JPH0736480B2 - 電子部品の姿勢変更が可能な電子部品装着システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は電子部品をプリント基板等の部品支持部材に装
着する電子部品装着システムに関するものであり、特
に、複数の部品保持ヘッドを備えるとともに、各部品保
持ヘッドに保持された電子部品の部品保持ヘッド軸線ま
わりの回転姿勢を変更する機能を有する電子部品装着シ
ステムに関するものである。

従来の技術 一軸線のまわりに一定角度ずつ間欠的に回転するヘッド
保持体に、その一定角度に等しい角度間隔で複数の部品
保持ヘッドが取り付けられ、各部品保持ヘッドが停止位
置の一つである部品受取位置において電子部品を受け取
り、他の停止位置である部品装着位置においてその電子
部品をプリント基板に装着するようにされた電子部品装
着システムは既に広く知られている。このようなシステ
ムによればヘッド保持体の間欠的な回転に伴い一円周に
沿って一方向に移動する複数の部品保持ヘッドによって
電子部品をプリント基板に順次装着することができ、サ
イクルタイムを短縮して部品装着作業の能率を向上させ
ることができる。

また、電子部品装着システムにおいて部品保持ヘッドに
保持された電子部品の部品保持ヘッド軸線まわりの回転
姿勢を変更することは、特開昭58-213496号公報によっ
て既に知られている。この公報に記載されている電子部
品装着システムにおいては、部品保持ヘッドたる吸着ヘ
ッドが電子部品を吸着して保持する吸着管の軸線まわり
に回転し得る状態でヘッド保持体に取り付けられてお
り、吸着管に吸着された電子部品の吸着管軸線まわりの
回転姿勢が撮像装置によって検出され、その検出結果に
基づいてヘッド回転装置が吸着ヘッドを所定の角度回転
させることにより電子部品の回転姿勢が変更されるよう
になっている。このようなシステムによれば吸着ヘッド
による電子品の保持姿勢の誤差を補正した上で電子部品
をプリント基板等に装着し得るため、電子部品の装着精
度を向上させることができる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記公報に記載された電子部品装着シス
テムにおいては、部品保持ヘッドによる電子部品の受取
り，受け取られた電子部品の姿勢検出および姿勢変更、
ならびにプリント基板への装着が同じ位置で行われるよ
うにされているため、１個の電子部品を装着するための
サイクルタイムが長くなり、部品装着作業の能率が低く
抑えられる問題がある。

また、ヘッド回転装置が部品保持ヘッドを回転可能に保
持しているヘッド保持体に設けられてそれとともに移動
するようにされているため部品保持ヘッドとともに移動
する質量が大きく、部品保持ヘッドを高速で移動させて
部品装着作業の能率向上を図ることが困難である。

さらに、前述のように一定角度ずつ間欠的に回転するヘ
ッド保持体に複数の部品保持ヘッドを取り付けて装着作
業の能率向上を図ろうとすれば、ヘッド回転装置も部品
保持ヘッドと同数だけ設けることが必要であり、装置の
構造が複雑となってコストが高くなるという問題も生ず
る。

問題点を解決するための手段 本発明は上記の問題を解決するために、一軸線のまわり
に一定角度ずつ間欠的に回転するヘッド保持体にその間
欠回転角度と同じ角度間隔でかつ前記一軸線に平行な軸
線のまわりに回転可能に複数の部品保持ヘッドが取り付
けられ、それら複数の部品保持ヘッドの停止位置の一つ
である部品受取位置において各部品保持ヘッドが部品供
給装置から電子部品を受け取り、別の停止位置である部
品装置位置において部品支持部材位置決め装置により位
置決めされているプリント基板等部品支持部材に電子部
品を装着する電子部品装着システムにおいて、前記部品
受取位置から前記部品装着位置までの部品保持ヘッドの
移動経路中に存在する複数の停止位置の一つに前記部品
保持ヘッドに保持されている電子部品の当該部品保持ヘ
ッドの軸線のまわりにおける回転姿勢を撮像により検出
する姿勢検出装置を設けてその停止位置を姿勢検出位置
とし、その姿勢検出位置と前記部品装着位置との間に存
在する別の停止位置に各部品保持ヘッドを前記姿勢検出
装置により得られた電子部品の姿勢情報に基づいて決ま
る角度だけ回転させるヘッド回転装置を配設してその停
止位置を姿勢変更位置とするとともに、そのヘッド回転
装置を、常には非係合状態にあり、各部品保持ヘッドが
姿勢変更位置に到達する毎に各部品保持ヘッドを回転さ
せ得る係合状態になるものとしたものである。

