JP2014154791A - 電子部品実装ヘッド及び電子部品実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸着ノズルの配列ピッチを変更することを、簡便な構成で精度良く安定的に実現できる電子部品実装ヘッドを構成する。
【解決手段】電子部品実装ヘッド１は、吸着ノズル２０を上下動及び回転可能に支持したサブフレーム７及びメインフレーム８を互いに平行にして備え、サブフレーム７が当該２つのフレーム間の距離を変化させるＹ方向に移動可能な可動フレームとされ、２つのフレームのうちいずれか一方又は双方に、複数の吸着ノズルが互いに隙間Ｔを介して所定の配列ピッチで配置され、サブフレームの移動に伴い相対するフレームに支持された吸着ノズルを隙間Ｔに挿入可能に構成されている。サブフレームの移動により、サブフレームに支持された吸着ノズルとメインフレームに支持された吸着ノズルとが並列に配置された並列状態と、直列に配置された直列状態とに変更可能に構成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子部品供給装置から電子部品を取り出し、基板の目標座標へ移動し実装する電子部品実装ヘッド及び電子部品実装装置に関する。

一般に、例えばＩＣ、抵抗、コンデンサ等の電子部品を基板に実装する装置として電子部品実装装置が知られている。

この電子部品実装装置は、Ｘ−Ｙ平面上を移動自在に制御される電子部品実装ヘッドを備える。電子部品実装ヘッドには吸着ノズルが装備されている。吸着ノズルはＺ方向に上下動制御、軸回りに回転制御される。電子部品実装装置は、電子部品を供給する電子部品供給装置から電子部品を吸着ノズルに吸着し、電子部品実装ヘッドを回路基板の部品実装位置まで移動し、吸着ノズル内に正圧を供給して電子部品を解放することで電子部品を回路基板へ実装する。
複数の電子部品実装装置が一方向（仮にＸ方向とする）に並べられ、電子部品実装ヘッドに複数の吸着ノズルがＸ方向に並べられることで、電子部品実装ヘッドは電子部品実装装置から複数の電子部品を各吸着ノズルに吸着保持して受け取り、効率よく部品実装作業を行うことができる。このとき、電子部品供給装置の部品受け渡し部の配列ピッチと、複数の吸着ノズルの配列ピッチが一致していることで、電子部品実装装置は、まさに同時に複数の電子部品を吸着して取り上げることができ、さらに効率的となる。
しかし、電子部品のサイズに応じて電子部品供給装置の部品受け渡し部の配列ピッチを変更する必要性があり、その変更に応じて複数の吸着ノズルの配列ピッチも変更しなければ効率よく電子部品を吸着することができなくなるおそれがある。

特許文献１に記載の電子部品実装ヘッドにおいてヘッド駆動部（Ｚ・θモータ）、吸着バルブ、モータドライバをまとめて交換することができる。電子部品実装ヘッドを交換して吸着ノズルの配列ピッチを変更すれば、上記変更に応じることができるが、電子部品実装ヘッドの交換時に発生する作業工数が、生産に大きく影響してしまうという問題がある。
特許文献２に記載の発明にあっては、電子部品実装ヘッド上における複数の隣接しているノズルユニットに対し、水平方向（上述のＸ方向）を中心とし回転する円筒カムが設けられており、ノズルユニットから出たピンが円筒カムのカム溝に嵌合している。ノズルユニットは、電子部品実装ヘッド上に支持手段によって水平方向移動可能に取り付けられている。円筒カムが回転することでノズルユニットはカム溝に沿って水平方向へ移動する。円筒カムの回転量と吸着ノズルの配列ピッチは比例しており、特許文献２に記載の電子部品実装ヘッドによれば、吸着ノズルの配列ピッチを等ピッチに保ったまま変化させることができ、電子部品供給装置の部品受け渡し部の配列ピッチの変更にも交換作業を要することなく対応することができる。

