JP2007109814A - 部品実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品を基板に加圧搭載する際、基板が撓む場合でも、搭載部品が位置ずれを起こすことを防止し、且つ余分な加圧荷重がかかることを防止する。
【解決手段】部品実装装置において、Ｚ軸駆動手段により前記吸着ノズルを下降させて、吸着保持した部品を基板表面に接触させ、加圧駆動手段（ＶＣＭ）の出力値Ｖ２により所定荷重Ｌ２を印加して前記部品を加圧搭載したＴ３の後、前記Ｚ軸駆動手段により前記吸着ノズルを上昇させる際、前記Ｚ軸駆動手段により所定の開始速度で吸着ノズルの上昇を開始すると同時に、前記加圧駆動手段による加圧荷重Ｌ２の漸減を開始し、基板が撓まない場合にノズル先端が部品から離れる位置の直上に設定した目標高さＺ１に到達する前に、ＶＣＭ出力値を実質上０にする制御を行なう。
【選択図】図６

Description

本発明は、部品実装装置、特に電子部品をプリント基板や液晶のディスプレイパネル基板等の基板に加圧を行ないながら自動的に実装する際に適用して好適な、部品実装装置に関する。

電子部品をプリント基板等に加圧を行ないながら自動的に実装する部品実装装置としては、図１１に示す搭載ヘッドを備えたものが特許文献１に開示されている。

この搭載ヘッド１００では、所定位置に供給される部品の上方で、図示しない動作制御手段の制御に従いＺ軸モータ（第１の上下動手段）１２１によりリニアガイド１１７に沿って可動ブラケット１１４を下降目標位置に向けて下降駆動する。その際、ボイスコイルモータ（第２の上下動手段）１３４により、下部フランジ１３５がスラスト軸受１３６に加圧当接するまで下降駆動し、回転ケース１３１の上下振動を防止する。

可動ブラケット１１４の下降により、吸着ノズル１１２の先端部が電子部品Ｃに当接した後、吸着ノズル１１２内を負圧にして先端部に電子部品Ｃを吸着する。

電子部品Ｃの吸着が完了すると、Ｚ軸モータ１２１を駆動し、ブラケット１１４を上昇させて吸着ノズル１１２を引き上げた後、搭載ヘッド１００を基板上方へ移動させ、部品吸着前と同様の手順に従ってブラケット１１４を下降させ、基板上の目標位置に部品を目標とする加圧力の下で搭載する。

このように、部品の加圧搭載動作が終了すると、図１２のフローチャートに従って吸着ノズル１１２の上昇動作が行なわれる。

動作制御手段は、Ｚ軸モータ１２１により、可動ブラケット１１４を上昇目標位置に向けて上昇駆動を開始する（ステップ２１）。この可動ブラケット１１４の上昇動作中において、ロードセル１１５による加圧検出値が初期荷重と上昇時閾値との合計値以下となるか否か判定する（ステップ２２）。ここで、初期荷重は、予め測定してある無負荷時のロードセル出力、上昇時閾値は設定値である。

このように、ロードセル１１５の検出値が上記合計値以下となり、吸着ノズル１１２が部品Ｃから実質上離れた時点で、ボイスコイルモータ１３４により、上部フランジ１３７がスラスト軸受１３８に加圧当接するまで上昇駆動し、回転ケース１３１の上下振動を防止する（ステップ２３）。

その状態でＺ軸モータ１２１による可動ブラケット１１４の上昇を継続し、エンコーダ１２２の出力から上昇目標位置に到達したと判定されたら（ステップ２４）、Ｚ軸モータ１２１による上昇駆動を停止する（ステップ２５）。これにより、吸着ノズル１１２の上昇動作制御は終了し、次の部品吸着動作に移行する。

特開２００４−１５８７４３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている電子部品実装装置には以下のような問題があった。

