JP2010093041A - Electronic component mounting equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成で高精度のノズル位置制御を可能とする。
【解決手段】XY方向に移動自在とされたヘッド16に保持されたノズル22を用いてピックアップした電子部品6を基板8に搭載するための電子部品実装装置10において、フレーム42に設けられた共通のガイドレール58により、第1の方向(X方向)に案内される一対のベース60、80と、該一対のベースと前記ヘッドを連結する平行リンク機構(68、70、88、90)と、前記一対のベースを互いに独立に駆動するための一対の駆動機構(64、66)(84、86)とを備え、前記一対のベースを共に第1方向に移動することで第1の方向の位置を制御し、前記一対のベースの間隔を変えることで、第1の方向と直交する第2の方向(Y方向)の位置を制御する。
【選択図】図2Highly accurate nozzle position control is possible with a simple configuration.
In an electronic component mounting apparatus 10 for mounting an electronic component 6 picked up using a nozzle 22 held by a head 16 movable in XY directions on a substrate 8, a common provided on a frame 42 is provided. A pair of bases 60 and 80 guided in a first direction (X direction) by the guide rails 58, and a parallel link mechanism (68, 70, 88, 90) connecting the pair of bases and the head, A pair of drive mechanisms (64, 66) (84, 86) for driving the pair of bases independently of each other, and moving the pair of bases in the first direction together to position in the first direction And the position in the second direction (Y direction) orthogonal to the first direction is controlled by changing the distance between the pair of bases.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、電子部品実装装置に係り、特に、XY方向に移動自在とされたヘッドに保持されたノズルを用いてピックアップした電子部品を基板に搭載するための電子部品実装装置のヘッドを駆動する機構に関する。 The present invention relates to an electronic component mounting apparatus, and in particular, drives a head of an electronic component mounting apparatus for mounting an electronic component picked up using a nozzle held by a head movable in XY directions. Regarding the mechanism.
図1に例示する如く、図のX方向に基板8を搬送するための一対の基板搬送レール12の手前に設けられたテープフィーダ等の電子部品供給装置14から電子部品をピックアップして、基板8に搭載する電子部品実装装置(マウンタとも称する)10が知られている。図において、16は電子部品供給装置14から基板8上に部品を移載するためのヘッド、18は、該ヘッド16をX軸座標方向に移動して位置決めするためのX駆動部、20は、該X駆動部18ごとヘッド16をY軸座標方向に移動して位置決めするためのY駆動部、22は、電子部品を吸着してピックアップするための、ヘッド16に装着されるノズル、24は、基板8のマーク等を上方から撮影するための、同じくヘッド16に装着される基板認識カメラ、26は、ノズル22に吸着された電子部品等を下方から撮影するための部品認識カメラである。
As illustrated in FIG. 1, an electronic component is picked up from an electronic
このようなマウンタのヘッド16を駆動する機構は、特許文献1の図1に示されているように、Y軸方向に延びる一対の固定レール上に、ヘッドユニット支持部材を配置し、該ヘッドユニット支持部材に設けられたX軸ガイド部材とX軸サーボモータとX軸ボールねじ軸とにより、ヘッドユニットのX方向への位置制御を行なうと共に、一対の固定レールと片側の固定レールに設けられた1個のY軸サーボモータと1個のY軸ボールねじとにより、ヘッドユニット支持部材ごと、ヘッドユニットのY軸方向への位置制御を行なう構造となっている。
As shown in FIG. 1 of
又、特許文献2では、その図3に示される如く、Y軸方向に延びる一対の固定レールのそれぞれにY軸サーボモータとY軸ボールねじ軸とを設け、X軸を構成するヘッドユニット支持部材の両端部を該一対のY軸サーボモータにより駆動する構造となっている。
In
しかしながら、特許文献1に示される従来のマウンタの構成においては、Y軸サーボモータがヘッドユニットのY軸方向位置制御を行うためには、ヘッドユニット支持部材とX軸ガイド部材とX軸サーボモータとX軸ボールねじ軸とから構成されるX軸制御機構と、ヘッドユニットとを一体として駆動することになる。従って、片側のY軸固定レールに設けられた1個のY軸モータは、ヘッドユニットの質量に加え、X軸制御機構の質量を同時に位置決め制御する能力が必要となる。また、X軸方向のヘッドユニット支持部材は、Y軸方向の一対の固定レール上に配置されているが、Y軸サーボモータとY軸ボールねじ軸は片側の固定レールだけに設けられており、ヘッドユニット支持部材上にあるヘッドユニットのX軸方向の位置が、Y軸ボールねじ軸とは反対側にある場合は、位置精度が低下してしまう問題がある。
However, in the configuration of the conventional mounter shown in
一方、特許文献2では、X軸の両端部にY軸サーボモータが設けられているので、特許文献1の構成に比べ、Y軸モータは半分の能力で制御が可能である。更に、X軸を構成するヘッドユニット支持部材の両端部を位置制御しているので、ヘッドユニットがX軸上のどちらの側にあっても、特許文献1の構成に比べ位置精度の低下が抑えられる。しかしながら、制御軸数はX軸1つ、Y軸2つとなり、合計3軸を制御する必要があり、制御が複雑となるという問題を有していた。
On the other hand, in
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、簡単な構成でヘッドを高精度に位置制御できるようにすることを課題とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to make it possible to control the position of the head with high accuracy with a simple configuration.
