JP2007311692A - 部品保持方法及び部品実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸着に不向きな上面形状を有する部品であっても、安定してバランスのよい姿勢で保持させることができる部品保持方法及び部品実装機を提供する。
【解決手段】部品保持部材２８がヘッドに対して固定された固定爪部５２とこの固定爪部５２に対して相対的に移動可能な可動爪部５３とを備え、この固定爪部５２と可動爪部５３とで部品Ｗを挟持するように構成されており、挟持対象となる部品Ｗに対応する位置に前記部品保持部材２８を移動させる移動工程と、固定爪部５２と可動爪部５３との間に部品Ｗが位置する状態に部品保持部材２８を下降させる下降工程と、固定爪部５２が部品Ｗに近づく方向に所定量変位するように部品保持部材２８を移動させる位置決め工程と、可動爪部５３を固定爪部側に移動させて部品Ｗを挟持する挟持工程によって構成する。
【選択図】図７

Description

本発明は、電子部品を基板に精度よく搭載する部品実装機における電子部品の保持方法、及びその方法を用いた部品実装機に関するものである。

従来から移動可能なヘッドユニットによりＩＣ等の電子部品（以下、部品と称す）を部品供給部から取り出してプリント基板上の所定位置に実装する部品実装機（以下、実装機と称す）が一般的に知られている。

この種の実装機は、フィーダ等の部品供給部によって供給された部品の上面部分を、ヘッドユニットに設けられたノズル部材で吸引することにより吸着保持し、このヘッドユニットを移動させて吸着された部品を基板の所定位置に搭載することが行われる。

また、部品の上面部分の形状がノズル部材による吸着に不向きな形状である場合には、部品が挟持されることにより保持される。具体的には、図８（ａ）に示されるように、ノズル部材１００の先端部分には、固定片１０１とこの固定片１０１側に移動可能に構成される可動片１０２とが取り付けられており、この固定片１０１及び可動片１０２によって部品の側面部分を挟持することにより保持される。具体的には、部品１０３の中心位置とノズル部材１００の中心とが一致するように、部品１０３の上方にノズル部材１００を移動させる。その後、固定片１０１と可動片１０２との間に部品が位置するまでノズル部材１００を下降させ、可動片１０２を固定片１０１側に移動させることにより部品１０３が狭圧されることによって保持される（例えば特許文献１参照）。
特開平４−１６４３９６号公報

近年、上記部品実装機では、部品１０３の基板への搭載精度が厳しく要求される。そのため、基板への搭載前における部品１０３が保持された状態では、搭載に適した姿勢に保たれることが好ましい。すなわち、ヘッドユニットのノズル部材１００に吸着（挟持）される部品１０３がバランスのよい姿勢を保った状態で保持されていることが好ましい。

しかし、上述のように単に固定片１０１と可動片１０２とによって部品１０３を挟持する構成では、バランスのよい姿勢で安定して保持されることが困難となる問題がある。すなわち、部品１０３の中心位置とノズル部材１００の中心とが一致するように部品１０３の上方にノズル部材１００を移動させ、固定片１０１と可動片１０２との間に部品１０３が位置するまでノズル部材１００を下降させた状態（図８（ａ）の状態）では、固定片１０１と部品１０３との間には隙間が形成される。この状態から、可動片１０２を固定片１０１側に移動させると、図８（ｂ）に示すように、前記隙間の存在により、可動片１０２によって押された部品１０３が固定片１０１側に傾きバランスを崩した状態（傾斜した状態）で挟持される虞がある。したがって、単に部品１０３を固定片１０１と可動片１０２とによって挟持させる構成では、部品１０３をバランスのよい姿勢で保持しにくく、部品の保持精度の向上及び保持精度を安定させることが困難であるという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、上面部分の形状がノズル部材による吸着に不向きな形状を有する部品であっても、安定してバランスのよい姿勢で保持させることができる部品保持方法及び部品実装機を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の部品保持方法は、移動可能なヘッドに設けられた部品保持部材に部品を保持させて、この保持された部品を基板の所定個所に搭載する部品実装機の部品保持方法であって、前記部品保持部材は、前記ヘッドに対して固定された固定爪部と、この固定爪部に対して移動可能な可動爪部とを備え、この可動爪部が固定爪部側に移動させることにより部品を挟持するように構成されており、挟持対象となる部品に対応する位置に前記部品保持部材を移動させる移動工程と、前記固定爪部と前記可動爪部との間に前記部品が位置する状態に前記部品保持部材を下降させる下降工程と、前記固定爪部が前記部品に近づく方向に前記部品保持部材を所定量変位させる位置決め工程と、前記可動爪部を前記固定爪部側に移動させて前記部品を挟持する挟持工程と、をこの順に実行することを特徴としている。

