JPH1065394A - 部品実装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸着ノズルにより部品を吸着するに際し、部
品を常に適切な位置で吸着する。 【解決手段】 テープフィーダ１６の上方と基板１１の
上方との間をＸＹ移動機構により自在に移動する実装ヘ
ッド１９を設ける。この実装ヘッド１９に、所定の部品
供給位置Ａに位置する部品１２の上面を吸着して保持す
る吸着ノズル２０を上下動可能に設けると共に、その吸
着ノズル２０を自在に上下動させるＺ軸サーボモータ２
１を設ける。吸着ノズル２０は、通常時は上方の基準位
置に位置される。実装ヘッド１９に、部品１２の上面ま
での距離Ｍを検出するための距離センサ２２を設ける。
制御装置１５は、距離センサ２２の検出した距離Ｍを吸
着ノズル２０の下降量Ｌに変換して、Ｚ軸サーボモータ
２１を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸着ノズルを部品
供給位置の上方から下降させて部品を吸着して取出すよ
うにした部品実装装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】図６は、この種の部品
実装装置の要部構成を概略的に示している。ここで、詳
しく図示はしないが、部品実装装置のベース上には、基
板１を所定の作業位置（基板バックアップ部）に搬入し
作業後搬出するための基板搬送路が設けられている。そ
の基板搬送路の近傍には、多数の部品供給装置（テープ
フィーダ）２を有する部品供給部が設けられている。

【０００３】前記テープフィーダ２は、周知のように、
リール３に巻回された長尺なテープ４に所定間隔で形成
された凹部４ａに、チップ形の部品５を１個ずつ収容し
てなり、その部品５を所定の部品供給位置Ａに１個ずつ
送り出すように構成されている。尚、このテープフィー
ダ２は、部品５の種類毎に多数個が設けられるようにな
っている。

【０００４】そして、ベースの上方には、実装ヘッド６
が図示しないＸＹ移動機構により水平方向に自在に移動
されるように設けられ、その実装ヘッド６には、吸着ノ
ズル７が、サーボモータ８等からなる上下移動機構によ
り自在に上下動されるように設けられている。また、前
記ＸＹ移動機構やサーボモータ８は、マイコン等からな
る制御装置９により制御されるようになっている。

【０００５】これにて、吸着ノズル７は、部品供給位置
Ａの上方から下降して部品５を吸着し、再び所定高さ位
置まで上昇する。そして、実装ヘッド６が基板１の部品
実装位置の上方まで水平移動して停止し、吸着ノズル７
が下降して基板１に対する部品５の装着が行われる。こ
の後、吸着ノズル７が所定高さ位置まで上昇し、実装ヘ
ッド６が次の部品５の取得のため部品供給位置Ａへ移動
するといった作業が繰返されるのである。

【０００６】ところで、上記のように吸着ノズル７によ
り部品５を吸着するに際しては、吸着ノズル７の下降量
Ｌが予め入力されてデータとして記憶されている。とこ
ろが、部品５は多数の種類があり、部品５自体の厚みの
相違やテープ４の種類や凹部４ａの深さ等の相違によ
り、その上面の高さ位置つまり吸着ノズル７の適切な下
降量が異なってくる。このため、吸着ノズル７の下降量
Ｌのデータが部品５の種類毎に必要となり、データが多
量となってデータの入力作業（ティーチング作業）が面
倒となる不具合があった。

【０００７】また、同一の部品５でも、部品５の供給形
態によって寸法的なばらつきが生ずることもあり、ある
いは、部品５の送り異常や部品５そのものに異常（欠
陥）があったりした場合には、部品５を吸着する際に、
吸着ノズル７が部品５を強く押え過ぎて部品５を損傷さ
せたり、部品５の上面まで届かずに吸着ミスを生ずると
いった問題もあった。このような部品５の損傷や吸着ミ
スがあると、異常な部品５を実装してしまったり、リト
ライ動作が増加したりすることになる。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、吸着ノズルにより部品を吸着するに際
し、部品を常に適切な位置で吸着することができる部品
実装装置を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の部品実装装置
は、部品供給位置の部品の吸着ノズルによる吸着高さを
検出する検出手段を設けると共に、その検出手段の検出
に基づいて上下駆動機構による吸着ノズルの下降量を制
御する制御手段を設けたところに特徴を有する（請求項
１の発明）。

【００１０】これによれば、検出手段により実際の部品
の吸着高さ位置が検出され、その検出に基づいて、制御
手段により吸着ノズルの下降量が制御されるので、部品
を吸着するに際し、吸着ノズルを、常に部品の上面を吸
着するに適した高さ位置まで下降させることができる。
従って、吸着ノズルが部品を強く押え過ぎたり、部品の
上面まで届かずに吸着ミスを生ずるといったことが未然
に防止される。

