JP4124872B2 - 電子部品供給装置およびその吸着ノズルの高さ調節方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品供給装置およびその吸着ノズルの高さ調節方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子部品をプリント基板に実装するための電子部品供給装置には、部品供給部に装着される供給用カセットから電子部品を吸着して取り出すための、装着ヘッドに取付けた吸着ノズルを備え、この吸着ノズルによって供給カセットにて搬送される電子部品を吸着し、プリント基板に対して供給するようにしている。従って、この吸着ノズルが電子部品を確実に吸着するためには、吸着ノズルが電子部品の種類に応じた最適な高さに位置するよう調節する必要がある。
【０００３】
そして、図４〜図６に示すように、従来の電子部品供給装置５０は、電子部品５１を吸着する際の吸着ノズル５２の高さを調整するための高さ調節装置５３を備えており、この高さ調節装置５３は、部品供給部５４に取付けられる高さ測定治具５５と、高さ調節部５６とから構成されている。
【０００４】
前記高さ測定治具５５は、部品供給部５４に設けた凹部５７の係止片５８にレバー５９の操作により係止される爪部材５５ａを備えるとともに、高さ測定のための基準平面６０を有している。
【０００５】
前記高さ調節部５６は、部品供給部５４の上方に配置された支持体６１に水平軸部材６２回りに揺動自在に支持された略三角形状の駆動レバー６３と、支持体６１の下方に配置されたカム板６４と、前記駆動レバー６３の下部一端に水平軸部材６２ａ回りに回転自在に取付けられるとともにカム板６４の揺程６５に追従するローラ６６と、吸着ノズル５２を装着ヘッド６７に取付ける取付け台６８に係合してこれを上下動させるための昇降用ローラ６９を一端に備えるとともに水平軸部材６２ｂ回りに揺動自在なアーム部材７０と、前記駆動レバー６３の上部一端と前記アーム部材７０の他端とを連結する連結機構７１とを有している。
【０００６】
そして、この連結機構７１は、カム板６４の上部一端およびアーム部材７０の他端にピン７２ａ，７２ｂを介して連結されたリンク７３を備え、このリンク７３は、カム板６４側の第１リンク部７４とアーム部材７０側の第２リンク部７５とが中継ピン７６を介して連結されて構成され、また連結機構７１は、中継ピン７６の位置を変更するための位置変更手段７７を備えている。
【０００７】
この位置変更手段７７は、前記支持体６１に取付けられた切替えモータ７８と、一端がこの切替えモータ７８の出力軸７９に取付けられた切替え片８０と、この切替え片８０の他端に取付けられた切替え用ピン８１と、この切替え用ピン８１と中継ピン７６とを連結する切替え用リンク８２とから構成されている。なお、図中の８３は、切替えモータ７８およびカム板６４の駆動部（図示せず）を駆動制御するための制御部で、接続回線８３ａを介して切替えモータ７８およびカム板６４の駆動部に接続されている。８４は前記駆動レバー６３を前記水平軸部材６２回りにカム板６４側に付勢するためのばね、８５は前記取付け台６８を上方に付勢するためのばね、８６は部品供給カセット、８７はプリント基板、８８はプリント基板８７を設置してＸ−Ｙ方向に移動自在なＸＹテーブルである。
【０００８】
この従来の電子部品供給装置５０において、吸着する電子部品５１の種類に応じて吸着ノズル５２の高さを調節するには、部品供給部５４に高さ測定治具５５を載せ、レバー５９を操作して部品供給部５４の係止片５８に爪部材５５ａを係止して高さ測定治具５５を固定する。そして、手動で装着ヘッド６７を操作して、吸着ノズル５２が電子部品５１を吸着するときの位置および高さまで移動し、高さ測定治具５５の基準面と吸着ノズル５２との離間距離Ｂをブロックゲージで測定することにより、吸着ノズル５２高さを測定する。
【０００９】
続いて、この吸着ノズル５２高さをオペレータが制御部８３に入力すると、制御部８３は、電子部品５１の種類毎に予め設定されている吸着ノズル５２高さと入力された測定高さとが一致しているかどうかを判断し、両者が不一致であれば、吸着ノズル５２が所定高さになるよう切替えモータ７８およびカム板６４の駆動部を制御する。すなわち、カム板６４の駆動部を駆動して切替え用リンク８２をＣで示す範囲で回動させて水平軸部材６２ｂ回りのアーム部材７０の回動量を調整し、昇降用ローラ６９によって取付け台６８を上下動させて高さ調整するものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の電子部品供給装置５０において、吸着ノズル５２の高さを電子部品５１を吸着するのに適切な高さに調節するためには、電子部品供給部５４に高さ測定治具５５を取付け、装着ヘッド６７を手動で操作し、高さ測定治具５５の基準面と吸着ノズル５２との離間距離Ｂを実測し、制御部８３に入力するという作業は人力によって行わなければならないため煩雑な作業であるし、電子部品供給装置５０を移設する毎に上記作業を行うのは、大変な作業であった。
【００１１】
また、高さ測定治具５５の基準面と吸着ノズル５２との離間距離Ｂは、人が実測するので測定値に誤差が生じ易く、この場合、吸着ノズル５２が電子部品５１を正確に吸着することができない場合が発生し、吸着率の低下につながっていた。
【００１２】
