JPH0745993A

JPH0745993A - 部品実装装置

Info

Publication number: JPH0745993A
Application number: JP5192241A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Aoki; 康青木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-08-03
Filing date: 1993-08-03
Publication date: 1995-02-14

Abstract

(57)【要約】【目的】動作時間（タクトタイム）を短縮し、所定の部
品実装動作を行えるようにした部品実装装置を低コスト
で構成可能にすることにある。【構成】部品を供給位置から実装位置に移送し部品実装
する部品実装装置において、前記供給位置に部品を１個
毎に送り出す部品分離機構４０を有する部品供給手段
と、前記供給位置に送り出され部品を把持し、部品の方
向を変更し、所定の実装位置へ挿入する部品搬送手段
と、前記部品供給手段と部品搬送手段とを搭載する基台
１００と、前記基台を任意の位置に位置決め制御する制
御手段とを具備することを特徴とする部品実装装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子部品等の部品実装装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より小ロットの実装部品を実装する
ための装置が多く提案されている。例えば特公平１−４
２１５９に開示されている部品実装装置のように、部品
を把持したフィンガーをＸ軸とＹ軸とＺ軸方向の３軸の
自由度を付与させて所定駆動制御して、所定の位置に挿
入する部品実装装置が提案されている。

【０００３】また、特願平５ー５１０２９号に開示され
ている部品実装装置のように、１個のみの駆動手段を用
いて回転体の回動に伴いカムフォロアーをカムにおいて
当接案内して、部品の把持手段の軌跡を円軌跡から直線
軌跡に変更することにより、部品を供給位置から実装位
置に移送し部品実装するように働く部品実装装置が提案
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成される従来例においては、部品の把持手段と
なるフィンガーを部品供給位置に移動させ、その後、基
板の任意の実装位置に移動させる必要があるため動作時
間（タクトタイム）が長くなるという欠点があった。

【０００５】したがって、本発明の部品実装装置は上記
の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、動作
時間（タクトタイム）の短い所定の部品実装動作を行え
るようにした部品実装装置を低コストで構成可能にする
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の部品を供給位置から実装
位置に移送し部品実装する部品実装装置において、前記
供給位置に部品を１個毎に送り出す部品分離機構を有す
る部品供給手段と、前記供給位置に送り出され部品を把
持し、部品の方向を変更し、所定の実装位置へ挿入する
部品搬送手段と、前記部品供給手段と部品搬送手段とを
搭載する基台と、前記基台を任意の位置に位置決め制御
する制御手段とを具備することを特徴としている。

【０００７】また、前記部品供給手段は、所定の制御駆
動装置からの電磁切り替え動作により、上下運動される
ロッドを具備することを特徴としている。また、前記部
品搬送手段は、基台の軸支部において回動自在に軸支さ
れるとともに、軸支部を回動駆動する駆動手段を設けて
なる第１回転体と、第１回転体において回動自在に軸支
されるとともに付勢手段により一端が第１回転体側に向
けて付勢されるとともに所定位置において回動規制さ
れ、かつ他端において部品を把持する把持手段を設けた
第２回転体と、第２回転体の一端部位の近傍に設けられ
たカムフォロアーと、基台において第１回転体の軸支部
の上方部位に設けられるカムとを具備してなり、駆動手
段による第１回転体の回動にともないカムフォロアーを
カムにおいて当接案内して、把持手段の軌跡を円軌跡か
ら直線軌跡に変更することで、部品を供給位置から実装
位置に移送し部品実装するように働くことを特徴として
いる。

【０００８】また、好ましくは、駆動手段は基台に配設
される往復駆動シリンダであり、シリンダの動作体に設
けられるラックと、第１回転体の軸支部に設けられると
ともにラックに歯合するピニオンとから構成され、往復
駆動シリンダの動作にともない第１回転体が回動駆動さ
れ、第２回転体のカムフォロアーがカムにおいて当接案
内されて、把持手段の軌跡を円軌跡から直線軌跡に変更
されることで、部品を供給位置から実装位置に移送し部
品実装するように働くことを特徴としている。

