JPH10163686A

JPH10163686A - 電子部品装着ヘッド

Info

Publication number: JPH10163686A
Application number: JP8322042A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Yoshida; 義廣吉田; Osamu Okuda; 修奥田; Akira Kabeshita; 朗壁下; Naoyuki Kitamura; 尚之北村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-12-03
Filing date: 1996-12-03
Publication date: 1998-06-19
Anticipated expiration: 2016-12-03
Also published as: JP3942217B2

Abstract

(57)【要約】【課題】吸着有無判定を正確かつ迅速に行えるととも
に製造コストを低く抑えることのできる電子部品装着装
置を提供する。【解決手段】電子部品吸着位置において吸着ロッド２
１および吸着ノズル１７を下降させて先端の真空圧によ
り電子部品１を吸着する際に、吸着ロッド２１を昇降さ
せるボイスコイルモータ３０により、負荷状態の検出を
行っており、当たるべき検出範囲内で電子部品１と吸着
ノズル１７とが当接して負荷が増加した場合に吸着有り
と判定して吸着ロッド２１を上昇させた後、電子部品１
をプリント基板１９上に装着する。

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
基板に実装する電子部品装着ヘッドに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、リードレスの電子部品（チップ部
品）が普及するにつれて、その形状および大きさの種類
も多品種になってきている。これらの電子部品を組み合
わせて電子回路を構成するために電子部品をプリント基
板に装着する電子部品装着装置においては、高速、高精
度化、高生産性、高信頼性が要望されている。

【０００３】以下、従来の電子部品装着装置について図
５〜図７を参照しながら説明する。図５に示すように、
電子部品装着装置の本体部１０には、電子部品１を供給
する部品供給装置１１と一対の駆動スタンド１２とが設
けられ、各駆動スタンド１２にはＹ軸駆動部１３がそれ
ぞれ固定され、Ｙ軸駆動部１３間にわたってＸ軸駆動部
１４が支持され、さらに、Ｘ軸駆動部１４にＺ軸駆動部
１５が支持されている。Ｙ軸駆動部１３は、Ｙ軸に沿っ
て回転自在に配置された各ねじ軸１３ａが図示しない駆
動手段により同期されて回転されるようになっており、
これによりＸ軸駆動部１４がＹ方向に移動自在とされて
いる。また、Ｘ軸駆動部１４は、Ｘ軸に沿って回転自在
に配置されたねじ軸１４ａが図示しない駆動手段により
回転されるようになっており、これにより、Ｚ軸駆動部
１５がＸ方向に移動自在とされている。さらに、Ｚ軸駆
動部１５は、Ｚ軸に沿って回転自在に配置されたねじ軸
１５ａが図示しない駆動手段により回転されるようにな
っており、これにより、ねじ軸１４ａに噛み合って支持
されたヘッド部１６がＺ方向にも移動自在とされてい
る。そして、ヘッド部１６にヘッド部ブラケット１８を
介して吸着ノズル１７が取り付けられている。

【０００４】また、図６に示すように、電子部品１を吸
着する吸着ノズル１７はベアリング２０を介してヘッド
部ブラケット１８に回転保持された吸着ロッド２１の先
端部に取り付けられている。また、ヘッド部１６にはモ
ータブラケット２２を介してモータ２３が取り付けられ
ており、このモータ２３に取り付けられた駆動プーリ２
４はタイミングベルト２５を介して、吸着ロッド２１に
取り付けられた従動プーリ２６に連動するようになって
いる。そして、モータ２３を回転駆動させることにより
吸着ロッド２１および吸着ノズル１７を回転させて、電
子部品１の吸着姿勢を補正することができるようになっ
ている。吸着ロッド２１の上部にはエア経路２７を介し
て吸着ノズル１７に連通する真空発生器２８が設けら
れ、エア経路２７には圧力センサ２９も取り付けられて
いる。

【０００５】以下、電子部品装着装置の動作について図
７を参照しながら説明する。まず、部品供給装置１１に
て電子部品１を任意の吸着位置に供給し、Ｘ軸駆動部１
３、Ｙ軸駆動部１４を駆動させてヘッド部１６の吸着ノ
ズル１７を電子部品１の吸着位置に移動させる（ステッ
プ＃１）とともに、Ｚ軸駆動部１５を駆動させてヘッド
部１６を下降させる（ステップ＃２）。そして、これと
同時に真空発生器２８を稼働させる（ステップ＃３）こ
とによってヘッド１６の下方に位置決めされた電子部品
１を吸着ノズル１７で吸着させた後、ヘッド部１６を再
び上昇させる（ステップ＃４）とともにモータ２３を駆
動させて電子部品１の吸着姿勢を補正する。そして、電
子部品１を問題なく吸着していれば、ヘッド部１６をプ
リント基板１９の上方の所定位置に移動させ（ステップ
＃５）、ヘッド部１６を下降させた（ステップ＃６）
後、真空発生器２８を停止する（ステップ＃７）ことに
より、電子部品１をプリント基板１９に装着していた
（ステップ＃８）。