そこで、本発明は、上記課題を解決し得る電子部品供給装置およびその吸着ノズルの高さ調節方法の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明における課題解決手段は、電子部品を供給するための部品供給部と、前記部品供給部から前記電子部品を装着対象物に対して装着するための部品装着部と、を有し、前記部品装着部は、前記部品供給部に保持された前記電子部品を吸着してこれを装着対象物に対して供給し、遮光板が取付けられた吸着ノズルと、前記吸着ノズルが前記電子部品を吸着する際の高さを調節するための高さ調節装置とを備え、前記高さ調節装置は、前記吸着ノズルを高さ方向に移動するための移動手段と、前記部品供給部に取付けた高さ測定治具に対する吸着ノズルの高さを自動的に測定するための高さ測定手段と、前記高さ測定手段で測定した値と予め設定した所定値とを比較してその差分だけ前記移動手段を駆動する機能を有する制御手段とから構成され、前記高さ測定手段は、前記高さ測定治具に形成した測定用凹部に挿入された前記吸着ノズルに対して側方または下方から検出光を照射するための発光体を備え、前記検出光によって生じる前記吸着ノズルの陰影画像を取り込む。
【００１４】
また、前記高さ測定手段は、前記検出光によって生じる前記吸着ノズルの陰影画像を取り込むための画像素子またはラインセンサーを備える。
【００１５】
また、高さ調整装置の移動手段は、部品供給部の上方に配置された支持体に水平軸部材回りに揺動自在に支持された略三角形状の駆動レバーと、前記支持体の下方に配置されたカム板と、前記駆動レバーの下部一端に水平軸部材回りに回転自在に取付けられるとともに前記カム板の揺程に追従するローラと、吸着ノズルを装着ヘッドに取付ける取付け台に係合してこれを上下動させるための昇降用ローラを一端に備えるとともに水平軸部材回りに揺動自在なアーム部材と、前記駆動レバーの上部一端と前記アーム部材の他端とを連結する連結機構とを有しており、前記連結機構が、前記カム板の上部一端および前記アーム部材の他端にピンを介して連結され、前記カム板側の第１リンク部と前記アーム部材側の第２リンク部とが中継ピンを介して連結されて構成されたリンクと、前記中継ピンの位置を変更するための位置変更手段とを備え、前記位置変更手段が、前記支持体に取付けられた切替えモータと、一端が前記切替えモータの出力軸に取付けられた切替え片と、前記切替え片の他端に取付けられた切替え用ピンと、前記切替え用ピンと前記中継ピンとを連結する切替え用リンクとから構成されており、制御装置が前記切替えモータに駆動指令を出力すると、前記切替え用リンクが前記切替えモータの出力軸回りに回動して前記切替え用ピンの位置が変わり、前記駆動レバーの揺動量が、前記第１リンク部および前記第２リンク部と中継ピンとを介して前記アーム部材に伝達されて前記取付け台の昇降量が調節される。
【００１６】
上記構成において、遮光板が取付けられている、電子部品を吸着するための吸着ノズルを、電子部品を供給するための部品供給部に設けた高さ測定治具に対して自動的に位置決めし、前記吸着ノズルを、前記高さ測定治具に形成された測定用凹部に挿入し、位置決めされ前記測定用凹部に挿入された前記吸着ノズルの高さを、高さ測定手段の発光体により、前記吸着ノズルに対して側方または下方から検出光を照射し、前記遮光板により前記測定用凹部への不要な光を遮光しつつ、前記検出光によって生じる前記吸着ノズルの陰影画像を高さ測定手段の画像素子またはラインセンサーにより取り込むことにより前記吸着ノズルの高さを自動的に測定し、測定された前記吸着ノズルの高さと、予め設定されている前記吸着ノズルの高さを比較して、前記吸着ノズルを高さ方向に移動するための移動手段に予め設定されている設定高さに前記吸着ノズルが位置するよう調節することで、吸着ノズルの高さを調節する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図５および図６は、本発明の実施の形態と従来例との兼用の図である。
【００１８】
そして、図１、図２、図５および図６に示すように、本発明の実施の形態に係る電子部品供給装置５０は、電子部品５１を吸着する際の吸着ノズル５２の高さを調整するための高さ調節装置５３を備えており、この高さ調節装置５３は、部品供給部５４に取付けられる高さ測定治具５５と、高さ調節部５６とから構成されている。
【００１９】
前記高さ測定治具５５は、部品供給部５４に設置されるもので、基準平面６０上の一側に、遮光板５２ａを取付けた吸着ノズル５２の下部が挿入される測定用凹部６０ａが形成されている。また、この高さ測定治具５５には、吸着ノズル５２の高さを自動的に測定するための高さ測定手段９０Ａが設けられ、この高さ測定手段９０Ａは、測定用凹部６０ａの一側に取付けられた発光体９０と、測定用凹部６０ａの他側に取付けられて発光体９０の検出光９４による吸着ノズル５２の下端部の陰影を取り込むための画像素子９１とを備えている。
【００２０】
前記高さ調節部５６は、部品供給部５４の上方に配置された支持体６１に水平軸部材６２回りに揺動自在に支持された略三角形状の駆動レバー６３と、支持体６１の下方に配置されたカム板６４と、前記駆動レバー６３の下部一端に水平軸部材６２ａ回りに回転自在に取付けられるとともにカム板６４の揺程６５に追従するローラ６６と、吸着ノズル５２を装着ヘッド６７に取付ける取付け台６８に係合してこれを上下動させるための昇降用ローラ６９を一端に備えるとともに水平軸部材６２ｂ回りに揺動自在なアーム部材７０と、前記駆動レバー６３の上部一端と前記アーム部材７０の他端とを連結する連結機構７１とを有している。
【００２１】
