JPH0680943B2

JPH0680943B2 - 電子部品実装装置

Info

Publication number: JPH0680943B2
Application number: JP59184267A
Authority: JP
Inventors: 眞透瀬野; 義彦三沢; 嘉信前田; 健治福本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-09-03
Filing date: 1984-09-03
Publication date: 1994-10-12
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPS6163097A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、微小な電子部品を電子回路基板へ装着する
電子部品実装装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点従来、チップ型抵抗やチップ型積層コンデンサ等に代表
されるリードレス型の微小電子部品を電子回路基板に装
着する場合、回路基板の必要箇所に接着剤を塗布してお
き、順次電子部品を回路基板に供給して接着する方法が
採られている。電子部品を装着した回路基板は、半田デ
ィップにより、電気的接続を行なう。

電子部品を装着する装置としては、インデックス回転式
の部品装着ヘッドに吸着ノズルを多数設け、これら吸着
ノズルにより、電子部品を順次部品受取位置で吸着して
部品装着位置へ搬送し、回路基板に装着するものが提案
されている。

このような装置の前記吸着ノズルの正負圧の切換用装置
において、間欠回転する回転枠等に搭載されて、回転中
と停止中にかかわらずバルブの切換えが行なえ、かつ構
造が簡単なバルブ切換装置が望まれている。

例えばこのような用途に用いる従来の電子部品実装装置
のバルブ切換装置としては、停止位置や回転経路の途中
に設けた手段でバルブの切換えを行なうようにしたもの
があるが、その切換状態が維持されるようにするために
バルブにクランプ装置を備えたものを用いる必要があ
る。しかし、クランプ装置を設けると、構造が複雑にな
るうえ、寿命も短くなるという問題がある。

発明の目的この発明は、切換バルブの移送中と停止中にかかわらず
に吸着ノズルの切換操作が可能となり、かつ構造が簡単
な電子部品実装装置を提供することを目的とする。

発明の構成この発明の電子部品実装装置は、間欠駆動する部品装着
ヘッドの駆動方向に、電子部品を順次受取位置で吸着す
る吸着ノズルが一定間隔に設けられ、前記吸着ノズルは
回動自在のバルブ操作レバーと復帰ばねを有する切換バ
ルブを介して正圧経路および負圧経路に接続され、前記
復帰ばねにより前記負圧経路をオンにするとともに、前
記バルブ操作レバーの一端を、前記部品装着ヘッドの停
止状態における前記バルブ操作レバーの対応位置に設け
た押し部材にて駆動することにより、前記正圧経路をオ
ンにして前記電子部品を回路基板に装着し、前記バルブ
操作レバーの他端を前記吸着ノズルの移送経路に沿って
設けられたバルブ用固定カムに当接することにより、前
記バルブ操作レバーを前記部品装着ヘッドの駆動中の前
記電子部品の装着位置から受取位置の範囲で回動させて
前記正圧経路をオンにするように構成にしたものであ
る。

この発明の構成によれば、電子部品の受取位置から装着
位置までは負圧経路がオンとなるので吸着ノズルは電子
部品を受取位置から装着位置まで吸着し、装着位置で押
し部材の動作によりバルブ操作レバーが回動して正圧経
路がオンとなるので電子部品が装着される。また吸着ノ
ズルの装着位置から受取位置への復帰行程ではバルブ用
固定カムによりバルブ操作レバーを押圧し正圧経路がオ
ンを継続することとなり、吸着ノズルは吸引状態ではな
いので、電子部品が装着位置で装着されずに吸着ノズル
に残ることがなく、つぎの電子部品の受取りの際に吸着
ノズルは必ず電子部品を受取可能な空の状態にできる。
このように、部品装着ヘッドの駆動中はバルブ用固定カ
ムによりバルブ操作レバーを回動することができ、停止
中は押し部材によりバルブ操作レバーを回動することが
できるので、部品装着ヘッドの停止および駆動中のいず
れも吸着ノズルを正圧経路もしくは負圧経路に切換バル
ブを介して切り換えることができ、たとえば受取位置か
ら装着位置まで吸着ノズルを吸着動作し装着位置から受
取位置まで吸着ノズルを切りまたは吐出動作することが
できるので、装着作業時間を短縮することができるとと
もに、切換バルブ内に切換状態を維持するためのクラン
プ装置等を必要としないので、切換バルブの構造が簡単
になり故障を少なくできる。