【０００６】ここで、電子部品１を問題なく吸着してい
るかどうかの判断は、ステップ＃４でヘッド部１６再び
上昇させた際に、圧力センサ２９にてヘッド部１６の真
空圧力の変化を感知し（ステップ＃９）、その変化状態
に基づいて電子部品１の吸着ミスの判定を行っていた
（ステップ＃１０）。

【０００７】そして、電子部品１を問題なく吸着してい
れば、ヘッド部１６を上昇させるとともに吸着ノズル１
７の真空圧力が安定するまでマシン動作を停止させ、真
空圧力が安定した時点でヘッド部１６をプリント基板１
９の所定位置まで移動させた後、ヘッド部１６を下降さ
せるとともに真空発生器２８を停止させて電子部品１を
プリント基板１９に装着していた。また、電子部品１の
吸着ミスが発生したときは部品供給装置１１にて次の電
子部品１を吸着位置に送り、再度ヘッド部１６を下降さ
せて上記吸着動作を繰り返させていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子部品１
が普及するにつれてその形状および大きさの種類も多品
種になっているため、このような従来の電子部品装着装
置では、電子部品を負圧により吸着する動作において、
その圧力から電子部品１の吸着有無判定を行っているた
め、電子部品１を吸着した状態であっても吸着ノズル１
７の先端部の孔が外部に露出したままとなったりして、
圧力変化が明瞭に検出できず、その結果、、吸着有無判
定が困難になったり、判定時間がかかったりすることが
あるとともに信頼性に乏しくなり、また、圧力センサ２
９が高価なものであるため、コストアップも招いてい
た。

【０００９】本発明は上記課題を解決するもので、吸着
有無判定を正確かつ迅速に行えるとともに製造コストを
低く抑えることのできる電子部品装着装置を提供するも
のである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、電子部品を負圧により吸着して装着する吸
着ノズルと、この吸着ノズルを所定方向に沿って移動さ
せる移動駆動手段と、移動駆動手段における吸着ノズル
を移動させる際の負荷を検知する負荷検知手段と、電子
部品と吸着ノズルとが当接すべき範囲内で吸着ノズルを
移動させる負荷が増加したことを前記負荷検知手段によ
り検知した際に吸着ヘッドが電子部品に当接したと判断
して電子部品の有無判定を行う制御手段とを備えたもの
である。

【００１１】この構成によれば、吸着有無判定を正確か
つ迅速に行えるとともに製造コストを低く抑えることの
できる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、電子部品を負圧により吸着して装着する吸着ノズル
と、この吸着ノズルを所定方向に沿って移動させる移動
駆動手段と、移動駆動手段における吸着ノズルを移動さ
せる際の負荷を検知する負荷検知手段と、電子部品と吸
着ノズルとが当接すべき範囲内で吸着ノズルを移動させ
る負荷が増加したことを前記負荷検知手段により検知し
た際に吸着ヘッドが電子部品に当接したと判断して電子
部品の有無判定を行う制御手段とを備えたものであり、
吸着ノズルの移動時の負荷により電子部品の有無判定を
行うため、電子部品の形状や大きさに左右されることな
く、吸着有無判定を正確かつ迅速に行える。

【００１３】また、本発明の請求項２に記載の発明は、
移動駆動手段がボイスコイルモーターであるものであ
り、これによれば、電子部品の有無判定を好適に行うこ
とができるとともに、製造コストの上昇も最小限に抑え
ることができる。

【００１４】以下、本発明の実施の形態について図面に
基づき説明する。なお、従来の電子部品装着装置と同機
能ものには同符号を付してその説明は省略する。図１，
図２に示すように、この電子部品装着装置においては、
ヘッド部１６がＺ軸駆動部を介することなくＹ軸駆動部
１４により支持されている。また、ヘッド部１６にはヘ
ッド部ブラケット１８を介して、吸着ロッド２１および
吸着ノズル１７を昇降させる移動駆動手段としてのボイ
スコイルモータ３０が取り付けられている。なお、吸着
ロッド２１および吸着ノズル１７はベアリング２０を介
してヘッド部ブラケット１８やヘッド部１６、ボイスコ
イルモータ３０に対して回転自在に支持されているとと
もに、例えば吸着ロッド２１にスプライン（図示せず）
が形成されて吸着ロッド２１および吸着ノズル１７は昇
降自在に保持されている。

【００１５】また、ボイスコイルモータ３０にはその電
流値を検出する負荷検知手段としての電流計３１が接続
されているとともに、この電流値に対応するデータが制
御手段３２に入力され、制御手段３２にて電流値に基づ
いて電子部品１の有無判定を行う。なお、この電子部品
装着装置においては、真空発生器に接続されているエア
経路２７には圧力センサは接続されていない。

