JP2854162B2

JP2854162B2 - 電子部品自動装着装置

Info

Publication number: JP2854162B2
Application number: JP3154828A
Authority: JP
Inventors: 一徳高田
Original assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 1999-02-03
Anticipated expiration: 2014-02-03
Also published as: JPH053398A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転盤の円周下面に複
数個配設された取出ヘッド部に備えられた取出ノズルに
より部品供給装置から供給されるチップ状電子部品を取
出してプリント基板上に装着する電子部品自動装着装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、所望の取出ノズルにより部品供
給装置からチップ状電子部品を取出して、装着位置や対
応する部品を示す装着ステップのＮＣデータに基づき順
次プリント基板上の所定位置に装着して行き、当該プリ
ント基板の装着ステップに基づく装着作業終了後、例え
ば取出ノズルによる取出しミスにより装着できなかった
ステップのみ再装着動作させていた。

【０００３】そのため、背の高い先付け部品の近傍に前
述の取出しミスにより装着できなかった背の低い部品を
後付けしようとした場合、前記背の高い先付け部品が邪
魔となって取出ノズルが所定量下降できなく装着できな
いということがあった。

【０００４】また、取出しミスが発生した時点で該装着
ステップの部品を再び取出しし直して再装着動作させる
方式もあるが、回転盤円周下面に複数の取出ノズルを配
置した所謂ロータリ式の装着装置では、部品取出し位置
と取出しミス検出位置が別であるため、取出しミスを検
出した時には既に次ステップの部品は取出されているた
め取出しミスした部品を再び取出しし直した場合、順序
がバラバラになってしまい、次ステップの部品を先付け
してしまい、後付けできないという同じ欠点を有してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明では取
出しミスが発生した場合、その装着ステップの部品が装
着されるまで次ステップの部品を装着しないようにして
前述の従来技術の欠点を解消することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は回転盤
の円周下面に複数個配設された取出ヘッド部に備えられ
た取出ノズルにより部品供給装置から供給されるチップ
状電子部品を取出してプリント基板上に装着する電子部
品自動装着装置に於いて、前記取出ノズルで部品が取出
されたか否かあるいは正常な姿勢で取出されているか否
かを検知する検知手段と、該検知手段で部品の取出しミ
スが検知された場合前記回転盤の正回転により取出しミ
スが発生した取出ノズルが再度部品取出しを行なうまで
該取出ノズル以降の取出ノズルで取出された部品は装着
しないように制御する制御装置とを設けたものである。

【０００７】

【作用】以上の構成から、検知手段により部品の取出し
ミスが検知された場合、制御装置は回転盤の正回転によ
り取出しミスが発生した取出ノズルが再度部品取出しを
行なうまで該取出ノズル以降の取出ノズルで取出された
部品は装着しないように制御する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基づき
詳述する。

【０００９】（１）はＸ軸サーボモータ（２）及びＹ軸
サーボモータ（３）の駆動によりＸ方向及びＹ方向に移
動されるＸＹテーブルで、チップ状電子部品（４）（以
下チップ部品（４）という。）が装着されるプリント基
板（５）が載置される。

【００１０】（６）は部品供給装置（７）が多数並設さ
れる部品供給台で、部品供給部サーボモータ（８）の駆
動によるボールネジ（８Ａ）の回動により、ガイド棒
（９）に案内されてＸ方向（図２左右方向）に移動され
る。

【００１１】（１０）は下面に前記チップ部品（４）を
前記部品供給装置（７）より取り出し搬送する吸着ノズ
ル（１１）が複数個設けられた吸着ヘッド部（１２）が
多数設置される回転盤で、回転盤サーボモータ（１３）
の回動により間欠回転される。