作用 上記のように構成された電子部品装着システムにおいて
は、ヘッド保持体の間欠的な回転に伴って複数の部品保
持ヘッドが部品受取位置，姿勢検出位置，姿勢変更位置
および部品装着位置へ順次移動する。そして、部品受取
位置において部品保持ヘッドが部品供給装置から部品を
受け取り、姿勢検出位置において姿勢検出装置が部品保
持ヘッドに保持されている電子部品の姿勢を撮像により
検出し、その検出結果に基づいて姿勢変更位置において
ヘッド回転装置が部品保持ヘッドを回転させることによ
り電子部品の姿勢変更を行い、その姿勢変更された電子
部品を部品保持ヘッドが部品装着位置においてプリント
基板に装着する。

発明の効果 本発明に係る電子部品装着システムにおいては、上記の
ように部品保持ヘッドによる電子部品の受取り，姿勢検
出装置による電子部品の姿勢検出，ヘッド回転装置によ
る電子部品の姿勢変更および部品保持ヘッドによるプリ
ント基板への電子部品の装着が並行して行われるため、
１個の電子部品を装着するためのサイクルタイムが短縮
され、部品装着作業の能率向上効果が得られる。

また、電子部品の姿勢を変更するためのヘッド回転装置
は複数の部品保持ヘッドに対して１個設ければよいため
装置の構造が簡単となり、コスト低減効果が得られる。

さらに、ヘッド回転装置はヘッド保持体から分離されて
定位置に設けられているためヘッド保持体とともに回転
する部分の慣性モーメントが小さくなり、ヘッド保持体
を駆動する間欠駆動装置が小形で済み、かつ、ヘッド保
持体の間欠回転に伴う振動および騒音が低減してヘッド
保持体を高速で回転させることが可能となり、この点か
らも電子部品装着作業の能率向上効果が得られる。

発明の望ましい態様 本発明の望ましい態様においては、前記各部品保持ヘッ
ドがそれぞれ被駆動回転体を備えたものとされ、前記ヘ
ッド回転装置が、前記姿勢変更位置に停止した各部品保
持ヘッドの被駆動回転体と軸方向の相対移動により同軸
的に係合する駆動回転体を備えたものとされる。

回転装置をヘッド保持体から独立させることによりヘッ
ド保持体の間欠回転時における慣性モーメントを小さく
すれば、振動，騒音の発生を抑制しつつヘッド保持体を
高速回転させることが可能となるが、部品保持ヘッドが
姿勢変更位置に停止したときにその部品保持ヘッドに回
転装置を係合させるための構成が複雑となり、また、部
品保持ヘッドを正確な角度回転させることが困難とな
る。しかし、本態様におけるように、部品保持ヘッドの
被駆動回転体と回転装置の駆動回転体とを軸方向の相対
移動により同軸的に係合させるようにすれば、両者を係
合させるための構成が簡単となり、かつ、部品保持ヘッ
ドを正確な角度回転させることが容易となる。

本発明の別の望ましい態様においては、前記姿勢検出位
置と前記部品装着位置との間の部品解放位置において、
前記姿勢検出装置による撮像によって得られたられた情
報に基づいて不適切と判定した電子部品を各部品保持ヘ
ッドに解放させる部品解放手段が設けられる。

姿勢検出装置は電子部品を撮像してそれの姿勢を検出す
るものであるから、得られた像と本来あるべき形状を示
す像とを比較するなどにより、その部品保持ヘッドに保
持されている電子部品が適正なものであるか否かを判定
することができる。そして、不適正なものである場合に
は部品解放手段により部品保持ヘッドに電子部品を解放
させることによって、不適正な電子部品が部品支持部材
に装着されて不良な電子回路が形成されてしまうことを
回避することができる。

