JP2854918B2

JP2854918B2 - 部品供給装置

Info

Publication number: JP2854918B2
Application number: JP2068684A
Authority: JP
Inventors: 修奥田; 毅岡田; 弥平井; 公仁桑原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-03-19
Filing date: 1990-03-19
Publication date: 1999-02-10
Anticipated expiration: 2014-02-10
Also published as: JPH03268485A

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電子部
品装着装置等に利用される部品供給装置に関するもので
ある。

従来の技術電子部品実装分野の拡大とともに、使用される電子部
品装着装置の高度な生産性が要求されている。

高密度実装するため電子部品が小型化されており、こ
のように小型化された部品を正確に吸着保持するには、
部品供給装置が正確に位置決めされることが肝要であ
る。

第７図、第８図を参照して従来の電子部品装着装置に
おける部品供給装置を説明する。

第７図において、41は部品供給テーブルで、テーピン
グ部品をセットしたパーツカセット44が表面に複数組並
べて固定されている（第７図にはその１つを図示してい
る。）。42は駆動モータで、ボールねじ43により部品供
給テーブル41を矢印方向に駆動する。48は吸着ノズル
で、これが複数個回転ヘッド46の周縁に等間隔に配置さ
れ、回転可能かつ昇降自在に取り付けられる。47は各吸
着ノズル48に付設されその回転方向の向きを変えるため
のモータである。45は電子部品で、吸着ノズル48で吸着
保持されてXYテーブル49上のプリント基板50に装着され
る。

このような従来の電子部品装着装置の動作を説明す
る。

第８図はこのような従来の装着装置における部品供給
装置の動作を説明する図である。回転ヘッド46が間欠駆
動されて吸着ノズル48が位置ａで部品供給テーブル41上
の部品45を吸着し、これと対向する位置ｂで部品45がXY
テーブル49上のプリント基板50に装着される。この間
に、電子部品45がモータ47により装着向きに振り向けら
れ、XYテーブル49が駆動されて装着位置が位置決めされ
る。

部品供給テーブル41に複数組並べて固定されたパーツ
カセット44の、装着される部品45が吸着ノズル48真下の
位置ａにくるように、部品供給テーブル41が位置決めさ
れる。

従来、この部品供給テーブル41は駆動モータ42でボー
ルねじ43を駆動し、パーツカセット44の装着される部品
45が位置決めされていた。この位置決めの基準となる原
点は、駆動モータ42に付属のエンコーダの原点信号から
得ており、ボールねじ43の回転数、ひいては駆動モータ
42の回転数を読み取ることにより部品供給テーブル41の
位置決めをしていた。

発明が解決しようとする課題しかしこのような従来の部品供給装置では下記の点で
問題がある。最近、生産性、稼働率を向上させるため、
装着装置を停止し電子部品を補給する段取り時間を短縮
することが望まれている。このため１台のパーツカセッ
トに搭載する電子部品リールを大型化したり、部品供給
テーブルを大型化して、補給回数を少なくしている。た
とえば１台の部品供給テーブルに100個以上のパーツカ
セットが固定されることがあり、部品供給テーブルが高
負荷化される傾向にある。また同時に、部品供給テーブ
ルの位置決め時間の短縮化が望まれているので、このよ
うな高荷重のものをしかも短時間で位置決めを繰り返す
ので、駆動モータが発熱し、その熱がボールねじや部品
供給テーブルに伝わり、これらが熱膨張し、寸法誤差を
生じる。従って駆動モータ側で検出される原点位置の信
号やモータ回転数に基いた位置決めによっては、部品供
給テーブルを正確に位置決めすることが困難である。ま
た、プリント基板によっては、多数のパーツカセットの
ある特定の電子部品が装着されることがあって、この場
合には部品供給テーブルが特定の区間の往復を繰り返
し、ボールねじや部品供給テーブルの特定の部分だけが
熱膨張するので、やはり部品供給テーブルを正確に位置
決めすることが困難となる。

