JP3301433B2 - 電子部品実装装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２つのヘッドによ
り電子部品を基板に移送搭載する電子部品実装装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品実装装置として、２つのヘッド
を用いて電子部品を基板に移送搭載する２ヘッド方式の
ものが知られている（例えば特開平３−２０３２９４号
公報）。以下、従来の２ヘッド方式の電子部品実装装置
について説明する。

【０００３】図６は従来の電子部品実装装置の平面図、
図７は従来の電子部品実装装置の第１のヘッドの側面図
である。図６中、１は基板であって、基板１の位置決め
部としてのガイドレール２上に位置決めされている。基
板１の一方の側部には第１の部品供給部３が設けられて
おり、また他方の側部には第２の部品供給部４が設けら
れている。第１の部品供給部３はテープフィーダやチュ
ーブフィーダなどの電子部品が装備されたパーツフィー
ダ３１〜３ｎを多数個並設して構成されており、また第
２の部品供給部４も同様のパーツフィーダ４１〜４ｎを
多数個並設して構成されている。

【０００４】５は第１のヘッドである。この第１のヘッ
ド５にはナット６が一体的に結合されている。ナット６
はＸ方向の送りねじ７に螺着されている。送りねじ７は
第１のＸ方向モータ８に駆動されて回転する。送りねじ
７と第１のＸ方向モータ８は細長いテーブル９上に設け
られている。このテーブル９の両側部はＹ方向のガイド
レール９ａ上にスライド自在に設けられている。テーブ
ル９の端部にはナット１０が結合されている。このナッ
ト１０はＹ方向の送りねじ１１に螺着されている。送り
ねじ１１は第１のＹ方向モータ１２に駆動されて回転す
る。したがって第１のＸ方向モータ８が駆動して送りね
じ７が回転すると、第１のヘッド５はＸ方向に移動し、
また第１のＹ方向モータ１２が駆動して送りねじ１１が
回転すると、第１のヘッド５はＹ方向に移動する。すな
わち、ナット６、送りねじ７、第１のＸ方向モータ８、
テーブル９、ナット１０、送りねじ１１、第１のＹ方向
モータ１２は、第１のヘッド５をＸ方向やＹ方向に移動
させるための第１のＸＹ方向移動装置を構成している。

【０００５】１３は第２のヘッドである。この第２のヘ
ッド１３も、第１のヘッド５と同様に、ナット１４、送
りねじ１５、第２のＸ方向モータ１６、テーブル１７、
ナット１８、送りねじ１９、第２のＹ方向モータ２０か
ら成る第２のＸＹ方向移動装置により、Ｘ方向やＹ方向
に移動する。２１は第１のヘッド５の移動路の下方に設
けられた第１のカメラ、２２は第２のヘッド１３の移動
路の下方に設けられた第２のカメラである。

【０００６】図７において、第１のヘッド５はノズル２
３を１個備えており、このノズル２３に第１の部品供給
部３に備えられた電子部品２４を真空吸着してピックア
ップする。２５はＺ方向モータ、２６はＺ方向モータ２
５に駆動されて回転する送りねじ、２７は送りねじ２６
に螺合するナット、２８はナット２７と一体の昇降ブロ
ックである。ノズル２３は昇降ブロック２８に垂設され
ており、Ｚ方向モータ２５が駆動して送りねじ２６が正
逆回転すると、ノズル２３は上下動する。ノズル２３は
ベルト２９などの伝動系によりθ方向モータ３０に連結
されており、θ方向モータ３０が駆動すると、ノズル２
３はその軸心を中心に回転する。第２のヘッド１３も第
１のヘッド５と同構造であって、１個のノズルを備えて
いる。