本発明のさらに別の望ましい態様においては、前記姿勢
検出装置が、前記姿勢検出位置に停止した部品保持ヘ
ッドに保持された電子部品を片側から照明する照明装置
と、姿勢検出位置に停止した部品保持ヘッドとは非同
軸に配設され、電子部品の投影像を撮像する撮像装置
と、少なくとも１個の反射面を備え、照明装置から照
射され、電子部品の周囲を通過した光の方向を変えて撮
像装置に導く導光装置とを含むものとされる。

このように、撮像装置により電子部品の投影像を得、そ
れに基づいて電子部品の姿勢を検出すれば、電子部品の
表面の光沢，色，凹凸等の影響を受けることなく姿勢を
精度良く検出することができる。しかも、導光装置を使
用すれば、撮像装置を姿勢検出位置の部品保持ヘッドと
は非同軸に配置することが可能となり、撮像装置をヘッ
ド保持体や部品支持部位置決め装置等との干渉を避けつ
つ配設することが容易となって、システムの設計の自由
度が向上する効果が得られる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図に本発明の一実施例である電子部品装着システム
の外観を示す。本電子部品装着システムは本体フレーム
10,部品供給装置12,基板搬入装置14,基板搬出装置16,基
板位置決め装置18および装着装置20等を備えている。部
品供給装置12は、本体フレーム10によって一直線に沿っ
て移動可能に支持された移動台30の上に多数の部品供給
ユニット32が移動台30の移動方向において互に隣接する
状態で配列されたものであり、各部品供給ユニット32は
１種類ずつのテーピング電子部品を保持していて、移動
台30の移動によって装着装置20に正対する位置へ移動さ
せられ、１個ずつの電子部品を供給するものであるが、
よく知られたものであるため詳細な説明は省略する。

電子部品が取り付けられるプリント基板は基板搬入装置
14により搬入され、図示しないローディング装置によっ
て基板位置決め装置18に取り付けられる。本実施例にお
いては、プリント基板が部品支持部材であり、基板位置
決め装置18が部品支持部材位置決め装置なのである。基
板位置決め装置18は基板支持台36を備え、その基板支持
台36は前記移動台30の移動方向に並行なＸ軸方向とそれ
に直角なＹ軸方向とに移動可能なXYテーブル上に設置さ
れており、プリント基板を正確な位置に支持してXY平面
上の任意の位置に位置決めする。そして、その位置決め
されたプリント基板に装着装置20が部品供給装置12から
受け取った電子部品を順次装着し、全部品の装着が終了
したプリント基板は図示しないアンローディング装置に
よって取り外され、基板搬出装置16により搬出される。
これらの動作は制御装置22によって制御される。制御装
置22はコンピュータを主体とするものであり、コンピュ
ータのメモリに記憶されているプログラムと磁気ディス
ク，磁気テープ等によって外部から与えられる情報とに
基づいて各装置の制御を行うものであり、この制御装置
22に付属して操作盤40と、その操作盤40の操作指示，入
力されたデータ，各装置の作動状況等を表示するディス
プレイ42と、部品保持ヘッドたる吸着ヘッド（後述）に
保持された電子部品の姿勢を作業者がモニタするための
モニタテレビ44とが設けられている。これら基板搬入装
置14,基板搬出装置16,基板位置決め装置18,制御装置22,
操作盤40,ディスプレイ42,モニタテレビ44等はよく知ら
れたものであるため詳細な説明は省略し、以下、装着装
置20について説明する。

第２図から明らかなように、装着装置20は本体フレーム
10によって垂直な軸線のまわりに回転可能に保持された
回転軸50を備えている。この回転軸50の上端部には回転
板52が固定され、この回転板52の外周部には等角度間隔
で12個のカムフォロワ54が取り付けられており、これら
カムフォロワ54が水平軸線まわりに回転するカム56と係
合するようにされている。これによりカム56が１回転す
る毎に回転板52および回転軸50が30度ずつ間欠的に回転
させられることとなる。

回転軸50の下端部にはヘッド保持体58が固定されてお
り、このヘッド保持体58に12組の吸着ヘッドユニット60
が等角度間隔に取り付けられている。これら吸着ヘッド
ユニット60はすべて第３図ないし第５図に示す構造を有
するものである。第３図から明らかなように、ヘッド保
持体58の外周部には２本ずつ対になったロッド62が垂直
な姿勢でかつ軸方向に移動可能に取り付けられており、
それらの両端が連結部材63および64により互に連結され
ている。上方の連結部材63にはカムフォロワ65が取り付
けられ、このカムフォロワ65が第２図に示されているカ
ム66に係合させられている。カム66は本体フレーム10に
固定されており、外周面に水平面に対して傾斜して形成
された環状のカム溝67を備えているため、ヘッド保持体
58の回転につれてロッド62が昇降させられる。

