JP4710789B2 - 電子部品実装装置及び電子部品実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、バルクフィーダ等の電子部品供給部から送り出されて電子部品の移動路であるトンネル内を移動してきた電子部品をノズルによってピックアップして基板に実装する電子部品実装装置及び電子部品実装方法に関するものである。

従来、電子部品を基板に実装する電子部品実装装置として、バルクフィーダ等の電子部品供給部から送り出されて電子部品の移動路であるトンネル内を移動してきた電子部品をノズルによってピックアップした後、そのままノズルを下降させてノズルの下方に予め位置決めされた基板に電子部品を実装する、いわゆる打ち抜き型（上下動型）の電子部品実装装置が知られている（特許文献１，２）。このような打ち抜き型の電子部品実装装置では、トンネルの終端部に設けられた当接面に電子部品を当接させることによりピックアップ位置に正しく位置決めするようになっているので、移載ヘッドがピックアップ位置と基板の間を水平方向に移動して電子部品の実装を行う移載ヘッド型の電子部品実装装置のように、移載ヘッドのノズルに真空吸着してピックアップした電子部品の位置や姿勢を検出する撮像手段及び撮像工程を必要としない点で装置を簡素、安価に構成することができる利点がある。
特開２００２−７６６９１号公報 特開２００３−３４７７９７号公報

しかしながら、打ち抜き型の電子部品実装装置では、ノズルは当接面に当接した電子部品をピックアップした後、そのまま下降してその電子部品を基板に実装するため、基板に対する電子部品の実装方向（電子部品の向き）を例えば４５°や９０°変えて実装する場合には、基板を水平回転させるための基板回転機構が必要であり、装置が大型化するという問題点があった。また、このような基板回転機構を備える代わりに、電子部品をピックアップしたノズルをその軸心を中心に回転させることにより、これに吸着された電子部品の向きを変えることも考えられるが、ピックアップした電子部品は当接面にぴったり当接しているため、ノズルを回転させること（すなわち、電子部品が当接面に当接している状態で電子部品を水平回転させること）は物理的にできない。

そこで本発明は、電子部品のピックアップ位置への位置決めが容易であるという打ち抜き型実装の利点を生かしつつ、基板回転機構を必要とせずに、基板に対する電子部品の実装方向を簡単に変えることができる電子部品実装装置及び電子部品実装方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の電子部品実装装置は、電子部品の移動路であるトンネルと、トンネルの終端部に設けられ、トンネル内を移動してきた電子部品を当接面に当接させてピックアップ位置に位置決めする位置決め部材と、位置決め部材によりピックアップ位置に位置決めされた電子部品を上方から吸着してピックアップするノズルと、ノズルにより電子部品がピックアップされた後、位置決め部材を移動させて位置決め部材とトンネルの間にノズル通路を形成させるノズル通路形成手段と、ノズル通路形成手段によりノズル通路が開閉される際、ノズル通路を挟んで対向する位置決め部材上の電子部品とトンネル内の電子部品をそれぞれ位置決め部材上及びトンネル内に保持する部品保持部と、電子部品をピックアップしたノズルを下降させて電子部品を基板に実装させるノズル駆動手段とを備え、ノズル駆動手段は、電子部品をピックアップしたノズルを下降させる前に上昇させて電子部品を前記当接面から離間させた後、ノズルをその軸心を中心に回転させて電子部品の基板に対する実装方向の調節を行う。

請求項２に記載の電子部品実装方法は、電子部品の移動路であるトンネル内を移動してきた電子部品をトンネルの終端部に設けられた位置決め部材の当接面に当接させてピックアップ位置に位置決めする位置決め工程と、ピックアップ位置に位置決めされた電子部品をノズルにより上方から吸着してピックアップするピックアップ工程と、ノズルにより電子部品がピックアップされた後、位置決め部材を移動させて位置決め部材とトンネルの間にノズル通路を形成させるノズル通路形成工程と、ノズル通路形成工程によりノズル通路が開閉される際、ノズル通路を挟んで対向する位置決め部材上の電子部品とトンネル内の電子部品をそれぞれ位置決め部材上及びトンネル内に保持する部品保持工程と、電子部品をピックアップしたノズルを下降させて電子部品を基板に実装させる実装工程とを含み、ピックアップ工程と実装工程の間に、電子部品をピックアップしたノズルを上昇させて電子部品を前記当接面から離間させる上昇工程と、電子部品が前記当接面から離間した後、ノズルをその軸心を中心に回転させて電子部品の基板に対する実装方向の調節を行う実装方向調節工程を実行する。

本発明では、位置決め部材の当接面に当接してピックアップ位置に位置決めされた電子部品をノズルにより吸着してピックアップした後、ノズルを一旦上昇させて電子部品を当接面から離間させるようにし、そのうえでノズルをその軸心を中心に回転させ、電子部品の基板に対する実装方向を調節してからノズルを下降させて電子部品を基板に実装するようにしている。このため本発明によれば、電子部品のピックアップ位置への位置決めが容易であるという打ち抜き型実装の利点を生かしつつ、基板回転機構を必要とせずに、基板に対する電子部品の実装方向を簡単に変えることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の制御系のブロック図、図４は本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドの部分側面図、図５は本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドの拡大部分側面図、図６は本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドの部分拡大図、図７は本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドの軸部材の一部断面分解図、図８は本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドの軸部材の部分斜視図、図９は本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドの部分拡大図、図１０は本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドの軸部材の部分拡大斜視図、図１１は本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドのノズルの動作を示す図、図１２は本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドにおけるタイムチャートの一例、図１３及び図１４は本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドの動作を説明する図、図１５及び図１６は本発明の一実施の形態におけるノズルの交換手順を説明する図、図１７は本発明の一実施の形態におけるノズルの回転角度に応じた位置ずれ量を求める具体的な手順の一例を示すフローチャート、図１８は本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドの正面図、図１９は本発明の一実施の形態におけるノズルの回転角度に応じた位置ずれ量の捉え方を示す図である。

図１及び図２において、電子部品実装装置（以下、単に実装装置と称する）１の基台２の中央部には、２本のベルトから成る基板搬送路３が基台２の一の方向（Ｘ軸方向）に延びて設けられており、基板搬送路３の上方には基板搬送路３と直交する水平方向（Ｙ軸方向）に延びた平行な２本のＹ軸テーブル４が基台２に固定されて設けられている。また、２本のＹ軸テーブル４の上方にはＸ軸方向に延びた平行な２本のＸ軸テーブル５が、両端部をＹ軸テーブル４に支持されてＹ軸方向に移動自在に設けられている。

各Ｘ軸テーブル５の下面にはそのＸ軸テーブル５に沿ってＸ軸方向に移動自在な移動ステージ６が設けられている。一方の移動ステージ６には複数の移載ヘッド７が並設されており、他方の移動ステージ６には複数の打ち抜き型ヘッド２０が並設されている。基板搬送路３は、電子部品の実装時に基板１８を基台２の中央部に移送する。各Ｘ軸テーブル５と各移動ステージ６は、本電子部品実装装置１に設けられた制御装置１３から動作制御が
なされる（図３）。

基台２の側方領域のうち移載ヘッド７が設けられている側には複数のテープフィーダ８が基台２の外側に張り出して設けられている。各移載ヘッド７には下方に延びたノズル９が着脱自在に設けられており、基台搬送路３の側方領域のうち移載ヘッド７が設けられている側には付け替え用のノズル９を載置するノズルラック１０と撮像面を上方に向けた固定カメラ１１が設けられている。

テープフィーダ８は電子部品を連続的に所定のピックアップ位置に供給し、移載ヘッド７はそのピックアップ位置の直上に移動して電子部品を吸着してピックアップする。そして、Ｘ軸テーブル５のＹ軸方向への移動及び移動ステージ６のＸ軸方向への移動により水平方向へ移動して、ピックアップした電子部品を、基台２の中央部に移送されて予め位置決めされた基板１８に実装する。

