JPH079381A - 電子部品昇降装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子部品の上面の高さに誤差があっても電子
部品を損傷や吸着ミスを生ずることなく昇降させること
ができる電子部品昇降装置を提供する。 【構成】 部品供給カートリッジ１６のカバー５２の突
部１２８の上方にレーザ変位検出装置１７０を設け、突
部１２８の上面の高さｄを検出する。高さｄ、カバー５
２の厚さｔ₁ 、カバー５２とカートリッジ本体５０との
距離ｔ₂ 、電子部品２４の厚さｔ₃ およびボトムフィル
ム３６の厚さｔ₄ からレーザ変位検出装置１７０と電子
部品２４の上面との距離Ｄ₁ を算出し、誤差のない距離
Ｄ₀ との比較から電子部品２４の上面の高さの誤差ΔＬ
を求める。部品吸着ヘッドを下降させる昇降部材の長さ
をΔＬ長く、あるいは短くして部品吸着ヘッドの下降端
位置を修正し、電子部品２４を吸着ミスなく、過大な負
荷を加えることなく吸着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子部品昇降装置に関す
るものであり、特に、部品吸着ヘッドの下降端位置の制
御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品昇降装置は、例えば、電子部品
供給装置から電子部品を取り出す場合や電子部品をプリ
ント基板等の装着対象材に装着する場合に用いられる。
このような電子部品昇降装置には、昇降可能に設けら
れ、電子部品を吸着管により吸着する部品吸着ヘッド
と、その部品吸着ヘッドを昇降させる昇降装置とを含む
装置がある。電子部品を電子部品供給装置から取り出す
場合のように部品吸着ヘッドに電子部品を吸着させる場
合には、部品吸着ヘッドが下降させられ、吸着管が電子
部品に接触させられて電子部品を吸着し、吸着後、部品
吸着ヘッドが上昇させられ、電子部品が上昇させられ
る。また、電子部品を装着対象材に装着する場合のよう
に、部品吸着ヘッドが吸着した電子部品を装着対象材等
の部品載置材上に載置する場合には、部品吸着ヘッドの
下降により電子部品が下降させられて部品載置材上に載
置される。

【０００３】このように電子部品が昇降させられると
き、電子部品の厚さが異なれば、吸着時の吸着管と電子
部品との距離あるいは載置時の電子部品と部品載置材と
の距離が変わる。そのため、従来から吸着管を部品吸着
ヘッド本体に昇降方向に相対移動可能に保持させるとと
もに、それら吸着管と部品吸着ヘッド本体との間にスプ
リングを配設し、部品吸着ヘッドの下降端位置を最も薄
い電子部品に合わせて低く設定することが行われてい
る。このようにすれば、電子部品が厚い場合には余分な
下降距離がスプリングの圧縮により吸収され、吸着管を
電子部品に、また、電子部品を部品載置材にそれぞれ確
実に接触させることができる。

【０００４】また、電子部品の厚さに応じて部品吸着ヘ
ッドの下降端位置を調節することも行われている。昇降
装置を部品吸着ヘッドの昇降位置の制御が可能な装置と
するとともに、昇降装置を制御する制御手段を設け、電
子部品の厚さに応じて部品吸着ヘッドの下降端位置を調
節し、吸着管あるいは電子部品がそれぞれ電子部品ある
いは部品載置材に過不足なく接触するようにされるので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電子部
品供給装置や部品載置材に製造誤差や位置決め誤差等が
あれば、電子部品の上面の高さや部品載置材の上面の高
さが変わり、電子部品を吸着，載置できなかったり、電
子部品を損傷する恐れがある。スプリングを用いて電子
部品の厚さの変化を吸収させない場合に電子部品の損傷
の恐れがあることは勿論、吸収する場合でも損傷する恐
れがある。例えば、電子部品を電子部品供給装置から取
り出すとき、および電子部品をプリント基板に装着する
場合に、下降開始時に加速し、一定高速度で下降の後、
減速し、接触前に一定低速度で下降させれば、吸着管や
電子部品を電子部品やプリント基板に衝撃少なく接触さ
せることができるのであるが、電子部品の上面の高さが
高ければ、下降速度が高い状態で吸着管や電子部品が電
子部品やプリント基板に接触し、衝撃が大きく、電子部
品を損傷する恐れがあるのである。本発明は、電子部品
の上面の高さに誤差があっても電子部品の損傷や吸着ミ
スを生ずることなく、電子部品を昇降させることができ
る電子部品昇降装置を提供することを課題として為され
たものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、前記部品吸着ヘッド，昇降位置の制御
が可能な昇降装置および制御手段を含む電子部品昇降装
置において、部品支持部材により支持された状態の電子
部品の上面の高さを検出する高さ検出装置を設けるとと
もに、制御手段に、高さ検出装置の検出結果に基づいて
部品吸着ヘッドの下降端位置を電子部品の上面の高さに
応じた位置に設定する下降端位置設定手段を設けたこと
を要旨とするものである。

【０００７】

【作用】部品保持ヘッドが電子部品を電子部品供給装置
から取り出す場合のように、部品吸着ヘッドが下降して
電子部品を吸着する場合には、部品供給カートリッジや
部品供給トレイ等の電子部品を保持する部材が部品支持
部材であり、電子部品をプリント基板に装着する場合の
ように部品載置材上に載置する場合には、プリント基板
等、電子部品が載置される部材が部品支持部材である。
前者の場合、電子部品の上面の高さは、直接検出しても
よく、部品支持部材の上面の高さを検出することにより
間接的に検出してもよい。部品支持部材および電子部品
の寸法は設計上わかっており、部品支持部材の上面の高
さを検出することによって、その部品支持部材により支
持された電子部品の上面の高さを間接的に検出すること
ができるのである。後者の場合にも、電子部品の上面の
高さは、部品載置材に載置された電子部品の上面の高さ
を検出することにより直接検出してもよく、部品載置材
の上面の高さを検出することにより間接的に検出しても
よい。電子部品の厚さはわかっており、部品載置材の上
面の高さを検出すれば、電子部品の上面の高さを間接的
に検出することとなるのである。

