JPH03208588A - 把持装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は電子部品を基板に実装する場合などに使用され
る把持装置に関する。

（従来の技術） 電子部品を搬送して基板に装着する電子部品実装装置に
おいて、そのヘッドには、電子部品を吸着保持する上下
動可能なノズルと、このノズルに吸着された電子部品を
前後左右の４方向から押さえて位置決めする４個の爪部
材とが設けられている。

上記ノズル及び爪部材の駆動源としては、一般にエアシ
リンダか用いられており、ノズルは、電子部品を吸着す
る際、及び基板に装着する際には下降され、吸着した電
子部品の位置決め時には上昇される。また、爪部材は、
常には開いた位置にあり、ノズルが上昇すると、閉じ動
作して電子部品を押圧する。

（発明が解決しようとする課題） ノズルの最上昇位置及び最下降位置は、エアシリンダの
ストロークに応じた一定位置に定められる。このため、
厚さ寸法の大なる大形の電子部品では、供給部にある電
子部品を吸着する際、吸看した電子部品を基板上に搭載
する際には、ノズルは最下降位置に至る前で電子部品に
当接し、或いは電子部品を基板に当接させるようになり
、その時の衝撃で小径のノズルが電子部品に食い込むお
それがある。これを防止するために、ノズルとエアシリ
ンダのピストンロツドとの間に圧縮コイルばねを設ける
ようにしているが、このようにしても基板が電子部品の
装着時にある程度の衝撃を受けることは避けられず、そ
の衝撃によって先に搭載した電子部品の位置がずれるお
それがある。

この問題を解消するには、エアシリンダの動作速度を遅
くすれば良いが、これではノズルの上下動速度が遅くな
って電子部品を基板に装着するに要する全体の時間が長
くなる。

また、厚さ寸法の小なる小形の電子部品の場合には、ノ
ズルが最上昇位置に上昇したとき、電子部品が爪部材の
開閉軌跡上から外れることがあり、このようになると電
子部品の位置決めかできなくなる。従って、ノズル或い
は爪部材は、電子部品の大きさに応じて多種類用意して
おかねばならない。

一方、爪部材の最大開き位置及び最小閉じ位置もエアシ
リンダのストロークに応じた一定位置に定められる。こ
のため、爪部材が閉じ動作途中で電子部品に当接して位
置決め状態となると、電子部品にエアシリンダの押圧力
が作用し、電子部品によっては損傷を受けたり、リード
付のものではそのリードが変形したりするおそれがある
。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、ノズル及び位置決め部材の動作速度を速くできると
共に、部品に損傷を与えたり、部品を装着する部材に衝
撃を与えたりするおそれがなく、しかも一種類のノズル
及び位置決め部材で他種類の部品に対応できる把持装置
を提供するにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の把持装置は、吸気装置に接続され部品を吸着す
る上下動可能なノズルと、このノズルに吸石された部品
を横方向から押圧してその部品の位置決めを行う複数個
の位置決め部材とを備えたものにおいて、第１及び第２
のモータを設け、この第１及び第２のモータにより個別
に回転駆動される第１及び第２のカームを設け、前記ノ
ズルに変位伝達手段を介して連結され前記第１のカムに
接触してこのカムの回転に応じてノズルを上下動させる
第１のカムフォロアを設け、前記位置決め部材に変位伝
達手段を介して連結され前記第２のカムに接触してこの
カムの回転に応じて位置決め部材を開閉方向に移動させ
る第２のカムフォロアを設けたものである。

（作用） ノズルの最上昇位置及び最下降位置は、第１のカムの回
転位置及び回転量、ひいては第１のモータの回転位置及
び回転量によって制御できる。

このため、大きさの異なる部品であっても、同一のノズ
ルで対処できると共に、ノズルが部品に勢い良く当接し
たり、部品がこれを装着する部材に対して勢い良く当接
したりすることを防止できる。

また、位置決め部材の最大開き位置及び最小閑じ位置も
、第２のカムの回転位置及び回転量、ひいては第２のモ
ータの回転位置及び回転量によって制御できる。このた
め、位置決め状態において、部品に大きな押圧力が作用
するおそれはない。

