JP2542868B2

JP2542868B2 - 部品装着装置

Info

Publication number: JP2542868B2
Application number: JP62279606A
Authority: JP
Inventors: 正文中村
Original assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 1987-11-05
Filing date: 1987-11-05
Publication date: 1996-10-09
Anticipated expiration: 2011-10-09
Also published as: JPH01120897A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、リードレス電子部品のような小型の部品を
基板に装着する装置に関する。

（ロ）従来の技術リードレス電子部品の装着装置は、特開昭62−85490
号公報、特開昭62−114289号公報等にその例を見ること
ができる。ところで、一口にリードレス電子部品と言っ
ても様々で、通常のチップ状電子部品とIC（LSIを含
む）のベアチップとでは機械的性質も大きく異なり、同
一の装着動作を適用することはできない。そしてこれま
でのところ、通常のチップ状電子部品に加え、ICのベア
チップまでも装着できる単一装置は提案されていない。

（ハ）発明が解決しようとする課題本発明は、通常のチップ状部品とICのベアチップのよ
うに、機械的性質の大きく異なる部品を共に装着対象と
することのできる部品装着装置を提供することを目的と
する。更には、機械的性質のみならず、部品の質量も勘
案して装着モードを設定できる部品装着装置を提供する
ことを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段本発明装置では、部品供給ステーションと部品装着ス
テーションを含む作業ステーション群を、移動装置に支
持された真空吸着装置が移動する。部品供給ステーショ
ンには部品供給装置を配置し、部品装着ステーションに
は基板支持装置を配置し、前記真空吸着手段は、部品供
給装置から基板支持装置へと、部品のピックアンドプレ
ース作業を行う。部品供給ステーションと部品装着ステ
ーションに存在する接近駆動装置が、これらステーショ
ンに到着した真空吸着装置に連結して、真空吸着装置を
部品ないし基板に接近させる。移動装置の動力源と接近
駆動装置の動力源は各々別個の電動機であって、制御装
置により個別に動作速度を制御される。

（ホ）作用衝撃に対し耐性を有する部品を取り扱う場合は、部品
を吸着していない真空吸着装置を部品に向け、また部品
を吸着した真空吸着装置を基板に向け、急速に接近させ
る。いずれの場合にも部品は、真空吸着装置または基板
の衝突により衝撃を受けるが、衝撃が過度にわたらない
ようにすれば、特に問題なく、短い動作時間で作業を進
めて行くことができる。ICベアチップのような繊細な部
品の場合には、接近駆動装置の動作速度を落とし、真空
吸着装置をゆっくりと部品に接近させ、また部品を吸着
した真空吸着装置をゆっくりと基板に接近させる。これ
により、動作時間は犠牲になるが、安全に部品装着を遂
行できる。また、同じく繊細な部品であっても、その質
量が小さく、急加速・急減速を行っても真空吸着装置か
らずれる危険がないときには、移動装置を高速で動かし
て作業時間を短縮する。質量が大きく、急加速・急減速
に耐えられない部品の場合には、接近駆動装置の動作速
度のみならず、移動装置の速度も低下させ、すべてにゆ
っくりと動作を進行させる。

