JP3780659B2

JP3780659B2 - Component mounting device

Info

Publication number: JP3780659B2
Application number: JP27845797A
Authority: JP
Inventors: 武一柿沼; 明木村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-10-13
Filing date: 1997-10-13
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2017-10-13
Also published as: JPH11121990A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、部品を装着する装置に関し、特に電子部品を基板に装着する部品装着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２４は、従来の部品装着装置の一例を示す斜視図である。
この部品装着装置１０は、電子部品を基板に装着する部品装着装置であり、架台１１の上面にＸＹロボット１２、基板搬送コンベア１３、交換用ノズル保持部１４等が配設された構成となっている。そして、ＸＹロボット１２には、吸着ノズルを備えた装着ヘッド１５が取り付けられている。
このような構成において、電子部品を基板に装着する際は、ＸＹロボット１２により装着ヘッド１５をＸＹ方向に移動させ、装着する電子部品上に位置決めする。そして、吸着ノズルをＺ方向に下降させて電子部品を吸着させた後、吸着ノズルをＺ方向に上昇させる。再び、ＸＹロボット１２により装着ヘッド１５をＸＹ方向に移動させ、基板搬送コンベア１３により搬送されてきた基板の装着位置上に位置決めする。そして、吸着ノズルをＺ方向に下降させて電子部品を基板の装着位置に装着する。
【０００３】
また、電子部品の種類が変更されて現状の吸着ノズルではその電子部品を吸着することができなくなった場合には、電子部品形状に合わせた吸着ノズルに交換する。即ち、ＸＹロボット１２により装着ヘッド１５をＸＹ方向に移動させ、交換用ノズル保持部１４の空き領域上に位置決めする。そして、吸着ノズルを装着ヘッド１５のノズル取付部から取外して上記空き領域に収納する。その後、ＸＹロボット１２により装着ヘッド１５をＸＹ方向に移動させ、交換用ノズル保持部１４の所定の吸着ノズル上に位置決めする。そして、その吸着ノズルを装着ヘッド１５のノズル取付部に取り付ける。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の部品装着装置１０では、装着対象の電子部品の形状に合わせて吸着ノズルを交換する際、交換用ノズル保持部１４が架合１１の上面に固定されているので、装着へッド１５は交換用ノズル保持部１４の固定位置まで移動して交換動作を行わなければならない。
従って、このノズル交換位置への移動及びノズル交換作業により、基板に対する電子部品の装着工数が増大してしまうという問題がある。
【０００５】
この発明は、上述した事情から成されたものであり、ノズル交換を迅速かつ容易に行うことができる部品装着装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、この発明にあっては、部品を吸着して装着する為の交換可能なノズルが取り付けられている装着ヘッドと、その装着へッド側に取り付けられ、複数個の交換用の前記ノズルを保持可能なノズルカートリッジと、前記ノズルカートリッジに保持されている交換用のノズルを前記装着ヘッドに取り付けられているノズルと自動交換する為のノズル脱着手段とを備えることにより達成される。
【０００７】
上記構成によれば、装着ヘッド側に交換用のノズルを設けているので、装着ヘッド移動中にノズル交換が可能となり、装着速度の高速化を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施形態は、この発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【０００９】
図１は、この発明の部品装着装置の実施形態の全体構成を示す概略斜視図である。
この部品装着装置１００は、電子部品を基板に装着する部品装着装置であり、架台１１０の上面にロボット部１２０のＸ軸１２１とＹ軸１２２、基板搬送コンベア１３０等が配設された構成となっている。そして、ロボット部１２０のＹ軸１２２には、吸着ノズルを備えた装着ヘッド１５０が取り付けられている。
図２は、装着へッド１５０の詳細を示す断面側面図、図３は、その別方向から見た側面図である。
この装着ヘッド１５０は、吸着ノズルをＺ方向に上下移動及びθ方向に回転させ、部品供給機から供給される電子部品を真空吸着して基板上に装着するものである。
【００１０】
装着ヘッド１５０の本体１５１には、Ｚ方向に上下移動及びθ方向に回転可能なシャフト１５２が取り付けられている。このシャフト１５２は、表面にスプライン溝とボールネジ溝が切られており、図２に示すように、各溝にスプラインナット１５３とボールネジナット１５４が取り付けられている。
スプラインナット１５３には、図３に示すように、プーリー１５５が取り付けられている。そして、このプーリー１５５は、回転用サーボモータ１５６に取り付けられているプーリー１５７とベルト接続されている。従って、回転用サーボモータ１５６の回転によりスプラインナット１５３及びシャフト１５２が回転するようになっている。
【００１１】
また、ボールネジナット１５４には、図３に示すように、プーリー１５８が取り付けられている。そして、このプーリー１５８は、上下用サーボモータ１５９に取り付けられているプーリー１６０とベルト接続されている。従って、上下用サーボモータ１５９の回転によりボールネジナット１５４が回転し、シャフト１５２が上下移動するようになっている。
シャフト１５２の下端には、図２に示すように、ノズル固定ブラケツト１６１が、スプラインシャフト１６２及びスプラインナット１６３を介して固定されている。このノズル固定ブラケット１６１は、シャフト１５２に対し回転は規制され上下移動のみが可能となっているので、この上下移動のストロークが電子部品装着時の障害物や部品高さのバラツキを吸収する。そして、ノズル固定ブラケット１６１には、電子部品を真空吸着するための吸着ノズル１６４が脱着可能に装着されている。
【００１２】
また、この装着へッド１５０の本体１５１の下部には、図４に示すような複数の交換用の吸着ノズル１６４を一直線上に並べて収納する交換用ノズル固定板１６５が、固定装着されている。この交換用ノズル固定板１６５は、図２及び図３に示すように、直動ガイド１６６に支持されていると共に、図５に示すように、ベルト１６７が固定されている。このベルト１６７は、ノズル選択用サーボモータ１６８に取り付けられているプーリー１６９とベルト接続されている。従って、ノズル選択用サーボモータ１６８の回転により交換用ノズル固定板１６５は水平方向に移動するようになっており、用途に合った吸着ノズル１６４をノズル固定ブラケット１６１の位置に移動させてノズル交換する事が可能である。
【００１３】
図６は、吸着ノズルを脱着するノズル脱着機構の詳細例を示す断面側面図である。
このノズル脱着機構は、上下移動及び回転可能なシャフト１５２下端の内部にスプラインナット１６３が固定され、スプラインナット１６３にスプラインシャフト１６２が挿入されている。