本発明は、XY方向に移動自在とされたヘッドに保持されたノズルを用いてピックアップした電子部品を基板に搭載するための電子部品実装装置において、フレームに設けられた共通のガイドレールにより、第1の方向に案内される一対のベースと、該一対のベースと前記ヘッドを連結する平行リンク機構と、前記一対のベースを互いに独立に駆動するための一対の駆動機構とを備え、前記一対のベースを共に第1の方向に移動することで第1の方向の位置を制御し、前記一対のベースの間隔を変えることで、第1の方向と直交する第2の方向の位置を制御するようにして、前記課題を解決したものである。 The present invention provides an electronic component mounting apparatus for mounting an electronic component picked up using a nozzle held by a head movable in the X and Y directions on a substrate by means of a common guide rail provided on the frame. A pair of bases guided in one direction, a parallel link mechanism connecting the pair of bases and the head, and a pair of drive mechanisms for driving the pair of bases independently of each other, The position of the first direction is controlled by moving the base together in the first direction, and the position of the second direction orthogonal to the first direction is controlled by changing the distance between the pair of bases. Thus, the above-mentioned problem is solved.
本発明によれば、一対のベースの第1の方向(例えばX方向)の座標を独立して制御することで、ノズルの第1の方向と、これと直交する第2の方向(例えばY方向)の位置制御ができるので、駆動モータが2個でX、Y両方向の位置制御が可能である。又、一対のベースは、第1の方向のフレームに設けられた共通のガイドレールにより、第1の方向に案内されているので、第1の方向のどの位置にあっても第2の方向への誤差は発生しない。更に、一対のベースの第1の方向の座標を独立して制御することで、ノズルの第1の方向と第2の方向の位置制御ができるので、第1の方向のフレームをベースフレームに固定することができ、剛性の高いフレームとして、高精度のガイド機構を実現できる。又、ヘッドを第1の方向へ移動する場合は、2つのモータで駆動することができるので、出力の小さいモータで構成することができる。更に、一対のベースを同一のガイドレールで案内する構成でも、ノズルの第1の方向と第2の方向の位置制御ができるので、簡単な構造で高精度のガイド機構を構成することができる。 According to the present invention, by independently controlling the coordinates of the first direction (for example, the X direction) of the pair of bases, the first direction of the nozzle and the second direction (for example, the Y direction) perpendicular thereto are controlled. ) Position control is possible, so position control in both the X and Y directions is possible with two drive motors. Further, since the pair of bases are guided in the first direction by a common guide rail provided on the frame in the first direction, the pair of bases move in the second direction regardless of the position in the first direction. This error does not occur. Furthermore, since the position of the nozzle in the first direction and the second direction can be controlled by independently controlling the coordinates of the pair of bases in the first direction, the frame in the first direction is fixed to the base frame. Therefore, a highly accurate guide mechanism can be realized as a highly rigid frame. Further, when the head is moved in the first direction, it can be driven by two motors, so that it can be constituted by a motor having a small output. Further, even in a configuration in which the pair of bases are guided by the same guide rail, the position of the nozzle in the first direction and the second direction can be controlled, so that a highly accurate guide mechanism can be configured with a simple structure.
