(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープフィーダにおけるテープの収容部に収容した電子部品を装着ヘッドの保持部材によって吸着保持して、装着部におけるプリント基板へ前記電子部品を装着する表面実装部品装着機にあって、
前記保持部材における縦軸に対してこの保持部材を昇降自在に設けた昇降手段と、該昇降手段に接続させて前記保持部材の昇降移動量を検出する高さ検出手段と、前記電子部品およびテープに対する吸引圧を保持部材を介して検出する吸引圧検出手段と、前記昇降手段と前記高さ検出手段と前記吸引圧検出手段とに接続させた制御手段とを備え、この制御手段は、あらかじめ入力しておいた前記テープの上面と前記電子部品の上面との寸法差のデータと、前記昇降手段の前記保持部材の降下原点から前記テープに対して吸引圧が変化しなくなったときの前記保持部材の位置までの昇降移動量と前記保持部材の吸着面がテープ上面に当接してから吸引圧が変化しなくなるまでの押し下げ量とを演算し、前記保持部材の吸着高さを得ることを特徴とする表面実装部品装着機。
【請求項２】
テープフィーダにおけるテープの収容部に収容した電子部品を装着ヘッドの保持部材によって吸着保持して、装着部におけるプリント基板へ前記電子部品を装着する表面実装部品装着にあって、
前記テープフィーダにおけるテープ上面に向かって前記保持部材を降下させ、このテープを前記保持部材が吸引するその吸引圧の変化を検出し、前記テープ上面に前記保持部材の吸着面が当接した後、更に該保持部材を降下させ、前記保持部材の降下原点からこの保持部材による吸引圧が変化しなくなったときの前記保持部材の位置までの移動量を得て、この移動量とあらかじめ制御手段に入力した前記テープの上面と前記電子部品の上面との寸法差の値と前記保持部材の吸着面がテープ上面に当接してから吸引圧が変化しなくなるまでの押し下げ量とを比較演算して、前記テープの収容部に収容した電子部品の上面高さを算出することを特徴とする表面実装部品装着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、装着ヘッドの保持部材による電子部品の吸着保持を確実に行うことができる表面実装部品装着機および表面実装部品装着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面実装部品装着機に配置させたテープフィーダから供給されてプリント基板に装着される電子部品は、装着ヘッドに取り付けた吸着ノズルによって吸引保持される。
【０００３】
この場合、電子部品をプリント基板へ装着する事前準備として、吸着ノズルの降下原点から電子部品までの上下方向の移動量は、適切に設定しておかないと、例えば、前記移動量が少ないと電子部品の吸着ミスを起こしたり、前記移動量が大きいと、電子部品に対する過剰接触を起こして電子部品および吸着ノズルを損傷させる。
【０００４】
そのため、吸着ノズルが適切に電子部品を吸着保持するために、従来は、図４に示すように、テープフィーダにおけるテープ５０のポケット５１に収容された電子部品５２上面に対して降下する吸着ノズル５３の吸着部５４を、作業者が、目視により確認しながら、電子部品５２上面を吸着ノズル５３の吸着部５４が接したところの降下位置を、吸着ノズル５３の降下原点からの移動量と定めて、制御手段にこの値を入力していた。
【０００５】
しかし、この人手による微妙な位置合わせは作業が大変しにくく、正確な電子部品の吸着位置を得ることができず、そのため、前記したように様々な不都合の現象を解消することができなかった。
【０００６】
【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、テープフィーダにおけるテープの収容部に収容した電子部品を装着ヘッドの保持部材によって吸着保持して、装着部におけるプリント基板へ前記電子部品を装着する表面実装部品装着にあって、前記テープフィーダにおけるテープ上面に向かって前記保持部材を降下させ、該テープを前記保持部材が吸引するその吸引圧の変化を検出し、定められた吸引圧となったときの前記保持部材の移動量を得て、この移動量を基に前記テープの収容部に収容した電子部品の上面高さを算出することにより、電子部品上面までの移動量が正確に得られて、保持部材による電子部品の保持を、その吸着ミスを起こすことなく確実に行うことができる表面実装部品装着機および表面実装部品装着方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【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、
テープフィーダにおけるテープの収容部に収容した電子部品を装着ヘッドの保持部材によって吸着保持して、装着部におけるプリント基板へ前記電子部品を装着する表面実装部品装着機にあって、
