JPS62106694A - チツプ状電子部品の装着ヘツド - 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、チップ状電子部品をプリント基板等に実装す
る装着機の装着へ一２ドに関し、特に、構造の簡潔化を
図るとともに、迅速かつ高精度な実装を行なえるように
したチップ状電子部品の装置ヘッドに関する。

［従来の技術］ 装ｒｉ機を用いてチップ状電子部品をプリント基板に自
動的に実装する場合には、゛電子部品をプリント基板の
所定位置に正確に実装できるようにするため、電子部品
の中心と吸着ノズルの中心とを−・致させること、すな
わちセンタリングを行なう必要がある。

従来、装着機によってチップ状電ｒ一部品をプリント基
板に実装する場合のセンタリング方法としては、大別し
て次の二通りの方法があった。すなわち、第一の方法は
、電ｒ部品の供給装置とプリントノ、（板との間に位置
決め川の中間ステーションを設置し、この中間ステーシ
ョンでセンタリング（チップ状’Ｉｆｆ子部品の位ご決
め）を行なうＪＪ法（例えば、特開昭［ｉｏ−１５５３
２５号）であり、また、第一の方法は、装着機の装６ヘ
ツドによって電子部品をプリント基板まで搬送する間に
、装着ヘッド内においてセンタリングを行なう方法（例
えば、特開昭５７−１５６９４号１回５９−２２４２７
９号）である。

さらに、第二の方法においても、吸着ノズルが゛１Ｅ１
部品を吸着または実装する位置（高さ）とセンタリング
する位と（高さ）との間で°電子部品を５４Ｈさせ、セ
ンタリングする方法としては、それぞれ駆動源を有した
独立の駆動手段によって行なう方法、あるいはエアシリ
ンダを巾−の駆動源とＬ２て＋ｔ＝　ｉ′一部品の昇降
とセンタリングを行なう方法（特開昭５９−２２４２７
９号）があった、しかし、単一の駆動源で電子部品の昇
降とセンタリングを行なう場合でも、電子部品の昇降、
すなわち吸着ノズルをシ１降させる駆動系は、センタリ
ング用の駆動系と別個独立したものであり、電子部品の
吸着または実装位ことセンタリング位置との間の昇降と
センタリングとは、それぞれ専用の駆動・Ｌ段を用いて
行なっていた。

［解決すべき問題点］ １〕述した装置１′機における従来のセンタリング方υ
、のうち、第一の方法は、中間ステーションを設け、こ
こで電子部品のセンタリング（位置決め）を行なってい
るので、装着機とは別個にセンタリングｊ＋フ用の位置
決め装置と駆動源を設けなければならないとともに、セ
ンタリングのための独立した丁程を必要とし、それだけ
高価なものとなるといった問題があった。また、第二の
センタリング方法は、電子部品を搬送する間にセンタリ
ングを行なうので、装；この構成の筒素化は図れるもの
の、電子部品をセンタリングするチャック爪の開閉用駆
動手段を設け、これを吸着ノズルの昇降と所定のタイミ
ングで動作させる駆動手段を装着ヘッドに内蔵している
ので、装着ヘッド自体が大型かつ複雑化するといった問
題があった。

さらに、装着機における従来の電子部品を昇降させる駆
動１段は、昇降専用の駆動１段を用いなければならない
ため、装着機が複雑かつ大型化するといった問題があっ
た。また、電子部品を吸着または実装位ことセンタリン
グ位ごとの間で昇降させるための駆動手段は、中心軸の
昇降運動を駆動源として用いている場合が多いため、中
心軸の昇降連動を他の駆動−１段１例えば、センタリン
グ装置のｗＩＡ勅源として使用することが困難であり、
また、他の駆動手段として使用できたとしても、構造が
非常に複雑になるといった問題があった。

本発明はＦ記の問題点にかんがみてなされたもので、特
別の駆動源あるいは複雑な駆動手段を必要とすることな
く、かつ電子部品の大きさや形状に係わりなく、′電子
部品の正確なセンタリングを行なえるようにするととも
に、電子部品、すなわち吸着ノズルの昇降を特別な駆動
手段を設けることなく行なえるようにした簡潔な構造の
チップ状電子部品の装着ヘッドの提供を目的とする。