【００１１】また、この場合、前記検出手段を、実装ヘ
ッドに吸着ノズルと並んで設けられ部品供給位置の部品
の上面までの斜め方向の距離を検出する距離センサと、
この距離センサの検出距離を吸着ノズルの下降量に変換
する演算手段とを備えて構成することもできる（請求項
２の発明）。これによれば、吸着ノズルが部品の真上に
位置した状態でも、検出手段により吸着ノズルの適切な
下降量を検出することが可能となり、検出手段による検
出動作と吸着ノズルによる吸着動作とを効率的に行うこ
とができる。

【００１２】さらには、部品の吸着高さ位置のデータを
予め記憶する記憶手段を設け、この記憶手段に記憶され
た吸着高さ位置データと、検出手段により検出された部
品の吸着高さとが一致しないときには、その部品の吸着
作業を中止するように構成するようにしても良い（請求
項３の発明）。これによれば、部品が適切な位置に位置
決めされていないか、あるいは部品に異常があるときに
は、検出された部品の吸着高さが位置データと一致しな
くなるので、吸着する前の段階で異常の有無を判断する
ことが可能となる。そして、異常があるときには、部品
の吸着作業が行われないので、後のリトライ作業などを
不要とし、効率的な部品実装作業を行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施例（請
求項１に対応）について、図１ないし図３を参照しなが
ら説明する。図１は、本実施例に係る部品実装装置の要
部の構成を概略的に示している。ここで、詳しく図示は
しないが、この部品実装装置は、大きく分けて、ベース
上に、装着対象である基板１１を搬送する基板搬送機
構、部品１２を供給するための部品供給部１３、前記基
板１１に対する部品１２の実装作業を行う部品装着機構
１４等を備えて構成されている。また、それら各機構
は、マイコン等からなる制御装置１５により制御される
ようになっている。

【００１４】そのうち、基板搬送機構は、図示しない基
板搬送路上をベルトコンベア機構により基板１１を搬送
するように構成され、もって、基板１１は、図示するよ
うな所定の部品装着部（基板バックアップ部）に搬入さ
れて位置決め停止され、部品実装作業後搬出されるよう
になっている。

【００１５】前記部品供給部１３は、前記基板搬送路に
沿って設けられた取付ベースに、部品供給装置である多
数個のテープフィーダ１６（１個のみ図示）を取付けて
構成されている。このテープフィーダ１６は、図２にも
示すように、リール１７に巻回された長尺なテープ１８
に所定ピッチで形成された凹部１８ａに、図３に示すよ
うな多数個のチップ形の部品１２を収容し、その部品１
２を所定の部品供給位置Ａに１個ずつ送り出すように構
成されている。このとき、部品１２の高さ寸法Ｖ（図３
参照）は、部品１２の種類により異なり、また、前記凹
部１８ａの深さ寸法Ｗ（図２参照）も、部品１２の種類
により異なっている。

【００１６】また、前記部品装着機構１４は、ベースの
上方に位置される実装ヘッド１９や、この実装ヘッド１
９を固有のＸＹ座標系に基づき水平方向の任意の位置に
自在に移動させる周知のＸＹ移動機構等を備えて構成さ
れている。そして、前記実装ヘッド１９には、前記部品
１２の上面を吸着して保持するための吸着ノズル２０が
上下動可能に設けられていると共に、その吸着ノズル２
０を自在に上下動させるためのＺ軸サーボモータ２１等
からなる上下駆動機構が設けられている。尚、吸着ノズ
ル２０は、通常時は図示のような上方の基準位置に位置
されている。また、この吸着ノズル２０の基端部は図示
しない真空源に接続されている。

【００１７】これにて、部品装着機構１４は、実装ヘッ
ド１９を部品供給部１３の部品供給位置Ａの真上に移動
させ、そこから吸着ノズル２０を距離Ｌだけ下降させて
部品１２の上面を吸着させ、吸着ノズル２０を上昇させ
た上で実装ヘッド１９を基板１１の上方へ移動させ、そ
こから吸着ノズル２０を下降させて基板１１上の所定の
部品装着位置にその部品１２を装着（マウント）した
後、再び吸着ノズル２０を上昇させ、実装ヘッド１９を
次の部品１２を取得すべく移動させるといった動作を繰
返し実行するのである。

【００１８】このとき、前記ＸＹ移動機構や上下駆動機
構（Ｚ軸サーボモータ２１）は、前記制御装置１５によ
って、予め記憶された作業プログラム及び各種データに
従って制御されるようになっている。尚、制御装置１５
には、部品供給位置Ａ及びその部品種類や基板１１上の
部品装着位置のデータが、予めティーチング等により記
憶されているが、本実施例では、吸着ノズル２０の下降
量Ｌのデータはティーチングされないようになってい
る。

