JP2790694B2 - 電子部品実装装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、吸着手段により電子部品を真空吸着保持
し、基板上に搭載する電子部品実装装置に係り、特に吸
着手段の状態良否や電子部品の吸着状態の良否を判定す
る手段を有する電子部品実装装置に関する。

（従来の技術） 従来の電子部品実装装置において吸着保持された電子
部品の吸着状態の良否判定は、吸着手段中心に対する電
子部品の位置ずれによって生じる吸着孔からのエア漏れ
を真空度低下として真空センサにより検知し、その検知
結果を吸着状態の良否判定基準に適用する方法が用いら
れていた。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記従来の電子部品の吸着状態の良否判定で
は、第４図（ｂ）に示すような吸着手段（以下、ノズル
という）の吸着孔をふさぐ状態で電子部品を吸着保持し
た場合、電子部品が正常に吸着されなくても吸着状態か
ら「良」と判定され、基板に搭載されてしまうので、電
子部品の実装位置ずれや吸着位置ずれ等が発生してい
た。

また、従来の電子部品実装装置には、ノズルが部品供
給部から部品を取り出す時や基板上に部品を搭載する時
に部品表面に接触するためノズルの先端が徐々に磨耗
し、部品搭載ミスを起こすなどの問題があったがこの磨
耗状態は目視で判断されたり、部品装着ミスによるトラ
イの状況によって判断される場合が多く、入手に頼って
いた。

さらに、従来の電子部品実装装置の吸着状態の良否判
定では、第８図に示すような真空吸着時にノズルに半
田、接着剤などの粘着性物質やごみなどを吸い込みノズ
ルつまりを起こす場合、真空度が高くなり、部品を保持
していなくても吸着保持していると判断することがあ
り、装着安定性に欠くため、ノズルの状態を常に管理す
る必要があった。

本発明は、吸着手段を用いて電子部品を真空吸着保持
する場合において、吸着手段による電子部品の吸着状態
や、摩耗状態などの吸着手段の状態の良否を適確に判定
でき、これにより電子部品の装着安定性を向上させるこ
とができる電子部品実装装置を提供することを目的とす
る。

また本発明は、吸着手段を用いて電子部品を真空吸着
保持する場合において、吸着手段の吸着孔の状態を適確
に判定することができ、これにより電子部品の装着安定
性を向上させることができる電子部品実装装置を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 請求項１記載の本発明は、電子部品を真空吸着保持す
る吸着手段と、この吸着手段に真空吸着保持された前記
電子部品の有無を検出する有無検出手段と、前記吸着手
段の位置を検出する位置検出手段と、前記吸着手段の基
準位置を設定記憶する基準位置設定手段と、前記位置検
出手段からの検出信号と前記基準位置設定手段からの出
力信号とを比較演算する比較手段と、この比較手段から
の出力信号と前記有無検出手段からの検出信号とを基
に、前記吸着手段に真空吸着保持された前記電子部品の
吸着状態の良否及び前記吸着手段の状態の良否のうち少
なくともどちらか一方を判定する判定手段とを具備した
ことを特徴とする。

請求項２記載の本発明は、少なくとも１つの吸着孔を
有し、電子部品を真空吸着保持する吸着手段と、この吸
着手段に真空吸着保持された前記電子部品の有無を検出
する有無検出手段と、前記吸着手段の真空状態を検出す
る真空検出手段と、前記有無検出手段からの検出信号と
前記真空検出手段からの検出信号を基に、前記吸着手段
の吸着孔の状態を判定する判定手段とを具備したことを
特徴とする。

（作用） 請求項１記載の本発明によれば、吸着手段の実検出位
置が基準位置設定手段に記憶された基準位置と比較手段
にて比較演算され、また有無検出手段により吸着手段に
おける電子部品の有無が検出され、この比較手段からの
出力信号と有無検出手段からの検出信号とに基づいて、
吸着手段に吸着された電子部品の状態の良否と吸着手段
の状態の良否のうち少なくともどちらか一方が判定され
る。

