JPH08130400A - 電子部品自動装着装置 - Google Patents

電子部品自動装着装置

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JPH08130400A
JPH08130400A JP6267636A JP26763694A JPH08130400A JP H08130400 A JPH08130400 A JP H08130400A JP 6267636 A JP6267636 A JP 6267636A JP 26763694 A JP26763694 A JP 26763694A JP H08130400 A JPH08130400 A JP H08130400A
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cam
slit
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Shiyuuji Shiyama
修二 主山
Kazunori Takada
一徳 高田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータリテーブルの間欠回転のタイミングと
各装着ヘッドの停止ステ−ションでの作業のタイミング
とのずれによる種々の不具合を無くす。 【構成】 カム出力軸32の回転の所定の角度にてエン
コーダ64よりタイミング用のパルス信号が出力され、
その時に、フォトセンサ45、49がスリット43、4
7あるいは、スリット44、48の通光による出力信号
が該タイミング用のパルス信号と一致する場合には、カ
ム軸35、37の回転位相は出力軸32と一致している
と判断される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ロータリテーブルの周
縁に配設された装着ヘッドが電子部品を吸着して該テー
ブルの間欠回転により該部品を搬送してプリント基板に
装着すると共に、前記ロータリテーブルの間欠回転を駆
動するインデックス装置の出力軸の回転に連動して回転
する複数のカム軸に固定されたカムにより電子部品の装
着に係わる種々の動作が駆動され電子部品がプリント基
板に装着され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では従来特
開平4−167599号公報に示されるようにロータリ
テーブルである回転盤の周縁に配設された装着ヘッドが
電子部品を搬送してプリント基板に装着されるが、この
ロータリテーブルの間欠回転はインデックス装置により
行われ、該インデックス装置の出力軸が1回転する間に
間欠回転が1回行われ、この1回転のサイクルの間に装
着ヘッドの各停止ステーションにて部品の吸着及び装着
に係わる種々の動作が行われた。即ち、インデックス装
置の出力軸が1回転する間に各カム軸も一回転し、その
各カムの回転の位相に合わせて例えば装着ヘッドの下降
位置が決まり、該ヘッドの下降に合わせて吸着ステ−シ
ョンでは部品供給装置が配設された部品供給台が移動し
て部品の吸着が行われる等の動作がなされる。そして、
前記出力軸と前記カム軸は、通常歯付ベルトで連結さ
れ、位相が合うように調整されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
では歯付ベルトを掛ける際に調整のずれがあったり長時
間の使用による経年変化等によるベルトの伸び等が発生
すると、出力軸、カム軸相互の位相がずれ、ロータリテ
ーブルの間欠回転とヘッドの昇降のタイミングが合わな
くなったり、他の駆動部分で不具合が発生する可能性が
あった。
【0004】そこで本発明は、ロータリテーブルの間欠
回転のタイミングと各装着ヘッドの停止ステ−ションで
の作業のタイミングとのずれによる種々の不具合を無く
す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、ロー
タリテーブルの周縁に配設された装着ヘッドが電子部品
を吸着して該テーブルの間欠回転により該部品を搬送し
てプリント基板に装着すると共に、前記ロータリテーブ
ルの間欠回転を駆動するインデックス装置の出力軸の回