この部品保持方法によれば、前記可動爪部を前記固定爪部側に移動させて前記部品を挟持する挟持工程を行う前に、前記固定爪部が前記部品に近づく方向に前記部品保持部材を所定量変位させる位置決め工程を行っているため、部品をバランスのよい姿勢で保持させることができる。すなわち、前記移動工程及び下降工程を行うことにより固定爪部材と部品との間には隙間が形成されるが、前記位置決め工程を行うことによってその隙間をほぼ無くした状態で前記可動爪部を固定爪部側に移動させて部品を挟持することができる。したがって、固定爪部材と部品との間の隙間により部品が傾斜した状態で固定爪部と可動爪部とに挟持される虞があった従来の保持方法に比べて、部品をバランスのよい姿勢で保持させることができ、部品の保持精度の向上及び保持精度を安定させることができる。

また、前記位置決め工程では、前記可動爪部が前記部品と当接するように前記部品保持部材を変位させることが好ましい。

この構成によれば、固定爪部材と部品との間に形成される隙間を無くした状態で前記可動爪部を固定爪部側に移動させて部品を挟持することができるため、さらに部品の保持精度の向上及び保持精度を安定させることができる。

また、上記課題を解決するために、本発明の部品実装機は、供給された部品に対して相対的に移動可能に構成されるヘッドと、このヘッドに設けられ、前記ヘッドに対して固定される固定爪部とこの固定爪部に対して移動可能な可動爪部とを有する部品保持部材と、を備え、前記供給された部品を前記部品保持部材に挟持させて保持するとともに、この保持された部品を基板の所定個所に搭載する部品実装機であって、前記ヘッドを移動させる駆動手段と、前記部品に対して前記部品保持部材を昇降動作させる昇降駆動手段と、前記可動爪部を固定爪部側に相対的に移動させる爪部材駆動手段と、前記駆動手段、昇降駆動手段及び爪部材駆動手段を制御する制御手段と、を有しており、前記制御手段は、前記部品保持部材の軸中心が挟持されるべき部品の中心位置に一致するように前記部品保持部材を移動させて前記固定爪部と前記可動爪部との間に前記部品が位置する状態に前記部品保持部材を下降させた後、前記固定爪部を前記部品に近づく方向に前記部品保持部材を所定量変位させて前記固定爪部を位置決めしてから、前記可動爪部を前記固定爪部側に移動させることにより前記部品を挟持させることを特徴としている。

この部品実装機によれば、前記制御手段により、前記部品保持部材の軸中心が挟持対象となる部品の中心位置に一致する位置に前記部品保持部材を移動させ、前記固定爪部と前記可動爪部との間に部品が位置する状態に前記部品保持部材を下降させることにより、固定爪部材と部品との間には隙間が形成されるが、前記固定爪部を前記部品に近づく方向に所定量変位させて、前記固定爪部を位置決めしてから前記可動爪部を前記固定爪部側に移動させることにより、その隙間をほぼ無くした状態で前記可動爪部を固定爪部側に移動させて部品を挟持することができる。したがって、固定爪部材と部品との間に形成される隙間により部品が傾斜した状態で固定爪部と可動爪部とに挟持される虞があった従来の保持構造に比べて、部品をバランスのよい姿勢で保持させることができ、部品の保持精度の向上及び保持精度を安定させることができる。

また、前記爪部材駆動手段は、前記固定爪部の基部と可動爪部の基部との間に形成される負圧作動室に収容されるばね部材と、前記負圧作動室内の圧力を調節する圧力調節手段とによって構成されており、前記圧力調節手段により負圧作動室内に所定の負圧を与えることで前記ばね部材を収縮させつつ固定爪部と可動爪部とを互いに接近させて部品を挟持させるように構成してもよい。

この構成によれば、吸引することにより部品を吸着保持する部品保持部材と共通の駆動源を用いて、吸着に不向きな上面形状を有する部品を挟持できる部品実装機とすることができる。

また、前記ヘッドを保持するヘッドユニットを有しており、このヘッドユニットには撮像手段が備えられ、前記部品の中心位置は、前記撮像手段により前記部品保持部材の挟持対象となる部品の撮像データに基づいて補正され、この補正後の部品の中心位置に前記部品保持部材の中心位置が一致するように前記部品保持部材を移動させる構成としてもよい。

この構成によれば、供給される部品の供給位置が一定でない場合であっても、部品の中心位置を検出してから当該部品を挟持することができるため、部品の保持精度をさらに向上させることができる。

また、前記ヘッドを保持するヘッドユニットを有しており、このヘッドユニットには前記部品保持部材が複数設けられる構成としてもよい。

この構成によれば、複数の部品を一括してバランスのよい姿勢で精度よく保持することができる。

本発明の部品保持方法及び部品実装機によれば、上面部分の形状が吸着に不向きな形状を有する部品であっても、安定してバランスのよい姿勢で保持させることができる。

本発明の好ましい実施の形態について図面を用いて説明する。

図１及び図２は、本発明に係る部品実装機を概略的に示しており、図１は斜視図で、図２は正面図でそれぞれ部品実装機を示している。

これらの図において、部品実装機（以下、実装機と略す）の基台１上には基板搬送用のコンベア２が配置されており、このコンベア２上をプリント基板Ｐ（以下、基板Ｐと略す）が搬送されて所定の実装作業位置で停止され、図外の基板保持手段により保持されるようになっている。なお、以下の説明では、コンベア２の搬送方向をＸ軸方向、水平面上でこれと直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることにする。