【０００７】従来の電子部品実装装置は上記のように構
成されており、次に動作を説明する。まず第１のヘッド
５がＸ方向やＹ方向へ移動し、第１の部品供給部３の何
れかのパーツフィーダ（例えばパーツフィーダ３２）の
電子部品をピックアップし、基板１の所定の座標位置に
移送搭載する（矢印Ｎ１で示す軌跡を参照）。次に第２
のヘッド１３がＸ方向やＹ方向へ移動し、第２の部品供
給部４の何れかのパーツフィーダ（例えばパーツフィー
ダ４２）の電子部品をピックアップし、基板１の所定の
座標位置に移送搭載する（矢印Ｎ２参照）。以下、同様
にして、第１のヘッド５と第２のヘッド１３は、互いに
交互にＸ方向やＹ方向に移動し、それぞれ第１の部品供
給部３と第２の部品供給部４の電子部品を基板１に次々
に移送搭載する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の２
ヘッド方式の電子部品実装装置は、第１のヘッド５と第
２のヘッド１３が交互にＸ方向やＹ方向へ移動し、第１
の部品供給部３と第２の部品供給部４の電子部品を基板
１に交互に移送搭載するものであり、したがって第１の
ヘッド５が電子部品を基板１に移送搭載するために基板
１の上方へ進入している最中は、第２のヘッド１３は第
１のヘッド５のＸ方向やＹ方向への移動動作の障害にな
らないように、側方へ退避しており、その間、第２のヘ
ッド１３は次に基板へ搭載する電子部品を第２の電子部
品供給部４からピックアップする。

【０００９】また同様に、第２のヘッド１３が電子部品
を基板１に移送搭載するために基板１の上方へ進入して
いるときは、第１のヘッド５は第２のヘッド１３のＸ方
向やＹ方向への移動動作の障害にならないように、側方
へ退避しており、その間、第１のヘッド５は次に基板１
へ搭載する電子部品を第１の電子部品供給部３からピッ
クアップする。このように第１のヘッド５と第２のヘッ
ド１３は１個の電子部品を基板へ搭載する毎に基板１の
上方へ進入したり、基板１の上方から退避するため、各
ヘッドの総移動距離が長くなり、この移動に要する時間
を多く消費することから、電子部品を基板１に移送搭載
する実装能率があがらないという問題点があった。

【００１０】したがって本発明は、第１のヘッドと第２
のヘッドの基板に対する進退動作の回数を少なくして電
子部品を基板に移送搭載する実装能率をアップできる電
子部品実装装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、第
１のヘッドおよび第２のヘッドが、θ補正用モータと、
θ補正用モータに駆動されてθ回転する回転軸と、この
回転軸の周囲に設けられて前記θ補正用モータによりθ
回転する複数個のノズルと、これらのノズルを下降・上
昇させるシリンダと、前記θ補正用モータ、前記ノズ
ル、前記シリンダを一体的に昇降させるようにしたもの
である。

【００１２】上記構成によれば、第１のヘッドがその複
数個のノズルに真空吸着した複数個の電子部品を基板に
次々に移送搭載しているときは、第２のヘッドは第２の
部品供給部の上方にあって、複数個のノズルに電子部品
を真空吸着してピックアップする。そして第１のヘッド
がすべての電子部品を基板に搭載して第１の部品供給部
の上方へ戻るとともに、第２のヘッドは基板の上方へ移
動し、複数個のノズルに真空吸着した電子部品を基板に
次々に移送搭載する。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形態
の電子部品実装装置の平面図、図２は本発明の一実施の
形態の電子部品実装装置の第１のヘッドの斜視図、図３
は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の第１のヘ
ッドの断面図、図４は本発明の一実施の形態の電子部品
実装装置の制御系のブロック図、図５は本発明の一実施
の形態の電子部品実装装置の動作のタイムチャートであ
る。

【００１４】図１において、図６に示す従来の電子部品
実装装置と同一部品には、同一符号を付すことにより説
明は省略する。図１の電子部品実装装置と図６の従来の
電子部品実装装置の基本構造は同じであるが、第１のヘ
ッド３１と第２のヘッド３２の構造は、上記従来の第１
のヘッド５と第２のヘッド１３と異っている。第１のヘ
ッド３１と第２のヘッド３２は同構造であり、以下図２
および図３を参照して第１のヘッド３１の構造を説明す
る。

【００１５】図２において、３３は断面Ｌ字形のブロッ
クであって、支持プレート３４の前面に設けられてい
る。支持プレート３４上にはＺ方向モータ３５が配設さ
れている。Ｚ方向モータ３５は支持プレート３４を貫通
する垂直な送りねじ３６を回転させる。ブロック３３の
背面にはナット３７が連結されており、ナット３７は送
りねじ３６に螺合している。したがってＺ方向モータ３
５が正逆駆動して送りねじ３６が正逆回転すると、ブロ
ック３３は上下動する。

