JPH08107291A - 電子部品装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電子部品をプリント基板に正確にかつ能率よく
装着し得る電子部品装着装置を得る。 【解決手段】 間欠回転盤５８およびカム６６を含む支
持手段に、複数の吸着ヘッド７０を等角度間隔に保持さ
せ、各吸着ヘッド７０を部品受取位置，姿勢検出位置，
姿勢変更位置および部品装着位置へ順次移動させる。部
品受取位置と部品装着位置とで電子部品の受取りとプリ
ント基板への装着とを行っている間に、姿勢検出位置で
吸着ヘッド７０による電子部品の保持姿勢を撮像により
検出し、姿勢変更位置で吸着ヘッド７０と一体的な被駆
動回転体に駆動回転体を同心的かつ回転伝達可能に係合
させ、吸着ヘッド７０を回転させて電子部品の姿勢を変
更する。通常はブレーキ装置により吸着ヘッド７０の回
転を防止するが、このブレーキ装置は駆動回転体による
吸着ヘッド７０の回転は許容するものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子部品をプリント
基板に装着する装置に関するものであり、特に部品保持
ヘッドにより保持された電子部品の姿勢誤差（電子部品
の中心線回りの位相誤差）にもかかわらず電子部品を正
確な姿勢で装着し得る電子部品装着装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】部品保持ヘッドによる電子部品の保持姿
勢の誤差にもかかわらず電子部品を正確な姿勢で装着し
得る装置は、特開昭５８−２１３４９６号公報によって
既に知られている。この電子部品装着装置は、プリント
基板を下方から支持するとともにＸ，Ｙ両方向に移動さ
せて水平面内で位置決めし得るＸＹテーブルと、そのＸ
Ｙテーブルの上方において電子部品を真空により吸着し
て保持する部品保持ヘッドと、その部品保持ヘッドを昇
降させ、ＸＹテーブルに接近，離間させるヘッド昇降装
置と、前記部品保持ヘッドを部品保持ヘッドの部品保持
部の垂直軸線を中心に回転させるヘッド回転装置と、部
品保持ヘッドに保持された電子部品とプリント基板の電
子部品を装着されるべき被装着部との両方の像を撮像す
る撮像装置と、撮像された電子部品の像と被装着部の像
とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、算出されたず
れ量に基づいてＸＹテーブルとヘッド回転装置を制御
し、電子部品と被装着部との位置ずれをなくす制御手段
とを含むように構成される。

【０００３】ＸＹテーブルがプリント基板を予め定めら
れた位置へ移動させて被装着部の位置を部品保持ヘッド
に保持された電子部品に対して粗位置決めした後、撮像
装置が電子部品と被装着部との像を撮像し、ずれ量算出
手段が両者のずれ量を算出する。算出されたずれ量に基
づいて制御手段がＸＹテーブルを制御して被装着部と電
子部品とのＸＹ方向位置を合わせ、かつ、ヘッド回転装
置を制御して被装着部と電子部品との電子部品中心線ま
わりの位相を合わせる。その後、ヘッド昇降装置が部品
保持ヘッドを下降させ、電子部品をプリント基板に装着
させる。部品保持ヘッドにより保持された電子部品に姿
勢誤差があってもその誤差が補正された上で装着が行わ
れるため、電子部品が正確な姿勢で装着される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記装置にお
いては、電子部品と被装着部との粗位置決めが行われた
状態で、撮像装置およびずれ量算出手段によるずれ量の
検出が行われ、その結果に基づいてずれ量の補正（姿勢
誤差の補正を含む）が行われるため、電子部品の装着能
率が悪いという問題があった。本発明は、部品保持ヘッ
ドによる電子部品の保持姿勢に誤差があっても電子部品
を正確な姿勢で装着し得、しかも装着能率の良い電子部
品装着装置を得ることを課題として為されたものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明に係る電子部品装着装置は、一軸線まわり
に間欠回転する間欠回転体を含む支持手段と、その支
持手段により、前記一軸線を中心とする一円周上に前記
間欠回転体の間欠回転角度と等しい角度間隔でかつ自身
の軸線まわりに回転可能に支持され、それぞれ一端部に
電子部品を保持する部品保持部を備え、他端部に被駆動
回転体を備えた複数の部品保持ヘッドと、前記間欠回
転体の停止時における複数の部品保持ヘッドの停止位置
の一つである部品供給位置に設けられて、各部品保持ヘ
ッドに電子部品を供給する部品供給装置と、前記複数
の停止位置の別の一つである部品装着位置に設けられ、
部品保持ヘッドにより電子部品を装着されるプリント基
板を位置決めする基板位置決め装置と、前記複数の停
止位置のうちの、前記部品供給位置と部品装着位置との
間の停止位置の一つである姿勢誤差検出位置に設けられ
て電子部品の像を撮像する撮像装置を備え、部品保持ヘ
ッドに保持された電子部品の姿勢誤差を検出する姿勢誤
差検出手段と、前記複数の停止位置のうちの、前記姿
勢誤差検出位置と前記部品装着位置との間の停止位置の
一つである姿勢変更位置に設けられ、前記複数の部品保
持ヘッドのうち姿勢変更位置に停止させられたものの前
記被駆動回転体と同心的にかつ回転伝達可能に係合する
駆動回転体を備え、部品保持ヘッドを回転させて前記姿
勢誤差検出手段により検出された姿勢誤差を補正するへ
ッド回転装置とを含むように構成される。

