JP3048708B2 - 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、吸着ノズルの下面に形
成された溝に円筒形状のチップ部品を嵌合させて吸着
し、該部品をプリント基板に装着する部品装着装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】この種部品装着装置に使用される吸着ノ
ズルについて実開昭５８−１０５１９９号公報に開示さ
れた技術がある。この技術によれば、円筒形状の電子部
品（２）を吸着する吸着ノズルである吸着装置（１１）
には該電子部品（２）に嵌合する係合溝（１３）が形成
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
では、部品供給装置が供給する円筒形状のチップ部品を
吸着ノズルが吸着する際に溝に嵌合していない状態で吸
着してしまうと、吸着力が弱くなり角度補正の回動やノ
ズルの移動の際に部品がずれたり装着の際にも装着しよ
うとする位置からずれて装着され、あるいは溝に嵌合し
てしまい認識された角度とは異なった角度で装着された
りする等の欠点があった。

【０００４】そこで本発明は、溝に部品が嵌合している
かどうかを区別して確実に装着すべき位置に部品の装着
ができるようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、吸着
ノズルの下面に形成された溝に円筒形状のチップ部品を
嵌合させて吸着し、該部品をプリント基板に装着する部
品装着装置において、前記溝の向きを記憶する第１の記
憶手段と、前記ノズルに吸着された前記部品の向きを認
識する認識手段と、前記溝の向きと前記ノズルに保持さ
れている部品の向きのズレ角度の許容角度を記憶する第
２の記憶手段と、前記第１の記憶手段に記憶された溝の
向きに基づき前記部品を保持している吸着ノズルの溝の
向きと該部品認識手段に認識された部品の向きとのズレ
角度が該第２の記憶手段に記憶された許容角度以内かど
うか判断する判断手段と、該判断手段が許容角度以内で
はないと判断した場合前記部品をプリント基板に装着せ
ずに排出するよう制御する制御手段とを設けたものであ
る。

【０００６】

【作用】第１の記憶手段に記憶された吸着ノズルの溝の
向きに基づき円筒形状のチップ部品を保持している吸着
ノズルの溝の向きと認識手段に認識された部品の向きと
のズレ角度が第２の記憶手段に記憶された許容角度以内
かどうかを判断手段が判断し、許容角度以内ではないと
判断した場合、制御手段はチップ部品をプリント基板に
装着せずに排出するよう制御する。

【０００７】

【実施例】以下本発明の実施例を図に基づき説明する。

【０００８】図２に於いて、（１）はＸ軸モータ（２）
及びＹ軸モータ（３）の回動によりＸＹ方向に移動する
ＸＹテーブルであり、チップ状電子部品（以下チップ部
品または部品という。）（４）が装着されるプリント基
板（５）が載置される。

【０００９】（６）は供給台であり、チップ部品（４）
を供給する部品供給装置（７）が多数台配設されてい
る。（８）は供給台駆動モータであり、ボールネジ
（９）を回動させることにより、該ボールネジ（９）に
嵌合し供給台（６）に固定された図示しないナットを介
して、供給台（６）がリニアガイド（１０）に案内され
て移動する。

【００１０】（１１）は間欠回動するターンテーブルで
あり、該テーブル（１１）の外縁部には吸着ノズル（１
２）を４本有する装着ヘッド（１３）が間欠ピッチに合
わせて等間隔に配設されている。

【００１１】吸着ノズル（１２）が供給装置（７）より
部品（４）を吸着し取出す装着ヘッド（２３）の停止位
置が吸着ステーションであり、該吸着ステーションにて
ターンテーブル（１１）の一番外側に位置する吸着ノズ
ル（１２）が部品（４）を吸着する。

【００１２】装着ヘッド（１３）が次の次に停止する位
置が認識ステーションであり、該ステーションにて部品
認識カメラ（１４）により吸着ノズル（１２）が吸着す
る部品（４）の位置ずれが認識される。

【００１３】認識ステーションの次の装着ヘッド（１
３）の停止する位置が角度補正ステーションであり、認
識カメラ（１４）による認識結果に基づき吸着ノズル
（１２）がノズル回転装置（１５）によりθ方向に回動
され部品（４）の回転角度の位置ずれが補正される。

【００１４】角度補正ステーションの次の停止位置が、
装着ステーションであり、前記基板（５）に該ステーシ
ョンの吸着ノズル（１２）の吸着する部品（４）が装着
される。

【００１５】装着ステーションの次の停止位置が、ノズ
ル位置確認ステーションであり、ノズル位置検出装置
（１７）によりヘッド（１３）内において、どの吸着ノ
ズル（１２）が部品（４）を吸着可能な位置にあるかを
検出すると共に、このステーションに停止しているヘッ
ド（１３）の番号（以下ヘッド番号という。）をヘッド
位置検出装置（１８）が検出する。また、該ステーショ
ンには図示しない部品排出箱が設けられ装着されなかっ
た部品（４）が排出される。

