JPH10261897A - 部品実装方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 保持の際の部品に対する衝撃を最小限に抑
え、かつ高速な実装が可能な部品実装方法及び装置を提
供する。 【解決手段】 制御装置５にて、第１停止高さ４５１ま
でチャック機構部２０１を第１速度にて移動し、上記第
１停止高さから上記チャック機構部が部品４２２に接触
するまでは上記チャック機構部を上記第１速度よりも遅
い第２速度にて移動させて上記接触した時点で該移動を
停止して部品を保持するように制御する。よって、部品
の保持を行う際、部品に作用する衝撃力を小さくするこ
とができ、又、衝撃吸収機構が不要となるので装置の軽
量化を図ることができ高速な実装が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子部品を
回路基板上に実装する際における部品実装方法及び該部
品実装方法を実行する部品実装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば電子部品を回路基板上に実装する
部品実装装置は、近年、高精度・高生産性が追求されて
いる。例えば、電子部品を備えた部品供給部からの電子
部品の取り出し、及び取り出した電子部品の上記回路基
板への実装の動作を行う部品移載装置（以下、ヘッド部
と記す）が、Ｘ，Ｙ方向に自由に移動可能なＸＹロボッ
トによって移動する多機能部品実装機の分野では、その
部品供給形態の自由度の高さ、実装可能な部品の範囲の
広さ、単純な構成がもたらす実装精度の高さから市場が
拡大され、現在も、より高速・高精度を目指してその技
術開発がなされている。又、近年では、上記ＸＹロボッ
トへのリニアモータの採用による実装動作の高速化など
に加えて、上記ヘッド部に備わる部品吸着ノズルの駆動
機構において、上記部品吸着ノズルが電子部品に与える
圧力を制御することで部品実装時の圧力を調整するもの
も現れている。尚、上記ヘッド部による上記部品供給部
からの電子部品の取り出しに関する技術としては、以前
は、機械的に動作する爪によって部品を把持することで
部品を取り出し、さらに取り出した部品の姿勢の補正を
同時に行うものが主流であった。ところがこのような爪
を用いた機構は、上記機械的な把持機構が複雑な構造で
あること、機械重量が増すこと、把持される部品へのス
トレスが高いこと等の欠点がある。よって、近年の画像
認識技術の発達に伴い、空圧による部品の吸着、取り出
し、全部品の認識、位置補正の流れが主流となってい
る。しかしながら、回路基板に実装される部品の形状
は、上記回路基板を内蔵する製品の小型化に伴う種々の
部品の複合化・小型化により、非常に複雑となってきて
おり、吸着可能な面が存在しない様な部品も存在する。
このため、回路基板の厚さ方向に対して直交方向におい
て互いに逆方向に移動する２つの挟持板を備え該挟持板
にて部品を挟持するチャック機構を使用して、部品の姿
勢補正は画像認識による部品実装装置が存在する。

【０００３】以下に図を参照しながら、上述した従来の
部品実装装置において実行される部品実装方法について
説明する。図８は、従来の部品実装装置に備わるチャッ
ク装置２００の一例を示したものである。チャック装置
２００は、大きく分けて、チャック機構部２０１、及び
チャック機構部２０１を回路基板の厚さ方向Iに移動さ
せる駆動部２１０を備える。チャック機構部２０１は、
上記厚さ方向Iに対する直交方向IIにおいて互いに逆方
向へ移動可能な２つの挟持板２０２，２０３、及び例え
ばエアシリンダを有する空圧駆動源２０４を有し、部品
を挟持するように該空圧駆動源２０４にて挟持板２０
２，２０３を開閉させる。チャック装置２００が部品を
挟持するときの部品とチャック機構部２０１との間の衝
撃や、部品を回路基板へ実装する際にチャック機構部２
０１を含む部品と回路基板との間の衝撃を吸収するた
め、駆動部２１０とチャック機構部２０１とは、バネ２
０５を介在させて連結されている。尚、このように構成
されるチャック装置２００は、上述のように、ＸＹロボ
ットに取り付けられている。