（実施例） 以下、本発明を電子部品実装装置のヘッドに適用したー
実施例につき図面を参照しながら説明する。

第１図及び第２図において、電子部品の供給部と基板と
の間を移動する移動体１には、基枠２が固定されている
。この基枠２の側部に取付けられた軸受装ｉｔ３には、
外軸４が回転可能に挿通支持されており、この外軸４に
内軸５がスプライン係合により上下動可能に挿通支持さ
れている。なお、外軸４はプーり６に掛けられるベルト
を介してモータ（いずれも図示せず）により回転される
ようになっており、その外軸４の回転は内軸５にスプラ
イン係合によって伝達される。

上記内軸５の下端部には、電子部品をいわゆる真空吸引
により吸着するノズル７が取付けられており、そのノズ
ル７は内軸５の上端部に取付けられる吸気装置としての
真空発生装置（図示せず）に接続されるようになってい
る。また、外軸４の下端部にはガイド盤８が取付けられ
ており、そのガイド盤８の下面にはノズル７に吸着され
た電子部品の位置決めを行うための位置決め部材たる４
個の爪部材９が前後方向及び左右方向に移動可能に支持
されている。これら爪部材９は、ガイド盤８の上部のレ
バー支え１０に軸１１を介して支持されたレバー１２に
連結され、このレバー１２の回動によりＷＱ後方向及び
左右方向に移動される。

一方、基枠２の後部には、減速機を内臓した第１及び第
２のモータ１３及び１４が取付けられており、その回転
軸１３ａ，１４ａは基枠２の前部に配設された第１及び
第２のカム軸１５及び１６にカップリング１５ａ，１６
ａにより連結されている。そして、ｉｌ及び第２のカム
軸１５及び１６には、略円形をなす第１及び第２のカム
１７及び１８が偏心状態に取付けられている。この第１
及び第２のカム１７及び１８に接触する第１及び第２の
カムフォロアたる第１及び第２のローラ１９及び２０は
、第１及び第２のアーム２１及び２２に設けられている
。この第１及び第２のアーム２１及び２２は、基枠２の
上下両側に軸２３及び２４により回動可能に支持され、
引張りコイルばね２５及び２６により第１及び第２のロ
ーラ１９及び２０を第１及び第２のカムｌ７及び１８に
押し付ける方向、すなわち第１図に矢印Ａ及びＢで示す
方向に回動付勢されている。そして、第１及び第２のア
ーム２１及び２２の一端部にはローラ２７及び２８が設
けられている。このうち第１のアーム２１のローラ２７
は内軸５の上方部に取付けられた第１の受けリング２つ
の上下両フランジ２９ａ及び２９ｂ間に配置されている
。また、第２のアーム２２のローラ２８は外軸４の下方
部に上下動可能に支持された第２の受けリング３０の上
下両フランジ３０ａ及び３０ｂ間に配置されている。こ
の第２の受けリング３０の下方には、外軸４に上下動可
能に支持された昇降リング３１が配置されており、この
昇降リング３１と第２の受けリング３０との間は、外軸
４に挿入保持された圧縮コイルばね３２によって連結さ
れている。そして、昇降リング３１に取付けられた脚突
子３３をレバー１２に連結し、昇降リング３１の上下動
に応勤してレバー１２が回動するように構成されている
。従って、第１のカム１７の回転に伴う第１のローラ１
９の変位は、変位伝達手段すなわち第１のアーム２１、
第，１の受けリング２９、内軸５を介してノズル７に伝
達されてこのノズル７が上下動し、また第２のカム１８
の回転に伴う第２のローラ２０の変位は、変位伝達手段
すなわち第２のアーム２２、第２の受けリング３０，圧
縮コイルばね３２、昇降リング３１、レバー１２を介し
て爪部材９に伝達されてこの爪部材９が前後方向及び左
右方向に移動するようになっている。ちなみに、第１及
び第２のカム１７及び１８の回転位置とノズル７及び爪
部材９の位置との関係は、第３図に示すようになってい
る。

