JP3507704B2 - 微小ボールの吸着高さ検出方法および微小ボールの吸着方法 - Google Patents
微小ボールの吸着高さ検出方法および微小ボールの吸着方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電性ボールなど
の微小ボールを真空吸着する際の微小ボールの吸着高さ
検出方法および微小ボールの吸着方法に関するものであ
る。
の微小ボールを真空吸着する際の微小ボールの吸着高さ
検出方法および微小ボールの吸着方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】微小な金属のボールである導電性ボール
を移載する方法として、真空吸着による方法が知られて
いる。この方法は、下面に吸着孔が設けられた吸着ヘッ
ドを、多数の導電性ボールがランダムに収納された容器
に対して下降させ、吸着孔に導電性ボールを真空吸着さ
せるものである。この吸着ヘッドの下降動作において
は、サイクルタイムの短縮と同時に導電性ボールの吸着
を安定的に行う目的で、下降速度の切換えが行われる。
を移載する方法として、真空吸着による方法が知られて
いる。この方法は、下面に吸着孔が設けられた吸着ヘッ
ドを、多数の導電性ボールがランダムに収納された容器
に対して下降させ、吸着孔に導電性ボールを真空吸着さ
せるものである。この吸着ヘッドの下降動作において
は、サイクルタイムの短縮と同時に導電性ボールの吸着
を安定的に行う目的で、下降速度の切換えが行われる。
【０００３】すなわち、吸着ヘッドが導電性ボールの吸
着を開始する直前までは出来るだけ高速で吸着ヘッドを
下降させ、吸着動作中は安定吸着を妨げない程度の低速
で吸着ヘッドを下降させるものである。そしてこの下降
速度切換えのタイミングを設定するため、導電性ボール
の吸着開始時点での吸着ヘッドの高さを示す吸着高さの
検出が行われる。この吸着高さ検出には、従来反射型の
光センサによって容器内の導電性ボールの上面レベルを
検出する方法が用いられていた。
着を開始する直前までは出来るだけ高速で吸着ヘッドを
下降させ、吸着動作中は安定吸着を妨げない程度の低速
で吸着ヘッドを下降させるものである。そしてこの下降
速度切換えのタイミングを設定するため、導電性ボール
の吸着開始時点での吸着ヘッドの高さを示す吸着高さの
検出が行われる。この吸着高さ検出には、従来反射型の
光センサによって容器内の導電性ボールの上面レベルを
検出する方法が用いられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、導電性ボー
ルを吸着孔に速かに効率よく吸着させることを目的とし
て、吸着時には容器全体を水平方向に往復動させたり、
また容器中に気体を吹き込んで導電性ボールを流動化さ
せることが行われる。このため、容器内の導電性ボール
の上面は波打っていたり、部分的には導電性ボールが上
面から跳躍しており、個々の導電性ボールは静止状態に
はない。このような動きのある導電性ボールを反射型の
光センサで安定して検出することはきわめて難しく、ま
た導電性ボールの表面の光沢は、酸化の程度の相違や表
面の傷などによって差異があり、光の反射による導電性
ボールの検出結果は信頼性の高いものとはいえなかっ
た。
ルを吸着孔に速かに効率よく吸着させることを目的とし
て、吸着時には容器全体を水平方向に往復動させたり、
また容器中に気体を吹き込んで導電性ボールを流動化さ
せることが行われる。このため、容器内の導電性ボール
の上面は波打っていたり、部分的には導電性ボールが上
面から跳躍しており、個々の導電性ボールは静止状態に
はない。このような動きのある導電性ボールを反射型の
光センサで安定して検出することはきわめて難しく、ま
た導電性ボールの表面の光沢は、酸化の程度の相違や表
面の傷などによって差異があり、光の反射による導電性
ボールの検出結果は信頼性の高いものとはいえなかっ
た。
【０００５】これらの要因から、光センサによる導電性
ボールの上面レベルの検出は不安定で信頼性の低いもの
となっていた。この結果、吸着高さの検出が安定せず、
したがって吸着ヘッドの昇降動作を適切に制御して、導
電性ボールの効率的で安定した吸着を実現することが困
難であるという問題点があった。
ボールの上面レベルの検出は不安定で信頼性の低いもの
となっていた。この結果、吸着高さの検出が安定せず、
したがって吸着ヘッドの昇降動作を適切に制御して、導
電性ボールの効率的で安定した吸着を実現することが困
難であるという問題点があった。
【０００６】そこで本発明は、微小ボールの吸着高さを
安定して検出することができる微小ボールの吸着高さ検
出方法、および微小ボールを安定して効率よく吸着する
ことができる微小ボールの吸着方法を提供することを目
的とする。
安定して検出することができる微小ボールの吸着高さ検
出方法、および微小ボールを安定して効率よく吸着する
ことができる微小ボールの吸着方法を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の微小ボー
