JP3026874B2 - 部品装着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、部品装着装置に関し、
詳しくは電子部品等を部品装着ヘッドにより保持して回
路基板等の所定位置に移送し装着するようにした部品装
着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子部品を装着する部品装着装置
として、部品装着ヘッドが、部品保持位置と部品装着位
置との間を移動されるとともに、それらの位置にてカム
に応動するレバーにより上下動されて、部品保持位置に
て供給される部品をピックアップして装着対象物上の所
定位置に移送して装着するようにしたものが知られてい
る。

【０００３】また部品装着ヘッドの前記部品保持位置か
ら部品装着位置への移動途中にて、部品装着ヘッドでの
部品の保持にミスがあるかを判別する手段を持ち、保持
ミスが検出されるとストッパ手段を固定したタイミング
で働かせてレバーを上動位置に保持し、部品装着ヘッド
による部品の装着を阻止することにより、部品の装着ミ
スが生じないようにすることも行われている。

【０００４】前記ストッパ手段の動作タイミングは、ス
トッパ手段がレバーに実際に働く実働時点ｐが、図６の
カム曲線ｃが示すレバーを上動させ切る位置ｃ₁ に対応
するように設定されている。

【０００５】これによってストッパ手段はカムによって
最上動位置とされたレバーをその上動位置に難なく保持
し、その後のカムの回転によってカムがレバーから離れ
てもこれにレバーが応動せずに部品装着ヘッドを上動位
置に保持したままとなり、部品の装着が行われるのを阻
止することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで近時では、取
り扱う電子部品が多品種化している中、装着速度の高速
化が要求されており、それぞれの品種に応じた最大限の
速度で電子部品を装着するようになっている。

【０００７】したがって、レバーは各種の電子部品ごと
に異なったタクト速度にて動作されカムの駆動速度も変
化するが、ストッパはシリンダ装置等によって適時に瞬
時に働かされるものでその動作の所要時間は一定してお
り、カムによるレバーの上下動作タイミングに対する実
働時点ｐにズレが生じる。

【０００８】このため、実働時点ｐの遅速によりストッ
パ手段が上動し切らないか下動し始めのレバーに衝突し
て異音を発したり故障の原因になったりするし、ストッ
パ手段がレバーに当接できず、レバーがカムに応動して
部品装着ヘッドを通常通り下動させてミス保持状態のま
ま部品装着動作が行われてしまう。

【０００９】そこで本発明は、装着する部品の種類によ
って決定される部品装着のタクト速度に応じたタイミン
グでストッパを働かせるようにして前記従来の問題を解
消することができる部品装着装置を提供することを課題
とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような課
題を達成するため、装着する部品に対応した部品データ
を入力する手段と、部品保持位置と部品装着位置との間
を移動されるとともに、それらの位置にてカムに応動す
るレバーにより上下動されて、部品保持位置にて供給さ
れる部品をピックアップして装着対象物上の所定位置に
移送して装着する動作を、前記入力される部品データに
対応したタクト速度にて行う部品装着ヘッドと、部品保
持位置および部品装着位置間にて部品装着ヘッドによる
部品の保持ミスを検出する保持ミス検出手段と、レバー
を上動位置に保持して部品装着ヘッドによる部品の装着
を阻止するストッパ手段と、部品装着ヘッドでの保持ミ
スが検出されたとき前記入力される部品データに応じた
タイミングにてストッパ手段を働かせる制御手段とを備
えたことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】本発明の上記構成によれば、部品装着ヘッドは
部品保持位置にてカムに応動するレバーによって下動お
よび上動されて、供給される部品をピックアップし、こ
れを部品装着対象物上の所定位置にまで移送したときカ
ムに応動するレバーによって下動および上動されて、前
記位置に部品を装着する動作を、入力手段により入力さ
れる部品データに対応するタクト速度によって行う。こ
の際部品装着ヘッドによる部品の保持にミスがあると、
これが部品保持位置と部品装着位置との間で保持ミス検
出手段によって検出され、この保持ミスの検出によって
制御手段が働き、ストッパ手段を前記入力されている部
品データに応じたタイミングで動作させるので、装着部
品の種類に対応したタクト速度の違いに応じたレバーの
実際の動作に対し遅速なく適正なタイミングで働かせる
ことができる。

【００１２】

【実施例】以下図１〜図５に示す本発明の一実施例とし
ての部品装着装置について説明する。

【００１３】本実施例の装置は電子部品を回路基板に自
動装着するもので、図１に示すように、電子部品を所定
の部品保持位置に自動供給する部品供給部１と、この自
動供給される電子部品が装着される回路基板２を互いに
直交するＸ、Ｙ２方向に位置決めする位置決めテーブル
３と、前記部品保持位置にて自動供給される電子部品を
保持してこれを前記位置決めされ回路基板２上の所定位
置に移送してその位置に装着する部品装着ヘッド４とを
備えている。

