JP2010087062A - 電子部品装着ヘッド及びこれを用いた電子部品実装装置 - Google Patents

電子部品装着ヘッド及びこれを用いた電子部品実装装置 Download PDF

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功 高平
Naokatsu Kashiwatani
尚克 柏谷
Naoki Urata
直紀 浦田
Yutaka Ikeda
裕 池田
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Abstract

【課題】電子部品実装装置において、装着ヘッドにおける吸着ノズル上下動作と吸着ノズル回転動作の並行動作を最大限まで拡大し、並行動作時に発生する干渉による振動を除去するとともに、吸着ノズル実装本数を増加させ生産性を向上する。
【解決手段】吸着ノズル選択手段に磁力を用いたノズル保持部材を設け、吸着ノズル選択時に吸着ノズル相互の干渉と振動発生を抑制し、吸着ノズルを部品吸着位置に合わせて同心円をなして環状に多重に配置する。
【選択図】 図4

Description

本発明は、装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより電子部品を吸着し取出して電子回路基板上に装着する電子部品実装装置に関する。
電子部品実装装置は、例えば下記の特許文献1に記載されているように、複数の吸着ノズルを搭載した装着ヘッドにより電子部品を真空吸着後、装着ヘッドを電子基板上に移動し、吸着された電子部品を電子基板に装着する。吸着動作時は装着ヘッドに環状に並べられた吸着ノズル群のひとつに電子部品を吸着させる場合、装着ヘッド回転軸を中心に吸着ノズル群を回転させ、所定の位置で選択した吸着ノズルをバネ等で付勢して下方向に移動させ、部品供給ユニットの電子部品を真空などを用いて吸着させる。電子部品を吸着した後、吸着ノズルを上方向に移動させて所定の待機位置まで移動し、その後次の吸着ノズルを選択するために吸着ノズル群が回転する。即ち、吸着動作時は選択された吸着ノズルのみが装着ヘッドから突出して上下動するようになっており、この動作は電子部品を装着する際も同様である。
これら電子部品実装装置は市場から常に高い生産性を求められ、部品実装のスループットは年々上昇傾向にある。同時に不良電子基板を生産しないために高い装着精度を求められている。
特開2005−228992号公報
しかし、電子部品実装装置の生産性向上は装着ヘッドに搭載されるモータの動作速度限界等により頭打ちの状態にある。また、装着ヘッドの回転動作と吸着ノズル上下動作の並行動作によって生産性を向上する方式においては機構的な制約により完全に並行動作できない場合がある。また吸着ノズル本数を増加するにもヘッド外径の制約から大幅な増加は難しい。さらに、モータ動作速度を向上すると、上記並行動作中に起きる吸着ノズル同士の接触や干渉により生じる振動が増大して電子基板の装着チップズレが発生し、不良製品発生の最大の原因となっている。
そこで本発明は、吸着ノズルを所定の位置に移動させる回転動作と、電子部品を吸着/装着するために吸着ノズルを上下方向に移動させる動作を相互干渉なく最大速度で並行動作させる新規な構成に関するものである。
このために本発明においては、電子部品を吸着して電子基板上に装着する複数の吸着ノズルと、前記複数の吸着ノズルを保持するとともに所定の吸着ノズルを選択して離脱させるノズル選択部材と、前記所定の吸着ノズルを含む複数の吸着ノズルを昇降させるノズル昇降装置を有し、回転可能な電子部品実装装置の電子部品装着ヘッドにおいて、前記ノズル選択部材は前記複数の吸着ノズルを磁力により吸引保持する複数のノズル保持部材を有することを特徴とする。
また、前記ノズル保持部材は永久磁石を用いても良い。ノズル保持部材は、複数の吸着ノズルを保持する磁力を相殺する電磁石を有し、電磁石への通電制御により所定の吸着ノズルを選択し前記ノズル選択部材から離脱させることができる。また、ノズル保持部材は複数の吸着ノズルを保持する電磁石を有し、電磁石への通電制御により前記吸着ノズルの保持又は離脱を制御することができる。