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の第1実施形態の構成を図2(A)(リンク機構を伸ばした状態の平面図)、図2(B)(同じく縮めた状態の平面図)、図3(図2の下方から見た正面図)、図4(図2の右方向から見た側面図)及び図5(要部拡大平面図)に示す。 The configuration of the first embodiment of the present invention is shown in FIG. 2A (a plan view in a state where the link mechanism is extended), FIG. 2B (a plan view in a state in which the link mechanism is contracted), and FIG. It is shown in FIG. 4 (side view seen from the right direction of FIG. 2) and FIG. 5 (main part enlarged plan view).
図において、6は、電子部品供給装置14の吸着位置に供給された電子部品、22aは第1のノズル、22bは第2のノズル、22cは第3のノズル、30はピックアップユニット、32はノズル昇降ねじ、34はノズル昇降モータ、36は、使用しないノズル22を保管するためのノズルストック部、40は、マウンタ10のベースフレーム、42は、X軸フレーム、44はX軸フレーム支柱、50はヘッド右軸(図5参照)、52はヘッド左軸(図5参照)、58は上下一対のガイドレール、60は右ベース、62は右ベースガイド、64は右ベース駆動モータ、66は右ベース駆動ねじ、68は上下一対の第1のヘッド右アーム、69は第1のヘッド右アーム軸、70は上下一対の第2のヘッド右アーム、71は第2のヘッド右アーム軸、72は右ベース駆動ねじナット、80は左ベース、82は左ベースガイド、84は左ベース駆動モータ、86は左ベース駆動ねじ、88は上下一対の第1のヘッド左アーム、89は第1のヘッド左アーム軸、90は上下一対の第2のヘッド左アーム、91は第2のヘッド左アーム軸、X1は、右ベース60と左ベース80とのX方向の距離、X2は、ヘッド右軸50中心から第1のノズル22aまでのX方向の距離、Y1は、第1のヘッド右アーム軸69からヘッド右軸50までのY方向の距離、Y2は、ヘッド右軸50から第1のノズル22aまでのY方向の距離、Kは、各ノズル22a・22b・22c間のX方向の間隔であり、X2、Y2、Kは固定値である。
In the figure, 6 is an electronic component supplied to the suction position of the electronic
以上のように、ベースフレーム40上に基板搬送レール12と電子部品供給装置14とノズルストック部22とを備えたマウンタ10において、ベースフレーム40に固定されたX軸フレーム42に沿って、ヘッド16をX方向とY方向に位置制御し、基板8上と電子部品吸着位置とノズルストック部36の間をヘッド16が移動可能な構成となっている。ノズル22はノズル昇降モータ34により吸着動作と搭載動作が行える。
As described above, in the
右ベース60のガイド62と左ベース80のガイド82とは、上下各1本のガイドレール58により案内されており、右ベース60は、右ベース駆動モータ64と右ベース駆動ねじ66と右ベース駆動ねじナット72とにより、X軸フレーム42上をX方向へ位置制御されている。左ベース80は、左ベース駆動モータ84と左ベース駆動ねじ86と左ベース駆動ねじナット92とにより、X軸フレーム42上をX方向へ位置制御されている。
The
ヘッド16と右ベース60とは、第1及び第2のヘッド右アーム68、70よりなる平行リンクで連結され、ヘッド16と左ベース80とは、第1及び第2のヘッド左アーム88、90よりなる平行リンクで連結されている。
The
右ベース60と左ベース80とは、同一のガイドレール58上をX方向に案内されており、各駆動モータ64、84によりX方向にだけ移動する。ヘッド16と右ベース60と左ベース80との関係は、図5に示すように、右ベース60と左ベース80との距離X1に応じて、ヘッド16のY方向の座標Y1が拘束される構造となっている。Y1とX1とは次式(1)の関係で決定される。
Y1 2+(X1/2)2=L2 …(1)
ここで、Lは、平行リンク機構を構成するヘッドアーム68、70、88、90の長さである。
The
Y 1 2 + (X 1/ 2) 2 =
Here, L is the length of the
又、第1のノズル22aの座標(Xa、Ya)と第1ヘッド右アーム軸69の座標(X69、Y69)とは次式の関係にある。
Xa=X69−(X1/2)−X2 …(2)
Ya=Y69−Y1−Y2 …(3)
ここで、X1は、第1のヘッド右アーム軸69のX座標X69と第1のヘッド左アーム軸89のX座標X89とにより決定され、次式の関係にある。
X1=X69−X89 …(4)
Further, the coordinates (X a , Y a ) of the
X a = X 69 - (X 1/2) -
Y a = Y 69 −Y 1 −Y 2 (3)
Here, X 1 is an X-coordinate X 69 of the first head
X 1 = X 69 −X 89 (4)
よって、Xa、Yaは、次式で表される。
Xa=X69−(X69−X89)/2−X2
=(X69+X89)/2−X2 …(5)
Ya=Y69−√[L2−{(X69−X89)/2}2]−Y2 …(6)
Therefore, X a and Y a are expressed by the following equations.
