JP4002123B2 - 表面実装機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸着ノズル内の圧力変化を検出するセンサ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、プリント配線板に実装用部品を供給する表面実装機においては、実装用部品が吸着装置によって吸着され、テープフィーダなどの部品供給部からプリント配線板に移載されている。
前記吸着装置は、空気吸込口が開口された吸着ノズルと、この吸着ノズルから空気を吸引する空気ポンプとを備えており、前記空気吸込口が実装用部品で閉塞されるように吸着ノズルを実装用部品に接触させることによって実装用部品を吸着する。
【０００３】
また、この吸着装置は、空気の吸引用通路の途中に真空圧センサが設けられ、このセンサによって検出された圧力に基づいて吸着ノズルに実装用部品が吸着されているか否かを検出するように構成されている。この吸着の有無の判定は、吸着ノズルで実装用部品を吸着するために必要最低限の吸引力が生じるような圧力を判定圧力として設定し、この判定圧力と実際に検出された圧力とを比較して行われる。すなわち、真空圧センサによって検出された圧力が前記判定圧力より低い（真空圧力＝負となるゲージ圧力の絶対値、いわゆる負圧圧力が高い）場合には、吸着ノズルに実装用部品が吸着されていると判定され、これとは逆に、判定圧力より検出圧力の方が高い（真空圧力が低い）場合には、吸着されていないと判定される。
【０００４】
前記真空圧センサによって検出された圧力は、吸着の有無を判定する他に、吸着ノズルの清掃時期を検出したり、プリント配線板に実装用部品を載置させた後に吸着の有無を検出して載置ミスを判別するためにも用いられている。吸着ノズルの空気吸込口は、吸着回数が多くなるにしたがって異物が開口部分に付着して狭くなることがあり、このような場合には、空気吸込口から大気の流入による圧力上昇作用より空気ポンプの吸引による圧力低下作用の影響が相対的に大きくなり、吸引系の圧力が相対的に低くなるからである。このように吸引系の圧力が低下したことを前記センサで検出することによって、吸着ノズルを清掃する時期に達しているか否かを判定することができる。
【０００５】
また、プリント配線板に実装用部品を載置させてから吸着ノズルが上昇しているにもかかわらず予測できない何らかの原因で吸着ノズルに実装用部品が付着しているような場合には、吸着ノズルに実装用部品が吸着されていない状態（以下、この状態をノズル開放状態という）に較べてノズル内の圧力が低くなることから、これをセンサで検出することによって、載置ミスが起こったことを検出することができる。
【０００６】
一方、近年の表面実装機においては、多くの種類の実装用部品を実装することができるように、吸着面の形状・大きさが異なる吸着ノズルを複数用意しておき、これらの吸着ノズルのなかから実装用部品に適合するものを選択して装着することが行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、吸着ノズルを空気吸込口の口径が小さい他の吸着ノズルと交換すると、吸着の有無の判定や清掃時期の検出を正確に行うことができなくなるおそれがあった。これは、吸着ノズルに実装用部品が吸着されている状態（以下、この状態をノズル吸着状態という）でのノズル内の圧力は、吸着ノズルを交換しても略一定であるが、空気吸込口の口径が相対的に小さい吸着ノズルに交換することにより、ノズル開放状態でのノズル内の圧力が相対的に低くなるからである。
【０００８】
すなわち、大口径の吸着ノズルから小口径の吸着ノズルに交換することによって、ノズル吸着状態でのノズル内の圧力と、ノズル開放状態でのノズル内の圧力との差圧が交換前に較べて小さくなり、この狭い圧力範囲の中で真空圧センサによって判定圧力との大小を比較するための検出圧力を検出しなければならないからである。
従来の表面実装機においては、真空圧センサとしてダイヤフラム式のものが用いられており、空気吸込口の口径が大きい吸着ノズルを使用している状態での大きな圧力変化に耐えられるものが採用されている。
このような真空圧センサは、上述したように狭い圧力範囲の中で前記判定圧力を検出できるような分解能を有してはいないから、判定圧力を検出するうえでの精度が低くなる。この結果、上述したように吸着の有無の判定などが不正確になる。
【０００９】