【０００８】部品吸着ヘッドの下降端位置は高さ検出装
置の検出結果に基づいて設定され、電子部品の上面の高
さが高い場合には下降端位置が高く設定され、低い場合
には低く設定される。

【０００９】

【発明の効果】したがって、本発明によれば、部品支持
部材に製造誤差や位置決め誤差等があっても、部品吸着
ヘッドの下降端位置はそれら誤差を考慮した位置に設定
され、吸着管を電子部品に衝撃なく、かつ、確実に吸着
することができる位置へ下降させることができる。電子
部品を部品載置材上に載置する場合も同様である。ま
た、スプリングを用いて部品吸着ヘッドの下降距離の違
いを吸収するとともに下降速度を制御する場合、吸着管
や電子部品を確実に一定低速度で下降する状態で電子部
品や部品載置材に接触させることができ、電子部品が損
傷する恐れがない。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を電子部品をプリント基板に装
着する装置の電子部品昇降装置に適用した実施例を図面
に基づいて詳細に説明する。図９において１０は電子部
品装着装置、１２は電子部品供給装置である。電子部品
供給装置１２は、水平面内を一方向（この方向をＸ方向
とする）に移動するＸ軸テーブル１４上に搭載された多
数の部品供給カートリッジ１６を有する。Ｘ軸テーブル
１４は、ボールねじ１８がＸ軸サーボモータ２０（図１
０参照）によって回転させられることによりガイドレー
ル２２に沿って移動させられ、多数の部品供給カートリ
ッジ１６のうちの１つを部品供給位置へ移動させる。

【００１１】部品供給カートリッジ１６により供給され
る電子部品２４は、図２に示すようにテーピング電子部
品２６とされている。テーピング電子部品２６は、キャ
リヤテープ２８とカバーフィルム３０（図３参照）とに
よって、リード線を有しないチップ状の電子部品２４が
テーピングされたものである。

【００１２】キャリヤテープ２８は、貫通穴３２（図１
参照）が長手方向に沿って等ピッチで形成された紙テー
プ３４の下面に薄いボトムフィルム３６が貼り付けられ
て貫通穴３２の開口を塞ぎ、上向きに開口する電子部品
収容凹部３８が設けられて電子部品２４を収容するもの
である。薄くて透明なカバーフィルム３０は紙テープ３
４の上面に貼り付けられて電子部品収容凹部３８の開口
を覆っており、紙テープ３４を貫通して送り穴４０が長
手方向に沿って等ピッチで形成されている。このテーピ
ング電子部品２６は供給リール４２（図９参照）に巻き
付けられている。

【００１３】部品供給カートリッジ１６のカートリッジ
本体５０は図３に示すように概して細長い板状を成し、
長手方向と厚さ方向とが水平となる姿勢で立てて設置さ
れる。テーピング電子部品２６はカートリッジ本体５０
の上面に載せられるとともにカバー５２が被せられ、図
３に示す送り装置５４によってＸ軸方向と直交するＹ軸
方向に一定ピッチ、すなわち電子部品収容凹部３８の中
心間のピッチに等しい距離ずつ送られる。送り装置５４
は、カートリッジ本体５０に固定の支持軸５６によりテ
ーピング電子部品２６の送り方向と直交する水平軸線ま
わりに回転可能に支持されたスプロケット５８を有して
おり、スプロケット５８の歯６０は、キャリヤテープ２
８に形成された送り穴４０に係合させられる。スプロケ
ット５８には、スプロケット５８より小径のラチェット
ホイール６２が同心にかつ相対回転不能に取り付けられ
ている。

【００１４】支持軸５６にはまた、三角形状の回動板６
４が回動可能に取り付けられている。回動板６４にはラ
チェット爪６６が軸６８によって回動可能に取り付けら
れるとともに、軸６８との間に配設されたスプリング
（図示省略）によってラチェットホイール６２の歯７０
に係合する向きに付勢されている。このラチェット爪６
６は、回動板６４が図３において反時計方向に回動させ
られるときには歯７０に係合した状態を保ち、回動板６
４が時計方向に回動させられるとき、歯７０を乗り越え
るものとされている。

【００１５】また、カートリッジ本体５０にはストッパ
レバー７４が軸７６によって回動可能に取り付けられ、
カートリッジ本体５０との間に配設されたスプリング７
８によりラチェットホイール６２の歯７０に係合する向
きに付勢されている。ストッパレバー７４は、ラチェッ
トホイール６２の反時計方向の回転は許容するが、時計
方向の回転は阻止する。

【００１６】上記回動板６４にはまた、テープ駆動板８
２の一端部が軸８４により回動可能に連結され、テープ
駆動板８２の他端部は駆動レバー８６に軸８８により回
動可能に連結されている。駆動レバー８６は、カートリ
ッジ本体５０に固定のブラケット９０に軸９２によって
回動可能に取り付けられるとともに、その下端部とカー
トリッジ本体５０との間に配設されスプリング９４によ
って、図３において時計方向に回動する向きに付勢され
ている。また、駆動レバー８６は、図示しないカム装置
によって回動させられる操作レバー９６によって図３に
おいて反時計方向に回動させられる。

【００１７】駆動レバー８６のテープ駆動板８２が連結
された部分とスプリング９４が係合させられた部分との
間には、カバー駆動板９８の一端部が軸１００により回
動可能に連結され、カバー駆動板９８の他端部には前記
カバー５２がピン１０２によって回動可能に連結されて
いる。ピン１０２はカートリッジ本体５０を幅方向に貫
通して形成された長穴１０４に嵌合されており、カバー
５２のカートリッジ本体５０に対する相対移動が許容さ
れる。また、ピン１０２が長穴１０４の前端面（テーピ
ング電子部品２６の送り方向において下流側の端面）に
当たることにより、駆動レバー８６の時計方向の回動限
度が規定される。

