JP2628789B2 - 電子部品装着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子部品をプリント基板に装着する装置に関
するものであり、特に部品保持ヘッドにより保持された
電子部品の姿勢誤差（電子部品の中心線回りの位相誤
差）にもかかわらず電子部品を正確な姿勢で装着し得る
電子部品装着装置に関するものである。

従来の技術 部品保持ヘッドによる電子部品の保持姿勢の誤差にも
かかわらず電子部品を正確な姿勢で装着し得る装置は、
特開昭58−213496号公報によって既に知られている。

この電子部品装着装置は、プリント基板を下方から支
持するとともにX,Y両方向に移動させて水平面内で位置
決めし得るXYテーブルと、そのXYテーブルの上方におい
て電子部品を真空により吸着して保持する部品保持ヘッ
ドと、その部品保持ヘッドを昇降させ、XYテーブルに接
近，離間させるヘッド昇降装置と、前記部品保持ヘッド
を部品保持ヘッドの部品保持部の垂直軸線を中心に回転
させるヘッド回転装置と、部品保持ヘッドに保持された
電子部品とプリント基板の電子部品を装着されるべき被
装着部との両方の像を撮像する撮像装置と、撮像された
電子部品の像と被装着部の像とのずれ量を算出するずれ
量算出手段と、算出されたずれ量に基づいてXYテーブル
とヘッド回転装置を制御し、電子部品と被装着部との位
置ずれをなくす制御手段とを含むように構成される。

XYテーブルがプリント基板を予め定められた位置へ移
動させて被装着部の位置を部品保持ヘッドに保持された
電子部品に対して粗位置決めした後、撮像装置が電子部
品と被装着部との像を撮像し、ずれ量算出手段が両者の
ずれ量を算出する。算出されたずれ量に基づいて制御手
段がXYテーブルを制御して被装着部と電子部品とのXY方
向位置を合わせ、かつ、ヘッド回転装置を制御して被装
着部との電子部品と電子部品中心線まわりの位相を合わ
せる。その後、ヘッド昇降装置が部品保持ヘッドを下降
させ、電子部品をプリント基板に装着させる。部品保持
ヘッドにより保持された電子部品に姿勢誤差があっても
その誤差が補正された上で装着が行われるため、電子部
品が正確な姿勢で装着される。

発明が解決しようとする課題 しかし、上記装置においては、電子部品と被装着部と
の粗位置決めが行われた状態で、撮像装置およびずれ量
算出手段によるずれ量の検出が行われ、その結果に基づ
いてずれ量の補正（姿勢誤差の補正を含む）が行われる
ため、電子部品の装着能率が悪いという問題があった。

本発明は、部品保持ヘッドによる電子部品の保持姿勢
に誤差があっても電子部品を正確な姿勢で装着し得、し
かも装着能率の良い電子部品装着装置を得ることを課題
として為されたものである。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために、本発明に係る電子部品装
着装置は、（ａ）一軸線まわりに間欠回転する間欠回転
体を含む支持手段と、（ｂ）その支持手段により、前記
一軸線を中心とする一円周上に前記間欠回転体の間欠回
転角度と等しい角度間隔でかつ自身の軸線まわりに回転
可能に支持され、それぞれ一端部に電子部品を保持する
部品保持部を備え、他端部に被駆動回転体を備えた複数
の部品保持ヘッドと、（ｃ）間欠回転体の停止時におけ
る複数の部品保持ヘッドの停止位置の一つである部品供
給位置に設けられて、各部品保持ヘッドに電子部品を供
給する部品供給装置と、（ｄ）前記複数の停止位置の別
の一つである部品装着位置に設けられ、部品保持ヘッド
により電子部品を装着されるプリント基板を位置決めす
る基板位置決め装置と、（ｅ）前記複数の停止位置のう
ちの、部品供給位置と部品装着位置との間の停止位置の
一つである部品撮像位置に設けられて電子部品の像を停
止状態で撮像する撮像装置を備え、部品保持ヘッドに保
持された電子部品の部品保持ヘッドの軸線まわりの回転
姿勢を検出する回転姿勢検出手段と、（ｆ）前記複数の
停止位置のうちの、部品撮像位置と前記部品装着位置と
の間の停止位置の一つである姿勢変更位置に設けられ、
前記複数の部品保持ヘッドのうち姿勢変更位置に停止さ
せられたものの被駆動回転体と同心的にかつ回転伝達可
能に係合する駆動回転体を備え、その駆動回転体により
被駆動回転体および部品保持ヘッドを回転姿勢検出手段
により取得された電子部品の回転姿勢情報に基づいて決
まる角度だけ回転させて電子部品の回転姿勢誤差を補正
するヘッド回転装置とを含むように構成される。