また、下方の連結部材64には軸部材68によってアーム69
が垂直な軸線のまわりに回動可能に取り付けられてお
り、第４図から明らかなようにこのアーム69には部品保
持ヘッドとしての吸着ヘッド70が２個取り付けられてい
る。このアーム69の吸着ヘッド70が取り付けられた側と
は反対側の端部に２個の位置決めブッシュ72が取り付け
られている。これら２個ずつの吸着ヘッド70と位置決め
ブッシュ72とは、それぞれアーム69の回動中心線を中心
とする１個ずつの円弧上に設けられるとともに、それぞ
れの中心線とアーム69の回動中心線とを結ぶ直線の成す
角度が互に等しくなるように配設されている。さらに、
第５図から明らかなように、前記連結部材64には位置決
めピン74が上下方向に摺動可能に嵌合され、スプリング
76によって下方に付勢されている。位置決めブッシュ72
の上端にはテーパ穴部が形成され、位置決めピン74の下
端にはテーパ部が形成されており、これらがスプリング
76の付勢力により互に係合させられることによってアー
ム69の回動が防止され、２個の吸着ヘッド70のうち目的
とする電子部品に適したものが択一的に作用位置に固定
されるようになっている。これら位置決めピン74と位置
決めブッシュ72との係合は、位置決めピン74に固定され
た操作部材78が図示を省略する操作装置によりスプリン
グ76の付勢力に抗して持ち上げられることにより解除さ
れ、その状態で図示しないアーム回動装置によりアーム
69が回動させられて別の吸着ヘッド70が作用位置に固定
される。

各吸着ヘッド70は、第５図に最も明瞭に示されているよ
うに、金属製の筒部材80の両端にガラスまたは合成樹脂
製の透明板82,84が固定されて成るヘッド本体部86を備
えている。このヘッド本体部86の内部には実質的に気密
な空間が形成されており、下方の透明板84にこの空間に
連通する上下方向の貫通孔が形成され、この貫通孔に吸
着管88が圧入されている。ヘッド本体部86は外筒90に相
対回転不能かつ軸方向に摺動可能に嵌合されるととも
に、常にはスプリング92によってストッパ94に当接する
下降端位置に保持される。外筒90は前記アーム69に上下
方向に形成された貫通孔に回転可能かつ軸方向に摺動可
能に嵌合されており、常にはスプリング96によりフラン
ジ98がアーム69に当接する上昇端位置に保たれ、また、
外筒90の上端には、吸着ヘッド70の中心線、すなわち吸
着管88の中心線を中心とする円筒面状の内周摩擦面100
を備えた被駆動回転体102が螺合により固定されてお
り、この被駆動回転体102と上記スプリング96とはカバ
ー104により覆われている。

上記アーム69には吸着ヘッド70、詳細には外筒90および
ヘッド本体部86の回転を防止するブレーキ装置110が設
けられている。ブレーキ装置110は摩擦部材112,レバー1
14,スプリング116等を備えている。レバー114はアーム6
9にピン117により中間部を回動可能に取り付けられてお
り、一方の端部に摩擦部材112が固定され、他方の端部
とアーム69との間にスプリング116が装着されている。
摩擦部材112はアーム69に形成された貫通孔に嵌入し、
その先端部がスプリング116の付勢力によって外筒90の
外周面に押し付けられ、吸着ヘッド70の回転を防止する
ようにされている。

前記吸着管88は、ヘッド本体部86内に形成された空間，
アーム69および軸部材68に形成された通路118および120
を経て、前記ヘッド保持体58および回転軸50に形成され
た通路122および124に連通させられ、さらに、継手126
を経てポート128において図示しないバキューム装置に
接続されている。通路120と122との接続部には切換弁13
0が設けられ、これが図示しない弁操作装置によって切
り換えられることにより吸着管88がバキューム装置と大
気とに択一的に連通させられるようになっている。