［問題点の解決手段］ Ｌ１記［１的を達成するため未発１１のチップ状電子部
品の装置ｊヘッドは、電子部品を吸着して保持しかつ）
１降’Ｍ　ｆＥな吸着ノズルと、この吸着ノズルの高さ
方向の位を快めを行なうス）　ｙパと、対をなして開閉
可能な爪部がそれぞれ吸着ノズルの先端近傍において対
向して位置する二組のセンタリング用チャック爪と、こ
れら二組のセンタリング用チャック爪の当接部とそれぞ
れ係合口ｆ能に設けられ、これら二組のセンタリング用
チャック爪の開閉を行なわせる吸着ノズル中心線上に設
けられた一個のテーパ状のカムとを設け、さらに必要に
応じて、Ｌ記二個のカムによってセンタリング用チャッ
ク爪をそれぞれ独立して開閉可濠とした構成としである
。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面を８：照して説明
する。

第１１Δは未実施例装着機の主要部正面図、：５２図は
装着機の全体ｆ面図、第３図は装着ヘッドｌＥ・冴部の
縦断面図（第６図のＡ−Ａ線断面図）、第４図は装着ヘ
ッドのＬ面図、第５図は装着ヘットのド面図、第６図は
第３図の要部（Ｂ−Ｂ線）断面図、第７Ｕ４乃至第１１
図は吸着ノズルとセンタリング用チャック爪の作動説明
図を示す。

これら図面において、１０は装着機の主要部をなす装着
ヘッドである。１１は両側にｙ行に配置したガイドであ
り、第一移動部材１２のＸ軸方向への移動をガイドする
。１３は第二移動部材であり、第一移動部材１２にＹ軸
方向に移動可能に支持されている。また、この第二移動
部材１３は、装着ヘッド１０を回転自在に支承している
。１４は第二移動部材１３に支承されている装着へラド
１０を回転させるための駆動り段で、エアシリンダ１４
ａおよびラック１４ｂとビこオン１４ｃで構成しである
。したがって、装着へ７ド１０は、Ｘ輛およびＹ軸方向
に移動するとともに回転を行ない、１Ｅ子部品供給装こ
１５から電子部品Ｐを取り出し、プリント基板１６の所
定位ｔまで搬送して装着する。

装着ヘッド１０は、本体２００と、本体２００に組み込
まれた真空チャック装２１３００およびセンタリング装
２１４００とからなっている。

ここで、真空チャック装’ａ　３００について詳述する
。

貞′・ト千ヤ２り装置３００は、本体２００の中心番、
：、本体２００の軸方向にｌｊ１降（Ｌ−駆動）１１［
南な中心軸３０１が設けである。この中心軸３０１は、
中心に吸引孔３０２を形成するとともに、その下端部に
、吸引孔３０２とｉ！Ｉ！続し該吸引孔３０２より径の
大きいノズル取付穴３０４を形成し、ド端部外周には、
後述するセンタリング用チャック爪を強制的に押し開く
ための押片３０５が設けである。

ノズル取付穴３０４には、吸着ノズル３０３が摺動（冒
隆）［１イｆに）絞り伺−ばてあり、吸着ノズル３０３
はその自毛およびばね３０６によりド降するようにしで
ある。この吸着ノズル３０３は、′市ｆ一部品Ｐを、′
重子部品供給装置１５の取出し部Ｓにおいて吸着する際
、およびＪ！＆ｔ６−１−に実装する際に中心軸３０１
とともにド降する心安があり、このときには後述するよ
うにセンタリング用チャック爪を押し開きながら、下降
する。３０６は弱い押圧ばねで、吸着ノズル３０３をド
方に付勢するようノズル取付穴３０４に内設しである。

一方、この押圧ばね３０６は、真空チャックが作動し、
ノズル取付穴３０４内の真空圧によって吸着ノズル３０
３が吸引された際、吸着ノズル３０３の北方への摺動（
上ｙｌ）を妨げる程強い付勢力は有していない。

