(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するロータリテーブルの周縁に複数の装着ヘッドを所定の間隔で有し該ヘッドに対して鉛直軸線まわりに回転する回転体に設けられた取出ノズルで電子部品を部品供給部より取り出して装着ヘッドの鉛直軸線まわりへの回動により電子部品を所定の角度位置に位置決めしてからプリント基板上に装着する電子部品自動装着装置において、前記ロータリテーブルに前記装着ヘッドに対応して搭載され前記回転体を回動させる複数のモータと、前記装着ヘッドの前記モータに駆動される前記回転体の回動の原点位置を検出するため当該回転体に設けられた被検出部材と、前記ヘッドに設けられ、該被検出部材の検出により前記回転体の回動の原点位置を検出する原点検出装置とを備えたことを特徴とする電子部品自動装着装置。
【請求項２】
回転するロータリテーブルの周縁に複数の装着ヘッドを所定の間隔で有し該ヘッドに対して鉛直軸線まわりに回転する回転体に設けられた取出ノズルで電子部品を部品供給部より取り出して装着ヘッドの鉛直軸線まわりへの回動により電子部品を所定の角度位置に位置決めしてからプリント基板上に装着する電子部品自動装着装置において、前記ロータリテーブルに前記装着ヘッドに対応して搭載されロータが前記回転体である複数のモータと、該モータの回動の原点位置を検出するため前記回転体に設けられた被検出部材と、前記モータのステータに設けられ、該被検出部材の検出により前記モータの回動の原点位置を検出する原点検出装置とを備え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、回転するロータリテーブルの周縁に複数の装着ヘッドを所定の間隔で有し該ヘッドに対して鉛直軸線まわりに回転する回転体に設けられた取出ノズルで電子部品を部品供給部より取り出して装着ヘッドの鉛直軸線まわりへの回動により電子部品を所定の角度位置に位置決めしてからプリント基板上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】
この種の装着ヘッドに設けられた取出ノズルで電子部品を取り出し該ヘッドをロータリテーブルに搭載されたモータにより回動させて所定の角度位置に位置決めしてからプリント基板に装着する電子部品自動装着装置が特開平６−３３４３９１号公報に開示されている。この種の装置では、従来装着ヘッドに対して回転する取出ノズルを有する回転体の回動の原点（この公報の技術の場合には同時にモータの回動の原点）は所定の回転の停止位置でロータリテーブル外に設けられた原点検出センサにより検出されていた。
【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、自動運転の開始時等にロータリテーブルを１回転させて順次各ヘッドについてノズルを有する回転体の原点位置にするための原点復帰動作を行わなければならず、この動作は回転体を低速度で回転させなければ原点の検出を行うことができないことから全てのヘッドについてこの原点復帰動作を行うのには時間が掛かっていた。
【０００４】
そこで本発明は、装着ヘッドに対して回転するノズルを有する回転体の原点位置への復帰動作に時間が掛からないようにる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、回転するロータリテーブルの周縁に複数の装着ヘッドを所定の間隔で有し該ヘッドに対して鉛直軸線まわりに回転する回転体に設けられた取出ノズルで電子部品を部品供給部より取り出して装着ヘッドの鉛直軸線まわりへの回動により電子部品を所定の角度位置に位置決めしてからプリント基板上に装着する電子部品自動装着装置において、前記ロータリテーブルに前記装着ヘッドに対応して搭載され前記回転体を回動させる複数のモータと、前記装着ヘッドの前記モータに駆動される前記回転体の回動の原点位置を検出するため当該回転体に設けられた被検出部材と、前記ヘッドに設けられ、該被検出部材の検出により前記回転体の回動の原点位置を検出する原点検出装置とを備えたものである。
【０００６】
また本発明は、回転するロータリテーブルの周縁に複数の装着ヘッドを所定の間隔で有し該ヘッドに対して鉛直軸線まわりに回転する回転体に設けられた取出ノズルで電子部品を部品供給部より取り出して装着ヘッドの鉛直軸線まわりへの回動により電子部品を所定の角度位置に位置決めしてからプリント基板上に装着する電子部品自動装着装置において、前記ロータリテーブルに前記装着ヘッドに対応して搭載されロータが前記回転体である複数のモータと、該モータの回動の原点位置を検出するため前記回転体に設けられた被検出部材と、前記モータのステータに設けられ、該被検出部材の検出により前記モータの回動の原点位置を検出する原点検出装置とを備えたものである。
【０００7】
【作用】
請求項１の構成によれば、装着ヘッドに設けられた原点検出装置が、回転体に設けられた被検出部材を検出し、回転体の原点を検出する。
【０００８】
請求項２の構成によれば、夫々の装着ヘッドに設けられロータが回転体であるモータのステータに設けられた原点検出装置が回転体に設けられた被検出部材を検出し、モータの原点を検出する。
【０００９】
【実施例】
以下本願の請求項１及び２に係る発明の一実施例を図に基づき詳述する。
【００１０】
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。
