JPH0410600A - チップ部品装着装置の装着ヘッド制御方法及びその装置 - Google Patents

チップ部品装着装置の装着ヘッド制御方法及びその装置

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JPH0410600A
JPH0410600A JP2110129A JP11012990A JPH0410600A JP H0410600 A JPH0410600 A JP H0410600A JP 2110129 A JP2110129 A JP 2110129A JP 11012990 A JP11012990 A JP 11012990A JP H0410600 A JPH0410600 A JP H0410600A
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belt
mounting head
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pulses
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Katsuhiko Taguchi
田口 克彦
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0404Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
    • H05K13/0406Drive mechanisms for pick-and-place heads, e.g. details relating to power transmission, motors or vibration damping
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K13/08Monitoring manufacture of assemblages

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

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、チップ部品装着装置の装着ヘッド制御方法及
びその装置、さらに詳細には、駆動モータを介して駆動
されるベルトに搭載された装着ヘッドを制御しデツプ部
品を摘んで基板上の所定位置に装着させるチップ部品装
着装置の装着ヘッド制御方法に関する。
[従来の技術] 従来このようなチップ部品袋@装置において装着ヘッド
には通常真空圧が供給され、装着ヘッドは、フィーダー
と称するチップ部品供給部から真空圧を利用してチップ
部品を吸着する。装着ヘッドは、その後モータによりX
Y力方向移動され基盤上の所定位置にチップ部品を装着
している。この場合、装着ヘッドは、モータに結合され
た駆動プーリとこの駆動プーリから所定距離離れて配置
された従動プーリ間に巻回されたベルトに取り付けられ
X、Y方向に移動されているか、または組のボールネジ
とナツトを用い、それぞれのポルネジ、ナツトでX方向
駆動、Y方向駆動を行ない装着ヘッドの位置決めを行な
っている。
[発明が解決しようとしている課題] −F述した装置に用いられでいるベルトは一般的にタイ
ミングベルトと称されるもので、比較的位置決め精度が
優れている。しかし、装着ヘッドの移動量が大きくなる
と、ベルトの伸縮によって生じる誤差が大きくなってく
る。従って装着ヘッドの所定の位置決めに対し、装着ヘ
ッドを往動て移動した場合と、復動で移動した場合装着
ヘッドの停止位置に差が生しる。その差の値は500m
m程度のヘッド移動量で50μm = l OOumに
なう。一方、=、)i’¥ツブ部品装着装置□装@あわ
チップ素子は微小サイズとなっており、また同様にその
装着装置で装着されるIC素子については、リード部の
ピッチが極めて微小なものとなっており、そのために上
述したようにタイミングベルトの伸縮によって誤差が発
生すると、チップ部品の正確な装着が困難となる。
またボールネジ、ナツトを用いて駆動する場合には、こ
のような誤差はベルト駆動に比べで、極めて少ないが、
ボールネジ並びにナツトの駆動構造は複雑なものとなり
、高価になる欠点がある他に、ネジ部に径方向の負荷が
かからないように注意深い組付けが要求され、さらにボ
ールの摺動音が発生する為、高速駆動すると騒音が発生
するという問題があった。
