JP2004095632A - Component mounting apparatus - Google Patents

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中島 誠
Hiroaki Imagawa
今川 宏明
Naohito Koketsu
纐纈 尚人
Wataru Hirai
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a component mounting apparatus which has a simple structure and therefore can reduce a manufacturing cost, and has no probability of causing problems caused by rattling by abrasion. <P>SOLUTION: The component mounting apparatus comprises a plurality of chucking nozzles 30, a rod 26, a motor 22 for rotating the rod 26, and a cylindrical cam 40. Each of the chucking nozzles 30 has such a structure that first and second rollers 33 and 34 are attached to a support pin 32 projecting on the peripheral surface of a body 31 of a chucking nozzle. The rod 26 holds the chucking nozzles 30 so that they can move vertically, and are formed with vertically arranged guide grooves 35, with side faces of which the first rollers 33 are brought into contact. The cylindrical cam 40 has its cam surfaces 41 in contact with the second rollers 34, and makes relative rotation between the second roller 34 and the rod 26 to control heights of the chucking nozzles 30. At the rotation of the rod 26, the second rollers 34 roll and move on the cam surfaces 41 of the cylindrical cam 40, while the first rollers 33 roll and move on the side faces of the guide grooves 35, resulting in locating the chucking nozzles 30 used for mounting components at a lowest position. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板等の基板上に電子部品等を実装する部品実装装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図10、図11は従来の電子部品実装装置の一例を示す。この電子部品装着装置100は、電子部品を収納して自動供給する部品供給部101と、電子部品が装着される基板Wを互いに直交するX・Yの2方向に位置決めするXYテーブル102と、XYテーブル102に基板Wを供給するローダ部103と、実装完了した基板Wを外部へ排出するアンローダ部104と、部品供給部101から自動供給される電子部品を吸着保持して基板Wの所定位置に装着する装着ヘッド110と、これら装着ヘッド110を円周上に多数装備してインデックス回転することにより所定のポジション(ステーションST1〜ST12)に装着ヘッド110を位置決め停止させるロータリヘッド112とから構成されている(例えば、特開2001−62767号公報(図1〜図3)参照)。
【0003】
ロータリヘッド112は、部品供給部101から部品が供給される部品供給位置ST1と、XYテーブル102によって基板Wが位置決めされる部品実装位置ST7との間で、装着ヘッド110を繰り返しインデックス回転させると共に、装着ヘッド110を、その移動位置に応じて必要な高さに制御しつつ、部品供給位置ST1や部品実装位置ST7で所定の上下動作を行わせる。
【0004】
次に、装着ヘッド110を説明する。図12は装着ヘッド110の正面図、図13は図12のC−C断面図、図14は図13のD−D断面図である。
装着ヘッド110は、図13に示すように、ロータリヘッド112にガイド部114を介して上下方向スライド自在に装備されている。ガイド部114の所定位置には、昇降用溝カム116に係合するカムフォロア118が設けられ、ロータリヘッド112が回転することにより、装着ヘッド110がその回転位置に応じて必要な高さに制御されるようになっている。
【0005】
装着ヘッド110は、ロータリヘッド112にガイド部114を介して上下方向スライド自在に結合されたハウジング120と、回転軸線を鉛直方向に向けた姿勢でハウジング120の上端部に固定されたモータ部122と、モータ部122の回転を減速する減速機124と、減速機124の出力軸に連結されて鉛直な回転軸線周りを回転するロッド部126と、ハウジング120とロッド部126との間に配されてロッド部126を回転自在に支持する軸受128,129と、ロッド部126にそれぞれ昇降可能に装備された複数の吸着ノズル部130と、ロッド部126の外周に配されて吸着ノズル部130をロッド部126の回転に応じて昇降させる円筒カム部140と、円筒カム部140をロッド部126と共回りしないように必要に応じてロックするストッパ機構150とを備えている。
【0006】
吸着ノズル部130は、ロッド部126に形成した装着溝127に上下方向スライド自在に収容された吸着ノズル本体131と、吸着ノズル本体131の上部に吸着ノズル本体131の長手方向と直角な方向に突出するよう設けられた支持ピン(軸)132と、支持ピン132の外周に回転自在に装着された1個のローラ133とから構成されており、吸着ノズル本体131の上端と前記装着溝127の上端との間に配されたバネ139により全体が下方に付勢されている。
【0007】
吸着ノズル部130は、図14に示すように、ロッド部126の回転軸線と同心の円周上に所定ピッチで配置されており、各吸着ノズル本体131は、自身の断面とそれを収容する装着溝127の断面とが共に角形断面として形成されていることにより、自転しないようにロッド部126に保持されている。また、前述したように、支持ピン132には1個のローラ133が回転自在に装着されており、このローラ133が、円筒カム部140の上側端のカム面141に当接している。吸着ノズル部130は、バネ139によって前記ローラ133がカム面141上に押し付けられることにより、カム面141の軌道に沿って上下位置を規制されている。
【0008】
