JP2534410B2 - 部品装着装置 - Google Patents

部品装着装置

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JP2534410B2 JP3118478A JP11847891A JP2534410B2 JP 2534410 B2 JP2534410 B2 JP 2534410B2 JP 3118478 A JP3118478 A JP 3118478A JP 11847891 A JP11847891 A JP 11847891A JP 2534410 B2 JP2534410 B2 JP 2534410B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品を電子回路基
板上に装着する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子部品の実装工程は生産性向上
のために作業タクトの短縮が大きく要求されている。
【0003】以下図面を参照しながら、従来の電子部品
装着装置の一例について説明する。
【0004】図8は、従来の電子部品装着装置の全体概
略図で、58は電子部品61を供給する部品供給部、5
9はXYロボットで吸着ノズル60を備えたヘッド部6
4を任意の位置に位置決めする。62は吸着ノズル60
が吸着した電子部品61の位置誤差を計測する認識カメ
ラ、57は1対のレールからなるテーブル部でプリント
基板65の搬入・搬出及び保持を行う。63は装置全体
のコントローラである。
【0005】次に上記電子部品装着装置の動作について
説明する。
【0006】プリント基板65は、テーブル部57によ
って搬入され、電子部品の装着位置に保持される。ヘッ
ド部64はXYロボット59によって電子部品61が搭
載されている部品供給部58上に移動し、吸着ノズル6
0が下降して電子部品61を吸着する。電子部品61吸
着したヘッド部64は、XYロボット59によって認識
カメラ62上に移動し、認識カメラ62は吸着ノズル6
0に吸着された電子部品61の光像を取り込み、吸着ノ
ズル60と電子部品61の位置を計測し、位置誤差を補
正する。位置補正終了後、電子部品61はプリント基板
65上に装着され、装着が終了したプリント基板65は
テーブル部57によって搬出される。以上のシーケンス
はコントローラ63によって制御されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成においては、電子部品61を吸着してからプリント基
板65に装着する間、吸着ノズル60が吸着した電子部
品61を認識するためにXYロボット59はヘッド部6
4を認識カメラ62上に一度停止させなければならず、
また、認識カメラ62の上で停止した際は、認識光像を
認識カメラ62のCCD(電荷結合素子)にチャージす
るための時間や、更に位置補正データを計算するための
時間が必要になる。
【0008】位置決めのためのXYロボットの高速化が
実現する一方で、電子部品の接点リードピンの多ピン化
や形状の複雑化により、前記認識処理時間は長くなって
きている。従って、部品供給部58と認識カメラ62と
プリント基板65の距離を短くしても、上述のように認
識光像を取り込んだり位置補正データを計算するための
時間を要するために、XYロボット59を認識カメラ6
2上で長時間停止させなければならない。
【0009】実装機において、XYロボット59の加減
速時間は実装タクトを制限する大きな要因となってお
り、このように一旦停止するということはそれだけ加減
速時間が長くなり、実装タクトを遅くすることになる。
【0010】本発明は上記問題点に鑑み、XYロボット
59の加減速時間による実装タクトのロスを改善し、ま
た電子部品の認識光像の取り込み及び補正データ計算等
の処置を効率よく行う方法を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、平面移動可能なヘッド部に吸着ノズルと
