(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体へ取り付けて進退手段により前後方向へ任意に移動する進退体と、この進退体に取り付けて移動手段により左右方向へ任意に移動する可動体と、この可動体へ昇降手段により昇降自在に係合させ、前記進退手段と前記移動手段とにより電子部品の供給部と装着部とを任意に移動する装着ヘッドと、この装着ヘッドに取り付けた縦軸方向を中心とする回転手段とを備えさせ、
前記昇降手段は、それぞれ個別に数値制御可能な第一昇降手段と第二昇降手段とからなり、第一昇降手段は、前記可動体に取り付けて副可動体を昇降自在に係合してあり、第二昇降手段は、前記副可動体へ装着ヘッドを昇降自在に取り付けて設置され、
前記第一および第二昇降手段は、それぞれサーボモータと螺軸とからなり、
前記第一昇降手段の進退量を第二昇降手段の進退量より大きくし、かつ第一昇降手段より第二昇降手段が微細に移動するように、第二昇降手段の螺軸のリード長を第一昇降装置の螺軸のリード長よりも短くしたことを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項２】
副可動体に取り付けられた装着ヘッドは複数個が設けられ、これら複数個の装着ヘッドは、前記副可動体に連係させた第一昇降手段による一体的な昇降と、第二昇降手段による個別昇降とを行うことを特徴とする請求項１記載の電子部品装着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子部品の組立や装着する業界等において用いる電子部品装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板等へチップ部品やＩＣ部品等の電子部品の組立や装着を行う業界等において、この電子部品は、装着装置における装着ヘッドが、電子部品の供給部と装着部とを往復して昇降し、その吸着と離脱とを繰り返すことで所定の装着が行われる。
【０００３】
従来の装置にあっては、図５に示すように、横ガイド８０に沿って移動するヘッド支持部材８１に、サーボモータ８２およびボールネジ８３を取り付け、このボールネジ８３に装着ヘッド８４を昇降自在に螺着してある。
【０００４】
更に、この装着ヘッド８４には、電子部品の吸着ノズル８５を取り付けてあって、電子部品の吸着とプリント基板への装着の昇降ストロークが得られるエアシリンダ８６を連係させてある。
【０００５】
電子部品の装着に際しては、電子部品の供給部において、エアシリンダ８６により吸着ノズル８５を突き出した状態でサーボモータ８２が作動して、装着ヘッド８４を降下し、該吸着ノズル８５が電子部品を吸着する。
【０００６】
このとき、サーボモータ８２では、吸着ノズル８５がそれぞれの電子部品の厚さ（高さ）に対応するように、微妙なノズル高さを調整しつつ降下する。
【０００７】
電子部品の吸着後、装着ヘッド８４が上昇して装着部へ移動し、所定位置に達すると装着ヘッド８４が下降し、プリント基板への電子部品の装着が行われるもので、装着が終われば、吸着ノズル８５はエアシリンダ８６により上昇して待機位置に復帰し、装着ヘッド８４も次の処理に備えて上昇する。
【０００８】
したがって、装着ヘッド８４の長い行程の昇降駆動に一基のサーボモータ８２およびボールネジ８３によりその全ストロークを昇降させているため、該昇降動作に時間がかかって、電子部品のタクト時間の短縮化が図れない。
【０００９】
また、長い行程の昇降および時間短縮のための駆動には、大型のサーボモータが必要となるため、これに相応して関連する他の部材も大きくなり、ヘッド部全体の装置が大型化して大きなコストアップとなるばかりか、複数の装着ヘッドを備えさせる場合には、そのためのスペースが大きくなって、その設置が困難となり装置全体を大型化する必要がある。
等の様々な問題点を有するものであった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記した問題点を解決するためになされたもので、装着ヘッドを昇降駆動する昇降手段を、数値制御可能な第一昇降手段と第二昇降手段とにより構成し、それぞれが単独に作動して、電子部品の装着にあって、第一および第二昇降手段の協動作動により装着ヘッドを昇降させる工程と、第二昇降手段の作動により装着ヘッドの電子部品に対する高さ調整を行う工程とを行うことにより、装着ヘッドの昇降動作の短縮化によって、装着作動時間を可及的に短縮することができ、かつ複数個のヘッド構成にあっては、そのヘッド構成を簡略化させることができる電子部品装着装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するための本発明の手段は、
機体へ取り付けて進退手段により前後方向へ任意に移動する進退体と、この進退体に取り付けて移動手段により左右方向へ任意に移動する可動体と、この可動体へ昇降手段により昇降自在に係合させ、前記進退手段と前記移動手段とにより電子部品の供給部と装着部とを任意に移動する装着ヘッドと、この装着ヘッドに取り付けた縦軸方向を中心とする回転手段とを備えさせ、
