JP3402793B2 - 表面実装機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、部品供給部と部品装着
部とにわたって移動可能なヘッドユニットに、エアシリ
ンダにより駆動されて昇降する部品吸着用のノズル部材
を備えた表面実装機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、部品供給部と所定の作業位置
に位置決めされたプリント基板とにわたって移動可能と
されたヘッドユニットに、部品吸着用のノズル部材を昇
降かつ回転可能に装備し、上記ノズル部材に供給される
負圧により電子部品を吸着するようにし、部品供給部か
ら部品を吸着した後にヘッドユニットをプリント基板上
に移動させて部品を装着するようにした表面実装機は一
般に知られている。この実装機において、上記ヘッドユ
ニットに装備されたノズル部材は、部品吸着時及び部品
装着時に昇降駆動手段により昇降される。

【０００３】上記昇降駆動手段としては、サーボモータ
によりボールねじ等を介してノズル部材を昇降させるよ
うにしたものと、エアシリンダによりノズル部材を昇降
させるようにしたものとがある。このうち、サーボモー
タによると、部品の高さ等に応じた昇降駆動量の制御及
び昇降速度の制御を行なうことができるという利点を有
する反面、駆動系統のコンパクト化が困難である。これ
に対し、エアシリンダを用いると、簡単かつコンパクト
に駆動系統を構成することができる。

【０００４】とくに実装効率を高める観点からヘッドユ
ニットに多数のノズル部材を装備する場合、各ノズル部
材に対してそれぞれサーボモータを設けることはスペー
ス等の面で困難であることから、各ノズル部材を個別に
駆動する駆動手段としてはエアシリンダが有効である。

【０００５】なお、エアシリンダによると昇降ストロー
クが一定であって、部品の高さに応じた昇降駆動量の調
節を行なうことができないので、各ノズル部材に対して
それぞれエアシリンダを設けるとともに、ヘッドユニッ
ト本体に昇降可能に取り付けたハウジングに上記各ノズ
ル部材及び各エアシリンダを保持させて、これら全体を
１個のサーボモータで上下動させることができるように
し、このサーボモータとエアシリンダとを併用して、サ
ーボモータで高さ位置を調節しつつ各ノズル部材をエア
シリンダで個別に昇降駆動するようにした実装機も提案
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにエアシリ
ンダを用いてノズル部材を昇降させるようにした実装機
において、従来、上記エアシリンダによるノズル部材の
昇降速度は一定であったため、ノズル部材に吸着される
電子部品によっては、昇降速度がその部品に適合しない
場合が生じるといった問題があった。

【０００７】すなわち、上記エアシリンダによるノズル
部材の昇降速度は予め設定されるが、その設定にあた
り、サイクルタイムの短縮を図るべく、標準チップ部品
を吸着した場合の昇降動作に支障がない範囲で上記昇降
速度を高くしておくと、例えば被吸着面に凹凸を有する
等により吸着力が弱まり易い特種形状部品や重量の大き
い部品を吸着する場合に、部品吸着後のノズル部材上昇
時に部品が脱落するおそれがある。一方、このような部
品に適合するように上記昇降速度を低く設定しておく
と、上記標準チップ部品を吸着する場合には上記昇降速
度が不必要に低くなるためサイクルタイムの短縮化が充
分に図れないというような不都合が生じる。

【０００８】本発明は、上記の事情に鑑み、エアシリン
ダによりノズル部材の昇降を行わせるものにおいて、ノ
ズル部材に吸着される部品の種類に応じてノズル部材の
昇降速度を適正に調節することができる表面実装機を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
部品供給部と部品装着部とにわたって移動可能なヘッド
ユニットに、電子部品を吸着するノズル部材と、このノ
ズル部材を昇降駆動するエアシリンダとを備えた表面実
装機において、上記ノズル部材及びエアシリンダを保持
するハウジングをヘッドユニット本体に対して上下動可
能とし、このハウジングを上下動させるサーボモータを
設け、このハウジングに対して上記ノズル部材を上記エ
アシリンダにより上下動させるようにするとともに、上
記エアシリンダに対するエア給排速度の調節によりエア
シリンダの昇降駆動速度を変更可能とする昇降駆動速度
可変手段と、上記ノズル部材に吸着される対象部品の種
類に応じて部品吸着時及び部品装着時における上記サー
ボモータ及びエアシリンダの駆動の制御及び上記昇降駆
動速度可変手段の制御を行う制御手段とを設け、この制
御手段は、上記対象部品が標準チップ部品である場合、
部品吸着時及び部品装着時にそれぞれ、サーボモータの
駆動よるノズル部材高さ位置の調整後にエアシリンダの
高速駆動でノズル部材を所定位置まで下降させるととも
に、部品吸着または部品装着の後にエアシリンダの高速
駆動でノズル部材を上昇させ、上記対象部品がノズル部
材による吸着力が低下し易い特殊形状部品や重量の重た
い部品である場合、部品吸着時にはサーボモータの駆動
よるノズル部材高さ位置の調整後にエアシリンダの高速
駆動でノズル部材を所定位置まで下降させるとともに、
部品吸着後にエアシリンダの低速駆動でノズル部材を上
昇させ、部品装着時にはサーボモータの駆動よるノズル
部材高さ位置の調整後にエアシリンダの高速駆動でノズ
ル部材を所定位置まで下降させるとともに、部品装着後
にエアシリンダの高速駆動でノズル部材を上昇させるよ
うに制御する構成としたものである。

