JP2002314293A

JP2002314293A - ヘッド取付装置

Info

Publication number: JP2002314293A
Application number: JP2001113728A
Authority: JP
Inventors: Takeo Hidaka; 剛生日高
Original assignee: Suzuki Co Ltd
Current assignee: Suzuki Co Ltd
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2002-10-25

Abstract

(57)【要約】【課題】移動体に取付けられた各ヘッド部からの配線
長をできるだけ短縮し、移動体上の限られたスペースに
効率良く配線可能にしたヘッド取付装置を提供する。【解決手段】移動体２には、ヘッド取付部１５に取付
けられた各部品吸着装置１４からの配線を集中させて個
別に束ねる配線孔１３が形成された配線プレート１２
が、曲げ成形されて一体に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は、ヘッド取付装置に
関し、詳しくはカメラ位置を基準として複数のヘッド部
が等ピッチ間隔で個別に取付プレートに着脱自在に取付
け可能になっているヘッド取付装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体素子等の電子部品を基板実
装する場合に、搬送された電子部品を部品搭載ヘッドに
より吸着保持して基板と位置合わせして搭載する部品実
装装置が用いられている。

【０００３】この部品実装装置の一例について、特開２
０００−３６６９３号公報に示す電子部品の実装装置を
参照して説明する。Ｘ−Ｙ方向に移動可能なＸＹロボッ
ト装置の取付板（インターフェース部材）には、複数の
部品吸着ヘッド部がフレームを介して取付固定されてい
る。また、取付板（インターフェース部材）若しくはフ
レームには、電子部品を吸着する際の部品位置や基板に
搭載した部品位置を確認するためカメラが設けられてい
る。

【０００４】部品吸着ヘッド部は、下端部に吸着ノズル
が設けられたスプライン軸が鉛直方向に設けられてい
る。また、Ｚ軸モータとこれに連繋する送りねじ軸がス
プライン軸と並んで鉛直方向に設けられている。送りね
じ軸にはボールネジナットを介してＺ軸動力伝達部材が
移動可能に設けられており、Ｚ軸動力伝達部材には、ス
プライン軸の上端部連繋している。スプライン軸にはθ
軸プーリが設けられており、θ軸モータのモータプーリ
との間にベルトが掛けられている。

【０００５】カメラにより部品位置を確認すると、Ｚ軸
モータを起動して、ボールネジナットを介してＺ軸動力
伝達部材が上下方向に移動し、同時にスプライン軸も上
下方向に移動して電子部品を吸着ノズルに吸着保持す
る。吸着された電子部品は、Ｘ−Ｙロボット装置を通じ
て基板上の搭載位置へ搬送され、θ軸モータを起動し
て、ベルトを介してスプライン軸が回転すると吸着ノズ
ルに吸着された電子部品の向きを変えてから、Ｚ軸モー
タを起動して電子部品を基板に搭載するようになってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】２０００−３６６９３
号公報に示す部品実装装置は、ＸＹロボット装置の取付
板（インターフェース部材）に、複数の部品吸着ヘッド
部が個別にフレームを介して取付可能になっているが、
各部品吸着ヘッド部に対して個別にＺ軸モータやθ軸モ
ータの動作を制御するコネクタケーブルや真空吸引用の
配管などを接続が必要である。これらの配線や配管をＸ
Ｙロボット装置側に接続する場合には、ＸＹロボット装
置がＸ−Ｙ方向に移動するため、可動部分との干渉や配
線どうしが絡み合ったり、また配線長をできるだけ短く
して限られたスペースに効率良く配線することが求めら
れている。また、部品吸着位置や部品搭載位置など、作
業用の基準位置を認識するカメラを設ける場合には、各
部品吸着ヘッド部を交換するたびにカメラ位置の移動を
伴なうのは部品の実装精度が低下して好ましくない。

【０００７】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、移動体に取付けられた各ヘッド部からの配線長を
できるだけ短縮し、移動体上の限られたスペースに効率
良く配線可能にしたヘッド取付装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を備える。即ち、ベース部と、該
ベース部上を移動可能な移動体と、該移動体に一体に設
けられ、各種ヘッド部が個別に着脱自在に取付けられる
取付プレートとを備え、移動体には、取付けられた各種
ヘッド部からの配線を集中させて個別に束ねる配線孔が
形成された配線案内部材が、曲げ成形されて一体に設け
られていることを特徴とする。また、取付プレートに一
体に設けられ、作業用の基準位置を認識するカメラを取
付け可能なカメラ固定部材と、取付プレートにカメラ位
置を基準に位置決めされ、各種ヘッド部を等ピッチ間隔
で取付け可能なヘッド取付部とを備えたことを特徴とす
る。また、配線案内部材は金属板を折り曲げて形成され
ており、各折曲げ面に配線孔が形成されていることを特
徴とする。また、取付プレートには部品吸着装置が着脱
自在に取付け可能になっていることを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について添付図面と共に詳述する。本実施例では、主と
して半導体素子（ＩＣチップなど）の電子部品を吸着し
て基板に搭載する部品吸着ヘッドを備えたヘッド取付装
置について説明する。図１はヘッド取付装置の一部断面
説明図、図２は図１のヘッド取付装置を矢印Ａ方向から
見た説明図、図３は図１のヘッド取付装置を矢印Ｂ方向
から見た説明図、図４は図１のヘッド取付装置を矢印Ｃ
方向から見た説明図である。