（１）加圧搭載時の基板の撓みに起因する部品位置ずれの発生
便宜上、後述する図８を参照して説明する。部品を加圧搭載する際には、指定加圧力で部品Ｃを基板Ｓに押し付けるために、図８（Ａ）に示すように基板Ｓが下側に湾曲したような形状となる。この状態から前記フローチャートに従って吸着ノズル１１２（同図では２０）の上昇動作を行なうと、吸着ノズル１１２に押されて下側に湾曲していた基板Ｓは上方に復元しようとするために、その反動で同図（Ｂ）に示すように上に凸の形状になり、変位Ｗの変動を伴なう板ばねのような現象を起こし、そのときの衝撃で搭載した部品が位置ずれを起こしてしまう問題があった。

（２）加圧搭載時の基板の撓みに起因する加圧時間の増大
加圧完了後の上昇動作時に、ロードセル１１５の出力に基づく加圧検出値が初期荷重と上昇時閾値との合計値以下となるか否か判定しているので、図８（Ａ）のように加圧搭載時に基板Ｓが撓むと、上昇動作中も吸着ノズルが電子部品Ｃに当接した状態が持続することになり、その間上昇時閾値以上の加圧力がかかり続けることになり、その結果指定された目標時間が経過した後も、加圧荷重が電子部品にかけ続けられることになる。

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、部品を基板に加圧搭載する際、加圧荷重により基板が撓む場合でも、その反動によって搭載部品が位置ずれを起こすことがなく、しかも部品に目標時間以上に余分な加圧荷重がかけ続けられることを防止できる部品実装装置を提供することを課題とする。

本発明は、Ｘ軸駆動手段及びＹ軸駆動手段により平面方向に移動可能な搭載ヘッドが、部品を吸着保持する吸着ノズルと、該吸着ノズルをＺ軸方向に進退動させる加圧駆動手段と、該加圧駆動手段と一体で前記吸着ノズルをＺ軸方向に進退動させるＺ軸駆動手段と、前記吸着ノズルに加わる接触荷重を検出する荷重検出手段とを備えた部品実装装置において、前記Ｚ軸駆動手段により前記吸着ノズルを下降させて、吸着保持した部品を基板表面に接触させ、前記加圧駆動手段により所定荷重を印加して前記部品を加圧搭載した後、前記Ｚ軸駆動手段により前記吸着ノズルを上昇させる際、前記Ｚ軸駆動手段により所定の開始速度で吸着ノズルの上昇を開始すると同時に、前記加圧駆動手段による加圧荷重の漸減を開始し、基板が撓まない場合にノズル先端が部品から離れる位置の直上に設定した目標高さに到達する前に、加圧荷重を実質上０にすることにより、前記課題を解決したものである。

本発明においては、前記加圧駆動手段による加圧荷重の漸減を、予め設定された微小荷重が前記荷重検出手段により検出された時点で停止するようにしてもよい。

本発明においては、又、前記荷重検出手段により検出される接触荷重が実質的に０になった時点で、前記Ｚ軸駆動手段による高速上昇動作を開始するようにしてもよい。

本発明によれば、加圧搭載が終了した後、Ｚ軸駆動手段により所定の開始速度で吸着ノズルの上昇を開始すると同時に、加圧駆動手段により部品に印加されていた加圧荷重を漸減させ、通常はノズル先端が部品から離れる位置の直上の目標高さに到達する前に、実質上０になるようにしたので、加圧荷重により基板が撓む場合でも、その反動を抑制することができることから、搭載部品が位置ずれを起こすことを防止でき、しかも目標時間以上に余分な加圧荷重がかかり続けることを防止することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る一実施形態の電子部品実装装置の概略構成図である。

図１において搭載ヘッド１は、部品を吸着保持し加圧を行なう加圧装置と、搭載ヘッド１の位置補正を行なう図示しない認識装置を備えている。

搭載ヘッド１は電子部品実装装置のＸ軸方向への移動を行なうＸ軸ガントリ（Ｘ軸駆動手段）２に取付けられている。搭載ヘッド１とＸ軸ガントリ２は電子部品搭載装置のＹ軸方向へ移動するためのＹ軸ガントリ（Ｙ軸駆動手段）３に取り付けられている。

