JP2686202B2 - 部品装着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、部品を所定の角度θ回
転させ、基板上に所望の加圧力で装着する、部品装着装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品を基板に装着する際、吸着保持
した部品を、装着位置に対応して所定の角度θ回転させ
るようにした部品装着装置については、既に多くの提案
がなされている。特開昭６２−２５０６９６号公報に記
載された装置も、その一例を示すものである。この装置
では、回転駆動部の回転軸と同軸に回転ヘッド部を連結
し、回転ヘッド部下面に弾力支持された吸着ノズルを所
定の角度回転させている。また、電子部品を基板に装着
する際、部品の種類に応じて適切な圧力を与えるように
した部品装着装置についても、多くの提案がなされてい
るが、その一例として、特開平１−２４６８９９号公報
がある。この装置では、上下シャフトの吸着ノズルを、
さらにエアにより装着方向に駆動するものとし、そのエ
ア圧を電空レギュレータで制御している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】部品装着装置において
は、部品を基板の指定位置に精度良く、かつ部品強度に
応じた加圧力で装着することが望ましい。前述した従来
例は、これらの課題を個々に解決するものである。本発
明では、これらを同時に解決しようとし、さらに、後者
の従来例における次の問題にも対応するものである。そ
れは、部品吸着のための真空吸引路を、上下移動する吸
着ノズルの移動軸方向に設けているため、部品と吸着ノ
ズル自身とを吸い上げることになり、これに対抗する空
気圧で吸着ノズルを下降させる必要があるという点であ
る。すなわち、部品の真空吸着状態によって、吸着ノズ
ルに加わる圧力が不安定になってしまう点も解決しよう
とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、部品を装着
すべき基板に対し、昇降装置により相対的に昇降するス
ピンドルハウジングに、上端の軸方向中心に貫通孔を有
するシリンダー状のスピンドルを回転可能に垂直支持
し、スピンドル内に昇降可能に支持され下方がスピンド
ル下部から抜け出るロッドを設け、このロッドをスピン
ドル内の下降ストッパに向けばねで付勢する。また、ロ
ッドの下面に吸着孔を配し、内部にこれとスピンドル内
部とを連通させる吸気路を設ける。そして、スピンドル
の貫通孔にシリンダーブシュを挿入し、この内部を往復
運動するピストンの下端をロッド上部に直接または圧縮
コイルばねを介して当接させる。このスピンドルの上部
にモーターの中空回転軸を連結し、この中空回転軸を介
してシリンダーブシュ内部に圧縮空気を供給して、ピス
トンを動作させる空気圧調整手段を設ける。さらに、ス
ピンドルハウジングとスピンドルが有する排気孔、スピ
ンドル内部、ロッドの吸気路を真空源に接続し、昇降装
置と空気圧調整手段の動作を制御する。

【０００５】

【作用】ロッド側面から吸気してロッド内に真空吸引力
を生じさせ、部品を、吸着孔を有するロッド下端に真空
吸着し、モーターの所定回転量を直接ロッドに伝達し、
かつロッドの上端面に軸方向から所望の圧力を加えて、
基板上に装着する。

【０００６】

【実施例】本発明の一実施例について図に基づいて説明
する。図１は実施例における部品装着装置の要部断面図
であり、Ａは電子部品、Ｂは電子部品Ａを装着する基
板、１は部品装着ヘッドである。部品装着ヘッド１はア
ーム２に支持され、基板Ｂと相対的に３次元の移動を行
うが、その機構については本発明の主旨ではないため説
明を省略する。３はアーム２を介して部品装着ヘッド１
を昇降させる昇降装置である。

【０００７】部品装着ヘッド１は、スピンドルハウジン
グ１１、スピンドル１２、ロッド１３、ピストン１４、
ばね１５、モーター１６などで構成される。スピンドル
ハウジング１１はアーム２に垂直支持され、スピンドル
１２を回転可能に垂直支持し、側面に排気孔１１１を有
する。スピンドル１２は、上端の軸方向中心に貫通孔１
２２、側面に排気孔１２３を有するシリンダー形状をし
ており、下方がスピンドルハウジング１１の下面から突
出している。ホルダー１１２は、スピンドル１２を回転
可能に支持し、排気孔１２３に対応する位置の内周面に
切欠溝が設けられ、スピンドルハウジングの排気孔１１
１に対応する位置に、前記切欠溝に通ずるよう、求心方
向に孔明けした貫通孔を有している。そして、この切欠
溝の上下円周部には図示しないシール手段が取り付けら
れており、排気孔１１１に真空源６を接続して真空吸引
する際、スピンドル１２が回転していても、スピンドル
内部を真空吸引することができる。

