JPH05218689A - 部品装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 所望の装着圧力で部品を基板に装着するもの
において、部品吸着状態の影響を排除し、かつ装置の小
型化を図る。 【構成】 部品を装着すべき基板に対し、昇降装置３に
より相対的に昇降するスピンドルハウジング１１に、シ
リンダー状のスピンドル１２を回転可能に垂直支持し、
スピンドル内に昇降可能に支持され、下端に部品の吸着
孔を有するロッド１３を設け、このロッドをスピンドル
内の下降ストッパに向けばね１５で付勢する。ロッドの
吸着孔とスピンドル内部とをロッドの側面開口から連通
させる吸気路を設け、スピンドル内部に、ロッド上端面
に空気圧を加える加圧室とロッドの吸気路を真空にする
真空室とに分かつシール手段１４を設ける。スピンドル
の上面にモーター１６の中空回転軸を連結し、この中空
回転軸を介してスピンドル内部に圧縮空気を供給する空
気圧調整手段４を設ける。スピンドルの真空室を真空源
に接続し、昇降装置と空気圧調整手段の動作を数値制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、部品を所定の角度θ回
転させ、基板上に所望の加圧力で装着する、部品装着装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品を基板に装着する際、吸着保持
した部品を、装着位置に対応して所定の角度θ回転させ
るようにした部品装着装置については、既に多くの提案
がなされている。特開昭６２−２５０６９６号公報に記
載された装置も、その一例を示すものである。この装置
では、回転駆動部の回転軸と同軸に回転ヘッド部を連結
し、回転ヘッド部下面に弾力支持された吸着ノズルを所
定の角度回転させている。また、電子部品を基板に装着
する際、部品の種類に応じて適切な圧力を与えるように
した部品装着装置についても、多くの提案がなされてい
るが、その一例として、特開平１−２４６８９９号公報
がある。この装置では、上下シャフトの吸着ノズルを、
さらにエアにより装着方向に駆動するものとし、そのエ
ア圧を電空レギュレータで制御している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】部品装着装置において
は、部品を基板の指定位置に精度良く、かつ部品強度に
応じた加圧力で装着することが望ましい。前述した従来
例は、これらの課題を個々に解決するものである。本発
明では、これらを同時に解決しようとし、さらに、後者
の従来例における次の問題にも対応するものである。そ
れは、部品吸着のための真空吸引路を、上下移動する吸
着ノズルの移動軸方向に設けているため、部品と吸着ノ
ズル自身とを吸い上げることになり、これに対抗する空
気圧で吸着ノズルを下降させる必要があるという点であ
る。すなわち、部品の真空吸着状態によって、吸着ノズ
ルに加わる圧力が不安定になってしまう点も解決しよう
とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、部品を装着
すべき基板に対し、昇降装置により相対的に昇降するス
ピンドルハウジングに、上端の軸方向中心に給気孔を有
するシリンダー状のスピンドルを回転可能に垂直支持
し、スピンドル内に昇降可能に支持され下方がスピンド
ル下部から抜き出るロッドを設け、このロッドをスピン
ドル内の下降ストッパに向けばねで付勢する。また、ロ
ッドの下面に吸着孔を配し、内部にこれとスピンドル内
部とを連通させる吸気路を設ける。そして、スピンドル
内部に、ロッド上端面に空気圧を加える加圧室とロッド
の吸気路を真空にする真空室とに分かつシール手段を設
け、スピンドルの給気孔にモーターの中空回転軸を連結
し、この中空回転軸を介してスピンドル内部に圧縮空気
を供給する空気圧調整手段を設ける。さらに、スピンド
ルハウジングとスピンドルが有する排気孔、スピンドル
の真空室、ロッドの吸気路を真空源に接続し、昇降装置
と空気圧調整手段の動作を制御する。

【０００５】

【作用】ロッド側面から吸気してロッド内に真空吸引力
を生じさせ、部品を、吸着孔を有するロッド下端に真空
吸着し、モーターの所定回転量を直接ロッドに伝達し、
かつロッドの上端面に軸方向から所望の圧力を加えて、
基板上に装着する。

【０００６】

【実施例】本発明の一実施例について図に基づいて説明
する。図１は実施例における部品装着装置の要部断面図
であり、Ａは電子部品、Ｂは電子部品Ａを装着する基
板、１は部品装着ヘッドである。部品装着ヘッド１はア
ーム２に支持され、基板Ｂと相対的に３次元の移動を行
うが、その機構については本発明の主旨ではないため説
明を省略する。３はアーム２を介して部品装着ヘッド１
を昇降させる昇降装置である。