【０００６】

【作用】上記構成の電子部品装着装置においては、間欠
回転体が停止する毎に１個ずつの部品保持ヘッドがそれ
ぞれ部品供給位置と部品装着位置とに停止させられ、両
位置で部品の供給と装着とが平行して行われる。そし
て、部品供給位置で部品を受け取った部品保持ヘッドが
部品装着位置へ移動する途中において姿勢誤差検出手段
が部品保持ヘッドに保持された電子部品の姿勢誤差を検
出する。撮像装置による電子部品の撮像時における部品
保持ヘッドの位置は予め判っているため、電子部品の像
を撮像するのみで部品保持ヘッドに対する電子部品の姿
勢誤差を検出することが可能なのである。そして、その
姿勢誤差の検出結果に基づいてヘッド回転装置が部品保
持ヘッドを回転させ、電子部品の姿勢誤差を補正する。
しかも、駆動回転体が被駆動回転体と同心的に係合する
ため、互いに半径方向の不平衡力を及ぼし合うことがな
い。回転駆動体が被駆動体と端面同士で同心に係合する
場合には両回転体が半径方向の不平衡力を及ぼし合わな
いことは勿論であるが、駆動回転体が被駆動回転体内に
嵌入後に拡径させられて外周面において被駆動回転体の
内周面と係合する場合でも、両回転体が半径方向の不平
衡力を及ぼし合うことはない。この場合には勿論両回転
体は半径方向の力を及ぼし合うが、全ての半径方向の力
が均り合うため、結局、両回転体が半径方向の不平衡力
を及ぼし合うことはないのである。駆動回転体としての
原動歯車が被駆動回転体としての従動歯車と外周の歯で
噛み合うようにしても部品保持ヘッドを回転させること
ができるのであるが、この場合には、係合時に両歯車が
半径方向の不平衡力を及ぼし合うことを避け得ない。両
歯車を緩く噛み合わせればこの不平衡力を小さくするこ
とができるのであるが、その場合には歯の間にバックラ
ッシが残り、原動歯車の回転を正確に従動歯車に伝達す
ることができない。したがって、両歯車はある程度の半
径方向の力で押付けることが必要であり、両歯車が半径
方向の不平衡力を及ぼし合うことを避け得ないのであ
る。それに対して、本発明に係る電子部品装着装置にお
いては、駆動回転体と被駆動回転体とは半径方向の不平
衡力を及ぼし合うことがないため、被駆動回転体を保持
している部品保持ヘッドや、部品保持ヘッドを保持して
いる間欠回転体の剛性，強度を低くすることができる。
部品保持ヘッドは軸方向の中間部を間欠回転体に支持さ
れ、間欠回転体から突出した部分に被駆動回転体が取り
付けられるのであり、この被駆動回転体に半径方向の負
荷が加えられる場合と、軸方向の負荷が加えられる場合
とでは、部品保持ヘッドおよびそれを保持している間欠
回転体に要求される剛性，強度が著しく異なるのであ
る。そして、剛性，強度を低くできれば、それらの慣性
質量を低下させ、間欠回転体の回転開始時および停止時
に発生する振動、騒音を減少させ、間欠回転体を高速で
回転させることが可能となる。