【００１４】部品供給部１は、電子部品を一定ピッチに
て整列収納したキャリアテープを装填し、このキャリア
テープ内の電子部品を１つずつ自動供給する部品供給機
構５を複数備え、移動テーブル６に沿った移動によって
装着すべき部品を供給する部品供給機構５が部品保持位
置に対応するように位置して必要な部品を部品保持位置
に供給できるようになっている。

【００１５】位置決めテーブル３は図示しない移送コン
ベアにて搬入されまた搬出される回路基板２を、部品の
装着を行う間、所定の位置に位置決めし、部品の自動装
着に供するようになっている。

【００１６】部品装着ヘッド４は複数の吸着ノズル７を
図２に示す回転テーブル８に支持して備え、吸着ノズル
７を回転テーブル８の間歇回転によって前記部品保持位
置と部品装着位置との間を円軌道を描きながら繰り返し
移動させ、部品吸着位置にて供給される電子部品を吸着
ノズル７にて吸着保持し、これを部品装着位置にまで移
送した時点で吸着保持を解き回路基板２上の所定位置に
移動してきた電子部品を装着する。

【００１７】部品装着後の吸着ノズル７はそのまま部品
保持位置に戻して次の部品装着に供する。

【００１８】このような部品の吸着保持および装着を適
時に行うために、吸着ノズル７は図２に示す装着ユニッ
ト１１に装備されている。

【００１９】装着ユニット１１は、回転テーブル８のま
わりに等間隔に配設され、取付けブラケット１２にて回
転テーブル８の上面に取付けられている。

【００２０】取付けブラケット１２の前面には昇降ガイ
ド棒１３が取付けられ、ガイド棒１３によってスライド
ブロック１４が昇降自在に支持されている。

【００２１】このスライドブロック１４には前記吸着ノ
ズル７を装着したロッド１５が回転可能に支持されてい
る。

【００２２】ロッド１５の上端には回転伝達用のＶ溝１
６が形成され、この回転伝達によって吸着した電子部品
の回転姿勢を任意に設定できるようになっている。

【００２３】吸着ノズル７は、図示していないが大、
中、小の３種類のノズルが組合されており、これらのう
ち任意の大きさのノズルを選択して使用可能とした状態
に係止する機構が吸着ノズル７の上部のブロック１７に
内蔵されている。

【００２４】スライドブロック１４の側面には、吸着ノ
ズル７に対する真空回路２１のオン、オフ切り換えを行
うメカニカルバルブ２２が取付けられている。このメカ
ニカルバルブ２２の前面上部には真空回路２１をオン状
態に切り換えるオン操作レバー２３が突設され、前面下
部には真空回路２１をオフ状態に切り換えるオフ操作レ
バー２４が突設されている。

【００２５】スライドブロック１４の後面にはカムフォ
ロア２５が取付けられ、取付けブラケット１２の背部に
上下動自在に配設されたスライダ２６の下端部と係合し
ている。スライダ２６の上端部は、昇降カム・レバー機
構３１に係合している。

【００２６】昇降カム・レバー機構３１は、カム軸３２
に固定された昇降用カム３３と、中間部が枢支され、一
端が昇降用カム３３に係合し、他端がスライダ２６の上
端部に係合するレバー３４とで構成され、カム軸３２の
回転に伴って昇降用カム３３にてレバー３４を揺動さ
せ、スライダ２６を昇降動作させるようにしてある。

【００２７】この昇降カム・レバー機構３１は電子部品
吸着位置と電子部品装着位置とに配設されている。

【００２８】電子部品吸着位置には、メカニカルバルブ
２２のオン操作レバー２３と対向する固定部材３６が設
けられ、スライドブロック１４が下降して吸着ノズル７
にて電子部品を吸着する際に、オン操作レバー２３に作
用して吸着ノズル７に対する真空回路２１をオン状態に
切り換える。

【００２９】電子部品装着位置には、切換用カム・レバ
ー機構３７が設けられ、スライドブロック１４が下降し
て吸着ノズル７に吸着された電子部品を回路基板２に装
着する際に、メカニカルバルブ２２のオフ操作レバー２
４に作用して切換用カム・レバー機構３７に対する真空
回路２１をオフ状態に切換え、電子部品の吸着を解除す
る。

【００３０】この切換用カム・レバー機構３７はカム軸
３２に固定された切換用カム３８と、中間部が枢支さ
れ、一端が切換用カム３８に係合し、他端がスライドブ
ロック１４が下降した状態でオフ操作レバー２４に対向
するレバー３９とで構成されている。

【００３１】電子部品装着位置における昇降カム・レバ
ー機構３１のレバー３４には、スライドブロック１４側
に延びる部分の中間位置に係合ローラ４１が取付けら
れ、この係合ローラ４１に下方から係合可能なストッパ
４２がシリンダ装置４３にて上下位置切換え可能に配置
されている。