【００１８】したがって、後述するように、駆動レバー
８６の時計方向の回動によりテーピング電子部品２６お
よびカバー５２が前進させられるのであるが、先頭の電
子部品２４は常に同じ位置、すなわち部品吸着ヘッド１
１０の真下の部品取出し位置へ移動させられる。また、
駆動レバー８６は反時計方向へは、操作レバー９６によ
り決まった位置へ強制的に回動させられるが、この回動
端位置は駆動レバー８６のブラケット９０に対する取付
位置の変更によって変えることができる。駆動レバー８
６は、図３において軸９２が挿入されている穴とは別の
穴１０８においてもブラケット９０に取り付けられるよ
うになっており、それにより駆動レバー８６の下端部の
移動距離が変わり、ラチェット爪６６が乗り越える歯７
０の数を変えてテーピング電子部品２６の送りピッチを
変えることができるようになっているのである。駆動レ
バー８６のブラケット９０に対する取付位置はテーピン
グ電子部品２６の送りピッチに応じて選択される。

【００１９】カバー５２は断面形状がコの字形を成す部
材であり、カートリッジ本体５０に被せられ、テーピン
グ電子部品２６は、カートリッジ本体５０の先端部にお
いてカートリッジ本体５０の上面とカバー５２とに挟ま
れつつ送られる。カバー５２には、図５に示すように、
テーピング電子部品２６の送り方向と直交する方向に延
びるスリット１１４が設けられ、キャリヤテープ２８か
ら剥がされたカバーフィルム３０はこのスリット１１４
を通って引き出され、巻取りリール１１６（図３参照）
に巻き取られる。

【００２０】また、カバー５２のキャリヤテープ２８に
形成された送り穴４０に対応する部分には長穴１１８が
形成されてスプロケット５８の歯６０との干渉が回避さ
れている。さらに、カバー５２のスリット１１４より先
端側には矩形の開口１２０が形成され、ここから電子部
品２４が部品吸着ヘッド１１０によって取り出されるよ
うになっている。開口１２０のテーピング電子部品送り
方向において上流側の部分には、図６に示すように薄い
舌片１２４が設けられるとともに、舌片１２４には下流
側に開口するＵ字形の切欠１２６が設けられている。カ
バー５２はプレスにより一体成形され、カートリッジ本
体５０の上面に被せられる部分の下面が同一平面内に位
置するようにされており、切欠１２６はカバー５２の上
面から下方へ引っ込んだ位置に設けられている。また、
切欠１２６のテーピング電子部品２６の送り方向と直交
する方向の寸法は、電子部品２４の同方向の寸法より小
さくされている。

【００２１】カバー５２の最先端部の幅方向において前
記電子部品収容凹部３８が通過する部分には、図１およ
び図５に示すように、開口１２０からカバー５２の先端
に至り、上方に突の突部１２８が形成されるとともに、
突部１２８には、カバー５２の下面に開口し、長手方向
に貫通する溝１３０が形成されている。なお、突部１２
８の上面全体は反射面とされ、光を反射し得るようにさ
れている。

【００２２】カートリッジ本体５０には図４に示すよう
にカバー押さえ１３２が軸１３４により回動可能に取り
付けられるとともに、スプリング１３６によりカバー５
２の下面をテーピング電子部品２６に押し付ける向きに
付勢されている。それによりカバー５２はテーピング電
子部品２６に、カバーフィルム３０が剥がされる前はカ
バーフィルム３０に接触させられ、カバーフィルム３０
が剥がされた後は紙テープ３４の上面に接触させられ
る。なお、カバーフィルム３０は極く薄いものであるた
め、その厚さは実際上無視できる。

【００２３】キャリヤテープ２８から剥がされたカバー
フィルム３０は、図３に示すようにブラケット９０に回
転可能に取り付けられた固定ローラ１４０と、前記駆動
レバー８６に取り付けられたフリーローラ１４２とに巻
き掛けられた後、巻取りリール１１６によって巻き取ら
れる。フリーローラ１４２は、駆動レバー８６のテープ
送り方向上流側の端面に突設されたくの字形のアーム部
１４４の屈曲部に回転可能に取り付けられ、駆動レバー
８６と共に回動するようにされている。

【００２４】巻取りリール１１６は、ブラケット９０に
固定の支持軸１５０に巻取りレバー１５２と共に取り付
けられている。巻取りレバー１５２は支持軸１５０に回
転可能に取り付けられ、巻取りリール１１６と巻取りレ
バー１５２との間には一方向クラッチ（図示省略）が設
けられており、巻取りレバー１５２の図３において時計
方向の回転は巻取りリール１１６に伝達されるが、反時
計方向の回転は伝達されないようになっている。巻取り
レバー１５２はＶ字形を成し、一方のアーム部１５４
は、前記駆動レバー８６に突設されたアーム部１４４の
先端に対向させられ、他方のアーム部１５６とブラケッ
ト９０との間に配設されたスプリング１５８によって時
計方向に付勢されている。

【００２５】前記部品供給位置からＸ軸方向に外れた位
置であって、カバー５２の突部１２８の上方には、図３
に示すようにレーザ変位検出装置１７０が位置固定に設
けられ、突部１２８の上面の高さを検出するようにされ
ている。レーザ変位検出装置１７０は、図７に示すよう
に、レーザビーム発生器１７２が発するレーザビームを
投光光学系１７４により集光してカバー５２に照射し、
その反射光を受光光学系１７６により半導体位置検出素
子１７８上に集光し、反射光集光位置をアナログ演算回
路１８０において演算するように構成されたものであ
る。カバー５２の高さによって半導体位置検出素子１７
８上の集光位置が変わることから、その集光位置の演算
により、カバー５２の高さがわかる。