認識部とを設け、前記吸着ノズルは、それぞれ独立して
昇降移動可能な1対の第1ノズル部と第2ノズル部とか
ら構成され、前記認識部は、認識カメラと光像入射手段
とから構成されており、前記光像入射手段は、前記第1
ノズル部あるいは前記第2ノズル部が上昇位置にある場
合、上昇位置にあるいずれかのノズルの下方に選択的に
水平移動することにより、ノズルに吸着された電子部品
の光像を認識カメラに伝えるよう構成したことを特徴と
する。
【0012】
【作用】電子部品を吸着する吸着ノズルをそれぞれ有し
た1対の第1ノズル部と第2ノズル部を備えたヘッド部
は、部品供給部に移動し電子部品の吸着を行う。前記1
対のノズル部のうち、一方の第1ノズル部が下降して電
子部品を吸着したとき、他方の第2ノズル部は、前段階
で吸着した電子部品の光像データ処理を既に行い、これ
を保持している。
【0013】各ノズル部が吸着した電子部品の光像の認
識を行う認識カメラは、前記1対のノズル部に挟まれた
中間位置にあって、電子部品を吸着ノズルに吸着した第
1ノズル部が上昇すると、第1ノズル部と第2ノズル部
の間にある光像入射手段が第1ノズル部及び認識カメラ
の下方に移動し、第1ノズル部が吸着した電子部品の光
像の取り込みが可能な位置に移動する。光像はこの光像
入射手段を経て認識カメラに取り込まれるが、同時にヘ
ッド部は部品供給部からプリント基板上に移動し、第2
ノズル部の吸着ノズルが保持している電子部品を位置補
正してこれをプリント基板に装着する。
【0014】第2ノズル部の電子部品装着終了後、ヘッ
ド部はプリント基板上から部品供給部に戻り、第2ノズ
ル部が吸着すべき新たな電子部品の供給位置に移動する
が、この間に第1ノズル部側では認識した電子部品の光
像データの処理が行われる。
【0015】第2ノズル部が部品供給部にて新たな電子
部品を吸着後、ヘッド部は部品供給部からプリント基板
上に移動し、光像データ処理が終了した第1ノズル部が
吸着した電子部品を位置補正してプリント基板に装着す
る。この間に前記光像入射手段は第2ノズル部及び認識
カメラの下方に移動し、第1ノズル部の場合と同様に新
たに吸着した電子部品の光像を認識カメラに取り込み、
続いて光像データ処理が行われる。
【0016】第1ノズル部に吸着された電子部品がプリ
ント基板に装着されると、ヘッド部は再び部品供給部に
戻り、初めの状態に戻って第1ノズル部は新たな電子部
品を吸着する。このとき第2ノズル部には光像データ処
理済の電子部品が保持されている。
【0017】以下同様に、一方のノズル部が電子部品の
吸着または装着動作を行っている間は、他方のノズル部
は自身が保持している電子部品の光像認識動作を行う。
よって双方のノズル部が交互に吸着・装着動作と光像の
認識動作を行い、ヘッド部がプリント基板と部品供給部
を移動する間に光像データの処理が行われるので、ヘッ
ド部が光像データを処理する間停止することがなくな
る。
【0018】
【実施例】以下、本発明の第1実施例について図1〜図
5を参照しながら説明する。
【0019】図1は本発明の電子部品装着装置の概略図
を示している。図1において、1はプリント基板、2は
プリント基板1の搬入・搬出及び保持を行うテーブル
部、3は電子部品6を供給する部品供給部である。5は
電子部品6を吸着する吸着ノズル11、18を有する1
対の第1ノズル部8a、第2ノズル部8bを備えたヘッ
ド部で、4に示すXYロボットによってX方向及びY方
向に位置決めされる。前記第1ノズル部8aと第2ノズ
ル部8bの間には、光像入射手段であるミラーボックス
23が設けられているが、ヘッド部5の詳細について
は、図2及び図3を用いて後記する。7は装置全体を制
御するコントローラである。
【0020】図2及び図3の右側のノズル部8aにおい
て、真空吸着装置(図示せず)を備えた吸着ノズル11
を設けたブロック9にはθ回転用モータ10とナット1
3が取り付けられており、θ回転用モータ10のモータ
シャフトが吸着ノズル11と直結し、吸着ノズル11を
θ方向に位置決めする。さらにブロック9はガイド12
