JP2002271093A - 電気部品装着システム - Google Patents

電気部品装着システム

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JP2002271093A
JP2002271093A JP2001062862A JP2001062862A JP2002271093A JP 2002271093 A JP2002271093 A JP 2002271093A JP 2001062862 A JP2001062862 A JP 2001062862A JP 2001062862 A JP2001062862 A JP 2001062862A JP 2002271093 A JP2002271093 A JP 2002271093A
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Shinsuke Suhara
信介 須原
Yusuke Tsuchiya
祐介 土谷
Takayuki Mizuno
貴幸 水野
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Fuji Corp
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Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気部品装着システムの装着作業の能率を向
上させる。 【解決手段】 間欠回転盤126の間欠回転により複数
の部品保持装置140を移動,停止させ、電気部品の吸
着,装着を行う。部品保持装置140のノズル保持部材
202に複数の吸着ノズル210を保持させる。吸着ノ
ズル選択位置に設けた係合部材262をノズル保持部材
202の係合溝260に係合させ、ノズル保持部材20
2を回転させて所望の吸着ノズル210を作用位置に位
置決めする。係合部材262と回転部材252とをオル
ダム継ぎ手330で連結することで、係合部材262
の、ノズル保持部材202の旋回軌跡における周方向の
相対移動を許容しつつノズル選択用モータ282の回転
を伝達可能とする。ノズル保持部材202が吸着ノズル
選択位置から旋回運動を開始した後もノズル保持部材2
02に回転を伝達でき、ノズル選択に要する時間を確保
しつつノズル保持部材202の停止時間を短縮できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気部品(電子部
品を含む)の装着システムに関するものであり、特に、
装着能率の向上に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電気部品装着システムには、例えば、特
開平6−342998号公報に記載されているように、
複数の部品保持装置を共通の旋回軸線まわりに旋回さ
せ、電気部品の回路基板への装着を行わせるシステムが
ある。複数の部品保持装置は、垂直軸線まわりに回転可
能に設けられた間欠回転盤に、その回転軸線を中心とす
る一円周上に等角度間隔に設けられ、間欠回転盤が間欠
回転させられることにより、複数の部品保持装置は上記
回転軸線のまわりに旋回させられ、複数の停止位置のう
ちの一つである保持位置において部品供給装置から電気
部品を取り出し、別の停止位置である装着位置において
電気部品を回路基板に装着する。
【0003】上記部品保持装置は、複数の吸着ノズル
と、それら吸着ノズルを保持して回転軸線まわりに回転
可能であり、回転により複数の吸着ノズルのうちの一つ
を作用位置に位置決めするノズル保持部材とを備えたも
のであって、保持部材回転装置により回転させられる。
保持部材回転装置は、ノズル保持部材の被係合部に係
合,離脱可能な係合部材を備えて、ノズル保持部材の前
記複数の停止位置の一つに設けられ、係合部材が係合,
離脱装置によりノズル保持部材の被係合部に係合させら
れて、ノズル保持部材を回転させる。それによって、ノ
ズル保持部材に保持された複数の吸着ノズルのうちの1
つが選択されるのであるが、従来、このノズル選択時に
は、部品保持装置を上記旋回軸線まわりに旋回させる旋
回装置が、所望の吸着ノズルが作用位置に位置決めされ
るまで停止させられていた。したがって、ノズルの選択
に要する時間が、電気部品の取出しや装着に要する時間
より長い場合には、余分に旋回装置を停止させる必要が
あり、装着作業の能率低下の一因となる場合があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題,課題解決手段および効
果】本発明は、以上の事情を背景とし、電気部品装着シ
ステムの装着作業の能率を向上させることを課題として
なされたものであり、本発明によって、下記各態様の電
気部品装着システムが得られる。各態様は請求項と同様
に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の
項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまで
も本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記
載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に
記載のものに限定されると解釈されるべきではない。ま
た、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それ
ら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけ
ではない。一部の事項のみを選択して採用することも可
能なのである。
【0005】(1)それぞれ複数の吸着ノズルを保持し
て回転軸線まわりに回転可能であり、回転により複数の
吸着ノズルのうちの一つを作用位置に位置決めする複数
のノズル保持部材と、それら複数のノズル保持部材を共
通の旋回軸線まわりに旋回させるとともに、予め定めら
れた複数の停止位置に順次停止させる旋回装置と、前記
ノズル保持部材の被係合部に係合,離脱可能な係合部材
を備えて前記複数の停止位置の一つに設けられ、係合部
材がノズル保持部材の被係合部に係合してノズル保持部
材を回転させる保持部材回転装置と、前記係合部材を前
記ノズル保持部材の被係合部に係合,離脱させる係合,
離脱装置とを含み、前記複数の停止位置の一つにおいて
前記作用位置にある吸着ノズルにより電気部品を保持
し、前記複数の停止位置の別の一つにおいて回路基板に
装着する電気部品装着システムにおいて、前記保持部材
回転装置を、前記係合部材の、少なくとも、前記旋回装
置による前記ノズル保持部材の旋回軌跡の周方向の移動
を許容しつつ、その係合部材を回転させ得るものとした
ことを特徴とする電気部品装着システム(請求項1)。
保持部材回転装置を、係合部材の旋回装置によるノズル
保持部材の旋回軌跡の周方向の移動を許容しつつ、その
係合部材を回転させ得るものとすれば、係合部材を上記
旋回軌跡の周方向の移動に追従させつつ、係合部材の回
転をノズル保持部材の被係合部に伝達させることが可能
となる。したがって、吸着ノズルの選択のためのノズル
保持部材の回転運動の少なくとも一部を、旋回装置によ
る吸着ノズルの旋回運動と並行して行わせることができ
る。従来は、吸着ノズルの旋回が停止している間にのみ
ノズル保持部材を回転させて吸着ノズルを選択していた
ため、吸着ノズルの所要旋回停止時間が長くなり、装着
作業の能率低下の一因となることがあったのであるが、
そのような事態の発生を良好に回避することができるの
である。保持部材回転装置を、係合部材の、少なくと
も、旋回装置によるノズル保持部材の旋回軌跡の周方向
の移動を許容しつつ、その係合部材を回転させ得るもの
とするための一手段は、次項に記載のものであるが、そ
れに限定されるわけではなく、例えば、保持部材回転装
置全体が、ノズル保持部材の旋回に追従しつつノズル保
持部材を回転させるようにすることも可能である。 (2)それぞれ複数の吸着ノズルを保持して回転軸線ま
わりに回転可能であり、回転により複数の吸着ノズルの
うちの一つを作用位置に位置決めする複数のノズル保持
部材と、それら複数のノズル保持部材を共通の旋回軸線
まわりに旋回させるとともに、予め定められた複数の停
止位置に順次停止させる旋回装置と、(a) 前記ノズル保
持部材の被係合部に係合,離脱可能な係合部材と、(b)
その係合部材を保持して回転する回転部材と、(c) それ
ら係合部材および回転部材を回転させる回転駆動装置と
を備えて前記複数の停止位置の一つに設けられ、係合部
材がノズル保持部材の被係合部に係合してノズル保持部
材を回転させる保持部材回転装置と、前記回転部材およ
び前記係合部材を回転部材の回転軸線に平行な方向に移
動させることにより、前記ノズル保持部材の被係合部に
係合,離脱させる係合,離脱装置とを含み、前記複数の
停止位置の一つにおいて前記作用位置にある吸着ノズル
により電気部品を保持し、前記複数の停止位置の別の一
つにおいて回路基板に装着する電気部品装着システムで
あって、前記保持部材回転装置が、前記係合部材と前記
回転部材との間に、少なくとも、前記旋回装置による前
記ノズル保持部材の旋回軌跡の周方向の移動を許容しつ
つ回転部材の回転は伝達する回転伝達装置を備えること
を特徴とする電気部品装着システム(請求項2)。前記
(1) 項において述べた効果とともに、係合部材と回転部
材との間に回転伝達装置を設けるという簡単な構成によ
り係合部材の被係合部への係合,離脱を実現することが
できる。 (3)前記係合,離脱装置が、少なくとも、前記ノズル