移載ヘッド７はピックアップした電子部品を基板１８に実装する際、固定カメラ１１の上方を電子部品が通過するように移動し、固定カメラ１１によって電子部品の撮像が行われるようにする。この撮像によって得られた電子部品の画像は図示しない位置ずれ検出部によって電子部品のノズル９に対する位置ずれが検出され、電子部品の基板１８への実装時には、その位置ずれが修正されるようにノズル９の位置が調節される。

次に、図３〜図１０を参照して打ち抜き型ヘッド２０の構成について説明する。ここでは説明の便宜上、移載ヘッド７に向く側を打ち抜き型ヘッド２０の前方とし、その反対側を打ち抜き型ヘッド２０の後方とする。

図４及び図５において、上下方向に延びた打ち抜き型ヘッド２０のフレーム２１は移動ステージ６に取り付けられている。フレーム２１の後方下部には板カムガイド２２が上下方向に延びて設けられており、この板カムガイド２２には板カム２３が上下方向に移動自在に取り付けられている。板カムガイド２２の直上にはエアシリンダ２４がロッド２４ａを下方にして上下方向に延びて設けられており、ロッド２４ａは下端部には板カム２３が結合されている。従ってエアシリンダ２４がロッド２４ａを突没させると、板カム２３は板カムガイド２３に沿って昇降する。エアシリンダ２４は図示しないエア圧送源とエア管路２５を介して繋がっており、エア管路２５に介装されたエアシリンダ制御弁２６を制御装置１３と繋がる打ち抜き型ヘッド２０内（フレーム２１内）に備えられたヘッド内制御基板１３ａ（図３）から作動させることによって、ロッド２４ａを突没させることができる。

板カム２３の前方のフレーム２１上には昇降部材ガイド２７が上下方向に延びて設けられており、この昇降部材ガイド２７には昇降部材２８が上下方向に移動自在に設けられている。

板カムガイド２３のやや前方のフレーム２１上には第１枢支軸２９が設けられており、この第１枢支軸２９にはＬ字状の上部レバー部材３０が枢支されている。上部レバー部材３０の一方側の腕部は第１枢支軸２９の下方に延びており、上部レバー部材３０の他方側の腕部は第１枢支軸２９の前方に延びている。上部レバー部材３０の一方側の腕部の端部に設けられた第１ローラ３１は板カム２３に形成された第１カム溝２３ａ内を移動自在になっており、上部レバー部材３０の他方側の腕部の端部に設けられた長穴３２内には昇降部材２８の上部に設けられた第２ローラ３３が移動自在になっている。

図５において、昇降部材２８には後方に張り出した張り出し部２８ａが設けられている。また、張り出し部２８ａの上方のフレーム２１上にはモータ取り付け用のブラケット３
４が設けられており、張り出し部２８ａの下方のフレーム２１上にはガイドプレート３５が設けられている。更に、昇降部材２８の張り出し部２８ａとブラケット３４との間のフレーム２１上には軸受けブロック３６が設けられている。

ブラケット３４は断面Ｌ字状を成しており、フレーム２１に対して垂直に延びた一片であるモータ支持片３４ａの上面にはノズル回転モータ３７がその回転軸３８を下方に向けて取り付けられており、回転軸３８はブラケット３４のモータ支持片３４ａを上から下に貫通して延びている。ノズル回転モータ３７はサーボモータであり、例えばステッピングモータから成る。

図４及び図７において、ノズル回転モータ３７の回転軸３８には円筒状のカップリング部材３９を介して上下方向に延びた軸部材４０の上端部が取り付けられている。これらノズル回転モータ３７、軸部材４０及びこれら両者を連結するカップリング部材３９はノズル４８の上方に設けられてノズル４８をその軸心を中心に回転させるノズル回転手段を構成する。

軸部材４０は軸受けブロック３６に設けられた上下のベアリング４５ａ，４５ｂ、昇降部材２８の張り出し部２８ａに設けられた上下のベアリング４６ａ，４６ｂ及びガイドプレート３５の内部に上下方向に延びて設けられたガイド穴４７（図６）を上下に貫通して延びており、軸部材４０の下端部には上下方向に延びたノズル４８の上端部が着脱自在に取り付けられている。後述するようにノズル４８は軸部材４０の下端部に対して上下方向に移動することができるが、軸部材４０とノズル４８の間にはノズル付勢ばね５０が介装されており（図６）、ノズル４８は常時軸部材４０に対して下方に付勢された状態となっている。

図７において、軸部材４０は上側部材４１、下側部材４２、連結ピン４３及び連結リング４４から成る。上側部材４１には下方に開口して上下方向に延びた移動孔４１ａ及びこの移動孔４１ａと繋がり上側部材４１の側面を上下方向に延びた左右の長溝４１ｂが設けられており（図８参照）、連結ピン４３は下側部材４２の上端部４２ａが上側部材４１の移動孔４１ａ内に下方から挿入された状態で、両長溝４１ｂ及び下側部材４２を水平方向に貫通するように取り付けられている。このため下側部材４２は上側部材４１に対する上下方向への相対移動は許容されるが、上側部材４１に対する軸心まわりの相対回転は拘束された状態となっている。

図７において、下側部材４２の上端部４２ａはそれよりも下方の部分よりも外径が小さくなっており、その境界部分には段差面４２ｂが形成されている。この段差面４２ｂは昇降部材２８の張り出し部２８ａに下方から当接しており、連結リング４４は張り出し部２８ａの上方に突出した下側部材４２の上端部４２ａに上方から捻じ込まれてねじ込まれて昇降部材２８の張り出し部２８ａに上方から当接している。このため下側部材４２は上下のベアリング４６ａ，４６ｂによって軸心まわりの回転が許容される一方、昇降部材２８が昇降したときにはこれと一体となって昇降する。

軸部材４０をブラケット３４に取り付けられたノズル回転モータ３７に組み付けるには、上側部材４１と下側部材４２が分離している状態で、先ず上側部材４１を軸受けブロック３６の上下のベアリング４５ａ，４５ｂを下から上へ貫通させ、上側部材４１の上端の連結部（外径が小さくなった部分）４１ｃを軸受けブロック３６の上方に突き出させる。そして、上側部材４１の連結部４１ｃとノズル回転モータ３７の回転軸３８をカップリング部材３９によって同軸に連結する。次いで、下側部材４２の上端部４２ａを昇降部材２８の張り出し部２８ａに設けられた上下のベアリング４６ａ，４６ｂを下から上へ貫通させ、段差面４２ｂを下側のベアリング４６ｂの内輪に下方から当接させる。このとき張り
出し部２８ａの上方に突き出た下側部材４２の上端部４２ａに連結リング４４を上方からねじ込んで段差面４２ｂと連結リング４４とによってベアリング４６ａ，４６ｂを介して張り出し部２８ａを挟持する。この過程において、下側部材４２の上端部４２ａは上側部材４１の移動孔４１ａ内に下方から挿入されるので、最後に連結ピン４３を上側部材４１の両長溝４１ｂ及び下側部材４２の上端部４２ａを水平方向に貫通するように取り付ければ、軸部材４０のノズル回転モータ３７への組み付けは完了する。

図４において、フレーム２１の前方にはカートリッジ装着部５１が設けられており、ここには部品カートリッジ５２が着脱自在に取り付けられる。部品カートリッジ５２の内部には基板１８へ実装される電子部品Ｐが多数個ばらばらに収容されている。

