JPS62133794A - 物品自動搭載装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、物品、特にＴＣやトランジスタ等の電子部品
をプリント基板上に搭載する装置に関するものである。

〔発明の背景〕

従来の、物品取付ヘッドが回動形の電子部品自動搭載装
置においては、複数個の電子部品取付ヘッドを使用する
ために、各ヘッドの機械的な誤差のため、プリント基板
上の目標位置に正確に物品を搭載できずそれぞれのヘッ
ド毎に位置ずれを生ずると云う欠点がある。このような
物品取付ヘッドが回動型のものには、例えば特開昭５５
−２４４９４号公報等がある。

〔発明の目的〕

本発明は、複数個の物品取付ヘッドのそれぞれの機械的
誤差を補正して、プリント基板上の搭載位置に正確に物
品を搭載する物品自動搭載装置を提供することを目的と
するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、上記の目的を達成するために、複数個の物品
取付ヘッドを有し、該物品取付ヘッドの下方に物品を搭
載するプリント基板をＸＹ移動テーブルに固定し、該Ｘ
Ｙ移動テーブルの移動位置をメモリに記憶させ、該メモ
リに記憶したデータを読取ってＸＹ移動テーブル制御手
段により自動制御するものにおいて、前記メモリにそれ
ぞれの物品取付ヘッドの位置ずれ量を記憶させ、前記Ｘ
Ｙｓ動テーブル制御手段は前記物品をプリント基板上に
搭載するときに、前記位置ずれ量を前記メモリから読取
り、位置ずれ量だけ前記ＸＹ移動テーブルのＸＹ軸方向
を補正して搭載するように構成したことを特徴とするも
ので、複数個の取付ヘッドの機械的誤差を補正して、正
確にプリント基板上の物品搭載位置ＶＣ，物品を搭載す
るものである〔発明の実施例〕 以下、本発明を第１図乃至第９図に示す一実施例によシ
説明する。

第１図は、本発明の物品自動搭載装置の一実施例を示す
ブロック図である。１２はｃｐｕ即ち演算装置で、プリ
ント基板上の搭載位置、回動筒体の制御信号の発信、Ｘ
Ｙ移動テーブルの制御信号の発信等装置全体の制御、演
算を行う０１３けキーボ△ −ドで、データの入力、装置の操作を行うもので、ｃｐ
ｕ　ｌ　２に接続されている。ＣＲＴ　１４はデータの
表示装置で、前記ｃｐｕ　１２と接続されている。１５
はメモリで、前［ｔｅＣＩ）１１１２に接続されておυ
、装置の動作を制御するプログラムやＸＹテーブルを必
要量だけ移動させるためのデータおよび各ヘッドの機械
的誤差を予め測定した実測値を記憶している。この機械
的誤差の実測は、顕微鏡などで行われる。

１６は外部■１０インターフェースで、ＸＹ移動テーブ
ル用のモータ、およびモータ駆動部と接続されており、
前記ｃｐｕ　ｌ　２の出力側に接続されテｔ／−１ル。

＋７８はＸ軸方向のモータコントローラで、前記外部■
１０インターフェース１６と接続されている。＋７ｂけ
Ｙ軸方向のモータコントローラである。１８ａはドライ
バーアンプで、Ｘ軸方向のモータコントローラ＋７８の
出力側に接続されている。＋８ｂは、他のドライバーア
ンプで、Ｙ軸方向のモータコントローラ＋７ｂの出力側
に接続されている。＋９８はＸ軸方向制御モータ、１９
ｂはＹ軸方向側斜モータで、それぞれ前記ドライバーア
ンプ＋８８　、＋８ｂの出力側に接続されている。