また、本発明の望ましい実施態様においては、前記ヘ
ッド回転装置が、前記駆動回転体と、装置本体に固
定的に設けられ、駆動回転体をその駆動回転体の軸線の
まわりに回転可能かつ軸方向に移動可能に保持する駆動
回転体保持部材と、前記装置本体に固定されて駆動回
転体を１回転以上させ得る回転駆動源と、互いに回転
伝達可能かつ軸方向に相対移動可能に係合した一対の回
転伝達部材であって、一方が装置本体に回転可能に保持
されて前記回転駆動源により回転させられ、他方が駆動
回転体と同心的かつ一体的に設けられたものとを備え、
回転駆動源の回転を駆動回転体に伝達するとともにその
駆動回転体の前記軸方向の移動を許容する軸方向移動許
容回転伝達装置と、駆動回転体を軸方向に移動させて
前記被駆動回転体に対して接触・離間させる接離装置と
を備えるものとされる。

本発明の別の望ましい実施態様においては、電子部品
装着装置が、さらに、部品保持ヘッドもしくはそれと一
体的に回転する部材の連続的な面に摩擦係合して部品保
持ヘッドを連続的な任意の回転位置に維持するととも
に、前記ヘッド回転装置による回転は許容するブレーキ
装置を含むものとされる。

作用 本発明に係る電子部品装着装置においては、間欠回転
体が停止する毎に１個ずつの部品保持ヘッドがそれぞれ
部品供給位置と部品装着位置とに停止させられ、両位置
で部品の供給と装着とが並行して行われる。また、部品
供給位置で部品を受け取った部品保持ヘッドが部品装着
位置へ移動する途中の停止位置の一つである部品撮像位
置においては、撮像装置が部品保持ヘッドに保持された
電子部品の像を停止状態で撮像し、その結果取得された
像に基づいて回転姿勢検出手段が電子部品の姿勢誤差を
検出する。次に、部品保持ヘッドが姿勢変更位置に停止
したとき、ヘッド回転装置が、部品保持ヘッドを、回転
姿勢検出手段により取得された電子部品の回転姿勢情報
に基づいて決まる角度だけ回転させ、電子部品の回転姿
勢誤差を補正する。

発明の効果 このように、本発明に係る電子部品装着装置において
は、部品保持ヘッドによる電子部品の保持姿勢の誤差が
検出され、その検出結果に基づいて電子部品の姿勢誤差
が補正される。したがって、部品保持ヘッドによる電子
部品の保持姿勢に誤差があってもその電子部品を正確な
姿勢で装着することが可能である。しかも、部品保持ヘ
ッドによる電子部品の受取り，撮像装置による電子部品
の撮像，ヘッド回転装置による電子部品の姿勢変更およ
び部品保持ヘッドによるプリント基板への電子部品の装
着が並行して行われるため、１個の電子部品を装着する
ためのサイクルタイムが短縮され、部品装着作業の能率
向上効果が得られる。本発明によれば、回転姿勢検出手
段により電子部品の保持姿勢誤差を検出し、それを補正
することによる電子部品装着位置精度の向上効果と、装
着に必要な複数の動作の並行実施による装着能率の向上
効果とが共に得られるのである。

また、撮像システムが、部品撮像位置に停止中の電子
部品を撮像するため、電子部品の移動軌跡が円周である
にもかかわらず電子部品の正確な像が容易に取得でき、
その像に基づく保持方位誤差の取得が正確となって、こ
の点からも電子部品のプリント基板への装着方位の合精
度が向上する。電子部品を部品供給位置から部品装着位
置へ一直線に沿って移動させる形式の電子部品装着シス
テムにおいては、その電子部品の移動経路の途中にライ
ンスキャンカメラを設けて、移動中の電子部品を撮像す
ることも可能なのであるが、垂直軸線のまわりに一定角
度ずつ間欠的に回転する間欠回転体を含む支持手段に複
数の部品保持ヘッドを支持させ、部品供給位置における
電子部品の受取りと部品装着位置における装着とを並行
して行わせる形式の電子部品装着システムにおいては、
部品保持ヘッドが円周軌跡を描いて移動し、その部品保
持ヘッドに保持された電子部品は移動に伴って回転する
ため、その電子部品全体の像をラインスキャンカメラで
取得するためには、単位時間毎に取得されるライン状の
像に対して電子部品の回転角度分の補正を施すことが必
要であり、電子部品全体の像の取得自体が困難である。
しかも、間欠回転体は加速，減速を繰り返し、一定角速
度で回転する時期がないか、または極めて短くなるのが
普通であるため、上記単位時間毎の回転角度が一定では
ない場合が多く、その場合には回転角度分の補正を行う
ことが一層困難である。部品撮像位置に停止中の電子部
品を撮像すればこれらの問題が解消され、電子部品の正
確な像を容易に取得できるのである。

また、電子部品の姿勢を変更するためのヘッド回転装
置は複数の部品保持ヘッドに対して１個設ければよいた
め装置の構造が簡単となり、コスト低減効果が得られ
る。

さらに、ヘッド回転装置は間欠回転体から分離されて
定位置に設けられているため間欠回転体と共に回転する
部分の慣性モーメントが小さくなり、間欠回転体を駆動
する間欠駆動装置が小形で済み、かつ、間欠回転体の間
欠回転に伴う振動および騒音が低減して間欠回転体を高
速で回転させることが可能となり、この点からも電子部
品装着作業の能率向上効果が得られる。