また、吸着ノズル３０３は、側部に設けたガイド孔３０
７に、中心軸３０１に植設したピン３０８を係合させる
ことによって、昇降ストロークを規制するとともに、中
心軸３０１からの離脱を防＋１ニしである。

吸着ノズル３０３の先端部には、本体２００の先端面と
当接する鍔状の位ご決め片３０９を形成してあり、さら
に先端には、電子部品Ｐの吸着面をフラット状にした細
いノズル３１０が設けである。本体２００の先端面は位
置決め片３０９と当接し、７に子部品Ｐをセンタリング
するための位置に吸着ノズル３０３を位と決めするスト
ー／パ２０１となっており、電子部品Ｐの高さ方向の位
１とを規制する機能を有している。

また、中心軸３０１のＦ−、端にはエアシリンダからな
る駆動ｆ段３１２が連結してあり、中心軸３０１を１−
ド方向に摺動（＋；Ｊ−降）させるようにしである、ま
た１図示してないが吸引孔３０２の１一端には、真空ポ
ンプのホース等がｉＪ！接し、である。

次に、センタリング装置４００について説明する。

本体２００の側面に９０１■間隔で四箇所に形成したス
リット２０２には、それぞれセンタリング用のチャック
爪４０１，４０２が軸４０７によって回動自在に取り付
けである。これらセンタリング用チャー、グ爪４０１，
４０２のうち対向する一対を第一センタリング用チャッ
ク爪４０１とし、他の対向する一対を第二センタリング
用チャック爪４０２としである。したがって、第一およ
び第二のセンタリング用チャック爪４０１，４０２は相
〃に直交して配置されているこｋになる。また、これら
第一および第二のセンタリング用チャック爪４０１，４
０２の先端には、吸着ノズル３０３のノズル３１０に向
って爪１４０３゜４０４が形成してあり、］ニ端には中
心軸３０１に向って当接部４０５．４０６が形成しであ
る。爪部４０３，４０４は吸着ノズル３０３の位置決め
片３０９に設けたスリット３１２により、位置決め片３
０９と干渉することなく閉じられるようになっている。

当接部４０５，４０６と対向する中心軸３０１の外周に
は第一カム４０８と第二カム４０９とからなる下方に向
って拡がるテーパカム４０８゜４０９が設けである。第
一カム４０８は外形が截頭円錐形をしたリング状に形成
してあり、第一センタリング用チャック爪４０１の当接
部４０５と５接し、かつ軸方向に摺動できるよう中心軸
３０１に取り付けである。また、この第一カム４０８の
、第二センタリング用チャック爪４０２の当接部４０６
と対向する１８０度の間隔を有する三箇所には、軸方向
に切欠き溝４０８ａが設けである。

第二カム４０９は、リング部４０９ａと、リング部４０
９ａより１８０度の間隔を有して上方に延接する二本の
カム部４０９ｂとからなっており、リング部４０９ａを
中心軸３０１に遊ｉＫするとともに、カム部４０９ｂを
第一カム４０８のｕＪ欠５溝４０８ａに摺動７１丁能に
嵌め込んである。したがって、この第一カム４０９のカ
ム部４０９ｂは第二センタリング用チャック爪４０２の
当接部４０６と当接し、かつ、第一カム４０８と相対的
な摺動が可能となっている。

これら第一および第二のカム４０８．４０９は、中心軸
３０１に固定しであるそれぞれのストッパ４１０，４１
１によって、上方向への摺動が規制されるとともに、各
カム４０８．４０９のド方に配置した第一押圧ばね４１
２および第二押圧ばね４１３によって常時上方へ付勢さ
れている。

したがって、これら第一および第二のカム４０８．４０
９は、中心軸３０１の下降によって下降するとともに、
中心軸３０１が上昇したときに押圧ばね４１２．４１３
の付勢力によって一ヒ昇し、各センタリング用チャック
爪４０１，４０２の′！Ｊ接部４０５．４０６を押して
各爪部４０３゜４０４を吸着ノズル３０３の方向に閉じ
るように作用させる。

