JP4335741B2 - 部品移載装置、表面実装機および部品検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の吸着ヘッドをラック・ピニオン式駆動装置によって同時に回動させる部品移載装置、表面実装機および部品検査装置に関するものである。

従来、例えば電子部品をプリント配線板に実装する表面実装機や、電子部品を検査する部品検査装置には、吸着ノズルによって電子部品を吸着して移載させる部品移載装置が装備されている。この種の部品移載装置は、水平面上を互いに直交する２方向に移動するヘッドユニットと、このヘッドユニットに垂直な軸線上で回動自在かつ上下方向に移動自在に支持された吸着ヘッドと、この吸着ヘッドを垂直な軸線上で回動させる回転方向の駆動装置（以下、これを単にＲ軸駆動装置という）と、前記吸着ヘッドを上下方向に移動させる上下方向の駆動装置（以下、これを単にＺ軸駆動装置という）と、前記吸着ヘッドの下端部に取付けられた吸着ノズルなどによって構成されている。

従来のこの種の部品移載装置は、例えば特許文献１に示された表面実装機に装備されている。この公報に開示された部品移載装置は、ヘッドユニットに複数の吸着ヘッドが水平方向に一列に並ぶ状態で設けられ、これらの吸着ヘッドを同時に駆動するＲ軸駆動装置を備えている。このＲ軸駆動装置は、各吸着ヘッドに設けられたピニオンを１本のラックによって同時に駆動する構成が採られている。このため、この部品移載装置は、吸着ノズルに吸着された実装用部品の回転方向の位置を変えたり回転方向の位置決めを行うときに全ての吸着ヘッドが同時に同方向へ同角度だけ回動する。

また、上述した複数の吸着ヘッドには、回転方向の位置決めに高い精度が要求される大型のＱＦＰ（Quad Flat Package）やＢＧＡ（Ball Grid Array）などの半導体装置や、回転方向の位置決め精度の自由度が相対的に大きいチップ抵抗など、多くの種類の実装用部品が混在する状態で吸着されることがある。
なお、本出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願時までに見付け出すことはできなかった。
特開平１１−３４６０９９号公報（第４頁、図４）

上述した従来の部品移載装置は、実装時に先ずＲ軸駆動装置によって実装用部品の回転方向の位置決めを行い、次いで、前記Ｚ軸駆動装置により実装用部品を下降させてプリント配線板上に載置させる。この下降行程を含めて実装後に吸着ノズルが実装用部品から上方に離間するまでの間は、前記Ｒ軸駆動装置を停止させておかなければならない。これは、前記Ｒ軸駆動装置は、全ての吸着ヘッドを同時に同方向に回転させる構造であり、このＲ軸駆動装置が前記下降行程中に動作すると、移載中に実装用部品の回転方向の位置が変わってしまうからである。すなわち、従来の部品移載装置は、実装用部品をプリント配線板に載置させて実装用部品が吸着ノズルから離れた後でなければ、次に実装する実装用部品をＲ軸駆動装置によって回転方向に位置決めすることはできない。
このため、従来の部品移載装置は、回転方向の位置決めを行うためには先に実装中の実装用部品の実装が終了するまで待機する必要があるから、部品移載時のサイクルタイムを短縮するにも限界があった。

また、従来の部品移載装置は、吸着ヘッドの回動時の速度（以下、この速度を単に回転速度という）を最高速度とすることができないこともサイクルタイムを短縮することができない原因の一つになっている。これは、吸着ヘッドの回転速度は、吸着ノズルに吸着された電子部品の大きさや種類に基づいて設定されるからである。例えば、ＱＦＰやＢＧＡなどの半導体装置のような大型の電子部品は、高速で回動させると慣性により吸着ノズルに対してずれてしまうことがあり、回転方向に高い精度で位置決めしなければならないために、回転速度を相対的に遅く設定しなければならない。一方、チップ抵抗などの小型の電子部品は、重量も軽くかつ回転方向の位置決め精度の自由度が高くなるから、これらを吸着した吸着ノズルを有する吸着ヘッドは、回転速度を相対的に速く設定することができる。

