JP2000353898A - 電子部品装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単純な機構で電子部品の装着を効率よく行え
るようにする。 【解決手段】 ビーム２８の長手方向にリニアモータ３
０に駆動される装着ヘッド２６、２７には、吸着ノズル
３４を偏心して４本有するノズルホルダ３５を回転可能
に設けてあり、夫々の吸着ノズル３４が吸着する部品の
Ｙ方向の補正はノズルホルダ３５の回転により行い、ビ
ーム２８の長手方向であるＸ方向の補正は装着ヘッド２
６、２７を個別に移動させて補正して基板７に該電子部
品を装着する。角度補正はノズル３４を自転させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、部品供給部から装
着ヘッドが電子部品を取出し、プリント基板に装着する
電子部品装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種、部品供給部から装着ヘッドが電
子部品を取出し、プリント基板に装着する電子部品装着
装置の例を、特開平５−３７１９４号公報及び特開平９
−２７０５９５号公報に見ることができる。特開平５−
３７１９４号公報では、長手方向に直交する方向に移動
するビームにリニアモータが取り付けられ、２個の装着
ヘッドが夫々個別に移動して部品供給部から電子部品を
吸着して、プリント基板に該部品を装着する。

【０００３】また、特開平９−２７０５９５号公報では
長手方向に直交する方向に移動するビームに装着ヘッド
が該長手方向に沿って移動可能に設けられ、該装着ヘッ
ドにはそのロータに吸着ノズルが取付けられたモータが
取付けられた技術が開示されており、その吸着ノズルは
ロータの回転中心から偏心した位置に取付けられている
ため、部品供給部で、テープカセットから部品を取出す
ときに吸着する部品の位置がビームの移動方向にずれて
いても、モータの回転位置を調整することにより吸着ノ
ズルの位置をこの方向に補正して部品の吸着が行える技
術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
では同一のビーム上を移動する複数の装着ヘッドが吸着
する電子部品をプリント基板に装着する場合にその２つ
の装着位置は２つの装着ヘッドの位置関係と一致してい
ることはまれであるので一方の装着ヘッドが部品の装着
動作をした後に、ビームの移動を行い他方の装着ヘッド
が部品を装着すべき位置に装着する動作がなされてい
た。即ち、特開平５−３７１９４号公報の技術では、ビ
ームの長さ方向の位置は任意の位置に移動可能である
が、ビームの移動方向への位置の調整はできない。この
とき、装着ヘッド毎にビームの移動方向にもリニアモー
タ等の駆動軸を設けることによりこの要求を満足するこ
ともできるが、移動方向に伸びるガイドを設ける等する
必要があり構造が複雑になり、また、この移動機構の寸
法もどうしても大きくなってしまう。

【０００５】また、特開平９−２７０５９５号公報のよ
うに同一の移動ユニット上に回転中心から偏心した吸着
ノズルを有する装着ヘッドを複数設けたのではやはり複
数の装着ヘッドに取付けられた夫々の吸着ノズルの位置
関係を任意の位置にすることはできない。

【０００６】また、これらの従来技術では、装着ヘッド
を有するビームを複数設けることで、夫々のビームの装
着ヘッドが部品装着を同時に行うことができるが、ビー
ム自体が大きいことから装置が大型になり易い。

【０００７】このため本発明は、単純な機構で電子部品
の装着を効率よく行えるようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、部品
供給部から電子部品を取出し、プリント基板に装着する
電子部品装着装置において、その長手方向と直交する方
向に往復移動するビームと、該ビームの長手方向に夫々
個別に移動可能に設けられた複数の装着ヘッドと、該装
着ヘッドに鉛直軸心回りに回転可能に取付けられた回転
体と、該回転体の回転中心から偏心した位置に電子部品
を吸着する吸着ノズルを設けたものである。

