JP3301304B2 - 電子部品実装装置および電子部品実装装置におけるノズル交換方法 - Google Patents

電子部品実装装置および電子部品実装装置におけるノズル交換方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を基板に
移送搭載する電子部品実装装置および電子部品実装装置
におけるノズル交換方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子部品実装装置は、パーツフィーダに
備えられた電子部品を移載ヘッドのノズルに真空吸着し
てピックアップし、位置決め部に位置決めされた基板に
移送搭載するようになっている。パーツフィーダには、
品種の異る様々なサイズの電子部品が備えられており、
したがって移載ヘッドのノズルはピックアップしようと
する電子部品の品種の応じて自動交換される。このた
め、この種電子部品実装装置には、様々な種類のノズル
をストックしたノズルストッカが備えられており、移載
ヘッドはノズルストッカの上方へ移動し、そこで上下動
作を行うことによりノズルの自動交換を行うようになっ
ている。
【０００３】ノズル交換は、移載ヘッドがノズルストッ
カの上方へ移動し、そこで上下動作を行うことにより、
使用済のノズルを移載ヘッドのノズル装着部から取りは
ずしてノズルストッカに回収し、新たなノズルをノズル
装着部に装着してノズルストッカから取り出すようにな
っている。この場合、ノズルがノズルストッカに正しい
姿勢で回収されずに、ノズルがノズルストッカから浮き
上がることがある。
【０００４】このような、ノズルの回収ミスを検出する
装置として、特開平２−１３２８９７号公報や特開平４
−１８８７４２号公報に記載されたものが知られてい
る。これらは、ノズルを収納するホルダの内部に、各々
のノズルに対向する発光素子と受光素子を多数個設けて
構成されており、発光素子から発光された光がノズルで
遮光されるか否かを受光素子側で判定することにより、
ノズルの回収ミスを検査するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の構
成は、すべてのノズルに各々対応する発光素子と受光素
子を設けねばならないため、発光素子と受光素子の個数
が多くなり、配線などの構造が複雑になるとともに、コ
ストアップにもなるという問題点があった。
【０００６】したがって本発明は、簡単な構成でノズル
の交換を的確に行える電子部品実装装置および電子部品
実装装置におけるノズル交換方法を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このために本発明は、電
子部品実装装置に備えられるノズルストッカを、ノズル
を一列に保持するホルダと、このホルダの両側部に設け
られてその光路が一列のノズルの上方を通る発光素子お
よび受光素子から成る検出手段とを備え構成した。
【０００８】また移載ヘッドのノズル装着部に保持され
たノズルをノズルストッカの孔部の上方へ移動させる工
程と、ノズルを下降させてノズルストッカに挿入し、そ
の際、ノズルの下端部がノズルストッカの上方の光路を
遮光する遮光開始高さを検出手段で検出する工程と、次
いでノズル装着部をノズルから切り離して上昇させ、そ
の際、ノズル装着部が光路の遮光を解除する遮光解除高
さを前記検出手段で検出する工程と、前記２つの高さの
差を制御部により演算してこの高さの差からノズルがノ
ズルストッカに正しく回収されたか否かを判定する工程
とから電子部品実装装置におけるノズル交換方法を構成
した。
【０００９】
【発明の実施の形態】請求項１の発明によれば、１個の
発光素子と１個の受光素子により、ノズルストッカに収
納されたすべてのノズルの姿勢の良否を検出できる。
【００１０】また請求項２の発明によれば、検出手段で
遮光・遮光解除開始高さを検出することにより、ノズル
の回収やノズル装着部への装着の適否を的確に判定でき
る。
【００１１】以下、本発明の一実施の形態を図面を参照
して説明する。図１は、本発明の一実施の形態の電子部
品実装装置の斜視図、図２は同電子部品実装装置に備え
られたノズルストッカの斜視図、図３は同電子部品実装
