JPH10209680A - 電子部品装着装置 - Google Patents
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Abstract
をプリント基板に装着する電子部品装着装置に関し、高
速で高精度に装着できる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】 電子部品を順次供給する第1、第2の供
給部2,3と、電子部品を吸着、装着する第1、第2の
装着ヘッド部10,11と、吸着した電子部品を認識す
る第1、第2の認識部12,13と、認識結果に基づい
てθ補正する機能を備えたテーブル部6からなる構成と
することにより、高速で高精度に装着できる小型の電子
部品装着装置を安価に提供できる。
Description
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。
別するとロボットを用いた方式の汎用装着装置と、装着
ヘッド部をロータリー方式とした高速型の装着装置とが
主流となっていた。
−85492号公報に開示されたものが知られており、
これは図26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116が搭載された電子部品
供給部110と、プリント基板115を保持する基板保
持部117と、電子部品を吸着する吸着ノズル111が
回転摺動可能に取り付けられてプリント基板115に電
子部品を装着する装着ヘッド112と、この装着ヘッド
112が取り付けられた第1の駆動軸113と、この第
1の駆動軸113と直交する方向に第1の駆動軸113
を駆動する第2の駆動軸114から構成され、装着ヘッ
ド112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。
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27に示すように円周上に吸着
ノズル120が配置されて間欠回転するロータリーヘッ
ド119と、吸着ノズル120が停止する位置に移動可
能な部品供給部118と、吸着ノズル120に吸着され
た電子部品を認識する認識部122と、電子部品実装用
のプリント基板123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121を有し、順次ロータリー
ヘッド119が間欠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。
とロータリー方式の高速型の装着装置の中間タイプのも
のとして、簡単な構成で装着精度が高く、装着タクトの
早い小型の電子部品装着装置として、本発明者らが特願
平8−117633号にて提案したものがあり、この同
装置は図28に示すように、第1の駆動軸124に電子
部品を吸着する吸着ノズル125を複数本保持した第
1、第2の装着ヘッド部126,127が摺動自在に取
付けられ、この両装着ヘッド部126,127の下方に
配設された第1、第2の供給部128,129にそれぞ
れ装着されたカセット130から順次供給される電子部
品を上記吸着ノズル125が吸着して両供給部128,
129間に配設されたテーブル部131に保持されたプ
リント基板132に吸着した電子部品を装着するように
構成されたものであった。
の構成では、小型で安価かつ高速な電子部品装着装置が
求められている中で、ロボット方式の汎用装着装置にお
いては構成が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115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
方式の高速型の装着装置では、ロータリーヘッド119
の高速化により装着タクトは早いものの設備が大型化
し、かつ設備価格も高いものになるという課題があっ
た。
子部品装着装置においては、吸着ノズル125の数が多
く高速化は図れるが、電子部品の吸着状態に応じて電子
部品の角度を補正する時、各吸着ノズル125を個々に
回転させようとする場合に部品点数が多くなって構造が
複雑になり、また、吸着ノズル125の間隔を狭くしよ
うとするとノズル回転駆動系が小さくなるために回転補
正精度が悪くなり、これらのことから小型化が難しいと
いう課題を有していた。
小型で精度が良く、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。
に本発明による電子部品装着装置は、多数本の吸着ノズ
ルを保持した2つの装着ヘッド部をプリント基板を保持
したテーブル部を挟んで上方に同一線上に配設し、この
2つの装着ヘッド部の一方が吸着動作をしている際に他
方が装着動作を行うと共に、吸着ノズルに吸着保持され
た電子部品を認識する認識部を設け、この認識結果に基
づいてテーブル部をθ回転させて補正してからプリント
基板への電子部品の装着動作を行うように構成したもの
である。
高速な電子部品装着装置が得られる。
は、電子部品を順次供給するカセットを複数台隣接配置
し、それぞれが所定の間隔を設けて直線状に配置された
第1、第2の供給部と、この両供給部から供給される電
子部品を吸着する複数の吸着ノズルを昇降自在に保持し
て上記第1、第2の供給部の上方に両供給部間を結ぶ方
向に摺動自在にそれぞれ配置された第1、第2の装着ヘ
ッド部と、上記吸着ノズルに吸着された電子部品を認識
するために上記両供給部にそれぞれ隣接して配置された
第1、第2の認識部と、上記第1、第2の供給部の中間
に電子部品の供給方向と同一方向に摺動自在、かつ上記
