JPH07131191A - 電子部品自動装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子部品の取出ノズルに吸着された姿勢の異
常を確実に判断できるようにする。 【構成】 チップ部品５を吸着した吸着ノズル１４がラ
インセンサ２７の検出位置に移動してくると、ラインセ
ンサ２７の出力がＣＰＵ３１に読み出され部品下端位置
が算出され、取り込みメモリ３８に読み込まれ、ホール
ドメモリ３９と比較されホールドメモリ３９により下端
の下端位置が格納されて、この動作が繰り返され、ホー
ルドメモリ３９の最下端位置よりチップ部品５の姿勢の
異常がＣＰＵ３１に判断され、適当な処置がなされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品を搬送ヘッド
に設けられた取出ノズルにより部品供給部より取出しプ
リント基板に装着する電子部品自動装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種電子部品自動装着装置が実開昭６
０−１２１６７１号公報に開示されており、吸着手段に
より吸着された電子部品の姿勢が発光素子からの光ビー
ムが受光素子により検出された場合に正しいと判断さ
れ、部品種により部品厚が変化する場合には、部品の厚
さの情報に応じ、発光素子及び受光素子の高さを駆動レ
バーを回動させることにより変更して、正しい部品の姿
勢の判断がなされるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
では電子部品の吸着すべきでない面が吸着され完全に立
った状態の場合には発光素子からの光が該部品に遮断さ
れるために姿勢の異常を検出することができるが、通常
吸着手段である取出ノズルが所定の位置で停止した状態
で検出するため、図８に示すように、電子部品１００が
斜めの状態で取出ノズル１０１に吸着して保持されてい
ると、正常に吸着されている部品１００が２点鎖線で示
すものであり、光ビームが図８の点Ａを紙面に垂直な方
向に通過するような場合には、電子部品１００により遮
光されないため、正常な姿勢で吸着されたものと判断さ
れ、このままプリント基板に装着されると、所定の位置
に装着できなかったりして不良基板となってしまうとい
う欠点がある。

【０００４】そこで本発明は、電子部品の取出ノズルに
吸着された姿勢の異常を確実に判断できるようにするこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、電子
部品を搬送ヘッドに設けられた取出ノズルにより部品供
給部より取出しプリント基板に装着する電子部品自動装
着装置において、前記搬送ヘッドの移動経路に設けられ
たラインセンサの出力により該センサに対して相対的に
移動する前記ノズルに吸着された電子部品の移動中また
は停止時の複数位置にて電子部品の下端位置を検出する
下端位置検出手段と、該下端位置検出手段に検出された
前記移動による複数の下端位置の内の最下端位置を選択
する選択手段と、電子部品の種類毎に部品厚に関する情
報を記憶する記憶手段と、前記選択手段の選択した最下
端位置及び前記記憶手段に記憶された部品厚に関する情
報に基づき前記ノズルに保持された電子部品の異常を判
断する判断手段とを備えたものである。

【０００６】また本発明は、電子部品を搬送ヘッドに設
けられた取出ノズルにより部品供給部より取出しプリン
ト基板に装着する電子部品自動装着装置において、前記
搬送ヘッドの移動経路に設けられたラインセンサの出力
により該センサに対して相対的に移動する前記ノズルに
吸着された電子部品の移動途中または停止時の複数位置
にて電子部品の下端位置を逐次検出する下端位置検出手
段と、該検出手段の検出した下端位置を逐次更新して記
憶する移動途中下端位置記憶手段と、最下端位置を記憶
する最下端位置記憶手段と、前記移動途中下端位置記憶
手段に下端位置が記憶される毎に該移動途中下端位置記
憶手段に記憶された下端位置と最下端位置記憶手段に記
憶された下端位置とを比較してより下端の下端位置を最
下端位置記憶手段に記憶させる記憶設定手段と、電子部
品の種類毎に部品厚に関する情報を記憶する部品厚記憶
手段と、前記ノズルと前記ラインセンサの相対移動によ
り、前記ノズルの保持する電子部品がセンサを通過した
後に最下端位置記憶手段に記憶された下端位置の情報と
前記記憶手段に記憶された部品厚に関する情報に基づき
前記ノズルに保持された電子部品の異常を判断する判断
手段とを備えたものである。

【０００７】

【作用】請求項１の記載によれば、選択手段は取出ノズ
ルに吸着された電子部品のラインセンサに対する相対移
動中あるいは停止中の複数の位置にて下端位置検出手段
に検出された電子部品の下端位置の内最下端位置を選択
し、判断手段は選択手段が選択した最下端位置と部品厚
記憶手段に記憶された部品厚の情報にに基づき正常に吸
着されているかどうかを判断する。

