JPH0719999B2 - 電子部品の自動装着機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一枚の基板に対して多
種のチップ部品を連続的に装着するチップ部品の自動装
着機において、装着ミスのリカバリ制御に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の自動装着機としては各種
のものが提案されており、そのいずれもが数種のチップ
部品を逐次供給しつつ一枚の基板にチップ部品を連続的
に装着するよう構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】然し、既存の自動装
着機においては、例えばチップ部品に欠品があると、こ
れらを飛ばして他のチップ部品を装着した後、その基板
を実装終了の基板と同様に装着工程から排出して事後に
再度回収することにより補修を行なうようになっている
ため、チップ部品の装着工程が複雑になるばかりでな
く、部品の装着能率も極めて劣るものであった。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】本発明に係るチップ部
品の自動装着機においては、支軸を中心に間欠回動する
ローターと、そのローターから上下動する各電子部品の
吸着ノズル先端を下方に向けてローターの同心円上でロ
ーター全周の定間隔毎に複数本装備された電子部品の装
着ヘッドと、これら各装着ヘッドのノズル先端移動軌跡
の下方でローターの周回り所定位置に設置された部品供
給装置と、該装置から装着ヘッドのノズル先端に電子部
品を順次吸着し、中途で欠品検出装置および姿勢矯正装
置により、該電子部品の検出および姿勢の矯正を行い、
ＸＹテーブル上の基板に該電子部品を装着するようにし
た電子部品の自動装着機において、前記ローターは間欠
回動制御されて基板上に順次電子部品を装着し、前記欠
品検出装置により欠品が検出されたときは当該装着ヘッ
ドにインデックスされていた電子部品のインデックス番
号を当該装着ヘッドの後方で未だインデックスされてい
ない装着ヘッドを選択してこれに当該電子部品をインデ
ックスして吸着し、ローターの早回りにより該電子部品
を装着するようにしたものである。

【０００５】

【作用】この電子部品の自動装着機では、ローターの円
周面に複数本の装着ヘッドを備え、この周廻りの所定領
域内に電子部品供給装置を配置することにより複数の装
着ヘッドに予めインデックスされた部品番号の電子部品
が装着され、ローターの間欠駆動制御で電子部品を基板
に順次装着するものであり、この際途中の欠品検出装置
により欠品が検出されたときは当該装着ヘッドに吸着さ
れるべきインデックス部品番号の電子部品を未だ電子部
品のインデックス番号がインデックスされていない装着
ヘッドを選択してこれに当該電子部品を吸着し、ロータ
ーの早回りで基板上の該当個所に装着することができる
ものである。

【０００６】

【実施例】以下、添付図面を参照して説明すれば、次の
通りである。この自動装着機は、図１，２，３に示す如
く、複数本の装着ヘッド１０，１０…を装備したロータ
ー２０と、その周廻りの所定領域内に複数配置されたテ
ープフィーダ３０，３０…と、チップ部品の装着位置に
予め糊付けされた基板を搭載するＸＹテーブル４０とを
備えている。図示実施例では６０本の装着ヘッド１０，
１０…をローター２０に備え、それに対して２０品種の
チップ部品を個々に供給するテープフィーダ３０，３０
…が配列されている。各装着ヘッド１０，１０…はロー
ター２０の円周面にノズル先端側を下方に向けて所定間
隔毎に付けられ、その軸線上には真空圧を作用するチュ
ーブ１１，１１…が連結されて真空バルブ１２を作動す
ることによりノズル先端でチップ部品を吸着可能に構成
されている。ローター２０は門型の上部フレーム２１に
取付けられ、その回転軸がギヤーボックス２２に収容し
たギヤーを介して必要に応じて除々に変速作動可能な駆
動モータ２３に連係されている。テープフィーダ３０，
３０…は、標準型，異形型等の形体，大きさ，容量など
それぞれに分かれてチップ部品テープで保持して供給す
るものであり、その各チップテープの搬送方向とロータ
ー２０の回転中心と一致させて夫々放射状に配列され、
しかも各装着ヘッド１０，１０…の移動軌跡下方にチッ
プ部品の取出し位置を対応させて配置されている。ＸＹ
テーブル４０はテープフィーダ３０，３０…の配置領域
に対して略対向側に設置されており、その一点中心線上
で各装着ヘッド１０，１０…がチップ部品を基板に装着
できるようになっている。