保持部材が前記複数の停止位置のうち前記保持部材回転
装置に対応する停止位置から前記旋回装置による旋回を
開始させられた後の一定期間、前記係合部材を前記ノズ
ル保持部材の被係合部への係合状態に保つものである
(1) 項または (2)項に記載の電気部品装着システム(請
求項3)。ノズル保持部材が停止位置から旋回運動を開
始した後も係合部材の被係合部への係合状態が保たれれ
ば、ノズル保持部材の旋回運動に追従してノズル保持部
材の旋回軌跡の周方向に移動させられた状態で係合部材
を回転させることにより、ノズル保持部材を回転させて
吸着ノズルを作用位置に位置決めできる。したがって、
複数の吸着ノズルの一つが作用位置に位置決めされるま
で、ノズル保持部材が停止位置に停止し続ける必要はな
く、ノズル保持部材の停止時間を短縮しつつ、吸着ノズ
ルの選択のために係合部材とノズル保持部材の被係合部
との係合している時間を十分確保できる。ノズル保持部
材の停止時間を短縮できれば、結局、装着作業全体に要
する時間を短縮でき、作業能率が向上する。係合部材
は、吸着ノズルが停止する前の一時期に被係合部に係合
させることも可能であり、同様にノズル保持部材の停止
時間を短縮し得るのであるが、ノズル保持部材の旋回中
に係合部材を係合させるより、被係合部に係合している
係合部材を旋回開始後にも係合状態に保つ方が容易であ
る場合が多い。 (4)前記回転伝達装置が、前記係合部材の前記回転部
材の回転軸線と直交する直交平面内のあらゆる方向の移
動を許容するものである (2)項または (3)項に記載の電
気部品装着システム(請求項4)。本項によれば、係合
部材を、旋回装置によるノズル保持部材の旋回運動によ
り良好に追従し得るものとすることができる。 (5)前記回転伝達装置がオルダム継ぎ手を含む (4)項
に記載の電気部品装着システム。回転伝達装置として、
例えば、連結軸とその連結軸の両端に設けられた2個の
自在継ぎ手とを含むもの等を採用することも可能であ
る。しかし、コンパクトに構成可能である点からしてオ
ルダム継ぎ手が特に好適である。 (6)前記保持部材回転装置が、前記係合部材と前記回
転部材とを予め定められた相対位置に保持し、前記係合
部材に前記旋回軌跡の周方向の力が加えられたとき、前
記予め定められた相対位置からの移動を許容する相対位
置決め装置を備えた (2)項ないし (5)項のいずれかに記
載の電気部品装着システム(請求項5)。係合部材と回
転部材とを相対位置決め装置により予め定められた相対
位置に保持すれば、係合部材とノズル保持部材の被係合
部とを精度良く係合させることができる。また、係合部
材に旋回軌跡の周方向の力が加えられたとき、その予め
定められた相対位置からの移動が許容されるため、ノズ
ル保持部材が旋回運動の少なくとも一部を行っている状
態において、係合部材と被係合部との係合状態を保つこ
とができる。 (7)前記相対位置決め装置が、一端部が前記係合部材
と係合し、他端部が前記回転部材と係合するばね部材を
含む (6)項に記載の電気部品装着システム。ばね部材
は、例えば棒ばねとすることができ、その場合は、例え
ば、少なくとも1本の棒ばねの基端を係合部材と回転部
材との一方に固定して回転部材の回転軸線に平行に延び
る姿勢とし、自由端部を係合部材と回転部材との他方に
形成した係合穴に挿入する構成を採用することができ
る。 (8)前記ばね部材が、基端部が前記係合部材と前記回
転部材との一方に固定されてそれら係合部材と回転部材
との他方に向かって延び、自由端部がその他方に摺動可
能に接触させられた板ばねであり、その板ばねが前記回
転部材の回転軸線のまわりに3個以上配設された (7)項
に記載の電気部品装着システム。板ばねは、係合部材と
回転部材とに回転部材の回転軸線に直角な方向の力を、
係合部材と回転部材とを同軸の位置に保ち得るように加
える状態で配設されることが望ましい。例えば、同一の
板ばねを回転軸線を対称軸として軸対称に配設すれば、
容易に上記条件を満たし得るが、外観的に軸対称である
ことは必ずしも必要ではない。板ばねは、まっすぐな帯
板状とすることも可能であるが、中央部が回転部材の回
転軸線から遠ざかる向きに湾曲し、両端部が回転軸線に
平行に延びる形状とするなど、任意の形状とすることが
できる。 (9)前記保持部材回転装置が、位置固定に設けられた
回転駆動源と、その回転駆動源と前記回転部材との間に
設けられ、回転駆動源の回転を回転部材に伝達しつつ、
回転部材の回転軸線に平行な方向の移動を許容する軸方
向移動許容装置とを含む (2)項ないし (8)項のいずれか
に記載の電気部品装着システム。 (10)前記保持部材回転装置が、回転可能かつ軸方向
に移動不能に設けられた第一回転軸と、回転可能かつ軸
方向に移動可能に設けられた第二回転軸と、その第二回
転軸の前記第一回転軸に対する軸方向の相対移動を許容
しつつ第一,第二回転軸を接続する接続装置と、前記第
二回転軸を軸方向に移動させる軸方向移動装置と、位置
固定に設けられ、前記第一回転軸を回転駆動する回転駆
動源とを含み、前記第二回転軸が前記回転部材として機
能し、前記軸方向移動装置が前記係合,離脱装置として
機能する (2)項ないし (8)項のいずれかに記載の電気部
品装着システム。 (11)前記ノズル保持部材の回転軸線が、それらノズ
ル保持部材の旋回軸線に対して直角である(1) 項ないし
(10)項のいずれかに記載の電気部品装着システム。 (12)前記ノズル保持部材の被係合部が、ノズル保持
部材の回転軸線と直交する端面に、そのノズル保持部材
の回転軸線上において互いに交差する状態で形成された
複数の直線状の係合溝を備えるものであり、前記係合部
材の係合部が、それら複数の係合溝の一つに選択的に係
合可能な直線状の係合突部であって、前記保持部材回転
装置が、係合突部の係合溝への係合時と係合溝からの離
脱時とのいずれか一方において、係合突部がノズル保持
部材の旋回軌跡に対する接線に平行な姿勢となる位置へ
前記係合部材を回転させるものである(1) 項ないし(11)
項のいずれかに記載の電気部品装着システム。本項の特
徴によれば、係合突部と係合溝との係合または係合離脱
が両者がノズル保持部材の旋回軌跡に対する接線に平行
あるいはそれに近い姿勢で行われ、この姿勢では、係合
突部と係合溝とのずれが大きくても係合開始が可能であ
り、あるいは係合状態にあった係合突部と係合溝とのず
れが許容され易いため、(1) 項や(2)項に記載の保持部
材回転装置と併用すれば、吸着ノズル選択のためのノズ
ル保持部材の回転運動の少なくとも一部を、旋回装置に
よる吸着ノズルの旋回運動と並行してより安定的に行う
ことができる。 (13)前記旋回装置が、前記旋回軸線のまわりに回転
可能な回転盤と、その回転盤を一定角度ずつ間欠回転さ
せる間欠回転装置と、前記回転盤の前記旋回軸線を中心
とする一円周上に配設され、前記ノズル保持部材を回転
可能に保持する保持体とを含む(1) 項ないし(12)項のい
ずれかに記載の電気部品装着システム。 (14)前記保持体が、前記回転盤の前記一円周上に、
回転可能に配設された保持軸であり、かつ、当該電気部
品装着システムが、前記保持軸を回転させることにより
前記ノズル保持部材を、前記作用位置にある吸着ノズル
の軸線のまわりに回転させるノズル回転装置を含む(13)
項に記載の電気部品装着システム。 (15)前記保持体が、前記回転盤の前記一円周上に、
軸方向に移動可能に配設された保持軸であり、かつ、当
該電気部品装着システムが、前記保持軸を軸方向に移動
させることにより、前記ノズル保持部材を、前記作用位
置にある吸着ノズルの軸線に平行な方向に移動させるノ
ズル移動装置を含む(13)項または(14)項に記載の電気部
品装着システム。
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図1において10は、電気部
品装着システム12のベースである。ベース10上に
は、部品供給装置14,部品装着装置16およびプリン
ト配線板装置18が設けられ、電気部品装着システム1
2を構成している。
【0006】部品供給装置14は、例えば、フィーダ支
持台24上に搭載された複数の電気部品フィーダ26を
含んで構成される。電気部品フィーダ26は、詳細な図
示は省略するが、本実施形態では、電気部品28(図5
参照)を部品保持テープに保持させてテープ化電気部品
とした状態で供給するものとされている。電気部品28
は、部品保持テープに形成された多数の部品収容凹部に
それぞれ1個ずつ収容され、各部品収容凹部の開口が部
品保持テープに貼り付けられたカバーテープにより覆わ
れている。部品保持テープはテープ送り装置により送ら
れるとともに、カバーテープが剥がされ、電気部品28
が順次、部品供給部へ送られる。複数の電気部品フィー
ダ26は、その部品供給部が一線上、例えば水平な一直
線上に並ぶ状態でフィーダ支持台24上に着脱可能に取
り付けられている。部品供給部が並ぶ方向をX軸方向と
する。フィーダは、あるいは、バルク状に収容された電
気部品を空気流,傾斜,振動等、種々の送り装置によ
り、部品供給部へ1個ずつ送るものとしてもよい。ある
いはまた、部品供給装置を、トレイを含む構成としても
よい。
【0007】フィーダ支持台24は、ボールねじ30が
支持台駆動用モータ32によって回転させられることに
より、1対のガイドレール34を含む案内装置により案
内されてX軸方向に移動させられ、複数の電気部品フィ
ーダ26が部品供給位置に選択的に位置決めされる。こ
れらボールねじ30および支持台駆動用モータ32等が
支持台移動装置36を構成している。
【0008】プリント配線板装置18は、電気部品28
が装着されるべきプリント配線板38を保持するプリン
ト配線板保持装置40と、プリント配線板保持装置40
