JPS62274800A - チツプ部品装着装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、チップ部品をプリント基板に自動的に装着す
るチップ部品装着装置に関する。

〔従来技術〕

この種の装着装置として、従来、プリント基板が搬送さ
れるコンベア上に、このコンベアと平行な′水平面内を
ＸＹ方向に高速で移動するヘッド支持部を設け、このヘ
ッド支持部に部品供給部から供給されるチップ部品を吸
着して、プリント基板上の所定位置に移し換える吸着ヘ
ッドを設けたものが知られている。

この吸着ヘッドは、チップ部品を吸着する吸着ノズルと
、この吸着ノズルに吸着されたチップ部品を挾み込んで
、吸着ノズルに対するチップ部品の位置決めを行なう複
数本の修正アームとを備え、この吸着ヘッドには修正ア
ームを互いに連動して開閉するための開閉機構が付加さ
れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、この開閉機構としてリンクを用いると、部品
点数が増大して吸着ヘッド自体が重く大きなものとなる
傾向にあった。それとともに、吸着ヘッドはチップ部品
の装着方向を選択するために軸回り方向にも回動される
が、上記リンクを用いた吸着ヘッドでは、このリンクが
吸着ヘッドの径方向外側に張出すので、特に吸着ヘッド
を複数個並べるに当たっては、吸着ヘッドの間隔を大き
くして相互接触を回避せざるを得ず、その分、ヘッド支
持部も大形化して吸着ヘッドを含めた可動部分が重くな
る不具合があった。

したがって、ヘッド支持部が所定の位置で停止する際、
慣性によってヘッド支持部が動き過ぎてしまうことがあ
り、吸着ヘッドを部品供給部やプリント基板上の所定位
置に精度良く位置合わせするのに苦慮するものであった
。

また、上記慣性の問題から、ヘッド支持部の移動速度の
高速化にも限界があり、チップ部品の装着効率を高める
上でいま一歩改善の余地があった。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明においては、基板が搬送される搬送路上
に、基板の所定位置に向って移動可能なヘッド支持部を
設け、このヘッド支持部に、部品供給部から供給される
チップ部品を吸着して上記基板上に移し換える少なくと
も１個の吸着ヘッドを設けたチップ部品装着装置を前提
とし、上記吸着ヘッドは、ヘッド支持部に支持された筒
状ガイドに、上下方向に昇降動されるシャフト部品を摺
動自在に挿通するとともに、このシャフト部品の下端部
にチップ部品を吸着する吸着ノズルを設け、このシャフ
ト部品と筒状ガイドとを軸回り方向に互いに連動して回
動可能に設ける一方、上記筒状ガイドの下端部に、吸着
ノズルに吸着されたチップ部品を挾み込んで、チップ部
品の位置決めを行なう少なくとも一組の修正アームを回
動可能に枢着し、この修正アームの対向面には上記シャ
フト部品が降下された際に、このシャフト部品の下端部
外周面に摺接して修正アームを外側に向って拡開させる
カム部を形成するとともに、上記筒状ガイドの外周には
修正アームの上端部に設けた外側に張出すレバー部を上
方から押圧して、修正アームを閉じ方向に付勢するスリ
ーブを軸方向に摺動可能に嵌合させたことを特徴とする
。

〔作用〕

この構成によれば、修正アームの開閉は、筒状ガイドの
内側に挿通したシャフト部品ならびに外側に被せたスリ
ーブの摺動によってなされるから、修正アームを開閉す
るための機構を数少ない部品で以て簡単に構成すること
ができ、吸着ヘッドの軽量化が可能となる。

しかも、上記シャフト部品やスリーブは、筒状ガイドに
対し同軸状に設けられるから、この筒状ガイドにコンパ
クトに組込むことができ、吸着へラドの外側に修正レバ
ーを開閉するための部品が大きく張出すこともなく、吸
着ヘッドを極力小径化することができる。このため、吸
着ヘッドを複数個並べて配置する場合でも、これら吸着
ヘッドの間隔を詰めることができ、ヘッド支持部を含め
た可動部分を小形軽量化することができる。

