JPS6028298A - 電子部品搭載装置 - Google Patents

電子部品搭載装置

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JPS6028298A
JPS6028298A JP58135718A JP13571883A JPS6028298A JP S6028298 A JPS6028298 A JP S6028298A JP 58135718 A JP58135718 A JP 58135718A JP 13571883 A JP13571883 A JP 13571883A JP S6028298 A JPS6028298 A JP S6028298A
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JP
Japan
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electronic component
suction head
suction
head
component
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JP58135718A
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Inventor
藤田 保彦
鈴木 高道
川名 武
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電子部品を無接触で位置決めし、電子部品を
基板上に搭載するようにした電子部品の搭載装置に関す
る。
〔発明の背景〕
電子部品を基板上に搭載する装置には、種々の方式があ
る。その中で、本発明と同方式の装置が特開昭55−2
4491号公報に示されている。
この従来の電子部品搭載装置は、間欠回転するテーブル
の下面に多数の搭載ヘッドを配設し、部品供給部から送
られてきた電子部品を搭載ヘッドに吸着後、次のステー
ションで、吸着した電子部品を各種の爪を用いて、4方
から位置決めし、次のステーションで位置決めした電子
部品を、基板上に搭載するようにしていた。
上記電子部品の位置決めは、機械的な機構で行なってい
た。
このように爪状のもので機械的な機構で電子部品を位置
決めすると、電子部品のパリとかモールド部のテーバ等
の形状不良がある場合、位置決め不良や、部品の落下、
破損、などのトラブルを起すという技術的な問題がおっ
た。
又テップ抵抗の如きセラミック部品を位置決めする爪は
、摩耗が激しくて定期的な交換と調整が必要であるので
、多くの時間が労資されること又形状の異る電子部品に
対しては、同一の爪では対応できないので、その都度取
換え−る必要があり多くの時間が労費されること、又搭
載ヘッドは、回転機能を有しており、多数の搭載ヘッド
に対して、回転駆動源が1個であるので、部品の搭載姿
勢が種々変る場合は、全ての搭載ヘッドが、今搭載しよ
うとしている電子部品の姿勢に合せて変えられてしまう
ことになる。そのため、電子部品の位置決め時には、部
品の方向が種々の方向を向くことになシ、電子部品の位
置決めが非常に困雉になること等から、生産性が非常に
悪いという欠点があった。
又一般的に、テーピング部品の送り機構は、テ−グの種
類によって専用化されているので、テープの送シピツチ
が同じであっても、搭載パターンを変更した場合(断面
形状が異る)は、その都度テープ(テーピング部品)を
入れ替えねばならないという不便さがある。
〔発明の目的〕
本発明は、上記従来の欠点を解決し、電子部品の落下、
破損もなく、正確な位置決めを可能にすると共に、生産
性をも向上した電子部品搭載装置を提供せんとするもの
である。
〔発明の概要〕
即ち本発明は、従来のように電子部品の位置決めに際し
て、爪などのような機械的な機構によって行なうのでは
なく、電子部品に無接触で位置決めしたものであり、そ
の第1の発明は、部品供給部によってテーピングされた
電子部品を吸着ヘッドの下方に搬入し、この部品を吸着
ヘッドで吸着した状態で吸着ヘッドを自転することによ
り、電子部品を回転してその姿勢を調整すると共に部品
供給部から基板上に移載し搭載する機能を備えた搭載ヘ
ッドを設け、上記吸着ヘッドに吸着された部品を光学的
に監視して、吸着ヘッドの自転を自動調節する視覚認識
部を設け、電子部品を搭載する基板のX−Y方向の位置
決めをすると共に上記吸着ヘッドの下方所定位置に基板
を配置するためのX−Yテーブルを設けたことを特徴と
するものでおる。
第2の発明としては、上記搭載ヘッドにおいて、中空状
の主軸の下端にテーブルを設け、このテーブルに上下動
可能に複数の吸着ヘッドを取付け、一方上記主軸の中空
部に吸着ヘッドを自転させるための吸着ヘッド回転軸を
挿通し、伝達機構を介して2個1対の吸着ヘッドを自転
するようにし、この吸着ヘッドの自転によって部品の姿
勢を調整すると共に、上記テーブルを回転することによ
って吸着ヘッドを公転させ、部品供給部から基板上へ部
品を移載するようにし次ものである。
第3の発明は、第1の発明の部品供給部において、頭部
にテープ送り孔に嵌合する突起を有し、上下動可能に送
力係止部材をテーブルに固定し、−万頭部にテープの送
り孔に嵌合する突起を有し、上下動可能に送り駆動部材
をスライダに固定し、この送り係止部材と送シ駆動部材
をそれぞれレバーの両端にピン連結すると共にレバーの
中央部に支点を設け、この支点を中心にレバーを回動し
て、上記レバーの両端にビン連結した送り係止部材と送
り駆動部材を交互に上下動すると共に、スライダーを介
して送り駆動部材を水平移動させ、テープの種類にかか
わらず、部品を供給するようにしたものである。
第4の発明は、第1発明のX−Yテーブルにおいて、基
板のX−Y方向の位置を決めるテーブルを設け、このテ
ーブルのX又はY方向の一方を固定ガイドにて固定踵上
記テーブルをX方向及びY方向に移動させる駆動モータ
を固定ペースに固定することによって慣性力を小さくし
、テーブルの高速移動を可能にしたものである。