第1、第2の認識部の認識結果に基づいてθ方向に回転
自在に配置された電子部品装着用のプリント基板を保持
するテーブル部と、これらを制御する制御部からなる構
成の電子部品装着装置としたものであり、小型で高精
度、かつ高速装着が可能な電子部品装着装置を提供でき
るという作用を有する。
発明において、第1、第2の認識部が吸着ノズルに吸着
された電子部品の有無、吸着姿勢、部品高さを電子部品
の下方ならびに水平方向から認識するものである構成と
したもので、電子部品の有無、傾き、立ち吸着など、装
着すると不良になる状態のものを事前に確実に確認でき
るという作用を有する。
2記載の発明において、電子部品装着用のプリント基板
を保持するテーブル部が、θ回転の駆動部となるモータ
と、このモータの回転を減速する減速機と、この減速機
に結合されて回転するテーブルと、このテーブル上に上
下動自在に取付けられた基板保持部により構成されたも
のであり、精度良くθ回転することにより精度の良い補
正ができるという作用を有する。
発明において、電子部品装着用のプリント基板を保持す
るテーブル部に、プリント基板を搬入側から搬出側へ搬
送するための搬送機構ならびにプリント基板を位置決め
する位置決め機構を設けた構成としたものであり、プリ
ント基板の搬入と搬出を精度良く行うと共に、定位置に
位置決めして電子部品を精度良く装着することができる
という作用を有する。
いずれか一つに記載の発明において、テーブル部にプリ
ント基板を供給する基板供給部、ならびにテーブル部か
ら排出されたプリント基板を搬送する基板排出部をテー
ブル部が所定位置にある時にテーブル部と連結するよう
に設けた構成としたものであり、プリント基板を自動的
にテーブル部に供給し、排出することができるという作
用を有する。
発明において、テーブル部に設けたプリント基板を搬送
するための搬送機構と当接してこの搬送機構を駆動する
ための駆動力伝達機構を基板供給部もしくは基板排出部
のいずれか一方に設けた構成としたものであり、θ回転
するテーブル部に不要なものを装着しなくても良いため
にテーブル部が小型軽量化でき、精度向上が図れるとい
う作用を有する。
6記載の発明において、プリント基板の搬送方向と直交
する方向にモータにより駆動されるベルトを張架すると
共に、このベルトにプリント基板の一側面をガイドする
ガイドレールを結合し、このガイドレールを対向してプ
リント基板の他の側面をガイドするように設けられた固
定ガイドレールとによってプリント基板を保持するよう
にした構成のものであり、モータを駆動してガイドレー
ルを任意の位置へ移動することにより、サイズの異なる
プリント基板を容易にしかも確実に保持することができ
るという作用を有する。
いずれか一つに記載の発明において、テーブル部に設け
られたプリント基板の位置決め機構と係合してこれを駆
動する駆動力伝達機構を基板供給部もしくは基板排出部
のいずれか一方に設けた構成としたものであり、θ回転
するテーブル部に不要なものを装着しなくても良いため
にテーブル部が小型軽量化でき、精度向上が図れるとい
う作用を有する。
いずれか一つに記載の発明において、テーブル部から排
出されたプリント基板を定位置に一時停止する基板スト
ッパを基板供給部もしくは基板排出部のいずれか一方に
設けた構成としたものであり、電子部品の装着を終えた
プリント基板を次工程へ搬送する際に、スムーズに搬送
できるという作用を有する。
のいずれか一つに記載の発明において、ばら状態のチッ
プ形の電子部品を収納したバルク方式のカセットと、所
定の間隔で電子部品がテーピングされたテーピング方式
のカセットのいずれか一方、もしくは両方を装着可能な
係合部を供給部のカセット取付面に設けた構成としたも
のであり、1台の装着装置でバルク方式のカセットとテ
ーピング方式のカセットを混載して使用することができ
るという作用を有する。
0のいずれか一つに記載の発明において、第1の装着ヘ
ッド部に保持された吸着ノズルが第1の供給部から供給
される電子部品を吸着している際に、第2の装着ヘッド
部に保持された吸着ノズルはテーブル部に保持されたプ
リント基板に電子部品を装着するように動作し、また逆
に、第2の装着ヘッド部に保持された吸着ノズルが第2
の供給部から供給される電子部品を吸着している際に、
第1の装着ヘッド部に保持された吸着ノズルはテーブル
部に保持されたプリント基板に電子部品を装着するよう
に動作する構成としたものであり、吸着動作と装着動作
を同時に行うことができるためにロスタイムが少なく、
トータル装着タクトの向上が図れるという作用を有す
る。
1のいずれか一つに記載の発明において、第1、第2の
装着ヘッド部にそれぞれ保持された複数の吸着ノズルの
配置ピッチに対し、第1、第2の供給部にそれぞれ隣接
配置された各カセットの部品供給ピッチが同一もしくは
整数倍である構成としたものであり、同時に多数個の電
子部品を吸着することができるために吸着時間が電子部
品1個を吸着する時間と同じになり、高速化が図れると
いう作用を有する。
2のいずれか一つに記載の発明において、第1、第2の
の装着ヘッド部が、モータにより駆動する端面カムによ
り、複数の吸着ノズルを保持したプレートをそれぞれ昇
降させるものである構成としたものであり、簡単な構成
で小型、軽量化を図り、しかも高精度化できるという作
用を有する。
記載の発明において、端面カムが基準位置を始点として
所定の回転角度内で反転動作することによりプレートを
昇降させ、上記所定の回転角度を変化させることにより
吸着ノズルの下死点位置を変化させるようにした構成の
ものであり、装着する電子部品の高さに応じて吸着ノズ
ルの下死点位置を調整することにより、各種電子部品を
