JPH06343000A - 電子部品の姿勢変更が可能な電子部品装着システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】部品保持ヘッドによる電子部品の保持姿勢を撮
像により検出し、姿勢誤差を修正してプリント基板に装
着する装置のサイクルタイムを短縮する。 【構成】垂直軸線まわりに間欠回転するヘッド保持体に
部品保持ヘッドを間欠回転角度間隔でかつ垂直軸線まわ
りに回転可能に保持させる。部品受取位置Ａと部品装着
位置Ｇとの間の停止位置である姿勢検出位置Ｃおよび姿
勢変更位置Ｅにそれぞれ姿勢検出装置１４０およびヘッ
ド回転装置１４２を設ける。姿勢検出装置を、電子部品
を部品保持ヘッド側から照明する照明装置と、姿勢検出
位置に停止した部品保持ヘッドから外れた位置に下向き
に配設した撮像装置と、照明装置から電子部品の周囲を
垂直下向きに通過した光の方向を上向きに変えて撮像装
置に導く導光装置とを有するものとし、ヘッド回転装置
を、部品保持ヘッドに係合して電子部品の姿勢検出情報
に基づいて決まる角度だけ回転させるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子部品をプリント基板
等の基材に装着する電子部品装着システムに関するもの
であり、特に、複数の部品保持ヘッドを備えるととも
に、各部品保持ヘッドに保持された電子部品の部品保持
ヘッド軸線まわりの回転姿勢を変更する機能を有する電
子部品装着システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】垂直軸線のまわりに一定角度ずつ間欠的
に回転するヘッド保持体に、その一定角度に等しい角度
間隔で複数の部品保持ヘッドが取り付けられ、各部品保
持ヘッドが停止位置の一つである部品受取位置において
電子部品を受け取り、他の停止位置である部品装着位置
においてその電子部品をプリント基板に装着するように
された電子部品装着システムは既に広く知られている。
このようなシステムによればヘッド保持体の間欠的な回
転に伴い一円周に沿って一方向に移動する複数の部品保
持ヘッドによって電子部品をプリント基板に順次装着す
ることができ、サイクルタイムを短縮して部品装着作業
の能率を向上させることができる。

【０００３】また、電子部品装着システムにおいて部品
保持ヘッドに保持された電子部品の部品保持ヘッド軸線
まわりの回転姿勢を変更することは、特開昭５８−２１
３４９６号公報によって既に知られている。この公報に
記載されている電子部品装着システムにおいては、部品
保持ヘッドたる吸着ヘッドが電子部品を吸着して保持す
る吸着管の軸線のまわりに回転し得る状態でヘッド保持
体に取り付けられており、吸着管に吸着された電子部品
の吸着管軸線まわりの回転姿勢が撮像装置によって検出
され、その検出結果に基づいてヘッド回転装置が吸着ヘ
ッドを所定の角度回転させることにより電子部品の回転
姿勢が変更されるようになっている。このようなシステ
ムによれば吸着ヘッドによる電子部品の保持姿勢の誤差
を補正した上で電子部品をプリント基板等に装着し得る
ため、電子部品の装着精度を向上させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された電子部品装着システムにおいては、部品
保持ヘッドによる電子部品の受取り，受け取られた電子
部品の姿勢検出および姿勢変更、ならびにプリント基板
への装着が同じ位置で行われるようにされているため、
１個の電子部品を装着するためのサイクルタイムが長く
なり、部品装着作業の能率が低く抑えられる問題があ
る。また、ヘッド回転装置が部品保持ヘッドを回転可能
に保持しているヘッド保持体に設けられてそれとともに
移動するようにされているため部品保持ヘッドとともに
移動する質量が大きく、部品保持ヘッドを高速で移動さ
せて部品装着作業の能率向上を図ることが困難である。
さらに、前述のように一定角度ずつ間欠的に回転するヘ
ッド保持体に複数の部品保持ヘッドを取り付けて装着作
業の能率向上を図ろうとすれば、ヘッド回転装置も部品
保持ヘッドと同数だけ設けることが必要であり、装置の
構造が複雑となってコストが高くなるという問題も生ず
る。本発明はこれらの問題点を解消することを課題とし
てなされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そして、本発明の要旨
は、垂直軸線のまわりに一定角度ずつ間欠的に回転する
ヘッド保持体にその間欠回転角度と同じ角度間隔でかつ
垂直軸線のまわりに回転可能に複数の部品保持ヘッドが
取り付けられ、それら複数の部品保持ヘッドの停止位置
の一つである部品受取位置において各部品保持ヘッドが
下端部において部品供給装置から電子部品を受け取り、
別の停止位置である部品装着位置において基材位置決め
装置により位置決めされているプリント基板等基材に電
子部品を装着する電子部品装着システムにおいて、前記
部品受取位置から前記部品装着位置までの部品保持ヘッ
ドの移動経路中に存在する複数の停止位置の一つに前記
部品保持ヘッドに保持されている電子部品の当該部品保
持ヘッドの軸線のまわりにおける回転姿勢を撮像により
検出する姿勢検出装置を設けてその停止位置を姿勢検出
位置とし、その姿勢検出位置と前記部品装着位置との間
に存在する別の停止位置にその停止位置に停止した各部
品保持ヘッドに係合してそれら各部品保持ヘッドを前記
姿勢検出装置により得られた電子部品の姿勢情報に基づ
いて決まる角度だけ回転させるヘッド回転装置を配設し
てその停止位置を姿勢変更位置とするとともに、前記姿
勢検出装置を前記姿勢検出位置に停止した部品保持ヘ
ッドに保持された電子部品を部品保持ヘッド側から照明
する照明装置と、姿勢検出位置に停止した部品保持ヘ
ッドから外れた位置に下向きに配設された撮像装置と、
前記照明装置から垂直下向きに照射され、電子部品の
周囲を通過した光の方向を上向きに変えて前記撮像装置
に導く導光装置とを含むものとしたことを特徴とするも
のである。

