JPH0693558B2

JPH0693558B2 - 電子部品装着装置

Info

Publication number: JPH0693558B2
Application number: JP61313764A
Authority: JP
Inventors: 正文中村
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1986-12-24
Filing date: 1986-12-24
Publication date: 1994-11-16
Anticipated expiration: 2009-11-16
Also published as: JPS63160400A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、チップ形コンデンサやチップ形抵抗に代表さ
れる表面実装電子部品を回路基板に装着する装置に関す
る。

（ロ）従来の技術表面実装電子部品（以下単に「部品」と呼ぶ）の装着作
業は、真空吸着手段で部品供給装置から部品をとり上
げ、これを基板の上へ運び、基板に塗布した接着剤また
はハンダペーストに部品を押しつける、という動作の繰
り返しである。かかる作業を行う装置の例を特開昭55−
24494号公報や特開昭60−182795号公報に見ることがで
きる。

さて、上記作業を行う装置において、真空吸着手段の昇
降制御は通常カムにより行っており、カム曲線に工夫を
こらして、部品供給手段中の部品に真空吸着手段を押し
当てる際、あるいは基板に部品を押し当てる際、部品に
過度の衝撃が加わらないようにしている。しかしながら
電子部品のチップ化が進むにつれチップ部品の種類が増
加し、厚み寸法も多岐にわたり、真空吸着手段により加
えられる衝撃あるいは圧力をどの部品に対しても許容範
囲にとどめるということはきわめて困難になった。この
問題を解決する方策として、特開昭60−66500号公報で
は、真空吸着手段をリニアモータで駆動し、リニアモー
タの制御により、真空吸着手段が部品に当る時、あるい
は吸着された部品が基板に押し付けられる時の速度を適
度に保つ装置を提案している。かかる装置の採用によ
り、過度の衝撃による部品の割れ、あるいは真空吸着手
段のジャンピングによる装着ミスの発生といった諸問題
は解決されるものと思われるが、上掲特開昭55−24494
号公報や特開昭60−182795号公報に記載された、ロータ
リーインデックステーブルの周縁に多数の真空吸着手段
を配置する形のものへの適用は、リニアモータの大量設
置により回転系の質量が甚しく増大し、装置コストも大
きくふくらむところから、実現は困難である。

（ハ）発明が解決しようとする課題本発明は、一定方向に間歇回転を行う支持手段の周縁に
複数個の真空吸着手段を配置し、この真空吸着手段を、
部品供給装置の上、または基板の上に到達する度に降下
させて、部品の吸着・装着を行うものにおいて、真空吸
着手段が部品に加える衝撃を、部品の厚さ如何にかかわ
らず一定レベル以下に維持できるようにしようとするも
のである。

（ニ）課題を解決するための手段上記装置において、真空吸着手段の昇降は、カムにより
一定ストロークの上下動が与えられる昇降手段により行
う。昇降手段は、支持手段の外にして、基板に対応する
位置に配置され、基板上方に到達した真空吸着手段に連
結する。また、昇降手段の上死点と下死点の高さ水準を
変える手段を設ける。同様の昇降手段を、部品供給装置
に対応する個所にも配置する。

（ホ）作用基板上方に到達した真空吸着手段は、昇降手段により一
定ストローク降下せしめられ、基板に部品を装着する。
昇降手段の上死点と下死点の高さ水準は、薄い部品の場
合には下の方にずらされ、厚い部品の場合には上の方に
ずらされる。これにより、いずれの部品の場合でも、カ
ム曲線中の減速区間を十分に効かして基板に部品を押し
付けることができ、部品が厚いがため減速が十分に行わ
れないうちに基板と部品との接触が始まるといった事態
は回避できる。また部品供給装置に対応する個所に配置
した昇降手段についても、上死点と下死点の高さ水準を
調整し、カム曲線中の減速区間を効かして真空吸着手段
を部品に押し当てる。

（ヘ）実施例図において、１は一定方向に間歇回転を行う支持手段で
ある。支持手段１は上部回転体２と下部回転体３からな
り、これら回転体はいずれも平面形状が円形で、垂直な
インデックスシャフト４に固定されている。インデック
スシャフト４は図示しないインデックス装置から立ち上
がり、支持手段１の上に差し掛けられた不動デッキ５の
軸受部６に上端を支えられる。インデックスシャフト４
の内部は図示しない真空源に連通する吸気路７になって
いる。支持手段１は45°づつ歩進回動するものであり、
第４図に見られるように周囲に８個所の作業ステーショ
ンＩ、II…VIIIを配し、これに合わせて下部回転体３か
ら８本のアーム８を放射状に突出させている。アーム８
は下部回転体３の周面に垂直に取り付けたスライダ９に
支持され、垂直方向に移動可能である。スライダ９は上
部回転体２との間に張り渡したばね10により、上部回転
体２にねじ込んだストッパボルト11（第９図）に当るま
で引き上げられている。スライダ９は外向きにローラ12
を突出させており、所定の作業ステーションで昇降手段
がローラ12を押し、スライダ９を降下させる。昇降手段
とその動作機構については後述する。

