JP4180748B2

JP4180748B2 - 部品の装着装置

Info

Publication number: JP4180748B2
Application number: JP24328599A
Authority: JP
Inventors: 裕一本川; 宗良藤原; 誠一茂木; 博大田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2019-08-30
Also published as: JP2001068896A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品の装着方法と装置に関し、複数種類の電子部品を回路基板に装着して電子回路基板を製造するような場合に適用される。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、電子回路基板は電子機器の多機能化、電子部品の多部品化が進むなか、大小のコネクタ、電子部品など多種類の部品が装着されるようになっている。これら多種類の部品の全てにつき安定して迅速かつ確実に装着を行う装着作業部に供給するのに、それぞれの部品の形態や大きさに対応した荷姿での取り扱いが行われる。また、部品を供給する過程での移載や、供給された部品を装着するのに、部品を保持してピックアップすることが行われるが、この場合の部品の取扱いを失敗なく確実に行うには、部品の種類に応じた部品保持メンバを用いることも行われている。
【０００３】
例えば、図８〜図１２に示す従来の部品装着装置は、主として小さな電子部品ｐをテープの長手方向に連続するように収納したテーピング部品をリールａに巻き取って取扱い、部品供給カセットｂに装着して部品供給部ｃに必要な種類分だけ装着して用い、部品供給部ｃの部品供給カセットｂが並ぶ方向の移動により、その都度必要とする電子部品ｐを収納している部品供給カセットｂを部品供給位置に切替え位置させて、電子部品ｐを１つずつ送り出して装着作業部ｄに供給する。装着作業部ｄは間欠回転して複数の部品取り扱いツールｅを部品供給位置と装着対象である回路基板ｆが位置決めされる部品装着位置との間を繰り返し巡回移動させ、部品供給位置に部品取り扱いツールｅが達して停止する都度、その部品保持メンバである吸着ノズルｇにより吸着、保持してピックアップさせた後、部品装着位置に持ち運んで停止したとき、その電子部品ｐを回路基板f上に装着する。
【０００４】
このときの電子部品ｐのピックアップ、持ち運び、装着が部品の種類に対応して確実に達成されるように、取扱う電子部品ｐの大きさなどの種類に応じた、図１２（ａ）に示すような小さなＳサイズの吸着ノズルｇＳ、あるいは図１２（ｂ）に示すような中ぐらいのＭサイズの吸着ノズルｇＭなどを使い分けている。
【０００５】
この使い分けは、図９に示すように部品取り扱いツールｅに吸着ノズルｇを着脱できるように装着して、ロック部材ｈにより脱落しないようにロックし、必要に応じ交換することにより行う。
【０００６】
一方、各部品取り扱いツールｅが部品供給位置や部品装着位置で停止するのに、それぞれが装着作業部ｄの一定角度ずつ、つまり部品取り扱いツールｅの配列ピッチずつの間欠回転による回転、停止によって達成され、図１０に示すように装着作業部ｄに部品取り扱いツールｅを装備している数だけの停止位置１〜１６ができ、各部品取り扱いツールｅはこれらの停止位置１〜１６の１つずつに同時に移行していき同時に停止することを繰り返す。
【０００７】
そこで、部品取り扱いツールｅ部品装着位置から部品供給位置に復動する途中にある停止位置に、使用する吸着ノズルｇが部品供給位置でピックアップすべき電子部品ｐの種類に対応しているかを判定するためのノズルＮＯ．検出の位置と、この検出に基づき対応していないと判定された吸着ノズルｇを、Ｓサイズの吸着ノズルｇＳからＭサイズの吸着ノズルｇＭに切替えるＭ位置、およびその逆の切替えを行うＳ位置とを設定し、必要の都度吸着ノズルｇの交換が行われる。
【０００８】
ノズルＮＯ．検出は図１１（ａ）（ｂ）に示すように、ラインセンサｊなどにより吸着ノズルｇの、検出視野中心からノズル先端までの高さＨ、半径ｒなどを検出し、吸着ノズルｇの種類判定の情報とする。吸着ノズルｇの交換には図１２（ａ）（ｂ）に示すように交換冶具ｋを用いる。（ａ）はロック部材ｈによるロックを解除してＳサイズの吸着ノズルｇＳを仮想線の状態から実線の状態に部品取り扱いツールｅから取り外して持ち去り、（ｂ）に示すようなＭサイズの吸着ノズルｇＭを装着する。（ｂ）はＭサイズの吸着ノズルｇＭを（ａ）に示すようなＳサイズの吸着ノズルｇＳと交換する場合を示している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のように間欠移動される各部品取り扱いツールｅに対し、それに支持した吸着ノズルｇを外部からの着脱を伴い、外部の吸着ノズルｇと交換するのでは、その作業が複雑で交換に時間が掛かり生産性を高められない。また、そのような吸着ノズルｇの交換には複雑な冶具ｋおよびその動作機構ｍが必要となるので、装置が高価につく。従って、電子部品ｐを装着して生産する電子回路基板ｆのコスト上昇の原因になる。
【００１０】