を移動させるプリント配線板移動装置44とを備えてい
る。プリント配線板38は、プリント板の一種であり、
回路基板に設けられたプリント回路に電気部品が装着さ
れていないものや、プリント回路の一部に電気部品が装
着されたものを含む。プリント板としては他に、プリン
ト回路に電気部品が装着されるとともに、電気的な接合
が完了したプリント回路板がある。プリント配線板移動
装置44は、X軸スライド駆動用モータ48および送り
ねじとしてのボールねじ50により、ガイドレール52
により案内されてX軸方向に移動させられるX軸スライ
ド54と、そのX軸スライド54上においてY軸スライ
ド駆動用モータ56および送りねじとしてのボールねじ
58により、ガイドレール60により案内されてY軸方
向に移動させられるY軸スライド62とを備えている。
Y軸スライド62はプリント配線板保持装置40を下方
から支持し、プリント配線板保持装置40はプリント配
線板38を下方から水平な姿勢で保持している。Y軸方
向は、プリント配線板38の表面64(図2参照)に平
行な一平面である水平面内において前記X軸方向と直交
する方向であり、プリント配線板保持装置40は、プリ
ント配線板移動装置44により、プリント配線板38の
表面に平行な平面であって、本実施形態においては水平
面内において移動させられ、プリント配線板38の任意
の点を後述する装着装置に対応する位置に位置決めす
る。
【0009】プリント配線板38の表面64には、図示
は省略するが、複数、本実施形態においては2個の基準
マークが設けられており、図1に示すように、プリント
配線板保持装置40により保持されたプリント配線板3
8の基準マークを撮像する撮像装置たる基準マークカメ
ラ70が静止して設けられている。基準マークカメラ7
0は、CCD(電荷結合素子)とレンズ系とを備えてい
る。CCDは一平面上に多数の微小な受光素子が配列さ
れたものであり、各受光素子の受光状態に応じた電気信
号を発生する。基準マークカメラ70は、被写体の二次
元像を一挙に取得する面撮像装置とされており、多数の
受光素子により撮像面が形成されている。なお、基準マ
ークカメラ70に対応して図示を省略する照明装置が設
けられ、撮像時に被写体およびその周辺を照明する。
【0010】部品装着装置16を図2ないし図6に基づ
いて説明する。本実施形態の部品装着装置16は、特開
平6−342998号公報に記載の部品装着装置と同様
に構成されており、簡単に説明する。図2において10
0はフレームである。フレーム100は、前記ベース1
0に立設されており、フレーム100には円筒状部材1
02が垂直に固定されている。円筒状部材102はその
上部においてフレーム100に固定され、下部はフレー
ム100から下方へ延び出させられており、円筒状部材
102内には円筒状の回転軸104が軸受106,10
8を介して垂直軸線まわりに回転可能に支持されてい
る。回転軸104の円筒状部材102から突出した上端
部にはローラギヤ110が固定されている。カム112
が間欠回転用モータ114(図8参照)によって一方向
に定速で回転させられるとき、ローラギヤ110のロー
ラ116がカム112に順次係合し、回転軸104が垂
直軸線まわりに設定角度ずつ間欠回転させられる。ま
た、回転軸104の下側開口は蓋体118により閉塞さ
れ、回転軸104内の空間は図示しない負圧源に接続さ
れた負圧供給通路120とされている。
【0011】上記回転軸104の下端部は円筒状部材1
02から突出させられており、その突出端部には、回転
体としての間欠回転盤126が固定されている。間欠回
転盤126は、図2に示すように、内径が円筒状部材1
02の外径より大きい円筒部128と、円筒部128の
一端部に設けられた有孔円板部130と、円筒部128
の他端部に設けられたリング部132とを有し、有孔円
板部130において回転軸104に同心に固定されてい
る。
【0012】間欠回転盤126には、図3に概略的に示
すように、回転軸104の回転軸線を中心とする一円周
上に複数個、本実施形態においては16個の部品保持装
置140が等角度間隔に取り付けられており、これら1
6個の部品保持装置140が停止させられる停止位置が
16個設けられている。16個の停止位置のうち、8個
が部品保持装置140が動作を行わされる作用位置、す
なわち部品供給位置,部品姿勢90度変更位置,部品姿
勢修正位置,部品装着位置,部品保持装置姿勢修正位
置,部品保持装置姿勢90度変更位置,部品排出位置お
よび吸着ノズル選択位置とされている。また、3個が検
出位置、すなわち部品立ち姿勢検出位置,部品保持姿勢
検出位置および吸着ノズル検出位置とされており、残り
の5個は動作も検出も行われない遊休位置とされてい
る。16個の部品保持装置140は、間欠回転盤126
の間欠回転により、共通の旋回軸線である回転軸104
の回転軸線まわりに旋回させられるとともに、予め定め
られた部品装着位置に順次停止させられる。
【0013】フレーム100の下面には、図2に示すよ
うに、円筒カム144が固定されている。円筒カム14
4は円筒状部材102の外側に嵌合され、その下部は間
欠回転盤126と円筒状部材102との間に嵌入させら
れている。円筒カム144は段付状を成し、その下端部
の大径部146は間欠回転盤126の円筒部128内に
位置させられている。大径部146には、図4に示すよ
うに、外周面に開口するカム溝148が形成され、複
数、本実施形態では16個の昇降部材たる昇降板150
にそれぞれ取り付けられた一対ずつのローラ152が長
穴158(図4参照)を通って回転可能に係合させられ
ている。
【0014】間欠回転盤126の有孔円板部130とリ
ング部132とにはそれぞれ、図4に示すように、2個
を1対とするガイドブロック156が複数組、本実施形
態では16組、等角度間隔で取り付けられている。各対
の2個ずつのガイドブロック156は、間欠回転盤12
6の回転軸線に平行な方向であって、上下方向に距離を
隔てて固定され、各組のガイドブロック156に昇降板
150が昇降可能に嵌合されるとともに、それぞれ部品
保持装置140を支持している。
【0015】カム溝148は高さが周方向において漸変
させられたものであり、間欠回転盤126が回転させら
れ、昇降板150と共に部品保持装置140が移動させ
られるとき、ローラ152がカム溝148内を移動する
ことにより、昇降板150が昇降させられて部品保持装
置140が昇降させられる。カム溝148は、部品保持
装置140が電気部品28を吸着して保持し、電気部品
フィーダ26から取り出す部品保持位置たる部品吸着位
置において上昇端に位置し、部品装着位置において下降
端に位置するとともに、それら部品吸着位置および部品
装着位置の前後では水平に移動するように形成されてい
る。
【0016】昇降板150の外面には、図4に示すよう
に、支持部材164により昇降部材たる昇降ロッド17
0が軸方向に相対移動不能かつ自身の軸線のまわりに相
対回転可能に支持されている。昇降ロッド170には回
転伝達軸172が連結され、部品姿勢90度変更位置,
部品姿勢修正位置,部品保持装置姿勢修正位置および部
品保持装置姿勢90度変更位置にそれぞれ設けられた部
品姿勢90度変更装置,部品姿勢修正装置,部品保持装
置姿勢修正装置および部品保持装置姿勢90度変更装置
の各回転が伝達され、部品保持装置140が回転させら
れるようにされている。回転伝達軸172は、昇降ロッ
ド170にユニバーサルジョイント174により連結さ
れたスプラインシャフト176,スプラインシャフト1
76に軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能に嵌合さ
れたスリーブ178,スリーブ178にユニバーサルジ
ョイント180によって連結された被係合部材182と
を含み、スプラインシャフト176とスリーブ178と
の軸方向における相対移動により伸縮可能である。
【0017】回転伝達軸172を構成する上記被係合部
材182は、外歯リングギヤ186に軸方向に相対移動
可能かつ相対回転可能に嵌合されている。外歯リングギ
ヤ186は、図5に示すように、前記円筒カム144の
上部に軸受188を介して間欠回転盤126の回転軸線
のまわりに回転可能に取り付けられている。
【0018】外歯リングギヤ186は、相対移動用モー
タ190(図2参照)の出力軸192に固定の駆動ギヤ
194に噛み合わされており、相対移動用サーボモータ
190により、間欠回転盤126の回転軸線のまわりに
間欠回転盤126とは異なる回転角速度で回転させられ
る。
【0019】前記昇降ロッド170の下端部には、図4
および図5に示すように、支持部材200が着脱可能に
固定されるとともに、支持部材200には、部品保持具
保持体たるノズル保持部材202が間欠回転盤126の
回転軸線に直角で水平な軸線まわりに回転可能に支持さ
れている。ノズル保持部材202には、図6に示すよう
に、複数個、本実施形態では6個の部品保持具たる吸着
ノズル210がノズル保持部材202の回転軸線のまわ
りに等角度間隔に着脱可能に保持されている。なお、図
2,図4および図5においては、図示の簡略化のため
に、吸着ノズル210が2個のみ図示されている。吸着
ノズル210は負圧により電気部品を保持するものであ
り、ノズル保持部材202内に形成された通路(図示省
略)は、昇降ロッド170内に形成された通路212,
ホース214(図5参照)等により前記負圧供給通路1
20に接続されている。
【0020】吸着ノズル210は、図6に示すように、
ノズル本体216,吸着管218および光放射器の一種
である発光体たる発光板220を有する。発光板220
は部品保持姿勢検出位置に設けられた撮像装置の紫外線