２０は回動筒体を回動制御するためのモータコントロー
ラで、回動筒体制御モータ２１を出力側に、、　　ｃｐ
ｕ　１２を入力側に接続している。

第２図は、本発明の物品自動搭載装置を電子部品自動搭
載装置に適用した全体図を示すものである。１は電子部
品を供給するスティック等が配置されている部品供給部
である。２は、回動筒体で、複数個の電子部品取付ヘッ
ド３が取付けられている。４はＸＹ移動テーブルで、該
テーブル上にはプリント基板が把持される。５はコンベ
アベルトで、プリント基板を搬送する。６は運転操作ボ
ックスである。ＸＹ移動テーブル４Ｖｉ、第３図に示す
ように、Ｘ軸方向ベース４１．４２上にスライド可能に
取付けられており、ねじ穴４３にねじ＝４＝ 込んだねじ棒４４をモータ１９８の軸と連結している。

また、４６．４７はＹ軸方向ベースで、前記Ｘ軸ベース
４１．４２と固定されているステー５０がＹ軸方向にス
ライド可能に取付けられている。そして、該ステー５０
に設けられているねじ穴５１Ｖｃねじ棒５２をねじ込み
、該ねじ棒５２はそ一夕１９ｂの軸と連結して設けられ
ている。第４図において、２け回動筒体で、筒体外周部
に複数個の電子部品取付ヘッド３ａ、３ｂ、３Ｇ、３ｄ
、３ｅおよび３ｆが回動可能に取付けられている。また
、それぞれの電子部品取付ヘッド３ａ・・・・・・３ｆ
の先端には、ノズル３０．３１およヒ３２が設けられて
おり、該ノズル３ｏ・・・・・・３２は、上下方向に多
少の過度を持っており、電子部品１゜をノズルの先端で
真空吸着するとき無理なく接触できるように構成されて
いる。７け電子部品取付ヘッド回転用のモータで、前記
回動筒体２とは別に図示してない他の構成部分に取付は
固定されている。８は電磁クラッチで、前記モータ７の
軸端に固定されている。

該モータ７は、アーム７０１を介してベース７００に固
定されており、電磁クラッチ８を介して電子部品取付ヘ
ッド３ｄの位置において、部品の搭載角度を制御する。

２００はモータで、タイミングベルト２０１を介して回
転をプーリー２０２に伝え、回動筒体２の軸２０３を回
転させる。このモータ２００はベース７００に取付固定
されている。

第５図において、回動筒体の回転部には、′成子部品取
付ヘッドが３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ
および３ｈのように等間隔に配置されている。各位置の
ヘッドがヘッド３ｅの位置、つまりＸ軸とＹ軸の交点で
あるプリント基板上での搭載位置に回動してきたとき、
各ヘッドの製作誤差あるいは回動筒体２への取付誤差に
よって、前記Ｘ軸とＹ軸の交点との間に寸法の差が生じ
、しかも各々のヘッド毎に異なりばらつきがある。

電子部品は、ヘッド３ａの位置で部品を吸着し、３ｄの
位置で、前記モータ７に取付けられている電磁クラック
８によって吸着され部品の搭載角度の補正が行われ、該
ヘッド３ｅの位置でプリント基板上に搭載される。

このように１回の間欠駆動ごとに３ｅの位置にその前の
ヘッド３ｄの位置の電子部品が移動されてくる。

該ヘッド３ｅの位置において、Ｘ軸方向にΔＸ、Ｙ軸方
向にΔｙの位置があったとすると正確なプリント基板９
への搭載ができなくなるので、予め△Ｘ、Δｙの位置ず
れ量を実測しておき、その位置ずれ童だけ子分にＸＹ移
動テーブル４を移動してやる必要がある。

この位置ずれ皿△Ｘ、△ｙの検出は、ＸＹ移動テーブル
４上の電子部品搭載位置を規準点すなわち原点とし、Ｘ
Ｙ移動テーブル４を固定して全てのヘッドに対し、原点
位置と各ヘッドとの位置ずれ量を顕微鏡カメラによシ実
測しておき、次のヘッドがプリント基板９上の搭載位置
に回動してきたとき、その位置ずれ童△Ｘ、ΔｙだけＸ
Ｙ移動テーブル４全移動制御する。この制御は各ヘッド
ごとに行われる。

