JPH0583000A - 部品取付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板の部品取付装置において基板を支持する
基板支えピンの位置設定作業を容易にする。 【構成】 基板支えピンの最適な位置を表す位置データ
を基板の種類に応じて記憶する記憶装置と、この位置デ
ータに基づいて基板支えピンの最適な位置を作業者に指
示する指示装置とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板に電子部品を自動
装着する部品取付装置に係わり、特に各種の基板を扱う
場合に必要となる基板支えピンの位置変更作業が容易な
部品取付装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子回路基板の組立工程におい
ては、高い生産性を確保するために、また、近年の市場
の要請である多品種少量生産に対応するために、電子部
品を自動装着する部品取付装置が広く使用されている。

【０００３】これは、部品を吸着するノズルやこれを水
平移動させるロボット等よりなり部品を基板に対して位
置決めて装着する装着機構を備えるもので、装着時には
基板の裏面を装置の架台上面に配置した複数の基板支え
ピンで支持するようにしたものであるが、基板の種類に
応じて常に最適な位置で基板を支持するために、前記基
板支えピンの前記架台上面における位置が変更可能とさ
れているものである。

【０００４】すなわち、前記基板支えピンは装着する部
品の位置に応じて最適な位置が決るので、処理する基板
の種類が変る毎に、位置変更可能とされた前記基板支え
ピンを作業者が移動させるようにしていた。そして、通
常、この基板支えピンの設定位置は作業者の判断に委ね
られていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このため、この基板支
えピンの位置設定作業は、作業者の熟練が必要であり、
熟練者でなければ長時間を要し、また熟練者であったと
しても正確に最適な位置に設定することは困難であっ
た。

【０００６】なお、複数の基板支えピン全体をユニット
化して交換可能とし、基板の種類毎にこのユニットを交
換するようにすれば、基板支えピンは必ず予め設定され
た位置関係になるので、作業者が熟練者でなくても正確
に最適な位置に基板支えピンを位置させた状態で部品の
装着ができるが、この場合、ユニットの交換という作業
を伴うので作業時間を短縮することはできない。また、
基板の種類毎にこのユニットを用意しなければならない
ので装置が大掛かりになるという問題がある。

【０００７】本発明は、上記従来の事情に鑑みなされた
もので、基板を支持する基板支えピンの位置変更作業が
容易な部品取付装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の部品取付
装置は、装置架台の上面に複数設けられ基板の裏面に当
接してこれを支持する基板支えピンと、これら基板支え
ピンに支持された基板に対して部品を位置決めして装着
する装着機構とよりなり、前記基板支えピンの前記上面
における位置が変更可能とされた部品取付装置であっ
て、当該部品取付装置に搬入される種類の異なる基板毎
の前記基板支えピンの最適な位置を表す位置データを、
基板の種類毎に記憶する記憶装置を備えたことを特徴と
している。

【０００９】請求項２記載の部品取付装置は、請求項１
記載の部品取付装置であって、前記位置データに基づい
て、前記基板支えピンの最適な位置を作業者に指示する
指示装置を備えたことを特徴としている。

【００１０】

【作用】請求項１記載の部品取付装置であると、記憶さ
れた位置データに基づいて基板を支持する基板支えピン
の設定位置変更を行えば、作業者によらず、基板の種類
に応じて常に最適な一定位置に基板支えピンがある状態
で装着動作が行われる。

【００１１】さらに、請求項２記載の部品取付装置であ
ると、作業者は単に支持された位置に各基板支えピンを
配置するだけで基板支えピンの位置変更作業が完了する
ので、たとえ熟練者でなくても極めて短時間で正確にこ
の作業が行えるようになる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図７により
説明する。図１は本実施例の部品取付装置の外観を示し
ている。この部品取付装置は、上面に基板が搬入される
コンベア１が設けられた架台２と、この架台２の上面に
配置されコンベア１により搬入された基板の裏面に当接
してこれを支持する複数の基板支えピン３と、この基板
支えピン３で支持された基板に対して部品を位置決めて
装着する装着機構４と、基板支えピン３の最適な位置を
作業者に指示するマーカ５（指示装置）と、装置全体の
動作を制御するコントローラ６と、このコントローラ６
に接続された操作盤７と、コントローラ６に付設された
フロッピーディスクドライブ（ＦＤＤ）８と、前記装着
機構４に部品を供給するテープフィーダ９とを備えるも
のである。

【００１３】基板支えピン３は、図２に示す如く、磁石
３ａの上部にピン本体３ｂが形成されてなるもので、架
台２の上面であってコンベア１の経路内に設けられた基
板支えピン台１０上に、この磁石の磁力により着脱自在
に取り付けられるものである。そして、この基板支えピ
ン３は、基板支えピン台１０が上下動することによっ
て、搬入された基板Ｋの下面（裏面）に当接してこれを
支持し、また部品装着時以外は下方に退避する構成とな
っている。

