JPH0680947B2

JPH0680947B2 - 電子部品の位置規正装置

Info

Publication number: JPH0680947B2
Application number: JP59183028A
Authority: JP
Inventors: 眞透瀬野; 義彦三沢; 嘉信前田; 健治福本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-08-31
Filing date: 1984-08-31
Publication date: 1994-10-12
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPS6161500A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、微小な電子部品を電子回路基板へ装着する
場合等に用いる電子部品の位置規正装置に関するもので
ある。

従来例の構成とその問題点従来、チップ型抵抗やチップ型積層コンデンサ等に代表
されるリードレス型の微小電子部品を電子回路基に装着
する場合、回路基板の必要箇所に接着剤を塗布してお
き、順次電子部品を回路基板に供給して接着する方法が
採られている。電子部品を接着した回路基板は、半田デ
ィップにより、電気的接続を行なう。

このように、電子部品を装着する装置として、インデッ
クス回転式の部品装着ヘッドに吸着ノズルを多数設け、
これら吸着ノズルにより、電子部品を順次部品受取位置
で吸着して部品装着位置へ搬送し、回路基板に装着する
ものが提案されている。

電子部品の装着には位置精度が要求されるため、吸着ノ
ズルに吸着した後、規正爪で挟んで吸着ノズルに対する
電子部品の位置規正を行なう。規正爪はノズル停止位置
に設け、部品装着ヘッドの回転停止中に位置規正を行な
う。しかし、規正爪の閉り速度が速いと、電子部品に割
れや欠け等が生じることがあり、また閉りが速度が遅い
と、部品供給ヘッドの停止時間が長くなり、生産速度が
低下するという問題がある。

発明の目的この発明は、電子部品を傷つけることなく、位置規正が
行なえ、かつ搬送タクトの向上が図れる電子部品の位置
規正装置を提供することを目的とする。

発明の構成この発明の電子部品の位置規正搬送装置は、電子部品を
吸着する吸着ノズルと、この吸着ノズルを移動部材に取
付けて一定経路を移送する移送手段と、前記移動部材に
取付けられて前記吸着ノズルで吸着された電子部品を挾
む開閉自在な規正爪と、前記移動部材に正逆移動自在に
取付けられた爪開閉部材と、この爪開閉部材の正逆移動
により前記規正爪を開閉するリンク機構と、前記規正爪
を閉じる方向に付勢するばねと、前記一定経路に沿って
設けられて前記爪開閉部材に係合し前記移動部材の移動
に伴って前記規正爪を閉じる固定カムとを備えたもので
ある。

この発明の構成によれば、吸着ノズルを取付けた移動部
材に規正爪を設け、この規正爪を開閉する固定カムと吸
着ノズルの一定経路に設けたため、吸着ノズルの移動中
に規正爪の開閉が行なえる。そのため、規正爪の閉まり
速度が遅くても、吸着ノズルの移送停止時間が長くなる
ことがなく、搬送タクトの向上が図れる。

また、閉まり方向に付勢するばねで規正爪が急に閉じる
ことを固定カムにより制限し、吸着ノズルの移送に伴っ
て閉じるので、穏やかに閉じることができる。そのた
め、電子部品に欠けや割れを発生させることなく位置規
正が行なえる。

実施例の説明この発明を電子部品の装着装置に適用した一実施例を第
１図ないし第11図に示す。第１図ないし第３図におい
て、１は基台であり、２枚の回路基板2,2′を図の左右
に並べて載せるXYテーブル４が前部に設置され、かつ右
側の回路基板２′上に接着剤を塗布する接着剤塗布装置
５と、左側の回路基板２上に電子部品８を装着する部品
装着ヘッド６とが並設されている。部品装着ヘッド６の
後方には部品供給ロータ７が設置されている。部品吸着
ヘッド６は、電子部品８を保持するチャック９が同方向
に10個等配されており、チャック９の配置ピッチで鉛直
軸心回りに間欠回転する。基台１のヘッドフレーム29
に、各部の駆動を行なう上部駆動部50と、ヘッド駆動カ
ムユニット51とが設けてある。

