JP2008135607A

JP2008135607A - 電子部品装着装置

Info

Publication number: JP2008135607A
Application number: JP2006321326A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Matsuyoshi; 勉松芳
Original assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Priority date: 2006-11-29
Filing date: 2006-11-29
Publication date: 2008-06-12

Abstract

【課題】電子部品を部品供給装置より取出し、プリント基板上に装着する吸着ノズルの昇降・回転させる構造を簡略化して、全体として小型化・軽量化を図ること。

【解決手段】昇降モータ３２が通電されると、各コイル３４に電流が流れ、発生した磁界とシャフト３０内の各磁石３３との相互作用により推力が発生して、前記シャフト３０の外周面に形成された複数の案内溝４１やロータ３８の内周面に形成された複数の案内溝４２と複数のボール４３とによって案内され、シャフト３０及び吸着ノズル２４が下降することとなる。また、超音波モータ４０が通電されると、圧電素子３９が超音波振動して、電歪現象が起り、ロータ３８を進行回転させることとなるので、このロータ３８と共にシャフト３０及び吸着ノズル２４が回転することとなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子部品を部品供給装置より吸着ノズルにより吸着して取出し、プリント基板上に装着する電子部品装着装置に関する。

この電子部品の装着装置は、例えば特許文献１などで知られている。一般に、前記吸着ノズルを昇降回転させるには、ノズル昇降モータによりボールネジを回転させて装着ヘッドを昇降させ、この装着ヘッドに設けられたノズル回転モータにより吸着ノズルを回転させていた。

特開２００４−４７８１８号公報

しかし、２つの駆動モータの他にボールネジ等の直動部品が必要であるために、全体として小型化・軽量化が困難であった。また、ノズル回転モータに磁石等を用いた電気式のものを使用した場合、シャフトの中の磁石の影響をノズル回転モータが受けないような構造にするか、或いはシャフトの中の磁石とノズル回転モータとを離す必要があり、この結果、全体として小型化・軽量化が困難であった。

そこで本発明は、電子部品を部品供給装置より取出し、プリント基板上に装着する吸着ノズルの昇降・回転させる構造を簡略化して、全体として小型化・軽量化を図ることを目的とする。

このため第１の発明は、電子部品を部品供給装置より吸着ノズルにより吸着して取出し、プリント基板上に装着する電子部品装着装置において、前記吸着ノズル上部に接続されたシャフトを昇降させる昇降モータと、前記シャフトを回転させることにより吸着ノズルを回転させる超音波モータとを設けたことを特徴とする。

また第２の発明は、電子部品を部品供給装置より吸着ノズルにより吸着して取出し、プリント基板上に装着する電子部品装着装置において、前記吸着ノズル上部に接続されたシャフトを昇降させるものでこのシャフト内に配設される磁石と前記シャフト外のモータ本体に配設されるコイルとを備えた昇降モータと、前記シャフトを回転させることにより吸着ノズルを回転させるもので圧電素子とロータとを備えた超音波モータとを設け、前記シャフトの外周面及び前記ロータの内周面に前記シャフトの軸方向と同一方向に複数条の案内溝を形成すると共に前記両案内溝内にボールを配設したことを特徴とする。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記超音波モータを昇降モータより下側に配設したことを特徴とする。

本発明は、電子部品を部品供給装置より取出し、プリント基板上に装着する吸着ノズルの昇降・回転させる構造を簡略化して、全体として小型化・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装着装置について図面を参照しながら説明する。図１は電子部品装着装置の平面図であり、図２は装着ヘッドの斜視図、図３は一部破断せる装着ヘッドの正面図、図４は図３のＡ−Ａ断面図である。

図１において、電子部品装着装置１の基台２上にＡビーム３及びＢビーム４のＹ方向への移動を案内する一対のレール５が配置されている。前記Ａビーム３及びＢビーム４はＸ方向に長く、この長手方向に沿って各装着ヘッド７が取付体８を介してＸ軸モータ（図示せず）によりそれぞれ移動可能に配設されている。即ち、前記Ａビーム３及びＢビーム４に沿って取付体８がＸ方向に移動可能であり、この取付体８に４つの装着ヘッド７が固定されている。