図４において、カートリッジ装着部５１の下方のフレーム２１上にはバルクフィーダを構成する回転ドラム５３とこの回転ドラム５３を回転駆動するドラム駆動モータ５４が設けられている。ドラム駆動モータ５４の回転軸に設けられたピニオン５５は回転ドラム５３の外周部に設けられたウォームホイール５６と噛合しており、ヘッド内制御基板１３ａからドラム駆動モータ５４を作動させると（図３）、その回転力がピニオン５５からウォームホイール５６に伝達されて、回転ドラム５３が回転する。

図５において、フレーム２１の内部のカートリッジ装着部５１の直下にはカートリッジ装着部５１と回転ドラム５３を連通する部品通路５８が上下方向に延びて設けられており、回転ドラム５３とノズル４８の下端部直下のピックアップ位置Ｓとの間のフレーム２１の内部には、回転ドラム５３からピックアップ位置Ｓへ延びた電子部品Ｐの移動路であるトンネル５９が形成されている。

図６及び図９において、トンネル５９の終端部には位置決め部材６０が設けられている。この位置決め部材６０はフレーム２１の底部に設けられた位置決め部材移動スペース６１内を前後方向にスライド移動自在であり、位置決め部材６０の前端面６０ａが位置決め部材移動スペース６１の前方に設けられたトンネル形成部材６２の後端面６２ａと接触した状態では、位置決め部材６１の上面に形成された電子部品Ｐの移動面６０ｂはトンネル形成部材６２の上面に形成された電子部品Ｐの移動面６２ｂと接続するようになっている（図９（ａ）参照）。

図５において、位置決め部材６０の上方であってガイドプレート３５の後方位置のフレーム２１上には第２枢支軸６３が設けられており、この第２枢支軸６３には上下方向に延びた下部レバー部材６４が枢支されている。下部レバー部材６４の上端部に設けられた第３ローラ６５は板カム２３に形成された第２カム溝２３ｂ内を移動自在であり、下部レバー部材６４の下端部は位置決め部材６０に設けられた枢結ピン６６によって枢支されている。

下部レバー部材６４が下端部側を前方に進めるように揺動すると、位置決め部材６０はトンネル形成部材６２側に近付く方向に移動し、下部レバー部材６４が下端部側を後方に進めるように揺動すると、位置決め部材６０はトンネル形成部材６２から離れる方向に移動する。位置決め部材６０がその前端面６０ａをトンネル形成部材６２の後端面６２ａに当接させた状態では、前述のように、位置決め部材６０の上面に形成された移動面６０ｂとトンネル形成部材６２の上面に形成された移動面６２ｂは接続するが（図９（ａ））、この状態から下部レバー部材６４がその下端部側を後方に進めるように揺動すると、位置決め部材６０は位置決め部材移動スペース６１内を後方にスライド移動して位置決め部材６０の前端面６０ａとトンネル形成部材６２の後端面６２ａは離間し、位置決め部材６０の上面に形成された移動面６０ｂとトンネル形成部材６２の上面に形成された移動面６２ｂは分離して位置決め部材６０とトンネル５９との間にはノズル通路６７が形成される（図９（ｂ））。

なお、このノズル通路６７は後述するように、ノズル４８により電子部品Ｐがピックアップされた後に形成させる。すなわち、エアシリンダ２４、板カム２３、下部レバー部材６４等は、ノズル４８により電子部品Ｐがピックアップされた後、位置決め部材６０を移動させて位置決め部材６０とトンネル５９の間にノズル通路６７を形成させるノズル通路形成手段を構成する。

以下、位置決め部材６０の前端面６０ａがトンネル形成部材６２の後端面６２ａに当接して位置決め部材６０とトンネル５９との間にノズル通路６７が形成されてない状態を位置決め部材６０の「閉状態」と称し、位置決め部材６０が閉状態から後方に移動してトンネル５９との間にノズル通路６７が形成され、そのノズル通路６７が位置決め部材６０及びトンネル形成部材６２の下方のフレーム部材２１に形成された貫通孔６８と同等の大きさにまで広がった状態を位置決め部材６０の「開状態」と称する。なお、位置決め部材６０は位置決め部材移動スペース６１内に縮設された位置決め部材付勢ばね６９（図６）によって、常時トンネル形成部材６２側、すなわち位置決め部材６０が閉状態となる側に付勢されている。

図９において、位置決め部材６０の上面に形成された移動面６０ｂの後部には、移動面６０ｂに対する垂直面である当接面６０ｃが設けられている。トンネル５９内を移動してきた電子部品Ｐはトンネル形成部材６２の移動面６２ｂから位置決め部材６０の移動面６０ｂに乗り移った後、この当接面６０ｃに当接して停止する。そして、位置決め部材６０がトンネル形成部材６２と接触している状態では、当接面６０ｃに当接している電子部品Ｐはノズル４８の直下、すなわちピックアップ位置Ｓに位置する。

図６において、位置決め部材６０の上面とフレーム２１との間には当接面６０ｃに開口する部品引き寄せ吸着ノズル７１が形成されており、フレーム２１にはこの部品引き寄せ吸着ノズル７１と連通する第１内部通路７２が形成されている。第１内部通路７２は本実装装置１の外部に設けられた真空源１６と第１真空管路７３によって繋がっており、第１真空管路７３に介装された部品引き寄せ吸着用エア制御弁７４をヘッド内制御基板１３ａから開弁させて（図３）、第１内部通路７２及び部品引き寄せ吸着ノズル７１内に吸着力を発生させることにより、位置決め部材６０に形成された移動面６０ｂ上の電子部品Ｐを後方に引き寄せて当接面６０ｃに当接させることができるようになっている。これら真空源１６、第１真空管路７３、第１内部通路７２、部品引き寄せ吸着ノズル７１、部品引き寄せ吸着用エア制御弁７４及びヘッド内制御基板１３ａはトンネル５９内を移動してきた電子部品Ｐを当接面６０ｃ側に引き寄せて当接面６０ｃに当接させる部品引き寄せ吸着機構を構成しており、電子部品Ｐはトンネル５９内を次々と移動してくる他の電子部品Ｐによって押されて当接面６０ｃに当接するばかりでなく、この部品引き寄せ吸着機構によって、強制的かつ確実に、当接面６０ｃに当接させられる。一方、ヘッド内制御基板１３ａから部品引き寄せ吸着用エア制御弁７４を閉弁させると、位置決め部材６０の移動面６０ｂ上の電子部品Ｐを当接面６０ｃ側に引き寄せる力を消滅させることができる。

図６及び図１０において、軸部材４０の下側部材４２の下部には外径の小さい絞り部４２ｃが形成されており、この絞り部４２ｃよりも下方の部分の内部には上下方向に延びたノズル収容孔４２ｄが下方に開口して設けられている。絞り部４２ｃには下側部材４２を横方向に貫通する貫通溝４２ｅが設けられており、この貫通溝４２ｅとノズル収容孔４２ｄとは上下方向に延びた連通溝４２ｆによって連通している。

図６及び図１０において、下側部材４２の外周面にはノズル収容孔４２ｄと繋がる上下方向に延びた一対の長穴４２ｇと、同じくノズル収容孔４２ｄと繋がる上下方向に延びた
一対の長溝４２ｈがそれぞれ下方に開口して設けられている。一対の長穴４２ｇは下側部材４２の上下中心軸に対して対称の位置に設けられており、一対の長溝４２ｈはこれら長穴４２ｇと９０度ずれた位置に、同じく下側部材４２の上下中心軸に対して対称の位置に設けられている。下側部材４２のノズル収容孔４２ｄの内周面には円環状の円環溝４２ｋが設けられており、２つの長穴４２ｇと２つの長溝４２ｈはこの円環溝４２ｋによって互いに繋がっている。