効率良く装着することができるという作用を有する。
しくは14記載の発明において、吸着ノズルの下降開始
時と下死点近傍の下降スピードが遅くなるように端面カ
ムの形状を形成した構成のものであり、電子部品に与え
る衝撃を小さくし、かつ高速で吸着、装着できるという
作用を有する。
15のいずれか一つに記載の発明において、端面カムを
駆動するモータを速度可変とした構成のものであり、吸
着、装着速度を任意に設定することができるという作用
を有する。
6のいずれか一つに記載の発明において、第1、第2の
装着ヘッド部にそれぞれ保持された複数の吸着ノズル
が、それぞれ複数本同時に昇降する構成としたものであ
り、吸着時、装着時において同時に多数個の吸着、装着
ができるため、吸着時間、装着時間を短縮でき、トータ
ルタクトの向上が図れるという作用を有する。
6のいずれか一つに記載の発明において、第1、第2の
装着ヘッド部にそれぞれ保持された複数の吸着ノズル
が、それぞれ所定のタイミングで順次昇降する構成とし
たものであり、任意の吸着ノズルで任意の位置の電子部
品を吸着して装着することができるという作用を有す
る。
たは18記載の発明において、第1、第2の装着ヘッド
部にそれぞれ保持された複数の吸着ノズルが、それぞれ
複数の中から選択された少なくとも1本以上の任意の吸
着ノズルのみを動作させる構成としたものであり、供給
部の任意の位置にある電子部品を順次吸着し、かつ装着
ヘッド部に取付けられた吸着ノズルの本数だけ電子部品
を吸着できるため、毎回吸着と装着を繰返す動作に比べ
て、吸着位置から装着位置に移動する時間が短縮でき、
トータル装着タクトの向上が図れるという作用を有す
る。
載の発明において、複数の中から任意の吸着ノズルのみ
を動作させる選択機構が、第1、第2の装着ヘッド部に
それぞれ取り付けられた昇降部材の昇降に追従して昇降
する複数の吸着ノズルに、その吸着ノズルを保持して下
降を阻止するように設けられた切り替え機構により選択
を行うようにした構成のものであり、簡単な構成で多数
本の吸着ノズルを選択して上下動作させることができる
という作用を有する。
20のいずれか一つに記載の発明において、吸着ノズル
の上部に吸着ノズルを下方に付勢するためのばねを配置
した構成としたものであり、電子部品を吸着ノズルで吸
着、装着する際に、電子部品に与える衝撃を軽減するこ
とができるという作用を有する。
1のいずれか一つに記載の発明において、第1、第2の
装着ヘッド部で吸着した電子部品を第1、第2の認識部
でそれぞれ認識した結果が吸着不良と判断された際に、
この吸着不良の電子部品を排出するための第1、第2の
不良排出部を設けた構成としたものであり、吸着不良の
電子部品を容易に回収できるという作用を有する。
〜図25を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の第1の実施の形態にお
ける電子部品装着装置の全体構成を示した斜視図、図2
は同正面図、図3は同平面図、図4は同認識部を示した
正面図、図5は同側面図である。
子部品を順次供給するカセット4を係合部2A,3Aを
介して複数台隣接配置して筐体1上に配設された第1及
び第2の供給部であり、この第1、第2の供給部2,3
はそれぞれ所定の間隔を設けて直線状に配置され、この
第1、第2の供給部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、かつ、このテーブル部
6と第1、第2の供給部2,3のそれぞれの間に吸着し
た電子部品を認識するための第1の認識部12及び第2
の認識部13がそれぞれ配置されると共に、この第1の
認識部12と第2の認識部13の間に、各認識部12,
13で吸着異常と判断された電子部品を排出するための
第1、第2の不良排出部17,18が配置されている。
するプリント基板19を保持して電子部品の供給方向
(Y方向)と同方向に駆動モータ14の回転によりボー
ルねじ5を介してガイドレール7に沿って摺動自在とし
ている。
る複数の吸着ノズル20を昇降自在に保持した第1及び
第2の装着ヘッド部であり、この第1、第2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を介して電子部品の供給方
向と直交する方向(X方向)にそれぞれ独立して摺動自
在としている。
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、21と22はそ
れぞれ第1の供給部2と第2の供給部3上に装着された
カセット4を駆動するための第1のフィード部と第2の
フィード部、23は同装置全体を制御する制御部であ
る。
2,13の構成を示したものであり、同図に示すよう
に、シャフト24の先端に吸着ノズル20が取り付けら
れており、その下方に筐体1の上面に結合されたI型形
状のブラケット25の側面に鏡筒26が取り付けられた
認識カメラ27が吸着ノズル20で吸着した電子部品5
0の姿勢を見るために上方を向いて取り付けられてい
る。また、I型形状のブラケット25の上面には、吸着
ノズル20の移動方向と同方向にスリットを持ち、電子
部品50の高さを検出するためのラインセンサ28が取
り付けられた構造となっている。
図6〜図8を用いて説明する。図6は同テーブル部6の
全体構成を示す斜視図、図7は内部の構成を示すために
図6の一部を切り欠いた斜視図、図8は図6の正面図で
あり、図6〜図8において、29はYテーブルであり、
ベース30に固定されたリニアガイド31で支持され、
Y軸モータ32によってボールねじ33を介してY方向
に往復直線移動可能に取付けられている。34はθフレ