照射装置からの紫外線を吸収して可視光線を放射するも
のである。吸着管218および発光体220は、吸着す
る電気部品28(図5参照)の寸法に応じた大きさとさ
れ、図6に示すように、ノズル保持部材202に保持さ
れる6個の吸着ノズル210はそれぞれ大きさ(例え
ば、高さおよび質量の少なくとも一方)の異なる電気部
品28を吸着するものであって、吸着管218の直径が
6段階に異ならされており、発光板220の大きさは2
段階に異ならされている。吸着管218は、長さは同じ
にされている。
【0021】前記部品姿勢修正位置,部品姿勢90度変
更位置,部品保持装置姿勢修正位置および部品保持装置
姿勢90度変更位置にはそれぞれ、図示は省略するが、
部品保持装置回転装置としての部品姿勢修正装置,部品
姿勢90度変更装置,部品保持装置姿勢修正装置および
部品保持装置姿勢90度変更装置が設けられている。こ
れらはいずれも、部品保持装置140の各回転伝達軸1
72に係合,離脱する係合部材,係合部材を回転伝達軸
172に係合,離脱させる係合部材係脱装置および係合
部材回転装置を備えている。係合部材係脱装置はいずれ
も、間欠回転用モータ114を駆動源とし、その回転が
カムおよびカムフォロワを含む運動伝達装置ないし運動
変換装置により係合部材の昇降運動に変換されて係合部
材に伝達されるように構成されている。
【0022】部品姿勢修正装置および部品保持装置姿勢
修正装置の各係合部材回転装置は、それぞれ専用のサー
ボモータを駆動源とし、係合部材は正逆両方向に任意の
角度回転させられる。また、部品姿勢90度変更装置お
よび部品保持装置姿勢90度変更装置の各係合部材回転
装置は、間欠回転用モータ114を駆動源とし、間欠回
転用モータ114の回転が運動変換装置ないし運動伝達
装置により、正逆両方向の90度の回転に変換されて係
合部材に伝達されるように構成されている。
【0023】フレーム100に固定された前記円筒カム
144の部品供給位置と部品装着位置とに対応する部分
にはそれぞれ、図5に示すように部品保持装置140を
昇降させるノズル移動装置としての部品保持装置昇降装
置230(図5には部品供給位置に設けられた部品保持
装置昇降装置230のみが示されている)が設けられて
いる。これら部品保持装置昇降装置230は同じ構成で
あり、部品供給位置に設けられた部品保持装置昇降装置
230を代表的に説明する。
【0024】円筒カム144の部品吸着位置に対応する
部分には、その外周面に開口し、上下方向に延びる案内
溝232が形成されている。この案内溝232の上下方
向の中間部の底面には案内板234が固定され、昇降部
材236に固定された2個のガイドブロック238が摺
動可能に嵌合されている。昇降部材236はちょうど案
内溝232に嵌合される幅を有し、昇降部材236の下
端部には、円筒カム144の外周面側に開口するととも
に、円筒カム144のカム溝148と同じ幅(高さ方向
の寸法)の係合溝240が水平に形成されている。昇降
部材236は、カム,カムフォロワおよび運動伝達機構
による間欠回転用モータ114の回転の昇降運動への変
換,伝達により、部品保持装置140を昇降させる場合
にのみ昇降させられる。これらカム,カムフォロワおよ
び運動伝達機構は、例えば、特開平4−345097号
公報に記載の電気部品装着装置におけると同様に構成す
ることができ、説明は省略する。
【0025】なお、部品保持装置昇降装置230におい
ては、運動伝達機構においてカムフォロワは、カムに追
従して移動する状態と、カムに追従しない状態とに切換
可能に設けられており、部品吸着位置および部品装着位
置において部品保持装置140が電気部品28の吸着動
作および装着動作を行わない状態が得られるようにされ
ている。
【0026】さらに、部品保持姿勢検出位置には、吸着
ノズル210により吸着された電気部品28を撮像する
撮像装置たる部品カメラ246(図8参照)が設けられ
ている。部品カメラ246は、前記基準マークカメラ7
0と同様にCCDを含む面撮像装置とされており、部品
保持装置140の旋回軌跡に対応する位置に静止した状
態で設けられている。この部品カメラ246は下向きに
設けられており、電気部品28の像は反射鏡を備えた導
光装置により部品カメラ246に導かれる。
【0027】間欠回転盤126が回転盤の一形態であ
り、間欠回転盤126,回転軸104,ローラギヤ11
0,カム112および間欠回転用モータ114等が部品
保持装置移動装置142としての間欠回転装置を構成し
ている。間欠回転装置は、駆動源たるモータによって部
品保持装置が直接旋回させられる装置でもよい。昇降ロ
ッド170が、間欠回転盤126の一円周上に軸方向に
移動可能に配設された保持体としての保持軸の一例であ
り、また、回転伝達軸172が、間欠回転盤126の一
円周上に回転可能に配設された保持体としての保持軸の
一例である。上記回転盤,間欠回転装置および保持体が
旋回装置を構成している。さらに、昇降ロッド170,
回転伝達軸172および前記部品姿勢修正装置,部品姿
勢90度変更装置,部品保持装置姿勢修正装置および部
品保持装置姿勢90度変更装置(前述のように、係合部
材,係合部材を回転伝達軸172に係合,離脱させる係
合部材係脱装置および係合部材回転装置をそれぞれ備え
る),係合部材係脱装置の駆動源である間欠回転用モー
タ114および前記カム,カムフォロワを含む運動伝達
装置等がノズル回転装置を構成している。
【0028】前記ノズル保持部材202の回転軸線は、
ノズル保持部材202の旋回軸線に対して直角である。
作用位置は、吸着ノズル210の軸線が垂直方向に位置
し、かつ、吸着管218が下向きとなる位置である。作
用位置に位置する吸着ノズル210の軸線は昇降ロッド
170の軸線と一致する。6個の吸着ノズル210のう
ち、作用位置に位置決めされた吸着ノズル210と、そ
の吸着ノズル210を保持するノズル保持部材202
と、昇降ロッド170等が部品保持装置140を構成
し、部品保持装置140と作用位置に位置する吸着ノズ
ル210以外の吸着ノズル210が部品装着ユニット2
66ないし部品保持ユニットを構成している。吸着ノズ
ル210の各々が部品保持装置を構成し、96個の部品
保持装置が6個を1組として設けられていると考えても
よい。
【0029】ノズル保持部材202は、図4に示すよう
に、吸着ノズル選択位置に設けられたノズル選択装置2
50により回転させられる。ノズル選択装置250は、
回転部材252,係合,離脱装置254および回転部材
回転装置256を含む。図6に示すように、ノズル保持
部材202の回転軸線と直交する端面には、被係合部と
しての直線状の係合溝260が複数、本実施形態では3
本、ノズル保持部材202の回転軸線上において交差す
る状態で形成されている。また、図7に示すように、回
転部材252に保持された係合部材262には、上記係
合溝260に係合可能な直線状の係合突部264が一体
的に設けられ、係合突部264が係合溝260に係合さ
せられた状態で回転部材回転装置256によって回転部
材252が回転させられることにより、ノズル保持部材
202が回転させられ、6個の吸着ノズル210のうち
の1個が作用位置へ移動させられる。係合溝260の両
側面と係合突部264の両側面とは共に傾斜させられて
おり、それによって係合溝260は底部側より開口部側
の幅が広い台形溝となっており、係合突部264は先端
側より基端側の幅が広い台形突部となっている。したが
って、係合突部264と係合溝260とが接近させられ
る際、両者の幅方向の中心が多少ずれていても、両者の
傾斜した側面の案内機能によって、両者は支障なく係合
し得る。なお、係合溝260と係合突部264との両方
の側面を傾斜させることは不可欠ではなく、いずれか一
方の側面のみを傾斜させてもよい。また、係合溝260
と係合突部264との側面全体を傾斜させることも不可
欠ではなく、係合溝260の開口側の部分のみ、あるい
は係合突部264の先端部のみを傾斜させてもよい。
【0030】これら回転部材252,係合,離脱装置2
54および回転部材回転装置256は、吸着ノズル選択
位置に設けられている。回転部材252は、軸状部材で
あり、前記フレーム100の下面に固定されたブラケッ
ト270の下端部に、間欠回転盤126の回転軸線と直
交する水平軸線のまわりに回転可能かつ軸方向(回転部
材252の回転軸線に平行な方向)に移動可能に支持さ
れている。図7に示すように、ブラケット270の下端
部には、スプライン部材272を保持する回転軸274
が回転可能かつ軸方向に移動不能に取り付けられ、回転
部材252の係合突部264が設けられた側とは反対側
の端部(後端部)に一体的に設けられたスプライン軸部
276がスプライン部材272にスプライン嵌合されて
いる。これにより、係合突部264が間欠回転盤126
側に向かって前進し、あるいは間欠回転盤126側から
後退可能となっている。回転軸274のブラケット27
0から突出した後端には、かさ歯車280が固定され
(相対回転不能かつ軸方向に移動不能に取り付けら
れ)、ノズル選択用モータ282の出力軸284の先端
に固定されたかさ歯車286と噛み合わされることによ
り、ノズル選択用モータ282の回転が回転部材252
に伝達されるようになっている。ノズル選択用モータ2
82は、ブラケット270に支持されている。これらか
さ歯車280,286,ノズル選択用モータ282等が
回転部材回転装置256を構成している。
【0031】係合,離脱装置254は、図4に示すよう
に、第一,第二のレバー290,292,連結ロッド2
94および昇降ロッド296等を備えている。回転部材
252の軸方向の中間部(ほぼ中央部)には、スリーブ
300が相対回転可能かつ軸方向に移動不能に取り付け
