JP5042875B2 - Electronic component mounting equipment - Google Patents

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Description

本発明は、軸回りをθ軸方向の回動自在とされたノズル、該ノズルを回動するためのθ軸モータ、及び、該θ軸モータの駆動力を該ノズルに伝えるためのベルトを有するθ軸駆動機構を、複数備え、これらθ軸駆動機構のノズルにより電子部品供給部で電子部品を吸着し、基板に実装するための電子部品実装装置に係り、特に、ノズルのθ軸回転の原点に対する相対的な、ベルトの回転位置が変化しないように維持することで、ベルトの回転位置によってベルトに特性変化があっても、ノズルのθ軸回転の制御に変化が生じないようにすることができる電子部品実装装置に関する。   The present invention has a nozzle that is rotatable about the axis in the θ-axis direction, a θ-axis motor for rotating the nozzle, and a belt for transmitting the driving force of the θ-axis motor to the nozzle. The present invention relates to an electronic component mounting apparatus that includes a plurality of θ-axis drive mechanisms, and sucks electronic components by an electronic component supply unit using the nozzles of these θ-axis drive mechanisms and mounts them on a board. By maintaining the rotation position of the belt relative to the position of the belt, even if there is a change in the characteristics of the belt depending on the rotation position of the belt, the control of the θ-axis rotation of the nozzle does not change. It is related with the electronic component mounting apparatus which can be performed.

電子部品実装装置では、ノズルで吸着した電子部品は、軸回りをθ軸としノズルを回転させることで、姿勢を調整することができる。一般に、このθ軸方向回転は、モータ軸に設置されたプーリと、部品搭載軸のプーリとをベルトを介して接続し、該ベルトを介して駆動力を伝達し、回転させるものである。又、θ軸方向の回転軸の原点には、θ軸方向回転用モータ内のZ相を使用し、その原点を基準に回転角度制御を行なっている。   In the electronic component mounting apparatus, the posture of the electronic component attracted by the nozzle can be adjusted by rotating the nozzle around the axis as the θ axis. In general, in the θ-axis direction rotation, a pulley installed on a motor shaft and a pulley of a component mounting shaft are connected via a belt, and a driving force is transmitted via the belt to rotate. Further, the Z-phase in the θ-axis direction motor is used as the origin of the rotation axis in the θ-axis direction, and the rotation angle control is performed based on the origin.

ここで、特許文献1でも言及されているように、タイミングベルトを用いた動力伝達系は、歯車列と異なりレイアウト設計の自由度が大きく、又、一歯の変動が生じにくいといった特徴がある。しかしながら、タイミングベルトは、心線の位置がベルトの厚み方向で常に同じ位置にならず、ベルト表面に近づいたり裏面に近づいたりすることなどがあり、タイミングベルトは、周方向で特性にばらつき(変化)がある。このため、タイミングベルトの回転駆動時に、回転速度変動や回転角変動など種々の回転変動が生じやすいという欠点がある。   Here, as also mentioned in Patent Document 1, the power transmission system using the timing belt has a feature that the degree of freedom in layout design is large unlike a gear train, and that a single tooth variation hardly occurs. However, in the timing belt, the position of the core is not always the same in the thickness direction of the belt, and the belt may approach the belt surface or the back surface. The timing belt varies in characteristics (changes) in the circumferential direction. ) For this reason, there is a drawback that various rotational fluctuations such as rotational speed fluctuations and rotational angle fluctuations are likely to occur when the timing belt is driven to rotate.

このため、特許文献1では、タイミングベルトの原点マークを検出し、この位置を基準として、予めタイミングベルト一回転に基づく回転変動の補正係数を測定し、これに基づいた補正を行って、回転体の駆動の精度を向上するようにしている。   For this reason, in Patent Document 1, the origin mark of the timing belt is detected, the correction coefficient of the rotation fluctuation based on one rotation of the timing belt is measured in advance with this position as a reference, the correction based on this is performed, and the rotating body The driving accuracy is improved.

特開2003−158884号公報(図1)Japanese Patent Laying-Open No. 2003-15884 (FIG. 1)

しかしながら、特許文献1は、主として画像読取り装置を対象とするものであり、特に電子部品実装装置について言及するものではない。又、電子部品実装装置では、前述したようなZ相の原点を基準とした回転角度制御を行なっており、特許文献1のような、タイミングベルトの原点を基準にした回転角度制御は行われていない。   However, Patent Document 1 mainly targets an image reading apparatus, and does not particularly refer to an electronic component mounting apparatus. Further, in the electronic component mounting apparatus, the rotation angle control based on the origin of the Z phase as described above is performed, and the rotation angle control based on the origin of the timing belt as in Patent Document 1 is performed. Absent.

図11は、従来からの電子部品実装装置におけるθ軸駆動機構の模式図である。   FIG. 11 is a schematic diagram of a θ-axis drive mechanism in a conventional electronic component mounting apparatus.

