JPH0376299A - 部品装着方法及びその装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、電子部品を吸着して回路基板に装着する場合
等に利用される部品装着方法及びその装置に関する。

従来の技術 従来、電子部品を回路基板に装着する際には部品供給位
置で吸着ノズルにて電子部品を吸着し、次に吸着ノズル
を認識位置に移動させて認識カメラにて吸着された電子
部品の垂直方向の投影形状即ち平面形状を認識するとと
もに電子部品の吸着位置を認識し、その後適正形状の電
子部品について吸着ノズルを回路基板の部品装着位置に
対向する位置まで移動させ、吸着位置の位置ずれ量の補
正を行って電子部品を回路基板上の所定位置に装着して
いた。

このように電子部品の装着前にその平面形状を認識し、
例えばリードの水平方向の曲がりや欠損や欠如等を検出
することによって、適正な電子部品だけを回路基板に装
着することができ、不適正な電子部品が装着されること
によって電子部品を装着された回路基板全体が無駄にな
ってしまうということがない。

発明が解決しようとする課題 ところが、上記のような電子部品装着方法においては、
例えばリードに垂直方向の曲がりが存在した場合にはこ
れを検出することができず、回路基板に装着した状態で
一部のリードに浮き上がりを生じ、回路基板の電極とリ
ードの間の接合不良による欠陥の発生を防止することが
できないという問題があった。特に、近年はリード本数
の増加に伴ってリードの細幅化と薄肉化が進み、リード
の水平方向及び垂直方向の曲がり等が発生し易くなって
いるため、この問題の解消が重要な課題になってきてい
る。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、部品の垂直方向の
形状の異常も検出して水平方向並びに垂直方向の形状の
適正な部品だけを装着でき、より信頼性の高い部品装着
が可能な部品装着方法及びその装置を提供することを目
的とする。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、部品供給位置で部
品を保持し、部品装着位置に移送して装着する部品装着
方法において、部品の保持又は移送工程中に、部品の少
なくとも一部の平面形状を認識し、また部品の少なくと
も一部の垂直方向の形状を認識し、適正な形状の部品を
装着することを特徴とする。

又、上記部品装着方法を実施する本発明の部品装着装置
は、部品供給位置で部品を保持して上昇した後、所定の
部品装着位置に移送して装着する部品保持移送手段と、
この部品保持移送手段に配設されて部品の平面形状及び
保持位置を認識する第１の認識手段と、部品供給位置の
上方において部品の上昇経路の両側に互いに対向して配
設された投光手段と第２の認識手段とを備えたことを特
徴とする。

作　　　用 本発明によると、部品装着直前の部品の保持又は移送工
程中に部品の水平方向の形状並びに垂直方向の形状を認
識するので、いずれの方向についても適正な形状の部品
であることを確認した上で、かつその後装着までに部品
形状が変形することなく部品を装着でき、信頼性の高い
部品装着が可能となる。

又、部品保持移送手段にて部品を保持して上昇する途中
で投光手段と第２の認識手段が対向して配設された位置
で停止することによって、部品の垂直方向の形状を投光
手段による投影形状にて認識することができ、又部品の
水平方向の形状は部品保持移送手段に設けられた第１の
認識手段にて部品の保持、移送工程中の任意の時点で行
うことができ、従って上昇後の移送途中で部品の形状認
識のために停止して昇降動作する必要がないので部品認
識のためのロスタイムが少なくて済み、１回の部品装着
動作に要する時間を短くでき、能率的に信頼性の高い部
品装着が可能となる。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図に基づいて説
明する。

電子部品装着装置の全体構成を示す第２図において、１
は基台で、その上に前後方向（Ｙ方向）に移動駆動可能
なＹ軸テーブル２が配設されている。このＹ軸テーブル
２はＹ方向と直交するＸ方向に延び、その両端部が基台
１上の左右両側に配設された直線ガイド２ａ、２ｂにて
移動自在に案内されている。３はＹ軸テーブル２の送り
ねじ、４はその駆動モータである。Ｙ軸テーブル２上に
は、Ｘ方向に移動駆動可能に可動体５が配設されている
。５ａはこの可動体５の直線ガイド、６は送りねじ、７
はその駆動モータである０以上の構成により、可動体５
は、駆動モータ４．７にてＸ、Ｙ方向の任意の位置に位
置決め可能である。

