JPH1065398A - 電子部品実装装置におけるノズルの上下動作の禁止指令タイミングの設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移載ヘッドをロータリーヘッドに沿ってイン
デックス回転させながら、移載ヘッドのノズルに上下動
作を行わせて電子部品を基板に搭載するようにした電子
部品実装装置において、トラブル発生時にノズルが誤っ
て上下動してしまうのを解消できる電子部品実装装置に
おけるノズルの上下動作の禁止指令タイミングの設定方
法を提供することを目的とする。 【解決手段】 トラブル発生時には動作禁止手段を作動
させて前記ノズルの上下動作を中止するにあたり、前記
ノズルが上下動作を開始する直前に禁止効果発生タイミ
ングを固定タイミングとして予め設定し、この禁止効果
発生タイミングから動作の遅れ時間を差し引いたタイミ
ングに禁止指令タイミングを設定する。したがって高速
運転時において、指令の効果発生に要する時間遅れによ
ってノズルが誤って上下動作を行うのを解消できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品実装装置
におけるノズルの上下動作の禁止指令タイミングの設定
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ロータリーヘッドを備えた電子部品実装
装置は、複数の移載ヘッドを備えたロータリーヘッドを
高速度でインデックス回転させながら、パーツフィーダ
の上方において移載ヘッドのノズルに上下動作を行わせ
てノズルの下端部に電子部品を真空吸着してピックアッ
プし、また位置決め部に位置決めされた基板の上方にお
いて移載ヘッドのノズルに再度上下動作を行わせてノズ
ルの下端部に真空吸着された電子部品を基板の所定の座
標位置に搭載するようになっている。

【０００３】ところで、電子部品実装装置の運転中には
様々なトラブルが発生する。このトラブルの代表的なも
のとして、例えばチップ立ちがある。チップ立ちとは、
ノズルが上下動作を行ってパーツフィーダの電子部品
（チップ）をピックアップする際に、ノズルが電子部品
の上面を真空吸着せずに側面を真空吸着してしまい、こ
のため電子部品が起立姿勢でノズルの下端部に真空吸着
されるトラブルのことである。このようなチップ立ちの
電子部品をそのまま基板に搭載すると、この基板は不良
基板となってしまうので、このような電子部品の基板へ
の搭載は中止しなければならない。

【０００４】そこで従来、この種電子部品実装装置に
は、ノズルの上下動作を強制的に中止させるための動作
禁止手段が備えられている。そしてチップ立ちなどのト
ラブルが発生した場合には、動作禁止手段に禁止指令を
出してノズルの上下動作を中止し、これによりチップ立
ちの電子部品が基板に搭載される等のトラブルを回避す
るようになっている。

【０００５】以下、従来の動作禁止手段の動作について
説明する。図５（ａ）は、従来の電子部品実装装置の低
速運動時における動作のタイムチャートであって、ノズ
ルに上下動作を行わせる上下動機構中のカムの回転角度
（０°〜３６０°）と、カムの回転角度で定まる各々の
タイミングにおける動作を示している。図５（ａ）にお
いて、ノズルが１回上下動作を行う時間を１サイクルと
いう。

【０００６】図５（ａ）の第１サイクルは、ノズルは通
常通りに上下動作を行って電子部品を基板に搭載するこ
とを示している。ｔ１はノズル下降開始タイミング、ｔ
２はノズル下降終了タイミング、ｔ３はノズル上昇開始
タイミング、ｔ４はノズル上昇終了タイミングである。

【０００７】さて第２サイクルで上下動作を行なう予定
の移載ヘッドに、チップ立ちが検出されたものとする。
なおチップ立ちの検出方法は、本発明と直接的な関連性
はないので説明は省略する。この場合、禁止指令タイミ
ングｔ５で、動作禁止手段に対して動作の禁止指令が出
される。そして禁止効果発生タイミングｔ６で動作禁止
手段は動作を開始する。すなわち、禁止指令が出されて
から動作禁止手段が実際に動作を開始するまでには、時
間遅れＴ１が存在する。低速運転の場合は１サイクルの
時間はかなり長いので、禁止効果発生タイミングｔ６は
次の第２サイクルのノズル下降開始タイミングｔ７より
も早いタイミングとなる。すなわち低速運転の場合は、
ノズルが下降動作を開始する前に、動作禁止手段が動作
を開始するので、ノズルが下降することはなく、何ら不
都合は生じない。なお禁止効果発生タイミングとは、動
作禁止手段の動作が完了したタイミングのことを言う。