【０００９】このようにしたので、夫々の装着ヘッドの
回転体が回転して吸着ノズルのビームに直交する方向の
位置を調整し、さらに同一ビーム内における装着ヘッド
のビームの長手方向への間隔を変え、その移動の範囲内
で電子部品を同時に装着することができる。

【００１０】また本発明は、好ましくは、前記装着ヘッ
ド内にて吸着ノズルは前記回転体の回転中心から偏心し
た鉛直軸線を中心に回転可能に設けられている。

【００１１】このようにすることにより、回転体の回転
により吸着ノズルに吸着された部品の角度位置がずれて
も、装着すべき角度方向にすることができる。

【００１２】また本発明は、好ましくは、装着ヘッドに
は吸着ノズルを複数本設けたものである。

【００１３】このようにしたので、同じ装着ヘッドの大
きさで複数本の吸着ノズルを有することができヘッドの
スペースを有効に利用して多種類の部品に対応してさら
に同時装着による効率化を図ることができる。

【００１４】また本発明は、部品供給部から電子部品を
取出し、プリント基板に装着する電子部品装着装置にお
いて、その長手方向と直交する方向に移動可能なビーム
を設け、該ビームにその長手方向に沿って移動可能な装
着ヘッドと該装着ヘッドとは別個に移動可能な前記プリ
ント基板に表示された位置決めマークを認識するための
基板認識カメラとを設けたものである。

【００１５】このようにしたので、基板認識カメラを装
着ヘッドに一体とせずに装着ヘッドの軽量化が図れる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図に基づき本発明の実施の形態を
説明する。

【００１７】図２に示す電子部品装着装置は基台１上に
部品供給部２乃至５が設けられており、部品供給部２、
３と部品供給部４、５の間にはプリント基板７を搬送す
る搬送コンベア８、９が設けられている。搬送コンベア
８と搬送コンベア９との間には基板載置テーブル１１が
コンベア８、９の基板搬送方向（以下、Ｘ方向とい
う。）と直交する方向（以下、Ｙ方向という。）に併設
されており、搬送コンベア８が上流の装置から受け渡さ
れたプリント基板７が基板載置テーブル１１に移載さ
れ、基板載置テーブル１１上の基板７が搬送コンベア９
に移載される。夫々の前記部品供給部２乃至５には部品
供給ユニット１４が前記基板搬送方向に並べられて配設
されている。

【００１８】部品供給ユニット１４は夫々が通常は同種
の図示しない電子部品を多数個収納し、所定の供給位置
に該部品を供給するものであり、異なる部品供給ユニッ
ト１４は異なる種類の電子部品を収納するので、部品供
給ユニット１４が多数集まった全体として多数の種類の
部品を供給するものである。各部品供給ユニット１４の
供給位置は部品供給部２乃至５に取付けられた状態で、
Ｘ方向に向かう直線上に並ぶようにされている。

【００１９】また、部品供給部２と部品供給部３との間
には上記供給位置が並ぶ直線上に部品認識カメラ１６が
設けられており、同様に部品供給部４と部品供給部５と
の間にも上記供給位置が並ぶ直線上に部品認識カメラ１
６が設けられている。

【００２０】基板載置テーブル１１には固定シュート２
０及び可動シュート２１が設けられ、両者の間でプリン
ト基板７を支持するが、基板７の幅寸法に合わせて、可
動シュート２１がテーブル１１の範囲内でＹ方向に移動
するようになされている。

