JPH03203298A - 電子部品搭載方法 - Google Patents
電子部品搭載方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
搭載装置に関するものである。
数のチップ部品を高速且つ高精度で自動搭載することを
企図した電子部品搭載装置として、次の様なX−Y移動
方式の搭載装置がよく知られている。
イドレールを敷設し、このガイドレール間に搭載ヘッド
を支持する支持体を摺動自在に架設しである。搭載ヘッ
ドは、例えばエア吸引法等により電子部品を吸着保持す
る吸着ノズルを備えている。各支持体は、搭載ヘッドを
ガイドレールと直角方向に摺動自在に支持している。即
ち、搭載ヘッドは、支持体に沿った方向(X方向とする
)とガイドレールに沿った方向(Y方向とする)の2次
元に亘り自在に移動可能に支持されている。
搭載すべき部品を吸着ノズルでピックアップした後、X
−Y2次元方向に迅速に移動して作業ステージ日ンに位
置決めされたプリント基板上の部品搭載位置へ進出し、
ピックアップした電子部品を載置(プレース)する。電
子部品の載置が終ったら、再度部品供給位置に戻り、次
に搭載すべき電子部品のピックアップに移る。この様な
一連の動作を繰り返し、多種類の電子部品をプリント基
板上に搭載する。
る際に、電子部品に対する吸着ノズルの吸着位置がずれ
る場合がある。従来、その吸着位置のズレを補正する方
法として、チャック爪による機械的方法が採用されてい
た。この方法は、吸着ノズル周囲四方にチャック爪を配
設し、この4個のチャック爪により電子部品を均等に把
持して吸着位置を補正するものであり、補正精度に難点
がある。近年は、電子部品の吸着位置を高精度で補正す
る為、画像認識による光学的方法を採用する場合が多い
。この方法は、吸着ノズルで部品を吸着した状態をカメ
ラで撮像し、その画像をコンピュータで演算処理して吸
着位置のズレを検出し、これに基づき搭載位置を補正す
るものである。この画像認識による搭載位置補正方法は
、極めて高い精度で部品を搭載できる反面、画像処理に
比較的長い時間を要するという欠点がある。又、処理速
度の早い画像処理装置を採用すれば、その設備費が大幅
にアップする。
あって、多種類の電子部品を画像認識法により搭載位置
を補正しつつ高速且つ高精度で搭載可能な電子部品搭載
方法を提供することを目的とする。
領域から取上げるピックアップ工程と、前記電子部品の
ピックアップ状態を撮像してピックアップ位置を検出す
る画像認識工程と、前記電子部品を部品搭載領域に位置
決めされた基板上に載置するプレース工程とから成る電
子部品搭載方法において、前記部品供給領域と前記部品
搭載領域との間を自在に移動する部品搭載機構を2組設
け、各前記部品搭載機構が前記画像認識工程を終えた後
前記部品搭載領域へ交互に進出して部品搭載を行うこと
を要点とするものである。
づき詳細に説明する。
適用した装置を示す平面図で、第2図はその立面図であ
る。第1図で、装置基台1上の中央を図中横方向(以下
、X方向と言う)に延在させて、プリント基板を搬送す
る基板搬送コンベア2を、水平に敷設しである。基板搬
送コンベア2は、両側に一対のレール2a+2aを平行
に敷設し、一対の搬送ベルト2b、2bを夫々各レール
2a上を走行可能に張設して成る。これら搬送ベル)2
b、2bは、適所に配置した基板搬送モータ3により駆
動される。部品を搭載すべきプリント基板pbは、両側
部を夫々搬送ベルト2b。
搬送されてくる。
には、電子部品の搭載を行なう作業ステージ日ンWsを
設定しである。この作業ステーションWsは、両サイド
をレール2a、2aで、基板搬送方向Tに対して前端と
後端を位置決めピン4a、4bで、夫々規定されている
。両位置決めピン4a+ 4bは、夫々回動自在に支承
してあり、例えばエアシリンダ(不図示)等の駆動手段
により回動されて先端を基板搬送経路中に進出させ、搬
送ベルト2b、2bにより搬送されてきたプリント基板
Pbを停止させる。
端部には、夫々、基板搬送コンベア2を跨がせて固定台
5a、5bを設置しである。各固定台5a、5bは、基
板搬送方向(X方向)と直角の方向(以下、Y方向と言
う)に延在させて固設しである。これら固定台5a、5
b上には、対のガイドレール8a、13bを敷設しであ
る。これらガイドレール6a、6bは、Y方向に延在す
る様に、固定台5a+5bの各内側(作業ステー 5− 6− シ日ソWs側)側面に沿わせて敷設しである。
A、7Bを、夫々、摺動自在に架設しである。これら各
