JPS5928400A - 電子部品装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は電子回路基板にリードレス電子部品を装着Ｔる
装置に関する。

背−ｍ・技術 一般にチップ部品と呼ばれろリードレス電子部品の装着
方式は、大別下ると。

（８）　ワンバイワン （ｂ）　　マルチ のニガ式に分類できる。（ａ）のワンパイワンというの
は、装着ヘッドで１部品を１個づつ（拾い上げて１Ｊｆ
７Ｊ：、のチ定個所に載置して行（方式である。また（
ｂ）のマルチというのは、配ＦＩＴべき部品の全部を一
挙に）（板に装着下る方式であって。

これまでに提案された構成には次のようなものがある。

（ｂ−１）　　マルチマｆｆジン方式 部品を８７重ねて収納したマガジンを何本も立て、そこ
から部品を１個づつ一斉に押出して基板に付着させる。

（ｂ−２）　　テンプレート方式 部品配置に合わせ多数の透孔（あるいは凹、；１）、　
）ン有下る板を用意し、その透孔Ｊ）るいは凹みの各々
に部品を落とし込みにれ？基板に重ねて部品を移し替え
る。

（ｂ−ろ）　マルチヘッド方式 装２１ヘッドに多数の吸着部を設け、必要なだけの部品
を一度に吸りげて基板に移戦する。

（ｂ＝４．）　　粘着テープ方式 幅広の粘着テープに部品を所定の配置状態で貼付ける。

その後このテープと基板ヲ重ね合わせ、基板側に部品を
移し替える。

さてワンパイワン方式とマルチ方式の特色ン比較してみ
ると、旧習は作業時間は長くかかるものの、装着パター
ンの変更には容易に応じられるため多機種生産に滴下る
。また、後者は作業速量は速いが機種変更時の段取りに
手間がかかるため、小機種多量生産に滴下るということ
が言える。ところで基板上における部品配置には位置の
他もう一点考慮丁べき事柄かある。それは部品の向きで
ある。つまり回路パターンに応じて部品の向きをは。

（ｂ　−１）　　マガジンの向きを変える。

（ｂ−２）　　透孔あるいは凹みを所定の方向に向けて
おく。

（ｂ−ｇ）　　吸上げ時点で部品の方向づけをしておく
。

（ｂ−４）　　テープに所定の向きで部品を貼付ける。

といったＲ合に簡単に対処できろう一方ワンバイワン方
式では２部品ンピックアンドプレースＴる都度方向を設
定してやらねばならｆ、Ｃい。そこで。

装着ヘッドが部品を拾い上げた後、ヘッドそのものを回
転させるか、あるいは部品を爪で挾んでねじるかし、て
方間づけをすることになる。そして従来提案されたこの
種装置では１回転フ与えるのに専用の電動１幾ヲ動力と
して用いており、また爪で挾むものにあっては爪開閉用
の動力源を別途必要とし、制御的にも機構的にも複雑且
つ高価濫二なる傾向にあった。

発明の開示 本発明はワンバイワン装着方式における部品の方向づけ
に関し新規な手法を開発しπもので、その目的と１−６
ところは、１幾構がＩｖ′ｉ素で、制能Ｉも単純化され
た方向設定装置□□゛を提供Ｔにとにあめ。

Ｔなわち本発明では、ピックアンドプレース作業２行う
部品ピッカーを自転可能に支持下ると共にこＪｔに回転
伝達部側ン連結１７、ピッカーラミ作業ステーション間
を移ωＪＴ６間、不動部例に支持されたピッカー回転部
オを回転云達部Ｖオを接ＩＩＩ！Ｉ＋させ。

