JP4256005B2

JP4256005B2 - Surface mount machine

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Publication number: JP4256005B2
Application number: JP05735399A
Authority: JP
Inventors: 真浩内山
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2019-03-04
Also published as: JP2000261196A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッドユニットに設けられた部品吸着用のノズルにより部品を吸着してプリント基板等の各種基板上に装着する表面実装機において、特に、複数のノズルを放射状に配設した回転可能なノズル組付ブロックをヘッドユニットに搭載している表面実装機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、部品供給部と所定の作業位置に位置決めされたプリント基板とにわたって移動可能なヘッドユニットに、部品吸着用のヘッドを昇降かつ回転可能に装備し、上記ヘッドの下端に取付けられたノズルにより電子部品を吸着するようにし、部品供給部から部品を吸着した後にヘッドユニットをプリント基板上に移動させて部品を装着するようにした表面実装機は一般に知られている。
【０００３】
この種の表面実装機において、上記ノズルは、吸着すべき部品の種類に応じて交換が必要であり、このようなノズルの交換を実装作業中に効率良く行うべく、本願出願人は、複数のノズルを放射状に配置したノズル組付ブロックをヘッドに搭載するとともに横軸回りに回動変位可能に取付け、このノズル組付ブロックを回転させることにより、部品の種類等に応じてノズルを選択的に所定の使用位置にセットできるような表面実装機を提案している（平成１０年特許願第２０５５８５号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の装置によれば、ヘッドに複数のノズルが交換可能に搭載されているため、ヘッドユニットの移動中に適宜ノズルを交換することができ、効率良く部品を実装することができる。
【０００５】
ところで、上記のような表面実装機では、より多種類の部品を実装できるように、ノズル組付ブロックにより多種類のノズルを設けるのが理想である。しかし、使用頻度の極めて低いノズルまでもノズル組付ブロックに配設したのではノズル組付ブロックが大型化し、いきおいヘッドユニットの大型化や重量増大を招く結果となり好ましくない。また、実装すべき部品はユーザー間で相違するため、これに柔軟に対応できるようにして汎用性を高める必要もある。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、部品吸着用のヘッドユニットに、複数のノズルを放射状に配置したノズル組付ブロックを回転可能に搭載した表面実装機において、より多種類のノズルの使用を可能としながらもヘッドユニットの大型化や重量増大を回避でき、また汎用性を高めることができる表面実装機を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、基台の上方に、部品供給部と部品装着部とにわたって移動可能なヘッドユニットが配設され、このヘッドユニットに縦軸回りの回転および昇降が可能なノズルシャフトが搭載されるとともに、このノズルシャフトの下端部に、部品吸着用の複数のノズルを放射状に配設した横軸回りに回転可能なノズル組付ブロックが備えられた表面実装機において、ノズルシャフトの下端部に、相対向する一対の支持部とこれら支持部を互いに連結する連結部とを有した逆Ｕ字型のブロックホルダーが連結され、このブロックホルダーの両支持部の間に上記横軸が懸架されかつ当該横軸に上記ノズル組付ブロックが装着されて回転駆動されるとともに、この回転駆動を制御する制御手段が設けられる一方、上記基台上に交換用のノズルを保持したノズル交換ステーションが設けられ、上記複数のノズルの一部がノズル組付ブロックに設けられたノズルホルダーに脱着可能に取付けられるとともにこのノズルホルダーとノズル交換ステーションとの間でノズルの付替えが可能に構成されており、上記制御手段は、上記ノズル又は上記ノズルホルダーが真下を向く位置を使用位置として、上記ノズルホルダーにノズルが装着されている状態では、当該ノズルホルダーが上記使用位置とは反対側の位置に配置されない範囲で上記ノズル組付ブロックを回転駆動するものである（請求項１）。
【０００８】
この表面実装機によると、実装動作中、ノズル組付ブロックに配設されている複数のノズルの中で使用するノズルを選択し得るとともに、必要に応じてヘッドユニットをノズル交換ステーション上に配置することによりノズル組付ブロックに搭載されたノズルの交換を行うこともできる。また、上記連結部及び支持部により形成されるノズルの介在スペースを可及的に小さくすることが可能となり、ヘッドユニットの大型化を抑える上で有利なブロックホルダー構造を採用することが可能となる。
【０００９】
ノズルを外力に応じて脱着可能に取付ける構成としては、ノズルホルダーに、ノズルを外嵌装着する軸部と、この軸部に装着されたノズルを弾性的に挾持する挾持部材とが設けられる（請求項２）。
【００１０】
この構成によると、軸部にノズルが外嵌装着された状態で挾持部材により弾性的にノズルが挾持されることによりノズルがノズル組付ブロックに保持される。そして、挾持部材による挾持力よりも大きな外力がノズル取外し方向（上記軸部からの引抜き方向）に作用するとノズルがノズルホルダーから分離し、これによりノズル組付ブロックからノズルが取外される。
【００１１】
なお、本発明の表面実装機において、上記ノズルホルダーに対してノズルが抜き差し方向の所定値以上の外力によって脱着可能となるように構成されるとともに、ノズル交換ステーションに、ノズルを収納する一乃至複数のノズル収納孔を有するノズル保持部と、ノズル収納孔に収納されたノズルを出入れ可能な状態と出入れ不能な状態とに切換え可能なクランプ手段とが設けられ、ノズル交換ステーション上方の所定のノズル交換位置にヘッドユニットを配置し、かつノズルホルダーに装着したノズルを部品吸装着可能な所定の使用位置に配設した状態でノズル組付ブロックを下降させると、当該ノズルがノズル収納孔内に挿入されるようにノズル交換ステーションが構成されるのが好ましい（請求項３）。
【００１２】
この構成によると、ヘッドユニットをノズル交換位置にセットし、かつノズルホルダーに装着したノズルを使用位置にセットした状態でノズルシャフトを下降させてノズル収納孔にノズルを挿入した後、クランプ手段によりノズルをクランプしてノズルシャフトを上昇させるとノズルがノズル組付ブロックから取外される。そして、ノズル取外し後は、ノズルが収納されている別のノズル収納孔に対して上記と逆の動作を行わせると新たなノズルがノズル組付ブロックに装着される。
【００１３】
また、上記クランプ手段の具体的な構成としては、ノズル保持部の上方に複数のノズル挿通孔を有するクランプ板が設けられ、このクランプ板は、各ノズル挿通孔が各ノズル収納孔に対して一定量ずれたクランプ位置と、その各ノズル挿通孔が各ノズル収納孔に合致するクランプ解除状態とに移動可能とされ、上記ノズルホルダーに装着されたノズルをノズル収納孔に挿入した状態でクランプ板をクランプ位置に配置すると、このノズルとクランプ板とが係合するように構成される（請求項４）。
【００１４】
この構成では、クランプ板をクランプ解除位置に配置してノズル収納孔にノズルを挿入した後、クランプ板をクランプ位置に移動させてノズルシャフトを上昇させることによりノズルをノズル組付ブロックから取外すことができる。そして、これと逆の動作を行わせることによりノズル組付ブロックにノズルを装着することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態に係る表面実装機（以下、実装機と略す）の全体を概略的に示している。この図において、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、プリント基板３が上記コンベア２上を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。
【００１７】
上記コンベア２の側方には、部品供給部４が配置されている。この部品供給部４は、例えば、多数列のテープフィーダー４ａを備えており、各テープフィーダー４ａは、それぞれＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の電子部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されるとともに、テープ送り出し端には送り機構が具備され、後述のヘッドユニット５により部品がピックアップされるにつれてテープが間欠的に送り出されるようになっている。