【００１４】装着機構４は、架台２の上面に対向するよ
うに配されて部品を吸着するノズル１２と、このノズル
１２を回転及び上下動自在に支持するヘッド１３と、こ
のヘッド１３を支持して水平移動させる２軸直交型ロボ
ット１４とを備え、テープフィーダ９により供給される
電子部品をノズル１２で吸着し、ノズル１２を回転ある
いは上下動させるとともに、ロボット１４の動作により
ヘッド１３とともに水平移動させることにより、吸着し
た電子部品を基板に対して位置決めて装着するものであ
る。

【００１５】マーカ５は、ヘッド１３の側面に設けら
れ、微小なスッポット光を下方に照射するもので、この
場合レーザー光線を照射するものである。

【００１６】コントローラ６は、架台２内に設けられた
もので、図４に示す如く、データを記憶させておく記憶
装置１５と、この記憶装置１５から読み込んだデータや
操作盤７又はＦＤＤ８から入力されたデータの処理を行
うとともに、ｉ／ｏドライバ１６あるいはモータドライ
バ１７を介して前記マーカ５あるいはロボット１４に制
御信号を送ってこれらの動作を制御する処理装置１８と
を備えるものである。

【００１７】すなわち、操作盤７及びＦＤＤ８を操作す
れば、装置の動作機能設定入力や、基板の種別データ，
基板支えピン数データ，マーカ５やノズル１２の座標位
置データ，ノズル１２とマーカ５とのオフセットデータ
等の各種データ入力や、マーカ５の点灯解除のキー入力
ができるように構成されており、また、操作盤７の表示
部７ａには各データの内容が表示されるようになってい
る。

【００１８】そして、処理装置１８は、これら操作盤７
及びＦＤＤ８からの入力と記憶装置１５に格納されたプ
ログラムと設定された条件に従って、図５〜図７に示す
各ステップＳ１〜Ｓ４の処理を行う。以下、この記憶装
置１５の処理をステップ毎に説明する。

【００１９】なおここで、符号Ｘｒ，Ｙｒは、ロボット
１４を所定位置に動作させるべく処理装置１８がモータ
ドライバ１７に出力する位置指令であって、架台２の上
面（この場合水平面）に沿う２次元座標（図１に示すＸ
Ｙ座標）において予め決められた原点位置を基準とする
ノズル１４の軸中心の位置を表す。また、Ｘoff，Ｙoff
は、図３に示す如く、吸着ノズル１２の軸中心とマーカ
５の照射光の光軸中心とのオフセットの値を示したもの
であって、Ｘ方向のオフセットをＸoff，Ｙ方向のオフ
セットをＹoffとする。

【００２０】Ｓ１；図５に示す如く、装置の運転を終了
させる指令が入力されるまでステップＳ２の処理を行
う。

【００２１】Ｓ２；装置の機能のうちどの機能が設定さ
れているかを判断し、自動段取換え入力機能（基板支え
ピン３の位置データを入力する機能）であればステップ
Ｓ３に進み、基板支えピン位置設定機能であればステッ
プＳ４に進む。なお、その他装置の機能には、通常の運
転すなわち基板に部品を取り付ける搭載運転の機能等が
あるが、これらの動作（処理）は従来と同様なのでその
説明は省略する。

【００２２】Ｓ３；図６に示す如く、ステップＳ３ー１
〜Ｓ３ー５の処理を行う。

【００２３】Ｓ３ー１；操作盤７又はＦＤＤ８によって
入力される基板の種別データを読み込む。

【００２４】Ｓ３ー２；操作盤７又はＦＤＤ８によって
入力される基板支えピン３の本数データｎを読み込む。

【００２５】Ｓ３ー３；操作盤７又はＦＤＤ８によって
入力される前記オフセット値Ｘoff，Ｙoffを読み込む。

【００２６】Ｓ３ー４；ステップＳ３ー１〜Ｓ３ー３で
入力された基板の種別、基板支えピン３の本数ｎ、オフ
セット値Ｘoff，Ｙoffのデータを記憶装置１５へ記憶さ
せる。

【００２７】Ｓ３ー５；ステップＳ３ー２で入力された
基板支えピン３の本数分（すなわち、ｉを１からｎまで
変化させて）ステップＳ３ー６〜Ｓ３ー７の処理を繰返
し、各基板支えピン３についての座標データＸｉ，Ｙｉ
を記憶装置１５へ記憶させる。ここで、座標データＸ
ｉ，Ｙｉは、対象となっている基板を支える際の各基板
支えピン３の最適位置を表すものである。なお、このデ
ータＸｉ，Ｙｉも、前述したＸＹ座標上の座標データで
ある。

