JPH11103199A - 部品装着方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装着対象物の位置決めのための必要移動量を
少なくして、高精度な部品の装着を高速に達成できるよ
うにすることを目的とする。 【解決手段】 部品取り扱い部材１５による部品保持位
置を部品取り扱い部材１５を移動させる支持機構６上で
装着対象物２の位置決めに併せ調整して、装着対象物２
の対応する被装着位置２ａに部品１を装着することによ
り、上記の目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種部品を各種の
装着対象物の所定位置に自動的に装着する部品装着方法
とその装置に関し、例えば電子部品を回路基板に実装し
て電子回路基板を製造するのに用いられる。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば各種の電子部品を回路基板
に自動的に実装するのに、図８に示すような装置が用い
られている。これにつき説明すると、部品供給部ａと供
給された部品ｂを回路基板ｃに装着する部品装着位置ｄ
との間を、装着ヘッドｅの回転にて矢印で示す一定方向
に循環移動される吸着ノズルｆにより、部品供給部ａに
て供給される各種の部品ｂを保持して部品装着位置ｄに
持ち運び、装着される部品ｂに応じて位置決めされた回
路基板ｃ上の所定の被装着位置ｈに持ち運んだ部品ｂを
装着する。

【０００３】この部品装着のために吸着ノズルｆはその
中心軸線ｉが旋回経路ｊ上の移動点ｐに位置したとき供
給される部品ｂの吸着保持を行い、この保持した部品ｂ
を移動点ｑまで持ち運び、この移動点ｑにて回路基板ｇ
上に装着するようにしている。

【０００４】また、この吸着ノズルｆにより持ち運ばれ
てきた部品ｂの装着を、回路基板ｃ上の所定の被装着位
置ｈに装着されるための回路基板ｃの位置決めは、平面
より見て互いに直行するＸＹ２方向に移動するＸＹテー
ブルｋの移動によって行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
部品実装方法および装置では、吸着ノズルｆによって部
品ｂを装着できる位置は、移動点ｑに対応した一点に限
られる。従って、回路基板ｃは部品ｂの装着を受ける都
度、その部品ｂに対応する被装着位置ｈが前記移動点ｑ
に対応する位置に必ず移動される必要があり、近時の電
子部品の小型化や回路基板ｃへの実装の高密度化によっ
て、高精度な位置決めが要求されている。

【０００６】一方、吸着ノズルｆの移動点ｐやｑへの位
置決めは装着ヘッドｅの間欠停止位置の制御によって、
高速な移動のもとに高精度に達成されるので、近時の高
速化の要求に対応した速度で運転されても、高精度な位
置決めは損なわれない。

【０００７】しかし、ＸＹテーブルｋによる回路基板ｃ
の位置決めは、高速では十分な位置決め精度が得られな
いので、装着ヘッドｅを前記のように高速運転しても、
ＸＹテーブルｋによる位置決めは、従来速度のままで行
うしかなく、位置決めのための待ち時間が生じて実質的
な高速化の妨げになっている。

【０００８】本発明の目的は、装着対象物の位置決めの
ための必要移動量を少なくして、高精度な部品の装着を
高速に達成できる部品の装着方法とその装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明の部品装着方法は、部品供給位置
と供給された部品を装着対象物に装着する部品装着位置
との間を繰り返し移動される部品取り扱い部材により、
部品供給位置にて供給される各種の部品を保持して部品
装着位置に持ち運び、装着される部品に応じて位置決め
された装着対象物上の所定の被装着位置に持ち運んだ部
品を装着するもので、部品取り扱い部材による部品保持
位置を部品取り扱い部材を移動させる支持機構上で前記
装着対象物の前記位置決めに併せ調整して、装着対象物
の対応する被装着位置に部品を装着することを特徴とす
る。

【００１０】このような構成では、部品取り扱い部材に
より、部品供給位置にて供給される各種の部品を保持し
て部品装着位置に持ち運び、装着される部品に応じて位
置決めされた装着対象物上の所定の被装着位置に持ち運
んだ部品を装着するのに、部品取り扱い部材による部品
装着位置での部品保持位置を、部品取り扱い部材を移動
させる支持機構上で、例えば請求項２の発明のように部
品取り扱い部材の部品を取り扱う中心軸線から外れた偏
心位置を中心とした回動するなどして調整することを、
前記装着対象物の前記位置決めに併せ行うことにより、
部品保持位置の側を装着対象物の次の被装着位置に最も
近くなるようにその時々で位置設定して双方間の距離が
最短になるようにでき、請求項４の発明のように、装着
対象物の位置決めを平面より見て互いに直行する２方向
に従来通りに行う場合を含め、装着対象物が所定の被装
着位置に部品の装着を受けるための位置決めを行う必要
移動距離が、部品保持位置が一定している従来よりも短
縮させられるので、装着対象物の位置決め速度を必要な
位置決め精度が得られる従来通りに設定したままで、必
要移動距離が短縮した分だけ部品装着速度を高速化する
ことができ、作業能率が向上する。