【００２１】また、各シュート２０、２１には基板７を
搬送できるように回動する図示しないベルトが設けられ
ている。

【００２２】また、前記搬送コンベア８、９も固定シュ
ート２３及び移動可能な可動シュート２４を有する。

【００２３】図２に示すように電子部品装着装置は部品
供給ユニット１４の供給位置から電子部品を吸着して取
出し、プリント基板７に装着する装着ヘッド２６、２７
がＸ方向に伸びるビーム２８に形成されたリニアモータ
３０に設けられている。リニアモータ３０はビーム２８
の長手方向であるＸ方向に配設されているので、装着ヘ
ッド２６、２７は夫々別個にリニアモータ３０に駆動さ
れＸ方向に移動可能になされている。また、前記ビーム
２８はその長手方向と直交する方向であるＹ方向に往復
移動可能になされている。また、リニアモータ３０はプ
リント基板７に表示された位置決め用のマークを認識す
る基板認識カメラ３２をもその長手方向（Ｘ方向）に沿
って移動させる。基板認識カメラ３２を装着ヘッド２７
に取付け、装着ヘッド２７と共に移動させることもでき
るが、このように個別に移動させるようにしたほうが、
装着ヘッド２６、２７自身が軽量にでき移動し易くな
る。

【００２４】また、部品供給部２乃至５と搬送コンベア
８、９との間には装着ヘッド２６、２７に交換可能に取
付けられ、電子部品を真空吸引する吸着ノズル３４が多
数種類収納されたノズルストッカ４６が設けられてい
る。

【００２５】吸着ノズル３４は装着ヘッド２６、２７に
回転可能に取付けられた円筒形状の回転体としてのノズ
ルホルダ３５にその回転中心から所定の距離偏心した位
置にて上下動可能に設けられている。ノズルホルダ３５
は図１のように上方から見て円形であるが、この円の中
心を通る鉛直軸線を中心にその回りに図４に示すように
公転回動する。この回動は装着ヘッド２６、２７に内蔵
されたモータの駆動によりなされるが、このモータのロ
ータがこのノズルホルダ３５である。吸着ノズル３４は
ヘッド２６、２７内に夫々４本設けられているが、前述
するノズルホルダ３５の回転中心を中心とする同心円上
に等間隔で配設されている。４本は通常異なる種類の吸
着ノズル３４が取付けられ、部品の種類に合わせて対応
する吸着ノズル３４が選択されて使用される。使用され
るノズルは図示しない突出機構により装着ヘッド２６、
２７から下方に突出される。また、吸着ノズル３４は円
筒形状であるが、その上方から見た円の中心を通る鉛直
軸線を中心に図４に示すように自転するようになされて
おり、ノズル３４を回動する図示しない駆動機構が装着
ヘッド２６、２７に夫々搭載されている。この駆動機構
の駆動源はノズル３４毎に設けて各ノズル３４が個別に
回動してもよいし、装着ヘッド２６、２７毎に１個の駆
動源を設けて、各ノズル３４を同時に回動するようにし
てもよい。

【００２６】以上の構成により以下動作について説明す
る。

【００２７】先ず、２枚の基板７を同時に載置テーブル
１１上に載置して部品装着する場合について説明する。
これは、比較的小さな基板７に電子部品を装着する場合
である。

【００２８】搬送コンベア８が搬送する基板７の幅に合
わせて、可動シュート２１が移動される。

【００２９】次に、プリント基板７がコンベア８により
上流装置より搬送され、載置テーブル１１のシュート２
０、２１に図２に示すように受け渡され、位置決めされ
固定される。

【００３０】次に、ビーム２８及び、基板認識カメラ３
２のリニアモータ３０に駆動されての移動により基板認
識カメラ３２は、基板７の位置決めマークを撮像し認識
処理により、夫々の基板７の固定位置を把握する。この
間、装着ヘッド２６、２７は図２の左方に退避してい
る。

【００３１】次に、装着ヘッド２６、２７は適当な種類
の吸着ノズル３４を取付けるためにノズルストッカ４６
上に移動してノズル３４の交換を行う。このとき、装着
ヘッド２６、２７は個別に移動するので、交換対象のノ
ズル３４の位置に夫々移動して同時に交換をすることが
できる。