【０００４】このようなチャック装置２００を有する従
来の部品実装装置における部品実装方法を以下に説明す
る。チャック装置２００は、ＸＹロボットにて上記部品
供給部における部品保持位置の上方に移動され、空圧駆
動源２０４をオンとして挟持板２０２，２０３を開状態
とする。尚、このときチャック装置２００は、図９に示
すように、チャック機構部２０１における上記部品供給
部の部品載置面４２１からの初期高さの寸法IV、及び保
持する部品４２２の高さ寸法IIIを予め認識している。
次にチャック機構部２０１は、上記初期高さ寸法IVから
部品高さ寸法IIIを差し引いた（IV−III）寸法分、駆動
部２１０によって部品４２２の高さ方向へ下降される。
このとき、部品載置面４２１の歪みや部品４２２の高さ
寸法IIIの誤差に起因するチャック機構部２０１の下降
量の変動は、バネ２０５によって吸収される。次に、チ
ャック機構部２０１の下降完了と同時、若しくはチャッ
ク機構部２０１の動作遅れ分だけ事前に、空圧駆動源２
０４をオフとして挟持板２０２，２０３を閉じて部品４
２２を挟持する。そして部品４２２の挟持完了と同時
に、駆動部２１０はチャック機構部２０１を上昇させ、
部品供給部からの部品４２２の取り出しは完了する。そ
して、上記ＸＹロボットにて回路基板上の実装位置まで
チャック装置２００が移動されて部品４２２が上記回路
基板へ実装される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うな従来の部品実装方法では、チャック機構部２０１に
おける部品載置面４２１からの初期高さ寸法IVに誤差が
生じたような場合、例えば図９に示すように上記寸法IV
が所定寸法よりも長くなっているような場合には、チャ
ック機構部２０１は部品４２２を正常な位置で挟持する
ことができず、挟持板２０２，２０３における部品載置
面４２１側の端部のみにて部品４２２を挟持することに
なり、隙間Vが生じることになる。したがって、極端な
場合には、部品４２２の挟持後、回路基板への移載途中
で部品４２２を落下させたり、部品４２２の画像認識後
における補正用移動時に、挟持している部品４２２の姿
勢がずれてしまうことがある。さらに、回路基板への装
着時には、本来の下降距離に上記すき間V分を加えた距
離にてチャック機構部２０１が下降することになるの
で、回路基板と部品４２２との間に不必要な衝撃が生じ
ることになる。一方、このような回路基板への装着時の
衝撃を避けるために、部品供給部に対するチャック機構
部２０１の下降位置を、本来の位置よりも部品載置面４
２１側に設定すると、部品取り出しの際に部品４２２に
対してチャック機構部２０１が不必要な衝撃を加えるこ
とになってしまう。

【０００６】又、上記部品載置面４２１が非常に軟弱な
トレイの部品載置面である場合がある。この場合、図１
０に示すように、チャック機構部２０１による部品４２
２の取り出しの際に、チャック機構部２０１が不用意に
上方から部品４２２へ力を加えたときには、トレイ４２
３における部品載置面４２１の一部が変形し、部品４２
２の姿勢を非常に不安定な状態にすることがある。この
ような状態で部品４２２の挟持、画像認識、位置補正、
及び回路基板への装着を行った場合には、これらのいず
れの過程においても挟持している部品４２２の落下や認
識誤差を生じる可能性が非常に大きい。さらに又、この
タイプのトレイ４２３では、その一部分に衝撃を加える
ことで、当該一部分以外の他の箇所に整列している部品
の配置をずらしたり、最悪の場合には当該トレイ４２３
の外へ飛び出させてしまう場合もある。本発明はこのよ
うな問題点を解決するためになされたもので、部品に対
する衝撃を最小限に抑え、かつ高速な実装が可能な部品
実装方法及び装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１態様である
部品実装方法は、部品の高さ方向に部品保持部を移動し
て上記部品保持部にて部品を保持し保持した部品を被実
装体へ実装する部品実装方法であって、上記部品を保持
するとき、上記部品に非接触な位置であって上記部品に
上記部品保持部が接触するのを回避する接触回避寸法を
上記部品の高さ寸法に加えてなる部品近傍位置まで上記
部品保持部を第１速度にて移動し、上記近傍位置から上
記部品保持部が上記部品に接触するまで上記第１速度よ
りも低速である第２速度にて上記部品保持部を移動し上
記部品保持部と上記部品とが接触した時点で上記部品保
持部の移動を停止し、上記部品保持部の移動停止後、上
記部品保持部にて上記部品を保持する、ことを特徴とす
る。

【０００８】又、本発明の第２態様である部品実装装置
は、部品の高さ方向に部品保持部を移動して上記部品保
持部にて部品を保持し保持した部品を被実装体へ実装す
る部品実装装置であって、上記部品を保持するとき、上
記部品に非接触な位置であって上記部品に上記部品保持
部が接触するのを回避する接触回避寸法を上記部品の高
さ寸法に加えてなる部品近傍位置まで上記部品保持部を
第１速度にて移動し、上記近傍位置から上記部品保持部
が上記部品に接触するまで上記第１速度よりも低速であ
る第２速度にて上記部品保持部を移動し上記部品保持部
と上記部品とが接触した時点で上記部品保持部の移動を
停止し、上記部品保持部の移動停止後、上記部品保持部
にて上記部品を保持する制御を行う、制御装置を備えた
ことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態である部品実
装方法及び部品実装装置について、図を参照しながら以
下に説明する。尚、上記部品実装方法は上記部品実装装
置にて実行されるものである。又、上述の図８ないし図
１０も含めて、各図において同じ構成部分については同
じ符号を付している。又、部品保持部の機能を果たす一
実施形態がチャック機構部２０１に相当する。又、本実
施形態において部品としては電子部品を例に採り、被実
装体の機能を果たす一実施形態が回路基板に相当する。
又、接触回避寸法の機能を果たす一実施形態が変動幅Δ
αに相当し、部品近傍位置の機能を果たす一実施形態が
第１停止高さ４５１に相当する。

