JPH10135697A - 電子部品装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品実装装置において、従来実装が不可
能であった異形電子部品の実装を可能にし、生産性向上
および無人稼働、対象部品の大幅な拡大、生産性向上を
可能とすることを目的とする。 【解決手段】 電子部品装着装置においてノズル部４に
ノズルとメカニカルチャックとを有し、予め入力されて
いるデータによりノズルチェンジ部７で実装する電子部
品に対応した所定のノズルに交換し、メカニカルチャッ
クでの電子部品実装の際には、自動的に吸着タイミング
をメカニカルチャック専用タイミングに変更し、認識部
８によって保持姿勢を認識し、この認識に基づいて電子
部品の位置、傾きの補正を行い実装をすることにより、
高精度実装を可能にし、実装品質の向上を可能とすると
ともに、従来実装が不可能であった異形電子部品の実装
を可能とし、生産性向上、対象部品の大幅な拡大が得ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を電子回
路基板に装着する電子部品装着装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子部品装着装置の一例を図８を
参照しながら説明する。図８は従来の電子部品装着装置
の全体概要図である。図８において、３１は電子回路基
板であり、この電子回路基板３１は搬送部３２により搬
入・搬出される。また３３は電子部品を供給する電子部
品供給部であり、この電子部品供給部３３より供給され
た電子部品は、ヘッド部３４のノズル部３５により吸着
され、電子回路基板３１に装着される。またヘッド部３
４は駆動部（ＸＹロボット）３６により任意の位置に位
置決めされ、ノズル部３５が保持するノズルはノズルチ
ェンジ部３７により交換される。

【０００３】上記電子部品装着装置の動作について説明
する。駆動部３６によりヘッド部３４は電子部品供給部
３３上に位置決めされ、位置決め後、ノズル部３５が下
降され電子部品が吸着される。

【０００４】次に駆動部３６によりヘッド部３４は装着
位置に位置決めされる。この移動の間にノズル部３５の
規正爪により４方向から電子部品のセンタリングが行わ
れ、吸着姿勢の補正が行われた後、ヘッド部３４が下降
され電子回路基板３１に電子部品が装着される。

【０００５】電子部品装着後、次の電子部品を実装する
ためにノズル部３５が保持するノズルの交換が必要な場
合、駆動部３６によりヘッド部３４はノズルチェンジ部
３７上に位置決めされ、ノズルの交換が行われ、次の電
子部品の実装に移る。交換が必要ない場合には、ノズル
交換動作を行なわずに次電子部品の実装に移る。

【０００６】以上のような動作を繰り返すことによって
電子部品は電子回路基板３１に順次装着される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】電子部品実装において
は、電子基板に様々な形状の電子部品を正確に実装し、
実装品質を向上させることが要求されている。

【０００８】しかしながら、従来の電子部品装着装置で
は、異形電子部品を認識し補正を行って実装するという
機能が無く、規正爪によってセンタリングを行い補正を
行っていた。この規正爪では、センタリングができない
大型の異形電子部品などは、電子部品装着装置での実装
が不可能なため、手付けによって実装が行われており生
産性の低下を招いていた。また規正爪での補正では、電
子部品を傷つけるといった実装品質の低下も招いてい
た。

【０００９】本発明は、このような電子部品装着装置に
おいて、従来の電子部品装着装置では実装ができなかっ
た異形部品などの電子部品の実装を可能とすることを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の電子部品装着装
置は、部品供給部から電子部品を保持し、この電子部品
を搬送部によって搬送された電子回路基板上に装着を行
う電子部品装着装置であって、前記電子部品を吸着、保
持するノズルと、前記電子部品を掴み、保持するメカニ
カルチャックとを有し、前記ノズルとメカニカルチャッ
クを自動交換する交換ユニットと、前記ノズルの吸着、
またはメカニカルチャックの開閉を行う真空回路のタイ
ミングの切り替えを行う制御部と、前記ノズル、または
メカニカルチャックで保持した電子部品の位置計測を行
う認識部とを有し、前記認識部の認識結果に基づいて位
置補正を行い電子回路基板上に電子部品を装着する構成
としたものである。