（ヘ）実施例以下、一実施例を図に基いて説明する。

−全体的構成− 部品装着装置（10）を構成するユニットの平面的配置
関係を第２図に模型的に示す。そのユニットとは、装着
ユニット（11）、部品供給ユニット（12）、基板支持ユ
ニット（13）、基板ローディングユニット（14）、基板
アンローディングユニット（15）である。装着ユニット
（11）は、ロータリーインデックステーブル型の移動装
置の周縁に複数個の真空吸着装置を配置したものであ
る。部品供給ユニット（12）は、直線的に移動する支持
台（20）の上に複数個の部品供給装置（21）を並べ、こ
れらの部品供給装置（21）の中から所要の部品を貯蔵し
たものを選択できるようにしている。部品貯蔵手段とし
て使用するのはテープである。第４図に示す部品供給テ
ープ（22）がそれであって、図の構成では、プラスチッ
ク素材にエンボス加工を施すことにより一定ピッチで形
成した凹部（23）に部品（１）を１個づつ入れ、その上
をカバーテープ（24）で覆い、カバーテープ（24）を剥
ぎ取りながら部品供給テープ（22）を１ピッチづつ送っ
て、部品装着ユニット（11）に部品（１）を引き渡す。
基板支持ユニット（13）は基板（２）を位置決めして載
置する２次元移動テーブル型の基板支持装置（30）がそ
の主体をなす。基板ローディングユニット（14）は、基
板マガジン（図示せず）を内部でエレベータ状に昇降さ
せつつ、そこから基板（２）を１枚づつ押し出すローダ
（40）と、押し出された基板（２）をベルト（図示せ
ず）によって基板支持ユニット（13）のところまで運ぶ
ローディングブリッジ（41）からなる。基板アンローデ
ィングユニット（15）は、ベルト（図示せず）により基
板支持ユニット（13）のところから部品装着済の基板
（２）を運び去るアンローディングブリッジ（51）と、
内部でエレベータ状に昇降する基板マガジン（図示せ
ず）へ、アンローディングブリッジ（51）から基板
（２）をとり込むアンローダ（50）からなる。

−装着ユニット− 装着ユニット（11）の主体をなすものは移動装置（6
0）であるが、その構造は第３図及び第４図により良く
理解されるだろう。移動装置（60）はロータリーインデ
ックステーブルの一種であり、一定方向に間歇回転を行
なう。移動装置（60）は上部回転体（61）と下部回転体
（62）を有し、これらはいずれも平面形状円形で、垂直
なインデックスシャフト（63）に固定されている。イン
デックスシャフト（63）は第１図に示すインデックス装
置（72）から垂下し、移動装置（60）の上に差し掛けら
れた支持デッキ（64）の軸受部（65）に下部を支えられ
ている。インデックスシャフト（63）の内部には、図示
しない真空源に連通する吸気路（66）が形設されてい
る。移動装置（60）は８分の１回転、すなわち45゜づつ
歩進回転するものであり、周囲には、第３図に示すよう
に、計８個所の作業ステーション（１）…（VIII）を配
している。そして作業ステーションの数に合わせ、下部
回転体（62）から、計８本のアーム（67）が等間隔で放
射状に突出している。アーム（67）は下部回転体（62）
の周面に垂直に取り付けたスライダ（68）に支持され、
垂直方向に移動可能である。スライダ（68）は、上部回
転体（61）との間に張り渡した引張コイルばね（69）に
より、上部回転体（61）に固定したストッパ（図示せ
ず）に当たるまで引き上げられている。スライダ（68）
は外向きにローラ（71）を突出させており、所定の作業
ステーションで昇降体がローラ（71）を押し、スライダ
（68）を降下させる。昇降体とその動作機構については
後述する。

−真空吸着装置− アーム（67）が支持する部材、及びアーム（67）自身
からなる構造体を、真空吸着装置（80）と総称する。真
空吸着装置（80）の詳細構造は次のようになっている。
（81）はアーム（67）の先端に支持されたタレットであ
る。タレット（81）は円筒形をしていて、アーム（67）
の先端に外側から嵌合し、アーム（67）の軸線まわり
に、すなわち水平軸まわりに、回転可能である。タレッ
ト（81）の、外向きの端面には従動ギヤ（82）が固設さ
れる。タレット（81）の周面からは、寸法・形状におい
て規格の異なる４種類のノズル（83）（84）（85）（8
6）が90゜間隔で放射状に突出している。各ノズルはい
ずれもタレット（81）の中心方向に退避可能であり、圧
縮コイルばね（87）により突出位置に押し出されてい
る。アーム（67）の中心は吸気路（88）となっている。
この吸気路（88）は、ノズル（83）（84）（85）（86）
の内、真下に来たものとのみ、連通孔（89）を介して連
通する。（90）は吸気路（88）の端を塞ぐねじ栓で、タ
レット（81）の抜け止めとしての役割も果たす。

