(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着ヘッドに複数取り付けられる吸着ノズルを切替えて部品種に合わせた種類のノズルにより電子部品を取出しプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、装着ヘッドに取り付けられたノズルの種類を検出する検出手段と、該検出手段に検出されたノズルの種類を前記ヘッドへのノズルの取り付け位置毎に記憶する記憶手段を設けたことを特徴とする電子部品自動装着装置。
【請求項２】
装着ヘッドに複数取り付けられる吸着ノズルを切替えて部品種に合わせた種類のノズルにより電子部品を取出しプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、装着ヘッドに取り付けられたノズルの種類をノズル外径により検出する検出手段と、該検出手段に検出されたノズルの種類を前記ヘッドへのノズル取り付け位置毎に記憶する記憶手段を設けたことを特徴とする電子部品自動装着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、装着ヘッドに取り付けられる吸着ノズルにより電子部品を取出しプリント基板に装着する電子部品自動装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種電子部品自動装着装置が特開平４−１４８５９９号公報に開示されており、電子部品を吸着する吸着ノズルは電子部品の種類に応じて装着ヘッドに複数種類について複数本取り付けられている。ヘッドへの取り付け位置毎のノズルの種類のデータを記憶して次に取り出す電子部品の種類に応じたノズルが切り替え使用される。従ってノズルの種類に応じてヘッドに取り付けるべきノズルの種類あるいはヘッドの所定の位置に取り付けるべきノズルの種類はあらかじめ決められていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来技術ではノズルが作業ミスで誤って取り付けられた場合には、電子部品を吸着することができないかまたは部品の認識が正確に行われないか、吸着力が強すぎたり弱すぎたりして装着ミスを起こす欠点があった。
そこで本発明は、ノズルの取り付けミスによる装着ミスなどが発生しないようにすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、装着ヘッドに複数取りつけられる吸着ノズルを切替えて部品種に合わせた種類のノズルにより電子部品を取出しプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、装着ヘッドに取り付けられたノズルの種類を検出する検出手段と、該検出手段に検出されたノズルの種類を前記ヘッドへのノズルの取り付け位置毎に記憶する記憶手段を設けたものである。
【０００５】
また本発明は、装着ヘッドに複数取り付けられる吸着ノズルを切替えて部品種に合わせた種類のノズルにより電子部品を取出しプリント基板に装着する電子部品自動装着装置において、装着ヘッドに取り付けられたノズルの種類をノズル外径により検出する検出手段と、該検出手段に検出されたノズルの種類を前記ヘッドへのノズル取り付け位置毎に記憶する記憶手段を設けたものである。
【０００６】
【作用】
請求項１の構成によれば、ノズルが装着ヘッドに取り付けられると、検出手段が取り付けられたノズルの種類を検出し、記憶手段はノズルの取り付け位置毎にノズルの種類を記憶する。
請求項２の構成によれば、ノズルが装着ヘッドに取り付けられると、検出手段が取り付けられたノズルの種類をノズル外径により検出し、記憶手段はノズルの取り付け位置毎にノズルの種類を記憶する。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図に基づき詳述する。
図２及び図３に於て、１はＹ軸モータ２の回動によりＹ方向に移動するＹテーブルであり、３はＸ軸モータ４の回動によりＹテーブル１上でＸ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。
【０００８】
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。
【０００９】