【００１１】この本発明によれば、従来の電子部品装着
装置では実装ができなかった異形部品などの電子部品の
実装が可能な電子部品装着装置が得られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、部品供給部から電子部品を保持し、この電子部品を
搬送部によって搬送された電子回路基板上に装着を行う
電子部品装着装置であって、前記電子部品を吸着、保持
するノズルと、前記電子部品を掴み、保持するメカニカ
ルチャックとを有し、前記ノズルとメカニカルチャック
を自動交換する交換ユニットと、前記ノズルの吸着、ま
たはメカニカルチャックの開閉を行う真空回路のタイミ
ングの切り替えを行う制御部と、前記ノズル、またはメ
カニカルチャックで保持した電子部品の位置計測を行う
認識部とを有し、前記認識部の認識結果に基づいて位置
補正を行い電子回路基板上に電子部品を装着する構成と
したものであり、装着する電子部品によりノズルとメカ
ニカルチャックは交換され、交換したノズルまたはメカ
ニカルチャックに応じてノズルの吸着、またはメカニカ
ルチャックの開閉を行う真空回路のタイミングが切り替
えられ、これらノズルまたはメカニカルチャックを使用
して電子部品の吸着・保持が行われると、ノズルまたは
メカニカルチャックで保持した電子部品の位置計測が行
われ、認識結果に基づいて位置補正が行われ、電子回路
基板上に電子部品が装着されるという作用を有する。

【００１３】以下、本発明の実施の形態を図面に基づい
て説明する。図１は本発明の実施の形態における電子部
品装着装置の全体概略図である。図１において、１は電
子回路基板２を搬入・搬出する搬送部、３は駆動部（Ｘ
Ｙロボット）である。この駆動部３により、電子部品を
吸着・装着するノズル部４を昇降自在に有するヘッド部
５が任意の位置に位置決めされる。ノズル部４に、電子
部品を吸着し、保持する従来のノズル、または電子部品
を掴み、保持するメカニカルチャック（後述する）が保
持される。

【００１４】また６は電子部品を供給する電子部品供給
部、７は実装する電子部品によってノズル部４が保持す
るノズルとメカニカルチャックを自動交換するノズルチ
ェンジ部（交換ユニット）、８はノズルまたはメカニカ
ルチャックで吸着・保持されている電子部品の位置計測
を行い、電子部品の保持姿勢を認識し補正を行う認識部
である。

【００１５】上記ノズル部４に保持されるメカニカルチ
ャック２１を図２により詳細に説明する。図２におい
て、９は電子部品２２を掴む爪、１０は爪９と連動して
動くピン、１１はピンを下方へ付勢するバネであり、通
常時には、図２（ａ）に示すように、ピン１０がバネ１
１によって下方に付勢されて爪９が開いた状態になって
いる。電子部品２２を掴み、保持する際には、図２
（ｂ）に示すように、ノズル部４のエア配管２０を通っ
て真空が引かれ、この吸着力によってピン１０がバネ１
１の付勢力に勝って上方に引き上げられ、ピン１０が上
方に引き上げられると、ピン１０に連動して爪９が閉
じ、電子部品２２を２方向から掴み保持する。

【００１６】次にヘッド部５内のノズル部４が保持する
ノズルと上記メカニカルチャック２１を交換する動作を
説明する。図３はこの交換動作の一例として、ノズル２
３からメカニカルチャック２１に交換する動作を順に示
しており、この交換動作を説明する。図３において、１
２はノズルチェンジ部７のノズル２３またはメカニカル
チャック２１を保持する爪、１３はノズル・メカニカル
チャック収納部である。

【００１７】ヘッド部５が駆動部３によりノズルチェン
ジ部７上に位置決めされると｛図３（ａ）｝、同時にノ
ズルチェンジ部７は爪１２を開けて上昇する。上昇後、
ノズル部４はノズルチャンジ部７の空いているノズル・
メカニカルチャック収納部１３に下降し、ノズル・メカ
ニカルチャック収納部１３はノズル部４が現在保持して
いるノズル２３を収納し、ノズル収納後、ノズルチェン
ジ部７の爪１２が閉じノズル２３を保持する｛図３
（ｂ）｝。ノズル保持後、ノズル部４の上昇によりノズ
ル２３をノズル部４から離脱させる｛図３（ｃ）｝。ノ
ズル離脱後、次に使用するメカニカルチャック２１上に
駆動部３によってヘッド部５が位置決めされ、位置決め
されると同時にノズル部４が下降しノズル部４にメカニ
カルチャック２１が装着される｛図３（ｄ）｝。ノズル
装着後、ノズルチェンジ部の爪１２が開き、ノズル部４
は上昇し、ノズルチェンジ部７は爪１２を閉じて下降し
ノズル交換を完了する｛図３（ｅ）｝。