【００３２】ストッパ４２は常時は下方に退避し、必要
に応じて上昇してスライダ２６の下降を阻止するように
なっている。

【００３３】また吸着ノズル７の部品保持位置から部品
装着位置までの軌道の横に、吸着ノズル７による電子部
品の吸着にミスがある場合にこれを検出するための撮像
手段５０が図１のように設けられている。

【００３４】次に一連の動作とともにさらに詳しく説明
する。

【００３５】回転テーブル８が回転して装着ユニット１
１が電子部品吸着位置で停止すると、この電子部品吸着
位置に配設されている昇降カム・レバー機構３１にてス
ライダ２６を介してスライドブロック１４が下降され、
吸着ノズル７が部品供給機構５によって供給されている
所定の電子部品の上面に当接し、同時にメカニカルバル
ブ２２のオン操作レバー２３が固定部材３６にて操作さ
れ、吸着ノズル７が真空回路２１に接続されて電子部品
を吸着する。

【００３６】電子部品を吸着すると、スライドブロック
１４は上昇し、回転テーブル８が回転して装着ユニット
１１が回路基板２に対する電子部品装着位置に対応した
位置で停止される。

【００３７】この電子部品吸着位置から電子部品装着位
置に移動する間に真空回路２１の圧力の状態や、前記撮
像手段５０からの映像による画像認識にて、電子部品が
適当な吸着状態であるかどうかの判定が行われる。

【００３８】電子部品が適正に吸着されている場合に
は、昇降カム・レバー機構３１にてスライダ２６を介し
スライドブロック１４が下降し、吸着ノズル７に吸着さ
れている電子部品を回路基板２上の所定位置に位置させ
る。

【００３９】それと同時に切換用カム・レバー機構３７
にて下降位置にあるメカニカルバルブ２２のオフ操作レ
バー２４が操作されて吸着ノズル７が真空回路２１に対
してオフされ、電子部品の吸着が解除され、電子部品は
回路基板２上の所定位置に装着される。

【００４０】電子部品の装着後はスライドブロック１４
が上昇し、回転テーブル８が回転する。

【００４１】一方電子部品が適正に吸着されていない場
合には、シリンダ装置４３によりストッパ４２が上昇
し、レバー３４の係合ローラ４１に係合することによっ
てレバー３４を最上動位置に保持するので、昇降用カム
３３が回転してレバー３４から離れてもレバー３４は揺
動せず、スライダ２６およびスライドブロック１４の下
降が阻止されて吸着ノズル７は上昇位置で停止したまま
となり、スライドブロック１４が下降しないために、切
換用カム・レバー機構３７がカム軸３２の回転によって
作動してもレバー３９の下端はオフ操作レバー２４に対
向していないため空振り動作し、メカニカルバルブ２２
はオフ状態に切換えられることなく、オン状態を維持す
る。

【００４２】そのため、吸着ノズル７にてミス吸着され
た電子部品が回路基板２上に落下してしまうようなこと
はない。

【００４３】ところで近時では、取り扱う電子部品が多
品種化している中、装着速度の高速化が要求されてお
り、それぞれの品種に応じた最大限の速度で電子部品を
装着するようになっている。

【００４４】したがって、部品装着ヘッド４は各種の電
子部品ごとに異なったタクト速度にて動作されることに
なり、レバー３４の上下動作およびこれによる部品装着
ヘッド４の上下動作の速度も種々に変化する。

【００４５】このため従来のように固定したタイミング
にてストッパ４２を働かせるのでは、ストッパ４２の実
働時点が変動し、ストッパ４２の動作にレバー３４の実
際の動作に対するズレを生じ、係合ローラ４１にストッ
パ４２が当接できずにレバー３４が下動して部品装着動
作が行われてしまったり、レバー３４が上昇し切らない
うちか、下動し始め時点でストッパ４２が係合ローラ４
１に衝突して異音を発したり故障したりする問題があ
る。

【００４６】そこで本実施例は、装着する電子部品の種
類によって決定される部品装着のタクト速度に応じたタ
イミングでストッパ４２を働かせるようにしてあり、図
３に示すような制御回路を用いている。

【００４７】これについて説明すると、部品装着ヘッド
４およびストッパ４２の動作を制御するマイクロコンピ
ュータ等の制御手段５１に、装着する電子部品の種類に
応じた部品データが入力手段５２によって入力される記
憶手段５３と、前記撮像手段５０によって撮像される画
像を画像認識して電子部品の吸着ノズル７による保持ミ
スを検出する画像認識手段５４と、真空回路２１の圧力
状態によって電子部品の保持ミスを検出する圧力判別手
段５５とを接続してある。

