する空気通路に上記シャフトの他端部にて接続され上記空気通路内を吸引して上記空気通路を介して上記部品を上記ノズルに吸着保持させる吸引装置と、
上記部品の上記ノズルへの吸着を解除するため、上記シャフトの上記他端部にて上記空気通路に接続され上記空気通路内を大気圧状態に復帰させる第１ブロー装置と、
上記部品の上記ノズルへの吸着を解除するため、上記シャフトの上記一端部の近傍にて上記空気通路に接続され上記空気通路内を大気圧状態に復帰させる第２ブロー装置と、
を備えたことを特徴とする。

又、本発明の第２態様である部品装着装置は、上記第１態様の部品保持装置を備えたことを特徴とする。

又、本発明の第３態様である部品装着方法は、電子部品を吸着しているノズルを上記電子部品の厚み方向に沿って最下降点まで下降させて回路基板上に上記電子部品を装着する部品装着方法であって、
上記ノズルが上記最下降点に到達した時点から上記ノズルが上記厚み方向に沿って上昇を開始する時点までの間に上記ノズル内が大気圧状態となり上記吸着が解除され上記電子部品が上記回路基板上に装着されるように上記ノズル内への空気供給開始タイミングを設定することを特徴とする。

上述した本発明の第１態様の部品保持装置、第２態様の部品装着装置によれば、シャフトの他端部にて上記空気通路に接続され上記空気通路内を大気圧状態に復帰させる第１ブロー装置と、上記シャフトの一端部の近傍にて上記空気通路に接続され上記空気通路内を大気圧状態に復帰させる第２ブロー装置とを備えたことより、空気通路内の真空圧を大気圧に復帰させるために要する時間を従来よりも短縮することができる。

又、本発明の第３態様の部品装着方法によれば、ノズルが最下降点に到達した時点から上記ノズルが電子部品の厚み方向に沿って上昇を開始する時点までの間に上記ノズル内を大気圧状態とし部品吸着を解除して上記電子部品を上記回路基板上に装着するように上記ノズル内への空気供給開始タイミングを設定した。よって、空気通路内の真空圧を大気圧に復帰させるために要する時間を従来よりも短縮することができ、又、ノズルが吸着している電子部品の形状や重さに基づき上記空気供給開始タイミングを設定することができる。

本発明の一実施形態の部品保持装置、該部品保持装置を備えた部品装着装置、及び該部品装着装置にて実行される部品装着方法について、図を参照しながら以下に説明する。尚、上述の説明にて使用した図５ないし図７も含めた各図において、同じ構成部分については同じ符号を付しその説明を省略する。又、上記「課題を解決するための手段」に記載する「部品保持装置」の機能を果たす部分は、本実施形態では以下に説明する、部品吸着ヘッド部６と、吸引装置１０３と、第１ブロー装置１０６と、第２ブロー装置１０７とを備えた部分に相当する。又、「部品」の一例として電子部品を例に採る。
図４は、本実施形態の部品装着装置５０の全体を示す概略図である。２は電子回路基板１を搬入、搬出し、又、生産時には回路基板１を保持する搬送部である。３及び４はともに回路基板１に装着する電子部品を収納し、供給する電子部品供給部であり、電子部品供給部３は電子部品を仮固定したテープをリールに巻回したリール式の電子部品供給部であり、電子部品供給部４は電子部品をトレイに収めたトレイ式の電子部品供給部である。電子部品を吸着するノズル８を備え該ノズル８の昇降、回転動作等を行う部品吸着ヘッド部６は、該ヘッド部６をＸ，Ｙ方向に移動させるＸ，Ｙロボット５に装着されている。電子部品の吸着時には、Ｘ，Ｙロボット５にて部品吸着ヘッド部６、即ちノズル８を、電子部品供給部３又は４における電子部品保持位置へ移動させた後、部品吸着ヘッド部６はノズル８を下降して電子部品を吸着し、吸着後ノズル８を上昇させる。ノズル８に吸着されている電子部品の吸着状況は、部品認識カメラ７にて撮像され、該撮像情報に基づき電子回路基板１への装着前に電子部品の吸着角度の補正等の要否が判断される。ノズル８に吸着された電子部品は、Ｘ，Ｙロボット５によるヘッド部６の移動によりＸ，Ｙ方向に移動されて電子回路基板１上の所定位置まで移動される。そしてヘッド部６の動作によりノズル８が下降し電子回路基板１上の所定の部品装着位置へ電子部品を装着し、電子部品の吸着を解除する。以上の動作を繰り返すことで、各電子部品が電子部品供給部３又は４から電子回路基板１上へ装着されていく。