コンベア２の両側には、基板Ｐに実装する部品Ｗを供給するための部品供給部４，５が設けられている。これらの部品供給部４，５のうち実装機のフロント側（図１において手前側）に位置する部品供給部４にはＸ軸方向に多数列のテープフィーダ４ａが配置されている。各テープフィーダ４ａには、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品Ｗを収納、保持したテープがリールに巻回されて装着されており、このリールからフィーダ先端の部品取出部に前記テープを間欠的に繰り出しながら、後述するヘッドユニット６により部品Ｗをピックアップさせるように構成されている。

一方、実装機のリア側に位置する部品供給部５にはトレイフィーダ５ａが配置されている。トレイフィーダ５ａには、ＱＦＰ、ＢＧＡ等のパッケージ型電子部品、あるいは実装型コネクタ等の大型部品をマトリクス状に収納した複数のトレイが上下多段に収納されており、ヘッドユニット６によりトレイ内に収納された部品Ｗをピックアップさせるように構成されている。

前記基台１の上方には、さらに部品実装用のヘッドユニット６が設けられている。

このヘッドユニット６は、部品供給部４，５から部品Ｗを保持して基板Ｐ上に実装し得るように、一定の領域内でＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ移動可能に構成されている。すなわち、基台１上には、ヘッドユニット６の支持部材１１がＹ軸方向のレール７に移動可能に配置され、ヘッドユニット６がこの支持部材１１に搭載されるとともにＸ軸方向のガイド部材１４に沿って移動可能に支持されている。そして、Ｙ軸サーボモータ９により駆動されるボールねじ（不図示）に支持部材１１が螺合装着され、これによって支持部材１１のＹ軸方向の移動が行われる。また、Ｘ軸サーボモータ１５により駆動されるボールねじ１３にヘッドユニット６が螺合装着されており、これによってヘッドユニット６のＸ軸方向の移動が行われるように構成されている。

前記ヘッドユニット６には部品Ｗを保持して基板Ｐに実装するための複数の実装用ヘッド２０が搭載されており、当実施形態では、６本の軸状の実装用ヘッド２０がＸ軸方向に一列に並べられた状態で搭載されている。

これらの実装用ヘッド２０は、Ｚ軸サーボモータ２２（本実施形態における昇降駆動手段。図４参照）を駆動源とする昇降機構に連結されるとともにＲ軸サーボモータ２４（図４参照）を駆動源とする回転機構にそれぞれ連結されており、これらの機構によりヘッドユニット６に対してそれぞれ上下方向（Ｚ軸方向）および軸回り（Ｒ軸方向）に駆動されるようになっている。

また、各実装用ヘッド２０の先端には部品保持用のノズル部材２１（部品保持部材）が設けられている。各ノズル部材２１はそれぞれ図外のバルブ等を介して負圧供給装置２９に接続されており、前記各フィーダ４ａ，５ａからの部品取出し時には、ノズル部材２１の先端に負圧が供給されることにより部品Ｗの保持が行われるようになっている。なお、この負圧供給装置２９は、大気圧よりも小さい圧力に適宜調節できるようになっており、本実施形態では負圧が供給されるように設定されているものとする。

前記ノズル部材２１は、実装用ヘッド２０に対して着脱可能に装着されており、必要に応じて基台１上の図外のノズルステーションに収納された先端形状や大きさの異なる他のノズル部材２１と自動交換されるようになっている。

このノズル部材２１として、保持対象となる部品Ｗの上面部分を吸着することにより部品Ｗを保持するための吸着用ノズル２７と、部品Ｗの上面部分の形状が吸着するのに不向きな形状を有する部品Ｗを保持する挟持用ノズル２８とが用意されている。なお、本実施形態では、ヘッドユニット６の各実装用ヘッド２０に取り付けられた複数のノズル部材２１のうちの１本が挟持用ノズル２８となっている。

前記吸着用ノズル２７は、略円筒形状を有しており、上記負圧供給装置２９により吸着用ノズル２７の先端に負圧が供給されることにより、吸着用ノズル２７の先端部分に吸引力が発生し、その吸引力で部品Ｗを吸着させることにより、吸着用ノズル２７の先端部分で部品Ｗを保持できるようになっている。

