JP2589075B2 - 自動装着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は、チップ状の電子部品をプリント基板の所定
箇所に自動的に装着する自動装着装置に関する。

（ロ） 従来の技術 従来の此種装置は、特開昭59−113699号公報に開示さ
れているように、吸着及び装着ステーションを有するホ
ルダの周縁に、多種類の電子部品に対応するため、吸着
ヘッド（本願の吸着ノズルに相当する。）を保持した複
数の副ホルダを回動可能に取り付けた構造が知られてお
り、該吸着ヘッドを上下動することにより電子部品の吸
着及び装着を行っている。従って、吸着ノズルの上下ス
トロークが長く取れない。また長くとろうとすると、吸
着ノズル毎に長いガイド部材が必要となる。

一方吸着から装着までのサイクルタイムの高速化を図
るためには、慣性の問題からターンテーブルの小型化を
図る必要があり、またプリント基板は大きくなりこの大
きなものにも対応させようとすると、電子部品の位置決
め装置や該部品の検出機構はどうしてもプリント基板と
吸着ノズルとの間に配設しなければならない。このため
に、必然的に吸着ノズルの上下ストロークは大きくな
る。

前述の特開昭59−113699号公報に於いて、吸着ノズル
のストロークを大きくすると副ホルダ自体が重くなり、
高速化には向かない。更にはストロークが長いため各吸
着ノズルの上下ガイドの平行度の調整を精度よく行わな
いと、電子部品の装着位置がずれてしまうため、この調
整時の平行出しのための作業が非常に難しい。

（ハ） 発明が解決しようとする問題点 以上のように、吸着ノズルの上下ストロークを長くし
た際には高速化に対応できないという従来技術の問題点
がある。

そこで、本発明は電子部品が多種類あった場合でも電
子部品の吸着及び装着動作の高速化ができる自動装着装
置を提供せんとするものである。

（ニ） 問題点を解決するための手段 このため本発明は、チップ状の電子部品をプリント基
板の所定箇所に自動的に装着する自動装着装置に於い
て、電子部品を供給する部品供給装置と、吊り下げられ
た状態で間欠的に回転するターンテーブルと、前記プリ
ント基板を載置して該ターンテーブルの下方を前記部品
供給装置の下方まで入り込める高さ位置で水平移動可能
なXYテーブルと、該ターンテーブルの周縁に垂直にガイ
ド部材に案内されて上下動可能に配設される複数の吸着
ヘッドと、該吸着ヘッドに鉛直軸線の周りに回動可能に
設けられた回動体と、前記部品を吸着及び前記基板に装
着するもので前記回動体の円周全体を略等間隔に分割し
た回転角度位置に複数配設されこの複数のうち電子部品
の種類に応じて前記回動体の回動により選択されたいず
れかが前記吸着ヘッドの上下動により前記吸着及び装着
を行う吸着ノズルとから構成したものである。

また本発明は、チップ状の電子部品をプリント基板の
所定箇所に自動的に装着する自動装着装置に於いて、電
子部品を供給する部品供給装置と、吊り下げられた状態
で間欠的に回転するターンテーブルと、前記プリント基
板を載置して該ターンテーブル下方を前記部品供給装置
の下方まで入り込める高さ位置で水平移動可能なXYテー
ブルと、該ターンテーブルの周縁に垂直にガイド部材に
案内されて上下動可能に配設される複数の吸着ヘッド
と、該吸着ヘッドに鉛直軸線の周りに回動可能に設けら
れた回動体と、前記部品を吸着及び前記基板に装着する
もので前記回動体に略等間隔の回転角度位置に複数配設
され使用しないものは不使用位置に収納させこの複数の
うち電子部品の種類に応じて前記回動体の回動により選
択された使用するものは該ヘッドより使用位置まで突出
させた状態で前記吸着ヘッドの上下動により前記吸着及
び装着を行なう吸着ノズルとから構成したものである。

（ホ） 作用 特許請求の範囲第１項によれば、ターンテーブルを間
欠的に回転させつつ、複数のうち電子部品の種類に応じ
て回動体の回転により選択された吸着ノズルを有する吸
着ヘッドをガイド部材の案内により垂直に上下動させな
がら、前記吸着ノズルにより電子部品を部品供給装置か
ら吸着し、吊り下げられた状態のターンテーブルの下方
でXYテーブルに載置されたプリント基板が部品供給装置
の下方まで入り込める位置まで移動可能な高さ位置で移
動して部品の装着が行われる。

特許請求の範囲第２項によれば、ターンテーブルを間
欠的に回転させつつ、複数のうち電子部品の種類に応じ
て回動体の回転により選択され使用位置まで突出され使
用される吸着ノズルを有すると共に使用しない吸着ノズ
ルは不使用位置に収納された吸着ヘッドをガイド部材の
案内により垂直に上下動させながら、前記使用位置に突
出された吸着ノズルにより電子部品を部品供給装置から
吸着し、吊り下げられた状態のターンテーブルの下方で
XYテーブルに載置されたプリント基板が部品供給装置の
下方まで入り込める位置まで移動可能な高さ位置で移動
して部品の装着が行われる。