【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
表面実装機において、上記制御手段は、上記対象部品が
高精度搭載を必要とする部品である場合、部品吸着時に
はエアシリンダの高速駆動による下降とそれに続くサー
ボモータの駆動による下降とで所定位置まで達するよう
にするとともに、部品吸着後にエアシリンダの低速駆動
及びサーボモータの駆動でノズル部材を上昇させ、部品
装着時にはエアシリンダの低速駆動による下降とそれに
続くサーボモータの駆動による下降とで所定位置まで達
するようにするとともに、部品装着後にエアシリンダの
高速駆動及びサーボモータの駆動でノズル部材を上昇さ
せるように制御する構成としたものである。

【００１１】請求項３に係る発明は、部品供給部と部品
装着部とにわたって移動可能なヘッドユニットに、電子
部品を吸着するノズル部材と、このノズル部材を昇降駆
動するエアシリンダとを備えた表面実装機において、上
記ノズル部材及びエアシリンダを保持するハウジングを
ヘッドユニット本体に対して上下動可能とし、このハウ
ジングを上下動させるサーボモータを設け、このハウジ
ングに対して上記ノズル部材を上記エアシリンダにより
上下動させるようにするとともに、上記エアシリンダに
対するエア給排速度の調節によりエアシリンダの昇降駆
動速度を変更可能とする昇降駆動速度可変手段と、上記
ノズル部材に吸着される対象部品の種類に応じて部品吸
着時及び部品装着時における上記サーボモータ及びエア
シリンダの駆動の制御及び上記昇降駆動速度可変手段の
制御を行う制御手段とを設け、この制御手段は、上記対
象部品が標準チップ部品である場合、部品吸着時及び部
品装着時にそれぞれ、サーボモータの駆動よるノズル部
材高さ位置の調整後にエアシリンダの高速駆動でノズル
部材を所定位置まで下降させるとともに、部品吸着また
は部品装着の後にエアシリンダの高速駆動でノズル部材
を上昇させ、上記対象部品が高精度搭載を必要とする部
品である場合、部品吸着時にはエアシリンダの高速駆動
による下降とそれに続くサーボモータの駆動による下降
とで所定位置まで達するようにするとともに、部品吸着
後にエアシリンダの低速駆動及びサーボモータの駆動で
ノズル部材を上昇させ、部品装着時にはエアシリンダの
低速駆動による下降とそれに続くサーボモータの駆動に
よる下降とで所定位置まで達するようにするとともに、
部品装着後にエアシリンダの高速駆動及びサーボモータ
の駆動でノズル部材を上昇させるように制御する構成と
したものである。

【００１２】請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の
いずれかに記載の表面実装機において、上記エアシリン
ダに、その下降方向の駆動を下降端到達直前で減速させ
るクッション機構を設けたものである。

【００１３】

【作用】請求項１に記載の表面実装機によると、上記エ
アシリンダによりノズル部材が昇降されるときの昇降駆
動速度、及び上記サーボモータとエアシリンダとの作動
順序が、ノズル部材に吸着される部品に応じて調整さ
れ、具体的には、吸着力が充分に作用するような標準チ
ップ部品を対象とする場合の吸着時及び装着時には、サ
ーボモータの駆動による高さ位置調整後にエアシリンダ
高速駆動でノズル部材の下降が行われるとともに、ノズ
ル部材の上昇がエアシリンダの高速駆動で行われ、ま
た、吸着力が充分に作用しにくい部品を対象とする場合
には、標準チップ部品を対象とする場合と比べ、部品吸
着後のノズル部材の上昇がエアシリンダの低速駆動で行
われるように変更され、このようにしてノズル部材の昇
降動作が効果的に調節される。

【００１４】請求項２に記載の表面実装機によると、対
象部品が高精度を必要とする部品である場合には、標準
チップ部品を対象とする場合と比べ、部品吸着の際のノ
ズル部材下降時におけるサーボモータとエアシリンダと
の作動順序、部品吸着後のノズル部材上昇時における駆
動速度、部品装着の際のノズル部材下降時におけるサー
ボモータとエアシリンダとの作動順序並びにエアシリン
ダの駆動速度等が変更され、対象部品が高精度を必要と
する部品である場合のノズル部材の昇降動作が効果的に
調節される。

【００１５】請求項３に記載の表面実装機によると、対
象部品が標準チップ部品である場合と高精度を必要とす
る部品である場合とに応じ、ノズル部材の昇降動作が効
果的に調節される。

【００１６】請求項４に記載の表面実装機によると、部
品吸着の際や装着の際に上記エアシリンダでノズル部材
が下降されるとき、下降端に達する直前で上記クッショ
ン機構が働いて減速されることにより、部品に加わる衝
撃が緩和される。