第5の発明は、第1発明の視覚認識部において、吸着ヘ
ッドにバックプレートを取付け、吸着した電子部品をシ
ルエツト像としてとらえ、半田面や金属光沢面によるハ
レーションをなくして鮮明な画像を得るようにしたもの
である。
〔発明の実施例〕
以下本発明の一実施例について詳細に説明する〇先ず第
1図を用いて、本実施例の概要を説明する。
図において、A部は搭載ヘッド部であり、中空の主軸下
端にテーブル70が取付けられ、このテーブル70には
、上下動可能に複数の吸着ヘッド54が取付けられてい
る。B部は、テーピングされた部品を吸着ヘッド54の
下方に搬入する部品供給部である。0部は、部品を搭載
する基板のx−X方向の位置決めをすると共に上記吸着
ヘッド54の下方の所定位置に基板を配置するためのX
Yテーブルである。D部は、基板供給部である。E部は
、吸着ヘッド54に吸着した部品の姿勢を光学的に監視
し、吸着ヘッド54の自転を自動調節するための視覚認
識部である。
これらA−E部は、枢体10の上に増付けられている。
この他、第1図に図示していないものとして制御装置(
別格体)、画像入力処理部、駆動系(枢体10内)とか
ら成る。基板供給部りでは、コンベア191により部品
を搭載する基板8が搬送され、基板供給部りのチャック
D′でコンベア191からXYテーブル部Cの基板保持
具に移される。この基板8はXYテーブルにより搭載ヘ
ッド部Aの下部に搬送され、搭載ヘッド部人により順次
部品が搭載される。搭載完了後再びXYテーブルにより
基板8は基板供給部りに搬送され、チャックD″によシ
コンベア201に移され、次工程に送られる。
一方、搭載ヘッド部Aにより搭載される部品は部品供給
部Bにテーピングされた状態でリール3に巻れて収納さ
れておシ、これを部品供給部Bのテープ送りビンにより
吸着ヘッド54の直下まで搬送し、これを吸着ノズル5
4が下降して吸着して取シ上げる。次いで吸着ヘッド5
4はインデックスユニット12により間欠的に回転させ
られ、視覚認識部Eへ送られる。視覚認識部Eではカメ
ラにより部品の位置(吸着ノズル54に対する位置づれ
)を検出し、そのデータ(ΔX、ΔY、Δθ)を制御装
置へフィードバックする。制御装置は、あらかじめ指示
されたプログラムに従って部品を搭載させる位置に移動
させるデータをXYテーブル部Cのモータに指令を出す
がこの時、視覚認識mEからの位置ずれデータ(ΔX、
ΔY、Δθ)を加味した移動データを指示する。これに
従いXYテーブル部Cは移動する。吸着へラド54は再
びインデックスユニット12によシ1ピッチ送られ、基
板8の直下に部品1を搬送してくる。ここで吸着ノズル
図が下降して部品1を基板8に搭載する。概略上記手順
をくシ返して部品が基板8に搭載される。
以下各部分毎に更に詳細に説明する。
(搭載ヘッド部Aについて) 第4図乃至第8図により搭載ヘッド部の詳細を説明する
。第4図は、搭載ヘッド部Aの正面図、第5図は第4図
のA−A線矢視図、第6図は搭載ヘッドを示す垂直断面
図、第7図は第6図のB−B断面図、第8図は同じ(C
−C断面図である。
第4図及び第5図に於て、コラム11上にインデックス
装置12が固定されている。インデックス装置12は、
入力軸13にタイミングベルト15、タイミングベルト
16等を介して連続回転を与えると、出力軸30(第6
図参照)が間欠的に駆動されて回転する機能を有してい
る。第6図において、出力軸間に主軸あがポル)35で
固定され、主軸あの下端にテーブル70が固定されてい
る。またテーブル70の外方向には部品1(第2図参照
)を吸着するための吸着ヘッド54を含めた機構が4ケ
配置されている。主軸あの中心部は中空となっており、
この中空内に中空状の吸着ヘッド回転軸72と吸着ヘッ
ド回転軸55が2重に通っておυ、主軸あと中空状の吸
着ヘッド回転軸72、及び中空状の吸着ヘッド回転軸7
2と吸着ヘッド回転軸55間に各々ギャップを設けであ
るため、上記3本の軸は単独で動作する。
中空状の吸着ヘッド回転軸72の下部外側はベアリング
71でラジアル方向を受け、さらに下端部には歯車66
が固定されている。また、吸着ヘッド回転軸55の下端
はブツシュ64で回転自在に支持しており、最下端部に
歯車67がナツト65で固定されている。また、吸着ヘ
ッド回転軸55の上端には歯車56が固定されており、
パルスモータ60の軸に固定されている歯車59とタイ
ミングベルト58で連結されている。一方、中空状の吸
着ヘッド回転軸72の上端も同様な歯車57が固定され
ており、タイミングベルト61と連結してパルスモータ
63と連動している。なお、インデックス装置12の出
力軸(9)は上端から下端まで中空部が貫通しており、
この中空部を前記中空状の吸着ヘッド回転軸72及び吸
着ヘッド回転軸55が通っている。
次にノズルホルダー43はガイド44により上下動と回
転が自在に保持されている。またノズルホルタ−43U
ブツシュ52に上下スライド自在に係合し、回転方向は
キー51により規正されている。ブツシュ52はテーブ
ル70とベアリング50を介して回転自在に保持されて
いる。ブツシュ52の下部外側には歯車53aが固定さ
れている。また、前記ノズルホルダー43の7ランク部
に圧縮ノくネ47が組込まれており、ノズルホルダー4
3は常に上方に持上がろうとする力が付与されている。
またノズルホルダー43の中空部48に圧縮バネ49が
組込まれており、吸着ノズル54aの上端部を常に下方
に押し下げている。吸着ノズル54aはノズルホルダー
43内を上下自在にスライドする。また前記ガイド44
はテーブル70に固定されている。前記歯車53mは歯
車66と係合しているためパルスモータ63の回転は、
ブツシュ52、ノズルホルダー43を介して吸着ノズル
54aに伝達され、吸着ノズル54aはパ/’スモ−1
63の回転により任意の回転角が得られる。
次に部品を吸着するための真空回路の構成について説明
する。主軸あの外周に溝36a・・・36dが削設され
ており、この溝と36aとつながった縦穴38aが主軸
34の下方へ削設されてお#)(第7図参照)シールリ
ング31の下端をすぎた位置から再び主軸あの外周へ抜