【０００８】請求項２の記載によれば、取出ノズルのラ
インセンサに対する相対移動中あるいは停止時のライン
センサの出力による下端位置検出手段に検出された下端
位置を移動途中下端位置記憶手段が記憶すると、記憶設
定手段は最下端位置記憶手段に記憶された下端位置と移
動途中下端位置記憶手段に記憶された下端位置を比較し
てより下端の下端位置が最下端位置記憶手段に記憶さ
れ、取出ノズルの保持する電子部品がセンサを通過する
まで、逐次移動途中下端位置記憶手段に下端位置検出手
段に検出された下端位置が記憶され、センサを通過後に
最下端位置が最下端位置記憶手段に記憶され、判断手段
は該最下端位置と部品厚記憶手段に記憶された部品厚の
情報にに基づき正常に吸着されているかどうかを判断す
る。

【０００９】

【実施例】以下本発明の一実施例を図に基づき詳述す
る。図２及び図３に於て、１はＹ軸モータ２の回動によ
りＹ方向に移動するＹテーブルであり、３はＸ軸モータ
４の回動によりＹテーブル１上でＸ方向に移動すること
により結果的にＸＹ方向に移動するＸＹテーブルであ
り、チップ状電子部品５（以下、チップ部品あるいは部
品という。）が装着されるプリント基板６が図示しない
固定手段に固定されて載置される。

【００１０】７は供給台であり、チップ部品５を供給す
る部品供給装置８が多数台配設されている。９は供給台
駆動モータであり、ボールネジ１０を回動させることに
より、該ボールネジ１０が嵌合し供給台７に固定された
ナット１１を介して、供給台７がリニアガイド１２に案
内されてＸ方向に移動する。１３は間欠回動するロータ
リテーブルであり、該テーブル１３の外縁部には取り出
しノズルとしての吸着ノズル１４を６本有する搬送ヘッ
ドとしての装着ヘッド１５が間欠ピッチに合わせて等間
隔に配設されている。

【００１１】吸着ノズル１４が供給装置８より部品５を
吸着し取出す装着ヘッド１５の停止位置が吸着ステーシ
ョンであり、該吸着ステーションにて吸着ノズル１４が
部品５を吸着する。１６は吸着ノズル１４が吸着する部
品５の位置ずれを部品５の下面をカメラにて所定の視野
範囲で撮像しその撮像画面を認識処理して認識する部品
認識装置であり、ロータリテーブル１３が回動してゆき
装着ヘッド１５が該装置１６上に停止するステーション
は認識ステーションである。

【００１２】認識ステーションの次の装着ヘッド１５の
停止する位置が角度補正ステーションであり、認識装置
１６の認識結果によるチップ部品５の角度位置ずれを補
正する角度量を予め決められた図示しない装着データに
示される角度量に加味した角度量だけヘッド回動装置１
７が装着ヘッド１５をθ方向に回動させる。角度補正ス
テーションの次の次の停止位置が、装着ステーションで
あり、前記基板６に該ステーションの吸着ノズル１４の
吸着する部品５が装着される。

【００１３】２０は上下動する昇降棒であり、部品供給
装置８の揺動レバー２１に係合して揺動させチップ部品
５を所定間隔に封入した図示しない部品収納テープを該
間隔に合わせて間欠送りさせ吸着ノズル１４の部品吸着
位置にチップ部品５を供給する。２２は該図示しない部
品収納テープを巻回するテープリールである。吸着ステ
−ションの次の次のステ−ションには、チップ部品５の
吸着ノズル１４に吸着して保持された姿勢を検出するた
めのラインセンサ２７が設けられている。該ラインセン
サ２７は図４に示すように水平方向に直進する光ビーム
を発する投光器２８と該光ビームを受光可能であるよう
にＣＣＤ素子が垂直方向の直線上に多数個並設されてな
る受光器２９とより構成されている。投光器はＬＥＤの
光をレンズで集光して平行に直進する光線を発光するよ
うにしてもよいし、レーザーを用いてこのようにしても
よい。ＣＣＤ素子は１０ｍｍ程度の上下幅に１０００個
程度が並んでいるもの等が実現できる。このＣＣＤ素子
は１個１個が受光量を検出でき、受光量のシキイ値を決
めてやることによりＯＮ／ＯＦＦセンサとして使用でき
る。そのＯＮ／ＯＦＦ出力により部品５あるいは吸着ノ
ズル１４により遮光されている部分が高さ位置のデータ
として検出できる。