【００１１】
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の外縁部には取出ノズルとしての吸着ノズル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。
【００１２】
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のロータリテーブル１３の間欠回転の停止による停止位置（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。
【００１３】
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により部品５の画像が撮像され吸着ノズル１４に対する部品５の位置ずれが認識される。
【００１４】
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、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。
【００１５】
１８は後述するパルスモータ３１を駆動するための後述する駆動回路６６からの電流を伝達するため及び信号電流の伝達路をも含むケーブルであり、各装着ヘッド１５に接続されている。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。
【００１６】
装着ヘッド１５はヘッドブロック２１を介してリニアガイド２２に取り付けられ、ロータリテーブル１３に対して上下動可能になされている。
【００１７】
以下に図１に基づき装着ヘッド１５について説明する。
【００１８】
装着ヘッド１５内にはパルスモータ３１が組み込まれ形成されている。
【００１９】
３２は該モータ３１の回転体としてのロータであり、ハンジング部となっているステータ３０内でθ方向に回転可能になされている。θ方向とは上下に伸びる軸（鉛直軸）の回りに回転する方向である。３３はロータ３２の周囲に全周にわたり埋設された永久磁石であり、その上下には該磁石３３に磁化される鉄芯３４が周方向に凹凸を繰り返して設けられている。３５はステータ３０の内壁に全周にわたり取り付けられた鉄芯であり該鉄芯３５のステータ３０の周方向の複数個所は突部となっており、該突部の周りにはコイル３６が巻かれている。
【００２０】
該コイル３６に前記ケーブル１８よりのパルス状の電流が流され永久磁石３３に磁化された鉄芯３４の突部との反発力によりロータ３２はパルス数に応じて所定角度量回転する。
【００２１】
３８はロータ３２をステータ３０に対して回転可能に支持するベアリングである。
【００２２】
前記吸着ノズル１４は夫々ロータ３２を上下方向に貫通して上下動可能に設けられており、該ノズル１４の先端から真空吸引孔４０が穿設されている。該真空吸引孔４０はノズル１４の側面の中間でロータ３２側に開口しており、ロータ３２に穿設された連通孔３７を介して該ロータ３２の軸方向に伸びる真空室３９に連通する。ノズル１４の上部には係合体４４が形成されており、押圧バネ４５により下方に付勢されている。前記ロータ３２の上部には各吸着ノズル１４の係合体４４に係合して該バネ４５に抗して吸着ノズル１４を上昇した状態に保持するためのレバー４６がロータ３２の軸方向に揺動するようバネ４７に付勢されて取り付けられている。図示しないレバー回動装置によりレバー４６がバネ４７に抗してその下端が開くように揺動されると該レバー４６により図１の左側のように保持されていた吸着ノズル１４は下方に右側のように突出して部品５を吸着する使用状態になされる。ノズル１４が使用されずに係合体４４がレバー４６に保持され収納された図４の左側の状態ではノズル１４の胴部の開口は連通孔には連通せず、連通孔３７はノズル１４の側面で封止され真空が漏れないようになされている。
【００２３】
前記真空室３９はロータ３２の上部にて回転可能なロータリジョイント４９を介して真空チューブ１９に連通している。ロータリジョイント４９は図示しない中空部を有する回転端５１及び該回転端５１に図示しないボールベアリングにより相対的に回転可能に設けられた図示しない中空部を有する固定端５２とより構成されている。
【００２４】
ロータ３２の下端部４８は円盤形状を呈するが、この下端部４８の円周上の一箇所にはマグネット４１が埋設されている。また、ステータ３０のケーブル１８が接続されている位置には原点検出装置としてのホールＩＣ４３が設けられており、ロータ３２の回転によりマグネット４１が該ホールＩＣ４３に対向した時に原点検出信号がケーブル１８に出力され回転体としてのロータ３２の回動の原点が検出される。
【００２５】
ロータ３２の下端部５４の下面には拡散板５３が貼り合わせてあるが、該拡散板５５は図示しない光源よりの下方からの光を反射拡散し、部品認識装置１６がノズル１４に吸着された部品５の透過像または反射像を認識するために用いられる。
【００２６】
図３において、２６は部品供給装置８の揺動レバー２７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２７を揺動させテープリール２８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。
【００２７】
前記ロータリテーブル１３は基台２９に回転可能に取り付けられているものであり、前記供給台７及びＸＹテ−ブル３も該基台２９に対して移動するものである。