そして、この連結機構７１は、カム板６４の上部一端およびアーム部材７０の他端にピン７２ａ，７２ｂを介して連結されたリンク７３を備え、このリンク７３は、カム板６４側の第１リンク部７４とアーム部材７０側の第２リンク部７５とが中継ピン７６を介して連結されて構成され、また連結機構７１は、中継ピン７６の位置を変更するための位置変更手段７７を備えている。
【００２２】
この位置変更手段７７（図５参照）は、前記支持体６１に取付けられた切替えモータ７８と、一端がこの切替えモータ７８の出力軸７９に取付けられた切替え片８０と、この切替え片８０の他端に取付けられた切替え用ピン８１と、この切替え用ピン８１と中継ピン７６とを連結する切替え用リンク８２とから構成されている。
【００２３】
図中の９２は、高さ測定治具５５によって測定された吸着ノズル５２の高さの実測値と予め設定されている所定値一致しているかどうかの判断を行い、一致していない場合に、吸着ノズル５２の高さが所定値になるよう、高さ調節部５６の切替えモータ７８およびカム板６４の駆動部（図示せず）に駆動指令を出力する機能を有する制御装置で、電子部品５１を吸着する際の高さ位置を予め設定してある。そして、この制御装置９２は接続回線８３ａを介して切替えモータ７８およびカム板６４の駆動部に接続されるとともに、接続回線８３ｂを介して前記画像素子９１に接続されている。
【００２４】
８４は前記駆動レバー６３を前記水平軸部材６２回りにカム板６４側に付勢するためのばね、８５は前記取付け台６８を上方に付勢するためのばね、８６は部品供給カセット、８７はプリント基板、８８はプリント基板８７を設置してＸ−Ｙ方向に移動自在なＸＹテーブルである。
【００２５】
ところで、吸着ノズル５２が電子部品５１を確実に吸着するためには、吸着ノズル５２が電子部品５１の種類に応じた最適な高さに位置されるよう調節する必要がある。
【００２６】
ここで、上記構成の電子部品供給装置５０において、吸着ノズル５２の高さを調節する手順を説明する。まず、高さ測定治具５５を部品供給部５４に取付ける。続いて制御装置９２は、予め設定してある値に基づいて、吸着ノズル５２が電子部品５１を吸着する位置と同位置まで装着ヘッド６７を移動するよう指令を出力し、これにより、吸着ノズル５２が実際に電子部品５１を吸着する位置まで移動する。
【００２７】
続いて制御装置９２は、予め電子部品５２の種類毎に設定してある設定値に基づいて、吸着ノズル５２が電子部品５１の種類に応じた最適な高さに位置さになるよう切替えモータ７８およびカム板６４の駆動部を駆動する。すなわち、切替え用リンク８２が切替えモータ７８の出力軸７９回りにＣの範囲で回動して切替え用ピン８１の位置が変わり、駆動レバー６３の揺動量が、第１リンク部７４およびアーム部材７０側の第２リンク部７５とが中継ピン７６を介してアーム部材７０に伝達される。このとき、制御装置９２が切替えモータ７８に駆動指令を出力すると切替え用ピン８１の位置が変わり取付け台６８の昇降量を調節する（切替える）ことができる。
【００２８】
このようにして、カム板６４の回転に伴い、カム板６４の揺程６５に沿って駆動レバー６３が駆動すると、切替え用ピン８１を中心とする切替え用リンク８２の揺動に規制されながらリンク７３が上下動し、それに伴って第２のアーム部材７０が揺動し、それに伴ってアーム部材７０に係合している昇降用ローラ６９が上下動（この場合下方へ移動）するため、吸着ノズル５２が下方へ移動して測定用凹部６０ａに必要なだけ入って所定位置に位置決めされ、第１工程を終了する［ステップ１］。
【００２９】
次に制御装置９２は、発光体９３に発光指令を出力し、これにより吸着ノズル５２に対し水平方向（側方）から検出光９４が照射され、発光体９３の正面に位置する画像素子９５が検出光９４によって形成される吸着ノズル５２の下端面の陰影画像を取り込むことにより、制御装置９２は、吸着ノズル５２の高さを演算することで測定用凹部６０ａにある吸着ノズル５２の高さを測定（実測）して第２工程を終了する［ステップ２］。このとき、遮光板５２ａにより測定用凹部６０ａ内に不要な光が入りにくく、従って吸着ノズル５２の高さ測定を正確に行うことができる。
【００３０】
そして、制御装置９２は［ステップ２］で測定された吸着ノズル５２の高さ（実測値）と予め設定されている所定値が一致しているかどうかを判断し、一致していなければ、取付け台６８をＡ方向に移動して一致するまで［ステップ１］［ステップ２］を繰り返す［ステップ３］。
【００３１】
また、制御装置９２は、［ステップ３］で測定された吸着ノズル５２の高さと予め設定されている所定値が一致している場合は、その値を最終設定値として登録して電子部品５１の吸着準備を終了し、第３工程とする［ステップ４］。そして、制御装置９２の供給指令により、部品供給部５４に設置されている部品供給カセット８６から電子部品５１が所定位置に供給され［ステップ５］、制御装置９２は、吸着ノズル５２の駆動部に対して駆動指令を出力して、電子部品５１を供給する［ステップ６］。続いて制御装置９２は、装着ヘッド６７を回転させるよう指令を出力するとともに、電子部品５４をプリント基板８７に装着するよう制御する［ステップ７］。
【００３２】
このように、本発明の実施の形態によれば、制御装置９２によって駆動を制御される高さ調節部５６で吸着ノズル５２を測定用凹部６０ａに必要なだけ挿入して所定位置に位置決めする第１工程と、測定用凹部６０ａ内の吸着ノズル５２の高さを演算して高さを測定（実測）する第２工程と、この測定された吸着ノズル５２の高さと予め設定されている所定値が一致しているかどうかを判断して、一致するまで高さ調節部５６を駆動して調節する第３工程を自動的に行うので、電子部品５４をプリント基板８７に装着する際の吸着ノズル５２の高さ調節のための作業が迅速かつ容易になる。
