JPH0555797A - Head device for mounting electronic component - Google Patents
Head device for mounting electronic componentInfo
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- JPH0555797A JPH0555797A JP3242404A JP24240491A JPH0555797A JP H0555797 A JPH0555797 A JP H0555797A JP 3242404 A JP3242404 A JP 3242404A JP 24240491 A JP24240491 A JP 24240491A JP H0555797 A JPH0555797 A JP H0555797A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品をプリント基
板に搭載する電子部品搭載機に係り、特に平面実装方式
の電子部品搭載機に好敵な電子部品搭載用ヘッド装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic component mounting machine for mounting electronic components on a printed circuit board, and more particularly to an electronic component mounting head device suitable for a planar mounting type electronic component mounting machine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】周知のように、電子部品搭載機(以下、
マウンタという)は、例えばＹ軸方向に移動可能なＸ軸
ア−ム部と、このＸ軸ア−ム部に左右に移動可能に保持
された電子部品搭載用ヘッド部と、この電子部品搭載ヘ
ッド部に保持した電子部品吸着用のノズルとを備え、予
め設定してある所定のプログラムにより、トレイ部品供
給装置、或いはテ−プ部品供給装置から電子部品を吸着
し、プリント基板上の所定の位置に電子部品を順次搭載
して行くようになっているものであり、従って、このノ
ズルの位置決め精度が、その性能をはかる大きな尺度と
なっているものである。As is well known, electronic component mounting machines (hereinafter
The mounter is, for example, an X-axis arm portion movable in the Y-axis direction, an electronic component mounting head portion held by the X-axis arm portion so as to be movable left and right, and an electronic component mounting head. And a nozzle for adsorbing electronic components held in a unit, and adsorbs electronic components from a tray component supply device or a tape component supply device according to a predetermined program set in advance to a predetermined position on a printed circuit board. The electronic components are sequentially mounted on the nozzle. Therefore, the positioning accuracy of this nozzle is a major measure for its performance.
【０００３】ところで、近年、何事にも軽量小型化の要
求が強まり、それにに伴い電子部品も軽量小型化が進
み、パッケ−ジは小型で薄型化され、リ−ドピッチも極
小化の一途をたどっている。By the way, in recent years, there has been an increasing demand for lightweight and miniaturization, and along with this, electronic components are also becoming lighter and more compact, the package is becoming smaller and thinner, and the lead pitch is also becoming extremely small. ing.
【０００４】そして、この結果、マウンタの位置決め精
度の、より一層の向上が必要になるが、このとき、リ−
ドピッチが０．５ｍｍで、リ−ド幅が０．２ｍｍの場
合、ノズル部の位置決め精度は０．０４ｍｍ程度が要求
されている。As a result, the mounting accuracy of the mounter needs to be further improved.
When the lead pitch is 0.5 mm and the lead width is 0.2 mm, the positioning accuracy of the nozzle portion is required to be about 0.04 mm.
【０００５】一方、マウンタの電子部品把持部材となる
ノズル部には、上下可動に保持されて位置決めする方式
のものもあるが、この場合でも、可動方向以外はリニア
ベアリング等を用いてヘッド部に拘束されている。従っ
て、マウンタ本体から加えられる様々な振動や、搭載ヘ
ッド部の移動による振動が、構造物を伝わってノズル部
に与えられ、共振してノズル部を振動させてしまうこと
になる。On the other hand, there is a type of nozzle that serves as an electronic component holding member of the mounter and is held so as to be vertically movable and positioned. In this case as well, a linear bearing or the like is used for the head portion except in the movable direction. Being detained. Therefore, various vibrations applied from the mounter main body and vibrations due to the movement of the mounting head section are transmitted to the nozzle section through the structure and resonate to vibrate the nozzle section.
【０００６】そこで、さらにリ−ドピッチが極小化さ
れ、例えば０．０２ｍｍ以下の位置決め精度が要求され
るようになってくると、マウンタの部品搭載タクトを維
持しながら、この位置決め精度を確保するためには、ノ
ズル部の微小振動を極力防止する必要がある。Therefore, when the lead pitch is further minimized and a positioning accuracy of, for example, 0.02 mm or less is required, the positioning accuracy is ensured while maintaining the mounting time of parts on the mounter. Therefore, it is necessary to prevent the minute vibration of the nozzle portion as much as possible.