こｈによりピ、ツカ−の自転を得ようとＴ６ものである
。

こう下ることにより、ピッカー回転部材全接触させるか
、させないかという最も単純な制御で部品のＷＭ方向を
決定下ることができる。

発明を実施Ｔろための最良の形態 以下本発明の一実施例を図に基いて説明下る。

（１）は垂直軸線まわりに９０°づつ間歇回転下る中空
のインデックスシャフトであり、中心を間は真草源に連
通Ｔる第１センタータクト（２；になっている。インデ
ックスシャフト（１）の下端からは、４木のアーム（３
１が放射状に突出下る。アーム（３１はインデックスシ
ャフトＩＩＪのフランジ（４）にボルト止めされるエン
ドキャップ（５）によりインデックスシャフト（１）に
連結される。丁なわち、カップ形状をしたエンドキャッ
プ（５）の口縁にはアーム（３）の嵌合するノツチ（６
）が刻まれており、その内側にはアーム（３）のノツチ
（７）に係合するウェッジ（８）が保持されている。ウ
ェッジ（８）はアーム（３）の抜止めとなると共に。

ボルト（９）の締上げに伴いアーム（３）に求心方向の
分力２作用させ、後述下るエアダクトの連結を緊密に行
わせるものである。

各アーム（３１の旋回端には部品装着ヘッドａαが固着
されろ。装着ヘッド（１０１は、垂直なシリンダ旧）と
、これに挿入される部品ピッカーａ２１ｗ主な構成要素
と下るものである。シリンダ圓の内部は隔壁（１３１に
より上部室■と下部室（１５１に分けられており、ピッ
カーａ２の基幹部（１６１は隔壁Ｑ３１乞貫通する形で
上部室■と下部室０９にまたがって挿入されている。基
幹部ａ６１は上端の閉じた筒の形をしており、下端には
シリンダ圓の外に突出する吸着ノズルａηが装着されて
いる。基幹部（１ｅの中心孔は横穴（１８Ｉにより上部
室（Ｉ４）の内部空間に連通し２この内部空間は更に。

アーム（３）に穿たれたエアダクト（１９へと続いてい
るものである。上部室（１４）にはシリンダ上端から筒
軸Ｑ■が入り込む。筒軸■はシリンダ（［１１の上端に
当たるフランジ（２ｎを有し、フランジ（２＋１　’＆
覆う形でシリンダ（１１１に螺合する袋ナツト（２ｚが
筒軸（イ）Ｚ回転可能且つ上方には抜けないよう保持す
る。ピッカー哉幹部化の上端は筒軸■の中に嵌合してお
り、水平に打込んだビン（２３）により筒軸（２０と共
に回転下るよう連結されている。ビン（ハ）は颯軸（２
０１の下端からり込んだスリット（２）に係合しており
、基幹部（１６１は筒軸（２０に対し上下にスライド下
ることができる。基幹部（１６１の上下動に伴い、筒軸
（２■の上端開口から空気が出入下るが、この部分には
異物侵入防止用のフィルタ（２５１ン張る。更に、筒軸
（２■の上端には回転（公達ローラ＠Ｙ固着Ｔる。

ピッカー基幹部ａｅは、下部室（１５１内にピストン部
＠を有し、圧縮コイルばね０秒がこれ！常時下方に附勢
している。下部室（１５１の上方寄り部分には、ピスト
ン部（２ｎの上昇を規制下る肩部（２１刀が形設され、
それより上の空間には、アーム（３）の中を通るエアダ
クト（至）が開口している。下部室（１５１の下端には
草気出入用の開口（３υが横穴の形で設けられ、ここに
もフィルタ（３２が張られる。シリンダ旧）の下端には
プラグ供がねじ込まれるが、このプラグ東はピッカー基
幹部（Ｉ６）のスライド案内！兼ねると共に、筒壁Ｇ９
により基幹部（１６１の周囲にドーナツ形の空気溜め４
３４）を構成下るものである。基幹部けωには空気溜め
Ｃ３４）の中の空気を圧縮してピッカー（１２の下降速
度を減小させる段部ＯＧＩが形設されている。空気溜め
Ｃ３４＋（７）位置は、シリンダ０１）とプラグ（暖の
間に挾み込まれるシム９７）の厚さン変えることにより
、調節できる。