【００１０】まず、本実施形態における部品実装装置５
１の構成を説明する。図５に示すように、部品実装装置
５１は、大きく分けて、チャック機構部２０１及び駆動
部２５１を有するチャック装置２と、該チャック装置２
をＸ，Ｙの水平方向に移動するＸＹロボット１と、上記
チャック装置２の動作制御を行うチャック装置用制御装
置５と、当該部品実装装置５１の全体の動作制御を行う
主制御装置６とを備える。Ｘ，Ｙロボット１は、例えば
Ｘ方向に沿って互いに平行に延在する２本のＸ案内部１
−１，１−１と、上記Ｘ方向に直交するＹ方向に延在し
上記２本のＸ案内部１−１，１−１に架け渡されたＹ案
内部１−２とを備え、Ｙ案内部１−２には、駆動部２５
１及びチャック機構部２０１を有するチャック装置２が
取り付けられている。よって、チャック装置２は、Ｙ案
内部１−２によってＹ方向へ移動可能であり、Ｙ案内部
１−２がＸ案内部１−１に沿って移動することでＸ方向
へ移動可能である。本実施形態では、上記２本のＸ案内
部１−１，１−１に挟まれた部分に、種々の電子部品を
収納しているトレイ式の部品供給部７及び電子部品が実
装される回路基板８が配置され、チャック装置２はこれ
らの上方を移動する。よって本実施形態におけるチャッ
ク装置２の駆動部２５１はチャック機構部２０１をＸ，
Ｙの両方向に直交するＺ方向に移動させる。

【００１１】本実施形態では、上記駆動部２５１は、ボ
イスコイルモータ（ＶＣＭ）から構成される。即ち、図
６に示すように、駆動部２５１は、ケーシング２５２内
を上記Ｚ方向に貫通するシャフト２５３と、該シャフト
２５３の周囲に沿って該シャフト２５３に固定された磁
石２５４と、磁石２５４と一定の隙間をあけて非接触な
状態にて上記シャフト２５３の軸方向に沿ってケーシン
グ２５２の内面に設けられるコイル２５５とを備えてい
る。又、シャフト２５３の一端部２５３ａには、従来と
同様の構造を有するチャック機構部２０１が着脱自在に
取り付けられる。又、ケーシング２５２は上記Ｙ案内部
１−２に取り付けられ、Ｙ案内部１−２に沿ってＹ方向
へ移動可能である。このように構成される駆動部２５１
のコイル２５５へ供給する電流量をチャック装置用制御
装置５にて制御することで、シャフト２５３、即ちチャ
ック機構部２０１は、上記Ｙ案内部１−２に対して上記
Ｚ方向への移動量が制御されながら上記Ｚ方向へ移動可
能である。尚、駆動部２５１の動作制御の詳細な説明は
後述する。又、チャック装置２には、チャック機構部２
０１における挟持板２０２，２０３の開閉を行う空圧駆
動源２０４へのエアーの供給及び排気を行うソレノイド
バルブ３が設けられており、該ソレノイドバルブ３はチ
ャック装置用制御装置５にて上記エアーの供給及び排気
の制御がなされる。このようなチャック装置２は、Ｘ，
Ｙ方向へ移動することで、上記部品供給部７から電子部
品を保持して、保持した電子部品を回路基板８の実装位
置へ搬送して装着する。

【００１２】尚、本実施形態では駆動部２５１のボイス
コイルモータの構造としてコイル２５５を不動として磁
石２５４を可動としたが、これとは逆に、ケーシング２
５２の内面に磁石２５４を固定しシャフト２５３の周囲
にコイル２５５を設けることもできる。又、部品供給部
７は本実施形態のトレイ式に限られるものではなく、テ
ープ上に該テープの延在方向に沿って電子部品を配列し
該テープを巻回したリール式の部品供給部であってもよ
い。

【００１３】このように構成される部品実装装置５１の
動作を以下に説明する。尚、本実施形態では、回路基板
８の厚さ方向、上記Ｚ方向、及び部品４２２の高さ方向
は一致しており、又、便宜上、部品供給部７における部
品載置面４２１と回路基板８における部品載置面４２１
とは上記Ｚ方向において同位置にあるものとする。図１
に示すように、まずステップ（図内では「＃」にて示
す）１において、部品実装装置５１のチャック装置用制
御装置５には、図２（ａ）に示すように、回路基板８に
実装する電子部品４２２における高さ寸法III、部品載
置面４２１のＺ方向における基準位置からの位置情報
α、上記高さ寸法IIIの誤差及び部品載置面４２１の上
記位置情報αの誤差に起因して生じる、上記部品載置面
４２１に載置された部品４２２の上面４２２ａのＺ方向
への変動幅Δαの各情報が供給される。尚、実装される
部品４２２が複数種類の場合には、それぞれの種類に対
応して上記高さ寸法III及び変動幅Δαの各情報が供給
される。又、チャック機構部２０１は実装動作開始前に
おいてＺ方向における初期位置に配置される。該初期位
置は、上記基準位置から高さＬの位置であり、該初期位
置の情報は予め主制御装置６に記憶されている。よっ
て、上記位置情報αが供給されることで主制御装置６
は、上記高さＬから上記位置情報αを差し引くことで部
品載置面４２１からチャック機構部２０１における空圧
駆動源２０４の下面２０４ａまでの距離である初期高さ
寸法IVを算出する。尚、本実施形態では、ＸＹロボット
１における上記Ｚ方向への撓み量はほぼゼロとしている
ので、該撓み量に起因する、チャック機構部２０１の上
記初期位置の上記Ｚ方向における変化量を無視している
が、上記初期位置の変化量を上記変動幅Δαに加えるこ
ともできる。このように、上記変動幅Δαは、チャック
機構部２０１が部品を保持しようとするときに、チャッ
ク機構部２０１が後述の第１速度にて当該部品に接触す
ることを回避するための寸法という概念である。