また、挟持用ノズル２８は、図３に示すような形状を有している。ここで、図３は、挟持用ノズル２８の先端部分を示す断面図であり、図３（ａ）は挟持用ノズル２８の開状態を示す図であり、図３（ｂ）は挟持用ノズル２８の閉状態を示す図である。この図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、挟持用ノズル２８は、吸引ノズル５１とこの吸引ノズル５１に固定される固定爪部５２と可動爪部５３とを有している。そして、この固定爪部５２に対して可動爪部５３が接近又は離間することにより、この固定爪部５２と可動爪部５３とによって部品Ｗが挟持されるように構成されている。

前記吸引ノズル５１は、略円筒形状を有しているとともに、上記負圧供給装置２９によって負圧が供給されることにより吸引ノズル５１の先端部分に吸引力が発生するように構成されている。

前記固定爪部５２は、吸引ノズル５１の先端部分に取り付けられる固定爪部本体５２ａ（固定爪部の基部）と、部品Ｗを挟持するための固定爪５２ｂとを有している。

前記固定爪部本体５２ａは、吸引ノズル５１の軸方向（図３において上下方向）とほぼ直交する方向（図３において左右方向）に延びる形状を有しており、その上方部分が吸引ノズル５１の先端部分を外嵌するように取り付けられて固定されている。また固定爪部本体５２ａは、左右方向に延びて形成されるとともに一方側（図３では右側）に開口する嵌合部５２ｃが形成されており、この嵌合部５２ｃと吸引ノズル５１の先端部分とが連通溝５２ｄによって連通して形成されている。この嵌合部５２ｃは、後述するように、可動爪部５３が嵌合するように形成されている。

前記固定爪５２ｂは、固定爪部本体５２ａから下方に向かって延びる形状を有しており、後述の可動爪５３ｂ側の表面は平坦状に形成されている。

また、前記可動爪部５３は、可動爪部本体５３ａ（可動爪部の基部）と上下方向に延びる可動爪５３ｂとを有している。

前記可動爪部本体５３ａは、左右方向に延びて形成されており、固定爪部５２の嵌合部５２ｃに嵌合される形状を有しており、固定爪部５２の嵌合部５２ｃに可動爪部本体５３ａが嵌合された状態では、可動爪部５３が嵌合部５２ｃの延びる方向（左右方向）に沿って摺動可能となっている。この可動爪部本体５３ａには、一方側（図３では左側）に開口する開口部５３ｃが形成されている。そして、固定爪部５２の嵌合部５２ｃに可動爪部本体５３ａが嵌合された状態では、開口部５３ｃと嵌合部５２ｃとによって左右方向に延びる形状の負圧作動室４０が形成される。この負圧作動室４０には、左右方向に伸縮可能なコイルばね４１が収納されている。具体的には、コイルばね４１の伸縮方向端部の一方が固定爪部５２に連結され、他方が可動爪部５３に連結されており、コイルばね４１が所定長さ分だけ圧縮された状態で収納されている。

また、可動爪部本体５３ａの上面部分には左右方向に延びるとともに開口部５３ｃに貫通する長孔５３ｄが形成されている。具体的には、この長孔５３ｄは、可動爪部５３が左右方向に摺動した場合であっても連通溝５２ｄが長孔５３ｄの開口領域に含まれるような形状に形成されている。したがって、この長孔５３ｄ及び連通溝５２ｄを介して、負圧作動室４０と吸引ノズル５１の先端部分とが常に連通するようになっている。

前記可動爪５３ｂは、可動爪部本体５３ａから下方に向かって延びる形状を有しており、上記固定爪５２ｂ側の表面は平坦状に形成されている。すなわち、固定爪部５２の嵌合部５２ｃに可動爪部本体５３ａが嵌合された状態では、可動爪５３ｂと、固定爪５２ｂとが互いに対向するようになっており、この可動爪５３ｂと、固定爪５２ｂとが部品Ｗの側面部分を狭圧することによって部品Ｗを挟持できるようになっている。

このような挟持用ノズル２８は、自然状態では図３（ａ）に示す開状態となっている。すなわち、前記コイルばね４１が負圧作動室４０内で所定長さ分収縮した状態で収納されており、自然状態では、可動爪部５３がコイルばね４１から、図３において右方向に付勢力を受けている。また、可動爪部本体５３ａから上方に突出するピン部材５３ｅが、固定爪部本体５２ａに形成される左右方向に延びる形状のガイド孔５２ｅに挿通されており、ガイド孔５２ｅに挿通されたピン部材５３ｅがガイド孔５２ｅを形成する固定爪部本体５２ａの右側端部に当接することにより、可動爪部５３は固定爪部５２に対して相対的に右側に位置した状態で停止している。すなわち、挟持用ノズル２８は、自然状態において、固定爪５２ｂと可動爪５３ｂとが互いに離反した位置で静止する開状態となるように構成されている。