スプラインシャフト１６２は、上下移動可能で回転規制された構成となっている。スプラインシャフト１６２の両端には、Ｏリング１７０が装着され、部品の真空吸着時の空気の漏れを防いでいる。また、スプラインシャフト１６２には、ノズル固定シャフト１７１がネジ１７２により固定されている。
【００１４】
吸着ノズル１６４は、ノズル固定ブラケット１６１とその内側に固定されたスリーブ１７３及びバネ１７４により、ノズル固定シャフト１７１下端のテーパー面に押し当てられ、テーパー面の摩擦と、吸着ノズル１６４に圧入された回転止めピン１７５及びノズル固定シャフト１７１下端のＵ溝とにより、ノズル固定シャフト１７１に固定されている。また、吸着ノズル１６４は、ノズル固定シャフト１７１を介してスプラインシャフト１６２と結合され、シャフト１５２に対し上下移動が可能であるが、その移動量はノズル固定シャフト１７１に圧入されたピン１７６及びシャフト１５２の長穴により規制される。この吸着ノズル１６４の上下移動により電子部品装着時の衝撃や障害物、部品高さのバラツキをスプラインシャフト１６２の上部に配置されたバネ１７７が吸収する。
【００１５】
このような構成において、そのノズル脱着動作を図７を参照して説明する。尚、説明を容易にする為、ここではシャフト１５２とノズル固定シャフト１７１を一体とみなし、シャフト１７８とする。
先ず、ノズル固定ブラケット１６１及びバネ１７４により上下移動及び回転可能なシャフト１７８に固定された吸着ノズル１６４が、交換用ノズル固定板１６５の下の領域で電子部品の吸装着を行う（同図（Ａ））。
次に、シャフト１７８が上昇して、本体１５１に固定されたストッパー１７９にノズル固定ブラケット１６１の上面が接触し、吸着ノズル１６４がシャフト１７８に固定されて交換用ノズル固定板１６５の中間高さに位置決めされる。即ち、吸着ノズル１６４は、ローラー１８０とそれに結合されたシャフト１８１及びローラー１８０を押し出す為のバネ１８２で構成された交換用ノズル固定板１６５において、ロ−ラー１８０の中心より上方に位置する為、ローラー１８０により上方に押し上げられた状態で、シャフト１７８により高さを規制され停止している（同図（Ｂ））。
【００１６】
そして、シャフト１７８は更に上昇するが、ノズル固定ブラケット１６１はストッパー１７９により上方向に位置が規制されている為、シャフト１７８のみが上昇する。これによりシャフト１７８と吸着ノズル１６４の固定は解除される。また、吸着ノズル１６４は、シャフト１７８による高さ方向の規制が無くなる為、ローラー１８０により上方に押し上げられ、ローラー１８０と交換用ノズル固定板１６５により保持され、更にノズル固定ブラケット１６１から離れる為、ノズル固定ブラケット１６１の切り欠き方向に移動可能となる（同図（Ｃ））。
以上の一連のシャフト１７８の上下移動と交換用ノズル固定板１６５の移動で吸着ノズル１６４の脱着を繰り返す事によりノズル交換が可能になる。
以上がこの発明の部品装着装置の実施形態の基本構成であるが、部分的な構成を以下のように変更することも可能である。
【００１７】
図８は、対象基板の機種切り替え時等において吸着ノズルを全数取り替える場合に、その段取り替えを容易に行うことができるカートリッジ機構の詳細例を示す平面図である。
このカートリッジ機構２００のノズルカートリッジ２０１は、脱着ボタン２０２とそれに結合されたピン２０３及びバネ２０４から構成されている。脱着ボタン２０２は、ピン２０３とノズルカートリッジ２０１に設けられた長穴により動きが規制され、バネ２０４により外側に押されている。
カートリッジフレーム２０５は、ノズルカートリッジ２０１を本体１５１に水平移動可能な様に固定するもので、Ｖブロック２０６とバネ２０７とピン２０８とピン２０９で構成されている。そして、カートリッジフレーム２０５には、図９に示すように、ベルト１６７が固定されている。このベルト１６７は、ノズル選択用サーボモータ１６８に取り付けられているプーリー１６９とベルト接続されている。従って、ノズル選択用サーボモータ１６８の回転によりノズルカートリッジ２０１及びカートリッジフレーム２０５は水平方向に移動するようになっており、用途に合った吸着ノズル１６４をノズル固定ブラケット１６１の位置に移動させてノズル交換する事が可能である。
【００１８】
このような構成において、そのカートリッジ脱着動作を図１０及び図１１（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。
先ず、吸着ノズル１６４をノズルカートリッジ２０１に配列し、ノズルカートリッジ２０１をカートリッジフレーム２０５に移動させる（図１０）。
次に、ノズルカートリッジ２０１をカートリッジフレーム２０５内に押し込むと、脱着ボタン２０２に設けられた穴のテーパー部がピン２０９の先端のテーパー部に当たり、脱着ボタン２０２がノズルカートリッジ２０１の内側に押し戻される。更にノズルカートリッジ２０１をカートリッジフレーム２０５内に押し込むと、脱着ボタン２０２に設けられた穴の段部がバネ２０７の力によりピン２０９の段部にはまり込む。これにより、ノズルカートリッジ２０１は、カートリッジフレーム２０５に固定された状態になる（図１１）。
【００１９】
カートリッジフレーム２０５に装填されたノズルカートリッジ２０１は、その先端部がＶブロック２０６とピン２０８によりそれぞれ上下左右が位置決めされ、後端部がピン２０９により位置決めされる。また、上記段部のはまり込み部でのガタを無くす為、ノズルカートリッジ２０１は、Ｖブロック２０６及びバネ２０７により、脱着ボクン２０２の段部をピン２０９の段部に押しつけている。
そして、ノズルカートリッジ２０１をカートリッジフレーム２０５から取り外す場合は、両方の脱着ボタン２０２をノズルカートリツジ２０１内に押し込み、段部でのはまり込みを解除して引き抜く（図１０）。
【００２０】
図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、他機種の電子部品装着装置の吸着ノズルの流用が可能となり、吸着ノズルのスペアー管理が容易になるノズルアダプターの詳細例を示す平面図、断面側面図、内部の平面図、要部の側面図である。
このノズルアダプター２１０は、上記吸着ノズル１６４の先端部を別体とし、脱着可能としたもので、内部に固定されたノズル固定リング２１１と、ノズル固定リング２１１に放射状に３箇所あけられた穴に入れられた鋼球２１２と、それらの鋼球２１２の外周を保持するＯリング２１３を備えている。
このノズルアダプター２１０に取り付けられるノズル２１４は、３箇所の溝を有し、鋼球２１２により回転方向が規制され、上下方向のみ移動可能な様に保持される。また、ノズル２１４は、バネ２１５により電子部品装着時の衝撃や障害物、部品高さのバラツキを吸収する。このバネ２１５は、図６に示すバネ１７７と同じ働きであるが、バネ１７７に比ベてハネ下の質量が小さい為、小形電子部品や衝撃を嫌う部品の装着時に有効である。
【００２１】
図１３（Ａ）、（Ｂ）は、対象基板の機種切り替え時等において複数のノズルカートリッジを自動交換することができるノズルカートリッジチェンジャーの詳細例を示す平面図及び側面図である。
