JPH01183895A

JPH01183895A - 電子部品自動装着装置

Info

Publication number: JPH01183895A
Application number: JP63008868A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Mobara; 正之茂原; Sadao Masuda; 貞男増田; Akio Suzuki; 秋雄鈴木
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1988-01-19
Filing date: 1988-01-19
Publication date: 1989-07-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、デ・／ブ状電子部品をプリント基板の所定箇
所に装着する電子部品自動装着装置に関する。

（ロ）　従来の技術此種自動装着装置は、特開昭６１−２８０７００号公報
に開示されているが、電子部品のＸ軸方向、Ｙ軸方向の
位置決めを行なう位置決め爪は、上端を支点として揺動
するようにして開閉を行なっている。

（ハ）　発明が解決しようとする課題しかしながら斯る構造に依れば、電子部品の平面方向の
サイズによって位置精度が異なるという欠点があった。

即ち、比較的サイズが大きい電子部品を位置決めすると
きには、位置決め爪の規制面のうちその上部が当該部品
に接触ｒることになり、また逆にサイズが小さい部品の
場合には、規制面の下部が接触す゛ることになって、該
部品と規制面とが面接触できなかった。このため位置決
め精度の点で問題があった。

そこで、本発明は電子部品のサイズに影響を受けずに、
精度の高い位置決めが行なえるようにすることを目的と
する。

＜二〉　　課題を解決するための手段このため本発明は、チップ状電子部品をプリント基板の
所定箇所に装着する電子部品自動装着装置に於いて、駆
動源によって上下動する部品吸着ノズルと、同じく前記
駆動源によって上下動するカム体と、該カム体の上下動
に伴なってガイドに沿って水平方向に移動して開閉し前
記ノズルにより吸着されている電子部品を位置決めする
複数の位置決め爪とから構成したものである。

（ホ）　作用駆動源によりカム体を上下動させ、該カム体の上下動に
伴なってガイドに沿って位置決め爪を水モ方向に移動さ
せて開閉し、部品吸着、ノズルに吸着されている電子部
品を位置決めする。

くべ）実施例以下本発明の一実施例を図面に基づき詳述する。（１）
はチップ状電子部品（２）をプリント基板（３）に装着
する電子部品自動装着装置、（４＞（５）は前記基板（
３）を撤退させるための一対のコンベア、（６）は吸着
ノズル（７）等を有する吸着ヘッド部である。

該ヘッド部く６）は、Ｘ軸方向ガイド体（８）に沿って
Ｘ方向駆動源によりＸ方向に移動可能であり、該ガイド
体（８）はＹ方向駆動源によりＹ軸方向ガイド体（９）
（ｔｏ）に沿って移動可能である。

従って前記−・ラド部（６）はＸＹ方向に移動可能であ
る。

（１１）はテープ（１２）に収納された電子部品（２）
を１ピツチずつ送るテープフィーダユニットで、１ζツ
クス（１３）内に供給リール（１４）を収納している。

　（１５）は電子部品（２）を縦積みした状態で収納す
る部品マガジン、（１６）は部品（２）を載ｒＩｔする
部品トレイである。

次にヘッド部（６）についで以下説明する。（１７）は
支持台（１８）に固定された位置決め用ザーボモータで
、該モータ（１７）の出力軸はカップリング（１９）を
介して支持台（２０）に端部が支持されたボールネジ（
２１）に連結している。そしで、このボールネジ（２１
）は上下移動体（２２）に嵌合しているので、前記モー
タ（１７）の通電によりボールネジ（２１）が回動し上
下移動体（２２）は上下動する。（２３）は一端部にカ
ムフォロワを有し他端が前記移動体（２２）に枢支され
て回動可能な」１下アームで、掛止部り２４）との間に
張架されたバネ（２５）により該アーム（２３）は上方
へ付勢されているが、ストッパ（２６）によす上方への
回動は制限されている。

