JPH0464809B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は部品を他部材に装着する部品装着装置
に関するものであり、とりわけリードレス小型電
子部品を回路基板に装着する装置にその用途が見
出せる。

(ロ) 従来の技術 ごく小型の部品のピツクアンドプレース作業を
行う時、真空吸着型部品装着ヘツド（あるいは真
空ピンセツト）を用いることが多い。リードレス
小型電子部品（いわゆるチツプ部品）の装着作業
など、その典型であり、特開昭56−122724号公報
に例が見受けられる。また部品を確かに吸着した
かどうか、確認する手段を設けることもある。上
述した特開昭56−122724号公報のほか、特開昭57
−97695号公報に例がある。

(ハ) 発明が解決しようとする課題 複数個の真空吸着型部品装着ヘツドを用いる
時、ノズル部の形状不良、同じくノズル部の長期
使用による摩耗、あるいは空圧配管系の故障等に
より、同一の装着ノズルが何度も吸着ミスを起こ
すことがある。このような装着ノズルは速やかに
発見し、修理しなければならない。

(ニ) 課題を解決するための手段 本発明では、単一のインデツクステーブルに配
置した複数個の真空吸着型部品装着ヘツドが、部
品吸着ステーシヨンと部品装着ステーシヨンを含
む各種作業ステーシヨンを順次周回するものとす
る。部品吸着ステーシヨンから部品装着ステーシ
ヨンまでの間には、部品装着ヘツドに吸着された
部品の姿勢を判別する姿勢判別装置と、部品装着
ヘツドが部品を吸着しているかどうかを判別する
吸着確認装置を置く。また部品装着ステーシヨン
から部品吸着ステーシヨンまでの間には、吸着ミ
ス部品放棄ステーシヨンを置く。更に、部品吸着
ステーシヨンから吸着ミス部品放棄ステーシヨン
まで作用する吸着動作手段と、姿勢判別装置ある
いは吸着確認装置の発見したミスの回数を部品装
着ヘツド毎にカウントする手段と、各種作業ステ
ーシヨンの動作を制御する手段を設ける。

(ホ) 作用 吸着確認装置が部品装着ヘツドに部品の存在を
確認しなかつたときは、「ミス」としてカウント
した上で、その部品装着ヘツドはそのまま次回の
役務に供される。姿勢判別装置が「部品の姿勢異
常」のミスを発見したときは、部品を吸着ミス部
品放棄ステーシヨンで捨てた後、その部品装着ヘ
ツドを新たな部品の運搬に使用する。部品装着ヘ
ツドが所定回数連続してミスを起こした場合は、
装置の運転を停止し、抜本的な対策をたてる。

(ヘ) 実施例 図において、１は垂直軸まわりに回動するイン
デツクステーブルである。第７図に見られるよう
に、インデツクステーブル１は上部テーブル２と
下部テーブル３からなり、これらはいずれも垂直
なインデツクスシヤフト４に固定されている。イ
ンデツクスシヤフト４は支持ビーム５の軸受部６
に垂下状態で支持され、支持ビーム５上のインデ
ツクス装置本体７に連結される。インデツクスシ
ヤフト４の内部は図示しない真空源に連通する吸
気路８となつている。さてインデツクステーブル
１は45゜づつ歩進回動するものであり、第６図に
示すように、周囲に８箇所の作業ステーシヨン
，…を配している。作業ステーシヨンは、
が部品吸着ステーシヨン、が吸着確認ステー
シヨン、が部品位置決めステーシヨン、が吸
着確認ステーシヨン、が部品装着ステーシヨ
ン、が吸着ミス部品放棄ステーシヨン、，
が遊びステーシヨンである。作業ステーシヨンの
数に合わせ、下部テーブル３から８本のアーム９
が放射状に突出している。アーム９は下部テーブ
ル３の周面に垂直に取り付けたスライダ１０（第
７図）に支持され、垂直方向に移動可能である。
スライダ１０は上部テーブル２との間に張り渡し
たばね１１により、上部テーブル２にねじ込んだ
ストツパボルト１２（第１図）に当るまで引き上
げられている。スライダ１０は外方に突出したロ
ーラ１３を有し、このローラ１３は、部品吸着ス
テーシヨンにおいてタペツト１４の押圧作用を
受ける。同様のタペツトは部品装着ステーシヨン
その他必要なステーシヨンに配置され、いずれ
もカム作用で上下する。

