JP2010283298A - 部品実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搭載ヘッドにノズルヘッドを高密度搭載することを可能とするリニアモータを備えた部品実装装置を提供する。
【解決手段】任意のノズルヘッドに装着されている吸着ノズルで吸着保持した電子部品を、該ノズルヘッドを待機位置から下降させて、位置決めされている基板上に実装する部品実装装置において、リニアモータ２６が、搭載ヘッドに固定された固定子２２と、該固定子に沿って上下動する、幅方向に並列に搭載される複数のノズルヘッド２０Ｌ、２０Ｒがそれぞれ取付可能な、上下に配設された複数の可動子２４Ｌ、２４Ｒとを備えていると共に、前記各可動子は、幅がそれぞれ取付けられるノズルヘッドの幅より広く形成され、且つ、待機位置にある隣接する可動子が、電子部品実装時の最大下降距離以上、上下に離間されている。
【選択図】図４（Ａ）

Description

本発明は、部品実装装置、特にリニアモータを使用して複数のノズルヘッドを上下駆動して、各ノズルヘッド下端の吸着ノズルで保持した電子部品を、基板上に実装する搭載ヘッドを小型化する際に適用して好適な部品実装装置に関する。

一般に、プリント基板等の基板に電子部品を実装する際には、図１に一例を示す様な部品実装装置が用いられる。

この部品実装装置１では、基板搬送路２により搬送され位置決めされた基板Ｓ上に、部品供給部３に供給された電子部品を、搭載ヘッド１０に装着されている吸着ノズル（ここでは明示せず）により吸着保持した後、該搭載ヘッド１０をＸ軸移動機構１２及びＹ軸移動機構１４によりＸＹ移動させて実装することが行われている。

通常、吸着ノズルは、搭載ヘッド１０に搭載されているノズルヘッドの下端に装着され、該ノズルヘッド毎に上下動することが可能になっている（例えば、特許文献１参照）。

又、このような部品実装装置では、一つの搭載ヘッド１０に複数のノズルヘッドを搭載することが行われ、しかも各ノズルヘッドの上下駆動手段としてリニアモータを採用することも行われている。

図２（Ａ）、（Ｂ）は、従来のリニアモータ駆動方式のノズルヘッド２０を、搭載ヘッド１０（ここでは明示せず）に並列搭載した状態を模式的に示す正面図と下方からの平面図である。

この図に示される左右（Ｌ、Ｒ）のノズルヘッド２０Ｌ、２０Ｒは、それぞれ下端に吸着ノズル２０Ａが装着されていると共に、左右のリニアモータ固定子（以下、単に固定子とも言う）２２Ｌ、２２Ｒと、それぞれに近接配置された左右のリニアモータ可動子（以下、単に可動子とも言う）２４Ｌ、２４Ｒとからなるリニアモータ２６Ｌ、２６Ｒにより、上下動可能に支持されている。

左右の固定子２２Ｌ、２２Ｒは、前記搭載ヘッド１０に固定されており、各固定子２２Ｌ、２２Ｒに沿って配置されている左右の可動子２４Ｌ、２４Ｒの上下動を介して、左右のノズルヘッド２０Ｌ、２０Ｒが前記搭載ヘッド１０に対してそれぞれ上下動されるようになっている。なお、ここでは、便宜上、ノズルヘッド２０を支持し、上下方向に案内するリニアガイドや吸着ノズル２０Ａを回転させるθ軸機構等は省略してある。又、各ノズルヘッド２０に付した各４つの○は、可動子２４に固定するためのねじを表している。

ところで、近年の部品実装装置では、搭載ヘッド１０の小型化が望まれ、それに伴って搭載ヘッド１０にノズルヘッド２０を高密度に搭載することが重要になってきており、そのために、ノズルヘッド２０は勿論のこと、リニアモータ２６の幅を狭くすることも要望されている。

特開２００７−０８０９７０号公報 特開平７−２９８５９９号公報

しかしながら、吸着ヘッドを高密度搭載可能とするために、リニアモータ、即ち固定子及び可動子の幅を狭くすることは、ノズルヘッドを上下動させて部品実装する際に十分な駆動力（推力）が得られなくなるという問題がある。

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、リニアモータで上下に駆動するノズルヘッドを、十分な駆動力を確保した上で、搭載ヘッドに高密度搭載することが可能な部品実装装置を提供することを課題とする。

