JPH0575298A - 部品装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピックアップした部品を中継ステ−ジを介し
て装着ヘッドに渡し、位置補正及び装着作業を行うもの
において、作業時間を短縮する。 【構成】 ピックアップヘッド３７は、部品供給装置１
６の一つからピックアップした部品２を部品受取ステ−
ションＡでインデックステ−ブル４０の上に置く。イン
デックステ−ブル４０は部品２を吸着して部品認識ステ
−ションＢに運ぶ。部品認識ステ−ションＢでは視覚認
識装置が部品２の位置を認識する。それからインデック
ステ−ブル４０は、部品２を部品引渡ステ−ションＣに
運ぶ。ここで装着ヘッド２７が部品２を取り上げ、基板
１に装着する。その際、前記認識結果に基づき部品２と
装着ヘッド２７の位置関係、あるいは装着ヘッド２７と
基板１の位置関係が補正される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、視覚認識装置で部品の
位置を認識し、それに基づき装着作業に補正を加える形
式の部品装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の部品供給装置を１列に並べ、任意
の部品供給装置から部品をピックアップする形式の部品
装着装置は、電子回路基板の組立工程で広く使用されて
いる。かかる装置の一例を特開昭６２−２１４６９２号
公報に見ることができる。この装置では、部品取り込み
ヘッドの吸着ピンにて部品供給装置から部品をピックア
ップし、これを一旦中間ステ−ジ（センタリング及び任
意方向旋回機構）に置く。センタリング及び任意方向へ
の旋回を終えた後、装着ヘッドの吸着ピンが部品を取り
上げ、プリント基板に装着する。またこの装置では、装
着前に部品のリ−ドの位置及び回転を検出し、装着ヘッ
ドの位置を補正する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６２−２１４６
９２号公報の装置では、センタリング及び任意方向旋回
機構から取り上げた部品を、直ちに基板に装着するので
はなく、一旦部品リ−ド検出カメラの上に運び、そこで
リ−ドの位置及び回転を検出する。この迂回動作のた
め、動作時間が長くなる。本発明は、この問題を解決し
ようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、部品供給装
置から部品を取り上げるピックアップヘッドと、部品を
目的個所に装着する装着ヘッドとを、インデックステ−
ブルをもって中継することとした。インデックステ−ブ
ルは割出角度毎に部品吸引口を有し、また、部品受取ス
テ−ション、部品認識ステ−ション、部品引渡ステ−シ
ョンをこの順序で周回する。部品認識ステ−ションには
視覚認識装置を置いた。また、部品と装着ヘッドの位置
関係、あるいは装着ヘッドと基板の位置関係を補正する
制御装置を設けた。

【０００５】

【作用】ピックアップヘッドは、部品供給装置の一つか
らピックアップした部品を部品受取ステ−ションでイン
デックステ−ブルの上に置く。インデクッステ−ブルは
部品を吸着して部品認識ステ−ションに運ぶ。部品認識
ステ−ションでは視覚認識装置が部品の位置を認識す
る。それからインデックステ−ブルは、部品を部品引渡
ステ−ションに運ぶ。ここで装着ヘッドが部品を取り上
げ、基板に装着する。その際、前記認識結果に基づき部
品と装着ヘッドの位置関係、あるいは装着ヘッドと基板
の位置関係が補正される。

【０００６】

【実施例】図に基づき一実施例を説明する。部品装着装
置１０は電子回路基板に電子部品を装着するものであっ
て、ベ−ス１１を有し、その上面のテ−ブル部１２に様
々な構成要素を配置している。すなわち１３はテ−ブル
部１２の中央を通るコンベア、１４はコンベア１３の片
側に配置された第１部品供給部、１５はコンベア１３の
反対側に配置された第２部品供給部である。コンベア１
３は電子回路基板１の送り込み及び送り出しと、作業位
置における電子回路基板１の支持の役割を担う。第１部
品供給部１４は複数の部品供給装置１６を横１列に並べ
たものである。個々の部品供給装置１６は、部品を一定
ピッチで収納した部品テ−プをもって部品供給を行うタ
イプのものであるが、この種供給装置は文献例も多く
（例：米国特許第４，７３５，３４１号）、周知のもの
であるから詳細な説明は省略する。第２部品供給部１５
も、複数の部品供給装置１７をコンベア１３の送り方向
に沿って横１列に並べている。部品供給装置１７は傾斜
したスティック状マガジンから部品を送り出すものであ
り、これまた文献に種々紹介され（例：米国特許第４，
７３１，９２３号）、周知であるから詳細な説明を省略
する。

【０００７】テ−ブル部１２の両端には、水平、且つコ
ンベア１３と直角に延びる支持梁２０を、テ−ブル面か
ら所定高さ持ち上げて設置する。支持梁２０は互いに平
行であり、それぞれの上面にはリニアサ−ボモ−タ２１
を固定する。リニアサ−ボモ−タとしては、日本精工株
式会社から「ＮＳＫメガスラストモ−タ」という商品名
で販売されているものを使用することができる。リニア
サ−ボモ−タの制御については米国特許第４，７０４，
７９２号に開示があり、本発明でもこれを踏襲する。