このような不具合は、吸着ノズルの空気吸込口の口径に適合するように真空圧センサを複数設けることによって解消することができるが、このような構成を採ると、真空圧センサに接続するＡ／Ｄ変換回路などの電子部品が真空圧センサと同数だけ必要になり、コストが著しく高くなってしまう。
【００１０】
本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、コストダウンを図りながら、吸着ノズルを口径が異なるものに交換しても吸着の有無の判定や清掃時期の検出を正確に行うことができる表面実装機を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明に係る表面実装機は、吸着ノズルの吸引系における前記センサより下流側に、複数の吸引用通路を並列に接続するとともに、これらの通路に開閉弁と絞りとをそれぞれ設け、空気吸込口の口径が相対的に小さい吸着ノズルを使用するときは、前記口径が相対的に大きい吸着ノズルを使用するときに較べて、前記複数の開閉弁のうち開いている開閉弁の数を減少させ、かつ空気が流れる絞りの通路断面積の総和を相対的に小さくするものである。
本発明によれば、開閉弁を全て開くことにより、一つの吸着ノズルから複数の吸引用通路に空気が吸込まれてノズル内の圧力を相対的に低下させることができ、開いている開閉弁の数を減らすことによって、吸着ノズルでの吸入空気流量が減少してノズル内の圧力が相対的に高くなる。このため、吸着ノズルを空気吸込口の口径が相対的に小さいものに交換したときに、ノズル吸着状態でのノズル内の圧力とノズル開放状態でのノズル内の圧力との差圧を大きくすることができる。
【００１２】
この結果、空気吸込口の口径が相対的に小さい吸着ノズルに交換したときにも、真空圧センサによって検出する圧力の範囲を広くとることができるようになるから、吸着ノズル毎の吸着の有無の判定や清掃時期の検出などを一つの真空圧センサで正確に行うことができる。
【００１３】
請求項２に記載した発明に係る表面実装機は、請求項１に記載した発明に係る表面実装機において、絞りは、吸引用通路毎に所定圧力差における空気流量が異なるものが用いられているものである。
この発明によれば、吸着ノズルの空気吸込口の口径に適合する空気流量をもって空気を吸引するように吸引系を構成し、絞りより上流の真空圧力特性を変更することができる。
【００１４】
すなわち、空気吸込口の口径が相対的に大きい吸着ノズルを使用する場合には、相対的に空気流量が多くなる吸引用通路の開閉弁を開き、前記口径が相対的に小さい吸着ノズルを使用する場合には、相対的に空気流量が少なくなる吸引用通路の開閉弁を開くことによって、ノズル吸着状態でのノズル内の圧力とノズル開放状態でのノズル内の圧力との差圧を、吸着ノズルを交換しても略等しくすることができる。
【００１５】
請求項３に記載した発明に係る表面実装機は、請求項１に記載した発明に係る表面実装機において、絞りは、吸引用通路毎に所定圧力差における空気流量が等しくなるものが用いられているものである。
この発明によれば、吸引用通路を複数設けるに当たって、絞りの種類を１種類とすることができるから、構成が単純になり、組立作業やメンテナンスが容易になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る表面実装機の一実施の形態を図１ないし図９によって詳細に説明する。
図１は本発明に係る吸着ノズルを装着した表面実装機の平面図、図２は同じく正面図である。図３ないし図６は吸着装置の構成を示す図で、図３は空気吸込口の口径が相対的に大きい吸着ノズルを使用している状態を示し、図４は空気吸込口の口径が相対的に小さい吸着ノズルを使用している状態を示し、図５は空気吸込口の口径が最大の吸着ノズルを使用している状態を示し、図６は正圧を加えている状態を示す。
図７は空気吸込口の口径が相対的に大きい吸着ノズルを使用しているときのノズル内の圧力の変化を示すグラフ、図８は空気吸込口の口径が相対的に小さい吸着ノズルを使用しているときのノズル内の圧力の変化を示すグラフである。図９はエジェクタの吸入空気の流量特性を示すグラフである。
【００１７】
これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による表面実装機である。この表面実装機１は、基台２の上部にプリント配線板３を搬送するためのコンベア４と、吸着ノズル５（図２参照）を有する吸着装置６（図３〜図６参照）と、吸着ノズル５を移動させるノズル移動手段７とを備えており、吸着装置６が異なる他は、従来のものと同等に構成されたものである。