られており、スリーブ300の外周面の直径方向に隔た
った2個所に突設された軸部302が第一レバー290
と係合させられている。第一レバー290はベルクラン
クレバーであり、軸304によって、ブラケット270
と一体的に設けられた支持部材320に回動可能に取り
付けられており、一方のアーム部306の先端はヨーク
状とされ、そのヨーク状部の一対の側板308にそれぞ
れ形成されたU字形の切欠310(図7参照)にスリー
ブ300の上記軸部302が係合させられているのであ
る。
【0032】第二レバー292は板状を成し、一端部に
おいてフレーム100の下面に固定のブラケット314
に軸316により回動可能に取り付けられている。連結
ロッド294の一端部は第二レバー292の長手方向の
中間部に回動可能に連結され、他端部は第一レバー29
0のアーム部318に回動可能に連結されて、上下方向
に延びている。また、昇降ロッド296の下端部は第二
レバー292の自由端部に回動可能に連結されている。
【0033】昇降ロッド296は、前記間欠回転用モー
タ114を駆動源として昇降させられる。間欠回転用モ
ータ114の回転は、図示しないカム,カムフォロワお
よびカムフォロワを保持する運動伝達機構により昇降運
動に変換されて昇降ロッド296に伝達される。また、
間欠回転用モータ114は常時回転しているため、上記
運動伝達機構は、吸着ノズル210の選択が必要な時の
みに昇降ロッド296に運動を伝達する選択的運動伝達
機構とされている。
【0034】昇降ロッド296が昇降させられれば、第
二レバー292が回動させられるとともに連結ロッド2
94が昇降させられ、第一レバー290が回動させられ
ることにより、回転部材252は、係合突部264がノ
ズル保持部材202の係合溝260に係合する係合位置
と、係合溝260から離脱する非係合位置とに移動させ
られる。
【0035】回転部材252の係合突部264が設けら
れた先端部(前端部)は、前記ブラケット270に固定
された支持部材320の下端部に、間欠回転盤126の
回転軸線と直交する水平軸線のまわりに回転可能かつ軸
方向に移動可能に支持されている。支持部材320の下
端部には、図7に示すように、ケーシング324が固定
され、このケーシング324の内周面と回転部材252
の外周面との間に転がり軸受322が配設されることに
より、回転部材252がケーシング324(支持部材3
20)に相対回転可能かつ軸方向に移動可能に支持され
ているのである。
【0036】回転部材252と係合部材262とは、オ
ルダム継ぎ手330を介して連結されている。オルダム
継ぎ手330は、係合部材262の回転部材252の回
転軸線と直交する直交平面内のあらゆる方向の移動を許
容するものである。このオルダム継ぎ手330は特開平
4−348888号公報に記載のオルダム継ぎ手と同様
の構成を有するものである。オルダム継ぎ手330は、
図7に示すように、回転部材252の先端部に固定の保
持部332により、互いに直交する2方向にそれぞれ移
動可能に保持された第一可動部材334および第二可動
部材336を備えている。保持部332の概して容器状
を成す部分内に第一および第二の可動部材334,33
6が嵌合されている。保持部332と第一可動部材33
4との間には(厳密には、保持部332に同心かつ一体
的に設けられた継手部材338と第一可動部材334と
の間には)、それら部材332,334にそれぞれ形成
された複数(本実施形態の場合一対)の台形溝340,
342に複数個(本実施形態の場合2個)のボール34
4が収容され、第一可動部材334が一方向(本実施形
態では水平方向)に移動可能である。また、第一可動部
材334と第二可動部材336との間には、それら部材
334,336にそれぞれ形成された台形溝350,3
52に複数個のボール354が収容され、第二可動部材
336が第一可動部材334の移動方向と直交する方向
(本実施形態では垂直方向)に移動可能である。第二可
動部材336は、保持部332(に固定された連結部材
358)との間に配設されたスプリング360によって
第一可動部材334に接近する向きに付勢されている。
第二可動部材336の第一可動部材334側とは反対側
に形成された嵌合穴362には、係合突部264を備え
る係合部材262が同心に嵌合された状態で固定されて
いる。このように構成されるオルダム継手300は、第
一,第二の可動部材334,336の移動により、被接
続部材(回転部材252と係合部材262)との間に軸
線のずれがあっても係合突部264に回転を伝達するこ
とができる。
【0037】回転部材252と係合部材262とは、相
対位置決め装置368によって予め定められた位置に保
持され、係合部材262に、回転部材252の回転軸線
と直交する直交平面内のいかなる方向の力が加えられた
場合でも、係合部材262のその方向の移動が許容され
る。例えば、係合部材262に前記旋回軌跡の周方向の
力が加えられれば、上記予め定められた相対位置からの
移動が許容されるのである。
【0038】本実施形態における相対位置決め装置36
8は、複数個(本実施形態の場合4個)の板ばね370
を含む。これら板ばね370は、保持部332の外周面
に、回転部材252の回転軸線を対称軸として軸対称
に、かつ、前記台形溝340,342,350,352
に対応する位置に設けられている。板ばね370は、そ
の中央部が回転部材252の回転軸線から遠ざかる向き
に湾曲させられ、その両端部が回転部材252の回転軸
線に平行に延びる帯板状をなす。板ばね370の上記両
端部のうちの一端部である基端部が保持部332の外周
面に固定手段としてのボルト372により固定され、他
端部である自由端部が第二可動部材336の外周面に接
触させられている。これら板ばね370により、係合部
材262に回転部材252の回転軸線に直角な方向の力
を軸対称に加え、係合部材262と回転部材252とを
同軸の位置に保つことができる。互いに直径方向に隔た
った一対の板ばね370が第一,第二可動部材334,
336(ひいては係合部材262)の保持部332(回
転部材252)に対する回転部材252の回転軸線に直
角な一方向への自由な移動を規制し、互いに直径方向に
隔たったもう一対の板ばね370が第一,第二可動部材
334,336の保持部332に対する上記回転軸線に
直角な他方向(上記一方向に直交する方向)への自由な
移動を規制することによって、係合部材262と回転部
材252とが予め定められた相対位置に保持されるので
ある。
【0039】係合部材322に前記ノズル保持部材20
2の旋回軌跡の周方向の力が加えられたときには、互い
に直径方向に隔たった一対の板ばね370の自由端部側
が弾性変形させられることにより、上記予め定められた
相対位置からの移動が許容される。なお、上記弾性変形
させられる板ばね370と丁度周方向に90度位相を異
にする一対の板ばね370は、その自由端部と第二可動
部材336の外周面との摺動によって、上記予め定めら
れた相対位置からの移動を許容する。
【0040】回転部材252の回転により、ノズル保持
部材202が回転させられて、6個の吸着ノズル210
のうちの1個が作用位置に位置決めされる。作用位置に
位置決めされた吸着ノズル210は、その内部に設けら
れた通路が、ノズル保持部材202に設けられた通路に
連通させられ、負圧が供給可能な状態となる。ノズル保
持部材202は、図示を省略する位置決め装置により、
電気部品28の装着に使用される吸着ノズル210が作
用位置に位置する状態に位置決めされ、その位置に保持
される。
【0041】ノズル選択用モータ282は、本実施形態
においては電動モータの一種である回転電動モータであ
り、具体的にはサーボモータとされている。サーボモー
タは回転角度の精度の良い制御が可能なモータである。
サーボモータに代えてステップモータを用いてもよい。
したがって、ノズル選択装置250によりノズル保持部
材202を、正逆両方向に任意の角度回転させることが
できるが、本実施形態では、ノズル選択の際には、ノズ
ル保持部材202は、60度を1ピッチとし、正逆両方
向のうち回転角度が小さくて済む方向に整数ピッチ回転
させられる。作用位置に位置決めされた吸着ノズル21
0の種類は、吸着ノズル検出位置において吸着ノズル検
出装置380(図4参照)により検出され、作用位置に
位置決めされた吸着ノズル210の種類と次に電気部品
28の装着に使用される吸着ノズル210の種類とに基
づいて、ノズル保持部材202の回転方向および回転ピ
ッチが決められる。
【0042】また、昇降ロッド170には切換弁386
が設けられ、吸着ノズル210への負圧の供給,遮断を
切り換えるようにされている。切換弁386は、昇降ロ
ッド296に軸方向に相対移動可能に嵌合された切換ス
リーブ388を含む。切換スリーブ388は切換装置3
90により、上昇端位置であって吸着管218を大気に
解放する大気解放位置と、下降端位置であって吸着管2
18に負圧を供給する負圧供給位置とに移動させられ
る。切換装置390は、支持部材164に設けられた押
下げピン392,部品吸着位置に設けられた押下げレバ
ー394および部品装着位置に設けられたバー(図示省
略)を含み、部品吸着位置と部品装着位置とにおいてそ
れぞれ、部品保持装置140の下降に伴って切換スリー
ブ388を昇降ロッド296に対して機械的に移動さ
せ、部品吸着位置において吸着管218を負圧源に連通
させ、装着位置において大気に解放する。切換スリーブ
388は、部品吸着位置から部品装着位置に至るまでの
間、負圧供給位置に位置する状態に保たれる。
【0043】本実施形態においては、係合,離脱装置2
54および回転部材回転装置256が作動装置を構成
