JP3623982B2 - 電子部品自動装着装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、装着ヘッドに取り付けられる吸着ノズルにより電子部品を取出しプリント基板に装着する電子部品自動装着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種電子部品自動装着装置が特開平4−148599号公報に開示されており、電子部品を吸着する吸着ノズルは電子部品の種類に応じて装着ヘッドに複数種類について複数本取り付けられている。ヘッドへの取り付け位置毎のノズルの種類のデータを記憶して次に取り出す電子部品の種類に応じたノズルが切り替え使用される。従ってノズルの種類に応じてヘッドに取り付けるべきノズルの種類あるいはヘッドの所定の位置に取り付けるべきノズルの種類はあらかじめ決められていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来技術ではノズルが作業ミスで誤って取り付けられた場合には、電子部品を吸着することができないかまたは部品の認識が正確に行われないか、吸着力が強すぎたり弱すぎたりして装着ミスを起こす欠点があった。
そこで本発明は、ノズルの取り付けミスによる装着ミスなどが発生しないようにすることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、装着ヘッドに複数取りつけられる吸着ノズルを切替えて部品種に合わせた種類のノズルにより電子部品を取出しプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、装着ヘッドに取り付けられたノズルの種類を検出する検出手段と、該検出手段に検出されたノズルの種類を前記ヘッドへのノズルの取り付け位置毎に記憶する記憶手段を設けたものである。
【0005】
また本発明は、装着ヘッドに複数取り付けられる吸着ノズルを切替えて部品種に合わせた種類のノズルにより電子部品を取出しプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、装着ヘッドに取り付けられたノズルの種類をノズル外径により検出する検出手段と、該検出手段に検出されたノズルの種類を前記ヘッドへのノズル取り付け位置毎に記憶する記憶手段を設けたものである。
【0006】
【作用】
請求項1の構成によれば、ノズルが装着ヘッドに取り付けられると、検出手段が取り付けられたノズルの種類を検出し、記憶手段はノズルの取り付け位置毎にノズルの種類を記憶する。
請求項2の構成によれば、ノズルが装着ヘッドに取り付けられると、検出手段が取り付けられたノズルの種類をノズル外径により検出し、記憶手段はノズルの取り付け位置毎にノズルの種類を記憶する。
【0007】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図に基づき詳述する。
図2及び図3に於て、1はY軸モータ2の回動によりY方向に移動するYテーブルであり、3はX軸モータ4の回動によりYテーブル1上でX方向に移動することにより結果的にXY方向に移動するXYテーブルであり、チップ状電子部品5(以下、チップ部品あるいは部品という。)が装着されるプリント基板6が図示しない固定手段に固定されて載置される。
【0008】
7は供給台であり、チップ部品5を供給する部品供給装置8が多数台配設されている。9は供給台駆動モータであり、ボールネジ10を回動させることにより、該ボールネジ10が嵌合し供給台7に固定されたナット11を介して、供給台7がリニアガイド12に案内されてX方向に移動する。13は間欠回動するロータリテーブルであり、該テーブル13の外縁部には吸着ノズル14を6本有する装着ヘッド15が間欠ピッチに合わせて等間隔に配設されている。
【0009】
吸着ノズル14が供給装置8より部品5を吸着し取出す装着ヘッド15の停止位置(図2中上方の黒丸の付された位置)が吸着ステーションIであり、該吸着ステーションIにて装着ヘッド15が下降することにより吸着ノズル14が部品5を吸着する。