したがって、吸着ヘッドが所定の位置で停止する際の慣
性も小さく抑えられ、部品供給部や基板に対する吸着ヘ
ッドの位置合わせを高精度に行なえる。また、このよう
に慣性が小さくなることに伴って、ヘッド支持部の移動
速度をより高速化することが可能となり、チップ部品の
装着効率を高めることができる。

〔発明の実施例〕

以下本発明を、図面に示す一実施例にもとづ　゛いて説
明する。

第１１図は装置の側面を示し、そのキャビネット１の上
面には、搬送路としてのコンベア２が水平に設置されて
いる。コンベア２上にはその一方側からプリント基板３
が搬送され、このコンベア２の送りはプリント基板３が
チップ部品装着ポジ＞ａ：／Ｐ１１：至った時点で一次
的に停止される。

コンベア２の上方にはフレーム４が配置されており、こ
のフレーム４はコンベア２と直交スるガイドレール５，
５に案内されて、コンベア２と平行な水平面内をコンベ
ア２と直交する方向、つまりＹ方向に往復動される。そ
して、このフレーム４の一端部には、ガイドレール５，
５と平行な親ねじ６がかみ合っており、この親ねじ６を
モータ７で回転させることにより、フレーム４にＹ方向
への送りが与えられる。

また、フレーム４にはヘッド支持部８が支持されており
、このヘッド支持部８はコンベア２に沿うガイドレール
９に案内されて、コンベア２の送り方向に沿うＸ方向に
往復動される。このヘッド支持部８にはガイドレール９
と平行な親ねじ１０がかみ合っており、この親ねじ１０
をモータ１１で回転させることにより、ヘッド支持部８
にＸ方向への送りが与えられる。したがって、ヘッド支
持部８は上記フレーム４のＹ方向への送りと相まって、
コンベア２と平行な水平面内を任意な位置に移動される
。

一方、上記キャビネット１上には、コンベア２を挾んた
両側に位置して、部品供給部１２が設けられている。本
実施例の部品供給部１２は、リールに巻回された粘着テ
ープ１３に例えば直方体形状をなすチップ部品１４・・
・を等間隔に張付けたもので、この粘着テープ１３の繰
り出し端には、第２図に示すように粘着テープ１３を間
欠的に送り出すラチェット式の送り機構１Ｂが組込まれ
ている。

送り機構１６はつめ車１７および、このつめ車１７に引
掛かるつめ１８を有した入力車１９を備え、上記つめ車
１７は粘着テープ１３の送り孔にかみ合う送り車（図示
せず）と一体に回転される。そして、入力車１９は押圧
ロッド２０が下方に押し込まれることによって矢印Ａ方
向に一定角度回転されるとともに、その後、ばね２１に
よって引き戻され、この際、つめ１９がつめ車１７を矢
印Ｂ方向に一定角度回転させる。このつめ車１７の回転
により、粘着テープ１３が一定のピッチで繰り出され、
その先端部のチップ部品１４か吸着ポジションＰ２に位
置されるようになっている。

ところで、上記ヘッド支持部８には、３個の吸着ヘッド
２２・・・が並設されている。この吸着ヘッド２２は上
記吸着ポジションＰ２に位置されたチップ部品１４を、
チップ部品装着ポジションＰ１にあるプリント基板３の
所定位置に移し換えるものであり、以下この吸着ヘッド
２２の詳細について、第１図ないし第６図を参照して説
明する。

すなわち、図中符号２３はヘッド本体であり、上記ヘッ
ド支持部８に支持されている。ヘッド本体２３内にはシ
リンダ２４およびこのシリンダ２４よりも大径な装着孔
２５が上下方向に沿って同軸的に形成されており、ヘッ
ド本体２３の上面にはシリンダ２４の上端開口部を閉塞
する蓋部材２６が被着されているとともに、装着孔２５
内にはシリンダ２４の下端開口部を塞ぐ中間部材２７が
嵌合されている。