【００１７】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施例による表面実装機全体の構造を
示している。この図において、表面実装機の基台１上に
は、プリント基板搬送用のコンベア２が配置され、プリ
ント基板３が上記コンベア２上を搬送され、所定の装着
作業用位置で停止されるようになっている。

【００１８】上記コンベア２の側方には、部品供給部４
が配置されている。この部品供給部４は部品供給用のフ
ィーダーを備え、例えば多数列のテープフィーダー４ａ
を備えている。各テープフィーダー４ａはそれぞれ、Ｉ
Ｃ、トランジスタ、コンデンサ等の電子部品を所定間隔
おきに収納、保持したテープがリールから導出されるよ
うにするとともに、テープ繰り出し端にはラチェット式
の送り機構を具備し、後記ヘッドユニット５により部品
がピックアップされるにつれてテープが間欠的に繰り出
されるようになっている。

【００１９】また、上記基台１の上方には、部品装着用
のヘッドユニット５が装備されている。このヘッドユニ
ット５は、部品供給部４とプリント基板３が位置する部
品装着部とにわたって移動可能とされ、当実施例ではＸ
軸方向（コンベア２の方向）およびＹ軸方向（水平面上
でＸ軸と直交する方向）に移動することができるように
なっている。

【００２０】すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向に
延びる一対の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９によ
り回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固
定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置され
て、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上
記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材
１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１３と、Ｘ軸サ
ーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸（図示せ
ず）とが配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニッ
ト５が移動可能に保持され、このヘッドユニット５に設
けられたナット部分（図示せず）がボールねじ軸に螺合
している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動により上
記支持部材１１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サ
ーボモータ１５の作動によりヘッドユニット５が支持部
材１１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。

【００２１】なお、１６は上記基板１上の所定箇所に設
置された部品認識用カメラであり、このカメラ１６によ
り、ヘッドユニット５の後記ノズル部材２０により吸着
された電子部品を撮像し、それに基づく部品認識処理に
より部品吸着状態の判別等を行なうようになっている。

【００２２】図２〜図４は上記ヘッドユニット５の構造
を示している。これらの図において、上記ヘッドユニッ
ト５には、電子部品を吸着するためのノズル部材２０が
具備され、当実施例では８本のノズル部材２０がＸ軸方
向に整列する状態に配設されている。さらにヘッドユニ
ット５には、上記各ノズル部材２０を昇降させる昇降駆
動機構と、各ノズル部材２０を回転させる回転駆動機構
と、各ノズル部材２０に部品吸着用の負圧を供給する負
圧供給系統等が具備されている。

【００２３】上記昇降駆動機構は、各ノズル部材２０を
同時に上下動させる１個の全体上下動用サーボモータ２
１と、各ノズル部材を個別に一定ストロークだけ昇降さ
せる所定数（８個）のエアシリンダ２５とを有し、上記
サーボモータ２１とエアシリンダ２５とを併用すること
によりノズル部材２０を所定の上昇位置と下降位置とに
わたって昇降させるように構成されている。また、回転
駆動機構は、１個の回転用サーボモータ３０を有し、こ
のサーボモータ３０により伝動手段を介して各ノズル部
材２０を回転させるように構成されている。

【００２４】上記ヘッドユニット５の構造を具体的に説
明すると、ヘッドユニット本体５ａには、上記ノズル部
材２０及びエアシリンダ２５等を保持するハウジング２
２が上下動可能に取り付けられるとともに、その上方に
上下動用サーボモータ２１が取り付けられ、このサーボ
モータ２１によりボールねじ２３を介してハウジング２
２が上下動されるようになっている。また、上記各ノズ
ル部材２０は、中空のノズルシャフト２０ａと、その下
端に取り付けられたノズル２０ｂとからなり、この各ノ
ズル部材２０がノズルガイド２４を介して上記ハウジン
グ２２に上下動及び回転可能に取り付けられている。つ
まり、ハウジング２２にノズルガイド２４が回転可能に
取り付けられ、このノズルガイド２４に上記ノズルシャ
フト２０ａが上下動可能に嵌合されている。

【００２５】上記ハウジング２２の前面側におけるノズ
ル部材配設箇所の上方には、上記各エアシリンダ２５
と、この各エアシリンダ２５に対するエア給排系統とが
設けられており、各エアシリンダ２５のピストン２６に
取り付けられたシャフト２７に、上記各ノズル部材２０
のノズルシャフト２０ａが連結されている。上記エア給
排系統は、後に詳述するように、各エアシリンダ２５に
対するエアの給排を切替えるエアシリンダ駆動用ソレノ
イドバルブ５１を有するとともに、速度制御弁５５，５
６，５８，５９等を用いてエア給排速度を調節すること
によりエアシリンダ２５の昇降駆動速度を変更可能とす
る昇降駆動速度可変手段を有しており、上記ソレノイド
バルブ５１が図外のエア供給源に接続されている。

