JP2009088035A - 電子部品装着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸着ノズルが電子部品を真空吸着している状態から大気開放してプリント基板上に装着する際の大気開放タイミングを容易に極力早くすること。
【解決手段】電子部品Ｄの取出後のプリント基板Ｐ上方へ装着ヘッド７が移動して、装着位置に向けて吸着ノズル１３の下降の際の吸着保持された電子部品Ｄがプリント基板Ｐに当接する直前において、切替弁３９は一側に切替えられて空気通路４０等が大気開放側に連通する。更に、コイリスプリング３１の付勢力に抗して押し込むようにノズル支持体２４が下降すると、吸着ノズル体２５の一対の案内孔２８に沿って案内されながらノズル支持体２４及び吸着ノズル体２５に対してピン２３及び吸着ノズル１３が上昇する。このとき、吸着ノズル１３は空気開放孔２１及び吸着ノズル体２５の大気開放口２５Ｂを介して大気開放して、吸着ノズル１３による電子部品Ｄの真空吸着は解かれ、プリント基板Ｐ上に装着される。
【選択図】図６

Description

本発明は、吸着ノズルが設けられた装着ヘッドを備えて、部品供給装置から前記吸着ノズルにより取出した電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着装置に関する。

この種の電子部品装着装置は、特許文献１などで広く知られている。そして、プリント基板への電子部品の装着の際にプリント基板に電子部品をバネの付勢力に抗して押し込むように構成することも知られている。
特開２００７−９６２３８号公報

しかし、吸着ノズルが電子部品を真空吸着している状態から大気開放してプリント基板上に装着する際の大気開放タイミングは複雑であって、例えば電磁弁を用いて大気開放のタイミングを制御したときに、電子弁を開く指令が出力されても電磁弁はすぐには動作しなく、また、電磁弁が吸着ノズルから離れた位置にあるので、大気開放が遅れるという問題が発生し、その制御は大変であった。

そこで本発明は、吸着ノズルが電子部品を真空吸着している状態から大気開放してプリント基板上に装着する際の大気開放タイミングを容易に極力早くすること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、吸着ノズルが設けられた装着ヘッドを備えて、部品供給装置から前記吸着ノズルにより取出した電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、前記装着ヘッドに前記吸着ノズルを昇降可能に取り付けると共に前記プリント基板への電子部品の装着の際にプリント基板に電子部品をバネの付勢力に抗して押し込むように構成し、押し込んだ際に前記吸着ノズルの側面に開設した大気開放口を大気に連通することを特徴とする。

また第２の発明は、吸着ノズルが設けられた装着ヘッドを備えて、部品供給装置から前記吸着ノズルにより取出した電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、前記装着ヘッドに前記吸着ノズルを昇降可能に取り付けると共に前記プリント基板への電子部品の装着の際にプリント基板に電子部品をバネの付勢力に抗して押し込むように構成し、押し込む前では前記装着ヘッドに対して前記吸着ノズルは下降状態にあって前記吸着ノズル側面に開設した大気開放口は閉塞した状態にあり、押し込んだ際に前記装着ヘッドに対して上昇することにより前記大気開放口を大気に連通することを特徴とする。

本発明は、吸着ノズルが電子部品を真空吸着している状態から大気開放してプリント基板上に装着する際の大気開放タイミングを容易に極力早くすること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、図面に基づき、本発明の実施の形態を説明する。図１は電子部品装着装置１の平面図で、該装着装置１の基台２上には種々の電子部品を夫々その部品取出位置（部品吸着位置）に１個ずつ供給する部品供給ユニット３が複数並設されている。対向する供給ユニット３群の間には供給コンベア４、位置決め部５及び排出コンベア６が設けられている。前記供給コンベア４は上流側装置より受けたプリント基板Ｐを前記位置決め部５に搬送し、この位置決め部５で位置決め機構（図示せず）により位置決めされた該基板Ｐ上に電子部品が装着された後、排出コンベア６に搬送され、下流側装置に搬送される。

前記部品供給ユニット３はテープ供給リール（図示せず）に巻回収納された収納テープＣを１ピッチずつ間欠送りすると共にカバーテープを剥離して、部品取出位置に電子部品Ｄを送り、吸着ノズル１３による取出しに供するものである。

８はＸ方向に長い一対のビームであり、Ｙ軸駆動モータ９の駆動によりネジ軸１０を回転させ、左右一対のガイド１１に沿ってプリント基板Ｐや部品供給ユニット３の部品取出位置上方を個別にＹ方向に移動する。

各ビーム８にはその長手方向、即ちＸ方向にＸ軸駆動モータ（図示せず）によりガイドに沿って移動する装着ヘッド７が設けられ、この装着ヘッド７には複数本の吸着ノズル１３が設けられる、説明の便宜上１本のみ図示している。そして、前記装着ヘッド７には前記吸着ノズル１３を上下動させるための上下軸駆動モータ（図示せず）が搭載され、また鉛直軸周りに回転させるためのθ軸駆動モータ（図示せず）が搭載されている。したが.って、装着ヘッド７の吸着ノズル１３はＸ方向及びＹ方向に移動可能であり、鉛直軸回りに回転可能で、かつ上下動可能となっている。