【００１４】該ラインセンサ２７はロータリテーブル１
３の回転による図２において吸着ノズル１４が停止する
位置で吸着ノズル１４の略中央に投光器２８が発する光
線が当るように固定して、取り付けられている。次に、
図１に基づいて本実施例の電子部品自動装着装置の制御
ブロックについて説明する。

【００１５】３１はＣＰＵであり、ＲＡＭ３２に記憶さ
れた種々のデータ及びラインセンサ２７等のセンサ類の
情報に基づき、ＲＯＭ３３に格納されたプログラムに従
ってチップ部品５の装着に係わる種々の動作を制御す
る。前記ラインセンサ３１はインターフェース３４を介
してＣＰＵ３１に接続されている。また、ＣＰＵ３１の
制御対象の一つであるインデックスモータ３５は該イン
ターフェース３４及び駆動回路３６を介してＣＰＵ３１
に接続されている。

【００１６】前記ラインセンサ２７の出力は各ＣＣＤ素
子毎になされるが、一番下方の遮光されている部分から
通光されている部分への境界の高さ位置が下端位置であ
る下端ピーク値としてＣＰＵ３１に算出される。ＲＡＭ
３２には移動途中下端位置記憶手段としての取り込みメ
モリ３８及び最下端位置記憶手段としてのホールドメモ
リ３９が設けられており、取り込みメモリ３８にはライ
ンセンサ２７の出力から一定の時間間隔で算出された即
ち吸着ノズル１４の所定の移動距離毎の部品５の下端高
さ位置が読み込まれ、ホールドメモリ３９には取り込み
メモリ３８の値と比較して大きな即ち、より下端の下端
位置が記憶される。

【００１７】ＲＡＭ３２にはさらに、図６に示すような
部品データが部品種毎に記憶されており、ホールドメモ
リ３９に記憶された最下端位置である高さ位置と比較す
るための部品厚のデータや該比較の時に許容値として見
る部品厚許容値のデータが格納されている。以上の構成
により以下動作について説明する。

【００１８】先ず、図示しない操作部が操作され、電子
部品自動装着装置の自動運転が開始されると、ＲＡＭ３
２に記憶された図示しない装着順序に装着すべき部品５
に関するデータが格納されたデータに従って、供給台７
が移動し供給すべきチップ部品５の部品供給装置８が吸
着ステ−ションの装着ヘッド１５の吸着ノズル１４の吸
着位置に停止して該ノズル１４の下降によりチップ部品
５が取り出される。

【００１９】次に、インデックスモータ３５の回転によ
りロータリテーブル１３が図示しないインデックス機構
を介して間欠回転を行い、ヘッド１５は次のステ−ショ
ンに移動して停止し、さらに次の回転によりラインセン
サ２７が設けられたステ−ションに移動する。ロータリ
テーブル１３の移動が停止する少し前の検出を開始すべ
きタイミングになると、ＣＰＵ３１はこのタイミングを
検出し、図５のフローチャートに示す動作を行う。該タ
イミングはロータリテーブル１３の１回の間欠回転毎に
１回転するカム軸の所定の回転角度を検出する図示しな
いセンサがＯＮすることによりＣＰＵ３１がそのＯＮを
検出するタイミングであり、このタイミングのヘッド１
５の移動位置は常に１定の位置であり、吸着ノズル１４
に吸着されたチップ部品５のうち一番大きな種類の部品
５の移動方向のずれも考慮した先端がラインセンサ２７
の検出位置である光線の位置に達しない時に検出を開始
すべきタイミングとなるようにしている。ラインセンサ
２７の投光器２８の光線は常に発光され常に受光器２９
に受光されその出力も常になされているものとする。こ
の検出開始タイミングになった時に投光器２８が発光し
てラインセンサ２７の出力が開始されるようにしてもよ
い。あるいは、ある大きさの部品５についてまで検出で
きる範囲で検出開始タイミングと後述する検出終了タイ
ミングを設定するようにしてもよい。

【００２０】この開始タイミングにて、先ず、取り込み
メモリ３８及びホールドメモリ３９がクリアされ、ライ
ンセンサ２７の出力よりＣＰＵ３１は一番下端の遮光か
ら通光になる位置を下端ピーク値として算出し、その値
を取り込みメモリ３８に格納する。この値は原点が吸着
ノズル１４の下端面の高さ位置よりも上に設定され下方
にプラスとなるようにされている。