【００１６】ノズル位置検出装置（１７）は夫々投光器
及び受光器より成る反射型フォトセンサが２個並んだも
のであり、ヘッド（１３）の各ノズル取付位置の上方位
置に各ノズル（１２）がヘッド（１３）内での部品吸着
位置に位置する場合に該投光器より発射された光が反射
され受光器に受光されるように為されており、投光器よ
りの光を反射する位置に穴を穿設することにより、該穴
では光を反射しないため、該穴を４つある各ノズル取付
位置に対応して穿設したりしなかったりすることによ
り、図３のように各フォトセンサのＯＮ／ＯＦＦ状態が
実現される。図３ではノズル取付位置を示す番号である
ノズル位置番号毎にその取付位置が吸着位置にあるとき
のフォトセンサのＯＮ／ＯＦＦの状態を示すが、この図
のデータを基にノズル（１２）の取付位置のヘッド（１
３）内での回動位置が検出される。ノズル位置番号は各
取付位置に対してヘッド（１３）内において図２の反時
計方向に「１」より順番に付けられている。

【００１７】ヘッド位置検出装置（１８）は夫々投光器
及び受光器より成る反射型フォトセンサが３個並んだ構
成であり、各ヘッド（１３）上のターンテーブル（１
１）の所定位置にてノズル位置検出装置（１７）の場合
と同様に各フォトセンサに対応する位置の穴の有無の組
合わせにより図４のように８つあるヘッド番号毎の各フ
ォトセンサのＯＮ／ＯＦＦの状態が実現され、ノズル位
置確認ステーションに停止するヘッド（１３）のヘッド
番号の検出が行なわれる。ヘッド番号は各ヘッド（１
３）に対して「１」より図２の反時計方向に順番に付け
られており、このヘッド番号の検出により各ステーショ
ンに停止しているヘッド（１３）のヘッド番号がわか
る。

【００１８】ノズル位置確認ステーションの次の停止位
置が、ノズル選択ステーションであり、ノズル位置確認
ステーションで確認されたノズル（１２）のヘッド（１
３）に対する回動位置に基づき、ヘッド（１３）をノズ
ル選択ローラ（１９）により回動させ次に部品（４）を
吸着すべき吸着ノズル（１２）を部品吸着位置に位置さ
せる。ノズル選択ローラ（１９）はノズル選択モータ
（２０）により回動される。

【００１９】ノズル選択ステーションの次にヘッド（１
３）が停止するのが、ノズル原点合わせステーションで
あり、ノズル回転装置（２１）により吸着ノズル（１
２）がモータの回転原点位置まで自転回動される。

【００２０】次に、ノズル回転装置（１５）（２１）に
ついて図５に基づき説明する。

【００２１】尚、同装置（１５）（２１）は同構造であ
るからノズル回転装置（１５）について説明する。

【００２２】（２３）は吸着ノズル（１２）をθ方向に
回動させるためのノズル回動モータであり、その出力軸
（２４）にはカップリング（２５）を介してベアリング
体（２６）に嵌合しているノズル回転体（２７）が取付
けられ、出力軸（２４）の回動により該回転体（２７）
はベアリング体（２６）に案内されてθ方向に回動す
る。該回転体（２７）の内側は空洞となっており、ノズ
ル回転棒（２９）が嵌め込まれ、該回転体（２７）に穿
設された縦長穴（３０）に該回転棒（２９）の側面より
突設されたピン（３１）が嵌合しているため、該回転棒
（２９）は回転体（２７）に対して上下動可能である
が、回動できないように為されている。

【００２３】（３２）は回転棒（２９）に設けられた係
止部（３３）に係合して該回転棒（２９）を下降するよ
う付勢するスプリングである。（３４）は前記係止部に
下方より係合する揺動レバーであり、図示しない駆動源
により上下動する上下動レバー（３５）によりロッドエ
ンド（３６）を介して上下に揺動し、ノズル回転棒（２
９）を上下動させている。該回転棒（２９）の下端部に
は下端に向かって両側から斜めに切欠かれた嵌合部（３
７）が形成されている。

【００２４】ノズル回転装置（２１）は回転装置（１
５）と同構造であり、符号はモータを除き同一である。
ノズル回転装置（２１）においては、ノズル原点合わせ
モータ（４６）によりノズル（１２）は回動される。ノ
ズル原点合わせモータ（４６）が回転原点に回動してい
る場合と、ノズル回動モータ（２３）が回転原点に回動
している場合との夫々の回転装置における嵌合部（３
７）の方向は一致し、夫々のモータ（２３）（４６）の
回転量が同じならば嵌合部（３７）の回転量も同じであ
る。

【００２５】図５において、装着ヘッド（１３）の各ノ
ズル取付位置に上下方向に貫通しθ方向に回動可能に設
けられたノズル取付体（３８）の上部には嵌合溝（３
９）が形成され、前記回転棒（２９）が下降すると所定
の回動位置にて前記嵌合部（３７）は該嵌合溝（３９）
に嵌合し、回転棒（２９）の回動がノズル取付体（３
８）に伝達される。ノズル取付体（３８）には図５に示
されるように、拡散板（４０）がその周囲に形成された
吸着ノズル（１２）が、図６に示されるように交換可能
にネジ（４１）にて取付けられている。吸着ノズル（１
２）はノズル取付体（３８）に対して、θ方向の回動位
置が任意に選ばれ取付けられることになる。