【０００７】このため、従来のマウンタでは、ノズル部
の微小振動を避けるため、ノズル部はもちろん、ヘッド
部、直交ロボット部、さらにはマウンタ筐体部の剛性を
高めたり、或いは直交ロボットなどによる可動部の加減
速を緩やかにして、ノズル部が振動しないようにしてい
た。なお、この種の装置として、関連するものとして
は、例えば特開昭６０−１９００号公報に記載のものを
挙げることができる。Therefore, in the conventional mounter, in order to avoid minute vibration of the nozzle part, the rigidity of the head part, the orthogonal robot part, and the mounter housing part as well as the nozzle part is increased, or the movable part is moved by the orthogonal robot. The acceleration and deceleration of the nozzle section was made gentle so that the nozzle section would not vibrate. As a device related to this type, for example, a device described in JP-A-60-1900 can be cited.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、各部
の剛性を高めなければならないことによるマウンタ重量
や形状の増加、或いはマウンタ可動部の加減速を緩やか
にしなければならないことによる部品搭載タクトの低下
について配慮がされておらず、位置決め精度の保持と、
マウンタの小型軽量化との両立、或いは高いマウンタ部
品搭載タクトの維持との両立の点で問題があった。SUMMARY OF THE INVENTION In the above-mentioned prior art, the weight and shape of the mounter must be increased by increasing the rigidity of each part, or the acceleration and deceleration of the movable part of the mounter must be moderated. There is no consideration for deterioration, and the positioning accuracy is maintained,
There is a problem in that it is compatible with reduction in size and weight of the mounter, and maintenance of high tact with mounted mounter parts.
【０００９】本発明の目的は、位置決め精度を充分に保
持しながら、軽量小型化及び高いマウンタ部品搭載タク
トの維持が可能な電子部品搭載用ヘッド装置を提供する
ことにある。An object of the present invention is to provide an electronic component mounting head device capable of reducing the weight and size and maintaining a high mounter component mounting tact while sufficiently maintaining the positioning accuracy.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、電子部品搭載用ヘッド部に対する電子部品把持部材
の取付部にピエゾ素子や形状記憶合金などからなる駆動
手段(アクチュエータ)を設けたものである。In order to achieve the above object, a driving means (actuator) made of a piezo element, a shape memory alloy, or the like is provided at a mounting portion of an electronic component holding member to an electronic component mounting head portion. is there.
【００１１】[0011]
【作用】駆動手段は、所定の制御信号に応じて電子部品
把持部材を上記電子部品搭載ヘッド部の垂直軸と直交す
る平面内で該垂直軸から微小変位させ、電子部品把持部
材の振動を打ち消すように働かせることができる。The driving means slightly displaces the electronic component gripping member from the vertical axis within a plane orthogonal to the vertical axis of the electronic component mounting head portion in response to a predetermined control signal to cancel the vibration of the electronic component gripping member. Can be made to work.
【００１２】従って、各部の剛性を高めたり、加減速を
緩やかにすることなく充分に位置決め精度を保持するこ
とができる。Therefore, the positioning accuracy can be sufficiently maintained without increasing the rigidity of each part and gradual acceleration / deceleration.
【００１３】[0013]
【実施例】位置本発明による電子部品搭載用ヘッド装置
について、図示の実施例により詳細に説明する。図２
は、本発明による電子部品搭載用ヘッド装置を備えたマ
ウンタの一実施例を示したもので、このマウンタは、マ
ウンタベース部１９を有し、これにＸ軸ア−ム部２０を
前後に動かすＹ軸駆動モ−タ２２、２３と、ヘッド部２
４を左右に動かすＸ軸駆動モ−タ２１、それにセンタ−
シャフト２６を床に対して垂直な軸の回りに回転させる
θ軸駆動モ−タ(図には現われていない)とを設けた、３
自由度を持つ直交ロボット方式のもので、プリント基板
２８は基板搬送レ−ル２９上を搬送され、所定の位置に
位置決めされるようになっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Position The head device for mounting electronic parts according to the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiment. Figure 2
Shows an embodiment of a mounter equipped with an electronic component mounting head device according to the present invention. This mounter has a mounter base portion 19 on which an X-axis arm portion 20 is moved back and forth. Y-axis drive motors 22 and 23 and head unit 2
X-axis drive motor 21 that moves 4 to the left and right, and center
And a θ-axis drive motor (not shown) for rotating the shaft 26 around an axis perpendicular to the floor.