【００１８】
前記コンベア４は、プリント配線板３を図１において基台２の左右方向（以下、この方向を単にＸ方向という）に搬送し、図示していないクランプ機構によって作業位置に保持するように構成されている。このコンベア４の両側方には、実装用部品８（図１参照）が収納されたテープフィーダ９と、撮像式判定手段（図示せず）のカメラ１０が設けられている。前記撮像式判定手段は、前記カメラ１０によって撮られた画像と正常時の画像とを比較し、部品の吸着の有無や部品の吸着位置を検出するように構成されたものである。
【００１９】
前記ノズル移動手段７は、前記コンベア４の上方でコンベア４の搬送方向とは直交する方向（以下、この方向を単にＹ方向という）に延びる２本の固定レール１１を有するＹ方向移動装置１２と、前記固定レール１１，１１どうしの間に架け渡された可動レール１３を有するＸ方向移動装置１４と、このＸ方向移動装置１４に取付けたノズル保持用のヘッドユニット１５などによって構成されている。
【００２０】
前記Ｙ方向移動装置１２は、前記固定レール１１に沿って延びるボールねじ軸と、このボールねじ軸１６を駆動するサーボモータ１７とによってＸ方向移動装置１４の可動レール１３をＹ方向に往復させるように構成されている。前記Ｘ方向移動装置１４は、可動レール１３に沿って延びるボールねじ軸１８と、このボールねじ軸１８を駆動するサーボモータ１９とによってヘッドユニット１５をＸ方向に往復させるように構成されている。
【００２１】
前記ヘッドユニット１５は、吸着ノズル５を保持する吸着ヘッド２１がＸ方向に間隔をおいて複数設けられており、それぞれの吸着ヘッド２１を上下方向（Ｚ方向）に移動させる昇降装置（図示せず）と、上下方向を軸線として回転させる回転駆動装置（図示せず）とが設けられている。また、複数種の大きさおよび空気吸込口の口径の異なる吸着ノズル５をそれぞれ吸着ヘッド２１の数だけ収納する不図示の吸着ノズル載置台が基台２上に設けられる。後述する制御装置３１は必要に応じ、ヘッドユニット１５を吸着ノズル載置台上方に移動させ、所望の吸着ヘッド２１毎に吸着ノズル５の交換を実施させる。この実施の形態による表面実装機１は、３種類の吸着ノズル５を交換して使用する。
【００２２】
吸着装置６は、図３〜図６に示すように、吸着ノズル５と真空発生器２２との間に第１の吸引用通路２３と第２の吸引用通路２４とが介装されている。前記真空発生器２２は、この実施の形態では、例えば工場などのサービスエアーを圧力源として空気を吸引するエジェクタによって構成されている。
【００２３】
前記第１の吸引用通路２３と第２の吸引用通路２４は、それぞれ途中に開閉弁２５，２６が介装されるとともに、この開閉弁２５，２６より上流側に位置するように絞り２７，２８が設けられており、並列になるように吸着ノズル５に接続されている。これら第１および第２の吸引用通路２３，２４の上流側端部は、吸着ノズル５の下流側近傍に設けられた上流側通路２９に接続されており、下流側端部は、前記真空発生器２２にそれぞれ接続されている。
【００２４】
前記開閉弁２５，２６は、この実施の形態では３ポート電磁弁で、第１の吸引用通路２３と第２の吸引用通路２４とで同一のものが用いられている。これらの開閉弁２５，２６は、前記ヘッドユニット１５に設けられ、図１中に符号３１で示す制御装置によって開閉が切換えられる。
前記絞り２７，２８は、前記開閉弁２５，２６と同様にヘッドユニット１５に設けられており、第１の吸引用通路２３の空気流量より第２の吸引用通路２４の空気流量の方が少なくなるように、通路断面積が異なるものが用いられている。
【００２５】
すなわち、第１の吸引用通路２３の絞り２７は、相対的に絞り２７の前後の圧力差を所定値とするとき通過する空気流量、すなわち所定圧力差における空気流量が多くなるものが使用され、第２の吸引用通路２４の絞り２８は、相対的に所定圧力差における空気流量が少なくなるものが使用されている。また、これらの絞り２７，２８は、この実施の形態では、第１および第２の吸引用通路２３，２４の空気流量を微調整して配管長や真空発生器２２の真空圧力などのばらつきを相殺することができるように、可変絞りによって形成されている。
【００２６】
