JPH08255995A - 電子部品自動装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品を装着すべき位置の高さ位置が一定でな
くても確実に部品装着が行えるようにする。 【構成】 ＲＡＭ３１に格納された装着データのステッ
プにて他のステップの位置と電子部品５を装着する高さ
が異なる場合には、Ｈデータにその高さのデータを入力
しておくと、Ｈデータで示す高さに合わせてストローク
モータ１１５がＣＰＵ３０に制御され、ステップ毎にＨ
データで示す高さに吸着ノズル１４は下降させられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、取出ノズルで所望の電
子部品を所定の順序で部品供給部より取り出しプリント
基板に装着する電子部品自動装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種電子部品自動装着装置が特開平５
−１９２８２４号公報に開示されている。この従来技術
によれば、装着順序毎に部品種、装着位置を記憶したデ
ータが電子部品装着装置内の記憶装置に記憶され取出ノ
ズルに取り出された電子部品は該データに基づきＸＹテ
−ブルが移動してデータに示す位置に装着される。

【０００３】この場合に部品種毎に厚さが異なる場合に
は、取出ノズルの下降量を常に同じにしておいたのでは
確実な部品装着が行えないので、部品種毎にノズルの下
降すべき距離に関するデータとして部品厚データが記憶
されており、このデータに基づきノズルの下降が制御さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
では、図９及び図１０に示されるように部品を装着した
上からさらに部品を装着するような場合に、基板の高さ
位置そのものが変わっているため部品毎の厚さのデータ
によっては下降量を制御することができない。

【０００５】また、基板によっては上方向へのそり（中
央部が高い状態）でその高さ位置が一定でない場合があ
る。

【０００６】そこで本発明は、部品を装着すべき位置の
高さ位置が一定でなくても確実に部品装着が行えるよう
にすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、取出
ノズルで所望の電子部品を所定の順序で部品供給部より
取り出しプリント基板に装着する電子部品自動装着装置
において、装着順序毎にプリント基板上の装着すべき水
平位置情報及び装着すべき高さ位置の情報を記憶する記
憶手段と、取り出しノズルとプリント基板の相対位置を
変更させる相対位置変更手段と、前記記憶手段の記憶内
容に基づき取出ノズルとプリント基板との水平方向及び
高さ方向の相対的位置を変更させ前記部品をプリント基
板に装着させるよう制御する制御手段とを設けたもので
ある。

【０００８】また本発明は、取出ノズルで所望の電子部
品を所定の順序で部品供給部より取り出しプリント基板
に装着する電子部品自動装着装置において、プリント基
板に装着すべき部品の全装着順序を分割して設けられた
複数のブロック毎に装着すべき高さ位置の情報を記憶す
る記憶手段と、取り出しノズルとプリント基板の相対位
置を変更させる相対位置変更手段と、前記記憶手段の記
憶内容に基づき取出ノズルとプリント基板との高さ方向
の相対的位置を分割されたブロックに応じて変更させ前
記部品をプリント基板に装着させるよう制御する制御手
段とを設けたものである。

【０００９】

【作用】請求項１の構成によれば、制御手段は記憶手段
に記憶された水平位置情報及び高さ位置の情報に基づ
き、取出ノズルとプリント基板との水平方向及び高さ方
向の相対的位置を変更させ前記部品をプリント基板に装
着させるよう制御する。

【００１０】請求項２の構成によれば、制御手段は記憶
手段に記憶されたブロック毎の部品を装着すべき高さ位
置の情報に基づき、取出ノズルとプリント基板との高さ
方向の相対的位置を変更させ前記部品をプリント基板に
装着させるよう制御する。

【００１１】

【実施例】以下本発明の一実施例を図に基づき詳述す
る。

【００１２】図２及び図３に於て、１はＹ軸モータ２の
回動によりＹ方向に移動するＹテーブルであり、３はＸ
軸モータ４の回動によりＹテーブル１上でＸ方向に移動
することにより結果的にＸＹ方向に移動するＸＹテーブ
ルであり、チップ状電子部品５（以下、チップ部品ある
いは部品という。）が装着されるプリント基板６が図示
しない固定手段に固定されて載置される。

【００１３】７は供給台であり、チップ部品５を供給す
る部品供給装置８が多数台配設されている。９は供給台
駆動モータであり、ボールネジ軸１０を回動させること
により、該ボールネジ軸１０が螺合し供給台７に固定さ
れたナット１１を介して、供給台７がリニアガイド１２
に案内されてＸ方向に移動する。１３は間欠回動するロ
ータリテーブルであり、該テーブル１３の外縁部には吸
着ノズル１４を複数本有する装着ヘッド１５が間欠ピッ
チに合わせて等間隔に配設されている。