チャック９は、後述のように吸着ノズルと一体の規正爪
を有するものであり、部品装着ヘッド６は、吸着ノズル
との移送装置となる。

接着剤塗布装置５は、昇降するノズルで回路基板２′上
に第10図のように接着剤を塗布するものである。300は
接着剤の塗布部である。

XYテーブル４は左右（Ｘ軸方向）と前後（Ｙ軸方向）に
移動するものであり、前後ガイドレール15に設置されて
前後方向（Ｙ軸方向）に移動するＹテーブル4a（第４
図）と、このＹテーブル4a上の横ガイドレール16（第１
図）に設置されて横方向（Ｘ軸方向）に移動するＸテー
ブル4bとからなる。Ｙテーブル4aおよびＸテーブル4bの
駆動は、それぞれパルスモータ17,18と、送りねじ機構
（図示せず）により行なわれる。XYテーブル４の両側に
は、回路基板2,2′の搬入ガイドレール19と、搬出ガイ
ドレール20が設置してある。

部品供給ロータ７は、鉛直軸心21回りに回転可能に設け
られて、外周部に多数の部品供給カセット22を着脱自在
に取付けたものである。部品供給カセット22は、電子部
品８を１列に保持した部品保持テープ23（第６図）をリ
ールに巻いて収納したものであり、取出し部22aに部品
配列ピッチごとに部品保持テープ23を間欠的に繰り出す
ように構成されている。各部品供給カセット22には異な
る種類の電子部品８を収納したものが準備される。

部品装着ヘッド６の各チャック９は、第５図のように、
吸着ノズル13と、一対の規正爪14からなるものである。
規正爪14は、吸着ノズル13に吸着した電子部品８の一方
向（Ｘ軸方向）の位置規正を行なうものであり、これに
直交する方向（Ｙ軸方向）の位置規正は、基台１に設置
した部品位置規正装置10の一対の規正爪106で行なう。

部品装着ヘッド６の10箇所のチャック停止位置S₁〜S₁₀
は、それぞれS₁が部品受取位置、S₃がＹ軸方向の部品規
正位置、S₄が部品検出位置、S₅がチャック回転位置、S₆
が部品装着位置、S₇がチャック回転戻し位置、S₈が不良
部品排出位置となっている。また、S₁からS₂までの回転
区間がＸ軸方向の部品規正区間となっている。部品規正
位置S₃には部品位置規正装置10が配置され、部品検出装
置S₄には部品検出装置11が配設されている。チャック回
転位置S₅およびチャック戻し回転位置S₇にはチャック回
転装置12がおよびチャック戻し回転装置12′がそれぞれ
設置されている。不良部品排出位置S₈には部品受け箱19
6が置いてある。103はチャック開閉用固定カムである。

部品装着ヘッド６は、第４図および第６図のように、回
転枠24の外周部に、スライド軸受25を介してチャック取
付軸26を昇降および回転自在に取付けたものである。ス
ライド軸受25は、軸受メタル25aを有する。チャック取
付軸26は移動部材となるものであり、チャック９はチャ
ック取付軸26の下端に設けられている。回転枠24は、回
転主軸27にクランプエレメント28を介してナット28′で
固定されている。回転主軸27は、基台１のヘッドフレー
ム29の下面に突設された筒状の主軸ハウジング30に、軸
受31で回転自在に支持されている。

チャック取付軸26は、第７図のように、上端にスリーブ
33を介して、上下駆動用ブロック34と、チャック伝達歯
車35と、回転ロック部材75とが取付けてある。チャック
伝達歯車35は、チャック回転装置12のチャック駆動歯車
36に噛み合うものである。チャック取付軸26の重量は、
上下駆動用ブロック34を介してチャック取付軸持上ばね
39により支えられている。チャック取付軸持上ばね39
は、筒状の回り止め兼ばね保持軸40内に収納されてい
る。回り止め兼ばね保持軸40は、チャック取付軸26のス
ライド軸受25に形成されたガイド孔41に、昇降自在に嵌
合している。