また、前記ノズル選択部材は、前記ノズル保持部材を備えたノズル保持部材台座と、前記複数の吸着ノズルを所定配置で支持し、ノズル保持部材から離脱した吸着ノズルを装着ヘッドの回転軸方向に支持するノズル支持体を有することを特徴とする。
また、前記吸着ノズルの前記ノズル保持部材と接触する部分に強磁性材料からなる吸着部材を設けたことを特徴とする。前記吸着部材は純鉄を用いることができる。
また、ノズル支持体に配置された複数の吸着ノズルは、前記吸着ヘッドの回転軸を中心とした単一または複数の円周上に環状に配置されていることを特徴とする。ノズル支持体に配置された複数の吸着ノズルは、直線上に1列あるいは複数列状に配置されていてもよい。ノズル支持体に配置された複数の吸着ノズルは、部品吸着位置に合わせて配置されていることを特徴とする。
また、ノズル選択部材を装着ヘッド回転軸を中心に回転させるノズル回転手段を有することを特徴とする。
また、前記吸着ノズル選択手段により選択された吸着ノズルを単独または複数本同時に昇降させるノズル昇降装置を備え、前記吸着ノズルの昇降動作と回転動作を並行して行うことを特徴とする。
さらに、上記電子部品装着ヘッドを、一方向に移動可能に支持する第1のガイド部材と、ガイド部材を電子部品装着ヘッドの前記移動方向と直交する方向に移動可能に支持する第2のガイド部材とを備える電子部品実装装置を有することを特徴とする。
本発明は、吸着ノズルを選択する機構を相互干渉を生じない構成とすることにより、吸着ノズル上下動作とヘッド回転動作を並行動作させる速度を最大化し、作業時間の短縮を可能とする。また、吸着ノズル実装本数を増加することによりスループットを向上する。さらに吸着ノズルの干渉要素を除去することにより部品装着ズレの発生頻度を大幅に軽減する効果がある。
以下に本発明の実施例を図面に基づき説明する。
〔装置の基本構成〕
以下、本発明による電子部品実装装置の一実施例を図面に基づいて説明する。図1は電子部品実装装置1の平面図を示す。電子部品装着装置1のフィーダベース1A、1B、1C、1Dには、電子部品を部品取出し位置(吸着位置)に供給する部品供給ユニット11が各々着脱可能に設置されている。
4組の部品供給ユニット11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が設置されている。供給コンベア4は製造ライン上流より送られてきた電子基板Pを前記位置決め部5に順次搬送し、所定位置に位置決めされた電子基板P上に電子部品が装着された後、排出コンベア6に搬送される。
8は図1のX方向に設けられた第1のガイド部材である一対のビームである。ビーム8には、リニアモータによりビーム8に沿ってX方向に移動する装着ヘッド体7が設置されている。装着ヘッド体7は、吸着ノズルを有する装着ヘッド9を上下動及び回転可能に支持している。装着ヘッド9は、垂直方向の回転軸を中心に回転可能に支持されている。
部品認識カメラ701は、前記各装着ヘッド体7および装着ヘッド9に対応してそれぞれ1個ずつ計4個が装置本体に設けられている。部品認識カメラ701は電子部品が吸着ノズルに対して、XY方向及び回転角度方向につきどれだけ位置ずれして吸着保持されているかを位置認識するため、複数の前記吸着ノズルに吸着保持された全ての電子部品を一括して撮像する。同時に任意の複数個の電子部品を撮像可能である。また、部品認識カメラ701は吸着ノズルに電子部品が吸着保持されているか否かを確認することができる。
図2は電子部品実装装置1の正面図であり、ビーム8の移動構造からなる第2のガイド部材を示す。ビーム8両端に設けたリニアモータ21の駆動により、ビーム8および一体に固定されたスライダ9bが左右一対のガイド10に沿って摺動し、位置決め部5上の電子基板Pや部品供給ユニット11の部品取出し位置上方を図1Y方向に移動する。装着ヘッド体7も図示しないリニアモータによりビーム8に対し移動可能に構成されている。
〔装着ヘッド〕