【００２６】さらに上記ハウジング２２には、上記回転
用サーボモータ３０と、プーリ３１，３２及びベルト３
３からなる減速機構を介して上記サーボモータ３０に連
動する駆動軸３４とが装備され、この駆動軸３４に設け
られたプーリ３５と各ノズル部材２０に設けられたプー
リ３６とに回転伝達用ベルト３７が巻き掛けられてお
り、上記サーボモータ３０により減速機構、駆動軸３
４、回転伝達用ベルト３７を介して各ノズル部材２０が
回転駆動されるようになっている。

【００２７】また、上記各ノズル部材２０に対してそれ
ぞれ負圧を供給するための真空発生器３８がヘッドユニ
ット本体５ａの上方部に配設され、この各真空発生器３
８に、上記各ノズル部材２０の内部の負圧導入通路が、
図外の可撓性パイプ及びバルブ等を介して連結されるこ
とにより、部品吸着用の負圧供給系統が構成されてい
る。

【００２８】なお、３９はプリント基板に設けられたフ
ィデューシャルマークを認識するためのカメラであり、
ヘッドユニット本体５ａの一側部に取り付けられてい
る。

【００２９】図５は上記エアシリンダ２５の具体的構造
を示し、この図において、エアシリンダ２５は、その内
部にピストン２６を備えるとともに、このピストン２６
の下方及び上方に圧力室４１，４２を有し、これらの圧
力室４１，４２が、ポート４３，４４を介し、エア給排
系統の通路に接続されている。そして、上側圧力室４２
にエアが供給されつつ下側圧力室４３からエアが排出さ
れるときには上記ピストン２６が下降し、逆に下側圧力
室４１にエアが供給されつつ上側圧力室４２からエアが
排出されるときにはピストン２６が上昇するようになっ
ている。

【００３０】また、上記エアシリンダ２５には、ピスト
ン下降時に下降端到達直前で減速させるクッション機構
４５が設けられている。このクッション機構４５は、ピ
ストン２６の下部に設けられた小径部４６と、その下方
に配置されたシール部材４７と、上記下側圧力室４１の
下端部付近に設けられた内枠部４８とを有している。そ
して、ピストンが図５（ａ）に示す上昇端位置にある状
態では上記シール部材４７がシリンダ内壁から離間して
いるが、ピストン２６が下降して図５（ｂ）のように下
降端近傍に達すると上記シール部材４７が上記内枠部４
８に摺接して、この状態でピストン２６の小径部４６と
シリンダ内壁との間にクッション室４９が画成されるこ
とにより、ピストン２６がこの位置から図５（ｃ）の下
降端位置に至るまでの間は、上記クッション室４９に封
じ込められたエアが圧縮されることによるエアクッショ
ン作用でピストン２６の下降が減速されるようになって
いる。

【００３１】図６は上記エアシリンダ２５に対するエア
給排系統を示している。同図に示すように、エアシリン
ダ駆動用ソレノイドバルブ５１とエアシリンダ２５との
間には、エアシリンダ２５の下側圧力室４１に通じる下
側圧力室用エア流路５２と、上側圧力室４２に通じる上
側圧力室用エア流路５３とが設けられている。上記ソレ
ノイドバルブ５１は、下側圧力室用エア流路５２をエア
供給源５４に接続するとともに上側圧力室用エア流路５
３を大気に開放する上昇駆動状態（図示の状態）と、上
側圧力室用エア流路５３をエア供給源５４に接続すると
ともに下側圧力室用エア流路５２を大気に開放する下降
駆動状態とに切替可能となっている。

【００３２】また、昇降駆動速度可変手段として、上記
下側圧力室用エア流路５２には、高速下降用速度制御弁
５５と低速下降用速度制御弁５６とが並列に設けられる
とともに、高速下降用速度制御弁５５と直列に高速下降
動作用切替弁５７が設けられ、一方、上側圧力室用エア
流路５３には、高速上昇用速度制御弁５８と低速上昇用
速度制御弁５９とが並列に設けられるとともに、高速上
昇用速度制御弁５８と直列に高速上昇動作用切替弁６０
が設けられている。上記各速度制御弁５５，５６，５
８，５９は、それぞれ、エアシリンダ２５の圧力室４
１，４２に対するエア供給方向を自由流れ、エア排出方
向を制御流れとする逆止弁付絞り弁からなり、高速下降
用及び高速上昇用の速度制御弁５５，５８は絞り開度が
比較的大きく設定され、これと比べて低速下降用及び低
速上昇用の速度制御弁５６，５９は絞り開度が小さく設
定されている。

【００３３】従って、上記ソレノイドバルブ５１が上昇
駆動状態から下降駆動状態に切り替わってピストン２６
が下降するときに、高速下降動作用切替弁５７がオンで
あれば下側圧力室４１のエアが高速下降用速度制御弁５
５を通って排出されることにより高速下降が行なわれ、
上記切替弁５７がオフであれば下側圧力室４１のエアが
低速下降用速度制御弁５６を通って排出されることによ
り低速下降が行なわれる。また、上記ソレノイドバルブ
５１が下降駆動状態から上昇駆動状態に切り替わってピ
ストン２５が上昇するときに、高速上昇動作用切替弁６
０がオンであれば上側圧力室４２のエアが高速上昇用速
度制御弁５８を通って排出されることにより高速上昇が
行なわれ、上記切替弁６０がオフであれば上側圧力室４
２のエアが低速上昇用速度制御弁５９を通って排出され
ることにより低速上昇が行なわれる。