また、近時の高機能化、多機能化の影響、電子部品ｐの個性化の影響などで、１つの回路基板ｆに装着する電子部品ｐの多種類化に対応するため、使用する吸着ノズルｇの種類を多くしようとすると、吸着ノズルｇの種類の数だけ交換位置を設けなければならないので装置の大型化を招くし、それには限界があって１つの装着装置で取扱える電子部品ｐの種類数が限られ複数の装置を用いなければ１つの電子回路基板が生産できない不便や不利もある。
【００１１】
本発明の目的は、簡単で小型な装置により多くの種類の部品保持メンバを短時間に切替えて使用できる部品の装着方法とその装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の部品の装着装置は、複数種類の部品を部品供給位置に供給する部品供給部と、部品の装着対象を受け入れて部品装着位置に位置決めし装着に供した後排出する装着対象取り扱い部と、間欠回転する装着ヘッドに複数の部品取り扱いツールを保持して部品供給位置と部品装着位置との間を繰り返し移動させ、部品供給位置に停止した部品取り扱いツールが有している部品保持メンバによりそこに供給される部品を保持してピックアップした後、部品装着位置に持ち運んで停止したとき、そこに位置決めされている装着対象に部品を装着する部品装着作業部とを備えた部品の装着装置において、各部品取り扱いツールに、取扱う部品の種類分に対応した種類分の部品保持メンバを各部品取り扱いツール上に設定される部品のピックアップや装着を行う使用位置に切替え使用できるように支持し、部品取り扱いツールが装着ヘッドの間欠回転により部品装着位置から部品供給位置へ復動するときの停止位置に対応して設けられ、停止した部品取り扱いツール上の前記使用位置にある部品保持メンバの種類を認識する認識手段、および停止した部品取り扱いツールが支持している部品保持メンバのそれぞれを前記使用位置に切替え位置させる切替え手段を設け、認識手段が認識した前記使用位置にある部品保持メンバの種類情報と、停止した部品取り扱いツールが部品供給位置でピックアップすべき部品の種類に対応するかどうかを判定する判定手段と、判定手段による対応しないとの判定に基づき切替え手段を働かせて、停止した部品取り扱いツールが支持する部品保持メンバのうち対応する種類のものが使用位置となるように切替える切替え制御手段とを設け、認識手段および切替え手段は、部品取り扱いツールの同一の停止位置に設けられ、１つの部品取り扱いツールに支持される各部品保持メンバは、横向きの軸線まわりに回転する回転ホルダのまわりに放射状に支持され、切替え手段は回転制御される駆動軸を前記回転ホルダにその軸線上で進退して同体回転するように接続し、またこの接続を解除するように設け、認識手段は回転ホルダ上の前記軸線まわりに設けた回転位置情報部と、切替え手段側から駆動軸のまわりで前記回転位置情報部と対向し、この回転位置情報部が持つ回転ホルダないしはそれが支持する各部品保持メンバの回転位置を読取る読取り部とを備えていることを主たる特徴としている。
【００１３】
このような構成では、間欠移動される部品取り扱いツールが、部品供給位置で停止したとき、そこに部品供給部から供給される電子部品を部品保持メンバにより保持してピックアップした後、それを持ち運んで部品装着位置まで往動して停止したときその電子部品を装着対象に装着し、その後部品供給位置に復動することを繰り返して部品の装着を順次行う。
【００１４】
この際、部品供給位置に復動する各部品取り扱いツールにつき、それが部品供給位置に復動したとき使用する部品保持メンバがピックアップすべき部品の種類に対応しているかどうかが判定され、対応していないときに対応するものに変更して部品のピックアップから装着までを失敗なく確実に達成するようにするが、この使用する部品保持メンバの変更を、部品取り扱いツールに複数支持した部品保持メンバのピックアップすべき部品の種類に対応するものを部品取り扱いツール上に設定された部品のピックアップや装着を行う使用位置に切替え位置させるだけの簡単な動作で短時間に達成することができ、生産性を高めることができる。また、切替える部品保持メンバの種類が多くても部品取り扱いツールが間欠移動されて停止する１箇所において切替えられるので、装置が大掛かりにならず小型で安価なものとなり前記生産性の向上と相まち、部品の装着によって生産される半製品または製品のコストを低減することができる。さらに、部品保持メンバは各部品取り扱いツールの端部にその一部として比較的場所を取らずに必要数を設けやすく、装置の前記簡単かつ小型な特徴を損なわずにより多くの種類の部品保持メンバを装備して使い分け、近時の部品の多種類化、個性化にも対応しやすくなる。判定手段および切り替え制御手段は装置の動作制御装置の内部機能でよい。
【００１９】
さらに、認識手段および切替え手段は、部品取り扱いツールの同一の停止位置に設けられて好適である。
【００２１】