【０００６】上記部品保持ヘッドはバキュームにより電
子部品を吸着して保持する垂直下向きの吸着管を備えた
ものとすることが望ましく、また、上記照明装置は吸着
管により保持された電子部品より吸着管側の位置にその
吸着管と同軸的に配設されて電気エネルギを光に変える
投光器を含むものとすることが望ましい。

【０００７】

【作用】上記のように構成された電子部品装着システム
においては、ヘッド保持体の間欠的な回転に伴って複数
の部品保持ヘッドが部品受取位置，姿勢検出位置，姿勢
変更位置および部品装着位置へ順次移動する。そして、
部品受取位置において部品保持ヘッドが部品供給装置か
ら部品を受け取り、姿勢検出位置において姿勢検出装置
が部品保持ヘッドに保持されている電子部品の姿勢を撮
像により検出し、その検出結果に基づいて姿勢変更位置
においてヘッド回転装置が部品保持ヘッドを回転させる
ことにより電子部品の姿勢変更を行い、その姿勢変更さ
れた電子部品を部品保持ヘッドが部品装着位置において
プリント基板に装着する。

【０００８】また、姿勢検出装置は、照明装置も撮像装
置も下向きのものとされ、照明装置が部品保持ヘッドに
保持された電子部品を上方から照明し、その照明光が電
子部品の周囲を下向きに通過した後、導光装置が光の向
きを上向きに変えて撮像装置に導く。

【０００９】

【発明の効果】本発明に係る電子部品装着システムにお
いては、上記のように部品保持ヘッドによる電子部品の
受取り，姿勢検出装置による電子部品の姿勢検出，ヘッ
ド回転装置による電子部品の姿勢変更および部品保持ヘ
ッドによるプリント基板への電子部品の装着が並行して
行われるため、１個の電子部品を装着するためのサイク
ルタイムが短縮され、部品装着作業の能率向上効果が得
られる。また、電子部品の姿勢を変更するためのヘッド
回転装置は複数の部品保持ヘッドに対して１個設ければ
よいため装置の構造が簡単となり、コスト低減効果が得
られる。さらに、ヘッド回転装置はヘッド保持体から分
離されて定位置に設けられているためヘッド保持体とと
もに回転する部分の慣性モーメントが小さくなり、ヘッ
ド保持体を駆動する間欠駆動装置が小形で済み、かつ、
ヘッド保持体の間欠回転に伴う振動および騒音が低減し
てヘッド保持体を高速で回転させることが可能となり、
この点からも電子部品装着作業の能率向上効果が得られ
る。

【００１０】また、姿勢検出装置は電子部品の投影像に
基づいて電子部品の姿勢を検出するものであるため、電
子部品の表面の光沢，色，凹凸等の影響を受けることな
く姿勢を精度良く検出することができる。その上、照明
装置が照明光を下向きに照射し、その照明光は部品保持
ヘッドに保持された電子部品の周囲を下向きに通過する
にもかかわらず、その照明光に基づいて電子部品の投影
像を撮像する撮像装置も下向きに配設されるため、撮像
装置を上向きに配設する場合に比較して撮像装置の配設
位置を高くすることが容易である。姿勢検出および姿勢
変更が行われた電子部品は基材位置決め装置により位置
決めされているプリント基板等基材部材に装着されるの
であるため、撮像装置と基材位置決め装置とが近接し、
撮像装置との干渉を避けるために基材位置決め装置によ
る基材の移動範囲が狭く制限されることが多いのである
が、上記のように撮像装置を高い位置に配設することが
できれば、基材位置決め装置との干渉を避けることが容
易となり、基材の移動範囲を広くすることができる。ヘ
ッド保持体を小形化して高速で間欠回転させつつ、大形
の基材への電子部品の装着を行うことが可能となるので
ある。なお、導光装置は部品保持ヘッドに保持された電
子部品より下方に配設することが必要であるが、導光装
置は撮像装置に比較すれば小形化が容易であるため、基
材位置決め装置との干渉を避けることが容易である。

