JPS6177399A - チツプ部品の自動装着機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 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関するものであ
る。

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。

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
に不良や欠品があると、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
るものである。

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、ロー
ターの円周面にノズル先端を下方に向けて電子部品の装
着ヘッドを複数本定間隔毎に装備し、これら各装着ヘッ
ドの移動軌跡下方で所定領域内にチップテープのテープ
フィーダをローターの回動中心に向けて放射状に複数並
列的に配置し、その略対向側に基板を搭載するＸＹテー
ブルを配置し、各チップテープから装着ヘッドで吸持し
たチップ部品をローターの回動に伴って基板に順次装着
すると共に、その途上で電子部品の不良、欠品等の実装
不適が検出されと適宜に選択される別の装着ヘッドでチ
ップ部品を吸持してチップ部品を装着するべくローター
を駆動制御するよう構成されている。

作用 このチップ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、その周廻りの所定領域内に
複数のテープフィーダを配置することにより常時にいく
つかの装着ヘッドが部品装着動作を行える状態にあるた
め、ローターの駆動制御で適宜にチップ部品を基板に装
着作動するよう装着ヘッドを選定し得るものでり、不良
部品を吸持し或いはチップ部品の吸着姿勢不良等の生じ
た装着ヘッドにチップ部品の装着動作を行わせないこと
により一枚の基板に対して一連にすべてのチップ部品を
装着することができるものである。

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、大別して複数本の装着へ一２ドｉｏ
、ｔｏ・・・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とから構成されている。

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
隔毎に取付けられ、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は円型の上部フレーム
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徐々に変速作動可
能な駆動モータ２３に連繋されている。テープフィーダ
３０゜３０・・・は、標準型、異形型で異種なチップ部
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１０．１
０・・・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Ｒ置されており、その−意
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。

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ｔｏ、
ｉｏ・・・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４
０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ｔｏ、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１００．欠
品チップ部品の排出装置ｌｌＯが順次配置されている。

このチップ部品の自動装着機では、各装着ヘッド１０．
１０・・・が複数のチップフィーダ３０，３０・・・か
らチップ部品を逐次吸着してローター２０の回動に伴っ
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イ
ンデックス番号１から順次に各装着ヘッド１０．１０・
・・で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、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
方に位置する装着ヘッドで同種のチップ部品を吸持して
再装着動作を行うよラロータ−２０の回動を制御する。

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
れたときには同種のチップ部品を吸着するインデックス
番号Ｎ十１の装着ヘッドでＮ番のテープフィーダよりチ
ップ部品を吸持させ、ローター２０を早回すさせること
によりチップ部品の装着を行うようにする。また、６０
本の装着ヘッドのうち仮にインデックス番号５８で欠品
が検出されたときはローター２０が略−回転を終了する
時点であるため、そのチップ部品の種類と既に装着作業
を終了した装着ヘッドとの関係から割出したインデック
ス番号の装着ヘッドでチップ部品を吸着し、これまたロ
ーター２０を星回すすることによりチップ部品を装着す
るよう動作させる。この駆動制御はローター２０の駆動
モータ２３をロタリーエンコーダで制御することにより
行えるものであり、各装着ヘッド１０．１０・・・には
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
でチップ部品を装着する動作を行わせることができるよ
うになっている。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ｌＯＯ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１
１０では、吸着解除ビ・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。

このチップ部品の装着機では、装着へラドｌＯ，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１１
０に対する下降動をハンマーソレノイドを用いて行うと
よい。各機構部には駆動モーター３０を駆動源としく第
４〜６図で連繋関係を一点鎖線で示す）、この駆動モー
ター３０と連繋した回動シャフト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１３８．１３９
，１４０，１４１を介して作動杆１４２．１４３．１４
４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を増付ける。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ビンを
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のビンが駒１４Ｂと係合し
、カム盤１３４のカム溝に沿ってソレノイド１４５が下
降することにより装着ヘッドｌＯの全体をローター２０
から下方に降下する。この下降動で装着へラドｌＯはノ
ズル先端にチップ部品を吸持し、更にカム＠１３４のカ
ム溝に沿って」二昇動じて元の位置に復帰動すると共に
／＼ンマーソレノイド１４５のピンが退却することによ
り所定位置で停止トするようになる。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＠
１３５．カムフォロア１３９を介して行う下降動にも適
用することができ、また欠品チップ　Ｏ 部品の排出装置に対しカムｌ１１３７．カムフォロア１
４１を介して行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３ｏのテープ間歇送り動作を行わせるよう構成
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ｇ１１５２にカム
フォロア１５３を介して連繋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１
５４を係合可能に配置し、この駒がチップ送りドラム２
０１の同軸上に装着したカムレバー２０２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２０２を介して送りドラム２０１が１ピツチづつ
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ｉｏに真空圧を供給する真空バル
ブ１２も押し板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。

このチップ部品装着機では各装着ヘッド１Ｏ１ｌＯ・・
・のローター装着付近に摺動プレー）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゜ｌＯ・・・に対する真空
圧の供給乃至遮断が行われるようになっている。各摺動
プレー・ト１３，１３・・・は機体側に装備されたポー
ル１６で押圧することによりスライドでき、その抑圧解
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を介してポル）１９により支持されている。

