(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品吸着ノズルを用い、基板に装着しようとする部品を該部品吸着ノズル内を負圧にして吸着、保持し、前記基板の所定の位置で前記部品吸着ノズル内にエアーを供給して正圧とし、前記部品の吸着を解除して前記基板に装着する部品装着装置において、基板に装着しようとする部品の高さを測定するに当たり、前記部品吸着ノズルを用い、
前記部品吸着ノズルに一定の圧力の元に一定流量のエアーを供給して、前記部品吸着ノズルの先端部分から吐出させながら、前記先端部分を測定対象部品の上面に接近させ、前記測定対象部品に前記先端部分が接触した時の前記部品吸着ノズル内のエアー圧力の最大値或いはエアー流量の最小値を検出して前記測定対象部品の高さを測定する
ことを特徴とする部品装着装置における部品高さ測定方法。
【請求項２】
部品吸着ノズル内を真空圧にして部品を吸着させ、基板の所定位置に移動後、前記部品吸着ノズル内にエアーを供給して正圧とし、該正圧により真空破壊させて前記部品吸着ノズルの部品吸着を解除し、前記所定位置に前記部品を装着するように構成されている部品装着装置において、
真空・正圧供給源と、
該真空・正圧供給源と前記部品吸着ノズルとの間に配設された真空・正圧切替電磁弁と、
該真空・正圧切替電磁弁と前記部品吸着ノズルとの間に配設されたエアー圧力またはエアー流量検出手段と、
該エアー圧力検出手段またはエアー流量検出手段による検出結果に基づき前記部品高さを計算する計算手段と
を具備していることを特徴とする部品装着装置における部品高さ測定装置。
【請求項３】
前記計算手段は測定対象部品の高さに対するエアー圧力或いはエアー流量のデータが格納されているメモリと、
前記エアー圧力検出手段または前記エアー流量検出手段からの圧力変化或いは流量変化に基づいて部品吸着ノズルの位置情報を、前記メモリに格納されている圧力情報或いは流量情報に照らして部品高さを計算し、該計算結果に基づいて前記部品吸着ノズルの駆動手段を制御する制御装置とを備えていることを特徴とする請求項２に記載の部品装着装置における部品高さ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品などの部品を回路基板の所定の位置に装着する部品装着装置における部品高さ測定方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
部品吸着ノズルを用いて真空圧により部品を吸着し、その部品を基板上の所定の位置に移動した後、正圧により真空破壊して部品吸着ノズルから部品の吸着を解除する部品装着装置において、部品吸着の信頼性を上げるためには、部品供給形態や部品そのもののばらつきにより異なる部品吸着高さを正しく把握する必要があり、従来の部品装着装置においては、レーザ変位計などの測定器を部品装着ヘッドに搭載して部品吸着高さの測定を行っている。
【０００３】
また、実際に部品を吸着する部品吸着ノズルの外部で部品高さを測定するため、部品吸着ノズルそのもののばらつきを含めた長さを考慮するには更に別の測定手段が必要となる。
【０００４】
また、実際に部品を吸着する部品吸着ノズルの外部で部品高さを測定するため、部品吸着ノズルそのもののばらつきを含めた長さを考慮しなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
レーザ変位計などの測定器は重いために、これを搭載した部品吸着ノズルは動きが重くなる。
【０００６】
また、部品吸着ノズルそのもののばらつきを含めた長さを考慮するには更に別の測定手段が必要となる。
【０００７】
従って、部品装着装置としては、全体で価格が増大してしまうという課題がある。
【０００８】
従って、本発明は、実際に部品を吸着する部品吸着ノズルを用い、その部品吸着ノズルそのもののばらつきを含めた精度の高い部品高さを測定でき、軽量で安価な部品装着装置における部品高さ測定方法及びその装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