ルの吸着高さ検出方法は、下面に複数の吸着孔が形成さ
れた吸着ヘッドによって容器に収納された微小ボールを
吸着してピックアップする際の、前記吸着孔が微小ボー
ルを吸着する吸着ヘッドの高さ位置を検出する微小ボー
ルの吸着高さ検出方法であって、前記吸着孔から真空吸
引を行うとともに前記吸着ヘッド内の圧力を監視しなが
ら吸着ヘッドを前記容器に向って下降させ、前記圧力が
所定値に到達した時点もしくは圧力が低下し始めた時点
の前記吸着ヘッドの高さ位置を、微小ボールの吸着高さ
として記憶部に記憶させるようにした。
ルの吸着高さ検出方法は、下面に複数の吸着孔が形成さ
れた吸着ヘッドによって容器に収納された微小ボールを
吸着してピックアップする際の、前記吸着孔が微小ボー
ルを吸着する吸着ヘッドの高さ位置を検出する微小ボー
ルの吸着高さ検出方法であって、前記吸着孔から真空吸
引を行うとともに前記吸着ヘッド内の圧力を監視しなが
ら吸着ヘッドを前記容器に向って下降させ、前記圧力が
所定値に到達した時点もしくは圧力が低下し始めた時点
の前記吸着ヘッドの高さ位置を、微小ボールの吸着高さ
として記憶部に記憶させるようにした。
【０００８】請求項２記載の微小ボールの吸着方法は、
下面に複数の吸着孔が形成された吸着ヘッドによって容
器に収納された微小ボールを吸着する微小ボールの吸着
方法であって、前記吸着孔から真空吸引を行うとともに
前記吸着ヘッド内の圧力を監視しながら吸着ヘッドを前
記容器に向って下降させ、前記圧力が所定値に到達した
時点もしくは圧力が低下し始めた時点の前記吸着ヘッド
の高さ位置を、微小ボールの吸着高さとして記憶部に記
憶し、前記記憶部に記憶された微小ボールの吸着高さに
基づいて、前記吸着ヘッドの昇降動作を制御して前記容
器内の微小ボールを吸着する。
下面に複数の吸着孔が形成された吸着ヘッドによって容
器に収納された微小ボールを吸着する微小ボールの吸着
方法であって、前記吸着孔から真空吸引を行うとともに
前記吸着ヘッド内の圧力を監視しながら吸着ヘッドを前
記容器に向って下降させ、前記圧力が所定値に到達した
時点もしくは圧力が低下し始めた時点の前記吸着ヘッド
の高さ位置を、微小ボールの吸着高さとして記憶部に記
憶し、前記記憶部に記憶された微小ボールの吸着高さに
基づいて、前記吸着ヘッドの昇降動作を制御して前記容
器内の微小ボールを吸着する。
【０００９】請求項３記載の微小ボールの吸着高さ検出
方法は、請求項１記載の微小ボールの吸着高さ検出方法
であって、前記吸着ヘッド内の圧力を監視しながら吸着
ヘッドを前記容器に向って下降させる際の下降速度が１
ｍｍ／ｓｅｃ．〜５ｍｍ／ｓｅｃ．の範囲である。
方法は、請求項１記載の微小ボールの吸着高さ検出方法
であって、前記吸着ヘッド内の圧力を監視しながら吸着
ヘッドを前記容器に向って下降させる際の下降速度が１
ｍｍ／ｓｅｃ．〜５ｍｍ／ｓｅｃ．の範囲である。
【００１０】請求項４記載の微小ボールの吸着方法は、
請求項２記載の微小ボールの吸着方法であって、前記吸
着ヘッドが微小ボールを吸着する際の下降速度が１ｍｍ
／ｓｅｃ．〜５ｍｍ／ｓｅｃ．の範囲である。
請求項２記載の微小ボールの吸着方法であって、前記吸
着ヘッドが微小ボールを吸着する際の下降速度が１ｍｍ
／ｓｅｃ．〜５ｍｍ／ｓｅｃ．の範囲である。
【００１１】請求項１および請求項３記載の発明によれ
ば、吸着ヘッド内の圧力が所定値に到達した時点の吸着
ヘッドの高さ位置を吸着高さとすることにより、安定し
て吸着高さを検出することができ、請求項２および請求
項４記載の発明によれば、前記吸着高さに基づいて吸着
ヘッドの昇降動作を制御することにより、微小ボールを
安定して効率よく吸着することができる。
ば、吸着ヘッド内の圧力が所定値に到達した時点の吸着
ヘッドの高さ位置を吸着高さとすることにより、安定し
て吸着高さを検出することができ、請求項２および請求
項４記載の発明によれば、前記吸着高さに基づいて吸着
ヘッドの昇降動作を制御することにより、微小ボールを
安定して効率よく吸着することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の導電
性ボールの移載装置の正面図、図２は同導電性ボールの
移載装置の制御の構成を示すブロック図、図３（ａ）は
同導電性ボールの吸着時の吸着ヘッドの高さを示すグラ
フ、図３（ｂ）は同ボール供給部への振動付与のタイミ
ングチャート、図３（ｃ）は同吸着ヘッド内の圧力レベ
ルを示すグラフ、図４（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）
は同導電性ボールの移載装置のボール供給部の断面図、
図５（ａ）は同導電性ボールの吸着時の吸着ヘッドの高
さを示すグラフ、図５（ｂ）は同吸着ヘッド内の圧力レ
ベルを示すグラフ、図６は同導電性ボールの吸着高さ検
出処理を示すフロー図、図７は同導電性ボールの吸着動
作処理を示すフロー図である。
