JP2013016620A - 電気部品装着機 - Google Patents

Abstract

【課題】 実用性の高いＸＹロボット型の電気部品装着機を提供する。
【解決手段】 ＸＹロボット型電気部品装着機において、装着ヘッド４６を保持して可動梁４４に沿って移動するキャリッジ７０に、可動梁の移動方向（Ｙ方向）における装着ヘッドの可動梁に対する位置を変更するヘッド位置変更機構７９を設ける。この電気部品装着機によれば、ヘッド位置変更機構によって装着ヘッドの位置を変更可能な分、可動梁の移動範囲を小さくでき、比較的コンパクトな装着機が実現する。また、ヘッド位置変更機構による装着ヘッドの位置変更を可動梁の移動の最中に行うことによって、装着作業に要する時間の短縮が可能となる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、回路基板に電気部品を装着する電気部品装着機に関する。

電気部品装着機（以下、単に、「装着機」と言う場合がある）には、下記特許文献に記載されているような装着機、つまり、可動梁を移動させつつ、装着ヘッドをその可動梁に沿って移動させることで、装着ヘッドを、基板固定装置に固定された回路基板に平行な一平面内において移動させる型式の装着機が存在する。この電気部品装着機は、いわゆるＸＹロボット型装着機と呼ばれる。

特開２００１−３５２１９９号公報

上記ＸＹロボット型装着機は、多分に改良の余地が残されており、何らかの改良を行うことで、当該装着機の実用性を向上させることができる。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高いＸＹロボット型装着機を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の装着機は、ＸＹロボット型装着機において、装着ヘッドを保持して可動梁に沿って移動するキャリッジに、可動梁の移動方向における装着ヘッドの可動梁に対する位置を変更するヘッド位置変更機構を設けたことを特徴とする。

本発明の装着機によれば、ヘッド位置変更機構によって装着ヘッドの位置を変更可能な分、可動梁の移動範囲を小さくでき、比較的コンパクトな装着機が実現する。また、本発明の装着機によれば、ヘッド位置変更機構による装着ヘッドの位置変更を可動梁の移動の最中に行うことによって、装着作業に要する時間の短縮が可能となる。

発明の態様

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。

なお、以下の各項において、（１）項〜（６）項が、請求項１〜６に、それぞれ相当する。

（１）回路基板を設定された作業位置に固定する基板固定装置と、
電気部品を供給する部品供給装置と、
その部品供給装置から供給される電気部品を保持する部品保持デバイスを有し、その部品保持デバイスによって保持された電気部品を前記基板固定装置によって固定された回路基板に装着するための装着ヘッドと、
前記基板固定装置の上方に架設された可動梁と、
その可動梁を、それが延びる方向と交差する方向である第１方向に移動させる梁移動装置と、
前記装着ヘッドを保持するキャリッジを有し、そのキャリッジを前記可動梁に沿って移動させることで、その装着ヘッドを前記可動梁の延びる方向である第２方向に移動させるヘッド移動装置と、
前記キャリッジに設けられ、前記第１方向における前記装着ヘッドの前記可動梁に対する位置を変更するヘッド位置変更機構と
を備えた電気部品装着機。

本項の態様の装着機は、「可動梁」，「梁移動装置」，「ヘッド移動装置」を含んで、第１方向と第２方向の一方をＸ方向，他方をＹ方向として、基板固定装置によって固定された回路基板（以下、単に、「基板」と略することがある）に平行な平面内で装着ヘッドを移動させるＸＹロボット型移動装置が構成されていると考えることができ、そのＸＹロボット型移動装置とは別に、上記「ヘッド位置変更機構」がキャリッジに設けられた装着機と考えることができる。

本項の態様の装着機は、上記「ヘッド位置変更機構」を採用することにより、以下のメリットを享受することが可能となる。例えば、ヘッド位置変更機構によって装着ヘッドが位置変更可能な分だけ、梁移動装置による可動梁の移動範囲を小さくすることができ、本項の装着機では、ＸＹロボット型移動を比較的コンパクトなものとすることができる。また、例えば、梁移動装置が、ボールねじ機構によって可動梁を移動させるように構成されている場合、その機構を構成するボールねじ（ねじロッド）の長さを比較的短くすることができ、そのボールねじに対するコストを低く抑えることが可能となる。さらに、梁移動装置による可動梁の移動、つまり、梁移動装置による装着ヘッドの第１方向への移動の最中に、ヘッド位置変更による装着ヘッドの第１方向における位置変更を行うことで、装着ヘッドを、第１方向により素早く移動させることができ、当該装着機による装着作業の速度を高めることが可能となる。

本項の態様における「ヘッド位置変更機構」は、第１方向における可動梁に対する位置が互いに異なるように設定された複数の停止位置に装着ヘッドを停止させるように構成されていてもよく、定められた軌道上において任意の位置に停止させるように構成されていてもよい。また、第１方向にのみ装着ヘッドを変位させることで装着ヘッドの位置を変更するように構成されてもよく、第１方向の変位に伴って第２方向にも変位し、そのような変位によって装着ヘッドの可動梁に対する位置が変更されるように構成されていてもよい。なお、本項の態様における「可動梁」は、当該梁が延びる方向における２箇所で支持された梁であってもよく、１箇所で支持される片支持梁であってもよい。

