JPH0447480B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、チツプ形コンデンサやチツプ型抵抗
に代表されるリードレス小型電子部品を回路基板
に装着する装置に関する。

(ロ) 従来の技術 リードレス小型電子部品（以下単に「部品」と
呼ぶ）の装着作業は、真空吸着手段で部品供給装
置から部品をとり上げ、これを基板の上へ運び、
基板に塗布した装着剤またはハンダペーストに部
品を押しつける、という動作の繰り返しである。
かかる作業を行なう装置の例を特開昭52−24494
号公報や特開昭60−182795号公報に見ることがで
きる。

さて、上記作業を行なう装置において、真空吸
着手段の昇降制御は通常カムにより行なつてお
り、カム曲線に工夫をこらして、部品供給装置中
の部品に真空吸着手段を押し当てる際、あるいは
基板に部品を押しつける際、部品に過度の衝撃が
加わらないようにしている。しかしながら電子部
品のチツプ化が進むにつれてチツプ部品の種類が
増加し、厚み寸法も多岐にわたり、真空吸着手段
により加えられる衝撃あるいは圧力をどの部品に
対しても許容範囲にとどめるということはきわめ
て困難になつた。この問題を解決する方策とし
て、特開昭60−66500号では、真空吸着手段をリ
ニアモータで駆動し、リニアモータの制御によ
り、真空吸着手段が部品に当たる時、あるいは吸
着された部品が基板に押しつけられる時の速度の
適度に保つ装置を提案している。かかる装置の採
用により、過度の衝撃による部品の割れ、あるい
は真空吸着手段のジヤンピングにより装着ミスの
発生といつた諸問題は解決されるものと思われる
が、上掲特開昭55−2449号公報や特開昭60−
182795号公報に記載された、ロータリーインデツ
クステーブルの周縁に多数の真空吸着手段を配置
する形のものへの適用は、リニアモータの大量設
置により回転系の質量が甚しく増大し、装置コス
トも大きくふくらむところから、実現は困難であ
る。

(ハ) 発明が解決しようとする課題 本発明は、一定方向に間歇回転を行なう支持手
段の周縁に複数個の真空吸着手段を配置し、この
真空吸着手段を、部品供給装置の上、または基板
の上に来る度に降下させて、部品の吸着・装着を
行なうものにおいて、真空吸着手段が部品に加え
る衝撃を、部品の厚さ如何にかかわらず一定レベ
ル以下に維持できるようにしようとするものであ
る。

(ニ) 課題を解決するための手段 上記装置において、真空吸着手段の昇降はカム
により動作する昇降体により行う。昇降体は、部
品供給装置に対応する個所と、基板に対応する個
所の他、必要な個所に配置する。昇降体のうち、
特に部品に対する衝撃を考慮すべき個所に割り当
てられたものについては、動作ストロークを伸縮
させるストローク伸縮手段を介してカムに連結す
る。ストローク伸縮手段は、カムの変位を昇降体
に伝えるシーソーレバーと、このシーソーレバー
の支点を、シーソーレバーそのものに対し、シー
ソーレバーの軸線方向に沿う形で移動させる手段
とを含む。

(ホ) 作用 シーソーレバーの支点位置を変えると、両端の
振幅比が変わる。薄い部品の場合には昇降体側の
振幅を大きくして昇降体の動作ストロークを伸ば
す。厚い部品の場合には昇降体側の振幅を小さく
して昇降体の動作ストロークを縮める。これによ
り、いずれの部品の場合にも、カム曲線中の減速
区間を十分に効かして真空吸着手段を部品に押し
当て、あるいは基板に部品を押しつけることがで
きる。従つて、厚い部品の場合でも、減速が十分
に行われないうちに真空吸着手段と部品、あるい
は部品と基板との接触が始まるといつた事態は回
避される。

