JPS63196100A - 電気または電子部品取扱装置 - Google Patents

電気または電子部品取扱装置

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JPS63196100A
JPS63196100A JP63023627A JP2362788A JPS63196100A JP S63196100 A JPS63196100 A JP S63196100A JP 63023627 A JP63023627 A JP 63023627A JP 2362788 A JP2362788 A JP 2362788A JP S63196100 A JPS63196100 A JP S63196100A
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JP
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pick
tool
head
axis
pickup
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Application number
JP63023627A
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English (en)
Inventor
ヴィクター トーマス ホークスウェル
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Emhart Industries Inc
Original Assignee
Emhart Industries Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS63196100A publication Critical patent/JPS63196100A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0404Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
    • H05K13/0413Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws with orientation of the component while holding it; Drive mechanisms for gripping tools, e.g. lifting, lowering or turning of gripping tools

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
  • Specific Conveyance Elements (AREA)

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】 (産業上の利用分野) この発明は、例えば祁品配rI!装置において電気また
は電子部品を取り扱うための装置に関する。
部品は、例えばいわゆるフラットバック、S.O.スタ
イルトランジスタ、リードレスチップキャリア、デュア
ルインパッケージ、メルフ(■elf)形部品並びにい
わゆる「チップj等各種の形状及び寸法とし得る。
(従来の技術) 電気または電子装置の製造においては、複数の部品を適
切な基板、例えばプリント回路板上に組み込む必要があ
る.部品を扱って基板上に置くための多数の方式が提案
されており、゛その中の多くは部品を拾い上げることの
できる適切なツールを持ったピックアップヘッドの使用
を提案している。
ツールは扱うべき部品に応じて各種の型があり、部品が
適切な部品供給手段から取り出されて他の場所、例えば
そこで部品がプリント回路板などの基板上に置かれる適
切な配置(プレースメント)位置へと運ばれるとき、部
品をピックアップヘッドのツール上に保持するのにツー
ルは例えば機械的に部品を把持したり、あるいは吸引ま
たは磁気装置を用いることができる.プリント回路板上
に置かれるとき、部品は正しく向き決めされることが重
要であり、そのための部品向き決め手段の一つが本出願
人(7)PCT特許出願第WO 85/13404 号
に記載ざれている.このPCT特許出願では、部品は吸
引作用を利用してピックアップヘッド上に保持され、ま
た部品と係合しその心合ゎせを行うジョーによって、ピ
ックアップヘッドの軸に対し心合わせ及び向き決めされ
る.そして、部品の向き決めは、ピックアップヘッドを
その軸を中心に回転することによって達成される.英国
特許第2096498号には、削り出し部材と、該削り
出し部材上に取り付けられた複数のマウントヘッドとを
罐え、各マウントヘッドが、回転且つ軸方向にスライド
自在に取り1寸けられたマウントへラドシャフトと、該
マウントへラドシャフトの先端に取り付けられ、回路素
子をピックアップして保持する吸引ビンと、回転トルク
をマウントへラドシャフトに伝達するギヤ手段とを含む
ようなチップ形回路素子をマウントするための機構が記
載されている.この英国特許に一例として記載された装
置では、マウントヘッドを適切な位置に回転させるため
のギヤが配設された位置へとマウントヘッドが割り出し
部材によって運ばれると、マウントヘッド上のギヤ手段
がギヤと係合する.またその機構では、パルスモータ(
あるいはいわゆるステップモータ)がギヤを回転し、マ
ウントヘッドはパルスモータ72の各動作ステップ毎に
15°づつ回転する.ロック機構が設けられ、回路素子
のマウント向きを変える必要がなければ、これによって
マウントヘッドが特定の位置にロックされる.ロック機
構はロックレバ−を含み、その前端がマウントヘッド上
