JP3128401B2 - 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、装着ヘッドにより部品
供給ユニットから部品をピックアップし、基板に装着す
る装置に関し、電子回路基板組立工程に主に利用され
る。

【０００２】

【従来の技術】電子部品を回路基板に装着する装置にお
いて、正確な装着を行うため、基板位置、あるいは基板
上の回路パタ−ン位置を認識手段で確認することが多
い。装置例を特開昭６０−１９００号公報に見ることが
できる。また、部品の誤装着あるいは部品切れを防ぐた
め、部品に関するデ−タを自動的に確認する装置も提案
されている。その例が特開平５−３７１８０号公報に記
載された装置である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】基板に関する情報の収
取手段と部品に関する情報の収取手段を別々に設けるの
はコスト高になる。本発明はこの点を解決しようとする
ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、基板に関す
る認識を行うため基板を撮影する撮像部を装着ヘッドに
配備すると共に、部品供給ユニットには、その保持する
部品に関するデ−タあるいは部品供給ユニットそれ自身
に関するデ−タの表示部を、基板と同一レベルの個所に
設け、前記撮像部によりこの表示部を撮影して情報収取
を行うものとした。また、基板に付したマ−クを検出す
るセンサを装着ヘッドに配備し、前と同様基板と同一レ
ベルの個所に設けた部品供給ユニットの表示部をこのセ
ンサでセンシングして情報収取を行うものとした。

【０００５】

【作用】基板がセットされる度、装着ヘッドは基板の上
方に移動し、撮像部が基板の所定個所を撮影して所望の
情報を得る。また装着ヘッドは部品供給ユニットがセッ
トされた時、その他必要に応じ部品供給ユニットの上方
に移動し、撮像部が表示部を撮影して所望の情報を得
る。センサを用いるケ−スでは、基板がセットされる
度、装着ヘッドは基板の上方に移動し、センサが基板に
付されたマ−クを検出して所望の情報を得る。また必要
に応じ装着ヘッドが部品供給ユニットの上方に移動し、
センサが表示部から所望の情報を得る。

【０００６】

【実施例】第１発明を図１ないし図３に基づき説明す
る。部品装着装置１０は回路基板１に電子部品を装着す
るものであって、箱形のベ−ス１１を有し、その上面の
テ−ブル部１２に様々な構成要素を配置している。すな
わち１３はテ−ブル部１２の中央を通るコンベア部、１
４はコンベア部１３の片側に配置された第１部品供給
部、１５はコンベア１３の反対側に配置された第２部品
供給部である。コンベア部１３は回路基板１の送り込み
及び送り出しの役割を担う。

【０００７】第１部品供給部１４は、複数個の部品供給
ユニット１６を横１列に並べたものである。個々の部品
供給ユニット１６は、部品を一定ピッチで収納した部品
供給テ−プを使用して部品供給を行うタイプのものであ
るが、この種部品供給ユニットは文献例も多く（例：米
国特許第４，７３５，３４１号）、周知であるから、詳
細な説明は省略する。

【０００８】第２部品供給部１５は、ベ−ス１１の傍ら
に据えるキャビネット１７を主部とするが、ベ−ス１１
上に設置される位置決め部１８も構成要素の一部とな
る。キャビネット１７には直角座標型ロボット１９が装
備されており、これがキャビネット１７内の図示しない
トレイからフラットパックＩＣのような多リ−ド部品２
をピックアップし、位置決め部１８に置く。位置決め部
１８では複数個のジョ−がリ−ドを曲げないようにして
多リ−ド部品２を押し、大体の位置決めを行う。その
後、後述する装着ヘッドが位置決め部１８に接近し、多
リ−ド部品２をピックアップする。

【０００９】テ−ブル部１２の上方にはＸＹステージ２
０が設置される。ＸＹステ−ジ２０は、テ−ブル部１２
の四隅から立ち上がる支柱２１により、テ−ブル部１２
の上方高く支持されている。２２はＸＹステ−ジ２０の
一環をなすブリッジ部で、２本の支柱２１の上端同士
を、テ−ブル部１２の短辺の方向に連結している。２３
は同じくＸＹステ−ジ２０の一環をなす直線スライドガ
イドで、２本の支柱２１の上端同士を、テ−ブル部１２
の長辺方向に連結している。２本の直線スライドガイド
２３はＸ動ブロック２４を支持する。Ｘ動ブロック２４
は、２本のブリッジ部２２の間に掛け渡されたボ−ルス
クリュ−２５と、これを回転させるモ−タ２６から動力
を受け、直線スライドガイド２３に沿って移動する。Ｘ
動ブロック２４は、装着ヘッド３０を支持し、これを直
線スライドガイド２３と直角の方向に移動させる、Ｙ動
ユニットを内蔵している。Ｙ動ユニットの移動の仕組み
も、Ｘ動ブロックと同じく、ボ−ルスクリュ−とモ−タ
によるものである。