転に連動して回転する複数のカム軸に固定されたカムに
より電子部品の装着に係わる種々の動作が駆動され電子
部品がプリント基板に装着される電子部品自動装着装置
において、前記出力軸及び前記カム軸相互の回転の位相
ずれを検出する検出手段を設けたものである。
【0006】また本発明は、ロータリテーブルの周縁に
配設された装着ヘッドが電子部品を吸着して該テーブル
の間欠回転により該部品を搬送してプリント基板に装着
すると共に、前記ロータリテーブルの間欠回転を駆動す
るインデックス装置の出力軸の回転に連動して回転する
複数のカム軸に固定されたカムにより電子部品の装着に
係わる種々の動作が駆動され電子部品がプリント基板に
装着される電子部品自動装着装置において、前記カム軸
に取り付けられ該カム軸の回転中心に向かって切り欠か
れた幅の狭いスリット及び幅の広いスリットを有するカ
ム軸円盤と、前記スリットに合わせたタイミングの前記
出力軸の回転角度位置で検出用信号を発生する検出信号
発生手段と、前記カム軸円盤に切り欠かれた前記スリッ
トによる通光状態を検出するカム軸フォトセンサと、前
記検出信号発生手段の発生する信号及びカム軸フォトセ
ンサのスリットによる出力信号に応じて前記出力軸及び
カム軸相互の回転の位相ずれを判断する判断手段を設け
たものである。
【0007】
【作用】請求項1の構成によれば、検出手段はインデッ
クス装置の出力軸及び電子部品の装着に係わる種々の動
作を駆動するカムが固定されたカム軸の位相ずれを検出
する。請求項2の構成によれば、検出信号発生手段が発
生する出力軸の所定の回転角度位置を示す信号と、カム
軸に取り付けられたカム軸円盤に切り欠かれた幅の狭い
スリットまたは幅の広いスリットによる通光状態をカム
軸フォトセンサが検出した信号により判断手段は各スリ
ットの出力信号に応じて出力軸及びカム軸相互の回転の
位置ずれを判断する。
【0008】
【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。
【0009】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が螺合し供給台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の外縁部には吸着ノ
ズル14を複数本有する装着ヘッド15が間欠ピッチに
合わせて等間隔に配設されている。
【0010】Iはロータリテーブル13の間欠回転によ
り吸着ノズル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の停止位置である吸着ステーションで
あり、該吸着ステーションI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、認識ステ−ションIIに設けられている。
【0011】認識ステーションIIの次の装着ヘッド1
5の停止する位置が角度補正ステーションIII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角度量に加
味した角度量だけヘッド回動装置17が装着ヘッド15
をθ方向に回動させる。θ方向とは上下方向に伸びるノ
ズル14の軸の周りに回転する方向である。
【0012】角度補正ステーションIIIの次の次の停
止位置が、装着ステーションIVであり、前記基板6に
該ステーションIVの吸着ノズル14の吸着する部品5
が装着ヘッド15の下降により装着される。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。
【0013】図1において、30は支持台24の上部に
設置されたインデックス装置としてのインデックスユニ
ットであり、前記ロータリテーブル13は該ユニット3
0のテーブル回転出力軸31に連結されており、後述す
るインデックスモータ61の駆動による該出力軸31の
1間欠回転によりヘッド15を1ステ−ション分間欠的
に回転させる。
【0014】該インデックスユニット30にはカム用出
力軸32が設けられており、前記テーブル回転出力軸3
1の1間欠回転の間に1回転(360度)するものであ
る。カム用出力軸32に取り付けられたプーリ33から
歯付のタイミングベルト34はカム軸35のプーリ36
