JP2002106558A - リニアガイド及び電子部品装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レールの剛性を高めると共に、軽量化を図る
こと。 【解決手段】 垂直レール３８（レール）とスライドユ
ニット３９（ナット）とで、リニアガイドを構成し、前
記垂直レール３８は鉄又はステンレス材料で作製されて
角柱状を呈しており、両側面部には前記スライドユニッ
ト３９の突部３９Ａ及びボール４７が嵌入するガイド溝
３８Ａが形成されている。また、垂直レール３８はその
長手方向に貫通する孔３８Ｂが形成され、該レール３８
の剛性を高めると共に、軽量化が図られている。即ち、
該垂直レール３８は中空状を呈するが、前記孔３８Ｂの
断面形状は四角形状でも、円形状でも良い。この場合、
アルミニウムとセラミックス材料の混合で作製されたセ
ランクス材料の充填材５０で前記孔３８Ｂを充填するよ
うにして剛性を高めることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レールに沿ってナ
ットが相対的に移動するリニアガイドに関する。また、
このリニアガイドを利用した電子部品装着装置、詳述す
れば、インデックスユニットの駆動により間欠回転する
ロータリテーブルの周縁に複数配設された装着ヘッドが
部品供給部にてカムの回転によりナットにガイドされて
該ロータリテーブルに対して垂直レールを介して昇降し
て電子部品を取り出し、前記テーブルの回転により移動
した前記装着ヘッドにてプリント基板に該部品を装着す
る電子部品装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このリニアガイドにおけるレールは、一
体もので、かつ空洞部もないので、剛性に乏しかった。
またレールの剛性を得るため該レールを太くすることは
レールの重量の増加となるため、好ましくない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、レー
ルの剛性を高めると共に、軽量化することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このため第１の発明は、
レールに沿ってナットが相対的に移動するリニアガイド
において、前記レールに中空部を形成したことを特徴と
する。

【０００５】また第２の発明は、前記レールの中空部に
セランクス材を充填したことを特徴とする。

【０００６】更に第３の発明は、インデックスユニット
の駆動により間欠回転するロータリテーブルの周縁に複
数配設された装着ヘッドが部品供給部にてカムの回転に
よりナットにガイドされて該ロータリテーブルに対して
垂直レールを介して昇降して電子部品を取り出し、前記
テーブルの回転により移動した前記装着ヘッドにてプリ
ント基板に該部品を装着する電子部品装着装置におい
て、前記垂直レールに中空部を形成したことを特徴とす
る。

【０００７】第４の発明は、前記電子部品装着装置にお
いて、前記垂直レールの中空部にセランクス材を充填し
たことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき実施形態につ
き説明する。図１に於いて、１はＹ軸モータ２の駆動に
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の駆動により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、電子部品あるいは部品
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。

【０００９】７は供給台であり、電子部品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に固定された図
示しないナットを介して、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の外縁部には後
述するように吸着ノズル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。

【００１０】前記吸着ノズル１４が部品供給装置８より
部品５を吸着し取出す装着ヘッド１５の停止位置（図１
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。

【００１１】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により吸着ノズル
１４に対する部品５の位置ずれの認識がなされる。

【００１２】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１中下方の黒丸の
付された位置）であり、装着ヘッド１５のロータリテー
ブル１３に対する下降により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。

【００１３】以下に図２、図３及び４に基づき装着ヘッ
ド１５について説明する。装着ヘッド１５はガイドレー
ル１７に取り付けられたヘッド上下テーブル２９に取り
付けられており、ガイドレール１７に摺動可能に取り付
けられたナット体３０がロータリテーブル１３に取り付
けられている。従ってヘッド１５はロータリテーブル１
３に対して上下動可能となっている。

【００１４】前記ヘッド上下テーブル２９の上部には取
付板３１が取り付けられ、該取付板３１には１対のカム
フォロア３２、３３が取り付けられている。該１対のカ
ムフォロア３２、３３はカムフォロア３３がバネ３６
（図５参照）により上方に付勢されていることによりフ
レーム３４の下方に吊り下げられ固定されている円筒リ
ブカム３５を挟み込む。カムフォロア３２、３３がリブ
カム３５を挟むことにより上下方向の位置が規制されて
ヘッド１５はロータリテーブル１３の間欠回転により移
動するものである。

