JPH01183900A - 電子部品塔載機における部品吸着判定方法 - Google Patents

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】 ［発明の技術分野］ この発明は電子部品搭載機において、吸着ノズルにより
真空吸着された部品の吸着状態を判定する方法に関する
ものである。

［従来技術とその問題点］ 近時、プリント基板に電子部品を自動的に実装する際に
、部品供給部の電子部品を吸着ノズルにより真空吸着し
て取り出して移送し、プリント基板の所定位置に搭載す
るようにした電子部品搭載機が使用されている。また、
部品供給部の電子部品を吸着ノズルにより真空吸着して
取り出してプリント基板の搭載位置へ移送する間、部品
が正常な状態に吸着保持されていないと、プリント基板
に部品搭載した際に、正確に搭載できないので、正常な
状態に吸着されているかどうかを判定する必要があり、
また、搭載する電子部品の大きさ。

形状等は各種あり、これらの異なる種々の部品の吸着状
態を正確に判定する必要がある。このため、従来から、
吸着状態の判定にカメラや光電センサを用いたものがあ
るが、このようにすると、装置が大型化してコスト高に
なるので、簡便なデジタル出力式真空センサを用いるこ
とが多いが、次のような欠点があった。

まず、従来から使用されている電子部品搭載機の概略の
構造を第４図により説明すると、電子部品搭載機１の上
側部に部品が収納された部品供給部２を設置するととも
に上部中央にプリント基板を搬送して位置決めする基板
搬送部３を設け、これらの上方に設けられた搭載ヘッド
部４の下部に吸着ノズルを設け、上記搭載ヘッド部４を
ＸＹロボット５によりｘ、Ｙ方向に移動させるようにし
、また、側部に装置の操作及び搭載プログラムを入力す
る操作パネル６、動作を制御する制御部（図示せず）等
により構成されている。そして、動作を第５図により説
明すると、部品供給部２の各部品２ａの先端の部品２ａ
は常に部品吸着位置ａに位置しており、一方、基板搬送
部により搬送されたプリント基板７は所定の位置に停止
している。そして、搭載ヘッド部４の吸着ノズル４ａは
ＸＹロボット５により部品吸着位ｉｌａまで移動して先
端の部品２ａを真空吸着し、吸着後、ｘＹロボット５に
よりプリント基板７上の所定位置まで移動して部品２ａ
をプリント基板７の指定された部品搭載位置に搭載し、
順次上記動作を鰻返して部品の搭載を行なう、なお、部
品供給部２の部品２ａは吸着後、次の部品２ａが部品吸
着位ａｌａになるようにパーツフィーダ等により設定さ
れており、また、搭載部品の選択、プリント基板７上へ
の搭載位置、手順等は全てあらかじめプログラムされて
いる。また、吸着ノズル４ａにより部品２ａの吸着姿勢
が第６図（ａ）に示すように正常の時には第７図（ａ）
に示すような正常な位置に搭載されるが、第６図（ｂ）
に示すように吸着姿勢が異常の時、または部品が吸着さ
れない場合には、第７図（ｂ）または（Ｃ）に示すよう
に異常な位２に搭載されるか、未搭載の状態となり、そ
の部品実装基板は不良となり、修理工数を要するだけで
なく、検査で選別不可爺なレベルの不良基板が混在する
と、その基板を使用した製品の品質にも大きな影響を与
える。このような未搭載あるいは搭載不良を防止するた
めに、吸着姿勢の判定を行ない、正常な姿勢での吸着時
にのみ搭載ＯＫの指示を行ない、異常姿勢の吸着あるい
は未吸着のときにはＮＧの指示を行ない、部品吸着解除
後、再び部品吸着動作を繰り返すような制御を行なって
いる。