装着孔２５の内側にはスリーブ２８および軸受２９を介
して円筒状のガイド３０が同軸状に軸支されており、こ
のガイド３０の下端部は装着孔２５の下方に導出されて
いる。そして、シリンダ２４およびガイド３０内には中
空のシャフト部品３１が同軸状に挿通されている。本実
施例のシャフト部品３１は、外側シャフト３２と内側シ
ャフト３３とを軸方向に摺動可能に嵌合した二重構造を
なし、内側シャフト３３の内部には軸方向に沿って真空
通路３４が形成されている。このシャフト部品３１の上
端部は端部材２６を貫通して上方に導出されているとと
もに、内側シャフト３３の上端部は外側シャフト３２よ
りも上方に突出されており、この内側シャフト３３の上
端部には軸受３５を介して端部キャップ３６が嵌合され
ている。

そして、内側シャフト３３内の真空通路３４は、端部キ
ャップ３６に連なるホース３７およびヘッド本体２３内
の連通路３８を介して真空ポンプ３９に連なっている。

また、内側シャフト３３の下端部は、外側シャフト３２
よりも下方に導出されており、この導出部分の外周には
、外側シャフト３２の下端面から軸方向に距離Ｌ１隔て
た位置に、外側シャフト３２を受けるゴム装のダンパ４
０が固定されている。内側ンヤフト３３の下端面に開口
する真空通路３４の下端開口部内には、チップ部品１４
を吸着する吸着ノズル４１が装着されており、この吸着
ノズル４１はコイルばね４２を介して軸方向に上下動可
能に嵌合されて、チップ部品１４の大きさや形状が変わ
った場合に、その高さ変化分を吸収し得るようになって
いる。

上記外側シャフト３２の外周には、シリンダ２４内を上
部室４３と下部室４４とに区画するピストン４５が取付
けられている。これら上部室４３および下部室４４は夫
々エアー供給路４７．４７を介してエアーポンプ４８．
４６に連なっており、この上部室４３又は下部室４４へ
の空気の供給を切換えることにより、ピストン４５と共
に外側シャフト３２が昇降動される。

また、端部キャップ３６に設けたブラケット５０にハ、
内側シャフト３３の昇降動をガイドする二本のガイドシ
ャフト５１．５１が連結されている。ガイドシャフト５
１．５１はヘッド本体２３を摺動自在に貫通してシャフ
ト部品３１よりも下方に延びており、その一方の下端部
は、吸着ヘッド２２が吸着ポジションＰ２に位置された
際に、送り機構１６の抑圧ロッド２０と対向される。

なお、内側１シャフト３３およびガイドシャフト５１゜
５１は、リターンばね５２を介して上方に付勢されてい
る。

シャフト部品３１が貫通する端部材２６には、ストロー
ク調整用の調整ねじ５３がねじ込まれている。

この調整ねじ５３の上部はブラケット５０を上下方向に
貫通しており、この調整ねじ５３にはブラケット５０の
上面および下面に当接して内側シャフト３３とガイドシ
ャフト５１．５１のストローク量を規制するストッパ５
４．５５が取付けられている。ブラケット５０の下面に
当接するストッパ５５は、この下面から距離Ｌ２隔てた
位置に設けられており、この距離Ｌ２は外側シャフト３
２の下端面からダンパ４０との間の距離Ｌ１よりも大き
く設定されている。

したがって、内側シャフト３３は、そのダンパ４０に外
側シャフト３２の下端部が当接することで、外側シャフ
ト３２と一体的に降下を開始し、この外側シャフト３２
およびピストン４５のストロークＪＥＬＬは、Ｌ、＋Ｌ
２となる。