各吸着ヘッド70は、ヘッド保持体58の間欠的な回転に伴
って第６図に示すＡないしＬの12の位置で停止させられ
る。そして、位置Ａにおいて部品供給装置12から電子部
品を受け取り、それを位置Ｇにおいてプリント基板に装
着する。位置Ａが部品受取位置、位置Ｇが部品装着位置
となっているのである。また、位置Ｃと位置Ｅとにはそ
れぞれ姿勢検出装置140とヘッド回転装置142とが設けら
れて位置Ｃが姿勢検出位置、位置Ｅが姿勢変更位置とさ
れている。さらに、位置Ｄにおいては、位置Ｃにおいて
検出された電子部品が予定のものと異なる場合に切換弁
130が切り換えられて誤った電子部品が吸着ヘッド70か
ら解放されるようになっている。本実施例においては、
切換弁130と、電子部品が予定のものと異なる場合に切
換弁130を切り換える手段とが部品解放手段を構成して
いるのである。

姿勢検出装置140は、第７図から明らかなように、本体
フレーム10に固定の補助フレーム144に組み付けられた
照明装置としての投光器146、導光装置としてのプリズ
ム装置148および撮像装置150を備えている。投光器146
はブラケット152によって補助フレーム144に固定され、
姿勢検出位置Ｃに停止した吸着ヘッド70の真上に位置す
るようにされている。投光器146から投光された光は吸
着ヘッド70をそれの中心線に平行に透過した後、プリズ
ム装置148の２個のプリズム154によって90度ずつ向きを
変えられ、撮像装置150に入光する。撮像装置150はレン
ズ156を備え、このレンズ156によって図示しない固体撮
像素子上に結ばれる電子部品Ｗの投影像を二値化信号に
変換するものである。撮像装置150はブラケット160によ
って補助フレーム144に取り付けられているが、ブラケ
ット160の高さが調節ねじ162により調節されることによ
って焦点距離の調節が可能とされている。なお、164は
撮像装置150のパワーユニットである。

前記ヘッド回転装置142は、第８図に示すように、補助
フレーム170に固定のガイドブッシュ172により回転可能
かつ軸方向に摺動可能に保持された駆動回転体174を備
えている。駆動回転体174はギヤ176を備え、このギヤ17
6がギヤ178およびタイミングベルト180を介して第９図
に示すサーボモータ182に連結されている。したがっ
て、駆動回転体174はサーボモータ182によって任意の角
度回転させられることとなる。

駆動回転体174は第10図に示すように中空軸状の部材で
あるが、その下端部の外周面に幅広の円環溝184が形成
されており、これにゴム製の摩擦リング186が嵌められ
ている。また、円環溝184の底壁にはそれを半径方向に
貫通する複数個の貫通孔が形成され、各貫通孔に１個ず
つのボール188が移動可能に収容されている。そして、
駆動回転体174内には下端にテーパ部190を備えた棒状の
拡張部材192が摺動可能に挿通されており、拡張部材192
に固定のピン194と駆動回転体174に形成された長穴196
との係合によって拡張部材192と駆動回転体174との相対
回転が防止されるとともに両者の軸方向の相対移動限度
が規定されている。

駆動回転体174の上端部にはストッパリング200が固定さ
れ、これがガイドブッシュ172の上端面に当接すること
により駆動回転体174の下降端位置を規定するようにさ
れている。また、拡張部材192の上端近傍にはナット202
が固定されており、このナット202と駆動回転体174の上
端面との間にスプリング203が装着されて、拡張部材192
を駆動回転体174に対して上向きに付勢している。拡張
部材192の上端にはテーパ部204が形成され、これに昇降
部材206がベアリング208を介して係合させられている。
昇降部材206にはまた係合部材210が取り付けられ、これ
が上記ナット202に係合して拡張部材192を昇降部材206
とともに昇降させるようになっている。

昇降部材206は、第８図から明らかなように、２本のロ
ッド212およびガイドブロック214を介して補助フレーム
170によって昇降可能に保持されるとともに、連結ロッ
ド216により図示しない昇降駆動用のカム装置に連結さ
れている。なお、昇降部材206,ロッド212,ガイドブロッ
ク214および連結ロッド216は、理解を容易にするために
第８図においては駆動回転体174の軸線のまわりに一定
角度回動させた状態で示されている。

