JP4167539B2

JP4167539B2 - Component mounter

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Publication number: JP4167539B2
Application number: JP2003135202A
Authority: JP
Inventors: 一成小澤
Original assignee: i Pulse Co Ltd
Current assignee: i Pulse Co Ltd
Priority date: 2003-05-13
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2023-05-13
Also published as: JP2004342710A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズルホルダに保持された吸着ノズルに吸着された部品を基板上に実装する部品実装機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば図７に示すような実装用ヘッドを備えた部品実装機が知られている。この実装用ヘッドは、機体フレーム８１により回転可能に支持されたボールねじ軸８２と、このボールねじ軸８２と並行に設置されたガイド部材８３に沿ってスライド自在に支持された中空のスプライン軸からなるノズルシャフト８４と、上記ボールねじ軸８２を回転駆動してノズルシャフト８４を昇降変位させるＺ軸サーボモータ８５を備えた昇降駆動機構８６と、ノズルシャフト８４の先端部（下端部）に着脱可能に取り付けられた吸着ノズル８７とを有し、ボールねじ軸８２に螺着されたナット部材８９をノズルシャフト８４の上側支持部材８８に保持させるように構成されている。
【０００３】
そして、上記Ｚ軸サーボモータ８５を作動させてボールねじ軸８２を回転駆動することにより、上記ナット部材８９を螺進させてノズルシャフト８４の上側支持部材８８を上下にスライド変位させ、このノズルシャフト８４の先端部に取り付けられた吸着ノズル８７を、図７の実線で示す上方の待機位置から仮想線で示す下方の部品実装位置に昇降変位させるように構成されている。また、機体フレーム８１に固定されたノズルシャフト支持部９０により上記ノズルシャフト８４の先端側部分を回転可能に支持した状態で、上記ノズルシャフト支持部９０に設けられた回転駆動機構９１のＲ軸サーボモータ９２を作動させて上記ノズルシャフト８４を回転駆動することにより、上記吸着ノズル８７に吸着された部品の設置角度を調節するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにノズルシャフト８４の先端側部分を機体フレーム８１に固定されたノズルシャフト支持部９０により支持した状態で、上記昇降駆動機構８６によりノズルシャフト８４の上側支持部材８８を上下にスライド変位させるように構成した場合には、ノズルシャフト８４が図７に仮想線で示すように、部品実装位置に下降するのに応じ、ノズルシャフト８４の上側支持部材８８と、下側のノズルシャフト支持部９０との設置間隔が狭くなるとともに、吸着ノズル８７が取り付けられたノズルシャフト８４の下端部がノズルシャフト支持部９０から大きく突出した状態となることが避けられない。このため、回転駆動機構９１によりノズルシャフト８４を回転駆動する際等に、上記ノズルシャフト支持部９０において曲げやねじれ等の変形が生じた場合には、この変形がノズルシャフト８４の先端部側に向けて大きく増幅され、吸着ノズル８７に吸着された部品の回転中心からのずれが大きくなる。したがって、上記部品の装着位置を正確に調節することが困難であるとともに、この位置調整に要する時間が長くなることが避けられないという問題がある。
【０００５】
また、昇降駆動機構８６のＺ軸サーボモータ８５により回転駆動されるボールねじ軸８２に沿ってノズルシャフト８４を昇降可能に支持することにより、上記ボールねじ軸８２に、ノズルシャフト８４を昇降駆動する駆動部としての機能と、ノズルシャフト８４を昇降可能に支持するガイド部としての機能とを兼ね備えさせるように構成したため、上記ノズルシャフト８４を昇降駆動する際に、ボールねじ軸８２に生じる曲げやねじれ等の変形による影響により、ノズルシャフト８４の支持位置が変動して部品の装着精度が低下し易いという問題がある。
【０００６】
なお、ノズルシャフト８４が部品実装位置に下降するのに応じ、ノズルシャフト８４の上側支持部材８８と下側のノズルシャフト支持部９０との設置間隔が狭くなることに起因して、回転駆動機構９１によりノズルシャフト８４を回転駆動する際等に吸着ノズル８７に吸着された部品の位置ずれが大きくなるのを防止するため、上記上側支持部材８８とノズルシャフト支持部９０との設置間隔を予め大きな値に設定することも考えられるが、この場合には、装置の上限寸法が大きくなるのを避けられないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で部品を正確に実装することができる部品実装機を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、部品供給部から部品を吸着して被実装用の基板上に部品を実装する実装用ヘッドを備え、この実装用ヘッドに、機体フレームにより昇降可能かつ回転可能に支持されたノズルシャフトと、このノズルシャフトの先端部を回転可能に支持するシャフト支持部とが設けられた部品実装機であって、機体フレームに一定間隔で配設された複数のガイド部材により昇降可能に支持されるとともに、先端部に上記シャフト支持部が固定された可動バーと、上記ガイド部材に沿って可動バーをスライド変位させることにより上記ノズルシャフトを昇降駆動する昇降駆動機構と、上記シャフト支持部によりノズルシャフトを回転可能に支持した状態で上記ノズルシャフトを回転駆動する回転駆動機構とを備えたものである。
【０００９】
上記構成によれば、機体フレームに設けられたガイド部材により可動バーを支持しつつ、昇降駆動機構の駆動力に応じて可動バーを昇降駆動することにより、ノズル支持部およびノズルシャフトを上方の待機位置から下方の部品実装位置にスライド変位させる際、および上記ノズル支持部によりノズルシャフトを支持しつつ、回転駆動機構の駆動力に応じてノズルシャフトを回転駆動することにより、その先端部に取り付けられた吸着ノズルの設置角度を調節する際に、この吸着ノズルに吸着された部品の回転中心からのずれが大きくなるのを効果的に防止することが可能となる。
【００１０】
上記部品実装機において、ノズルシャフトと可動バーとを相隣接して配設するとともに、回転駆動機構を構成する駆動モータの出力軸に固定された駆動ギアと、ノズルシャフトに結合された従動ギアとが、上下一対のガイド部材の間に配設されるように回転駆動機構の高さ位置を設定することが望ましい。
【００１１】
上記構成によれば、コンパクトな構成で可動バーを昇降駆動してノズル支持部およびノズルシャフトを上方の待機位置から下方の部品実装位置にスライド変位させるとともに、ノズルシャフトを回転駆動して吸着ノズルの設置角度を調節することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る部品実装機の全体構成を概略的に示している。この部品実装機の基台１上には、搬送ラインを構成するコンベア２が配置され、このコンベア２上をプリント基板３が搬送されて所定の作業位置で停止されるようになっている。上記コンベア２の側方には、部品供給部４が配設されている。この部品供給部４は、例えば多数列のテープフィーダ４ａを備え、各テープフィーダ４ａは、それぞれＩＣ、トランジスタまたはコンデンサ等からなる小片状の電子部品を所定間隔置きに収納、保持したテープがリールから導出されるようになっている。また、上記テープの送り出し端には、テープ送り機構が設けられ、後述するヘッドユニット５により部品がピックアップされるのに応じてテープが間欠的に送り出されるように構成されている。
【００１３】