アーム８は先端にタレット20を支持する。タレット20は
円筒形をしていて、アーム８の先端に外側から嵌合し、
アーム８の軸線まわりに、すなわち水平軸まわりに、回
転可能である。タレット20の外向きの端面には、従動ギ
ヤ21が固設される。タレット20の周面からは太さの異な
る４種類の吸引ノズル22、23、24、25が90°間隔で放射
状に突出している。各吸引ノズルはいずれもタレット20
の中心方向に退避可能であり、ばね28により突出位置に
押し出されている。アーム８の中心は吸気路27となって
いる。この吸気路27は、吸引ノズル22、23、24、25の
内、真下に来たものとのみ、連通孔28を会して連通す
る。29は吸気路27の端を塞ぐねじ栓で、タレット20の抜
け止めとしての役割も果たす。このように構成したアー
ム８とその付属要素を、真空吸着手段30と総称する。

上部回転体２はバルブ40を支持する。バルブ40はアーム
８と同数設けられており、吸気路27とホース41で接続す
る。バルブ40はホース42により吸気路７に連結してお
り、吸気路27の吸引をON−OFF制御するものである。バ
ルブ40の開閉操作は先端にローラを有するレバー形アク
チュエータ43によって行う。すなわちアクチュエータ43
を押し下げたときがバルブ開、そうでないときがバルブ
閉である。アクチュエータ43の制御は、作業ステーショ
ン１においてはエアシリンダ44によって上下する押圧子
45により、作業ステーションＶ及びVIにおいてはエアシ
リンダ46によって上下する押圧子47により、その間の作
業ステーションII、III、IVにおいては軸受部６に固定
した押圧板48により、行う。押圧板48はエアシリンダ4
4、46の支持部材を兼ね、また押圧子45、47を降下した
とき押圧板48にほぼ連続する平面を構成するようになっ
ている。各バルブ40がその属するアーム８に対し遅れ位
置に配されているので、押圧子45、47もその属する作業
ステーションより偏位した位置にある。

作業ステーションＩには部品供給装置50を配置する。部
品供給装置50は部品供給用キャリアテープ51を１ピッチ
づつ送り、部品52を１個づつ真空吸着手段30に供給す
る。キャリアテープ51は、プラスチックシートをエンボ
ス加工して部品52を１個づつ収納する凹所をつくり、そ
の上をプラスチックカバーフィルム53で覆ったものであ
る。カバーフィルム53は部品吸着位置の直前で剥がされ
て行く。部品供給装置50はこのようなキャリアテープ51
を表面（第１図）と垂直な方向に多数並べており、全体
を紙面と垂直に動かすことにより、必要とする部品を収
納したキャリアテープ51を選択できるようになってい
る。

作業ステーションＶには基板60を載せたXYテーブル61を
配置する（第９図）。作業ステーションVIには部品回収
箱62を配置する。また、作業ステーションVIには部品の
姿勢判別装置63を置く。姿勢判別装置63はフォトセンサ
により構成され、正常に吸着された部品の真下を光線が
横切る高さに置かれている。

作業ステーションVIIあるいはVIIIには第５、７図に示
す吸引ノズル選択装置70を配置する。この装置70は不動
デッキ５に支持させたエレベータ71を主たる構成要素と
している。エレベータ71は垂直方向に摺動するスライダ
72に取り付けられてり、図示しないカムの動きを伝える
レバー73によって昇降動作を与えられる。エレベータ71
の下部にはセレクタギヤ74が、支持手段１の回転中心を
向く形で水平に軸支されている。セレクタギヤ74はエレ
ベータ71に支持された電動機75にベベルギヤ76、77を介
して連結し、エレベータ71が降下するとタレット20の従
動ギヤ21にかみ合い、従動ギヤ21に電動機75の回転を伝
える。78はエレベータ71の降下の下限を定めるストッパ
である。