ヘッド回転装置142は吸着ヘッド70が位置Ｅに停止した
状態で駆動回転体174が吸着ヘッド70と同心となる位置
に設けられており、昇降部材206が下降させられると
き、まず昇降部材206と駆動回転体174とが一体的に下降
して駆動回転体174の下端部、すなわち摩擦リング186が
装着された部分が吸着ヘッド70の第５図に示されている
被駆動回転体102内へ嵌入する。そして、ストッパリン
グ200がガイドブッシュ172の上端面に当接して駆動回転
体174の下降が停止した後は、その駆動回転体174に対し
て拡張部材192がスプリング203の付勢力に抗して相対的
に下降し、テーパ部190のくさび作用によってボール188
を半径方向外側へ押し出し、摩擦リング186を部分的に
膨出させて被駆動回転体102の内周摩擦面100に摩擦係合
させる。すなわち、テーパ部190を備えた拡張部材192と
ボール188とが摩擦リング186の拡張機構を構成している
のである。

第８図から明らかなように、補助フレーム170にはブレ
ーキ装置110を解除するブレーキ解除装置218の解除レバ
ー220が取り付けられている。解除レバー220の一方のア
ームは連結ロッド222によってカム装置に連結されてお
り、他方のアームには作用部材224が取り付けられてい
る。連結ロッド222はカム装置により前記連結ロッド216
と関連して昇降させられるようにされており、それによ
って駆動回転体174が下降して摩擦リング186が被駆動回
転体102の内周摩擦面100に押し付けられた後、作用部材
224がレバー114に作用してブレーキ装置110を解除し、
また、吸着ヘッド70が所定の角度回転させらた後、駆動
回転体174の被駆動回転体102からの離脱に先立ってブレ
ーキ装置110を作用状態に復帰させるようになってい
る。

次に本電子部品装着システム全体の作動を説明する。第
６図における位置Ａ（部品受取位置）に停止した吸着ヘ
ッド70が部品供給装置12から部品を受け取っている間
に、位置Ｃ（姿勢検出位置）に停止した吸着ヘッド70に
おいては電子部品Ｗの吸着ヘッド70の軸線のまわりの回
転姿勢が検出され、位置Ｅ（姿勢変更位置）においては
ヘッド回転装置142によって吸着ヘッド70が回転させら
れ、電子部品Ｗの吸着ヘッド軸線まわりの回転姿勢が変
更され、さらに、位置Ｇ（装着位置）においてはプリン
ト基板への電子部品Ｗの装着が行われる。これら各位置
における作動はそれぞれ異なる吸着ヘッド70に対して並
行して行われるのであるが、以下、１個の吸着ヘッド70
に着目して各位置における作動を詳細に説明する。

位置Ａに吸着ヘッド70が停止した状態においては、部品
供給装置12の多数の部品供給ユニット32のうち選ばれた
ものが吸着ヘッド70の真下に位置決めされるとともに、
その部品供給ユニット32に保持された電子部品保持テー
プからカバーテープが剥がされて電子部品Ｗの取出しが
可能な状態となっている。したがって、第５図において
図示しないヘッド押下装置が被駆動回転体102に当接し
てこれをスプリング96の付勢力に抗して押し下げれば、
ヘッド本体部86および吸着管88もそれに伴って下降し、
吸着管88の下端面が電子部品Ｗの上面に当接する。被駆
動回転体102および外筒90はそれ以後も押し下げられる
のであるが、ヘッド本体部86および吸着管88はスプリン
グ92の圧縮によって停止状態を保つことを許容される。
この状態においては吸着管88はバキューム装置に連通さ
せられているため電子部品Ｗが吸着管88に吸着され、ヘ
ッド押下装置の作用が解除されて吸着ヘッド70が上昇す
れば電子部品Ｗもそれに伴って上昇し、装着装置20によ
る部品供給装置12からの電子部品Ｗの受取りが終了す
る。

このように電子部品Ｗを受け取った吸着ヘッド70が位置
Ｃに停止させられれば、吸着ヘッド70は第７図に示すよ
うに投光器146とプリズム装置148との間に位置させられ
る。したがって、投光器146から投光された光により撮
像装置150の固体撮像素子面に電子部品Ｗの投影像が結
ばれる。撮像装置150はこの投影像を二値化信号に変換
し、制御装置22に出力する。制御装置22はその二値化信
号と制御装置22自身のメモリに予め記憶させられている
正規の電子部品Ｗの位置を示す二値化信号とを比較し、
電子部品Ｗの正規の位置に対する姿勢誤差Δθを演算す
る。