の案内で上下に摺動可能であり、モータ15がボールネ
ジ14を回転させ前記ナット13を上下動させることに
よって、吸着ノズル11を上下方向に自由に位置決めす
ることができる。また、ブロック9の下面には吸着ノズ
ル11が吸着した電子部品6aを撮像するための照明で
ある部品照明25が設けられている。
【0021】左側のノズル部8bにおいても同様で、吸
着ノズル18及び部品照明26を有するブロック16に
はθ回転用モータ17が取り付けられており、そのモー
タシャフトが吸着ノズル18と直結している。さらにブ
ロック16はガイド19の案内で上下に摺動可能であ
り、モータ20、ボールネジ(図示せず)及びブロック
16に固設したナット(図示せず)によって吸着ノズル
18を上下方向に自由に位置決めすることができる。
【0022】前記第1ノズル部8aと第2ノズル部8b
の中間の位置には認識カメラ22とレンズ27を内蔵す
る鏡筒21と、これに接続するミラーボックス23が光
像入射手段として設けられており、ミラーボックス23
の上面には、吸着ノズル11、吸着ノズル18が吸着し
た電子部品6a、電子部品6bの光像を取り込む開口窓
23a、開口窓23bが設けられている。このミラーボ
ックス23は、エアシリンダ24によって左右に直線水
平移動が可能であり、ミラーボックス23の内部には、
開口窓23a、開口窓23bから入射した電子部品の光
像を反射するミラー30、ミラー29が備えられてい
る。
【0023】次に、以上のように構成された電子部品装
着装置の動作について図1〜図4を参照して説明する。
【0024】プリント基板1はテーブル部2に搬入さ
れ、電子部品装着位置に保持される。
【0025】図4は上記部品装着装置が電子部品の吸着
及び装着をする動作を示す模式図である。
【0026】ヘッド部5は、図1に示した前記XYロボ
ット4によって部品供給部3上に移動する(図4
(a))。この図中左側の第2ノズル部8bの吸着ノズ
ル18はこの図の前段階で吸着し、認識した光像データ
を処理した電子部品6bを保持している。
【0027】次いで図中右側の第1ノズル部8aが下降
し(図4(b))、吸着ノズル11が部品供給部3上の
電子部品6aを吸着した後上昇する。この吸着動作終了
後、ミラーボックス23は右に移動し、第1ノズル部8
a及び認識カメラ23の下方の、すなわち吸着ノズル1
1が保持している電子部品6aの光像がミラーボックス
23の開口窓23aに入射できる位置に停止する。電子
部品6aの光像は開口窓23aからミラーボックス23
内に入射し、ミラー30とミラー29を反射して認識カ
メラ22に取り込まれる。この間、ヘッド部5は部品供
給部3からプリント基板1上に移動し(図4(c))、
左側の第2ノズル8bが保持する電子部品6bを位置補
正してプリント基板1に装着する(図4(d))。
【0028】左側の吸着ノズル18は電子部品6bの装
着を終えた後に上昇し、ヘッド部5はプリント基板1上
から再び部品供給部3上の電子部品供給位置に移動する
(図4(e))。この間に図1示したコントローラ7は
認識カメラ23に取り込まれた第1ノズル部の電子部品
6aの光像を処理し、位置データを計算する。
【0029】部品供給部3上に移動後、左側の第2ノズ
ル部8bは下降して、新たな電子部品6cを吸着し(図
4(f))、再び上昇する。この吸着動作終了後、ミラ
ーボックス23は左に移動し、右側の第1ノズル部の場
合と同様に、ノズル18が保持している電子部品6cの
光像がミラーボックス23の開口窓23bに入射できる
位置に停止する。電子部品6cの光像は開口窓23bか
らミラーボックス23内に入射し、ミラー29とミラー
30を反射して認識カメラ23に取り込まれる。この
間、ヘッド部5は部品供給部3からプリント基板1上に
移動し、位置補正データが終了した右側の第1ノズル部
8aが保持する電子部品6aを位置補正してプリント基
板1に装着する(図4(g))。
【0030】右側の第ノズル部8aが電子部品6aの装
着を終了後、ヘッド部5は再び部品供給部3に移動し、