【００３４】上記ソレノイドバルブ５１及び各切替弁５
７，６０は、実装機に設けられたは制御ユニット（制御
手段）６１により制御される。この制御ユニット６１
は、部品供給部４からの部品吸着時及びプリント基板３
への部品装着時に、上記上下動用サーボモータ２１とエ
アシリンダ２５とを併用してノズル部材２０を昇降させ
るべく、サーボモータ２１の制御と、上記ソレノイドバ
ルブ５１及び各切替弁５７，５８を制御することによる
エアシリンダ２５の制御とを行なう。この際、上記サー
ボモータ２１とエアシリンダ２５との作動順序及びエア
シリンダ２５の昇降駆動速度を、上記ノズル部材２０に
吸着される電子部品の種類に応じて選択するようになっ
ている。つまり、各種電子部品についての情報は予め制
御ユニット６１内の記憶手段６２に記憶されており、こ
の記憶手段６２から処理対象部品（ノズル部材に吸着さ
れる電子部品）の情報が読み出され、それに応じ、後述
のような各種の昇降制御モードの中から処理対象部品に
適合した昇降制御モードが選択され、それに従ってサー
ボモータ２１及びエアシリンダ２５の制御が行なわれる
ようになっている。

【００３５】さらに制御ユニット６１は、上記Ｙ軸サー
ボモータ９、Ｘ軸サーボモータ１５及び回転用サーボモ
ータ３０の制御も行ない、電子部品の吸着、部品認識用
カメラ１６による撮像に基づく部品認識、プリント基板
３への部品装着等の一連の実装動作の制御を行なうよう
になっている。

【００３６】このような実装機による実装動作の一例
を、図７〜図１０のフローチャートに従って説明する。

【００３７】図７のフローチャートは実装動作全体を示
し、この実装動作としては、先ずヘッドユニット５が部
品吸着位置へ移動される（ステップＳ１）。次いで、吸
着対象部品の部品情報が記憶手段６２から読み出され
て、その部品情報に応じて昇降制御モードが選択され
（ステップＳ２）、この選択された昇降制御モードに従
ったノズル部材の昇降及び負圧供給等による部品吸着処
理が行なわれる（ステップＳ３）。そして、吸着処理完
了の判定（ステップＳ４）に基づき、所定数の電子部品
の吸着処理が完了するまではステップＳ１〜Ｓ４が繰り
返されることにより、各ノズル部材２０による部品吸着
が順次行なわれる。

【００３８】吸着処理が完了すると、ヘッドユニット５
が部品認識用カメラ１６上に移動されて部品認識が行な
われ（ステップＳ５）、さらにヘッドユニット５が装着
位置へ移動される（ステップＳ６）。次いで、装着対象
部品の部品情報が記憶手段６２から読み出されて、その
部品情報に応じて昇降制御モードが選択され（ステップ
Ｓ７）、この選択された昇降制御モードに従ったノズル
部材の昇降及び負圧供給停止等による部品装着処理が行
なわれる（ステップＳ８）。そして、装着処理完了の判
定（ステップＳ９）に基づき、所定数の電子部品の装着
処理が完了するまではステップＳ６〜Ｓ９が繰り返され
ることにより、各ノズル部材２０による部品の装着が順
次行なわれる。

【００３９】上記部品吸着処理（ステップＳ３）及び部
品装着処理（ステップＳ８）は、例えば図８〜図１０に
示すような各種昇降制御モードの中から部品の種類に応
じて選択されたモードで行なわれる。

【００４０】すなわち、図８は、対象部品が標準チップ
部品である場合の昇降制御モードを示している。部品吸
着時には、同図（ａ）のように、先ず上記サーボモータ
２１が駆動されることにより、ノズル先端と対象部品の
上面との間の距離がエアシリンダ２５の作動ストローク
に対応するようにノズル部材の高さ位置が調整される
（ステップＳ１１）。次に、エアシリンダ２５の駆動に
よるノズル部材２０の下降が高速で行なわれ、つまり、
エアシリンダ駆動用ソレノイドバルブ５１が下降駆動状
態に切り替えられるとともに高速下降動作用切替弁５７
がオンとされることにより、ピストン２６が下降方向に
高速で作動される（ステップＳ１２）。そして、ノズル
部材２０が下降端位置に達してノズル先端が対象部品に
当接すると、ノズル部材２０に供給される負圧により部
品が吸着される（ステップＳ１３）。それから、エアシ
リンダ２５の駆動によるノズル部材２０の上昇が高速で
行なわれ、つまり、エアシリンダ駆動用ソレノイドバル
ブ５１が上昇駆動状態に切り替えられるとともに高速上
昇動作用切替弁６０がオンとされることにより、ピスト
ンが上昇方向に高速で作動される（ステップＳ１４）。

