JPH03209900A - 電子部品吸着搬送装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子部品装着機、特に、チップ部品やＩＣ，
ＬＳＩ部品等の、いわゆる、表面実装部品の装着機にお
ける電子部品吸着搬送装置に関す〔従来の技術〕 従来より、垂直軸の周囲を複数のヘッドが間歇旋回して
電子部品を基板上に、順次、装着していく、いわゆる、
ロータリ一方式の電子部品装着機では、多品種の電子部
品に対応しつつ高速装着を達成するために、各ヘッドに
切り替え可能な形状の異なる複数のノズルを装備して、
ノズルチェンジを通常不要としてチェンジに伴うタイム
ロスを防いでいる。

例えば、特開昭５９−１１３６９９号公報に記載の装置
では形状の異なる複数のノズルが、間歇旋回するシャフ
トを中心とする同一円周上に並列配置されている。

また、′８７〜′８８ハイブリッドテクノロジー第２０
９頁から第２１７頁に示されているように、シャフトを
中心として上記ヘッドが自転する構造として、部品姿勢
の設定及び修正を可能にしているものである。

さらに、特開昭６３−１７８５９０号公報記載のように
使用中のノズルをヘッド切り替え回転軸の周囲でなく、
ノズル中心軸の周囲に自転させる方法もある。

一方、特開昭５９−１１３７００号公報記載の装置は、
各ヘッド部に放射状に設けられた形状の異なる複数のノ
ズルが垂直平面内を旋回する切り替え方式であり、ヘッ
ドは電子部品の姿勢角を定めるための自転を行わない。

〔発明が解決しようとする課題〕

上に述べた第一の装置では、旋回運動が水平面内に限ら
れ、比較的にコンパクトな構成になるという利点がある
が、複数のノズルが並列に置かれているので、今回使用
しないノズルが基板上に既に装着されている他の電子部
品や基板コンベアと衝突しないνうに、使用するノズル
だけを選択的に押し下げる機構を設ける必要がある。ま
た、真空吸引配管用に複雑な形状の穴をヘッド部にあけ
る必要がある。ヘッドが自転を行わない場合には、例え
ば、四本の爪により電子部品の姿勢を修正するポジショ
ナの別書き、または、ノズル周囲への設置を要する。

第二の装置では、この問題点の他に、ヘッド自転軸から
の５番目のノズルの偏心に対する補正量Ｒ１をプリント
基板を位置決めするＸ−Ｙテーブルへの指令位置に付加
する必要が生じる。ヘッド自転角度の誤差へ〇が補正ベ
クトルの方向角誤差となるが、この補正量はノズルを密
に配置してもＲｔ＝１０ｎｎ程度に達するので、ノズル
のＸ方向及びＹ方向の位置精度がこのＲ，・Δθ　によ
り大きく劣化するおそれがある。第三の装置の方法を採
れば、角誤差の影響を減少させることができるが、依然
ヘッド切り替えの位置決め誤差は残りの回転機構はさら
に複雑化する。

一方、第四の装置では、各ヘッドに設けられた複数のノ
ズルについて装置位置は同一となるのでノズルの種類に
応じた位置補正は不要であるが、ヘッドが電子部品を吸
着したまま自転することが不可能なので、第一の装置と
同様に電子部品の姿勢を修正するポジショナの併設を要
するという問題点があった。

一 〔課題を解決するための手段〕 本発明者は上記問題点を解決するために、自転可能な各
シャフトの先端に連結アームを介してヘッドを支持し、
ヘッドを水平軸の周囲に回転可能として、形状の異なる
複数の部品吸着ノズルを水平軸の周囲に放射状の配置し
て、使用するノズルの中心軸がシャフトの自転軸と一致
するように配置した電子部品吸着搬送装置を構成した。