IIは部品5を吸着した装着ヘッド15がロータリテーブル13の間欠回転により停止する認識ステーションであり、検出手段としての部品認識装置16により吸着ノズル14に対する部品5の位置ずれが認識される。
【0010】
IIIは吸着ノズル14が吸着保持している部品5をプリント基板6に装着するために装着ヘッド15が停止する装着ステーション(図2中下方の黒丸の付された位置)であり、装着ヘッド15の下降によりXYテーブル3の移動により所定の位置に停止したプリント基板6に部品5は装着される。
装着ヘッド15はロータリテーブル13を内側と外側の2ケ所で上下動可能に貫通するヘッド昇降シャフト18の下部に取り付けられており、該シャフト18上部はL字形状のローラ取付け体19に固定されている。ローラ取付け体19の上部にはその内側に突出する上カムフォロワ20及び下カムフォロワ21が回動可能に枢支される。
【0011】
図3に示す23はロータリテーブル13を下方で水平方向に回動可能に支持している支持台であり該支持台23の周囲には円筒カム24が形成されている。該円筒カム24を前記上カムフォロワ20及び下カムフォロワ21が図示しないバネにより挟んで、該カム24により前記ヘッド15は支持されながらロータリテーブル13の回動により移動する。
【0012】
前記吸着ステ−ションI及び装着ステ−ションIIIにては該カム24は切り欠かれており、図示しないカムの駆動により上下動する上下動体25、26がカムフォロワ20、21に挟まれヘッド15を支持して上下動することにより、装着ヘッド15は該ステ−ションで部品吸着及び部品装着のため上下動可能になされている。
【0013】
28は後述するパルスモータ31を駆動するための後述する駆動回路39からの電流を伝達する駆動電源コードであり、各装着ヘッド15に接続されている。29は吸着ノズル14よりチップ部品5を吸着するため図示しない真空源に連通する真空チューブである。
パルスモータ31は装着ヘッド15内に組み込まれており、その図示しないロータに吸着ノズル14が貫通して取り付けられている。32は該ロータに取り付けられた拡散板であり、チップ部品5の認識時に画像の背景部となるものであり、照明をチップ部品5に当ててその反射光を認識する反射方式においては均一に暗くなるようになされ、照明を部品5の上方から当ててその透過光によるシルエット像を認識する透過方式においては、該拡散板32に当てられた光が均一に拡散して部品5に照射されるようになされる。該拡散板32には吸着ノズル14が貫通する穴が開けられている。ノズル14は拡散板32に対して上昇した位置及び下降した使用位置にロック可能になされている。
【0014】
パルスモータ31の回動により部品5を吸着する吸着ノズル14は任意の角度位置にロータリテーブル13の回転中及び停止中を問わず位置決めされることができる。
吸着ノズル14は装着ヘッド15に対して図4及び図5に示すように複数種類のものが取り付け可能になされ、いずれの種類の吸着ノズル14でも全ての取り付け位置に取り付け可能になされている。取り付け位置は図5の番号がそのまま取り付け位置番号として扱われ、ノズル種類のデータは図5に示すようにA〜Fとして扱われる。
【0015】
図3において、49は部品供給装置8の揺動レバー50を揺動させるために上下動する昇降レバーであり、該レバー50を揺動させテープリール51内に巻回された図示しないテープを送り該テープ内に収納されたチップ部品5を該ノズル14の吸着位置に供給させる。
電子部品自動装着装置の制御ブロックについて図6に基づき説明する。
【0016】
35は検出手段としてのCPUであり、ROM36に記憶されたプログラムに従って、記憶手段としてのRAM37に格納された種々のデータに基づきチップ部品5の装着に関わる種々の動作を制御する。38はインターフェースであり、該インターフェース38には駆動回路39を介して各ヘッド15のモータ31が接続されている。40はノズル種類をチェックする動作を開始させるためのノズルチェックキーである。
【0017】
前記RAM37には図7に示すようにノズル取り付け位置番号毎にノズル種類データが格納されるようにされており、図7のデータを以下ノズルデータという。前記RAM37には図8に示す装着データ及び図9に示す部品ライブラリデータが格納されている。装着データ中ステップ番号は部品装着順を示し、リール番号は取り出すべき部品種の部品5を供給する部品供給装置8が配設されている供給台7上の位置を示し、合わせ該部品種及び装着位置データが記憶されている。