上下駆動用ブロック34には、カムフォロア42が回転自在
に取付けられ、かつ上下駆動用溝43が形成してある。カ
ムフォロア42は、主軸ハウジング30（第６図）の外周の
固定カム筒３に全周にわたって設けた溝状のチャック上
下用固定カム44に係合する。チャック上下用固定カム44
は、各チャック停止位置S₁〜S₁₀に配置された部品位置
規制装置10や部品検出装置11等の各機器に対してチャッ
ク高さを適正に保つものであり、その展開状態は第８図
に示すカム曲線46と同様となる。部品位置規正装置10等
の各機器を一定高さに配置すれは、チャック上下用固定
カム44は不要である。上下駆動用ブロック34の上下駆動
用溝43は、部品受取位置Ｓおよび部品装着位置S₆に設け
た吸着用カムレバー47（第６図）および装着用カムレバ
ー48の係合ローラ47a,48aに係合する。カムフォロア42
は、摺動ガイド240に上下方向に沿って設けられたガイ
ド穴241に嵌合しており、ガイド穴241によって振れ止め
される。摺動ガイド240は、固定カム筒３の外周に嵌合
して回転枠24に固定された円筒状のものであり、ガイド
穴241は各チャック取付軸26ごとに設けてある。吸着用
カムレバー47および装着用カムレバー48は、ヘッド駆動
カムユニット50に内蔵した吸着用カム55（第８図）およ
び装着用カム56でそれぞれ駆動される。吸着用カムレバ
ー47および装着用カムレバー48は、それぞれカム押付ば
ね57,58で吸着用カム55および装着用カム56に押付けて
あり、かつストッパ付きシリンダ59,60でカム面からの
離反が可能である。

チャック９の構造を説明する。第７図に示すように、吸
着ノズル13はチャック取付軸26のノズル取付孔を突没自
在に嵌挿されてばね87により突出付勢されており、電子
部品８に当ることにより、電子部品８の高さに応じて引
込む。88は吸着ノズル13の回り止め兼止下規正ピンであ
る。吸着ノズル13は、チャック取付軸26内の吸引路89に
連通し、チャック取付軸26の上端に配管連結部90が形成
されている。規正爪14は、規正部本体91に爪開閉支点92
回りに開閉可動自在に連結されており、先端に部品当り
部材93が締結ねじ94で取付けられている。規正部本体91
は、チャック取付軸26に上下動自在に外嵌している。規
正部本体91の外周には爪開閉部材となる爪め開閉リング
95が上下動自在に外嵌している。爪開閉リング95は、各
規正爪14に連結した２枚のリンク200の相互の連結点201
が連結してあり、規正部本体91に対して相対的に上下動
させることにより、規正爪14の開閉が行なえる。爪開閉
リング95にはカムフォロア96が回転自在に取付けられて
いる。規正部本体91は、チャック取付軸26にばね保持カ
ラー97で支持された圧縮ばね98で下向きに付勢され、下
端がチャック取付軸26のストッパフランジ99に係合して
いる。規正部本体91の上端にはばね保持カラー10が外嵌
してナット101で止められ、爪開閉リング95は、ばね保
持カラー100との間に設けられた爪開閉用ばね102で押下
げられて規正部本体91の上向き段面91aに当接してい
る。圧縮ばね98は、爪開閉用ばね102よりも、ばね定数
が大きいものとしてある。カムフォロア96は、チャック
開閉用固定カム103の上面に転設する。チャック開閉用
固定カム103は、主軸ハウジング30の外周に、部分的に
設けてある。チャック開閉用固定カム103を設ける周方
向範囲は、第５図および第８図のように、停止位置S₁₀
から停止位置S₂の手前までの部分103aと、装着位置S₆か
ら部品排出位置S₈までの部分103bである。部分103aは、
チャック９の規正爪14が緩やかに閉じるカム曲線として
ある。部分103a,103bのカム曲線は、チャック上下用固
定カム44のカム曲線46に応じて設計する。この実施例で
は、位置S₁からS₂の間で、チャック上下用固定カム44が
上昇曲線となっているため、部分103aのカム曲線は水平
となっている。

部品位置規正装置10は、第９図のように、ガイド軸105
に沿って摺動する一対の規正爪106を設け、これら規正
爪106をリンク機構107により対向して進退させるもので
ある。108は規正装置本体である。規正爪106の開閉方向
は、部品装着ヘッド６の半径方向としてあり、チャック
９側の規正爪14のチャック原点回転角度のときの開閉方
向と直交する方向となる。リンク機構107の駆動は、連
結ロッド109と、回動レバー110と、連結ロッド111と、
支点112回りで回動可能な規正用カムレバー113とを介
し、規正用カム114の回転で行なわれる。規正用カムレ
バー113は、カム面押付け用シリンダ115で規正用カム11
4に押付けられる。

チャック回転装置12は、第６図のように、チャック取付
軸26のチャック伝達用歯車35に噛み合うチャック駆動歯
車36を、回動レバー63の先端に取付け、チャック駆動歯
車36を、パルスモータ68でベルト駆動するものである。
回動レバー63をカムレバー81で回動させることにより、
チャック駆動歯車36はチャック伝達用歯車35に係脱す
る。