【００１５】また、ヘッド１５にはモータが組み込まれ
ており、吸着ノズル１４を鉛直軸線まわりに回転させ
る。該ノズル１４はヘッド１５内の回転中心軸に対して
偏心した位置に複数本該ヘッド１５に対して出入自在に
設けられている。

【００１６】図２において、吸着ステ−ションＩ及び装
着ステ−ションＩＩの位置にては円筒リブカム３５は切
り欠かれており、この切り欠き内にローラレスト３７が
昇降可能に設けられている。従って、ヘッド１５は該ス
テ−ションにて間欠回転の停止中に上下動して電子部品
５の吸着及び装着が行われる。

【００１７】ローラレスト３７は垂直レール３８に取り
付けられており、該垂直レール３８はフレーム３４に固
定されたスライドユニット３９にガイドされて上下動を
行うが該レール３８はローラ４０を介してレバー４１に
支持されている。

【００１８】前記垂直レール３８（レール）と前記スラ
イドユニット３９（ナット）とで、リニアガイドを構成
する。前記垂直レール３８は鉄又はステンレス材料で作
製されて角柱状を呈しており、両側面部には前記スライ
ドユニット３９の突部３９Ａ及びボール４７が嵌入する
ガイド溝３８Ａが形成されている。また、垂直レール３
８はその長手方向に貫通する孔３８Ｂが形成され、該レ
ール３８の剛性を高めると共に、軽量化が図られてい
る。このため、垂直レール３８を昇降するための力、即
ち、レバー４１あるいは後述するカム４４の駆動力を低
減することが可能となる。

【００１９】即ち、該垂直レール３８は中空状を呈する
が、前記孔３８Ｂの断面形状は図８及び図９のように大
きな四角形状でも、図１０のように２つの四角形状で
も、図１１のように複数個の円形状でも、図１２のよう
に４つの四角形状でも良い。この場合、図１２に示すよ
うにアルミニウムとセラミックス材料の混合で作製され
たセランクス材料の充填材５０で前記孔３８Ｂを充填す
るようにして剛性を高めることもできる。このセランク
ス材の熱膨張率は、前記垂直レール３８と同じである。

【００２０】尚、垂直レール３８とスライドユニット３
９（ナット）とのスライド部（ガイド溝３８Ａ）や装着
ヘッド１５の駆動部等へ油を供給するためのパイプ（図
示せず）、及び各種の配線等（図示せず）を前記孔３８
Ｂに挿通させることにより、垂直レール３８が前記パイ
プや配線等の支持部として兼用できるものである。前記
配線は、例えば装着ヘッド１５に設けられた吸着ノズル
１５のθ回転用モータへの動力線や真空吸引して部品５
を吸着する真空バルブへの動力線や、モータにおける原
点検出素子への通信線等がある。

【００２１】更に、本電子部品装着装置における水平レ
ール７１とナット７２など全てのナット及びレールとで
構成されるリニアガイドを図８から図１２で示すような
構成にしても良い。

【００２２】該レバー４１はカムフォロア４３がカム４
４の外周に圧縮バネ４５により押し付けられており、該
カム４４の回動により該バネ４５に抗して揺動し、その
結果垂直レール３８、即ち装着ヘッド１５が上下動す
る。

【００２３】次に、図２、図５及び図７において、４６
はインデックスユニットであり、図示しないモータの出
力軸４８の回転が減速機４９により減速され該ユニット
４６に入力され、該ユニット４６の出力軸６０が間欠的
に所定角度を割り出し回転し、該出力軸６０に連結され
たロータリテーブル１３の間欠回転を駆動する。該減速
機４９の出力軸であるインデックス入力軸５１はユニッ
ト４６のハウジング５２を貫通して設けられており、イ
ンデックスユニット４６のハウジング５２には前記カム
４４が固定されたカム軸５３が貫通して設けられ、該カ
ム軸５３はハウジング５２で回転可能に支持されてお
り、ユニット４６の内部の間欠回転を駆動する構造物を
避けた位置で吸着ステ−ションＩ及び装着ステ−ション
ＩＩＩを結ぶ直線に可能な限り近付け、また可能な限り
下方の位置に設けられている。