特許第３９６００５４号公報 特開２００４−０３９７０６公報

しかしながら、電子部品供給装置は、比較的小さいサイズ電子部品類を狭ピッチにスペース効率良く配置する一方で、比較的大きいサイズの電子部品類を供給可能とするために、幅（Ｘ方向）寸法の小さいものから大きいものへ、逆に幅寸法の大きいものから小さいものに変更される。電子部品供給装置の幅寸法を細かく多種多様に構成しておくことは経済的でないから、例えば、小さいものに対して大きいものは２倍の幅寸法とされる。
これに伴い、電子部品供給装置の部品受け渡し部の配列ピッチが比較的狭チッピと比較的長ピッチとの間で段階的に変更される。
したがって、特許文献２のような吸着ノズルの配列ピッチを無段階に比例制御する構成は、必要に対して機能過剰であり機械構成として効率的でない。もっと簡便な構成で必要に対応できる余地がある。また、複数の機械要素の伝達で配列ピッチ方向（Ｘ方向）に動作するから配列ピッチに誤差が生じやすく、配列ピッチを精度良く安定的に決めることが困難になるおそれがある。

本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、吸着ノズルの配列ピッチを変更することを、簡便な構成で精度良く安定的に実現できる電子部品実装ヘッドを構成することを課題とする。

以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、吸着ノズルを有し、該吸着ノズルに吸着保持した電子部品を基板の目標座標へ実装する電子部品実装ヘッドにおいて、
前記吸着ノズルを上下動及び回転可能に支持したフレームを互いに平行にして２つ備え、
前記２つのフレームのうちいずれか一方が当該２つのフレーム間の距離を変化させる方向に移動可能な可動フレームとされ、
前記２つのフレームのうちいずれか一方又は双方に、複数の前記吸着ノズルが互いに隙間を介して所定の配列ピッチで配置され、前記可動フレームの移動に伴い相対するフレームに支持された吸着ノズルを前記隙間に挿入可能に構成され、
前記可動フレームの移動により、前記２つのフレームの一方に支持された吸着ノズルと他方に支持された吸着ノズルとが並列に配置された並列状態と、前記２つのフレームの一方に支持された吸着ノズルと他方に支持された吸着ノズルとが直列に配置された直列状態とに変更可能に構成されたことを特徴とする電子部品実装ヘッドである。

請求項２記載の発明は、前記吸着ノズルは、上下動及び回転可能に前記フレームに支持されたノズル軸の下端に固定され、
前記ノズル軸に、回転駆動源から前記吸着ノズルを回転させための回転力を受ける伝達部材が連結され、
前記ノズル軸に、前記吸着ノズルを上下動させるための上下動駆動源の出力部材が連結され、
前記伝達部材と前記出力部材とが前記吸着ノズルの上方で前記ノズル軸の軸線上に直列的に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装ヘッドである。

請求項３記載の発明は、前記所定の配列ピッチは、前記直列状態における配列ピッチの２倍のピッチであり、前記２つのフレームの一方に支持された吸着ノズルと他方に支持された吸着ノズルとが、前記直列状態における配列ピッチ分だけずれて配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子部品実装ヘッドである。

請求項４記載の発明は、前記２つのフレームのそれぞれの下面に基準マークが設けられたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の電子部品実装ヘッドである。

請求項５記載の発明は、請求項４に記載の電子部品実装ヘッドを備え、前記基準マークを認識してこれに基づき、前記２つのフレーム間の距離方向における前記２つのフレームの一方に支持された吸着ノズルと他方に支持された吸着ノズルとの距離を測定することを特徴とする電子部品実装装置である。

本発明によれば、複数の吸着ノズルが互いに隙間を介して所定の配列ピッチで配置され、相対するフレームに支持された吸着ノズルを当該隙間に挿入可能に構成されているので、可動フレームの移動によって当該隙間に吸着ノズルを挿入することで配列ピッチを狭ピッチに変更でき、吸着ノズルの配列ピッチを簡便な構成で変更することができる。
各吸着ノズルはいずれか一方のフレームに支持され、配列ピッチ方向に関しては固定できるので、吸着ノズルの配列ピッチを精度良く安定的に保持できる。

