JP3713287B2

JP3713287B2 - 部品装着装置

Info

Publication number: JP3713287B2
Application number: JP21409293A
Authority: JP
Inventors: 常夫金澤
Original assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Priority date: 1993-08-30
Filing date: 1993-08-30
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2020-11-09
Also published as: JPH0766600A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、吸着位置にある部品供給装置内に収納されたチップ部品をロータリテーブルの回動により順次移動してくる吸着ノズルで吸着してプリント基板上に装着する部品装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
此種の従来技術として、本出願人が先に出願した特開平３−１６０７９４号公報に開示されたものがある。
しかし、大きな部品を扱う場合に顕著なのであるが、ロータリテーブルの回動時の遠心力により吸着ノズルから部品が離れてしまうということがあった。
【０００３】
また、部品の角度補正時の回転によりノズルから部品が離れてしまうことがあった。
更に、微小な部品を扱う場合に顕著なのであるが、静電気の影響により装着動作しても吸着ノズルから部品が離れないということがあった。
また、装着時に吸引力を遮断する真空バルブの故障により吸着ノズルから部品が離れないとか、吸引力の遮断補助としてのエアブロー用バルブの故障によりエアが吹き出されず、同様にノズルから部品が離れないということがあった。
【０００４】
前述したようなときにそのことを検出する機構を備えていなかったため、基板上に部品が装着されない個所ができても当該装置ではわからなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明はプリント基板に部品が装着されたか否か検出できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は吸着位置にある部品供給装置内に収納されたチップ部品をロ−タリテ−ブルの回動により順次移動してくる吸着ノズルで吸着位置にて吸着し、装着位置にてプリント基板上に装着する部品装着装置に於いて、装着位置での部品装着動作直前の前記吸着ノズルに部品が吸着されているか否かを前記装着位置にて検出する部品有無検出装置を設けたものである。
【０００７】
また、本発明は吸着位置にある部品供給装置内に収納されたチップ部品をロ−タリテ−ブルの回動により順次移動してくる吸着ノズルで吸着位置にて吸着し、装着位置にてプリント基板上に装着する部品装着装置に於いて、装着位置での部品装着動作直前の前記吸着ノズル及び部品装着動作直後の前記吸着ノズルに部品が吸着されているか否かを前記装着位置にて検出する部品有無検出装置を設けたものである。
【０００９】
【作用】
以上の構成から、部品有無検出装置により装着位置での部品装着動作直前の吸着ノズルに部品が吸着されているか否かが吸着位置にて検出される。
また、部品有無検出装置により装着位置での部品装着動作直前の吸着ノズル及び部品装着動作直後の吸着ノズルに部品が吸着されているか否かが吸着位置にて検出される。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
図面に於いて、（１）はＸ軸モータ（２）の回動によりＸ方向に移動するＸテーブルであり、（３）はＹ軸モータ（４）の回動によりＸテーブル（１）上でＹ方向に移動することにより結果的にＸＹ方向に移動するＸＹテーブルであり、チップ状電子部品（５）（以下、チップ部品あるいは部品という。）が装着されるプリント基板（６）が図示しない固定手段に固定されて載置される。
【００１２】
（７）は供給台であり、チップ部品（５）を供給する部品供給装置（８）が多数台配設されている。（９）は供給台駆動モータであり、ボールネジ（１０）を回動させることにより、該ボールネジ（１０）が嵌合し供給台（７）に固定されたナット（１１）を介して、供給台（７）がリニアガイド（１２）に案内されてＸ方向に移動する。（１３）は間欠回動するロータリテーブルであり、該テーブル（１３）の外縁部には取り出しノズルとしての吸着ノズル（１４）を６本有する装着ヘッド（１５）が間欠ピッチに合わせて等間隔に配設されている。
