JPH05198988A - 表面実装機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 任意の高さにセットされた任意の厚さのチッ
プ部品を衝撃無く、且つ効率的に実装することができる
表面実装機を提供すること。 【構成】 チップ部品を吸着すべき吸着ノズル２２と、
該吸着ノズル２２を昇降動自在に支持するヘッド８と、
該ヘッド８を昇降動させるためのサーボモーター４を用
いたボールネジ機構（昇降動機構）を含んで表面実装機
を構成する。本発明によれば、チップ部品の実装は、サ
ーボモーター４を用いたボールネジ機構置によって吸着
ノズル２２がヘッド８と共に下降せしめられることによ
ってなされ、この場合、吸着ノズル２２の位置決めは、
サーボモーター４を用いたボールネジ機構によって任意
に、且つ正確になされるため、任意の高さ位置にセット
された任意の厚さのチップ部品を基板上に殆んど衝撃無
く実装することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣ、抵抗器、コンデ
ンサー等の微小な電子部品（以下、チップ部品と称す）
を基板上に実装する表面実装機に関する。

【０００２】

【従来の技術】微小なチップ部品を基板上に実装する表
面実装機においては、チップ部品が吸着ノズルによって
吸着され、吸着ノズルを例えばエアー圧によって下降せ
しめることによって、該吸着ノズルに吸着されたチップ
部品が基板上の所定位置に実装される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の表面実装機においては、吸着ノズルの高さ位置は調
整不能であって、吸着ノズルはエアー圧によって所定の
ストロークだけＯＮ／ＯＦＦ的に昇降動せしめられ、そ
のストローク及び速度は制御不能であるため、チップ部
品の厚さによっては（特に厚さが厚い場合）、実装時に
チップ部品に衝撃力が加わって種々の不具合が発生する
他、チップ部品の高さ位置の変化に柔軟に対応すること
ができないという問題があった。

【０００４】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、任意の高さ位置にセットされ
た任意の厚さのチップ部品を衝撃無く、且つ効率的に実
装することができる表面実装機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、チップ部品を吸着すべき吸着ノズルと、該吸着
ノズルを昇降動自在に支持するヘッドと、該ヘッドを昇
降動させるためのサーボモーターを用いた昇降動機構を
含んで表面実装機を構成したことをその特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明によれば、チップ部品の吸着と実装は、
サーボモーターを用いた昇降動機構によってヘッド及び
吸着ノズルが昇降動せしめられることによってなされ、
この場合、吸着ノズルの位置決めはサーボモーターを用
いた昇降動機構によって任意に、且つ正確になされるた
め、任意の高さ位置にセットされた任意の厚さのチップ
部品を基板上に殆んど衝撃無く実装することができる。

【０００７】又、サーボモーターを用いた昇降動機構に
よって吸着ノズルの昇降動の加・減速も任意に調整する
ことができるため、該吸着ノズルのソフトストップ及び
高速化が可能となり、チップ部品への衝撃緩和に加えて
実装時間の短縮による高効率化が実現される。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【０００９】図１は本発明に係る表面実装機のヘッド部
分の側面図、図２は同表面実装機のヘッド部分の拡大破
断詳細図、図３はチップ部品の実装手順を示すフローチ
ャートである。

【００１０】図１において、１はヘッド支持部材であっ
て、該ヘッド支持部材１は図１の紙面垂直方向に長く水
平に設置された上下２本のレール２に沿って移動自在に
支持され、不図示のサーボモーターによって駆動される
不図示のボールネジ機構によって図１の紙面垂直方向に
往復動せしめられる。

【００１１】上記ヘッド支持部材１にはサーボモーター
４が取り付けられており、該サーボモーター４からはボ
ールネジ５が垂直下方に向かって延出しており、このボ
ールネジ５の下端は軸受部材６によって回転自在に支承
されている。そして、ボールネジ５にはスライダー７が
これに沿って上下動自在に螺合しており、該スライダー
７にはヘッド８が取り付けられている。尚、上記サーボ
モーター４、ボールネジ５及びスライダー７はボールネ
ジ機構を構成している。