し、この作動装置とともに、回転部材252,係合部材
262,回転伝達装置としてのオルダム継ぎ手330等
が保持部材回転装置を構成している。また、保持部材回
転装置は、スプライン部材272およびスプライン軸部
276が回転駆動源としてのノズル選択用モータ282
と回転部材252との間に設けられ、ノズル選択用モー
タ282の回転を回転部材252に伝達しつつ、回転部
材252の回転軸線に平行な方向の移動を許容する軸方
向移動許容装置を含むものである。さらに、スプライン
部材272およびスプライン軸部276は、第二回転軸
として機能する回転部材252の、第一回転軸として機
能する回転軸274に対する軸方向の相対移動を許容し
つつ第一,第二回転軸を接続する接続装置を構成してい
る。係合,離脱装置254が上記第二回転軸として機能
する回転部材252を軸方向に移動させる軸方向移動装
置を構成している。保持部材回転装置は、上記第一,第
二回転軸,接続装置および軸方向移動装置を含むもので
もある。
【0044】本電気部品装着システムは、図8に示す制
御装置400によって制御される。制御装置400は、
PU402,ROM404,RAM406およびそれら
を接続するバスを有するコンピュータ410を主体とす
るものである。バスには入出力インタフェース412が
接続され、吸着ノズル検出装置380等の各種センサが
接続されるとともに、駆動回路416を介して支持台駆
動用モータ32等の各種アクチュエータが接続されてい
る。支持台駆動用モータ32等、駆動源たる各種モータ
は、本実施形態では、前記選択用モータ282と同様に
サーボモータとされており、図示は省略するが、支持台
駆動用モータ32等の回転角度はエンコーダにより検出
され、その検出結果に基づいてモータ32等が制御され
る。
【0045】入出力インタフェース412にはまた、制
御回路418を介して基準マークカメラ70および部品
カメラ246が接続されており、図示は省略するが、種
々のセンサも接続されている。また、RAM406に
は、プリント配線板38に電気部品28を装着するため
の装着プログラム等、種々のプログラムやそれらプログ
ラムを実行するためのデータ等が記憶されている。
【0046】次に作動を説明する。以上のように構成さ
れた電気部品装着システムにおいて16個の部品保持装
置140は、間欠回転盤126の間欠回転により順次1
6個の停止位置へ移動させられ、部品吸着位置において
吸着した電気部品28を部品装着位置においてプリント
配線板38に装着する。16個の部品保持装置140は
3個の検出位置において各種の検出を行われ、8個の作
用位置において並行して異なる動作を行わされる。ここ
ではそのうちの1個の部品保持装置140の作動を説明
する。
【0047】部品保持装置140が間欠回転盤126の
間欠回転によって停止位置から停止位置へ移動させられ
るとき、回転伝達軸172は、間欠回転盤126とは別
に回転させられて部品保持装置140より先に各停止位
置へ到達させられる。この回転伝達軸172と部品保持
装置140との相対移動を図9のタイムチャートに基づ
いて説明する。このタイムチャートにおいて角度は、間
欠回転盤126を回転させるカム112の回転角度であ
り、カム112が1回転する間に部品保持装置140が
停止位置から停止位置へ移動させられるとともに、各停
止位置において一定時間停止させられる。
【0048】間欠回転盤126が間欠回転を開始させら
れ、間欠回転盤126を回転させるカム112が60度
回転したとき外歯リングギヤ186が回転を開始させら
れる。間欠回転盤126の回転開始当初には部品保持装
置140が移動するのに対し、回転伝達部材172の外
歯リングギヤ186に嵌合された被係合部材182は移
動しないのである。外歯リングギヤ186はカム112
が180度回転させられるまでの間回転させられる。外
歯リングギヤ186の回転角速度は間欠回転盤126の
回転角速度の2倍であり、間欠回転盤126が部品保持
装置140を停止位置から停止位置へ移動させるのに要
する時間に対し、回転伝達部材172の被係合部材18
2をその約半分の時間で移動させる。そのため、被係合
部材182は移動の途中で先に移動を開始した部品保持
装置140を追い越し、まだ間欠回転盤126が回転
し、部品保持装置140を移動させている間に移動先の
位置へ到達することとなる。
【0049】被係合部材182の部品保持装置140と
の、部品保持装置140の旋回方向における相対移動
は、ユニバーサルジョイント174,180により許容
される。また、間欠回転盤126が回転させられ、部品
保持装置140が旋回させられるとき、部品保持装置1
40は昇降させられるが、その昇降はスプラインシャフ
ト176とスリーブ178との相対移動とによって許容
される。
【0050】これら相対移動により、部品姿勢90度変
更,部品姿勢修正,部品保持装置姿勢修正および部品保
持装置姿勢90度変更の各位置においては、間欠回転盤
126の回転中に、被係合部材182と部品姿勢90度
変更装置等の各係合部材とが間欠回転盤126の回転方
向において相対移動しない不相対移動状態が現出させら
れる。
【0051】不相対移動状態は、間欠回転盤126の回
転初期(カム112が0度から30度回転するとき)と
回転末期(カム112が210度から240度回転する
とき)とに得られる。不相対移動状態においては、間欠
回転盤126が回転しており、部品保持装置140が旋
回しているが、部品姿勢修正装置等の各係合部材を回転
伝達部材172に係合させ、回転伝達部材172を回転
させ、部品保持装置140を回転させて部品姿勢の修正
等を行うことができる。
【0052】不相対移動状態を現出させることにより、
係合部材と回転伝達部材172との係合,離脱および部
品保持装置140の回転のために、図9のタイムチャー
トに二点鎖線で示す時間分取ることができるのであり、
それにより、部品姿勢修正装置等の動作時間を従来の2
倍程度にすることができ、間欠回転盤126の回転角速
度を過剰に速くして回転に要する時間を無理に短縮する
ことなく、部品姿勢の修正等に十分な動作時間を得るこ
とができる。
【0053】以下、各位置における部品保持装置140
の動作を説明するが、この動作は特開平6−34299
8号公報に記載の部品装着装置におけると同じであり、
簡単に説明する。部品保持装置140はまず、部品吸着
位置において電気部品28を吸着する。部品吸着位置に
おいて部品保持装置140は部品保持装置昇降装置23
0により下降させられ、吸着ノズル210に負圧が供給
されて電気部品28を吸着する。吸着後、部品保持装置
140は上昇させられ、間欠回転盤126の回転により
部品立ち姿勢検出位置へ移動させられる。ここでは図示
しない部品立ち姿勢検出装置により、電気部品28が立
った状態で吸着ノズル210により保持されているか否
かが検出される。電気部品28が立った状態で保持され
ていれば、その電気部品28はプリント配線板38に装
着されず、排出位置において排出される。
【0054】部品立ち姿勢の検出後、部品保持装置14
0は部品姿勢90度変更位置へ移動させられる。吸着時
における電気部品28の姿勢(軸線まわりの位置)と、
装着時における姿勢とが90度異なるのであれば、部品
姿勢90度変更装置によって部品保持装置140が正方
向あるいは逆方向において回転させられる。次いで部品
保持装置140は部品保持姿勢検出位置へ移動させら
れ、吸着ノズル210に保持された電気部品28が部品
カメラ246により撮像される。その撮像データが画像
処理され、誤差のない正規の保持姿勢を表す像データと
比較され、電気部品28の中心の水平面における保持位
置誤差ΔXE ,ΔYE および中心まわりの回転位置誤差
Δθが算出される。
【0055】算出された回転位置誤差Δθは、部品姿勢
修正位置において部品保持装置140が回転させられて
修正される。また、保持位置誤差ΔXE ,ΔYE は、プ
リント配線板38の移動距離の修正により修正される。
この際、プリント配線板38の電気部品28の被装着位
置の位置誤差も併せて修正される。プリント配線板38
は、基準マークの読取りによって水平面内における位置
決め誤差ΔXP ,ΔYP が算出され、複数の被装着位置
の各々について位置決め誤差ΔXP ,ΔYP と電気部品
28の保持位置誤差ΔXE ,ΔYE および回転位置誤差
Δθの修正によって生じた中心位置の誤差が、プリント
配線板38の水平面内のX軸方向およびY軸方向におけ
る移動距離の修正により修正され、修正後、部品装着位
置において電気部品28はプリント配線板38の適正な
被装着位置に適正な姿勢で装着される。
【0056】電気部品装着時には、電気部品吸着時と同
様に、部品保持装置140は、部品保持装置昇降装置2
30により昇降させられる。そして、吸着ノズル210
は下降により電気部品28をプリント配線板38上に載
置するとともに、大気に解放されて電気部品28を解放
し、その後、上昇させられる。
【0057】部品保持装置140は、次に、部品保持装
置姿勢修正位置へ移動させられ、部品保持装置140が
電気部品28の回転位置誤差Δθの修正時とは逆向きに
角度Δθ回転させられて修正前の回転位置に戻される。
次に、部品保持装置140は部品保持装置姿勢90度変
更位置へ移動させられ、部品姿勢90度変更位置におい
て回転させられた分、逆向きに回転させられて部品保持
装置140が回転方向における原位置へ復帰させられ
る。
【0058】次に部品保持装置140は部品排出位置へ
移動させられ、前記部品立ち姿勢検出位置における検出
の結果、電気部品28が立った状態で保持されており、
あるいは前記部品保持姿勢検出位置における検出の結
果、保持姿勢が修正不可能なほどずれており、あるいは