また請求項２記載の本発明によれば、吸着手段に真空
吸着保持された電子部品の有無を検出する有無検出手段
からの検出信号と、吸着手段の真空状態を検出する真空
検出手段からの検出信号とに基づいて、吸着手段の吸着
孔の状態が判定される。

（実施例） 本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図及び第２図に示すように、本実施例の電子部品
実装装置のヘッド部は、電子部品の供給部と基板との間
を移動する移動体１には、基枠２が固定されている。こ
の基枠２の側部に取付けられた軸受装置３には、外軸４
が回転可能に挿通支持されており、この外軸４に内軸５
がスプライン係合により上下動可能に挿通支持されてい
る。なお、外軸４はプーリ６に掛けられるベルトを介し
てモータ（いずれの図示せず）により回転されるように
なっており、その外軸４の回転は内軸５にスプライン係
合によって伝達される。

上記内軸５の下端部には、電子部品をいわゆる真空吸
引により吸着するノズル７が取付けられており、そのノ
ズル７は内軸５の上端部に取付けられる吸気装置として
の真空発生装置Ａに接続されるようになっている。ま
た、外軸４の下端部にはガイド盤８が取付けられてお
り、そのガイド盤８の下面にはノズル７に吸着された電
子部品の位置決めを行うための位置決め部材たる４個の
爪部材９が前後方向及び左右方向に移動可能に支持さ
れ、また、その外側には、ノズル７及びノズル７に真空
吸着された電子部品Ｅを検出する有無検出器10が設けら
れている。これら爪部材９は、ガイド盤８の上部のレバ
ー支え11に軸12を介して支持されたレバー13に連結さ
れ、このレバー13の回動により前後方向及び左右方向に
移動される。

一方、基枠２の後部には、減速機を内蔵した第１及び
第２のモータ14及び15が取付けられており、その回転軸
14a,15aは基枠２の前部に配設された第１及び第２のカ
ム軸16及び17にカップリング16a,17aにより連結されて
いる。そして、第１及び第２のカム軸16及び17には、略
円形をなす第１及び第２のカム18及び19が偏心状態に取
付けられている。この第１及び第２のカム18及び19に接
触する第１及び第２のカムフォロアたる第１及び第２の
ローラ20及び21は、第１及び第２のアーム22及び23に設
けられている。この第１及び第２のアーム22及び23は、
基枠２の上下両側に軸24及び25により回動可能に支持さ
れ、引張りコイルばね26及び27により第１及び第２のロ
ーラ20及び21を第１及び第２のカム18及び19に押し付け
る方向に回動付勢されている。そして、第１及び第２の
アーム22及び23の一端部にはローラ28及び29が設けられ
ている。このうち第１のアーム22のローラ28は内軸５の
上方部に取付けられた第１の受けリング30の上下両フラ
ンジ30a及び30b間に配置されている。また、第２のアー
ム23のローラ29は外軸４の下方部に上下動可能に支持さ
れた第２の受けリング31の上下両フランジ31a及び31b間
に配置されている。この第２の受けリング31の下方に
は、外軸４に上下動可能に支持された昇降リング32が配
置されており、この昇降リング32と第２の受けリング31
との間には、外軸４に挿入保持された圧縮コイルばね33
によって連結されている。そして、昇降リング32に取付
けられた脚突子34をレバー13に連結し、昇降リング32の
上下動に応動してレバー13が回動するように構成されて
いる。従って、第１のカム18の回転に伴う第１のローラ
20の変位は、変位伝達手段すなわち第１のアーム22、第
１の受けリング30、内軸５を介してノズル７に伝達され
てこのノズル７が上下動し、また第２のカム19の回転に
伴う第２のローラ21の変位は、変位伝達手段すなわち第
２のアーム23、第２の受けリング31、圧縮コイルばね3
3、昇降リング32、レバー13を介して爪部材９に伝達さ
れてこの爪部材９が前後方向及び左右方向に移動するよ
うになっている。