【０００７】

【発明の効果】このように、本発明に係る電子部品装着
装置においては、部品保持ヘッドによる電子部品の保持
姿勢の誤差が検出され、その検出結果に基づいて電子部
品の姿勢誤差が補正される。したがって、部品保持ヘッ
ドによる電子部品の保持姿勢に誤差があってもその電子
部品を正確な姿勢で装着することが可能である。しか
も、部品保持ヘッドによる電子部品の受取り，姿勢誤差
検出手段による電子部品の姿勢誤差検出，ヘッド回転装
置による電子部品の姿勢変更および部品保持ヘッドによ
るプリント基板への電子部品の装着が並行して行われる
ため、１個の電子部品を装着するためのサイクルタイム
が短縮され、部品装着作業の能率向上効果が得られる。
また、電子部品の姿勢を変更するためのヘッド回転装置
は複数の部品保持ヘッドに対して１個設ければよいため
装置の構造が簡単となり、コスト低減効果が得られる。
さらに、ヘッド回転装置は間欠回転体から分離されて定
位置に設けられているため間欠回転体とともに回転する
部分の慣性モーメントが小さくなり、間欠回転体を駆動
する間欠駆動装置が小形で済み、かつ、間欠回転体の間
欠回転に伴う振動および騒音が低減して間欠回転体を高
速で回転させることが可能となり、この点からも電子部
品装着作業の能率向上効果が得られる。また、駆動回転
体と被駆動回転体とは半径方向の不平衡力を及ぼし合う
ことがないため、部品保持ヘッドや間欠回転体の剛性，
強度を低くすることができる。その結果、部品保持ヘッ
ドや間欠回転体の慣性質量を低下させることができ、間
欠回転体の回転開始時および停止時に発生する振動、騒
音を減少させ、間欠回転体を高速で回転させることが可
能となって、この点からも電子部品装着作業の能率向上
効果が得られる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１に本発明の一実施形態
である電子部品装着装置を含む電子部品装着システムの
外観を示す。本電子部品装着システムは本体フレーム１
０，部品供給装置１２，基板搬入装置１４，基板搬出装
置１６，基板位置決め装置１８，電子部品装着装置２０
（以下、単に装着装置という）および制御装置２２等を
備えている。部品供給装置１２は、本体フレーム１０に
よって一直線に沿って移動可能に支持された移動台３０
の上に多数の部品供給ユニット３２が移動台３０の移動
方向において互に隣接する状態で配列されたものであ
り、各部品供給ユニット３２は１種類ずつのテーピング
電子部品を保持していて、移動台３０の移動によって装
着装置２０に正対する位置へ移動させられ、１個ずつの
電子部品を供給するものであるが、よく知られたもので
あるため詳細な説明は省略する。

【０００９】電子部品が取り付けられるプリント基板は
基板搬入装置１４により搬入され、図示しないローディ
ング装置によって基板位置決め装置１８に取り付けられ
る。基板位置決め装置１８は基板支持台３６を備え、そ
の基板支持台３６は前記移動台３０の移動方向に平行な
Ｘ軸方向とそれに直角なＹ軸方向とに移動可能なＸＹテ
ーブル上に設置されており、プリント基板を正確な位置
に支持してＸＹ平面上の任意の位置に位置決めする。そ
して、その位置決めされたプリント基板に装着装置２０
が部品供給装置１２から受け取った電子部品を順次装着
し、全部品の装着が終了したプリント基板は図示しない
アンローディング装置によって取り外され、基板搬出装
置１６により搬出される。これらの動作は制御装置２２
によって制御される。制御装置２２はコンピュータを主
体とするものであり、コンピュータのメモリに記憶され
ているプログラムと磁気ディスク，磁気テープ等によっ
て外部から与えられる情報とに基づいて各装置の制御を
行うものであり、この制御装置２２に付属して操作盤４
０と、その操作盤４０の操作指示，入力されたデータ，
各装置の作動状況等を表示するディスプレイ４２と、部
品保持ヘッドたる吸着ヘッド（後述）に保持された電子
部品の姿勢を作業者がモニタするためのモニタテレビ４
４とが設けられている。これら基板搬入装置１４，基板
搬出装置１６，基板位置決め装置１８，制御装置２２，
操作盤４０，ディスプレイ４２，モニタテレビ４４等は
よく知られたものであるため詳細な説明は省略し、以
下、装着装置２０について説明する。

【００１０】図２から明らかなように、装着装置２０は
本体フレーム１０によって垂直な軸線のまわりに回転可
能に保持された回転軸５０を備えている。この回転軸５
０の上端部には回転板５２が固定され、この回転板５２
の外周部には等角度間隔で１２個のカムフォロワ５４が
取り付けられており、これらカムフォロワ５４が水平軸
線まわりに回転するカム５６と係合するようにされてい
る。これによりカム５６が１回転する毎に回転板５２お
よび回転軸５０が３０度ずつ間欠的に回転させられるこ
ととなる。

【００１１】回転軸５０の下端部には間欠回転体として
の間欠回転盤５８が固定されており、この間欠回転盤５
８に１２個の吸着ヘッドユニット６０が等角度間隔に取
り付けられている。これら吸着ヘッドユニット６０はす
べて図３および図４に示す構造を有するものである。図
３から明らかなように、間欠回転盤５８の外周部には２
本ずつ対になったロッド６２が垂直な姿勢でかつ軸方向
に移動可能に取り付けられており、それらの両端が連結
部材６３および６４により互に連結されている。上方の
連結部材６３にはカムフォロワ６５が取り付けられ、こ
のカムフォロワ６５が図２に示されているカム６６に係
合させられている。カム６６は本体フレーム１０に固定
されており、外周面に水平面に対して傾斜して形成され
た環状のカム溝６７を備えているため、間欠回転盤５８
の回転につれてロッド６２が昇降させられる。また、下
方の連結部材６４には軸部材６８によってアーム６９が
固定されており、このアーム６９には吸着ヘッド７０が
取り付けられている。アーム６９がヘッド保持体として
機能するようにされており、かつ、間欠回転盤５８，ロ
ッド６２，連結部材６３，６４，カムフォロワ６５，カ
ム６６，軸部材６８，アーム６９等により、部品保持ヘ
ッドとしての吸着ヘッド７０を支持して間欠的に移動さ
せる支持手段が構成されているのである。