前記支持台（２０）上には１回転用パルスモータ（２７
）が設けられ、その出力軸プーリ（２８）とタイミング
プーリ（２９）との間にはタイミングベルト（３０）が
張架されている。（３１）はノズル案内筒で、核部（３
１）上部には前記プーリ（２９）が設けられ、更に該プ
ーリ（２９）にはノズル回り止め（３２）が設けられて
いる。

前記吸着ノズル（７）と着脱可能に接続されたノズル軸
（７Ａ）は、ベアリング（３３）を介して前記案内筒＜
３１〉内を上下動可能で、該ノズルく７）上部の回り止
めガイド（３４）に前記回り止め（３２）が嵌合してい
るのでタイミングプーリ（２９）の回動により該ノズル
（７）も回動する。　＜３５）はノズル軸（７Ａ）上部
の回転ディスクで、図示しない真空源に接続され、上面
は前記支持部（１８）のカムフォロワであるストッパ（
１８Ａ）と係合可能で吸着ノズル（７）の上動が制限き
れ、下面には前記アーム（２３）が係合しハネ（２５）
により上方へ付勢されている。

（３６）は前記ノズル案内筒（３１）との間に該案内筒
（３１）を円滑に回動きせるベアリング（３７）を設け
た支持筒である。（３８）はカム上下体で、前記ノズル
案内筒（３１）に設けられたカム上下用リニアガイド（
３９）に沿って位置決め爪開閉用カム（４０）を上下動
可能とするものである。

そし１該カム上下体（３８）の掛止部〈４１）と前記支
持台（２０〉との間にはバネ（４２）が張架きれ、該上
下体（３８）を下方・Ｎ付勢している。しかし、上下移
動体り２２）の係止部（２２Ａ＞とカム上下体（３８）
のイ系止部（４３）とが係止することにより、このカム
上下体く３８）は上下移動体（２２）と共に下降可使で
、更にはストッパ（４４）が前記支持台（２０）と係上
することによりカム上下体（３８）の下方への移動は制
限される。

前記カム上下体（３８）の下部には、ノズル案内筒（３
１）に間隔を存して囲繞するカム開閉リング部（４５）
が設けられている。またノズル案内Ｍ（３１）に突設さ
れた掛止部（４６）と前記爪開閉用カム（４０）との間
にはバネ（４７）が張架され、該バネ（４７）により前
記カム（４０）に回転自在に枢支されたカムフォロワ（
４８）が前記カム開閉リング部（４５）の下面に圧接し
ている。従って前記モータ（２７）によってノズル案内
筒（３１）及び吸着ノズル（７）が回転して、前記カム
（４０）が回転してどの位置にあっても、カムフォロワ
（４８）は前記リング部（４５）の下面に圧接できるの
で、カム上下体く３８）の上下移動に伴ない爪開閉カム
（４０）をも上下移動可能としている。

（４９）はノズル案内筒（３１）下部に位置決めピン（
５０）に位置決めされた状態で着脱可能に取付けられた
支持筒で、該支持筒（４９）には上下二段に夫々ベアリ
ング（５１）（５２）を介して回転リング（５３）（５
４）が回転可能に設けられている。

前記支持Ｍ（４９）下部には、フランジ（５５）が形成
され、該フランジ（５５）には爪用リニアガイド（５６
）が取付けられ、電子部品（２）のＸ方向、Ｙ方向の位
置決めを行なう二対の位置決め爪（５７Ａ）（５７Ｂ＞
（５７Ｃ）（５７Ｄ）を水平方向に案内する。前記ガイ
ド（５６）の一端は、夫々連結ブロック（５８）に固定
きれている。この連結ブロック（５８Ａ）（５８Ｂ）と
上方の回転リング＜５３）との間には、両端が回動可能
にリンク（５’９Ａ）（５９Ｂ）が連結され、連結ブロ
ック（５８Ｃ）（５８Ｄ）と下方の回転リング（５４）
との間には同じくリンク（５９Ｃ）（５９Ｄ）が連結き
れている。　（６０）はフランジ（５５）と各ブロック
（５８Ａ）（５８Ｄ）との間に張架されたバネで、前記
位置決め爪を閉じるように付勢している。また連結ブロ
ック（５８Ｂ＞、　（５８Ｃ）には夫々カムフォロワ（
６１）が回転可能に設けられ、前記位置決め爪開閉用カ
ム（４０）の下端の傾斜面（４０Ａ）によりカムフォロ
ワ（６１）を介して連結ブロック（５８Ｂ＞（５８Ｇ＞
が外方に押しやられることになる。