【００１４】ステップ２では、チャック装置用制御装置
５の制御によるＸＹロボット１の移動動作により、部品
供給部７に載置され今回実装される部品４２２の上方へ
チャック装置２が配置される。又、この配置動作の後、
又は同時にて、チャック装置用制御装置５の動作制御に
よりソレノイドバルブ３が動作され、それによってチャ
ック機構部２０１の挟持板２０２，２０３が開かれる。

【００１５】次にステップ３では、上記高さ寸法III、
上記変動幅Δα、及び上記初期高さ寸法IVに基づきチャ
ック装置用制御装置５は上記初期高さ寸法IVから上記高
さ寸法III及び上記変動幅Δαを減算して第１下降距離
を得る。尚、チャック装置用制御装置５は、駆動部２５
１のボイスコイルモータへ供給する電流値及び電流供給
時間に対するチャック機構部２０１の移動量の関係を予
め記憶している。よって、チャック機構部２０１の移動
量は、上記ボイスコイルモータへ供給する電流値及び電
流供給時間に基づきチャック装置用制御装置５にて演算
される。チャック装置用制御装置５は駆動部２５１へ電
流を供給して、上記第１下降距離分、チャック機構部２
０１を上記初期位置からＺ方向に沿って部品供給部７側
へ第１速度にて下降させる。このときの状態を図２の
（ａ）及び図３のVI部に示す。又、チャック機構部２０
１が上記初期位置から上記第１下降距離分下降を終了し
たときにおける空圧駆動源の下面２０４ａの位置を、図
３に示すように第１停止高さ４５１とする。

【００１６】次に、ステップ４では、まず、チャック装
置用制御装置５は上記初期高さ寸法IVから上記高さ寸法
IIIを減算し、かつ上記変動幅Δαを加算して第２下降
距離を得る。上記初期位置から上記第２下降距離分、チ
ャック機構部２０１をさらに下降させた場合、空圧駆動
源の下面２０４ａは、図３に示すように、上記第１停止
高さ４５１からさらに上記変動幅Δαの２倍の距離分、
下降することになる。下降終了時における空圧駆動源の
下面２０４ａの位置を、図３に示すように第２停止高さ
４５２とする。チャック機構部２０１が、上記第１高さ
４５１から上記第２高さ４５２まで移動するとき、部品
供給部７に実装すべき部品４２２が存在する場合には、
通常、チャック機構部２０１の下降途中にて、空圧駆動
源の下面２０４ａは部品４２２の上面４２２ａに当接す
るはずである。たとえ、上記Ｚ方向において部品載置面
４２１の設置位置がそのプラス、マイナスの誤差範囲の
マイナス側最大値にて規定位置よりもチャック機構部２
０１の下降方向へ位置し、かつ部品４２２の高さ寸法II
Iがその誤差範囲のマイナス側最大値にて規定寸法より
も小さく製作されている場合であっても、チャック機構
部２０１の下降により空圧駆動源２０４の下面２０４ａ
が上記第２高さ４５２に位置したときには、上記下面２
０４ａは部品４２２の上面４２２ａに当接するはずであ
る。したがって、上記第１速度と同じ速度にてチャック
機構部２０１を下降させたのでは、空圧駆動源２０４の
下面２０４ａが部品４２２の上面４２２ａに当接したと
きに部品４２２に与える圧力が大きくなる。そこで、本
実施形態では、上記第１停止高さ４５１から第２停止高
さ４５２までチャック機構部２０１を下降させるときに
は、図３のVII部に示すように、上記第１速度よりも低
速である第２速度にてチャック機構部２０１が下降する
ように、チャック装置用制御装置５は駆動部２５１への
電流供給量を制御する。

【００１７】さらに、空圧駆動源２０４の下面２０４ａ
と部品４２２の上面４２２ａとの当接を検知するため、
チャック装置用制御装置５は駆動部２５１の負荷、具体
的には駆動部２５１へ供給する電流値を検出している。
そしてチャック装置用制御装置５は、上記第１停止高さ
４５１から第２停止高さ４５２へのチャック機構部２０
１の下降動作において、詳細後述するように、駆動部２
５１へ供給している電流値が急激に増加して、あるしき
い値を超えたときには、上記下面２０４ａが部品４２２
の上面４２２ａに当接したと判断し、チャック機構部２
０１の下降動作を停止する。このようなチャック装置用
制御装置５の制御に基づき、ステップ４では、チャック
装置用制御装置５はチャック機構部２０１を上記第１停
止高さ４５１から第２速度にて下降を開始する。