【００２６】図１６において、（４２）は装着ヘッド
（１３）の下方に取付けられ、ノズル取付体（３８）の
貫通する部分が開口した拡散板である。拡散板（４０）
（４２）は認識ステーションに設けられた光源（４３）
（４４）の照射する光線を拡散して、上方より吸着ノズ
ル（１２）に吸着されたチップ部品（４）に当てる役割
を果たしている。カメラ（１４）は拡散板（４０）（４
２）よりの照明により投影されたチップ部品（４）の像
を撮像することになる。チップ部品（４）の位置認識の
際にはチップ部品（４）は投影像となるので、その長手
方向のサイズはノズル（１２）の外径より大きくなけれ
ばならず、ノズル（１２）は部品（４）の大きさによっ
ても選択される必要がある。これは円筒形状のチップ部
品（４）を認識する場合にもいえることであり、長手方
向即ち軸方向のサイズはノズル（１２）の外径より大き
くなるようノズル（１２）の選択が行なわれる。

【００２７】図１７において、（４５）はカメラ（１
４）の周囲にリング状に設けられたリング光源であり、
ノズル（１２）の下面を下方から照射しその反射像がカ
メラ（１４）に撮像されノズル（１２）の下面の認識が
できるように為されている。

【００２８】さて、吸着ノズル（１２）には吸着する部
品（４）の種類に応じてサイズが異なる等の種類が異な
るものがある。チップ部品（４）には直方体形状の部品
（４）と円筒形状の部品（４）があるが、円筒形状の部
品（４）を吸着するノズル（１２）は図６及び図７のよ
うにＶ字型の溝（４７）がノズル（１２）の下面に切込
まれ、該溝（４７）の中央にある図示しない真空源に連
通する真空孔（４８）からの真空吸引により円筒形状の
部品（４）がその部品の向きを示す軸方向が溝（４７）
に沿って嵌り込んだ状態で吸着されるようになってい
る。また、円筒形状の部品（４）にもいろいろな大きさ
があるためＶ字型の溝（４７）を有するノズル（１２）
（以下「Ｖ溝付きのノズル（１２）」という。）にもい
くつかの種類があり、前述のように交換されて各ヘッド
（１３）の各ノズル取付位置のノズル取付体（３８）に
取付けられる。

【００２９】ところが、Ｖ溝付きのノズル（１２）の場
合、該ノズル（１２）がノズル取付体（３８）に取付ら
れたθ方向の角度位置によっては、ノズル原点合わせス
テーションにて嵌合部（３７）が嵌合溝（３９）に嵌合
後、モータ（４６）が原点位置に回動された状態で円筒
形状の部品（４）を吸着しようとすると、図８に示すよ
うなテープ（４９）の部品収納凹部（５０）内に封入さ
れた部品（４）の軸方向と溝（４７）の向きである溝
（４７）の長手方向とが大きくずれた場合に、溝（４
７）に該部品（４）の軸方向を合わせて嵌め込み吸着す
ることができなくなる。また、長方形状である凹部（５
０）の長辺と該部品（４）の軸方向が常に平行な状態で
該部品（４）が収納されているわけではなく、図８に示
されるようにθ方向にばらついている。

【００３０】このばらつきはある範囲内にあるが、吸着
ステーションにてチップ部品（４）が正しく収納されて
いる方向である凹部（５０）の長辺の理論上の方向（本
実施例では供給台（６）の移動方向）に対して、溝（４
７）の長手方向が大きくずれると、該ずれ方向の反対方
向にチップ部品（４）が回動して収納されているとき、
溝（４７）に嵌合させて吸着することができなくなるこ
とがあるため、溝（４７）の吸着ステーションにおける
方向は凹部（５０）の長辺の理論上の方向に一致するこ
とが一番良いが、少なくとも該理論上の方向に対しθ方
向のある許容範囲内の方向になければならない。またこ
の許容範囲は部品（４）の種類によっても凹部（５０）
内でのばらつきが異なるため異なり、従って、Ｖ溝付き
のノズル（１２）によって対象部品（４）の種類が異な
るためこの許容範囲もノズル（１２）の種類によって異
なることになる。

【００３１】以下、溝（４７）の長手方向が吸着ステー
ションにおいて凹部（５０）の長辺の理論上の方向に一
致しているヘッド（１３）に対する該溝（４７）の長手
方向を溝嵌合基準方向という。

【００３２】本実施例では図９に示されるような種類の
ノズル（１２）がヘッド（１３）に取付けられることに
なる。Ｖ溝付きのノズル（１２）は「Ｖ溝付き」の欄で
「１」が表示されるもので、「許容角度」の欄で前述の
溝嵌合基準方向に対する溝（４７）の向きのθ角度ズレ
の許容範囲が示されている。