【0018】
CPU35は装着データのステップ番号毎より次に吸着すべき部品種を割り出し、該部品種に対応するノズル種類を部品ライブラリデータより読み出し、ノズルデータより該ノズル種類の吸着ノズル14が取り付けられているノズル取り付け位置を割り出し、当該ノズル取り付け位置のノズル14を部品供給装置8より部品5の取出が可能な位置に位置決め選択するものである。CPU35は図7に示すノズルデータを部品認識装置16によるノズル先端面の認識によりノズル種類を検出して自動的に作成して記憶するものである。
【0019】
前記RAM37にはノズル先端面の画像がノズル種類毎に記憶されており、該認識装置16によるノズル種類の検出が可能となるものである。
以上の構成により以下動作について説明する。
先ず、操作者は各装着ヘッド15に次に使用すべき吸着ノズル14であるノズル種類がA〜Fのノズル14を取り付ける。操作者は6種類の吸着ノズル14を1本ずつ6本間違いなく用意すれば、取り付け位置にはこだわらずに手にしているノズル14を取り付けられる任意の取り付け位置に取り付けていく。
【0020】
この動作を全ての装着ヘッド15について行い、ノズルチェックキー40を押圧してノズル種類の検出動作を開始させる。
即ち、装着ヘッド15はロータリテーブル13の間欠回動により部品認識装置16上に図1に示すように停止する毎にヘッド15の下面が撮像され例えば図10の画面が認識される。実際には図10の背景は暗く、先端面が明るくまた部品5を吸引する吸引孔の部分も暗く写り、特に、取り付け位置番号3の位置に取り付けられているノズル14の先端面には円筒形状の部品5を角度ずれなく吸着できるようV字形状の溝が彫られているため、該溝の部分も暗く写っている。該認識は図示しない照明がノズル14の下端面に直接当り、その反射光がカメラに撮像されて認識される前述の反射方式の認識によるものであるが、認識装置16は認識すべきノズル取り付け位置が画面のどの位置であるかを記憶しており(RAM37内に記憶されていてもよい。)、該位置のノズル先端面の画像を認識することによりノズル取り付け位置毎のノズル種類を検出する。この認識動作の際には全てのノズル14は上昇した使用位置でない位置にされ、カメラの焦点が合うようになされている。または全てのノズル14を使用位置に下降させてもよい。
【0021】
次に、CPU35はノズル取り付け位置毎にノズル種類を書き込み、図7のようなノズルデータを作成してRAM37内にヘッド毎に指定されているヘッド番号毎に記憶する。この動作をヘッド15毎に行う。
次に、図示しない自動運転の開始キーを押圧してチップ部品5の装着の自動運転を開始する。
【0022】
即ち、ロータリテーブル13の間欠回転によりヘッド15は吸着ステ−ションIに達するが、該ヘッド15が該ステ−ションIに達する前にCPU35がRAM37内の図8に示す装着データのステップ1のデータより最初に吸着すべき部品種を割り出し、該部品種の図9に示す部品ライブラリデータより該部品種に対応する吸着ノズル14のノズル種類を読み出し、図7のノズルデータより該ノズル種類のノズル14が取り付けられているノズル取り付け位置を読み出し、該ノズル取り出し位置の吸着ノズル14が部品供給装置8の供給するチップ部品5を供給可能な位置に達するようモータ31が回動され、ノズル14が位置決めされる。該ノズル14は位置決めされる前に使用可能な位置に図示しない突出機構により突出されている。
【0023】
次に、装着ヘッド15が下降して該ノズル14が部品供給装置8の供給する吸着すべき部品5を取出し装着ヘッド15は上昇する。ここではノズル種類の間違いが無いのでノズル種類が異なることによる吸着ミス及び吸着が不安定になることは起こらない。
次に、ロータリテーブル13の間欠回転により装着ヘッド15は認識ステ−ションIIに達し、部品認識装置16により吸着ノズル14に吸着されている部品5の認識がなされる。該認識は前述の反射方式あるいは透過方式により行われる。該認識においてはノズル種類に間違いが無いので、ノズルが大きすぎて特に透過方式において、部品5の像が隠れてしまい認識することができないというようなことは発生しない。