次に、図3を用いて装着ヘッド9について説明する。各装着ヘッド体7は夫々圧縮バネ112により下方へ付勢される複数の吸着ノズル115を有する装着ヘッド9と、図示しないフレーム、カバー、電装品等を備えている。各装着ヘッド9には図示しない基板認識カメラが設けられ、位置決め部5に位置する電子基板Pに付された位置決めマークを撮像し装着ヘッド9と電子基板Pの位置決めを行う。
107は回転可能な接続端子からなるスリップリングであり、装置本体と装着ヘッドとの間の電力伝達、情報通信を行う。108はエア供給用のロータリージョイントであり、回転動作中の吸着ノズルに真空や正圧を与える。109は装着ヘッド体7に固定され、ヘッド回転軸を中心にロータ110を回転させるθ回転用のノズル回転モータである。ロータ110は吸着ノズル支持体としても機能し、圧縮バネ112により下方に付勢された吸着ノズル115を支持する。
111はヘッドの中心から下方に突出して設置された部品検出及び吸着姿勢検出及び吸着ノズル下端位置検出を行うラインセンサユニットである。ラインセンサユニット111は円錐状の反射面を有し反射体を配設した発光ユニット116aと、CCD素子を備えた受光ユニット116bから構成される。
101は装着ヘッド体7に設けられた吸着ノズル昇降装置である。102はノズル昇降モータ、103はノズル昇降モータ102の回転軸と連結部材104により連結され回転駆動される動力伝達部材としてのボールネジである。105はボールネジ103に螺合して昇降する昇降体、106は装着ヘッド体7に固定され昇降体105を案内するガイドである。113は上記昇降体105に取り付けられた吸着ノズル支持体である。吸着ノズル支持体113は吸着ノズル昇降時に用いる。301は吸着ノズル115を磁力により吸引保持するノズル保持部材である。306は昇降体105と一体に昇降するノズル保持部材台座である。ノズル保持部材台座306の内部には前記ノズル保持部材301が設けられている。304は吸着ノズル115の上端に設けたノズル係止部材である。
〔部品の真空吸着〕
電子部品の真空吸着については従来の電子部品実装装置と同様の構成を有する。308は各吸着ノズルの周方向外側に各吸着ノズルに対応して等角度間隔に設けられたエア切換バルブであり、電磁駆動のソレノイドバルブを有する。
即ち、ソレノイドバルブ内の電磁石への通電により真空通路と吸着ノズル連通通路とが連通し、吸着ノズル連通通路とエア通路とが遮断され、中空の吸着ノズル115の内部通路は吸着ノズル軸通路、吸着ノズル連通通路及び真空通路を介して図示しない真空源と連通し、吸着ノズル115は電子部品の真空吸着を維持する。また、電磁石が非通電になると、真空源と連通した真空通路と吸着ノズル連通通路とが遮断され、吸着ノズル連通通路とエア通路とが連通し、吸着ノズル115による電子部品Dの真空吸着を止めると共に、吸着ノズル115の内部通路にエア供給源からの空気が吹き込まれる。
〔吸着ノズルの磁力吸着〕
次に吸着ノズル115の磁力吸着について図4を用いて説明する。吸着ノズル選択部材はノズル保持部材301と、これを内部に備えたノズル保持部材台座306からなる。ノズル保持部材301は吸着ノズル115を常時上方に吸引保持し、又は切離す機能を果たす。この時、ノズル保持部材301には、吸着ノズル115上部に設置された吸着部材302が引き付けられる。吸着部材302は吸着ノズル115上部に固定された純鉄等の強い磁気吸引力をもつ強磁性材料を用いるのが好ましい。吸着部材302の代わりに吸着ノズル115上部、もしくは吸着ノズル115上部に取り付けられたノズル係止部材304の一部を吸着部材302と同じ特性、形状にしてもよい。ノズル保持部材301は図示してある形状には限定されない。
ノズル保持部材301は永久磁石303と電磁石305を有し、この永久磁石303により発生する磁束を用いて吸着部材302を吸着している。電磁石305に永久磁石の発生磁束と逆方向の磁束を発生させ、永久磁石の磁束を打ち消し磁力を相殺することで任意の瞬間に吸着部材302を切り離す。また、永久磁石の磁束と同方向に磁束を発生させ、磁束を高め吸着ノズルを確実に保持することもできる。また吸着ノズル115を複数本選択して切り離すことも可能である。上記構成に替えて、ノズル保持部材301を電磁石のみで構成し、その通電制御により吸着ノズル115の保持および選択的離脱を行わせることもできる。