アーム８の上面にはロックピン80を装着する。ロックピ
ン80はアーム８に固定したホルダ81に、アーム８の軸線
と平行にスライドできるよう保持され、タレット20の方
へばね82で押されている。タレット20の端面には、ロッ
クピン80の先端を受け入れる溝83を、吸引ノズル22、2
3、24、25の背後に各１条づつ、計４条計設する。ロッ
クピン80の後端にはＵ字形のレバー受84を固定する。レ
バー受84は不動デッキ５に支持されたベルクランク形レ
バー85の一端を受け入れる。レバー85の他端はエレベー
タ71にコネクティングロッド86で連結されている。

作業ステーションＩ、Ｖには昇降手段90を置く。作業ス
テーションIIまたはIIIに吸着部品のセンタリングまた
は方向設定装置を配置するときは、ここにも昇降手段90
を置くことになる。昇降手段９れは不動デッキ５の軸受
部91に支持されたロッド状部材で、すべりキー92により
回転を止められ、上下のみ可能になっている。昇降手段
90の下端にはスライダ９のローラ12に対向する押圧ヘッ
ド93を固定し、上端の雄ねじ部94にはギヤ95を螺合す
る。軸受部91と押圧ヘッド93の間に挿入したばね96によ
り、昇降手段90は下向きに押されている。97はカム軸、
98はカム軸97と共に回転して昇降手段90に動きを与える
カムである。99は不動デッキ５の上に立ち上がった取付
板100に支持されたシーソーレバーで、両端のローラ10
1、102をカム98とギヤ95の各々下面に接触させている。

110は死点位置移動手段で、ギヤ95もその一部をなす。
これは、不動デッキ５の上面に固定された支持台111
と、支持台111に垂直に軸支され、且つギヤ95を相対的
に上下可能にかみ合わせた細長いギヤ112と、支持台111
に支持され、タイミングベルト113を介してギヤ112に連
結する電動機114により構成されている。

上記装置は次のように動作する。第９図は作業ステーシ
ョンＩ、IV、Ｖ、VIにおける真空吸着手段30の挙動を示
す。作業ステーションＩに到着した真空吸着手段30は、
吸引ノズル22を下に向けた状態で停止する。到着時点で
は押圧子45は上昇位置にあり、真空吸着手段30は吸引力
を発生していない。ここで、昇降手段90が降下してスラ
イダ９を押し下げ、吸引ノズル22を部品52に押し付け
る。この時エアシリンダ44が押圧子45を降下させ、バル
ブ40は開となり、吸引ノズル22は部品52を吸着する。部
品52を吸着した真空吸着手段30は昇降手段30の上昇と共
に上昇し、支持体１の間歇回転により、作業ステーショ
ンＩからIIへ、IIからIIIへ、IIIからIVへと運ばれて行
く。移動中バルブ40のアクチュエータ43は押圧板48に押
され続けており、部品52の吸着は中断することがない。
作業ステーションIVでは姿勢判別装置63が部品52の姿勢
を検査する。第９図のように正常な姿勢で吸着されてい
れば、フォトセンサの光線を部品52が遮断することはな
いので、問題無しと判断される。作業ステーションIVを
離れた真空吸着手段30は作業ステーションＶに到着す
る。到着当初、押圧子47は降下位置にあり、真空吸着手
段30は部品52の吸着を続けている。真空吸着手段30が降
下し、基板60に塗布された接着剤に部品52が押し付けら
れた時点で押圧子47が上昇し、バルブ40を開にして吸着
を解除するものである。なお部品52が異常姿勢で吸着さ
れていた場合には、作業ステーションＶにおいて真空吸
着手段30は降下せず、押圧子47も下降したまま作業ステ
ーションVIへと移動する。そしてここで押圧子47が上昇
することにより、真空吸着手段30は部品回収箱62へ部品
52を落とし、作業ステーションVIIへと移動するもので
ある。

作業ステーションVIIないしVIIIに設けられた吸引ノズ
ル選択装置70は次の動作を行う。すなわち当該ステーシ
ョンに真空吸着手段30が到着した時、セレクタギヤ74は
第５図に示すように従動ギヤ21の上方にあり、レバー85
の先端はレバー受84の中に入り込んでいる。ロックピン
80は第６図のように溝83に係合しており、タレット20を
がっちりと固定している。ここで、使用する吸引ノズル
を22から他のものに変える必要が生じたときは、第７図
のようにエレベータ71が降下し、セレクタギヤ74を従動
ギヤ21にかみ合わせる。エレベータ71の下降によりレバ
ー85も回動し、ロックピン80をばね82に抗しスライドさ
せる。これによりロックピン80は溝83から抜け出し、タ
レット20は回転可能となる。この状態で電動機75を駆動
し、必要とされる角度だけタレット20を回転させる。タ
レット20の角度変更を終えた後エレベータ71を上昇させ
ると、レベー８後が旧位置に復元してロックピン80が再
び溝83に係合し、タレット20をロックするものである。