１８は部品認識カメラで、電子部品が吸着ノズル１３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、位置認識するために電子部品を撮像する。そして、各電子部品が吸着ノズル１３に吸着保持された状態で部品認識カメラ１８により撮像されて認識処理装置により認識処理される。

次に、前記吸着ノズル１３は装着ヘッド７に昇降可能に取り付けられるが、図２及び図３に基いて、詳細に説明する。先ず、前記吸着ノズル１３は中空状を呈して空気流通路２０が形成されると共に側面に大気開放用の丸孔形状の２つの空気開放孔２１が形成される。また、前記空気開放孔２１の上方位置に、後述するピン２３が外側方から嵌入する円形状の取付孔２２が開設されている。

２５は吸着ノズル１３が中空の案内通路２６内に上下動可能に取り付けられた吸着ノズル体で、前記装着ヘッド７に上下動可能に支持された中空円筒状のノズル支持体２４に取り付けられている。前記吸着ノズル体２５の案内通路２６の中間部には更に拡径したバネ収納部２７を形成し、前記吸着ノズル体２５の外側面に形成した上下に延びた細長孔形状の一対の案内孔２８及び前記吸着ノズル１３の取付孔２２にピン２３が嵌入しており、このピン２３に下端部が支持されると共に上端部が案内通路２６とバネ収納部２７との段差部３０に支持された状態でコイルバネ３１が吸着ノズル１３を囲むように巻回した状態で前記バネ収納部２７内に収納される。

従って、通常の状態ではコイルバネ３１の付勢により案内孔２８の開口下縁部にピン２３が圧接して吸着ノズル体２５に対する吸着ノズル１３の下限位置が定まっており、吸着ノズル１３の上限位置は案内孔２８の開口上縁部により定まる。このコイルバネ３１は電子部品Ｄの装着時の際に、吸着ノズル１３が電子部品Ｄに与える衝撃を緩和させる役割を果たす。

また、前記吸着ノズル体２５はその鍔部３５がノズル支持体２４の下端部に当接するまでノズル支持体２４に挿通した状態で、固定ネジ３６がノズル支持体２４を貫通して前記吸着ノズル体２５の複数の嵌合片３７間の溝３８内に嵌合することにより、ノズル支持体２４に吸着ノズル体２５を着脱可能に固定する。なお、ノズル支持体２４の固定ネジと同じ位置に固定ネジ３６の換わりに支持ピンを固定し、この支持ピンが吸着ノズル体２５の溝３８内に嵌合することにより、ノズル支持体２４に吸着ノズル体２５を着脱可能に固定するようにしてもよい。

３９は中空円筒状を呈したノズル支持体２４の空気通路４０途中に設けた切替弁であり、切替弁３９を一側に切替えると空気通路４０を大気開放側に連通させ、他側に切替えると空気通路４０を図示しない真空源に連通させる構成である。

以上の構成により、作業者が始動スイッチを押圧すると、電子部品装着装置１の自動運転を行なうことができ、初めにプリント基板Ｐが上流装置より供給コンベア４を介して位置決め部５に搬送され、図示しない位置決め機構により位置決め固定される。

次いで、記憶装置（図示せず）に格納されたプリント基板Ｐの装着すべきＸＹ座標位置、鉛直軸線回りへの回転角度位置及び各部品供給ユニット３の配置番号等が指定された装着データに従い、次々に装着ヘッド７が移動して電子部品の部品種に対応した吸着ノズル１３が装着すべき電子部品を所定の部品供給ユニット３から吸着して取出す。

詳述すると、装着ヘッド７の吸着ノズル１３はステップ番号０００１の装着すべき電子部品を収納する部品供給ユニット３上方に位置するよう移動するが、Ｙ方向はＹ軸駆動モータ９が駆動して一対のガイド１１に沿ってビーム８が移動し、Ｘ方向はＸ軸駆動モータが駆動して装着ヘッド７が移動し、既に所定の部品供給ユニット３は駆動されて部品吸着位置にて部品が取出し可能状態にあるため、上下軸駆動モータが駆動してノズル支持体２４、吸着ノズル体２５及び吸着ノズル１３が下降して電子部品を吸着して取出す。

この場合、図４に示すように、部品供給ユニット３に装填された収納テープＣ内の電子部品Ｄを吸着して取り出す前は、切替弁３９は一側に切替えられておりノズル支持体２４に形成された空気通路４０は大気開放側に連通しているが、図５に示すように、収納テープＣから吸着ノズル１３が吸着して取り出す際には切替弁３９は他側に切替えられて真空源に連通して、空気通路４０、吸着ノズル体２５の空気通路２５Ａ及び吸着ノズル１３の空気流通路２０を介して吸着ノズル１３電子部品Ｄを真空吸着して取り出すことができる。なお、電子部品Dを真空吸着して取り出すとき及びプリント基板に装着するときには、上下軸駆動モータが図示しないノズル下降制御手段によって制御され、ノズル支持体２４の下降量、即ちストロークが制御される。そして、電子部品Dを真空吸着して取り出すときのノズル支持体２４のストロークと、後述する電子部品Dをプリント基板に装着するときのノズル支持体２４のストロークとは異なるため、電子部品Ｄを取り出す間は、空気開放孔２１は吸着ノズル体２５にて塞がれたままで、吸着ノズル１３は大気開放しない。