【００１８】
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とプリント基板３の所定の作業位置とにわたって移動可能とされ、当実施形態ではＸ軸方向（コンベア２の方向）およびＹ軸方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動することができるようになっている。
【００１９】
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、上記固定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置されて、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材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により駆動されるボールねじ軸１４とが配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット５が移動可能に保持され、このヘッドユニット５に設けられたナット部分１６（図３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９の作動によりボールねじ軸８が回転して上記支持部材１１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動によりボールねじ軸１４が回転してヘッドユニット５が支持部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。
【００２０】
また、上記基台１には、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１７，１８が設けられ、ヘッドユニット５が部品吸着後にこの部品認識カメラ１７，１８の上方に移動することにより部品認識カメラ１７，１８により吸着部品が撮像されるようになっている。
【００２１】
さらに、上記基台１には、上記ヘッドユニット５に装着される後記ノズル組付ブロック３０のノズルを交換可能に保持するノズル交換ステーション１９が配設され、ノズル交換時には、このノズル交換ステーション１９の上方にヘッドユニット５がセットされるようになっている。なお、ノズル交換ステーション１９の構成については後に詳述する。
【００２２】
図２〜図４は、上記ヘッドユニット５の具体的な構造を示している。これらの図において、上記ヘッドユニット５には、下方部に部品吸着用の複数のノズルを具備したヘッド２０Ａ，２０Ｂが搭載されている。
【００２３】
各ヘッド２０Ａ，２０Ｂは、内部に負圧を導くための通路を有した中空状のノズルシャフト２１を有しており、ヘッドユニット５のフレーム５ａに縦軸方向の昇降及び縦軸回りの回転が可能に支持されている。そして、このノズルシャフト２１の下方部にノズル組付ブロック３０が搭載されるとともに、このノズル組付ブロック３０に複数のノズル等が組付けられている。当実施の形態では５個のノズル２３〜２７と１個のノズルホルダー２８とが固定的に組付けられている（図６参照）。
【００２４】
上記ノズル組付ブロック３０は、ノズルシャフト２１と一体に昇降及び回転が可能となっているとともに、ノズルシャフト２１に対して横軸回りに相対回転可能となっていて、この回転変位によりノズル２３〜２７及びノズルホルダー２８（以下、特に区別する必要がない場合にはノズル等２３〜２８という）のうち一のノズル等が選択的に所定の使用位置にセットされるように、ノズル組付ブロック３０に各ノズル等２３〜２８が放射状に配設されている。具体的には、ノズル組付ブロック３０の周囲に、その周方向に６０°間隔で各ノズル等２３〜２８が放射状に配設されている。
【００２５】
上記ヘッドユニット５には、さらに、上記ノズルシャフト２１を昇降させるＺ軸駆動機構と、ノズルシャフト２１を回転させるＲ軸駆動機構と、各ノズルシャフト２１の内部に負圧を供給する負圧供給系統と、各ノズル組付ブロック３０を回転駆動するためブロック駆動機構等が各ヘッド２０Ａ，２０Ｂ毎に設けられている。
【００２６】
上記Ｚ軸駆動機構は、上記フレーム５ａの左右両側上部にそれぞれ固定される駆動源としてのＺ軸サーボモータ３１と、上下方向に延びて上記フレーム５ａに対して昇降可能に支持されるラック３３とを有し、このラック３３がブラケット３４を介してノズルシャフト２１の上端部に連結されるとともに、上記サーボモータ３１の出力軸にピニオン３２が装着され、このピニオン３２が上記ラック３３に噛合することにより構成されている。すなわち、上記Ｚ軸サーボモータ３１の作動によりピニオン３２が回転すると、これに伴いラック３３、ブラケット３４及びノズルシャフト２１が一体にフレーム５ａに対して昇降するようになっている。
【００２７】
上記Ｒ軸駆動機構は、フレーム５ａの中央部分にそれぞれ固定される駆動源としてのＲ軸サーボモータ３６と、その出力軸に装着されるギア３７と、上記ノズルシャフト２１に装着されて上記ギア３７に噛合するギア３８とを有し、上記Ｒ軸サーボモータ３６の作動によりノズルシャフト２１を回転駆動するように構成されている。なお、ノズルシャフト２１と上記ギア３８とは、ノズルシャフト２１に対するギア３８の相対的な昇降が可能で、かつノズルシャフト２１とギア３８が一体回転するようにスプラインで結合されている。
【００２８】
上記負圧供給系統は、図示を省略するが、各ヘッド２０Ａ，２０Ｂ別に真空発生器を備え、バルブ等を介して上記各ノズルシャフト２１内の通路に負圧を供給し得るようになっている。なお、各ノズル組付ブロック３０を回転駆動するためブロック駆動機構については後述する。
【００２９】
図５及び図６は、ノズルシャフト２１の下部の具体的な構造を示している。これらの図において、ノズルシャフト２１の下端部には、ノズル組付ブロック３０を横軸回りに回転変位可能に保持するための逆Ｕ字型のホルダー４０（ブロックホルダー）が連結されている。ホルダー４０には、横軸４１（支持軸）が回転自在に横架され、上記ノズル組付ブロック３０がこの横軸４１に固着されている。
【００３０】
ノズル組付ブロック３０には、横軸４１と直交する方向に延びる複数のノズル組付凹部４２が回転方向に等間隔で形成されており、これらノズル組付凹部４２に各ノズル等２３〜２８が嵌入、固定されることにより各ノズル等２３〜２８がノズル組付ブロック３０に放射状に組付けられている。
【００３１】
そして、ブロック駆動機構によりノズル組付ブロック３０が横軸４１回りに回転駆動されることにより、これらノズル等２３〜２８のうち一のノズル又はノズルホルダーが選択的に所定の使用位置、つまりヘッド２０Ａ，２０Ｂの下端（図５，図６ではノズル２５の位置）に配置されるようになっている。
【００３２】
ブロック駆動機構は、フレーム５ａに搭載される駆動源としてのサーボモータ５２と、この回転を上記ノズル組付ブロック３０に伝動するための伝動機構とから構成されている。
【００３３】
具体的に説明すると、上記フレーム５ａには、図２及び図３に示すように、ノズルシャフト２１と平行に延び、昇降及び縦軸回りの回転が可能なブロック駆動用のシャフト４５が設けられ、このシャフト４５にプーリ５４が装着されるとともに、上記サーボモータ５２の出力軸にプーリ５３が装着され、これらプーリ５３，５４にわたってベルト５５が装着されている。これにより上記サーボモータ５２の作動によりシャフト４５が回転駆動されるようになっている。なお、シャフト４５とプーリ５４とは、プーリ５４に対するシャフト４５の相対的な昇降が可能で、かつシャフト４５とプーリ５４とが一体回転するようにスプラインで結合されている。
【００３４】
上記シャフト４５は、内部にエアを導くための通路４５ａを有した中空状のパイプで、図２に示すように、上方部分が上記ブラケット３４に形成された貫通穴に挿通される一方、下方部分が上記ホルダー４０の上端部分に相対回転可能に取付けられたブリッジ部材４６の一端にベアリングを介して回転自在に支持されている。
【００３５】
また、図５に示すように、上記シャフト４５の下端部にはギア４７が装着され、このギア４７が上記ホルダー４０の上端部分に相対回転可能に装着されているギア４８に噛合するとともに、このギア４８がホルダー４０に回転自在に支持された伝動シャフト５０上端のギア５０ａに噛合している。そして、さらにこの伝動シャフト５０の下端に一体に設けられたベベルギア５０ｂが、上記ノズル組付ブロック３０に一体に組付けられたベベルギア５１に噛合している。なお、上記ギア４８は上下一対のギア部４８ａ，４８ｂを有しており、上側のギア部４８ａに対して上記シャフト４５の下端に取付けられたギア４７が、下側のギア部４８ｂに対して上記伝動シャフト５０の上端のギア５０ａがそれぞれ噛合している。