This is an orthogonal robot system having a degree of freedom, and the printed board 28 is carried on a board carrying rail 29 and positioned at a predetermined position.
【００１４】搭載ヘッド部２４は上下に移動可能なセン
タ−シャフト１と、吸着ノズル３を備え、予め設定して
ある所定のプログラムにより動作し、トレイ部品供給装
置３１、或いはテ−プ部品供給装置３２から電子部品６
を吸着し、基板認識カメラ２５と部品認識カメラ３０を
用いて位置補正を行ない、プリント基板２８上の所定の
位置に電子部品３３を順次搭載して行くようになってい
る。The mounting head portion 24 is provided with a vertically movable center shaft 1 and a suction nozzle 3, and operates according to a predetermined program that is set in advance, and the tray component supply device 31 or the tape component supply device. 32 to electronic component 6
Is picked up, the position is corrected by using the board recognition camera 25 and the part recognition camera 30, and the electronic parts 33 are sequentially mounted at predetermined positions on the printed board 28.
【００１５】ところで、この実施例では、電子部品搭載
ノズル３は、センタ−シャフト１の先端部に取り付けら
れてあり、搭載ヘッド部２４による位置決め時に振動が
発生しても、それが電子部品搭載ノズル３及び電子部品
６に伝えられないように構成してあり、以下、この構成
について、図１により説明する。By the way, in this embodiment, the electronic component mounting nozzle 3 is attached to the tip of the center shaft 1, and even if vibration occurs during positioning by the mounting head portion 24, it is not affected. 3 and the electronic component 6 are configured so as not to be transmitted, and this configuration will be described below with reference to FIG.
【００１６】図１から明らかなように、この実施例で
は、センターシャフト１の先端部１Ａが中空円筒状に作
られており、その中に吸着ノズル３が納められている
が、このとき、この吸着ノズル３のセンターシャフト１
に対する取付部材として、図示にように電歪素子からな
るピエゾアクチュエータ７が用いられている。ここで、
２は保護用のケース、４はホースの継手、５は吸着用真
空ポンプに連接されたホース、８は変位検出用のピエソ
センサ、そして９はピエゾアクチュエータ７とピエゾセ
ンサ８に対するリード線である。As is apparent from FIG. 1, in this embodiment, the tip end portion 1A of the center shaft 1 is formed in a hollow cylindrical shape, and the suction nozzle 3 is housed therein. Center shaft 1 of suction nozzle 3
As a mounting member for the, a piezo actuator 7 made of an electrostrictive element is used as shown in the figure. here,
Reference numeral 2 is a protective case, 4 is a hose joint, 5 is a hose connected to a suction vacuum pump, 8 is a piezo sensor for displacement detection, and 9 is a lead wire for the piezo actuator 7 and the piezo sensor 8.
【００１７】ピエゾアクチュエータ７は、図１では明瞭
ではないが、センターシャフト１の中心線Ｃ−Ｃに対し
て放射状をなす位置に、少なくとも２個(この場合は互
いに直角をなして)、設けられており、これにより、ピ
エゾアクチュエータ７に所定の制御信号を供給すること
により、吸着用ノズル３を、矢印Ａで示すように、中心
線Ｃ−Ｃと直交する平面内の任意の方向に、この中心線
Ｃ−Ｃから微小変位させることができるようになってい
る。Although not clearly shown in FIG. 1, at least two piezoelectric actuators 7 (in this case, forming a right angle with each other) are provided at positions radially with respect to the center line CC of the center shaft 1. Accordingly, by supplying a predetermined control signal to the piezo actuator 7, the suction nozzle 3 can be moved in any direction within a plane orthogonal to the center line C-C as indicated by an arrow A. It can be slightly displaced from the center line C-C.
【００１８】さらに詳しく説明すると、吸着ノズル３は
ピエゾアクチュエータ７とピエゾセンサ８を介してセン
タ−シャフト先端部１Ａ内に固定されている。マウンタ
本体部１９、或いは搭載ヘッド部２４から加えられた振
動はセンタ−シャフト１を加振し、吸着ノズル３を振動
させることになる。このとき、センタ−シャフト１と吸
着ノズル３の間のバネ効果により相対変位が発生し、結
果としてピエゾセンサ８に圧縮力と引張力が働く。More specifically, the suction nozzle 3 is fixed in the center shaft tip portion 1A via a piezo actuator 7 and a piezo sensor 8. The vibration applied from the mounter body 19 or the mounting head 24 vibrates the center shaft 1 and vibrates the suction nozzle 3. At this time, a relative displacement occurs due to the spring effect between the center shaft 1 and the suction nozzle 3, and as a result, the piezo sensor 8 is subjected to compressive force and tensile force.