【００３３】
なお、上記実施の形態では、吸着ノズル５２の陰影画像を取り込むために画像素子９１を用いたが、これに限定されるものではなく、画像素子９１の代わりに例えばラインセンサーを用いても、同様の作用効果を奏し得る。
【００３４】
また、上記実施の形態では、吸着ノズル５２に対し水平方向から検出光９４を照射するようにしたがこれに限定されるものではなく、例えば、吸着ノズル５２の下方から検出光９４を照射し、鉛直座標位置を知ることで吸着ノズル５２の高さを知るようにしてもよい。より具体的には、検出光９４としてレーザー光線を用いた反射計測により、吸着ノズル５２の高さ位置を知るようにしても、上記実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明は、電子部品の部品装着部に、部品供給部に保持された電子部品を吸着してこれを装着対象物（プリント基板）に対して供給する吸着ノズルが電子部品を吸着する際の高さを調節するための高さ調節装置を備え、この高さ調節装置は、吸着ノズルを高さ方向に移動するための移動手段と、部品供給部に取付けた高さ測定治具に対する吸着ノズルの高さを自動的に測定するための高さ測定手段と、この高さ測定手段で測定した値と予め設定した所定値とを比較してその差分だけ前記移動手段を駆動する機能を有する制御手段とから構成されており、電子部品を、部品供給部に設けた高さ測定治具に対して自動的に位置決めし、この位置決めされた吸着ノズルの高さを高さ測定手段で自動的に測定し、この測定された吸着ノズルの高さと予め設定されている吸着ノズルの高さを比較して、吸着ノズルを高さ方向に移動するための移動手段に予め設定されている設定高さに吸着ノズルが位置するよう制御装置で調節するので、電子部品を装着対象物に装着する際の吸着ノズルの高さ調節のための作業が迅速かつ容易になる。
【００３６】
また、高さ測定治具に形成した凹部に挿入された吸着ノズルに対して発光体で側方または下方から検出光を照射し、遮光板により前記測定用凹部への不要な光を遮光しつつ、この検出光によって生じる前記吸着ノズルの陰影画像を画像素子またはラインセンサーで取り込んで計測することにより、吸着ノズルの高さ測定を正確に行うことができ、これにより、吸着ノズルが安定して電子部品を吸着することができるようになり、製品の品質向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す電子部品供給装置の全体構成図である。
【図２】同じく高さ測定手段を示す側面図である。
【図３】同じく制御フローチャートである。
【図４】従来例の電子部品供給装置の全体構成図である。
【図５】本発明の実施の形態と従来例の兼用の位置変更手段を示す断面図である。
【図６】同じく吸着ノズルが電子部品をプリント基板に供給している状態の斜視図である。
【符号の説明】
５０電子部品供給装置
５１電子部品
５２吸着ノズル
５２ａ遮光板
５３高さ調節装置
５４部品供給部
５５高さ測定治具
５６高さ調節部
６０ａ測定用凹部
９０発光体
９０Ａ高さ測定手段
９１画像素子
９２制御装置
９４検出光
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品供給装置およびその吸着ノズルの高さ調節方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子部品をプリント基板に実装するための電子部品供給装置には、部品供給部に装着される供給用カセットから電子部品を吸着して取り出すための、装着ヘッドに取付けた吸着ノズルを備え、この吸着ノズルによって供給カセットにて搬送される電子部品を吸着し、プリント基板に対して供給するようにしている。従って、この吸着ノズルが電子部品を確実に吸着するためには、吸着ノズルが電子部品の種類に応じた最適な高さに位置するよう調節する必要がある。
【０００３】
そして、図４〜図６に示すように、従来の電子部品供給装置５０は、電子部品５１を吸着する際の吸着ノズル５２の高さを調整するための高さ調節装置５３を備えており、この高さ調節装置５３は、部品供給部５４に取付けられる高さ測定治具５５と、高さ調節部５６とから構成されている。
【０００４】
前記高さ測定治具５５は、部品供給部５４に設けた凹部５７の係止片５８にレバー５９の操作により係止される爪部材５５ａを備えるとともに、高さ測定のための基準平面６０を有している。
【０００５】
前記高さ調節部５６は、部品供給部５４の上方に配置された支持体６１に水平軸部材６２回りに揺動自在に支持された略三角形状の駆動レバー６３と、支持体６１の下方に配置されたカム板６４と、前記駆動レバー６３の下部一端に水平軸部材６２ａ回りに回転自在に取付けられるとともにカム板６４の揺程６５に追従するローラ６６と、吸着ノズル５２を装着ヘッド６７に取付ける取付け台６８に係合してこれを上下動させるための昇降用ローラ６９を一端に備えるとともに水平軸部材６２ｂ回りに揺動自在なアーム部材７０と、前記駆動レバー６３の上部一端と前記アーム部材７０の他端とを連結する連結機構７１とを有している。
【０００６】
