JP2620646B2

JP2620646B2 - 電子部品自動装着装置

Info

Publication number: JP2620646B2
Application number: JP2118975A
Authority: JP
Inventors: 一徳高田; 恒史赤石; 正之茂原
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1989-06-07
Filing date: 1990-05-08
Publication date: 1997-06-18
Anticipated expiration: 2012-06-18
Also published as: US5088187A; KR910002325A; EP0401808A1; KR0151155B1; EP0401808B1; JPH0394500A; DE69022632T2; DE69022632D1

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、認識装置により認識された取出ノズルに保
持されたチップ状電子部品の角度位置データを基に向き
変更装置により前記ノズルに保持されている前記部品の
向きを変更させて適正角度位置となるように補正した後
プリント基板に前記部品を装着する機能を有した電子部
品自動装着装置に関する。

（ロ）従来の技術一般に、この種の電子部品自動装着装置の従来技術と
して特開昭62-55998号公報に以下に記憶する技術が開示
されている。即ち、間欠回動支持体の外周にその間欠回
動ピッチに対応してターンホルダを配設保持すると共
に、その各ターンホルダに複数種類の吸着ノズルを自転
可能に配設保持し、ターンホルダの間欠回動支持体によ
る移動経路上各停止位置に対応して、ターンホルダを回
転駆動することにより使用する吸着ノズルを選択するノ
ズル選択手段と、選択された吸着ノズルに対し部品を供
給して吸着保持させる部品供給手段と、吸着ノズルに保
持された部品の角度位置を検出する位置検出手段と、部
品を吸着している吸着ノズルを回転駆動することにより
その部品の角度位置を前記角度位置検出データに基づき
設定ないし補正するノズル回転手段とを、間欠回動支持
体の回転方向に順次配設して部品を基板上に装着してい
く部品装着装置の例が挙げてある。

然し乍ら、この装置による部品装着では、吸着ノズル
に保持された状態の部品の角度位置を検出してその位置
データと設定位置データとの間にずれが生じていた場
合、ノズル回転手段によりノズルを回転させて部品の角
度位置を合わせてから装着するようにしているが、部品
によって、また基板上の装着パターンによって角度位置
精度を高めなければならない場合があっても、前記ノズ
ルの回転により正確に角度位置合わせができたか確認し
ていないため基板上の設定位置よりズレて装着されてし
まうことがあった。

（ハ）発明が解決しようとする課題そこで本発明は、電子部品の装着における角度位置精度
を高めるため、回転補正後の当該部品の角度位置を認識
し、許容範囲外であれば補正を繰り返し、許容範囲内に
収まるようにすることを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段そこで本発明は、認識装置により認識された取出ノズ
ルに保持されたチップ状電子部品の角度位置データを基
に向き変更装置により前記ノズルに保持されている前記
部品の向きを変更させて適正角度位置となるように補正
した後プリント基板に前記部品を装着する機能を有した
電子部品自動装着装置に於いて、前記部品の角度位置の
誤差許容範囲を記憶する記憶装置と、該記憶装置に記憶
された部品の角度位置の誤差許容範囲内に前記認識装置
により認識された認識角度位置が収まったか否か比較す
る比較装置と、該比較装置による比較結果を基に繰り返
しされた補正回数を計数するカウンタと、補正後の認識
角度位置が前記許容範囲内に収まるよう補正を繰り返す
ように前記向き変更装置を制御すると共に当該補正回数
が前記カウンタの設定回数に達したら該取出ノズルに保
持されている部品は装着しないようにさせる制御装置と
を設けたものである。

また本発明は、認識装置により認識された取出ノズル
に保持されたチップ状電子部品の角度位置データを基に
向き変更装置により前記ノズルに保持されている前記部
品の向きを変更させて適正角度位置となるように補正し
た後プリント基板に前記部品を装着する機能を有した電
子部品自動装着装置に於いて、前記部品の角度位置の誤
差許容範囲を記憶する記憶装置と、該記憶装置に記憶さ
れた部品の角度位置の誤差許容範囲内に前記認識装置に
より認識された認識角度位置が収まったか否か比較する
比較装置と、該比較装置による比較結果を基に繰り返し
された補正回数を計数するカウンタと、補正後の認識角
度位置が前記許容範囲内に収まるよう補正を繰り返すよ
うに前記向き変更装置を制御すると共に部品毎あるいは
装着ステップ毎に設定された前記カウンタの設定回数に
前記補正回数が達したら該取出ノズルに保持されている
部品は装着しないようにさせる制御装置とを設けたもの
である。

また本発明は、認識装置により認識された取出ノズル
に保持されたチップ状電子部品の角度位置データを基に
向き変更装置により前記ノズルに保持されている前記部
品の向きを変更させて適正角度位置となるように補正し
た後プリント基板に前記部品を装着する機能を有した電
子部品自動装着装置に於いて、前記部品の角度位置の誤
差許容範囲を記憶する記憶装置と、該記憶装置に記憶さ
れた部品の角度位置の誤差許容範囲内に前記認識装置に
より認識された認識角度位置が収まったか否か比較する
比較装置と、該比較装置による比較結果を基に繰り返し
された補正回数を計数するカウンタと、前記許容範囲を
基に補正回数を決定する決定手段と、補正後の認識角度
位置が前記許容範囲内に収まるよう補正を繰り返すよう
に前記向き変更装置を制御すると共に前記決定装置によ
り決定された補正回数に前記カウンタの計数回数が達し
たら該取出ノズルに保持されている部品は装着しないよ
うにさせる制御装置とを設けたものである。

（ホ）作用本発明は、比較装置により認識装置による認識結果が
記憶装置に記憶されている部品の角度位置の誤差許容範
囲内に収まっているか否か比較され、収まっていなけれ
ば、制御装置の指令により向き変更装置を制御して再補
正がかれられると共に、もし補正回数がカウンタの設定
回数に達したら取出ノズルに保持されている部品は装着
しないように制御される。

また、比較装置により認識装置による認識結果が記憶
装置に記憶されている部品の角度位置の誤差許容範囲内
に収まっているか否か比較され、収まっていなければ、
制御装置の指令により向き変更装置を制御して再補正が
かけられると共に、もし部品毎あるいは装着ステップ毎
に設定されたカウンタの設定回数に補正回数が達したら
取出ノズルに保持されている部品は装着しないように制
御される。