また、第１の受けリング30の上フランジ30aの上端部
にベルトガイド35を設け、このベルトガイド35にベルト
36を通し、このベルト36を介して内軸５の上下移動量を
検出し、間接的にノズル７の位置を検出する上下位置検
出器37を有している。さらに、真空状態を検出する真空
検出器38が、真空発生装置Ａに設けられている。そし
て、有無検出器10,上下位置検出器37,真空検出器38から
の各検出信号を基に、電子部品の吸着姿勢の良否，ノズ
ル状態の良否等を判定する判定手段39及び各種情報を入
力記憶する記憶手段40がマイクロコンピュータなどで構
成された制御装置内に設けられている。

このように構成されたものにおいては、以下のように
電子部品の吸着姿勢の良否，ノズル状態の良否等が判定
される。

まず、電子部品の吸着状態の良否判定について、第３
図及び第４図を用いて説明する。

予め初期状態の第１のモータ14の回転角度とこの角度
に対応したノズル７の位置を上下位置検出器37を介して
記憶手段40に記憶させる。このとき、第１のモータ14の
回転角度のノズル７の上下位置を一致させている。次
に、有無検出器10によりノズル７に電子部品が吸着され
ているか否かを検出する。そして、電子部品がノズル７
に吸着されていることを検出した場合、記憶手段40に記
憶された電子部品を正常に吸着したときのノズル７の基
準位置（ａ）のデータを呼び出す。さらに、実際に電子
部品を吸着したノズル７の位置（ｂ）を上下位置検出器
37により検出する。その後、呼び出されたノズル７の基
準位置（ａ）のデータとノズル７の位置（ｂ）の検出値
とを比較し、両者が一致したときはノズル７に電子部品
が正常に吸着されていると判定し、一致しないときは正
常に吸着されていないと判定する。なお、この判定にお
いては、両者の差に許容範囲をもたせ、その範囲内に両
者の差があるときは正常に吸着されているとしても良
い。

上記によれば、有無検出器10によりノズル７に電子部
品が吸着されていることを確認し、かつ上下位置検出器
37にて検出したノズル７の実際の位置（ｂ）と、記憶手
段40に記憶されたノズル７の基準位置（ａ）とが一致、
或いは両者の差が許容範囲内にあることを条件として、
ノズル７に電子部品が正常に吸着されていると判定す
る。従って、第４図において吸着状態（吸着姿勢）の異
なる（ａ）と（ｂ）に示すような電子部品の向きの相違
も判定することができ、電子部品の吸着状態を適確に判
定することができる。その結果、正しい姿勢での吸着状
態の電子部品のみが基板に実装されることから装着安定
性を向上させることができる。

次に、ノズル７の状態良否の判定について、第５図乃
至第８図を用いて説明する。

第５図及び第６図を用いて、ノズル７の先端磨耗によ
る状態良否判定について述べる。

まず、予め電子部品を吸着していない状態でノズル７
の先端に磨耗が生じていないときのノズル７の基準位置
（ａ）のデータを記憶手段40に記憶させる。次に、有無
検出器10によりノズル７に電子部品が吸着されていない
ことを確認する。電子部品がノズル７に吸着されていな
い状態を確認したら、ノズル７の実基準位置（ｂ）を上
下位置検出器37により検出する。その後、判定手段39は
記憶手段40に記憶されたノズル７の基準位置（ａ）のデ
ータを呼び出し、上下位置検出器37からのノズル７の実
基準位置の検出値と比較し。両者の差Ｂを算出する。こ
の差Ｂがノズル磨耗量である。そして、このノズル磨耗
量Ｂを磨耗量許容限度値Ｌと比較し、ノズル磨耗量Ｂが
この許容値限度以内にあれば、ノズル７の交換が不要で
あり、許容値限度外であればノズル７を交換すると判定
する。