また、各部品取り扱いツールの下端に回転ホルダを横向きの軸線まわりに回転できるように支持してそのまわりに各種の部品保持メンバを放射状に設けるだけで、かさ張らずに装備し、しかも、装備した各部品保持メンバはその使用位置を部品取り扱いツールと同一軸線の延長上にあるように設定することにより、部品取扱い原点が部品取り扱いツール単独での部品取り扱いの場合と共通するので、部品取り扱いの位置基準を調整したり変更したりしなくてよい利点がある。また、切替え手段は回転制御される駆動軸を前記回転ホルダにその軸線上で進退して同体回転するように接続し、またこの接続を解除するもので外部から簡単に切替え動作ができるし、この切替え動作のために部品取り扱いツール側は駆動軸との接続部を持てば足り、構造が複雑化することはない。さらに、認識手段は回転ホルダ上の前記軸線まわりに設けた回転位置情報部が示す回転ホルダの回転位置、つまりどの部品保持メンバが使用位置にあるかを、回転位置情報部に対向する読取り部で読み取るので、回転位置情報も光学的、磁気的、機械的、電気的に回転ホルダの回転位置情報を与え得れば、部品取り扱いツールの側を特に複雑化したりすることなしに対向する読取り部で読取り、各部品保持メンバを選択使用することができる。
【００２２】
部品取り扱いツールに、それに支持している回転ホルダを各切替え位置にロックするロック部材を設けて、ロックを維持するように付勢し、切替え手段における駆動軸の進出により押動されてロックを解除され、後退によって押動を解除されて再度ロックするようにしてあると、各部品保持メンバの必要なものを使用位置に切替え位置させて選択使用するのに、その切替え位置をロックして選択使用が安定に達成されるようにしながら、ロック解除により使用する部品保持メンバの切替えができるようにする。
【００２３】
回転ホルダの駆動軸との接続部は部品取り扱いツールが装着ヘッドの間欠回転によって巡回される巡回経路の外側に向いて設けられ、切替え手段および認識手段は前記接続部前記巡回経路の外側から対向するように設けられていると、複数の部品保持メンバを持った各部品取り扱いツールの巡回経路内の支持機構や駆動機構との干渉が問題にならず、前記巡回経路まわりの広いスペースを他の必要な機器や機構とともに利用することができる。
【００２４】
前記回転ホルダの軸線および駆動軸は前記巡回経路の中心からの放射方向に向いていると、各部品取り扱いツールの間欠停止位置に各種機器を設置するのに、隣接のものどうしが干渉しにくくなるので、各間欠停止位置の有効利用ができる。
【００２５】
部品保持メンバが吸着ノズルであると、各部品保持メンバは吸引源に繋がる吸引経路があれば、それを通じた吸引、および吸引解除により部品の保持、および保持解除ができ、単純でかさ張りのないものとなり、各部品取り扱いツールにより多くの部品保持メンバを設けるのに好適である。
【００２６】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。本発明の各特徴は、可能な限りそれ単独で、あるいは種々な組み合わせで複合して用いることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る部品の装着方法と装置につき、図１〜図５を参照してその実施例とともに詳細に説明し、本発明の理解に供する。
【００２８】
本実施の形態は、主としてパレット収納カセット５に収納された図１に示す大型の電子部品１０が代表するような非テーピング部品であるパレット収納部品を、第１の部品供給部１３において移載動作を介して供給し、また、部品供給カセット３に収納保持された図示しないテーピング部品を、部品供給部２５において移載動作なしに供給することが複合して行われ、この供給される各種の電子部品１０を部品取り扱いツール３５に有する電子部品１０の種類に適合する種類の部品保持メンバ３５ａにより保持してピックップし、図１に示すような装着対象としての回路基板１５に電子部品１０を仮止め状態または固定状態に装着して電子回路基板１６を半製品、または製品として製造する場合の一例である。しかし、これに限定されることはなく、供給される異なった種類の部品を、部品取り扱いツール３５が有するその種類に合った部品保持メンバ３５ａにより保持してピックアップし、各種の装着対象に装着することにより、各種の半製品、製品を製造する場合に本発明は適用されて有効である。
【００２９】
本発明の実施の形態に係る部品の装着方法は、部品供給部１３、２５から必要に応じて部品供給位置に順次供給する複数種類の電子部品１０を、部品供給位置と部品装着位置との間を繰り返し間欠に巡回移動させる複数の部品取り扱いツール３５が部品供給位置に復動して停止する都度、その復動し停止する部品取り扱いツール３５が有している部品保持メンバ３５ａにより順次に保持してピックアップした後、往動により部品装着位置まで持ち運んで停止される都度、この部品装着位置に停止位置決めされている回路基板１５にその持ち運んできた電子部品１０を装着する際、部品装着後に部品供給位置に復動する部品取り扱いツール３５の部品保持メンバ３５ａにつき、それが部品供給位置にてピックアップすべき電子部品１０の種類に対応するかを、部品保持メンバ３５ａの種類情報と供給される電子部品１０の種類情報とから判定し、部品保持メンバ３５ａの種類が対応しないときは、対応する種類の部品保持メンバ３５ａと交換をして部品供給位置での次の電子部品１０のピックアップに供して前記電子部品１０の装着を行うようにする。
【００３０】
