JPH0533600U - 電子部品自動装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、部品供給装置から電子部品を取り
出す際、取出具のセンターと部品のセンターとを容易に
一致させ、確実に取り出せるようにすることを目的とす
る。 【構成】 ＣＰＵ（３９）は、ＲＡＭ（４０）に記憶さ
れた部品供給装置（７）毎の吸着ノズル（１１）センタ
ーと部品（４）センターとのズレ量を加味して部品供給
台（６）をＸＹ移動する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、部品供給装置により部品取り出し位置へ供給されたチップ状電子部 品を取出ヘッド部の取出具で取り出し、その取り出し状態を認識装置で認識し、 前記取出具と前記部品との位置ズレを補正してプリント基板へ装着していく電子 部品自動装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

此種、電子部品自動装着装置では特開平２−１０３９９８号公報に開示された ものがある。これは、記憶装置に記憶されるテープの収納孔内の電子部品の遊び 量データを基に部品供給台の移動停止位置を調整することにより、取出具での取 り出しミスを防止するものである。

【０００３】 しかし、前記遊び量データは収納孔内の部品供給台の水平移動方向と平行方向 のみの遊び量であり、垂直方向の遊び量を考慮していないため、扱う電子部品に よっては取り出しミスが発生すると考えられる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

そこで、本考案は部品供給装置から電子部品を取り出す際、取出具のセンター と部品のセンターとを容易に一致させ、確実に取り出せるようにすることを目的 とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

そのため、本考案は部品供給装置により部品取り出し位置へ供給されたチップ 状電子部品を取出ヘッド部の取出具で取り出し、その取り出し状態を認識装置で 認識し、前記取出具と前記部品との位置ズレを補正してプリント基板へ装着して いく電子部品自動装着装置に於いて、前記部品供給装置を多数載置してＸＹ方向 に移動可能な部品供給台と、前記部品供給装置毎に該供給装置より供給される部 品のセンターと前記取出具のセンターとのズレ量を記憶する記憶装置と、部品取 り出し時に該記憶装置に記憶されたズレ量を加味して前記部品供給台をＸＹ移動 させるように制御する制御装置とを設けたものである。

【０００６】

【作用】

以上の構成から、制御装置は、部品取り出し時に記憶装置に記憶された部品供 給装置毎に該供給装置から供給される部品のセンターと取出具のセンターとのズ レ量を加味して、部品供給台をＸＹ移動させる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の実施例について図面に基づき詳述する。

【０００８】 （１）はＸ軸サーボモータ（２）及びＹ軸サーボモータ（３）の駆動によりＸ 方向及びＹ方向に移動されるＸＹテーブルで、チップ状電子部品（４）（以下チ ップ部品（４）という。）が装着されるプリント基板（５）が載置される。

【０００９】 （６）は部品供給装置（７）が多数並設される部品供給台で、Ｘ軸サーボモー タ（８）及びＹ軸サーボモータ（９）の駆動によりＸ方向及びＹ方向に移動され る。

【００１０】 （１０）は下面に前記チップ部品（４）を前記部品供給装置（７）より取り出 し搬送する吸着ノズル（１１）が複数個設けられた吸着ヘッド部（１２）が多数 設置される回転盤で、回転盤サーボモータ（１３）の回動により間欠回転される 。

【００１１】 また、前記吸着ノズル（１１）の上部には後述するノズル回転用嵌合部（３０ ）が嵌合される被嵌合溝（１１Ａ）が設けられている。

【００１２】 （１００）は全ての吸着ノズル（１１）に掛け渡って取り付けられたアクリル 製の拡散板である。

【００１３】 （）はチップ部品（４）を部品供給装置（７）より取り出す吸着ステーショ ンである。

【００１４】 （）は部品有無検知装置（１８）によりチップ部品（４）が吸着ノズル（１ １）に吸着保持されているか否か検知する部品有無検知ステーションである。

【００１５】 （）は吸着ノズル（１１）に吸着されているチップ部品（４）の状態を認識 装置（１４）により認識する認識ステーションである。

【００１６】 （）は認識装置（１４）による認識結果を基にノズル回転位置決め装置（２ ２）によりチップ部品（４）の回転補正を行なうノズル回転補正ステーションで ある。

【００１７】 （）は前記ノズル回転補正ステーション（）での作業終了後のチップ部品 （４）をプリント基板（５）上へ装着する装着ステーションである。

【００１８】 （）は前記認識装置（１４）で認識した結果、例えば吸着されているチップ 部品（４）が違う等の装着してはいけないチップ部品（４）を排出する排出ステ ーションである。