ームであり、Yテーブル29に固定されたθ軸減速機3
5の出力軸に固定されている。36はθ軸モータであ
り、Yテーブル29に取り付けられ、θ軸減速機35と
連結しており、このような構成によりテーブル部6はY
方向及びθ方向(回転方向)に移動可能となっている。
テーブル29に取り付けられており、θ方向に回転する
ことはないようになっている。
原点検出板であり、θフレーム34と共に回転する。3
9はYテーブル29の原点を検出するY軸原点検出セン
サ、40はYテーブル29に取り付けられたY軸原点検
出板である。41はレールフレームであり、θフレーム
34に固定されたガイド42に案内されて上下に移動で
きるように取り付けられている。
フレーム上下用のシリンダであり、Y軸の原点位置でレ
ールフレーム41が上下できるようにしている。
プリント基板19を支えるためのバックアップピンであ
り、θフレーム34に設けられた穴に差し込まれて設置
されるものである。また、レールフレーム41には軸受
け45が固定されており、この軸受け45にはプリント
基板19を搬送するため外部動力(図示せず)によって
駆動される搬送ベルト46をガイドするための固定搬送
レール47、ベルトガイド用のプーリ48が設けられて
いる。
0が固定搬送レール47と平行に設置されているが、こ
れらはレールフレーム41に設置されたボールねじ51
のナット52に固定されており、ボールねじ51を回す
ことによりプリント基板19の寸法に応じた位置に移動
できるようになっている。
と移動搬送レール49に直角に2本設置されており、ボ
ールねじ51はそれぞれの端部に固定されたプーリ53
とそれに掛けられたタイミングベルト54により係合さ
れており、どちらかのボールねじ51を回転させること
によりもう一方のボールねじ51も同時に動くようにな
っている。
受け45には軸55が回転可能に取り付けられている
が、この軸55にはプリント基板19の位置を決めるた
めのピン56を持った3つの位置決めレバー57,5
8,59が固定されており、この位置決めレバー57,
58がプリント基板19の位置を決める基準となり、残
りの位置決めレバー59はプリント基板19の大きさに
応じて位置をずらして軸55に固定される構造になって
いる。
レバー60が固定されており、レールフレーム41が上
昇した際、外部動力伝達部材61により押し下げられる
と位置決めレバー57,58,59も揺動して下がり、
プリント基板19の位置決めを開放する構造になってい
る。また、位置決めピン開閉レバー60には引張ばね6
2が掛かっており、外部動力による押し下げ力がなくな
ると位置決めレバー57,58,59は揺動して元の位
置に戻るようになっている。63は位置決めピン開閉レ
バー60に取り付けられた検出板であり、センサ(図示
せず)は別のユニットに取り付けられている。
たプリント基板19を所定の位置に停止させるための基
板ストッパであり、この基板ストッパ64はシリンダ6
5と回転自在に結合されており、図中矢印A方向に揺動
することができる。また、このシリンダ65は支点66
を介してフレーム67に取り付けられており、さらに、
このフレーム67には基板有無検出センサ68が取り付
けられている。
ーブル(θフレーム34)上にはセンサが設置されてい
ないので回転によるセンサの断線の心配はなく、また回
転のために配線を弛ますこともないのでシンプルなテー
ブル部6とすることができる。
いて、以下にその動作を説明する。まず、NCプログラ
ムによってプリント基板19上に電子部品(図示せず)
を装着し終えるとYテーブル29及びθフレーム34は
原点復帰し、原点復帰が完了するとレールフレーム上下
用シリンダ43が駆動してレールフレーム41が押し上
げられ、固定搬送レール47及び移動搬送レール49で
ガイドされているベルト面がテーブル部6の左右にある
プリント基板供給及びプリント基板取り出し用のローダ
部及びアンローダ部(図示せず)と同じ高さになるまで
上昇する。
めピン開閉レバー60が押し下げられ、テーブル部6上
にあるプリント基板19はピン56が抜かれてフリーの
状態になる。
69によりプーリ48に駆動が与えられて搬送ベルト5
0が回転し、テーブル部6上のプリント基板19を運び
出す。基板有無検出センサ68の反応がOFFすると基
板ストッパ64を駆動するシリンダ65が駆動して基板
ストッパ64がプリント基板19の搬送位置まで揺動し
て下りてくる。
り新しいプリント基板19が搬入されて基板ストッパ6
4に当たり停止する。この時、基板有無検出センサ68
が反応してONの状態になると、搬送ベルト50が止ま
ると同時に位置決めピン開閉レバー60を押していた引
張りばね62が逆方向に働き、位置決めピン開閉レバー
60は引張ばね62の力により逆方向に揺動し、新しい
プリント基板19の位置決めを行う。この時、位置決め
ピン開閉レバー60に取り付けられた検出板63が検出
センサ(図示せず)をONさせるので確実に位置決めさ
れたことが確かめられ、基板ストッパ64を駆動してい
たシリンダ65も逆方向に動き、基板ストッパ64は元
の位置へもどる。
いたレールフレーム上下用シリンダ43も逆方向に移動
してレールフレーム41は下降して所定の位置で止ま
る。
えが完了すると、テーブル部6はNCプログラムで決め
られた位置+電子部品の吸着姿勢認識の補正量分の位置
へY軸、θ軸が独立して動き、吸着ノズル(図示せず)
で運ばれてきた電子部品をプリント基板19上に正確に
装着していくのである。このような動作をNCプログラ
ム分だけ完了するとテーブル部6は原点位置までもど
り、前述のように新しいプリント基板19の供給を得て
同じ動作をくり返すことになる。