(ヘ) 実施例 図において、１は一定方向に間歇回転を行なう
支持手段である。支持手段１は上部回転体２と下
部回転体３からなり、これらはいずれも平面形状
円形で、垂直なインデツクスシヤフト４に固定さ
れている。インデツクスシヤフト４は図示しない
インデツクス装置から立ち上がり、支持手段１の
上に差し掛けられた不動デツキ５の軸受部６に上
端を支えられる。インデツクスシヤフト４の内部
は図示しない真空源に連通する吸気路７になつて
いる。支持手段は45゜づつ歩進回転するものであ
り、第６図に見られるように周囲に８個所の作業
ステーシヨン…を配し、これに合わせて下部
回転体３から８本のアーム８を放射状に突出させ
ている。アーム８は下部回転体３の周面に垂直に
取り付けたスライダ９に支持され、垂直方向に移
動可能である。スライダ９は上部回転体２との間
に張り渡したばね１０により、上部回転体２にね
じ込んだストツパボルト１１（第１１図）に当た
るまで引き上げられている。スライダ９は外向き
にローラ１２を突出させており、所定の作業ステ
ーシヨンで昇降体がローラを押し、スライダ９を
降下させる。昇降体とその動作機構については後
述する。

アーム８は先端にタレツト２０を支持する。タ
レツト２０は円筒形をしていて、アーム８の先端
に外側から嵌合し、アーム８の軸線まわりに、す
なわち水平軸まわりに、回転可能である。タレツ
ト２０の、外向きの端面には従動ギヤ２１が固設
される。タレツト２０の周面からは太さの異なる
４種類の吸引ノズル２２，２３，２４，２５が
90゜間隔で放射状に突出している。各吸引ノズル
はいずれもタレツト２０の中心方向に退避可能で
あり、ばね２６により突出位置に押し出されてい
る。アーム８の中心は吸気路２７となつている。
この吸気路２７は、吸引ノズル２２，２３，２
４，２５の内、真下に来たものとのみ、連通孔２
８を介して連通する。２９は吸気路２７の端を塞
ぐねじ栓で、タレツト２０の抜け止めとしての役
割も果たす。このように構成したアーム８とその
付属要素を、真空吸着手段３０と総称する。

上部回転体２はバルブ４０を支持する。バルブ
４０はアーム８と同数設けられており、吸気路２
７とホース４１で接続する。バルブ４０はホース
４２により吸気路７に連結しており、吸気路２７
の吸引をON−OFF制御するものである。バルブ
４０の開閉操作は先端にローラを有するレバー形
アクチユエータ４３によつて行なう。すなわちア
クチユエータ４３を押し下げたときがバルブ開、
そうでないときがバルブ閉である。アクチユエー
タ４３の制御は、作業ステーシヨンにおいては
エアシリンダ４４によつて上下する押圧子４５に
より、作業ステーシヨン及びにおいてはエア
シリンダ４６によつて上下する押圧子４７によ
り、その間の作業ステーシヨン，，におい
ては軸受部６に固定した押圧板４８により、行な
う。押圧板４８はエアシリンダ４４，４６の支持
部材を兼ね、また押圧子４５，４７は降下したと
き押圧体４８にほぼ連続する平面を構成するよう
になつている。各バルブ４０がその属するアーム
８に対し遅れ位置に配されているので、押圧板４
５，４７もその属する作業ステーシヨンより偏位
した位置にある。

作業ステーシヨンには部品供給装置５０を配
置する。部品供給装置５０は部品供給用キヤリヤ
テープ５１を１ピツチづつ送り、部品５２を１個
づつ真空吸着手段３０に供給する。キヤリヤテー
プ５１は、プラスチツプシートをエンボス加工し
て部品５２を１個づつ収納する凹所をつくり、そ
の上をプラスチツクカバーフイルム５３で覆つた
ものである。カバーフイルム５３は部品吸着位置
の直前で剥がされて行く。部品供給装置５０はこ
のようなキヤリヤテープ５１を紙面（第１図）と
直角方向に多数並べており、全体を紙面と直角方
向に動かすことにより、必要とする部品を収納し
たキヤリヤテープ５１を選択できるようになつて
いる。

作業ステーシヨンには基板６０を載せたXY
テーブル６１を配置する（第１１図）。作業ステ
ーシヨンには部品回収箱６２を配置する。作業
ステーシヨンには部品の姿勢判別装置６３を置
く。姿勢判別装置６３はフオトセンサにより構成
され、正常に吸着された部品の直下を光線が横切
る高さに置かれている。