に設けられたギヤ手段と係合し、マウントヘッドの回転
を防ぐ.前記英国特許−に記載された機構は回路素子の
粗い向き決めを行うのには有効だが、ほとんどの高精度
装置で必要な回路素子の非常に精度の高い向き決めには
適さない。
また前記英国特許に記載された方式は、満足し得ろ精度
を達成するのに、非常に微細なピッチを持ち正確に加工
されねばならないギヤを各ヘッドに設ける必要があり、
かかるギヤを設けることは高価につく.更に、割り出し
部材の回転中適切な位置でマウントヘッド上のギヤ手段
を静止ギヤと係合させる方式は、静止ギヤがマウントヘ
ッド上のギヤ手段と噛み合うことを必要とし、かかる静
止ギヤとマウントヘッド上のギヤ手段との噛み合いをギ
ヤを損傷することなく達成する点で問題が生じ易い.ま
た、マウントヘッド上のギヤ手段の歯間に対するロック
部材の機械的な係合に依拠して、マウントヘッドを回転
に対しロックする方式もギヤの損傷を導き易く、しかも
隣合うギヤ歯間の角度より優れた回転精度は得られない
.更にまた、上記したようなギヤ列の使用はギヤ手段の
動作中に大きい慣性をもたらすと共に、かなりかさばっ
たマウントヘッドを与える。前記英国特許に記載された
機構の別の欠点は、回転させるのにパルスモータを使っ
ていることであり、これは(7J!雑なギヤ列を使わな
い場合の)回転精度に制限を課すだけでなく、動作中に
パルスモータが加速及び減速される速度によって動作速
度にも制限を課す。
(発明が解決しようとするffり 本発明の多くの目的の1つは、ピックアップヘッドによ
って支持された部品を所望の向きへと回転可能な改良手
段を有するビ・ツクアップヘッドを備えた、電気または
電子部品を取り扱う装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、ピックアップツールを有するピックアップヘ
ッドと、該ピックアップヘッドが取り付けられる支持体
とを備え、前記支持体が回転自在に取り付けられ、装置
の動作中にピックアップヘッドを、部品がピックアップ
されるピックアップ部位と部品が所望の位置におかれる
配置部位との間で移動させ、また前記支持体が前記ピッ
クアップ及び配置両部位の中間にある1つ以上の向き決
め部位を通ってピックアップヘッドを移動させ、前記装
置が更に、少なくとも1つの向き決め部位に取り付けら
れ、装置の動作中に該位置決め部位でピックアップヘッ
ドと噛み合い、前記ツールをピックヘッドの軸を中心と
して新値の向きへ回転させろように構成された向き決め
手段を備え、前記ピックアップヘッドがクラッチ手段を
備え、該クラッチ手段が、平常ツールを回転に対してロ
ックされた状態に保持するが、位置決め手段とピックア
ップヘッドが相対移動で相互に噛み合うことにより解離
されてツールの回転を可能とし、更に位置決め手段とピ
ックアップヘッドが移動して噛み合い状態から脱すると
、再び保合してツールの回転を防止する電気または電子
部品取扱装aを提供する。
好ましくは、本発明による装置の前記クラッチ手段は、
支持体の一部に固定された表面、適切にはピックアップ
ヘッドの軸と同軸上の筒状支持ハウジングの表面とツー
ルの表面との間に取り付けられたクラッチパッド、適切
には前記軸を中心として回転自在に筒状支持ハウジング
に取?) (t ケラれたブレーキ手段を備え、またツ
ールは前記軸の長さ方向に移動自在であると共に前記軸
を中心に回転自在であるように筒状支持ハウジング内に
取り付けられた細長い支持部材を備え、ブレーキ手段と
細長い支持部材が前記軸の長さ方向に沿って相対的に移
動可能であるが、前記軸を中心とした相対的な移動が生
じないように相互連結される。
好ましくは、本発明による装置の向き決め手段は、向き
決め部位にあるピックアップヘッドの軸と同軸状に、該
軸に沿ってピックアップヘッドのツールとの駆動係合状
態へ及びそこから脱して移動自在であると共に前記軸を
中心に回転自在に取り付けられた駆動部材を備え、駆動
部材は該駆動部材の軸方向移動によってツールの継手と
係合及び解離するように移動可能な駆動継手からなり、
駆動部材の更なる軸方向移動がクラッチ手段を解放する
と共に、クラッチ手段が解放されたとき、駆動部材の回
転が前記駆動継手とツールの継手とを介して前記軸を中
心としたツールの回転を行わせるような構造及び構成を
持つのが有利である。
更に向き決め手段はサーボモータと、向き決め手段の出
力軸(206)の回転を求めて、ピックアップヘッドの
軸を中心としたツールの回転を求めるのを可能とする回
転エンコーダとを罐えるのが有利である。
好ましくは、本発明による装置の支持体は、ピックアッ
プヘッドの軸と平行な軸を中心に回転自在に取り付けら
れた円形コンベヤを備え、ピックアップヘッドは円形コ
ンベヤの軸を中心として等しい離間間隔で取り付けられ
ており、円形コンベヤが前記軸を中心としてステップ移
動自在に取り付けられて、ピックアップヘッドを前記各
部位を通って移動させる。またピックアップヘッドは、
円形コンベヤがその軸を中心に回転するにつれ、円形コ
ンベヤの全1回転の少なくとも一部の間ヘッドも回転軸
と平行な方向に移動するように円形コンベヤ上に取り付
けられるのが有利である。
好ましくは、本発明による装置のピックアップツールは
、部品をピックアップしてツールとの係合状態に保持す
る吸引ノズルを備える。しかし本ピックアップツールは
、電気または電子部品配置装置で部品をピックアップす
るための別の周知な手段を備えてもよい。
好ましくは、本発明によ・る装置は向き決め部位の上流
鋼に配設された検査部位を横え、該検査部位はそこでピ
ックアップヘッドによって支持された部品を検査するよ
うに配置されたカメラを備え、本装置は更に前記カメラ
から受け取った画像に基づいて装置の動作を制御する手
段を備え、該制御手段が、前記向き決め部位へ部品が移
動されたとき向き決め手段の動作を制御して、部品を所
