JP2813340B2 - 電子部品搭載装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、電子部品を無接触で位
置決めし、電子部品を基板上に搭載するようにした電子
部品の搭載装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】電子部品を基板上に搭載する装置には、
種々の方式がある。その中で、本発明と同方式の装置が
特開昭５５−２４４９１号公報に示されている。 【０００３】この従来の電子部品搭載装置は、間歇回転
するテーブルの下面に多数の搭載ヘッドを配設し、部品
供給部から送られてきた電子部品を搭載ヘッドに吸着
後、次のステーションで、搭載ヘッドに吸着された電子
部品を、機械的な機構により複数の爪を用いて４方から
位置決めし、次のステーションで位置決めした電子部品
を基板上に搭載するようにしていた。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】このように機械的な機
構で電子部品を位置決めすると、電子部品のバリとか、
モールド部のテーパに形状不良がある場合、電子部品の
位置決め不良や、電子部品の落下、破損などのトラブル
を起すことがある。 【０００５】また、チップ抵抗の如きセラミック部品を
位置決めする爪は、摩耗が激しくて定期的な交換と調整
が必要である。また、形状の異なる電子部品に対して
は、同一の爪では対応できないのでその都度爪を取換え
る必要がある等多くの時間が浪費される。 【０００６】また、搭載ヘッドは、回転機能を有してお
り、多数の搭載ヘッドに対して回転駆動源が１個である
ので、部品の搭載姿勢を変える場合、全ての搭載ヘッド
に吸着された電子部品が、今基板に搭載しようとしてい
る電子部品の姿勢に合わせて変えられてしまうことにな
る。そのため、電子部品の位置決め時に、電子部品の方
向が種々の方向を向くことになり、電子部品の位置決め
が非常に困難になり、生産性を低下させることになる。 【０００７】また、一般的にテーピング部品の送り機構
は、テープの種類によって専用化されているので、テー
プの送りピッチが同じであっても、搭載パターンを変更
した場合（断面形状が異なる）は、その都度テープ（テ
ーピング部品）を入れ替えねばならないという不便さが
ある。 【０００８】本発明の目的は、上記従来技術に鑑み、電
子部品の落下、破損もなく、正確な位置決めを可能にす
るとともに、生産性を向上させることができる電子部品
搭載装置を提供することにある。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願発明においては、電子部品を供給する部品供給
部と、ほぼ鉛直方向の回転軸を中心に回転可能であり、
下端部に前記電子部品を吸着する吸着ヘッドを有する搭
載ヘッドと、前記吸着ヘッドにより前記電子部品が搭載
される基板の位置を位置決めするＸＹテーブルと、前記
吸着ヘッが前記電子部品を吸着した位置と該吸着ヘッド
に吸着した電子部品を基板へ搭載する搭載位置と異なる
位置で、該吸着ヘッドに吸着された電子部品の姿勢をシ
ルエット像で光学的に認識する視覚認識部と、前記視覚
認識部の画像処理により、前記吸着ヘッドを前記回転軸
を中心に回転し、吸着された前記電子部品の姿勢を補正
する姿勢補正手段と、前記電子部品の吸着、視覚認識、
姿勢補正及び前記基板への搭載を行うように制御する制
御手段とを具備した。 さらに、前記搭載ヘッド上で前記
電子部品を吸着する吸着ヘッドの先端より搭載ヘッド側
に設けたバックプレートと、前記バックプレートに光を
照射する照射装置と、前記照射されたバックプレートの
光により前記吸着された電子部品の姿勢をシルエット像
で光学的に認識する視覚認識部とを具備した。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。まず、図１本発明による電子部品搭載装置
の外観図である。同図において、Ａ部は、搭載ヘッド部
であり、中空の主軸の下端にテーブル７０が取付けら
れ、このテーブル７０には、上下動可能に複数の吸着ヘ
ッド５４が取付けられている。Ｂ部は、テーピングされ
た電子部品を吸着ヘッド５４の下方に搬入する部品供給
部である。Ｃ部は、電子部品を搭載する基板のＸ−Ｙ方
向の位置決めをするとともに、上記吸着ヘッド５４の下
方の所定位置に基板を配置するためのＸＹテーブルであ
る。Ｄ部は、基板供給部である。Ｅ部は、吸着ヘッド５
４に吸着した電子部品の姿勢を光学的に監視するための
視覚認識部である。 【００１１】これらＡ〜Ｅ部は、筐体１０上に取付けら
れている。この他、図１に図示していないものとして制
御装置（別筐体）、画像入力処理部、駆動系（筐体１０
内）とからなる。基板供給部Ｄでは、コンベア１９１に
より電子部品を搭載する基板８が搬送され、基板供給部
ＤのチャックＤ´でコンベア１９１からＸＹテーブルＣ
の基板保持具に移される。この基板８はＸＹテーブルＣ
により搭載ヘッド部Ａの下部に搬送され、搭載ヘッド部
Ａにより順次電子部品が搭載される。電子部品の搭載完
了後、再びＸＹテーブルＣにより基板８は基板供給部Ｄ
に搬送され、チャックＤ〃によりコンベア２０１に移さ
れ、次工程に送られる。 【００１２】一方、搭載ヘッド部Ａにより搭載される電
子部品は、部品供給部Ｂにテーピングされた状態でリー
ル３に巻かれて収納されており、これを部品供給部Ｂの
テープ送りピンにより吸着ヘッド５４の直下まで搬送
し、これを吸着ヘッド５４が下降して吸着して取上げ
る。ついで、吸着ヘッド５４はインデックスユニット１
２により間歇的に回転させられ、視覚認識部Ｅへ送られ
る。視覚認識部Ｅではカメラにより電子部品の位置（吸
着ヘッド５４に対する位置ずれ）を検出し、そのデータ
（ΔＸ，ΔＹ，Δθ）を制御装置へフィードバックす