すなわち、従来の部品移載装置のように複数の吸着ヘッドを連動して回動させる場合、これらの吸着ヘッドの回転速度は、低速で回動させることが必要な電子部品に合わせなければならず、高速で回動させることができる電子部品を移載する吸着ヘッドも低速で回動させていた。このように高速で回動可能な電子部品を低速でしか回動させることができないことから、従来の部品移載装置は、上述したように部品移載時のサイクルタイムを短縮するには自ずから限界があった。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、複数の吸着ヘッドを同時に同一方向に回動させる構成を採りながら、移載時の待機時間を短縮するとともに、吸着ヘッドの回転速度の設定の自由度を向上させることができる部品移載装置、表面実装機および部品検査装置を提供することを目的する。

この目的を達成するため、本発明に係る部品移載装置は、吸着ノズルを有する複数の吸着ヘッドが回動自在に支持され、前記各吸着ヘッドに設けられたピニオンをラックによって回動させる駆動装置を備えた部品移載装置において、前記複数の吸着ヘッドを複数の組に分け、各組毎に吸着ヘッドの回転速度が異なる駆動装置を設けたものである。

請求項２に記載した発明に係る部品移載装置は、請求項１に記載した発明に係る部品移載装置において、各組の駆動装置のピニオンとラックのギヤ比を同一とし、前記ラックの移動速度を組毎に変えたものである。

請求項３に記載した発明に係る表面実装機は、請求項１または請求項２に記載した発明に係る部品移載装置によって実装用部品を部品供給部からプリント配線板上へ移載させるものである。

請求項４に記載した発明に係る部品移載装置は、請求項１または請求項２に記載した発明に係る部品移載装置によって被検査用電子部品を部品供給部から検査装置上へ移動させるものである。

本発明に係る部品移載装置は、複数に組分けされた吸着ヘッドのうち一つの組の吸着ヘッドが電子部品を移載している間に他の組の吸着ヘッドを回動させて回転方向の位置決めを行うことができる。このため、回転方向の位置決めを行うための待機時間が不必要になるから、部品移載時のサイクルタイムを短縮することができる。
また、本発明に係る部品移載装置は、吸着後に低速で回動させることが必要な電子部品を回転速度が相対的に遅い吸着ヘッドによって移載し、吸着後に高速で回動させることができる電子部品を回転速度が相対的に速い吸着ヘッドによって移載することができるから、各電子部品を最適な速度で回動させることができる。したがって、吸着後の電子部品を不必要に低速で回動させることがなくなるから、部品移載時のサイクルタイムをより一層短縮することができる。

請求項２記載の発明によれば、複数組の駆動装置を装備するに当たって、各駆動装置のピニオンとラックを同一構造とすることができる。このため、部品の共通化が図られ、部品移載装置の組立てが容易になるとともに、部品移載装置の製造コストを低減することができる。

請求項３記載の発明によれば、部品移載時の待機時間が短縮されるとともに吸着ヘッドの回転速度の設定の自由度が高い部品移載装置を使用しているから、ＱＦＰやＢＧＡなどの大型の実装用部品を高い精度でプリント配線板に実装することができるとともに、チップ抵抗などの小型の実装部品の回転方向の位置決めを高速で行うことができ、生産性が高い表面実装機を提供することができる。

請求項４記載の発明によれば、部品移載時の待機時間が短縮されるとともに吸着ヘッドの回転速度の設定の自由度が高くなる部品移載装置を使用しているから、ＱＦＰやＢＧＡなどの大型の被検査用電子部品を高い精度で検査装置に移載することができるとともに、チップ抵抗などの小型の被検査用電子部品の回転方向の位置決めを高速で行うことができ、生産性が高い部品検査装置を提供することができる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る部品移載装置の一実施の形態を図１ないし図５によって詳細に説明する。ここでは、本発明に係る部品移載装置を表面実装機に装備した例について説明する。
図１は本発明に係る部品移載装置を装備した表面実装機の平面図、図２は表面実装機の上部の正面図、図３はヘッドユニットを拡大して示す正面図、図４は同じく側面図で、同図は一部を破断した状態で描いてある。図５はＲ軸駆動装置の要部を拡大して示す縦断面図である。

これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による表面実装機を示す。この表面実装機１は、基台２の上部でプリント配線板３を搬送するコンベア４と、後述するヘッドユニット５を図１において左右方向（以下、この方向を単にＸ方向という）とＸ方向と直交する前後方向（以下、この方向をＹ方向という）とに移動させる移動装置６とを備えている。前記ヘッドユニット５と移動装置６とによって本発明でいう部品移載装置が構成されている。前記コンベア４は、プリント配線板３を図１において左方に搬送し、図示していないクランプ機構によって作業位置に保持するように構成されている。このコンベア４の両側方には、部品供給用のテープフィーダ７と、吸着ノズル８（図２参照）に吸着された実装用部品９等を下方から撮像する部品認識装置１０とが設けられている。