−真空切替バルブ− 上部回転体（61）は真空切替バルブ（100）を支持す
る。真空切替バルブ（100）はアーム（67）と同数設け
られており、吸気路（88）とホース（101）で接続す
る。真空切替バルブ（100）はホース（102）により吸気
路（66）に連結しており、吸気路（88）の吸引をON−OF
F制御するものである。真空切替バルブ（100）の開閉操
作は先端にローラを有するレバー形アクチュエータ（10
3）によって行なう。すなわちアクチュエータ（103）を
押し下げた時がバルブ開、そうでない時がバルブ閉であ
る。アクチュエータ（103）の制御は、作業ステーショ
ン（Ｉ）においてはエアシリンダ（104）によって上下
する押圧子（105）により、作業ステーション（Ｖ）及
び（VI）においてはエアシリンダ（106）によって上下
する押圧子（107）により、その間の作業ステーション
（II）（III）（IV）においては軸受部（65）に固定し
た押圧板（108）により、それぞれ行なう。押圧板（10
8）はエアシリンダ（104）（106）の支持部材を兼ね、
また押圧子（105）（107）は降下した時その下面が押圧
板（108）の下面にほぼ連続する平面を構成するように
なっている。各バルブ（100）がその属するアーム（6
7）に対し遅れ位置に配されているので、押圧子（105）
（107）もその属する作業ステーションより偏位した位
置にある。

−作業ステーション− 上述のように構成された装着ユニット（11）は、その
保有する真空吸着装置（80）を、各々円形の軌道を描か
せつつ、作業ステーションから作業ステーションへと間
歇的に移動させる。（Ｉ）から（VIII）までの作業ステ
ーションには、真空吸着装置（70）に対し格別の作業を
行なわない遊びステーションを交えつつも、各種装置を
配置する。以下、各作業ステーションに配置される装置
について説明する。なおここで、いくつかの作業ステー
ションには、その作業ステーションで行なわれる作業内
容を表象する、特別の名称をつける。すなわち作業ステ
ーション（Ｉ）は部品供給ステーションと、作業ステー
ション（II）は部品位置規正ステーションと、作業ステ
ーション（IV）は部品認識ステーションと、作業ステー
ション（Ｖ）は部品装着ステーションと、作業ステーシ
ョン（VI）は部品投棄ステーションと、作業ステーショ
ン（VII）はノズル選択ステーションと、それぞれ命名
する。他の作業ステーション（III）（VIII）は遊びス
テーションとなる。

部品供給ステーション（Ｉ）、部品位置規正ステーシ
ョン（II）、部品認識ステーション（IV）、部品装着ス
テーション（Ｖ）には第４図に示すような昇降体（11
0）を置く。昇降体（110）は支持デッキ（64）の軸受部
（111）に支持されたロッド状部材で、下端にはスライ
ダ（68）のローラ（71）に対向する押圧ヘッド（112）
を固定しており、後述するカム装置により上下せしめら
れる。

−部品供給ステーション− 部品供給ステーション（Ｉ）は、「全体的構成」の項
で述べた部品供給ユニット（12）がこれを占拠する。

−部品位置規正ステーション− 部品位置規正ステーション（II）には部品位置規正装
置（120）（第１図）を配置する。部品位置規正装置（1
20）は、円盤状の回転台（121）と、これに点対称的に
支持された２対の位置規正爪（122）（各対は互に直交
しており、図では１対のみ示す）とを主な構成要素とす
る。回転台（121）は周囲に三角形断面のエッジ（123）
を有し、これを図示しない支持構造体に取り付けた複数
個の支持ローラ（124）に係合させて、垂直軸まわりに
回転できるよう支持されている。（125）は回転台（12
1）を回転させるための電動機で、図示しないベルト
（タイミングベルト）により回転台（121）に連結す
る。位置規正爪（112）は回転台（121）に対し求心方向
及び遠心方向にスライド自在となっており、常時は引張
コイルばね（126）により求心方向に引き寄せられてい
る。位置規正爪（122）からは先端にローラ（128）を有
する脚部（127）が垂下する。（129）は向かい合うロー
ラ（128）の間に割り込む截頭円錐形のカムで、回転カ
ム（130）によって上下せしめられ、上昇時、位置規正
爪（122）の間隔を押し拡げる。（131）は回転カム（13
0）を駆動する電動機である。