【００３６】
これにより、上記サーボモータ５２が作動してブロック駆動用のシャフト４５が回転すると、この縦軸回りの回転がギア４７，４８、伝動シャフト５０のギア５０ａ，５０ｂ及びベベルギア５１を介して横軸回りの回転に変換されつつノズル組付ブロック３０に伝動されるように上記ブロック駆動機構が構成されている。なお、図示を省略するが、上記サーボモータ５２にはクラッチが内蔵されており、サーボモータ５２の駆動停止状態のときには出力軸を自動的にフリー回転可能な状態に切り換えるように構成されている。
【００３７】
上記ノズル組付ブロック３０には、各ノズル組付凹部４２に対応して横軸４１と平行に延びる通路５６が形成されている。これらの通路５６は、一端側がノズル組付凹部４２に装着された各ノズル等２３〜２８内に連通している一方、他端側がノズル組付ブロック３０の端部（図５では右側端部）に開口している。そして、上記所定の使用位置にノズル等２３〜２８がセットされると、この位置にセットされたノズル等２３〜２８に対応する通路５６のみがホルダー４０内に形成された通路５７と連通し、この通路５７を通じてノズルシャフト２１内の通路に連通して、当該使用位置にセットされたノズル等２３〜２８に部品吸着のための負圧が供給されるようになっている。なお、ノズル等２３〜２８のうちノズルホルダー２８に対応する通路５６は、図５に示すように、上記横軸４１を配設するホルダー４０の貫通孔５８を経由してノズルホルダー２８に負圧を供給するように形成されている。
【００３８】
上記ノズル組付ブロック３０には、さらにノズル等２３〜２８を位置決めするための係合穴６０が各ノズル組付凹部４２の側方に形成されるとともに、この係合穴６０に係合可能な先窄まりの位置決め部材６１を備えたエアシリンダ６２がホルダー４０に設けられている。
【００３９】
エアシリンダ６２は、上記ノズル組付ブロック３０の上方、すなわちノズル等２３〜２８の上記使用位置と反対側に配置されている。エアシリンダ６２の内部にはピストン６３が設けられ、このピストン６３の上側及び下側に圧力室６４ａ，６４ｂが形成されている。そして、上記ピストン６３の下端部に上記位置決め部材６１が一体に形成されている。
【００４０】
エアシリンダ６０の上側圧力室６４ａは、ホルダー４０及び上記ブリッジ部材４６内部に形成された通路６５，６６を介してブロック駆動用のシャフト４５内の通路４５ａに連通している。一方、下側圧力室６４ｂは、ホルダー４０に形成されたエア抜き用の通路６７を通じて外部に開放されており、また、圧力室６４内にはリターンスプリング６８が配設され、これによりピストン６３を上昇端位置に付勢するようになっている。すなわち、シャフト４５内の通路４５ａは、図外のホース及び電磁バルブを介してエア供給源に接続されており、このバルブが開かれてシャフト４５内にエアが供給されると、上記リターンスプリング６８の付勢力に抗してピストン６３が押し下げられ、これにより位置決め部材６１が上記係合穴６０内に係合し、一方、上記バルブが閉じられてシャフト４５内へのエアの供給が遮断されると、リターンスプリング６８の付勢力により位置決め部材６１がシリンダ内部に退避し、これにより上記係合穴６０に対して位置決め部材６１が非係合状態となるように構成されている。
【００４１】
なお、ノズル組付ブロック３０に搭載される上記ノズルホルダー２８は、図６に示すようにノズルを外嵌装着するための軸部２８ａと、ノズル保持用の一対の板バネ２８ｂ（挾持部材）とを備え、上記軸部２８ａに外嵌装着されるノズル２９（以下、ノズルホルダー２８に装着されるノズルは符号２９を付す）の上端縁部２９ａ（図９（ｂ）参照）を板バネ２８ｂにより弾性的に挾持することによりノズル２９を保持するように構成されており、上記板バネ２８ｂによる挾持力よりも大きな外力がノズル引き抜き方向に作用したときにノズル２９が軸部２８ａから分離するように構成されている。
【００４２】
図７及び図８は、ノズル交換ステーション１９を示している。この図において、上記ノズル交換ステーション１９には、上記ノズルホルダー２８に脱着可能な大きさや形状の異なる各種のノズル２９を収納、保持しておくための複数のノズル収納孔７２を有するノズル保持部７１が設けられるとともに、このノズル保持部７１の上面側にクランプ板７３が設けられている。このクランプ板７３には、各ノズル収納孔７２に対応する複数のノズル挿通孔７４が設けられている。上記クランプ板７３は、その各ノズル挿通孔７４が上記各ノズル収納孔７２に対して一定量ずれたクランプ位置（図７に示す位置）と、各ノズル挿通孔７４がノズル収納孔７２に合致するクランプ解除位置とにわたって移動可能となるようにガイド７５を介して結合されている。そして、上記クランプ位置にクランプ板７３が配置されると、ノズル挿通孔７４の周縁部が収納されたノズル２９の鍔部２９ｂの上側に被さるようになっている（図９（ａ）参照）。
【００４３】
上記クランプ板７３には、その移動方向における両端部下面（図８では左右両端部下面）に連結板７６が取付けられている。この連結板７６は、上記ノズル保持部７１に形成された切欠き部７１ａを介してノズル保持部７１の下方に突出し、ノズル保持部７１の下面に固定された復動型のエアシリンダ７７のロッド７７ａ，７７ｂにそれぞれ連結されている。
【００４４】
以上のように構成された上記実装機においては、通常は、部品供給部４と所定の作業位置にセットされたプリント基板３との間でヘッドユニット５を移動させながら、各ヘッド２０Ａ，２０Ｂのノズル２３〜２７により部品供給部４から部品をピックアップしてプリント基板３上の所定位置に部品を装着する。この際、各ヘッド２０Ａ，２０Ｂのノズル組付ブロック３１を回転駆動しながら各ノズル２３〜２７により同時に複数の部品を吸着してプリント基板３に実装する。
【００４５】
そして、必要な場合は、ノズル交換ステーション１９において上記ノズルホルダー２８にノズル２９を装着して部品の実装を行うとともに、必要に応じてノズルホルダー２８に装着するノズル２９を適宜交換しながら部品の実装を行う。
【００４６】
この場合、ノズルホルダー２８に対するノズルの装着は次のように行う。すなわち、まずノズル組付ブロック３０を回転させてノズルホルダー２８を上記使用位置にセットし、図９（ａ）に示すように、ヘッドユニット５をノズル交換ステーション１９の上方に移動させる。そして、上記エアシリンダ７７の作動によりクランプ板７３をクランプ解除位置に移動させた後、ヘッド２０Ａ（又は２０Ｂ）を下降させることによりノズルホルダー２８をノズル保持部７１の所定のノズル収納孔７２に挿入する。これにより、ノズルホルダー２８の軸部２８ａをノズル２９内に挿入して、図９（ｂ）に示すように、ノズルホルダー２８にノズル２９を結合させる。この際、ヘッド２０Ａの下降に伴い、板ばね２８ｂがノズル２９によって押し拡げられ、軸部２８ａが完全にノズル２９内に挿入されるとノズル２９の上端縁部２９ａが板バネ２８ｂにより弾性的に挾持され、これによりノズルホルダー２８にノズル２９が保持される。
【００４７】
こうしてノズルホルダー２８にノズル２９を結合させたら、ヘッド２０Ａを上昇させる。これによりノズルホルダー２８に対するノズル２９の装着が完了する。
【００４８】
一方、ノズルホルダー２８に装着されたノズル２９を取外すには、まず、ヘッドユニット５をノズル交換ステーション１９の上方に移動させ、クランプ板７３をクランプ解除位置に移動させた後、ノズル２９をノズル保持部７１の空のノズル収納孔７２、つまり当該ノズル２９を収納すべき空のノズル収納孔７２に挿入する。そして、クランプ板７３をクランプ位置に移動させてから、ヘッド２０Ａを上昇させる。このようにすると、ノズル２９の鍔部２９ｂがクランプ板７３に係合してノズル２９の抜出が阻止され、ノズル２９がノズルホルダー２８から分離されてノズル収納孔７２内に残されることとなる。これによりノズル２９をノズルホルダー２８から取外すことができる。
【００４９】
以上説明したように、上記の実装機では、ノズル組付ブロック３０を回転駆動することによりノズル２３〜２７及びノズルホルダー２８に装着されたノズル２９を選択的に使用できるようになっているので、ヘッドユニット５の移動中を利用してノズル交換を行うことができ、また、必要に応じて複数のノズル２３等により部品を吸着できるので効率良く部品を実装することができる。
【００５０】