従って本発明はこのような問題点を解決する為になされ
たもので、ベルトを用いて装着ヘッドを駆動制御する場
合、ベルトの伸縮があっても正確に装着、ッ、を所定。
位置40位置決め↓6蟇が可能なチップ部品装着装置の
装着ヘッド制御方法及びその装置を提供することを課題
とする。
[課題を解決するための手段] 本発明では、この課題を解決するために、駆動モータを
介して駆動されるベルトに搭載された装着ヘッドを制御
しチップ部品を摘んで基板上の所定位置に装着させるチ
ップ部品装着装置の装着ヘッド制御方法においで、前記
ベルトを駆動モタに結合された駆動プーリと従動プーリ
間に巻回し、前記駆動プーリと従動プーリの回転量の差
を測定し、測定された回転量の差に応じてベルトの伸縮
により生ずる装着ヘッドの位置ずれを補正する構成を採
用した。
また、本発明では、駆動モータを介しで駆動されるベル
トに搭載された装着ヘッドを制御しチップ部品を摘んで
基板上の所定位置に装着させるチップ部品装着装置の装
着ヘッド制御装置においで、駆動モータに結合された駆
動プーリと、駆動プーリと間隔を階でて配置され前記ベ
ルトにより回転される従動プーリと、前記駆動プーリの
回転量を検出する手段と、前記従動プーリの回転量を検
出する手段と、前記駆動プーリと従動プーリの回転量の
差に応じてベルトの伸縮によって生ずる装着ヘッドの位
置ずれを補正する手段とを設ける構成を採用した。
し作用] このような構成においで、装着ヘッドを搭載したベルト
は駆動モータに結合された駆動プーリとその駆動プーリ
より所定路離隔てて配置された従動プーリ間に巻回され
て駆動される。この場合、駆動プーリと従動プーリの回
転量の差が測定される。駆動プーリの回転量は、装着ヘ
ッドを移動させる場合の目標回転量となり、また従動プ
ーリの回転量はこの目標回転量によって従動される実際
の回転量となって現れる。ベルトの剛性が大きい場合は
、上記回転量の差はわずかとなるが、例えばベルトが伸
びてしまった場合には、従動プーリの回転量は目標回転
量に正確に従動せず、回転量の差は大きくなる。従って
駆動プーリと従動プーリの回転量の差は装着ヘッドの所
定位置からのずれとなって現れる。従って本発明ではこ
の回転量の差を測定し、それに応じてベルト伸縮によっ
て生しる装着ヘッドの位置ずれを補正するようにしてお
り、それによりベルトの伸縮があっても、正確に装着ヘ
ッドを位置決めすることが可能になる。
[実施例] 以下図面に示す実施例に従い本発明の詳細な説明する。
第1図には本発明の一実施例による、チップ部品製着装
置の外観が図示されており、同図において符号1で示す
ものはチップ部品を吸着する装着ヘッドで、この装着ヘ
ッド1は、通常真空圧を用ぃてチップ部品供給部(図示
せず)により供給されるチップ部品を吸着する。装着ヘ
ッドlはX方向ベルト6に取り付けられており、このベ
ルト6は駆動プーリ4と従動プーリ7間に巻回されてい
る。駆動プーリ4はモータプーリ3と駆動プーリ4間に
巻回されたベルト5を介してX方向モータ2によって駆
動される。従ってモータ2を駆動させると、ベルト5を
介して駆動プ〜す4が回転し、それによりベルト6が移
動して装着ヘッドlがX方向に移動することが可能にな
る。
またX方向移動機構(モータ2など)がX方向ベルト1
1に取り付けられており、このベルト11は、駆動プー
リlOと、従動プーリ12間に掛は渡されている。駆動
プーリlOがY方向モタ8によりベルト9を介して回転
されることによりベルト11、従って装着ヘッド1をY
方向に移動させることが可能になる。本発明実施例では
、X方向モータ2並びにY方向モータ8はそれぞれパル
スモータあるいはサーボモータとしで構成される。
X方向モータ2は、第2図に図示したようにCPU14
がら出力される駆動パルスによりモータドライバ15を
介して所定量を回転される。また、従動プーリ7にはベ
ルト14を介してロータリエンコーダ17が取り付けら
れており、ロータリエンコーダ17からの出力はパルス
カウンタ18を介してCPU14に入力される。さらに
CPU14にはメモリ19が接続され、またl1020
を介して外部機器と接続されている。
第3図には、第2図のCPU14において行なわれる機
能のブロック図が図示されてる。CP(J14ないのパ
ルス発生器25からのパルスによりドライバ15を介し
てX方向モータ2が駆動され、同時にカウンタ26によ
りそのパルス数が計数される。パルス設定回路27で設
定されたパルスと、カウンタ26でカウントされたパル
ス数が判別回路28により判別され、両パルスが一致す