ここで、従来のデジタル出力式真空センサを用いた吸着
状態の判定方法を説明すると、まず１判定装置の概略は
第８図に示すように、吸着ノズル４ａのエアー回路８上
に真空発生装置９があり、エアー回路８の途中にデジタ
ル出力式真空センサ１０が介装されている。そして、真
空発生装置９によりエアー回路８に負圧が発生し、吸着
／ズル４ａにより部品２ａを真空吸着し、この時の吸着
状態が第６図（ａ）に示すような正常吸着の際には吸着
ノズル４ａと部品２ａ間のエアーリーク量が小さく、エ
アー回路８は高い真空度を保ち、その時の真空度をデジ
タル出力式真空センサが感知し、あらかじめセンサ間に
設定された判定値（第６図（ａ）の状態における真空度
よりやや低めに設定する）に対して実際の真空度がそれ
以上か、それ以下かを判定し、第６図（ａ）に示すよう
な正常吸着の場合は判定値より高い真空度を示すため、
センサ１０は制御部のＣＰＵＩＩへはＯＫの情報を伝達
し、ＣＰＵＩＩはＯＫの情報を受は取るとｘＹロボット
５に基板７の指定位置への移動と部品２ａの搭載を指示
する。他方、第６図（ｂ）に示すような異常吸着の場合
はエアーリーク量が大きく、エアー回路８の真空度は判
定値より小さくなり、センサ１０はＣＰＵＩＩへＮＧの
情報を伝達し、ＣＰＵＩＩはｘＹロボット５に吸着部品
解除後の部品再吸着の指示を出す、この吟の真空度と判
定値の関係は第９図に示す通りであり、この第９図は横
軸に部品吸着開始時間０として経過時間を示し、縦軸に
は大気圧をＯとして真空度を表わし、第６図（ａ）の正
常吸着の際には吸着ノズル４ａに無負荷の状態（その時
の真空度Ｈｏ）から始まり１部品吸着後、時間の経過と
ともに真空度が高くなり、やがて定常状態となって一真
空度はほぼ一定値を示し、定常状態時の真空度Ｈｌ　は
判定値ＨＪ　より高いが、この時の曲線はイである。他
方、第６図（ｂ）に示すような異常吸着の際には無負荷
の状！ｌｔ＋　Ｈｏから始まり、部品吸着後、時間の経
過とともに真空度が高くなって定常状態に達するが、そ
の時の真空度Ｈ２は判定値ＨＪ　より低くなり、この時
の曲線は口であり、また、真空度は部品吸着開始時間か
ら定常状態に達した後の時間ｔ１の詩に測定され、判定
される。

なお、上記の動作を第１０図のフローチャートに示して
いる。

しかして、プリント基板７上に搭載する部品２ａには第
１１図（ａ）に示すような吸着面が平らな角型部品２ａ
、第１１図（ｂ）に示すような吸着面が円筒形の部品２
ａ、第１１図（Ｃ）に示すような吸着面に切り溝のある
部品２ａに示すように形状の異なるもの、さらには、同
様形状であっても大きさ、またはその表面の凹凸状態等
が異なる各種のものがあり、これら各種の部品はそれぞ
れ判定値（ＨＪ　）が異なるので、従来のようなデジタ
ル出力式真空センサを用いて第１１図（ａ）（ｂ）（ｃ
）に示すような各種の部品２ａを判定するには各々の判
定値（ＨＪ　）の中で最小のものに合せなければならな
い、これを、第１２図により説明すると、第１１図（ａ
）に示す角型部品２ａの正常吸着状態の時間−真空度の
曲線をハ、第１１図（ｂ）に示す円筒形部品２ａの正常
吸着状態の時間−真空度の曲線を二、第１１図（ｃ）に
示す切り溝付部品２ａの正常吸着状態の曲線をホとする
と、真空度はハ、二、ホの順で小さくなるが、判定値（
ＨＪ　）はホに示す曲線に合せて設定するので、例えば
、第１１図（ａ）に示す角型部品２ａの吸着状態が異常
吸着であっても曲線かへの状態にあると、本来は異常吸
着として搭載されるべきでない状態の部品でありながら
、判定値（ＨＪ　）以上の真空度を示すため基板への搭
載動作が行なわれる。このために、各種の部品毎に最適
な判定値を設定しようとすれば、その数だけセンサを装
置に備えなければならず、装置の大型化、コスト高はま
ぬがれないなどの欠点があった。