動できるテーブル部6を用いることにより、吸着ノズル
20は上下動だけで回転しないので吸着ノズル20の軸
受けの耐久性が向上し、また吸着ノズル20は電子部品
を吸着、位置認識後そのまま移動してプリント基板19
上におくだけなので、回転による遠心力や回転中心の芯
ずれ等により装着位置がずれることが無く高い装着精度
が得られ、さらにテーブル部6の回転部分(θフレーム
34より上の部分)にはセンサを配置しない構造とした
ことで信頼性が高く、シンプルな設備とすることができ
るなど、多くの優れた効果が得られるものである。
搬送部の詳細な構成について図9〜図13を用いて説明
する。
排出されたプリント基板を搬送するアンローダ部の全体
構成を示した平面図であり、図9において、70はベー
スであり、このベース70の上面にはプリント基板19
を搬送するための固定搬送レール71と移動搬送レール
72が配置され、プリント基板19のサイズに合わせて
移動搬送レール72を摺動させる直動レール73が2本
平行に配置され、駆動モータ74に結合されたプーリ7
5とベース70に結合されたプーリ76を介してベルト
77と移動搬送レール72を連結材78により連結させ
て駆動モータ74の回転により移動搬送レール72を摺
動自在としている。
搬送レール47の搬送ベルト46と基板搬送部の固定搬
送レール71の搬送ベルト80の駆動源となっているも
のであり、駆動部81により駆動される構成となってい
る。
移動搬送レール49の搬送ベルト50と基板搬送部の移
動搬送レール72の搬送ベルト83の駆動源となってい
るものであり、駆動部84により駆動される構成となっ
ている。
7及び移動搬送レール49の搬送ベルト46,50を駆
動させる駆動部81,84の詳細を示したものであり、
モータ79,82に取り付けられたローラ85と、この
ローラ85の回転をベルト86を介してテーブル部6の
プーリ48と接触してテーブル部6のベルト搬送の駆動
を与えるローラ87とから構成されている。
てローラ87を下方に付勢する力を与え、プーリ48と
ローラ87の接触時の駆動伝達効率を高める構成となっ
ている。
及び移動搬送レール72の搬送ベルト80、搬送ベルト
83を駆動させる駆動部81,84の詳細を示したもの
であり、テーブル部6のベルト搬送方向と同一方向にす
るため、モータ79,82に結合されたギア89から、
その下部に支持されたギア90に駆動を伝達し、このギ
ア90と同軸に取り付けられたプーリ91とプーリ92
を介して搬送ベルト80,83を駆動させる構成となっ
ている。
せ動作について説明する。図9、図12において、プリ
ント基板19の幅が大きい時には、駆動モータ74を図
中矢印A方向に回転させ、その回転によりベルト77が
同C方向に動き、ベルト77と連結材78によって連結
された移動搬送レール72が直動レール73に沿って同
C方向に移動することにより、固定搬送レール71と移
動搬送レール72との幅を大きくし、幅の大きいプリン
ト基板19に対する幅寄せを行うものである。
は、駆動モータ74を同B方向に回転させ、この回転に
よりプーリ75、プーリ76を介してベルト77が同D
方向に動き、ベルト77と連結材78によって連結され
た移動搬送レール72が直動レール73に沿って同D方
向に移動することにより、固定搬送レール71と移動搬
送レール72との幅を狭くし、幅の狭いプリント基板1
9に対する幅寄せを行うものである。
て説明する。図10、図13はテーブル部6における基
板搬送構造を示したものであり、テーブル部6は通常の
基板搬送以外のタイミングにおいては下部(図10の状
態を示す)にて動作を行い、基板搬送時のみ図13に示
すように上昇する機構となっている。
ーラ87の駆動伝達部87aとプーリ48の駆動受け部
48aとが接触する時の衝撃をレバー69を介して、引
張りばね88にて吸収する。
ラ85の同E方向への回転をベルト86を介してローラ
87に与える。
プーリ48の駆動受け部48aに駆動力を伝達し、プー
リ48に張架されたテーブル部6の搬送ベルト46を駆
動させるものである。
ついて図11を用いて説明する。図11は基板搬送部に
おける基板搬送構造を示したものであり、テーブル部6
のベルト搬送方向と同一方向にするため、モータ79,
82に結合されたギア89から、その下部に支持された
ギア90に同G方向の駆動を伝達し、このギア90と同
軸に取り付けられたプーリ91に同じG方向の駆動を伝
達し、プーリ92を介して搬送ベルト80,83を駆動
させるものである。
部のベルト搬送とテーブル部6の基板搬送を同じモータ
で行うことが可能となり、装置の小型軽量化と低価格化
を図ることができるものである。
図面を用いて説明する。図14は同装着ヘッド部の構成
を示した斜視図であり、同図に示すように吸着ノズル2
0を保持する複数本のスライドシャフト94がフレーム
95に結合されたホルダー96に上下動可能に取り付け
られており、スライドシャフト94はホルダー96に固
定されたピン97により回転不可能な状態になってい
る。
ム99が結合され、この端面カム99に当接するカムフ
ォロア100はスライダ101により上下方向に摺動可
能なプレート102に取り付けられ、このプレート10
2にはスライドシャフト94にはまり合うツメ103が
取り付けられており、ツメ103にはスライドシャフト
94を下方に付勢する圧縮ばね104が弾接している。
下降させるスライドシャフト94を選択するソレノイド
105がブロック106を介して取り付けられている。
について以下に説明する。図15(a),(b)は、プ
レート102の動作を説明するための正面図、図16
(a),(b),(c)はスライドシャフト94の下降