ると、モータドライバ15に規定分のパルスが出力され
たと判断しで、エンコーダ17がらのパルスをカウンタ
]8に入力する。差演算回路29は、カウンタ18と2
6の計数値を比較し、その差に応じて補正量設定装置3
0を介してパルス設定数を補正する。
次にこのように構成された装置の動作を説明する。
まず第4図のステップSlて図示したようにパルス設定
回路27て設定された規定移動量分のパルス数をドライ
バ15を介してX方向モータ2に出力し、装着ヘッドを
移動させる。これは、tjj別回路28によりカウンタ
26の計数値が設定パルス数に達するまで継続される(
ステップS2)。
これにより装着ヘッド1が第5図においてA点に静止し
たとする。この場合、本来位置決めされるべき点はAO
点であり、その差分なΔβとする。
第5図のようなずれが生じた場合ベルト6は点線の区間
がベルトの緩んだ状態(ローテンション)で、一方−点
鎖線部がベルトの張った状態(ハイテンション)となる
ベルトハイテンション部の長さは、プーリー心間をり、
X方向モータ2より装着ヘッド1まての距離をC、ブー
ツ−半径をrとすると L+(L−1+πr =2L−12+πr     (1) となる。この長さ分のベルトがへ2伸びて1/)る訳で
あるから、単位長さ当りの伸び量は △8/(2L−ρ+πr)   (2)となる。これよ
りB点(従動側プーリ7とベルト6の接点)でのベルト
6のずれ量は、 (L/ (2L−j2+πr))  ・Δ! (3)と
なる。
一方このベルトのずれ量から生じる従動ブー−ノアの角
度ずれ(エンコーダ17より検出される)をΔθとすれ
ばプーリ接線方向のずれは、ΔO・rであるから、(3
)式より次式が成立する。
Δ θ ・ r = (L / (2L −12+ x r ) )  ・Δ
℃ (4)これによりベルト6のずれ量は、 Δ p = ((2L −A + x r ) / L )  ・Δ
θ・r(5)となる。
(5)式においで心間し、プーリ半径rは規定値であり
、℃は駆動すべき位置である力)ら知ることができ、ま
た△θはエンコーダより人力できる為、ずれ量Δ℃を計
算により求められる。このΔ!をプーリ半径rで割って
モータ2を回転させ、位置補正を行うことができる。
具体的な数値で述べると、プーリ心間(L)、500m
m、プーリ直径20mm、エンコーダ分7側でのエンコ
ーダ17の1パルス当りの距離は7.85μmとなる。
既に、述べたが心間りが500mmの場合、50〜10
0μmものずれが生じる為、検出力は充分である。仮に
、中央位置(ff=2/L=250mm)で装着へ・ン
ドlが停止し、パルス誤差がエンコーダより5パルスで
あるとするとA点に於ける位置ずれは61μmとなる。
この分モータを回転させて補正ができる。
再び第4図のフローチャートに戻っで、ステ・ンプS3
でエンコーダ17からのパルス数をカウンタ18に入力
する。次にカウンタ26と18のカウント値の差を取る
ことにより出力パルス数とエンコーダ人力パルス数の差
、すなわち上述した△0を差演算回路29を用いて計算
する(ステップS4)。パルス差及び移動位置℃からメ
モリ(ROM、RAM)19に格納された補正量を呼び
出しくステップS5)、補正量設定回路30を介して補
正パルス数をパルス設定回路27に設定する。パルス設
定回路27はモータドライバ15にその補正パルスを出
力する(ステップS6)。そしてステップS7でその補
正パルスの出力の終rを判断する。
なお、ステップS5においで、メモリ19に補正量を入
れておかず、その都度、式(5)を用いCPU14で演
算するように占よい。
更に本発明の方法を用いれば、従動側エンコダのパルス
列との差よりベルトの破断、ベルトの経時的伸縮、ベル
トの環境温度による伸縮、ベルトとプーリとの間に異物
噛み込みが入った場合の異常チエツク等を行うことがで
きる。
また式(5)から得られた補正を駆動プーリで行なった
が、装着ヘッドl上に設けられた移動装置(モータや圧
電素子などの微少移動装置など)をもちいるようにして
もよい。
尚、式(5)から明確なように、装着ヘッドl(負荷)
が駆動プーリ4に近い程、従動側エンコーダ17の出力
パルス誤差に対し、補正量は大きくなり(最大約2倍)
、一方従動プーリ7に近い程、補正量は少なくなる。し
かし、この位置を式(5)に入れず、従動側エンコーダ
の出力非パルスのみを用い補正しても同等の効果が得ら
れるのは明らかであり、また、式(5)で得られる値に
ほぼ近似した値をメモリ19上にマツプしておいても同
様な効果が得られる。
[発明の効果] 以上説明したように1本発明によれば、ベルトを駆動モ