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の導電
性ボールの移載装置の正面図、図２は同導電性ボールの
移載装置の制御の構成を示すブロック図、図３（ａ）は
同導電性ボールの吸着時の吸着ヘッドの高さを示すグラ
フ、図３（ｂ）は同ボール供給部への振動付与のタイミ
ングチャート、図３（ｃ）は同吸着ヘッド内の圧力レベ
ルを示すグラフ、図４（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）
は同導電性ボールの移載装置のボール供給部の断面図、
図５（ａ）は同導電性ボールの吸着時の吸着ヘッドの高
さを示すグラフ、図５（ｂ）は同吸着ヘッド内の圧力レ
ベルを示すグラフ、図６は同導電性ボールの吸着高さ検
出処理を示すフロー図、図７は同導電性ボールの吸着動
作処理を示すフロー図である。
【００１３】まず、図１を参照して導電性ボールの移載
装置の全体構造を説明する。図１において、基台４上に
は位置決めテーブル５が設けられている。位置決めテー
ブル５はＸ方向およびＹ水平方向に可動となっており、
位置決めテーブル５上にはホルダ８が設けられており、
ホルダ８はワーク９を保持する。したがって位置決めテ
ーブル５を駆動することにより、ワーク９が所定位置に
位置決めされる。
装置の全体構造を説明する。図１において、基台４上に
は位置決めテーブル５が設けられている。位置決めテー
ブル５はＸ方向およびＹ水平方向に可動となっており、
位置決めテーブル５上にはホルダ８が設けられており、
ホルダ８はワーク９を保持する。したがって位置決めテ
ーブル５を駆動することにより、ワーク９が所定位置に
位置決めされる。
【００１４】また基台４上の位置決めテーブル５の反対
側の端部には、導電性ボール２のボール供給部１０が配
設されている。ボール供給部１０はボックス１１内にボ
ール容器１３を嵌設して成り、ボール容器１３の底部に
はメッシュプレート１２が水平に展張されている。メッ
シュプレート１２は導電性ボール２が通過できない大き
さの開孔を無数に設けたものである。メッシュプレート
１２上には導電性ボール２が貯溜される。ボール容器１
３の下方にはノズル１４が配設されており、ノズル１４
はガス供給源（図外）に接続されている。ノズル１４に
ガスを供給することにより、ノズル１４から上方に吹き
出されたガスはメッシュプレート１２の開孔を通過して
導電性ボール２の層に吹き込まれ、導電性ボール２を流
動化させる。
側の端部には、導電性ボール２のボール供給部１０が配
設されている。ボール供給部１０はボックス１１内にボ
ール容器１３を嵌設して成り、ボール容器１３の底部に
はメッシュプレート１２が水平に展張されている。メッ
シュプレート１２は導電性ボール２が通過できない大き
さの開孔を無数に設けたものである。メッシュプレート
１２上には導電性ボール２が貯溜される。ボール容器１
３の下方にはノズル１４が配設されており、ノズル１４
はガス供給源（図外）に接続されている。ノズル１４に
ガスを供給することにより、ノズル１４から上方に吹き
出されたガスはメッシュプレート１２の開孔を通過して
導電性ボール２の層に吹き込まれ、導電性ボール２を流
動化させる。
【００１５】次に導電性ボール２を移載する吸着ヘッド
３１について説明する。図１に示す２０は、吸着ヘッド
３１をボール供給部１０と位置決めテープル５との間を
移動させる移動手段である。吸着ヘッド３１は、ブロッ
ク３０に保持されており、吸着ヘッド３１の下面には複
数の吸着孔３１ａが設けられている。吸着ヘッド３１の
内部はパイプ４５を介して圧力センサ４２と接続されて
おり、更にバルブ４４を介して図外の真空吸引手段と接
続されている。真空吸引手段を駆動しバルブ４４を開状
態にして、吸着ヘッド３１の内部を真空吸引することに
より、吸着孔３１ａから真空吸引し導電性ボール２を吸
着孔３１ａに吸着する。圧力センサ４２は、真空吸引時
の吸着ヘッド３１内の圧力を検出する。
３１について説明する。図１に示す２０は、吸着ヘッド
３１をボール供給部１０と位置決めテープル５との間を
移動させる移動手段である。吸着ヘッド３１は、ブロッ
ク３０に保持されており、吸着ヘッド３１の下面には複
数の吸着孔３１ａが設けられている。吸着ヘッド３１の
内部はパイプ４５を介して圧力センサ４２と接続されて
おり、更にバルブ４４を介して図外の真空吸引手段と接
続されている。真空吸引手段を駆動しバルブ４４を開状
態にして、吸着ヘッド３１の内部を真空吸引することに
より、吸着孔３１ａから真空吸引し導電性ボール２を吸
着孔３１ａに吸着する。圧力センサ４２は、真空吸引時
の吸着ヘッド３１内の圧力を検出する。
【００１６】ブロック３０はブラケット２４の前面に設
けられた垂直なガイドレール２５に上下動自在に装着さ
れている。ブロック３０には、ナット２８が一体的に設
けられており、ナット２８には垂直の送りねじ２６が螺
合している。したがってＺ軸モータ２７が正逆駆動して
送りねじ２６が正逆回転すると、吸着ヘッド３１はガイ
ドレール２５に案内されて上下動する。したがって、Ｚ
