JPH01183896A

JPH01183896A - 電子部品位置決め装置

Info

Publication number: JPH01183896A
Application number: JP63008869A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Tsuruta; 鶴田　茂; Sadao Masuda; 貞男増田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1988-01-19
Filing date: 1988-01-19
Publication date: 1989-07-21
Anticipated expiration: 2009-11-14
Also published as: KR890012525A; US5010474A; EP0325216A3; JPH0691355B2; DE68917940D1; EP0325216B1; KR910005962B1; EP0325216A2; DE68917940T2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）　産業上の利用分野本発明は、チップ状電子部品の平面方向の位置決めを位
置決め爪にて行なう電子部品位置決め装置に関する。

〈口〉　従来の技術此種位置決め装置は、特開昭６１−２８０７００号公報
に開示されているが、これに依れば位置決め爪が電子部
品に当接する近辺は該爪の移動を低速とし、その他の位
置では高速移動となるようにしていた。

（ハ）発明が解決しようとする課題前述の従来例によれば、電子部品のすＹズの大小に関係
なく、前記位置決め爪の高速移動を行なう距離が一定で
あったために、サイズの小さい部品に対しては、位置決
めに要する時間が長く掛り、昨今の市場の高速化の要請
に応えられなかった。

（ニ）課題を解決するための手段このために本発明は、位置決め爪相互間の間隔及び前記
電子部品のサイズに関する情報を設定するための設定手
段と、該設定手段による設定情報を記憶する記憶手段と
、該記憶手段による記憶情報に基づいて前記位置決め爪
の移動速度を高速とする距離と低速とする距離とを算出
する手段と、該算出手段による算出結果に基づいて前記
位置決め爪の移動用駆ｇＪ源を制御する手段とから構成
したものである。

（ホ）作用設定手段により位置決め爪相互間の間隔及び電子部品の
サイズに関する情報を設定して、記憶手段にその情報を
記憶させる。そしてこの記憶手段の記憶情報に基づいて
前記位置決め爪の移動速度を高速とする距離と低速とす
る距離とを算出手段により算出し、該算出手段による算
出結果に基づき、制御手段は前記位置決め爪の移動駆動
源を制御する。

（へ）　実施例以下本発明の一実施例を図面に基づき詳述する。（１）
はチップ状電子部品（２）をプリント・基板（３）に装
着する電子部品自動装着装置、（４）（５）は前記基板
（３）を搬送きせるための一対のコンベア、（６）は吸
着ノズル（７）等を有する吸着ヘッド部である。

該ヘッド部（６）は、Ｘ軸方向ガイド体（８）に沿って
Ｘ方向駆動源によりＸ方向に移動可能であり、該ガイド
体（８）はＹ方向駆動源によりＹ軸方向ガイド体（９）
（１０）に沿って移動可能である。

従って前記ヘッド部（６）はＸＹ力方向移動可能である
。

（１１）はテープ（１２）に収納きれた電子部品（２）
を１ピツチずつ送るテープフィーダユニットで、ボック
ス（１３）内に供給リール（１４）を収納している。　
（１５）は電子部品（２）を縦債みした状態で収納する
部品マガジン、（１６）は部品〈２）を載置する部品ト
レイである。

次にヘッド部（６）について以下説明する。　（１７）
は支持台（１８）に固定された位置決め用ナーボモータ
で、該モータ（１７）の出力軸はカップリング（１９）
を介して支持台（２０）に端部が支持されたボールネジ
（２１）に連結している。そして、このボールネジ（２
１）は上下移動体（２２）に嵌合しているので、前記モ
ータ（１７）の通電によりボールネジ（２１）が回動し
上下移動体（２２）は上下動する。　（２３）は一端部
にカムフォロワを有し他端が前記移動体（２２）に枢支
きれて回動可能な上下アームで、掛止部（２４）との間
に張架されたバネ（２５）により該アーム（２３）は上
方へ付勢されているが、ストッパ（２６）により上方へ
の回動は制限されている。