【００１６】ブロック３３上にはプレート３８が設けら
れている。プレート３８の上面中央にはθ補正用モータ
３９が配設されており、またθ補正用モータ３９の周囲
には４個のシリンダ４１，４２，４３，４４が配設され
ている。図３において、θ補正用モータ３９に駆動され
て回転する回転軸４５の下端部には第１のギヤ４６が装
着されている。またシリンダ４１，４３のロッド４１
ａ，４３ａの下端部には係合子４７が結合されている。
この係合子４７は、被係合子４８に係合している。被係
合子４８は垂直なシャフト４９の上端部に装着されてい
る。被係合子４８はスプリング５０により下方へ弾発さ
れており、係合子４７が被係合子４８に係合することに
より、被係合子４８がスプリング５０のばね力により下
降するのを阻止している。

【００１７】シャフト４９の下端部には第２のギヤ５１
が上下方向に摺動自在に結合されている。この第２のギ
ヤ５１は上記第１のギヤ４６に係合しており、θ補正用
モータ３９の回転は第１のギヤ４６から第２のギヤ５１
に伝達される。第２のギヤ５１の下部には垂直なノズル
５２が結合されている。ノズル５２はブロック３３に挿
入されており、ブロック３３に形成された吸引路５３を
通してバキューム装置（図外）に接続されている。バキ
ューム装置が駆動することにより、ノズル５２の下端部
に電子部品２４を真空吸着する。

【００１８】ここで、θ補正用モータ３９が駆動して回
転軸４５が回転すると、ギヤ４６は回転し、他のギヤ５
１も回転する。するとノズル５２はその軸心線を中心に
回転し、下端部に真空吸着した電子部品２４のθ方向
（水平回転方向）の角度を補正する。またシリンダ４
１，４３のロッ４１ａ，４３ａが下方へ突出すると、被
係合子４８はスプリング５０のばね力により下降し、ノ
ズル５２も下降する。またロッド４１ａ，４３ａが上方
へ引き込むと、ノズル５２は上昇する。なお図３には、
他のシリンダ４２，４４側はあらわれていないが、他の
シリンダ４２，４４側もシリンダ４１，４３側と同構造
である。

【００１９】ノズル５２で電子部品２４をピックアップ
する場合、まずシリンダ４１，４２，４３，４４のいず
れかのロッドを突出してノズル５２を１本だけ下降させ
ておく。次にＺ方向モータ３５（図１参照）を駆動して
ブロック３３と共にノズル５２を下降させて１本だけ下
方へ突出しているノズルを電子部品２４の上面に着地さ
せ、この電子部品２４を真空吸着する。そして、Ｚ方向
モータ３５によりブロック３３を上昇させ、さらに突出
しているシリンダのロッドを引き込む事によりノズル５
２を上昇させて電子部品２４をピックアップする。

【００２０】またノズル５２に真空吸着している電子部
品２４を基板１へ搭載する場合も上述したピックアップ
の場合と同様に、ノズル５２を下降させて電子部品２４
を基板１へ搭載し、真空吸着を解除する。そしてピック
アップの場合と同様にノズル５２を上昇させる。

【００２１】本実施の形態では、Ｚ方向モータ３５およ
びシリンダ４１，４２，４３，４４が各々のノズル５２
に昇降動作を行なわせる昇降手段に相当する。またθ補
正用モータ３９がノズル５２をθ回転させることにより
その下端部に真空吸着された電子部品２４の回転方向
（θ方向）の位置ずれを補正する補正手段に相当する。
シリンダ４１〜４４は各ノズル５２を個々に上下動させ
るものであって、電子部品２４をピックアップするノズ
ル５２を１本だけ下降させる。またＺ方向モータ３５
は、ブロック３３を昇降させることにより、ブロック３
３に組み付けられたθ補正用モータ３９、シリンダ４１
〜４４、ノズル５２などを一体的に昇降させる。

