JPH07302997A - 電子部品自動装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸着ノズルの取り付けミスによる装着ミスな
どが発生しないようにする。 【構成】 操作者が次に使用すべき全ての種類の吸着ノ
ズル１４を装着ヘッド１５の任意の取り付け位置に取り
付けると、各装着ヘッド１５が部品認識装置１６上に達
したときに該装置１６によりノズル１４の先端面が認識
され、各取り付け位置のノズル種類がＣＰＵ３５により
検出され、ＲＡＭ３７内のノズルデータに格納される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、装着ヘッドに取り付け
られる吸着ノズルにより電子部品を取出しプリント基板
に装着する電子部品自動装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種電子部品自動装着装置が特開平４
−１４８５９９号公報に開示されており、電子部品を吸
着する吸着ノズルは電子部品の種類に応じて装着ヘッド
に複数種類について複数本取り付けられている。ヘッド
への取り付け位置毎のノズルの種類のデータを記憶して
次に取り出す電子部品の種類に応じたノズルが切り替え
使用される。従ってノズルの種類に応じてヘッドに取り
付けるべきノズルの種類あるいはヘッドの所定の位置に
取り付けるべきノズルの種類はあらかじめ決められてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
ではノズルが作業ミスで誤って取り付けられた場合に
は、電子部品を吸着することができないかまたは部品の
認識が正確に行われないか、吸着力が強すぎたり弱すぎ
たりして装着ミスを起こす欠点があった。そこで本発明
は、ノズルの取り付けミスによる装着ミスなどが発生し
ないようにすることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、装着
ヘッドに複数取りつけられる吸着ノズルを切替えて部品
種に合わせた種類のノズルにより電子部品を取出しプリ
ント基板に装着する電子部品自動装着装置において、装
着ヘッドに取り付けられたノズルの種類を検出する検出
手段と、該検出手段に検出されたノズルの種類を前記ヘ
ッドへのノズルの取り付け位置毎に記憶する記憶手段を
設けたものである。

【０００５】また本発明は、装着ヘッドに取りつけられ
る吸着ノズルにより電子部品を取出しプリント基板に装
着する電子部品自動装着装置において、装着ヘッドに取
り付けられたノズルの種類をノズル外径により検出する
検出手段と、該検出手段に検出されたノズルの種類を記
憶する記憶手段を設けたものである。

【０００６】

【作用】請求項１の構成によれば、ノズルが装着ヘッド
に取り付けられると、検出手段が取り付けられたノズル
の種類を検出し、記憶手段はノズルの取り付け位置毎に
ノズルの種類を記憶する。請求項２の構成によれば、ノ
ズルが装着ヘッドに取り付けられると、検出手段が取り
付けられたノズルの種類をノズル外径により検出し、記
憶手段はノズルの取り付け位置毎にノズルの種類を記憶
する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図に基づき詳述す
る。図２及び図３に於て、１はＹ軸モータ２の回動によ
りＹ方向に移動するＹテーブルであり、３はＸ軸モータ
４の回動によりＹテーブル１上でＸ方向に移動すること
により結果的にＸＹ方向に移動するＸＹテーブルであ
り、チップ状電子部品５（以下、チップ部品あるいは部
品という。）が装着されるプリント基板６が図示しない
固定手段に固定されて載置される。

【０００８】７は供給台であり、チップ部品５を供給す
る部品供給装置８が多数台配設されている。９は供給台
駆動モータであり、ボールネジ１０を回動させることに
より、該ボールネジ１０が嵌合し供給台７に固定された
ナット１１を介して、供給台７がリニアガイド１２に案
内されてＸ方向に移動する。１３は間欠回動するロータ
リテーブルであり、該テーブル１３の外縁部には吸着ノ
ズル１４を６本有する装着ヘッド１５が間欠ピッチに合
わせて等間隔に配設されている。

【０００９】吸着ノズル１４が供給装置８より部品５を
吸着し取出す装着ヘッド１５の停止位置（図２中上方の
黒丸の付された位置）が吸着ステーションＩであり、該
吸着ステーションＩにて装着ヘッド１５が下降すること
により吸着ノズル１４が部品５を吸着する。ＩＩは部品
５を吸着した装着ヘッド１５がロータリテーブル１３の
間欠回転により停止する認識ステーションであり、検出
手段としての部品認識装置１６により吸着ノズル１４に
対する部品５の位置ずれが認識される。