また、上記基台１の上方には、電子部品搭載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における部品吸着位置とプリント基板３に対する部品装着位置との間を移動可能に構成され、当実施形態ではコンベア２の搬送方向に沿ったＸ軸方向と、平面上でＸ軸方向に対して直交するＹ軸方向とに移動し得るようになっている。
【００１４】
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、このボールねじ軸８に螺合されたナット部材１２が、上記固定レール７上に配設されたヘッドユニット支持部材１１に保持されている。また、上記ヘッドユニット支持部材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により回転駆動されるボールねじ軸１４とが配設されるとともに、上記ガイド部材１３には、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に保持されたナット部材１６（図２に示す）が上記ボールねじ軸１４に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ１５の作動に応じてボールねじ軸１４が回転することにより、ヘッドユニット５がヘッドユニット支持部材１１に沿ってＸ軸方向に移動するようになっている。
【００１５】
上記ヘッドユニット５の下端部には、このヘッドユニット５により吸着された電子部品の吸着状態を認識するための部品認識カメラ１７が設けられている。この部品認識カメラ１７は、図２に示すように、Ｘ軸方向に設置されたガイドレール１８に沿って移動可能に支持されるとともに、サーボモータ等からなる駆動手段１９によりＸ軸方向に駆動されるようになっている。上記駆動手段１９によって部品認識カメラ１７がＸ軸方向に駆動されることにより、このＸ軸方向に沿って配列された複数個の実装用ヘッド２０に吸着された電子部品が単一の部品認識カメラ１７により順次撮像されるようになっている。
【００１６】
また、上記ヘッドユニット５には、ガイド部材１３によりＸ軸方向に移動可能に支持された機体フレーム５ａと、この機体フレーム５ａにより昇降可能かつ回転可能に支持された実装用ヘッド２０と、この実装用ヘッド２０を昇降駆動する昇降駆動機構２１と、上記実装用ヘッド２０を回転駆動する回転駆動機構２２と、上記実装用ヘッド２０の先端部に部品吸着用の負圧と部品離脱用の正圧とを作用させる空気給排手段２３とが設けられている。
【００１７】
上記実装用ヘッド２０は、ベアリングおよびスペーサを有する支持部材２４により中央部分がスライド自在かつ回転可能に支持されたスプライン軸からなるノズルシャフト２５と、このノズルシャフト２５の先端部（下端部）を回転可能に支持するシャフト支持部２６と、上記ノズルシャフト２５の先端部に設けられたノズルホルダ２７と、後述するようにノズルホルダ２７により着脱可能に保持される吸着ノズル２８とを備えている。上記シャフト支持部２６は、ノズルシャフト２５に近接した位置に配設された可動バー２９を介して機体フレーム５ａに支持されている。
【００１８】
上記可動バー２９は、機体フレーム５ａに一定間隔で配設された上下一対のガイド部材３０，３１により上下方向にスライド可能に支持されるとともに、その先端部がシャフト支持部２６に形成された取付孔に挿入された状態で、六角孔付ボルトからなるセットボルト２９ａにより固定されている（図５参照）。また、上記可動バー２９には、昇降駆動機構２１のボールねじ軸３２に螺着されたナット部材３３が保持されている。
【００１９】
上記昇降駆動機構２１は、機体フレーム５ａによって回転可能に支持されたボールねじ軸３２と、このボールねじ軸３２を回転駆動するＺ軸サーボモータ３４とを有し、このＺ軸サーボモータ３４によってボールねじ軸３２を回転駆動することにより、上記ナット部材３３を螺進させるように構成されている。このナット部材３３が螺進するのに応じ、上記可動バー２９が上下一対のガイド部材３０，３１により支持された状態で昇降変位するとともに、これに対応して上記可動バー２９の先端部に連結されたシャフト支持部２６およびノズルシャフト２５が上下にスライド変位することにより、上記ノズルホルダ２７および吸着ノズル２８が、図３（ａ）に示す上方の待機位置から、図３（ｂ）に示す下方の部品装着位置に昇降駆動されるようになっている。
【００２０】
上記回転駆動機構２２は、図４に示すように、Ｒ軸サーボモータ３５と、その出力軸に固定された駆動ギア３６と、この駆動ギア３６により回転駆動される従動ギア３７とを有し、この従動ギア３７が、上記ノズルシャフト２５に外嵌されたホルダー３８ａに固定されている。このホルダー３８ａには、上記支持部材２４の設置部に配設されるるとともに、上記ノズルシャフト２５にスプライン結合された雌スプライン３８ｂが一体に固定されている。そして、上記Ｒ軸サーボモータ３５の駆動力が駆動ギア３６、従動ギア３７、ホルダー３８ａおよび雌スプライン３８ｂを介してノズルシャフト２５に伝達されることにより、このノズルシャフト２５が回転駆動されるようになっている。
【００２１】
また、上記ノズルシャフト２５は、外周面にスプラインが形成されたシャフト本体３９と、このシャフト本体３９の先端部に連結部材４０を介して連結されたシャフト先端部４１とからなり、上記シャフト本体３９がホルダー３８ａおよび雌スプライン３８ｂと一体に回転するように連結されるとともに、この雌スプライン３８ｂに沿ってスライド自在に支持され、かつ上記シャフト先端部４１が図５に示すようにシャフト支持部２６により回転可能に支持されている。
【００２２】
上記ノズルシャフト２５のシャフト先端部４１には、シャフト支持部２６に設けられた上下一対のベアリング４３，４４、スペーサ４５およびロックナット４６により回転可能に支持されるとともに、シャフト支持部２６と一体に昇降変位するように保持された筒状体４７と、この筒状体４７内に配設されて一体に回転するように連結された空気給排シャフト４８と、この空気給排シャフト４８を下方に付勢する圧縮コイルばねからなる付勢部材５０とを備えている。そして、上記筒状体４７と空気給排シャフト４８との間に形成された間隙に上記吸着ノズル２８の基端部が嵌着された状態で、上記ノズルホルダ２７により吸着ノズル２８が着脱可能に保持されている。このノズルホルダ２７に保持された吸着ノズル２８に上向きの応力が作用すると、上記付勢部材５０の付勢力に抗して空気給排シャフト４８が筒状体４７に沿って押し上げられることにより、吸着ノズル２８の上昇が許容されるようなっている。
【００２３】
上記空気給排シャフト４８には、その下端部および上部側面が開口した空気給排通路５１が形成されるとともに、この空気給排通路５１の上部側面の開口部に連通する連通路５２がシャフト支持部２６、スペーサ４５および筒状体４７に形成されている。また、シャフト支持部２６には、上記空気給排手段２３の空気ホース２３ａが上記連通路５２に対応する位置に接続されるとともに、この連通路５２をシールするシール部材５３と、上記空気給排手段２３から連通路５２に供給された加圧空気の一部を外部に逃がすリリーフ弁５４とが設けられている。
【００２４】
上記シール部材５３は、可動バー２９に連結されて回動不能に支持されたシャフト支持部２６と、回転駆動機構２２によりノズルシャフト２５と一体に回転駆動される上記スペーサ４５との間に形成された空間部の上下をシールすることにより、後述するように、部品吸着時に空気給排通路５１内の空気を吸引する際に、この吸引作用が損なわれるのを防止するとともに、部品離脱時に空気給排通路５１内に加圧空気を供給する際に、この加圧空気が上記空間部から外部に漏出するのを防止するように構成されている。
【００２５】
上記リリーフ弁５４は、上記連通路５２から分岐したリリーフ通路５５をシールするＯリング５６と、このＯリング５６に圧接される鋼球等からなるボール体５７とを有している。上記空気給排手段２３により連通路５２および空気給排通路５１内の空気を吸引して部品吸着用の負圧を吸着ノズル２８に作用させる際には、この負圧に応じて上記ボール体５７がＯリング５６に圧接されることによりリリーフ通路５５がシールされるようになっている。
【００２６】