【０００７】これら各機構部に加えて、ローター２０の
周廻りには欠品検出装置５０，標準型チップ部品の方向
転換装置６０，異形型チップ部品の方向転換装置７０，
再欠品検出装置８０がテープフィーダ３０の配列領域よ
り後方でＸＹテーブル４０の部品装着中心線より手前側
に夫々配置されている。このうち、欠品検出装置は装着
ヘッド１０，１０…に夫々吸持するチップ部品の有無，
電極向きを上下に吸着していないか等の吸着姿勢を検査
するもので、光電管等を配置することにより構成でき
る。方向転換装置６０，７０は標準型または異形型チッ
プ部品の装着向きを上下に吸着していないか等の吸着姿
勢を検査するもので、光電管等を配置することにより構
成できる。方向転換装置６０，７０は標準型または異形
型チップ部品の装着向きを型に応じて別々に特定するも
のであり、装着ヘッド１０，１０…のノズル先端で吸持
した状態のチップ部品を位置変えできるようになってい
る。再欠品検出装置８０は方向転換装置６０，７０を経
た際にチップ部品が装着ヘッド１０，１０…から脱落し
ていないかを検知するものであり、上述した欠品検出装
置５０と同様に構成されている。これらの他に、ＸＹテ
ーブル４０の部品装着中心線より後方にはチップ部品を
装着ヘッド１０，１０…から外す解除ピン装置９０，異
形型チップ部品で欠品があるときの方向復元装置１０
０，欠品チップ部品の排出装置１１０が順次配置されて
いる。

【０００８】このチップ部品の自動装着機では、各装着
ヘッド１０，１０…は夫々インデックスされた部品番号
のチップ部品を複数のチップフィーダ３０，３０…から
夫々逐次吸着してローター２０の間欠回動に伴って移動
すると共に、欠品検出、方向転換を受けて正常であれ
ば、通常のシーケンスアクセス方式で規定通りにヘッド
インデックス番号１から順次に各装着ヘッド１０，１０
…で部品インデックス番号のチップ部品を基板に装着す
るよう動作する。これに対して、図４に示すようにその
途上で欠品チップ部品の検出装置５０で欠品が検出され
ると、当該チップ部品を吸着ミスした装着ヘッドは基板
にチップ部品を装着しないようＸＹテーブル４０の部品
装着位置に降下させず、その装着ヘッドの後方に位置
し、未だ部品インデックス番号が付与されていない装着
ヘッドで同種のチップ部品を吸持して再装着動作を行な
うようローター２０を早回り回動させる。例えばインデ
ックス番号４の装着ヘッドで欠品が検出されたときには
インデックス番号Ｎ＋１の（Ｎは部品インデックス番号
が付与されたヘッドの最終を表す）の装着ヘッドで前記
ヘッドインデックス番号４の装着ヘッドにインデックス
された番号１のチップ部品をテープフィーダより吸持さ
せ、ローター２０を早回りさせることによりチップ部品
の装着を行なうようにする。次に、このインデックス番
号Ｎ＋１のヘッドで部品インデックス番号１の部品を装
着した後は、ヘッドインデックス番号５が装着位置に来
るように早回りし、以下順次装着を行なうものである。
この駆動制御はローター２０の駆動モータ２３をロータ
リーエンコーダで制御することにより行なうものであ
る。また、駆動モータ２３は変速時にはスローアップ，
スローダウンで回動させ、その変速によるイナーシアの
影響を装着ヘッドによるチップ部品の装着に与えないよ
うにできる。欠品チップ部品を吸持した装着ヘッドがロ
ーター２０で回転方向前方に移動すると、異形型チップ
部品の場合には方向復元装置１００で先端のチップ部品
をテープフィーダ３０，３０…から吸着したときの方向
に戻し、次の排出装置１１０で標準型，異形型いずれの
欠品チップ部品も装着ヘッドのノズル先端から離脱させ
るようになっている。この排出装置１１０では、吸着解
除ピン装置１２０が作動して欠品チップ部品を装着ヘッ
ドから排除することができる。