【００１１】また、請求項２の発明のような位置調整は
簡単な機構および制御で達成されるし、この場合、部品
に極性の無いものについてだけ行うことにより、極性の
ある部品がその部品保持位置の調整のために装着対象物
の被装着位置側の極性と一致させるのが困難になるよう
なことを回避することができる。

【００１２】請求項５の発明の部品装着装置は、複数種
類の部品を供給する部品供給部と、部品が装着される装
着対象物を部品装着位置にて保持し、その所定の被装着
部に部品が装着されるように位置決めする位置決め部
と、部品を保持して持ち運び装着対象物の被装着位置に
装着する部品取り扱い部材と、この部品取り扱い部材を
部品供給部と部品装着位置との間を循環移動させてそれ
らの位置で一時停止させて部品の保持と装着とを行わせ
る装着ヘッドとを備えた部品装着装置において、部品取
り扱い部材をその部品を取り扱う中心軸線から外れた偏
心位置を中心に回動できるように装着ヘッドに保持し、
装着対象物の位置決めに応じて部品取り扱い部材を所定
角度回動させて部品保持位置を調整する位置調整機構を
設けたことを特徴とするものであり、請求項１から４の
方法の発明を実現し、それらによる作用効果を発揮する
ことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の代表的な一実施の
形態について図１から図７を参照しながら説明する。

【００１４】本実施の形態は、各種の電子部品１を回路
基板２の各部に装着して、電子回路基板を製造するのに
用いる部品装着装置の場合を示し、その全体構成を図１
に示している。しかし、そのような用途に限定されるこ
とはなく、各種の部品を各種の装着対象物に装着する全
ての場合に本発明は適用される。

【００１５】図１の装置について説明すると、各種の電
子部品１を必要に応じて供給する部品供給部３と、電子
部品１が装着される回路基板２を部品装着位置５にて保
持し、その所定の被装着位置２ａに電子部品１が装着さ
れるように部品装着の都度平面より見た互いに直行する
ＸＹ２方向に位置決めする位置決め部４と、電子部品１
を保持して持ち運び回路基板２の被装着位置２ａに装着
する吸着ノズル１５と、この吸着ノズル１５を保持して
間欠回転により多数部品供給部３と部品装着位置５との
間を順次に循環移動させながら、それらの位置で一時停
止させて電子部品１の保持と装着とを行わせる装着ヘッ
ド６とを従来通り備え、位置決め部４も互いに直行する
ＸＹ２方向に移動する従来通りのＸＹテーブル１０の移
動によって回路基板２の位置決めを行うようにしてい
る。

【００１６】しかし、そのような構造に限られることは
なく、吸着ノズル１５に代えて、チャックタイプのもの
など部品の種類に応じた各種の部品取り扱い部材を採用
することができるし、この部品取り扱い部材を部品供給
部３と部品装着位置５との間を繰り返し移動させる機構
も種々のものを採用することができる。吸着ノズル１５
などの部品取り扱い部材を多数一度に取り扱う場合の繰
り返し移動は本実施の形態のような装着ヘッド６による
旋回移動とするのが、構成の簡略化と位置決めの高精度
化とから好適である。また、回路基板２の位置決めも種
々の方向に種々の機構によって行うこともできる。