また、吸引ノズル５１の先端部分が負圧に設定されると、挟持用ノズル２８は、図３（ｂ）に示す閉状態となる。すなわち、固定爪部５２と可動爪部５３とによって部品Ｗを挟持できる状態となる。具体的に説明すると、負圧供給装置２９により吸引ノズル５１の先端部分が負圧に設定されると、連通溝５２ｄ及び長孔５３ｄを通じて負圧作動室４０内が負圧になり吸引力が発生する。すなわち、可動爪部５３にこの吸引力が作用し、可動爪部５３は左側（図３において左側）に力を受ける。そして、可動爪部５３はコイルばね４１の付勢力に抗して、ピン部材５３ｅがガイド孔５２ｅにガイドされつつ、嵌合部５２ｃに沿って移動する。すなわち、図３（ｂ）に示すように、可動爪５３ｂが固定爪５２ｂ側に移動し、固定爪５２ｂと可動爪５３ｂとが閉状態となり、固定爪５２ｂと可動爪５３ｂとによって固定爪５２ｂと可動爪５３ｂとの間に位置する部品Ｗを挟持できるようになっている。

また、ヘッドユニット６には、位置認識カメラ２６（撮像手段）が設けられている（図１参照）。この位置認識カメラ２６は、基板Ｐ上に形成される各種マークを認識するために用いられるとともに、供給された部品Ｗを撮像することにより、上記ノズル部材２１の保持対象となる部品Ｗの中心位置を認識するために用いられるものである。この位置認識カメラ２６は、ＣＣＤエリアセンサ等をもつカメラ本体と照明装置とから構成されており、撮像方向が下向きに指向するようにヘッドユニット６に取付けられている。

一方、基台１上には、ヘッドユニット６の各実装用ヘッド２０により吸着された部品Ｗを認識するための部品認識カメラ１７が設けられている。この部品認識カメラ１７は、ＣＣＤリニアセンサ等をもつカメラ本体と照明装置とからなり、それぞれ撮像方向が上向きに指向する状態で部品供給部４，５のコンベア２側方の位置に設けられている。これにより部品吸着後、部品認識カメラ１７に対してヘッドユニット６を移動させることにより当該移動に伴い各実装用ヘッド２１により保持された部品Ｗをその下側から撮像するようになっている。

図４は、この実装機を制御するコントローラ３０の構成をブロック図で示している。コントローラ３０は、論理演算を実行するＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを記憶するＲＯＭ、作業中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭおよびＨＤＤ等から構成されており、主な機能構成として、主制御手段３１、実装プログラム記憶手段３２、各種データ記憶手段３３、モータ制御手段３４、外部装置制御手段３５および画像処理手段３６等を含んでいる。

主制御手段３１は、実装プログラム記憶手段３２に記憶されている実装プログラムに従って一連の実装作業、つまり基板Ｐの装置内への搬入から搬出までの全ての作業を進めるべく前記ヘッドユニット６等の駆動を統括的に制御するとともに、その作業に伴う各種演算処理を行うものである。

実装プログラム記憶手段３２は、上記の通り一連の実装動作に関する実装プログラムを記憶するものである。

各種データ記憶手段３３は、実装動作の制御に必要な各種情報を記憶するものである。具体的には、部品Ｗの種類、形状、寸法等の部品関連情報、各ノズル部材２１に関する位置情報といった各種情報を記憶するものである。本実施形態では、挟持用ノズル２８の軸中心が部品Ｗの吸着位置に一致させた状態における特定の部品Ｗと固定爪５２ｂとのクリアランスデータ（図７における隙間ｔに関するデータ）についても各部品Ｗ毎の情報として記憶している。

モータ制御手段３４は、Ｘ−Ｙ座標平面上でヘッドユニット６を二次元的に移動させるべく前記Ｘ軸およびＹ軸の各サーボモータ９，１５を駆動制御するとともに、ヘッドユニット６の各実装用ヘッド２０を作動させるべくＲ軸およびＺ軸の各サーボモータ２２，２４を駆動制御するものである。なお、図示を省略しているが各モータ９，１５，２２，２４にはそれぞれエンコーダ等の回転位置情報検出手段が組み込まれており、モータ制御手段３４はこの回転位置情報検出手段による検出情報に基づいて各モータを制御するようになっている。

外部装置制御手段３５は、外部装置の動作を制御するものであり、本実施形態では負圧供給装置２９の動作を制御する。具体的には、負圧供給装置２９に連通するバルブの開閉を制御することにより、ノズル部材２１に供給される圧力（負圧）を調節するものである（圧力調節手段）。すなわち、この外部装置制御手段３５により負圧供給装置２９が制御されることにより、コイルばね４１で連結された固定爪部５２、可動爪部５３の開閉動作が制御されるようになっている。すなわち、本実施形態では、この外部装置制御手段３５及びコイルばね４１によって爪部材駆動手段が構成されている。

画像処理手段３６は、位置認識カメラ２６および部品認識カメラ１７から出力される画像データに所定の画像処理を施すものである。前記主制御手段３１は、位置認識カメラ２６からの画像データに基づいて供給された保持対象となる部品Ｗの中心位置を認識し、必要に応じて部品中心位置に関する補正量等を演算する。