移動台7A、7Bは、後述する様に、装置奥側(図中上
側)と手前側(同下側)の各所定領域を往復移動する。
a、6bに夫々一対の滑り軸受け8,8を介して摺動自
在に外挿しである。この場合、各移動台7A、7Bの端
部に介装した各1対の滑り軸受け8,8間の間隔につい
ては、一方の間隔DIを他方の間隔D2より大きく設定
しである。その理由については、移動台7A。
A、7B上には、その長手方向(X方向)に沿ってX軸
ボールネジ9,9を夫々設置しである。
してサーボモータ11を連結しである。
敷設しである。このガイドロッド12は、本例では2個
の搭載ヘッド13.13を備えたへラドユニットUhを
、摺動自在に支持している。
エア吸着する吸着ノズル13aを垂直方向に向けて装着
しである。各ヘッドユニットUhは2個の搭載ヘッド1
3.13を取付は板14で一体移動可能に結合して成り
、この取付は板14をガイドロッド12に摺動自在に外
挿しである。取付は板14は、X軸ボールネジ9に往復
直進移動可能に設置した送り台15に結合しである。送
り台15とX軸ボールネジ9は、X軸ボールネジ9に螺
合させたナツト部材16を介して連結しである。
両方向に回転させれば、送り台15とヘッドユニットU
hを一体にガイドロッド12に沿って往復直進移動させ
ることができる。この場合、ボールネジは、ネジとナツ
トの間の摩擦抵抗が小さく、且つバックラッシュを容易
に除去できる特性を備えているから、搭載ヘッド13の
高速移動及び高精度位置決めが可能となる。
イドレール6a、6bに平行にY軸駆動ボールネジ17
a、17bを設置しである。一対のY軸駆動ボールネジ
17 a、 17 bは、夫々、前後固定台5a、5
b上の各基板搬送コンベア2上方領域(中央領域)から
一方の端部迄の約375に当たる領域に亘り敷設しであ
る。この場合、一対のY軸駆動ボールネジ17 a、
17 bは、夫々、前後固定台5a15b上の各中央
領域から互いに反対側の各端部へ延在させである。本例
では、基板搬送方向Tに対して前方側に設置するY軸駆
動ボールネジ17aを前固定台5a上の奥側領域に、後
方側に設置するY軸駆動ボールネジ17bを後固定台S
b上の手前側領域に、夫々延在させである。そして、こ
れらY軸駆動ボールネジ17 a、 17 bの各中
央側端部には、夫々、カップリング18a、18bを介
してY軸駆動サーボモータ19 a、 19 bを連
結しである。
軸駆動ボールネジ20a、20bを設置しである。この
場合、前方側に設置するY軸駆動ボールネジ20aを後
方側のY軸駆動ボールネジ17bに、後方側に設置する
Y軸駆動ボールネジ20bを前方側のY軸駆動ボールネ
ジ17aに、夫々平行に対向させて延在敷設しである。
aとY軸駆動ボールネジ17bの各装置平削側端部には
、夫々、歯付きブー1J21a、21bを固着しである
。各歯付きプーリ21a、21bの下方には、第2図に
示す様に、2個の歯付きプーリを同軸並設してなる中継
歯付きプーリ21C121dを回転自在に設置しである
。そしてこれら2個の歯付きブー’J 21 a、
2 l bと2個の中継プーリ21c、2id間に歯付
きベルト22a。
ルネジ20a、17b間の駆動伝達経路を下方に迂回さ
せることにより、装置手前側から後述する部品供給カセ
ット26等の部材の着脱を容易に実施することができる
。装置奥側で対向する− 〇 − 0− Y軸駆動ボールネジ17aとY軸従動ボールネジ2Ob
間も、同様に歯付きプーリ23a、23b等を介して歯
付きベル)24c等により同期回転可能に連結しである
。
とY軸駆動ボールネジ20bは奥側移動台7Aの両端部
に、装置手前で対向するY軸駆動ボールネジ20aとY
軸駆動ボールネジ17bは手前側移動台7Bの両端部に
、夫々、ナツト部材25を介して螺合連結しである。こ
の場合、各Y軸駆動ボールネジ17a、17bは、夫々
、移動台7A、7Bの各端部の内、前述した滑り軸受け
8゜8の間隔を大間隔DIに設定した方の端部に連結し
である。
モータ19bを作動させれば、歯付きベルト22a〜2
2cで連結したY軸駆動ボールネジ17bとY軸駆動ボ
ールネジ20aが同期回転し、手前側の移動台7Bとこ
れに支持された一対の搭載ヘッド13.13等から成る
長尺状のヘッド移動体HBがガイドレール6a、8bに
沿ったY方向に移動する。この場合、ヘッド移動体HB
は、Y軸駆動ボールネジ17bとY軸駆動ボールネジ2
0aが対向延在する領域、即ち、基体1上方の前述した
作業ステーションWsを含む手前側約375領域を自在