また、外側シャフト３２および内側シャフト３３の゛　
外周面は、ガイド３０を貫通する部分において、平坦に
切欠かれており、これら両シャフト３２．３３の平坦面
３２ａ　、　３３ａは第６図に示すように同一平坦面と
なっている。そして、ガイド３０には上記平坦面３２ａ
　、　３３ａに転接する回り止めビン５７が軸支されて
おり、この回り止めピン５７によって、ガイド３０、外
側シャフト３２および内側シャフト３３の三者が、軸方
向に相対的に摺動自在でありながら、軸回り方向には一
体的に回動可能に連結されている。

このガイド３０の外周部にはジヨイント６０を介してエ
アーシリンダ６２のピストンロッド６３が連結されてお
り、このピストンロッド６３の突没より、ガイド３０、
外側シャフト３２および内側シャフト３３が軸回り方向
に例えば９０°の範囲内で一体に回動される。

ところで、上記ガイド３０の下端部には、吸着ノズル４
１に吸着されたチップ部品１４の位置決めを行なう四本
の修正アーム８３ａ　、　８３ｂおよび６４ａ。

Ｂ４ｂが周方向に等間隔を存して配置されている。

これら修正アーム６３’ａ　、　６３ｂおよび６４ａ　
、　６４ｂは径方向に対向する二本を一組としたもので
、その上端部はガイド３０の下端部に形成したスリット
６５・・・内に入り込むとともに、枢軸６６を介してガ
イド３０の径方向に回動可能に支持されている。そして
、修正アーム６３ａ　、　８３ｂ　、　６４ａ　、　６
４ｂの下端部には、チップ部品１４の相対向する二面を
挾み込む挟持片６７が固定されているとともに、上端部
には上記ガイド３０よりも径方向外側に突出するレバー
部６８が一体に形成されている。

このような修正アーム８３ａ　、　６３ｂ　、　８４ａ
　、　８４ｂは、シャフト部品３１の外側を囲んで位置
されており、そのシャフト部品３１を挾んで対向し合う
面には、外側シャフト３２が降下した際に、この外側シ
ャフト３２の下端部外周面に接するカム部８９が突設さ
れている。カム部６９は下方に進むに従って内側に張出
しており、このカム部６９の形状に応じて修正アーム６
３ａ　、　６３ｂ　、　６４ａ　、　６４ｂの下端部が
径方向外側に向って拡開される。

また、上記ガイド３０の下端部外周面には、修正アーム
［ｉ３ａ　、　８３ｂ　、　８４ａ　、　８４ｂを閉じ
方向に付勢するスリーブ７０が軸方向に摺動可能に嵌合
されている。本実施例のスリーブ７０は、一方の組の修
正アーム８３ａ　、　［ｉ３ｂを連動させる内側スリー
ブ７１と、他方の組の修正アーム６４ａ　、　８４ｂを
連動させる外側スリーブ７２との二重構造をなし、各ス
リーブ７１゜７２はリターンばねγ３によって下向きに
付勢されて、その下端部が上記レバー部６８に当接され
ている。

この場合、内側スリーブ７１の下端部には、他方の組の
修正アーム６４ａ　、　６４ｂのレバー部６８を逃げる
凹部７４が形成されているとともに、外側スリーブ７２
の下端部には、一方の組の修正アーム６３ａ。

６３ｂのレバー部６８を逃げる四部７５が形成されてお
り、このため、修正アーム８３ａ　、　８３ｂおよび８
４ａ　。

６４ｂは、組毎に独立して閉じ方向に付勢されている。

なお、各修正アーム６３ａ　、　１３３ｂ　、　６４ａ
　、　８４ｂには、これらが閉じる際に内側シャフト３
３の下端部外周に当接するダンパ８０が付設されている
。このダンパ８０はコイルばね８１を介して修正アーム
８３ａ　。

［ｆ３ｂ　、　８４ａ　、　６４ｂの開閉方向にスライ
ド可能に装着されており、このダンパ８０によって挾持
片６７がチップ部品１４を挾み込む際の衝撃が吸収緩和
される。