−部品認識ステーション− 部品認識ステーション（IV）には部品認識装置（14
0）（第１図）を配置する。部品認識装置（140）は、視
覚センサ（141）と、視覚センサ支持装置（142）とを主
な構成要素とする。視覚センサ支持装置（142）は回転
台（121）と同様のつくりの回転台（143）をベースと
し、これにエレベータ（144）を取り付けたものであ
る。回転台（143）は、図示しないベルト（タイミング
ベルト）を介して、電動機（145）により回転せしめら
れる。エレベータ（144）は、回転台（143）に装着した
電動機（146）がねじ軸（147）を回転させることによ
り、ねじ作用で上下する。而して視覚センサ（141）は
次のように構成される。すなわち第10図に示すように、
２個のラインセンサ（148）（149）をその配置方向が直
交するように置き、これらのラインセンサ（148）（14
9）に向かい合う形で照射ユニット（150）（151）を配
置して、四画な枠組をつくる。ラインセンサ（148）（1
49）は、受光窓（152）（153）の内側に、多数の受光素
子を水平方向に並べて配置している。照射ユニット（15
0）（151）は受光窓（152）（153）に向け幅広の平行光
を照射する。かかる平行光は、第11図に原理の概念を示
すように、半導体レーザー（154）と、凹レンズ（155）
及び凸レンズ（156）の組み合わせによって得られるも
のである。

−部品装着ステーション− 部品装着ステーション（Ｖ）には、「全体的構成」の
項で述べた基板支持ユニット（13）を配置する。基板支
持装置（30）に支持された基板には、所定個所に接着剤
または半田ペーストが塗られている。

−部品投棄ステーション− 部品投棄ステーション（VI）には真空吸着装置（80）
から落下した部品（１）を受け止める部品回収箱（16
0）を配置する。

−ノズル選択ステーション− ノズル選択ステーション（VII）には第６、第８図に
示すノズル選択装置（170）を配置する。ノズル選択装
置（170）は支持デッキ（64）に支持させたエレベータ
（171）を主たる構成要素としている。エレベータ（17
1）は垂直方向に摺動するスライダ（172）に取り付けら
れており、図示しないカムの動きを伝えるレバー（17
3）によって昇降動作を与えられる。エレベータ（171）
の下部にはセレクタギヤ（174）が、移動装置（60）の
回転中心を向く形で水平に軸支されている。セレクタギ
ヤ（174）はエレベータ（171）に支持された電動機（17
5）にベベルギヤ（176）（177）を介して連結し、エレ
ベータ（171）が降下するとタレット（81）の従動ギヤ
（82）にかみ合い、従動ギヤ（82）に電動機（175）の
回転を伝える。（177）はエレベータ（171）の降下の下
限を定めるストッパである。

アーム（67）の上面にはロックピン（180）を装着す
る。ロックピン（180）はアーム（67）に固定したホル
ダ（181）に、アーム（67）の軸線と平行にスライドで
きるよう保持され、タレット（81）の方へ圧縮コイルば
ね（182）で押されている。タレット（81）の端面に
は、ロックピン（180）の先端を受け入れる溝（183）
を、ノズル（83）（84）（85）（86）の背後に各１条づ
つ、計４条形設する。ロックピン（180）の後端にはＵ
字形のレバー受（184）を固定する。レバー受（184）は
支持デッキ（64）に支持されたベルクランク形レバー
（185）の一端を受け入れる。レバー（185）の他端はエ
レベータ（171）にコネクティングロッド（186）で連結
されている。

−接近駆動装置− （190）は一群の回転カム（191）（192）（193）（19
4）と、これらを回転させる電動機（195）を含む接近駆
動装置である（第１図）。回転カム（191）（192）（19
3）（194）は部品供給ステーション（Ｉ）、部品位置規
正ステーション（II）、部品認識ステーション（IV）、
及び部品装着ステーション（Ｖ）に配置された昇降体
（110）を、直接的に、あるいはリンク、レバー等適当
な伝達手段を介して間設的に、昇降させるものである。

−制御装置− （200）（第１図）は、各種データの演算処理を含
め、装置全体の制御を司る制御装置である。基板支持装
置（30）駆動用のＸ軸電動機（31）、Ｙ軸電動機（3
2）、インデックス装置（72）の駆動用電動機（73）を
含め、これまでに記述した電動機はすべて制御装置（20
0）により速度制御される。