【００２２】図４において、第１のヘッド３１側の第１
のＸ方向モータ８、第１のＹ方向モータ１２、Ｚ方向モ
ータ３５、θ補正用モータ３９は、それぞれ駆動回路６
１，６２，６３，６４を介して制御部６５により制御さ
れる。６６はバスであり、必要なデータを記憶する記憶
部６７、第１のカメラ２１の第１の認識部６８、第２の
カメラ２２の第２の認識部６９、キーボード等の操作部
７０などが接続されている。またシリンダ４１〜４４も
駆動回路７１を介してバス６６に接続されている。なお
第２のヘッド部３２の制御系も、図４に示す第１のヘッ
ド３１の制御系と同じであるので図示および説明は省略
する。

【００２３】この電子部品実装装置は上記のような構成
より成り、次に図５のタイムチャートを参照しながら、
全体の動作を説明する。なお図５において、Ｘ移動，Ｙ
移動とあるのは、それぞれのＸＹ方向移動装置によるヘ
ッド部（３１，３２）の水平方向の移動を、θ回転とあ
るのはθ補正用モータ３９によるノズル５２の回転を、
Ｚ移動とあるのは、Ｚ方向モータ３５およびシリンダ４
１，４２，４３，４４によるノズル５２の昇降動作を示
している。図１および図５において、第１のヘッド３１
は第１の部品供給部３の上方をＸ方向やＹ方向へ移動
し、ピックアップ位置上でノズル５２を下降・上昇させ
ることにより、４個のノズル５２に次々にパーツフィー
ダ３１〜３ｎの電子部品２４を真空吸着してピックアッ
プする（以上、図５のタイミングＴ２〜Ｔ５参照）。な
おタイミングＴ１，Ｔ２におけるＸ移動、Ｙ移動は第１
番目の電子部品のピックアップ位置への移動であり、ま
たタイミングＴ１におけるθ回転は、ノズル５２をθ方
向のイニシャル位置に復帰させるものである。

【００２４】次に第１のヘッド３１は第１のカメラ２１
の上方へ移動し、４個のノズル５２に真空吸着された電
子部品２４を第１のカメラ２１で観察してその位置認識
を行う（タイミングＴ６，Ｔ７参照）。続いて第１のヘ
ッド３１は基板１の上方へ移動し、そこでＸ方向やＹ方
向へ移動し、所定の座標位置上でノズル５２を下降・上
昇させることにより、４個のノズル５２に真空吸着され
た電子部品２４を基板１の所定の座標位置に次々に搭載
する（以上、タイミングＴ８〜Ｔ１２参照）。以上のよ
うにして電子部品２４を基板１に搭載したならば、第１
のヘッド３１は第１の部品供給部３の上方へ復帰し、上
述したタイミングＴ１〜Ｔ１２の動作が繰り返される。

【００２５】一方、第２のヘッド３２は、タイミングＴ
７〜Ｔ１１で第１のヘッド３１が認識や搭載を行ってい
る最中に、第２の部品供給部４の上方をＸ方向やＹ方向
に移動し、ピックアップ位置上でノズル５２を下降・上
昇させることにより、４個のノズル５２に次々にパーツ
フィーダ４１〜４ｎの電子部品２４を真空吸着してピッ
クアップする。次にタイミングＴ１２〜Ｔ２で第２のカ
メラ２２の上方へ移動し、４個のノズル５２に真空吸着
された電子部品２４を第２のカメラ２２で観察してその
位置認識を行う。続いて第２のヘッド３２は基板１の上
方へ移動し、そこでＸ方向やＹ方向へ移動し、所定の座
標位置上でノズル５２を下降・上昇させることにより、
４個のノズル５２に真空吸着された電子部品２４を基板
１の所定の座標位置に次々に搭載する（タイミングＴ３
〜Ｔ６）。以下、同様の動作を繰り返す。

【００２６】図５において、Ａ１は第１のヘッド３１が
第１の部品供給部３の上方にあって電子部品のピックア
ップを行っているタイミングであり、またＡ２は第１の
ヘッド３１が基板１の上方にあって電子部品を基板１に
搭載しているタイミングである。またＢ１は第２のヘッ
ド３２が第２の部品供給部４の上方にあって電子部品の
ピックアップを行っているタイミングであり、またＢ２
は第２のヘッド３２が基板１の上方にあって電子部品を
基板１に搭載しているタイミングである。このように、
第１のヘッド３１と第２のヘッド３２は交互に基板１の
上方へ移動して電子部品を基板１に搭載する動作を行
う。