このため、特に、前記巡回移動される複数の部品取り扱いツール３５のそれぞれに、取り扱う電子部品１０の種類分に対応した種類分の部品保持メンバ３５ａを図１〜図４に示すように切替え使用できるように装備しておき、部品供給位置に復動する各部品取り扱いツール３５につき、それが部品供給位置に復動してピックアップすべき電子部品１０の種類に対応した種類の部品保持メンバ３５ａが使用位置にあるかを、使用位置にある部品保持メンバ３５ａの種類情報と供給される部品の種類情報とから判定し、部品保持メンバ３５ａの種類が対応しないときは、部品取り扱いツール３５上で対応する種類の部品保持メンバ３５ａを使用位置に切替え位置させて部品供給位置での電子部品１０のピックアップに供して前記電子部品１０の装着を行う。
【００３１】
このようにして、間欠移動される部品取り扱いツール３５が、部品供給位置で停止したとき、そこに部品供給部１３、２５から供給される電子部品１０を部品保持メンバ３５ａにより保持してピックアップした後、それを持ち運んで部品装着位置まで往動して停止したときその電子部品１０を回路基板１５に装着し、その後部品供給位置に復動することを繰り返して電子部品１０の装着を順次行うとき、部品供給位置に復動する各部品取り扱いツール３５につき、それが部品供給位置に復動したとき使用する部品保持メンバ３５ａがピックアップすべき電子部品１０の種類に対応しているかどうかが判定される。
【００３２】
この結果、各部品取り扱いツール３５が部品供給位置に復動したとき使用する部品保持メンバ３５ａがピックアップすべき電子部品１０の種類に対応していないとき、これを対応するものに変更して電子部品１０のピックアップから装着までを失敗なく確実に達成されるようにすることが、各１つの部品取り扱いツール３５上で達成できる。
【００３３】
しかも、この使用する部品保持メンバ３５ａの変更を、部品取り扱いツール３５に複数支持した部品保持メンバ３５ａのピックアップすべき電子部品１０の種類に対応するものを使用位置に切替え位置させるだけの簡単な動作で短時間に達成することができ、生産性を高めることができる。また、切替える部品保持メンバ３５ａの種類が多くても部品取り扱いツール３５が間欠移動されて停止する１箇所において切替えられるので、装置が大掛かりにならず小型で安価なものとなり前記生産性の向上と相まち、電子部品１０などの部品の装着によって生産される電子回路基板１６などの半製品または製品のコストを低減することができる。
【００３４】
さらに、部品保持メンバ３５ａは各部品取り扱いツール３５の端部にその一部として比較的場所を取らずに必要数を設けやすく、装置の前記簡単かつ小型な特徴を損なわずにより多くの種類の部品保持メンバ３５ａを装備して使い分け、近時の電子部品１０の多種類化、個性化にも対応しやすくすることができる。
【００３５】
前記部品保持メンバ３５ａの判定および切替えを、部品取り扱いツール３５の前記間欠移動による復動中に停止する１箇所において行うと、部品保持メンバ３５ａを切替え使用するための必要位置が使用できる部品保持メンバ３５ａの数に関係なく従来数カ所必要としたのを最少の１箇所に低減し、装置のさらなるかさ張り防止や装置の機能を向上するのに必要な各種の機器を設置しやすくすることができる。
【００３６】
前記判定は、部品取り扱いツール３５上の回転により各部品保持メンバ３５ａの位置を切替えるようにそれらを保持する回転ホルダ６１の部品取り扱いツール３５上での回転位置の違いにより判定した使用位置の部品保持メンバに関する種類情報と、装着プログラムのその時々に取扱う部品の情報とを比較して行うと、部品保持メンバ３５ａの切替え使用のために回転ホルダ６１を回転させる切替え手段６２のまわりで部品保持メンバ３５ａの位置検出ができ、部品取り扱いツール３５の１箇所での停止位置で判定および切替えを行うのに好適である。
【００３７】
さらに、図５に示すように電子部品１０をその移載動作を介し供給する第１の部品供給部１３を１つないし複数と、電子部品１０を移載動作なしに供給する第２の部品供給部２５の１つないし複数とを使い分けて、その時々に必要な電子部品１０を部品供給位置に供給して、前記電子部品１０の装着に供するようにしてあると、移載動作を介して取扱いにくい大型の電子部品１０や特殊形状の電子部品１０をその特殊な荷姿にも対応し安定して確実に取扱い供給できるようにするのに併せ、そのような配慮の要らない電子部品１０を高速で取扱って効率よく供給できるようにして、多種類の電子部品１０を複合して効率よく供給し、多種類の部品保持メンバ３５ａを切替え使用できるのと相まって１つの装置でより多くの種類の電子部品１０を能率および確率よく装着できるようになり、生産性、歩留まりともに向上する。
【００３８】
上記のような方法を実現する本実施の形態に係る部品の装着装置としては、図５に示すように、数種類の電子部品１０を部品供給位置に供給する部品供給部１３、２５と、電子部品１０の装着対象である回路基板１５を受け入れて部品装着位置に位置決めし装着に供した後排出する装着対象取り扱い部６３と、間欠回転する装着ヘッド３４に複数の部品取り扱いツール３５を保持して部品供給位置と部品装着位置との間を繰り返し移動させ、部品供給位置に停止した部品取り扱いツール３５が有している部品保持メンバ３５ａによりそこに供給される電子部品１０を保持してピックアップした後、部品装着位置に持ち運んで停止したとき、そこに位置決めされている回路基板１５に電子部品１０を装着する部品装着作業部６４とを備えている。
【００３９】