その上、駆動回転体が被駆動回転体と同心的に係合す
るようにされていることによっても特有の効果が得られ
る。例えば、駆動回転体を被駆動回転体に係合，離脱さ
せるための装置を簡単化すること、あるいは係合離脱の
ための移動質量を小さくすることが容易となる。その一
例が請求項２に記載の望ましい態様であり、ヘッド回転
装置を、駆動回転体，駆動回転体保持部材，回転駆動
源，軸方向移動許容回転伝達装置および接離装置を備え
たものとすることによって、上記係合，離脱のため装置
の簡単化と係合，離脱のための移動質量の低減を達成す
ることができる。係合，離脱のための移動質量が低減す
れば、振動，騒音の増大を回避しつつ係合，離脱動作を
高速化することが可能となり、電子部品装着作業の能率
向上効果が得られる。駆動回転体が被駆動回転体と同心
的に係合するものである場合にはさらに、後に実施例の
項において説明するように、駆動回転体を被駆動回転体
の内側に嵌合した後に拡径させられるものとすることが
でき、その場合には、駆動回転体と被駆動回転体とが半
径方向に非平衡力を加え合うことを回避することができ
る。その結果、部品保持ヘッドや間欠回転体の剛性，強
度を低くして部品保持ヘッドや間欠回転体の慣性質量を
低下させることが可能となり、間欠回転体の回転開始時
および停止時に発生する振動，騒音の増大を回避しつつ
間欠回転体を高速で回転させることが可能となって、こ
の点からも電子部品装着作業の能率向上効果が得られ
る。

また、ブレーキ装置を備えた望ましい態様において
は、姿勢誤差の検出後や、姿勢誤差の補正後に部品保持
ヘッドが任意の連続的な回転位置に維持され、部品保持
ヘッドによる電子部品の保持姿勢誤差を補正して精度よ
く装着することができ、かつ、間欠回転体を安心して高
速で回転させることができて電子部品装着作業の能率を
一層向上させることができる特有の効果が得られる。

実施例 以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図に本発明の一実施例である電子部品装着装置を
含む電子部品装着システムの外観を示す。本電子部品装
着システムは本体フレーム10,部品供給装置12,基板搬入
装置14,基板搬出装置16,基板位置決め装置18,電子部品
装着装置20（以下、単に装着装置という）および制御装
置22等を備えている。部品供給装置12は、本体フレーム
10によって一直線に沿って移動可能に支持された移動台
30の上に多数の部品供給ユニット32が移動台30の移動方
向において互に隣接する状態で配列されたものであり、
各部品供給ユニット32は１種類ずつのテーピング電子部
品を保持していて、移動台30の移動によって装着装置20
に正対する位置へ移動させられ、１個ずつの電子部品を
供給するものであるが、よく知られたものであるため詳
細な説明は省略する。

電子部品が取り付けられるプリント基板は基板搬入装
置14により搬入され、図示しないローディング装置によ
って基板位置決め装置18に取り付けられる。基板位置決
め装置18は基板支持台36を備え、その基板支持台36は前
記移動台30の移動方向に平行なＸ軸方向とそれに直角な
Ｙ軸方向とに移動可能なXYテーブル上に設置されてお
り、プリント基板を正確な位置に支持してXY平面内の任
意の位置に位置決めする。そして、その位置決めされた
プリント基板に装着装置20が部品供給装置12から受け取
った電子部品を順次装着し、全部品の装着が終了したプ
リント基板は図示しないアンローディング装置によって
取り外され、基板搬出装置16により搬出される。これら
の動作は制御装置22によって制御される。制御装置22は
コンピュータを主体とするものであり、コンピュータの
メモリに記憶されているプログラムと磁気ディスク，磁
気テープ等によって外部から与えられる情報とに基づい
て各装置の制御を行うものであり、この制御装置22に付
属して操作盤40と、その操作盤40の操作指示，入力され
たデータ，各装置の作動状況等を表示するディスプレイ
42と、部品保持ヘッドたる吸着ヘッド（後述）に保持さ
れた電子部品の姿勢を作業者がモニタするためのモニタ
テレビ44とが設けられている。これら基板搬入装置14,
基板搬出装置16,基板位置決め装置18,制御装置22,操作
盤40,ディスプレイ42,モニタテレビ44等はよく知られた
ものであるため詳細な説明は省略し、以下、装着装置20
について説明する。

第２図から明らかなように、装着装置20は本体フレー
ム10によって垂直な軸線のまわりに回転可能に保持され
た回転軸50を備えている。この回転軸50の上端部には回
転板52が固定され、この回転板52の外周部には等角度間
隔で12個のカムフォロワ54が取り付けられており、これ
らカムフォロワ54が水平軸線まわりに回転するカム56と
掛合するようにされている。これによりカム56が１回転
する毎に回転板52および回転軸50が30度ずつ間欠的に回
転させられることとなる。