【００１２】また、前記吸着ノズル（１１）の上部には
後述するノズル回転用嵌合部（３０）が嵌合される被嵌
合溝（１１Ａ）が設けられている。

【００１３】（１００）は全ての吸着ノズル（１１）に
掛け渡って取り付けられたアクリル製の拡散板である。

【００１４】（）はチップ部品（４）を部品供給装置
（７）より取り出す吸着ステーションである。

【００１５】（）は部品有無検知装置（１８）により
チップ部品（４）が吸着ノズル（１１）に吸着保持され
ているか否か検知する部品有無検知ステーションであ
る。

【００１６】（）は吸着ノズル（１１）に吸着されて
いるチップ部品（４）の状態を認識装置（１４）により
認識する認識ステーションである。

【００１７】（）は認識装置（１４）による認識結果
を基にノズル回転位置決め装置（２２）によりチップ部
品（４）の回転補正を行なうノズル回転補正ステーショ
ンである。

【００１８】（）は前記ノズル回転補正ステーション
（）での作業終了後のチップ部品（４）をプリント基
板（５）上へ装着する装着ステーションである。

【００１９】（）は前記認識装置（１４）で認識した
結果、例えば吸着されているチップ部品（４）が違う等
の装着してはいけないチップ部品（４）を排出する排出
ステーションである。

【００２０】（）は前記吸着ステーション（）で吸
着するチップ部品（４）に対応する吸着ノズル（１１）
を選択するノズル選択ステーションで、吸着ヘッド部
（１２）外径部に設けられているギア（図示せず）に図
示しない駆動系により移動されて来て前記ギアに噛合し
た後回動される駆動ギアサーボモータ（１５）（図１参
照）の回動によるノズル選択手段としての駆動ギア（１
６）の回動により所望の吸着ノズル（１１）が選択され
る。

【００２１】以下、前記回転盤（１０）について図３に
基づき説明する。

【００２２】（５０）は回転盤（１０）の上部に形成さ
れた円筒部（５１）の上部を囲うようにインデックスユ
ニット（５２）の取付台（５２Ａ）に吊下げ固定された
中空円筒状の回転盤案内用の円筒カム部材である。該カ
ム部材（５０）の下端周側部には、略全周に亘ってカム
（５３）が形成され、該カム（５３）の上面にスプリン
グ（５４）により各吸着ヘッド部（１２）の上端に設け
られた摺動部としてのローラ（５５）が押しつけられな
がら回転し、前記カム（５３）の形状通りに各吸着ヘッ
ド部（１２）は上下しながら回転盤（１０）と共に回転
する。即ち、各吸着ヘッド部（１２）には、一対のガイ
ド棒（５６）が回転盤（１０）を上下動可能に貫通して
立設され、該棒（５６）の上端にはローラ（５５）が回
動可能に設けられる取付部材（５７）が固定される。従
って、各吸着ヘッド部（１２）は回転盤（１０）に上下
動可能に支持される。尚、前述した吸着ヘッド部（１
２）の下動により吸着ステーション（）ではチップ部
品（４）を吸着し、装着ステーション（）ではチップ
部品（４）をプリント基板（５）に装着する際には、複
数個設けられた所望の吸着ノズル（１１）以外は下降さ
れないように電子部品自動装着装置の本体ベース（８
０）に設けられた下動ストッパ（８１）にて規制され
る。

【００２３】（５８）は図示しない真空ポンプに連通す
る連結体としてのホースである。各ホース（５８）の他
端は前記回転盤（１０）を貫通して埋設される連結ホー
ス（５９）に接続され、該連結ホース（５９）は切換弁
（６０）、横長吸気路（６１）、中央吸気路（６２）を
介して前記真空ポンプに連通している。

【００２４】（６３）は必要な場合はときに吸着ステー
ション（）での吸着ヘッド部（１２）の下降を規制し
て吸着作業を中止させる吸引型吸着クラッチソレノイド
で、カム機構（６４）の駆動により吸着ヘッド部上下動
レバー（６５）が下降されないように該レバー（６５）
に当接する当接レバー（６６）を有している。即ち、該
クラッチソレノイド（６３）が消磁していると当接レバ
ー（６６）が前記上下動レバー（６５）に当接されて、
該上下動レバー（６５）が下降されないようになる。
尚、同構造のものが装着ステーション（）にも設けら
れている。