図4、図5に示すように、ノズル保持部材301から切り離された吸着ノズル115は圧縮バネ112により下方向に付勢されているため、吸着ノズル支持体113にノズル係止部材304を介して押し付けられ吸着ノズル支持体113の昇降とともにノズル保持部材301から切り離され選択された任意の吸着ノズル115が、装着ヘッド9下端から突出して昇降する。
ノズル保持部材301はノズル保持部材台座306内で夫々の吸着ノズル115上部に配置され、ロータ110の回転と共に回転する。よって、吸着ノズル115とノズル保持部材301のθ方向に対する相対的な位置関係は変らない。このとき、吸着ノズル115の上下動作と回転動作は互いに干渉を受けないため、ロータ110の回転動作と吸着ノズル115の上下動作の並行動作を円滑に行うことができる。
センターシャフト307の外周の一部はスプライン構造でノズル保持部材台座306と係合している。ロータ110の回転は上記センターシャフト307によって伝達され、ノズル保持部材台座306はロータ110と共に回転する。ロータ110の回転をノズル保持部材台座306に伝える手段としてはロータ110とノズル保持部材台座を直接つなぐ連結部材を用いてもよい。
図6(a)に吸着ノズル配置位置の例を示す。前記吸着ノズル115は、同一円周上に環状に部品吸着位置に合わせて配置する。また、同心円をなして環状に多重に配置してもよい。本実施例では機械的に干渉を生じる構成を持たないため、吸着ノズル配置密度を高めることができる。また、図6(b)に示すように、ノズル係止部材304の形状を変える等により、更に配置密度を高めることができる。吸着ノズル配置は、1列または複数列状に配置することもでき、この場合は装着ヘッドの移動方向を回転に替えてXY方向に移動可能に工夫する必要がある。
〔部品吸着〕
以下、電子部品供給装置1による電子部品の吸着及び装着の動作について説明する。図1において、先ず電子基板Pを上流装置より供給コンベア4を介して位置決め部5に搬入し、図示しない位置決め機構により位置決め動作を開始する。
電子部品の部品種に対応した吸着ノズル115が特定され、装着すべき電子部品を所定の部品供給ユニット11から吸着して取出す。このとき、リニアモータにより各装着ヘッド体7の吸着ノズル115が各部品供給ユニット11の先頭の電子部品上方に位置するよう移動する。
各部品供給ユニット11は部品吸着位置にて電子部品が取出し可能状態にあり、ヘッド昇降モータ102が回転し装着ヘッド9がガイド106に沿い所定の高さまで下降する。次に、図7において、初めに電子部品Dを吸着する吸着ノズル(以下1番吸着ノズルという)115が吸着位置に回転移動する。即ち、装着ヘッド9の底面図である図7に示す吸着位置(この位置を0°とする)151からずれている場合には、吸着ノズル回転モータ109が回転し、装着ヘッド9の吸着ノズル115が中心軸Cの回りをθ回転する。
吸着ノズル回転モータ109の加速度、吸着ノズル昇降モータ102の並進方向の加速度と吸着ノズル上下方向の動作とヘッド中心軸Cを中心にしたロータ回転の並行動作から、吸着ノズル115と電子部品Dがオーバーラップする最大限の時間は一義的に決まる。従ってこのタイミングでノズル保持部材301がリリースできるよう、リリース動作の数ms前に吸着部材302を切り離す信号をノズル保持部材301に出力する。
このタイミングに基づいて、駆動信号を吸着ノズル昇降モータ102へ出力し、吸着ノズル昇降モータ102は動力伝達部材103により昇降体105及び吸着ノズル支持体113を下降させ、1番吸着ノズル115は供給ユニット11から電子部品Dを吸着するためにあらかじめ設定された高さに向かって下降する。このとき吸着ノズル支持体であるロータ110のθ回転及び吸着ノズル支持体113の下降により、1番吸着ノズル115は回転しつつ下降し、吸着位置151に到達すると共に電子部品Dを吸着する高さまで下降する。