は出ている。シールリング31はボルト32によりイン
デックス装置12のフレームに固定されておシ、内径は
主軸34と回転自在に接している。このため主軸Uの外
径とシールリング31の内径は若干のギャップがあり、
真空のエアー洩れを防止するため、0リング37を主軸
あ側に装着している。一方ノズルホルダー43の上方外
周部に溝45を削設し、この溝45の一部から中空部4
8に横穴46を通し、ガイド44には、前記溝45と一
致する位置にパイプ40aの一端を接続している。パイ
プ40aの他端は、主軸34の縦穴38aに接続さ扛て
いる。
これによりニップル33aを真空ポンプ(図示せず)な
どへ接続する事により、溝36a、縦穴38a、パイプ
40a1横穴46、溝45、中空部48、吸着ノズル5
4aを通して真空回路が構成され、吸着ノズル54aの
先端に部品1を吸着させることができる。部品1の吸着
及び搭載時の吸着ノ、“、ル54a〜54dの上下動作
は、加圧レバー22a〜22bが揺動しカムホロワ41
aで牛ヤツプ42を押し下げるとノズルホルダー43と
共に吸着ノズル54aが下降する事により行なわれる。
上昇は、加圧レバー22&が上方に揺動し、圧縮バネ4
7によシ吸着ノズル54aはノズルホルダー43と共に
上方へ持上げられる。加圧レバー22aの動作に、第4
図及び第5図に示す如く、カム17a 、 17bによ
9行なわれる。加圧レバーnaは軸21aに固定され、
軸21aUプラケッ) 20aニヨり回転自在に支持さ
れている。軸21aの他端n レバー 19a 上固定
され、レバー19a トレバー5aはロッドISaで回
動自在に接続されている。またレバー25mの他端に固
定されたカムホロワ26aはカム17&に轟接し、引張
バネ28aによシ常にカム17Lに接触している。これ
により、カム17aの変位を加圧レバー22Lに伝達し
、吸曾ヘッド54a〜54dを上下させ部品1の吸着及
び搭載(搭載時は真空源をOFFとし大気へ開放する)
動作が行なわれる。また、吸着ヘッド54を含む吸着機
構が9cy11′ピツチで4ケ、テーブル70上に配置
されている。
歯車66は各々対向する歯車53a及び53bに係合し
ている。また、歯車67は90°位置を変えた歯車53
cと53dに係合している。また第6図に示す如く部品
1を吸着する位置と、搭載する位置は、主軸34を対称
として180°対向した位置に配置されている。
15従って吸着ノズル54bで部品1を吸着後、基板8
上へ搭載する間にパルスモータ63が必要量回転して、
部品1の搭載姿勢を変更した場合、他方の吸着ノズル5
4aも同じ量だけ回転する。しかしすでに吸着ノズル5
4a Kは部品1がないので(搭載部20みである)回
転角には無関係となる。すなわち、テーブル70の下面
に2ケの歯車66 、67を設置し、互いに対向する歯
車53aと53bを歯車66にかみ合せ、歯車53c 
、 53dを歯車67にかみ合せ、2ケのパルスモータ
63 、60で順次部品1に回転角を与える事により、
他の部品1の回転角が累積する事なく、搭載姿勢を任意
に制御し得る。
以上のように構成した部品搭載部において、第4図に示
すタイミングベルト16、タイミングベルト15及び入
力軸13を介して第6図に示す主軸あに間欠的な回転力
が与えられ、テーブル70が間欠的に回転する。このテ
ーブル70の回転によって、吸着ヘッド54a〜54d
は公転する。
一方中空状の吸着ヘッド回転軸72と、吸着ヘッド回転
軸55を介して、パルスモータ60 、63にょシ吸着
ヘッド54a〜54dが自転する。この吸着ヘッド54
1L〜54dの自転により、吸着した部品を回転し、姿
勢を調節する。
文部品供給部Aから部品を吸着する時及び基板上に部品
を搭載する時は、カム17a 、 17bによってタイ
ミングが計られて、吸着ヘッド54a〜54dを押し下
げて行なう。
又部品供給部Bから基板8上への部品の移載は1吸着ヘ
ッド54a〜54dの上記公転によって行なわれる。
このようにして、吸着ヘッド54a〜54dの公転。
自転、上下動の動作の組合せによシ、部品供給部Bに供
給されてきた部品を吸着し、部品の姿勢を調整し、基板
上に搭載する。
(部品供給部Bについて) 次に部品供給部Bについて説明する。第2図に示す如く
、テープ2内に収納された状態の部品1をテープごと吸
着ノズル54の直下まで送る機構に関するもので、その
構成を第9図〜第15図に示す。
第9図に於て、テープ2は、テープリール3ごとリール
支え82にセットされる。リール支え82はバー81を
介してブラケット80に固定されている。テープ2Fi
テープリール3から引き出し、部品供給テーブル81部
の所定の位置へ配置する。
部品供給テーブルB′は第10図に示す如く、複数個(
本例では8ケ)のテープを供給できる構造となっており
、2本のガイドバー103上を摺動自在にスライドする
。ガイドバー103はブラケット113及び114に固
定されている。部品供給テーブルB′の下部にランク8
8がポル) 132 (第12図参照)で固定されてお
り、ランク88はビニオンギア87と係合し、ピニオン
ギア87はモータ85とカップリング86を介して接続
されている。ブラケット155はベース80に固定され
、ビニオンギア87を回転自在に支持している。モータ
85はブラケット84に固定されている。このためモー
タ85の回転により、ビニオンギア87、ランク88を
介して部品供給テーブルB′が、2本のガイドバー10
3を案内として任意の位置に移動する事ができ、これに
より次に吸着−搭載すべき部品1を吸着ノズル54の直
下へ移動させている。
次にテープ2の送り機構について説明する。テープ2は
第12図に示すようにテーブル131の所定の溝121
&を通ってテープ2に収納されている部品1が吸着ノズ
ル54bの直下に来るように配置する。
ローラ124a〜124Cはレバー125に回転自在に
支持されて、レバー125はブラケット152にビン1
53を介して回転自在に支持されている。また引張シバ
ネ154の一端はレバー125に、他端はボルト156
に固定され、常にレバー125を介してロー5124a