【００１２】上記ヘッド８は、ヘッド支持部材１の端面
（前面）に上下方向に取り付けられたガイド９に沿って
昇降動自在に支持されており、該ヘッド８には中空状の
ロッド１０が昇降動自在に支持されている。即ち、図２
に詳細に示すように、ロッド１０は上下のガイド部材１
１，１２よって昇降動自在に支持されており、上方のガ
イド部材１１の外周にはピストン部材１３が上下動自在
に嵌合しており、該ピストン部材１３の下端には、ロッ
ド１０の外周に上下動自在に嵌合するバネ受部材１４が
結着されている。そして、ピストン部材１３はヘッド８
の上部に形成されたシリンダ１５内に上下動自在に嵌装
されており、シリンダ１５内のピストン部材１３の上方
には室１６が形成されている。尚、室１６はヘッド８に
形成されたエアー孔１７を介してコンプレッサー等の不
図示の圧縮エアー供給源に接続されている。

【００１３】又、前記バネ受部材１４と下方のガイド部
材１２の間にはリターンスプリング１８が縮装されてお
り、同バネ受部材１４とロッド１０の中間部との間には
コイル径の小さなスプリング１９が介装されている。
尚、ロッド１０はバネ受部材１４に対して上下に摺動自
在であるが、その摺動はこれの外周に嵌着されたストッ
パリング２０がバネ受部材１４の上面に当接することに
よって規制される。

【００１４】而して、図２はロッド１０が上限に位置す
る状態を示す。即ち、この状態ではシリンダ１５内の室
１６への圧縮エアーの供給はなされておらず、ピストン
部材１３及びバネ受部材１４はリタースプリング１８の
弾発力を受けて上限に位置している。このとき、バネ受
部材１４はストッパリング２０に当接してロッド１０を
一体的に押し上げるため、図示のようにロッド１０も上
限に位置する。

【００１５】ところで、ロッド１０の下端部にはノズル
支持部材２１が結着されており、該ノズル支持部材２１
には吸着ノズル２２が取り付けられている。尚、吸着ノ
ズル２２はロッド１０に形成された真空孔２３を介して
不図示の真空源に接続されている。

【００１６】次に、本表面実装機を用いたチップ部品の
実装手順を図３のフローチャートに従って説明する。

【００１７】吸着ノズル２２が図２に示すように上限位
置にある状態でサーボモーター４を駆動してヘッド支持
部材１全体をガイド９に沿って上昇せしめる（図３のス
テップ１）。即ち、サーボモーター４を駆動してボール
ネジ５を回せば、これに螺合するスライダー７がガイド
９に沿って上動するため、該スライダー７に支持された
ヘッド支持部材１が上昇する。

【００１８】上記のようにヘッド支持部材１が上昇すれ
ば、吸着ノズル２２は上限に位置した状態で一体的に上
昇する。

【００１９】次に、不図示の圧縮エアー供給源からヘッ
ド８の室１６に圧縮エアーを供給すれば、ピストン部材
１３及びバ受部材１４はエアー圧を受けて下降し、バネ
受部材１４がストッパー２４に当接した状態で停止す
る。すると、バネ受部材１４とロッド１０の間に介装さ
れたスプリング１９がバネ受部材１４によって圧縮され
るため、ロッド１０はスプリング１９の圧縮反力を受け
て下降し、該ロッド１０の下端部に取り付けられた吸着
ノズル２２も図２に鎖線にて示すように下降する（図３
のステップ２）。

【００２０】上記状態でサーボモーター４を再起動して
ボールネジ５を逆転させれば、ヘッド支持部材１全体が
ガイド９に沿って下降する（図３のステップ３）ため、
吸着ノズル２２も一体的に所定量だけ下降し、これの真
下にセットされたチップ部品Ｗを吸着する（図３のステ
ップ４）。

【００２１】上記のようにチップ部品Ｗが吸着ノズル２
２に吸着されると、前述のようにサーボモーター４を駆
動してヘッド支持部材１全体を所定量だけ上昇せしめ
（図３のステップ５）、その状態でのチップ部品Ｗのを
画像認識する（図３のステップ６）。