上記によれば、有無検出器10がノズル７に電子部品が
吸着されていないことを確認し、かつ上下位置検出器37
にて検出したノズル７の実基準位置（ｂ）と、記憶手段
40に記憶されたノズル７の基準位置（ａ）との差Ｂが摩
耗量許容限度値Ｌ以内であることを条件としてノズル７
の交換が不要であると判定している。その結果、従来の
目視に比べ、摩耗状態などのノズル７の状態の良否の判
定を適確に行なうことができ、摩耗に伴う装着ミスなど
も事前に防止することができ、装着安定性を向上させる
ことができる。

次に、第７図及び第８図を用いて、ノズル７のつまり
状態の判定について述べる。

まず、有無検出器10により電子部品がノズル７に吸着
されていないことを確認する。次に、真空検出器38によ
りノズル７の真空度を検出する。そして、判定手段39
は、有無検出器10と真空検出器38とからの検出信号を基
に、ノズル７に電子部品が装着されていないにもかかわ
らず、所定の真空度を検出した場合、ノズル７に形成さ
れた孔が何らかの原因で詰まっていると判定する。

上記によれば、有無検出器10がノズル７に電子部品が
装着されていないことを確認し、かつ真空検出器38が所
定の真空度を検出したことを条件として、ノズル７の孔
がつまっていると判定する。このため、ノズル７のつま
りを適確に判定でき、例えばこのつまりに起因して従来
発生していた、部品を保持していなくても吸着保持して
いると判定してしまうといった現象が回避されて、部品
の吸着状態に与える影響を排除でき、その結果、電子部
品の取り込みを確実にし、電子部品の装着安定性を向上
させることができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、吸着手段を用いて電子部品を真空吸
着保持する場合において、吸着手段による電子部品の吸
着状態や、摩耗状態などの吸着手段の状態の良否を適確
に判定でき、これにより電子部品の装着安定性を向上さ
せることができる。

また本発明によれば、吸着手段を用いて電子部品を真
空吸着保持する場合において、吸着手段の吸着孔の状態
を適確に判定することができ、これにより電子部品の装
着安定性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２図は本発
明の一実施例を示す側面図、第３図及び第４図は本発明
の一実施例である電子部品の吸着状態の良否判定を示す
図、第５図及び第６図は本発明の一実施例であるノズル
の先端磨耗による状態良否判定を示す図、第７図及び第
８図は本発明の一実施例であるノズルのつまり状態の判
定を示す図、第９図は本発明の一実施例であるノズルの
つまり状態の判定を示すフローチャートである。 ７……ノズル,10……有無検出器， 37……上下位置検出器,38……真空検出器， 39……判定手段,40……記憶手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 坂本 薫昭 (56)参考文献 特開 昭63−186499（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−228735（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05K 13/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品を真空吸着保持する吸着手段と、
   この吸着手段に真空吸着保持された前記電子部品の有無
   を検出する有無検出手段と、前記吸着手段の位置を検出
   する位置検出手段と、前記吸着手段の基準位置を設定記
   憶する基準位置設定手段と、前記位置検出手段からの検
   出信号と前記基準位置設定手段からの出力信号とを比較
   演算する比較手段と、この比較手段からの出力信号と前
   記有無検出手段からの検出信号とを基に、前記吸着手段
   に真空吸着保持された前記電子部品の吸着状態の良否及
   び前記吸着手段の状態の良否のうち少なくともどちらか
   一方を判定する判定手段とを具備したことを特徴とする
   電子部品実装装置。
2. 【請求項２】少なくとも１つの吸着孔を有し、電子部品
   を真空吸着保持する吸着手段と、この吸着手段に真空吸
   着保持された前記電子部品の有無を検出する有無検出手
   段と、前記吸着手段の真空状態を検出する真空検出手段
   と、前記有無検出手段からの検出信号と前記真空検出手
   段からの検出信号を基に、前記吸着手段の吸着孔の状態
   を判定する判定手段とを具備したことを特徴とする電子
   部品実装装置。