【００１８】ステップ４にてチャック機構部２０１の移
動を開始した直後においては、駆動部２５１へ供給され
る電流は、図４の「Ｔｗ」にて示す時間以内において図
示するように、急激に増加する。このときの電流値の増
加にて、チャック装置用制御装置５が上記下面２０４ａ
と部品４２２の上面４２２ａとの当接を誤認しないよう
に、ステップ５では、上記第２速度による移動を開始す
る際に、チャック機構部２０１を加速するため駆動部２
５１へ供給する電流が安定するまでの時間として電流安
定時間Ｔｗを設け、チャック装置用制御装置５は上記電
流安定時間Ｔｗの経過の有無を判断する。尚、上記電流
安定時間Ｔｗはチャック機構部２０１の加速度に応じて
調整可能である。

【００１９】ステップ５の後、ステップ６では、上記電
流安定時間Ｔｗの経過時点において、チャック装置用制
御装置５は、チャック機構部２０１が上記第１停止高さ
４５１から第２停止高さ４５２へ上記第２速度にて移動
するときに駆動部２５１へ供給される電流の電流値Ｉｃ
ｏｎｔを測定する。

【００２０】上述のように、空圧駆動源２０４の下面２
０４ａと部品４２２の上面４２２ａとが当接後、駆動部
２５１へ供給される電流は急激に増加するが、その増加
した電流のある時点における電流値であって空圧駆動源
２０４の下面２０４ａと部品４２２の上面４２２ａとが
当接したとみなされる電流値をＩｔｈとする。ステップ
７では、チャック装置用制御装置５は、上記電流値Ｉｔ
ｈから上記電流値Ｉｃｏｎｔを減算し、設定電流差ΔＩ
ｓｅｔを得るとともに、駆動部２５１へ供給している時
々刻々の電流値を測定してその測定電流値Ｉｔを得る。
尚、チャック機構部２０１による部品の保持動作におい
て、いずれの部品に対しても、上記電流値Ｉｃｏｎｔ及
び上記電流値Ｉｔｈが一定であるような場合には、上記
設定電流差ΔＩｓｅｔは一定値となることから、その値
を予めチャック装置用制御装置５に格納しておいてもよ
い。又、上記電流値Ｉｔｈは、チャック装置用制御装置
５における制御プログラム上にて変更可能である。

【００２１】次のステップ８では、チャック装置用制御
装置５は、チャック機構部２０１が上記第２停止高さ４
５２へ移動したか否かを判断する。即ち、チャック装置
用制御装置５は、上記チャック機構部２０１の上記初期
位置からの降下量が上述のように演算にて得た上記第２
下降距離を越えていないかどうかを判断する。上述のよ
うに、チャック機構部２０１にて挟持される部品４２２
がチャック機構部２０１の下降方向に存在する場合には
上記チャック機構部２０１が上記初期位置から上記第２
下降距離分、降下する間に、空圧駆動源２０４の下面２
０４ａが部品４２２の上面４２２ａに当接する。それに
もかかわらず、ステップ８における判断にて、上記チャ
ック機構部２０１が上記第２下降距離を越えて移動した
とチャック装置用制御装置５が判断したときには、チャ
ック装置用制御装置５は挟持すべき部品４２２が存在し
ないものとみなして、エラー処理の動作を実行する。

【００２２】ステップ８にてチャック機構部２０１の降
下量が上記第２下降距離を越えていないと判断されたと
きには、ステップ９へ移行し、ステップ９では、チャッ
ク装置用制御装置５は、上記測定電流値Ｉｔから上記電
流値Ｉｃｏｎｔを差し引いた値（Ｉｔ−Ｉｃｏｎｔ）が
上記設定電流差ΔＩｓｅｔ以上であるか否かを判断す
る。上記差し引いた値（Ｉｔ−Ｉｃｏｎｔ）が上記設定
電流差ΔＩｓｅｔ未満であるときには、再度ステップ７
に戻りステップ７〜ステップ９を繰り返す。一方、上記
差し引いた値（Ｉｔ−Ｉｃｏｎｔ）が上記設定電流差Δ
Ｉｓｅｔ以上と判断されたときには、ステップ１０へ移
行する。

【００２３】ステップ１０では、ステップ９にて上記差
し引いた値（Ｉｔ−Ｉｃｏｎｔ）が上記設定電流差ΔＩ
ｓｅｔ以上と判断されると同時に、チャック装置用制御
装置５は、駆動部２５１に対してチャック機構部２０１
の上記第２停止高さ４５２への移動を停止する。尚、チ
ャック機構部２０１の移動停止後においても、駆動部２
５１を構成するボイスコイルモータが発生するトルクを
当接時のトルクに保持して、空圧駆動源２０４の下面２
０４ａと部品４２２の上面４２２ａとの密着を維持する
必要がある。よって、チャック装置用制御装置５は、チ
ャック機構部２０１の移動停止後においても、駆動部２
５１に対して上記測定電流値Ｉｔに相当する電流を供給
し続ける。このような状態において、チャック装置用制
御装置５は、さらにソレノイドバルブ３を介して空圧駆
動源２０４を動作させて、挟持板２０２，２０３が互い
に接近する方向、即ち閉方向へ挟持板２０２，２０３を
移動させ部品４２２を挟持させる。尚、この状態は図２
の（ｃ）及び図３のVIII部に対応する。