（効は第１センターダクト＋２１に押入されたバルブコ
（７）　／＜ルブシャフト（至）の外径はインデックス
シャフト＋１１の内径より小さく、その間に第１センタ
ーダクト（２）のダクト空間ン構成下る。バルブシャフ
ト（）印の下端にトば６つの部分が一体形設される。最
も下の部分はインデックスシャフトｆｉ＋に摺動自在に
嵌合する７ランジ伏のスライドガイド（３１であり。

この部分のピストン作用で圧迫されろ空気がバルブシャ
フトＣ３□□□の動きｔ阻害しないよう、インデックス
シャフトＩＩＪの内面には垂直な蔓気逃がし溝（４１が
計４条刻んである。スライドガイドθ→の上はピッカー
（１２＋に上下動を行わせるピッカー進退制御バルブ（
イυになっている。ピッカー進退制御バルフ（イυは、
各エアダクト（３０）に対応してインデックスシャフト
＋１１に穿たれた連絡孔（４２）を第１センターダクト
（２）に連通させる溝部（侶と、特定の連絡孔（４２ヲ
第１センターダクト（２）から遮断下る締切部（４４１
（４９を右下γ゛−＼ せる連絡孔顛（倍が形設されている。第２センターダク
ト（佃は第１センターダクト＋２１から隔離され。

その内圧は大気圧と同じかそれ以上に保たれている。ピ
ッカー進退制御バルブ（４υの上はピッカー吸引力制御
バルブ［４９１１：なっており、これは、エアダクト０
９に対応してインデックスシャフトＩＩｌに設けた連絡
孔（５（ｊのうち特定のものを男１センターダクトＣ２
１に連通させる溝部（５１）と、その他の連絡孔６１ビ
篤１センターダクト（２１から遮断Ｔ６締切部（５２）
と、締切られた連絡孔（５［のうち特定のもの￥第２セ
ンターダクト（４６１に連通させる連絡孔（５３）とに
より構成される。

さて各装着ヘッド（１０１は作業ステーションＣＩ）（
ＴＩ）　（ＪＩＩ）　（■）を順次周回Ｔるものである
が、実施例の場合、ステーション（ＩＩ）（ＩＶ）は遊
休ステーションとし、ステーションＣＩ）（Ｊｌｌ）に
。

部品供給部（５４）とＸ−Ｙテーブル（５５）苓ビ配置
している。玲ｉ品供給部（５４）は電子部品（５６）乞
何条も整列して載置するトレイ（５７）により構成され
る。トレイ（５７）はＸ方向及びＹ方向に動いて部品（
５６）ｖ順（二１個づつピッカー（１２＋の下に位置さ
せるものである。なお部品（５６）は円筒形奢しており
、吸着ノズル（力の先端には部品ｎ回部の曲率に合わせ
た溝（５日）が形股されている。ｘ−ｙテーブル（５５
）は１部品（５６〕を装着されるべき基鈑（５９）を、
その表面に立てた法線がピッカー（ＩＺの軸線に一致す
る如く６丁なわち水平に支持して所定位置に移動させる
ものであるう 而してステーション（Ｔｒ）には回転伝達ローラＱＯに
選択的に接触せしめられるピッカー回転シュー（６０）
（６１）がローラ移動経路の外周側及び内周側に位置下
る如く向い合せに配置され７）うシュー（６０）（６１
）はゴムや合１戊樹ｎ旨のような摩擦係数の大きい材料
で作られ、ローラＱＱに対下る接触面は、ローラｆ２６
１０：）描く円弧に合致Ｔる円筒面に仕上げられている
。シュー（６０）　（６１）は各々ベース（６２）（６
５）に固定され、ベース（６２）（６５）は−面のみ開
口したボルダ（６４）（６５）に進退可能に保持されて
いる。