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（図２中上方の黒丸の付された位置）が吸着ステーションＩであり、該吸着ステーションＩにて装着ヘッド１５が下降することにより吸着ノズル１４が部品５を吸着する。
ＩＩは部品５を吸着した装着ヘッド１５がロータリテーブル１３の間欠回転により停止する認識ステーションであり、検出手段としての部品認識装置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る。
【００１０】
ＩＩＩは吸着ノズル１４が吸着保持している部品５をプリント基板６に装着するために装着ヘッド１５が停止する装着ステーション（図２中下方の黒丸の付された位置）であり、装着ヘッド１５の下降によりＸＹテーブル３の移動により所定の位置に停止したプリント基板６に部品５は装着される。
装着ヘッド１５はロータリテーブル１３を内側と外側の２ケ所で上下動可能に貫通するヘッド昇降シャフト１８の下部に取り付けられており、該シャフト１８上部はＬ字形状のローラ取付け体１９に固定されている。ローラ取付け体１９の上部にはその内側に突出する上カムフォロワ２０及び下カムフォロワ２１が回動可能に枢支される。
【００１１】
図３に示す２３はロータリテーブル１３を下方で水平方向に回動可能に支持している支持台であり該支持台２３の周囲には円筒カム２４が形成されている。該円筒カム２４を前記上カムフォロワ２０及び下カムフォロワ２１が図示しないバネにより挟んで、該カム２４により前記ヘッド１５は支持されながらロータリテーブル１３の回動により移動する。
【００１２】
前記吸着ステ−ションＩ及び装着ステ−ションＩＩＩにては該カム２４は切り欠かれており、図示しないカムの駆動により上下動する上下動体２５、２６がカムフォロワ２０、２１に挟まれヘッド１５を支持して上下動することにより、装着ヘッド１５は該ステ−ションで部品吸着及び部品装着のため上下動可能になされている。
【００１３】
２８は後述するパルスモータ３１を駆動するための後述する駆動回路３９からの電流を伝達する駆動電源コードであり、各装着ヘッド１５に接続されている。２９は吸着ノズル１４よりチップ部品５を吸着するため図示しない真空源に連通する真空チューブである。
パルスモータ３１は装着ヘッド１５内に組み込まれており、その図示しないロータに吸着ノズル１４が貫通して取り付けられている。３２は該ロータに取り付けられた拡散板であり、チップ部品５の認識時に画像の背景部となるものであり、照明をチップ部品５に当ててその反射光を認識する反射方式においては均一に暗くなるようになされ、照明を部品５の上方から当ててその透過光によるシルエット像を認識する透過方式においては、該拡散板３２に当てられた光が均一に拡散して部品５に照射されるようになされる。該拡散板３２には吸着ノズル１４が貫通する穴が開けられている。ノズル１４は拡散板３２に対して上昇した位置及び下降した使用位置にロック可能になされている。
【００１４】
パルスモータ３１の回動により部品５を吸着する吸着ノズル１４は任意の角度位置にロータリテーブル１３の回転中及び停止中を問わず位置決めされることができる。
吸着ノズル１４は装着ヘッド１５に対して図４及び図５に示すように複数種類のものが取り付け可能になされ、いずれの種類の吸着ノズル１４でも全ての取り付け位置に取り付け可能になされている。取り付け位置は図５の番号がそのまま取り付け位置番号として扱われ、ノズル種類のデータは図５に示すようにＡ〜Ｆとして扱われる。
【００１５】
図３において、４９は部品供給装置８の揺動レバー５０を揺動させるために上下動する昇降レバーであり、該レバー５０を揺動させテープリール５１内に巻回された図示しないテープを送り該テープ内に収納されたチップ部品５を該ノズル１４の吸着位置に供給させる。
電子部品自動装着装置の制御ブロックについて図６に基づき説明する。
【００１６】
３５は検出手段としてのＣＰＵであり、ＲＯＭ３６に記憶されたプログラムに従って、記憶手段としてのＲＡＭ３７に格納された種々のデータに基づきチップ部品５の装着に関わる種々の動作を制御する。３８はインターフェースであり、該インターフェース３８には駆動回路３９を介して各ヘッド１５のモータ３１が接続されている。４０はノズル種類をチェックする動作を開始させるためのノズルチェックキーである。
