KR101126437B1 - 전자 부품 장착 장치 - Google Patents

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가쯔유끼 세또
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Abstract

본 발명의 과제는 흡착 노즐의 상대적인 승강 스트로크를 확보하여 부품 두께가 작은 전자 부품에서 큰 전자 부품까지 대응 가능한 전자 부품 장착 장치를 제공하는 데 있다.
부품 흡착 위치에 전자 부품(D)을 공급하는 복수의 부품 공급 유닛(3)으로부터 전자 부품을 흡착하여 프린트 기판 상에 장착하는 흡착 노즐(15)을 갖고, 빔(8)에 따라서 이동 가능한 장착 헤드(16)를 헤드 승강 장치(23)에 의해 승강 가능하게 하고, 또한 장착 헤드(16)에 설치되어 장착 노즐(15)을 노즐 승강 장치(50)에 의해 승강시킨다.
승강 스트로크, 부품 공급 유닛, 흡착 노즐, 빔, 장착 헤드

Description

전자 부품 장착 장치 {MOUNTING DEVICE FOR ELECTRONIC PARTS}
도1은 전자 부품 장착 장치의 평면도.
도2는 전자 부품 장착 장치의 정면도.
도3은 전자 부품 장착 장치의 우측면도.
도4는 전자 부품 장착 장치의 제어 블록도.
도5는 장착 헤드 부재의 종단 정면도.
도6은 두께가 얇은 전자 부품을 흡착하고 있는 상태의 장착 헤드 부재의 종단 측면도.
도7은 고정 지지 부재 및 승강 지지 부재를 도시하는 평면도.
도8은 장착 헤드의 개략 바닥면도.
도9는 장착 헤드의 하부의 확대 종단 정면도.
도10은 CRT에 표시된 조작 화면을 나타내는 도면.
도11은 라인 센서 유닛에 의한 검출 흐름도.
도12는 부품 인식 카메라에 의한 검출 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 부품 장착 장치
7 : 장착 헤드 부재
8 : 빔
15 : 흡착 노즐
16 : 장착 헤드
23 : 헤드 승강 장치
37 : 라인 센서 유닛
50 : 노즐 승강 장치
70 : 노즐 선택 장치
89 : 부품 인식 카메라
90 : CPU
91 : 부품 인식 처리 장치
96 : CRT
본 발명은 장착 헤드에 설치된 흡착 노즐에 의해 전자 부품을 흡착하여 취출하여 프린트 기판 상에 장착하는 전자 부품 장착 장치에 관한 것이다.
이러한 종류의 전자 부품 장착 장치는 일본 특허 공개 제2001-156498호 공보 등으로 널리 알려져 있지만, 전자 부품 장착 장치에서 장착되는 칩 부품도 해마다 작아지고 있다.
[특허 문헌 1]
일본 특허 공개 제2001-156498호 공보
그러나, 특히 작은 전자 부품에 있어서는, 그 두께도 작기 때문에 프린트 기판에의 장착 동작에 수반하는 흡착 노즐의 승강, 특히 하강시에는 전자 부품의 두께에 대응하여 흡착 노즐의 하강량을 제어할 필요가 있다. 이 하강량을 제어의 정밀도를 향상시키기 위해 흡착 노즐의 승강 스트로크를 작게 한 경우에는, 흡착 노즐에 의해 흡착한 예를 들어 두꺼운 전자 부품의 부품 인식 카메라에 의한 인식시의 포커스를 확보할 수 없거나 혹은 부품 흡착으로부터 장착까지의 노즐 이동 경로에서의 간섭물 회피 등의 문제로부터 흡착 노즐에 의해 흡착하여 프린트 기판 상에 장착 가능한 전자 부품이 제한되는, 즉 두꺼운 전자 부품의 장착이 제한되는 문제가 있다.
그래서 본 발명은 흡착 노즐의 상대적인 승강 스트로크를 확보하여, 부품 두께가 작은 전자 부품에서 큰 전자 부품까지 대응 가능한 전자 부품 장착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해, 제1 발명은 부품 흡착 위치에 전자 부품을 공급하는 복수의 부품 공급 유닛과, 이 부품 공급 유닛으로부터 전자 부품을 흡착하여 프린트 기판 상에 장착하는 흡착 노즐을 가진 장착 헤드를 구비한 전자 부품 장착 장치에 있어서, 상기 장착 헤드를 승강시키는 승강 장치와, 상기 장착 헤드에 설치되어 장착 노즐을 승강시키는 승강 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
제2 발명은 부품 흡착 위치에 전자 부품을 공급하는 복수의 부품 공급 유닛과, 이 부품 공급 유닛과 프린트 기판 사이를 이동 가능한 빔과, 이 빔에 따라서 이동 가능하며 X-Y 방향으로 이동 가능한 장착 헤드와, 이 장착 헤드의 주위에 소정 간격을 두고 배치되어 상기 부품 공급 유닛으로부터 전자 부품을 흡착하여 프린트 기판 상에 장착하는 흡착 노즐을 구비한 전자 부품 장착 장치에 있어서, 상기 장착 헤드를 승강시키는 승강 장치와, 상기 장착 헤드에 설치되어 장착 노즐을 승강시키는 승강 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
제3 발명은 부품 흡착 위치에 전자 부품을 공급하는 복수의 부품 공급 유닛과, 이 부품 공급 유닛으로부터 전자 부품을 흡착하여 프린트 기판 상에 장착하는 흡착 노즐을 가진 장착 헤드를 구비한 전자 부품 장착 장치에 있어서, 전자 부품을 흡착하여 프린트 기판에 장착하는 복수의 흡착 노즐을 구비한 장착 헤드를 승강시키는 승강 장치와, 상기 복수의 흡착 노즐 중 소정의 노즐을 선택하는 선택 장치와, 이 선택 장치에 의해 선택된 흡착 노즐을 승강시키는 승강 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 제4 발명은 청구항 2 또는 청구항 3에 기재된 전자 부품 장착 장치에 있어서, 상기 장착 헤드는 상기 복수의 노즐을 주위에 복수의 노즐을 배치한 노즐 지지 부재와, 이 노즐 지지 부재를 수직 축선 주위로 회전시키는 회전 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 전자 부품 장착 장치의 일실시 형태를 첨부한 도면을 기초로 하여 설명한다. 도1은 전자 부품 장착 장치(1)의 평면도, 도2는 전자 부품 장착 장치(1)의 하부 본체의 정면도, 도3은 전자 부품 장착 장치(1)의 우측면도로, 상기 장치(1)의 베이스(2) 상의 피더 베이스(3A, 3B, 3C, 3D) 상에는 다양한 전자 부품을 각각 그 부품 취출 위치(부품 흡착 위치)에 1개씩 공급하는 부품 공급 유닛(3)이 부동의 상태에서 착탈 가능하게 복수 병설 고정되어 있다. 대향하는 유닛(3)군 사이에는 공급 컨베이어(4), 위치 결정부(5) 및 배출 컨베이어(6)가 설치되어 있다. 공급 컨베이어(4)는 상류로부터 받은 프린트 기판(P)을 상기 위치 결정부(5)에 차례로 반송하고, 위치 결정부(5)에서 도시하지 않은 위치 결정 기구에 의해 위치 결정된 상기 기판(P) 상에 전자 부품이 장착된 후, 배출 컨베이어(6)로 반송된다.
부호 8은 X 방향으로 긴 한 쌍의 빔으로, 각 리니어 모터(9)의 구동에 의해 좌우 한 쌍의 가이드(10)에 따라서 상기 각 빔(8)에 고정된 슬라이더(11)가 미끄럼 이동하여 위치 결정부(5) 상의 프린트 기판(P)이나 부품 공급 유닛(3)의 부품 송출 위치(부품 흡착 위치) 상방을 개별적으로 Y 방향으로 이동한다. 상기 리니어 모터(9)는 베이스(2)에 고정된 상하 한 쌍의 고정자(9A)와, 상기 빔(8)의 양단부에 설치된 부착판(8A)의 하부에 고정된 가동자(9B)로 구성된다.
각 빔(8)에는 그 길이 방향, 즉 X 방향으로 리니어 모터(14)에 의해 가이드(13)에 따라서 이동하는 장착 헤드 부재(7)가 각각 설치되어 있다. 도3에 도시한 바와 같이 상기 리니어 모터(14)는 빔(8)에 고정된 전후 한 쌍의 고정자(14A)와, 상기 장착 헤드 부재(7)에 설치되어 각 고정자(14A) 사이에 위치한 가동자(14B)로 구성된다.
각 장착 헤드 부재(7)는 하부에 설치되어 각각 12개의 스프링(121)에 의해 하방으로 압박되어 있는 흡착 노즐(15)을 갖는 장착 헤드(16)를 구비하고 있다. 그리고, 각 장착 헤드 부재(7)의 각 장착 헤드(16)에는 기판 인식 카메라(19)가 설치되고, 위치 결정부(5)에 위치하는 프린트 기판(P)에 부착된 위치 결정 마크(도시하지 않음)를 촬상한다.