回転軸50の下端部には間欠回転体としての間欠回転盤
58が固定されており、この間欠回転盤58に12組の吸着ヘ
ッドユニット60が等角度間隔に取り付けられている。こ
れら吸着ヘッドユニット60はすべて第３図および第４図
に示す構造を有するものである。第３図から明らかなよ
うに、間欠回転盤58の外周部には２本ずつ対になったロ
ッド62が垂直な姿勢でかつ軸方向に移動可能に取り付け
られており、それらの両端が連結部材63および64により
互に連結されている。上方の連結部材63にはカムフォロ
ワ65が取り付けられ、このカムフォロワ65が第２図に示
されているカム66に係合させられている。カム66は本体
フレーム10に固定されており、外周面は水平面に対して
傾斜して形成された環状のカム溝67を備えているため、
間欠回転盤58の回転につれてロッド62が昇降させられ
る。また、下方の連結部材64には軸部材68によってアー
ム69が固定されており、このアーム69には部品保持ヘッ
ドとしての吸着ヘッド70が取り付けられている。アーム
69がヘッド保持体として機能するようにされており、か
つ、間欠回転盤58,ロッド62,連結部材63,64,カムフォロ
ワ65,カム66,軸部材68,アーム69等により、部品保持ヘ
ッドとしての吸着ヘッド70を支持して間欠的に移動させ
る支持手段が構成されているのである。

各吸着ヘッド70は、第４図に最も明瞭に示されている
ように、金属製の筒部材80の両端にガラスまたは合成樹
脂製の透明板82,84が固定されて成るヘッド本体部86を
備えている。このヘッド本体部86の内部には実質的に気
密な空間が形成されており、下方の透明板84にこの空間
に連通する上下方向の貫通孔が形成され、この貫通孔に
吸着ヘッド70の部品保持部として機能する吸着管88が圧
入されている。ヘッド本体部86は外筒90に相対回転不能
かつ軸方向に摺動可能に嵌合されるとともに、常にはス
プリング92によってストッパ94に当接する下降端位置に
保持される。外筒90は前記アーム69に上下方向に形成さ
れた貫通孔に回転可能かつ軸方向に摺動可能に嵌合され
ており、常にはスプリング96によりフランジ98がアーム
69に当接する上昇端位置に保たれ、また、外筒90の上端
には、吸着ヘッド70の中心線、すなわち吸着管88の中心
線を中心とする円筒面状の内周摩擦面100を備えた被駆
動回転体102が螺合により固定されており、この被駆動
回転体102と上記スプリング96とはカバー104により覆わ
れている。

上記ヘッド保持体としてのアーム69には吸着ヘッド7
0、詳細には外筒90およびヘッド本体部86の回転を防止
するブレーキ装置110が設けられている。ブレーキ装置1
10は摩擦部材112,レバー114,スプリング115等を備えて
いる。レバー114はアーム69にピン116により中間部を回
動可能に取り付けられており、一方の端部に摩擦部材11
2が固定され、他方の端部とアーム69との間にスプリン
グ115が装着されている。摩擦部材112はアーム69に形成
された貫通孔に嵌入し、その先端部がスプリング115の
付勢力によって外筒90の外周面に押し付けられ、吸着ヘ
ッド70の回転を防止するようにされている。

前記吸着管88は、ヘッド本体部86内に形成された空
間，筒部材80に形成された接続通路117,外筒90に形成さ
れた接続通路118,アーム69および軸部材68に形成された
通路119および120を経て、前記間欠回転盤58および回転
軸50に形成された通路122および124に連通させられ、さ
らに、継手126を経てポート128において図示しないバキ
ューム装置に接続されている。通路120と122との接続部
には切換弁130が設けられ、これが図示しない弁操作装
置によって切り換えられることにより吸着管88がバキュ
ーム装置と大気とに択一的に連通させられるようになっ
ている。

各吸着ヘッド70は、間欠回転盤58の間欠的な回転に伴
って第５図に示すＡないしＬの12の位置で停止させられ
る。そして、位置Ａにおいて部品供給装置12から電子部
品を受け取り、それを位置Ｇにおいてプリント基板に装
着する。位置Ａが部品受取位置、位置Ｇが部品装着位置
となっているのである。また、位置Ｃと位置Ｅとにはそ
れぞれ姿勢検出装置140とヘッド回転装置142とが設けら
れて位置Ｃが姿勢検出位置、位置Ｅが姿勢変更位置とさ
れている。さらに、位置Ｄにおいては、位置Ｃにおいて
検出された電子部品が予定のものと異なる場合に切換弁
130が切り換えられて誤った電子部品が吸着ヘッド70か
ら解放されるようになっている。姿勢検出装置140は電
子部品の輪郭を検出するものであるから電子部品の姿勢
のみならず、電子部品の種類も検出することができるの
である。