それ故、前記課題を解決するために、本発明の部品装着装置における部品高さ測定方法は、部品吸着ノズルを用い、基板に装着しようとする部品を該部品吸着ノズル内を負圧にして吸着、保持し、前記基板の所定の位置で前記部品吸着ノズル内にエアーを供給して正圧とし、前記部品の吸着を解除して前記基板に装着する部品装着装置において、基板に装着しようとする部品の高さを測定するに当たり、前記部品吸着ノズルを用い、前記部品吸着ノズルに一定の圧力の元に一定流量のエアーを供給して、前記部品吸着ノズルの先端部分から吐出させながら、前記先端部分を測定対象部品の上面に接近させ、前記測定対象部品に前記先端部分が接触した時の前記部品吸着ノズル内のエアー圧力の最大値或いはエアー流量の最小値を検出して前記測定対象部品の高さを測定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の部品装着装置における部品高さ測定装置は、部品吸着ノズル内を真空圧にして部品を吸着させ、基板の所定位置に移動後、前記部品吸着ノズル内にエアーを供給して正圧とし、該正圧により真空破壊させて前記部品吸着ノズルの部品吸着を解除し、前記所定位置に前記部品を装着するように構成されている部品装着装置において、真空・正圧供給源と、該真空・正圧供給源と前記部品吸着ノズルとの間に配設された真空・正圧切替電磁弁と、該真空・正圧切替電磁弁と前記部品吸着ノズルとの間に配設されたエアー圧力またはエアー流量検出手段と、該エアー圧力またはエアー流量検出手段による検出結果に基づき前記部品高さを計算する計算手段とを具備していることを特徴とする。そして、前記計算手段は測定対象部品の高さに対するエアー圧力或いはエアー流量のデータが格納されているメモリと、前記エアー圧力検出手段または前記エアー流量検出手段からの圧力変化或いは流量変化に基づいて部品吸着ノズルの位置情報を、前記メモリに格納されている圧力情報或いは流量情報に照らして部品高さを計算し、該計算結果に基づいて前記部品吸着ノズルの駆動手段を制御する制御装置とを備えている。
【００１１】
それ故、本発明の部品装着装置における部品高さ測定方法によれば、部品の装着に用いる部品吸着ノズルを兼用し、その部品吸着ノズル内におけるエアーの圧力変化或いはエアーの流量変化を検出することにより、測定対象部品の高さを測定することができる。また、実際に部品を吸着する部品吸着ノズルで部品高さを測定するため、部品吸着ノズルそのもののばらつきを含めた精度の高い部品吸着位置の検出ができる。
【００１２】
そして、本発明の部品装着装置における部品高さ測定装置によれば、部品装着用の部品吸着ノズルや部品吸着状況の確認として一般的に取り付けられている圧力センサ或いは流量センサを流用でき、それらを用いて部品の高さの測定を行うことができる。また、実際に部品を吸着する部品吸着ノズルで部品高さを測定するため、部品吸着ノズルそのもののばらつきを含めた精度の高い部品吸着位置の検出ができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図を用いて、本発明の一実施形態の部品装着装置における部品高さ測定装置の構成及びその動作を説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態の部品装着装置における部品高さ測定装置の構成図、図２は高さ測定対象部品近傍における部品吸着ノズルとの空路を示す拡大断面図、図３は高さ測定対象部品と部品吸着ノズルとの距離と部品吸着ノズル内のエアー圧力との変化を表すグラフ、図４は高さ測定対象部品と部品吸着ノズルとの距離と部品吸着ノズル内のエアー流量との変化を表すグラフである。
【００１５】
先ず、図１を用いて、本発明の実施形態の部品装着装置における部品高さ測定装置の構成を説明する。
【００１６】
符号１は本実施形態の部品高さ測定装置を指す。この部品高さ測定装置１は、部品吸着ノズル２、中空シャフト３、エアー配管継手４、配管５、正・負圧切り替え電磁弁６、配管７、配管８、真空発生器９、圧力センサ１０、制御装置１１、メモリ１２、駆動回路１３、サーボモータ１４などから構成されている。符号Ｐは部品を、そして符号Ｂは基板を指す。
【００１７】
部品吸着ノズル２は上下、回転可能な部品吸着ノズル保持機構を持つ中空シャフト３の先端部に結合或いは着脱可能に固定され、一方、その中空シャフト３の基端部には回転可能なエアー配管継手４が取り付けられ、配管５を介して正・負圧切り替え電磁弁６の出力側に接続されている。この正・負圧切り替え電磁弁６の一入力側には配管７を介して真空発生器９から負圧が供給され、また、他の入力側には配管８を介してエアー供給源（不図示）に接続されていて、正・負圧切り替え電磁弁６の前記他の入力側にエアー供給源（不図示）からのエアーが所定の圧力に減圧された正圧が供給されるように構成されている。
【００１８】
また、圧力センサ１０は配管５に取り付けられており、その出力側には制御装置１１が接続されている。また、制御装置１１には装吸着データが格納されているメモリ１２が接続されている。そして制御装置１１には駆動回路１３を介してサーボモータ１４が接続されている。サーボモータ１４は制御装置１１の出力信号により制御され、中空シャフト３を駆動する。
【００１９】
次に、前記のように構成された部品高さ測定装置１の動作を説明する。