又、この電子部品搭載装置には、吸着した電子部品の姿勢を認識するＣＭＯＳカメラやＣＣＤカメラを使用した認識装置４が搭載ヘッド１の可動範囲に固定されている。基板へ搭載するための電子部品を供給する電子部品供給装置５が電子部品搭載装置の前面に設置されている。

次に、搭載ヘッド１について図２、図３を使用して説明を行なう。

搭載ヘッド１は、Ｘ軸ガントリ２と連結固定を行なうためのヘッドベース６を有してある。ヘッドベース６は、リニアガイド７と接続され、垂直Ｚ軸駆動部１５は垂直Ｚ軸方向に移動が可能な構造となっている。

ヘッドベース６の上部には、部品を回転動作させるためのθモータ９とスプライン軸受とベアリングで構成された垂直回転駆動部軸受２１と垂直回転駆動シャフト２２があり、又θモータの動力を垂直回転駆動シャフト２２に伝えるベルト１０と垂直Ｚ駆動部１５を垂直上下動させるためのＺ軸モータ（Ｚ軸駆動手段）１１が取り付けられている。又、このＺ軸モータ１１にはカップリング１２を介してボールねじのねじ部１４が接続されている。

垂直Ｚ駆動部１５の上部には、加圧用のボイスコイルモータ（加圧駆動手段、以下、ＶＣＭと記す）８が取り付けられている。このＶＣＭ８はθモータ９に垂直回転駆動シャフト２２を介して接続されており、又、該ＶＣＭ８の駆動側８ｂは、垂直回転駆動シャフト２２によって垂直Ｚ駆動部１５に対して独立に支持されていることから、該垂直Ｚ駆動部１５に対して回転動作及び上下動作が可能になっている。

又、垂直Ｚ駆動部１５には、ボールねじのナット部１３が固定されており、該ナット部１３にはＺ軸モータ１１とカップリング１２を介して接続されたボールねじのねじ部１４が嵌挿されており、Ｚ軸モータ１１を回転動作させることにより、ボールねじのナット部１３によって垂直Ｚ駆動部１５が上下に動作可能な構造となっている。

更に、垂直Ｚ駆動部１５の内部には、円筒状の加圧検知部（荷重検出手段）１６が内蔵されており、該加圧検知部１６は、その外周と垂直Ｚ駆動部１５の内周との間のボールガイド軸受１７を介して、該垂直Ｚ駆動部１５に対して回転動作と垂直上下動作が可能な構造となっている。

加圧検知部１６の下部には、ノズルシャフト１８が下方に延びており、ノズルシャフト１８の下方の先端には、ノズルチャック機構１９により、吸着ノズル２０が保持され、且つ、交換可能な構造になっている。このノズル２０は、部品の吸着保持を行ない、基板にその部品を搭載することができる。

次に、図３を用いて上記加圧検知部１６とその近傍について説明する。

加圧検知部１６の上部には前記ＶＣＭ８が取り付けられており、ＶＣＭ８の外筒である垂直Ｚ駆動部１５との固定側８ａには、コイル（明示せず）が巻かれている。又、ＶＣＭ８の駆動側８ｂには、磁石が取り付けられており、ＶＣＭ８の固定側８ａのコイルに通電することによりＶＣＭ８を上下方向にリニアに駆動することができる。ＶＣＭ８の駆動側８ｂの中心には前記シャフト２２が延長されており、加圧検知部１６の上部と結合されている。

又、ＶＣＭ８の駆動側８ｂに固定されているシャフトの上下には、スラスト軸受を使用した上側ストッパ２３ａと下側ストッパ２３ｂが取り付けられている。上側ストッパ２３ａは、ヘッドベース６の下部６ａに突き当たるようになっていると共に、下側ストッパ２３ｂは、垂直Ｚ駆動部１５の上部１５ａに突き当たるようになっている。