本発明の第１実施形態に係る電子部品実装装置の概略平面図である。 本発明の第１実施形態に係る電子部品実装装置の概略斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る電子部品実装装置の制御系ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る電子部品実装ヘッドの正面図(a)及び右側面図(b)である。 本発明の第１実施形態に係る電子部品実装ヘッドの下面図であって、並列状態における下面図(a)及び直列状態における下面図(b)である。 本発明の第１実施形態に係る電子部品実装ヘッドの図４(a)に示すＡ−Ａ線についての断面図であって、並列状態における断面図(a)及び直列状態における断面図(b)である。 本発明の第１実施形態に係る電子部品実装ヘッドに含まれる可動フレームの固定構造の詳細部分を示す斜視図及び正面図であって、並列状態における斜視図(a)及び正面図(b)、並びに直列状態における斜視図(c)及び正面図(d)である。 本発明の第２実施形態に係る電子部品実装ヘッドの正面図(a)及び右側面図(b)である。

以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。

〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態につき図１から図７を参照して説明する。図中に水平方向の直交２軸Ｘ−Ｙ及び垂直方向軸Ｚを示す。基板の搬送方向、吸着ノズルの配列方向、電子部品供給装置の配列方向等がＸ軸に平行である。
図１及び図２に示すように本実施形態の電子部品実装装置１００は、ベースフレーム１０１と、電子部品実装ヘッド（以下単に「実装ヘッド」という）１と、Ｘ方向に延在するＸビーム２と、Ｙ方向に延在する１対のＹビーム３，３と、基板搬送部４と、電子部品供給装置５と、ベースフレーム１０１に設置された下部カメラ６ａと、実装ヘッド１に設置された上部カメラ６ｂとを備え、さらに図３に示すコントローラ５０と、アクチュエータ類５１−５４と、下部カメラ６ａの撮像画像に基づき画像認識する画像認識装置５７と、操作入力装置５８，５９と、記憶装置６０と、表示装置６１とを備え、図３に示すとおりに信号の入出力系が接続される。
複数の電子部品供給装置５がＸ方向に並べられ、各電子部品供給装置５には部品受け渡し部５ａが設けられている。下部カメラ６ａは上方を撮像し、その撮像範囲に実装ヘッド１を移動させることで、実装ヘッド１やこれに保持される電子部品４８を撮像可能である。上部カメラ６ｂは下方を撮像し、実装ヘッド１の移動範囲で基板搬送部４やこれに搬送される基板Ｋ、部品受け渡し部５ａやその周辺などを撮像可能である。

実装ヘッド１はＸビーム２に保持されＸ方向に移動制御される。Ｘビーム２は１対のＹビーム３、３に懸架されＹ軸方向に移動制御される。これにより実装ヘッド１のＸ−Ｙ位置制御装置が構成される。実装ヘッド１をＸ方向に移動させるアクチュエータは図３に示すＸモータ５１であり、実装ヘッド１をＹ方向に移動させるアクチュエータは図３に示すＹモータ５２であり、コントローラ５０から出力される制御指令に基づきこれらのアクチュエータが動作し、実装ヘッド１のＸ−Ｙ座標が制御される。

実装ヘッド１は、吸着ノズル２０を有する。吸着ノズル２０は、上下動及び回転可能に支持されている。吸着ノズル２０をＺ方向に移動させるアクチュエータは図３，図４に示すＺモータ５３であり、吸着ノズル２０を回転させるアクチュエータは図３，図４に示すθモータ５４であり、コントローラ５０から出力される制御指令に基づきこれらのアクチュエータが動作し、吸着ノズル２０の先端の高さ（Ｚ座標）及び吸着ノズル２０のＺ軸回りの回転角θが制御される、従って吸着ノズル２０に吸着保持された電子部品のＺ座標及びＺ軸回りの姿勢角が制御される。
またコントローラ５０は、吸着ノズル２０内の空気の圧力を制御する。

以上のように本電子部品実装装置１００はコントローラ５０により各部を制御し、実装ヘッド１は電子部品供給装置５の部品受け渡し部５ａから電子部品を吸着ノズル２０に吸着保持して受け取り、画像認識装置５７の認識結果に基づき電子部品の吸着ノズル２０に対する配置を算出し電子部品の姿勢を制御して、吸着ノズル２０に吸着保持した電子部品を基板Ｋの目標座標へ移動させ実装する。