更に、比較装置により認識装置による認識結果が記憶
装置に記憶されている部品の角度位置の誤差許容範囲内
に収まっているか否か比較され、収まっていなければ、
制御装置の指令により向き変更装置を制御して再補正が
かけられると共に、もし決定装置により決定された補正
回数にカウンタの計数回数が達したら取出ノズルに保持
されている部品は装着しないように制御される。

（ヘ）実施例以下、本発明の実施例について図面に基づき詳述す
る。

（１）はＸ軸サーボモータ（２）及びＹ軸サーボモー
タ（３）の駆動によりＸ方向及びＹ方向に移動されるXY
テーブルで、チップ状電子部品（４）（以下チップ部品
（４）という。）が装着されるプリント基板（５）が載
置される。

（６）は部品供給装置（７）が多数並設される部品供
給台で、部品供給部サーボモータ（８）の駆動によるボ
ールネジ（8A）の回動により、ガイド（９）に案内され
てＸ方向（第１図左右方向）に移動される。

（10）は下面に前記チップ部品（４）を前記部品供給
装置（７）より取り出し搬送する取出ノズルとしての吸
着ノズル（11）が複数個設けられた取出ヘッド部として
の吸着ヘッド部（12）が多数設置される回転盤で、第10
図に示す回転盤サーボモータ（13）の回動により間欠回
転される。

第3,4,7図に示す（110）は前記各吸着ノズル（11）周
径部に夫々設けられたアクリル製やガラス製の第１の拡
散板で、（111）は同じく全ての吸着ノズル（11）に掛
け渡って取り付けられた第２の拡散板である。また、前
記吸着ノズル（11）の上部には後述する嵌合部（30）が
嵌合される被嵌合溝（11A）（第3,4図等参照）が対向す
る如く設けられると共に後述する当接棒（52）が当接さ
れる被当接部（11B）（第15,16,17図参照）が設けられ
ている。尚、前記被嵌合溝（11A）は90度異なる毎に設
けても良い。

（Ｉ）はチップ部品（４）を部品供給装置（７）より
取り出す吸着ステーションである。

（II）は吸着ノズル（11）に吸着されているチップ部
品（４）の状態を認識装置（14）により認識し、該認識
結果を基にチップ部品（４）の回転補正を行なう第１の
ノズル回転補正ステーションである。この第１のノズル
回転補正ステーション（II）では、SOP（Small Outline
Package）,QFP（Quad Flat Package）等のリードを有
するチップ部品（４）とか、リード有の中でもリードの
多いチップ部品（４）に対する補正を行なう。即ち、プ
リント基板（５）のパターンに精度良く装着されなけれ
ばならないチップ部品（４）が扱われ、補正が終了した
ら認識装置（14）で再認識し、補正が完了していなけれ
ば補正をし直して、補正が完了するまで（誤差がある範
囲内になるまで）前記作業を繰り返す（以下、クローズ
ド・ループ補正という。）。

（III）はLCC（Leadless Chip Carrier）等のリード
無のチップ部品（４）とか、リード有でもリードの少な
いチップ部品（４）に対する回転補正を行なう第２のノ
ズル回転補正ステーションで、前記認識装置（14）での
認識結果を基に前記補正ステーション（II）では補正を
行なわず、本ステーション（III）で１回だけ補正を行
なう（以下、オープン・ループ補正という。）。

（IV）は前記第１のノズル回転補正ステーション（I
I）あるいは第２のノズル回転補正ステーション（III）
での作業終了後のチップ部品（４）をプリント基板
（５）上へ装着する装着ステーションである。

（Ｖ）は前記認識装置（14）で認識した結果、例えば
チップ部品（４）が立って吸着されているとか吸着され
ているチップ部品（４）が違う等の装着してはいけない
チップ部品（４）を排出する排出ステーションである。

（VI）は前記吸着ステーション（Ｉ）で吸着するチッ
プ部品（４）に対応する吸着ノズル（11）を選択するノ
ズル選択ステーションで、吸着ヘッド部（12）外径部に
設けられているギア（図示せず）に図示しない駆動系に
より移動されて来て前記ギアに噛合した後回動される駆
動ギアサーボモータ（15）（第10図参照）の回動による
ノズル選択手段としての駆動ギア（16）の回動により所
望の吸着ノズル（11）が選択される。

（VII）は前記吸着ステーション（Ｉ）での吸着ノズ
ル（11）によるチップ部品（４）の取り出し時に、待機
位置でのチップ部品（４）の向きに合わせて前記吸着ノ
ズル（11）の回転方向の原点位置を調整するノズル原点
位置合わせステーションである。

尚クローズド・ループ補正は、リードが多いチップ部
品（４）に限らず、リード自体の幅が小さい部品（４）
やリード間隔のピッチが小さい部品（４）に対して行な
ってもよいが、特にリードが長い場合には必要とする度
合いが高い。

以下、前記回転盤（10）について第２図に基づき説明
する。

（88）は回転盤（10）の上部に形成された円筒部（8
9）の上部を囲うようにインデックスユニット（90）の
取付台（90A）に吊下げ固定された中空円筒状の回転盤
案内用の円筒カム部材である。該カム部材（88）の下端
周側部には、略全周に亘ってカム（91）が形成され、該
カム（91）の上面にバネ（92）により各吸着ヘッド部
（12）の上端に設けられた摺動部としてのローラ（93）
が押しつけられながら回転し、前記カム（91）の形状通
りに各吸着ヘッド部（12）は上下しながら回転盤（10）
と共に回転する。即ち、各吸着ヘッド部（12）には、一
対のガイド棒（94）が回転盤（10）を上下動可能に貫通
して立設され、該棒（94）の上端にはローラ（93）が回
転可能に設けられる取付部材（95）が固定される。従っ
て、各吸着ヘッド部（12）は回転盤（10）に上下動可能
に支持される。尚、前述した吸着ヘッド部（12）の下動
により吸着ステーション（Ｉ）ではチップ部品（４）を
吸着し、装着ステーション（IV）ではチップ部品（４）
をプリント基板（５）に装着する際には、複数個設けら
れた吸着ノズル（11）の内所望の１個以外は下降されな
いように電子部品自動装着装置の本体ベース（140）に
設けられたストッパ板（141）にて規制される。