電気部品が欠損している等によって予定の形状との形状
の相違量が設定量以上である等、プリント配線板38に
装着不可能な電気部品28が排出される。
【0059】次に、部品保持装置140は吸着ノズル検
出位置へ移動させられ、吸着ノズル検出装置により、作
用位置に位置決めされた吸着ノズル210の種類が検出
される。検出の結果、現に作用位置に位置決めされてい
る吸着ノズル210の種類が次に電気部品28の装着に
使用される吸着ノズル210と異なる場合には、次に吸
着ノズル選択位置において吸着ノズル210の選択が行
われる。
【0060】部品保持装置140は、電気部品28のプ
リント配線板38への装着後、部品保持装置姿勢修正装
置および部品保持装置姿勢90度変更装置により、軸線
まわりにおける位置である回転位置が回転原位置に戻さ
れるため、電気部品28の吸着,吸着ノズル210の検
出,吸着ノズル210の選択等は、部品保持装置140
が回転原位置に位置する状態で行われる。回転原位置
は、ノズル保持部材202の回転軸線が間欠回転盤13
2の回転軸線と直交する状態となる位置であり、吸着ノ
ズル検出装置330は吸着ノズル210の種類を検出
し、ノズル選択装置250は回転部材252をノズル保
持部材202に係合させてノズル保持部材202を回転
させることができる。
【0061】以下、吸着ノズル210の選択動作につい
て説明する。係合部材262とノズル保持部材202
(部品保持装置140)との相対移動を図10のタイム
チャートに基づいて説明する。このタイムチャートにお
いては、横軸を間欠回転盤126を回転させるカム11
2の回転角度とし、縦軸を係合部材262およびノズル
保持部材202の変位として、吸着ノズル選択位置およ
びその前後におけるノズル保持部材202の移動軌跡と
係合部材262の移動軌跡とを示したものである。ノズ
ル保持部材202が吸着ノズル選択位置に近づくにつれ
て間欠回転盤132(ノズル保持部材202)が減速さ
せられる。ノズル保持部材202が吸着ノズル選択位置
に停止させられるよりやや前であって、ノズル保持部材
202の旋回運動の途中で、係合,離脱装置254が作
動させられ、係合部材262がノズル保持部材202に
接近させられる。
【0062】図10のA点において係合部材262とノ
ズル保持部材202とが初めて接触するが、そのとき、
図11に示すように、係合部材262の係合突部264
の中心はノズル保持部材202の係合溝260の中心よ
りノズル保持部材202の旋回方向におけるやや下流側
にずれて位置する。しかし、係合突部264の先端は係
合溝260の開口の幅内にあり、両者は係合可能であ
る。そして、ノズル保持部材202が減速しつつある間
に、係合部材262がノズル保持部材202にさらに接
近させられ、この接近に伴って係合突部264と係合溝
260との係合が進行する。その際、係合突部264と
係合溝260との傾斜した側面の案内機能によって、係
合部材262が回転部材252に対して、ノズル保持部
材202の旋回方向における上流側へ移動させられる。
この相対移動は、オルダム継ぎ手330により許容さ
れ、それによって係合突部264と係合溝260との係
合の進行が許容される。
【0063】上記のように係合突部264が係合溝26
0に係合させられる際、回転部材252および係合部材
262がノズル保持部材202に接近させられつつ滑ら
かに減速され、係合突部264と係合溝260との係合
が完了する時期に一旦停止させられる。係合突部264
と係合溝260との係合が進むにつれて、係合部材26
2は一旦回転部材252に対して偏心させられるが、ノ
ズル保持部材202の停止位置への旋回につれて再び回
転部材252と同心の位置に復帰させられる。そして、
ノズル保持部材202が停止位置に停止したとき、係合
突部264と係合溝260の係合も完了している。この
ように係合突部264と係合溝260との係合が進行す
る時期に係合部材262の前進速度が低くされるため、
係合部材262の半径方向の移動および復帰が穏やかに
行われる。したがって、係合突部264と係合溝260
との係合が未だノズル保持部材202の旋回運動中に開
始されるにもかかわらず、衝撃少なく行われる。
【0064】係合突部264と係合溝260とが完全に
係合した後、再び回転部材252および係合部材262
が前進を開始させられ、滑らかに増速されてノズル保持
部材202を図示しないスプリングの付勢力に抗して、
図4における右方に移動させ、ノズル保持部材202と
支持部材200とにそれぞれ設けられ、互いに係合して
ノズル保持部材202の回転を阻止している位置決めピ
ンと位置決め穴とを離脱させる。そして、位置決めピン
が位置決め穴から離脱した直後にノズル選択モータ28
2が起動され、回転部材252とともに係合部材262
が回転させられる。係合突部264と係合溝260との
係合により、上記回転部材252の回転がノズル保持部
材202に伝達され、ノズル保持部材202が所定ピッ
チ回転させられて複数のうち所望の吸着ノズル210が
作用位置に位置決めされる。図10はノズル保持部材2
02が1ピッチ回転させられる場合を示しており、複数
ピッチ回転させられる場合には、ノズル保持部材202
が回転させられるノズル選択時期に、間欠回転用モータ
114の回転速度が低下させられ、ノズル保持部材20
2が停止位置において停止させられる時間が長くされ
る。それによって、装着作業の能率低下を小さく抑えつ
つ、ノズル保持部材202を複数ピッチ回転させるに必
要な時間を確保することができる。しかし、装着サイク
ル全体における間欠回転モータ114の回転速度を低下
させることも可能である。
【0065】なお、本実施形態においては、所望の吸着
ノズル210が作用位置に位置決めされた状態では、直
線状の係合溝260に係合する直線状の係合突部264
が水平方向に延びる状態となる。つまり、ノズル保持部
材202が所望のピッチだけ回転させられた状態で係合
突部264が水平方向に延びるように、水平方向に延び
る係合溝260(図6参照)から所望ピッチだけ隔たっ
た係合溝260に係合突部264が係合させられるよう
に係合部材262の係合位相が予め算出され、係合突部
264が係合溝260へ係合させられる前に上記係合位
相に位置決めされるのである。
【0066】吸着ノズル選択位置に一定時間停止させら
れた後、未だノズル保持部材202が回転させられてい
る途中で、再びノズル保持部材202が旋回運動を開始
させられる。ノズル保持部材202が吸着ノズル選択位
置より旋回方向下流側に移動させられ、係合突部264
においてノズル保持部材202に係合している係合部材
262もこれに追従してノズル保持部材202の旋回軌
跡の周方向に相対移動させられることになるが、係合部
材262と回転部材252とはオルダム継ぎ手330に
よって連結されており、係合部材262は回転部材25
2の回転軸線と直交する直交平面内のあらゆる方向の相
対移動が許容されるため、係合突部264と係合溝26
0とは係合状態(図12参照)を維持し、回転部材25
2からの回転が伝達されてノズル保持部材202が回転
させられ、所望の吸着ノズル210の作用位置への位置
決め動作が継続される。その位置決め動作の終了時に
は、前述のように係合突部264と係合溝260とが水
平方向に延びる状態となるようにされており、したがっ
て、位置決め動作の末期には既に係合突部264と係合
溝260とがほぼ水平方向に延びる状態となっているた
め、係合部材262の、ノズル保持部材202に対する
上記旋回軌跡の周方向における相対移動がある程度許容
される。それでも、係合突部264と係合溝260との
間の摩擦抵抗等によって両者の相対移動が妨げられるこ
とを完全に回避することは困難である。したがって、本
実施形態のように、オルダム継ぎ手330によって係合
部材262がノズル保持部材202の旋回軌跡の周方向
の移動に追従可能とすることは、ノズル保持部材202
が移動を開始しても吸着ノズル210の作用位置への位
置決め動作を安定して継続し得るようにする上で有効で
ある。
【0067】なお、上述のように、所望の吸着ノズル2
10の作用位置への位置決め動作の終了時に、係合突部
264と係合溝260とが水平方向に延びる状態、すな
わちノズル保持部材202の旋回軌跡に平行となるよう
にすることは、望ましいことではあるが不可欠ではな
い。係合突部264と係合溝260とが水平方向に対し
て傾いた状態、あるいは垂直な状態で所望の吸着ノズル
210の作用位置への位置決め動作が終了させられる場
合でも、オルダム継ぎ手330によって係合部材262
が回転部材252の回転軸線と直交する直交平面内のあ
らゆる方向の相対移動を許容されていれば、ノズル保持
部材202の旋回開始後にも吸着ノズル210の作用位
置への位置決め動作を継続することが可能なのである。
【0068】前記吸着ノズル210の作用位置への位置
決め動作の末期に、係合,離脱装置254により回転部
材252および係合部材262の後退が開始され、それ
に伴ってノズル保持部材202が図4において左方へ移
動し、図示しない位置決めピンが位置決め穴に嵌入して
ノズル保持部材202の回転が防止される。やがてノズ
ル保持部材202の軸方向の移動は図示しないストッパ
により停止させられるが、回転部材252および係合部
材262の後退は継続され、係合突部264が係合溝2
60から離脱させられる。このように、係合突部264
が係合溝260から離脱する時期には、係合部材262
は回転部材252に対して半径方向(ノズル保持部材2
02の旋回運動の下流側)に一定量相対移動させられて
いるため、係合突部264が係合溝260から離脱すれ
ば、係合部材262は板ばね370の付勢力によって回