（ヘ） 実施例 以下本発明の一実施例を図に基づき詳述する。第２
図、第３図及び第４図に於いて（１）は基台、（２）は
プリント基板を載置して供給搬送するための供給コンベ
ア、（３）は該供給コンベア（２）上のプリント基板を
XYテーブル（４）に載せ換える載せ換え装置である。該
装置（３）は一端部がレール（６）により支持されて回
動可能とされると共にレール（６）に沿って移動可能と
され、前記供給コンベア（２）によりプリント基板が搬
送されてくると一対の送り爪（７）（８）が前記レール
（６）を支点として回動して降下し、第３図の右方へ該
装置（３）が移動する。該移動により一方の爪（７）が
XYテーブル（４）上のプリント基板を右方へ移動させて
排出コンベア（９）上に載置し、また同時に他方の爪
（８）はXYテーブル（４）上に供給コンベア（２）上の
プリント基板を載せ換えるものである。

前記載せ換え装置（３）からのプリント基板を載置し
たXYテーブル（４）は、図示しない駆動手段により降下
し（第21図から第22図の状態となる。）、前後左右に移
動可能となる。次に第５図に於いて（10）はターンテー
ブルで、図示しない駆動モータにより回転されるインデ
ックスユニット（11）に取付けられて間欠的に回転され
る。また該テーブル（10）の周縁には等間隔に18個の吸
着ヘッド（12）上下動可能に設けられている。（13）は
横長のレール（14）に沿って移動可能な部品供給台で、
チップ状の電子部品たるチップ部品（15）を等間隔毎に
収納せるテープ（16）がリール（17）に巻かれ部品配列
ピッチ毎に前記テープ（16）を繰り出すように構成され
たテープ供給ユニット（部品供給装置）（18）を複数個
並設する。（19）はチップ部品（15）を前記プリント基
板に装着（マウント）する前に位置決めする位置決め装
置である。尚前記XYテーブル（４）は、降下することに
より前記ターンテーブル（10）及び位置決め装置（19）
の下方でＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動が可能となる（第23
図参照）。

次に第５図及び第６図に基づき、前記ターンテーブル
（10）及び吸着ヘッド（12）について詳述する。（20）
はターンテーブル（10）の上部に形成された円筒部（2
1）の上部を囲うようにインデックスユニット（11）の
取付台（11A）に吊下げ固定された中空円筒状のテーブ
ル案内用の円筒カム部材である。該カム部材（20）の下
端周側部には、略全周に亘ってカム（22）が形成され、
該カム（22）の上面にバネ（23）により各吸着ヘッド
（12）の上端に設けられた摺動部としてのローラ（24）
が押しつけられながら回転し、前記カム（22）の形状通
りに各吸着ヘッド（12）は上下しながらターンテーブル
（10）と共に回転する。即ち、各吸着ヘッド（12）に
は、一対のガイド部材としてのガイド棒（25）がターン
テーブル（10）を上下動可能に貫通して立設され、該棒
（25）の上端にはローラ（24）が回動可能に設けられる
取付部材（26）が固定される。従って、各吸着ヘッド
（12）は、ターンテーブル（10）に上下動可能に支持さ
れる。

次にターンテーブル（10）に対して夫々上下動しなが
ら、該テーブル（10）と共に回転する吸着ヘッド（12）
について第６図に基づき詳述する。先ず回動体としての
円筒体（27）は上下ブロック（28）内のベアリング（2
9）を介して回転可能に保持されており、該円筒体（2
7）と一体化された周側部に歯が形成されたギア（30）
が外部からの図示しない駆動機構と噛合して回転される
構造である。（31）は内部に図示しない真空源としての
真空ポンプと連通する吸気路（32）が形成され下端でチ
ップ部品（15）を吸着可能な吸着ノズルで、該ノズル
（31）は玉軸受（33）によりガイドされて上下動及び回
動可能になされている。また該ノズル（31）の上端には
上面開口（34）より出し入れ可能な除塵用のフィルタ
（35）を内蔵すると共に該フィルタ（35）の下部に空間
（36）を有するフィルタケース（37）を固定している。
このフィルタケース（37）は、吸着ノズル（31）と一体
形成してもよい。（38）は前記円筒体（27）の上部に着
脱可能に取付けられるフィルタ収納部で、内部を空洞化
してフィルタ（35）及びバネ（39）の収納室（40）を形
成している。従って前記フィルタ（35）を交換する場合
は、フィルタ収納部（38）を円筒体（27）から外し、上
面開口（34）からフィルタ（35）を出し入れすればよ
い。そして、該収納室（40）上端部にはバネ（39）上端
を固定するバネ受（41）が回動可能に設けられ、該バネ
（39）によりノズル（31）を下方へ付勢している。該バ
ネ（39）は高さの異なるチップ部品（15）をマウントす
るときのダンパー作用をする。また前記フィルタ（35）
は吸着ノズル（31）上部に設けたが、これに限らず吸着
ノズル（31）と一体とされた部位ならどこでもよく、例
えばノズル内下部に設けてもよい。

尚、前記円筒体（27）には、前述のような吸着ノズル
（31）が所定角度毎に３本設けられていると共に、フィ
ルタ収納部（38）にも前述の如く収納室（40）が３つ夫
々形成されている。

また円筒体（27）の周側部には、真空ポンプに連通す
る連結体としてのホース（42）に連通可能な連通室（4
3）が３ケ所形成され、該連通室（43）は夫々連通路（4
4）を介して前記収納室（40）に連通している。従っ
て、１つの吸着ノズル（31）のみが収納室（40）、連通
路（44）及び連通室（43）を介して前記ホース（42）に
つながることになる。そして、吸着動作を行なわない他
の二本の吸着ノズル（31）は、バネ（45）により上方に
付勢された押えレバー（46）により、フランジ面（47）
が押上げられて上方に押上げられている。（48）は該レ
バー（46）を下方に押下げるための係合部材である。