前記移動装置６は、前記コンベア４の上方でＹ方向に沿って延びる２本の固定レール１１，１１を有するＹ方向移動装置１２と、前記固定レール１１，１１どうしの間に架け渡された可動レール１３を有するＸ方向移動装置１４とによって構成されている。前記ヘッドユニット５は、前記Ｘ方向移動装置１４に取付けられている。前記ヘッドユニット５と移動装置６は、図示していない制御装置によって移動方向、距離、速度などが制御される。

前記Ｙ方向移動装置１２は、前記固定レール１１に沿って延びるボールねじ軸１５と、このボールねじ軸１５を駆動するＹ軸サーボモータ１６とによってＸ方向移動装置１４の可動レール１３をＹ方向に往復動させる。前記可動レール１３は、前記ボールねじ軸１５のナット部材１５ａに固定されている。前記Ｙ軸サーボモータ１６には、エンコーダからなる位置検出手段１７が設けられている。
前記Ｘ方向移動装置１４は、Ｘ方向に延びる可動レール１３に並設されたボールねじ軸１８と、このボールねじ軸１８を駆動するＸ軸サーボモータ１９とによってヘッドユニット５をＸ方向に往復動させる。前記Ｘ軸サーボモータ１９には、エンコーダからなる位置検出手段２０が設けられている。

前記ヘッドユニット５は、図２〜図４に示すように、Ｘ方向と上下方向（以下、この方向を単にＺ方向という）とに延びるように形成されたベースプレート２１を有し、このベースプレート２１に後述する各部材・装置を取付けることによって組立てられている。このヘッドユニット５は、前記ベースプレート２１によって前記Ｘ方向移動装置１４に取付けられている。

前記ベースプレート２１には、前記吸着ノズル８が下端部に装着された第１〜第８の吸着ヘッド２２〜２９と、これらの吸着ヘッド２２〜２９をＺ方向に移動させるＺ軸駆動装置３１（図４参照）と、これらの吸着ヘッド２２〜２９を垂直な軸線上で回動させるＲ軸駆動装置３２と、下方を指向するカメラ３３を有する画像認識装置３４と、吸着ヘッド毎の真空発生機３５（図４参照）とが設けられている。前記画像認識装置３４は、プリント配線板３上の位置決めマーク（図示せず）をカメラ３３によって撮像し、プリント配線板３の位置やＸ・Ｙ方向に対する角度などを検出するためのもので、前記ベースプレート２１の下端部に取付けられている。前記真空発生機３５は、前記吸着ノズル８から空気を吸引するために負圧を発生させたり、部品載置時に正圧の空気を供給するもので、第１〜第８の吸着ヘッド２２〜２９毎に設けられ、それぞれ前記ベースプレート２１の上端部に取付けられている。

前記吸着ヘッド２２〜２９は、前記ベースプレート２１の前方（図３において紙面より手前側であって図４において左方）でＺ方向に延びるノズルシャフト３６と、このノズルシャフト３６の下端部に設けられた前記吸着ノズル８などによって構成されている。前記ノズルシャフト３６は、前記ベースプレート２１の下端部に設けられた下側支持部材３７によって回転自在かつＺ方向に移動自在に支持された下部ノズルシャフト３６ａと、この下部ノズルシャフト３６ａの上端部に軸継手３８を介して着脱可能に接続された上部ノズルシャフト３６ｂとから構成されている。

この下部ノズルシャフト３６ａと上部ノズルシャフト３６ｂの軸心部には、吸着ノズル８内の空気通路（図示せず）に接続された空気通路３９（図５参照）が形成されている。この空気通路３９は、前記吸着ノズル８から下部ノズルシャフト３６ａおよび上部ノズルシャフト３６ｂの内部を通って上方に延び、上部ノズルシャフト３６ｂの上端面に開口している。また、前記空気通路３９は、図３に示すように、上部ノズルシャフト３６ｂの上端部に取付けられた接続部材４１と、この接続部材４１の上端部に接続された空気パイプ４２とによって前記真空発生機３５に接続されている。前記接続部材４１は、前記真空発生機３５に一端部が接続されることによって移動が規制された前記空気パイプ４２の他端部に上部ノズルシャフト３６ａを回動自在に接続するためのもので、上部ノズルシャフト３６ａに取付けられた内筒４１ａと、この内筒４１ａに軸受（図示せず）を介して回転自在に支持されかつ前記空気パイプ４２の先端部に取付けられた外筒４１ｂとから構成されている。