【００１９】さて、前記実装ヘッド１９には、前記吸着
ノズル２０に隣合うようにして、前記部品１２の吸着高
さを検出するための検出手段としての距離センサ２２が
この場合鉛直下方を向くように設けられている。この距
離センサ２２は、例えば超音波や赤外線を用いて対象物
（部品供給位置Ａの部品１２の上面）までの距離Ｍを検
出するようになっている。

【００２０】前記制御装置１５は、後の作用説明でも述
べるように、吸着ノズル２０により部品１２を吸着する
にあたり、まず、距離センサ２２を部品供給位置Ａの真
上に位置させるように実装ヘッド１９を停止させ、距離
センサ２２による距離Ｍの検出動作を実行させる。そし
て、この距離センサ２２の検出信号は、前記制御装置１
５の演算部２３に入力され、ここで吸着ノズル２０の下
降量Ｌに変換される。さらに、その下降量Ｌに基づい
て、制御部２４により前記Ｚ軸サーボモータ２１が制御
されるようになっている。従って、制御装置１５（制御
部２４）が本発明にいう制御手段として機能するのであ
る。

【００２１】次に、上記構成の作用について述べる。制
御装置１５は、部品装着部に停止された基板１１に対し
て、次のようにして部品実装作業を実行する。即ち、ま
ず、装着すべき部品１２を供給するテープフィーダ１６
の部品供給位置Ａの真上に距離センサ２２が来るよう
に、ＸＹ移動機構により実装ヘッド１９を移動させる。
そして、距離センサ２２により距離Ｍの検出動作を実行
させる。距離センサ２２による検出動作が終了すると、
吸着ノズル２０が部品供給位置Ａの真上に来るように実
装ヘッド１９を移動させる。この間に、演算部２３によ
り、検出された距離Ｍが、吸着ノズル２０の下降量Ｌに
変換される。

【００２２】次に、制御部２４により上下駆動機構（Ｚ
軸サーボモータ２１）を制御して吸着ノズル２０を距離
Ｌだけ下降させ、部品１２を吸着させる。このとき、実
際の部品１２の吸着高さ位置（下降量Ｌ）が検出されて
いるので、部品１２を吸着するに際し、吸着ノズル２０
が部品１２を強く押え過ぎたり部品１２の上面まで届か
ないといったことがなくなり、部品１２の上面を吸着す
るに適した高さ位置まで吸着ノズル２０を下降させるこ
とができる。

【００２３】吸着ノズル２０による部品１２の吸着が完
了すると、吸着ノズル２０を基準位置まで上昇させ、引
続き、吸着ノズル２０（吸着している部品１２）が部品
装着位置の真上にくるように、実装ヘッド１９を部品装
着部の基板１１の上方まで移動させる。そして、この状
態から、吸着ノズル２０を下降させて基板１１の所定の
部品装着位置に部品１２を装着（マウント）するのであ
る。

【００２４】この後、再び吸着ノズル２０を基準位置ま
で上昇させ、次の部品１２を吸着すべく実装ヘッド１９
を部品供給部１３へ移動させ、上記した作業を繰返すの
である。この場合、次の部品１２においては、部品種類
が異なったり供給形態（テープ１８の種類や凹部１８ａ
の深さ寸法Ｗ）が異なることにより、部品１２の吸着高
さ位置（下降量Ｌ）が前のものとは異なってくる事情が
あるが、その都度距離センサ２２により実際の距離Ｍが
検出されて下降量Ｌが求められるので、常に吸着ノズル
２０を部品１２の上面を吸着するに適した高さ位置まで
下降させることができるのである。

【００２５】このように本実施例によれば、インライン
にて吸着ノズル２０の下降量Ｌを検出することができる
ので、吸着ノズル２０により部品１２を吸着するに際
し、部品１２を常に適切な位置で吸着することができ
る。従って、従来のもののように部品５の損傷や吸着ミ
スを未然に防止することができる。また、吸着ノズル２
０の下降量Ｌのデータを予め入力（ティーチング）する
必要がなくなり、作業の大幅な効率化を図ることができ
るものである。

【００２６】図４は、本発明の第２の実施例（請求項２
に対応）を示すものである。この実施例が上記第１の実
施例と異なるところは、距離センサ３１を、鉛直方向か
ら角度θだけ傾けて斜め下方向を指向するように設け、
部品供給位置Ａの部品１２の上面までの斜め方向の距離
Ｎを検出するようにした点にある。そして、演算手段た
る演算部３２は、その斜め方向の距離Ｎを、吸着ノズル
２０の下降量Ｌに変換するように構成されている。

