JPH09307291A - 電子部品装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面実装対応のチップ型電子部品をプリント
基板上に装着する電子部品装着装置に関し、小型で安価
な電子部品装着装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 プリント基板１９を保持する基板保持部
と、この基板保持部と離れた位置に１個ずつ電子部品を
順次供給する部品供給部と、この部品供給部と基板保持
部間を移動し部品供給部で下動して供給される電子部品
を吸着し基板保持部に移動するときに吸着した電子部品
の装着方向を決定し、基板保持部で下動してプリント基
板１９上に吸着してきた電子部品を所定位置に装着する
装着ノズル１８と、この装着ノズル１８の部品供給部お
よび基板保持部における装着ノズル１８の下動時に装着
ノズル１８の下動を利用した電子部品の位置決めを行う
位置決め機構を設けた構成とすることにより小型で安価
な電子部品装着装置の提供が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種電子回路に使用
される表面実装対応のチップ型の電子部品をプリント基
板上に装着する場合に用いられる電子部品装着装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子部品装着装置は、大
別するとロボットを用いた方式の汎用の電子部品装着装
置と、装着ヘッド部をロータリー方式とした高速型の電
子部品装着装置とが主流となっていた。

【０００３】ロボット方式の汎用の電子部品装着装置
は、特開平６−８５４９２号公報に開示されたものが知
られており、これは図７に示すようにテーピングされた
電子部品を１個ずつ供給するカセット７７が搭載される
部品供給部７０と、プリント基板７５を保持する基板保
持部７９と、電子部品を吸着する吸着ノズル７１が回転
摺動可能に取り付けられプリント基板７５に電子部品を
装着する装着ヘッド７２と、この装着ヘッド７２が取り
付けられた第一の駆動軸７３と、この第一の駆動軸７３
と直交する方向に第一の駆動軸７３を駆動する第二の駆
動軸７４から構成され、装着ヘッド７２がＸＹ方向に移
動して電子部品を吸着、装着するように構成されてい
た。

【０００４】また、ロータリー方式の高速型の電子部品
装着装置は、特開平７−２０２４９１号公報に開示され
たものが知られており、これは図８に示すように円周上
に吸着ノズル８２が配置され間欠運動をするロータリー
ヘッド８１と、吸着ノズル８２が停止する位置に電子部
品を１個ずつ供給する部品供給部８０と、部品の認識部
８６と、電子部品実装用のプリント基板８５を保持して
直交する２つの方向に移動可能なＸＹテーブル８３を有
し、順次ロータリーヘッド８１が回転することにより電
子部品を吸着、認識、装着を行うように構成されたもの
であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】電子部品装着装置は、
小型で安価かつ高速なものが求められている。

【０００６】しかしながら上記従来の構成では、ロボッ
ト方式の汎用の電子部品装着装置においては構成は簡単
で小型であるものの１点ずつ電子部品を吸着し、その後
プリント基板に電子部品を装着する構成のために高速化
が図れず、またロータリー方式の高速型の電子部品装着
装置では、ロータリーヘッドの高速化により装着タクト
は早いものの設備の大型化、かつ設備価格が高いものに
なるという課題を有しており、この中間タイプの電子部
品装着装置の実現が望まれているのが実情であった。

【０００７】本発明はこのような従来の課題を解決し、
小型で安価かつ高速装着が可能な電子部品装着装置を提
供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の電子部品装着装置は、電子部品を実装するた
めのプリント基板を保持する基板保持部と、この基板保
持部と離れた位置に１個ずつ電子部品を順次供給する部
品供給部と、この部品供給部と基板保持部間を移動し部
品供給部で下動して供給される電子部品を吸着し基板保
持部に移動するときに吸着した電子部品の装着方向を決
定し、基板保持部で下動してプリント基板上に吸着して
きた電子部品を所定位置に装着する装着ノズルと、この
装着ノズルの部品供給部および基板保持部における装着
ノズルの下動時に装着ノズルの下動を利用した電子部品
の位置決めを行う位置決め機構を設けた構成としたもの
である。