また、円筒カム部140とハウジング120との間には、前記したストッパ機構150が設けられている。ストッパ機構150は、円筒カム部140の胴面に設けられたストッパ孔142と、ハウジング120に形成された孔にスライド自在に設けられて円筒カム部140のストッパ孔142に対し係合離脱自在とされたストッパピン152と、ストッパピン152をストッパ孔142から離脱する方向に付勢するバネ154と、ストッパピン152を前記バネ154に抗してストッパ孔142に係合させて、それにより円筒カム部140をロッド部126と一緒に回転しないようにロックするストッパ駆動手段156とから構成されている。
【0009】
この装着ヘッド110では、円筒カム部140のストッパ孔142にストッパピン152を係合させた状態でモータ部122を回転させると、円筒カム部140に対してロッド部126が回転する。従って、カム面141の軌道に従って、ロッド部126に保持された複数の吸着ノズル部130の各高さを規制することができ、従って、そのうちの最下位置に保持された吸着ノズル部130を、部品実装に使用するものとして選択することができるようになる。
【0010】
一方、ストッパピン152をストッパ孔142から離脱させた状態でモータ部122を回転させると、円筒カム部140がロッド部126と共に回転することになる。従って、吸着ノズル部130の高さはそのままにして、吸着ノズル部130の回転位置だけを補正することができるようになる。つまり、ロータリヘッド112が回転中であっても、ストッパ機構150の操作により、吸着ノズル部130の回転方向の位置決めを行う動作と、上下方向の位置決めによる吸着ノズル部130の選択動作とを切り替えて行うことができるようになる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ローラ133と円筒カム部140で、吸着ノズル部130の上下位置を精度良く規制するためには、吸着ノズル本体131を回転(自転)しないように規制しておくことが必要条件となる。
【0012】
この点、図12、図13に示した従来の装着ヘッド110においては、吸着ノズル本体131の断面と装着溝127の断面を共に角形に形成して組み合わせることにより、吸着ノズル本体131の回転(自転)を規制している。しかし、吸着ノズル本体131や装着溝127を角形断面に形成する場合、加工が難しく、加工精度の悪いものを使用した場合には、摺動抵抗が増加して動作不良を起こし早期摩耗を生じるおそれがあり、さらに、加工精度を確保するために加工コストが増大する等の問題を有していた。
【0013】
また、図15に示すように、円筒カム部140の内側のロッド部126に、上下方向のガイド溝160を形成し、そのガイド溝160に前記のローラ133を挿通させることで、ガイド溝160の溝側面でローラ133の位置を規制し、それにより吸着ノズル本体131の回転を抑制することが考えられる。しかし、この場合、ローラ133が、ガイド溝160に沿った上下方向H1と、円筒カム部140のカム面141に沿った周方向H2との2方向に移動することになるため、いずれか一方が転がり接触とならず、滑りを伴う接触状態となり、ローラ133や、カム面141及びガイド溝160の溝側面などに摩耗が生じて、すり減った分のがたつきが生じるおそれが出てくる。
【0014】
一方、図16に示すように、吸着ノズル部とは離れた位置に回転駆動手段を設けてノズル170の選択を行う機構があるが、この機構では、ノズル170の選択を行う際、歯車171から係合レバー172を係合、離脱し、吸着ノズル部とは離れた位置の回転駆動手段により歯車171を回転させて、ノズル170を選択するために、外部の回転駆動手段の構成が大きくなり、停止するまでの時間が長くかかり、高速化を図る上で支障となる問題を有していた。
【0015】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、簡単な構造で製作コストの低減を図ることができ、しかも、摩耗によるがたつきの問題を起こす心配もない、高速化が可能な部品実装装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成ため本発明に係る請求項1記載の部品実装装置は、複数種の吸着ノズルの中から実装する部品に応じた吸着ノズルを選定し、該選定した一つの吸着ノズルにより部品を吸着保持して基板上に装着する部品実装装置であって、下端部に部品吸着用のノズルを有する棒状の本体と該本体の長手方向に直角な軸が本体周面から突設されると共に該軸に第1及び第2のローラが同軸で設けられた複数の吸着ノズル部と、前記複数の吸着ノズル部を円環状に配置してそれぞれを上下動可能に保持すると共に各吸着ノズルの第1のローラが溝側面で接触する上下溝をそれぞれ有するロッド部と、前記ロッド部を回転駆動するモータ部と、前記ロッド部の外側に設けられ、周方向に傾斜された側端側カム面に前記吸着ノズル部の第2のローラが接触しつつ前記ロッド部との間で相対回転することによって前記吸着ノズル部の高さを規制する円筒カム部とを備え、前記モータ部の駆動により、前記ロッド部が回転駆動されて前記円筒カム部の側端面上を前記第2のローラが転がり移動する一方、前記第1のローラが前記上下溝の溝側面に転がり移動することで、部品実装に使用する吸着ノズルを最下位置に配置することを特徴とする。
【0017】
この部品実装装置では、モータ部で吸着ノズル部を保持したロッド部を回し、吸着ノズル部に取り付けた第2のローラを円筒カム部のカム面に転がり接触させることにより、吸着ノズル部の高さ位置を規制して、使用する吸着ノズル部の切り替えを行うようにしてあるので、切り替えの高速化が可能になる。また、吸着ノズル部の本体に設けた軸に第1と第2の2つのローラを取り付け、第2のローラを円筒カム部のカム面に転がり接触させると共に、第1のローラをロッド部に設けた上下溝の溝側面に転がり接触させるようにしているので、つまり、上下溝に接触するローラとカム面に接触するローラを別個に設けて、各ローラが相手面(上下溝の溝側面及びカム面)に対し転がり接触するように構成したので、滑りを伴う接触状態をなくすことができ、ローラやカム面及び上下溝等に生じる摩耗を極力減らすことができ、摩耗によるがたつきの発生を防止することができる。
【0018】
請求項2の部品実装装置は、請求項1において、前記円筒カム部の側端側カム面に、前記部品実装に使用する吸着ノズル部を最下位置に配置したときに前記第2のローラが嵌り込む凹部を形成したことを特徴とする。
【0019】
この部品実装装置では、吸着ノズル部を所定の切り替え位置に位置決めしたときに、第2のローラが凹部に嵌まり込むようにしているので、カム面とローラとで位置決め保持力を発生することができる。
【0020】
請求項3の部品実装装置は、請求項1又は2において、前記円筒カム部の側端側カム面に、前記部品実装に使用する吸着ノズル部を最下位置に配置したときの前記第2のローラの停止位置のそれぞれに、磁石を埋設したことを特徴とする。
【0021】
この部品実装装置では、第2のローラの所定の停止位置に磁石を埋設したので、第2のローラと磁石との間に発生する磁力により、第2のローラを所定の停止位置に保持する力を発生させることができる。
【0022】
請求項4の部品実装装置は、請求項1又は2において、前記円筒カム部の側端側カム面に、前記部品実装に使用する吸着ノズル部を最下位置に配置したときの前記第2のローラの停止位置のそれぞれに、該第2のローラを真空吸引して固定する吸引孔を設けたことを特徴とする。
【0023】
この部品実装装置では、第2のローラの所定の停止位置に吸引孔を設けて、第2のローラをその吸引孔で真空吸引するようにしたので、第2のローラを所定の停止位置に位置決め保持する力を発生させることができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の部品実装装置の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は本実施形態の部品実装装置における装着ヘッドの構成を示す外観斜視図、図2は図1の装着ヘッドの縦断面図である。この部品実装装置は、従来の装着ヘッドの構成に改良を加えたもので、部品実装装置としての全体の構成は、図10、図11に示したものと同様であるので、以下においては改良された装着ヘッド10の構成及び作用についてのみ説明する。