【０００８】ロッド１３は、スピンドル１２の内部に、
その軸方向中心と同心に上下移動可能かつ回転不能に組
み込まれ、下端がスピンドル１２の下面より突出し、部
品吸着ノズルＣが取り付けられる。部品吸着ノズルＣは
交換可能であるが、その方法についてはここでは触れな
い。そして、上端円周部には、後述する圧縮コイルばね
１４２を受け止めるフランジ部分を有している。ロッド
１３の中心には部品吸着ノズルＣに連通する吸気路１３
１が設けられる。吸気路１３１はロッド上部の側面開口
１３２からスピンドル１２の内部に通じている。

【０００９】ピストン１４は、スピンドルの貫通孔１２
２に垂直に挿入固定されたシリンダーブシュ１４１内に
往復運動可能に嵌合され、圧縮コイルばね１４２を押圧
するフランジ部分を、自身の下端部円周に有している。
圧縮コイルばね１４２は、上部がピストン１４のフラン
ジ部、下部がロッド１３の上端フランジ部にはめ込ま
れ、ピストン１４の往復運動をロッド１３に伝達する働
きをする。

【００１０】ばね１５は、スピンドル下部を詳細に表し
た図２に示すように、スピンドル１２とロッド１３の間
に挿入され、スピンドル１２の下端に設ける下降ストッ
パ部１２１に向け、ロッド１３を下降方向に押し下げ
る。ばね１５のばね圧は、装着しようとする部品群の中
で、装着圧力を最も小さくしなければならない部品の加
圧力より小さい値に設定されている。

【００１１】モーター１６は、自身の回転軸１６１がス
ピンドル１２の回転軸と同心になるよう、スピンドルハ
ウジング１１の上部に取り付ける。回転軸１６１は中空
で、その下方がカップリング１６３により、スピンドル
１２と連結される。回転軸１６１の上端には、エア配管
用のロータリージョイント１６４が取り付けられ、これ
に空気圧調整手段４を介して空気圧源５が接続される。
ロータリージョイント１６４によって、回転軸１６１の
回転を妨げることなく、回転軸内からシリンダーブシュ
１４１内部へと圧縮空気が供給され、ピストン１４が駆
動される。このため、ピストンとシリンダーブシュ内壁
間には、ピストン上部に供給される圧縮空気がスピンド
ル内に漏れ出ないように、粘性の高いグリスが塗布され
ている。

【００１２】空気圧調整手段４は、例えば電空変換レギ
ュレータのように、指定した電圧あるいは電流値によっ
て空気圧を設定するもので、制御部７に接続されてい
る。制御部７は、部品装着ヘッド１が部品供給位置にあ
るとき、昇降装置３と真空源６を制御し、部品装着ヘッ
ド１を下降させて、吸着ノズルＣの下端に部品Ａを吸着
させる。そして、部品装着ヘッド１が部品を吸着保持
し、基板上の部品装着位置にあるとき、モーター１６、
昇降装置３、空気圧調整手段４、真空源６を制御し、部
品を指定の角度水平回転させつつ下降させ、部品毎に規
定した押圧力で基板Ｂ上に部品Ａを装着させる。

【００１３】このような構成を有する本実施例の動作に
ついて説明する。部品装着ヘッド１が部品Ａを吸着保持
して基板上の部品装着位置に達すると、制御部７は、あ
らかじめ設定された数値データに基づいて、モーター１
６と昇降装置３を制御し、スピンドル１２を指定の角度
回転させながら、部品Ａの厚みを差し引いた値より少し
大きいストロークで、吸着ノズルＣを基板上に下降させ
る。部品Ａが基板上に到達すると、余分なストローク分
だけ、ロッド１３がスピンドル１２の下降ストッパ１２
１から上方に移動し、ばね１５を圧縮する。この状態で
制御部７は、空気圧調整手段４に、あらかじめ設定され
た部品Ａに加える圧力レベルに関する電圧数値を指令す
る。