（２）前記装着ヘッドが、前記部品保持デバイスを昇降させるデバイス昇降機構と、前記部品保持デバイスを回転させるデバイス回転機構との少なくとも一方を有する(1)項に記載の電気部品装着機。

本項の態様では、吸着ノズル等の部品保持デバイスを装着ヘッドに対して動作させる機構と、装着ヘッド自体の可動梁に対する位置を変更させるヘッド位置変更機構とが、別のものであることが明確にされている。なお、本項の態様における「デバイス回転機構」は、部品保持デバイスをそれの軸線回りに自転させるような機構であってもよく、また、部品保持デバイスをそれの軸線とは別の軸線回りに公転（周回）させるような機構であってもよい。

（３）前記ヘッド位置変更機構が、前記装着ヘッドを、前記第１方向および第２方向に直角な軸線回りに回動させることで、その装着ヘッドの位置を変更するように構成された(1)項または(2)項に記載の電気部品装着機。

（４）前記ヘッド位置変更機構が、前記装着ヘッドを、前記第１方向に平行な軌道に沿って移動させることで、その装着ヘッドの位置を変更するように構成された(1)項または(2)項に記載の電気部品装着機。

上記２つの項の態様は、ヘッド位置変更機構による装着ヘッドの変位の方向を明確にした態様である。前者におけるヘッド位置変更機構は、装着ヘッドを円弧に沿って変位させる機構であり、後者におけるヘッド位置変更機構は、装着ヘッドを直線的に変位させる機構である。

（５）前記ヘッド位置変更機構が、
前記装着ヘッドの位置を、少なくとも、前記部品保持デバイスが前記可動梁の両側面の一方から進出する第１位置と、他方から進出する第２位置とに位置させることが可能に構成された(1)項〜(4)項のいずれか１つに記載の電気部品装着機。

本項の態様によれば、ヘッド位置変更機構が、装着ヘッドの位置を相当の範囲で変更させることができ、ヘッド位置変更機構を採用することによる前述のメリットを充分に享受することが可能となる。

（６）前記装着ヘッドが、前記キャリッジに対して着脱可能とされた(1)項ないし(5)項のいずれか１つに記載の電気部品装着機。

本項の態様によれば、機能の異なる種々の作業ヘッドを容易に交換して取り付けることができ、装着機の利便性を向上させることが可能となる。なお、複数の作業ヘッドを交換して取り付ける場合、いずれの作業ヘッドもヘッド位置変更機構によって、位置を変更可能であることが望ましい。

請求可能発明の第１実施例である電気部品装着機を示す斜視図である。 第１実施例の電気部品装着機が有する部品装着装置の正面断面図および一部分の側面断面図である。 第１実施例の電気部品装着機による装着動作を説明するための当該装着機の一部側面図である。 第１実施例の電気部品装着機の一変形例を説明するための模式図である。 第２実施例の電気部品装着機の装着ヘッドまわりの正面図および側面一部断面図である。

以下、請求可能発明を実施するための形態として、それぞれが請求可能発明の実施例であるいくつかの電気部品装着機およびそれらの変形例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例，変形例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。

≪電気部品装着機の構成≫
第１実施例の電気部品装着機は、図１に示すように、大まかには、(a) ベース（基台）１０と、(b) ベース１０に立設された４つのポスト（支柱）１２を有するフレーム１４（図では、全体の図示は省略されている）と、(c) ベース１０上に配設され、一部分が基板固定装置として機能するコンベア装置１６と、(d) コンベア装置１６を挟んでベース１０上の前方側および後方側のそれぞれに一列に並んで配設され、それぞれがフィーダ型の部品供給装置として機能する複数の部品フィーダ１８（前方側の列のものは一部しか図示されていない）と、(e) フレーム１４に支持され、それら複数の部品フィーダ１８の各々から供給される電気部品（以下、単に「部品」という場合がある）をコンベア装置１６によって固定された回路基板（以下、単に「基板」という場合がある）Ｓに装着する部品装着装置２０とを含んで構成されている。ちなみに、以下の説明において、図において矢印で示すように、当該装着機の左右方向をＸ方向，前後方向をＹ方向，上下方向をＺ方向と呼ぶ場合がある。

詳しく説明すれば、コンベア装置１６は、搬入部２２と，搬出部２４と、それらの間に位置する中間部２６とに分かれており、それらは、ベース１０の前方側の部分に、基板搬送方向（Ｘ方向）に並べられている。搬入部２２，搬出部２４，中間部２６の各々は、１対の支持板２８と，それに支持された１対のベルトコンベア３０とを含んで構成されている。それら１対のベルトコンベア３０によって、基板は上流側から搬入部２２に搬入され、次いで、中間部２６に運ばれる。中間部２６には、１対の支持板２８の間に、複数のバックアップピンが立設された昇降台３２が設けられている。中間部２６まで運ばれた基板は、所定の作業位置で停止させられ、昇降台３２が上昇することによって、複数のバックアップピンによって下方から支持され、かつ、１対の支持板２８の上端に設けられた鍔に掛止された状態で、その作業位置において固定される。すなわち、コンベア装置１６の中間部２６が、電気部品装着作業（以下、単に、「部品装着作業」，「装着作業」という場合がある）の際、基板を所定の作業位置において固定する基板固定装置として機能するものとなっているのである。装着作業が終了した後に、昇降台３２は下降し、ベルトコンベア３０によって、搬出部２４に運ばれ、搬出部２４から下流側に搬出される。なお、図示は省略するが、コンベア装置１６は、基板Ｓの幅に応じて、各部２２，２４，２６の各々の１対の支持板２８の間隔が変更可能とされている。ちなみに、図には、当該電気部品装着機において装着作業が可能な最も大きな基板が固定された状態が示されている。