【0025】
装着ヘッド10は、ロータリヘッドにガイド部14を介して上下方向スライド自在に装備されており、ガイド部14の所定位置には、昇降用溝カムに係合するカムフォロア18が設けられ、ロータリヘッドが回転することにより、装着ヘッド10がその回転位置に応じて必要な高さに制御されるようになっている。
【0026】
装着ヘッド10は、ロータリヘッドにガイド部14を介して上下方向スライド自在に結合されたハウジング20と、回転軸線を鉛直方向に向けた姿勢でハウジング20の上端部に固定されたモータ部22と、モータ部22の出力回転を減速する減速機24と、減速機24の出力軸に連結されて鉛直な回転軸線周りを回転するロッド部26と、ハウジング20とロッド部26との間に配されてロッド部26を回転自在に支持する軸受28,29と、ロッド部26にそれぞれ昇降可能に装備された複数の吸着ノズル部30と、ロッド部26の外周に配されて吸着ノズル部30をロッド部26の回転に応じて昇降させる円筒カム部40と、円筒カム部40をロッド部26と共回りしないように必要に応じてロックするストッパ機構50とを備えている。
【0027】
図3はハウジング20の構成図で、(a)は正面図、(b)は(a)図のB−B断面図、図4は吸着ノズル部の構成図で、(a)は正面図、(b)は下面図、図5は図2のA−A断面図、図6は円筒カム部の構成図で、(a)は斜視図、(b)はローラと共に示す展開図、図7はローラと円筒カム部の関係及びガイド溝との関係を示す図で、(a)は正面図、(b)は側断面図であり、以下これらの図を併せて参照しながら説明する。
【0028】
図2〜図4に示すように、吸着ノズル部30は、ロッド部26に形成した装着溝27に上下方向スライド自在に収容され下端部に部品吸着用のノズルを有する棒状の吸着ノズル本体31と、吸着ノズル本体31の上部周面に吸着ノズル本体31の長手方向と直角な方向に突出するよう設けられた支持ピン(軸)32と、支持ピン32の外周に回転自在に装着された第1、第2の2つのローラ33、34とから構成されており、吸着ノズル本体31の上端と前記装着溝27の上端との間に配されたバネ39により全体が下方に付勢されている。
【0029】
吸着ノズル部30は、図5に示すように、ロッド部26の回転軸線と同心の円周上に所定ピッチで配置されている。ここでは、各吸着ノズル本体31と装着溝27の断面は、共に加工の容易な円形断面形状とされている。そして、このままでは吸着ノズル本体31の回転を規制することができないので、ロッド部26に吸着ノズル本体31の回転を規制するための上下方向に沿ったガイド溝35を形成し、そのガイド溝35内に、2つのローラ33、34のうち、内側の第1のローラ33をガイド溝35の溝側面に接触するように配置している。この場合、ガイド溝35の幅は、ローラ33の直径より僅かに大きい程度に設定してある。
【0030】
また、外側の第2のローラ34は、従来例と同様に、円筒カム部40の上側端側のカム面41に当接させてある。吸着ノズル部30は、バネ39によって第2のローラ34がカム面41上に押し付けられることにより、カム面41の軌道に沿って上下位置を規制されている。この第2のローラ34の外周が当接するカム面41は、図6に示すように、円筒カム部40の周方向に傾斜しており、ローラ34がこのカム面41上を接触しながら移動することにより、吸着ノズル部30の高さを制御することができるようになっている。この場合、カム面41には、部品吸着のために最下位置に吸着ノズル部30を位置させる凹曲部41aと、それに180度対向する位置に設けられ、対向する位置にある吸着ノズル部30の第2のローラ34が嵌まることで、ロッド部26に対して位置決め保持力を発揮するV形凹部41bとが設けられている。
【0031】
また、円筒カム部40とハウジング20との間には、ストッパ機構50が設けられている。ストッパ機構50は、円筒カム部40の胴面に設けられたストッパ孔42と、ハウジング20に形成された孔にスライド自在に設けられて円筒カム部40のストッパ孔42に対し係合離脱自在とされたストッパピン51と、ストッパピン51をストッパ孔42から離脱する方向に付勢するバネ54と、ストッパピン52を前記バネ54に抗してストッパ孔42に係合させ、それにより円筒カム部40をロッド部26と一緒に回転しないようにロックするストッパ駆動手段56とから構成されている。
【0032】
この装着ヘッド10では、円筒カム部40のストッパ孔42にストッパピン52を係合させた状態でモータ部22を回転させると、円筒カム部40に対してロッド部26が回転する。従って、カム面41の軌道に従って、ロッド部26に保持された複数の吸着ノズル部30の各高さを規制することができ、従って、そのうちの最下位置に保持された吸着ノズル部30を、部品実装に使用するものとして選択することができるようになる。その場合、吸着ノズル部30を所定の切り替え位置に位置決めしたときに、反対側の吸着ノズル部30の第2のローラ34が、カム面41の凹部41bに嵌まり込むので、所定の位置決め保持力を発生することができる。
【0033】
一方、ストッパピン52をストッパ孔42から離脱させた状態でモータ部22を回転させると、円筒カム部40がロッド部26と共に回転することになる。従って、吸着ノズル部30の高さはそのままにして、吸着ノズル部30の回転位置だけを補正することができるようになる。つまり、ロータリヘッド12が回転中であっても、ストッパ機構50の操作により、吸着ノズル部30の回転方向の位置決めを行う動作と、上下方向の位置決めによる吸着ノズル部30の選択動作とを切り替えて行うことができるようになる。
【0034】
上記構成の装着ヘッド10では、モータ部22により、ロッド部26を円筒カム部40に対して回転駆動させた場合、図7に示すように、円筒カム部40の側端カム面41上を第2のローラ34が転がり接触し、第1のローラ33が上下方向のガイド溝35の溝側面に転がり接触することで、吸着ノズル部30の上下位置が制御される。即ち、吸着ノズル本体31に突設した支持ピン31に第1と第2の2つのローラ33、34を別個に取り付け、第2のローラ34を円筒カム部40のカム面41に転がり接触させると共に、第1のローラ33をロッド部26に設けたガイド溝35の溝側面に転がり接触させるようにしているので、滑りを伴う接触状態をなくすことができ、ローラ33、34やカム面41及びガイド溝35等に生じる摩耗を極力減らすことができる。従って、摩耗が原因のがたつきの発生を有効に排除することができる。また、装着ヘッド10に搭載したモータ部22でロッド部26を回すことにより、使用する吸着ノズル部30の切り替えを行うようにしているので、切り替えの高速化が図れる。
【0035】
なお、図8に示すように、部品実装に使用する吸着ノズル部30を最下位置に配置したときに、円筒カム部40のカム面41上の、各吸着ノズル部30の第2のローラ34が停止するそれぞれの位置に磁石45を埋設して、各ローラ34との間に磁気吸引力を発生するように構成しておけば、全部のローラ34に対し、より強い位置決め保持力を作用させることができる。ただし、第2のローラ34は強磁性体により形成し、円筒カム部40は非磁性体で形成するものとする。磁石45としては、永久磁石の他、電磁石等により構成することができる。
【0036】