【００２０】
部品Ｐを部品吸着ノズル２で吸着する時は、制御装置１１からの出力信号により正・負圧切り替え電磁弁６を真空発生器９が接続された負圧側に切り替え、部品吸着ノズル２内を真空にし、部品Ｐを吸引する。この時に配管５に取り付けられた圧力センサ１０により部品Ｐの有無及び部品Ｐが正常に吸着されているかを検出する。
【００２１】
次に、吸着した部品Ｐを基板Ｂ上に装着する時には、制御装置１１からの出力信号により正・負圧切り替え電磁弁６を配管８が接続されているエアー供給源の正圧側に切り替え、部品吸着ノズル２内を大気圧に切り替え、真空破壊を行い、部品吸着ノズル２から部品Ｐを解放する。
【００２２】
部品Ｐの高さを測定する場合には、メモリ１２に格納されている部品位置情報よりサーボモータ１４で中空シャフト３を駆動し、部品吸着ノズル２が測定対象部品の上面に接触しない数ミリ上方の部品高さの測定位置まで移動させ、正・負圧切り替え電磁弁６を正圧側に切り替え、部品吸着ノズル２の先端より所定の流量のエアーを流出させた状態で、制御装置１１により部品吸着ノズル２を所定の間隔でサーボモータ１４により下降させ、その位置情報と圧力センサ１０からの圧力情報をメモリ１２に格納する。
【００２３】
この時、図２に示したように、部品吸着ノズル２が測定対象部品Ｐに近づくと、部品吸着ノズル２の先端から流出してエアーの通路Ｃの断面積が減少することにより、部品吸着ノズル２内の流量は減少し、圧力が増加する。理想的な状態としては部品吸着ノズル２が測定対象部品Ｐに接触した時点で０となり、エアの通路Ｃの断面積は０となり、部品吸着ノズル２内の流量は０となって、圧力は配管８から供給されている所定の圧力となる。
【００２４】
図３は前記の動作でメモリ１２に格納されているデータをグラフ化した図であって、測定対象部品Ｐの上面高さを０とした時、部品吸着ノズル２が測定対象部品Ｐに近づくに従って部品吸着ノズル２内の圧力が上がり、部品吸着ノズル２が測定対象部品Ｐの上面に接触した時点で圧力は最大となり、それ以降はエアの通路Ｃの断面積が変化しないため、圧力も変化しない。このことから、圧力センサ１０からの圧力情報が最大になった時点での制御装置１１からの位置情報により測定対象部品Ｐの高さを確定できる。
【００２５】
配管５に取り付けた圧力センサ１０を流量センサにし、エアーの流量を測定することによっても、部品高さの測定ができる。図４は前記の流量測定による動作でメモリ１２に格納されているデータをグラフ化した図であって、測定対象部品Ｐの上面高さを０とした時、部品吸着ノズル２が測定対象部品Ｐに近づくに従って部品吸着ノズル２内の流量は下がり、部品吸着ノズル２が測定対象部品Ｐの上面に接触した時点で流量は最小となり、それ以降はエアの通路Ｃの断面積が変化しないため、流量も変化しない。このことにより流量センサからの流量情報が最小になった時点での制御装置１１からの位置情報により測定対象部品Ｐの高さを確定できる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の部品高さ測定方法及びその装置によれば、部品吸着状況の確認として一般的に取り付けられている圧力センサを流用して部品の高さの測定を行うため、部品高さ測定用として新たにレーザ変位計などの測定器を用いる必要はなく、部品高さ測定装置の小型化や低廉化が可能となる。
【００２７】
また、実際に部品を吸着する部品吸着ノズルで部品高さを測定するため、部品吸着ノズルそのもののばらつきを含めた精度の高い部品吸着位置の検出ができ、部品吸着の品質向上を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態の部品装着装置における部品高さ測定装置の構成図である。
【図２】  高さ測定対象部品近傍における部品吸着ノズルとの空路を示す拡大断面図である。
【図３】  高さ測定対象部品と部品吸着ノズルとの距離と部品吸着ノズル内のエアー圧力との変化を表すグラフである。
【図４】  高さ測定対象部品と部品吸着ノズルとの距離と部品吸着ノズル内のエアー流量との変化を表すグラフである。
【符号の説明】
１…本発明の一実施形態の部品高さ測定装置、２…部品吸着ノズル、３…中空シャフト、４…エアー配管継手、５，７，８…配管、６…正・負圧切り替え電磁弁、９…真空発生器、１０…圧力センサ、１１…制御装置、１２…メモリ、１３…駆動回路、１４…サーボモータ、Ｂ…基板、Ｃ…エアーの通路、Ｐ…部品
【図１】
0004517541.tif 000002
【図２】
0004517541.tif 000003
【図３】
0004517541.tif 000004
【図４】
0004517541.tif 000005