【００１２】各吸着ヘッド７０は、図４に最も明瞭に示
されているように、金属製の筒部材８０の両端にガラス
または合成樹脂製の透明板８２，８４が固定されて成る
ヘッド本体部８６を備えている。このヘッド本体部８６
の内部には実質的に気密な空間が形成されており、下方
の透明板８４にこの空間に連通する上下方向の貫通孔が
形成され、この貫通孔に吸着ヘッド７０の部品保持部と
して機能する吸着管８８が圧入されている。ヘッド本体
部８６は外筒９０に相対回転不能かつ軸方向に摺動可能
に嵌合されるとともに、常にはスプリング９２によって
ストッパ９４に当接する下降端位置に保持される。外筒
９０は前記アーム６９に上下方向に形成された貫通孔に
回転可能かつ軸方向に摺動可能に嵌合されており、常に
はスプリング９６によりフランジ９８がアーム６９に当
接する上昇端位置に保たれ、また、外筒９０の上端に
は、吸着ヘッド７０の中心線、すなわち吸着管８８の中
心線を中心とする円筒面状の内周摩擦面１００を備えた
被駆動回転体１０２が螺合により固定されており、この
被駆動回転体１０２と上記スプリング９６とはカバー１
０４により覆われている。

【００１３】上記ヘッド保持体としてのアーム６９には
吸着ヘッド７０、詳細には外筒９０およびヘッド本体部
８６の回転を防止するブレーキ装置１１０が設けられて
いる。ブレーキ装置１１０は摩擦部材１１２，レバー１
１４，スプリング１１５等を備えている。レバー１１４
はアーム６９にピン１１６により中間部を回動可能に取
り付けられており、一方の端部に摩擦部材１１２が固定
され、他方の端部とアーム６９との間にスプリング１１
５が装着されている。摩擦部材１１２はアーム６９に形
成された貫通孔に嵌入し、その先端部がスプリング１１
５の付勢力によって外筒９０の外周面に押し付けられ、
吸着ヘッド７０の回転を防止するようにされている。

【００１４】前記吸着管８８は、ヘッド本体部８６内に
形成された空間，筒部材８０に形成された接続通路１１
７，外筒９０に形成された接続通路１１８，アーム６９
および軸部材６８に形成された通路１１９および１２０
を経て、前記間欠回転盤５８および回転軸５０に形成さ
れた通路１２２および１２４に連通させられ、さらに、
継手１２６を経てポート１２８において図示しないバキ
ューム装置に接続されている。通路１２０と１２２との
接続部には切換弁１３０が設けられ、これが図示しない
弁操作装置によって切り換えられることにより吸着管８
８がバキューム装置と大気とに択一的に連通させられる
ようになっている。

【００１５】各吸着ヘッド７０は、間欠回転盤５８の間
欠的な回転に伴って図５に示すＡないしＬの１２の位置
で停止させられる。そして、位置Ａにおいて部品供給装
置１２から電子部品を受け取り、それを位置Ｇにおいて
プリント基板に装着する。位置Ａが部品受取位置、位置
Ｇが部品装着位置となっているのである。また、位置Ｃ
と位置Ｅとにはそれぞれ姿勢検出装置１４０とヘッド回
転装置１４２とが設けられて位置Ｃが姿勢検出位置、位
置Ｅが姿勢変更位置とされている。さらに、位置Ｄにお
いては、位置Ｃにおいて検出された電子部品が予定のも
のと異なる場合に切換弁１３０が切り換えられて誤った
電子部品が吸着ヘッド７０から解放されるようになって
いる。姿勢検出装置１４０は電子部品の輪郭を検出する
ものであるから電子部品の姿勢のみならず、電子部品の
種類も検出することができるのである。