【００１０】先ず、ヘッド取付装置の概略構成について
図１を参照して説明する。１はベース部であり、Ｘ−Ｙ
ロボット装置の一部を構成するものである。２は移動体
であり、ベース部１上に移動可能に設けられている。ベ
ース部１には図１の紙面に垂直方向にガイドレール３が
設けられており、このガイドレール３に移動体２は移動
ガイド４を介してスライド可能に連繋している。移動体
２はサーボモータ５及びこのモータ軸に連繋したボール
ネジ６に連繋している。サーボモータ５を作動させるこ
とにより、移動体２は、移動ガイド４を介して連繋した
ガイドレール３に沿って往復移動可能になっている。ま
た、ベース部１は図示しない移動機構により図１の左右
方向に移動になっている。

【００１１】７は取付プレートであり、移動体２に一体
に設けられている。この取付プレート７は、鉛直方向に
起立して設けられ、取付面には複数のヘッド部を備えた
部品搭載部８が着脱自在に取付けられる。

【００１２】また、９はカメラ固定部材であるカメラス
テーであり、カメラ１０を一体に取付固定するものであ
る。カメラ１０は、照明に照らされた電子部品をレンズ
１１通して撮像し、部品吸着作業及び搭載作業を行う際
の基準位置を認識する。即ち、部品吸着位置における電
子部品の有無や位置ずれを確認するものである。このカ
メラ１０を取付支持するカメラステー９は取付プレート
７に固定されているので、カメラ１０の位置を基準とし
て取付プレート７に取付られる各種ヘッド部との間のＸ
−Ｙ平面上の位置出しが自動的に行える。１５はヘッド
取付部であり、取付プレート７にカメラステー９に保持
されるカメラ位置を基準に位置決めされている。このヘ
ッド取付部１５には、部品搭載部８の各種ヘッド部（本
実施例では部品吸着装置１４）が等ピッチ間隔で取付け
可能になっている（図２参照）。

【００１３】本願発明の特徴は、移動体２に配線案内部
材である配線プレート１２が一体に設けられており、該
配線プレート１２には、取付プレート７に取付けられた
各種ヘッド部（本実施例では部品吸着装置１４）からの
配線を集中して束ねる配線孔１３が形成されていること
を特徴とする。以下、具体的に説明する。

【００１４】図１乃至図４において、配線プレート１２
は例えば金属板（アルミ板、ステンレススチールなど）
をコ字状に折曲げて形成されており、移動体２に対して
ねじ止めにより固定されている。このコ字状に折曲げて
取付けることにより、移動体２上の狭い設置面積部分
に、効率良く取付けることができる。また、配線プレー
ト１２は平板に比べて剛性が高いので、移動体２がガイ
ドレール３に沿って移動してもあおられたり振動したり
することが無く、配線に無理な負荷が加わることも無
い。また、配線プレート１２は、各折曲げ面１２ａ〜１
２ｃに配線孔１３が各々形成されており、各ヘッド部か
ら配線が個別に最も近い配線孔１３を介して配線どうし
が交差することなく配線できる（図１、図４参照）。
尚、曲げ形状は必ずしもコ字状である必要は無く、更に
多面となるように折り曲げても良いし、平面状に折り曲
げられている場合に限らず、湾曲形状に曲げられても良
い。

【００１５】次に、部品搭載部８を構成する部品吸着装
置１４の構成について説明する。部品吸着装置１４は、
取付プレート７のヘッド取付部１５において等ピッチ間
隔でねじ止めにより着脱自在に取付けられている（図２
参照）。この部品吸着装置１４は、個別に着脱できるの
で、例えばすべての部品吸着装置１４を吸着ノズル部１
６のストロークが同じものを取付けることもできるし、
ストロークが異なる装置も取付けられる。これによっ
て、電子部品の生産量の増減が行われる場合には生産量
の調整に対応でき、異なる電子部品を取り扱う場合には
多品種少量生産にも迅速に対応でき、汎用性や使い勝手
の良い部品搭載部８を提供できる。