이하, 장착 헤드(16)의 승강 장치 및 장착 헤드(16)에 대해 도5 및 도6을 기초로 하여 상세하게 설명한다. 부호 20은 가이드(13)에 따라서 이동하는 장착 헤드 부재(7)의 기반, 21은 이 기반(20)에 고정된 빔측 베이스이다. 또한, 22는 장착 헤드(16)의 상부 및 하부에 고정된 장착 헤드측 베이스이고, 이 장착 헤드측 베이스(22)와 빔측 베이스(21) 사이에 헤드 승강 장치(23)가 설치되어 있다.
헤드 승강 장치(23)는 장착 헤드(16)의 승강시에 장착 헤드(16)를 안내하는 가이드(24)와, 빔측 베이스(21)에 부착된 볼 나사(25), 볼 나사를 회전 구동하여 장착 헤드(16)를 승강시키는 회전 모터(이하 헤드 승강 모터라 함)(26), 볼 나사(25)와 나사 결합한 승강 너트(27), 헤드 승강 모터(26)가 부착되는 동시에, 볼 나사(25)의 상부를 회전 가능하게 지지하는 지지 부재(28) 등으로 구성되고, 승강 너트(28)는 헤드측 베이스에(22)에 고정되어 있다. 이로 인해, 헤드 승강 모터(26)의 회전에 의한 회전축(27)의 회전에 의해 승강 너트(28)는 승강하고, 이 결과 장착 헤드(16)가 승강한다.
또한, 부호 30은 슬립 링이고, 슬립 링(30)은 장착 장치 본체와 장착 헤드(16) 사이의 통신 및 후술하는 노즐 지지부의 회전 모터로의 전력 공급을 위해 설 치되어 있다. 또한, 31은 하부에 설치되고, 각각 소정 간격을 두고 원주 상에 12개 배치된 각 노즐(15)을 상하 이동 가능하게 지지하는 노즐 지지 부재이다. 32는 하부의 외통 부재, 33은 외통 부재(32)와 노즐 지지 부재(31) 사이에 설치된 θ 회전용의 예를 들어 펄스 모터인 노즐 회전 모터이다. 이 노즐 회전 모터(33)의 회전자(34)는 노즐 지지 부재(31)의 외주면에 설치되고, 외통 부재(32)에 설치된 고정자(35)의 내측에서 노즐 지지 부재(31)와 함께 θ 방향으로 회전 가능하게 설치된다.
부호 37은 헤드 지지 부재(31)의 중심으로부터 하방으로 돌출되어 설치된 부품 유무 검출 및 흡착 자세 검출의 검출 수단 및 하단부 위치의 검출 수단으로서의 라인 센서 유닛으로, 각 장착 헤드(16)의 대략 중앙부에 설치된 지지 부재(38) 하단부에 설치되고 원통형의 발광 유닛 부착 부재(41) 내측 상부에 LED 등의 발광 소자(42)를 배치하는 동시에 그 하방에 렌즈(43) 및 그 렌즈(43)의 하방에 원뿔형의 반사면(44a)을 갖는 반사 부재(44)를 배치하여 구성된 발광 유닛(45)과, 상기 외통 부재(32)의 바닥면에 고정되어 상기 반사 부재(44)를 거치는 상기 발광 소자(42)로부터의 빛을 수광하는 복수의 수광 소자인 CCD 소자를 구비한 수광 유닛(46)으로 구성된다.
예를 들어, 장착 헤드(16)에 설치되어 부품의 흡착을 행하면 선택된 흡착 노즐(15)에 의한 전자 부품(D)의 흡착 동작이 종료되고, 노즐 지지 부재(31)가 회전할 때마다 전자 부품(D)의 하단부면의 높이 위치를 각 CCD 소자의 수광 상태로부터 차광에서 수광으로 변하는 경계 위치로서 검출함으로써 부품이 도5에 도시한 바와 같이 정상적으로 흡착되어 있는 경우와, 흡착되어서는 안되는 면이 흡착되어 소위 수직 상태로 되어 있는 경우나 비스듬히 흡착되어 있는 경우가 구별되어 검출된다. 즉, 흡착 노즐(15)이 하강하여 부품 공급 유닛(3)으로부터 전자 부품(D)을 흡착 취출하고, 상승한 후에 노즐 회전 모터(33)의 구동에 의해 노즐 지지 부재(31)를 회전시켜 전자 부품(D)을 흡착 보유 지지하고 있는 흡착 노즐(15)을 선회시키고, 그 선회중에 흡착 노즐(15)이 흡착되어 있는 전자 부품(D)이 상기 반사 부재(44)와 수광 유닛(46) 사이에 위치하므로, 복수 위치에서 전자 부품(D)의 하단부면의 높이 위치를 검출함으로써 부품의 유무 검출 및 흡착 자세의 검출 등이 가능해진다. 또한, 노즐 지지 부재(31)가 회전하면서 이동할 때에 검출하였지만, 전자 부품(D)이 상기 반사 부재(44)와 수광 유닛(46) 사이에 위치하였을 때에 상기 회전을 정지시켜 검출하도록 해도 좋다.
그리고, 흡착 노즐(15)이 전자 부품(D)을 흡착하고 있지 않은 경우에는, 발광 소자(42)로부터의 빛 중 차광되어야 할 빛(흡착되어 있는 전자 부품에 의해)이 수광 유닛(46)에 수광되게 되므로 전자 부품(D)의「없음」을 검출하고, 각 노즐축(64)의 측방에 설치된 후술하는 진공 밸브 온 오프(ON OFF)용 작동체인 솔레노이드 밸브(82)의 동작에 의해 노즐(15)에 진공원에 연통하는 유로를 차단하고, 진공원으로부터의 진공 통로를 차단하여 진공 흡착 동작을 정지하여 누설을 방지하고, 또한 흡착해서는 안되는 면이 흡착되어 소위 수직 상태로 되어 있거나 비스듬히 흡착되어 있다고 검출된 경우에는 장착 헤드(16) 및 흡착 노즐(15)을 배출 상자(79) 상방으로 이동시켜 전자 부품(D)을 낙하시키고, 다시 상기 전자 부품(D)의 복구 동작을 행한다.
또한, 정상적인 흡착 자세로 검출된 경우라도 상기 전자 부품(D)의 하단부 레벨(하단부 위치)을 검출할 수 있으므로, 부품 공차에 의한 변동을 보정하기 위해 프린트 기판(P)에의 장착시에 흡착 노즐(15)의 하강 스트로크를 상기 하단부 레벨에 따라서 변경하도록 후술하는 CPU(90)가 노즐 하강을 제어한다.
부호 50은 장착 헤드(16)에 설치된 노즐 승강 장치로, 이하 이 노즐 승강 장치에 대해 설명한다. 51은 헤드측 베이스(22)에 부착된 노즐 승강용 모터(이하 노즐 승강 모터라 함), 52는 노즐 승강 모터(51)의 회전축(511)이 연결 부재(59)에 의해 연결되어 노즐 승강 모터(51)에 의해 회전 구동되는 볼 나사, 53은 이 볼 나사(52)에 나사 결합하여 볼 나사(52)의 회전에 의해 승강하는 승강 부재, 55는 헤드측 베이스(22)에 부착되어 승강 부재(53)의 승강을 안내하는 가이드, 56은 승강 부재(53)의 하단부에 회전 가능하게 부착된 롤러이다.
또한 부호 57은 장착 헤드(16)의 중심축(60)이 중심을 관통한 제1 통 부재로, 이 제1 통 부재(57)에 형성된 환형의 플랜지부(58)는 롤러(56) 위에 위치하고, 제1 통 부재(57)는 롤러(56)에 지지되어 있다. 여기서, 제1 통 부재(57)는 예를 들어 볼 스플라인으로 구성되어, 플랜지부(58)의 상면에 그 하단부가 접촉한 스프링(61)에 의해 하방으로 압박되는 동시에, 후술하는 풀리의 θ 회전과 함께 θ 회전하고, 또한 승강 부재(53)의 승강에 수반하는 롤러(56)의 승강에 수반하여 승강한다. 62는 제1 통 부재(57)의 하부에 고정되어 제1 통 부재(57)와 함께 θ 회전하는 노즐 지지 부재이고, 이 노즐 지지 부재(62)의 하단부에는 원주 방향으로 수 평하게 신장한 지지 부재(63)가 형성되어 있다. 그리고, 이 지지 부재(이하 승강 지지 부재라 함)(63)는 제1 통 부재(57)의 승강에 수반하여 승강하고, 승강 지지 부재(63)의 하강에 의해 복수의 노즐 중 소정의 노즐(15)이 하강한다.
즉, 각각의 노즐(15)로부터 상방으로 연장된 각 노즐축(64)의 상단부에는 롤러(65)가 회전 가능하게 부착되고, 후술하는 노즐 선택 장치에 의해 선택된 1개의 노즐(15)의 노즐축(64) 상단부의 롤러(65)가 승강 지지 부재(63)의 상면을 타고 있는 상태에서, 제1 통 부재(57)의 하강에 수반하는 노즐 지지 부재(62) 및 승강 지지 부재(63)의 하강에 의해 승강한다. 즉, 승강 지지 부재(63) 및 롤러(65)가 예를 들어 승강 지지 부재(63A) 및 롤러(65A)에 의해 도시한 위치까지 내려간 경우에는, 이 하강에 수반하여 소정의 노즐(15)은 하강한다. 또한, 노즐 승강 모터(51)의 회전량을 제어하여 승강 부재(53) 하강시의 정지 높이를 조정함으로써 상기 흡착 노즐(15)을 소정 스트로크 강하시키게 된다.