装置の移載ヘッドとノズルストッカの構成図、図４は同
電子部品実装装置のノズル回収のプロセス図、図５は同
電子部品実装装置のノズル回収のフローチャート、図６
は同電子部品実装装置のノズルストッカの部分断面図、
図７は同電子部品実装装置のノズル装着のプロセス図、
図８は同電子部品実装装置のノズル装着のフローチャー
トである。
【００１２】図１において、基台１の上面中央にはガイ
ドレール２が設置されており、ガイドレール２上に基板
３が位置決めされている。すなわちガイドレール２は基
板３の位置決め部となっている。ガイドレール２の両側
方にはパーツフィーダ４が多数個並設されている。各々
のパーツフィーダ４には、様々な品種の電子部品が備え
られている。ガイドレール２とパーツフィーダ４の間に
は、ノズルストッカ５と認識ユニット６が配設されてい
る。
【００１３】基台１上には左右一組のＹテーブル７が設
置されており、Ｙテーブル７上にはＸテーブル８が架設
されている。Ｙテーブル７とＸテーブル８の内部には、
送りねじなどの移動機構が内蔵されている。Ｘテーブル
８には移載ヘッド９が保持されている。Ｘテーブル８と
Ｙテーブル７が駆動することにより、移載ヘッド９はＸ
方向やＹ方向へ水平移動し、パーツフィーダ４の電子部
品を基板３に移送搭載する。すなわち、Ｙテーブル７と
Ｘテーブル８は、移載ヘッド９を任意方向へ水平移動さ
せる移動手段となっている。
【００１４】図２においてノズルストッカ５は、長方体
のホルダ１１を主体にしている。ホルダ１１には孔部１
２が多数個形成されており、各々の孔部１２には多数個
のノズル１０が横一列に挿入して保持されている。ホル
ダ１１はシリンダ１３のロッド１４に支持されており、
ロッド１４が突出すると上昇し、退去すると下降する。
すなわちシリンダ１３はノズルストッカ５の上下動手段
となっている。
【００１５】ホルダ１１の肩部には断面カギ形の係止部
材１５が装着されている。ホルダ１１の端面にはシリン
ダ１６が装着されており、そのロッド１７は係止部材１
５に結合されている。したがってロッド１７が突没する
と、係止部材１５はホルダ１１に対して横方向に進退す
る。ノズル１０はつば部１８を有している。常時は、シ
リンダ１６のロッド１７は引き込んで係止部材１５の上
辺１５ａはホルダ１１上に位置しており、その状態で上
辺１５ａはつば部１８の縁部上に位置する。ロッド１７
が突出すると、上辺１５ａはホルダ１１の側方へ後退
し、これによりつば部１８を開放する。
【００１６】ホルダ１１の両端面にはブラケット２０，
２１が立設されている。ブラケット２０の内面には発光
素子２３が装着されており、ブラケット２１の内面には
受光素子２４が装着されている。発光素子２３から発光
された光は受光素子２４に入射するが、その光路Ｌはホ
ルダ１１に横一列に整列して収納されたノズル１０の上
方を通っている。したがってノズル１０がホルダ１１か
ら浮き上がるなどしてストック状態が異常の場合は、光
路Ｌはこのノズル１０で遮光され、光は受光素子２４に
入光しない。これによりノズル１０のストック状態の異
常を検出できる。すなわち、発光素子２３と受光素子２
４は、ノズル１０の検出手段となっている。
【００１７】図３において、移載ヘッド９の内部には、
垂直な送りねじ３０、送りねじ３０を回転させるモータ
３１、送りねじ３０に螺着されたナット３２、ナット３
２に結合されたブロック３３が内蔵されている。ブロッ
ク３３の下部には、ノズル１０の上端の被装着部１０ａ
が着脱自在に装着されるノズル装着部１９が設けられて
いる。したがってモータ３１が正逆駆動すると、送りね
じ３０は正逆回転する。これによりナット３２は送りね
じ３０に沿って上下動し、ノズル装着部１９に装着され
たノズル１０も上下動する。すなわち符号３０〜３３を
付した要素は、ノズル１０の上下動手段となっている。
【００１８】モータ３１は、制御部３４に制御されるモ
ータ駆動部３５により駆動される。また受光部２４はそ
の信号を制御部に入力する。制御部３４は、演算部や記
憶部を備えている。モータ３１の回転はエンコーダ３６
で検出され、モータ駆動部３５にフィードバックされ
る。
【００１９】この電子部品実装装置は上記のように構成
されており、次に動作を説明する。図１において、Ｘテ