【００２７】かかる構成によれば、上記第１の実施例と
同様に、インラインにて吸着ノズル２０の下降量Ｌを検
出することができるので、吸着ノズル２０により部品１
２を吸着するに際し、部品１２を常に適切な位置で吸着
することができる。そして、本実施例においては、それ
に加え、吸着ノズル２０が部品供給位置Ａの部品１２の
真上に位置した状態で、距離センサ３１による距離Ｎの
検出動作を行うことが可能となり、検出のために実装ヘ
ッド１９を余分に動作させる必要がなくなる。この結
果、適切な下降量Ｌの検出のための動作をより効率的に
行うことができるようになるという効果を得ることがで
きるのである。

【００２８】図５は、本発明の第３の実施例（請求項
２，３に対応）を示すものである。この実施例が上記第
２の実施例と異なる点は、制御装置４１の構成にあり、
この実施例では、制御装置１５に、部品１２の吸着高さ
位置データＬ′を予め記憶する記憶手段たる記憶部４２
と、演算部３２により変換された下降量Ｌと前記吸着高
さ位置データＬ′とを比較する比較部４３とを設けるよ
うにしている。

【００２９】この実施例では、距離センサ３１による距
離Ｎの検出動作により下降量Ｌが算出されると、比較部
４３において、その値が予め記憶されている吸着高さ位
置データＬ′と比較される。このとき、部品１２が正し
く部品供給位置Ａに供給されており、また、部品１２そ
のものが正常であれば、実際に検出された下降量Ｌと、
データＬ′との値は一致する筈である。

【００３０】そこで、制御装置４１は、下降量Ｌとデー
タＬ′との差が、所定の許容範囲内にあれば、そのまま
部品１２の吸着作業を実行する。そして、もし、下降量
ＬとデータＬ′との差が、許容範囲を外れていれば、部
品１２が適切な位置に位置決めされていない、あるいは
部品１２そのものに異常（欠陥）があると判断して、部
品１２の吸着作業を中止するものである。

【００３１】これによれば、部品１２を吸着ノズル２０
により吸着する前の段階で、異常の有無を判断すること
が可能となる。そして、異常があるときには、部品１２
の吸着作業が行われないので、後のリトライ作業などを
不要とし、高品質で効率的な部品実装作業を行うことが
できるものである。

【００３２】尚、本発明は上記した各実施例に限定され
るものではなく、例えば検出手段（距離センサ２２，３
１）を１個でなく２個以上設けるように構成しても良
く、また、検出手段を吸着ノズルと同軸上に設ける構成
としても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更し
て実施し得るものである。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
の部品実装装置によれば、部品供給位置の部品の吸着ノ
ズルによる吸着高さを検出する検出手段を設けると共
に、その検出手段の検出に基づいて上下駆動機構による
吸着ノズルの下降量を制御する制御手段を設けたので、
吸着ノズルにより部品を吸着するに際し、部品を常に適
切な位置で吸着することができるという優れた実用的効
果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すもので、部品実装
装置の要部構成を概略的に示す側面図

【図２】テープフィーダの先端部分の拡大縦断側面図

【図３】チップ形部品の拡大斜視図

【図４】本発明の第２の実施例を示す図１相当図

【図５】本発明の第３の実施例を示す図１相当図

【図６】従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

図面中、１１は基板（装着対象）、１２は部品、１５，
４１は制御装置（制御手段）、１６はテープフィーダ
（部品供給装置）、１９は実装ヘッド、２０は吸着ノズ
ル、２１はＺ軸サーボモータ（上下駆動機構）、２２，
３１は距離センサ（検出手段）、２３，３２は演算部
（演算手段）、４２は記憶部（記憶手段）、Ａは部品供
給位置を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の部品供給位置に部品を供給する部
   品供給装置と、前記部品を装着すべき装着対象が配置さ
   れる部品装着部と、前記部品供給位置の上方と部品装着
   部の上方との間を移動する実装ヘッドと、この実装ヘッ
   ドに設けられ上下駆動機構により下降されて前記部品供
   給位置の部品の上面を吸着する吸着ノズルと、この吸着
   ノズルによる前記部品の吸着高さを検出する検出手段
   と、この検出手段の検出に基づいて前記上下駆動機構に
   よる吸着ノズルの下降量を制御する制御手段とを具備す
   ることを特徴とする部品実装装置。
2. 【請求項２】 検出手段は、実装ヘッドに吸着ノズルと
   並んで設けられ部品供給位置の部品の上面までの斜め方
   向の距離を検出する距離センサと、この距離センサの検
   出距離を吸着ノズルの下降量に変換する演算手段とを備
   えて構成されることを特徴とする請求項１記載の部品実
   装装置。
3. 【請求項３】 部品の吸着高さ位置のデータを予め記憶
   する記憶手段を備え、この記憶手段に記憶された吸着高
   さ位置データと、検出手段により検出された部品の吸着
   高さとが一致しないときには、その部品の吸着作業を中
   止するように構成されていることを特徴とする請求項１
   または２記載の部品実装装置。