JP4050396B2 - 電子部品装着装置および電子部品装着装置の装着ヘッド取付方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子部品の組立や装着する業界等において用いる電子部品装着装置および電子部品装着装置の装着ヘッド取付方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板等へチップ部品やＩＣ部品等の電子部品の組立や装着を行う業界等において、この電子部品は、装着装置における装着ヘッドが、電子部品の供給部と装着部とを往復して昇降し、その吸着と離脱とを繰り返すことで所定の装着が行われる。
【０００３】
従来の装置にあっては、図６（ａ）に示すように、横ガイド８０に沿って移動するヘッド支持部材８１にサーボモータ８２を取り付け、このサーボモータ８２の出力軸８３にボールネジ８４を連結してあって、該ボールネジ８４に装着ヘッド８５を昇降自在に螺着してある。
【０００４】
更に、この装着ヘッド８５はその装着効率等を向上させるために、図６（ｂ）に示すように、４連あるいは６連のように複数個設けられることが一般的で、各々の装着ヘッド８５の取付軸８６には、電子部品ｂの吸着ノズル８７を取り付けてあって、該吸着ノズル８７は、取付軸８６を中心として所定の回転角が得られるようにベルト８８を介してそれぞれ個別のモータ８９を接続してあるもので、これらの各部材８２，８４，８５，８９等はヘッド支持部材８１に取り付けた個々のハウジング９０にまとめて配設されている。
【０００５】
そして、電子部品ｂのプリント基板ｃへの装着に際しては、まず、装着ヘッド８５が電子部品ｂの供給部に移動し、該供給部の電子部品ｂを装着ヘッド８５の吸着ノズル８７が受け取って装着部へ移動し、該装着部のプリント基板ｃへ装着するもので、この装着前に、吸着ノズル８７に吸着保持された電子部品ｂの吸着姿勢を、ＣＣＤカメラ等のセンサー９１により検出して必要に応じて個々に補正を行う。
【０００６】
この検出工程は、図６（ｂ）に示すように、電子部品装着装置の適所に設けたセンサー９１上を、ヘッド支持部材８１が走行することで、あるいは、吸着ノズル８７に吸着保持された電子部品ｂの下側をセンサー９１が走行することで、一度に装着ヘッド８５，８５，８５…の保持する全部の電子部品ｂに対してその吸着姿勢の検出が行われる。
【０００７】
しかしながら、複数個の装着ヘッド８５の昇降駆動源および吸着ノズル８７の回転駆動源として、それぞれサーボモータ８２およびモータ８９を個々のハウジング９０内に組み込むので、これらを支持するために、該モータ８２，８９の外形寸法以上のハウジング９０の大きさが必要となり、該ハウジング９０を並べ設けたとき、必然的に、図６（ｂ）に示すように、隣り合う各吸着ノズル８７，８７の回転軸中心のピッチＬ１が大きくなる。
【０００８】
したがって、６連のように多くの装着ヘッド８５，８５，８５…を並設したときは、その一側端の吸着ノズル８７と他側端の吸着ノズル８７との距離Ｌ２が比較的大きくなる。
【０００９】
そのため、前記したセンサー９１による吸着保持された電子部品ｂの検出にあって、装着ヘッド８５全体あるいはセンサー９１の移動距離が長くなって、その分、電子部品ｂの検出時間が延長されて、該電子部品ｂの装着時間が遅れるので、タクト時間の短縮化が図れない。
【００１０】
また、サーボモータ８２とモータ８９をハウジング９０内に組み込んでいるため、モータのみを整備したい場合でも、装着ヘッド全体をハウジングごと取り外さなければならず、その作業に多くの時間が掛かると共に、メンテナンス性が悪い。