このような構成において、ヘッド支持部８のＸＹ方向へ
の移動により、吸着ヘッド２２が吸着ボジンヨンＰ２で
停止すると、エアーポンプ４Ｂを通じて上部室４３に空
気が供給され、外側シャフト３２およびガイドシャフト
５１．５１が降下を開始する。

この降下により外側シャフト３２の外周面がカム部６９
に接触し、第８図に示すように修正アーム６３ａ。

６３ｂ　、　６４ａ　、　６４ｂがスリーブ７１．７２
の付勢力に抗して同時に開き始める。

そして、外側シャフト３２がダンパ４０に当接すると、
内側シャフト３３も一体に降下を開始し、吸着ノズル４
１が挾持片６７間から下方に突出するとともに、一方の
ガイドシャフト５１が押圧ロッド２０を押込み、送り機
構１６を介してチップ部品１４を吸着ポジションＰ２に
送り出す。内側シャフト３３が最下位にまでストローク
されて、吸着ノズル４１がチップ部品１４の上面を吸着
すると、上部室４３内の′排気が行なわれると同時に、
下部室４４内にエアーポンプ４６から空気が供給される
。このことにより、外側シャフト３２が上昇を開始する
とともに、内側シャフト３３もリターンばね５２により
上昇し、粘着テープ１３からチップ部品１４が剥がされ
る。

そして、この場合、修正アーム６３ａ　、　８３ｂ　。

６４ａ　、　６４ｂはスリーブ７１．７２によって常時
閉じ方向の付勢力を受けて、そのカム部６９が外側シャ
フト３２に接しているから、外側シャフト３２が上昇す
ると、修正アーム８３ａ　、　６３ｂ　、　６４ａ　、
　８４ｂはカム部６９の形状に応じて徐々に閉じ始める
。そして、挾持片６７がチップ部品１４の側面を互いに
直交する方向から挾み込んだ時点でシャフト部品３１の
上昇が停止され、上記挾み込みにより、吸着ノズル４Ｌ
に対するチップ部品１４の幅および長手方向の位置出し
、つまり心出しがなされる。

次に、上記ヘッド支持部８が再びＸＹ方向に移動し、チ
ップ部品１４を吸着した吸着ヘッド２２がチップ部品装
着ポジションＰ１にあるプリント基板３上の所定位置で
停止されると、エアーシリンダ６１によって吸着ノズル
４１と修正アーム６３ａ　、　６３ｂ　。

８４ａ　、　８４ｂが９０’の範囲内で一体に回動され
、チップ部品１４の装着方向の選択がなされる。引続い
て下部室４４内の排気と同時に、上部室４３に空気が供
給され、シャフト部品３１が降下を開始すると、修正ア
ーム６３ａ　、　８３ｂ　、　８４ａ　、　８４ｂが再
び開き始め、第７図に示すように吸着ノズル４１に吸着
されたチップ部品１４がプリント基板３の所定位置に裁
置される。そして、この後、チップ部品１４の吸着が解
除され、プリント基板３上への装着が完了する。

なお、第７図生得号Ｂはチップ部品１４を固着する接着
剤を示す。

このような本発明の一実施例によれば、ガイド３０内に
挿通した外側シャフト３２、ならびにこのガイド３０の
外周に嵌合したスリーブ７１．７２の摺動により、修正
アーム８３ａ　、　８３ｂ　、　Ｂ４ａ　、　６４ｂの
開閉がなされるから、修正アーム６３ａ　、　６３ｂ　
、　６４ａ　。

６４ｂを開閉するための機構を数少ない部品で以て簡単
に構成でき、吸着ヘッド２２自体の軽量化が可能となる
。

しかも、上記外側シャフト３２やスリーブ７１．７２は
、修正アーム６３ａ　、　６３ｂ　、　６４ａ　、　６
４ｂを枢支するガイド３０に対し同軸状に設けられるか
ら、これらが吸着ヘッド２２の外側に部分的に大きく張
出すこともな（、ガイド３０に対してコンパクトに組込
むことができる。