しかも、上記実装機では、上記のようにノズル組付ブロック３０にノズルホルダー２８が設けられ、これにノズル２９が脱着可能に装着されるようになっているため、多くの種類のノズルを用いて部品の実装を行いながらも、ヘッドユニット５の大型化や重量の増大を有効に抑えることができる。すなわち、実装に用いる全てのノズルを予めノズル組付ブロック３０に固定的に搭載しておくことも考えられるが、この場合にはヘッドユニット５の大型化や重量の増大を助長することになる。これに対し、上記のように、実装に用いるノズルのうち使用頻度の高い一部のノズル２３〜２７のみをノズル組付ブロック３０に固定的に設ける一方、これ以外のノズルについては、これらを選択的にノズルホルダー２８に装着して用いるようにすることで、多種類のノズルを用いながらもヘッドユニット５の大型化や重量の増大を有効に抑えることができる。
【００５１】
また、上記のようにノズル組付ブロック３０に搭載するノズルの交換が可能となっていることにより、例えば、一般的な電子部品の実装に用いられるノズルをノズル組付ブロック３０に予め固定的に設け、ユーザー別に用いられる特殊なノズルについては、これをノズルホルダー２８に装着することで後発的に追加することができる。そのため、実装機の汎用性を高めることができるという利点もある。
【００５２】
さらに、上記実装機では、基台１上にノズル交換ステーション１９が設けられ、上述のように、ここでノズルホルダー２８に対するノズル２９の交換作業を自動的に行い得るようにしているので、一連の実装動作中に効率的にノズル２９を交換することができるという特徴もある。
【００５３】
なお、上記実装機では、上述のようにノズルホルダー２８にノズル２９を装着した状態では、このノズル２９がホルダー４０内の空間、すなわち上記使用位置と反対側の位置（図５のノズルホルダー２８の位置）に配置されることのない範囲でノズル組付ブロック３０の回転を図外の制御手段により駆動制御するようにしている、具体的には、上記使用位置を中心に双方にそれぞれ１２０°（合計２４０°）の範囲でノズル組付ブロック３０の回転を制御するようにしており、これによりヘッドユニット５の大型化や重量の増大の防止に貢献し得る装置構造を採用できるようにしている。すなわち、ノズルホルダー２８に装着するノズル２９のうち、最も寸法（軸方向の寸法）の長いノズル２９をノズルホルダー２８に装着し、この状態でノズル２９とホルダー４０とが干渉することなくノズル組付ブロック３０を回転させるとすれば、いきおいホルダー４０の上下方向の寸法を長く設定する必要が生じる。具体的には、上記横軸４１を支持するホルダー４０の支持部４０ａ（図５参照）を上下方向に長く設定し、この支持部４０ａとこれらを連結する連結部４０ｂとにより形成される空間ｈを上下方向に大きく設ける必要が生じ、これによりホルダー４０が大型化し、いきおいヘッドユニット５の大型化や重量の増大を招くことになる。しかし、上記のように、ノズルホルダー２８にノズル２９を装着した時のノズル組付ブロック３０の回転範囲に制限を課せるようにすれば、ノズルホルダー２８にノズルを装着しない状態で、ノズル組付ブロック３０を３６０°回転させ得るように上記空間ｈを可及的に小さく（上下方向に小さく）することができる。つまり、ホルダー４０の支持部４０ａの上下方向の寸法を短くすることができる。そのためホルダー４０の大型を回避でき、その結果、ヘッドユニット５の大型化や重量の増大の防止に貢献し得る構成となる。なお、上記のようにノズル組付ブロック３０の回転範囲を制限する代わりに、ノズル２９を使用するときにはノズルホルダー２８が常に使用位置に配置されるように、つまりノズルホルダー２８にノズル２９が装着されてから取り外されるまでの間、常にノズルホルダー２８が使用位置に配置されるようにノズル組付ブロック３０の回転角度を固定するようにしてもよい。このようにしても上記と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
なお、上記の実装機では、ノズル組付ブロック３０に対してノズルホルダー２８を一つだけ設けているが、２つ以上設けるようにしてもよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、移動可能なヘッドユニットに搭載された縦軸回りの回転および昇降が可能なノズルシャフトの下端部に、部品吸着用の複数のノズルを放射状に配設した横軸回りに回転可能なノズル組付ブロックを備えた表面実装機において、上記ノズルの一部を、ノズル組付ブロックに設けたノズルホルダーに脱着可能に取付ける一方、基台上にノズル交換ステーションを設け、実装動作中、必要に応じてノズルホルダーに装着されたノズルを付替え得るようにしているため、多くの種類のノズルを用いて部品の実装を行うようにしながらもノズル組付ブロックの大型化を抑えることができ、これによりヘッドユニットの大型化や重量の増大を有効に抑えることができる。また、ユーザー別の特殊なノズルについては、これをノズルホルダーに装着することで後発的に追加することが可能なため、表面実装機の汎用性を高めることもできる。その上、基台上にノズル交換ステーションを設けてノズルの交換を行うようにしているので、上記のようなノズル交換作業を効率的に行うこともできる。
【００５６】
また、上記ノズル又は上記ノズルホルダーが真下を向く位置を使用位置として、上記ノズルホルダーにノズルが装着されている状態では、当該ノズルホルダーが上記使用位置とは反対側の位置に配置されない範囲で上記ノズル組付ブロックを回転駆動するようにしているので、上記連結部及び支持部により形成されるノズルの介在スペースを可及的に小さくすることが可能となり、ヘッドユニットの大型化を抑える上で有利なブロックホルダー構造を採用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る表面実装機の一例を示す平面略図である。
【図２】ヘッドユニットの構成を示す正面図（一部断面図）である。
【図３】ヘッドユニットの構成を示す図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】ヘッドユニットの構成を示す平面図である。
【図５】ノズルシャフト下部の具体的な構造を示す断面図である。
【図６】ノズルシャフト下部の具体的な構造を示す図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】ノズル交換ステーションの構成を示す平面図である。
【図８】ノズル交換ステーションの構成を示す図７のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】ノズルホルダーに対するノズル装着動作を説明する図である。
【図１０】ノズルホルダーにノズルを装着した場合のノズル組付ブロックの回転範囲を説明する図である。
【符号の説明】
５ヘッドユニット
１９ノズル交換ステーション
２１ノズルシャフト
４０ホルダー
２３〜２７，２９ノズル
２８ノズルホルダー
３０ノズル組付ブロック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a surface mounter that picks up a component by means of a component suction nozzle provided in a head unit and mounts it on various substrates such as a printed circuit board, and in particular, can rotate a plurality of nozzles arranged radially. The present invention relates to a surface mounter in which a nozzle assembly block is mounted on a head unit.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, a head unit that can move between a component supply unit and a printed circuit board positioned at a predetermined work position is equipped with a component suction head that can be moved up and down and rotated by a nozzle attached to the lower end of the head. 2. Description of the Related Art Generally, a surface mounter that sucks an electronic component and picks up the component from the component supply unit and then moves the head unit onto a printed board to mount the component is generally known.
