JP3078614B2 - 部品実装装置 - Google Patents

部品実装装置

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JP3078614B2
JP3078614B2 JP03235063A JP23506391A JP3078614B2 JP 3078614 B2 JP3078614 B2 JP 3078614B2 JP 03235063 A JP03235063 A JP 03235063A JP 23506391 A JP23506391 A JP 23506391A JP 3078614 B2 JP3078614 B2 JP 3078614B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は部品供給部で供給される
電子部品などの部品を回路基板等の実装部材に実装する
ための部品実装装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子部品を回路基板に実装するた
めに使用される電子部品実装装置として、電子部品を収
容した複数の部品供給ユニットを移動テーブル上に並列
させて搭載した部品供給部を設け、移動テーブルを上記
並列方向に移動させて所定位置で部品を取り出せるよう
にし、また電子部品を実装すべき回路基板上の位置が所
定位置にくるように回路基板を位置決めする手段を設
け、実装手段にて部品供給部で部品を保持し、回路基板
に電子部品を実装するようにしたものが知られている。
【0003】この種の電子部品実装装置においては、生
産性良くかつ高い位置精度で実装することが要請されて
いる。生産性を良くするには動作速度を高めればよい
が、それには自ずから限度があるため、高い生産性を実
現するものとして同時に同じ動作を行う実装手段を複数
並設したものが知られている。
【0004】また、実装位置精度を高めるために、実装
手段で保持した部品の位置ずれを認識手段にて認識し、
これに基づいて回路基板の位置補正を行って電子部品を
実装するようにしたものが知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように生産性を高めるために実装手段を並設したものに
おいては、同時に実装すべき複数の回路基板を共通の位
置決め手段にて同時に位置決めするようにしているた
め、上記のように実装位置の精度を高めるために認識手
段を設けて部品の位置ずれを認識するようにしても、各
実装手段における位置ずれがそれぞれ異なりかつ各回路
基板毎には位置補正できないため、認識手段による位置
ずれ認識と回路基板の位置補正によって実装位置精度を
高めることはできなかった。
【0006】そのため、実装手段に保持部品の位置規制
を機械的に行う手段が設けられているが、コスト高にな
るとともに重量が大きくなって高速実装が困難になり、
また部品の形状・大きさに制限を受けるとともにそれら
が大きく変化する場合には規制手段の切換機構を設ける
等複雑な機構が必要になり、さらに規制治具の摩耗や取
付誤差等によって精度の高い実装ができない等、種々の
問題があった。
【0007】なお、回路基板の位置決め手段を実装手段
に対応させて複数設けることも考えられるが、コスト高
になるという問題があるだけでなく、電子部品実装装置
を単に並列配置したのと実質的に同じことである。
【0008】本発明は上記従来の問題点に鑑み、複数の
実装手段を備えて生産性の良い実装が可能でかつ認識方
式によって位置精度の高い実装が可能な部品実装装置を
提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明の部品実装装置は、部品供給部と、部品が
実装される実装部材を部品実装位置に位置決めする実装
部材位置決め手段と、前記部品供給部から供給された部
品を保持して前記実装部材に実装する実装手段と、前記
実装手段が部品を保持した位置のずれ量を認識する認識
手段と、を備えた部品実装装置であって、 前記実装手段
は、同時に並行して同一の動作を行うものを複数並設
し、 前記認識手段は、前記各実装手段に対応して複数備
え、 前記実装部材位置決め手段は、水平方向に移動し部
品実装位置に位置決めするメインテーブルと、前記メイ
ンテーブル上に前記各実装手段に対応して複数配設さ
れ、各々個別に同一の実装部材を載置し、前記各認識手
段が認識した部品保持位置のずれ量を補正するために各
々個別に移動し位置決めする補正手段と、を備えたこと
を特徴とする。
【0010】好適には、サブテーブルの移動手段として
2自由度平面モータを用いる。
【0011】
【作用】本発明によれば、並設した複数の実装手段にて
それぞれ部品供給部で部品を保持し、位置決め手段のメ
インテーブルにて一括して位置決めされた複数の実装部
材上の所定位置に部品を実装することにより生産性良く
部品を実装することができる。又、各実装手段による保