【００２５】次に、部品有無検知ステーション（）に
設けられる部品有無検知装置（１８）について、図４を
基に説明する。

【００２６】部品有無検知装置（１８）は、発光素子
（１９）から発光された光が受光素子（２０）に受光さ
れるか否かで検知する。即ち、発光素子（１９）から発
光された光がチップ部品（４）で遮られて受光素子（２
０）に受光されなければ「部品有」で、受光されれば
「部品無」である。

【００２７】次に、認識ステーション（）に設けられ
た認識装置（１４）について、図５を基に説明する。

【００２８】（７１）はチップ部品（４）が吸着ノズル
（１１）に吸着された状態を認識するＣＣＤカメラで、
認識装置（１４）上方まで搬送されて来るチップ部品
（４）の下方に待機されたボックス（７２）内に取り付
けられた２枚の鏡（７３），（７４）の反射を利用して
得られた像がレンズ（７５）を通して認識される。即
ち、図示しない光源からの光が拡散板（１００）を介し
てチップ部品（４）に照射され、シルエット像をＣＣＤ
カメラ（７１）が撮像し、認識装置（１４）が認識す
る。

【００２９】次に、ノズル回転補正ステーション（）
のノズル回転位置決め装置（２２）について図６及び図
７を基に説明する。

【００３０】（２２Ａ）は吸着ノズル（１１）をθ回転
させる駆動源としてのノズル回転用モータで、出力シャ
フト（２５）にカップリング（２６）を介してベアリン
グ体（２７）に嵌め込まれたノズル回転体（２８）に対
し後述するノズル回転棒（２９）が上下動可能に取り付
けられている。

【００３１】前記（２９）は前記ノズル回転体（２８）
に嵌め込まれ下端部にノズル回転用嵌合部（３０）を有
したノズル回転棒で、ノズル回転体（２８）に設けられ
た縦長穴（３１）より外方に突設するピン（３２）が設
けられている。尚、前記ノズル回転用嵌合部（３０）は
前記被嵌合溝（１１Ａ）と嵌合するように下端に向かっ
て幅狭となるように形成されている。また、前記ノズル
回転棒（２９）にはノズル回転体（２８）底面との間で
クッション手段としてのスプリング（３３）を係止する
係止部（３４）が設けられ、該係止部（３４）には図示
しない駆動源としてのカムにより上下動される上下動レ
バー（３５）にロッドエンド（３６）を介して取り付け
られた揺動レバー（３７）が係止されており、上下動レ
バー（３５）の上下動に従って揺動レバー（３７）が上
下に揺動されることによりノズル回転棒（２９）がスプ
リング（３３）に付勢されながら上下動される。

【００３２】図１の（３８）はインターフェ−スで、前
記ＸＹテーブル（１）、部品供給台（６）、回転盤（１
０）、駆動ギア（１６）及びノズル回転位置決め装置
（２２）が接続されている一方、これらの各々の制御要
素は制御装置としてのＣＰＵ（３９）でプログラム制御
されるようになっている。

【００３３】（４０）は記憶装置としてのＲＡＭで、前
記各吸着ノズル（１１）の回転センター位置データ、前
記認識装置（１４）によるチップ部品（４）の認識位置
データ及び図８に示すような各チップ部品（４）のプリ
ント基板（５）上の装着位置等を示すＮＣデータ（Ｘ方
向、Ｙ方向、θ方向）等を各所定エリアに記憶する。ま
た、（４１）は記憶装置としてのＲＯＭで、動作プロク
ラムを記憶する。

【００３４】尚、前記吸着ノズル（１１）の回転センタ
ーの設定位置が温度変化、経時変化等によりズレる可能
性があるため、ある設定温度を越えたら、またはある時
間経過したらチップ部品（４）を吸着しない状態の各吸
着ノズル（１１）を認識装置（１４）で認識して吸着ノ
ズル（１１）の回転センターのズレ量を算出してそのズ
レ量をＲＡＭ（４０）に記憶し直しても良いし、そのズ
レ量分を前記吸着ノズル（１１）の回転センター位置デ
ータに加味しても良い。

