JP3938978B2 - ツール交換装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品実装装置の作業ヘッドに保持固定されたツールをツールステーションに収納された所望のツールに交換可能なツール交換装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、リードレスの電子部品(チップ部品)が普及するにつれて、その形状および大きさも多様になってきている。これらの電子部品をプリント基板に実装する電子部品実装装置においては、高速、高精度、高生産性、高信頼性が要請されている。以下、このような要請に沿う従来の電子部品装着装置について、図5および図6を参照して説明する。
【0003】
図5に示すように、従来の電子部品装着装置の電子部品装着ツール交換装置は、電子部品実装装置の図示しない作業ヘッドに取り付けられ電子部品装着ツール21を保持固定する保持機構Aと、作業ヘッドの下方のツールステーションBに取り付けられツール21を保持機構Aから取り外して収納する収納機構Cとを具備している。
【0004】
図5において、保持機構Aは、ホルダー34内にツール21をボールプランジャー35により着脱可能に保持している。
【0005】
一方、収納機構Cは、各種電子部品の形状、大きさに適合した複数種類のツール21をツールステーションBのベースプレート36に搭載し、これを開閉レバー22によって挟持固定することにより収納可能となっている。開閉レバー22はブロック23の先端に固定されており、ブロック23の支持端はベアリング26により回転可能に支持されたシャフト25の先端に固定されている。ブロック23の先端寄りの部分には回転ローラ28を取り付けたシャフト27が固定されている。回転ローラ28には上下動する先細り形状のサイドカム29が当接し、これら回転ローラ28とサイドカム29との当接時のガタツキをなくすためにブロック23の先端寄りの部分にはバネ30が取り付けられ、開閉レバー22を閉じる方向に弾性付勢している。サイドカム29はシリンダー31によって上下方向に駆動されるようになっており、シリンダー31はブラケット32によりベース33に固定されている。
【0006】
以下、このように構成された従来のツール交換装置の動作について図6を参照して説明する。図6において、まずシリンダー31の駆動により、サイドカム29が上昇し、回転ローラ28を介して開閉レバー22が開かれる。その後、ツール21をボールプランジャー35の押圧力により保持したホルダー34がツールステーションBの所定の位置まで降下する。そして、シリンダー31の下降により開閉レバー22が閉じると共に、ツール21の溝aに開閉レバー22が嵌まり込んでロックされ、ホルダー34が上昇すると、ツール21はボールプランジャー35から離脱してホルダー34から引き抜かれてツール21の切り離しが完了する。また、ツール21のチャック動作は、上記のほぼ逆の動作で開閉レバー22が開かれ、ホルダー34が下降し、ツール21を装着し、ツール21の保持固定用溝bにボールプランジャー35が嵌まり込んでロックされることにより完了する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成では、ツール21をボールプランジャー35で保持しているため、その保持力が弱く、ツール21を切り離すときには、ホルダー34の上昇によりツール21をボールプランジャー35から離脱させてホルダー34から引き抜くことから、その動作は不安定でかつ装置寿命も短い。また、ツール交換の精度は、ツール21とホルダー34との嵌合精度に依存しているが、ツール21の保持力が弱いため、どうしてもガタツキを生じ、ツール交換の高精度化を図れないという問題点も有していた。