【００１４】Ｉはロータリテーブル１３の間欠回転によ
り吸着ノズル１４が供給装置８より部品５を吸着し取出
す装着ヘッド１５の停止位置である吸着ステーションで
あり、該吸着ステーションＩにて吸着ノズル１４が部品
５を吸着する。

【００１５】１６は吸着ノズル１４が吸着する部品５の
位置ずれを部品５の下面をカメラにて所定の視野範囲で
撮像しその撮像画面を認識処理して認識する部品認識装
置であり、認識ステ−ションＩＩに設けられている。

【００１６】認識ステーションＩＩの次の装着ヘッド１
５の停止する位置が角度補正ステーションＩＩＩであ
り、認識装置１６の認識結果によるチップ部品５の角度
位置ずれを補正する角度量を予め決められた角度量に加
味した角度量だけヘッド回動装置１７が装着ヘッド１５
をθ方向に回動させる。θ方向とは上下方向に伸びるノ
ズル１４の軸の周りに回転する方向である。

【００１７】角度補正ステーションＩＩＩの次の次の停
止位置が、装着ステーションＩＶであり、前記基板６に
該ステーションＩＶの吸着ノズル１４の吸着する部品５
が装着ヘッド１５の下降により装着される。

【００１８】２０は上下動する昇降棒であり、部品供給
装置８の揺動レバー２１に係合して揺動させチップ部品
５を所定間隔に封入した図示しない部品収納テープを該
間隔に合わせて間欠送りさせ吸着ノズル１４の部品吸着
位置にチップ部品５を供給する。２２は該図示しない部
品収納テープを巻回するテープリールである。

【００１９】次に、装着ステ−ションＩＶにおける装着
ヘッド１５を昇降させる機構について図３乃至図６図に
基づいて説明する。

【００２０】５３は断面コの字形状の昇降ブロックであ
り、装着ステーションにおいて円筒カム２９が切り欠か
れた部分に配置され、支持板１０９に取り付けられたガ
イド５４に沿って上下動する昇降板５５にその上端が取
り付けられている。

【００２１】昇降ブロック５３下部の突片５７は昇降ブ
ロック５３の上昇位置にて円筒カム２９の延長位置にあ
りターンテーブル１３の回動によりカムフォロワ２６、
２７が該突片５７の上下を挟んで乗り移ることができる
ようになされている。

【００２２】昇降板５５の上端にはレール１１０が取り
付けられ、該レール１１０に沿ってガイド部１１１が水
平方向に移動可能となっているため、該ガイド部１１１
を図５の背面に有する移動体５６は上下左右方向に移動
可能となっている。移動体５６の表側の面には一対のロ
ーラ１１２が回動可能に取り付けられており、ストロー
ク可変板１１３の図５の右端に形成された上下方向に伸
びる上下ガイド片１１４を挟んでいるため、該移動体５
６は該ガイド片１１４に案内されて上下方向に移動す
る。これによりレール１１０及び昇降板５５も昇降する
ことになる。

【００２３】１１５はストロークモータであり、ボール
ネジ１１６を回動させ該ボールネジ１１６が嵌合するナ
ット１１７に取り付けられた前記可変板１１３をガイド
１１８に沿って左右に移動させる。該可変板１１３の移
動によりガイド片１１４を挟むローラ１１２を介して移
動体５６は例えば図４及び図５の位置にレール１１０に
沿って移動する。

【００２４】１１９は支軸１２０のまわりに回動可能な
カムレバー１２１の一端に枢支されたカムフォロワ１２
２に係合し該レバー１２１を揺動させるカムであり、カ
ム１１９の回動によりレバー１２１が揺動するとレバー
１２１の他端に回動可能に枢支されたリンクレバー１２
３を介して該リンクレバー１２３の他端に回動可能に枢
支された上下揺動レバー１２４が支軸１２５のまわりに
揺動する。

【００２５】該レバー１２４に形成された係合片１２６
には移動体５６の図５の背面に回動可能に取り付けられ
たカムフォロワ１２７がレール１１０と支持台２８の間
に張架された引張りバネ１２８に引っ張られて係合す
る。従って、移動体５６はレバー１２４の揺動によりス
トロークモータ１１５が回動することにより左右方向の
位置が決められたガイド片１１４に沿って上下動するこ
とになる。