姿勢検出装置140は、第６図から明らかなように、本
体フレーム10に固定の補助フレーム144に組み付けられ
た投光器146,プリズム装置148および撮像装置150を備え
ている。投光器146はブラケット152によって補助フレー
ム144に固定され、姿勢検出位置Ｃに停止した吸着ヘッ
ド70の真上に位置するようにされている。投光器146か
ら投光された光は吸着ヘッド70を透過した後、プリズム
装置148の２個のプリズム154によって90度ずつ向きを変
えられ、撮像装置150に入光する。撮像装置150はレンズ
156を備え、このレンズ156によって図示しない固体撮像
素子上に結ばれる電子部品Ｗの投影像を二値化信号に変
換するものである。撮像装置150はブラケット160によっ
て補助フレーム144に取り付けられているが、ブラケッ
ト160の高さが調節ねじ162により調節されることによっ
て焦点距離の調節が可能とされている。164は撮像装置1
50のパワーユニットである。撮像装置150からの二値化
信号は制御装置22に供給され、制御装置22はその二値化
信号と制御装置22自身のメモリに予め記憶させられてい
る正規の電子部品Ｗの位置を示す二値化信号とを比較
し、電子部品Ｗの正規の位置に対する姿勢誤差Δθを演
算する。撮像装置150を含む姿勢検出装置140と制御装置
22の一部とによって姿勢誤差検出手段が構成されている
のである。

前記ヘッド回転装置142は、第７図に示すように、補
助フレーム170に固定のガイドブッシュ172により回転可
能かつ軸方向に摺動可能に保持された駆動回転体174を
備えている。駆動回転体174はギヤ176を備え、このギヤ
176がギヤ178およびタイミングベルト180を介して第８
図に示すターボモータ182に連結されている。したがっ
て、駆動回転体174はサーボモータ182によって任意の角
度回転させられることとなる。

駆動回転体174は第９図に示すように中空軸状の部材
であるが、その下端部の外周面に幅広の円環溝184が形
成されており、これにゴム製の摩擦リング186が嵌めら
れている。また、円環溝184の底壁にはそれを半径方向
に貫通する複数個の貫通孔が形成され、各貫通孔に１個
ずつのボール188が移動可能に収容されている。そし
て、駆動回転体174内には下端に複数の傾斜溝190を備え
た棒状の拡張部材192が摺動可能に挿通されており、拡
張部材192に固定のピン194と駆動回転体174に形成され
た長穴196との係合によって拡張部材192と駆動回転体17
4との相対回転が防止されるとともに両者の軸方向の相
対移動限度が規定されている。

駆動回転体174の上端部にはストッパリング200が固定
され、これがガイドブッシュ172の上端面に当接するこ
とにより駆動回転体174の下降端位置を規定するように
されている。また、拡張部材192の上端近傍にはナット2
02が固定されており、このナット202と駆動回転体174の
上端面との間に弾性部材としてのスプリング203が装着
されて、拡張部材192を駆動回転体174に対して上向きに
付勢している。拡張部材192の上端にはテーパ部204が形
成され、これに昇降部材206がベアリング208を介して係
合させられている。昇降部材206にはまた係合部材210が
取り付けられ、これが上記ナット202に係合して拡張部
材192を昇降部材206とともに昇降させるようになってい
る。

昇降部材206は、第７図から明らかなように、２本の
ロッド212およびガイドブロック214を介して補助フレー
ム170によって昇降可能に保持されるとともに、連結ロ
ッド216により図示しない昇降駆動用のカム装置に連結
されている。なお、昇降部材206,ロッド212,ガイドブロ
ック214および連結ロッド216は、理解を容易にするため
に第８図においては駆動回転体174の軸線のまわりに一
定角度回動させた状態で示されている。

ヘッド回転装置142は吸着ヘッド70が位置Ｅに停止し
た状態で駆動回転体174が吸着ヘッド70と同心となる位
置に設けられており、昇降部材206が下降させられると
き、まず昇降部材206と駆動回転体174とが一体的に下降
して駆動回転体174の下端部、すなわち摩擦リング186が
装着された部分が吸着ヘッド70の第４図に示されている
被駆動回転体102内へ嵌入する。そして、ストッパリン
グ200がガイドブッシュ172の上端面に当接して駆動回転
体174の下降が停止した後は、その駆動回転体174に対し
て拡張部材192がスプリング203の付勢力に抗して相対的
に下降し、傾斜溝190の作用によってボール188を半径方
向外側へ押し出し、摩擦リング186を部分的に膨出させ
て被駆動回転体102の内周摩擦面100に摩擦係合させる。

