JPH01228735A

JPH01228735A - 電子部品搭載機における部品吸着判定方法

Info

Publication number: JPH01228735A
Application number: JP63051738A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hoshikawa; 健星川; Shuichi Saito; 修一斎藤; Makoto Kumagai; 誠熊谷
Original assignee: Casio Computer Co Ltd; Yamagata Casio Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd; Yamagata Casio Co Ltd
Priority date: 1988-03-07
Filing date: 1988-03-07
Publication date: 1989-09-12
Anticipated expiration: 2012-12-10
Also published as: JP2689403B2

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】［発明の技術分野］この発明は電子部品搭載機において、吸着ノズルにより
真空吸着された部品の吸着状態を判定する方法に関する
ものである。

［従来技術とその問題点］近時、プリント基板に電子部品を自動的に搭載する際に
、部品供給部の電子部品を吸着ノズルにより真空吸着し
て取り出して移送し、プリント基板の所定位鐙に搭載す
るようにした電子部品搭載機が使用されている。また、
部品供給部の電子部品を吸着ノズルにより真空吸着して
取り出し、プリント基板の搭載位置へ移送する間、部品
が正常な状態に吸着保持されていないと、プリント基板
に部品塔・成した際に、正確に搭載できないので、正常
な状態に吸着されているかどうかを判定する必要があり
、また、搭載する電子部品の大きさ、形状等は各種あり
、これらの異なる種々の部品の吸着状態を正確に判定す
る必要がある。このため、従来から、吸着状態の判定に
カメラや光電センサを用いたものがあるが、このように
すると。

装置が大型化してコスト高になるので、簡便なデジタル
出力式真空センサを用いることが多いが、次のような欠
点があった。

まず、従来から使用されている電子部品搭載機、機の概
略の構造を第５図により説明すると、電子部品搭載機１
の上側部に部品が収納された部品供給部２を設置すると
ともに上部中央にプリント基板を搬送して位置決めする
基板搬送部３を設け、これらの上方に設けられた搭載、
ヘッド部４の下部に吸着ノズルを設け、前記ｊ６ａヘッ
ド部４をｘＹロポント５によりＸ、Ｙ方向に移動させる
ようにし、また、側部に装置の操作及び搭載プログラム
を入力する操作パネル６、動作を制御する制御部（図示
せず）等により構成されている。そして、動作を第６図
により説明すると、部品供給部２の各部品２ａの先端の
部品２ａは常に部品吸着位置ａに位置しており、一方、
基板搬送部３により搬送されたプリント基板７は所定の
位置に停止している。そして、搭載ヘッドｆｉ１ａの吸
着ノズル４ａはＸＹロボット５により部品吸着位置ａま
で移動して先端の部品２ａを真空吸着し、吸着後、ＸＹ
ロボット５によりプリント基板７上の所定位置まで移動
して部品２ａをプリント基板７の指定された部品搭載位
置に搭載し、順次前記動作を繰返して部品２ａの搭載を
行なう、なお、部品供給部２の部品２ａは吸着後、次の
部品２ａが部品吸着位ｌａになるようにパーツフィーダ
等により設定されており、また、搭載部品２ａの選択、
プリント基板７上への搭載位置、手順等はすべてあらか
じめプログラムされている。また、吸着ノズル４ａによ
り部品２ａの吸着姿勢が第７図に示すように正常の時に
はプリント基板７の正常な位置に搭載されるが、第８図
に示すように吸着姿勢が異常な場合、または部品が吸着
されていない場合には、異常な位置にｇ載されるか、未
搭載の状態となり、その部品搭載基板は不良となり、修
理工数を要するだけでなく、検査で選別不可能なレベル
の不良基板が混在するど、その基板を使用した製品の品
質にも大きな影響を与える。このような未搭載あるいは
搭載不良を防止するために、吸着姿勢の判定を行ない、
正常な姿勢での吸着時にのみ搭・１ｉＯＫ（可）の指示
を行ない、異常姿勢の吸着あるいは未吸着のときにはＮ
Ｇ（不可）の指示を行ない、部品吸着解除後、再び部品
吸着動作を繰り返すような制御を行なっている。