【００３３】また、図１０に示されるような種類のノズ
ル（１２）が各ヘッド（１３）の各ノズル取付位置のノ
ズル取付体（３８）に取付けられる。

【００３４】次に図１に従って本実施例の制御回路につ
いて説明する。

【００３５】図１において、（５１）はＣＰＵであり、
ＲＡＭ（５２）に格納された各種データ及び操作部（５
３）等からの信号に基づき、ＲＯＭ（５４）に格納され
たプログラムに従って、部品装着装置のプリント基板
（５）へのチップ部品（４）の装着動作に係る種々の動
作を制御する。例えば、ノズル原点合わせモータ（４
６）及びノズル回動モータ（２３）等が、ＣＰＵ（５
１）の制御により、駆動回路（５５）に駆動される。ま
た駆動回路（５５）は、ノズル選択ローラ（１９）を回
動させるノズル選択モータ（５６）をも駆動する。

【００３６】操作部（５３）はインターフェース（５
８）を介してＣＰＵ（５１）に接続されている。インタ
ーフェース（５８）にはノズル位置検出装置（１７）及
びヘッド位置検出装置（１８）が接続されていると共
に、部品認識カメラ（１４）が撮像した画像を認識処理
する認識処理回路（５９）及び操作部（５３）を操作す
るための操作画面等を表示するモニタ（６０）が接続さ
れている。

【００３７】次に、操作部（５３）について説明する。
図１において、（６２）は数字をキーインするテンキー
であり、（６３）はカーソル（６４）（図１１参照）を
モニタ（６０）の画面内にて移動させるカーソルキーで
あり、（６５）はモードの設定等をするＳＥＴキーであ
る。

【００３８】（６７）は部品装着装置を教示モードにす
るための教示キー、（６８）は同装置を自動運転モード
にするための自動キー、（６９）は同装置を手動運転モ
ードにするための手動キーである。（７０）は始動キ
ー、（７１）は作動キーであり、（７２）は停止キーで
ある。

【００３９】前記ＲＡＭ（５２）には前述の図９及び図
１０の情報等が格納されており、また、認識処理回路
（５９）の認識結果も記憶される。さらに該ＲＡＭ（５
２）には溝（４７）の長辺方向とノズル（１２）に吸着
されているチップ部品（４）の軸方向とのズレ角度の許
容範囲を示す保持部品対溝ズレ許容角度が、操作部（５
３）のキー操作により設定され記憶されている。

【００４０】これは、チップ部品（４）が吸着ノズル
（１２）に吸着されるときに、何らかの原因により図１
２及び図１３に示されるようにチップ部品（４）が溝
（４７）を跨いで溝（４７）内に入り込めず吸着保持さ
れてしまうことがあり、このような状態になった場合
は、吸着力が弱くなり部品（４）の位置認識をしてもθ
補正回動でずれたりヘッド（１３）の移動中にずれた
り、装着のときずれたりはね飛んでしまったりあるいは
溝（４７）内に嵌合してしまったりするため、このよう
な状態の部品（４）は装着せず排出するようにするため
の角度範囲である。

【００４１】溝（４７）の向きと部品（４）の向きが異
なってもそのズレが小さく溝（４７）に部品（４）が入
り込めば、溝（４７）の方向にならってしまうので上記
のような状態になるのはある程度大きな角度ズレが部品
（４）を吸着するときに起こった場合である。

【００４２】また、部品形状及び溝（４７）の形状のば
らつきや認識の誤差等で正常に部品（４）と溝（４７）
が嵌合していても溝（４７）の向きと部品（４）の向き
が異なることまたは異なると認識されることがあるが、
この場合のズレ角度は溝（４７）に部品（４）が入り込
めない場合に比べてかなり小さい。

【００４３】従って、溝（４７）の幅、長さあるいは部
品（４）の大きさ等との兼合いがあるので個々の場合に
よって異なるが、正常に部品（４）と溝（４７）が嵌合
していることが保証できるズレ角度とそれ以上であると
部品（４）が溝（４７）に入り込んでいないことが保証
できるズレ角度との間の値をとり保持部品対溝ズレ許容
角度として設定する。例えば本実施例では「２度」に設
定するものとする。

【００４４】尚、溝の形状が異なる等して部品（４）が
ノズル（１２）の吸着面より溝内に少し入り込んでもひ
っかかる等して溝に完全には嵌合しない状態で吸着され
ることがある場合は保持部品対溝ズレ許容角度の設定で
きる上限がその分だけ小さくなる。

【００４５】以上のような構成により以下動作について
説明する。

【００４６】先ずノズル（１２）の交換について説明す
る。次にチップ部品（４）を装着すべき基板（５）に対
応した各ヘッド（１３）及び各ノズル取付位置のノズル
取付体（３８）へ取付けるべきノズル（１２）の種類が
図１０に示された通りである場合、これに合わせて作業
者は手動運転にて部品装着ステーション等のステーショ
ンに各ヘッド（１３）を移動させ、ノズル（１２）の交
換を行なう。

【００４７】ノズル（１２）の交換は図６に示されるネ
ジ（４１）を緩めてノズル（１２）を取外し、交換すべ
きノズル（１２）を取付けネジ（４１）を締めることに
よって行なわれる。

【００４８】次に、全てのノズル（１２）の交換が終了
すると、作業者は操作部（５３）の教示キー（６７）を
押圧して部品装着装置を教示モードとする。すると図１
１に示されるようなモード設定画面がモニタ（６０）に
表示される。この画面が表示されたならば、カーソルキ
ー（６３）を押圧し、カーソル（６４）を図１１の画面
の如く「Ｖ溝方向認識運転モード」を示す「３」に移動
させてからＳＥＴキー（６５）を押圧する。すると、部
品装着装置は「Ｖ溝方向認識運転モード」に設定され
る。