また、上記空気給排手段２３により連通路５２および空気給排通路５１内に加圧空気を供給して部品離脱用の正圧を吸着ノズル２８に作用させる際には、この正圧に応じ、ボール体５７がその自重に抗して押し上げられ、Ｏリング５６からボール体５７が離間することにより上記加圧空気の一部がリリーフ弁５４を介して外部に逃がされるようになっている。なお、上記ボール体５７をＯリング５６に圧接させる方向に付勢する付勢部材を設け、この付勢部材の付勢力に抗してＯリング５６からボール体５７を離間させ得る圧力の加圧空気が供給された時点で、加圧空気の一部がリリーフ弁５４を介して外部に逃がされるように構成してもよい。
【００２７】
上記ノズルホルダ２７には、図５および図６に示すように、上下方向に延びる筒状体設置孔５８と、この筒状体設置孔５８内に挿入された筒状体４７の先端部近傍（下端部近傍）に相対向して設置された円柱状体からなる第１係止部材５９および球状体からなる第２係止部材６０と、第１，第２係止部材５９，６０を筒状体設置孔５８の中心部側に付勢する圧縮コイルばねからなる付勢部材６１，６２が設けられている。この付勢部材６１，６２の付勢力に応じ、第１，第２係止部材５９，６０が吸着ノズル２８の周面に圧接されることにより、吸着ノズル２８がノズルホルダ２７に保持されるようになっている。
【００２８】
また、吸着ノズル２８の両側面には、上記ノズルホルダ２７に対する装着状態で、第１，第２係止部材５９，６０の内周面部が係合される第１，第２被係止部６３，６４が上下方向の所定範囲に亘って形成されている。すなわち、図６に示すように平面から見て、上記吸着ノズル２８の一側面が平面状に切除されることにより、上記円柱状体からなる第１係止部材５９の内周面部が圧接されて係止される第１被係止部６３が形成されるとともに、上記吸着ノズル２８の一側面が凹溝状に切除されることにより、上記球状体からなる第２係止部材６０の内周面部が嵌入されて係止される第２被係止部６４が形成されている。
【００２９】
上記構成の部品実装機によりプリント基板３上に部品を実装する場合には、ヘッドユニット５を部品供給部４に移動させた後、実装用ヘッド２０の下端部に保持された吸着ノズル２８に部品吸着用の負圧を作用させることにより部品を吸着ノズル２８に吸着させる。具体的には、空気給排手段２３に設けられた減圧装置により上記連通路５２および空気給排通路５１内の空気を吸引し、上記吸着ノズル２８の内部を減圧して部品吸着用の負圧を作用させることにより、この吸着ノズル２８に部品を吸着させる。
【００３０】
次いで、上記実装用ヘッド２０を部品吸着部から上昇させて部品を持ち上げるとともに、プリント基板３上に実装用ヘッド２０を移動させた後、昇降駆動機構２１のＺ軸サーボモータ３４を作動させて実装用ヘッド２０を部品実装位置に下降させる。すなわち、上記Ｚ軸サーボモータ３４によりボールねじ軸３２を回転駆動してナット部材３３を螺進させ、可動バー２９を上下一対のガイド部材３０，３１によって支持しつつ、図３（ａ）に示す上方の待機位置から、図３（ｂ）に示す下方の部品装着位置に上記ノズルシャフト２５、シャフト支持部２６および吸着ノズル２８を一体の状態で上下にスライド変位させる。
【００３１】
そして、回転駆動機構２２のＲ軸サーボモータ３５を作動させて上記ノズルシャフト２５を回転駆動することにより、上記吸着ノズル２８に吸着された部品の設置角度を調節する。その後、空気給排手段２３に設けられた加圧装置により上記連通路５２および空気給排通路５１内に加圧空気を供給し、上記吸着ノズル２８の内部を加圧して部品離脱用の正圧を作用させることにより、この吸着ノズル２８から部品を離脱させるようにする。この場合に、上記加圧装置から連通路５２に供給された加圧空気の圧力に応じ、上記リリーフ弁５４のボール体５７がＯリング５６から離間して加圧空気（正圧）の一部が外部に逃がされることになる。
【００３２】
上記のように部品供給部４から部品を吸着して被実装用のプリント基板３上に部品を実装する実装用ヘッド２０を備え、この実装用ヘッド２０に、機体フレーム５ａにより昇降可能かつ回転可能に支持されたノズルシャフト２５と、このノズルシャフト２５の先端部を回転可能に支持するシャフト支持部２６とが設けられた部品実装機において、機体フレーム５ａに一定間隔で配設された複数のガイド部材３０，３１により昇降可能に支持されるとともに、先端部に上記シャフト支持部２６が固定された可動バー２９と、上記ガイド部材３０，３１に沿って可動バー２９をスライド変位させることにより上記ノズルシャフト２５を昇降駆動する昇降駆動機構２１と、上記シャフト支持部２６によりノズルシャフト２５を回転可能に支持した状態で上記ノズルシャフト２５を回転駆動する回転駆動機構２２とを設けたため、簡単な構成で部品をプリント基板３に対して正確に実装することができるという利点がある。
【００３３】
すなわち、上記可動バー２９に先端部に設けられたシャフト支持部２６によりノズルシャフト２５の先端部を回転可能に支持するとともに、機体フレーム５ａに固定された上下一対のガイド部材３０，３１により可動バー２９を昇降可能に支持するように構成したため、ノズルシャフト２５を図３（ｂ）に示す部品実装位置に下降させた状態で、回転駆動機構２２によりノズルシャフト２５を回転駆動した場合においても、上記シャフト支持部２６により吸着ノズル２８の先端部を安定して支持することができる。したがって、上記ノズルシャフト２５に曲げやねじれ等の変形が生じることに起因して、吸着ノズル８７に吸着された部品が回転中心から大きくずれた状態となるという事態の発生を効果的に防止し、上記部品の装着を正確に調節することができるとともに、この位置調整に要する時間を短縮することができるという利点がある。
【００３４】
また、昇降駆動機構２１のＺ軸サーボモータ３４により回転駆動されて可動バー２９およびノズル支持部２６を介してノズルシャフト２５を昇降駆動するボールねじ軸３２と、可動バー２９およびノズル支持部２６を介してノズルシャフト２５を昇降可能に支持するガイド部材３０，３１とを別体に設けたため、ノズルシャフト２５を昇降駆動する際に、ボールねじ軸３２に生じる曲げやねじれ等の変形による影響がノズルシャフト２５に及ぶのを効果的に防止して、上記ガイド部材３０，３１により可動バー２９の昇降変位を直線的に支持することにより、ノズルシャフト２５の支持位置が変動するのを抑制することができる。
【００３５】
したがって、上記ガイド部材３０，３１の設置間隔が大きく設定される等により装置の上下寸法が大きくなるという弊害を生じることなく、上記ノズルシャフト２５の支持位置を安定して保持し、その先端部に取り付けられた吸着ノズル２８によりプリント基板３上に装着される部品の装着精度を効果的に向上させることができる。なお、上記実施形態では、機体フレーム５ａに固定された上下一対のガイド部材３０，３１により可動バー２９を昇降可能に支持するように構成した例について説明したが、機体フレーム５ａに固定された三個以上のガイド部材により可動バー２９を昇降可能に支持するように構成してもよい。
【００３６】
上記実施形態に示すように、下端部に吸着ノズル２８が取り付けられるノズルシャフト２５と、ガイド部材３０，３１により昇降可能に支持された可動バー２９とを相隣接して配設するとともに、回転駆動機構２２を構成するＲ軸サーボモータ３５の出力軸に固定された駆動ギア３６と、ノズルシャフト２５にホルダー３ａおよび雌スプライン３８ｂを介して結合された従動ギア３７とが、上下一対のガイド部材３０，３１の間に配設されるように回転駆動機構２２の高さ位置を設定した場合には、ガイド部材３０，３１と上記従動ギア３７等とが干渉するのを防止しつつ、これらを互いに近接させて配設することできる。したがって、コンパクトな構成で、上記可動バー２９を昇降駆動してノズル支持部２６およびノズルシャフト２５を上方の待機位置から下方の部品実装位置にスライド変位させるとともに、ノズルシャフト２５を回転駆動して吸着ノズル２８の設置角度を調節できるという利点がある。
【００３７】
また、上記実施形態では、ノズルシャフト２５の途中から先端に向けて形成された空気給排用通路５１と、上記シャフト支持部２６に設けられて空気給排通路５１に連通する連通路５２と、この連通路５２に接続される空気給排手段２３とを備え、この空気給排手段２３により上記連通路５２および空気給排通路５１内の空気を給排して上記吸着ノズル２８に部品吸引用の負圧と部品離脱用の正圧とを作用させるように構成したため、部品の実装を迅速かつ適正に行うことができるという利点がある。