図4(a)の状態に戻り、以降ヘッド部5は部品供給部
3とプリント基板1を往復し、一方のノズル部が新たに
電子部品を吸着するためヘッド部5が部品供給部3へ移
動する間に、コントローラ7が他方のノズル部が吸着し
た電子部品の光像のデータ処理を行う。よって、吸着ノ
ズルが吸着した電子部品の光像データ処理を行う間ヘッ
ド部5を停止させることがなく、第1ノズル部8aと第
2ノズル部8bは電子部品の吸着・装着動作と光像認識
及びそのデータ処理を交互に繰り返しながら、電子部品
をプリント基板1に装着していく。
【0031】次に第2実施例について、図1において示
したヘッド部5の構造を中心に図5〜図7を参照して説
明する。
【0032】図5及び図6に示すように、第2実施例に
おいても上記第1実施例と同様に1対の第1ノズル部5
6a及び第2ノズル部56bが設けられている。
【0033】これら第1ノズル部56a、第2ノズル部
56bはそれぞれにおいて、真空吸着装置(図示せず)
を備えた吸着ノズル33及び吸着ノズル49、ブロック
31及びブロック38、部品照明46及び部品照明4
7、θ回転用モータ32及びθ回転用モータ39、ナッ
ト35及びナット(図示せず)、ガイド34及びガイド
40、ボールネジ36を回転させるモータ37及びボー
ルネジ(図示せず)を回転させるモータ41が第1実施
例と同様に備えられており、動作も同様である。
【0034】第1ノズル部56aと第2ノズル部56b
の中間の位置には、認識カメラ45と接続し、レンズ5
2を内蔵し、ミラーボックス42を固設した鏡筒66が
配設されている。ミラーボックス42の上面には、吸着
ノズル33、吸着ノズル49が吸着した電子部品6a、
電子部品6bの光像をミラーボックス42内に取り込む
開口窓42aが設けられており、またその内部には、開
口窓42aから入射した電子部品の光像を反射するミラ
ー51、ミラー50が備えられている。
【0035】前記鏡筒66は、ベアリング53、ベアリ
ング54によって保持されてあって自由回転が可能であ
ると共にプーリ55が取り付けられ、モータ43、ベル
ト44によって回転することができ、ミラーボックス4
2を第1ノズル部56aと第2ノズル部56bの間で自
由に回動させることができる。
【0036】第2実施例の動作は、ほぼ第1実施例の動
作に準ずるが、第7図に示す吸着・装着動作を示す模式
図を参照しながら簡単に説明する。
【0037】ヘッド部5は部品供給部3へ移動し(図7
(a))、第1実施例と同様に、電子部品6bを左側の
第2ノズル部56bの吸着ノズル49に保持した状態
で、右側の第1ノズル部56aを下降させ、電子部品6
aの吸着を行う(図7(b))。
【0038】この吸着動作終了後、ミラーボックス42
は右側に回動して吸着ノズル33が保持している電子部
品6aの光像がミラーボックス42の開口窓42aに入
射できる位置に停止する。電子部品6aの光像は開口窓
42aからミラーボックス42内に入射し、ミラー51
とミラー50を反射して認識カメラ45に取り込まれ
る。
【0039】この間、ヘッド部5は部品供給部3からプ
リント基板1上に移動し(図7(c))、左側の第2ノ
ズル部56bが保持する電子部品6bを位置補正してプ
リント基板1に装着し(図7(d))、装着を終えた第
2ノズル部56bが上昇した後、再び部品供給部3上の
電子部品供給位置に移動する(図7(e))。認識カメ
ラ45に取り込まれた右側の第1ノズル部56aの電子
部品6aの光像データは、第1実施例の場合と同様に、
ヘッド部5がプリント基板1から部品供給部3に戻る間
に処理される。
【0040】左側の第2ノズル部56bが新たな電子部
品6cを吸着した(図7(f))後、ミラーボックス4
2が左に回動し、右側の第1ノズル部56aの場合と同
様に、電子部品6cの光像はミラーボックス42の開口
窓42aに入射してミラー51とミラー50を反射して
認識カメラ45に取り込まれる。この間、ヘッド部5は
部品供給部3からプリント基板1上に移動し、位置補正