【００１６】姿勢検出装置１４０は、図６から明らかな
ように、本体フレーム１０に固定の補助フレーム１４４
に組み付けられた投光器１４６，プリズム装置１４８お
よび撮像装置１５０を備えている。投光器１４６はブラ
ケット１５２によって補助フレーム１４４に固定され、
姿勢検出位置Ｃに停止した吸着ヘッド７０の真上に位置
するようにされている。投光器１４６から投光された光
は吸着ヘッド７０を透過した後、プリズム装置１４８の
２個のプリズム１５４によって９０度ずつ向きを変えら
れ、撮像装置１５０に入光する。撮像装置１５０はレン
ズ１５６を備え、このレンズ１５６によって図示しない
固体撮像素子上に結ばれる電子部品Ｗの投影像を二値化
信号に変換するものである。撮像装置１５０はブラケッ
ト１６０によって補助フレーム１４４に取り付けられて
いるが、ブラケット１６０の高さが調節ねじ１６２によ
り調節されることによって焦点距離の調節が可能とされ
ている。１６４は撮像装置１５０のパワーユニットであ
る。撮像装置１５０からの二値化信号は制御装置２２に
供給され、制御装置２２はその二値化信号と制御装置２
２自身のメモリに予め記憶させられている正規の電子部
品Ｗの位置を示す二値化信号とを比較し、電子部品Ｗの
正規の位置に対する姿勢誤差Δθを演算する。撮像装置
１５０を含む姿勢検出装置１４０と制御装置２２の一部
とによって姿勢誤差検出手段が構成されているのであ
る。

【００１７】前記ヘッド回転装置１４２は、図７に示す
ように、補助フレーム１７０に固定のガイドブッシュ１
７２により回転可能かつ軸方向に摺動可能に保持された
駆動回転体１７４を備えている。駆動回転体１７４はギ
ヤ１７６を備え、このギヤ１７６がギヤ１７８およびタ
イミングベルト１８０を介して図８に示すサーボモータ
１８２に連結されている。したがって、駆動回転体１７
４はサーボモータ１８２によって任意の角度回転させら
れることとなる。

【００１８】駆動回転体１７４は図９に示すように中空
軸状の部材であるが、その下端部の外周面に幅広の円環
溝１８４が形成されており、これにゴム製の摩擦リング
１８６が嵌められている。また、円環溝１８４の底壁に
はそれを半径方向に貫通する複数個の貫通孔が形成さ
れ、各貫通孔に１個ずつのボール１８８が移動可能に収
容されている。そして、駆動回転体１７４内には下端に
複数の傾斜溝１９０を備えた棒状の拡張部材１９２が摺
動可能に挿通されており、拡張部材１９２に固定のピン
１９４と駆動回転体１７４に形成された長穴１９６との
係合によって拡張部材１９２と駆動回転体１７４との相
対回転が防止されるとともに両者の軸方向の相対移動限
度が規定されている。

【００１９】駆動回転体１７４の上端部にはストッパリ
ング２００が固定され、これがガイドブッシュ１７２の
上端面に当接することにより駆動回転体１７４の下降端
位置を規定するようにされている。また、拡張部材１９
２の上端近傍にはナット２０２が固定されており、この
ナット２０２と駆動回転体１７４の上端面との間に弾性
部材としてのスプリング２０３が装着されて、拡張部材
１９２を駆動回転体１７４に対して上向きに付勢してい
る。拡張部材１９２の上端にはテーパ部２０４が形成さ
れ、これに昇降部材２０６がベアリング２０８を介して
係合させられている。昇降部材２０６にはまた係合部材
２１０が取り付けられ、これが上記ナット２０２に係合
して拡張部材１９２を昇降部材２０６とともに昇降させ
るようになっている。

【００２０】昇降部材２０６は、図７から明らかなよう
に、２本のロッド２１２およびガイドブロック２１４を
介して補助フレーム１７０によって昇降可能に保持され
るとともに、連結ロッド２１６により図示しない昇降駆
動用のカム装置に連結されている。なお、昇降部材２０
６，ロッド２１２，ガイドブロック２１４および連結ロ
ッド２１６は、理解を容易にするために図８においては
駆動回転体１７４の軸線のまわりに一定角度回動させた
状態で示されている。

【００２１】ヘッド回転装置１４２は吸着ヘッド７０が
位置Ｅに停止した状態で駆動回転体１７４が吸着ヘッド
７０と同心となる位置に設けられており、昇降部材２０
６が下降させられるとき、まず昇降部材２０６と駆動回
転体１７４とが一体的に下降して駆動回転体１７４の下
端部、すなわち摩擦リング１８６が装着された部分が吸
着ヘッド７０の図４に示されている被駆動回転体１０２
内へ嵌入する。そして、ストッパリング２００がガイド
ブッシュ１７２の上端面に当接して駆動回転体１７４の
下降が停止した後は、その駆動回転体１７４に対して拡
張部材１９２がスプリング２０３の付勢力に抗して相対
的に下降し、傾斜溝１９０の作用によってボール１８８
を半径方向外側へ押し出し、摩擦リング１８６を部分的
に膨出させて被駆動回転体１０２の内周摩擦面１００に
摩擦係合させる。