【００１９】このピエゾ素子８は薄い膜状に作られ、膜
の両側の電位差と力が線形関係になるという特性を備え
ている。そこで、この電位差を計測し、予め決められた
アルゴリズムにしたがい、吸着ノズル３の振動が打ち消
されるようにピエゾアクチュエータ７に制御電圧をか
け、吸着ノズル３を矢印Ａに示すように左右に動かす。
ここで、上記したように、紙面と垂直方向に同一のピエ
ゾアクチュエータ７が配置してある。ピエゾアクチュエ
ータ７はピエゾセンサ８に比して厚みのある細長い形状
をしており、微小変位を与えるアクチュエ−タとして働
く。The piezo element 8 is formed in a thin film shape and has a characteristic that the potential difference and the force on both sides of the film have a linear relationship. Therefore, this potential difference is measured, and according to a predetermined algorithm, a control voltage is applied to the piezo actuator 7 so as to cancel the vibration of the suction nozzle 3, and the suction nozzle 3 is moved left and right as indicated by arrow A.
Here, as described above, the same piezoelectric actuator 7 is arranged in the direction perpendicular to the paper surface. The piezo actuator 7 has an elongated shape that is thicker than the piezo sensor 8, and acts as an actuator that gives a minute displacement.
【００２０】次に、この実施例の動作について説明す
る。電子部品６はホ−ス５、継ぎ手４を介して吸着ノズ
ル３にもたらされている負圧により、この吸着ノズル３
に吸着され、電子部品搭載用ヘッド２４の移動により所
定の位置に運ばれ、プリント基板２８に位置決めされる
が、このとき、振動が発生する。Next, the operation of this embodiment will be described. The electronic component 6 is sucked by the suction nozzle 3 by the negative pressure applied to the suction nozzle 3 through the hose 5 and the joint 4.
The electronic component mounting head 24 is moved to a predetermined position by the movement of the electronic component mounting head 24 and is positioned on the printed board 28. At this time, vibration is generated.
【００２１】そして、この搭載ヘッド部２４の位置決め
時に発生する振動はセンタ−シャフトを振動させ、さら
にピエゾアクチュエータ７、ピエゾセンサ８を介して吸
着ノズル３に伝えられ、それを振動させる。このとき、
ピエゾセンサ８は、センタ−シャフト１と吸着ノズル３
の変位の差を計るセンサとして働き、この変位を表す信
号を発生する。そして、この信号に応じてピエゾアクチ
ュエータ７が制御され、この結果、このピエゾアクチュ
エータ７は、搭載ヘッド部２４に対する吸着ノズル３の
位置が一定になるように、すなわち振動を吸収するよう
に伸縮動作するアクチュエ−タとして働く。The vibration generated at the time of positioning the mounting head portion 24 vibrates the center shaft and is further transmitted to the suction nozzle 3 via the piezo actuator 7 and the piezo sensor 8 to oscillate it. At this time,
The piezo sensor 8 includes a center shaft 1 and a suction nozzle 3.
It acts as a sensor that measures the difference in displacement of the, and generates a signal representing this displacement. Then, the piezo actuator 7 is controlled according to this signal, and as a result, the piezo actuator 7 expands and contracts so that the position of the suction nozzle 3 with respect to the mounting head portion 24 becomes constant, that is, absorbs vibration. Work as an actuator.