【００１０】装着ヘッド３０はＸＹステ−ジ２０に吊り
下げ状態で支持されており、昇降可能なスピンドル３１
を備えている。スピンドル３１は内部に図示しない真空
通路を有し、下端には真空通路に連通するノズル３２を
装着する。ノズル３２は着脱可能である。

【００１１】４０は第２部品供給部１５の位置決め部１
８の隣に配置されたノズル交換部である。ノズル交換部
４０は、常時複数種の交換用ノズル３２を保持し、部品
の種類に応じてスピンドル３１の下端のノズル３２をつ
け替えるものであるが、その機構は本発明の本旨ではな
いので説明を略し、特開昭５９−６９９９２号公報、特
開昭６３−１６７００号公報、特開平１−１２１１３８
号公報等に記載された如き機構を採用する、と述べるに
とどめる。

【００１２】コンベア部１３は固定レ−ル部５１と可動
レ−ル部５２を有する。可動レ−ル部５２の「可動」と
は、固定レ−ル部５１との間の距離を調整できるという
意味である。固定レ−ル部５１、可動レ−ル部５２と
も、内面にベルト５３を有し、これにより回路基板１を
搬送する。コンベア部１３の中ほどには回路基板１を一
定位置で停止させるための位置決め手段が設けられる
が、これは図示しない。

【００１３】固定レ−ル部５１と可動レ−ル部５２の間
には基板支持部６０を置く。基板支持部６０は、コンベ
ア部１３に位置決めされた回路基板１を下から支え、ス
ピンドル３１が圧力を加えても回路基板１がたわまない
ようにするものである。特開昭５９−２９４９２号公報
記載の装置と同様、基板支持部６０は複数本のバックア
ップピン６１により回路基板１を支える。基板支持部６
０の隣には予備のバックアップピン６１を保持するバッ
クアップピンストッカ６２を置く。

【００１４】装着ヘッド３０には第１撮像部７１と第２
撮像部７２が取り付けられ、コンベア部１３の傍らには
第３撮像部７３が配置されている。第１撮像部７１、第
２撮像部７２、第３撮像部７３はいずれも工業用テレビ
カメラを主体に構成される。第１撮像部７１は回路基板
１に印刷された基準マ−ク（fiducial mark）を認識す
るのに用い、第２撮像部７２は同じく回路基板１に印刷
されたフットパタ−ン（多リ−ド部品３のリ−ドをハン
ダ付するランドパタ−ン）を認識するのに用いる。第３
撮像部７３は位置決め部１８の傍らに上の方を見る形で
設置し、多リ−ド部品２の認識に用いる。

【００１５】部品供給ユニット１６には表示部８０を設
ける。図に示す表示部８０は部品供給ユニット１６の側
面から水平に突き出す金属製タグにより構成されてい
る。表示部８０は回路基板１と同一レベルに置かれる。
表示部８０の上面には、部品供給ユニット１６の保持す
る部品に関する情報（部品種類、個数等）、あるいは部
品供給ユニット自身に関する情報（種類、構造等）が、
記号、数字、バ−コ−ド等で表示されている。表示はタ
グへの直接印刷、あるいは紙片、テ−プの貼付により行
う。タグに替えて液晶表示装置やＬＥＤ表示装置を用い
ることもできる。

【００１６】部品装着装置１０の自動制御システムは図
３に示す通りである。１００は本体制御部で、その中枢
をなすのは中央処理部１０１であり、これにメモリ１０
２、ＣＲＴ１０３、キ−ボ−ド１０４が付属している。
ＣＲＴ１０３、キ−ボ−ド１０４はベ−ス１１正面のコ
ンソ−ル部９０に配備されている。中央処理部１０１
は、バスライン１０５を介して、照明コントロ−ラ１０
６、ＸＹステ−ジコントロ−ラ１０７、装着ヘッドコン
トロ−ラ１０８、ノズル交換部コントロ−ラ１０９、コ
ンベア部コントロ−ラ１１０、基板支持部コントロ−ラ
１１１、部品供給部コントロ−ラ１１２を制御する。照
明コントロ−ラ１０６は照明部１１３を制御するが、こ
の照明部１１３は、第１撮像部７１、第２撮像部７２、
第３撮像部７３にそれぞれ組み合わせられる、図示しな
い照明部の集合呼称である。