第１および第２の吸引用通路２３，２４の上流側端部と吸着ノズル５との間に設けられた前記上流側通路２９には、吸着ノズル５内の圧力を検出するための真空圧センサ３２が接続されている。この真空圧センサ３２は、従来のものと同等のダイヤフラム式のものが用いられており、前記制御装置３１に接続され、この制御装置３１に検出データを送出する。
【００２７】
前記制御装置３１は、吸着ノズル５の交換に対応するように前記開閉弁２５，２６の開閉を切換えるとともに、前記真空圧センサ３２の検出データに基づいて吸着の有無の判定や清掃時期の検出を行う。これらの判定や検出の手法は従来と同一であるから、ここでは詳細な説明は省略する。
【００２８】
また、前記上流側通路２９には、正圧供給用通路３３が接続されている。この正圧供給用通路３３は、実装用部品８をプリント配線板３に載置させて吸着ノズル５での吸引が停止されたときに正圧を吸着ノズル５に供給し、実装用部品８が速く吸着ノズル５から離れるようにするためのもので、正圧エアー供給源３４と吸着ノズル５との間に開閉弁３５が介装された構成のものである。この開閉弁３５も電磁弁からなり、前記制御装置３１によって開閉が切換えられる。
【００２９】
次に、上述したように構成された吸着装置の動作について説明する。先ず、３種類の吸着ノズル５のうち、空気吸込口の口径が中間の大きさになるような吸着ノズル５（例えば標準的な吸着ノズル）を装着した場合について説明する。この吸着ノズル５を使用するときには、図３に示すように、第１の吸引用通路２３の開閉弁２５を開き、第２の吸引用通路２４の開閉弁２６を閉じる。正圧供給用通路３３の開閉弁３４は閉じておく。
【００３０】
このように開閉弁２５，２６の開閉を切換えることによって、第１の吸引用通路２３の絞り２７によって規制される空気流量だけ吸着ノズル５に空気が吸込まれ、吸着ノズル５が吸引状態になる。
この吸着ノズル５によって実装用部品８をテープフィーダ９からプリント配線板３に移載するためには、先ず、吸着ノズル５を前記吸引状態としてＸ方向移動装置１４およびＹ方向移動装置１２によってテープフィーダ９の実装用部品８の上方へ移動させ、次に、ヘッドユニット１５の昇降装置によって下降させる。
【００３１】
吸着ノズル５が下降して実装用部品８に上方から接触することによって、吸着ノズル５に実装用部品８が吸着される。このように吸着ノズル５が実装用部品８を吸着することにより、ノズル内の圧力は図７に示すように変化する。すなわち、ノズル内の圧力は、実装用部品８が吸着されていないノズル開放状態のときには相対的に高い（真空圧力が相対的に低い）が、吸着開始後から次第に低下し、ノズル吸着状態で最低になる。なお、ここでいう真空圧力とは、１気圧で０になり、減圧されることにより圧力値が上昇するような圧力のことである。
【００３２】
ノズル開放状態でのノズル内の圧力と、ノズル吸着状態でのノズル内の圧力との差圧を図７中にＰ１で示す。この差圧Ｐ１が充分に大きくとれるような吸着ノズル５においては、吸引空気流量を相対的に多くすることによって、吸着した状態を安定させることができる。なお、空気吸込口から真空発生器２２までの上流側通路２９、吸引通路２３，２４それぞれにおける位置と負圧圧力の関係は以下の通りである。空気吸込口の外側では大気圧であり負圧は０であり、空気の流れによる圧力降下で、真空発生器２２に近付くほど負圧が大きくなってゆき、真空発生器２２で最大負圧となる。空気の流れが止まる、すなわち、空気吸込口が完全密閉されると、過渡時は別とし時間が経過すると、上流側通路２９および吸引通路２３，２４内は、位置によらず最大負圧となる。
【００３３】
すなわち、ノズル吸着状態においては、空気の流れが止まるが、空気吸込口での圧力降下が極めて大きくなるため、吸引通路２３，２４内は、ほぼ最大負圧となる。一方、ノズル開放状態においては、空気吸込口を通過するとき空気吸込口の口径に応じて圧力降下（開口が大きいほど圧力降下小）し、上流側通路２９、吸引通路２３，２４を下流に向かうにしたがい僅かずつ圧力降下（すなわち負圧が増大）していく。図７でのノズル開放状態の真空圧力は、真空圧センサ３２の取付位置での圧力であり、全体の圧力降下量＝最大負圧値に上流部の圧力降下割合を乗じた負圧値となる。
【００３４】
上述したように吸着ノズル５に実装用部品８を吸着させた後に、制御装置３１によって吸着の有無が判定される。この判定は、真空圧センサ３２によって検出された圧力が判定圧力より低いか否かを判別することによって行われる。真空圧センサ３２は、前記差圧Ｐ１に相当する圧力範囲の圧力を正確に検出できるようなものが用いられており、このため、判定圧力とノズル吸着状態でのノズル内の圧力との比較結果が実際の状態と異なることはない。