前記支持台（２０）上には、回転用パルスモータ（２７
）が設けられ、その出力軸プーリ（２８）とタイミング
プーリ（２９）との間にはタイミングベルト（３０）が
張架されている。（３１）はノズル案内筒で、核質り３
１）上部には前記ブーリフ２９）が設けられ、更に該プ
ーリ（２９）にはノズル回り止め（３２）が設けられて
いる。

前記吸着ノズル（７）と着脱可能に接続されたノズル軸
（７Ａ）は、ベアリング（３３）を介して前記案内筒（
３１）内を上下動可能で、該ノズル（７）上部の回り止
めガイド（３４）に前記回り止め（３２）が嵌合してい
るのでタイミングプーリ（２９）の回動により該ノズル
（７）も回動する。　（３５）はノズル軸（７Ａ）上部
の回転ディスクで、図示しない真空源に接続され、上面
は前記支持部（１８）のカムフォロワであるストッパ（
１８Ａ）と係合可能で吸着ノズル（７）の上動が制限さ
れ、下面には前記アーム（２３）が係合しバネ（２５）
により上方へ付勢されている。

（３６）は前記ノズル案内筒（３１）との間に該案内筒
（３１）を円滑に回動させるベアリング（３７）を設け
た支持筒である。　（３８）はカム上下体で、前記ノズ
ル案内筒（３１）に設けられたカム上下用リニアガイド
（３９）に沿って位置決め爪開閉用カム（４０）を上下
動可能とするものである。

そして該カムと下体り３８）の掛止部（４１）と前記支
持台（２０）との間にはバネ（４２）が張架され、該上
下体（３８）を下方へ付勢している。しかし、上下移動
体（２２）の係止部（２２Ａ）とカム上下体（３８）の
係上部（４３）とが係止することにより、このカム上下
体（３８）はと下移動体（２２）と共に下降可能で、更
にはストッパ（４４）が前記支持台（２０）と係止する
ことによりカム上下体（３８）の下方への移動は制限さ
れる。

前記カム上下体（３８）の下部には、ノズル案内筒（３
１）に間隔を存して囲繞するカム開閉リング部（４５）
が設けられている。またノズル案内筒（３１）に突設さ
れた掛止部（４６）と前記爪開閉用カム（４０）との間
にはバネ（４７）が張架され、該バネ（４７）により前
記カム（４０）に回転自在に枢支されたカムフォロワ（
４８）が前記カム開閉リング部（４５）の下面に圧接し
ている。従って前記モータ（２７）によってノズル案内
筒（３１）及び吸着ノズル（７）が回転して、前記カム
（４０）が回転してどの位置にあっても、カムフォロワ
（４８〉は前記リング部（４５）の下面に圧接できるの
で、カム上下体く３８）の上下移動に伴ない爪開閉カム
（４０）をも上下移動可能としている。

（４９）はノズル案内筒＜３１）下部に位置決めピン（
５０）に位置決めされた状態で着脱可能に取付けられた
支持筒で、該支持筒（４９）には上下二段に夫々ベアリ
ング（５１）（５２）を介して回転リング（５３）（５
４）が回転可能に設けられている。

前記支持筒（４９）下部には、フランジ（５５〉が形成
され、該フランジ（５５）には風月リニアガイド（５６
）が取付けられ、電子部品（２）のＸ方向、Ｙ方向の位
置決めを行なう二対の位置決め爪（５７Ａ）（５７Ｂ）
（５７Ｇ）（５７Ｄ）を水平方向に案内する。前記ガイ
ド（５６）の一端は、夫々連結ブロック（５８〉に固定
されている。この連結ブロック（５８Ａ）（５８Ｂ）と
上方の回転リング（５３）との間には、両端が回動可能
にリンク（５９Ａ）（５９Ｂ）が連結され、連結ブロッ
ク（５８Ｃ）（５８Ｄ）と下方の回転リング（５４）と
の間には同じく’）　ン’）　（５９Ｃ）（５９Ｄ）が
連結ｔｔ’Ｌテイル、　（６０）はフランジ（５５）と
各ブロック（５８Ａ）（５８０）との間に張架されたバ
ネで、前記位置決め爪を閉じるように付勢している。ま
た連結ブロック（５８８）、　（５８Ｃ）には夫々カム
フォロワ（６１）が回転可能に設けられ、前記位置決め
爪開閉用カム（４ｏ）の下端の傾斜面（４０Ａ＞により
カムフォロワ（６１）を介して連結ブロック（５８Ｂ＞
（５８Ｃ）が外方に押しやられることになる。