또한, 부호 66은 노즐 지지 부재(62)의 하부에 설치된 θ 회전 가능한 제3 통 부재로, 이 제3 통 부재(66)의 상부에는 하강 전의 노즐 지지 부재(62)의 승강 지지 부재(63)와 동일한 높이 위치에 대략 원반형의 지지 부재(이하 고정 지지 부재라 함)(67)가 형성되어 있다. 고정 지지 부재(67)에는 도7에 도시한 바와 같이 승강 지지 부재(63)에 대응하여 절결부(68)가 형성되고, 상기 하강하는 노즐(15)을 제외한 노즐(15)의 노즐축(64) 상단부의 각 롤러(65)가 고정 지지 부재(67)에 의해 지지되어 있다. 즉, 고정 지지 부재(671)에는 원주 방향으로 노즐(15)의 수만큼 등분한 각도의 부위, 본 실시 형태의 경우에는 12등분한 각도인 대략 30°의 위치 에 절결부(68)가 형성되고, 이 절결부(68)의 부위에 노즐 지지 부재(62)의 승강 지지 부재(63)가 위치하고 있다.
부호 70은 장착 헤드(16)에 설치된 노즐 선택 장치이고, 71은 하강 노즐 선택용 모터(이하 노즐 선택 모터라 함), 72는 노즐 선택 모터(71)의 회전축(73)에 고정된 제1 풀리, 74는 중심축(60)에 회전 가능하게 지지된 제2 풀리, 75는 제1 풀리(72)와 제2 풀리(74)에 걸쳐진 벨트, 76은 중심축(60)의 외측에 위치하고 제2 풀리(74)의 중심으로부터 하방으로 연장된 통형의 회전체이고, 스프링(61)은 제2 풀리(74)와 제1 통 부재(57)의 플랜지부(58) 사이에 설치되어 있다.
또한, 회전체(76) 하부의 외주면 외측에는 제1 통 부재(57)가 위치하고, 제1 통 부재(57)의 볼 스플라인으로서의 작용에 의해 제1 통 부재(57)는 제2 풀리(74)의 회전에 수반하는 회전체(76)의 회전과 함께 회전하고, 또한 승강 부재(53)가 승강하였을 때에는 그 승강에 수반하여 회전체(76)에 따라서 하강한다.
즉, 전자 부품(D)의 흡착 및 장착에 수반하는 노즐 선택시에는, 노즐 선택 모터(71)가 회전하면 제1 풀리(72) 벨트(75) 및 제2 풀리(74) 및 회전체(76)를 거쳐서 제1 통 부재(57)가 회전하고, 또한 제1 통 부재(57)와 연결된 노즐 지지 부재(62)가 제3 통 부재(66)와 함께 회전하여 노즐 지지 부재(62)의 승강 지지 부재(63)가 선택된 노즐(15)로부터 신장한 노즐축(64) 밑에 위치한다. 이와 같은 상태에서 노즐 승강 모터(51)가 회전하고, 흡착 및 장착하는 전자 부품의 두께에 따라서 승강 부재(53)가 하강하면, 그에 수반하여 제1 통 부재(57) 및 노즐 지지 부재(62)가 하강하고, 승강 지지 부재(63)의 하강에 의해 선택된 노즐(15)만이 전자 부 품의 두께에 따라서 소정 스트로크 하강한다.
부호 80은 각 노즐(15)보다 주위 방향 외측의 위치에 각 노즐(15)에 대응하여 등각도 간격으로 설치되고, 개별적으로 절환 가능한 에어 절환 밸브이다. 이 에어 절환 밸브(80)는 상부에 설치된 케이스(81)와 이 케이스 내에 상부가 위치하고, 통전이 CPU(90)로부터의 신호에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브(82)로 구성되어 있다. 솔레노이드 밸브(82)는 케이스(81)의 내면에 설치된 환형의 전자석(83)과, 이 전자석(83)에의 통전, 비통전에 의해 케이스(81) 내를 승강하고, 상부에는 전자 자석(83)에 대응하여 원기둥형의 영구 자석(84)이 설치된 통로 절환 부재(85) 등으로 구성되어 있다. 통로 절환 부재(85)의 외주면에는 위에서 아래로 차례대로 에어 블로우용 통로(이하 에어 통로라 함)(86), 노즐 연통 통로(87), 진공화용 통로(이하 진공 통로라 함)(88)가 형성되어 있다. 또한, 노즐축(64)에는 노즐(15)의 내부 통로(151) 및 노즐 연통 통로(87)와 연통하는 노즐축 통로(100)가 형성되고, 통로 절환 부재(85)의 승강에 의해 노즐 통로(100)와 진공 통로(88) 혹은 에어 통로(86) 사이의 연통이 절환된다.
즉, 전자석(83)에의 통전에 의해 통로 절환 부재(85)가 상승하고 있을 때에는 진공 통로(88)와 노즐 연통 통로(87)가 연통하여 노즐 연통 통로(87)와 에어 통로(86)가 차단되고, 흡착 노즐(15)의 내부 통로(151)는 노즐축 통로(100), 노즐 연통 통로(87) 및 진공 통로(88)를 거쳐서 도시하지 않은 진공원과 연통하고, 흡착 노즐(15)은 전자 부품의 진공 흡착을 유지한다. 또한, 전자석(83)이 비통전이 되어 통로 절환 부재(85)가 하강하고 있을 때에는, 진공원과 연통된 진공 통로(88)와 노즐 연통 통로(87)가 차단되어 노즐 연통 통로(87)와 에어 통로(86)가 연통하고, 흡착 노즐(15)에 의한 전자 부품(D)의 진공 흡착을 멈추는 동시에 흡착 노즐(15)의 내부 통로(151)에 에어 공급원으로부터의 공기가 에어 통로(86), 노즐 연통 통로(87) 및 노즐축 통로(100)를 거쳐서 불어 들어오게 된다.
이와 같이, 각 흡착 노즐(15)에 대응하여 각각 설치된 에어 절환 밸브(80)로의 통전, 비통전에 의해 흡착 노즐(15)과 진공원 혹은 에어 공급원과의 연통을 절환할 수 있어, 선택된 흡착 노즐(15)에 대응한 에어 절환 밸브(80)를 개별로 절환할 수 있다.
부호 89는 부품 인식 카메라로, 상기 각 장착 헤드(16)에 대응하여 각각 1개씩 합계 4개 베이스 부재(2)의 부착판(99)에 설치되고, 전자 부품이 흡착 노즐(15)에 대해 얼마만큼 위치가 어긋나 흡착 보유 지지되어 있는지 XY 방향 및 회전 각도에 대해 위치 인식하기 위해 복수의 상기 흡착 노즐(15)에 흡착 보유 지지된 모든 전자 부품(D)을 일괄적으로 촬상하지만, 각각 동시에 복수개의 전자 부품을 촬상 가능하다. 또한, 부품 인식 카메라(89)는 촬상함으로써 흡착 노즐(15)에 전자 부품(D)이 흡착 보유 지지되어 있는지 여부를 확인할 수 있다.
다음에 도4의 본 전자 부품 장착 장치(1)의 제어 블록도를 기초로 하여 이하 설명한다. 부호 90은 본 장착 장치(1)를 총괄 제어하는 제어부로서의 CPU(장착 제어부)로, 상기 CPU(90)에는 버스 라인을 거쳐서 RAM(랜덤 액세스 메모리)(92) 및 ROM(리드 온리 메모리)(93)이 접속되어 있다. 그리고, CPU(90)는 상기 RAM(92)에 기억된 데이터를 기초로 하여 상기 ROM(93)에 저장된 프로그램에 따라서 전자 부품 장착 장치(1)의 부품 장착 동작에 관한 동작을 총괄 제어한다. 즉, CPU(90)는 인터페이스(94) 및 구동 회로(95)를 거쳐서 상기 리니어 모터(9 및 14), 헤드 승강 모터(26), 노즐 회전 모터(33), 노즐 승강 모터(51), 노즐 선택 모터(71) 및 솔레노이드 밸브(82) 등의 구동을 제어하고 있다.
상기 RAM(92)에는 부품 장착에 관한 장착 데이터가 기억되어 있고, 그 장착 순서마다(스텝 번호마다) 프린트 기판 내에서의 X 방향(X로 나타냄), Y 방향(Y로 나타냄) 및 각도(Z로 나타냄) 정보나, 각 부품 공급 유닛(3)의 배치 번호 정보 등이 기억되어 있다. 또한 상기 RAM(92)에는 부품 배치 데이터가 기억되어 있고, 이는 상기 각 부품 공급 유닛(3)의 배치 번호에 대응하여 각 전자 부품의 종류(부품 ID)나 상기 공급 유닛(3)의 배치 좌표 등이 기억되어 있다.
부호 91은 인터페이스(94)를 거쳐서 상기 CPU(90)에 접속되는 부품 인식 처리 장치로, 부품 인식 카메라(88)에 의해 촬상하여 취입된 화상의 인식 처리가 상기 인식 처리 장치(91)에서 행해지는 동시에, 기판 인식 카메라(19)에 의해 촬상하여 취입된 화상의 인식 처리가 행해진다.