複数の部品フィーダ１８の各々は、フィーダ本体３６と、そのフィーダ本体３６に取り付けられたリール３８とによって構成されている（前方側に並ぶ部品フィーダ１８では、リール３８は図示されていない）。リール３８には、テープ化部品（部品保持テープとそれに保持された複数の電気部品）が捲回されている。テープ化部品は、フィーダ本体３６によって送り出され、所定の部品供給部位４０において、部品が１つずつ供給されるようになっている。ちなみに、複数の部品フィーダ１８は、ベース１０の前方側および後方側の部分の各々に、それらの各々に配置されるものの部品供給部位４０がＸ方向に沿って一線上に並ぶように、かつ、前方側のものと、後方側のものとが、互いに、向かうあうようにして、配列されている。なお、前方側に配列された部品フィーダ１８と後方側に配列された部品フィーダ１８との少なくとも一方を、トレイ型の部品供給装置に変更することも可能である。

以下に、図２をも参照しつつ、部品装着装置２０を説明する。ちなみに、図２（ａ）は、部品装着装置２０の正面断面図であり、図２（ｂ）は側面断面図である（図２（ａ）のＡ−Ａ視）。部品装着装置２０は、(A)それぞれが、下方のフランジが上方のフランジより幅広のチャンネル形状をなし、フレーム１４に固定されてＹ方向に延びる２つの固定梁４２Ｒ，４２Ｌと、(B)Ｘ方向に延びる姿勢かつそれら固定梁４２Ｒ，４２Ｌに支持される状態でコンベア装置１６の上方において移動可能に架設された可動梁４４と、(C)その可動梁４４に移動可能に支持された装着ヘッド４６とを含んで構成されている。ちなみに、本装着機では、Ｙ方向が、可動梁４４が移動可能とされた方向、つまり、可動梁４４が延びる方向と交差する方向である第１方向とされ、Ｘ方向が、装着ヘッド４６が移動可能とされた方向、つまり、可動梁４４が延びる方向である第２方向とされている。

固定梁４２Ｒ，４２Ｌの各々には、ガイドレール５０が、固定梁４２Ｒ，４２Ｌの延びる方向に延びるようにして敷設され、外周面にねじが形成されたねじロッド５２が同じ方向に渡されるとともに、そのねじロッド５２を回転させるモータ５４が後端部に配設されている。一方、可動梁４４は、断面形状がＩ字形状（Ｈ字形状）をなす梁本体５６と、梁本体５６の上部に固定された１対のブラケット５８Ｒ，５８Ｌを含んで構成され、ブラケット５８Ｒ，５８Ｌの各々は、ガイドレール５０と係合するスライダ６０を固定的に保持するとともに、ねじロッド５２と螺合するナット６２を回転不能に保持している。ブラケット５８Ｒのスライダ６０，ナット６２が、それぞれ、固定梁４２Ｒのガイドレール５０，ねじロッド５２に係合，螺合させられ、ブラケット５８Ｌのスライダ６０，ナット６２が、それぞれ、固定梁４２Ｌのガイドレール５０，ねじロッド５２に係合，螺合させられている。ねじロッド５２とナット６２とによってボールねじ機構が構成されており、ブラケット５８Ｒ，５８Ｌの各々に配設されたモータ５４を同期させて同じ方向にかつ同じ速さで回転させることにより、可動梁４４は、ガイドレール５０，５０によって規定される軌道に沿って、前後方向、つまり、Ｙ方向に移動する。本装着機では、固定梁４２Ｒ，４２Ｌの各々に設けられたガイドレール５０，ねじロッド５２，モータ５４，ブラケット５８Ｒ，５８Ｌの各々に設けられたスライダ６０，ナット６２等を含んで、可動梁４４をＹ方向（第１方向）に移動させる梁移動装置６３が構成されているのである。

可動梁４４の梁本体５６の下方のフランジの上面には、１対のガイドレール６４，６４が、可動梁４４が延びる方向に延びるようにして敷設されている。また、梁本体５６の正面側には、ねじロッド６６が、梁本体５６の上下のフランジの間において梁本体５６と平行に渡され、梁本体５６の右端部には、ねじロッド６６を回転させるモータ６８が配設されている。