以上のように姿勢検出が行われた後、吸着ヘッド70が位
置Ｅに停止すれば、その吸着ヘッド70は第８図に示すよ
うにヘッド回転装置142の駆動回転体174の真下に位置す
ることとなる。したがって、カム装置により昇降部材20
6が下降させられれば、駆動回転体174の下端部が第５図
に示す被駆動回転体102の内側へ嵌入する。この状態か
ら更に昇降部材206が下降させられれば、第10図におい
て拡張部材192が被駆動回転体102に対して相対的に下降
させられ、ボール188を介して摩擦リング186を拡張し、
これを被駆動回転体102内周摩擦面100に押し付ける。続
いてブレーキ解除装置218が作動してブレーキ装置110を
解除するため、吸着ヘッド70は回転可能な状態となり、
その状態でサーボモータ182が作動させられて吸着ヘッ
ド70が回転させられる。サーボモータ182は前述のよう
に制御装置22によって求められた姿勢誤差Δθに対応す
る角度だけ回転させられ、それに伴って吸着ヘッド70お
よびそれに保持されている電子部品Ｗが姿勢誤差Δθを
打ち消すに必要な角度だけ回転させられる。その後、ブ
レーキ装置110が再び作用状態とされ、昇降部材206が上
昇させられて駆動回転体174が被駆動回転体102から離脱
させられ、電子部品Ｗの姿勢変更が終了する。

以上のようにして姿勢誤差が除かれた後、吸着ヘッド70
が位置Ｇに停止する時期には、プリント基板位置決め装
置18によってプリント基板が所定の位置に位置決めされ
ている。したがって、図示しないヘッド押下装置により
吸着ヘッド70が押し下げられれば、吸着管88に保持され
た電子部品Ｗがプリント基板の所定の位置に押し付けら
れ、装着等によって固定される。その状態で切換弁130
が切り換えられて吸着器88が大気に連通させられること
により電子部品Ｗが吸着ヘッド70から解放され、その
後、吸着ヘッド70が上昇すれば電子部品Ｗのプリント基
板に対する装着が完了する。

以上の説明から明らかなように、本電子部品装着システ
ムにおいては、吸着ヘッド70による電子部品Ｗの受取，
姿勢検出，姿勢変更およびプリント基板への装着が複数
の位置において並行して行われるため、サイクルタイム
が短縮され、電子部品装着作業の能率が向上する。

また、姿勢検出装置140およびヘッド回転装置142が24個
の吸着ヘッド70に対して一つずつで済むため装置の構造
が簡単となり、製造コストの低減効果が得られる。

また、ヘッド回転装置142はヘッド保持体58から分離さ
れて定位置に設けられているためヘッド保持体58の慣性
モーメントが小さくなり、これの間欠回転に伴う振動，
騒音が減少し、ヘッド保持体58を高速で回転させること
が可能となる。

また、ヘッド保持体58の12箇所に設けられている各アー
ム69に２個ずつの吸着ヘッド70が取り付けられ、対象と
する電子部品Ｗの形状寸法に適した吸着ヘッド70を選択
することができ、汎用性の高い装置となっている。

さらに、撮像装置150の固体撮像素子面に結ばれる像は
電子部品Ｗの投影像であるため、反射光による電子部品
Ｗの像のように電子部品Ｗの表面粗さや色等の影響を受
けることがなく、電子部品Ｗの姿勢を正確に検出するこ
とができる。

なお、以上詳記した実施例においては部品保持ヘッドが
バキュームにより電子部品を吸着する吸着ヘッド70であ
り、ヘッド本体部86の吸着管88周辺部は透明体で形成さ
れているため、電子部品Ｗの全周にわたって投影像を得
ることができる利点があるのであるが、部品保持ヘッド
はこれに限られるものではなく、電子部品Ｗの姿勢を検
出し得る状態で電子部品Ｗを保持し得る保持ヘッドであ
れば採用が可能である。