ここで、従来のデジタル出力式真空センサを用いた吸着
状態の部品吸着判定方法を説明すると、まず　判定袋数
の概略は第９図に示すように、吸着７ズル４ａのエアー
回路８上に真空発生袋こ９があり、エアー回路８の途中
にデジタル出力式真空センサｌＯが介装されている。そ
して、真空発生装置９により１ア一回路８に負圧が発生
し、吸着ノズル４ａにより部品２ａを真空吸着し、この
時の吸着状態が第７図に示すような正常吸着の際には吸
着ノズル４ａと部品２ａ間のエアーリーク量が小さく、
エアー回路８は高い真空度を保ち、その時の真空度をデ
ジタル出力式真空センサ１０が検知し、あらかじめセン
サｌＯに設定された判定値（第７図の状態における真空
度よりやや低めに設定する）に対して実際の真空度がそ
れ以上か、それ以下かを判定し、第７図に示すような正
常吸着の場合は判定値より高い真空度を示すため、セン
サ１０は制御部のＣＰＵＩＩへはＯＫの情報を伝達し、
ＣＰＵＩＩはＯＫの情報を受は取るとｘＹロボット５に
基板７の指定位置への移動ど部品２ａの搭載を指示する
。他方、第８図に示すような異常吸着の場合にはエアー
リーク量が大きく、エアー回路８の真空度は判定値より
小さくなり、センサ１０はＣＰＵＩＩへＮＧの情報を伝
達し、ＣＰＵＩＩはＸＹロボット５に吸着部品解除後に
再び部品吸着の指示を出す、この時の真空度と判定値と
の関係は第１Ｏ図に示す通りであり、この第１Ｏ図は横
軸に部品吸着開始時間をＯとして経過時間を示し、縦軸
には大気圧をＯとして真空度を表わし、第７図の正常吸
着の際には吸着ノズル４ａに無負荷の状態（その時の真
空度Ｈｏ　）から始まり、部品吸着後、時間の経過とと
もに真空度が高くなり、やがて定常状態となって真空度
はほぼ一定値を示し、定常状態時の真空度Ｈ１は判定値
ＨＪ　より高いが、この時の曲線は１２である。他方、
第８図に示すような異常吸着の際には無負荷の状７ｇ　
Ｈｏから始まり、部品吸着後、時間の経過とともに真空
度が高くなって定常状態に達するが、その時の真空度Ｈ
２は判定値ＨＪ　より低くなり、この時の曲線は１３で
あり、また、真空度は部品吸着開始時間から定常状態に
達した後の時間ｔｌ　の時に測定され、判定される。な
お、前記の動作を第１１図のフローチャートに示してい
る。　　しかし、エアー回路８内の真空度は吸着ノズル
４ａが無負荷の状態にあっても、変動することがある。

一つの場合には、真空発生装置９は通常コンバムが使用
されていることが多く、エアーコンプレフサからの圧縮
空気を利用して、真空を発生している。この場合、通常
エアーコンプレッサの圧縮空気は他の装置にも利用され
、コンバムに到達する圧縮空気圧は変動し、それに伴っ
て、コンバム即ち、真空発生装２１９の発生する真空度
が変動する。

他の場合には、第１２図に示すように、吸着ノズル４ａ
の吸着孔４ｂが基板７上のクリーム半田または接着剤等
を微量づつ吸引し目づまり４Ｃを生起すると、吸着孔４
ｂの断面積が実質上小さくなり、エアー回路８の真空度
が上昇する。この場合に生起する問題点を円筒形部品２
ｂを吸着したときの例示によって説明する。