또, 상기 부품 인식 카메라(89) 및 기판 인식 카메라(19)로부터 촬상된 화상은 표시 장치로서의 CRT(96)에 표시된다. 그리고, 상기 CRT(96)에는 다양한 터치 패널 스위치(97)가 설치되어, 작업자가 터치 패널 스위치(97)를 조작함으로써 교시 지정을 위한 설정을 포함하는 다양한 설정을 행할 수 있다.
상기 터치 패널 스위치(97)는 유리 기판의 표면 전체에 투명 도전막이 코팅되어 4변에 전극이 인쇄되어 있다. 그로 인해, 터치 패널 스위치(97)의 표면에 매 우 미소 전류를 흐르게 하여, 작업자가 터치하면 4변의 전극에 전류 변화를 일으켜 전극과 접속한 회로 기판에 의해 터치한 좌표치가 계산된다. 따라서, 그 좌표치가 있는 작업을 행하게 하는 스위치부로서 미리 후술하는 RAM(92)에 기억된 좌표치군 중의 좌표치와 일치하면, 상기 작업이 행해지게 된다.
이상과 같은 구성에 의해, CRT(96)에 도10에 도시한 바와 같은 화면을 표시시켜 전자 부품의 프린트 기판(P)에의 장착 동작 후에, 흡착 노즐(15)에 전자 부품이 보유 지지되어 있는지를 검출하기 위해 라인 센서 유닛(37)으로만 행할지, 부품 인식 카메라(89)로만 행할지, 양자로 행할지를 선택한다. 여기서는, 우선 라인 센서 유닛(37)만으로 행하는 것으로 하여, 작업자가 스위치부(100A)를 눌러 결정 스위치부(100D)를 누르면 그와 같이 설정되어 RAM(92)에 그 설정 내용이 저장되고, ROM(93)에 저장된 이 설정 내용에 따른 프로그램에 따라서 CPU(90)가 제어한다.
상기 설정은 전자 부품의 종류마다, 혹은 전자 부품 장착 데이터의 장착 순서마다 행할 수 있다.
이하, 전자 부품 공급 장치(1)에 의한 전자 부품(D)의 흡착 및 장착의 동작에 대해 상세하게 설명한다.
우선, 프린트 기판(P)을 상류 장치로부터 공급 컨베이어(4)를 거쳐서 위치 결정부(5)에 반입하여, 위치 결정 기구에 의해 위치 결정 동작을 개시한다.
다음에, CPU(90)는 RAM(92)에 저장된 장착 데이터로부터 흡착 시퀀스 데이터를 생성한다. 즉, 처음에 CPU(90)는 장착 데이터로부터의 데이터의 판독 처리를 하고, 흡착 노즐(15)에 의한 흡착 순서의 결정 처리를 하여 연쇄 흡착[1개의 장착 헤드(16)당 최고 12개 흡착 가능]의 최종 전자 부품(D)을 공급하는 부품 공급 유닛(3)을 판정하여 최종 흡착 위치의 배치 좌표를 RAM(92)에 저장하고, 연쇄 흡착을 완료한 후 처음에 장착해야 할 전자 부품(D)의 장착 좌표 위치(부품 흡착 어긋남 보정 전의 장착 데이터의 위치)를 판정하여 그 좌표를 RAM(92)에 저장한다.
그리고, 전자 부품(D)의 흡착 동작을 실행한다.
즉, RAM(92)에 프린트 기판의 장착해야 할 XY 좌표 위치, 수직 축선 주위에의 회전 각도 위치 및 배치 번호 등이 지정된 장착 데이터 등에 따라서 전자 부품의 부품 종류에 대응한 흡착 노즐(15)이 장착해야 할 상기 전자 부품을 소정의 부품 공급 유닛(3)으로부터 흡착하여 취출한다. 이 때, CPU(90)에 의해 리니어 모터(9 및 14)가 제어되어 각 장착 헤드 부재(7)의 각 장착 헤드(16)의 흡착 노즐(15)이 장착해야 할 전자 부품을 수납하는 각 부품 공급 유닛(3)의 선두의 전자 부품 상방에 위치하려고 이동하지만, Y 방향은 구동 회로(95)에 의해 리니어 모터(9)가 구동하여 한 쌍의 가이드(10)에 따라서 각 빔(8)이 이동하고, X 방향은 동일하게 구동 회로(95)에 의해 리니어 모터(14)가 구동하여 가이드(13)에 따라서 각 장착 헤드 부재(7)가 이동한다.
그리고, 이미 소정의 각 공급 유닛(3)은 구동되어 부품 흡착 위치에서 부품이 취출 가능 상태에 있으므로, CPU(90)로부터 인터페이스(94) 및 구동 회로(95)를 거쳐서 출력되는 신호를 기초로 하여 헤드 승강 모터(26)가 회전하고, 장착 헤드(16)가 가이드(24)에 따라서 소정의 높이까지 하강한다. 다음에, 처음에 전자 부품을 흡착하는 흡착 노즐(이하 1번 흡착 노즐이라 함)(15)이 흡착 위치, 즉 장착 헤드(16)의 개략 바닥면도인 도8에 도시하는 흡착 위치(이 위치를 0°로 함)(101)로부터 어긋나 있는 경우에는, CPU(90)는 그 흡착 노즐(15)을 흡착 위치인 도8에 도시하는 흡착 위치(101)까지 이동시키기 위한 신호를 출력하고, 이 신호에 의해 노즐 회전 모터(33)가 회전한다. 노즐 회전 모터(33)의 구동에 의해 장착 헤드(16)의 노즐 지지 부재(31)가 중심축(60)의 주위를 θ 회전한다.
그리고, 롤러(65)가 승강 지지 부재(63)를 탄 시점에서, CPU(90)는 노즐 지지 부재(31)의 회전 각도와 승강 지지 부재(63)의 측모서리의 각도(승강 지지 부재의 중앙으로부터 15°어긋난 위치)를 기초로 하여 CPU(90)는 인터페이스(94) 및 구동 회로(95)를 거쳐서 신호를 노즐 승강 모터(51)로 출력하고, 이 신호를 기초로 하여 노즐 승강 모터(51)는 1번 흡착 노즐(15)을 하강시키는 방향으로 회전하고, 볼 나사(52)의 회전에 의해 승강 부재(53) 및 승강 지지 부재(63)는 하강하고, 1번 흡착 노즐(15)은 소정의 높이, 즉 미리 설정되어 있던 공급 유닛(3)으로부터 전자 부품을 흡착하는 데 적합한 높이를 향해 하강한다. 즉, 노즐 지지 부재(31)의 θ 회전 및 승강 지지 부재(63)의 하강에 의해 1번 흡착 노즐(15)은 선회하는 동시에 하강하여 롤러(65)가 승강 지지 부재(63)의 중앙에 도달하고, 1번 흡착 노즐(15)은 흡착 위치(101)에 도달하는 동시에, 전자 부품을 흡착하는 데 적합한 높이까지 하강한다.
이와 같이, 1번 흡착 노즐(15)의 흡착 위치(101)에의 선회중에 1번 흡착 노즐(15)은 하강을 개시하고, 1번 흡착 노즐(15)의 흡착 위치(101)에의 선회와 하강이 평행하게 행해지므로 전자 부품(D)의 흡착 동작에 필요한 시간을 단축할 수 있 고, 이 결과 프린트 기판에의 전자 부품 장착 시간을 단축하는 것이 가능해진다. 이 흡착 노즐(15)의 선회 및 하강은 장착 헤드(16)의 XY 방향의 이동중에 개시된다.
또, 상술한 바와 같은 노즐 지지 부재(31)의 θ 회전시에 더욱 빨리 1번 흡착 노즐(15)의 하강을 개시시키는 것도 가능하고, 그로 인한 제어에 대해 설명한다.
즉, CPU(90)가 그 흡착 노즐(15)을 흡착 위치인 도8에 도시하는 흡착 위치(101)까지 이동시키기 위한 신호를 출력하는 동시에, 노즐 선택 모터(71)는 CPU(90)로부터의 신호를 기초로 하여 1번 흡착 노즐(15)에 대응한 위치에 오도록 신호를 출력한다. 이로 인해, 노즐 회전 모터(33)의 구동에 의해 장착 헤드(16)의 노즐 지지 부재(31)가 중심축(60)의 주위를 θ 회전하는 동시에, 노즐 선택 모터(71)의 회전이 제1 풀리(70), 벨트(75), 제2 풀리(74) 및 제1 통 부재(57)를 거쳐서 노즐 지지 부재(62)에 전해져, 노즐 지지 부재(62)의 회전에 의해 승강 지지 부재(63)가 회전하여 승강하는 1번 흡착 노즐(15)에 대응한 위치에 도달한다.
이 시점에서는, 1번 흡착 노즐(15)은 흡착 위치(101)에 도달하지 않으므로, 노즐 지지 부재(31)가 중심축(60) 주위의 θ 회전을 계속한다. 또한, CPU(90)는 승강 지지 부재(63)가 회전하고, 1번 흡착 노즐(15)에 대응한 위치를 유지하도록 신호를 출력하여 노즐 지지 부재(62)의 회전에 의해 승강 지지 부재(63)가 노즐 지지 부재(31)의 θ 회전과 함께 회전한다.