【００２８】Ｓ３ー６；ｉ番目の基板支えピン３の座標
Ｘｉ，Ｙｉのデータを操作盤７あるいはＦＤＤ８の入力
により受け付ける。

【００２９】Ｓ３ー７；入力された座標データＸｉ，Ｙ
ｉを記憶装置１５へ記憶させる。

【００３０】Ｓ４；図７に示す如く、ステップＳ４ー１
〜Ｓ４ー１２の処理を行う。

【００３１】Ｓ４ー１；ロボット１４を動作させてノズ
ル１２の位置をＸＹ座標の原点に移動させる。

【００３２】Ｓ４ー２；対象となる基板の種別データを
操作盤１８からの入力により受け付けて読み込む。

【００３３】Ｓ４ー３；ステップＳ４ー２で入力された
基板の種別に対応する座標Ｘｉ，Ｙｉ等のデータが記憶
装置１５に登録されていれば、ステップＳ４ー４〜Ｓ４
ー１１の処理を行い、登録されていなければ、ステップ
Ｓ４ー１２以降の処理を行う。

【００３４】Ｓ４ー４；ステップ４ー２で入力された基
板の種別に対応する基板支えピン数ｎ，オフセット値Ｘ
off，Ｙoffのデータを記憶装置１５から読み込む。

【００３５】Ｓ４ー５；ステップＳ４ー４で読み込まれ
た基板支えピンの本数分（すなわち、ｉを１からｎまで
変化させて）、ステップＳ４ー６〜Ｓ４ー１１の処理を
繰返し、各基板支えピン３の設定位置を指示をする。

【００３６】Ｓ４ー６；ステップＳ４ー２で入力された
基板の種別に応じた基板支えピン３の座標データＸｉ，
Ｙｉを記憶装置１５から読み込む。

【００３７】Ｓ４ー７；座標Ｘｉ，Ｙｉからオフセット
値Ｘoff，Ｙoffを減算することにより、マーカ５が光を
照射して指示すべき基板支えピン３の設定位置Ｘｒ，Ｙ
ｒを算出する。

【００３８】Ｓ４ー８；ロボット１４を動作させて、ス
テップＳ４ー７で得られたＸＹ座標位置Ｘｒ，Ｙｒへノ
ズル１２を移動させる。（すなわち、マーカ５の照射す
る光の光軸中心を座標Ｘｉ，Ｙｉに一致させる。）

【００３９】Ｓ４ー９；操作盤７からマーカ５の消灯を
指示する信号が入力されるまで、ステップＳ４ー１０の
処理を行い、前記消灯を指示する信号が入力されたらス
テップＳ４ー１１の処理を行う。

【００４０】Ｓ４ー１０；マーカ１５を点灯させ、マー
カ１５より照射されるレーザ光の軌跡により位置Ｘｉ，
Ｙｉを指示する。

【００４１】Ｓ４ー１１；マーカ１５を消灯させ、位置
指示を解除する。

【００４２】Ｓ４ー１２；ロボット１４を動作させて、
原点へノズル１２を移動させる。

【００４３】以上説明した処理によると、まず、ステッ
プＳ３ー１〜Ｓ３ー７により、対象となる基板について
の各基板支えピン３の最適位置Ｘｉ，Ｙｉが読み込ま
れ、記憶装置１５に登録される。そして、ステップＳ４
ー１〜Ｓ４ー１１により、指定された基板についての各
基板支えピン３の最適位置Ｘｉ，Ｙｉに順次マーカ５の
レーザ光が照射されることになる。

【００４４】したがって、記憶装置１５に記憶された位
置データＸｉ，Ｙｉを操作盤７の表示部７ａに表示させ
れば、熟練者でない作業者であっても基板の種類に対応
して各基板支えピン３の最適位置を知ることができるの
で、基板支えピンの位置設定を行う作業者によらず、基
板の種類に応じて常に最適な一定位置に基板支えピンが
ある状態で部品の取り付けが行われることになる。

【００４５】また、上記ステップＳ４ー１〜Ｓ４ー１１
において、図２に示す如く、マーカ５から照射されるレ
ーザ光線に基板支えピン３のピン本体３ｂを一致させて
磁石３ａにより基板支えピン３を基板支えピン台１０に
取り付けた後、操作盤７から消灯指令を入力するという
作業をｎ本の基板支えピン３それぞれについて繰返せ
ば、作業者が熟練者でなくとも、記憶装置１５に記憶さ
れた最適位置に各基板支えピン３を配置する作業は極め
て簡単に短時間で完了する。

【００４６】さらに、この位置設定作業完了後に必要に
応じて行う基板支えピン３の設定位置の確認作業も、前
記ステップＳ４ー１〜Ｓ４ー１１の動作を実行し、マー
カ５から照射されるレーザ光と基板支えピン３の位置が
一致していることを目視することにより、短時間で容易
に行える。