【００２７】図５のタイムチャートで明らかなように、
第１のヘッド３１と第２のヘッド３２は運転を停止する
ことなく、ほぼフルタイムで常時動作している。殊に、
一方のヘッド（例えば第１のヘッド３１）が基板１の上
方をＸ方向やＹ方向に移動して電子部品２４を基板１に
搭載しているときは、他方の第２のヘッド３２は第１の
ヘッド３１の移動動作の障害にならないように第２のカ
メラ２２や第２の部品供給部４上に退避し、電子部品２
４の認識やピックアップを行うものである。第２のヘッ
ド３２が基板１の上方で電子部品２４を搭載していると
きも、同様にして第１のヘッド３１は第１のカメラ２１
上や第１の部品供給部３上に退避し、認識やピックアッ
プを行う。また基板１に対する各ヘッド３１，３２の進
退動作の回数も少なくなるのでその分各ヘッド３１，３
２の総移動距離が短かくなり、その分移動時間も少なく
て済むので、電子部品２４を基板１に搭載する作業能率
は図６に示す従来の電子部品実装装置よりも著しくアッ
プする。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１のヘッドや第２のヘッドの基板に対する進退動作の回
数を少なくできるので電子部品の実装能率を著しく向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平
面図

【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の第
１のヘッドの斜視図

【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の第
１のヘッドの断面図

【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制
御系のブロック図

【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の動
作のタイムチャート

【図６】従来の電子部品実装装置の平面図

【図７】従来の電子部品実装装置の第１のヘッドの側面
図

【符号の説明】 １ 基板 ２ ガイドレール（基板の位置決め部） ３ 第１の部品供給部 ４ 第２の部品供給部 ８ 第１のＸ方向モータ １２ 第１のＹ方向モータ １６ 第２のＸ方向モータ ２０ 第２のＹ方向モータ ３１ 第１のヘッド ３２ 第２のヘッド ３３ ブロック ３５ Ｚ方向モータ ３９ θ補正用モータ ４１〜４４ シリンダ ４６ 第１のギヤ ４９ 第２のギヤ ５２ ノズル ５３ 吸引路

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板の位置決め部と、この位置決め部の両
   側方に設けられた第１の部品供給部および第２の部品供
   給部と、第１のＸＹ方向移動装置に駆動されてＸＹ方向
   に移動することにより前記第１の部品供給部の電子部品
   を前記基板に移送搭載する第１のヘッドと、第２のＸＹ
   方向移動装置に駆動されてＸＹ方向に移動することによ
   り前記第２の部品供給部の部品を前記基板に移送搭載す
   る第２のヘッドとを備えた電子部品実装装置であって、 前記第１のヘッドおよび前記第２のヘッドが、θ補正用
   モータと、θ補正用モータに駆動されてθ回転する回転
   軸と、この回転軸の周囲に設けられて前記θ補正用モー
   タによりθ回転する複数個のノズルと、これらのノズル
   を下降・上昇させるシリンダと、前記θ補正用モータ、
   前記ノズル、前記シリンダを一体的に昇降させる昇降手
   段とを備えたことを特徴とする電子部品実装装置。
2. 【請求項２】前記回転軸に第１のギヤが設けられ、かつ
   前記各ノズルにこの第１のギヤに係合する第２のギヤが
   設けられ、前記θ補正用モータの回転を第１のギヤおよ
   び第２のギヤを介して各ノズルに伝達して各ノズルをθ
   回転させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の
   電子部品実装装置。
3. 【請求項３】前記各ギヤがブロックに挿入されており、
   また前記ノズルに電子部品を真空吸着するための吸引路
   がこのブロックに形成されており、このブロックを前記
   昇降手段により昇降させることにより、前記θ補正用モ
   ータ、前記ノズル、前記シリンダを一体的に昇降させる
   ようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の電
   子部品実装装置。