또한, 승강 지지 부재(63)가 1번 흡착 노즐(15)에 대응한 위치에 도달하면, CPU(90)는 인터페이스(94) 및 구동 회로(95)를 거쳐서 신호를 노즐 승강 모터(51)로 출력하고, 이 신호를 기초로 하여 노즐 승강 모터(51)는 1번 흡착 노즐(15)을 하강시키는 방향으로 회전하고, 볼 나사(52)의 회전에 의해 승강 부재(53) 및 승강 지지 부재(63)는 하강하고, 1번 흡착 노즐(15)은 소정의 높이, 즉 미리 설정되어 있던 공급 유닛(3)으로부터 전자 부품을 흡착하는 데 적합한 높이에 맞게 하강한다. 즉, 노즐 지지 부재(31)의 θ 회전 및 승강 지지 부재(63)의 하강에 의해 1번 흡착 노즐(15)은 선회하는 동시에 하강하고, 1번 흡착 노즐(15)은 흡착 위치(101)에 도달하는 동시에 전자 부품을 흡착하는 데 적합한 높이까지 하강한다.
이와 같이, 1번 흡착 노즐(15)의 흡착 위치(101)에의 선회중이고, 1번 흡착 노즐(15)이 흡착 위치(101)로부터 15°이상 어긋나 있는 시점으로부터 1번 흡착 노즐(15)은 하강을 개시하고, 1번 흡착 노즐(15)의 흡착 위치(101)에의 선회와 하강이 평행하게 행해지므로, 1번 흡착 노즐(15)의 하강의 개시 시점을 한층 빠르게 하여 전자 부품(D)의 흡착 동작에 필요한 시간을 한층 단축할 수 있고, 이 결과 프린트 기판에의 전자 부품 장착 시간을 한층 단축하는 것이 가능해진다.
전술한 바와 같이 1번 흡착 노즐(15)이 흡착 위치(101)에 도달하는 동시에, 전자 부품을 흡착하는 데 적합한 높이까지 하강하였을 때, 1번 흡착 노즐(15)에 대응한 솔레노이드 밸브(82)는 CPU(90)로부터의 신호를 기초로 하여 통전되어 상승하고 있고, 1번 흡착 노즐(15)은 노즐 연통 통로(87) 및 솔레노이드 밸브(82)를 거쳐서 진공원에 연통하고 있으므로, 1번 흡착 노즐(15)은 전자 부품(D)을 흡착 보유 지지한다.
상기한 바와 같이 1번 흡착 노즐(15)에 의한 전자 부품의 흡착 동작이 종료되면, CPU(90)는 신호를 노즐 승강 모터(51)로 출력하고, 이 신호를 기초로 하여 노즐 승강 모터(51)는 1번 흡착 노즐(15)을 상승시키는 방향으로 회전하고, 볼 나사(52)의 회전에 의해 승강 부재(53)는 소정 높이, 즉 하강 전의 높이까지 상승한다.
또한, CPU(90)는 노즐 승강 모터(51)에 신호를 출력하면 동시에 1번 흡착 노즐(15) 옆의 2번 흡착 노즐(15)에 의해 전자 부품을 흡착시키기 위한 신호를 출력한다. 즉, CPU(90)는 2번 흡착 노즐(15)이 흡착하는 전자 부품을 공급하는 부품 공급 유닛(3)의 부품 공급부의 상방에 위치하고, 또한 노즐 지지 부재(31)에서의 흡착 위치에 위치하도록 신호를 출력한다. 그리고, 이 신호를 기초로 하는 각 리니어 모터(9, 14)의 구동 및 노즐 회전 모터(33)의 회전에 의해 2번 흡착 노즐(15)은 전자 부품을 공급하는 부품 공급 유닛(3)의 상방으로 이동하는 동시에, 1번 흡착 노즐(15)과 같은 흡착 위치까지 선회한다. 또한, 상기 노즐 회전 모터(33)의 회전에 의한 노즐 지지 부재(31)의 회전과 평행하여, CPU(90)로부터의 신호를 기초로 하여 노즐 선택 모터(71)가 회전하고, 이 회전이 노즐 지지 부재(62)에 전달되어 노즐 지지 부재(62)의 회전에 의해 상기 제1 흡착 노즐시와 마찬가지로 제1 지지 부재(63)가 회전하고, 금회 승강하는 2번 흡착 노즐(15)에 대응한 위치에서 정지한다.
이 후, 상기 1번 흡착 노즐(15)일 때와 마찬가지로 CPU(90)로부터의 신호를 기초로 하여 노즐 승강 모터(51)가 회전하는 동시에, 2번 흡착 노즐(15)에 대응한 솔레노이드 밸브(82)가 동작하고, 2번 흡착 노즐(15)이 부품 공급 유닛(3)으로부터 전자 부품을 흡착 보유 지지하여, 그 후 하강 전의 위치까지 상승한다.
이후, 장착 헤드(16)에 의해 전자 부품을 연쇄 흡착할 수 있는 경우에는, 1번 흡착 노즐 및 2번 흡착 노즐(15)과 마찬가지로 상기한 바와 같이 노즐 지지 부재(31)에 설치된 12개의 흡착 노즐(15) 중, 예를 들어 흡착 동작 및 장착 동작을 행하도록 선택되어, 각 동작을 위한 데이터가 RAM(92)에 저장된 나머지의 각 흡착 노즐(15), 즉 3번 흡착 노즐로부터 12번 흡착 노즐 중 나머지가 선택된 흡착 노즐에 대해서도 멀티 연쇄 흡착[가능한 한 많은 전자 부품(D)을 연속하여 흡착함]한다. 즉, 나머지의 각 흡착 노즐(15)에 부품 공급 유닛(3)으로부터 전자 부품이 공급되어, 노즐 회전 모터(33)의 회전에 의해 노즐 지지 부재(32)는 간헐적으로 회전하고, 노즐 지지 부재(32)의 정지시에 각 흡착 노즐(15)은 승강하여 전자 부품을 흡착 보유 지지한다.
이하, 각 흡착 노즐(15)에 의한 전자 부품의 흡착 동작에 수반하는 라인 센서 유닛(37)에 의한 전자 부품의 유무 검출 및 흡착 자세의 검출에 대해 도8을 기초로 하여 설명한다.
라인 센서 유닛(37)의 수광 유닛(46)은 도8에 도시한 흡착 위치(101)로부터 예를 들어 45°어긋난 위치에 설치되고, 노즐 지지 부재(32)의 화살표 방향으로의 간헐적인 회전에 수반하여 전자 부품을 흡착한 흡착 노즐(15)이 도8에 도시하는 검출 위치(102)를 통과하였을 때에, 상술한 바와 같이 라인 센서 유닛(37)에 의해 흡착 노즐(15)의 하단부에서의 전자 부품의 유무 검출 및 흡착 자세의 검출 등이 행 해진다.
그리고, 흡착해서는 안되는 면이 흡착되어 소위 수직 상태로 되어 있거나 비스듬하게 흡착되어 있다고 검출한 경우에는, 장착 헤드(16) 및 흡착 노즐(15)을 배출 상자(79) 상방으로 이동시켜 전자 부품(D)을 낙하시키고, 다시 상기 전자 부품(D)의 복귀 동작을 행한다. 또는, 정상적인 흡착 자세라고 검출된 경우에는 진공 흡착을 유지하고, 또한 상기 전자 부품(D)의 하단부 레벨(하단부 위치)을 검출할 수 있으므로, 부품 공차에 의한 변동을 보정하기 위해 프린트 기판(P)에의 장착시에 흡착 노즐(15)의 하강 스트로크를 상기 하단부 레벨에 따라서 변경하도록 CPU(90)가 노즐 승강 모터(51)를 제어한다.
노즐 승강 모터(51)를 구동 제어하여 볼 나사(52)를 소정 각도 회전시켜 승강 부재(53)가 하강하고, 승강 지지 부재(63)의 하강에 의해 상기 흡착 노즐(15)을 전자 부품(D)의 장착을 위해 소정 스트로크 강하시키게 된다.
또, 12개 있는 흡착 노즐(15) 중, 마지막 흡착 노즐, 예를 들어 12번 흡착 노즐이 전자 부품을 흡착한 시점에서는 12번 흡착 노즐(15)은 흡착 위치(101)에 있고, 또한 그 앞의 11번 흡착 노즐은 흡착 위치의 다음 정지 위치(103)에 있다. 이로 인해, CPU(90)는 노즐 지지 부재(32)를 30°씩 2회 간헐적으로 회전시키는 신호를 노즐 회전 모터(33)에 출력하고, 이 결과, 우선 11번 흡착 노즐(15)이 흡착 보유 지지하고 있는 전자 부품이 검출 위치(102)를 통과하여 라인 센서 유닛(37)에 의한 전자 부품의 유무 검출 및 흡착 자세의 검출 등이 행해지고, 다음에 12번 흡착 노즐(15)이 흡착 보유 지지하고 있는 전자 부품이 검출 위치(102)를 통과하여 마찬가지로 라인 센서 유닛(37)에 의한 전자 부품의 유무 검출 및 흡착 자세의 검출 등이 행해지고, 모든 흡착 노즐(15)에서의 전자 부품의 유무 검출 및 흡착 자세의 검출 등이 종료된다.