【００１９】 （）は前記吸着ステーション（）で吸着するチップ部品（４）に対応する 吸着ノズル（１１）を選択するノズル選択ステーションで、吸着ヘッド部（１２ ）外径部に設けられているギア（図示せず）に図示しない駆動系により移動され て来て前記ギアに噛合した後回動される駆動ギアサーボモータ（１５）（図１参 照）の回動によるノズル選択手段としての駆動ギア（１６）の回動により所望の 吸着ノズル（１１）が選択される。

【００２０】 以下、前記回転盤（１０）について図３に基づき説明する。

【００２１】 （５０）は回転盤（１０）の上部に形成された円筒部（５１）の上部を囲うよ うにインデックスユニット（５２）の取付台（５２Ａ）に吊下げ固定された中空 円筒状の回転盤案内用の円筒カム部材である。該カム部材（５０）の下端周側部 には、略全周に亘ってカム（５３）が形成され、該カム（５３）の上面にスプリ ング（５４）により各吸着ヘッド部（１２）の上端に設けられた摺動部としての ローラ（５５）が押しつけられながら回転し、前記カム（５３）の形状通りに各 吸着ヘッド部（１２）は上下しながら回転盤（１０）と共に回転する。即ち、各 吸着ヘッド部（１２）には、一対のガイド棒（５６）が回転盤（１０）を上下動 可能に貫通して立設され、該棒（５６）の上端にはローラ（５５）が回動可能に 設けられる取付部材（５７）が固定される。従って、各吸着ヘッド部（１２）は 回転盤（１０）に上下動可能に支持される。尚、前述した吸着ヘッド部（１２） の下動により吸着ステーション（）ではチップ部品（４）を吸着し、装着ステ ーション（）ではチップ部品（４）をプリント基板（５）に装着する際には、 複数個設けられた所望の吸着ノズル（１１）以外は下降されないように電子部品 自動装着装置の本体ベース（８０）に設けられた下動ストッパ（８１）にて規制 される。

【００２２】 （５８）は図示しない真空ポンプに連通する連結体としてのホースである。各 ホース（５８）の他端は前記回転盤（１０）を貫通して埋設される連結ホース（ ５９）に接続され、該連結ホース（５９）は切換弁（６０）、横長吸気路（６１ ）、中央吸気路（６２）を介して前記真空ポンプに連通している。

【００２３】 （６３）は必要な場合はときに吸着ステーション（）での吸着ヘッド部（１ ２）の下降を規制して吸着作業を中止させる吸引型吸着クラッチソレノイドで、 カム機構（６４）の駆動により吸着ヘッド部上下動レバー（６５）が下降されな いように該レバー（６５）に当接する当接レバー（６６）を有している。即ち、 該クラッチソレノイド（６３）が消磁していると当接レバー（６６）が前記上下 動レバー（６５）に当接されて、該上下動レバー（６５）が下降されないように なる。尚、同構造のものが装着ステーション（）にも設けられている。

【００２４】 次に、部品有無検知ステーション（）に設けられる部品有無検知装置（１８ ）について、図４を基に説明する。

【００２５】 部品有無検知装置（１８）は、発光素子（１９）から発光された光が受光素子 （２０）に受光されるか否かで検知する。即ち、発光素子（１９）から発光され た光がチップ部品（４）で遮られて受光素子（２０）に受光されなければ「部品 有」で、受光されれば「部品無」である。

【００２６】 次に、認識ステーション（）に設けられた認識装置（１４）について、図５ を基に説明する。

【００２７】 （７１）はチップ部品（４）が吸着ノズル（１１）に吸着された状態を認識す るＣＣＤカメラで、認識装置（１４）上方まで搬送されて来るチップ部品（４） の下方に待機されたボックス（７２）内に取り付けられた２枚の鏡（７３），（ ７４）の反射を利用して得られた像がレンズ（７５）を通して認識される。即ち 、図示しない光源からの光が拡散板（１００）を介してチップ部品（４）に照射 され、シルエット像をＣＣＤカメラ（７１）が撮像し、認識装置（１４）が認識 する。

【００２８】 次に、ノズル回転補正ステーション（）のノズル回転位置決め装置（２２） について図６及び図７を基に説明する。

【００２９】 （２２Ａ）は吸着ノズル（１１）をθ回転させる駆動源としてのノズル回転用 モータで、出力シャフト（２５）にカップリング（２６）を介してベアリング体 （２７）に嵌め込まれたノズル回転体（２８）に対し後述するノズル回転棒（２ ９）が上下動可能に取り付けられている。