【００２８】
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。
【００２９】
５４はホストＣＰＵであり、ＲＡＭ５５に記憶された種々のデータ等に基づき、ＲＯＭ５６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。５７はＣＰＵ５４にＲＡＭ５５等を接続するバスラインである。
【００３０】
ＲＡＭ５５には、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。ロータ３２の回動により吸着ノズル１４が装着角度データ分だけが回転すると部品供給装置８から取り出されたチップ部品５は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。
【００３１】
ホストＣＰＵ５４はこのＸ及びＹのデータに基づきＸＹテ−ブル３の移動すべき距離を表すデータをＸ方向及びＹ方向毎にモータ２、４に指令すると共に後述するマイクロコンピュータ６２に装着角度データであるθに基づきこの制御用データの信号が送られるものである。
【００３２】
バスライン５７にはさらにパルスモータ３１の制御のためのシリアルインターフェース６３が接続されているが、パルスモータ３１は基台２９に対して回転するロータリテーブル１３に搭載されており、ホストＣＰＵ５４は基台２９内に取り付けられているためパルスモータ３１とＣＰＵ５４の間の配線はこの部分ではリード線を半田付けして接続することができない。このためスリップリング６４を介して各パルスモータ３１を駆動するための制御手段としてのマイクロコンピュータ６２が接続されている。該マイクロコンピュータ６２内にはシリアルインターフェース６５が組み込まれており、前記スリップリング６４からの配線は、パルスモータ３１に対応する個数だけカレントループのマルチドロップの通信形態で該インターフェース６５に接続されている。各マイクロコンピュータ６２にはパルスモータ３１に電流を流して駆動する駆動回路６６がＤ／Ａコンバータ６７を介して接続される。マイクロコンピュータ６２にはＣＰＵ６８、ＲＡＭ６９、ＲＯＭ７０及びパラレルインターフェース７１がバスライン７２に接続されて内蔵されている。
【００３３】
マイクロコンピュータ６２ではモータ３１が回転すべき角度量がホストＣＰＵ５４から与えられると、それに応じた速度波形を算出して発生させる働きをし、その波形に基づくデータがパラレルインターフェース７１を介してＤ／Ａコンバータ６７に入力される。
【００３４】
前記ホールＩＣ４３はバスライン７２に接続される入力インターフェース７３に接続されており、前記原点検出信号は該インターフェース７３を介してＣＰＵ６３に入力される。また、駆動回路６６からインターフェース７３には駆動回路６６内で発生する励磁相原点の信号が入力されるように接続されている。励磁相原点とは励磁モニタとも呼ばれ、パルスモータの励磁サイクル毎に１回出力される信号であり、該信号とホールＩＣ４３からの原点検出信号とのＡＮＤ出力が出力されるロータ３２の回転位置が回動の原点位置とされるものである。
【００３５】
以上の構成により以下動作について説明する。
【００３６】
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、各ヘッド１５毎に回動の原点への復帰動作が並行して行われる。
【００３７】
即ち、ロータリテーブル１３が停止したまま（回転していてもよいが、）モータ３１は比較的低速で回転する。この回転中に励磁サイクル毎に励磁相原点の信号が駆動回路６６からは出力される。
【００３８】
このようにして回転を続け、ロータ３２に設けられたマグネット４１がホールＩＣ４３に対向する位置で、原点検出信号がホールＩＣ４３より出力されるが、マグネット４１がホールＩＣ４３に対してある角度範囲にあれば、その間は原点検出信号が出力され続けられており、この間に励磁相原点の信号が出力され、それら両信号のＡＮＤ出力によりＣＰＵ６６は原点位置と判断し、ロータ３２の回動を停止する。
【００３９】
全ての装着ヘッド１５について原点検出が終了すると、ＲＡＭ６９に記憶された装着データに従って、ＣＰＵ６８が図５の装着データよりステップ番号１の読み込みを行い、供給台駆動モータ９の駆動を行い供給台７を移動させ、供給すべきチップ部品５を収納するリール番号００１の位置の部品供給装置８を吸着ステ−ションＩの装着ヘッド１５の吸着ノズル１４の吸着位置に停止させて該ノズル１４の下降によりチップ部品５が取り出される。但し、吸着ステ−ションＩに移動する前に装着ヘッド１５の吸着ノズル１４のうちステップ番号１の取り出すべき部品５に合ったノズル１４が使用位置にモータ３１の駆動により位置決めされると共に図示しないステ−ションでヘッド１５より突出された状態とされる。各モータ３１の回動位置は原点位置から命令した回動量によりＲＡＭ５５内に記憶されることにより常に把握される。
【００４０】
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し、さらに回転して行き認識ステ−ションＩＩに移動する。
【００４１】
次に、部品認識装置１６により吸着ノズル１４に吸着されたチップ部品５の撮像が行われその画像が認識処理され、部品５の吸着ノズル１４に対する位置ずれが認識される。
【００４２】
次に、認識が終了したならばＣＰＵ６８は該認識結果により補正すべき量を装着データの装着角度データであるθ１に加えた角度量を算出する。