【００３８】
すなわち、ノズルシャフト２５を構成するシャフト先端部４１の空気給排シャフト４８に形成された空気給排通路５１および上記連通路５２内の空気を、上記空気給排手段２３により給排して吸着ノズル２８に部品吸引用の負圧と部品離脱用の正圧とを直接的に作用させるように構成したため、図７に示すようにノズルシャフト８４の全長に亘って形成された空気給排通路の上端部から空気を給排することにより吸着ノズル８７に部品吸着用の負圧と部品離脱用の正圧とを作用させるように構成された従来装置に比べ、上記空気給排手段２３に設けられた空気ホース２３ａの先端部から吸着ノズル２８の吸着部（下端部）までの距離を格段に短くすることができる。
【００３９】
したがって、部品吸着時に、上記空気給排手段２３により空気給排通路５１の内部を早期に減圧して吸着ノズル２８に部品を迅速かつ適正に吸着させることができるとともに、部品の離脱時に、上記空気給排手段２３から連通路５２を介して空気給排通路５１内に加圧空気を供給することにより、上記空気給排通路５１内を早期に加圧して吸着ノズル２８から部品を迅速かつ適正に離脱させることができる。このため、部品の離脱時に供給される加圧空気の供給圧力を極端に高くする等の手段を講じることなく、部品の装着に要する作業時間を効果的に短縮できるとともに、部品を適正に装着できるという利点がある。
【００４０】
また、上記実施形態では、空気給排手段２３を介して連通路５２に供給された部品離脱用空気の一部を外部に逃すリリーフ弁５４をシャフト支持部２６に設けたため、部品の離脱時に、空気給排手段２３を介して連通路５２に高い圧力の加圧空気を供給した場合においても、その一部をリリーフ弁５４から外部に逃すことにより、吸着ノズル２８に過大な正圧が作用するのを防止しつつ、ノズルシャフト２５の先端部に設けられ空気給排通路５１に上記空気給排手段２３から連通路５１を介して所定の正圧を作用させることができる。したがって、上記部品離脱用空気の供給圧力を高い値に設定することにより、空気給排手段２３の加圧装置から上記空気給排通路５１内に加圧空気を迅速に供給することができる。しかも、上記吸着ノズル２８に過大な正圧が作用して部品が吹き飛ばされる等の弊害を生じることなく、上記吸着ノズル２８に吸着された部品を迅速かつ適正に離脱させることができるという利点がある。
【００４１】
さらに、図５および図６に示すように、上記ノズルホルダ２７に相対向して設置された円柱状体からなる第１係止部材５９および球状体からなる第２係止部材６０を、圧縮コイルばねからなる付勢部材６１，６２の付勢力に応じ、吸着ノズル２８の周面に圧接させるように構成した場合には、従来行われているように一対の球状体または複数個の球状体を吸着ノズル２８の摺面に圧接させるように構成した場合に比べ、吸着ノズル２８をノズルホルダ２７に簡単かつ安定して保持させることができるという利点がある。
【００４２】
すなわち、従来のように、ノズルホルダ２７に設けられた複数個の球状体を、吸着ノズル２８に設けられた凹溝状の被係止部にそれぞれ圧接させるように構成した場合には、平面から見て上記球状体の設置角度と被係止部の設置角度とが正確に相対応していないと、各球状体を被係止部に対して正確に係合することができず、吸着ノズル２８をノズルホルダ２７に安定して保持させることが困難である。これに対して上記実施形態に示すように、両係止部材５９，６０の一方を円柱状体により形成して平面状の切り欠きからなる吸着ノズル２８の第１被係止部６３に圧接させるとともに、他方を球状体により形成して凹溝状の第２被係止部６４に圧接させるように構成した場合には、第１係止部材５９の内周面部を平面状の第１被係止部６３に線接触状態で圧接させるとともに、第２係止部材６０の内周面部を凹溝状の第２係止部６４内に嵌入して係合することにより、平面から見て第１，第２係止部材５９，６０の設置角度と、第１，第２被係止部６３，６４の設置角度とに多少のずれがあっても、吸着ノズル２８をノズルホルダ２７に安定して保持させることができるという利点がある。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、部品供給部から部品を吸着して被実装用の基板上に部品を実装する実装用ヘッドを備え、この実装用ヘッドに、機体フレームにより昇降可能かつ回転可能に支持されたノズルシャフトと、このノズルシャフトの先端部を回転可能に支持するシャフト支持部とが設けられた部品実装機において、機体フレームに一定間隔で配設された複数のガイド部材により昇降可能に支持されるとともに、先端部に上記シャフト支持部が固定された可動バーと、上記ガイド部材に沿って可動バーをスライド変位させることにより上記ノズルシャフトを昇降駆動する昇降駆動機構と、上記シャフト支持部によりノズルシャフトを回転可能に支持した状態で上記ノズルシャフトを回転駆動する回転駆動機構とを設けたため、上記ノズルシャフトに曲げやねじれ等の変形が発生することに起因して吸着ノズルに吸着された部品の位置ずれが大きくなるという事態の発生を効果的に防止し、上記部品の装着位置を正確に調節することができるとともに、この位置調整に要する時間を短縮することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る部品実装機の一例を示す平面図である。
【図２】ヘッドユニットの具体的構成を示す説明図である。
【図３】ノズルヘッドの昇降作用を示す説明図である。
【図４】回転駆動機構の具体的構成を示す説明図である。
【図５】シャフト支持部の具体的構成を示す説明図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】部品実装機の従来例を示す図２相当図である。
【符号の説明】
３プリント基板
４部品供給部
５ａ機体フレーム
２０実装用ヘッド
２１昇降駆動機構
２２回転駆動機構
２５ノズルシャフト
２６シャフト支持部
２８吸着ノズル
２９可動バー
３０，３１ガイド部材
３５Ｒ軸サーボモータ（駆動モータ）
３６駆動ギア
３７従動ギア[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a component mounting machine for mounting a component sucked by a suction nozzle held by a nozzle holder on a substrate.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a component mounter having a mounting head as shown in FIG. 7 is known. The mounting head includes a ball screw shaft 82 rotatably supported by a body frame 81, and a hollow spline shaft slidably supported along a guide member 83 installed in parallel with the ball screw shaft 82. The nozzle shaft 84, the elevating drive mechanism 86 having a Z-axis servomotor 85 that moves the nozzle shaft 84 up and down by rotationally driving the ball screw shaft 82, and the tip (lower end) of the nozzle shaft 84 can be attached and detached. The nut member 89 screwed to the ball screw shaft 82 is held by the upper support member 88 of the nozzle shaft 84.