本発明は、リニアモータにより上下動される複数のノズルヘッドが並列に搭載されている搭載ヘッドをＸＹ移動させ、任意のノズルヘッドに装着されている吸着ノズルで吸着保持した電子部品を、該ノズルヘッドを待機位置から下降させて、位置決めされている基板上に実装する部品実装装置において、前記リニアモータが、前記搭載ヘッドに固定された固定子と、該固定子に沿って上下動する、幅方向に並列に搭載される複数のノズルヘッドがそれぞれ取付可能な、上下に配設された複数の可動子とを備えていると共に、前記各可動子は、幅がそれぞれ取付けられるノズルヘッドの幅より広く形成され、且つ、待機位置にある隣接する可動子が、電子部品実装時の最大下降距離以上、上下に離間されているようにしたことにより、前記課題を解決したものである。

本発明によれば、同一の固定子に、ノズルヘッドをそれぞれ取付ることが可能な複数の可動子を配置すると共に、各可動子の幅をそれぞれ取付けられるノズルヘッドの幅よりも広く（長く）形成し、且つ、待機位置にある隣接する可動子が電子部品実装時の最大下降距離以上、上下に離間されているようにしたので、ノズルヘッドの幅を狭くすることにより、ノズルヘッドを搭載ヘッドに高密度搭載することができ、更に、十分な駆動力で上下動させて電子部品を実装することができる。

なお、特許文献２には、１の固定子上に１列に配置された複数の可動子を駆動するリニアモータが開示されているが、本発明には適用することができない。

部品実装装置全体の概要を、一部を破断して示す外観斜視図 従来の搭載ヘッドに並列に搭載されたノズルヘッドとリニアモータの関係を模式的に示す正面図と下方平面図 本発明に係る一実施形態の部品実装装置の要部を示す、前記図２に相当する正面図と下方平面図 図３に示した要部に対応する分解斜視図 固定子と可動子を抽出して、両者の位置関係を示す拡大平面図 図３に示した要部の取付構造を模式的に示す平面図と正面図 本実施形態の作用を示す説明図 本発明の変形例を示す、前記図３に相当する正面図と下方平面図

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図３は、本発明に係る一実施形態の部品実装装置の要部を示す、前記図２に相当する正面図と下方平面図である。

本実施形態の部品実装装置は、前記図２の場合と同様に、リニアモータ２６により吸着ノズル２０Ａを上下動させる複数（ここでは２つ）のノズルヘッドが幅方向に並列に搭載された搭載ヘッド１０をＸＹ移動させ、任意のノズルヘッド２０に装着されている吸着ノズル２０Ａで吸着保持した電子部品（図示せず）を、位置決めされている基板Ｓ上に実装するようになっており、その他の基本的な構成は前記図１に示したものと同様である。

本実施形態では、ノズルヘッド２０を上下動させるリニアモータ２６が、搭載ヘッド１０に固定された固定子２２と、該固定子２２に沿って上下動する、幅方向に並列に搭載される左右２つのノズルヘッド２０Ｌ、２０Ｒがそれぞれ取付可能な、上下に配設された２つの可動子２４Ｌ、２４Ｒとを備えている。

そして、前記各可動子２４Ｌ、２４Ｒは、その幅はそれぞれ取付けられるノズルヘッド２０Ｌ、２０Ｒの幅より広く形成され（ここでは略２倍）、且つ、隣接する可動子２４Ｌ、２４Ｒが、電子部品実装時の最大下降距離以上、上下に離間して配設されている。

図４（Ａ）には、前記リニアモータ２６を構成する１つの固定子２２と左右の可動子２４Ｌ、２４Ｒの関係を示す。

この図に示されるように、固定子２２は幅が２Ｗで形成され、左右の可動子２４Ｌ、２４Ｒはいずれも幅が略２Ｗで形成されていると共に、１つのノズルヘッド２０はその半分のＷより若干狭い幅で形成されている。

そして、左右のノズルヘッド２０Ｌ、２０Ｒは、左右対称構造の可動子２４の一段厚く形成された固定部にそれぞれねじで固定され、図４（Ｂ）に抽出して示すように、それぞれ固定子２２の幅方向中心から左右方向に略Ｗの１／２のＱの位置に、幅方向中心が一致するように配置されている。

このようにノズルヘッド２０がねじ止めされた可動子２４は、図５（Ａ）、（Ｂ）に一方のみについて平面図と正面図を示すように、搭載ヘッド１０に固定されているフレーム３０の内壁に固定された固定子２２に対して、所定のギャップＧを隔てた状態になるように、該固定子２２と反対側の内壁にねじ止めされた上下に延びるリニアガイドレール３２に、ノズルヘッド２０に固定されたリニアガイドスライダ３４を介して、上下方向に案内移動可能に支持されている。