このため、軸回り方向にも回動する吸着ヘッド２２を極
力小径化することができ、本実施例のように吸着ヘッド
２２を３個並べた場合でも、これら吸着ヘッド２２の間
隔を詰めることができるから、ヘッド回りに無駄なスペ
ースがなくなり、その分、ヘッド支持部８を含めた可動
部分の小形軽量化が可能となる。

以上のことから、吸着へラド２２がチップ部品装着ポジ
ンヨンＰ１や吸着ポジションＰ２で停止する際の慣性が
小さく抑えられ、粘着テープ１３上のチップ部品１４や
プリント基板３に対する吸着ヘッド２２の位置合わせを
精度良く行なうことができる。

また、慣性が小さくなることに伴って、ヘッド支持部８
の移動速度をより高速化することができ、その分、チッ
プ部品１４の装着効率を高めることができる。

なお、チップ部品の形状は直方体に限らず、円形あるい
は筒形であっても良いとともに、修正アームの本数も４
本に制約されず、例えば２本であっても良い。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明によれば、吸着ヘッドを始めとして
、ヘッド支持部を含めた可動部分の小形軽量化か可能と
なり、吸着ヘッドが所定の位置で停止する際の慣性も小
さく抑えられて、部品供給部や基板に対する位置合わせ
を精度良く行なえる。それとともに、ヘッド支持部の移
動速度をより高速化することができ、チップ部品の装着
効率の向上にも寄与する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は吸着ヘッドの
断面図、第２図は吸着ヘッドの側面図、第３図は吸着ノ
ズルおよび修正アーム回りを拡大して示す断面図、第４
図は第３図中■線方向から見た矢視図、第５図は修正ア
ーム回りの斜視図、第６図は第２図中Ｖｌ−Ｖｌ線に沿
う断面図、第７図は吸着ノズルが最も降下した状態の断
面図、第８図はチップ部品の位置決め状態を示す断面図
、第９図は第８図中■線方向から見た矢視図、第１０図
は装置全体の平面図、第１１図は装置全体の側面図であ
る。 ２・・・搬送路（コンベア）、３・・・基板（プリント
基板）、８・・・ヘッド支持部、１２・・・部品供給部
、１４・・・チップ部品、２２・・・吸着ヘッド、３０
・・・ガイド、３１・・・シャフト部品、４１・・・吸
着ノズル、８３ａ　、　ｆｉ３ｂ　。 ６４ａ　、　６４ｂ・・・修正アーム、６８・・・レバ
ー部、６９・・・カム部、７０・・・スリーブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　基板が搬送される搬送路上に、前記基板の所定位置に
   向って移動可能なヘッド支持部を設け、このヘッド支持
   部に、部品供給部から供給されるチップ部品を吸着して
   上記基板上に移し換える少なくとも１個の吸着ヘッドを
   設けたチップ部品装着装置において、 上記吸着ヘッドは、ヘッド支持部に支持された筒状ガイ
   ドに、上下方向に昇降動されるシャフト部品を摺動自在
   に挿通するとともに、このシャフト部品の下端部にチッ
   プ部品を吸着する吸着ノズルを設け、このシャフト部品
   と筒状ガイドとを軸回り方向に互いに連動して回動可能
   に設ける一方、上記筒状ガイドの下端部に、吸着ノズル
   に吸着されたチップ部品を挾み込んで、チップ部品の位
   置決めを行なう少なくとも一組の修正アームを回動可能
   に枢着し、この修正アームの対向面には上記シャフト部
   品が降下された際に、このシャフト部品の下端部外周面
   に摺接して修正アームを外側に向って拡開させるカム部
   を形成するとともに、上記筒状ガイドの外周には、修正
   アームの上端部に設けた外側に張出すレバー部を上方か
   ら押圧して、修正アームを閉じ方向に付勢するスリーブ
   を軸方向に摺動可能に嵌合させたことを特徴とするチッ
   プ部品装着装置。