【００４８】なお制御手段５１にマイクロコンピュータ
を用いる場合、前記記憶手段５３や画像認識手段５４の
機能をも発揮することができる。

【００４９】図４はこのような制御回路を用いた部品装
着動作処理のフローチャートを示している。まず入力手
段５２により装着しようとする電子部品に対応する部品
データを記憶手段５３に入力しておく（ステップ＃
１）。

【００５０】次でステップ＃２にて部品の吸着保持を行
い、ステップ＃３で部品保持位置から部品装着位置に電
子部品を移送している途中の所定位置にて、保持ミスの
検出を行う。

【００５１】ここで保持ミスが検出されなければ、ステ
ップ＃８で電子部品の装着動作を行い、次の吸着動作に
移る。

【００５２】保持ミスが検出されると、ステップ＃４で
記憶手段５３に記憶されている部品データを読み出した
後、ステップ＃５で部品データにより選択されたタクト
速度に対応したストッパタイミングを設定する。

【００５３】そしてステップ＃６に移行して前記設定し
たタイミングによってストッパ４２を働かせて部品装着
ヘッド４の部品装着動作を阻止しておき、続くステップ
＃７にて所定の位置具体的には部品装着位置から部品保
持位置に戻る途中の所定位置にて吸着を解除する等によ
り保持ミスの電子部品を廃棄した後、次の吸着動作に移
る。

【００５４】このような制御の結果ストッパ４２の実働
時点Ｐは、部品装着ヘッド４のタクト速度が電子部品の
種類によってどのように変化しても、図５のカム曲線Ｃ
が示す昇降用カム３３のレバー３４を上動させ切る時点
Ｃ₁ に対し常に一致したタイミングとなり、上動し切っ
たレバー３４の係合ローラ４１の下に衝撃や異音の発生
なく静かに到達し、以降レバー３４を上動位置に難なく
保持して部品装着ヘッド４による部品の装着動作をトラ
ブルなく阻止することができる。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、部品装着ヘッドが部品
保持位置にてカムに応動するレバーによって下動および
上動されて、供給される部品をピックアップし、これを
部品装着対象物上の所定位置にまで移送したときカムに
応動するレバーによって下動および上動されて、前記位
置に部品を装着する動作を、入力手段により入力される
部品データに対応するタクト速度によって行う際、部品
装着ヘッドによる部品の保持にミスがあると、これが部
品保持位置と部品装着位置との間で保持ミス検出手段に
よって検出され、この保持ミスの検出によって制御手段
が働き、前記入力されている部品データに応じたタイミ
ングで動作させて、装着部品の種類に対応したタクト速
度の違いに応じたレバーの実際の動作に対しストッパ手
段を遅速なく適正なタイミングで働かせるので、ストッ
パ手段がレバーと衝突して異音を発したり故障したりす
るようなことや、レバーを上動位置に保持できずに保持
ミスにかかる部品が装着されてしまうようなことを回避
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された一実施例としての部品装着
装置の概略を示す斜視図である。

【図２】図１の装置の部品装着ヘッドの細部構成を示す
断面図である。

【図３】図１の装置の部品装着ヘッドおよびストッパの
動作を制御する回路のブロック図である。

【図４】図１の装置の部品装着動作のフローチャートで
ある。

【図５】図１の装置の吸着ノズルの昇降用カムのカム曲
線とストッパの実働時点との関係を示すグラフである。

【図６】従来の装置の吸着ノズルの昇降用カムのカム曲
線とストッパの実働時点との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 部品供給部 ２ 回路基板 ４ 部品装着ヘッド ７ 吸着ノズル ３１ 昇降カム・レバー機構 ３３ カム ３４ レバー ４２ ストッパ ５０ 撮像手段 ５１ 制御手段 ５２ 入力手段 ５３ 記憶手段 ５４ 画像認識手段 ５５ 真空回路圧力判別手段

フロントページの続き (72)発明者 櫻井 邦男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 千村 直彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−206698（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−161800（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−132399（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−208899（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 13/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装着する部品に対応した部品データを入
   力する手段と、部品保持位置と部品装着位置との間を移
   動されるとともに、それらの位置にてカムに応動するレ
   バーにより上下動されて、部品保持位置にて供給される
   部品をピックアップして装着対象物上の所定位置に移送
   して装着する動作を、前記入力される部品データに対応
   したタクト速度にて行う部品装着ヘッドと、部品保持位
   置および部品装着位置間にて部品装着ヘッドによる部品
   の保持ミスを検出する保持ミス検出手段と、レバーを上
   動位置に保持して部品装着ヘッドによる部品の装着を阻
   止するストッパ手段と、部品装着ヘッドでの保持ミスが
   検出されたとき前記入力される部品データに応じたタイ
   ミングにてストッパ手段を働かせる制御手段とを備えた
   ことを特徴とする部品装着装置。