【００２６】電子部品装着装置１０は、特開平４−３４
５０９７号公報に記載の電子部品装着装置と同じであ
り、簡単に説明する。この電子部品装着装置１０は、図
９に概略的に示すように垂直軸線まわりに間欠回転する
インデックステーブル１９０を備えている。インデック
ステーブル１９０は、図８に示すように台板１９２によ
り回転可能に支持されるとともに、１２組の部品吸着ユ
ニット１９４を有し、図示しないカム，カムフォロワ，
回転軸およびカムを回転させるインデックス用サーボモ
ータ１９６（図１０参照）等により構成される間欠回転
装置により間欠回転させられ、１２組の部品吸着ユニッ
ト１９４が順次部品供給位置，部品姿勢９０度変更位
置，部品姿勢検出位置，部品排出位置，部品姿勢修正位
置，部品装着位置，吸着ノズル検出位置，ノズル選択位
置へ移動させられる。

【００２７】なお、前記テーピング電子部品送り用の操
作レバー９６はインデックス用サーボモータ１９６によ
り回転させられる。インデックス用サーボモータ１９６
の回転がカム，カムフォロワおよび運動伝達機構を介し
て操作レバー９６に伝達され、テーピング電子部品２６
が所定のタイミングで送られるように操作レバー９６が
回動させられるのである。

【００２８】１２組の部品吸着ユニット１９４のユニッ
ト本体２００は、インデックステーブル１９０により昇
降可能に支持された図示しない一対のガイドロッドの下
端部に固定されている。これらガイドロッドの上端部を
連結する連結板に設けられたローラは位置固定に設けら
れた円筒カムのカム溝に係合させられており、インデッ
クステーブル１９０が回転させられるとき、ローラがカ
ム溝内を移動して部品吸着ユニット１９４が昇降させら
れる。

【００２９】ユニット本体２００には支持体２０２が垂
直軸線まわりに回動可能に取り付けられ、これに前記部
品吸着ヘッド１１０が３個ずつ取り付けられている（図
には１個のみ示されている）。支持体２０２は図示しな
い吸着ヘッド選択装置により回動させられ、３個の部品
吸着ヘッド１１０のうちの１個が電子部品２４の吸着，
装着を行う作業位置に位置決めされる。２０４は、支持
体２０２をユニット本体２００に対して位置決めする位
置決めピンである。

【００３０】部品吸着ヘッド１１０は、ホルダ２１０
と、ホルダ２１０により保持された部品吸着具２１２と
を有する。ホルダ２１０は支持体２０２に昇降可能に嵌
合されるとともに、頭部２１４と支持体２０２との間に
配設されたスプリング２１６によって上方に付勢されて
いる。部品吸着具２１２の本体である吸着具本体２１８
は、ホルダ２１０に昇降可能に嵌合されるとともに、ス
プリング２２２によって下方に突出する向きに付勢され
ており、その下端部に吸着管２２０が固定されている。
２２６は発光板であり、部品吸着ヘッド１１０による電
子部品２４の保持姿勢の検出時に紫外線を受けて可視光
線を放射する。

【００３１】部品吸着具２１２は負圧で電子部品２４を
吸着するものであり、３個の部品吸着具２１２の各吸着
管２２０はそれぞれ径が異ならされ、形状，寸法の異な
る電子部品２４を吸着するものとされている。

【００３２】前記部品供給位置には、図８に示すように
部品吸着ヘッド昇降装置２４０が設けられている。部品
吸着ヘッド昇降装置２４０は、昇降シャフト２４２と、
昇降シャフト２４２に摺動可能に嵌合されたスリーブ２
４４とから成る昇降部材２４６を有する。昇降シャフト
２４２は図示しないフレームにより昇降可能に支持され
るとともに、上端部にはレバー２４８が回動可能に係合
させられている。

【００３３】レバー２４８は上記フレームにより回動可
能に支持されており、前記インデックス用サーボモータ
１９６の回転が図示しないカム，カムフォロワおよび運
動伝達機構により回動運動に変換されて伝達され、レバ
ー２４８の回動により昇降部材２４６が昇降させられ
る。

【００３４】昇降シャフト２４２の下部にはボールねじ
２５２が一体的に設けられ、ナット２５４が螺合されて
いる。ナット２５４にはギヤ２５６が固定されており、
調節用サーボモータ２５８により回転させられる駆動ギ
ヤ２６０に噛み合わされている。この駆動ギヤ２６０の
歯幅は、電子部品吸着時にナット２５４が昇降してもギ
ヤ２５６との噛合いを保つ大きさとされている。

【００３５】スリーブ２４４は前記台板１９２に昇降可
能に嵌合され、図示しないまわり止め装置によって回転
を阻止されている。スリーブ２４４は、台板１９２から
突出した上端部において昇降シャフト２４２の下端部に
摺動可能に嵌合されるとともに、上端部に形成された外
向きのフランジ部２６４と台板１９２との間に配設され
たスプリング２６６によって上方に付勢され、ナット２
５４の下面に当接させられている。また、スリーブ２４
４の下部は台板１９２から下方へ突出させられている。

【００３６】なお、図示は省略するが、部品装着位置に
も部品吸着ヘッド昇降装置が設けられており、部品吸着
ヘッド１１０を昇降させて電子部品２４をプリント基板
に装着させるようになっている。この部品吸着ヘッド昇
降装置は、インデックス用サーボモータ１９６により回
動させられるレバーによって昇降部材が昇降させられる
ことは部品吸着ヘッド昇降装置２４０と同じであるが、
後述する部品吸着ヘッド１１０の下降端位置の設定は行
われない。