また、図9に示すように、図8と同様の停止位置に、第2のローラ34を真空吸引する吸引孔46を設けて、各吸引孔46に吸引ライン47から吸引力を作用させておけば、全部のローラ34に対し、より強い位置決め保持力を作用させることができる。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、吸着ノズル部を保持したロッド部を直接モータ部で回転させ、吸着ノズル部に取り付けたローラと円筒カム部の作用によって、吸着ノズル部の高さ位置を制御し、使用する吸着ノズル部の切り替えを行うようにしているので、切り替えの高速化が可能になる。また、吸着ノズル本体に設けた軸に第1と第2の2つのローラを個別に取り付け、第2のローラを円筒カム部のカム面に転がり接触させると共に、第1のローラをロッド部に設けた上下溝の溝側面に転がり接触させるようにしているので、滑りを伴う接触状態をなくすことができ、ローラやカム面及び上下溝等に生じる摩耗を極力減らすことができ、摩耗によるがたつきの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の部品実装装置における装着ヘッドの外観斜視図である。
【図2】同装着ヘッドの縦断面図である。
【図3】同装着ヘッドにおけるハウジングの構成図で、(a)は正面図、(b)は(a)図のB−B断面図である。
【図4】同装着ヘッドにおける吸着ノズル部の構成図で、(a)は正面図、(b)は下面図である。
【図5】図2のA矢視断面図である。
【図6】同装着ヘッドにおける円筒カム部の構成図で、(a)は斜視図、(b)はローラと共に示す展開図である。
【図7】同装着ヘッドにおけるローラと円筒カム部の関係及びガイド溝との関係を示す図で、(a)は正面図、(b)は側断面図である。
【図8】前記円筒カム部の変形例を示す展開図である。
【図9】前記円筒カム部の別の変形例を示す展開図である。
【図10】従来の部品実装装置の外観斜視図である。
【図11】同部品実装装置の概略構成を示す平面図である。
【図12】同部品実装装置における装着ヘッドの正面図である。
【図13】図12のB−B断面図である。
【図14】図13のD−D断面図である。
【図15】吸着ノズル本体の回転防止の従来の考えを示すための説明図で、(a)は正面図、(b)は側断面図である。
【図16】従来の他の部品実装装置における装着ヘッドの概略斜視図である。
【符号の説明】
10 装着ヘッド
22 モータ部
26 ロッド部
30 吸着ノズル部
31 吸着ノズル本体
32 支持ピン(軸)
33 第1のローラ
34 第2のローラ
35 ガイド溝(上下溝)
40 円筒カム部
41 カム面
41a 凹曲部
41b V形凹部
45 磁石
46 吸引孔
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a component mounting apparatus for mounting an electronic component or the like on a board such as a printed board.
[0002]
[Prior art]
10 and 11 show an example of a conventional electronic component mounting apparatus. The electronic component mounting apparatus 100 includes a component supply unit 101 for storing and automatically supplying electronic components, an XY table 102 for positioning a substrate W on which electronic components are mounted in two directions of X and Y orthogonal to each other, and XY. A loader unit 103 for supplying the substrate W to the table 102; an unloader unit 104 for discharging the mounted substrate W to the outside; and an electronic component automatically supplied from the component supply unit 101 being sucked and held at a predetermined position on the substrate W. The mounting head 110 includes a plurality of mounting heads 110 mounted on a circumference and a rotary head 112 that stops the positioning of the mounting head 110 at a predetermined position (stations ST1 to ST12) by rotating the index by indexing. (See, for example, JP-A-2001-62767 (FIGS. 1 to 3)).
[0003]
The rotary head 112 repeatedly rotates the mounting head 110 by index rotation between a component supply position ST1 where components are supplied from the component supply unit 101 and a component mounting position ST7 where the substrate W is positioned by the XY table 102. The mounting head 110 is moved up and down at a component supply position ST1 and a component mounting position ST7 while controlling the mounting head 110 to a required height in accordance with the moving position.
[0004]
Next, the mounting head 110 will be described. 12 is a front view of the mounting head 110, FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 12, and FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line DD of FIG.
As shown in FIG. 13, the mounting head 110 is mounted on a rotary head 112 via a guide 114 so as to be slidable in the vertical direction. At a predetermined position of the guide portion 114, a cam follower 118 that engages with the lifting / lowering groove cam 116 is provided. When the rotary head 112 rotates, the mounting head 110 is controlled to a required height according to the rotational position. It has become so.