望の向きへと向き決めする。
以下、本発明を実施した電子部品取扱装置を備える電子
部品配置装置を、添付の図面を参照して詳しく説明する
。この部品配置装置は、発明を例示する説明のために一
例として選ばれたものであり、発明を制限するものでな
いことが理解されよう。
(実施例) 本発明を実施した部品配置装置を第1図に示す。
部品配置装置はX−Yテーブル12がその上に取り付け
られた主フレーム10と、複数のピックアップヘッド1
6及びこれらのピックアップヘッド16がその上に取り
付けられた回転形コンベヤ14を含む配置手段からなる
電子部品取扱装置とを備えている0部品を置くべき基板
(不図示)がX−Yテーブル上の正確に知られた位置に
周知の方法で取り付けられ、また例えば英国特許第21
50098号に記載されているような基板をX−Yテー
ブル12へ及びそこから搬送する手段(不図示)を設け
ることができる。X−Yテーブル12は任意の適切な手
段で取り付は及び駆動でき、多くの手段が知られている
。好ましくはX−Yテーブル12が、PCT特許出願第
WO85103404号に記載されているのと実質上同
様な手段によって取り付は及び駆動される。
部品配置装置は更に、主フレームlOに対して既知の位
置で固定されたサブフレーム20を含むキャリッジ19
からなる部品供給手段18を備え、サブフレーム20上
に複数の部品供給マガジン22が取り付けられている0
部品供給手段18は、垂直軸Aを中心に回転自在にサブ
フレーム20上に取り付けられたターンテーブル24を
愉え、部品供給マガジン22がターンテーブル24の上
に(軸Aを中心に)放射状に取り付けられている。
図示した部品配置装置の動作時には、ターンテーブル2
4が駆動手段によって軸Aを中心に回転され、部品供給
マガジン22のうち適切な1つを部品供給手段18の移
送部位つまりピックアップ部位26に移動させる。第1
図に示した部品供給マガジン22はいわゆるテープフィ
ーダだが、所望なら例えば本出願人の英国特許第214
7888号に詳しく記載されているようなスタックフィ
ーダ、振動フィーダまたは「スティック」フィーダ等そ
の他の形のマガジンも使える0周知のように、テープフ
ィーダ内の部品は適切な寸法のリールの周囲に巻かれた
可撓性テープに沿って等しい間隔で配設されたポケット
内にパッケージされており、部品は既知の向きでテープ
のポケット内に位置されるのが好ましい−但し、ポケッ
ト内における部品の位置決めと向きどちらも特別に正確
でなくともよい、テープフィーダを用いてピックアップ
位置に送るため、テープはある1つのポケットの中心と
次階のポケットの中心間の間隔に等しい送りステップだ
け自らを移動するように割り出される。
図示した部品配置装置の部品供給手段18は更に、ピッ
クアップ部位26にある部品供給マガジン22と整合す
るようにサブフレーム20上に取り付けられたシリンダ
28を備えている。シンリンダ28は、装置の動作中シ
ンリンダ28内をスライド可能なピストンの後方から加
圧流体がシンリンダへ導入されたとき、ピストンロッド
30がシリンダから延出してマガジンの割り出しプラン
ジャ32と係合することによって、部品を支持したテー
プを送りステップだけ割り出し、ピックアップ部位26
のピックアップ位置に部品を与えるように位置決めされ
ている。
前述したように、円形コンベヤ14はm数のビツクアッ
プヘッド16を支持する。ピックアップヘッド16はそ
れぞれのキャリヤ34上に取り付けられ、各キャリヤ3
4は2つのアーム36を有する二股状部材36を備え、
各アームの外端部にピックアップヘッドがクランプされ
ている。各キャリヤ34は垂直ロッド38に該ロッドの
長さ方向にスライド移動自在に取り付けられ、また二股
状部材36もロッド38の垂直軸Cを中心に回転移動自
在に取り付けられている。各ロッド38は円形コンベヤ
14のスパイダ部材40に、該スパイダ部材40の10
個のアームの1つの端部に固定される。つまり、例示装
置の円形コンベヤ14は10個のキャリヤ34と20個
のピックアップヘッド16を備える。
また各キャリヤ34はブラケット60を備え、相互に平
行な対向外側端面を有し且つ対応したロッド38の軸C
と平行に実質上垂直に延びたすべり面62がブラケット
60に取り付けられている。
案内ローラ64がすへり面62の平行な障向案内面上を
走行するように配置され、案内ローラ64はスパイダ部
材40に固定されたクランプ手段66へ回転自在に取り
付けられている。クランプ手段66は、ロッド38もス
パイダ部材40にクランプする。クランプ手段66の各
部を適切に調整することで、例示装置の初期設定時に、
各キャリヤ34の隣接キャリヤ34に対する位置は、以
下論じるごとくキャリヤ34の動作位置を正確に位置決
めするように調整可能である。
前述したように、各キャリヤ34は2つのアーム36を
有する二股状部材35を備えている。各々の二股状部材
35は対応ブラケット60によりロッド38に沿って垂
直移動自在に支持され、また対応した1つのロッド38
の軸Cを中心に旋回移動自在に取り付けられ、アーム3
6の先端にあるピックアップヘッド16を動作位置と非
動作位置の間で移動させる。空動ピストン及びシリンダ
装置(不図示)が各々のブラケット60にシリンダの軸
をほぼ垂直にして取り付けられ、可撓性のリンケージつ
まりボーデンケーブル機構68を動作して二股状部材3
5を軸Cを中心に旋回させ、2つのピックアップヘッド
16の内時tのキャリヤ34と対応した一方または他方
をそノキャリャに対応した動作位置に移動せしめ、これ
と同時に他方のピックアップは勿論その非動作位置に移
動される。好ましい可撓性のリンケージはボーデンケー
ブル機構だが、適合するなら例えば適切なチェーンやベ
ルトリンケージ等地の種類の可撓性リンケージも使える
。但し、ボーデンケーブル機構の方が簡単で、コンパク