【００３５】
上述した吸着動作は、ヘッドユニット１５に複数設けられた吸着ノズル５の全てにおいてそれぞれ行われる。
全ての吸着ノズル５に部品を吸着させた後、吸着ノズル５をＸ方向移動装置１４およびＹ方向移動装置１２によってカメラ１０の上方に移動させる。そして、カメラ１０によって吸着ノズル５の下端部が下方から撮影され、後工程で実装用部品８をプリント配線板３へ載置するときに正しい位置に置くことができるように、撮像式判定手段によって実装用部品８の吸着位置が検出される。
【００３６】
撮像式判定手段による検出が終了した後に、吸着ノズル５をＸ方向移動装置１４およびＹ方向移動装置１２によってプリント配線板３の所定の載置位置の上方に移動させ、その後、昇降装置によって下降させる。この下降工程では、実装用部品８がプリント配線板３上に載置されるように、吸着ノズル５が予め定めた距離だけ下降される。
【００３７】
実装用部品８がプリント配線板３上に載置された後、図６に示すように、第１の吸引用通路２３の開閉弁２５を閉じるとともに、正圧エアー供給用通路の開閉弁３５を開く。この開閉弁３５は、開いた直後に閉じる。この弁操作により、吸着ノズル５で吸引が瞬間的に停止され、実装用部品８がプリント配線板に載置された状態を保ちながら吸着ノズル５から離れ、プリント配線板３に押付けられるようにして載置される。
【００３８】
このように実装用部品８をプリント配線板３に載置した後、吸着ノズル５を上昇させてヘッドユニット１５とともに初期位置に戻す。このときには、開閉弁２５を再び開き、制御装置３１が吸着の有無を再び判定する。すなわち、真空圧センサ３２によって検出されたノズル内の圧力が判定圧力より高い場合には、載置に成功していると判定され、これとは逆の場合には、載置に失敗していると判定される。なお、載置の失敗や吸着の失敗などのエラーを検出したときには、制御装置３１は、図示していないアラームを作動させるとともに、装置全体を停止させる。
【００３９】
また、前記制御装置３１は、例えば載置工程が終了した後に吸着ノズル５を初期位置に復帰させる途中で、吸着ノズル５が清掃時期に達しているか否かを判定する。この判定は、真空圧センサ３２によって検出されたノズル内の圧力と、予め定めた清掃判定用の圧力とを比較することによって行う。
【００４０】
吸着ノズル５は、吸着する実装用部品８の種類に対応するように交換される。３種類の吸着ノズル５のうち、例えば極小部品を吸着するために空気吸込口の口径が最も小さいものに吸着ノズル５が交換された場合には、図４に示すように、第１の吸引用通路２３の開閉弁２５を閉じるとともに、第２の吸引用通路２４の開閉弁２６を開く。
【００４１】
このように開閉弁２５，２６の開閉を切換えることにより、吸着ノズル５には、第２の吸引用通路２４の絞り２８によって規制される空気流量だけ空気が吸込まれるようになる。この絞り２８は、第１の吸引用通路２３の絞り２７に較べて空気流量が少なくなるものであるから、空気吸込口の口径が相対的に大きい吸着ノズルを使用する場合に較べて、吸着ノズル５に吸込まれる空気が減少し、ノズル開放状態でのノズル内の圧力が相対的に高く（真空圧力が低く）なる。
【００４２】
このため、吸着ノズル５の空気吸込口の口径が小さいにもかかわらず、ノズル開放状態でのノズル内の圧力と、ノズル吸着状態でのノズル内の圧力との差圧を大きくとることができるようになる。この差圧を図８中に符号Ｐ２で示す。図８においては、同じ吸着ノズルを従来の表面実装機に用いた場合の圧力変化を二点鎖線で示している。同図から判るように、従来では前記差圧（Ｐ３）が小さくなっていたのに対し、この実施の形態による表面実装機１においては、空気吸込口の口径が大きい吸着ノズルを使用した場合と同等の差圧が生じるようになった。
【００４３】
エジェクタからなる真空発生器２２は、図９に示すように、加圧源の圧力が変わっても吸入空気量が略一定で、第１の吸引用通路２３を使用する場合と、第２の吸引用通路２４を使用する場合とで絞り２７，２８の下流側に作用する負圧が略等しくなる。このため、絞り２７，２８による絞り量を調整することによって、前記差圧Ｐ１と差圧Ｐ２が略等しくなるように設定することができる。両差圧Ｐ１，Ｐ２が略等しくなることにより、制御装置３１が吸着の有無の判定や清掃時期の検出などを行うときに、真空圧センサ３２の使用条件を略一定にすることができる。
【００４４】