る。 【００１３】制御装置は、予め指示されたプログラムに
従って、基板８の電子部品を搭載すべき位置を、搭載位
置に移動させるためのデータを、ＸＹテーブルＣのモー
タに指令する。この時、視覚認識部Ｅからの電子部品の
位置ずれデータ（ΔＸ，ΔＹ，Δθ）を加味した移動デ
ータを指令値とする。この指令の基づいて、ＸＹテーブ
ルＣは移動する。 【００１４】吸着ヘッド５４は、再びインデックスユニ
ット１２により１ピッチ送られ、基板８の直上に電子部
品を搬送してくる。ここで吸着ヘッド５４が下降して電
子部品を基板８に搭載する。上記手順を繰り返して、電
子部品を基板８に搭載する。 【００１５】以下、各部分ごとに更に詳細に説明する。 （搭載ヘッド部Ａについて）図４は搭載ヘッド部Ａの正
面図、図５は図４のＡ−Ａ線矢視図、図６は搭載ヘッド
を示す垂直断面図、図７は図６のＢ−Ｂ断面図、図８は
同じくＣ−Ｃ断面図である。 【００１６】図４および図５において、コラム１１上に
インデックス装置１２が固定されている。インデックス
装置１２は、入力軸１３にタイミングプーリ１５、タイ
ミングベルト１６等を介して連続回転を与えると、出力
軸３０（図６参照）が間歇的に駆動されて回転する。図
６において、出力軸３０に主軸３４がボルト３５で固定
され、主軸３４の下端にテーブル７０が固定されてい
る。また、テーブル７０の外周部には、電子部品１（図
２参照）を吸着するための吸着ヘッド５４を含めた機構
が４個配置されている。 【００１７】主軸３４の中心部は中空となっており、こ
の中空内に中空状の吸着ヘッド回転軸７２と吸着ヘッド
回転軸５５が２重に通っており、主軸３４と吸着ヘッド
回転軸７２および吸着ヘッド回転軸７２と、吸着ヘッド
回転軸５５間には各々ギャップを設けてあり、上記３本
の軸は単独で動作する。 【００１８】吸着ヘッド回転軸７２の下端外側はベアリ
ング７１で支持され、下端部には歯車６６が固定されて
いる。また、吸着ヘッド回転軸５５の下端は、ブッシュ
６４で回転自在に支持され、最下端部には歯車６７がナ
ット６５で固定されている。また、吸着ヘッド回転軸５
５の上端には歯車５６が固定されており、パルスモータ
６０の軸に固定された歯車５９とタイミングベルト５８
で連結されている。 【００１９】一方、吸着ヘッド回転軸７２の上端にも同
様な歯車５７が固定され、タイミングベルト６１と連結
してパルスモータ６３と連動している。なお、インデッ
クス装置１２の出力軸３０は上端から下端まで中空部が
貫通しており、この中空部を前記吸着ヘッド回転軸７２
および吸着ヘッド回転軸５５が通っている。 【００２０】ノズルホルダー４３は、ガイド４４により
上下動と回転が自在に保持されている。また、ノズルホ
ルダー４３は、ブッシュ５２に上下スライド自在に係合
し、回転方向はキー５１により規制されている。ブッシ
ュ５２はテーブル７０とベアリング５０を介して回転自
在に保持されている。ブッシュ５２の下部外側には歯車
５３ａが固定されている。また、前記ノズルホルダー４
３のフランジ部に圧縮バネ４７が組み込まれており、ノ
ズルホルダー４３は常に上方に向けて付勢されている。
また、ノズルホルダー４３の中空部４８に圧縮バネ４９
が組み込まれており、吸着ノズル５４ａの上端部を常に
下方に押し下げている。 【００２１】吸着ノズル５４ａはノズルホルダー４３内
を上下自在にスライドする。また、前記ガイド４４はテ
ーブル７０に固定されている。前記歯車５３ａは歯車６
６と係合しているため、パルスモータ６３の回転はブッ
シュ５２、ノズルホルダー４３を介して吸着ノズル５４
ａに伝達され、吸着ノズル５４ａはパルスモータ６３の
回転により任意の回転角が得られる。 【００２２】つぎに、部品を吸着するための真空回路の
構成について説明する。主軸３４の外周には溝３６ａな
いし３６ｄが削設され、この溝３６ａとつながった縦穴
３８ａが主軸３４の下方へ削設されており（図７参
照）、シールリング３１の下端を過ぎた位置から再び主
軸３４の外周へ抜け出ている。シールリング３１は、ボ
ルト３２によりインデックス装置１２のフレームに固定
されており、内径は主軸３４と回転自在に接している。
このため、主軸３４の外径とシールリング３１の内径と
は若干のギャップがあり、真空のエアー洩れを防止する
ためＯリング３７を主軸３４側に装着している。 【００２３】一方、ノズルホルダー４３の上方外周部に
は溝４５が削設され、この溝４５の一部から中空部４８
に横穴４６を通し、溝４５と一致する位置にパイプ４０
ａの一端を接続している。パイプ４０ａの他端は主軸３
４の縦穴３８ａに接続されている。これによりニップル
３３ａを真空ポンプ（図示せず）などへ接続することに
より、溝３６ａ、縦穴３８ａ、パイプ４０ａ、横穴４
６、溝４５、中空部４８、吸着ノズル５４ａを通して真
空回路が構成され、吸着ノズル５４ａの先端に電子部品
１を吸着させることができる。 【００２４】電子部品１の吸着および搭載時の吸着ノズ
ル５４ａ〜５４ｄの上下動作は、加圧レバー２２ａ〜２
２ｂが揺動してカムホロワ４１ａでキャップ４２を押し
下げ、ノズルホルダー４３とともに吸着ノズル５４ａを
下降させることにより行われる。上昇時には、加圧レバ
ー２２ａを上方に揺動させることにより、圧縮バネ４７
により吸着ノズル５４ａをノズルホルダー４３とともに
上方へ押し上げる。 【００２５】加圧レバー２２ａの動作は、図４および図
５に示す如く、カム１７ａ，１７ｂにより行われる。加
圧レバー２２ａは軸２１ａに固定され、軸２１ａはブラ
ケット２０ａにより回転自在に支持されている。軸２１
ａの他端はレバー１９ａに固定され、レバー１９ａとレ
バー２５ａは、ロッド１８ａで回転自在に接続されてい
る。 【００２６】また、レバー２５ａの他端に固定されたカ
ムホロワ２６ａは、引張りバネ２８ａにより常にカム１
７ａに接触している。これによりカム１７ａの変位を加