前記保持部材における縦軸に対してこの保持部材を昇降自在に設けた昇降手段と、該昇降手段に接続させて前記保持部材の昇降移動量を検出する高さ検出手段と、前記電子部品およびテープに対する吸引圧を保持部材を介して検出する吸引圧検出手段と、前記昇降手段と前記高さ検出手段と前記吸引圧検出手段とに接続させた制御手段とを備え、この制御手段は、あらかじめ入力しておいた前記テープの上面と前記電子部品の上面との寸法差のデータと、前記昇降手段の前記保持部材の降下原点から前記テープに対して吸引圧が変化しなくなったときの前記保持部材の位置までの昇降移動量と前記保持部材の吸着面がテープ上面に当接してから吸引圧が変化しなくなるまでの押し下げ量とを演算し、前記保持部材の吸着高さを得ることを備えさせた表面実装部品装着機の構成にある。
【０００９】
また、
テープフィーダにおけるテープの収容部に収容した電子部品を装着ヘッドの保持部材によって吸着保持して、装着部におけるプリント基板へ前記電子部品を装着する表面実装部品装着にあって、
前記テープフィーダにおけるテープ上面に向かって前記保持部材を降下させ、このテープを前記保持部材が吸引するその吸引圧の変化を検出し、前記テープ上面に前記保持部材の吸着面が当接した後、更に該保持部材を降下させ、前記保持部材の降下原点からこの保持部材による吸引圧が変化しなくなったときの前記保持部材の位置までの移動量を得て、この移動量とあらかじめ制御手段に入力した前記テープの上面と前記電子部品の上面との寸法差の値と前記保持部材の吸着面がテープ上面に当接してから吸引圧が変化しなくなるまでの押し下げ量とを比較演算して、前記テープの収容部に収容した電子部品の上面高さを算出する表面実装部品装着方法にある。
【００１０】
【実施例】
次に、本発明に関する表面実装部品装着機および表面実装部品装着方法の実施の一例を図面に基づいて説明する。
図１〜図２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上の所定位置へ装着する表面実装部品装着機で、該装着部ｎにはプリント基板ｃが位置決めされて取り付けられ、また、供給部ｍの各所には装着に必要な電子部品ｂが多数用意されているもので、例えば、多数並設されたテープフィーダ２０等が用いられる。
そして、電子部品ｂは、図３に示すように、テープフィーダ２０における紙製等に形成されたロール状のテープｔに設けられた凹状の収容部ｔ１内へ挿嵌されている。
【００１１】
プリント基板ｃは、表面実装部品装着機Ａにおける機体１に設けた搬送手段２によりその一側から他側へ移送されるものであって、装着部ｎにおいて、図示しない位置決め固定手段によって正確な位置決めと固定とがなされる。
【００１２】
表面実装部品装着機Ａの構成は、図１および図２に示すように、機体１へ取り付けて進退手段３により前後方向（Ｙ軸）へ任意に移動する進退体４と、この進退体４に取り付けて移動手段５により左右方向（Ｘ軸）へ任意に移動する可動体６と、この可動体６へ昇降手段７により装着ヘッド８を昇降自在に係合させてあると共に、この装着ヘッド８は、回転手段９により縦軸方向（Ｚ軸）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３，５，７および９は数値制御可能なサーボモータ等を用いて、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸に対しておよびθ軸回転に対して任意にかつ高精度で作動されるものであって、後記する制御手段１０により適宜制御される。
【００１３】
なお、この装着ヘッド８には、電子部品ｂの上面を吸着する吸着ノズル，吸着パット式や、その外周を把持するチャック式等の保持部材１１が取り付けられているもので、該装着ヘッド８は単ヘッドであってもかまわないが、図１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。
【００１４】
この保持部材１１は、本実施例にあっては、例えば、その縦方向に吸引孔を有する吸着ノズルであって、吸引圧を発生させる吸気源１２を管路１４を経て、保持部材１１の吸着部１１ａに作用させる。
また、この保持部材１１には、吸気源１２による吸着部１１ａに発生する吸引圧を、常時監視し得る吸引圧検出手段１３を接続してあって、管路１４内の空圧が検出される。
【００１５】
なお、この保持部材１１は、昇降手段７により縦方向（Ｚ軸方向）へ任意に昇降移動することで、供給部ｍの電子部品ｂを受け取って吸着保持したり、装着部ｎのプリント基板ｃ上へこの電子部品ｂを装着したりできるものであって、例えば、該昇降手段７の駆動源として、サーボモータ等の数値制御可能な駆動部材１５が用いられる。
したがって、この駆動部材１５の作動した運動量を、制御手段１０と接続した任意手段による高さ検出手段１６によって検出することで、保持部材１１の縦方向（Ｚ軸方向）への移動量として得ることができる。
【００１６】
前記した制御手段１０は、吸引圧検出手段１３や高さ検出手段１６等に連係させて、これら検出信号を受け、あらかじめ定められたデータに基づいて演算し、前記各手段３，５，７，９あるいは保持部材１１の吸気源１２を個別で任意に制御するもので、慣用のコンピュータが用いられる。
【００１７】
したがって、本発明に係る表面実装部品装着機および表面実装部品装着方法の一実施例の作用は、以下のように奏する。
プリント基板ｃ上への装着作業にあっては、この処理のための設定値や動作順序等はあらかじめ、制御手段１０へ定められた各データとしてプログラムされている。
【００１８】