【００４１】部品装着時にも、同図（ｂ）のように、先
ず上記サーボモータ２１が駆動されることによりノズル
部材２０の高さ位置が調整され（ステップＳ１６）、次
に、エアシリンダ２５の駆動によるノズル部材２０の下
降が高速で行なわれる（ステップＳ１７）。そして、ノ
ズル部材２０が下降端位置に達すると負圧供給が停止さ
れて部品がプリント基板３に装着され（ステップＳ１
８）、それから、エアシリンダ２５の駆動によるノズル
部材２０の上昇が高速で行なわれる（ステップＳ１
９）。

【００４２】また、図９は、対象部品が、ノズル部材２
０による吸着力が低下し易い特殊形状部品（例えば上面
に凹凸、溝等を有する部品）や、重量の大きい部品であ
る場合の昇降制御モードを示している。部品吸着時に
は、同図（ａ）のように、先ずサーボモータ２１が駆動
されることによりノズル部材２０の高さ位置が調整され
（ステップＳ２１）、次に、エアシリンダ２５の駆動に
よるノズル部材２０の下降が高速で行なわれる（ステッ
プＳ２２）。そして、ノズル部材２０が下降端位置に達
して部品が吸着される（ステップＳ２３）。それから、
エアシリンダ２５の駆動によるノズル部材２０の上昇が
低速で行なわれ、つまり、エアシリンダ駆動用ソレノイ
ドバルブ５１が上昇駆動状態に切り替えられるとともに
高速上昇動作用切替弁６０がオフとされることにより、
ピストン２６が上昇方向に低速で作動される（ステップ
Ｓ２４）。

【００４３】一方、部品装着時には、同図（ｂ）のよう
に、先ず上記サーボモータ２１が駆動されることにより
ノズル部材２０の高さ位置が調整され（ステップＳ２
６）、次に、エアシリンダ２５の駆動によるノズル部材
２０の下降が高速で行なわれ（ステップＳ２７）、下降
端位置に達すると部品がプリント基板に装着され（ステ
ップＳ２８）、それから、エアシリンダ２５の駆動によ
るノズル部材２０の上昇が高速で行なわれる（ステップ
Ｓ２９）。

【００４４】また、図１０は、対象部品が、例えばＱＰ
Ｄのように特に高精度搭載を必要とする部品である場合
の昇降制御モードを示している。部品吸着時には、同図
（ａ）のように、先ず、エアシリンダ２５の駆動による
ノズル部材２０の下降が高速で行なわれ（ステップＳ３
１）、これにより対象部品に近接する位置までノズル部
材２０が下降してから、サーボモータ２１が駆動される
ことによりノズル部材２０が部品に当接する位置まで緩
やかに下降する（ステップＳ３２）。そして、部品が吸
着され（ステップＳ３３）、それから、エアシリンダ２
５の駆動によるノズル部材２０の上昇が低速で行なわれ
るとともに、サーボモータ２１が上昇方向に駆動される
（ステップＳ３４）。

【００４５】一方、部品装着時には、同図（ｂ）のよう
に、先ず、エアシリンダ２５の駆動によるノズル部材２
０の下降が低速で行なわれ（ステップＳ３６）、これに
より対象部品に近接する位置までノズル部材２０が下降
してから、サーボモータ２１が駆動されることによりノ
ズル部材２０がプリント基板３に到達する位置まで緩や
かに下降する（ステップＳ３７）。そして、部品が装着
され（ステップＳ３８）、それから、エアシリンダ２５
の駆動によるノズル部材２０の上昇が高速で行なわれる
とともに、サーボモータ２１が上昇方向に駆動される
（ステップＳ３９）。

【００４６】以上のような当実施例の実装機によると、
上記サーボモータ２１とエアシリンダ２５とによりノズ
ル部材２０の昇降が行なわれるとともに、上記エアシリ
ンダ２５の昇降駆動速度が変更可能とされ、これらが制
御されることにより、部品吸着時及び部品装着時のノズ
ル昇降動作が対象部品の種類に応じて適切に調節され
る。

【００４７】すなわち、対象部品が標準チップ部品であ
る場合、図８に示すように、部品吸着時、部品装着時の
いずれにおいても、サーボモータ２１の駆動による高さ
位置調節後に、エアシリンダ２５によるノズル部材２０
の下降が高速で行なわれ、さらに、吸・装着後のエアシ
リンダ２５によるノズル部材の上昇も高速で行なわれる
ことにより、サイクルタイムが短縮される。この場合
に、上記標準チップ部品に対してはノズル部材の吸着力
が充分に作用するため、ノズル部材２０の昇降が高速で
行なわれても部品が脱落することはない。