このように、1番吸着ノズル115の吸着位置151への回転と下降とが並行して行われる。従って電子部品Dの吸着動作に要する時間を短縮することができ、電子基板Pへの電子部品装着時間を短縮することが可能になる。この吸着ノズル115の回転及び下降は装着ヘッド体7のXY方向の移動中に開始される。
図7において、ラインセンサユニット111の発光ユニット116a、受光ユニット116bは吸着位置151より例えば45°離れた位置に設けられる。矢印方向への間欠的な回動に伴い電子部品Dを吸着した吸着ノズル115が検出位置152を通過した際に、ラインセンサユニット111により吸着ノズル115の下端での電子部品Dの有無検出及び吸着姿勢の検出等が行なわれる。
電子部品Dの吸着面以外の面が吸着ノズル115に吸着され、いわゆる立ち状態や斜め吸着状態にあると検出した場合には、装着ヘッド9及び吸着ノズル115を排出箱上方に移動させて電子部品Dを落下排出させ、再び同電子部品Dの吸着リカバリー動作を行う。正常な吸着姿勢と検出された場合は真空吸着を維持する。このとき同時に電子部品Dの下端位置が検出されるので、部品寸法公差による高さ方向のバラツキを補正するため、電子基板Pへの装着の際に吸着ノズルの下降ストロークを前記下端位置に応じて変更するように制御する。ついで、吸着ノズル昇降モータ102を駆動制御して昇降体105を下降させ、吸着ノズル支持体113の下降により前記吸着ノズル115を装着のため所定ストローク降下させる。
なお、吸着ノズルが12本ある場合に、最後の吸着ノズルである12番吸着ノズルが電子部品Dを吸着した時点では、12番吸着ノズルは吸着位置151にあり、その前の11番吸着ノズルは吸着位置の次の停止位置153にある。このため、ロータ110を30°ずつ2回間欠的に回転させる信号を吸着ノズル回転モータ109に出力する。
この結果、まず11番吸着ノズルが吸着保持している電子部品Dが検出位置152を通過してラインセンサユニット111による電子部品Dの有無検出及び吸着姿勢の検出等が行なわれ、次に12番吸着ノズルが吸着保持している電子部品Dが検出位置152を通過し、同様に電子部品Dの検出等が行なわれ、総ての吸着ノズルでの電子部品Dの有無検出及び吸着姿勢の検出等が終了する。
なお、上述した吸着ノズルの動作よりもさらに吸着動作を早めることが可能であり、その構成を図6及び図8により説明する。図6でPCDとはヘッド中心Cを中心に円周上に吸着ノズルを配置する際の部品吸着間距離を指す。このPCDを並列にならんだ部品供給ユニット11の部品取出し口の間隔と同一に設計し、前述のように吸着ノズル昇降機構を構成することで、吸着位置151上方にある2本の吸着ノズルを同時に下降させ、図8(a)の従来例のように電子部品を1つずつ取出すのではなく、図8(b)に示すように同時に2つの電子部品を取出すことで吸着動作回数を従来の半分に減少させることができる。この動作を同時吸着と呼び、同時吸着の際にも吸着ノズル上下動作と吸着ノズル回転動作を並列に行うことができる。
〔部品装着シーケンス〕
以上のように、各吸着ノズルによる電子部品の吸着動作及び吸着ノズルでの電子部品Dの有無検出及び吸着姿勢の検出等が終了すると、部品装着のシーケンスデータを生成する。また、各吸着ノズルが保持した電子部品寸法が厚い場合には、部品認識カメラ701による部品認識の際に、その電子部品が部品認識カメラ701のフォーカス範囲に収まるように装着ヘッド9を上昇させる信号を出力し、装着ヘッド9は上昇を開始し所定の高さまで上昇する。各吸着ノズルが保持した電子部品が例えば薄く、各吸着ノズルが上昇した状態にて電子部品が部品認識カメラのフォーカスの範囲に収まる場合には、上記装着ヘッド体7の上昇動作は行われない。
このように、電子部品実装装置においては、吸着ノズルが吸着保持する高さを、各吸着ノズルの昇降のみでなくヘッド昇降装置の動作による装着ヘッドの昇降により調節することができ、その調節の範囲を拡大することができるので装着ヘッドにて吸着し電子基板に装着可能な電子部品の範囲を広げることができる。