次に吸着ノズル（31）自体を回動させる回動装置につ
いて第７図に基づき以下詳述する。外部から回転ローラ
（50）が吸着ノズル（31）の円周外側部全周に形成され
た突部（51）に圧接し、駆動モータ（52）からベルト
（53）を介して前記回転ローラ（50）が回転することに
より該ノズル（31）が所定角度回転することになる。

次に第８図及び第９図に基づき、接続切換装置（49）
について、以下詳述する。ピン（54）を支点として揺動
可能なレバー（55）には前記円筒体（27）に設けられる
ギア（30）の歯相互の間に係合して円筒体（27）の回転
を阻止する爪（56）と、前記ホース（42）に接続するジ
ョイント（57）が一体化されている。（58）は係止体
で、該係止体（58）と前記レバー（55）との間にはバネ
（59）が設けられ、前記爪（56）がギア（30）と噛み合
うように常時付勢している。そして、前記ジョイント
（57）の端部は縮径部となっておりその段差部にはスト
ッパー（60）が設けられ、該ストッパー（60）に端部が
当接するよう縮径部の周りにはリング状又は円筒状のシ
ール部材としてのシールパッキング（61）が巻装してい
る。従ってバネ（59）により付勢されて爪（56）がギア
（30）と噛み合っている場合には、前記パッキング（6
1）により完全にシールされた状態で、前記ジョイント
（57）と連通室（43）とが真空リークが生じないように
連通することになる。

尚、ジョイント（57）を他の連通室（43）に連通させ
る場合には、前記レバー（55）を図示しない駆動機構に
より回動させて、ジョイント（57）及び爪（56）が夫々
円筒体（27）、ギア（30）から離反し、円筒体（27）は
回転が可能となる（第９図参照）。勿論、円筒体（27）
の連通室（43）の開口端面は円形状であって、その開口
周縁部は、平面形状に形成されている。

一方前記ホース（42）の他端側の構造について第５図
に基づき説明すると、各ホース（42）の他端は前記ター
ンテーブル（10）を貫通して埋設される連結ホース（6
2）に接続され、該連結ホース（62）は切換弁（63）、
横長吸気路（64）、前記円筒体（27）の中央吸気路（6
5）を介して真空ポンプ（図示せず）に連通している。

次に第10図及び第11図に基づき、前記切換弁（63）に
ついて詳述する。弁棒（66）は軸受体（67）に摺動可能
に取付けられており、該弁棒（66）の先端には弁体（6
8）が取付られている。第10図の状態では、バネ（69）
により弁体（68）がターンテーブル（10）の横長吸気路
（64）の端部開口を閉塞して、前記真空ポンプによる真
空回路を遮断している。前記弁棒（66）には、弁体（6
8）側が貫通していない大気連絡通路（70）が開設され
ると共に、該連絡通路（70）の弁体（68）寄りの側部に
は横穴（71）が穿設され弁室（72）と大気とが連通可能
である。即ち弁体（68）が前記吸気路（64）を閉塞して
いる状態では弁室（72）は横穴（71）及び連絡通路（7
0）を介して大気とつながり、該弁体（68）が吸気路（6
4）を開放すると横穴（71）は軸受体（67）により閉塞
されて真空回路が形成可能である。弁棒（66）の他端に
はカラー（73）が取付けられており、一端がピン（74）
により枢支されて揺動可能になされた第１レバー（75）
の他端側と前記カラー（73）とが当接可能である。略へ
の字形状の第２レバー（76）は、その中間部がピン（7
7）により枢支されて揺動可能となされており、両端部
には回動可能なローラ（78）（79）が設けられている。
そして、図示しない駆動源により第２レバー（76）が揺
動することにより、一方のローラ（78）は第１レバー
（75）の第１凹部（80）及び第２凹部（81）に突部（8
2）を越えて係合可能である。

尚弁棒（66）の大気側端部から高圧エアーを吹込み、
各吸着ノズル（31）への真空回路を強制的に遮断した
り、更には該真空回路をクリニーングすることもでき
る。

次に位置決め装置（19）について詳述する。前記ター
ンテーブル（10）は、各作業ステーション（Ａ）〜
（Ｒ）を周回するが、位置決めステーション（Ｄ）
（Ｅ）（Ｆ）には位置決め装置（83）（84）（85）が夫
々配設される。位置決め装置（83）は、従来構造のもの
であるので簡単に説明するが、駆動モータ（86）の出力
軸プーリ（87）と位置決めユニット（88）にはベルト
（89）が張設され、図示しない位置決め爪が回動可能に
なされる。位置決めステーション（Ｅ）（Ｆ）における
位置決め装置（84）（85）について、該装置（84）を例
として第12図及び第13図に基づき説明する。位置決め装
置（84）は、二つの位置決めユニット（90）（91）を有
し、該ユニット（90）（91）は予めチップ部品（15）の
サイズに応じて定められた制御装置のプログラムに従
い、駆動シリンダー（92）によってステーション（Ｅ）
における吸着ノズル（31）の直下位置へいずれかのユニ
ット（90）（91）が移動可能になっている。該ユニット
（90）（91）は、フレーム（93）に対して回動可能に設
けられ、該フレーム（93）はその二対のガイド（94）が
案内レール（95）に側方から当接して摺動することによ
り、直線移動することになる。