【００１１】さらに付言すれば、照明装置が吸着管によ
り保持された電子部品より吸着管側の位置にその吸着管
と同軸的に配設されて電気エネルギを光に変える投光器
を含むものである望ましい態様においては、照明装置が
電子部品の背後に配設された反射板とその反射板に向か
って照明光を照射する投光器とを備えたものである場合
のように、投光器が基材位置決め装置との干渉により基
材の移動範囲が狭く制限してしまうことがない。また、
照明装置が反射板と投光器とを備えたものである場合に
は、投光器から投光された照明光が部品保持ヘッドに保
持された電子部品の部品保持ヘッドとは反対側の面にも
照射され、この面で反射された光が反射板で反射されて
電子部品の周囲を通過した光と共に撮像装置に入光し、
電子部品の像が完全な投影像にならず、撮像装置誤作動
の原因となり易いのであるが、投光器自体が電子部品に
対して部品保持ヘッドと同じ側に配設される望ましい態
様ではこの誤作動を良好に回避し得る。さらに、投光器
が吸着管と同軸的に配設されているため、吸着管に吸着
された電子部品全体を均等に照明することができ、良好
な投影像を得ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１に本発明の一実施例である電子部品
装着システムの外観を示す。本電子部品装着システムは
本体フレーム１０，部品供給装置１２，基板搬入装置１
４，基板搬出装置１６，基板位置決め装置１８および装
着装置２０等を備えている。部品供給装置１２は、本体
フレーム１０によって一直線に沿って移動可能に支持さ
れた移動台３０の上に多数の部品供給ユニット３２が移
動台３０の移動方向において互に隣接する状態で配列さ
れたものであり、各部品供給ユニット３２は１種類ずつ
のテーピング電子部品を保持していて、移動台３０の移
動によって装着装置２０に正対する位置へ移動させら
れ、１個ずつの電子部品を供給するものであるが、よく
知られたものであるため詳細な説明は省略する。

【００１３】電子部品が取り付けられるプリント基板は
基板搬入装置１４により搬入され、図示しないローディ
ング装置によって基板位置決め装置１８に取り付けられ
る。本実施例においては、プリント基板が基材であり、
基板位置決め装置１８が基材位置決め装置なのである。

【００１４】基板位置決め装置１８は基板支持台３６を
備え、その基板支持台３６は前記移動台３０の移動方向
に平行なＸ軸方向とそれに直角なＹ軸方向とに移動可能
なＸＹテーブル上に設置されており、プリント基板を正
確な位置に支持してＸＹ平面上の任意の位置に位置決め
する。そして、その位置決めされたプリント基板に装着
装置２０が部品供給装置１２から受け取った電子部品を
順次装着し、全部品の装着が終了したプリント基板は図
示しないアンローディング装置によって取り外され、基
板搬出装置１６により搬出される。これらの動作は制御
装置２２によって制御される。制御装置２２はコンピュ
ータを主体とするものであり、コンピュータのメモリに
記憶されているプログラムと磁気ディスク，磁気テープ
等によって外部から与えられる情報とに基づいて各装置
の制御を行うものであり、この制御装置２２に付属して
操作盤４０と、その操作盤４０の操作指示，入力された
データ，各装置の作動状況等を表示するディスプレイ４
２と、部品保持ヘッドたる吸着ヘッド（後述）に保持さ
れた電子部品の姿勢を作業者がモニタするためのモニタ
テレビ４４とが設けられている。これら基板搬入装置１
４，基板搬出装置１６，基板位置決め装置１８，制御装
置２２，操作盤４０，ディスプレイ４２，モニタテレビ
４４等はよく知られたものであるため詳細な説明は省略
し、以下、装着装置２０について説明する。

【００１５】図２から明らかなように、装着装置２０は
本体フレーム１０によって垂直な軸線のまわりに回転可
能に保持された回転軸５０を備えている。この回転軸５
０の上端部には回転板５２が固定され、この回転板５２
の外周部には等角度間隔で１２個のカムフォロワ５４が
取り付けられており、これらカムフォロワ５４が水平軸
線まわりに回転するカム５６と係合するようにされてい
る。これによりカム５６が１回転する毎に回転板５２お
よび回転軸５０が３０度ずつ間欠的に回転させられるこ
ととなる。