軸モータ２７および送りねじ２６は吸着ヘッド３１を上
下させる上下動手段となっている。また、Ｚ軸モータ２
７は高さ位置検出手段としてのエンコーダ２９を備えて
おり、Ｚ軸モータ２７の回転数をカウントすることによ
り吸着ヘッド３１の高さを検出できるようになってい
る。
けられた垂直なガイドレール２５に上下動自在に装着さ
れている。ブロック３０には、ナット２８が一体的に設
けられており、ナット２８には垂直の送りねじ２６が螺
合している。したがってＺ軸モータ２７が正逆駆動して
送りねじ２６が正逆回転すると、吸着ヘッド３１はガイ
ドレール２５に案内されて上下動する。したがって、Ｚ
軸モータ２７および送りねじ２６は吸着ヘッド３１を上
下させる上下動手段となっている。また、Ｚ軸モータ２
７は高さ位置検出手段としてのエンコーダ２９を備えて
おり、Ｚ軸モータ２７の回転数をカウントすることによ
り吸着ヘッド３１の高さを検出できるようになってい
る。
【００１７】ブラケット２４の背面に設けられたナット
（図示せず）は、水平な送りねじ２２に螺合している。
２１は送りねじ２２の保持テーブルである。したがって
Ｘ軸モータ２３が正逆回転すると、送りねじ２２は正逆
回転し、ブラケット２４に保持された吸着ヘッド３１は
位置決めテーブル５とボール供給部１０の間を水平移動
する。
（図示せず）は、水平な送りねじ２２に螺合している。
２１は送りねじ２２の保持テーブルである。したがって
Ｘ軸モータ２３が正逆回転すると、送りねじ２２は正逆
回転し、ブラケット２４に保持された吸着ヘッド３１は
位置決めテーブル５とボール供給部１０の間を水平移動
する。
【００１８】ボックス１１の底面には、スライダ３３が
固着されており、スライダ３３は水平に配設されたガイ
ドレール３２に水平方向にスライド自在に嵌合してい
る。またボックス１１の底面には下向きに軸受け３４が
配設されており、軸受け３４にはカムフォロア３６が装
着されている。軸受け３４はスプリング３５によって一
方向に付勢されている。カムフォロア３６は、モータ３
８に結合された偏心カム３７に当接している。モータ３
８を駆動して遍心カム３７を回転させることにより、カ
ムフォロア３６は水平方向に往復動し、したがってボッ
クス１１全体も水平方向に往復動し、容器１３および容
器１３内の導電性ボール２には振動が付与される。
固着されており、スライダ３３は水平に配設されたガイ
ドレール３２に水平方向にスライド自在に嵌合してい
る。またボックス１１の底面には下向きに軸受け３４が
配設されており、軸受け３４にはカムフォロア３６が装
着されている。軸受け３４はスプリング３５によって一
方向に付勢されている。カムフォロア３６は、モータ３
８に結合された偏心カム３７に当接している。モータ３
８を駆動して遍心カム３７を回転させることにより、カ
ムフォロア３６は水平方向に往復動し、したがってボッ
クス１１全体も水平方向に往復動し、容器１３および容
器１３内の導電性ボール２には振動が付与される。
【００１９】次に図２を参照して制御系の構成を説明す
る。図２において、制御部４１はＣＰＵであり、導電性
ボールの移載装置の全体動作を統括して制御する。圧力
センサ４２は吸着ヘッド３１内の圧力を監視し、圧力検
出結果を制御部４１に伝達する。エンコーダ２９はモー
タ２７の回転数をカウントしてカウント結果を制御部４
１に伝達し、制御部４１はカウント結果に基づいて吸着
ヘッド３１の高さ位置を検出する。記憶部４３は、前記
圧力センサ４２の検出値が所定値に到達することにより
求められた吸着ヘッド３１のボール吸着高さを記憶す
る。また、制御部４１は、Ｘ軸モータ２３、Ｚ軸モータ
２７、ボール供給部１０の振動付与用のモータ３８、お
よび吸着ヘッド３１の真空吸引路開閉用のバルブ４４の
駆動を制御する。
る。図２において、制御部４１はＣＰＵであり、導電性
ボールの移載装置の全体動作を統括して制御する。圧力
センサ４２は吸着ヘッド３１内の圧力を監視し、圧力検
出結果を制御部４１に伝達する。エンコーダ２９はモー
タ２７の回転数をカウントしてカウント結果を制御部４
１に伝達し、制御部４１はカウント結果に基づいて吸着
ヘッド３１の高さ位置を検出する。記憶部４３は、前記
圧力センサ４２の検出値が所定値に到達することにより
求められた吸着ヘッド３１のボール吸着高さを記憶す
る。また、制御部４１は、Ｘ軸モータ２３、Ｚ軸モータ
２７、ボール供給部１０の振動付与用のモータ３８、お
よび吸着ヘッド３１の真空吸引路開閉用のバルブ４４の
駆動を制御する。
【００２０】この導電性ボールの移載装置は上記のよう
に構成されており、以下微小ボールである導電性ボール
の吸着動作について、図３〜図７を参照して説明する。
まず吸着ヘッド３１をボール容器１３の上方に移動させ
ておき、図６に示す吸着高さ検出プログラムを実行す
る。はじめにバルブ４４を開いて吸着ヘッド３１による
真空吸引を開始させ（ＳＴ１）、吸着ヘッド３１の低速
（１ｍｍ／ｓｅｃ．〜５ｍｍ／ｓｅｃ．）下降を開始さ
せる（ＳＴ２）。この間圧力センサ４２によって吸着ヘ