【０００９】この本発明により、小型で安価な電子部品
装着装置を得ることが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、電子部品を実装するためのプリント基板を保持する
基板保持部と、この基板保持部と離れた位置に１個ずつ
電子部品を順次供給する部品供給部と、この部品供給部
と基板保持部間を移動し部品供給部で下動して供給され
る電子部品を吸着し基板保持部に移動するときに吸着し
た電子部品の装着方向を決定し、基板保持部で下動して
プリント基板上に吸着してきた電子部品を所定位置に装
着する装着ノズルと、この装着ノズルの部品供給部およ
び基板保持部における装着ノズルの下動時に装着ノズル
の下動を利用した電子部品の位置決めを行う位置決め機
構を設けた構成としたものであり、構造が簡単で安価な
ものが提供できるという作用を有する。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
発明において部品供給部が複数個の電子部品を同時に供
給できる構成であり、かつ装着ノズルが複数個並設され
ている構成としたものであり、一度の電子部品の吸着動
作時に複数個の電子部品が吸着でき電子部品の吸着時間
の短縮化が図れるという作用を有する。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明において装着ノズルがホルダーによって
支持され、このホルダーと装着ノズルのいずれかにピン
または突条を設け、他方にピンまたは突条とはまり合う
溝または凹部を設け、このピンまたは突条と溝または凹
部とで位置決め機構を構成したものであり、簡単な構造
により確実な位置決めが可能になるという作用を有す
る。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明において装着ノズル側の位置決め機構として、周
面に一定の間隔でピンまたは突条あるいは溝または凹部
を設けた位置決めリングを用いた構成としたものであ
り、簡単な構造で様々な角度における位置決めが確実に
行えるという作用を有する。

【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項３に記載
の発明において位置決め機構としての溝または凹部とし
て、他方のピンまたは突条と装着ノズルの下動により最
初に係合する側を幅広に構成したものであり、装着ノズ
ルのがたつきが大きくても確実に係合部にはまり込み位
置決めが確実に行えるという作用を有する。

【００１５】請求項６に記載の発明は、請求項３に記載
の発明において装着ノズルをスプリング式により常に下
方に付勢するように構成したものであり、位置決め機構
としての係合部に過大な荷重をかけずに位置決めが行え
るという作用を有する。

【００１６】請求項７に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において部品供給部と基板保持部との間を移動す
る間に装着ノズルを回転し電子部品の装着位置を決定す
る機構として、ラックとピニオン、ベルトとローラ、板
体とローラ、あるいは歯車と歯車のいずれかを用いる構
成としたものであり、簡単で安価な構造にできるという
作用を有する。

【００１７】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の発明において電子部品の装着位置を決定する機構とし
てラックとピニオンを用い、ピニオンを装着ノズル側に
取り付け、このピニオンの高さがラックに比べて大きく
構成したものであり、位置決めおよび回転機構を安価な
構造で行えるという作用を有する。

【００１８】以下、本発明の一実施の形態について図面
を用いて説明する。図１は同実施の形態の電子部品装着
装置の全体構成を示した斜視図、図２は同平面図、図３
は同装着ヘッド部を示した斜視図である。

【００１９】図１、図２において、２および３は電子部
品を順次供給するカセット４を複数台隣接配置して筐体
１上に配設された第一および第二の部品供給部であり、
この第一、第二の部品供給部２，３はそれぞれが所定の
間隔を設けて直線状に配置され、この第一、第二の部品
供給部２，３の中間部となる上記所定の間隔部にテーブ
ル部６が配設され、このテーブル部６は電子部品１７を
装着するプリント基板１９を保持して電子部品１７の供
給方向（Ｙ方向）と同方向に駆動モータ１４の回転によ
りボールネジ５を介してガイドレール７により摺動自在
としている。

【００２０】１０および１１は電子部品１７を吸着保持
する複数の装着ノズル１８を昇降自在に保持した第一お
よび第二の装着ヘッド部であり、この第一、第二の装着
ヘッド部１０，１１は筐体１上に結合されたアッパーフ
レーム９の下面のガイドレール８を介して電子部品１７
の供給方向と直交する方向（Ｘ方向）に各々独立して摺
動自在としている。

【００２１】１５はプリント基板１９をテーブル部６に
搬送するためのローダ部、１６はテーブル部６からプリ
ント基板１９を搬出するアンローダ部、１２および１３
は各々第一、第二の部品供給部２，３に配設され、各々
第一、第二の装着ヘッド部１０，１１の装着ノズル１８
に吸着保持された電子部品１７の高さを検出するための
第一、第二のラインセンサであり、この第一、第二のラ
インセンサ１２，１３には電子部品１７を吸着保持した
装着ノズル１８がＸ方向に通過可能な溝３３が設けられ
ている。３８は全体を制御する制御部である。

【００２２】図３は第一、第二の装着ヘッド部１０，１
１（同図では一方のみを図示）を一部断面で示したもの
であり、図３に示すように複数本の装着ノズル１８がホ
ルダー３７に上下動、かつ回転可能に取り付けられてい
る。装着ノズル１８の上端には位置決めリング２５が取
り付けられており、この位置決めリング２５には溝３３
が設けてあり、装着ノズル１８が下死点近傍にきた時に
ホルダー３７に取り付けられた位置決めピン２７とこの
溝３３が係合し、装着ノズル１８の回転方向の位置決め
が装着ノズル１８の下動を利用し、精度良く確実に行え
るようになっている。