【００１８】次にヘッド部５内のノズル部４が保持する
上記メカニカルチャック２１により電子部品２２を掴み
・保持する際の動作を図４，図５により説明する。メカ
ニカルチャック２１は、図４（ａ）に示すように、通常
ピン１０がバネ１１によって下方に付勢されて爪９が開
いた状態になっている。ヘッド部５が駆動部３により目
的の電子部品２２上に位置決めされると、ノズル部４は
メカニカルチャック２１の爪９が開いた状態で下降され
る｛図４（ｂ）｝。そして、上述したように、エア配管
２０を通って真空に引かれることにより爪９が閉じ電子
部品２２を２方向から掴み保持する｛図４（ｃ）｝。こ
の状態でノズル部４が上昇し、電子部品２２の吸着が完
了する｛図４（ｄ）｝。

【００１９】このメカニカルチャック２１での吸着の
際、通常のノズル２３により電子部品２２の吸着を行う
ときのように、図５（ａ）に示すタイミングで吸着を行
うと｛ノズル２３の下降と同時に真空回路（吸着バル
ブ）をオンとしてエア配管２０を通って真空に引く
と｝、ノズル部４が下降を始めるとすぐに吸着バルブが
オンになるために、下降の途中でメカニカルチャック２
１の爪９が閉じてしまい電子部品２２を掴み、保持する
ことができない。そこで、メカニカルチャック２１での
吸着では、吸着タイミングを図５（ｂ）に示すようにノ
ズル部４が下死点到達後に吸着バルブがオンになり、爪
９が閉じて電子部品２２を掴み、保持するタイミングに
制御装置（図示せず）が自動的に切り換えて電子部品２
２の実装を行う。前記制御装置は電子部品装着装置内に
収納されたコンピュータからなる制御装置（制御部）で
あり、上記駆動部３の制御、ノズル部５の昇降制御、ノ
ズルチェンジ部７のノズル交換制御などを行うととも
に、吸着タイミングの変更、後述する認識部８により認
識された電子部品２２の姿勢に基づいて補正演算を行
う。

【００２０】次に、認識部８により、メカニカルチャッ
ク２１により保持されている電子部品２２の保持姿勢を
認識し補正・装着を行う動作について、図６により説明
する。図６において、２４は電子部品２２の裏面を撮像
する認識カメラ、２５は電子部品２２を照明するランプ
である。

【００２１】電子部品２２はメカニカルチャック２１に
より保持された後｛図６（ａ）｝、ヘッド部５は駆動部
３により電子部品２２を保持したまま認識カメラ２４上
に位置決めされ、認識カメラ２４により撮像された電子
部品２２の裏面の画像により電子部品２２の形状寸法や
保持姿勢の認識が行なわれる｛（図６（ｂ）｝。この認
識結果から制御部が電子部品２２のノズル部４の中心か
らのズレ量や、指定装着角度とのズレ量などの補正演算
を行い、その演算結果に基づいて駆動部３の座標（ｘ，
ｙ）、電子部品２２の傾きθの補正を行ない電子回路基
板２上に電子部品２２の実装を行う｛図６（ｃ）｝。

【００２２】上記電子部品装着装置の動作について図７
のフローチャートを参照しながら説明する。 ステップ−１（電子部品吸着） 電子回路基板２は搬送部１により装着位置に搬入され
る。そして駆動部３によりヘッド部５は電子部品供給部
６上に位置決めされ、位置決め後ヘッド部５内のノズル
部４が下降され電子部品２２が吸着される。電子部品吸
着後ノズル部４は上昇され、ヘッド部５は駆動部３によ
り装着位置に位置決めされる。この移動の際、ノズル部
４が吸着した電子部品２２の吸着姿勢は認識部８にて認
識され、制御部（図示せず）が補正演算をし、位置補正
が行われる。位置補正後ノズル部４は下降し電子回路基
板２上に電子部品２２が装着される。