従って回転リング（５３）（５４）は夫々時計方向に回
動し、リンク（５９Ａ）（５９Ｂ＞（５９Ｃ）（５９Ｄ
）ｉ：　ヨり各連結ブロック（５８Ａ）（５８Ｂ＞＜５
８Ｃ）（５８０）が外方に押しやられ、位置決め爪は、
開くことになるものである。

次に本部品装着装置の制御に係るものについて以下述べ
る。　（７０）は中央制御装置としてのＣＰＵで、部品
装着動作に係る所与の制御を統轄する。

（７１〉は装着に関する種々のデータを収納するＲＡＭ
、（７２）は装着動作に関するプログラムを収納するＲ
ＯＭである。　（７３）はインターフェイス、（７４）
は吸着へメト部（６）のＸＹ駆動源を駆動するための吸
着ヘッド部駆動部、（７５）は前記回転用パルスモータ
（２７）を駆動するための角度駆動部、（７６）は位置
決め用サーボモータ（１７）を駆動するための位置決め
駆動部、（７７）（７８）は真空スイッチから成り真空
圧があるレベルとなったときに動作するもので吸着ノズ
ル（７）が電子部品（２）を吸着したか否かを検知する
吸着センサで、該センサ（７７）、　（７８）は夫々小
さな電子部品、大きな電子部品に対応している。　（７
９）はキー人力装置で、各種データを設定でき、その情
報をメモリである前記ＲＡ　Ｍ　（７１）に収納する。

　（ＳＯ）はＣＲＴで、前記キー人力装置（７９）の操
作により所定の画面を映し出す。

第８閃はプリント基板（３）における電子部品（２）の
装着位置、装着角度、部品の種類を決定するＮＣデータ
を示し、第９図は電子部品の種類によるＸ方向、Ｙ方向
のサイズ（ｘ　ｐ）（Ｙ　ｐ）、吸着センサ（７７）（
７８）の選択を決定する部品データテーブルを示し、第
１０図は前記位置決め爪（５７Ａ）（５７Ｂ）。

（５７Ｃ）（５７０）のＸ方向の最大間隔（Ｘｃ）、Ｙ
方向の最大間隔（Ｙｃ）を決定する装置データを示し、
第１１図は位置決め爪（５７Ａ＞（５７Ｂ）、　（５７
Ｃ）（５７０）による位置決め時の電子部品（２ンの寸
法誤差を吸収するために電子部品（２）に当接後も更に
該位置決め爪を移動させようとする距離（Ｌ）を決定す
る位置決め爪（５７Ａ）（５７Ｂ）、　（５７Ｃ）（５
７Ｄ）ノ寸法誤差吸収距離データを夫々示す。

これらの各種データは、キー人力装置！（７９）の各種
キー操作で、任意に設定可能である０例えば、前述の距
１！Ｉｔ（Ｌ）を任、！変更設定できるようにするその
設定動作についで以下述べる。先ず選択キーＦ　４（７
９Ａ）を押圧すると、ＣＲＴ（８０）はそのデータ設定
モードを示す第１２図のような画面となる。そして、カ
ーンル指示キー（７９Ｂ）を使用して、カーソル（８０
Ａ＞を移動して、任意の数字キー（７９Ｇ）を用いて距
１１！（Ｌ）を任意に設定する。また同様に位置決め爪
間隔データも設定でき、ＳＥＴキー（７９０）押圧によ
り設定動作は終了する。