［発明の目的］ この発明は前記した事情に鑑みてなされたもので１その
目的とするところは、吸着ノズルにより真空吸着された
部品の吸着状態をその形状、大きさ、表面の凹凸状態に
対応して判定し、各種の異なる部品の吸着状態を正確に
判定できるとともに、吸着ノズルにより真空吸着された
部品の吸着状態を検出するセンサは１個でよいので、装
置全体も小型化できるとともに、製作費も安価にでき電
子部品搭載機における部品吸着判定方法を提供しようと
するものである。

［発明の要点］ この発明は前記した目的を達成するために、電子部品吸
着機における搭載ヘッドの吸着ノズルにより部品を真空
吸着し、その真空吸着の真空度情報をアナログ出力式真
空センサにより検出するとともに、吸着する部品の形状
、大きさ、表面状態に対応して設定された各判定レベル
範囲をＣＰＵに記憶させ、上記アナログ出力式真空セン
サにより検出された真空度情報を上記ＣＰＵに記憶され
ている各判定レベル範囲と照合させて真空吸着されてい
る部品の吸着状態を判定するようにしたことを要点とす
るものである。

［実施例Ｊ 以下、この発明の一実施例を第１図乃至第３図を参照し
て説明する。吸着ノズル４ａのエアー回路８に真空発生
装置９が取付けられ、吸着ノズル４ａと真空発生装置９
との中間のエアー回路８にアナログ出力式真空センサ１
２が取付けられ、このアナログ出力式真空センサ１２が
吸着動作時のエアー回路８の真空度が定常状態に達した
後に感知した真空度を情報としてＣＰＵ１３に伝達する
ようになっていて、このＣＰＵ１３がｘＹロボット５を
介して吸着ノズル４ａに指示するようになっている。

なお、２ａは吸着される部品である。

次に、第２図により吸着動作の工程を説明する。

■各種部品２ａが吸着ノズル４ａに吸着され、定常状態
に達した後の真空度を実験的に求め、同種部品２ａの個
体差、ロー２ト差等を考慮して判定エリアを設定し、こ
の設定された各種部品２ａの判定エリアをＣＰＵ１３に
入力する。

■ＣＰＵ１３が■の各種の判定エリアを記憶する。

■吸着ノズル４ａが吸着動作を開始し、部品２ａを吸着
する。

■定常状態到達後に、アナログ出力式真空センサ１２が
吸着ノズル４ａのエアー回路８の真空度を感知する。

■この真空度をＣＰＵ１３に情報として伝達する。

■ＣＰＵ１３が■の判定レベルと■の情報とを比較し、
ＯＫ（可）、ＮＧ（不可）を判定する。

■ＮＧのとき、吸着ノズル４ａが吸着動作を解除し、こ
の動作終了後に、再び同一（同種）部品２ａの吸着動作
を開始する。

■判定がＯＫのとき、ＣＰＵ１３が吸着ノズル４ａに吸
着されている部品２ａの搭載を指示する。

■吸着ノズル４ａが部品２ａの搭載動作を行なう。

次に、前記動作工程の■につき、第３図を参照して説明
する０図中、曲線ハは第１１図（ａ）に示す角型部品が
正常吸着された状態を示し、判定エリアＨＪＩに入って
いて、ＯＫ判定となる。