又、左右のノズルヘッド２０Ｌ、２０Ｒがそれぞれ固定されている上下に隣接する可動子２４Ｌ、２４Ｒはそれぞれ高さをずらしてねじ止めされ、後述する図６に併記するように、待機位置にある状態で上下方向（軸方向）にＨの間隔を隔てて配設されている。この間隔Ｈは、上側のノズルヘッド２０Ｒによる実装時に要する最大下降距離以上であり、これにより機械的な干渉を起こさせること無く、左右のノズルヘッド２０Ｌ、２０Ｒにより電子部品の吸着動作を含む実装動作を実現することができるようになっている。

ここで使用されるリニアモータ２６としては、例えば固定子２２は永久磁石を備えた構成とすることができ、可動子２４Ｌ、２４Ｒは電磁石（ソレノイド）を備えた構成とすることができる。

図６には、本実施形態におけるリニアモータ２６による実装動作を模式的に示す。

図６（Ａ）は、両可動子２４Ｌ、２４Ｒが、上下に前記間隔Ｈで隔てられている待機位置にあり、対応する各ノズルヘッド２０Ｌ、２０Ｒが待機状態にあることを、同図（Ｂ）は、一方のノズルヘッド２０Ｌのみが下降して間隔がＨ’になった実装状態にあることを、同図（Ｃ）は、両ノズルヘッド２０Ｌ、２０Ｒとも下降して間隔がＨの実装状態にあることを、それぞれ示してある。

このように、本実施形態においては、同一の固定子２２により、２つの可動子２４Ｌ、２４Ｒが干渉することなく上下動可能となるため、対応する各ノズルヘッド２０Ｌ、２０Ｒにより、確実に電子部品の実装を行うことができる上に、従来存在した固定子間の間隔を排除できるため、ノズルヘッドの高密度搭載が実現できる。

又、各可動子２４Ｌ、２４Ｒを、それぞれ固定するノズルヘッド２０Ｌ、２０Ｒの幅より広く形成するようにしたので、ノズルヘッド２０を搭載ヘッド１０に高密度搭載することが可能となる上に、ノズルヘッド２０の幅を従来より狭くしたとしても、十分な駆動力を確保することも可能となる。

以上詳述した本実施形態によれば、幅方向の寸法制約により固定子の幅が狭くなったとしても、可動子２４の幅を十分に確保することができるため、必要な駆動力が得られなくなるという事態を招くことを防止できる。

又、ノズルヘッド２０の並列間隔を狭くすることができるため、高密度搭載が容易となり、しかも固定子の数を減らすことができるため、コストを削減することもできる。

なお、可動子２４Ｌ、２４Ｒに対するノズルヘッド２０Ｌ、２０Ｒの本体の取付位置は、前記図３に示したように上下にずらす場合に限らず、図７に示すように、ノズルヘッド２０Ｌ、２０Ｒ本体自体を上下にずらして同一位置に取付け、ノズルシャフトの長さを調節するようにしても良い。

又、前記実施形態では、一つの固定子２２に２つの可動子２４を組合せたリニアモータを示したが、可動子の数は３以上であってもよいことは言うまでもない。

１０…搭載ヘッド
２０…ノズルヘッド
２０Ａ…吸着ノズル
２２…固定子
２４…可動子
２６…リニアモータ
３０…フレーム
３２…リニアガイドレール
３４…リニアガイドスライダ
Ｌ…左
Ｒ…右

Claims (1)

1. リニアモータにより上下動される複数のノズルヘッドが並列に搭載されている搭載ヘッドをＸＹ移動させ、任意のノズルヘッドに装着されている吸着ノズルで吸着保持した電子部品を、該ノズルヘッドを待機位置から下降させて、位置決めされている基板上に実装する部品実装装置において、
   前記リニアモータが、
   前記搭載ヘッドに固定された固定子と、
   該固定子に沿って上下動する、幅方向に並列に搭載される複数のノズルヘッドがそれぞれ取付可能な、上下に配設された複数の可動子とを備えていると共に、
   前記各可動子は、幅がそれぞれ取付けられるノズルヘッドの幅より広く形成され、且つ、
   待機位置にある隣接する可動子が、電子部品実装時の最大下降距離以上、上下に離間されていることを特徴とする部品実装装置。

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