図６において、ノズル４８は上下方向に貫通して延びた内部管路４９を有しており、軸部材４０の下側部材４２に上端部が保持される主円筒部４８ａ、主円筒部４８ａの下端部から下方に延び、主円筒部４８ａよりも外径及び内径の小さい先端部４８ｂ及び主円筒部４８ａの中間部に外方に突出して設けられた一対の突起４８ｃを備える。一対の突起４８ｃはノズル４８の上下中心軸に対して対称の位置に設けられている。

ノズル４８を軸部材４０の下側部材４２に取り付けるには、先ずノズル付勢ばね５０を下側部材４２のノズル収容孔４２ｄ内に下方から挿入し、そのうえでノズル４８の上端部をノズル収容孔４２ｄ内に下方から挿入して上方へ押し上げていく。このときノズル４８の一対の突起４８ｃが下側部材４２に形成された一対の長溝４２ｈ内を上方に移動するようにする。押し上げの途中でノズル付勢ばね５０は下側部材４２とノズル４８によって押し縮められてノズル４８を下方へ付勢する力を発揮するようになる。このノズル付勢ばね５０の付勢力に抗してノズル４８を押し上げていき、ノズル４８の一対の突起４８ｃが下側部材４２の円環溝４２ｋに達したところでノズル４８を下側部材４２に対して９０度回転させれば、ノズル４８の各突起４８ｃはそれぞれ長穴４２ｇ内に位置する。この状態でノズル４８から手を放せばノズル４８の各突起４８ｃは長穴４２ｇの下縁に上方から当接し、またノズル４８全体はノズル付勢ばね５０によって下方に付勢されるので、ノズル４８と下側部材４２はノズル付勢ばね５０の付勢力を介して一体に結合される。

このようにノズル４８が軸部材４２の下側部材４２と結合された状態では、突起４８ｃが下側部材４２の長穴４２ｇ内に位置しているために、下側部材４２に対するノズル４８の軸心まわりの相対回転が拘束される。従って、軸部材４０がノズル回転モータ３７に組み付けられており、かつノズル４８が軸部材４０（下側部材４２）に結合されている状態でヘッド内制御基板１３ａからノズル回転モータ３７を回転作動させると（図３）、ノズル回転モータ３７の回転力はカップリング部材３９を介して軸部材４０の上側部材４１及び連結ピン４３を介して下部部材４２に伝達され、更に突起４８ｃを介してノズル４８に伝達される。このためノズル回転モータ３７を回転させることによってノズル４８を軸心まわりに回転させることができる。なお、ノズル回転モータ３７の回転軸３８、軸部材４０及びノズル４８は同軸に設けられているので、ノズル回転モータ３７の回転軸３８の回転角度とノズル４８の回転角度とは一致する。

図６に示すように、軸部材４０の下側部材４２がガイドプレート３５のガイド穴４７に挿入されており、かつ下側部材４２にノズル４８が取り付けられている状態では、ノズル４８の内部管路４９はノズル収容孔４２ｄ、連通溝４２ｆ、貫通溝４２ｅを介して絞り部４２ｃとガイド穴４７の内壁面との間に形成された円筒状の空間４７ａに繋がっており、更にこの円筒状の空間４７ａはガイドプレート３５の内部に設けられた真空管路３５ａに繋がっている。この真空管路３５ａは第２真空管路７５によって真空源１６と繋がっており、第２真空管路７５に介装されたピックアップ用エア制御弁７６をヘッド内制御基板１３ａから開弁させることによって（図３）、ノズル４８の内部管路４９内に電子部品Ｐをピックアップするための吸着力を発生させることができる。

ここで、前述のように下側部材４２は上側部材４１に対して上下方向に相対移動することができ、軸部材４０がノズル回転モータ３７の回転軸３８に連結された状態で下側部材
４２が上側部材４１に対して上下移動すると、下側部材４２に設けられた貫通溝４２ｅは上下方向に移動するのであるが、下側部材４２に形成された絞り部４２ｃは上下方向に延びており、絞り部４２ｃとガイド穴４７の内壁面との間に形成された空間４７ａは下側部材４２が上下方向に移動し得るどの位置にあったとしてもガイドプレート３５の真空管路３５ａと連通するので、ノズル４８に吸着力を発揮させた状態を維持しつつ、下側部材４２を上側部材４１に対して上下移動させることができる。

図９において、位置決め部材６０の内部には第２内部通路７７が設けられており、この第２内部通路７７は位置決め部材６０の移動面６０ｂに開口する第１部品固定吸着ノズル７８に連通している。また、フレーム２１のトンネル形成部材６２の内部には第３内部通路７９が設けられており、この第３内部通路７９はトンネル形成部材６２の移動面６２ｂに開口する第２部品固定吸着ノズル８０に連通している。

第２内部通路７７及び第３内部通路７９は図６に示すように第３真空管路８１によって真空源１６と繋がっており、第３真空管路８１に介装された部品固定吸着用エア制御弁８２をヘッド内制御基板１３ａから開弁させることによって（図３）、第２内部通路７７に繋がる第１部品固定吸着ノズル７８と第３内部通路７９内に繋がる第２部品固定吸着ノズル８０に吸着力を発生させることができる。このためヘッド内制御基板１３ａから部品固定吸着用エア制御弁８２を制御することにより、位置決め部材６０上の電子部品Ｐを位置決め部材６０上に吸着保持させるとともに、トンネル形成部材６２上の電子部品Ｐをトンネル形成部材６２上に吸着保持することができる。すなわち、第１部品固定吸着ノズル７８及び第２部品固定吸着ノズル８０は、ノズル通路形成手段によりノズル通路６７が開閉される際、ノズル通路６７を挟んで対向する位置決め部材６０上の電子部品Ｐとトンネル５９内の電子部品Ｐをそれぞれ位置決め部材６０上及びトンネル５９内に保持する部品保持部を構成する。

次に、図１１〜図１４を追加して、打ち抜き型ヘッド２０により電子部品Ｐを基板１８に実装する手順について説明する。電子部品Ｐを収容した部品カートリッジ５２をフレーム２１のカートリッジ装着部５１に装着した状態で入力装置１５（図３）から実装の開始操作を行うと、制御装置１３がＸ軸テーブル５及び移動ステージ６を作動させて打ち抜き型ヘッド２０を基板１８の上方に位置させた後、ヘッド内制御基板１３ａがドラム駆動モータ５４を駆動して回転ドラム５３を回転させる。そして、この状態からヘッド内制御基板１３ａがエアシリンダ制御弁２６を作動させてエアシリンダ２４のロッド２４ａを下方に突没させ、板カム２３を上下に繰り返し昇降させる。

部品カートリッジ５２から部品通路５８を経て回転ドラム５３内に入った電子部品Ｐは、回転ドラム５３の内部に形成された溝や爪、或いは回転ドラム５３の内部に設けられた磁石の磁力などによって整列させられてトンネル５９内に送られる。これによりトンネル５９内には多数の電子部品Ｐが一列に連なった電子部品Ｐ群が形成され、この電子部品Ｐ群は後からトンネル５９内に送られた電子部品Ｐによって後方に押圧されてピックアップ位置Ｓの方向へ進行する。但し、列の先頭の電子部品Ｐが位置決め部材６０の当接面６０ｃに当接したり、トンネル形成部材６２に設けられた第２部品固定吸着ノズル８０により吸着されたりして進行できない状態となったときには、電子部品Ｐ群の全体がその場に停滞することになる。

板カム２３が下降するとき、本実装装置１は図１１（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）の順に作動し、板カム２３が上昇するとき、本実装装置１は図１１（ｄ）→（ｃ）→（ｂ）→（ａ）の順に作動する。板カム２３が昇降すると、板カム２３の第１カム溝２３ａ内の第１ローラ３１は第１カム溝２３ａの形状に従って移動するので、上部レバー部材３０は第１枢支軸２９を中心に揺動運動し、板カム２３の第２カム溝２３ｂ内の第３ローラ６５
は第２枢支軸６３を中心に揺動する。