【００２２】そこで、以下、この実施例におけるピエゾ
アクチュエータ７の制御方法について、以下に説明す
る。図３は、吸着ノズル３を含むセンタ−シャフト１の
力学的モデル図で、図示のように、搭載ヘッド部２４を
基準にすると、センタ−シャフト１と吸着ノズル３はそ
れぞれ慣性要素Ｍ、ｍとして働き、これらの支持要素と
してバネ要素Ｋ1 、Ｋ2 を考えることができる。そし
て、ピエゾアクチュエータ７により発生させることがで
きる変位をＸP とする。なお、ピエゾセンサ８は、他の
要素に比して質量が小さいので、無視してある。Therefore, the control method of the piezo actuator 7 in this embodiment will be described below. FIG. 3 is a mechanical model diagram of the center shaft 1 including the suction nozzle 3. As shown, when the mounting head portion 24 is used as a reference, the center shaft 1 and the suction nozzle 3 are inertia elements M and m, respectively. Working, spring elements K 1 , K 2 can be considered as these supporting elements. The displacement that can be generated by the piezo actuator 7 is X P. Since the piezo sensor 8 has a smaller mass than other elements, it is ignored.
【００２３】搭載ヘッド部２４からの加速度は慣性力Ｆ
となって１４に働き、この力Ｆによって変位Ｘ1 、Ｘ3
が変化するが、このうち、変位Ｘ3 の変化はピエゾセン
サ７の電圧変化として検出できる。そこで、これを用い
て変位Ｘ1 を推定演算し、全体の変位Ｘ2 が一定の値を
保つように、つまり変位Ｘ1 、Ｘ3 の変化が打ち消され
るようにピエゾアクチュエータ７の駆動電圧を制御し、
変位ＸP の大きさを制御してやる。これにより、センタ
−シャフト１が振動状態になっても、吸着ノズル３は静
止状態、或いは振動が抑制されることになる。The acceleration from the mounting head unit 24 is the inertial force F.
Acting as 14 and this force F causes displacements X 1 and X 3
, Of which the change in displacement X 3 can be detected as a voltage change in the piezo sensor 7. Therefore, the displacement X 1 is estimated and calculated using this, and the drive voltage of the piezo actuator 7 is controlled so that the overall displacement X 2 maintains a constant value, that is, the changes in the displacements X 1 and X 3 are canceled. Then
Control the magnitude of displacement X P. As a result, even if the center shaft 1 is in a vibrating state, the suction nozzle 3 is in a stationary state or vibration is suppressed.
【００２４】ここで、図３のモデル図における吸着ノズ
ル系の状態方程式を示すと、次のようになる。Here, the state equation of the suction nozzle system in the model diagram of FIG. 3 is as follows.
【００２５】 ｄx(t)／ｄt＝Ａ・ｘ(t)＋Ｂ・ｕ(t)…… ……(1) ｙ(t)＝Ｃ・ｘ(t)…… ……(2) ここで、 ｘ(t)＝（Ｘ1，Ｘ2，ｄＸ1／ｄｔ，ｄＸ2／ｄｔ） ｙ(t)＝（Ｘ3）Dx (t) / dt = A · x (t) + B · u (t) …… (1) y (t) = C · x (t) …… (2) where x (t) = (X 1 , X 2 , dX 1 / dt, dX 2 / dt) y (t) = (X 3 )
【００２６】[0026]
【数１】 [Equation 1]
【００２７】Ｃ＝(１，−１，０，０)t ｕ(t)＝(ＸP） として表す。また、位置決め時の振動は外乱として ｆ(t)＝（０，０，Ｆ，０） の形で与えられる。It is expressed as C = (1, -1,0,0) t u (t) = (X P ). The vibration during positioning is given as a disturbance in the form of f (t) = (0,0, F, 0).
【００２８】しかして、状態量ｘ(t)は直接観測できな
い量である。そこで、この実施例では、この状態量ｘ
(t)を、上記した数式モデルより算出する推定演算装置
を設け、ピエゾセンサ８により検出することができるデ
ータｙ(t)と、ピエゾアクチュエータ７に供給する制御
信号から与えられるデータｕ(t)から、状態量ｘ(t)を演
算し、結果としてピエゾアクチュエータ７に供給すべき
制御信号を決定するのである。However, the state quantity x (t) is an amount that cannot be directly observed. Therefore, in this embodiment, this state quantity x
An estimation arithmetic unit for calculating (t) from the mathematical model described above is provided, and data y (t) that can be detected by the piezo sensor 8 and data u (t) given from the control signal supplied to the piezo actuator 7 are used. , The state quantity x (t) is calculated, and as a result, the control signal to be supplied to the piezo actuator 7 is determined.
