JP2866626B2 - 電子部品装着システム - 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プリント基板
等の基材に装着する電子部品装着システムに関するもの
であり、特に、複数の部品保持ヘッドを備えるととも
に、各部品保持ヘッドに保持された電子部品の保持方位
誤差を補正する機能を有する電子部品装着システムに関
するものである。 【０００２】 【従来の技術】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、その一定角度
に等しい角度間隔で複数の部品保持ヘッドが支持され、
各部品保持ヘッドが停止位置の一つである部品供給位置
において部品供給装置から電子部品を受け取り、他の停
止位置である部品装着位置においてその電子部品をプリ
ント基板に装着するようにされた電子部品装着システム
は既に広く知られている。このような電子部品装着シス
テムによれば間欠回転体の間欠的な回転に伴い一円周に
沿って一方向に移動する複数の部品保持ヘッドによって
電子部品をプリント基板に順次装着することができ、サ
イクルタイムを短縮して部品装着作業の能率を向上させ
ることができる。 【０００３】また、電子部品装着システムにおいて、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軸
線まわりの回転位置の誤差である保持方位誤差を補正す
ることは、特開昭５９−８４４９９号公報によって既に
知られている。この公報に記載されている電子部品装着
システムにおいては、部品保持ヘッドたる部品搭載ヘッ
ドが電子部品を吸着して保持する吸着管の軸線のまわり
に回転し得る状態でヘッド保持体に保持されており、こ
のヘッド保持体が一直線に沿って移動させられる間に、
吸着管に吸着された電子部品の像がラインスキャンカメ
ラを備えた撮像システムにより撮像される。その結果得
られた電子部品の像に基づいて搭載ヘッドによる電子部
品の保持方位誤差が検出され、ヘッド回転装置が搭載ヘ
ッドを回転させることにより電子部品の保持方位誤差が
補正された上で、電子部品がプリント基板等に装着され
る。したがって、電子部品を高い位置精度でプリント基
板に装着することができる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された電子部品装着システムにおいては、部品
搭載ヘッドによる電子部品の受取り、搭載ヘッドに保持
された電子部品の撮像、電子部品のプリント基板への装
着等が時系列的に行われるため、１個の電子部品を装着
するためのサイクルタイムが長くなり、部品装着作業の
能率が低く抑えられる問題がある。また、上記公報に記
載の撮像システムは、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は適用しにくいも
のである。この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なので
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。その上、撮像装置（ライ
ンスキャンカメラ）が部品保持ヘッドに下側から対向す
る状態で配設されているため、プリント基板を位置決め
する基板位置決め装置との干渉を避けることが困難であ
る。部品保持ヘッドが間欠回転体を含む支持手段に支持
されて垂直軸線まわりに旋回する形式の電子部品装着シ
ステムにおいては、部品装着位置に停止した部品保持ヘ
ッドの下方には基板位置決め装置により位置決めされた
プリント基板が存在することが不可欠なのであるが、部
品保持ヘッドの旋回半径をできる限り小さくする必要
上、撮像装置をその装着位置から十分離れた位置に配設
することはできず、撮像装置と基板位置決め装置との干
渉を避けることが困難なのである。本発明はこれらの問
題点を解消することを課題としてなされたものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】そして、本発明の要旨
は、電子部品装着システムを、(a) 垂直軸線まわりに間
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、前記垂直軸線を中心とする一円周上に間欠
回転体の間欠回転角度と等しい角度間隔でかつ垂直な自
身の軸線のまわりに回転可能に支持され、それぞれ下端
部に電子部品を保持する部品保持部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撮像する撮像シ
ステムを備え、部品保持ヘッドに保持された電子部品の
保持方位誤差を検出する保持方位誤差検出手段と、(f)
部品撮像位置と部品装着位置との間において部品保持ヘ
ッドを回転させて保持方位誤差検出手段により検出され
た保持方位誤差を補正するへッド回転装置とを含むもの
とするとともに、前記撮像システムを、部品撮像位置
に停止した部品保持ヘッドに保持された電子部品の像を
形成する下向きの光を生じさせる手段と、少なくと
も、その電子部品の像を形成する光の向きを下向きから
横向きに変える反射手段を備え、その電子部品の像を形
成する光を導く導光装置と、その導光装置により導か
れた光により電子部品の像を撮像する撮像装置とを含む
ものとしたことにある。 【０００６】上記部品保持ヘッドはバキュームにより電
子部品を吸着して保持する垂直下向きの吸着管を備えた
ものとすることが望ましく、また、上記撮像システム
は、吸着管により保持された電子部品より吸着管側の位
置にその吸着管と同軸的に配設されて電気エネルギを光
に変える投光器を備えた照明装置を含むものとすること
が望ましい。また、電子部品装着システムは、前記各構
成要素に加えて、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
ッドを任意の連続的な回転位置に維持するとともに、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
ものとすることが望ましい。 【０００７】 【作用】上記のように構成された電子部品装着システム
においては、間欠回転体の間欠的な回転に伴って複数の
部品保持ヘッドが部品供給位置，部品撮像位置および部
品装着位置へ順次移動する。そして、部品供給位置にお
いて部品保持ヘッドが部品供給装置から部品を受け取
り、部品撮像位置において撮像システムが部品保持ヘッ
ドに保持されている電子部品の像を撮像し、その結果得
られた電子部品の像に基づいて保持方位誤差検出手段が
部品保持ヘッドによる電子部品の保持方位誤差を検出す
る。この保持方位誤差は、部品保持ヘッドが部品装着位
置へ到着するまでの間にヘッド回転装置が部品保持ヘッ
ドを回転させることにより補正され、電子部品は部品装
着位置において正しい方位でプリント基板に装着され
る。 【０００８】また、部品保持ヘッドは下端部において電
子部品を保持するものであり、撮像システムにおいて生
じさせられる電子部品の像を形成する光は下向きの光で
あるが、その電子部品の像を形成する光の向きを下向き
から横向きに変える反射手段を備えた導光装置が設けら
れているため、撮像装置を部品撮像位置に停止した部品