板カム２３が最上位置から最下位置まで下降するとき、第１ローラ３１は第１カム溝２３ａの下端部から上端部まで相対移動するが、図４及び図５に示すように、第１カム溝２３ａは下端部側から上端部側へ延びる間に一旦少し前方へ屈曲して延び、その後大きく（長く）後方に屈曲して延びる形状になっているので、第１ローラ３１は第１カム溝２３ａの下端部から上端部へ相対移動する間に一旦少し前方へ移動した後（図１１（ａ）→（ｂ）→（ｃ））、続いて大きく（長く）後方へ移動する（図１１（ｃ）→（ｄ））。

ここで、第１ローラ３１が前方へ移動するとき、上部レバー部材３０は前方へ延びた側（長穴３２が設けられた側）の腕部を上げるように揺動するので、これにより第２ローラ３３を介して昇降部材２８が引き上げられ、昇降部材２８の張り出し部２８ａに連結された軸部材４０の下側部材４２はノズル４８とともに上昇する（図１１（ａ）→（ｂ）→（ｃ））。また、第１ローラ３１が後方へ移動するときには上部レバー部材３０は前方へ延びた側の腕部を下げるように揺動するので、これにより第２ローラ３３を介して昇降部材２８が押し下げられ、昇降部材２８の張り出し部２８ａに連結された軸部材４０の下側部材４２はノズル４８とともに下降する（図１１（ｃ）→（ｄ））。なお、このように下側部材４２が昇降しても、下側部材４２に固定された連結ピン４３は上側部材４１に形成された長溝４１ｂ内を昇降させるだけであり、下側部材４２とともに上側部材４２が昇降することはない。

このように板カム２３が最上位置から最下位置まで下降すると、これに伴ってノズル４８は先ず小さなストロークで上昇し、その後大きなストロークで下降する。一方、板カム２３が最下位置から最上位置まで上昇すると、第１ローラ３１は板カム２３の第１カム溝２３ａ内を逆方向に辿ることになるので、ノズル４８は先ず大きなストロークで上昇し、その後小さなストロークで下降してもとの位置に戻ることになる（図１１（ｄ）→（ｃ）→（ｂ）→（ａ））。すなわち、板カム２３が最上位置→最下位置→最上位置と移動する１周期の昇降を行ったとき、ノズル４８は小さなストロークでの上昇、大きなストロークでの下降、大きなストロークでの上昇、小さなストロークでの下降を行うことになる。

図１２は板カム２３が最上位置→最下位置→最上位置と１周期分の昇降を行ったときのノズル４８の昇降、ノズル４８による電子部品Ｐの吸着、位置決め部材６０の開閉、部品保持部による電子部品Ｐの位置決め部材６０上及びトンネル５９内への固定吸着、部品引き寄せ吸着機構による電子部品Ｐの当接面５０側への引き寄せ吸着、ノズル回転モータ３７によるノズル４８の軸心を中心とした回転がそれぞれどのようなタイミングで行われるかを示したタイムチャートであり、時間は符号Ｔ１→Ｔ２→，・・・，Ｔ１０→Ｔ１の順で進行するものとする。

図１２において、カム部材２３はＴ１〜Ｔ６間において最上位置から最下位置まで下降し、Ｔ６〜Ｔ１間において最下位置から最上位置まで上昇する。

ノズル４８はＴ１０〜Ｔ２間において基準位置に停止し、Ｔ２〜Ｔ３間において基準位置から上昇した上昇位置まで上昇し（実装上昇過程）、Ｔ３〜Ｔ４間において上昇位置に停止し、Ｔ４〜Ｔ５間において上昇位置から実装位置まで下降し（実装下降過程）、Ｔ５〜Ｔ７間において実装位置に停止し、Ｔ７〜Ｔ８間において実装位置から上昇位置まで上昇し（戻り上昇過程）、Ｔ８〜Ｔ９間において上昇位置に停止し、Ｔ９〜Ｔ１０間において上昇位置から基準位置まで下降する（戻り下降過程）。ここで、「基準位置」とはノズル４８の下端部がピックアップ位置Ｓに位置した電子部品Ｐに上方から接触し得る位置（図１３（ａ））をいい、「実装位置」とは位置決め部材６０を後方にスライド移動させることによって位置決め部材６０とトンネル５９との間に形成されたノズル通路６７及びそ
の下方の貫通孔６８を通してノズル４８を下方に移動させ、ノズル４８の先端部４８ｂをノズル通路６７の下方に突出させてその端部にピックアップした電子部品Ｐを基板１８上に実装し得る位置（図１４（ｂ））をいう。

ノズル４８による電子部品Ｐの吸着は、戻り下降過程（Ｔ９〜Ｔ１０）の途中で開始させ、実装下降過程（Ｔ４〜Ｔ５）が終わる前に終了させる。

位置決め部材６０は、ノズル４８の実装上昇過程（Ｔ２〜Ｔ３）の途中で開き始め、実装下降過程（Ｔ４〜Ｔ５）でノズル４８が基準位置に達する前に開状態となる。また、ノズル４８が戻り上昇過程（Ｔ７〜Ｔ８）で基準位置を上方に超えたときから閉じ始め、ノズル４８の戻り下降過程（Ｔ９〜Ｔ１０）が終わる前に閉状態となる。

電子部品Ｐの位置決め部材６０上及びトンネル５９内への固定吸着は、ノズル４８の実装上昇過程（Ｔ２〜Ｔ３）で位置決め部材６０が開き始める前に開始させ、ノズル４８の実装下降過程（Ｔ４〜Ｔ５）で位置決め部材６０が開状態となるまで継続させる。また、ノズル４８の戻り上昇過程（Ｔ７〜Ｔ８）で位置決め部材６０が閉じ始める前に開始させ、ノズル４８の戻り下降過程（Ｔ９〜Ｔ１０）で位置決め部材６０が閉状態となるまで継続させる。

電子部品Ｐの当接面６０ｃ側への引き寄せ吸着は、ノズル４８の実装下降過程（Ｔ４〜Ｔ５）で位置決め部材６０が開状態となった後、電子部品Ｐのトンネル５９内への固定吸着を終了させる前に開始させ、ノズル４８の戻り下降過程（Ｔ９〜Ｔ１０）で位置決め部材６０が閉状態となってノズル４８による電子部品Ｐの吸着を開始させるまで継続させる。

ノズル４８の軸心を中心とした回転は、ノズル４８の実装上昇過程（Ｔ２〜Ｔ３）の途中に開始させ、遅くともノズル４８の実装下降過程（Ｔ４〜Ｔ５）でノズル４８が実装位置に達するまでに終了させる。

このノズル４８の軸心を中心とした回転は、電子部品Ｐの基板１８に対する実装方向を調節するために行われる。従って、電子部品Ｐをピックアップした状態からそのまま下降させて基板１８上に実装する場合には、このノズル４８の軸心を中心とした回転は不要である。電子部品Ｐに対応したノズル４８の回転角度のデータはヘッド内制御基板１３ａに繋がる打ち抜き型ヘッド２０内のメモリ１４（図３）に予め記憶されており、ヘッド内制御基板１３ａはこのメモリ１４から必要な回転角度データを読み出してノズル４８を回転させる。

電子部品Ｐの基板１８に対する実装方向を調節するためにノズル４８をその軸心を中心として回転させたときには、その電子部品Ｐを基板１８に実装した後、次の電子部品Ｐをピックアップするまでの間にノズル４８を同角度だけ逆方向に回転させて初期位置に戻す戻し回転を行っておく必要がある。この戻し回転は、ノズル４８の戻り上昇過程（Ｔ７〜Ｔ８）の途中に開始させ、遅くともノズル４８の戻り下降過程（Ｔ９〜Ｔ１０）でノズル４８が基準位置に達するまでには終了させる。

