JP2007317999A - 表面実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドユニットを大型化することや複雑な制御をすることなく、多くの電子部品を部品供給部から基板上へ運搬可能とし実装効率を向上させた表面実装機を提供する。
【解決手段】プリント配線板を基台上でＸ方向に搬送する搬送装置と、多数のパーツフィーダーを有する電子部品供給装置と、Ｙ方向に延びる支持部材３２を有し、基台上でＸ方向に移動するＸ方向移動部材とを備える。吸着ノズル３６を有する複数の吸着ヘッド５５が設けられ、支持部材３２に支持されてＹ方向に移動するヘッドユニット２４を備える。
ヘッドユニット２４に設けられる複数の吸着ヘッド５５を、Ｘ方向に並ぶ複数の吸着ヘッド５５からなるヘッド列で構成した。
【選択図】 図４

Description

本発明は、プリント配線板を搬送する方向とは交差する方向に延びる支持部材にヘッドユニットを移動可能に設け、前記支持部材をプリント配線板の搬送方向に移動させる表面実装機に関するものである。

従来のこの種の表面実装機としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１に示されている表面実装機は、基台と、この基台の一端部から他端部にプリント配線板を搬送するコンベアと、このコンベアの両側方に位置付けられたパーツフィーダーを有する電子部品供給装置と、電子部品をこの電子部品供給装置からプリント配線板上に移載するための複数の電子部品移載ユニットとを備えている。

これらの電子部品移載ユニットは、プリント配線板の搬送方向（以下、この方向を単にＸ方向という）に延びる２本のＸ方向ガイドレールに沿って移動する複数の支持部材と、この支持部材に設けられたヘッドユニットとによって構成されている。前記Ｘ方向ガイドレールは、プリント配線板の搬送する方向とは交差する方向（以下、この方向を単にＹ方向という）に互いに離間しており、前記基台から上方に離間した位置に保持されている。

前記複数の支持部材は、それぞれＸ方向とは直交する方向に延びるように形成されており、前記Ｘ方向ガイドレールに吊り下げられた状態でＸ方向に移動自在に支持されている。これらの支持部材は、Ｘ方向に並べられており、それぞれＸ方向駆動装置による駆動によって前記Ｘ方向ガイドレールに沿って移動する。

このＸ方向駆動装置は、前記Ｘ方向ガイドレールに沿って延びる構造のリニアモータによって構成されている。このリニアモータは、Ｘ方向に延びる固定子と、支持部材毎に設けられた可動子とから構成されている。
前記各支持部材には、一つの吸着ノズルを装着したヘッド本体、あるいは円形に並ぶ状態の複数の吸着ノズルを装着した間欠回転体を有する前記ヘッドユニットがそれぞれ、一つあるいは二つ、Ｙ方向に移動自在に設けられている。ヘッド本体あるいは前記間欠回転体は、吸着ノズルを上下方向に移動させるとともに、上下方向の軸線回りに回転させる。

前記ヘッドユニットは、支持部材にＹ方向に延びるように設けられたＹ方向ガイドレールに移動自在に支持されており、Ｙ方向駆動装置による駆動によって前記Ｙ方向ガイドレールに沿って移動する。Ｙ方向駆動装置は、前記Ｙ方向ガイドレールに沿って延びる構造のリニアモータによって構成されている。

このリニアモータの固定子はＹ方向に延びるように形成され、可動子はヘッドユニットに設けられている。また、この従来の表面実装機に装備されている全てのヘッドユニットは、支持部材におけるＸ方向の一側部（プリント配線板の搬送方向の上流側に位置する一端部）に位置付けられている。

このように構成された従来の表面実装機において、電子部品をパーツフィーダーから取出すためには、先ず、支持部材をＸ方向に移動させるとともにヘッドユニットをＹ方向に移動させることによって、吸着ヘッドを所定のパーツフィーダーの上に位置付ける。そして、吸着ノズルを下降させ、この吸着ノズルに電子部品を吸着させる。

また、複数の吸着ヘッドがヘッドユニットに円形に配置されている場合は、最初の吸着ヘッドにおいて吸着が終了した後、支持部材をＸ方向に移動させるとともに全ての吸着ヘッドを回転させることにより次の吸着ヘッドを所定のパーツフィーダーの上に位置決めする。そして、この吸着ヘッドの吸着ノズルに電子部品を吸着させる。
特開２００３−２４３８９６号公報

一般に、表面実装機においては、部品供給部から基板上へ電子部品を運搬するに当たり、ヘッドユニットの一回の移動で多くの電子部品を運搬する方が実装効率が良い。この点で円形に並ぶ状態の複数の吸着ノズルを装着した間欠回転体を有する前記ヘッドユニットを使用するのは良い。しかしながら、Ｘ方向に並ぶパーツフィーダー上の電子部品を取り出すに当たり、所望のパーツフィーダーの位置に合わせてヘッドユニットをＸ方向に移動させつつ、間欠回転体を回転し、さらに、吸着ノズルを間欠回転体に対して吸着ノズル軸回りで回転させなければならない。このためヘッドユニットが大型化しヘッドユニットの移動速度に影響し、さらに複雑な制御を必要とする問題があった。

また、パーツフィーダー上の電子部品を吸着ヘッドによって可及的速く取出すことが実装効率を向上させるうえで重要である。しかし、上述した従来の表面実装機では、パーツフィーダー上の電子部品を一つずつしか取出すことができないから、実装効率を向上させるにも限界があった。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、ヘッドユニットを大型化することや複雑な制御をすることなく、多くの電子部品を部品供給部から基板上へ運搬することができるようにすることで、実装効率を向上させた表面実装機を提供することを第１の目的とする。
さらに、パーツフィーダー上の電子部品を複数の吸着ヘッドで速く吸着できるようにして実装効率を向上させた表面実装機を提供することを第２の目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係る表面実装機は、プリント配線板を基台上で第１の方向に搬送する搬送装置と、この搬送装置に対して第１の方向とは交差する第２の方向に離間する部位に設けられた電子部品供給装置と、前記搬送装置の上方で第２の方向に延びる支持部材を有し、前記基台上で第１の方向に移動する第１方向移動部材と、吸着ノズルを有する複数の吸着ヘッドが設けられ、前記支持部材に支持された状態で第２の方向に移動することにより電子部品を電子部品供給装置から搬送装置上のプリント配線板に移載するヘッドユニットとを備えた表面実装機であって、前記ヘッドユニットに設けられる複数の吸着ヘッドを、第１の方向に並ぶ複数の吸着ヘッドからなるヘッド列で構成したものである。