上記上昇動作が行われる場合には上昇動作開始と同時に、また上記上昇動作が行われなかった場合には最後の吸着ノズル115が電子部品を吸着保持した後に、装着ヘッド9が部品認識カメラ701の上方を通過し、位置決め部5で位置決めされている電子基板P上の装着座標位置に移動するように信号を出力する。この信号によりリニアモータが制御されて、各装着ヘッド体7がXY方向に移動する。
装着ヘッド体7の移動中に装着ヘッド9は部品認識カメラ701の上方を通過し、部品認識カメラ701が「ビーム無停止一括フライ認識」処理で、装着ヘッド9の全吸着部品Dの同時撮像及びその画像取込を実行し、部品認識処理装置により部品認識処理を開始する。
そして、図示しない部品認識処理装置により1点目の装着部品の認識結果が算出されたら、移動目的値にセットされた最初に装着する電子部品の装着座標位置(部品吸着ズレ補正前の装着データの位置)の座標位置に移動が完了しているかを判断する。移動が完了している場合には認識(補正)結果を加味した移動目的値を再セットして前記装着ヘッド体7を移動開始させる。移動が完了していない場合には移動目的値をダイナミック変更処理、即ちセットされた移動目的値から認識(補正)結果を加味した目的値にダイナミックに修正する。
また、部品認識処理装置による認識結果に基づいて、各吸着ノズル115に対する電子部品の吸着角度などを算出する。そして、算出結果と装着データ中の装着角度とが比較され、算出された吸着角度と装着角度との間に差がある場合には、それぞれの角度が一致するようにノズル回転モータ109に信号を出力する。この結果、ノズル回転モータ109は装着ヘッド体7の基板上方への移動中に回転を開始し、この回転により吸着ノズル115の部品吸着角度を装着角度に一致させる。
装着ヘッド9は部品認識カメラの上方を通過した後も移動を継続するが、上記のように装着ヘッド9が上昇している場合には、移動中に装着ヘッド9を下降させる信号を出力する。そして、この信号に基づいてヘッド昇降モータ102は回転し、装着ヘッド9は上昇前の高さまで下降すると共に電子基板P上に到達し、電子部品Dのうち第1番目の電子部品を電子基板P上に装着する。
〔基板への部品装着〕
以下、吸着ノズル115による電子基板への電子部品Dの装着動作について説明する。なお、以下の説明においては、各吸着ノズル115による装着順序は、上記吸着順序と同じものとして説明する。
即ち、装着ヘッド体7の移動により、前記1番吸着ノズル115が吸着保持した第1番目の電子部品Dは装着座標位置に到達しており、この電子部品Dの厚さに応じて及び前記ラインセンサユニット111による電子部品Dの下端位置の検出値に応じて、電子基板Pへの装着の際に吸着ノズル115を所定ストローク降下させ、電子基板P上に電子部品Dを装着する。
この装着時には、上記電子部品Dの吸着動作時と同様に、吸着ノズル昇降モータ102は1番吸着ノズル115を下降させる方向へ回転し、動力伝達部材103の回転により昇降体105は電子部品Dの厚さ及び前記ラインセンサユニット111により検出された電子部品Dの下端位置の検出値に応じて下降し、吸着ノズル115を所定ストローク降下させ、電子基板P上に電子部品Dを装着する。
また、吸着ノズル115の降下時、1番吸着ノズルに対応したエア切替バルブ308は信号に基づいて真空源を遮断して1番吸着ノズルは真空吸着動作を停止し、エア供給源からの空気がエア通路及び吸着ノズル連通通路を介して一番吸着ノズルの内部通路に吹き込まれる。
次に装着すべき電子部品Dの装着動作の演算処理をし、その装着動作を連鎖吸着した電子部品Dの装着が全て完了するまで繰り返す。即ち、部品認識処理装置による認識処理結果を取得してXYθの移動目的値を算出処理し、ズレ量を加味してリニアモータを駆動して装着ヘッド9をXY方向に移動させ、ノズル回転モータ109を駆動し吸着ノズル115を回転させる。次いでノズル昇降モータ102を回転させることにより電子部品Dの厚さに応じて吸着ノズル115を所定ストローク降下させて電子基板P上に電子部品Dを装着する。この装着後吸着ノズル115は上昇し、以下同様に装着ヘッド9の各吸着ノズル115に吸着保持されたすべての電子部品Dの電子基板Pへの装着が完了するまで繰り返す。
