JP3768044B2

JP3768044B2 - 電子部品装着装置

Info

Publication number: JP3768044B2
Application number: JP26742499A
Authority: JP
Inventors: 勝幸瀬戸
Original assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Priority date: 1999-09-21
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2019-09-21
Also published as: JP2001094294A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品供給部から装着ヘッドが電子部品を取出し、プリント基板に装着する電子部品装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種、部品供給部から装着ヘッドが電子部品を取出し、プリント基板に装着する電子部品装着装置の例を、特開平５−３７１９４号公報に見ることができる。特開平５−３７１９４号公報では、長手方向に直交する方向に移動するビームにリニアモータが取り付けられ、２個の装着ヘッドが夫々個別に移動して部品供給部から電子部品を吸着して、プリント基板に該部品を装着する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来技術では複数の装着ヘッドのビームに直交する方向への位置を変更することができず、電子部品の吸着時に部品を供給するテープカセット等の部品供給位置がカセットによりずれると、装着ヘッドの間隔がテープカセットの間隔と一致していても同時に部品吸着をすることができなくなってしまった。
【０００４】
また、同一のビーム上を移動する複数の装着ヘッドが吸着する電子部品をプリント基板に装着する場合にその２つの装着位置は２つの装着ヘッドの位置関係と一致していることはまれであるので一方の装着ヘッドが部品の装着動作をした後に、ビームの移動を行い他方の装着ヘッドが部品を装着すべき位置に装着する動作がなされていた。即ち、特開平５−３７１９４号公報の技術では、ビームの長さ方向の位置は任意の位置に移動可能であるが、ビームの移動方向への位置の調整はできない。このとき、装着ヘッド毎にビームの移動方向にもリニアモータ等の駆動軸を設けることによりこの要求を満足することもできるが、移動方向に伸びるガイドを設ける等する必要があり構造が複雑になり、また、この移動機構の寸法もどうしても大きくなってしまう。
【０００５】
このため本発明は、単純な機構で電子部品の吸着及び装着を効率よく行えるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、部品供給部から装着ヘッドが電子部品を取出し、プリント基板に装着する電子部品装着装置において、その長手方向と直交する方向に往復移動し水平面内で揺動可能なビームと、該ビームの長手方向に移動可能に複数の装着ヘッドと、前記ビームの移動方向に延びビーム両端を支持してビームの移動の案内をする１対のガイドに対してビームの両端を個別に移動可能としてビームの両端の該ガイドに対する位置をずらしてビームを水平面内で揺動させることで複数の装着ヘッドのビームに直交する方向の位置調整を行うように制御する制御装置とを設けたものである。
【０００７】
このようにしたので、夫々の装着ヘッド間のビームに直交する方向の位置を調整することができる。また、装着ヘッドが保持する電子部品の角度位置を変更することができる。
【０００９】
更に、ビームの両端をガイドに沿って移動させる制御のみで複数の装着ヘッドのビームに直交する方向の位置調整を簡単に行える。
【００１０】
また本発明は、好ましくは、ビームの長手方向と部品供給部における部品供給ユニットの配設方向が一致するものである。
【００１１】
このようにしたので、部品供給ユニット毎にその長手方向の部品供給位置がばらついていても同時に複数の装着ヘッドを複数の供給ユニットの供給位置に合わせることができる。
【００１２】
また本発明は、ビームの揺動による位置調整は電子部品の供給時、装着時及び／又は吸着ノズルの交換時に行うものである。