[0003]
Then, by operating the Z-axis servo motor 85 to rotationally drive the ball screw shaft 82, the nut member 89 is screwed to slide the upper support member 88 of the nozzle shaft 84 up and down, and this nozzle shaft The suction nozzle 87 attached to the tip end portion 84 is configured to move up and down from the upper standby position indicated by the solid line in FIG. 7 to the lower component mounting position indicated by the phantom line. Further, the R-axis servo of the rotation drive mechanism 91 provided on the nozzle shaft support 90 in a state where the tip end portion of the nozzle shaft 84 is rotatably supported by the nozzle shaft support 90 fixed to the body frame 81. By operating the motor 92 and rotationally driving the nozzle shaft 84, the installation angle of the parts sucked by the suction nozzle 87 is adjusted.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the state where the tip side portion of the nozzle shaft 84 is supported by the nozzle shaft support portion 90 fixed to the body frame 81 as described above, the upper support member 88 of the nozzle shaft 84 is slid up and down by the elevating drive mechanism 86. In such a configuration, as the nozzle shaft 84 descends to the component mounting position, as shown by phantom lines in FIG. 7, the upper support member 88 of the nozzle shaft 84 and the lower nozzle shaft support portion 90 are arranged. , And the lower end portion of the nozzle shaft 84 to which the suction nozzle 87 is attached is unavoidably protruded from the nozzle shaft support portion 90. For this reason, when the nozzle shaft 84 is rotationally driven by the rotational drive mechanism 91 and the nozzle shaft support portion 90 is deformed such as bending or twisting, the deformation is caused on the tip end side of the nozzle shaft 84. Therefore, the deviation from the rotation center of the component that is greatly amplified toward the suction nozzle 87 is increased. Therefore, there is a problem that it is difficult to accurately adjust the mounting position of the component, and that the time required for this position adjustment is unavoidable.
[0005]
In addition, the nozzle shaft 84 is supported by the Z-axis servo motor 85 of the lifting / lowering drive mechanism 86 so as to be movable up and down along the ball screw shaft 82, thereby driving the nozzle shaft 84 up and down on the ball screw shaft 82. Since it is configured to have both a function as a drive unit and a function as a guide unit that supports the nozzle shaft 84 so as to be movable up and down, bending and twisting generated in the ball screw shaft 82 when the nozzle shaft 84 is driven up and down. Due to the influence of such deformation, there is a problem that the support position of the nozzle shaft 84 changes and the mounting accuracy of the components tends to decrease.
[0006]
It should be noted that as the nozzle shaft 84 descends to the component mounting position, the rotational drive mechanism 91 is caused by a decrease in the installation interval between the upper support member 88 and the lower nozzle shaft support portion 90 of the nozzle shaft 84. In order to prevent the positional displacement of the parts sucked by the suction nozzle 87 when the nozzle shaft 84 is driven to rotate, the installation interval between the upper support member 88 and the nozzle shaft support portion 90 is set to a large value in advance. However, in this case, there is a problem that the upper limit size of the apparatus cannot be avoided.
[0007]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a component mounter capable of accurately mounting components with a simple configuration.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 includes a mounting head for picking up a component from a component supply unit and mounting the component on a substrate for mounting, and is supported by the mounting frame so as to be movable up and down and rotatable. Component mounter equipped with a nozzle shaft and a shaft support portion that rotatably supports the tip of the nozzle shaft, and can be moved up and down by a plurality of guide members arranged at regular intervals on the body frame A movable bar having the shaft support portion fixed to the tip thereof, a lift drive mechanism for driving the nozzle shaft up and down by sliding the movable bar along the guide member, and the shaft support And a rotation drive mechanism that rotationally drives the nozzle shaft in a state where the nozzle shaft is rotatably supported by the portion.
[0009]
According to the above configuration, while the movable bar is supported by the guide member provided in the body frame, the movable bar is driven up and down according to the driving force of the lifting drive mechanism, so that the nozzle support portion and the nozzle shaft are in the standby state. When the nozzle shaft is rotationally driven according to the driving force of the rotation drive mechanism while being slid and displaced from the position to the lower component mounting position, and while the nozzle shaft is supported by the nozzle support portion, the nozzle shaft is attached to the tip portion thereof. When the installation angle of the suction nozzle is adjusted, it is possible to effectively prevent the deviation of the part sucked by the suction nozzle from the rotation center.
[0010]
In the component mounting machine, the nozzle shaft and the movable bar are arranged adjacent to each other, and a drive gear fixed to the output shaft of the drive motor constituting the rotation drive mechanism, and a driven gear coupled to the nozzle shaft, However, it is desirable to set the height position of the rotational drive mechanism so as to be disposed between the pair of upper and lower guide members.
[0011]
According to the above configuration, the movable bar is driven up and down with a compact configuration to slide and displace the nozzle support portion and the nozzle shaft from the upper standby position to the lower component mounting position, and the nozzle shaft is rotated to drive the suction nozzle. The installation angle can be adjusted.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 schematically shows the overall configuration of a component mounter according to the present invention. A conveyor 2 constituting a conveyance line is arranged on the base 1 of the component mounting machine, and the printed circuit board 3 is conveyed on the conveyor 2 and stopped at a predetermined work position. A component supply unit 4 is disposed on the side of the conveyor 2. The component supply unit 4 includes, for example, multiple rows of tape feeders 4a, and each tape feeder 4a stores and holds small pieces of electronic components composed of ICs, transistors, capacitors, or the like at predetermined intervals. Is derived from Further, a tape feeding mechanism is provided at the feeding end of the tape so that the tape is intermittently fed in response to picking up a component by a head unit 5 described later.
[0013]
A head unit 5 for mounting electronic components is provided above the base 1. The head unit 5 is configured to be movable between a component suction position in the component supply unit 4 and a component mounting position with respect to the printed circuit board 3. In the present embodiment, the head unit 5 is a flat surface along the X-axis direction along the transport direction of the conveyor 2. It can move in the Y-axis direction perpendicular to the X-axis direction.
[0014]
That is, a pair of fixed rails 7 extending in the Y-axis direction and a ball screw shaft 8 that is rotationally driven by a Y-axis servo motor 9 are disposed on the base 1, and are screwed onto the ball screw shaft 8. The nut member 12 is held by a head unit support member 11 disposed on the fixed rail 7. The head unit support member 11 is provided with a guide member 13 extending in the X-axis direction and a ball screw shaft 14 driven to rotate by an X-axis servo motor 15. The head unit 5 is movably held, and a nut member 16 (shown in FIG. 2) held by the head unit 5 is screwed onto the ball screw shaft 14. Then, when the ball screw shaft 14 rotates according to the operation of the Y-axis servo motor 15, the head unit 5 moves in the X-axis direction along the head unit support member 11.
