(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移載ヘッドと、この移載ヘッドをパーツフィーダと基板の位置決め部の間を移動させる移動テーブルとを備え、前記移載ヘッドにより前記パーツフィーダに備えられた電子部品を前記位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載するようにした電子部品実装装置であって、前記移載ヘッドが、電子部品を真空吸着するノズルと、このノズルを上下動自在に保持するブロックと、このブロックに上下動作を行わせる上下動手段と、前記ブロックの高さ方向の位置を検出する位置検出手段と、このノズルを前記ブロックに対して下方へ弾発するスプリングと、このノズルが前記パーツフィーダに備えられた電子部品の上面に着地して前記スプリングが前記ブロックにより圧縮されて所定量の高低差Ｃ変形したことを検知する検知手段と、この高低差Ｃを既知の設計値として登録する記憶部とを有し、かつ前記スプリングの変形量Ｃと前記検知手段が検知したときの前記ブロックの高さ方向の位置Ｂに基いて前記電子部品の上面の高さＡをＡ＝Ｂ−Ｃとして計算する計算手段を設けたことを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
移載ヘッドをパーツフィーダの上方へ移動させ、そこで上下動手段を駆動してノズルを上下動自在に保持し、且つこのノズルを下方へ弾発するスプリングを有するブロックを下降させてこのノズルの下端部をパーツフィーダに備えられた電子部品の上面に着地させた後、さらに前記上下動手段を駆動して前記ブロックを下降させることにより前記スプリングを変形させてこのスプリングが既知の設計値として記憶部に登録されている所定量の高低差Ｃ変形されたことを前記移載ヘッドに一体的に設けられた検知手段により検知すると共に、このときの前記ブロックの高さ方向の位置Ｂを位置検出手段で検出し、この変形量Ｃと前記位置検出手段で検出した前記ブロックの高さ方向の位置Ｂに基いて前記電子部品の上面の高さＡを計算手段によりＡ＝Ｂ−Ｃとして計算してこの計算結果のデータを記憶部に登録し、以後、この登録されたデータに基いて前記上下動手段による前記ノズルの下降ストロークを制御して前記パーツフィーダに備えられた電子部品を前記ノズルで真空吸着してピックアップし、位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載することを特徴とする電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板に移送搭載する電子部品実装装置および電子部品実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装装置は、移載ヘッドをパーツフィーダの上方へ移動させ、そこで移載ヘッドに備えられたノズルに下降・上昇動作を行わせて、ノズルの下端部に電子部品を真空吸着してピックアップし、次に移載ヘッドを基板の上方へ移動させ、そこで再度ノズルに下降・上昇動作を行わせて、電子部品を基板の所定の座標位置に搭載するようになっている。
【０００３】
上述のように、ノズルに下降・上昇動作を行わせてパーツフィーダの電子部品をピックアップする場合、下降ストロークが大きすぎるとノズルの下端部は電子部品の上面を強く押圧して電子部品を破壊する。また下降ストロークが小さすぎると、ノズルは電子部品の上面に着地できず、電子部品をピックアップミスする。したがってノズルの下降ストロークは最適に制御しなければならない。
【０００４】
ノズルの下降ストロークを最適に制御するための方法として、特開平４−１６４３９７号公報に記載された方法が提案されている。このものは、部品供給ユニット（パーツフィーダ）に備えられた電子部品の上面の高さを反射型距離測定センサにより測定して、吸着ノズルの下降ストロークを制御するようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来方法の反射型距離センサは、ノズルの下降動作、すなわち実際のピックアップ動作とは無関係に電子部品の上面の高さを測定していたため、測定結果の信頼性は十分に高いものではなく、したがってこの測定結果に基いてノズルに実際にピックアップ動作を行わせた場合、ピックアップミスを多発しやすいという問題点があった。またノイズによる測定ミスなどの反射型距離測定センサに特有の測定ミスを生じやすいものであり、このことからも信頼性は十分に高いものではなかった。
【０００６】
したがって本発明は、パーツフィーダに備えられた電子部品の上面の高さを正しく検知して、ノズルにより電子部品を確実にピックアップすることができる電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このために本発明は、移載ヘッドと、この移載ヘッドをパーツフィーダと基板の位置決