３種類の吸着ノズル５のうち、空気吸込口の口径が最も大きい吸着ノズル５を使用する場合や、吸着面と実装用部品８との間に隙間が大きく形成されて吸気の漏洩が多くなるような吸着ノズル５を使用する場合には、図５に示すように、第１の吸引用通路２３の開閉弁２５と第２の吸引用通路２４の開閉弁２６の両方を開く。このように開閉弁２５，２６を開くことにより、吸着ノズル５の口径が大きくても吸着ノズル５の吸入空気流量を増大させることができる。このことは、空気吸込口の口径が相対的に小さい吸着ノズル５を使用するときは、前記口径が相対的に大きい吸着ノズル５を使用するときに較べて、前記複数の開閉弁２５，２６のうち開いている開閉弁の数を減少させ、かつ空気が流れる絞りの通路断面積の総和を相対的に小さくすることを意味する。
【００４５】
このため、このような吸着ノズル５を使用する場合でもノズル開放状態でのノズル内の圧力が過度に高くなる（真空圧力が過度に低くなる）ことはなく、ノズル開放状態でのノズル内の圧力と、ノズル開放状態でのノズル内の圧力との差圧を他の２種類の吸着ノズル５を使用した場合と同等に大きくすることができる。この結果、真空圧センサ３２の使用条件が３種類の吸着ノズル５で略等しくなるから、前記制御装置３１による吸着の有無などの判定を正確に行うことができる。
【００４６】
したがって、この実施の形態による表面実装機１は、吸着ノズル５の吸引系における真空圧センサ３２より下流側に、第１の吸引用通路２３と第２の吸引用通路２４とを並列に接続するとともに、これら二つの吸引用通路に開閉弁２５，２６と絞り２７，２８とを設けたものであるから、両方の開閉弁２５，２６を開くことにより、一つの吸着ノズル５から二つの吸引用通路２３，２４に空気が吸込まれてノズル内の圧力を相対的に低下させることができ、開閉弁２５，２６のうち一方を閉じる（開いている開閉弁の数を減らす）ことによって、吸着ノズル５での吸入空気流量が減少し、ノズル内の圧力を相対的に上昇させることができる。
【００４７】
このため、吸着ノズル５を空気吸込口の口径が相対的に小さいものに交換したときに、開いている開閉弁２５，２６の数を減らすことにより、ノズル吸着状態でのノズル内の圧力と、ノズル開放状態でのノズル内の圧力との差圧を大きくすることができる。
この結果、空気吸込口の口径が相対的に小さい吸着ノズル５に交換したときにも、真空圧センサ３２によって検出する圧力の範囲を広くとることができるようになるから、吸着の有無の判定や清掃時期の検出などを、一つの真空圧センサ３２で正確に行うことができるようになった。
【００４８】
また、第１の吸引用通路２３の絞り２７と、第２の吸引用通路２４の絞り２８は、空気流量が異なるものが用いられており、吸着ノズル５の空気吸込口の口径に適合する空気流量をもって空気を吸引するように吸引系を構成することができる。すなわち、空気吸込口の口径が相対的に大きい吸着ノズル５を使用する場合には、空気流量が相対的に多くなる第１の吸引用通路２３の開閉弁２５を開き、前記口径が相対的に小さい吸着ノズル５を使用する場合には、空気流量が相対的に少なくなる第２の吸引用通路２４の開閉弁２６を開くことによって、ノズル吸着状態でのノズル内の圧力とノズル開放状態でのノズル内の圧力との差圧（Ｐ１，Ｐ２）を吸着ノズル５を交換しても略等しくすることができる。
【００４９】
さらに、この実施の形態のように吸引用通路を二つ設ける場合に、吸引用通路毎の絞り２７，２８として互いに空気流量が異なるものを使用することにより、第１の吸引用通路２３のみを使用する場合と、第２の吸引用通路２４のみを使用する場合と、これら両吸引用通路２３，２４の両方を同時に使用する場合との三つの形態を採ることができるから、３種類の吸着ノズル５を使用することができるという利点もある。
【００５０】
この実施の形態では、第１および第２の吸引用通路２４の両方に絞り２７，２８を設ける例を示したが、吸入空気流量を増大させるためには、第１の吸引用通路２３には絞り２７を設けなくてもよい。この構成を採る場合であっても、３種類の吸着ノズル５を交換して使うことができる。なお、図８について圧力降下の点から説明する。ノズル開放状態の場合、空気吸込口の口径が大きいものにおいては全体の圧力降下量に対する空気吸込口での圧力降下の割合が少なく、その分上流側通路２９、第１の吸引用通路２３あるいは第２の吸引用通路２４での圧力降下の影響がで易い。すなわち、真空圧センサ３２の取付位置での圧力は、通路の圧力降下の影響を受けて真空圧力（＝負圧圧力）は大きくなる。ノズル吸着状態の真空圧センサ３２による検知真空圧力は略最大負圧であるから、差圧はＰ３となる。