−全体的動作− 上記装置は次のように動作する。第１図は部品供給ス
テーション（Ｉ）、部品位置規正ステーション（II）、
部品認識ステーション（IV）、部品装着ステーション
（Ｖ）、ならびに部品投棄ステーション（VI）において
真空吸着装置（80）に加えられる操作の状況を示す。部
品供給ステーション（Ｉ）に到着した真空吸着装置（8
0）は、図のケースでは、ノズル（83）を下に向けた状
態で停止する。到着時点では押圧子（105）は上昇位置
にあり、真空吸着装置（80）は吸引力を発生していな
い。ここで、昇降体（110）が降下してスライダ（68）
を押し下げ、ノズル（83）を部品（１）に押し付ける。
この時エアシリンダ（104）が制御装置（200）からの制
御信号によって押圧子（105）を降下させ、真空切替バ
ルブ（100）は開となり、ノズル（83）は部品（１）を
吸着する。部品（１）を吸着した真空吸着装置（80）は
昇降体（110）の上昇と共に上昇し、移動装置（60）の
間歇回転により、部品供給ステーション（Ｉ）から部品
位置規正ステーション（II）へと運ばれて行く。移動
中、真空切替バルブ（100）のアクチュエータ（103）は
押圧板（108）に押され続けており、部品（１）の吸着
は中断することがない。

部品位置規正ステーション（II）では、１対の位置規
正爪（122）が、カム（129）により相互の間隔を押し拡
げられた状態で待機している。このステーションに真空
吸着装置（80）が到着し、昇降体（110）により部品
（１）が方向調整爪（122）の間に入り込むところまで
降下せしめられると、カム（129）が下がって方向調整
爪（122）同士が接近し、部品（１）を側面から挾みつ
ける。このようにしてノズル（83）に対する部品（１）
のセンタリングを終えた後、制御装置（200）からの制
御信号に基き電動機（125）が回転台（121）を回転させ
て（あるいは回転させずして）、その部品に対する基板
上における指定配置角度に部品（１）の向きを合わせ
る。この場合、当然のことながら、部品装着ステーショ
ン（Ｖ）に到着した時点での部品（１）の角度が指定配
置角度に一致するよう、方向調整を行なう。方向調整完
了後、カム（129）が上昇して位置規正爪（122）を部品
（１）から離脱させ、真空吸着装置（80）は上昇する。
部品（１）が位置規正爪（122）の間から脱け出して行
った後、カム（129）が降下してローラ（128）から離
れ、電動機（125）は回転台（121）を待機位置の角度に
復帰させ、カム（129）が再び上昇して、次の部品
（１）に備えるべく方向調整爪（122）を押し開く。

部品位置規正ステーション（II）を離れた真空吸着装
置（80）は、作業ステーション（III）を経て部品認識
ステーション（IV）に到着し、昇降体（110）により一
定高さまで降下せしめられる。この場合、昇降体（11
0）の昇降ストロークが定まっているから一定と言うの
であって、真空吸着装置（80）の先端たるノズル端にお
いて高さが一定になるようにするということではない。
真空吸着装置（80）の降下により、部品（１）は視覚セ
ンサ（141）の部品認識領域のただ中に突入する。部品
認識領域、すなわち照射ユニット（150）がラインセン
サ（148）に向け、照射ユニット（151）がラインセンサ
（149）に向け、各々平行光を照射している領域に入り
込んだ部品（１）は、第12図に示すように、ラインセン
サ（148）（149）に自己のシルエット（平行斜線で示
す）を投じる。視覚センサ（141）に対する、すなわち
ライセンサ（148）（149）に対するノズルの平面的位置
関係は一定不変のこととされているから、ラインセンサ
（148）（149）でシルエットの位置を計測すれば、ノズ
ル（83）に対する部品（１）の位置ずれ量を計測できる
ことになる。部品の種類によっては位置規正爪（122）
を完全な挾みつけに至る一歩手前で停止させなければな
らないものがあり、このようなものについて位置ずれ量
計測が有効となる。計測データは制御装置（200）に伝
えられる。なお、部品（１）のＸ、Y2方向の位置ずれ量
を正確に知るためには、部品（１）の直交する２辺の延
在方向と、ラインセンサ（148）（149）の配置方向と
が、一致している、言葉を変えれば平行であることが望
ましい。このため、視覚センサ（141）は予め部品
（１）の向きに自己の向きを一致させて待機している。
すなわち、部品位置規正ステーション（II）で部品
（１）の角度をどのように設定したかにより、それに応
じた方向制御指令が制御装置（200）から電動機（145）
に与えられ、電動機（145）は視覚センサ支持装置（14
2）を所定角度回転させる。視覚センサ（141）の方向変
更範囲は90゜あれば十分で、特にそれ以上大きくとる必
要はない。このようにして、ラインセンサ（148）（14
9）を部品（１）の辺と平行に置いた状態で計測した結
果は制御装置（200）に伝えられ、これに基き制御装置
（200）は、基板支持装置（30）の移動量をどのように
補正したら良いかを演算する。計測完了後、真空吸着装
置（80）は上昇し、視覚センサ（141）は、次に到来す
る部品（１）に備えてそれに応わしい方向を向く。エレ
ベータ（144）の高さ調節も必要に応じて行なわれる。