課題を解決するための手段本願の第１発明は上記課題を解決するため、基板に装
着される部品をセットしたパーツ供給ユニットを複数組
並列して固定した部品供給テーブルを駆動モータによっ
てパーツ供給ユニットの並列方向に移動させ、かつ前記
駆動モータの駆動位置を検出することにより部品供給テ
ーブルの位置を決めるようにした部品供給装置におい
て、部品供給テーブルの一端部に原点位置の基準マーク
を、他端部にリニアスケールをそれぞれ設ける一方、テ
ーブル支持台に前記原点位置の基準マークを検出する検
出ヘッドと、前記リニアスケールを読取る検出ヘッドを
設けたことを特徴とする。

本願の第２発明は上記課題を解決するため、基板に装
着される部品をセットしたパーツ供給ユニットを複数組
並列して固定した部品供給テーブルを駆動モータによっ
てパーツ供給ユニットの並列方向に移動させ、かつ前記
駆動モータの駆動位置を検出することにより部品供給テ
ーブルの位置を決めるようにした部品供給装置におい
て、部品供給テーブルの一端部に原点位置の基準マーク
を設け、この基準マークから他端部までの１箇所または
複数箇所に他の位置の位置マークを設ける一方、テーブ
ル支持台に前記原点位置の基準マークと他の位置の位置
マークとを検出する検出ヘッドを設けたことを特徴とす
る。

作用第１発明の部品供給装置は、部品供給テーブルの一端
部に原点位置の基準マークを設ける一方、テーブル支持
台に前記基準マークを検出する検出ヘッドを設けている
ので、部品供給テーブルの原点位置を前記検出ヘッドが
前記基準マークを検出することにより設定することがで
きる。従って部品供給テーブル等が熱膨張している場合
でも、部品供給テーブルの所定位置を常に原点位置とす
ることが可能となる。なお、駆動モータ側の駆動位置原
点もこれに基いて定められる。

また第１発明の部品供給装置は、部品供給テーブルの
他端部にリニアスケールを設ける一方、テーブル支持台
に前記リニアスケールを読取る検出ヘッドを設けている
ので、前記検出ヘッドが前記リニアスケールを読取るこ
とにより、部品供給テーブル等の熱膨張の状態を検知す
ることが可能になり、これに基き駆動モータの駆動位置
の補正を行い、部品供給テーブルを所望の位置に位置決
めすることが可能となる。

これを第３図に基き具体的に説明する。第３図のＰは
標準状態、Ｑは部品供給テーブル等が熱膨張したときの
高温状態における、部品供給テーブルの位置と駆動モー
タの回転数との関係を示している。駆動モータをＮ回転
させて部品供給テーブルを全ストローク移動させたと
き、標準状態Ｐにおいて部品供給テーブルはｌ₀＋ｌ₁移
動するとする（第２図参照。）。ここでｌ₀は部品供給
テーブルが原点位置からリニアスケール読取り開始位置
（トリガー位置）までに移動した距離を示す。ｌ₁は部
品供給テーブルがトリガー位置からテーブル停止位置ま
で移動した距離を示し、これは前記検出ヘッドがリニア
スケールを読取ることにより検知される。他方、高温状
態Ｑにおいて部品供給テーブルはｌ₀′＋ｌ₁′移動する
とする。ｌ₀′はｌ₀に、ｌ′₁はｌ₁にそれぞれ対応し、
ｌ₁′はリニアスケールを読取ることにより検知され
る。

ｌ₀≫ｌ₁、ｌ₀′≫ｌ₁′であるので、リニアスケール
の目盛りは熱膨張の影響を受けないと仮定しても、次の
式に重大な影響を与えない。

（ｌ₀＋ｌ₁）：（ｌ₀′＋ｌ₁′）＝ｌ₀:l₀′ 上記関係式に基き、ｌ₁′を測定検知することにより
第３図に示すグラフ上にＱで示す直線を描くことができ
るので、例えば高温状態Ｑのときに部品供給テーブルの
Ｍの位置に位置決めしたい場合の駆動モータの回転数ｎ
を求めることができる。