図１には、上述のノズル８を有する部品吸着ヘッド部６と、上述したＸ，Ｙロボット５と、上記電子部品をノズル８にて吸引するための吸引装置１０３と、第１ブロー装置１０６と、第２ブロー装置１０７と、及び部品吸着ヘッド部６、Ｘ，Ｙロボット５、吸引装置１０３、第１ブロー装置１０６、第２ブロー装置１０７の動作制御を行う制御装置１１とを示す。ここで「部品保持装置」の機能を果たす部分は、上述のように、部品吸着ヘッド部６と、吸引装置１０３と、第１ブロー装置１０６と、第２ブロー装置１０７とを備えた部分に相当する。又、図１では、便宜上、Ｘ，Ｙロボット５が直接にノズル８を有するスプラインシャフト１３を駆動するように図示しているが、上述のように、Ｘ，Ｙロボット５にて部品吸着ヘッド部６が移動されるものである。
詳細は以下に説明するが、従来に比べ本実施形態では、ノズル８を先端部１３ａに設けたスプラインシャフト１３をその軸方向に移動させるために当該スプラインシャフト１３にボイスコイルモータを取り付け、さらにスプラインシャフト１３の軸方向への移動量を検出するためにスプラインシャフト１３に検出装置を設けた。尚、従来のヘッド部１０１における構成と同様の構成部分については略説する。

スプラインシャフト１３には、当該スプラインシャフト１３の軸方向に沿って２つのナット１３１，１３４が当該スプラインシャフト１３５を上記軸方向に滑動可能なようにして取り付けられている。さらに、このようなナット１３１，１３４は、それぞれベアリング１３２，１３３を介して部品吸着ヘッド部６の不図示のボディー部に支持される。よって、スプラインシャフト１３は、上記ボディー部に対して、上記軸方向に移動可能であり、かつスプラインシャフト１３の軸周り方向に回転可能である。尚、スプラインシャフト１３の軸周り方向への回転は、当該部品吸着ヘッド部６に備えたモータ１４２によってベルト１４０を介して行われる。尚、モータ１４２は制御装置１１に接続され、スプラインシャフト１３の軸周り方向への回転角度は、例えばモータ１４２に取り付けたエンコーダが送出する信号に基づき制御装置１１にて演算され、該演算結果に基づきモータ１４２の動作をフィードバック制御することで制御される。
又、スプラインシャフト１３の先端部１３ａには、吸引時にゴミの侵入を防ぐため内部にフィルタ１３７を備え電子部品１３８を吸着するノズル８が設けられている。又、スプラインシャフト１３の先端部１３ａから後述のボイスコイルモータ２１の内部部分を通りスプラインシャフト１３の他端部１３ｂまで、スプラインシャフト１３の内部にはその軸方向に沿って、フィルタ１３７を介して吸引される空気、及びブロー用空気の通路として空気通路２７が形成されている。該空気通路２７には、従来と同様にスプラインシャフト１３の他端部１３ｂにて、吸引装置１０３に連通する吸引用管１０５が接続される。吸引装置１０３は制御装置１１に接続され制御装置１１にて動作制御される。よって、吸引装置１０３の吸引動作により、空気通路２７、及びフィルタ１３７を介してノズル８の先端から空気が吸引され、これによってノズル８の先端に電子部品１３８が吸着される。さらに、スプラインシャフト１３の他端部１３ｂには、上記吸引用管１０５から分岐して第１ブロー装置１０６が接続される。第１ブロー装置１０６も制御装置１１に接続される。