 〜124cがテープ2を押え溝121aからテープ2
が浮上るのを防止している。テープ2は第1図に示す如
く送り孔2′を有し、この送り孔2′に係合するビン状
の突起140及び134を固着した送シ係止部材135
と同形の送p駆動部材150とを構成する。本実施例で
は上記双方の部材150 、135はそれぞれ2本づつ
のビン140 、134をテープ2の送り孔のピッチに
合わせて固定しである。本発明を実施する場合、ビン1
40 、134の数は任意に設定し得る。また送り係止
部材135と送り駆動部材150とは必らずしも同形に
構成しなくてもよい。
本例に於てはこれらの部材を上下方向に案内するため、
その本体部分を円柱状に形成し、これに外嵌する円筒状
のガイド133 、149を設けている。
一方、テーブル131にアーム126を固定し、前記の
送シ係止部材135に外嵌したガイド133をこのアー
ム126に固定する。これにより送り係止部材135は
テープ2に対して垂直方向の往復摺動自在に案内される
。上記のアーム126に対してテープ送り方向(x −
x’方向)に摺動自在にスライダ147を支承し、前記
の送り駆動部材150に外嵌したガイド149をこのス
ライダ147に固着する。これにより送シ駆動部材15
0はテープ2に対して垂直方向に摺動自在に案内され、
かつテープ2の送シ方向(x −x’方向)に、スライ
ダ147と共に摺動し得る。上記のスライダ147にブ
ラケット部分を形成してビン143を固定し、このビン
143を支点としてレバー145を回動自在に支承する
。本実施例に於ては上記のレバー145を丁字形状に構
成して中心付近をビン142で支承すると共に長辺の両
端部に長孔141 、146を設け、これらの長孔と前
記の送シ係止部材135、送シ駆動部材150をそれぞ
れビン−長孔結合する。これにより、T字状のレバー1
45の垂直辺の先端部にX方向の力とX′方向の力とを
交互に加えると該レバー145はビン143の回りに往
復回動しつつスライダ147と共にx −x’方向に往
復摺動する。上記のレバー145の回動により送り係止
部材135と送シ駆動部材150とが交互罠上下に摺動
せしめられ、その上端に固着したピン134 、140
がテープ2の送り孔に挿脱される。また同レバー145
がスライダ147と共にx −x’方向に往復平行移動
せしめられる。144゜144′は上記のレバー145
の回転角を規制するためのストッパボルトである。この
ストッパボルトによってレバー1450回転角を加減す
ると、前記のピン134 、140がそれぞれテープ2
の送り孔に係合する深さを調整し得る。前記のスライダ
147のx −x’方向摺動ストロークを規制するため
該スライダ147に切欠溝148を形成すると共に、こ
の切欠溝148に対してボール136をバネ137で押
付ける構造のストローク調整手段138をアーム126
に固定する。このボール・バネ−切欠溝よシなるストロ
ーク調整手段は、弾性的にスライダ147の位置を係止
し、係子力よυも強い力を受けるとスライダ147の摺
動を許容する。前記のレバー145の垂直辺の先端をx
 −x’方向に往復駆動するため、ドグ90とカム7オ
ロワ127とを設け、上記のカム7オロワ127を支承
するロッド129を構成してその一端をピン142でレ
バー145に回動自在に軸着する。128は上記のロッ
ド129を摺動自在に支承するブツシュ、130は該ロ
ッド129を図の右方に向けて付勢してカム7オロワ1
27をドグ90に当接せしめているバネである。ドグ9
0は第9図に示す如くブラケット89により摺動自在に
支承されている。レバー100はピン92を支点として
揺動し、一端はドグ90の下面に固着されたT溝をもつ
係止部材91と摺動自在に係合し、他端は引張クバネ1
01により下向へ引張られている。また、ロッド93は
、レバー100と回転自在に係合している。これにより
、ロッド93のY−Y’方向の動作がレバー100゜係
止部材91を介してドグ90に伝達されカム7オロワ1
27を介してロッド129をx −x’方向に摺動せし
める。
次に以上のように構成した送り機構の作動を第13図か
ら第15図について説明する。第13図はロッド129
が右方に動いた状態を示している。この状態でレバー1
45は図示左回り方向に回動すると共に、スライダ14
9と共に右方へ引き寄せられている。このため、送り係
止部材135は上昇してピン134をテープ2の送シ孔
に係合せしめる。この送り係止部材135はアーム12
6に固着したガイド133に嵌合しているのでx −x
’方向には動かずテープ2がx −x’方向に動かない
よう係止している。
次にロッド129が左方に動くと、第14図に示したよ
うにレバー145が図示の右回りに回動して送り係止部
材135を下降せしめると共に送り駆動部材150を上
昇させる。これにより、送シ係止部材135のピン13
4はテープ2の送9孔から抜去され、送り駆動部材15
0のピン140がテープ2の送り孔に係合する。図示の
ごとくストッパボルト144がスライダ147に当接し
てレバー145の回動が係止された後、ロッド129が
図の左方にさらに動くと、スライダ147はレバー14
5と共に左方に摺動する。
このとき、スライダ147に固定したガイド149に嵌
合した送り駆動部材150は図の左方に動かされ、テー
プ2を図の左方へ送る。再びロッド129が右方に動く
際は第15図の如く前記と反対に、送シ係止部材135
が上昇してテープ2のx −x’方向の動きを係止し、
送り駆動部材150は下降した後、右方に引き寄せられ
、第13図の如くボール136がスライダ147の切欠
溝148に係合したときスライダ147のX方向(右方
向)摺動が停止せしめられる。
第12図を参照して容易に理解されるように、ロッド1
29の右方移動中にスライダ147の摺動が係止される
とドグ90とカム7才ロワ1270間に空隙を生じてロ
ッド129が停止する。上述の本実施例の如くスライダ
147の摺動ストロークを規制する手段(上例に於ける
ボール・バネと切欠)を設けておくと、ドグ90の揚程