（96）は図示しない真空ポンプに連通する連結体とし
てのホースである。各ホース（96）の他端は前記回転盤
（10）を貫通して埋設される連結ホース（97）に接続さ
れ、該連結ホース（97）は切換弁（98）、横長吸気路
（99）、中央吸気路（100）を介して前記真空ポンプに
連通している。

（101）は必要な場合はときに吸着ステーション
（Ｉ）での吸着ヘッド部（12）の下降を規制して吸着作
業を中止させる吸引型吸着クラッチソレノイドで、カム
機構（102）の駆動により吸着ヘッド部上下動レバー（1
03）が下降されないように該レバー（103）に当接する
当接レバー（104）を有している。即ち、該クラッチソ
レノイド（101）が消磁していると当接レバー（104）が
前記上下動レバー（103）に当接されて、該上下動レバ
ー（103）が下降されないようになる。尚、同構造のも
のが装着ステーション（IV）にも設けられている。

次に、前記吸着ステーション（Ｉ）のノズル位置決め
装置（70）について第３図に基づき説明する。

（71）は前記取付台（90A）から吊下げ固定された取
付板（69）に固定された保持体（72）に取り付けられた
ノズル位置決め体（73）に上下動可能に嵌め込まれ下端
部にノズル位置決め用嵌合部（74）を有したノズル位置
決め棒で、ノズル位置決め体（73）に設けられた縦長穴
（75）より外方に突設するピン（76）が設けられてい
る。尚、前記嵌合部（74）は前記被嵌合溝（11A）と嵌
合するように下端に向かって幅狭となるように形成され
ている。また、前記位置決め棒（71）にはノズル位置決
め体（73）底面との間でクッション手段としてのスプリ
ング（77）を係止する係止部（78）は設けられ、該係止
部（78）にはカム機構（82）により上下動される上下動
レバー（79）にロッドエンド（80）を介して取り付けら
れた揺動レバー（81）が係止されており、上下動レバー
（79）の上下動に従って揺動レバー（81）が揺動される
ことによりノズル位置決め棒（71）がスプリング（77）
に付勢されながら上下動される。

（83）は前記上下動レバー（79）の下降によるノズル
位置決め装置（70）の下動を規制する位置決めクラッチ
ソレノイドで、当接レバー（84）が設けられている。

次に、第１のノズル回転補正ステーション（II）に設
けられた前記認識装置（14）について第４図を基に説明
する。

（120）は小型チップ部品（４）が吸着ノズル（11）
に吸着された状態を認識する高倍率のCCDカメラで、（1
21）は同じく大型チップ部品（４）を認識する低倍率の
CCDカメラで、認識装置（14）上方まで搬送されて来る
チップ部品（４）の下方に待機されたボックス（122）
内に取り付けられたプリズム（123），（124），（12
5），（126）の透過、反射を利用して得られた像がレン
ズ（127），（128A），（128B），（129A），（129B）
を通して認識される。即ち、小型チップ部品（４）を認
識する場合は、高倍率のCCDカメラ（120）を利用してプ
リズム（123）、レンズ（127）、プリズム（124），（1
26）、レンズ（128A）、（129A）を通して認識され、大
型チップ部品（４）を認識する場合は、低倍率のCCDカ
メラ（121）に切替えてプリズム（123）、レンズ（12
7）、プリズム（124），（125）、レンズ（128B），（1
29B）を通して認識される。尚、前記ボックス（122）は
前記取付台（90A）に取り付けられたカメラ固定板（13
0）（他方図示せず）で挾持するように取り付けられて
いる。また、両CCDカメラ（120），（121）には、夫々
扱うチップ部品（４）の部品サイズ範囲が設定されてお
り、後述するRAM（40）内に記憶されている。

（131）はチップ部品（４）の厚さの違いによりレン
ズ（127）を前後移動させてピント合わせをするモータ
で、該モータ（131）の回動によりカム（132）が回動さ
れ、その経路に合わせてベアリング（133）が押されて
リニアウェイ（134）を介してレンズ取付体（135）が図
面矢印方向に押し出される。尚、レンズ取付体（135）
は図示しないバネで常に矢印と逆方向に付勢されてい
る。

（117A）（117B），（118A）（118B）は認識時に前記
拡散板（110），（111）に光を照射するLEDから成る光
源体で、前記ボックス（122）に夫々取付金具（136），
（137）を介して取り付けられている。

次に、第１及び第２のノズル回転補正ステーション
（II），（III）の第1,第２の向き変更装置としてのノ
ズル回転位置決め装置（22），（23）について説明す
る。尚、同装置（22），（23）は同構造であるため、第
５図及び第６図を利用して第１のノズル回転位置決め装
置（22）について説明する。

（22A）は吸着ノズル（11）をθ回転させる駆動源と
しての第１のノズル回転用モータで、出力シャフト（2
5）にカップリング（26）を介してベアリング体（27）
に嵌め込まれたノズル回転体（28）に対し後述するノズ
ル回転棒（29）が上下動可能に取り付けられている。
尚、ボールスプラインを用いて上下動させても良い。

前記（29）は前記ノズル回転体（28）に嵌め込まれ下
端部にノズル回転用嵌合部（30）を有したノズル回転棒
で、ノズル回転体（28）に設けられた縦長穴（31）より
外方に突設するピン（32）が設けられている。尚、前記
ノズル回転用嵌合部（30）は前記被嵌合溝（11A）と嵌
合するように下端に向かって幅狭となるように形成され
ている。また、前記ノズル回転棒（29）にはノズル回転
体（28）底面との間でクッション手段としてのスプリン
グ（33）を係止する係止部（34）が設けられ、該係止部
（34）には図示しない駆動源としてのカムにより上下動
される上下動レバー（35）にロッドエンド（36）を介し
て取り付けられた揺動レバー（37）が係止されており、
上下動レバー（35）の上下動に従って揺動レバー（37）
が上下に揺動されることによりノズル回転棒（29）がス
プリング（33）に付勢されながら上下動される。