保持ヘッドに下側から対向する姿勢で配設することは不
可欠ではない。 【０００９】 【発明の効果】本発明に係る電子部品装着システムにお
いては、上記のように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、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。しかも、部品保持ヘッドによる電子部品の
保持方位誤差が補正された上でプリント基板に装着され
るため、高い装着精度が得られる。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精度が向上する。さらに、
撮像システムにおいて、撮像装置を部品撮像位置に停止
した部品保持ヘッドに下側から対向する姿勢で配設する
ことが不可欠ではなく、部品撮像位置に停止した部品保
持ヘッドから水平方向に外れた位置に配設することがで
き、実施形態におけるように部品保持ヘッドに保持され
た電子部品より高い位置に下向きに配設することさえ可
能である。勿論、導光装置は部品撮像位置に停止した部
品保持ヘッドに下側から対向する姿勢で配設することが
必要であるが、導光装置は撮像装置に比較して薄く構成
することが容易であり、したがって、導光装置と基板位
置決め装置との干渉を避けることは比較的容易である。
その結果、プリント基板位置決め装置を、大形のプリン
ト基板の任意の部位を部品装着位置に位置決めし得るも
のとしつつ、部品保持ヘッドの支持手段を小形化するこ
とが可能となり、部品保持ヘッドを高速で旋回させつつ
大形のプリント基板に電子部品を能率よく装着すること
が可能となる効果が得られる。 【００１０】さらに付言すれば、吸着管により保持され
た電子部品より吸着管側の位置にその吸着管と同軸的に
配設されて電気エネルギを光に変える投光器を備えた照
明装置を含む望ましい態様においては、照明装置が電子
部品の背後に配設された反射板とその反射板に向かって
照明光を照射する投光器とを備えたものである場合のよ
うに、投光器が基材位置決め装置との干渉により基材の
移動範囲を狭く制限してしまうこともない。また、照明
装置が反射板と投光器とを備えたものである場合には、
投光器から投光された照明光が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とは反対側の面にも照射
され、この面で反射された光が反射板で反射されて電子
部品の周囲を通過した光と共に撮像装置に入光し、電子
部品の像が完全なシルエット像にならず、撮像装置誤作
動の原因となり易いのであるが、投光器自体が電子部品
に対して部品保持ヘッドと同じ側に配設される望ましい
態様ではこの誤作動を良好に回避し得る。さらに、投光
器が吸着管と同軸的に配設されているため、吸着管に吸
着された電子部品全体を均等に照明することができ、良
好なシルエット像を得ることができる。 【００１１】また、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
ヘッドを任意の連続的な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
を含む望ましい態様においては、部品保持ヘッドが部品
撮像位置から部品装着位置まで移動する間に部品保持ヘ
ッドがみだりに回転し、電子部品の方位が変わってしま
う恐れがないため、間欠回転体の間欠回転速度を大きく
することが容易であり、装着能率向上の効果が得られ
る。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１に本発明の一実施形態
である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および電子部品装着装置２０（以下、単に装着装
置という）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。 【００１３】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平面上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４
０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
部品の保持方位（吸着ヘッドの軸線まわりの回転位置）
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１
６，基板位置決め装置１８，制御装置２２，操作盤４
０，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。 【００１４】図２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５
０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と係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。 【００１５】回転軸５０の下端部には間欠回転盤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はすべて図３および図４
に示す構造を有するものである。図３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
が図２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
に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には吸着ヘッド７０が取り付けられてい
る。 【００１６】各吸着ヘッド７０は、図４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１
０４により覆われている。 【００１７】上記ヘッド保持体としてのアーム６９には
吸着ヘッド７０、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１１０は摩擦部材１１２，レバー１
１４，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１１２が固定
され、他方の端部とアーム６９との間にスプリング１１
５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１１
５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。ブ
レーキ装置１１０は、外筒９０の連続的な面である外周
面に摩擦部材１１２により摩擦係合し、吸着ヘッド７０
を連続的な任意の回転位置に維持する機能を有している
のである。 【００１８】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１１
７，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８