【００３５】また、前記ＣＰＵ（３９）には駆動回路
（４２）が接続され、該駆動回路（４２）には前記Ｘ軸
サーボモータ（２）、Ｙ軸サーボモータ（３）、部品供
給部サーボモータ（８）、回転盤サーボモータ（１
３）、駆動ギアサーボモータ（１５）、及びノズル回転
用モータ（２２Ａ）が接続されている。

【００３６】以下、動作について説明する。

【００３７】先ず、装着動作を行なう前に認識装置（１
４）で各吸着ノズル（１１）の回転センター位置（前記
ＣＣＤカメラ（７１）の画像センター等の基準点を基準
とする）を認識し、その回転センター位置データをＲＡ
Ｍ（４０）に記憶しておく。

【００３８】ここで、図８に示す装着ステップのＮＣデ
ータに基づいて装着動作が行なわれる。先ず、ステップ
番号「１」に基づき吸着ステーション（）に部品供給
部サーボモータ（８）の駆動により部品供給台（６）が
移動され、部品取出し位置に部品データ「Ｒ₁」のチッ
プ部品（４）が収納された部品供給装置（７）が待機さ
れる。そして、吸着ノズル（１１）は待機中の前記部品
供給装置（７）に収納されたチップ部品（４）上方に移
動されて来て図５及び図６に示すようにチップ部品
（４）を吸着ノズル（１１）下端で吸着保持する。該ス
テーション（）では、吸着ヘッド部（１２）の吸着ノ
ズル（１１）の下端が前記部品供給装置（７）に収納さ
れたチップ部品（４）位置まで下がらねばならず、それ
はカム部材（５０）のカム（５３）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
に該ヘッド部（１２）上端のローラ（５５）が載置され
該上下レールが下降することにより行なわれる。

【００３９】次に、部品有無検知ステーション（）で
のチップ部品（４）の有無検知動作について説明する。

【００４０】回転盤（１０）の回動によりチップ部品
（４）を吸着した吸着ノズル（１１）は、部品有無検知
装置（１８）の発光素子（１９）と受光素子（２０）の
間を通る。このとき、チップ部品（４）が吸着ノズル
（１１）に吸着されていれば、発光素子（１９）から発
光された光は該チップ部品（４）により遮られて受光素
子（２０）に受光されず、従って該装置（１８）は「部
品有」という信号をＣＰＵ（３９）に送り、吸着されて
いなければ発光素子（１９）から発光された光は受光素
子（２０）に受光され、従って該装置（１８）は「部品
無」という信号をＣＰＵ（３９）に送る。

【００４１】ここで、「部品有」の場合の以降の動作に
ついて説明する。

【００４２】尚、このとき吸着ステーション（）では
部品データ「Ｒ₂」のチップ部品（４）の吸着動作が行
なわれている。

【００４３】次の認識ステーション（）でのチップ部
品（４）の姿勢の認識動作について説明する。

【００４４】ここで、認識装置（１４）で吸着ノズル
（１１）に吸着された状態のＣＣＤカメラ（７１）の画
像センターを通る互いに垂直となる二線を基にチップ部
品（４）の位置を認識し、その認識データ（Ｘ１，Ｙ
１，θ１）をＲＡＭ（４０）に記憶する。

【００４５】尚、このとき吸着ステーション（）では
部品データ「Ｒ₃」のチップ部品（４）の吸着動作が行
なわれている。

【００４６】次のノズル回転補正ステーション（）で
のチップ部品（４）のθ方向の回転補正動作について説
明する。

【００４７】尚、前記認識角度データ（θ１）は例えば
前記画像センターを通る二線の一方とチップ部品（４）
のある基準とした端面とを延長してできる交線のなす角
である。