この図において、電子部品を吸着するノズルと一体で回動自在であるプーリ10cは、歯付きベルト10e又プーリ10dを介して、該プーリ10dを回転させるθ軸モータによって回転駆動される。又、プーリ10c及びプーリ10dの周長が互いに同一であれば、これらの回転位置は一対一で対応し、プーリ10cと一体回転するノズルの回転位置は、Z相の原点を基準としたθ軸モータの回転位置に基づいて把握することができる。   In this figure, a pulley 10c that can rotate integrally with a nozzle that adsorbs an electronic component is rotated by a θ-axis motor that rotates the pulley 10d via a toothed belt 10e or a pulley 10d. Also, if the circumferences of the pulley 10c and the pulley 10d are the same, their rotational positions correspond one-to-one, and the rotational position of the nozzle that rotates integrally with the pulley 10c is the θ axis with respect to the origin of the Z phase. This can be grasped based on the rotational position of the motor.

ここで、歯付きベルト10eには、前述の特許文献1で指摘されているような、周方向の特性にばらつきがある。又、歯付きベルト10eの周長が、プーリ10c及びプーリ10dの周長の整数倍であると、歯付きベルト10eの回転位置と、θ軸モータの回転位置との相対的な位置関係は、複数存在することになる。   Here, the toothed belt 10e has variations in characteristics in the circumferential direction as pointed out in Patent Document 1 described above. Further, when the circumferential length of the toothed belt 10e is an integral multiple of the circumferential lengths of the pulley 10c and the pulley 10d, the relative positional relationship between the rotational position of the toothed belt 10e and the rotational position of the θ-axis motor is There will be more than one.

例えば、図11において、プーリ10cと一体回転するθ軸モータの回転位置が、Z相の原点にあるものとし、又図示されるように、歯付きベルト10e上の位置P1は、該プーリ10cの図中下方にある。ここで、θ軸モータの回転位置が、同様にZ相の原点にある状態でも、θ軸モータの回転によっては、図11の位置P1の位置に、歯付きベルト10e上の他の位置P2、位置P3などが存在する場合がありえる。つまり、θ軸モータの回転位置と、歯付きベルト10eの回転位置との相対的な位置関係が、変化することがありえる。   For example, in FIG. 11, it is assumed that the rotation position of the θ-axis motor that rotates integrally with the pulley 10c is at the origin of the Z phase, and as shown in the drawing, the position P1 on the toothed belt 10e is the position of the pulley 10c. It is in the lower part of the figure. Here, even when the rotational position of the θ-axis motor is at the origin of the Z-phase, depending on the rotation of the θ-axis motor, another position P2 on the toothed belt 10e may be placed at the position P1 in FIG. There may be a position P3 or the like. That is, the relative positional relationship between the rotational position of the θ-axis motor and the rotational position of the toothed belt 10e can change.

例えば、電源遮断時に、人手によって、プーリ10cやプーリ10dが1回転以上回転された場合、この後、電源を投入すると、歯付きベルト10eの回転位置と、θ軸モータの回転位置との相対的な位置関係が変化してしまうことになる。   For example, when the pulley 10c or the pulley 10d is rotated one or more times by hand when the power is shut off, when the power is turned on thereafter, the relative position between the rotational position of the toothed belt 10e and the rotational position of the θ-axis motor The positional relationship will change.

この相対的な位置関係が、常に一定であれば、歯付きベルト10eにおける周方向の特性のばらつきは、θ軸モータの回転位置に応じて予め測定し、補正することもできる。しかしながら、この相対的な位置関係が変化するのであれば、このような補正は無意味になってしまい、歯付きベルト10eが有する周方向の特性のばらつきの影響により、ノズルの回転位置の制御の精度が低下してしまう。   If this relative positional relationship is always constant, the variation in the circumferential characteristics of the toothed belt 10e can be measured and corrected in advance according to the rotational position of the θ-axis motor. However, if this relative positional relationship changes, such correction becomes meaningless, and control of the rotational position of the nozzle is caused by the influence of variations in the circumferential characteristics of the toothed belt 10e. Accuracy will be reduced.

なお、電子部品実装装置では、部品搭載ヘッドに複数のノズルが設けられ、これらノズルには、それぞれθ軸駆動機構が設けられている。これらθ軸駆動機構において、個別に、特許文献1のようにベルト原点を検出する手段を設けることも考えられる。しかしながら、部品搭載ヘッドの外形寸法や重量が増大し、制御特性に悪影響を及ぼすことになる。   In the electronic component mounting apparatus, the component mounting head is provided with a plurality of nozzles, and these nozzles are each provided with a θ-axis drive mechanism. In these θ-axis drive mechanisms, it is conceivable to individually provide means for detecting the belt origin as in Patent Document 1. However, the external dimensions and weight of the component mounting head increase, which adversely affects the control characteristics.