【００３２】次に、図示しない装着順序毎に基板７の装
着すべきＸＹ座標位置、鉛直軸線回りへの回転角度位置
及び装着すべき部品種が指定された装着データに従っ
て、装着ヘッド２６、２７夫々の吸着ノズル３４が吸着
すべき同じ部品４を吸着する。部品供給部２と部品供給
部３の部品供給ユニット１４の配置は向かって左側から
同じ順番で同じ種類の部品を供給するようになってい
る。載置テーブル１１上に載置されている２枚の基板７
は同一であるので、装着ヘッド２６は部品供給部２の部
品供給ユニット１４から部品を取出すように移動し、ま
た装着ヘッド２７は部品供給部３の同一の順番にある同
一の種類の部品を供給する部品供給ユニット１４から部
品を取出すように移動する。このようにして、装着ヘッ
ド２６、２７は同時に下降して同時に部品を吸着して取
出し、同時に上昇する。

【００３３】次に、ビーム２８は移動せず、装着ヘッド
２６、２７が交代に部品認識カメラ１６上に移動して部
品が吸着ノズルに対してどれだけ位置ずれして保持され
ているかがＸＹ方向及び回転角度について認識される。
この時、カメラ１６を２個Ｘ方向に並設すれば、同時に
撮像することもできる。

【００３４】次に、ビーム２８及び各装着ヘッド２６、
２７が移動して前述する装着データが示す装着位置に同
時に位置する。

【００３５】次に、位置認識された基板７の夫々のズレ
量及び、部品のズレ量を考慮してＹ方向のズレについて
は図１に示すようにビーム２８及びノズルホルダ３５の
回動により補正がなされ、またこれらのＸ方向のズレ及
び、このノズルホルダ３５の回動によるＸ方向のズレを
も含めて補正するようリニアモータ３０の駆動により装
着ヘッド２６、２７が個別に移動する。

【００３６】ここでヘッド２６、２７間におけるＹ方向
のズレ量の差はノズルホルダ３５の回動位置により調整
されるが（図１の黒丸の吸着ノズル３４参照）、吸着ノ
ズル３４のノズルホルダの回転中心に対する偏心距離の
２倍まで、調整することができる。両ヘッド２６、２７
間でこの偏心距離の２倍までのずれ量よりＹ方向に大き
なずれがある場合には同時装着をすることができないの
で、同時装着をせずに１方のヘッドで電子部品の装着を
してからビーム２８を移動させて他方のヘッドで電子部
品を装着することになる。但し、前述する装着データの
同じ順番の同じ電子部品を両基板７について装着するの
であるから、そのＹ座標は基板７の固定位置のずれ、及
び部品の吸着ノズル３４に対するずれがあったとして
も、ほとんどの場合、前述する偏心距離の２倍以内には
収まる。従って、ほとんどの場合同時装着できることに
なる。

【００３７】また、部品装着前に吸着ノズル３４に吸着
された部品の回転角度の位置ずれが各ヘッド２６、２７
に搭載された図示しない自転駆動機構により吸着ノズル
３４自体が自転して補正される。この場合、認識カメラ
１６に認識された角度位置から、Ｙ方向の位置ずれ補正
のためにノズルホルダ３５自体が回転しているため、そ
の回転角度量を含めて補正回動される。

【００３８】尚、部品が角度位置決めしないで良いもの
である場合はノズル３４を自転させることは必要なくな
る。また、装着ヘッド２６、２７間で部品のＹ方向への
位置の差が微小で、その程度のＹ方向のずれをホルダ３
５の回動により行ってずれる回転角度は許容される部品
であれば、ノズル３４の自転を行わなくても済む。その
ような部品にのみ対応するのでよければ、ノズル３４の
自転機構を省くこともできる。

【００３９】次に、同時に、装着ヘッド２６、２７が下
降して同時に部品の装着がなされ、同時に上昇する。

【００４０】次に、２番目の部品を吸着する動作が同様
にしてなされ、同様に同時に部品装着が行われる。この
とき部品種に応じて適宜使用されるノズル３４のみが装
着ヘッド２６、２７より突出され部品の吸着及び装着が
なされる。選択され突出されたノズル３４が部品の吸着
位置及び基板７への装着位置に臨むようにノズルホルダ
３５が回動してノズル３４を位置決めするのである。