【００３０】 前記（２９）は前記ノズル回転体（２８）に嵌め込まれ下端部にノズル回転用 嵌合部（３０）を有したノズル回転棒で、ノズル回転体（２８）に設けられた縦 長穴（３１）より外方に突設するピン（３２）が設けられている。尚、前記ノズ ル回転用嵌合部（３０）は前記被嵌合溝（１１Ａ）と嵌合するように下端に向か って幅狭となるように形成されている。また、前記ノズル回転棒（２９）にはノ ズル回転体（２８）底面との間でクッション手段としてのスプリング（３３）を 係止する係止部（３４）が設けられ、該係止部（３４）には図示しない駆動源と してのカムにより上下動される上下動レバー（３５）にロッドエンド（３６）を 介して取り付けられた揺動レバー（３７）が係止されており、上下動レバー（３ ５）の上下動に従って揺動レバー（３７）が上下に揺動されることによりノズル 回転棒（２９）がスプリング（３３）に付勢されながら上下動される。

【００３１】 図１の（３８）はインターフェースで、前記ＸＹテーブル（１）、部品供給台 （６）、回転盤（１０）、駆動ギア（１６）及びノズル回転位置決め装置（２２ ）が接続されている一方、これらの各々の制御要素は制御装置としてのＣＰＵ（ ３９）でプログラム制御されるようになっている。

【００３２】 （４０）は記憶装置としてのＲＡＭで、前記各吸着ノズル（１１）の回転セン ター位置データ、前記認識装置（１４）によるチップ部品（４）の認識位置デー タ及び図８に示すような各チップ部品（４）のプリント基板（５）上の装着位置 等を示すＮＣデータ（Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向）等を各所定エリアに記憶する。 また、（４１）は記憶装置としてのＲＯＭで、動作プログラムを記憶する。

【００３３】 尚、前記吸着ノズル（１１）の回転センサーの設定位置が温度変化、経時変化 等によりズレる可能性があるため、ある設定温度を越えたら、またはある時間経 過したらチップ部品（４）を吸着しない状態の各吸着ノズル（１１）を認識装置 （１４）で認識して吸着ノズル（１１）の回転センターのズレ量を算出してその ズレ量をＲＡＭ（４０）に記憶し直しても良いし、そのズレ量分を前記吸着ノズ ル（１１）の回転センター位置データに加味しても良い。

【００３４】 また、前記ＣＰＵ（３９）には駆動回路（４２）が接続され、該駆動回路（４ ２）には前記Ｘ軸サーボモータ（２）及び（８）、Ｙ軸サーボモータ（３）及び （９）、回転盤サーボモータ（１３）、駆動ギアサーボモータ（１５）、及びノ ズル回転用モータ（２２Ａ）が接続されている。

【００３５】 以下、動作について説明する。

【００３６】 先ず、装着動作を行なう前に認識装置（１４）で各吸着ノズル（１１）の回転 センター位置（前記ＣＣＤカメラ（７１）の画像センター等の基準点を基準とす る）を認識し、その回転センター位置データをＲＡＭ（４０）に記憶しておく。

【００３７】 ここで、図８に示す装着ステップのＮＣデータに基づいて装着動作が行なわれ る。先ず、ステップ番号「１」に基づき吸着ステーション（）に部品供給部サ ーボモータ（８）の駆動により部品供給台（６）が移動され、部品取出し位置に 部品データ「Ｒ₁」のチップ部品（４）が収納された部品供給装置（７）が待機 される。そして、吸着ノズル（１１）は待機中の前記部品供給装置（７）に収納 されたチップ部品（４）上方に移動されて来て図５及び図６に示すようにチップ 部品（４）を吸着ノズル（１１）下端で吸着保持する。該ステーション（）で は、吸着ヘッド部（１２）の吸着ノズル（１１）の下端が前記部品供給装置（７ ）に収納されたチップ部品（４）位置まで下がらねばならず、それはカム部材（ ５０）のカム（５３）の途切れた部分において配設される上下動可能な上下レー ル（図示せず）上に該ヘッド部（１２）上端のローラ（５５）が載置され該上下 レールが下降することにより行なわれる。