アーム９は先端に部品装着ヘツド１５を支持す
る。部品装着ヘツド１５は中空であつて、上端部
にはホース１６を連結し、下端からは吸着ノズル
１７を突出させている。ノズル１７は部品装着ヘ
ツド１５に対しスライドできるようになつてお
り、常時はばね１８により突出位置に押されてい
る。ホース１６の他端は上部テーブル２に固定し
たバルブ１９に接続する。バルブ１９はホース２
０により吸気路８に連結しており、吸引力のON
−OFF作用を行うものである。バルブ１９の開
閉操作は先端にローラを有するレバー形アクチユ
エータ２１によつて行う。すなわちアクチユエー
タ２１を押し下げた時がバルブ開、そうでないと
きがバルブ閉である。アクチユエータ２１の制御
は、ステーシヨンにおいてはエアシリンダ２２
によつて上下する可動カム２３により、ステーシ
ヨン，，，，においては軸受部６に固
定した固定カム２６により、行う。これらバルブ
１９、可動カ２３、固定カム２６が、部品吸着ス
テーシヨンから吸着ミス部品放棄ステーシヨン
まで作用する吸着動作手段を構成する。固定カ
ム２６はエアシリンダ２２の支持部材を兼ね、ま
た可動カム２３は降下したとき固定カム２６にほ
ぼ連続する平面を構成するようになつている。各
バルブ１９がその属する部品装着ヘツド１５に対
し遅れ位置に配されているので、可動カム２３も
その属するステーシヨンより偏位した位置にあ
る。

２７は部品吸着ステーシヨンに配された部品
供給用キヤリアテープである。テープ２７は、扁
平な６面体状の部品２８を、厚紙製基体に一定間
隔で打ち抜いた透孔に１個づつ落とし込み、両面
をプラスチツクフイルムで封じたものであり、上
面側のフイルム２９のみ、吸着位置の直前で剥が
されて行く。他方、部品装着ステーシヨンには
基板３０を載せたXYテーブル３１が配置され、
また吸着ミス部品放棄ステーシヨンには部品回
収箱３２が配置される。３３は吸着確認ステーシ
ヨンに配された部品の姿勢判別装置である。こ
れはフオトカプラの本体３４から金属チユーブに
収めた光フアイバー束３５，３５を導出したもの
で、正常に吸着された部品の直下を光束が横切る
よう配置されている。３６，３７，３８は吸着確
認ステーシヨン，と吸着ミス部品放棄ステー
シヨンに配置された吸着確認装置である。これ
らはフオトカプラにより構成され、部品装着ヘツ
ド１５に正常姿勢で吸着された部品を検知する高
さに置かれている。吸着確認装置３７は、姿勢判
別装置３３と同じく、フオトカプラ本体３９から
光フアイバー束４０，４０を導出した形式のもの
である。部品位置決めステーシヨンには部品位
置決め装置４１に配置する。これは特開昭57−
89535号公報に記載されたものと同様の構造であ
つて、部品を前後左右から計２対の矯正爪で挟ん
で部品装着ヘツド１５に対するセンター出しを行
う。この外、図示しないが、姿勢判別装置３３あ
るいは吸着確認装置３６，３７の発見したミスの
回数を部品装着ヘツド１５毎にカウントする手段
と、各種作業ステーシヨンの動作を制御する制御
手段を設ける。