等の様々な問題点を有するものであった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記した問題点を解決するためになされたもので、複数個の装着ヘッドを有する電子部品装着装置にあって、それぞれの装着ヘッドに取り付けた保持部材の昇降駆動源を、連係部材を介して接続し、該それぞれの保持部材の回転軸中心の間隔を、それぞれの昇降駆動源の軸中心の間隔よりも狭くさせることにより、電子部品の装着時間を短縮させ、かつ、製造コストの低減とメンテナンス性の向上を図ることができる電子部品装着装置および電子部品装着装置の装着ヘッド取付方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するための本発明の手段は、機体へ取り付けて進退手段により前後方向へ任意に移動する進退体と、この進退体に取り付けて移動手段により左右方向へ任意に移動する可動体と、この可動体へ昇降手段により昇降自在に係合させ、前記進退手段と前記移動手段とにより電子部品の供給部と装着部とを任意に移動する装着ヘッドを複数個併設し、それぞれの装着ヘッドの保持部材を縦軸方向を中心として回転させる回転手段を単一の回転駆動源により連動作動させ、前記保持部材に保持された電子部品を検出する検出手段とを備えさせた電子部品装着装置にあって、前記装着ヘッドは、前記可動体に固着した支持体と、この支持体へ取り付けて昇降および回転自在となる昇降部材と、該昇降部材の下側に設けた電子部品の保持部材とからなり、前記昇降手段は、前記支持体へ取り付けて前記昇降部材に設けた作動部材を係合させた昇降位置決め部材と、前記可動体に取り付けて前記昇降位置決め部材に連係部材を介して連係させた昇降駆動源とからなり、前記それぞれの保持部材の回転軸中心の間隔は、前記昇降駆動源の軸中心の間隔よりも狭く並設した電子部品装着装置の構成にある。
【００１３】
また、昇降手段は、支持体へ取り付けて昇降部材に設けためねじ体を螺合させた螺軸と、可動体に取り付けて前記螺軸にベルトを介して連係させたサーボモータとからなる。
【００１６】
また、
装着ヘッドは可動体へ支持体を介して複数個が並設され、その昇降部材にはそれぞれ保持部材が取り付けられていて、これら保持部材を昇降させるそれぞれの昇降駆動源またはサーボモータの軸中心と、昇降位置決め部材または螺軸の軸中心の間隔とは一定の距離に設ける。
【００１７】
そして、電子部品装着装置における左右方向および前後方向の任意平面と、縦軸方向と、該縦軸を中心とする回転方向との移動を任意に行なう複数個の装着ヘッドを有し、これらの装着ヘッドのそれぞれの保持部材を縦軸方向を中心として回転させる回転手段を単一の回転駆動源により連動作動させる電子部品装着装置にあって、前記それぞれの装着ヘッドに取り付けた保持部材と昇降駆動源を、連係部材を介して連係し、該それぞれの保持部材の回転軸中心の間隔を、前記それぞれの昇降駆動源の軸中心の間隔よりも狭くさせたことを特徴とする電子部品装着装置の装着ヘッド取付方法にある。
【００１８】
【実施例】
次に、本発明に関する電子部品装着装置および電子部品装着装置の装着ヘッド取付方法の実施の一例を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１〜図２においてＡは、チップ部品やＩＣ部品等の電子部品ｂを、その供給部ｍより受け取って装着部ｎへ移送し、プリント基板ｃ上の所定の個数適所へ装着する電子部品装着装置である。
【００２０】
なお、前記した電子部品装着装置Ａには、機体１においてその一側若しくは両側にパーツフィーダ等により順次搬送されて待機する電子部品ｂの供給部ｍが、また、機体１内において移送部材（図示せず）によりプリント基板ｃが搬入出される電子部品ｂの装着部ｎが設けられている。
【００２１】
そして、その構成は、図１および図２に示すように、機体１へ取り付けて、進退手段２により前後方向（Ｙ軸方向の任意平面）へ任意に移動する進退体３と、この進退体３に取り付けて移動手段４により左右方向（Ｘ軸方向の任意平面）へ任意に移動する可動体５と、この可動体５へ昇降手段６により装着ヘッド７を昇降自在に係合させてあると共に、この装着ヘッド７は、回転手段８により縦軸方向（Ｚ軸方向）を中心として回転自在としてあるもので、それぞれの手段２および４，６，８は数値制御可能なサーボモータ等により高精度で作動される。
【００２２】