ベースの保持の仕方をベース（６２）を例にとり説明下
ると、まずベース（６２）には長袖がインデックスシャ
フト（１）の回転中心から散財方向に延びる線Ｃニ一致
Ｔる長円形断面の垂直孔（６６）’２形設し、ホルダ（
６４ンの支＠Ｃ６７）ａ：これに嵌合する。そしてベー
ス（６２）の両端を均等に押下如く、２本の圧縮コイル
ばね（６８ンをベース（６２）とホルダ内壁の間に挿入
Ｔ；６．．これ、によりベース（６２）は垂直孔（６６
）の遊びの範囲内での進退、及び支軸（６７）を軸と下
る傾動が可能なる如くホルダ（６４）に支持される。ベ
ース（６５）の保持もこれと同様に行う。同じょうな仕
組でシューＣ６９）Ｃ７０）ｒｚ保持したもう一組のホ
ルダ（７１）（７２）￥ステーション（丁）Ｃ二配置醒
Ｔる。ホルダ（６４）（６５）（７１）（７２）は図示
しない不動部材にスライド可能に支持され、突圧シリン
ダの如き直線移動用動力源により、インデックスシャフ
ト（１）の中心に対し放射線の方向に、各々独立して直
線移動せしめられるようになっている。セしてシュー（
６０）（，６１）（６９）（７０）Ｌｌｍｌ−ラ（２ｆ
３１が目的のステーションに達Ｔる少し手羽がら停止位
置に到るまで、ローラ（イ）との接触を保つようになっ
ており。

シュ（６０）　（７０）　Ｃツいテｔｔピッカｎ２に９
０°自転させるだＣすの距離、シュー（６１）（６９）
Ｃ二ついてはピッカ−（１５’２４５°自転させるだけ
の距離、ローラ（２Ｇ）との接触が生じるようになって
いる。

次に作用を説明下る。１ｇ２［１の状態では、バルブシ
ャフト時が上昇位置にあり６′＠４図に示す如く、エア
ダクト（至）は丁べて連絡孔（４２１及び溝部（４３１
乞通じ＠１センターダクト（２１に連通している。従っ
て各ピストン部Ｃηの上部が負圧になり、ピッカー０２
ははね■の弾発力に抗し上昇下６つ一方エアダクト住９
に関しては、＠６図に示す如くステーショ、（ＩＶ）に
位置下るものは連絡孔５０１が締切部（５２）で閉鎖さ
れて吸引力を生じないか、他の５ステージ仔ンに位置下
るものは溝部（５１）により第１センターダクト１２）
と連通しており、吸着ノズル（１７）に吸引力を生ぜし
めている。従ってステージ１ン（Ｉ）にあるノズルα７
）は今まさに部品（５６）ン吸着しようと待構え、ステ
ージ暫ン（ＩＩ）　（■）のノズルαηは部品（５６）
の吸着保持娶続ける態勢にある。ここで第５図の如くバ
ルブシャフト（至）を下降させると、ステーシロン（Ｉ
）（ＩＩＩ）にあるエアダクト（至）が締り部（４４１
＋４５）によって第１センターダクト＋２１から遮断さ
れ１次いで連絡孔（４ｎ１４ＦＤにより第２センターダ
クト（狗に連通せしめられる。

下ると第２センターダクト（州からエアダクト帥に空気
が流入し、ピストン部（財）の上の真空状態が解消され
、ピッカー（１２１はばねｅｌＯの弾発力で急速に降下
Ｔ６．．降下速度を速めて作業時間を短縮するため、第
２センターダク）　（４ｂ１の空気圧ン大気圧以上にし
ておいても良いう　ステージ、ン（Ｉ）では降下した吸
着ノズルａηかトレイ（５７）の部品（５６）に突当た
暢ハこのノズルａηに関しては第６図に示Ｔ制御バルブ
（４９１の状況から明らかな如く吸引力が作用したまま
なので突当たった部品（５６）を直ちに吸着Ｔ６．．他
方ステーション（Ｎ）では。