【００５１】
一方、ノズル開放状態の場合、空気吸込口の口径が大きいものにおいて真空圧センサ３２の下流に絞りを配置する時には、全体の圧力降下量に対する空気吸込口での圧力降下の割合が少ない一方、絞りでの圧力降下の割合が大きいので、その分真空圧センサ３２の取付位置での圧力の低下量は少なくなり、検知圧力は大気圧に近く（真空圧力は小さく）なる。このため、ノズル吸着状態の検知真空圧力とノズル開放状態の検知真空圧力との差圧はＰ２となる。
【００５２】
（第２の実施の形態）
絞りは、吸引用通路毎に空気流量が等しくなるものを用いることができる。このように構成するときの実施の形態を図１０ないし図１２によって説明する。図１０〜図１２は１種類の絞りで複数の吸引用通路を形成した他の実施の形態を示す図で、図１０は空気吸込口の口径が相対的に大きい吸着ノズルを使用している状態を示し、図１１は空気吸込口の口径が相対的に小さい吸着ノズルを使用している状態を示し、図１２は正圧を加えている状態を示す。
これらの図において、前記図１〜図９によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
【００５３】
図１０〜図１２に示す吸着装置４１は、第１の吸引用通路２３の絞り２７と第２の吸引用通路２４の絞り２８とが同一のものであり、第１の吸引用通路２３での空気流量と第２の吸引用通路２４での空気流量とが略等しくなるように形成されている。
このように構成された吸着装置４１においては、空気吸込口の口径が相対的に大きい吸着ノズル５を使用する場合には、図１０に示すように、両方の吸引用通路２３，２４の開閉弁２５，２６をそれぞれ開いて行う。また、空気吸込口の口径が相対的に小さい吸着ノズル５を使用する場合には、二つの開閉弁２５，２６のうち何れか一方を閉じることによって行う。例えば、このときには、図１１に示すように、第２の吸引用通路２４の開閉弁２６を閉じる。このことは、空気吸込口の口径が相対的に小さい吸着ノズル５を使用するときは、前記口径が相対的に大きい吸着ノズル５を使用するときに較べて、前記複数の開閉弁２５，２６のうち開いている開閉弁の数を減少させ、かつ空気が流れる絞りの通路断面積の総和を相対的に小さくすることを意味する。
【００５４】
このように吸引用通路の数が減ることにより、吸着ノズル５での吸入空気流量が低減されてノズル内の圧力が相対的に高くなる。このため、空気吸込口の口径が相対的に小さい吸着ノズル５を使用する場合と、前記口径が相対的に大きい吸着ノズル５を使用する場合とで前記差圧を大きくとることができるから、真空圧センサ３２が一つであるにもかかわらず、前記二つの形態において制御装置３１での判定・検出が正確に行われるようになる。
【００５５】
実装用部品８をプリント配線板に載置した後に吸着ノズル５に正圧を加えるときには、図１２に示すように、両方の開閉弁２５，２６を閉じるとともに、正圧供給用通路３３の開閉弁３５を開くことによって行う。
この実施の形態で示すように吸引用通路を複数設けるに当たって絞り２７，２８の種類を１種類とすることにより、吸着装置４１の構成が単純になり、組立作業やメンテナンスが容易になる。
【００５６】
上述した第１および第２の実施の形態では、説明の便宜上開閉弁２５，２６，３５をそれぞれ独立した電磁弁によって構成する例を示したが、開閉弁の種類はこれに限定されることはなく、適宜変更することができる。すなわち、例えば一つのアクチュエータによって３位置に切換わる弁体が一体に形成された弁を用いてもよい。また、絞り２７，２８は、上記実施の形態では可変絞りを用いたが、固定絞りでもよいし、このように部品として形成された絞りを使用する他に、開閉弁２５，２６を有する管路の空気通路径や長さを変え、管路全体を実質的に絞り２７，２８として機能させることによって絞りを構成してもよい。
【００５７】
さらに、開閉弁２５，２６および絞り２７，２８は、第１および第２の実施の形態ではヘッドユニット１５に設けているが、これらの部材を設ける位置は適宜変更することができる。例えば、開閉弁２５，２６および絞り２７，２８を真空発生器２２のハウジング内に設けることもできる。第１および第２の実施の形態で示したようにヘッドユニットに開閉弁２５，２６と絞り２７，２８とを設けることによって、吸引用通路２３，２４を切換えたときの応答性を向上させることができる。