ータに結合された駆動プーリと従動ブJ間に巻回し、前
記駆動プーリと従動プーリの回転量の差を測定し、測定
された回転量の差に応じてベルトの伸縮により生ずる装
着ヘッドの位置すれを補正するようにしているので、ベ
ルトの伸縮ヘッド制御方法及びその装置を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の概略構成を示す外観図、第2図は
装着ヘッドを駆動させるベルトの駆動機構を示すブロッ
ク図、第3図は、CPUないで行なわれる機能を示した
ブロック図、第4図は本発明装置の制御の流れを示す流
れ図、第5図は装着ヘッドの本来位置決めされるべき位
置とのずれを説明する説明図である。 1・・・装着へ・ンド、 2−・・X方向モータ 4−・・駆動プーリ 6・・・ベルト 7−・・従動プーリ 17・・−ロータリエンコーダ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)駆動モータを介して駆動されるベルトに搭載された
    装着ヘッドを制御しチップ部品を摘んで基板上の所定位
    置に装着させるチップ部品装着装置の装着ヘッド制御方
    法において、 前記ベルトを駆動モータに結合された駆動プーリと従動
    プーリ間に巻回し、 前記駆動プーリと従動プーリの回転量の差を測定し、 測定された回転量の差に応じてベルトの伸縮により生ず
    る装着ヘッドの位置ずれを補正することを特徴とするチ
    ップ部品装着装置の装着ヘッド制御方法。 2)駆動モータを介して駆動されるベルトに搭載された
    装着ヘッドを制御しチップ部品を摘んで基板上の所定位
    置に装着させるチップ部品装着装置の装着ヘッド制御装
    置において、 駆動モータに結合された駆動プーリと、 駆動プーリと間隔を隔てて配置され前記ベルトにより回
    転される従動プーリと、 前記駆動プーリの回転量を検出する手段と、前記従動プ
    ーリの回転量を検出する手段と、前記駆動プーリと従動
    プーリの回転量の差に応じてベルトの伸縮によって生ず
    る装着ヘッドの位置ずれを補正する手段とを設けること
    を特徴とするチップ部品装着装置の装着ヘッド制御装置
    。 3)前記駆動モータをパルスモータで、また前記従動プ
    ーリの回転量検出手段をロータリエンコーダで構成し、
    駆動モータに出力したパルス数とロータリエンコーダか
    ら出力されるパルス数の差分に従って前記位置ずれを補
    正することを特徴とする請求項第2項に記載のチップ部
    品装着装置の装着ヘッド制御装置。
JP2110129A 1990-04-27 1990-04-27 チップ部品装着装置の装着ヘッド制御方法及びその装置 Expired - Lifetime JPH0770875B2 (ja)

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EP91303134A EP0454317B1 (en) 1990-04-27 1991-04-09 Method and apparatus for positioning a mounting head of chip component mounting device
DE69105031T DE69105031T2 (de) 1990-04-27 1991-04-09 Verfahren und Einrichtung zur Positionierung eines Montagekopfes einer Vorrichtung zur Anbringung von elektronischen Miniaturschaltungen.

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JPH0770875B2 JPH0770875B2 (ja) 1995-07-31

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JPH0770875B2 (ja) 1995-07-31
DE69105031T2 (de) 1995-06-22
EP0454317A3 (en) 1992-09-02
EP0454317A2 (en) 1991-10-30
EP0454317B1 (en) 1994-11-09

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