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、ノズルのθ軸回転の原点に対する相対的な、ベルトの回転位置が変化しないように維持することで、ベルトの回転位置によってベルトに特性変化があっても、ノズルのθ軸回転の制御に変化が生じないようにする電子部品実装装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and maintains the rotational position of the belt relative to the origin of the θ-axis rotation of the nozzle so that it does not change. It is an object of the present invention to provide an electronic component mounting apparatus that prevents a change in the control of the θ-axis rotation of a nozzle even when there is a change in characteristics.

本発明は、軸回りをθ軸方向の回動自在とされたノズル、該ノズルを回動するためのθ軸モータ、及び、該θ軸モータの駆動力を該ノズルに伝えるためのベルトを有するθ軸駆動機構を、複数備え、これらθ軸駆動機構のノズルにより電子部品供給部で電子部品を吸着し、基板に実装するための電子部品実装装置において、前記θ軸モータは、いずれも回転位置原点を検出する手段を備え、前記ベルトは、いずれも外側へ突出するベルト原点タブが付され、前記ノズル側又は前記θ軸モータ側のプーリに架けられて、U字型になっている、これらベルトの、該U字型の頂点が、互いに直線状の配列にあり、又、該配列に平行な光軸の遮蔽の検出により、該U字型部の外側を通過する前記ベルト原点タブを検出する光検出器を備え、前記回転位置原点の検出、及び前記ベルト原点タブの検出により、前記ノズルのθ軸の回転角度を制御するようにしたことにより、前記課題を解決したものである。   The present invention has a nozzle that is rotatable about the axis in the θ-axis direction, a θ-axis motor for rotating the nozzle, and a belt for transmitting the driving force of the θ-axis motor to the nozzle. In an electronic component mounting apparatus for mounting a plurality of θ-axis drive mechanisms on the board by adsorbing electronic components by the electronic component supply unit using the nozzles of these θ-axis drive mechanisms, each of the θ-axis motors is in a rotational position. These belts are provided with means for detecting the origin, and each of the belts is provided with a belt origin tab that protrudes outward, and is suspended in a pulley on the nozzle side or the θ-axis motor side, and is U-shaped. The U-shaped apexes of the belt are in a linear array, and the belt origin tab passing outside the U-shaped part is detected by detecting the shielding of the optical axis parallel to the array. A light detector for detecting the rotational position. The detection, and detection of the belt origin tabs, by which is adapted to control the rotation angle of θ axis of the nozzle is obtained by solving the above problems.

本発明によれば、ベルトとモータ原点位置の相対的な位置関係が変化しても、原点復帰動作をすることにより、ベルトとモータ原点位置は常に同じ関係に調整することができる。このため、製品出荷前の精度補正結果を維持することができ、高精度な部品搭載が可能となる。   According to the present invention, even if the relative positional relationship between the belt and the motor origin position changes, the belt and the motor origin position can always be adjusted to the same relationship by performing the origin return operation. For this reason, the accuracy correction result before product shipment can be maintained, and high-precision component mounting is possible.

以下、図を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明が適用された実施形態の電子部品実装装置を斜め上方より見た斜視図である。又、図2は、本実施形態の制御関係のハードウェア構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a perspective view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment to which the present invention is applied as viewed obliquely from above. FIG. 2 is a block diagram illustrating a hardware configuration related to control according to the present embodiment.

この電子部品実装装置20では、基板19を中央に配置し、図中において左下側にフィーダ14が配置されている。又、フィーダ14では、符号18の位置において、装着ヘッド11のノズル1(後述する図3及び図4参照)がチップ部品3を吸着する。該装着ヘッド11には、ノズル1又該ノズル1をθ軸方向に回転させるθ軸駆動機構が、本実施形態では4つ、X軸方向の直列配列で設けられている。   In the electronic component mounting apparatus 20, the substrate 19 is disposed in the center, and the feeder 14 is disposed on the lower left side in the drawing. In the feeder 14, the nozzle 1 (see FIGS. 3 and 4 described later) of the mounting head 11 sucks the chip component 3 at a position 18. The mounting head 11 is provided with four nozzles 1 or four θ-axis driving mechanisms for rotating the nozzles 1 in the θ-axis direction in this embodiment in a series arrangement in the X-axis direction.

又、装着ヘッド11は、X軸モータ21が装着されたX軸機構部12によりX軸方向の、Y軸モータ22が装着されたY軸機構部13によりY軸方向の軸移動がなされる。又、該装着ヘッド11に内蔵される、Z軸モータ23が装着されたZ軸機構部によりZ軸方向の、θ軸モータ24が装着されたθ軸駆動機構によりθ軸方向の軸移動がなされる。更に、装着ヘッド11に取り付けられたノズル1は、バキューム機構25(図2)によりチップ部品3を吸着する。   The mounting head 11 is moved in the X-axis direction by the X-axis mechanism unit 12 to which the X-axis motor 21 is mounted, and in the Y-axis direction by the Y-axis mechanism unit 13 to which the Y-axis motor 22 is mounted. In addition, the Z-axis direction is moved in the Z-axis direction by the Z-axis mechanism portion in which the Z-axis motor 23 is mounted, and the θ-axis drive mechanism in which the θ-axis motor 24 is mounted. The Further, the nozzle 1 attached to the mounting head 11 sucks the chip component 3 by the vacuum mechanism 25 (FIG. 2).