前記ユニット（90）（91）は、前記フレーム（93）の
先端部に間隔（L1）存して配設されており、該ユニット
（90）（91）とフレーム（93）上に設けられた駆動モー
タ（96）の出力軸プーリ（97）にはベルト（98）が張設
され、該プーリ（97）の回転に伴いユニット（90）（9
1）は同期して回転できるようになっている。また、ユ
ニット（90）（91）の中心を結ぶ線は、案内レール（9
5）に沿って移動するフレーム（93）の移動方向と平行
であり、駆動シリンダー（92）のロッド（99）と連結部
材（100）を介して連結したフレーム（93）の移動量が
前記間隔（L1）と同距離となるように前記シリンダー
（92）の固定部分に固定された後進限用ストッパー（10
1）と、前進限用ストッパー（102）により規制される。
このため、吸着ノズル（31）の中心と位置決めユニット
（90）の中心を一致させれば駆動シリンダー（92）を作
動させて、ユニット（91）に自動的に交換した場合に
は、該ユニット（91）の中心が吸着ノズル（31）の中心
と一致することになる。

次に位置決めユニット（90）（91）の構造について第
14図に基づき説明する。カム（図示せず）によりプッシ
ャー（103）が上昇すると、ピン（104）を支点として第
１開閉板（105）が位置決め爪（106）を開く方向に回動
するので、該第１開閉板（105）の回動に連動して第２
開閉板（107）もピン（108）を支点として回動しその爪
（109）を開く。プッシャー（103）が降下すると、一端
が固定部（110）に支持されたバネ（111）により両爪
（106）（109）は閉じられ、吸着ノズル（31）に吸着さ
れたチップ部品（15）を挾み、該部品（15）の位置決め
を行なう。尚位置決め爪は、１ユニットにつき４個ある
が、他方の一対の爪（112）（113）の開閉も同様な構造
である。また（114）はストッパーで、前記開閉板（10
5）の閉じ方向の制限を行なうものである。この位置決
め用爪（106）（109）（112）（113）は、ターンテーブ
ル（10）の回転中に、吸着ノズル（31）に吸着されてい
るチップ部品（15）の回転せられている方向、即ち該部
品（15）がプリント基板に装着される際の向きと迎合す
る方向に前記駆動モータ（96）により回転させておく。
そして、前記吸着ノズル（31）が降下すると、センタリ
ング動作のみの位置決めを行なうものである。

また、第15図及び第16図に示すように、大部分のチッ
プ部品（15）は対称形状であるために、チップ部品（1
5）を180度回転させてプリント基板にマウントする場合
には、チップ部品（15）を前もって180度回転させるよ
うに吸着ノズル（31）を前述の如く回転させておけば、
前記爪（106）（109）（112）（113）をターンテーブル
（10）の回転中には回転させる必要はない。

このように、チップ部品（15）は、位置決めステーシ
ョン（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）を通過する際に、いずれかのス
テーションで位置決めユニット（88）（90）（91）（11
5）（116）のいずれかにより位置決めされるが、どのユ
ニットによるかはチップ部品（15）のサイズ・形状によ
り、それは制御装置のプログラムに従って選択される。
また、この選択されたステーション以外のステーション
では、図示しない機構により吸着ノズル（31）は降下し
ないし、更には選択されない位置決めユニットも作動し
ないものである。

次に第17図には、吸着ノズル（31）の上下レベルの変
位を示すが、作業ステーション（Ａ）、（Ｄ）、
（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｊ）においては、各作業を行なうた
めに、前述のカム（22）を離れて上下動作を行なう。こ
れは、前記カム（22）が途切れた部分に、該カム（22）
と連なったり降下したりする上下レール（図示せず）を
配設することにより可能となる。

また、作業ステーション（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、
（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）に於いては、チップ部
品（15）を位置決めする位置決めユニット（88）、（9
0）、（91）、（115）、（116）や前記部品（15）の有
無を検知する有無検知手段としてのフォトセンサ（11
7）、（118）及び吸着姿勢を検知するために駆動モータ
（120）により揺動可能な検知手段としてのフォトセン
サ（119）吸着ノズル（31）より下方にあるため、高い
レベルで前記部品（15）を搬送しなければならず、特に
ステーション（Ｊ）ではプリント基板にチップ部品（1
5）をマウントする関係上プリント基板直上まで吸着ノ
ズル（31）を降下させなければならない。