このように本実装装置１は、電子部品Ｐの移動路であるトンネル５９と、トンネル５９の終端部に設けられ、トンネル５９内を移動してきた電子部品Ｐを当接面６０ｃに当接させてピックアップ位置Ｓに位置決めする位置決め部材６０と、位置決め部材６０によりピックアップ位置Ｓに位置決めされた電子部品Ｐを上方から吸着してピックアップするノズル４８と、電子部品Ｐをピックアップしたノズル４８を下降させて電子部品Ｐを基板１８に実装させるノズル駆動手段とを備え、このノズル駆動手段が、電子部品Ｐをピックアッ
プしたノズル４８を下降させる前に一旦上昇させて電子部品Ｐを当接面６０ｃから離間させた後、ノズル４８をその軸心を中心に回転させて電子部品Ｐの基板１８に対する実装方向の調節を行うようになっている。ここで「ノズル駆動手段」とは、ノズル４８を昇降及び軸心を中心に回転させる機構をいい、エアシリンダ２４、板カム２３、上部レバー部材３０、昇降部材２８、軸部材４０、ノズル回転モータ３７等から成る。

次に、本実装装置１の具体的な動作を説明する。本実装装置１の動作は、「位置決め工程」、「ピックアップ工程」、「上昇工程」、「ノズル通路形成工程」、「実装工程」、そして「ピックアップ工程」と「実装工程」の間に行う「実装方向調節工程」を含むものである。

「位置決め工程」は、トンネル５９内を移動してきた電子部品Ｐを位置決め部材６０の当接面６０ｃに当接させたうえ、位置決め部材６０を閉状態にしてその電子部品Ｐをピックアップ位置Ｓに位置決めする工程である。電子部品Ｐを位置決め部材６０の当接面６０ｃに当接させるのは主として部品引き寄せ吸着機構によって行う。部品引き寄せ吸着機構による電子部品Ｐの当接面６０ｃ側への引き寄せ吸着はノズル４８の戻り下降過程（Ｔ９〜Ｔ１０）の途中で（位置決め部材６０が閉状態となる前に）既に終了しているが（図１４（ｂ））、電子部品Ｐのピックアップ位置Ｓへの位置決めは、ノズル４８の戻り下降過程（Ｔ９〜Ｔ１０）において位置決め部材６０が閉状態となったときにはじめてなされることになる。

「ピックアップ工程」は、ピックアップ位置Ｓに位置決めされた電子部品Ｐをノズル４８により上方から吸着してピックアップする工程である。位置決め部材６０が閉状態となってピックアップ位置Ｓに位置した電子部品Ｐは、ノズル４８が基準位置に停止している間（Ｔ１０〜Ｔ２）にノズル４８によって吸着され、ピックアップされる（図１３（ａ））。

「上昇工程」は、電子部品Ｐをピックアップしたノズル４８を一旦上昇させて電子部品Ｐを当接面６０ｃから離間させる工程である。ノズル４８の実装上昇過程（Ｔ２〜Ｔ３）の間、ノズル４８は電子部品Ｐの吸着動作を継続しているので、ノズル４８によってピックアップされた電子部品Ｐはノズル４８とともに上昇する（図１３（ｂ））。この電子部品Ｐの上昇により、電子部品Ｐと位置決め部材６０の当接面６０ｃは上下に離間する。

「ノズル通路形成工程」は位置決め部材６０とトンネル５９との間にノズル通路６７を形成させる工程である。ノズル４８の実装上昇過程（Ｔ２〜Ｔ３）の途中で位置決め部材６０は開き始めるが、位置決め部材６０が開き始める前に電子部品Ｐのトンネル５９内への固定吸着が開始されるので、位置決め部材６０とトンネル５９との間に形成されたノズル通路６７を挟んで対向する位置決め部材６０上の電子部品Ｐとトンネル５９内（トンネル形成部材６２上）電子部品Ｐはそれぞれ位置決め部材６０上及びトンネル５９内に吸着保持される。このため位置決め部材６０の開動作によってこれら両電子部品Ｐがノズル通路６７から転落することはない。そして、ノズル４８の実装下降過程（Ｔ４〜Ｔ５）の途中で位置決め部材６０は開状態となり、ノズル４８によりピックアップされた電子部品Ｐの下方にノズル通路６７が形成される（図１４（ａ））。

「実装方向調整工程」は、「上昇工程」において電子部品Ｐが当接面６０ｃから離間した後、ノズル４８をその軸心を中心に回転させて電子部品Ｐの基板１８に対する実装方向の調節を行う工程である。「上昇工程」における電子部品Ｐの上昇により、電子部品Ｐと位置決め部材６０の当接面６０ｃは上下に離間しているので、ノズル４８をその軸心を中心に回転させることができる。

「実装工程」は、電子部品Ｐをピックアップしたノズル４８を位置決め部材６０とトンネル５９との間に形成されたノズル通路６７を通して下降させてノズル通路６７の下方に予め位置決めされた基板１８に電子部品Ｐを実装する工程である。この工程は、実装上昇過程（Ｔ２〜Ｔ３）で上昇したノズル４８が上昇位置に停止した後（Ｔ３〜Ｔ４）、行われる。すなわち、実装下降過程（Ｔ４〜Ｔ５）においてノズル４８をノズル通路６７及びその下方の貫通孔６８を通して下方に移動させ、実装位置に達したところで電子部品Ｐを基板１８上に搭載する（図１４（ｂ））。そして、ノズル４８が実装位置にある間（Ｔ５〜Ｔ７）、電子部品Ｐを基板１８に熱圧着して実装する。ここで、ノズル４８の実装上昇過程（Ｔ２〜Ｔ３）の間に開始されたノズル４８の回転動作、すなわち「実装方向調整工程」はノズル４８が実装位置に達するまでには終了しているので、電子部品Ｐは予め設定した（メモリ１４に記憶させておいた）所望の実装方向で基板１８に実装される。

このノズル４８の実装下降過程（Ｔ４〜Ｔ５）の途中で電子部品Ｐの位置決め部材６０上及びトンネル５９内への固定吸着は終了するが、この電子部品Ｐの固定吸着が終了する前にノズル４８の主円筒部４８ａがノズル通路６７を通過するようになっているので、電子部品Ｐの基板１８への実装中に、ノズル通路６７を挟んで対向する位置決め部材６０上の電子部品Ｐとトンネル５９内の電子部品Ｐがノズル通路６７から転落することはない。

また、電子部品Ｐの固定吸着が終了する前に、電子部品Ｐの当接面６０ｃ側への引き寄せ吸着が開始されるので、位置決め部材６０上の電子部品Ｐは位置決め部材６０上への固定吸着の終了とともに、当接面６０ｃ側に引き寄せられて当接面６０ｃに当接される（図１４（ｂ）参照）。

ノズル４８の戻り上昇過程（Ｔ７〜Ｔ８）の途中でノズル４８が基準位置を上方に超えると位置決め部材６０は閉じ始めるが、その前に電子部品Ｐのトンネル５９内への固定吸着が開始されるので、トンネル形成部材６２上の電子部品Ｐはそのままトンネル形成部材６２上に吸着保持される。このため位置決め部材６０の閉動作時にトンネル形成部材６２上の電子部品Ｐがノズル通路６７から転落することはない。なお、位置決め部材６０上の電子部品Ｐは上述のように当接面６０ｃ側に引き寄せられているので、同じく位置決め部材６０の動作時にノズル通路６７から転落することはない。

また、このノズル４８の戻り上昇過程（Ｔ７〜Ｔ８）の途中でノズル４８の戻し回転が開始されるが、この戻し回転はノズル４８の戻り下降過程（Ｔ９〜Ｔ１０）でノズル４８が基準位置に達するまでの間に終了するので、次の電子部品Ｐをピックアップする際には、ノズル４８は初期位置に復帰した状態となっている。