請求項２に記載した発明に係る表面実装機は、請求項１に記載した表面実装機において、第２の方向に複数の吸着ヘッドを配置し、第２の方向の吸着ヘッドのうち少なくとも一つについて、第１の方向に他の吸着ヘッドを配置し、第１の方向に並ぶ複数の吸着ヘッドからなるヘッド列を構成したものである。

請求項３に記載した発明に係る表面実装機は、請求項１または請求項２に記載した表面実装機において、ヘッド列を構成する吸着ヘッドは、これらの吸着ヘッドに設けられた吸着ノズルが第１の方向の垂直面に沿って一列に並ぶように構成され、これらの吸着ノズルの第１の方向の間隔を前記パーツフィーダーのフィーダー間ピッチと一致させたものである。

請求項４に記載した発明に係る表面実装機は、請求項３に記載した表面実装機において、前記ヘッド列を第２の方向に少なくとも２列備え、これらのヘッド列に設けられている全ての吸着ノズルの第１の方向の間隔を、所定の一定間隔としたものである。

請求項５に記載した発明に係る表面実装機は、請求項３に記載した表面実装機において、前記ヘッド列を第２の方向に少なくとも２列備え、これらのヘッド列の少なくとも２列のヘッド列のうち一方のヘッド列に設けられている吸着ノズルの第１の方向の間隔を所定の第１の一定間隔とし、他方のヘッド列に設けられている吸着ノズルの第１の方向の間隔を、前記第１の一定間隔とは異なる第２の一定間隔としたものである。

請求項６に記載した発明に係る表面実装機は、プリント配線板を基台上で第１の方向に搬送する搬送装置と、この搬送装置に対して第１の方向とは交差する第２の方向に離間する部位に設けられ、第１の方向に並ぶ多数のパーツフィーダーを有する電子部品供給装置と、前記搬送装置の上方で第２の方向に延びる支持部材を有し、前記基台上で第１の方向に移動する第１方向移動部材と、吸着ノズルを有する複数の吸着ヘッドが設けられ、前記支持部材に支持された状態で第２の方向に移動することにより電子部品を電子部品供給装置から搬送装置上のプリント配線板に移載するヘッドユニットとを備えた表面実装機であって、前記ヘッドユニットに設けられる複数の吸着ヘッドを、第１の方向に並ぶ複数の吸着ヘッドからなるヘッド列が第２の方向に互いに近接して２列設けられるように並べ、ヘッドユニットを第２の方向の一側に位置する第１の半部と、他側に位置する第２の半部とから第２の方向に分割可能に形成し、第２の方向に並ぶ２列のヘッド列のうち一方のヘッド列の複数の吸着ヘッドを前記第１の半部における第２の半部と対向する一端部に支持させるとともに、他方のヘッド列の複数の吸着ヘッドを前記第２の半部における第１の半部と対向する一端部に支持させたものである。

請求項７に記載した発明に係る表面実装機は、請求項６に記載した表面実装機において、ヘッドユニットの第１の半部と第２の半部との間であって、支持部材に近接する一側部に、プリント配線板とパーツフィーダーの電子部品供給部とを上方から撮像する下方撮像用カメラを備えたものである。

請求項８に記載した発明に係る表面実装機は、請求項６または請求項７記載した表面実装機において、ヘッド列を構成する吸着ヘッドは、これらの吸着ヘッドに設けられた吸着ノズルが第１の方向の垂直面に沿って一列に並ぶように構成され、これらの吸着ノズルの第１の方向の間隔を前記パーツフィーダーのフィーダー間ピッチと一致させたものである。

本発明によれば、ヘッドユニットを第１の方向に移動させることにより吸着ヘッドをパーツフィーダーの上方の所定の吸着位置に位置決めすることができるから、複数の吸着ヘッドが円形に並ぶ間欠回転体を使用する表面実装機に較べ、電子部品を吸着するときのヘッドユニットの動作の制御が容易になる。このように制御が容易になるのは、吸着ヘッドが間欠回転体に設けられている場合は、間欠回転体を回転させた後に吸着ヘッドにおいて吸着ノズルを吸着ノズル軸回りで回転させなければ適切な状態で電子部品を吸着することはできないが、本発明によれば、このような間欠回転体の回転や吸着ノズルの回転は不要だからである。
しかも、本発明によれば、複数の吸着ヘッドを円形に配置して回転させる構成に較べてヘッドユニットを小型化することができる。
したがって、本発明によれば、ヘッドユニットを大型化することや複雑な制御をすることなく、多くの電子部品を部品供給部から基板上へ運搬することにより実装効率を向上させた表面実装機を提供することができる。

請求項２記載の発明によれば、より多くの吸着ヘッドを装備することができるから、実装効率がより一層高くなる表面実装機を提供することができる。

請求項３記載の発明によれば、第１の方向に並ぶ複数の吸着ノズルによって複数のパーツフィーダーの電子部品を一度に吸着することができる。このため、この発明によれば、パーツフィーダー上の電子部品を複数の吸着ヘッドで速く吸着し取出すことができるから、実装効率を向上させた表面実装機を提供することができる。

請求項４記載の発明によれば、パーツフィーダーの電子部品を一度に吸着できる吸着ノズルを有するヘッド列が少なくとも２列あるから、これらのヘッド列の吸着ノズルによって多くの電子部品を速く吸着させることができ、より一層実装効率を向上させることができる。

請求項５記載の発明によれば、フィーダーピッチが相対的に小さくなる複数のパーツフィーダーからなるパーツフィーダー群と、フィーダーピッチが相対的に大きくなる複数のパーツフィーダーからなるパーツフィーダー群とにおいてそれぞれ複数の吸着ノズルによって同時に電子部品を吸着することができる。このため、同時に吸着可能な複数の電子部品の種類を増やすことができ、より一層実装効率を向上させることができる。

