(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータリテーブルの周縁の複数位置に設けられた装着ヘッドに真空源より連通する真空通路からの真空吸着により電子部品を保持して前記ロータリテーブルの間欠回転により該部品を搬送して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、真空源から前記各ヘッドへ連通する真空通路をヘッド毎に該真空源と大気圧との間で切り替えるバルブと、該バルブから前記ヘッドに連通する真空通路中の圧力を検出する圧力センサと、該センサにより検出される電子部品の装着時のバルブが真空圧から大気圧へ切り替えられた後の真空通路中の圧力の前記センサによる検出値が大気圧の許容値に入っているか判断し、その結果により電子部品の装着の異常を判断する判断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】
ロータリテーブルの周縁の複数位置に設けられ吸着ノズルを備えた昇降可能な装着ヘッドに真空源より連通する真空通路からの真空吸着により前記吸着ノズルが電子部品を保持して前記ロータリテーブルの間欠回転により該部品を搬送して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、真空源から前記各ヘッドへ連通する真空通路をヘッド毎に該真空源と大気圧との間で切り替えるバルブと、該バルブから前記ヘッドに連通する真空通路中の圧力を検出する圧力センサと、該センサにより検出される電子部品の装着時のバルブが真空圧から大気圧へ切り替えられた後の前記吸着ノズルの上昇開始時の真空通路中の圧力の前記センサによる検出値が大気圧の許容値に入っているか判断し、その結果により電子部品の装着の異常を判断する判断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、ロータリテーブルの周縁の複数位置に設けられた装着ヘッドに真空源より連通する真空通路からの真空吸着により電子部品を保持して前記ロータリテーブルの間欠回転により該部品を搬送して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昭６３−１７４３９９号公報に開示されており、電子部品がロータリテーブルの周縁の複数位置に設けられた装着ヘッドに取り出され搬送されプリント基板に装着される。装着ヘッドには真空源より真空通路が連通して該真空通路からの真空吸引により部品がヘッドに保持されるものであるが、何らかの原因で途中で落ちてしまった場合はヘッドの途中の停止位置でセンサが光の通光遮光の状態により部品の吸着の有無を検出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来技術ではセンサの設けてある停止位置でしか検出することができず、それより後の搬送位置で落ちた場合には検出がなされないという欠点があり、種々の位置で吸着の有無を検出しようとすれば停止ステーション毎に光センサを設置しなければならないが、スペース的に設置が難かしい場合がありまたコスト的にも高いものとなってしまう欠点があった。
【０００４】
また、真空源に連通する各ヘッドに共通する真空路中の圧力を検出するのでは他のヘッドへの真空圧が残っているため正確な検出ができないという欠点がある。
そこで本発明は、装着ヘッドの部品の保持の有無状態を装着ヘッドの位置によらず検出できるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、ロータリテーブルの周縁の複数位置に設けられた装着ヘッドに真空源より連通する真空通路からの真空吸着により電子部品を保持して前記ロータリテーブルの間欠回転により該部品を搬送して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、真空源から前記各ヘッドへ連通する真空通路をヘッド毎に該真空源と大気圧との間で切り替えるバルブと、該バルブから前記ヘッドに連通する真空通路中の圧力を検出する圧力センサと、該センサにより検出される電子部品の装着時のバルブが真空圧から大気圧へ切り替えられた後の真空通路中の圧力の前記センサによる検出値が大気圧の許容値に入っているか判断し、その結果により電子部品の装着の異常を判断する判断手段を設けたものである。
【０００６】
また本発明は、ロータリテーブルの周縁の複数位置に設けられ吸着ノズルを備えた昇降可能な装着ヘッドに真空源より連通する真空通路からの真空吸着により前記吸着ノズルが電子部品を保持して前記ロータリテーブルの間欠回転により該部品を搬送して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、真空源から前記各ヘッドへ連通する真空通路をヘッド毎に該真空源と大気圧との間で切り替えるバルブと、該バルブから前記ヘッドに連通する真空通路中の圧力を検出する圧力センサと、該センサにより検出される電子部品の装着時のバルブが真空圧から大気圧へ切り替えられた後の前記吸着ノズルの上昇開始時の真空通路中の圧力の前記センサによる検出値が大気圧の許容値に入っているか判断し、その結果により電子部品の装着の異常を判断する判断手段を設けたものである。