なお、この装着ヘッド７は、電子部品ｂの上面を吸着する吸着パット式や、その外周を把持するチャック式等が用いられるもので、本実施例においては吸着パット式について示すものであって、この装着ヘッド７の下端部に保持部材である吸着ノズル９が取り付けられている。
【００２３】
また、該装着ヘッド７は、単ヘッドであってもかまわないが、図１あるいは図３，図５に示すように、複数ヘッドに構成すれば、装着効率等が向上するものであり、例えば、４連や６連等に構成される。
【００２４】
更に、この装着ヘッド７は、可動体５に固着した支持体１０と、この支持体１０へ取り付けて昇降および回転自在となる昇降部材１１と、該昇降部材１１の下側に設けた電子部品ｂの保持部材である吸着ノズル９とからなるもので、各保持部材（吸着ノズル）９の回転軸中心は、図４に示すように、直線ｐ−ｐ上に位置するように設けられる。
【００２５】
また、前記した昇降手段６は、図２に示すように、昇降位置決め部材である螺軸１２を支持体１０へ取り付けて、昇降部材１１の上部に設けた作動部材であるめねじ体１３を螺合させてある。
【００２６】
更に、螺軸１２とは、所定に離隔した位置において可動体５へ昇降駆動源であるサーボモータ１４を取り付けてあって、その出力軸１５に取り付けた駆動プーリー（タイミングプーリー）１６と、昇降位置決め部材である螺軸１２に取り付けた受動プーリー（タイミングプーリー）１７とへ、連係部材であるベルト（タイミングベルト）１８を懸張し、両プーリー１６，１７を連係（接続）させてある。
【００２７】
これにより、サーボモータ１４を作動すると、螺軸１２の回転に伴ってめねじ体１３が支持体１０に設けた縦ガイド１９に沿って昇降するので、めねじ体１３に取り付けた昇降部材１１が、すなわち、保持部材である吸着ノズル９が縦軸（Ｚ軸）方向に対して数値制御された昇降運動を行う。
【００２８】
この昇降手段６の構成により、複数の装着ヘッド７を可動体５へ並設したときは、これら装着ヘッド７の昇降部材１１に取り付けられたそれぞれの保持部材（吸着ノズル）９において、図４に示すように、該隣り合うそれぞれの保持部材（吸着ノズル）９の回転軸中心の間隔ｅは、昇降駆動源（サーボモータ）１４の軸中心の間隔ｆよりも狭く並設することができる。
【００２９】
また、昇降手段６において、図４に示すように、これら保持部材９を昇降させるそれぞれの昇降駆動源（サーボモータ）１４の出力軸１５の中心と、昇降位置決め部材（螺軸）１２の軸中心との間隔ｓは、一定の同一距離に設けてあるもので、これにより、同一物品である連係部材（タイミングベルト）１８が利用できる。
【００３０】
また、前記したそれぞれの保持部材（吸着ノズル）９に接続させた回転手段８は、該それぞれ保持部材９を単一の回転駆動源、すなわち、サーボモータ２０により連動作動させる。
【００３１】
そして、その構成は、図２および図５に示すように、昇降部材１１の適所へ、該昇降部材１１の軸方向の移動は自在に、かつ、回転方向に対して一体的に回転させる回転プーリー（タイミングプーリー）２１をそれぞれ取り付けて、これら回転プーリー２１にアイドラプーリー２２を介してベルト（タイミングベルト）２３を一連的に掛け渡してあるもので、このベルト２３をサーボモータ２０の出力軸２４に取り付けた駆動プーリー２５の回転により駆動する。
【００３２】
なお、図１および図２において２６は、装着ヘッド７の吸着ノズル９に吸着保持された電子部品ｂの吸着状態を認識する検出手段で、ＣＣＤ等のカメラセンサーやレーザ発信器等の慣用な手段が用いられる。
【００３３】
この検出手段２６からの画像情報等の信号は、コンピュータ等からなる制御手段２７に送られ所定の演算等がなされて、プリント基板ｃへの電子部品ｂの装着に際して、正確に補正された信号が前記した各手段２および４，６，８へ伝達される。
【００３４】
機体１の適所に固定状態に取り付けられた検出手段２６の上を、装着ヘッド７を支承している可動体５が直線走行したり、機体１または可動体５の適所に設けた操作手段（図示せず）により装着ヘッド７が保持する電子部品ｂの下方を検出手段２６が直線移動したりすることで、複数の装着ヘッド７に支持されている吸着ノズル９が保持する電子部品ｂに対して一連的な連続検出が行われる。