[0003]
  In this type of surface mounter, the nozzle needs to be replaced depending on the type of component to be adsorbed, and in order to efficiently perform such nozzle replacement during the mounting operation, the applicant of the present application A nozzle assembly block in which nozzles are arranged radially is mounted on the head and mounted so as to be able to rotate and displace around the horizontal axis. By rotating this nozzle assembly block, the nozzles can be selectively selected according to the type of parts. A surface mounter that can be set at a predetermined use position has been proposed (1998 Patent Application No. 205585).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
  According to the above apparatus, since a plurality of nozzles are exchangeably mounted on the head, the nozzles can be appropriately replaced while the head unit is moving, and components can be efficiently mounted.
[0005]
  By the way, in the surface mounter as described above, it is ideal to provide a plurality of types of nozzles by a nozzle assembly block so that a wider variety of components can be mounted. However, it is not preferable that even nozzles with extremely low frequency of use are arranged in the nozzle assembly block, resulting in an increase in size of the nozzle assembly block, leading to an increase in the size and weight of the head unit. In addition, since the parts to be mounted are different among users, it is necessary to increase the versatility by flexibly dealing with this.
[0006]
  The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and in a surface mounter in which a nozzle assembly block in which a plurality of nozzles are radially arranged is rotatably mounted on a component adsorption head unit. An object of the present invention is to provide a surface mounter capable of avoiding an increase in size and weight of a head unit while enabling the use of various types of nozzles and improving versatility.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has a head unit that is movable above a base and can be moved between a component supply unit and a component mounting unit. The head unit can be rotated and raised / lowered about a vertical axis. In a surface mounting machine equipped with a nozzle assembly block that can be rotated around a horizontal axis in which a plurality of nozzles for component adsorption are arranged radially at the lower end of the nozzle shaft, An inverted U-shaped block holder having a pair of opposing support portions and a connection portion for connecting the support portions to each other is connected to the lower end portion of the nozzle shaft, and the above-mentioned support portion between the support portions of the block holder While the horizontal axis is suspended and the nozzle assembly block is mounted on the horizontal axis and is rotationally driven, control means for controlling the rotational drive is provided on the base Nozzle exchange station holding the nozzle replacement is provided, of the plurality of nozzlespartIs removably attached to a nozzle holder provided in the nozzle assembly block, and the nozzle can be replaced between the nozzle holder and the nozzle exchange station.the aboveRotating the nozzle assembly block within the range where the nozzle holder is not located at the opposite side of the use position when the nozzle is mounted on the nozzle holder, with the nozzle holder facing directly below. It drives (Claim 1).
[0008]
  According to this surface mounter, during the mounting operation, the nozzle to be used can be selected from the plurality of nozzles disposed in the nozzle assembly block, and the head unit is disposed on the nozzle replacement station as necessary. Accordingly, the nozzle mounted on the nozzle assembly block can be replaced. Further, it is possible to make the intervening space of the nozzle formed by the connecting portion and the supporting portion as small as possible, and it is possible to adopt a block holder structure that is advantageous in suppressing an increase in the size of the head unit. .
[0009]
  As a configuration for detachably attaching the nozzle in accordance with an external force, the nozzle holder is provided with a shaft portion for externally fitting the nozzle and a gripping member for elastically holding the nozzle attached to the shaft portion (claim) Item 2).
[0010]
  According to this configuration, the nozzle is held by the nozzle assembly block by being elastically held by the holding member in a state where the nozzle is externally fitted to the shaft portion. When an external force larger than the holding force by the holding member acts in the nozzle removal direction (withdrawal direction from the shaft portion), the nozzle is separated from the nozzle holder, thereby removing the nozzle from the nozzle assembly block.
[0011]
  In the surface mounter of the present invention, the nozzle is configured to be detachable from the nozzle holder by an external force greater than or equal to a predetermined value in the insertion / removal direction, and one or a plurality of nozzles are stored in the nozzle replacement station. A nozzle holding portion having a nozzle storage hole and a clamp means capable of switching between a state in which the nozzle stored in the nozzle storage hole can be put in and out and a state in which the nozzle cannot be put in and out. If the nozzle assembly block is lowered while the head unit is placed at the nozzle replacement position and the nozzle mounted on the nozzle holder is placed at a predetermined use position where the parts can be sucked and mounted, the nozzle is placed in the nozzle storage hole. The nozzle exchange station is preferably configured to be inserted (claim 3).
[0012]
  According to this configuration, after the head unit is set at the nozzle replacement position and the nozzle mounted on the nozzle holder is set at the use position, the nozzle shaft is lowered to insert the nozzle into the nozzle housing hole, and then the nozzle is clamped by the clamping means. When the nozzle shaft is raised by clamping the nozzle, the nozzle is removed from the nozzle assembly block. After the nozzle is removed, a new nozzle is mounted on the nozzle assembly block by causing the other nozzle storage hole in which the nozzle is stored to perform the reverse operation.
[0013]
  As a specific configuration of the clamp means, a clamp plate having a plurality of nozzle insertion holes is provided above the nozzle holding portion, and each clamp insertion hole is fixed to each nozzle storage hole. It is possible to move to the clamp position shifted in amount and the clamp release state in which each nozzle insertion hole matches each nozzle storage hole, and the clamp plate is inserted with the nozzle mounted in the nozzle holder inserted into the nozzle storage hole. When arranged at the clamp position, the nozzle and the clamp plate are configured to engage with each other (claim 4).
[0014]
  In this configuration, after the clamp plate is placed at the clamp release position and the nozzle is inserted into the nozzle housing hole, the nozzle can be removed from the nozzle assembly block by moving the clamp plate to the clamp position and raising the nozzle shaft. it can. The nozzle can be mounted on the nozzle assembly block by performing the reverse operation..
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
  FIG. 1 schematically shows an entire surface mounter (hereinafter abbreviated as a mounter) according to an embodiment of the present invention. In this figure, a conveyor 2 constituting a conveyance line is arranged on a base 1, and a printed board 3 is conveyed on the conveyor 2 and stopped at a predetermined work position.
[0017]
  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 such as ICs, transistors, and capacitors at predetermined intervals. Are arranged so as to be led out from the reel, and a feeding mechanism is provided at the tape feeding end, so that the tape is intermittently fed as a part is picked up by the head unit 5 described later.
[0018]
  A head unit 5 for mounting electronic components is provided above the base 1. The head unit 5 can be moved over a predetermined working position of the component supply unit 4 and the printed circuit board 3, and in this embodiment, the X-axis direction (the direction of the conveyor 2) and the Y-axis direction (the X-axis on the horizontal plane) It is possible to move in an orthogonal direction.
[0019]
  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 a head unit is disposed on the fixed rail 7. A support member 11 is disposed, and a nut portion 12 provided on the support member 11 is screwed onto the ball screw shaft 8. The support member 11 is provided with a guide member 13 extending in the X-axis direction and a ball screw shaft 14 driven by an X-axis servo motor 15 so that the head unit 5 can move on the guide member 13. A nut portion 16 (shown in FIG. 3) that is held and provided in the head unit 5 is screwed onto the ball screw shaft 14. Then, the ball screw shaft 8 is rotated by the operation of the Y-axis servo motor 9 to move the support member 11 in the Y-axis direction, and the ball screw shaft 14 is rotated by the operation of the X-axis servo motor 15 to thereby rotate the head unit 5. Moves in the X-axis direction with respect to the support member 11.
[0020]
  The base 1 is provided with component recognition cameras 17 and 18 for recognizing the suction state of the electronic components sucked by the head unit 5, and the component recognition cameras 17 and 18 after the head unit 5 sucks the components. The component recognition cameras 17 and 18 pick up the picked-up component.