め部の間を移動させる移動テーブルとを備え、前記移載ヘッドにより前記パーツフィーダに備えられた電子部品を前記位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載するようにした電子部品実装装置であって、前記移載ヘッドが、電子部品を真空吸着するノズルと、このノズルを上下動自在に保持するブロックと、このブロックに上下動作を行わせる上下動手段と、前記ブロックの高さ方向の位置を検出する位置検出手段と、このノズルを前記ブロックに対して下方へ弾発するスプリングと、このノズルが前記パーツフィーダに備えられた電子部品の上面に着地して前記スプリングが前記ブロックにより圧縮されて所定量の高低差Ｃ変形したことを検知する検知手段と、この高低差Ｃを既知の設計値として登録する記憶部とを有し、かつ前記スプリングの変形量Ｃと前記検知手段が検知したときの前記ブロックの高さ方向の位置Ｂに基いて前記電子部品の上面の高さＡをＡ＝Ｂ−Ｃとして計算する計算手段を設けたものである。
【０００８】
また移載ヘッドをパーツフィーダの上方へ移動させ、そこで上下動手段を駆動してノズルを上下動自在に保持し、且つこのノズルを下方へ弾発するスプリングを有するブロックを下降させてこのノズルの下端部をパーツフィーダに備えられた電子部品の上面に着地させた後、さらに前記上下動手段を駆動して前記ブロックを下降させることにより前記スプリングを変形させてこのスプリングが既知の設計値として記憶部に登録されている所定量の高低差Ｃ変形されたことを前記移載ヘッドに一体的に設けられた検知手段により検知すると共に、このときの前記ブロックの高さ方向の位置Ｂを位置検出手段で検出し、この変形量Ｃと前記位置検出手段で検出した前記ブロックの高さ方向の位置Ｂに基いて前記電子部品の上面の高さＡを計算手段によりＡ＝Ｂ−Ｃとしてこの計算結果のデータを記憶部に登録し、以後、この登録されたデータに基いて前記上下動手段による前記ノズルの下降ストロークを制御して前記パーツフィーダに備えられた電子部品を前記ノズルで真空吸着してピックアップし、位置決め部に位置決めされた基板に移送搭載するようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、移載ヘッドのノズルをパーツフィーダの電子部品の上面に実際に着地させてノズルを弾発するスプリングを変形させ、スプリングが所定量変形したことを移載ヘッドに一体に設けられた検知手段により検知し、この検知結果に基いて電子部品の上面の高さ、すなわちノズルが電子部品の上面に着地するのに必要なノズルの下降ストロークの大きさを直接的に求めることができる。したがって各々のパーツフィーダに備えられた電子部品の上面の高さを予め検知して、そのデータを記憶部に登録しておくことにより、各々のパーツフィーダ毎にノズルの下降ストロークを最適に制御して電子部品のピックアップを行うことができる。
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図２は同移載ヘッドとその制御系の構成図、図３は同電子部品の上面の高さの検知工程図である。
【００１１】
図１において、１はＸテーブル、２はＹテーブルであり、Ｙテーブル２には移載ヘッド１０が保持されている。Ｘテーブル１とＹテーブル２は、移載ヘッド１０を水平方向へ任意に移動させる移動テーブルである。３はパーツフィーダである。パーツフィーダ３は横方向に多数個並設されており、それぞれ電子部品６を備えている（図２も参照）。パーツフィーダ３の前方には基板４をクランプして位置決めする位置決め部５が設けられている。
【００１２】
図２において、移載ヘッド１０は、電子部品６を真空吸着するノズル１１を有している。ノズル１１はブロック１２に上下動自在に保持されており、ノズル１１とブロック１２の間にはスプリング１３が介装されている。スプリング１３はノズル１１を下方へ弾発している。ブロック１２の上部にはナット１４が結合されている。ナット１４には垂直な送りねじ１５が挿着されている。モータ１６が駆動して送りねじ１５が正逆回転すると、ナット１４は送りねじ１５に沿って上下動し、ノズル１１も上下動する。すなわち、ナット１４、送りねじ１５、モータ１６はノズル１１の上下動手段である。１７は制御部であり、モータドライバ１８を介してモータ１６を制御する。１９は記憶部であり、プログラムデータなどの様々なデータを記憶する。
【００１３】
ブロック１２の下部にはカギ形のアーム２０が延出している。アーム２０の下端部には間隔をおいて互いに対向する発光素子と受光素子を備えた検知手段２１が取り付けられている。またノズル１１側には遮光板２２が設けられている。検知手段２１が遮光板２２に対して下降し、遮光板２２が発光素子と受光素子の間を遮光することにより、ブロック１２がスプリング１３を所定量（検知手段２１と遮光板２２の高低差Ｃ）圧縮したことが検知され、その情報は制御部１７へ出力される。