次に、このコントローラ３０による部品Ｗの実装動作制御について図５〜図７を用いて説明する。ここで、図５は実装機全体の実装動作を示すフローチャートであり、図６は、部品保持動作を示すフローチャートである。また、図７は、挟持用ノズル２８によって部品Ｗが挟持される態様を示す概略図である。

基板Ｐの生産が開始されると、実装プログラム記憶手段３２から実装プログラムが読み込まれ、この実装プログラムに基づいて部品Ｗの実装が行われる。まず、コンベア２を駆動して図外のローダから基板Ｐを装置内に搬入し、前記実装作業位置に位置決めする（ステップＳ１）。

そして、ヘッドユニット６を部品供給部４，５に移動させて各実装用ヘッド２０により部品Ｗの取り出しが行われる（ステップＳ２）。具体的には、ヘッドユニット６を部品供給部４，５の上方に移動させ、部品Ｗを吸着又は挟持すべき所定の実装用ヘッド２０を昇降させることによりテープフィーダ４ａ又はトレイフィーダ５ａから部品Ｗを吸着又は挟持してノズル部材２１の先端部分に部品Ｗを保持させる。

なお、以下の説明では、保持対象となる部品Ｗの上面部分の形状がノズル部材による吸着に適さない形状である場合、すなわち、挟持用ノズル２８によって部品Ｗを挟持して保持する場合について詳細に説明する。

具体的には、図６に示すようにステップＳ１１〜Ｓ１７までの処理が行われる。まず、保持対象となる部品Ｗ（対象部品Ｗ）の挟持位置に位置認識カメラ２６を移動させる（ステップＳ１１）。ここで、挟持位置とは、対象部品Ｗの供給位置であり、精度よく対象部品Ｗが供給された場合には、この挟持位置は対象部品の中心位置と一致している。すなわち、予め設定された対象部品Ｗの挟持位置に位置認識カメラ２６を移動させる。具体的には、Ｘ軸およびＹ軸の各サーボモータ９，１５を駆動制御することによりヘッドユニット６を移動させ、位置認識カメラ２６を対象部品Ｗの挟持位置に移動させる。そして、位置認識カメラ２６により対象部品Ｗを上方から撮像し、撮像された対象部品Ｗの画像データから対象部品Ｗの部品認識を行うとともに、供給された状態における対象部品Ｗの中心位置を算出する（ステップＳ１２）。このとき、算出された中心位置が予め設定されている挟持位置と異なる場合には、予め設定された挟持位置が算出された中心位置に補正される。

次に、挟持用ノズル２８を補正後の挟持位置に移動させる（ステップＳ１３）。具体的には、Ｘ軸およびＹ軸の各サーボモータ９，１５を駆動制御することにより、対象となる挟持用ノズル２８の軸中心が補正後の挟持位置に一致するようにヘッドユニット６を移動させる（移動工程）。そして、その位置において、前記挟持用ノズル２８を下降させる（ステップＳ１４）。すなわち、挟持用ノズル２８の固定爪５２ｂと可動爪５３ｂとの間に対象部品Ｗが位置する状態まで挟持用ノズル２８を下降させる（下降工程）。この状態において、図７（ａ）に示すように、固定爪５２ｂと対象部品Ｗとの間にはクリアランス（図７（ａ）における隙間ｔ）が存在している。

次に、この隙間ｔを無くすように挟持用ノズル２８を位置決め移動させる（ステップＳ１５）。すなわち、固定爪５２ｂが対象部品Ｗの側面と当接するまで挟持用ノズル２８を移動させる。具体的には、上述のように位置認識カメラ２６で撮像された対象部品Ｗの画像データに基づき部品認識結果から対象部品Ｗが特定されているため、各種データ記憶手段３３からこの特定の対象部品Ｗに応じたクリアランスデータが読み込まれ、このクリアランス（隙間ｔ）分だけ前記固定爪部５２ｂが前記部品Ｗ側に変位するように挟持用ノズル２８（ヘッドユニット６）を移動させる（図７（ｂ）参照）。すなわち、この挟持用ノズル２８をクリアランス分だけ移動させることにより、固定爪５２ｂが対象部品Ｗの側面と当接するまで移動し、固定爪５２ｂと可動爪５３ｂとによって対象部品Ｗを狭圧するための位置決め移動が行われる（位置決め工程）。

そして、負圧供給装置２９を作動させることにより、固定爪５２ｂと可動爪５３ｂとによって対象部品Ｗを狭圧する（ステップＳ１６）。すなわち、負圧供給装置２９を作動させることにより、可動爪部５３がコイルばね４１の付勢力に抗して嵌合部５２ｃに沿って移動し、固定爪５２ｂと可動爪５３ｂとによって対象部品Ｗが狭圧される（挟持工程。図７（ｃ）参照）。そして、この状態から、挟持用ノズル２８を上昇させることにより（ステップＳ１７）、対象部品Ｗを部品供給部４，５からピックアップさせて部品保持動作が完了する。

