JP2009290143A - 電子部品装着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品装着の高速化にも対応でき、ノズル昇降モータの負荷を軽くすること。
【解決手段】ノズル選択モータ８を駆動させてプーリ９、１０及びベルト１１を介してガイド筒体１３を回転させ、ノズル昇降体１２をアンギュラベアリング２４Ａ及びベアリング２４Ｂを介してナット体２３内で回転させて、３時の位置にある使用する吸着ノズル３と昇降体１９との位置とを上下方向から見て合致させる。そして、ノズル昇降モータ２０を駆動させ、ネジ軸２２を回転させてナット体２３をボールスプライン１５に沿って下降させ、選択された吸着ノズル３に対応するノズル軸４を下降させ、部品供給ユニットの部品取出し位置にある電子部品を当該吸着ノズル３が吸着して取り出す。
【選択図】図４

Description

本発明は、装着ヘッドに円周方向に沿って所定間隔毎に設けられた複数の吸着ノズルに吸着保持された電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着装置に関する。

この種の電子部品装着装置は、例えば特許文献１などに開示されている。そして、特許文献１に開示する技術によれば、昇降体下端のローラの上にバネにより付勢された鍔部が圧接し、ノズル昇降モータが駆動すると昇降体が下降すると、第１筒体、この第１筒体に固定されたノズル支持部材及び昇降支持片が下降し、吸着ノズルが固定されたノズル軸上端のローラが昇降支持片上に乗った状態で下降し、電子部品の取出し又は電子部品のプリント基板への装着に供する。
特開２００７−３６１６２号公報

しかしながら、昇降体下端のローラの上にバネにより付勢された鍔部が圧接し、ノズル昇降モータが駆動すると昇降体が下降する構造であるので、電子部品装着装置の部品装着の高速化に伴い、バネの付勢力を強くしなければならず、逆に昇降体を上昇させるときのノズル昇降モータの負荷が大きくなる。

そこで本発明は、電子部品装着装置の部品装着の高速化にも対応でき、ノズル昇降モータの負荷を軽くすることを目的とする。

このため第１の発明は、装着ヘッドに円周方向に沿って所定間隔毎に設けられた複数の吸着ノズルに吸着保持された電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、前記複数の吸着ノズルをカムフォロアを介して摺動可能に吊持支承する第１ノズル支承部を一部の切除部を除いて外周に備えた鉛直軸方向に延びたガイド筒体と、使用するための前記吸着ノズルを選択するために前記ガイド筒体を前記鉛直軸を中心に回転させるノズル選択モータを備えたノズル選択装置と、ノズル昇降モータにより上下方向に昇降する昇降体と、この昇降体が上昇している状態で前記ノズル選択モータが駆動すると前記ガイド筒体と共に回転して使用するために選択された前記吸着ノズルを前記カムフォロアを介して摺動可能に吊持支承するもので前記切除部に配設される第２ノズル支承部を備えたノズル昇降体とを備え、電子部品の取出し又はプリント基板への装着の際に、前記ノズル昇降モータにより前記昇降体を下降させることにより前記ノズル昇降体の第２ノズル支承部に吊持支承された前記吸着ノズルを下降させることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、前記各吸着ノズルを下降するようにバネにより付勢した状態で第１ノズル支承部及び第２ノズル支承部に吊持支承することを特徴とする。

本発明は、電子部品装着装置の部品装着の高速化にも対応でき、ノズル昇降モータの負荷を軽くすることができる。

以下、プリント基板上に電子部品を装着する電子部品装着装置、詳述すると、一方向（例えば、Ｙ方向）に移動可能なビームに設け、このビームに沿って前記一方向と直交する他の方向（例えば、Ｘ方向）に移動可能に装着ヘッドを設け、この装着ヘッドに円周方向に沿って所定間隔毎に設けられた吸着ノズルに吸着保持された電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、前記装着ヘッドの構造について説明する。先ず、図１乃至図３において、１は装着ヘッド体で、この装着ヘッド体１の装着ヘッド２には吸着ノズル３が下端部に交換可能にそれぞれ着脱可能に取付けられた複数本のノズル軸４が上下動可能なガイド筒５を介して円周方向に沿って所定間隔毎に配設され、また装着ヘッド２にはこの装着ヘッド２を回動させるための駆動モータ（ダイレククト・ドライブ・モータ）を内蔵している。前記装着ヘッド体１のヘッド取付体７はヘッド昇降モータ（図示せず）の駆動により昇降可能である。

８はノズル選択モータで、その出力軸にはプーリ９が設けられ、鉛直軸方向に延びた軸６の回りを回動可能な同じく鉛直軸方向に延びたガイド筒体１３上部に配設されたプーリ１０と前記プーリ９との間にはベルト１１が張架され、前記ノズル選択モータ８が駆動するとプーリ１０、９及びベルト１１を介してガイド筒体１３が回転するため、後述するボールスプライン１５を介して外側に位置したノズル昇降体１２も回転することとなる。