第１３図（ａ）は円筒形部品２ｂを正常に吸着した状態
を示し、第１３図（ｂ）は円筒形部品２ｂの平坦な端面
を吸着した異状状態を示し、第１３図（Ｃ）は円筒形部
品２ｂの角部を吸着した異状状態を示している。このと
きエアー回路８の真空度は第１３図（ｂ）の場合に最も
大、第１３図（ａ）の場合に中間、第１３図（ｅ）の場
合に最も小であり、各場合の真空曲線を第１４図に示す
と、第１３図（Ｌ）の場合に曲線１４、第１３図（ｂ）
の場合に曲線１５、第１３図（Ｃ）の場合に曲線１６と
なる。

また、ΔＨＪは実験的に求め、２個のデジタル出力式真
空センサで設定した正常吸着判定エリアであり、曲線１
５と曲線１６とは異状吸着、即ちＮＧ判定される。

ところが、前記したように、吸着ノズル４ａの無負荷状
態での真空度が変動したとき、真空度曲線も、それにつ
れて、変動する。即ち、第１５図に示すように１部品吸
着直前の真空度Ｈｏに対し、低いレベルから吸着が始ま
れば、真空度曲線が全体的に低くなり、高いレベルから
吸着が始まれば、真空度曲線が全体的に高くなる。

従って、第１５図に示すように、低いレベルＨｏ　′か
ら吸着が始まった第１４図に示す曲線１５に対応する曲
線は１５’となり、高いレベルＨＯ”から吸着が始まっ
た第１４図に示す曲線１６に対応する曲線は１６′とな
り、前記した正常吸着判定エリアΔＨＪ　に対して、曲
線１５′。

１６’ともにＯＫ判定となる。即ち、第１３図（ｂ）、
　　（ｃ）に示すような異状吸着を誤って、ＯＫ判定し
てしまって、基板７−の搭載動作が行なわれる。従って
、デジタル出力式真空センサを用いた部品吸着状態の判
定装置では、エアー回路８の圧力の変動に対応できず、
誤った判定をして、不良基板を発生させてしまうという
問題があった。

［発明の目的］この発明は前記した事情に鑑みてなされたもので、その
目的とする処は、吸着ノズルエアー回路系の圧力変動が
あっても容易に対応して、正確な判定を可能にする電子
部品搭＠、機における部品吸着判定方法を提供すること
にある。

［発明の要点］この発明は前記した目的を達成するために、電子部品搭
ａ機における搭載ヘッドの吸着ノズルにより部品を真空
吸着し、その真空吸着の真空度情報をアナログ出力式真
空センサにより検出し、前記吸着ノズルの部品吸着状態
を判定する方法において、前記吸着ノズルの各種状態に
おける無負荷真空度とそれ等に対応する部品真空吸着時
の真空度判定レベ゛ル範囲とをＣＰＵに記憶させ、前記
アナログ出力式真空度センサにより検知した部品吸着前
の無負荷真空度情報をＣＰＵに伝達し、この情報により
基準真空度判定レベル範囲が設定され、この設定された
基準真空度判定レベル範囲と前記アナログ出力式真空セ
ンサから伝達される部品真空吸着時の真空度情報とを照
合し、部品吸着状態を判定することを要点とする。

［実施例］以下、この発明の一実施舛を第１図乃至第４図を参照し
て説明する。吸着ノズル４ａのエアー回路８に真空発生
装置９が取付（すられ、吸着ノズル４ａと真空発生装置
９との中間のエアー回路８にアナログ出力式真空センサ
１７が取付けられ、このアナログ出力式真空センサ１７
が吸着直前の真空度を検知し、その真空度情報をＣＰＵ
ＩＩに伝達する。ＣＰＵＩＩはこの真空度と基準真空度
ＨＯとを比較し、その差に見合うだけＯＫ判定エリアを
補正する。この補正値は実験的に求め、予めＣＰＵＩＩ
に入力しておく、また、ＣＰＵＩＩはｘｙｅｒポット５
を介して吸着ノズル４ａに指示するようになっている。