作業ステーシヨンあるいはには第７，９図
に示す吸引ノズル選択装置７０を配置する。この
装置７０は不動デツキ５に支持させたエレベータ
７１を主たる構成要素としている。エレベータ７
１は垂直方向に摺動するスライダ７２に取り付け
られており、図示しないカムの動きを伝えるレバ
ー７３によつて昇降動作を与えられる。エレベー
タ７１の下部にはセレクタギヤ７４が、支持手段
１の回転中心を向く形で水平に軸支されている。
セレクタギヤ７４はエレベータ７１に支持された
電動機７５にベベルギヤ７６，７７を介して連結
し、エレベータ７１が降下するとタレツト２０の
従動ギヤ２１にかみ合い、従動ギヤ２１に電動機
７５の回転を伝える。７８はエレベータ７１の降
下の下限を定めるストツパである。

アーム８の上面にはロツクピン８０を装着す
る。ロツクピン８０はアーム８に固定したホルダ
８１に、アーム８の軸線と平行にスライドできる
よう保持され、タレツト２０の方へばね８２で押
されている。タレツト２０の端面には、ロツクピ
ン８０の先端を受け入れる溝８３を、吸引ノズル
２２，２３，２４，２５の背後に各１条づつ、計
４条形設する。ロツクピン８０の後端にはＵ字形
のレバー受８４を固定する。レバー受８４は不動
デツキ５に支持されたベルクランク形レバー８５
の一端を受け入れる。レバー８５の他端はエレベ
ータ７１にコネクテイングロツド８６で連結され
ている。

作業ステーシヨン，には昇降体９０を置
く。作業ステーシヨンまたはに吸着部品のセ
ンタリングまたは方向設定装置を配置するとき
は、ここにも昇降体９０を置くことになる。昇降
体９０は不動デツキ５の軸受部９１に支持された
ロツド状部材で、すべりキー９２により回転を止
められ、上下のみ可能になつている。昇降体９０
の下端にはスライダ９のローラ１２に対向する押
圧ヘツド９３を固定し、上端にはフランジ９４を
固定する。軸受部９１と押圧ヘツド９３の間に挿
入したばね９５により、昇降体９０は下向きに押
されている。９６はカム軸、９７はカム軸９６と
共に回転して昇降体９０に動きを与えるカムであ
る。カム９７と昇降体９０を連結するのはストロ
ーク伸縮手段１００で、これは次のように構成さ
れている。１０１は不動デツキ５の上に固定した
小デツキで、これは、カム９７と昇降体９０とを
結ぶラインと平行して、１対のガイドバー１０２
と、１本のねじ軸１０３とを、いずれも水平に支
持している。ガイドバー１０２はスライダ１０４
を支持する。スライダ１０４の内部には、ねじ軸
１０３に螺合するナツト１０５を、スライダ１０
４自身に対しては移動しない形で保持する。１０
６はカム９７に接触するローラ１０７と昇降体９
０のフランジ９４を持ち上げるローラ１０８とを
異なる端に有するシーソーレバーである。１０９
はスライダ１０４に軸支された中空軸で、端面に
固定した支持枠１１０によりシーソーレバー１０
６を支持する。支持枠１１０の上下の外面には溝
１１１を設け、この溝１１１にシーソーレバー１
０６の中央の枠状部１１２をはめ込む。シーソー
レバー１０６は溝１１１に沿い自身の軸線方向に
スライドできるよう保持される。枠状部１１２の
中にはスライド方向と平行にねじ軸１１３が固定
されており、このねじ軸１１３に、支持枠１１０
の中のナツト１１４が螺合する。ナツト１１４は
支持枠１１０に対しては移動しない。なおねじ軸
１１３のねじピツチとねじ軸１０３のねじピツチ
とは同一である。ナツト１０５，１１４を回転さ
せるのは中空軸１０９の中を通る回転軸１１５で
ある。回転軸１１５はスライダ１０４に取り付け
られた電動機１１６の軸にジヨイント１１７を介
して連結される。回転軸１１５の外面にはギヤ１
１８及びベベルギヤ１１９を固定し、ギヤ１１８
はスライダ１０４に軸支したギヤ１２０に、ベベ
ルギヤ１１９はナツト１１４に一体的に結合した
ベベルギヤ１２１に、それぞれかみ合わせる。ギ
ヤ１２０にはベベルギヤ１２２を固定し、これは
ナツト１０５に固定したベベルギヤ１２３にかみ
合う。ギヤ１１８，１２０の歯数は等しく、ベベ
ルギヤ１１９，１２１と１２２，１２３の各組
も、組み合わさる同士の歯数は等しい。１２４は
電動機１１６に連結したロータリーエンコーダで
ある。