さて、図４から図７を参照して実装ヘッド１の構成の詳細を説明する。
実装ヘッド１はメインフレーム８とサブフレーム７の２つのフレームと、固定ブロック２４とを備える。本実施形態ではサブフレーム７が２つのフレーム７，８間の距離を変化させる方向（Ｙ方向）に移動可能な可動フレームとされる。メインフレーム８はＸビーム２にＸ方向移動可能に保持される。サブフレーム７の両面には位置決めピン２７がそれぞれ２個（計４個）配置される。
またメインフレーム８の両側からＹ方向へ伸びる固定ブロック２４には、サブフレーム７の位置決めピン２７に嵌合する位置決め穴２５が位置決めピン２７と同数設けられ、その位置決め穴２５にサブフレーム７の位置決めピン２７を嵌合させた上で、サブフレーム７と固定ブロック２４とを固定ねじ２６で締結することで、固定ブロック２４とサブフレーム７とは固定され、２つのフレーム７，８は平行となる。
実装ヘッド１の中で２つのフレーム７，８は一体となってＸビーム２とＹビーム３によって水平２軸Ｘ−Ｙ方向へ移動する。２つのフレーム７，８の向かい合った内側の面には下からノズルスライダー１８、θユニット１２、Ｚモータ５３の順にこれらが配置されている。

ノズルスライダー１８はガイドナット２２及びリニアレール２１によって上下移動可能に設けられ、またノズルスライダー１８は吸着ノズル２０を下端に備えたノズル軸１９を、転がり軸受１７を介して回転可能に保持する。
ノズル軸１９の上端にはカップリング１６によってスプラインシャフト１５が連結され、θユニット１２内のスプラインナット１４をθモータ５４が回転させることで、ノズル軸１９はどの高さにおいても回転駆動される。スプラインナット１４は転がり軸受１３で回転可能に支持され、内側にスプラインシャフト１５が挿入されている。スプラインシャフト１５は、回転駆動源であるθモータ５４から吸着ノズル２０を回転させための回転力を受ける伝達部材である。
スプラインシャフト１５の上端は回転を伝えないカップリング１１を介してＺモータ５３の可動子１０に連結されており、Ｚモータ５３の可動子１０にθモータ５４の回転力は伝達されない。可動子１０は、吸着ノズル２０を上下動させるための上下動駆動源であるＺモータ５３の出力部材である。上記伝達部材（スプラインシャフト１５）と上記出力部材（可動子１０）とが吸着ノズル２０の上方でノズル軸の軸線上に直列的に配置されていることで、１つの吸着ノズル及びこれを駆動する構成は、Ｚ軸方向に長くＸ−Ｙ平面上で小面積に構成され、吸着ノズル２０の狭ピッチ化を図り易い。

Ｚモータ５３は、吸着ノズル２０、ノズル軸１９、ノズルスライダー１８、ガイドナット２２、カップリング１６、スプラインシャフト１５、カップリング１１、可動子１０を一体に上下させる。この一体に上下動する単位を以下ノズルユニットＵと呼ぶ。
また吸着ノズル２０、ノズル軸１９、ノズルスライダー１８、ガイドナット２２、スプラインシャフト１５、カップリング１１，１６、θユニット１２及びＺモータ５３の各要素（これらの要素をまとめて以下「ＺθユニットＳ」と呼ぶ。）は、全て直列的にノズル軸線を共通の軸として同軸に配置され、上述したようにＸ−Ｙ平面上で小面積に、特に狭ピッチ化を図り易りやすくするためＸ方向の寸法が短く構成される。
吸着ノズル２０からノズル軸１９、スプラインシャフト１５、カップリング１１，１６、可動子１０はそれぞれノズル軸方向に通った中空部を有し、こられの中空部が直列に連結され、可動子１０の上端側開口に連通し、この上端側開口が図示しない空圧機器に接続され、同空圧機器よって吸着ノズル２０の先端に負圧を発生することができ、吸着ノズル２０は電子部品を吸着保持することができる。
２つのフレーム７，８にはそれぞれθモータ５４が備えられ、図６に示すようにタイミングベルト２３を各フレーム上でスプラインナット１４に多連掛けすることで、θモータ５４の回転力をノズル軸１９へ伝える。タイミングベルト２３は、図６(b)に示す直列状態でも他の部分に干渉しないように滑車２９を介しつつＺθユニットＳ，Ｓ間の隙間Ｔ（図５(a)参照）を保って掛け回される。