[0015]
A component recognition camera 17 for recognizing the suction state of the electronic component sucked by the head unit 5 is provided at the lower end of the head unit 5. As shown in FIG. 2, the component recognition camera 17 is supported so as to be movable along a guide rail 18 installed in the X-axis direction, and is driven in the X-axis direction by driving means 19 such as a servo motor. It has become so. When the component recognition camera 17 is driven in the X-axis direction by the driving means 19, the electronic component sucked by the plurality of mounting heads 20 arranged along the X-axis direction is a single component recognition camera. 17 sequentially captures images.
[0016]
The head unit 5 includes a body frame 5a supported by the guide member 13 so as to be movable in the X-axis direction, a mounting head 20 supported by the body frame 5a so as to be movable up and down, and rotatable. A lifting drive mechanism 21 that drives the mounting head 20 to move up and down, a rotary drive mechanism 22 that drives the mounting head 20 to rotate, a negative pressure for component suction and a positive pressure for component separation at the tip of the mounting head 20. An air supply / discharge means 23 is provided.
[0017]
The mounting head 20 rotates a nozzle shaft 25 composed of a spline shaft whose center portion is slidably and rotatably supported by a support member 24 having a bearing and a spacer, and a tip portion (lower end portion) of the nozzle shaft 25. A shaft support portion 26 that can be supported, a nozzle holder 27 provided at the tip of the nozzle shaft 25, and a suction nozzle 28 that is detachably held by the nozzle holder 27 as will be described later. The shaft support portion 26 is supported by the body frame 5 a via a movable bar 29 disposed at a position close to the nozzle shaft 25.
[0018]
The movable bar 29 is supported by a pair of upper and lower guide members 30, 31 disposed at a predetermined interval on the body frame 5 a so as to be slidable in the vertical direction, and its tip is formed on the shaft support portion 26. In the state inserted in the hole, it is fixed by a set bolt 29a composed of a hexagon socket head bolt (see FIG. 5). The movable bar 29 holds a nut member 33 screwed to the ball screw shaft 32 of the lifting drive mechanism 21.
[0019]
The elevating drive mechanism 21 has a ball screw shaft 32 rotatably supported by the body frame 5a, and a Z-axis servo motor 34 that rotationally drives the ball screw shaft 32. The nut member 33 is screwed by rotating the screw shaft 32. As the nut member 33 is screwed, the movable bar 29 is moved up and down while being supported by a pair of upper and lower guide members 30 and 31, and correspondingly connected to the tip of the movable bar 29. As the shaft support portion 26 and the nozzle shaft 25 are slid up and down, the nozzle holder 27 and the suction nozzle 28 are moved downward from the upper standby position shown in FIG. 3A to the lower side shown in FIG. It is designed to be moved up and down to the component mounting position.
[0020]
As shown in FIG. 4, the rotational drive mechanism 22 includes an R-axis servomotor 35, a drive gear 36 fixed to the output shaft, and a driven gear 37 that is rotationally driven by the drive gear 36. The driven gear 37 is fixed to a holder 38 a that is externally fitted to the nozzle shaft 25. A female spline 38b splined to the nozzle shaft 25 is integrally fixed to the holder 38a while being disposed at an installation portion of the support member 24. The driving force of the R-axis servomotor 35 is transmitted to the nozzle shaft 25 via the driving gear 36, the driven gear 37, the holder 38a and the female spline 38b, so that the nozzle shaft 25 is driven to rotate. It has become.
[0021]
The nozzle shaft 25 includes a shaft main body 39 having a spline formed on the outer peripheral surface, and a shaft front end portion 41 connected to a front end portion of the shaft main body 39 via a connecting member 40. Are coupled to the holder 38a and the female spline 38b so as to rotate integrally therewith, and are slidably supported along the female spline 38b, and the shaft tip portion 41 is supported by the shaft support portion 26 as shown in FIG. It is rotatably supported.
[0022]
A shaft tip 41 of the nozzle shaft 25 is rotatably supported by a pair of upper and lower bearings 43, 44 provided on the shaft support 26, a spacer 45 and a lock nut 46, and is integrated with the shaft support 26. A cylindrical body 47 held so as to move up and down, an air supply / discharge shaft 48 disposed in the cylindrical body 47 and connected to rotate integrally, and the air supply / discharge shaft 48 downward. And an urging member 50 made of a compression coil spring for urging. The suction nozzle 28 can be attached and detached by the nozzle holder 27 in a state where the proximal end portion of the suction nozzle 28 is fitted in a gap formed between the cylindrical body 47 and the air supply / discharge shaft 48. Is retained. When upward stress is applied to the suction nozzle 28 held by the nozzle holder 27, the air supply / discharge shaft 48 is pushed up along the cylindrical body 47 against the biasing force of the biasing member 50, thereby The rise of the nozzle 28 is allowed.
[0023]
The air supply / discharge shaft 48 is formed with an air supply / discharge passage 51 whose lower end and upper side surface are open, and a communication passage 52 communicating with the opening on the upper side surface of the air supply / discharge passage 51 is supported by the shaft. Part 26, spacer 45, and cylindrical body 47 are formed. An air hose 23a of the air supply / exhaust means 23 is connected to the shaft support portion 26 at a position corresponding to the communication path 52, a seal member 53 for sealing the communication path 52, and the air supply / discharge. There is provided a relief valve 54 for releasing a part of the pressurized air supplied from the means 23 to the communication passage 52 to the outside.
[0024]
The seal member 53 is formed between the shaft support portion 26 that is connected to the movable bar 29 and is supported so as not to rotate, and the spacer 45 that is rotationally driven integrally with the nozzle shaft 25 by the rotation drive mechanism 22. By sealing the upper and lower sides of the space portion, as will be described later, when sucking the air in the air supply / exhaust passage 51 at the time of component adsorption, this suction action is prevented from being impaired and the air supply at the time of component separation is prevented. When pressurized air is supplied into the exhaust passage 51, the pressurized air is prevented from leaking outside from the space.
[0025]
The relief valve 54 has an O-ring 56 that seals a relief passage 55 branched from the communication passage 52, and a ball body 57 made of a steel ball or the like that is pressed against the O-ring 56. When the air in the communication passage 52 and the air supply / discharge passage 51 is sucked by the air supply / discharge means 23 and a negative pressure for component suction is applied to the suction nozzle 28, the ball body 57 corresponds to the negative pressure. Is pressed against the O-ring 56 so that the relief passage 55 is sealed.
[0026]
In addition, when the pressurized air is supplied into the communication passage 52 and the air supply / discharge passage 51 by the air supply / discharge means 23 and a positive pressure for detaching the parts is applied to the suction nozzle 28, according to the positive pressure, The ball body 57 is pushed up against its own weight, and the ball body 57 is separated from the O-ring 56 so that a part of the pressurized air is released to the outside through the relief valve 54. It is to be noted that a biasing member that biases the ball body 57 in the direction in which the ball body 57 is pressed against the O-ring 56 is provided, and pressurization of a pressure capable of separating the ball body 57 from the O-ring 56 against the biasing force of the biasing member. It may be configured such that a part of the pressurized air is released to the outside through the relief valve 54 when the air is supplied.