【００４８】前記ＲＡＭ（４０）に記憶されている装着
位置等を示すＮＣデータの装着角度データ（θ₁）と前
記認識角度データ（θ１）とを図示しない比較装置で比
較し、ズレ量があった場合には図示しない計算装置で該
ズレ量（θ₁−θ１）を計算してＲＡＭ（４０）に記憶
すると共に回転補正を行なう。即ち、前記カムの駆動に
より上下動レバー（３５）が下降され、揺動レバー（３
７）が下方に揺動され、ノズル回転用嵌合部（３０）が
スプリング（３３）に付勢されながら吸着ヘッド部（１
２）の上部に設けられた被嵌合溝（１１Ａ）のテーパ部
に当接した後ノズル回転用モータ（２２Ａ）がズレ量
（θ₁−θ１）だけ回転されることにより、吸着ノズル
（１１）が回転されてチップ部品（４）の位置合せが行
なわれる。

【００４９】尚、このとき吸着ステーション（）では
部品データ「Ｒ₄」のチップ部品（４）の吸着動作が行
なわれている。

【００５０】そして、装着ステーション（）にてＸＹ
テーブル（１）によりプリント基板（５）がＸＹ移動さ
れて、チップ部品（４）は所定位置に装着される。

【００５１】尚、このとき吸着ステーション（）では
部品データ「Ｒ₅」のチップ部品（４）の吸着動作が行
なわれている。

【００５２】また、前記認識装置（１４）で装着しては
いけないと判断されたチップ部品（４）は回転盤（１
０）の回転が続けられ排出ステーション（）まで移動
されたら、ここで排出される。例えば、吸着されている
チップ部品（４）が違う等の場合に装着ステーション
（）で装着作業が行なわれずに排出されるものであ
る。

【００５３】次のノズル選択ステーション（）で次に
使用される吸着ノズル（１１）が、前記駆動ギア（１
６）が吸着ヘッド部（１２）に設けられたギアに噛合し
た後回動されるに伴って前記吸着ヘッド部（１２）を回
動させることにより選択される。

【００５４】以下、同様にして順次装着作業が行なわれ
る。

【００５５】また、「部品無」の場合の以降の動作につ
いて図９を基に説明する。

【００５６】ここで、吸着ステーション（）にてステ
ップ番号「６」の部品データ「Ｒ₆」のチップ部品
（４）の吸着動作を行なった後、部品有無検知ステーシ
ョン（）で当該チップ部品（４）を吸着していないと
して「部品無」と検知された場合、その部品有無検知ス
テーション（）より上流側のステーションに位置され
た吸着ノズル（１１）で既に吸着されたチップ部品
（４）は、順次各作業が行なわれてプリント基板（５）
に装着される。また、該部品有無検知ステーション
（）以降の吸着ノズル（１１）で順次吸着されたステ
ップ番号「７」以降のチップ部品（４）は部品有無検知
ステーション（）で部品有無検知のみ（装着も行なわ
ない。）行なわれるようにフラグを立ててそのことをＲ
ＡＭ（４０）に記憶させておく。そして、前記異常が発
生した吸着ノズル（１１）が回転盤（１０）の正回転に
より再び吸着ステーション（）に到達したらステップ
番号「１３」の部品データ「Ｒ13」のチップ部品（４）
の次に前述のステップ番号「６」のチップ部品（４）を
吸着する。そして、次の部品有無検知ステーション
（）で「部品有」と判断されると、以降の認識、ノズ
ル回転補正、装着ステーション（）、（）、（）
で各作業が行なわれる。また、装着されなかったステッ
プ番号「７」以降のチップ部品（４）は部品有無検知が
既に行なわれているため、部品有無検知ステーション
（）では作業を行なわないで次のステーションへ移動
させ各ステーション（）、（）、（）で各作業を
行なわせる。尚、再び部品有無検知を行なわせても構わ
ない。

【００５７】尚、再び「部品無」が検知された場合、再
び回転盤（１０）を正回動させて、吸着ミスを起した吸
着ノズル（１１）で再び当該チップ部品（４）を吸着し
直す。尚、吸着ミスが連続する場合も考えられるため、
再吸着動作の限度回数を設定させておいても良い。

