JPH0693559B2 - 電子部品の移載ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子部品の移載ヘッドに係り、詳しくは、電子
部品の寸法に応じて、電子部品を吸着するノズルの昇降
ストロークや、電子部品の位置ずれを補正するチャック
爪の開閉ストロークを制御するための手段に関する。

（従来の技術） 電子部品実装装置は、デープフィーダ、チューブフィー
ダ、トレイフィーダなどのパーツフィーダに備えられた
電子部品を移載ヘッドのノズルに真空吸着してピックア
ップし、基板に移送搭載するようになっている。

この場合、ノズルに吸着された電子部品は、XYθ方向の
位置ずれを有しているので、基板に搭載する前に、この
位置ずれを補正しなければならない。この位置ずれ補正
手段として、ノズルに真空吸着された電子部品をチャッ
ク爪によりチャックして、機械的に位置ずれを補正する
ことが知られている。以下、第６図を参照しながら、従
来の移載ヘッドの説明を行う。

第６図は移載ヘッド53の断面図であって、40はノズルシ
ャフトであり、その下端部には電子部品を真空吸着する
ノズル３を有している。ノズルシャフト40の上端部には
ガイドリング39が装着されており、このガイドリング39
にはローラ38が嵌合している。36はローラ38が軸支され
たレバー、35はレバー36を駆動するシリンダである。シ
リンダ35のロッド35aが矢印方向に突没すると、レバー3
6はピン37を中心に上下方向に揺動し、ノズルシャフト4
0は昇降する。

43はピン42を中心に揺動して開閉するチャック爪、44は
チャック爪43を取り囲むように設けられたガイドリング
である。チャック爪43の外面にはガイドリング44の内面
に当接するテーバ状の凸部43aが突設されている。47は
ガイドリング44のガイド溝44aに嵌合するローラ、48は
ローラ47を軸支するレバー、49はレバー48を軸支するピ
ン、50はレバー48を駆動するシリンダ、45はチャック爪
43が外方へ開く方向に付勢するばねである。

シリンダ50のロッド50aが引き込むと、レバー48は上方
へ揺動して、ガイドリング44は上昇し、凸部43aから脱
却する。すると、チャック爪43はばね45のばね力により
外方へ開く（同図鎖線参照）。またシリンダ50のロッド
50aが突出すると、レバー48は下方へ揺動し、ガイドリ
ング44は下降して凸部43aに当接する（同図実線参
照）。すると、チャック爪43はばね45のばね力に抗して
内方へ閉じ、電子部品34をチャックして、そのXYθ方向
の位置ずれを補正する。

次に上記従来装置の全体動作を説明する。

チャック爪43が開いている状態で、シリンダ35のロッド
35aが突没することにより、ノズルシャフト40は昇降
し、パーツフィーダ55の電子部品34をノズル３の下端部
に吸着してピックアップする。次いでこの電子部品34を
基板56に移送搭載するべく、基板56の上方へ移動する
が、その途中において、シリンダ50のロッド50aが突出
することにより、チャック爪43は閉じ、電子部品34をチ
ャックしてその位置ずれを補正する。次いでロッド50a
が引き込むことにより、チャック爪43は開く。このよう
にして、電子部品34の位置ずれを補正した後、移載ヘッ
ド53は基板56の直上へ移動し、再度シリンダ35のロッド
35aが突没することにより、ノズルシャフト40は昇降し
て、電子部品34を基板56に搭載する。

（発明が解決しようとする課題） ところで、電子部品34の寸法は大小様々であり、上記ノ
ズル３の昇降ストロークＳやチャック爪43の開閉ストロ
ークＬは、電子部品34の厚さｄや巾ｌに応じて調整しな
ければならない。何故ならば、昇降ストロークＳが過大
であると、電子部品34はノズル３の下端部とパーツフィ
ーダ55、あるいはノズル３の下端部と基板56の間に強く
挟まれてダメージを受け、また昇降ストロークＳが過少
であると、パーツフィーダ55の電子部品34をピックアッ
プする際にはノズル３の下端部と電子部品34の上面の間
に過大なすき間が生じてピックアップミスが発生し、あ
るいは基板56に搭載する際には、電子部品34は基板56へ
自然落下してしまう。

またチャック爪43の開閉ストロークＬが過大であると、
電子部品34はチャック爪43に強く挟まれてダメージを受
け、また過少であるとチャック爪43は電子部品34をチャ
ックできず、電子部品34の位置ずれの補正ができないこ
ととなる。

以上のような理由により、ノズル３の昇降ストロークＳ
や、チャック爪43の開閉ストロークＬは、電子部品34の
寸法d,lに応じて調整しなければならない。

ところが上記従来の移載ヘッド53では、電子部品34の寸
法d,lに応じて、ノズル３の昇降ストロークＳや、チャ
ック爪43の開閉ストロークＬの調整はできないことか
ら、電子部品34のピックアップミス、搭載ミス、位置ず
れ補正ミスが発生し、且つ電子部品34が上記のようなダ
メージを受けやすい問題点があった。