【０００８】さて、リニアサ−ボモ−タ２１のスライダ
２２にはビ−ム２３の端を固定する。すなわちビ−ム２
３は１対のリニアサ−ボモ−タ２１のスライダ２２に両
端を支持され、スライダ２２の移動と共に移動する。当
然のことながら、ビ−ム２３は角度一定のまま平行移動
しなければならず、そのような動きが生じるように両側
のリニアサ−ボモ−タ２１を制御しなければならない。
その移動の方向はビ−ム２３の長さ方向あるいはコンベ
ア１３の基板送り方向と直角であり、これをＹ方向とす
る。

【０００９】ビ−ム２３の下面にはリニアサ−ボモ−タ
２４を固定し、そのスライダ２５にヘッドマウント２６
を固定する。ヘッドマウント２６は図４に示すようにリ
ニアサ−ボモ−タ２４からぶら下がった形になるが、ス
ライダ２５はこの方向の荷重に耐えられる構造になって
いるので、何ら問題はない。ヘッドマウント２６には、
ビ−ム２３の両側に位置するように装着ヘッド２７、２
８を取り付ける。スライダ２５が移動すると装着ヘッド
２７、２８はビ−ム２３の長さ方向に移動する。これが
Ｘ方向となる。装着ヘッド２７、２８はいずれも真空吸
着ノズル２９を有し、内蔵したエアシリンダあるいはリ
ニアサ−ボモ−タ（図示せず）によりこれに高さ変位
（Ｚ方向変位）を与え、同じく内蔵したパルスモ−タ
（図示せず）によりＺ方向まわりの角度変位（θ変位）
を与える。

【００１０】３０は、第１部品供給部１４をまたぐ形
で、支持梁２０より一段と高い位置に設けられた支持梁
で、配置方向は支持梁２０と直角である。支持梁３０の
下面には図５に示すようにリニアサ−ボモ−タ３１を固
定し、そのスライダ３２にカンチレバ−３３を固定す
る。カンチレバ−３３は支持梁３０と直角の方向に延
び、下面にはリニアサ−ボモ−タ３４を有している。リ
ニアサ−ボモ−タ３４のスライダ３５にはヘッドマウン
ト３６を固定し、これにピックアップヘッド３７を取り
付ける。リニアサ−ボモ−タ３１、３４によりピックア
ップヘッド３７はＸ方向とＹ方向に移動する。ピックア
ップヘッド３７も真空吸着ノズル３８を有し、内蔵した
エアシリンダあるいはリニアサ−ボモ−タ（図示せず）
によりこれに高さ変位（Ｚ方向変位）を与える。

【００１１】４０は第１部品供給部１４とコンベア１３
の間に配置されたインデックステ−ブルである。インデ
ックステ−ブル４０は９０°単位の割出回転を行うもの
であり、図６に示すＡ〜Ｄの作業ステ−ションを周回す
る。作業ステ−ションＡは第１部品供給部１４に近接し
た位置にあり、これは部品受取ステ−ションとなる。作
業ステ−ションＢは部品認識ステ−ションである。作業
ステ−ションＣはコンベア１３に近接した位置にあり、
部品引渡ステ−ションとなる。作業ステ−ションＤは遊
びステ−ションである。

【００１２】インデックステ−ブル４０は、図７に示す
ように、固定中心軸４１のまわりを回転する。インデッ
クステ−ブル４０の天面には、割出角度毎に吸着パネル
４２が取り付けられている。吸着パネル４２は透明板４
３を２枚、所定間隔で水平に配置し、その間の密閉空間
に真空ホ−ス４４を接続したものであり、上側の透明板
４３の中心に吸引口４５を設けている。真空ホ−ス４４
は、インデックステ−ブル４０の中心の筒状壁を通じ、
固定中心軸４１の周囲に計４個設けられた環状溝４６の
いずれかに接続する。環状溝４６は各々個別の通路４７
を通じて図示しない真空源に接続している。すなわち個
々の吸着パネル４２は独立に真空吸引力を生じ、あるい
は真空破壊されるものである。また、吸着パネル４４の
下には発光ダイオ−ドアレイからなる照明器４８を配置
する。

【００１３】５０は部品認識ステ−ションＢの真上に配
置したＣＣＤカメラで、装着ヘッド２７と部品との相対
位置、あるいは部品形状を認識する、視覚認識装置の一
環を構成するものである。ＣＣＤカメラ５０は支持梁３
０の側面に固定される。

【００１４】６０は第２部品供給部１５とコンベア１３
の間に配置したＣＣＤカメラで、ＣＣＤカメラ５０と同
様、視覚認識装置の一環を構成するが、こちらは装着ヘ
ッド２８とこれが第２部品供給部１５からピックアップ
した部品との相対位置、あるいはその部品形状を認識す
るのに用いられる。ＣＣＤカメラ６０はテ−ブル１２の
上に設置したリニアサ−ボモ−タ６１（図２）のスライ
ダ６２に支持され、部品供給装置１７の並びの方向に移
動する。

