JPH0770875B2 - チップ部品装着装置の装着ヘッド制御方法及びその装置 - Google Patents

チップ部品装着装置の装着ヘッド制御方法及びその装置

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JPH0770875B2
JPH0770875B2 JP2110129A JP11012990A JPH0770875B2 JP H0770875 B2 JPH0770875 B2 JP H0770875B2 JP 2110129 A JP2110129 A JP 2110129A JP 11012990 A JP11012990 A JP 11012990A JP H0770875 B2 JPH0770875 B2 JP H0770875B2
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chip component
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pulley
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克彦 田口
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ジューキ株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0404Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
    • H05K13/0406Drive mechanisms for pick-and-place heads, e.g. details relating to power transmission, motors or vibration damping
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08Monitoring manufacture of assemblages

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、チップ部品装着装置の装着ヘッド制御方法及
びその装置、さらに詳細には、駆動モータを介して駆動
されるベルトに搭載された装着ヘッドを制御しチップ部
品を摘んで基板上の所定位置に装着させるチップ部品装
着装置の装着ヘッド制御方法に関する。
[従来の技術] 従来このようなチップ部品装着装置において装着ヘッド
には通常真空圧が供給され、装着ヘッドは、フィーダー
と称するチップ部品供給部から真空圧を利用してチップ
部品を吸着する。装着ヘッドは、その後モータによりXY
方向に移動され基盤上の所定位置にチップ部品を装着し
ている。この場合、装着ヘッドは、モータに結合された
駆動プーリとこの駆動プーリから所定距離離れて配置さ
れた従動プーリ間に巻回されたベルトに取り付けられ
X、Y方向に移動されているか、または二組のボールネ
ジとナットを用い、それぞれのボールネジ、ナットでX
方向駆動、Y方向駆動を行ない装着ヘッドの位置決めを
行なっている。
[発明が解決しようとしている課題] 上述した装置に用いられているベルトは一般的にタイミ
ングベルトと称されるもので、比較的位置決め精度が優
れている。しかし、装着ヘッドの移動量が大きくなる
と、ベルトの伸縮によって生じる誤差が大きくなってく
る。従って装着ヘッドの所定の位置決めに対し、装着ヘ
ッドを往動で移動した場合と、復動で移動した場合装着
ヘッドの停止位置に差が生じる。その差の値は500mm程
度のヘッド移動量で50μm〜100μmになる。一方この
種のチップ部品装着装置で装着されるチップ素子は微小
サイズとなっており、また同様にその装着装置で装着さ
れるIC素子については、リード部のピッチが極めて極小
なものとなっており、そのために上述したようにタイミ
ングベルトの伸縮によって誤差が発生すると、チップ部
品の正確な装着が困難となる。
またボールネジ、ナットを用いて駆動する場合には、こ
のような誤差はベルト駆動に比べて、極めて少ないが、
ボールネジ並びにナットの駆動構造は複雑なものとな
り、高価になる欠点がある他に、ネジ部に径方向の負荷
がかからないように注意深い組付けが要求され、さらに
ボールの摺動音が発生する為、高速駆動すると騒音が発
生するという問題があった。