スプラインシャフト１３において、部品吸着ヘッド部６のボディー部にスプラインシャフト１３を回転可能に支持するベアリング１３２とベアリング１３３とに挟まれた部分には、スプラインシャフト１３を駆動軸としてボイスコイルモータ２１を設ける。即ち、スプラインシャフト１３の周面には磁石２３が固定される。又、ボイスコイルモータ２１のケーシング２１ａ内には、スプラインシャフト１３の軸方向への移動範囲においてスプラインシャフト１３の軸方向に沿って、かつ磁石２３と非接触な状態で磁石２３の周囲には、ボイスコイル２２が設けられる。このようなボイスコイルモータ２１は、当該部品装着装置に備わる制御装置１１に接続され制御装置１１にて動作制御される。即ち、ボイスコイル２２に通電することでボイスコイルモータ２１の磁石２３は上昇位置１２ａと下降位置１２ｂとの間で移動し、それによりスプラインシャフト１３及びノズル８は軸方向に移動する。尚、ボイスコイルモータ２１の構造として、スプラインシャフト１３の周面にボイスコイルを固定し、スプラインシャフト１３の移動範囲においてスプラインシャフト１３の軸方向に沿って、かつ上記ボイスコイルと非接触な状態で上記ボイスコイルの周囲に磁石を設けてもよい。

さらに、スプラインシャフト１３の一端部１３ａの近傍部分には、上記空気通路２７と第２ブロー装置１０７とをつなぐための開口が形成される。本実施形態では、上記ボイスコイルモータ２１の内部２４において、上記空気通路２７にはスプラインシャフト１３の直径方向に沿ってシャフト開口２７ａが開けられる。又、ボイスコイルモータ２１のケーシング２１ａには穴２６が設けられる。ケーシング２１ａの表面であって穴２６が開口する部分には、エアージョイント２５を設け、該エアージョイント２５は当該部品吸着ヘッド部６若しくは当該部品装着装置に備わる第２ブロー装置１０７がホースを介して接続される。尚、上記シャフト開口２７ａ及び上記穴２６はともにボイスコイルモータ２１の内部２４に開口している。第１ブロー装置１０６及び第２ブロー装置１０７は、いずれも、吸引装置１０３にて発生した空気通路２７内の真空圧を大気圧状態に復帰させるため、バルブ操作により圧縮空気を空気通路２７へ供給する装置であり、第１ブロー装置１０６及び第２ブロー装置１０７とも制御装置１１にて動作制御される。本実施形態において、第２ブロー装置１０７は第１ブロー装置１０６に比べて約８倍の空気供給量を有する。このように、第１ブロー装置１０６及び第２ブロー装置１０７によるブロー動作により空気通路２７内の真空圧が大気圧に復帰されるが、本実施形態では、従来に比べてノズル８の近傍にて、さらに第２ブロー装置１０７を追加したことより、従来に比べてより短時間にて空気通路２７内を大気圧に復帰させることができる。

又、スプラインシャフト１３の他端部１３ｂには、スプラインシャフト１３と同芯軸上で軸方向に沿って棒状の磁気スケール２８が取り付けられている。尚、磁気スケール２８は、被検出部材の機能を果たす一実施形態に相当するものである。該磁気スケール２８は、その軸方向に沿ってＳ極とＮ極とが交互に一定間隔で着磁されたものである。尚、磁気スケール２８をスプラインシャフト１３の同芯軸上に配置する理由は、スプラインシャフト１３はモータ１４２にて軸周り方向に回転されるので、それに伴い磁気スケール２８が円を描いて回転するのを防ぐことで後述の磁気センサ２９による磁気検出を容易にするためである。