【００１５】図１中、７０で示すのは制御部で、ＣＣＤ
カメラ５０、６０からの映像信号を処理する画像処理装
置もその一部をなしている。

【００１６】作業装置１０の動作は次のようになる。ま
ずコンベア１３が一方の側から電子回路基板１を運び込
み、所定位置に位置決めする。この基板１の、部品を装
着されるべき個所には既に接着剤が塗布されている。こ
こでリニアサ−ボモ−タ３１、３４が動作し、ピックア
ップヘッド３７を所定の部品供給装置１６の上に位置さ
せる。ピックアップヘッド３７は部品供給装置１６に向
け真空吸着ノズル３８を降下させ、部品２をピックアッ
プする。部品２を取り上げたピックアップヘッド３７は
部品受取ステ−ションＡに移動し、吸着パネル４２の中
心に部品２を置く。部品２は、吸引口４５に吸い付けら
れる。続いてインデックステ−ブル４０が回転し、部品
２は部品認識ステ−ションＢに運ばれる。部品認識ステ
−ションＢでは、ＣＣＤカメラ５０が吸着パネル４４の
上の部品２の画像を取り込み、画像処理装置がそれを処
理して部品２の位置、角度を特定する。部品２は照明器
４８により下から照らされ、ＣＣＤカメラ５０は部品シ
ルエットを撮像することになる。部品２は続いて部品引
渡ステ−ションＣに移動する。ここで装着ヘッド２７の
真空吸着ノズル２９が部品２の上に接触する。吸着パネ
ル４４はこの時点で吸引を断ち、装着ヘッド２７に部品
２の保持を委ねる。装着ヘッド２７は部品２を取り上
げ、電子回路基板１の所定個所にこれを置く。なおこの
場合のＸＹθ補正であるが、真空吸着ノズル２９が部品
２の中心に着地するよう、真空吸着ノズル２９と部品２
との関係で位置を正しても、あるいは真空吸着ノズル２
９と部品２との相対位置の狂いはそのままにしておい
て、電子回路基板１と真空吸着ノズル２９との位置補正
で部品２を電子回路基板１の所定個所に装着するように
しても、どちらでも良い。

【００１７】第２部品供給部１５から部品を取り出す必
要が生じた場合は、装着ヘッド２８を目的の部品供給装
置１７の上に移動させる。そして部品をピックアップ
し、その部品供給装置１７に整列する位置に移動せしめ
られているＣＣＤカメラ６０で部品の位置ずれ量を測定
し、所要の補正を行った後、電子回路基板１に装着す
る。予定された部品装着作業が終了すれば、コンベア１
３は作業済み基板を送り出し、新しい基板を迎え入れ
る。

【００１８】なお上記動作は、すべて制御装置７０の指
令の下に行われる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、部品がインデックステ
−ブルに保持されている期間を利用して部品認識を行う
ので、部品を保持した装着ヘッドを認識装置のところへ
寄り道させずに済み、装着作業が高速化する。

【図面の簡単な説明】

【図１】部品装着装置の斜視図である。

【図２】部品装着装置の上面図である。

【図３】ビ−ム部の正面図である。

【図４】ビ−ム部の断面図である。

【図５】ピックアップヘッドとそれを支えるカンチレバ
−の正面図である。

【図６】インデックステ−ブルの上面図である。

【図７】インデックステ−ブルの断面図である。

【符号の説明】

１ 電子回路基板 １６ 部品供給装置 １３ コンベア（基板支持装置） ４０ インデックステ−ブル Ａ 部品受取ステ−ション Ｂ 部品認識ステ−ション Ｃ 部品引渡ステ−ション ４５ 部品吸引口 ３７ ピックアップヘッド ５０ ＣＣＤカメラ ２７ 装着ヘッド ７０ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記構成を備えた部品装着装置。 ａ．１列に並んだ複数個の部品供給装置。 ｂ．部品を装着すべき基板を支持する基板支持装置。 ｃ．前記部品供給装置と基板支持装置の間に配置され、
   部品受取ステ−ション、部品認識ステ−ション、部品引
   渡ステ−ションをこの順序で周回すると共に、割出角度
   毎に部品吸引口を設けてなるインデックステ−ブル。 ｄ．部品供給装置の並びに沿って移動し、任意の部品供
   給装置からピックアップした部品を部品受取ステ−ショ
   ンにて前記インデックステ−ブルの上に置くピックアッ
   プヘッド。 ｅ．前記ピックアップヘッドがインデックステ−ブル上
   に置いた部品の位置を、部品認識ステ−ションで認識す
   る視覚認識装置。 ｆ．部品引渡ステ−ションでインデックステ−ブルから
   部品を取り上げて前記基板支持装置上の基板に装着する
   装着ヘッド。 ｇ．前記認識装置による部品位置の認識結果に基づき、
   部品と装着ヘッドの位置関係、あるいは装着ヘッドと基
   板の位置関係を補正する制御装置。