実施例の説明この発明の一実施例を第１図ないし第13図に示す。第１
図ないし第３図において、１は基台であり、２枚の回路
基板2,2′を図の左右に並べて載せるXYテーブル４が前
部に設置され、かつ右側の回路基板２′上に接着剤を塗
布する接着剤塗布装置５と、左側の回路基板２上に電子
部品８を装着する部品装着ヘッド６とが並設されてい
る。左側の回路基板２は、接着材の塗布の後、XYテーブ
ル４上で右側からシフトされたものである。部品装着ヘ
ッド６の後方には部品供給ロータ７が設置されている。
部品装着ヘッド６は、電子部品８を保持するチャック９
が周方向に10個等配されており、チャック９の配置ピッ
チで鉛直軸心回りに間欠回転する。基台１のヘッドフレ
ーム29に、各部の駆動を行なう上部駆動部50と、ヘッド
駆動カムユニット51とが設けてある。

XYテーブル４は左右（Ｘ軸方向）と前後（Ｙ軸方向）に
移動するものであり、前後ガイドレール15に設置されて
前後方向（Ｙ軸方向）に移動するＸテーブル4a（第４
図）と、このＹテーブル4a上の横ガイドレール16（第１
図）に設置されて横方向（Ｘ軸方向）に移動するＸテー
ブル4bとからなる。Ｙテーブル4aおよびＸテーブル4bの
駆動は、それぞれパルスモータ17,18と、送りねじ機構
（図示せず）により行なわれる。XYテーブル４の両側に
は、回路基板2,2′の搬入ガイドレール19と、搬出ガイ
ドレール20が設置してある。

部品供給ロータ７は、鉛直軸心21回りに回転可能に設け
られて、外周部に多数の部品供給カセット22を着脱自在
に取付けたものである。部品供給カセット22は、電子部
品８を１列に保持した部品保持テープ23（第６図）リー
ルに巻いて収納したものであり、取出し部22aに部品配
列ピッチごとに部品保持テープ23を間欠的に繰り出すよ
うに構成されている。各部品供給カセット22には異なる
種類の電子部品８を収納したものが準供される。

部品装着ヘッド６の各チャック９は、第５図のように、
吸着ノズル13と、一対の規正爪14からなるものである。
規正爪14は、吸着ノズル13に吸着した電子部品８の一方
向（Ｘ軸方向）の位置規正を行なうものであり、。これ
に直交する方向（Ｙ軸方向）の位置規正は、基台１に設
置した部品位置規正装置10の一対の規正爪106で行な
う。

部品装着ヘッド６の10箇所のチャック停止位置S₁〜S₁₀
は、それぞれS₁が部品受取位置、S₃がＹ軸方向の部品規
正位置、S₄が部品検出位置、S₅がチャック回転位置、S₆
が部品装着位置、S₇がチャック回転戻し位置、S₈が不良
部品排出位置となっている。また、S₁からS₂までの回転
区間がＸ軸方向の部品規正区間となっている。部品規正
位置S₃には部品位置規正装置10が配置され、部品検出位
置S₄には部品検出装置11が設置されている。チャック回
転位置S₅およびチャック戻し回転位置S₇にはチャック回
転装置12がおよびチャック戻し回転装置12′がそれぞれ
設置されている。不良部品排出位置S₈には部品受け箱19
6が置いてある。

部品装着ヘッド６は、第４図および第６図のように、回
転枠24の外周部に、スライド軸受25を介してチャック取
付軸26を昇降および回転自在に取付たものである。スラ
イド軸受25は、軸受メタル25aを有する。チャック９は
チャック取付軸26の下端に設けられている。回転枠24
は、回転主軸27にクランプエレメント28を介してナット
28′で固定されている。回転主軸27は、基台１のヘッド
フレーム29の下面に突設された筒状の主軸ハウジング30
に、軸受31で回転自在に支持されている。

チャック取付軸26は、第７図のように、上部に上下駆動
用ブロック34と、チャック伝達歯車35と、回転ロック部
材75とが取付けてある。チャック伝達歯車35は、チャッ
ク回転装置12（第６図）の回動レバー63に設けられたチ
ャック駆動歯車36に噛み合うものである。チャック取付
軸26の重量は、上下駆動用ブロック34を介してチャック
取付軸持上ばね39により支えられている。チャック取付
軸持上ばね39は、筒状の回り止め兼ばね保持軸40内に収
納されている。回り止め兼ばね保持軸40は、チャック取
付軸26のスライド軸受25に形成されたガイド孔41に、昇
降自在に嵌合している。