そして、この連結機構７１は、カム板６４の上部一端およびアーム部材７０の他端にピン７２ａ，７２ｂを介して連結されたリンク７３を備え、このリンク７３は、カム板６４側の第１リンク部７４とアーム部材７０側の第２リンク部７５とが中継ピン７６を介して連結されて構成され、また連結機構７１は、中継ピン７６の位置を変更するための位置変更手段７７を備えている。
【０００７】
この位置変更手段７７は、前記支持体６１に取付けられた切替えモータ７８と、一端がこの切替えモータ７８の出力軸７９に取付けられた切替え片８０と、この切替え片８０の他端に取付けられた切替え用ピン８１と、この切替え用ピン８１と中継ピン７６とを連結する切替え用リンク８２とから構成されている。なお、図中の８３は、切替えモータ７８およびカム板６４の駆動部（図示せず）を駆動制御するための制御部で、接続回線８３ａを介して切替えモータ７８およびカム板６４の駆動部に接続されている。８４は前記駆動レバー６３を前記水平軸部材６２回りにカム板６４側に付勢するためのばね、８５は前記取付け台６８を上方に付勢するためのばね、８６は部品供給カセット、８７はプリント基板、８８はプリント基板８７を設置してＸ−Ｙ方向に移動自在なＸＹテーブルである。
【０００８】
この従来の電子部品供給装置５０において、吸着する電子部品５１の種類に応じて吸着ノズル５２の高さを調節するには、部品供給部５４に高さ測定治具５５を載せ、レバー５９を操作して部品供給部５４の係止片５８に爪部材５５ａを係止して高さ測定治具５５を固定する。そして、手動で装着ヘッド６７を操作して、吸着ノズル５２が電子部品５１を吸着するときの位置および高さまで移動し、高さ測定治具５５の基準面と吸着ノズル５２との離間距離Ｂをブロックゲージで測定することにより、吸着ノズル５２高さを測定する。
【０００９】
続いて、この吸着ノズル５２高さをオペレータが制御部８３に入力すると、制御部８３は、電子部品５１の種類毎に予め設定されている吸着ノズル５２高さと入力された測定高さとが一致しているかどうかを判断し、両者が不一致であれば、吸着ノズル５２が所定高さになるよう切替えモータ７８およびカム板６４の駆動部を制御する。すなわち、カム板６４の駆動部を駆動して切替え用リンク８２をＣで示す範囲で回動させて水平軸部材６２ｂ回りのアーム部材７０の回動量を調整し、昇降用ローラ６９によって取付け台６８を上下動させて高さ調整するものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の電子部品供給装置５０において、吸着ノズル５２の高さを電子部品５１を吸着するのに適切な高さに調節するためには、電子部品供給部５４に高さ測定治具５５を取付け、装着ヘッド６７を手動で操作し、高さ測定治具５５の基準面と吸着ノズル５２との離間距離Ｂを実測し、制御部８３に入力するという作業は人力によって行わなければならないため煩雑な作業であるし、電子部品供給装置５０を移設する毎に上記作業を行うのは、大変な作業であった。
【００１１】
また、高さ測定治具５５の基準面と吸着ノズル５２との離間距離Ｂは、人が実測するので測定値に誤差が生じ易く、この場合、吸着ノズル５２が電子部品５１を正確に吸着することができない場合が発生し、吸着率の低下につながっていた。
【００１２】
そこで、本発明は、上記課題を解決し得る電子部品供給装置およびその吸着ノズルの高さ調節方法の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明における課題解決手段は、電子部品を供給するための部品供給部と、前記部品供給部から前記電子部品を装着対象物に対して装着するための部品装着部と、を有し、前記部品装着部は、前記部品供給部に保持された前記電子部品を吸着してこれを装着対象物に対して供給し、遮光板が取付けられた吸着ノズルと、前記吸着ノズルが前記電子部品を吸着する際の高さを調節するための高さ調節装置とを備え、前記高さ調節装置は、前記吸着ノズルを高さ方向に移動するための移動手段と、前記部品供給部に取付けた高さ測定治具に対する吸着ノズルの高さを自動的に測定するための高さ測定手段と、前記高さ測定手段で測定した値と予め設定した所定値とを比較してその差分だけ前記移動手段を駆動する機能を有する制御手段とから構成され、前記高さ測定手段は、前記高さ測定治具に形成した測定用凹部に挿入された前記吸着ノズルに対して側方または下方から検出光を照射するための発光体を備え、前記検出光によって生じる前記吸着ノズルの陰影画像を取り込む。
【００１４】
また、前記高さ測定手段は、前記検出光によって生じる前記吸着ノズルの陰影画像を取り込むための画像素子またはラインセンサーを備える。
【００１５】
また、高さ調整装置の移動手段は、部品供給部の上方に配置された支持体に水平軸部材回りに揺動自在に支持された略三角形状の駆動レバーと、前記支持体の下方に配置されたカム板と、前記駆動レバーの下部一端に水平軸部材回りに回転自在に取付けられるとともに前記カム板の揺程に追従するローラと、吸着ノズルを装着ヘッドに取付ける取付け台に係合してこれを上下動させるための昇降用ローラを一端に備えるとともに水平軸部材回りに揺動自在なアーム部材と、前記駆動レバーの上部一端と前記アーム部材の他端とを連結する連結機構とを有しており、前記連結機構が、前記カム板の上部一端および前記アーム部材の他端にピンを介して連結され、前記カム板側の第１リンク部と前記アーム部材側の第２リンク部とが中継ピンを介して連結されて構成されたリンクと、前記中継ピンの位置を変更するための位置変更手段とを備え、前記位置変更手段が、前記支持体に取付けられた切替えモータと、一端が前記切替えモータの出力軸に取付けられた切替え片と、前記切替え片の他端に取付けられた切替え用ピンと、前記切替え用ピンと前記中継ピンとを連結する切替え用リンクとから構成されており、制御装置が前記切替えモータに駆動指令を出力すると、前記切替え用リンクが前記切替えモータの出力軸回りに回動して前記切替え用ピンの位置が変わり、前記駆動レバーの揺動量が、前記第１リンク部および前記第２リンク部と中継ピンとを介して前記アーム部材に伝達されて前記取付け台の昇降量が調節される。