[0021]
  Further, the base 1 is provided with a nozzle exchange station 19 for holding a nozzle of a later-described nozzle assembly block 30 mounted on the head unit 5 in an exchangeable manner. The head unit 5 is set above. The configuration of the nozzle exchange station 19 will be described in detail later.
[0022]
  2 to 4 show a specific structure of the head unit 5. In these drawings, the head unit 5 is mounted with heads 20A and 20B each having a plurality of nozzles for component suction at the lower part.
[0023]
  Each of the heads 20A and 20B has a hollow nozzle shaft 21 having a passage for guiding negative pressure therein, and the head 5 has a frame 5a that is vertically moved and rotated about the vertical axis. Supported as possible. A nozzle assembly block 30 is mounted below the nozzle shaft 21, and a plurality of nozzles and the like are assembled to the nozzle assembly block 30. In the present embodiment, five nozzles 23 to 27 and one nozzle holder 28 are fixedly assembled (see FIG. 6).
[0024]
  The nozzle assembly block 30 can be moved up and down and rotated integrally with the nozzle shaft 21, and can be rotated relative to the nozzle shaft 21 around the horizontal axis. Nozzle assembly block 30 so that one of the nozzles 27 and the nozzle holder 28 (hereinafter referred to as nozzles 23 to 28 when there is no need to distinguish between them) is selectively set at a predetermined use position. The nozzles 23 to 28 are arranged radially. Specifically, the nozzles 23 to 28 are arranged radially around the nozzle assembly block 30 at intervals of 60 ° in the circumferential direction.
[0025]
  The head unit 5 further includes a Z-axis drive mechanism that moves the nozzle shaft 21 up and down, an R-axis drive mechanism that rotates the nozzle shaft 21, and a negative pressure supply system that supplies a negative pressure to each nozzle shaft 21. In addition, a block driving mechanism and the like are provided for each of the heads 20A and 20B in order to rotationally drive each nozzle assembly block 30.
[0026]
  The Z-axis drive mechanism includes a Z-axis servo motor 31 as a drive source fixed to the upper left and right sides of the frame 5a, and a rack 33 that extends in the vertical direction and is supported so as to be movable up and down with respect to the frame 5a. The rack 33 is connected to the upper end portion of the nozzle shaft 21 via the bracket 34, and the pinion 32 is attached to the output shaft of the servo motor 31, and the pinion 32 meshes with the rack 33. It is comprised by. That is, when the pinion 32 is rotated by the operation of the Z-axis servomotor 31, the rack 33, the bracket 34 and the nozzle shaft 21 are integrally moved up and down with respect to the frame 5a.
[0027]
  The R-axis drive mechanism includes an R-axis servomotor 36 as a drive source fixed to the center portion of the frame 5a, a gear 37 attached to the output shaft, and the gear 37 attached to the nozzle shaft 21. The nozzle shaft 21 is rotationally driven by the operation of the R-axis servomotor 36. The nozzle shaft 21 and the gear 38 are connected by a spline so that the gear 38 can be moved up and down relative to the nozzle shaft 21 and the nozzle shaft 21 and the gear 38 rotate together.
[0028]
  Although not shown, the negative pressure supply system includes a vacuum generator for each of the heads 20A and 20B, and can supply negative pressure to the passages in the nozzle shafts 21 via valves or the like. . A block drive mechanism for rotating each nozzle assembly block 30 will be described later.
[0029]
  5 and 6 show a specific structure of the lower portion of the nozzle shaft 21. FIG. In these drawings, an inverted U-shaped holder 40 (block holder) for holding the nozzle assembly block 30 so as to be capable of rotational displacement about the horizontal axis is connected to the lower end portion of the nozzle shaft 21. A horizontal shaft 41 (support shaft) is rotatably mounted on the holder 40, and the nozzle assembly block 30 is fixed to the horizontal shaft 41.
[0030]
  In the nozzle assembly block 30, a plurality of nozzle assembly recesses 42 extending in a direction orthogonal to the horizontal axis 41 are formed at equal intervals in the rotation direction, and the nozzles 23 to 28 are provided in these nozzle assembly recesses 42. The nozzles 23 to 28 are radially assembled to the nozzle assembly block 30 by being fitted and fixed.
[0031]
  Then, the nozzle assembly block 30 is driven to rotate about the horizontal axis 41 by the block drive mechanism, so that one of the nozzles 23 to 28 or the nozzle holder is selectively placed at a predetermined use position, that is, the head 20A. , 20B is arranged at the lower end (the position of the nozzle 25 in FIGS. 5 and 6).
[0032]
  The block drive mechanism includes a servo motor 52 as a drive source mounted on the frame 5a, and a transmission mechanism for transmitting this rotation to the nozzle assembly block 30.
[0033]
  More specifically, the frame 5a is provided with a block driving shaft 45 extending in parallel with the nozzle shaft 21 and capable of moving up and down and rotating around the vertical axis, as shown in FIGS. A pulley 54 is attached to the shaft 45, a pulley 53 is attached to the output shaft of the servo motor 52, and a belt 55 is attached over the pulleys 53 and 54. As a result, the shaft 45 is driven to rotate by the operation of the servo motor 52. The shaft 45 and the pulley 54 are coupled by a spline so that the shaft 45 can be moved up and down relative to the pulley 54 and the shaft 45 and the pulley 54 rotate integrally.
[0034]
  The shaft 45 is a hollow pipe having a passage 45a for guiding air to the inside. As shown in FIG. 2, the upper portion is inserted through a through hole formed in the bracket 34, while the lower portion Is supported rotatably on one end of a bridge member 46 attached to the upper end portion of the holder 40 via a bearing.
[0035]
  As shown in FIG. 5, a gear 47 is attached to the lower end portion of the shaft 45, and the gear 47 meshes with a gear 48 attached to the upper end portion of the holder 40 so as to be relatively rotatable. A gear 48 meshes with a gear 50 a at the upper end of the transmission shaft 50 that is rotatably supported by the holder 40. Further, a bevel gear 50 b provided integrally at the lower end of the transmission shaft 50 meshes with a bevel gear 51 assembled integrally with the nozzle assembly block 30. The gear 48 has a pair of upper and lower gear portions 48a and 48b. The gear 47 attached to the lower end of the shaft 45 with respect to the upper gear portion 48a is connected to the lower gear portion 48b. The gears 50a at the upper end of the transmission shaft 50 are engaged with each other.
[0036]
  As a result, when the servo motor 52 is actuated to rotate the block driving shaft 45, the rotation about the vertical axis is rotated about the horizontal axis via the gears 47 and 48, the gears 50a and 50b of the transmission shaft 50 and the bevel gear 51. The block drive mechanism is configured so as to be transmitted to the nozzle assembly block 30 while being converted into the rotation. Although not shown in the figure, the servo motor 52 has a built-in clutch, and is configured to automatically switch the output shaft to a freely rotatable state when the servo motor 52 is not driven.
[0037]
  The nozzle assembly block 30 is formed with a passage 56 extending in parallel with the horizontal axis 41 corresponding to each nozzle assembly recess 42. One end of each of the passages 56 communicates with each of the nozzles 23 to 28 attached to the nozzle assembly recess 42, while the other end is the end of the nozzle assembly block 30 (the right end in FIG. 5). Is open. When the nozzles 23 to 28 are set at the predetermined use position, only the passage 56 corresponding to the nozzles 23 to 28 set at this position communicates with the passage 57 formed in the holder 40. A negative pressure for adsorbing components is supplied to the nozzles 23 to 28 set at the use position in communication with the passage in the nozzle shaft 21 through the passage 57. Note that the passage 56 corresponding to the nozzle holder 28 among the nozzles 23 to 28 is negatively applied to the nozzle holder 28 via the through hole 58 of the holder 40 in which the horizontal shaft 41 is disposed, as shown in FIG. It is formed to supply.