【００１６】回転軸５０の下端部にはヘッド保持体５８
が固定されており、このヘッド保持体５８に１２組の吸
着ヘッドユニット６０が等角度間隔に取り付けられてい
る。これら吸着ヘッドユニット６０はすべて図３ないし
図５に示す構造を有するものである。図３から明らかな
ように、ヘッド保持体５８の外周部には２本ずつ対にな
ったロッド６２が垂直な姿勢でかつ軸方向に移動可能に
取り付けられており、それらの両端が連結部材６３およ
び６４により互に連結されている。上方の連結部材６３
にはカムフォロワ６５が取り付けられ、このカムフォロ
ワ６５が図２に示されているカム６６に係合させられて
いる。カム６６は本体フレーム１０に固定されており、
外周面に水平面に対して傾斜して形成された環状のカム
溝６７を備えているため、ヘッド保持体５８の回転につ
れてロッド６２が昇降させられる。

【００１７】また、下方の連結部材６４には軸部材６８
によってアーム６９が垂直な軸線のまわりに回動可能に
取り付けられており、図４から明らかなようにこのアー
ム６９には部品保持ヘッドとしての吸着ヘッド７０が２
個取り付けられている。このアーム６９の吸着ヘッド７
０が取り付けられた側とは反対側の端部に２個の位置決
めブッシュ７２が取り付けられている。これら２個ずつ
の吸着ヘッド７０と位置決めブッシュ７２とは、それぞ
れアーム６９の回動中心線を中心とする１個ずつの円弧
上に設けられるとともに、それぞれの中心線とアーム６
９の回転中心線とを結ぶ直線の成す角度が互に等しくな
るように配設されている。さらに、図５から明らかなよ
うに、前記連結部材６４には位置決めピン７４が上下方
向に摺動可能に嵌合され、スプリング７６によって下方
に付勢されている。位置決めブッシュ７２の上端にはテ
ーパ穴部が形成され、位置決めピン７４の下端にはテー
パ部が形成されており、これらがスプリング７６の付勢
力により互に係合させられることによってアーム６９の
回動が防止され、２個の吸着ヘッド７０のうち目的とす
る電子部品に適したものが択一的に作用位置に固定され
るようになっている。これら位置決めピン７４と位置決
めブッシュ７２との係合は、位置決めピン７４に固定さ
れた操作部材７８が図示を省略する操作装置によりスプ
リング７６の付勢力に抗して持ち上げられることにより
解除され、その状態で図示しないアーム回動装置により
アーム６９が回動させられて別の吸着ヘッド７０が作用
位置に固定される。

【００１８】各吸着ヘッド７０は、図５に最も明瞭に示
されているように、金属製の筒部材８０の両端にガラス
または合成樹脂製の透明板８２，８４が固定されて成る
ヘッド本体部８６を備えている。このヘッド本体部８６
の内部には実質的に気密な空間が形成されており、下方
の透明板８４にこの空間に連通する上下方向の貫通孔が
形成され、この貫通孔に吸着管８８が圧入されている。
ヘッド本体部８６は外筒９０に相対回転不能かつ軸方向
に摺動可能に嵌合されるとともに、常にはスプリング９
２によってストッパ９４に当接する下降端位置に保持さ
れる。外筒９０は前記アーム６９に上下方向に形成され
た貫通孔に回転可能かつ軸方向に摺動可能に嵌合されて
おり、常にはスプリング９６によりフランジ９８がアー
ム６９に当接する上昇端位置に保たれ、また、外筒９０
の上端には、吸着ヘッド７０の中心線、すなわち吸着管
８８の中心線を中心とする円筒面状の内周摩擦面１００
を備えた被駆動回転体１０２が螺合により固定されてお
り、この被駆動回転体１０２と上記スプリング９６とは
カバー１０４により覆われている。

【００１９】上記アーム６９には吸着ヘッド７０、詳細
には外筒９０およびヘッド本体部８６の回転を防止する
ブレーキ装置１１０が設けられている。ブレーキ装置１
１０は摩擦部材１１２，レバー１１４，スプリング１１
６等を備えている。レバー１１４はアーム６９にピン１
１７により中間部を回動可能に取り付けられており、一
方の端部に摩擦部材１１２が固定され、他方の端部とア
ーム６９との間にスプリング１１６が装着されている。
摩擦部材１１２はアーム６９に形成された貫通孔に嵌入
し、その先端部がスプリング１１６の付勢力によって外
筒９０の外周面に押し付けられ、吸着ヘッド７０の回転
を防止するようにされている。

【００２０】前記吸着管８８は、ヘッド本体部８６内に
形成された空間，アーム６９および軸部材６８に形成さ
れた通路１１８および１２０を経て、前記ヘッド保持体
５８および回転軸５０に形成された通路１２２および１
２４に連通させられ、さらに、継手１２６を経てポート
１２８において図示しないバキューム装置に接続されて
いる。通路１２０と１２２との接続部には切換弁１３０
が設けられ、これが図示しない弁操作装置によって切り
換えられることにより吸着管８８がバキューム装置と大
気とに択一的に連通させられるようになっている。