その上、各部品取り扱いツール３５に、取扱う電子部品１０の種類分に対応した種類分の部品保持メンバ３５ａを切替え使用できるように支持し、部品取り扱いツール３５が装着ヘッド３４の間欠回転により部品装着位置から部品供給位置へ復動するときの停止位置に対応して設けられ、停止した部品取り扱いツール３５上の使用位置にある部品保持メンバ３５ａの種類を認識する認識手段６５、および停止した部品取り扱いツール３５が支持している部品保持メンバ３５ａのそれぞれを使用位置に切替え位置させる前記した切替え手段６２を設け、認識手段６５が認識した使用位置にある部品保持メンバ３５ａの種類情報と、停止した部品取り扱いツール３５が部品供給位置でピックアップすべき電子部品１０の種類に対応するかどうかを判定する判定手段６６と、判定手段６６による対応しないとの判定に基づき切替え手段６２を働かせて、停止した部品取り扱いツール３５が支持する部品保持メンバ３５ａのうち対応する種類のものが使用位置となるように切替える切替え制御手段６７とを設けたものとする。
【００４０】
ここで、判定手段６６や切替え制御手段６７は、部品装着装置の全体ないしは主要部の動作制御を行うＣＰＵなどの制御装置の内部機能、あるいはそれらと連動する専用装置、あるいは他の制御装置と兼用されるものなど、どのような形態、レベルのものでもよく、部品情報は電子部品１０を装着する動作制御に用いる内部または外部の記憶手段６８に記憶された動作プログラムの、順次に装着すべき電子部品１０の情報から得るようにすればよい。もっとも、これに限られることはなく、手入力された部品情報などでもよい。これによって、上記のような特徴ある部品の装着方法を、自動的に安定して高速で達成することができる。
【００４１】
認識手段６５および切替え手段６２は図２に示すように、部品取り扱いツール３５の同一の停止位置に設けられている。具体的には、１つの部品取り扱いツール３５に支持される各部品保持メンバ３５ａは、横向きの軸線７１まわりに回転する回転ホルダ６１のまわりに図１〜図４に示すように放射状に支持され、切替え手段６２は回転制御される駆動軸７２を前記回転ホルダ６１にその軸線７１上で進退して同体回転するように接続し、またこの接続を解除するように設け、認識手段６５は回転ホルダ６１上の前記軸線７１まわりに設けた回転位置情報部６５ａと、切替え手段６２側から駆動軸７２のまわりで前記回転位置情報部６５ａと対向し、この回転位置情報部６５ａが持つ回転ホルダ６１ないしはそれが支持する各部品保持メンバ３５ａの回転位置を読取る読取り部６５ｂとを備えたものとしてある。
【００４２】
この認識手段６５は回転ホルダ６１上の前記軸線７１まわりに設けた回転位置情報部６５ａが示す回転ホルダ６１の回転位置、つまりどの部品保持メンバ３５ａが使用位置にあるかを、回転位置情報部６５ａに対向する読取り部６５ｂで読み取るもので、光学的、磁気的、機械的、電気的に回転ホルダ６１の回転位置情報を与え得れば、部品取り扱いツール３５の側を特に複雑化したりすることなしに対向する読取り部６５ｂで読取り、各部品保持メンバ３５ａを選択使用することができる。図に示す実施例では回転位置情報部６５ａは回転ホルダ６１と一体回転する穴明きの回転盤であって、部品保持メンバ３５ａが６つ等間隔に設けてあるのに対応して３つの穴６５ａ１が不規則に設けられ、駆動軸７２まわりに固定して設けられた読取り部６５ｂで、穴６５ａ１からの透過光ないしは、穴６５ａ１がない部分からの反射光を受けることにより、回転ホルダ６１の回転位置、部品保持メンバ３５ａの回転位置、つまり使用位置にある部品保持メンバ３５ａを判定するようにしている。
【００４３】
図に示す実施例の場合、部品保持メンバ３５ａは吸着ノズルであって、図４に示す回転ホルダ６１に設けられた図示しない吸引源に繋がる吸引路１７３に対し、使用位置にある真下に向く部品保持メンバ３５ａの吸引経路３５ａ１だけが繋がり、吸引源からの吸引、吸引解除を受けて、電子部品１０の吸着、吸着解除を行い、電子部品１０のピックアップ、および装着が行えるようにしている。各部品保持メンバ３５ａには回転ホルダ６１への取りつけ位置によってノズルＮＯ．が設定され、前記３つの穴６５ａ１に対応する位置での検出結果、例えば図３の（ｂ）に示すセンサＡ、Ｂ、Ｃによる反射光の有無の検出、つまり下記の表１に示すようなオン、オフの組合せの違いによって、図４の回転ホルダ６１の外周部に符号１〜６を付して示すノズルＮＯ．が判定できるようにしてある。
【００４４】
【表１】

以上のように、各部品取り扱いツール３５の下端に回転ホルダ６１を横向きの軸線７１まわりに回転できるように支持してそのまわりに各種の部品保持メンバ３５ａを放射状に設けるだけで、かさ張らずに必要数装備し、しかも、装備した各部品保持メンバ３５ａはその使用位置を、図２、図３に示すように部品取り扱いツール３５と同一軸線７１の下向き延長上にあるように設定することにより、電子部品１０を保持して取り扱う部品取扱い原点が部品取り扱いツール３５単独での部品取り扱いの場合と共通する。従って、電子部品１０を取り扱う位置基準を調整したり変更したりしなくてよい利点がある。
【００４５】
