JPH06252594A - 電子部品の自動装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 形状の異なる複数の電子部品を配線基板に対
して１つの場所で効率良く自動的に装着することがで
き、しかも、設備全体のスペースを小さく抑えることが
できるようにする。 【構成】 形状の異なる複数種の電子部品３を種別毎に
収容する複数のトレー６を保持したラック５から上記ト
レー６が供給位置に搬入された際に上記トレー６中の電
子部品３を掴んで配線基板２の主面に装着するチャック
１８をチャック駆動用ロボット１９に保持させ、チャッ
ク１８に掴かまれた電子部品３の撮影画像から部品の良
否を判別する画像処理手段を設け、上記電子部品３の種
類が変わる毎に上記ロボット１９によりその電子部品３
に対応するものが選出される複数のチャック１８を整列
保持するチャック整列保持部２４を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばコネクタ、ソケ
ット、ディップスイッチ等の一般に異形部品と云われる
ものや抵抗体などのように、互いに外形の異なる複数種
の電子部品を配線基板に順次装着（実装）するために用
いられる電子部品の自動装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＩＣ素子などの電子部品を配線
基板に実装する工程では、種類の異なる電子部品毎に専
用の自動装着装置が用いられている。すなわち、供給位
置に搬入された電子部品を、例えばその電子部品専用の
チャックにより保持させ、実装位置に搬入されている配
線基板上まで移動させてから、上記チャックにより電子
部品を配線基板の所定位置に装着させるような複数の部
品自動装着装置が使用されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したような構成の
従来の電子部品の自動装着装置は、特定種類の電子部品
に対応した専用のチャックを備えた専用機であるから、
各種電子部品に対する汎用性がない。したがって、配線
基板の製造工場等においては、製造ラインに沿って電子
部品の種別毎にそれぞれ専用の自動装着装置を設置し、
複数種の電子部品を順序的に装着することが行なわれて
おり、この場合、製造ラインに沿って多大なスペースが
必要となる。また、装着すべき電子部品に対応する専用
装着機毎に部品検査装置を付属させるとなると、設備全
体としての設置スペースおよび機構的に一段と経済的な
負担が増すために、実装時における部品検査は省略され
ている場合が多く、したがって、部品の装着ミスを招き
やすいという問題もあった。

【０００４】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、汎用性をもたせて複数種の電子部
品の自動装着に対応させることができ、しかも、設備の
小スペース化、経済化を図ることができ、さらに、装着
ミスを防止することができる電子部品の自動装着装置を
提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る電子部品の自動装着装置は、外部から
電子部品装着用配線基板を実装位置にまで搬入し、かつ
電子部品装着完了後の配線基板を上記実装位置から外部
に搬出する基板搬送手段と、形状の異なる複数種の電子
部品を種別毎に整列状に収容し、かつ上下方向に所定間
隔をもって積み重ねられた複数のトレーを出し入れ可能
に保持するラックと、上記電子部品の実装中に上記ラッ
クからトレー取出位置に取り出されたトレーを上記実装
位置近傍の供給位置まで搬入し、かつ電子部品が掴み出
された後の上記トレーを上記供給位置から搬出してラッ
クに挿入するトレー搬入出手段と、上記配線基板の主面
よりも上方に配設されて、上記供給位置のトレーから掴
み出した電子部品を上記配線基板に装着するチャック
と、このチャックを前後、左右および上下方向に移動可
能に、かつ交換可能に保持するチャック駆動用ロボット
と、上記チャックにより掴み出された電子部品が配線基
板に装着されるに先立って、その電子部品をＣＣＤカメ
ラで撮影して部品の良否を判別するとともに、不良の電
子部品を廃棄させる指令を出力する画像処理手段と、上
記配線基板に装着する電子部品の種類が変わる毎に上記
ロボットにより選出される複数種のチャックを整列保持
するチャック整列保持手段とを備えたものである。

【０００６】

【作用】本発明によれば、トレー搬入出手段によりラッ
クから取り出されたトレーが供給位置に搬入されると、
ロボットに駆動されるチャックによりトレー中の電子部
品が掴み出された後、その掴み出された電子部品の良否
が画像処理手段で判別され、その判別結果で良品と判別
されたものがそのまま実装位置の配線基板に装着される
一方、不良品は廃棄される。すなわち、電子部品の配線
基板への装着の自動化が達成されるとともに、良品のみ
が装着され装着ミスを防止することができる。さらに、
異種の電子部品を装着する際には、ロボットがチャック
整列保持手段においてチャックを自動交換するので、汎
用性をもたせることが可能であり、同一場所で多品種の
電子部品を配線基板に装着することができる。これによ
って、設備全体の占有スペースを小さくすることができ
るとともに、設備全体の経済化を実現することができ
る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。図１は本発明の一実施例による電子部品の自動
装着装置を示す全体の外観斜視図であり、図２はトレー
搬入出手段を構成する各装置の斜視図である。