【００３７】電子部品装着装置１０および電子部品供給
装置１２は、図１０に示す制御装置２８０により制御さ
れる。制御装置２８０は、ＣＰＵ２８２，ＲＯＭ２８
４，ＲＡＭ２８６およびバス２８８を有するコンピュー
タを主体とするものである。バス２８８に接続された入
力インタフェース２９２には、レーザ変位検出装置１７
０のアナログ演算回路１８０および調節用サーボモータ
２５８の回転角度を検出するエンコーダ２９３が接続さ
れている。バス２８８にはまた、出力インタフェース２
９４が接続され、駆動回路２９６，２９８，３００，３
０２を介してＸ軸サーボモータ２０，レーザビーム発生
器１７２，インデックス用サーボモータ１９６，調節用
サーボモータ２５８が接続される他、図示は省略する
が、プリント基板を搬送する基板コンベア、プリント基
板を位置決め支持し、Ｘ軸方向および水平面内において
Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に移動させるプリント基板
移動装置等、電子部品２４のプリント基板への装着に必
要な種々の装置が接続されている。

【００３８】次に作動を説明する。電子部品２４のプリ
ント基板への装着開始に先立って、電子部品供給装置１
２が有する複数の部品供給カートリッジ１６の各カバー
５２の突部１２８の上面の高さが検出される。Ｘ軸テー
ブル１４の移動により複数の部品供給カートリッジ１６
がレーザ変位検出装置１７０の下方に順次移動させられ
て突部１２８の上面の高さが検出されるのである。

【００３９】この検出値に基づいて昇降部材２４６の下
降端位置、すなわち部品吸着ヘッド１１０の下降端位置
が修正される。カムにより昇降させられる昇降部材２４
６の昇降距離は一定であり、また、カムは昇降部材２４
６の下降速度が図１１に示すように変化するように形成
されている。昇降部材２４６の下降速度が、下降開始時
に滑らかに加速された後、一定高速度とされ、滑らかに
減速された後、部品吸着ヘッド１１０が電子部品２４に
接触する直前に一定低速度とされ、距離Ｌ₀ 下降したと
きに電子部品２４に接触するとともに、接触後、ホルダ
２１０がスプリング２２２を圧縮しつつ距離ａ下降する
ようにカムが形成されているのである。

【００４０】しかし、部品供給カートリッジ１６には製
造誤差や取付位置誤差があり、電子部品２４が低く、部
品吸着ヘッド１１０の下降距離が（Ｌ₀ ＋ａ）では不足
して電子部品２４を吸着することができず、あるいは電
子部品２４が高く、下降速度が高い状態で吸着管２２０
が電子部品２４に当接して電子部品に過大な負荷を加え
る恐れがある。これら誤差はすべて電子部品２４の上面
の高さに表れる。そのため電子部品２４の上面の高さを
検出し、その検出値に基づいて誤差ΔＬを求めて部品吸
着ヘッド１１０の下降端位置を修正することにより、誤
差がない場合と同様に部品吸着ヘッド１１０に電子部品
２４を吸着させる制御が行われる。

【００４１】この誤差ΔＬは、カバー５２の突部１２８
の上面の高さから求められる。図１に示すように、突部
１２８の高さ（レーザ変位検出装置１７０と突部１２８
との距離）をｄ、カバー５２の厚さ（突部１２８の厚さ
も含む）をｔ₁ 、カバー５２の下面とカートリッジ本体
５０の上面との距離をｔ₂ 、電子部品２４の厚さをｔ
₃ 、ボトムフィルム３６の厚さをｔ₄ とすれば、レーザ
変位検出装置１７０から電子部品２４の上面までの距離
Ｄ₁ は次式で得られる。 Ｄ₁ ＝（ｄ＋ｔ₁ ＋ｔ₂ ）−（ｔ₃ ＋ｔ₄ ）

【００４２】距離Ｄ₁ と誤差のない設計上の距離Ｄ₀ と
の差が誤差ΔＬである。距離Ｄ₁ が距離Ｄ₀ より長い場
合（電子部品２４の位置が低い場合）には、調節用サー
ボモータ２５８の駆動によりナット２５４が下降させら
れ、スリーブ２４４が下端させられて昇降部材２４６の
長さが誤差ΔＬ分長くされ、部品吸着ヘッド１１０の下
降端位置が誤差ΔＬ分低くされる。また、距離Ｄ₁ が距
離Ｄ₀ より短い場合（電子部品２４の位置が高い場合）
にはナット２５４が上昇させられ、スリーブ２４４が上
昇させられて昇降部材２４６の長さが誤差ΔＬ分短くさ
れ、部品吸着ヘッド１１０の下降端位置が誤差ΔＬ分高
くされる。電子部品２４の高さに関係なく、常に距離
（Ｌ₀ ＋ａ）の下降によって部品吸着ヘッド１１０が電
子部品２４を吸着するようにされるのである。この誤差
（調節量）ΔＬは部品供給カートリッジ１６の番号と対
応付けてＲＡＭ２８６に格納され、部品吸着ヘッド１１
０の部品取出し時に調節される。

【００４３】電子部品装着時にはインデックステーブル
１９０が回転させられ、１２組の部品吸着ユニット１９
４が順次部品供給位置へ移動させられるとともに、作業
位置に位置決めされた部品吸着ヘッド１１０が部品吸着
ヘッド昇降装置２４０により昇降させられて電子部品２
４を部品供給カートリッジ１６から取り出す。

【００４４】部品吸着ユニット１９４が部品供給位置へ
移動させられるとき、部品供給カートリッジ１６におい
てはテーピング電子部品２６が送られ、先頭の電子部品
２４が部品取出し位置に移動させられる。前記操作レバ
ー９６が駆動レバー８６から離れる向きに回動させられ
れば、駆動レバー８６はスプリング９４により付勢され
て図３において時計方向に回動させられ、テープ駆動板
８２が前進させられる。それにより回動板６４が反時計
方向に回動させられるとともにラチェット爪６６が回動
板６４と共に移動してラチェットホイール６２を回転さ
せ、スプロケット５８が回転させられてテーピング電子
部品２６を送る。また、駆動レバー８６の回動によりカ
バー駆動板９８も同時に前進させられ、カバー５２がテ
ーピング電子部品２６と共に前進させられる。