【０００９】

【作用】以上のように、この発明に係わる部品搬送装置
は構成されているので、部品供給手段と部品搬送手段と
を両者とも基台に搭載し、この基台を自動制御すること
により、部品を供給位置から実装位置に移送し部品実装
するまでの動作時間（タクトタイム）を短縮し、更に低
コストな構成の部品実装装置が供給可能となる。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の実施例につき、添付の図面を
参照して詳細に説明する。図１は部品実装装置の模式的
正面図であり、把持される部品Ｗの軌跡とともに示した
ものである。本図において、基台１００上には柱部１０
０ｈが設けられており、多数の部品を内蔵した部品カセ
ットＫをカセット単位で交換可能に設けるとともに、こ
のカセットＫが所定角度で左下がりになるように配設さ
れており、部品を１個ずつチャック１７の把持位置に送
り出すように構成されている。

【００１１】また、基台１００の軸支部１００ａにおい
て回動自在に軸支されるとともに、この軸支部１００ａ
において回動駆動される軸体３を回転中心にしている第
１回転体１が設けられている。この第１回転体１の軸体
３には後述のピニオンギアが固定されており、一点鎖線
で図示のラック１９に対して歯合しており、このラック
１９が矢印方向に往復駆動されるにともない、軸体３が
回動されて第１回転体１が時計回転方向、反時計回転方
向に回動するように構成されている。

【００１２】この第１回転体１には破線図示の軸体５に
おいて回動自在に軸支される第２回転体４が設けられて
おり、引っ張りバネ６の付勢手段により図中の時計回転
方向に回動するように付勢状態に保持されている。この
ために、この引っ張りバネ６は、第１回転体１の軸体３
の下方部位から下方に向けて設けられたフック６ａと第
２回転体４の下端に設けられているフック６ｂ間におい
て張設されており、第１回転体１の下面から下方に向け
て設けられたピン７に対して第２回転体４に固定された
ピン８が当接することで、それ以上の回転を防止するよ
うに構成されている。

【００１３】以上のように設けられる第２回転体４の他
端には部品Ｗを把持する把持手段のチャック１７を備え
た機構が設けられる一方、第２回転体４の下方端部位に
は破線で図示されたカムフォロアー２５が設けられてい
る。次に、基台１００上には第１回転体１の軸体３の略
上方部位において、カム２６であって、その外周面が円
弧を形成した部材が基台１００から延設された固定部１
００ｂにおいて固定されている。

【００１４】一方、図２は図１を実態的に表している正
面図である。また図３はエアシリンダ１８の構成を示し
た正面図である。両図において、第１回転体１を回動駆
動するための駆動手段のエアシリンダ１８が設けられて
いる様子が示されており、エアシリンダ１８は図示の状
態においては、ピストン１８ａがストロークＳ分出てい
る様子が示されており、ピストン１８ａに固定されてい
るラック１９が図示のように突出された状態になってい
る。このエアシリンダ１８が駆動されると、ストローク
Ｓ分が引っ込み、待機位置に戻されることになるが、こ
のラック１９は軸体３に固定されているピニオンギア２
０に歯合しているので、エアシリンダ１８の駆動に伴
い、軸体３は反時計回転方向の回動を行うように構成さ
れている。

【００１５】また、図２において、上述の軸体３は基台
１００上から延設された軸支部１００ａ上において軸支
されており、また上述のカム２６は基台１００上から一
旦垂設された部材から略水平方向に延設するように固定
されている固定部１００ｂにおいて図示のように、円弧
部がやや左下がりになるように固定されている。一方、
軸支部１００ａの側面部位には、衝撃吸収を行うこと
で、移動物体を所定位置に停止させる衝撃吸収装置２４
が設けられている。

【００１６】次に、図２のＡ−Ａ矢視断面図である図４
と第２回転体４の内部構成を示した図５において、先
ず、図４に示されるように第２回転体４には上述の軸体
５が５ａを圧入して固定されており、２個のベアリング
を介して第１回転体１に対して回動自在になるように設
けられている。また、上述のカムフォロアー２５は不図
示のベアリングが内蔵されるとともに、第２回転体４に
対して一体的に固定されているブラケット４ｅであっ
て、図示のように上述のフック６ｂを反対面に設けてい
るブラケット４ｅに固定されている。