従って回転リング（５３）（５４）は夫々時計方向に回
動し、リンク（５９＾）（５９Ｂ＞（５９Ｇ）（５９Ｄ
）により各連結ブロック（５８Ａ）（５８Ｂ）（５８Ｇ
）（５８Ｄ）が外方に押しやられ、位置決め爪は、開く
ことになるものである。

次に木部品装着装置の制御に係るものについて以下述べ
る。　（７０）は中央制御装置としてのＣＰＵで、部品
装着動作に係る所与の制御を統轄する。

（７１）は装着に関する種々のデータを収納するＲＡＭ
、　（７２）は装着動作に関するプログラムを収納する
ＲＯＭである。（７３）はインターフェイス、（７４）
は吸着ヘッド部（６）のＸＹ駆動源を駆動するための吸
着ヘッド部駆動部、（７５）は前記回転用パルスモータ
（２７）を駆動するための角度駆動部、（７６）は位置
決め用サーボモータ（１７）を駆動するための位置決め
駆動部、（７７）（７８）は真空スイッチから成り真空
圧があるレベルとなったときに動作するもので吸着ノズ
ル（７）が電子部品（２）を吸着したか否かを検知する
吸着センサで、該センサ（７７＞、　（７８）は夫々１
１〜こな電子部品、丸とな電子部品に対応している。　
（７９）はキー人力装置で、各種データを設定でき、そ
の情報をメモリである前記ＲＡＭ（７１）に収納する。

　（８０）はＣＲＴで、前記キー人力装置く７９）の操
作により所定の画面を映し出す。

第８図はプリント基板（３）における電子部品（２）の
装着位置、装着角度、部品の種類を決定するＮＣデータ
を示し、第９図は電子部品の種類によるＸ方向、Ｙ方向
のサイズ（Ｘｐ）（Ｙｐ）、吸着センサ（７７）（７Ｂ
）の選択を決定する部品データテーブルヲ示シ、第１Ｏ
ｒ５！Ｊハ前記位置決め爪（５７Ａ）（５７Ｂ＞。

（５７Ｃ）（５７Ｄ）のＸ方向の最大間隔（Ｘｃ）、Ｙ
方向の最大間隔（Ｙｃ）を決定する装置データを示し１
、第１１図は位置決め爪（５７Ａ）（５７Ｂ＞、　（５
７Ｃ）（５７０）による位置決め時の電子部品（２）の
寸法誤差を吸収するために電子部品（２）に当接後も更
に該位置決め爪を移動させようとする距離（Ｌ）を決定
する位置決め爪（５７Ａ）（５７Ｂ＞、　（５７Ｃ）（
５７０）の寸法誤差吸収距離データを夫々示す。

これらの各種データは、キー人力装置く７９）の各種キ
ー操作で、任意に設定可能である０例えは、前述の距離
（Ｌ）を任意変更設定できるようにするその設定動作に
ついて以下述べる。先ず選択キーＦ　４（７９Ａ）を押
圧すると、ＣＲＴ（８０）はそのデータ設定モードを示
す第１２図のような画面となる。そして、カーソル指示
キー（７９Ｂ）を使用して、カーソル（８０Ａ）を移動
して、任意の数字キー（７９Ｃ）を用いて距離（Ｌ）を
任意に設定する。また同様に位置決め爪間隔データも設
定でき、ＳＥＴキー（７９０）抑圧により設定動作は終
了する。