上記装置は次のように動作する。第１１図は作
業ステーシヨン，，，における真空吸着
手段３０の挙動を示す。作業ステーシヨンに到
着した真空吸着手段３０は、吸引ノズル２２を下
に向けた状態で停止する。到着時点では押圧子４
５は上昇位置にあり、真空吸引手段３０は吸引力
を発生していない。ここで、昇降体９０が降下し
てスライダ９を押し下げ、吸引ノズル２２を部品
５２に押し付ける。このエアシリンダ４４が押圧
子４５を降下させ、バルブ４０は開となり、吸引
ノズル２２は部品５２を吸着する。部品５２を吸
着した真空吸着手段３０は昇降体９０の上昇と共
に上昇し、支持体１の間歇回転により、作業ステ
ーシヨンからへ、からへ、からへと
運ばれて行く。移動中バルブ４０のアクチユエー
タ４３は押圧板４８に押され続けており、部品５
２の吸着は中断することがない。作業ステーシヨ
ンでは姿勢判別装置６３が部品５２の姿勢を検
査する。第１１図のように正常な姿勢で吸着され
ていれば、フオトセンサの光線を部品５２が遮断
することはないので、問題なしと判断される。作
業ステーシヨンを離れた真空吸着手段３０は作
業ステーシヨンに到着する。到着当初、押圧子
４７は降下位置にあり、真空吸着手段３０は部品
５２の吸着を続けている。真空吸着手段３０が降
下し、基板６０に塗布した接着剤に部品５２が押
し付けられた時点で押圧子４７が上昇し、バルブ
４０を開にして吸着を解除するものである。なお
部品５２が異常姿勢で吸着されていた場合には、
作業ステーシヨンにおいて真空吸着手段３０は
降下せず、押圧子４７も下降したまま作業ステー
シヨンへと移動する。そしてここで押圧子４７
が上昇することにより、真空吸着手段３０は部品
回収箱６２へ部品５２を落とし、作業ステーシヨ
ンへと移動するものである。

作業ステーシヨンないしに設けられた吸引
ノズル選択装置７０は次の動作を行なう。すなわ
ち当該ステーシヨンに真空吸着手段３０が到着し
た時、セレクタギヤ７４は第７図に示すように従
動ギヤ２１の上方にあり、レバー８５の先端はレ
バー受８４の中に入り込んでいる。ロツクピン８
０は第８図のように溝８３に係合しており、タレ
ツト２０をがつちりと固定している。ここで、使
用する吸引ノズル２２から他のものに変える必要
が生じたときは、第９図のようにエレベータ７１
が降下し、セレクタギヤ７４を従動ギヤ２１にか
み合わせる。エレベータ７１の下降によりレバー
８５も回動し、ロツクピン８０をばね８２に抗し
スライドさせる。これによりロツクピン８０は溝
８３から抜け出し、タレツト２０は回転可能とな
る。この状態で電動機７５を駆動し、必要なだけ
の角度タレツト２０を回転させる。タレツト２０
の角度変更を終えた後エレベータ７１を上昇させ
ると、レバー８５が旧位置に復元してロツクピン
８０が再び溝８３に係合しタレツト２０をロツク
するものである。

昇降体９０はばね９５の力で真空吸着手段３０
を押し下げるが、これに上下動を与えるのはカム
９７である。カム９７と昇降体９０を連結するシ
ーソーレバー１０６は中空軸１０９を支点として
揺動するが、その支点位置は部品の厚さによつて
変える。第１図及び第４図に示すような薄い部品
５２を対象とするときは、支持枠１１０をシーソ
ーレバー１０６に対し相対的にカム９７に近い位
置に置き、ローラ１０８の振幅が大きくなるよう
にする。このため昇降体９０の動作ストロークは
大きくなり、部品５２が薄いにもかかわらず、そ
の上面に吸引ノズル２２を届かせ、あるいは作業
ステーシヨンにおいては、部品５２を適切な圧
力で基板６０に押し付けることが可能になる。