また、前記実施例においては理解を容易にするために姿
勢変更位置においては電子部品の姿勢誤差のみが補正さ
れるものとしたが、電子部品を部品供給装置から受け取
った姿勢とは異なる姿勢でプリント基板に装着する必要
がある場合には、この位置においてそれに必要な角度だ
け電子部品を回転させることも可能であり、このように
すれば基板位置決め装置18にプリント基板を回転させる
機能を持たせることなく電子部品を任意の姿勢で装着す
ることが可能となる。

また、前記実施例においては姿勢検出位置において電子
部品の回転姿勢の誤差のみが検出されるようになってい
たが、電子部品Ｗの中心線と部品保持ヘッドの基準線
（例えば吸着ヘッド70の中心線）とのずれをも検出し、
それに基づいて基板位置決め装置18を作動させれば、電
子部品の装着姿勢のみならず絶対的な装着位置の精度を
も向上させることができる。

その他、いちいち例示することはしないが、本発明は当
業者の知識に基づいて種々の変形，改良を施した態様で
実施し得るものであることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である電子部品装着システム
の全体を概略的に示す斜視図である。第２図は第１図に
示した電子部品装着システムの装着装置の主要部を示す
正面断面図である。第３図は第２図におけるIII-III断
面図である。第４図は第２図におけるIV-IV断面図であ
る。第５図は第４図におけるＶ−Ｖ断面図である。第６
図は第２図に示した装着装置主要部とそれに付属した姿
勢検出装置およびヘッド回転装置の相対位置関係を示す
説明図であり、第７図および第８図におけるVI-VI断面
図である。第７図は第６図に示した姿勢検出装置の正面
図である。第８図はブレーキ解除装置および第６図に示
したヘッド回転装置の正面図である。第９図は第８図に
示したブレーキ解除装置およびヘッド回転装置の底面図
である。第10図は第８図におけるＸ−Ｘ断面図である。 10:本フレーム、12:部品供給装置 14:基板搬入装置、16:基板搬出装置 18:基板位置決め装置、20:装着装置 22:制御装置、52:回転板 58:ヘッド保持体、70:吸着ヘッド 82,84:透明板、86:ヘッド本体部 88:吸着管、90:外筒 100:内周摩擦面、102:被駆動回転体 110:ブレーキ装置、140:姿勢検出装置 142:ヘッド回転装置、146:投光器 148:プリズム装置、150:撮像装置 174:駆動回転体、176,178:ギヤ 180:タイミングベルト 182:サーボモータ、186:摩擦リング 188:ボール、192:拡張部材 218:ブレーキ解除装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武藤 康雄 愛知県知立市山町茶碓山19番地 富士機械 製造株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−164310（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−46179（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一軸線のまわりに一定角度ずつ間欠的に回
   転するヘッド保持体にその間欠回転角度と同じ角度間隔
   でかつ前記一軸線に平行な軸線のまわりに回転可能に複
   数の部品保持ヘッドが取り付けられ、それら複数の部品
   保持ヘッドの停止位置の一つである部品受取位置におい
   て各部品保持ヘッドが部品供給装置から電子部品を受け
   取り、別の停止位置である部品装着位置において部品支
   持部材位置決め装置により位置決めされているプリント
   基板等部品支持部材に電子部品を装着する電子部品装着
   システムにおいて、 前記部品受取位置から前記部品装着位置までの前記部品
   保持ヘッドの移動経路中に存在する複数の停止位置の一
   つに前記部品保持ヘッドに保持されている電子部品の当
   該部品保持ヘッドの軸線のまわりにおける回転姿勢を撮
   像により検出する姿勢検出装置を設けてその停止位置を
   姿勢検出位置とし、その姿勢検出位置と前記部品装着位
   置との間に存在する別の停止位置に各部品保持ヘッドを
   前記姿勢検出装置により得られた電子部品の姿勢情報に
   基づいて決まる角度だけ回転させるヘッド回転装置を配
   設してその停止位置を姿勢変更位置とするとともに、そ
   のヘッド回転装置を、常には非係合状態にあり、各部品
   保持ヘッドが姿勢変更位置に到達する毎に各部品保持ヘ
   ッドを回転させ得る係合状態になるものとしたことを特
   徴とする電子部品の姿勢変更が可能な電子部品装着シス
   テム。