（42），（43）は前記ノズル回転用嵌合部（30）上部
に設けられたＸ方向リニアガイド及びＹ方向リニアガイ
ドで、前記ノズル回転棒（29）下端に設けられたリニア
ガイド係止部（44）にＸ方向リニアガイド（42）のレー
ル（42A）が固定され、該リニアガイド（42）の可動ブ
ロック（42B）にはＹ方向リニアガイド（43）のレール
（43A）が固定され、該リニアガイド（43）の可動ブロ
ック（43B）には嵌合部（30）が固定されている。ま
た、該リニアガイド（42），（43）には被嵌合溝（11
A）の範囲内で、この揺動を規制するストッパ（45A），
（45B），（46A），（他方図示せず）が夫々設けられて
いる。

次に、ノズル原点位置合わせステーション（VII）の
第３図のノズル回転位置決め装置（24）について第８図
及び第９図を利用して説明する。尚、前述の第１のノズ
ル回転位置決め装置（22）と同様なる構造については同
等の図番が付してあり、説明は省略する。

ノズル回転棒（29）に設けられたノズル回転用嵌合部
（30A）の内部は第９図に示すように第１の空洞（5
0）、それに連なる第１の空洞（50）より径の小さい第
２の空洞（51）が設けられている。

（52）は前記第１の空洞（50）と第２の空洞（51）と
の段部（53）にその係止部（54）によりスプリング（5
5）で付勢された状態で嵌合部（30A）に対して回動可能
に係止されるブレーキ手段としての当接棒で、前記嵌合
部（30A）の下端より下方に延出しており、該当接棒（5
2）の先端部が被嵌合溝（11A）内の被当接部（11B）に
当接して前記段部（53）と係止部（54）との係止が解か
れることにより嵌合部（30A）の回転時に当接棒（52）
は、その回転に追従しないで空回りするようになってい
る。この空回りを補助するため第１の空洞（50）の上
面、即ちノズル回転棒（29）のスプリング（55）受け側
にスラストベアリング（61）をスプリング（55）の受け
として設けておき、ノズル回転棒（29）の回転によるス
プリング（55）のねじれにより該回転力が当接棒（52）
に伝わらないようにしている。

第10図の（38）はインターフェースで、前記回転盤
（10）、認識装置（14）、駆動ギア（16）、第1,第2,第
３のノズル回転位置決め装置（22），（23），（24）、
カウンタ（62）及び報知装置（63）等が接続されている
一方、これらの各々の制御要素は制御装置としてのCPU
（39）でプログラム制御されるようになっている。

（40）は記憶装置としてのRAMで、前記各吸着ノズル
（11）の回転センター位置データ、前記認識装置（14）
によるチップ部品（４）の認識位置データ及び各チップ
部品（４）のプリント基板（５）上の装着位置データ
（Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向）等を各所定エリアに記憶す
る。

（64）はオープン・ループ補正動作プログラムデータ
及びクローズド・ループ補正動作プログラムデータとを
認識する記憶装置としてのROMで、この他にチップ部品
（４）の装着動作に係わるプログラムも格納されてい
る。

尚、前記吸着ノズル（11）の回転センターの設定位置
が温度変化、経時変化等によりずれる可能性があるた
め、ある設定温度を超えたら、またはある時間経過した
ら、吸着ノズル（11）に穴を開設した治具を吸着させ、
この治具を吸着ノズル（11）の回転に伴って回転させ、
所定の回転角度位置で、この治具の穴の位置を認識装置
（14）で認識して吸着ノズル（11）の回転センターのズ
レ量を算出してそのズレ量をRAM（40）に記憶し直して
も良いし、そのズレ量分を前記吸着ノズル（11）の回転
センター位置データに加味しても良い。

また、前記CPU（39）には駆動回路（41）が接続さ
れ、該駆動回路（41）には前記回転盤サーボモータ（1
3）、駆動ギアサーボモータ（15）及び第1,第2,第３の
ノズル回転用サーノモータ（22A），（23A），（24A）
等が接続されている。

以下、吸着ノズル（11）の回転補正をクローズド・ル
ープ補正で行なうか、オープン・ループ補正で行なうか
（以下、クローズド／オープン切換という。）の設定動
作について説明する。作業者は、後述する手順に従って
第11図に示す図示しないモニターテレビの画面に表示さ
れたチップ部品（４）の種類別のクローズド／オープン
切換NCデータを完成する。

即ち、部品番号「R₁」のチップ部品（４）はリード有
でリードの数も多く、更にリード間のピッチも比較的狭
いためプリント基板（５）のパターンに精度良く装着さ
れなければならず、ある程度回転補正精度が要求される
ため、クローズド・ループ補正を行なうように記号
「１」を設定するが、誤差許容範囲は±１度（データで
は±10と設定）である。

次に部品番号「R₂」のチップ部品（４）はリード無
で、それ程精度を必要としないためオープン・ループ補
正を行なうように記号「０」を設定し、このときの誤差
許容範囲は±２度（データでは±20と設定）である。

以下、同様にして各チップ部品（４）の種類別にクロ
ーズド／オープン切換設定を行なう。

そして、CPU（39）が前記記号が「０」か「１」かを
判断して夫々の補正動作を行なわせる。

以下、動作について図面に基づき詳述する。

先ず、装着動作を行なう前に認識装置（14）で各吸着
ノズル（11）の回転センター位置（前記CCDカメラ（12
0），（121）の画像センター等の基準点を基準とする）
を認識し、その回転センター位置データをRAM（40）に
記憶しておく。

尚、前記吸着ノズル（11）のセンター位置認識作業は
吸着ノズル（11）に治具を吸着させ、この治具を吸着ノ
ズル（11）の回転に伴って回転させ、この治具に設けら
れた穴を前記吸着ノズル（11）の回転角度位置にて認識
装置（14）で認識し、その認識結果より図示しない計算
装置で吸着ノズル（11）の回転センターを求めても良
い。

更に、実際にチップ部品（４）の試し打ちを装着角度
を変えながら行なって、装着位置と各吸着ノズル（11）
の回転センターとのズレ量を測定し、その値を入力装置
によりRAM（40）に入力しても良い。