動作を説明するための側面図、図17は任意のスライド
シャフト94の下降動作を説明するための正面図であ
る。
用モータ98の回転により端面カム99が回転すると、
端面カム99に当接するカムフォロア100が下方に押
しつけられ、これにより、同図(b)に示すようにスラ
イダ101に沿ってプレート102が下降する。
ト102が上限に位置するときにはツメ103上のブロ
ック106を介してスライドシャフト94も上限に位置
する。次に、図16(b)に示すように、ソレノイド1
05がOFFの状態でプレート102が下降すると、ツ
メ103が圧縮ばね104を下方に押し下げ、それに伴
いスライドシャフト94が下降する。スライドシャフト
94の上昇時には、ツメ103がブロック106を直接
押し上げる状態となる。
レート102が下降すると、図16(c)に示すよう
に、スライドシャフト94がソレノイド105によって
固定された状態となり、ツメ103が下降しても圧縮ば
ね104を撓ませるのみでスライドシャフト94は上限
の位置で保持されたままとなる。
Fすることにより、図17に示すように複数本あるスラ
イドシャフト94の中で任意のスライドシャフト94の
みを下降させることが可能となる。
イドシャフト94の下降量と時間の関係を表わした特性
図であり、同図に示すように、端面カム99の形状を任
意の形状にすることにより、スライドシャフト94の上
限と下限付近での速度を低く抑えることが可能となり、
それにより、衝撃を与えることなく電子部品50のプリ
ント基板19への装着を行うことができ、また、下降時
の最大加速度を端面カム99の形状を変えることにより
任意の位置に設定することが可能となるので、電子部品
50に衝撃を与えることなくスライドシャフト94の上
下動作の高速化を図ることができる。
により、スライドシャフト94の動作下限位置が変化し
ても、上下スライド駆動用モータ98の回転速度を制御
することにより、スライドシャフト94の上下動の速度
を任意に変化させ、衝撃を与えることなく電子部品50
をプリント基板19へ装着することが可能となる。
部品装着装置の基本的な動作について以下に説明する。
部品の吸着から装着までの動作について説明すると、図
19(a)に示すように、第2の装着ヘッド部11がテ
ーブル部6上のあらかじめ指示された位置で装着動作を
している時、第1の装着ヘッド部10はあらかじめ指示
された第1の供給部2のカセット4上に移動し、吸着す
る電子部品50を搭載したカセット4の第1のフィード
部21の力によりカセット4のレバー(図示せず)を押
してシャッタ(図示せず)を開き、吸着ノズル20が上
下して電子部品50を吸着し、再び上昇する。
ズル20により電子部品50を吸着した第1の装着ヘッ
ド部10は第1の認識部12に移動し、吸着した電子部
品50の高さ、姿勢を読みとり、基準位置からのズレを
演算し、制御部23のメモリー(図示せず)にそのデー
タを格納する。
装着ヘッド部11が装着を終わると、第1の装着ヘッド
部10がテーブル部6上のあらかじめ決められた位置に
第1の認識部12で求めたズレ量に応じた量だけ位置を
補正した位置に移動し、電子部品50の高さに応じた量
だけ吸着ノズル20が下降して電子部品50をプリント
基板19上に装着する。このとき、同時に第2の装着ヘ
ッド部11は、あらかじめ決められた第2の供給部3に
装着されたカセット4上に移動して電子部品50を吸着
し、続いて図19(d)に示すように、吸着ノズル20
により電子部品50を吸着した第2の装着ヘッド部11
は第2の認識部13に移動し、吸着した電子部品50の
高さ、姿勢を読みとる。この一連の動作を繰り返すこと
により、プリント基板19に順次電子部品50を装着す
るものである。
いて、図20(a)〜(d)を用いて説明する。
着ヘッド部11がテーブル部6上のあらかじめ指示され
た位置で装着動作をしている時、第1の装着ヘッド部1
0は、あらかじめ指示された第1の供給部2のカセット
4上に移動し、吸着する電子部品50を搭載したカセッ
ト4の第1のフィード部21の力によりカセット4のレ
バー(図示せず)を押してシャッタ(図示せず)を開
き、吸着ノズル20が上下して電子部品50を吸着し、
再び上昇する。
装着ヘッド部10が第1の認識部12に移動して電子部
品50の高さ、姿勢を読みとるが、このとき吸着ノズル
20と同じ高さである吸着ミスの場合再度電子部品50
を吸着する動作を行い、次に第1の認識部12に移動し
て電子部品50の高さ、姿勢を読みとる動作を行う。
回数に達すると、制御部(図示せず)は、部品切れのメ
ッセージを表示して停止する。
立ち吸着または誤吸着したような異常吸着の場合、図2
0(c)に示すように第1の装着ヘッド部10は第1の
不良排出部17に移動し、吸着異常の電子部品50を排
出し、図20(d)に示すように異常吸着した電子部品
50のあるカセット位置に第1の装着ヘッド部10が移
動して再度吸着動作を行い、吸着後再認識を行うため第
1の認識部12に移動するものである。
装着ヘッド部10についてのみ行ったが、第2の装着ヘ
ッド部11についても同様であることは言うまでもな
い。
1、図22を用いて説明する。まず、図21に示すよう
に、第1の装着ヘッド部10が第1の認識部12で吸着
した電子部品50の高さ、姿勢を読みとり、その吸着位
置のズレ量を算出し、次に図22に示すように、第1の
装着ヘッド部10は、装着動作をするためにテーブル部
6に保持されたプリント基板19のあらかじめ定められ
た位置に移動するが、電子部品50の姿勢のズレ量のう
ちθズレについては、ズレをなくすようにテーブル部6
が回転し、これと同時にX、Y方向のズレ量とテーブル
部6が回転したことによる装着位置のズレた量を加算し