【００４８】また、対象部品が、ノズル部材２０による
吸着力が低下し易い特殊形状部品や重量の大きい部品で
ある場合、部品吸着後のノズル部材上昇動作が高速で行
なわれると部品が脱落するおそれがあるが、この場合は
図９に示すように、部品吸着後のエアシリンダ２５によ
るノズル部材２０の上昇が低速で行なわれることによ
り、部品の脱落が防止される。しかも、これ以外のノズ
ル部材２０の昇降動作、つまり部品吸着前のノズル部材
下降動作、部品装着の際のノズル部材下降動作及び部品
装着後のノズル部材上昇動作においては、それぞれ、エ
アシリンダによるノズル部材の作動が高速で行なわれる
ため、部品の脱落が生じない範囲で可及的にサイクルタ
イムが短縮される。

【００４９】また、対象部品が高精度搭載を必要とする
部品である場合、部品吸着時には、エアシリンダ２５に
よる高速下降が行なわれてから、サーボモータ２１の駆
動によりノズル部材２０が部品に到達するまで緩やかに
下降され、部品吸着後はノズル部材２０が低速で上昇さ
れるため、ノズル部材２０が部品に当接する際や部品吸
着後のノズル部材上昇中に部品がずれ動くことが抑止さ
れる。さらに、部品装着時には、エアシリンダ２５によ
るノズル部材２０の下降が低速で行なわれ、かつ、この
エアシリンダ２５による低速下降が行なわれてから、サ
ーボモータ２１の駆動によりノズル部材２０がプリント
基板３に到達するまで緩やかに下降されるため、ノズル
部材下降中やプリント基板３への当接の際にも部品がず
れ動くことが抑止される。しかも、部品吸着前のエアシ
リンダ２５によるノズル部材２０の下降及び部品装着後
のノズル部材２０の上昇は高速で行なわれるため、不必
要にサイクルタイムが長くなることが避けられる。

【００５０】ところで、上記の図８に示す昇降制御もし
くは図９に示す昇降制御が行なわれる場合、ノズル部材
２０の下降動作としては、サーボモータ２１による高さ
位置調節後にエアシリンダ２５による高速下降が行なわ
れるが、エアシリンダ２５にクッション機構４５が設け
られていることにより、ノズル部材２０が下降端位置に
到達する直前では減速される。従って、高速下降時にも
ノズル部材２０が部品に当接するときの衝撃は充分に軽
減され、部品の破損が確実に防止される。

【００５１】なお、上記実施例では、図８〜図１０に示
す３種類のノズル部材昇降制御モードを対象部品の種類
に応じて選択するようにしているが、上記エアシリンダ
の下降速度、上昇速度、エアシリンダとサーボモータと
の作動順序がそれぞれ変更可能であるため、これらの組
合せにより上記３種類以外にも種々のノズル部材昇降制
御モードを選択することが可能である。

【００５２】また、ヘッドユニット５に設けられるノズ
ル部材２０の個数は上記実施例に限定されるものではな
い。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、本発明は、部品吸着用の
ノズル部材をエアシリンダで昇降駆動するようにした表
面実装機において、上記エアシリンダに対するエア給排
速度の調節によりエアシリンダの昇降駆動速度を変更可
能とし、ノズル部材に吸着される電子部品の種類に応じ
て上記昇降駆動速度を変更するようにしているため、上
記エアシリンダによるノズル部材の昇降速度を、吸着さ
れる部品に応じて適切に調節し、ノズル部材昇降中の部
品の脱落防止、サイクルタイムの短縮などを効果的に達
成することができる。

【００５４】さらに、サーボモータと上記エアシリンダ
とを併用することによって上記ノズル部材を所定の上昇
位置と下降位置とにわたって昇降させるようにするとと
もに、電子部品の種類に応じて上記サーボモータとエア
シリンダとの作動順序を調整しつつエアシリンダの昇降
駆動速度を変更することにより、ノズル部材の昇降動作
をより一層効果的に調節することができる。

【００５５】また、上記エアシリンダに、その下降方向
の駆動を下降端到達直前で減速させるクッション機構を
設けておけば、エアシリンダにより下降されたノズル部
材が部品に当接するとき等に部品に加わる衝撃を緩和
し、部品の破損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による表面実装機全体の概略
平面図である。

【図２】上記実装機におけるヘッドユニットの正面図で
ある。

【図３】上記ヘッドユニットの側面図である。

【図４】上記ヘッドユニットの底面図である。

【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）はノズル部材を昇降駆動す
るエアシリンダの構造及び動作を示す断面図である。

【図６】上記エアシリンダに対するエア供給系統の回路
図である。

【図７】上記表面実装機による実装動作の全体を示すフ
ローチャートである。

【図８】（ａ）（ｂ）は標準チップ部品を処理対象とす
る場合の部品吸着時及び部品装着時の制御を示すフロー
チャートである。

【図９】（ａ）（ｂ）は特種形状部品等を処理対象とす
る場合の部品吸着時及び部品装着時の制御を示すフロー
チャートである。

【図１０】（ａ）（ｂ）は高精度搭載が必要な部品を処
理対象とする場合の部品吸着時及び部品装着時の制御を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

５ ヘッドユニット ２０ ノズル部材 ２１ 全体上下動用サーボモータ ２５ エアシリンダ ４５ クッション機構 ５５，５６，５８，５９ 速度制御弁 ５７，６０ 切替弁 ６１ 制御ユニット