【００２４】ステップ１０の次のステップ１１では、チ
ャック装置用制御装置５は、図２の（ｄ）に示すように
部品４２２を挟持した状態でチャック機構部２０１を上
記初期位置まで上昇させる。尚、このときの上昇速度
は、図３のIX部に示すように、上記第１速度よりも速い
速度である。以後、従来と同様に、ＸＹロボット１を駆
動してチャック装置２を回路基板８の実装位置の上方へ
移動させた後、チャック機構部２０１を再び下降して挟
持している部品４２２を上記実装位置へ実装する。本実
施形態では、上述のように空圧駆動源２０４の下面２０
４ａと部品４２２の上面４２２ａとが常に当接した状態
で、チャック機構部２０１は部品４２２を挟持している
ので、図９に示すような隙間Vが発生することはない。
よって、上記実装位置への部品４２２の実装時におい
て、部品４２２が不必要に回路基板８に押し付けられる
という現象は発生しないので、上記実装位置へ部品４２
２を実装するときのチャック機構部２０１の下降速度
は、従来と同様の速度にて行うことができる。

【００２５】又、上記実装位置へ部品４２２を実装する
ときにおいても、上述した動作制御と全く同様の制御を
行うのが好ましい。即ち、部品４２２と回路基板８との
接触を、上述の場合と同様に駆動部２５１へ供給する電
流値の変化を検出することで検知して、該検知にて挟持
板２０２，２０３を開けばよい。

【００２６】以上説明した部品実装方法について、回路
基板８へ実装する部品４２２の種類が変化するときには
ステップ１から、一方上記部品４２２の種類が変化しな
いときにはステップ２から、それぞれステップ１１まで
の動作を繰り返すことで、複数の部品が回路基板８へ実
装されていく。尚、上記部品４２２の高さ方向に沿った
挟持板２０２，２０３の長さが、保持しようとする部品
４２２の高さ寸法IIIよりも長い場合には、空圧駆動源
２０４の下面２０４ａと部品４２２の上面４２２ａとの
間に上記隙間Vが形成されてしまう。よって、部品４２
２の上記高さ寸法IIIに応じて、上記部品４２２の高さ
方向に沿った適切な長さにてなる挟持板２０２，２０３
を有するチャック機構部２０１を用いる必要があるた
め、挟持板における上記長さを異ならせた複数種のチャ
ック機構部２０１が予め用意させている。上述のよう
に、チャック装置用制御装置５には、実装すべき部品に
関する情報が予め供給されることから、チャック装置用
制御装置５は、実装する部品４２２に適切な挟持板２０
２，２０３を有するチャック機構部２０１を選択し、チ
ャック機構部２０１に対してシャフト２５３の一端部２
５３ａにてチャック機構部２０１の着け変えを自動的に
行わせる。

【００２７】このように本実施形態の部品実装方法によ
れば、空圧駆動源２０４の下面２０４ａと部品４２２の
上面４２２ａとが実際に当接することによって生じる、
駆動部２５１におけるボイスコイルモータの電流変化を
捉え、該電流変化に基づきチャック機構部２０１の挟持
板２０２，２０３の開閉を行うため、チャック機構部２
０１の移動方向における部品載置面４２１の設置位置誤
差や、チャック機構部２０１の移動方向における部品４
２２の高さ寸法のバラツキや、部品供給部７の例えばト
レイ４２３の強度等に左右されることなく、安定して部
品４２２の挟持を行うことができる。又、上述のステッ
プ７にて説明した上記設定電流差ΔＩｓｅｔを算出する
元となる、上記しきい値Ｉｔｈは、チャック装置用制御
装置５における動作プログラム上で容易に変更すること
ができる。よって、必要に応じて上記しきい値を変更す
ることで上記設定電流差ΔＩｓｅｔを変更して、空圧駆
動源２０４の下面２０４ａと部品４２２の上面４２２ａ
との当接の検出感度を変化させることができる。したが
って、例えば部品載置面４２１が軟弱な場合、もしくは
部品４２２自体が破損しやすい場合であり微弱な電流変
化しか得られないような場合であっても、上記下面２０
４ａと部品４２２の上面４２２ａとの当接を検出するこ
とができ、かつ検出誤動作を防ぐこともでき、部品供給
部７から安定して部品４２２の取り出しを行うことがで
きる。又、チャック機構部２０１が部品４２２に当接す
るまでは第２速度にて移動することから、チャック機構
部２０１と部品４２２とは柔らかに接触するので、当接
時における衝撃吸収のための機構をチャック機構部２０
１に設ける必要がなくなる。したがって、チャック機構
部２０１の軽量化を図ることができるので、その動作速
度を上げることができ、ひいては部品４２２の実装速度
の高速化を図ることができる。