【００２３】ホルダー３７には回転駆動用モータ２０と
上下スライド駆動用モータ２８が取り付けられており、
回転駆動用モータ２０に取り付けられた駆動ギヤ２１が
ラック受け３６に摺動可能に保持されたラック２３と噛
み合い、このラック２３は装着ノズル１８に固定された
ピニオン２２と噛み合うように取り付けられている。

【００２４】上下スライド駆動用モータ２８にはクラン
ク２９が取り付けられ、このクランク２９は、クランク
２９に取り付けられたピン２４とスライダー３１により
上下方向に摺動可能に取り付けられたプレート３０と回
転可能に取り付けられている。

【００２５】プレート３０には第一のツメ３２が取り付
けられており、この第一のツメ３２は、装着ノズル１８
と回転可能に取り付けられた第二のツメ３４と当接して
いる。

【００２６】図４は装着ノズル１８の詳細を示した斜視
図であり、図５（ａ）は同正面図、図５（ｂ）は同側面
図、図５（ｃ）は同平面図である。図４および図５にお
いて、装着ノズル１８に取り付けられたピニオン２２の
高さはラック２３に比べて大きく構成されており、装着
ノズル１８が下方向に移動したときでもラック２３とピ
ニオン２２が噛み合ったままの状態となるようにしてあ
る。

【００２７】また、位置決めリング２５には溝３３が等
間隔に高精度で設けられており、かつ最初に位置決めピ
ン２７と係合する溝３３の下側を幅広にテーパ状とした
構造としている。

【００２８】圧縮バネ２６は、ホルダー３７を介して装
着ノズル１８を下方に付勢する働きをしており、装着ノ
ズル１８の下動時には圧縮バネ２６の荷重と装着ノズル
１８の自重のみがかかる構造となっている。

【００２９】以上のように構成された本発明の電子部品
装着装置の動作について以下に説明する。図３、図４、
図５において、装着ノズル１８の下降時には、上下スラ
イド駆動用モータ２８の回転によりクランク２９が下動
してピン２４が下降し、これによりスライダー３１に沿
ってプレート３０および第一のツメ３２が下降する。次
に第二のツメ３４は第一のツメ３２の下降に伴い圧縮バ
ネ２６の力により下降し、これにより装着ノズル１８、
位置決めリング２５が下降する。この時、位置決めリン
グ２５に設けられた溝３３に位置決めピン２７がはまり
込み装着ノズル１８の位置決めが確実に行われる。この
位置決めリング２５に設けられた溝３３の下側を幅広に
テーパ状としているのでラック２３と装着ノズル１８に
取り付けられているピニオン２２との間に多少のバック
ラッシュが存在していても溝３３のテーパ部３５で吸収
するので複数の装着ノズル１８をシビアな調整をするこ
となく同時に精度良く位置決めすることが可能となる。

【００３０】また、装着ノズル１８の下降時に位置決め
ピン２７には圧縮バネ２６の荷重および装着ノズル１８
の自重のみがかかり、位置決めピン２７に過負荷がかか
ることのないような構成としている。

【００３１】装着ノズル１８の上昇時には、上下スライ
ド駆動用モータ２８が前記回転と逆に回転し、装着ノズ
ル１８は強制的に上昇する。

【００３２】次に、電子部品１７の吸着および装着動作
について説明する。図６（ａ）〜（ｄ）は電子部品１７
の吸着および装着動作を説明する要部正面図である。ま
ず、図６（ａ）においてカセット４内で位置決めされた
電子部品１７は、位置決めピン２７および位置決めリン
グ２５に設けられた溝３３とで位置決めされた装着ノズ
ル１８によって吸着される。

【００３３】次に図６（ｂ）に示すように電子部品１７
は装着ノズル１８に吸着されたまま上昇する。このとき
位置決めピン２７と位置決めリング２５に設けられた溝
３３とははまりあっておらず、装着ノズル１８は回転可
能な状態となっている。

【００３４】また、図６（ｃ）に示すように装着ヘッド
部はプリント基板１９上の装着位置まで移動する。この
移動の間に装着ヘッド１８は所定の装着位置までラック
２３の動作により回転している。

【００３５】その後、図６（ｄ）に示すように装着ノズ
ル１８が下動すると電子部品１７の所定の装着位置に設
けられている位置決めリング２５の溝３３と位置決めピ
ン２７とが装着ノズル１８の下動と同時にはまり合い、
装着ノズル１８の回転方向の位置決めが確実に行われた
状態で、プリント基板１９の所定の位置に電子部品１７
の装着が精度良く確実に行われる。

【００３６】なお、以上の説明では、装着ヘッド１８の
回転にラック２３とピニオン２２を用いるとしたが、ベ
ルトとローラ、板体とローラ、あるいは歯車と歯車のい
ずれかを用いた構成としても実施可能である。