ッド３１内の圧力を計測し（ＳＴ３）、圧力の低下開始
を検出する所定値としての圧力Ｐ２に低下したかを制御
部４１で監視する（ＳＴ４）。このとき、ボール容器１
３内の導電性ボール２は実際の吸着動作の場合と同様
に、ノズル１４からエアー等のガスが送り込まれること
により流動化している。
に構成されており、以下微小ボールである導電性ボール
の吸着動作について、図３〜図７を参照して説明する。
まず吸着ヘッド３１をボール容器１３の上方に移動させ
ておき、図６に示す吸着高さ検出プログラムを実行す
る。はじめにバルブ４４を開いて吸着ヘッド３１による
真空吸引を開始させ（ＳＴ１）、吸着ヘッド３１の低速
（１ｍｍ／ｓｅｃ．〜５ｍｍ／ｓｅｃ．）下降を開始さ
せる（ＳＴ２）。この間圧力センサ４２によって吸着ヘ
ッド３１内の圧力を計測し（ＳＴ３）、圧力の低下開始
を検出する所定値としての圧力Ｐ２に低下したかを制御
部４１で監視する（ＳＴ４）。このとき、ボール容器１
３内の導電性ボール２は実際の吸着動作の場合と同様
に、ノズル１４からエアー等のガスが送り込まれること
により流動化している。
【００２１】図５において、吸着ヘッド３１の下降によ
り導電性ボール２は徐々に吸着孔３１ａに吸引されて捕
捉され、これに伴って吸着ヘッド３１内の圧力がＰ０か
らＰ２に低下する。すると制御部４１はエンコーダ２９
によって計測された吸着ヘッド３１の現在の高さを吸着
高さｈ２として記憶部４３に記憶する（ＳＴ５）。その
後吸着ヘッド３１を原位置まで上昇させる（ＳＴ６）。
次に制御部４１は検出した吸着高さｈ２より、吸着ヘッ
ド３１の下降速度を高速から低速へ切り換える高低速切
り換え高さｈ１と、吸着ヘッド３１の下降限度高さｈ３
を所定の計算式に基づいて算出して記憶部４３に記憶す
る（ＳＴ７）。以上で吸着高さ検出処理を完了する。こ
の吸着高さ検出処理は、装置の運転開始時や、導電性ボ
ール２を補充したり、別のサイズの導電性ボールと入れ
換えたときなどに行われる。
り導電性ボール２は徐々に吸着孔３１ａに吸引されて捕
捉され、これに伴って吸着ヘッド３１内の圧力がＰ０か
らＰ２に低下する。すると制御部４１はエンコーダ２９
によって計測された吸着ヘッド３１の現在の高さを吸着
高さｈ２として記憶部４３に記憶する（ＳＴ５）。その
後吸着ヘッド３１を原位置まで上昇させる（ＳＴ６）。
次に制御部４１は検出した吸着高さｈ２より、吸着ヘッ
ド３１の下降速度を高速から低速へ切り換える高低速切
り換え高さｈ１と、吸着ヘッド３１の下降限度高さｈ３
を所定の計算式に基づいて算出して記憶部４３に記憶す
る（ＳＴ７）。以上で吸着高さ検出処理を完了する。こ
の吸着高さ検出処理は、装置の運転開始時や、導電性ボ
ール２を補充したり、別のサイズの導電性ボールと入れ
換えたときなどに行われる。
【００２２】次に、実際の吸着動作について説明する。
図３（ａ）のグラフは、ボール供給部１０に対して吸着
ヘッド３１を上下動させて、吸着ヘッド３１の吸着孔３
１ａに導電性ボール２を真空吸着によりピックアップす
る吸着動作時の、吸着ヘッド３１の高さ位置を示すもの
であり、図３（ｂ）は、そのときのボール供給部１０へ
の振動付与のＯＮ−ＯＦＦのタイミングを示している。
図３（ａ）のグラフは、ボール供給部１０に対して吸着
ヘッド３１を上下動させて、吸着ヘッド３１の吸着孔３
１ａに導電性ボール２を真空吸着によりピックアップす
る吸着動作時の、吸着ヘッド３１の高さ位置を示すもの
であり、図３（ｂ）は、そのときのボール供給部１０へ
の振動付与のＯＮ−ＯＦＦのタイミングを示している。
【００２３】図３（ａ）に示す高さｈ０は吸着ヘッド３
１の原位置であり、タイミングｔ０にて吸着動作の開始
指令が出されると、バルブ４４を開いて真空吸引を開始
し（ＳＴ８）、吸着ヘッド３１はボール容器１３内の導
電性ボール２の表層に向って高速下降を開始する（ＳＴ
９）（図４（ａ）参照）。そして、予め設定された高低
速切換え高さｈ１に到達したタイミングｔ１にて、吸着
ヘッド３１の下降速度は低速に切換えられる（ＳＴ１
０）。この低速時の下降速度は、１ｍｍ／ｓｅｃ．〜５
ｍｍ／ｓｅｃ．の範囲に設定される。この時点では既に
バルブ４４は開状態にあり、吸着ヘッド３１の吸着孔３
１ａは真空吸引を行っている。
１の原位置であり、タイミングｔ０にて吸着動作の開始
指令が出されると、バルブ４４を開いて真空吸引を開始
し（ＳＴ８）、吸着ヘッド３１はボール容器１３内の導
電性ボール２の表層に向って高速下降を開始する（ＳＴ
９）（図４（ａ）参照）。そして、予め設定された高低
速切換え高さｈ１に到達したタイミングｔ１にて、吸着
ヘッド３１の下降速度は低速に切換えられる（ＳＴ１
０）。この低速時の下降速度は、１ｍｍ／ｓｅｃ．〜５
ｍｍ／ｓｅｃ．の範囲に設定される。この時点では既に
バルブ４４は開状態にあり、吸着ヘッド３１の吸着孔３
１ａは真空吸引を行っている。
【００２４】そして吸着ヘッド３１が徐々に下降するに
つれて、図４（ｂ）に示すように吸着ヘッド３１の下面
は、導電性ボール２の表層より下方に沈入して、流動化