【００４９】この状態にて作業者が作動キー（７１）を
押圧すると、以下に説明するＶ溝方向認識運転が開始さ
れる。

【００５０】先ず、ＣＰＵ（５１）はノズル位置検出装
置（１７）及びヘッド位置検出装置（１８）の各センサ
の出力状態を確認する。検出装置（１７）において第１
センサ及び第２センサの両方が「ＯＮ」になっている
と、ノズル位置確認ステーションの吸着位置のノズル位
置番号が「１」であることが判断され、検出装置（１
８）において第１、第２及び第３センサの全てが「Ｏ
Ｎ」になっていると、ノズル位置確認ステーションに停
止しているヘッド（１３）の番号が「１」であることが
判断される。

【００５１】次に、ターンテーブル（１１）の間欠回動
が開始され、番号「１」のヘッド（１３）はノズル選択
ステーションに移動し、ノズル選択モータ（５６）の回
動によるノズル選択ローラ（１９）の回動によりノズル
種類ＮＯ「２」のＶ溝付きのノズル（１２）が取付けら
れているノズル位置番号「３」の取付位置が吸着位置と
なるようヘッド（１３）が回動される。

【００５２】次に、ターンテーブル（１１）の回動によ
り番号「１」のヘッド（１３）がノズル原点合わせステ
ーションに停止すると、ノズル回転装置（２１）により
ノズル位置番号「３」の吸着ノズル（１２）がモータ
（４６）の回転原点位置まで回動される。

【００５３】即ち、図示しない駆動源に駆動され上下動
レバー（３５）が下降すると、揺動レバー（３４）が下
方に揺動しスプリング（３２）に係止部（３３）が付勢
されノズル回転棒（２９）は下降する。そして、ノズル
原点合わせモータ（４６）が回動してノズル回転体（２
７）がベアリング体（２６）に沿って回動することによ
り、縦長穴（３０）に嵌合したピン（３１）を介してノ
ズル回転棒（２９）が回動し、嵌合部（３７）は下降し
ながら回動しいずれかの回動位置で嵌合溝（３９）に嵌
合する。この嵌合後も嵌合部（３７）は回動し、嵌合部
（３７）が所定の原点方向に向くモータ（４６）の回転
原点位置にてモータ（４６）を停止させる。

【００５４】以上のような動作をターンテーブル（１
１）の間欠回動毎に行ない、Ｖ溝付きのノズル（１２）
がある場合該ノズル（１２）をノズル選択ステーション
にてヘッド（１３）内の部品（４）の吸着位置に位置さ
せ、ノズル原点合わせステーションでは該Ｖ溝付きのノ
ズル（１２）をノズル回転装置（２１）によりモータ
（４６）の回転原点位置に位置させて行く。

【００５５】このようにターンテーブル（１１）が間欠
回動して、番号「１」のヘッド（１３）が認識ステーシ
ョンに図１７のように停止すると、ＣＰＵ（５１）はＲ
ＡＭ（５２）の内容からＶ溝付きのノズル（１２）であ
るノズル種類ＮＯ「２」が認識ステーションに停止して
いることを判断し、リング光源（４５）を点灯させ該ノ
ズル（１２）の下面に光線を当てこの反射像をカメラ
（１４）で撮像する。該撮像画像が図１４のようであっ
たとすると、認識処理回路（５９）は例えば図１４に示
される画面のＹ軸に平行なノズル（１２）の溝（４７）
の画像である暗く映る溝領域（７４）を横切る２本の直
線に沿ってノズル（１２）の下面の溝（４７）以外の明
るく映る平面領域（７５）より画素の明るさの変化する
点を同じ方向から（例えば図１４の矢印方向）捜し、夫
々の直線上の該変化点を結ぶ直線と画面のＸ軸とがなす
角度「θ」を算出する。

【００５６】画面内にて該Ｘ軸方向を溝（４７）の長手
方向が向いている場合が、溝嵌合基準方向を向いている
場合であるとすると、「θ」はその方向とのズレ角度で
あり、ＲＡＭ（５２）の所定領域に、ヘッド番号及びノ
ズル位置番号と共に記憶される。

【００５７】このＶ溝方向の認識が、Ｖ溝付きのノズル
（１２）が認識ステーションに停止する毎に行なわれ、
溝嵌合基準方向に対するズレ角度がヘッド番号及びノズ
ル位置番号と共にＲＡＭ（５２）に記憶される。

【００５８】もし、同一のヘッド（１３）内に複数本の
Ｖ溝付きのノズル（１２）が取付けられている場合は、
ターンテーブル（１１）の１回転の間に同一ヘッド（１
３）について認識できるのは１本だけなのでその本数と
同じ回数だけターンテーブル（１１）は回動して溝（４
７）の方向の認識をして行く。全てのＶ溝付きのノズル
（１２）について溝嵌合基準方向との溝（４７）のズレ
角度の認識を終了すると、Ｖ溝方向認識運転は停止す
る。この結果ＲＡＭ（５２）には図１５のようなズレ角
度のデータが格納される。