【００１７】
前記ＲＡＭ３７には図７に示すようにノズル取り付け位置番号毎にノズル種類データが格納されるようにされており、図７のデータを以下ノズルデータという。前記ＲＡＭ３７には図８に示す装着データ及び図９に示す部品ライブラリデータが格納されている。装着データ中ステップ番号は部品装着順を示し、リール番号は取り出すべき部品種の部品５を供給する部品供給装置８が配設されている供給台７上の位置を示し、合わせ該部品種及び装着位置データが記憶されている。
【００１８】
ＣＰＵ３５は装着データのステップ番号毎より次に吸着すべき部品種を割り出し、該部品種に対応するノズル種類を部品ライブラリデータより読み出し、ノズルデータより該ノズル種類の吸着ノズル１４が取り付けられているノズル取り付け位置を割り出し、当該ノズル取り付け位置のノズル１４を部品供給装置８より部品５の取出が可能な位置に位置決め選択するものである。ＣＰＵ３５は図７に示すノズルデータを部品認識装置１６によるノズル先端面の認識によりノズル種類を検出して自動的に作成して記憶するものである。
【００１９】
前記ＲＡＭ３７にはノズル先端面の画像がノズル種類毎に記憶されており、該認識装置１６によるノズル種類の検出が可能となるものである。
以上の構成により以下動作について説明する。
先ず、操作者は各装着ヘッド１５に次に使用すべき吸着ノズル１４であるノズル種類がＡ〜Ｆのノズル１４を取り付ける。操作者は６種類の吸着ノズル１４を１本ずつ６本間違いなく用意すれば、取り付け位置にはこだわらずに手にしているノズル１４を取り付けられる任意の取り付け位置に取り付けていく。
【００２０】
この動作を全ての装着ヘッド１５について行い、ノズルチェックキー４０を押圧してノズル種類の検出動作を開始させる。
即ち、装着ヘッド１５はロータリテーブル１３の間欠回動により部品認識装置１６上に図１に示すように停止する毎にヘッド１５の下面が撮像され例えば図１０の画面が認識される。実際には図１０の背景は暗く、先端面が明るくまた部品５を吸引する吸引孔の部分も暗く写り、特に、取り付け位置番号３の位置に取り付けられているノズル１４の先端面には円筒形状の部品５を角度ずれなく吸着できるようＶ字形状の溝が彫られているため、該溝の部分も暗く写っている。該認識は図示しない照明がノズル１４の下端面に直接当り、その反射光がカメラに撮像されて認識される前述の反射方式の認識によるものであるが、認識装置１６は認識すべきノズル取り付け位置が画面のどの位置であるかを記憶しており（ＲＡＭ３７内に記憶されていてもよい。）、該位置のノズル先端面の画像を認識することによりノズル取り付け位置毎のノズル種類を検出する。この認識動作の際には全てのノズル１４は上昇した使用位置でない位置にされ、カメラの焦点が合うようになされている。または全てのノズル１４を使用位置に下降させてもよい。
【００２１】
次に、ＣＰＵ３５はノズル取り付け位置毎にノズル種類を書き込み、図７のようなノズルデータを作成してＲＡＭ３７内にヘッド毎に指定されているヘッド番号毎に記憶する。この動作をヘッド１５毎に行う。
次に、図示しない自動運転の開始キーを押圧してチップ部品５の装着の自動運転を開始する。
【００２２】
即ち、ロータリテーブル１３の間欠回転によりヘッド１５は吸着ステ−ションＩに達するが、該ヘッド１５が該ステ−ションＩに達する前にＣＰＵ３５がＲＡＭ３７内の図８に示す装着データのステップ１のデータより最初に吸着すべき部品種を割り出し、該部品種の図９に示す部品ライブラリデータより該部品種に対応する吸着ノズル１４のノズル種類を読み出し、図７のノズルデータより該ノズル種類のノズル１４が取り付けられているノズル取り付け位置を読み出し、該ノズル取り出し位置の吸着ノズル１４が部品供給装置８の供給するチップ部品５を供給可能な位置に達するようモータ３１が回動され、ノズル１４が位置決めされる。該ノズル１４は位置決めされる前に使用可能な位置に図示しない突出機構により突出されている。
【００２３】
次に、装着ヘッド１５が下降して該ノズル１４が部品供給装置８の供給する吸着すべき部品５を取出し装着ヘッド１５は上昇する。ここではノズル種類の間違いが無いのでノズル種類が異なることによる吸着ミス及び吸着が不安定になることは起こらない。