第７図は、ヘッド３ａの位置で、実際Ｖｒ−電子部品を
吸着して、ヘッド３ｅの位置でプリント基板９に搭載す
る場合の電子部品取付ヘッドと電子部品１１の搭載姿勢
を示している。ｌｌａは電子部品１１の縦寸法、１１ｂ
は横寸法を示す。１２０は電子部品取付ヘッドの先端位
置を示す。ヘッド３ａ点での電子部品の吸着は必ずしも
一定位置ではない。

第７図囚の場合は、電子部品１１とヘッドの中心位置が
ずれており、そのずれ量は、Ｘ軸方向で△、ｇｌＹ軸方
向で△ｙである。しかし、第７図（ハ）のように、ヘッ
ド３ｅの搭載位置において、電子部品１１の切欠部１１
ａが図において下向きの状態でプリント基板９に搭載す
る場合は、ヘッドの回転をしなくとも良いので、前述の
ように電子部品１１とヘッドの中心位置のずれ量は△Ｘ
、△ｙのままとなる。

一方、吸着した電子部品１１を第７図００ように切欠部
１＋８を図において上向きの状態でプリント基板９に搭
載する必要のある場合がある。

このときは、ヘッドをヘッドの中心位［１２０を中心に
１８０度回転させねばならない。この場合には電子部品
１１の中心と搭載位置におけるヘッドとのずれ量は、Ｘ
軸方向で２△ｘ１Ｙ軸方向す で７−２Δｙずれることになる。

このように、１つのヘッドでも電子部品１１の搭載向き
を変えることによってずれ量は変るので、それぞれの場
合の補正値をメモリ１５に配憶させておく必要がある。

第８図は、ＸＹ移動テーブル４の移動補正値の算出につ
いての説明図である。ＸＹ座標の原点０を電子部品の中
心位置とし、この中心位置Ｏからの電子部品取付ヘッド
の回転中心位置までの位置ずれ量をΔＸ、△ｙとする。

仮にヘッドが座標ΔＸ、△ｙを中心にして角度θだけ回
転したときの電子部品中心位置を座標Ｊ、ｙとする。そ
して原点０から座標△Ｘ、△ｙまでの直線距離をγ、と
のγとＸ軸との傾き角をαとすると次式が成シ立−ｙ＝
γｃｏｓ（’−α−θ）−Δｙｊここで（２）式を変形
して次式を得る 更に（３）式と（１）式から次式を得るすなわち、（４
）式の値がヘッドの回転に伴なう補正値となる。前述の
ように予め測定されたずれ童Δα、△ｙはメモリー５に
記憶されているから、ｃｐｕ　１２を操作して前記（４
）式の計算を行い、ＸＹ移動テーブル４を制御する。

第９図は、ＸＹ移動テーブル４への補正量を直接メモリ
ー５に記憶させる場合の、各ヘッドごとに角度θに対す
る補正値を入力する例である。このようにメモリ１５に
記憶させておくことにより、ｃｐｕ　ｌ　２での前記（
４）式の計算を省き、制御装置の処理速度を向上させる
ことができる。

次に本発明の詳細な説明する。

部品供給部１から供給されてくる電子部品１１は、電子
部品取付ヘプト３ａの位置でノズル引の先端で吸着する
。他のヘッドも同様に前記ヘッド３ａの位置に回動筒体
２が間欠的に回動してきた所で順に電子部品１１を吸着
する。ヘッド３ｂ。

３Ｃの位置では電子部品１１を吸着した状態のま＼進み
、ヘッド３ｄの位置で、プリント基板９への搭載角度の
決定を行い電子部品１１の向きを正す。この搭載角度の
補正はヘッド３ｄの位置の上部に設置されている電磁り
２ツク８によシ行う。

そして、次のヘッド３ｅの位置に前記回動筒体２が回動
してきたとき、該ヘッド３ｅの真下にＸＹ移動テーブル
４上に設置しであるプリント基板９上の指定された場所
に電子部品１１の吸着を解除して搭載する。この搭載す
る場所は、一部品ごとに異なるため、その都度ＸＹ＃動
テーブル４は移動するが、この移動のときに前述した、
各ヘッドの機械的な誤差も一緒に含まれている。したが
って、ＸＹ移動テーブル４は、常にへヴド３ｅの位置の
ノズルの真下にプリント基板９が配置されるように位置
ずれ量を補正して制御される。制御される全てのデータ
は、運転操作ボックス６のキーボードから入力される。