【００５９】次に、作業者は自動キー（６８）を押圧し
て部品装着装置を自動運転モードとし、始動キー（７
０）を押圧することにより部品装着装置の自動運転を行
なう。

【００６０】先ず、前述の如くヘッド位置検出装置（１
８）にてノズル位置確認ステーションに停止しているヘ
ッド（１３）の番号が検出される。

【００６１】次に、ターンテーブル（１１）の間欠回動
を開始して最初に取出すべき部品（４）を吸着するヘッ
ド（１３）がノズル位置確認ステーションに停止したと
きに、該ヘッド（１３）の吸着位置にあるノズル（１
２）のノズル位置番号がノズル位置検出装置（１７）に
より検出される。これがヘッド番号「１」であり、ノズ
ル位置番号「２」であったとする。

【００６２】次に、ターンテーブル（１１）の間欠回動
によりノズル選択ステーションにて、部品（４）を取出
すべきノズル位置番号「３」のノズル（１２）がノズル
選択ローラ（１９）の回動により選択されヘッド（１
３）内の吸着位置に位置される。

【００６３】次に、ターンテーブル（１１）が１回の間
欠回動をすると該ノズル（１２）がノズル原点合わせス
テーションに停止する。ＣＰＵ（５１）はこのノズル
（１２）がＶ溝付きのノズル（１２）であることをＲＡ
Ｍ（５２）内の図９のデータより判断し、モータ（４
６）を回動させながらノズル回転棒（２９）を下降させ
前述のように嵌合溝（３９）に嵌合部（３７）を嵌合さ
せた後、モータ（４６）の回転原点位置よりもＲＡＭ
（５２）に記憶されている図１５のデータより、ズレ角
度「θ１」分補正してモータ（４６）を回動させてから
停止させ、溝（４７）の方向を溝嵌合基準方向に合わせ
る。ＲＡＭ（５２）にはノズル（１２）が「θ１」分補
正回動されていることがヘッド番号及びノズル位置番号
と共に記憶される。

【００６４】次に、ターンテーブル（１１）の間欠回動
により、番号「１」のヘッド（１３）が吸着ステーショ
ンに停止すると、円筒形状のチップ部品（４）を供給す
る供給装置（７）がモータ（８）の回動により吸着ステ
ーションの部品吸着位置のノズル（１２）の下方に停止
し、部品（４）の向きがばらついていてもノズル（１
２）はテープ（４９）に収納されたチップ部品（４）の
軸方向と溝（４７）の長手方向とが一致した状態で該部
品（４）を吸着し、チップ部品（４）は図６のように溝
（４７）に嵌合して保持される。

【００６５】次に、ターンテーブル（１１）の回動によ
り、該番号「１」のヘッド（１３）は認識ステーション
に図１６のように移動し、光源（４３）（４４）の発す
る光線が拡散板（４０）（４２）を介して上方より部品
（４）に照射されこの投影像をカメラ（１４）が撮像
し、部品（４）のノズル（１２）に対する位置ずれが、
該撮像画面を認識処理回路（５９）が認識処理すること
により認識される。

【００６６】この場合、溝（４７）の方向は画面のＸ軸
と一致しており、またチップ部品（４）は溝（４７）の
方向に一致して嵌合しているので、Ｘ軸方向における位
置ずれのみが認識結果として出力される。従って部品
（４）の向きと溝（４７）の向きのズレが無くＣＰＵ
（５１）は部品（４）をプリント基板（５）に装着する
ことを判断する。

【００６７】次に、ターンテーブル（１１）の回動によ
り、該番号「１」のヘッド（１３）が角度補正ステーシ
ョンに移動する。該部品（４）は９０度θ回転した状態
でプリント基板（５）に装着されるべきである場合、ノ
ズル回転装置（２１）においては、上下動レバー（３
５）が下降する前に、モータ（２３）の回動により、ノ
ズル回転棒（２９）をモータ（２３）の回転原点位置に
おける位置から角度「θ１」だけずれた回動位置にて停
止させ嵌合部（３７）と嵌合溝（３９）の方向を一致さ
せる。そして、上下動レバー（３５）を下降させ嵌合部
（３７）を嵌合溝（３９）に嵌合させ、モータ（２３）
の回動によりノズル（１２）をθ方向に９０度回動させ
る。

【００６８】次に、番号「１」のヘッド（１３）が装着
ステーションに停止すると、前述の認識ステーションの
認識結果に９０度θ回転させていることを加味した補正
をしてＸ軸モータ（２）、Ｙ軸モータ（３）を回動させ
ＸＹテーブル（１）を移動させ該テーブル（１）上のプ
リント基板（５）の所定位置に部品（４）の装着を行な
う。

【００６９】次に、番号「２」のヘッド（１３）につい
てもノズル位置番号「３」のＶ溝付きのノズル（１２）
が吸着位置に選択されると、ノズル原点合わせステーシ
ョンでは前述と同様に「θ２」だけ補正してモータ（４
６）が回動され、溝（４７）の方向は溝嵌合基準方向に
一致される。