そこで、ステーション（１）において、一気にＺレベ
ルまで降下させ、次のステーション（Ｊ）へはＺレベル
からスタートするようにした。その構造については、第
18図、第19図及び第20図に基づき詳述する。第18図に於
いて、右から作業ステーション（Ｈ）、（Ｉ）の状態を
示すが、ターンテーブル（10）の回転によりステーショ
ン（Ｈ）からカム（22）上を走行して来た吸着ヘッド
（31）上端のローラ（24）は、上下レール（121）上に
乗り移り、次のステーション（Ｉ）に運ばれる。この上
下レール（121）の構造について、第19図及び第20図に
基づき詳述する。上下レール（121）は、ピン（122）を
支点として揺動可能であり、バネ（123）により付勢さ
れて、上下レール（121）に突設されたストッパー（12
4）が軸（125）に当接している状態が第19図に於ける上
方にある状態である。前記軸（125）はカム駆動機構
（図示せず）により上下動作し、前記ピン（122）を介
して上下レール（121）を上下させる。また上下レール
（121）の端部には、回転可能なローラ（126）が取付け
られており、押下部材（127）がローラ（126）を押下げ
ることにより、第20図の如く、上下レール（121）から
ローラ（24）が離れる。即ち円筒カム部材（20）のカム
（22）は上下レール（121）が配設される部位は途切れ
ており、然もその途切れた箇所の一方端側と他方端側は
上下位置関係に於いて著しく差があるから、その途切れ
た部分に上下レール（121）を配設して上下動させるも
のである。そして、第19図に示すような状態では、上方
に位置する一方端側のカム（22A）と上下レール（121）
は同レベルにあり、この後ローラ（24）が上下レール
（121）上に乗り移り、次いで軸（125）と共に上下レー
ル（121）が降下して上下レール（121）が下方のカム
（22B）と同レベルとなる。そして該ローラ（24）が下
方のカム（22B）に乗り移ると、ステーション（Ｊ）の
状態となるが、このとき押下部材（127）がローラ（12
6）を押下げると、第20図のように上下レール（121）を
回転させ、その後該レール（121）は上昇して上方のカ
ム（22A）と同レベルとなると共に押下部材（127）もロ
ーラ（126）の上方に移動する。また本実施例では、上
下レール（121）を上方から下方への乗継ぎに用いた例
を示したが、これに限らず上下位置関係に於いて差があ
る場合に下方から上方へ乗継ぐときに用いてもよい。

尚本実施例では、チップ部品（15）を四方から爪（10
6）（109）（112）（113）で押しつけて、Ｘ軸方向、Ｙ
軸方向の位置決めをし、駆動モータ（96）によりベルト
（98）を介してθ方向の位置決めを行なうようにした
が、これに限らず例えば光学的にチップ部品（15）の位
置を検出して吸着ノズル（31）を回動させることにより
θ方向の位置補正をし、XYテーブル（４）でＸ軸方向及
びＹ軸方向の位置補正をしてもよい。

以上の構成により以下動作について説明する。先ず供
給コンベア（２）上に載置されてプリント基板が搬送さ
れて載せ換え装置（３）の下方位置に到達すると、前記
コンベア（２）は停止する。そして、レール（６）を支
点として一対の送り爪（７）（８）が回動降下して、右
方の爪（７）がXYテーブル（４）上のプリント基板の右
端に左方の爪（８）が前記コンベア（２）により、搬送
されたプリント基板の左端に係合する。その後載せ換え
装置（３）はレール（６）に沿って移動することによ
り、供給コンベア（２）からXYテーブル（４）に基板を
載せ換えると共に、該テーブル（４）上の基板を排出コ
ンベア（９）に載せ換え該コンベア（９）により右方へ
移動する。

そして、XYテーブル（４）上で図示しない位置決め装
置によりプリント基板は位置決めされるが、載せ換え装
置（３）は送り爪（７）（８）を上昇させてレール
（６）に沿って元の位置に戻る。またXYテーブル（４）
は駆動手段（図示せず）により、第22図に示すように降
下して、前後方向（Ｙ軸方向）及び左右方向（Ｘ軸方
向）に移動可能となり（第23図参照）、ターンテーブル
（10）及び位置決め装置（19）の下方位置に移動する。
一方部品供給台（13）上に並設された複数のテープ供給
ユニット（18）のうち、任意のユニット（18）がターン
テーブル（10）に対向するようにレール（14）に沿って
前記供給台（13）が既に移動した状態にあり、然もリー
ル（17）に巻かれたテープ（16）はその上面のフィルム
が図示しない剥離機構により剥離されてチップ部品（1
5）が吸着ノズル（31）の直下位置にある。

ここで、モータによりインデックスユニット（11）が
回転されて、ターンテーブル（10）が間欠回転されるこ
とになる。

先ず第１作業ステーションである吸着ステーション
（Ａ）では、前記テープ供給ユニット（18）からチップ
部品（15）を吸着ノズル（31）下端が吸着チャックす
る。該ステーション（Ａ）では、吸着ヘッド（12）の吸
着ノズル（31）の下端が前記テープ（16）の高さレベル
まで下がらねばならず、それはカム部材（20）のカム
（22）の途切れた部分において配設される上下動可能な
上下レール（図示せず）上に該ヘッド（12）上端のロー
ラ（24）が載置し該上下レールが下降することにより行
なわれる。この吸着は、吸着ヘッド（12）の吸着ノズル
（31）、フィルタ（35）、円筒体（27）の収納室（4
0）、連通路（44）、連通室（43）、シールパッキング
（61）を介して該連通室（43）に連通するジョイント
（57）、ホース（42）、連結ホース（62）、弁室（7
2）、横長吸気路（64）、円筒部（21）の中央吸気路（6
5）及び真空ポンプ（図示せず）がつながり、真空回路
が形成されることにより行なわれる。

次に吸着レベルから上昇した吸着ヘッド（12）は、カ
ム部材（20）のカム（22）上を摺動するローラ（24）を
介して第２作業ステーション（Ｂ）に移動する。このス
テーション（Ｂ）では、吸着ノズル（31）がチップ部品
（15）を吸着しているか否かをフォトセンサ（117）で
検出すると共に吸着ノズル（31）を予め制御装置（図示
せず）にプログラムされた方向にチップ部品（15）を吸
着したまま回動装置により回転させるものである。即ち
第７図に示すように、外部から吸着ノズル（31）の突部
（51）に回転ローラ（50）が圧接して、駆動モータ（5
2）が回転することによりベルト（53）を介して前記回
転ローラ（50）が所定角度回転することになる。この回
転後は、回転ローラ（50）は吸着ノズル（31）から離れ
る。このようにして、チップ部品（15）をマウントする
際の向きとなるように、位置決めを行なう前に予め回転
させている。