[0005]
The mounting head 110 includes a housing 120 that is vertically slidably coupled to a rotary head 112 via a guide portion 114, and a motor portion 122 that is fixed to an upper end portion of the housing 120 with the rotation axis oriented in a vertical direction. A reduction gear 124 for reducing the rotation of the motor part 122, a rod part 126 connected to an output shaft of the reduction gear 124 and rotating around a vertical rotation axis, and disposed between the housing 120 and the rod part 126. Bearings 128 and 129 rotatably supporting the rod portion 126, a plurality of suction nozzle portions 130 respectively mounted on the rod portion 126 so as to be able to move up and down, and the suction nozzle portion 130 arranged on the outer periphery of the rod portion 126 to connect the rod portion 126 to the rod portion It is necessary to move the cylindrical cam 140 up and down according to the rotation of the 126 and the cylindrical cam 140 so as not to rotate together with the rod 126. And a stopper mechanism 150 to lock in response.
[0006]
The suction nozzle portion 130 is vertically slidably housed in a mounting groove 127 formed in the rod portion 126, and protrudes above the suction nozzle body 131 in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the suction nozzle body 131. And a single roller 133 rotatably mounted on the outer periphery of the support pin 132. The upper end of the suction nozzle body 131 and the upper end of the mounting groove 127 are provided. And the whole is urged downward by a spring 139 disposed therebetween.
[0007]
As shown in FIG. 14, the suction nozzle sections 130 are arranged at a predetermined pitch on a circumference concentric with the rotation axis of the rod section 126, and each suction nozzle body 131 has its own cross section and a mounting Since the cross section of the groove 127 is formed as a rectangular cross section, the groove 127 is held by the rod portion 126 so as not to rotate. Further, as described above, one roller 133 is rotatably mounted on the support pin 132, and this roller 133 is in contact with the cam surface 141 at the upper end of the cylindrical cam portion 140. The vertical position of the suction nozzle portion 130 is regulated along the trajectory of the cam surface 141 when the roller 133 is pressed onto the cam surface 141 by a spring 139.
[0008]
The stopper mechanism 150 is provided between the cylindrical cam 140 and the housing 120. The stopper mechanism 150 is provided slidably in a stopper hole 142 provided in the body surface of the cylindrical cam portion 140 and a hole formed in the housing 120 so as to be capable of engaging and disengaging from the stopper hole 142 of the cylindrical cam portion 140. The stopper pin 152, a spring 154 for urging the stopper pin 152 in a direction to be disengaged from the stopper hole 142, and the stopper pin 152 is engaged with the stopper hole 142 against the spring 154. And a stopper driving means 156 for locking the portion 140 so as not to rotate together with the rod portion 126.
[0009]
In the mounting head 110, when the motor 122 is rotated with the stopper pin 152 engaged with the stopper hole 142 of the cylindrical cam 140, the rod 126 rotates with respect to the cylindrical cam 140. Therefore, according to the trajectory of the cam surface 141, the height of each of the plurality of suction nozzle portions 130 held by the rod portion 126 can be regulated. Therefore, the suction nozzle portion 130 held at the lowest position of the plurality of suction nozzle portions 130 can be controlled. It can be selected as one used for component mounting.
[0010]
On the other hand, when the motor portion 122 is rotated in a state where the stopper pin 152 is detached from the stopper hole 142, the cylindrical cam portion 140 rotates together with the rod portion 126. Therefore, it is possible to correct only the rotational position of the suction nozzle unit 130 while keeping the height of the suction nozzle unit 130 unchanged. In other words, even when the rotary head 112 is rotating, the operation of positioning the suction nozzle unit 130 in the rotation direction and the operation of selecting the suction nozzle unit 130 by positioning in the vertical direction are switched by operating the stopper mechanism 150. Will be able to do it.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In order to accurately control the vertical position of the suction nozzle unit 130 with the roller 133 and the cylindrical cam unit 140, it is necessary to restrict the suction nozzle body 131 from rotating (rotating).
[0012]
In this regard, in the conventional mounting head 110 shown in FIGS. 12 and 13, the cross section of the suction nozzle main body 131 and the cross section of the mounting groove 127 are both formed in a rectangular shape and combined to rotate the suction nozzle main body 131 (rotation). ) Is regulated. However, when the suction nozzle main body 131 and the mounting groove 127 are formed in a square cross section, processing is difficult, and when using one with low processing accuracy, the sliding resistance increases, causing malfunction and premature wear may occur. In addition, there is a problem that the processing cost is increased in order to secure processing accuracy.
[0013]
As shown in FIG. 15, a vertical guide groove 160 is formed in the rod portion 126 inside the cylindrical cam portion 140, and the roller 133 is inserted through the guide groove 160, thereby forming the guide groove 160. It is conceivable to regulate the position of the roller 133 on the groove side surface, thereby suppressing the rotation of the suction nozzle main body 131. However, in this case, the roller 133 moves in two directions, that is, a vertical direction H1 along the guide groove 160 and a circumferential direction H2 along the cam surface 141 of the cylindrical cam portion 140. There is a risk that the roller 133, the cam surface 141, the groove side surface of the guide groove 160, and the like will be worn out, resulting in the occurrence of abrasion due to abrasion.
[0014]
On the other hand, as shown in FIG. 16, there is a mechanism for selecting a nozzle 170 by providing a rotation driving unit at a position distant from the suction nozzle unit. In this mechanism, when selecting the nozzle 170, a gear 171 is used. In order to engage and disengage the engagement lever 172 and rotate the gear 171 by the rotation drive unit at a position away from the suction nozzle unit to select the nozzle 170, the configuration of the external rotation drive unit becomes large, It takes a long time to stop and has a problem that hinders speeding up.