【００１７】本実施の形態では特に、吸着ノズル１５を
図２、図３に示すように、これの（ｄ）を取り扱う中心
軸線７から距離Ｘ外れた偏心位置に軸線８ａを持った回
転軸８により回動されるように装着ヘッド６に保持し、
装着ヘッド６等に設けた位置調整機構９によって、回路
基板２の部品装着位置５での位置決めに応じて吸着ノズ
ル１５を軸線８ａのまわりに所定角度回動させて、吸着
ノズル１５による部品装着位置５での部品保持位置を調
整するようにしている。この位置調節は、吸着ノズル１
５による部品装着位置５での部品保持位置を吸着ノズル
１５を移動させる装着ヘッド６上で、回路基板２の前記
位置決め部４での位置決めに併せ行い、回路基板２の被
装着位置２ａに対応する電子部品１装着するようにす
る。これによって、前記部品保持位置の調整を回路基板
２の位置決めのための移動方向と対向する方向に行うこ
とにより、回路基板２が所定の被装着位置２ａに電子部
品１の装着を受ける位置決めのための必要移動距離が、
部品保持位置が一定である場合に比し、前記吸着ノズル
１５による部品保持位置を位置調整した分だけ小さくな
り、また、必要移動距離が最短になるので、装着対象物
の位置決め速度を必要な位置決め精度が得られる従来通
りのままで、必要移動距離が小さくなり、また最短であ
る分だけ、部品装着速度を高速化することができ、装着
能率が向上し電子回路基板の生産性が向上する。

【００１８】本実施の形態では、説明の簡単のため、吸
着ノズル１５による装着ヘッド６上での電子部品１の保
持位置を、図３に示すように装着ヘッド６の接線方向の
２点である１５ａ位置と１５ｂ位置と、および法線方向
の２点である１５ｃ位置と１５ｄ位置との４か所に位置
調整を行うようにしている。しかし、この限りでなく必
要などの方向にも位置調整することができるし、位置調
整のための機構もどのような機構を採用してもよい。

【００１９】このような部品装着位置の具体的な調整例
を、図３から図６を参照して以下説明する。図３におい
て、装着ヘッド６は吸着ノズル１５が円周上等間隔に設
けられているステーションＳＴ１からステーションＳＴ
１２の１ピッチずつ順次に間欠回転し、停止位置で部品
供給部３と、部品認識部１２と、極性判断部１３と、部
品装着位置５とに、１つの吸着ノズル１５が常に位置決
めされ、吸着ノズル１５のそれぞれは部品供給部３にて
供給された電子部品１を吸着保持した後、装着ヘッド６
の間欠回転が進むにつれて部品認識部１２、極性判断部
１３、および部品装着位置５に順次到達し、部品装着位
置５にて保持している電子部品１を回路基板２の位置決
めされている所定の被装着位置２ａに装着した後、部品
供給部３に戻ることを繰り返し、各種電子部品１をプロ
グラムに従って順次装着する。

【００２０】図３の部品供給部３に位置決めされたステ
ーションＳＴ６の吸着ノズル１５は、１５ａ位置に位置
決めされ、部品供給部３の最も右側にある部品供給カセ
ット３ａから３ｃの内の、右端にある部品供給カセット
３ａにより供給される電子部品１を吸着して保持し、部
品の装着に供せるようにしている。

【００２１】部品認識部１２に位置決めされたステーシ
ョンＳＴ９にある吸着ノズル１５は、一旦１５ｄの位置
とされて電子部品１の保持姿勢を認識カメラ等により吸
着姿勢を画像認識され、例えば図１に示す姿勢矯正機構
１７によって必要な姿勢に矯正される。

【００２２】極性判断部１３に位置決めされたステーシ
ョンＳＴ１１の吸着ノズル１５は、保持している電子部
品１の極性の有無を判断され、極性のあるものであれ
ば、部品保持位置の調整を行わず、極性の無いものにつ
き、部品保持位置の調整を行って装着速度の向上を図
る。これは、吸着ノズル１５を偏心した軸線８ａを中心
に回動させて部品保持位置の調整を行うと、装着する電
子部品１の極性の向きを、回路基板２の被装着位置２ａ
側の極性の向きに一致させるのが困難になるからであ
る。もっとも、これが解消されればこの限りではない。

【００２３】極性判断部１３にあるステーションＳＴ１
１では、電子部品１に極性がなく、かつ電子部品１の装
着向きが０度、あるいは１８０度であるとき、位置決め
部４による回路基板２の部品装着位置５への位置決めの
移動距離を最短にするために、前装着電子部品位置Ａを
基準にし次装着電子部品位置Ｂの位置が、図３の斜線ハ
ッチング部の範囲のように左側である場合、および図３
の斜め格子ハッチング部の範囲のように吸着ノズル１５
の軸線８ａからの偏心量以下の右側の場合、吸着ノズル
１５を１５ａ位置に移動させる。また、前装着電子部品
位置Ａを基準にし次装着電子部品位置Ｂの位置が、図４
の斜線ハッチング部の範囲のように右側である場合、お
よび図４の斜め格子ハッチング部の範囲のように吸着ノ
ズル１５の軸線８ａからの偏心量以下の左側の場合、吸
着ノズル１５を１５ｂ位置に移動させる。これにより、
部品装着位置５での吸着ノズル１５による部品保持位置
が、回路基板２の次装着電子部品位置Ｂとの間の距離が
最短となる。