【００２９】従って、この実施例によれば、ピエゾアク
チュエ−タ７とピエゾセンサ８とを用いて搭載ヘッド部
２４から与えられる吸着ノズル３の振動成分を打ち消す
ことができるので、たとえ搭載ヘッド部２４からセンタ
ーシャフト１に振動が与えられてしまっても、搭載タク
トを維持したまま、搭載精度を確保することができ、装
置の小型軽量化を充分に図ることができる。Therefore, according to this embodiment, the piezo actuator 7 and the piezo sensor 8 can be used to cancel the vibration component of the suction nozzle 3 provided from the mounting head portion 24, so that even if the mounting head portion 24 is used. Even if vibration is applied to the center shaft 1, the mounting accuracy can be ensured while maintaining the mounting tact time, and the device can be sufficiently reduced in size and weight.
【００３０】ところで、本発明の別の一実施例として、
データｙ(t)と状態量ｘ(t)を入力とし、データｕ(t)を
出力する制御法則を、実験などにより予め定めておき、
これにより、結果として変位Ｘ2 が一定になるように制
御するようにしてもよい。図４は、この制御法則による
制御系のブロック図を示したものである。By the way, as another embodiment of the present invention,
A control law for inputting the data y (t) and the state quantity x (t) and outputting the data u (t) is determined in advance by experiments or the like.
As a result, the displacement X 2 may be controlled to be constant as a result. FIG. 4 is a block diagram of a control system based on this control law.
【００３１】次に、この実施例による具体的な動作を、
図５により説明する。いま、図５(a)に示すように、搭
載ヘッド部２４が矢印Ｂ方向にＶmaxの速度で移動中、
時刻ｔで−ａの加速度により速度ゼロまで急減速したと
すると、センタ−シャフト先端部１Ａに慣性力が働き、
搭載ヘッド部２４の静止位置からずれを生じてくる。従
って、その後、搭載ヘッド部２４が静止しても残留振動
が発生する。図５(b)は、このときの搭載ヘッド部２４
の速度と加速度を、横軸に時間をとって示したもので、
図５(c)はセンタ−シャフト先端部１Ａの残留振動を示
している。Next, the specific operation according to this embodiment will be described.
This will be described with reference to FIG. Now, as shown in FIG. 5 (a), the mounting head portion 24 is moving in the direction of arrow B at a speed of Vmax,
If it is assumed that the speed is rapidly decelerated to zero by the acceleration of -a at time t, an inertial force acts on the center shaft tip portion 1A,
A deviation occurs from the rest position of the mounting head unit 24. Therefore, after that, even if the mounting head unit 24 stands still, residual vibration occurs. FIG. 5B shows the mounting head portion 24 at this time.
The velocity and acceleration of is shown by taking time on the horizontal axis.
FIG. 5C shows residual vibration of the center shaft tip portion 1A.
【００３２】従って、もしも、図５(a)に示すように、
吸着ノズル１２がセンタ−シャフト先端部１Ａに直接取
付られていたとすれば、吸着ノズル１２はセンタ−シャ
フト先端部１Ａ１と一体となって振動するため、その振
動状態は図５(e)に示すようになり、とても充分な位置
決め精度の保持はできない。Therefore, if, as shown in FIG.
If the suction nozzle 12 is directly attached to the center shaft tip portion 1A, the suction nozzle 12 vibrates integrally with the center shaft tip portion 1A1. Therefore, the vibration state is as shown in FIG. 5 (e). Therefore, it is not possible to maintain a very sufficient positioning accuracy.
【００３３】しかして、本発明の実施例によれば、図５
(d)に示すように、ピエゾアクチュエータ７の働きによ
り、吸着ノズル３はセンタ−シャフト先端部１Ａとは反
対方向に動かされ、結果として図５(f)に示すように、
振動が抑制され、短時間で正確に位置決めできることに
なるのである。Therefore, according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG.
As shown in (d), the suction nozzle 3 is moved in the direction opposite to the center shaft tip 1A by the action of the piezo actuator 7, and as a result, as shown in FIG.
Vibration is suppressed and accurate positioning can be achieved in a short time.
【００３４】ところで、上記実施例では、本発明を、直
交ロボット方式のマウンタに適用した場合について説明
したが、本発明はマウンタの方式を問わず適用可能なこ
とは言うまでもなく、また電子部品の把持部材としても
真空による吸着ノズルに限らず、チャックなどにより機
械的に把持するものにも適用可能である。In the above embodiment, the present invention is applied to the mounter of the orthogonal robot system. However, it is needless to say that the present invention can be applied to any mounter system, and the gripping of electronic parts can be performed. The member is not limited to the suction nozzle by vacuum, but can be applied to a member mechanically gripped by a chuck or the like.