次に動作を説明する。部品吸着ステーシヨン
から吸着確認ステーシヨンまでの各ステーシヨ
ンにおける工程の遂行ぶりを第１図に示す。部品
吸着ステーシヨンにおいては可動カム２３は当
初上昇状態にあり、部品装着ヘツド１５は吸引を
開始していない（第７図がこの状態に対応）。タ
ペツト１４がスライダ１０を押し下げると部品装
着ヘツド１５のノズル１７が部品２８に当る。当
つた後第１図のように可動カム２３が降下し、ノ
ズル１７が吸引を開始する（第８図がこの状態に
対応）。この間ステーシヨン，，，，
に位置する部品装着ヘツド１５は固定カム２６の
作用によりバルブ１９が開状態になつていて、吸
引を維持している。吸着確認ステーシヨンでは
吸着確認装置３６が部品２８の吸着を確認する。
部品位置決めステーシヨンではスライダ１０が
降下し、部品位置決め装置４１に部品２８の位置
決め（センター出し）を行わせる。ステーシヨン
では吸着確認装置３７が再度部品の吸着を確認
する。更にこのステーシヨンでは姿勢判別装置
３３が部品２８の姿勢を検査する。第１図のよう
に正常な姿勢で吸着されていれば、光束に部品２
８が影を落とすことがないので、問題なしと判定
される。部品装着ステーシヨンではスライダ１
０が降下し、部品２８を基板３０に押し当てる。
基板３０にはペースト状ハンダまたは接着剤が所
定個所にスクリーン印刷されており、その粘着力
により部品２８は基板３０に付着する。吸着ミス
部品放棄ステーシヨンでは吸着確認装置３８が
部品装着ヘツド１５に部品２８が吸着されている
かどうかを検査する。第１図のように部品２８が
検知されなければ問題はない。ここで動作は次の
段階に進む。即ちステーシヨン，，のスラ
イダ１０は上昇し、各部品装着ヘツド１５は次の
ステーシヨンへの移動を開始する。可動カム２３
は押していたアクチユエータ２１が固定カム２６
の下に移つた後上昇し、次のアクチユエータ２１
を持ち受ける。

次に、姿勢判別装置３３が部品の吸着姿勢異常
を発見したときの動作を第２図により説明する。
部品２８が側面により、つまり立つたような状態
で吸着されると、姿勢判別装置３３の光束を遮る
ことになり、姿勢異常との判定が下される。この
判定が下された部品装着ヘツド１５は、部品装着
ステーシヨンに移動したとき降下動作を行わ
ず、そのまま吸着ミス部品放棄ステーシヨンに
移行する。吸着ミス部品放棄ステーシヨンで一
旦停止し、それから次のステーシヨンへ向かお
うとする時、バルブ１９のアクチユエータ２１が
固定カムから離れ、部品装着ヘツド１５の吸引が
断たれ、部品２８は回収箱３２に落下する。

第５図のフローチヤートから明らかなように、
上述した部品装着ステーシヨンでの装着動作キ
ヤンセルは、部品装着ヘツド１５が部品２８を吸
着していなかつた時にも生じる。すなわち、吸着
確認装置３６ないし３７が部品装着ヘツド１５の
先端に部品２８が存在していることを確認しなか
つた時は、装着動作キヤンセルの指令が発せら
れ、その部品装着ヘツド１５もまた部品装着ステ
ーシヨンで降下動作を行うことなく吸着ミス部
品放棄ステーシヨンに移行する。

続いてペースト状半田または接着剤の粘着力不
足により部品２８の接着に失敗した場合の動作を
第３図により説明する。部品装着ヘツド１５は、
まず吸着確認ステーシヨンにおいて、部品姿勢
に異常なしとの判定を下される。従つて部品装着
ステーシヨンにおいてスライダ１０の降下が生
じる。ところがペースト状半田または接着剤の塗
布量が少な過ぎたり、塗布個所からずれた位置に
部品２８が押しつけられたといつた理由のため、
ペースト状半田または接着剤の粘着力が部品２８
を引き留めるにの十分でないと、次にスライダ１
０が上昇した時、部品２８は部品装着ヘツド１５
に吸着されたまま持ち上げられてしまう。続いて
部品装着ヘツド１５が吸着ミス部品放棄ステーシ
ヨンに移動すると、吸着確認装置３８が部品２
８の存在をキヤツチする。姿勢判別装置３３で部
品姿勢に問題なしと判定されたにもかかわらず、
吸着確認装置３８で部品２８の存在が認められた
ということは、部品装着ステーシヨンで装着に
失敗したということであり、この電子部品装着装
置は通常運転モードから脱却する。この間の制御
フローを第４図に示す。通常運転モードからの脱
却とは、実施例の場合、装置全体の停止を意味す
る。操作者はこれにより装着失敗を知り、回復措
置をとる。具体的には、Ｘ−Ｙテーブル３１上の
基板を新しいものに取り替え、且つインデツクス
テーブル１を、ステーシヨン，，において
スライダ１０の降下を生じさせることなく回転さ
せて、各部品装着ヘツド１５の吸着していた部品
をすべて回収箱３２に投棄させる。全部の部品装
着ヘツド１５が部品を捨てた後、通常運転を再開
し、新しい基板３０に最初から部品を装着して行
く。

