JPH0738515B2 - 電子部品装着装置 - Google Patents

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型抵抗に代表さ
れるリードレス小型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 リードレス小型電子部品（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。かかる作業を行なう装置の例を特開
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、上記作業を行なう装置において、真空吸着手段の
昇降制御は通常カムにより行なっており、カム曲線に工
夫をこらして、部品供給装置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つける際、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たる時、ある
いは吸着された部品が基板に押しつ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55-2449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問題点 本発明は、一定方向に間歇回転を行なう支持手段の周縁
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、または基板の上に来る度に降下
させて、部品の吸着・装着を行なうものにおいて、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）問題点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動
作する往復運動体により行なう。往復運動体は、部品供
給装置に対応する個所と、基板に対応する個所の他、必
要な個所に配置する。往復運動体とカムを連結するのは
支持台に軸支されたシーソーレバーである。支持台は、
位置制御手段により、シーソーレバーの配置方向に沿っ
てスライドする。シーソーレバーとカムの間には１個の
カムフォロワローラが介在する。カムフォロワローラ
は、シーソーレバーの一端に、該レバーの長さ方向にの
み移動可能なる如く支持されると共に、レバー外の不動
案内部材に、支持台のスライド方向と直角の方向にのみ
移動可能なる如く支持されている。

（ホ）作用 薄い部品を装着する場合には、支持台をカムの方に接近
させる。すると、シーソーレバーの支点の位置がカムに
は近く、往復運動体からは遠くなり、往復運動体の動作
ストロークが大きくなって真空吸着手段を十分部品に届
かせることができるようになる。暑い部品の場合には支
持台を逆方向に動かし、部品の厚さに合わせて小さい動
作ストロークで往復運動体を動かすようにする。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
を十分に効かして真空吸着手段を部品に押し当て、ある
いは基板に部品を押しつけることができ、部品の暑いが
ため減速が十分に行なわれないうちに真空吸着手段また
は基板と部品との接触が始まるといった事態は回避され
る。

（ヘ）実施例 図にいて、（１）は一定方向に間歇回転を行なう支持手
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、これらはいずれも平面形状円形
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
段は45°づつ歩進回転するものであり、第６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）…（VI
II）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11図）に当た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往復運動体がロ
ーラを押し、スライダ（９）を降下させる。往復運動体
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（26）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（2
7）となっている。この吸気路（27）は、吸引ノズル（2
2）（23）（24）（25）の内、真下に来たものとのみ、
連通孔（28）を介して連通する。（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（4
0）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）によって行なう。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（Ｉ）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）（VI）においては軸受部（６）に固
定した押圧板（48）により、行なう。押圧板（48）はエ
アシリンダ（44）（46）の支持部材を兼ね、また押圧子
（45）（47）は降下したとき押圧体（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、押圧板（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ヤテープ
（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。キャリヤテープ（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ヤテープ（51）を紙
面（第１図）と直角方向に多数並べており、全体を紙面
と直角方向に動かすことにより、必要とする部品を収納
したキャリヤテープ（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11図）。作業ステーション
（VI）には部品回収箱（62）を配置する。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
吸着された部品の直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７、
９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
おり、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（8
1）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条形設す
る。ロックピン（80）の後端にはＵ字形のレバー受（8
4）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）には往復運動体（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、ここにも往復運動体（90）を置くことになる。往復
運動体（90）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。往復運動体（9
0）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、上端にはローラブラケッ
ト（94）を固定する。軸受部（91）と押圧ヘッド（93）
の間に挿入したばね（95）により、往復運動体（90）は
下向きに押されている。（96）はカム軸、（97）はカム
軸（96）と共に回転して往復運動体（90）に動きを与え
るカムである。カム（97）と往復運動体（90）とをシー
ソーレバー（100）が連結する。シーソーレバー（100）
は支持台（101）に軸（102）で取り付けられている。
（103）は不動デッキ（５）の上に固定した小デッキ
で、その上面にはシーソーレバー（100）の配置方向と
平行に１対のレール（104）が配置され、このレール（1
04）が、支持台（101）を水平方向にスライド自在に支
持している。（105）はブラケット（106）により不動デ
ッキ（５）の上に支持された電動機で、その出力軸（10
7）には支持台（101）に螺合する送りねじ（108）を連
結している。