【００１７】本体制御部１００とは別に認識部１２０が
ある。これは、中央処理部１２１と付属のメモリ１２
２、ＣＲＴ１２３、また中央処理部１２１にバスライン
１２４を介して接続されたＡ／Ｄ変換部１２５、画像処
理部１２６により構成される。Ａ／Ｄ変換部１２５は第
１撮像部７１、第２撮像部７２、第３撮像部７３に接続
される。また中央処理部１２１は本体制御部１００の中
央処理部１０１と通信ライン１３０で結ばれている。中
央処理部１０１には外部機器との通信ライン１３１も接
続されている。

【００１８】部品装着装置１０は次のように動作する。
コンベア部１３が回路基板１を基板支持部６０の上に位
置決めすると、バックアップピン６１が上昇し、回路基
板１を支える。回路基板１には、部品を装着すべき個所
に、既に接着剤が塗布されている。続いて装着ヘッド３
０が動作を開始する。まず回路基板１の回路パタ−ンの
位置ずれをチェックする。これは、回路基板１の基準マ
−クを第１撮像部７１で撮影し、その像を認識部１２０
で分析することにより行う。回路パタ−ンの位置ずれ
は、装着ヘッド３０が第１部品供給部１４または第２部
品供給部１５から部品をピックアップし、回路基板１に
装着する時の、ＸＹステ−ジ２０の動きの中で補正され
る。

【００１９】多リ−ド部品２の場合には、装着ヘッド３
０が位置決め部１８からピックアップした後、第３撮像
部７３でノズル３２に対する位置ずれをチェックし、更
に第２撮像部７２でフットパタ−ンの位置も確認し、そ
の結果に基づきＸＹステ−ジ２０の位置とスピンドル３
１の角度を補正する。

【００２０】新しい部品供給ユニット１６をセットした
場合には、装着ヘッド３０が第１撮像部７１を表示部８
０の上に位置決めする。そして第１撮像部７１の取り込
んだ表示部８０の画像を認識部１２０で分析し、正しい
部品供給ユニット１６がセットされたかどうか、チェッ
クする。この場合、第１撮像部７１から表示部８０まで
の距離は回路基板１の撮影時の距離と等しいので、第１
撮像部７１の焦点を変える必要がない。なお画像の取り
込みを第２撮像部７２を用いて行うようにすることもで
きる。

【００２１】図４に第２発明を示す。装着ヘッド３０に
は工業用テレビカメラからなる撮像部に替え、センサ７
４が配備されている。センサ７４は回路基板１に付され
たマ−ク（種類マ−ク、良品か不良品かを示すバッドマ
−ク等）を検出するものであるが、他方では表示部８０
からの情報収取にも役立てられる。表示部８０の表示
は、基板上のマ−クにならって単純化する必要がある。
センサ７４としては、検出対象までの距離が限定され
た、限定反射型のものを用いることができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、基板認識用に配備され
た撮像部ないしセンサを利用して、部品ないし部品供給
ユニットに関する情報を収取することができ、構成が簡
単になる。また、表示部を基板と同一レベルに置いたの
で、基板から表示部へ、あるいはその逆へと認識対象を
切り替える際、合焦操作を必要とせず、そのための機構
が不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】部品装着装置の部分切除斜視図である。

【図２】要部の側面図である。

【図３】制御系統を示すブロック線図である。

【図４】第２発明を示す要部の側面図である。

【符号の説明】

１ 回路基板 １０ 部品装着装置 １６ 部品供給ユニット ３０ 装着ヘッド ７１ 第１撮像部 ７２ 第２撮像部 ７４ センサ ８０ 表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 13/02 H05K 13/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装着ヘッドにより部品供給ユニットから
   部品をピックアップし、基板に装着するものにおいて、 基板に関する認識を行うため基板を撮影する撮像部を前
   記装着ヘッドに配備すると共に、前記部品供給ユニット
   には、その保持する部品に関するデ−タあるいは部品供
   給ユニットそれ自身に関するデ−タの表示部を、基板と
   同一レベルの個所に設け、この表示部からの情報収取を
   前記撮像部により行うようにしたことを特徴とする部品
   装着装置。
2. 【請求項２】 装着ヘッドにより部品供給ユニットから
   部品をピックアップし、基板に装着するものにおいて、 基板に付したマ−クを検出するセンサを前記装着ヘッド
   に配備すると共に、前記部品供給ユニットには、その保
   持する部品に関するデ−タあるいは部品供給ユニットそ
   れ自身に関するデ−タの表示部を、基板と同一レベルの
   個所に設け、この表示部からの情報収取を前記センサに
   より行うようにしたことを特徴とする部品装着装置。