【００２６】係合片１２６はカム１１９の回動により図
４及び図５の実線の位置と２点鎖線の位置の間を揺動す
るが、一番高い位置である実線の位置ではカムフォロワ
１２７の係合する面は水平であり、この位置ではモータ
１１５の回動によりガイド片１１４がどの位置にあって
も移動体５６、即ち昇降ブロック５３の高さ位置は変わ
らずカフォロワ２６、２７が円筒カム２９と昇降ブロッ
ク５３との間を乗り移れるようになっている。また、ガ
イド片１１４の左右方向の位置により移動体５６、即ち
昇降ブロック５３の下限位置は変わり、吸着ノズル１４
の上下ストロークは変化することになる。

【００２７】係合片１２６の揺動の下限位置は図４及び
図５の２点鎖線の位置で常に同じであり、またカムフォ
ロワ１２７の当接面が直線状であることから、カムフォ
ロワ１２７がある位置にある場合に移動体５６が下降す
るストロークに対して、モータ１１５の回動により移動
体５６が横方向に移動した場合の下降ストロークの増加
分は移動体５６の横方向の移動距離に比例しリニアに変
化する。このため吸着ノズル１４の上下ストロークの制
御が容易となる。

【００２８】カム１１９の回動により該ブロック５３は
一つ前のステーションの装着ヘッド１５が装着ステーシ
ョンに移動して停止するまで上昇状態を保ち、装着ヘッ
ド１５が装着ステーションに移動して停止してから下降
し、次のターンテーブル１３の回動までに上昇するよう
になされている。

【００２９】尚、吸着ステ−ションＩにても同様な機構
により装着ヘッド１５の昇降が行われる。

【００３０】また、吸着ノズル１４は装着ヘッドに対し
て下降する方向に図示しない圧縮バネで常に付勢されて
おり、ノズル１４が部品５を吸着した状態で基板５に当
接してその後さらに装着ヘッド１５が所定量下降するこ
とによりバネが所定量圧縮され、衝撃が吸収され所定の
押圧力で部品５が基板６に装着されるようになされてい
る。

【００３１】次に、図１に基づき電子部品自動装着装置
の制御ブロックについて説明する。

【００３２】３０はＣＰＵであり、ＲＡＭ３１に記憶さ
れたデータに基づき、ＲＯＭ３２に記憶されたプログラ
ムに従って電子部品自動装着装置の部品装着に係る動作
を統括制御する。ＣＰＵ３０にはインターフェース３３
及び駆動回路３５を介して前記Ｘ軸モータ４、Ｙ軸モー
タ２及びストロークモータ１１５等の制御対象が接続さ
れている。

【００３３】図７及び図８に示す装着データがＲＡＭ３
１内に格納されており、該データのステップの順に部品
５の装着が行われる。該データにてＸデータ及びＹデー
タが基板６上の装着位置を示し、θデータは装着すべき
角度位置を示し、部品取出には取り出すべき部品種の部
品供給装置８が搭載されている供給台７上の位置が示さ
れる。

【００３４】コントロールコマンド（図８のＣで表示の
欄）の数字は該ステップを複数のブロックに分けて各々
のブロックに付された番号であり、該ブロックは図８の
例えばステップＭ３とＭ４の間に引かれている線で分け
られている。該図８のデータは図９に示す１つの単位基
板３４についてのものであり、基板６内での単位基板３
４毎の位置は図７に指定されている。即ち、図７のステ
ップ毎に夫々の単位基板３４の原点の基板６内の原点位
置に対する位置として示されている。

【００３５】図８のコントロールコマンドのブロック番
号と同じ数字が図９及び図１０にて記されている部品５
が夫々同じブロックを形成しているものである。

【００３６】部品８の装着の順序は先ず図７のステップ
の順（Ａ１，Ａ２，Ａ３）の単位基板において、図８の
ステップの順（Ｍ１，Ｍ２…）に装着されるが、ブロッ
クの指定がある本実施例の場合には同じブロックについ
ては連続して装着するようにしている。

【００３７】図１０に示すようにブロック番号１のブロ
ックの部品５はブロック番号３のブロックの部品５によ
り完全に覆われており、装着する高さが異なる。

【００３８】このため、Ｈデータには部品５が装着され
るべき位置の装着面の高さのデータが格納されている。
基板６の装着面は通常平面であるが、図９及び図１０に
示すように一部分のみ凹部になっているものなどがあ
る。また、基板６が側部よりも中央部が反っている場合
等もある。装着面の高さのデータとは通常は基板上面の
高さのデータであるが、既に装着されている部品５の上
に装着する場合であれば先付けされている部品５の上面
の高さのデータである。