に往復移動する。一方、装置奥側ヘッド移動体HAも、
同様に、Y軸駆動モータ19aの作動と共にY軸駆動ボ
ールネジ17aとY軸駆動ボールネジ20bが同期回転
し、作業ステーシロンWSを含む奥側の約375領域を
自在に往復移動する。従って、両ヘッド移動体I(A。
sを含む端部領域(基板搬送経路上方領域)で重なり合
っている。
力を作用させて往復直進移動させることも可能であるが
、本発明においては、上述の様に両側から駆動力を作用
させる構成となっている。その理由は、次の通りである
。
13を所定方向(X方向)に移動自在に支持し、且つ駆
動手段等の種々の部材を移動台7 A。
重量となる。その様なヘッド移動体HA。
慣性モーメントが大きい為に、特に始動時や停止時にお
ける各ヘッド移動体HA、HBの反駆動側端部の振動が
激しくなる。その為、一方の例えばヘッド移動体HA自
体の位置決め精度が低下するだけでなく、その振動がガ
イドレール6a。
の位置決め精度も低下させる。
体HA、 HBの各両端に夫々駆動手段としてのボール
ネジ17a、20b及びボールネジ17b、20aを連
結し、各両端部から略均等に直進駆動力を作用させる。
をも、振動させず円滑にY方向に移動させ正確に位置決
めすることができる。
的に抑制する為、本例では、駆動側の滑り軸受け8,8
間隔D1を、従動側の滑り軸受は間隔D2より大きく設
定しである。これにより、ヘッド移動体HA、HBを駆
動する両側のボールネジ17a、20b及び17b、2
0aの各動作タイミングがずれた場合等においても、ヘ
ッド移動体HA、HBの振動を効果的に抑制することが
できる。
を安定して実施できる。
各ボールネジ20a、17bを、ヘッド移動体HBの両
端を支持する一対のガイドレールE!a、ebに対し、
共に同じ後側(基板搬送方向Tに対して)に近接させて
敷設しであるから、ヘッド移動体HBに直進駆動力が作
用することにより加わる曲げモーメントが小さくなる。
剛性を軽減することができ、装置の小型軽量化を促進で
きる。
前側の各基台端部に近い位置には、部品供給部FA、F
Bを夫々設定しである。各部品供給部FA、FBには、
夫々、多数の部品供給カセット28A、26Bを並列に
セットしである。部品供給カセッ)26A、28Bは、
共に、例えば直方体形状のチップ部品を等間隔に埋設し
た供給テープをリールに巻回して収納したものである。
電子部品を収納してあり、多数の部品供給カセット28
A、26Bを並設することにより、多種類の電子部品を
多量に準備しておくことができる。この場合、電子部品
の種類(部品供給カセット)の順列組合せは、可及的に
短時間で効率良く部品供給できる様に最適設定しである
。本例では、手前側の部品供給位置FBに大型電子部品
を収納する部品供給カセッ)28Bを、奥側の部品供給
位置FAに小型電子部品を収納した部品供給カセット2
eAをセットしである。部品を供給する場合は、具備す
る送り機構により間欠的に供給テープをリールから繰り
出し、ピックアップ位置Ppにおいて下降してきた搭載
ヘッド13の吸着ノズル13aによりピックアップさせ
る。
送コンベア2間には、夫々、各1対の画像認識用カメラ
27A、27A及び27B、27Bと、吸着ノズル交換
器28A、28Bを設置しである。
の吸着ノズル13aに吸着された電子部品を撮像し、そ
の画像をコンピュータで演算処理して吸着位置のズレを
検出する。この検出データは図示しない中央制御部に送
られ、その電子部品をプリント基板pbに搭載する際の
位置補正に用いられる。本例では、各ヘッド移動体HA
、、HBに夫々2個の搭載ヘッド13.13を並設しで
あるから、それに対応して2個づつの画像処理用カメラ
27A、27A及び27B、27Bを各所定位置に並設
しである。
ピットを並列に形成し、これら収納ピット多種類の吸着
ノズル13aを挿脱自在に保持して交換に備えるもので
ある。上述した画像認識用カメラ27A〜27B及び吸
着ノズル交換器28A。
短縮できる様に最適設定しである。
軸駆動モータ11,11、Y軸駆動モータ19 a、
19 bs各基板コンベア駆動用モータ3、搭載ヘッ
ド13の昇降用及び吸着用エアシリンダ(不図示)、部
品供給テープの送り機構等と、画像処理用カメラ27A
〜27Bは、図示しない電子部品交換装置の中央制御部
に接続されている。
制御プログラムに沿って各駆動手段を制御し、電子部品
を効率良く短時間で正確にプリント基板pb上に搭載す
る。その部品搭載動作の基本的な動作パターンを、第3