装着ヘッド４６は、キャリッジ７０に保持されている。キャリッジは７０は、スライド部７２と、ヘッド取付部７４とを含んで構成されている。スライド部７２は、梁本体５６の下方のフランジを掴持するような断面形状を有しており、１対のスライダ７６，７６を固定的に、ナット７８を回転不能に、保持している。それら１対のスライダ７６，７６は、それぞれ、可動梁４４の梁本体５６に敷設された１対のガイドレール６４，６４と係合させられ、ナット７８は、梁本体５６に渡されたねじロッド６６と螺合させられている。ねじロッド６６とナット７８とによってボールねじ機構が構成されており、可動梁４４に設けられたモータ６８を回転させることにより、キャリッジ７０は、１対のガイドレール６４，６４によって規定される軌道に沿って、左右方向、つまり、Ｘ方向に移動する。本装着機では、可動梁４４に設けられた１対のガイドレール６４，６４，ねじロッド６６，モータ６８，キャリッジ７０に設けられた１対のスライダ７６，７６，ナット７８等を含んで、装着ヘッド４６を可動梁４４の延びる方向（第２方向）にに移動させるヘッド移動装置７９が構成されているのである。

装着ヘッド４６は、キャリッジ７０のヘッド取付部７４に取り付けられている。ヘッド取付部７４は、下端部に凸縁８０を有する板状の部材からなり、装着ヘッド４６は、その凸縁８０に掛止されつつ背面をヘッド取付部７４の表面に密着させた状態で取り付けられる。ヘッド取付部７４は、スライド部７２の下面において下方に向かうようにして立設された支持軸８２に、裏面に固定されたヘッド回動変位機構８４を介して、上下方向に移動不能かつ回転可能に軸支されている。ヘッド回動変位機構８４は、モータ８６とギヤ機構とを含んで構成され、そのモータ８６の回転によって、ヘッド取付部７４を、それに取付られた装着ヘッド４６とともに、上下方向つまりＺ方向に延びる支持軸８２の軸線回りに、換言すれば、第１方向および第２方向に直角な軸線回りに回動させる。ヘッド回動変位機構８４は、装着ヘッド４６を、３６０°回動可能とされており、２つの停止位置で停止させる。その２つの停止位置の１つである第１位置〈Ｉ〉は、装着ヘッド４６が図２（ａ）に示す状態および図２（ｂ）において実線で示す状態となる位置であり、もう１つである第２位置〈ＩＩ〉は、装着ヘッド４６が図２（ｂ）において二点鎖線で示す状態となる位置である。ちなみに、図１では、装着ヘッド４６は、第２位置〈ＩＩ〉に位置させられている。

装着ヘッド４６が第１位置〈Ｉ〉に位置させられている状態と、第２位置〈ＩＩ〉に位置させられている状態とを比較すれば、キャリッジ７０が停止している限り、いずれの状態においても、装着ヘッド４６は、Ｘ方向において同じ位置に位置するものの、Ｙ方向において異なる位置に位置する。つまり、装着ヘッド４６は、可動梁４４に対して、Ｙ方向において異なる位置に位置することになるのである。ヘッド回動変位機構８４は、そのような２つの位置に装着ヘッド４６を位置させることのできる機構であり、キャリッジ７０に設けられて、第１方向における装着ヘッド４６の可動梁４４に対する位置を変更するヘッド位置変更機構として機能することになる。

装着ヘッド４６は、インデックス型のヘッドであり、それぞれが部品保持デバイスである８つの吸着ノズル９０を備えている。８つの吸着ノズル９０の各々は、負圧の供給（大気圧より圧力を低くすること）によって、部品を吸着保持し、負圧の供給の停止により、吸着保持した部品を自身から離脱させる。８つの吸着ノズル９０は、リボルバ９２によって保持されている。詳しい図示は省略するが、装着ヘッド４６は、自身の内部に、リボルバ９２を間欠回転させることで、８つの吸着ノズル９０を、各吸着ノズル９０の軸線の中心に位置する軸線、つまり、ヘッド軸線ＣＬ回りに公転（周回）させるノズル公転機構９４を有している。また、特定周回位置（ヘッド取付部７４から最も離れた位置）に位置させられた１つの吸着ノズル９０を昇降させるノズル昇降機構（デバイス昇降機構）９６を有し、かつ、その吸着ノズル９０をそれの軸線回りに自転させるノズル自転機構９８を有している。特定周回位置に位置する吸着ノズル９０が、部品フィーダ１８の部品供給部位４０の上方に位置させられた状態で、その吸着ノズル９０がノズル昇降機構９６によって下降させられ、その吸着ノズル９０に負圧が供給されて、その部品フィーダ１８から供給される部品が吸着保持される。この吸着保持動作を、ノズル公転機構９４によって８つの吸着ノズル９０を間欠的に公転させつつ、順次各吸着ノズル９０について繰り返し行うことで、８つの吸着ノズル９０の各々によって部品が吸着保持される。一方、部品を吸着保持して特定周回位置に位置させられた吸着ノズル９０が、コンベア装置１６によって固定された基板Ｓにおけるその部品が装着されるべき装着位置の上方に位置させられた状態で、その吸着ノズル９０がノズル昇降機構９６によって下降させられ、その吸着ノズル９０への負圧の供給が断たれて、その部品が装着位置に装着される。この装着動作を、ノズル公転機構９４によって８つの吸着ノズル９０を間欠的に公転させつつ、順次各吸着ノズル９０について繰り返し行うことで、８つの吸着ノズル９０の各々によって吸着保持された部品が基板Ｓに装着される。ちなみに、この装着動作の際、ノズル自転機構９８によって、装着される部品の回転位置（方位）の修正が行われる。なお、上記ノズル公転機構９４，ノズル自転機構９８は、いずれも、吸着ノズル９０を回転させるノズル回転機構（デバイス回転機構）として機能するものと考えることができる。