したがって本発明は、電子部品の寸法に応じて、ノズル
の昇降ストロークや、チャック爪の開閉ストロークを調
整し、上記のようなトラブルの発生を解消できる手段を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） このために本発明は、モータと、このモータに駆動され
て回転するカムと、このカムの回転に連動して揺動する
第１のレバー及び第２のレバーと、第１のレバーの揺動
に連動して昇降するノズルシャフトと、第２のレバーの
揺動に連動して開閉することにより、上記ノズルシャフ
トの下端部のノズルに吸着された電子部品をチャックし
てその位置ずれを補正するチャック爪とから移載ヘッド
を構成している。そして記憶部に記憶された電子部品の
寸法データに基づいて上記モータの駆動による上記カム
の回転角度を制御することにより、上記ノズルの昇降ス
トローク及び上記チャック爪の開閉ストロークを制御す
るようにしたものである。

（作用） 上記構成によれば、記憶部に記憶された電子部品の寸法
データに基づいてモータを制御し、カムの回転角度を変
えることにより、電子部品の寸法に応じて、ノズルの昇
降ストロークや、チャック爪の開閉ストロークを調整で
きる。

（実施例） 次に、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。

第１図は電子部品実装装置に備えられる移載ヘッド１の
全体図である。16はノズルシャフトであり、その下端部
にノズル３が装着されている。またノズル３の側方に
は、チャック爪２が設けられている。このチャック爪２
は、ピン2aを中心に回転して開閉する。

17は第１のカム、18は第２のカムである。第１のカム17
にはカムフォロア20が当接している。51はカムフォロア
20が軸着された第１のレバーであり、ピン19を中心に上
下方向に揺動する。レバー51の先端部にはローラ21が軸
着されており、このローラ21は上記ノズルシャフト16の
上端部に設けられたガイドリング22に嵌合している。52
はカムフォロア20をカム17のカム面に押し付けるコイル
ばねである。したがってモータに駆動されてカム17が回
転すると、レバー51はピン19を中心に上下方向に揺動
し、これに連動してノズルシャフト16は昇降する。

15は第２のカム18に当接するカムフォロアである。14は
カムフォロア15が軸着された第２のレバーであり、ピン
13を中心に上下方向に揺動する。７は第２のレバー14の
下方に設けられた第３のレバーであり、ピン10を中心に
上下方向に揺動する。両レバー14,7は、ロッド９により
連結されている。9a,9bは連結用のピンである。また11
はレバー７等を支持するブラケット、12はブラケット11
を組み付ける本体ブロックである。

第２図は、カム17,18に駆動手段を示している。28はカ
ム17,18を回転させるモータ、27はカム17,18の位置検出
装置である。

第１図において、第３のレバー７の先端部にはローラ６
が軸着されている。このローラ６は、棒状のフック４の
上端部に設けられたガイドリング５に嵌合している。第
５図において、フック４の下部には、内方へ突出するカ
ギ部4aが突設されている。またチャック爪２は、このカ
ギ部4aに当接する摺動面2bを有している。チャック爪２
は、図示しないが、第６図に示す従来手段のばね45と同
様のばねにより、外方へ開くように付勢されている。し
たがってカム18が回転してフック４が上昇すると、摺動
面2bはカギ部4aにより上方へ押され、チャック爪２は内
方に閉じて、ノズル３の下端部に吸着された電子部品を
チャックし、その位置ずれを補正する。第４図（ａ）
（ｂ）は、チャック爪２がＥ方向に閉じて電子部品34を
チャックしている様子を示している。

第１図において、23はノズルシャフト16に装着されたプ
ーリ、24はタイミングベルト、25はプーリ、26はモータ
である。モータ26が駆動すると、プーリ23は回転し、ノ
ズルシャフト16もその軸心を中心に回転することによ
り、ノズル３に吸着された電子部品の回転方向の位置ず
れを補正する。

53a,53bは、ノズル３の下端部の側方に設けられた発行
素子と受光素子である。この発行素子53aから発せられ
た光が受光素子53bにより受光されるか否かを検出する
ことにより、電子部品の有無（ノズル３の下端部に電子
部品が吸着されているか否か）が検出される。また電子
部品が発行素子53aからの光を遮るタイミングを検出す
ることによりその電子部品の厚さが検出される。ここ
で、例えば予め記憶された電子部品の厚さよりも実際に
検出された厚さの方が大きい場合には、その部品が立っ
た状態で吸着された事が判明する。

なお、上記した要素のほかに、基板に実装される電子部
品の厚さや巾などの寸法データを記憶した記憶部と、記
憶部のデータと上記位置検出装置27の出力に基づいて上
記モータ28を制御する制御回路が必要であるが図では省
略されている。

本装置は上記のような構成より成り、次に動作の説明を
行う。

移載ヘッド１がパーツフィーダ55の直上に移動すると、
モータ28が駆動してカム17,18が回転し、ノズルシャフ
ト16は昇降し、ノズル３の下端部に電子部品34を吸着し
てピックアップする。次いで移載ヘッド１は、この電子
部品34を基板56に搭載するべく、基板56へ向かって移動
するが、その途中において、チャック爪２が閉じて電子
部品34をチャックし、その位置ずれを補正する。