２つのフレーム７，８のそれぞれに複数のＺθユニットＳがＸ方向の１列に配列して設置されている。各フレーム７，８に配置されるＺθユニットＳの配列ピッチを図５(a)に示すようにＣで表す。サブフレーム７側とメインフレーム８側のそれぞれで等ピッチであり、かつ、互いに共通の配列ピッチＣである。配列ピッチはノズル中心を基準とする。配列ピッチＣは図５(b)に示す直列状態における配列ピッチＢの２倍の長さであり、メインフレーム８に支持された吸着ノズル２０とサブフレーム７に支持された吸着ノズル２０とが、配列ピッチＢ分だけＸ方向にずれて配置されている。
メインフレーム８に支持されたＺθユニットＳ，Ｓ・・・の各間に、サブフレーム７に支持されたＺθユニットＳ，Ｓ・・・を１つずつ挿入するだけの隙間Ｔが設けられている。これはメインフレーム８とサブフレーム７とで相互の関係である。すなわち、サブフレーム７に支持されたＺθユニットＳ，Ｓ・・・の各間に、メインフレーム８に支持されたＺθユニットＳ，Ｓ・・・を１つずつ挿入するだけの隙間Ｔが設けられている。
以上のようにメインフレーム８及びサブフレーム７のそれぞれに複数の吸着ノズル２０，２０・・・が互いに隙間Ｔを介して配列ピッチＣで配置され、可動フレームであるサブフレーム７の移動に伴い相対するフレーム、すなわち、メインフレーム８にとってはサブフレーム７に、サブフレーム７にとってはメインフレーム８に支持された吸着ノズルを隙間Ｔに挿入可能に構成されている。

図５に示すように２つのフレームの７，８の下面には基準マーク２８がそれぞれ１つずつ設けられている。さらにサブフレーム７の下面には、サブフレーム７の上記基準マーク２８に対してX座標の異なる位置に基準マーク２８ｂが設けられている。電子部品実装装置１００においては、下部カメラ６ａと画像認識装置５７により２つの基準マーク２８，２８と、基準マーク２８ｂを認識し、これに基づき２つのフレーム７，８間の距離方向、すなわちＹ方向におけるメインフレーム８に支持された吸着ノズル２０とサブフレーム７に支持された吸着ノズル２０との距離を測定する。その測定結果は、同時吸着可否判断や吸着ノズル２０のＸ−Ｙ位置制御に活用される。

図７にサブフレーム７と固定ブロック２４との固定構造（図４(a)のＤ部相当）の詳細が示される。この固定構造は図４−６に示すようにメインフレーム８の四隅に配置される。
固定ブロック２４には位置決め穴２５ａが形成されている。位置決め穴２５ａはサブフレーム７の内側面に突設された位置決めピン２７ａに対向する位置に形成されており、図５(b)、図６(b)及び図７(c)(d)に示すように吸着ノズル２０を直列状態に配列するときに位置決め穴２５ａに位置決めピン２７ａが挿入される。
固定ブロック２４はサブフレーム７の側方でＹ方向に延設されサブフレーム７の外側面に回り込んで形成されている。固定ブロック２４には位置決め穴２５ｂが形成されている。位置決め穴２５ｂはサブフレーム７の外側面に突設された位置決めピン２７ｂに対向する位置に形成されており、図５(a)、図６(a)及び図７(a)(b)に示すように吸着ノズル２０を並列状態に配列するときに位置決め穴２５ｂに位置決めピン２７ｂが挿入される。
位置決め穴２５ａ、位置決め穴２５ｂ、位置決めピン２７ａ及び位置決めピン２７ｂのそれぞれは図４(a)上で左側上下２箇所に設けられている。
固定ネジ２６は、直列状態においてサブフレーム７を固定ブロック２４に固定するために、サブフレーム７に設けられた孔３３に挿通され、固定ブロック２４に形成された雌ネジ３２に螺合締結される。
また固定ネジ２６は、並列状態においてサブフレーム７を固定ブロック２４に固定するために、固定ブロック２４に設けられた孔３１に挿通され、サブフレーム７に形成された雌ネジ３０に螺合締結される。固定ネジ２６の締結箇所は図４(a)上で左右上下の４箇所に設けられており、各４箇所に直列状態における締結箇所と並列状態における締結箇所が設けられている。