【００７０】そして、番号「２」のヘッド（１３）が吸
着ステーションに移動し、チップ部品（４）の吸着が行
なわれる。このときテープ（４４）の不良やその送りの
不良等何らかの原因により、図１２及び図１３に示され
るようにチップ部品（４）の軸方向が溝（４７）の長手
方向とずれてチップ部品（４）が溝（４７）を跨いで吸
着されてしまったとする。

【００７１】次に、ターンテーブル（１１）の回動によ
り該ヘッド（１３）が認識ステーションに移動すると、
部品（４）の位置認識が前述と同様に行なわれ、部品
（４）の軸方向の認識が行なわれる。この結果、認識さ
れた画面のＸ軸即ち溝嵌合基準方向より「３度」回動さ
れた方向であったとすると、ＣＰＵ（５１）は溝（４
７）の方向は「０度」であることよりズレ角度が「３
度」であり、ＲＡＭ（５２）に記憶されている保持部品
対溝ズレ許容角度の「２度」より大きいことより、プリ
ント基板（５）に該部品（４）を装着せず排出するよう
にすることを判断する。

【００７２】尚、ここでＣＰＵ（５１）はＲＯＭ（５
４）内に溝（４７）の方向が「０度」としてプログラム
されていることにより判断しているが、ＲＡＭ（５２）
内にヘッド番号及びノズル位置番号毎に溝（４７）の方
向として「０度」を記憶しておき、この「０度」を判断
のための計算に使ってもよい。

【００７３】次に、ターンテーブル（１１）が回動して
角度補正ステーションに番号「２」のヘッド（１３）が
移動しても、ノズル（１２）の回動は行なわれず、次の
装着ステーションでは部品（４）の装着は行なわれず、
次のノズル位置確認ステーションにてこのステーション
の下方に設けられた図示しない部品排出箱に図示しない
真空源の真空吸引を切り、逆にエアーを吹くことによ
り、該部品（４）は排出される。

【００７４】尚、本実施例ではＶ溝付きのノズル（１
２）の取付け後、溝（４７）の向きを認識カメラ（１
４）を用いて認識し、その後その溝嵌合基準方向よりの
ズレ角度をノズル原点合わせステーションにて補正して
ノズル（１２）を回動させ、溝嵌合基準方向に合わせて
部品（４）の吸着を行なったが、ノズル（１２）の取付
け時に溝（４７）の向きをなるべく溝嵌合基準方向に合
わせて取付け、溝（４７）の向きの認識はその方向が円
筒形状の部品（４）を溝（４７）に嵌合させて吸着する
ことができるある許容範囲内に入っているかの確認のた
めに行なうようにしてもよい。

【００７５】また、溝（４７）の向きが上述のようにし
て溝嵌合基準方向に対するある許容範囲内に入っている
ようにした場合とそうせず許容範囲内かわからない場合
とを問わず、上述のように溝の向きの認識をしたあと部
品（４）の装着運転時ノズル原点合わせステーションで
はモータ（４０）の回動原点に合わせてノズル（１２）
の回動位置を決め、認識ステーションにて部品（４）の
位置認識による該部品（４）の向きとすでに認識してＲ
ＡＭ（５２）内に記憶している溝の向きとの角度ズレが
保持部品対溝ズレ許容角度より大きい場合には、該部品
（４）をプリント基板に装着せずに排出するようにする
こともできる。

【００７６】また、最初にカメラ（１４）の撮像画像の
認識により溝（４７）の向きをＲＡＭ（５２）に記憶し
たが、認識によらずに作業者が計測した溝（４７）の向
きを操作部（５３）からキー入力する等してあらかじめ
ＲＡＭ（５２）に記憶させて部品（４）のズレが保持部
品対溝ズレ許容角度以内かを判断するようにしてもよ
い。

【００７７】また、本実施例では、ノズル原点合わせス
テーションでモータ（４０）の回転原点に合わせてノズ
ル（１２）を回動させてから認識ステーションで溝（４
７）のヘッド（１３）に対する向きを認識したが、認識
したときの嵌合溝（３９）の向きが例えばモータ（２
３）（４０）の回転原点からの回動量として等ＲＡＭ
（５２）に記憶されていれば、溝（４７）の認識を行な
う前にノズル原点合わせステーションでノズル（１２）
を回転原点に合わせる必要はない。

【００７８】さらに、部品（４）の位置認識を光源（４
３）（４４）からの光線により透過した投影像で行なわ
ずに、リング光源（４５）からの反射像によって行なう
ことも考えられるが、この場合でも溝（４７）の向きの
認識を同時に行なうことは難しくまたできる場合でも時
間がかかってしまうことより前もって認識等により溝
（４７）の向きはノズル（１２）毎に記憶しておくこと
がよい。