圧レバー２２ａに伝達し、吸着ノズル５４ａ〜５４ｄを
上下させて、電子部品の吸着および搭載（搭載時は真空
源をＯＦＦとし大気へ解放する）動作が行われる。 【００２７】吸着ヘッド５４を含む吸着機構が９０°ピ
ッチで４個テーブル上に配置されている。歯車６６は各
々対向する歯車５３ａおよび５３ｂに係合している。歯
車６７は９０°位置を変え歯車５３ｃ，５３ｄに係合し
ている。 【００２８】また、図６に示す如く、電子部品を吸着す
る位置と搭載する位置は、主軸３４を対称軸として１８
０°対向した位置に配置されている。従って、吸着ノズ
ル５４ｂで電子部品を吸着後、基板８上へ搭載する間に
パルスモータ６３が必要量回転して電子部品の搭載姿勢
を変更した場合、他方の吸着ノズル５４ａも同じ量だけ
回転する。 【００２９】しかし、すでに吸着ノズル５４ａには、電
子部品がないので（搭載済みである）回転角には無関係
となる。すなわち、テーブル７０の下面に２個の歯車６
６，６７を設置し、互いに対向する歯車５３ａ，５３ｂ
を歯車６６に噛み合わせ、歯車５３ｃ，５３ｄを歯車６
７に噛み合わせ、２個のパルスモータ６３，６０で順次
電子部品に回転角を与えることにより、他の電子部品の
回転角が累積することがなく、所要の電子部品の搭載姿
勢を任意に制御し得る。 【００３０】以上のように構成した部品搭載部におい
て、図４に示すタイミングベルト１６、タイミングプー
リ１５および入力軸１３を介して図６に示す主軸３４に
間歇的な回転力が与えられ、テーブル７０が間歇的に回
転する。このテーブル７０の回転によって吸着ノズル５
４ａ〜５４ｄは公転する。 【００３１】一方、中空状の吸着ヘッド回転軸７２と吸
着ヘッド回転軸５５を介して、パルスモータ６３，６０
により吸着ノズル５４ａ〜５４ｄが自転する。この吸着
ノズル５４ａ〜５４ｄの自転により、吸着した電子部品
を回転し、姿勢を調節する。 【００３２】また、部品供給部Ｂから電子部品を吸着す
る時および基板上に電子部品を搭載する時は、カム１７
ａ，１７ｂによってタイミングが計られて、吸着ノズル
５４ａ〜５４ｄを押し下げて行う。また、部品供給部Ｂ
から基板８への電子部品の移載は、吸着ノズル５４ａ〜
５４ｄの上記公転によって行われる。 【００３３】このようにして吸着ノズル５４ａ〜５４ｄ
の公転、自転、上下動の動作の組合せにより、部品供給
部Ｂに供給されてきた電子部品を吸着し、その電子部品
の姿勢を調整して基板上に搭載する。 【００３４】（部品供給部Ｂについて）つぎに、部品供
給部Ｂについて説明する。図２は、テーピング部品の外
観図である。同図に示す如く、電子部品１は、送り穴２
´が形成されたテープ２内に収納され、テープリール３
に巻かれている。 【００３５】図９は、部品供給部の側面図、図１０は、
図９のＤ−Ｄ線における矢視図、図１１は、第１０のＥ
−Ｅ断面図、図１２は、図１０のＢ´部の断面図、図１
３は〜図１５は、図１２の動作工程図である。 【００３６】図９において、テープ２は、テープリール
３ごとリール支え８２にセットされる。リール支え８２
はバー８１を介してベース８０に固定されている。テー
プ２は、テープリール３から部品供給テーブルＢ´部の
所定の位置へ引き出される。 【００３７】図１０に示す如く、部品供給テーブルＢ´
は、複数個（本例では８個）のテープを供給できる構造
となっており、ブラケット１１３および１１４に固定さ
れた２本のガイドバー１０３上に摺動自在に支持されて
いる。部品供給テーブルＢ´の下部には、ラック８８が
ボルト１３２（図１２参照）で固定されている。 【００３８】ブラケット１５５はベース８０に固定さ
れ、ラック８８と係合するピニオン８７を回転自在に支
持している。ブラケット１５５はベース８０に固定さ
れ、モータ８５を支持している。ピニオン８７とモータ
８５はカップリング８６を介して接続されている。この
ため、モータ８５の回転によりピニオン８７、ラック８
８を介して部品供給テーブルＢ´が、２本のガイドバー
１０３を案内として任意の位置に移動することができ、
これによりつぎに吸着・搭載すべき電子部品１を吸着ヘ
ッド５４の直下へ移動させている。 【００３９】つぎに、テープ２の送り機構について説明
する。図１２に示すように、テープ２を、テーブル１３
１の所定の溝１２１ａを通して、収納した電子部品１が
吸着ノズル５４ｂの直下に来るように配置する。ローラ
１２４ａ〜１２４ｃは、ブラケット１５２にピン１５３
を介して回転自在に支持されたレバー１２５に回転自在
に支持されている。引張りバネ１５４の一端はレバー１
２５に、他端はボルト１５６に固定され、常にレバー１
２５を介してローラ１２４ａ〜１２４ｃがテープ２を押
え、溝１２１ａからテープ２が浮き上がるのを防止して
いる。 【００４０】前記送り孔２´に係合するピン状の突起１
３４を固着した送り係止部材１３５と、同形のピン状の
突起１４０を固着した送り駆動部材１５０は、それぞれ
２本ずつのピン１４０，１３４をテープ２の送り孔２´
のピッチに合わせて固定してある。なお、ピン１４０，
１３４の数は任意に設定し得る。また、送り係止部材１
３５と送り駆動部材１５０とは必ずしも同形に構成しな
くてもよい。これらの部材を上下方向に案内するため、
その本体部分を円柱状に形成し、これに外嵌する円筒状
のガイド１３３，１４９を設けている。 【００４１】一方、テーブル１３１にアーム１２６を固
定し、前記の送り係止部材１３５に外嵌したガイド１３
３をこのアーム１２６に固定する。これにより送り係止
部材１３５は、テープ２に対して垂直方向に往復摺動自
在に案内される。上記のアーム１２６に対してテープ送
り方向（Ｘ−Ｘ´方向）に摺動自在にスライダ１４７を
支承し、前記の送り駆動部材１５０に外嵌したガイド１
４９をこのスライダ１４７に固着する。これにより送り
駆動部材１５０はテープ２に対して垂直方向に摺動自在
