JP2004112003A

JP2004112003A - 電子部品自動装着装置

Info

Publication number: JP2004112003A
Application number: JP2004010048A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Kano; 狩野　良則; Katsunao Usui; 臼井　克尚; Shigeru Kageyama; 影山　茂
Original assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Priority date: 2004-01-19
Filing date: 2004-01-19
Publication date: 2004-04-08

Abstract

　【課題】　真空バルブへの配管引き回し等が簡単な電子部品自動装着装置を提供することを目的とする。
　【解決手段】　ロータリーテーブル２１の外周にヘッド昇降テーブル２６を設け、このヘッド昇降テーブルに装着ヘッド２３を設け、この装着ヘッドにより電子部品供給装置からチップ状電子部品を吸着し、プリント基板上に装着するようにした電子部品自動装着装置において、ヘッド昇降テーブルに真空バルブ１６１と、真空バルブに連通する真空引き通路１６５及びエアーブロー通路１６７を有するマニホールドブロック１６３とを一体に設け、真空バルブは、装着ヘッドに連通するヘッド側通路１７５と、真空引き通路、又はエアーブロー通路のいずれか一方の通路との連通を切り替える。
　【選択図】　図１３

Description

　本発明は、ロータリーテーブルの外周部にチップ状電子部品の装着ヘッドを備える電子部品自動装着装置に関する。

　この種の電子部品自動装着装置として、一般に、ロータリーテーブルの装着ヘッドに設けられた吸着ノズルにより、部品供給装置からチップ状電子部品を取り出し、このチップ状電子部品の位置ずれを認識装置により認識し、その認識した結果に基づいて装着ヘッドを回動し、しかる後、電子部品をプリント基板上に装着するようにした電子部品自動装着装置は知られている。
特開平５−１９２８２４号公報

　ところで、この種の電子部品自動装着装置の従来の構造の装着ヘッドの取付け構造においては、吸着ノズルの真空引きやエアーブローに用いる真空バルブが必要になり、該真空バルブへのパイプ配管、又はチューブ配管等の引き回しが、ロータリーテーブルの外周部に重なり合うと、ロータリーテーブルが高速回転するときに、それら配管が振動するし、そもそも無駄な配管スペースが必要になるという問題があった。

　本発明は、真空バルブへの配管引き回し等が簡単な電子部品自動装着装置を提供することをその目的としている。

　このため第１の発明は、ロータリーテーブルの外周にヘッド昇降テーブルを設け、このヘッド昇降テーブルに装着ヘッドを設け、この装着ヘッドにより電子部品供給装置からチップ状電子部品を吸着し、プリント基板上に装着するようにした電子部品自動装着装置において、前記ヘッド昇降テーブルに真空バルブと、該真空バルブに連通する真空引き通路及びエアーブロー通路を有するマニホールドブロックとを一体に設け、前記真空バルブは、前記装着ヘッドに連通するヘッド側通路と、前記真空引き通路、又は前記エアーブロー通路のいずれか一方の通路との連通を切り替えることを特徴とする。

　第２の発明は、第１の電子部品自動装着装着に係る発明において、前記真空引き通路には真空引き管がつながれ、前記エアーブロー通路には非接触でエアーブロー管がつながれることを特徴とする。

　本発明は、真空バルブの上方にマニホールドブロックを一体に設けたので、従来のように、無駄な配管が必要なくなり、その分だけ、該真空バルブへのチューブ配管等の引き回しが必要なくなり、ロータリーテーブルの径方向の大きさが小さくなり、これによって、省スペース化、軽量化を図ることができる。

　以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る電子部品自動装着について説明する。
図１及び図２において、１００はチップ状電子部品の自動装着装置を示している。この電子部品自動装着装置１００は、電子部品供給セクション１０１と、取出しセクション１０２と、装着セクション１０３とからなっている。

　まず、電子部品供給セクション１０１について説明する。電子部品供給セクション１０１は部品供給台１を有し、この供給台１にはナット３を介してボールねじ５が螺合されている。このボールねじ５はカップリング６を介してモータ７につながれており、このモータ７によりボールねじ５が駆動されると、部品供給台１は一対のリニアガイド９，９に案内されてＸ方向に往復動するようになっている。