【００３５】また、上記実施例では、吸着ノズル１２を
センタ−シャフト先端部１Ａの内側に保持するアクチュ
エータとして、電歪素子によるアクチュエータを用いて
いるが、本発明の実施例としては、上記した形状記憶合
金を用いたアクチュエータ、或いは磁歪素子を用いたア
クチュエータなど、電気信号により微小変位を応答性よ
く与えることができるなら、どのようなアクチュエータ
により実施してもよいことはいうまでもない。Further, in the above embodiment, the actuator using the electrostrictive element is used as the actuator for holding the suction nozzle 12 inside the center shaft tip portion 1A. However, in the embodiment of the present invention, the above-mentioned shape is used. It goes without saying that any actuator such as an actuator using a memory alloy or an actuator using a magnetostrictive element may be used as long as it can give a minute displacement with an electric signal with high response.
【００３６】さらに、上記実施例では、ピエゾセンサ８
を用いて、実際に吸着ノズル３に現われる変位を検出し
てピエゾアクチュエータ７を制御するようにしている
が、吸着ノズル３に現われる変位は、各部の構成が変化
しない限り、搭載ヘッド部２４に与えられる加減速度か
ら直接、演算することが可能であるから、ピエゾセンサ
８など、実際に吸着ノズル３に現われる変位を検出する
センサを用いること無く本発明を実施することも可能で
ある。Further, in the above embodiment, the piezo sensor 8
Is used to control the piezo actuator 7 by detecting the displacement that actually appears in the suction nozzle 3. However, the displacement that appears in the suction nozzle 3 is applied to the mounting head unit 24 unless the configuration of each part changes. Since it is possible to directly calculate from the acceleration / deceleration that is applied, the present invention can be implemented without using a sensor such as the piezo sensor 8 that actually detects the displacement that appears in the suction nozzle 3.
【００３７】[0037]
【発明の効果】本発明によれば、吸着ノズルなどの電子
部品把持部材の微小振動を防止できるから、マウンタの
搭載精度を落すこと無く軽量小型化が可能になる上、加
減速時に発生する振動による電子部品の搭載位置精度の
低下を抑えることができ、搭載タクトを短くできる。According to the present invention, since minute vibrations of electronic component gripping members such as suction nozzles can be prevented, it is possible to reduce the weight and size without lowering the mounting accuracy of the mounter, and also to prevent vibrations generated during acceleration / deceleration. It is possible to suppress a decrease in the mounting position accuracy of electronic components due to, and to shorten the mounting tact time.
【００３８】また、本発明によれば、搭載ヘッド部の移
動時の振動を小さく抑えることができるので、吸着ノズ
ルと電子部品の吸着ずれを防止できる。Further, according to the present invention, since the vibration when the mounting head portion is moved can be suppressed to a small level, it is possible to prevent the suction deviation between the suction nozzle and the electronic component.
【００３９】さらに、本発明によれば、センタ−シャフ
ト部の剛性が多少小さくなっても搭載精度を確保でき
る。これより、搭載ヘッド部の構造を軽量化できる。さ
らに、直交ロボットの小型、軽量化が可能となり、しい
ては、マウンタの小型、軽量化が可能となる。これによ
り、材料費も安くなる。Further, according to the present invention, the mounting accuracy can be ensured even if the rigidity of the center shaft portion is slightly reduced. As a result, the structure of the mounting head can be reduced in weight. Further, the orthogonal robot can be reduced in size and weight, and thus the mounter can be reduced in size and weight. This also reduces material costs.
【００４０】また、本発明によれば、設置条件の悪い、
例えば、他の機械の振動が伝わってくるような場所にも
マウンタの設置が可能になるという効果がある。Further, according to the present invention, the installation condition is bad,
For example, there is an effect that the mounter can be installed in a place where vibration of another machine is transmitted.
【図１】本発明による電子部品搭載用ヘッド装置におけ
るマウンタ吸着ノズル先端部の一実施例を示す断面図で
ある。FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a mounter suction nozzle tip portion in an electronic component mounting head device according to the present invention.
