JP3312970B2 - 実装機の部品位置決め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、装着用ヘッドによりＩ
Ｃ等の小片状のチップ部品を吸着してプリント基板上の
所定位置に装着するように構成された実装機において、
特に、装着用ヘッドによる所定の吸着位置に、チップ部
品を供給して位置決めする実装機の部品位置決め装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、吸着ノズルを備えた移動可能な装
着用ヘッドにより、ＩＣ等の電子部品のような小片状の
チップ部品を部品供給部から吸着して、位置決めされて
いるプリント基板上に移送し、プリント基板の所定の位
置に装着するようにした実装機が一般に知られている。

【０００３】このような実装機は、通常、基台上で上記
装着用ヘッドがＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能にされ
るとともに、吸着ノズルが昇降かつ回転可能にされ、各
方向の移動のための駆動機構が設けられ、これらの駆動
機構及び吸着ノズルに対する負圧供給手段が制御部によ
って制御されることにより、チップ部品の吸、装着動作
が自動的に行われるようになっている。

【０００４】このような実装機においては、部品供給部
に供給されるチップ部品の位置にバラツキがあるため、
チップ部品を吸着したときの部品の位置にもある程度の
バラツキが生じており、部品の吸着位置ズレに応じてチ
ップ部品の装着位置を補正することが要求される。そこ
で、装着用ヘッドに位置調整用の爪部材等の吸着ズレ補
正部材を設け、この爪部材の開閉により、吸着されたチ
ップ部品の吸着ノズルに対する吸着位置ズレを補正する
ような実装機が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、装着用ヘッ
ドにチップ部品の吸着ズレを補正する爪部材を設けたよ
うな上記の実装機では、その実装精度を確保する上で好
適ではあるが、爪部材を設けたために装着用ヘッドの重
量が増大し、これにより実装動作の高速化が阻害される
という弊害を招いている。そこで、高速かつ高精度な実
装動作が要求される実装機では、大容量のモータを搭載
することで装着用ヘッドの高速動作を確保し、これによ
って高速かつ高精度な実装動作を実現している。

【０００６】ところが、このような実装機では、いきお
いその大型化、高価格化、装着ヘッド構造の複雑化を招
いており、メンテナンスフリーや低価格化といった市場
要求に対応できないという新たな課題が生じている。

【０００７】そこで、実装機においては、装着用ヘッド
に爪部材等の吸着ズレ補正部材を設けることなくチップ
部品の吸着精度を確保し、これによって装着用ヘッドの
簡素化を図り上記のような課題を解決することが考えら
れる。

【０００８】本発明は、上記問題に鑑み、部品供給部側
におけるチップ部品供給時の位置決め精度の向上を図る
ことで、装着用ヘッドの吸着ズレ補正部材を不要とする
ことができる実装機の部品位置決め装置を提供すること
を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、部品収納部か
ら送出されたチップ部品を、部品供給部上の装着用ヘッ
ドによる所定の吸着位置に供給して位置決めする装置で
あって、上記部品供給部に、上記部品収納部から送出さ
れたチップ部品をその下面から吸着する位置決め用部材
と、チップ部品を当接させることによりチップ部品を上
記所定の吸着位置に位置決めする位置決め部分とを備
え、上記位置決め用部材が、チップ部品を上記位置決め
部分に当接する方向に移動可能に装備されたものであ
る。

【００１０】

【作用】本発明によれば、チップ部品の実装動作が開始
されると、部品収納部から部品供給部上へとチップ部品
が送出される。そして、部品供給部上へと送出されたチ
ップ部品は、その下面側から位置決め用部材により吸着
され、さらにこの位置決め用部材がチップ部品を吸着し
たまま移動されることにより、チップ部品が位置決め部
分に当接される。これによってチップ部品は、部品供給
部上で、装着用ヘッドによる所定の吸着位置に供給され
位置決めされることになる。

【００１１】

【実施例】本発明の部品位置決め装置が適用される部品
供給装置を具備するチップ部品実装機について図面を用
いて説明する。図１及び図２はチップ部品実装機の構造
を概略的に示している。同図に示すように、チップ部品
実装機（以下、実装機と略する）の基台１上には、プリ
ント基板搬送用のコンベア２が配置され、プリント基板
３がこのコンベア２上を搬送されて所定の装着作業位置
で停止されるようになっている。