このノズルカートリッジチェンジャー２２０は、テーブル２２１上に２本のガイドシャフト２２２と１本のロッドレスシリンダー２２３が平行に配置されており、さらに２本の爪２２４を有する平行型開閉エアーチャック２２５が、ガイドシャフト２２２とロッドレスシリンダー２２３に水平移動可能なように取り付けられ、またノズルカートリッジ２０１の姿勢を維持するためのガイド２２６が、ガイドシャフト２２２とロッドレスシリンダー２２３の一端に配置された構成となっている。尚、この例では、３組の平行型開閉エアーチャック２２５等が平行に配置されているが、これに限定されるものではなく、任意の数の組を配置するようにしても良い。
【００２２】
このような構成において、そのノズルカートリッジチェンジ動作を説明する。先ず、ロッドレスシリンダー２２３が、平行型開閉エアーチャック２２５をガイドシャフト２２２に沿って装着ヘッド１５０に装填されているノズルカートリッジ２０１側に移動させる。そして、平行型開閉エアーチャック２２５は、２本の爪２２４を閉じる事により、ノズルカートリツジ２０１の脱着ボタン２０２を押し込む。これにより、ノズルカートリッジ２０１は、カートリッジフレーム２０５との固定が解除され、かつ平行型開閉エアーチャック２２５に保持される。次に、ロッドレスシリンダー２２３が、平行型開閉エアーチャック２２５をガイドシャフト２２２に沿って逆方向に移動させ、平行型開閉エアーチャック２２５に保持されているノズルカートリッジ２０１をガイド２２６に沿って装着ヘッド１５０から引き抜く。尚、上記動作とは逆の動作をさせることにより、ノズルカートリッジ２０１を装着ヘッド１５０に装填する事ができる。
【００２３】
図１４（Ａ）、（Ｂ）は、装着ヘッドの別の形態を示す断面側面図及び別の方向から見た側面図である。
この装着ヘッド２３０は、その本体２３１の下部に図１５に示すような円盤状のノズル固定板２３２が取り付けられている。そして、ノズル固定板２３２には、円周上に等間隔に複数（この例では６個）の吸着ノズル２３３が保持されている。また、ノズル固定板２３２は、本体２３１に固定された減速機２３４を介してノズル選択用サーボモータ２３５に連結され、回転位置決めが可能となっている。ノズル固定板２３２における１つの吸着ノズル２３３の保持位置の上方には、ノズルブラケット２３６が上下移動及び回転可能なシャフト２３７の一端に取り付けられている。
【００２４】
このような構成において、その装着動作を説明すると、先ず、ノズル選択用サーボモータ２３５が、ノズル固定板２３２を回転させて心要な吸着ノズル２３３をノズルブラケット２３６の下方に位置決めする。
次に、シャフト２３７が、下方に移動して吸着ノズル２３３をノズルブラケット２３６に装着させる。尚、上記動作とは逆の動作をさせることにより、吸着ノズル２３３をノズルブラケット２３６から外して交換を行うことができる。
【００２５】
図１６（Ａ）は、吸着ノズルを脱着する別のノズル脱着機構の詳細例を示す側面図であり、同図（Ｂ）は、別の方向から見た断面側面図である。
このノズル脱着機構２４０は、上下移動及び回転可能なシャフト２４１下端の両側にピン２４２を支点に回転可能な２本のレバー２４３が取り付けられている。そして、レバー２４３の下端には、ベアリング２４４が取り付けられ、レバー２４３の上端には、バネ２４５が取り付けられている。また、シャフト２４１の内部には、吸着ノズル２４６を位置決めするノズル位置決めシャフト２４７及びバネ２４８が組み込まれている。さらに、シャフト２４１の途中両側には、回転可能な２つのストッパー２４９が取り付けられている。
【００２６】
このような構成において、そのノズル脱着動作を図１７を参照して説明する。吸着ノズル２４６は、その軸の両側面に設けられている平面２４６ａ（図１７（Ｃ）参照）が、レバー２４３のバネ２４５の作用によりベアリング２４４で挟み込まれるとともに、その軸の先端部がバネ２４８の作用によりノズル位置決めシャフト２４７のテーパー部に押圧されて保持される。このとき吸着ノズル２４６はベアリング２４４により平面２４６ａで保持される為、回転は規制されるが上下移動は可能であるので、電子部品装着時の衝撃や障害物、部品高さのバラツキを吸収する。
このような状態から、シャフト２４１が上昇すると、レバー２４３がストッパー２４９に接触する（同図（Ａ））。更にシャフト２４１が上昇すると、レバー２４３の上端が閉じ、レバー２４３の下端が開くので、ベアリング２４４による吸着ノズル２４６の保持が解除される（同図（Ｂ））。そして、更にシャフト２４１が上昇すると、レバー２４３の下端が吸着ノズル２４６より高い位置に来るので、吸着ノズル２４６を水平方向に移動させてノズル交換を行う。
【００２７】
図１８及び図１９は、上記ノズル交換を更に高速で行う事を可能としたノズル交換機構を示す断面側面図である。
図１８に示すノズル交換機構２５０においては、吸着ノズル２５１は、上下移動及び回転可能なシャフト２５２に取り付けられたノズルブラケット２５３がフリーの状態のときは、バネ２５４により吸着ノズル２５１のテーパーシャフト部がシャフト２５２のテーパ穴と接触して位置決めされ、シャフト２５２に固定されており（同図（Ａ））、ノズルブラケット２５３が装着ヘッド本体２５５に接触している状態のときは、バネ２５４から開放されて吸着ノズル２５１のテーパーシャフト部がシャフト２５２のテーパ穴と離れて、シャフト２５２から外される（同図（Ｂ））。
【００２８】
図１９に示すノズル交換機構２６０においては、吸着ノズル２６１は、上下移動及び回転可能なシャフト２６２に固定されており、直動ガイド２６３により水平移動可能なノズル固定板２６４の下の領域で電子部品の吸装着を行う（同図（Ａ））。
そして、シャフト２６２が上昇し、ノズルブラケット２６５が装着ヘッド本体２６６に接触した直後は、まだ吸着ノズル２６１はシャフト２６２に固定されている（同図（Ｂ））。
更にシャフト２６２が上昇すると、ノズルブラケット２６５は装着ヘツド本体２６６により位置が規制されている為、ノズルブラケット２６５に対しシャフト２６２のみが上昇する。よって、吸着ノズル２６１とシャフト２６２の固定は解除される。
【００２９】
ここで、ノズル交換シリンダー２６７が、交換用の吸着ノズル２６１をシャフト２６２の中心軸上のノズル固定位置まで押し出すと、現在固定を解除された吸着ノズル２６１は、交換用の吸着ノズル２６１に押され、ノズル固定板２６４の対面側に入ってマグネット２６８により保持される（同図（Ｃ））。
以上により、ノズル交換を完了する。従って、図２０に示す様に、次に交換する吸着ノズル２６１をあらかじめ交換位置に移動させておく事により、ノズル選択時のノズル固定板２６４の移動時間が省け、高速なノズル交換が実現する。
【００３０】
図２１は、吸着ノズルの別の一例を示す側面図である。
この吸着ノズル２７０は、その本体２７１にそのノズル番号及び形状等の情報を記録したチップ２７２が埋め込まれている。そして、装着ヘッド本体側に固定され、空間伝送によりチップ２７２に記録された情報を読み取り可能なヘッド２７３により、ノズル固定板上に配置された吸着ノズル２７１の情報を得るようにしたものである。これにより、装着作業に必要な吸着ノズル２７１の有無や配置が認識でき、装置の設定ミスを防ぐことができる。
【００３１】
図２２は、部品装着装置１００の装着ヘッド１５０の制御装置の一例を示すブロック図であり、図２３は、その動作例を示すフローチャートである。
回転軸、上下軸、ノズル選択軸の各サーボモータ３０１、３０２、３０３は、それそれ駆動回路３０４、３０５、３０６を介して制御部３０７に接続されている。また、装着ヘッド移動位置や装吸着部品データー、搭載ノズル形状情報などが記憶されている初期パラメータ記憶部３０８及び上下軸位置確認センサー３０９も制御部３０７に接続されている。