トで、適切な位置へ容易にたわみ可能であるため好まし
い、各々のキャリヤ34に対応した動作位置は、円形コ
ンベヤ14が回転可能な垂直軸Bを中心に等しい角度で
難問しており、ピックアップヘッド16の動作位置は、
各々正確に同じ位置を占めるべき配置部位50で基板上
へ部品を置くときに、ヘッドのピックアップ表面の位置
によって決まる。
円形コンベヤ14は、主フレームlOに固定された支柱
(不図示)へ回転自在に取り付けられている。適切な形
状のカム軌道が、支柱の周囲に形成されている。カムロ
ーラ(不図示)によって与えられるカムが各キャリヤ3
4のブラケット60に取り付けられ、カムローラが支柱
のカム軌道内に受け入れられる。カムローラはカム軌道
の最下面に対して付勢され、各キャリヤ34が配置部位
60にあると基礎の水平基準面が同一の水平面内に位置
するように調整される。つまり、円形コンベヤ14が支
柱上で軸Bを中心に回転すると、カムローラがカム軌道
内をスライドし、円形コンベヤ14の全1回転の少なく
とも一部の間にブラケット60(ひいてはこれらブラケ
ット60に取り付けられたピックアップヘッド16をB
軸と平行な方向に移動させる。
例示装置のモータ手段とコンピュータ11御系を含む手
段(不図示)が、コンピュータ11御系からの信号でス
パイダ部材40を円形コンベヤ14の垂直軸Bを中心に
開穴的に回転するため設けられている。モータ手段は、
サーボモータと制御系によって制御される回転エンコー
ダとからなり、適切なギヤ系(不図示)を介してスパイ
ダ部材40を回転するのが好ましい、スパイダ部材40
の各間欠的な回転動は、スパイダ部材40のアームを3
6°の角度だけ前進させる。つまり、円形コンベヤ14
は軸Bを中心に割り出し移動自在に取り付けられ、例示
装置の複数部位を通るステップ移動で、円形コンベヤ1
4の回転軸Bを中心に等しい間隔で配設された動作位置
にピックアップヘッド16を割り出す、複数の部位はピ
ックアップ部位26、祖向き決め部位42、メカニカル
向き決め部位44、検査部位46、微向き決め部位48
、配置部位50、スペア部位62、ダンプ部位64、ヘ
ッド選択部位56及び前向き決め部位58からなり、各
部位の詳細を以下説明する。
各ピップアップヘッド16の構造と動作は実質上時等で
、唯一顕著な差は各ピップアップヘッド16のツールの
ピックアップ面の寸法と形状だけである。このため便宜
上、1つのピップアップヘッド16だけを以下詳しく説
明する。このピックアップヘッドを、添付図面中の第2
図に詳細に示す。
前述したように、各ピップアップヘッド16は1つのア
ーム36の端部に取り付けられている。
ピップアップヘッド16の筒状支持ハウジング74がア
ーム36の円筒状孔76内に受け入れられ、ピップアッ
プヘッド160軸りを実質上垂直としてボルト78で所
定の位置にクランプされる。またピップアップヘッド1
6は、ハウジング74によって支持された軸受内に軸り
の長さ方向に移動自在で且つ軸りを中心に回転自在に取
り付けられた細長い支持部材80を有するツールを備え
ている。ツール本体82はアーム36の下方で支持部材
80の下端部に固定され、適切な寸法及び形状の第1ピ
ックアップ面84の下端部に終っている。
支持部材80の下端部86はツール本体82の円筒状孔
8日内に収納され、下端部86が円筒状孔88と実質上
気密なシールを形成し、ツール本体82は適切なりラン
プ手段(不図示)によって下端部86に固定されている
。シンリンダ9oがツール本体82内で支持部材8oの
下端部86に形成され、該シンリンダ9oは軸りと同軸
上で円筒状孔88の下部によって形成された室92へと
下方に閉口している。ピストン部材94がシンリンダ9
0内にスライド移動自在に取り付けられ、その下端が先
端96に終るピックアップ端部95を与え、先端96が
その最下端部にツールの第2ピックアップ面98を有す
る。第2ピックアップ面98は、第1ピックアップ面8
4より断面積が小さい、ピストン部材94のピックアッ
プ端部95はツール本体82の通路100内を、先端9
6が第1ピックアップ面84の(通路100の端部で与
えられる)閉口を通り第1ピックアップ面84を越えて
突き出ている動作位置(第2図にはこの位置にあるピス
トン部材を示す)と、先端96が第1ピックアップ面8
4より内側へとツール本体82内に後退している非動作
位置との間でスライド可能である。第1ポート102が
ツール本体82に設けられ、該第1ポート102を介し
てピストン部材94上方のシンリンダ90に空気が導入
され、ピストン部材94をその動作位置へと下方に駆動
可能である。また、ピストン部材94をその非動作位置
へと後退させるように、第1ポート102は真空にも接
続可能である。
第2のポート106が、富92に回航してツール本体に
設けられている。第2ポート106に真空を与えると、
室92、ピストン部材94の通路10B、110及び閉
口104を介して吸引作用が第2ピックアップ面98に
加えられる。つまり、ピストン部材94が動作位置にあ
るとき、閉口104を介して第2ピックアップ面98に
加えられるかかる吸引作用は、第2ピックアップ面98
と係合した部品をそれと接触する状態に保持するのに有
効である。ピストン部材94が非動作位置にあるときは
、第2ポート106に真空を与えることで、室92と通
路100、ピストン部材94の先端96の周囲、及びピ
ストン部材94の通路108.110を介して第1ピッ
クアップ面84に吸引作用が加えられろ、ピックアップ
面84.98の一方に加えられるかかる吸引作用は、ツ
ールが軸りを中心に回転されるとき部品も同じく回転さ
れるように、部品がその面に対してきつく保持されるの
を保証するのに充分である。
例示の装置とほぼ同様な本発明による装置においては、
部品がツールのピックアップ手段といったん係合すれば