図のタイジングチャー1−図に基づき以下に説明する。
る。先ず、奥側搭載ヘッド13Aにより電子部品をピッ
クアップする。一対の搭載ヘッド13A、13Aを備え
たヘッドユニットUhを、Y軸駆動モータ19aとX軸
駆動モータ11を作動させてX方向に移動しつつY方向
にも移動し、ピックアップすべき部品を収納する部品供
給カセット26Aのピックアップ位置Pp上方に停止さ
せる。
品を同時吸着させた後上昇させる。尚、部品供給カセッ
ト2E3Aの配列の関係から2個の目的部品を同時吸着
できない場合は、ヘッドユニッ)UhをX方向に移動さ
せて1個づつ吸着させる。
搭載ヘッド13A、13Aを画像処理用カメラ27A上
方に移動し、部品吸着状態の画像認識を行なう。画像認
識により検出された吸着位置データは中央制御部に送ら
れる。
始するのに併行して、手前側のヘッド移動体HBが電子
部品のピックアップを開始する。
− 8 − 給カセット26Bから奥側搭載ヘッド13A。
クアップする。
ップ工程や後述するプレース工程の所要時間より長い。
ド13A、13Aの画像認識工程は終了していない。し
かし、双方のヘッド移動体HA、HBが同時に画像認識
を行なうことは可能であるから、手前側搭載ヘッド13
B、13Bはピックアップが終了したら直ちにカメラ2
7B、27B上に移動し、画像認識工程を開始する。
えたら、作業ステージ日ンWs上の部品の載置(プレー
ス)を行なうべきプレース位置に移動する。この際、中
央制御部で前段階の画像認識工程で得られた吸着位置ズ
レデータに基づき搭載ヘッド13A、13Aの停止位置
が補正され、搭載ヘッド13A、13Aが補正された適
正プレース位置に正確に停止する。作業ステーシロンW
sには。
送され、所定位置に位置決めされている。
に下降し、プリント基板pb上の所定位置に2個の電子
部品を同時プレースする。
と略同時に手前側搭載ヘッド13B、13Bが画像認識
を終える。この後、無駄な待ち時間を発生させない様に
、奥側搭載ヘッド13A、13Aの作業ステーションW
sからの退避と、手前側搭載ヘラ)’13B、13Bの
作業ステーションWsへの進出が略同時に実施される。
動範囲が作業ステーションWsを含む中央領域で重なり
あっている為、ヘッド移動体HA、HB同士が衝突する
虞がある。本例では、各Y軸駆動モータ19a。
ーダ部からのパルス信号を中央制御部でカウントして各
ヘッド移動体HA、HBの位置を把握している。そして
、その位置データに基づき両ヘッド移動体HA、 HB
の相対位置を確認しつつ各Y軸駆動モータ19a、19
bを駆動制御し、ヘッド移動体HA、HB同士の作業ス
テーションWs上での衝突を防止している。
た奥側搭載ヘッド13A、13Aは、新たに搭載すべき
電子部品をピックアップする為、再度部品供給位置FA
に向う。ここで、次に搭載する電子部品が吸着ノズル1
3aを交換する必要がある場合は、搭載ヘッド13A、
13.Aを吸着ノズル交換器28A上方に移動させ、吸
着ノズル13aの交換を行なう。この場合、先ず、使用
した吸着ノズル13aを決められた収納ピットへ収納し
た後、新たな吸着ノズルを装着する。吸着ノズル13a
の着脱は、搭載ヘッド13A、13Aを昇降させること
により自動的に実施される構成となっている。この吸着
ノズルの交換工程を実施するタイミングは、無駄な待ち
時間を可及的に発生させない様に最適に設定することが
要求される。本例では、各ヘッドユニッ1−Uhの移動
領域に吸着ノズル交換器28A、28Bを夫々配設しで
あるから、各ヘッドユニットUhにおける吸着ノズル1
3aの交換を互いに独立して実施させることができる。
の交換を実施するタイミングや頻度を、他方のヘッドユ
ニットUhの搭載動作との関係を配慮して最適に設定す
ることにより、吸着ノズルの交換を実施することによる
部品搭載時間の増加を、最小限に抑えることができる。
基板pb上への部品プレースを実施している。以降、2
個のヘッドユニットUh、Uhが同様の動作を繰り返し
、プリント基板pb上に電子部品が整然且つ迅速に搭載
されて行く。
ッドユニットUh、Uhにより、両側から画像認識方式
により搭載位置を補正しつつ交互に 21− 22− 電子部品を搭載するから、1個のヘッドユニットUhで
搭載する場合に比べて約半分に搭載時間が短縮される。
とにより、1個の電子部品搭載時間は増加するが、総搭
載時間ではその増加分が略キャンセルされ、従来のチャ
ック爪による機械的吸着位置補正方法を採用した場合と
路間−か、それ以下に短縮される。