すなわち、傾斜溝190の底面が拡張部材192にその軸方
向に対して傾斜して形成された傾斜面として機能し、摩
擦リング186がその傾斜面によりボール188を介して拡張
されるリング状部材として機能するのであり、上記ボー
ル188および摩擦リング186によって駆動回転体の拡張部
が構成されているのである。また、拡張部材192に作用
する昇降部材206およびそれを駆動する昇降駆動用のカ
ム装置によって、駆動回転体174を被駆動回転体102の内
側に嵌入させるとともに、それの格調部を拡張させて駆
動回転体174と被駆動回転体102とを摩擦係合させる接離
装置が構成されている。

第７図から明らかなように、補助フレーム170にはブ
レーキ装置110を解除するブレーキ解除装置218の解除レ
バー220が取り付けられている。解除レバー220の一方の
アームは連結ロッド222によってカム装置に連結されて
おり、他方のアームには作用部材224が取り付けられて
いる。連結ロッド222はカム装置により前記連結ロッド2
16と関連して昇降させられるようにされており、それに
よって駆動回転体174が下降して摩擦リング186が被駆動
回転体102の内周摩擦面100に押し付けられた後、作用部
材224がレバー114に作用してブレーキ装置110を解除
し、また、吸着ヘッド70が所定の角度回転させられた
後、駆動回転体174の被駆動回転体102からの離脱に先立
ってブレーキ装置110を作用状態に復帰させるようにな
っている。

次に本電子部品装着システム全体の作動を説明する。
第５図における位置Ａ（部品受取位置）に停止した吸着
ヘッド70が部品供給装置12から部品を受け取っている間
に、位置Ｃ（姿勢検出位置）に停止した吸着ヘッド70に
おいては電子部品Ｗの吸着ヘッド70の軸線のまわりの回
転姿勢が検出され、位置Ｅ（姿勢変更位置）においては
ヘッド回転装置142によって吸着ヘッド70が回転させら
れ、電子部品Ｗの吸着ヘッド軸線まわりの回転姿勢が変
更され、さらに、位置Ｃ（装着位置）においてはプリン
ト基板への電子部品Ｗの装着が行われる。これら各位置
における作動はそれぞれ異なる吸着ヘッド70に対して並
行して行われるのであるが、以下、１個の吸着ヘッド70
に着目して各位置における作動を詳細に説明する。

位置Ａに吸着ヘッド70が停止した状態においては、部
品供給装置12の多数の部品供給ユニット32のうち選ばれ
たものが吸着ヘッド70の真下に位置決めされるととも
に、その部品供給ユニット32に保持された部品保持テー
プからカバーテープが剥がされて電子部品Ｗの取出しが
可能な状態となっている。したがって、第４図において
図示しないヘッド押下装置が被駆動回転体102に当接し
てこれをスプリング96の付勢力に抗して押し下げれば、
ヘッド本体部86および吸着管88もそれに伴って下降し、
吸着管88の下端面が電子部品Ｗの上面に当接する。被駆
動回転体102および外筒90はそれ以後も押し下げられる
のであるが、ヘッド本体部86および吸着管88はスプリン
グ92の圧縮によって停止状態を保つことを許容される。
この状態においては吸着管88はバキューム装置に連通さ
せられているため電子部品Ｗが吸着管88に吸着され、ヘ
ッド押下装置の作用が解除されて吸着ヘッド70が上昇す
れば電子部品Ｗもそれに伴って上昇し、装着装置20によ
る部品供給装置12からの電子部品Ｗの受取りが終了す
る。

このように電子部品Ｗを受け取った吸着ヘッド70が位
置Ｃに停止させられれば、吸着ヘッド70は第６図に示す
ように投光器146とプリズム装置148との間に位置させら
れる。したがって、投光器146から投光された光により
撮像装置150の固体撮像素子面に電子部品Ｗの投影像が
結ばれる。撮像装置150はこの投影像を二値化信号に変
換し、制御装置22に出力する。制御装置22はその二値化
信号に基づいて電子部品Ｗの正規の位置に対する姿勢誤
差Δθを演算する。

以上のように姿勢誤差の検出が行われた後、吸着ヘッ
ド70が位置Ｅに停止すれば、その吸着ヘッド70は第７図
に示すようにヘッド回転装置142の駆動回転体174の真下
に位置することとなる。したがって、カム装置により昇
降部材206が下降させられれば、駆動回転体174の下端部
が第４図に示す被駆動回転体102の内側へ嵌入する。こ
の状態から更に昇降部材206が下降させられれば、第９
図において拡張部材192が駆動回転体174に対して相対的
に下降させられ、ボール188および摩擦リング186から成
る拡張部を拡張し、これを被駆動回転体102の内周摩擦
面100に押し付ける。続いてブレーキ解除装置218が作動
してブレーキ装置110を解除するため、吸着ヘッド70は
回転可能な状態となり、その状態でサーボモータ182が
作動させられて吸着ヘッド70が回転させられる。サーボ
モータ182は前述のように制御装置22によって求められ
た姿勢誤差Δθに対応する角度だけ回転させられ、それ
に伴って吸着ヘッド70およびそれに保持されている電子
部品Ｗが姿勢誤差Δθを打ち消すに必要な角度だけ回転
させられる。その後、ブレーキ装置110が再び作用状態
とされ、昇降部材206が上昇させられて駆動回転体174が
被駆動回転体102から離脱させられ、電子部品Ｗの姿勢
変更が終了する。