前記８本の下部ノズルシャフト３６ａのうち第１、第３および第５の吸着ヘッド２２，２４，２６の下部ノズルシャフト３６ａは、それぞれ３種類の吸着ノズル８が交換可能に装備されている。これら３種類の吸着ノズル８を交換する機構は、例えば特開２０００−３６６９６号公報に開示されているタレット式機構を採用することができる。図３に示された下部ノズルシャフト３６ａのうち他の下部ノズルシャフト３６ａは、吸着ノズル８が一つだけ設けられている。これらの下部ノズルシャフト３６ａの上端部には、後述するＺ軸駆動装置３１を接続するためのブラケット４３が取付けられている。
前記上部ノズルシャフト３６ｂは、図３および図４に示すように、前記ベースプレート２１の上部に設けられた後述する上側支持部材４４に回転自在かつＺ方向に移動自在に支持されている。

前記Ｚ軸駆動装置３１は、図４に示すように、前記上部ノズルシャフト３６ｂと平行にＺ方向に延びるラック４５と、このラック４５に噛合するピニオン４６を有するサーボモータ４７，４８とから構成されている。前記ラック４５は、吸着ヘッド２２〜２９毎に設けられており、前記ベースプレート２１に支持された平面視コ字状のフレーム４９にレール５１とスライダ５０とを介してＺ方向に移動自在に保持されている。前記スライダ５０は、前記フレーム４９に固定されるとともにレール５１をＺ方向に移動自在に保持している。また、前記レール５１は、前記ラック４５とともに移動するようにラック４５に固定されている。このレール５１の下端部は、前記上側支持部材４４の中空部４４ａ内を下方に延び、連結部材５２と前記ブラケット４３とを介して前記下部ノズルシャフト３６ａに接続されている。

前記サーボモータ４７，４８は、図３に示す正面視において、互いに隣り合う２本の上部ノズルシャフト３６ｂ，３６ｂの間となる部位（吸着ヘッド２２と吸着ヘッド２３の間、吸着ヘッド２４と吸着ヘッド２５の間、吸着ヘッド２６と吸着ヘッド２７の間、吸着ヘッド２８と吸着ヘッド２９の間）にそれぞれ配設され、図４に示すように、前記ベースプレート２１から後方に突出する状態で上下方向に並べて設けられている。これらのサーボモータ４７，４８のうち、下側に位置するサーボモータ４７のピニオン４６は、前記互いに隣り合う２本の上部ノズルシャフト３６ｂ，３６ｂのうち図３において左側に位置する上部ノズルシャフト３６ｂの（軸継手３８、下部ノズルシャフト３６ａ、ブラケット４３および連結部材５２を介して上下方向において連結される）ラック４５に噛合し、上側に位置するサーボモータ４８のピニオン４６は、右側に位置する上部ノズルシャフト３６ｂのラック４５に噛合している。
この実施の形態によるＺ軸駆動装置３１の各ラック４５，４５…は、バックラッシによる誤差をなくすために、二つの部材に分けて形成され、一方の半部のラックの歯と他方の半部のラックの歯とによって噛み合うピニオン４６の歯を両側から挟むように構成されている。

前記Ｒ軸駆動装置３２は、図３に示すように、前記上側支持部材４４に沿ってＸ方向に延びる第１のラック５３を有する低速用Ｒ軸駆動装置５４と、前記第１のラック５３の上方に位置する第２のラック５５を有する高速用Ｒ軸駆動装置５６とから構成されている。前記低速用Ｒ軸駆動装置５４は、図３〜図５に示すように、前記上側支持部材４４の前面にレール５７とスライダ５８とによってＸ方向に移動自在に支持された前記第１のラック５３と、この第１のラック５３の一端部（図３においては左端部）に噛合する第１のラック駆動用ピニオン５９と、この第１のラック駆動用ピニオン５９に一体的に設けられた第１の減速用歯車６０と、この第１の減速用歯車６０に噛合する出力歯車６１を有する第１のサーボモータ６２と、前記第１のラック５３に噛合する吸着ヘッド毎の従動ピニオン６３とによって構成されている。