さらに図２及び図４を参照して実装ヘッド１の動作について説明を加える。
実装ヘッド１はＸビーム２とＹビーム３によって、電子部品供給装置５より供給される電子部品の上面へ移動する。実装ヘッド１上のＺモータ５３が駆動し、ノズルユニットＵを下降させ、吸着ノズル２０が電子部品と接触し、図示しない空圧機器によって吸着ノズル２０の先端に負圧を発生させ電子部品を吸着ノズル２０に吸着保持する。
次に電子部品を目標の搭載角度へと回転させる。この時、実装ヘッド１上のθモータ５４が駆動し、この回転力はタイミングベルト２３によって連結されたスプラインナット１４へ伝達され、これがスプラインシャフト１５を回転させることで吸着ノズル２０も回転する。目標角度へ回転が終了すると電子部品を保持した実装ヘッド１は、下部カメラ６ａの上空を通過する。この際に吸着ノズル２０が保持した電子部品を下部カメラ６ａよって下方より撮像し、吸着ノズル２０の中心に対する電子部品のズレ量を算出する。その後、実装ヘッド１は基板搬送部４によって搬送された基板Ｋの目標座標へ移動し、上記同様にＺモータ５３を駆動し基板Ｋ上面へ電子部品を搭載する。

次に図４から図７を参照して、実装ヘッド１における吸着ノズル２０の配列変更について説明を加える。
（１）全ノズル１直列状態にする場合（図５(b)、図６(b)及び図７(c)(d)に示す状態）
サブフレーム７のＺθユニットＳが配置される内側面に突設された位置決めピン２７ａと、固定ブロック２４のメインフレーム８に対して近い側に形成された位置決め穴２５aとを嵌合させ、上述したように固定ネジ２６を用いて固定することで、２つのフレーム７，８に配置されたすべてのＺθユニットＳの下端の吸着ノズル２０が等ピッチＢでＸ方向に１列に並ぶ。
このとき、すべてのＺモータ５３が駆動しノズルユニットＵを動作させることで、全吸着ノズル２０に電子部品を同時吸着することが可能であり、サイクルタイムの向上が図れる。ただし、電子部品の同時吸着は必ずしも可能ではなく、部品サイズや吸着ノズル２０の種類、電子部品供給装置５の位置決め精度によって同時吸着可能な範囲が決定する。この実装ヘッド１では吸着ノズル２０の配列を変更することができるため、サブフレーム７の固定時の吸着ノズル２０のＹ方向のズレ量が同時吸着の精度に大きく関係する。そこで下部カメラ６ａで２つのフレーム７，８の下面に設けられた基準マーク２８，２８ｂを撮像し、その撮像画像に基づき画像認識装置５７が画像認識処理を実行し、サブフレーム７に支持された吸着ノズル２０とメインフレーム８に支持された吸着ノズル２０との相対的なＹ方向のズレ量を計算することで、同時吸着可能か判断することができる。つまり、吸着ノズル２０のＹ方向のズレ量が大きすぎると、同時吸着を行うことができず、サブフレーム７に支持された吸着ノズル２０とメインフレーム８に支持された吸着ノズル２０とでそれぞれ同時吸着することになる。
全ノズル１直列状態で同時吸着時に吸着ノズル２０が吸着保持できる電子部品の対角長さは{（配列ピッチＢ）−（マージン）}と等しい。このため、吸着ノズル２０が１列で並んでいる構成は小さな電子部品を高速に吸着搭載することに長けた方式といえる。