【０００９】このチップ部品の装着機では、装着ヘッド
１０，１０…のチップ部品吸着及び装着時の下降動、方
向転換装置６０，７０並びに欠品チップ排出装置１１０
に対する下降動をハンマーソレノイドを用いて行なうと
よい。各機構部には駆動モータ１３０を駆動源とし（図
５〜図７で連係関係を一点鎖線で示す）、この駆動モー
タ１３０と連係した回動シャフト１３１，１３２，１３
３を介して駆動力が伝達されるようになっている。その
各回動シャフト１３１，１３２，１３３には各機構部に
対応してカム盤１３４，１３５，１３６，１３７が軸承
装着され、これらカム盤にカムフォロア１３８，１３
９，１４０，１４１を介して作動杆１４２，１４３，１
４４を連結し、その各作動杆の下端にハンマーソレノイ
ド１４５，１４６，１４７を取付ける。これらハンマー
ソレノイドでは動作指令が電気的に送信されると各ピン
を突出し、そのピンが駒やレバーに係合することにより
各機構部に所定の動作を行なわせる。チップ部品の吸着
時にはハンマーソレノイド１４５のピンが駒１４８と係
合し、カム盤１３４のカム溝に沿ってソレノイド１４５
が下降することにより吸着ヘッド１０の全体をローター
２０から下方に降下する。この下降動で吸着ヘッド１０
はノズル先端にチップ部品を吸持し、更にカム盤１３４
のカム溝に沿って上昇動して元の位置に復帰動すると共
にハンマーソレノイド１４５のピンが退却することによ
り所定位置で停止するようになる。このハンマーソレノ
イドによる作動機構は方向転換装置６０に対しカム盤１
３５，カムフォロア１３９を介して行なう下降動にも適
用することができ、また欠品チップ部品の排出装置に対
しカム盤１３７，カムフォロア１４１を介して行なう下
降動にも適用することができる。チップ部品の装着時
は、ハンマーソレノイド１４７で掛止めレバー１４９を
外すことにより下降動させるようにできる。また、この
ハンマーソレノイドを用いてはテープフィーダ３０のテ
ープ間欠送り動作を行なわせるよう構成することができ
る。そのハンマーソレノイド１５０は作動杆１５１の上
端に装着し、この作動杆１５１を回動シャフト１３２の
軸線上に取付けたカム盤１５２にカムフォロア１５３を
介して連係することにより上下動するようにできる。そ
のハンマーソレノイド１５０には駒１５４を係合可能に
配置し、この駒がチップ送りドラム３２の同軸上に装着
したカムレバー３１と当接するよう配置されている。そ
の駒１５４が上下動すると、カムレバー３１を介して送
りドラム３２が１ピッチづつ回動できるようになる。ま
た、このハンマーソレノイド１５０では装着ヘッド１０
に真空圧を供給する真空バルブ１２も押し坂１５５で切
換え動作するよう構成できる。このようにしてハンマー
ソレノイドを用いると、電磁弁とエアシリンダとの組合
せによる作動機構よりも構造が簡単になりまた応答速度
が速く、エアー漏れ等の問題を生ずることがない。

【００１０】このチップ部品装着機では図８に示すよう
に各装着ヘッド１０，１０…のローター装着付近に摺動
プレート１３，１３…をスライド移動し、その板面に設
けたエアー通路１４，１４…を真空バルブ１２との連通
孔１５と一致させることにより装着ヘッド１０，１０…
に対する真空圧の供給乃至遮断が行なわれるようになっ
ている。各摺動プレート１３，１３…は機体型に装備さ
れたボール１６で押圧することによりスライドでき、そ
の押圧解除後はテンションスプリング１７で復帰動する
よう長孔１８を介してボルト１９により支持されてい
る。