ヘッド固定部の真空吸引配管用の穴は今回使用するノズ
ルとだけ接続するように下方に向けてあけた。

〔作用〕

以上のように構成した電子部品吸着搬送装置を電子部品
装着機のインデックステーブルの円周上に複数個取付け
る。駆動源によりヘッドを水平軸の周囲に回転させて一
本のノズルを選択して下方に向け、インデックステーブ
ルの間歇回転に従い、ヘッドが吸着ステーションに移動
して電子部品を真空吸着し、次に検出ステーションで電
子部品の位置及び姿勢の偏差量（ΔＸ、ΔＹ、及び八〇
）を検出して、検出値に基づき電子部品装着機の制４− 御装置が駆動源に負補正量−Δθを与えて、シャフトを
回転させてシャフトと同心のノズルに吸着されている電
子部品の姿勢を修正する。最後にヘッドが装着ステーシ
ョンに移動してプリント基板上に電子部品を装着する。

〔実施例〕

第１図及び第２図は本発明の一実施例の構成を示してい
る。図において、１は鉛直方向に置かれたシャフトであ
り、その下端には連結アーム２を介してヘッド軸３が水
平方向を向けられて連結支持されている。ヘッド軸３の
周囲には二個の（気密形）ベアリング４により回動可能
にヘッド５が保持されている。

ヘッド５の周囲には複数個の部品吸着ノズル６が放射状
に配置されている。これら複数個の部品吸着ノズル６は
互いに形状２寸法が異なっており、種々の形状２寸法の
表面実装用電子部品に対してプリント基板上への装着を
可能にしている。部品吸着ノズル６の外周部には、必要
な場合はスクリーン７が取付けられて、電子部品の位置
検出のための撮影画像の背景板として機能する。部品吸
着ノズル６はばね８により通常時はヘッド５に内側から
押しつけられている。

今回の動作で使用する部品吸着ノズル６は、ノズル切り
替えのための駆動源９　（本吸着搬送装置とは別置き）
と駆動源９の発生する運動を伝達する伝動装置１０とに
よりヘッド５が水平軸の周囲に回転されて下側に向けら
れ、回り止め手段１１により固定されている。今回使用
される部品吸着ノズル６の中心軸は、シャフト１の中心
軸と同一になるように配置されている。ヘッド軸３の内
部は中空となっており、電子部品吸引用の穴１２は今回
使用される部品吸着ノズル６の真上の位置から連結アー
ム２まで通じており、プラグ１３を介して配管１４とつ
ながっている。配管１４の他端は、他の吸着搬送装置か
らの配管とともに真空ポンプ（図示せず）に接続されて
おり、上記真空ポンプで発生した負圧により部品吸着ノ
ズル６の先端部に電子部品１５を吸着している。

一方、シャフト１の上端にはヘッドを自転させるだめの
駆動源１６がカップリング１７により直結されており、
駆動源１６の固定部は電子部品装着機のインデックステ
ーブルに載せられている。

シャフト］、は、筒１８及び軸１９により伸縮可能に構
成され、電子部品を吸着又は基板上へ装着する時には、
上下動アーム２０が動かされ、これと連結した軸１９が
下方に押し下げられる。

第３図に本実施例を適用する電子部品装着機のステーシ
ョン構成例を示す。電子部品吸着搬送装置は、吸着ステ
ーション２１で軸１９を下げ、供給装置２２上に置かれ
た電子部品１５を真空吸着し、ヘッド自転ステーション
２３で、装着指令角度θ０だけヘッド５を自転させる。

次に、検出ステーション２４で視覚装置２５により吸着
異常の有無、及び、電子部品１５のヘッド自転軸からの
位置、姿勢の偏差量（ΔＸ、ΔＹ、及びΔ０）を測定す
る。この測定値に基づき、自転角度補正ステーション２
６でヘラ１−５を−Δθだけ回転して電子部品１５の姿
勢を正す。装着ステーション２７では、ＸＹ子テーブル
８に載せられたプリント基板２９が、元の指令位置Ｘｏ
、Ｙｏに対し、Ｘ方向及びＹ方向に各々＋ΔＸ、＋ΔＹ
の他に、姿勢補正に伴う電子部品１５の中心点移動量の
補正値を加えて生成された位置指令値により位置決めさ
れ、電子部品吸着搬送装置は再び軸１９を下げて部品吸
着ノズル６に吸着されていた電子部品１５をプリント基
板２９上に押しつける。