【００１３】
このようにしたので、同時に部品の供給、装着及び／又は吸着ノズルの交換をすることができる。
【００１４】
また本発明は、ビームの揺動による電子部品の角度ずれは吸着ノズルの回転により補正するものである。
【００１５】
このようにしたので、電子部品を角度ずれなく装着することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１に示す電子部品装着装置は基台上に部品供給部２が設けられており、部品供給部２と別の位置にプリント基板３が載置されている。該基板３は図示しない搬送コンベアに搬送され所定の載置テーブル上に位置決めされる。前記部品供給部２には部品供給ユニット４が並べられて配設されている。
【００１８】
部品供給ユニット４は夫々が通常は同種の図示しない電子部品を多数個収納し、所定の供給位置に該部品を供給するものであり、異なる部品供給ユニット４は異なる種類の電子部品を収納するので、部品供給ユニット４が多数集まった全体として多数の種類の部品を供給するものである。各部品供給ユニット４の供給位置は部品供給部２に取付けられた状態で、Ｘ方向に向かう直線上に並ぶようにされており、黒丸で示されている。
【００１９】
図１に示すように電子部品装着装置は部品供給ユニット４の供給位置から電子部品を吸着して取出し、プリント基板３に装着する装着ヘッド６、７、８、９を有する装着ユニット１０がＸ方向に伸びるビーム１２に沿って移動可能に設けられている。装着ユニット１０の移動はリニアモータに駆動されているがボールネジにより駆動されても良い。また、装着ユニット１０において装着ヘッド６乃至９は部品供給ユニット４の供給位置が部品供給部２で並べられているいる間隔と同じ間隔で配設されている。
【００２０】
ビーム１２はＹ方向に延びる１対のガイド１３、１４上を移動するスライダ１５、１６によりＹ方向に移動する。ガイド１３及びスライダ１５はリニアモータを形成しており、またガイド１４及びスライダ１６もリニアモータを形成している。夫々のスライダ１５、１６は個別に移動する。前記装着ユニット１０、スライダ１５、１６は制御装置１９にその駆動が制御される。
【００２１】
ビーム１２はスライダ１５に対して支軸１７の回りに、またスライダ１６に対して支軸１８の回りに揺動可能に取り付けられている。即ち、ビーム１２は本来スライダ１５、１６がＹ方向に同一の位置にあればＸ方向を向くが、図１に示すようにずれが生じた場合には鉛直軸線回りに回転してＸ方向に対して傾きを生ずることができる。このように傾きが生じた場合には支軸１７、１８間の間隔はＸ方向を向く場合より長くなる必要があるが、支軸１７、１８がビーム１２に形成されている場合にはその間隔を変えられないため、例えば支軸１８をスライダ１６に対して図示しないガイドに沿ってＸ方向に移動可能にする。
【００２２】
また、基台の別の位置には装着ヘッドに取り付けられる吸着ノズル２０を載置して収納するノズルストッカ２１が設けられ、吸着ノズル２０はＸ方向に装着ユニット１０において装着ヘッド６乃至９が並べられる間隔と等間隔に並べられている。
【００２３】
以上の構成により以下動作について説明する。
【００２４】
先ず、プリント基板３が図示しないコンベアにより上流装置より搬送され、所定の位置に位置決めされ固定される。
【００２５】
次に、図示しない装着順序毎に基板３の装着すべきＸＹ座標位置、鉛直軸線回りへの回転角度位置及び装着すべき部品種が指定された装着データに従って、装着ユニット１０の夫々の装着ヘッド６乃至９が吸着すべき電子部品を部品供給部２から吸着する。前記装着データが装着ヘッド６乃至９で部品供給部２から同時に吸着できるようプログラムされている場合には、夫々の装着ヘッド６乃至９は隣り合う４つの部品供給ユニット４上に臨むように、ビーム１２及び装着ユニット１０が移動する。このとき、例えば、部品供給ユニット４の取付台そのものが鉛直軸線回りに回転して取り付けられており、ユニット４夫々の供給位置がＸ方向から少しずれた方向を向く直線上にある場合にはスライダ１５及び１６の移動を制御してビーム１２をこの供給位置がなす直線に合わせて位置決めされるようにする。
【００２６】
次に、夫々の装着ヘッド６乃至９は同時に下降して同時に電子部品を取出す。
【００２７】