【００１６】以下、部品吸着装置１４の構成について具
体的に説明する。装置本体２４の上部にＺ軸モータ１７
と、Ｒ軸モータ１８とが並んで設けられている。Ｚ軸モ
ータ１７を所定方向に回転駆動させるとＺ軸ボールネジ
１９に連繋する軸連繋部２０が上下動し、該軸連繋部２
０にて連繋する作動軸２１がスプライン軸２２に対して
上下にスライドするようになっている。また、Ｒ軸モー
タ１７を回転駆動させると、スプライン軸２１が連繋す
る作動軸２１がスプライン軸２２と一体に回転駆動され
る（図１参照）。

【００１７】軸連繋部２０は、Ｚ軸ボールネジ１９に螺
合しているＺ軸ボールネジナット１９ａに連繋してお
り、作動軸２１は軸連繋部２０の二股状連繋部（図示せ
ず）に係止して連繋している。軸連繋部２０の作動軸側
端部を開放したのは、Ｚ軸ボールネジ１８に軸振れが生
じても、係止状態が解除されない範囲で作動軸２１の振
れを逃がしてＺ軸ボールネジ１８側の振れを吸収するた
めである（図１参照）。

【００１８】また、部品吸着装置１４の装置本体２４内
には図示しない滑り軸受部が上下に嵌め込まれており、
作動軸２１を上下にスライド可能に保持すると共に、装
置本体２４内を上下に仕切って密閉空間部を形成してい
る。真空発生装置２３は、密閉空間部に隣接して装置本
体２４に直に取付けられており、該装置本体２４に形成
された正圧供給口より装置本体内に形成された吸引路を
通じて正圧が送り込まれる。このとき、真空破壊口側の
バルブを吸引側に切り換えることにより、真空破壊口側
の吸引路の一部を装置本体２４内の密閉空間部に連通さ
せ、密閉空間部に配置された作動軸２１の中空軸内を通
じて吸着ノズル部１６に負圧を発生させて吸引動作を行
うようになっている（図１、図３参照）。また、吸着ノ
ズル部１６に吸着された部品の吸着を解除するには、真
空破壊口に設けられたバルブを排気側に切り換えること
により、正圧を瞬間的に吸着ノズル部１６へ印加して部
品の吸着を解除することができる。このように、真空発
生装置２３は装置本体２４に直に設けられ、吸引動作と
真空破壊動作とで装置本体内に形成された同じ配管を利
用できるので、樹脂チューブなどの配管が不要であり、
配線プレート１２を通過する配線配管を省略できるの
で、部品吸着装置１４の交換作業を簡略化することもで
きる。また、吸引路が短縮されているので、エアーの損
失が少なく、部品の吸着／吸着解除動作を行う際の応答
性が向上する。

【００１９】次に、部品吸着搭載動作について説明す
る。Ｚ軸モータ１７を起動すると、Ｚ軸ボールネジ１９
が回転駆動され、軸連繋部２０が上下方向に移動し、同
時に作動軸２１もスプライン軸２２に対して上下方向に
移動する。真空発生装置２３により部品を吸着ノズル部
１６に吸着して上方で保持する。サーボモータ５を起動
して移動体２がＸ方向（若しくはＹ方向）に移動した
後、Ｒ軸モータ１８を起動して、スプライン軸２２を通
じて作動軸２１が所定量回転して部品を搭載姿勢に変更
する。そして、Ｚ軸モータ１７を起動して吸着された電
子部品を基板に搭載すると同時に吸着解除して基板実装
が行われる。このときカメラ１０の位置を原点として、
各部品吸着装置１４の吸着ノズル部１６までのＸ−Ｙ平
面上の距離は予め算出されているので、制御部からのイ
ンデックス命令に応じて繰り返し作業が行える。

【００２０】よって、ストロークが同じ部品吸着装置１
４を設けて、各装置間のＸ−Ｙ平面上の位置関係は保っ
たまま吸着搭載動作を行うことで生産効率を高めること
も可能であるし、ストロークの異なる部品吸着装置１４
を設けて、各部品吸着装置１４のＸ−Ｙ平面上の位置関
係は保ったまま、個別制御を行うことで多品種少量生産
に対応させることもできる。また、各部品吸着装置１４
は取付プレート７から個別に取り外してメンテナンスを
行え、この際に各部品吸着装置１４からの配線が配線プ
レート１２の配線孔１３ｂにおいて集約されているので
装置の交換作業を簡略化することもできる。