[0027]
As shown in FIGS. 5 and 6, the nozzle holder 27 has a cylindrical body installation hole 58 extending in the vertical direction, and the vicinity of the tip of the cylindrical body 47 inserted into the cylindrical body installation hole 58 ( The first locking member 59 made of a columnar body and the second locking member 60 made of a spherical body, and the first and second locking members 59, 60, which are installed opposite to each other in the vicinity of the lower end, are cylindrical. Biasing members 61 and 62 made of a compression coil spring that is urged toward the center of the body installation hole 58 are provided. The suction nozzle 28 is held by the nozzle holder 27 by the first and second locking members 59 and 60 being pressed against the peripheral surface of the suction nozzle 28 according to the biasing force of the biasing members 61 and 62. It has become.
[0028]
Further, on both side surfaces of the suction nozzle 28, the first and second locked portions 63 to which the inner peripheral surface portions of the first and second locking members 59 and 60 are engaged in the mounted state with respect to the nozzle holder 27. 64 are formed over a predetermined range in the vertical direction. That is, as shown in FIG. 6, when viewed from the top, one side surface of the suction nozzle 28 is cut into a flat shape, so that the inner peripheral surface portion of the first locking member 59 made of the cylindrical body is pressed. The first locked portion 63 to be locked is formed, and one side surface of the suction nozzle 28 is cut into a concave groove shape, whereby the inner peripheral surface portion of the second locking member 60 made of the spherical body. 2nd to-be-latched part 64 in which is inserted and latched is formed.
[0029]
When a component is mounted on the printed circuit board 3 by the component mounting machine having the above-described configuration, after moving the head unit 5 to the component supply unit 4, the component is applied to the suction nozzle 28 held at the lower end of the mounting head 20. By applying a negative pressure for suction, the component is sucked by the suction nozzle 28. Specifically, the air in the communication passage 52 and the air supply / discharge passage 51 is sucked by a pressure reducing device provided in the air supply / discharge means 23, and the inside of the suction nozzle 28 is reduced in pressure to suck parts. The component is sucked by the suction nozzle 28 by acting.
[0030]
Next, the mounting head 20 is lifted from the component suction portion to lift the component, and after the mounting head 20 is moved onto the printed circuit board 3, the Z-axis servomotor 34 of the elevating drive mechanism 21 is operated to mount the mounting head 20. The head 20 is lowered to the component mounting position. That is, the ball screw shaft 32 is rotationally driven by the Z-axis servomotor 34 to screw the nut member 33, and the movable bar 29 is supported by the pair of upper and lower guide members 30, 31 as shown in FIG. From the upper standby position, the nozzle shaft 25, the shaft support portion 26, and the suction nozzle 28 are slid up and down in an integrated manner from the lower component mounting position shown in FIG. 3B.
[0031]
Then, the R-axis servo motor 35 of the rotation drive mechanism 22 is operated to rotationally drive the nozzle shaft 25, thereby adjusting the installation angle of the parts sucked by the suction nozzle 28. Thereafter, pressurized air is supplied into the communication passage 52 and the air supply / discharge passage 51 by a pressurization device provided in the air supply / discharge means 23, and the inside of the suction nozzle 28 is pressurized to positive pressure for component removal. By acting, the parts are detached from the suction nozzle 28. In this case, the ball body 57 of the relief valve 54 is separated from the O-ring 56 according to the pressure of the pressurized air supplied from the pressurizing device to the communication passage 52, and a part of the pressurized air (positive pressure). Will be escaped to the outside.
[0032]
As described above, the mounting head 20 for mounting the component on the printed circuit board 3 to be mounted by adsorbing the component from the component supply unit 4 is provided, and the mounting head 20 can be moved up and down and rotated by the body frame 5a. In the component mounter provided with the nozzle shaft 25 supported by the shaft and the shaft support portion 26 that rotatably supports the tip end portion of the nozzle shaft 25, a plurality of guides arranged at regular intervals on the body frame 5a. A movable bar 29 supported by the members 30 and 31 so as to be movable up and down, and the shaft support portion 26 fixed to the tip thereof, and the movable bar 29 is slid along the guide members 30 and 31 to displace the nozzle. A state in which the nozzle shaft 25 is rotatably supported by the elevating drive mechanism 21 for elevating and driving the shaft 25 and the shaft support portion 26. In order to provided a rotation drive mechanism 22 for rotating the nozzle shaft 25, there is an advantage that it is possible to accurately mount the print board 3 parts with a simple structure.
[0033]
That is, the tip of the nozzle shaft 25 is rotatably supported by a shaft support 26 provided at the tip of the movable bar 29, and the movable bar is supported by a pair of upper and lower guide members 30 and 31 fixed to the body frame 5a. 29 is configured so as to be able to move up and down. Therefore, even when the nozzle shaft 25 is rotationally driven by the rotational drive mechanism 22 in a state where the nozzle shaft 25 is lowered to the component mounting position shown in FIG. The tip end portion of the suction nozzle 28 can be stably supported by the shaft support portion 26. Therefore, it is possible to effectively prevent the occurrence of a situation in which the component sucked by the suction nozzle 87 is greatly deviated from the rotation center due to deformation such as bending or twisting in the nozzle shaft 25. There is an advantage that the mounting of the parts can be accurately adjusted and the time required for the position adjustment can be shortened.
[0034]
Further, the ball screw shaft 32 that is driven to rotate up and down by the Z-axis servomotor 34 of the elevating drive mechanism 21 and drives the nozzle shaft 25 up and down via the movable bar 29 and the nozzle support portion 26, and the movable bar 29 and the nozzle support portion 26 are provided. Since the guide members 30 and 31 that support the nozzle shaft 25 so as to be movable up and down are provided separately, the influence of deformation such as bending and torsion that occurs in the ball screw shaft 32 when the nozzle shaft 25 is driven up and down is affected by the nozzle. By effectively preventing the shaft 25 from reaching the shaft 25 and linearly supporting the vertical displacement of the movable bar 29 by the guide members 30, 31, it is possible to prevent the support position of the nozzle shaft 25 from fluctuating. it can.
[0035]
Accordingly, the support position of the nozzle shaft 25 is stably held at the tip thereof without causing the disadvantage that the vertical dimension of the apparatus becomes large due to the setting interval of the guide members 30 and 31 being set large. The mounting accuracy of components mounted on the printed circuit board 3 can be effectively improved by the attached suction nozzle 28. In the above embodiment, the example in which the movable bar 29 is supported by the pair of upper and lower guide members 30 and 31 fixed to the body frame 5a so as to be movable up and down has been described. You may comprise so that the movable bar 29 may be supported so that raising / lowering is possible by the guide member more than.
[0036]
As shown in the above embodiment, the nozzle shaft 25 to which the suction nozzle 28 is attached at the lower end and the movable bar 29 supported so as to be movable up and down by the guide members 30 and 31 are arranged adjacent to each other, and are rotationally driven. A drive gear 36 fixed to the output shaft of the R-axis servomotor 35 constituting the mechanism 22 and a driven gear 37 coupled to the nozzle shaft 25 via a holder 3a and a female spline 38b are a pair of upper and lower guide members 30. When the height position of the rotary drive mechanism 22 is set so as to be disposed between the guide members 30, 31 and the driven gear 37, etc., while preventing them from interfering with each other, They can be arranged close to each other. Therefore, with a compact configuration, the movable bar 29 is driven up and down to slide the nozzle support 26 and the nozzle shaft 25 from the upper standby position to the lower component mounting position, and the nozzle shaft 25 is rotated and sucked. There is an advantage that the installation angle of the nozzle 28 can be adjusted.