磁気スケール２８の磁気を検出するため、磁気スケール２８とは非接触な状態で磁気センサ２９が当該部品吸着ヘッド部６に固定される。よって、スプラインシャフト１３が軸方向へ移動することに伴う磁気スケール２８の上記軸方向への移動による磁気の変化を磁気センサ２９で検出し、その検出情報は磁気センサ２９から制御装置１１に送出される。又、スプラインシャフト１３の移動の原点を検出するため、磁気スケール２８の先端部分には、磁気スケール２８と非接触な状態で透過センサ３０が当該部品吸着ヘッド部６に固定される。透過センサ３０は、例えば発光、受光素子を備え、磁気スケール２８の先端による遮光の有無を検出し、その検出結果を制御装置１１に送出する。尚、上述した磁気スケール２８、磁気センサ２９、及び透過センサ３０が、検出装置の機能を果たす一実施形態に相当する。

よって、制御装置１１は、透過センサ３０から供給される検出結果に基づき、例えば遮光無から遮光有に変化した時点を上記原点と判断し、さらに、磁気センサ２９から供給される、磁気スケール２８に着磁された磁極の変化情報に基づき、スプラインシャフト１３の移動量を演算し、該演算結果に基づきボイスコイルモータ２１への通電を制御してボイスコイルモータ２１の動作を制御する。

尚、スプラインシャフト１３の移動量を検出するための上記検出装置は、上述した磁気スケール２８、磁気センサ２９及び透過センサ３０に限定されるものではなく、スプラインシャフト１３の移動量を測定可能な公知の器具を使用することができる。

このように構成される本実施形態の部品吸着ヘッド部６を含む上記部品保持装置を備えた部品装着装置の動作について図２を参照して以下に説明する。
まず、制御装置１１の制御により、搬送部２は電子回路基板１を前工程から搬入し装着位置にて支持する。一方、部品吸着ヘッド部６に備わる透過センサ３０は、磁気スケール２８の先端によって遮光がなされた時点でスプラインシャフト１３の移動の原点を検出する。該原点検出情報は、透過センサ３０から制御装置１１へ送出される。
次に、ステップ１にて、制御装置１１の制御により、Ｘ，Ｙロボット５は、部品吸着ヘッド部６をリール式電子部品供給部３またはトレイ式電子部品供給部４における部品保持位置へ移動する。
次に、ステップ２にて、制御装置１１の制御により、ボイスコイルモータ２１へ通電することでスプラインシャフト１３を下降させるが、このとき、磁気スケール２８の下降に伴う磁気センサ２９の出力情報に基づき制御装置１１はスプラインシャフト１３の下降量を制御する。ボイスコイルモータ２１の駆動によりスプラインシャフト１３及びノズル８が下降すると、ステップ３では制御装置１１の制御により、吸引装置１０３によって吸引動作が開始される。よって、空気通路２７、及びフィルタ１３７を介してノズル８の先端から空気が吸引される。ステップ４にて、ノズル８の先端がリール式電子部品供給部３又はトレイ式電子部品供給部４に収納されている電子部品１３８に接近若しくは接触したとき、ノズル８の先端に電子部品１３８が吸着される。

ステップ５では、制御装置１１の制御により、電子部品１３８の吸着後、ボイスコイルモータ２１を駆動することでボイスコイルモータ２１の磁石２３が上昇位置１２ａに到達するまでノズル８は上昇する。次に、制御装置１１の制御により、Ｘ，Ｙロボット５は部品吸着ヘッド部６を部品認識カメラ７上に移動し、部品認識カメラ７はノズル８に吸着されている電子部品１３８の吸着姿勢を撮像し、この撮像情報を制御装置１１へ送出する。制御装置１１は、この撮像情報に基づき必要な場合には、モータ１４２を駆動しベルト１４０を介してスプラインシャフト１３をその軸周り方向に回転させることで、上記吸着姿勢の位置補正を行う。
次に、ステップ６にて制御装置１１の制御により、Ｘ，Ｙロボット５は、部品吸着ヘッド部６を電子回路基板１上に移動する。そしてステップ７にて、制御装置１１は、再びボイスコイルモータ２１へ通電することで、スプラインシャフト１３及びノズル８を下降させる。該下降動作を行いながら、制御装置１１は、ステップ８にて第１ブロー装置１０６及び第２ブロー装置１０７を動作させ、空気通路２７内へ空気を供給し空気通路２７内の真空圧を大気圧へ復帰させる。