【００３５】
したがって、本発明に係る電子部品装着装置Ａおよび電子部品装着装置の装着ヘッド取付方法の一実施例の作用は以下の通りである。
【００３６】
基板ｃ上には、電子部品ｂがそれぞれ所定個数を適所に装着されるもので、この作業にあっては、これら設定値や動作順序等のデータが、あらかじめ制御手段２７へ記憶されている。
【００３７】
そして、その電子部品ｂの装着は、制御手段２７による各制御によって、進退手段２および移動手段４，昇降手段６，回転手段８を操作して、電子部品ｂの供給部ｍへ複数個からなる装着ヘッド７を移動させて、それぞれの昇降部材１１に設けた吸着ノズル９がそれぞれに該電子部品ｂを受け取り吸着保持する。
【００３８】
このとき、複数個からなる装着ヘッド７を移動させる昇降手段６は、それぞれのサーボモータ１４が個別に作動して、該回転をそれぞれベルト１８により螺軸１２へ伝達するもので、これに伴って、該螺軸１２に螺合するめねじ体１３が縦ガイド１９に沿って昇降し、昇降部材１１に取り付けた吸着ノズル９が降下と上昇との運動を行う。
【００３９】
それぞれの装着ヘッド７は、可動体５に対して個々の支持体１０により支持されているものであるが、昇降手段６におけるサーボモータ１４は、この支持体１０とは離隔した位置の可動体５に取り付けられて、螺軸１２がベルト１８により連係されているため、この支持体１０はサーボモータ１４の外形寸法に影響されることなく、すなわち、図４に示すように、サーボモータ１４，１４間のピッチｆに関係なくできるだけ狭寸法に製作でき、その結果、隣り合う複数個の装着ヘッド７，７，７…における吸着ノズル９，９，９…の回転軸中心の各ピッチｅを可及的に狭くすることができた。
【００４０】
そのため、図４に示すように、各吸着ノズル９に吸着保持された各電子部品ｂ間の全長距離Ｌが、従来の装置のものと比べて短くなったので、検出手段２６または各装着ヘッド７が直線的に横移動して、該電子部品ｂの姿勢等を連続的に検出するにあたって、その移動距離が短くなり、該検出時間を、すなわち、電子部品ｂの検出画像の取り込みを短時間に行うことができて、それに相応して、姿勢補正処理が速くなり、プリント基板ｃへの電子部品ｂの装着タクト時間を大幅に短縮することができた。
【００４１】
また、サーボモータ１４の点検・修理等にあっても、支持体１０とは別の部位に取り付けられているため、該サーボモータ１４のみを装置Ａから取り外すことができてメンテナンス性も大幅に向上された。
【００４２】
前記した検出手段２６による検出結果に基づいて制御手段２７を経て、吸着保持された電子部品ｂの吸着姿勢に対して所定の補正がなされるものであるが、このうち、電子部品ｂの傾き補正は、吸着ノズル９を縦軸（Ｚ軸）中心に所定の回転角に旋回させることにより行う。
【００４３】
この場合、各吸着ノズル９を支承した各昇降部材１１に連係させた回転手段８が、一基のサーボモータ２０と一本のベルト２３による構成の採用により、全部の吸着ノズル９に対して共通の旋回作動を与えることができる。
【００４４】
また、支持体１０内へのサーボモータ２０の取り付けを廃止することで、前記したように、支持体１０はサーボモータ２０の外形寸法に影響されることなく、できるだけ狭寸法に製作でき、吸着ノズル９の軸心の各ピッチｅを可及的に狭くすることができて、一層、プリント基板ｃへの電子部品ｂの装着タクト時間を大幅に短縮することに寄与できた。
【００４５】
また、前記同様にモータ２０のメンテナンス性が向上し、かつ、製作コストの低減化が図れた。
【００４６】
【発明の効果】
前述したように本発明の電子部品装着装置および電子部品装着装置の装着ヘッド取付方法は、装着ヘッドの昇降に際して、その昇降手段を、支持体へ取り付けて前記昇降部材に設けた作動部材を係合させた昇降位置決め部材と、前記可動体に取り付けて前記昇降位置決め部材に連係部材を介して連係させた昇降駆動源とからなる構成を用いることにより、昇降駆動源の大きさに影響されることなく装着ヘッドの取り付けピッチを狭くすることができるので、装着ヘッドに保持された電子部品の検出手段による検出距離が短くなって、プリント基板への電子部品の装着の時間効率が大幅に向上して、その高速化が達成でき、短時間に大量の装着処理が行なえる。