基台工の前部には、電子部品Ｐを装着すべき回路基板Ｂ
を搬入して所定位置に位置決めし、電子部品製着後搬出
する搬送位置決め手段８が配設されている。

基台１の前方には、１列状に電子部品Ｐを収容保持した
テープ状部品集合体９を装着することによりその電子部
品Ｐを順次先端の部品供給位置Ａ１に送り出すように構
成された部品供給ユニット１０が左右方向（Ｘ方向）に
複数（図には２つのみ示す）並列させて配置されている
。又、電子部品Ｐの通過開口を中央に有する枠状の垂直
形状認識用の認識枠体１１が、各部品供給ユニット１０
の部品供給位置Ａ１の上方に対向位置し得るように、基
台１の前端部でＸ方向に移動駆動可能な移動体１２に取
付けられている。１２ａはその直線ガイド、１３は送り
ねじ、１４はその駆動モータである。

基台１の後方には、電子部品Ｐを基盤目状に収容したト
レイ１５を複数段収納するとともに任意のトレイ１５を
基台１の後部のトレイ移送手段１７に送り出すように構
成されたトレイ供給手段１６が配設されている。トレイ
移送手段１７は、トレイ１５における任意の電子部品Ｐ
の列を後方の部品供給位置Ａ２に位置決め可能に構成さ
れている。又、この部品供給位置Ａ２にある電子部品列
の任意の電子部品Ｐの上方に対向位置し得るように、認
識枠体１１と同様の認識枠体１８がＸ方向に移動可能な
移動体１９に取付けられている。２０はその送りねじ、
２１は駆動モータである。

可動体５を詳細に示す第、１図及び第３図において、可
動体５の垂直な取付面５ｂには昇降可能に昇降部材２２
が設置されている。この昇降部材２２は取付面５ｂの両
側に配設された一対の直線ガイド２３にて昇降自在に案
内され、かつ可動体５上に設置された昇降駆動手段２４
にて昇降駆動可能に構成されている。この昇降駆動手段
２４は、回転駆動手段２４ａにて回転駆動される送りね
じ２５と、この送りねじ２５に螺合したナツトを備えか
つ一方の直線ガイド２３にて昇降可能に案内された昇降
駆動片２６と、昇降部材２２と昇降駆動片２６を連結す
る連結片２７にて構成されている。

昇降部材２２内には、第３図に示すように、上下一対の
軸受２８にて回転自在に回転筒体２９が設けられている
。この回転筒体２９の下部は大径に形成され、その内周
に取付筒体３０が嵌合されている。３１は回転筒体２９
の下端部内周に突設されたガイドビンで、取付筒体３０
に形成された長穴３２に係合し、回転筒体２９と取付筒
体３０の相対回転を阻止して所定範囲昇降可能に構成さ
れており、かっばね３３にて取付筒体３０を下方に付勢
して部品装着時の取付筒体３０の退入を許容するように
構成されている。

３４は取付筒体３０の下部内周に着脱可能に装着された
吸着ノズルである。この吸着ノズル３４は、ノズル部３
５と、その上端が固着された透視板１６と、その上方に
適当間隔あけて配置された透光板３７と、これら透視板
３６と透光板３７が下端部と上端部に一体的に係止され
た吸引筒３８とから構成され、これら透視板３６、透光
板３７及び吸引筒３８にて吸引室３９が区画されている
。吸引ｆｉ４３Ｂの周側壁には、透視板３６の上面に接
するように周方向に適当間隔おきに複数の吸引開口４０
が形成されている。４１はノズル部３５内に配置された
フィルタであり、４２は吸着ノズル４４を吸着すべき電
子部品Ｐの大きさに対応してワンタッチで交換できるよ
うに係止する弾性係止具である。吸引筒３８の下端外周
には、吸着ノズル３４の着脱時に治具が係合するフラン
ジ３８ａが設けられている。４３は吸引筒３８の上端と
取付筒体３０内周の段部との間に介装されたパツキンで
ある。

取付筒体３０の下部内周には、吸引開口４０に対向する
ように環状溝４４ａが形成され、この環状溝４４ａは通
路４４ｂを通って取付筒体３０の外周面の上部で開口し
、回転筒体２９に貫通形成された通孔４４ｃに連通し、
さらに昇降部材２２の内周に形成された環状溝４４ｄを
介してこの昇降部材２２に形成された通路４４ｅにてそ
の外面に開口し、接続金具４５を介して図示しない吸引
手段に接続されている。