【００１２】上記コンベア２の側方には、部品供給装置
４が配置されており、プリント基板３に装着するべきＩ
Ｃ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品
がこの部品供給装置４に収納されるとともに、所定のタ
イミングで送出されるようになっている。

【００１３】この部品供給装置４は、複数種のチップ部
品を収納する部品収納部４ａと、この部品収納部４ａの
チップ部品が送出される部品供給部４ｂとから構成され
ている。部品供給部４ｂには、上記コンベア２に向かっ
て延びる複数の部品供給路４ｃが並設されており、実装
時には、この部品供給路４ｃに沿ってチップ部品が供給
されるようになっている。

【００１４】上記部品収納部４ａには、複数のチップ部
品が種別に積層状態で収納されており、例えば、図外の
エア噴射装置からのエア圧により、最下側のチップ部品
から順に上記部品供給路４ｃに送出され、この部品供給
路４ｃの先端部分まで押しだされるようになっている。

【００１５】上記部品供給路４ｃは、中空状の箱型をな
し、その先端部２５（図１では、コンベア２側の端部）
の部分のみ、その上方が開口されている。すなわち、実
装時には、上記部品収納部４ａから部品供給路４ｃに沿
って先端部２５に送出されたチップ部品がこの開口部を
介して後述のヘッドユニット５に吸着されてピックアッ
プされるようになっている。

【００１６】また、上記基台１の上方には、部品装着用
のヘッドユニット５（装着用ヘッド）が装備されてい
る。このヘッドユニット５は、Ｘ軸方向（コンベア２の
方向）及びＹ軸方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）
に移動可能になっている。

【００１７】すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向に
延びる一対の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９によ
り回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固
定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置され
て、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上
記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材
１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１３と、Ｘ軸サ
ーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸１４とが
配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット５が移
動可能に保持され、このヘッドユニット５に設けられた
ナット部分（図示せず）が上記ボールねじ軸１４に螺合
している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動によりボ
ールねじ軸８が回転して上記支持部材１１がＹ軸方向に
移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動により
ボールねじ軸１４が回転して、ヘッドユニット５が支持
部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになってい
る。

【００１８】上記ヘッドユニット５には、チップ部品吸
着用の吸着ノズル２０が設けられている。この吸着ノズ
ル２０はヘッドユニット５のフレームに対して昇降（Ｚ
軸方向の移動）及びノズル中心軸（Ｒ軸）回りの回転が
可能とされ、Ｚ軸サーボモータ１７及びＲ軸サーボモー
タ１８により作動されるようになっている。 また、上
記吸着ノズル２０には、図外の負圧供給手段がバルブ等
を介して接続されており、部品吸着用の負圧が必要時に
吸着ノズル２０に供給されることで、上記部品供給装置
４からチップ部品を吸着するようにされている。

【００１９】図３及び図４は、部品供給部先端側の構造
を示し、これらの図において、上記部品供給路４ｃの先
端部２５には、同図に示すように、その下方に、ノズル
部材２６と、これを移動させるための移動機構が配設さ
れている。このノズル部材２６は、その先端部が、部品
供給路４ｃの底面部に形成された長孔２７内に突入して
いる。より詳細には、図３に示すように、部品供給路４
ｃの先端部２５における片側（図３では左側）のコーナ
部Ｒから部品収納部４ａ側に向かって斜め方向（図３で
は斜め右上方向）に長孔２７が穿設され、この長孔２７
内に上記ノズル部材２６が突入している。また、ノズル
部材２６の下端部には、支持ブラケット２８が取付けら
れ、この支持ブラケット２８が上記部品供給部４ｂ内の
底面部に固設されたレール部材２９に移動可能に装着さ
れている。このレール部材２９は、上記長孔２７と同一
方向に延びており、従って、支持ブラケット２８がこの
レール部材２９に沿ってい移動されることにより、ノズ
ル部材２６の先端部が上記長孔２７に沿って移動するよ
うにされている。

【００２０】上記ノズル部材２６には、図外の負圧供給
手段がバルブ等を介して接続されており、部品吸着用の
負圧が必要時にノズル部材２６に供給され、後述の実装
動作の際には、部品供給路４ｃの先端部２５に送出され
たチップ部品が、このノズル部材２６によりその下面側
から吸着されるようになってる。