、ツールが軸りを中心に回転されるとき部品も同じく回
転されるように部品がピックアップ面との係合状態に保
持される限り、例えば把持フィンガや磁気系(磁性部材
用)を用いた機械的システムあるいはその他の形の吸引
ツールなど、上記以外のピックアップ手段を有する別の
形のピックアップツールを設けることもできる。
前述したように、支持部材80は筒状の支持ハウジング
74内に、該ハウジング74に対してピックアップヘッ
ド16の軸りの長さ方向にスライド自在に装着されてい
る。ハウジング74のストパ面11Bと支持部材80の
カラー120との間に作用するバネ11Bが、ツール本
体82とピックアップヘッド16が取り付けられている
アーム36のストッパ面との係合によって決まる上昇位
置にまで支持部材80を付勢する0円形コンベヤ14が
その軸Bを中心に回転するとき、ピックアップヘッド1
6はこの上昇位置を占め、例示装置の他の動作手段の邪
魔にならない。
支持部材80とツール本体82は、ピックアップヘッド
16の軸りの長さ方向に移動可能であると同時に、以下
説明するように軸りを中心として回転自在に取り付けら
れている。細長い支持部材80の上端部は、筒状支持ハ
ウジング74の最上部を越えて上方に突き出ている0例
示装置のツールは更に、支持部材80の上端部をスライ
ド可能に受け入れる駆動スリーブ122と筒状部材12
4を含む連結手段を備え、駆動スリーブ122の下端部
は駆動スリーブ122が固定される筒状部材124の円
筒状上端部内に受け入れられる。駆動スリーブ122の
外側突出カラー126が、筒状部材124の上縁と係合
する。筒状部材124はその下端部に、内側突出フラン
ジ128を備える。クラッチパッド130がフランジ1
2Bの上向き面上に支持され、バネ134によって支持
ハウジング74のカラー132の下向き面に向がってI
t勢される。つまり例示装置のクラッチ手段はフランジ
128、クラッチパッド130.  カラー132及び
バネ134からなる。クラッチパッド130はその両側
にわずかに隆起した半径方向部を有し、このバッド両側
の隆起部が直交する半径に沿ってそれぞれ位置すること
によって、ツール各部のわずかな不整合を許容すると共
に、クラッチパッドとカラー面との適切な係合を保証す
る。
バネ134はカラー132の上向き面とハウジング74
の外側上端部にスライド可能に受け入れられた軸受レー
ス136の下側部材との閏で作用し、軸受レース136
の上側部材は駆動スリーブ122下面の凹部内に収納さ
れている。つまり、ピックアップヘット16の平常状態
では、レース136に当接するバネ134が支持ハウジ
ング74に対して駆動スリーブ122を上向きに付勢す
るため、筒状部材124に固定された駆動スリーブ12
2が筒状部材124を上向きに付勢し、更にフランジ1
28を介してクラッチパッド130を支持ハウジング7
4のカラー132に対しきつく付勢する。従って、ピッ
クアップヘッド16の平常状態では、筒状部材124が
クラッチパッド13Oを介して支持ハウジングのカラー
132にロックされ、その結果ツールは支持ハウジング
に対して回転できず、軸りを中心に回転不能である。し
かし、軸りに沿って下向きの圧力が駆動スリーブ122
に加わると、クラッチパッド130がカラー132から
解放され、ツールの軸りを中心とした回転を可能とする
0例示装置の動作中必要な場合にかかる回転を行わせる
ため、向き決め手段192が駆動スリーブ122と係合
しそれを下向きに付勢してクラッチパッド130を解放
しくつまり軸りを中心とした駆動スリーブ122の回転
を可能とし)、コンピュータ制御系の制御で所望の角度
だけ駆動スリーブ122を回転させるように設けられて
いる。駆動スリーブ122の回転が、以下説明するよう
に支持部材80(ひいてはそれに固定されたツール本体
82)をピックアップヘッド160軸りを中心として回
転させる。
向き決め手段192は例示装置中の各適切な部位、つま
り祖向き決め部位42、微向き決め部位48、及び前向
き決め部位58に取り付けられる。
各向き決め手段は、以下述べる点を除き全体的な構造及
び構成において実質上同じである。そのため便宜上、1
つの向き決め手段だけを以下説明する。第3図に示した
向き決め手段192は、部位42.58で使われる構造
である。この向き決め手段は、主フレーム10に固定さ
れた支柱に取り付けられた取付ブラケット194を備え
る。4つの案内ローラ196(第3図には2つだけが見
えろ)が、取付ブラケット194に回転自在に取り付け
られている。支持ブラケット19Bはそれに固定された
スライダ200を備え、該スライダは案内ローラ19G
間に取り付けられ、案内ローラ196はスライダを実質
上垂直に案内するように調整されている。また支持ブラ
ケット198上には、回転エンコーダを含むサーボモー
タ202も取り付けられている。ディスク状駆動継手2
04が、サーボモータ202の出力シャフト206に固
定されている。サーボモータ202の出力シャフト20
6は、向き決め手段192が装着される向き決め部位の
ピックアップヘッド16の軸りと同軸状の垂直軸を中心
に回転自在に取り付けられている。ディスク状駆動継手
204は、配置部位に設けられたと・ンクアツブヘッド
16のツールの駆動スリーブ122の上端に設けられた
ディスク状継手208と整合して配設される。空気シリ
ンダ210がピストンロッド212を下向きに突きだし
た状態で取付ブラケット194上に取り付けられ、シリ
ンダ210とピストンロッド212はほぼ垂直方向に延
びている。ピストンロッド212の下端部は、取付ブラ
ケツ)194の閉口216を貫いて延びた支持ブラケッ
ト198のアーム214に固定されている。支持ブラケ
ット198は、図示の上昇位置へとバネ(不図示)によ
って上向きに付勢されている。支持ブラケット1’13
8がその上昇位置にあるとき、ディスク状継手204.