吸着ステーション（Ｉ）に部品供給部サーボモータ
（８）の駆動により部品供給台（６）が移動され、部品
取り出し位置に所望の部品供給装置（７）が待機され
る。

そして、吸着ノズル（11）は第12図に示すモニターテ
レビに表示された装着プログラムデータで示すステップ
番号「１」（部品装着順序が１番目であることを示す）
で部品供給装置（７）に収納された部品番号「R₁」のチ
ップ部品（４）上方に移動されて来て、吸着ノズル（1
1）は該チップ部品（４）を吸着する。該ステーション
（Ｉ）では、吸着ヘッド部（12）の吸着ノズル（11）の
下端が前記部品供給装置（７）に収納されたチップ部品
（４）位置まで下がらねばならず、それはカム部材（8
8）のカム（91）の途切れた部分において配設される上
下動可能な上下レール（図示せず）上に該ヘッド部（1
2）上端のローラ（93）が載置され該上下レールが下降
することにより行なわれる。この時、チップ部品（４）
吸着時の衝撃、吸着ノズル（11）の上下動作等により吸
着ノズル（11）が回転されてしまうことがあり、これに
より前記原点位置合わせステーション（VII）で位置合
わせした原点位置がずれてしまい、被嵌合溝（11A）の
方向にバラツキができ、次の回転補正時に誤差が生じる
ことがあった。これを防止するため以下の動作が行なわ
れる。即ち、チップ部品（４）を吸着する際、前記カム
機構（82）の駆動により上下動レバー（79）が下降さ
れ、揺動レバー（81）が下方に揺動され、ノズル位置決
め用嵌合部（74）がスプリング（77）に付勢されながら
吸着ノズル（11）の上部に設けられた被嵌合溝（11A）
のテーパ部に当接される。そして、前記嵌合部（74）が
被嵌合溝（11A）に嵌合されながら吸着ノズル（11）下
端が部品供給装置（７）に収納されたチップ部品（４）
位置まで下がることにより、前述したチップ部品（４）
吸着時の衝撃、吸着ノズル（11）の上下動作等による吸
着ノズル（11）の回転が規制された状態で吸着ノズル
（11）にチップ部品（４）が吸着される。

次に、第１のノズル回転補正ステーション（II）での
チップ部品（４）のθ方向の回転補正動作について説明
する。

先ず、RAM（40）に記憶されている第13図に示す各チ
ップ部品（４）に関するデータ（部品長さ、幅、厚さ、
レンズ取付体移動量）等に基づきCPU（39）内の判別手
段によりそのチップ部品（４）の部品サイズが高倍率の
CCDカメラ（120）あるいは低倍率のCCDカメラ（121）で
扱われる部品サイズ範囲内であるかが判別され、例えば
高倍率のCCDカメラ（120）で認識する場合には、吸着ノ
ズル（11）に吸着された小型チップ部品（４）を拡散板
（110），（111）に夫々光源体（117A）（117B），（11
8A）（118B）の光が照射された状態で、高倍率のCCDカ
メラ（120）の画像センターからのチップ部品（４）の
位置を認識し、その認識データ（X1,Y1,θ１）をRAM（4
0）に記憶する。この小型チップ部品（４）を認識する
場合、第２の拡散板（111）にノズル（11）上下用の隙
間があっても第１の拡散板（110）を介して拡散光が該
部品（４）に照射され、照明ムラが生じない。即ち光源
体（117A）（117B）の光は、第１の拡散板（110）の側
面部（115），（116）で拡散されながら透過して、中間
部（113）で光の減衰が少なく、その上面部で反射及び
拡散されることにより該拡散板（110）内で反射・拡散
が繰り返えされながら該拡散板（110）の下方の小型チ
ップ部品（４）に照射することになり、照明ムラのない
照明光が得られる。この認識された結果のうちの、角度
データ（θ）についての補正動作について説明する。

尚、認識角度データ（θ１）は例えば前記画像センタ
ーの一辺とチップ部品（４）のある基準とした端面とを
延長してできる交線のなす角度である。

前記RAM（40）に記憶されている装置位置データの装
着角度データ（θ_１）から逆算して第１のノズル回転補
正ステーション（II）に於いてあるべき角度データ（θ
_１−α）と前記認識角度データ（θ１）とを図示しない
比較装置で比較する。そしてズレ量があった場合には、
計算装置で該ズレ量（θ_１−α−θ１）を計算してRAM
（40）に記憶すると共に回転補正を行なう。ここで、
「R₁」のチップ部品（４）は第11図に示すNCデータから
誤差許容範囲が±１度（データでは±10と設定する。）
以内となるようクローズド・ループ補正を行なう。

以下、第１のノズル回転補正ステーション（II）での吸
着ノズル（11）のθ方向の回転補正動作について第14図
の回転補正動作流れ図を基に説明する。

先ず、回転盤（10）の回転が停止した後、前記カムの
駆動により上下動レバー（35）が下降され、揺動レバー
（37）が下方に揺動され、ノズル回転用嵌合部（30）が
スプリング（33）に付勢されながら吸着ノズル（11）の
上部に設けられた被嵌合溝（11A）のテーパ面（11E），
（11F）に当接した後第１のノズル回転用モータ（22A）
がズレ量（θ_１−α−θ１）だけ回転されることによ
り、吸着ノズル（11）が回転されてチップ部品（４）の
位置合わせが行なわれる。尚前述の嵌合部（30）と被嵌
合溝（11A）との嵌合時、この間に偏心等があった場合
にスプリング（33）の付勢力によりＸ方向、Ｙ方向に前
記Ｘ方向、Ｙ方向リニアガイド（42），（43）が夫々フ
レキシブルに移動れて嵌合部（30）と被嵌合部（11A）
との偏心が解消されて、吸着ノズル（11）にかかるラジ
アル方向の負荷が軽減される。

また、リニアガイドを一方向のみに設けても良く、こ
の場合にも吸着ノズル（11）にかかるラジアル方向の負
荷は軽減される。この位置合わせ補正終了後、再び認識
装置（14）でチップ部品（４）の吸着状態を認識し、ズ
レ量（θ_１−α−θ１）だけ回転されたことを確認し、
補正後の誤差がRAM（40）に記憶された誤差許容範囲内
になったら回転盤（10）が再び回転されて、吸着ヘッド
部（12）は次のステーションへ移動される。