に案内され、かつテープ送り方向（Ｘ−Ｘ´方向）に、
スライダ１４７とともに摺動し得る。 【００４２】上記のスライダ１４７にブラケット部分を
形成してピン１４３を固定し、このピン１４３を支点と
してＴ字形状に構成したレバー１４５を回転自在に支承
する。該レバー１４５の長辺の両端部に長孔１４１，１
４６を設け、これらの長孔と前記の送り係止部材１３
５、送り駆動部材１５０をそれぞれピン−長孔結合す
る。これにより、レバー１４５の垂直辺の先端部にＸ方
向の力とＸ´方向の力とを交互に加えると、該レバー１
４５はピン１４３の回りに往復回動しつつスライダ１４
７とともにＸ−Ｘ´方向に往復摺動する。 【００４３】上記のレバー１４５の回動により送り係止
部材１３５と送り駆動部材１５０とが交互に上下に摺動
せしめられ、その上端に固着したピン１３４，１４０が
テープ２の送り孔に挿脱される。また、レバー１４５が
スライダ１４７とともにＸ−Ｘ´方向に往復平行移動せ
しめられる。１４４，１４４´は上記のレバー１４５の
回転角を規制するためのストッパボルトである。このス
トッパボルトによってレバー１４５の回転角を加減する
と、前記ピン１３４，１４０がそれぞれテープ２の送り
孔に係合する深さを調整し得る。 【００４４】スライダ１４７のＸ−Ｘ´方向摺動ストロ
ークを規制するため、該スライダ１４７に切欠溝１４８
を形成するとともに、この切欠溝１４８に対してボール
１３６をバネ１３７で押し付ける構造のストローク調整
手段１３８をアーム１２６に固定する。このストローク
調整手段１３８は、弾性的にスライダ１４７の位置を係
止し、係止力よりも強い力を受けるとスライダ１４７の
摺動を許容する。 【００４５】前記レバー１４５の垂直辺の先端をＸ−Ｘ
´方向に往復駆動するため、ドグ９０とカムフォロア１
２７とを設け、カムフォロア１２７を支承するロッド１
２９を構成してその一端をピン１４２でレバー１４５に
回動自在に軸着する。１２８はロッド１２９を摺動自在
に支承するブッシュ、１３０はロッド１２９を図の右方
に向けて付勢してカムフォロア１２７をドグ９０に当接
させるバネである。 【００４６】ドグ９０は図９に示す如くブラケット８９
により摺動自在に支承されている。レバー１００はピン
９２を支点として揺動し、一端はドグ９０の下面に固着
されたＴ溝をもつ係止部材９１と摺動自在に係合し、他
端は引張りバネ１０１により下方へ引っ張られている。
また、ロッド９３はレバー１００と回転自在に係合して
いる。これによりロッド９３のＹ−Ｙ´方向の動作が、
レバー１００、係止部材９１を介してドグ９０に伝達さ
れ、カムフォロア１２７を介してロッド１２９をＸ−Ｘ
´方向に摺動させる。 【００４７】つぎに、以上のように構成した送り機構の
作動を、図１３ないし図１５を参照して説明する。図１
３は、ロッド１２９がＸ方向に動いた状態を示す。この
状態では、レバー１４５が図示左回り方向に回動すると
ともに、スライダ１４７とともに右方へ引き寄せられて
いる。このため、送り係止部材１３５が上昇してピン１
３４をテープ２の送り孔２´に係合させている。また、
送り係止部材１３５は、アーム１２６に固着したガイド
１３３に嵌合しているのでＸ−Ｘ´方向には動かず、テ
ープ２がＸ−Ｘ´方向に動かないように係止している。 【００４８】図１４は、ロッド１２９がＸ´方向に動い
た状態を示す。この状態では、レバー１４５が図示の右
回りに回動して、送り係止部材１３５を下降せしめると
ともに、送り駆動部材１５０を上昇させる。これにより
送り係止部材１３５のピン１３４は、テープ２の送り孔
２´から抜去され、送り駆動部材１５０のピン１４０が
テープ２の送り孔２´に係合する。ストッパボルト１４
４がスライダ１４７に当接してレバー１４５の回動が係
止された後、さらにロッド１２９が図のＸ´方向に動く
と、スライダ１４７はレバー１４５とともにＸ´方向に
摺動する。このとき、スライダ１４７に固定したガイド
１４９に嵌合した送り駆動部材１５０は、図のＸ´方向
に動かされテープ２を図のＸ´方向に送ることができ
る。 【００４９】再びロッド１２９がＸ方向に動く際は、図
１５に示す如く、前記と反対に、送り係止部材１３５が
上昇してテープ２のＸ−Ｘ´方向の動きを係止し、送り
駆動部材１５０は下降した後、右方に引き寄せられ、図
１３に示す如く、ボール１３６がスライダ１４７の切欠
溝１４８に係合し、スライダ１４７のＸ方向（右方向）
摺動が止められる。前記図１２を参照して容易に理解さ
れるように、ロッド１２９のＸ方向移動中にスライダ１
４７の摺動が係止されると、ドグ９０とカムフォロア１
２７の間に空隙を生じてロッド１２９が停止する。 【００５０】上述の如く、スライダ１４７の摺動ストロ
ークを規制する手段（上記のボール、バネ、切欠溝）を
設けておくと、ドグ９０の揚程を変えずにテープ２の送
りピッチを調整することができる。 【００５１】図１３ないし図１５で説明した作動から明
らかなように、送り係止部材１３５は、テープ２に対し
て垂直方向にのみ摺動し、ピン１３４をテープ２の送り
孔２´に対して真直に挿入、抜去させる。また、送り駆
動部材１５０も同様に、ピン１４０をテープ２の送り孔
２´に対して真直に挿入、抜去させる。 【００５２】この送り駆動部材１５０は、Ｘ−Ｘ´方向
の運動もするが、送り係止部材１３５の下降が終わるま
で（すなわち、送り駆動部材１５０の上昇が終わるま
で）、スライダ１４７がボール１３６と切欠溝１４８と
によって係止されているため、ピン１４０が送り孔２´
に対して斜めに侵入されることは無い。その理由は、レ
バー１４５の右回り方向の回動が、ストッパボルト１４
４によって制動された後でないと、スライダ１４７がボ
ール１３６と切欠溝１４８とによる係止力に打ち勝って
Ｘ´方向に摺動する力を受けないからである。 【００５３】上記のようにして送り駆動部材１５０のピ
ン１４０が、確実にテープ２の送り孔２´に挿入された