次に、ロータリテーブル１３の間欠回転により装着ヘッド１５は認識ステ−ションＩＩに達し、部品認識装置１６により吸着ノズル１４に吸着されている部品５の認識がなされる。該認識は前述の反射方式あるいは透過方式により行われる。該認識においてはノズル種類に間違いが無いので、ノズルが大きすぎて特に透過方式において、部品５の像が隠れてしまい認識することができないというようなことは発生しない。
【００２４】
該認識が終了すると、パルスモータ３１が回動して図８の装着データのθで示される角度データであるθ１の角度位置となるよう部品５の角度位置決めがなされる。該回動はヘッド１５が装着ステ−ションに至る前に行えばよい。
次に、装着ステ−ションＩＩＩに達すると装着ヘッド１５が下降して吸着ノズル１４の真空吸着が切れ、プリント基板６の所定の位置に部品５が装着される。この装着においても、ノズル種類の間違いが無いため例えばノズル１４の吸着力が強すぎて部品５が装着されずに持ち帰られてしまうとか、弱すぎて早く落ちてしまい正確な位置に装着することができないというような装着ミスが発生することが無い。がい装着時には、ＸＹテ−ブル３が部品５の認識結果による補正が加味されて図８のＸ、Ｙで示されるデータの位置に装着されるよう移動して位置決めが為されている。
【００２５】
尚、本実施例では、ノズル種類の検出のために部品認識装置が行う認識の方式は反射方式であったが透過光のシルエット像による透過方式によりノズル外径を検出してノズル種類の検出を行ってもよい。また、本実施例では認識装置の画像は図１０のように全てのノズル１４が撮像されるものとしたが、全てのノズルが撮像できず、少なくとも部品５を吸着するノズルのみが画面中央に撮像されるような場合には、認識ステ−ションＩＩにてノズル１４を１本ずつパルスモータにより回動させながら認識処理を行うようにしてもよい。
【００２６】
また、部品認識装置によらず、水平方向に受光素子が並ぶラインセンサをいずれかのステ−ションに設けて水平方向に並ぶ光源よりの光をノズル１４の先端部で遮光させて、ラインセンサの遮光位置あるいは遮光の度合いよりノズル種類の検出を行ってもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明は、取り付けたノズルに合わせてノズル種類と装着ヘッドへの取り付け位置のデータを記憶するようにしたので、ノズルの取り付けミスによる部品の装着ミス等が発生することを無くすことができる。
また、ノズル外径によりノズル種を検出するようにすれば検出を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】装着ヘッドに取り付けられた吸着ノズルを認識する状態を示す側面図である。
【図２】本発明を適用せる電子部品自動装着装置の平面図である。
【図３】本発明を適用せる電子部品自動装着装置の側面図である。
【図４】装着ヘッドを示す斜視図である。
【図５】装着ヘッドを下方から見た図及び取り付けられる吸着ノズルを示す図である。
【図６】本発明を適用せる電子部品自動装着装置の制御ブロック図である。
【図７】ノズルデータを示す図である。
【図８】装着データを示す図である。
【図９】部品ライブラリデータを示す図である。
【図１０】吸着ノズルを取り付けた装着ヘッド下面の認識画像を示す図である。
【符号の説明】
５                    チップ状電子部品（電子部品）
６                    プリント基板
１４                吸着ノズル
１５                装着ヘッド
１６                部品認識装置（検出手段）
３５                ＣＰＵ（検出手段）
３７                ＲＡＭ（記憶手段）
【図１】
0003623982.tif 000002
【図２】
0003623982.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003623982.tif 000005
【図５】
0003623982.tif 000006
【図６】
0003623982.tif 000007
【図７】
0003623982.tif 000008
【図８】
0003623982.tif 000009
【図９】
0003623982.tif 000010
【図１０】
0003623982.tif 000011