【００１７】次に、図５に図示のように、第３の回転体
９が第２回転体４において回転自在に支持されており、
カップリング１０を介して回転アクチュエータ１１によ
り回転駆動されるようになっている。また、第３の回転
体９には、支持材１２がスライド可能に支持されてお
り、かつ、圧縮バネ１３により付勢されており、ピン１
４と溝１５により、スライド範囲が規制されるととも
に、第３の回転体９と支持材１２の回転が規制されてい
る。この支持材１３には、平行開閉チャック１６が固定
され、平行開閉チャック１６には、一対のチャック爪１
７が固定されている。

【００１８】また、第１回転体１にはさらにブロック２
１，２２が対向面に固定されており、上述のラック１
９、ピニオン２０により第１回転体１が回転駆動される
時に、回転範囲はブロック２２が衝撃吸収装置２４に対
して、またブロック２１が基台１００上に設けられてい
るストッパ２３に当接することにより規制されるように
構成されている。

【００１９】以上説明の構成の部品実装装置の動作は、
図１において、まず、エアシリンダ１８の駆動が行われ
て、ラック１９が突出されて第１回転体１の回動駆動が
行われて第２回転体４が図示の待機位置に移動されて、
ブロック２１とストッパー２３とが当接した状態にされ
る。この位置において、図示しない供給装置により部品
Ｗが一対のチャック爪１７に対して供給され、一対のチ
ャック爪１７が閉じることにより、ワークが把持され
る。

【００２０】次に、エアシリンダ１８のストロークＳ分
の駆動により第１回転体１と第２回転体４とがピン７と
８の当接状態を保持しつつ反時計回転方向に回転を開始
する。回転が進むとやがて、第２回転体４に設けられて
いるカムフォロアー２５がカム２６の円弧面２６ａに対
して当接する状態になり、上述の引っ張りバネ６による
第１回転体１と第２回転体４の一体状態が解除される結
果、第２回転体４は引っ張りバネ６の張力に抗して第１
回転体１から離れるように次第に回転変位するようにな
る。この回転変位が次第に進行すると、部品Ｗの軌跡は
図示のように第１回転体１の軸体３を中心とした円軌跡
から、直線軌跡に変わる結果、部品Ｗは実装基板Ｐに対
して略垂直に移動する軌跡となり、部品Ｗが基板に穿設
されているスルーホールに対して順調に挿入実装される
ことになる。

【００２１】また、チャック爪１７により把持した部品
の実装方向を変えたい場合、エアシリンダ１８の動作中
に、回転アクチュエータ１１の駆動が行われて、チャッ
ク爪１７により把持した部品の方向を変えることができ
る。その後、エアシリンダ１８の駆動が行われ実線で示
された位置に復帰されて、以降同様の動作を繰り返し行
う。

【００２２】次に、図６は、図１において上述した部品
供給装置において、部品Ｗを１個ずつチャック爪１７の
把持部に送り出す部品分離機構４０の要部断面図であ
る。また、図７は図６のＸ₂ーＸ₂矢視断面図、図８は図
６のＸ₁ーＸ₁矢視断面図である。これらの図を参照し
て、カセットＫの下流側（部品Ｗの排出側）において、
部品搬送方向に対して略垂直方向の上下動を行なうソレ
ノイド４８ａ、４８ｂが設けられている。これらのソレ
ノイドのうち、ソレノイド４８ｂは不図示の制御駆動装
置からの電磁切り替え動作により、上下運動されるロッ
ド５０ａ、５０ｂが設けられている。また、これらのロ
ッド５０ａ、５０ｂには、各角材４９ａ、４９ｂが取付
けられており、各角材を介して各々に部品押さえ爪が取
付けられている。以上の構成において、ソレノイド４８
ａ、４８ｂのロッド５０ａ、５０ｂの上下運動に伴い、
角材４９ａ、４９ｂは嵌合部材５１の嵌合穴５２に習っ
て移動して、ロッド５０ａ、５０ｂの軸芯周りの回転が
防止され、上下動するように構成されている。