を変えずにテープ2の送りピッチを調整することができ
る。第13図から第15図について説明した作動から明
らかなように、本実施例の送υ係止部材135はテープ
2に対して垂直方向にのみ摺動し、ピン134をテープ
2の送り孔に対して真直に挿入、抜去せしめる。また、
送り駆動部材150も同様にピン140をテープ2の送
り孔に対して真直に挿入、抜去せしめる。この送り駆動
部材150はx −x’方向の運動もするが、送シ係止
部材135の下降が終るまで(即ち、送り駆動部材15
0の上昇が終るまで)、スライダ147がボール136
と切欠溝148とによって保止されているため、ピン1
40が、送り孔に対して斜めに進入することは無い。そ
の理由は、レバー145の右回り方向の回動がストッパ
ボルト144によって制動された後でないとスライダ1
47がボールと切欠による係止力に打ち勝って左方に摺
動する力を受けないからである。上記のようにして、送
り駆動部材150のピ/140が確実にテープの送り孔
に挿入された後、送り駆動部材150によって所定のス
トロークだけ送られその他の期間は送り係止部材135
によってテープ2を係止しているのでテープ2の送りピ
ッチを正確に一定に保ち得る。
又送り係止部材135と送υ駆動部材150は、垂直方
向に上下動すると共に、ストッパポル) 144゜14
4′によシ上下方向のストロークをテープ2の種類によ
って調整し、各種のテープ2に対応させる。
以上説明した動作によりテープ2は送られるが第2図に
示す如く、テープ2に収納された部品1を取出すために
は、アッパテープ4を剥す必要がある。次に、このアッ
パテープの引き剥し及び巻取シ機構について説明する。
第12図に於てアッパテープ4はテープガイド156a
を過ぎた点からテープ2の送り方向とは反対方向に引張
られる事によp1テーグ2から剥離される。剥離された
アッパテープ4は巻取リール111により巻取られる。
巻取リール111は第9図に於て支持ローラ109、駆
動ロー2110の2点に当接するよう押付ローラ107
によシ押付けられている。押付ローラ107はレバー1
06に回転自在に支持され、レバー106はブラケット
104にビン105で支持されている。
駆動ローラ110の断面構造を第11図に示す。駆動ロ
ーラの本体115はベアリング118によりブラケット
117に回転自在に支承されており、回転はモータ11
2(第10図参照)によりスプライン軸116、ブツシ
ュ119を介してロー2本体115に伝達される。ブラ
ケット117はテーブル131に固定されている。従っ
て、先に述べた如く、テーブル131がモータ85によ
シ左右方向にスライドした場合、当然ブラケット117
も左右方向にスライドする。このため、スプライン軸1
16とブツシュ119の関係は回転のみを伝達し、軸方
向への移動は自由に行なえるものとする。1本の駆動ロ
ー2110に対してセットされたテープ2の数だけ巻取
り一ル111が接する事となシ、このため、駆動ローラ
110と巻取リール111の間は常にスリラグしており
、テープ2が送られた時だけ、その余長分を巻取る動作
を行なう。また、第9図に示した固定カッタ97はブラ
ケット95、支柱94を介してベース7に固定されてお
り、可動カッタ96は、固定カッタ97と一定の間隙を
保ちながら、ロンド98の上下動作により、ピッチ送り
されるテープ2を順次にピッチ寸法に切断して落下させ
る。
(xyテーブルCについて) 次に基板8を位置決めし、所定の位置に部品1が搭載さ
れるようX方向、Y方向に移動するXYテーブル部Cに
ついて説明する。第16図はXYテーブル部の平面図、
第17図は第16図のF−F断面図、第18図は第16
図のG−G断面図を示す。
第16図においてテーブル163はガイド169 、1
70にガイドされ、フレーム162に保持されている。
フレーム162にはラック164が固定され、モータ1
66からカップリング168を介して軸185に固定さ
れているビニオン165が、前記ランク164とかみ合
っている。従ってモータ166を回転させると、ランク
164を介してテーブル163はY −Y’方向に移動
する。更にテーブル163の両側面には第17図に示す
ようにステー186 、186’がテーブル163に固
定されておシ、ステー186 、186’下端にガイド
バー171が保持されている。ガイドバー171はロー
ラ175 、175’によってX方向の両サイドからガ
イドされている。ローラ175 、175’はブラケッ
ト178を介してスライドブロック179に保持され、
スライドブロック179の一端にランク181が固定さ
れている。スライドブロック179を摺動自在に保持す
るブロック180はサブベース177に固定されている
。サブベース177に保持されているモータプラケット
147にモータ182が保持され軸148を介してピニ
オン187が、ラック181とかみ合っている。これに
よりモータ182の回転によってテーブル163はX方
向にスライドする。サブベース177上には第17図に
示すようにローラ175と同様なローラ174 、17
4’ 、 189 、189’がブロック173上に回
転自在に保持されている。ただしブロック173に保持
されているローラはX、Y方向共移動できない。さらに
サブベース177の両端にはサイドブロック160a 
、 160bがありY方向のスライドシャフト161a
 、 161bを保持している。基板8(第16図参照
)は、第17図に示すように、基板供給位置(矢印Qの
位置)で、XYテーブル上の治具251上に供給される
(供給手段は後述する)。第16図において、基板8の
位置決めは、基板押付ローラ257 、258が十分量
いた状態で基板が供給された後、ローラ257 、25
8がバネ259の力により基板8を基準ローラ252a
〜252dに押付ける事により行なわれる。基板8がX
Yテーブル上に位置決め後、XYテーブルが作業位置(
矢印Pの位置)まで移動する。しかるに、XYテーブル
を前述した様な構成とすれば、作業位置Pにおいては、
モータ182を回転させ、ローラ”175 、175’
を介してガイドバー171と一体となったテーブル16