【０００８】禁止解除指令タイミングｔ８と禁止解除効
果発生タイミングｔ１１の場合も同様であって、両者の
間にも時間遅れＴ２が存在するが、禁止解除効果発生タ
イミングｔ１１はノズル上昇終了タイミングｔ１０の後
となるので不都合は生じない。

【０００９】図５（ｂ）は従来の電子部品実装装置の高
速運転時における動作のタイムチャートである。高速運
転の場合はサイクルタイムが短いので、禁止効果発生タ
イミングｔ６はノズル下降開始タイミングｔ７よりも後
になり、このため図示するようにノズルは上下動作を開
始した移載ヘッドを動作禁止手段によって強制的に押し
上げて上下動作を禁止することになる。この強制的な動
作に伴って大きな衝撃音や振動等が発生し、電子部品実
装装置や周囲の環境に悪影響を与えてしまうという問題
点があった。以上のように従来方法では、動作禁止手段
に禁止指令や禁止解除指令が出されてから、実際に動作
を開始するまでの間に時間遅れＴ１，Ｔ２が存在するた
め、低速運転の場合は何ら不都合は生じないが、高速運
転の場合は上述した問題が発生してしまうという問題点
があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明は、
高速運転時の上記不都合を解決できる電子部品実装装置
におけるノズルの上下動作の禁止指令タイミングの設定
方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の移載ヘ
ッドを備えたロータリーヘッドをインデックス回転させ
ながら、モータに駆動されて回転するカムにより移載ヘ
ッドのノズルに上下動作を行わせてこのノズルの下端部
に保持された電子部品を基板に搭載するようにした電子
部品実装装置において、トラブル発生時には動作禁止手
段を作動させて前記ノズルの上下動作を中止するにあた
り、前記ノズルが上下動作を開始する直前に禁止効果発
生タイミングを固定タイミングとして予め設定し、この
禁止効果発生タイミングから動作の時間遅れを差し引い
たタイミングに禁止指令タイミングを設定するようにし
た。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明によれば、ノズルが上下動
作を開始する直前に禁止効果発生タイミングを固定タイ
ミングとして予め設定し、この禁止効果発生タイミング
から動作の時間遅れを差し引いたタイミングに禁止指令
タイミングを設定するので、高速運転時において、指令
の効果発生に要する時間遅れによってノズルが誤って上
下動作を行うのを解消できる。

【００１３】以下、本発明の一実施の形態を図面を参照
しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態の電
子部品実装装置の側面図、図２は同シリンダの制御系の
ブロック図、図３は同動作のフローチャート、図４
（ａ）は同電子部品実装装置の低速運転時における動作
のタイミングチャート、図４（ｂ）は同電子部品実装装
置の高速運転時における動作のタイミングチャートであ
る。

【００１４】まず、図１を参照して電子部品実装装置の
構成を説明する。基台１上にはギヤボックス２が設置さ
れている。３はギヤボックス２内のインデックスギヤ機
構を駆動するメイン軸モータである。ギヤボックス２の
下面に連結された垂直な回転軸４の下端部にはロータリ
ーヘッド５が結合されている。ロータリーヘッド５の周
囲には移載ヘッド７が等間隔に多数個上下動自在に設け
られている。移載ヘッド７は電子部品を真空吸着するノ
ズル８を有している。メイン軸モータ３が駆動すると、
移載ヘッド７はロータリーヘッド５と共にインデックス
回転する。

【００１５】次にノズル８に上下動作を行わせる上下動
機構について説明する。１０はカムであり、プーリ１１
およびベルト１２を介してギヤボックス２により駆動さ
れる。回転軸４が移載ヘッド７の取付角度分回転すると
（１インデックス回転）、プーリ１１はちょうど１回転
する。１３はカギ型のレバーであって、カムフォロア１
４が軸着されている。レバー１３はピン１５に軸着され
ており、スプリング１６に弾発されてカムフォロア１４
はカム１０に弾接している。スプリング１６は一端部を
レバー１３の上端部に取り付けられ、他端部をフレーム
１７に取り付けられている。