なお、このように設定きれた各種データは、前記ＲＡＭ
（７ｔ＞の所定エリアに収納されることになる。

以上の構成により以下動作について説明する。

先ず待機状態は、吸着ヘッド部（６）は第３図に示すよ
うな状態にある。但し吸着ノズル（７）は電子部品（２
）を吸着していない。

この状態から、ＣＰ　Ｕ　（７０）の制御の下ＲＯＭ（
７２）のプログラムに従って電子部品自動装着装置（１
）は動作を開始する。即ち例えば部品データが小さな電
子部品（２）を示すＲ１であれば、吸着ヘッド部（６）
は吸Ｍｌ＼ツド部駆動部（７４）によりＸ方向、Ｙ方向
駆動源を制御し、部品トレイ（１６）の真上まで移動す
る。そしてその後吸着ノズル（７）は、位置決め用サー
ボモータ（１７）により下降して、第４図に示すように
真空源によって電子部品（２）を吸着した状態となる。

小さな部品（２）の吸着したか否かの検知は、吸着セン
サＳ　１（７７）が既にＲＡＭ（７１）のデータ設定に
より指定されている。従って前記吸着ノズル（７）によ
り吸着によって真空圧が所定値になれば、該センサＳ　
１（７７）が作動してＣＰＵ（７０）はその検知出力を
取り込むこととなる。そして後述のように吸着ノズル（
７）が上昇して水平方向の移動中に、ＣＰＵ（７０）は
前述の取り込みによって、吸着状態であると検知した場
合には引き続き装着動作に係る動作を継続するが、吸着
していないと検知した場合には電子部品（２）の吸着動
作に再び戻るように吸着ヘッド部駆動部（７４）、位置
決め駆動部（７６）等を制御する。

そして、前記吸着状態から、位置決め用サーボモータ＜
１７〉は通電され、ボールネジ（２１）を回転させ、上
下移動体〈２２）を上昇させる。すると、上下アーム（
２３）は、回転ディスク（３５〉に係合しているのでバ
ネ（２５）により吸着ノズル（７）及びノズル軸（７Ａ
）を上昇させる。このとき、ノズル軸（７Ａ）はベアリ
ング（３３）により円滑にノズル案内筒り３１）内を上
昇することになる。ある程度上昇し始めてから、吸着ヘ
ッド部（６）は前述の如く駆動部（７４）によりコンベ
ア（４）（５）上のプリント基板（３）の所望位置の上
方に移動を開始する。

やがて、上下移動体（２２）の上昇により係止部（２２
Ａ）がカム上下体く３８）の係止部（４３）に当接し、
バネ（４２）に抗して更に上下移動体（２２）は上昇す
る。このとき、ストッパ（１８Ａ）に回転ディスク〈３
５）が当接するので、吸着ノズル（７）の上昇は規制さ
れると共に、バネ（２５）に抗し上下アーム（２３）は
回転する。一方カム上下体く３８）の上昇により、カム
開閉リング（４５）の下面にバネ（４７）によりカムフ
ォロワ（４８）が圧接しながら位置決め爪開閉用カム（
４０）も上昇する。このため前記カム（４０）とカムフ
ォロワ（６１）との係合が解除され、バネ（６０）によ
り連結ブロック（５８Ａ＞（５８Ｂ＞（５８Ｇ＞（５８
Ｄ）は夫々内方へ移動し、位置決め爪（５７Ａ）（５７
Ｂ）（５７Ｃ）（５７０）もリニアガイド（５６）に沿
って閉じて、ノズル（７）に吸着された電子部品（２）
のＸ方向、Ｙ方向の位置決めを行なうことになる。