次に作業ステーション（Ｃ）では、第２作業ステーシ
ョン（Ｂ）に於いて、吸着ノズル（31）がチップ部品
（15）を吸着していないとフォトセンサ（117）が検出
した場合には、その吸着ヘッド（12）への真空回路を切
換弁（63）により遮断する。即ち、第11図の状態から第
10図の状態となるように、図示しない駆動源によりロー
ラ（79）を押圧すると第２レバー（76）は揺動し、第１
レバー（75）の第２凹部（81）に係合していたローラ
（78）が突部（82）を越えて第１凹部（80）に係合する
ことになる。従って第１レバー（75）も時計方向に回動
し、バネ（69）により弁体（68）が横長吸気路（64）を
閉塞するように弁棒（66）が移動する。これにより吸着
ノズル（31）はホース（42）、連結ホース（62）、弁室
（72）、弁棒（66）の横穴（71）及び大気連結通路（7
0）を介して大気と連通する。

次の作業ステーション（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）は、チップ
部品（15）の位置決めステーションで、該部品（15）の
形状により所定のプログラムに従い位置決めステーショ
ン（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）のいずれかを指示すると共に位置
決めユニット（88）（90）（91）（115）（116）のいず
れで位置決めするかは、吸着ステーション（Ａ）でチッ
プ部品（15）を吸着した際に該部品に応じて既に決定さ
れている。例えば、位置決めステーション（Ｅ）で右方
の位置決めユニット（91）が選択されておれば、駆動シ
リンダー（92）によりロッド（99）を介して案内レール
（95）に沿ってフレーム（93）が間隔（L1）だけ移動
し、前進限用ストッパー（102）によって位置が決定さ
れ、吸着ノズル（31）の直下方位置に当該ノズル（31）
が到達する前に該ユニット（91）が既に移動されてい
る。このとき、ステーション（Ｄ）（Ｆ）はアイドルス
テーションとなる。

このチップ部品（15）の位置決め動作について以下第
14図に基づき説明する。先ずプッシャー（103）がカム
（図示せず）により上昇すると、バネ（111）に抗して
第１及び第２開閉板（105）（107）が夫々ピン（104）
（108）を支点として回動し、位置決め用の爪（106）
（109）（112）（113）が開く。そして、吸着ノズル（3
1）は吸着ヘッド（12）上端のローラ（24）が載置した
上下レール（図示せず）が降下することにより降下し、
前記プッシャー（103）が降下したときに前記爪（106）
（109）（112）（113）により挾まれ四方から位置決め
を行い、また再びプッシャー（103）が上昇した後前記
上下レールが上昇して、吸着ノズル（31）も上昇する。
この後、ターンテーブル（10）が１分割分間欠回転する
ことになる。

次は、検出ステーション（Ｇ）で、吸着ノズル（31）
がチップ部品（15）を吸着しているかどうか、また正常
な位置で吸着しているかをフォトセンサ（118）、（11
9）で検出する。該センサ（119）は、駆動モータ（12
0）により揺動可能であり、チップ部品（15）の吸着姿
勢をチェックするが、１つのセンサで部品の有無及び姿
勢を検知してもよい。

第９の作業ステーション（Ｉ）では、吸着ノズル（3
1）を急激にＺレベルまで降下させるが、第19図及び第2
0図に基づき説明する。先ず第19図に示す状態では、上
方のカム（22A）と上下レール（121）は同レベルにあ
り、ローラ（24）が上下レール（121）上に乗り移り、
次いで軸（125）と共に該上下レール（121）が降下し
て、下方のカム（22B）と同レベルとなって連なる。そ
してローラ（24）が下方のカム（22B）に乗り移ると、
押下部材（127）がローラ（126）を押下げる。すると第
20図に示すように上下レール（121）がバネ（123）に抗
して回転し、その後該レール（121）は軸（125）と共に
上昇して上方のカム（22A）と同レベルとなると共に押
下部材（127）もローラ（126）の上方に離れるように移
動する。

次の第10の作業ステーションである実装ステーション
（Ｊ）では、XYテーブル（４）上のプリント基板にチッ
プ部品（15）をマウントする。このため、吸着ノズル
（31）は基板まで図示しない上下レールにより降下し
て、このマウントを行なうものである。

即ち、前述のフォトセンサ（117）がチップ部品（1
5）の存在を検知し、更に検出ステーション（Ｇ）にお
いてもフォトセンサ（118）が同じく存在を検知し吸着
姿勢が正常であるとフォトセンサ（119）により判断さ
れた場合のみ、前述の如く切換弁（63）を作動させ、弁
体（68）により横長吸気路（64）を閉塞して、第10図の
如く弁室（72）を弁棒（66）の大気連絡通路（70）を介
して大気と連通させると共に弁棒（66）の大気側端部か
ら高圧エアーを吹込むことにより前述の如くマウントす
るものである。従って、前記フォトセンサ（117）（11
8）がチップ部品（15）の存在を検知しなかったり、吸
着姿勢が異常とセンサ（119）が判断した場合は、吸着
ノズル（31）は降下せずマウントはしない。