3がX方向に移動させられ任意の位置決めが可能である
またY方向に大きく移動して基板供給位置Qに移動する
ときは、まず、X方向の位置をガイドバー171がロー
ラ174 、174’にガイドされる位置に位置決めし
、次いでY方向に移動すると、ガイトノく−171はロ
ーラ175 、175’から外れ、順次固定ローラを通
過して固定ローラ260 、260’にガイドされて基
板供給位置に達する。ここでY方向を位置決めすればX
方向はすでに固定ローラで位置決めされているので基板
供給に必要な位置決めは完了する0以上述べた如き構成
とすれば、XY両方向移動用のそれぞれのモータ182
及び166がサブベース177上に固定でき、かつ、作
業位置から基板供給位置までの長いストロークを移動さ
せてもガイドバー171は比較的短かくてよい。この事
はテーブルの移動時のイナーシャが少さくて済み、小形
で高速動作をさせる場合、非常に有利である。
次に基板供給部りについて説明する。
第19図は、基板供給部りの平面図であり、第四図は第
19図のH−H断面図、第21図及び第n図は、第19
図の基板チャック部D’ 、 D’の詳細を示す。
第19図に於て基板は0部のXYテーブルに保持されて
いる。また基板の供給側コンベア191には基板ガイド
192 、192’及びストッパ193が取付いている
。201は基板排出側コンベアで矢印方向に駆動する。
基板チャック部D′とD′は、第四図に示すように連結
板205によって連結している。第四図に於てブロック
202とブロック210は連結板205により結合され
、さらにガイドシャフト200に摺動自在に支持されて
いる。ガイドシャフト200はサブベース194に固定
された2ケのブラケット195a 、 195bに支持
されている。またブロック202及び210には軸20
3及び212が摺動自在に係合している。軸203の上
端部にグレー) 190mが、軸212の上端部にはプ
レー) 190bがそれぞれ固着し、グレー) 190
1Lと190bは接続板208によって各々連結されて
いる。また、連結板205の中央部にシリンダ207が
取付られておp1該シリンダ207のロッドは接続板2
08に固接されている。このため、シリンダ207によ
り軸203 、212を案内としてプレー) 190a
 、 190b ti各々上下動作を行なうことができ
る。また、第19図に示すように、サブベース194に
固定されたブラケット197に取付いているシリンダ1
98は、そのロッド先端がL金具199を介してブロッ
ク210に接続されている。
このため、プレー) 190m 、 190bは軸20
0をガイドとして、シリンダ198によ、2x−X方向
に任意に摺動する。また、196a 、 196bはス
トッパボルトでストローク調整を行なう。第四図に示す
213゜214は、ショックアブソーバでシリンダ19
8の前進、後退端での衝撃緩和をする。次に第21図、
22図に於て歯車207 、206は互いにかみ合って
おりさらにプレー) 190aに固設された軸206’
 、 207’に回転自在に係合している。また、歯車
207にはレバー203が、歯車206にはレバー20
4が各々接続されており、レバー203の他端はシリン
ダー202のロッドに、回転自在に接続されている。シ
リンダ202の他端はブロック217に揺動自在に支持
されている。また、爪部214 、215は軸213で
摺動自在に支持され、軸213はプレート190aに固
設されたブラケツ) 212 、211に支持されてい
る。爪部214 、215にはビン208 、205が
各々固設され、プレー) 190aの長穴を通って上部
に突き出しておυ、レバー203及び204に轟接する
。すなわち、シリンダ202のロッドが引込んだ時はレ
バー203がピン208に轟って爪部214は開く方向
に移動し、同時にレバー203、歯車207及び206
を介してレバー204がビ/205に当り爪部215も
開く方向に移動する。前記シリンダ202のロッドが突
き出した時は上記動作と逆に爪部214 、215が閉
じる方向に動作し基板をチャックする。尚、爪部214
゜215の端面にはバネ216が取付けられておp1爪
部の閉じる力(基板をチャックする力)を附与する。
以上述べた構成の基板チャック機構をD′部とD“部の
2ケ所に有している。
次に基板供給動作を説明すると、第19図は基板を供給
、排出する直前の状態を示している。すなわち、供給コ
ンベア191上を流れて来た基板はストッパ193によ
りストップしている。一方、 XYテーブル上の基板(
部品1の搭載が完了したもの)は、クランプレバ−26
2がストッパ261に当ってクランプを開放した状態と
なっている。また、爪部214 、215はシリンダ2
02により開いた状態としておく。上記状態で、シリン
ダ207によりチャック部D’、D“が各々下降する。
下降端でクランプシリンダ202が閉じて、爪部214
 、215の先端部が、コンベア191上の基板、及び
XYテーブル上の基板を同時にチャックする。
次に、シリング゛207が働き、チャック部D’、D’
を上昇させる。その後、シリンダ198が前進し、チャ
ック部D′はXYテーブル上に、チャック部D′は、排
出コンベア20i上に移動する。ここで再び、シリンダ
207が作動しチャック部D’ 、 D″を下降させた
後、シリンダ202によジ、爪部214 、215を開
状態として、各々の基板を、XYテーブル上にセツトー
シ、またもう一方では排出コンベア201上へ排出する
。このように基板8の供給と排出を同時に行なう事に、
より、基板交換時間の短縮を図っている。
(視覚認識部Eについて) 次に視覚認識部Eについて説明する。
先に述べた部品供給部Bで吸着ノズル54が下降し、テ
ープ2に収納されている部品1を吸着後、吸着ノズル5
4が上昇し、インデックス装置12により、インデック
スすると部品1は視覚認識部に搬送されて来る。部品1
がテープ2に収納されている状態を第5図に示す。本図
から明らかなように。
部品1はテープ2の凹部6内に間隙を有して収納されて