【００２８】又、上記実施形態では、空圧駆動源２０４
の下面２０４ａと部品４２２の上面４２２ａとの当接検
出を、ボイスコイルモータの電流変化の検知にて行った
が、これに限定されるものではなく、例えば、空圧駆動
源２０４の下面２０４ａに例えばロードセルような圧力
センサを設け、該圧力センサの出力に基づき上記当接を
検出することもできる。

【００２９】上述の実施形態では駆動部２５１をボイス
コイルモータを用いて構成したが、図７に示すようなチ
ャック装置１１を構成する駆動部２６１を採用すること
もできる。尚、図７は、図５におけるチャック装置２の
近辺のみを示しており、その他の構成部分については図
示を省略している。又、図７に示す部品実装装置５２で
は、図５に示すチャック装置用制御装置５に代えてチャ
ック装置用制御装置１２を設ける。駆動部２６１は以下
のような構成を有する。即ち、駆動部２６１は、サーボ
モータ２６２と、一端部にチャック機構部２０１を設け
たボールネジ２６３と、チャック機構部２０１の空圧駆
動源２０４へ供給するエアーの供給、排気を行うソレノ
イドバルブ２６４とを備える。ボールネジ２６３には、
該ボールネジ２６３に係合して該ボールネジ２６３の中
心軸を中心としてその周方向に回転するナット部２６５
が取り付けられている。又、サーボモータ２６２の出力
軸に取り付けられたプーリ２６６と、ナット部２６５と
の間にはベルト２６７が掛けられ、ナット部２６５はサ
ーボモータ２６２の動作によりボールネジ２６３の周方
向に回転される。ナット部２６５は、ＸＹロボット１の
Ｙ案内部１−２に対しては移動不可の状態にてＹ案内部
１−２に取り付けられているので、ナット部２６５が回
転することで、ナット部２６５に係合するボールネジ２
６３は上記Ｚ方向に昇降可能となり、チャック機構部２
０１が上記Ｚ方向に昇降することになる。尚、チャック
装置用制御装置１２において、特にサーボモータ２６２
の動作制御は、デジタルサーボドライバにて行われる。

【００３０】以上のように構成された部品実装装置５２
における部品実装方法は、基本的に上述した部品実装装
置５１における実装方法と同一であり、以下の点が相違
するのみである。よって、上記相違点のみを以下に説明
する。即ち、上記ステップ６及びステップ７では駆動部
２５１へ供給する電流値を測定しているが、当該部品実
装装置５２では、上記デジタルサーボドライバへフィー
ドバックされる、サーボモータ２６２のトルク値（以
下、「トルクフィードバック値」と記す）を測定する点
が相違する。このように、上記デジタルサーボドライバ
における内部処理データの一つである上記トルクフィー
ドバック値を用いても、上述の部品実装装置５１の場合
と同様に、チャック機構部２０１の移動方向における部
品載置面４２１の設置位置誤差や、チャック機構部２０
１の移動方向における部品４２２の高さ寸法のバラツキ
や、部品供給部７の例えばトレイ４２３の強度等に左右
されることなく、安定して部品４２２の挟持を行うこと
ができる。さらに又、部品実装装置５２では、チャック
機構部２０１の駆動部として、サーボモータ２６２及び
ボールネジ２６３を備えたタイプを使用していることか
ら、従来の部品実装装置の構成を大きく変更することな
く、本実施形態の部品実装方法を適用することができ
る、よって、部品実装装置５２における部品実装方法
は、既存の設備に対しても有効な手段になりうる。

【００３１】尚、上述の部品実装装置５１，５２でが、
挟持板２０２，２０３の開閉動作を空圧にて行っている
が、ソレノイドなどを利用した電磁アクチュエータにて
行うこともできる。

【００３２】又、部品実装装置５２では、チャック機構
部２０１の移動機構としてボールネジ２６３を使用して
いるが、回転動作を直線動作に変換する物であれば、力
の変換効率が著しく低下するような物でない限りその種
類に制限はない。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の第１態様で
ある部品実装方法、及び第２態様の部品実装装置によれ
ば、制御装置にて、部品の近傍位置まで部品保持部を第
１速度にて移動し、上記近傍位置から上記部品保持部が
上記部品に接触するまでは上記部品保持部を上記第１速
度よりも遅い第２速度にて移動させて上記接触した時点
で該移動を停止して部品を保持するように制御すること
から、保持を行う際、部品に作用する衝撃力を小さくす
ることができる。さらに、上述の動作により、部品保持
部の移動方向における部品載置面の設置位置誤差や、部
品保持部の移動方向における部品の高さ寸法のバラツキ
や、部品供給部の強度等に左右されることなく、安定し
て上記部品の挟持を行うことができる。さらに、上述の
動作により、上記部品保持部と上記部品との当接時にお
ける衝撃吸収のための機構を設ける必要がなくなること
から、上記部品保持部の軽量化を図ることができ、した
がって部品の実装速度の高速化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態の部品実装方法における
動作の流れを示すフローチャートである。

【図２】 （ａ）〜（ｄ）は、図１に示す部品実装方法
において、チャック機構部による部品の取り出し動作を
順を追って示した図である。

【図３】 図１に示す部品実装方法において、チャック
機構部が部品供給部から部品の取り出しを行うときの、
部品載置面とチャック機構部との間の距離の変化を時間
経過に沿って表したグラフである。