そして、その電子部品ｂの装着は、進退手段３，移動手段５，昇降手段７および回転手段９などが操作され、これによって、電子部品ｂの供給部ｍへ装着ヘッド８が移動し、保持部材１１に接続した吸気源１２の吸引力によって供給部ｍの電子部品ｂが受け取られ、吸着保持される。
【００１９】
このとき、この電子部品ｂをプリント基板ｃへ装着する事前準備として、保持部材１１の吸着点位置を、すなわち、保持部材１１の降下原点からテープフィーダ２０に収容された電子部品ｂまでの高さ方向の移動量を正確に検出する作業を行う。
【００２０】
保持部材１１に吸気源１２の吸引力を作用させた状態で、まず、図３（ａ）に示すように、昇降手段７を操作して装着ヘッド８に取り付けられた保持部材１１を、テープフィーダ２０におけるテープｔ上面へ向かって降下させ、保持部材１１の吸引力の圧力変化を測定する。
保持部材１１は、図３（ｂ）に示すように、テープｔの上面へその吸着部１１ａにおける下面が接近し、そして当接するので、徐々に上昇する保持部材１１の吸引力の圧力変化が測定される。
【００２１】
このとき、保持部材１１の管路１４に掛かる空圧は、吸引圧検出手段１３により継続して検出され、また、保持部材１１の高さは、昇降手段７における駆動部材１５に接続させた高さ検出手段１６により継続して検出される。すなわち、保持部材１１の吸引圧は、図３（ａ）に示す位置から図３（ｂ）に示す位置に該保持部材１１が移動することで変化する。
【００２２】
そのため、保持部材１１の縦軸方向（Ｚ軸方向）の移動座標ごとの移動量および保持部材１１が吸引する吸引圧の値は、吸引圧検出手段１３および高さ検出手段１６を介して制御手段１０へ送信され、記憶される。
【００２３】
図３（ｂ）に示すように、保持部材１１の吸着部１１ａがテープｔの上面へ接した状態においては、該吸着部１１ａはテープｔの上面へ密着したのではないため、その吸着部１１ａの接している隙間から、外気を吸引し続ける。
【００２４】
更にこの状態から、保持部材１１を降下（降下量を前工程より変化させることもある。）させると、該保持部材１１の吸着部１１ａは、図３（ｃ）に示すように、テープｔの上面を押し下げて、該テープｔ面に密着する。
この押し下げ量が所定値になると、前記密着度が極めて高くなるので外気の吸引がほとんどなくなり、これに伴って、管路１４内は略真空状態となって、これ以降の保持部材１１の降下を行っても、管路１４内の圧力変化は生じない。
【００２５】
したがって、このときの保持部材１１の縦軸方向（Ｚ軸方向）の移動量、すなわち、移動値を高さ検出手段１６を介して制御手段１０へ送信し、あらかじめ、該制御手段１０へ入力しておいたテープｔの上面と電子部品ｂの上面との寸法差ｓのデータ（電子部品ｂの高さや収容部ｔ１の深さ等）と前記移動値と前記押し下げ量とを演算し、理想的な電子部品ｂの吸着高さを得る。
これにより、保持部材１１による電子部品ｂの吸着保持は確実に行われ、しかも、電子部品ｂへの保持部材１１の過剰当接に起因する電子部品ｂや保持部材１１等の損傷が防止される。
【００２６】
なお、前記した移動値の測定にあって、かならずしも管路１４内の圧力変化が生じない点において取得する必要はなく、あらかじめ定められた吸引圧であるバキューム圧（真空圧）を制御手段１０に入力しておき、この値に基づいて移動値の測定を行ってもよい。
この定められた吸引圧は、範囲をもった値でもよい。
【００２７】
また、本発明実施例では、テープｔを保持部材１１が吸引する際の吸引圧の変化を検出し、該保持部材１１の上下方向（Ｚ軸方向）の移動値を求めているが、その吸引圧（バキューム圧）の代わりにプレッシャー圧（正圧）を利用した同様の方法でも行うことができる。
【００２８】
【発明の効果】
前述したように本発明の表面実装部品装着機および表面実装部品装着方法は、保持部材による電子部品の正確な吸着高さ（移動値）が、自動検出により簡単かつ確実，迅速に得られるため、電子部品が保持部材により正確で確実に吸着保持されるもので、しかも、電子部品への保持部材の過剰当接に起因する電子部品や保持部材の損傷が防止される。
テープフィーダの供給位置（吸着点）高さのばらつきや保持部材の長さのばらつきがあっても簡単に対応することができる。等の格別な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例における表面実装部品装着方法に用いた表面実装部品装着機の概略を示す平面図である。
【図２】図１における表面実装部品装着機の一実施例の概略を示す装着ヘッド部の要部の拡大側面図である。
【図３】図１における表面実装部品装着機において電子部品の装着高さ（移動値）の測定状態を示す説明図である。
【図４】従来の表面実装部品装着機における電子部品吸着点の測定状態を示す説明図である。
【符号の説明】
Ａ      表面実装部品装着機
ｂ      電子部品
ｃ      プリント基板
ｔ      テープ
ｔ１    収容部
ｎ      装着部
７      昇降手段
８      装着ヘッド
１０    制御手段
１１    保持部材
１３    吸引圧検出手段
１６    高さ検出手段
２０    テープフィーダ
【図１】
0004060503.tif 000002
【図２】
0004060503.tif 000003
【図３】
0004060503.tif 000004
【図４】
0004060503.tif 000005