【００２４】該カム軸５３に固定されたカム軸プーリ５
４と入力軸５１に固定された入力軸プーリ５５の間には
タイミングベルト５６が掛け渡されており、入力軸５１
の回転がカム軸５３に伝達されるようになされている。
従って、図示しないモータの回転によりインデックスユ
ニット４６を介したロータリテーブル１３の間欠回転に
同期してカム軸５３が回動し、カム４４に当接して転動
するカムフォロア４３が上下し該カムフォロア４３が設
けられているレバー４１が支点４２のまわりに揺動して
該レバー４１にローラ４０を介して支持されて図示しな
いバネに下方に付勢されている垂直レール３８を昇降さ
せ、吸着ステ−ションＩにおけるヘッド１５の昇降が行
われる。カム軸５３のハウジング５２から反対側に突出
した部分には装着ステ−ションＩＩＩにおいて装着ヘッ
ド１５を昇降させるためのカム５７が固定されており、
吸着ステ−ションＩと同様な図５に示すようなヘッド１
５を昇降させる機構が備えられている。

【００２５】カム軸５３がハウジング５２内で垂直レー
ル３８に近い位置に設けられているため、ハウジング５
２に支点４２にて揺動可能に設けられた１本のレバーの
みにより、さらには該レバー４１のカムフォロア４３が
係合する位置及びローラ４０が係合する位置の距離を高
速にカム４４が回動しても追従できるように短くでき
る。

【００２６】次に、図２において、部品供給装置８はテ
ープリール２８に巻回された図示しないテープに封入さ
れた電子部品５を昇降する昇降レバー２６が揺動レバー
２７に係合して揺動させることにより１ピッチずつ送り
吸着ノズル１４の取り出し位置に供給するものである。
昇降レバー２６の昇降はインデックスユニット４６のハ
ウジング５２外に設けられた図示しないカム軸に固定さ
れたカムが前記ベルト５６がさらに該カム軸に掛け渡さ
れ回動することによりヘッド１５の昇降と同様な機構に
より昇降されるが、この昇降の位置はヘッド１５の昇降
する位置よりもインデックスユニット４６より離れた位
置であるためユニット４６外に設けられていても、１本
のレバーにより追従性よく昇降させることが可能とな
る。

【００２７】図２及び図７において、６６はバネ収納筒
でありインデックス入力軸５１へのロータリテーブル１
３よりのトルク変動を補償するための図示しないカウン
タバランス機構を構成するバネを内蔵する。

【００２８】以上の構成により以下動作について説明す
る。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。即ち、図示しないモ
ータの回転によりインデックスユニット４６を介してロ
ータリテーブル１３が間欠回転し、吸着ステ−ションＩ
に装着ヘッド１５の１つが達して停止する。装着ヘッド
１５の移動中はカムフォロア３２、３３がリブカム３５
に案内されて移動してローラレスト３７に乗り移り停止
するものである。

【００２９】次に、当該ヘッド１５が吸着ステ−ション
Ｉに移動している間に図示しない記憶部に記憶された装
着データに従って、供給台７が移動し供給すべき電子部
品５の部品供給装置８が吸着ステ−ションＩの吸着ノズ
ル１４の吸着位置に停止しており、ヘッド１５の下降に
よる該ノズル１４の下降により電子部品５が吸着して取
り出される。

【００３０】即ち、ヘッド１５が停止すると入力軸５１
の回転により図示しないカムが回動して昇降レバー２６
が昇降して揺動レバー２７を揺動させ。図示しないテー
プを送って部品５を取り出し位置に供給し、一方カム４
４の回転によりレバー４１が図６の位置から図５の位置
に揺動して、垂直レール３８はローラ４０を介して支持
されており、該垂直レール３８はスライドユニット３９
にガイドされて下降する。従って装着ヘッド１５が下降
して吸着ノズル１４が電子部品５を真空吸着して取り出
し、図５の位置からの更なるカム４４の回転によりヘッ
ド１５が上昇する。この装着ヘッド１５の昇降のストロ
ークはローラ４０及びレバー４１などがカム４４の外周
の変位に正確に追従するので高速に昇降しても正確に下
降すべき位置まで下降して部品５の吸着が安定して行わ
れる。