前記高速用Ｒ軸駆動装置５６は、前記上側支持部材４４の前面にレール６４とスライダ６５とによってＸ方向に移動自在に支持された前記第２のラック５５と、この前記第２のラック５５の一端部（図３においては右端部）に噛合する第２のラック駆動用ピニオン６６と、この第２のラック駆動用ピニオン６６に一体的に設けられた第２の減速用歯車６７と、この第２の減速用歯車６７に噛合する出力歯車６８を有する第２のサーボモータ６９と、前記第２のラック５５に噛合する吸着ヘッド毎のピニオン７０とから構成されている。

前記レール５７，６４は、Ｘ方向に延びる状態で前記上側支持部材４４に固定され、スライダ５８，６５は、前記レール５７，６４にそれぞれ移動自在に支持されるとともにそれぞれ前記第１のラック５３、第２のラック５５に固定されている。
前記第１のラック５３は、図３に示すように、前記上側支持部材４４の前側下部に位置付けられてＸ方向に延びており、第１〜第４の吸着ヘッド２２〜２５の上部ノズルシャフト３６ｂにおける上側支持部材４４より下側の部位に軸装された従動ピニオン６３に噛合している。

前記第２のラック５５は、前記上側支持部材４４の前側上部に位置付けられてＸ方向に延びており、第５〜第８の吸着ヘッド２６〜２９の上部ノズルシャフト３６ｂにおける上側支持部材４４より上側の部位に軸装された従動ピニオン７０に噛合している。この実施の形態による第１のラック５３と第２のラック５５は、ギヤ部分を含めて同一となるように形成されており、上側支持部材４４に装着するときの方向を正面視において１８０°回転させた状態で使用されている。また、これらのラック５３，５４に噛合する吸着ヘッド毎の従動ピニオン６３，７０も同一のものが使用されている。
これらの従動ピニオン６３，７０は、図５に示すように、前記上側支持部材４４の軸孔４４ｂ内に軸受７１，７２によって回転自在に支持された吸着ヘッド毎の筒状軸７３が貫通し、この筒状軸７３に支持されている。前記筒状軸７３の内部には、前記上部ノズルシャフト３６ｂが貫通している。

この実施の形態による従動ピニオン６３，７０は、バックラッシによる誤差をなくすために、前記筒状軸７３に固定された固定側ピニオン６３ａ，７０ａと、この固定側ピニオンに隣接する状態で前記筒状軸７３に回転自在に支持された可動側ピニオン６３ｂ，７０ｂと、前記固定側ピニオン６３ａ，７０ａに対して可動側ピニオン６３ｂ，７０ｂを回転方向に付勢するトーションばね７４とから構成され、固定側ピニオン６３ａ，７０ａと可動側ピニオン６３ｂ，７０ｂとによって第１のラック５３または第２のラック５５の歯を挟むように構成されている。

前記筒状軸７３は、図５に示すように、軸線方向に２分割形成され、前記上側支持部材４４を上下方向に貫通する長さに形成されている。前記第１〜第４の吸着ヘッド用の従動ピニオン６３は、この筒状軸７３における上側支持部材４４から下方に突出する下端突出部７３ａに装着されている。前記第５〜第８の吸着ヘッド用の従動ピニオン７０は、この筒状軸７３における上側支持部材４４から上方に突出する上端突出部７３ｂに装着されている。
この筒状軸７３における上側支持部材４４内に位置する中央部７３ｃは、前記両端部より大径に形成され、上部ノズルシャフト３６ｂに設けられた筒体７５に固定用ねじ７６によって固定されている。前記筒体７５は、軸心部に上部ノズルシャフト３６ｂが貫通しており、この上部ノズルシャフト３６ｂに図示してしないボールスプライン機構を介して接続されている。なお、７３ｄは従動ピニオン６３，７０の抜け止め用サークリップである。

このボールスプライン機構は、筒体７５の回転を上部ノズルシャフト３６ｂに伝達するとともに、上部ノズルシャフト３６ｂの上下方向への駆動力が筒体７５に伝達されることがないように構成されている。すなわち、それぞれ前記従動ピニオン６３，７０がそれぞれ前記ラック５４，５５の移動により回転することによって、それぞれ従動ピニオン６３，７０の回転がそれぞれ筒状軸７３と前記筒体７５とボールスプライン機構とを介してそれぞれ上部ノズルシャフト３６ｂ，３６ｂに伝達され、第１〜第４の吸着ヘッド２２〜２５および第５〜図８の吸着ヘッド２６〜２９が吸着ノズル８とともにそれぞれのグループにおいて同期して回る。また、上部ノズルシャフト３６ｂが前記Ｚ軸駆動装置３１によってＺ方向に移動させられる場合は、Ｚ方向の駆動力は前記ボールスプライン機構によって遮断されるために、筒体７５と、筒状軸７３および前記従動ピニオン６３，７０はＺ方向に押圧されることはない。