【００４３】
次に、算出された角度量が当該装着ヘッド１５のマイクロコンピュータ６２にスリップリング６４等を介して出力される。
【００４４】
次に、角度量を読み込んだコンピュータ６２は駆動回路６６を介してパルスモータ３１を指定された角度量回動させる。
【００４５】
このようにして、吸着ノズル１４が命令された角度量回動する。
【００４６】
この間に、ロータリテーブル１３は間欠回転を行って装着ステ−ションＩＩＩに達し、角度位置決めが終了したチップ部品５をＸＹテーブル３の移動により装着データの示す座標位置に位置決めされたプリント基板６に装着する。
【００４７】
次に、装着ヘッド１５が装着ステ−ションＩＩＩを通過すると、ＣＰＵ５４は原点検出動作を行う。
【００４８】
即ち、ＣＰＵ５４は現在の回動位置から原点位置まで回動させるための角度量を移動するよう指令を出し、モータ３１がその角度量だけ回動して停止する。
【００４９】
このモータ３１の回動は原点復帰動作時のように原点を捜すものではないので、高速回転して行われる。
【００５０】
この時に、ホールＩＣ４３より原点検出信号が出力されると共に、励磁相原点の信号が駆動回路６６より出力されている場合には、モータ３１即ち、回転体としてのロータ３１が原点位置にあることが確認され、当該ヘッド１５は吸着ステ−ションＩにて装着データの該当するステップ番号についての部品５の吸着動作を行う。
【００５１】
以上のようにしてステップ番号１の動作が行われるが、次の装着ヘッド１５によりステップ番号２の夫々のステ−ションでの動作が同様にして行われ、以下のステップ番号についても同様にして動作していく。
【００５２】
装着ステ−ションＩＩＩ通過後の原点検出動作において、例えばパルスモータ３１の脱調等のため原点の検出ができない場合（前記両信号が同時に出力されない場合）、当該ヘッド１５については電源投入時と同様に原点復帰動作が行われる。この場合には、当該ヘッド１５は次の吸着ステ−ションＩでは部品５の吸着動作は行わず、ロータリテーブル１３の回転中に原点復帰動作がロータ３１を低速度で回転させて行われる。
【００５３】
この原点復帰動作をしても回転の原点を見つけることができない場合には、装着ヘッド１５のロータリテーブル１３による回転位置にかかわらず、直ちに異常の発生を報知してメンテナンスの指示を促す。但し、この異常となったヘッド１５以外のヘッド１５に異常がない場合には、異常となったヘッド１５のみを使用しないようにして部品５の装着動作を続行する。従って、ホールＩＣ４３そのものが不良となった場合であっても、全てのヘッド１５が異常と判断されることがなく、他のヘッド１５により生産運転が続行できる。
【００５４】
また、原点検出装置としてホールＩＣ４３を使用することにより他のセンサに比較して省スペースとなりヘッド１５を小型軽量とすることができる。
【００５５】
尚、本実施例はロータ３２が取出ノズルとしての吸着ノズル１４を取り付ける回転体であり、モータにより回動される回転体の回動原点位置の検出が同時にモータ３１の原点位置の検出であったが、装着ヘッド中にθ方向に回転する回転体で、吸着ノズルを取り付けたものを設け、該回転体をタイミングベルトあるいは歯車等を使用してモータにより回転させる場合であっても、回転体にマグネットを取付け、ホールＩＣ等の原点検出装置をヘッドに取り付けて、該回転体の原点位置を同様にして検出することが可能である。
【００５６】
また、本実施例は回転体であるロータ３２に複数本の吸着ノズル１４が取りつけられる例であったが、回転体に取出ノズルが１本のみ取り付けられている場合であってもその回転体の回転（回動）の原点位置は同様にして検出され必要があり、本実施例と同様に全てのヘッドに原点検出装置を設けることにより本実施例と同様な効果が奏される。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように本発明は、装着ヘッドに設けられた原点検出装置或いは装着ヘッドに対応して搭載されたモータのステータに設けられた原点検出装置により、回転体或いはモータの原点を検出することができるため、ロータリテーブルの回転のどの位置でも装着ヘッドのノズルが取り付けられた回転体を原点位置に復帰させる動作ができ、復帰動作のために時間が掛かってしまうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】装着ヘッドの一部破断せる側面図である。
【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】同じく電子部品自動装着装置の側面図である。
【図４】同じく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。
【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
１４        吸着ノズル（取出ノズル）
１５        装着ヘッド
３１        パルスモータ
３２        ロータ（回転体）
４３        ホールＩＣ（原点検出装置）
【図１】
0003737161.tif 000002
【図２】
0003737161.tif 000003
【図３】
0003737161.tif 000004
【図４】
0003737161.tif 000005
【図５】
0003737161.tif 000006