次にこの位置決めについて詳述する。第１３図に示すよ
うに、位置決め爪（５７Ｃ）（５７Ａ）と（５７０）（
５７Ｂ）との相互間の最大間隔はＸ　ｃ、　Ｙ　ｃと定
まっており、また電子部品（２）のＸ方向、Ｙ方向のサ
イズはｘ　ｐ、　ｙ　ｐである。従って電子部品（２）
を位置決め爪（５７Ａ）（５７Ｂ）（５７Ｃ）（５７０
）により位置決めする際のその処理スピードを上げるた
めに、電子部品（２）の個々のサイズのバラツキのため
に寸法誤差りを考慮し、先ず最初に電子部品（２，）の
Ｙ方向の位置決めのために理論上要する（Ｙｃ−Ｙｐ）
／２から寸法誤差しを引いた距離を算出しその分だけを
第１４図に示すように位置決め用サーボモータ（１７）
を第１４図に示すように位置決め用サーボモータ（１７
）を高速運転とし、残りを低速運転とする。

即ちＸ方向の位置決めのために理論上要する（Ｘｃ−Ｘ
ｐ）／２に寸法誤差りを加えた距離から前記高速運転に
要した距離を引いた距離を算出し、その距離を低速で運
転とする。

尚このようにＬは、電子部品（２）のサイズにバラツキ
があることを考慮し、寸法誤差としたが、これに限らず
、キー人力装置（７９）の操作によって任意の数値に設
定変更できるものである。

また第１５図のフローチャートに示すように、位置決め
爪（５７Ａ）（５７Ｂ）（５７Ｇ）（５７Ｄ）に対して
電子部品（２）の向きが二通り考えられるので、即ち電
子部品（２）の長平方向がＸ方向となる場合と、Ｙ方向
となる場合とこの二通りあることを考慮して、初めに当
該部品（２）に当接する一対の位置決め爪相互間の距離
を基準にして、概ねその距離相当分を高速とし、残りを
低速とする場合について述べる。先ずＣＰ　Ｕ　（７０
）は、Ｘ方向の位置決め爪（５７Ｃ）（５７Ｄ）相互間
の間隔データＸｃ及び電子部品（２）のＸ方向のサイズ
データＸｐに基づいて、距離Ａを算出する０次に同様に
間隔データＹｃ及びサイズデータＹｐに基づいて距離Ｂ
を算出する。

次にＡ＞Ｂであれば距離Ｂだけ、即ち（Ｙｃ−Ｙｐ）／
２から寸法誤差りを引いた距離をサーボモータ（１７）
を高速運転させ高速位置決めすべく位置決め爪（５７Ａ
）（５７Ｂ）（５７Ｃ）（５７０）を前述の如く高速に
移動移せ、残りの距離を低速に移動させて、位置決めを
行なう。

またＡ＞Ｂでなければ、距離Ａだけ、即ち（Ｘｃ−Ｘｐ
）／２からＬを引いた距離だけ高速とし、残りを低速と
して位置決めを行なう。

そしてこのようにして、電子部品（２）の位置決めを行
なった後、吸着ヘッド（６）はコンベア（４）〈５）上
のプリント基板（３）の所望位置、即ち座標（Ｘｉ、Ｙ
ｌ）上に電子部品（２）の装着を行なうものである。

即ち位置決め用サーボモータ（１７）を今度は逆転させ
、ボールネジ〈２１）を介して上下移動体（２２）を下
げるが、バネ（２５）により上下アーム（２３）が吸着
ノズル（７）を支持して回転ディスク（３５〉をストッ
パ（１８Ａ）に圧接した状態で上下移動体（２２）及び
カム上下体く３８）が下降する。やがて、ストッパ（４
４）が支持台（２０）に当接すると、カム上下体（３８
）の下降は停止するが、更に上下移動体（２２）が下降
するのに伴ない吸着ノズル（７）も下降する。