[0015]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and can reduce the manufacturing cost with a simple structure, and has no fear of causing rattling due to abrasion, and is capable of high-speed component mounting. It is intended to provide a device.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the component mounting apparatus according to claim 1 of the present invention selects a suction nozzle according to a component to be mounted from a plurality of types of suction nozzles, and suction-holds the component by the selected one suction nozzle. A component mounting apparatus to be mounted on a board, wherein a rod-shaped main body having a nozzle for component suction at a lower end thereof and an axis perpendicular to the longitudinal direction of the main body are protruded from a peripheral surface of the main body, and are attached to the axis. A plurality of suction nozzles in which first and second rollers are coaxially provided; and a plurality of suction nozzles arranged in an annular shape to hold each of the suction nozzles so as to be vertically movable and a first roller of each suction nozzle. A rod portion having upper and lower grooves respectively contacting with the groove side surface, a motor portion for rotating and driving the rod portion, and the suction nozzle provided on a side end side cam surface provided outside the rod portion and inclined in a circumferential direction. Part of the second roller A cylindrical cam portion that regulates the height of the suction nozzle portion by rotating relative to the rod portion while being in contact with the rod portion. The second roller rolls on the side end surface of the portion, while the first roller rolls on the groove side surfaces of the upper and lower grooves, thereby disposing the suction nozzle used for component mounting at the lowest position. It is characterized by the following.
[0017]
In this component mounting apparatus, the height of the suction nozzle unit is increased by rotating the rod unit holding the suction nozzle unit by the motor unit and making the second roller attached to the suction nozzle unit roll into contact with the cam surface of the cylindrical cam unit. Since the position of the suction nozzle to be used is controlled by restricting the position, the speed of the switching can be increased. In addition, first and second two rollers are attached to a shaft provided on the main body of the suction nozzle portion, and the second roller is brought into rolling contact with the cam surface of the cylindrical cam portion, and the first roller is provided on the rod portion. Rolling contact is made between the upper and lower groove side surfaces. That is, a roller that contacts the upper and lower grooves and a roller that contacts the cam surface are separately provided, and each roller has a mating surface (the groove side surface of the upper and lower grooves and the cam). Surface), so that sliding contact can be eliminated, and wear on rollers, cam surfaces, upper and lower grooves, etc. can be reduced as much as possible, and rattling due to wear is prevented. can do.
[0018]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, when the suction nozzle portion used for component mounting is disposed at a lowermost position on a side end cam surface of the cylindrical cam portion, the second roller is driven by the second roller. It is characterized in that a concave portion to be fitted is formed.
[0019]
In this component mounting apparatus, when the suction nozzle portion is positioned at the predetermined switching position, the second roller is fitted into the concave portion, so that the cam surface and the roller can generate a positioning holding force.
[0020]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the component mounting apparatus according to the first or second aspect, wherein the suction nozzle portion used for mounting the component is disposed at a lowermost position on a side end cam surface of the cylindrical cam portion. A magnet is embedded in each of the roller stop positions.
[0021]
In this component mounting apparatus, since the magnet is buried at the predetermined stop position of the second roller, the force for holding the second roller at the predetermined stop position by the magnetic force generated between the second roller and the magnet. Can be generated.
[0022]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the component mounting apparatus according to the first or second aspect, wherein the suction nozzle portion used for mounting the component is disposed at a lowermost position on a side end cam surface of the cylindrical cam portion. A suction hole is provided at each of the stop positions of the rollers for vacuum-suctioning and fixing the second roller.
[0023]
In this component mounting apparatus, a suction hole is provided at a predetermined stop position of the second roller, and the second roller is vacuum-sucked by the suction hole, so that the second roller is positioned at the predetermined stop position. A holding force can be generated.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a component mounting apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an external perspective view showing a configuration of a mounting head in the component mounting apparatus of the present embodiment, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the mounting head of FIG. This component mounting apparatus is an improvement on the configuration of the conventional mounting head. The overall configuration of the component mounting apparatus is the same as that shown in FIGS. Only the configuration and operation of the mounting head 10 will be described.
[0025]
The mounting head 10 is mounted on the rotary head so as to be freely slidable in the vertical direction via a guide portion 14. At a predetermined position of the guide portion 14, a cam follower 18 that engages with a lifting / lowering groove cam is provided. By rotating, the mounting head 10 is controlled to a required height according to the rotational position.
[0026]
The mounting head 10 includes a housing 20 slidably coupled to the rotary head via a guide portion 14 in a vertical direction, a motor portion 22 fixed to an upper end portion of the housing 20 with a rotation axis oriented in a vertical direction, A speed reducer 24 for reducing the output rotation of the motor portion 22; a rod portion 26 connected to the output shaft of the speed reducer 24 and rotating about a vertical rotation axis; Bearings 28 and 29 for rotatably supporting the rod portion 26, a plurality of suction nozzle portions 30 respectively mounted on the rod portion 26 so as to be able to move up and down, and the suction nozzle portion 30 arranged on the outer periphery of the rod portion 26 and connecting the rod portion 26 to the rod portion A cylindrical cam portion 40 that moves up and down in accordance with the rotation of the cylinder 26 and a stopper mechanism 50 that locks the cylindrical cam portion 40 as necessary so as not to rotate together with the rod portion 26 are provided. .
[0027]
3A and 3B are configuration diagrams of the housing 20, in which FIG. 3A is a front view, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 3A, FIG. 5B is a bottom view, FIG. 5 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2, FIG. 6 is a configuration diagram of a cylindrical cam portion, FIG. 6A is a perspective view, FIG. 6A and 6B are diagrams showing a relationship between a roller and a cylindrical cam portion and a relationship with a guide groove, where FIG. 7A is a front view and FIG. 7B is a side sectional view, and will be described with reference to these drawings.
[0028]
As shown in FIGS. 2 to 4, the suction nozzle unit 30 includes a rod-shaped suction nozzle body 31 housed in a mounting groove 27 formed in the rod unit 26 so as to be slidable in the vertical direction and having a nozzle for component suction at a lower end. A support pin (shaft) 32 provided on the upper peripheral surface of the suction nozzle main body 31 so as to protrude in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the suction nozzle main body 31, and a first rotatably mounted on the outer periphery of the support pin 32. And the second two rollers 33 and 34, and the whole is urged downward by a spring 39 disposed between the upper end of the suction nozzle main body 31 and the upper end of the mounting groove 27.