また、上述した如くカムレバー３１の作動で間歇作動す
るテープフィーダ３０．３０・・・の送リドラム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、個々に行うチ
ップテープの掛は換えを容易にできる。また、カバーテ
ープｔ１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リリ
ール３４を当接配置することにょリカムレｔ＜−３１の
揺動でロール３８を回転すると共にリール３４を連動す
るよう構成することができる。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３０１．３
０２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〈３巻取リリール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
ることができ菰。また、このテープフィーダ３０にはチ
ップテープＴの四部内に収容したチップ部品Ｅを装着ヘ
ッドＩＯで確実に吸着させるようにするため、チップテ
ープ〒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。

そのビン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カイ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シシかも安定したチップ部品Ｅの
支持を行えるようにするとよい。また、その各テープフ
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
３０７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ｔ２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１作業場所の足廻りを整然メ保
つことができる。また、この台車３０６は屑回収ポック
３０７を手前側でキャスタ一台３０９と横軸シャフト３
１０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とキャスタ一台３０９との間を連結するリ
ンクパー３１１，３１２を装着し、その各リンクパー３
１１，３１２をシャフト３１３で枢支した個所に操作バ
ー３１４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
てリンクパー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は換えを行うようにすれば、チッ
プテープを容易にしかも速やかに掛は換えられるように
なる。

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
よう装着ヘッドｌＯ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。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。

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
する各挟圧爪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。その各挟圧爪４０１は中心軸４０
２の先端周縁に配置され、下端側を内管４０３の受口４
０４内で中心軸４０２と一体のプレート４０５Ｊ−に載
置することにより支持されている。また、冬瓜４０１は
中心軸４０２の先端側で軸線を切欠くことにより形成し
た四部４０６に嵌込み配置され、また中心軸４０２の軸
線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４０７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
バ一部４０９が内管４０３の受口上縁と係合されている
。更に、冬瓜４０１は下端寄りの外縁に円弧形の切欠４
１０を有し、その切欠４１０にコイルバネのリング４１
１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４０１を支持する内管４
０３は外管４１２で嵌挿支持され、その間に配置したコ
ンプレジョンスプリング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４１
４で支持すれ、そのスプリング４１４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４０２が上昇して今まで中心軸４０２の鍔部４０
７と係合していた状態が解除されるため、バネリング４
１１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挟持爪４０１の内側に位置す
るとプレート部４０６を下降することにより中心軸４０
２がコンプレッションスプリング４１４で下降するため
、鍔部４０７が爪４０１の突起部４０８と係合しまたレ
バ一部４０９が受口４０４の４−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。

冬瓜４０１がチップ部品を挾持すると、下方に連繋配置
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法めを行うことができる。こ
のチャック機構では冬瓜４０１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本の冬瓜４０１を中心軸４０
２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
左右一対を装着へラドｌＯ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
ップ部品の咬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。

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、装着ヘッドで咬持するチップ部品に欠品や脱落が
生じていても、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
着を行い得るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るチップ部品の自動装着機を示す平
面図、第２図は同正面図、第３図は同装着機のレイアウ
トを示す平面模式図、第４図は装着ヘッドとテープフィ
ーダの作動機構を示す説明図、第５図は装着ヘッドと方
向転換装置の作動機構を示す説明図、第６図は装着ヘッ
ドのチップ部品装着時の動作機構を示す説明図、第７図
は装着ヘッドの真空圧送込み機構部を示す平面図、第８
図はテープフィーダの側面図、第９図はテープフィーダ
に組込むチップ部品の突−にげビンを示す説明図、第１
０図は突−Ｌげビンの先端形状を示す斜視図、第１１図
は台車上に設置したテープフィーダの側面図、第１２図
は同平面図、第１３図は欠品チップ部品の検出装置を示
す平面図、第１４図は方向転換装置の一部切欠側面図、
第１５図は方向転換装置に組込む挟圧爪を示す側面図、
第１６図は同装置に組込む中心軸の先端形状を示す平面
図、第１７図は同装置に組込むバネリングの斜視図、第
１８図は標準型チップ部品の方向転検装置を示す一部切
欠側面図、第１９図は異形型チップ部品の方向転換装置
を示す正面図である。　　　　　・ １０．１０・・・：装着ヘッド、２０：ローター、３０
．３０・・・：テープフィーダ、４０＝ＸＹテーブル。 第１８図 第１９図 □ １　　： ヒ、−」 ４０１　　　　パノ・ ゝ−”、’　　４０２ ・　・／４１１ ：　　」μ Ｌ−ｍ−−←−−−−Ｔ　Ｉ− □

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ローターの円周面にノズル先端を下方に向けて電子部品
   の装着ヘッドを複数本定間隔毎に装備し、これら各装着
   ヘッドの移動軌跡下方で所定領域内にチップテープのテ
   ープフィーダをローターの回動中心に向けて放射状に複
   数並列的に配置し、その略対向側に基板を搭載するＸＹ
   テーブルを配置し、各チップテープから装着ヘッドで吸
   持したチップ部品をローターの回動に伴って基板に順次
   装着すると共に、その途上で電子部品の不良、欠品等の
   実装不適が検出されると適宜に選択される別の装着ヘッ
   ドでテープフィーダから同種のチップ部品を吸持してチ
   ップ部品を装着するようローターを駆動制御可能に構成
   したことを特徴とするチップ部品の自動装着機。