【００４１】このようにして、基板７に装着すべき部品
の装着が２つの基板について同時に終了し、２枚の基板
７は搬送コンベア９により下流の装置に排出搬送され
る。

【００４２】このようにして、基板７は２枚づつ処理さ
れる。尚、部品供給部２、３からのみでなく部品供給部
４、５からも同様にして部品の取出しを行うことができ
る。基板７に搭載する部品の品種数が多い場合は供給部
２乃至５の全てを使うことになるが、このときも供給部
４と供給部５の供給ユニット１４の部品種は図２の左側
から同じ並びにしておくと、ヘッド２６、２７の移動距
離を同じにすることができる。基板７に搭載する部品種
の数が少なく、１つの部品供給部で間に合う場合には、
供給台２、３のみを使って２枚の基板７に部品装着を仕
上げればよく、供給台４、５は次に生産する種類の基板
７の生産用に供給ユニット１４の配置を生産運転中にす
ることができる。

【００４３】次に、基板７の種類が変わり、載置テーブ
ル１１に２枚載置できない大きさのものとなった場合に
は、可動シュート２１を図３に示すように広げ、大きな
幅の基板７に合わせる。

【００４４】次に、生産運転を開始すると、コンベア８
から基板７が受け渡され、両装着ヘッド２６、２７が夫
々、部品供給部２、３及び／又は部品供給部４、５から
部品を取出して、基板７に装着する。

【００４５】この場合には、電子部品を部品供給部２乃
至５の部品供給ユニット１４から取出すときに、ヘッド
２６、２７が夫々部品供給部２、３から取出す場合もあ
るが、図５に示すように隣り合う供給ユニット１４から
部品を取出す場合も増えてくる。この場合には、吸着ノ
ズル３４（図中の黒丸が施されているもの）を内側に向
くようにノズルホルダ３５を回動させれば良い。またこ
の図５のように、ノズルホルダ３５の回転中心からＸ方
向に一番離れた位置にノズル３４を位置させると、部品
供給ユニット１４内で部品がＹ方向にずれて載置されて
いてもそのホルダ３５の回転により吸着位置を補正する
ことができる。前述の２枚の基板７に部品装着を行う場
合にもこのようにノズルホルダ３５の回転中心からＸ方
向に一番離れた位置にノズル３４を位置させるようにし
て部品を吸着すれば吸着位置補正ができる。

【００４６】また、前述の２枚の基板７に部品装着を行
う場合にも同一の部品供給部から部品を取出してもよい
のであるが、同時に装着を行うためには前述のように２
つの部品供給部２、３から取出すようにしたほうが有利
なのである。

【００４７】大きな基板７を１枚のみテーブル１１上に
載置する場合には、部品装着の時に、装着データで示さ
れ、認識カメラ３２による認識結果等でずれを補正した
夫々の装着ヘッド２６、２７で装着すべき位置がＹ方向
に近く、ノズルホルダ３５の回転によってそのずれの間
隔を空けることができる場合には、その間隔を空け、ま
た、Ｘ方向には装着ヘッド２６、２７のリニアモータ３
０により個別に移動させ、同時に装着ヘッド２６、２７
を下降させ同時に部品を装着することができる。このと
き、前述と同様に吸着ノズル３４の自転駆動機構により
ノズルホルダ３５の公転した角度量を含めて補正する。

【００４８】また、認識等した結果算出された装着すべ
き位置の装着ヘッド２６、２７間のＹ方向の差が、前述
するようにノズル３４の偏心量の２倍を超えている場合
には、１方を装着してからビーム２８を移動させて他方
を装着する。このときには、部品の角度補正はノズル３
４の自転で行ってもよいし、ノズルホルダ３５の公転で
行ってもよい。ノズルホルダ３５の回転のほうが角度位
置決めの精度がよいのであれば、ノズルホルダ３５の回
転により行えばよい。