図２（ｂ）から解るように、装着ヘッド４６が、第１位置〈Ｉ〉に位置している場合には、８つの吸着ノズル９０は、いずれも、可動梁４４の奥側の側面より後方に位置する。一方、装着ヘッド４６が、第２位置〈ＩＩ〉に位置している場合には、８つの吸着ノズル９０は、いずれも、可動梁４４の手前側の側面より前方に位置する。つまり、ヘッド回動変位機構８４は、装着ヘッド４６を、吸着ノズル９０がＹ方向（第１方向）における可動梁の両側面の一方から進出する第１位置と、他方から進出する第２位置とに位置させるように構成されているのである。

図示は省略するが、キャリッジ７０には操作レバーが設けられており、その操作レバーの操作により、装着ヘッド４６は、ワンタッチでヘッド取付部７４から取り外し可能となっている。つまり、装着ヘッド４６は、キャリッジ７０に対して着脱可能とされているのである。そして、キャリッジ７０には、装着ヘッド４６に代えて、別の作業ヘッドを取り付けることも可能である。つまり、本装着機は、作業ヘッドを交換可能とされているのである。例えば、図３に示すような装着ヘッド１００を取り付けることもできる。この図に示す装着ヘッド１００は、シングルノズル型の装着ヘッドであり、部品保持デバイスとしての吸着ノズル１０２が、それの軸線がヘッド軸線ＣＬと一致する位置に１つだけ配置されている。比較的大型の部品の装着等の用途に好適である。装着ヘッド１００は、インデックス型の装着ヘッド４６と同様、吸着ノズル１０２を自転させるノズル自転機構（デバイス回転機構），吸着ノズル１０２を昇降させるノズル昇降機構（デバイス昇降機構）を備えている。

本装着機では、キャリッジ７９のヘッド取付部７４の裏面の下部に、基板に付された基板基準マーク等を撮像するための基板撮像装置として機能する基板カメラ１０４が固定されている。この基板カメラ１０４の光軸線は、支持軸８２の軸線と一致させられている。また、本装着機には、それぞれが、吸着ノズル９０（１０２）によって吸着保持された部品を撮像するための部品撮像装置として機能する１対の部品カメラ１０６，１０６が、ベース１０上に配設されている。１対の部品カメラ１０６，１０６の一方は、コンベア装置１６の手前側、つまり、コンベア装置１６とベース１０の前方側に配列させられた部品フィーダ１８と間に配置され、他方は、コンベア装置１６の奥側、つまり、コンベア装置１６とベース１０の後方側に配列させられた部品フィーダ１８と間に配置されている。さらに、ベース１０には、２つノズルストッカ１０８，１０８が、それぞれ、１対の部品カメラ１０６，１０６と並んで配設されている。吸着ノズル９０（１０２）は、自動交換可能とされており、各ノズルストッカ１０８には、交換される吸着ノズル９０（１０２）が、収容されている。

≪部品装着作業における装着ヘッドの動作≫
図３を参照しつつ本装着機による部品装着作業を説明する。この説明は、シングルノズル型の装着ヘッド１００が取り付けられていることを前提として行う。部品装着作業においては、まず、前述したようにして、基板Ｓがコンベア装置１６によって搬入され、所定の作業位置に固定される。次いで、装着ヘッド１００が、梁移動装置６３，ヘッド移動装置７９によって基板Ｓの上方に移動させられ、基板カメラ１０４によって基板Ｓの表面に付された基板基準マーク（フィデューシャルマーク）が基板カメラ１０４によって撮像され、基板Ｓの位置ズレに基づいて、部品装着位置の基準となる基板座標が決定される。ちなみに、このとき、装着ヘッド１００は、可動梁４４に対して、先に説明した第１位置に位置させられていても、また、第２位置に位置させられていてもよい。

続いて、配列されている部品フィーダ１８のいずれかから供給されている部品を吸着ノズル１０２によって吸着保持し、その部品を、基板Ｓ上において設定されている装着位置に装着する。前方側の部品フィーダ１８から供給されている部品を吸着保持する場合は、装着ヘッド１００は、図の〈Ａ〉の状態、つまり、ヘッド回動変位機構８４によって第２位置に位置させられ、ヘッド軸線ＣＬが前方側の部品フィーダ１８の部品供給部位４０と一致する位置に位置させられた状態となる。この〈Ａ〉の状態において部品を吸着保持した後、装着ヘッド１００が、梁移動装置６３およびヘッド移動装置７９によって、その保持された部品が前方側の部品カメラ１０６の上方に位置する位置に移動させられる。部品カメラ１０６によって得られた部品の撮像データに基づいて、吸着ノズル１０２の軸線に対する部品の位置ズレ量が把握された後、装着ヘッド１００が、ヘッド軸線ＣＬが装着位置に一致する位置まで移動させられる。この際、装着ヘッド１００は、装着位置が基板の前方側の部位に位置している場合には、〈Ｂ〉の状態、つまり、装着ヘッド１００が第２位置に位置させられた状態となるが、装着位置が基板の後方側の部位に位置している場合には、〈Ｃ〉の状態、つまり、第１位置に位置させられた状態とされる。詳しく言えば、装着ヘッド１００は、吸着保持された部品が部品カメラ１０６の上方に位置する位置から、部品が装着位置の上方に位置する位置まで移動させられる最中に、ヘッド回動変位機構８４によって、可動梁４４に対する位置が第２位置から第１位置に変更されるのである。