【００２１】各吸着ヘッド７０は、ヘッド保持体５８の
間欠的な回転に伴って図６に示すＡないしＬの１２の位
置で停止させられる。そして、位置Ａにおいて部品供給
装置１２から電子部品を受け取り、それを位置Ｇにおい
てプリント基板に装着する。位置Ａが部品受取位置、位
置Ｇが部品装着位置となっているのである。また、位置
Ｃと位置Ｅとにはそれぞれ姿勢検出装置１４０とヘッド
回転装置１４２とが設けられて位置Ｃが姿勢検出位置、
位置Ｅが姿勢変更位置とされている。さらに、位置Ｄに
おいては、位置Ｃにおいて検出された電子部品が予定の
ものと異なる場合に切換弁１３０が切り換えられて誤っ
た電子部品が吸着ヘッド７０から解放されるようになっ
ている。切換弁１３０と、電子部品が予定のものと異な
る場合に切換弁１３０を切り換える手段とが部品解放手
段を構成しているのである。

【００２２】姿勢検出装置１４０は、図７から明らかな
ように、本体フレーム１０に固定の補助フレーム１４４
に組み付けられた照明装置としての投光器１４６，導光
装置としてのプリズム装置１４８および撮像装置１５０
を備えている。投光器１４６はブラケット１５２によっ
て補助フレーム１４４に固定され、姿勢検出位置Ｃに停
止した吸着ヘッド７０の真上に位置するようにされてい
る。投光器１４６は電気エネルギを光に変える機能を有
するものであり、投光器１４６から投光された光は吸着
ヘッド７０をそれの中心線に平行に垂直下向きに透過し
た後、プリズム装置１４８の２個のプリズム１５４によ
って９０度ずつ向きを変えられ、垂直上向きの光となっ
て撮像装置１５０に入光する。撮像装置１５０はレンズ
１５６を備え、このレンズ１５６によって図示しない固
体撮像素子上に結ばれる電子部品Ｗの投影像を二値化信
号に変換するものである。撮像装置１５０はブラケット
１６０によって垂直下向きに補助フレーム１４４に取り
付けられているが、ブラケット１６０の高さが調節ねじ
１６２により調節されることによって焦点距離の調節が
可能とされている。なお、１６４は撮像装置１５０のパ
ワーユニットである。

【００２３】前記ヘッド回転装置１４２は、図８に示す
ように、補助フレーム１７０に固定のガイドブッシュ１
７２により回転可能かつ軸方向に摺動可能に保持された
駆動回転体１７４を備えている。駆動回転体１７４はギ
ヤ１７６を備え、このギヤ１７６がギヤ１７８およびタ
イミングベルト１８０を介して図９に示すサーボモータ
１８２に連結されている。したがって、駆動回転体１７
４はサーボモータ１８２によって任意の角度回転させら
れることとなる。

【００２４】駆動回転体１７４は図１０に示すように中
空軸状の部材であるが、その下端部の外周面に幅広の円
環溝１８４が形成されており、これにゴム製の摩擦リン
グ１８６が嵌められている。また、円環溝１８４の底壁
にはそれを半径方向に貫通する複数個の貫通孔が形成さ
れ、各貫通孔に１個ずつのボール１８８が移動可能に収
容されている。そして、駆動回転体１７４内には下端に
テーパ部１９０を備えた棒状の拡張部材１９２が摺動可
能に挿通されており、拡張部材１９２に固定のピン１９
４と駆動回転体１７４に形成された長穴１９６との係合
によって拡張部材１９２と駆動回転体１７４との相対回
転が防止されるとともに両者の軸方向の相対移動限度が
規定されている。

【００２５】駆動回転体１７４の上端部にはストッパリ
ング２００が固定され、これがガイドブッシュ１７２の
上端面に当接することにより駆動回転体１７４の下降端
位置を規定するようにされている。また、拡張部材１９
２の上端近傍にはナット２０２が固定されており、この
ナット２０２と駆動回転体１７４の上端面との間にスプ
リング２０３が装着されて、拡張部材１９２を駆動回転
体１７４に対して上向きに付勢している。拡張部材１９
２の上端にはテーパ部２０４が形成され、これに昇降部
材２０６がベアリング２０８を介して係合させられてい
る。昇降部材２０６にはまた係合部材２１０が取り付け
られ、これが上記ナット２０２に係合して拡張部材１９
２を昇降部材２０６とともに昇降させるようになってい
る。