いるため四部6内を自由に動き得る状態にある。従って
、吸着ノズル54に吸着された部品1そこで、第n図に
示す如き構成により部品1の姿勢を検出し、修正後搭載
する。
部品1を吸着した吸着ノズル54dの下方に鏡232を
もつ反射板231がホルダー233により光学系の鏡筒
234に保持されており、鏡筒234の他端には、カメ
ラ239が接続され、検出系全体はブラケット238に
より、ベース7に固定されている。
この検出系により、部品1の像は鏡232で反射して光
学系234 、237を介してカメラ239に達し、こ
の像をVイクロコンピュータを用いた画像処理装置(図
省略)によって処理することにより、部品1の位置、形
状を認識する。このデータに基き、次の搭載位置にイン
デックスする間に、所定の回−転角になるように角度の
補正量を第5図に示すノくルスモーク63 、60に与
えて吸着ヘッド54を回転させ、同時に、基板8を位置
決めしているXYテーブル部Cのモータ166 、18
2にXY方向のづれ貴を送り補正量を加えた位置に位置
決めすれば部品1は、基板8の所定の位置に搭載される
。第24図に示T如く、ノズルホルダー43の下面にバ
ンクプレート230を設置し、う/グ235a 、 2
35bを各々バックグレート230の斜め下方に設置し
部品1を直接照らさず、バックプレート230の下面を
照明することにより、部品1をシルエツト像としてとら
える。これによシ部品1の半田面や、金属光沢面による
ハレーション等を起さず、鮮明な画像が得られる。次に
カメラ239に入力された画像は電圧信号に変換されて
画像処理部に送られる。画像処理部では、第が図に示す
如く画面、ABCD内に部品1(4点のコーナをa、b
、c、dとする〕が取り込まれたとき画面の走査方向を
A−+Dの方向として順次上辺より走査し背景部分を白
、部品1を黒の2値で表示した時、黒の生じ始める点a
1黒の消える点C1黒の始まる点が不連続になる点、す
なわち単調増加ないし単調減少が変わる点す。
dをめこの4点を部品1の4つの頂点として部品1の位
置を算出する。この結果を元に補正量をめる。令息0を
部品1の像の本来有るべき位置とし、x、y軸に部品1
の像の辺が平行で有るべきものとする。この時点a、b
、a、dの座標を’ (x1+3’1) b (”2+
3’2)’c(x3.y3) d(xII 。
yll)とすれば傾きΔθは、 る。
ついで回転中心(−吸着ヘッド54の像中心)0のまわ
りにΔθだけ回転させて回転角の補正をしたと仮定した
とき、部品の像中心の座標P(xO。
yO)はP′(xo′、yo′)に移る。xo′、yo
′はyo′=艮亜隠sin (θ。+θ) θo = jan−1玉 となる。
xO ここでxO+ ’!0は )’1+72+)’う+yロ でめられる。
以上により、Δθ+ xQ’ + 3’O’を補正値と
して制御用マイクロコンピュータへデータとして送り、
Δθ は第6図のノ(ルスモータ63 、60へX。/
 、y 0/は第18図のモータ182 、166へ補
正値としてマイクロコンピュータから指令を出し、各々
補正量だけ動作させると、部品1は正しい位置に搭載さ
れる。
このように構成した視覚認識部において、吸着ヘッド5
4にて吸着している部品1の姿勢を光学的に認識し、認
識したデータを電気信号に変換し、この電気信号によっ
て吸着ヘッド54を回転して部品1の姿勢を調整すると
共に、XYテーブルの位置合せを行なうことにより、非
接触で部品1を正確に基板8上に搭載する。
〔発明の効果〕
以上詳述した通り本発明の電子部品搭載装置によれば、
部品供給部より供給されてきた部品を吸着ヘッドで吸着
し、吸着されたこの部品を視覚認識部で光学的に認識し
、認識したデータを基に上記吸着ヘッドを回転させて部
品の姿勢を調整すると共にXYテーブルの位置を決める
ようにしたので、部品にはまったく触れずに非接触の状
態で、部品を正確に基板上に搭載することができ、部品
のバリとか形状不良による位置決め不良がまったくなく
、部品を正確に基板上に搭載することができると共に、
部品の落下及び破損はまったく起らない。
又非接触であるので、従来のような爪部の定期的な検査
、調整、及び取替がまったく不要であるので、これらに
費す時間は皆無となり、生産性を大巾に向上することが
できた。
又部品供給部において、垂直に上下動する送シ係止部材
と送り駆動部材とを設け、レバーを介してテープの送り
ストロークと、上記上下動のストロークとを調整可能に
したので、各種のテープ(部品)に対応させることがで
きて部品供給部の取替えが不要となり、大巾に生産性を
向上することができた。
又搭載ヘッド部において、テーブルを回転する主軸と同
心状に、吸着ヘッド回転軸を設け、2個一対の吸着ヘッ
ドを自転するようにして部品の姿勢を調整するようにす
ると共に、テーブルによって吸着ヘッドを公転して部品
の彰載を行なうようにしたので、部品の姿勢の調整と移
載が敏速に行なわれ、生産性を大巾に向上することがで
きた。
又xyテ丁プルの駆動用え一夕を固定板に取付けて、X
Yテーブルの重量を軽くすると共に、ガイドによってX
YテーブルのX又はY方向の一方を固定化して基板の受
入れを容易にしたので、XYのテーブルの移動速度を早
くすることができると共に基板の位置合せを容易にし、
生産性を犬巾罠向上することができた。
又視覚認識部において、部品をシルエツト像としてとら
えたので、部品の半田面や金属光沢面によるハレーショ
ン等が起らず、鮮明な画像が得られ、種々の部品に対す
る適用が可能で65.、更には、正確な部品の姿勢が得
られるので、部品の位置決めがよυ正確となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電子部品搭載装置の外観図、第2
図は、電子部品の外観図、第3図は、第2図のL−L断
面図、第4図は、搭載ヘッド部の正面図、第5図は、第
4図のA−Aiにおける矢視図、第6図は搭載ヘッドの
垂直断面図、第7図は、第6図のB−B断面図、第8図
は第6図のC−C断面図、第9図は部品供給部の側面図
、第10図は第9図のD−DIにおける矢視図、第11