【図２】本発明の一実施例が適用されたマウンタの全体
構成図である。FIG. 2 is an overall configuration diagram of a mounter to which an embodiment of the present invention is applied.
【図３】本発明の一実施例による吸着ノズル部の力学的
モデルを示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a mechanical model of a suction nozzle unit according to an embodiment of the present invention.
【図４】本発明の一実施例における吸着ノズル部の制御
ブロック図である。FIG. 4 is a control block diagram of a suction nozzle unit according to an embodiment of the present invention.
【図５】本発明の一実施例の動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the embodiment of the present invention.
１ センターシャフト ３ 吸着ノズル ６ 電子部品 ７ ピエゾアクチュエータ ８ ピエゾセンサ ｍ 吸着ノズルの質量 Ｍ センタ−シャフト部の質量 Ｋ1 センタ−シャフト部のバネ定数 Ｋ2 ピエゾアクチュエーのバネ定数 Ｆ 搭載ヘッド部の加速度による慣性力 Ｘ1 搭載ヘッド部に対するセンタ−シャフト部の変位 Ｘ2 搭載ヘッド部に対する吸着ノズルの変位 Ｘ3 ピエゾ素子のバネ要素の変位 ＸP ピエゾ素子の変位1 Center shaft 3 Suction nozzle 6 Electronic parts 7 Piezo actuator 8 Piezo sensor m Mass of suction nozzle M Mass of center shaft part K 1 Spring constant of center shaft part K 2 Spring constant of piezo actuator F Depending on acceleration of mounting head part center for inertial force X 1 mounting head - displacement of the displacement X P piezoelectric element of the spring element of the displacement X 3 piezoelectric element of the suction nozzle relative to the displacement X 2 mounting head portion of the shaft portion
Claims (3)
搭載用ヘッド部と、この電子部品搭載用ヘッド部に保持
された電子部品把持部材とを備えた電子部品搭載機にお
いて、上記電子部品把持部材を上記電子部品搭載ヘッド
部の垂直軸と直交する平面内で該垂直軸から任意の方向
に微小変位させる駆動手段が設けられていることを特徴
とする電子部品搭載用ヘッド装置。1. An electronic component mounting machine comprising: an electronic component mounting head portion movable within a predetermined operating range; and an electronic component gripping member held by the electronic component mounting head portion. An electronic component mounting head device, comprising: a driving means for slightly displacing the gripping member in an arbitrary direction from the vertical axis in a plane orthogonal to the vertical axis of the electronic component mounting head section.
搭載用ヘッド部の垂直軸からの上記電子部品把持部材の
変位量を検出するセンサ手段が設けられていることを特
徴とする電子部品搭載用ヘッド装置。2. The electronic component mounting device according to claim 1, further comprising a sensor means for detecting a displacement amount of the electronic component holding member from a vertical axis of the electronic component mounting head portion. Head device.
把持部材が電子部品を真空吸着して把持する吸着ノズル
で構成されていることを特徴とする電子部品搭載用ヘッ
ド装置。3. The electronic component mounting head device according to claim 1, wherein the electronic component gripping member is composed of a suction nozzle that vacuum suctions and grips an electronic component.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3242404A JPH0555797A (en) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | Head device for mounting electronic component |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3242404A JPH0555797A (en) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | Head device for mounting electronic component |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0555797A true JPH0555797A (en) | 1993-03-05 |
Family
ID=17088638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3242404A Pending JPH0555797A (en) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | Head device for mounting electronic component |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0555797A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1077592A1 (en) * | 1999-08-17 | 2001-02-21 | SiMoTec GmbH | Component transporting unit |
| WO2001091534A1 (en) * | 2000-05-22 | 2001-11-29 | Toray Engineering Co., Ltd. | Chip-mounting device and method of alignment |
| JP2006303032A (en) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Part mounter |
| WO2013008518A1 (en) * | 2011-07-11 | 2013-01-17 | 富士機械製造株式会社 | Manufacturing machine |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP3242404A patent/JPH0555797A/en active Pending
Cited By (6)
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| JP4937482B2 (en) * | 2000-05-22 | 2012-05-23 | 東レエンジニアリング株式会社 | Chip mounting apparatus and alignment method in the apparatus |
| JP2006303032A (en) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Part mounter |
| JP4551267B2 (en) * | 2005-04-18 | 2010-09-22 | パナソニック株式会社 | Component mounter, mounting condition determination device, component mounting method |
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