後、送り駆動部材１５０によって所定のストロークだけ
送られ、その他の時間は送り係止部材１３５によってテ
ープ２を係止しているので、テープ２の送りピッチを正
確に一定に保ち得る。 【００５４】また、送り係止部材１３５と送り駆動部材
１５０は、垂直方向に上下動するとともに、ストッパボ
ルト１４４，１４４´により上下方向のストロークを調
整することができるので、テープ２の種類によっ上下方
向のストロークを調整し、各種のテープ２に対応させる
ことができる。 【００５５】以上説明した動作によりテープ２は送られ
るが、前記図２に示す如くテープ２に収納された電子部
品１を取り出すためには、アッパテープ４を剥がす必要
がある。このアッパテープ４の引き剥がしおよび巻取り
機構について説明する。 【００５６】図１２において、アッパテープ４は、テー
プガイド１５６ａを過ぎた点からテープ２の送り方向と
は反対方向に引っ張られることにより、テープ２から剥
離される。剥離されたアッパテープ４は巻取リール１１
１により巻き取られる。この巻取リール１１１は、図９
に示すように、支持ローラ１０９、駆動ローラ１１０の
２点に当接するように、ブラケット１０４にピン１０５
で揺動可能に支持されたレバー１０６に回転自在に支持
された押し付けローラ１０７により押し付けられてい
る。 【００５７】図１１に示すように、テーブル１３１に固
定されたブラケット１１７には、駆動ローラ１１０の本
体１１５が、ベアリング１１８を介して回転自在に支承
されている。モータ１１２（図１０参照）の回転は、ス
プライン軸１１６、ブッシュ１１９を介してローラ本体
１１５に伝達される。従って、先に述べた如く、テーブ
ル１３１がモータ８５により左右方向にスライドした場
合、当然ブラケット１１７も左右方向にスライドする。
このため、スプライン軸１１６とブッシュ１１９の関係
は回転のみを伝達し、軸方向への移動は自由に行えるも
のとする。 【００５８】１本の駆動ローラ１１０に対してセットさ
れたテープ２の数だけ巻取リール１１１が接する。この
ため、駆動ローラ１１０と巻取リール１１１の間は常に
スリップしており、テープ２が送られた時、テープ２か
ら剥がされた長さ分だけアッパテープ４を巻き取る動作
を行う。 【００５９】また、図９に示すように、固定カッタ９７
はブラケット９５、支柱９４を介してベース７に固定さ
れており、可動カッタ９６は固定カッタ９７と一定の間
隙を保ちながら、ロッド９８の上下動作によりピッチ送
りされるテープ２を、順次切断して落下させる。 【００６０】（ＸＹテーブルＣについて）つぎに、基板
８を位置決めし、所定の位置に部品１が搭載されるよう
にＸＹ方向に移動するＸＹテーブルＣについて説明す
る。図１６はＸＹテーブルの平面図、図１７は図１６の
Ｆ−Ｆ断面図、図１８は図１６のＧ−Ｇ断面図である。 【００６１】同図において、ベース７上に固定されたサ
ブベース１７７の両端にはサイドブロック１６０ａ、１
６０ｂが配置され、スライドシャフト１６１ａ、１６１
ｂを保持している。一対のガイド１６９、１７０で結合
されたフレーム１６２は、スライドシャフト１６１ａ、
１６１ｂにＹ−Ｙ´方向に移動可能に支持されている。
このフレーム１６２には、ラック１６４が固定されてい
る。 【００６２】ブラケット１６７を介してベース７に支持
されたモータ１６６の回転軸には、カップリング１６８
を介して、前記ラック１６４に噛み合うピニオン１６５
が結合されている。従って、モータ１６６を回転させる
と、ラック１６４を介してテーブル１６３はＹ−Ｙ´方
向に移動する。 【００６３】サブベース１７７上には、ローラ１７４、
１７４´、１８９、１８９´２６０、２６０´がブロッ
ク１７３上に回転自在に保持されている。ただし、ブロ
ック１７３に保持されている各ローラ１７４、１７４
´、１８９、１８９´２６０、２６０´はＸＹ方向とも
移動できない。 【００６４】サブベース１７７上に固定されたブロック
１８０には、スライドブロック１７９がＸ−Ｘ´方向に
移動可能に支持されている。このスライドブロック１７
９上には、ブラケット１７８を介して所定の間隔で一対
のローラ１７５が回転可能に支持されている。また、ス
ライドブロック１７９には、ラック１８１が固定されて
いる。 【００６５】モータ１８２は、サブベース１７７の下面
に固定されたモータブラケット１４７に支持されてい
る。前記ラック１８１と噛み合うように軸受１８８に回
転可能に支持されたピニオン１８７は、軸１４８を介し
てモータ１８２に結合されている。従って、モータ１８
２を回転させると、ラック１８１を介してスライドブロ
ック１７９がＸ−Ｘ´方向に移動する。 【００６６】前記ガイド１６９、１７０にＸ−Ｘ´方向
に移動可能に支持されたテーブル１６３の両側面には、
下方に向けて突出するステー１８６、１８６´を介し
て、ガイドバー１７１が固定されている。このガイドバ
ー１７１は、前記ローラ１７４と１７４´、１８９と１
８９´２６０と２６０´の間を移動可能であり、ローラ
１７５によってＸ−Ｘ´方向から挾持される。 【００６７】従って、テーブル１６３は、モータ１６６
の作動によりＹ−Ｙ´方向に移動し、モータ１８２の作
動によってＸ−Ｘ´方向に移動するＸＹテーブルを構成
している。 【００６８】テーブル１６３上には、治具２５１が固定
され、この治具２５１に基準ローラ２５２ａ〜２５２ｄ
が直交する２辺に沿って配置されている。また、治具２
５１には、それぞれピニオン２５４、２５６を一体に固
定した一対のレバー２５５が揺動可能に支持され、各レ
バー２５５の間には、ばね２５９が掛け渡されている。
さらに、各レバー２５５には、それぞれ押し付けローラ
２５７，２５８が回転可能に支持されている。 【００６９】このような構成において、基板８の位置決
めは、レバー２５５を開いた状態で基板が供給された