【０００７】部品装着ヘッド１は、スピンドルハウジン
グ１１、スピンドル１２、ロッド１３、シール手段１
４、ばね１５、モーター１６などで構成される。スピン
ドルハウジング１１はアーム２に垂直支持され、スピン
ドル１２を回転可能に垂直支持し、側面に排気孔１１１
を有する。スピンドル１２は、上端の軸方向中心に給気
孔１２２、側面に排気孔１２３を有するシリンダー形状
をしており、下方がスピンドルハウジング１１の下面か
ら突出している。また、スピンドルの排気孔１２３とス
ピンドルハウジングの排気孔１１１は、ホルダー１１２
の内周面に設けた真空通路及びこれに通ずる遠心方向の
貫通孔を介して連通しており、排気孔１１１に真空源６
が接続される。

【０００８】ロッド１３は、スピンドル１２の内部に、
その軸方向中心と同心に上下移動可能かつ回転不能に組
み込まれ、下端がスピンドル１２の下面より突出し、部
品吸着ノズルＣが取り付けられる。部品吸着ノズルＣは
交換可能であるが、その方法についてはここでは触れな
い。ロッド１３の中心には部品吸着ノズルＣに連通する
吸気路１３１が設けられる。吸気路１３１はロッド上部
の側面開口１３２からスピンドル１２の内部に通じてい
る。

【０００９】シール手段１４は、前記側面開口１３２よ
り上方に位置するよう、ロッド１３の外周に取り付けら
れ、スピンドル内周面とロッド外周面間をシールし、か
つロッド１３の上下移動を妨げない。従って、ロッド１
３のシール手段取り付け位置より上部のスピンドル内加
圧室１２４と、下部のスピンドル内真空室１２５とは互
いにエア漏れがない。

【００１０】ばね１５は、スピンドル下部を詳細に表し
た図２に示すように、スピンドル１２とロッド１３の間
に挿入され、スピンドル１２の下端に設ける下降ストッ
パ部１２１に向け、ロッド１３を下降方向に押し下げ
る。ばね１５のばね圧は、装着しようとする部品群の中
で、装着圧力を最も小さくしなければならない部品の加
圧力より小さい値に設定されている。

【００１１】モーター１６は、自身の回転軸１６１がス
ピンドル１２の回転軸と同心になるよう、スピンドルハ
ウジング１１の上部に取り付ける。回転軸１６１は中空
で、その下方がカップリング１６３により、ブシュ１６
２を介してスピンドル１２と連結される。回転軸１６１
の上端には、エア配管用のロータリージョイント１６４
が取り付けられ、これに空気圧調整手段４を介して空気
圧源５が接続される。ロータリージョイント１６４によ
って、回転軸１６１の回転を妨げることなく、回転軸内
からスピンドル内部へとエアが供給される。

【００１２】空気圧調整手段４は、例えば電空変換レギ
ュレータのように、指定した電圧あるいは電流値によっ
て空気圧を設定するもので、制御部７に接続されてい
る。制御部７は、部品装着ヘッド１が部品供給位置にあ
るとき、昇降装置３と真空源６を制御し、部品装着ヘッ
ド１を下降させて、吸着ノズルＣの下端に部品Ａを吸着
させる。そして、部品装着ヘッド１が部品を吸着保持
し、基板上の部品装着位置にあるとき、モーター１６、
昇降装置３、空気圧調整手段４、真空源６を制御し、部
品を指定の角度水平回転させつつ下降させ、部品毎に規
定した押圧力で基板Ｂ上に部品Ａを装着させる。

【００１３】このような構成を有する本実施例の動作に
ついて説明する。部品装着ヘッド１が部品Ａを吸着保持
して基板上の部品装着位置に達すると、制御部７は、あ
らかじめ設定された数値データに基づいて、モーター１
６と昇降装置３を制御し、スピンドル１２を指定の角度
回転させながら、部品Ａの厚みを差し引いた値より少し
大きいストロークで、吸着ノズルＣを基板上に下降させ
る。部品Ａが基板上に到達すると、余分なストローク分
だけ、ロッド１３がスピンドル１２の下降ストッパ１２
１から上方に移動し、ばね１５を圧縮する。この状態で
制御部７は、空気圧調整手段４に、あらかじめ設定され
た部品Ａに加える圧力レベルに関する電圧数値を指令す
る。