即ち、上側ストッパ２３ａと下側ストッパ２３ｂによってＶＣＭ８は上下方向の移動量が規制されている。但し、上側ストッパ２３ａあるいは下側ストッパ２３ｂを当接させることによってＶＣＭ８の移動量が規制された状態でも、スラスト軸受を使用しているため駆動側８ｂの回転動作が可能な構造となっている。

この加圧検知部１６の内部構造について説明すると、その上部にはロードセル（荷重検出手段）２４が下向きに固定されている。このロードセル２４の下方には、ばねを受けるための上側支持プレート２５ａが取り付けられている。上側支持プレート２５ａの下方には、与圧ばね２６があり、与圧ばね２６の下方には、与圧ばね２６の下部を受けるための下側支持プレート２５ｂが取り付けられている。

この下側支持プレート２５ｂの下側には、ノズルシャフト１８が固定されており、該ノズルシャフト１８はスプライン軸受２８で上下動作が可能な構造となっている。

加圧検知部１６の内部の下側支持プレート２５ｂの下方には、段部１６ａが設けてあり、下側支持プレート２５ｂが突き当たるように下側支持プレート２５ｂの外形よりも小さくできている。

そして、下側支持プレート２５ｂの下方には、スプライン軸受２８との間に自重キャンセルばね２７が取り付けられており、下側支持プレート２５ｂを押し上げている。自重キャンセルばね２７のばね力は、与圧ばね２６のばね力と、下側支持プレート２５ｂの重さと、ノズルシャフト１８、ノズルチャック機構１９及びノズル２０を加算した重さとを支えるようになっている。

しかも、自重キャンセルばね２７のばね力は、これらを支える力よりも若干低く設定されており、下側支持プレート２５ｂは、無負荷状態では段部１６ａに突き当たるように構成されている。従って、通常は下側支持プレート２５ｂが段部１６ａに弱い力で押し付けられており、その弱い力以上の負荷がノズル２０に加わると、ロードセル２４がそれを検知することになる。

以上の構成において、実行される電子部品の吸着動作と加圧搭載動作を、図４、図５、図６をも参照して説明する。

図１の搭載ヘッド１を、Ｘ軸ガントリ２、Ｙ軸ガントリ３を駆動させて電子部品供給装置５の上方に移動し、吸着ノズル２０により電子部品を吸着する。

電子部品を吸着した搭載ヘッド１を、認識装置４の上方へ移動し、該認識装置４により部品の認識を行なう。

部品の認識を完了した後、搭載ヘッド１を図示しない基板上の電子部品の搭載予定部に移動し、該搭載ヘッド１の吸着ノズル２０に吸着されている電子部品を基板上の搭載位置に搭載する。

以下、これらの動作について詳述するが、これらの動作は、搭載ヘッド１を制御する、図７に概要を示すような制御装置により実行される。

この制御装置（制御手段）４０は、ＣＰＵ等により構成され、該制御装置４０には、Ｚ軸モータ１１とそれに内蔵されているＺ軸エンコーダ４１とがＺ軸ドライバ４２を介して、又、θ軸モータとそのエンコーダ４３とがθ軸ドライバ４４を介して、更に、ＶＣＭモータ１８とロードセル２４とがＶＣＭドライバ４５を介して接続され、それぞれ制御信号の授受が可能になっており、該制御装置４０により以下のような制御が実行される。

上記部品吸着動作は、搭載ヘッド１を部品供給装置５上の部品吸着位置で、Ｚ軸モータ１１を駆動し垂直Ｚ駆動部１５と共に吸着ノズル２０を下降させる。

その際、ＶＣＭ８に電圧を印加して下方向に力を発生させ、図４のように下側ストッパ２３ｂを垂直Ｚ駆動部１５の上部１５ａに突き当て、下方へのＶＣＭ８の動きを規制しておく。