エアダクト（至）が締切部（５２）で第１センターダク
ト（２）から遮断され１次いで連絡孔（５３）により第
２センターダクト（４ｂ）に連通せしめられるので。

ノズルαηは部品（５６〕を基板（５９）の表面に前工
程で塗布されていた接着剤（７５）に押付けた後１部品
（５６〕を吸着から解放下る。なお吸引を解除下るタイ
ミングであるが、確実に接着剤（７’５　）に押付ける
目途のないまま部品（５６）ンとり落と丁ようなことが
あっては困るので、連絡孔（５６ンが連絡孔ｆ５ｉ１に
連通Ｔるより少し早く連絡孔（侶が連絡孔（４渇に望気
を送り込んでピッカーａｚの降下を開始させ、降下速度
か重力加速度を上回った時点、あるいは接着剤（７３）
に十分接近した時点で連絡孔（５５）Ｃ５［Ｈｌｌ−通
じ合うよう、バルブ（４１Ｈ４９１の形状を設定しであ
る。この第５図の状態からバルブシャフト弼ヲ引上げる
と降下していたピッカーｒｉｚは上昇し、ステージ、ン
（ｉ［Ｉ　）のピッカーａｌに関しては溝部（５１）と
の再連通により吸引が再開されるが、折角基板（５９）
に装着した部品（５６）を吸着により吊上げてしまって
は何にもならないので、この場合も溝部（４３と連絡孔
（４渇が先に連通を開始し、ピッカー（＋２１が上昇を
始めノズル（ｌηか部品（５６）から離れた後、溝部（
５１）が連絡孔（５（１に合致し始めるようになってい
る。

さて動作を高速化して作業能率を上げるため。

ビワカー０２の昇降は速やかに行われねばならない。

但し外陣速度が速くなった場合、上昇時は良いとして、
下降時の最終速度があまり速いと、吸着ノズル（［７）
が部品（５６）を破損させる危険がある。

ピッカー（１２１のストロークエンドに形成した空気溜
めＣ３４）の中の壁気は、ピッカー（１２１の段部（３
Ｇ）により圧縮されてピッカー（１２１の降下にブレー
キをかけ、ステーシロン（Ｉ）において吸着ノズル０７
）が部品（５６）に突当たる時のショック、あるいはス
テーション（■【）においてノズルａ刀が部品（５６）
を基板（５９）に押付ける時のショックを和らげ。

部品（５６）の破損ン防止下る働き７丁６つ制り１開始
時点は部品（５６）の厚さく：応じ変更Ｔる必要０１あ
ろか、これはシムＧ７）の厚さを変えて空気溜めＣ３４
１の位置ｌ調節Ｔにとにより対処できる。

次に部品（５６）の方向設定について説明Ｔる。

ステーシロン（Ｉ）で吸着した部品（５６）か吸着時の
姿勢のまま装着下れば良いものであるときは、ステーシ
ロン（ＩＩ）Ｙ通過する際、ピッカー回転シュー（６０
）（６１）は勇１０図のように回転伝達ローラ（至）の
移動経路から離隔した位置に溜められ、ローラ■は何ら
回転作用Ｙ受けることなくそこを通過下る。部品（５６
）を９０°回転して装着下る必要がある時は、第１１図
のようにホルダ（６４）’＆進出させる。Ｔるとステー
ション（Ｉ）から移動して来たローラ（２Ｇ＋がシュー
（６０）に接触し、ローラ四はシュ゛−（６０）の表面
１転がって、男１２図の停止位置に落着くまでにピッカ
ー（１２’＆９０°自転させるものである。第１４図に
示したの代表的な間歇回転装置であ６ゼネバ機構の速度
グラフであるが１本実施例では、減速期の終わり近くか
ら完全な停止に到るまでの区間（図中斜線部）！接触区
間と下ることになる。