前記第１のサーボモータ６２と第２のサーボモータ６９は、図３に示すように、前記ベースプレート２１の上端部であってＸ方向の両端部にモータ支持用ブラケット７７を介して取付けられている。これらのサーボモータ６２，６９の出力歯車６１，６８が噛合する第１、第２の減速用歯車６０，６７と、この第１、第２の減速用歯車６０，６７と一体に回転する第１、第２のラック駆動用ピニオン５９，６６は、前記吸着ヘッド毎の従動ピニオン６３，７０と同様に、バックラッシによる誤差をなくすために、二つの部材に分けて形成され、一方の半部と他方の半部とによって出力歯車６１，６８の歯や第１および第２のラック５３，５５の歯を挟むように構成されている。

この実施の形態による前記第１サーボモータ６２の出力歯車６１と第１の減速用歯車６０とからなる減速部の減速比は、第２のサーボモータ６９の出力歯車６８と第２の減速用歯車６７とからなる減速部の減速比より大きくなるように構成されている。この構成を採ることにより、第１のサーボモータ６２と第２のサーボモータ６９とを同一の回転速度で回転させた場合、第１のラック５３の移動速度は第２のラック５５の移動速度より遅くなるから、この第１のラック５３が回転させる第１〜第４の吸着ヘッド２２〜２５の回転速度は、第２のラック５５が回転させる第５〜第８の吸着ヘッド２６〜２９の回転速度より遅くなる。

上述したように構成された表面実装機１は、８本の吸着ヘッド２２〜２９のうち第１〜第４の吸着ヘッド２２〜２５の吸着ノズル８に例えばＱＦＰやＢＧＡなどの大型の半導体装置、言い換えれば回転速度が相対的に遅いことが要求される実装用部品９を吸着させ、他の第５〜第８の吸着ヘッド２６〜２９の吸着ノズル８に例えばチップ抵抗などの小型の電子部品、言い換えれば回転速度を速くすることが可能な実装用部品９を吸着させる。全ての吸着ノズル８に実装用部品９を吸着させた後、この表面実装機１は、前記実装用部品９を部品認識装置１０の上方を通過させて吸着ずれを検出させてからプリント配線板３の所定の被実装位置に移載する。この実装時には、実装用部品９が正しい角度でプリント配線板３上に載置されるように、Ｘ方向、Ｙ方向の位置に加えＲ軸駆動装置３２によって吸着ヘッド２２〜２９の回転方向の角度が調節される。

この回転方向の位置決め時に第１〜第４の吸着ヘッド２２〜２５は、低速用Ｒ軸駆動装置５４によって相対的に遅い回転速度で回動するため、大型の半導体装置などを高い精度で位置決めした状態で実装できる。また、この位置決め時に第５〜第８の吸着ヘッド２６〜２９は、高速用Ｒ軸駆動装置５６によって相対的に速い回転速度で回動させられ、小型の実装用部品９を速く実装する。

したがって、この実施の形態による表面実装機１は、複数の吸着ヘッドが第１〜第４の吸着ヘッド２２〜２５からなる第１組と、第５〜第８の吸着ヘッド２６〜２９とからなる第２組とに分けられ、これらの組毎に回転速度が異なる低速用Ｒ軸駆動装置５４と高速用Ｒ軸駆動装置５６とが設けられているから、複数に組分けされた吸着ヘッドのうち一方の組となる第１〜第４の吸着ヘッド２２〜２５が実装用部品９をプリント配線板３上の被実装位置に移載しているときに、同時に他の組となる第５〜第８の吸着ヘッド２６〜２９を回動させて回転方向の位置決めを行うことができる。このため、回転方向の位置決めを行うための待機時間が不必要になるから、実装時のサイクルタイムを短縮することができる。