第３図はカム17,18の特性図であり、この図を参照しな
がら、更に詳細な動作を説明する。横軸はカム17,18の
回転角度、縦軸は変位量（各々のカムフォロア20,15の
高さ）である。先ず、カム17の回転角度とノズル３の昇
降位置の関係を説明する。カム17の回転角度が０°〜18
0°の間（ポイント〜の間）は、ノズル３は上昇位
置にある。カム17が180°回転すると、ノズル３は下降
を開始し（ポイント）、360°回転すると、ノズル３
は下死点まで達して、電子部品34を吸着する（ポイント
）。これと同時にモータ28は逆回転を始めてノズル３
は上昇を開始し（ポイント）、180°で上昇を完了し
（ポイント）、以後０°まで上昇位置を保持する（ポ
イント〜）。この場合のノズル３の昇降ストローク
はS1である。

一方、他方のカム18が０°〜90°の間（ポイント′−
１〜′−２の間）は、チャック爪２は閉じた状態であ
るが、カム18が90°回転すると、チャック爪２は開き始
め（ポイント′−２）、180°回転すると、開く動作
は完了する（ポイント′）。次いで180°〜360°の間
（ポイント′〜′）はチャック爪２は開放状態を保
持しており、この状態で、上述のようにノズル３は昇降
し、電子部品34をピックアップする。

次にモータ28は逆回転を開始し（ポイント′）、360
°〜180°の間（ポイント′〜ポイント′）は、チ
ャック爪２は開いた状態を保持するが、180°で閉じる
動作を開始し（ポイント′）、90°で閉じる動作は完
了して電子部品34をチャックし（ポイント′−２）、
ポイント′−１で元の状態に復帰する。この場合、チ
ャック爪２の開閉ストロークはL1である。

以上のような動作により、ノズル３による電子部品34の
ピックアップと、チャック爪２のチャックによる電子部
品34の位置ずれの補正が行われる。そして移載ヘッド１
が基板56の上方へ移動したならば、再度モータ28が駆動
して、上記と同様の動作が繰り返されることにより、電
子部品34は基板56に搭載される。

とこるで、電子部品34の厚さや巾が大きい場合には、上
述したように、ノズル３の昇降ストロークＳや、チャッ
ク爪２の開閉ストロークＬは小さくしなければならな
い。この場合、図示するように、ポイントＡでカム17の
回転を停止させ、またポイントＢでカム18の回転を停止
させれば、ノズル３の昇降ストロークはS2に短縮され、
またチャック爪２の開閉ストロークはL2に短縮される。
このように、カム17,18の回転角度を制御することによ
り、ノズル３の昇降ストロークＳや、チャック爪２の開
閉ストロークＬを制御できる。

電子部品34は、プログラム順に基板56に搭載されるが、
各々の電子部品34の厚さや巾などの寸法データや、寸法
に応じたカム17,18の回転角度のデータを記憶部に記憶
させておき、記憶部に記憶されたデータに基づいてモー
タ28を制御すれば、上述のように、電子部品34の寸法に
応じたストロークS,Lで、ノズル３の昇降やチャック爪
２の開閉を行うことができる。

勿論、本実施例では２個のカム17,18を用いているが、
１個のカムでも実現できる。また、本実施例ではカム1
7,18の回転角度のみを制御しているが、カム17,18の回
転速度や加速度を制御することも容易に実現可能であ
り、その場合さらに確実に電子部品のピックアップや基
板への搭載を行うことができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、電子部品の寸法に応じ
て、ノズルの昇降ストロークやチャックの開閉ストロー
クを制御できるので、電子部品のピックアップミス、搭
載ミスを解消し、また電子部品にダメージを与えること
なく、その位置ずれを補正して、基板に移送搭載でき
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すものであって、第１図は移載
ヘッドの断面図、第２図は駆動手段の側面図、第３図は
カムの特性図、第４図はチャック爪によるチャック中の
正面図、第５図はノズル周辺の斜視図、第６図は従来の
移載ヘッドの断面図である。 １……移載ヘッド ２……チャック爪 ３……ノズル 14……第２のレバー 16……ノズルシャフト 17……カム 18……カム 28……モータ 34……電子部品 51……第１のレバー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータと、このモータに駆動されて回転す
   るカムと、このカムの回転に連動して揺動する第１のレ
   バー及び第２のレバーと、第１のレバーの揺動に連動し
   て昇降するノズルシャフトと、第２のレバーの揺動に連
   動して開閉することにより、上記ノズルシャフトの下端
   部のノズルに吸着された電子部品をチャックしてその位
   置ずれを補正するチャック爪とを備え、記憶部に記憶さ
   れた電子部品の寸法データに基づいて上記モータの駆動
   による上記カムの回転角度を制御することにより、上記
   ノズルの昇降ストローク及び上記チャック爪の開閉スト
   ロークを制御するようにしたことを特徴とする電子部品
   の移載ヘッド。