JPH0688227B2 - 部品の実装方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、チップ型電子部品等の小部品を電子回路上の
所定位置に装着するための部品の実装方法およびその装
置に関する。

（従来の技術） 従来、部品を吸着ツールにより取付けておき、この部品
を正確に位置決めして電子回路上に実装する部品の実装
方法およびその装置には多くの提案がなされていた。

近年では特開平2-59230号公報のように、部品の吸着用
ツールを備えた軸と、この軸の軸方向移動に連動するホ
ルダーと、ホルダーに枢支されているとともにツールを
間にして相対している対の爪と、ばね部材によってフロ
ート支持されたガイドと、各爪とガイドとの間を連結す
るとともに前記ホルダーのガイド側への軸方向移動によ
って爪をその先端が閉じる方向に強制駆動するリンクと
を備え、前記対の爪の先端を閉じて部品を挟み部品の位
置決めの動作は、ホルダーとガイドとの間の距離変化に
伴ってリンクによる爪の強制駆動によってなされ、部品
の大きさの変化に対する対応はばね部材によってフロー
ト支持しているガイドの移動で対応されるように構成さ
れていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上述した従来のものでは、部品の実装時に
おいてヘッドが下降すると、２対の爪の開放も時間差を
もって行われ、そのため実装直前に部品が片側の一対の
爪のみで把持される不安定な状態を生じ、実装精度へ悪
影響を及ぼす恐れがある。

また、センタリングが部品の長手方向からしか開始でき
ないため、縦横の比が極端に大きなものや、あるいは六
角材のように長手方向の中心線上に角があるようなもの
のセンタリングの信頼性は著しく低い等の欠点があっ
た。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、実装時まで部品を確実にセンタリング
し、且つ開放時には複数対の爪が同時に部品を開放して
実装精度を向上させるとともに、部品の形状に応じたセ
ンタリングを可能とする部品の実装方法およびその装置
を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の部品の実装方法は、
部品を吸着したヘッドが上昇するにつれて、複数対の爪
が閉じることにより部品をセンタリングし、ヘッドが下
降するにつれて複数対の爪が開放状態となって部品を所
定位置へ実装し、ヘッドの部品吸着を解除してヘッドが
上昇する部品実装装置において、 吸着ヘッド部は前記部品を吸着するためのヘッド部を備
えるとともに、装置本体に対して上下動自在に構成さ
れ、複数対の爪は前記吸着ヘッド部の周辺に配設され、
先端の爪部は前記ヘッド部の近傍で閉じられヘッド部に
吸着された部品を保持するよう構成され、複数対の爪の
他端は前記吸着ヘッド部の周辺に設けられ、吸着ヘッド
部の上昇開始後遅れて上昇するガイド部材に摺動当接さ
れるように構成され、ガイド部材は前記複数対の爪数に
応じて設けられ、かつ各ガイド部材の作動は装置本体に
設けられた油圧機器によって構成されたものである。

（作用） 上記のように構成された本発明の部品の実装方法および
その装置は、部品供給装置に収納された部品上へ吸着ヘ
ッドが下降し部品を吸着したヘッドが上昇開始すると、
一対の爪が部品を挟みセンタリングし、次に他対の爪が
同部品をセンタリングしてヘッド上昇を完了させる。次
に、実装位置へヘッドを移動し、爪の閉動作を阻止して
ヘッドの下降を開始させて複数対の爪の同時開放を行
い、ヘッドの下降が完了されると部品は所定位置への実
装を終了しており、吸着ヘッドの吸着を停止させてヘッ
ドを上昇し次の部品を吸着させるべく供給装置上へ移動
する。以下は、上記実装方法による方法を繰り返すこと
により部品は自動的に実装される。

吸着ヘッド部のヘッドに吸着された部品は、ヘッドの周
辺に設けられた一対の爪によってセンタリングされ、次
に他対の爪によってセンタリングされるのでその位置は
確実となり、且つ開放時の動作は一度に開放されるので
従来例に見られる不確実性はない。また、孔着間も部品
の大きさによって吸着孔を増加できるように構成されて
おり、安定した実装が実施できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第10図によって
説明する。