同様に、後方側の部品フィーダ１８から供給されている部品を吸着保持する場合は、装着ヘッド１００は、図の〈Ｄ〉の状態、つまり、ヘッド回動変位機構８４によって第１位置に位置させられ、ヘッド軸線ＣＬが後方側の部品フィーダ１８の部品供給部位４０と一致する位置に位置させられた状態となる。この〈Ｄ〉の状態において部品を吸着保持した後、装着ヘッド１００が、梁移動装置６３およびヘッド移動装置７９によって、その保持された部品が後方側の部品カメラ１０６の上方に位置する位置に移動させられる。部品カメラ１０６によって得られた部品の撮像データに基づいて、吸着ノズル１０２の軸線に対する部品の位置ズレ量が把握された後、装着ヘッド１００が、ヘッド軸線ＣＬが装着位置に一致する位置まで移動させられる。この際、装着ヘッド１００は、装着位置が基板の後方側の部位に位置している場合には、〈Ｃ〉の状態、つまり、装着ヘッド１００が第１位置に位置させられた状態となるが、装着位置が基板の前方側の部位に位置している場合には、〈Ｂ〉の状態、つまり、第２位置に位置させられた状態とされる。詳しく言えば、装着ヘッド１００は、吸着保持された部品が部品カメラ１０６の上方に位置する位置から、部品が装着位置の上方に位置する位置まで移動させられる最中に、ヘッド回動変位機構８４によって、可動梁４４に対する位置が第１位置から第２位置に変更されるのである。

〈Ｂ〉の状態で装着動作を行った後、前方側の部品フィーダ１８の部品を吸着保持する際には、ヘッド回動変位機構８４による装着ヘッド１００の位置変更は行われないが、〈Ｃ〉の状態で装着動作行った後、前方側の部品フィーダ１８の部品を吸着保持する際には、ヘッド回動変位機構８４による装着ヘッド１００の位置変更が行われる。同様に、〈Ｃ〉の状態で装着動作を行った後、後方側の部品フィーダ１８の部品を吸着保持する際には、ヘッド回動変位機構８４による装着ヘッド１００の位置変更は行われないが、〈Ｂ〉の状態で装着動作行った後、前方側の部品フィーダ１８の部品を吸着保持する際には、ヘッド回動変位機構８４による装着ヘッド１００の位置変更が行われる。

上述したように、吸着ノズル１０２をＹ方向において比較的長い距離移動させなければならない場合には、ヘッド回動変位機構８４による装着ヘッド１００の位置変更と、梁移動装置６３およびヘッド移動装置７９による装着ヘッド１００の移動とが並行して行われる。その結果、本装着機では、迅速な装着作業が行われることになる。なお、上記説明は、シングルノズル型の装着ヘッド１００が取り付けられた場合における装着作業に関するものであるが、インデックス型の装着ヘッド４６が取り付けられた場合は、一度に複数の部品フィーダ１８からの複数の部品を吸着保持してそれらを順次装着位置に装着することを除いて、装着ヘッド１００による装着作業と同様である。

また、本装着機では、ヘッド回動変位機構８４によって、装着ヘッド４６（１００）を第１位置と第２位置とに位置変更可能とされている。そのため、図２に示すところの、第１位置〈Ｉ〉における装着ヘッド４６（１００）のヘッド軸線ＣＬと第２位置〈ＩＩ〉における装着ヘッド４６（１００）のヘッド軸線ＣＬとの距離である軸線間距離ΔＣＬだけ、梁移動装置６３による可動梁４４のＹ方向における移動距離を短くすることができる。具体的には、図３に示す可動範囲ΔＹだけ、可動梁４４を移動させるように構成すればよい。そのため、固定梁４２Ｒ，４２Ｌを比較的短くすることができるため、比較的コンパクトな装着機となる。さらに、ボールねじ機構を構成するねじロッド５２の長さが短くてすむことになり、その分、当該装着機のコストを低く抑えることが可能となる。