　この供給台１には複数の部品供給装置１１が設けられ、この部品供給装置１１にはレバー１３（図１）が設けられている。

　このレバー１３は昇降レバー１５に係合し、この昇降レバー１５が昇降すると、上記レバー１３が揺動するようになっている。レバー１３が揺動すると、テープリール１７に巻回されたテープが、後述する取出しセクション１０２へ向けて繰り出され、テープに収納されたチップ状部品が、取出しセクション１０２の部品吸着位置Ｉ（図２）に供給されるようになっている。

　取出しセクション１０２は、間欠的回転が可能なロータリーテーブル２１（図１）を備え、このロータリーテーブル２１の外周部には、等間隔ピッチで、複数の装着ヘッド２３，２３…２３が取付けられている。

　各装着ヘッド２３はヘッド昇降テーブル２６の下端に固定され、このヘッド昇降テーブル２６は一対のレール２８に固定されている。一対のレール２８はロータリーテーブル２１の外周部に固定されたナット部材２７によって昇降自在に支持されている。ヘッド昇降テーブル２６の上端には取付板２５が取付けられ、この取付板２５は上方に延出して、その上端部２５ａには、一対のカムフォロワー２９が取付けられている。一対のカムフォロワー２９は、支持台３０の外周に固定された円筒リブカム３１を上下から挟持しており、上述したロータリーテーブル２１が回転すると、取付板２５にヘッド昇降テーブル２６を介して固定された装着ヘッド２３は、カムフォロワー２９を介して円筒リブカム３１のプロフィールに従って昇降しながら、上述したロータリーテーブル２１と一体的に回転するようになっている。

　円筒リブカム３１は、図示は省略したが、２か所が切断され、その２か所のいずれかに一対のカムフォロワー２９が乗り込むと、図示を省略したカムの駆動により、その切断か所を通じて昇降体３２が昇降し、この昇降体３２と一体に装着ヘッド（図１の符号２３）が昇降するようになっている。

　上記の２か所は、図２を参照して、電子部品の吸着位置Ｉと装着位置III の２か所に相当し、吸着位置Ｉでは、供給される電子部品を取り出すために装着ヘッド２３が昇降し、装着位置III では、後述するように取り出した電子部品をプリント基板上に装着するために装着ヘッド２３が昇降する。

　装着ヘッド２３は、図３に示すように、ステータ３５と、そこにベアリング３６を介して嵌め込んだロータ３７とからなるパルスモータ３９を備え、このパルスモータ３９により、装着ヘッド２３は、それ自体が回動自在に形成されている。

　ロータ３７の外周には、全周に亘って永久磁石４３が埋め込まれ、この永久磁石４３の上下には、当該永久磁石４３によって磁化される鉄心４５が周方向に凹凸を繰り返して設けられている。また、ステータ３５の内周には鉄心４７が設けられ、この鉄心４７には、周方向に適当な間隔をあけて突部が形成されており、この突部の周りにはコイル４９が巻かれている。

　このコイル４９には、詳細は後述するが、ロータリーテーブル２１の上方に配置された駆動ユニット２００からのパルス電流が流され、このパルス電流が流されることにより、永久磁石４３に磁化された鉄心４５の凸部との間に反発力が生じ、これによって装着ヘッド２３を構成するロータ３７は、パルス電流のパルス数に応じて所定角度量回転するようになっている。

　装着ヘッド２３を構成するロータ３７には、６本の吸着ノズル５１が（２本だけを図示する）、周方向に等間隔に、しかも上下に貫通して、昇降可能に設けられている。夫々の吸着ノズル５１には真空吸引孔５３があけられ、この真空吸引孔５３は途中で吸着ノズル５１の横孔５５に連通し、この横孔５５は、吸着ノズル５１の上下方向の位置に応じて、連通孔５６を介して、ロータ３７の中央の真空室５７に連通するようになっている。

　具体的には、図中の右側のノズル５１の位置で、横孔５５は連通孔５６を介して真空室５７に連通し、図中の左側のノズル５１の位置で、横孔５５は真空室５７に連通しない。この真空室５７はロータ３７にあけられた孔５８を通じて真空チューブ５９（図１）につながり、この真空チューブ５９は真空発生器（図示せず）につながれる。