真空吸着装置（80）が部品装着ステーション（Ｖ）に
到着した時点では、基板支持装置（30）は既に基板
（２）を、部品（１）を装着すべき個所をノズル（83）
の真下に位置づけて、待機している。もちろんこの場
合、制御装置（200）からＸ軸電動機（31）及びＹ軸電
動機（32）に与える指令には部品（１）の位置ずれデー
タを織り込み済みで、基板支持装置（30）は位置ずれに
見合う分だけ補正された位置に停止している。ここで昇
降体（110）が真空吸着装置（80）を降下させ、部品
（１）を、基板（２）の所定位置に、所定角度で押し付
ける。押圧子（107）は、真空吸着装置（80）が部品装
着ステーション（Ｖ）に到着する時点で降下位置にあっ
て部品（１）の吸着を維持させているが、部品（１）が
基板（２）上の接着剤または半田ペーストに押し付けら
れた時点で第１図のように上昇し、ノズル（83）の吸引
を断つ。従ってこの後真空吸着装置（80）が上昇する折
には、部品（１）は接着剤または半田ペーストの粘着力
で基板（２）の表面に残留するものである。

部品装着ステーション（Ｖ）を離れた真空吸着装置
（30）は部品投棄ステーション（VI）を経てノズル選択
ステーション（VII）に至る。ノズル選択ステーション
（VII）に真空吸着装置（80）が到着した時点では、セ
レクタギヤ（174）は第６図に示すように従動ギヤ（8
2）の上方にあり、レバー（175）の先端はレバー受（17
4）の中に入り込んでいる。ロックピン（180）は第７図
のように溝（183）に係合しており、タレット（81）を
しっかりと固定している。ここで、使用するノズルを
（83）から他のものに変える必要が生じたときは、第８
図のようにエレベータ（171）が降下し、セレクタギヤ
（174）を従動ギヤ（82）にかみ合わせる。エレベータ
（171）の下降によりレバー（175）も回動し、ロックピ
ン（180）を圧縮コイルばね（182）に抗しスライドさせ
る。これによりロックピン（180）は溝（183）から抜け
出し、タレット（81）は回転可能となる。この状態で電
動機（175）を駆動し、タレット（81）を所定角度回転
させる。タレット（81）の角度変更を終えた後エレベー
タ（171）を上昇させると、レバー（185）が旧位置に復
帰してロックピン（180）が再び溝（183）に係合し、タ
レット（81）をロックするものである。