そして、この取り出し後は、吸着ノズル１３は位置決め部５にて位置決めされたプリント基板Ｐ上の所定位置に電子部品を装着するように移動するが、この装着ヘッド７の移動途中において、装着ヘッド７が移動しながら部品認識カメラ１８の上方位置を通過する際に吸着ノズル１３に吸着保持された電子部品が部品認識カメラ１５により撮像される。そして、電子部品が当該吸着ノズル１３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認識処理装置にて認識処理される。そして、この電子部品の認識処理結果に基づいて補正され、Ｙ軸駆動モータ９、Ｘ軸駆動モータ及びθ軸駆動モータが制御され、プリント基板Ｐの所定位置に装着されることとなる。

このとき、この電子部品Ｄの取り出し後のプリント基板Ｐ上方へ装着ヘッド７が移動して、プリント基板Ｐ上の装着位置に向けて吸着ノズル１３の下降の際の吸着ノズル１３に吸着保持された電子部品Ｄがプリント基板Ｐに当接する直前において、電子部品装着のために、切替弁３９は一側に切替えられて空気通路４０等が大気開放側に連通する。更に、コイリスプリング３１の付勢力に抗して押し込むようにノズル支持体２４が下降すると、図６に示すように、逆にノズル支持体２４及び吸着ノズル体２５に対して吸着ノズル１３が上昇する。

即ち、吸着ノズル体２５の一対の案内孔２８に沿って案内されながら吸着ノズル体２５に対してピン２３及び吸着ノズル１３が上昇する。このとき、吸着ノズル１３下端に近い位置に大気開放口２５Ｂがあるので、吸着ノズル１３は空気開放孔２１及び吸着ノズル体２５の大気開放口２５Ｂを介して大気開放して、吸着ノズル１３の下端部の圧力を速く上昇させ、吸着ノズル１３による電子部品Ｄの真空吸着を極力早く解くことができ、電子部品Ｄをプリント基板Ｐ上に確実に装着できる。

そして、ノズル支持体２４、吸着ノズル体２５及び吸着ノズル１３が上昇しながら部品供給ユニット３上方へ移動するが、図７に示すように、この上昇に伴ってコイルスプリング３１の付勢力によりノズル支持体２４及び吸着ノズル体２５に対して吸着ノズル１３が下降して、吸着ノズル１３の空気開放孔２１は吸着ノズル体２５により閉塞される。

以上本発明の実施形態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。 吸着ノズル体及び吸着ノズルの縦断正面図である。 吸着ノズル体及び吸着ノズルの縦断側面図である。 電子部品の取り出し前のノズル支持体、吸着ノズル体及び吸着ノズルの縦断正面図である。 電子部品の吸着取出時のノズル支持体、吸着ノズル体及び吸着ノズルの縦断正面図である。 電子部品の装着時のノズル支持体、吸着ノズル体及び吸着ノズルの縦断正面図である。 電子部品の装着後のノズル支持体、吸着ノズル体及び吸着ノズルの縦断正面図である。

符号の説明

１ 部品装着装置
３ 部品供給ユニット
７ 装着ヘッド
１３ 吸着ノズル
２０ 空気流通路
２１ 空気開放孔
２４ ノズル支持体
２５ 吸着ノズル体
２５Ｂ 大気開放口
３１ コイリスプリング
３９ 切替弁
４０ 空気通路

Claims (2)

1. 吸着ノズルが設けられた装着ヘッドを備えて、部品供給装置から前記吸着ノズルにより取出した電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、前記装着ヘッドに前記吸着ノズルを昇降可能に取り付けると共に前記プリント基板への電子部品の装着の際にプリント基板に電子部品をバネの付勢力に抗して押し込むように構成し、押し込んだ際に前記吸着ノズルの側面に開設した大気開放口を大気に連通することを特徴とする電子部品装着装置。
2. 吸着ノズルが設けられた装着ヘッドを備えて、部品供給装置から前記吸着ノズルにより取出した電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、前記装着ヘッドに前記吸着ノズルを昇降可能に取り付けると共に前記プリント基板への電子部品の装着の際にプリント基板に電子部品をバネの付勢力に抗して押し込むように構成し、押し込む前では前記装着ヘッドに対して前記吸着ノズルは下降状態にあって前記吸着ノズル側面に開設した大気開放口は閉塞した状態にあり、押し込んだ際に前記装着ヘッドに対して上昇することにより前記大気開放口を大気に連通することを特徴とする電子部品装着装置。