該装着ヘッド11には、θ軸に直交する特定方向の、ノズル1に吸着されているチップ部品3の断面長さを測定するためのレーザ認識装置34(図2)が取り付けられている。   The mounting head 11 is provided with a laser recognition device 34 (FIG. 2) for measuring the cross-sectional length of the chip component 3 adsorbed by the nozzle 1 in a specific direction orthogonal to the θ axis.

又、電子部品実装装置においては、ノズル1に吸着されているチップ部品3を下方から撮影するCCD(Charge Coupled Device)カメラ15、基板の基準マークを上方から撮像するCCDカメラ15aが設けられている。   The electronic component mounting apparatus is provided with a CCD (Charge Coupled Device) camera 15 for photographing the chip component 3 adsorbed by the nozzle 1 from below, and a CCD camera 15a for photographing the reference mark of the substrate from above. .

図2に示すように、これらCCDカメラ15、15aは、CPU(Central Processing Unit)27c及びメモリ27bを有する画像認識装置27が内蔵する、A/D(Analog to Digital)変換器27aに接続されている。該画像認識装置27は、CCDカメラ15、15aによって撮影されるチップ部品3や基準マークの、寸法や中心位置の測定や、θ軸を中心とするチップ部品3の回転角を測定するビジョン・カメラ・センサリング・システム(VCS)を構成している。該画像認識装置27は、コントローラ32からの指示を、記憶装置26を介して受ける。   As shown in FIG. 2, these CCD cameras 15 and 15a are connected to an A / D (Analog to Digital) converter 27a built in an image recognition device 27 having a CPU (Central Processing Unit) 27c and a memory 27b. Yes. The image recognition device 27 is a vision camera that measures the dimensions and center position of the chip part 3 and the reference mark photographed by the CCD cameras 15 and 15a and measures the rotation angle of the chip part 3 around the θ axis. -The sensoring system (VCS) is configured. The image recognition device 27 receives an instruction from the controller 32 via the storage device 26.

このコントローラ32は、CPU、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)を内蔵し、キーボード28、マウス29、画面表示装置30が接続されている。該画面表示装置30は、画像認識装置27にも接続されている。又、該コントローラ32は、前述したX軸モータ21、Y軸モータ22、Z軸モータ23、θ軸モータ24、バキューム機構25、レーザ認識装置34、記憶装置26が接続されている。   The controller 32 includes a CPU, a RAM (Random Access Memory), and a ROM (Read Only Memory), and is connected to a keyboard 28, a mouse 29, and a screen display device 30. The screen display device 30 is also connected to the image recognition device 27. The controller 32 is connected to the X-axis motor 21, Y-axis motor 22, Z-axis motor 23, θ-axis motor 24, vacuum mechanism 25, laser recognition device 34, and storage device 26.

続いて、図3は、本実施形態の電子部品実装装置のθ軸駆動機構の側面図である。又、図4は、該θ軸駆動機構の回転動作を示す斜視図である。これらの図では、本実施形態において装着ヘッド11に4つ設けられるθ軸駆動機構の1つが示される。   Next, FIG. 3 is a side view of the θ-axis drive mechanism of the electronic component mounting apparatus according to the present embodiment. FIG. 4 is a perspective view showing the rotation operation of the θ-axis drive mechanism. In these drawings, one of the four θ-axis drive mechanisms provided in the mounting head 11 in the present embodiment is shown.

図3において、10aは、モータエンコーダ10bが内蔵されたθ軸モータ、10cは、該θ軸モータ10aの駆動軸に装着された駆動側プーリ、10dは、吸着ノズル11aの実駆動軸11bに装着された被動側プーリ、10eは、前記駆動側プーリ10cと被動側プーリ10d間に掛け渡された歯付きベルトである。   In FIG. 3, 10a is a θ-axis motor with a built-in motor encoder 10b, 10c is a driving pulley attached to the driving shaft of the θ-axis motor 10a, and 10d is attached to the actual driving shaft 11b of the suction nozzle 11a. The driven pulley 10e is a toothed belt that is stretched between the driving pulley 10c and the driven pulley 10d.

前記歯付きベルト10e上の一点に、外側に向けて突出するように、ベルト原点タブ10fが設けられている。θ軸モータ10aによって駆動される駆動側プーリ10cに架けられた歯付きベルト10eは、該駆動により、駆動側プーリ10c及び被動側プーリ10dを巡ると、該ベルト原点タブ10fも巡っていくことになる。この際、外部に突出するベルト原点タブ10fは、駆動側プーリ10c、被動側プーリ10dその他に干渉しないようになっている。   A belt origin tab 10f is provided at one point on the toothed belt 10e so as to protrude outward. When the toothed belt 10e laid on the driving pulley 10c driven by the θ-axis motor 10a goes around the driving pulley 10c and the driven pulley 10d by the driving, the belt origin tab 10f also goes around. Become. At this time, the belt origin tab 10f protruding to the outside does not interfere with the driving pulley 10c, the driven pulley 10d, and the like.