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 13/04 B25J 9/16

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品供給部と部品装着部とにわたって移
   動可能なヘッドユニットに、電子部品を吸着するノズル
   部材と、このノズル部材を昇降駆動するエアシリンダと
   を備えた表面実装機において、上記ノズル部材及びエアシリンダを保持するハウジング
   をヘッドユニット本体に対して上下動可能とし、このハ
   ウジングを上下動させるサーボモータを設け、 このハウジングに対して上記ノズル部材を上記エアシリ
   ンダにより上下動させるようにするとともに、 上記エアシリンダに対するエア給排速度の調節によりエ
   アシリンダの昇降駆動速度を変更可能とする昇降駆動速
   度可変手段と、 上記ノズル部材に吸着される対象部品の種類に応じて部
   品吸着時及び部品装着時における上記サーボモータ及び
   エアシリンダの駆動の制御及び上記昇降駆動速度可変手
   段の制御を行う制御手段とを設け、この制御手段は、 上記対象部品が標準チップ部品である場合、部品吸着時
   及び部品装着時にそれぞれ、サーボモータの駆動よるノ
   ズル部材高さ位置の調整後にエアシリンダの高速駆動で
   ノズル部材を所定位置まで下降させるとともに、部品吸
   着または部品装着の後にエアシリンダの高速駆動でノズ
   ル部材を上昇させ、 上記対象部品がノズル部材による吸着力が低下し易い特
   殊形状部品や重量の重たい部品である場合、部品吸着時
   にはサーボモータの駆動よるノズル部材高さ位置の調整
   後にエアシリンダの高速駆動でノズル部材を所定位置ま
   で下降させるとともに、部品吸着後にエアシリンダの低
   速駆動でノズル部材を上昇させ、部品装着時にはサーボ
   モータの駆動よるノズル部材高さ位置の調整後にエアシ
   リンダの高速駆動でノズル部材を所定位置まで下降させ
   るとともに、部品装着後にエアシリンダの高速駆動でノ
   ズル部材を上昇させるように制御するものである ことを
   特徴とする表面実装機。
2. 【請求項２】 上記制御手段は、上記対象部品が高精度
   搭載を必要とする部品である場合、部品吸着時にはエア
   シリンダの高速駆動による下降とそれに続くサーボモー
   タの駆動による下降とで所定位置まで達するようにする
   とともに、部 品吸着後にエアシリンダの低速駆動及びサ
   ーボモータの駆動でノズル部材を上昇させ、部品装着時
   にはエアシリンダの低速駆動による下降とそれに続くサ
   ーボモータの駆動による下降とで所定位置まで達するよ
   うにするとともに、部品装着後にエアシリンダの高速駆
   動及びサーボモータの駆動でノズル部材を上昇させるよ
   うに制御するものであることを特徴とする請求項１記載
   の表面実装機。
3. 【請求項３】 部品供給部と部品装着部とにわたって移
   動可能なヘッドユニットに、電子部品を吸着するノズル
   部材と、このノズル部材を昇降駆動するエアシリンダと
   を備えた表面実装機において、 上記ノズル部材及びエアシリンダを保持するハウジング
   をヘッドユニット本体に対して上下動可能とし、このハ
   ウジングを上下動させるサーボモータを設け、 このハウジングに対して上記ノズル部材を上記エアシリ
   ンダにより上下動させるようにするとともに、 上記エアシリンダに対するエア給排速度の調節によりエ
   アシリンダの昇降駆動速度を変更可能とする昇降駆動速
   度可変手段と、 上記ノズル部材に吸着される対象部品の種類に応じて部
   品吸着時及び部品装着時における上記サーボモータ及び
   エアシリンダの駆動の制御及び上記昇降駆動速度可変手
   段の制御を行う制御手段とを設け、 この制御手段は、 上記対象部品が標準チップ部品である場合、部品吸着時
   及び部品装着時にそれぞれ、サーボモータの駆動よるノ
   ズル部材高さ位置の調整後にエアシリンダの高速駆動で
   ノズル部材を所定位置まで下降させるとともに、部品吸
   着または部品装着の後にエアシリンダの高速駆動でノズ
   ル部材を上昇させ、 上記対象部品が高精度搭載を必要とする部品である場
   合、部品吸着時にはエアシリンダの高速駆動による下降
   とそれに続くサーボモータの駆動による下降とで所定位
   置まで達するようにするとともに、部品吸着後にエアシ
   リンダの低速駆動及びサーボモータの駆動でノズル部材
   を上昇させ、部品装着時にはエアシリンダの低速駆動に
   よる下降とそれに続くサーボモータの駆動による下降と
   で所定位置まで達するようにするとともに、部品装着後
   にエアシリンダの高速駆動及びサーボモータの駆動でノ
   ズル部材を上昇させるように制御するものである ことを
   特徴とする 表面実装機。
4. 【請求項４】 上記エアシリンダに、その下降方向の駆
   動を下降端到達直前で減速させるクッション機構を設け
   たことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の
   表面実装機。