208は解離している。加圧空気がシリンダ210内の
ピストン上方に導かれ、ピストンロッド212をシリン
ダ210から下方へ延出させることによって、ディスク
状継手204.208は係合状態へと移動する。ディス
ク状継手204.208は、一方が回転するとき、それ
と係合している継手もすべらず回転するように、それぞ
れの係合面上に摩擦被覆を有する。シリンダ210の作
用に基づく支持ブラケッ)198の下方動は、駆動スリ
ーブ122と筒状部材124を充分下向きに付勢し、ク
ラッチバッド130をフランジ128とカラー132と
のロック係合から解放するようにアレンジされている。
シリンダ210の動作は、例示装置のコンピュータ制御
系の制御下で行われる。クラッチ手段が解離されること
を系が判断すると、信号がサーボモータ202に与えら
れ、該モータ202の回転エンコーダによって指示され
た所望の角度だけ出力シャフト206及びディスク状継
手204を回転させる。従って、この時点ではまだツー
ルの駆動スリーブ122のディスク状継手208と係合
しているディスク状継手204の回転が、駆動スリーブ
122を回転させる。I!勤ススリーブ122所望の角
度回転されると、コンピュータ制御系がシリンダ210
に信号を発してピストン上方の圧力を解放し、支持ブラ
ケット198がバネ(不図示)によって上昇され、バネ
1340作用でフランジ128とカラー132がクラッ
チバッド130と再び係合してツールをそれ以上の回転
に対してロックするようにディスク状継手204を上昇
可能とする。支持ブラケット198がその上昇位置に達
すると、ディスク状継手204.208は相互の係合状
9を脱して移動し、円形コンベヤ14がその向き決め部
位から次へ割り出すのを可能とする。
ツールのディスク状継手208と係合してツールの回転
を行オ〕仕るために支持ブラケット19Bとディスク状
継手204が移動されねばならない軸りと平行な距離は
、サイクル時間をできるだけ短くするように、例示装置
の動作において最小に保たれる。向き決め部位42.5
8では、軸りと平行な非常にわずかな移動だけが必要で
ある。しかし微向き決め部位48では、円形コンベヤ1
4がその軸Bを中心にカムとカム軌道の作用下で移動す
るときその近傍でピックアップヘッド16の垂直移動が
生じるため、微向き決め部位48における向き決め手段
のディスク状継手204と同じ部位におけるピックアッ
プヘッドのディスク状継手208との間のクリアランス
はかなり大きくなければならない、この部位の向き決め
手段は示してない、但し、垂直に移動される各部の慣性
を減じるため、サーボモータは取付ブラケット194上
に取り付けられる。ディスク状継手204は、軸受内に
垂直スライド移動自在に装着された駆動シャフトの下端
部に取り付けられ、該軸受け駆動シャフトの自軸を中心
とした回転を可能とし、駆動シャフトは微向き決め部位
48におけるビ・ンクアップヘッド16の軸りと同軸状
である。歯付き駆動ブーりが駆動シャフトヘ一体回転す
るようにキー止めされ、駆動シャフトは駆動ブーり内を
スライド可能である。歯付き駆動ベルトが駆動プーリと
、取付ブラケット194に取り付けられたサーボモータ
の出力軸上の歯付き駆動輪の周囲に掛は渡される。従っ
て、駆動シャフトは空気シンリンダによって垂直方向に
移動し、ディスク状継手204を微向き決め部位48に
おけると・アクア・ンブヘッドのディスク状継手208
と係合及び解離するように移動可能であると同時に、必
要であれば、固定のサーボモータから駆動シャフトへ回
転動を与えられる。これにより、微向き決め部位48に
おける向き決め手段のうち垂直に移動されねばならない
部分の慣性は大幅に減少され、従って回転駆動系はやや
複雑になるが、ディスク状継手208との駆動係合及び
解離をなすのに必要な垂直移動は図示の向き決め手段を
用いた向き決め部位42.58でのはるかに短い移動と
同じ程度の時閉で行える。
前述したように、ピックアップヘッド16のツールのピ
ックアップ手段は、ツール自体と共に回転するように構
成されている9例示の装置において、ピックアップ面8
4.98はサーボモータ202によって駆動される角度
だけツールと共に回転する。つまり、ピックアップ面8
4.98に保持された部品も同じ角度だけ同様に回転さ
れる。
こうして、第1ピックアップ面84と第2ピックアップ
面98両方の軸りを中心とした角度の向きが、例示Q置
の制御系によって制御可能となる。
この点は特に、例えばメルフ部品など・ 対象cps品
を保持するのに特別な形状のピックアップ面を持つツー
ルを必要とする部品を扱うときに有用である尋 軸りを
中心にツールを回転することζこよって、ピックアップ
部位26で供給手段18から与えられる部品の向きと整
合するように、第1または第2の適切なピックアップ面
84.98を前向き決め部位で向き決めできる。その後
必要なら、軸りを中心に再びツールを回転し、ピックア
ップ面84.9日の何れか一方に支持された部品を、例
示装置の配置部位60で必要な向きとほぼ一致させるこ
ともできる。ピックアップされた部品がピックアップ時
の向きからかなりの角度回転される必要があるときは、
粗向き決め部位42で粗向き決めが行われ、ピックアッ
プヘッド16のツールが該部位42で所望の角度だけ回
転される。祖向き決め部位42で回転がなされるかどう
かにかかわりなく、微向き決め部位4Bで別のわずかな
向きの決め直しを部品に施すことができる。
例示の装置は、検査部位46のピックアップヘッド16
で支持された部品を検査するため、検査部位46に配置
されたカメラ(不図示)を備えている0例示装置の動作
は、そのカメラから受け取った部品の画像に基づき制御
系によって制御される。制御系は、部品が検査部位46
にあったときカメラから受け取ったその部品の画像に基
づきX−Yテーブル12の移動を補正することによフて
、配置部位50における部品の所定の配置位置を指示す
るように動作する。同じく例示装置の制御系は、 (前
述したような)微向き決め部位48における軸りを中心
としたピックアップヘッド16のツー、ルの回転を行い
、部品が検査部位46にあったときカメラから受け取っ
たその部品の画像に基づきピックアップ面84.98の
何れか一方にツールによって支持された部品の向きを調
整するように構成されている。このようにして、例示@
置の制御系内にプログラムされている部品の予め選定さ
れた配置位置を、ピックアップヘッド16上の部品によ
って占められている正確な位置に従つて補正できる。
例示装置の各部位、特にピックアップ部位26、メカニ
カル向き決め部位44、及び配置部位50では、ピック
アップヘッド16のツールが軸りに沿って移動する必要
がある。適切な部位でツールの軸りに沿った移動を行う
手段が、各々の適切な部位に配設される。前述したよう
に、支持部材80は駆動スリーブ122に対して軸りの
長さ方向にスライド可能である。しかし同時に、支持部
材80は駆動スリーブ122と一体に軸りを中心として
回転自在なように駆動スリーブ122と係合し、この係
合はローラ138と案内部材140によってなされる。
ローラ138は支持部材80の上端部に固定された軸1
42に回転自在に取り付けられ、軸142は駆動スリー
ブ122の壁のスロット144を通って突き出ている。
ローラ138は案内部材140の垂直面上を走行するよ
うに配置され、案内部材140は駆動スリーブ122に
固定されており、案内部材140の垂直面はピックアッ
プヘッド16の軸りと平行である。第2のローラ146
もローラ13Bの外側で軸142に取り付けられ、駆動
スリーブ122に固定され且つローラ146に当接する
板バネ148と係合し、ローラ13Bを案内部材140
の垂直面に対してきつく付勢する。ピックアップへ・ン
ド16の初期設定時に、駆動スリーブ122上における
案内部材140の位置を調整することによって、駆動ス
リーブ122に対する支持部材80(ひいてはこれに固
定されたツール本体82)の軸りを中心とした角度の向
きが所望の通り調整可能である。
また、支持部材80が駆動スリーブ122に対して軸り
の長さ方向に移動されるとき、ローラ138と案内部材
140の垂直面との係合が軸りと平行な経路に沿って支
持部材80を案内するのを助ける。支持部材80とこれ
に取り付けられたツール本体82が、ピックアップヘッ
ドのツールが第2図に示した状態の上昇位置から下方位
置へ、更にその後上昇位置へと移動する問、駆動スリー
ブ122の回転はバネ134の付勢圧力に基づくフラン
ジ128とカラー132との閏でのクラッチバッド13
0の係合によりて防止され・ 上述したローラ138.