なお、このように設定された各種データは、前記ＲＡＭ
（７１）の所定エリアに収納されることになる。

以上の構成により以下動作について説明する。

先ず待機状態は、吸着ヘッド部（６）は第３図に示すよ
うな状態にある。但し吸着ノズル（７）は電子部品（２
）を吸着していない。

この状態から、ＣＰ　Ｕ　（７０）の制御の下ＲＯＭ（
７２）のプログラムに従って電子部品自動装着装置（１
）は動作を開始する。即ち例えば部品データが小さな電
子部品（２）を示すＲ１であれば、吸着ヘッド部（６）
は吸着ヘッド部駆動部（７４）によりＸ方向、Ｙ方向駆
動源を制御し、部品トレイ（１６）の真上まで移動する
。そしてその後吸着ノズル（７）は、位置決め用サーボ
モータ（１７）により下降して、第４図に示すように真
空源によって電子部品（２）を吸着した状態となる。

小さな部品（２）の吸着したか否かの検知は、吸着セン
サＳ　１（７７）が既にＲＡ　Ｍ　（７１）のデータ設
定により指定されている。従って前記吸着ノズル（７）
により吸着によって真空圧が所定値になれば、該センサ
Ｓ　１（７７）が作動してＣＰ　Ｕ　（７０）はその検
知出力を取り込むこととなる。そして後述のように吸着
ノズル（７）が上昇して水平方向の移動中に、ＣＰ　Ｕ
（７０）は前述の取り込みによって、吸着状態であると
検知した場合には引き続き装着動作に係る動作を継続す
るが、吸着していないと検知した場合には電子部品〈２
〉の吸着動作に再び戻るように吸着ヘッド部駆動部（７
４）、位置決め駆動部（７６）等を制御する。

そして、前記吸着状態から、位置決め用サーボモータ（
１７〉は通電され、ボールネジ（２１）を回転移せ、上
下移動体（２２）を上昇させる。すると、上下アーム（
２３）は、回転ディスク（３５）に係合しているのでバ
ネ（２５）により吸着ノズル（７）及びノズル軸（７Ａ
）を上昇させる。このとき、ノズル軸（７Ａ）はベアリ
ング（３３）により円滑にノズル案内筒（３１）内を上
昇することになる。ある程度上昇し始めてから、吸着ヘ
ッド部（６）は前述の如く駆動部（７４）によりコンベ
ア（４）（５）上のプリント基板（３）の所望位置の上
方に移動を開始する。

やがて、上下移動体（２２）の上昇により係止部（２２
Ａ）がカム上下体（３８）の係上部（４３）に当接し、
バネ（４２）に抗して更に上下移動体（２２）は上昇す
る。このとき、ストッパ（１８Ａ）に回転ディスクク３
５）が当接するので、吸着ノズル（７）の上昇は規制さ
れると共に、バネ（２５）に抗し上下アーム（２３）は
回転する。一方カム上下体（３８）の上昇により、カム
開閉リング（４５）の下面にバネ（４７）によりカムフ
ォロワ（４８）が圧接しながら位置決め爪開閉用カム（
４０）もと昇する。このため前記カム（４０）とカムフ
ォロワ（６１）との係合が解除され、バネ（６０）によ
り連結ブロック（５８Ａ）（５８Ｂ）（５８Ｃ）（５８
Ｄ）は夫々内方へ移動し、位置決め爪（５７Ａバ５７Ｂ
）（５７Ｃ）（５７０）もリニアガイド（５６）に沿っ
て閉じて、ノズル（７）に吸着された電子部品（２）の
Ｘ方向、Ｙ方向の位置決めを行なうことになる。