昇降手段90はカム98によって一定の昇降ストロークを与
えられ、ばね96の力で真空吸着手段30を押し下げるが、
その上死点と下死点の高さ水準は部品の厚さによって変
える。第１、２図に示すような薄い部品52を対象とする
ときは、昇降手段90をギヤ95に対し沈ませ（昇降手段90
の上端とギヤ95の上端の間の距離は小さくなる−l₁）、
低い位置で昇降手段90を上下させる。これにより、部品
52が薄いにもかかわらず、その上面に吸引ノズル22を届
かせ、あるいは作業ステーションＶにおいては、部品52
を適切な圧力で基板60に押し付けることが可能になる。
次に、第３図に示すような厚い部品52′を扱う場合に
は、電動機114を駆動してギヤ112、95を回転させ、昇降
手段90を引き上げる（昇降手段90の上端とギヤ95の上端
の間の距離は大きくなる−l₂）。昇降手段90はこれまで
より上方で昇降することになり、吸引ノズル22は部品5
2′が厚いにもかかわらずカム98の減速曲線を生かして
部品52′に接近し、また部品52′を基板60に押し当てる
ことになる。電動機114として例えばパルスモータを用
いれば、昇降手段90の上下死点の移動を精密に数値制御
できる。昇降手段90の動きにつれギヤ95もギヤ112にか
み合いながら上下するが、この時ギヤ112が回転して昇
降手段90の上下死点位置が狂うことのないよう、電動機
114は回転停止状態に維持しておく。なお死点位置移動
手段110は必ずしも全ての昇降手段90に付設しなければ
ならないものでもない。特開昭61−135197号公報に例示
されたような、支持基盤の工夫により部品に与える衝撃
を緩和できる構成を採用できれば、その作業ステーショ
ンについては省略可能である。

（ト）発明の効果本発明によれば、真空吸着手段が昇降する際の上死点と
下死点の位置を部品の厚さに応じて変えることにより、
部品に与える衝撃を一定レベル以下に維持することが可
能である。また死点位置移動装置は必要な作業ステーシ
ョンにのみ配置すれば良く、大幅なコスト増は招かな
い。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示し、第１図は垂直断面図、第
２図及び第３図は第１図とは異なる作業ステーションに
おける垂直断面図にして異なる動作状態のもの、第４図
は支持手段の上面図、第５図は吸引ノズル選択装置の側
面図、第６図は第５図に関連した真空吸着手段の上面
図、第７図は第５図と同様吸引ノズル選択装置の断面図
にして異なる動作状態のもの、第８図は第７図に関連し
た真空吸着手段の上面図、第９図は各作業ステーション
における真空吸着手段の挙動を並列的に示す動作説明図
である。 52、52′…部品、60…基板、50…部品供給装置、１…支
持手段、30…真空吸着手段、90…昇降手段、98…カム、
110…死点位置移動手段（昇降手段の上死点と下死点の
高さ水準を変える手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】部品を装着すべき基板及び部品供給装置の
上方で一定方向に間歇回転を行う支持手段と、各々が前
記支持手段に対し上下方向にスライドできるようこの支
持手段の周縁に支持され、且つ常時は前記基板または部
品供給装置から離れた高さを保っている複数個の真空吸
着手段と、支持手段の外にあって、基板上方に到達した
真空吸着手段に連結してこれを降下させ、もって基板に
部品を装着させる昇降手段と、前記昇降手段に一定スト
ロークの上下動を与えるカムと、前記昇降手段の上死点
と下死点の高さ水準を変える手段とを備えたことを特徴
とする電子部品装着装置。
【請求項２】部品を装着すべき基板及び部品供給装置の
上方で一定方向に間歇回転を行う支持手段と、各々が前
記支持手段に対し上下方向にスライドできるようこの支
持手段の周縁に支持され、且つ常時は前記基板または部
品供給装置から離れた高さを保っている複数個の真空吸
着手段と、支持手段の外にあって、部品供給装置上方に
到達した真空吸着手段に連結してこれを降下させ、もっ
て真空吸着手段に部品を吸着させる昇降手段と、前記昇
降手段に一定ストロークの上下動を与えるカムと、前記
昇降手段の上死点と下死点の高さ水準を変える手段とを
備えたことを特徴とする電子部品装着装置。