尚、本実施形態では、第１ブロー装置１０６及び第２ブロー装置１０７が同時に動作を開始するが、上述のように第２ブロー装置１０７の方が第１ブロー装置１０６に比べ空気供給量が大きいので、第２ブロー装置１０７を先に動作開始させてもよい。又、図３では、ノズル８の上昇開始直前に空気通路２７内が大気圧に戻るという、タイミングを示しているが、ボイスコイルモータ２１の磁石２３が上記下降位置１２ｂに到達することでノズル８が最下降点に到達した時点からノズル８が上昇開始する時点までの時間（図示のXIVに相当）内に空気通路２７内が大気圧に戻るように、第１及び第２のブロー装置１０６，１０７の動作開始タイミングを設定する。尚、本実施形態では、ノズル８が上記最下降点に到達する４０ｍｓｅｃ前に設定している。又、本実施形態では第１及び第２のブロー装置１０６，１０７の動作時間（図３のXIに相当）は約６０ｍｓｅｃである。尚、第１及び第２のブロー装置１０６，１０７の動作終了時刻と、ノズル８の上昇開始時刻とは一致する。

又、第１及び第２のブロー装置１０６，１０７の動作時間は、ノズル８が保持する部品の例えば大きさ等に応じて予め制御装置１１にタイマー設定されている。
例えば、ノズル８にて保持している部品が４０×４０ｍｍ程度の大きさにてなるＱＦＰ（Quad Flat Gull Wing Leaded Package）や、コネクタ部品等の異形部品のように、上記ＱＦＰで約５ｇを超える部品、上記異形部品で上記約５ｇより若干軽い重さを超える部品であるときには、第１及び第２のブロー装置１０６，１０７の動作時間は上記約６０ｍｓｅｃに比べて短く、上記最下降点に到達した時点にて第１及び第２のブロー装置１０６，１０７の動作が開始され、ノズル８の上昇開始時刻にて動作が終了するような時間に設定している。これは、上記重量を有する大型部品は通常部品に比べて重いので、上記最下降点にノズル８が到達する前に上記ブロー動作を開始すると吸着力低下により、保持している部品が回路基板１上に接地する前に落下してしまう可能性が生じるからである。尚、保持している部品が回路基板１上に接地したことは、上記磁気センサ２９の送出情報に基づくスプラインシャフト１３の移動量、及びボイスコイルモータ２１に作用する荷重値の変化つまりボイスコイルモータ２１へ供給する電流値の変化に基づき検出可能である。又、制御装置１１には、回路基板１への部品の装着順情報、該装着順情報に従い装着すべき部品に関する情報、及び回路基板１における部品装着位置情報等が予め格納されている。上記部品情報には部品の寸法、重量等の情報が含まれることから、制御装置１１は、ノズル８に現在保持している部品の重量を認識しており、上述のようにタイマー設定された第１及び第２のブロー装置１０６，１０７の動作時間の内から当該部品に対応した動作時間を選択する。

空気通路２７内が大気圧に復帰することで、吸着している電子部品１３８は回路基板１上の部品装着位置へ装着される。ステップ９では、上記装着後、ノズル８は上昇し、再び、次の部品の吸着の準備を行う。

以上説明したように、本実施形態の部品保持装置、及び該部品保持装置を備えた部品装着装置によれば、第１ブロー装置１０６及び第２ブロー装置１０７の２つのブロー装置を設け、ノズル８の近傍からブロー動作を行うように第２ブロー装置１０７を設けた。よって、空気通路２７内の真空圧が大気圧に復帰するために要する時間は、従来の場合に比べて短くなる。したがって、図３に示す部品装着時間XVを、従来の部品装着時間Vに比べて短くすることができる。尚、上記部品装着時間XVは、ヘッド部の移動に対応する時間であり、ノズル８の下降開始から、部品を装着し、ノズル８の上昇終了までの時間である。