【００３２】
このような構成において、ノズル交換は、装着ヘッド１５０の部品吸着位置への移動中に行われる（ステップＳ１〜Ｓ７）。先ず、上下軸及び回転軸がノズル交換待機位置へ移動する（ステップＳ２、図７（Ａ））。次に、上下軸が上昇し（ステップＳ３、図７（Ｂ））、吸着ノズル１６４の固定が解除された状態になる（ステップＳ４、図７（Ｃ））。ここで、上下位置確認センサー３０９により、上下軸が所定の高さまで上がり、吸着ノズル１６４が解除された事を確認し、ノズル選択軸が移動し（ステップＳ５）、吸着ノズル１６４の選択が行われる。吸着ノズル１６４の選択終了後、上下軸が下降し（ステップＳ６）、元の吸着ノズル１６４が固定された状態になり、ノズル交換を完了する。
【００３３】
以上のような部品装着装置１００の装着ヘッド１５０によれば、従来の部品装着装置１０の装着ヘッド１５のように、装着対象の電子部品形状に合わせて吸着ノズルを交換する際、交換用ノズル位置に移動し交換動作を行う為、各電子部品形状毎のノズル交換に於ける位置移動及び交換作業により、電子部品のプリント基板に対する装着速度が低下してしまうような問題を解消することができる。即ち、この実施形態の装着へッド１５０は、ノズル交換機能を持ち、電子部品の装着・吸着時の装着ヘッド移動過程に於いてノズル交換を完了させる為、ノズル交換に於ける時間的ロスを無くすことができる。また、交換用の吸着ノズルをカートリッジ式にする事により、対象基板の機種変更に伴う段取り替えを短時間で簡単に行うことができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ノズル交換を迅速かつ容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の部品装着装置の実施形態の全体構成を示す概略斜視図。
【図２】図１の部品装着装置の装着へッドの詳細を示す断面側面図。
【図３】図２の装着へッドの別方向から見た側面図。
【図４】図２の装着へッドの交換用ノズル固定板の平面図及び背面図。
【図５】図４の交換用ノズル固定板の詳細を示す平面図。
【図６】ノズル脱着機構の詳細例を示す断面側面図。
【図７】図６のノズル脱着機構のノズル脱着動作を示す断面側面図。
【図８】カートリッジ機構の詳細例を示す平面図。
【図９】図８のカートリッジ機構の詳細例を示す平面図。
【図１０】図８のカートリッジ機構のカートリッジ脱着動作を示す斜視図。
【図１１】図８のカートリッジ機構のカートリッジ脱着動作を示す平面図及び側面図。
【図１２】ノズルアダプターの詳細例を示す平面図、断面側面図、内部の平面図、要部の側面図。
【図１３】ノズルカートリッジチェンジャーの詳細例を示す平面図及び側面図。
【図１４】装着ヘッドの別の形態を示す断面側面図及び別の方向から見た側面図。
【図１５】図１４の装着ヘッドのノズル固定板を示す平面図。
【図１６】別のノズル脱着機構の詳細例を示す側面図及び別の方向から見た断面側面図。
【図１７】図１６のノズル脱着機構のノズル脱着動作を示す断面側面図。
【図１８】ノズル交換機構を示す断面側面図。
【図１９】別のノズル交換機構を示す断面側面図。
【図２０】図１９のノズル交換機構の平面図。
【図２１】吸着ノズルの別の一例を示す側面図。
【図２２】部品装着装置の装着ヘッドの制御装置の一例を示すブロック図。
【図２３】図２２の制御装置の動作例を示すフローチャート。
【図２４】従来の部品装着装置の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
１００・・・部品装着装置、１５０・・・装着へッド、１５１・・・本体、１５２・・・シャフト（ノズル脱着手段）、１５３・・・スプラインナット（ノズル脱着手段）、１５４・・・ボールネジナット（ノズル脱着手段）、１５５・・・プーリー（ノズル脱着手段）、１５６・・・回転用サーボモータ（ノズル脱着手段）、１５７・・・プーリー（ノズル脱着手段）、１５８・・・プーリー（ノズル脱着手段）、１５９・・・上下用サーボモータ（ノズル脱着手段）、１６０・・・プーリー（ノズル脱着手段）、１６１・・・ノズル固定ブラケツト（ノズル脱着手段）、１６２・・・スプラインシャフト（ノズル脱着手段）、１６３・・・スプラインナット（ノズル脱着手段）、１６４・・・吸着ノズル、１６５・・・交換用ノズル固定板（ノズルカートリッジ）、１６６・・・直動ガイド（ノズル脱着手段）、１６７・・・ベルト（ノズル脱着手段）、１６８・・・ノズル選択用サーボモータ（ノズル脱着手段）、１６９・・・プーリー（ノズル脱着手段）、１７０・・・Ｏリング（ノズル脱着手段）、１７１・・・ノズル固定シャフト（ノズル脱着手段）、１７２・・・ネジ（ノズル脱着手段）、１７３・・・スリーブ（ノズル脱着手段）、１７４・・・バネ（ノズル脱着手段）、１７５・・・ピン（ノズル脱着手段）、１７６・・・ピン（ノズル脱着手段）、１７７・・・バネ（ノズル脱着手段）、１７８・・・シャフト（ノズル脱着手段）、１７９・・・ストッパー（ノズル脱着手段）、１８０・・・ローラー（ノズル脱着手段）、１８１・・・シャフト（ノズル脱着手段）、１８２・・・バネ（ノズル脱着手段）、２００・・・カートリッジ機構、２０１・・・ノズルカートリッジ、２０２・・・脱着ボタン、２０３・・・ピン、２０４・・・バネ、２０５・・・カートリッジフレーム、２０６・・・Ｖブロック、２０７・・・バネ、２０８・・・ピン、２０９・・・ピン、２１０・・・ノズルアダプター、２１１・・・ノズル固定リング、２１２・・・鋼球、２１３・・・Ｏリング、２１４・・・ノズル、２１５・・・バネ、２２０・・・ノズルカートリッジチェンジャー、２２１・・・テーブル、２２２・・・ガイドシャフト、２２３・・・ロッドレスシリンダー、２２４・・・爪、２２５・・・平行型開閉エアーチャック、２２６・・・ガイド、２３０・・・装着ヘッド、２３１・・・本体、２３２・・・ノズル固定板、２３３・・・吸着ノズル、２３４・・・減速機、２３５・・・ノズル選択用サーボモータ、２３６・・・ノズルブラケット、２３７・・・シャフト、２４０・・・ノズル脱着機構、２４１・・・シャフト、２４２・・・ピン、２４３・・・レバー、２４４・・・ベアリング、２４５・・・バネ、２４６・・・吸着ノズル、２４７・・・ノズル位置決めシャフト、２４８・・・バネ、２４９・・・ストッパー２５０・・・ノズル交換機構、２５１・・・吸着ノズル、２５２・・・シャフト、２５３・・・ノズルブラケット、２５４・・・バネ、２５５・・・装着ヘッド本体、２６０・・・ノズル交換機構、２６１・・・吸着ノズル、２６２・・・シャフト、２６３・・・直動ガイド、２６４・・・ノズル固定板、２６５・・・ノズルブラケット、２６６・・・装着ヘツド本体、２７０・・・吸着ノズル、２７１・・・本体、２７３・・・チップ３０１、３０２、３０３・・・サーボモータ、３０４、３０５、３０６・・・駆動回路、３０７・・・制御部、３０８・・・初期パラメータ記憶部、３０９・・・上下軸位置確認センサー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for mounting components, and more particularly to a component mounting apparatus for mounting electronic components on a board.