Ｚ軸モータ１１により垂直Ｚ駆動部１５と一体で吸着ノズル２０を下降し、吸着する部品の吸着面の直前の高さで吸着ノズル２０を急速停止させる。

吸着ノズル２０を急速停止した後、Ｚ軸モータ１１をゆっくり動作させて衝突荷重を抑えつつ、加圧用ＶＣＭ８により、部品に指定荷重圧を加える加圧動作を行ないながら部品の吸着保持を行なう。

部品を吸着保持した後、Ｚ軸モータ１１を駆動して部品を上昇させ、搭載ヘッド１を移動させて認識装置４の上へ移動する。

部品位置補正のための認識動作を行ない、その後部品を搭載位置（基板上方）に移動させ、以下のような部品搭載動作を行なう。

部品を搭載する際の下降・加圧動作を、図６に示すタイムチャートを参照して説明する。この部品搭載時の下降動作は、ノズル２０に部品が吸着されている以外は前述した部品吸着時の場合と基本的に同一である。

Ｚ軸モータ１１を駆動して、下側ストッパ２３ｂが図４の規制状態にある垂直Ｚ駆動部１５をＺ０の高さから、部品が基板上面に接触しない高さで、該上面より微小変位だけ上方の第１位置Ｚ１に高速で下降を行なう（時間Ｔ１）。次に、速度を切り換え、低速で基板上面の高さ（＝０）より下方に設定した第２位置Ｚ２まで移動を開始する（時間Ｔ２）。なお、Ｚ０、Ｚ１、Ｚ２等のＺ軸高さは、Ｚ軸モータ１１に内蔵されているエンコーダ４１の出力により決定される。

Ｚ軸モータ１１により基板上面に吸着部品が接触しない上記第１位置Ｚ１へ移動完了したという信号を、制御装置４０がエンコーダ４１から受けた場合には、ＶＣＭ８に通電を行ない、該ＶＣＭ８の駆動側８ｂと、これに接続されて上下動する加圧検知部１６、ノズルシャフト１８、ノズルチャック１９、吸着ノズル２０及びストッパ２３ａ、２３ｂ等からなる可動部の重量＋αの加圧力を上方に発生させ、可動部の自重キャンセル＋αの力Ｖ１を発生させる。これにより、下側ストッパ２３ｂが、図４の状態から図３の規制されない状態になる。

垂直Ｚ駆動部１５と共に吸着ノズル２０はそのまま下降し、吸着ノズル２０が基板上面の高さ０に到達すると、時刻Ｔ０で基板へノズル２０に吸着されている部品が接触する。この接触は、図中加圧検知部１６の出力値として示したように、ロードセル２４により検出される。

時間Ｔ２において、時刻Ｔ０でノズル２０の吸着部品が基板に接触しても、Ｚ軸モータ１１は駆動をエンコーダ出力がＺ２になるまで停止しない。このＺ２は、ＶＣＭ８がＶ１の出力で可動部を上昇させて図３の状態にしても、吸着部品が十分に接触する高さに設定されている。

一方、ＶＣＭ８は、ロードセル２４からノズル２０の接触信号を受けると、下向きの力に切り替え、徐々に加圧量（荷重）を増加させて設定した出力値Ｖ２まで増大させ、加圧検知部１６の出力値が目標加圧量Ｌ２になるまで加圧を行なう。目標の加圧量Ｌ２に達した時点で加圧を停止し、予め設定してある加圧時間Ｔ３の間、目標の加圧量Ｌ２を保持した後、加圧搭載動作を終了する。

図８（Ａ）には、吸着ノズル２０により吸着した部品Ｃを基板Ｓに加圧搭載している様子を拡大して示す。この図には、支持ピン５０により支持されている基板Ｓが加圧荷重により下側に撓んでいる状態が示されている。