のでなく、本発明の技術的範囲において種々の変形が可
能であることは勿論である。
たときに手動で行う方式の場合にも適用できる。又、本
発明方法は、プリント基板をコンベア等により直線的に
連続搬送するのではなく、作業ステーシロンへ基板を吸
着ヘッド等により間欠搬送する方式の場合にも適用可能
である。
を着脱自在に保持可能な作業ヘッドを備える2組の搭載
移動体を設け、これら各搭載移動体が部品保持状態の画
像認識を終えた後部品搭載領域に対して両側から交互に
進退して部品を搭載するから、多数の電子部品を画像認
識による搭載位置の補正を行ないつつ基板上に迅速且つ
整然と搭載することができる。従って、比較的長い時間
を要する画像認識時間を互いにキャンセルし合い、1組
の搭載移動体で従来の機械的な部品保持位置補正方法に
より部品搭載を行なう場合と略同時間で部品搭載を実施
可能となる。よって、多種類の電子部品を極めて高い精
度で高速に搭載可能となる。
適用した装置を示す平面図、第2図は上記装置の立面図
、第3図は上記電子部品搭載方法を示すタイミングチャ
ート図である。 1・・・基台 2・・・M[搬送コンベア 6a、5b・・・固定台 8 a + i3 b・・・ガイドレール71.7B
・・・移動台 8・・・滑り軸受け 9・・・X軸ボールネジ 11・・・X軸駆動モータ 12・・・ガイドロッド 13・・・作業ヘッド 13a・・・吸着ノズル 17 a、 17 b・・・Y軸駆動ボールネジ19
a、 19 b−”Y軸駆動モータ20a、20b
・・・Y軸従動ボールネジ21a、21b、23a、2
3b−”歯付きプーリ2!c、2fd−中継プーリ 22a〜22c、24c・・・歯付きベルト25・・・
ナツト部材 26A、2E3B・・・部品供給カセット27A、27
B・・・画像認識用カメラ28A、28B・・・吸着ノ
ズル交換器pb・・・プリント基板 HA、HB・・・ヘッド移動体 Uh・・・ヘッドユニット Ws・・・作業ステーション Pp・・・ピックアップ位置 26−
Claims (1)
- 電子部品を部品供給領域から取上げるピックアップ工程
と、前記電子部品のピックアップ状態を撮像してピック
アップ位置を検出する画像認識工程と、前記電子部品を
部品搭載領域に位置決めされた基板上に載置するプレー
ス工程とから成る電子部品搭載方法において、前記部品
供給領域と前記部品搭載領域との間を自在に移動する部
品搭載機構を2組設け、各前記部品搭載機構が前記画像
認識工程を終えた後前記部品搭載領域へ交互に進出して
部品搭載を行うことを特徴とする電子部品搭載方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1344025A JP2824535B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 電子部品搭載方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1344025A JP2824535B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 電子部品搭載方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03203298A true JPH03203298A (ja) | 1991-09-04 |
JP2824535B2 JP2824535B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=18366079
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1344025A Expired - Lifetime JP2824535B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 電子部品搭載方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2824535B2 (ja) |
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1989
- 1989-12-28 JP JP1344025A patent/JP2824535B2/ja not_active Expired - Lifetime
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