　吸着ノズル５１の上端には係合体６１が一体的に形成され、この係合体６１はばね６２を介して下方に付勢されている。係合体６１の上端６１ａはレバー６３の下端６３ａに係合可能になっており、このレバー６３は、ロータ３７から上方に一体的に延びる固定部３７ａにピン６５を介して連結されている。レバー６３の上端６３ｂはばね６７により外方に付勢され、この付勢力によって係合体６１とレバー６３との係合力が保持される。

　つぎに、作用を説明する。吸着ノズル５１（図中で右側のノズル）が、ロータリーテーブル２１の回転に伴って、取出しセクション１０２の吸着位置Ｉに到達すると、ロータリーテーブル２１の回転が一旦停止され、上述のように装着ヘッド２３が降下し、吸着ノズル５１の先端にチップ状部品３００が吸着される。このときには、吸着ノズル５１の横孔５５は、連通孔５６を介して、真空室５７に連通するので、真空吸引孔５３には真空が発生する。

　チップ状部品３００が吸着されると、装着ヘッド２３が上昇して、ロータリーテーブル２１が再び回転される。

　図２を参照して、チップ状部品３００を吸着した装着ヘッド２３が、ロータリーテーブル２１の回転に伴って、部品認識位置IIに到達すると、部品認識装置６９が作動し、吸着ノズル５１に対するチップ状部品３００の位置ずれが認識される。チップ状部品３００の位置がずれていれば、装着位置III までのいずれかのセクションで位置ずれが修正される。この修正のセクションについては図示とともに説明を省略する。

　チップ状部品３００を吸着した装着ヘッド２３が、位置ずれを修正した後に、ロータリーテーブル２１の回転に伴って、装着位置III に到達すると、ロータリーテーブル２１の回転が停止され、上述のように装着ヘッド２３が降下し、吸着ノズル５１先端のチップ状部品３００が、後述する電子部品装着セクション１０３のプリント基板上に装着される。

　チップ状部品３００がプリント基板上に装着されると、ロータリーテーブル２１が回転し、装着位置III のつぎのステーションに送られ、そのステーションでは装着ヘッド２３が下がり、図示を省略した当接台に吸着ノズル５１の先端が当たり、その吸着ノズル５１は押し上げられ、係合体６１の上端６１ａがレバー６３の下端６３ａに係合し、その吸着ノズル５１は、図３の図中左側の吸着ノズル５１のようにホールドされる。

　電子部品装着セクション１０３は、図２を参照し、Ｙ軸モータ７１によりＹ方向に移動するＹテーブル７３と、このＹテーブル７３上でＸ軸モータ７５によりＸ方向に移動し、結果的にはＸＹ方向に移動するＸＹテーブル７７とを備えている。このＸＹテーブル７７上には、隣接する供給部（図示せず）から糊付けされたプリント基板７９が供給され、このプリント基板７９上には、上述のチップ状電子部品が装着される。

　また、この実施例によれば、装着ヘッド２３のパルスモータ３９を駆動するための駆動ユニット２００が、図４〜図６に示すようにロータリーテーブル２１の上方にまとめて配置され、しかも図７に示すように電気配線が一枚のマザーボード２１０を用いて配線される。

　即ち、ロータリーテーブル２１の出力軸８１は、図１に示すように、インデックスユニット８３を貫通して上方に延出し、図４に示すように、出力軸８１の端部８１ａには、ドライバーボックス固定ブロック８５が固定されている。

　この固定ブロック８５には出力軸ブロック８７が固定され、この出力軸ブロック８７にはカップリング８９を介してスリップリング９１の回転軸９３が対向配置される。カップリング８９は出力軸８１と回転軸９３の各軸が一致しなくても、回転力を伝達できる。また、９５はスリップリング固定板であり、これによれば、スリップリング９１は固定である。