検出ステーション２４で吸着異常有りと判定された電子
部品は上記装着ステーション２７を通過して廃棄ステー
ション３０で廃棄容器３１に捨てられる。ヘラ１（復帰
ステーション３２でヘッド５の自転角度を原点復帰させ
、次のノズル選択ステーション３３で、次回装着する電
子部品の種類に適応した形状の部品吸着ノズル６が下側
に来るように、ノズル選択ステーション３３に備え付け
た駆動源９により伝動装置１０を回転させて、ヘッド軸
３のまわりにヘッド５を回転させる。本実施例では伝動
装置１０として非接触式の磁気カップリングを用いるが
、他の方式の伝動装置、例えば、歯車を用いても構成で
きる。

８− 本実施例によれば、使用する部品吸着ノズル６がｌ＼ノ
ドの自転軸と同軸に配置できるので、従来のノズル切り
替え方式のように複数の部品吸着ノズルについて各々の
自転軸位置を予め校正しておくことなしに、今回選択し
た部品吸着ノズル６の種類に係りなく、ヘッドの自転軸
と視覚装置２５の光軸との間の校正値のみを用いて補正
演算を実行できる。従って、ヘッド位置の調整及び校正
の手間を大きく省くことができる。

従来例の内、ヘッド自転軸、即ち、シャフト中心と部品
吸着ノズル６の中心軸とが異なるように構成された電子
部品吸着搬送装置では各ノズルの自転軸位置はヘッドの
自転角度誤差の影響を受けるが、本実施例ではこの影響
を受けず一定である。

位置補正値の演算誤差は電子部品］５のプリント基板２
９上への装着精度に直接関係するので、本実施例の方が
装着精度が向上する。

また、本実施例では、伝動装置１０として非接触式の磁
気カップリングを用い、ヘッド自転の駆動源１６はカシ
プリング１７によりシャフト１に直結されているので歯
車、タイミングベルト等の接触式伝動装置を用いる装置
より耐久性が優れている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、使用するノズルがヘッド自転軸とほぼ
一致するようにセットされるので、プリント基板を位置
決めするＸ−Ｙテーブルへの指令位置に加えるべきヘッ
ド自転軸からのノズルの偏心に対する補正旦が小さくな
り、また、ヘッド自転角度の誤差がノズルのＸ方向及び
Ｙ方向の位置精度に殆んど影響を及ぼさないために電子
部品の装着精度が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の装置の一実施例の斜視図、第２図は
、第１図の装置主要部の垂直断面図、第３図は、本実施
例を適用する電子部品装着機のステーション構成例を示
す説明図である。 １・・・シャフト、２・・・連結アーム、３・・・ヘッ
ド軸、４・・・ベアリング、５・・ヘッド、６・・・部
品吸着ノズル、７・・スクリーン、８・・ばね、９・・
・駆動源、ｌＯ・・・伝動装置、１１・・・回り止め手
段、１２・・・穴、１３・・・プラグ、１４・・・配管
、１５・・・電子部品、１６・・駆動源、１７・カップ
リング、１８　筒、１９・・・軸、２０・・上下動アー
ム、２１・・・吸着ステーション、２２・・・供給装置
、２３・・ヘッド自転ステーション、２４・・・検出ス
テーション、２５　・視覚装置、２６・・・自転角度補
正ステーション、２７・・装着ステーション、２８・・
・ＸＹ子テーブル２９・・プリント基板、３０・・廃棄
ステーション、３１・廃棄容器、３２・・・ヘッド復帰
ステーション、３３・・ノズル選択ステーション。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．シャフトと、前記シャフトの先端に設けられた連結
   アームと、前記連結アームにより支持されたヘッドと、
   前記ヘッドを自転させる自転軸と直交して配置された水
   平軸の周囲を回転可能に放射状に配列された複数の部品
   吸着ノズルとを含むことを特徴とする電子部品吸着搬送
   装置。
2. ２．上記ヘッド自転軸と、上記ヘッドの最先端部に位置
   して部品を吸着可能な状態にある上記複数の部品吸着ノ
   ズルのうちの１本のノズルの中心軸とを一致させたこと
   を特徴とする請求項１記載の電子部品吸着搬送装置。