【００４９】尚、装着順序のデータをなるべく装着ヘッ
ド２６、２７が同時装着ができるように作成しておくと
装着時間時間の短縮に繋がる。例えば、Ｙ方向に近い装
着位置をペアとして装着順番の前後となるようにするこ
とが考えられる。

【００５０】また、本実施形態では、ノズルストッカ４
６は基台１上に固定してあるが、このノズルストッカを
リニアモータ３０で装着ヘッド２６、２７とは別個に移
動させ、ノズル交換の必要がある場合にはリニアモータ
上を摺動するスライダ部が接近したときにノズルストッ
カが装着ヘッド２６、２７の下方に臨むようにしてもよ
い。

【００５１】また、本実施形態では、装着ヘッド２６、
２７を個別に移動させるためにリニアモータ３０を用い
たが、ボールネジ軸に中空モータを複数羅合させ、その
中空モータに各装着ヘッドを取付けて個別に移動するよ
うにしてもよい。

【００５２】また、本実施形態は、電子部品装着装置に
おける例で説明したが、例えば、接着剤塗布装置に採用
される塗布ヘッドの構造をこの装着ヘッド２６の構造と
して、リニアモータに複数個設ける構造にも適用でき
る。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、夫々の
装着ヘッドの回転体が回転して吸着ノズルのビームに直
交する方向の位置を調整し、さらに同一ビーム内におけ
る装着ヘッドのビームの長手方向への間隔を変え、その
移動の範囲内で電子部品を同時に装着することができ部
品装着を高速化することができる。

【００５４】また、ビームにその長手方向に沿って移動
可能な装着ヘッドと該装着ヘッドとは別個に移動可能な
前記プリント基板に表示された位置決めマークを認識す
るための基板認識カメラとを設けたので、基板認識カメ
ラを装着ヘッドに一体とせずに装着ヘッドの軽量化が図
れ、装着速度の高速化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】２つの装着ヘッドが同時に電子部品を装着する
状態を示す平面図である。

【図２】電子部品装着装置を示す平面図である。

【図３】電子部品装着装置を示す平面図である。

【図４】装着ヘッドを示す平面図である。

【図５】２つの装着ヘッドが同時に電子部品を吸着する
状態を示す平面図である。

【符号の説明】 ２ 部品供給部 ３ 部品供給部 ４ 部品供給部 ５ 部品供給部 ７ プリント基板 ２６ 装着ヘッド ２７ 装着ヘッド ２８ ビーム ３０ リニアモータ ３２ 基板認識カメラ ３４ 吸着ノズル ３５ ノズルホルダ（回転体）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品供給部から電子部品を取出し、プリ
   ント基板に装着する電子部品装着装置において、 その長手方向と直交する方向に往復移動するビームと、
   該ビームの長手方向に夫々個別に移動可能に設けられた
   複数の装着ヘッドと、該装着ヘッドに鉛直軸心回りに回
   転可能に取付けられた回転体と、該回転体の回転中心か
   ら偏心した位置に電子部品を吸着する吸着ノズルを設け
   たことを特徴とする電子部品装着装置。
2. 【請求項２】 前記吸着ノズルは前記回転体の回転中心
   から偏心した鉛直軸線を中心に回転可能に設けられてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着装
   置。
3. 【請求項３】 前記装着ヘッドには前記吸着ノズルが複
   数本設けられていることを特徴とする請求項１または２
   に記載の電子部品装着装置。
4. 【請求項４】 部品供給部から電子部品を取出し、プリ
   ント基板に装着する電子部品装着装置において、 その長手方向と直交する方向に移動可能なビームを設
   け、該ビームにその長手方向に沿って移動可能な装着ヘ
   ッドと該装着ヘッドとは別個に移動可能な前記プリント
   基板に表示された位置決めマークを認識するための基板
   認識カメラとを設けたことを特徴とする電子部品装着装
   置。