【０００７】
【作用】
請求項１の構成によれば、圧力センサにより検出された電子部品の装着時のバルブから各装着ヘッドに連通する真空通路中の圧力がバルブ切替後に大気圧の許容値に入っているか判断し、その結果により判断手段は電子部品の装着の異常を検出する。
請求項２の構成によれば、圧力センサにより検出された電子部品の装着時のバルブが真空圧から大気圧へ切り替えられた後の吸着ノズルの上昇開始時の真空通路中の圧力が、大気圧の許容値に入っているか判断し、その結果により判断手段は電子部品の装着の異常を検出する。
【０００８】
【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。
【０００９】
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を複数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。
【００１０】
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、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。
【００１１】
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、ロータリテーブル１３を貫通する昇降シャフト１７に取り付けられた装着ヘッド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。１９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。
【００１２】
次に、図１に基づいて真空チューブ１９から図示しない真空源へ至る真空経路について説明する。
真空チューブ１９はロータリテーブル１３内に設けられた真空通路２０を介してソレノイドバルブ２１に接続されている。該ソレノイドバルブ２１は真空通路２２を介して共通真空通路２３に連通しており、真空通路２２と大気圧とを切り替えて真空通路２０に接続させている。真空通路２２は各ヘッド１５より真空吸引するものであり、各ヘッド２２に連通する真空通路２２が共通真空通路２３に集まり図示しない真空源に連通しているものである。
【００１３】
真空通路２０には圧力センサ２５が接続されており、該通路２０内の空気圧を検出している。
次に図１に基づき装着ヘッド１５について説明する。
３０はシャフト１７の下部に取り付けられた材質がアルミニウムの取り付け板であり、該取り付け板３０にはパルスモータ３１が形成されている。
【００１４】
３２は該モータ３１のロータによりθ方向（上下に伸びる軸の回りに回転する方向）に回転する回転体である。
前記吸着ノズル１４は夫々回転体３２を上下方向に貫通して上下動可能に設けられている。
吸着ノズル１４は回転体３２の回転中心に対して偏心して設けられているが、回転体３２の回動により部品５を吸着する吸着ノズル１４は該部品５を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。
【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。
次に、図４に基づいて本実施例の電子部品自動装着装置の制御ブロックについて説明する。
【００１６】
３５はＣＰＵであり、ＲＡＭ３６に記憶された種々のデータ等に基づき、ＲＯＭ３７に格納されたプログラムに従ってチップ部品５の装着に係わる種々の動作を制御する。また、ＣＰＵ３５の制御対象であるソレノイドバルブ２１及び前記パルスモータ３１…は該インターフェース３８及び駆動回路４０を介してＣＰＵ３５に接続されている。また、該インターフェース３８には時間発生器４１、カム角度検出器４２、報知装置４３及び圧力センサ２５…が接続されている。
【００１７】
時間発生器４１はＣＰＵ３５が圧力センサ２５が検出して出力する圧力の値を取り込むタイミングを発生するものであり、ＲＡＭ３６に格納された検出すべき時間間隔を示す検出間隔データに基づきＣＰＵ３５のクロックを分周して検出すべきタイミングパルスを発生するものである。検出間隔データの値は例えば１０ｍＳｅｃ程度の値とすればよい。
【００１８】
報知装置４３は異常を操作者に知らせるものであり、ランプにより視覚的に知らせるもの、ブザーにより聴覚的に知らせるもの及びＣＲＴの画面に表示するもの等がある。
ＲＡＭ３６にはさらに、図５に示すような装着データがプリント基板６の種類毎に記憶されており、該データのステップ番号の順番にリール番号で示される供給台７上の位置の部品供給装置８より部品５が取り出され、「Ｘ」「Ｙ」で示されるプリント基板６の座標位置に装着角度データである「θ」で示される角度位置で装着されるものである。装着角度データ分だけ部品供給装置８から取り出されたチップ部品５が回転体３２の回動により吸着ノズル１４が回転すると吸着された姿勢が正しければ装着すべき角度位置となるようになされている。
【００１９】