【００２６】昇降部材２０６は、図８から明らかなよう
に、２本のロッド２１２およびガイドブロック２１４を
介して補助フレーム１７０によって昇降可能に保持され
るとともに、連結ロッド２１６により図示しない昇降駆
動用のカム装置に連結されている。なお、昇降部材２０
６，ロッド２１２，ガイドブロック２１４および連結ロ
ッド２１６は、理解を容易にするために図８においては
駆動回転体１７４の軸線のまわりに一定角度回動させた
状態で示されている。

【００２７】ヘッド回転装置１４２は吸着ヘッド７０が
位置Ｅに停止した状態で駆動回転体１７４が吸着ヘッド
７０と同心となる位置に設けられており、昇降部材２０
６が下降させられるとき、まず昇降部材２０６と駆動回
転体１７４とが一体的に下降して駆動回転体１７４の下
端部、すなわち摩擦リング１８６が装着された部分が吸
着ヘッド７０の図５に示されている被駆動回転体１０２
内へ嵌入する。そして、ストッパリング２００がガイド
ブッシュ１７２の上端面に当接して駆動回転体１７４の
下降が停止した後は、その駆動回転体１７４に対して拡
張部材１９２がスプリング２０３の付勢力に抗して相対
的に下降し、テーパ部１９０のくさび作用によってボー
ル１８８を半径方向外側へ押し出し、摩擦リング１８６
を部分的に膨出させて被駆動回転体１０２の内周摩擦面
１００に摩擦係合させる。すなわち、テーパ部１９０を
備えた拡張部材１９２とボール１８８とが摩擦リング１
８６の拡張機構を構成しているのである。

【００２８】図８から明らかなように、補助フレーム１
７０にはブレーキ装置１１０を解除するブレーキ解除装
置２１８の解除レバー２２０が取り付けられている。解
除レバー２２０の一方のアームは連結ロッド２２２によ
ってカム装置に連結されており、他方のアームには作用
部材２２４が取り付けられている。連結ロッド２２２は
カム装置により前記連結ロッド２１６と関連して昇降さ
せられるようにされており、それによって駆動回転体１
７４が下降して摩擦リング１８６が被駆動回転体１０２
の内周摩擦面１００に押し付けられた後、作用部材２２
４がレバー１１４に作用してブレーキ装置１１０を解除
し、また、吸着ヘッド７０が所定の角度回転させられた
後、駆動回転体１７４の被駆動回転体１０２からの離脱
に先立ってブレーキ装置１１０を作用状態に復帰させる
ようになっている。

【００２９】次に本電子部品装着システム全体の作動を
説明する。図６における位置Ａ（部品受取位置）に停止
した吸着ヘッド７０が部品供給装置１２から部品を受け
取っている間に、位置Ｃ（姿勢検出位置）に停止した吸
着ヘッド７０においては電子部品Ｗの吸着ヘッド７０の
軸線のまわりの回転姿勢が検出され、位置Ｅ（姿勢変更
位置）においてはヘッド回転装置１４２によって吸着ヘ
ッド７０が回転させられ、電子部品Ｗの吸着ヘッド軸線
まわりの回転姿勢が変更され、さらに、位置Ｇ（装着位
置）においてはプリント基板への電子部品Ｗの装着が行
われる。これら各位置における作動はそれぞれ異なる吸
着ヘッド７０に対して並行して行われるのであるが、以
下、１個の吸着ヘッド７０に着目して各位置における作
動を詳細に説明する。

【００３０】位置Ａに吸着ヘッド７０が停止した状態に
おいては、部品供給装置１２の多数の部品供給ユニット
３２のうち選ばれたものが吸着ヘッド７０の真下に位置
決めされるとともに、その部品供給ユニット３２に保持
された電子部品保持テープからカバーテープが剥がされ
て電子部品Ｗの取出しが可能な状態となっている。した
がって、図５において図示しないヘッド押下装置が被駆
動回転体１０２に当接してこれをスプリング９６の付勢
力に抗して押し下げれば、ヘッド本体部８６および吸着
管８８もそれに伴って下降し、吸着管８８の下端面が電
子部品Ｗの上面に当接する。被駆動回転体１０２および
外筒９０はそれ以後も押し下げられるのであるが、ヘッ
ド本体部８６および吸着管８８はスプリング９２の圧縮
によって停止状態を保つことを許容される。この状態に
おいては吸着管８８はバキューム装置に連通させられて
いるため電子部品Ｗが吸着管８８に吸着され、ヘッド押
下装置の作用が解除されて吸着ヘッド７０が上昇すれば
電子部品Ｗもそれに伴って上昇し、装着装置２０による
部品供給装置１２からの電子部品Ｗの受取りが終了す
る。