【００３９】このＨデータは標準の基板上面の高さを０
として設定されるものであるが、図８に示すように標準
の高さで装着するステップの場合には何もデータが入っ
ておらず、標準の高さではない場合のみそのデータを入
力するようにしてある。または、標準の場合であっても
０を入力するようにしてもよいし、この場合には、最初
から０が自動的に付与され、変更したいステップのみ高
さを変更するようにしてもよい。また、ＲＡＭ３１には
図示しない部品データが格納されており、部品種毎に部
品厚のデータが格納されている。

【００４０】以上のような構成により以下動作について
説明する。

【００４１】電子部品自動装着装置の自動運転が図示し
ない操作部を操作することにより行われる。

【００４２】ＣＰＵ３０はＲＡＭ３１に格納された図７
及び図８に示す装着データに従って、部品５の吸着動作
を制御するが、取り出すべきステップの部品取出のデー
タに従って供給台７を移動させ、部品供給装置８を吸着
ステ−ションＩに停止するヘッド１５の取出位置に停止
させ、ヘッド１５の昇降によりノズル１４により部品５
を真空吸着する。

【００４３】次に、部品５を吸着ノズル１４が取り出し
た後、ロータリテーブル１３は間欠的に回転して次のス
テ−ションに装着ヘッド１５が達する。この時に、吸着
ステ−ションＩではステップＭ２の部品５が同様にして
吸着される。

【００４４】次に、その後のロータリテーブル１３の間
欠回転により、認識ステ−ションＩＩにて部品認識装置
１６により部品５の位置ずれが認識され、その後角度位
置及びＸＹ方向の位置が補正され、装着ステ−ションＩ
Ｖにて図５のＸデータ及びＹデータの位置に図６のステ
ップＡ１の位置を加味した位置にプリント基板上にて装
着される。

【００４５】該装着動作について説明する。

【００４６】装着ヘッド１５が装着ステ−ションＩＶに
その前のステ−ションより移動している間に、ＣＰＵ３
０は次に装着するステップのＨデータを読み出すと共に
当該ステップの部品取出のデータより該データの示す部
品供給装置８が供給する部品種の部品厚を図示しない部
品データより読み出し、Ｈデータで示す高さに標準の部
品厚と等外部品５の部品厚との差を加えた高さを算出し
て、該算出した量を標準の下降ストロークに加算したス
トロークとなるようストロークモータ１１５を回動させ
係合片１２６上でのカムフォロワ１２７の位置を位置決
めする。即ち、図９及び図１０に示すように凹部に装着
する場合にはＨデータはプラスされており、算出された
ストロークは増加され、また部品厚が厚い場合にはスト
ロークは減少する。

【００４７】この結果、次に装着ステ−ションＩＶでは
カム１１９の回動により上下揺動レバー１２４が揺動し
て算出したストローク昇降板５５が下降して装着ヘッド
１５及び吸着ノズル１４が装着面の高さ及び部品厚にあ
った距離下降して部品５を所定の押圧力で基板６上に装
着する。

【００４８】また、部品種毎に部品厚のデータでなく下
降すべきストロークのデータで設定しておけば、同じ部
品厚であっても部品５の大きさまたは材質の違い等によ
り押し込む圧力を替えたい時に変更することができ、こ
の場合にもＨデータは図８のように設定しておくことに
より装着面の高さが変わっても等外押し込むべき圧力で
押し込んで装着するようにできる。

【００４９】本実施例は図８のように装着データを設定
したが、図１４に示すように基板６のエリアＡの部分が
他のエリアＢの部分よりＨ１だけ高い場合（凸になって
いる。）には、図１１に示すようにエリアＡについての
装着データＰ１を作成してＨデータのステップＭ０に一
括して高さＨ１（または下方向をプラス方向とすれば−
Ｈ１）を設定するようにすれば、ＣＰＵ３０は該装着デ
ータＰ１の全てのステップのＨデータをＨ１として前述
と同様にストロークモータ１１５のストロークの制御を
行う。この場合、エリアＢについては図１２に示す装着
データＰ２が作成され、そのステップＭ０には０が設定
され、通常の高さでの装着が行われる。装着データＰ１
及び装着データＰ２はオペレーションデータ（基板６の
寸法などのデータが格納される。）と共に基板種ＡＡＡ
を示すＮＣデータを構成しているものである。この場
合、エリアＢにて特に高さを変えたいステップがある場
合にはそのステップのＨデータを例えば図１５に示すよ
うに入力すればよい。これは図１１に示す装着データＰ
１においてもあてはまり、個々のステップのＨデータを
入力することによりそのステップのみの高さを変更可能
であるが、図１１の場合には、個々に設定されたＨデー
タの値はエリアＢの上面を基準とした値としてもよい
し、またはエリアＡのステップＭ０に設定された値に加
算される値としてもよい。