이상과 같이, 각 흡착 노즐(15)에 의한 전자 부품의 흡착 동작 및 흡착 노즐(15)에서의 전자 부품의 유무 검출 및 흡착 자세의 검출 등이 종료되면, CPU(90)는 장착 시퀀스 데이터를 생성한다. 또한, 각 흡착 노즐(15)이 보유 지지한 전자 부품이 예를 들어 두꺼운 경우에는, CPU(90)는 후술하는 부품 인식 카메라(89)에 의한 부품 인식시에 그 전자 부품이 부품 인식 카메라(89)의 포커스의 범위에 들어가도록 장착 헤드(16), 즉 장착 헤드 부재(7)를 상승시키기 위한 신호를 출력하고, 이 신호를 기초로 하여 헤드 승강 모터(26)는 상기 하강시와는 반대 방향으로 회전한다. 이 결과, 볼 나사(25)와 승강 너트(28)의 작용에 의해 장착 헤드 부재(7)는 상승을 개시하고, 소정의 높이, 즉 전자 부품이 부품 인식 카메라(89)의 포커스의 범위에 들어가는 높이까지 상승한다.
또, 각 흡착 노즐(15)이 보유 지지한 전자 부품이 예를 들어 얇고, 노즐 지지 부재(31)의 각 흡착 노즐(15)이 상승한 상태에서 전자 부품이 부품 인식 카메라(89)의 포커스 범위에 들어가는 경우에는, 상기 장착 헤드 부재(7)의 상승 동작은 행해지지 않는다.
이와 같이, 전자 부품 장착 장치(1)에 있어서는, 흡착 노즐(15)이 흡착 보유 지지하는 높이를 노즐 지지 부재(31)에서의 각 흡착 노즐(15)의 승강뿐만 아니라, 헤드 승강 장치(23)의 동작에 의한 장착 헤드 부재(7)의 승강에 의해 조절할 수 있 어 그 조절 범위를 확대할 수 있으므로, 장착 헤드 부재(7)로 흡착하여 프린트 기판에 장착 가능한 전자 부품의 범위를 확대할 수 있다.
상기 상승 동작이 행해지는 경우에는 이 상승 동작이 개시되는 동시에, 또한 상기 상승 동작이 행해지지 않은 경우에는 설정되어 있던 마지막 흡착 노즐(15)이 전자 부품을 흡착 보유 지지한 후에, CPU(90)는 장착 헤드(16)가 부품 인식 카메라(89)의 상방을 통과하고, 위치 결정부(5)에서 위치 결정되어 있는 프린트 기판(P) 상의 장착 좌표 위치로 이동하도록 신호를 출력한다. CPU(90)로부터의 신호에 의해 리니어 모터(9 및 14)가 제어되어, Y 방향은 구동 회로(95)에 의해 리니어 모터(9)가 구동하여 한 쌍의 가이드(10)에 따라서 각 빔(8)이 이동하고, X 방향은 동일하게 구동 회로(95)에 의해 리니어 모터(14)가 구동하여 가이드(132)에 따라서 각 장착 헤드 부재(7)가 이동한다.
흡착 헤드 부재(7)의 이동중에 장착 헤드(16)는 부품 인식 카메라(89)의 상방을 통과하고, 부품 인식 카메라(89)가「빔 무정지 일괄 플라이 인식」처리에서 장착 헤드(16)의 전체 흡착 부품(D)의 동시 촬상 및 그 화상 취입을 실행하고, 부품 인식 처리 장치(91)에 의해 부품 인식 처리를 개시한다.
그리고, 부품 인식 처리 장치(91)에 의해 1개째 점의 장착 부품의 인식 결과가 산출되면, 이동 목적치로 셋트된 처음에 장착하는 전자 부품(D)의 장착 좌표 위치(부품 흡착 어긋남 보정 전의 장착 데이터의 위치)의 좌표 위치로 이동이 완료되어 있는지를 판단하고, 완료되어 있는 경우에는 인식(보정) 결과를 가미한 이동 목적치를 다시 셋트하여 상기 빔(8)을 이동 개시시키고, 완료되지 않은 경우에는 이 동 목적치를 다이나믹 변경 처리, 즉 셋트된 이동 목적치로부터 인식(보정) 결과를 가미하한 목적치로 다이나믹하게 수정한다.
또한, 부품 인식 처리 장치(91)에 의한 인식 결과를 기초로 하여, CPU(90)는 각 흡착 노즐(15)에 대한 전자 부품의 흡착 각도 등을 산출한다. 그리고, CPU(90)에 있어서, 산출 결과와 RAM(92)에 기억되어 있는 장착 데이터 중 장착 각도가 비교되어, 산출된 흡착 각도와 장착 각도 사이에 차가 있는 경우에는 각각의 각도가 일치하도록 CPU(90)는 노즐 회전 모터(33)에 신호를 출력한다. 이 결과, 노즐 회전 모터(33)는 장착 헤드 부재(7)의 기판 상방으로의 이동 중에 회전을 개시하고, 이 회전에 의해 흡착 노즐의 부품 흡착 각도를 장착 각도에 일치시킨다.
장착 헤드 부재(7)는 부품 인식 카메라(89)의 상방을 통과한 후에도 이동을 계속하지만, 상기한 바와 같이 장착 헤드 부재(7)가 상승하고 있는 경우에는, 이동중에 CPU(90)는 장착 헤드 부재(7)를 하강시키는 신호를 출력한다. 그리고, 이 신호를 기초로 하여 헤드 승강 모터(26)는 회전하고, 볼 나사(25)의 회전에 의해 장착 헤드 부재(7)는 상승 전의 높이까지 하강하는 동시에, 흡착 헤드 부재(7)는 프린트 기판 상에 도달하여 전자 부품(D) 중 첫 번째의 전자 부품(D)을 프린트 기판(P) 상에 장착한다.
이하, 흡착 노즐(15)에 의한 프린트 기판에의 전자 부품의 장착 동작에 대해 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서는, 각 흡착 노즐에 의한 장착 순서는 상기 흡착 순서와 같은 것으로 하여 설명한다.
즉, 장착 헤드 부재(7)의 이동에 의해 상기 1번 흡착 노즐(15)이 흡착 보유 지지한 첫 번째의 전자 부품(D)은 장착 좌표 위치에 도달하고 있고, 이 전자 부품(D)의 두께에 따라서 및 상기 라인 센서 유닛(37)에 의한 상기 전자 부품(D)의 하단부 레벨의 검출치에 따라서 프린트 기판(P)에의 장착시에 흡착 노즐(15)을 소정 스트로크 강하시키고, 프린트 기판(P) 상에 전자 부품(D)을 장착한다.
이 장착시에는 CPU(90)는 상기 전자 부품의 흡착 동작시와 마찬가지로 흡착 노즐(15)을 하강시키기 위한 신호를 출력한다. 이 신호를 기초로 하여, 노즐 승강 모터(51)는 1번 흡착 노즐(15)을 하강시키는 방향으로 회전하고, 볼 나사(52)의 회전에 의해 승강 부재(53)는 전자 부품(D)의 두께 및 상기 라인 센서 유닛(37)에 의해 검출된 상기 전자 부품(D)의 하단부 레벨의 검출치에 따라서 하강하고, 흡착 노즐(15)을 소정 스트로크 강하시켜 프린트 기판(P) 상에 전자 부품(D)을 장착한다.
또한, 흡착 노즐(15)의 강하시, 1번 흡착 노즐(15)에 대응한 솔레노이드 밸브(82)는 CPU(90)로부터의 신호를 기초로 하여 통전 상태로부터 비통전 상태로 절환하여 하강하고, 진공원을 차단하여 1번 흡착 노즐(15)은 진공 흡착 동작을 정지하고, 에어 공급원으로부터의 공기가 에어 통로(86) 및 노즐 연통 통로(87)를 거쳐서 1번 흡착 노즐(15)의 내부 통로(15)로 불어 들어오게 된다.
CPU(90)는 다음에 장착해야 할 전자 부품(D)의 장착 동작의 연산 처리를 하고, 그 장착 동작을 연쇄 흡착한 전자 부품의 장착이 모두 완료될 때까지 반복한다. 즉, 부품 인식 처리 장치(91)에 의한 인식 처리 결과를 CPU(90)가 취득하여 XYθ의 이동 목적치를 산출 처리를 하고, 어긋남량을 가미하여 리니어 모터(9)를 구동하여 빔(8)을 Y 방향으로 이동시키고, 리니어 모터(14)를 구동하여 장착 헤드 (16)를 X 방향으로 이동시키고, 노즐 회전 모터(33)를 구동하여 노즐 지지 부재(32)를 θ 회전시키고, 흡착 노즐(15)을 선회시켜 노즐 승강 모터(51)를 회전킴으로써 상기 부품(D)의 두께에 따라서 상기 흡착 노즐(15)을 소정 스트로크 강하시켜 프린트 기판(P) 상에 전자 부품(D)을 장착하고, 이 장착 후 흡착 노즐(15)은 상승하여, 이하와 마찬가지로 상기 장착 헤드(16)의 각 흡착 노즐(15)에 흡착 보유 지지된 전자 부품(D) 전체의 프린트 기판에의 장착이 완료될 때까지 반복한다.