及びカム軸37のプーリ38に掛け渡されカム用出力軸
32の回転に連動して出力軸32の1回転の間にカム軸
35、37が夫々1回転するようになされている。39
はベルト33に当接するテンションプーリである。カム
軸35にはその回転の中心を中心とする円盤41が取り
付けられており、該円盤41には図4に示すように外周
部から中心方向にスリット43及びスリット44が切り
欠かれている。スリット43は円周方向の切り欠きの幅
が狭く、スリット44は広くなされている。
【0015】該円盤41の板厚方向には該円盤41を挟
み透過型のフォトセンサ45が設けられており、円盤4
1が回転して前記スリット43またはスリット44によ
り通光することによりカム軸35の回転の位相の検出が
可能になされている。カム軸37にも同様に円盤46が
同軸に設けられており、該円盤46にも図5に示すよう
に円盤41の場合と同様に狭いスリット47及び広いス
リット48が切り欠かれている。スリット47の幅はス
リット43の幅と同じであり、スリット48の幅はスリ
ット44の幅と同じになされている。また、該円盤46
の板厚方向にも該円盤46を挟み透過型のフォトセンサ
49が設けられている。前記スリット43、スリット4
7、フォトセンサ45及びフォトセンサ49の位置関係
はフォトセンサ45がスリット43による通光を検出す
るカム軸35の回転位相(回転角度位置)とフォトセン
サ49がスリット47による通光を検出するカム軸37
の回転位相とが一致すべき回転位相となるように取り付
けられている。この回転位相はまたカム用出力軸32の
所定の回転位相と一致しなければならない。本実施例で
はフォトセンサ45及びフォトセンサ49は図1にて時
計短針が0時の位置にあるスリット43、47を検出で
きるように取り付けられている。
【0016】カム軸35には図6に示すようにカム51
が取り付けられており、カム軸35の回転による該カム
51の回動により圧縮バネ52(図3参照)により下方
に付勢されたロッド53が回動可能に取り付けられた揺
動レバー54が揺動してロッド53が昇降して昇降棒2
0が昇降するようになされている。カム軸37にはカム
51と同様にして図示しないカムが取り付けられてお
り、吸着ステ−ションIにてヘッド15を昇降させるた
めに図6と同様な機構が設けられている。ヘッド15は
昇降シャフト26の下部に取り付けられており、該シャ
フト26がロータリテーブル13中を貫通して昇降する
ようになつれており、該シャフト26の上部に取り付け
られたローラ27が上下動体28に載置され該上下動体
28が図示しないカム軸37に設けられたカムの回動に
より上下動することにより、ヘッド15の昇降がなされ
るものである。
【0017】図7には昇降棒20及び装着ヘッド15の
カム軸35、37の回転による昇降の状態(部品取出
し)(テープ送り)及びインデックスユニット30によ
るロータリテーブル13の回転(インデックス回転)の
関係を示すが、カム用出力軸32、各カム軸35、37
の位相があった場合にこの図7のグラフの通りに動作す
る。図7の供給台移動はこのタイミングに合わせてモー
タ9が駆動されて供給台7が移動することを示す。
【0018】前記スリット43、47をフォトセンサ4
5、49で検出する位置がこのグラフの0度の位置とな
っている。フォトセンサ45、49の取り付け位置がず
れたり、円盤41、46の固定位置またはスリット4
3、47の切り欠き位置がずれると位相が正しいか正確
な検出ができなくなるので、この組付け位置は正確に行
う必要がある。
【0019】また、スリット44はスリット43から所
定の角度(例えば90度)回転した位置に設けられてお
り、スリット48もスリット47からスリット44の場
合と同じ所定の角度回転した位置に設けられており、フ
ォトセンサ45、49が夫々スリット44、48を検出
した場合にもカム軸35、37の位相が図7のタイミン
グチャートのグラフにに合っている場合には同時に遮光
して同時に通光するようになされている。
【0020】ベルト34が掛け渡されていない場合には
各カム軸35、37は夫々出力軸32とは連動せずに回
動するため、位相があっていないが、位相を合わせた状
態でベルト34が掛け渡されると図7の関係となって連