さて、同一の部品装着ヘツド１５が連続してミ
スを起こした時の動作は次のようになる。

第１発明の場合： 第５図の制御フローに示すように、吸着確認ス
テーシヨンにおいて姿勢判別装置３３が部品の
姿勢異常を発見したときには、ミスとして度数が
カウントされる。姿勢判別装置３３が姿勢異常と
判定せず、吸着確認装置３７が部品の存在を確認
しなかつた場合、すなわち部品装着ヘツド１５が
部品を吸着していなかつた場合にもミスの度数が
カウントされる。こうした計数の結果、ミスが同
一の装着ヘツドに連続して起こり、その回数が設
定値（例えば３回）を超えた場合には制御手段が
装置の運転を止める。前述した部品装着の失敗に
よる停止と区別するため、操作盤部のデイスプレ
イに停止の原因を表示させると良い。停止後、操
作者はどの装着ヘツドが問題を生じたかを見つけ
出し、適切な処置をとる。

第２発明の場合： 同じく第５図に示すように、吸着確認ステーシ
ヨンにおいて吸着確認装置３６が部品の存在を
確認しなかつたとき、ミスの度数がカウントされ
る。吸着確認ステーシヨンにおいて姿勢判別装
置３３が部品の姿勢異常を発見したときにも、ミ
スとして度数がカウントされる。姿勢判別装置３
３が姿勢異常と判定せず、吸着確認装置３７が部
品の存在を確認しなかつた場合、すなわち部品装
着ヘツド１５が部品を吸着していなかつた場合に
もミスの度数がカウントされる。吸着確認装置３
６が部品の存在を確認しなかつたときは部品吸着
ステーシヨンにおける吸着の失敗、吸着確認装
置３６は部品の存在を確認したが吸着確認装置３
７は確認しなかつたときは部品位置決めステーシ
ヨンにおける位置決め動作中に部品をとり落と
したものと考えられる。こうした計数の結果、ミ
スが同一の装着ヘツドに連続して起こり、その回
数が設定値を超えた場合に制御手段が装置の運転
を止めるのは、第１発明の場合と同様である。