前記昇降手段は、数値制御可能な第一昇降手段と第二昇降手段とからなり、第一昇降手段は、前記可動体に取り付けて副可動体を昇降自在に係合してあり、第二昇降手段は、前記副可動体へ装着ヘッドを昇降自在に取り付けた電子部品装着装置の構成にある。
【００１２】
また、
第一および第二昇降手段は、それぞれサーボモータと螺軸とからなる。
【００１３】
更に、
副可動体に取り付けられた装着ヘッドは複数個が設けられ、これら複数個の装着ヘッドは、前記副可動体に連係させた第一昇降手段による一体的な昇降と、第二昇降手段による個別昇降とを行う。
【００１５】
【実施例】
次に、本発明に関する電子部品装着装置およびその方法の実施の一例を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１〜図４においてＡは、チップ部品やＩＣ部品等の電子部品ｂを、その供給部ｍより受け取って装着部ｎへ移送し、プリント基板ｃ上の所定の個数適所へ装着する電子部品装着装置である。
【００１７】
なお、前記した電子部品装着装置Ａには、機体１においてその一側若しくは両側にパーツフィーダ等により順次搬送されて待機する電子部品ｂの供給部ｍが、また、機体１内において移送部材（図示せず）によりプリント基板ｃが搬入出される電子部品ｂの装着部ｎが設けられている。
【００１８】
そして、その構成は、図１および図２，図４に示すように、機体１へ取り付けて、進退手段２により前後方向（Ｙ軸方向）へ任意に移動する進退体３と、この進退体３に取り付けて移動手段４により左右方向へ任意に移動する可動体５と、この可動体５へ昇降手段６により装着ヘッド７を昇降自在に係合させてあると共に、この装着ヘッド７は、回転手段８により縦軸方向を中心として回転自在としてあるもので、それぞれの手段２および４，６，８は数値制御可能なサーボモータ等により高精度で作動される。
【００１９】
なお、この装着ヘッド７は、電子部品ｂの上面を吸着する吸着パット式や、その外周を把持するチャック式等が用いられるもので、単ヘッドであってもかまわないが、図１あるいは図３に示すように、複数ヘッドに構成すれば、装着効率等が向上するものであり、本実施例においては吸着パット式について示すものであって、該装着ヘッド７の下端部に吸着ノズル９が取り付けられる。
【００２０】
更に、前記した昇降手段６は、図２に示すように、数値制御可能な第一昇降手段１０と第二昇降手段１１とからなるもので、このうち、第一昇降手段１０は、サーボモータ１２と螺軸１３とを可動体５に取り付けてあって、この螺軸１３に螺合するめねじ体１４に副可動体１５を一体的に取り付けて、該副可動体１５をＺ軸方向へ昇降自在となるようにしてある。
【００２１】
また、前記した第二昇降手段１１は、サーボモータ１６と螺軸１７とを副可動体１５に取り付けてあって、この螺軸１７に螺合するめねじ体１８に装着ヘッド７を一体的に取り付けて、該装着ヘッド７をＺ軸方向へ昇降自在となるようにしてある。
【００２２】
なお、必要に応じて、これら第一昇降手段１０の螺軸１３と第二昇降手段１１の螺軸１７は、リード長さを、第二昇降手段１１の螺軸１７より第一昇降手段１０の螺軸１３を大きく形成させることにより、サーボモータ１２の一回転当たりのめねじ体１４の進退量を大きくしてあり、該サーボモータ１２もサーボモータ１６より大きなものを使用する。
【００２３】
また、第二昇降手段１１の螺軸１７のリード長さを細かくすることで、サーボモータ１６の一回転当たりのめねじ体１８の進退量が螺軸１３に比べて微細になり、精度の高い吸着ノズル９の高さ調整に有効である。
【００２４】
更に、図１あるいは図３に示すように、装着ヘッド７を可動体５へ複数個設けた場合は、これら装着ヘッド７，７，７…は、第二昇降手段１１，１１，１１…により個別に昇降作動されるため、各装着ヘッド７ごとの作動が行え、かつ、第一昇降手段１０により一体的に昇降作動される。
【００２５】
これら第一昇降手段１０および第二昇降手段１１は、もちろん同期させることもでき、この場合、装着ヘッド７の昇降は、第一昇降手段１０の作動速度と第二昇降手段１１の作動速度とが加算された速度で動作するため、増速された昇降が得られて速い装着ヘッド７の移動が行われる。
【００２６】
なお、図１において２０は、装着ヘッド７の吸着ノズル９に吸着保持された電子部品ｂの吸着状態を認識する検出手段で、ＣＣＤ等のカメラセンサーやレーザ発信器等の慣用な手段が用いられる。
【００２７】
この検出手段２０からの画像情報等の信号は、コンピュータからなる制御手段２１に送られ所定の演算等がなされて、プリント基板ｃへの電子部品ｂの装着に際して、正確に補正された信号が前記した各手段２および４，６，８へ伝達される。
【００２８】
したがって、本発明に係る電子部品装着装置Ａおよび方法の一実施例の作用は以下の通りである。
【００２９】
基板ｃ上には、電子部品ｂがそれぞれ所定個数を適所に装着されるもので、この作業にあっては、これら設定値や動作順序等があらかじめ、制御手段２１へ定められた各データをプログラムしてある。
【００３０】