【００１０】ＩＩＩは吸着ノズル１４が吸着保持してい
る部品５をプリント基板６に装着するために装着ヘッド
１５が停止する装着ステーション（図２中下方の黒丸の
付された位置）であり、装着ヘッド１５の下降によりＸ
Ｙテーブル３の移動により所定の位置に停止したプリン
ト基板６に部品５は装着される。装着ヘッド１５はロー
タリテーブル１３を内側と外側の２ケ所で上下動可能に
貫通するヘッド昇降シャフト１８の下部に取り付けられ
ており、該シャフト１８上部はＬ字形状のローラ取付け
体１９に固定されている。ローラ取付け体１９の上部に
はその内側に突出する上カムフォロワ２０及び下カムフ
ォロワ２１が回動可能に枢支される。

【００１１】図３に示す２３はロータリテーブル１３を
下方で水平方向に回動可能に支持している支持台であり
該支持台２３の周囲には円筒カム２４が形成されてい
る。該円筒カム２４を前記上カムフォロワ２０及び下カ
ムフォロワ２１が図示しないバネにより挟んで、該カム
２４により前記ヘッド１５は支持されながらロータリテ
ーブル１３の回動により移動する。

【００１２】前記吸着ステ−ションＩ及び装着ステ−シ
ョンＩＩＩにては該カム２４は切り欠かれており、図示
しないカムの駆動により上下動する上下動体２５、２６
がカムフォロワ２０、２１に挟まれヘッド１５を支持し
て上下動することにより、装着ヘッド１５は該ステ−シ
ョンで部品吸着及び部品装着のため上下動可能になされ
ている。

【００１３】２８は後述するパルスモータ３１を駆動す
るための後述する駆動回路３９からの電流を伝達する駆
動電源コードであり、各装着ヘッド１５に接続されてい
る。２９は吸着ノズル１４よりチップ部品５を吸着する
ため図示しない真空源に連通する真空チューブである。
パルスモータ３１は装着ヘッド１５内に組み込まれてお
り、その図示しないロータに吸着ノズル１４が貫通して
取り付けられている。３２は該ロータに取り付けられた
拡散板であり、チップ部品５の認識時に画像の背景部と
なるものであり、照明をチップ部品５に当ててその反射
光を認識する反射方式においては均一に暗くなるように
なされ、照明を部品５の上方から当ててその透過光によ
るシルエット像を認識する透過方式においては、該拡散
板３２に当てられた光が均一に拡散して部品５に照射さ
れるようになされる。該拡散板３２には吸着ノズル１４
が貫通する穴が開けられている。ノズル１４は拡散板３
２に対して上昇した位置及び下降した使用位置にロック
可能になされている。

【００１４】パルスモータ３１の回動により部品５を吸
着する吸着ノズル１４は任意の角度位置にロータリテー
ブル１３の回転中及び停止中を問わず位置決めされるこ
とができる。吸着ノズル１４は装着ヘッド１５に対して
図４及び図５に示すように複数種類のものが取り付け可
能になされ、いずれの種類の吸着ノズル１４でも全ての
取り付け位置に取り付け可能になされている。取り付け
位置は図５の番号がそのまま取り付け位置番号として扱
われ、ノズル種類のデータは図５に示すようにＡ〜Ｆと
して扱われる。

【００１５】図３において、４９は部品供給装置８の揺
動レバー５０を揺動させるために上下動する昇降レバー
であり、該レバー５０を揺動させテープリール５１内に
巻回された図示しないテープを送り該テープ内に収納さ
れたチップ部品５を該ノズル１４の吸着位置に供給させ
る。電子部品自動装着装置の制御ブロックについて図６
に基づき説明する。

【００１６】３５は検出手段としてのＣＰＵであり、Ｒ
ＯＭ３６に記憶されたプログラムに従って、記憶手段と
してのＲＡＭ３７に格納された種々のデータに基づきチ
ップ部品５の装着に関わる種々の動作を制御する。３８
はインターフェースであり、該インターフェース３８に
は駆動回路３９を介して各ヘッド１５のモータ３１が接
続されている。４０はノズル種類をチェックする動作を
開始させるためのノズルチェックキーである。

【００１７】前記ＲＡＭ３７には図７に示すようにノズ
ル取り付け位置番号毎にノズル種類データが格納される
ようにされており、図７のデータを以下ノズルデータと
いう。前記ＲＡＭ３７には図８に示す装着データ及び図
９に示す部品ライブラリデータが格納されている。装着
データ中ステップ番号は部品装着順を示し、リール番号
は取り出すべき部品種の部品５を供給する部品供給装置
８が配設されている供給台７上の位置を示し、合わせ該
部品種及び装着位置データが記憶されている。