第１図は本発明の部品の実装方法のプログラムで、スタ
ートにより第２図に示す装着ヘッド１は部品供給装置２
の部品整列部上にヘッド下降する。このヘッド下降によ
り装着ヘッド１の吸着ヘッド部３のヘッド部４に部品を
吸着する。この吸着完了によってヘッドは上昇を開始
し、複数対のうちの一対の爪が閉じられ部品を掴みセン
タリングをする。次に他対の爪が閉じられセンタリング
を確実なものとする。このセンタリング行程中にヘッド
は上昇を完了する。上昇したヘッドは直ちに装置５上の
実装位置に置かれたプリント基板６（第２図）の位置へ
移動される。この移動後プリント基板６上の所定位置に
装着ヘッド１が停止されると、前記複数対の爪はその閉
動作を阻止され、ヘッドの下降と同時に爪は緩められ複
数対の爪は同時に開放される。このとき部品は吸着ヘッ
ドに吸着されて下降し、ヘッドの下降完了時にはプリン
ト基板６上に実装される。次に部品を吸着していたヘッ
ドの吸着孔がオフとなり部品をはなすと、ヘッドは上昇
して部品供給装置へ移動され、以下、ヘッド下降，部品
吸着の順を繰り返す。

第３図は装着ヘッド１の詳細図である。図において装着
ヘッド１は第２図の装置５の上方に設けてあり、中央に
上下動可能に設けられた主軸７と、主軸７の下端に設け
られた鍔部８と、鍔部８の先端に設けられた着脱可能な
吸着ノズル９と、前記鍔部８の周辺で鍔部８の上面に複
数個所等間隔に配設された枢支部10とより構成された吸
着ヘッド部11がスリーブ12を介して設けてある。このス
リーブ12の上端部には鍔12aが突出されており、この鍔1
2aを介して外周側にガイド部材13が設けてある。

ガイド部材13は円筒状の本体部と上下にフランジ部を有
する断面略工字状の部材で、後述する複数本の爪の数に
応じて等分割されている。そして、下側フランジ13aは
大きくその外周部には支軸14が等分割された数と同じの
複数本が立設してあり、この支軸14はスプリング15を介
してガイド保持材16に接続されている。したがって各ガ
イド部材はその各々が支軸14によって保持されている。
このガイド部材13の下側フランジ13aの下面側には前記
スリーブ12の鍔12aが係合されており、主軸７の下降を
阻止するように構成されている。また、上側フランジと
主軸７との間にはこれも前記分割数に同じく分割された
スリーブ17が挿入してあって、このスリーブ17の各分割
された部分には本体19の一部に固定された油圧シリンダ
ー18が設けてある。この油圧シリンダー18は装着機から
の指令で作動される構成になっている。

前記ガイド部材13のガイド保持材16は、一端がばね20を
介して本体19に係合され、その他端部は本体19に立設さ
れたガイド21に係合されていて、その中間にローラ22を
介してカム23と接触され、ように構成されている。

このように構成されたガイド部材13の下側フランジ13a
の下側面には、一端にローラ24を有し中間に支点25を有
し、他端に爪部26を有する複数対の爪27が配されてい
る。これらの爪27は支点25を吸着ヘッド部11の枢支部10
に係合され、前記ローラ24は下側フランジ13aに転動自
在に接続され、ローラ24はばね28によって常に中央方向
に付勢されている。この状態（第３図）では爪26は常に
開放状態をなすように構成されている。

上記した構成による装着機の作動について第４図ないし
第８図によって説明する。

第４図において、部品ＡがセンターラインLCに対してシ
ンメトリーではないので、部品吸着のためのヘッド下降
前に、プログラムに入力された部品の形状に合わせてカ
ム23を駆動する。この駆動されたカム23側のガイド保持
材16は矢印の方向に下がり、ガイド部材13が下方に移動
する。このとき、ローラ24はばね28の付勢に抗して外側
へ移動され、支点25を介して爪26は内側方向に移動す
る。このようにして部品Ａは主軸７の下降によって吸着
ノズル９に接し吸着される。