【0008】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的とするところは、装置の高寿命化とツール交換の高精度化を図ることのできるツール交換装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明は、電子部品実装装置の作業ヘッドに取り付けられツールを着脱可能に保持固定する保持機構と、作業ヘッドの下方のツールステーションに取り付けられ作業ヘッドを降下させて保持機構に保持固定されたツールを開閉レバーで掴んだ上で作業ヘッドを上昇させることによりツールを保持機構から取り外して収納する収納機構とを具備してなるツール交換装置において、保持機構に保持固定されたツールを収納機構の開閉レバーで掴んだ時に、この開閉レバーが前記保持機構によるツールの固定を解除することを特徴とするツール交換装置であって、前記ツールが、上部外周に保持固定用溝を設け、かつ、下部に収納用フランジを設けたツールであり、前記保持機構が、下方に弾性付勢されたクランパーで、ホルダーに半径方向に遊動可能に支持されたボールを半径方向内方に押圧してツールの保持固定用溝に嵌合させることによりツールを保持固定する機構であり、かつ、前記収納機構が、ツール脱拔時には前記作業ヘッドを降下させてベースプレート上にツールの収納用フランジの下面を当接させてから開閉レバーを閉じることにより、開閉レバーでベースプレート上のツールの収納用フランジを挟持固定すると共に、クランパーを開閉レバーで押し上げ前記ボールの半径方向外方の動きを許容して、ホルダー内のツールの固定を解除した状態で前記作業ヘッドを上昇させることによりツールを脱拔し、ツール装着時には前記作業ヘッドを降下させ閉じた位置にある開閉レバーにより、クランパーを開閉レバーで押し上げて前記ボールの半径方向外方の動きを許容した状態でホルダー内にツールを保持した上で、開閉レバーを開いてベースプレート上のツールの収納用フランジの固定を解除すると共に、弾性付勢力によりクランパーを下方に復帰させて前記ボールを半径方向内方に押圧してツールの保持固定用溝に嵌合させた状態で前記作業ヘッドを上昇させることによりツールを装着する機構であることを特徴とするものである
【0010】
このような構成では、ツールの固定力を強くでき、ツールを保持機構から切り離すために、保持機構に保持固定され、ほぼ水平方向に延びる収納用フランジを設けたツールの収納用フランジが収納機構の開閉レバーとベースプレートとで上下方向に挟持固定された時には、この開閉レバーによって前記保持機構によるツールの固定が解除されることから、この挟持固定状態のもと、作業ヘッドの上昇によりツールを保持機構から容易に引き抜ける。
【0011】
したがって、その動作は安定しかつ装置寿命も長くなり、かつ、ツールの固定力を強くしてツールと保持機構との嵌合精度を高めることによりツール交換の精度を高めることができる。
【0012】
また、前記ツールが、上部外周に保持固定用溝を設け、かつ、下部に収納用フランジを設けたツールであり、前記保持機構が、下方に弾性付勢されたクランパーで、ホルダーに半径方向に遊動可能に支持されたボールを半径方向内方に押圧してツールの保持固定用溝に嵌合させることによりツールを保持固定する機構であるので、その保持固定力が強くなり、嵌合精度がよくなる。
【0013】
かつ、前記収納機構が、ツール脱拔時には前記作業ヘッドを降下させてベースプレート上にツールの収納用フランジの下面を当接させてから開閉レバーを閉じることにより、開閉レバーでベースプレート上のツールの収納用フランジを挟持固定すると共に、クランパーを開閉レバーで押し上げ前記ボールの半径方向外方の動きを許容して、ホルダー内のツールの固定を解除した状態で前記作業ヘッドを上昇させることによりツールを脱拔し、ツール装着時には前記作業ヘッドを降下させ閉じた位置にある開閉レバーにより、クランパーを開閉レバーで押し上げて前記ボールの半径方向外方の動きを許容した状態でホルダー内にツールを保持した上で、開閉レバーを開いてベースプレート上のツールの収納用フランジの固定を解除すると共に、弾性付勢力によりクランパーを下方に復帰させて前記ボールを半径方向内方に押圧してツールの保持固定用溝に嵌合させた状態で前記作業ヘッドを上昇させることによりツールを装着する機構であるので、その動作は安定したものとなり、装置寿命が長くなる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図を参照して本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具現化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【0015】