【００１４】
２３は、位置検出器としてのエンコーダであり、モータの回転に伴なってパルス信号を制御部１７やモータドライバ１８へ出力する。制御部１７はこのパルス信号をカウントすることによりブロック１２の高さ方向の位置を検出する。本実施の形態では制御部１７とエンコーダ２３がブロック１２の高さ方向の位置を検出する位置検出手段を構成している。
【００１５】
この電子部品実装装置は上記のような構成より成り、次に動作を説明する。パーツフィーダ３に備えられた電子部品６を基板４に搭載するのに先立ち、以下のようにして各々のパーツフィーダ３に備えられた電子部品６の上面の高さを検知するためのティーチングを行う。図３は、電子部品６の上面の高さ、すなわちノズル１１が電子部品６の上面に着地するのに必要な下降ストロークを検知してティーチングする方法を左から右へ順に示している。まず図３の左側に示すように、移載ヘッド１０をパーツフィーダ３の上方へ移動させる。ここでＣは検知手段２１と遮光板２２の高低差である。この高低差Ｃは設計値（既知）であり、記憶部１９に登録されている。
【００１６】
次にモータ１６を駆動することにより、電子部品６をピックアップするときの速度よりもおそい速度でノズル１１を電子部品６の上面に着地させる（図３の中央を参照）、このときの基準レベルＬからブロック１２の下端までの高低差をＡとする。この高低差Ａはこの時点では未知である。モータ１６をさらに駆動することにより、スプリング１３を圧縮しながら、遮光板２２が検知手段２１を遮光するまでブロック１２を下降させる（図３の右側を参照）。制御部１７は、検知手段２１が検知したことを検出するとエンコーダ２３から送られてきたパルス信号のカウント値より、このときの基準レベルＬからブロック１２の下端までの高低差すなわちブロック１２の高さ方向の位置Ｂを求め、その値を記憶部１９に記憶させる。以上により、高低差Ｂの値が判明したことにより、図３の中央に示すようにノズル１１の下端部が電子部品６の上面に着地したときの高低差Ａすなわち電子部品６の上面の高さは、Ａ＝Ｂ−Ｃとして計算できる。この計算は計算手段である制御部１７で行い、その計算結果のデータを記憶部１９に登録する。
【００１７】
図１に示すように、パーツフィーダ３は多数個あり、したがって各々のパーツフィーダ３について上記した動作を行って、それぞれの高低差Ａを求めて、このデータを記憶部１９に登録する。
【００１８】
以上のようにしてすべてのパーツフィーダ３の電子部品６の上面の高さ、すなわちノズル１１が各々のパーツフィーダ３の電子部品６の上面に着地する下降ストロークの大きさのティーチングが終了したならば、パーツフィーダ３の電子部品６を基板４に搭載する作業を開始する。すなわち、図１においてＸテーブル１とＹテーブル２を駆動して移載ヘッド１０を所望のパーツフィーダ３の上方へ移動させ、そこでモータ１６を駆動してノズル１１に上下動作を行わせ、パーツフィーダ３に備えられた電子部品６をノズル１１の下端部に真空吸着してピックアップする。この場合、制御部１７は記憶部１９から、そのパーツフィーダ３に備えられた電子部品６をピックアップするのに必要な高低差Ａのデータを読み取って、モータ１６の回転量すなわちノズル１１の下降ストロークを制御する。次に移載ヘッド１０を基板４の上方へ移動させ、そこでノズル１１に再度上下動作を行わせて、電子部品６を基板４に搭載する。他のパーツフィーダ３に対しても同様の動作を行って、基板４に多品種の電子部品６を次々に搭載していく。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、移載ヘッドのノズルを各々のパーツフィーダに備えられた電子部品の上面に実際に着地させ、そのときのノズルの下降ストロークを、ノズルを弾発するスプリングの変形量とブロックの高さ方向の位置から直接的に求めるようにしているので、各々のパーツフィーダの電子部品をピックアップするのに必要なノズルの下降ストロークを実際に則して正確に求めることができ、したがって電子部品をピックアップミスなく確実にピックアップして基板に移送搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の移載ヘッドとその制御系の構成図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の電子部品の上面の高さの検知工程図
【符号の説明】
１  Ｘテーブル
２  Ｙテーブル
３  パーツフィーダ
４  基板
５  位置決め部
１０  移載ヘッド
１１  ノズル
１２  ブロック
１３  スプリング
１４  ナット
１５  送りねじ
１６  モータ
１７  制御部
１９  記憶部
２１  検知手段
２２  遮光板
２３  エンコーダ
【図１】
0003543044.tif 000002
【図２】
0003543044.tif 000003
【図３】
0003543044.tif 000004