なお、第１及び第２のモータ１３及び１４は、ロータリ
エンコーダなどの回転位置検出装置を有し、この回転位
置検出装置からの信号は図示しないマイクロコンピュー
タなどの制御装置に人力されるようになっている。そし
て、このマイクロコンピュータのメモリには、モータ１
３及び１４の回転位置範囲が記憶されており（この回転
位置範囲は使用者が自由に設定できる）、マイクロコン
ピュータはこの設定された回転位置範囲でモータ１３及
び１４を正逆回転制御するように構成されている。

次に上記構成の作用を説明する。

まず、移動体１が電子部品の供給部に移動した状態にお
いて、第１のモータ１３が所定の回転位置から正方向に
回転し、第１のカム１７を矢印Ｃ方向に正回転させる。

すると、第１のローラ１９が下方に変位するため、第１
のアーム２１が・矢印Ａ方向に回動し、第１の受けリン
グ２つひいては内軸５を押し下げてノズル７を下降させ
る。そして、第１のモータ１３が設定された回転位置ま
で所定量回転したところで停止し、これに伴いノズル７
が供給部の電子部品の上面近くで停止する。

そして、その電子部品はノズル７の真空吸引作用により
このノズル７に吸着保持される。この後、第１のモータ
１３が逆方向に設定された回転位置まで所定量回転し、
これにより前述とは逆に第１のアーム２１が反矢印Ａ方
向に回動し、ノズル７を元の位置まで上昇させる。この
上昇位置は、電子部品が第６図或いは第７図に示すよう
に爪部材９の開閉軌跡上に存在するような位置である。

さて、ノズル７が上昇すると、次に第２のモータ１４が
所定の回転位置から正方向に回転し、第２のカム１８を
矢印Ｄ方向に正回転させる。すると、第２のローラ２０
が上方に変位するため、第２のアーム２２が矢印Ｂ方向
に回動し、第２の受けリング２９及び圧縮コイルばね３
２を介して昇降リング３１を押し下げる。この昇降リン
グ３２の下降変位に連動してレバー１２が矢印Ｅ方向に
回動し、これにて爪部材９か閉し方向たる矢印Ｆ方向に
移動する。この爪部材９の矢印Ｆ方向への移動に伴い、
電子部品が正規の位置からずれていた場合には、いずれ
かの爪部材が電子部品の側面に当接することにより、そ
の電子部品の位置が修正される。そして、第２のモータ
１４が設定された回転位置まで所定量回転したところで
停止し、これに伴い爪部材９が電子部品の各側面に軽く
接した状態で停止し、これにて電子部品が爪部材９によ
り正規の位置に位置決めされた状態となる。

この後、移動体ｌが基板上に移動する。この状態で、ま
ず第２のモータ１４が設定された回転位置まで逆方向に
回転し、第２のカム１８を反矢印Ｄ方向に所定量逆回転
させる。すると、第２のローラ２０が下方に変位するた
め、第２のアーム２２が反矢印Ｂ方向に回動し、第２の
受けリング２９及び圧縮コイルばね３２を介して昇降リ
ング３ｌを上昇させる。この昇降リング３２の上昇に連
動してレバー１２が反矢印Ｅ方向に回動し、これにて爪
部材９が開き方向たる反矢印Ｆ方向に所定量移動して元
位置に復帰する。

この後、第１のモータ１３が設定された回転位置まで正
方向に回転し、第】のカム１７を矢印Ｃ方向に正回転さ
せる。すると、第１のローラ１９が下方に変位するため
、前述したと同様にしてノズル７が下降して電子部品を
基板に軽く接触する位置まで降ろす。そして、真空発生
装置の真空引き動作を停止させ、この状態で第１のモー
タ１３が設定された回転位置まで逆方向に回転する。こ
れによりノズル７が電子部品を基板上に置いたまま上昇
して元位置に復帰する。以上により電子部品の基板上へ
の一搭載サイクルを終了する。

このように本実施例によれば、第１及び第２のモータ１
３及び１４の回転位置範囲を設定することにより、ノズ
ル７の上下動範囲及び爪部材９の開閉移動範囲を設定す
ることができる。