【００３７】また、位置決めリング２５に溝３３を設
け、ホルダー３７に位置決めピン２７を設ける構成とし
たが、位置決めリング側にピンまたは突条を、また、ホ
ルダー側に溝または凹部を設ける構成としても実施可能
である。

【００３８】また、位置決めリング２５に４箇所の溝３
３を設けた構成として図示したが、これは必要な装着位
置に応じて細かく設けることにより微小な角度での位置
決めが可能となる。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明による電子部品装着
装置では、簡単な構造により吸着および装着時における
位置決めが確実に可能となり、小型で安価な電子部品装
着装置の実現が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における電子部品装着装
置を示す斜視図

【図２】同平面図

【図３】同電子部品装着装置の装着ヘッドの詳細を示す
一部切欠斜視図

【図４】同電子部品装着装置の装着ノズルの詳細を示す
要部斜視図

【図５】（ａ）同電子部品装着装置の装着ノズルを示す
要部正面図 （ｂ）同要部側面図 （ｃ）同要部平面図

【図６】同電子部品装着装置の吸着および装着動作を説
明する要部正面図

【図７】従来の電子部品装着装置の構成を示す斜視図

【図８】従来の他の電子部品装着装置の構成を示す斜視
図

【符号の説明】

１ 筐体 ２ 第一の部品供給部 ３ 第二の部品供給部 ４ カセット ５ ボールネジ ６ テーブル部 ７ ガイドレール ８ ガイドレール ９ アッパーフレーム １０ 第一の装着ヘッド部 １１ 第二の装着ヘッド部 １２ 第一のラインセンサ １３ 第二のラインセンサ １４ 駆動モータ １５ ローダ部 １６ アンローダ部 １７ 電子部品 １８ 装着ノズル １９ プリント基板 ２０ 回転駆動用モータ ２１ 駆動ギヤ ２２ ピニオン ２３ ラック ２４ ピン ２５ 位置決めリング ２６ 圧縮バネ ２７ 位置決めピン ２８ 上下スライド駆動用モータ ２９ クランク ３０ プレート ３１ スライダー ３２ 第一のツメ ３３ 溝 ３４ 第二のツメ ３５ テーパ部 ３６ ラック受け ３７ ホルダー ３８ 制御部

フロントページの続き (72)発明者 宗實 孝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 森岡 学 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品を実装するためのプリント基板
   を保持する基板保持部と、この基板保持部と離れた位置
   に１個ずつ電子部品を順次供給する部品供給部と、この
   部品供給部と基板保持部間を移動し部品供給部で下動し
   て供給される電子部品を吸着し基板保持部に移動すると
   きに吸着した電子部品の装着方向を決定し、基板保持部
   で下動してプリント基板上に吸着してきた電子部品を所
   定位置に装着する装着ノズルと、この装着ノズルの部品
   供給部および基板保持部における装着ノズルの下動時に
   装着ノズルの下動を利用した電子部品の位置決めを行う
   位置決め機構を設けた電子部品装着装置。
2. 【請求項２】 部品供給部が複数個の電子部品を同時に
   供給できる構成であり、かつ装着ノズルが複数個並設さ
   れている請求項１に記載の電子部品装着装置。
3. 【請求項３】 装着ノズルがホルダーによって支持さ
   れ、このホルダーと装着ノズルのいずれかにピンまたは
   突条を設け、他方にピンまたは突条とはまり合う溝また
   は凹部を設け、このピンまたは突条と溝または凹部とで
   位置決め機構を構成した請求項１または２に記載の電子
   部品装着装置。
4. 【請求項４】 装着ノズル側の位置決め機構として、周
   面に一定の間隔でピンまたは突条あるいは溝または凹部
   を設けた位置決めリングを用いた請求項３に記載の電子
   部品装着装置。
5. 【請求項５】 位置決め機構としての溝または凹部とし
   て、他方のピンまたは突条と装着ノズルの下動により最
   初に係合する側を幅広に構成した請求項３に記載の電子
   部品装着装置。
6. 【請求項６】 装着ノズルをスプリング式により常に下
   方に付勢するように構成した請求項３に記載の電子部品
   装着装置。
7. 【請求項７】 部品供給部と基板保持部との間を移動す
   る間に装着ノズルを回転し電子部品の装着位置を決定す
   る機構として、ラックとピニオン、ベルトとローラ、板
   体とローラ、あるいは歯車と歯車のいずれかを用いる請
   求項１に記載の電子部品装着装置。
8. 【請求項８】 電子部品の装着位置を決定する機構とし
   てラックとピニオンを用い、ピニオンを装着ノズル側に
   取り付け、このピニオンの高さがラックに比べて大きく
   構成した請求項７に記載の電子部品装着装置。