曲線二は第１１図（ｂ）に示す円筒型部品２ａが正常吸
着された状態を示す。

曲線ホは第１１図（Ｃ）に示す切り溝を有する部品２ａ
が正常吸着された状態を示す。

曲線へは第１１図（ａ）に示す角型部品２ａが異常吸着
された状態を示す、従って、この破線で示す曲線へか判
定エリアＨＪＩ外にあるため、ＮＧ判定となる。

以上、説明したように、この実施例によれば、部品の形
状、大きさ、表面の凹凸状態等に合せて、適切な判定エ
リアを設定し、この設定した各種の判定エリアによって
、各種部品２ａの吸着ノズル４ａによる部品吸着の判定
をするので、部品吸着状態の判定精度を向上できる。

［発明の効果］ この発明は以上詳述したように、電子部品吸着機におけ
る搭載ヘッドの吸着ノズルにより部品を真空吸着し、そ
の真空吸着の真空度情報をアナログ出力式真空センサに
より検出するとともに、吸着する部品の形状、大きさ、
表面状態に対応して設定された各判定レベル範囲をＣＰ
Ｕに記憶させ、上記アナログ出力式真空センサにより検
出された真空度情報を上記ＣＰＵに記憶されている各判
定レベル範囲と照合させて真空吸着されている部品の吸
着状態を判定するようにしたので、吸着ノズルにより真
空吸着された部品の吸着状態をその形状、大きさ、表面
状態に対応して判定し、各種の異なる部品の吸着状態を
正確に判定できるので、判定精度が向上し、このため、
吸着ノズルにより吸着された各種の部品をプリント基板
の搭載位置に移送して、搭載位置に正確に搭載でき、最
終的には部品実装基板の品質を向上させることができる
。また、吸着ノズルにより真空吸着された部品の吸着状
態を検出するセンサは１個でよいので、装置全体も小型
化でＳるとともに、製作費も安価にできる。

【図面の簡単な説明】

第１はこの発明の一実施例のブロック図、第２図は同実
施例のフローチャート、第３図は同実施例の吸着ノズル
の吸着状態の判定状態を説明するダイヤグラム、第４図
は電子部品搭載機の概略構造を示す斜視図、第５図は上
記搭載機の動作を説明するブロック図、第６図（ａ）は
部品の正常吸着状態を示す説明図、第６図（ｂ）は異常
吸着状態を示す説明図、第７図（ａ）は部品の正常搭載
状態を示す説明図、第７図（ｂ）は部品の位置ずれによ
る異常搭載状態を示す説明図、第７図（ｃ）は部品の横
置きによる異常搭載状態を示す説明図、第８図は従来の
部品吸着判別方法を示すブロック図、第９図はその正常
吸着及び異常吸着の場合の吸着ノズルの真空度−詩間ダ
イヤグラム、第１０図はそのフローチャート、第１１図
（ａ）は平らな角型部品の斜視図、第１１図（ｂ）は円
筒形部品の斜視図、第１１図（Ｃ）は切り溝付部品の斜
視図、第１２図は吸着状態の誤判定を説明するダイヤグ
ラムである。 ２ａ・・・・・・部品、４ａ・・・・・・吸着ノズル、
５・・・・・・ＸＹロボット、８・・・・・・エアー回
路、９・・・・・・真空発生装置、１２・・・・・・ア
ナログ出力式真空センサ、１３・・・・・・ＣＰＵ。 特許出願人　　山形カシオ株式会社 同　上　　　　カシオ計算機株式会社 第１図 第　３　区 第２図 ＼ヮＸ 第５図 （ａ）　　　　　　　　　　（ｂ） 第６図 第７図 茅８図 第９図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電子部品吸着機における搭載ヘッドの吸着ノズルによ
   り部品を真空吸着し、その真空吸着の真空度情報をアナ
   ログ出力式真空センサにより検出するとともに、吸着す
   る部品の形状、大きさ、表面状態に対応して設定された
   各判定レベル範囲をＣＰＵに記憶させ、上記アナログ出
   力式真空センサにより検出された真空度情報を上記ＣＰ
   Ｕに記憶されている各判定レベル範囲と照合させて真空
   吸着されている部品の吸着状態を判定するようにしたこ
   とを特徴とする電子部品搭載機における部品吸着判定方
   法。