また、Ａ側のＹ軸モータ１０により回動されるボールネジ軸１１がＡビーム３に固定された図示しないナットに螺合しており、このＡビーム３はボールネジ軸１１の回動により前記レール５に沿って移動可能である。Ｂビーム４は同様な構造のボールネジ軸１２がＢ側のＹ軸モータ１４により回動されることで、レール５に沿って移動する。従って、前記装着ヘッド７は、ＸＹ方向に移動可能になされている。

更に、前記基台２の図１における上下位置には、それぞれ部品供給台６が形成され、この部品供給台６上には種々の電子部品を供給する部品供給装置１６が着脱可能に搭載されている。尚、部品供給装置１６には、いわゆるテープ供給方式の部品供給装置や、スティック供給方式の部品供給装置や、トレイ供給方式の部品供給装置等がある。

そして、前記装着ヘッド７は、各部品供給装置１６から真空吸着により取り出した電子部品をプリント基板１８の所望の位置に搬送して実装するものである。また、前記プリント基板１８は、基台２上に設置された搬送コンベア２０により搬送され、所定の作業ステージ位置で図示しない固定機構により位置決め固定される。

更に、前記部品供給装置１６から装着ヘッド７の吸着ノズル２４（その真空通路３７Ａを介して）により取り出された電子部品は部品認識カメラ２１により、その吸着ノズル２４に対する吸着位置ずれ状況、部品落下状況等が撮像され認識処理装置により認識処理される。

次に、図２乃至図４に基づき、前記装着ヘッド７について詳述する。前記吸着ノズル２４の上部には上端部にストッパ３１（真空孔３７Ｃが開設されている。）が設けられた中空円筒状のシャフト３０が接続され、このシャフト３０内にはこのシャフト３０を昇降させるための昇降モータ３２の一部を構成するための円筒状の複数の磁石３３（真空通路３７Ｂが中央に形成されている。）が上下方向に配設される。そして、同じく昇降モータ３２の一部を構成する中空円筒状の複数のコイル３４及び中空円筒状のエンコーダ３５が固定されたモータ本体３６が、前記シャフト３０と隙間Ｓを存して外方に配設され取付体８に支持されている。なお、前記昇降モータ３２はリニアモータから構成される。

４０は前記シャフト３０を回転させることにより吸着ノズル２４を回転させる超音波モータで、前記昇降モータ３２のモータ本体３６下端に位置し中空開口が開設されたロータ３８及びこのロータ３８の下部に配設されてロータ３８を支持すると共に図示しない機構によって取付体８に支持された圧電素子３９を備えている。この超音波モータ４０が通電されると、圧電素子３９が超音波振動して、電歪現象が起り、ロータ３８を進行回転させることとなる。

従って、前記シャフト３０の外周面に９０度毎に該シャフト３０の軸方向と同一方向、即ち上下方向に伸びる案内溝４１を形成すると共に前記ロータ３８の内周面に９０度毎に上下方向に伸びる案内溝４２を形成し、両案内溝４１及び４２内に複数のボール４３を配設し、前述の如く、超音波モータ４０に通電するとロータ３８を進行回転させるので、このロータ３８と共にシャフト３０及び吸着ノズル２４が回転することとなる。

また、前記昇降モータ３２に通電すると、各コイル３４に電流が流れ、発生した磁界とシャフト３０内の各磁石３３との相互作用により推力が発生して、両案内溝４１、４２と複数のボール４３とによって、シャフト３０及び吸着ノズル２４がスムーズに昇降することとなる。

このように、前記シャフト３０の外周面及び前記ロータ３８の内周面に前記シャフト３０の軸方向と同一方向に複数条の案内溝４１、４２を形成すると共に前記両案内溝４１、４２内にボール４３を配設することにより、シャフト３０及び吸着ノズル２４がスムーズに昇降することができる。