請求項６記載の発明によれば、ヘッドユニットの第１の半部から第２の半部を離間させることによって、一方のヘッド列の複数の吸着ヘッドと、他方のヘッド列の複数の吸着ヘッドとの間隔が拡がり、両ヘッド列どうしの間に広い空間が形成される。このため、この発明によれば、ヘッドユニットの中央部に複数の吸着ヘッドが密集するように設けられているにもかかわらず、吸着ヘッドのメンテナンスを容易に行うことができる。

請求項７記載の発明によれば、第２の方向の一端側に位置する電子部品供給装置から電子部品を取出すときに行う電子部品の撮像と、第２の方向の他端側に位置する電子部品供給装置から電子部品を取出すときに行う電子部品の撮像と、プリント配線板のフィデューシャルマークの撮像とを１台の下方撮像用カメラで行うことができる。

請求項８記載の発明によれば、第１の方向に並ぶ複数の吸着ノズルによって複数のパーツフィーダーの電子部品を一度に吸着することができる。このため、この発明によれば、メンテナンスが容易になる構成や下方撮像用カメラを装備する構成を採りながら、パーツフィーダー上の電子部品を複数の吸着ヘッドで速く吸着し取出すことができ実装効率が高くなる表面実装機を提供することができる。

以下、本発明に係る表面実装機の一実施の形態を図１ないし図１３によって詳細に説明する。
図１は本発明に係る表面実装機の平面図、図２は同じく正面図、図３は図１におけるIII−III線断面図、図４はヘッドユニットの平面図、図５はヘッドユニットを分割した状態を示す平面図、図６はヘッドユニットの正面図、図７はヘッドユニットの側面図である。
図８は中空モータの断面図、図９および図１０は小型のプリント配線板を使用する場合の状態を示す平面図、図１１は大型のプリント配線板を使用する場合の状態を示す平面図、図１２は本発明に係る表面実装機の概略構成を示す斜視図、図１３はメンテナンス時の状態を示す図である。

これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による表面実装機を示す。この表面実装機１は、基台２の上に後述する各装置を搭載することによって構成されている。基台２上には、図１において左右方向に延びる搬送装置３が設けられている。この搬送装置３は、基台２の一端部（図１においては右側の端部）から他端部にプリント配線板４を搬送するもので、一対のコンベア５，６を備えている。

この搬送装置３がプリント配線板４を搬送する方向が本発明でいう第１の方向になり、この第１の方向とは直交する方向が第２の方向になる。以下においては、前記第１の方向を単にＸ方向といい、前記第２の方向を単にＹ方向という。また、図１において下側を装置前側といい、上側を装置後側という。

搬送装置３は、基台２におけるＹ方向の中央部に位置付けられている。また、この搬送装置３を構成する一対のコンベア５，６のうち、装置前側のコンベア５は基台２にＹ方向へは移動することがないように固定されており、装置後側のコンベア６は、幅変更装置７（図３参照）によってＹ方向に平行移動可能に構成されている。この実施の形態による搬送装置３は、３枚のプリント配線板４をＸ方向下流部のものから順次搬送し、あるいは複数あるいは全てを同時に搬送し、３箇所の実装位置に位置決めして保持することができるように構成されている。

基台２における前記搬送装置３の両側方であって装置前側の端部と装置後側の端部とには多数のパーツフィーダー８，８…からなる電子部品供給装置９が設けられている。これらのパーツフィーダー８の電子部品供給部８ａの高さは、図３に示すように、搬送装置３上のプリント配線板４と略同じ高さに位置付けられている。図３において、装置前側（同図において左側）に位置する電子部品供給装置９の上方に位置する符号１０で示すものは、基台２に支持されるとともに、表示装置および操作入力装置を備え、この表面実装機１を操作するための操作装置である。

前記基台２の上には、図１〜図３に示すように、電子部品１１（図６、図７参照）を電子部品供給装置９からプリント配線板４に移載するための第１〜第３の電子部品移載ユニット２１〜２３が設けられている。これら第１〜第３の電子部品移載ユニット２１〜２３は、第３の電子部品移載ユニット２３のものが他のものに対しＹ方向の垂直面を境として対称構造とされるが、基本的な構成は同一のものである。

これら第１〜第３の電子部品移載ユニット２１〜２３のうち、プリント配線板４の搬送方向（以下、基板搬送方向という）の上流側から数えて１番目と２番目に位置する第１の電子部品移載ユニット２１と第２の電子部品移載ユニット２２とは、図１および図２に示すように、後述するヘッドユニット２４が支持部材３２に対し基板搬送方向下流側の側方に位置するようにされている。一方、第３の電子部品移載ユニット２３は、ヘッドユニット２４が支持部材３２に対し基板搬送方向上流側の側方に位置するようにされている。

第１〜第３の電子部品移載ユニット２１〜２３は、図３および図１１に示すように、基台２から上方に延びるように形成されたＸ方向移動部材２５と、このＸ方向移動部材２５の下部に設けられたＸ方向駆動装置２６と、前記Ｘ方向移動部材２５の上部に設けられたヘッドユニット２４およびＹ方向駆動装置２７などによって構成されている。前記Ｘ方向移動部材２５によって、本発明でいう第１方向移動部材が構成されている。

Ｘ方向移動部材２５は、図３および図１１に示すように、上下方向に延びる一対の脚部材３１と、これらの脚部材３１の上端部どうしを接続するようにＹ方向に延びる支持部材３２とから構成されている。
脚部材３１は、基台２上に設けられた一対のＸ方向ガイドレール３３に移動自在に支持されている。Ｘ方向ガイドレール３３は、それぞれ図１および図２に示すように、基台２のＸ方向の一端部から他端部に延びるように基台２上に固定されている。この一対のＸ方向ガイドレール３３によって本発明でいう第１方向ガイドレールが構成されている。

脚部材３１の下端部３１ａは、図２に示すように、上端部３１ｂに較べてＸ方向の一方に突出し、Ｘ方向の長さが長くなるように形成されている。この下端部３１ａは、前記上端部３１ｂに対してヘッドユニット２４が位置するＸ方向の一方に突出している。この実施の形態においては、前記下端部３１ａのＸ方向の長さは、下端部３１ａのＸ方向の先端面がヘッドユニット２４の端面と同一平面上に位置するように形成されている。