【００４５】また、フリーローラ１４２が移動し、固定
ローラ１４０と巻取りリール１１６との間に位置するカ
バーフィルム３０にゆるみを与える。このゆるみ量はテ
ーピング電子部品２６の１ピッチの送り長さに相当する
長さ以上となるようにされており、テーピング電子部品
２６はカバーフィルム３０が剥がされることなく送られ
る。このとき、巻取りレバー１５２は回転させられる
が、巻取りリール１１６は回転しない。

【００４６】この作動により、カバーフィルムを剥がさ
れた少なくとも１個の電子部品収容凹部３８のうち、先
頭のものに収容された電子部品２４がカバー５２の切欠
１２６内に位置するとともに、電子部品２４の送り方向
と直交する方向の両端部が舌片１２４により覆われて電
子部品収容凹部３８からの飛び出しを防止された状態で
部品吸着ヘッド１１０の真下の位置へ送られる。

【００４７】送り後、操作レバー９６が図３において時
計方向に回動させられて駆動レバー８６が反時計方向へ
回動させられ、テープ駆動板８２およびカバー駆動板９
８が後退させられる。このときラチェット爪６６はラチ
ェットホイール６２の歯７０を乗り越えるのみでラチェ
ットホイール６２を回転させず、テーピング電子部品２
６は後退させられず、カバー５２のみが後退させられて
電子部品２４が切欠１２６から外れ、部品吸着ヘッド１
１０が電子部品２４を部品収容凹部３８から取り出し得
る状態となる。また、次の電子部品２４が切欠１２６内
に位置する状態となる。

【００４８】このカバー５２の後退と同期して部品吸着
ヘッド１１０が下降させられる。前記レバー２４８を回
動させるカムおよび操作レバー９６を回動させるカムが
それぞれ、部品吸着ヘッド１１０の下降とカバー５２の
後退とが同期するように形成されているのであり、部品
吸着ヘッド１１０は、舌片１２４が後退して電子部品２
４から外れた状態となる前に電子部品２４に接触するタ
イミングで下降させられる。電子部品２４は舌片１２４
により覆われて電子部品収容凹部３８からの飛び出しを
防止されつつ部品吸着ヘッド１１０により吸着されるの
であり、舌片１２４が電子部品２４から外れる位置まで
後退した後、部品吸着ヘッド１１０が上昇させられて電
子部品２４を電子部品収容凹部３８から取り出す。

【００４９】ただし、本実施例においては、上記部品吸
着ヘッド１１０の下降に先立って部品供給カートリッジ
１６毎に算出された電子部品２４の上面の高さの誤差Δ
ＬがＲＡＭ２８６から読み出され、昇降部材２４６の長
さが調節されて部品吸着ヘッド１１０の下降端位置が修
正される。誤差ΔＬを修正するための調節用サーボモー
タ２５８の回転量はエンコーダ２９３により検出されて
おり、部品供給カートリッジ１６毎に、部品吸着ヘッド
１１０の下降端位置が電子部品２４の上面の高さに誤差
がない状態での下降端位置に対してΔＬだけ上または下
へ修正されるように調節用サーボモータ２５８が駆動さ
れる。

【００５０】これによって昇降部材２４６の長さが調節
され、部品吸着ヘッド１１０の下降端位置が前記距離Ｌ
₀ 下降したときに電子部品２４に接触するようにされ、
部品吸着ヘッド１１０は一定低速度で下降する状態で衝
撃少なく電子部品２４に接触するとともに、接触後は距
離ａ下降し、過大な負荷を加えることなく電子部品２４
を確実に吸着することができる。

【００５１】以上の説明から明らかなように、電子部品
２４は部品吸着ヘッド１１０によって取り出されるま
で、カバーフィルム３０あるいは舌片１２４により覆わ
れており、電子部品２４の上面の高さを直接検出するこ
とは困難である。そのためレーザ変位検出装置１７０は
カバー５２の突部１２８の高さを検出し、その検出値に
基づいて電子部品２４の上面の高さを検出するようにさ
れているのである。

【００５２】また、インデックステーブル１９０の位置
決め誤差等により、吸着管２２０が舌片１２４の上面に
接触することがあり得るが、舌片１２４が極めて薄いも
のとされているため、舌片１２４の上面に接触した吸着
管２２０と電子部品２４の上面との空間は極く僅かであ
り、電子部品２４が立つ余裕はなく、電子部品２４が正
規の姿勢で吸着される。

【００５３】さらに、万一、吸着ミスにより電子部品２
４が部品吸着ヘッド１１０により吸着されず、電子部品
収容凹部３８内において立った状態で残っても、その電
子部品２４はテーピング電子部品２６の送り時には突部
１２８の溝１３０内を通る。したがって、吸着され損な
った電子部品２４がカバー５２を持ち上げてテーピング
電子部品２６から離間させることがなく、カバー５２は
確実にテーピング電子部品２６を押さえることができ
る。

【００５４】前述のように、カバー５２を後退させるべ
く駆動レバー８６が回動させられるとき、フリーローラ
１４２が図３において左方へ移動し、先にテーピング電
子部品２６の送り時に与えたカバーフィルム３０のゆる
みを解消する。それと並行して巻取りレバー１５２がス
プリング１５８により付勢されて図３において時計方向
に回動し、巻取りリール１１６が巻取り方向に回転させ
られてカバーフィルム３０がテーピング電子部品２６の
１ピッチ分剥がされて巻き取られる。