【００１３】
また、前記装着ヘッド（１５）に取り付けられた吸着ノズル（１４）は図示しない記憶装置に記憶されている高さ指定データに従って図示しない高さ調整機構により扱う部品の厚さに応じてそのヘッド（１５）により係止される高さ位置が変更可能である。例えば二段階の高さ位置が設定できる。
吸着ノズル（１４）が供給装置（８）より部品（５）を吸着し取出す装着ヘッド（１５）の停止位置が吸着ステーションであり、該吸着ステーションにて吸着ノズル（１４）が部品（５）を吸着する。
【００１４】
（１６）は吸着ノズル（１４）が吸着する部品（５）の位置ずれを部品（５）の下面をカメラにて所定の視野範囲で撮像しその撮像画面を認識処理して認識する部品認識装置であり、ロータリテーブル（１３）が回動していき装着ヘッド（１５）が該装置（１６）上に停止するステーションは認識ステーションである。
認識ステーションの次の装着ヘッド（１５）の停止する位置が角度補正ステーションであり、認識装置（１６）の認識結果によるチップ部品（５）の角度位置ずれを補正する角度量を予め決められた図示しない装着データに示される角度量に加味した角度量だけヘッド回動装置（１７）が装着ヘッド（１５）をθ方向に回動させる。
【００１５】
角度補正ステーションの次の次の停止位置が、装着ステーションであり、前記基板（６）に該ステーションの吸着ノズル（１４）の吸着する部品（５）が装着される。
また、装着ステーションには部品装着動作直前及び直後の吸着ノズル（１４）に部品（５）が吸着されているか否か検出する部品有無検出装置（１８）が設けられている。
【００１６】
以下、該部品有無検出装置（１８）について説明する。
（１９）、（２０）は図１に示すように逆コの字状の取付板（２１）の両先端部にノズル（１４）を挟む形で取り付けられた投光器と受光器で、該投光器（１９）から投光された光が部品（５）によって遮られて受光器（２０）に受光されない場合、部品有りと検出する。また、該取付板（２１）はロータリテーブル（１３）の次のステーションへの移動時にその前記両先端部を連結する支持部がノズル（１４）が当接しないように装着ステーションに位置するヘッド（１５）との間隔を設けてある。尚、取付板（２１）の設置高さより前記投光器（１９）、受光器（２０）の設置高さが高くなるように取り付けることにより、前記支持部とヘッド（１５）との間隔が充分にとれない場合に対応できる。
【００１７】
また、前記取付板（２１）は本体ベース（２２）に立設された取付ベース（２３）に取り付けられた図示しない駆動源により駆動されるＸＺテーブル（２４）によりＸ方向（図１の矢印）及びＺ方向（図２の矢印）に所定移動される。このＸ方向の移動により、前述した角度補正ステーションでのヘッド回動装置（１７）による装着ヘッド（１５）の回動により部品（５）を吸着しているノズル（１４）がどの位置に移動されたとしても投光器（１９）からの光はノズル（１４）に吸着されているはずの部品（５）の所望位置を通過できる。また、Ｚ方向の移動により前記高さ調整機構により扱う部品の厚さに応じてそのヘッド（１５）による係止される高さ位置が変更されたノズル（１４）がどの高さ位置に移動されたとしても同様に投光器（１９）からの光はノズル（１４）に吸着されているはずの部品（５）の所望位置を通過できる。
【００１８】
そして、記憶装置内の角度補正データ及び高さ指定データを基に今度部品有無検出を行おうとするノズル（１４）がどの位置に来るか図示しない算出装置で算出し、その位置に図示しない制御装置の指令により駆動源を駆動させてＸＺテーブル（２４）により取付板（２１）を移動させて投光器（１９）、受光器（２０）を所望位置に移動させておく。
【００１９】
尚、ノズル（１４）の高さを変更しない装置であればＺテーブルは省略できる。また、ノズル（１４）を個々に回動して角度補正を行う装置であれば、ノズル（１４）に吸着された部品（５）が移動して来る位置は同一位置となるのでＸテーブルは省略できる。
装着ステ−ションの次に装着ヘッド（１５）が停止する位置が部品排出ステ−ションであり、前記装着ステーションで装着し損なった部品が排出される。
【００２０】
排出ステ−ションの次に装着ヘッド（１５）が停止する位置がノズル選択ステ−ションであり、ノズル選択装置（２５）によりヘッド（１５）が回動され複数のノズル（１４）のうちから任意のノズル（１４）が選択される。
以下、動作について説明する。