[0002]
[Prior art]
FIG. 24 is a perspective view showing an example of a conventional component mounting apparatus.
This component mounting apparatus 10 is a component mounting apparatus that mounts electronic components on a board, and has a configuration in which an XY robot 12, a board transport conveyor 13, a replacement nozzle holder 14, and the like are disposed on the top surface of the gantry 11. Yes. The XY robot 12 is attached with a mounting head 15 having a suction nozzle.
In such a configuration, when the electronic component is mounted on the substrate, the mounting head 15 is moved in the XY directions by the XY robot 12 and positioned on the electronic component to be mounted. Then, after lowering the suction nozzle in the Z direction to suck the electronic component, the suction nozzle is raised in the Z direction. Again, the mounting head 15 is moved in the XY directions by the XY robot 12 and positioned on the mounting position of the substrate transported by the substrate transport conveyor 13. Then, the suction nozzle is lowered in the Z direction to mount the electronic component at the mounting position of the substrate.
[0003]
Further, when the type of electronic component is changed and the current suction nozzle can no longer suck the electronic component, it is replaced with a suction nozzle that matches the shape of the electronic component. In other words, the mounting head 15 is moved in the XY direction by the XY robot 12 and positioned on the empty area of the replacement nozzle holder 14. Then, the suction nozzle is removed from the nozzle mounting portion of the mounting head 15 and stored in the empty area. Thereafter, the mounting head 15 is moved in the XY directions by the XY robot 12 and positioned on a predetermined suction nozzle of the replacement nozzle holder 14. Then, the suction nozzle is attached to the nozzle attachment portion of the mounting head 15.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional component mounting apparatus 10 described above, when the suction nozzle is replaced in accordance with the shape of the electronic component to be mounted, the replacement nozzle holder 14 is fixed to the upper surface of the bridge 11, so the mounting head 15 must move to the fixed position of the replacement nozzle holder 14 to perform the replacement operation.
Therefore, there is a problem that the number of steps for mounting electronic components on the substrate increases due to the movement to the nozzle replacement position and the nozzle replacement work.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a component mounting apparatus that can perform nozzle replacement quickly and easily.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, the above object is provided with a mounting head to which a replaceable nozzle for adsorbing and mounting a component is mounted, and a plurality of the replacement heads mounted on the mounting head side. This is achieved by including a nozzle cartridge capable of holding a nozzle, and a nozzle attaching / detaching means for automatically replacing a replacement nozzle held in the nozzle cartridge with a nozzle attached to the mounting head.
[0007]
According to the above configuration, since the replacement nozzle is provided on the mounting head side, the nozzle can be replaced while the mounting head is moving, and the mounting speed can be increased.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
The embodiments described below are preferable specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these forms.
[0009]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an overall configuration of an embodiment of a component mounting apparatus of the present invention.
This component mounting apparatus 100 is a component mounting apparatus that mounts electronic components on a board, and has a configuration in which an X axis 121 and a Y axis 122 of a robot unit 120, a board transfer conveyor 130, and the like are disposed on the upper surface of a gantry 110. ing. A mounting head 150 including a suction nozzle is attached to the Y axis 122 of the robot unit 120.
2 is a cross-sectional side view showing details of the mounting head 150, and FIG. 3 is a side view seen from another direction.
The mounting head 150 moves the suction nozzle up and down in the Z direction and rotates it in the θ direction, and vacuum-sucks the electronic component supplied from the component feeder to mount it on the substrate.
[0010]
A shaft 152 that can move up and down in the Z direction and rotate in the θ direction is attached to the main body 151 of the mounting head 150. The shaft 152 has a spline groove and a ball screw groove cut on the surface, and a spline nut 153 and a ball screw nut 154 are attached to each groove as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, a pulley 155 is attached to the spline nut 153. The pulley 155 is belt-connected to a pulley 157 attached to the rotation servomotor 156. Accordingly, the spline nut 153 and the shaft 152 are rotated by the rotation of the servo motor 156 for rotation.
[0011]
Further, a pulley 158 is attached to the ball screw nut 154 as shown in FIG. The pulley 158 is belt-connected to the pulley 160 attached to the vertical servo motor 159. Accordingly, the ball screw nut 154 is rotated by the rotation of the vertical servo motor 159 so that the shaft 152 moves up and down.
As shown in FIG. 2, a nozzle fixing bracket 161 is fixed to the lower end of the shaft 152 via a spline shaft 162 and a spline nut 163. Since the nozzle fixing bracket 161 is restricted in rotation with respect to the shaft 152 and can only move up and down, the stroke of this up and down movement absorbs the obstacles and variations in the height of the parts when the electronic parts are mounted. The nozzle fixing bracket 161 is detachably mounted with a suction nozzle 164 for vacuum-sucking electronic components.
[0012]
Further, a replacement nozzle fixing plate 165 for storing a plurality of replacement suction nozzles 164 arranged in a straight line as shown in FIG. 4 is fixedly mounted on the lower portion of the main body 151 of the mounting head 150. . The replacement nozzle fixing plate 165 is supported by a linear motion guide 166 as shown in FIGS. 2 and 3, and a belt 167 is fixed as shown in FIG. The belt 167 is belt-connected to a pulley 169 attached to the nozzle selection servomotor 168. Accordingly, the replacement nozzle fixing plate 165 is moved in the horizontal direction by the rotation of the nozzle selection servomotor 168, and the nozzles 164 suitable for the application are moved to the position of the nozzle fixing bracket 161 to replace the nozzles. Things are possible.
[0013]
FIG. 6 is a cross-sectional side view showing a detailed example of a nozzle detaching mechanism for detaching the suction nozzle.
In this nozzle attaching / detaching mechanism, a spline nut 163 is fixed inside a lower end of a shaft 152 that can move up and down and the spline shaft 162 is inserted into the spline nut 163.
The spline shaft 162 is configured to be vertically movable and restricted in rotation. O-rings 170 are attached to both ends of the spline shaft 162 to prevent air leakage during vacuum suction of components. A nozzle fixing shaft 171 is fixed to the spline shaft 162 with screws 172.