このような「位置決め工程」、「ピックアップ工程」、「上昇工程」、「ノズル通路形成工程」、「実装工程」及び「実装方向調節工程」を含む電子部品Ｐの実装方法は、本実装装置１を動作させることによって自動的に実行される。

このように本実施の形態における電子部品Ｐの実装装置１及び実装方法では、位置決め部材６０の当接面６０ｃに当接してピックアップ位置Ｓに位置決めされた電子部品Ｐをノズル４８により吸着してピックアップした後、ノズル４８を一旦上昇させて電子部品Ｐを当接面６０ｃから離間させるようにし、そのうえでノズル４８をその軸心を中心に回転させ、電子部品Ｐの基板１８に対する実装方向を調節してからノズル４８を下降させて電子部品Ｐを基板１８に実装するようにしている。このため本実施の形態における実装装置１及び実装方法によれば、電子部品Ｐのピックアップ位置への位置決めが容易であるという打ち抜き型実装の利点を生かしつつ、装置全体を大型化させる基板回転機構を必要とせずに、基板１８に対する電子部品Ｐの実装方向を簡単に変えることができる。またこのため、本実施の形態のように、基板１８は水平回転させずにノズル９側を回転させて基板１８
に対する電子部品Ｐの実装方向を変化させる移載ヘッド７と基板搬送路３を共有した構成とすることができる。

ところで、本実装装置１におけるノズル４８は消耗品であり、定期的に交換する必要がある。このノズル４８の交換の際には、ノズル４８を軸部材４０（下側部材４２）から下方に取り外し、また新しいノズル４８を下方から軸部材４０に取り付ける必要がある。次に、図１５及び図１６を用いてノズル４８の交換手順を説明する。

ノズル４８を軸部材４０から取り外すには、先ずヘッド内制御基板１３ａからドラム駆動モータ５４を（回転ドラム５３を）停止させてからエアシリンダ制御弁２６の動作制御を行い、エアシリンダ２４を伸張作動させて板カム２３を最下位置に位置させる。これにより位置決め部材６０は開状態となって位置決め部材６０とトンネル５９との間にはノズル通路６７が形成される。また、ノズル４８は実装位置に位置し、その先端部４８ｂは図１５（ａ）に示すように、ノズル通路６７から下方に突出する。

この状態からノズル４８の先端部４８ｂを指で摘んで上方へ押し上げると（図１５（ｂ）中に示す矢印Ａ）、ノズル付勢ばね５０は押し縮められ、ノズル４８の突起４８ｃは軸部材４０を構成する下側部材４２の長穴４２ｇ内を上方へ移動する。そして、ノズル４８の突起４８ｃが下側部材４２の円環溝４２ｋに達したところで（図１５（ｂ））、ノズル４８を上方へ押し上げたまま、ノズル４８を９０度回転させる（図１６（ａ）中に示す矢印Ａ及びＢ）。そうすると、ノズル４８の突起４８ｃは円環溝４２ｋ内を水平回転して下側部材４２の長溝４２ｈ内に至るので（図１６（ａ））、そのままノズル４８を引き下げれば（図１６（ｂ）中に示す矢印Ｃ）、ノズル４８の突起４８ｃは長溝４２ｈ内を下方へ移動し、ノズル４８を下側部材４２から取り外すことができる（図１６（ｂ））。このノズル４８の取り外しにより、ノズル付勢ばね５０も下側部材４２から脱落する。なお、新しいノズル４８を下側部材４２に取り付けるには、これとは逆の手順によればよい。

このように、ノズル４８の交換時などにおいて行うノズル４８の軸部材４０（すなわちノズル回転手段）に対する着脱は、位置決め部材６０をスライド移動させて位置決め部材６０とトンネル５９との間にノズル通路６７を形成させた状態で、ノズル通路６７の下方から、ノズル通路６７及びその下方の貫通孔６８を通して行うのであるが、この際、ノズル通路６７を挟んで対向する位置決め部材６０上の電子部品Ｐ及びトンネル５９内（トンネル形成部材６２上）の電子部品Ｐをそれぞれ部品保持部によって位置決め部材６０上及びトンネル５９内に吸着保持するようにする。これによりノズル４８の交換作業時にノズル通路６７を挟んで対向する位置決め部材６０上及びトンネル５９内の電子部品Ｐがノズル通路６７から転落することが防止される。

このように本実装装置１では、ノズル回転手段（軸部材４０）に対するノズル４８の着脱は、位置決め部材６０を移動させて位置決め部材６０とトンネル５９との間にノズル通路６７を形成させ、かつ部品保持部によりノズル通路６７を挟んで対向する位置決め部材６０上の電子部品Ｐとトンネル５９内（トンネル形成部材６２上）の電子部品Ｐをそれぞれ位置決め部材６０上及びトンネル５９内に保持した状態で、ノズル通路６７の下方からノズル通路６７を通して行うようになっているので、ノズル４８の着脱のためにノズル回転手段、すなわちノズル回転モータや軸部材４０を取り外す必要がなく、またノズル４８の着脱作業中にノズル通路６７から電子部品Ｐが転落するおそれもないので、極めて迅速にノズル４８の交換作業を行うことができる。

また、本実装装置１では、ノズル４８を回転させたときの回転中心軸が基板１８に対する垂直軸と一致しているときには、実際に基板に実装された電子部品の位置と目標実装位置とは一致して正確な実装を行うことができるが、ノズル回転モータ３７の取り付け精度
が不十分であった場合のように、ノズル４８の回転中心軸（すなわちノズル回転モータ３７の回転中心軸）が基板１８に対する垂直軸（すなわち本実装装置１の上下軸）からずれているときには、正確な実装を行うことができない。

このため本実装装置１により電子部品Ｐを基板１８に実装するときには、ノズル４８の軸心を中心とした回転角度と電子部品Ｐの基板１８に対する実装方向の目標実装位置からの位置ずれ量の関係を予め求めておいてそのデータを打ち抜き型ヘッド２０のヘッド内制御基板１３ａと繋がるメモリ（記憶手段）１４に記憶させておき、基板に対する「実装工程」を実行する際、「実装方向調節工程」において回転させたノズル４８の軸心を中心とした回転角度に応じた位置ずれ量をメモリ１４から読み出し、その位置ずれ量がキャンセルされるようにノズル４８の基板１８に対する相対位置の補正を行うようにする。このためには、実際の電子部品Ｐの基板１８への実装を行う前には、電子部品Ｐをダミーの基板１８′に実装する予備実装をノズル４８の回転角度を変えながら複数回行って、ノズル４８の回転角度とダミーの基板１８′に実装された電子部品Ｐの目標実装位置からの位置ずれ量との関係を算出しておく必要がある。

以下、図１７、図１８及び図１９を参照してノズル４８の回転角度とダミーの基板１８′に実装された電子部品Ｐの目標実装位置からの位置ずれ量を求める具体的な手順の一例を示す。ここでは、ノズル４８の軸心を中心とした回転角度を０°、９０°、１８０°、２７０°とした４パターンの位置ずれ量を求める。

先ず、基板搬送路３上の基板１８の代わりにダミーの基板１８′（図１８参照）を設置し、そのうえで、ノズル４８の軸心を中心とした回転角度（θとする）をθ＝０°に設定し（図１７のステップＳ１）、前述の要領で１つの電子部品Ｐをダミーの基板１８′に実装する（ステップＳ２）。電子部品Ｐをダミーの基板１８′に実装したら、図１及び図１８に示すように、撮像面１２ａを下方に向けて移動ステージ６に固定されたヘッドカメラ１２をダミーの基板１８′に実装した電子部品Ｐの上方に移動させて（ステップＳ３）、ダミーの基板１８′に実装した電子部品Ｐの撮像を行う（ステップＳ４）。