これにより、ローラ＠Ｙ比較的低速で接触区間に進入さ
せることができ、衝撃ｌ緩和下ることができると共に、
ローラ四の移動速度が低下して行って完全に停止Ｔるま
でシュー（６０）’Ｙ接触させ続けるので、慣性により
ピッカー（１２１が回転し丁ぎることがな（、正確に所
定の角度で自転を停止させることができる。なおシュー
（６０）はばね（６８）ン利用して後退及び傾動可能に
取付けられているが、これは製作組立上の誤１を吸収し
てローラ■とシュー（６０）の接触圧を適当なレベルに
保つのに役立つ。部品（５６）’＆４５°回転させる必
要があるときは、第１３図のようにシュー（６１）ン接
触させる。シュー（６０）あるいは（６１）は、ピッカ
ーｆ＋３￥回転させる役目を終えた後、速やかにローラ
Ｑ６１から離脱下る。

ステーション（１）に設けたシュー（６９）（７０）は
吸着ノズルａηの溝（５８）ｙｒ一定の向きに直下ため
の復元用シューである。丁なわち、ス　　　　　　：テ
ーション（ｍ）で９０°回転させられたローラ（イ）に
はシュー（７０）が接触し、４５°回転させられたロー
ラ（財）にはシュー（６９）が接触して。

それぞれローラｃ！６１をステーション（ＩＩ）で回転
した分だけ逆回転させるものである。かかる復元用シュ
ーは、上面の平らな部品ビ吸ＭＴる溝なしタイプの吸着
ノズルについては必要ない。

以上のように本発明では１部品ピッカーに回転（Ｅ達部
材を連結し２　ピッカーがステーション間を移動しつつ
ある時、中Ｉ紀回転伝達部柑にピ、ツカ−・回転部ｔＪ
　Ｙ接触させて接触の長さく１応じた角度の自転をピッ
カー（二生じさせるようにしたものであるから、ピッカ
ー回転部材ン接触させるか、させないかという最も単純
な制御で部品の装着方向ン決定下ることができ、菟圧シ
リンダやソレノイドといった安価なアクチュエータを用
いて信頼性の高い部品装着方向設定装（Ｋン構５’３１
ｓＴろことができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明装置の一実施例！示し、第１図は要部斜視図
、第２図は要部垂直断面図、第３図及び第４図は迅２図
の状態にお（する装置中心部！各々異なる水準で断面し
た水平断面図、％５−６．７図は第２．５，４図に対応
下る垂直及び水平断面図にして、異なる動作状態仁示Ｔ
もの、第８図及び第９図は異なる方向から見たバルブシ
ャフトの要部斜視図、［１０図乃至舅１３図はピッカー
回転シューの動作説明図、第１４図は部品ピッカーの移
動期間におけるピッカー回転シューの接触区間を表示下
るグラフである。 （１１・・・部品供給ステーション、（■）・・・部品
装着ステーション、（５６）・・・電子部品、（５９〕
・・・基ｉ、０２・・・部品ピッカー、（３）・・・ア
ーム（ピッカー支持部Ｕ’　）　、　（２［ｎ・・・回
転伝達ローラ、（６０）（６１）・・・ピッカー回転シ
ュー。 第２図 第３図 ■ 第１Ｏ図 第１４図 ４５０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ１部品供給ステージ日ンで拾い上げた電子部品を部品
   装着ステーションで待受ける基板に１置Ｔる部品ピッカ
   ーを備えたものにおいて１口↑ｆ記ピッカーをその支持
   部材に対し前記幕板の法線方向まわりに自転可能なる如
   （支持し１．目つこのピッカーには回転伝達部材を連結
   下ると共に、ピッカー移動経絡の近傍には、移動しつつ
   あるＵＪ記回転伝達部材に必要に応じ接触し、接触の長
   さに応じた角変の自転をピッカーに生ぜしめるピッカー
   回転部材を配置してなる電子部品装着装置。 ２、　部品ピッカーが停止位置に到達Ｔるまで、回転伝
   達部材とピッカー回転部材の接触７保たせるようにした
   特許請求の範囲第１項記載の装置。 ８、部品ピッカーが支持部材の旋回端に支持されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は＠２項記載
   の装置。