以上のように行われる電子部品Dの装着時、順次行われる装着時の装着角度が変化しない場合には、装着動作が終了する毎にロータ110は所定角度、例えば吸着ノズル12本ならば30°ずつ回転し、図7に示す吸着位置151と同様な一定の角度位置に吸着ノズルが順次位置し、この位置にて吸着ノズル115の昇降が行われる。また、電子部品装着時において例えば吸着ノズル115での電子部品Dの吸着角度と装着時の装着角度とが異なる場合、或いは部品認識カメラ701による電子部品Dの認識により、吸着角度が設定されている装着角度からずれていた場合などには、吸着ノズル115での電子部品吸着角度と装着角度との関係からロータ110を上記所定角度と異なる角度だけ回転させる。
即ち、吸着ノズル115が吸着した電子部品Dの吸着角度が装着角度と異なるためロータ110を回転させた場合においても、ノズル保持部材台座306は共に回転するため、昇降する吸着ノズル115に対応した位置と一致させることができるので、吸着ノズル115の昇降により電子部品Dの電子基板Pへの装着を確実に行うことができ、また装着時の精度を向上させることができる。
なお、上記電子部品Dの吸着及び装着の説明は、電子部品供給装置1が備えた4個の装着ヘッド体7のうち1つの装着ヘッド体7による吸着及び装着の動作について説明したが、他の装着ヘッド体7についても同様に電子部品Dの吸着及び装着が行われる。
そして、部品持ち帰り確認機能が設定されているか否かを確認し、部品持ち帰り確認機能が設定されていない場合、即ち部品持ち帰り確認機能の設定内容が格納されていない場合には、次の装着データに従った電子部品吸着動作を行う。
電子部品Dの部品種に対応した吸着ノズルが装着すべき電子部品Dを所定の部品供給ユニット11から吸着して取出す。電子部品Dを吸着保持した後、ノズル昇降モータ102の回転により吸着ノズル115は上昇し、ノズル回転モータ109の駆動によりロータ110を回転させて吸着ノズル115を回転させ、その回転中に吸着された電子部品Dは、ラインセンサユニット111により部品の有無検出及び吸着姿勢の検出等が行なわれる。
そして、正常な吸着姿勢であると検出された場合は真空吸着を維持し、また電子部品Dの下端位置が検出できるので、部品公差による部品厚さのバラツキを補正するために、電子基板Pへの装着の際に吸着ノズル115の下降ストロークを前記下端位置に応じて変更するようにノズル昇降モータ102を制御する。
以下同様に、次々にマルチ連鎖吸着(可能な限り多くの電子部品Dを連続して吸着する動作)を行うが、この吸着が全て完了すると、装着シーケンスデータを生成し、電子基板Pに最初に装着すべき第1装着座標位置へ前記ビーム8及び装着ヘッド体7が移動する。
そして、部品認識カメラ701の撮像タイミングになったものと判断したときには、部品認識カメラ701がビーム8移動中に「ビーム無停止一括フライ認識」処理を行い、左右装着ヘッド9の全吸着電子部品Dの同時撮像及びその画像取込を実行し、部品認識処理装置により部品認識処理を開始する。
やがて、前記ビーム8の移動が完了した場合には、電子部品Dのうち第1番目の電子部品Dを電子基板P上に装着する。次に装着すべき電子部品Dの装着動作の演算処理をし、その装着動作を連鎖吸着した電子部品Dの装着が全て完了するまで繰り返す。
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。
本発明実施例における電子部品実装装置の平面図である。 本発明実施例における電子部品実装装置の正面図である。 本発明実施例における装着ヘッドの一部破断正面図である。 本発明実施例における装着ヘッドの吸着ノズル上部の拡大縦断面図 図4におけるB−B横断面図である。 本発明実施例における装着ヘッドの吸着ノズル配置図である。 本発明実施例における装着ヘッドの底面図である。 装着ヘッドの単独吸着ノズル降下時と2本同時吸着ノズル降下時の説明図である。