また、この実施の形態による表面実装機１は、低速で回動させることが必要な実装用部品９を回転速度が相対的に遅くなる第１〜第４の吸着ヘッド２２〜２５によって移載し、高速で回動させることができる実装用部品９を回転速度が相対的に速い第５〜第８の吸着ヘッド２６〜２９によって移載することができる。このため、この表面実装機１は、各実装用部品９を最適な速度で回動させることができるようになり、実装用部品９の回動時に不必要に低速で回動させることがなくなるから、部品移載時のサイクルタイムをより一層短縮することができる。

また、この実施の形態による表面実装機１は、低速用Ｒ軸駆動装置５４と高速用Ｒ軸駆動装置５６とで第１および第２のラック５３，５５と従動ピニオン６３，７０のギヤ比を同一とし、第１のラック５３を低速で駆動しかつ第２のラック５５を高速で駆動する構成が採られているから、複数組のＲ軸駆動装置を装備するに当たって、各Ｒ軸駆動装置のピニオンとラックを同一構造とすることができる。このため、低速用Ｒ軸駆動装置５４と高速用Ｒ軸駆動装置５６とで部品の共通化を図ることができる。さらに、この構成を採ることにより、吸着ヘッド毎の従動ピニオン６３，７０の取付位置を筒状軸７３の下端部から上端部へ、または、上端部から下端部へ変えることによって、この従動ピニオン６３，７０を有する吸着ヘッドの回動時の回転速度を低速から高速に、または高速から低速に容易に変えることができる。

さらに、この実施の形態による表面実装機１のヘッドユニット５は、Ｒ軸駆動装置３２の第１のラック５３と第２のラック５５とを上側支持部材４４の前端部に支持させているから、ヘッドユニット５をＹ方向にコンパクトに形成することができる。しかも、この表面実装機１のヘッドユニット５は、表面実装機１の広く開放された前方、すなわち図３の紙面の手前側からＲ軸駆動装置３２の全ての部材のメンテナンスを行うことができ、メンテナンスが容易である。

（第２の実施の形態）
Ｒ軸駆動装置は図６および図７に示すように構成することができる。
図６はＲ軸駆動装置の他の実施の形態を示す正面図で、同図はラックとレール・スライダなどを取外した状態で描いてある。図７は要部を拡大して示す断面図である。これらの図において、前記図１〜図５によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。

図６および図７に示すＲ軸駆動装置３２は、上部ノズルシャフト３６ｂが貫通する筒状軸７３の上端部７３ｂが前記第１の実施の形態を採る場合より高い位置に延設され、この上端部７３ｂに低速用Ｒ軸駆動装置５４の従動ピニオン６３と高速用Ｒ軸駆動装置５６の従動ピニオン７０が装着されている。これらの従動ピニオン６３，７０のうち高速用Ｒ軸駆動装置５６の従動ピニオン７０は、第１の実施の形態を採る場合と同等の高さに位置付けられ、低速用Ｒ軸駆動装置５４の従動ピニオン６３は、上端突出部７３ｂに嵌合するスペーサ７３ｅの上側、すなわち前記高速用Ｒ軸駆動装置５６の従動ピニオン７０より高い位置に配設されている。

低速用Ｒ軸駆動装置５４の第１のラック５３は、図７に示すように、高速用Ｒ軸駆動装置５６の第２のラック５５の前方（図７においては左方）を通って上方へ延びるように形成されており、上端部に前記従動ピニオン６３が噛合する歯が形成されている。
この実施の形態で示したように全ての従動ピニオン６３，７０を上側支持部材４４の上方に位置付けても第１の実施の形態を採るときと同等の効果を奏する。

（第３の実施の形態）
Ｒ軸駆動装置は図８および図９に示すように構成することができる。
図８はＲ軸駆動装置の他の実施の形態によるラックとピニオンの構成を示す平面図、図９は要部の断面図である。これらの図において、前記図１〜図６によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は適宜省略する。

この実施の形態によるヘッドユニット５は、図９に示すように、６本の吸着ヘッド８１〜８６が設けられており、第１〜第３の吸着ヘッド８１〜８３が低速用Ｒ軸駆動装置５４によって駆動し、第４〜第６の吸着ヘッド８４〜８６が高速用Ｒ軸駆動装置５６によって駆動する構成が採られている。第１〜第６の吸着ヘッド８１〜８６は、第１の実施の形態で使用したものと同等の構成のものが用いられている。