【００１８】ＣＰＵ３５は装着データのステップ番号毎
より次に吸着すべき部品種を割り出し、該部品種に対応
するノズル種類を部品ライブラリデータより読み出し、
ノズルデータより該ノズル種類の吸着ノズル１４が取り
付けられているノズル取り付け位置を割り出し、当該ノ
ズル取り付け位置のノズル１４を部品供給装置８より部
品５の取出が可能な位置に位置決め選択するものであ
る。ＣＰＵ３５は図７に示すノズルデータを部品認識装
置１６によるノズル先端面の認識によりノズル種類を検
出して自動的に作成して記憶するものである。

【００１９】前記ＲＡＭ３７にはノズル先端面の画像が
ノズル種類毎に記憶されており、該認識装置１６による
ノズル種類の検出が可能となるものである。以上の構成
により以下動作について説明する。先ず、操作者は各装
着ヘッド１５に次に使用すべき吸着ノズル１４であるノ
ズル種類がＡ〜Ｆのノズル１４を取り付ける。操作者は
６種類の吸着ノズル１４を１本ずつ６本間違いなく用意
すれば、取り付け位置にはこだわらずに手にしているノ
ズル１４を取り付けられる任意の取り付け位置に取り付
けていく。

【００２０】この動作を全ての装着ヘッド１５について
行い、ノズルチェックキー４０を押圧してノズル種類の
検出動作を開始させる。即ち、装着ヘッド１５はロータ
リテーブル１３の間欠回動により部品認識装置１６上に
図１に示すように停止する毎にヘッド１５の下面が撮像
され例えば図１０の画面が認識される。実際には図１０
の背景は暗く、先端面が明るくまた部品５を吸引する吸
引孔の部分も暗く写り、特に、取り付け位置番号３の位
置に取り付けられているノズル１４の先端面には円筒形
状の部品５を角度ずれなく吸着できるようＶ字形状の溝
が彫られているため、該溝の部分も暗く写っている。該
認識は図示しない照明がノズル１４の下端面に直接当
り、その反射光がカメラに撮像されて認識される前述の
反射方式の認識によるものであるが、認識装置１６は認
識すべきノズル取り付け位置が画面のどの位置であるか
を記憶しており（ＲＡＭ３７内に記憶されていてもよ
い。）、該位置のノズル先端面の画像を認識することに
よりノズル取り付け位置毎のノズル種類を検出する。こ
の認識動作の際には全てのノズル１４は上昇した使用位
置でない位置にされ、カメラの焦点が合うようになされ
ている。または全てのノズル１４を使用位置に下降させ
てもよい。

【００２１】次に、ＣＰＵ３５はノズル取り付け位置毎
にノズル種類を書き込み、図７のようなノズルデータを
作成してＲＡＭ３７内にヘッド毎に指定されているヘッ
ド番号毎に記憶する。この動作をヘッド１５毎に行う。
次に、図示しない自動運転の開始キーを押圧してチップ
部品５の装着の自動運転を開始する。

【００２２】即ち、ロータリテーブル１３の間欠回転に
よりヘッド１５は吸着ステ−ションＩに達するが、該ヘ
ッド１５が該ステ−ションＩに達する前にＣＰＵ３５が
ＲＡＭ３７内の図８に示す装着データのステップ１のデ
ータより最初に吸着すべき部品種を割り出し、該部品種
の図９に示す部品ライブラリデータより該部品種に対応
する吸着ノズル１４のノズル種類を読み出し、図７のノ
ズルデータより該ノズル種類のノズル１４が取り付けら
れているノズル取り付け位置を読み出し、該ノズル取り
出し位置の吸着ノズル１４が部品供給装置８の供給する
チップ部品５を供給可能な位置に達するようモータ３１
が回動され、ノズル１４が位置決めされる。該ノズル１
４は位置決めされる前に使用可能な位置に図示しない突
出機構により突出されている。

【００２３】次に、装着ヘッド１５が下降して該ノズル
１４が部品供給装置８の供給する吸着すべき部品５を取
出し装着ヘッド１５は上昇する。ここではノズル種類の
間違いが無いのでノズル種類が異なることによる吸着ミ
ス及び吸着が不安定になることは起こらない。次に、ロ
ータリテーブル１３の間欠回転により装着ヘッド１５は
認識ステ−ションＩＩに達し、部品認識装置１６により
吸着ノズル１４に吸着されている部品５の認識がなされ
る。該認識は前述の反射方式あるいは透過方式により行
われる。該認識においてはノズル種類に間違いが無いの
で、ノズルが大きすぎて特に透過方式において、部品５
の像が隠れてしまい認識することができないというよう
なことは発生しない。