そして、装着ステーション（IV）にてXYテーブル
（１）によりプリント基板（５）がXY移動されて、チッ
プ部品（４）は所定位置座標（X₁,Y₁）に装着される。

また、前記補正後の誤差が許容範囲内となるまで補正
作業は続けられる。勿論、何回繰り返しても誤差が許容
範囲内に収まらない可能性があるため、何回まで繰り返
すかを設定しておき、カウンタ（62）で補正回数を計数
して設定回数（Ｎ回）となるまでだったら繰り返し補正
できるようにする。

このように、Ｎ回まで補正を繰り返しても誤差が許容
範囲内に収まらなかった場合には、装置を異常停止させ
ると共に作業者に報知装置（63）で報知させる。

尚、前記認識装置（14）で装着してはいけないと判断
されたチップ部品（４）は回転盤（10）の回転が続けら
れ排出ステーション（Ｖ）まで移動されたら、ここで排
出してもよい。即ち、前述した範囲内に収まらなかった
チップ部品（４）に対して装置を異常停止させることな
く、該排出ステーション（Ｖ）で排出するようにしても
良い。

次のノズル選択ステーション（VI）で次に使用される
吸着ノズル（11）が、前記駆動ギア（16）が吸着ヘッド
部（12）に設けられたギア（図示せず）に噛合した後回
動されるに伴って前記吸着ヘッド部（12）を回動させる
ことにより選択される。

次のノズル原点位置合わせステーション（VII）で、
前記選択された吸着ノズル（11）の原点位置合わせを行
なう。即ち、前記第１または第２のノズル回転補正ステ
ーション（II）（III）で吸着ノズル（11）をズレ量に
合わせて回転補正させるため、チップ部品（４）を吸着
する際の基準となる吸着ノズル（11）の回転方向の原点
が区々になってしまい、吸着する前に原点位置を一致さ
せなければならない。

そこで、第３のノズル回転用サーボモータ（24A）の
回転停止位置を設定しておき、ノズル回転位置決め装置
（24）を駆動させて吸着ノズル（11）の回転方向の原点
位置を揃える。即ち、例えば前記嵌合部（30A）と被嵌
合溝（11A）とが交差していても、先ず前記嵌合部（30
A）が回転されながら下降されて来てスプリング（55）
により下方に付勢された前記当接棒（52）が被当接部
（11B）に当接する（第15図参照）。そして、該被当接
部（11B）を下方に押し付けることにより当接棒（52）
は前記嵌合部（30A）による回転が解除され、即ち嵌合
部（30A）は当接棒（52）に対し空回りした状態とな
り、当接棒（52）により嵌合部（30A）と被嵌合溝（11
A）とが嵌合するまで吸着ノズル811）が嵌合部（30A）
の回転と一緒に回転されないこととなる。即ち嵌合部
（30A）の回転、言い換えればノズル回転棒（29）の回
転力はスラストベアリング（61）の上部（61A）には伝
えられるが、ボール（61B）が転がり作用により下部（6
1C）には伝えられないようにしており、前記嵌合部（30
A）が最大180〔度〕回転し停止するまでの間に該嵌合部
（30A）と被嵌合溝（11A）との方向が一致する。従っ
て、嵌合部（30A）と被嵌合溝（11A）とがスプリング
（55）により圧接されながら嵌合されて、嵌合部（30
A）の回転により吸着ノズル（11）は回転され、回転停
止位置では嵌合部（30A）と被嵌合溝（11A）とを同一方
向に揃えて停止させる（第16図参照）ことができ、回転
停止後の吸着ノズル（11）は常に原点位置に準備され
る。

尚、RAM（40）に前記原点位置を記憶させておき、そ
の値と前記補正時に回転させた分を計算装置で計算する
と共にその値を180〔度〕より減算し、その値だけ前記
ノズル回転用サーボモータ（24A）を回動させることに
より前記被嵌合溝（11A）の方向が原点位置の方向と一
致するようにして吸着ノズル（11）を原点位置に合わせ
るようにしても良い。

更に、前記補正時に回転させた分、前記ノズル回転用
サーボモータ（24A）を逆回転させて吸着ノズル（11）
を原点位置に合わせるようにしても良い。

次に、プログラムデータに従ってステップ番号「２」
で部品番号「R₂」のチップ部品（４）を吸着し、該チッ
プ部品（４）を認識装置（14）で認識し、その認識結果
及び装着角度データ（θ_２）とに基づいて吸着ノズル
（11）に第２のノズル回転補正ステーション（III）で
オープン・ループ補正を行なう。このとき誤差許容範囲
は±２度であるが、補正結果がこの範囲内か外かに関係
なく、補正動作は進められる。

先ず、前記認識装置（14）でチップ部品（４）の吸着
された状態を認識し、補正を行なう必要があれば、次の
第２のノズル回転補正ステーション（III）の第２のノ
ズル回転位置決め装置（23）で行なう。補正作業は第１
のノズル回転位置決め装置（22）と同様にして行なう。
尚、ここで第２のノズル回転補正ステーション（III）
で補正を行なうようにしたのは１つのステーション（第
１のノズル回転補正ステーション（II））で複数の作業
（認識及び補正作業）を行なうと作業時間がかかるから
であり、別に第１のノズル回転補正ステーション（II）
で補正作業を行なうようにしても良く、全ての種類のチ
ップ部品（４）に対して第２のノズル回転補正ステーシ
ョン（III）で補正作業を行なうようにしても良い。

そして、該チップ部品（４）をプリント基板（５）上
の所定位置座標（X₂,Y₂）に装着する。

以下、同様にして順次チップ部品（４）の装着作業が
続けられる。

尚、前記回転補正時の説明では第４図に示すようにノ
ズル回転用嵌合部（30）と被嵌合溝（11A）の方向が一
致しているため、前記嵌合部（30）を下降するだけで被
嵌合溝（11A）と嵌合するとして説明してきたが、嵌合
部（30）と被嵌合溝（11A）とが偏心している場合（第1
7図参照）でも、嵌合部（30）と被嵌合溝（11A）を形成
する両テーパ面（11E），（11F）（第18図参照）の片側
の面でも当接していれば嵌合部（30）を回転させた時、
嵌合部（30）のテーパ面の方向と一致した方向に被嵌合
溝（11A）を回転させることができるので吸着ノズル（1
1）を思い通りの方向に回転させることができる。従っ
て、第19図に示すような円筒形のチップ部品（4A）を吸
着するＶ字形状の溝（11C）が形成された方向性のある
吸着ノズル（11D）に対しても例えば前記被嵌合溝（11
A）とＶ字溝（11C）とを同一方向にしておくことによ
り、部品供給装置（７）の円筒形のチップ部品（4A）の
荷姿に合わせて該部品（4A）の軸心方向と該Ｖ字溝（11
C）とが合致でき、被嵌合溝（11A）の停止方向がＶ字溝
（11C）の停止方向となり確実な部品吸着が行なえる。