（２）ノズル２並列状態とする場合（図５(a)、図６(a)及び図７(a)(b) に示す状態）
サブフレーム７のＺθユニットＳが配置される内側面の反対側の外側面に突設された位置決めピン２７ｂと、固定ブロック２４のメインフレーム８に対して遠い側に形成された位置決め穴２５ｂとを嵌合させ、上述したように固定ネジ２６を用いて固定することで、、２つのフレーム７，８に配置されたＺθユニットＳの下端の吸着ノズル２０がそれぞれ等ピッチＣでその半分のＢだけ互いにシフトした状態で２並列に並ぶ。
すなわち、実装ヘッド１の正面（Ｙ方向）から見ると、上記（１）の全ノズル１直列状態と同様のピッチＢで並んでいるように見えるが、図５(a)に示すように実装ヘッド１の下方から見ると吸着ノズル２０が２列かつ千鳥配置となる。
メインフレーム８に支持された吸着ノズル２０で同時吸着が可能であり、それとは別タイミングでサブフレーム７に支持された吸着ノズル２０で同時吸着が可能である。すなわち、メインフレーム８側とサブフレーム７側で２度に分けてそれぞれ同時吸着を行うことができる。
上記（１）の全ノズル１直列状態と同様に、下部カメラ６ａで２つのフレーム７，８の下面に設けられた基準マーク２８，２８ｂを撮像し、その撮像画像に基づき画像認識装置５７が画像認識処理を実行し、サブフレーム７に支持された吸着ノズル２０とメインフレーム８に支持された吸着ノズル２０との相対的なＹ方向のズレ量を計算する。これにより、サブフレーム７の取付誤差によるサブフレーム７に支持された吸着ノズル２０の配置誤差を正確に認識し、コントローラ５０はその誤差分を補正してサブフレーム７に支持された吸着ノズル２０のＸ−Ｙ制御を正確に実行することができる。
本構成では、上記（１）の全ノズル１直列状態に比べて２倍のサイズの電子部品が吸着保持できる。２列の場合は、吸着作業が１度に２回必要になるため１列に比べるとサイクルタイムは低下するが、扱える電子部品のサイズは２倍となり、より汎用性が高まる。

以上のようにサブフレーム下面に基準マーク２８に加え、１個の基準マ-ク２８ｂを追加して設け、各フレームの基準マーク２８と基準マーク２８ｂとの３個のマークを下部カメラ６ａで撮像して認識を行うことで、フレーム７，８間の距離方向、すなわちＹ方向におけるメインフレーム８に支持された吸着ノズル２０とサブフレーム７に支持された吸着ノズル２０との距離を測定すると同時に、メインフレーム８とサブフレーム７との平行や、サブフレーム７のX軸に対する傾きを測定することができるので、同時吸着可否判断や、サブフレーム７に支持された吸着ノズル２０のＸ−Ｙ制御をより正確に実行することができる。

以上説明したように、実装ヘッド１は、可動フレームであるサブフレーム７の移動により、２つのフレーム７，８の一方に支持された吸着ノズル２０と他方に支持された吸着ノズル２０とが並列に配置された並列状態と、２つのフレーム７，８の一方に支持された吸着ノズル２０と他方に支持された吸着ノズル２０とが直列に配置された直列状態とに変更可能に構成されており、吸着ノズル２０の配列ピッチを簡便な構成で変更することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態につき図８を参照して説明する。
上記第１実施形態に拘わらずサブフレーム７は自動で移動するようにしてもよい。その場合、基板生産の待機中などの待ち時間に自動で吸着ノズル２０の配列を変えることができるので、よりフレキシブルに多品種生産に対応でき生産性が向上する。例えば、図８に示すようにしてサブフレーム７の移動を自動化することができる。

図８に示すように本発明の第２実施形態は、上記第１実施形態の固定ブロック２４に代えて、モータ３７によりサブフレーム７をＹ方向に移動する動力機構を構成し、これにより吸着ノズル２０の配列を並列状態と直列状態とに変更可能としたものである。
サブフレーム７はメインフレーム８の両側から伸びるガイドブロック３６に沿って配置されるリニアガイド３４，３５によってメインフレーム８に対しＹ方向に移動可能に連結される。メインフレーム８にはモータ３７が配置される。モータ３７によって回転駆動されるボールねじ３９はメインフレーム８内に固定される転がり軸受４０により支持されるとともに、サブフレーム７に固定されたボールねじナット３８に連結される。吸着ノズル２０が１直列状態となるときにスイッチする近接センサ４１を設置しておき、モータ３７の駆動を制御するコントローラ５０に近接センサ４１の検出信号を与える。こうすることで、コントローラ５０が基準位置を正確に把握して、モータ３７を制御し吸着ノズル２０を直列状態に正確に配置しサブフレーム７を停止することができる。