次に、装着ユニット１０は図示しない部品認識カメラ上に移動して部品が夫々の装着ヘッド６乃至９に対してどれだけ位置ずれして保持されているかがＸＹ方向及び回転角度について認識される。
【００２８】
次に、ビーム１２及び装着ユニット１０が移動してプリント基板３の前述する装着データが示す装着位置に夫々の装着ヘッド６乃至９が電子部品を装着する。
【００２９】
また、部品装着前に装着ヘッド６乃至９に吸着された電子部品の回転角度の位置ずれが各ヘッド６乃至９に搭載された図示しない自転駆動機構により装着ヘッド６乃至９自体が自転して補正される。
【００３０】
また、電子部品を部品供給ユニット４から取出すときに装着ユニット１０内の装着ヘッド６乃至９のいずれか２つを使用して同時に部品取出しを行うことができるが、その部品供給ユニット４の供給位置が前述するようにＸ方向を向いていない場合にも、スライダ１５、１６の位置決め位置を調整してその方向にビーム１２を支軸１７の回りに揺動させ、同時に部品を取出すことができる。
【００３１】
次に、基板７の種類が変わり、装着ヘッド６乃至９が異なる種類の吸着ノズル２０を取付ける必要が生じた場合には、ノズルストッカ２１上に移動してノズル２０の交換を行う。このとき、装着ヘッド６乃至９のいずれか２つ以上が同時にストッカ２１の吸着ノズル２０を載置する位置上に臨める場合には同時に下降して同時に交換をすることができる。但し、この時にも、複数のノズル２０の載置位置の方向がＸ方向からずれていた場合には、ビーム１２を揺動させて合わせることができる。
【００３２】
尚、ビーム１２がＹ方向に移動する際にスライダ１５、１６が同時に等速度で移動すればビーム１２は同一方向（例えばＸ方向）を向いたまま移動することができるが、本願のように支軸１７、１８の回りに揺動可能な構成にしておけば、スライダ１５、１６が同期して移動せずに多少のずれを生じながら移動する場合であっても、ビーム１２がスライダ１５、１６に対して揺動可能であることからビーム１２の傾きによりスライダ１５、１６がガイド１３、１４とかじることなく移動することができる。
【００３３】
次に本願の第２の実施形態について図２に基づいて説明する。
【００３４】
第１の実施形態と同じ構造については同じ符号を用いて説明する。
【００３５】
第２の実施形態ではビーム２４上をリニアモータで装着ヘッド２５、２６が個別に移動するものであり、このため、両装着ヘッド２５、２６の間隔が可変となり、夫々個別にＸ方向の位置決めができる。
【００３６】
また、これら装着ヘッド２５、２６及びスライダ１５、１６の移動制御が制御装置２８により行われる。また、ビーム２４は支軸１７及び１８の回りにスライダ１５、１６に対して回動可能になされている。
【００３７】
このような構成により、装着ヘッド２５、２６及びビーム２４を移動し、２つの部品供給ユニット４の供給位置に装着ヘッド２５、２６の夫々が対向し、電子部品の吸着がなされる。このとき、２つの供給位置がＸ方向に並んでいない場合にはスライダ１５、１６が夫々移動しビーム２４が支軸１７の回りに揺動し２つの供給位置を結ぶ直線の方向を向くようにされる。
【００３８】
また、夫々の装着ヘッド２５、２６が吸着する２つの電子部品の装着時には装着すべき２つの位置の間隔がＹ方向についてビーム２４の揺動範囲内であればスライダ１５、１６のＹ方向位置をずらしビーム２４をその間隔になるように傾け、ビーム２４及び装着ヘッド２５、２６の移動により同時に２つの電子部品を装着することができる。このとき、この揺動により装着ヘッド２５、２６が保持する電子部品が鉛直軸線回りに角度ずれを生じるので、装着ヘッド２５、２６に搭載される図示しない回転装置により吸着ノズル２０を補正回転させる。
また、第２の実施形態では、Ｘ方向に２枚の同一種類のプリント基板３を載置して同一の順番で装着すべき電子部品を装着ヘッド２５、２６の夫々で装着する場合に、部品認識結果等によりＹ方向が微少量２枚の基板３間で異なるときに、ビーム２４を揺動させることにより調整することができる。また、Ｘ方向については装着ヘッド２５、２６の個別の移動により調整可能であり、その結果部品に生じた鉛直軸線回りの角度ずれは装着ヘッド自体の回転により補正し、２枚の基板３に同一の部品を同時に装着していくことが可能となる。
【００３９】