【００２３】一方、ソレノイド４８ａに設けられたロッ
ド５０ａはバネ５４ａの作用により常時部品側の下方に
向かうように付勢されており、電源がオンされるとロッ
ド５０ａはバネ５４ａの付勢力に抗して上昇することに
より、傾斜して収容されている部品は斜め下方に移動す
ることになる。上述と同様に、ソレノイド４８ｂのロッ
ド５０ｂは、バネ５４ｂにより常時上方に向かうように
付勢されており、電源がオンにより、ロッド５０ｂが降
下されて、部品Ｗ₂以降の全ての部品Ｗを押さえ爪５３
ｂにより移動防止するようにしている。

【００２４】以上のように部品分離機構４０は構成され
ているので、係止位置Ｐ₂に位置している部品Ｗは係止
部５４ａによる係止状態が解除されると、この係止部５
４ａの下方を通過して、部品把持位置Ｐ₁に滑り落ちる
ことになる。この結果、ソレノイド４８ｂがオンされる
と、ロッド５０ｂが加工されて押さえ爪５３ｂで係止位
置Ｐ₃に位置している部品Ｗ以降の全てが滑り落ちない
ように保持されている。この後に、ソレノイド４８ａが
オンされると、ロッド５０ａが上昇され、押さえ爪５３
ｂが上昇される結果、係止位置Ｐ₂に位置している部品
Ｗ₁は上述の把持位置に滑り落ちることになる。

【００２５】以上のように動作した後、部品分離機構４
０のソレノイド４８ａの電源がオフされると、バネ５４
ａの作用により、ロッド５０ａは降下されて押さえ爪５
３ａも降下されて部品係止状態となる。この後に、ソレ
ノイド４８ｂの電源をオフすることにより、ロッド５０
ｂはバネ５４ｂにより上昇され、押さえ爪５３ｂも同様
に上昇される。この一連の動作により、係止位置Ｐ₃以
降の部品Ｗはその自重により、シュート３４上を矢印Ｂ
方向に滑り落ち、押さえ爪５３ａにより係止位置Ｐ₂の
位置で停止状態になる。

【００２６】一方、ソレノイド４８ｂの電源のオフに同
期して不図示のソレノイドの電源をオフすることによ
り、部品Ｗがシュート３４上に乗り移るようにして、待
機位置Ｐ₃に部品Ｗを常時送り込むように構成されてい
る。以上のようにして、把持位置Ｐ₁には、常時部品Ｗ
が分離状態にされて送り込まれるので、この部品Ｗを上
述の部品実装装置により把持することで、基板上等への
実装を行なう。

【００２７】また、図１において、基台１００はＮＣ制
御される。即ち、基台１００は、テーブル１１０に配設
されたガイド１１１により、Ｙ方向に移動可能に案内さ
れており、モータ１１２によりボールネジ１１３を介し
て、Ｙ方向の任意の位置に位置決め駆動される。また、
テーブル１１０は、架台１１４に配設されてガイド１１
５により、ボールネジ１１６を介して、Ｘ方向への任意
の位置に位置決め駆動される。

【００２８】以上説明のように、基台１００は、架台１
１４に対してＸーＹ方向にＮＣ駆動制御されるのであ
る。図９は、本発明の部品実装装置をＮＣ制御をするた
めのハードウェア回路の構成と制御方法を示したブロッ
ク図である。図９において、ＲＡＭ１５１と、ＲＯＭ１
５２と、Ｘ軸、Ｙ軸モータコントロール部１５３、１５
６と、外部出力装置とのインタフェース部１５９とがバ
スによりＣＰＵ１５０に接続されている。