また、切替え手段６２は図２に示すように、回転制御される駆動軸７２を前記回転ホルダ６１にその軸線７１上で進退して同体回転するように接続し、またこの接続を解除するもので外部から簡単に切替え動作ができるし、この切替え動作のために部品取り扱いツール３５側は駆動軸７２との接続部を持てば足り、構造が複雑化することはない。図２に示す実施例では、回転ホルダ６１の回転軸６１ａの端部に溝６１ａ１を設け、これに駆動軸７２の先端の扁平部７２ａが係合、離脱して互いに同体回転する接続状態、互いに分離独立し影響し合わない接続解除状態になるようにしてある。
【００４６】
駆動軸７２は図２に示すようにモータ７３のモータ軸７４に対し、進退ホルダ７５に回転自在に保持された伸縮接続部７６を介して接続され、モータ軸７４により回転駆動されるのに併せ、進退ホルダ７５と同体に軸線７１の方向に進退できるようにしてある。進退ホルダ７５は固定部７７との間でばね７８により進出方向、つまり駆動軸７２が回転軸６１ａに近づき接続する方向に付勢するとともに、固定部７７に設けたカム７９にリンク・レバー機構８１、カムフォロア８２を介して圧接し、カム７９の回転に従動して進退されるようにしてある。なお、リンク・レバー機構８１はストッパ８３のシリンダ８４による押し付けにより進退ホルダ７５を後退位置にロックするようにしてある。切替え制御手段６７は部品保持メンバ３５ａの切替えが必要なとき前記ストッパ８３によるロックを解除し、駆動軸７２がカム７９に従動して進出されて回転軸６１ａと接続された状態になる時点から、モータ７３を駆動して回転ホルダ６１を必要量回転させ、選択使用する部品保持メンバ３５ａが使用位置にくるようにする。必要な位置切替え後駆動軸７２がカム７９に従動して後退されたとき、ストッパ８３によるロック状態に戻し、次の切替え時点まで待機させる。
【００４７】
部品取り扱いツール３５にはさらに、それに支持している回転ホルダ６１を各切替え位置にロックするロック部材８５を設けて、ロックを維持するようにばね８６で付勢し、切替え手段６２における駆動軸７２の前記進出によりばね８６に抗して押動されてロックを解除され、前記後退によって押動を解除されて再度ロックするようにしてある。より具体的には、回転位置情報部６５ａである回転盤の外周に形成した切り欠き６５ａ２と図１に示すように係合することにより前記ロック状態とし、前記駆動軸７２の直上で進退ホルダ７５に取りつけられた押動部８７を設けて、これによりロック部材８５を駆動軸７２の進出とともに押動してロックを解除できるようにしている。
【００４８】
このようなロック機能を有していると、各部品保持メンバ３５ａの必要なものを使用位置に切替え位置させて選択使用するのに、その切替え位置に部品保持メンバ３５ａをロックして選択使用が安定に達成されるようにしながら、ロック解除により使用する部品保持メンバ３５ａの切替えができるようになる。
【００４９】
回転ホルダ６１の駆動軸７２との接続部である回転軸６１ａの端部は、部品取り扱いツール３５が装着ヘッド３４の間欠回転によって巡回される巡回経路の外側に向いて設けられ、切替え手段６２および認識手段６５は図１、図２、図５に示すように、前記接続部前記巡回経路の外側から対向するように設けられている。これにより、複数の部品保持メンバ３５ａを持った各部品取り扱いツール３５の巡回経路内の支持機構や駆動機構との干渉が問題にならず、前記巡回経路まわりの広いスペースを他の必要な機器や機構とともに利用することができる。
【００５０】
また、前記回転ホルダ６１の軸線７１および駆動軸７２は前記巡回経路の中心からの放射方向に向いている。これにより、各部品取り扱いツール３５の図６に符号１〜１２で示す間欠停止位置に、電子部品１０の吸着を行う部品供給位置に部品供給部１３、２５を設けたり、部品保持メンバ３５ａが部品供給位置で部品供給部１３、２５からピックアップした電子部品１０を画像認識するための図５に示すような認識カメラ９１を設けたり、部品装着位置に部品装着対象取り扱い部６３を設けたりするなど、各種機器や作業部を設置するのに、隣接のものどうしが干渉しにくくなるので、各間欠停止位置の有効利用ができる。
【００５１】
上記のように、部品保持メンバ３５ａが吸着ノズルであると、各部品保持メンバ３５ａは吸引源に繋がる吸引経路３５ａ１があれば、それを通じた吸引、および吸引解除により電子部品１０の保持、および保持解除ができ、単純でかさ張りのないものとなり、各部品取り扱いツール３５により多くの部品保持メンバ３５ａを設けるのに好適である。
【００５２】
説明の簡単のために２種の部品供給部１３、２５を２つずつ併設した場合を例に、図７に示す具体的な動作制御につき説明する。ステップ１で図５に示す装着装置が原点復帰する。次のステップ２で認識手段６５によるノズルＮＯ．の検出を行う。ステップ３では、部品装着対象取り扱い部６３にて基板収納カセット９２からローディング部９３を通じて回路基板１５を搬入し部品装着位置に位置決めする。ステップ４では、部品保持メンバ３５ａの選択が必要かを判定手段６６により判定する。選択不要であるとそのままステップ１２に移行し、選択が必要であるとステップ５に移行しステップ１０までを実行する。
【００５３】
ステップ５ではストッパ８３によるロックを解除し、次のステップ６で、ロック部材８５による回転ホルダ６１のロック解除、および駆動軸７２の回転軸６１ａとの接続を行う。次いで、ステップ７で駆動軸７２の回転により部品保持メンバ３５ａを選択使用するための使用位置への位置切替えを行う。その後ステップ８でロック部材８５によるロックおよび駆動軸７２の接続解除を行い、ステップ９でストッパ８３をオン状態にする。ステップ１０で使用位置に切替えた部品保持メンバ３５ａが適正かどうかを判定し、適正でないとステップ１１でＮＧとして部品の装着装置を自動的に停止し安全を図る。適正であるとステップ１２に移行する。