なお、本実施形態では、歯付きベルト10eの歯数は、駆動側プーリ10c及び被動側プーリ10dの歯数の整数倍(K倍とする)となっている。又、駆動側プーリ10cと被動側プーリ10dのサイズは同一で、歯数も同一である。従って、整数倍の上記Kの回数だけ、θ軸モータ10aが回転すると、ベルト原点タブ10fが1周するように予め決められている。   In the present embodiment, the number of teeth of the toothed belt 10e is an integral multiple (K times) of the number of teeth of the driving pulley 10c and the driven pulley 10d. Further, the driving pulley 10c and the driven pulley 10d have the same size and the same number of teeth. Accordingly, it is determined in advance that the belt origin tab 10f makes one round when the θ-axis motor 10a rotates the number of times of the integral multiple K.

図5は、本実施形態のθ軸駆動機構を上方から見た平面図である。又、図6〜図8は、該θ軸駆動機構におけるθ軸回転動作を示す一部拡大図である。   FIG. 5 is a plan view of the θ-axis drive mechanism of this embodiment as viewed from above. 6 to 8 are partially enlarged views showing the θ-axis rotation operation in the θ-axis drive mechanism.

本実施形態において、装着ヘッド11には、ノズル1又該ノズル1をθ軸方向に回転させるθ軸駆動機構は、4つ設けられ、これら図5〜図8では、左右方向に直列配列されている。   In the present embodiment, the mounting head 11 is provided with four nozzles 1 or four θ-axis drive mechanisms that rotate the nozzles 1 in the θ-axis direction, and these are arranged in series in the left-right direction in FIGS. Yes.

又、それぞれのθ軸駆動機構において、歯付きベルト10eは、一方において、駆動側プーリ10cに架けられてU字型になっている。又、該U字型の頂点が、θ軸駆動機構間において互いに、直線状の配列になっている。なお、この図5では、いずれの歯付きベルト10eについても、ベルト原点タブ10fが、駆動側プーリ10c側の、このU字型の頂点に位置している。   In each of the θ-axis drive mechanisms, the toothed belt 10e is U-shaped on one side of the drive pulley 10c. The U-shaped apexes are linearly arranged with respect to each other between the θ-axis drive mechanisms. In FIG. 5, for any toothed belt 10e, the belt origin tab 10f is located at the U-shaped apex on the drive pulley 10c side.

スポット光7は、投光器5から光検出器6に照射されている。このスポット光7の光軸は、上述の、U字型の頂点の直線状の配列に平行になっている。従って、該U字型頂点、乃至はその近傍にベルト原点タブ10fがあると、該ベルト原点タブ10fによって、該スポット光7は遮蔽されることになり、又、光検出器6により、ベルト原点タブ10fによる該遮蔽の有無を検出することができる。   The spot light 7 is irradiated from the projector 5 to the photodetector 6. The optical axis of the spot light 7 is parallel to the above-described linear array of U-shaped vertices. Therefore, if there is a belt origin tab 10f at or near the U-shaped apex, the spot light 7 is shielded by the belt origin tab 10f, and the belt origin is detected by the photodetector 6. The presence or absence of the shielding by the tab 10f can be detected.

なお、それぞれのθ軸駆動機構において、歯付きベルト10eは、被動側プーリ10dにおいても、被動側プーリ10dに架けられて該U字型になっている。又、該U字型の頂点が、θ軸駆動機構間において互いに、直線状の配列になっている。   In each of the θ-axis drive mechanisms, the toothed belt 10e is also U-shaped in the driven pulley 10d, spanning the driven pulley 10d. The U-shaped apexes are linearly arranged with respect to each other between the θ-axis drive mechanisms.

従って、被動側プーリ10d側において、スポット光7の光軸が、この、U字型の頂点の直線状の配列に平行になるように、投光器5や光検出器6を配置することも考えられる。   Therefore, on the driven pulley 10d side, the projector 5 and the photodetector 6 may be arranged so that the optical axis of the spot light 7 is parallel to the linear arrangement of the U-shaped vertices. .

ここで、図6では、光検出器6において、いずれのθ軸駆動機構についても、歯付きベルト10eのベルト原点タブ10fは、スポット光7光軸を遮蔽していない。従って、光検出器6は、スポット光7光軸の遮蔽は検出しない。   Here, in FIG. 6, the belt origin tab 10 f of the toothed belt 10 e does not block the optical axis of the spot light 7 in any of the θ-axis drive mechanisms in the photodetector 6. Therefore, the photodetector 6 does not detect the shielding of the optical axis of the spot light 7.