図は第10図のE−E断面図、第12図は、第10図B
′部の断面図、第13図〜第15図は第12図の動作工
程図、第16図はXYテーブルの平面図、第17図は第
16図のF−F断面図、第18図は第16図のG−C断
面図、第19図は基板供給部の平面図、第20図は第1
9図のH−FI断面図、第21図は第19図に示すD’
、D“部を部分拡大して示した平面図、第22図は第2
1図の縦断面図、第β図は視覚認識部の全体を示す側面
図、第U図は、照明部分を拡大して示した側面図、第5
図は部品の状態を示す平面図、第が図は部品検出を説明
するために示した説明用図である。 ■・・・部品、2・・・テープ、3・・・チーブリール
、8・・・基板、12・・・インデックス装置、加重出
力軸、讃・・・中空状の主軸、54a〜54d・・・吸
着ヘッド、53゜66 、67・・・歯車(伝達機構)
、55・・・吸着ヘッド回転軸、72・・・中空状の吸
着ヘッド回転軸、230・・・バックプレート、231
・・・反射板、232・・・鏡、239・・・カメラ。 A・・・搭載ヘッド部 B・・・部品供給部 C・・・XYテーブル D・・・基板供給部 E・・・視覚認識部 代理人 弁理士 秋 本 正 実 第1図 第2図 第3図 1 第7図 38a 36a 第8図 第21図 第22図 と14 35b 〆 第25図 第26図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 テーピングされた電子部品を吸着ヘッドの下方に
    搬入する部品供給部と、供給されてきた部品を吸着し、
    吸着した状態で電子部品を回動して電子部品の姿勢を調
    整すると共にその電子部品を上記部品供給部から基板上
    に移載し搭載する搭載ヘッド部と、上記吸着ヘッドに吸
    着した電子部品の姿勢を光学的に監視し吸着ヘッドの自
    転を自動調節する視覚認識部と、電子部品を搭載する基
    板のX−Y方向の位置決めをすると共に上記吸着ヘッド
    の下方の所定位置に基板を配置するX−Yテーブルとか
    ら成る電子部品搭載装置。 2 テーピングされた電子部品を吸着ヘッドの下方に搬
    入する部品供給部と、中空状の主軸の下端に取付けられ
    複数個の吸着ヘッドを同時に公転させるテーブルを設け
    、このテーブルに上下動可能なように複数個の吸着ヘッ
    ドを設け、上記主軸の中空部に挿通し伝達機構を介して
    2個1対の吸着ヘッドを自転させる吸着ヘッド回転軸を
    設けた搭載ヘッド部と、上記吸着ヘッドに吸着した電子
    部品の姿勢を光学的に監視し吸着ヘッドの自転を自動調
    節する視覚認識部と、電子部品を搭載する基板のx−Y
    方向の位置決めをすると共に上記吸着ヘッドの下方の所
    定位置に基板を配置するX−Yテーブルとから成る電子
    部品搭載装置。 3、特許請求の範囲第2項記載の電子部品搭載装置にお
    いて、ヘッド部はその主軸の外周に溝を設け、該溝に連
    通ずるように主軸の壁内に縦穴を設け、該縦穴と吸着ヘ
    ッドの中空部とをパイプによって連通し、一方主軸の外
    周にシールリングを嵌装し、該シールリングを貫通し上
    記溝を介して縦穴に連通し、シールリングの貫通孔から
    吸着ヘッドの中空部に連通ずる真空回路を形成したこと
    を特徴とする電子部品搭載装置。 4、頭部にテープの送り孔に嵌合する突起を有し上下動
    可能に送り係止部材をテーブルに固定し、一方頭部にテ
    ープの送り孔に嵌合する突起を有し上下動可能に送p駆
    動部材をスライダに固定し、該送り駆動部材と上記送り
    係止部材をレバーの両端にピン連結すると共に該レバー
    の中央部に支点を設け、該支点を中心にレバーを回動し
    て送り係止部材と送り駆動部材とを交互に上下動すると
    共にスライダを介して送シ駆動部材を水平移動するよう
    にした部品供給部と、供給されてきた部品を吸着し、吸
    着した状態で電子部品を回動して電子部品の姿勢を調整
    すると共にその電子部品を上記部品供給部から基板上に
    移載し搭載する搭載ヘッド部と、上記吸着ヘッドに吸着
    した電子部品の姿勢を光学的に監視し吸着ヘッドの自転
    を自動調節する視覚認識部と、電子部品を搭載する基板
    のX−Y方向の位置決めをすると共に上記吸着ヘッド下
    方の所定位置に基板を配置するX−Yテーブルとから成
    る電子部品搭載装置。 5、 テーピングされた電子部品を吸着ヘッドの下方に
    搬入する部品供給部と、供給されてきた部品を吸着し、
    吸着した状態で電子部品を回動して電子部品の姿勢を調
    整すると共にその電子部品を上記部品供給部から基板上
    に移載する搭載ヘッド部と、上記吸着ヘッドに吸着した
    電子部品の姿勢を光学的に監視し吸着ヘッドの自転を自
    動調節する視覚認識部上、基板のX−Y方向の位置を決
    めるテーブルを設け、該テーブルのX又はY方向の一方
    を固定ガイドにて固定し、上記テーブルをX方向及びY
    方向に移動させる駆動モータを固定ベースに固定しfc
    X−Yテーブルとから成る電子部品の搭載装置。 6、 テーピングされた電子部品を吸着ヘッドの下方に
    搬入する部品供給部と、供給されてきた部品を吸着し、
    吸着した状態で電子部品を回動して電子部品の姿勢を調
    整すると共にその電子部品を上記部品供給部から基板上
    に移載し搭載する搭載ヘッドと、上記吸着ヘッドにバッ
    クプレートを取付は吸着した電子部品をシルエツト像と
    してとらえ、この像を電気信号に変換し、この信号によ
    って吸着ヘッドの自転を自動調節する視覚認識部と、電
    子部品を搭載する基板のX−Y方向の位置決めをすると
    共に上記吸着ヘッドの下方の所定位置に基板を配置する
    X−Yテーブルとから成る電子部品搭載装置。
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