【００５０】また、装着順序をブロックに分けているの
で、図１４に示すエリアＡが１つの部品であり、その上
に他の部品を装着する場合であってもエリアＡの大きさ
の部品については、装着データＰ２のステップの１つで
装着するようにして制御が可能である。

【００５１】また、本実施例では、装着ヘッド１５のス
トロークをＨデータにより変更するようにしたが、基板
６を載置するテーブルを上下動する機構を設け、該Ｈデ
ータにより基板６側を上下動させるようにして部品５に
対する押圧力を所定のものとするようにしてもよい。

【００５２】また、本実施例では電子部品をプリント基
板に装着する電子部品自動装着装置について説明した
が、この電子部品をプリント基板に仮固定するために電
子部品を装着する前に接着剤を基板に対して上下動する
塗布ノズルにて吐出して塗布する接着剤塗布装置におい
ても、図８または図１１及び図１２と同様なＨデータを
設けて、塗布ノズルのプリント基板に対する下降量を基
板面の凹凸に合わせて変えるように制御してもよい。

【００５３】

【発明の効果】以上のように本発明は、装着順序毎に指
定された高さ位置の情報に基づいてノズルとプリント基
板との相対位置の変更が制御されるので、基板面等の状
態によ装着すべき位置の高さ位置が一定でない場合でも
確実に部品装着を行うことができる。

【００５４】また、基板の１部が他の部分と高さが異な
るような場合であれば、その部分の装着順序をブロック
に分けその異なる部分の高さを１括してデータ設定する
ことができデータの設定を簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子部品自動装着装置の制御ブロックを示す図
である。

【図２】電子部品自動装着装置の平面図である。

【図３】電子部品自動装着装置の側面図である。

【図４】装着ヘッドの昇降機構を示す正面図である。

【図５】装着ヘッドの昇降機構を示す正面図である。

【図６】装着ヘッドの昇降機構を示す側面図である。

【図７】装着データを示す図である。

【図８】装着データを示す図である。

【図９】プリント基板を示す平面図である。

【図１０】プリント基板を示す側面図である。

【図１１】装着データを示す図である。

【図１２】装着データを示す図である。

【図１３】ＮＣデータ全体を示す図である。

【図１４】プリント基板を示す平面図である。

【図１５】装着データを示す図である。

【符号の説明】

２ Ｙ軸モータ（相対位置変更手段） ４ Ｘ軸モータ（相対位置変更手段） ５ チップ状電子部品 ６ プリント基板 １４ 吸着ノズル（取出ノズル） ３０ ＣＰＵ（制御手段） ３１ ＲＡＭ（記憶手段） １１５ ストロークモータ（相対位置変更手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 取出ノズルで所望の電子部品を所定の順
   序で部品供給部より取り出しプリント基板に装着する電
   子部品自動装着装置において、装着順序毎にプリント基
   板上の装着すべき水平位置情報及び装着すべき高さ位置
   の情報を記憶する記憶手段と、取り出しノズルとプリン
   ト基板の相対位置を変更させる相対位置変更手段と、前
   記記憶手段の記憶内容に基づき取出ノズルとプリント基
   板との水平方向及び高さ方向の相対的位置を変更させ前
   記部品をプリント基板に装着させるよう制御する制御手
   段とを設けたことを特徴とする電子部品自動装着装置。
2. 【請求項２】 取出ノズルで所望の電子部品を所定の順
   序で部品供給部より取り出しプリント基板に装着する電
   子部品自動装着装置において、プリント基板に装着すべ
   き部品の全装着順序を分割して設けられた複数のブロッ
   ク毎に装着すべき高さ位置の情報を記憶する記憶手段
   と、取り出しノズルとプリント基板の相対位置を変更さ
   せる相対位置変更手段と、前記記憶手段の記憶内容に基
   づき取出ノズルとプリント基板との高さ方向の相対的位
   置を分割されたブロックに応じて変更させ前記部品をプ
   リント基板に装着させるよう制御する制御手段とを設け
   たことを特徴とする電子部品自動装着装置。