上下駆動用ブロック34には、カムフォロア42が回転自在
に取付けられ、かつ上下駆動用溝43が形成してある。カ
ムフォロア42は、主軸ハウジング30（第６図）の外周の
固定カム筒３に全周にわたって設けた溝状のチャック上
下用固定カム44に係合する。チャック上下用固定カム44
は、各チャック停止位置S₁〜S₁₀に配置された部品位置
規正装置10や部品検出装置11等の各機器に対してチャッ
ク高さを適正に保つものであり、その展開状態は第８図
に示すカム曲線46と同様となる。部品位置規正装置10等
の各機器を一定高さに配置すれば、チャック上下用固定
カム44は不要である。上下駆動用ブロック34の上下駆動
用溝43は、部品受取装置S₁および部品装着位置S₆に設け
た吸着用カムレバー47（第６図）および装着用カムレバ
ー48の係合ローラ47a,48aに係合する。カムフォロア42
は、摺動ガイド240に上下方向に沿って設けられたガイ
ド穴241に嵌合しており、ガイド穴241によって振れ止め
される。摺動ガイド240は、固定カム筒３の外周に遊嵌
して回転枠24に固定された円筒状のものであり、ガイド
穴241は各チャック取付軸26ごとに設けてある。チャッ
ク９の規正爪14は、第６図のように、支軸14a回りで開
閉回動可能にチャック取付軸26に取付けられている。チ
ャック取付軸26には爪開閉リング95が上下動可能に取付
けてあり、その上下動により、リング機構（図示せず）
を介して規正爪14の開閉が行われる。爪開閉リング95は
カムフォロア96を有し、爪開閉用固定カム103を案内さ
れる。爪開閉用固定カム103は、主軸ハウジング30（第
６図）の外周の固定カム筒３に形成してある。チャック
取付軸26は、内部に吸着ノズル13に開通した吸引路89を
有する。

吸着ノズル13の空気経路を説明する。吸着ノズル13は、
部品装着位置S₆および不良部品排出位置S₈で、部品排出
のために圧縮空気の吹出しを可能としており、その空気
経路に切換バルブ120（第９図ないし第13図）が設けて
ある。切換バルブ120は、常時は第11図（Ａ）のよう
に、負圧経路141′の弁体152が開き、正圧経路142′の
弁体155が閉じているものであり、バルブ切換用レバー1
32を押すことにより第11図（Ｂ）のように開閉状態が逆
となる。

切換バルブ120は、各チャック取付軸26間に位置して部
品装着ヘッド６の回転枠24に取付けてある。空気経路を
説明すると、切換バルブ120の出口121からチャック取付
軸26の上端の配管連結部90に、フレキシブルなパイプ12
2が接続されている。切換バルブ120の下面の負圧入口12
3は、パイプ125を介し、回転主軸の下端の真空用マニホ
ールド126に接続されている。真空用マニホールド126
は、回転主軸27内を貫通した主軸内負圧経路125′に接
続され、主軸内負圧経路125′の上端はロータリジョイ
ント127を介して負圧供給源に配管接続されている。切
換バルブ120の正圧入口124は、回転枠24内の回転枠内正
圧経路128から、主軸ハウジング30のハウジング内正圧
経路129に連通している。ハウジング内正圧経路129は、
部品装着位置S₆および不良部品排出位置S₈のみに設けら
れたものであり、回転枠24が回転して回転枠内正圧経路
128がハウジング内正圧経路129に整合すると、両正圧経
路128,129が連通する。130はその連通面である。回転枠
内正圧経路128は、非連通状態では大気に開放されてい
る。ハウジング内正圧経路129は、上端でパイプ131を介
し、圧縮空気供給源に接続されている。

切換バルブ120のバルブ操作レバー132はＬ形に形成され
て支点ピン133を介してバルブ本体134に回転自在に支持
されており、縦片部分に接するバルブ用固定カム135に
よっても、また横片部分をバルブ用上下ドグ136により
押さえることによっても、回動可能である。縦片部分に
は回転可能なローラ状のカムフォロア137を取付け、横
片部分にはドグ当り用ローラ138は取付けてある。バル
ブ開閉用固定カム135は、主軸ハウジング30の外周の固
定カム筒３の外周面に設けられている。バルブ用固定カ
ム135のバルブ操作レバー132を押下げる範囲は、第８図
に示すように、部品装着位置S₆から部品受取位置S₁まで
の範囲となっている。バルブ用上下ドグ136は、部品装
着位置S₆に設けられており、レバー139を介してバルブ
用カム（図示せず）の回動により上下駆動される。