状態にある導電性ボール２と接触するようになる。そし
てそのうちの幾つかの導電性ボール２は吸着孔３１ａの
吸引力に捕捉され、真空吸着される。これにより図３
（ｃ）に示すように圧力センサ４２の計測値は、常圧Ｐ
０から低下し始める。
つれて、図４（ｂ）に示すように吸着ヘッド３１の下面
は、導電性ボール２の表層より下方に沈入して、流動化
状態にある導電性ボール２と接触するようになる。そし
てそのうちの幾つかの導電性ボール２は吸着孔３１ａの
吸引力に捕捉され、真空吸着される。これにより図３
（ｃ）に示すように圧力センサ４２の計測値は、常圧Ｐ
０から低下し始める。
【００２５】この圧力低下を圧力センサ４２で計測し
（ＳＴ１１）、タイミングｔ２にて圧力がＰ２よりも低
下したのを検知（ＳＴ１２）したら、この圧力低下開始
のタイミングｔ２に対応した吸着ヘッド３１の高さｈ２
を、エンコーダ２９のカウント値に基づいて制御部４１
によって求め、記憶部４３に新たな吸着高さとして記憶
させる（ＳＴ１３）。その後、吸着ヘッド３１は吸着高
さｈ２より所定量だけ下方に設定された下降限高さｈ３
まで下降し、このタイミングｔ３からタイミングｔ５ま
での吸着時間の間、昇降動作を停止する。このとき、タ
イミングｔ３から所定時間経過後のタイミングｔ４に
て、図３（ｂ）に示すようにモータ３８の駆動を開始し
て、吸着ヘッド３１を容器１３に対して相対的に複数回
往復動させ、容器１３内部の導電性ボール２への振動付
与が開始される（ＳＴ１４）（図４（ｃ）参照）。これ
により、吸着ヘッド３１の下面の全ての吸着孔３１ａに
導電性ボール２が真空吸着され、この結果圧力センサ４
２の計測値は所定のレベルＰ１まで降下し、真空吸着が
正常に行われたことが確認される（ＳＴ１５，１６）。
（ＳＴ１１）、タイミングｔ２にて圧力がＰ２よりも低
下したのを検知（ＳＴ１２）したら、この圧力低下開始
のタイミングｔ２に対応した吸着ヘッド３１の高さｈ２
を、エンコーダ２９のカウント値に基づいて制御部４１
によって求め、記憶部４３に新たな吸着高さとして記憶
させる（ＳＴ１３）。その後、吸着ヘッド３１は吸着高
さｈ２より所定量だけ下方に設定された下降限高さｈ３
まで下降し、このタイミングｔ３からタイミングｔ５ま
での吸着時間の間、昇降動作を停止する。このとき、タ
イミングｔ３から所定時間経過後のタイミングｔ４に
て、図３（ｂ）に示すようにモータ３８の駆動を開始し
て、吸着ヘッド３１を容器１３に対して相対的に複数回
往復動させ、容器１３内部の導電性ボール２への振動付
与が開始される（ＳＴ１４）（図４（ｃ）参照）。これ
により、吸着ヘッド３１の下面の全ての吸着孔３１ａに
導電性ボール２が真空吸着され、この結果圧力センサ４
２の計測値は所定のレベルＰ１まで降下し、真空吸着が
正常に行われたことが確認される（ＳＴ１５，１６）。
【００２６】その後、図４（ｄ）に示すようにタイミン
グｔ５にて吸着ヘッド３１は低速上昇を開始し（ＳＴ１
７）、所定高さ上昇したタイミングｔ６にて高速上昇に
移行する（ＳＴ１８）。この間もボール供給部１０への
振動付与は継続しており、この振動によって、吸着ヘッ
ド３１の下面に余分に付着したエキストラボールが除去
され、エキストラボールは容器１３内に落下する。そし
て吸着ヘッド３１が原位置高さｈ０まで上昇するとモー
タ３８を停止させ（ＳＴ１９）、制御部４１により更新
された吸着高さｈ２に基づいて新たな速度切り換え高さ
ｈ１と、下降限高さｈ３を設定する（ＳＴ２０）。これ
により一連の吸着動作を終了する。この後、吸着ヘッド
３１は導電性ボール２を保持してワーク９の上方に移動
し、ここで再度上下動作を行い、真空吸引を解除するこ
とにより、導電性ボール２をワーク９上に移載する。
グｔ５にて吸着ヘッド３１は低速上昇を開始し（ＳＴ１
７）、所定高さ上昇したタイミングｔ６にて高速上昇に
移行する（ＳＴ１８）。この間もボール供給部１０への
振動付与は継続しており、この振動によって、吸着ヘッ
ド３１の下面に余分に付着したエキストラボールが除去
され、エキストラボールは容器１３内に落下する。そし
て吸着ヘッド３１が原位置高さｈ０まで上昇するとモー
タ３８を停止させ（ＳＴ１９）、制御部４１により更新
された吸着高さｈ２に基づいて新たな速度切り換え高さ
ｈ１と、下降限高さｈ３を設定する（ＳＴ２０）。これ
により一連の吸着動作を終了する。この後、吸着ヘッド
３１は導電性ボール２を保持してワーク９の上方に移動
し、ここで再度上下動作を行い、真空吸引を解除するこ
とにより、導電性ボール２をワーク９上に移載する。
【００２７】以上説明した移載動作を終了した後、吸着
ヘッド３１はボール供給部１０上に戻り、再び吸着動作
を行う。このとき、高速下降から低速下降に切換える速
度切換え高さｈ１は、前回の吸着動作時に検出され記憶
された吸着高さｈ２に基づいて設定されている。すなわ
ち、ボール供給部１０内の導電性ボールの残量が変化し
ても、常に切換え高さｈ１は実際に検出された吸着高さ
ｈ２よりわずか上方に設定されるため、吸着ヘッド３１