次のステーション（Ｋ）（Ｌ）（Ｍ）は、アイドルス
テーションである。排出ステーション（Ｎ）では、フォ
トセンサ（117）（118）により吸着ノズル（31）がチッ
プ部品（15）の存在を検知しているものの、吸着姿勢が
異常とフォトセンサ（119）により判断された場合に、
吸着ノズル（31）の下端によりチップ部品（15）を排出
する。即ち、前述の如く、真空回路を遮断すると共に弁
棒（66）の端部より高圧エアーを吹込んで行なうもので
ある。

このとき、吸着ノズル（31）の下端より吸い込まれた
ホコリ等のゴミがフィルタ（35）により遮ぎられてフィ
ルタケース（37）の空間（36）内に溜っているので、前
述の実装ステーション（Ｊ）及び排出ステーション
（Ｎ）において高圧エアーが吹込まれたときに前記ゴミ
はノズル（31）下端より吐き出されフィルタ（35）及び
その周辺が自動クリーニングされることになる。従っ
て、次に真空回路が形成されたときには、該回路中にゴ
ミ等が詰まることはない。

次のステーション（Ｏ）では、吸着ヘッド（12）の３
本の吸着ノズル（31）のうちのノズル（31）が使用され
ているか、図示しないセンサにより検出されるものであ
る。

次のノズル選択ステーション（Ｐ）では、制御装置に
プログラムされたデータに基づき、次にどの吸着ノズル
（31）（31）（31）を使用するかの選択を行なう。この
選択については、同一の形状、サイズのチップ部品（1
5）を使用する場合には、同一の吸着ノズル（31）を使
用して選択は行なわなくともよいが、順次代えるように
してもよい。また小さいチップ状部品を用いる場合或い
は大きいチップ状部品を用いる場合には、それに対応す
る吸着ノズルに代えるように選択することができるもの
である。

この選択動作、即ち接続切換装置（49）の動作につい
て述べると、ジョイント（57）を他の連通室（43）に連
通させる場合には、レバー（55）を図示しない駆動機構
による回動させ、ジョイント（57）及び爪（56）を夫々
円筒体（27）、ギア（30）から離反させ、前記ギア（3
0）に図示しないギアが噛み合い、駆動機構（図示せ
ず）による前記ギアによりベアリング（29）を介して円
筒体（27）を回転させるが、この回転に際しては押えレ
バー（46）を係合部材（48）により下方に回動させるこ
とにより全吸着ノズル（31）（31）（31）を降下させて
行なう。そして、前記円筒体（27）の回転後選択された
吸着ノズル（31）に対応する連通室（43）に、ジョイン
ト（57）が連通するように前記レバー（55）を回動させ
爪（56）とギア（30）を噛合させ、シールパッキング
（61）により完全シールされる。また前記押えレバー
（46）が他の２本の吸着ノズル（31）のフランジ面（4
7）に当接し、バネ（45）により吸着ノズル（31）を上
昇させる。次のステーション（Ｑ）（Ｒ）は、アイドル
ステーションである。

（ト） 発明の効果 以上のように本発明は、間欠的に回転するターンテー
ブルに複数の吸着ノズルを具備する吸着ヘッドを上下動
させるようにし、プリント基板を載置しているXYテーブ
ルを部品供給装置の下方まで入り込めるようにしている
ことから部品供給装置から部品を取り出し部品装着装置
までに移動してくる間にその高さ位置の差分を下降する
必要があると共に吸着ノズルが部品供給装置から部品を
取り出す場合に部品を吸着して周りの構造物に当らない
高さまで上昇しなければならず、部品装着時には吸着ノ
ズルが吸着している部品と既に基板に装着されている部
品とが当らないような距離を下降しなければならないた
め最大部品厚の場合を考慮した吸着ヘッドの上下ストロ
ークとする必要があるためそのストロークが大きくなっ
てしまうが、このヘッドの上下動のための例えば長いガ
イド棒及び該ガイド棒を貫通して案内するための十分な
長さのストロークガイドよりなるガイド部材は吸着ヘッ
ド毎で済むから、間欠的に回転するターンテーブルに複
数の吸着ヘッドを上下動させずに吸着ヘッドに設けられ
た回動体毎に複数設けられた夫々の吸着ノズルを上下動
させる場合に比較してターンテーブルの重量を軽量にで
き高速化に対応できると共に、大きな基板であってもそ
の全面にわたり部品を装着させることができる。また、
前記回動体の円周全体を略等間隔に分割した回転角度位
置に複数設けられた吸着ノズルのうち電子部品の種類に
応じて使用すべき吸着ノズルが回動体の回転により選択
されるので、単に所定の角度範囲内を揺動して吸着ノズ
ルを選択する場合にヘッドが大きくなるのに比較して、
１回転する角度である360度を等間隔に分割した位置に
ノズルを配置することによりヘッドを小型化することが
でき、かつ多種類の電子部品に対応することができる。

また、吸着ノズルのみを上下動させる場合には、その
ストロークが長いため上下動の平行度の調整を吸着ノズ
ル毎に精密に行わなければならないことに比較して上下
動するヘッドのみの平行度を精密に調整することで、た
とえノズルのヘッドに対する上下動の平行度を調整する
必要がある場合でもそのストロークは小さいのでその平
行度の調整は比較的大まかでよく、調整作業を簡単にす
ることができる。