【００１６】
上記構成において、遮光板が取付けられている、電子部品を吸着するための吸着ノズルを、電子部品を供給するための部品供給部に設けた高さ測定治具に対して自動的に位置決めし、前記吸着ノズルを、前記高さ測定治具に形成された測定用凹部に挿入し、位置決めされ前記測定用凹部に挿入された前記吸着ノズルの高さを、高さ測定手段の発光体により、前記吸着ノズルに対して側方または下方から検出光を照射し、前記遮光板により前記測定用凹部への不要な光を遮光しつつ、前記検出光によって生じる前記吸着ノズルの陰影画像を高さ測定手段の画像素子またはラインセンサーにより取り込むことにより前記吸着ノズルの高さを自動的に測定し、測定された前記吸着ノズルの高さと、予め設定されている前記吸着ノズルの高さを比較して、前記吸着ノズルを高さ方向に移動するための移動手段に予め設定されている設定高さに前記吸着ノズルが位置するよう調節することで、吸着ノズルの高さを調節する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図５および図６は、本発明の実施の形態と従来例との兼用の図である。
【００１８】
そして、図１、図２、図５および図６に示すように、本発明の実施の形態に係る電子部品供給装置５０は、電子部品５１を吸着する際の吸着ノズル５２の高さを調整するための高さ調節装置５３を備えており、この高さ調節装置５３は、部品供給部５４に取付けられる高さ測定治具５５と、高さ調節部５６とから構成されている。
【００１９】
前記高さ測定治具５５は、部品供給部５４に設置されるもので、基準平面６０上の一側に、遮光板５２ａを取付けた吸着ノズル５２の下部が挿入される測定用凹部６０ａが形成されている。また、この高さ測定治具５５には、吸着ノズル５２の高さを自動的に測定するための高さ測定手段９０Ａが設けられ、この高さ測定手段９０Ａは、測定用凹部６０ａの一側に取付けられた発光体９０と、測定用凹部６０ａの他側に取付けられて発光体９０の検出光９４による吸着ノズル５２の下端部の陰影を取り込むための画像素子９１とを備えている。
【００２０】
前記高さ調節部５６は、部品供給部５４の上方に配置された支持体６１に水平軸部材６２回りに揺動自在に支持された略三角形状の駆動レバー６３と、支持体６１の下方に配置されたカム板６４と、前記駆動レバー６３の下部一端に水平軸部材６２ａ回りに回転自在に取付けられるとともにカム板６４の揺程６５に追従するローラ６６と、吸着ノズル５２を装着ヘッド６７に取付ける取付け台６８に係合してこれを上下動させるための昇降用ローラ６９を一端に備えるとともに水平軸部材６２ｂ回りに揺動自在なアーム部材７０と、前記駆動レバー６３の上部一端と前記アーム部材７０の他端とを連結する連結機構７１とを有している。
【００２１】
そして、この連結機構７１は、カム板６４の上部一端およびアーム部材７０の他端にピン７２ａ，７２ｂを介して連結されたリンク７３を備え、このリンク７３は、カム板６４側の第１リンク部７４とアーム部材７０側の第２リンク部７５とが中継ピン７６を介して連結されて構成され、また連結機構７１は、中継ピン７６の位置を変更するための位置変更手段７７を備えている。
【００２２】
この位置変更手段７７（図５参照）は、前記支持体６１に取付けられた切替えモータ７８と、一端がこの切替えモータ７８の出力軸７９に取付けられた切替え片８０と、この切替え片８０の他端に取付けられた切替え用ピン８１と、この切替え用ピン８１と中継ピン７６とを連結する切替え用リンク８２とから構成されている。
【００２３】
図中の９２は、高さ測定治具５５によって測定された吸着ノズル５２の高さの実測値と予め設定されている所定値一致しているかどうかの判断を行い、一致していない場合に、吸着ノズル５２の高さが所定値になるよう、高さ調節部５６の切替えモータ７８およびカム板６４の駆動部（図示せず）に駆動指令を出力する機能を有する制御装置で、電子部品５１を吸着する際の高さ位置を予め設定してある。そして、この制御装置９２は接続回線８３ａを介して切替えモータ７８およびカム板６４の駆動部に接続されるとともに、接続回線８３ｂを介して前記画像素子９１に接続されている。
【００２４】
８４は前記駆動レバー６３を前記水平軸部材６２回りにカム板６４側に付勢するためのばね、８５は前記取付け台６８を上方に付勢するためのばね、８６は部品供給カセット、８７はプリント基板、８８はプリント基板８７を設置してＸ−Ｙ方向に移動自在なＸＹテーブルである。
【００２５】
ところで、吸着ノズル５２が電子部品５１を確実に吸着するためには、吸着ノズル５２が電子部品５１の種類に応じた最適な高さに位置されるよう調節する必要がある。
【００２６】
ここで、上記構成の電子部品供給装置５０において、吸着ノズル５２の高さを調節する手順を説明する。まず、高さ測定治具５５を部品供給部５４に取付ける。続いて制御装置９２は、予め設定してある値に基づいて、吸着ノズル５２が電子部品５１を吸着する位置と同位置まで装着ヘッド６７を移動するよう指令を出力し、これにより、吸着ノズル５２が実際に電子部品５１を吸着する位置まで移動する。