[0037]
In the above embodiment, the air supply / discharge passage 51 formed from the middle of the nozzle shaft 25 toward the tip, the communication passage 52 provided in the shaft support portion 26 and communicating with the air supply / discharge passage 51, The air supply / discharge means 23 connected to the communication path 52 is provided, and the air supply / discharge means 23 supplies and discharges air in the communication path 52 and the air supply / discharge path 51 to the suction nozzle 28 for suction of components. Since the negative pressure and the positive pressure for part removal are applied, there is an advantage that the parts can be mounted quickly and appropriately.
[0038]
That is, the air supply / discharge passage 51 formed in the air supply / discharge shaft 48 of the shaft tip portion 41 constituting the nozzle shaft 25 and the air in the communication passage 52 are supplied / discharged by the air supply / discharge means 23 to suck the suction nozzle. 28, a negative pressure for component suction and a positive pressure for component separation are directly applied to the upper end of the air supply / discharge passage formed over the entire length of the nozzle shaft 84 as shown in FIG. Compared to the conventional apparatus configured to apply a negative pressure for component suction and a positive pressure for component separation to the suction nozzle 87 by supplying and discharging air from the section, the air supply / discharge means 23 is provided. The distance from the front-end | tip part of the air hose 23a to the adsorption | suction part (lower end part) of the adsorption nozzle 28 can be shortened markedly.
[0039]
Therefore, the air supply / exhaust means 23 can quickly depressurize the inside of the air supply / discharge passage 51 at the time of component adsorption so that the component can be quickly and appropriately adsorbed to the adsorption nozzle 28, and at the time of separation of the component, the air By supplying pressurized air into the air supply / discharge passage 51 from the supply / discharge means 23 through the communication passage 52, the air supply / discharge passage 51 is quickly pressurized to quickly and properly remove the components from the suction nozzle 28. Can be withdrawn. For this reason, it is possible to effectively shorten the work time required for mounting the component and properly mount the component without taking measures such as extremely increasing the supply pressure of the pressurized air supplied when the component is detached. There is an advantage.
[0040]
Further, in the above embodiment, the relief valve 54 for releasing a part of the air for part removal supplied to the communication passage 52 via the air supply / discharge means 23 is provided in the shaft support portion 26. Even when high-pressure pressurized air is supplied to the communication passage 52 via the air supply / discharge means 23, excessive positive pressure acts on the suction nozzle 28 by releasing a part of the compressed air from the relief valve 54 to the outside. A predetermined positive pressure can be applied to the air supply / discharge passage 51 from the air supply / discharge means 23 through the communication passage 51 provided at the tip of the nozzle shaft 25. Therefore, by setting the supply pressure of the component separation air to a high value, the pressurized air can be rapidly supplied into the air supply / discharge passage 51 from the pressurization device of the air supply / discharge means 23. In addition, there is an advantage that the component adsorbed by the adsorption nozzle 28 can be quickly and appropriately detached without causing an adverse effect such as excessive positive pressure acting on the adsorption nozzle 28 to blow off the component. .
[0041]
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, a first locking member 59 made of a columnar body and a second locking member 60 made of a spherical body, which are placed opposite to the nozzle holder 27, are compressed coil. When configured to be brought into pressure contact with the peripheral surface of the suction nozzle 28 in accordance with the urging force of the urging members 61 and 62 composed of springs, a pair of spheres or a plurality of spheres are used as conventionally performed. There is an advantage that the suction nozzle 28 can be easily and stably held by the nozzle holder 27 as compared with the case where the suction nozzle 28 is configured to be pressed against the sliding surface of the suction nozzle 28.
[0042]
That is, when the plurality of spherical bodies provided in the nozzle holder 27 are configured to be brought into pressure contact with the recessed groove-like locked portions provided in the suction nozzle 28 as in the prior art, the plane is If the installation angle of the spherical body and the installation angle of the locked part do not correspond exactly, the spherical bodies cannot be accurately engaged with the locked part, and the suction nozzle It is difficult to stably hold 28 on the nozzle holder 27. On the other hand, as shown in the above embodiment, one of the locking members 59 and 60 is formed of a cylindrical body and is brought into pressure contact with the first locked portion 63 of the suction nozzle 28 formed of a planar notch. In addition, in the case where the other is formed of a spherical body and is configured to be pressed into contact with the groove-shaped second locked portion 64, the inner peripheral surface portion of the first locking member 59 is formed into a planar first locked portion. The stopper 63 is press-contacted in a line contact state, and the inner peripheral surface portion of the second locking member 60 is fitted into and engaged with the concave groove-shaped second locking portion 64, so that the first is seen from the plane. , Even if there is a slight difference between the installation angle of the second locking members 59 and 60 and the installation angle of the first and second locked portions 63 and 64, the suction nozzle 28 is stably attached to the nozzle holder 27. There is an advantage that it can be held.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, the present invention includes a mounting head that picks up a component from a component supply unit and mounts the component on a substrate to be mounted. The mounting head can be moved up and down and rotated by the body frame. Can be moved up and down by a plurality of guide members arranged at regular intervals on the machine body frame in a component mounter provided with a nozzle shaft supported by the shaft and a shaft support portion that rotatably supports the tip of the nozzle shaft A movable bar having the shaft support portion fixed to the tip thereof, a lift drive mechanism for driving the nozzle shaft up and down by sliding the movable bar along the guide member, and the shaft support Provided with a rotational drive mechanism for rotationally driving the nozzle shaft in a state where the nozzle shaft is rotatably supported by the portion. This effectively prevents the occurrence of a situation in which the displacement of the component sucked by the suction nozzle increases due to deformation or twisting of the shaft, and accurately adjusts the mounting position of the component. There is an advantage that the time required for the position adjustment can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an example of a component mounter according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a specific configuration of the head unit.
FIG. 3 is an explanatory view showing the lifting and lowering action of the nozzle head.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a specific configuration of a rotation drive mechanism.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a specific configuration of a shaft support portion.
6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 2 showing a conventional example of a component mounter.
[Explanation of symbols]
3 Printed circuit board
4 Parts supply section
5a Airframe frame
20 Mounting head
21 Lifting drive mechanism
22 Rotation drive mechanism
25 Nozzle shaft
26 Shaft support
28 Suction nozzle
29 Movable bar
30, 31 Guide member
35 R-axis servo motor (drive motor)
36 Drive gear
37 Driven gear

Claims

A mounting head for picking up components from a component supply unit and mounting the components on a substrate to be mounted is provided. A nozzle shaft supported by the mounting frame so as to be movable up and down and rotatable by the machine frame, and the nozzle A component mounting machine provided with a shaft support portion that rotatably supports the tip portion of the shaft,
A movable bar that is supported by a plurality of guide members arranged at regular intervals on the machine body frame so as to be movable up and down, and the shaft support portion is fixed to the tip portion;
An elevating drive mechanism for elevating and driving the nozzle shaft by slidably moving the movable bar along the guide member;
A component mounting machine comprising: a rotation drive mechanism for rotating the nozzle shaft in a state where the nozzle shaft is rotatably supported by the shaft support portion.

A nozzle shaft and a movable bar are arranged adjacent to each other, and a drive gear fixed to an output shaft of a drive motor constituting a rotation drive mechanism and a driven gear coupled to the nozzle shaft are a pair of upper and lower guides. 2. The mounting machine according to claim 1, wherein the height position of the rotary drive mechanism is set so as to be disposed between the members.