【００２３】ステップ−２ 装着後、制御部に入力されている実装電子部品の寸法・
形状や使用ノズル番号などのパーツデータにより、ヘッ
ド部５内のノズル部４が保持するノズル２３あるいはメ
カニカルチャック２１を次に実装する電子部品のための
ノズル２３あるいはメカニカルチャック２１に交換する
必要があるかを判断する。

【００２４】ステップ−３ ステップ−２の判断により交換の必要があるとき、次に
実装する電子部品のためのノズル２３あるいはメカニカ
ルチャック２１に交換する。

【００２５】ステップ−４ ステップ−３においてメカニカルチャック２１に交換さ
れたかを判断する。 ステップ−５ メカニカルチャック２１に交換された場合、制御部によ
り、真空回路の吸着バルブのオンのタイミングを図５
（ｂ）に示すタイミングに設定する。

【００２６】ステップ−６ ノズル２３に交換された場合、制御部により、真空回路
の吸着バルブのオンのタイミングを図５（ａ）に示すタ
イミングに設定する。

【００２７】ステップ−２において、ノズル２３あるい
はメカニカルチャック２１の交換を行わないとき、ステ
ップ−５またはステップ−６の終了後、ステップ−１へ
戻る。以後この工程を繰り返し電子部品２２の実装を行
っていく。

【００２８】このように、電子部品２２を認識する認識
部８を設置し、ノズルチェンジ部７にメカニカルチャッ
ク２１を設置すること、メカニカルチャック２１での電
子部品実装の際、制御部が吸着タイミングを自動的にメ
カニカルチャック専用タイミングに切り換えること、お
よびメカニカルチャック２１によって掴み、保持した電
子部品を認識部８にて認識し、制御部が補正演算し、そ
の結果に基づいて補正を行い電子回路基板２上に実装す
ることにより、高精度実装が可能となり、実装品質を向
上できるとともに、今まで実装が不可能であった異形電
子部品の実装が可能になり、対象部品も大幅に広げるこ
とができる。したがって、人による手付作業を無くすこ
ともでき、生産性向上、および無人稼働を可能にでき
る。

【００２９】なお、メカニカルチャック２１の爪９は、
部品の形状に合わせて幅の調整が可能で同一メカニカル
チャック２１で数種類の部品に対応できる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来の電
子部品装着装置では実装ができなかった異形部品などの
電子部品の実装が可能になり、対象部品も大幅に広げる
ことができ、したがって、人による手付作業を無くすこ
ともでき、生産性向上、および無人稼働を可能にでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における電子部品装着装置
の全体概要図である。

【図２】同電子部品装着装置のメカニカルチャックの詳
細図である。

【図３】同電子部品装着装置のノズルチェンジ動作図で
ある。

【図４】同電子部品装着装置のメカチャックノズルによ
る電子部品保持動作説明図である。

【図５】同電子部品装着装置の電子部品吸着タイミング
図である。

【図６】同電子部品装着装置の電子部品認識・装着動作
説明図である。

【図７】同電子部品装着装置の動作を説明するフローチ
ャートである。

【図８】従来の電子部品装着装置の全体概要図である。

【符号の説明】

１ 搬送部 ２ 電子回路基板 ３ 駆動部（ＸＹロボット） ４ ノズル部 ５ ヘッド部 ６ 電子部品供給部 ７ ノズルチェンジ部（交換ユニット） ８ 認識部 ９ 爪 １０ ピン １１ バネ １２ 爪 １３ ノズル収納部爪 ２０ エア配管 ２１ メカニカルチャック ２２ 電子部品 ２３ ノズル ２４ 認識カメラ ２５ 照明ランプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仕田 智 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 大田 博 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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品供給部から電子部品を保持し、この
   電子部品を搬送部によって搬送された電子回路基板上に
   装着を行う電子部品装着装置であって、 前記電子部品を吸着、保持するノズルと、 前記電子部品を掴み、保持するメカニカルチャックとを
   有し、 前記ノズルとメカニカルチャックを自動交換する交換ユ
   ニットと、 前記ノズルの吸着、またはメカニカルチャックの開閉を
   行う真空回路のタイミングの切り替えを行う制御部と、 前記ノズル、またはメカニカルチャックで保持した電子
   部品の位置計測を行う認識部とを有し、 前記認識部の認識結果に基づいて位置補正を行い電子回
   路基板上に電子部品を装着する構成としたことを特徴と
   する電子部品装着装置。