X a = X 69 - (X 69 -X 89) / 2-
= (X 69 + X 89) / 2-
Y a = Y 69 −√ [L 2 − {(X 69 −X 89 ) / 2} 2 ] −Y 2 (6)
又、第2のノズル22bの座標(Xb、Ya)、第3のノズル22cの座標(Xc、Ya)
におけるXbとXcとは、「Xb=Xa−K」、「Xc=Xa−2K」となる。
以上のように、ノズル22の位置は右ベース60と左ベース80とのX方向の位置(X69、X89)を制御することによって決定することができる。
Also, the coordinates of the second nozzle 22b (X b, Y a) , the coordinates of the
The X b and X c in becomes "X b = X a -K", "X c = X a -2K".
As described above, the position of the
本実施形態においては、平行リンク機構を上下8本のアーム68、70、88、90で構成しているので、剛性が高い。
In the present embodiment, since the parallel link mechanism is composed of the upper and lower eight
なお平行リンク機構の構成はこれに限定されず、図6に示す第2実施形態のように、例えば左ベース80の第1のヘッド左アーム88を省略して、左ベース80とヘッド16を上下一対の第2のヘッド左アーム90のみで連結することもできる。
The configuration of the parallel link mechanism is not limited to this. For example, the first head left
本実施形態によれば、構成が簡略である。 According to the present embodiment, the configuration is simple.
なお図においては、わかりやすくするため、右ベース駆動モータ64と左ベース駆動モータ84がX軸の両側に設けられていたが、ボールねじの熱膨張を揃えるために、同一側に設ける方が好ましい。
In the drawing, the right
又、前記実施形態においては、左右のベースをボールねじにより駆動していたが、ベルトやリニヤモータ等、他の手段で駆動しても良い。 In the above embodiment, the left and right bases are driven by ball screws, but may be driven by other means such as a belt or a linear motor.
前記実施形態においては、X軸フレーム42がX方向とされ、ヘッド16が平行リンク機構によりY方向に動くようにされていたが、X方向とY方向を逆に構成することもできる。又、X軸とZ軸、あるいはY軸とZ軸の駆動に本発明を適用することも可能である。
In the above-described embodiment, the
6…電子部品
8…基板
10…電子部品実装装置(マウンタ)
12…基板搬送レール
14…電子部品供給装置
16…ヘッド
22、22a、22b、22c…ノズル
36…ノズルストック部
40…ベースフレーム
42…X軸フレーム
58…ガイドレール
60…右ベース
62…右ベースガイド
64…右ベース駆動モータ
66…右ベース駆動ねじ
68、70…ヘッド右アーム
72…右ベース駆動ねじナット
80…左ベース
82…左ベースガイド
84…左ベース駆動モータ
86…左ベース駆動ねじ
88、90…ヘッド左アーム
92…左ベース駆動ねじナット
6 ... Electronic component 8 ...
DESCRIPTION OF
Claims (1)
フレームに設けられた共通のガイドレールにより、第1の方向に案内される一対のベースと、
該一対のベースと前記ヘッドを連結する平行リンク機構と、
前記一対のベースを互いに独立に駆動するための一対の駆動機構とを備え、
前記一対のベースを共に第1の方向に移動することで第1の方向の位置を制御し、前記一対のベースの間隔を変えることで、第1の方向と直交する第2の方向の位置を制御するようにしたことを特徴とする電子部品実装装置。 In an electronic component mounting apparatus for mounting an electronic component picked up using a nozzle held by a head movable in an XY direction on a substrate,
A pair of bases guided in a first direction by a common guide rail provided on the frame;
A parallel link mechanism connecting the pair of bases and the head;
A pair of drive mechanisms for driving the pair of bases independently of each other;
The position in the first direction is controlled by moving the pair of bases together in the first direction, and the position in the second direction orthogonal to the first direction is changed by changing the distance between the pair of bases. An electronic component mounting apparatus characterized by being controlled.
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