このような構成からなる本実施例の装着機における電子
部品の装着ヘッド装置は、次のように作動する。

移動部材１２．１３および駆動ｆ段１４によって、゛市
子部品供給装ご１５の取り出し部Ｓに装着へッｌ”　ｌ
　Ｏが位置決めされると、ＷＪＡ動毛段３１１により中
心軸３０１が下降させられる。中心軸３０１の′Ｆ′降
により、第一および第二のカム４０８．４０９も下降し
て第一および第二のセンタリング用チャック爪４０１，
４０２の当接部４０５．４０６との当接を解く、同時に
、中心軸３０１の下降にともない吸着ノズル３０３は、
当接部４０５，４０６の当接を解かれたセンタリング用
チャック爪４０１．４０２を押し開きつつ下降し１電子
部品Ｐと接触する（第７図）。

なお、このとき、吸着ノズル３０３の自重と押圧ばね３
０６の付勢力だけでセンタリング用チャック爪４０１，
４０２を開けない場合は、中心軸３０１先端の押片３０
５が吸着ノズル３０３の位置決め片３０９を押して強制
的に爪部４０３．４０４を押し開き、吸着ノズル３０３
をド降させて電子部品Ｐと接触させる（第８図）。

次いで１図示せざる真空ポンプを作動させ、吸着ノズル
３０３で電子部品Ｐを吸着する。′重子部品Ｐを吸着し
た状態で中心軸３０１を１−昇させつつさらに真空ポン
プの吸引を続けると、ノズル取付穴３０４内の真空圧に
より吸着ノズル３０３１〕体が押圧ばね３０６の弾発力
に抗して吸引され、位置決め片３０９が本体２００の先
端面ストッパ２０１と当接するまで上昇する（第９図）
。これにより電子部品Ｐの高さ位置、すなわちセンタリ
ング位置への位置決めが行なわれる。

電ｆ一部品Ｐのセンタリング位置への位置決め後、中心
軸３０１をさらに１＝９１させると、第一および第二の
押圧ばね４１２，４１３によって第一・および第二のカ
ム４０８，４０９は、センタリング用チャック爪４０１
．４０２の！／ｌ接部４０５゜４０６と当接するまで上
昇し、それぞれの爪部４０３．４０４を閉じるように作
用させる。これにより、電子部品Ｐの一方向の側面は、
両側より一対の第一センタリング用チャック爪４０１に
よって均一な力で挟まれて位置決めが行なわれ、また４
他方向の側面は、両側より一対の第二センタリング用チ
ャック爪４０２によって均一な力で挟まれてセンタリン
グが行なわれる（第１０図）。

センタリング用チャック爪４０１，４０２による電子部
品Ｐのセンタリングが行なわれると、第一および第二の
カム４０８．４０９は停市し、中心軸３０１がさらに土
兄すると押圧ばね４１２．４１３が変位することによっ
て中心軸３０１とカム４０８．４０９は相対的に摺動す
る。

この場合、第一カム４０８と第一センタリング用チャッ
ク爪４０１および第二カム４０９と第二センタリング用
チャック爪４０２はそれぞれ独立して作動する。したが
って、電子部品Ｐが正方形でなく長方形である場合、例
えば、第二センタリング川チャック爪４０２が・ｊ′法
の長い方向の位置決めを行なうとすると、このセンタリ
ング用チャック爪４０２の開きがそれだけ大きい位置で
停止ｈ　Ｌ、第二カム４０９は、その摺動（Ｌ、昇）吊
−が第一カム４０８の摺動量より小さな状７４で停止Ｆ
する（第１１図）。

このように、各センタリング用チャック爪４０１．４０
２の閉じ具合に応じて、各カム４０８．４０９の摺動量
が制御されるので、電子部品Ｐの大きさ、形状の異なる
場合であっても正確にセンタリングを行なうことができ
る。また。

このセンタリングは、装着ヘッド１０が゛屯ｆ′一部品
供給装置１５から、プリント基板１６の所定位置に移動
するまでの間の装着へラド１０のト昇蒔に行なわれる。

したがって、装着ヘッド１０がプリント基板１６の所定
位置に達した時にはセンタリングは終ｒしており、中心
軸３０１をド降させ、その後、真空ポンプの吸引を停止
させることにより、電子部品Ｐをプリント基板１６の所
定位置に実装する。