尚、前述の実施例ではクッション手段としてのスプリ
ング（33）を嵌合部（30）側へ設けたが、被嵌合溝（11
A）側つまり吸着ノズル（11）側に設けても良い。この
場合、例えば該スプリングを被嵌合溝（11A）が形成さ
れた吸着ノズル（11）上部の下面と吸着ヘッド部（12）
の上面との間に設ければ良い。

また、前述のブレーキ手段を吸着ヘッド部（12）側に
設けて、吸着ノズル（11）上部に当接させて吸着ノズル
（11）の回転を規制するようにしても良い。

更に、本実施例では第1,第２のノズル回転位置決め装
置（22），（23）にリニアガイド（42），（43）を設け
ているが、第３のノズル回転位置決め装置（24）にも設
けても良い。

以上の実施例では、チップ部品（４）の種類別にクロ
ーズド／オープン切換データを持たせたものであった
が、以下装着データ（いわゆる NUMERICAL CONTROL DA
TA）毎にクローズド／オープン切換データを持たせた他
の実施例について第20図及び第21図を基に説明する。

第20図はモニターテレビに表示されたチップ部品
（４）の種類別を示す部品データである。

第21図は装着データ毎にクローズド／オープン切換デ
ータが設定されたプログラムデータである。

これらのデータを基にステップ番号「１」，「２」で
は夫々誤差許容範囲±２度、±１度50分となるようオー
プン・ループ補正、ステップ番号「３」では誤差許容範
囲±１度10分となるようクローズド・ループ補正された
チップ部品（４）を夫々プリント基板（５）上の所定位
置座標（X₁,Y₁），（X₂,Y₂），（X₃,Y₃）に装着する。

以下、同様にして装着動作が続けられる。

尚、以上の実施例ではチップ部品（４）毎に誤差許容
範囲を設定（第11図及び第20図参照）したが、クローズ
ド・ループ補正を行なうチップ部品（４）にのみ誤差許
容範囲を設定してもよい（第22図参照）。

従ってこの場合逆に言えば、誤差許容範囲が設定され
たチップ部品（４）に対してはクローズド・ループ補正
を行ない、設定されていないチップ部品（４）に対して
はオープン・ループ補正を行なうようにCPU（39）は設
定されたデータを読み取りつつ、制御してもよく、この
ようにすれば改まったクローズド／オープンの切換デー
タは不要となる。

更には、第23図に示すように部品装着順序を示すステ
ップ毎に誤差許容範囲を設定可能とし、設定してあれば
前述の如くクローズド・ループ補正を行なうようにして
もよい。

更に、第10図に点線で示すようにクローズド／オープ
ン切換スイッチ（65）を設けて、作業者により一括して
全チップ部品（４）回転補正をどちらで行なうか選択さ
せるようにしても良い。

また、第24図及び第25図は部品データ毎にクローズド
・ループ補正の補正限度回数を変更する実施例である。

先ず、第24図の実施例では各部品毎に設定された補正
限度回数データに基づいて、カウンタ（62）で補正回数
を計数して前記補正限度回数となるまでだったら繰り返
し補正できるようにする。即ち、部品番号「R₁」のチッ
プ部品（４）は補正限度回数データ「５」に基づいて最
大５回まで補正が繰り返し可能である。次の部品番号
「R₂」のチップ部品（４）はオープン・ループ補正であ
るため、補正限度回数データは「０（零）」が設定され
ている。

次に、第25図の実施例では、CPU（39）が設定された
誤差許容範囲データの数値を読み取って、その数値がRA
M（40）内に記憶されたある設定範囲（本実施例では、
例えば誤差許容範囲±１度30分乃至±１度10分は補正限
度回数４回、誤差許容範囲±１度乃至±０度50分は補正
限度回数５回、……）内であれば、その設定範囲に対応
した補正限度回数までだったら補正作業が行なえる。

次に、第26図及び第27図はステップ毎にクローズド・
ループ補正の補正限度回数を変更する実施例である。

第26図の実施例は、各ステップ毎に設定された補正限
度回数データに基づいて、前述した第24図の実施例と同
様にカウンタ（62）で補正回数を計数して、前記補正限
度回数となるまでだったら繰り返し補正できるものであ
る。

次に、第27図の実施例は、各ステップ毎に第25図の実
施例と同様に設定された誤差許容範囲データの数値を読
み取って、その数値に従って所定限度回数までだったら
補正作業が行なえるようにしたものである。

また、これらの他に以下のようにして補正限度回数を
決定するようにしても良い。例えば第28図に示すステッ
プ毎に設定された補正限度回数データに基づいて、その
数値に従って所定限度回数までだったら補正作業を行な
う。そして、該補正限度回数データに「０（零）」が設
定されていれば、第29図に示す部品データの補正限度回
数データを参照し、該部品データに設定された補正限度
回数に従って補正作業を行なう。即ち、第28図のステッ
プ番号「３」には補正限度回数データ「０（零）」が設
定されている。この場合、CPU（39）は該ステップ番号
「３」に設定された部品データ「R₃」を読み出し、この
部品データ「R₃」に対応する第29図に示す部品番号
「R₃」に設定された補正限度回数データ「５」を読み取
って、この数値に基づいて補正作業を行なう。