【0024】
該認識が終了すると、パルスモータ31が回動して図8の装着データのθで示される角度データであるθ1の角度位置となるよう部品5の角度位置決めがなされる。該回動はヘッド15が装着ステ−ションに至る前に行えばよい。
次に、装着ステ−ションIIIに達すると装着ヘッド15が下降して吸着ノズル14の真空吸着が切れ、プリント基板6の所定の位置に部品5が装着される。この装着においても、ノズル種類の間違いが無いため例えばノズル14の吸着力が強すぎて部品5が装着されずに持ち帰られてしまうとか、弱すぎて早く落ちてしまい正確な位置に装着することができないというような装着ミスが発生することが無い。がい装着時には、XYテ−ブル3が部品5の認識結果による補正が加味されて図8のX、Yで示されるデータの位置に装着されるよう移動して位置決めが為されている。
【0025】
尚、本実施例では、ノズル種類の検出のために部品認識装置が行う認識の方式は反射方式であったが透過光のシルエット像による透過方式によりノズル外径を検出してノズル種類の検出を行ってもよい。また、本実施例では認識装置の画像は図10のように全てのノズル14が撮像されるものとしたが、全てのノズルが撮像できず、少なくとも部品5を吸着するノズルのみが画面中央に撮像されるような場合には、認識ステ−ションIIにてノズル14を1本ずつパルスモータにより回動させながら認識処理を行うようにしてもよい。
【0026】
また、部品認識装置によらず、水平方向に受光素子が並ぶラインセンサをいずれかのステ−ションに設けて水平方向に並ぶ光源よりの光をノズル14の先端部で遮光させて、ラインセンサの遮光位置あるいは遮光の度合いよりノズル種類の検出を行ってもよい。
【0027】
【発明の効果】
以上のように本発明は、取り付けたノズルに合わせてノズル種類と装着ヘッドへの取り付け位置のデータを記憶するようにしたので、ノズルの取り付けミスによる部品の装着ミス等が発生することを無くすことができる。
また、ノズル外径によりノズル種を検出するようにすれば検出を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】装着ヘッドに取り付けられた吸着ノズルを認識する状態を示す側面図である。
【図2】本発明を適用せる電子部品自動装着装置の平面図である。
【図3】本発明を適用せる電子部品自動装着装置の側面図である。
【図4】装着ヘッドを示す斜視図である。
【図5】装着ヘッドを下方から見た図及び取り付けられる吸着ノズルを示す図である。
【図6】本発明を適用せる電子部品自動装着装置の制御ブロック図である。
【図7】ノズルデータを示す図である。
【図8】装着データを示す図である。
【図9】部品ライブラリデータを示す図である。
【図10】吸着ノズルを取り付けた装着ヘッド下面の認識画像を示す図である。
【符号の説明】
5 チップ状電子部品(電子部品)
6 プリント基板
14 吸着ノズル
15 装着ヘッド
16 部品認識装置(検出手段)
35 CPU(検出手段)
37 RAM(記憶手段)

Claims (2)

  1. 装着ヘッドに複数取り付けられる吸着ノズルを切替えて部品種に合わせた種類のノズルにより電子部品を取出しプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、装着ヘッドに取り付けられたノズルの種類を検出する検出手段と、該検出手段に検出されたノズルの種類を前記ヘッドへのノズルの取り付け位置毎に記憶する記憶手段を設けたことを特徴とする電子部品自動装着装置。
  2. 装着ヘッドに複数取り付けられる吸着ノズルを切替えて部品種に合わせた種類のノズルにより電子部品を取出しプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、装着ヘッドに取り付けられたノズルの種類をノズル外径により検出する検出手段と、該検出手段に検出されたノズルの種類を前記ヘッドへのノズル取り付け位置毎に記憶する記憶手段を設けたことを特徴とする電子部品自動装着装置。
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