切換バルブ120の内部構造は、第12図および第13図に示
すように構成されている。バルブ本体134は、第11図の
負圧経路141′となる負圧室141と、正圧経路142′とな
る制圧室142とを有し、それぞれに負圧用ロッド143と正
圧用ロッド144とが差込まれている。両ロッド143,144
は、軸受145,146で突没自在に支持されており、ばね14
7,148で突出付勢されて、バルブ操作レバー132のローラ
149に押当てられている。150はシール材である。バルブ
操作レバー132はストッパ151に当たって一定角度に保持
される。負圧用ロッド143は、下端に弁体保持材152を介
して弁体153が取付けられ、下降すると、弁体153が負圧
入口123を閉じる。弁体153は、バルブ154で弾性的に押
込み可能に保持されている。正圧側ロッド144は、下降
によって常閉用の弁体155をばね156に抗して押下げ、正
圧室142の上室部分と下室部分とを開通させる。

156はシール材である。正圧入口124は、正圧室142の下
室部分に設けられている。正圧室142の出口142aと負圧
室141の出口141aは、１個の出口121（第13図）に開通し
ている。

次に、上記構成の動作を説明する。部品装着ヘッド６に
搭載された各チャック９は、第８図に示すように、位置
S₁で部品供給カセット22から電子部品８を吸着ノズル13
で吸着し、位置S₆で回路基板２に装着する。この間チャ
ック９側の規正爪14と部品位置規正装置10の規正爪106
とで電子部品８の吸着ノズル13に対する心出しを行な
う。また、部品検出装置11では、電子部品８が吸着ノズ
ル13に適正な姿勢に吸着されているか否かを検出する。
さらに、チャック回転装置12により、チャック９を回転
させて電子部品８を回路基板２に対して任意角度に角度
規正する。チャック戻し回転装置12′は、チャック回転
装置12で回転させた角度θだけ、逆方向にチャック９を
回転させ、原点角度に戻す。

吸着ノズル13および切換バルブ120の動作を説明する。
第８図に示すように、吸着位置S₁から装置位置S₆の間で
は、バルブ用固定カム135（第９図）によるバルブ操作
レバー132の押下げは行なわれず、切換バルブ120は負圧
経路141′が開いた状態を維持する。そのため、吸着ノ
ズル13は電子部品８の吸着状態を維持する。装着位置S₆
に致ると、部品装着ヘッド６が停止している間に、バル
ブ操作レバー132がバルブ用上下ドグ136で押下げられ、
切換バルブ120は正圧経路142′が開いた状態となる。ま
た、この位置S₆では回転枠内制圧経路128が、ハウジン
グない正圧経路129と整合する。そのため、吸着ノズル1
3から圧縮空気が吹出される。この吹出しにより、電子
部品８が吸着ノズル13に付着したまま残ることが防止さ
れ、確実に回路基板２′に整合する。部品検出装置S
₄で、電子部品８の吸着姿勢が不良と検出された場合
は、装着位置S₆でのバルブ用上下ドグ136の下降は行な
われず、吸着ノズル13から圧縮空気の吹出しを行なわな
い。また、チャック９側の規正爪14も開かない。そのた
め、電子部品８はチャック９で保持されたままとなる。

装着位置S₆をすぎると、バルブ用固定カム135により、
バルブ操作レバー132が押下げられ、このまま吸着位置S
₁に至るまで、押下げ状態が維持される。そのため、切
換バルブ120は正圧経路142′が開通した状態となるが、
ハウジング内正圧経路129位置S₆と、S₈にしか設けられ
ていないので、吸着ノズル13は大気開放状態となる。位
置S₈に至ると、回転枠内正圧経路128はハウジング内正
圧経路129と整合するので、吸着ノズル13から圧縮空気
の吹出が行なわれる。そのため、吸着姿勢が不良と検出
されてチャック９が保持されたままとなっていた電子部
品８が落下排出される。なお、規正爪14は、位置S₆から
S₈に到る間に、徐々に開く。

このように動作するが、この切換バルブ120およびその
切換手段によれば、次の利点がある。すなわち、切換バ
ルブ120は、ばね復帰されるバルブ操作レバー132の回動
により、内部の正圧経路142′と負圧経路141′とを切換
える構造としており、バルブ操作レバー132をバルブ用
固定カム135とバルブ用上下ドグ136とで回動させるの
で、部品装着ヘッド６の停止時と回転時とにかかわらず
切換えることができる。すなわち、部品装着ヘッド６が
回転することにより、装着位置S₆の前後および吸着位置
S₁の前後で切換えることができ、また装着位置S₆では部
品装着ヘッド６が停止したまま、バルブ用上下ドグ136
で切換えることができる。また、部品装着ヘッド６が回
転する間において、バルブ用固定カム135でバルブ操作
レバー132を押込状態に保持するため、切換バルブ120内
にはクランプ装置機構を必要としない。そのため、切換
バルブ120の構造が簡単で済み、故障も少なくなる。ま
た、部品装着ヘッド６には切換バルブ120を駆動する手
段を設けないので、回転部分が大型化するという問題が
ない。