二のとき、カム上下体く３８）の下降によって位置決め
爪開閉用カム（４０）がカッ、フォロワ（６１）を外方
へ水平に押しやるので各位置決め爪（５７Ａ）（５７Ｂ
）（５７Ｃ）（５７Ｄ）を開くことになる。従って該爪
が開きながら、吸着ノズル（７）は下降し、プリント基
板（３）上に電子部品（２）を装着することになる・尚
、電子部品（２）の装着向きを変えるには、Ｘ方向、Ｙ
方向の位置決めを終えた後、吸着ノズル（７）の下降前
に、角度駆動部（７５）によりＲＡＭ（７１〉の角度デ
ータＺ１に基づき回転用パルスモータ（２７）を制御し
て所定回転させればよい、即ち、前記モータ（２７）に
よりタイミングベルト（３０）を介してノズル案内筒（
３１）、支持筒（４９）、回り止め（３２）及びそのガ
イド（３４）により規制された吸着ノズル（７）、前記
支持筒（４９）及びリニアガイド（５６）に規制された
位置決め爪（５７Ａ）（５７Ｂ）（５７Ｃ）（５７Ｄ）
等は所定角度分回転することになるものである。

次に２番目の装着動作も同様に行なわれることになるが
、次は第８図に示すように部品データはＲ２で比較的大
きな電子部品（２）である、このときには、位置決め爪
（５７Ａ）（５７Ｂ）（５７Ｇ）（５７０）を、第１５
図に示すように（Ｘ　Ｃ２−Ｘ　ｐｚ）／２から寸法誤
差しを引いた距１１ｉＡ及び（ＹＣ２−Ｙｐｚ）／２か
ら寸法誤差しを引いた距離Ｂを計算し、且つＡ＞Ｂであ
ればＢの距離を高速移動するように残りを低速移動させ
るように位置決め用サーボモータ（１７）を制御するか
、又はＡ＞ＢでなければＡの距離を高速移動するように
残りを低速移動させるように前記モータ（１７）を制御
する。

また吸着したか否かは、大きな電子部品（２）用の吸着
センサＳ　２（７８）で行ない、該センサ５２（７８）
の検知出力により前述の如く、ＣＰＵ（７０）は引き続
き装着動作に係る動作を継続するか再び吸着動作に戻る
かを制御する。

（ト）　発明の効果以上のように本発明は、電子部品のサイズに応じて位置
決め爪の移動速度を高速とする距離と低速とする距離と
を算出して該爪の移動用駆動源を制御するようにしたか
ら、位置決めに要する時間を極力短縮化することがでさ
、昨今の高速化の要請に応えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は位置決め時の吸着ヘッド部の縦断面図、第２図
は電子部品自動装着装置の全体斜視図、第３図は位置決
め直前の吸着ヘッド部の縦断面図、第４図は装着直前の
吸着ヘッド部の縦断面図、第５図は吸着ヘッド部のＡ−
Ａ’断面図、第６図は吸着ヘッド部の底面図、第７図は
本発明自動装着装置の制御に係るブロック図、第８１３
０はＮＣデータを示す図、第９図は部品データテーブル
を示す図、第１０図は装置データを示す図、第１１図は
寸法誤差吸収距離データを示す図、第１２図はＣＲＴの
画面を示す図、第１３図は位置決め爪と電子部品との距
離関係を示す図、第１４図は位置決め用サーボモータの
移動速度と時間との関係を示す図、第１５５４はブロー
チヤードを示す図である。（１）・・・電子部品自動装着装置、（２）・・・チッ
プ状電子部品、（７）・・・吸着ノズル、（１７）・・
・位置決め用サーボモータ、（５７Ａ）（５７Ｂ）（５
７Ｃ）（５７０）・・・位置決め爪、（７０）−ＣＰ　
Ｕ、　（７１）・ＲＡＭ、　（７２）・ＲＯＭ、　（７
９）・・・キー人力装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）チップ状電子部品の平面方向の位置決めを位置決
め爪にて行なう電子部品位置決め装置に於いて、前記位
置決め爪相互間の間隔及び前記電子部品のサイズに関す
る情報を設定するための設定手段と、該設定手段による
設定情報を記憶する記憶手段と、該記憶手段による記憶
情報に基づいて前記位置決め爪の移動速度を高速とする
距離と低速とする距離とを算出する手段と、該算出手段
による算出結果に基づいて前記位置決め爪の移動用駆動
源を制御する手段とから成る電子部品位置決め装置。