先ず、吸着ステーションに供給台駆動モータ（９）の駆動により供給台（７）が移動され、部品吸着位置に所望の部品（４）を収納した部品供給装置（８）が待機される。そして、吸着ノズル（１４）は待機中の前記部品供給装置（８）に収納された部品（５）上方に移動されて来て、該部品（５）を吸着ノズル（１４）下端で吸着保持する。
【００２１】
次に、ロータリテーブル（１３）の間欠回転により該吸着ノズル（１４）を有する装着ヘッド（１５）が移動して、該装着ヘッド（１５）が認識ステーションに達すると認識装置（１６）により吸着ノズル（１４）に対する部品（５）の位置ずれが認識され次の角度補正ステーションに達すると、該認識結果に基づき装着すべき角度位置になるようにヘッド回動装置（１７）によりヘッド（１５）はθ方向に回動される。
【００２２】
次に、該ヘッド（１５）が装着ステーションに達すると、吸着ノズル（１４）に部品（５）が吸着されているか否か部品有無検出装置（１８）により検出される。即ち、ＸＺテーブル（２４）のＸ方向及びＺ方向への移動により部品（５）が部品有無検出装置（１８）の投光器（１９）と受光器（２０）の間を通るように移動されることにより、このとき部品（５）が吸着ノズル（１４）に吸着されていれば、投光器（１９）からの光は該部品（５）により遮られて受光器（２０）に受光されず、従って部品（５）がノズル（１４）に吸着されていることが検出される。この検出の結果、部品有りと検出された場合には制御装置は、ノズル（１４）の下降指令を出し部品（５）の装着動作が行われる。既に、装着ステーションでＸＹテーブル（３）のＸＹ移動により所定位置に待機させられた基板（６）上にノズル（１４）が下降されて来て吸引力が停止され、かつエアが吹き出されることにより部品（５）が装着される。このように、装着動作の直前に部品（５）の有無を検出して部品有り状態で部品装着動作させているので、部品無し基板（６）を生産することがない。
【００２３】
また、部品無しと検出された場合には、装着ステップを記憶しておき最終ステップの後に再び装着動作させる。尚、装置を停止させても良い。また、直ちにロータリテーブル（１３）を一回転させて、その間に吸着ステーションで該当する部品（５）を吸着し直して装着ステーションに戻った後、基板（６）上のその装着位置にそのノズル（１４）に吸着されている部品（５）を再装着させても良い。このとき、部品有無検出動作と並行して行われた吸着ステーション、認識ステーション、角度補正ステーション、ノズル選択ステーションでの各作業は再度繰り返す必要がないため、フラグを立ててそのことを図示しない記憶装置に記憶させておく。
【００２４】
尚、同じノズル（１４）で再吸着動作を繰り返しても吸着できないことが考えられるため、所定回数連続して吸着動作を試みても吸着できない場合は、その吸着ヘッド（１５）を以降使わないように記憶装置に記憶させ、他のヘッド（１５）だけで以降の動作を続けるようにしても良い。また、そのノズル（１４）だけ使用しないようにしても良い。更に、このとき装置を停止させても良い。
【００２５】
また、部品無しと検出された際にロータリテーブル（１３）を一回転させて部品無しと検出された当該ノズル（１４）で再び部品（５）を吸着するのではなく、該部品無しと検出され装着動作が行われずに次のステーションへ回動された際にノズル選択ステーションに移動されて来た装着ヘッド（１５）を回動して同一ノズル（１４）を選択して、そのノズル（１４）で当該部品（５）の吸着を行い、再装着動作を行うようにしても良い。
【００２６】
以下、部品装着動作直前に部品有りと検出され、装着動作が行われた後の動作について説明する。
先ず、装着動作直後のノズル（１４）に部品（５）が吸着されているか否か前述したようにして再び部品有無検出装置（１８）により検出される。このとき、部品無しと検出されればそのまま自動運転が続けられる。
【００２７】
また、ノズル（１４）に部品（５）が吸着されている（基板（６）に装着されていない）と検出された場合、次の排出ステーションで該部品（５）を排出すると共にその装着ステップを記憶しておき最終ステップの後に再び装着動作させる。尚、装置を停止させても良い。また、直ちに再びその位置への装着動作を行うようにしても良い。即ち、ロータリテーブル（１３）を一回転させ装着ステーションに戻った後基板（６）上のその装着位置にそのノズル（１４）に吸着されている部品（５）を再装着させる。このとき、前述したように部品有無検出動作と並行して行われた吸着ステーション、認識ステーション、角度補正ステーション、ノズル選択ステーションでの各作業は再度繰り返す必要がないため、フラグを立ててそのことを図示しない記憶装置に記憶させておく。
【００２８】