８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。 【００１９】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図５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が部品供給位置、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とにはそれぞれ撮像システム１４０とヘッド回
転装置１４２とが設けられて位置Ｃが部品撮像位置、位
置Ｅが保持方位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。撮像システム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保持方位のみならず、電
子部品の種類も検出することができるのである。 【００２０】撮像システム１４０は、図６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、
部品撮像位置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のシルエット像を
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１６
２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。なお、１６４は撮像装置１５０のパワー
ユニットである。 【００２１】前記ヘッド回転装置１４２は、図７に示す
ように、補助フレーム１７０に固定のガイドブッシュ１
７２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を介して図８に示すサーボモータ
１８２に連結されている。したがって、駆動回転体１７
４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。 【００２２】駆動回転体１７４は図９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１７４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。 【００２３】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１９
２の上端近傍にはナット２０２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。 【００２４】昇降部材２０６は、図７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２０
６，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図８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。 【００２５】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２０
６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の図４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。 【００２６】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１８
６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、それの拡張部を拡張させて駆動回転体１７
４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。 【００２７】図７から明らかなように、補助フレーム１
７０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２１６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１
７４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２２
４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。 【００２８】次に本電子部品装着システム全体の作動を
説明する。図５における位置Ａ（部品供給位置）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（部品撮像位置）に停止した吸
着ヘッド７０においては電子部品Ｗの保持方位（吸着ヘ
ッド７０の軸線のまわりの回転位置）が検出され、位置
Ｅ（保持方位変更位置）においてはヘッド回転装置１４
２によって吸着ヘッド７０が回転させられ、電子部品Ｗ
の保持方位誤差が補正され、さらに、位置Ｇ（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。 【００２９】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、図４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８
８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。 【００３０】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
は図６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のシルエット像が結ばれる。撮像装置１５
０はこのシルエット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保持方位誤差Δθを演算す
る。 【００３１】以上のように姿勢検出が行われた後、吸着
ヘッド７０が位置Ｅに停止すれば、その吸着ヘッド７０
は図７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の下端部が図４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、図９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１８
８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
た保持方位誤差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が保持方位誤差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の保持方位誤差の補正が終了する。 【００３２】以上のようにして保持方位誤差が除かれた
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１３０が切り換えられて吸着管８
８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着が完了
する。 【００３３】以上の説明から明らかなように、本実施形