なお、前記実施例では、回転する部品装着ヘッド６に吸
着ノズル13および切換バルブ120を搭載したが、この発
明は、切換バルブ120を楕円経路やその他種々の経路に
沿って移送させる装置に適用することができる。

発明の効果この発明の電子部品実装装置は、電子部品の受取位置か
ら装着位置までは負圧経路がオンとなるので吸着ノズル
は電子部品を受取位置から装着位置まで吸着し、装着位
置で押し部材の動作によりバルブ操作レバーが回動して
正圧経路がオンとなるので電子部品が装着される。また
吸着ノズルの装着位置から受取位置への復帰行程ではバ
ルブ用固定カムによりバルブ操作レバーを押圧し正圧経
路がオンを継続することとなり、吸着ノズルは吸引状態
ではないので、電子部品が装着位置で装着されずに吸着
ノズルに残ることがなく、つぎの電子部品の受取りの際
に吸着ノズルは必ず電子部品を受取可能な空の状態にで
きる。このように、部品装着ヘッドの駆動中はバルブ用
固定カムによりバルブ操作レバーを回動することがで
き、停止中は押し部材により操作レバーを回動すること
ができるので、部品装着ヘッドの停止および駆動中のい
ずれも吸着ノズルを正圧経路もしくは負圧経路に切換バ
ルブを介して切り換えることができ、たとえば受取位置
から装着位置まで吸着ノズルを吸着動作し装着位置から
受取位置まで吸着ノズルを切りまたは吐出動作すること
ができるので、装着作業時間を短縮することができると
ともに、切換バルブ内に切換状態を維持するためのクラ
ンブ装置等を必要としないので、切換バルブの構造が簡
単になり故障を少なくできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の電子部品実装装置の概略
平面図、第２図はその正面図、第３図は同じくその側面
図、第４図は同じくその部品装着ヘッドの斜視図、第５
図は同じくその平面模式説明図、第６図は同じくその部
品装着ヘッドの縦断面図、第７図は同じくそのチャック
取付軸およびチャックの断面図、第８図は同じくその部
品装着ヘッドの展開状態で示す動作説明図、第９図はそ
れぞれ同じくその部品装着ヘッドの第６図と異なる角度
における縦断面図、第10図は同じくその部品装着ヘッド
の空気経路を示す平面説明図、第11図（Ａ），（Ｂ）は
同じくその切換バルブの動作説明図、第12図は同じくそ
の切換バルブの正面図、第13図は同じくその切換バルブ
の断面図である。１……基台、２……回転基板、４……XYテーブル、５…
…接着剤塗布装置、６……部品装着ヘッド、８……電子
部品、９……チャック、10……部品位置規正装置、11…
…部品検出装置、12……チャック回転装置、13……吸着
ノズル、14……規正爪、24……回転枠、26……チャック
取付軸、120……切換バルブ、132……バルブ操作レバ
ー、135……バルブ用固定カム、136……バルブ用上下ド
グ（押部材）、141′……負圧経路、142′……正圧経路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福本健治大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献実開昭56−126389（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】間欠駆動する部品装着ヘッドの駆動方向
に、電子部品を順次受取位置で吸着する吸着ノズルが一
定間隔に設けられ、前記吸着ノズルは回動自在のバルブ
操作レバーと復帰ばねを有する切換バルブを介して正圧
経路および負圧経路に接続され、前記復帰ばねにより前
記負圧経路をオンにするとともに、前記バルブ操作レバ
ーの一端を、前記部品装着ヘッドの停止状態における前
記バルブ操作レバーの対応位置に設けた押し部材にて駆
動することにより、前記正圧経路をオンにして前記電子
部品を回路基板に装着し、前記バルブ操作レバーの他端
を前記吸着ノズルの移送経路に沿って設けられたバルブ
用固定カムに当接することにより、前記バルブ操作レバ
ーを前記部品装着ヘッドの駆動中の前記電子部品の装着
位置から受取位置の範囲で回動させて前記正圧経路をオ
ンにするように構成にした電子部品実装装置。