本実施の形態は図2〜図5に示しており、図1に示すような電子部品装着装置に適用される。図1において、符号42は回路基板41を電子部品装着装置に搬入あるいは電子部品装着装置から搬出する搬送部である。符号45はXYロボットであり、供給部43、44より電子部品を吸着、装着する吸着ツールを含むヘッド部(作業ヘッドに相当)46を任意の位置に位置決めする。また符号47は電子部品の吸着姿勢を撮像して計測する部品認識カメラであり、符号48は吸着ツールおよび治具ノズルを備えたツール交換装置である。
【0016】
以下、本実施の形態の特徴をなすツール交換装置(以下、「本ツール交換装置」という。)の構成について図2〜図4を参照して説明を加える。図2に示すように、本ツール交換装置は、作業ヘッド46に取り付けられツール1を保持する保持機構Aと、作業ヘッド46の下方のツールステーションBに取り付けられ作業ヘッド46を降下させて保持機構Aに保持固定されたツール1を1対のシャフト(開閉レバーに相当)6で掴んだ上で作業ヘッド46を上昇させることによりツール1を保持機構Aから取り外して収納する収納機構Cとを具備している点は従来例と同様である。しかし、本ツール交換装置は、保持機構Aに保持固定されたツール1を収納機構Cの1対のシャフト6で掴んだ時に、このシャフト6が保持機構Aによるツール1の固定を解除する点で従来例と異なる。
【0017】
具体的には、本ツール交換装置は、図2〜図4に示すように、保持固定用溝eと収納用フランジfを有するツール1と、ボール2を半径方向に遊動可能に保持しかつツール1と嵌合するホルダー3と、下動時にボール2に半径方向内方の押圧力を加えるクランパー4と、クランパー4を下方に弾性付勢するスプリング5と、閉動作によりクランパー4を上方へ押し上げる左右1対のシャフト6、6と、ブラケット7に取り付けられツール1の回転防止と位置決めを行うピン8と、ブラケット7を取り付けるベースプレート9と、シリンダー10と、シリンダー10の駆動力をシャフト6、6に伝達する第1リンクレバー11、第2リンクレバー12、連結バー13、方向変換リンクレバー14、リンク15よりなっている。ここでは、主として、ボール2、ホルダー3、クランパー4、スプリング5が保持機構Aを構成し、主として、シャフト6、6、ベースプレート9、シリンダー10、第1リンクレバー11、第2リンクレバー12、連結バー13、方向変換リンクレバー14、リンク15が収納機構Cを構成している。
【0018】
前記クランパー4は、図4に示すように、その下端部内周面がテーパ面4aとなっており、閉じた位置にある1対のシャフト6、6に当接して押し上げられるとき、前記テーパ面4aと前記ボール2との間に隙間が生じ、ボール2が半径方向外方に移動することを許容し、ホルダー3内のツール1の固定を解除しうるように構成されている。他方、1対のシャフト6、6が開いた状態にあるときは、スプリング5の弾性付勢力でクランパー4は、図4に仮想線で示すように、下方位置に復帰し、前記テーパ面4aによって前記ボール2を半径方向内方に押圧することにより、ボール2をツール1の保持固定用溝eに嵌合させて、ホルダー3内にツール1を保持固定させる。
【0019】
又前記クランパー4は、図4に示すように、その下端部外周面がテーパ面4bとなっており、1対のシャフト6、6が閉じる際に、スムーズに1対のシャフト6、6によって押上げられるように構成されている。
【0020】
前記第1リンクレバー11及び第2リンクレバー12には夫々シャフト6、6が取付けられ、これらリンクレバー11、12の左右対称的な揺動によって1対のシャフト6、6が開閉動する。前記シリンダー10の往復動は、まず第1リンクレバー11に伝えられて、これを揺動させ、この揺動は連結バー13を介して、方向変換リンクレバー14、リンク15に伝えられ、第2リンクレバー12を第1リンクレバー11と左右対称となる方向に揺動させる。これによって左右1対のシャフト6、6を開閉動作させる。なお、図2に示すように、本実施の形態では、4組の第1、第2リンクレバー11、12が設けられ、これらが前記連結バー13で連結されて、それぞれの左右1対のシャフト6、6が同期して開閉動するように構成されている。
【0021】
以下、本ツール交換装置の動作について説明する。
【0022】
(ツール装着時の動作)