符号の説明
D:電子部品、P:電子基板、7:装着ヘッド体、9:装着ヘッド、
9b:スライダ、10:ガイド、21:リニアモータ、101:ノズル昇降装置、109:ノズル回転モータ、115:吸着ノズル、301:ノズル保持部材、302:吸着部材、303:永久磁石、305:電磁石、306:ノズル保持部材台座

Claims (13)

  1. 電子部品を吸着して電子基板上に装着する複数の吸着ノズルと、前記複数の吸着ノズルを保持するとともに所定の吸着ノズルを選択して離脱させるノズル選択部材と、前記所定の吸着ノズルを含む複数の吸着ノズルを昇降させるノズル昇降装置を有し、回転可能な電子部品実装装置の電子部品装着ヘッドにおいて、
    前記ノズル選択部材は前記複数の吸着ノズルを磁力により吸引保持する複数のノズル保持部材を有することを特徴とする電子部品装着ヘッド。
  2. 請求項1に記載された電子部品装着ヘッドにおいて、前記ノズル保持部材は永久磁石を有することを特徴とする電子部品装着ヘッド。
  3. 請求項1又は2に記載された電子部品装着ヘッドにおいて、前記ノズル保持部材は、複数の吸着ノズルを保持する磁力を相殺する電磁石を有し、電磁石への通電制御により所定の吸着ノズルを選択し前記ノズル選択部材から離脱させることを特徴とする電子部品装着ヘッド。
  4. 請求項1に記載された電子部品装着ヘッドにおいて、前記ノズル保持部材は複数の吸着ノズルを保持する電磁石を有し、電磁石への通電制御により前記吸着ノズルの保持又は離脱を制御することを特徴とする電子部品装着ヘッド。
  5. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載された電子部品装着ヘッドにおいて、前記ノズル選択部材は、前記ノズル保持部材を備えたノズル保持部材台座と、前記複数の吸着ノズルを所定配置で支持し、ノズル保持部材から離脱した吸着ノズルを装着ヘッドの回転軸方向に支持するノズル支持体を有することを特徴とする電子部品装着ヘッド。
  6. 請求項1に記載された電子部品装着ヘッドにおいて、前記吸着ノズルの前記ノズル保持部材と接触する部分に強磁性材料からなる吸着部材を設けたことを特徴とする電子部品装着ヘッド。
  7. 請求項6に記載された電子部品装着ヘッドにおいて、前記吸着部材は純鉄からなることを特徴とする電子部品装着ヘッド。
  8. 請求項5に記載された電子部品装着ヘッドにおいて、前記ノズル支持体に配置された複数の吸着ノズルは、前記吸着ヘッドの回転軸を中心とした単一または複数の円周上に環状に配置されていることを特徴とする電子部品装着ヘッド。
  9. 請求項5に記載された電子部品装着ヘッドにおいて、前記ノズル支持体に配置された複数の吸着ノズルは、直線上に1列あるいは複数列状に配置されていることを特徴とする電子部品装着ヘッド。
  10. 請求項8または9に記載された電子部品装着ヘッドにおいて、前記前記ノズル支持体に配置された複数の吸着ノズルは、部品吸着位置に合わせて配置されていることを特徴とする電子部品装着ヘッド。
  11. 請求項1に記載された電子部品装着ヘッドにおいて、前記ノズル選択部材を装着ヘッド回転軸を中心に回転させるノズル回転手段を有することを特徴とする電子部品装着ヘッド。
  12. 請求項11に記載された電子部品装着ヘッドにおいて、前記吸着ノズル選択手段により選択された吸着ノズルを単独または複数本同時に昇降させるノズル昇降装置を備え、前記吸着ノズルの昇降動作と回転動作を並行して行うことを特徴とする電子部品装着ヘッド。
  13. 請求項1乃至12のいずれか1項に記載された電子部品装着ヘッドを、一方向に移動可能に支持する第1のガイド部材と、この第1のガイド部材を電子部品装着ヘッドの前記移動方向と直交する方向に移動可能に支持する第2のガイド部材とを備えることを特徴とする電子部品実装装置。
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