次にこの位置決めについて詳述する。第１３図に示すよ
うに、位置決め爪（５７Ｃ）（５７Ａ）と（５７０）（
５７Ｂ＞との相互間の最大間隔はＸ　ｃ、　Ｙ　ｃと定
まっており、また電子部品（２）のＸ方向、Ｙ方向のサ
イズはＸｐ、Ｙｐである。従って電子部品（２）を位置
決め爪（５７Ａ＞（５７Ｂ＞（５７Ｃ）（５７０）によ
り位置決めする際のその処理スピードを上げるために、
電子部品（２）の個々のサイズのバラツキのために寸法
誤差しを考慮し、先ず最初に電子部品（２）のＹ方向の
位置決めのために理論上要する（Ｙｃ−Ｙｐ）／２から
寸法誤差しを引いた距離を算出しその分だけを第１４図
に示すように位置決め用サーボモータ（１７）を第１４
図に示すように位置決め用サーボモータ（１７）を高速
運転とし、残りを低速運転とする。

即ちＸ方向の位置決めのために理論上要する（Ｘｃ−Ｘ
ｐ）／２に寸法誤差しを加えた距離から前記高速運転に
要した距離を引いた距離を算出し、その距離を低速で運
転板する。

尚このようにＬは、電子部品（２〉のサイズにバラツキ
があることを考慮し、寸法誤差としたが、これに限らず
、キー人力装置（７９）の操作によって任意の数値に設
定変更できるものである。

また第１５図のフローチャートに示すように、位置決め
爪（５７Ａ）（５７Ｂ）（５７Ｃ）　（５７Ｄ）に対し
て電子部品（２）の向きが二通り考えられるので、即ち
電子部品（２）の長手方向がＸ方向となる場合と、Ｙ方
向となる場合とこの二通りあることを考慮して、初めに
当該部品（２）に当接する一対の位置決め爪相互間の距
離を基準にして、概ねその距離相当分を高速とし、残り
を低速とする場合について述べる。先ずＣＰＵ（７０）
は、Ｘ方向の位置決め爪（５７Ｃ）（５７Ｄ）相互間の
間隔データＸｃ及び電子部品（２）のＸ方向のサイズデ
ータＸｐに基づいて、距離Ａを算出する０次に同様に間
隔データＹｃ及びサイズデータＹｐに基づいて距１ｍ１
Ｂを算出する。

次にＡ＞Ｂであれば距離Ｂだけ、即ち（Ｙｃ−Ｙｐ）／
２から寸法誤差しを引いた距離をサーボモータ（１７）
を高速運転させ高速位置決めすべく位置決め爪（５７Ａ
）（５７Ｂ）（５７Ｃ）（５７Ｄ）を前述の如く高速に
移動させ、残りの距離を低速に移動きせて、位置決めを
行なう。

またＡ＞Ｂでなければ、距離Ａだけ、即ち（Ｘｃ−Ｘｐ
）／２からＬを引いた距離だけ高速とし、残りを低速と
して位置決めを行なう。

そしてこのようにして、電子部品（２）の位置決めを行
なった後、吸着ヘッド（６）はコンベア（４）（５〉上
のプリント基板（３）の所望位置、即ち座標（Ｘ　１．
　Ｙ　１）上に電子部品（２）の装着を行なうものであ
る。

即ち位置決め用サーボモータ（１７）を今度は逆転許せ
、ボールネジ（２１）を介して上下移動体（２２）を下
げるが、バネ（２５）により上下アーム（２３）が吸着
ノズル（７）を支持して回転ディスク（３５）をストッ
パ（１８Ａ＞に圧接した状態で上下移動体（２２）及び
カム上下体（３８）が下降する。やがて、スト７パ（４
４）が支持台（２０）に当接すると、力ｌ、上下体く３
８）の下降は停止するが、更に上下移動体（２２）が下
降するのに伴ない吸着ノズル（７）も下降する。

このとき、カム上下体（３８）の下降によって位置決め
爪開閉用カム（４０）がカムフォロワ（６１）を外方へ
水平に押しやるので各位置決め爪（Ｓ７Ａ）（５７Ｂ）
（５７Ｇ）（５７０）を開くことになる。従って該爪が
開きながら、吸着ノズル（７）は下降し、プリント基板
（３〉上に電子部品（２）を装着することになる。