このようにして、挟持すべき部品については挟持用ノズル２８で挟持し、それ以外の部品については吸着用ノズル２７により吸着し、こうして全てのノズル部材２１によるそれぞれの対象部品Ｗの保持が完了すると、ヘッドユニット６を部品認識カメラ１７の上方に移動させて各実装用ヘッド２０による保持部品Ｗの撮像を行い、その撮像結果に基づき各部品Ｗの保持状態を認識する（ステップＳ３）。

次いで、ヘッドユニット６を基板Ｐ上に移動させて最初の部品搭載位置の上方に配置した後、実装用ヘッド２０を昇降させることにより対象部品Ｗを基板Ｐ上に実装する（ステップＳ４）。こうして最初の部品Ｗを実装したら、次の搭載位置にヘッドユニット６を移動させることにより、各実装用ヘッド２０に吸着された部品Ｗを順次基板Ｐ上に実装する。

こうして各実装用ヘッド２０の保持部品Ｗを実装し終わると、当該基板Ｐに対して全ての部品Ｗを実装したか否かを判断する（ステップＳ５）。ここでＮＯと判断した場合には、ステップＳ２にリターンし、ヘッドユニット６を部品供給部４，５に移動させて部品Ｗ吸着、部品認識、部品実装の各処理を繰り返し実行する。

これに対してステップＳ５でＹＥＳと判断した場合には、コンベア２を駆動して基板Ｐを装置外に搬出する（ステップＳ６）。これにより基板Ｐに対する一連の部品実装処理が終了する。

以上説明した通りの本実施形態における部品実装機によれば、挟持用ノズル２８の軸中心が対象部品Ｗの中心位置に一致するように挟持用ノズル２８を移動させて前記挟持用ノズル２８を下降させることにより、固定爪部５２と部品Ｗとの間にはクリアランス（隙間ｔ）が形成されるが、前記固定爪部５２が対象部品Ｗに当接するように挟持用ノズル２８を移動させ、クリアランスをほぼ無くした状態で可動爪部５３を固定爪部５２側に移動させて対象部品Ｗを挟持するため、この対象部品Ｗをバランスのよい姿勢で保持することができる。したがって、固定爪部５２と対象部品Ｗとの間に形成されるクリアランスにより部品Ｗが傾斜した状態で固定爪部５２と可動爪部５３とに挟持される虞があった従来の保持方法に比べて、部品Ｗの保持精度の向上及び保持精度を安定させることができる。

上記実施形態では、固定爪部５２が対象部品Ｗの側面に当接するように挟持用ノズル２８を移動させる例について説明したが、固定爪部５２が対象部品Ｗの側面に近接するように挟持用ノズル２８を移動させるものであってもよい。すなわち、挟持用ノズル２８の軸中心が対象部品Ｗの中心位置に一致するように挟持用ノズル２８を移動させて前記挟持用ノズル２８を下降させることにより、固定爪部５２と部品Ｗとの間にはクリアランスが形成されるが、この状態から固定爪部５２が対象部品Ｗの側面に近接するように挟持用ノズル２８を移動させることにより、前記クリアランスを極力無くすことができるため、従来の保持方法に比べて、部品Ｗの保持精度の向上及び保持精度を安定させることができる。

また、上記実施形態では、爪部材駆動手段として、コイルばね４１と負圧供給装置２９とを備える例について説明したが、対象部品Ｗの側面を挟持できるように構成されているものであればよい。例えば、爪部材駆動手段としてアクチュエータ等が用いられることにより機械的に挟持できるように構成されているものであってもよい。

なお、上述したように挟持用ノズル２８と吸着用ノズル２７とが交換可能に構成されており、挟持用ノズル２８及び吸着用ノズル２７いずれも共通の負圧供給装置２９を用いて対象部品Ｗを吸着又は挟持できるようになっている。すなわち、上述の挟持用ノズル２８の構成とすることにより、吸着用ノズル２７と共通の駆動源を用いて対象部品Ｗを保持することができる。したがって、ヘッドユニット６の各実装用ヘッド２０に吸着用ノズル２７が着脱可能に取り付けられるように構成されている部品実装機であっても、大幅な設計変更を要することなく、吸着用ノズル２７を挟持用ノズル２８に取り替えて、吸着に不向きな上面形状を有する対象部品Ｗを保持することができる部品実装機とすることができる。

また、上記実施形態では、位置認識カメラ２６により対象部品Ｗの中心位置を算出することにより挟持位置を補正する例について説明したが、部品供給部４，５により対象部品Ｗが精度よく供給されるように構成されていることにより、挟持位置の補正を省いた構成であってもよい。これにより対象部品Ｗを位置認識カメラ２６により認識する時間を省くことができるため、タクトタイムの向上を図ることが可能となる。