【００２２】而して、チップ部品Ｗと不図示の基板との
間の距離は部品寸法から予め正確に求められているた
め、サーボモーター４を駆動してヘッド支持部材１全体
を所定量だけ下降させる（図３のステップ７）と、チッ
プ部品Ｗも同一量だけ下降せしめられ、該チップ部品Ｗ
はこれの下方にセットされた基板上の所定の位置に実装
される（図３のステップ８）。そして、実装後、ヘッド
８の室１６への圧縮エアーの供給が遮断されると、ピス
トン部材１３及びバネ受部材１４はリターンスリプリン
グ１８によって上昇せしめられ、このときバネ受部材１
４はストッパリング２０に当接してロッド１０を一体的
に押し上げるため、吸着ノズル２２が上昇せしめられ
（図３のステップ９）、実装作業の１サイクルが終了す
る。

【００２３】以上のように、本実施例によれば、チップ
部品Ｗの吸着と実装はサーボモーター４を用いたボール
ネジ機構によってヘッド８及び吸着ノズル２２が昇降動
せしめられることによってなされ、この場合、吸着ノズ
ル２２の位置決めはボールネジ機構によって任意に、且
つ正確になされ、しかも、吸着ノズル２２の昇降動の加
・減速がボールネジ機構によって任意に調整され、該吸
着ノズル２２のソフトストップが可能となるため、任意
の高さ位置にセットされた任意の厚さのチップ部品Ｗを
基板上に衝撃無く実装することができる。従って、本実
施例に係る実装方法は、特に衝撃に弱いチップ部品の実
装に対して有効であり、チップ部品を衝撃無く実装する
ことができることから、基板の衝撃による振動を抑制し
て該基板上に既に実装されている他のチップ部品への悪
影響を解消することができる。

【００２４】次に、同表面実装機による実装手順の別実
施例を図４に示すフローチャートに従って説明する。

【００２５】即ち、本実施例においては、先ず吸着ノズ
ル２２をエアー圧によって下降させて（図４のステップ
１）その先部にチップ部品Ｗを吸着し（ステップ２）た
後、該吸着ノズル２２を上昇させ（ステップ３）、この
吸着ノズル２２に吸着されたチップ部品Ｗを画像認識す
る（ステップ４）。

【００２６】その後、サーボモーター４を用いたボール
ネジ機構によってヘッド８の高さ位置を補正し（ステッ
プ５）し、吸着ノズル２２を下降させたときに該吸着ノ
ズル２２に吸着されたチップ部品Ｗが基板上に衝撃無く
丁度接するような位置にヘッド８を固定する。そして、
ヘッド８の高さ位置を固定した状態で吸着ノズル２２を
エアー圧によって下降させ（ステップ６）、該吸着ノズ
ル２２に吸着されたチップ部品Ｗを基板上に実装すれば
（ステップ７）、実装時にチップ部品Ｗには殆んど衝撃
が加わらない。その後、吸着ノズル２２を前述と同様に
して上昇させれば（ステップ８）、実装作業が終了し、
本実施例においても前記実施例で得られたと同様の効果
が得られる他、前記実施例に比して実装時間が短縮され
るため、実装の高効率化を実現することができる。

【００２７】従って、ユーザーは、衝撃に弱いチップ部
品の実装に対しては図３に示す実装方法を選択すること
ができ、多少の衝撃に耐えることができるチップ部品の
実装に対しては図４に示す方法を選択して実装時間の短
縮を図ることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明で明らかな如く、本発明によ
れば、チップ部品を吸着すべき吸着ノズルと、該吸着ノ
ズルを昇降動自在に支持するヘッドと、該ヘッドを昇降
動させるためのサーボモーターを用いた昇降動機構を含
んで表面実装機を構成したため、任意の高さ位置にセッ
トされた任意の厚さのチップ部品を衝撃無く、且つ効率
的に基板上に実装することができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る表面実装機のヘッド部分の側面図
である。

【図２】本発明に係る表面実装機のヘッド部分の拡大破
断詳細図である。

【図３】チップ部品の実装手順を示すフローチャートで
ある。

【図４】チップ部品の実装手順の別実施例を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

４ サーボモーター ５ ボールネジ ８ ヘッド ２２ 吸着ノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チップ部品を吸着すべき吸着ノズルと、
   該吸着ノズルを昇降動自在に支持するヘッドと、該ヘッ
   ドを昇降動させるためのサーボモーターを用いた昇降動
   機構を含んで構成されることを特徴とする表面実装機。