矢印方向に、左端の歯付きベルト10eの回転が進んで、図7では、このベルト原点タブ10fは、駆動側プーリ10c側の、歯付きベルト10eがU字型になった頂点に位置しており、該ベルト原点タブ10fはスポット光7光軸を遮蔽している。該遮蔽は、光検出器6によって検出することができる。   The rotation of the toothed belt 10e at the left end advances in the direction of the arrow. In FIG. 7, this belt origin tab 10f is located at the apex of the driving pulley 10c side where the toothed belt 10e is U-shaped. The belt origin tab 10f shields the optical axis of the spot light 7. The shielding can be detected by the photodetector 6.

更に矢印方向に該歯付きベルト10eの回転が進んで、図8では、再び、いずれのθ軸駆動機構についても、歯付きベルト10eのベルト原点タブ10fは、スポット光7光軸を遮蔽していない。従って、光検出器6は、スポット光7光軸の遮蔽は検出しない。   Further, the rotation of the toothed belt 10e advances in the direction of the arrow. In FIG. 8, the belt origin tab 10f of the toothed belt 10e again blocks the optical axis of the spot light 7 in any θ-axis drive mechanism. Absent. Therefore, the photodetector 6 does not detect the shielding of the optical axis of the spot light 7.

なお、上述のように、光検出器6は、左端の歯付きベルト10eのベルト原点タブ10fによるスポット光7光軸の遮蔽を検出できるだけでなく、図9では、右端のθ軸駆動機構の、歯付きベルト10eのベルト原点タブ10fによるスポット光7光軸の遮蔽を検出できる。このように、いずれの歯付きベルト10eについても、光検出器6は、ベルト原点タブ10fの位置を検出することができ、該検出に基づいて、歯付きベルト10eの絶対位置を把握することができる。   As described above, the photodetector 6 can not only detect the blocking of the optical axis 7 of the spot light by the belt origin tab 10f of the leftmost toothed belt 10e, but in FIG. It is possible to detect the blocking of the seven optical axes of the spot light by the belt origin tab 10f of the toothed belt 10e. As described above, for any toothed belt 10e, the photodetector 6 can detect the position of the belt origin tab 10f, and based on the detection, can grasp the absolute position of the toothed belt 10e. it can.

このように、本実施形態では、1つの光検出器6により、複数のθ軸駆動機構の、いずれの歯付きベルト10eのベルト原点タブ10fによるスポット光7光軸の遮蔽をも検出することができる。従って、光検出器6のコストや設置スペースを抑えることができる。   As described above, in the present embodiment, the single light detector 6 can detect the blocking of the seven optical axes of the spot light by the belt origin tab 10f of any toothed belt 10e of the plurality of θ-axis drive mechanisms. it can. Therefore, the cost and installation space of the photodetector 6 can be suppressed.

図10は、本実施形態における原点復帰動作を示すタイムチャートである。   FIG. 10 is a time chart showing the origin return operation in the present embodiment.

この図において、最上段がθ軸モータ10aのZ相原点であり、θ軸モータ10aのモータ軸が1回転する毎に、モータエンコーダ10bから、Z相原点のパルス信号が出力される。この図10では、時刻t1〜時刻t2のパルス信号(P2)、又時刻t5〜時刻t6(P1)のパルス信号がZ相原点パルス信号である。   In this figure, the top stage is the Z-phase origin of the θ-axis motor 10a, and a pulse signal of the Z-phase origin is output from the motor encoder 10b every time the motor shaft of the θ-axis motor 10a makes one revolution. In FIG. 10, the pulse signal (P2) from time t1 to time t2 and the pulse signal from time t5 to time t6 (P1) are Z-phase origin pulse signals.

この図において中段は、光検出器6による、ベルト原点タブ10fの検出であり、歯付きベルト10eの原点検出である。この図10では、時刻t3〜時刻t4のパルス信号が原点検出パルス信号である。   In this figure, the middle stage is detection of the belt origin tab 10f by the photodetector 6, and detection of the origin of the toothed belt 10e. In FIG. 10, the pulse signal from time t3 to time t4 is the origin detection pulse signal.

この図において最下段は、θ軸モータ10aのZ相原点の検出、及び歯付きベルト10eの原点検出に基づいた、θ軸モータ10aの回転動作であり、本実施形態の原点復帰動作である。   In this figure, the lowermost stage is the rotation operation of the θ-axis motor 10a based on the detection of the Z-phase origin of the θ-axis motor 10a and the detection of the origin of the toothed belt 10e, which is the origin return operation of this embodiment.

実施形態において、原点復帰動作を行う場合には、θ軸モータ10aを、歯付きベルト10eの原点が検出されるまで回転させる。この図10では、時刻t3において、歯付きベルト10e原点が光検出器6により検出される。   In the embodiment, when performing the origin return operation, the θ-axis motor 10a is rotated until the origin of the toothed belt 10e is detected. In FIG. 10, the origin of the toothed belt 10e is detected by the photodetector 6 at time t3.