態においては、吸着ヘッド７０が部品保持ヘッドとして
機能し、間欠回転体としての間欠回転盤５８が、カム６
６，カムフォロワ６５，ロッド６２，連結部材６３，６
４およびアーム６９等と共同して部品保持ヘッドの支持
手段を構成している。また、撮像システム１４０を構成
している投光器１４６，透明板８２，８４，プリズム装
置１４８および撮像装置１５０のうち、投光器１４６お
よび透明板８２，８４が、電子部品の像を形成する下向
きの光を生じさせる手段を構成し、プリズム装置１４８
が導光装置を構成している。そのプリズム装置１４８の
２個のプリズム１５４のうち、部品撮像位置に停止した
吸着ヘッド７０の真下に位置するものが、電子部品の像
を形成する光の向きを下向きから横向きに変える反射手
段を構成している。さらに、制御装置２２の保持方位誤
差Δθを演算する部分が保持方位誤差検出手段を構成し
ている。 【００３４】本電子部品装着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，保持方位誤差検
出，保持方位誤差補正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、撮像システム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のシルエット像
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。 【００３５】なお、以上詳記した実施形態においては部
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
たってシルエット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シルエット像が得られる状
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シルエット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。 【００３６】また、前記実施形態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保持
方位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。 【００３７】また、前記実施形態においては部品撮像位
置において電子部品の保持方位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、電子部品の装着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。また、前
記実施形態においては部品撮像位置および姿勢変更位置
が部品供給位置および部品装着位置とは別の位置とされ
ていたが、例えば姿勢変更位置を部品装着位置と一致さ
せるなど、これらの位置を適宜変更することも可能であ
る。 【００３８】さらに、前記実施形態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１
００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】 【図１】本発明の一実施形態である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。 【図２】図１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。 【図３】図２における III−III 断面図である。 【図４】図２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。 【図５】図２に示されている電子部品装着装置主要部と
それに付属した撮像システム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、図６および図７におけ
る V−V 断面図である。 【図６】図５に示されている撮像システムの正面図であ
る。 【図７】ブレーキ解除装置および図５に示されているヘ
ッド回転装置の正面図である。 【図８】図７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。 【図９】図７におけるIX−IX断面図である。 【符号の説明】 ２０ 電子部品装着装置 ５８ 間欠回転盤 ６０ 吸着ヘッドユニット ６２ ロッド ６３，６４ 連結部材 ６６ カム ６５ カムフォロワ ６９ アーム ７０ 吸着ヘッド ８０ 筒部材 ８２，８４ 透明板 ８６ ヘッド本体部 ８８ 吸着管 ９０ 外筒 １００ 内周摩擦面 １０２ 被駆動回転体 １１０ ブレーキ装置 １４０ 撮像システム １４２ ヘッド回転装置 １４６ 投光器 １４８ プリズム装置 １５０ 撮像装置 １５４ プリズム １７４ 駆動回転体 １７６，１７８ ギヤ １８０ タイミングベルト １８２ サーボモータ ２１０ 係合部材

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−84499（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−182718（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−155200（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05K 13/04 H05K 13/08

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．垂直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、前記垂直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
   かつ垂直な自身の軸線のまわりに回転可能に支持され、
   それぞれ下端部に電子部品を保持する部品保持部を備え
   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撮像する撮像システムを備
   え、部品保持ヘッドに保持された電子部品の保持方位誤
   差を検出する保持方位誤差検出手段と、 前記部品撮像位置と前記部品装着位置との間において前
   記部品保持ヘッドを回転させて前記保持方位誤差検出手
   段により検出された保持方位誤差を補正するへッド回転
   装置とを含み、かつ、前記撮像システムが、前記部品
   撮像位置に停止した部品保持ヘッドに保持された電子部
   品の像を形成する下向きの光を生じさせる手段と、少
   なくとも、その電子部品の像を形成する光の向きを下向
   きから横向きに変える反射手段を備え、その電子部品の
   像を形成する光を導く導光装置と、その導光装置によ
   り導かれた光により電子部品の像を撮像する撮像装置と
   を含むことを特徴とする電子部品装着システム。 ２．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請求項１に記載の電子部品装着シ
   ステム。