【００３８】 次に、部品有無検知ステーション（）でのチップ部品（４）の有無検知動作 について説明する。

【００３９】 回転盤（１０）の回動によりチップ部品（４）を吸着した吸着ノズル（１１） は、部品有無検知装置（１８）の発光素子（１９）と受光素子（２０）の間を通 る。このとき、チップ部品（４）が吸着ノズル（１１）に吸着されていれば、発 光素子（１９）から発光された光は該チップ部品（４）により遮られて受光素子 （２０）に受光されず、従って該装置（１８）は「部品有」という信号をＣＰＵ （３９）に送り、吸着されていなければ発光素子（１９）から発光された光は受 光素子（２０）に受光され、従って該装置（１８）は「部品無」という信号をＣ ＰＵ（３９）に送る。

【００４０】 ここで、「部品有」の場合の以降の動作について説明する。

【００４１】 尚、このとき吸着ステーション（）では部品データ「Ｒ₂」のチップ部品（ ４）の吸着動作が行なわれている。

【００４２】 次の認識ステーション（）でのチップ部品（４）の姿勢の認識動作について 説明する。

【００４３】 ここで、認識装置（１４）で吸着ノズル（１１）に吸着された状態のＣＣＤカ メラ（７１）の画像センターを通る互いに垂直となる二線を基にチップ部品（４ ）の位置を認識し、その認識データ（Ｘ１，Ｙ１，θ１）をＲＡＭ（４０）に記 憶する。

【００４４】 尚、このとき吸着ステーション（）では部品データ「Ｒ₃」のチップ部品（ ４）の吸着動作が行なわれている。

【００４５】 次のノズル回転補正ステーション（）でのチップ部品（４）のθ方向の回転 補正動作について説明する。

【００４６】 尚、前記認識角度データ（θ１）は例えば前記画像センターを通る二線の一方 とチップ部品（４）のある基準とした端面とを延長してできる交線のなす角であ る。

【００４７】 前記ＲＡＭ（４０）に記憶されている装着位置等を示すＮＣデータの装着角度 データ（θ₁）と前記認識角度データ（θ１）とを図示しない比較装置で比較し 、ズレ量があった場合には図示しない計算装置で該ズレ量（Δθ）を計算してＲ ＡＭ（４０）に記憶すると共に回転補正を行なう。即ち、前記カムの駆動により 上下動レバー（３５）が下降され、揺動レバー（３７）が下方に揺動され、ノズ ル回転用嵌合部（３０）がスプリング（３３）に付勢されながら吸着ヘッド部（ １２）の上部に設けられた被嵌合溝（１１Ａ）のテーパ部に当接した後ノズル回 転用モータ（２２Ａ）がズレ量（Δθ）だけ回転されることにより、吸着ノズル （１１）が回転されてチップ部品（４）の位置合わせが行なわれる。

【００４８】 尚、このとき吸着ステーション（）では部品データ「Ｒ₄」のチップ部品（ ４）の吸着動作が行なわれている。

【００４９】 そして、装着ステーション（）にてＸ方向及びＹ方向のズレ量（ΔＸ，ΔＹ ）を考慮してＸＹテーブル（１）によりプリント基板（５）がＸＹ移動されて、 チップ部品（４）は所定位置に装着される。

【００５０】 尚、このとき吸着ステーション（）では部品データ「Ｒ₅」のチップ部品（ ４）の吸着動作が行なわれている。

【００５１】 また、前記認識装置（１４）で装着してはいけないと判断されたチップ部品（ ４）は回転盤（１０）の回転が続けられ排出ステーション（）まで移動された ら、ここで排出される。例えば、吸着されているチップ部品（４）が違う等の場 合に装着ステーション（）で装着作業が行なわれずに排出されるものである。

【００５２】 次のノズル選択ステーション（）で次に使用される吸着ノズル（１１）が、 前記駆動ギア（１６）が吸着ヘッド部（１２）に設けられたギアに噛合した後回 動されるに伴って前記吸着ヘッド部（１２）を回動させることにより選択される 。

【００５３】 以下、同様にして順次装着作業が行なわれ、各部品供給装置（７）毎にズレ量 がＲＡＭ（４０）に記憶される。そして、ＣＰＵ（３９）内の図示しない認識回 数カウンタにより同一部品供給装置（７）から供給されるチップ部品（４）をＮ 回認識したら、そのＮ個のズレ量の平均を計算装置により計算し、ＲＡＭ（４０ ）に記憶する。その平均ズレ量を基に以降の吸着動作時にＸ方向及びＹ方向の成 分のズレ量の補正を行なう。即ち、次に前述したＮ回認識された部品供給装置（ ７）より部品供給される際、吸着ノズル（１１）のセンターとチップ部品（４） のセンターとが一致するようにチップ部品（４）の供給位置をＸ方向及びＹ方向 に調整する。このとき、Ｘ方向及びＹ方向の平均ズレ量の補正移動は、Ｘ軸及び Ｙ軸サーボモータ（８），（９）の駆動による部品供給台（６）の移動により行 なわれる。