이상과 같이 행해지는 전자 부품의 장착시, 차례로 행해지는 장착시의 장착 각도가 변화하지 않는 경우에는 장착 동작이 종료할 때마다 노즐 지지 부재(31)는 소정 각도, 즉 30°씩 회전하고, 일정한 각도 위치, 즉 도8에 도시하는 흡착 위치(101)와 같은 위치에 흡착 노즐(15)이 차례로 위치하고, 이 위치에서 흡착 노즐의 승강이 행해진다. 또한, 전자 부품 장착시에 있어서, 예를 들어 흡착 노즐(15)에서의 전자 부품의 흡착 각도와 장착시의 전자 부품의 장착 각도가 다른 경우, 혹은 부품 인식 카메라(89)에 의한 전자 부품의 인식에 의해 흡착 각도가 설정되어 있는 장착 각도로부터 어긋나 있었던 경우 등에는, 흡착 노즐(15)에서의 전자 부품 흡착 각도와 장착 각도와의 관계로부터 노즐 지지 부재(32)를 상기 소정 각도와 다른 각도 회전시키고, 흡착 노즐(15)의 위치가 흡착 위치(101)로부터 어긋난 경우에는 어긋난 각도에 따라서 CPU(90)는 노즐 선택 모터(71)에 신호를 출력한다. 이로 인해, 부품 장착시의 노즐 지지 부재(32)의 회전에 따라서 승강 지지 부재(63)는 회전하고, 승강하는 흡착 노즐(15)에 대응한 위치에서 정지하고, 이 위치에서 흡착 노즐(15)은 승강한다.
즉, 흡착 노즐(15)이 흡착한 전자 부품의 흡착 각도가 장착 각도와 달라, 이로 인해 노즐 지지 부재(31)를 회전시킨 경우에 있어서도 이 회전에 따라서 노즐 선택 모터(71)를 회전시키고, 승강 지지 부재(63)를 회전시켜 승강하는 흡착 노즐(15)에 대응한 위치와 일치시킬 수 있으므로, 흡착 노즐(15)의 승강에 의해 전자 부품의 프린트 기판에의 장착을 확실하게 행할 수 있고, 또한 장착시의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또, 상기 전자 부품(D)의 흡착 및 장착의 설명은 전자 부품 공급 장치(1)가 구비한 4개의 장착 헤드 부재(7) 중 1개의 장착 헤드(7)에 의한 흡착 및 장착의 동작에 대해 설명하였지만, 다른 장착 헤드 부재(7)에 대해서도 마찬가지로 전자 부품의 흡착 및 장착이 행해진다.
그리고, CPU(90)는 부품 회수 확인 기능이 설정되어 있는지 여부를 확인하고, 부품 회수 확인 기능이 설정되어 있지 않은 경우에는, 즉 RAM(92)에 부품 회수 확인 기능의 설정 내용이 저장되어 있지 않은 경우에는 전술한 바와 같은 다음의 장착 데이터에 따른 전자 부품 흡착 동작을 행한다.
여기서, RAM(92)에 부품 회수 확인 기능의 설정 내용이 저장되어 있는 경우에는 라인 센서 유닛(37)에 의한 전자 부품의 확인 기능이 설정되어 있는지 여부를 CPU(90)는 확인하고, RAM(92)에 라인 센서 유닛(37)에 의한 전자 부품의 확인 기능의 설정 내용이 저장되어 있지 않은 경우에는 전술한 바와 같은 다음의 장착 데이터에 따른 전자 부품 흡착 동작을 행한다. 그리고, 라인 센서 유닛(37)에 의한 전자 부품의 확인 기능의 설정 내용이 저장되어 있는 경우에는 다음에 장착해야 할 전자 부품을 수납하는 각 부품 공급 유닛(3)에의 대응 장착 헤드(16)의 이동 도중에 있어서, 전술한 바와 같이 노즐 지지 부재(31)를 선회시켜 라인 센서 유닛(37)에 의해 전자 부품의 유무 검출이 행해진다.
라인 센서 유닛(37)에 의한 전자 부품의 유무 검출에 의해, 모든 흡착 노즐(15)에 대해「없음」의 경우에는 다음에 장착해야 할 전자 부품의 흡착 동작으로 이동하고, 반대로「있음」의 흡착 노즐(15)이 하나라도 존재한 경우에는 RAM(92)에 이상 정지 기능의 설정 내용이 저장되어 있는지 여부를 CPU(90)가 확인하여, 이상 정지 기능의 설정 내용이 저장되어 있는 경우에는 CPU(90)는 전자 부품 장착 장치(1)의 장착 운전을 정지하도록 제어하고, 이상 정지 기능의 설정 내용이 저장되어 있지 않은 경우에는 배출 상자(79) 상방까지 이동하여 전자 부품(D)의 폐기 동작을 행한다.
그리고, 이 폐기를 행한 후, RAM(92)에 노즐 스킵 기능의 설정 내용이 저장되어 있는지 여부를 CPU(90)가 확인하여, 저장되어 있지 않으면 다음에 장착해야 할 전자 부품의 흡착 동작으로 이동하고, 저장되어 있으면 상기 흡착 노즐(15)의 스킵 처리를 하여 다음에 장착해야 할 전자 부품의 흡착 동작으로 이동한다.
즉, 상기 장착 헤드(16)에 12개의 흡착 노즐(15)이 부착되어 있지만, 동일 종류의 흡착 노즐(15)이 부착되어 있는 경우에 회수를 한 흡착 노즐(15)을 사용하지 않고, 다른 동일 종류의 흡착 노즐(15)을 사용하도록 CPU(90)는 제어한다.
그리고, 장착 데이터에서 지정한 전자 부품(D)의 전체가 프린트 기판(P)에 장착되어 있지 않으면, 전술한 바와 같이 다시 흡착 시퀀스 데이터를 생성하여 전 자 부품(D)의 흡착 취출 동작을 실행하고, 부품 인식 처리를 하여 장착 동작을 실행하지만, 장착 데이터에서 지정한 전자 부품(D)의 전체가 프린트 기판(P)에 장착된 경우에는 상기 빔(8)을 원점으로 복귀시키는 동시에 장착 완료된 프린트 기판(P)을 배출 컨베이어(6)로 이동 적재하여 종료한다.
다음에, 전자 부품의 프린트 기판(P)에의 장착 동작 후에, 흡착 노즐(15)에 전자 부품이 보유 지지되어 있는지를 검출하기 위해 CRT(96)에 도10에 도시한 바와 같은 화면을 표시시켜, 부품 인식 카메라(88)만으로 행할지를 선택하기 위해 작업자가 스위치부(100B)를 누르는 동시에 결정 스위치부(100D)를 누르면 그와 같이 설정되어, ROM(93)에 저장된 이 설정 내용에 따른 프로그램에 따라서 CPU(90)가 제어한다.
즉, 도12에 도시한 바와 같은 흐름도에 나타내는 제어가 이루어지지만, 도11의 흐름도에 나타낸 바와 같은 전자 부품의 회수를 라인 센서 유닛(37)으로만 검출하여 처리하는 대신에, 전자 부품의 회수를 부품 인식 카메라(88) 및 부품 인식 처리 장치(91)만으로 검출하여 처리하는 것이다.
즉, 전자 부품의 회수를 라인 센서 유닛(37)만으로 검출하여 처리하는 경우와 다른 동작에 대해서만 상세하게 서술하면, 우선 프린트 기판(P)이 위치 결정부(5)에 반입되어 위치 결정되고, CPU(90)가 RAM(92)에 저장된 장착 데이터로부터 흡착 시퀀스 데이터를 생성한다. 그리고, 후술하는 부품 흡착으로부터 부품 장착에의 빔(8)의 이동 중에는 부품 인식 카메라(89)에 의해 촬상하고,「빔 무정지 일괄 플라이 인식」처리를 행하여, 장착 헤드(16)의 각 흡착 노즐(15)에 흡착 보유 지지 된 모든 전자 부품의 동시 화상 취입을 시킨다.
그리고, 장착 데이터 등에 따라서, 전자 부품의 부품 종류에 대응한 흡착 노즐(15)이 장착해야 할 대응 전자 부품을 소정의 부품 공급 유닛(3)으로부터 흡착하여 취출한다. 전자 부품(D)을 흡착 보유 지지한 후, 노즐 승강 모터(51)의 회전에 의해 흡착 노즐(15)은 상승하고, 노즐 회전 모터(33)의 구동에 의해 노즐 지지 부재(31)를 회전시켜 흡착 노즐(15)을 선회시키고, 그 선회 중에 흡착된 전자 부품(D)은 반사 부재(44)와 수광 유닛(46) 사이에 위치하므로, 라인 센서 유닛(37)에 의해 부품의 유무 검출 및 흡착 자세의 검출 등이 행해진다.
그리고, 정상적인 흡착 자세로 검출된 경우에는 진공 흡착을 유지하고, 또한 상기 전자 부품(D)의 하단부 레벨을 검출할 수 있으므로, 부품 공차에 의한 부품 두께의 변동을 보정하기 위해 프린트 기판(P)에의 장착시에 흡착 노즐(15)의 하강 스트로크를 상기 하단부 레벨에 따라서 변경하도록 CPU(90)가 노즐 승강 모터(51)를 제어한다.
이하와 마찬가지로, 잇달아 멀티 연쇄 흡착[가능한 한 많은 전자 부품(D)을 연속하여 흡착함]하지만, 이 흡착이 모두 완료되면, CPU(90)는 장착 시퀀스 데이터를 생성하여 프린트 기판(P)에 최초로 장착해야 할 제1 장착 좌표 위치로 상기 빔(8) 및 장착 헤드 부재(7)가 이동한다.