以上のように、部品Ｃの加圧搭載動作が終了したら、搭載ヘッド１の垂直Ｚ駆動部１５をＺ軸モータ１１により上向きにＶｚの開始速度で上昇させる。このとき、加圧検知部１６が検出する加圧量（荷重）、つまり吸着ノズル２０が搭載した部品Ｃ及び基板Ｓに印加している加圧量が漸次減少してほぼ０になるようにＶＣＭ８の加圧力（出力値）を減少させていく。

具体的には、Ｚ軸モータ１１により開始速度Ｖｚで垂直Ｚ駆動部１５を前記第１位置Ｚ１を目標高さとし、該位置まで上昇させた場合に到達するまでに要する時間Ｔ４よりも、部品Ｃを加圧していたＶＣＭ８の出力値が、目標値Ｖ２から０に到達するまでの時間Ｔｖの方が短くなるように、図９に示す制御モードに設定する。

Ｔ４：第２位置Ｚ２から第１位置Ｚ１までの移動時間＝（Ｚ２−Ｚ１）／Ｖｚ
Ｔｖ：ＶＣＭの出力値（加圧量）がＶ２から０になるまでの駆動時間

この第１位置Ｚ１は、前述した如く部品を搭載する際に吸着ノズル２０、即ち垂直Ｚ駆動部１５をＺ軸モータ１１により急速降下させて停止させる高さであり、吸着ノズル２０に吸着されている部品Ｃが基板Ｓに接触することがない、基板Ｓの直上の位置である。

そこで、本実施形態では部品Ｃを基板Ｓに搭載した後に吸着ノズル２０を上昇させる際も、基板Ｓが撓んでいなければ確実にノズル先端が搭載部品Ｃの表面から離れている前記第１位置Ｚ１を目標高さに設定し、通常の開始速度Ｖｚで垂直Ｚ駆動部１５の上昇を開始する。この第１位置Ｚ１としては、通常の基板表面から、例えば０．１ｍｍとすることができる。

本実施形態では、上記のようにＺ軸モータ１１によるノズル上昇を開始速度Ｖｚで開始すると同時に、ＶＣＭ８による加圧量を減少させる動作を開始し、時間Ｔ４より短い時間Ｔｖの間で実質上０にする。

又、上記開始速度Ｖｚでノズル上昇中に、吸着ノズル２０が部品Ｃから離れ、加圧検知部１６で検出される接触荷重が０（ロードセル２４の出力＝初期荷重）になったタイミングｔ１をトリガとして、Ｚ軸モータ１１による垂直Ｚ駆動部１５の上昇速度を開始速度Ｖｚより大きい速度に切替え、搭載ヘッド１のＸＹ移動高さＺ０まで高速上昇による移動を行ない、移動完了後にＸＹガントリを駆動させ、次の部品の吸着搭載動作に移る。

以上説明したように、本実施形態によれば以下の効果が得られる。

（１）上昇する吸着ノズル２０が部品Ｃから離れる前に、ＶＣＭ８により部品Ｃや基板Ｓを押し込んでいた力を減少させることができるので、部品Ｃから該ノズル２０が離れる瞬間には微小な力でしか押さえていない状態にすることができる。従って、図８（Ｂ）にイメージを示すように基板Ｓが押え付けられていたことに起因して上に凸になるような大きな反発力が発生することを抑制することが可能となり、該反発力で搭載部品Ｃが位置ずれを起こすことを防止することができる。特に、クリーム半田等を介して搭載する非常に軽い微小部品等は、接触面積も小さいために保持力も弱く、位置ずれし易いことから有効である。

（２）開始速度Ｖｚで吸着ノズル２０（垂直Ｚ駆動部１５）を第１位置Ｚ１（目標高さ）へ上昇させる際の通常所要時間Ｔ４よりも、ＶＣＭ８の減圧駆動時間Ｔｖを短くすることにより、吸着ノズル２０が第１位置Ｚ１に達する前に吸着ノズル２０が部品Ｃから離れてしまう場合でも、そのときの部品Ｃと基板Ｓに対する加圧量をほぼ０に減少させておくことができるので、基板Ｓの反発力により部品Ｃが位置ずれを起こすことを防ぐことができる。