【００５５】なお、巻取りリール１１６に巻き取られた
カバーフィルム３０の巻径が大きくなるにつれて、テー
ピング電子部品２６の１ピッチ分だけカバーフィルム３
０を巻き取るのに必要な巻取りリール１１６の回転角度
が小さくなる。この回転角度の変化は、アーム部１４４
とアーム部１５４との隙間の大きさの変化によって吸収
される。カバーフィルム３０が１ピッチ分剥がされた後
は、カバーフィルム３０の張力がスプリング１５８の付
勢力より大きくなり、巻取りリール１１６および巻取り
レバー１５２が回動しなくなって、アーム部１４４とア
ーム部１５４との間に隙間が生ずるのであるが、その時
期がカバーフィルム３０の外径が大きくなるほど早くな
るのである。

【００５６】また、電子部品２４がなくなり、あるいは
電子部品２４の種類が変わるために部品供給カートリッ
ジが交換された場合には、その交換された部品供給カー
トリッジのカバーの上面の高さが検出され、部品吸着ヘ
ッド１１０の下降端位置が設定される。

【００５７】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、レーザ変位検出装置１７０が高さ検出装置
を構成し、制御装置２８０のレーザ変位検出装置１７０
の検出結果に基づいて昇降部材２４６の長さの調節量を
算出する部分が下降端位置設定手段を構成しているので
ある。

【００５８】なお、上記実施例においては、レーザ変位
検出装置１７０によってカバー５２の突部１２８の上面
の高さを検出し、電子部品２４の上面の高さを検出する
ようになっていたが、図１２に示すようにＣＣＤカメラ
３１０によって検出してもよい。

【００５９】電子部品供給装置１２の部品供給位置から
Ｘ軸方向に外れた位置であって突部１２８の上方の位置
には発光装置３１２が突部１２８の上面に対して傾斜す
る向きに設けられ、突部１２８の上面に設けられたマー
ク３１４に光を照射するようにされている。マーク３１
４はシールの貼付やエッチングによって形成される。Ｃ
ＣＤカメラ３１０は垂直面に対して発光装置３１２と対
称に傾斜して設けられ、マーク３１４を読み取るように
されている。

【００６０】部品供給カートリッジ１６に製造誤差や取
付位置誤差があり、突部１２８の上面の位置が高く、あ
るいは低ければ、図１３に示すように、ＣＣＤカメラ３
１０の撮像面３１６の中心Ｏとマーク３１４の中心とが
Ｙ軸方向においてずれる。そのため突部１２８の上面の
高さの誤差Δｈを算出し、電子部品２４の上面の高さを
検出することができる。

【００６１】また、このとき、部品供給カートリッジ１
６にＸ軸方向の誤差があれば、撮像面３１６の中心とマ
ーク３１４の中心とがＸ軸方向においてずれることから
Ｘ軸方向の誤差Δｘがわかり、部品供給カートリッジ１
６を部品供給位置に移動させる際の移動距離を修正し、
部品供給位置に精度良く移動させることができる。部品
供給カートリッジ１６の位置ずれの原因は、主に、部品
供給カートリッジ１６がＸ軸テーブルの上面にＹ軸に平
行な軸線まわりに傾いて取り付けられること、カートリ
ッジ本体のＸ軸方向におけるそり、あるいはＸ軸テーブ
ルに設けられて部品供給カートリッジ１６を位置決めす
る位置決めピンの取付誤差によって生ずるのであるが、
これらの原因によるずれはＸ軸方向に大きく生じ、Ｙ軸
方向におけるずれは極く僅かである。そのため、撮像面
３１６のマーク３１４のＹ軸方向のずれ量には、部品供
給カートリッジ１６の位置ずれによるずれも含まれるが
極く僅かであって、Ｙ軸方向のずれは全部が突部１２８
の上面の位置ずれを表すと見做すことができる。また、
部品供給カートリッジ１６を部品供給位置に移動させる
とき、Ｙ軸方向については修正しなくても支障はない。

【００６２】なお、マーク３１４は受光素子が一列に並
ぶラインセンサによって読み取ってもよい。

【００６３】上記各実施例において電子部品２４の上面
の高さを得るためにカバー５２の突部１２８の上面の高
さが検出されるようになっていたが、カバー５２の突部
１２８以外の部分の高さ、例えばカバー５２の開口１２
０に対して突部１２８とは反対側の部分の高さを検出
し、あるいはカートリッジ本体５０の上面の高さを検出
して電子部品２４の上面の高さを求めてもよい。

【００６４】また、電子部品の上面の高さを直接検出し
てもよい。例えば、カバー５２が後退させられるととも
にカバーフィルム３０が剥がされた状態では、カバーフ
ィルム３０が剥がされた少なくとも１個の電子部品収容
凹部３８のうち、先頭のものに収容された電子部品２４
はカバー５２の切欠１２６内にあり、光を照射して反射
光を得ることが可能である。そのため、電子部品２４の
上面に反射面を設け、電子部品２４がカバーフィルム３
０を剥がされた状態で部品供給カートリッジ１６が部品
供給位置から外れた位置へ移動させられたとき、電子部
品２４の上面の高さを検出するのである。

【００６５】電子部品２４の上面の高さを直接検出する
場合には、突部１２８の高さを検出して間接的に検出す
る場合より検出精度が高く、しかも、誤差がない場合の
電子部品の上面の高さがわかっていれば誤差を求めるこ
とができるため、電子部品の厚さ，ボトムフィルムの厚
さ，カバーとカートリッジ本体との間の距離およびカバ
ーの厚さは不要であり、ＲＡＭを記憶容量の小さいもの
とすることができる。

【００６６】さらに、上記実施例においてレーザ変位検
出装置１７０は電子部品供給装置１２の部品供給位置か
らＸ軸方向に外れた位置に設けられていたが、Ｘ軸方向
において部品供給位置と一致する位置に設けてもよい。
この場合、レーザ変位検出装置１７０は、部品供給カー
トリッジ１６の部品取出し位置に対してインデックステ
ーブル１９０側に設けてもよく、インデックステーブル
１９０とは反対側に設けてもよい。