尚、本実施形態では、スプラインシャフト１３の移動を、該スプラインシャフト１３に設けたボイスコイルモータ２１にて行うようにし、ボイスコイルモータ２１への通電を制御装置１１にて制御するようにしたことから、スプラインシャフト１３の移動を正確に行うことができる。よって、ノズル８による電子部品１３８の吸着のとき、及び吸着している電子部品１３８を回路基板１に装着するときには、ボイスコイルモータ２１への電力を制御することで、ノズル８が電子部品１３８に与える加圧力を制御することができる。
さらに、スプラインシャフト１３の移動を検出する磁気スケール２８を剛体であるスプラインシャフトに直結しており、又、ノズル８も剛体であるスプラインシャフト１３に直結されている。したがって、スプラインシャフト１３の軸方向への移動に伴う磁気スケール２８の移動量とノズル８の上記軸方向への移動量とは完全に一致する。このような構造を採用したことから、磁気スケール２８の移動量を検出することで、スプラインシャフト１３を下降させノズル８の先端を電子部品１３８に接触させるとき、及びノズル８に吸着した電子部品１３８を電子回路基板１上に装着するときのスプラインシャフト１３の移動量を正確に検出することができる。
したがって、本実施形態によれば、電子部品の装着品質の向上を図ることができる。

尚、本実施形態では、ノズル８を備えたスプラインシャフト１３は鉛直方向に移動するが、スプラインシャフト１３の移動方向はこれに限るものではなく、部品供給部及び回路基板の向きに合わせて上記移動方向は設定可能である。

又、本実施形態では、部品として電子部品を例に採ったがこれに限定されるものではない。又、本実施形態では、部品が装着される被装着体を電子回路基板としたが、これに限定されるものではない。

上述の実施形態では、図１に示すように第１ブロー装置１０６はスプラインシャフト１３の他端部１３ｂに接続される吸引用管１０５に設けられているが、第２ブロー装置１０７のようにボイスコイルモータ２１のケーシング２１ａに穴を設けエアージョイント及び配管を介して接続することもできる。但し、この場合、部品吸着ヘッドにおけるスペース上の問題から、第２ブロー装置１０７と上記ケーシング２１ａとの接続距離の約８倍の接続距離を介して第１ブロー装置１０６は上記ケーシング２１ａに接続される。よって、このような構成にあっても、上述の実施形態の場合と同様に第１ブロー装置１０６による空気通路２７内の大気圧復帰は、第２ブロー装置１０７に比べて遅くなってしまう。

本発明の実施形態の部品保持装置の構成を示す図である。 図１に示す部品保持装置の動作を示すフローチャートである。 図１に示す部品保持装置に関する動作のタイミングチャートである。 図１の部品保持装置を備えた部品装着装置を示す斜視図である。 従来の部品保持装置の構造を示す図である。 図５に示す部品保持装置の動作を示すフローチャートである。 図５に示す部品保持装置に関する動作のタイミングチャートである。

符号の説明

６…部品吸着装置部、８…ノズル、１１…制御装置、
１３…スプラインシャフト、２１…ボイスコイルモータ、
１０３…吸引装置、１０６…第１ブロー装置、１０７…第２ブロー装置。

Claims (3)

1. 電子部品を吸着しているノズルを上記電子部品の厚み方向に沿って最下降点まで下降させて回路基板上に上記電子部品を装着する部品装着方法であって、
   上記ノズルが上記最下降点に到達した時点から上記ノズルが上記厚み方向に沿って上昇を開始する時点までの間に上記ノズル内が大気圧状態となり上記吸着が解除され上記電子部品が上記回路基板上に装着されるように上記ノズル内への空気供給開始タイミングを設定することを特徴とする部品装着方法。
2. 上記ノズル内への空気供給終了は、上記ノズルが上記上昇を開始する時点に一致させている、請求項１記載の部品装着方法。
3. 上記供給開始タイミングは、上記ノズルに保持されている電子部品の重量に基づき制御される、請求項１又は２記載の部品装着方法。

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