【００５４】 また、吸着ヘッド部（１２）に吸着ノズル（１１）が複数個設けられる場合に は、何れのノズル（１１）を使用してもノズル（１１）のセンターとチップ部品 （４）のセンターとを一致させるようにしなければならないが、この場合各ノズ ル（１１）の各部品（４）に対するズレ量を記憶することにより行なうことがで きる。

【００５５】 尚、本実施例のようにＸ方向及びＹ方向の補正は、前述の最初に認識したＮ回 の平均ズレ量を基に以降の吸着動作時に行なうだけでなく、例えば初めにＮ回の ズレ量をＲＡＭ（４０）に記憶し、そのズレ量を基に計算装置で、その平均ズレ 量を求め、前記ＲＡＭ（４０）に記憶させ、Ｎ＋１回目から２Ｎ回目までのチッ プ部品（４）の供給位置は、前記平均ズレ量分だけ補正された位置となる。そし て、補正動作が伴ったＮ回分のチップ部品（４）の供給が終了したら再び次のＮ 回分のズレ量を求め、その平均を算出し、それ以降のチップ部品（４）の供給に は、その新しい平均ズレ量を使用するようにしても良い。

【００５６】 また、本実施例では装着動作を行ないながらＮ回の認識動作を行ない、平均ズ レ量を求め、以降の吸着動作時にその平均ズレ量を加味して部品供給台（６）を ＸＹ移動させているが、実際の装着動作前に予め部品供給装置（７）毎にＮ回部 品認識を行ない、そのチップ部品（４）はプリント基板（５）に装着しないでズ レ量のみＲＡＭ（４０）に記憶させるようにして、部品装着動作の最初から平均 ズレ量を利用するようにしても良い。

【００５７】 更に、Ｎ回の平均を取らずに１回のデータを基にＸＹ補正を行なわせても良い 。

【００５８】 また、本考案のように部品供給台（６）を吸着ノズル（１１）の位置に合わせ てＸＹ移動可能としたため、例えばノズル選択ステーション（）でノズル（１ １）を選択回転させずに、該ノズル（１１）位置に合わせて部品供給台（６）を ＸＹ移動させても良い。

【００５９】 更に、吸着ヘッド部（１２）の同心上に吸着ノズル（１１）を複数設ける必要 がなくなり、該ヘッド部（１２）の小スペース化が可能となる。

【００６０】

【考案の効果】

以上、本考案によれば部品供給台をＹ移動可能としたため、取出具センターと 部品センターとを一致させることが出来、吸着ミスが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の電子部品自動装着装置の構成回路図で
ある。

【図２】同じく装着装置の平面図である。

【図３】回転盤の要部側断面図である。

【図４】部品有無検知装置である。

【図５】認識装置の側面図である。

【図６】ノズル回転補正ステーションを示す図である。

【図７】ノズル回転位置決め装置の斜視図である。

【図８】部品装着に関するＮＣデータを示す図である。

【符号の説明】

（６） 部品供給台 （７） 部品供給装置 （８） Ｘ軸サーボモータ （９） Ｙ軸サーボモータ （１１） 吸着ノズル（取出具） （１４） 認識装置 （３９） ＣＰＵ（制御装置） （４０） ＲＡＭ（記憶装置）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品供給装置により部品取り出し位置へ
   供給されたチップ状電子部品を取出ヘッド部の取出具で
   取り出し、その取り出し状態を認識装置で認識し、前記
   取出具と前記部品との位置ズレを補正してプリント基板
   へ装着していく電子部品自動装着装置に於いて、前記部
   品供給装置を多数載置してＸＹ方向に移動可能な部品供
   給台と、前記部品供給装置毎に該供給装置より供給され
   る部品のセンターと前記取出具のセンターとのズレ量を
   記憶する記憶装置と、部品取り出し時に該記憶装置に記
   憶されたズレ量を加味して前記部品供給台をＸＹ移動さ
   せるように制御する制御装置とを設けたことを特徴とす
   る電子部品自動装着装置。