前記脚部材３１の下端部３１ａには、後述するＸ方向駆動装置２６の中空モータ３４が設けられ、脚部材３１の上下方向の中央部には部品認識装置３５が設けられている。この部品認識装置３５は、ヘッドユニット２４の後述する吸着ノズル３６に吸着された電子部品１１を下方から撮像するためのものである。この部品認識装置３５は、Ｘ方向を指向するカメラ３７（図１参照）と、このカメラ３７に上方からの光を導くための反射鏡３８とを備えている。ヘッドユニット２４が反射鏡３８上方を、電子部品供給装置９上方からＹ方向に移動する際、カメラ３７は、ＣＣＤエリアセンサにより、複数の吸着ノズルの先端部の画像を同時に瞬間的に取り込む。なお、部品認識装置３５のカメラ部をラインセンサで構成しても良い。この場合、ヘッドユニット２４がラインセンサの受光スリットの上方を通過する際、速度を落とす必要がない。

前記支持部材３２は、図２および図３に示すように、前記脚部材３１の上端部の上に載せられた状態で脚部材３１に固定されている。また、この支持部材３２のＹ方向の両端部は、前記脚部材３１より装置前側と装置後側とに突出するように形成されている。支持部材３２のＹ方向の両端の位置は、図１および図３に示すように、前記パーツフィーダー８の上方に臨むように位置付けられている。

前記Ｘ方向移動部材２５を駆動するＸ方向駆動装置２６は、図１〜図３に示すように、基台２上にＹ方向に対をなすように設けられて前記脚部材３１を移動自在に支持する前記Ｘ方向ガイドレール３３と、これらのＸ方向ガイドレール３３と隣接する部位に位置付けられたＸ方向ボールねじ軸４１と、このＸ方向ボールねじ軸４１に螺合するボールナット４２（図８参照）と、前記脚部材３１の下端部に取付けられた中空モータ３４とから構成されている。

前記Ｘ方向ボールねじ軸４１は、図１および図２に示すように、基台２のＸ方向の一端部から他端部に延びるように形成されており、両端部に設けられた取付部材４４によって基台２の上面近傍に固定されている。このＸ方向ボールねじ軸４１は、一対のＸ方向ガイドレール３３の内側近傍にＹ方向に対をなすように設けられている。なお、Ｘ方向ガイドレール３３とＸ方向ボールねじ軸４１は、第１〜第３の電子部品移載ユニット２１〜２３に共有されており、第１〜第３の電子部品移載ユニット２１〜２３をＸ方向に移動させるために用いられる。

前記ボールナット４２は、一般的なボールねじ機構に装備されているものと同じ構造のものが用いられ、図８に示すように、後述する中空モータ３４のロータ４５に取付けられている。
中空モータ３４は、ブラシレスサーボモータであって、図８に示すように、Ｘ方向ボールねじ軸４１が遊嵌状態で貫通するロータ４５と、このロータ４５を軸受４６，４７によって回転自在に支持するステータ４８などによって構成されている。

前記ロータ４５は、筒状に形成された回転軸４５ａと、この回転軸４５ａの外周部に固着した永久磁石４５ｂなどによって構成されている。前記回転軸４５ａの軸線方向の一端部（図８においては上端部）には、他の部位より外径が大きくなるように大径部４５ｃが形成されている。この大径部４５ｃには、前記ボールナット４２が嵌合した状態で固定用ボルト４９によって固定されている。

前記ステータ４８は、前記永久磁石４５ｂと対向するコイル４８ａと、回転検出用のエンコーダ（図示せず）などを備え、前記脚部材３１に突設されたモータ支持用ブラケット５０に取付けられている。
このように中空モータ３４が取付けられた脚部材３１は、中空モータ３４のロータ４５が回転し、ボールナット４２がロータ４５と一体に回転してＸ方向ボールねじ軸４１に対してＸ方向に移動することによって、ステータ４８と一体となってＸ方向ガイドレール３３に沿ってＸ方向に移動する。

前記ヘッドユニット２４は、図２および図３に示すように、前記支持部材３２の一側面（Ｘ方向の一端面）に設けられたＹ方向ガイドレール５１によって支持部材３２にＹ方向に移動自在に支持されている。Ｙ方向ガイドレール５１は、支持部材３２のＹ方向の一端部から他端部に延びるように形成されており、支持部材３２の前記一側面に上下方向に対をなすように取付けられている。

ヘッドユニット２４は、図４に示すように、前記Ｙ方向ガイドレール５１にスライダ５２を介して移動自在に支持された第１および第２の支持用プレート５３，５４と、これらの支持用プレート５３，５４に支持された複数の吸着ヘッド５５および１台の下方撮像用カメラ５６などによって構成されている。

前記第１の支持用プレート５３と第２の支持用プレート５４とは、図４に示すように、支持部材３２の側面（Ｘ方向の一端面）と平行に上下方向に延びるように形成されており、前記スライダ５２によってＹ方向ガイドレール５１を介して支持部材３２にそれぞれＹ方向に移動可能に支持されている。また、これら第１、第２の支持用プレート５３，５４どうしは、Ｙ方向に並ぶ状態で互いに接続されており、上端部に設けられた連結部材５７によって離れることがないように結合されている。

連結部材５７は、ボルト５８によって第１の支持用プレート５３と第２の支持用プレート５４とに固定されている。この実施の形態においては、第１の支持用プレート５３に対して第２の支持用プレート５４をＸ方向と上下方向とに位置決めするために、これら両プレート５３，５４の結合部分に位置決め用ピン５９が設けられている。この位置決め用ピン５９は、第１の支持用プレート５３における第２の支持用プレート５４に接続される端部に立設されており、第２の支持用プレート５４に穿設されたピン孔５９ａ（図５参照）に嵌合する。

前記第１、第２の支持用プレート５３，５４のうち、図４において下側に位置する第１の支持用プレート５３には、前記下方撮像用カメラ５６が取付けられている。このカメラ５６は、パーツフィーダー８の電子部品供給部８ａにある電子部品１１と、プリント配線板４のフィデューシャルマーク位置を検出し、電子部品１１を吸着するときやプリント配線板４上の所定位置に電子部品１１を実装するときに、ヘッドユニット２４の位置を補正するためのものである。