は低速下降動作が必要とされる直前まで高速で下降する
ことができる。したがって、低速下降の時間を不必要に
長く設定することなく、吸着ヘッド３１の昇降動作をロ
スタイムを極力削減した効率的なものとすることがで
き、タクトタイムを短縮して生産性を向上させることが
できる。
ヘッド３１はボール供給部１０上に戻り、再び吸着動作
を行う。このとき、高速下降から低速下降に切換える速
度切換え高さｈ１は、前回の吸着動作時に検出され記憶
された吸着高さｈ２に基づいて設定されている。すなわ
ち、ボール供給部１０内の導電性ボールの残量が変化し
ても、常に切換え高さｈ１は実際に検出された吸着高さ
ｈ２よりわずか上方に設定されるため、吸着ヘッド３１
は低速下降動作が必要とされる直前まで高速で下降する
ことができる。したがって、低速下降の時間を不必要に
長く設定することなく、吸着ヘッド３１の昇降動作をロ
スタイムを極力削減した効率的なものとすることがで
き、タクトタイムを短縮して生産性を向上させることが
できる。
【００２８】なお、本実施の形態では微小ボールとして
導電性ボールを例にとって説明しているが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、一般に微小なボール状の
物体を真空吸着によりピックアップする場合に対して適
用することができる。
導電性ボールを例にとって説明しているが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、一般に微小なボール状の
物体を真空吸着によりピックアップする場合に対して適
用することができる。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、吸着ヘッド内の圧力が
所定値に到達した時点の吸着ヘッドの高さ位置を吸着高
さとして検出するようにしたので、微小ボールが波打っ
ている場合や表面の光沢が異なる場合においても安定し
て吸着高さを検出することができる。また、このように
して検出された吸着高さに基づいて吸着ヘッドの昇降動
作を制御するようにしたので、吸着ヘッドの高低速切換
えのタイミングをロスタイムのない合理的な設定とする
ことができ、微小ボールを安定して効率よく吸着するこ
とができる。
所定値に到達した時点の吸着ヘッドの高さ位置を吸着高
さとして検出するようにしたので、微小ボールが波打っ
ている場合や表面の光沢が異なる場合においても安定し
て吸着高さを検出することができる。また、このように
して検出された吸着高さに基づいて吸着ヘッドの昇降動
作を制御するようにしたので、吸着ヘッドの高低速切換
えのタイミングをロスタイムのない合理的な設定とする
ことができ、微小ボールを安定して効率よく吸着するこ
とができる。
【図１】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の正面図
置の正面図
【図２】本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装
置の制御の構成を示すブロック図
置の制御の構成を示すブロック図
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの
吸着時の吸着ヘッドの高さを示すグラフ （ｂ）本発明の一実施の形態のボール供給部への振動付
与のタイミングチャート （ｃ）本発明の一実施の形態の吸着ヘッド内の圧力レベ
ルを示すグラフ
吸着時の吸着ヘッドの高さを示すグラフ （ｂ）本発明の一実施の形態のボール供給部への振動付
与のタイミングチャート （ｃ）本発明の一実施の形態の吸着ヘッド内の圧力レベ
ルを示すグラフ
【図４】（ａ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの
移載装置のボール供給部の断面図 （ｂ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置
のボール供給部の断面図 （ｃ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置
のボール供給部の断面図 （ｄ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置
のボール供給部の断面図
移載装置のボール供給部の断面図 （ｂ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置
のボール供給部の断面図 （ｃ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置
のボール供給部の断面図 （ｄ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの移載装置
のボール供給部の断面図
【図５】（ａ）本発明の一実施の形態の導電性ボールの
吸着時の吸着ヘッドの高さを示すグラフ （ｂ）本発明の一実施の形態の吸着ヘッド内の圧力レベ
ルを示すグラフ