Ｃｐｕ　１２がメモリ１５から必要な移動量の情報を読
み出し、移動量に対するパルスを外部Ｉ１０インターフ
ェース１６に出力する。

該外部Ｉ１０インターフェース１６を経由したパルスは
、モータコントローラ１７８．１７ｂｌＣおいてアナロ
グ電圧に変換され、ドライバーアンプ＋ｓａ、ｔａｂに
入力された後、Ｘ軸方向制御モータ１９ａＸＹ軸方向制
御モータ１９ｂへ伝達される。これにより前記モータ１
９ａ、１９ｂを回転させてＸＹ移動テーブル４を移動制
御する。

また、ｃｐｕ　１２は回動筒体２を回動させるためのモ
ータコントローラ２０とモータ２１を回動割部１してい
る。そして、メモリ１５から読み出されたずれ量をもと
に前記（４）式を使ってｃｐｕ　ｌ　２によって計算し
、その計算値は、補正量パルスに変換され、前記ＸＹ軸
方向移動パルス数に加えられて＝１２− 、モータコントローラ１７ａ、１７ｂに入力される。と
の結果は、ＸＹ移動テーブル４け補正量も含めて正しい
プリント基板９上の位置に正確に位置付けされ、電子部
品１１の搭載を行う。

〔発明の効果〕

本発明によれば、物品のプリント基板への搭載が各取付
ヘッドの機械的誤差を補正しながら行えるので、正確に
位置付けができる。

【図面の簡単な説明】

第」図Ｆｉ物品自動搭載装置の制御ブロック図、第２図
は物品自動搭載装置の全体斜視図、第３図けＸＹ移動テ
ーブルの概略図、第４図は、回動筒体部分斜視図、第５
図は電子部品取付ヘッド配置図、第６図は電子部品取付
ヘプトとＸＹ移動テーブルの配置図、第７図は電子部品
取付ヘッドと電子部品との関係図、第８図は電子部品取
付ヘッドと電子部品中心との関係図、第９図はメモリへ
のデータ入力方法を示す。 １・・・部品供給部　　２・・・回動筒体　　３・・・
電子部品取付ヘッド　　４・・・ＸＹ移動テーブル　　
５・・・コンベアベルト　　６・・・運転操作ボックス
７・・・モータ　　８・・・電磁クラック　　９・・・
プリント基板　　１０・・・″ζ子部品　　１２・・・
ｃｐｕ　　　１３・・・キーボード　　１４・・・ＣＲ
Ｔ　　　１５・・・メモリ　　１６・・・外部Ｉ１０イ
ンターフェース　　１７ａ、１７ｂ・・・モータコント
ローラ　　１８ａ。 １８ｂ・・・アンプ　　＋９８．１９ｂ・・・モータ２
０・・・モータコントローラ　　２１・・・モータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　物品の把持と搭載を行うための複数個の物品取付ヘッ
   ドを同心円状に配置してなる回動筒体と、該回動筒体を
   前記物品取付ヘッドピッチづつ間欠的に駆動させる回動
   筒体制御装置と、前記回動筒体の物品取付ヘッドの下部
   にＸＹ軸方向に移動可能に取付けたＸＹ移動テーブルと
   、該ＸＹ移動テーブル上に前記物品を搭載する搭載板を
   配し、該搭載板の物品搭載位置を記憶させたメモリを有
   するＸＹ移動テーブル制御手段とを設けた物品自動搭載
   装置において、前記メモリにそれぞれの物品取付ヘッド
   の位置ずれ量を記憶させ、前記ＸＹ移動テーブル制御手
   段は前記物品をプリント基板上に搭載するときに、前記
   位置ずれ量を前記メモリから読取り、位置ずれ量だけ前
   記ＸＹ移動テーブルのＸＹ軸方向を補正して搭載するよ
   うに構成したことを特徴とする物品自動搭載装置。