また、排出ステーションにノズル（１４）に吸着されている部品（５）を排出して、吸着ステーションで再び該当する部品（５）を吸着し直して、再装着動作を行うようにしても良い。
また、同じノズル（１４）で再装着動作を繰り返しても装着できないことが考えられるため、所定回数連続して装着動作を試みても装着できない場合は、その吸着ヘッド（１５）を以降使わないように記憶装置に記憶させ、他のヘッド（１５）だけで以降の動作を続けるようにしても良い。また、そのノズル（１４）だけ使用しないようにしても良い。更に、このとき装置を停止させても良い。
【００２９】
また、部品無しと検出された際にロータリテーブル（１３）を一回転させて部品有りと検出された当該ノズル（１４）で再び部品（５）を吸着するのではなく、該部品有りと検出され次の排出ステーションへ回動された際にノズル選択ステーションに移動されて来た装着ヘッド（１５）を回動して同一ノズル（１４）を選択して、そのノズル（１４）で当該部品（５）の吸着を行い、該ノズル（１４）で再装着動作を行うようにしても良い。
【００３０】
尚、前記排出ステーションでの部品（５）の排出時は、ノズル（１４）の吸引力を停止すると共にエアを吹き出すことにより、確実に部品（５）が排出される。また、該ステーションにノズル（１４）に吸着された部品（５）に直接当接する当接体を設けて、該当接体に部品（５）を当接させて部品（５）を落下させて排出させても良い。
【００３１】
次のノズル選択ステーションではこの位置にあるヘッド（１５）が吸着ステーションまで移動した際に吸着する部品（５）に合わせて、所望のノズル（１４）の選択動作が行われる。
尚、本実施例ではロータリテーブル（１３）の間欠回転時にそのカム形状に沿ってノズル（１４）が上下動するものであるが、テーブル（１３）の回動とノズル（１４）の上下動とが別駆動であれば装着動作直後の有無検出時に部品有りと検出された場合には、テーブル（１３）の回動を停止させて再び装着ステーションでノズル（１４）を下動させることにより再装着動作が可能である。
【００３３】
また、吸着ステーションと認識ステーションとの間に部品（５）の有無を検出するステーションを設けて、部品有りと検出された場合に認識動作を行うようにしても良い。
更に、角度補正ステーションと装着ステーションとの間に部品（５）の状態（部品（５）の立ち）を検出するステーションを設けて、状態異常と検出された場合に装着動作を行わないようにしても良い。
【００３４】
【発明の効果】
以上、本願の請求項１に係る発明によれば、部品の装着位置にて部品の装着動作の直前に部品有無検出装置にてノズルの部品の有無を検出するので、装着動作に移行する際の吸着ノズルの部品有無を一層確実に検出でき、装着動作への移行あるいはプリント基板の部品の欠品状態を防止でき、不良基板の作成を回避できる。
また、請求項２に係る発明によれば、装着位置での部品装着動作直前の前記吸着ノズル及び部品装着動作直後の前記吸着ノズルに部品が吸着されているか否かを前記装着位置にて部品有無検出装置により検出するので、装着動作に移行する際の吸着ノズルの部品有無を一層確実に検出できると共に、部品の装着動作が終わった際の装着ノズルの部品有無を部品装着動作後のロータリテーブルの回動に伴う部品の落下などと区別して一層確実に検出でき、この結果、プリント基板の部品の欠品状態を確実に防止でき、不良基板の作成を確実に回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】部品装着装置の平面図である。
【図２】ロータリテーブルの側面図である。
【符号の説明】
（３）ＸＹテーブル
（５）チップ部品
（１３）ロータリテーブル
（１４）吸着ノズル
（１５）装着ヘッド
（１８）部品有無検出装置
（１９）投光器
（２０）受光器
（２１）取付板
（２４）ＸＺテーブル

Claims

吸着位置にある部品供給装置内に収納されたチップ部品をロ−タリテ−ブルの回動により順次移動してくる吸着ノズルで吸着位置にて吸着し、装着位置にてプリント基板上に装着する部品装着装置に於いて、装着位置での部品装着動作直前の前記吸着ノズルに部品が吸着されているか否かを前記装着位置にて検出する部品有無検出装置を設けたことを特徴とする部品装着装置。
吸着位置にある部品供給装置内に収納されたチップ部品をロ−タリテ−ブルの回動により順次移動してくる吸着ノズルで吸着位置にて吸着し、装着位置にてプリント基板上に装着する部品装着装置に於いて、装着位置での部品装着動作直前の前記吸着ノズル及び部品装着動作直後の前記吸着ノズルに部品が吸着されているか否かを前記装着位置にて検出する部品有無検出装置を設けたことを特徴とする部品装着装置。