次に、第５図に示すように、主軸７が上昇を開始すると
吸着ヘッド部11の鍔部８が上昇し、各爪26の支点25とガ
イド部材13との距離が縮まり、各複数対の爪27のローラ
24は外方に転動し、最初に基準として設定した爪26が部
品Ａに当たり、次にこれと対をなす爪26Aが部品Ａの他
方の面に当たってセンタリングされる。そして主軸７が
なお上昇することにより第６図に示すように、前記した
爪26と26Aとの対は移動が不可能となり、この爪26を所
有するローラ24を介してガイド部材13を押し上げようと
する。そして油圧シリンダー18のピストンを押し上げガ
イド部材13も押し上げられ、他対の爪も全て部品Ａをセ
ンタリングする。

次に、第７図に示すように、各分割されたガイド部材13
の各々は複数対の爪27の力をガイド保持するスプリング
15をたわませ、部品Ａの確実なセンタリングを保持させ
る。そして、吸着ヘッド部11の上昇完了信号によって全
ての油圧シリンダー18の弁は閉じられ、これによってガ
イド部材13の動きも阻止され、装着ヘッド１は実装位置
へ移動される。

実装位置へ移動された装着ヘッド１は、第８図に示され
るように、主軸７が下降を始めると、吸着ヘッド部11の
枢支部10の支点25とガイド部材13との距離が広がり、ガ
イド部材13に阻止されていたローラ24はばね28に付勢さ
れて中心方向に引き寄せられ、これらのローラ24の他端
に設けた爪26は部品Ａより同時にはなれ、主軸８の下降
によって部品Ａは図示していない例えば基板上に実装さ
れ、吸着ノズル９の吸着は切れてヘッドは上昇する。こ
のヘッドの上昇から次の部品吸着までの移動中に、油圧
シリンダー18は開放されガイド部材13の動きはフリーと
なって、ガイド部材13はコイルスプリング15の作用で定
位置へ戻る。次に、スタート位置に移動されると装着ヘ
ッド１には次の部品のデータによりカム23が駆動され、
上述した動作を繰り返す。

第９図（ａ），（ｂ）は吸着ノズルの別の実施例であ
る。この吸着ノズル29は第１の吸着ノズル30,第２の吸
着ノズル31と第３の吸着ノズル32との３段からなるノズ
ル部が組合されている。第１の吸着ノズル30は中央に１
本の吸着孔30aを有する円筒体で、吸着孔30aの他端側に
は第２の吸着ノズル31の先端に係止される突出部30bが
形成されている。

第２の吸着ノズル31は中央部に前記第１の吸着ノズル30
の外周部に密接する挿通孔31aを有し、その挿通孔31aの
周辺部には前記第１の吸着ノズル30の突出部30bを収納
する収納部31bを形成してある円筒体で、前記収納部31b
の端面には等間隔で配列された複数の吸着孔31cが設け
てある。この吸着孔31cを設けた第２の吸着ノズル31の
他端側には第３の吸着ノズル32の先端に係止される突出
部31dが形成されている。

第３の吸着ノズル32は中央部に第２の吸着ノズル31を挿
通させる挿通孔32aを有し、この挿通孔32aの周辺部には
前記第２の吸着ノズル31の突出部31dを収納する収納部3
2bを形成してある円筒体で、その上面端部には主軸７に
取付けられるようになっている。そして、収納部32bの
端面には等間隔で且つ第２の吸着ノズル31の吸着孔31c
の間に相当する位置に複数個の吸着孔32cが穿設してあ
る。したがって、これらの吸着孔を平面的に見ると第９
図（ｂ）に示すように、中央に30aの吸着孔があって、
その周辺に第２の吸着ノズル31の吸着孔31c、その外周
に第３の吸着ノズル32の吸着孔32cが配設されてある。

このような構成にてなる第1,第２および第３の吸着ノズ
ルは、第３の内側に第２を配して第２の内側に第１を配
して組合され、第１の吸着ノズル30の突出部30bと主軸
７との間にスプリング34を介し、第２の吸着ノズル31の
突出部31dと主軸７との間に別のスプリング35を介して
主軸７に取付けられると、第２の吸着ノズル31は第３の
吸着ノズル32の外方へ突出し、第１の吸着ノズル30は第
２の吸着ノズル31の外方へ突出される。この状態では第
３の吸着ノズル32の吸着孔32cは第２の吸着ノズル31の
突出部31dによって閉鎖された状態となり、また、第２
の吸着ノズル31の吸着孔31cは第１の吸着ノズル30の突
出部30bに閉鎖された状態となっており、開孔されてい
る吸着孔は第１の吸着ノズル30のものだけとなる（第10
図（ａ））。