データが終了した右側の第1ノズル部56aが保持する
電子部品6aを位置補正してプリント基板1に装着する
(図7(g))。
【0041】右側の第1ノズル部56aが電子部品6a
の装着を終了後、ヘッド部5は再び部品供給部3に移動
し、図7(a)の状態に戻り、以降ヘッド部5は部品供
給部3とプリント基板1を往復し、一方のノズル部の吸
着ノズルが新たに電子部品を吸着するためヘッド部5が
部品供給部3へ移動する間に、コントローラ7が他方の
ノズル部の吸着ノズルが吸着した電子部品の光像のデー
タ処理を行う。
【0042】すなわち第1実施例では直線往復動にてミ
ラーボックス23が1対のノズル部の間を移動し、吸着
ノズルが吸着した電子部品の光像を取り込む位置に開口
窓23a、開口窓23bを配して認識を行う構成であっ
たが、第2実施例ではミラーボックス42を回動するこ
とによって開口窓42aを電子部品の光像取り込み位置
に移動させる構成である。
【0043】尚、これら実施例では、ヘッド部5が部品
供給部3からプリント基板1に移動するときは、一方の
ノズル部には吸着したばかりの電子部品が、他方のノズ
ル部には光像データ処理が終了した装着すべき電子部品
が保持され、反対にヘッド部5がプリント基板1から部
品供給部3に戻る場合においては片方のノズル部だけが
光像データ処理中の電子部品を保持しており、また、吸
着の初期動作のみは第1ノズル部8aの吸着ノズル11
が電子部品を吸着した後に続いて第2ノズル部8bの吸
着ノズル18にも電子部品を吸着させ、ヘッド部5が部
品供給部3からプリント基板1に移動する間に第1ノズ
ル部8a側で光像認識と光像データ処理を行う。
【0044】
【発明の効果】本発明によれば、吸着ノズルが電子部品
を吸着・装着する間に、電子部品の認識光像を取り込
み、光像データ処理を行うことができ、XYロボットを
停止する時間が減少するので、装着タクトを短縮し生産
効率を向上させることができる。
【0045】また、2本の吸着ノズルが1つの認識カメ
ラを共有し、それぞれが吸着した電子部品の光像認識を
行っているので、設備の構成が簡単でコストを低く抑え
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の概略を示す斜視図であ
る。
【図2】第1実施例のヘッド部の詳細を示す斜視図であ
る。
【図3】第1実施例のヘッド部の詳細を示す縦断正面図
である。
【図4】第1実施例において電子部品の吸着・装着工程
を示した模式図である。
【図5】第2実施例のヘッド部の詳細を示す斜視図であ
る。
【図6】第2実施例のヘッド部の詳細を示す縦断正面図
である。
【図7】第2実施例において電子部品の吸着・装着工程
を示した模式図である。
【図8】従来の部品装着装置の概略を示す斜視図であ
る。
【符号の説明】
1 プリント基板 3 部品供給部 5 ヘッド部 6 電子部品 6a 電子部品 6b 電子部品 6c 電子部品 8a 第1ノズル部 8b 第2ノズル部 11 吸着ノズル 18 吸着ノズル 22 認識カメラ 23 ミラーボックス 56a 第1ノズル部 56b 第2ノズル部 33 吸着ノズル 42 ミラーボックス 45 認識カメラ 49 吸着ノズル

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平面移動可能なヘッド部に吸着ノズルと
    認識部とを設け、前記吸着ノズルは、それぞれ独立して
    昇降移動可能な1対の第1ノズル部と第2ノズル部とか
    ら構成され、前記認識部は、認識カメラと光像入射手段
    とから構成されており、前記光像入射手段は、前記第1
    ノズル部あるいは前記第2ノズル部が上昇位置にある場
    合、上昇位置にあるいずれかのノズルの下方に選択的に
    水平移動することにより、ノズルに吸着された電子部品
    の光像を認識カメラに伝えるよう構成されたことを特徴
    とする部品装着装置。
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