転部材252とほぼ同心の原位置に復帰させられる。そ
の際、図10から明かなように、回転部材252および
係合部材262の後退速度が滑らかに減速され、一旦零
にされた後、再び増速される。このように、係合突部2
64の係合溝260からの離脱時期に回転部材252お
よび係合部材262の後退速度が小さくされるため、両
者の離脱およびそれに伴う係合部材262の原位置への
復帰が穏やかに行われる。
【0069】なお、本実施形態においては、係合突部2
64を係合溝260から離脱させるためのカム曲線が、
係合突部264を係合溝260に係合させるためのカム
曲線と丁度対称の形状とされており、カムの設計,製作
が容易となる利点があるが、後退速度が一旦零にされる
ことは不可欠ではない。例えば、一定の低速に維持され
るようにされてもよいのである。
【0070】係合突部264が係合溝260から離脱し
た後は、係合部材262がノズル保持部材202から速
やかに離間させられる。そして、係合部材262がノズ
ル保持部材202から退避させられた退避位置にある状
態で、再び回転部材回転装置256が駆動され、回転部
材252が吸着ノズル位置決めの時とは逆方向に回転さ
せられて、次のノズル選択のための係合位相に位置決め
され、待機させられる。
【0071】本実施形態によれば、ノズル保持部材20
2が未だ旋回運動を完全に停止していない時期から、係
合部材262の係合突部264のノズル保持部材202
の係合溝260への係合を開始し、吸着ノズル選択位置
から次の位置へ旋回運動を開始した後も係合突部264
と係合溝240との係合状態を保ってノズル保持部材2
02を回転させ、吸着ノズル210の選択動作を行わせ
ることができる。したがって、ノズル保持部材202の
停止時間を、従来のノズル選択装置(回転部材と係合部
材とが一体的に設けられたもの)を使用する場合より短
縮(図10に示す例では約半分の時間に短縮)しつつ吸
着ノズル210の選択に要する時間(係合部材262と
回転部材252との係合,離脱およびノズル保持部材2
02の回転のための時間)を十分に確保することがで
き、吸着ノズル210を作用位置に精度良く位置決めす
ることができる。また、回転部材回転装置256の駆動
源(ノズル選択用モータ282)にかかる負荷の増大を
回避することができ、ノズル選択装置250の耐久性が
向上する。発明者は、従来のノズル選択装置を使用して
本実施形態と同程度のノズル保持部材の停止時間でノズ
ル選択を行おうとしたが、係合,離脱装置のカム駆動の
追従性不足や回転部材回転装置の駆動源への過負荷等の
ために不可能であった。ノズル保持部材202の停止時
間を短縮できれば、電気部品装着システム12が部品装
着作業に要する時間を短縮でき、作業能率を向上させる
ことができる。
【0072】以上、本発明の実施形態を詳細に説明した
が、これは例示に過ぎず、本発明は、前記〔発明が解決
しようとする課題,課題解決手段および効果〕の項に記
載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種
々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態である電気部品装着システ
ムを概略的に示す平面図である。
【図2】上記電気部品装着システムの部品装着装置を示
す正面図(一部断面)である。
【図3】上記部品装着装置の部品保持装置が停止する停
止位置を概略的に示す図である。
【図4】上記部品保持装置およびノズル選択装置を示す
正面図(一部断面)である。
【図5】上記部品装着装置の部品保持装置昇降装置の一
部を示す正面図(一部断面)である。
【図6】上記部品装着装置の隣接する2個の部品保持装
置の6個ずつの吸着ノズルを示す正面図である。
【図7】前記ノズル選択装置を示す正面断面図である。
【図8】前記電気部品装着システムを制御する制御装置
のうち本発明に関連の深い部分を示すブロック図であ
る。
【図9】前記部品装着装置における不相対移動状態の現
出および不相対移動状態における部品保持装置の作動を
説明するタイムチャートである。
【図10】吸着ノズル選択位置における上記部品保持装
置および前記ノズル選択装置の作動を説明するタイムチ
ャートである。
【図11】図10の点A(吸着ノズル選択位置直前)に
おける上記ノズル選択装置の係合部材と上記部品保持装
置の被係合部との係合状態を示す正面図である。
【図12】図10の点B(吸着ノズル選択位置から次の
位置に向かう途中)における上記ノズル選択装置の係合
部材と上記部品保持装置の被係合部との係合状態を示す
正面図である。
【符号の説明】
12:電気部品装着システム 16:部品装着装置
114:間欠回転用モータ 126:間欠回転盤
140:部品保持装置 170:昇降ロッド17
2:回転伝達軸 202:ノズル保持部材 21
0:吸着ノズル250:ノズル選択装置 252:回
転部材 254:係合,離脱装置256:回転部材回
転装置 260:係合溝 262:係合部材 2
64:係合突部 282:ノズル選択用モータ 3
30:オルダム継ぎ手368:相対位置決め装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 貴幸 愛知県知立市山町茶碓山19番地 富士機械 製造株式会社内 Fターム(参考) 5E313 AA03 AA11 AA18 CC03 CC04 CD05 CD06 EE01 EE02 EE03 EE05 EE24 EE25 EE33 EE37 EE50 FF24 FF26 FF28 FF29 FF32 FF33 FG10

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれ複数の吸着ノズルを保持して回
    転軸線まわりに回転可能であり、回転により複数の吸着
    ノズルのうちの一つを作用位置に位置決めする複数のノ
    ズル保持部材と、 それら複数のノズル保持部材を共通の旋回軸線まわりに
    旋回させるとともに、予め定められた複数の停止位置に
    順次停止させる旋回装置と、 前記ノズル保持部材の被係合部に係合,離脱可能な係合
    部材を備えて前記複数の停止位置の一つに設けられ、係
    合部材がノズル保持部材の被係合部に係合してノズル保
    持部材を回転させる保持部材回転装置と、 前記係合部材を前記ノズル保持部材の被係合部に係合,
    離脱させる係合,離脱装置とを含み、前記複数の停止位
    置の一つにおいて前記作用位置にある吸着ノズルにより
    電気部品を保持し、前記複数の停止位置の別の一つにお
    いて回路基板に装着する電気部品装着システムにおい
    て、 前記保持部材回転装置を、前記係合部材の、少なくと
    も、前記旋回装置による前記ノズル保持部材の旋回軌跡
    の周方向の移動を許容しつつ、その係合部材を回転させ
    得るものとしたことを特徴とする電気部品装着システ
    ム。
  2. 【請求項2】 それぞれ複数の吸着ノズルを保持して回
    転軸線まわりに回転可能であり、回転により複数の吸着
    ノズルのうちの一つを作用位置に位置決めする複数のノ
    ズル保持部材と、 それら複数のノズル保持部材を共通の旋回軸線まわりに
    旋回させるとともに、予め定められた複数の停止位置に
    順次停止させる旋回装置と、 (a) 前記ノズル保持部材の被係合部に係合,離脱可能な
    係合部材と、(b) その係合部材を保持して回転する回転
    部材と、(c) それら係合部材および回転部材を回転させ
    る回転駆動装置とを備えて前記複数の停止位置の一つに
    設けられ、係合部材がノズル保持部材の被係合部に係合
    してノズル保持部材を回転させる保持部材回転装置と、 前記回転部材および前記係合部材を回転部材の回転軸線
    に平行な方向に移動させることにより、前記ノズル保持
    部材の被係合部に係合,離脱させる係合,離脱装置とを
    含み、前記複数の停止位置の一つにおいて前記作用位置
    にある吸着ノズルにより電気部品を保持し、前記複数の
    停止位置の別の一つにおいて回路基板に装着する電気部
    品装着システムであって、 前記保持部材回転装置が、前記係合部材と前記回転部材
    との間に、少なくとも、前記旋回装置による前記ノズル
    保持部材の旋回軌跡の周方向の移動を許容しつつ回転部
    材の回転は伝達する回転伝達装置を備えることを特徴と
    する電気部品装着システム。
  3. 【請求項3】 前記係合,離脱装置が、少なくとも、前
    記ノズル保持部材が前記複数の停止位置のうち前記保持
    部材回転装置に対応する停止位置から前記旋回装置によ
    る旋回を開始させられた後の一定期間、前記係合部材を
    前記ノズル保持部材の被係合部への係合状態に保つもの
    である請求項1または2に記載の電気部品装着システ
    ム。
  4. 【請求項4】 前記回転伝達装置が、前記係合部材の前
    記回転部材の回転軸線と直交する直交平面内のあらゆる
    方向の移動を許容するものである請求項2または3に記
    載の電気部品装着システム。
  5. 【請求項5】 前記保持部材回転装置が、前記係合部材
    と前記回転部材とを予め定められた相対位置に保持し、
    前記係合部材に前記旋回軌跡の周方向の力が加えられた
    とき、前記予め定められた相対位置からの移動を許容す
    る相対位置決め装置を備えた請求項2ないし4のいずれ
    かに記載の電気部品装着システム。
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