この状態より吸着部品の大きさに応じて主軸７が下降し
てくると、第１の吸着ノズル30は第２の吸着ノズル31内
に収納され（第10図（ｂ））、第１と第２との吸着孔が
部品の吸着を行うように作動する。この第１と第２の吸
着孔でも部品の吸着が行えぬ場合には第10図（ｃ）に示
すように第３の吸着ノズル32を用いることが可能とな
る。

（発明の効果） 以上、説明したように本発明によれば、部品を吸着した
ヘッドが上昇するにつれて、複数対の爪が閉じることに
より部品をセンタリングし、ヘッドが下降するにつれて
複数対の爪が開放状態となって部品を所定位置へ実装
し、ヘッドの部品吸着を解除してヘッドが上昇する部品
実装装置において、吸着ヘッド部は前記部品を吸着する
ためのヘッド部を備えるとともに、装置本体に対して上
下動自在に構成され、複数対の爪は前記吸着ヘッド部の
周辺に配設され、先端の爪部は前記ヘッド部の近傍で閉
じられヘッド部に吸着された部品を保持するよう構成さ
れ、複数対の爪の他端は前記吸着ヘッド部の周辺に設け
られ、吸着ヘッド部の上昇開始後遅れて上昇するガイド
部材に摺動当接されるように構成され、ガイド部材は前
記複数対の爪数に応じて設けられ、かつ各ガイド部材の
作動は装置本体に設けられた油圧機器によって構成した
ため、吸着する部品の大きさにしたがって前記吸着孔を
増減可能に制御されるものであるから、実装時まで部品
を確実にセンタリングし、且つ開放時には複数対の爪が
同時に部品を開放できるので、実装精度が向上するとと
もに、部品の形状に応じたセンタリングを可能とする利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の部品の実装方法に関する
もので、第１図は実装方法のプログラム、第２図は本装
置の配置図、第３図ないし第８図は本発明の部品の実装
装置に関するもので、第３図はヘッド装置の側面図、第
４図は同装置の爪部の動作を示す側面図、第５図は同装
置のセンタリング状態を示す側面図、第６図は同装置の
爪部の保持状態を示す側面図、第７図は同装置の移動状
態時を示す側面図、第８図は同装置の爪部の開放状態を
示す側面図、第９図（ａ），（ｂ）および第10図
（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の別の実施例で、第９
図（ａ）は３段吸着ノズルの断面図、第９図（ｂ）は同
平面図、第10図（ａ）は第１の吸着ノズルの使用状態を
示す側面図、第10図（ｂ）は第１および第２の吸着ノズ
ルの使用状態を示す側面図、第10図（ｃ）は第1,第2,第
３の吸着ノズルを同時使用した状態を示す側面図であ
る。 １……装着ヘッド 11……吸着ヘッド部 13……ヘッド保持部材 18……油圧機器（シリンダー） 27……複数対の爪

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】部品を吸着したヘッドが上昇するにつれ
   て、複数対の爪が閉じることにより部品をセンタリング
   し、ヘッドが下降するにつれて複数対の爪が開放状態と
   なって部品を所定位置へ実装し、ヘッドの部品吸着を解
   除してヘッドが上昇する部品実装装置において、 吸着ヘッド部は前記部品を吸着するためのヘッド部を備
   えるとともに、装置本体に対して上下動自在に構成さ
   れ、複数対の爪は前記吸着ヘッド部の周辺に配設され、
   先端の爪部は前記ヘッド部の近傍で閉じられヘッド部に
   吸着された部品を保持するよう構成され、複数対の爪の
   他端は前記吸着ヘッド部の周辺に設けられ、吸着ヘッド
   部の上昇開始後遅れて上昇するガイド部材に摺動当接さ
   れるように構成され、ガイド部材は前記複数対の爪数に
   応じて設けられ、かつ各ガイド部材の作動は装置本体に
   設けられた油圧機器によって構成されたことを特徴とし
   た部品の実装装置。