(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ブロックのガイド孔によって軸線方向に摺動可能に支持され、しかも第１のばねによって部品の吸着方向とは逆方向に付勢されるノズルガイドと、
前記ノズルガイドの先端側のホルダ部内に摺動可能に支持され、しかも第２のばねによって部品の吸着方向に付勢されるノズルと、
を有し、前記ノズルガイドをプッシャーによって前記第１のばねに抗して前記本体ブロックのガイド孔内を部品の吸着方向に移動させ、前記ノズルの吸着部を部品に当接させて吸着するとともに、吸着状態でさらに前記プッシャーが移動すると前記ノズルが前記第２のばねに抗して相対的に前記ホルダ部内に入り込むようになっている電子部品装着装置であって、
前記ノズルガイドのホルダ部の外周部に第１の発光体を取り付けるとともに、前記ノズルの外周部であって前記ホルダ部から露出している部分に第２の発光体を取り付け、
前記第１の発光体と前記第２の発光体を側方から撮像機器で撮像して画像処理することにより、前記第１の発光体と前記第２の発光体の軸線方向の距離から前記ノズルによって吸着された部品の軸線方向の変位量を検出し、前記変位量の検出に基づいて演算手段によって正常吸着状態と非正常吸着状態との変位量の差を演算し、演算された変位量の差に応じて前記プッシャーによる前記ノズルガイドの軸線方向の移動量を補正して前記ノズルと部品との間隔を一定にするようにしたことを特徴とする電子部品吸着装置。
【請求項２】
前記部品の軸線方向の変位量が、前記撮像機器で撮像した画像を画像処理ボードの情報に基づいて演算手段を構成するＣＰＵによって前記正常吸着時と非正常吸着時における前記第１の発光体と前記第２の発光体の間の距離を演算処理することを特徴とする請求項１に記載の電子部品吸着装置。
【請求項３】
前記第１の発光体および前記第２の発光体は、孔空き円板状のもので形成され、前記第１の発光体と前記第２の発光体とをノズルガイドのホルダ部と前記ノズルとにそれぞれ嵌込み固定したことを特徴とする請求項１に記載の電子部品吸着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンデンサ、抵抗器等の電子部品を吸着ノズルにより吸着して移動させる電子部品装着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電子部品を電子部品供給装置（ローダー）で所定の高さに供給し、電子部品装着装置の吸着ノズルで吸着して次工程に移行させるようにしている。
近年、生産工場の広域化による製造環境の温度変化により電子部品供給装置や電子部品装着装置の機構部品の微小膨張が生じ、また、電子部品も、同一ロット、同一梱包のものでも部品高さ公差内で極端に変化するものがある。
これらの要因が累積して、吸着時における電子部品の位置が一定しないという現象が生じている。
近年、電子部品装着装置の高速化に伴い、吸着ノズルが電子部品を吸着する際、部品への付加力の増大と短接触時間化の傾向になっているばかりでなく、機械タクトの変化が著しく機械部品の動的変位の差が大きくなっている。
そのため、同種部品を連続吸着させるときに、吸着ノズルの吸着高さを条件に応じて可変させることは困難とされていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
電子部品の吸着面と吸着ノズルの部品接触面との間隔（正または負）が、周囲の温度変化や部品の製造ロットで変化すると、上記のような単一吸着高さの吸着ノズルの場合次のような問題を生じている。
すなわち、この間隔が空き過ぎると充分な安定吸着ができず、逆に負の間隔になると吸着ノズルの部品接触圧が大きくなり過ぎ、吸着ノズルの部品接触面の磨耗により吸着ノズルの寿命を低下させるばかりでなく、部品にも損傷を与えるおそれがあった。