【００２１】ＣＰＵ３１はこの値とホールドメモリ３９
の値を比較して大きいほうの値をホールドメモリ３９に
格納するが、最初は部品５が無い位置であるので、
「０」のままである。この処理を行っている間に、ノズ
ル１４は移動をしており、検出終了タイミングと異なる
ので、ＣＰＵ３１は再度同様な処理を行うが、このよう
にして部品５が存在する位置にて、例えば図７の左から
２番目の縦方向の点線で示す位置がラインセンサ２７の
投光器２８の光線の位置となった時にこの出力をＣＰＵ
３１が読み込むと、図７の該点線の黒丸で示す下端位置
が算出され、この位置の値が取り込みメモリ３８に格納
され、ホールドメモリ３９の値と比較され取り込みメモ
リ３８の値が大きいことからホールドメモリ３９にこの
値が読み込まれる。 次に、この処理の間にノズル１４
は移動し、次のＣＰＵ３１の読み込み時には、図７の左
から３番目の点線のラインセンサ２７の出力がＣＰＵ３
１に読み込まれる。この値はホールドメモリ３９の値よ
り大きいのでホールドメモリ３９の値は更新される。

【００２２】次に、次の読み込み位置では下端位置は高
くなり値が小さくなるので、ホールドメモリ３９の値は
そのまま保持される。このようにして図７の各縦の点線
の位置でラインセンサ２７の出力が読み出され、検出終
了タイミングが前述と同様な図示しないカム軸に設けら
れたセンサにより検出されると、ＣＰＵ３１は読み込み
を止め、ホールドメモリに格納された値とＲＡＭ３２に
格納された比較すべき部品種の部品データの部品厚を吸
着ノズル１４の下端位置であるノズルレベルのデータに
加えた値と比較してその差が部品圧許容値内で無く、ホ
ールドメモリ３９の値のほうが大きいので、吸着異常
（姿勢の異常）と判断し、以下のような異常処理の制御
を行う。

【００２３】次に、異常処理として当該吸着ノズル１４
が以降の停止ステ−ションに停止しても部品装着に係わ
る作業をせずに、装着ステ−ションにても部品装着をせ
ずに、所定の排出ステ−ションにて、当該チップ部品５
を排出する。次に、正常にチップ部品５の吸着が行われ
た場合には、装着ヘッド１５の移動により該部品５がラ
インセンサ２７の設けられたステ−ションに移動してく
ると前述と同様に部品５の下端面の高さレベルがライン
センサ２７の出力をＣＰＵ３１が読み込む毎に算出され
取り込みメモリ３８に取り込まれ、ホールドメモリ３９
に最下端位置が格納される。正常に吸着された場合に
は、取り込みメモリ３８の値は略一定であり、ＣＰＵ３
１は検出終了タイミングの後に部品姿勢の異常かどうか
の判断を行うが、前述と同様に部品データのノズルデー
タ及び部品厚のデータよりの下端位置と比較して部品許
容値内であるので正常と判断し以下のような正常処理の
動作を制御する。

【００２４】その後認識ステ−ションにて認識装置１６
により認識処理が行われ、該認識結果に基づきヘッド回
動装置１７によりヘッド１５がチップ部品５の角度振り
のために回動し、装着ステ−ションにてＸＹテーブル３
の移動により位置決めされたプリント基板６に該チップ
部品５の装着が行われる。このとき、部品５の下端の高
さ位置である下端位置が検出されているので、吸着ノズ
ルの下降距離がこの下端位置に合わせて調整され、適切
な圧力にて部品５がプリント基板６に装着される。

【００２５】次に、部品５が吸着ノズル１４に吸着され
ていない場合には、ラインセンサ２７の出力によるホー
ルドメモリ３９の値は吸着ノズル１４の下端の高さ位置
となっているので部品５が無いことが判断され、この場
合も異常処理として部品５の装着動作が行われない。次
に、寸法が異なり間違った部品５が吸着されホールドメ
モリ３９の値がノズル１４の下端位置よりは大きいが部
品厚による下端位置よりは小さく許容値の範囲をこえて
いる場合には、ＣＰＵ３１は異常と判断してやはり部品
５の装着動作が行われず、所定の排出ステ−ションにて
部品５の排出が行われる。

【００２６】このようにして部品５がラインセンサ２７
の停止ステ−ションに移動するごとに部品５の姿勢の異
常が判断され、適切な処置が行われる。尚、本実施例で
は、ＣＰＵ３１によるラインセンサ２７の出力の読み込
みはＣＰＵ３１が下端位置の算出及び取り込みメモリ３
８とホールドメモリ３９の比較等の処理を行ってからす
ぐに次のラインセンサ２７の出力の読み込みを行った
が、この読み込みの間隔を長くとってその空いた時間に
他の処理を行うようにしてもよいし、またこの図５に示
す機能を別のＣＰＵ、取り込みメモリ及びホールドメモ
リで構成された処理ユニットとして設けて電子部品自動
装着装置のＣＰＵにインターフェースを介して接続させ
他方をラインセンサに接続させた構成として、装着装置
のＣＰＵからは検出開始タイミングと検出終了タイミン
グの信号を与え、検出終了後のホールドメモリの内容を
装着装置のＣＰＵが読み込み前述のような正常か異常か
の判断を行うようにしてもよい。