【００５８】更には、部品データ「Ｒ6」のチップ部品
（４）が「部品無」と検知されたときに、吸着ステーシ
ョン（）では部品データ「Ｒ7」のチップ部品（４）
が既に吸着されているが、次の部品データ「Ｒ8」以降
のチップ部品（４）は順次吸着を行なわず、部品データ
「Ｒ7」のチップ部品（４）を装着しない状態のまま回
転盤（１０）を順次正回転させて、部品データ「Ｒ6」
のチップ部品（４）を再吸着すべきノズル（４）が吸着
ステーション（）に来たとき部品データ「Ｒ6」のチ
ップ部品（４）を吸着し、次の部品データ「Ｒ7」のチ
ップ部品（４）は既に吸着しているので、その次の部品
データ「Ｒ8」のチップ部品（４）から吸着動作を行な
うようにしても良い。また、この場合部品データ「Ｒ
7」のチップ部品（４）は装着せずに、ノズル（４）に
吸着された状態で１回転搬送されることになったが、途
中の排出ステーション（）でチップ部品（４）を排出
して、ステップ番号「６」から順次吸着動作を行なわせ
るようにしても良い。

【００５９】また、前述の実施例ではあるチップ部品
（４）が吸着ミスされたら再吸着し直して、そのチップ
部品（４）が装着されるまで次ステップのチップ部品
（４）は装着しないようにしているが、装着するチップ
部品（４）を例えば、部品厚等のグループ分けして、そ
のグループ内では装着順序が変更されても構わず、グル
ープ間にまたがる場合には装着順序を変更しないように
しても良い。

【００６０】尚、部品有無検知ステーション（）では
チップ部品（４）の有無検知だけに限らず、吸着異常
（例えば、チップ部品（４）が吸着ノズル（１１）に立
って吸着されている等）を検知しても良い。この場合、
ＲＡＭ（４０）に各種チップ部品（４）の厚さデータを
記憶させておき、前記部品有無検知装置（１８）の代わ
りにラインセンサを用いて、吸着ノズル（１１）下端に
吸着されたチップ部品（４）の厚さを検知することによ
り、チップ部品（４）の有無、別のチップ部品（４）並
びにチップ部品（４）が立って吸着されている等を検知
させる。また、発光素子（１９）及び受光素子（２０）
を上下に連動させるようにすれば、ラインセンサを用い
なくても良い。更に、立ちチップ部品（４）の検知は部
品有無検知ステーション（）以外で行なっても構わな
い。

【００６１】

【発明の効果】以上、本発明によれば取出しミスが発生
した場合、回転盤の正回転により取出しミスが発生した
取出ノズルが再度部品取出しを行なうまで該取出ノズル
以降の取出ノズルで取出された部品は装着しないように
したため、次ステップの部品を先付けすることなく装着
順序に従って部品装着されるので、部品が装着できない
ということがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の構成回路図である。

【図２】同じく本発明装置の平面図である。

【図３】回転盤の要部断面図である。

【図４】部品有無検知装置の側面図である。

【図５】認識装置の原理図である。

【図６】ノズル回転位置決め装置の側面図である。

【図７】同じく斜視図である。

【図８】ＮＣデータを示す図である。

【図９】部品装着動作を示すフローチャートである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回転盤の円周下面に複数個配設された取
出ヘッド部に備えられた取出ノズルにより部品供給装置
から供給されるチップ状電子部品を取出してプリント基
板上に装着する電子部品自動装着装置に於いて、前記取
出ノズルで部品が取出されたか否かあるいは正常な姿勢
で取出されているか否かを検知する検知手段と、該検知
手段で部品の取出しミスが検知された場合前記回転盤の
正回転により取出しミスが発生した取出ノズルが再度部
品取出しを行なうまで該取出ノズル以降の取出ノズルで
取出された部品は装着しないように制御する制御装置と
を設けたことを特徴とする電子部品自動装着装置。