ーブル８とＹテーブル７が駆動することにより、移載ヘ
ッド９はパーツフィーダ４の上方へ移動し、そこでノズ
ル１０が上下動作を行うことにより、パーツフィーダ４
に備えられた電子部品をノズル１０の下端部に真空吸着
してピックアップする。
【００２０】次に移載ヘッド９は認識ユニット６の上方
へ移動し、ノズル１０の下端部に真空吸着された電子部
品の位置を認識する。次に移載ヘッド９は基板３の所定
座標の上方へ移動し、そこでノズル１０が再度上下動作
を行うことにより、電子部品を基板３に搭載する。
【００２１】移載ヘッド９のノズル１０は、電子部品の
品種に応じて交換する必要がある。そこで次に、図４〜
図８を参照して、ノズル１０の交換方法を説明する。ま
ず、図４〜図６を参照して、使用済みのノズル１０をホ
ルダ１１の孔部１２に挿入して回収する方法を説明す
る。まず図４（ａ）に示すように、移載ヘッド９に保持
されたノズル１０をホルダ１１の空の孔部１２の上方へ
移動させる。次にモータ３１を正駆動することにより、
ノズル１０を下降させる。するとノズル１０の下端部は
光路Ｌを遮光し始めるので、この遮光開始高さＺ１を検
出し、制御部３４に記憶する（図５のＳ１）。なおこの
とき、図２に示すシリンダ１６のロッド１７は突出し、
係止部材１５はノズル１０の孔部１２への挿入の障害に
ならないように、側方へ退去している。図４（ｂ）は、
ノズル１０の孔部１２への挿入が完了した状態を示して
いる。
【００２２】次に図２に示すシリンダ１６のロッド１７
を引き込ませることにより、係止部材１５の上辺１５ａ
をノズル１０のつば部１８上に位置させる。次にモータ
３１を逆方向へ駆動してブロック３３を上昇させると、
ノズル１０のつば部１８は上辺１５ａで押え付けられて
いるため、ノズル１０はノズル装着部１９から強制的に
切り離されて、ホルダ１１に回収される。
【００２３】モータ３１をさらに逆駆動してノズル装着
部１９を上昇させると、ノズル装着部１９による光路Ｌ
の遮光状態は解除される（図４（ｃ）参照）。そこで、
この遮光解除高さＺ２を求め、制御部３４の記憶部に記
憶する（図５のＳ２）。次に制御部３４はこの２つの高
さの差Ｈ１＝Ｚ２−Ｚ１を演算し（Ｓ３）、演算結果の
差Ｈ１を予め記憶部に登録された設定値と比較する。そ
して、Ｈ１が設定値と等しいか、あるいは許容誤差範囲
内であれば、ＯＫ（ノズル１０の回収成功）であり、図
７および図８に示すノズルの装着動作へ移行する。
【００２４】ここで、図６に示すように、ノズル１０が
正しい姿勢でホルダ１１に回収されずに、ホルダ１１か
ら浮き上っている場合は、いつまでも遮光解除されず、
Ｚ２は０となるので、Ｈ１は設定値と大きく狂うことと
なり、ＮＧ（ノズル１０の回収失敗）と判定される。こ
の場合には、ブザーなどによりオペレータにその旨報知
する。このように本装置は、ホルダ１１に回収されたノ
ズル１０の姿勢の良否判定手段にも適用できる。
【００２５】次に図７および図８を参照して、ノズルの
装着動作を説明する。図４〜図６に示す動作により、使
用済のノズル１０をホルダ１１に戻した移載ヘッド９
は、所望のノズル１０の上方へ移動する（図７の（ａ）
参照）。次にモータ３１が駆動してノズル装着部１９は
下降し、光路Ｌを遮光する（図７（ｂ））この遮光開始
高さＺ１１を記憶部に記憶する（図８のＳ１１）。
【００２６】さらにノズル装着部１９を下降させること
により、ノズル装着部１９をノズル１０の上端部の被装
着部１０ａに装着する（図７（ｃ））。次にノズル装着
部１９を上昇させ、ノズル１０が遮光を解除する遮光解
除高さＺ１２を検出し（図８のＳ１２）、その差Ｈ２＝
Ｚ１２−Ｚ１１を演算する（図８のＳ１３）。次にこの
差Ｈ２を記憶部に記憶された設定値と比較し（図８のＳ
１４）、ＮＧ，ＯＫを判定する。この場合、ノズル１０
のピックアップに失敗して、ノズル１０がホルダ１１に
残っている場合は、Ｚ１２はＺ１１と等しくなり、ＮＧ
と判定できる。以上のようにして新たなノズル１０をノ
ズル装着部１９に装着したならば、上述した電子部品の
実装作業を再開する。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、１個の発光素子と１個
の受光素子により、ノズルストッカに収納されたすべて