【００３１】次に、入力軸５１がさらに回転すると、ロ
ータリテーブル１３は停止状態から移動を開始して吸着
ノズル１４が電子部品５を保持した状態で次のステ−シ
ョンに移動する。この間にカムフォロア３２、３３はロ
ーラレスト３７よりリブカム３５に乗り移る。

【００３２】次に、吸着ステ−ションＩには他のヘッド
１５が同様にして移動して、同様にして部品５の吸着が
行われる。次に、ロータリテーブル１３の間欠回転によ
り、電子部品５を保持したヘッド１５が認識ステ−ショ
ンＩＩに移動すると、部品認識装置１６により吸着ノズ
ル１４に吸着された電子部品５の認識が行われる。

【００３３】部品５のノズル１４の回転中心に対する位
置ずれが認識されると該認識結果に基づいて補正が行わ
れ、部品５が図示しない前記装着データに示される方向
を向くように装着ヘッド１５内のモータが駆動され吸着
ノズル１４が回転する。

【００３４】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
めが終了した電子部品５をＸＹテーブル３の移動により
位置決めされたプリント基板６に装着する。該位置決め
は前記装着データで示す位置に装着されるように認識結
果の補正が加えられて行われる。また、装着ヘッド１５
の昇降は吸着ステ−ションＩでの昇降と同様にしてカム
軸５３の回動により行われる。

【００３５】以上本発明の実施態様について説明した
が、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替
例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸
脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包
含するものである。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明は、レールの剛性を
高めると共に、軽量化を図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子部品装着装置の平面図である。

【図２】電子部品装着装置の側面図である。

【図３】装着ヘッドを示す側面図である。

【図４】装着ヘッドを示す側面図である。

【図５】装着ヘッドを昇降させる機構を示す側面図であ
る。

【図６】装着ヘッドを昇降させる機構を示す側面図であ
る。

【図７】インデックスユニットを示す平面図である。

【図８】垂直レール及びスライドユニットを示す斜視図
である。

【図９】垂直レール及びスライドユニットを示す縦断側
面図である。

【図１０】垂直レール及びスライドユニットを示す縦断
側面図である。

【図１１】垂直レール及びスライドユニットを示す縦断
側面図である。

【図１２】垂直レール及びスライドユニットを示す縦断
側面図である。

【符号の説明】

８ 部品供給装置 １３ ロータリテーブル １４ 吸着ノズル １５ 装着ヘッド ３８ 垂直レール（レール） ３８Ｂ 孔 ３９ スライドユニット（ナット） ４４ カム ４６ インデックスユニット ５０ 充填材（セランクス材料）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 臼井 克尚 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 永田 隆裕 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3J104 AA12 AA34 AA65 AA69 AA74 AA76 BA05 CA01 CA11 DA12 EA10 5E313 CD06 EE24

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レールに沿ってナットが相対的に移動す
   るリニアガイドにおいて、前記レールに中空部を形成し
   たことを特徴とするリニアガイド。
2. 【請求項２】 前記レールの中空部にセランクス材を充
   填したことを特徴とする請求項１に記載のリニアガイ
   ド。
3. 【請求項３】 インデックスユニットの駆動により間欠
   回転するロータリテーブルの周縁に複数配設された装着
   ヘッドが部品供給部にてカムの回転によりナットにガイ
   ドされて該ロータリテーブルに対して垂直レールを介し
   て昇降して電子部品を取り出し、前記テーブルの回転に
   より移動した前記装着ヘッドにてプリント基板に該部品
   を装着する電子部品装着装置において、前記垂直レール
   に中空部を形成したことを特徴とする電子部品装着装
   置。
4. 【請求項４】 前記垂直レールの中空部にセランクス材
   を充填したことを特徴とする請求項３に記載の電子部品
   装着装置。