そして、前記各吸着ノズル３が下部に設けられたノズル軸４上部には、頂部にカムフォロア（ローラ）１４がそれぞれ設けられた連結体１７が設けられる。前記ガイド筒体１３外周にはボールスプライン１５が固定され、このボールスプライン１５を介して前記ガイド筒体１３に沿って前記ノズル昇降体１２が昇降可能に設けられると共に、前記ガイド筒体１３と一緒に前記ノズル昇降体１２が回転可能に設けられる。

２０はノズル昇降モータで、そのカップリング２１を介するネジ軸２２には昇降体であるナット体２３が嵌合しており、このナット体２３と前記ノズル昇降体１２との間にはアンギュラベアリング２４Ａ及びベアリング２４Ｂが配設されている。従って、前記ノズル選択モータ８が駆動すると、プーリ９、１０及びベルト１１を介してガイド筒体１３が回転し、ノズル昇降体１２もナット体２３内をアンギュラベアリング２４Ａ及びベアリング２４Ｂを介して回転することとなる。なお、このアンギュラベアリング２４Ａはナット体２３と前記ノズル昇降体１２との間の上下方向のガタツキが防止できる。

そして、前記ノズル軸４にコイルバネ１８を巻装し、このコイルバネ１８の下端部はノズル軸４下部に形成された係止部４Ａに係止し、上端部が装着ヘッド２に固定されたガイド筒５下端部に係止し、前記ガイド筒体１３の外周に一部の切除部１３Ｂを除いて形成された支承ガイド部（第１ノズル支承部：カム板）１３Ａに複数のカムフォロア１４がコイルバネ１８の圧縮により伸張するように、即ち吸着ノズル３を下降するように付勢した状態で圧接している。また、前記ガイド筒体１３の支承ガイド部１３Ａが形成されていない切除部１３Ｂには、前記ノズル昇降体１２に固定された昇降体１９（第２ノズル支承部）が昇降可能に配設されている。この昇降体１９の下端部には支承ガイド部（カム板）１９Ａが形成され、この支承ガイド部１９Ａに載置したカムフォロア１４はコイルバネ１８の圧縮により伸張するように、即ち吸着ノズル３を下降するように付勢した状態で圧接している。従って、ナット体２３が上昇している状態では、支承ガイド部１３Ａ、１９Ａの上面レベルは一致し、各吸着ノズル３はそのカムフォロア１４を介して支承ガイド部１３Ａ、１９Ａ上を摺動可能に吊持支承される。

従って、ノズル昇降モータ２０が駆動してナット体２３が下降すると、支承ガイド部１９Ａが下降し、前記コイルバネ１８の伸張せんとする付勢力により支承ガイド部１９Ａにカムフォロア１４が圧接した状態で、ノズル軸４及び吸着ノズル３が下降することとなる。なお、前記吸着ノズル３の最下限位置においても、前記コイルバネ１８は伸張せんとする付勢力が働くように構成される。

また、前記昇降体１９には、昇降棒２６が一対の上下支持片１９Ｂ、１９Ｃを貫通した状態で配設され、この上支持片１９Ｂと下支持片１９Ｃ間には昇降棒２６に巻装した状態のコイルスプリング２７が配設され、しかも昇降棒２６の上端部２６Ａは上支持片１９Ｂ上に係止すると共に前記コイルスプリング２７の下端部は昇降棒２６の上下支持片１９Ｂ、１９Ｃ間に位置する係止部２６Ｂ（図５参照）に係止する。
従って、コイルスプリング２７は常時昇降棒２６を下降するよう付勢している。このため、作業者による或いは電子部品装着装置に設けられたノズル交換装置によるノズル軸４への吸着ノズル３の交換の際に、ノズル軸４へ吸着ノズル３を取付けるように吸着ノズル３を押し上げると、連結体１７が上昇するが、過剰に吸着ノズル３を押し上げたときの衝撃を前記コイルスプリング２７が緩和する。

なお、２８はバネ受けで、このバネ受け２８と前記ナット体２３との間にはバネ２９が配設され、前記ノズル昇降モータ２０の電源オフ時にナット体２３が下降するのを防止するように支承するためのものである。

以上のように構成し、運転スイッチを操作すると、搬送装置（図示せず）の位置決め部にプリント基板が搬送されて、位置決めがされ、装着データに従い、ビームがＹ軸モータの駆動によりＹ方向（プリント基板の搬送方向と直交する方向）に移動すると共にＸ軸モータにより装着ヘッド体１がこのビームに沿ってＸ方向に移動し、最初の電子部品を供給する部品供給ユニットの部品取出し位置の上方まで移動する。
先ず、ヘッド昇降モータ（図示せず）により装着ヘッド体１を所定位置まで下降させると共に、部品供給ユニットから取り出す電子部品に対応する吸着ノズル３を下降させるために、この使用する吸着ノズル３の位置と昇降体１９との位置が上下方向から見て合致するように移動させる。即ち、図３に示すように、ノズル選択モータ８を駆動させてプーリ９、１０及びベルト１１を介してガイド筒体１３を回転させ、ノズル昇降体１２をアンギュラベアリング２４Ａ及びベアリング２４Ｂを介してナット体２３内で回転させて、３時の位置にある吸着ノズル３と昇降体１９との位置とを上下方向から見て合致させる。