後、ばね２５９の力によりレバー２５５を閉じる方向に
揺動ささせ、押し付けローラ２５７、２５８により基板
８を基準ローラ２５２ａないし２５２ｄに押し付けるこ
とにより行われる。 【００７０】基板８をＸＹテーブル上に位置決め後、Ｘ
Ｙテーブルが作業位置（矢印Ｐの位置）まで移動する。
作業位置Ｐにおいては、モータ１８２を回転させ、ロー
ラ１７５を介してガイドバー１７１と一体となったテー
ブル１６３をＸ方向に移動させることにより、基板８を
任意の位置に位置決めすることができる。 【００７１】また、Ｙ方向に大きく移動して基板供給位
置Ｑに移動するときは、まず、ＸＹテーブルのＸ方向の
位置を、ガイドバー１７１がローラ１７４、１７４´に
ガイドされる位置に位置決めし、ついでＹ方向に移動す
ると、ガイドバー１７１はローラ１７５から外れ、順次
固定ローラを通過して固定ローラ２６０、２６０´にガ
イドされて基板供給位置Ｑに達する。ここでＹ方向の位
置決めさえすれば、Ｘ方向はすでに固定ローラ２６０、
２６０´で位置決めされているので基板供給に必要なＸ
Ｙテーブルの位置決めは完了する。 【００７２】以上述べた如き構成とすれば、ＸＹ両方向
移動用のそれぞれのモータ１８２および１６６がサブベ
ース１７７上に固定でき、しかも、作業位置Ｐから基板
供給位置Ｑまでの長いストロークを移動させても、ガイ
ドバー１７１は比較的短くてよい。このことはテーブル
の移動時のイナーシャが小さくて済み、小形で高速動作
をさせる場合に非常に有利である。 【００７３】つぎに、基板供給部Ｄについて説明する。
図１９は基板供給部Ｄの平面図、図２０は図１９のＨ−
Ｈ断面図、図２１および図２２は図１９の基板チャック
部Ｄ´、Ｄ´´の詳細を示す図である。 【００７４】同図において、基板はＣ部のＸＹテーブル
に保持されている。基板の供給側コンベア１９１には、
基板ガイド１９２、１９２´およびストッパ１９３が取
付けられている。基板排出側コンベア２０１は、矢印方
向に駆動する。基板チャック部Ｄ´とＤ´´は、図２０
に示すように連結板２０５によって連結している。 【００７５】サブベース１９４には、ブラケット１９５
ａ、１９５ｂを介してガイドシャフト２００が支持され
ている。ブロック２１０ａとブロック２１０ｂは連結板
２０５により結合され、ガイドシャフト２００に摺動自
在に支持されている。軸２０３および２１２が摺動可能
に支持されている。 【００７６】サブベース１９４に固定されたブラケット
１９７に取付けられているシリンダ１９８は、そのロッ
ド先端がＬ金具１９９を介してブロック２１０ａに接続
されている。従って、シリンダ１９８を作動させること
により、ブロック２１０ａとブロック２１０ｂはＸ−Ｘ
´方向に摺動する。 【００７７】ストッパボルト１９６ａ、１９６ｂは、ブ
ラケット１９５ａ、１９５ｂに設けられ、ブロック２１
０ａとブロック２１０ｂの移動端を規制する。ショック
アブソーバ２１３、２１４は、シリンダ１９８の前進、
後退端でのブロック２１０ａ、ブロック２１０ｂとスト
ッパボルト１９６ａ、１９６ｂの衝突による衝撃を緩和
する。 【００７８】軸２０３の上端部にプレート１９０ａが、
軸２１２の上端部にはプレート１９０ｂがそれぞれ固着
され、プレート１９０ａと１９０ｂは接続板２０８によ
って各々連結されている。連結板２０５の中央部にシリ
ンダ２０７が取付けられており、該シリンダ２０７のロ
ッドは接続板２０８に固接されている。従って、シリン
ダ２０７を作動させることにより、接続板２０８を介し
てプレート１９０ａ、１９０ｂ上下動させることができ
る。 【００７９】図２１および図２２に示すように、プレー
ト１９０ａには、所定の間隔で、軸２０６ａ、２０６ｂ
が固定され、この軸２０６ａ、２０６ｂに歯車２０９
ａ、２０９ｂが互いに噛み合うように回転可能に支持さ
れている。また、歯車２０９ａ、２０９ｂには、それぞ
れレバー２０４ａ、２０４ｂが一体に固定されている。
シリンダ２０２は、その一端がブロック２１７を介して
プレート１９０ａに揺動可能に支持され、他端が２０４
ｂに回転可能に結合されている。 【００８０】一対の爪部２１５は、プレート１９０ａの
下面に配置された一対のブラケット２１１の間に固定さ
れた軸２１８摺動可能に支持され、ばね２１６で互いに
近接する方向に付勢されている。各爪部２１５には、そ
れぞれプレート１９０ａに形成された長穴をその長径方
向に摺動可能に貫通し、前記レバー２０４ａ、２０４ｂ
に対向するピン２１９が固定されている。 【００８１】従って、シリンダ２０２が作動しそのロッ
ドが引っ込んだ時は、レバー２０４ａ、２０４ｂが開く
方向に回動し、レバー２０４ａ、２０４ｂによってピン
２１９を互いに離間する方向へ移動させ、ばね２１６の
抗張力に抗して爪部２１５を開く。また、前記シリンダ
２０２のロッドが突き出した時は、レバー２０４ａ、２
０４ｂが閉じる方向に回動し、ばね２１６の抗張力によ
って爪部２１５を閉じる（基板８を保持する）方向に移
動させる。なお、プレート１９０ｂも、上記と同じ構成
の基板チャック機構を備えている。 【００８２】つぎに、基板供給動作を説明する。図１９
は基板を供給、排出する直前の状態を示している。すな
わち、供給側コンベア１９１上を流れてきた基板は、ス
トッパ１９３によりストップしている。一方、ＸＹテー
ブル上の基板（電子部品１の搭載が完了したもの）は、
クランプレバー２６２がストッパ２６１に当ってクラン
プを開放した状態になっている。また、爪部２１５はシ
リンダ２０２により開いた状態にしておく。上記状態で
シリンダ２０７によりチャック部Ｄ´、Ｄ´´が各々下
降する。 【００８３】下降端でシリンダ２０２が作動して、爪部
２１５の先端部が供給側コンベア１９１上の基板および
ＸＹテーブル上の基板を同時にチャックする。つぎに、
シリンダ２０７が働き、チャック部Ｄ´、Ｄ´´を上昇
させる。その後、シリンダ１９８が前進し、チャック部