【０００８】図１〜図２において、電源装置（図示せ
ず）などを内蔵した筐体１の前側には、外部から電子部
品装着用配線基板２を所定の実装位置にまで搬入し、か
つ所定の電子部品３の配線基板２への装着が完了する
と、上記実装位置から外部に搬出する基板搬送コンベア
４が左右方向（Ｘ軸方向）に沿って設けられている。

【０００９】５は上記筐体１の後側に配置されたトレー
収納用ラックであり、このラック５には、複数のトレー
６が互いに上下方向（Ｚ軸方向）に所定間隔を隔てて積
み重ねられているとともに、水平面に沿って出し入れ可
能に保持されている。このラック５は、上下方向の所定
のトレー取出位置とこのトレー取出位置よりも段違い位
置（下方位置）にあるトレー挿入位置とに任意のトレー
６が対応できるようにラック昇降機構７により昇降可能
に構成されている。そして、上記複数のトレー６には、
リード形状などの外形の異なる複数種の電子部品３がそ
れぞれ種別毎に分けられて整列状に収容されている。な
お、上記ラック５は、図６に示すように上記トレー６の
１つの高さｌに対してトレー相互間の間隔Ｌは、Ｌ＝ｎ
・ｌ（ｎは正の整数）に設定されている。

【００１０】上記筐体１上の右側部には、上記トレー取
出位置に設定されたトレー６をクランプして引き出すた
めのトレー取出用ヘッド８を配置しており、トレー取出
用ヘッド８は前後方向（Ｙ軸方向）のガイド部材９に沿
って移動可能なスライダ１０上に昇降自在に取り付けら
れている。１１，１２は上記トレー取出位置およびトレ
ー挿入位置にそれぞれ対応して上記筐体１上に設置され
たトレー搬入および搬出用の上下一対のベルトコンベア
である。そのうち、上側のトレー搬入用ベルトコンベア
１１はトレー取出用ヘッド８によってラック５から取り
出された待機中のトレー６を所定の供給位置まで搬入す
るものであり、また、下側のトレー搬出用ベルトコンベ
ア１２は、電子部品３が後述のチャックにより掴み出さ
れた用済後のトレー６を供給位置からラック５側へ戻す
ためのものである。

【００１１】１３はトレイ移動装置であって、上記供給
位置においてトレー搬入用ベルトコンベア１１およびト
レー搬出用ベルトコンベア１２に対してトレー６を受け
渡しするベルトコンベアと、昇降駆動用のシリンダとを
備えている。１４は上記トレー搬出用ベルトコンベア１
２で搬出されたトレー６をラック５に挿入するトレー挿
入用ヘッドであり、前後方向（Ｙ軸方向）に沿って移動
可能に、かつ昇降自在に設けられている。

【００１２】１５は上記供給位置に搬入されたトレー６
を保持するクランプ機構であり、上記ベルトコンベア１
１，１２，トレー取出用ヘッド８およびトレー挿入用ヘ
ッド１４などと共にトレー搬入出手段１６を構成してい
る。また、このトレー搬入出手段１６は上記ラック５な
どと共にトレー供給装置１７を構成している。

【００１３】１８は上記供給位置に搬入されたトレー６
中の電子部品３を掴み出して上記実装位置に搬入されて
いる配線基板２の主面の所定位置に装着するチャックで
あり、上記筐体１上に設けられて前後および左右方向に
移動可能なチャック駆動用のロボット１９に対して上下
方向に移動可能なホルダ２０を介して保持されるととも
に、別種のチャック１８と自動交換可能に構成されてい
る。

【００１４】図３および図４は、上記チャック１８の構
造を示す外観斜視図および一部破断側面図である。同図
に示すように、上記チャック１８は、電子部品３を掴む
ように開閉可能に構成された一対の爪３０，３０と、こ
の一対の爪３０，３０間に配置されて、配線基板２への
装着時に爪３０，３０間に掴んだ電子部品３を押し出す
プッシャー３１と、チャック開閉用エアの供給管３２
と、チャック１８を上記Ｚ軸方向に移動させる単動シリ
ンダー３３と、プッシャー作動用エアの供給管３４と、
挿入完了検知用ピン３５などを備えている。一方、上記
チャック１８を交換可能に保持するように、上記ホルダ
２０側にロボット軸３６を介して固定連設されたチャッ
ク交換部３７は、上記チャック１８の頭部１８ａが挿入
される下向き開口の筒部３８と、この筒部３８の側部に
設けられたエアシリンダ３９と、このエアシリンダ３９
の伸縮作動により上記チャック１８の頭部１８ａに形成
された係合孔１８ｂに対して係合・離脱するチャックク
ランプ用ピン４０と、上記チャック１８との間での相対
位置決めを行なう位置決めピン４１と、上記挿入完了検
知用ピン３５に対応して、チャック１８がチャック交換
部３７に所定通りに挿入されたことを検知する挿入完了
検知センサ４２とを備えている。