動して回動するようになされているものである。次に、
図8に基づき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。
【0021】56はCPUであり、RAM57に格納さ
れた種々のデータ及びフォトセンサ45、49等のセン
サの出力に基づき、ROM58に格納されたプログラム
に従って電子部品5の装着に係わる種々の動作を制御す
る。該CPU56にはインターフェース59及び駆動回
路60を介して前記Y軸モータ2、X軸モータ4、供給
台駆動モータ9及び前記インデックスユニット30即ち
ロータリテーブル13等の駆動源となるインデックスモ
ータ61等が接続され駆動が制御される。
【0022】該インターフェース59にはさらに出力軸
32及びカム軸35、37の位相のずれを検出するため
の回路が接続されているが、該回路について説明する。
前記フォトセンサ45、49の出力はアンド回路63に
入力されている。前記カム用出力軸31には設定した回
転角度のタイミングで出力信号を出力可能なエンコーダ
64が取り付けられており、該エンコーダ64からの出
力はアンド回路65に入力されるように接続されてい
る。前記アンド回路63の出力はアンド回路65のもう
一方の入力端子に入力されアンド回路65の出力はラッ
チ回路66に入力され、一時的に保持され、CPU56
に読み込まれる。
【0023】エンコーダ64からは読み込みのタイミン
グの信号が出力されるものであり、ONの信号はフォト
センサ45、49がスリット43、47による通光の信
号を読み込む場合には、図7の0度のときに出力され、
スリット44、48による通光の信号を読み込む場合に
は、例えば90度のときに出力される。エンコーダ6
4、及びフォトセンサ45、49の出力信号のパルス信
号はスパイクノイズの除去のための抵抗及びコンデンサ
で構成する回路を介して出力されるため、該回路の定数
のばらつきにより遅れがばらつく。また、前述するよう
にフォトセンサ43、49及びスリット43、47の組
付けの誤差もあるためこの誤差を許容できる範囲のスリ
ット43、47の幅としてかつ前述の信号伝達の遅れば
らつきによる影響を無くすために出力軸32が回転して
いない状態で0度の位置に停止させて検出するか、遅れ
のばらつきが無視できる程度の低速回転をして検出する
ようにする。
【0024】また、スリット44、48は高速回転させ
た時に即ち自動運転中の検出に用い該スリット44、4
8の切り欠きの角度幅は最高速で回転させたときに遅れ
のばらつきが無視できる角度幅を切り欠くものである。
本実施例は2つの幅のスリットを切り欠くが、ロータリ
テーブル13の回転速度にはいくつかの段階があること
から、最高速に対応する一番広い幅のスリットと一番せ
まいスリット43、47との間に各速度にて信号の遅れ
のばらつきがあっても検出が可能な幅のスリットを各円
盤41、46の前記スリットとはことなる角度位置の対
応する位置に切り欠いておいてもよい。このようにすれ
ば、遅い速度であれば、できるだけ精度を上げた回転位
相のずれが可能となる。
【0025】以上の構成により以下動作について説明す
る。先ず、ベルト34をプーリ33、36、38に掛け
渡す作業から説明する。この作業は最初に装置を製造す
る場合のみならず、メンテナンス等の際ベルト34を交
換する場合に必要となるが、カム用出力軸32を0度の
位置に合わせ、各カム軸35、37を0度の位置に合わ
せ、夫々が合った状態で掛け渡される。
【0026】次に、装置を検査用のモードとして0度の
位置に出力軸32を回動させ停止させ、この時にエンコ
ーダ64からタイミング用のパルス信号が出力され、フ
ォトセンサ45、49の通光を示すON出力がアンド回
路63に入力される。位相が合っている場合にはアンド
回路63からON出力がなされ、その結果アンド回路6
5からON出力がラッチ回路66に出力される。該ラッ
チ回路66に一時保持されたON信号はインターフェー
ス59を介してCPU56に読み込まれ、出力軸32、
カム軸35及びカム軸37の位相が一致していることが
判断される。
【0027】この場合に、出力軸32。カム軸35、3
7のいずれかの位相がずれているとON出力はアンド回
路65からは出力されずにCPU56は位相のずれを判