【００５４】
ステップ１２では、左のＬ部品供給部２５によって電子部品１０の供給が開始される。ステップ１３では前記部品保持メンバ３５ａが保持しピックアップしている電子部品１０の認識カメラ９１による吸着姿勢の認識を行い、その後の停止ステーションでの必要な補正を経て部品装着位置に達した時点でステップ１４での電子部品１０の装着を行う。以後、ステップ１５でＬ部品供給部２５からの電子部品１０の装着が終了するのを確認するまでステップ４からの制御を繰り返す。
【００５５】
ステップ１５でＬ部品供給部２５からの電子部品１０の装着が終了していると、ステップ１６に移行し、部品保持メンバ３５ａの選択が必要かを判定手段６６により判定する。選択不要であるとそのままステップ２４に移行し、選択が必要であるとステップ１７に移行しステップ２２までを実行する。
【００５６】
ステップ１７ではストッパ８３によるロックを解除し、次のステップ１８で、ロック部材８５による回転ホルダ６１のロック解除、および駆動軸７２の回転軸６１ａとの接続を行う。次いで、ステップ１９で駆動軸７２の回転により部品保持メンバ３５ａを選択使用するための使用位置への位置切替えを行う。その後ステップ２０でロック部材８５によるロックおよび駆動軸７２の接続解除を行い、ステップ２１でストッパ８３をオン状態にする。ステップ２２で使用位置に切替えた部品保持メンバ３５ａが適正かどうかを判定し、適正でないとステップ２３でＮＧとして部品の装着装置を自動的に停止し安全を図る。適正であるとステップ２４に移行する。
【００５７】
ステップ２４では、左Ｌ部品供給部１３によって電子部品１０の供給が開始される。ステップ２５では前記部品保持メンバ３５ａが保持しピックアップしている電子部品１０の認識カメラ９１による吸着姿勢の認識を行い、その後の停止ステーションでの必要な補正を経て部品装着位置に達した時点でステップ２６での電子部品１０の装着を行う。以後、ステップ２７でＬ部品供給部１３からの電子部品１０の装着が終了するのを確認するまでステップ１６からの制御を繰り返す。
【００５８】
ステップ２７でＬ部品供給部１３からの電子部品１０の装着が終了していると、部品供給部１３、２５に収納している全種類の電子部品１０の装着を終了したことになり、ステップ２８で生産済みの電子回路基板１６を搬出する。以降は右側の部品供給部２５、１３を用いて、上記と全く同じ動作制御で次の回路基板１５への電子部品１０の装着を行い、同じ種類の電子回路基板１６を製造し、以上を繰り返し行って電子回路基板１６を必要数生産する。以上の生産モードは１つの例であって、各種部品の収納形式、供給形式、部品供給部の組合せ使用などの選択により種々な生産モードにおいて本発明は有効である。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、上記の説明で明らかなように、部品供給位置に供給される複数の種類の部品を、それに適した種類の部品保持メンバを選択使用してピックアップし、失敗なく確実に装着できるようにすることが、各部品取り扱いツールにおいて複数支持した部品保持メンバのうちの選択使用すべきものを使用位置に切替え位置させるだけの簡単な動作で短時間に達成することができ、生産性を高めることができる。また、切替える部品保持メンバの種類が多くても部品取り扱いツールが間欠移動されて停止する１箇所において切替えられるので、装置が大掛かりにならず小型で安価なものとなり前記生産性の向上と相まち、部品の装着によって生産される半製品または製品のコストを低減することができる。さらに、部品保持メンバは各部品取り扱いツールの端部にその一部として比較的場所を取らずに必要数を設けやすく、装置の前記簡単かつ小型な特徴を損なわずにより多くの種類の部品保持メンバを装備して使い分け、近時の部品の多種類化、個性化にも対応しやすくなる。また、認識手段および切替え手段は、部品取り扱いツールの同一の停止位置に設けられて好適であるし、各部品取り扱いツールの下端に回転ホルダを横向きの軸線まわりに回転できるように支持してそのまわりに各種の部品保持メンバを放射状に設けるだけで、かさ張らずに装備し、しかも、装備した各部品保持メンバはその使用位置を部品取り扱いツールと同一軸線の延長上にあるように設定することにより、部品取扱い原点が部品取り扱いツール単独での部品取り扱いの場合と共通するので、部品取り扱いの位置基準を調整したり変更したりしなくてよい利点がある。また、切替え手段は回転制御される駆動軸を前記回転ホルダにその軸線上で進退して同体回転するように接続し、またこの接続を解除するもので外部から簡単に切替え動作ができるし、この切替え動作のために部品取り扱いツール側は駆動軸との接続部を持てば足り、構造が複雑化することはない。さらに、認識手段は回転ホルダ上の前記軸線まわりに設けた回転位置情報部が示す回転ホルダの回転位置、つまりどの部品保持メンバが使用位置にあるかを、回転位置情報部に対向する読取り部で読み取るので、回転位置情報も光学的、磁気的、機械的、電気的に回転ホルダの回転位置情報を与え得れば、部品取り扱いツールの側を特に複雑化したりすることなしに対向する読取り部で読取り、各部品保持メンバを選択使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る１つの実施例を示す電子部品を取り扱う部品取り扱いツールの斜視図である。