また、前記超音波モータ４０を昇降モータ３０より下側に配設したことにより、バランスも良い。

次に、電子部品装着装置１の電子部品取出動作及び装着動作について説明する。先ず、電子部品装着装置１の作業テーブル位置に前記プリント基板１８が搬送コンベア２０により搬送され、位置決め機構により位置決め固定される。続いて、制御装置（図示せず）がＸ軸モータ（図示せず）及びＹ軸モータ１０を制御することにより、前記装着ヘッド７が所望の部品供給装置１６の電子部品取り出し位置までＸＹ移動して行き、そこで昇降モータ３２を制御することにより吸着ノズル２４を下降させて吸着位置まで供給された電子部品を吸着して取り出す。

この場合、前記昇降モータ３２が通電されると、各コイル３４に電流が流れ、発生した磁界とシャフト３０内の各磁石３３との相互作用により推力が発生して、前記シャフト３０の外周面に形成された複数の案内溝４１や前記ロータ３８の内周面に形成された複数の案内溝４２と複数のボール４３とによって案内され、シャフト３０及び吸着ノズル２４が下降することとなる（図５参照）。

そして、吸着ノズル２４が電子部品を吸着保持した状態で、前記案内溝４１、４２とボール４３とによって案内され、シャフト３０及び吸着ノズル２４が上昇して部品認識カメラ２１上方までＸＹ移動して行き、そこで電子部品を撮像して、認識処理装置により吸着ノズル２４に対する吸着位置ずれ状況、部品落下状況が認識処理される。

そして、認識異常がない場合には、前記装着ヘッド７がプリント基板１８の所望位置上までＸＹ移動し、そこで前述の如く、前記昇降モータ３２により吸着ノズル２４が下降すると共に超音波モータ４０によりシャフト３０及び吸着ノズル２４がθ回転して電子部品を実装させる。しかも、認識処理装置による電子部品の認識結果に基づいて、回転方向については超音波モータ４０が、平面方向についてはＸ軸モータ及びＹ軸モータ１０、１４が電子部品の位置ズレが補正されるように制御される。そして、プリント基板１８上に全ての電子部品が装着されると、搬送コンベア２０により下流側装置へ搬出される。

以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

本発明の電子部品装着装置の平面図である。装着ヘッドの斜視図である。一部破断せる装着ヘッドの正面図である。図３のＡ−Ａ断面図である。吸着ノズルが下降した状態の一部破断せる装着ヘッドの正面図である。

符号の説明

１電子部品装着装置
２４吸着ノズル
３０シャフト
３２昇降モータ
３３磁石
３４コイル
３６モータ本体
３８ロータ
３９圧電素子
４０超音波モータ
４１、４２案内溝
４３ボール

Claims

電子部品を部品供給装置より吸着ノズルにより吸着して取出し、プリント基板上に装着する電子部品装着装置において、前記吸着ノズル上部に接続されたシャフトを昇降させる昇降モータと、前記シャフトを回転させることにより吸着ノズルを回転させる超音波モータとを設けたことを特徴とする電子部品装着装置。
電子部品を部品供給装置より吸着ノズルにより吸着して取出し、プリント基板上に装着する電子部品装着装置において、前記吸着ノズル上部に接続されたシャフトを昇降させるものでこのシャフト内に配設される磁石と前記シャフト外のモータ本体に配設されるコイルとを備えた昇降モータと、前記シャフトを回転させることにより吸着ノズルを回転させるもので圧電素子とロータとを備えた超音波モータとを設け、前記シャフトの外周面及び前記ロータの内周面に前記シャフトの軸方向と同一方向に複数条の案内溝を形成すると共に前記両案内溝内にボールを配設したことを特徴とする電子部品装着装置。
前記超音波モータを昇降モータより下側に配設したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子部品装着装置。