断して異常状態を図示しない報知装置により報知すると
共に自動運転の操作を受け付けないように制御する。位
相が一致していることを判断すると、図示しない操作部
より自動運転の操作をキーインすることにより装置は自
動運転を開始する。
【0028】即ち、インデックスモータ61の回転によ
りインデックスユニット30を介してテーブル回転出力
軸31が間欠回転してロータリテーブル13が間欠的に
回転すると共にカム用出力軸32が回転して各カム軸3
5、37がベルト34を介して回転する。この結果、図
7のタイミングチャートのインデックス回転に示すよう
にロータリテーブル13が回動している間に、供給台7
が移動して次に部品5を供給する部品供給装置8を吸着
ステ−ションIに移動させ、180度から270度まで
の回転の間に昇降棒20が下降して揺動レバー21に係
合して該レバー21を揺動させ図示しないテープを送り
部品5をノズル14の吸着位置に供給する。その後昇降
棒20はカム51の回転につれ上昇してテープの送り動
作が終了すると270度から360度の回転の間に、カ
ム軸37に取り付けられた図示しないカムの回転により
吸着ステ−ションIに停止している装着ヘッド15が下
降してノズル14が供給された部品5を真空吸着してヘ
ッド15が上昇することにより該部品を取出して保持す
る。
【0029】次に、0度からの回転によりロータリテー
ブル13は間欠回転を開始して該ヘッド15に保持され
た部品5は次のステ−ションに搬送される。以下同様に
して次々とヘッド15により部品5の取出し及び搬送が
なされる。ヘッド15が認識ステ−ションIIに達する
と部品認識装置16により停止したヘッド15の部品5
のノズル14に対する位置認識が行われ次に、該ヘッド
15が角度補正ステ−ションIIIに達して停止すると
ヘッド回動装置17により装着すべき角度位置になるよ
うにヘッド15はθ方向に回動される。
【0030】次に、ヘッド15が装着ステ−ションIV
に達すると、プリント基板6の装着すべき位置に部品5
の装着が行われる。この時、Y軸モータ2及びX軸モー
タ4が回動してXYテ−ブル3を装着すべき位置に位置
決めするものである。該XYテ−ブル3の動作及び装着
ステ−ションIVでのヘッド15の昇降動作も図7に示
すのと同様なタイミングチャートによりカム及びCPU
56により制御されている。
【0031】上記の自動運転中にあっては、エンコーダ
64のスリット44、48の位置に合わせたタイミング
信号がアンド回路65に入力され(例えば90度)、そ
の都度スリット44、48の通光を示すセンサ45、4
9のON出力がアンド回路63に入力され、該アンド回
路63の出力がアンド回路65に入力されることにより
エンコーダ64の出力の間に、図9に示すように両セン
サ45、49の出力が一致するタイミングがあれば、ラ
ッチ回路66にON出力がなされ、該出力をCPU56
が読み込み、正常に動作していることを判断して運転を
続ける。
【0032】出力軸32の1回転の間に、該ラッチ回路
66にON出力が出力されていないと、CPU56はこ
れを読み込み異常を判断して、例えばノズル14が部品
供給装置8に衝突するのを避けるため(または、損傷を
最小限とするため)にモータ9、61、2、4等を停止
して装置の自動運転を停止する。このような場合はベル
ト34が切れた場合等が考えられる。
【0033】次に、装置の使用が長い年月を経て、ベル
ト34が伸びてしまったような場合には、自動運転を始
める前または、自動運転を停止したとき、自動的にまた
は作業者の任意の操作により位相検査のモードとする
と、前述のように0度の位置に出力軸32を停止また
は、十分な低速で回転させて前述し同様にして精度を高
くして位相ずれの検出を行う。位相がずれていることが
検出されると報知され、作業者は例えばベルト34を新
しいものに交換するなどの処置をとることになる。
【0034】尚、本実施例ではカム用出力軸32及びカ
ム軸35、37を連動して回転させるためにベルト34
を掛け渡したが、ギア等により連動して回転するように
してもよいし、または、夫々のカム軸をインデックスモ
ータ61とは別個のモータにより回転させる場合でも本
実施例のようなフォトセンサ等を用いた各回転軸の位相