リール番号が示す位置に配設される部品供給装置８が供給するチップ部品５の部品種は図示しないデータにより与えられており、該部品種毎に該部品種の部品５を吸着ノズル１４が吸着した場合にロータリテーブル１３が回転すべき速度であるサイクルタイムが部品種データとして例えば図６に示すように与えられＲＡＭ３６に格納されている。サイクルタイムは１つのヘッド１５が１つのステーションで行う作業に掛かる時間で示され、ロータリテーブル１３の１回の間欠回転に掛かる時間である。
【００２０】
また、サイクルタイム毎に例えば装着ステ−ションＩＩＩでの装着ヘッド１５の上下動（即ち吸着ノズル１４の上下動）はロータリテーブル１３を駆動する駆動モータにより駆動され該サイクルタイムの間に１回転するカムにより制御されるが、該カムの１回転を３６０度としてカムの回転角度位置を検出するのが前記カム角度検出器４２である。
【００２１】
ＲＡＭ３６に格納される前記部品種データには、さらに装着時切替角度のデータが格納されるが該データの設定について説明する。
ソレノイドバルブ２１の真空から大気圧への切り替えにより真空通路２０内の圧力は図７の一番上のグラフに示すように時間の経過により所定のカーブを描いて大気圧に変化する。例えば吸着ノズル１４が下降状態から上昇するタイミングで大気圧になるようにすることで部品５が基板６に装着され位置ずれや部品５を装着せずに再度持ち上げてしまうことが無いようにできるとすると、バルブ２１の切り替えのタイミングをカム角度検出器４２の検出する角度位置で制御する場合には、サイクルタイムが大きく部品装着速度が小さな時にはサイクルタイムによらず固定の角度位置で切り替えてもこの変化の時間は無視できるが、サイクルタイムが小さくなってくると無視できなくなり、サイクルタイムによりこの角度位置を変更しなければならない。
【００２２】
そこで、バルブ２１を切り替えてから大気圧に達するまでの時間（図７のＴ）を何らかの方法で、（例えば圧力センサ２５の出力を測定器に接続して測定して図７のグラフを得る。）を測定して、この時間をサイクルタイム毎に角度位置に換算し、この値を装着時切替角度としてサイクルタイム毎にＲＡＭ３６に記憶する。
【００２３】
例えば図７の上から２番目のグラフに示すように吸着ノズル１４が上下するサイクルタイム「Ａ」場合（図７は全てのグラフについて横軸を同じ時間軸としている。）では角度位置「ＡＡ」で、そしてこれより短いサイクルタイム「Ｂ」である一番下のグラフの場合では、角度位置「ＢＢ」をカム角度検出器４２が検出した場合にバルブ２１の切り替えを行うことにより最適なタイミングで大気圧にすることができる。
【００２４】
また、ＲＡＭ３６にはこの大気圧になるタイミングである吸着ノズル１４が上昇を開始する角度位置が圧力検出角度位置として記憶されている。該圧力検出角度位置のデータはＲＯＭ３７に固定して記憶されるようにしてもよいし、部品種データに部品種毎に設定して記憶しておけるようにしてもよい。
また、ＲＡＭ３６には部品５を吸着している状態でのセンサ２５が検出すべき正常な真空圧及びその正常と判断すべき許容値を記憶すると共に、大気圧に切り替えた場合に正常な値とすべき大気圧及びその許容値が記憶されるている。
【００２５】
以上の構成により以下動作について説明する。
先ず、図示しない操作部が操作され、電子部品自動装着装置の自動運転が開始されると、ＲＡＭ３６に記憶された装着データに従って、供給台７が移動し供給すべきチップ部品５の部品供給装置８が吸着ステ−ションＩの装着ヘッド１５の吸着ノズル１４の吸着位置に停止して該ノズル１４の下降によりチップ部品５が取り出される。
【００２６】
この時、部品種データに格納された図示しないデータによりカム角度検出器４２がバルブ２１を切り替えるタイミングを検出するとＣＰＵ３５は吸着ステ−ションＩにあるヘッド１５のバルブ２１を切替え、真空通路２０を真空通路２２に連通させ、吸着ノズル１４はチップ部品５を吸着して取り出す。バルブ２１を切り替えると同時にＣＰＵ３５は部品５を吸着した吸着ノズル１４が設けられたヘッド１５の圧力センサ２５の検出する真空通路２０中の圧力の検出動作を開始する。
【００２７】
即ち、ＲＡＭ３６に記憶された検出間隔データの示す時間間隔毎に時間発生器４１より検出すべきタイミングでパルスが発生されると、ＣＰＵ３５はその時点での圧力センサ２５の出力する圧力の値を取り込み、該値が正常な値の許容範囲内かどうかを判断して部品の有無を判断していく。
次に、ロータリテーブル１３が図示しないインデックス機構を介して間欠回転を行い、チップ部品５を保持したヘッド１５は次のステ−ションに移動して停止するが、次の装着ヘッド１５が吸着ステ−ションＩに移動して同様にして装着データに示す部品５の吸着が行われる。吸着が行われると前述と同様にして時間発生器４１の発生するパルスのタイミングで当該ヘッド１５に対応する圧力センサ２５の出力する圧力がＣＰＵ２５に取り込まれ、正常な値かどうかを判断する動作を開始する。この場合複数のヘッド１５に夫々対応する圧力センサ２５の出力が時間発生器４１の発生する同じパルスのタイミングで取り込まれるが、この取り込み動作はヘッド１５毎に順番に取り込んで行けばよい。
【００２８】