以上のようにして姿勢誤差が除かれた後、吸着ヘッド
70が位置Ｇに停止する時期には、プリント基板位置決め
装置18によってプリント基板が所定の位置に位置決めさ
れている。したがって、図示しないヘッド押下装置によ
り吸着ヘッド70が押し下げられれば、吸着管88に保持さ
れた電子部品Ｗがプリント基板の所定の位置に押し付け
られ、接着等によって固定される。その状態で切換弁13
0が切り換えられて吸着管88が大気に連通させられるこ
とにより電子部品Ｗが吸着ヘッド70から解放され、その
後、吸着ヘッド70が上昇すれば電子部品Ｗのプリント基
板に対する装置が完了する。

以上の説明から明らかなように、本電子部品装置シス
テムにおいては、吸着ヘッド70による電子部品Ｗの受
取，姿勢検出，姿勢変更およびプリント基板への装着が
複数の位置において並行して行われるため、サイクルタ
イムが短縮され、電子部品装着作業の能率が向上する。

また、姿勢検出装置140およびヘッド回転装置142が12
個の吸着ヘッド70に対して一つずつで済むため装置の構
造が簡単となり、製造コストの低減効果が得られる。

また、ヘッド回転装置142は間欠回転盤58から分離さ
れて定位置に設けられているため間欠回転盤58の慣性モ
ーメントが小さくなり、これの間欠的な回転に伴う振
動，騒音が減少し、間欠回転盤58を高速で回転させるこ
とが可能となる。

さらに、撮像装置150の固体撮像素子面に結ばれる像
は電子部品Ｗの投影像であるため、反射光による電子部
品Ｗの像のように電子部品Ｗの表面粗さや色等の影響を
受けることがなく、電子部品Ｗの姿勢を正確に検出する
ことができる。

なお、以上詳記した実施例においては部品保持ヘッド
がバキュームにより電子部品を吸着する吸着ヘッド70で
あり、ヘッド本体部86の吸着管周辺部は透明体で形成さ
れているため、電子部品Ｗの全周にわたって投影像を得
ることができる利点があるのであるが、部品保持ヘッド
はこれに限られるものではなく、電子部品Ｗの姿勢を検
出し得る状態で電子部品Ｗを保持し得る保持ヘッドであ
れば採用が可能である。例えば、吸着管88と共に、もし
くはそれに代えて一対の把持爪を備えた部品保持ヘッド
に電子部品Ｗを保持させることも可能であり、要するに
電子部品Ｗの一辺とその両端の角部あるいは互に交わる
二辺等、電子部品の位置を検出するために必要な部分の
投影像が得られる状態で電子部品を保持し得る部品保持
ヘッドであれば採用が可能なのである。この場合、把持
爪を支持し、作動させる部材等が電子部品の投影像を得
る上で邪魔になる場合には、投光器からの投光方向を電
子部品の中心線に対して一定角度傾かせることも可能で
ある。

また、前記実施例においては理解を容易にするために
姿勢変更位置においては電子部品の姿勢誤差のみが補正
されるものとしたが、電子部品を部品供給装置から受け
取った姿勢とは異なる姿勢でプリント基板に装着する必
要がある場合には、この位置においてそれに必要な角度
だけ電子部品を回転させることも可能であり、このよう
にすれば基板位置決め装置18にプリント基板を回転させ
る機能を持たせることなく電子部品を任意の姿勢で装着
することが可能となる。

また、前記実施例においては姿勢検出位置において電
子部品の回転姿勢の誤差のみが検出されるようになって
いたが、電子部品Ｗの中心線と部品保持ヘッドの基準線
（例えば吸着ヘッド70の中心線）とのずれをも検出し、
それに基づいて基板位置決め装置18を作動させれば、電
子部品の装置姿勢のみならず絶対的な装着位置の精度を
も向上させることができる。

さらに、前記実施例においては駆動回転体174の拡張
部が機械的に拡張されるものとされていたが、例えば流
体圧によって拡張されるものとするなど適宜の変更を加
えることが可能であり、また、駆動回転体174の拡張部
を被駆動回転体102の内周摩擦面100に押し付けることに
より駆動回転体174と被駆動回転体102とを係合させるこ
とも不可欠ではない。例えば、駆動回転体174を被駆動
回転体102の外側に嵌合するものとし、駆動回転体の収
縮部が被駆動回転体の外周摩擦面と摩擦係合するものと
することも可能である。さらに、駆動回転体と被駆動回
転体とをそれらの端面において同心的に当接させること
により両者を摩擦係合させることも可能であり、あるい
は駆動回転体と被駆動回転体とを半径方向に相対移動さ
せて両者の外周面同士、もしくは一方の外周面と他方の
内周面とを局部的に摩擦係合させることも可能である。
この場合、接離装置もそれぞれの態様に応じて変更する
必要があることは勿論である。