【００１１】また、上述した如くカムレバー３１の作動
で間欠作動するテープフィーダ３０，３０テープの送り
ドラム３２にはラチェット３３を装備して逆回りを防止
するとよい。このテープフィーダ３０，３０…はチップ
テープＴのカバーテープｔ_１を巻取るリール３４，チッ
プテープＴの架設リール３５とテープ走行ガイド３６を
含めた上部側をノブ３７で着脱自在に構成すると、個々
に行なうチップテープの掛け換えを容易にできる。ま
た、カバーテープｔ_１の巻取り機構はカムレバー３１を
伸長してロール３８に係合し、そのロール面にカバーテ
ープ巻取りリール３４を当接配置することによりカムレ
バー３１の揺動でロール３８を回転すると共にリール３
４を連動するよう構成することができる。図９に示すよ
うに、この機構ではカバーテープ巻取りリール３４の支
持アーム３９を長孔３０１，３０２を介して走行ガイド
３６にボルト止めし、そのアーム３９とノブ３７との間
にテンションスプリング３０３を張設するとよく、巻取
りリール３４がロール３８により従動回転と共に下方に
偏位動しまたカムレバー３１が元に戻るときに上方に移
動できるため、カムレバー３１の揺動による反力がカバ
ーテープに加わらないようにすることができる。また、
図１０，１１に示すようにこのテープフィーダ３０には
チップテープＴの凹部内に収容したチップ部品Ｅを装着
ヘッド１０で確実に吸着させるようにするため、チップ
テープＴの下方よりベーステープを突破り或いはベース
テープに設けた透孔を介してチップ部品Ｅを押上げる突
上げピン３０４が設けられている。そのピン３０４とし
ては突端側を角錐台形に形成し或いは軸先端に２乃至３
個の突歯３０５，３０５…を成形したものを用いること
ができ、軸先端とチップ部品Ｅとの接触面積を少なくし
しかも安定したチップ部品Ｅの支持を行なえるようにす
るとよい。また、図１２，１３に示すように各テープフ
ィーダ３０，３０…はすべてを台車３０６上に整列配置
して装備するようにできる。その台車３０６は本体がチ
ップ部品取出し後の屑テープを収容可能なボックス３０
７で形成され、前面側には各テープフィーダ３０，３０
…から排出される屑テープＴ_２を受入れる受口３０８が
設けられている。この台車３０６では屑テープをすべて
回収できるため、作業場所の足廻りを整然と保つことが
できる。また、この台車３０６は屑回収ボックス３０７
を手前側でキャスター台３０９と横軸シャフト３１０で
軸承支持し、ローター２０の配置寄りに屑回収ボックス
３０７とキャスター台３０９との間を連結するリンクバ
ー３１１，３１２を装着し、その各リンクバー３１１，
３１２をシャフト３１３で枢支した個所に操作バー３１
４を連結するよう構成できる。この台車３０６では操作
バー３１４を作業員が押下げ操作することによってリン
クバー３１１，３１２を伸長し、それに応じて横軸シャ
フト３１０を支点にして手前側に傾き回動することがで
きる。その状態でテープフィーダ３０，３０…のチップ
テープの掛け換えを行なうようにすれば、チップテープ
を容易にしかも速やかに掛け換えられるようになる。

【００１２】チップ部品の欠品検出装置５０は上述した
如く光電管で構成できるが、それはチップ部品の吸着有
無を検知するよう吸着ヘッド１０のノズル軸線と一致さ
せて下方に一つ配置し、またチップ部品の吸着姿勢を検
知するべくノズル先端の直交方法に複数配置するとよ
い。図１４に示すようにその直交方向に配置する各光電
管５１，５２，５３と受光管５４，５５，５６とは夫々
段差を付けて配置し、チップ部品の有無を含めてチップ
部品の立ち姿勢による吸着も検知できるようにすること
ができる。

【００１３】図１５，１６，１７，１８，１９，２０に
示すように、方向転換装置６０，７０及び方向復元装置
１００としては、少なくとも四方からチップ部品を挾持
しまた解放動する各挾圧爪４０１を相対向させて４本備
えたチャック機構を組込むとよい。その各挾圧爪４０１
は中心軸４０２の先端周縁に配置され、下端側を内管４
０３の受口４０４内で中心軸４０２と一体のプレート４
０５上に載置することにより支持されている。また、各
爪４０１は中心軸４０２の先端側で嵌込み配置され、ま
た中心軸４０２の苦戦に突出成形した鍔部４０７の下側
に突起部４０８がピボット係合されている。その鍔部４
０７とピボット係合する以外に、爪４０１の本体から外
方に突出成形したレバー部４０９が内管４０３の受口上
縁と係合されている。更に、各爪４０１は下端寄りの外
縁に円弧形の切欠４１０を有し、その切欠４１０にコイ
ルバネのリング４１１を嵌込むことにより夫々を中心軸
４０２に結束するよう取付けられている。これら爪４０
１を支持する内管４０３は外管４１２で嵌挿支持され、
その間に配置したコンプレションスプリング４１３で上
方に押圧されている。また、外管４１２はコンプレッシ
ョンスプリング４１４で支持され、そのスプリング４１
４を中心軸４０２の軸下端側に装着したカラー４１５と
の間に配置することにより中心軸４０２が下方に常時偏
位するよう取付けられている。このチャック機構では、
カラー４１５と一体に取付けられたプレート部４１６が
例えば駆動カム等で上方に押上げられると、中心軸４０
２が上昇して今まで中心軸４０２の鍔部４０７と係合し
ていた状態が解除されるため、バネリング４１１の引張
で拡開動作するようになる。その拡開動作で装着ヘッド
１０のノズル先端に吸持したチップ部品を受入れ、更に
チップ部品が各挾持爪４０１の内側に位置するとプレー
ト部４１６を下降することにより中心軸４０２がコンプ
レッションスプリング４１４で下降するため、鍔部４０
７が爪４０１の突起部４０８と係合しまたレバー部４０
９が受口４０４の上縁と係合することによりチップ部品
を挾持できるようになる。各爪４０１がチップ部品を挾
持すると、下方に連係配置したステッピングモータを作
動し、全体を適宜角度で回動すればチップ部品の方向決
めを行なうことができる。このチャック機構では各爪４
０１がバネリング４１１の作用で同時に開閉するから方
向転換以外にチップ部品のセンタリングも行なえるもの
であり、しかも機構的に極めて簡単に構成できるように
なる。なお、標準型チップ部品の方向転換装置６０では
４本の各爪４０１を中心軸４０２の軸廻りに配置すれば
よいが、異形型チップ部品の方向転換装置７０において
は異形型チップ部品が重いため左右一対を装着ヘッド１
０に備えてノズル先端の吸着を補助するようにし、他の
一対をチャック機構側に設けて、それらのチップ部品挾
持で方向転換を行なうよう構成するとよい。異形型チッ
プ部品の方向転換装置７０は例えば６０本備えた装着ヘ
ッドを３等分し、ローター２０の回動方向に沿って定め
たインデックスの順から１０本づつ配置する如く組込む
ことができる。また、このチャック機構を備えた装着ヘ
ッドでチップ部品を挾持する場合、欠品チップ部品の装
着ヘッドを排出装置１１０に移動する前にチップ部品の
吸持方向を吸着時の状態に戻すためにのみ方向転換装置
１００が配置されている。このように構成する各機構
は、上述したシーケンスアクセス方式に加えてランダム
アクセス方式を併用するチップ部品の自動装着を能率よ
く行なうことを可能にししかも正確に実施するに極めて
役立つものである。