그리고, CPU(90)는 부품 인식 카메라(89)의 촬상 타이밍이 된 것으로 판단하였을 때에는, 부품 인식 카메라(89)가 빔(8) 이동 중에「빔 무정지 일괄 플라이 인식」처리에서 좌우 장착 헤드(16)의 전체 흡착 부품(D)의 동시 촬상 및 그 화상 취 입을 실행하여 부품 인식 처리 장치(91)에 의해 부품 인식 처리를 개시한다.
즉, 상기 빔(8)의 이동이 완료된 경우에는 전자 부품(D) 중 첫 번째의 전자 부품(D)을 프린트 기판(P) 상에 장착한다. CPU(90)는 장착해야 할 전자 부품(D)의 장착 동작의 연산 처리를 하여, 그 장착 동작을 연쇄 흡착한 전자 부품의 장착이 모두 완료될 때까지 반복한다.
그리고, CPU(90)는 부품 회수 확인 기능이 설정되어 있는지 여부를 확인하여, 부품 회수 확인 기능이 설정되어 있지 않은 경우에는, 즉 RAM(92)에 부품 회수 확인 기능의 설정 내용이 저장되어 있지 않은 경우에는 전술한 바와 같은 다음의 장착 데이터에 따른 전자 부품 흡착 동작을 행한다.
여기서, RAM(92)에 부품 회수 확인 기능의 설정 내용이 저장되어 있는 경우에는 부품 인식 카메라(89) 및 부품 인식 처리 장치(91)에 의한 전자 부품의 확인 기능이 설정되어 있는지 여부를 CPU(90)는 확인하고, RAM(92)에 이 확인 기능의 설정 내용이 저장되어 있지 않은 경우에는 전술한 바와 같은 다음의 장착 데이터에 따른 전자 부품 흡착 동작을 행한다. 그리고, 부품 인식 카메라(89) 및 부품 인식 처리 장치(91)에 의한 전자 부품의 확인 기능의 설정 내용이 저장되어 있는 경우에는 다음에 장착해야 할 전자 부품을 수납하는 각 부품 공급 유닛(3)에의 대응 장착 헤드(16)의 흡착 노즐(15)의 이동 도중에 있어서 부품 인식 카메라(89)가 촬상하고, 이 촬상된 화상을 기초로 하여 부품 인식 처리 장치(91)가 인식 처리를 하여 장착 후의 전자 부품의 유무 검출이 행해진다.
부품 인식 카메라(89) 및 부품 인식 처리 장치(91)에 의한 전자 부품의 유무 검출에 의해「없음」의 경우에는 다음에 장착해야 할 전자 부품의 흡착 동작으로 이동하고, 반대로「있음」의 경우에는 RAM(92)에 이상 정지 기능의 설정 내용이 저장되어 있는지 여부를 CPU(90)가 확인하여, 이상 정지 기능의 설정 내용이 저장되어 있는 경우에는 CPU(90)는 전자 부품 장착 장치(1)의 장착 운전을 정지하도록 제어하고, 이상 정지 기능의 설정 내용이 저장되어 있지 않은 경우에는 배출 상자(79) 상방까지 이동하여 전자 부품(D)의 폐기 동작을 행한다.
그리고, 이 폐기를 행한 후, RAM(92)에 노즐 스킵 기능의 설정 내용이 저장되어 있는지 여부를 CPU(90)가 확인하여, 저장되어 있지 않으면 다음에 장착해야 할 전자 부품의 흡착 동작으로 이동하고, 저장되어 있지 않으면 상기 흡착 노즐(15)의 스킵 처리를 하여 다음에 장착해야 할 전자 부품의 흡착 동작으로 이동한다.
즉, 상기 장착 헤드(16)에 12개의 흡착 노즐(15)이 부착되어 있지만, 동일 종류의 흡착 노즐(15)이 부착되어 있는 경우에 회수를 한 흡착 노즐(15)을 사용하지 않고, 다른 동일 종류의 흡착 노즐(15)을 사용하도록 CPU(90)는 제어하게 된다.
그리고, 장착 데이터에서 지정한 전자 부품(D)의 전체가 프린트 기판(P)에 장착되어 있지 않으면, 전술한 바와 같이 다시 흡착 시퀀스 데이터를 생성하여 전자 부품(D)의 흡착 취출 동작을 실행하고, 부품 인식 처리를 하여 장착 동작을 실행하지만, 장착 데이터에서 지정한 전자 부품(D)의 전체가 프린트 기판(P)에 장착한 경우에는 상기 빔(8)을 원점으로 복귀시키는 동시에 장착 완료된 프린트 기판(P)을 배출 컨베이어(6)로 이동 적재하여 종료한다.
다음에, 장착 운전 대상의 작은 전자 부품이고, 이 전자 부품의 프린트 기판(P)에의 장착 동작 후에 흡착 노즐(15)에 전자 부품이 보유 지지되어 있는지를 검출하기 위해, CRT(96)에 도17에 도시한 바와 같은 화면을 표시시켜 라인 센서 유닛(37) 및 부품 인식 카메라(88)로 행하는 것을 선택하기 위해 작업자가 스위치부(100C)를 누르는 동시에 결정 스위치부(100D)를 누르면 그와 같이 설정되어, ROM(93)에 저장된 이 설정 내용에 따른 프로그램에 따라서 CPU(90)가 제어한다. 이 선택은 전술한 바와 같은 라인 센서 유닛(37)이 부품이 있음을 검출한 경우 또는 부품 인식 카메라(88)가 부품이 있음을 검출한 경우에는 정상으로 판단되지 않아 부품의 유무 검출의 확실성이 높아진다.
또, 장착 헤드 부재(7)가 부품 장착 위치까지의 이동 도중에는 부품 인식 전의 상승 전의 높이까지의 하강시, 그 하강량은 흡착 노즐(15)이 보유 지지하고 있는 전자 부품(D)이 두께, 위치 결정부(5)의 슈트의 높이, 또는 프린트 기판(P)에 이미 장착되어 있는 전자 부품(D)의 높이 등을 기초로 하여 변화하고, 예를 들어 흡착 노즐(15)이 보유 지지하고 있는 전자 부품(D)이 두꺼운 경우에는 하강량은 작게 제어된다. 이와 같이 장착 헤드 부재(7)의 하강량을 조절할 수 있는 것은 물론, 프린트 기판(P1)에 이미 장착되어 있는 전자 부품(D)의 높이와의 관계로부터 흡착 노즐(15)이 보유 지지하고 있는 전자 부품을 상승시킬 필요가 있는 경우 등에는 흡착 노즐(15)의 상승과 장착 헤드 부재(7)의 상승에 의해 흡착 노즐(15)이 보유 지지하고 있는 전자 부품의 상승량을 확대하는 것이 가능해져, 흡착 노즐(15)만을 승강시키는 경우와 비교하여 장착 가능한 전자 부품의 두께의 범위를 확장하는 것도 가능해진다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서는 독립적으로 슬라이드 가능한 2개의 빔(8) 각각에 2개의 장착 헤드 부재(7)를 슬라이드 가능하게 설치한 전자 부품 장착 장치에 대해 설명하였지만, 예를 들어 독립적으로 슬라이드 가능한 4개의 빔을 전후 좌우에 각각 배치하여 각 빔에 장착 헤드 부재를 예를 들어 1개씩 설치한 전자 부품 장착 장치에 있어서도 장착 헤드 부재를 상기 실시 형태와 마찬가지로 구성함으로써 같은 작용 효과를 얻는 것이 가능해진다.
이상 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상술한 설명을 기초로 하여 당업자에게 있어서 다양한 대체예, 수정 또는 변형이 가능해, 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 전술한 대체예, 수정 또는 변형을 포함하는 것이다.
본 발명은 흡착 노즐의 상대적인 승강 스트로크를 확보하여 부품 두께가 작은 전자 부품으로부터 큰 전자 부품까지 대응 가능하게 할 수 있는 전자 부품 장착 장치를 제공할 수 있다.

Claims (4)

  1. 부품 흡착 위치에 전자 부품을 공급하는 복수의 부품 공급 유닛과, 이 부품 공급 유닛과 프린트 기판 사이를 이동 가능한 빔과, 이 빔을 따라서 이동 가능하며 X-Y 방향으로 이동 가능한 장착 헤드와, 이 장착 헤드의 주위에 소정 간격을 두고 배치되어 상기 부품 공급 유닛으로부터 전자 부품을 흡착하여 프린트 기판 상에 장착하는 복수의 흡착 노즐을 구비한 전자 부품 장착 장치에 있어서,
    상기 장착 헤드를 승강시키는 승강 장치와, 상기 장착 헤드에 설치되며 상기 복수의 흡착 노즐 중 소정의 노즐을 선택하는 선택 장치와, 상기 장착 헤드에 설치되며 상기 선택 장치에 의해 선택된 흡착 노즐을 승강시키는 승강 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 부품 장착 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 장착 헤드는 상기 복수의 노즐을 주위에 배치한 노즐 지지체와, 이 노즐 지지체를 수직 축선 주위로 회전시키는 회전 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 부품 장착 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
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