また、上記実施形態では、ヘッドユニット６に複数のノズル部材２１のうち、１本のみが挟持用ノズル２８である例について説明したが、ノズル部材２１のうち、挟持用ノズル２８を複数備えるものであってもよく、また、すべてのノズル部材２１が挟持用ノズル２８で構成されるものであってもよい。また、単一のノズル部材２１を備えたヘッドユニット６であって、このノズル部材２１が挟持用ノズル２８であるものであってもよい。

本発明に係る部品実装機を示す斜視図である。 主にヘッドユニットの構成を示す部品実装機の正面図である。 挟持用ノズルを示す断面図であり、（ａ）は、挟持用ノズルの開状態を示す図であり、（ｂ）は挟持用ノズルの閉状態を示す図である。 部品実装機のコントローラの構成を示すブロック図である。 実装動作全体を示すフローチャートである。 部品保持動作を示すフローチャートである。 挟持用ノズルによって部品が挟持される態様を示す概略図であり、（ａ）は、下降工程の態様を示す図であり、（ｂ）は、位置決め工程の態様を示す図であり、（ｃ）は、挟持工程の態様を示す図である。 従来の部品保持方法を説明するための概略図であり、（ａ）は、ノズル部材を下降させた態様を示す図であり、（ｂ）は、部品を挟持した態様を示す図である。

符号の説明

５ 部品供給部
６ ヘッドユニット
２１ ノズル部材
２７ 吸着用ノズル
２８ 挟持用ノズル
３０ コントローラ
３４ モータ制御手段
４０ 負圧作動室
５１ 吸引ノズル
５２ 固定爪部
５２ｂ 固定爪
５３ 可動爪部
５３ｂ 可動爪

Claims (6)

1. 移動可能なヘッドに設けられた部品保持部材に部品を保持させて、この保持された部品を基板の所定個所に搭載する部品実装機の部品保持方法であって、
   前記部品保持部材は、前記ヘッドに対して固定された固定爪部と、この固定爪部に対して移動可能な可動爪部とを備え、この可動爪部が固定爪部側に移動させることにより部品を挟持するように構成されており、
   挟持対象となる部品に対応する位置に前記部品保持部材を移動させる移動工程と、
   前記固定爪部と前記可動爪部との間に前記部品が位置する状態に前記部品保持部材を下降させる下降工程と、
   前記固定爪部が前記部品に近づく方向に前記部品保持部材を所定量変位させる位置決め工程と、
   前記可動爪部を前記固定爪部側に移動させて前記部品を挟持する挟持工程と、
   をこの順に実行することを特徴とする部品保持方法。
2. 前記位置決め工程では、前記固定爪部が前記部品と当接するように前記部品保持部材を変位させることを特徴とする請求項１に記載の部品保持方法。
3. 供給された部品に対して相対的に移動可能に構成されるヘッドと、
   このヘッドに設けられ、前記ヘッドに対して固定される固定爪部とこの固定爪部に対して移動可能な可動爪部とを有する部品保持部材と、
   を備え、前記供給された部品を前記部品保持部材に挟持させて保持するとともに、この保持された部品を基板の所定個所に搭載する部品実装機であって、
   前記ヘッドを移動させる駆動手段と、
   前記部品に対して前記部品保持部材を昇降動作させる昇降駆動手段と、
   前記可動爪部を固定爪部側に相対的に移動させる爪部材駆動手段と、
   前記駆動手段、昇降駆動手段及び爪部材駆動手段を制御する制御手段と、
   を有しており、
   前記制御手段は、前記部品保持部材の軸中心が挟持されるべき部品の中心位置に一致するように前記部品保持部材を移動させて前記固定爪部と前記可動爪部との間に前記部品が位置する状態に前記部品保持部材を下降させた後、前記固定爪部を前記部品に近づく方向に前記部品保持部材を所定量変位させて前記固定爪部を位置決めしてから、前記可動爪部を前記固定爪部側に移動させることにより前記部品を挟持させることを特徴とする部品実装機。
4. 前記爪部材駆動手段は、前記固定爪部の基部と可動爪部の基部との間に形成される負圧作動室に収容されるばね部材と、前記負圧作動室内の圧力を調節する圧力調節手段とによって構成されており、前記圧力調節手段により負圧作動室内に所定の負圧を与えることで前記ばね部材を収縮させつつ固定爪部と可動爪部とを互いに接近させて部品を挟持させるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の部品実装機。
5. 前記ヘッドを保持するヘッドユニットを有しており、このヘッドユニットには撮像手段が備えられ、前記部品の中心位置は前記撮像手段により前記部品保持部材の挟持対象となる部品の撮像データに基づいて補正され、この補正後の部品の中心位置に前記部品保持部材の中心位置が一致するように前記部品保持部材を移動させることを特徴とする請求項３又は４に記載の部品実装機。
6. 前記ヘッドを保持するヘッドユニットを有しており、このヘッドユニットには前記部品保持部材が複数設けられていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の部品実装機。

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