【００２２】すなわち、傾斜溝１９０の底面が拡張部材
１９２にその軸方向に対して傾斜して形成された傾斜面
として機能し、摩擦リング１８６がその傾斜面によりボ
ール１８８を介して拡張されるリング状部材として機能
するのであり、上記ボール１８８および摩擦リング１８
６によって駆動回転体の拡張部が構成されているのであ
る。また、拡張部材１９２に作用する昇降部材２０６お
よびそれを駆動する昇降駆動用のカム装置によって、駆
動回転体１７４を被駆動回転体１０２の内側に嵌入させ
るとともに、それの拡張部を拡張させて駆動回転体１７
４と被駆動回転体１０２とを摩擦係合させる接離装置が
構成されている。

【００２３】図７から明らかなように、補助フレーム１
７０にはブレーキ装置１１０を解除するブレーキ解除装
置２１８の解除レバー２２０が取り付けられている。解
除レバー２２０の一方のアームは連結ロッド２２２によ
ってカム装置に連結されており、他方のアームには作用
部材２２４が取り付けられている。連結ロッド２２２は
カム装置により前記連結ロッド２１６と関連して昇降さ
せられるようにされており、それによって駆動回転体１
７４が下降して摩擦リング１８６が被駆動回転体１０２
の内周摩擦面１００に押し付けられた後、作用部材２２
４がレバー１１４に作用してブレーキ装置１１０を解除
し、また、吸着ヘッド７０が所定の角度回転させられた
後、駆動回転体１７４の被駆動回転体１０２からの離脱
に先立ってブレーキ装置１１０を作用状態に復帰させる
ようになっている。

【００２４】次に本電子部品装着システム全体の作動を
説明する。図５における位置Ａ（部品受取位置）に停止
した吸着ヘッド７０が部品供給装置１２から部品を受け
取っている間に、位置Ｃ（姿勢検出位置）に停止した吸
着ヘッド７０においては電子部品Ｗの吸着ヘッド７０の
軸線のまわりの回転姿勢が検出され、位置Ｅ（姿勢変更
位置）においてはヘッド回転装置１４２によって吸着ヘ
ッド７０が回転させられ、電子部品Ｗの吸着ヘッド軸線
まわりの回転姿勢が変更され、さらに、位置Ｇ（装着位
置）においてはプリント基板への電子部品Ｗの装着が行
われる。これら各位置における作動はそれぞれ異なる吸
着ヘッド７０に対して並行して行われるのであるが、以
下、１個の吸着ヘッド７０に着目して各位置における作
動を詳細に説明する。

【００２５】位置Ａに吸着ヘッド７０が停止した状態に
おいては、部品供給装置１２の多数の部品供給ユニット
３２のうち選ばれたものが吸着ヘッド７０の真下に位置
決めされるとともに、その部品供給ユニット３２に保持
された部品保持テープからカバーテープが剥がされて電
子部品Ｗの取出しが可能な状態となっている。したがっ
て、図４において図示しないヘッド押下装置が被駆動回
転体１０２に当接してこれをスプリング９６の付勢力に
抗して押し下げれば、ヘッド本体部８６および吸着管８
８もそれに伴って下降し、吸着管８８の下端面が電子部
品Ｗの上面に当接する。被駆動回転体１０２および外筒
９０はそれ以後も押し下げられるのであるが、ヘッド本
体部８６および吸着管８８はスプリング９２の圧縮によ
って停止状態を保つことを許容される。この状態におい
ては吸着管８８はバキューム装置に連通させられている
ため電子部品Ｗが吸着管８８に吸着され、ヘッド押下装
置の作用が解除されて吸着ヘッド７０が上昇すれば電子
部品Ｗもそれに伴って上昇し、装着装置２０による部品
供給装置１２からの電子部品Ｗの受取りが終了する。

【００２６】このように電子部品Ｗを受け取った吸着ヘ
ッド７０が位置Ｃに停止させられれば、吸着ヘッド７０
は図６に示すように投光器１４６とプリズム装置１４８
との間に位置させられる。したがって、投光器１４６か
ら投光された光により撮像装置１５０の固体撮像素子面
に電子部品Ｗの投影像が結ばれる。撮像装置１５０はこ
の投影像を二値化信号に変換し、制御装置２２に出力す
る。制御装置２２はその二値化信号に基づいて電子部品
Ｗの正規の位置に対する姿勢誤差Δθを演算する。

【００２７】以上のように姿勢誤差の検出が行われた
後、吸着ヘッド７０が位置Ｅに停止すれば、その吸着ヘ
ッド７０は図７に示すようにヘッド回転装置１４２の駆
動回転体１７４の真下に位置することとなる。したがっ
て、カム装置により昇降部材２０６が下降させられれ
ば、駆動回転体１７４の下端部が図４に示す被駆動回転
体１０２の内側へ嵌入する。この状態から更に昇降部材
２０６が下降させられれば、図９において拡張部材１９
２が駆動回転体１７４に対して相対的に下降させられ、
ボール１８８および摩擦リング１８６から成る拡張部を
拡張し、これを被駆動回転体１０２の内周摩擦面１００
に押し付ける。続いてブレーキ解除装置２１８が作動し
てブレーキ装置１１０を解除するため、吸着ヘッド７０
は回転可能な状態となり、その状態でサーボモータ１８
２が作動させられて吸着ヘッド７０が回転させられる。
サーボモータ１８２は前述のように制御装置２２によっ
て求められた姿勢誤差Δθに対応する角度だけ回転させ
られ、それに伴って吸着ヘッド７０およびそれに保持さ
れている電子部品Ｗが姿勢誤差Δθを打ち消すに必要な
角度だけ回転させられる。その後、ブレーキ装置１１０
が再び作用状態とされ、昇降部材２０６が上昇させられ
て駆動回転体１７４が被駆動回転体１０２から離脱させ
られ、電子部品Ｗの姿勢変更が終了する。