また、２つの装着ヘッド２５、２６についてノズル２０を交換したい場合に、ノズルストッカ２１の交換対象のノズル２０またはノズル２０の載置位置がＸ方向を向いていない場合には、制御装置２８はビーム２４をその方向に向くようスライダ１５、１６の移動を制御して、装着ヘッド２５、２６の間隔をノズルストッカ２１のノズル２０又はその載置位置に合わせるよう移動させる。このようにして、装着ヘッド２５、２６を同時に下降させてノズル２０の交換をすることができる。
【００４０】
また、本実施形態ではビーム２４の傾きによりずれた装着ヘッドが保持する電子部品の角度を装着ヘッドの自転により補正するようにしているが、各装着ヘッドに保持された電子部品を同時装着する場合でなければ装着ヘッドの自転によることなくビーム２４の傾きにより、角度位置決めを行ってもよい。
【００４１】
また、本実施形態では、装着ヘッド２５、２６を個別に移動させるためにリニアモータを用いたが、ボールネジ軸に中空モータを複数羅合させ、その中空モータに各装着ヘッドを取付けて個別に移動するようにしてもよい。また、スライダ１５、１６の移動もこのような中空モータを用いて実現してもよいし、ボールネジ軸をモータで回転させてこれらスライダを該ボールネジ軸に螺合するナットに固定して移動するようにしてもよい。
【００４２】
また、本実施形態は、電子部品装着装置における例で説明したが、例えば、接着剤塗布装置に採用される塗布ヘッドの構造をこの装着ヘッドの構造として、揺動するビームに複数個設けるようにしてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ビームの揺動をするという簡単な機構及びビームの両端のガイドに対する位置をずらしてビームを水平面内で揺動させることで複数の装着ヘッドのビームに直交する方向の位置調整を行うように制御する制御のみで夫々の装着ヘッドのビームに直交する方向の位置調整をすることができ、電子部品の吸着時に同一ビーム内の複数の装着ヘッドが同時に電子部品の吸着を行うことができる。また、装着時に同一ビーム内の複数の装着ヘッドが同時に電子部品の装着を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の電子部品装着装置を示す平面図である。
【図２】第２の実施形態の電子部品装着装置を示す平面図である。
【符号の説明】
２部品供給部
３プリント基板
６装着ヘッド
７装着ヘッド
８装着ヘッド
９装着ヘッド
１２ビーム
１３ガイド
１４ガイド
１５スライダ
１６スライダ
１９制御装置
２０吸着ノズル
２１ノズルストッカ
２４ビーム
２５装着ヘッド
２６装着ヘッド
２８制御装置

Claims

部品供給部から装着ヘッドが電子部品を取出し、プリント基板に装着する電子部品装着装置において、
その長手方向と直交する方向に往復移動し水平面内で揺動可能なビームと、該ビームの長手方向に移動可能に複数の装着ヘッドと、前記ビームの移動方向に延びビーム両端を支持してビームの移動の案内をする１対のガイドに対してビームの両端を個別に移動可能としてビームの両端の該ガイドに対する位置をずらしてビームを水平面内で揺動させることで複数の装着ヘッドのビームに直交する方向の位置調整を行うように制御する制御装置とを設けたことを特徴とする電子部品装着装置。
前記ビームの長手方向と部品供給部における部品供給ユニットの配設方向が一致することを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着装置。
前記ビームの揺動による位置調整は電子部品の供給時に行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品装着装置。
前記ビームに沿って前記複数の装着ヘッドを個別に移動させ、前記ビームの揺動による位置調整は部品の装着時に行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子部品装着装置。
前記ビームの揺動による位置調整は吸着ノズルの交換時に行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電子部品装着装置。
前記ビームの揺動による電子部品の角度ずれは吸着ノズルの回転により補正することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電子部品装着装置。