≪変形例≫
上記第１実施例の装着機では、装着ヘッド４６（１００）は、ヘッド回動変位機構８４によって、上記第１位置と上記第２位置との間で、位置変更可能とされていた。このような構成に代え、ヘッド回動変位機構８４によって、装着ヘッド４６（１００）の位置を、上記第１位置および第２位置以外の位置にも変更可能とすることができる。例えば、図４に模式的に示すように、装着ヘッド４６（１００）を第１位置〈Ｉ〉，第２位置〈ＩＩ〉に加え、第３位置〈ＩＩＩ〉および第４位置〈ＩＶ〉に位置させるように構成することも可能である。図４は、上方視点からの模式図であり、第１位置〈Ｉ〉，第２位置〈ＩＩ〉は、上述の位置である。第１位置〈Ｉ〉〜第４位置〈ＩＶ〉は、支持軸８２の軸線を中心とした一円周上の位置であり、第３位置〈ＩＩＩ〉および第４位置〈ＩＶ〉は、それぞれ、第１位置〈Ｉ〉，第２位置〈ＩＩ〉と位相において９０°ズレた位置とされている。つまり、第３位置〈ＩＩＩ〉および第４位置〈ＩＶ〉は、Ｙ方向において、互いに同じ位置であり、かつ、第１位置〈Ｉ〉，第２位置〈ＩＩ〉と異なる位置とされ、Ｘ方向において、互いに異なる位置であり、かつ、第１位置〈Ｉ〉，第２位置〈ＩＩ〉と異なる位置とされているのである。このように構成を採用することにより、ヘッド移動装置７９による装着ヘッド４６（１００）の可動梁４４に沿った移動、つまり、Ｘ方向の移動における可動距離をも短くすることが可能である。すなわち、可動梁４４を比較的短くすることが可能であり、それに伴って、ボールねじ機構を構成するねじロッド６６をも短くすることが可能となる。また、装着機の左右の側にも部品フィーダ１８を配列させ、それらの部品フィーダ１８から供給される部品を基板に装着する場合等に、有効である。詳しく言えば、左右の側に配列させた部品フィーダ１８から供給される部品を吸着保持する場合には、装着ヘッド４６（１００）を第３位置〈ＩＩＩ〉若しくは第４位置〈ＩＶ〉に位置させるような構成の装着機とすることも可能なのである。

なお、ヘッド回動変位機構８４は、装着ヘッド４６（１００）を回動させて位置を変更する場合、必ずしも、上記第１位置〈Ｉ〉，第２位置〈ＩＩ〉，第３位置〈ＩＩＩ〉および第４位置〈ＩＶ〉だけに位置させるように構成するのではなく、任意の回動位置に位置変更するように構成してもよい。そのような構成のヘッド回動変位機構８４を採用すれば、先に説明したノズル回転機構を採用しなくても、吸着ノズル９０（１０２）によって吸着保持された部品の方位に関する位置ズレ量（ズレ角度）の補正を、ヘッド回動変位機構８４によって行うことも可能である。

上記第１実施例の装着機は、可動梁４４は、１つしか架設されていないが、例えば、可動梁４４を１対（２つ）架設し、それら１対の可動梁４４の各々に、装着ヘッド４６（１００），キャリッジ７０，ヘッド移動装置７９，ヘッド回動変位機構８４が配設されるように構成してもよい。その場合、一方の可動梁４４に配設された装着ヘッド４６（１００）が前方側の部品フィーダ１８から供給される部品を基板に装着し、他方の可動梁４４に配設された装着ヘッド４６（１００）が後方側の部品フィーダ１８から供給される部品を基板に装着するようにして装着作業が行われることになる。

第２実施例の装着機は、ヘッド位置変更機構として、第１実施例の装着機において採用されていたヘッド回動変位機構８４に代えて、ヘッド直動変位機構を採用した装着機であり、ヘッド位置変更機構を除いて、他の構成は、第１実施例の装着機と略同様である。したがって、第２実施例の装着機に関する説明は、図５を参照しつつ、ヘッド位置変更機構に関してのみ行うこととする。ちなみに、第１実施例と同じ機能を果たす構成要素については、同じ符号を採用する。

図５（ａ）は、装着ヘッド４６を正面から見た図であり、図５（ｂ）は装着ヘッドを右側面から見た図である。図に示すように、本装着機では、キャリッジ７０’は、スライド部７２と、ヘッド取付部７４’とを含んで構成されており、ヘッド取付部７４’は、ヘッド直動変位機構１２０を介して、スライド部７２に支持されている。ヘッド直動変位機構１２０は、Ｙ方向に延びるようにしてスライド部７２に固定されて断面形状がハット型をなす基材１２２と、Ｙ方向に延びるようにして基材１２２の両鍔部１２４の下面に敷設された１対のガイドレール１２６，１２６と、基材１２２の溝の中に保持されたシリンダ１２８とを有している。一方、ヘッド取付部７４’は、第１実施例のものと異なり、天板１３０と、天板１３０の前端において上方に向かって凸設された凸板１３２とを有しており、また、天板１３０の上面には、ヘッド直動変位機構１２０の構成要素である１対のスライダ１３４，１３４が固定されている。１対のスライダ１３４，１３４は、１対のガイドレール１２６，１２６とそれぞれ係合している。シリンダ１２８は、ハウジング１３６と、ハウジング１３６の内部においてそれと摺動するピストンと、一端がそのピストンと連結されるとともに他端がハウジングから延び出すピストンロッド１３８とを有し、エア圧によって動作するように構成されている。そのピストンロッド１３８の他端が凸板１３２に固定されている。