【００１６】レバー１３の先端部には垂直なシャフト１
８が連結されている。１９はシャフト１８の上下動作を
案内するガイドである。またシャフト１８の下端部には
水平なロッド２０が連結されている。ロッド２０の中央
部はピン２３に軸着されている。移載ヘッド７と一体の
バー２１にはピン２２が突設されており、ロッド２０の
先端部はピン２２上に当接している。メイン軸モータ３
の駆動によりカム１０が回転すると、レバー１３はピン
１５を中心に揺動する。するとシャフト１８は上下動
し、またロッド２０はピン２３を中心に揺動する。これ
により、ピン２２はロッド２０の先端部に押圧され、移
載ヘッド７は上下動作を行う。なおこれと同様な上下動
機構は、ロータリーヘッド５の背後にもう１組存在し、
ピックアップ位置で移載ヘッド７に上下動作を行なわせ
るようになっている。

【００１７】フレーム１７にはシリンダ２４が水平な姿
勢で取り付けられている。常時は、そのロッド２５は引
き込んでレバー１３から離れており、その状態でレバー
１３はピン１５を中心に自由に揺動し、ノズル８は上下
動作を行うことができる。またロッド２５が突出してそ
の先端部がレバー１３の側面に当接すると、カム１０が
回転してもレバー１３はピン１５を中心に揺動できず、
ノズル８は上下動作を行わない。すなわち、シリンダ２
４はノズル８が上下動作を行うのを禁止する動作禁止手
段となっている。

【００１８】ロータリーヘッド５の背後側にはテーブル
３０が設けられており、テーブル３０上にはパーツフィ
ーダ３１が多数並設されている。テーブル３０の下方に
は送りねじ３２やナット３３から成る送り機構が設けら
れている。モータ３４に駆動されてナット３３が回転す
ると、テーブル３０は横方向へ移動し、所定の電子部品
Ｐを備えたパーツフィーダ３１を移載ヘッド７のノズル
８によるピックアップ位置へ移動させる。

【００１９】ロータリーヘッド５の前面側には可動テー
ブル３６が設置されている。可動テーブル３６はＸテー
ブル３７、Ｙテーブル３８から成っており、Ｙテーブル
３８上に設置されたガイドレール３９に基板４０がクラ
ンプして位置決めされている。Ｘテーブル３７とＹテー
ブル３８が駆動すると、基板４０はＸ方向やＹ方向へ水
平移動し、所定の位置に位置決めされる。

【００２０】次に、図２を参照してシリンダ２４の制御
系について説明する。４０は記憶部であり、禁止効果発
生タイミングなどの様々なデータを記憶している。４１
は制御部であって、記憶部４０のデータを呼び出しなが
ら様々な演算を行い、またモータ３の駆動回路４２の制
御などを行う。またメイン軸モータ３からは位置情報が
フィードバックされる。制御部４１は、この位置情報か
らカム１０の回転角度（０°〜３６０°）を検出する。
また制御部４１は、入出力インターフェース４３を介し
てシリンダ駆動部４４に接続されており、シリンダ２４
の制御を行う。

【００２１】この電子部品実装装置は、メイン軸モータ
３が駆動すると、移載ヘッド７はロータリーヘッド５と
共にインデックス回転する。そして電子部品Ｐのピック
アップ位置へ移動してきた移載ヘッド７は、カムが回転
することにより上下動作を行い、ノズル８の下端部にパ
ーツフィーダ３１に備えられた電子部品Ｐを真空吸着し
てピックアップする。次いでこの移載ヘッド７は基板４
０の上方へ移動し、そこでカム１０が回転してノズル８
が再度上下動作を行うことにより、電子部品Ｐを基板４
０に搭載する。以上の動作を連続的に行うことにより、
電子部品は基板４０に次々に搭載されていく。

【００２２】次に、図３および図４を参照して、低速運
転時と高速運転時におけるノズル８の上下動作のタイム
チャートを説明する。まず図３を参照して、全体のフロ
ーを説明する。この場合、図３のステップ１で、メイン
軸速度指令は低速とする。またステップ２でメイン軸速
度、禁止効果発生タイミング、遅れ時間より、シリンダ
２４のロッド２５の突出による動作禁止指令タイミング
を予測する。またステップ３で禁止ポイントか否かを判
定し、Ｙｅｓならばステップ４で禁止指令出力を送出す
る。