【図２】図１の部品取り扱いツールが有している部品保持メンバの切替え手段との関係を示す断面図である。
【図３】図１の部品取り扱いツールにおける部品保持メンバの使用位置を認識する認識手段を（ａ）の回転位置情報部と（ｂ）の読取り部とに分けて示す正面図である。
【図４】図１の部品保持メンバとそれを支持した回転ホルダを示す正面図である。
【図５】図１の部品取り扱いツールを装備した本発明の１つの実施の形態を示す部品装着装置の全体構成図である。
【図６】図５に示す装置における部品取り扱いツールの各間欠停止位置と、各停止位置での作業例を示す説明図である。
【図７】図５の装置の電子回路基板を製造する動作の具体的な制御例を示すフローチャートである。
【図８】従来の電子部品の装着装置を示す斜視図である。
【図９】図８の装置の吸着ノズルの断面図である。
【図１０】図８に示す装置における部品取り扱いツールの各間欠停止位置と、各停止位置での作業例を示す説明図である。
【図１１】吸着ノズルの種類の検出状態を示し、その（ａ）は断面図、その（ｂ）は側面図である。
【図１２】吸着ノズルの交換状態を示し、その（ａ）はＳノズルの取り外し状態、（ｂ）はＭノズルの取り外し状態を示している。
【符号の説明】
１０電子部品
１３、２５部品供給部
１５回路基板
１６電子回路基板
３４装着ヘッド
３５部品取り扱いツール
３５ａ部品保持メンバ
６１回転ホルダ
６２切替え手段
６３装着対象取り扱い部
６４部品装着作業部
６５認識手段
６６判定手段
６７切替え制御手段
６８プログラムの記憶手段
７１軸線
７２駆動軸
７３モータ
７９カム
８１リンク・レバー機構
８３ストッパ
８５ロック部材
８７押動部

Claims

複数種類の部品を部品供給位置に供給する部品供給部と、部品の装着対象を受け入れて部品装着位置に位置決めし装着に供した後排出する装着対象取り扱い部と、間欠回転する装着ヘッドに複数の部品取り扱いツールを保持して部品供給位置と部品装着位置との間を繰り返し移動させ、部品供給位置に停止した部品取り扱いツールが有している部品保持メンバによりそこに供給される部品を保持してピックアップした後、部品装着位置に持ち運んで停止したとき、そこに位置決めされている装着対象に部品を装着する部品装着作業部とを備えた部品の装着装置において、
各部品取り扱いツールに、取扱う部品の種類分に対応した種類分の部品保持メンバを各部品取り扱いツール上に設定される部品のピックアップや装着を行う使用位置に切替え使用できるように支持し、部品取り扱いツールが装着ヘッドの間欠回転により部品装着位置から部品供給位置へ復動するときの停止位置に対応して設けられ、停止した部品取り扱いツール上の前記使用位置にある部品保持メンバの種類を認識する認識手段、および停止した部品取り扱いツールが支持している部品保持メンバのそれぞれを前記使用位置に切替え位置させる切替え手段を設け、認識手段が認識した前記使用位置にある部品保持メンバの種類情報と、停止した部品取り扱いツールが部品供給位置でピックアップすべき部品の種類に対応するかどうかを判定する判定手段と、判定手段による対応しないとの判定に基づき切替え手段を働かせて、停止した部品取り扱いツールが支持する部品保持メンバのうち対応する種類のものが使用位置となるように切替える切替え制御手段とを設け、認識手段および切替え手段は、部品取り扱いツールの同一の停止位置に設けられ、１つの部品取り扱いツールに支持される各部品保持メンバは、横向きの軸線まわりに回転する回転ホルダのまわりに放射状に支持され、切替え手段は回転制御される駆動軸を前記回転ホルダにその軸線上で進退して同体回転するように接続し、またこの接続を解除するように設け、認識手段は回転ホルダ上の前記軸線まわりに設けた回転位置情報部と、切替え手段側から駆動軸のまわりで前記回転位置情報部と対向し、この回転位置情報部が持つ回転ホルダないしはそれが支持する各部品保持メンバの回転位置を読取る読取り部とを備えていることを特徴とする部品の装着装置。
部品取り扱いツールに、それに支持している回転ホルダを各切替え位置にロックするロック部材を設けて、ロックを維持するように付勢し、切替え手段における駆動軸の進出により押動されてロックを解除され、後退によって押動を解除されて再度ロックするようにしてある請求項１に記載の部品の装着装置。
回転ホルダの駆動軸との接続部は部品取り扱いツールが装着ヘッドの間欠回転によって巡回される巡回経路の外側に向いて設けられ、切替え手段および認識手段は前記接続部前記巡回経路の外側から対向するように設けられている請求項１、２のいずれか１項に記載の部品の装着装置。
前記回転ホルダの軸線および駆動軸は前記巡回経路の中心からの放射方向に向いている請求項３に記載の部品の装着装置。
部品保持メンバは吸着ノズルである請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品の装着装置。