シリンダ１２８が収縮した状態では、装着ヘッド４６は、第１位置〈Ｉ〉に位置させられ（図の実線で示す位置）、シリンダが伸長した状態では、第２位置〈ＩＩ〉に位置させられる（図の２点鎖線で示す位置）。ちなみに、第１位置〈Ｉ〉では、装着ヘッド４６のヘッド軸線ＣＬは、可動梁４４の梁本体５６のＸ方向における中心に位置、８つの吸着ノズル９０は、いずれも、可動梁４４の前側の側面からも奥側の側面からも進出していない。それに対し、第２位置〈ＩＩ〉では、８つの吸着ノズル９０は、いずれも、可動梁４４の前側の側面から進出した状態となっている。

上記ヘッド直動変位機構１２０は、ヘッド位置変更機構として機能し、装着ヘッドを、Ｙ方向（第１方向）に平行な軌道に沿って移動させることで、その装着ヘッド４６の位置を変更するように構成されている。そのようなヘッド位置変更機構を有することで、本装着機は、第１実施例の装着機と同様に、第１位置〈Ｉ〉における装着ヘッド４６のヘッド軸線ＣＬと第２位置〈ＩＩ〉における装着ヘッド４６のヘッド軸線ＣＬとの距離である軸線間距離ΔＣＬだけ、梁移動装置６３による可動梁４４のＹ方向における移動距離を短くすることができる。また、固定梁４２Ｒ，４２Ｌを比較的短くすることができるため、比較的コンパクトな装着機となる。さらに、ボールねじ機構を構成するねじロッド５２の長さが短くてすむことになり、その分、当該装着機のコストを低く抑えることが可能となる。

本装着機も、第１実施例の装着機と同様、装着ヘッド４６が着脱可能にキャリッジ７０’に保持される構造とされており、装着ヘッド４６を先に説明した装着ヘッド１００等、他の作業ヘッドに交換可能に構成されている。本装着機による部品装着作業における装着ヘッド４６（１００）の動作は、第１実施例の装着機と同様であるため、説明を省略する。なお、ヘッド直動変位機構１２０は、装着ヘッド４６を、上記第１位置〈Ｉ〉および第２位置〈ＩＩ〉だけでなく、Ｙ方向（第１方向）に平行な軌道に沿った任意の位置に位置させるように構成することも可能である。

１６：コンベア装置〔基板固定装置〕 １８：部品フィーダ〔部品供給装置〕 ２０：部品装着装置 ４２Ｒ，４２Ｌ：固定梁 ４４：可動梁 ４６：装着ヘッド ６３：梁移動装置 ７０，７０’：キャリッジ ７９：ヘッド移動装置 ８４：ヘッド回動変位機構〔ヘッド位置変更機構〕 ９０：吸着ノズル〔部品保持デバイス〕 ９４：ノズル公転機構〔デバイス回転機構〕 ９６：ノズル昇降機構〔デバイス昇降機構〕 ９８：ノズル自転機構〔デバイス回転機構〕 １００：装着ヘッド １０２：吸着ノズル〔部品保持デバイス〕 １２０：ヘッド直動変位機構〔ヘッド位置変更機構〕

Claims (6)

1. 回路基板を設定された作業位置に固定する基板固定装置と、
   電気部品を供給する部品供給装置と、
   その部品供給装置から供給される電気部品を保持する部品保持デバイスを有し、その部品保持デバイスによって保持された電気部品を前記基板固定装置によって固定された回路基板に装着するための装着ヘッドと、
   前記基板固定装置の上方に架設された可動梁と、
   その可動梁を、それが延びる方向と交差する方向である第１方向に移動させる梁移動装置と、
   前記装着ヘッドを保持するキャリッジを有し、そのキャリッジを前記可動梁に沿って移動させることで、その装着ヘッドを前記可動梁の延びる方向である第２方向に移動させるヘッド移動装置と、
   前記キャリッジに設けられ、前記第１方向における前記装着ヘッドの前記可動梁に対する位置を変更するヘッド位置変更機構と
   を備えた電気部品装着機。
2. 前記装着ヘッドが、前記部品保持デバイスを昇降させるデバイス昇降機構と、前記部品保持デバイスを回転させるデバイス回転機構との少なくとも一方を有する請求項１に記載の電気部品装着機。
3. 前記ヘッド位置変更機構が、前記装着ヘッドを、前記第１方向および第２方向に直角な軸線回りに回動させることで、その装着ヘッドの位置を変更するように構成された請求項１または請求項２に記載の電気部品装着機。
4. 前記ヘッド位置変更機構が、前記装着ヘッドを、前記第１方向に平行な軌道に沿って移動させることで、その装着ヘッドの位置を変更するように構成された請求項１または請求項２に記載の電気部品装着機。
5. 前記ヘッド位置変更機構が、
   前記装着ヘッドの位置を、少なくとも、前記部品保持デバイスが前記可動梁の両側面の一方から進出する第１位置と、他方から進出する第２位置とに位置させることが可能に構成された請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の電気部品装着機。
6. 前記装着ヘッドが、前記キャリッジに対して着脱可能とされた請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の電気部品装着機。
   

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