【００２３】次に、図４（ａ）を参照して、低速運転時
のタイムチャートを説明する。第１サイクルでは、ノズ
ル８は通常通りに上下動を行って電子部品Ｐを基板４０
に搭載する。なおｔ１〜ｔ１１のタイミングの名称は図
５の従来例と同じである。

【００２４】さて第２サイクルで上下動作を行なう予定
の移載ヘッド７に、トラブル（例えばチップ立ち）が検
出されたものとする。この場合、ノズル降下開始タイミ
ングｔ７の直前に、禁止効果発生タイミングｔ６が固定
タイミングとして設定される。そしてこれより時間遅れ
Ｔ１を差し引いたタイミングに禁止指令タイミングｔ５
が可変タイミングとして設定される。制御部４１は、こ
の禁止指令タイミングｔ５をメイン軸モータの回転速度
を考慮してカム１０の回転角度に換算し、この回転角度
を禁止ポイントとして記憶する。すなわちメイン軸モー
タの回転速度はわかっているので時間遅れＴ１の間にカ
ム１０が回転する角度を計算し、禁止効果発生タイミン
グｔ６に相当するカム１０の回転角度から計算で求めた
角度だけ進めた回転角度を禁止ポイントとするものであ
る。

【００２５】図４（ｂ）に示す高速運転時の場合も同様
であって、第２サイクルで上下動作を行なう予定の移載
ヘッド７に、トラブル（例えばチップ立ち）が検出され
たものとする。この場合、ノズル降下開始タイミングｔ
７の直前に、禁止効果発生タイミングｔ６が固定タイミ
ングとして設定される。そしてこれより時間遅れＴ１を
差し引いたタイミングに禁止指令タイミングｔ５が可変
タイミングとして設定される。そして制御部４１は禁止
ポイントを前述した説明と同様にして計算して記憶す
る。このように、トラブルが発生したならば、ノズル８
が上下動差を開始する直前のタイミングに禁止効果発生
タイミング（シリンダ２４のロッド２５が突出完了する
タイミング）ｔ６を固定タイミングとして設定し、これ
から時間遅れを差し引いて禁止指令タイミングｔ７を設
定するので、運転速度に関係なく、ノズル８の動作を禁
止することができる。

【００２６】また図４（ｂ）において、第３サイクルの
ノズル下降開始タイミングｔ１２の前に、禁止解除効果
発生タイミングｔ１１を固定タイミングとして設定し、
これよりも時間遅れＴ２を差し引いたタイミングに禁止
解除指令タイミングｔ８を可変タイミングとして設定す
る。このようにすれば、第３サイクルにおけるノズルの
下降を間違いなく行うことができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、ノズルが上下動作を開
始する直前に禁止効果発生タイミングを固定タイミング
として予め設定し、この禁止効果発生タイミングから動
作の遅れ時間を差し引いたタイミングに禁止指令タイミ
ングを設定するので、高速運転時において、指令の効果
発生に要する時間遅れによってノズルが誤って上下動作
を行うのを解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の側
面図

【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のシ
リンダの制御系のブロック図

【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の動
作のフローチャート

【図４】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装
置の低速運転時における動作のタイミングチャート （ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の高速
運転時における動作のタイミングチャート

【図５】（ａ）従来の電子部品実装装置の低速運動時に
おける動作のタイムチャート （ｂ）従来の電子部品実装装置の高速運転時における動
作のタイムチャート

【符号の説明】

３ メイン軸モータ ５ ロータリーヘッド ７ 移載ヘッド ８ ノズル ２４ シリンダ ３６ 可動テーブル ４０ 基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の移載ヘッドを備えたロータリーヘッ
   ドをインデックス回転させながら、モータに駆動されて
   回転するカムにより移載ヘッドのノズルに上下動作を行
   わせてこのノズルの下端部に保持された電子部品を基板
   に搭載するようにした電子部品実装装置において、トラ
   ブル発生時には動作禁止手段を作動させて前記ノズルの
   上下動作を中止するにあたり、前記ノズルが上下動作を
   開始する直前に禁止効果発生タイミングを固定タイミン
   グとして予め設定し、この禁止効果発生タイミングから
   動作の時間遅れを差し引いたタイミングに禁止指令タイ
   ミングを設定することを特徴とする電子部品実装装置に
   おけるノズルの上下動作の禁止指令タイミングの設定方
   法。