第２発明の部品供給装置は、第１発明と同様に、基準
マークおよびこれを検出する検出ヘッドを備え、部品供
給テーブル等が熱膨張している場合でも、部品供給テー
ブルの所定位置を常に原点位置とすることができる。

また第２発明の部品供給装置は、部品供給テーブル上
の前記基準マークから他端部までの１箇所または複数箇
所に他の位置の位置マークを設け、かつテーブル支持台
にこれら位置マークを検出する検出ヘッドを設けている
ので、部品供給テーブルの所定位置を直接検出すること
が可能になり、部品供給テーブル等が熱膨張している場
合でも前記検出結果に基き駆動モータの駆動位置の補正
を行い、部品供給テーブルを所望の位置に位置決めする
ことが可能となる。

特に前記位置マークを複数箇所に設けている場合に
は、これを検出ヘッドで検出することにより、第６図に
示すようなグラフを作成することが可能となり、部品供
給テーブルの特定箇所のみが著しく熱膨張しているよう
な場合にも、その箇所の位置決めを正確に行うことが可
能となる。なお第６図のＰ′は標準状態、Ｑ′は高温状
態における部品供給テーブルの各位置マークと駆動モー
タの回転数との関係を示している。

実施例本発明の第１実施例の部品供給装置を第１図ないし第
３図を参照しながら説明する。

第１図において、１は部品供給テーブルでテーピング
部品をセットしたパーツカセット（パーツ供給ユニッ
ト）４がその表面に複数組並べて固定される（第１図に
は１つのパーツカセットのみを図示している。）。２は
駆動モータでボールねじ３により部品供給テーブル１を
矢印方向に駆動する。８は吸着ノズルでこれが複数個回
転ヘッド６の周縁に等間隔に、回動可能かつ昇降自在に
取り付けられている。７は各吸着ノズル８に付設されそ
の回転方向の向きを変えるためのモータである。５は電
子部品（部品）で、吸着ノズル８で吸着保持されXYテー
ブル９上のプリント基板（基板）10に装着される。

更に、11aは部品供給テーブル１の一端部に取り付け
た原点位置の基準マーク、13は他端部に設けたリニアス
ケール、11bはリニアスケール13の読取り開始位置を示
すためのトリガーマークである。12はこれらのマーク11
a、11bを検出する検出ヘッド、14はリニアスケール13を
読み取る検出ヘッドであり、両検出ヘッド12、14は近接
しててテーブル持台70に取り付けられる。

このような構成の部品供給装置を備えた電子部品装着
装置の動作を第２図を参照して説明する。

第２図は部品供給装置の配置の平面図で、回転ヘッド
６が間欠駆動されて吸着ノズル８が位置ａで部品供給テ
ーブル１上の部品５が吸着され、これと対向する位置ｂ
でXYテーブル９上のプリント基板10に装着される。この
間に電子部品５がモータ７で装着向きに振り向けられ、
XYテーブル９により装着位置が位置決めされる。部品供
給テーブル１に複数組並べて固定されたパーツカセット
４の、装着される部品５が吸着ノズル８真下の位置ａに
くるように、部品供給テーブル１を位置決めしなければ
ならない。

ここで図面上、基準マーク11aは部品供給テーブル１
の側面の左端付近に取り付けられており、この基準マー
ク11aと左端のパーツカセット４の間隔は部品供給テー
ブル１の全ストロークに比べて短くする。

この基準マーク11aは、左端のパーツカセット４が吸
着位置にあるときに検出ヘッド12が信号を読み取れる位
置に取り付ける。または左端のパーツカセット４の吸着
位置と基準マーク11aの検出位置とのオフセットを記録
しておいてもよい。このようにすれば、部品供給テーブ
ル１の原点位置を部品供給テーブル１等の熱膨張による
影響を排除して定めることができる。