【００１５】また、上記供給位置の前側および右側の２
個所には、上記チャック１８で掴み出された電子部品３
を撮影する２台のＣＣＤカメラ２１，２２が設置されて
おり、各カメラ２１，２２からの画像出力は、筐体１の
内部あるいは外部に設けた画像処理回路（図示せず）に
よって処理されて電子部品３の良否、特にリードの曲が
りなど外形の良否が判別されるようになっており、上記
ＣＣＤカメラ２１，２２や画像処理回路などにより画像
処理手段を構成している。なお、画像処理により不良と
判定された電子部品３は上記チャック１８から離して廃
棄させるために上記筐体１の前側には、部品廃棄ボック
ス２３が設けられている。

【００１６】上記ロボット１９の近傍に位置して上記筐
体１上には、配線基板２に別の種類の電子部品３を装着
する際に、上記ロボット１９により対応するチャック１
８を選べるように、複数種のチャック１８を整列保持し
たチャック整列保持手段２４が設けられている。

【００１７】つぎに、上記構成の動作を図５に示す動作
フローを参照しつつ説明する。まず、基板搬送コンベア
４により外部からの配線基板２が実装位置に搬入される
（ステップＳ１）。そして、この時、ラック昇降機構７
によりラック５を昇降移動させて、今回装着する電子部
品３を収容したトレー６がトレー取出位置に設定される
と、トレー取出ヘッド８が上記トレー６をラック５から
取り出す（ステップＳ２）。そして、この時、上側のト
レー搬入用ベルトコンベア１１が移送待機中であるので
（ステップＳ３）、上記取り出されたトレー６は上記ト
レー搬入用ベルトコンベア１１により供給位置のトレイ
移動装置１３にまで搬入される（ステップＳ４）。

【００１８】トレー６が上記供給位置に搬入されると、
チャック駆動用ロボット１９によりチャック１８が上記
トレー６上に移送され、さらにチャック１８が下降し、
一対の爪３０，３０によりトレー６中の電子部品３を掴
み出す（ステップＳ５）。一方、上記チャック１８によ
り電子部品３を掴み出すと、上記電子部品３がＣＣＤカ
メラ２１，２２で撮影され、その画像出力は画像処理回
路で処理されるとともに、処理画像から電子部品３の外
形の良否、たとえばリードの曲がりやピッチなどの良否
が判別される（ステップＳ６）。

【００１９】電子部品３が良品であると判定されると、
上記チャック１８はロボット１９により上記実装位置ま
で移送され、チャック１８の下降およびプッシャー３１
の押し出し作動により電子部品３は配線基板２の主面の
所定位置に自動的に挿入・装着される（ステップＳ
７）。しかも、上記外形の判別によって上記配線基板２
に不良の電子部品３が誤って装着されるおそれは解消さ
れる。なお、上記画像処理によって不良と判別された電
子部品３はチャック１８により部品廃棄ボックス２３に
廃棄され、配線基板２への装着ミスのあった電子部品３
も同様に廃棄される（ステップＳ８）。

【００２０】上記電子部品３がチャック１８により掴み
出されて配線基板２に装着されるまでの間に、前記ラッ
ク５を昇降移動させて、次に装着される別の種類の電子
部品３を収容したトレー６をトレー取出位置から上側の
トレー搬入用ベルトコンベア１１上に待機させておく。
さらに、今回取り出されたトレー６が挿入位置からラッ
ク５の所定位置に挿入されるように上記ラック５を昇降
移動させる。

【００２１】そして、今回、チャック１８により電子部
品３が掴み出された後のトレー６は、トレー移動装置１
３により上記供給位置から下降され、待機中の下側のト
レー搬出用ベルトコンベア１２に移されてラック５側に
搬出され（ステップＳ９）、上記トレー挿入位置からト
レー挿入用ヘッド１４によりラック５の所定位置に挿入
される（ステップＳ１０）。このように、トレー６の搬
入出用の２段のベルトコンベア１１，１２をトレー取出
および挿入位置にそれぞれ対応して設け、取り出したト
レー６の電子部品３がチャック１８に掴かまれて処理さ
れている間に、次の電子部品３のトレー６をラック５側
から上側ベルトコンベア１１上に待機させておき、用済
のトレー６を供給位置のトレー移動装置１３から搬出し
た後に、すぐに次のトレー６を供給位置に搬入するの
で、トレー６の入れ換えのためのサイクル・タイムが短
縮される。