（３）部品搭載時に目標加圧量Ｌ２を指定時間（Ｔ３）印加した後、直ちにＶＣＭ８による加圧力を減少させていくので、基板Ｓが撓んでいたために吸着ノズル２０が部品から離れるまでに時間がかかったとしても、それまで大きな加圧量をかけ続けることを防止することができる。

（４）目標高さへ到達するまでの通常所要時間Ｔ４が経過する前に、加圧検知部１６の出力値が０になり、ノズル先端が部品表面から確実に離れたことを確認した後に、Ｚ軸モータ１１によるＺ軸高さＺ０までの上昇動作を高速で行なうようにしたので、部品搭載のタクトタイムを短縮することもできる。

次に、本発明に係る第２実施形態による制御動作について、図１０のタイムチャートを参照して説明する。

前記図８（Ａ）に示したように、吸着ノズル２０により部品Ｃを加圧したときに基板Ｓが撓んでいる場合、指定時間Ｔ３の加圧が終了した後、吸着ノズル２０を上昇すると、撓んだ基板Ｓが反発力により元の状態に戻ろうとする。この場合、前記第１実施形態のように、ＶＣＭ８による加圧荷重を０に漸減する制御とＺ軸モータ１１による上昇速度の制御のみでは、吸着ノズル２０の上昇速度の方が基板Ｓの戻り速度より速くなって、ノズル先端が部品Ｃから浮き上ってしまう可能性がある。

そこで、加圧搭載後のノズル上昇時に加圧検知部１６の出力、即ちロードセル２４の出力を監視し、該ロードセル２４により検出可能な最小加圧量（分解能で決まる）よりも若干大きい加圧量Ｌ１になるまで監視しながら、ＶＣＭ８の出力値を減少させる。このＶＣＭ８によるノズル上昇制御を終了させる加圧検知部１６の出力値（微小荷重）Ｌ１は、検出可能な最小加圧量が、例えば０．１［Ｎ］であるとすると、Ｌ１＝０．１５［Ｎ］とすることができる。

上記のように、指定時間Ｔ３が終了した後、、Ｚ軸モータ１１により開始速度Ｖｚで吸着ノズル２０を上昇動作している間に、ＶＣＭ８の出力値を減少させ、第１実施形態と同様に時間Ｔ４より短い所要時間Ｔｖをかけて加圧検知部１６の出力値がＬ１になるようにし、このＬ１になったときのＶＣＭ８の出力値Ｖ３を維持することにより、加圧検知部１６の出力値をＬ１に保持する、微小加圧量の制御を行なう。

このように、加圧検知部１６の出力がＬ１を保持している状態で、Ｚ軸モータ１１による上昇動作を継続すると、吸着ノズル２０の先端が基板Ｓに搭載された部品Ｃの上面から離れるときに、加圧検知部１６の出力が０になる。そこで、第１実施形態の場合と同様に、この加圧検知部１６で検出される出力値０の信号のタイミングｔ１をトリガとして、Ｚ軸モータ１１による上昇速度を高速度に変更する。又、その際、ＶＣＭ８に電圧を印加して下方向に力Ｖ４を発生させ、図４のように下側ストッパ２３ｂを垂直Ｚ駆動部１５の上部１５ａに突き当て、上昇時のノズルの下方への動きを規制する。

以上詳述した本実施形態によれば、指定時間Ｔ３の加圧が終了した後、Ｚ軸モータ１１により開始速度Ｖｚで上昇を開始すると同時に、ＶＣＭ８による加圧荷重の漸減動作を開始し、第１位置Ｚ１までの通常所要時間Ｔ４より短い駆動時間Ｔｖで加圧検知部１６が検知可能な最小値に近いＬ１までＶＣＭ８による加圧量を徐々に減少させながら、上昇動作を行なうことができる。