146、案内部材140及びバネ148を含む手段によ
って軸りを中心とした支持部材800回転を防ぐ、所望
なら、メカニカル向き決め部位44に、機械的な位置決
めジョー系を設けてもよい。
例示装置の各部を作動するのにサーボモータと回転エン
コーダを用いたが、ステップモータなどその他の制御可
能な駆動手段を用いてもよい、但し、動作速度、精度及
び便利さ一般の点でサーボモータの方が好ましい。
上記の向き決め手段を用いた例示装置の動作においては
、部品のピックアップ前にピックアップヘッドのツール
のピックアップ手段を便利且つ迅速に所望の向きへと向
けられるので、ツールの特別な形状のピックアップ表面
をピックアップ前に部品と整合させて正しく向き決めで
き、また部品をピックアップした後は、部品が置かれる
べき基板上で配置位置に対して正確に部品を向き決め可
能である。
例示の装置は、電気または電子部品のピックアップと配
置を高速で扱うことができ、また小さい部品の場合には
±3′″、大きい部品の場合には±10の範囲内で、部
品を比較的微細な角度位置へと正確に向き決めできる。
例示装置の構造と構成は、サイクル時間が迅速で、移動
部品の慣性による遅れが生じないようになされている。
ツールが向き決め部位42.48.58で向き決めされ
るときを除き、円形コンベヤの移動中及び例示装置の一
般的動作中ツールはクラッチ手段によって回転に対しロ
ックされるので、英国特許第20964988号に記載
されている構造では起き易いような、例えば掘勤や偶然
の接触によって例示装置の動作中にツールの向きがずれ
るという可能性は問題とならない、更に、向き決め手段
及びピックアップヘッドの構造は比較的簡単で、英国特
許第20964988号に記載されている装置では要求
されるような、高価なギヤの切削や、ツールの向き決め
したいときに伝動装置の係合を保証するのに必要な制御
を必要としない。
例示装置の動作中、特定のピックアップヘッドが部品を
ピックアップし損なったり、あるいはピックアップされ
た後の部品が検査部位46における検査で不良と分かっ
たときは、制御系が次のピックアップヘッドによフて適
切な部品をピックアップさせ、V&置の動作を必要に応
じてスケジュールし直す、検査部位46で標準以下また
は正しくない部品が検出されると、この部品は配置機構
の動作を受けずに配置部位69を通過し、ダンプ部位5
4で不合格容器内へと廃棄される。
【図面の簡単な説明】
第1図は例示部品配置装置の概略平面図;第2図は部分
断面及び部分破断側面図で、例示装置の吸引ピックアッ
プ装置を示す;及び第31!Iは例示装置の向き決め手
段を示す銅面図である。 14−−・円形コンベヤ、16・・φピックアップヘッ
ド、26争・争ピックアップ部位、34・・・支持体(
キャリヤ)、42.44.48・・・向き決め部位、4
6・・・検査部位、50・・・配置部位、74φ・・筒
状支持ハウジング、80・・・支持部材、82・・・ピ
ックアップツール(本体)、84.9日・Φ・第1.2
ピックアップ面、90φ◆争シンリンダ、94・・拳ピ
ストン部材、96・Φ・先端、102・ms第1ポート
、122.124・・◆連結手段、128.130.1
32.134φ・・クラッチ手段(130; クラッチ
パッド、134;付勢手段、192・・・向き決め手段
、202・・・サーボモータ、204・・・駆動部材(
ディスク状駆動継手)、206・・・出力軸、208・
・・ツール11継手。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ピックアップツール(82)を有するピックアップ
    ヘッド(16)と、該ピックアップヘッドが取り付けら
    れる支持体(34)とを備え、前記支持体が回転自在に
    取り付けられ、装置の動作中にピックアップヘッド(1
    6)を、部品がピックアップされるピックアップ部位(
    26)と部品が所望の位置におかれる配置部位(50)
    との間で移動させる電気または電子部品取扱装置におい
    て、前記支持体が前記ピックアップ及び配置両部位の中
    間にある1つ以上の向き決め部位(42、44、48)
    を通ってピックアップヘッドを移動させ、前記装置が更
    に、少なくとも1つの向き決め部位に取り付けられ、装
    置の動作中に該位置決め部位でピックアップヘッド(1
    6)と噛み合い、前記ツールをピックヘッドの軸を中心
    として所望の向きへ回転させるように構成された向き決
    め手段(192)を備え、前記ピックアップヘッドがク
    ラッチ手段(128、130、132、134)を備え
    、該クラッチ手段が、平常ツールを回転に対してロック
    された状態に保持するが、位置決め手段(192)とピ
    ックアップヘッドが相対移動で相互に噛み合うことによ
    り解離されてツールの回転を可能とし、更に位置決め手
    段とピックアップヘッドが移動して噛み合い状態から脱
    すると、再び係合してツールの回転を防止することを特
    徴とする部品取扱装置 2、前記クラッチ手段が、支持体の一部に固定された表
    面とツールの表面との間に取り付けられたクラッチパッ
    ド(130)と、これら表面及びクラッチパッドを付勢
    して相互に係合させ、ツールを回転に対してロックする