以上のようにして決めた原点位置を基準に、部品供給
テーブル１を矢印方向に全ストローク移動させ停止させ
る。検出ヘッド12が基準マーク11bを読み取った位置か
ら停止するまでの距離をｌ₁とすると、このｌ₁は検出ヘ
ッド14によりリニアスケール13で読み取ることができ
る。基準マーク11aとトリガーマーク11bとの間隔ｌ₀は
ｌ₁より遥かに長いので、熱によるリニアスケール13自
体の膨張量は無視することができる。

ここで、例えば熱膨張によって部品供給テーブル１が
伸びたとき、リニアスケール13の読みが標準値ｌ₁とは
異った値ｌ₁′になったとする。この誤差Δｌ＝ｌ₁′−
ｌ₁に基ずき部品供給テーブル１の位置を第３図のグラ
フに示す原理に基き補正すれば、各パーツカセット４の
吸着位置への位置決めを高精度に行うことができる。そ
の具体的方法は、（作用）の項で述べたとおりである。

次に、本発明の第２実施例の部品供給装置を第４図な
いし第６図を参照しながら説明する。

第４図において、21は部品供給テーブルでテーピング
部品をセットしたパーツカセット24がその表面に複数組
並べて固定される。22は駆動モータでボールねじ23で部
品供給テーブル21を矢印方向に駆動する。28は吸着ノズ
ルでこれが複数個回転ヘッド26の回りに輪状で等間隔
に、回動可能かつ昇降自在に取り付けられ、27は吸着ノ
ズル28の向きを変えるためのモータである。25は電子部
品で、吸着ノズル28で吸着保持されてXYテーブル29上の
プリント基板30に装着される。

更に、31aは部品供給テーブル１の一端部に取り付け
られて、位置決めの原点位置の基準マークで、31dは他
端部に設けられる位置マークであり、基準マーク31aと
位置マーク31dの間に、パーツカセット24の固定位置に
対応する箇所の内選沢された箇所に位置マーク31b、31c
を設けている。またテーブル支持台71に設けた検出ヘッ
ド32によりこれらのマーク31b、……、31dを検出する。

このような構成の部品供給装置を備えた電子部品装着
装置の動作を第５図を参考に説明する。

第５図は部品供給装置の配置の平面図で、回転ヘッド
26が間欠駆動されて吸着ノズル28が位置ａで部品供給テ
ーブル21上の部品25が吸着され、これと対向する位置ｂ
でXYテーブル29上のプリント基板30に装着される。この
間に電子部品25がモータ27で装着向きに振り向けられ、
XYテーブル29により装着位置が位置決めされる。

部品供給テーブル21に複数組並べて固定されたパーツ
カセット24の、装着される部品25が吸着ノズル28真下の
位置ａにくるように、部品供給テーブル21を位置決めし
なければならない。

ここで図面上、基準マーク31aは部品供給テーブル21
の側面の左端付近に取り付けられており、この基準マー
ク31aと左端のパーツカセット24の間隔は部品供給テー
ブル21の全ストロークに比べて短くする。駆動モータ22
の発熱でボールねじ23や部品供給テーブル21が熱膨張し
てもこの間隔の寸法誤差は無視できる。

この基準マーク31aは、左端のパーツカセット24が吸
着位置にあるときに検出ヘッド32が信号を読み取れる位
置に取り付ける。または左端のパーツカセット24の吸着
位置と基準マーク31aの検出位置とのオフセットを記録
しておいてもよい。

このようにすれば、部品供給テーブル21の原点位置は
部品供給テーブル21やボールねじ23の熱膨張による影響
を排除することができる。

以上のようにして決めた原点位置を基準に、部品供給
テーブル21を矢印方向に全ストローク移動させる。検出
ヘッド32が第１位置マーク31b、第２位置マーク31c、第
３位置マーク31dを順次検出し、隣接する位置マークの
間隔ｌ₂、ｌ₃、ｌ₄が駆動モータ42の回転数として駆動
モータ22に付属のエンコーダカウントで読取ることがで
きる。