本発明は上述の点に着目してなされたもので、吸着ノズルの吸着高さを補正す手段を設けることにより、電子部品に対する付加力を常に一定にし、部品へのダメージがなく、かつ安定した吸着および吸着ノズルの寿命の向上を図った電子部品装着装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、本体ブロックのガイド孔によって軸線方向に摺動可能に支持され、しかも第１のばねによって部品の吸着方向とは逆方向に付勢されるノズルガイドと、
前記ノズルガイドの先端側のホルダ部内に摺動可能に支持され、しかも第２のばねによって部品の吸着方向に付勢されるノズルと、
を有し、前記ノズルガイドをプッシャーによって前記第１のばねに抗して前記本体ブロックのガイド孔内を部品の吸着方向に移動させ、前記ノズルの吸着部を部品に当接させて吸着するとともに、吸着状態でさらに前記プッシャーが移動すると前記ノズルが前記第２のばねに抗して相対的に前記ホルダ部内に入り込むようになっている電子部品装着装置であって、
前記ノズルガイドのホルダ部の外周部に第１の発光体を取り付けるとともに、前記ノズルの外周部であって前記ホルダ部から露出している部分に第２の発光体を取り付け、
前記第１の発光体と前記第２の発光体を側方から撮像機器で撮像して画像処理することにより、前記第１の発光体と前記第２の発光体の軸線方向の距離から前記ノズルによって吸着された部品の軸線方向の変位量を検出し、前記変位量の検出に基づいて演算手段によって正常吸着状態と非正常吸着状態との変位量の差を演算し、演算された変位量の差に応じて前記プッシャーによる前記ノズルガイドの軸線方向の移動量を補正して前記ノズルと部品との間の間隔を一定にするようにしたことを特徴とする。
【０００５】
また本発明は、前記部品の軸線方向の変位量が、前記撮像機器で撮像した画像を画像処理ボードの情報に基づいて演算手段を構成するＣＰＵによって前記正常吸着時と非正常吸着時における前記第１の発光体と前記第２の発光体の間の距離を演算処理することを特徴とする。
また本発明は、前記第１の発光体および前記第２の発光体は、孔空き円板状のもので形成され、前記第１の発光体と前記第２の発光体とを前記ノズルガイドのホルダ部と前記ノズルとにそれぞれ嵌込み固定したことを特徴とする。
【０００６】
本発明では、画像処理によって、部品の正常吸着状態と非正常吸着状態における吸着ノズルとノズルガイドとの変位量が測長される。
この正常吸着状態と非正常吸着状態における変位量の差を演算手段で演算し、この情報をプッシャーの駆動源に与えてプッシャーの下降量を補正して吸着ノズルと部品との間隔を一定にする。
したがって、部品の供給高さが変動しても部品の表面と吸着ノズルとの間隔が常に一定の状態で正常吸着することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１および図２において、本体ブロック１は、上ブロック１ａとこの上ブロック１ａの下部に固定された下ブロック１ｂとからなる。
ノズルガイド２はパイプ部３の上部にフランジ部４が、下端部にホルダ部５が各々形成されたもので、パイプ部３は上ブロック１ａのガイド孔６と下ブロック１ｂのガイド孔７に摺動自在に挿入され、フランジ４は上ブロック１ａのフランジガイド孔８に摺動自在に挿入されている。
フランジ４の下部と下ブロック１ｂ間にはばね１０が装着され、ノズルガイド２は上方に付勢されると共に、フランジ４はフランジガイド孔８の上端に押しつけられている。
【０００８】
ノズル１１は、支持ブロック１２の上部に取り付けられたスライド部１３と、下部に取り付けられた吸着ノズル１４とからなる。
支持ブロック１２はホルダ部５に摺動自在に挿入され、支持ブロック１２の上部とホルダ部５との間に装着されたばね１５によりノズル１１は下方に付勢されている。
支持ブロック１２には係止ピン１７が固着され、この係止ピン１７はノズル受部５のガイド溝１８にガイドされるようになっている。
ホルダ部５の下端および支持ブロック１２の下端には孔あき円板状の発光体２０、２１が取り付けられている。