    手段(134)とからなることを特徴とする請求項1記
    載の部品取扱装置 3、前記ピックアップヘッド(16)が、ピックアップ
    ヘッドの取り付けられる支持体(34)に固定されたピ
    ックアップヘッドの軸と同軸上で且つ支持体に固定され
    た前記面を与える筒状の支持ハウジング(74)を備え
    、前記ツールが前記輪の長さ方向に移動自在であると共
    に前記軸を中心に回転自在であるように筒状の支持ハウ
    ジング内に取り付けられた細長い支持部材(80)と、
    前記軸を中心に回転自在に取り付けられてツールの前記
    面を与える連結手段(122、124)とを備え、該連
    結手段と前記細長い支持部材が前記軸の長さ方向に沿っ
    て相対的に移動可能であるが、前記軸を中心とした相対
    的な移動が生じないように相互連結されていることを特
    徴とする請求項2記載の部品取扱装置 4、各向き決め部位における前記向き決め手段(192
    )が、該部位にあるピックアップヘッドの軸と同軸状に
    、該軸に沿ってピックアップヘッドのツールとの駆動係
    合状態へ及びそこから脱して移動自在であると共に前記
    軸を中心に回転自在に取り付けられた駆動部材(204
    )を備えたことを特徴とする前記請求項の何れか一つに
    記載の部品取扱装置 5、前記駆動部材(204)が該駆動部材の軸方向移動
    によってツールの継手(208)と係合するように移動
    可能な駆動継手からなり、駆動部材の更なる軸方向移動
    がクラッチ手段(128、130、132、134)を
    解放すると共に、クラッチ手段が解放されたとき、駆動
    部材の回転が前記駆動継手とツールの継手とを介して前
    記軸を中心としたツールの回転を行わせるような構造及
    び構成を持つことを特徴とする請求項4記載の部品取扱
    装置 6、前記向き決め手段(192)がサーボモータ(20
    2)と、向き決め手段の出力軸(206)の回転を求め
    て、ピックアップヘッドの軸を中心としたツールの回転
    を求めるのを可能とする回転エンコーダとを備えること
    を特徴とする前記請求項の何れか一つに記載の部品取扱
    装置 7、前記支持体が、ピックアップヘッドの軸と平行な軸
    を中心に回転自在に取り付けられた円形コンベヤ(14
    )を備え、ピックアップヘッドは円形コンベヤの軸を中
    心として等しい離間間隔で取り付けられており、円形コ
    ンベヤが前記軸を中心としてステップ移動自在に取り付
    けられ、ピックアップヘッド(16)を前記各部位を通
    って移動させることを特徴とする前記請求項の何れか一
    つに記載の部品取扱装置 8、前記ピックアップツールが、一端部に第1ピックア
    ップ面(84)を有する本体(82)を備えた吸引ピッ
    クアップ手段と、該本体内のシリンダ(90)と、該シ
    ンリンダ内にスライド移動自在に装着され、第1ピック
    アップ面より小さい面積の第2ピックアップ面(98)
    を持つ先端(96)に終るピックアップ端部を有するピ
    ストン部材(94)とを備え、該ピストン部材が、第1
    ピックアップ面の開口を介して前記先端が第1ピックア
    ップ面を越えて突出する動作位置と、前記先端が第1ピ
    ックアップ面より内側に後退している非動作位置との間
    でスライド可能であり、前記本体が第1ポート(102
    )を有し、該第1ポートを介して空気が前記シリンダに
    導かれてピストン部材を動作位置に駆動すると共に、第
    1ポートが真空に接続されてピストン部材を非動作位置
    へと後退可能であり、前記装置が更に、ピストン部材が
    非動作位置にあるとき、吸引作用を第1ピックアップ面
    に印加可能で、吸引作用の印加時に第1ピックアップ面
    と係合している部品が第1ピックアップ面との接触状態
    に保持され、またピストン部材が動作位置にあるとき、
    ピストン部材の閉口を介して第2ピックアップ面に吸引
    作用を印加可能で、前記ピストン部材の開口を介した吸
    引作用の印加時に第2ピックアップ面と係合している部
    品が第2ピックアップ面との接触状態に保持されるよう
    になす手段を備えたことを特徴とする吸引ピックアップ
    装置 9、前記向き決め部位(48)の上流鋼に配設された検
    査部位(46)を備え、該検査部位がそこでピックアッ
    プヘッドによって支持された部品を検査するように配置
    されたカメラを備え、前記装置が前記カメラから受け取
    った画像に基づいて該装置の動作を制御する手段を備え
    、該制御手段が、前記向き決め部位へ部品が移動された
    とき該向き決め手段の動作を制御して、該部品を所望の
    向きへと向き決めすることを特徴とする前記請求項の何
    れか一つに記載の部品取扱装置
JP63023627A 1987-02-05 1988-02-03 電気または電子部品取扱装置 Pending JPS63196100A (ja)

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