【００１４】

【発明の効果】以上の如く、本発明に係るチップ部品の
自動装着機に依れば、装着ヘッドで吸持するチップ部品
に欠品が生じていても、ローターの早回りよりそれに迅
速に対処できるものであり、極めて能率よくしかも正確
性の著しく高いチップ部品の装着を行ない得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るチップ部品の自動装着機を示す平
面図。

【図２】同正面図。

【図３】同装着機のレイアウトを示す平面模式図。

【図４】欠品が発見された場合の装着ヘッドと電子部品
の吸着説明図。

【図５】装着ヘッドとテープフィーダの作動機構を示す
説明図。

【図６】装着ヘッドと方向転換装置の作動機構を示す説
明図。

【図７】装着ヘッドのチップ部品装着時の動作機構を示
す説明図。

【図８】装着ヘッドの真空圧送込み機構部を示す平面
図。

【図９】テープフィーダの側面図。

【図１０】テープフィーダに組込むチップ部品の突上げ
ピンを示す説明図。

【図１１】突上げピンの先端形状を示す斜視図。

【図１２】台車上に設置したテープフィーダの側面図。

【図１３】同平面図。

【図１４】欠品チップ部品の検出装置を示す平面図。

【図１５】方向転換装置の一部切欠側面図。

【図１６】方向転換装置に組込む挾圧爪を示す側面図。

【図１７】同装置に組込む中心軸の先端形状を示す平面
図。

【図１８】同装置に組込むバネリングの斜視図。

【図１９】標準型チップ部品の方向転換装置を示す一部
切欠側面図。

【図２０】異形型チップ部品の方向転換装置を示す正面
図。

【符号の説明】

１０ 装着ヘッド ２０ ローター ３０ テープフィーダ ４０ ＸＹテーブル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支軸を中心に間欠回動するローターと、そ
   のローターから上下動する各電子部品の吸着ノズル先端
   を下方に向けてローターの同心円上でローター全周の定
   間隔毎に複数本装備された電子部品の装着ヘッドと、こ
   れら各装着ヘッドのノズル先端移動軌跡の下方でロータ
   ーの周回り所定位置に設置された部品供給装置と、該装
   置から装着ヘッドのノズル先端に電子部品を順次吸着
   し、中途で欠品検出装置および姿勢矯正装置により、該
   電子部品の検出および姿勢の矯正を行い、ＸＹテーブル
   上の基板に該電子部品を装着するようにした電子部品の
   自動装着機において、前記ローターは間欠回動制御され
   て基板上に順次電子部品を装着し、前記欠品検出装置に
   より欠品が検出されたときは当該装着ヘッドにインデッ
   クスされていた電子部品のインデックス番号を当該装着
   ヘッドの後方で未だインデックスされていない装着ヘッ
   ドを選択してこれに当該電子部品をインデックスして吸
   着し、ローターの早回りにより該電子部品を装着するよ
   うにしたことを特徴とする電子部品の自動装着機。