【００２２】一方、上記電子部品３が配線基板２に装着
されると、次に装着される別種の電子部品３の装着のた
めに、上記チャック１８はロボット１９によりチャック
整列保持手段２４上に移動され、この位置において、エ
アシリンダ３９の作動によりクランプ用ピン４０が上記
チャック頭部１８ａの係合孔１８ｂから離脱されて、今
まで使用されていたチャック１８がチャック交換部３７
から取り外されるとともに、次に装着される別種の電子
部品３に対応するチャック１８がチャック交換部３７に
挿入・固定される。つまり、次の電子部品３に対応する
チャック１８と交換されることになる（ステップＳ１
１）。そして、上側のトレー搬入用ベルトコンベア１１
により次のトレー６が供給位置に搬入されると、上記チ
ャック１８の一対の爪３０，３０により、次のトレー６
から電子部品３が掴み出されて配線基板２の主面の所定
位置に装着される。このような動作の繰り返しにより、
各種の電子部品３が次々と上記配線基板２に装着され、
電子部品３の装着がすべて完了すれば、配線基板２は基
板搬送コンベア４で外部へ搬出される。このように、形
状の異なる電子部品３がトレー搬入出手段１６により供
給位置に搬入される毎に、上記電子部品３に対応するチ
ャック１８と交換して該電子部品３を配線基板２の主面
に装着するようにしたので、異形の多品種の電子部品を
１個所で効率よく実装することができるとともに、専用
の装着装置を製造ラインに沿って設置するものに比して
設備のスペースが小さくて済み、全体のコンパクト化を
図ることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ロボット
に保持されたチャックにより電子部品を配線基板に自動
装着できることはもとより、トレー搬入出手段によって
外形の異なる別種の電子部品のトレーが供給位置に搬入
される毎に、上記電子部品に対応するチャックを交換可
能としたので、多品種の電子部品を同一の場所で配線基
板に効率良く実装できるとともに、設備の設置スペース
を小さく抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による電子部品の自動装着装
置を示す外観斜視図である。

【図２】同実施例におけるトレー搬入出手段を構成する
各装置の斜視図である。

【図３】同実施例におけるチャックの自動交換部の構造
を示す外観斜視図である。

【図４】図２のチャックの自動交換部の構造を示す一部
破断側面図である。

【図５】同実施例における電子部品の自動装着装置の動
作フロー図である。

【図６】同実施例における電子部品の自動装着装置にお
けるトレー用ラックのトレー間隔とトレー高さとの関係
を示す模式図である。

【符号の説明】 ２ 配線基板 ３ 電子部品 ４ 基板搬送手段 ５ ラック ６ トレー １６ トレー搬送出手段 １８ チャック １９ チャック駆動用ロボット ２１，２２ ＣＣＤカメラ ２４ チャック整列保持手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部から電子部品装着用配線基板を実装
   位置にまで搬入し、かつ電子部品装着完了後にその配線
   基板を上記実装位置か外部へ搬出する基板搬送手段と、
   形状の異なる複数種の電子部品を種別毎に整列状に収容
   し、かつ上下方向に所定間隔をもって積み重ねられた複
   数のトレーを出し入れ可能に保持するラックと、上記電
   子部品の実装中に上記ラックからトレー取出位置に取り
   出されたトレーを上記実装位置近傍の供給位置まで搬入
   し、かつ電子部品が掴み出された後の上記トレーを上記
   供給位置から搬出して上記ラックに挿入するトレー搬入
   出手段と、上記配線基板の主面よりも上方に配設され
   て、上記供給位置のトレーから掴み出した電子部品を上
   記配線基板に装着するチャックと、このチャックを前
   後、左右および上下方向に移動可能で、かつ交換可能に
   保持するチャック駆動用ロボットと、上記チャックによ
   り掴み出された電子部品が配線基板に装着されるに先立
   って、その電子部品をＣＣＤカメラで撮影して部品の良
   否を判別するとともに、不良の電子部品を廃棄させる指
   令を出力する画像処理手段と、上記配線基板に装着する
   電子部品の種類が変わる毎に上記ロボットにより選出さ
   れる複数種のチャックを整列保持するチャック整列保持
   手段とを備えたことを特徴とする電子部品の自動装着装
   置。