なお、上記実施例のセンタリング装置は、第一カム４０
８と第二カム４０９を同一高さに位こさせ、第一および
第二センタリング用チャック爪４０１．４０２を同じ形
状で同じ動きをするように構成しであるので、両センタ
リング用チャック爪４０１，４０２の動く速さと動く量
が同じとなり、より正確な位置決めを可能とする。

Ｆ述したようにこの実施例の装着ヘッドによれば、０空
チヤツク装置の吸着ノズルを、特別の駆動源や複雑な駆
動手段を用いることなく吸着位置とセンタリング位置の
間で昇降させることができ、また、中心軸の昇降運動を
センタリング装置専用の駆動源として使用することがで
きる。さらに、上記のセンタリング装置を用いることに
より、電子部品の大きさ、形状に関係なくセンタリング
を行なうことができ、しかも、中心軸の昇降運動をセン
タリング専用に使用できるのでセンタリングのための複
雑な駆動手段あるいは特別の駆動源を必要とすることな
く、構造の簡潔化を図れる。

本発す１のチップ状電子部品の装着ヘッドは、１−記の
実施例に限定されるものではなく、例えば次のような変
形例をも含むものである。

（Ｏ吸着ノズルの高ぎ位置を規制するストツパを、本体
の先端面以外１例えば中心軸先端の押片に設けたもの。

■　装看機を垂直配置以外の状ｙ感、例えばある程度の
傾斜をもたせた状態あるいは木モにした状！凪で配置し
たもの、水モ状態に配とした場合には、中心軸と吸７１
′ノズルは水ｆ方向に摺動する。

■　吸着ノズルの自毛を充分に大きくして弱い抑圧ばね
を介さないで中心軸の孔部に取り付けたもの。

■　第一カムと第二カムの中心軸への取付形！Ｓ。

両カムのｉＫめ込み形７．Ｔ、　１を変えたもの。

■　吸着手段を真空チャック装置以外の手段、例えば磁
気式のチャック装置としたもの。

［発ＩＩの効果］ 以りのように未発ＩＪ＋のチップ状゛・Ｖ了一部品の装
着ヘッドによれば、構造の簡潔化を図れるとともに、迅
速でしかも高精１■な実装作業を行なえる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本実施例
装着機の主要部正面図、第２図は装着機の全体モ面図、
第３図は装着ヘッドの縦断面図、第４図はＳｃ着ヘッド
のＬ面図、第５図は装着ヘッドのド面図、第６図は第３
図の要部断面図、第７図乃至第１Ｉ図は吸着へラドとセ
ンタリング用升ヤック爪の作動説明図を示す。 ＩＯ＝装着ヘッド　　　　２００　、本　体２０１：ス
トツバ　　　　２０２ニスリット３００：吸着装２１　
　　　３０１：中心軸３０２・吸引孔　　　　　３０３
：吸着ノズル３０４：ノズル取付穴　　３０５：押　片
３０６：押圧ばね　　　　３０９：位δ決め片３１０・
ノズル ４００：センタリング装置 ４０１：第一センタリング用チャック爪４０２：第一セ
ンタリング用チャック爪４０３．４０４：爪　部 ４０５．４０６　：当接部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子部品を吸着して保持しかつ昇降可能な吸着ノ
   ズルと、この吸着ノズルの高さ方向の位置決めを行なう
   ストッパと、対をなして開閉可能な爪部がそれぞれ吸着
   ノズルの先端近傍において対向して位置する二組のセン
   タリング用チャック爪と、これら二組のセンタリング用
   チャック爪の当接部とそれぞれ係合可能に設けられ、こ
   れら二組のセンタリング用チャック爪の開閉を行なわせ
   る吸着ノズル中心線上に設けられた二個のテーパ状のカ
   ムとからなることを特徴としたチップ状電子部品の装着
   ヘッド。
2. （２）二個のカムによってセンタリング用チャック爪を
   それぞれ独立して開閉可能とした請求の範囲第１項記載
   のチップ状電子部品の装着ヘッド。