この実施の形態においては、このカメラ５６は、第１の支持用プレート５３のＹ方向第２の支持用プレート５４側の端部であって、Ｘ方向、支持部材３２とは反対側の側部に取付けられている。この実施の形態によるカメラ５６は、第１の支持用プレート５３に第２の支持用プレート５４を取付けることによって形成された組立体のＹ方向の中央部に位置付けられている。第１の支持用プレート５３には、カメラ５６が支持部材３２とは反対側に大きく突出するのを防ぐためにカメラ収納用凹部５３ａが形成されている。カメラ５６は、この凹部５３ａ内に一部が臨む状態で第１の支持用プレート５３に取付けられている。

前記吸着ヘッド５５は、この実施の形態では８台装備されており、図４に示すように、前記第１の支持用プレート５３に設けられた第１のフレーム６１と、第２の支持用プレート５４に設けられた第２のフレーム６２とにそれぞれ支持されている。前記第１の支持用プレート５３と第１のフレーム６１とによって、本発明でいうヘッドユニット２４の第１の半部が構成され、前記第２の支持用プレート５４と第２のフレーム６２とによって、本発明でいうヘッドユニット２４の第２の半部が構成されている。
８台の吸着ヘッド５５は、第１、第２のフレーム６１，６２への取付位置が互いに異なることによる形状の相違はあるものの、全て同じ構造のものが使用されている。

前記第１のフレーム６１と第２のフレーム６２とは、第１、第２の支持用プレート５３，５４からＸ方向、支持部材３２とは反対側に延びるように形成されている。これらの第１、第２のフレーム６１，６２のＸ方向の先端部どうしは、連結部材６３を介して互いに連結されている。この連結部材６３は、ボルト６４によって第１、第２のフレーム６１，６２に取付けられている。これらの第１のフレーム６１と第２のフレーム６２とには、４台の吸着ヘッド５５がそれぞれＸ方向に並ぶように設けられている。

第１のフレーム６１側の４台の吸着ヘッド５５は、第１のフレーム６１における第２のフレーム６２に対向する側部に設けられている。第１のフレーム６１に設けられた４台の吸着ヘッド５５によって、本発明でいうヘッド列が構成され、さらに、本発明でいう一方のヘッド列が構成されている。第２のフレーム６２側の４台の吸着ヘッド５５は、第２のフレーム６２における第１のフレーム６１に対向する側部に設けられている。第２のフレーム６２に設けられた４台の吸着ヘッド５５によって、本発明でいうヘッド列が構成され、さらに、本発明でいう他方のヘッド列が構成されている。すなわち、このヘッドユニット２４においては、前記２つのヘッド列がＹ方向に互いに近接して２列設けられている。
また、Ｘ方向に並ぶ４台の吸着ヘッド５５のうち、中央部に位置する２台の吸着ヘッド５５，５５は、両側の２台の吸着ヘッド５５，５５に較べてＹ方向の外側に偏る位置に設けられている。

各吸着ヘッド５５は、図６および図７に示すように、第１、第２のフレーム６１，６２に上下方向に延びるガイドレール６５およびスライダ６６を介して昇降自在に支持された昇降部材６７と、この昇降部材６７を昇降させるための上下方向駆動装置６８と、前記昇降部材６７の下端部に設けられた回転駆動装置６９とから構成されている。この回転駆動装置６９の下端部（吸着ノズル保持部材）に、吸着ノズル３６が脱着可能に取付けられ、回転駆動装置６９は吸着ノズル３６を上下方向の軸線回りに回動させる。
前記回転駆動装置６９は、吸着ノズル３６と同一軸線上に位置するモータによって構成されている。このモータの回転軸は、図示してはいないが、吸着ノズル３６を支持する軸部材に連結されている。７０は回転駆動装置６９を介して吸着ノズル３６へ負圧を導く負圧供給管である。

前記上下方向駆動装置６８は、前記昇降部材６７を上下方向に貫通する状態で第１、第２のフレーム６１，６２に回転自在に支持されたボールねじ軸７１と、このボールねじ軸７１の上端部に接続されてボールねじ軸７１を回転させる昇降用モータ７２と、前記ボールねじ軸７１に螺合するとともに、前記昇降部材６７に固定されたボールナット７３とから構成されている。

この実施の形態による吸着ヘッド５５においては、上下方向駆動装置６８による駆動によって吸着ノズル３６が上下方向に移動し、回転駆動装置６９による駆動によって吸着ノズル３６が上下方向の軸線回りに回動する。
前記回転駆動装置６９と吸着ノズル３６とは、図４に示すように、平面視においてヘッドユニット２４の中央部に位置付けられている。詳述すると、第１のフレーム６１に装着された４台の吸着ヘッド５５の吸着ノズル３６は、下方撮像用カメラ５６と隣接する位置においてＸ方向に一列に並べられている。また、第２のフレーム６２に装着された４台の吸着ヘッド５５の吸着ノズル３６は、第１のフレーム６１側の４つの吸着ノズル３６に対してＹ方向に隣接する位置においてＸ方向に一列に並べられている。

すなわち、この実施の形態によるヘッドユニット２４には、Ｘ方向に並ぶ４本の吸着ノズル３６がＹ方向に２列となるように設けられている。下方撮像用カメラ５６は、Ｙ方向においては、この２列の吸着ノズル３６の中間部に位置する。これらの吸着ノズル３６のＸ方向の間隔（ノズルピッチ）は、パーツフィーダー８どうしの間隔（フィーダピッチ）と一致するように設定されている。

上述したヘッドユニット２４を支持部材３２に対してＹ方向に移動させるＹ方向駆動装置２７は、図１〜図４に示すように、支持部材３２に設けられてヘッドユニット２４をＹ方向に移動自在に支持する前記一対のＹ方向ガイドレール５１，５１と、これらのＹ方向ガイドレール５１，５１どうしの間に位置付けられたＹ方向ボールねじ軸８１と、このＹ方向ボールねじ軸８１に螺合するボールナット（図示せず）と、前記ヘッドユニット２４の第１の支持用プレート５３に支持された中空モータ８２（図４参照）と、前記Ｙ方向ボールねじ軸８１の一端部に接続された副駆動用モータ８３とから構成されている。この副駆動用モータ８３の不図示のステータを支持するケースは、軸受部材８５のケースを介して支持部材３２に固着されている。