た量だけ、X方向は第1の装着ヘッド部10が移動し、
Y方向はテーブル部6が移動することにより吸着した電
子部品50のズレを補正するように構成されているもの
である。
か一方の装着ヘッド部が電子部品50を装着し続けるこ
とができるために装着タクトをアップすることができ、
かつθ回転及びθ補正をテーブル部6で行うことにより
耐久性が高く、また、認識部の搭載により信頼性の高い
装着が可能となるものである。
施の形態について図面を用いて説明する。
の取り付けのみが上記実施の形態1と異なり、それ以外
は実施の形態1と同じであるために、異なる部分のみを
図面を用いて説明し、それ以外の部分についての説明は
省略する。
よる電子部品装着装置の吸着ノズル20の取り付け部を
示した断面図であり、図23(a)に示すように、吸着
ノズル20は圧縮ばね107により下方に付勢された状
態でスライドシャフト94に取り付けられており、吸着
ノズル20に下方から負荷がかかると図23(b)に示
すように圧縮ばね107を撓ませながら吸着ノズル20
が上方に摺動する構成としており、それ以外は上記実施
の形態1と同じ構成であるため、同一符号を付与して説
明は省略する。
部品装着装置による電子部品50の吸着動作について以
下に説明する。
品50の供給形態および電子部品50の種類によって、
電子部品50の上面の位置には差が生じる。しかしなが
ら、上記実施の形態1での構成でわかるように、複数の
吸着ノズル20が同時に下降する場合には、吸着ノズル
20の下限位置は個々には設定することができないの
で、電子部品50の上面の位置が一番低いものに下限位
置を合わせると、吸着ノズル20が下降した時に上面位
置が高い電子部品50に衝撃を与えることがある。
品50の上面の位置の差が衝撃を与えない程度の一定の
範囲内にある電子部品50の組み合わせを抽出し、その
中で一番低い上面の位置に吸着ノズル20の下限位置を
設定し、範囲外の電子部品50を吸着する吸着ノズル2
0は下降しない状態にして吸着動作を行う。このとき、
上面の位置が高い電子部品50の吸着を行う吸着ノズル
20は、電子部品50に過負荷がかからないように圧縮
ばね107(図示せず)が撓んだ状態となる。
作を行った吸着ノズル20を上限位置まで移動させて同
様の判定を行い、図24(d),(e)に示すように順
次電子部品50の吸着動作を行い、複数本の吸着ノズル
20への電子部品50の吸着を完了させる。
部品50への衝撃および過負荷のかからない、信頼性の
高い吸着動作を行うことが可能となるものである。
施の形態について図面を用いて説明する。
上記実施の形態2と異なり、それ以外は実施の形態2と
同じであるために、異なる部分のみを図面を用いて説明
し、それ以外の部分についての説明は省略する。
の上面の位置に差がある状態での吸着動作について説明
する。
い電子部品50の上面の位置からの差が衝撃を与えない
程度の一定の範囲内にある電子部品50の組み合わせを
抽出し、その中で一番低い上面の位置に吸着ノズル20
の下限位置を設定して吸着動作を行う吸着ノズル20す
べてを下降させ、範囲内の電子部品50に対応する吸着
ノズル20のみ吸着を行う。
の低い電子部品50に下限位置を合わせて残りの吸着ノ
ズル20の吸着を行う。このとき、上面位置の高い電子
部品50に対応した吸着ノズル20は圧縮ばね107
(図示せず)が撓んだ状態となり、圧縮ばね107の押
力のみが電子部品50にかかる。
の吸着ノズル20を上昇させて吸着動作を完了させる。
動作が1回となり、且つ電子部品50への衝撃および過
負荷のかからない、信頼性の高い高速の吸着動作を行う
ことが可能となるものである。
装置は、多数本の吸着ノズルを保持した2つの装着ヘッ
ド部をテーブル部を挟んで上方に同一線上に配置し、こ
の2つの装着ヘッド部の一方が吸着動作をしている際に
他方が装着動作を行うと共に、吸着保持された電子部品
を認識する認識部を設けてこの結果に基づいてテーブル
部をθ回転させて補正して装着するように構成したた
め、小型でありながら高速で、しかも高精度に装着する
ことができる優れた電子部品装着装置を低価格で提供す
ることができるものである。
着装置の全体構成を示す斜視図
斜視図
平面図
の駆動機構を示す要部正面図
側面図
するための要部正面図
示す斜視図
図
作を説明するための側面図
下降動作を説明するための正面図
と時間の関係を表わした特性図
での動作説明のための正面図
明のための正面図
面図
した状態を示す平面図
着装置の吸着ノズルを示す正面断面図
着装置の吸着動作を説明するための要部正面図
視図
Claims (22)
- 【請求項1】 電子部品を順次供給するカセットを複数
台隣接配置し、それぞれが所定の間隔を設けて直線状に
配置された第1、第2の供給部と、この両供給部から供
給される電子部品を吸着する複数の吸着ノズルを昇降自
在に保持して上記第1、第2の供給部の上方に両供給部
間を結ぶ方向に摺動自在にそれぞれ配置された第1、第
2の装着ヘッド部と、上記吸着ノズルに吸着された電子
部品を認識するために上記両供給部にそれぞれ隣接して
配置された第1、第2の認識部と、上記第1、第2の供
給部の中間に電子部品の供給方向と同一方向に摺動自
在、かつ上記第1、第2の認識部の認識結果に基づいて
θ方向に回転自在に配置された電子部品装着用のプリン
ト基板を保持するテーブル部と、これらを制御する制御
部からなる電子部品装着装置。 - 【請求項2】 第1、第2の認識部が吸着ノズルに吸着
された電子部品の有無、吸着姿勢、部品高さを電子部品
の下方ならびに水平方向から認識するものである請求項
1記載の電子部品装着装置。 - 【請求項3】 電子部品装着用のプリント基板を保持す