【００２４】該認識が終了すると、パルスモータ３１が
回動して図８の装着データのθで示される角度データで
あるθ１の角度位置となるよう部品５の角度位置決めが
なされる。該回動はヘッド１５が装着ステ−ションに至
る前に行えばよい。次に、装着ステ−ションＩＩＩに達
すると装着ヘッド１５が下降して吸着ノズル１４の真空
吸着が切れ、プリント基板６の所定の位置に部品５が装
着される。この装着においても、ノズル種類の間違いが
無いため例えばノズル１４の吸着力が強すぎて部品５が
装着されずに持ち帰られてしまうとか、弱すぎて早く落
ちてしまい正確な位置に装着することができないという
ような装着ミスが発生することが無い。がい装着時に
は、ＸＹテ−ブル３が部品５の認識結果による補正が加
味されて図８のＸ、Ｙで示されるデータの位置に装着さ
れるよう移動して位置決めが為されている。

【００２５】尚、本実施例では、ノズル種類の検出のた
めに部品認識装置が行う認識の方式は反射方式であった
が透過光のシルエット像による透過方式によりノズル外
径を検出してノズル種類の検出を行ってもよい。また、
本実施例では認識装置の画像は図１０のように全てのノ
ズル１４が撮像されるものとしたが、全てのノズルが撮
像できず、少なくとも部品５を吸着するノズルのみが画
面中央に撮像されるような場合には、認識ステ−ション
ＩＩにてノズル１４を１本ずつパルスモータにより回動
させながら認識処理を行うようにしてもよい。

【００２６】また、部品認識装置によらず、水平方向に
受光素子が並ぶラインセンサをいずれかのステ−ション
に設けて水平方向に並ぶ光源よりの光をノズル１４の先
端部で遮光させて、ラインセンサの遮光位置あるいは遮
光の度合いよりノズル種類の検出を行ってもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明は、取り付けたノズ
ルに合わせてノズル種類と装着ヘッドへの取り付け位置
のデータを記憶するようにしたので、ノズルの取り付け
ミスによる部品の装着ミス等が発生することを無くすこ
とができる。また、ノズル外径によりノズル種を検出す
るようにすれば検出を簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】装着ヘッドに取り付けられた吸着ノズルを認識
する状態を示す側面図である。

【図２】本発明を適用せる電子部品自動装着装置の平面
図である。

【図３】本発明を適用せる電子部品自動装着装置の側面
図である。

【図４】装着ヘッドを示す斜視図である。

【図５】装着ヘッドを下方から見た図及び取り付けられ
る吸着ノズルを示す図である。

【図６】本発明を適用せる電子部品自動装着装置の制御
ブロック図である。

【図７】ノズルデータを示す図である。

【図８】装着データを示す図である。

【図９】部品ライブラリデータを示す図である。

【図１０】吸着ノズルを取り付けた装着ヘッド下面の認
識画像を示す図である。

【符号の説明】

５ チップ状電子部品（電子部品） ６ プリント基板 １４ 吸着ノズル １５ 装着ヘッド １６ 部品認識装置（検出手段） ３５ ＣＰＵ（検出手段） ３７ ＲＡＭ（記憶手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装着ヘッドに複数取り付けられる吸着ノ
   ズルを切替えて部品種に合わせた種類のノズルにより電
   子部品を取出しプリント基板に装着する電子部品自動装
   着装置において、装着ヘッドに取り付けられたノズルの
   種類を検出する検出手段と、該検出手段に検出されたノ
   ズルの種類を前記ヘッドへのノズルの取り付け位置毎に
   記憶する記憶手段を設けたことを特徴とする電子部品自
   動装着装置。
2. 【請求項２】 装着ヘッドに取り付けられる吸着ノズル
   を切替えて部品種に合わせた種類のノズルにより電子部
   品を取出しプリント基板に装着する電子部品自動装着装
   置において、装着ヘッドに取り付けられたノズルの種類
   をノズル外径により検出する検出手段と、該検出手段に
   検出されたノズルの種類を記憶する記憶手段を設けたこ
   とを特徴とする電子部品自動装着装置。