のずれの検出をすることが有効である。
【0035】また、エンコーダ64からの検出のタイミ
ングは一定の幅を持つパルスとしたが、図10に示すよ
うにエッジトリガによる検出でもよい。また、出力軸3
2にもカム軸35等の同様なフォトセンサ及びスリット
付きの円盤を設けてこのフォトセンサの出力をエンコー
ダ64の出力としてもよい。
【0036】
【発明の効果】以上のように本発明は、インデックス装
置の出力軸及び電子部品の装着に係わる動作を駆動する
ためのカム軸相互の回転位相のずれを検出するようにし
たので、位相ずれを検出した際に停止させて装置の破壊
を防止したり、位相ずれを修正して未然に大きな位相ず
れとなることを防止したりすることができる。
【0037】また、位相ずれの検出のためにカム軸に幅
の異なるスリットを設けてフォトセンサで検出するよう
にすれば、インデックス装置の回転速度が高速になった
場合には幅の広いスリットにより回転中に検出が行え、
回転中の装置の破壊を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】インデックスユニット、カム用出力軸及びカム
軸を示す側面図である。
【図2】電子部品自動装着装置の平面図である。
【図3】電子部品自動装着装置の側面図である。
【図4】円盤を示す図である。
【図5】円盤を示す図である。
【図6】カムの回動機構を示す側面図である。
【図7】タイミングチャートを示す図である。
【図8】電子部品自動装着装置の制御ブロックを示す図
である。
【図9】エンコーダ及びフォトセンサの出力信号を示す
図である。
【図10】エンコーダ及びフォトセンサの出力信号を示
す図である。
【符号の説明】 5 チップ状電子部品 6 プリント基板 15 装着ヘッド 30 インデックスユニット(インデックス装
置) 32 カム用出力軸(出力軸) 35 カム軸 37 カム軸 41 円盤 43 スリット 44 スリット 45 フォトセンサ 46 円盤 47 スリット 48 スリット 49 フォトセンサ 51 カム 56 CPU(検出手段)(判断手段) 63 アンド回路 64 エンコーダ 65 アンド回路 66 ラッチ回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロータリテーブルの周縁に配設された装
    着ヘッドが電子部品を吸着して該テーブルの間欠回転に
    より該部品を搬送してプリント基板に装着すると共に、
    前記ロータリテーブルの間欠回転を駆動するインデック
    ス装置の出力軸の回転に連動して回転する複数のカム軸
    に固定されたカムにより電子部品の装着に係わる種々の
    動作が駆動され電子部品がプリント基板に装着される電
    子部品自動装着装置において、前記出力軸及び前記カム
    軸相互の回転の位相ずれを検出する検出手段を設けたこ
    とを特徴とする電子部品自動装着装置。
  2. 【請求項2】 ロータリテーブルの周縁に配設された装
    着ヘッドが電子部品を吸着して該テーブルの間欠回転に
    より該部品を搬送してプリント基板に装着すると共に、
    前記ロータリテーブルの間欠回転を駆動するインデック
    ス装置の出力軸の回転に連動して回転する複数のカム軸
    に固定されたカムにより電子部品の装着に係わる種々の
    動作が駆動され電子部品がプリント基板に装着される電
    子部品自動装着装置において、前記カム軸に取り付けら
    れ該カム軸の回転中心に向かって切り欠かれた幅の狭い
    スリット及び幅の広いスリットを有するカム軸円盤と、
    前記スリットに合わせたタイミングの前記出力軸の回転
    角度位置で検出用信号を発生する検出信号発生手段と、
    前記カム軸円盤に切り欠かれた前記スリットによる通光
    状態を検出するカム軸フォトセンサと、前記検出信号発
    生手段の発生する信号及びカム軸フォトセンサのスリッ
    トによる出力信号に応じて前記出力軸及びカム軸相互の
    回転の位相ずれを判断する判断手段を設けたことを特徴
    とする電子部品自動装着装置。
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