持部品の位置ずれをそれぞれの認識手段にて認識し、そ
れに基づいてメインテーブル上のサブテーブルにてそれ
ぞれの実装部材の位置補正を個別に行うことにより各実
装部材に高い位置精度で部品を実装することができる。
【0012】又、サブテーブルはメインテーブルにて位
置決めされた後の位置補正を行うだけであるのでその移
動範囲は小さくてよく、そのため移動手段としてストロ
ークの小さい2自由度平面モータを用いると、ボールね
じ軸とその回転駆動モータとボールねじ軸に螺合するナ
ット部材からなる直線移動機構や、ボールねじ軸に沿っ
て回転移動する中空モータから成る直線移動機構等を用
いる場合に比して構成が簡単でコンパクトにかつ安価に
構成できる。更に、メインテーブルの移動機構の軸方向
の精度は部品実装精度に大きく影響するため極めて高い
精度が要求され、その調整に手間がかかるのが普通であ
るが、サブテーブルの移動手段として2自由度平面モー
タを用いるとその移動時にメインテーブルの移動機構の
軸方向の傾きを補正することもでき、組立調整を大幅に
簡略化できる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図4を参照
しながら説明する。
【0014】図1において、14は複数の部品供給ユニ
ット13を並列して搭載した部品供給部であり、部品供
給ユニット13をその並列方向に移動させて所望の部品
供給ユニット13を所定の部品供給位置に位置決めす
る。各部品供給ユニット13には多数の部品をテープ状
体にて保持したテーピング部品が装着され、各部品を順
次所定の部品取出し位置まで送り出す。
【0015】12a、12bは旋回型の第1及び第2の
実装手段であり、垂直軸回りに回転自在に設けられた回
転テーブルにそれぞれ複数組の装着ヘッド10a、10
bが輪状に等間隔で取付けられている。各装着ヘッド1
0a、10bには、上下移動する吸着ノズルが設けら
れ、部品供給位置で下降して部品を吸着保持する。
【0016】両実装手段12a、12bにはそれぞれ部
品認識手段9a、9b(実装手段12aにおける部品認
識手段9aの図示は省略する。)とθ回転ユニット11
a、11bが付設されている。部品認識手段9a、9b
にて部品吸着時の正規の保持位置との位置ずれ量を認識
し、その位置ずれ量に応じてθ回転ユニット11a、1
1bにて回転位置ずれを補正し、後述の回路基板位置決
め手段1にて平面上の2方向の位置ずれを補正する。
【0017】回転テーブルは装着ヘッド10a、10b
の配置間隔で間歇回転され、この装着ヘッド10a、1
0bの停止位置に、部品供給位置、部品認識位置、θ回
転位置、部品実装位置等が設定されている。1は回路基
板位置決め手段であり、平面上のX方向に移動可能な第
1移動テーブル2とその上に設けられてX方向と垂直な
Y方向に移動可能な第2移動テーブル3から成り、X方
向とY方向の2方向に任意に位置決め可能なメインテー
ブル4と、このメインテーブル4上にそれぞれ両実装手
段12a、12bに対応して設けられるとともにそれぞ
れ回路基板(実装部材)6a、6bを固定支持可能なサ
ブテーブル5a、5bにて構成されている。これらサブ
テーブル5a、5bは2自由度平面モータ15(図2参
照)にてX方向及びY方向に互いに独立して位置補正移
動可能である。メインテーブル4を構成する第1及び第
2の移動テーブル2、3の移動手段としては、ボールね
じ軸とその駆動モータとボールねじ軸に螺合するナット
部材からなる直線移動機構が用いられている。
【0018】次に、サブテーブル5a、5bの移動機構
について図2、図3を参照して説明する。メインテーブ
ル4の第2移動テーブル3には2自由度平面モータ15
の板状固定部eが設けられ、サブテーブル5a、5bに
は2自由度平面モータ15の可動部であるフォーサcが
設けられている。2自由度平面モータ15は特公昭52
−48271号公報に一例が示される公知のものであっ
て、グラフプロッタなどに利用されているものである。
この2自由度平面モータ15はソーヤ(sawyer)の原理
に基づいて構成されている。
【0019】図3はソーヤ(sawyer)の原理を示してお
り、1個の永久磁石aと2個の電磁石b1 、b2 とを備
えたフォーサcが高透磁率を持つ歯形板材からなる板状
固定部d上を移動する様子を示している。電磁石b1
は正弦波電流、電磁石b2 には余弦波電流が流される。
【0020】図3の(I)は、電磁石b2 にのみ電流が
流れたときの状態を示しているが、このとき極では磁
力が倍加され、極では磁力が相殺されるのでフォーサ
cは(I)の位置で停止する。このとき電磁石b1 では
磁力のバランスがとれている。
【0021】次に、(II)に示すように、電磁石b1
のみ電流が流れ、電磁石b1 の極では磁力が相殺さ
れ、極では磁力が倍加されるので、歯幅の半分、即ち
1/4ピッチだけフォーサcが右方に移動する。