ツール1を保持機構Aに装着する際は、まず図3(a)に示すように、スプリング5の弾性付勢力によりクランパー4がボール2を下方に押し下げた状態の保持機構AがツールステーションB(図2参照)の所定位置に降下する。この時、図2に示すように、シリンダー10がb方向に移動し、第1リンクレバー11、第2リンクレバー12がそれぞれ支点cを介して動作することによりシャフト6が閉じられる。シャフト6、6はこの閉じられた状態ではツール1の収納用フランジfをベースプレート9上で押さえてロックしている。つぎに図3(b)に示すように、保持機構Aが降下することによりクランパー4がシャフト6、6に接触し、クランパー4のテーパ部4bにシャフト6が入り込み、クランパー4がシャフト6、6により上方に押し上げられ、ボール2がフリーの状態になる。つぎに図3(c)に示すように、ホルダー3内にツール1を押し込む。その上で、図2に示すように、シリンダー10がd方向に移動し、第1リンクレバー11、第2リンクレバー12がそれぞれ支点cを介して動作することによりシャフト6、6が開かれる。シャフト6、6が開かれた状態ではツール1の収納用フランジfのベースプレート9上でのロック状態は解除される。そしてクランパー4がスプリング5の弾性付勢力により下方に押し下げられ、ホルダー3を介してボール2がツール1の保持固定用溝eに入り込み、ツール1とホルダー3をロックし、ツール1の装着が完了する。次に図3(d)に示すように、保持機構Aを上昇させることにより、ツール1をツールステーションBから取り出す。
【0023】
このように、作業ヘッドに設けられた保持機構Aの、下方に弾性付勢されたクランパー4で、ホルダー3に半径方向に遊動可能に支持されたボール3が押圧されてツール1の保持固定用溝eに嵌合させられることにより、ツール1がホルダー3内に保持固定されるため、その固定力が強くなり、嵌合精度がよくなる。したがって、ツール交換の精度が高くなる。
【0024】
また、ツールステーションBに取り付けられた収納機構Cにより、ツール装着時には作業ヘッドを降下させられつつシャフト6、6が閉じられることにより、クランパー4がシャフト6、6で押し上げられてホルダー3内にツール1が保持させられた上で、シャフト6、6が開かれてベースプレート9上のツール1の収納用フランジfの固定が解除されると共に、クランパー4の下方復帰によるホルダー3へのツール1の保持固定が行なわれた後、前記作業ヘッドが上昇させられることによりツール1の装着がなされるため、その動作は安定したものとなり、装置寿命も長くなる。
【0025】
(ツール脱拔時の動作)
ツール1を保持機構Aから切り離す際は、まず図2に示すように、シリンダー10がd方向に移動し、第1リンクレバー11、第2リンクレバー12がそれぞれ支点cを介して動作することによりシャフト6、6が開かれる。つぎに図3(e)に示すように、ツール1を装着した保持機構Aが別のツール1が収納されていない所定の空きステーションに降下してくる。つぎに図3(f)に示すように、ツール1の収納用フランジfの下面がベースプレート9に当接した状態となったら、図2に示すように、シリンダー10がb方向に移動し、第1リンクレバー11、第2リンクレバー12がそれぞれ支点cを介して動作することによりシャフト6,6が閉じられる。この閉じられたシャフト6,6が、図3(g)に示すように、クランパー4のテーパ部4bに入り込むことにより、クランパー4がシャフト6、6により上方に押し上げられる。すると、ボール2はスプリング5の弾性付勢力から開放されてツール1の保持固定用溝eから離れてフリーの状態となる。一方、ツール1の収納用フランジfはシャフト6、6により、ベースプレート9上に挟持固定される。その上で、図3(h)に示すように、保持機構Aを上昇させてツール1がホルダー3から容易に切り離されることによりツール1の脱拔がなされる。
【0026】
このように、ツールステーションBに取り付けられた収納機構Cにより、ツール脱拔時には作業ヘッドが降下させられつつシャフト6が一旦開かれてベースプレート9上にツール1の収納用フランジfの下面が当接させられてからシャフト6、6が閉じられることにより、クランパー4がシャフト6、6で押し上げられてホルダー3内のツール1の固定が解除されると共に、シャフト6、6でベースプレート9上のツール1の収納用フランジfが挟持固定させられて作業ヘッドが上昇させられるため、その動作は安定したものとなり、装置寿命も長くなる。
【0027】
なお、図2に示すように、シャフト6、6の長手方向にツール1を複数収納し、あるいは、シャフト6、6を複数組設け、これらを同期させて開閉させることができるように構成すると好適である。
