JP3554615B2 - 電子部品装着装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、装着ヘッドに垂下した吸着ノズルを、当該装着ヘッドと共に間欠送りし、吸着した電子部品を基板などに装着する電子部品装着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電子部品装着装置として、特開平５−２２６８８４号公報に記載のものが知られている。この電子部品装着装置では、装置本体を挟んで、装置本体に電子部品を供給する供給系と、装置本体から電子部品の装着を受ける装着系とが、相互に平行に配設されている。装置本体には、回転テーブルが設けられており、回転テーブルの外周部には、各６本の吸着ノズルを保持した装着ヘッドが、等間隔に１２個、配設されている。回転テーブルは間欠回転しながら、装着ヘッドを供給系と装着系との間で回転送りし、その際、吸着ノズルは、供給系から電子部品を吸着し、これを装着系の基板に装着する。
【０００３】
この場合、各吸着ノズルが臨む供給系の吸着ステーションから装着系の装着ステーションに至る搬送経路には、電子部品の吸着姿勢を画像認識すると共にその姿勢を補正するなどのアクセスを行う各種のステーションが設けられ、また装着ステーションから吸着ステーションに至る搬送経路には、吸着ノズルの選択や吸着ノズルのレベル調整などのアクセスを行う各種のステーションが設けられている。また、吸着ステーションの一つ手前のステーションでは、電子部品の吸着を確実なものとするため、吸着ノズルの前後方向の位置補正が行われると共に、使用するノズルの突出の程度および使用しないノズルの突出の程度を検出する検出装置が設けられている。
【０００４】
一方、各装着ヘッドには、６本の吸着ノズルが出没自在に垂下されており、またこの６本の吸着ノズルは、装着する電子部品に合わせて適宜交換できるように、装着ヘッドに対し着脱自在に構成されている。そして、この交換作業は、一般的に装着ステーションで行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の電子部品装着装置では、吸着ノズルの交換（着脱）が装着ステーションで行われる一方、吸着ノズルの突出レベルの検出が吸着ステーションの一つ手前のステーションで行われる。このため、吸着ノズルが装着不良により過度に垂れ下がっていると、この過度の垂下状態が検出されるまでの間、すなわち、吸着ノズルの選択や吸着ノズルのレベルを調整する各種のステーションを通過する間に、この垂れ下がった吸着ノズルが、装置本体の構成部品に衝突して、吸着ノズル或いは構成部品を破損するおそれがあった。また、ねじの緩みなどにより、吸着ノズルが徐々に垂れ下がってくる場合にあっても、周方向の一箇所の検出では、発見（検出）が遅れるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、吸着ノズルの過度の垂下状態を迅速に検出することができる電子部品装着装置を提供することをその目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の電子部品装着装置は、装着ヘッドに垂下した複数本の吸着ノズルを、装着ヘッドと共に間欠送りし、電子部品の装着位置および吸着ノズルの装着位置を兼ねる装着ステーション、電子部品の吸着に先立ち該当する吸着ノズルを準備するノズル調整ステーションおよび電子部品を吸着ノズルに吸着する吸着ステーションの順でこれらに臨ませる電子部品装着装置において、装着ステーションとノズル調整ステーションとの間に、吸着ノズルの過度な垂下状態を検出するノズルレベル検出手段を配設したことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、ノズルレベル検出手段により、吸着ノズルの過度な垂下状態が、装着ステーションとノズル調整ステーションとの間で検出されるため、装着ミスやねじの緩みなどにより過度に垂れ下がった吸着ノズルを、ノズル調整ステーションの手前で検出することができる。このため、吸着ノズルにアクセスする部品が配設されているノズル調整ステーションを、過度に垂れ下がった吸着ノズルが通過するのを回避することができる。
【０００９】