[0038]
  In the nozzle assembly block 30, an engagement hole 60 for positioning the nozzles 23 to 28 is formed on the side of each nozzle assembly recess 42 and can be engaged with the engagement hole 60. An air cylinder 62 having a tapered positioning member 61 is provided in the holder 40.
[0039]
  The air cylinder 62 is disposed above the nozzle assembly block 30, that is, on the side opposite to the use position of the nozzles 23 to 28. A piston 63 is provided inside the air cylinder 62, and pressure chambers 64a and 64b are formed above and below the piston 63, respectively. The positioning member 61 is integrally formed at the lower end of the piston 63.
[0040]
  The upper pressure chamber 64 a of the air cylinder 60 communicates with a passage 45 a in the block driving shaft 45 through passages 65 and 66 formed in the holder 40 and the bridge member 46. On the other hand, the lower pressure chamber 64 b is opened to the outside through an air vent passage 67 formed in the holder 40, and a return spring 68 is disposed in the pressure chamber 64, thereby allowing the piston 63 to move. It is biased to the rising end position. That is, the passage 45a in the shaft 45 is connected to an air supply source via a hose and an electromagnetic valve (not shown), and when the valve is opened and air is supplied into the shaft 45, the return spring 68 is provided. The piston 63 is pushed down against this urging force, whereby the positioning member 61 is engaged in the engagement hole 60, while the valve is closed and the supply of air into the shaft 45 is shut off. Then, the positioning member 61 is retracted into the cylinder by the urging force of the return spring 68, so that the positioning member 61 is disengaged from the engagement hole 60.
[0041]
  As shown in FIG. 6, the nozzle holder 28 mounted on the nozzle assembly block 30 includes a shaft portion 28a for externally fitting the nozzle, and a pair of plate springs 28b (holding members) for holding the nozzle. The upper end edge portion 29a (see FIG. 9B) of a nozzle 29 (hereinafter, the nozzle attached to the nozzle holder 28 is denoted by reference numeral 29) that is externally fitted to the shaft portion 28a is attached by a leaf spring 28b. The nozzle 29 is configured to be held by elastic holding so that the nozzle 29 is separated from the shaft portion 28a when an external force larger than the holding force by the leaf spring 28b is applied in the nozzle pulling direction. It is configured.
[0042]
  7 and 8 show the nozzle exchange station 19. In this figure, the nozzle replacement station 19 has a nozzle holding portion 71 having a plurality of nozzle storage holes 72 for storing and holding various types of nozzles 29 having different sizes and shapes that can be attached to and detached from the nozzle holder 28. And a clamp plate 73 is provided on the upper surface side of the nozzle holding portion 71. The clamp plate 73 is provided with a plurality of nozzle insertion holes 74 corresponding to the nozzle storage holes 72. The clamp plate 73 has a clamp position (a position shown in FIG. 7) in which each nozzle insertion hole 74 is displaced by a certain amount with respect to each nozzle storage hole 72, and each nozzle insertion hole 74 matches the nozzle storage hole 72. It is connected via a guide 75 so as to be movable over the clamp release position. When the clamp plate 73 is disposed at the clamp position, the peripheral edge of the nozzle insertion hole 74 is placed on the upper side of the flange 29b of the nozzle 29 in which it is housed (see FIG. 9A).
[0043]
  A connecting plate 76 is attached to the clamp plate 73 on the lower surfaces of both ends in the moving direction (lower surfaces of the left and right ends in FIG. 8). The connecting plate 76 protrudes below the nozzle holding portion 71 through a notch portion 71 a formed in the nozzle holding portion 71 and is a rod of a return type air cylinder 77 fixed to the lower surface of the nozzle holding portion 71. 77a and 77b, respectively.
[0044]
  In the mounting machine configured as described above, the head units 20A and 20B are usually moved while moving the head unit 5 between the component supply unit 4 and the printed circuit board 3 set at a predetermined work position. The components are picked up from the component supply unit 4 by the nozzles 23 to 27 and mounted at predetermined positions on the printed circuit board 3. At this time, a plurality of components are simultaneously sucked and mounted on the printed circuit board 3 by the nozzles 23 to 27 while the nozzle assembly blocks 31 of the heads 20A and 20B are rotationally driven.
[0045]
  If necessary, the nozzle replacement station 19 mounts the component by mounting the nozzle 29 on the nozzle holder 28 and mounts the component while replacing the nozzle 29 mounted on the nozzle holder 28 as necessary. I do.
[0046]
  In this case, the nozzle is attached to the nozzle holder 28 as follows. That is, first, the nozzle assembly block 30 is rotated to set the nozzle holder 28 at the use position, and the head unit 5 is moved above the nozzle replacement station 19 as shown in FIG. Then, after the clamp plate 73 is moved to the clamp release position by the operation of the air cylinder 77, the head 20A (or 20B) is lowered to insert the nozzle holder 28 into the predetermined nozzle storage hole 72 of the nozzle holding portion 71. To do. Thus, the shaft portion 28a of the nozzle holder 28 is inserted into the nozzle 29, and the nozzle 29 is coupled to the nozzle holder 28 as shown in FIG. 9B. At this time, as the head 20A descends, the leaf spring 28b is expanded by the nozzle 29, and when the shaft portion 28a is completely inserted into the nozzle 29, the upper end edge 29a of the nozzle 29 is elastically moved by the leaf spring 28b. Thus, the nozzle 29 is held by the nozzle holder 28.
[0047]
  When the nozzle 29 is thus coupled to the nozzle holder 28, the head 20A is raised. Thereby, the mounting of the nozzle 29 to the nozzle holder 28 is completed.
[0048]
  On the other hand, in order to remove the nozzle 29 attached to the nozzle holder 28, first, the head unit 5 is moved above the nozzle exchange station 19, the clamp plate 73 is moved to the clamp release position, and then the nozzle 29 is held by the nozzle. The nozzle 71 is inserted into an empty nozzle storage hole 72 of the portion 71, that is, an empty nozzle storage hole 72 in which the nozzle 29 is to be stored. Then, after moving the clamp plate 73 to the clamp position, the head 20A is raised. In this way, the flange 29b of the nozzle 29 engages with the clamp plate 73 to prevent the nozzle 29 from being pulled out, and the nozzle 29 is separated from the nozzle holder 28 and left in the nozzle housing hole 72. . As a result, the nozzle 29 can be removed from the nozzle holder 28.
[0049]
  As described above, in the above mounting machine, the nozzle assembly block 30 is rotationally driven so that the nozzles 23 to 27 and the nozzle 29 attached to the nozzle holder 28 can be selectively used. Nozzle replacement can be performed while the head unit 5 is moving, and components can be adsorbed by a plurality of nozzles 23 and the like as necessary, so that components can be mounted efficiently.
[0050]
  Moreover, in the above mounting machine, the nozzle holder 28 is provided in the nozzle assembly block 30 as described above, and the nozzle 29 is detachably attached thereto, so that many types of nozzles are used. While mounting components, it is possible to effectively suppress an increase in size and weight of the head unit 5. That is, it is conceivable that all the nozzles used for mounting are fixedly mounted on the nozzle assembly block 30 in advance, but in this case, an increase in the size and weight of the head unit 5 is promoted. On the other hand, as described above, only some of the nozzles 23 to 27 that are frequently used among the nozzles used for mounting are fixedly provided on the nozzle assembly block 30, and these are selected for the other nozzles. In particular, by using the nozzle holder 28 by mounting it, it is possible to effectively suppress the increase in size and weight of the head unit 5 while using various types of nozzles.