【００２７】
続いて制御装置９２は、予め電子部品５２の種類毎に設定してある設定値に基づいて、吸着ノズル５２が電子部品５１の種類に応じた最適な高さに位置さになるよう切替えモータ７８およびカム板６４の駆動部を駆動する。すなわち、切替え用リンク８２が切替えモータ７８の出力軸７９回りにＣの範囲で回動して切替え用ピン８１の位置が変わり、駆動レバー６３の揺動量が、第１リンク部７４およびアーム部材７０側の第２リンク部７５とが中継ピン７６を介してアーム部材７０に伝達される。このとき、制御装置９２が切替えモータ７８に駆動指令を出力すると切替え用ピン８１の位置が変わり取付け台６８の昇降量を調節する（切替える）ことができる。
【００２８】
このようにして、カム板６４の回転に伴い、カム板６４の揺程６５に沿って駆動レバー６３が駆動すると、切替え用ピン８１を中心とする切替え用リンク８２の揺動に規制されながらリンク７３が上下動し、それに伴って第２のアーム部材７０が揺動し、それに伴ってアーム部材７０に係合している昇降用ローラ６９が上下動（この場合下方へ移動）するため、吸着ノズル５２が下方へ移動して測定用凹部６０ａに必要なだけ入って所定位置に位置決めされ、第１工程を終了する［ステップ１］。
【００２９】
次に制御装置９２は、発光体９３に発光指令を出力し、これにより吸着ノズル５２に対し水平方向（側方）から検出光９４が照射され、発光体９３の正面に位置する画像素子９５が検出光９４によって形成される吸着ノズル５２の下端面の陰影画像を取り込むことにより、制御装置９２は、吸着ノズル５２の高さを演算することで測定用凹部６０ａにある吸着ノズル５２の高さを測定（実測）して第２工程を終了する［ステップ２］。このとき、遮光板５２ａにより測定用凹部６０ａ内に不要な光が入りにくく、従って吸着ノズル５２の高さ測定を正確に行うことができる。
【００３０】
そして、制御装置９２は［ステップ２］で測定された吸着ノズル５２の高さ（実測値）と予め設定されている所定値が一致しているかどうかを判断し、一致していなければ、取付け台６８をＡ方向に移動して一致するまで［ステップ１］［ステップ２］を繰り返す［ステップ３］。
【００３１】
また、制御装置９２は、［ステップ３］で測定された吸着ノズル５２の高さと予め設定されている所定値が一致している場合は、その値を最終設定値として登録して電子部品５１の吸着準備を終了し、第３工程とする［ステップ４］。そして、制御装置９２の供給指令により、部品供給部５４に設置されている部品供給カセット８６から電子部品５１が所定位置に供給され［ステップ５］、制御装置９２は、吸着ノズル５２の駆動部に対して駆動指令を出力して、電子部品５１を供給する［ステップ６］。続いて制御装置９２は、装着ヘッド６７を回転させるよう指令を出力するとともに、電子部品５４をプリント基板８７に装着するよう制御する［ステップ７］。
【００３２】
このように、本発明の実施の形態によれば、制御装置９２によって駆動を制御される高さ調節部５６で吸着ノズル５２を測定用凹部６０ａに必要なだけ挿入して所定位置に位置決めする第１工程と、測定用凹部６０ａ内の吸着ノズル５２の高さを演算して高さを測定（実測）する第２工程と、この測定された吸着ノズル５２の高さと予め設定されている所定値が一致しているかどうかを判断して、一致するまで高さ調節部５６を駆動して調節する第３工程を自動的に行うので、電子部品５４をプリント基板８７に装着する際の吸着ノズル５２の高さ調節のための作業が迅速かつ容易になる。
【００３３】
なお、上記実施の形態では、吸着ノズル５２の陰影画像を取り込むために画像素子９１を用いたが、これに限定されるものではなく、画像素子９１の代わりに例えばラインセンサーを用いても、同様の作用効果を奏し得る。
【００３４】
また、上記実施の形態では、吸着ノズル５２に対し水平方向から検出光９４を照射するようにしたがこれに限定されるものではなく、例えば、吸着ノズル５２の下方から検出光９４を照射し、鉛直座標位置を知ることで吸着ノズル５２の高さを知るようにしてもよい。より具体的には、検出光９４としてレーザー光線を用いた反射計測により、吸着ノズル５２の高さ位置を知るようにしても、上記実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明は、電子部品の部品装着部に、部品供給部に保持された電子部品を吸着してこれを装着対象物（プリント基板）に対して供給する吸着ノズルが電子部品を吸着する際の高さを調節するための高さ調節装置を備え、この高さ調節装置は、吸着ノズルを高さ方向に移動するための移動手段と、部品供給部に取付けた高さ測定治具に対する吸着ノズルの高さを自動的に測定するための高さ測定手段と、この高さ測定手段で測定した値と予め設定した所定値とを比較してその差分だけ前記移動手段を駆動する機能を有する制御手段とから構成されており、電子部品を、部品供給部に設けた高さ測定治具に対して自動的に位置決めし、この位置決めされた吸着ノズルの高さを高さ測定手段で自動的に測定し、この測定された吸着ノズルの高さと予め設定されている吸着ノズルの高さを比較して、吸着ノズルを高さ方向に移動するための移動手段に予め設定されている設定高さに吸着ノズルが位置するよう制御装置で調節するので、電子部品を装着対象物に装着する際の吸着ノズルの高さ調節のための作業が迅速かつ容易になる。
【００３６】