前記低速用Ｒ軸駆動装置５４の第１のラック５３は、上側支持部材４４の前面側の上端部に平行移動自在に支持され、高速用Ｒ軸駆動装置５６の第２のラック５５は、上側支持部材４４の背面側における前記第１のラック５３と同じ高さとなる部位に平行移動自在に支持されている。これら両ラック５３，５５が噛合する従動ピニオン６３，７０は、上側支持部材４４の上方に全ての従動ピニオンが同じ高さに位置するように設けられている。
前記第１のラック５３と第２のラック５５の歯５３ａ，５５ａは、図８（ａ），（ｂ）に示すように、他方のラックが噛合する従動ピニオンとの干渉を避けるために、両ラックの長手方向の一端部側のみに形成されている。

このように第１のラック５３と第２のラック５５を上側支持部材４４の上部の前側と後側とに設ける構成であっても第１の実施の形態を採るときと同等の効果を奏する。特に、この実施の形態のように第１のラック５３と第２のラック５５が同じ高さに位置する構成を採ることにより、Ｒ軸駆動装置３２を上下方向にコンパクトに形成することができる。

上述した第１〜第３の実施の形態では、第１のラック５３の速度と第２のラック５５の速度を変えるために歯車式減速機を使用する例を示したが、一方のラックに対して他方のラックの速度を変えるためには、両ラック５３，５５と従動ピニオン６３，７０の噛合部分のギヤ比を変えることによって行うことができる。また、第１〜第３の実施の形態に加え第４の実施の形態において第１、第２のサーボモータ６２，６９の回転速度を変えることによっても行うことができる。また、両ラック５３，５５およびこれらに噛み合う従動ピニオン６３，７０を互いに上下に離間させたので、どの吸着ヘッド２２〜２９の内どの吸着ヘッドの回転速度を低速とし、どの吸着ヘッドの回転速度を高速とするかは、自由に設定可能である。

また、上述した実施の形態では、本発明に係る部品移載装置を表面実装機に装備する例を示したが、本発明に係る部品移載装置は、吸着ノズルによって部品を吸着し回転させる装置であれば、どのようなものにも使用することができる。例えば、被検査用電子部品を部品供給部から部品検査部上へ移動させる部品検査装置に使用することができる。
この部品検査装置は、部品移載時の待機時間が短縮されるとともに、吸着ヘッドの回転速度の設定の自由度が高くなる部品移載装置を使用しているから、ＱＦＰやＢＧＡなどの大型の被検査用電子部品を高い精度で検査装置に移載することができるとともに、チップ抵抗などの小型の被検査用電子部品の回転方向の位置決めを高速で行うことができ、生産性が高いものとなる。

本発明に係る部品移載装置を装備した表面実装機の平面図である。 表面実装機の上部の正面図である。 ヘッドユニットを拡大して示す正面図である。 ヘッドユニットを拡大して示す側面図である。 Ｒ軸駆動装置の要部を拡大して示す縦断面図である。 Ｒ軸駆動装置の他の実施の形態を示す正面図である。 要部を拡大して示す断面図である。 Ｒ軸駆動装置の他の実施の形態によるラックとピニオンの構成を示す平面図である。 要部の断面図である。

符号の説明

３…プリント配線板、５…ヘッドユニット、６…移動装置、７…パーツフィーダ、８…吸着ノズル、２２〜２９…第１〜第８の吸着ヘッド、 ３２…Ｒ軸駆動装置、５３…第１のラック、５４…低速用Ｒ軸駆動装置、５５…第２のラック、５６…高速用Ｒ軸駆動装置、６２…第１のサーボモータ、６３，７０…従動ピニオン、６９…第２のサーボモータ。

Claims (4)

1. 吸着ノズルを有する複数の吸着ヘッドが回動自在に支持され、前記各吸着ヘッドに設けられたピニオンをラックによって回動させる駆動装置を備えた部品移載装置において、前記複数の吸着ヘッドを複数の組に分け、各組毎に吸着ヘッドの回転速度が異なる駆動装置を設けたことを特徴とする部品移載装置。
2. 請求項１記載の部品移載装置において、各組の駆動装置のピニオンとラックのギヤ比を同一とし、前記ラックの移動速度を組毎に変えてなる部品移載装置。
3. 請求項１または請求項２記載の部品移載装置によって実装用部品を部品供給部からプリント配線板上へ移載させる表面実装機。
4. 請求項１または請求項２記載の部品移載装置によって被検査用電子部品を部品供給部から検査装置上へ移動させる部品検査装置。
   

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