チャック戻し回転装置12′は、チャック回転装置12と同
様に構成されている。

部品検出装置11（第５図）は、対向する光源とラインセ
ンサとで、吸着ノズル13に吸着された電子部品８が一定
高さ範囲にあるか否かを検出し、これにより電子部品８
が訂正に吸着ノズル13に吸着されているか否かを検出す
るものである。

なお、吸着ノズル13は、切換バルブ120（第４図）の切
換えにより、圧縮空気の吹出しを可能としてある。

上記構成の動作を説明する。概略を説明すると、XYテー
ブル４上の第１図の右側の回路基板２′は新たに搬入さ
れたものであり、接着剤塗布装置５で接着剤を塗布す
る。XYテーブル４上の左側の回路基板２は、接着剤塗布
装置５で各部への接着剤塗布が完了してXYテーブル４上
でスライドさせられたものであり、その各部接着剤塗布
箇所に部品装着ヘッド６で電子部品８を装着する。接着
剤塗布と部品装着は同期して行なう。

部品装着動作を説明する。第８図に示すように、部品受
取位置S₁ではチャック取付軸26が下降し、部品カセット
22上の電子部品８を吸着ノズル13で吸着する。このとき
のチャック取付軸26の下降は、吸着用カムレバー47で押
下げることにより行なう。チャック取付軸26が下降し始
めると、圧縮ばね98（第７図）が爪開閉用ばね102より
も強いため、規正部本体91が爪開閉用ばね102を圧縮し
ながらチャック取付軸26とともに下降する。なお、爪開
閉用リング95は、カムフォロア96で爪開閉用固定カム10
3に係合しており、一定高さに保持されている。そのた
め、爪開閉リング95にリンク200で連結された規正爪14
が開く。この後、チャック取付軸26が下降を設け、ばね
保持カラー100が爪開閉リング95に当ると、規正部本体9
1は下降できなくなり、チャック取付軸26のみが押下げ
ばね98を圧縮しながら下降を続ける。そのため、チャッ
ク取付軸26の下端の吸着ノズル13は、規正爪14より下方
に突出する。このようにして吸着ノズル13で電子部品８
を吸着する。

吸着が行なわれると、吸着用カムレバー47が上昇してチ
ャック取付軸26が上昇し、部品供給ヘッド６が１ピッチ
分回転する。チャック取付軸26が上昇位置に復帰したと
き、規正爪14はある程度閉じるが、爪開閉リング95は爪
開閉用固定カム103でまだ若干持ち上げられた状態にあ
り、規正爪14は完全には閉じきらない。そして、部品供
給ヘッド６が回転すると、チャック取付軸26は、その上
端のカムフォロア42が係合したチャック上下用固定カム
44に沿って、第８図のカム曲線46で示すように漸次上昇
する。そのため、爪開閉リング95はチャック取付軸26に
対して相対的に下降することになり、規正爪14が漸次閉
じる。このように規正爪14は緩やかに閉じて電子部品８
と挟み、吸着ノズル13に対する位置規正を行なう。すな
わち、一方向につき、吸着ノズル13に対して心出しを行
なう。

部品供給ヘッド６がさらに回転して、チャック取付軸26
が部品規正位置S₃に到ると、部品位置規制装置10の規正
爪106が閉じ、チャック９側の規正爪14による方向と直
交方向の位置規正を行なう。このようにして、電子部品
８は直交する２方向に対して位置規正される。このと
き、電子部品８は、チャック９を昇降させることなく、
部品供給ヘッド６の回転により、第11図のように固定側
の規正爪106間に入り、また出て行く。そのため、従来
のように、部品規正装置の位置で吸着ヘッドを昇降させ
るものに比べて、その昇降時間短縮が図れる。

部品検出装置S₄では、吸着ノズル13に適正状態に保持さ
れているか否かを検出する。適正に保持されていない場
合は、そのことを記憶し、後の不良部品排出位置で排出
する。

部品回転位置S₅では、チャック回転装置12の回動レバー
63を回動させて、チャック駆動歯車36をチャック取付軸
26のチャック伝達歯車35に噛み合させ、パルスモータ68
によりチャック取付軸26を回転させる。これにより、電
子部品８の回路基板２に対する角度θを任意角度に規正
する。