[0014]
The suction nozzle 164 is pressed against the tapered surface of the lower end of the nozzle fixing shaft 171 by a nozzle fixing bracket 161 and a sleeve 173 and a spring 174 fixed inside thereof, and the friction of the tapered surface and the rotation pressed into the suction nozzle 164 are performed. It is fixed to the nozzle fixing shaft 171 by a stop pin 175 and a U groove at the lower end of the nozzle fixing shaft 171. The suction nozzle 164 is coupled to the spline shaft 162 via the nozzle fixing shaft 171 and can move up and down with respect to the shaft 152. The amount of movement is a pin 176 press-fitted into the nozzle fixing shaft 171 and the shaft 152. It is regulated by the long hole. As the suction nozzle 164 moves up and down, a spring 177 disposed on the upper portion of the spline shaft 162 absorbs impacts, obstacles, and variations in the height of the electronic component.
[0015]
In such a configuration, the nozzle attaching / detaching operation will be described with reference to FIG. For ease of explanation, the shaft 152 and the nozzle fixing shaft 171 are regarded as one body here and are referred to as a shaft 178.
First, the suction nozzle 164 fixed to the shaft 178 that can be moved up and down by the nozzle fixing bracket 161 and the spring 174 sucks and mounts electronic components in the region below the replacement nozzle fixing plate 165 (FIG. 4A). )).
Next, the shaft 178 rises, the upper surface of the nozzle fixing bracket 161 comes into contact with the stopper 179 fixed to the main body 151, and the suction nozzle 164 is fixed to the shaft 178 to reach the intermediate height of the replacement nozzle fixing plate 165. Positioned. That is, the suction nozzle 164 is located above the center of the roller 180 in the replacement nozzle fixing plate 165 composed of the roller 180, the shaft 181 coupled thereto, and the spring 182 for pushing out the roller 180. In a state of being pushed up by the roller 180, the height is regulated by the shaft 178 and stopped ((B) in the figure).
[0016]
The shaft 178 further rises, but the position of the nozzle fixing bracket 161 is restricted upward by the stopper 179, so that only the shaft 178 rises. As a result, the fixing of the shaft 178 and the suction nozzle 164 is released. Further, since the suction nozzle 164 is not restricted in the height direction by the shaft 178, the suction nozzle 164 is pushed upward by the roller 180, held by the roller 180 and the replacement nozzle fixing plate 165, and further separated from the nozzle fixing bracket 161. The fixed bracket 161 can be moved in the notch direction (FIG. 3C).
The nozzle can be replaced by repeating the attachment / detachment of the suction nozzle 164 by the above-described series of vertical movement of the shaft 178 and movement of the replacement nozzle fixing plate 165.
The above is the basic configuration of the embodiment of the component mounting apparatus of the present invention, but the partial configuration can be changed as follows.
[0017]
FIG. 8 is a plan view showing a detailed example of a cartridge mechanism that can easily change the set-up when all the suction nozzles are changed when changing the model of the target substrate.
The nozzle cartridge 201 of the cartridge mechanism 200 includes an attaching / detaching button 202 and a pin 203 and a spring 204 coupled to the attaching / detaching button 202. The movement of the attachment / detachment button 202 is restricted by a pin 203 and a long hole provided in the nozzle cartridge 201, and is pushed outward by a spring 204.
The cartridge frame 205 fixes the nozzle cartridge 201 to the main body 151 so as to be horizontally movable, and includes a V block 206, a spring 207, a pin 208, and a pin 209. A belt 167 is fixed to the cartridge frame 205 as shown in FIG. The belt 167 is belt-connected to a pulley 169 attached to the nozzle selection servomotor 168. Accordingly, the nozzle cartridge 201 and the cartridge frame 205 are moved in the horizontal direction by the rotation of the nozzle selection servo motor 168. The suction nozzle 164 suitable for the application is moved to the position of the nozzle fixing bracket 161 to replace the nozzle. It is possible to do.
[0018]
In such a configuration, the cartridge attaching / detaching operation will be described with reference to FIGS. 10, 11A, and 11B.
First, the suction nozzles 164 are arranged in the nozzle cartridge 201, and the nozzle cartridge 201 is moved to the cartridge frame 205 (FIG. 10).
Next, when the nozzle cartridge 201 is pushed into the cartridge frame 205, the tapered portion of the hole provided in the attachment / detachment button 202 hits the tapered portion at the tip of the pin 209, and the attachment / detachment button 202 is pushed back to the inside of the nozzle cartridge 201. When the nozzle cartridge 201 is further pushed into the cartridge frame 205, the stepped portion of the hole provided in the attachment / detachment button 202 is fitted into the stepped portion of the pin 209 by the force of the spring 207. As a result, the nozzle cartridge 201 is fixed to the cartridge frame 205 (FIG. 11).
[0019]
The nozzle cartridge 201 loaded in the cartridge frame 205 is positioned at the top and bottom and right and left by a V block 206 and a pin 208, and at the rear end by a pin 209. Further, in order to eliminate the backlash at the stepped portion of the stepped portion, the nozzle cartridge 201 presses the stepped portion of the detachable bouncing 202 against the stepped portion of the pin 209 by the V block 206 and the spring 207.
When the nozzle cartridge 201 is removed from the cartridge frame 205, both the attachment / detachment buttons 202 are pushed into the nozzle cartridge 201 to release the jam at the stepped portion and pull out (FIG. 10).
[0020]
12A, 12 </ b> B, 12 </ b> C, and 12 </ b> D are detailed examples of nozzle adapters that enable the use of suction nozzles of other types of electronic component mounting apparatuses and facilitate the management of suction nozzle spares. They are a top view to show, a cross-sectional side view, an internal top view, and a side view of the principal part.
The nozzle adapter 210 has a tip portion of the suction nozzle 164 as a separate body that can be detached. The nozzle adapter 210 has a nozzle fixing ring 211 that is fixed inside, and holes that are formed in three locations radially in the nozzle fixing ring 211. The steel balls 212 are provided, and an O-ring 213 that holds the outer periphery of the steel balls 212 is provided.
The nozzle 214 attached to the nozzle adapter 210 has three grooves, the rotation direction is regulated by the steel ball 212, and the nozzle 214 is held so as to be movable only in the vertical direction. In addition, the nozzle 214 absorbs an impact, an obstacle, and a variation in the height of the electronic component mounted by the spring 215. The spring 215 has the same function as the spring 177 shown in FIG. 6, but has a smaller mass under the spring than the spring 177, and thus is effective when a small electronic component or a component that dislikes impact is mounted.
[0021]
FIGS. 13A and 13B are a plan view and a side view showing a detailed example of a nozzle cartridge changer that can automatically replace a plurality of nozzle cartridges when changing the model of the target substrate.
In this nozzle cartridge changer 220, two guide shafts 222 and one rodless cylinder 223 are arranged in parallel on a table 221, and a parallel type open / close air chuck 225 having two claws 224 is provided as a guide. A guide 226 is mounted on the shaft 222 and the rodless cylinder 223 so as to be horizontally movable, and a guide 226 for maintaining the posture of the nozzle cartridge 201 is disposed at one end of the guide shaft 222 and the rodless cylinder 223. Yes. In this example, three parallel open / close air chucks 225 and the like are arranged in parallel. However, the present invention is not limited to this, and an arbitrary number of sets may be arranged.