歯付きベルト10eの原点が検出されると、次には、θ軸モータ10aを、θ軸モータ10aのZ相原点が検出されるまで逆回転させてから停止する。すると、該停止位置が原点復帰する目的の原点であり、又、該停止により、原点復帰が完了する。この図10では、時刻t2'において、θ軸モータ10aのZ相原点がモータエンコーダ10bにより検出される。   When the origin of the toothed belt 10e is detected, next, the θ-axis motor 10a is reversely rotated until the Z-phase origin of the θ-axis motor 10a is detected and then stopped. Then, the stop position is a target origin for returning to the origin, and the return to origin is completed by the stop. In FIG. 10, at the time t2 ′, the Z-phase origin of the θ-axis motor 10a is detected by the motor encoder 10b.

以上のように、本実施形態によれば、1つの光検出器6により、複数のθ軸駆動機構の、いずれの歯付きベルト10eのベルト原点タブ10fによるスポット光7光軸の遮蔽をも検出することができる。例えば、図10により説明した原点復帰動作は、複数のθ軸駆動機構のいずれにおいても行うことができる。この原点復帰動作の後には、モータエンコーダ10bが、変位量のみが検出可能で安価なインクリメンタルエンコーダであったとしても、θ軸モータ24の回転位置、ノズルのθ軸回転位置、及び歯付きベルト10eの回転位置のいずれについても、その絶対位置を把握し、これらの回転や位置決めの制御を行なうことができる。   As described above, according to the present embodiment, the single light detector 6 detects the shielding of the seven optical axes of the spot light by the belt origin tab 10f of any toothed belt 10e of a plurality of θ-axis drive mechanisms. can do. For example, the origin return operation described with reference to FIG. 10 can be performed in any of a plurality of θ-axis drive mechanisms. After this home return operation, even if the motor encoder 10b is an inexpensive incremental encoder that can detect only the amount of displacement, the rotational position of the θ-axis motor 24, the θ-axis rotational position of the nozzle, and the toothed belt 10e. For any of these rotational positions, the absolute position can be grasped, and the rotation and positioning can be controlled.

ここで、以下、本実施形態の変形例について説明する。   Here, a modification of the present embodiment will be described below.

以上に説明した実施形態では、歯付きベルト10eの歯数は、駆動側プーリ10c及び被動側プーリ10dの歯数の整数倍となっている。これに対して、本実施形態の変形例では、このような整数倍の条件を付していない。但し、該変形例では、原点復帰時におけるθ軸モータ10aのZ相原点と、歯付きベルト10eの原点との相対的関係を、θ軸モータ10aの回転量で45°オフセットとするなど、特定の位置関係とするようにしている。   In the embodiment described above, the number of teeth of the toothed belt 10e is an integral multiple of the number of teeth of the driving pulley 10c and the driven pulley 10d. On the other hand, in the modification of the present embodiment, such an integral multiple condition is not added. However, in this modification, the relative relationship between the Z-phase origin of the θ-axis motor 10a and the origin of the toothed belt 10e when returning to the origin is specified as 45 ° offset by the rotation amount of the θ-axis motor 10a. The positional relationship is as follows.

この変形例では、歯付きベルト10eの歯数は、駆動側プーリ10c及び被動側プーリ10dの歯数の整数倍となっていないが、これら歯数の公倍数だけθ軸モータ10aを回転すると、θ軸モータ10aのZ相原点と、歯付きベルト10eの原点との相対的関係は、再び同じになる。従って、本発明を適用して、θ軸モータ10aのZ相原点の検出、及び歯付きベルト10eの原点の検出により、原点復帰を行ったり、ノズル1のθ軸の回転角度を制御したりすることができる。   In this modification, the number of teeth of the toothed belt 10e is not an integral multiple of the number of teeth of the driving pulley 10c and the driven pulley 10d, but when the θ-axis motor 10a is rotated by a common multiple of these teeth, The relative relationship between the Z-phase origin of the shaft motor 10a and the origin of the toothed belt 10e is again the same. Therefore, by applying the present invention, the origin is returned by detecting the Z-phase origin of the θ-axis motor 10a and the origin of the toothed belt 10e, or the rotation angle of the θ-axis of the nozzle 1 is controlled. be able to.

なお、原点復帰時におけるθ軸モータ10aのZ相原点と、歯付きベルト10eの原点との相対的関係を、前述のように、θ軸モータ10aの回転量で45°オフセットとすると、図10により説明した原点復帰動作を容易に、又確実に行うことができる。   If the relative relationship between the Z-phase origin of the θ-axis motor 10a and the origin of the toothed belt 10e when returning to the origin is 45 ° offset by the rotation amount of the θ-axis motor 10a as described above, FIG. The origin return operation described by the above can be easily and reliably performed.