るテーブル部が、θ回転の駆動部となるモータと、この
モータの回転を減速する減速機と、この減速機に結合さ
れて回転するテーブルと、このテーブル上に上下動自在
に取付けられた基板保持部により構成されたものである
請求項1または2記載の電子部品装着装置。 - 【請求項4】 電子部品装着用のプリント基板を保持す
るテーブル部に、プリント基板を搬入側から搬出側へ搬
送するための搬送機構ならびにプリント基板を位置決め
する位置決め機構を設けた請求項3記載の電子部品装着
装置。 - 【請求項5】 テーブル部にプリント基板を供給する基
板供給部、ならびにテーブル部から排出されたプリント
基板を搬送する基板排出部をテーブル部が所定位置にあ
る時にテーブル部と連結するように設けた請求項1〜4
のいずれか一つに記載の電子部品装着装置。 - 【請求項6】 テーブル部に設けたプリント基板を搬送
するための搬送機構と当接してこの搬送機構を駆動する
ための駆動力伝達機構を基板供給部もしくは基板排出部
のいずれか一方に設けた請求項5記載の電子部品装着装
置。 - 【請求項7】 プリント基板の搬送方向と直交する方向
にモータにより駆動されるベルトを張架すると共に、こ
のベルトにプリント基板の一側面をガイドするガイドレ
ールを結合し、このガイドレールを対向してプリント基
板の他の側面をガイドするように設けられた固定ガイド
レールとによってプリント基板を保持するようにした請
求項5または6記載の電子部品装着装置。 - 【請求項8】 テーブル部に設けられたプリント基板の
位置決め機構と係合してこれを駆動する駆動力伝達機構
を基板供給部もしくは基板排出部のいずれか一方に設け
た請求項5〜7のいずれか一つに記載の電子部品装着装
置。 - 【請求項9】 テーブル部から排出されたプリント基板
を定位置に一時停止する基板ストッパを基板供給部もし
くは基板排出部のいずれか一方に設けた請求項5〜7の
いずれか一つに記載の電子部品装着装置。 - 【請求項10】 ばら状態のチップ形の電子部品を収納
したバルク方式のカセットと、所定の間隔で電子部品が
テーピングされたテーピング方式のカセットのいずれか
一方、もしくは両方を装着可能な係合部を供給部のカセ
ット取付面に設けた請求項1〜9のいずれか一つに記載
の電子部品装着装置。 - 【請求項11】 第1の装着ヘッド部に保持された吸着
ノズルが第1の供給部から供給される電子部品を吸着し
ている際に、第2の装着ヘッド部に保持された吸着ノズ
ルはテーブル部に保持されたプリント基板に電子部品を
装着するように動作し、また逆に、第2の装着ヘッド部
に保持された吸着ノズルが第2の供給部から供給される
電子部品を吸着している際に、第1の装着ヘッド部に保
持された吸着ノズルはテーブル部に保持されたプリント
基板に電子部品を装着するように動作するものである請
求項1〜10のいずれか一つに記載の電子部品装着装
置。 - 【請求項12】 第1、第2の装着ヘッド部にそれぞれ
保持された複数の吸着ノズルの配置ピッチに対し、第
1、第2の供給部にそれぞれ隣接配置された各カセット
の部品供給ピッチが同一もしくは整数倍である請求項1
〜11のいずれか一つに記載の電子部品装着装置。 - 【請求項13】 第1、第2の装着ヘッド部が、モータ
により駆動する端面カムにより、複数の吸着ノズルを保
持したプレートをそれぞれ昇降させるものである請求項
1〜12のいずれか一つに記載の電子部品装着装置。 - 【請求項14】 端面カムが基準位置を始点として所定
の回転角度内で反転動作することによりプレートを昇降
させ、上記所定の回転角度を変化させることにより吸着
ノズルの下死点位置を変化させるようにした請求項13
記載の電子部品装着装置。 - 【請求項15】 吸着ノズルの下降開始時と下死点近傍
の下降スピードが遅くなるように端面カムの形状を形成
した請求項13もしくは14記載の電子部品装着装置。 - 【請求項16】 端面カムを駆動するモータを速度可変
とした請求項13〜15のいずれか一つに記載の電子部
品装着装置。 - 【請求項17】 第1、第2の装着ヘッド部にそれぞれ
保持された複数の吸着ノズルが、それぞれ複数本同時に
昇降するものである請求項1〜16のいずれか一つに記
載の電子部品装着装置。 - 【請求項18】 第1、第2の装着ヘッド部にそれぞれ
保持された複数の吸着ノズルが、それぞれ所定のタイミ
ングで順次昇降するものである請求項1〜16のいずれ
か一つに記載の電子部品装着装置。 - 【請求項19】 第1、第2の装着ヘッド部にそれぞれ
保持された複数の吸着ノズルが、それぞれ複数の中から
選択された少なくとも1本以上の任意の吸着ノズルのみ
を動作させるものである請求項17または18記載の電
子部品装着装置。 - 【請求項20】 複数の中から任意の吸着ノズルのみを
動作させる選択機構が、第1、第2の装着ヘッド部にそ
れぞれ取り付けられた昇降部材の昇降に追従して昇降す
る複数の吸着ノズルに、その吸着ノズルを保持して下降
を阻止するように設けられた切り替え機構により選択を
行うようにしたものである請求項19記載の電子部品装
着装置。 - 【請求項21】 吸着ノズルの上部に吸着ノズルを下方
に付勢するためのばねを配置した請求項11〜20のい
ずれか一つに記載の電子部品装着装置。 - 【請求項22】 第1、第2の装着ヘッド部で吸着した
電子部品を第1、第2の認識部でそれぞれ認識した結果
が吸着不良と判断された際に、この吸着不良の電子部品
を排出するための第1、第2の不良排出部を設けた請求
項1〜21のいずれか一つに記載の電子部品装着装置。
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