【００２４】一方、電子部品１に極性がなく、かつ電子
部品１の装着向きが９０度、あるいは２７０度であると
き、位置決め部４による回路基板２の部品装着位置５へ
の位置決めの移動距離を最短にするために、前装着電子
部品位置Ａを基準にし次装着電子部品位置Ｂの位置が、
図５の斜線ハッチング部の範囲のように上側である場
合、および図５の斜め格子ハッチング部の範囲のように
吸着ノズル１５の軸線８ａからの偏心量以下の下側の場
合、吸着ノズル１５を１５ｃ位置に移動させる。

【００２５】また、前装着電子部品位置Ａを基準にし次
装着電子部品位置Ｂの位置が、図６の斜線ハッチング部
の範囲のように下側である場合、および図６の斜め格子
ハッチング部の範囲のように吸着ノズル１５の軸線８ａ
からの偏心量以下の上側の場合、吸着ノズル１５を１５
ｄ位置に移動させる。これにより、部品装着位置５での
吸着ノズル１５による部品保持位置が、回路基板２の次
装着電子部品位置Ｂとの間の距離が最短となる。

【００２６】このような部品装着の主な動作制御のシー
ケンスを図７に示してある。これにつき説明すると、ス
テップ１においてステーションＳＴ１０の吸着ノズル１
５が保持している電子部品１の極性の有無を判断する。
極性がある場合ステップ２へ、極性がない場合はステッ
プ３へ進む。ステップ２において、吸着ノズル１５の位
置を変更せずに装着ヘッド６の間欠回転動作によって吸
着ノズル１５をステーションＳＴ１２の装着位置に位置
決めし電子部品１を装着する。

【００２７】ステップ３において、電子部品１の装着角
度を判断する。装着角度が０度または１８０度の場合は
ステップ４へ、９０度または２７０度の場合はステップ
５へ、前記４種の装着角度以外の場合はステップ１０へ
進む。

【００２８】ステップ４において、吸着ノズル１５を１
５ａ位置、１５ｂ位置のどちらに位置決めすれば位置決
め部４での回路基板２の位置決めのための移動量が最短
になるかを判断する。判断結果が１５ａ位置であればス
テップ６へ、１５ｂ位置であればステップ７へ進む。

【００２９】ステップ５において、吸着ノズル１５を１
５ｃ位置、１５ｄ位置のどちらに位置決めすれば位置決
め部４での回路基板２の位置決めのための移動量が最短
になるかを判断する。判断結果が１５ｃ位置であればス
テップ８へ、１５ｄ位置であればステップ９へ進む。

【００３０】ステップ６において、装着ヘッド６の間欠
回転動作によって吸着ノズル１５をステーションＳＴ１
１に位置決めし、１５ａ位置に位置調整した後、ステッ
プ１１に進む。

【００３１】ステップ８において、装着ヘッド６の間欠
回転動作によって、吸着ノズル１５をステーションＳＴ
１１に位置決めし、吸着ノズル１５を１５ｃ位置に位置
調整した後、ステップ１１に進む。

【００３２】ステップ９において、装着ヘッド６の間欠
回転動作によって、吸着ノズル１５をステーションＳＴ
１１に位置決めし、１５ｄ位置に位置調整した後、ステ
ップ１１へ進む。

【００３３】ステップ１０において、装着ヘッド６の間
欠回転動作によって、吸着ノズル１５をステーションＳ
Ｔ１１に位置決めし、吸着ノズル１５を任意の位置に調
整し、さらに装着ヘッド６の間欠回転動作によって吸着
ノズル１５をステーションＳＴ１２に位置決めし部品の
装着を行う。

【００３４】ステップ１１において、装着ヘッド６の間
欠回転動作によって吸着ノズル１５をステーションＳＴ
１２の部品装着位置５に位置決めし電子部品１の装着を
行う。

【００３５】以上の工程を装着ヘッド６の周縁に取り付
けられた複数の吸着ノズル１５が並行して繰り返し行う
ことで電子部品１を装着していく。

【００３６】なお、部品供給部３に位置決めされる吸着
ノズル１５に対し、どちらの側から、またどの位置から
移動してくる部品供給カセットにより電子部品１が供給
されるかによって、吸着ノズル１５による部品保持位置
を１５ａ位置と１５ｂ位置とに調整すると、部品供給部
３での必要移動量を少なくして高速化を図ることもでき
る。