また、高さ測定治具に形成した凹部に挿入された吸着ノズルに対して発光体で側方または下方から検出光を照射し、遮光板により前記測定用凹部への不要な光を遮光しつつ、この検出光によって生じる前記吸着ノズルの陰影画像を画像素子またはラインセンサーで取り込んで計測することにより、吸着ノズルの高さ測定を正確に行うことができ、これにより、吸着ノズルが安定して電子部品を吸着することができるようになり、製品の品質向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す電子部品供給装置の全体構成図である。
【図２】同じく高さ測定手段を示す側面図である。
【図３】同じく制御フローチャートである。
【図４】従来例の電子部品供給装置の全体構成図である。
【図５】本発明の実施の形態と従来例の兼用の位置変更手段を示す断面図である。
【図６】同じく吸着ノズルが電子部品をプリント基板に供給している状態の斜視図である。
【符号の説明】
５０電子部品供給装置
５１電子部品
５２吸着ノズル
５２ａ遮光板
５３高さ調節装置
５４部品供給部
５５高さ測定治具
５６高さ調節部
６０ａ測定用凹部
９０発光体
９０Ａ高さ測定手段
９１画像素子
９２制御装置
９４検出光
Claims (4)
- 電子部品を供給するための部品供給部と、
前記部品供給部から前記電子部品を装着対象物に対して装着するための部品装着部と、を有し、
前記部品装着部は、
前記部品供給部に保持された前記電子部品を吸着してこれを装着対象物に対して供給し、遮光板が取付けられた吸着ノズルと、
前記吸着ノズルが前記電子部品を吸着する際の高さを調節するための高さ調節装置とを備え、
前記高さ調節装置は、
前記吸着ノズルを高さ方向に移動するための移動手段と、
前記部品供給部に取付けた高さ測定治具に対する吸着ノズルの高さを自動的に測定するための高さ測定手段と、
前記高さ測定手段で測定した値と予め設定した所定値とを比較してその差分だけ前記移動手段を駆動する機能を有する制御手段と
から構成され、
前記高さ測定手段は、
前記高さ測定治具に形成した測定用凹部に挿入された前記吸着ノズルに対して側方または下方から検出光を照射するための発光体と、
を備え、前記検出光によって生じる前記吸着ノズルの陰影画像を取り込むこと
を特徴とする電子部品供給装置。 - 高さ測定手段が、
前記検出光によって生じる前記吸着ノズルの陰影画像を取り込むための画像素子またはラインセンサーを備えること
を特徴とする請求項１記載の電子部品供給装置。 - 高さ調整装置の移動手段が、
部品供給部の上方に配置された支持体に水平軸部材回りに揺動自在に支持された略三角形状の駆動レバーと、
前記支持体の下方に配置されたカム板と、
前記駆動レバーの下部一端に水平軸部材回りに回転自在に取付けられるとともに前記カム板の揺程に追従するローラと、
吸着ノズルを装着ヘッドに取付ける取付け台に係合してこれを上下動させるための昇降用ローラを一端に備えるとともに水平軸部材回りに揺動自在なアーム部材と、
前記駆動レバーの上部一端と前記アーム部材の他端とを連結する連結機構と
を有しており、
前記連結機構が、
前記カム板の上部一端および前記アーム部材の他端にピンを介して連結され、前記カム板側の第１リンク部と前記アーム部材側の第２リンク部とが中継ピンを介して連結されて構成されたリンクと、
前記中継ピンの位置を変更するための位置変更手段と
を備え、
前記位置変更手段が、
前記支持体に取付けられた切替えモータと、
一端が前記切替えモータの出力軸に取付けられた切替え片と、
前記切替え片の他端に取付けられた切替え用ピンと、
前記切替え用ピンと前記中継ピンとを連結する切替え用リンクと
から構成されており、
高さ調整装置の制御手段が前記切替えモータに駆動指令を出力すると、前記切替え用リンクが前記切替えモータの出力軸回りに回動して前記切替え用ピンの位置が変わり、前記駆動レバーの揺動量が、前記第１リンク部および前記第２リンク部と中継ピンとを介して前記アーム部材に伝達されて前記取付け台の昇降量が調節されること
を特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項記載の電子部品供給装置。 - 遮光板が取付けられている、電子部品を吸着するための吸着ノズルを、
電子部品を供給するための部品供給部に設けた高さ測定治具に対して自動的に位置決めし、
前記吸着ノズルを、前記高さ測定治具に形成された測定用凹部に挿入する
第１工程と、
前記第１工程で位置決めされ前記測定用凹部に挿入された前記吸着ノズルの高さを、
高さ測定手段の発光体により、前記吸着ノズルに対して側方または下方から検出光を照射し、
前記遮光板により前記測定用凹部への不要な光を遮光しつつ、前記検出光によって生じる前記吸着ノズルの陰影画像を高さ測定手段の画像素子またはラインセンサーにより取り込むことにより
前記吸着ノズルの高さを自動的に測定する
第２工程と、
第２工程で測定された前記吸着ノズルの高さと、予め設定されている前記吸着ノズルの高さを比較して、前記吸着ノズルを高さ方向に移動するための移動手段に予め設定されている設定高さに前記吸着ノズルが位置するよう調節する
第３工程と
を有したこと
を特徴とする電子部品供給装置の吸着ノズルの高さ調節方法。
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| JP24887398A JP4124872B2 (ja) | 1998-09-03 | 1998-09-03 | 電子部品供給装置およびその吸着ノズルの高さ調節方法 |
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