　ドライバーボックス固定ブロック８５には、ねじ８６を介して、ドライバーボックスカバー１８７が取付けられ、このカバー１８７と固定ブロック８５との間には、マザーボード取付板８８が介装される。このマザーボード取付板８８には、図５〜図６に示すように、ねじ９６を介して、基板取付板９７が固定され、この基板取付板９７には、装着ヘッド２３のパルスモータ３９と同数のドライバー基板９８、及びローカルコントロール基板９９が取付けられる。また、マザーボード取付板８８には、図４に示すように、複数のカラー１１１を介して、一枚のマザーボード２１０がねじ止めされている。

　このマザーボード２１０のコネクタ２１０ａには、図４、及び図７に示すように、ローカルコントロール基板９９のコネクタ９９ａがつながれ、ローカルコントロール基板９９とドライバー基板９８とはコネクタコード１１３を介してつながれる。このドライバー基板９８と上述した各パルスモータ３９のコイル４９（図３）とは、コネクタコード１１５を介してつながれる。

　また、マザーボード２１０のコネクタ２１０ｂには、駆動用、及び通信用のコード１１６がつながれ、このコード１１６は、スリップリング９１を介して、電源供給部１１７、及びＣＰＵ１１９につながれ、ＣＰＵ１１９にはＲＯＭ１２１、及びＲＡＭ１２３がつながれている。なお、図５において、１２５は減速機、１２７は入力軸である。

　しかして、この実施例によれば、ロータリーテーブル２１の外周に取付ける装着ヘッド２３の取付け構造に特徴を有する。

　装着ヘッド２３の取付け構造は、図８及び図９を参照して、ヘッド昇降機構１５１を備えている。このヘッド昇降機構１５１は、上述したように、一対のレール２８と、一対のレール２８間に摺動自在に設けられ、一対のレール２８の厚さより僅かに厚さの厚いナット部材２７とを有する。

　そして、このヘッド昇降機構１５１のナット部材２７はロータリーテーブル２１に固定され、一対のレール２８は、図１０及び図１１に示すように、ビス１５３を用いてアルミニウム製のヘッド昇降テーブル２６に固定される。

　一対のレール２８とナット部材２７との間には、図１２に示すように、ボール１５７が介装されており、これによってナット部材２７は一対のレール２８間を摺動自在に支持される。ボール１５７は、一対のレール２８とナット部材との間の予圧調整のために、適宜の大きさのボール１５７が選定できるようになっている。ボール１５７の大きさは予め０．５μｍの単位で準備される。

　これによれば、レールとナット部材との間の予圧調整が簡単である。予圧調整を順に説明すると、まず、図１０及び図１１に示すように、一対のレール２８にヘッド昇降テーブル２６が固定され、ボール走行溝加工後、レール間スパンＳ（図１２）が測定される。つぎに、ナット部材２７にボール１５７が介装され、この状態で、ナット部材スパンＳ´（図示せず）が測定される。このスパンＳ，Ｓ´の差により、その差を補うように、必要な予圧となるようボール１５７の大きさが変更される。ボール１５７は上述のように０．５μｍの単位で準備される。

　そして、最後に、予圧調整済みのヘッド昇降機構１５１が、ロータリーテーブル２１の外周に取付けられる。

　要するに、この実施例によれば、ヘッド昇降機構１５１の組付け、調整は極めて簡単になる。また、一対のレール２８もナット部材２７も厚さは薄いので、ロータリーテーブル２１の径方向の大きさは小さくなり、省スペース化、軽量化を図ることができる。更には、予圧調整が必要なくなり、組付け調整を短時間で行うことができるなどの効果が得られる。

　アルミニウム製のヘッド昇降テーブル２６の上部には、図１３及び図１４に示すように、真空バルブ１６１が設けられている。この真空バルブ１６１の上方には、該真空バルブ１６１に連通するマニホールドブロック１６３が一体に設けられ、このマニホールドブロック１６３には真空引き通路１６５とエアーブロー通路１６７とが形成されている。