【００３１】このように電子部品Ｗを受け取った吸着ヘ
ッド７０が位置Ｃに停止させられれば、吸着ヘッド７０
は図７に示すように投光器１４６とプリズム装置１４８
との間に位置させられる。したがって、投光器１４６か
ら投光された光により撮像装置１５０の固体撮像素子面
に電子部品Ｗの投影像が結ばれる。撮像装置１５０はこ
の投影像を二値化信号に変換し、制御装置２２に出力す
る。制御装置２２はその二値化信号と制御装置２２自身
のメモリに予め記憶させられている正規の電子部品Ｗの
位置を示す二値化信号とを比較し、電子部品Ｗの正規の
位置に対する姿勢誤差Δθを演算する。

【００３２】以上のように姿勢検出が行われた後、吸着
ヘッド７０が位置Ｅに停止すれば、その吸着ヘッド７０
は図８に示すようにヘッド回転装置１４２の駆動回転体
１７４の真下に位置することとなる。したがって、カム
装置により昇降部材２０６が下降させられれば、駆動回
転体１７４の下端部が図５に示す被駆動回転体１０２の
内側へ嵌入する。この状態から更に昇降部材２０６が下
降させられれば、図１０において拡張部材１９２が被駆
動回転体１０２に対して相対的に下降させられ、ボール
１８８を介して摩擦リング１８６を拡張し、これを被駆
動回転体１０２の内周摩擦面１００に押し付ける。続い
てブレーキ解除装置２１８が作動してブレーキ装置１１
０を解除するため、吸着ヘッド７０は回転可能な状態と
なり、その状態でサーボモータ１８２が作動させられて
吸着ヘッド７０が回転させられる。サーボモータ１８２
は前述のように制御装置２２によって求められた姿勢誤
差Δθに対応する角度だけ回転させられ、それに伴って
吸着ヘッド７０およびそれに保持されている電子部品Ｗ
が姿勢誤差Δθを打ち消すに必要な角度だけ回転させら
れる。その後、ブレーキ装置１１０が再び作用状態とさ
れ、昇降部材２０６が上昇させられて駆動回転体１７４
が被駆動回転体１０２から離脱させられ、電子部品Ｗの
姿勢変更が終了する。

【００３３】以上のようにして姿勢誤差が除かれた後、
吸着ヘッド７０が位置Ｇに停止する時期には、プリント
基板位置決め装置１８によってプリント基板が所定の位
置に位置決めされている。したがって、図示しないヘッ
ド押下装置により吸着ヘッド７０が押し下げられれば、
吸着管８８に保持された電子部品Ｗがプリント基板の所
定の位置に押し付けられ、接着等によって固定される。
その状態で切換弁１３０が切り換えられて吸着管８８が
大気に連通させられることにより電子部品Ｗが吸着ヘッ
ド７０から解放され、その後、吸着ヘッド７０が上昇す
れば電子部品Ｗのプリント基板に対する装着が完了す
る。

【００３４】以上の説明から明らかなように、本電子部
品装着システムにおいては、吸着ヘッド７０による電子
部品Ｗの受取，姿勢検出，姿勢変更およびプリント基板
への装着が複数の位置において並行して行われるため、
サイクルタイムが短縮され、電子部品装着作業の能率が
向上する。また、姿勢検出装置１４０およびヘッド回転
装置１４２が２４個の吸着ヘッド７０に対して一つずつ
で済むため装置の構造が簡単となり、製造コストの低減
効果が得られる。また、ヘッド回転装置１４２はヘッド
保持体５８から分離されて定位置に設けられているため
ヘッド保持体５８の慣性モーメントが小さくなり、これ
の間欠回転に伴う振動，騒音が減少し、ヘッド保持体５
８を高速で回転させることが可能となる。

【００３５】また、ヘッド保持体５８の１２箇所に設け
られている各アーム６９に２個ずつの吸着ヘッド７０が
取り付けられ、対象とする電子部品Ｗの形状寸法に適し
た吸着ヘッド７０を選択することができ、汎用性の高い
装置となっている。さらに、撮像装置１５０の固体撮像
素子面に結ばれる像は電子部品Ｗの投影像であるため、
反射光による電子部品Ｗの像のように電子部品Ｗの表面
粗さや色等の影響を受けることがなく、電子部品Ｗの姿
勢を正確に検出することができる。

【００３６】なお、以上詳記した実施例においては部品
保持ヘッドがバキュームにより電子部品を吸着する吸着
ヘッド７０であり、ヘッド本体部８６の吸着管８８周辺
部は透明体で形成されているため、電子部品Ｗの全周に
わたって投影像を得ることができる利点があるのである
が、部品保持ヘッドはこれに限られるものではなく、電
子部品Ｗの姿勢を検出し得る状態で電子部品Ｗを保持し
得る保持ヘッドであれば採用が可能である。