【００５８】
さらにまた、真空発生器２２は、エジェクタに限定されることはなく、吸入空気流量が大きく変動することがないものであれば、容積式または遠心式の空気ポンプや他の減圧装置を用いることができる。加えて、第１および第２の実施の形態で示したように、一つの真空発生器２２に全ての吸引用通路２３，２４を接続する他に、吸引用通路と同数だけ真空発生器２２を設け、各吸引用通路にそれぞれ真空発生器２２を接続する構成を採ることもできる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、吸着ノズルを空気吸込口の口径が相対的に小さいものに交換したときに、開いている開閉弁の数を減らすことによって、ノズル開放状態でのノズル内の圧力が相対的に高くなるから、ノズル吸着状態での圧力とノズル開放状態での圧力との差圧を大きくすることができる。
したがって、空気吸込口の口径が相対的に小さい吸着ノズルに交換されたときにも、真空圧センサによって検出する圧力の範囲を広くとることができるようになるから、吸着の有無の判定や清掃時期の検出などを、一つの真空圧センサで正確に行うことができるようになる。この結果、コストダウンを図りながら、信頼性が高い表面実装機を提供することができる。
【００６０】
請求項２記載の発明によれば、吸着ノズルの空気吸込口の口径に適合する空気流量をもって空気を吸引するように吸引系を構成することができるから、ノズル吸着状態でのノズル内の圧力とノズル開放状態でのノズル内の圧力との差圧を吸着ノズルを交換しても略等しくすることができるようになる。このため、吸着の有無の判定や清掃時期の検出などをより一層正確に行うことができる。
【００６１】
請求項３記載の発明によれば、吸引用通路を複数設けるに当たって、絞りの種類を１種類とすることができるから、構成が単純になり、組立作業やメンテナンスが容易になる。このため、製造コストおよびランニングコストが低い表面実装機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る吸着ノズルを装着した表面実装機の平面図である。
【図２】 本発明に係る吸着ノズルを装着した表面実装機の正面図である。
【図３】 空気吸込口の口径が相対的に大きい吸着ノズル５を使用している状態を示す構成図である。
【図４】 空気吸込口の口径が相対的に小さい吸着ノズル５を使用している状態を示す構成図である。
【図５】 空気吸込口の口径が最大の吸着ノズル５を使用している状態を示す構成図である。
【図６】 正圧を加えている状態を示す構成図である。
【図７】 ノズル内の圧力の変化を示すグラフである。
【図８】 ノズル内の圧力の変化を示すグラフである。
【図９】 エジェクタの吸入空気の流量特性を示すグラフである。
【図１０】 空気吸込口の口径が相対的に大きい吸着ノズルを使用している状態を示す構成図である。
【図１１】 空気吸込口の口径が相対的に小さい吸着ノズルを使用している状態を示す構成図である。
【図１２】 正圧を加えている状態を示す構成図である。
【符号の説明】
１…表面実装機、５…吸着ノズル、６，４１…吸着装置、８…実装用部品、２２…真空発生器、２３…第１の吸引用通路、２４…第２の吸引用通路、２５，２６…開閉弁、２７，２８…絞り、３２…真空圧センサ。

Claims (3)

1. 実装用部品の種類に対応して空気吸込口の口径が異なる部品吸着用の吸着ノズルを交換可能に設け、この吸着ノズルの下流側の圧力をセンサによって検出する表面実装機において、前記吸着ノズルの吸引系における前記センサより下流側に、複数の吸引用通路を並列に接続するとともに、これらの通路に開閉弁と絞りとをそれぞれ設けてなり、
   空気吸込口の口径が相対的に小さい吸着ノズルを使用するときは、前記口径が相対的に大きい吸着ノズルを使用するときに較べて、前記複数の開閉弁のうち開いている開閉弁の数を減少させ、かつ空気が流れる絞りの通路断面積の総和を相対的に小さくすることを特徴とする表面実装機。
2. 請求項１記載の表面実装機において、絞りは、吸引用通路毎に所定圧力差における空気流量が異なるものが用いられていることを特徴とする表面実装機。
3. 請求項１記載の表面実装機において、絞りは、吸引用通路毎に所定圧力差における空気流量が等しくなるものが用いられていることを特徴とする表面実装機。

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