[0029]
As shown in FIG. 5, the suction nozzle sections 30 are arranged at a predetermined pitch on a circumference concentric with the rotation axis of the rod section 26. Here, the cross section of each suction nozzle main body 31 and the mounting groove 27 has a circular cross-sectional shape that is easy to process. Since the rotation of the suction nozzle main body 31 cannot be regulated in this state, a guide groove 35 is formed in the rod portion 26 along the vertical direction for restricting the rotation of the suction nozzle main body 31. In addition, of the two rollers 33, 34, the inner first roller 33 is disposed so as to contact the groove side surface of the guide groove 35. In this case, the width of the guide groove 35 is set to be slightly larger than the diameter of the roller 33.
[0030]
Further, the outer second roller 34 is in contact with a cam surface 41 on the upper end side of the cylindrical cam portion 40 as in the conventional example. The vertical position of the suction nozzle unit 30 is regulated along the trajectory of the cam surface 41 when the second roller 34 is pressed onto the cam surface 41 by the spring 39. As shown in FIG. 6, the cam surface 41 with which the outer periphery of the second roller 34 abuts is inclined in the circumferential direction of the cylindrical cam portion 40, and the roller 34 moves while contacting the cam surface 41. Thereby, the height of the suction nozzle unit 30 can be controlled. In this case, the cam surface 41 is provided with a concave curved portion 41a for positioning the suction nozzle portion 30 at the lowest position for component suction, and a suction nozzle portion 30 provided at a position 180 degrees opposite to the concave curved portion 41a. And a V-shaped concave portion 41b which exerts a positioning and holding force on the rod portion 26 when the second roller 34 is fitted.
[0031]
Further, a stopper mechanism 50 is provided between the cylindrical cam portion 40 and the housing 20. The stopper mechanism 50 is provided slidably in a stopper hole 42 provided on the body surface of the cylindrical cam portion 40 and a hole formed in the housing 20 so as to be capable of engaging and disengaging from the stopper hole 42 of the cylindrical cam portion 40. The stopper pin 51, a spring 54 for urging the stopper pin 51 in a direction of detaching from the stopper hole 42, and engaging the stopper pin 52 with the stopper hole 42 against the spring 54, thereby forming a cylindrical cam portion. And a stopper driving means 56 for locking the rod 40 so as not to rotate together with the rod part 26.
[0032]
In the mounting head 10, when the motor 22 is rotated in a state where the stopper pin 52 is engaged with the stopper hole 42 of the cylindrical cam 40, the rod 26 rotates with respect to the cylindrical cam 40. Therefore, according to the trajectory of the cam surface 41, it is possible to regulate the height of each of the plurality of suction nozzle portions 30 held by the rod portion 26. Therefore, the suction nozzle portion 30 held at the lowest position is It can be selected as one used for component mounting. In this case, when the suction nozzle unit 30 is positioned at the predetermined switching position, the second roller 34 of the suction nozzle unit 30 on the opposite side fits into the concave portion 41b of the cam surface 41, so that the predetermined positioning holding force is obtained. Can occur.
[0033]
On the other hand, when the motor 22 is rotated with the stopper pin 52 removed from the stopper hole 42, the cylindrical cam 40 rotates together with the rod 26. Therefore, it is possible to correct only the rotation position of the suction nozzle unit 30 while keeping the height of the suction nozzle unit 30 unchanged. In other words, even when the rotary head 12 is rotating, the operation of positioning the suction nozzle unit 30 in the rotational direction and the operation of selecting the suction nozzle unit 30 by positioning in the vertical direction are switched by operating the stopper mechanism 50. Will be able to do it.
[0034]
In the mounting head 10 having the above-described configuration, when the rod portion 26 is rotationally driven with respect to the cylindrical cam portion 40 by the motor portion 22, as shown in FIG. The second roller 34 makes rolling contact, and the first roller 33 makes rolling contact with the groove side surface of the guide groove 35 in the vertical direction, whereby the vertical position of the suction nozzle unit 30 is controlled. That is, the first and second two rollers 33 and 34 are separately attached to the support pin 31 protruding from the suction nozzle main body 31, and the second roller 34 is brought into rolling contact with the cam surface 41 of the cylindrical cam part 40, and Since the first roller 33 is brought into rolling contact with the groove side surface of the guide groove 35 provided in the rod portion 26, the contact state involving sliding can be eliminated, and the rollers 33 and 34, the cam surface 41 and the guide Wear generated in the groove 35 and the like can be reduced as much as possible. Therefore, occurrence of rattling due to wear can be effectively eliminated. Further, since the suction nozzle unit 30 to be used is switched by rotating the rod unit 26 by the motor unit 22 mounted on the mounting head 10, the switching speed can be increased.
[0035]
As shown in FIG. 8, when the suction nozzle unit 30 used for component mounting is disposed at the lowest position, the second roller 34 of each suction nozzle unit 30 on the cam surface 41 of the cylindrical cam unit 40 is used. If the magnet 45 is buried at each position where the roller stops, and a magnetic attraction force is generated between each roller 34, a stronger positioning holding force is applied to all the rollers 34. be able to. However, the second roller 34 is formed of a ferromagnetic material, and the cylindrical cam portion 40 is formed of a non-magnetic material. The magnet 45 can be constituted by an electromagnet or the like in addition to the permanent magnet.
[0036]
Further, as shown in FIG. 9, suction holes 46 for vacuum suction of the second roller 34 are provided at the same stop position as in FIG. 8, and a suction force is applied to each suction hole 46 from a suction line 47. In this case, a stronger positioning holding force can be applied to all the rollers 34.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the rod portion holding the suction nozzle portion is directly rotated by the motor portion, and the height position of the suction nozzle portion is determined by the action of the roller attached to the suction nozzle portion and the cylindrical cam portion. Is controlled and the suction nozzle unit to be used is switched, so that the switching speed can be increased. Also, first and second two rollers are separately attached to a shaft provided in the suction nozzle body, and the second roller is brought into rolling contact with the cam surface of the cylindrical cam portion, and the first roller is provided on the rod portion. Rolling contact with the side surfaces of the upper and lower grooves makes it possible to eliminate contact with sliding, minimize the abrasion that occurs on rollers, cam surfaces, upper and lower grooves, etc. Occurrence can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view of a mounting head in a component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the mounting head.