【0022】次に、(III)、 (IV) に示すように、電磁
石b2 、b1 に順次(I) 、(II)とは逆方向の電流が
流れることによって同様にフォーサcが1/4ピッチず
つ移動する。
【0023】かくして、上記のように電磁石b1 に正弦
波電流、電磁石b2 に余弦波電流を流すことによってフ
ォーサcが移動する。
【0024】サブテーブル5a、5bには、図2の
(a)に示すように、2自由度平面モータ15の可動部
を構成するX軸用のフォーサcとY軸用のフォーサcが
設けられ、またメインテーブル4の第2移動テーブル3
には、図2の(b)に示すように、2自由度平面モータ
15の格子状の歯形板材からなる板状固定部eが設けら
れており、余弦波電流、正弦波電流を制御することによ
ってサブテーブル5a、5bにX、Y2方向の2自由度
運動を与えることができる。
【0025】尚、サブテーブル5a、5bの下面には空
気噴出口16が設けられ、この空気噴出口16から2〜
3気圧の空気を吹き出すことによってメインテーブル1
上を円滑に移動する。又、サブテーブル5a、5bの上
面には回路基板6a、6bを保持する保持手段(図示せ
ず)が設けられている。さらに、サブテーブル5a、5
b上に保持した回路基板6a、6bに設けられているマ
ークを認識して保持位置のずれ量を認識する基板認識手
段(図示せず)が設けられている。
【0026】以上のように構成された部品実装装置によ
る部品実装動作について図4を参照して以下に説明す
る。
【0027】予め、部品供給部14上に回路基板6a、
6bに実装される各種部品をそれぞれ収容した部品供給
ユニット13が搭載されている。
【0028】部品供給部14上で各部品供給ユニット1
3の部品取出し位置に送り出された部品は順次実装手段
12a、12bの装着ヘッド10a、10bの吸着ノズ
ルにより吸着保持される。部品を吸着保持した吸着ノズ
ルがそれぞれ上昇した後、回転テーブルが回転して、部
品認識手段9a、9bにより部品の吸着位置のX方向、
Y方向及びθ(回転) 方向のずれ量が認識される。
【0029】一方、回路基板位置決め手段1において、
適宜回路基板搬送手段にて回路基板6a、6bが供給さ
れ、サブテーブル5a、5b上に保持される。その後、
回路基板の保持位置のX方向、Y方向及びθ方向のずれ
量が基板認識手段にて認識される。
【0030】次に、装着ヘッド10a、10bがθ回転
ユニット11a、11bに対向した位置で停止し、必要
に応じてこのθ回転ユニット11a、11bにて部品を
保持した吸着ノズルを回転させ、部品の回転位置を装着
姿勢に合わせる。又、その際に回路基板6a、6bの保
持位置にθずれ量があったり、部品の保持位置にθずれ
量がある場合には、それらを加算補正した回転位置に設
定する。
【0031】一方、回路基板位置決め手段1において
は、メインテーブル4を移動させ、各回路基板6a、6
bの部品を装着すべき位置が装着ヘッド10a、10b
による部品装着位置に対応するように位置決めするとと
もに、各サブテーブル5a、5b上に保持された回路基
板6a、6bのそれぞれのX方向とY方向のずれ量と、
各装着ヘッド10a、10bにおけるそれぞれの部品保
持位置のX方向とY方向のずれ量を加算したずれ量に対
してサブテーブル5a、5bを個別に補正移動させる。
【0032】次に、装着ヘッド10a、10bが部品装
着位置で停止し、吸着ノズルが下降して部品が回路基板
6a、6bの所定位置に高い位置精度で装着される。
【0033】以上の動作を回転テーブルの周囲の各装着
ヘッド10a、10bについて順次繰り返すことによっ
て部品が順次装着される。
【0034】上記実施例では、サブテーブル5a、5b
の移動手段として2自由度平面モータ15を用いた例を
示したが、ボールねじ軸とその回転駆動モータとボール
ねじ軸に螺合するナット部材からなるねじ送り機構や、
ボールねじ軸に螺合する回転子を有する中空モータを有
するねじ送り機構等を採用してもよい。なお、2自由度
平面モータ15を用いると、構成が簡単でコンパクトに
かつ安価に構成でき、更にメインテーブル4の移動機構
の軸方向精度が悪くても、サブテーブル5a、5bの移
動時にその軸方向の傾きを補正するように移動させるこ
とができ、部品実装装置の組立調整作業を大幅に簡略化
できる。
【0035】さらに、上記実施例では部品を回路基板上
に実装する装置について説明したが、部品を回路基板に
挿入する装置についても同様に適用できる。また、上記
実施例では実装手段12a、12bが2基ある場合につ
いて例示したが、3基以上ある場合にも適用できる。
【0036】
【発明の効果】本発明の部品実装装置によれば、並設し
た複数の実装手段にてそれぞれ部品供給部で部品を保持
し、位置決め手段のメインテーブルにて一括して位置決
めされた複数の実装部材上の所定位置に部品を実装する
ことにより生産性良く部品を実装することができ、かつ
各実装手段による保持部品の位置ずれをそれぞれの認識