(ト) 発明の効果 真空吸着型装着ヘツドを備えた部品装着装置
は、特に電子回路基板組立工程で用いられる場合
など、１台の装置に１人の操作者がつくことはま
ずない。１人で何台もの装置を受け持つのが通例
であり、いきおい装置自身に故障発見機能を具備
したものが望まれることになる。本発明はこの点
に関し、部品装着ヘツドの吸着動作をミスの連続
発生回数を目安に監視するようにしたものであ
る。部品装着ヘツドのノズル形状を観察したり、
空圧配管系にセンサを配置したりする直接的な方
法に比べれば間接的なアプローチということにな
るが、構成は簡単になり、それにもかかわらず故
障発見の確度は大きい。また毎回の装着動作に伴
う吸着確認の結果を全部品装着ヘツドにつき個別
に管理して、特定の部品装着ヘツドが所定回数連
続してミスを起こしたことを、絶え間なく装着作
業を続けつつ認識するものであるから、検査のた
め装置を停止させる必要がなく、装置稼働率を高
めることができる。更に、部品の姿勢異常があつ
た場合、この部品を取り除いてやらないと部品装
着ヘツドを次回の役務に使用することができず、
従つてミスの発生を連続して監視できることにな
らないのであるが、本発明では、吸着ミス部品放
棄ステーシヨンを設け、姿勢異常の部品を捨てら
れるようにしたので、部品を吸着しなかつた、あ
るいは途中でとり落としたという意味でのミスの
みならず、部品を姿勢異常で吸着したというミス
も連続してカウントすることが可能になつた。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示し、第１図ないし第
３図は動作説明図、第４図及び第５図は制御のフ
ローチヤート、第６図はインデツクステーブルの
上面図、第７図及び第８図はステーシヨンにお
ける異なる動作状態を示す部分垂直断面図であ
る。 １…インデツクステーブル、１５…真空吸着型
部品装着ヘツド、…部品吸着ステーシヨン、
…部品装着ステーシヨン、，…吸着確認ステ
ーシヨン、…吸着ミス部品放棄ステーシヨン、
３６，３７…吸着確認装置、３３…姿勢判別装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 単一のインデツクステーブルに複数個の真空
   吸着型部品装着ヘツドを配置し、これら部品装着
   ヘツドの各々が、部品吸着ステーシヨンと部品装
   着ステーシヨンを含む各種作業ステーシヨンを順
   次周回するものにおいて、 部品吸着ステーシヨンから部品装着ステーシヨ
   ンまでの間に、部品装着ヘツドに吸着された部品
   の姿勢を判別する姿勢判別装置と、部品装着ヘツ
   ドが部品を吸着しているかどうかを判別する吸着
   確認装置を置き、また部品装着ステーシヨンから
   部品吸着ステーシヨンまでの間には、吸着ミス部
   品放棄ステーシヨンを置き、且つ、部品吸着ステ
   ーシヨンから吸着ミス部品放棄ステーシヨンまで
   作用する吸着動作手段と、前記姿勢判別装置ある
   いは吸着確認装置の発見したミスの回数を部品装
   着ヘツド毎にカウントする手段と、各種作業ステ
   ーシヨンの動作を制御する制御手段を設け、前記
   姿勢判別装置により、吸着した部品の姿勢が不良
   であると判定され、または前記吸着確認装置によ
   り部品の存在が確認されなかつた部品装着ヘツド
   については、前記制御手段が、部品装着ステーシ
   ヨンでの装着動作を行わせることなく通過させ、
   前記姿勢判別装置あるいは吸着確認装置が、同一
   の部品装着ヘツドが所定回数連続してミスを起こ
   したことを発見した時には、前記制御手段が装置
   の運転を止めることを特徴とする部品装着装置。 ２ 単一のインデツクステーブルに複数個の真空
   吸着型部品装着ヘツドを配置し、これら部品装着
   ヘツドの各々が、部品吸着ステーシヨンと部品装
   着ステーシヨンを含む各種作業ステーシヨンを順
   次周回するものにおいて、 部品吸着ステーシヨンから部品装着ステーシヨ
   ンまでの間に、部品装着ヘツドが部品を吸着して
   いるかどうかを判別する第１の吸着確認装置を配
   置した作業ステーシヨンと、部品装着ヘツドに吸
   着された部品のセンター出しを行う部品位置決め
   装置を配置した作業ステーシヨンと、部品装着ヘ
   ツドに吸着された部品の姿勢を判別する姿勢判別
   装置と、第２の吸着確認装置とを配置した作業ス
   テーシヨンとをこの順序で置き、また部品装着ス
   テーシヨンから部品吸着ステーシヨンまでの間に
   は、吸着ミス部品放棄ステーシヨンを置き、且
   つ、部品吸着ステーシヨンから吸着ミス部品放棄
   ステーシヨンまで作用する吸着動作手段と、前記
   姿勢判別装置あるいは第１、第２の吸着確認装置
   の発見したミスの回数を部品装着ヘツド毎にカウ
   ントする手段と、各種作業ステーシヨンの動作を
   制御する制御手段を設け、前記姿勢判別装置によ
   り、吸着した部品の姿勢が不良であると判定さ
   れ、または前記第１、第２の吸着確認装置により
   部品の存在が確認されなかつた部品装着ヘツドに
   ついては、前記制御手段が、部品装着ステーシヨ
   ンでの装着動作を行わせることなく通過させ、前
   記姿勢判別装置あるいは第１、第２の吸着確認装
   置が、同一の部品装着ヘツドが所定回数連続して
   ミスを起こしたことを発見した時には、制御手段
   が装置の運転を止めることを特徴とする部品装着
   装置。