この検出動作により正常な真空圧よりも許容範囲を越えて真空圧が落ちた場合即ち大気圧に近付いた値が検出された場合には部品５が吸着ノズル１４より落下したものと判断する。または吸着動作した直後から所定の真空圧が得られない場合には部品５が吸着されなかったものと判断する。部品５がこのように無いことが判断された場合には、このノズル１４による後述する装着ステ−ションＩＩＩでの装着動作は行わず、またソレノイドバルブ２１は大気圧側に切り替えられる。
【００２９】
次に、ロータリテーブル１３の回動によりヘッド１５が認識ステ−ションＩＩに移動すると、吸着ノズル１４に吸着されている部品５のノズル１４に対する位置ずれの認識が行われ、角度ずれ分に対してはパルスモータ３１の回動により補正される。
次に、ロータリテーブル１３の回動によりヘッド１５は装着ステ−ションＩＩＩに移動するがこの移動の途中にても時間発生器４１の出力するパルスのタイミングでの圧力センサ２５の検出した圧力が判断され、真空圧力が落ちた場合には部品５が無くなったものと判断される。
【００３０】
装着ステーションＩＩＩの１つ前のステ−ションから装着ステ−ションＩＩＩに向かって移動を開始したヘッド１５については、カム角度検出器４２がこの時のサイクルタイムに合った装着切替角度を検出した時にバルブ２１を真空から大気側に切り替える。サイクルタイムが「Ａ」である時はヘッド１５が装着ステ−ションＩＩＩに停止して吸着ノズル１４が下降を開始して図７の上から２番目のグラフにてＡＡの角度位置にてバルブ２１が切り変わる。
【００３１】
バルブ２１の切替が行われた後は時間発生器４１によるパルスの発生タイミングでの当該バルブに対応した圧力センサ２５の出力は検出しない。
次に、真空通路２０内の圧力は図７の一番上のグラフで示すように上がって行くが、カム角度検出器４２が吸着ノズル１４が上昇を開始する角度位置を検出した時にＣＰＵ３５は圧力センサ２５の圧力を取り込みＲＡＭ３６に格納してある大気圧の許容値に入っているかを判断する。
【００３２】
正常な値であれば、部品５が基板６に装着されていると判断し、次のヘッド１５が装着ステ−ションＩＩＩに移動して同様に装着動作及び圧力の検出が行われる。圧力の検出はサイクルタイムが変わっても常にＲＡＭ３６に記憶された圧力検出角度位置で行われる。この圧力検出の結果正常な値の範囲外で例えばこの圧力検出タイミングで大気圧よりも真空に近い場合には、部品５が正常に装着されなかったものと判断し、ＣＰＵ３５はロータリテーブル１３を停止し装置の自動運転を停止して報知装置４３にて異常である旨が報知される。
【００３３】
操作者は異常であることを知ると、装着途中の基板６を確認して部品５が装着されていない場合には、当該基板６を廃棄するか装着できなかった位置から装着データに従って再度装着動作をさせる等の処置を行う。
装着ステ−ションＩＩＩでは、角度位置決めが終了したチップ部品５をＸＹテーブル３の移動により位置決めされたプリント基板６に装着されるものである。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明は、各ヘッドの真空通路の圧力を検出し、電子部品の装着時のバルブの真空圧から大気圧への切り替えられ後の真空通路内の圧力がバルブ切替後に大気圧の許容値に入っているか判断し、その結果により電子部品の基板への装着の異常を判断するようにしたので正確に電子部品の吸着の有無を検出することが可能であると共に部品が落下してすぐに部品無しの検出を行うことができ、また、基板が不良にならない処置を行うことができる。
また、圧力センサにより検出された電子部品の装着時のバルブが真空圧から大気圧へ切り替えられた後の吸着ノズルの上昇開始時の真空通路中の圧力が、大気圧の許容値に入っているか判断し、その結果により判断手段は電子部品の装着の異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用せる電子部品自動装着装置の要部側面図である。
【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】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５】装着データを示す図である。
【図６】部品種データを示す図である。
【図７】真空通路内の圧力の変化及び吸着ノズルの上下動を示す図である。
【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
１３                ロータリテーブル
１５                装着ヘッド
２０                ソレノイドバルブ（バルブ）
２２                真空通路
２５                圧力センサ
３５                ＣＰＵ（判断手段）
【図１】
0003610096.tif 000002
【図２】
0003610096.tif 000003
【図３】
0003610096.tif 000004
【図４】
0003610096.tif 000005
【図５】
0003610096.tif 000006
【図６】
0003610096.tif 000007
【図７】
0003610096.tif 000008