【００２７】また、本実施例はラインセンサ２７はロー
タリテーブル１３の停止ステ−ションに設けて停止する
前後の移動する部品５について下端位置の検出を行った
が、ステ−ションとステ−ションの間にラインセンサを
設けて移動中の部品５について検出をおこなってもよい
し、停止ステ−ションの停止中にラインセンサを水平方
向に移動して検出位置を相対的に移動させてもよい。ま
た、ロータリテーブル型の電子部品自動装着装置では無
く、装着ヘッドがＸＹテーブルに載置され移動して部品
供給部よりプリント基板の所定位置に電子部品の装着が
行われる装着装置のヘッドの移動経路の途中にラインセ
ンサを設けてもよい。

【００２８】また、ＲＡＭ３２に格納された部品データ
には部品厚とノズルレベルのデータを格納して下端位置
はこれらを加算したが、直接下端位置のデータを格納す
るようにしてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明は、電子部品が取出
ノズルに斜めに吸着されたような場合でも、電子部品の
最下端の高さ位置が検出できるので、姿勢の異常を確実
に判断でき、不良基板の発生を少なくすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用せる電子部品自動装着装置の制御
ブロック図である。

【図２】同じく電子部品自動装着装置の平面図である。

【図３】同じく電子部品自動装着装置の側面図である。

【図４】ラインセンサを示す側面図である。

【図５】フローチャートを示す図である。

【図６】部品データを示す図である。

【図７】吸着ノズルにチップ部品が吸着された状態を示
す側面図である。

【図８】従来技術の吸着ノズルにチップ部品が吸着され
た状態を示す側面図である。

【符号の説明】

５ チップ状電子部品（電子部品） ６ プリント基板 １４ 吸着ノズル（取出ノズル） １５ 装着ヘッド（搬送ヘッド） ２７ ラインセンサ ３１ ＣＰＵ ３２ ＲＡＭ（記憶手段） ３８ 取り込みメモリ（移動途中下端位置記憶手
段） ３９ ホールドメモリ（最下端位置記憶手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品を搬送ヘッドに設けられた取出
   ノズルにより部品供給部より取出しプリント基板に装着
   する電子部品自動装着装置において、前記搬送ヘッドの
   移動経路に設けられたラインセンサの出力により該セン
   サに対して相対的に移動する前記ノズルに吸着された電
   子部品の移動中または停止時の複数位置にて電子部品の
   下端位置を検出する下端位置検出手段と、該下端位置検
   出手段に検出された前記移動による複数の下端位置の内
   の最下端位置を選択する選択手段と、電子部品の種類毎
   に部品厚に関する情報を記憶する記憶手段と、前記選択
   手段の選択した最下端位置及び前記記憶手段に記憶され
   た部品厚に関する情報に基づき前記ノズルに保持された
   電子部品の異常を判断する判断手段とを備えたことを特
   徴とする電子部品自動装着装置。
2. 【請求項２】 電子部品を搬送ヘッドに設けられた取出
   ノズルにより部品供給部より取出しプリント基板に装着
   する電子部品自動装着装置において、前記搬送ヘッドの
   移動経路に設けられたラインセンサの出力により該セン
   サに対して相対的に移動する前記ノズルに吸着された電
   子部品の移動途中または停止時の複数位置にて電子部品
   の下端位置を逐次検出する下端位置検出手段と、該検出
   手段の検出した下端位置を逐次更新して記憶する移動途
   中下端位置記憶手段と、最下端位置を記憶する最下端位
   置記憶手段と、前記移動途中下端位置記憶手段に下端位
   置が記憶される毎に該移動途中下端位置記憶手段に記憶
   された下端位置と最下端位置記憶手段に記憶された下端
   位置とを比較してより下端の下端位置を最下端位置記憶
   手段に記憶させる記憶設定手段と、電子部品の種類毎に
   部品厚に関する情報を記憶する部品厚記憶手段と、前記
   ノズルと前記ラインセンサの相対移動により、前記ノズ
   ルの保持する電子部品がセンサを通過した後に最下端位
   置記憶手段に記憶された下端位置の情報と前記記憶手段
   に記憶された部品厚に関する情報に基づき前記ノズルに
   保持された電子部品の異常を判断する判断手段とを備え
   たことを特徴とする電子部品自動装着装置。