前記Ｙ方向ボールねじ軸８１によって本発明でいう第２方向ボールねじ軸が構成されている。このＹ方向ボールねじ軸８１は、図３に示すように、支持部材３２のＹ方向の一端部から他端部に延びるように形成されており、両端部に設けられた軸受部材８４によって支持部材３２に回転自在、かつＹ方向に移動が規制された状態で支持されている。

Ｙ方向駆動装置２７のボールナットと中空モータ８２とは、上述したＸ方向駆動装置２６に使用した中空モータ３４と同様の構造のものが用いられている。この中空モータ３４は、図４および図５に示すように、前記第１の支持用プレート５３に突設されたブラケット８５に取付けられている。

前記副駆動用モータ８３は、前記中空モータ８２の駆動によりボールナットが回転するときの反力を受けてＹ方向ボールねじ軸８１を支持部材３２に対して固定する第１の運転状態と、前記中空モータ８２の駆動によりボールナットが回転する方向とは逆方向にＹ方向ボールねじ軸８１を回転させる第２の運転状態とを切り換えることができるように構成されている。

この副駆動用モータ８３が第１の運転状態にあるときは、ヘッドユニット２４は中空モータ８２による駆動のみによって支持部材３２に対してＹ方向に移動する。また、中空モータ８２による駆動によってヘッドユニット２４が移動するときに副駆動用モータ８３が第２の運転状態とすると、ヘッドユニット２４は、中空モータ８２のみの駆動により移動する場合に較べて速い速度で移動することになる。

上述したように構成された表面実装機１においては、プリント配線板４の大きさに対応した実装形態を採ることによって、常に実装効率が高くなるようにプリント配線板４に電子部品１１を実装する。例えば、図９に示すように、プリント配線板４が相対的に小型である場合は、コンベア５，６上３箇所において、プリント配線板４を固定できるようにし、第１〜第３の電子部品移載ユニット２１〜２３によりそれぞれの実装位置に固定されたプリント配線板４に、分担して電子部品１１を実装する。プリント配線板４は、３箇所の実装位置で順次電子部品１１が実装されることで、部品実装が完了となる。

この電子部品１１の実装は、第１〜第３の電子部品移載ユニット２１〜２３において同時並行的に行われる。各電子部品移載ユニット２１〜２３においては、Ｘ方向駆動装置２６による駆動によってＸ方向移動部材２５がＸ方向に移動し、Ｙ方向駆動装置２７による駆動によってヘッドユニット２４がＹ方向に移動する。また、各ヘッドユニット２４の上下方向駆動装置６８による駆動によって吸着ノズル３６が昇降し、回転駆動装置６９による駆動によって吸着ノズル３６が回動する。

各電子部品移載ユニット２１〜２３の吸着ノズル３６によって電子部品１１を吸着するときには、基台２のＹ方向の一端部に設けられている電子部品供給装置９と、他端部に設けられている電子部品供給装置９との両方を使用することができる。

この実施の形態による表面実装機１においては、吸着ヘッド５５はＹ方向位置が僅かにずれてはいるがＸ方向に並び、下部に取付けられ回転駆動装置６９および吸着ノズル３６は上面視でＸ方向に一直線上に配置される。この上でノズルのＸ方向配置ピッチすなわちノズルピッチと、不図示の部品取出口が上面視でＸ方向に一直線上となるように配置されるテープフィーダーのＸ方向配置ピッチすなわちフィーダピッチとが一致しているために、電子部品供給装置９で電子部品１１を吸着するときにＸ方向に並ぶ４本の吸着ノズル３６によって最大４個の電子部品１１を一度に吸着することができる。例えば、図４において下側に位置する４本の吸着ノズル３６によって同時に電子部品１１を吸着した後に、同図において上側に位置する４本の吸着ノズル３６によって同時に電子部品１１を吸着する。
ヘッドユニット２４は、８本の吸着ノズル３６が電子部品１１を吸着した後、電子部品供給装置９の上方からＸ方向ガイドレール３３を越えて搬送装置３側に移動する。

このとき、ヘッドユニット２４が部品認識装置３５の上方を横切ることになり、部品認識装置３５が８個の電子部品１１を下方から一度に撮像する。この撮像結果に基づいて各電子部品１１の吸着ノズル３６に対する吸着位置が検出され、この検出された吸着位置ずれ量に基づいたヘッドユニット２４位置の補正がされつつ、各電子部品１１がプリント配線板４の所定の実装位置に実装される。ヘッドユニット２４が長い距離にわたってＹ方向に移動するときは、Ｙ方向駆動装置２７の中空モータ８２による駆動と副駆動用モータ８３による駆動とによってヘッドユニット２４を高速で移動させる。

図９に示す例では、第１の電子部品移載ユニット２１と第２の電子部品移載ユニット２２との間に相対的に広い空間が形成されているために、ここにプリント配線板４を一時的に置いておくことができる。このプリント配線板４とは、第１の電子部品移載ユニット２１によって電子部品１１が実装された後のプリント配線板４や、第２、第３の電子部品移載ユニット２２，２３によって電子部品１１を実装するための実装前のプリント配線板４などである。

この実施の形態による第２の電子部品移載ユニット２２と第３の電子部品移載ユニット２３とは、ヘッドユニット２４どうしが互いに対向するように構成されているから、以下に説明するように、電子部品供給装置９の広い範囲にわたって複数の吸着ノズル３６で電子部品１１を吸着することができる。これを図１０によって説明する。
図１０に示すように、第３の電子部品移載ユニット２３により最下流位置にあるプリント配線板４に電子部品１１を実装中、第２の電子部品移載ユニット２２は、電子部品供給部８ａの電子部品１１を吸着ノズル３６で吸着している。第２の電子部品移載ユニット２２は、部品認識装置３５どうしが衝突し合わない位置まで、第３の電子部品移載ユニット２３に近づけることができる。

この結果、第３の電子部品移載ユニット２３のヘッドユニット２４の真下となる、最下流位置のプリント配線板４の実装位置に対して、第２の電子部品移載ユニット２２のヘッドユニット２４をＸ方向でより近づけることができる。すなわち、一対の電子部品移載ユニットの内一方が実装中に、他方の電子部品移載ユニットは、自身の実装対象のプリント配線板４中央部からＸ方向広い範囲（Ｌ）にある電子部品を吸着することができ、他方の電子部品移載ユニットのＸ方向広い範囲（Ｌ）にある電子部品を吸着のため、一方の電子部品移載ユニットの実装を中止する必要がなく、実装効率を向上できる。