また、第30図に示すステップ毎に設定された誤差許容
範囲データの数値を読み取って、第25図の実施例と同様
にその数値がRAM（40）内に記憶された設定範囲内であ
れば、その設定範囲に対応した補正限度回数までだった
ら補正作業を行なう、そして、該誤差許容範囲データに
「０（零）」が設定されていれば、前述と同じように第
29図に示す部品データの補正限度回数データを参照し、
該部品データに設定された補正限度回数に従って補正作
業を行なうようにしても良い。

尚、本実施例ではノズル回転位置決め装置（22）は吸
着ノズル（11）の被嵌合溝（11A）に嵌合部（30）を嵌
合させて回転させることにより部品の向きを変えたが、
複数のノズル（11）を備えたヘッド自体を回転させるこ
とにより結果として部品の向きを変えるようにしてもよ
い。

また、横方向からノズルの周りまたはヘッドの周りに
に形成されたギアに噛み合い該ノズルまたは該ヘッドを
回転させるギアを設けてノズルの向きあるいはヘッドの
向きを変更してもよい。

（ト）発明の効果以上のように本発明は、電子部品の装着における角度
位置精度を高めるため、角度位置補正後の当該部品の向
きである角度位置を認識し、許容範囲外であれば補正を
繰り返し、許容範囲内に収まるようにしたから、部品装
着を行う全ての基板について角度位置精度を所定の許容
範囲内に収めて信頼性の高めることが可能となる。

また、補正回数を一律に設定することもでき、電子部
品の種類毎に若しくはプリント基板上への電子部品の装
着ステップ毎に設定することができ、または誤差許容範
囲から決定することもでき、より幅の広い使用が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第10図は本発明を適用した電子部品自動装着
装置の平面図及び構成回路図、第２図は回転盤の側断面
図、第３図は吸着ステーションの側面図、第４図は第１
のノズル回転補正ステーションの側面図、第５図は第１
のノズル回転位置決め装置の斜視図、第６図は第５図の
一部断面図、第７図は認識装置の取り付け状態を示す
図、第８図は第３のノズル回転位置決め装置の斜視図、
第９図は第８図の一部拡大図、第11図はモニターテレビ
の画面に表示された部品の種類別クローズド／オープン
切換用データを示す図、第12図は同じくモニターテレビ
の画面に表示された装着プログラムデータを示す図、第
13図は各チップ部品に関するデータを示す図、第14図は
回転補正動作流れ図を示す図、第15図及び第16図は嵌合
部と被嵌合溝との嵌合を表す図、第17図は嵌合部と被嵌
合溝の偏心状態を示す図、第18図は被嵌合溝の斜視図、
第19図は円筒形のチップ部品を吸着した方向性のある吸
着ノズルを示す図、第20図及び第21図はクローズド／オ
ープン切換設定データの他の実施例を示すモニターテレ
ビの表示画面を示す図、第22図及び第23図も同様にクロ
ーズド／オープン切換設定データの別の実施例を示すモ
ニターテレビの表示画面を示す図、第24図乃至第30図は
補正限度回数の設定に関するデータを示すモニターテレ
ビの表示画面を示す図である。（11），（11D）……吸着ノズル、（14）……認識装
置、（22），（23），（24）……第1,第2,第３のノズル
回転位置決め装置、（22A），（23A），（24A）……第
1,第2,第３のノズル回転用サーボモータ、（39）……CP
U、（40）……RAM、（62）……カウンタ、（65）……ク
ローズド／オープン切換スイッチ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】認識装置により認識された取出ノズルに保
持されたチップ状電子部品の角度位置データを基に向き
変更装置により前記ノズルに保持されている前記部品の
向きを変更させて適正角度位置となるように補正した後
プリント基板に前記部品を装着する機能を有した電子部
品自動装着装置に於いて、前記部品の角度位置の誤差許
容範囲を記憶する記憶装置と、該記憶装置に記憶された
部品の角度位置の誤差許容範囲内に前記認識装置により
認識された認識角度位置が収まったか否か比較する比較
装置と、該比較装置による比較結果を基に繰り返しされ
た補正回数を計数するカウンタと、補正後の認識角度位
置が前記許容範囲内に収まるよう補正を繰り返すように
前記向き変更装置を制御すると共に当該補正回数が前記
カウンタの設定回数に達したら該取出ノズルに保持され
ている部品は装着しないようにさせる制御装置とを設け
たことを特徴とする電子部品自動装着装置。
【請求項２】認識装置により認識された取出ノズルに保
持されたチップ状電子部品の角度位置データを基に向き
変更装置により前記ノズルに保持されている前記部品の
向きを変更させて適正角度位置となるように補正した後
プリント基板に前記部品を装着する機能を有した電子部
品自動装着装置に於いて、前記部品の角度位置の誤差許
容範囲を記憶する記憶装置と、該記憶装置に記憶された
部品の角度位置の誤差許容範囲内に前記認識装置により
認識された認識角度位置が収まったか否か比較する比較
装置と、該比較装置による比較結果を基に繰り返しされ
た補正回数を計数するカウンタと、補正後の認識角度位
置が前記許容範囲内に収まるよう補正を繰り返すように
前記向き変更装置を制御すると共に部品毎あるいは装着
ステップ毎に設定された前記カウンタの設定回数に前記
補正回数が達したら該取出ノズルに保持されている部品
は装着しないようにさせる制御装置とを設けたことを特
徴とする電子部品自動装着装置。
【請求項３】認識装置により認識された取出ノズルに保
持されたチップ状電子部品の角度位置データを基に向き
変更装置により前記ノズルに保持されている前記部品の
向きを変更させて適正角度位置となるように補正した後
プリント基板に前記部品を装着する機能を有した電子部
品自動装着装置に於いて、前記部品の角度位置の誤差許
容範囲を記憶する記憶装置と、該記憶装置に記憶された
部品の角度位置の誤差許容範囲内に前記認識装置により
認識された認識角度位置が収まったか否か比較する比較
装置と、該比較装置による比較結果を基に繰り返しされ
た補正回数を計数するカウンタと、前記許容範囲を基に
補正回数を決定する決定手段と、補正後の認識角度位置
が前記許容範囲内に収まるよう補正を繰り返すように前
記向き変更装置を制御すると共に前記決定装置により決
定された補正回数に前記カウンタの計数回数が達したら
該取出ノズルに保持されている部品は装着しないように
させる制御装置とを設けたことを特徴とする電子部品自
動装着装置。