Ｄ´はＸＹテーブル上に、チャック部Ｄ´´は排出側コ
ンベア２０１上に移動する。ここで再びシリンダ２０７
が作動し、チャック部Ｄ´、Ｄ´´を下降させた後、シ
リンダ２０２により爪部２１５を開状態として、各々の
基板をＸＹテーブル上にセットし、また、もう一方では
排出側コンベア２０１上へ基板を排出する。このように
基板の供給と排出を同時に行うことにより、基板交換時
間の短縮を図っている。 【００８４】（視覚認識部Ｅについて）つぎに、視覚認
識部Ｅについて説明する。図２３は、視覚認識部の全体
を示す側面図、図２４は、照明部分を拡大して示した側
面図、図２５は、電子部品の状態を示す平面図、図２６
は、電子部品検出を説明するために示した説明用図であ
る。 【００８５】先に述べた部品供給部Ｂで吸着ヘッド５４
が下降し、テープ２に収納されている電子部品１を吸着
後、吸着ヘッド５４が上昇し、インデックス装置１２に
よりインデックスすると、電子部品１は視覚認識部Ｅに
搬出されてくる。電子部品１がテープ２に収納されてい
る状態を図２５に示す。本図から明らかなように、電子
部品１はテープ２の凹部６内に間隙を有して収納されて
いるため、凹部６内を自由に動き得る状態にある。従っ
て、吸着ヘッド５４に吸着された電子部品１の姿勢はま
ちまちとなる。このため、この状態で基板に搭載する
と、位置ずれが生じ接続不良等が生じることになる。 【００８６】そこで、図２３に示す如き構成により電子
部品１の姿勢を検出し、修正後搭載するようにする。電
子部品１を吸着した吸着ノズル５４ｄの下方に、鏡２３
２を有する反射板２３１がホルダー２３３により光学系
の鏡筒２３４に保持されている。鏡筒２３４の他端には
カメラ２３９が接続され、検出系全体はブラケット２３
８によりベース７に固定されている。この検出系によ
り、電子部品１の像は鏡２３２で反射して光学系２３
６，２３７を介してカメラ２３９に達し、この像をマイ
クロコンピュータを用いた画像処理装置（図省略）によ
って処理することにより、電子部品１の位置、形状を認
識する。 【００８７】このデータに基づき、つぎの搭載位置にイ
ンデックスする間に、所定の回転角になるように角度の
補正量を前記図６に示すパルスモータ６３，６０に与え
て吸着ヘッド５４を回転させ、同時に基板８を位置決め
しているＸＹテーブルＣのモータ１６６，１８２にＸＹ
方向のずれ量を送り、補正量を加えた位置に位置決めす
れば、電子部品１は基板８の所定の位置に搭載される。 【００８８】図２４に示す如く、ノズルホルダー４３の
下面にバックプレート２３０を設置し、ランプ２３５
ａ，２３５ｂを各々バックプレート２３０の斜め下方に
設置し、電子部品１を直接照らさずバックプレート２３
０の下面を照明することにより、電子部品１をシルエッ
ト像としてとらえる。これにより電子部品１のはんだ面
や金属光沢面によるハレーション等を起さず鮮明な画像
が得られる。 【００８９】つぎに、カメラ２３９に入力された画像
は、電圧信号に変換されて画像処理部に送られる。画像
処理部では図２６に示す如く、画面ＡＢＣＤ内に電子部
品１の像（４点のコーナをａ，ｂ，ｃ，ｄとする）が取
り込まれたとき画面の走査方向をＡ→Ｄの方向として順
次上辺より走査する。背景部分を白、電子部品１の像を
黒の２値で表示した時、黒の生じ始める点ａ、黒の消え
る点ｃ、黒の始まる点が不連続になる点、すなわち、単
調増加ないし単調減少が変わる点ｂ，ｄを求め、この４
点を電子部品１の４つの頂点として、電子部品１の位置
を算出する。この結果を元に補正量を求める。 【００９０】今、点Ｏを電子部品１の像の本来有るべき
位置とし、Ｘ，Ｙ軸に電子部品１の像の辺が平行で有る
べきものとする。この時点のａ，ｂ，ｃ，ｄの座標をａ
（ｘ₁，ｙ₁），ｂ（ｘ₂，ｙ₂），ｃ（ｘ₃，ｙ₃），ｄ
（ｘ₄，ｙ₄）とすれば、傾きΔθは、 【００９１】 【数１】 【００９２】または 【００９３】 【数２】 【００９４】で求められる。 【００９５】ついで、回転中心（＝吸着ヘッド５４の像
中心）Ｏの回りにΔθだけ回転させて回転角の補正をし
たと仮定したとき、電子部品１の像中心の座標Ｐ
（ｘ₀，ｙ₀）は、Ｐ（ｘ₀´，ｙ₀´）に移る。ｘ₀´，
ｙ₀´は、 【００９６】 【数３】 【００９７】 【数４】 【００９８】 【数５】 【００９９】となる。ここで、ｘ₀，ｙ₀は、 【０１００】 【数６】 【０１０１】 【数７】 【０１０２】で求められる。 【０１０３】以上により、Δθ，ｘ₀´，ｙ₀´を補正値
として制御用マイクロコンピュータへデータとして送
り、Δθは前記図６に示すパルスモータ６３，６０へ、
ｘ₀´，ｙ₀´は図１８に示すモータ１８２，１６６へ補
正値としてマイクロコンピュータから指令を出し、各々
補正量だけ動作させると、電子部品１は正しい位置に搭
載される。 【０１０４】このように構成した視覚認識部Ｅにおい
て、吸着ヘッド５４にて吸着している電子部品１の姿勢
を光学的に認識し、認識したデータを電気信号に変換
し、この電気信号によって吸着ヘッド５４を回転して電
子部品１の姿勢を調整するとともに、ＸＹテーブルの位
置合わせを行うことにより、非接触で電子部品１を正確
に基板８上に搭載することが可能になる。 【０１０５】 【発明の効果】以上説明したように本発明の電子部品搭
載装置によれば、部品供給部より供給されてきた部品を
吸着ヘッドで吸着し、吸着されたこの部品を視覚認識部
で光学的に認識し、認識したデータを基に上記吸着ヘッ
ドを回転させて部品の姿勢を調整するとともに、ＸＹテ
ーブルの位置を決めるようにしたので、部品には全く触
れずに非接触の状態で部品を正確に基板上に搭載するこ
とができ、部品のバリとか形状不良による位置決め不良
が全くなく、部品を正確に基板上に搭載することができ
るとともに、部品の落下および破損は全く起らない。 【０１０６】また、非接触であるので、従来のような爪