【００１４】空気圧調整手段４は、制御部７から受け取
った電圧数値に対応する空気圧に、空気圧源からの圧縮
空気を調圧して、ロータリージョイント１６４に供給す
る。指定の圧力に調圧された圧縮空気は、ロータリージ
ョイント１６４からモーターの回転軸１６１、ブシュ１
６２、スピンドル１２の給気孔１２２を通って、スピン
ドル内部に流入する。すると、ロッド１３は、自身の上
面が加圧されて下方に移動しようとし、部品Ａの上面に
指定の圧力が加わることになる。すなわち、部品Ａの上
面には、ロッド１３と吸着ノズルＣの自重、ばね１５の
ばね圧、指定の空気圧とが加わる。

【００１５】また、部品Ａの吸着は、吸着ノズルＣから
ロッド１３の吸気路１３１を通って、ロッドの側面開口
１３２よりスピンドル１２の内面に抜け、ホルダー１１
２の真空通路を介して、スピンドルハウジング１１の排
気孔１１１から真空源６に至らせて行っている。これ
は、ロッド１３に取り付けたシール手段１４が、スピン
ドル１２の内部空間を、自身を境界として上側を空気圧
による加圧室１２４、下側を部品吸着のための真空室１
２５としていることにより、実現するのである。従っ
て、部品Ａの真空吸着力は、ロッド１３の移動軸方向に
直接作用せず、ロッド１３とスピンドル１２の内面間の
スライド抵抗に、側面から影響を与えるのみである。こ
のため、制御部７にあらかじめ入力する空気圧調整手段
４への指令電圧数値は、部品吸着によるロッド１３のス
ライド抵抗への影響を考慮した数値としている。

【００１６】

【発明の効果】本発明により、ロッド側面から吸気して
ロッド内に真空吸引力を生じさせ、部品を、吸着孔を有
するロッド下端に真空吸着し、ロッドの上端面へ軸方向
から所望の圧力を加えて、基板上に装着することがで
き、部品の真空吸着状態に左右されない、部品毎の正確
な装着加圧が可能となった。また、モーターの所定回転
量を直接スピンドルに伝達し、自身の回転軸を空気圧加
圧の通路としているため、部品装着ヘッドの小型化に効
果大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明部品装着装置の一実施例を示す要部断面
図である。

【図２】同じく部品装着装置の断面図で、図１の一部を
詳細に示すものである。

【符号の説明】

Ａ 部品 Ｂ 基板 Ｃ 吸着ノズル １ 部品装着ヘッド １１ スピンドルハウジング １２ スピンドル １３ ロッド １４ シール手段 １５ ばね １６ モーター ３ 昇降装置 ４ 空気圧調整手段 ６ 真空源 ７ 制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の構成を備える部品装着装置。 ａ．側面に排気孔を有するスピンドルハウジング。 ｂ．部品を装着する基板に対し、前記スピンドルハウジ
   ングを相対的に昇降させる昇降装置。 ｃ．スピンドルハウジングに回転可能に垂直支持され、
   上端の軸方向中心に給気孔を有し、側面に排気孔を有す
   るシリンダー状のスピンドル。 ｄ．前記スピンドル内に軸方向中心と同心かつ上下移動
   可能に支持され、上端を前記給気孔に対面させ、他方が
   スピンドル下部を貫通して下方に延び、自身の下端に設
   ける吸着孔からスピンドル内部に連通する吸気路を有す
   るロッド。 ｅ．前記スピンドル内部を、前記ロッド上端面に空気圧
   を加える加圧室と、ロッドの吸気路を真空にする真空室
   とに分かつ、シール手段。 ｆ．前記ロッドを、スピンドル内の下降ストッパに向
   け、下降方向に付勢するばね。 ｇ．前記スピンドルの給気孔に回転軸を連結し、その回
   転軸の軸方向には給気孔に連通する貫通孔を有するモー
   ター。 ｈ．前記モーターの回転軸の貫通孔に供給する空気圧を
   調整する空気圧調整手段。 ｉ．前記スピンドルハウジングの排気孔、スピンドルの
   真空室、ロッドの吸気路を通じて、部品を吸着させる真
   空源。 ｊ．部品装着時、部品毎に規定した圧力で装着されるよ
   う、前記空気圧調整手段と昇降装置の動作を制御する制
   御部。