シーソーレバー（100）は軸（102）の片側にカムフォロ
ワローラ（110）を保持しており、これをカム（97）の
下面に接触させると共に、反対側の部分で往復運動体
（90）のローラブラケット（94）から突出したローラ
（111）を持ち上げている。シーソーレバー（100）の片
側には、これを垂直方向に貫通する長溝（113）とが形
設され、カムフォロワローラ（110）の本体は長溝（11
2）に収まり、その支軸（114）は、長溝（113）からシ
ーソーレバー（100）の両側に突出する。すなわちカム
フォロワローラ（110）は、長溝（112）（113）に沿っ
て、シーソーレバー（100）の長さ方向に移動可能であ
る。滑りを良くするため、支軸（114）には軸受スリー
ブ（115）をかぶせる。軸受スリーブ（115）は、自己潤
滑性のある軸受メタル、または４フッ化エチレンで形成
する。支軸（114）及び軸受スリーブ（115）の、シーソ
ーレバー（100）から突出した部分は、不動案内部材（1
16）に保持される。不動案内部材（116）はシーソーレ
バー（100）を挟むようにして小デッキ（103）の上に立
ち上がっており、支持台（101）のスライド方向と直
角、すなわち垂直方向に長溝（117）を有し、この長溝
（117）に軸受スリーブ（115）を係合して、カムフォロ
ワローラ（110）を、カム（97）の真下で、垂直方向に
のみ移動可能なる如く支持している。

上記装置は次のように動作する。第11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、真空吸引手段（30）は吸引力を発生していな
い。ここで、昇降体（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）は昇降体（90）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11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、問題なしと判断される。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）に塗布した接
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（IV）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）は次の動作を行なう。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７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８
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
（22）から他のものに変える必要が生じたときは、第９
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、必要なだけの角度タレット（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、レバー（85）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。

カム（97）が回転し、シーソーレバー（100）が第１図
において右下がりに傾くに従い、往復運動体（90）はば
ね（95）の力で真空吸着手段（30）を押し下げる。シー
ソーレバー（100）は軸（102）を支点として揺動する
が、その支点位置は部品の厚さによって変える。第１図
及び第４図に示すような薄い部品（52）を対象とすると
きは、支持台（101）をカム（97）に近づけ、シーソー
レバー（100）の、ローラ（111）を支える部分の振幅が
大きくなるようにする。このため往復運動体（90）の動
作ストロークは大きくなり、部品（52）が薄いにもかか
わらず、その上面に真空吸着手段（30）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５図に示すような厚い部品（52′）を扱う
場合には、電動機（105）を駆動して送りねじ（108）に
より支持台（101）を往復運動体（90）の方に引き寄せ
る。すると力点・支点・作用点の距離の比率が変わり、
往復運動体（90）の動作ストロークは小さくなり、真空
吸着手段（30）はカム（97）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。なおカムフォロワローラ（110）
はシーソーレバー（100）の移動に付随せず一定位置で
上下動のみ行なう。電動機（105）として例えばパルス
モータを用いれば、往復運動体（90）の動作ストローク
を精密に数値制御できる。なお往復運動体（90）の動作
ストローク調整を必要とする作業ステーションのすべて
にシーソーレバー（100）や電動機（105）を付設すると
なると、シーソーレバー（100）同士の干渉を生じるお
それがあるが、これは上下に配置をずらすことによって
解決できる。

（ト）発明の効果 本発明によれば、カムによって真空吸着手段に与える昇
降ストロークを部品の厚さに応じて無段階に伸縮し、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。またストローク調節はシーソーレバーの位置変
更のみで事足り、制御が容易である。更に、カムとカム
フォロワローラは常に一定の整列関係にあるため、カム
曲線による微妙な動きを、ただ振幅のみ変えて、忠実に
往復運動体に伝達することができる。しかもこの装置は
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図はシーソーレバー部分の部分断面上面図
及び部分断面側面図、第４図及び第５図は第１図と異な
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６図は支持手段の上面図、第７図は吸
引ノズル選択装置の側面図、第８図は第７図に関連した
真空吸着手段の上面図、第９図は第７図と同様吸引ノズ
ル選択装置の側面図にして異なる動作状態のもの、第10
図は第９図に関連した真空吸着手段の上面図、第11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）……往復運動体、（97）……カム、（10
0）……シーソーレバー、（101）……支持台、（105）
……電動機（位置制御手段）、（110）……カムフォロ
ワローラ、（116）……不動案内部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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なう支持手段と、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、 少なくとも前記部品供給装置に対応する個所と前記基板
   に対応する個所とに設けられ、前記各真空吸着手段を、
   目標に対し、その上方に到達する度に降下接近させる複
   数個の往復運動体と、 前記往復運動体に動きを与えるカムと、 前記カムと往復運動体とを連結する如く配置されたシー
   ソーレバーと、 前記シーソーレバーを軸支し、且つ該レバーの配置方向
   に沿ってスライド可能な支持台と、 前記支持台の位置制御手段と、 前記シーソーレバーの一端に、該レバーの長さ方向にの
   み移動可能なる如く支持されると共に、レバー外の不動
   案内部材に、前記支持台のスライド方向と直角の方向に
   のみ移動可能なる如く支持され、この状態で前記カムに
   接触するカムフォロワローラとを備えた電子部品装着装
   置。