【００１６】上記構成における電子部品装着装置の制御
動作を説明する。まず、部品供給装置１１にて電子部品
１を任意の吸着位置に供給し、Ｘ軸駆動部１３、Ｙ軸駆
動部１４を駆動させてヘッド部１６の吸着ノズル１７を
電子部品１の吸着位置に移動させる（ステップ＃１
１）。電子部品吸着位置において吸着ロッド１１を距離
ｂ１だけ比較的高速度で下降させて（ステップ＃１２）
吸着ノズル１７を電子部品１に近接させた後、真空発生
器を稼働させて、エア経路２７を介して吸着ノズル１７
の先端の真空圧により電子部品１を吸着させる。

【００１７】この後、さらに距離ｂ２だけ緩やかな速度
で下降させる動作を行わせる。この時間ｔ３内におい
て、ボイスコイルモータ３０の負荷状態をその電流を検
出することにより測定し、吸着ノズル１７が電子部品１
に当接したかどうかを判定する（ステップ＃１３，＃１
４）。すなわち、吸着ノズル１７が電子部品１に正規の
位置で当接すると、それ以上吸着ノズル１７が下降でき
なくなり、ボイスコイルモータ３０による吸着ロッド２
１に対する下降させようとする負荷が増大し、これに応
じてボイスコイルモータ３０の電流量が増加するため、
ボイスコイルモータ３０の電流が所定電流を越えた場合
には、この電流値を電流計３１から入力した制御手段３
２が、吸着ノズル１７が電子部品１に当接したと判断す
る。

【００１８】そして、これにより吸着ノズル１７が電子
部品１に当接したと判断した場合には、ステップ＃１５
に進んで、吸着ロッド２１を距離ｂ３まで上昇させ（ス
テップ＃１５）、ヘッド部１６を移動させて（ステップ
＃１６）吸着ノズル１７をプリント基板１９上に位置決
めした後、再び吸着ノズル１７を下降させ（ステップ＃
１７）、電子部品１をプリント基板１９上に装着する
（ステップ＃１８）。

【００１９】また、ステップ＃１２において吸着ロッド
１１を距離ｂ１だけ下降させた後に、吸着ノズル１７が
電子部品１に当接するであろう距離ｂ２だけさらに下降
させたにもかかわらず、ボイスコイルモータ３０の負荷
が増えなくてその電流量が所定電流値を越えなかった場
合には、電子部品１に吸着ノズル１７が当接せず、電子
部品１の吸着無しと判定する。この場合には、ステップ
＃１４からステップ＃１９に進んで吸着ロッド１１を距
離ｂ４だけ上昇させた後、電子部品供給装置１１の電子
部品１を吸着位置に送る動作により予め吸着位置に送ら
れた電子部品１を吸着する。そして、吸着ロッド２１を
上昇させた後、再度、吸着動作を行わせる。

【００２０】この電子部品装着ヘッドによれば、ボイス
コイルモータ３０によりその負荷状態から判断する力制
御を行い、吸着ノズル１７が電子部品１に当接すると考
えられる検出範囲で負荷状態を検出し、電子部品１と吸
着ノズル１７が当接しなかったら部品無しと判断して次
の電子部品１を吸着させることにより、電子部品１の形
状や大きさに左右されることなく確実かつ迅速に電子部
品１の有無を判定できる。そして、これによれば欠品が
発生しないので、実装されたプリント基板１９の品質を
向上でき、また従来の電子部品装着ヘッドに使用してい
た圧力センサーもなくすことができるので、製造コスト
の上昇も最小限に抑えられる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電子部品
と吸着ノズルとが当接すべき範囲内で吸着ノズルを移動
させる負荷が増加したことを検知した際に吸着ヘッドが
電子部品に当接したと判断して電子部品の有無判定を行
うことにより、電子部品の形状や大きさに左右されるこ
となく、吸着有無判定を正確かつ迅速に行え、また製造
コストの上昇も最小限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる電子部品装着ヘッ
ドの概略構成を示す断面図

【図２】同電子部品装着ヘッドを備えた電子部品装着装
置の斜視図

【図３】同電子部品装着ヘッドの動作を示すフローチャ
ート図

【図４】同電子部品装着ヘッドの昇降動作と時間との関
係を示す図

【図５】従来の電子部品装着ヘッドを備えた電子部品装
着装置の斜視図

【図６】従来の電子部品装着ヘッドの概略構成を示す断
面図

【図７】従来の電子部品装着ヘッドの動作を示すフロー
チャート図

【符号の説明】

１６ヘッド部１７吸着ノズル２１吸着ロッド３０ボイスコイルモータ（移動駆動手段）３１電流計（負荷検知手段）３２制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者北村尚之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

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品を負圧により吸着して装着する
吸着ノズルと、この吸着ノズルを所定方向に沿って移動
させる移動駆動手段と、移動駆動手段における吸着ノズ
ルを移動させる際の負荷を検知する負荷検知手段と、電
子部品と吸着ノズルとが当接すべき範囲内で吸着ノズル
を移動させる負荷が増加したことを前記負荷検知手段に
より検知した際に吸着ヘッドが電子部品に当接したと判
断して電子部品の有無判定を行う制御手段とを備えた電
子部品装着ヘッド。
【請求項２】移動駆動手段はボイスコイルモータであ
る請求項１記載の電子部品装着ヘッド。