回転筒体２９の上部は小径に形成され、その外周に歯付
きプーリ４６が配置されている。この歯付きプーリ４６
は可動体５の取付面５ｂに設置されたブラケット４７に
て軸受４８を介して回転自在に支持されており、この歯
付きプーリ４６の内周に形成されたキー溝４９に回転筒
体２９の外周に取付けられたキー５０が係合している。

歯付きプーリ４６は、第２図に示すように、可動体５に
設けられた駆動モータ５１にて任意の回転位置に回転駆
動可能に構成されている。

又、昇降部材２２から上方に突設された取付部５２に回
転筒体２９と同一軸心上に下向きに認識カメラ５３が取
付けられている。また、回転筒体２９の下部外周には環
状の照明具５４が配設されている。

認識枠体１１には、第１図に示すように、互いに隣合う
その内側面の各々に電子部品Ｐの両側縁部に沿って平行
光を投光する投光手段５５が配設されている。この投光
手段５５は、第４図に示すように、光源５５ａとレンズ
５５ｂにて構成されている。そして前記各内側面に各々
対向する内側面に各投光手段５５に対向して認識カメラ
５６が配設され、この認識枠体１１の開口内で停止した
電子部品Ｐの四周縁部を水平方向に投影した形状を認識
できるように構成されている。認識枠体１８も同様の構
成である。

次に、動作を説明する。まず、駆動モータ４．７を動作
させてＹ軸テーブル２及び可動体５を移動させ、吸着ノ
ズル３５を装着すべき電子部品Ｐを収容した部品供給ユ
ニット１０の部品供給位置Ａｌの上方に対向位置させる
。又、移動体１２も連動して移動させ、認識枠体１１を
同じ部品供給位置Ａｔの上方に対向位置させる０次に、
昇降駆動手段２４にて昇降部材２２を下降させ、ノズル
部３５の先端が電子部品Ｐの僅かに上方に位置した状態
で停止させ、認識カメラ５３にて透視板３６及び透光板
３７を通して電子部品Ｐの形状と位置を大まかに認識す
る。

認識した電子部品Ｐの形状が不適正である場合には、吸
着動作には入らず、部品供給ユニット１０を作動させて
そのまま次の電子部品Ｐを供給位置に送り込み、再びそ
の形状を認識カメラ５３にて認識する。

電子部品Ｐの形状が適正であると、昇降部材２２をさら
に下降させてノズル部３５にて電子部品Ｐの吸着動作を
行う、なお、吸引室３９は図示しない真空吸引手段にて
吸着前に真空にされ、ノズル部３５から外気が吸引され
るが、吸引外気中のゴミ等はフィルタ４１にて除去され
てから吸引室３９内に流入するので、透視板３６の上面
や透光板３７の下面にゴミ等が付着することはない、そ
の後、ノズル部３５の先端が電子部品Ｐの上面に接する
と、電子部品Ｐが吸着される。

電子部品Ｐを吸着すると、昇降駆動手段２４にて昇降部
材２２を上昇させ、吸着した電子部品Ｐが認識枠体１１
の開口部内に位置した状態で停止する。この状態で、投
光手段５５から平行光を投光して電子部品Ｐの四辺に沿
った水平方向の投影形状を認識カメラ５６にて認識する
。この認識画像は、例えば第５図（ａ）に示すようにモ
ニターテレビ５７の画面を４分割してそれぞれ表示され
る。

電子部品Ｐのリードに上下方向の曲がりが存在した場合
には、第５図（ａ）の右下の分割画面に示すようにリー
ドが１本に重なって見えないために、曲がりを検出する
ことができる。勿論、この画像認識は目視に依らず、画
像処理手段にて認識処理が行われる。電子部品Ｐのリー
ドに上下方向の曲がりがある場合には、回収ステーシラ
ンに搬送して次の電子部品Ｐを吸着する。尚、後工程の
途中でリードの矯正ステーシランで、リードの曲がりを
矯正するようにしてもよい。

その後、昇降駆動手段２４にて昇降部材２２を所定の高
さ位置まで上昇させた後、可動体５を移動させ、吸着ノ
ズル３４にて吸着した電子部品Ｐを回路基板Ｂの所定の
装着位置の上方に向かって搬送する。この搬送中におい
て、吸着した電子部品Ｐに認識カメラ５３の焦点が合っ
ているの−で、吸着した電子部品Ｐの位置を認識カメラ
５３にて正確に認識する。その認識画像は、第５図（ｂ
）に示すようにモニターテレビ５７の画面に表示される
。又、認識カメラ５３の座標系に対する電子部品ＰのＸ
方向及びＹ方向の偏心量及び傾き角が画像処理手段にて
検出される。