次に、第５図に示すような厚い部品５２′を扱
う場合には、電動機１１６を駆動してナツト１１
４を回転させ、支持枠１１０の位置を、シーソレ
バー１０６に対し相対的に昇降体９０に近い方に
移動させる。この時同時にナツト１０５も回転
し、各ギヤの歯数比の関係と、ねじ１０３，１１
３のねじピツチの関係で、スライダ１０４は支持
枠１１０と同じ方向に、同じ距離だけシーソーレ
バー１０６に対し相対移動を行なう。このため、
カム９７及び昇降体９０に対するシーソーレバー
１０６の相対位置はそのままで、支点位置のみ昇
降体９０の方に寄ることになり、ローラ１０８の
振幅は小さくなり、吸引ノズル２２はカム９７の
減速曲線を生かして部品５２′に接近し、また部
品５２′を基板６０に押し当てることになる。

電動機１１６として例えばパルスモータを用い
れば、昇降体９０のストローク伸縮を精密に数値
制御できる。シーソーレバー１０６が揺動する際
は、電動機１１６は回転フリーの状態にしておく
ことになる。この時ナツト１０５，１０４が振動
で僅かづつ回転し、スライダ１０４及び支持枠１
１０とシーソーレバー１０６との相対位置を狂わ
せることが考えられるので、時々ロータリーエン
コーダ１２４で電動機１１６の回転位置をチエツ
クし、ずれを較正する。なお昇降体９０の動作ス
トローク調整を必要とする作業ステーシヨンのす
べてにストローク伸縮手段１００を設けるとなる
と、ストローク伸縮手段同士の干渉を生じるおそ
れがあるが、これは上下に配置をずらすことによ
つて解決できる。またストローク伸縮手段１００
は必ずしも全ての昇降体９０に付設しなければな
らないものではない。特開昭61−135197号公報に
例示されたような、支持基盤の工夫により部品に
与える衝撃を緩和する構成を採用できれば、その
作業ステーシヨンについては省略可能である。

(ト) 発明の効果 本発明によれば、カムによつて真空吸着手段に
与える昇降ストロークを部品の厚さに応じて伸縮
し、部品に与える衝撃を一定レベル以下に維持す
ることが可能である。またストローク伸縮手段は
必要な作業ステーシヨンにのみ配置すれば良く、
大幅なコスト増は招かない。また、シーソーレバ
ー内で支点を移動させることによりストロークを
伸縮させるものであるから、ストロークが伸縮し
てもカム曲線そのものは変形されず、カムの設計
の意図通りの運動が昇降体に伝えられる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示し、第１図は垂直断
面図、第２図及び第３図はストローク伸縮手段の
部分断面上面図及び垂直断面図、第４図及び第５
図は第１図と異なる作業ステーシヨンにおける垂
直断面図にして異なる動作状態のもの、第６図は
支持手段の上面図、第７図は吸引ノズル選択装置
の側面図、第８図は第７図に関連した真空吸着手
段の上面図、第９図は第７図と同様吸引ノズル選
択装置の側面図にして異なる動作状態のもの、第
１０図は第９図に関連した真空吸着手段の上面
図、第１１図は各作業ステーシヨンにおける真空
吸着手段の挙動を並列的に示す動作説明図であ
る。 ５２，５２′……部品、６０……基板、５０…
…部品供給装置、１……支持手段、３０……真空
吸着手段、９０……昇降体、９７……カム、１０
０……ストローク伸縮手段、１０６……シーソー
レバー、１０９……シーソーレバーの支点を構成
する中空軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 部品を装着すべき基板及び部品供給装置の上
   方で一定方向に間歇回転を行う支持手段と、 各々が前記支持手段に対し上下方向にスライド
   できるようこの支持手段の周縁に支持され、且つ
   常時は前記基板または部品供給装置から離れた高
   さを保つている複数個の真空吸着手段と、 少なくとも前記部品供給装置に対応する個所と
   前記基板に対応する個所とに設けられ、前記各真
   空吸着手段を、目標に対し、その上方に到達する
   度に降下接近させる複数個の昇降体と、 前記昇降体に動きを与えるカムとを備えたもの
   において、任意の昇降体とカムとの間に、昇降体
   の動作ストロークを伸縮させるストローク伸縮手
   段を配置すると共に、このストローク伸縮手段
   は、カムの変位を昇降体に伝えるシーソーレバー
   と、このシーソーレバーの支点を、シーソーレバ
   ーそのものに対し、シーソーレバーの軸線方向に
   沿う形で移動させる手段とを含むことを特徴とす
   る電子部品装着装置。