【００２１】上記ノズル部材２６を移動させる機構とし
ては、詳しく図示していないが図４に示すように、部品
供給部４ｂ内部のフレームに突設された支持軸３３にＶ
字状のアーム３２が揺動自在に装着され、その片側端部
（図４では上側端部）が、部品供給部４ｂ上面の穿孔部
３１に挿通されたプッシュロッド３０の下端部に揺動自
在に装着されるとともに、他側端部（図４では下側端
部）が上記支持ブラケット２８に形成された支持板３４
に揺動自在に装着されている。より具体的には、上記プ
ッシュロッド３０の下端部には溝部が形成され、この溝
部に軸体３６が設けられており、上記アーム３２の片側
端部に設けられた長孔３５が、この軸体３６に挿通され
ている。一方、上記支持ブラケット２８の支持板３４に
は、垂直方向の長孔３７が穿設されており、アーム３２
の他側端部に突設されたピン部材３８がこの長孔３７に
挿通されている。

【００２２】また、上記プッシュロッド３０は、図外の
スプリング等の付勢手段により、通常状態では上方に付
勢された状態、すなわち図４の実線に示すように部品供
給路４ｃの側方（図３では右側方）に突出した状態とさ
れている。

【００２３】一方、上記のヘッドユニット５における吸
着ノズル２０の側方には、図示を省略しているが、この
吸着ノズル２０と一体的に昇降される押圧部材が設けら
れている。そして、後に詳述するチップ部品の実装の際
には、このプッシュロッド３０が上記押圧部材により下
方に押し下げられることにより、上記アーム３２が支持
軸３３を支点として揺動されて、ノズル部材２６が上記
レール部材２９に沿って図４の一点鎖線に示す位置に移
動される一方、上記プッシュロッド３０を押し下げる力
が除去されると、プッシュロッド３０を上方に付勢する
付勢力により、ノズル部材２６が図４の実線に示す位置
にリセットされるようになっている。

【００２４】以上のように構成された上記の実装機にお
いて、プリント基板３にチップ部品を実装する際には、
先ず、ヘッドユニット５がＸ軸及びＹ軸方向に移動され
て、実装するべきチップ部品の供給位置、すなわち部品
供給装置４における部品供給路４ｃの先端部２５に上記
吸着ノズル２０が位置決めされる。そして、吸着ノズル
２０により所定のチップ部品が吸着され、チップ部品が
部品供給装置４からピックアップされると、ヘッドユニ
ット５がＸ軸及びＹ軸方向に移動され、これによってチ
ップ部品がプリント基板３上の所定の実装位置上方に配
置される。その後、吸着ノズル２０が回転、下降されつ
つチップ部品がプリント基板３上に載置される一方で、
吸着ノズル２０に対する負圧の供給が遮断され、これに
よってチップ部品がプリント基板３上に実装されるよう
になっている。

【００２５】ところで、上記実装機においては、吸着ノ
ズル２０により部品供給装置４から所定のチップ部品を
吸着する際の、チップ部品の位置決め精度が極めて高精
度で行われるようになっている。これについてより詳細
に説明すると、部品収納部４ａから送出されるチップ部
品は、図５に示すように、部品供給路４ｃ内で列を成し
て順次、部品供給路４ｃの先端部部２５に向かって押し
出され、部品供給路４ｃの先端部２５に達したチップ部
品は部品供給路４ｃの先端壁部に当接された状態で待機
されている。ところが、実装動作が開始され、上記ヘッ
ドユニット５がチップ部品を吸着するべく部品供給路４
ｃの先端部上方に位置決めされて吸着ノズル２０が下降
されると、吸着ノズル２０に設けられた押圧部材が、吸
着ノズル２０と一体に下降されて上記プッシュロッド３
０を下方に押し下げることになる。このようにプッシュ
ロッド３０が押し下げられると、上述の通り、これに応
じてノズル部材２６が長孔２７に沿って部品供給路４ｃ
の上記コーナー部Ｒに向かって移動されるとともに、こ
れに同期したタイミングで上記ノズル部材２６への負圧
の供給が開始される。つまり、同図の一点鎖線に示すよ
うに、部品供給路４ｃの先端部２５にあるチップ部品Ｐ
が、ノズル部材２６に吸着された状態で、このノズル部
材２６と一体にコーナー部Ｒに向かって移動され、チッ
プ部品Ｐが部品供給路４ｃのコーナー部Ｒに当接される
ことにより、その位置決めがなされる。そして、チップ
部品Ｐを吸着するべく上記吸着ノズル２０への負圧供給
が開始されると、これに同期したタイミングで上記ノズ
ル部材２６への負圧供給が遮断され、チップ部品Ｐが吸
着ノズル２０に吸着されてピックアップされるととも
に、吸着ノズル２０の上昇に伴い、上記プッシュロッド
３０が上昇し、これによってノズル部材２６がリセット
されることになる。