　真空引き通路１６５には真空引き管１７１がつながれる。この真空引き管１７１を通じて真空引きされる経路は、まず図１３に点線で示すように、チューブ１９１（図１５参照）から連通孔１７３に至り、ヘッド側通路１７５を経てから、図１４に点線で示すように、真空引き用フィルタ１７６を通って、真空バルブ１６１に至り、この真空バルブ１６１内の通路（図示せず）を通って、図１３に点線で示すように、真空引き通路１６５を経て、更に真空引き管１７１に至る経路になっている。エアーブロー通路１６７には、非接触の状態でエアーブロー管１７７がつながれる。このエアーブロー管１７７を通じてエアーブローされる経路は、まず図１４に実線で示すように、エアーブロー管１７７からエアーブロー通路１６７に至り、エアーブロー用フィルタ１７９を経てから真空バルブ１６１に至り、この真空バルブ１６１内の通路（図示せず）を通って、真空引き用フィルタ１７６に入り、そこから図１３に実線で示すように、連通孔１７３を通ってチューブ１９１（図１５参照）に至る経路になっている。なお、チューブは上述した装着ヘッド２３の吸着ノズル５１につながる。１８１はシールである。

　即ち、真空バルブ１６１は、装着ヘッド２３に連通するヘッド側通路１７５と、真空引き通路１６５、又はエアーブロー通路１６７のいずれか一方の通路との連通を切り替えるためのバルブである。

　図１５を参照して、ヘッド昇降テーブル２６の上端には取付板２５を介してカムフォロワー２９が取付けられ、カムフォロワー２９は、円筒リブカム３１を上下から挟持する。ヘッド昇降テーブル２６の下端には装着ヘッド２３が取付けられる。１９１は上記のチューブであり、該チューブ１９１は、図１３を参照して、連通孔１７３と装着ヘッド２３とを連通する。また、１９３は接続ターミナルであり、この接続ターミナル１９３は、真空バルブ１６１のケーブル１６１ａにつながり、接続のメンテナンスが容易になる。

　要するに、この実施例によれば、真空バルブ１６１の上方にマニホールドブロック１６３を一体に設けたので、従来のように、無駄な配管をする必要がなくなり、その分だけ、該真空バルブへのチューブ配管等の引き回しが必要なくなり、ロータリーテーブル２１の径方向の大きさが小さくなり、省スペース化、軽量化を図ることができる。
以上、一実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。種々の変形が可能である。

本発明による電子部品自動装着装置の一実施例を示す側面図である。図１の平面図である。装着ヘッドを示す一部破断側面図である。駆動ユニットを示す側面図である。図４の平面図である。ドライバーボックスを示す半分平面図である。制御ブロック図である。一対のレールとナット部材とを示す平面図である。図８の側面図である。一対のレールにヘッド昇降テーブルを取付けた状態を示す平面図である。図１０の側面図である。図８のXII −XII 断面図である。マニホールドブロックの正面図である。図１３の側面図である。ヘッド昇降テーブルの組立て状態を示す図である。

符号の説明

　　２１　　ロータリーテーブル
　　２３　　装着ヘッド
　　２６　　ヘッド昇降テーブル
　　２７　　ナット部材
　　２８　　レール
　　１５１　ヘッド昇降機構
　　１５７　ボール
　　１６１　真空バルブ
　　１６３　マニホールドブロック
　　１６５　真空引き通路
　　１６７　エアーブロー通路
　　１７１　真空引き管
　　１７５　ヘッド側通路
　　１７６　真空引き用フィルタ
　　１７７　エアーブロー管
　　１７９　エアーブロー用フィルタ

Claims

　ロータリーテーブルの外周にヘッド昇降テーブルを設け、このヘッド昇降テーブルに装着ヘッドを設け、この装着ヘッドにより電子部品供給装置からチップ状電子部品を吸着し、プリント基板上に装着するようにした電子部品自動装着装置において、前記ヘッド昇降テーブルに真空バルブと、該真空バルブに連通する真空引き通路及びエアーブロー通路を有するマニホールドブロックとを一体に設け、前記真空バルブは、前記装着ヘッドに連通するヘッド側通路と、前記真空引き通路、又は前記エアーブロー通路のいずれか一方の通路との連通を切り替えることを特徴とする電子部品自動装着装置。
　前記真空引き通路には真空引き管がつながれ、前記エアーブロー通路には非接触でエアーブロー管がつながれることを特徴とする請求項２記載の電子部品自動装着装置。