本発明が適用された実施形態の電子部品実装装置を斜め上方より見た斜視図The perspective view which looked at the electronic component mounting apparatus of embodiment with which this invention was applied from diagonally upward 上記実施形態の制御関係のハードウェア構成を示すブロック図The block diagram which shows the hardware constitutions of the control relation of the said embodiment 前記実施形態の電子部品実装装置のθ軸駆動機構の側面図Side view of the θ-axis drive mechanism of the electronic component mounting apparatus of the embodiment. 上記θ軸駆動機構の回転動作を示す斜視図The perspective view which shows rotation operation | movement of the said (theta) axis drive mechanism 前記実施形態のθ軸駆動機構を上方から見た平面図The top view which looked at the (theta) axis drive mechanism of the above-mentioned embodiment from the upper part 上記θ軸駆動機構におけるθ軸回転動作を示す第1の一部拡大図First partially enlarged view showing the θ-axis rotation operation in the θ-axis drive mechanism. 前記θ軸駆動機構におけるθ軸回転動作を示す第2の一部拡大図Second partially enlarged view showing the θ-axis rotation operation in the θ-axis drive mechanism. 前記θ軸駆動機構におけるθ軸回転動作を示す第3の一部拡大図Third partially enlarged view showing the θ-axis rotation operation in the θ-axis drive mechanism. 前記実施形態における原点復帰動作を示すタイムチャートTime chart showing origin return operation in the embodiment 従来からの電子部品実装装置におけるθ軸駆動機構の模式図Schematic diagram of the θ-axis drive mechanism in a conventional electronic component mounting device 従来からの電子部品実装装置におけるθ軸駆動機構の模式図Schematic diagram of the θ-axis drive mechanism in a conventional electronic component mounting device

符号の説明Explanation of symbols

1…ノズル
3…チップ部品
10…θ軸駆動機構
10a…θ軸モータ
10b…モータエンコーダ
10c…駆動側プーリ
10d…被動側プーリ
10e…歯付きベルト
10f…ベルトマーク
10g…ベルト原点タブ
11…装着ヘッド
11a…吸着ノズル
11b…実駆動軸
12…X軸機構部
13…Y軸機構部
14…フィーダ
15、15a…CCDカメラ
19…基板
21…X軸モータ
22…Y軸モータ
23…Z軸モータ
24…θ軸モータ
25…バキューム機構
26…記憶装置
27…画像認識装置
27a…A/D変換器
27b…メモリ
27c…CPU
28…キーボード
29…マウス
30…画面表示装置
32…コントローラ
34…レーザ認識装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Nozzle 3 ... Chip component 10 ... (theta) axis drive mechanism 10a ... (theta) axis motor 10b ... Motor encoder 10c ... Drive side pulley 10d ... Driven side pulley 10e ... Toothed belt 10f ... Belt mark 10g ... Belt origin tab 11 ... Mounting head DESCRIPTION OF SYMBOLS 11a ... Adsorption nozzle 11b ... Actual drive shaft 12 ... X-axis mechanism part 13 ... Y-axis mechanism part 14 ... Feeder 15, 15a ... CCD camera 19 ... Substrate 21 ... X-axis motor 22 ... Y-axis motor 23 ... Z-axis motor 24 ... θ axis motor 25 ... Vacuum mechanism 26 ... Storage device 27 ... Image recognition device 27a ... A / D converter 27b ... Memory 27c ... CPU
28 ... Keyboard 29 ... Mouse 30 ... Screen display device 32 ... Controller 34 ... Laser recognition device

Claims (1)

軸回りをθ軸方向の回動自在とされたノズル、該ノズルを回動するためのθ軸モータ、及び、該θ軸モータの駆動力を該ノズルに伝えるためのベルトを有するθ軸駆動機構を、複数備え、これらθ軸駆動機構のノズルにより電子部品供給部で電子部品を吸着し、基板に実装するための電子部品実装装置において、
前記θ軸モータは、いずれも回転位置原点を検出する手段を備え、
前記ベルトは、いずれも外側へ突出するベルト原点タブが付され、
前記ノズル側又は前記θ軸モータ側のプーリに架けられて、U字型になっている、これらベルトの、該U字型の頂点が、互いに直線状の配列にあり、
又、該配列に平行な光軸の遮蔽の検出により、該U字型部の外側を通過する前記ベルト原点タブを検出する光検出器を備え、
前記回転位置原点の検出、及び前記ベルト原点タブの検出により、前記ノズルのθ軸の回転角度を制御するようにしたことを特徴とする電子部品実装装置。
A θ-axis drive mechanism having a nozzle that is rotatable about the axis in the θ-axis direction, a θ-axis motor for rotating the nozzle, and a belt for transmitting the driving force of the θ-axis motor to the nozzle In the electronic component mounting apparatus for adsorbing the electronic component by the electronic component supply unit by the nozzle of the θ-axis drive mechanism and mounting it on the substrate,
Each of the θ-axis motors includes means for detecting the rotational position origin,
Each of the belts has a belt origin tab protruding outward,
The U-shaped vertices of these belts, which are suspended in a pulley on the nozzle side or the θ-axis motor side and are U-shaped, are in a linear arrangement with each other,
A detector for detecting the belt origin tab passing through the outside of the U-shaped portion by detecting the shielding of the optical axis parallel to the array;
An electronic component mounting apparatus, wherein the rotation angle of the θ axis of the nozzle is controlled by detecting the rotation position origin and the belt origin tab.
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