部品装着装置S₆に致ると、装着カムレバー48により、チ
ャック取付軸26が押下げられ、吸着位置の場合と同様
に、規正爪14が開く。そして、電子部品８は吸着ノズル
13で回路基板２上に押付けられ、回路基板２上の接着剤
で接着される。このとき、吸着ノズル13から圧縮空気が
吹き出され、電子部品８が吸着ノズル13に付着したまま
残って装着不良となることが防止される。部品検出位置
S₄で吸着不良と判断した場合は、チャック取付軸26を下
降させず、電子部品の装着を行なわない。

チャック戻し回転位置S₇では、チャック回転位置S₅で回
転させた角度θだけ、チャック取付軸26を逆方向に回転
させる。

不良部品取出位置S₈では、吸着不良により吸着位置S₆で
装着しなかった電子部品８を、部品受箱196に排出す
る。なお、チャック戻し回転位置S₇から部品排出位置S₈
へ到る間、規正爪開閉用固定カム103はチャック上下用
固定カム44よりも大きな勾配で徐々に上昇する曲線とな
っており、チャック取付軸26の爪開閉リング95は徐々に
持ち上げられる。そのため、規正爪14が開く。

このようにして、電子部品８の装着を行なうが、チャッ
ク９側の規正爪14は、爪開閉用固定カム103の規正によ
り、部品装着ヘッド６の回転に伴って穏やかに閉じる。
そのため、電子部品８に割れや欠け等の損傷を与えるこ
とがない。また、このように穏やかに閉じるが、部品装
着ヘッド６の回転時間中に閉じるので、爪開閉のために
部品装着ヘッド６の停止時間を長びかせることがなく、
タクトの向上が図れる。

なお、前記実施例は、回転する部品装着ヘッド６に吸着
ノズル13を搭載したが、この発明は、吸着ノズル13を楕
円経路やその他種々の曲線経路に沿って移動させる場合
にも適用することができる。また、電子部品８を回路基
板２上に装着する場合だけでなく、単に電子部品８を搬
送する場合にもこの発明を適用することができる。さら
に、吸着ノズル13側に４個の規正爪を設けて２方向の位
置規正とも吸着ノズル13の移送中に行なうようにしても
よい。

発明の効果この発明の吸着ノズルを取付けた移動部材に規正爪を設
け、この規正爪を開閉する固定カムと吸着ノズルの一定
経路に設けたため、吸着ノズルの移動中に規正爪の開閉
が行なえる。そのため、規正爪の閉まり速度が遅くて
も、吸着ノズルの移送停止時間が長くなることがなく、
搬送タクトの向上が図れる。

また、閉まり方向に付勢するばねで規正爪が急に閉じる
ことを固定カムにより制限し、吸着ノズルの移送に伴っ
て閉じるので、穏やかに閉じることができる。そのた
め、電子部品に欠けや割れを発生させることなく位置規
正が行なえるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の概略平面図、第２図はそ
の正面図、第３図は同じくその側面図、第４図は同じく
その部品装着ヘッドの斜視図、第５図は同じくその平面
模式説明図、第６図は同じくその部品装着ヘッドの縦断
面図、第７図は同じくそのチャック取付軸およびチャッ
ク断面図、第８図は同じくその部品装着ヘッドの展開状
態で示す動作説明図、第９図は同じくその部品位置規正
装置の破断正面図、第10図は同じくその回路基板を示す
部分平面図、第11図は同じくその動作説明図である。１……基台、２……回路基板、４……XYテーブル、５…
…接着剤塗布装置、６……部品装着ヘッド（移送装
置）、８……電子部品、９……チャック、10……部品位
置規正装置、11……部品検出装置、12……チャック回転
装置、12′……チャック戻し回転装置、13……吸着ノズ
ル、14……規正爪、26……チャック取付軸（移送部
材）、95……爪開閉リング、102……爪開閉用ばね、103
……爪開閉用固定カム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福本健治大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献実開昭58−55881（ＪＰ，Ｕ) 実開昭58−46476（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品を吸着する吸着ノズルと、この吸
着ノズルを移動部材に取付けて一定経路を移送する移送
装置と、前記移動部材に取付けられて前記吸着ノズルで
吸着された電子部品を挾む開閉自在な規正爪と、前記移
動部材に正逆移動自在に取付けられた爪開閉部材と、こ
の爪開閉部材の正逆移動により前記規正爪を開閉するリ
ンク機構と、前記規正爪を閉じる方向に付勢するばね
と、前記一定経路に沿って設けられて前記爪開閉部材に
係合し前記移動部材の移動に伴って前記規正爪を閉じる
固定カムとを備えた電子部品の位置規正装置。