【００２８】以上のようにして姿勢誤差が除かれた後、
吸着ヘッド７０が位置Ｇに停止する時期には、プリント
基板位置決め装置１８によってプリント基板が所定の位
置に位置決めされている。したがって、図示しないヘッ
ド押下装置により吸着ヘッド７０が押し下げられれば、
吸着管８８に保持された電子部品Ｗがプリント基板の所
定の位置に押し付けられ、接着等によって固定される。
その状態で切換弁１３０が切り換えられて吸着管８８が
大気に連通させられることにより電子部品Ｗが吸着ヘッ
ド７０から解放され、その後、吸着ヘッド７０が上昇す
れば電子部品Ｗのプリント基板に対する装着が完了す
る。

【００２９】以上の説明から明らかなように、本電子部
品装着システムにおいては、吸着ヘッド７０による電子
部品Ｗの受取，姿勢検出，姿勢変更およびプリント基板
への装着が複数の位置において並行して行われるため、
サイクルタイムが短縮され、電子部品装着作業の能率が
向上する。また、姿勢検出装置１４０およびヘッド回転
装置１４２が１２個の吸着ヘッド７０に対して一つずつ
で済むため装置の構造が簡単となり、製造コストの低減
効果が得られる。また、ヘッド回転装置１４２は間欠回
転盤５８から分離されて定位置に設けられているため間
欠回転盤５８の慣性モーメントが小さくなり、これの間
欠的な回転に伴う振動，騒音が減少し、間欠回転盤５８
を高速で回転させることが可能となる。さらに、撮像装
置１５０の固体撮像素子面に結ばれる像は電子部品Ｗの
投影像であるため、反射光による電子部品Ｗの像のよう
に電子部品Ｗの表面粗さや色等の影響を受けることがな
く、電子部品Ｗの姿勢を正確に検出することができる。

【００３０】なお、以上詳記した実施形態においては部
品保持ヘッドがバキュームにより電子部品を吸着する吸
着ヘッド７０であり、ヘッド本体部８６の吸着管周辺部
は透明体で形成されているため、電子部品Ｗの全周にわ
たって投影像を得ることができる利点があるのである
が、部品保持ヘッドはこれに限られるものではなく、電
子部品Ｗの姿勢を検出し得る状態で電子部品Ｗを保持し
得る保持ヘッドであれば採用が可能である。例えば、吸
着管８８と共に、もしくはそれに代えて一対の把持爪を
備えた部品保持ヘッドに電子部品Ｗを保持させることも
可能であり、要するに電子部品Ｗの一辺とその両端の角
部あるいは互に交わる二辺等、電子部品の位置を検出す
るために必要な部分の投影像が得られる状態で電子部品
を保持し得る部品保持ヘッドであれば採用が可能なので
ある。この場合、把持爪を支持し、作動させる部材等が
電子部品の投影像を得る上で邪魔になる場合には、投光
器からの投光方向を電子部品の中心線に対して一定角度
傾かせることも可能である。

【００３１】また、前記実施形態においては理解を容易
にするために姿勢変更位置においては電子部品の姿勢誤
差のみが補正されるものとしたが、電子部品を部品供給
装置から受け取った姿勢とは異なる姿勢でプリント基板
に装着する必要がある場合には、この位置においてそれ
に必要な角度だけ電子部品を回転させることも可能であ
り、このようにすれば基板位置決め装置１８にプリント
基板を回転させる機能を持たせることなく電子部品を任
意の姿勢で装着することが可能となる。

【００３２】また、前記実施形態においては姿勢検出位
置において電子部品の回転姿勢の誤差のみが検出される
ようになっていたが、電子部品Ｗの中心線と部品保持ヘ
ッドの基準線（例えば吸着ヘッド７０の中心線）とのず
れをも検出し、それに基づいて基板位置決め装置１８を
作動させれば、電子部品の装着姿勢のみならず絶対的な
装着位置の精度をも向上させることができる。