【００３７】

【発明の効果】本発明の部品装着方法および装置によれ
ば、部品を保持して持ち運び、装着される部品に応じて
位置決めされる装着対象物の被装着位置上に装着するの
に、部品取り扱い部材による部品保持位置の側を装着対
象物の次の被装着位置に最も近くなるようにその時々で
位置設定して双方間の距離が最短になるようにし、装着
対象物が所定の被装着位置に部品の装着を受けるための
位置決めを行う必要移動距離が、部品保持位置が一定し
ている従来よりも短縮させられるようにするので、装着
対象物の位置決め速度を必要な位置決め精度が得られる
従来通りに設定したままで、必要移動距離が短縮した分
だけ部品装着速度を高速化することができ、作業能率が
向上する。

【００３８】特に、請求項２の発明のような位置調整を
行うと、簡単な機構および制御で達成されるし、この場
合、部品に極性の無いものについてだけ行うことによ
り、極性のある部品がその部品保持位置の調整のために
装着対象物の被装着位置側の極性と一致させるのが困難
になるようなことを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な一実施の形態の部品装着装置
を示す斜視図である。

【図２】図１の装置の吸着ノズルの支持構造を示す斜視
図である。

【図３】図１の装置の部品装着時における部品保持位置
の第１の調整例を示す平面図である。

【図４】図１の装置の部品装着時における部品保持位置
の第２の調整例を示す平面図である。

【図５】図１の装置の部品装着時における部品保持位置
の第３の調整例を示す平面図である。

【図６】図１の装置の部品装着時における部品保持位置
の第４の調整例を示す平面図である。

【図７】図３から図６の部品保持位置の調整を含む部品
装着動作の制御シーケンスを示すフローチャートであ
る。

【図８】従来の部品装着装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 電子部品 ２ 回路基板 ２ａ 被装着位置 ３ 部品供給部 ４ 位置決め部 ５ 部品装着位置 ６ 装着ヘッド ７ 中心軸線 ８ 回転軸 ８ａ 軸線 ９ 位置調整機構 １０ ＸＹテーブル １３ 極性判断部 １５ 吸着ノズル １５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ 調整位置

───────────────────────────────────────────────────── 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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品供給位置と供給された部品を装着対
   象物に装着する部品装着位置との間を繰り返し移動され
   る部品取り扱い部材により、部品供給位置にて供給され
   る各種の部品を保持して部品装着位置に持ち運び、装着
   される部品に応じて位置決めされた装着対象物上の所定
   の被装着位置に持ち運んだ部品を装着する部品装着方法
   において、 部品取り扱い部材による部品保持位置を部品取り扱い部
   材を移動させる支持機構上で前記装着対象物の前記位置
   決めに併せ調整して、装着対象物の対応する被装着位置
   に部品を装着することを特徴とする部品装着方法。
2. 【請求項２】 部品保持位置の調整は部品取り扱い部材
   の部品を取り扱う中心軸線から外れた偏心位置を中心と
   した回動により行う請求項１に記載の部品装着方法。
3. 【請求項３】 部品保持位置の調整は、極性のない部品
   について行う請求項２に記載の部品装着方法。
4. 【請求項４】 装着対象物の位置決めは、平面より見て
   互いに直行する２方向に行う請求項１から３のいずれか
   一項に記載の部品装着方法。
5. 【請求項５】 複数種類の部品を供給する部品供給部
   と、部品が装着される装着対象物を部品装着位置にて保
   持し、その所定の被装着部に部品が装着されるように位
   置決めする位置決め部と、部品を保持して持ち運び装着
   対象物の被装着位置に装着する部品取り扱い部材と、こ
   の部品取り扱い部材を部品供給部と部品装着位置との間
   を循環移動させてそれらの位置で一時停止させて部品の
   保持と装着とを行わせる装着ヘッドとを備えた部品装着
   装置において、部品取り扱い部材をその部品を取り扱う
   中心軸線から外れた偏心位置を中心に回動できるように
   装着ヘッドに保持し、装着対象物の位置決めに応じて部
   品取り扱い部材を所定角度回動させて部品保持位置を調
   整する位置調整機構を設けたことを特徴とする部品装着
   装置。