また、請求項２の電子部品装着装置は、間欠送りされてくる吸着ノズルの直下近傍に臨んで、装着がキャンセルされた電子部品を吸着ノズルから相対的に掻き落とすチップ排出板を備えた電子部品装着装置において、チップ排出板の変位を検出する検出器を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、吸着ノズルが適切に装着されている場合には、吸着ノズルの先端がチップ排出板の上側近傍を通過し、吸着ノズルが垂れ下がって不適切に装着されている場合には、吸着ノズルの先端がチップ排出板の干渉してこれを先方を変位させる。すなわち、電子部品を掻き落とすチップ排出板を利用して、吸着ノズルの装着不備を検出することができると共に、複数本の吸着ノズルに対応して設けたチップ排出板により、複数本の吸着ノズルの装着不備を同時に検出することができる。また、このチップ排出板は、吸着ノズルの調整に支障を生じないように、装着ステーションとノズル調整ステーションとの間のステーションに設けられている。このため、過度に垂れ下がった吸着ノズルがノズル調整ステーションを通過するのを回避することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る電子部品装着装置について説明する。図１は電子部品装着装置の側面図であり、図２はその平面図である。両図に示すように、この電子部品装着装置１は、装着装置本体２を挟んで相互に平行に、電子部品Ａを供給する供給系３と、電子部品Ａを基板Ｂに装着する装着系４とを配して構成されている。装着装置本体２には、駆動系の主体を為すインデックスユニット１１と、これに連結された回転テーブル１２と、回転テーブル１２の外周部に搭載した複数個（１２個）の装着ヘッド１３とが設けられており、回転テーブル１２は、インデックスユニット１１により、装着ヘッド１３の個数に対応する間欠ピッチで間欠回転される。回転テーブル１２が間欠回転すると、各装着ヘッド１３に搭載した吸着ノズル１４が供給系３および装着系４に適宜臨み、供給系３から供給された電子部品Ａを吸着した後、装着系４に回転搬送し、装着系４に導入した基板Ｂにこれを装着する。
【００１２】
供給系３は、基板Ｂに装着する電子部品Ａの種類に応じた数のテープカセット２１を有し、テープカセット２１は、一対のガイドレール２２，２２にスライド自在に案内された供給台２３に、横並びに着脱自在に設けられている。供給台２３には、そのスライド方向にボールねじ２４が螺合しており、供給台２３は、ボールねじ２４の一方の端に連結した送りモータ２５の正逆回転により進退され、装着ヘッド１３の吸着位置にテープカセット２１を選択的に臨ませる。各テープカセット２１には、所定のピッチで電子部品Ａが装填されたキャリアテープＣが、テープリール２６に巻き出された状態で搭載されており、電子部品Ａは、テープリール２６から巻き出されたキャリアテープＣから随時、吸着ノズル１４により吸着されてゆく。
【００１３】
装着系４は、載置した基板ＢをＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させるＸＹテーブル３１と、ＸＹテーブル３１の前後に配設した搬入搬送路３２および搬出搬送路３３と、搬入搬送路３２上の基板ＢをＸＹテーブル３１に、同時にＸＹテーブル３１上の基板Ｂを搬出搬送路３３に移送する基板移送装置３４とで、構成されている。搬入搬送路３２の下流端まで送られてきた基板Ｂは、基板移送装置３４により、ＸＹテーブル３１上に移送され、同時に電子部品Ａの装着が完了したＸＹテーブル３１上の基板Ｂは、この基板移送装置３４により、搬出搬送路３３に移送される。ＸＹテーブル３１上に導入された基板Ｂは、ＸＹテーブル３１により適宜移動され、各装着ヘッド１３により次々と送られてくる電子部品Ａに対応して、その部品装着部位を装着位置に臨ませ、各吸着ノズル１４から電子部品Ａの装着を受ける。
【００１４】
装着装置本体２は、支持台１５上に駆動系の主体を為すインデックスユニット１１を有しており、インデックスユニット１１は、回転テーブル１２を間欠回転させると共に、回転テーブル１２の間欠周期に同期（連動）させ、装着装置本体２の各種の装置を作動させる。
【００１５】
回転テーブル１２は、インデックスユニット１１から垂下した鉛直軸４１に固定され、平面視時計廻りに間欠回転する。回転テーブル１２の外周部には、各２本のロッド４２，４２を介して、周方向に等間隔に１２個の装着ヘッド１３が、上下動自在に取り付けられている。この場合、回転テーブル１２の間欠回転は、装着ヘッド１３の数に合わせて一回転に対して１２間欠周期となっており、この間欠回転により公転する各装着ヘッド１３は、吸着位置および装着位置を含む１２箇所の停止位置（ステーション）にそれぞれ停止する。
【００１６】
各装着ヘッド１３には、周方向に等間隔に配設した複数本（実施例では５本）の吸着ノズル１４が、それぞれ出没自在に、かつ全体として鉛直軸廻りに公転可能に取り付けられている。吸着ノズル１４は、５本のうちから電子部品Ａの大きさなどに対応して、適切な一の吸着ノズル１４を選択できるようになっている。そして、この選択は、選択した一の吸着ノズル１４を、装着ヘッド１３のノズルセット位置に公転移動させかつ突出させることにより、行われる。また、この５本の吸着ノズル１４は、装着ヘッド１３に対し着脱自在に構成されており、適宜交換できるようになっている。