【００７９】また、本実施例ではＶ溝付きの吸着ノズル
（１２）を取付けた後に、先ずノズル原点合わせステー
ションで該ノズル（１２）を回転原点に回動させてから
認識ステーションで溝（４７）の向きを認識し記憶して
おき、部品（４）の装着の際にはその記憶データに基づ
き、部品吸着の前にノズル（１２）を回動させ溝（４
７）の向きを補正したが、ノズル原点合わせステーショ
ンと吸着ステーションの間にノズル（１２）の下面を認
識するためのカメラとその認識後にノズルを補正回動さ
せるノズル回転装置（２１）と同様なノズル回動手段と
を２ステーションに設け、部品（４）の吸着をＶ溝付き
のノズル（１２）でする前ノズル原点合わせステーショ
ンで回転原点に回動されたＶ溝付きのノズル（１２）下
面を該カメラの設けてあるステーションに停止する毎に
該カメラで認識して該ノズル回動手段で補正回動するよ
うにしてもよい。

【００８０】さらに、本実施例では嵌合溝（３９）に嵌
合部（３７）を嵌合させてノズル（１２）を回動させる
ために、ノズル（１２）の下面の溝（４７）の向きの認
識の前に必ず回動原点に該ノズル（１２）を回動させな
ければならなかったが、ノズルの周囲にギアを設け該ギ
アに外部の接離するギアを係合させて回動させる場合等
モータの回動がそのままノズルの回動に伝達できる場合
は、回動原点に回動させてから溝の向きの認識をせず
に、そのままの状態の溝の向きの認識をしてからノズル
を補正回動させて円筒形状のチップ部品の吸着を行なわ
せることができる。

【００８１】また、装着ヘッドに対して吸着ノズルが回
動できず、装着ヘッドを回動させて該ヘッドに偏心して
取付けられている吸着ノズルに吸着された部品の角度ズ
レを補正する構造にした場合、ノズルの下面のＶ字溝の
向きの補正は装着ヘッドを回動して行うが、ノズルの位
置が供給台（６）が移動する方向（Ｘ方向）と水平面内
で直交する方向（Ｙ方向）には部品吸着に影響がない程
度に移動する範囲内であれば補正回動できる。

【００８２】さらにまた、吸着ノズルが装着ヘッドに固
定して取り付けられているという上記の場合、供給台が
水平面内でＸＹ移動（Ｘ方向の駆動モータ（８）に加え
てＹ方向の駆動モータを設ける。）ができるならば、任
意の角度位置に補正回動させ、吸着位置のＸＹ方向のズ
レは供給台を移動させて補正すればよい。

【００８３】

【発明の効果】以上のように本発明は、溝の向きと円筒
形状のチップ部品の向きとのズレ角度によりプリント基
板に装着して良いかどうかの判断ができるので確実に装
着すべき位置に円筒形状のチップ部品の装着ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御ブロック図である。

【図２】本発明を適用せる部品装着装置の平面図であ
る。

【図３】ノズル位置検出装置の各センサの状態による検
出結果を示す図である。

【図４】ヘッド位置検出装置の各センサの状態による検
出結果を示す図である。

【図５】ノズル回転装置の構造を示す側面図である。

【図６】Ｖ溝付きのノズルを示す側面図である。

【図７】Ｖ溝付きのノズルを下方から見た図である。

【図８】テープに円筒形状のチップ部品が収納された状
態を示す平面図である。

【図９】吸着ノズルの種類を示す図である。

【図１０】ヘッド番号及びノズル位置番号毎に取付けら
れているノズル種類ＮＯを示す図である。

【図１１】モニタにモード選択用の画面が表示された図
である。

【図１２】吸着ノズルに円筒形状のチップ部品が吸着さ
れた状態を示す側面図である。

【図１３】吸着ノズルに円筒形状のチップ部品が吸着さ
れた状態をノズル下方より見た図である。

【図１４】溝の部品認識カメラによる撮像画面を示す図
である。

【図１５】認識された溝の向きのデータを示す図であ
る。

【図１６】認識ステーションにて部品認識カメラ上にチ
ップ部品を吸着した吸着ノズルが位置している状態を示
す側面図である。

【図１７】認識ステーションにて部品認識カメラ上に吸
着ノズルが位置している状態を示す側面図である。

【符号の説明】

（４） チップ状電子部品（チップ部品） （５） プリント基板 （１２） 吸着ノズル （１４） 部品認識カメラ（認識手段） （４７） 溝 （５１） ＣＰＵ（制御手段）（判断手段） （５２） ＲＡＭ（第２の記憶手段） （５４） ＲＯＭ（第１の記憶手段）

フロントページの続き (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】 吸着ノズルの下面に形成された溝に円筒
   形状のチップ部品を嵌合させて吸着し、該部品をプリン
   ト基板に装着する部品装着装置において、前記溝の向き
   を記憶する第１の記憶手段と、前記ノズルに吸着された
   前記部品の向きを認識する認識手段と、前記溝の向きと
   前記ノズルに保持されている部品の向きのズレ角度の許
   容角度を記憶する第２の記憶手段と、前記第１の記憶手
   段に記憶された溝の向きに基づき前記部品を保持してい
   る吸着ノズルの溝の向きと該部品認識手段に認識された
   部品の向きとのズレ角度が該第２の記憶手段に記憶され
   た許容角度以内かどうか判断する判断手段と、該判断手
   段が許容角度以内ではないと判断した場合前記部品をプ
   リント基板に装着せずに排出するよう制御する制御手段
   とを設けたことを特徴とする部品装着装置。