この発光体２０、２１は、金属、樹脂、合成ゴム等の部材単体で形成するか、またはこれらの部材や発光塗料で表面処理することにより、光をあてると発光または反射する機能を持っている（この明細書では自発光および光反射を含めて発光の用語を使用する）。
【０００９】
上部の発光体２０は、ホルダ部５の下端に、下部の発光体２１は支持ブロック１２の下端に圧入、接着、ねじ等で各々固定されている。
ノズルガイド２は図示しないホースを介して真空ポンプに接続されており、吸着ノズル１４よりエアを吸引するようになっている。
ノズルガイド２の上方にはプッシャー２２が配置されている。
このプッシャー２２はサーボモータ、パルスモータ、エアシリンダ等の駆動源２３に連結されている。
駆動源２３によりプッシャー２２を下降させると、図３に示すようにプッシャー２２がノズルガイド２を押し込み、ノズルガイド２はばね１０に抗して下降し、プッシャー２２が上昇すると、ノズルガイド２はばね１０の力で上昇し、図２の状態に復帰する。
【００１０】
図３の状態で電子部品（以下、部品と称す）２４に吸着ノズル１４が接触し、真空ポンプの吸引により、部品２４を吸着する。
この際、吸着ノズル１４の部品２４への付加力が強過ぎると吸着ノズル１４の接触面の磨耗および部品２４へのダメージが生じ、逆に吸着ノズル１４と部品２４との間隔が空きすぎると安定した吸着ができない。
したがって、理想的な吸着状態は、吸着ノズル１４の接触面と部品２３の表面との間隔が０で、かつ、部品２４に付加力がかかっていない状態である（以下、この状態を正常吸着状態とする）。
本発明は、部品２４の表面の位置が変動しても以下のような手段で正常吸着状態に補正するものである。
【００１１】
図４において、発光体２０、２１はＣＣＤデジタルカメラ等の撮像機器２５で撮像され、その画像が画像処理ボード２６で画像処理されて発光体２０、２１間の距離Ｘが測長され、ＣＰＵ２７で正常吸着状態での距離（例えばＸ1 ）と、非正常吸着状態での距離（例えばＸ2 ）との距離差（Ｘ1 −Ｘ2 ）が演算され、その演算データを駆動源２３にフィードバックし、プッシャー２２の下降量を補正するようになっている。
【００１２】
以下、図５により実際の電子部品吸着時における補正動作を説明する。
図５において、部品供給機（図示せず）の設置面（床面）２８から部品２４を電子部品装着装置Ａの下部に供給する場合の理想供給高さをＭＨ、部品２４の理想厚みをＢＨとする。
図５（ａ）は、正常吸着状態（理想吸着状態）で電子部品２４を吸着ノズル１４で吸着した状態を示し、このときの発光体２０と２１間の距離をＸ1 とする。上記理想供給高さＭＨおよび理想厚みＢＨは温度等の環境、ロットの変化でバラツキが発生する。
【００１３】
このバラツキにより電子部品２４の上面が図５（ｂ）のようにＬ2 だけ上方にずれたとすると、吸着ノズル１４が電子部品２３に押され、ノズル１１はばね１５に抗して上昇し、発光体２０と２１間の距離がＸ2 に縮小する。
図５（ｂ）の状態は吸着ノズル１４の接触面が過付加になった非正常吸着状態であって、これを（ａ）の正常吸着状態に補正するためには、距離の変化、すなわちＸ1 −Ｘ2 （＝Ｌ2 ）を補正量として吸着ノズル１４の下降量を補正すればよい。
すなわち、発光体２０、２１間の距離Ｘ1 およびＸ2 が画像処理ボード２６で測長され、この測長データの基づいてＣＰＵ２７でＸ1 −Ｘ2 が演算され、この演算値に基づいて駆動源２３を制御し、ノズル１１の下降量を補正する。
【００１４】
図５（ｃ）は補正後の吸着状態を示しており、プッシャー２２の押し込み量がＬ2 だけ少なくなり、吸着ノズル１４はＸ1 −Ｘ2 だけ下降量が少なくなり、その結果、電子部品２３の供給高さがＬ2 分高くなったにもかかわらず図５（ａ）のような正常吸着状態が達成される。