【００６７】また、上記実施例において部品吸着ヘッド
はカムによって下降させられるようになっていたが、サ
ーボモータにより下降させるようにしてもよい。

【００６８】さらに、上記実施例においては、電子部品
の上面の高さの検出に基づいて昇降部材の長さが調節さ
れ、部品吸着ヘッドの下降端位置が修正されるようにな
っていたが、サーボモータの制御により下降端位置を修
正してもよい。例えば、部品吸着ヘッドがサーボモータ
により前記図１１に示すように速度を変化させられて下
降させられる場合、上昇端位置にある吸着管と電子部品
との距離を求め、その距離に距離ａを加えた距離だけ部
品吸着ヘッドが下降させられるように一定高速度での下
降時間を修正する。電子部品の上面の高さに誤差がない
場合に部品吸着ヘッドが図１１に示す速度変化で距離
（Ｌ₀ ＋ａ）下降するように設定された一定高速度での
下降時間を修正するのである。

【００６９】また、部品吸着ヘッドが上昇端位置から下
降端位置まで全部一定速度で下降させられる場合には、
電子部品の上面の高さの検出に基づいて上昇端位置にあ
る吸着管と電子部品との距離を求め、その距離に距離ａ
を加えた距離だけ部品吸着ヘッドが下降させられるよう
に下降時間を決定すればよい。

【００７０】さらに、上記実施例においては部品吸着時
に部品吸着ヘッドの下降端位置を設定するようにされて
いたが、プリント基板への電子部品の装着時に部品吸着
ヘッドの下降端位置が設定されるようにしてもよい。部
品装着位置に設けられた部品吸着ユニット昇降装置を前
記部品吸着ユニット昇降装置２４０と同様に構成し、プ
リント基板の電子部品が装着される位置の上面の高さを
検出し、あるいはプリント基板に装着された電子部品の
上面の高さを検出して部品吸着ヘッドの下降端位置を設
定し、電子部品が一定低速度で下降しているときにプリ
ント基板上に載置されるようにするのである。

【００７１】また、電子部品２４の上面の高さの検出は
電子部品の装着開始前に行われるようになっていたが、
電子部品２４の吸着時に行ってもよい。

【００７２】さらに、上記実施例においてカバー５２は
一体構造のものとされていたが、複数部品の組立体とし
てもよい。例えば、舌片を構成する部分を他の部分とは
別体の２部品構造のものとするのである。

【００７３】また、上記実施例において電子部品はテー
ピング電子部品とされ、キャリヤテープの移動によって
１個ずつ供給されるようになっていたが、電子部品が他
の態様で供給される場合、例えば、ケーシング内に１列
に収容された電子部品がケーシングの振動によって１個
ずつ部品供給位置へ送られる場合や、パレット内に並べ
られた多数の電子部品が部品吸着ヘッドの移動によって
取り出される場合における電子部品の取出しのための電
子部品昇降装置にも本発明を適用することができる。

【００７４】さらに、本発明は、部品吸着ユニットが部
品吸着ヘッドを１個のみ有するロータリ式の電子部品装
着装置の電子部品装着装置や、部品吸着ユニットを１個
のみ有して電子部品を装着する装置の電子部品昇降装置
にも適用することができる。

【００７５】また、上記実施例においては電子部品供給
装置１２がＸ軸方向に移動し、プリント基板がＸ軸，Ｙ
軸方向に移動させられるとともに、電子部品装着装置１
０は垂直軸線まわりに回転させられるようになっていた
が、電子部品供給装置が位置固定に設けられ、電子部品
装着装置がＸ軸方向とＹ軸方向との少なくとも一方に移
動して電子部品を装着する装置の昇降装置にも本発明を
適用することができる。

【００７６】その他、特許請求の範囲を逸脱することな
く、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施した
態様で本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である電子部品昇降装置を備
えた電子部品装着装置に電子部品を供給する部品供給カ
ートリッジにおける電子部品の上面の高さの検出を説明
する図である。

【図２】上記部品供給カートリッジのテーピング電子部
品を示す平面図である。

【図３】上記部品供給カートリッジを示す正面図であ
る。

【図４】上記部品供給カートリッジの先端部に設けられ
たカバー押さえを示す正面図である。

【図５】上記部品供給カートリッジのカバーを示す平面
図である。

【図６】上記カバーの先端部を示す正面断面図である。

【図７】上記電子部品昇降装置に設けられたレーザ変位
検出装置を概略的に示す図である。

【図８】上記電子部品昇降装置を示す正面断面図であ
る。

【図９】上記電子部品装着装置および電子部品供給装置
を概略的に示す斜視図である。

【図１０】上記電子部品装着装置を制御する制御装置を
概念的に示すブロック図である。

【図１１】上記電子部品装着装置の部品吸着ヘッドの下
降速度と電子部品の上面の高さの誤差との関係を示す図
である。

【図１２】高さ検出装置をＣＣＤカメラにより構成した
例を概略的に示す図である。

【図１３】図１２に示す高さ検出装置による部品供給カ
ートリッジのカバーの高さの誤差の検出を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１６ 部品供給カートリッジ ２４ 電子部品 ５２ カバー １１０ 部品吸着ヘッド １７０ レーザ変位検出装置 ２４０ 部品吸着ヘッド昇降装置 ２５８ 調節用サーボモータ ２８０ 制御装置 ３１０ ＣＣＤカメラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 昇降可能に設けられ、電子部品を吸着管
   により吸着する部品吸着ヘッドと、 その部品吸着ヘッドを昇降させるとともに、昇降位置の
   制御が可能な昇降装置と、 その昇降装置を制御する制御手段とを含む電子部品昇降
   装置において、 部品支持部材により支持された状態の電子部品の上面の
   高さを検出する高さ検出装置を設けるとともに、前記制
   御手段に、前記高さ検出装置の検出結果に基づいて前記
   部品吸着ヘッドの下降端位置を電子部品の上面の高さに
   応じた位置に設定する下降端位置設定手段を設けたこと
   を特徴とする電子部品昇降装置。