従って本発明はこのような問題点を解決する為になされ
たもので、ベルトを用いて装着ヘッドを駆動制御する場
合、ベルトの伸縮があっても正確に装着ヘッドを所定の
位置に位置決めすることが可能なチップ部品装着装置の
装着ヘッド制御方法及びその装置を提供することを課題
とする。
[課題を解決するための手段] 本発明では、この課題を解決するために、駆動モータを
介して駆動されるベルトに搭載された装着ヘッドを制御
しチップ部品を摘んで基板上の所定位置に装着させるチ
ップ部品装着装置の装着ヘッド制御方法において、前記
ベルトを駆動モータに結合された駆動プーリと従動プー
リ間に巻回し、前記駆動プーリと従動プーリの回転量の
差を測定し、測定された回転量の差に応じてベルトの伸
縮により生ずる装着ヘッドの位置ずれを補正する構成を
採用した。
また、本発明では、駆動モータを介して駆動されるベル
トに搭載された装着ヘッドを制御しチップ部品を摘んで
基板上の所定位置に装着させるチップ部品装着装置の装
着ヘッド制御装置において、駆動モータに結合された駆
動プーリと、駆動プーリと間隔を隔てて配置され前記ベ
ルトにより回転される従動プーリと、前記駆動プーリの
回転量を検出する手段と、前記従動プーリの回転量を検
出する手段と、前記駆動プーリと従動プーリの回転量の
差に応じてベルトの伸縮によって生ずる装着ヘッドの位
置ずれを補正する手段とを設ける構成を採用した。
[作用] このような構成において、装着ヘッドを搭載したベルト
は駆動モータに結合された駆動プーリとその駆動プーリ
より所定距離隔てて配置された従動プーリ間に巻回され
て駆動される。この場合、駆動プーリと従動プーリの回
転量の差が測定される。駆動プーリの回転量は、装着ヘ
ッドを移動させる場合の目標回転量となり、また従動プ
ーリの回転量はこの目標回転量によって従動される実際
の回転量となって現れる。ベルトの剛性が大きい場合
は、上記回転量の差はわずかとなるが、例えばベルトが
伸びてしまった場合には、従動プーリの回転量は目標回
転量に正確に従動せず、回転量の差は大きくなる。従っ
て駆動プーリと従動プーリの回転量の差は装着ヘッドの
所定位置からのずれとなって現れる。従って本発明では
この回転量の差を測定し、それに応じてベルト伸縮によ
って生じる装着ヘッドの位置ずれを補正するようにして
おり、それによりベルトの伸縮があっても、正確に装着
ヘッドを位置決めすることが可能になる。
[実施例] 以下図面に示す実施例に従い本発明を詳細に説明する。
第1図には本発明の一実施例による、チップ部品装着装
置の外観が図示されており、同図において符号1で示す
ものはチップ部品を吸着する装着ヘッドで、この装着ヘ
ッド1は、通常真空圧を用いてチップ部品供給部(図示
せず)により供給されるチップ部品を吸着する。装着ヘ
ッド1はX方向ベルト6に取り付けられており、このベ
ルト6は駆動プーリ4と従動プーリ7間に巻回されてい
る。駆動プーリ4はモータプーリ3と駆動プーリ4間に
巻回されたベルト5を介してX方向モータ2によって駆
動される。従ってモータ2を駆動させると、ベルト5を
介して駆動プーリ4が回転し、それによりベルト6が移
動して装着ヘッド1がX方向に移動することが可能にな
る。
またX方向移動機構(モータ2など)がY方向ベルト11
に取り付けられており、このベルト11は、駆動プーリ10
と、従動プーリ12間に掛け渡されている。駆動プーリ10
がY方向モータ8によりベルト9を介して回転されるこ
とによりベルト11、従って装着ヘッド1をY方向に移動
させることが可能になる。本発明実施例では、X方向モ
ータ2並びにY方向モータ8はそれぞれパルスモータあ
るいはサーボモータとして構成される。
X方向モータ2は、第2図に図示したようにCPU14から
出力される駆動パルスによりモータドライバ15を介して
所定量を回転される。また、従動プーリ7にはベルト14
を介してロータリエンコーダ17が取り付けられており、
ロータリエンコーダ17からの出力はパルスカウンタ18を
介してCPU14に入力される。さらにCPU14にはメモリ19が
接続され、またI/O20を介して外部機器と接続されてい
る。
第3図には、第2図のCPU14において行なわれる機能の
ブロック図が図示されている。CPU14ないのパルス発生
器25からのパルスによりドライバ15を介してX方向モー
タ2が駆動され、同時にカウンタ26によりそのパルス数
が計数される。パルス設定回路27で設定されたパルス
と、カウンタ26でカウントされたパルス数が判別回路28