以上のように、本実施の形態の電子部品装着装置によれば、ノズルガイド２のホルダ部５および吸着ノズル１１の支持ブロック１２に発光体２０、２１を取り付け、両発光体２０、２１間の距離を測長してその測長データから吸着ノズル１１の下降量を補正するようにしたので、部品２４の供給高さに変動があっても部品２４の吸着面を常時正常吸着状態で吸着でき、部品の吸着率を向上させるばかりでなく、吸着ノズル１１へ過大な付加力がかかることがなくなり、吸着ノズル１１の寿命の向上および部品へのダメージも防止できる。
【００１５】
また、測長手段も画像処理手段により電子部品装着装置の機構には非接触で正確に行われる。
発光体２０、２１を上記実施の形態のようにノズルガイド２のホルダ部５と吸着ノズル１１の支持ブロック１２とに取り付けると、吸着ノズル１１周辺の空いたスペースを利用できる。
但し、発光体２０、２１の取り付け箇所は、上記実施の形態に限定されず、図５（ａ）の正常吸着状態と、図５（ｂ）の非正常吸着状態での吸着ノズル１１とノズルガイド２との変位量が測長できる箇所であればいかなる箇所でもよい。
また、発光体２０、２１も発光（反射も含む）するものであればよく、円板状のものに限定されない。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係わる電子部品装着装置は、本体ブロックのガイド孔によって軸線方向に摺動可能に支持され、しかも第１のばねによって部品の吸着方向とは逆方向に付勢されるノズルガイドと、ノズルガイドの先端側のホルダ部内に摺動可能に支持され、しかも第２のばねによって部品の吸着方向に付勢されるノズルと、を有し、ノズルガイドをプッシャーによって第１のばねに抗して本体ブロックのガイド孔内を部品の吸着方向に移動させ、ノズルの吸着部を部品に当接させて吸着するとともに、吸着状態でさらにプッシャーが移動するとノズルが第２のばねに抗して相対的にホルダ部内に入り込むようになっている電子部品装着装置であって、ノズルガイドのホルダ部の外周部に第１の発光体を取り付けるとともに、ノズルの外周部であってホルダ部から露出している部分に第２の発光体を取り付け、第１の発光体と第２の発光体を側方から撮像機器で撮像して画像処理することにより、第１の発光体と第２の発光体の軸線方向の距離からノズルによって吸着された部品の軸線方向の変位量を検出し、変位量の検出に基づいて演算手段によって正常吸着状態と非正常吸着状態との変位量の差を演算し、演算された変位量の差に応じてプッシャーによるノズルガイドの軸線方向の移動量を補正して前記ノズルと部品との間の間隔を一定にするようにしたので、部品の供給高さに変動があっても部品の吸着面を常時正常吸着状態で吸着でき、部品の吸着率を向上させるばかりでなく、吸着ノズルへ過大な付加力がかかることがなくなり、吸着ノズルの寿命の向上および部品へのダメージ防止が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子部品装着装置の一実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２】一実施の形態の電子部品装着装置の縦断側面図である。
【図３】図２の電子部品装着装置の部品吸着状態の縦断側面図である。
【図４】本発明の電子部品装着装置の制御用回路の一例を示すブロック図である。
【図５】電子部品装着装置の部品吸着動作を示す縦断側面図であって、（ａ）は正常吸着状態、（ｂ）は非正常吸着状態、（ｃ）は補正後の正常吸着状態を各々示している。
【符号の説明】
２  ノズルガイド
５  ホルダ部
１１  ノズル
１２  支持ブロック
１４  吸着ノズル
１５  ばね
２０、２１  発光体（測長手段）
２２  プッシャー
２３  駆動源（プッシャー駆動手段）
２５  撮像機器（測長手段）
２６  画像処理ボード（測長手段）
２７  ＣＰＵ（演算手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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