【００４７】
昇降駆動源や回転駆動源は、支持体とは別の部位に設けられているため、これら昇降駆動源および回転駆動源の点検保守等にあって、支持体を可動体から取り外す作業がなくなり、メンテナンス性が大幅に向上する。
【００４８】
回転手段は、それぞれの保持部材を単一の回転駆動源により連動作動させることにより、製作コストを低減させることができる。
等の格別な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関する電子部品装着装置の装着ヘッド取付方法を採用した電子部品装着装置の一実施例の概略を示す平面図である。
【図２】図１における装着ヘッド部の要部を示す拡大側面図である。
【図３】図２における装着ヘッド部の要部を示す平面図である。
【図４】図２における装着ヘッドの昇降手段の構成状態を示す説明図である。
【図５】図２における装着ヘッドの回転手段の構成状態を示す説明図である。
【図６】従来の装着ヘッドの昇降機構の概略を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
Ａ 電子部品装着装置
ｂ 電子部品
１ 機体
２ 進退手段
３ 進退体
４ 移動手段
５ 可動体
６ 昇降手段
７ 装着ヘッド
８ 回転手段
９ 保持部材
１０ 支持体
１１ 昇降部材
１２ 昇降位置決め部材（螺軸）
１３ 作動部材（めねじ体）
１４ 昇降駆動源（サーボモータ）
１８ 連係部材（ベルト）

Claims (4)

1. 機体へ取り付けて進退手段により前後方向へ任意に移動する進退体と、この進退体に取り付けて移動手段により左右方向へ任意に移動する可動体と、この可動体へ昇降手段により昇降自在に係合させ、前記進退手段と前記移動手段とにより電子部品の供給部と装着部とを任意に移動する装着ヘッドを複数個併設し、それぞれの装着ヘッドの保持部材を縦軸方向を中心として回転させる回転手段を単一の回転駆動源により連動作動させ、前記保持部材に保持された電子部品を検出する検出手段とを備えさせた電子部品装着装置にあって、
   前記装着ヘッドは、前記可動体に固着した支持体と、この支持体へ取り付けて昇降および回転自在となる昇降部材と、該昇降部材の下側に設けた電子部品の保持部材とからなり、
   前記昇降手段は、前記支持体へ取り付けて前記昇降部材に設けた作動部材を係合させた昇降位置決め部材と、前記可動体に取り付けて前記昇降位置決め部材に連係部材を介して連係させた昇降駆動源とからなり、前記それぞれの保持部材の回転軸中心の間隔は、前記昇降駆動源の軸中心の間隔よりも狭く並設したことを特徴とする電子部品装着装置。
2. 昇降手段は、支持体へ取り付けて昇降部材に設けためねじ体を螺合させた螺軸と、可動体に取り付けて前記螺軸にベルトを介して連係させたサーボモータとからなることを特徴とする請求項１記載の電子部品装着装置。
3. 昇降駆動源の軸中心と、昇降位置決め部材の軸中心の間隔とは一定の距離に設けたことを特徴とする請求項１または２記載の電子部品装着装置。
4. 電子部品装着装置における左右方向および前後方向の任意平面と、縦軸方向と、該縦軸を中心とする回転方向との移動を任意に行なう複数個の装着ヘッドを有し、これらの装着ヘッドのそれぞれの保持部材を縦軸方向を中心として回転させる回転手段を単一の回転駆動源により連動作動させる電子部品装着装置にあって、
   前記それぞれの装着ヘッドに取り付けた保持部材と昇降駆動源を、連係部材を介して連係し、該それぞれの保持部材の回転軸中心の間隔を、前記それぞれの昇降駆動源の軸中心の間隔よりも狭くさせたことを特徴とする電子部品装着装置の装着ヘッド取付方法。

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