【0028】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ツールの固定力を強くでき、ツールを保持機構から切り離すために、保持機構に保持固定されたツールが収納機構の開閉レバーとベースプレートとでその収納用フランジを上下方向に挟持固定された時には、この開閉レバーによって前記保持機構によるツールの固定が解除されることから、この挟持固定状態のもと、作業ヘッドの上昇によりツールを保持機構から容易に引き抜ける。したがって、その動作は安定しかつ装置寿命も長くなり、かつ、ツールの固定力を強くしてツールと保持機構との嵌合精度を高めることによりツール交換の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる電子部品実装装置の概略構成を示す斜視図である。
【図2】本ツール交換装置の概略構成を示す斜視図である。
【図3】本ツール交換装置の概略動作を示す説明図である。
【図4】ツールの詳細構造図である。
【図5】従来のツール交換装置の概略構成を示す斜視図である。
【図6】従来のツール交換装置の概略構成を示す正面図である。
【符号の説明】
A 保持機構
B ツールステーション
C 収納機構
1 ツール
2 ボール
3 ホルダー
4 クランパー
5 スプリング
6 シャフト(開閉レバーに相当)
7 ピン
8 ブラケット
9 ベースプレート
10 シリンダー
11 第1リンクレバー
12 第2リンクレバー
Claims (1)
- 電子部品実装装置の作業ヘッドに取り付けられツールを着脱可能に保持固定する保持機構と、作業ヘッドの下方のツールステーションに取り付けられ作業ヘッドを降下させて保持機構に保持固定されたツールを開閉レバーで掴んだ上で作業ヘッドを上昇させることによりツールを保持機構から取り外して収納する収納機構とを具備してなるツール交換装置において、
保持機構に保持固定されたツールを収納機構の開閉レバーで掴んだ時に、この開閉レバーが前記保持機構によるツールの固定を解除することを特徴とするツール交換装置であって、
前記ツールが、上部外周に保持固定用溝を設け、かつ、下部に収納用フランジを設けたツールであり、
前記保持機構が、下方に弾性付勢されたクランパーで、ホルダーに半径方向に遊動可能に支持されたボールを半径方向内方に押圧してツールの保持固定用溝に嵌合させることによりツールを保持固定する機構であり、
かつ、前記収納機構が、ツール脱拔時には前記作業ヘッドを降下させてベースプレート上にツールの収納用フランジの下面を当接させてから開閉レバーを閉じることにより、開閉レバーでベースプレート上のツールの収納用フランジを挟持固定すると共に、クランパーを開閉レバーで押し上げ前記ボールの半径方向外方の動きを許容して、ホルダー内のツールの固定を解除した状態で前記作業ヘッドを上昇させることによりツールを脱拔し、
ツール装着時には前記作業ヘッドを降下させ閉じた位置にある開閉レバーにより、クランパーを開閉レバーで押し上げて前記ボールの半径方向外方の動きを許容した状態でホルダー内にツールを保持した上で、開閉レバーを開いてベースプレート上のツールの収納用フランジの固定を解除すると共に、弾性付勢力によりクランパーを下方に復帰させて前記ボールを半径方向内方に押圧してツールの保持固定用溝に嵌合させた状態で前記作業ヘッドを上昇させることによりツールを装着する機構であることを特徴とするツール交換装置。
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JPH1131897A JPH1131897A (ja) | 1999-02-02 |
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Family Applications (1)
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JP (1) | JP3938978B2 (ja) |
-
1997
- 1997-07-11 JP JP18615697A patent/JP3938978B2/ja not_active Expired - Fee Related
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