そして、その電子部品ｂの装着は、制御手段２１による各制御によって、進退手段２および移動手段４，昇降手段６，回転手段８を操作して、電子部品ｂの供給部ｍへ装着ヘッド７を移動させて該電子部品ｂを受け取る。
【００３１】
このとき、装着ヘッド７を移動させる昇降手段６は、その第一昇降手段１０および第二昇降手段１１が略同一時期（どちらかが速くあるいは遅く開始しても構わない）に作動し、その螺軸１３，１７の螺動に伴って、めねじ体１４，１８を降下させる。
【００３２】
そのため、装着ヘッド７は、第一昇降手段１０による副可動体１５の降下速度と、第二昇降手段１１による装着ヘッド７自身の降下速度とが加算された速度で作動するので、従来の場合と比べて大幅に移動速度が高められ、その分、電子部品ｂの装着時間が短縮される。
【００３３】
また、電子部品ｂの厚さ（高さ）条件は、その種類によって異なるもので、この条件が異なった場合は、その都度、装着ヘッド７の吸着ノズル９による吸着位置の高さを調整しなければならない。
【００３４】
この作業は、第二昇降手段１１による装着ヘッド７の昇降量を、各電子部品ｂの種類に応じて、あらかじめ制御手段２１へ設定しておき、該制御手段２１により当該電子部品ｂに合わせて第二昇降手段１１におけるサーボモータ１６の回転数を制御する。
【００３５】
そのため、本願実施例装置Ａによれば、従来の単軸による昇降動作に比べて、前記した吸着ノズル９による吸着位置の高さ調整に際して、装着ヘッド７を昇降させる動作の速度を低下させることなく、かつ、微動による作動で行うことができる。
【００３６】
図４は昇降手段６の他の変形例を示すもので、第一昇降手段１０と第二昇降手段１１と第三昇降手段２２とからなる三連の三軸式であって、第一昇降手段１０は、サーボモータ１２と螺軸１３とを可動体（第一可動体）５に取り付けて、この螺軸１３に螺合するめねじ体１４に副可動体（第二可動体）１５を一体的に取り付けて、該第二可動体１５をＺ軸方向へ昇降自在となるようにしてある。
【００３７】
また、前記した第二昇降手段１１は、サーボモータ１６と螺軸１７とを第二可動体１５に取り付けてあって、この螺軸１７に螺合するめねじ体１８に第三可動体２３を一体的に取り付けて、該第三可動体２３をＺ軸方向へ昇降自在となるようにしてある。
【００３８】
そして、前記した第三昇降手段２２は、サーボモータ２４と螺軸２５とを第三可動体２３に取り付けてあって、この螺軸２５に螺合するめねじ体２６に装着ヘッド７を一体的に取り付けて、該装着ヘッド７をＺ軸方向へ昇降自在となるようにしてある。
【００３９】
この例は、前記した二連の二軸式の場合と同様の作用および効果を発揮するもので、三連の三軸式にすることで、同一昇降ストロークに対するその昇降速度が一層向上させることができ、一基（一軸）当たりのサーボモータ１２，１６，２４の大きさを小型化できる。
【００４０】
【発明の効果】
前述したように本発明の電子部品装着装置およびその方法は、装着ヘッドの昇降に際して、その１つの昇降の動作工程を分割し略同時進行させることができるため、該装着ヘッドの昇降速度が速くなり、プリント基板への電子部品の装着の時間効率が大幅に向上して、その高速化が達成でき、短時間に大量の装着処理が行なえる。
【００４１】
電子部品の厚さ（高さ）変化に対応する装着ヘッドの高さ調整を、微細に行うことができる。
【００４２】
特に、可動体に対して、複数の装着ヘッドを取り付けた際に、これら複数の装着ヘッドを第二昇降手段により個別に作動させることができるので、それぞれの装着ヘッドに対して異なる電子部品を吸着保持させるとき、個々に微細な高さ調整ができて同時吸着ができる。
【００４３】
また、装着電子部品間の距離と各装着ヘッドの距離を同一にすることにより、基板への同時装着が行える。
【００４４】
更に、第一昇降手段により複数の装着ヘッドを一体的に昇降させることにより、構成を簡単にすることができてコストの低減化を図ることができ、かつ、装着ヘッド部の全体を小型化することができる。
等の格別な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関する電子部品装着方法を採用した電子部品装着装置の一実施例の概略を示す平面図である。
【図２】図１における装着ヘッドの要部を示す拡大側面図である。
【図３】図１における装置の多連式装着ヘッドの要部を示す拡大正面図である。
【図４】図１における装置の昇降手段の他の例を示す側面図である。
【図５】従来の装着ヘッドの昇降機構を示す概略の側面図である。
【符号の説明】
Ａ      電子部品装着装置
ｂ      電子部品
１      機体
２      進退手段
３      進退体
４      移動手段
５      可動体
６      昇降手段
７      装着ヘッド
１０    第一昇降手段
１１    第二昇降手段
１２，１６    サーボモータ
１３，１７    螺軸
１５    副可動体
【図１】
0004105296.tif 000002
【図２】
0004105296.tif 000003
【図３】
0004105296.tif 000004
【図４】
0004105296.tif 000005
【図５】
0004105296.tif 000006