真空吸着装置（80）は、部品供給装置（21）から部品
（１）を吸い上げる訳であるが、時として、部品供給テ
ープ（22）の送り運動のため部品（１）がはね上がる等
の理由により、部品（１）の、本来吸い付けるべきでな
い側面を吸い付けてしまうことがある。このように異常
姿勢で吸着された部品（１）は、装着に到らせることな
く排除しなければならない。部品（１）の姿勢が正常で
あるか異常であるかは視覚センサ（141）の計測データ
から判定する。第12図のようにラインセンサ（148）（1
49）に部品（１）のシルエットを投影すると、シルエッ
トの位置と長さが計測データとして得られることにな
る。この長さデータに基き、制御装置（200）で部品
（１）の周囲方向長さ量（水平方向のもの）を求めるこ
とができる。第13図に示す正常姿勢の場合と、第14図に
示す異常姿勢の場合とでは、得られる結果に顕著な差が
生じるから、これをもって容易に正常・異常を判定でき
る。正常姿勢の場合の周囲方向長さと異常姿勢の場合の
周囲方向長さの差が小さい、すなわち立方体に近い形状
の部品というのは殆んど例を見ないから、この判定手法
は有効である。部品姿勢が異常であるとの演算結果を得
た場合には、制御装置（200）は、その部品（１）を装
着対象から除外する。すなわち、部品装着ステーション
（Ｖ）に配置された昇降体（110）の駆動機構と、エア
シリンダ（106）とに指令を発し、真空吸着装置（80）
が部品装着ステーション（Ｖ）に到着しても、これを降
下させず、また部品（１）の吸着を終了させもしない。
この真空吸着装置（80）が部品投棄ステーション（VI）
に移ってしまうまで、押圧子（107）は降下状態を保
ち、入れ替りに部品装着ステーション（Ｖ）に到着した
真空吸着装置（80）に対し通常の装着操作が加えられ、
押圧子（107）が上昇して基板（２）に付着した部品
（１）に対する吸着を解除した時点で、部品投棄ステー
ション（VI）においても部品装着が解除され、異常姿勢
の部品（１）は部品回収箱（160）に投棄される。装着
し損ねた分の部品（１）については、直ちに装着プログ
ラムが変更され、部品（１）を投棄した真空吸着装置
（80）によって、あるいは他の真空吸着装置（80）によ
ってでも良いが、同種の部品（１）を指定個所に装着し
直す回復措置がとられる。

部品（１）の装着をすべて終えた基板（２）はアンロ
ーディングブリッジ（51）からアンローダ（50）へ送ら
れる。そして接着剤硬化、半田付、あるいはICベアチッ
プにおいてはワイヤボンディング等、所要の後工程にか
けられる。

部品装着装置（10）は、取り扱う部品（１）によって
動作速度を変える。真空吸着装置（80）の昇降について
見ると、衝撃に対し耐性を有する部品（１）の場合は第
15図（ａ）に示すような時間−変位曲線をたどるのに対
し、ICベアチップのような取り扱いに注意を要する部品
（１）の場合には同図（ｂ）に示すような時間−変位曲
線をたどる。第15図（ｂ）のように動けば、真空吸着装
置（80）は部品（１）にゆっくりと接近し、また基板
（２）に部品（１）をゆっくりと載せることになる。
（Z₁は最大接近量、言い換えれば最大降下量を表わ
す。）途中の加速もゆるやかである。もっとも上昇方向
については、破線のように急速に変位させて、動作時間
を短縮することができる。このような動作速度の切り換
えは電動機（195）の制御により可能となる。通常の場
合、遅速二通りの速度設定をしておけば良いが、基板製
造ラインの全体的な流れに応じ、その時点時点で適切な
速度設定ができるよう、コンピュータ指令により電動機
（195）の速度を無段階に制御するようにしておいても
良い。

部品位置規正装置（120）においても、ICベアチップ
のような繊細な部品（１）の場合には、部品（１）に衝
撃を与えないよう、位置規正爪（122）の接近速度をゆ
るやかにする。第15図（ａ）の時間−変位曲線を衝撃に
対し耐性を有する部品（１）についての位置規正動作と
すれば、ICベアチップに対する位置規正動作は同図
（ｂ）のようになる。位置規正爪（122）が部品（１）
から離れる方向については、破線のように急速移動させ
ても良い。この動作速度変化は、電動機（131）の制御
によりもたらされる。

真空吸着装置（80）及び部品位置規正装置（120）の
低速化に伴ない、作業タクトタイムを延ばさねばならな
い。そこで、電動機（73）を制御し、インデックス装置
（72）の動作曲線を第16図の（ａ）から（ｂ）のように
変化させる。（Z₂は１回分の移動量である。遠心力で振
りとばされやすい大型部品を装着する場合にも、移動装
置（60）の低速化は有効である。）基板支持装置（30）
及び部品供給装置（21）の移動、部品供給テープ（22）
の送りも同様にスローダウンさせる（これらのものだけ
が高速で動いても意味がないので）。従って、ICベアチ
ップのような部品（１）を装着する場合には、それを装
着し終わるまで、部品装着装置（10）全体の動きが低速
化することになる。