また、ターンテーブルを水平面に設けずに部品を吸着
するのに斜めの状態で斜め方向に吸着ノズルを往復動さ
せて吸着する場合と比較して、吸着ノズルを垂直方向に
上下動させて吸着するので、部品の吸着が安定して行
え、またターンテーブルの機構も複雑にしなくて済む。

また、本願の特許請求の範囲第２項の構成によれば、
使用しない吸着ノズルは不使用位置に収納させ選択され
た使用すべき吸着ノズルのみを使用位置に突出させて吸
着ヘッドを下降させるので、吸着ヘッドを下降させて全
ての吸着ノズルが同時に下降してしまうことがないよう
にして、上述する吸着ヘッドのみを下降させることによ
りターンテーブルの重量を軽量にすることによる高速化
が達成できる。また、使用するノズルのみを突出させて
吸着ヘッドを下降できるので、例えば吸着ヘッドより全
ての吸着ノズルを使用可能な位置まで突出させておき、
吸着ヘッドが下降した際に邪魔板に使用しない吸着ノズ
ルを当てて使用すべき吸着ノズルのみが下降するように
した方式にあってはノズル先端が邪魔板に当り摩耗する
という欠点があるのに対して吸着ノズルの先端が摩耗し
ないようにできる。

また特許請求の範囲第２項の構成によれば、吸着ヘッ
ドに設けられた複数の吸着ノズルの間隔が小さな場合に
大型の部品を吸着しようとする場合あるいは吸着して保
持している間に吸着に使用するノズル以外のノズルを収
納しない場合には邪魔になるという欠点があるのに対し
て他のノズルが収納してある場合には邪魔になることが
なく、大型の部品を吸着するために吸着ノズルの間隔を
開け吸着ヘッドを大きなものとしなくて済む。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第23図はいずれも本発明の一実施例を示す図
で、第１図は回動装置及び位置決め装置を示すための平
面図、第２図は自動装着装置の正面図、第３図は同じく
自動装着装置の平面図、第４図は同じく自動装着装置の
側面図、第５図はターンテーブルの縦断面図、第６図は
吸着ヘッドの縦断面図、第７図は吸着ノズルの回動を示
すための吸着ヘッドの部分縦断面図、第８図及び第９図
は円筒体が回動可能であることを示すための円筒体等の
平面図、第10図及び第11図は切換弁を示すための横断平
面図、第12図は位置決め装置の平面図、第13図は同じく
位置決め装置の側面図、第14図は位置決めユニットの要
部縦断面図、第15図及び第16図は位置決め爪とチップ部
品との関係を示す平面図、第17図は吸着ノズルの上下レ
ベルの変位を示す図、第18図は作業ステーション（Ｉ）
（Ｊ）における動作を示す側面図、第19図及びび第20図
は上下レールの動作を示す図、第21図はXYテーブルが上
方にある状態を示す自動装着装置の側面図、第22図はXY
テーブルが降下した状態を示す自動装着装置の側面図、
第23図はXYテーブルがターンテーブル等の下方位置に移
動した状態を示す自動装着装置の側面図を夫々示す。 （４）……XYテーブル、（10）……ターンテーブル、
（12）……吸着ヘッド、（15）……チップ部品、（18）
……テープ供給ユニット、（19）……位置決め装置、
（31）……吸着ノズル、（50）……回転ローラ、（52）
……駆動モータ、（53）……ベルト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−113699（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−171799（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−61492（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】チップ状の電子部品をプリント基板の所定
   箇所に自動的に装着する自動装着装置に於いて、電子部
   品を供給する部品供給装置と、吊り下げられた状態で間
   欠的に回転するターンテーブルと、前記プリント基板を
   載置して該ターンテーブルの下方を前記部品供給装置の
   下方まで入り込める高さ位置で水平移動可能なXYテーブ
   ルと、該ターンテーブルの周縁に垂直にガイド部材に案
   内されて上下動可能に配設される複数の吸着ヘッドと、
   該吸着ヘッドに鉛直軸線の周りに回動可能に設けられた
   回動体と、前記部品を吸着及び前記基板に装着するもの
   で前記回動体の円周全体を略等間隔に分割した回転角度
   位置に複数配設されこの複数のうち電子部品の種類に応
   じて前記回動体の回動により選択されたいずれかが前記
   吸着ヘッドの上下動により前記吸着及び装着を行う吸着
   ノズルとから成る自動装着装置。
2. 【請求項２】チップ状の電子部品をプリント基板の所定
   箇所に自動的に装着する自動装着装置に於いて、電子部
   品を供給する部品供給装置と、吊り下げられた状態で間
   欠的に回転するターンテーブルと、前記プリント基板を
   載置して該ターンテーブルの下方を前記部品供給装置の
   下方まで入り込める高さ位置で水平移動可能なXYテーブ
   ルと、該ターンテーブルの周縁に垂直にガイド部材に案
   内されて上下動可能に配設される複数の吸着ヘッドと、
   該吸着ヘッドに鉛直軸線の周りに回動可能に設けられた
   回動体と、前記部品を吸着及び前記基板に装着するもの
   で前記回動体に略等間隔の回転角度位置に複数配設され
   使用しないものは不使用位置に収納させこの複数のうち
   電子部品の種類に応じて前記回動体の回動により選択さ
   れた使用するものは該ヘッドより使用位置まで突出させ
   た状態で前記吸着ヘッドの上下動により前記吸着及び装
   着を行なう吸着ノズルとから成る自動装着装置。