電子部品Ｐの撮像を行ったら、得られた画像から、ダミーの基板１８′に実装された電子部品Ｐの実際の位置と、予め想定した目標実装位置とから、電子部品Ｐのダミーの基板１８′上での目標実装位置からの位置ずれ量を算出する（ステップＳ５）。この位置ずれ量は、例えば、図１９におけるＸ軸方向のずれ量ｘ１とＹ軸方向のずれ量ｙ１の組み合わせ（ｘ１，ｙ１）として捉えることができる。電子部品Ｐの位置ずれ量（ｘ１，ｙ１）を求めたら、その位置ずれ量（ｘ１，ｙ１）をノズル４８の軸心を中心とした回転角度θ（ここでは０°）と関連付けて、メモリ１４に記憶させる（ステップＳ６）。なお、図１９では予め想定した電子部品Ｐの目標実装位置を二点鎖線で示している。

ここまでの工程が終了したら、全パターンについての位置ずれ量の算出が終了したか否かの判断を行う（ステップＳ７）。そして、全パターンについての位置ずれ量の算出がまだ終了していないと判断したときには、ステップＳ８に進んで新たな回転角度θを設定した上で、ステップＳ２に戻り、ステップＳ７までの工程を繰り返す。一方、ステップＳ７において、全パターンについての位置ずれ量の算出が終了していると判断したときには、エンドとなる。ここではまだθ＝０°の１パターンについての位置ずれ量の算出を行ったのみであり、残りの３パターンについての位置ずれ量の算出が終了していないので、ステップＳ７からステップＳ８に進んでノズル４８を９０°回転させ、θ＝９０°に設定する。そして、ステップＳ２からステップＳ７を実行してθ＝９０°についての位置ずれ量の算出を行う。続いてθ＝１８０°、２７０°の両パターンについての位置ずれ量の算出が終了したらエンドとなり、メモリ１４には、θ＝０°、９０°、１８０°、２７０°に対応するそれぞれの位置ずれ量（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３），（ｘ４
，ｙ４）のデータがノズル４８の回転角度と関連付けられて記憶される。

ヘッド内制御基板１３ａは、電子部品Ｐを基板１８に実装する際、ノズル４８をその軸心を中心として回転させたときには、メモリ１４に記憶させておいたノズル４８の回転角度と目標実装位置からの位置ずれ量との関係のデータに基づいて、ノズル４８の回転角度に応じた位置ずれ量がキャンセルされるようにノズル４８の基板１８に対する相対位置（水平方向の相対位置も含めて）を補正するようにする。なお、ノズル４８の回転角度が位置ずれ計測を行っていない回転角度であった場合には、実際に計測して取得したデータをもとに、一般に知られた補間手法に従って算出して用いるようにする。

このような実装装置１及びこれを用いた電子部品Ｐの実装方法によれば、ノズル４８の回転中心軸が基板１８に対する垂直軸、すなわち本実装装置１の上下軸からずれてしまっているような場合であっても、位置ずれのない正確な実装を行うことができる。また、本実装装置１のように、打ち抜き型ヘッド２０に備えられたメモリ１４に上記の補正用のデータを記憶させておくことにより、打ち抜き型ヘッド２０だけを別の実装装置に移し変えた場合でも、その補正用のデータを用いて位置ずれ量がキャンセルされるようにノズル４８の基板１８に対する相対位置の補正を行うことができる。

これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態では、軸部材４０の昇降と下部レバー６４の揺動が板カム２３を介してエアシリンダ２４の昇降と連動して行われるようになっていたが、軸部材４０と下部レバー６４をエアシリンダやモータ等（或いはこれらとギヤやボール螺子、カム等の組み合わせ）によって直接駆動するようにして、軸部材４０の昇降と下部レバー６４の揺動を独立して行うことができるようにしてもよい。

電子部品のピックアップ位置への位置決めが容易であるという打ち抜き型実装の利点を生かしつつ、基板回転機構を必要とせずに、基板に対する電子部品の実装方向を簡単に変えることができる。

本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の側面図 本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の制御系のブロック図 本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドの部分側面図 本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドの拡大部分側面図 本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドの部分拡大図 本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドの軸部材の一部断面分解図 本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドの軸部材の部分斜視図 本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドの部分拡大図 本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドの軸部材の部分拡大斜視図 本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドのノズルの動作を示す図 本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドにおけるタイムチャート 本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドの動作を説明する図 本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドの動作を説明する図 本発明の一実施の形態におけるノズルの交換手順を説明する図 本発明の一実施の形態におけるノズルの交換手順を説明する図 本発明の一実施の形態におけるノズルの回転角度に応じた位置ずれ量を求める具体的な手順の一例を示すフローチャート 本発明の一実施の形態における打ち抜き型ヘッドの正面図 本発明の一実施の形態におけるノズルの回転角度に応じた位置ずれ量の捉え方を示す図

符号の説明

１ 電子部品実装装置
１８ 基板
２０ 打ち抜き型ヘッド
２３ 板カム（ノズル駆動手段）
２４ エアシリンダ（ノズル駆動手段）
２８ 昇降部材（ノズル駆動手段）
３０ 上部レバー部材（ノズル駆動手段）
３７ ノズル回転モータ（ノズル駆動手段）
４０ 軸部材（ノズル駆動手段）
４８ ノズル
５９ トンネル
６０ 位置決め部材
６０ｃ 当接面
６２ トンネル形成部材
６７ ノズル通路
Ｐ 電子部品
Ｓ ピックアップ位置

Claims (2)

1. 電子部品の移動路であるトンネルと、トンネルの終端部に設けられ、トンネル内を移動してきた電子部品を当接面に当接させてピックアップ位置に位置決めする位置決め部材と、位置決め部材によりピックアップ位置に位置決めされた電子部品を上方から吸着してピックアップするノズルと、ノズルにより電子部品がピックアップされた後、位置決め部材を移動させて位置決め部材とトンネルの間にノズル通路を形成させるノズル通路形成手段と、ノズル通路形成手段によりノズル通路が開閉される際、ノズル通路を挟んで対向する位置決め部材上の電子部品とトンネル内の電子部品をそれぞれ位置決め部材上及びトンネル内に保持する部品保持部と、電子部品をピックアップしたノズルを下降させて電子部品を基板に実装させるノズル駆動手段とを備え、
   ノズル駆動手段は、電子部品をピックアップしたノズルを下降させる前に上昇させて電子部品を前記当接面から離間させた後、ノズルをその軸心を中心に回転させて電子部品の基板に対する実装方向の調節を行うことを特徴とする電子部品実装装置。
2. 電子部品の移動路であるトンネル内を移動してきた電子部品をトンネルの終端部に設けられた位置決め部材の当接面に当接させてピックアップ位置に位置決めする位置決め工程と、ピックアップ位置に位置決めされた電子部品をノズルにより上方から吸着してピックアップするピックアップ工程と、ノズルにより電子部品がピックアップされた後、位置決め部材を移動させて位置決め部材とトンネルの間にノズル通路を形成させるノズル通路形成工程と、ノズル通路形成工程によりノズル通路が開閉される際、ノズル通路を挟んで対向する位置決め部材上の電子部品とトンネル内の電子部品をそれぞれ位置決め部材上及びトンネル内に保持する部品保持工程と、電子部品をピックアップしたノズルを下降させて電子部品を基板に実装させる実装工程とを含み、
   ピックアップ工程と実装工程の間に、電子部品をピックアップしたノズルを上昇させて電子部品を前記当接面から離間させる上昇工程と、電子部品が前記当接面から離間した後、ノズルをその軸心を中心に回転させて電子部品の基板に対する実装方向の調節を行う実装方向調節工程を実行することを特徴とする電子部品実装方法。

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