そして、ノズル昇降モータ２０を駆動させ、ネジ軸２２を回転させてナット体２３をボールスプライン１５に沿って下降させ、選択された吸着ノズル３に対応するノズル軸４を下降させ（図４参照）、部品供給ユニットの部品取出し位置にある電子部品を当該吸着ノズル３が吸着して取り出すことができる。

そして、前述と同様な動作、即ちノズル選択モータ８を駆動させて使用する吸着ノズル３と昇降体１９との位置とを上下方向から見て合致させ、次いでノズル昇降モータ２０を駆動させ、ナット体２３を下降させることにより選択された吸着ノズル３を下降させ、装着ヘッド２の全ての吸着ノズル３が次々と部品供給ユニットから電子部品を取出すことができる。
このナット体２３の下降に際して、アンギュラベアリング２４Ａがナット体２３とノズル昇降体１２との間の上下方向のガタツキを防止しつつナット体２３を下降させることができると共に、ノズル昇降モータ２０の駆動により直接ナット体２３を下降させ、ナット体２３の下降により支承ガイド部１９Ａに載置したカムフォロア１４がコイルバネ１８により圧接している状態のまま吸着ノズル３を下降させることができるから、電子部品装着装置の部品装着の高速化にも対応できることとなる。

電子部品を取り出した後は、装着ヘッド２の吸着ノズル３を上昇させて、部品認識カメラ（図示せず）上方まで移動しながら、装着ヘッド２に配設された複数の吸着ノズル３に吸着された電子部品が撮像され、認識処理装置に認識処理されて、吸着ノズル３に対する位置ズレ量が把握される。

そして、前記認識処理装置の両認識処理結果を装着データに加味して、前記Ｙ軸モータ、Ｘ軸モータ及び装着ヘッド２内の駆動モータ（ダイレククト・ドライブ・モータ）により、プリント基板のＸＹ方向及び装着角度について補正された位置に電子部品が順次装着されることとなり、全ての電子部品が装着されると、下流装置に当該プリント基板は排出される。

なお、図５に示すように、作業者により或いは電子部品装着装置に設けられたノズル交換装置によりノズル軸４への吸着ノズル３の交換作業を行う場合があり、古い吸着ノズル３を下降した状態のノズル軸４から外して新しい吸着ノズル３を取付ける際に、吸着ノズル３を押し上げると、連結体１７が上昇して昇降棒２６に当接してこの昇降棒２６も上昇するが、過剰に吸着ノズル３を押し上げたときの衝撃はコイルスプリング２７により緩和される。また、プリント基板への電子部品の装着時の押し込みの際にも、同様に、吸着ノズル３を押し上げたときの衝撃はコイルスプリング２７により緩和される。

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。

装着ヘッド体の正面図である。 装着ヘッド体の平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 吸着ノズルが下降した状態の装着ヘッド体の正面図である。 吸着ノズル交換時の吸着ノズルが上昇した状態の装着ヘッド体の正面図である。

符号の説明

１ 装着ヘッド体
３ 吸着ノズル
４ ノズル軸
８ ノズル選択モータ
１２ ノズル昇降体
１３ ガイド筒体
１３Ａ 支承ガイド部
１８ コイルバネ
１９ 昇降体
１９Ａ 支承ガイド部
２０ ノズル昇降モータ
２３ ナット体
２４Ａ アンギュラベアリング

Claims (2)

1. 装着ヘッドに円周方向に沿って所定間隔毎に設けられた複数の吸着ノズルに吸着保持された電子部品をプリント基板上に装着する電子部品装着装置において、前記複数の吸着ノズルをカムフォロアを介して摺動可能に吊持支承する第１ノズル支承部を一部の切除部を除いて外周に備えた鉛直軸方向に延びたガイド筒体と、使用するための前記吸着ノズルを選択するために前記ガイド筒体を前記鉛直軸を中心に回転させるノズル選択モータを備えたノズル選択装置と、ノズル昇降モータにより上下方向に昇降する昇降体と、この昇降体が上昇している状態で前記ノズル選択モータが駆動すると前記ガイド筒体と共に回転して使用するために選択された前記吸着ノズルを前記カムフォロアを介して摺動可能に吊持支承するもので前記切除部に配設される第２ノズル支承部を備えたノズル昇降体とを備え、電子部品の取出し又はプリント基板への装着の際に、前記ノズル昇降モータにより前記昇降体を下降させることにより前記ノズル昇降体の第２ノズル支承部に吊持支承された前記吸着ノズルを下降させることを特徴とする電子部品装着装置。
2. 前記各吸着ノズルを下降するようにバネにより付勢した状態で第１ノズル支承部及び第２ノズル支承部に吊持支承することを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着装置。