[0022]
In such a configuration, the nozzle cartridge changing operation will be described. First, the rodless cylinder 223 moves the parallel open / close air chuck 225 along the guide shaft 222 toward the nozzle cartridge 201 loaded in the mounting head 150. The parallel open / close air chuck 225 pushes the detachment button 202 of the nozzle cartridge 201 by closing the two claws 224. As a result, the nozzle cartridge 201 is released from the cartridge frame 205 and is held by the parallel open / close air chuck 225. Next, the rodless cylinder 223 moves the parallel open / close air chuck 225 in the reverse direction along the guide shaft 222, and moves the nozzle cartridge 201 held by the parallel open / close air chuck 225 along the guide 226 to the mounting head. Pull out from 150. The nozzle cartridge 201 can be loaded into the mounting head 150 by performing the reverse operation to the above operation.
[0023]
FIGS. 14A and 14B are a sectional side view showing another form of the mounting head and a side view seen from another direction.
The mounting head 230 has a disk-shaped nozzle fixing plate 232 as shown in FIG. The nozzle fixing plate 232 holds a plurality (six in this example) of suction nozzles 233 at equal intervals on the circumference. Further, the nozzle fixing plate 232 is connected to a nozzle selection servo motor 235 via a speed reducer 234 fixed to the main body 231, and can be rotated and positioned. Above the holding position of one suction nozzle 233 on the nozzle fixing plate 232, a nozzle bracket 236 is attached to one end of a shaft 237 that can move up and down and rotate.
[0024]
In such a configuration, the mounting operation will be described. First, the nozzle selection servomotor 235 rotates the nozzle fixing plate 232 to position the important suction nozzle 233 below the nozzle bracket 236.
Next, the shaft 237 moves downward to attach the suction nozzle 233 to the nozzle bracket 236. Note that the suction nozzle 233 can be removed from the nozzle bracket 236 and replaced by performing an operation opposite to the above operation.
[0025]
FIG. 16A is a side view showing a detailed example of another nozzle detaching mechanism for detaching the suction nozzle, and FIG. 16B is a sectional side view seen from another direction.
The nozzle attaching / detaching mechanism 240 is provided with two levers 243 that can rotate about a pin 242 on both sides of a lower end of a shaft 241 that can move up and down. A bearing 244 is attached to the lower end of the lever 243, and a spring 245 is attached to the upper end of the lever 243. In addition, a nozzle positioning shaft 247 and a spring 248 for positioning the suction nozzle 246 are incorporated in the shaft 241. Further, two rotatable stoppers 249 are attached to both sides of the shaft 241.
[0026]
In such a configuration, the nozzle attaching / detaching operation will be described with reference to FIG. In the suction nozzle 246, flat surfaces 246a (see FIG. 17C) provided on both side surfaces of the shaft are sandwiched between the bearings 244 by the action of the spring 245 of the lever 243, and the tip portion of the shaft is spring 248. Is pressed and held by the tapered portion of the nozzle positioning shaft 247. At this time, since the suction nozzle 246 is held on the flat surface 246a by the bearing 244, its rotation is restricted but it can move up and down, so that it absorbs shocks, obstacles, and variations in the height of the electronic component.
When the shaft 241 rises from such a state, the lever 243 comes into contact with the stopper 249 ((A) in the same figure). When the shaft 241 is further raised, the upper end of the lever 243 is closed and the lower end of the lever 243 is opened, so that the holding of the suction nozzle 246 by the bearing 244 is released ((B) in the same figure). When the shaft 241 further moves up, the lower end of the lever 243 comes to a position higher than the suction nozzle 246, so that the nozzle is replaced by moving the suction nozzle 246 in the horizontal direction.
[0027]
18 and 19 are cross-sectional side views showing a nozzle replacement mechanism that enables the nozzle replacement to be performed at a higher speed.
In the nozzle replacement mechanism 250 shown in FIG. 18, when the nozzle bracket 253 attached to the shaft 252 that can move up and down is free, the suction nozzle 251 causes the taper shaft portion of the suction nozzle 251 to be moved by the spring 254. When the nozzle bracket 253 is in contact with the mounting head main body 255, the spring 254 is released when the nozzle bracket 253 is in contact with the mounting head main body 255. Then, the tapered shaft portion of the suction nozzle 251 is separated from the tapered hole of the shaft 252 and is removed from the shaft 252 ((B) in the same figure).
[0028]
In the nozzle replacement mechanism 260 shown in FIG. 19, the suction nozzle 261 is fixed to a shaft 262 that can be moved up and down, and an electronic component in a region below a nozzle fixing plate 264 that can be moved horizontally by a linear guide 263. The suction attachment is performed ((A) in the figure).
Immediately after the shaft 262 moves up and the nozzle bracket 265 contacts the mounting head main body 266, the suction nozzle 261 is still fixed to the shaft 262 ((B) in the figure).
When the shaft 262 further rises, the position of the nozzle bracket 265 is regulated by the mounting head main body 266, so that only the shaft 262 rises with respect to the nozzle bracket 265. Therefore, the fixation of the suction nozzle 261 and the shaft 262 is released.
[0029]
Here, when the nozzle replacement cylinder 267 pushes the replacement suction nozzle 261 to the nozzle fixing position on the central axis of the shaft 262, the suction nozzle 261 that has been released from being fixed is pushed by the replacement suction nozzle 261. Then, it enters the opposite side of the nozzle fixing plate 264 and is held by the magnet 268 ((C) in the figure).
This completes the nozzle replacement. Therefore, as shown in FIG. 20, by moving the suction nozzle 261 to be replaced next to the replacement position in advance, the movement time of the nozzle fixing plate 264 at the time of nozzle selection is saved, and high-speed nozzle replacement is realized.
[0030]
FIG. 21 is a side view showing another example of the suction nozzle.
The suction nozzle 270 has a main body 271 embedded with a chip 272 in which information such as the nozzle number and shape is recorded. Then, information on the suction nozzle 271 disposed on the nozzle fixing plate is obtained by a head 273 that is fixed to the mounting head main body side and can read information recorded on the chip 272 by spatial transmission. As a result, the presence / absence and arrangement of the suction nozzle 271 required for the mounting operation can be recognized, and an apparatus setting error can be prevented.
[0031]
FIG. 22 is a block diagram illustrating an example of a control device for the mounting head 150 of the component mounting apparatus 100, and FIG. 23 is a flowchart illustrating an operation example thereof.
The servo motors 301, 302, and 303 for the rotation axis, the vertical axis, and the nozzle selection axis are connected to the control unit 307 via the drive circuits 304, 305, and 306, respectively. In addition, an initial parameter storage unit 308 and a vertical axis position confirmation sensor 309 in which the mounting head moving position, mounted suction component data, mounted nozzle shape information, and the like are stored are also connected to the control unit 307.