その後、吸着した電子部品Ｐが回路基板Ｂの部品装着位
置の上方に位置すると、吸着した電子部品Ｐの認識カメ
ラ５３の軸心に対する偏心量を補正し、かつ電子部品Ｐ
の装着姿勢に応じて駆動モータ５１にて回転筒体２９を
回転させるとともに座標系に対する傾き角の補正を行い
、その後、昇降部材２２を下降させ、電子部品Ｐが回路
基板に当接する直前の位置で停止させる０次に、回路基
板Ｂの部品装着位置を認識カメラ５３にて認識する。そ
の認識画像は第５図（Ｃ）に示すようにモニタテレビ５
７の画面に表示され、かつ画像処理手段にて回路基板Ｂ
の部品装着位置の電極と電子部品Ｐのリードの相対位置
を検出する。その検出結果に応じて電子部品Ｐの位置を
再調整した後、昇降部材２２を下降させて電子部品Ｐを
回路基板Ｂの部品装着位置に当接させ、吸引室３９にエ
アを送り込んで吸着を解除することによって電子部品Ｐ
・は回路基板Ｂの所定位置に正確に装着される。さらに
、この電子部品Ｐの装着状態を認識カメラ５３で認識し
、装着状態の検査を行った後、昇降部材２を上昇させ、
可動体５を部品供給位置に移動させる。

以上の動作を繰り返すことによって回路基板Ｂ上の電子
部品装着位置に順次に適正な電子部品Ｐを効率的に装着
することができる。又、トレイ１５内に収容された電子
部品Ｐを装着する場合も同様の動作によって装着するこ
とができる。

尚、以上の動作を繰り返す間に、吸着ノズル３４の透視
板３６又は透光板３７にゴミ等が付着して汚れが発生す
ると吸着ノズル３４を取り外し、これを洗浄するととも
に、取付筒体３０に代替の吸着ノズル３４を取付けて装
着動作に復帰する。

発明の効果 本発明の部品装着方法によれば、部品装着直前の部品の
保持又は移送工程中に部品の水平方向の形状並びに垂直
方向の形状を認識するので、いずれの方向についても適
正な形状の部品であることを確認した上で、かつその後
装着までに部品形状が変形することなく部品を装着でき
、信頼性の高い部品装着が可能となる。

又、部品保持移送手段にて部品を保持して上昇する途中
で投光手段と第２の認識手段が対向して配設された位置
で停止することによって部品の垂直方向の形状を投光手
段による投影形状にて認識することができ、又部品の水
平方向の形状は部品保持移送手段に設けられた第１の認
識手段にて部品の保持、移送工程中の任意の時点で行う
ことができ、従って上昇後の移送途中で部品の形状認識
のために停止して昇降動作する必要がないので部品認識
のためのロスタイムが少なくて済み、１回の部品装着動
作に要する時間を短くでき、能率的に信頼性の高い部品
装着が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示し、第１図は電
子部品装着装置の要部の一部を透視して示した斜視図、
第２図は電子部品装着装置の全体構成を示す斜視図、第
３図は吸着ノズル部分の縦断正面図、第４図は電子部品
の垂直形状の認識方式の説明図、第５図（６）〜（Ｃ）
は電子部品の各認識状態におけるモニターテレビの画像
を示す斜視図である。 ５・・・・・・可動体、１１・・・・・・認識枠体、３
４・・・・・・吸着ノズル、３５・・・・・・ノズル部
、５３・・・・・・認識カメラ、５５・・・・・・投光
手段、５６・・・・・・認識カメラ、Ｐ・・・・・・電
子部品。 第 ３ 図 第 図 ら６ 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）部品供給位置で部品を保持し、部品装着位置に移
   送して装着する部品装着方法において、部品の保持又は
   移送工程中に、部品の少なくとも一部の平面形状を認識
   し、また部品の少なくとも一部の垂直方向の形状を認識
   し、適正な形状の部品を装着することを特徴とする部品
   装着方法。
2. （２）部品供給位置で部品を保持して上昇した後、所定
   の部品装着位置に移送して装着する部品保持移送手段と
   、この部品保持移送手段に配設されて部品の平面形状及
   び保持位置を認識する第１の認識手段と、部品供給位置
   の上方において部品の上昇経路の両側に互いに対向して
   配設された投光手段と第２の認識手段とを備えたことを
   特徴とする部品装着装置。