例えば、基準マーク31aと第１位置マーク31bの間隔ｌ
₂は、検出ヘッド32が原点を通過と同時にエンコーダカ
ウントを開始し、第１位置マーク31bを検出するまでカ
ウントを続ける。ここでボールねじ23や部品供給テーブ
ル21が熱膨張したとき、基準マーク31aと第１位置マー
ク31bの間隔の読みがｌ₂とは異った値ｌ₂′になったと
する。この誤差Δ′ｌ＝ｌ₂′−ｌ₂だけ部品供給テーブ
ル21の位置を補正すればよい。他の位置マーク31b、31
c、31dの間隔ｌ₃、ｌ₄についても同様な補正をするとに
より、部品供給テーブル21に固定する各パーツカセット
24の吸着位置への位置決めを高精度に行うことができ
る。

第６図は各位置マークと駆動モータ回転数との関係を
示すグラフであるが、高温状態Ｑのグラフを上記検出結
果から描くことが可能となる。そして例えば部品供給テ
ーブルのＭ′の位置に位置決めしたい場合の駆動モータ
22の回転数ｎ′は容易に求めることができる。

この実施例では、位置マークを数個取付けた構成とな
っているが、位置マークをパーツカセット24を固定した
位置ごとに取付けることも可能である。

発明の効果本願の第１発明によれば、部品供給テーブル等の熱膨
張による寸法誤差を補正をすることができ、部品を所定
位置に確実かつ安定して供給できる部品供給装置を提供
することができる。

本願の第２発明によれば、上記第１発明の効果と同様
の効果を奏すると共に、部品供給テーブル等が部分的に
熱膨張したとしても、これを補正することができ、部品
を所定位置に確実かつ安定して供給できる部品供給装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の部品供給装置を備えた電
子部品装着装置の斜視図、第２図は前記部品供給装置の
動作を説明する概略平面図、第３図は部品供給テーブル
移動位置と駆動モータ回転数との関係を示すグラフ、第
４図は本発明の第２実施例の部品供給装置を備えた電子
部品装着装置の斜視図、第５図は前記部品供給装置の動
作を説明する概略平面図、第６図は各位置マークと駆動
モータ回転数との関係を示すグラフ、第７図は従来の部
品供給装置を備えた電子部品装着装置の斜視図、第８図
は従来の部品供給装置の動作を説明する概略平面図であ
る。１、21……部品供給テーブル２、22……駆動モータ４、24……パーツカセット（パーツ供給ユニット）５、25……電子部品（部品） 10、30……プリント基板（基板） 11a、31a……基準マーク 12、14、32……検出ヘッド 13……リニアスケール 70、71……テーブル支持台

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に装着される部品をセットしたパーツ
供給ユニットを複数組並列して固定した部品供給テーブ
ルを駆動モータによってパーツ供給ユニットの並列方向
に移動させ、かつ前記駆動モータの駆動位置を検出する
ことにより部品供給テーブルの位置を決めるようにした
部品供給装置において、部品供給テーブルの一端部に原
点位置の基準マークを、他端部にリニアスケールをそれ
ぞれ設ける一方、テーブル支持台に前記原点位置の基準
マークを検出する検出ヘッドと、前記リニアスケールを
読取る検出ヘッドを設けたことを特徴とする部品供給装
置。
【請求項２】基板に装着される部品をセットしたパーツ
供給ユニットを複数組並列して固定した部品供給テーブ
ルを駆動モータによってパーツ供給ユニットの並列方向
に移動させ、かつ前記駆動モータの駆動位置を検出する
ことにより部品供給テーブルの位置を決めるようにした
部品供給装置において、部品供給テーブルの一端部に原
点位置の基準マークを設け、この基準マークから他端部
までの１箇所または複数箇所に他の位置の位置マークを
設ける一方、テーブル支持台に前記原点位置の基準マー
クと他の位置の位置マークとを検出する検出ヘッドを設
けたことを特徴とする部品供給装置。