もっとも、ICベアチップの質量が小さく、急加速・急
減速を行っても真空吸着装置（80）に対しずれを生じる
危険がなければ、移動装置（60）の動作速度を低下させ
る必要はない。むしろ移動装置（60）の動作速度を速
め、作業時間の短縮を図る。

（ト）発明の効果真空吸着装置で部品のピックアンドプレース作業を行
なう部品装着装置にあっては、生産能力向上のため、真
空吸着装置の動作速度を可能な限り高速化しようとする
のが常である。そのため、部品の破損を論ずる場合に
は、真空吸着装置より加えられる静的な圧迫力の大小よ
りも、むしろ急激な衝突による衝撃力の方が問題となる
ことが多いのであるが、本発明では、真空吸着装置の部
品ないし基板への接近速度を変化させ、部品の種類に応
じた接近速度を選べるようにしているから、高速化を追
求するあまりの部品破損といった事態を回避できる。

また、接近駆動装置の動作速度と移動装置の動作速度
を個別に制御するため、繊細だが質量が小さい部品の場
合には、接近駆動装置の動作速度は遅くするものの移動
装置の動作速度は速くし、その逆に堅牢だが質量が大き
い部品の場合には、移動装置の動作速度は遅く、接近駆
動装置の動作速度は速くするといった具合に、手段を尽
くして作業時間の短縮を図ることができるとともに、部
品の破損を防止し、更に、部品の装着を確実に行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】図は本発明の一実施例を示し、第１図は主な作業ステー
ションにおける工程の推移を示す説明用展開図、第２図
は部品装着装置を構成する複数個のユニットの配置説明
図、第３図は移動装置の平面図、第４図及び第５図は各
々別の作業ステーションにおける、部品的には断面しな
いで残した垂直断面図、第６図はノズル選択装置の側面
図、第７図は第６図に関連した真空吸着装置の平面図、
第８図は第６図と同様ノズル選択装置の側面図にして異
なる動作状態のもの、第９図は第８図に関連した真空吸
着装置の平面図、第10図は視覚センサの斜視図、第11図
は視覚センサの照射ユニットの概要説明図、第12図、第
13図、第14図は視覚センサの計測状況説明図、第15図
（ａ）（ｂ）は真空吸着装置ないし部品位置規正装置の
動作速度について説明する図、第16図（ａ）（ｂ）は移
動装置の動作速度について説明する図である。（１）……部品、（２）……基板、（10）……部品装着
装置、（Ｉ）……部品供給ステーション、（21）……部
品供給装置、（Ｖ）……部品装着ステーション、（30）
……基板支持装置、（80）……真空吸着装置、（60）…
…移動装置、（190）……接近駆動装置、（73）（195）
……移動装置と接近駆動装置の動力源を構成する電動
機、（200）……制御装置。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】a.部品供給ステーションと部品装着ステー
ションを含む作業ステーション群と、 b.前記部品供給ステーションに配置した部品供給装置
と、 c.前記部品装着ステーションに配置した基板支持装置
と、 d.前記部品供給装置から前記基板支持装置上の基板へ、
部品のピックアンドプレース作業を行うべく配備された
真空吸着装置と、 e.前記真空吸着装置を支持し、これを作業ステーション
から作業ステーションへと移動させる移動装置と、 f.部品供給ステーションと部品装着ステーションに存在
し、これらステーションに到着した真空吸着装置に連結
してこれを部品ないし基板に接近させる接近駆動装置
と、 g.前記移動装置の動力源を構成する電動機と、 h.前記接近駆動装置の動力源を構成し、且つ前記移動装
置の動力源である電動機とは独立に存在する電動機と、 i.部品が繊細か堅牢かに応じて、繊細な場合には、接近
駆動装置の動作速度を遅くし、堅牢な場合には、接近駆
動装置の動作速度を速くするとともに、部品の質量の大
きさに応じて、質量が小さい場合には、移動装置の動作
速度を速くし、質量が大きい場合には、移動装置の動作
速度を遅くするように、前記両電動機の動作速度を個別
に制御する制御装置と、から構成されることを特徴とする部品装着装置。