【００２６】このように、上記実装機においては、吸着
ノズル２０により吸着するべきチップ部品が、部品供給
路４ｃの先端部２５において、そのコーナー部Ｒに当接
されることで、その位置決めが確実に行われるので、例
えば、吸着ノズル２０が、上記のように部品供給路４ｃ
のコーナー部Ｒに位置決めされたチップ部品の中心を吸
着するように設定しておけば、吸着ノズル２０が適正に
作動される限り、チップ部品が吸着ノズル２０に対して
ずれて吸着されることがなく、従って、従来のようにヘ
ッドユニットに爪部材等の吸着ズレ補正部材を設けるこ
となく、極めて精度の高い実装動作を実現することがで
きる。

【００２７】また、上述のように爪部材等の吸着ズレ補
正部材を設ける必要がないので、ヘッドユニット５の軽
量化を図ることができ、それ故に、大容量のモータ等を
搭載することなくヘッドユニット５を高速で作動させる
ことができる。さらに、これによって実装機の大型化、
ヘッドユニット構造の複雑化、あるいは高価格化を好適
に回避するすることが可能となり、メンテナンスフリ
ー、あるいは低価格化等の市場要求にも応じることが可
能となる。

【００２８】なお、上記実施例は、本発明に係る部品供
給装置が適用された実装機の一実施例であり、その構成
は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であ
る。例えば、上記部品供給装置４において、ノズル部材
２６は、吸着ノズル２０に設けられた押圧部材がプッシ
ュロッド３０を押し下げることにより機械的に移動され
るようになっているが、勿論、モータ等の駆動手段によ
り電気的に移動されるように構成しても構わない。ま
た、上記実施例では、方形状のチップ部品を部品供給路
４ｃ先端のコーナー部Ｒに当接させることにより、チッ
プ部品の位置決めを行うようにしているが、これ例外に
も、例えば位置決め用の突部を部品供給路４ｃ内に突出
形成し、これにチップ部品を当接させることにより、チ
ップ部品の位置決めを行う等、チップ部品を当接させる
部分の配置、あるいは形状等は、チップ部品の形状や吸
着ノズルによるチップ部品の吸着位置等に応じて適宜設
定するようにすればよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、部品供
給部上へと送出されたチップ部品を、その下面側から位
置決め用部材により吸着し、さらにこの位置決め用部材
を移動することにより、チップ部品を位置決め部分に当
接し、これによってチップ部品を、部品供給部上で、装
着用ヘッドによる所定の吸着位置に位置決めするように
したので、部品供給部側におけるチップ部品供給時の位
置決め精度の向上を図ることができ、これによって装着
用ヘッドの吸着ズレ補正部材等を不要とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の部品位置決め装置が適用される実装機
を示す平面図である。

【図２】本発明の部品位置決め装置が適用される実装機
を示す正面図である。

【図３】部品供給路先端部を示す平面図である。

【図４】部品供給路先端部を示す断面略図である。

【図５】部品供給装置におけるチップ部品の位置決め動
作を示す略図である。

【符号の説明】

４ 部品供給装置 ４ａ 部品収納部 ４ｂ 部品供給部 ４ｃ 部品供給路 ２５ 先端部 ２６ ノズル部材 ２７ 長孔 Ｒ コーナー部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品収納部から送出されたチップ部品
   を、部品供給部上の装着用ヘッドによる所定の吸着位置
   に供給して位置決めする装置であって、上記部品供給部
   に、上記部品収納部から送出されたチップ部品をその下
   面から吸着する位置決め用部材と、チップ部品を当接さ
   せることによりチップ部品を上記所定の吸着位置に位置
   決めする位置決め部分とを備え、上記位置決め用部材
   が、チップ部品を上記位置決め部分に当接する方向に移
   動可能に装備されたことを特徴とする実装機の部品位置
   決め装置。