【００３７】また、前記実施例においては理解を容易に
するために姿勢変更位置においては電子部品の姿勢誤差
のみが補正されるものとしたが、電子部品を部品供給装
置から受け取った姿勢とは異なる姿勢でプリント基板に
装着する必要がある場合には、この位置においてそれに
必要な角度だけ電子部品を回転させることも可能であ
り、このようにすれば基板位置決め装置１８にプリント
基板を回転させる機能を持たせることなく電子部品を任
意の姿勢で装着することが可能となる。また、前記実施
例においては姿勢検出位置において電子部品の回転姿勢
の誤差のみが検出されるようになっていたが、電子部品
Ｗの中心線と部品保持ヘッドの基準線（例えば吸着ヘッ
ド７０の中心線）とのずれをも検出し、それに基づいて
基板位置決め装置１８を作動させれば、電子部品の装着
姿勢のみならず絶対的な装着位置の精度をも向上させる
ことができる。その他、いちいち例示することはしない
が、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変形，改良
を施した態様で実施し得るものであることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である電子部品装着システム
の全体を概略的に示す斜視図である。

【図２】図１に示した電子部品装着システムの装着装置
の主要部を示す正面断面図である。

【図３】図２におけるIII − III断面図である。

【図４】図２におけるIV−IV断面図である。

【図５】図４におけるＶ−Ｖ断面図である。

【図６】図２に示した装着装置主要部とそれに付属した
姿勢検出装置およびヘッド回転装置の相対位置関係を示
す説明図であり、図７および図８におけるVI−VI断面図
である。

【図７】図６に示した姿勢検出装置の正面図である。

【図８】ブレーキ解除装置および図６に示したヘッド回
転装置の正面図である。

【図９】図８に示したブレーキ解除装置およびヘッド回
転装置の底面図である。

【図１０】図８におけるＸ−Ｘ断面図である。

【符号の説明】

１０ 本体フレーム １２ 部品供給装置 １４ 基板搬入装置 １６ 基板搬出装置 １８ 基板位置決め装置 ２０ 装着装置 ２２ 制御装置 ５２ 回転板 ５８ ヘッド保持体 ７０ 吸着ヘッド ８２，８４ 透明板 ８６ ヘッド本体部 ８８ 吸着管 ９０ 外筒 １００ 内周摩擦面 １０２ 被駆動回転体 １１０ ブレーキ装置 １４０ 姿勢検出装置 １４２ ヘッド回転装置 １４６ 投光器 １４８ プリズム装置 １５０ 撮像装置 １７４ 駆動回転体 １７６，１７８ ギヤ １８０ タイミングベルト １８２ サーボモータ １８６ 摩擦リング １８８ ボール １９２ 拡張部材 ２１８ ブレーキ解除装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直軸線のまわりに一定角度ずつ間欠的
   に回転するヘッド保持体にその間欠回転角度と同じ角度
   間隔で垂直軸線のまわりに回転可能に複数の部品保持ヘ
   ッドが取り付けられ、それら複数の部品保持ヘッドの停
   止位置の一つである部品受取位置において各部品保持ヘ
   ッドが下端部において部品供給装置から電子部品を受け
   取り、別の停止位置である部品装着位置において基材位
   置決め装置により位置決めされているプリント基板等基
   材に電子部品を装着する電子部品装着システムにおい
   て、 前記部品受取位置から前記部品装着位置までの前記部品
   保持ヘッドの移動経路中に存在する複数の停止位置の一
   つに前記部品保持ヘッドに保持されている電子部品の当
   該部品保持ヘッドの軸線のまわりにおける回転姿勢を撮
   像により検出する姿勢検出装置を設けてその停止位置を
   姿勢検出位置とし、その姿勢検出位置と前記部品装着位
   置との間に存在する別の停止位置にその停止位置に停止
   した各部品保持ヘッドに係合してそれら各部品保持ヘッ
   ドを前記姿勢検出装置により得られた電子部品の姿勢情
   報に基づいて決まる角度だけ回転させるヘッド回転装置
   を配設してその停止位置を姿勢変更位置とするととも
   に、前記姿勢検出装置を前記姿勢検出位置に停止した
   部品保持ヘッドに保持された電子部品を部品保持ヘッド
   側から照明する照明装置と、姿勢検出位置に停止した
   部品保持ヘッドから外れた位置に下向きに配設された撮
   像装置と、前記照明装置から垂直下向きに照射され、
   電子部品の周囲を通過した光の方向を上向きに変えて前
   記撮像装置に導く導光装置とを含むものとしたことを特
   徴とする電子部品の姿勢変更が可能な電子部品装着シス
   テム。
2. 【請求項２】 前記部品保持ヘッドがバキュームにより
   電子部品を吸着して保持する垂直下向きの吸着管を備
   え、かつ、前記照明装置がその吸着管により保持された
   電子部品より吸着管側の位置にその吸着管と同軸的に配
   設されて電気エネルギを光に変える投光器を含む請求項
   １に記載の電子部品装着システム。