吸着時の吸着ヘッドの高さを示すグラフ （ｂ）本発明の一実施の形態の吸着ヘッド内の圧力レベ
ルを示すグラフ
【図６】本発明の一実施の形態の導電性ボールの吸着高
さ検出処理を示すフロー図
さ検出処理を示すフロー図
【図７】本発明の一実施の形態の導電性ボールの吸着動
作処理を示すフロー図
作処理を示すフロー図
２ 導電性ボール
５ 位置決めテーブル
９ ワーク
１０ ボール供給部
１３ 容器
２０ 移動手段
２９ エンコーダ
３１ 吸着ヘッド
３１ａ 吸着孔
４２ 圧力センサ
４３ 記憶部
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｌ 21/60 ３１１ Ｈ０１Ｌ 21/92 ６０４Ｈ
６０４Ｔ
６０４Ｚ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B25J 13/08,15/06
H01L 21/60
Claims (4)
- 【請求項１】下面に複数の吸着孔が形成された吸着ヘッ
ドによって容器に収納された微小ボールを吸着してピッ
クアップする際の、前記吸着孔が微小ボールを吸着する
吸着ヘッドの高さ位置を検出する微小ボールの吸着高さ
検出方法であって、前記吸着孔から真空吸引を行うとと
もに前記吸着ヘッド内の圧力を監視しながら吸着ヘッド
を前記容器に向って下降させ、前記圧力が所定値に到達
した時点もしくは圧力が低下し始めた時点の前記吸着ヘ
ッドの高さ位置を、微小ボールの吸着高さとして記憶部
に記憶させることを特徴とする微小ボールの吸着高さ検
出方法。 - 【請求項２】下面に複数の吸着孔が形成された吸着ヘッ
ドによって容器に収納された微小ボールを吸着する微小
ボールの吸着方法であって、前記吸着孔から真空吸引を
行うとともに前記吸着ヘッド内の圧力を監視しながら吸
着ヘッドを前記容器に向って下降させ、前記圧力が所定
値に到達した時点もしくは圧力が低下し始めた時点の前
記吸着ヘッドの高さ位置を、微小ボールの吸着高さとし
て記憶部に記憶し、前記記憶部に記憶された微小ボール
の吸着高さに基づいて、前記吸着ヘッドの昇降動作を制
御して前記容器内の微小ボールを吸着することを特徴と
する微小ボールの吸着方法。 - 【請求項３】前記吸着ヘッド内の圧力を監視しながら吸
着ヘッドを前記容器に向って下降させる際の下降速度
が、１ｍｍ／ｓｅｃ．〜５ｍｍ／ｓｅｃ．の範囲である
ことを特徴とする請求項１記載の微小ボールの吸着高さ
検出方法。 - 【請求項４】前記吸着ヘッドが微小ボールを吸着する際
の下降速度が、１ｍｍ／ｓｅｃ．〜５ｍｍ／ｓｅｃ．の
範囲であることを特徴とする請求項２記載の微小ボール
の吸着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20156798A JP3507704B2 (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | 微小ボールの吸着高さ検出方法および微小ボールの吸着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20156798A JP3507704B2 (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | 微小ボールの吸着高さ検出方法および微小ボールの吸着方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000033589A JP2000033589A (ja) | 2000-02-02 |
| JP3507704B2 true JP3507704B2 (ja) | 2004-03-15 |
Family
ID=16443208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20156798A Expired - Fee Related JP3507704B2 (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | 微小ボールの吸着高さ検出方法および微小ボールの吸着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3507704B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005011927A1 (ja) * | 2003-07-30 | 2005-02-10 | Nec Machinery Corporation | ワーク移載手段 |
-
1998
- 1998-07-16 JP JP20156798A patent/JP3507704B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000033589A (ja) | 2000-02-02 |
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