【００３３】また、前記実施形態においては姿勢検出位
置および姿勢変更位置が部品受取位置および装着位置と
は別の位置とされていたが、例えば姿勢変更位置を部品
装着位置と一致させるなど、これらの位置を適宜変更す
ることも可能である。さらに、前記実施形態においては
駆動回転体１７４の拡張部が機械的に拡張されるものと
されていたが、例えば流体圧によって拡張されるものと
するなど適宜の変更を加えることが可能であり、また、
駆動回転体１７４の拡張部を被駆動回転体１０２の内周
摩擦面１００に押し付けることにより駆動回転体１７４
と被駆動回転体１０２とを係合させることも不可欠では
ない。例えば、駆動回転体１７４を被駆動回転体１０２
の外側に嵌合するものとし、駆動回転体の収縮部が被駆
動回転体の外周摩擦面と摩擦係合するものとすることも
可能である。さらに、駆動回転体と被駆動回転体とをそ
れらの端面において同心的に当接させることにより両者
を摩擦係合させることも可能であり、あるいは駆動回転
体と被駆動回転体とを半径方向に相対移動させて両者の
外周面同士、もしくは一方の外周面と他方の内周面とを
局部的に摩擦係合させることも可能である。この場合、
接離装置もそれぞれの態様に応じて変更する必要がある
ことは勿論である。

【００３４】また、前記実施形態においては、部品保持
ヘッドとしての吸着ヘッド７０が１個の間欠回転盤５８
に多数取り付けられて、それの回転に伴って部品受取位
置から部品装着位置へ移動させられるようになっていた
が、１個の部品保持ヘッドが１個の移動体に保持され、
円周あるいは直線等任意の移動経路に沿って移動させら
れるものとすることも可能である。その他、いちいち例
示することはしないが、本発明は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実施し得るものであ
ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である電子部品装着装置を
含む電子部品装着システムの全体を概略的に示す斜視図
である。

【図２】図１に示した電子部品装着システムの電子部品
装着装置の主要部を示す正面断面図である。

【図３】図２におけるIII-III 断面図である。

【図４】図２に示されている吸着ヘッドおよびその周辺
を示す正面断面図である。

【図５】図２に示されている電子部品装着装置主要部と
それに付属した姿勢検出装置およびヘッド回転装置の相
対位置関係を示す説明図であり、図６および図７におけ
るV-V 断面図である。

【図６】図５に示されている姿勢検出装置の正面図であ
る。

【図７】ブレーキ解除装置および図５に示されているヘ
ッド回転装置の正面図である。

【図８】図７に示されているブレーキ解除装置およびヘ
ッド回転装置の底面図である。

【図９】図７におけるIX-IX 断面図である。

【符号の説明】

１２ 部品供給装置 １８ 基板位置決め装置 ２０ 電子部品装着装置 ２２ 制御装置 ５８ 間欠回転盤 ６０ 吸着ヘッドユニット ６２ ロッド ６３，６４ 連結部材 ６５ カムフォロワ ６６ カム ６８ 軸部材 ６９ アーム ７０ 吸着ヘッド ８８ 吸着管 １１０ ブレーキ装置 １４０ 姿勢検出装置 １４２ ヘッド回転装置 １４６ 投光器 １４８ プリズム装置 １５０ 撮像装置 １８２ サーボモータ ２０６ 昇降部材 ２１０ 係合部材 ２１８ ブレーキ解除装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一軸線まわりに間欠回転する間欠回転体
   を含む支持手段と、 その支持手段により、前記一軸線を中心とする一円周上
   に前記間欠回転体の間欠回転角度と等しい角度間隔でか
   つ自身の軸線まわりに回転可能に支持され、それぞれ一
   端部に電子部品を保持する部品保持部を備え、他端部に
   被駆動回転体を備えた複数の部品保持ヘッドと、 前記間欠回転体の停止時における複数の部品保持ヘッド
   の停止位置の一つである部品供給位置に設けられて、各
   部品保持ヘッドに電子部品を供給する部品供給装置と、 前記複数の停止位置の別の一つである部品装着位置に設
   けられ、部品保持ヘッドにより電子部品を装着されるプ
   リント基板を位置決めする基板位置決め装置と、 前記複数の停止位置のうちの、前記部品供給位置と部品
   装着位置との間の停止位置の一つである姿勢誤差検出位
   置に設けられて電子部品の像を撮像する撮像装置を備
   え、部品保持ヘッドに保持された電子部品の姿勢誤差を
   検出する姿勢誤差検出手段と、 前記複数の停止位置のうちの、前記姿勢誤差検出位置と
   前記部品装着位置との間の停止位置の一つである姿勢変
   更位置に設けられ、前記複数の部品保持ヘッドのうち姿
   勢変更位置に停止させられたものの前記被駆動回転体と
   同心的にかつ回転伝達可能に係合する駆動回転体を備
   え、部品保持ヘッドを回転させて前記姿勢誤差検出手段
   により検出された姿勢誤差を補正するへッド回転装置と
   を含むことを特徴とする電子部品装着装置。