のノズルの姿勢の良否を検出できる。また遮光・遮光解
除開始高さを検出することにより、ノズルの回収やノズ
ル装着部への装着の適否を的確に判定できる。さらに
は、ホルダに設けられた発光素子と受光素子を、ホルダ
に収納されたノズルの姿勢の良否判定手段だけでなく、
ノズル交換の成功・失敗の判断手段として兼用できるの
で、構造がきわめて簡単なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜
視図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置に備
えられたノズルストッカの斜視図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の移
載ヘッドとノズルストッカの構成図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のノ
ズル回収のプロセス図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のノ
ズル回収のフローチャート
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のノ
ズルストッカの部分断面図
【図７】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のノ
ズル装着のプロセス図
【図８】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のノ
ズル装着のフローチャート
【符号の説明】
２ ガイドレール ３ 基板 ４ パーツフィーダ ５ ノズルストッカ ９ 移載ヘッド １０ ノズル １１ ホルダ １２ 孔部 １９ ノズル装着部 ２３ 発光素子 ２４ 受光素子
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−104596（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−79094（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−183694（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−140796（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05K 13/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板の位置決め部と、パーツフィーダに備
    えられた電子部品をノズルに真空吸着して前記位置決め
    部に位置決めされた基板に移送搭載する移載ヘッドと、
    この移載ヘッドの移動路に設けられて移載ヘッドのノズ
    ル装着部に着脱自在に装着されるノズルをストックする
    ノズルストッカとを備えた電子部品実装装置であって、
    前記ノズルストッカが、ノズルを一列に保持するホルダ
    と、このホルダの両側部に設けられてその光路が前記一
    列のノズルの上方を通る発光素子および受光素子から成
    る検出手段とを備えたことを特徴とする電子部品実装装
    置。
  2. 【請求項２】移載ヘッドのノズル装着部に保持されたノ
    ズルをノズルストッカの上方へ移動させる工程と、ノズ
    ルを下降させてノズルストッカに挿入し、その際、ノズ
    ルの下端部がノズルストッカの上方の光路を遮光する遮
    光開始高さを検出手段で検出する工程と、次いでノズル
    装着部をノズルから切り離して上昇させ、その際、ノズ
    ル装着部が光路の遮光を解除する遮光解除高さを前記検
    出手段で検出する工程と、前記２つの高さの差を制御部
    により演算してこの高さの差からノズルがノズルストッ
    カに正しく回収されたか否かを判定する工程と、を含む
    ことを特徴とする電子部品実装装置におけるノズル交換
    方法。
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