【図４】 図１に示す部品実装方法において、チャック
機構部が第２速度にて移動するときの駆動部に供給され
る電流の変化を示すグラフである。

【図５】 図１に示す部品実装方法を実行する部品実装
装置の概略構成を示す斜視図である。

【図６】 図５に示すチャック装置の駆動部の構造を示
す断面図である。

【図７】 図１に示す部品実装方法を実行可能なチャッ
ク装置の駆動部の他の実施形態を示す斜視図である。

【図８】 従来の部品実装装置におけるチャック装置部
分の構成を示す斜視図である。

【図９】 図８に示すチャック装置にて部品を保持した
状態を示す図である。

【図１０】 部品載置面が軟弱な場合に、図８に示すチ
ャック装置にて部品を保持した状態を示す図である。

【符号の説明】

１…ＸＹロボット、２…チャック装置、５…チャック装
置用制御装置、６…主制御装置、７…部品供給部、８…
回路基板、２０１…チャック機構部、２０２，２０３…
挟持板、２０４…空圧駆動源、２５１…駆動部、４２１
…部品載置面、４２２…部品、４５１…第１停止高さ、
４５２…第２停止高さ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 壁下 朗 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品の高さ方向に部品保持部（２０１）
   を移動して上記部品保持部にて部品（４２２）を保持し
   保持した部品を被実装体（８）へ実装する部品実装方法
   であって、 上記部品を保持するとき、上記部品に非接触な位置であ
   って上記部品に上記部品保持部が接触するのを回避する
   接触回避寸法を上記部品の高さ寸法に加えてなる部品近
   傍位置まで上記部品保持部を第１速度にて移動し、 上記近傍位置から上記部品保持部が上記部品に接触する
   まで上記第１速度よりも低速である第２速度にて上記部
   品保持部を移動し上記部品保持部と上記部品とが接触し
   た時点で上記部品保持部の移動を停止し、 上記部品保持部の移動停止後、上記部品保持部にて上記
   部品を保持する、ことを特徴とする部品実装方法。
2. 【請求項２】 上記部品保持部と上記部品との接触は、
   上記部品保持部に作用する負荷を検出することで検知す
   る、請求項１記載の部品実装方法。
3. 【請求項３】 上記部品保持部への負荷の検出は、上記
   部品の高さ方向に上記部品保持部を移動させる駆動部へ
   供給する電流量の変化にて行う、請求項２記載の部品実
   装方法。
4. 【請求項４】 上記部品の高さ方向とは、上記部品を載
   置する部品載置面に対する直交方向であり、上記駆動部
   はボイスコイルモータである、請求項３記載の部品実装
   方法。
5. 【請求項５】 上記接触回避寸法とは、少なくとも上記
   部品の高さ方向における上記部品載置面の設置位置誤差
   及び上記部品の高さ寸法誤差を加えた寸法である、請求
   項１ないし４のいずれかに記載の部品実装方法。
6. 【請求項６】 上記部品保持部は、上記部品を挟持する
   チャック機構である、請求項１ないし５のいずれかに記
   載の部品実装方法。
7. 【請求項７】 部品の高さ方向に部品保持部（２０１）
   を移動して上記部品保持部にて部品（４２２）を保持し
   保持した部品を被実装体（８）へ実装する部品実装装置
   であって、 上記部品を保持するとき、上記部品に非接触な位置であ
   って上記部品に上記部品保持部が接触するのを回避する
   接触回避寸法を上記部品の高さ寸法に加えてなる部品近
   傍位置まで上記部品保持部を第１速度にて移動し、 上記近傍位置から上記部品保持部が上記部品に接触する
   まで上記第１速度よりも低速である第２速度にて上記部
   品保持部を移動し上記部品保持部と上記部品とが接触し
   た時点で上記部品保持部の移動を停止し、 上記部品保持部の移動停止後、上記部品保持部にて上記
   部品を保持する制御を行う、制御装置（５）を備えたこ
   とを特徴とする部品実装装置。
8. 【請求項８】 上記部品保持部と上記部品との接触は、
   上記部品保持部に作用する負荷を検出することで検知す
   る、請求項７記載の部品実装装置。
9. 【請求項９】 上記部品保持部への負荷の検出は、上記
   部品の高さ方向に上記部品保持部を移動させる駆動部
   （２５１）へ供給する電流量の変化にて行う、請求項８
   記載の部品実装装置。
10. 【請求項１０】 上記部品の高さ方向とは、上記部品を
    載置する部品載置面（４２１）に対する直交方向であ
    り、上記駆動部はボイスコイルモータである、請求項９
    記載の部品実装装置。
11. 【請求項１１】 上記接触回避寸法とは、少なくとも上
    記部品の高さ方向における上記部品載置面の設置位置誤
    差及び上記部品の高さ寸法誤差を加えた寸法である、請
    求項７ないし１０のいずれかに記載の部品実装装置。
12. 【請求項１２】 上記部品保持部は、上記部品を挟持す
    るチャック機構である、請求項７ないし１１のいずれか
    に記載の部品実装装置。