【００１４】空気圧調整手段４は、制御部７から受け取
った電圧数値に対応する空気圧に、空気圧源からの圧縮
空気を調圧して、ロータリージョイント１６４に供給す
る。指定の圧力に調圧された圧縮空気は、ロータリージ
ョイント１６４からモーターの回転軸１６１を通って、
シリンダーブシュ１４１内部に流入し、ピストン１４を
下方に押し下げる。すると、圧縮コイルばね１４２が圧
縮され、その反発力でロッド１３の上部が押圧されて下
方に移動しようとし、部品Ａの上面に指定の圧力が加わ
ることになる。すなわち、部品Ａの上面には、ロッド１
３と吸着ノズルＣの自重、ばね１５のばね圧、指定の空
気圧とが加わる。尚、本実施例では、ピストンが直接ロ
ッドを追突して、部品に衝撃を与えないように、圧縮コ
イルばね１４２を介在させているが、ピストン始動時の
押圧力が部品に悪影響を与えない場合には、これを取り
除いた構造としてもよい。

【００１５】また、部品Ａの吸着は、吸着ノズルＣから
ロッド１３の吸気路１３１を通って、ロッドの側面開口
１３２よりスピンドル１２の内面に抜け、ホルダー１１
２の切欠溝と貫通孔を介して、スピンドルハウジング１
１の排気孔１１１から真空源６に至らせて行っている。
従って、部品Ａの真空吸着力は、ロッド１３の移動軸方
向に直接作用せず、ロッド１３とスピンドル１２の内面
間のスライド抵抗に、側面から影響を与えるのみであ
る。このため、制御部７にあらかじめ入力する空気圧調
整手段４への指令電圧数値は、部品吸着によるロッド１
３のスライド抵抗への影響を考慮した数値としている。

【００１６】

【発明の効果】本発明により、ロッド側面から吸気して
ロッド内に真空吸引力を生じさせ、部品を、吸着孔を有
するロッド下端に真空吸着し、ロッドの上端面へ軸方向
から所望の圧力を加えて、基板上に装着することがで
き、部品の真空吸着状態に左右されない、部品毎の正確
な装着加圧が可能となった。また、モーターの所定回転
量を直接スピンドルに伝達し、自身の回転軸を空気圧加
圧の通路としているため、部品装着ヘッドの小型化に効
果大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明部品装着装置の一実施例を示す要部断面
図である。

【図２】同じく部品装着装置の断面図で、図１の一部を
詳細に示すものである。

【符号の説明】

Ａ 部品 Ｂ 基板 Ｃ 吸着ノズル １ 部品装着ヘッド １１ スピンドルハウジング １２ スピンドル １３ ロッド １４ ピストン １４１ シリンダーブシュ １４２ 圧縮コイルばね １５ ばね １６ モーター ３ 昇降装置 ４ 空気圧調整手段 ６ 真空源 ７ 制御部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の構成を備える部品装着装置。 ａ．側面に排気孔を有するスピンドルハウジング。 ｂ．部品を装着する基板に対し、前記スピンドルハウジ
   ングを相対的に昇降させる昇降装置。 ｃ．スピンドルハウジングに回転可能に垂直支持され、
   上端の軸方向中心に貫通孔を有し、側面に排気孔を有す
   るシリンダー状のスピンドル。 ｄ．前記スピンドルの上端貫通孔に垂直に挿入されたシ
   リンダーブシュ。 ｅ．前記スピンドル内に軸方向中心と同心かつ上下移動
   可能に支持され、上端を前記シリンダーブシュ下面に対
   向させ、他方がスピンドル下部を貫通して下方に延び、
   自身の下端に設ける吸着孔からスピンドル内部に連通す
   る吸気路を有するロッド。 ｆ．自身の下端を前記ロッドの上端面に接し、適時これ
   を押圧すべく、前記シリンダーブシュ内を往復運動する
   ピストン。 ｇ．前記ロッドを、スピンドル内の下降ストッパに向
   け、下降方向に付勢するばね。 ｈ．前記スピンドル上部に回転軸を連結し、その回転軸
   の軸方向には前記シリンダーブシュ内に連通する貫通孔
   を有するモーター。 ｉ．前記モーターの回転軸の貫通孔に供給する空気圧を
   調整し、前記ピストンでロッドを押圧させる空気圧調整
   手段。 ｊ．前記スピンドルハウジングの排気孔、スピンドル内
   部、ロッドの吸気路を通じて、部品を吸着させる真空
   源。 ｋ．部品装着時、部品毎に規定した圧力で装着されるよ
   う、前記空気圧調整手段と昇降装置の動作を制御する制
   御部。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の部品装着装置におい
   て、下記の構成を加えた部品装着装置。前記ロッド上部
   とピストン下部間にあって、両者を当接させずにピスト
   ンの押圧力をロッドに伝達する圧縮コイルばね。