一方、プリント配線板４が大型である場合は、図１１に示すように、１枚のプリント配線板４に第２、第３の電子部品移載ユニット２２，２３によって同時に電子部品１１を実装する。この場合、搬送装置３上に２枚の大型のプリント配線板４を保持させ、第１の電子部品移載ユニット２１によって他方のプリント配線板４に電子部品を実装する。この実装形態を採る場合には、第２の電子部品移載ユニット２２によって両方のプリント配線板４に電子部品１１を実装することもできる。

この実施の形態による表面実装機１においては、ヘッドユニット２４に設けられる複数の吸着ヘッド５５は、Ｘ方向に並ぶ複数の吸着ヘッド５５からなるヘッド列がＹ方向に互いに近接して２列設けられるように並べられ、各ヘッド列に設けられている複数の吸着ノズル３６のノズルピッチがパーツフィーダー８のフィーダーピッチと一致している。
このため、この表面実装機１によれば、Ｘ方向に並ぶ４本の吸着ノズル３６によって複数のパーツフィーダー８の電子部品１１を一度に吸着することができる。

この表面実装機１においては、Ｘ方向に並ぶ複数の吸着ヘッド５５からなるヘッド列がＹ方向に互いに近接して２列設けられているため、複数の吸着ノズル３６の同時吸着が終了した後、ヘッドユニット２４をＹ方向にヘッド列間の間隔だけ移動させることによって、２列目のヘッド列の吸着ノズル３６をパーツフィーダー８上に位置決めすることができ、これら４本の吸着ノズル３６によって電子部品１１を一度に吸着することができる。
したがって、この表面実装機１によれば、パーツフィーダー８上の電子部品１１を複数の吸着ヘッド３６で速く吸着し取出すことができるから、実装効率が向上する。

この実施の形態によれば、ヘッドユニット２４の第１の半部から第２の半部を離間させることによって、一方のヘッド列の複数の吸着ヘッド５５と、他方のヘッド列の複数の吸着ヘッド５５との間隔が拡がり、両ヘッド列どうしの間に広い空間が形成される。このため、この表面実装機１によれば、ヘッドユニット２４の中央部に複数の吸着ヘッド５５が密集するように設けられているにもかかわらず、吸着ヘッド５５のメンテナンスを容易に行うことができる。

すなわち、この実施の形態による表面実装機１において、ヘッドユニット２４に装備されている吸着ヘッド５５のメンテナンスは、図５に示すように、ヘッドユニット２４を分解した状態で行う。このときは、連結部材５７，６３のボルト５８，６４を取外して第２の支持用プレート５４を第１の支持用プレート５３から離すとともに、第２のフレーム６２を第１のフレーム６１から離す。

第１の支持用プレート５３と第２の支持用プレート５４とは、それぞれスライダ５２を介してＹ方向ガイドレール５１に移動自在に支持されている。このため、第２の支持用プレート５４を第１の支持用プレート５３から離間するように移動させることによって、第１のフレーム６１側の４台のヘッドユニット２４と、第２のフレーム６２側の４台のヘッドユニット２４との間を広く開放することができる。

各吸着ヘッド５５のメンテナンスは、この広い空間に例えば図１３に示すように装置前側または装置後側から作業者Ｍが手をのばすことによって行うことができる。このとき、作業者Ｍとヘッドユニット２４との間には基台２上のＸ方向ガイドレール３３とＸ方向ボールねじ軸４１しかないため、他の部品が邪魔になることはない。

この実施の形態による表面実装機１は、ヘッドユニット２４の第１の半部と第２の半部との間であって、支持部材３２に近接する一側部に、プリント配線板４とパーツフィーダー８の電子部品供給部８ａとを上方から撮像する下方撮像用カメラ５６を備えている。このため、この表面実装機１によれば、装置前側に位置する電子部品供給装置９から電子部品１１を取出すときに行う電子部品１１の撮像と、装置後側に位置する電子部品供給装置９から電子部品１１を取出すときに行う電子部品１１の撮像と、プリント配線板４のフィデューシャルマーク（図示せず）の撮像とを１台の下方撮像用カメラ５６で行うことができる。また、この実施の形態においては、下方撮像用カメラ５６がヘッドユニット２４における支持部材３２に近接する端部に設けられているから、このカメラ５６が他の電子部品移載ユニットと干渉することはない。

なお、上述した実施の形態においては、３台の電子部品移載ユニット２１〜２３を装備した表面実装機１を示したが、電子部品移載ユニットの台数は適宜変更することができ、１台または２台搭載したり、４台、５台、６台と適宜増設することができる。また、上述した実施の形態ではＹ方向駆動装置２７に副駆動用モータ８３を装備する例を示したが、この副駆動用モータ８３を取外し、Ｙ方向ボールねじ軸８１を支持部材３２に固定してもよい。この場合、Ｙ方向駆動装置２７の中空モータ８２は、Ｘ方向駆動装置２６の中空モータ３４と同様に動作する。

ヘッドユニット２４は図１４および図１５に示すように構成することができる。
図１４および図１５はヘッドユニットの他の実施の形態を示す平面図で、これらの図において、前記図１〜図１３によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。

図１４および図１５に示すヘッドユニット２４は、ヘッド列が３列になるように構成されている。すなわち、これらの図に示すヘッドユニット２４は、Ｙ方向の一端部に３列目のヘッド列を構成する１個の吸着ヘッド９１を備えている。この吸着ヘッド９１は、吸着ノズル９２によって主に大型の電子部品をトレイ供給装置（図示せず）から吸着するものである。この吸着ヘッド９１は、他の吸着ヘッド５５と同様の構成となるように形成されている。

図１５に示すヘッドユニット２４は、Ｙ方向に３列あるヘッド列のうち同図において最も下に位置する第１のヘッド列１０１と中央に位置する第２のヘッド列１０２とにおいて、４個ずつある吸着ヘッド５５、吸着ノズル３６のＸ方向の間隔をそれぞれ変えて形成されている。すなわち、第１のヘッド列１０１を構成する４個の吸着ヘッド５５と吸着ノズル３６のＸ方向の間隔は、第２のヘッド列１０２を構成する４個の吸着ヘッド５５と吸着ノズル３６のＸ方向の間隔より広くなるように形成されている。