【００１７】
一方、回転テーブル１２の間欠回転に伴う吸着位置および装着位置を含む１２箇所の停止位置には、吸着ノズル１４にアクセスする各種の装置が、支持台１５に取り付けられるようにして、組み込まれている。
【００１８】
吸着位置（吸着ステーション）には、装着ヘッド１３を電子部品Ａの吸着のために下降させる装着ヘッド昇降装置５１が、上記のロッド４２に連結されるようにして設けられている。同様に装着位置（装着ステーション）にも、装着ヘッド１３を電子部品Ａの装着のために下降させる装着ヘッド昇降装置５２が、設けられている。なお、両装着ヘッド昇降装置５１，５２は、アーム長が異なるだけで、基本構造は同一である。
【００１９】
また、図２に示すように、時計廻りに装着位置の次の次の停止位置（ノズル調整ステーション）には、吸着ノズル１４を公転させ、選択した一の吸着ノズル１４を外側に位置するノズルセット位置に移動させるノズル選択装置５３が、その次の停止位置（ノズル調整ステーション）には、装着ヘッド１３を下降させ突当て台に突き当てて不要な吸着ノズル１４を没入させると共に、装着ヘッド１３を上昇させながら選択した吸着ノズル１４を突出させるノズル出没装置５４が、更にその次の停止位置（ノズル調整ステーション）には、突出した吸着ノズル１４の突出長を調整するノズル長さ調整装置５５が、それぞれ組み込まれている。
【００２０】
同様に、続く吸着位置の一つ手前の停止位置には、吸着ノズル１４を公転させ、吸着位置に臨む吸着ノズル１４の左右方向（供給台の進退方向に直交する方向）の位置を補正するノズル位置補正装置５６が設けられている。なお、図示しないが、この停止位置には、使用するために突出している吸着ノズル１４と、使用しない他の吸着ノズル１４のそれぞれのレベルを検出する検出装置も設けられている。
【００２１】
また、吸着位置の次の停止位置には、吸着ノズル１４を公転させ、吸着ノズル１４を元のノズルセット位置に復帰させるノズル復帰装置５７が、その次の次の停止位置には、吸着した電子部品Ａの姿勢（水平面内における姿勢）を画像認識する部品認識装置５８が、その次の停止位置には、部品認識装置５８の認識結果に基づいて、吸着ノズル１４を公転させ、吸着した電子部品Ａを装着時の姿勢になるように補正する部品角度補正装置５９が、それぞれ組み込まれている。
【００２２】
さらに、装着位置の次の停止位置（部品排出ステーション）には、上記の部品認識装置５８により、補正不能と認識され装着をキャンセルした電子部品Ａを、吸着ノズル１４から取り去る部品排出装置６０が設けられている。そして、詳細は後述するが、この部品排出装置６０は、吸着ノズル１４の装着ヘッド１３への装着不備を検出するノズルレベル検出手段を兼ねている。
【００２３】
ここで、任意の一の装着ヘッド１３の動作を例に、装着装置本体２の一連の動作を簡単に説明する。装着位置において基板Ｂに電子部品Ａを装着した装着ヘッド１３は、間欠回転する回転テーブル１２により吸着位置に向かって公転送りされてゆき、制御指令に基づく、吸着ノズル１４の選択、吸着ノズル１４の突出・没入、突出長さ調整、および位置補正が順次行われながら、吸着位置に達する。一方、吸着系３では、装着ヘッド１３が吸着位置の一つ手前の停止位置から吸着位置に移動してくる間に、制御指令に基づき、供給台２３を進退させ、該当する電子部品用のテープカセット２１を吸着位置に臨ませる。
【００２４】
ここで電子部品Ａを吸着した装着ヘッド１３は、今度は装着位置に向かって公転送りされてゆき、制御指令に基づく、吸着ノズル１４のノズルセット位置への復帰、吸着した電子部品Ａの認識、およびこれに基ずく電子部品Ａの角度補正が順次行われながら、装着位置に達する。一方、装着系４では、装着ヘッド１３が装着位置の一つ手前の停止位置から装着位置に移動してくる間に、制御指令に基づき、ＸＹテーブル３１を作動させて、基板Ｂの部品装着部位を装着位置に臨ませる。そして、装着ヘッド昇降装置５２により装着ヘッド１３が下降され、基板Ｂに電子部品Ａが装着される。
【００２５】
次に、図３を参照して、部品排出装置６０について詳細に説明する。同図に示すように、部品排出装置６０は、電子部品Ａを吸着ノズル１４からを掻き落とすチップ排出板７１と、チップ排出板７１の変位を検出する検出器７２と、掻き落とされた電子部品Ａを受けるボックス７３とで構成されている。チップ排出板７１は、一端をシャーシ６１に固定され、水平に延びて吸着ノズル１４の搬送経路の下側近傍に臨んでいる。間欠送りされてくる吸着ノズル１４の先端は、チップ排出板７１の上端すれすれに通過し、装着をキャンセルされた電子部品Ａは、チップ排出板７１に突き当たって下方のボックス７３に落とし込まれる。なお、チップ排出板７１の手前で吸着ノズル１４のエアー吸着は解除される。