【００２１】上記ヘッド取付装置を用いれば、移動体２
には、取付プレート７に取付けられた部品搭載部８から
の配線を集中させて個別に束ねる配線孔１３が形成され
た配線プレート１２が曲げ成形されて一体に設けられて
いるので、移動体２上の狭い設置面積部分に、効率良く
取付けることができる。この配線プレート１２は曲げ成
形されているので平板に比べて剛性が高く、移動体２が
移動してもあおられたり振動したりすることが無く、配
線に無理な負荷が加わることも無い。また、配線プレー
ト１２の各折曲げ面１２ａ〜１２ｃに配線孔１３が形成
されており、各ヘッド部８から最も近い配線孔１３へ個
別に配線どうしが交差することなく配線できるので、無
駄な配線を省略して配線効率を高めることもできる。ま
た、配線プレート１２は、各々形成されており、各部品
搭載部８から配線が個別に最も近い配線孔１３を介して
配線できる。また、各部品吸着装置１４は取付プレート
７から個別に取り外してメンテナンスを行え、この際に
各部品吸着装置１４からの配線が配線プレート１２の配
線孔１３ｂを通じて交差することなく個別配線されてい
るので、部品吸着装置１４の交換作業を簡略化すること
もできる。

【００２２】以上、本発明の好適な実施例について述べ
てきたが、本発明は上述した各実施例に限定されるのも
のではなく、取付プレート７のヘッド取付部１５には部
品吸着装置１４が等ピッチ間隔でねじ止めにより着脱自
在に取付けられていたが、専用のアタッチメントを設け
て着脱するようにしても良い。また、移動体２の取付プ
レート７に取付けられるヘッド部は、複数の部品吸着装
置１４を備えた部品搭載部８に限らず、例えばはんだや
接着剤などを供給するディスペンサーなど他のヘッド部
であっても良い等、発明の精神を逸脱しない範囲で多く
の改変を施し得るのはもちろんである。

【００２３】

【発明の効果】本発明に係るヘッド取付装置を用いれ
ば、移動体には、取付プレートのヘッド取付部に取付け
られた各種ヘッド部からの配線を集中させて個別に束ね
る配線孔が形成された配線案内部材が曲げ成形されて一
体に設けられているので、移動体上の狭い設置面積部分
に、効率良く取付けることができる。この配線案内部材
は曲げ成形されているので平板に比べて剛性が高く、移
動体が移動してもあおられたり振動したりすることが無
く、配線に無理な負荷が加わることも無い。また、配線
案内部材の各配線孔には、各ヘッド部から最も近い配線
孔へ個別に配線できるので、無駄な配線を省略して配線
効率を高めることもできる。また、各ヘッド部は取付プ
レートから個別に取り外してメンテナンスを行うことが
でき、この際に各ヘッド部からの配線が配線案内部材の
配線孔を通じて交差することなく個別配線されているの
で、ヘッド部の交換作業を簡略化することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ヘッド取付装置の一部断面説明図である。

【図２】図１のヘッド取付装置を矢印Ａ方向から見た説
明図である。

【図３】図１のヘッド取付装置を矢印Ｂ方向から見た説
明図である。

【図４】図１のヘッド取付装置を矢印Ｃ方向から見た説
明図である。

【符号の説明】

１ベース部２移動体３ガイドレール４移動ガイド５サーボモータ６ボールネジ７取付プレート８部品搭載部９カメラステー１０カメラ１１レンズ１２配線プレート１３配線孔１４部品吸着装置１５ヘッド取付部１６吸着ノズル部１７Ｚ軸モータ１８Ｒ軸モータ１９Ｚ軸ボールネジ２０軸連繋部２１作動軸２２スプライン軸２３真空発生装置２４装置本体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベース部と、該ベース部上を移動可能な移動体と、該移動体に一体に設けられ、各種ヘッド部が個別に着脱
自在に取付けられる取付プレートとを備え、前記移動体には、取付けられた各種ヘッド部からの配線
を集中させて個別に束ねる配線孔が形成された配線案内
部材が、曲げ成形されて一体に設けられていることを特
徴とするヘッド取付装置。
【請求項２】取付プレートに一体に設けられ、作業用
の基準位置を認識するカメラを取付け可能なカメラ固定
部材と、前記取付プレートにカメラ位置を基準に位置決めされ、
各種ヘッド部を等ピッチ間隔で取付け可能なヘッド取付
部とを備えたことを特徴とする請求項１記載のヘッド取
付装置。
【請求項３】配線案内部材は金属板を折り曲げて形成
されており、各折曲げ面に配線孔が形成されていること
を特徴とする請求項１又は２記載のヘッド取付装置。
【請求項４】取付プレートには部品吸着装置が着脱自
在に取付け可能になっていることを特徴とする請求項
１、２又は３記載のヘッド取付装置。