この構成を採る場合、電子部品供給装置９は、第１のヘッド列１０１のノズルピッチとフィーダーピッチが一致する複数のパーツフィーダー８からなる第１のフィーダー群と、第２のヘッド列１０２のノズルピッチとフィーダーピッチが一致する複数のパーツフィーダー８からなる第２のフィーダー群とによって構成する。

本発明に係る表面実装機の平面図である。 本発明に係る表面実装機の正面図である。 図１におけるIII−III線断面図である。 ヘッドユニットの平面図である。 ヘッドユニットを分割した状態を示す平面図である。 ヘッドユニットの正面図である。 ヘッドユニットの側面図である。 中空モータの断面図である。 小型のプリント配線板を使用する場合の状態を示す平面図である。 小型のプリント配線板を使用する場合の状態を示す平面図である。 大型のプリント配線板を使用する場合の状態を示す平面図である。 本発明に係る表面実装機の概略構成を示す斜視図である。 メンテナンス時の状態を示す構成図である。 ヘッドユニットの他の実施の形態を示す平面図である。 ヘッドユニットの他の実施の形態を示す平面図である。

符号の説明

１…表面実装機、２…基台、３…搬送装置、９…電子部品供給装置、２１〜２３…第１〜第３の電子部品移載ユニット、２４…ヘッドユニット、２５…Ｘ方向移動部材、２６…Ｘ方向駆動装置、３２…支持部材、３３…Ｘ方向ガイドレール、３４…中空モータ、３６，９２…吸着ノズル、４１…Ｘ方向ボールねじ軸、５１…Ｙ方向ガイドレール、５３…第１の支持用プレート、５４…第２の支持用プレート、５５，９１…吸着ヘッド、５６…下方撮像用カメラ、６１…第１のフレーム、６２…第２のフレーム。

Claims (8)

1. プリント配線板を基台上で第１の方向に搬送する搬送装置と、
   この搬送装置に対して第１の方向とは交差する第２の方向に離間する部位であって、搬送装置の少なくとも一方の側方に設けられた電子部品供給装置と、
   前記搬送装置の上方で第２の方向に延びる支持部材を有し、前記基台上で第１の方向に移動する第１方向移動部材と、
   吸着ノズルを有する複数の吸着ヘッドが設けられ、前記支持部材に支持された状態で第２の方向に移動することにより電子部品を電子部品供給装置から搬送装置上のプリント配線板に移載するヘッドユニットとを備えた表面実装機であって、
   前記ヘッドユニットに設けられる複数の吸着ヘッドを、第１の方向に並ぶ複数の吸着ヘッドからなるヘッド列で構成したことを特徴とする表面実装機。
2. 請求項１記載の表面実装機において、
   第２の方向に複数の吸着ヘッドを配置し、
   第２の方向の吸着ヘッドのうち少なくとも一つについて、第１の方向に他の吸着ヘッドを配置し、第１の方向に並ぶ複数の吸着ヘッドからなるヘッド列を構成したことを特徴とする表面実装機。
3. 請求項１または請求項２記載の表面実装機において、
   ヘッド列を構成する吸着ヘッドは、これらの吸着ヘッドに設けられた吸着ノズルが第１の方向の垂直面に沿って一列に並ぶように構成され、
   これらの吸着ノズルの第１の方向の間隔を前記パーツフィーダーのフィーダー間ピッチと一致させたことを特徴とする表面実装機。
4. 請求項３記載の表面実装機において、前記ヘッド列を第２の方向に少なくとも２列備え、これらのヘッド列に設けられている全ての吸着ノズルの第１の方向の間隔を、所定の一定間隔としたことを特徴とする表面実装機。
5. 請求項３記載の表面実装機において、前記ヘッド列を第２の方向に少なくとも２列備え、これらのヘッド列の少なくとも２列のヘッド列のうち一方のヘッド列に設けられている吸着ノズルの第１の方向の間隔を所定の第１の一定間隔とし、他方のヘッド列に設けられている吸着ノズルの第１の方向の間隔を、前記第１の一定間隔とは異なる第２の一定間隔としたことを特徴とする表面実装機。
6. プリント配線板を基台上で第１の方向に搬送する搬送装置と、
   この搬送装置に対して第１の方向とは交差する第２の方向に離間する部位に設けられ、第１の方向に並ぶ多数のパーツフィーダーを有する電子部品供給装置と、
   前記搬送装置の上方で第２の方向に延びる支持部材を有し、前記基台上で第１の方向に移動する第１方向移動部材と、
   吸着ノズルを有する複数の吸着ヘッドが設けられ、前記支持部材に支持された状態で第２の方向に移動することにより電子部品を電子部品供給装置から搬送装置上のプリント配線板に移載するヘッドユニットとを備えた表面実装機であって、
   前記ヘッドユニットに設けられる複数の吸着ヘッドを、第１の方向に並ぶ複数の吸着ヘッドからなるヘッド列が第２の方向に互いに近接して２列設けられるように並べ、
   ヘッドユニットを第２の方向の一側に位置する第１の半部と、他側に位置する第２の半部とから第２の方向に分割可能に形成し、
   第２の方向に並ぶ２列のヘッド列のうち一方のヘッド列の複数の吸着ヘッドを前記第１の半部における第２の半部と対向する一端部に支持させるとともに、他方のヘッド列の複数の吸着ヘッドを前記第２の半部における第１の半部と対向する一端部に支持させたことを特徴とする表面実装機。
7. 請求項６記載の表面実装機において、
   ヘッドユニットの第１の半部と第２の半部との間であって、支持部材に近接する一側部に、プリント配線板とパーツフィーダーの電子部品供給部とを上方から撮像する下方撮像用カメラを備えたことを特徴とする表面実装機。
8. 請求項６または請求項７記載の表面実装機において、
   ヘッド列を構成する吸着ヘッドは、これらの吸着ヘッドに設けられた吸着ノズルが第１の方向の垂直面に沿って一列に並ぶように構成され、
   これらの吸着ノズルの第１の方向の間隔を前記パーツフィーダーのフィーダー間ピッチと一致させたことを特徴とする表面実装機。

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