なお、２ａは吸着される部品である。

なお、第２図及び第３図により補正について詳細を説明
すると、第２図はＨＯよりも低い真空度８Ｇ　　’から
吸着が始まったときの状態を示し、差圧ΔＨｅ　　’に
見合うだけ、基準のＯＫ判定エリアΔＨＪがΔＨＪ　　
’に補正されている。従って、第１５図によって従来技
術の問題点の項に前記した曲線１５′は補正されたＯＫ
判定エリアΔＨＪ　　’から外れＮＧと判定される。

また第３図はＨＯよりも高い真空度Ｈｏ　″から吸着が
始まったときの状態を示し、差圧ΔＨＯ”に見合うだけ
、基準のＯＫ判定エリアΔＨＪがΔＨＪ”に補正されて
いる。従って、第１５図によって従来技術の問題点の項
に前記した曲線１６’は補正されたＯＫ判定エリアΔＨ
Ｊ”から外れＮＧと判定される。

以上説明したように一定のＯＫ判定エリアΔ）ＩＪによ
って第１５図に示すように、従来の部品の吸着判定法で
は第１３図（ｂ）（Ｃ）のような異常吸着の際もＯＫと
８判定されるものが、この実施例のように部品吸着の始
まる直前における吸着ノズル４ａのエアー回路８の実際
の真空度と基準真空度との差をセンサ１７により検知し
た情報を受けたＣＰＵＩＩがＯＫ判定エリアをΔＨＪ　
　’またはΔＨＪ”に補正して設定することにより、−
ＮＧと判定されるようになるというように、この実施例
の部品吸着判定方法は正確な判定を可ｆｌにする。

次に第４図により吸着動作の工程を説明する。

ｒ　吸着ノズル４ａのエアー回路８系の実際の真空度（
Ｈｏ’またはＨｏ　　″）と基準真空度（Ｈｏ　）との
差と補正するＯＫ判定エリア（ΔＨＪ　　′またはΔＨ
Ｊ”）の関係を実験的に求め、ＣＰＵＩＩに入力する。