手段にて認識し、それに基づいてメインテーブル上のサ
ブテーブルにてそれぞれの実装部材の位置補正を個別に
行うことにより各実装部材に高い位置精度で部品を実装
することができ、生産性良く高精度の部品実装ができ
る。
【0037】又、サブテーブルの移動手段として2自由
度平面モータを用いると、構成が簡単でコンパクトにか
つ安価に構成でき、かつメインテーブルの移動機構の軸
方向の傾きをサブテーブルの移動時に補正することによ
り、装置全体の組立調整作業を大幅に簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における部品実装装置の斜視
図である。
【図2】同実施例における2自由度平面モータを示し、
(a)は可動部、(b)は板状固定部の斜視図である。
【図3】同実施例における2自由同平面モータの動作原
理の説明図である。
【図4】同実施例における部品実装動作の流れ図であ
る。
【符号の説明】
1 回路基板位置決め手段 4 メインテーブル 5a サブテーブル 5b サブテーブル 6a 回路基板 6b 回路基板 9a 部品認識手段 9b 部品認識手段 12a 実装手段 12b 実装手段 14 部品供給部 15 2自由度平面モータ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−191524(JP,A) 特開 昭62−264850(JP,A) 特開 昭63−223648(JP,A) 実開 平2−30565(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23P 19/00 301 H05K 13/04

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 部品供給部と、部品が実装される実装部
    材を部品実装位置に位置決めする実装部材位置決め手段
    と、前記部品供給部から供給された部品を保持して前記
    実装部材に実装する実装手段と、前記実装手段が部品を
    保持した位置のずれ量を認識する認識手段と、を備えた
    部品実装装置であって、 前記実装手段は、同時に並行して同一の動作を行うもの
    を複数並設し、 前記認識手段は、前記各実装手段に対応して複数備え、 前記実装部材位置決め手段は、水平方向に移動し部品実
    装位置に位置決めするメインテーブルと、前記メインテ
    ーブル上に前記各実装手段に対応して複数配設され、各
    々個別に同一の実装部材を載置し、前記各認識手段が認
    識した部品保持位置のずれ量を補正するために各々個別
    に移動し位置決めする補正手段と、を備えたこと を特徴
    とする部品実装装置。
  2. 【請求項2】 部品供給ユニットを並列して搭載し前記
    部品供給ユニットをその並列方向に移動させることによ
    り所望の部品供給ユニットを所定の部品供給位置に位置
    決めする部品供給部と、 部品が実装される実装部材を部品実装位置に位置決めす
    る実装部材位置決め手段と、 垂直軸回りに回転する回転体の周囲に装着ヘッドを等間
    隔に複数配置し、前記回転体が垂直軸回りに前記装着ヘ
    ッドの配置間隔で間歇回転するのに伴い、前記装着ヘッ
    ドが前記部品供給位置で部品供給部から部品を保持し前
    記部品実装位置で保持した部品を実装する実装手段と、 前記回転体の間歇回転において、前記部品供給位置から
    前記部品実装位置までの途中の位置にて、前記装着ヘッ
    ドが保持した部品の保持位置のずれ量を認識する認識手
    段と、を備えた部品実装装置であって、 前記実装手段は、同時に並行して同一の動作を行うもの
    を複数並設し、 前記認識手段は、前記各実装手段に対応して複数備え、 前記実装部材位置決め手段は、水平方向に移動し部品実
    装位置に位置決めするメインテーブルと、前記メインテ
    ーブル上に前記各実装手段に対応して複数配設され、各
    々個別に同一の実装部材を載置し、前記各認識手段が認
    識した部品保持 位置のずれ量を補正するために各々個別
    に移動し位置決めする補正手段と、を備えたことを特徴
    とする 部品実装装置。
  3. 【請求項3】 補正手段は、部品の保持位置における直
    交する2方向のずれ量を補正する請求項1または請求項
    2記載の部品実装装置。
  4. 【請求項4】 補正手段は、2自由度平面モータにより
    移動し、メインテーブルと向き合う下面側に所定箇所に
    分散した所定の気圧の空気を噴出する空気噴出口を設け
    た請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の部品
    実装装置。
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