3A and 3B are configuration diagrams of a housing in the mounting head, wherein FIG. 3A is a front view, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.
4A and 4B are configuration diagrams of a suction nozzle unit in the mounting head, wherein FIG. 4A is a front view and FIG. 4B is a bottom view.
FIG. 5 is a sectional view taken along the arrow A of FIG. 2;
FIGS. 6A and 6B are configuration diagrams of a cylindrical cam portion of the mounting head, wherein FIG. 6A is a perspective view and FIG.
7A and 7B are diagrams showing a relationship between a roller and a cylindrical cam portion and a relationship with a guide groove in the mounting head, wherein FIG. 7A is a front view and FIG. 7B is a side sectional view.
FIG. 8 is a development view showing a modification of the cylindrical cam portion.
FIG. 9 is a development view showing another modified example of the cylindrical cam portion.
FIG. 10 is an external perspective view of a conventional component mounting apparatus.
FIG. 11 is a plan view showing a schematic configuration of the component mounting apparatus.
FIG. 12 is a front view of a mounting head in the component mounting apparatus.
FIG. 13 is a sectional view taken along line BB of FIG.
FIG. 14 is a sectional view taken along the line DD in FIG. 13;
FIGS. 15A and 15B are explanatory views showing a conventional concept of preventing rotation of the suction nozzle main body, where FIG. 15A is a front view and FIG. 15B is a side sectional view.
FIG. 16 is a schematic perspective view of a mounting head in another conventional component mounting apparatus.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 Mounting head 22 Motor unit 26 Rod unit 30 Suction nozzle unit 31 Suction nozzle main body 32 Support pin (shaft)
33 First roller 34 Second roller 35 Guide groove (upper / lower groove)
40 cylindrical cam portion 41 cam surface 41a concave curved portion 41b V-shaped concave portion 45 magnet 46 suction hole

Claims (4)

複数種の吸着ノズルの中から実装する部品に応じた吸着ノズルを選定し、該選定した一つの吸着ノズルにより部品を吸着保持して基板上に装着する部品実装装置であって、
下端部に部品吸着用のノズルを有する棒状の本体と該本体の長手方向に直角な軸が本体周面から突設されると共に該軸に第1及び第2のローラが同軸で設けられた複数の吸着ノズル部と、
前記複数の吸着ノズル部を円環状に配置してそれぞれを上下動可能に保持すると共に各吸着ノズルの第1のローラが溝側面で接触する上下溝をそれぞれ有するロッド部と、
前記ロッド部を回転駆動するモータ部と、
前記ロッド部の外側に設けられ、周方向に傾斜された側端側カム面に前記吸着ノズル部の第2のローラが接触しつつ前記ロッド部との間で相対回転することによって前記吸着ノズル部の高さを規制する円筒カム部とを備え、
前記モータ部の駆動により、前記ロッド部が回転駆動されて前記円筒カム部の側端面上を前記第2のローラが転がり移動する一方、前記第1のローラが前記上下溝の溝側面に転がり移動することで、部品実装に使用する吸着ノズルを最下位置に配置することを特徴とする部品実装装置。
A component mounting apparatus that selects a suction nozzle according to a component to be mounted from a plurality of types of suction nozzles, suctions and holds the component by the selected one suction nozzle, and mounts the component on a substrate,
A plurality of rod-shaped main bodies each having a nozzle for sucking components at a lower end thereof, an axis perpendicular to the longitudinal direction of the main body protruding from the peripheral surface of the main body, and first and second rollers provided coaxially on the axis. A suction nozzle section,
A rod portion having a plurality of upper and lower grooves, each of which holds the plurality of suction nozzle portions in an annular shape and holds each of the suction nozzle portions so as to be vertically movable, and a first roller of each suction nozzle is in contact with a groove side surface;
A motor unit that rotationally drives the rod unit,
The suction nozzle unit is provided outside the rod unit and is relatively rotated between the rod unit and the second roller of the suction nozzle unit while being in contact with a side end side cam surface inclined in a circumferential direction. With a cylindrical cam part that regulates the height of the
By the drive of the motor portion, the rod portion is rotationally driven, and the second roller rolls on the side end surface of the cylindrical cam portion, while the first roller rolls on the groove side surface of the upper and lower grooves. A component mounting apparatus, wherein a suction nozzle used for component mounting is arranged at a lowermost position.
前記円筒カム部の側端側カム面に、前記部品実装に使用する吸着ノズル部を最下位置に配置したときに前記第2のローラが嵌り込む凹部を形成したことを特徴とする請求項1記載の部品実装装置。2. A concave portion in which the second roller fits when a suction nozzle portion used for mounting the component is disposed at a lowermost position, on a side end side cam surface of the cylindrical cam portion. The component mounting apparatus described in the above. 前記円筒カム部の側端側カム面に、前記部品実装に使用する吸着ノズル部を最下位置に配置したときの前記第2のローラの停止位置のそれぞれに、磁石を埋設したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の部品実装装置。A magnet is embedded in each of the stop positions of the second roller when the suction nozzle portion used for mounting the component is disposed at a lowermost position on a side end side cam surface of the cylindrical cam portion. The component mounting apparatus according to claim 1 or 2, wherein 前記円筒カム部の側端側カム面に、前記部品実装に使用する吸着ノズル部を最下位置に配置したときの前記第2のローラの停止位置のそれぞれに、該第2のローラを真空吸引して固定する吸引孔を設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の部品実装装置。Vacuum suction is applied to the second roller at each stop position of the second roller when the suction nozzle used for component mounting is disposed at the lowest position on the side end cam surface of the cylindrical cam. 3. The component mounting apparatus according to claim 1, further comprising a suction hole for fixing the component mounting.
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