ＩＩ　　ＣＰＵＩＩが工の情報を記憶する。

ｍ　　ＣＰＵＩＩが部品２ａの吸Ｍ動作を指示する。

■　吸着ノズル４ａが部品２ａを吸着する直前のエアー
回路８の真空度（Ｈａ　　’またはＨｏ”）をセンサ１
７が検知し、ＣＰＵＩＩにその真空情報を伝達する。

Ｖ　　ＣＰＵＩＩがその情報と基準真空度（Ｈａ　）と
の差（ΔＨＯ’または△Ｈａ”）を算出する。

Ｖｌｌｌの情報とＶの吸着直前の真空度の差（ΔＨＯ’
またはΔＨＯ″）とにより、ＣＰＵＩＩが補正したＯＫ
判定エリア（ΔＨＪ　　’またはΔＨＪ”）を設定する。

■　吸着ノズル４ａが部品２ａを吸着する。

ｖ！１　　部品２ａを吸Ｍ後ｉｔ時間経過（定常吸着状
態になった）ときに、エアー回路８の真空度をセンサ１
７によって検知する。

■　■で検知された真空度を■で設定されたＯＫ判定エ
リア（ΔＨＪ　　’または△ＨＪ”）によってＣＰＵＩ
Ｉが判定する。

ＸＩＸでの判定がＮＧになると、その部品２ａの吸着を
解除した後に、■に戻り、再び同種部品の吸着動作ＤＩ
Ｊ始をＣＰＵＩＩが指示する。

Ｘ［ＩＸでの判定がＯＫになると、部品搭載をＣＰＵ１
ｌが指示する。

■　部品２ａを基板７に搭載する。

［発明の効果］以上詳細に説明したように、電子部品搭載機における搭
載ヘッドの吸着ノズルにより部品を真空吸着し、その真
空吸着の真空度情報をアナログ出力式真空センサにより
検出し、前記吸着ノズルの部品吸着状態を判定する方法
において、前記吸着ノズルの各種状態における無負荷真
空度とそれ等に対応する部品真空吸着時の真空度判定レ
ベル範囲とをＣＰＵに記憶させ、前記アナログ出力式真
空度センサにより検知した部品吸着前の無負荷真空度情
報をＣＰＵに伝達し、この情報により基準真空度判定レ
ベル範囲が設定され、この設定された基準真空度判定レ
ベル範囲と前記アナログ出力式真空センサから伝達され
る部品真空吸着時の真空度情報とを照合し１部品吸着状
態を判定するので、前記吸着ノズルエアー回路系の無負
荷時の真空度が変動しても、その変動に、対応して設定
した部品の正常吸着時の真空度判定レベル範囲によって
、容易に正確な判定ができる。また、判定には１個のア
ナログ出力式真空センサを使用するだけでよいので、装
置全体が小型にでき、かつ、製造コストも低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は部品吸着直前の無負荷真空度が基準値よりも低い場合
の正常吸着時の真空度判定レベル範囲を示す線図、第３
図は部品吸着直前の無負荷真空度が基準値よりも高い場
合の正常吸着時の真空度判定レベル範囲を示す線図、第
４図は第１図のフローチャート、第５図は電子部品搭載
機を示す斜視図、第６図は部品搭載ヘッド部とその周辺
を示す説明図、第７図は部品を正常に吸着した状態を示
す説明図、第８図は部品を異状吸着した状態を示す説明
図、第９図は従来の部品吸着判定方法を示すブロック図
、第１０図は正常吸着及び異状吸着の場合の吸着ノズル
の真空度対時間線図、第１１図は従来の部品吸着判定方
法のフローチャート、第１２図は吸着孔が目づまりした
状態を示す縦断面図、第１３図は円筒形部品の三種類の
吸着状態を示し、第１３図（ａ）は正常、第１３図（ｂ
）、（ｃ）は異常状態を示している。第１４図は無負荷時の吸着真空度が基準値の場合におけ
る従来の部品吸着判定方法による第１３図（ａ）、（ｂ
）、（ｃ）の各場合に対する真空度対時間線図、第１５
図は無負荷時の吸着真空度が上、下する場合における従
来の部品吸着判定法による第１３図（ｂ）、（Ｃ）に対
する真空度対時間線図である。ｌ・・・・・・電子部品搭載機、２ａ・・・・・・部品
、４・・・・・・搭載へ−２ド部（搭載ヘッド）、４ａ
・・・・・・吸着ノズル、１１・・・・・・ＣＰＵ、１
７・・・・・・アナログ出力式真空センサ。特許出願人　　山形カシオ株式会社同　上　　　　カシオ計算機株式会社代理人　弁理士　　町　□　俊　エｔ”、−７第１図第２図第３図第４図第７゛図　　第８図第９図第１０図第１１図第１２図（ａ）　　　　　　　　　（ｂ）　　　　　　　　（ｃ
）偶Ｉ　　１１　　ドな第１４図

Claims

【特許請求の範囲】

電子部品搭載機における搭載ヘッドの吸着ノズルにより
部品を真空吸着し、その真空吸着の真空度情報をアナロ
グ出力式真空センサにより検出し、前記吸着ノズルの部
品吸着状態を判定する方法において、前記吸着ノズルの
各種状態における無負荷真空度とそれ等に対応する部品
真空吸着時の真空度判定レベル範囲とをＣＰＵに記憶さ
せ、前記アナログ出力式真空度センサにより検知した部
品吸着前の無負荷真空度情報をＣＰＵに伝達し、この情
報により基準真空度判定レベル範囲が設定され、この設
定された基準真空度判定レベル範囲と前記アナログ出力
式真空センサから伝達される部品真空吸着時の真空度情
報とを照合し、部品吸着状態を判定することを特徴とす
る電子部品搭載機における部品吸着判定方法。