【００２６】
チップ排出板７１の先端下部は、水平に折曲げられており、この折曲部７４が検出器７２の近接センサ７５に対峙している。検出器７２は、この近接センサ７５と近接センサ７５を保持するホルダ７６とで構成され、ホルダ７６により、図外のシャーシに取り付けられている。この場合、チップ排出板７１が変位してその折曲部７４が近接センサ７５からずれることにより、チップ排出板７１を介して吸着ノズル１４の装着不備が検出される。
【００２７】
図４に示すように、装着位置（装着ステーション）において装着ヘッド１３にセットした吸着ノズル１４が、装着ミスにより垂れ下がった状態で装着されると、間欠送りされてきた吸着ノズル１４がチップ排出板７１に干渉する。この干渉により、チップ排出板７１は先方に押され湾曲し、更に上向きに捻られ、吸着ノズル１４が乗り越えたところで元に戻る。このチップ排出板７１の湾曲に伴って、チップ排出板７１の折曲部７４が近接センサ７５から位置ずれしてゆき、チップ排出板７１の変位、すなわち吸着ノズル１４が過度に垂れ下がって装着されている状態が検出される。そして、この検出結果により装置の運転が停止する。
【００２８】
以上のように本実施形態によれば、吸着ノズル１４がこれにアクセスするノズル選択装置５３、ノズル出没装置５４、ノズル長さ調整装置５５などの位置（ステーション）に達する前に、その装着不備が検出されるので、吸着ノズル１４の間欠送りが続行されることがなく、垂れ下がった吸着ノズル１４が、ノズル出没装置５４の突当て台などの構成部品に干渉するなどの事態を回避することができる。これにより、吸着ノズル１４の装着ミスやねじの緩みなどによる吸着ノズル１４の破損および構成部品の破損などを未然に防止することができる。また、この検出をチップ排出板７１を利用して行っているので、検出装置を簡単かつ低コストで構成することができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、吸着ノズルの過度な垂下状態を検出する検出手段を、チップ排出板を利用して構成したが、光センサなどを用い、チップ排出板とは別に構成するようにしてもよい。また、近接センサに代えてフォトインタラプタやマイクロスイッチなどで検出器を構成してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明の電子部品装着装置によれば、装着ステーションとノズル調整ステーションとの間で、吸着ノズルの過度な垂下状態を検出することができるので、吸着ノズルが他の構成部品と干渉し易い位置に達する前に、装置の運転を停止させることができ、装着不備に基づく吸着ノズルや構成部品の破損を有効に防止することができる。また請求項２の発明によれば、既存のチップ排出板を利用して、検出装置を簡単に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子部品装着装置の側面図である。
【図２】実施形態に係る電子部品装着装置の平面図である。
【図３】装着装置本体の部品排出装置の構造図である。
【図４】装着装置本体の部品排出装置のノズルレベルを検出している状態を表した構造図である。
【符号の説明】
１ 電子部品装着装置
２ 装着本体
１３ 装着ヘッド
１４ 吸着ノズル
６０ 部品排出装置
７１ チップ排出板
７２ 検出器
７５ 近接センサ
Ａ 電子部品

Claims (2)

1. 装着ヘッドに垂下した複数本の吸着ノズルを、当該装着ヘッドと共に間欠送りし、電子部品の装着位置および吸着ノズルの装着位置を兼ねる装着ステーション、電子部品の吸着に先立ち該当する吸着ノズルを準備するノズル調整ステーションおよび電子部品を吸着ノズルに吸着する吸着ステーションの順でこれらに臨ませる電子部品装着装置において、
   前記装着ステーションと前記ノズル調整ステーションとの間に、前記吸着ノズルの過度な垂下状態を検出するノズルレベル検出手段を配設したことを特徴とする電子部品装着装置。
2. 間欠送りされてくる吸着ノズルの直下近傍に臨んで、装着がキャンセルされた電子部品を当該吸着ノズルから相対的に掻き落とすチップ排出板を備えた電子部品装着装置において、
   前記チップ排出板の変位を検出する検出器を備えたことを特徴とする電子部品装着装置。

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