部の定期的な検査、調整および取替えが全く不要である
ので、これらに費やす時間は皆無となり、生産性を大幅
に向上することができた。 【０１０７】また、部品供給部Ｂにおいて、垂直に上下
動する送り係止部材と送り駆動部材とを設け、レバーを
介してテープの送りストロークと、上記上下動のストロ
ークとを調整可能にしたので、各種のテープ（部品）に
対応させることができて部品供給部の取替えが不要とな
り、大幅に生産性を向上することができた。 【０１０８】また、搭載ヘッド部Ａにおいて、テーブル
を回転する主軸と同心状に吸着ヘッド回転軸を設け、２
個１対の吸着ヘッドを自転するようにして部品の姿勢を
調整するようにするとともに、テーブルによって吸着ヘ
ッドを公転して部品の移載を行うようにしたので、部品
の姿勢の調整と移載が敏速に行われ、生産性を大幅に向
上することができた。 【０１０９】また、ＸＹテーブルの駆動用モータを固定
板に取付けて、ＸＹテーブルの重量を軽くするととも
に、ガイドによってＸＹテーブルのＸまたはＹ方向の一
方を固定化して基板の受入れを容易にしたので、ＸＹの
テーブルの移動速度を早くすることができるとともに、
基板の位置合わせを容易にし、生産性を大幅に向上する
ことができた。 【０１１０】また、視覚認識部Ｅにおいて、部品をシル
エット像としてとらえたので、部品の半田面や金属光沢
面によるハレーション等が起らず、鮮明な画像が得ら
れ、種々の部品に対する適用が可能であり、さらには、
正確な部品の姿勢が得られるので、部品の位置決めがよ
り正確となる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明による電子部品搭載装置の外観図であ
る。 【図２】電子部品の外観図である。 【図３】図２のＬ−Ｌ断面図である。 【図４】搭載ヘッド部の正面図である。 【図５】図４のＡ−Ａ線における矢視図である。 【図６】搭載ヘッドの垂直断面図である。 【図７】図６のＢ−Ｂ断面図である。 【図８】図６のＣ−Ｃ断面図である。 【図９】部品供給部の側面図である。 【図１０】図９のＤ−Ｄ線における矢視図である。 【図１１】図１０のＥ−Ｅ断面図である。 【図１２】図１０のＢ´部の断面図である。 【図１３】図１２の動作工程説明図である。 【図１４】図１２の動作工程説明図である。 【図１５】図１２の動作工程説明図である。 【図１６】ＸＹテーブルの平面図である。 【図１７】図１６のＦ−Ｆ断面図である。 【図１８】図１６のＧ−Ｇ断面図である。 【図１９】基板供給部の平面図である。 【図２０】図１９のＨ−Ｈ断面図である。 【図２１】図１９に示すＤ’，Ｄ”部を部分拡大して示
した平面図である。 【図２２】図２１の縦断面図である。 【図２３】視覚認識部の全体を示す側面図である。 【図２４】照明部分を拡大して示した側面図である。 【図２５】部品の状態を示す平面図である。 【図２６】部品検出を説明するために示した説明用図で
ある。 【符号の説明】 １…部品、２…テープ、３…テープリール、８…基板、
１２…インデックス装置、３０…出力軸、３４…中空状
の主軸、５３，６６，６７…歯車（伝達機構）、５４…
吸着ヘッド、５４ａ〜５４ｄ…吸着ノズル、５５…吸着
ヘッド回転軸、７２…中空状の吸着ヘッド回転軸、２３
０…バックプレート、２３１…反射板、２３２…鏡、２
３９…カメラ、Ａ…搭載ヘッド部、Ｂ…部品供給部、Ｃ
…ＸＹテーブル、Ｄ…基板供給部、Ｅ…視覚認識部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−118392（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−164310（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−23449（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−105593（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−193099（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−148875（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05K 13/04

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．電子部品を供給する部品供給部と、ほぼ鉛直方向の回転軸を中心に回転可能であり、下端部
   に前記電子部品を吸着する吸着ヘッドを有する搭載ヘッ
   ドと、 前記吸着ヘッドにより前記電子部品が搭載される基板の
   位置を位置決めするＸＹテーブルと、 前記吸着ヘッが前記電子部品を吸着した位置と該吸着ヘ
   ッドに吸着した電子部品を基板へ搭載する搭載位置と異
   なる位置で、該吸着ヘッドに吸着された電子部品の姿勢
   をシルエット像で光学的に認識する視覚認識部と、 前記視覚認識部の画像処理により、前記吸着ヘッドを前
   記回転軸を中心に回転し、吸着された前記電子部品の姿
   勢を補正する姿勢補正手段と、 前記電子部品の吸着、視覚認識、姿勢補正及び前記基板
   への搭載を行うように制御する制御手段とを具備した こ
   とを特徴とする電子部品搭載装置。 ２．請求項１記載の電子部品搭載装置において、 前記搭載ヘッド上で前記電子部品を吸着する吸着ヘッド
   の先端より搭載ヘッド側に設けたバックプレートと、 前記バックプレートに光を照射する照射装置と、 前記照射されたバックプレートの光により前記吸着され
   た電子部品の姿勢をシルエット像で光学的に認識する視
   覚認識部とを具備したことを特徴とする電子部品搭載装
   置。