【００２９】また、ＲＡＭ１５１には、動作シーケンス
を記述したアプリケーションプログラムや、教示したポ
イントが格納され、ＲＯＭ１５２には、アプリケーショ
ンプログラムを解釈し、ロボットを動作させるコントロ
ールソフトウェアが格納されている。また、Ｘ軸とＹ軸
のそれぞれのモータコントロール部１５３と１５６は、
それぞれエンコーダ１５５と１５８によりモータ軸の回
転角を検出、フィードバックしてモータ１５４と１５７
をサーボコントロールしている。

【００３０】更に、インターフェース部１５９には、Ｃ
ＲＴ１６１とキーボード１６０が接続され、プログラム
の作成編集、教示ポイントの入力等が可能になってい
る。以上説明したように、上記実施例によれば、部品供
給手段と部品搬送手段とを両者とも基台に搭載し、この
基台を自動制御することにより、部品を供給位置から実
装位置に移送し部品実装するまでの動作時間（タクトタ
イム）を短縮し、更に低コストな構成の部品実装装置が
供給可能となる。

【００３１】尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲
で上記実施例を修正または変形したものに適用可能であ
る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明のように、本発明の部品実装装
置によれば、部品供給手段と部品搬送手段とを両者とも
基台に搭載し、この基台を自動制御することにより、部
品を供給位置から実装位置に移送し部品実装するまでの
動作時間（タクトタイム）を短縮し、更に低コストな構
成の部品実装装置が供給可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の部品実装装置の模式的正面図であり、
動作説明を兼ねた図である。

【図２】図１の実態的な正面図である。

【図３】第１回転体１の駆動手段の正面図である。

【図４】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図５】第２回転体４の要部構成を示した断面図であ
る。

【図６】部品分離機構４０の要部を示した断面図であ
る。

【図７】図６のＸ₂ーＸ₂矢視断面図である。

【図８】図６のＸ₁ーＸ₁矢視断面図である。

【図９】本発明のハードウェア回路の構成及び制御方法
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１第１回転体、３軸体、４第２回転体、５軸体、６引っ張りバネ、６ａ，６ｂフック、７，８ピン、１１回転アクチュエータ、１７チャック爪、１８エアシリンダ、１９ラック、２０ピニオン、２５カムフォロアー、２６カム、１００基台、１１０Ｘテーブル、１１１、１１５ガイド、１１２モータ、１１４架台、Ｐ基板。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】部品を供給位置から実装位置に移送し部品
実装する部品実装装置において、前記供給位置に部品を１個毎に送り出す部品分離機構を
有する部品供給手段と、前記供給位置に送り出され部品を把持し、部品の方向を
変更し、所定の実装位置へ挿入する部品搬送手段と、前記部品供給手段と部品搬送手段とを搭載する基台と、前記基台を任意の位置に位置決め制御する制御手段とを
具備することを特徴とする部品実装装置。
【請求項２】前記部品供給手段は、所定の制御駆動装置
からの電磁切り替え動作により、上下運動されるロッド
を具備することを特徴とする請求項１に記載の部品実装
装置。
【請求項３】前記部品搬送手段は、基台の軸支部におい
て回動自在に軸支されるとともに、前記軸支部を回動駆
動する駆動手段を設けてなる第１回転体と、該第１回転体において回動自在に軸支され付勢手段によ
り一端が前記第１回転体側に向かうように回動付勢され
所定位置で回動規制されるとともに、他端において部品
を把持する把持手段を設けてなる第２回転体と、該第２回転体の前記一端部位の近傍に設けられるカムフ
ォロアーと、前記基台において前記第１回転体の前記軸支部の上方部
位に設けられるカムとを具備してなり、前記駆動手段に
よる前記第１回転体の回動にともない前記カムフォロア
ーを前記カムで案内して、前記把持手段の軌跡を円軌跡
から直線軌跡に変更することを特徴とする請求項１に記
載の部品実装装置。
【請求項４】前記駆動手段は前記基台に配設される往復
駆動シリンダであり、該シリンダの動作体に設けられる
ラックと、前記第１回転体の軸支部に設けられるととも
に前記ラックに歯合するピニオンとから構成されること
を特徴とする請求項３に記載の部品実装装置。