[0051]
  Further, since the nozzles mounted on the nozzle assembly block 30 can be replaced as described above, for example, a nozzle used for mounting a general electronic component is fixed to the nozzle assembly block 30 in advance. A special nozzle that is provided and used for each user can be added later by attaching it to the nozzle holder 28. Therefore, there is an advantage that versatility of the mounting machine can be enhanced.
[0052]
  Further, in the mounting machine, the nozzle replacement station 19 is provided on the base 1 and, as described above, the nozzle 29 can be automatically replaced with the nozzle holder 28 as described above. There is also a feature that the nozzle 29 can be efficiently replaced during the mounting operation.
[0053]
  In the mounting machine, when the nozzle 29 is mounted on the nozzle holder 28 as described above, the nozzle 29 is located in the space in the holder 40, that is, the position opposite to the use position (the position of the nozzle holder 28 in FIG. 5). The rotation of the nozzle assembly block 30 is driven and controlled by a control means (not shown) within a range in which the nozzle assembly block 30 is not disposed at the position). The rotation of the nozzle assembly block 30 is controlled within a range of 240 ° in total, so that it is possible to employ an apparatus structure that can contribute to preventing the head unit 5 from increasing in size and weight. That is, of the nozzles 29 to be mounted on the nozzle holder 28, the nozzle 29 having the longest dimension (axial dimension) is mounted on the nozzle holder 28. In this state, the nozzle 29 is assembled without interfering with the nozzle 29 and the holder 40. If the block 30 is rotated, the vertical dimension of the holder 40 needs to be set longer. Specifically, a space h formed by a support portion 40a (see FIG. 5) of the holder 40 that supports the horizontal shaft 41 is set long in the vertical direction, and the support portion 40a and a connecting portion 40b that connects them. Therefore, it is necessary to increase the size of the holder 40 in a vertical direction, which increases the size of the holder 40 and increases the size and weight of the head unit 5. However, as described above, if a limitation can be imposed on the rotation range of the nozzle assembly block 30 when the nozzle 29 is mounted on the nozzle holder 28, the nozzle assembly is mounted without mounting the nozzle on the nozzle holder 28. The space h can be made as small as possible (small in the vertical direction) so that the block 30 can be rotated 360 °. That is, the vertical dimension of the support portion 40a of the holder 40 can be shortened. Therefore, the size of the holder 40 can be avoided, and as a result, the configuration can contribute to preventing the head unit 5 from becoming large and increasing in weight. Instead of limiting the rotation range of the nozzle assembly block 30 as described above, when the nozzle 29 is used, the nozzle holder 28 is always placed in the use position, that is, the nozzle 29 is mounted on the nozzle holder 28. The rotation angle of the nozzle assembly block 30 may be fixed so that the nozzle holder 28 is always disposed at the use position until the nozzle holder 28 is removed. Even if it does in this way, the effect similar to the above can be acquired.
[0054]
  In the mounting machine described above, only one nozzle holder 28 is provided for the nozzle assembly block 30, but two or more nozzle holders 28 may be provided..
[0055]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, a plurality of nozzles for adsorbing components are arranged radially at the lower end portion of a nozzle shaft mounted on a movable head unit and capable of rotating around the vertical axis and moving up and down. In a surface mounter equipped with a nozzle assembly block rotatable around an axis,partIs attached to the nozzle holder provided in the nozzle assembly block, while a nozzle exchange station is provided on the base so that the nozzle attached to the nozzle holder can be replaced as needed during the mounting operation. Therefore, while mounting parts using many types of nozzles, it is possible to suppress the increase in size of the nozzle assembly block, thereby effectively suppressing the increase in size and weight of the head unit. it can. Moreover, since it is possible to add a special nozzle for each user later by attaching it to the nozzle holder, the versatility of the surface mounter can be enhanced. In addition, since the nozzle replacement station is provided on the base to perform the nozzle replacement, the nozzle replacement work as described above can be performed efficiently.
[0056]
  In addition, in a state where the nozzle or the nozzle holder is located directly below, and the nozzle is mounted on the nozzle holder, the nozzle holder is not disposed at a position opposite to the use position. As the nozzle assembly block is driven to rotate Therefore, it becomes possible to make the intervening space of the nozzle formed by the connecting part and the supporting part as small as possible, and it is possible to adopt a block holder structure that is advantageous in suppressing the enlargement of the head unit. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of a surface mounter according to the present invention.
FIG. 2 is a front view (partially sectional view) showing a configuration of a head unit.
3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2 showing the configuration of the head unit.
FIG. 4 is a plan view showing a configuration of a head unit.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a specific structure of a lower portion of a nozzle shaft.
6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 5 showing a specific structure of the lower portion of the nozzle shaft.
FIG. 7 is a plan view showing a configuration of a nozzle exchange station.
8 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 7 showing the configuration of the nozzle exchange station.
FIG. 9 is a diagram illustrating a nozzle mounting operation with respect to a nozzle holder.
FIG. 10 is a diagram illustrating a rotation range of a nozzle assembly block when a nozzle is mounted on a nozzle holder.
[Explanation of symbols]
  5 Head unit
  19 Nozzle exchange station
  21 Nozzle shaft
  40 holders
  23-27, 29 nozzles
  28 Nozzle holder
  30 Nozzle assembly block

Claims

A head unit that is movable over the component supply unit and the component mounting unit is disposed above the base, and a nozzle shaft that can rotate and move up and down around the vertical axis is mounted on the head unit. In the surface mounting machine provided with a nozzle assembly block that can be rotated around the horizontal axis in which a plurality of nozzles for component adsorption are arranged radially at the lower end of
An inverted U-shaped block holder having a pair of opposing support portions and a connection portion for connecting the support portions to each other is connected to the lower end portion of the nozzle shaft, and between the support portions of the block holder. While the horizontal axis is suspended and the nozzle assembly block is mounted on the horizontal axis and rotationally driven, control means for controlling the rotational drive is provided,
A nozzle exchange station that holds a replacement nozzle is provided on the base, and a part of the plurality of nozzles is detachably attached to a nozzle holder provided in the nozzle assembly block, and the nozzle holder and the above The nozzle can be changed with the nozzle exchange station.
Said control means as the use position the position where the nozzle or the nozzle holder is oriented directly below, in the state in which the nozzle to the nozzle holder is mounted, the nozzle holder is not located in a position opposite to the above use position A surface mounting machine, wherein the nozzle assembly block is rotationally driven within a range.

2. The surface mounter according to claim 1, wherein the nozzle holder includes a shaft portion on which the nozzle is fitted and mounted, and a holding member that elastically holds the nozzle mounted on the shaft portion.

A nozzle holding part having one or a plurality of nozzle storage holes for storing the nozzles in the nozzle replacement station, wherein the nozzles can be attached to and detached from the nozzle holders by an external force greater than or equal to a predetermined value in the insertion / removal direction. And a clamp means capable of switching between a state in which the nozzles stored in the nozzle storage holes can be put in and out and a state in which the nozzles cannot be put in and out are provided, and the head unit is disposed at a predetermined nozzle replacement position above the nozzle replacement station. When the nozzle assembly block is lowered in a state where the nozzle mounted on the nozzle holder is disposed at a predetermined use position where components can be sucked and mounted, the nozzle is inserted into the nozzle storage hole. 3. The surface mounter according to claim 1, wherein an exchange station is configured.

The clamp means includes a clamp plate having a plurality of nozzle insertion holes above the nozzle holding portion, and the clamp plate includes a clamp position where the nozzle insertion holes are deviated from the nozzle storage holes by a certain amount, and Each nozzle insertion hole can be moved to a clamp release state that matches each nozzle storage hole, and when the clamp plate is placed at the clamp position with the nozzle mounted on the nozzle holder inserted in the nozzle storage hole, The surface mounter according to claim 3, wherein the nozzle and the clamp plate are configured to engage with each other .