なお、以上の実施形態にあっては、２つのフレーム７，８の双方に、複数の吸着ノズル２０，２０・・・が互いに隙間を介して所定の配列ピッチＣで配置されたが、最少構成としては２つのフレーム７，８のうちいずれが一方（例えばメインフレーム８）のみに、複数の吸着ノズル２０，２０・・・が互いに隙間を介して所定の配列ピッチＣで配置された構成とし、他方のフレーム（例えばサブフレーム７）に当該隙間に挿入される１つの吸着ノズル２０を配置してもよい。
また、以上の実施形態にあっては、すべての吸着ノズル２０，２０間の隙間に、相対するフレームに支持される他の吸着ノズル２０を挿入したが、吸着ノズル２０，２０間の隙間が複数形成される場合において、すべての隙間に他の吸着ノズル２０を挿入する必要はなく、形成される複数の隙間のうちの一部に他の吸着ノズル２０を挿入するようにしてもよい。その場合でも、吸着ノズル２０を挿入して直列化した部分に狭ピッチの吸着ノズル配列を実現することができる。

１ 電子部品実装ヘッド
２ Ｘビーム
３ Ｙビーム
４ 基板搬送部
５ 電子部品供給装置
５ａ 部品受け渡し部
６ａ 下部カメラ
６ｂ 上部カメラ
７ サブフレーム
８ メインフレーム
１０ 可動子
１１ カップリング
１２ θユニット
１３ 軸受
１４ スプラインナット
１５ スプラインシャフト
１６ カップリング（回転継ぎ手）
１７ 軸受
１８ ノズルスライダー
１９ ノズル軸
２０ 吸着ノズル
２１ リニアレール
２２ ガイドナット
２３ タイミングベルト
２４ 固定ブロック
２６ 固定ネジ
２８ 基準マーク
２９ 滑車
４８ 電子部品
５０ コントローラ
５７ 画像認識装置
１００ 電子部品実装装置
１０１ ベースフレーム
Ｂ 配列ピッチ
Ｃ 配列ピッチ
Ｋ 基板
Ｓ Ｚθユニット
Ｕ ノズルユニット

Claims (5)

1. 吸着ノズルを有し、該吸着ノズルに吸着保持した電子部品を基板の目標座標へ実装する電子部品実装ヘッドにおいて、
   前記吸着ノズルを上下動及び回転可能に支持したフレームを互いに平行にして２つ備え、
   前記２つのフレームのうちいずれか一方が当該２つのフレーム間の距離を変化させる方向に移動可能な可動フレームとされ、
   前記２つのフレームのうちいずれか一方又は双方に、複数の前記吸着ノズルが互いに隙間を介して所定の配列ピッチで配置され、前記可動フレームの移動に伴い相対するフレームに支持された吸着ノズルを前記隙間に挿入可能に構成され、
   前記可動フレームの移動により、前記２つのフレームの一方に支持された吸着ノズルと他方に支持された吸着ノズルとが並列に配置された並列状態と、前記２つのフレームの一方に支持された吸着ノズルと他方に支持された吸着ノズルとが直列に配置された直列状態とに変更可能に構成されたことを特徴とする電子部品実装ヘッド。
2. 前記吸着ノズルは、上下動及び回転可能に前記フレームに支持されたノズル軸の下端に固定され、
   前記ノズル軸に、回転駆動源から前記吸着ノズルを回転させための回転力を受ける伝達部材が連結され、
   前記ノズル軸に、前記吸着ノズルを上下動させるための上下動駆動源の出力部材が連結され、
   前記伝達部材と前記出力部材とが前記吸着ノズルの上方で前記ノズル軸の軸線上に直列的に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装ヘッド。
3. 前記所定の配列ピッチは、前記直列状態における配列ピッチの２倍のピッチであり、前記２つのフレームの一方に支持された吸着ノズルと他方に支持された吸着ノズルとが、前記直列状態における配列ピッチ分だけずれて配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子部品実装ヘッド。
4. 前記２つのフレームのそれぞれの下面に基準マークが設けられたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載の電子部品実装ヘッド。
5. 請求項４に記載の電子部品実装ヘッドを備え、前記基準マークを認識してこれに基づき、前記２つのフレーム間の距離方向における前記２つのフレームの一方に支持された吸着ノズルと他方に支持された吸着ノズルとの距離を測定することを特徴とする電子部品実装装置。

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