従って、指定時間Ｔ３の加圧終了と同時に、部品Ｃにかかる加圧荷重を目標加圧量Ｌ２から減衰させることができると共に、基板Ｓが撓まない場合にノズル先端が部品Ｃから離れるＺ軸高さ（＝０）の直前まで部品を押えておくことができるため、基板Ｓの反動を抑制することができ、結果として部品Ｃの位置ずれを防止することができる。

以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に示したものに限定されない。

例えば、加圧駆動手段は、ＶＣＭでなくとも、エアシリンダ等であっても良く、垂直方向に動作が可能な構造であれば特に制限されない。

又、荷重検出器としては、１台のロードセルを使用したが、ロードセル以外であってもよく、２台以上を使用し、検知加圧量に応じて使い分けるようにしてもよい。

又、ロードセルに対する与圧や、加圧検知部の自重キャンセルのためにばねを使用したが、弾性体であればばね以外であってもよい。

本発明に係る第１実施形態の部品実装装置を模式的に示す概略斜視図 本実施形態の部品実装装置が備えている搭載ヘッドを示す断面を含む側面図 上記搭載ヘッドが有するＶＣＭによる可動部を中心に示す部分断面図 下降規制状態にある上記可動部を示す部分断面図 上昇規制状態にある上記可動部を示す部分断面図 本実施形態による部品搭載時の加圧動作と上昇動作の概要を示すタイムチャート 搭載ヘッドの制御系の概要を示すブロック図 ノズルにより部品を基板に加圧搭載しているときの状態を示す説明図 吸着ノズルの上昇時におけるＺ軸モータによる移動時間とＶＣＭによる減圧時間の関係を示す図表 第２実施形態による部品搭載時の加圧動作と上昇動作の概要を示すタイムチャート 従来の搭載ヘッドの概要を示す断面図 従来の搭載ヘッドによる部品搭載後の上昇動作を示すフローチャート

符号の説明

１…搭載ヘッド
２…Ｘ軸ガントリ
３…Ｙ軸ガントリ
８…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
１１…Ｚ軸モータ
１５…垂直Ｚ駆動部
１６…加圧検知部
２０…吸着ノズル
２４…ロードセル
４０…制御装置
４１…Ｚ軸エンコーダ
Ｃ…部品
Ｓ…基板

Claims (3)

1. Ｘ軸駆動手段及びＹ軸駆動手段により平面方向に移動可能な搭載ヘッドが、部品を吸着保持する吸着ノズルと、該吸着ノズルをＺ軸方向に進退動させる加圧駆動手段と、該加圧駆動手段と一体で前記吸着ノズルをＺ軸方向に進退動させるＺ軸駆動手段と、前記吸着ノズルに加わる接触荷重を検出する荷重検出手段とを備えた部品実装装置において、
   前記Ｚ軸駆動手段により前記吸着ノズルを下降させて、吸着保持した部品を基板表面に接触させ、前記加圧駆動手段により所定荷重を印加して前記部品を加圧搭載した後、前記Ｚ軸駆動手段により前記吸着ノズルを上昇させる際、
   前記Ｚ軸駆動手段により所定の開始速度で吸着ノズルの上昇を開始すると同時に、前記加圧駆動手段による加圧荷重の漸減を開始し、基板が撓まない場合にノズル先端が部品から離れる位置の直上に設定した目標高さに到達する前に、加圧荷重を実質上０にする制御を行なう制御手段を備えたことを特徴とする部品実装装置。
2. 前記加圧駆動手段による加圧荷重の漸減を、予め設定された微小荷重が前記荷重検出手段により検出された時点で停止することを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置。
3. 前記荷重検出手段により検出される接触荷重が実質的に０になった時点で、前記Ｚ軸駆動手段による高速上昇動作を開始することを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置。

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