尚、電子部品（２）の装着向きを変えるには、Ｘ方向、
Ｙ方向の位置決めを終えた後、吸着ノズル（７）の下降
前に、角度駆動部（７５）によりＲＡＭ（７１）の角度
データｚ１に基づき回転用パルスモータ＜２７）を制御
して所定回転させればよい、即ち、前記モータ（２７）
によりタイミングベルト（３０）を介してノズル案内筒
（３１）、支持筒〈４９）、回り止め（３２）及びその
ガイド（３４）により規制された吸着ノズル（７）、前
記支持筒（４９）及びリニアガイド（５６）に規制され
た位置決め爪（５７Ａ）（５７Ｂ）（５７Ｃ）（５７０
）等は所定角度分回転することになるものである。

次に２番目の装着動作も同様に行なわれることになるが
、次は第８図に示すように部品データはＲ２で比較的大
きな電子部品（２）である、このときには、位置決め爪
（５７Ａ）（５７Ｂ）（５７Ｃ）（５７Ｄ）を、第１５
図に示すように（Ｘｃａ　−Ｘｐ２）／２から寸法誤差
りを引いた距離Ａ及び（ＹＣ２−Ｙｐ＊）／２から寸法
誤差しを引いた距離Ｂを計算し、且つＡ＞ＢであればＢ
の距離を高速移動するように残りを低速移動きせるよう
に位置決め用サーボモータ（１７）を制御するか、又は
Ａ＞ＢでなければＡの距離を高速移動するように残りを
低速移動させるように前記モータ（１７）を制御する。

また吸着したか否かは、大きな電子部品（２）用の吸着
センサ！３２（７８）で行ない、該センサＳ　２（７８
）の検知出力により前述の如く、ＣＰＵ（７０）は引き
続き装着動作に係る動作を継続するか再び吸着動作に戻
るかを制御する。

（ト）　発明の効果以上のように本発明は、電子部品の側面に水平方向から
接触して位置決めすることができるので、電子部品の大
小に関係なく精度の高い位置決めを行なうことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は位置決め時の吸着ヘッド部の縦断面図、第２図
は電子部品の自動装着装置の全体斜視図、第３図は位置
決め直前の吸着ヘッド部の縦断面図、第４図は装着直前
の吸着ヘッド部の縦断面図、第５図は吸着ヘッド部のＡ
−Ａ’断面図、第６図は吸着ヘッド部の底面図、第７図
は本発明自動装着装置の制御に係るブロック図、第８図
はＮＣデータを示す図、第９図は部品データテーブルを
示す図、第１０図は装置データを示す図、第１１図は寸
法誤差吸収距離データを示す図、第１２図はＣＲＴの画
面を示す図、第１３図は位置決め爪と電子部品との距離
関係を示す図、第１４ＩｙＪは位置決め用サーボモータ
の移動速度と時間との関係を示す図、第１５図はフロー
チャートを示す図である。（１）・・・電子部品自動装着装置、（１２）・・・チ
ップ状電子部品、（６）・・・吸着ヘッド部、（７）・
・・吸着ノズル、（１７）・・・位置決め用サーボモー
タ、（２２）・・・上下移動体、（３８）・・・カム上
下体、（４０）・・・位置決め爪開閉用カム、（５６）
・・・リニアガイド、（５７Ａン（５７Ｂ）（５７Ｃ）
（５７Ｄ）・・・位置決め爪。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）チップ状電子部品をプリント基板の所定箇所に装
着する電子部品自動装着装置に於いて、駆動源によって
上下動する部品吸着ノズルと、同じく前記駆動源によっ
て上下動するカム体と、該カム体の上下動に伴なってガ
イドに沿って水平方向に移動して開閉し前記ノズルによ
り吸着されている電子部品を位置決めする複数の位置決
め爪とから成る電子部品自動装着装置。