[0032]
In such a configuration, the nozzle replacement is performed during the movement of the mounting head 150 to the component suction position (steps S1 to S7). First, the vertical axis and the rotary shaft move to the nozzle replacement standby position (step S2, FIG. 7A). Next, the vertical axis rises (step S3, FIG. 7B), and the suction nozzle 164 is released (step S4, FIG. 7C). Here, the vertical position confirmation sensor 309 confirms that the vertical axis is raised to a predetermined height and the suction nozzle 164 is released, the nozzle selection axis moves (step S5), and the suction nozzle 164 is selected. . After the selection of the suction nozzle 164, the vertical axis is lowered (step S6), the original suction nozzle 164 is fixed, and the nozzle replacement is completed.
[0033]
According to the mounting head 150 of the component mounting apparatus 100 as described above, when replacing the suction nozzle in accordance with the shape of the electronic component to be mounted, like the mounting head 15 of the conventional component mounting apparatus 10, the replacement nozzle position Therefore, it is possible to solve the problem that the mounting speed of the electronic component on the printed circuit board is lowered by the position movement and replacement work in the nozzle replacement for each electronic component shape. That is, the mounting head 150 of this embodiment has a nozzle replacement function, and completes the nozzle replacement in the process of moving the mounting head during mounting / suction of electronic components. It can be lost. In addition, when the replacement suction nozzle is of a cartridge type, it is possible to easily perform the setup change accompanying the model change of the target substrate in a short time.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, nozzle replacement can be performed quickly and easily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the overall configuration of an embodiment of a component mounting apparatus according to the present invention.
2 is a cross-sectional side view showing details of a mounting head of the component mounting apparatus of FIG. 1;
3 is a side view of the mounting head of FIG. 2 as seen from another direction.
FIGS. 4A and 4B are a plan view and a rear view of the nozzle fixing plate for replacing the mounting head of FIG.
FIG. 5 is a plan view showing details of the replacement nozzle fixing plate of FIG. 4;
FIG. 6 is a cross-sectional side view showing a detailed example of a nozzle attaching / detaching mechanism.
7 is a cross-sectional side view showing a nozzle removal operation of the nozzle removal mechanism of FIG.
FIG. 8 is a plan view showing a detailed example of a cartridge mechanism.
9 is a plan view showing a detailed example of the cartridge mechanism of FIG. 8;
10 is a perspective view showing a cartridge detaching operation of the cartridge mechanism of FIG. 8. FIG.
FIGS. 11A and 11B are a plan view and a side view showing a cartridge detaching operation of the cartridge mechanism of FIG.
FIG. 12 is a plan view showing a detailed example of a nozzle adapter, a cross-sectional side view, an internal plan view, and a side view of the main part.
FIG. 13 is a plan view and a side view showing a detailed example of a nozzle cartridge changer.
FIG. 14 is a cross-sectional side view showing another form of the mounting head and a side view seen from another direction.
15 is a plan view showing a nozzle fixing plate of the mounting head of FIG.
FIG. 16 is a side view showing a detailed example of another nozzle attaching / detaching mechanism and a sectional side view seen from another direction.
17 is a cross-sectional side view showing a nozzle removal operation of the nozzle removal mechanism of FIG.
FIG. 18 is a cross-sectional side view showing a nozzle replacement mechanism.
FIG. 19 is a sectional side view showing another nozzle replacement mechanism.
20 is a plan view of the nozzle replacement mechanism of FIG.
FIG. 21 is a side view showing another example of the suction nozzle.
FIG. 22 is a block diagram showing an example of a mounting head control device of the component mounting apparatus.
FIG. 23 is a flowchart showing an operation example of the control device of FIG. 22;
FIG. 24 is a perspective view showing an example of a conventional component mounting apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Component mounting apparatus, 150 ... Mounting head, 151 ... Main body, 152 ... Shaft (nozzle detaching means), 153 ... Spline nut (nozzle detaching means), 154 ... Ball screw nut (nozzle detaching means), 155... Pulley (nozzle detaching means), 156... Servo motor for rotation (nozzle detaching means), 157... Pulley (nozzle detaching means), 158. Nozzle removal means), 159... Servo motor for vertical movement (nozzle removal means), 160... Pulley (nozzle removal means), 161... Nozzle fixing bracket (nozzle removal means), 162. Nozzle removal means), 163... Spline nut (nozzle removal means), 164... Suction nozzle, 165. (Nozzle cartridge), 166... Linear motion guide (nozzle removal means), 167... Belt (nozzle removal means), 168... Servo motor for nozzle selection (nozzle removal means), 169. Nozzle removal means), 170 ... O-ring (nozzle removal means), 171 ... Nozzle fixing shaft (nozzle removal means), 172 ... Screw (nozzle removal means), 173 ... Sleeve (nozzle removal means) 174 ... Spring (nozzle detaching means), 175 ... Pin (nozzle detaching means), 176 ... Pin (nozzle detaching means), 177 ... Spring (nozzle detaching means), 178 ... Shaft (nozzle removal means), 179 ... stopper (nozzle removal means), 180 ... roller (nozzle removal means), 181 ... shaft (nozzle removal) Stage), 182... Spring (nozzle detaching means), 200... Cartridge mechanism, 201... Nozzle cartridge, 202 .. detaching button, 203. -Cartridge frame, 206 ... V block, 207 ... Spring, 208 ... Pin, 209 ... Pin, 210 ... Nozzle adapter, 211 ... Nozzle fixing ring, 212 ... Steel ball 213 ... O-ring, 214 ... Nozzle, 215 ... Spring, 220 ... Nozzle cartridge changer, 221 ... Table, 222 ... Guide shaft, 223 ... Rodless cylinder, 224 ... Nail, 225 ... Parallel open / close air chuck, 226 ... Guide, 230 ... Mounting head, 231 ... Main body, 232 ..Nozzle fixing plate, 233... Suction nozzle, 234... Reduction gear, 235. , 241 ... shaft, 242 ... pin, 243 ... lever, 244 ... bearing, 245 ... spring, 246 ... suction nozzle, 247 ... nozzle positioning shaft, 248 ... Spring, 249 ... Stopper 250 ... Nozzle replacement mechanism, 251 ... Suction nozzle, 252 ... Shaft, 253 ... Nozzle bracket, 254 ... Spring, 255 ... Mounting head body, 260 ... Nozzle replacement mechanism, 261 ... adsorption nozzle, 262 ... shaft, 263 ... linear motion guide, 264 ... nozzle fixing plate, 265 ... Nozzle bracket, 266 ... mounting head main body, 270 ... suction nozzle, 271 ... main body, 273 ... chips 301, 302, 303 ... servo motors, 304, 305, 306 ... drive circuit 307: Control unit 308: Initial parameter storage unit 309: Vertical axis position confirmation sensor

Claims

A mounting head to which a replaceable nozzle is attached to suck and mount the component;
A nozzle cartridge attached to the mounting head and capable of holding a plurality of replacement nozzles;
A component mounting apparatus, comprising: nozzle replacement means for automatically replacing a replacement nozzle held in the nozzle cartridge with a nozzle mounted on the mounting head.

The component mounting apparatus according to claim 1, wherein the nozzle cartridge is configured to be replaceable.

The component mounting apparatus according to claim 2, further comprising a nozzle cartridge changer for automatically replacing the replaceable nozzle cartridge.

The component mounting apparatus according to claim 1, further comprising a nozzle adapter with a replaceable tip portion of the nozzle.