により判別され、両パルスが一致すると、モータドライ
バ15に規定分のパルスが出力されたと判断して、エンコ
ーダ17からのパルスをカウンタ18に入力する。差演算回
路29は、カウンタ18と26の計数値を比較し、その差に応
じて補正量設定装置30を介してパルス設定数を補正す
る。
次にこのように構成された装置の動作を説明する。
まず第4図のステップS1で図示したようにパルス設定回
路27で設定された規定移動量分のパルス数をドライバ15
を介してX方向モータ2に出力し、装着ヘッドを移動さ
せる。これは、判別回路28によりカウンタ26の計数値が
設定パルス数に達するまで継続される(ステップS2)。
これにより装着ヘッド1が第5図においてA点に静止し
たとする。この場合、本来位置決めされるべき点はA0点
であり、その差分をΔlとする。第5図のようなずれが
生じた場合ベルト6は点線の区間がベルトの緩んだ状態
(ローテンション)で、一方一点鎖線部がベルトの張っ
た状態(ハイテンション)となる。
ベルトハイテンション部の長さは、プーリー心間をL、
X方向モータ2より装着ヘッド1までの距離をl、プー
リー半径をrとすると、 L+(L−l)+πr=2L−l+πr (1) となる。この長さ分のベルトがΔl伸びている訳である
から、単位長さ当りの伸び量は Δl/(2L−l+πr) (2) となる。これよりB点(従動側プーリ7とベルト6の接
点)でのベルト6のずれ量は、 {L/(2L−l+πr)}・Δl (3) となる。
一方このベルトのずれ量から生じる従動プーリ7の角度
ずれ(エンコーダ17より検出される)をΔθとすればプ
ーリ接線方向のずれは、Δθ・rであるから、(3)式
より次式が成立する。
Δθ・r={L/(2L−l+πr)}・Δl (4) これによりベルト6のずれ量は、 Δl={(2L−l+πr)/L)・Δθ・r (5) となる。
(5)式において心間L、プーリ半径rは規定値であ
り、lは駆動すべき位置であるから知ることができ、ま
たΔθはエンコーダより入力できる為、ずれ量Δlを計
算により求められる。このΔlをプーリ半径rで割って
モータ2を回転させ、位置補正を行うことができる。
具体的な数値で述べると、プーリ心間(L)、500mm、
プーリ直径20mm、エンコーダ分解能2、000パルス/回
転、従動プーリーとエンコーダの減速比を1:4とする
と、従動プーリ7側でのエンコーダ17の1パルス当りの
距離は7.85μmとなる。既に、述べたが心間Lが500mm
の場合、50〜100μmものずれが生じる為、検出力は充
分である。仮に、中央位置(l=2/L=250mm)で装着ヘ
ッド1が停止し、パルス誤差がエンコーダより5パルス
であるとするとA点に於ける位置ずれは61μmとなる。
この分モータを回転させて補正ができる。
再び第4図のフローチャートに戻って、ステップS3でエ
ンコーダ17からのパルス数をカウンタ18に入力する。次
にカウンタ26と18のカウント値の差を取ることにより出
力パルス数とエンコーダ入力パルス数の差、すなわち上
述したΔθを差演算回路29を用いて計算する(ステップ
S4)。パルス差及び移動位置lからメモリ(ROM、RAM)
19に格納された補正量を呼び出し(ステップS5)、補正
量設定回路30に介して補正パルス数をパルス設定回路27
に設定する。パルス設定回路27はモータドライバ15にそ
の補正パルスを出力する(ステップS6)。そしてステッ
プS7でその補正パルスの出力の終了を判断する。
なお、ステップS5において、メモリ19に補正量を入れて
おかず、その都度、式(5)を用いCPU14で演算するよ
うにしてもよい。
更に本発明の方法を用いれば、従動側エンコーダのパル
ス列との差よりベルトの破断、ベルトの経時的伸縮、ベ
ルトの環境温度による伸縮、ベルトとプーリとの間に異
物噛み込みが入った場合の異常チェック等を行うことが
できる。
また式(5)から得られた補正を駆動プーリで行なった
が、装着ヘッド1上に設けられた移動装置(モータや圧
電素子などの減少移動装置など)をもちいるようにして
もよい。
尚、式(5)から明確なように、装着ヘッド1(負荷)
が駆動プーリ4に近い程、従動側エンコーダ17の出力パ
ルス誤差に対し、補正量は大きくなり(最大約2倍)、
一方従動プーリ7に近い程、補正量は少なくなる。しか
し、この位置を式(5)に入れず、従動側エンコーダの
出力パルスのみを用い補正しても同等の効果が得られる
のは明らかであり、また、式(5)で得られる値にほぼ