【００４７】なお、上記実施例においては、基板支えピ
ン３が磁石により脱着自在に取り付けられる構成とする
ことにより、基板支えピン３の位置変更を可能としたも
のであるが、これに限られず、例えば図８に示す如く、
前記基板支えピン台１０に相当するベース２０に移動自
在に取り付けられた基板支えピン２１としてもよく、こ
の場合も、ヘッド２２の側面に取り付けたマーカ２３か
ら照射したレーザ光２４の位置に、図９に示す如く基板
支えピン２１を移動させて位置設定作業を行うようにす
ればよい。

【００４８】また、上記実施例では、位置指示装置とし
てレーザ光により位置を支持するマーカ５を用いたが、
視覚認識装置に代えることができ、以下この場合の例を
図１０〜図１２により説明する。なお、図１〜図７に示
す上記実施例と同様な構成要素には同符号を付しその説
明は省略する。

【００４９】この装置は、図１０，図１１に示す如く、
ヘッド１３の側面にテレビカメラ８０を設け、このテレ
ビカメラ８０の出力を視覚認識装置８１を介してコント
ローラ６の処理装置１８に入力したものである。そし
て、コントローラ６にはディスプレイ８２も接続し、こ
れによりテレビカメラ８０が写した画像を見ることがで
きる構成となっている。

【００５０】この装置であっても、図１２，図１３に示
す如く、テレビカメラ８０によりディスプレイ８２に写
し出された映像を見ながら、作業者は基板支えピン３の
位置を変更し、基板支えピン３の軸線をディスプレイ８
２上の基準点８２ａ（ディスプレイ８２に表示された十
字線の交点）に一致させることで、容易に基板支えピン
３の位置設定作業を行うことができる。

【００５１】なお、この視覚認識装置によるものである
と、視覚認識装置８１により基板支えピン３が所定位置
にあるかどうか判定できるので、前記実施例と同様の効
果に加え、基板支えピンの設定位置の確認作業が自動化
できるという効果がある。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の部品取付装置によれば、熟練者でない作業者で
あっても基板の種類に対応して各基板支えピンの最適位
置を知ることができるので、基板支えピンの位置設定を
行う作業者によらず、基板の種類に応じて常に最適な一
定位置に基板支えピンがある状態で部品の取り付けが行
われることになるので、製品の品質が安定するという効
果が奏される。さらに、請求項２記載の部品取付装置で
あると、指示装置が基板支えピンの設定位置を指示して
くれるので、基板支えピンの位置設定作業が作業者の熟
練度によらず極めて正確でかつ短時間で行えるようにな
り、また基板支えピンの設定位置の確認作業も同様に短
時間で正確にできるという効果がある。

【００５３】

【図面の簡単な説明】

【図１】部品取付装置の全体斜視図である。

【図２】基板支えピンの設定位置を指示装置が指示して
いる状態を示す指示装置と基板支えピンの側面図であ
る。

【図３】吸着ノズルと指示装置の位置関係を示す図であ
る。

【図４】コントローラの構成を示すブロック図である。

【図５】コントローラの処理動作を示すＰＡＤ図であ
る。

【図６】コントローラの処理動作を示すＰＡＤ図であ
る。

【図７】コントローラの処理動作を示すＰＡＤ図であ
る。

【図８】指示装置と基板支えピンの斜視図である。

【図９】指示装置の指示に従い基板支えピンの位置設定
を行う状態を示す図である。

【図１０】部品取付装置の全体斜視図である。

【図１１】コントローラの構成を示すブロック図であ
る。

【図１２】基板支えピンの設定位置を指示装置である視
覚認識装置が指示している状態を示す図であって、テレ
ビカメラと基板支えピンの側面図である。

【図１３】基板支えピンの設定位置を指示装置である視
覚認識装置が指示している状態を示す図であって、ディ
スプレイ上の映像を表す図である。

【符号の説明】

２ 装置架台 ３，２１ 基板支えピン ４ 装着機構 ５，２３，８１ 指示装置 １５ 記憶装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置架台の上面に複数設けられ基板の裏
   面に当接してこれを支持する基板支えピンと、これら基
   板支えピンに支持された基板に対して部品を位置決めし
   て装着する装着機構とよりなり、前記基板支えピンの前
   記上面における位置が変更可能とされた部品取付装置で
   あって、 当該部品取付装置に搬入される種類の異なる基板毎の前
   記基板支えピンの最適な位置を表す位置データを、基板
   の種類毎に記憶する記憶装置を備えたことを特徴とする
   部品取付装置。
2. 【請求項２】 前記位置データに基づいて、前記基板支
   えピンの最適な位置を作業者に指示する指示装置を備え
   たことを特徴とする請求項１記載の部品取付装置。