例えば、ノズル７の上下動範囲について言えば、電子部
品の大きさに合わせて、ノズル７の最下降位置を、第４
図及び第５図に示すように、供給部上の電子部品３３．
３４にノズル７が軽く接触し且つノズル７に吸着された
電子部品３３．３４が基板に軽く接触する位置に設定し
、ノズル７の最上昇位置を、第６図及び第７図に示すよ
うに、電子部品３３．３４が爪部材９の開閉移動軌跡上
に位置するように設定する。

また、爪部材９の開閉移動範囲について言えば、爪部材
９の最大開き位置を、第４図及び第５図に示すように、
ノズル７に吸着された電子部品３３．３４が爪部材９相
互間を通過し得る位置に設定し、最大閉じ位置を、第６
図及び第７図に示すように、爪部材９が電子部品３３．
３４の各側面に軽く接触する位置に設定するものである
。

従って、ノズル７及び爪部材９の移動量を常に必要最小
限にすることができるので、その移動に要する時間が短
くなり、電子部品の基板への搭載に要する時間を短縮す
ることができる。

また、ノズル７に電子部品を吸着させる際、爪部材９に
より電子部品の位置決めを行う際において、ノズル７や
爪部材９は電子部品に軽く接触する程度の位置で停止し
、またノズル７により吸着した電子部品を基板に搭載す
る際においては、電子部品は基板に軽く接触する程度の
位置で停止するので、ノズル７や爪部材９の移動速度を
速くしても、電子部品に大きな押圧力が作用するおそれ
がなく、電子部品のｔｉ　ｉのおそれがないと共に、基
板に衝撃を与えることがなく、先に基板に装着されてい
る電子部品の位置がずれるおそれがない。

その上、ノズル７の上下動位置範囲及び爪部材９の開閉
移動位置範囲を自由に設定できるので、一つのノズル７
で他種類の電子部品に対応でき、用意するノズルの種類
を少なくすることができる。

なお、本発明は電子部品ばかりでなく、部品装着装置一
般にに広く適用できるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、ノズルの最上昇位
置及び最下降位置、位置決め部材の最大開き位置及び最
小閉じ位置を第１のモータ及び第２のモータによって自
由に制御できるので、ノズル及び位置決め部材の動作速
度を速くしたり、それらの移動量を必要最小限のものに
したりすることができて部品の装着に要する時間を短縮
でき、しかも部品に損傷を与えたり、部品を装着する部
材に衝撃を与えたりするおそれがない上、一種類のノズ
ル及び位置決め部材で他種類の部品にｔ．Ｊ応できる、
などの優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一′実施例を示すもので、第１図は正面
図、第２図は側面図、第３図はカムの回転角度とノズル
及び爪部材の動作量との関係を示す変位図、第４図及び
第５図は電子部品の大きさによるノズルの最下降位置及
び爪部材の最大開き位置との関係を示す図、第６図及び
第７図は電子部品の大きさによるノズルの最上昇位置及
び爪部材の最小閉じ位置との関係を示す図である。 図中、４は外軸、５は内軸、７はノズル、８はガイド盤
、９は爪部材、１０はレバー支え、１２はレバー　１３
．１４は第１，第２のモータ、１７，１８は第１，第２
のカム、１９．２０は第１，第２のローラ（第１，第２
のカムフォロア）、２］，２２は第１，第２のアーム、
２９．３０は第１，第２の受けリング、３１は昇降リン
グ、３２は圧縮コイルばねである。 第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 図 ？嗣■−１騨■−響シー■嗣１−一■ｖト１１”１６第
　４　図 第 ５ 図 第 ６ 図 第 ７ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、吸気装置に接続され部品を吸着する上下動可能なノ
   ズルと、このノズルに吸着された部品を横方向から押圧
   してその部品の位置決めを行う複数個の位置決め部材と
   を備えたものにおいて、第１及び第２のモータと、この
   第１及び第２のモータにより個別に回転駆動される第１
   及び第２のカムと、前記ノズルに変位伝達手段を介して
   連結され前記第１のカムに接触してこのカムの回転に応
   じてノズルを上下動させる第１のカムフォロアと、前記
   位置決め部材に変位伝達手段を介して連結され前記第２
   のカムに接触してこのカムの回転に応じて位置決め部材
   を開閉移動させる第２のカムフォロアとを設けてなる把
   持装置。