近似した値をメモリ19上にマップしておいても同様な効
果が得られる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、ベルトを駆動モ
ータに結合された駆動プーリと従動プーリ間に巻回し、
前記駆動プーリと従動プーリの回転量の差を測定し、測
定された回転量の差に応じてベルトの伸縮により生ずる
装着ヘッドの位置ずれを補正するようにしているので、
ベルトの伸縮があっても正確に装着ヘッドを所定の位置
に位置決めすることが可能なチップ部品装着装置の装着
ヘッド制御方法及びその装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の概略構成を示す外観図、第2図は
装着ヘッドを駆動させるベルトの駆動機構を示すブロッ
ク図、第3図は、CPUないで行なわれる機能を示したブ
ロック図、第4図は本発明装置の制御の流れを示す流れ
図、第5図は装着ヘッドの本体位置決めされるべき位置
とのずれを説明する説明図である。 1……装着ヘッド、 2……X方向モータ 4……駆動プーリ 6……ベルト 7……従動プーリ 17……ロータリエンコーダ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】駆動モータを介して駆動されるベルトに搭
    載された装着ヘッドを制御しチップ部品を摘んで基板上
    の所定位置に装着させるチップ部品装着装置の装着ヘッ
    ド制御方法において、 前記ベルトを駆動モータに結合された駆動プーリと従動
    プーリ間に巻回し、 前記駆動プーリと従動プーリの回転量の差を測定し、 測定された回転量の差に応じてベルトの伸縮により生ず
    る装着ヘッドの位置ずれを補正することを特徴とするチ
    ップ部品装着装置の装着ヘッド制御方法。
  2. 【請求項2】駆動モータを介して駆動されるベルトに搭
    載された装着ヘッドを制御しチップ部品を摘んで基板上
    の所定位置に装着させるチップ部品装着装置の装着ヘッ
    ド制御方法において、 駆動モータに結合された駆動プーリと、 駆動プーリと間隔を隔てて配置され前記ベルトにより回
    転される従動プーリと、 前記駆動プーリの回転量を検出する手段と、 前記従動プーリの回転量を検出する手段と、 前記駆動プーリと従動プーリの回転量の差に応じてベル
    トの伸縮によって生ずる装着ヘッドの位置ずれを補正す
    る手段とを設けることを特徴とするチップ部品装着装置
    の装着ヘッド制御装置。
  3. 【請求項3】前記駆動モータをパルスモータで、また前
    記従動プーリの回転量検出手段をロータリエンコーダで
    構成し、駆動モータに出力したパルス数とロータリエン
    コーダから出力されるパルス数の差分に従って前記位置
    ずれを補正することを特徴とする請求項第2項に記載の
    チップ部品装着装置の装着ヘッド制御装置。
JP2110129A 1990-04-27 1990-04-27 チップ部品装着装置の装着ヘッド制御方法及びその装置 Expired - Lifetime JPH0770875B2 (ja)

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DE69105031T DE69105031T2 (de) 1990-04-27 1991-04-09 Verfahren und Einrichtung zur Positionierung eines Montagekopfes einer Vorrichtung zur Anbringung von elektronischen Miniaturschaltungen.
EP91303134A EP0454317B1 (en) 1990-04-27 1991-04-09 Method and apparatus for positioning a mounting head of chip component mounting device

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EP0454317A3 (en) 1992-09-02
EP0454317B1 (en) 1994-11-09
DE69105031D1 (de) 1994-12-15
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