その他、いちいち例示することはしないが、本発明は
当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施した態様
で実施し得るものであることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である電子部品装着装置を含
む電子部品装着システムの全体を概略的に示す斜視図で
ある。第２図は第１図に示した電子部品装着システムの
電子部品装着装置の主要部を示す正面断面図である。第
３図は第２図におけるIII−III断面図である。第４図は
第２図に示されている吸着ヘッドおよびその周辺を示す
正面断面図である。第５図は第２図に示されている電子
部品装着装置主要部とそれに付属した姿勢検出装置およ
びヘッド回転装置の相対位置関係を示す説明図であり、
第６図および第７図におけるＶ−Ｖ断面図である。第６
図は第５図に示されている姿勢検出装置の正面図であ
る。第７図はブレーキ解除装置および第５図に示されて
いるヘッド回転装置の正面図である。第８図は第７図に
示されているブレーキ解除装置およびヘッド回転装置の
底面図である。第９図は第７図におけるIX−IX断面図で
ある。 12:部品供給装置、18:基板位置決め装置 20:電子部品装着装置、22:制御装置 58:間欠回転盤、60:吸着ヘッドユニット 69:アーム、70:吸着ヘッド 88:吸着管、110:ブレーキ装置 140:姿勢検出装置 142:ヘッド回転装置、146:投光器 148:プリズム装置、150:撮像装置 182:サーボモータ 206:昇降部材、210:係合部材 218:ブレーキ解除装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武藤 康雄 愛知県知立市山町茶碓山19番地 富士機 械製造株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−155200（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−84499（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−46179（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−28400（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一軸線まわりに間欠回転する間欠回転体を
   含む支持手段と、 その支持手段により、前記一軸線を中心とする一円周上
   に前記間欠回転体の間欠回転角度と等しい角度間隔でか
   つ自身の軸線まわりに回転可能に支持され、それぞれ一
   端部に電子部品を保持する部品保持部を備え、他端部に
   被駆動回転体を備えた複数の部品保持ヘッドと、 前記間欠回転体の停止時における複数の部品保持ヘッド
   の停止位置の一つである部品供給位置に設けられて、各
   部品保持ヘッドに電子部品を供給する部品供給装置と、 前記複数の停止位置の別の一つである部品装着位置に設
   けられ、部品保持ヘッドにより電子部品を装着されるプ
   リント基板を位置決めする基板位置決め装置と、 前記複数の停止位置のうちの、前記部品供給位置と部品
   装着位置との間の停止位置の一つである部品撮像位置に
   設けられて電子部品の像を停止状態で撮像する撮像装置
   を備え、部品保持ヘッドに保持された電子部品の部品保
   持ヘッドの軸線まわりの回転姿勢を検出する回転姿勢検
   出手段と、 前記複数の停止位置のうちの、前記部品撮像位置と前記
   部品装着位置との間の停止位置の一つである姿勢変更位
   置に設けられ、前記複数の部品保持ヘッドのうち姿勢変
   更位置に停止させられたものの前記被駆動回転体と同心
   的にかつ回転伝達可能に係合する駆動回転体を備え、そ
   の駆動回転体により被駆動回転体および部品保持ヘッド
   を前記回転姿勢検出手段により取得された電子部品の回
   転姿勢情報に基づいて決まる角度だけ回転させて電子部
   品の回転姿勢誤差を補正するヘッド回転装置と を含むことを特徴とする電子部品装着装置。
2. 【請求項２】前記ヘッド回転装置が、 前記駆動回転体と、 装置本体に固定的に設けられ、駆動回転体をその駆動回
   転体の軸線のまわりに回転可能かつ軸方向に移動可能に
   保持する駆動回転体保持部材と、 前記装置本体に固定されて駆動回転体を１回転以上させ
   得る回転駆動源と、 互いに回転伝達可能かつ軸方向に相対移動可能に係合し
   た一対の回転伝達部材であって、一方が前記装置本体に
   回転可能に保持されて前記回転駆動源により回転させら
   れ、他方が前記駆動回転体と同心的かつ一体的に設けら
   れたものとを備え、回転駆動源の回転を駆動回転体に伝
   達するとともにその駆動回転体の前記軸方向の移動を許
   容する軸方向移動許容回転伝達装置と、 前記駆動回転体を軸方向に移動させて前記被駆動回転体
   に対して接触・離間させる接離装置と を備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の電子部品装着装置。
3. 【請求項３】さらに、前記部品保持ヘッドもしくはそれ
   と一体的に回転する部材の連続的な面に摩擦係合して部
   品保持ヘッドを連続的な任意の回転位置に維持するとと
   もに、前記ヘッド回転装置による回転は許容するブレー
   キ装置を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項に記載の電子部品装着装置。