JP4939984B2

JP4939984B2 - 電子回路部品装着装置

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Publication number: JP4939984B2
Application number: JP2007064935A
Authority: JP
Inventors: 透高浜; 剛加藤; 崇記鈴木
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2007-03-14
Filing date: 2007-03-14
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2027-03-14
Also published as: JP2008227249A

Description

本発明は、電子回路部品装着装置に関するものであり、特に、実用性の向上に関するものである。

電子回路部品装着装置には、下記の特許文献１に記載されているように、複数の吸着ノズルを備えたロータリヘッドにより電子回路部品を装着する装置がある。特許文献１に記載のロータリヘッドは、鉛直な回転軸線まわりに回転可能かつ昇降可能なノズル保持部材を備え、ノズル保持部材には、その回転軸線を中心とする一円周上に複数の吸着ノズルが等角度間隔に配設され、ノズル保持部材の回転により、複数の吸着ノズルが順次、部品受取位置へ回転させられる。複数の吸着ノズルはまた、ノズル保持部材に、それの回転軸線に平行な方向に移動可能に保持されており、それら複数の吸着ノズルの各々に対応してノズル保持部材にノズル選択装置の回動レバーが回動可能に保持されていて、それら回動レバーが各吸着ノズルと連携させられている。ノズル保持部材を回転させる回転装置の回転体には、駆動部材がノズル保持部材の回転軸線のまわりに、ノズル保持部材に対して回転可能に設けられており、ロータリヘッドの下降に伴って回動レバーが駆動部材に係合して回動し、複数の吸着ノズルのうち、電子回路部品の受取りあるいは装着を行う吸着ノズルがノズル保持部材に対して下降させられる。
特開２００６−２６１３２５公報

特許文献１に記載の電子回路部品装着装置によれば、多数の電子回路部品をまとめて部品供給装置から受け取って搬送し、回路基板に装着することができ、また、ロータリヘッドの昇降を利用して吸着ノズルをノズル保持部材に対して昇降させることができ、実用性の高い装置であるが、例えば、吸着ノズルが電子回路部品を部品供給装置から受け取るのに要する時間の短縮等、更に実用性を高くする余地がある。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、ロータリヘッドと駆動部材とのロータリヘッドの回転軸線と平行な軸方向の相対移動により吸着ノズルをノズル保持部材に対して軸方向に進退させる形式の電子回路部品装着装置の実用性をさらに向上させることを課題とする。

上記の課題は、(a)複数種類の電子回路部品を供給する部品供給装置と、(b)回転軸線まわりに回転可能なノズル保持部材に、前記回転軸線の周囲にそれぞれその回転軸線に平行な軸方向に進退可能に複数の吸着ノズルが配設されたロータリヘッドと、(c)前記複数の吸着ノズルに共用のものとして前記回転軸線まわりに回転可能に設けられ、前記複数の吸着ノズルから選択される選択ノズルに対応する相対位相においてその選択ノズルを軸方向に進退させる進退駆動部材と、(d)前記ロータリヘッドを前記回転軸線まわりに回転させる第１回転駆動装置と、(e)前記進退駆動部材を前記回転軸線まわりに前記ロータリヘッドとは別に回転させる第２回転駆動装置と、(f)前記進退駆動部材と前記ロータリヘッドとを前記回転軸線と平行な軸方向に相対移動させることにより、前記進退駆動部材に前記選択ノズルを進退させる進退駆動装置と、(g)その進退駆動装置および前記第１，第２回転駆動装置を制御することにより、前記複数の吸着ノズルの各々に受取位置において前記部品供給装置から電子回路部品を受け取らせ、装着位置において回路基板に装着させる装着制御装置とを含む電子回路部品装着装置の装着制御装置を、前記第１回転駆動装置の制御により前記ロータリヘッドを前記複数の吸着ノズルの１つが選択ノズルとなる回転位相へ回転させるとともに、前記第２回転駆動装置および前記進退駆動装置の制御により前記ロータリヘッドと前記進退駆動部材とを、その進退駆動部材が先に機能する選択ノズルである先行選択ノズルに対応する第１相対位相から次に機能する吸着ノズルである次選択ノズルに対応する第２相対位相へ相対回転させ、かつ、それら第１相対位相および第２相対位相における進退駆動部材およびロータリヘッドの回転と前記軸方向の相対移動との少なくとも一部を並行して生じさせる並行制御部を含むものとすることにより解決される。
ノズル保持部材の回転軸線は、鉛直な軸線でもよく、鉛直方向に対して傾斜した軸線でもよい。

上記選択ノズルは、進退駆動部材により軸方向に進退させられて、電子回路部品の部品供給装置からの受取り、あるいは回路基板への装着を行い得る状態にある吸着ノズルであり、進退駆動部材の「選択ノズルに対応する相対位相」は、進退駆動部材が選択ノズルを軸方向に進退させ得る相対位相である。したがって、進退駆動部材がある程度の広がりを有する相対角度範囲で選択ノズルを進退させる場合には、上記相対位相はその角度範囲を意味し、進退駆動部材が選択ノズルと一定不変の相対角度を保って選択ノズルを進退させる場合には、上記相対位相はその一定不変の相対角度を意味することとなる。
一般に、ロータリヘッドに保持された複数の吸着ノズルに、例えば部品供給装置から電子回路部品を受け取らせる際、複数の吸着ノズルを順次部品受取位置へ回転させるとともに、軸方向に進退させるのであるが、この吸着ノズルの回転と進退との少なくとも一部を同時期に生じさせること、すなわち回転と進退との少なくとも一部を並行させることが、部品受取りに要する時間を短縮する上で望ましい。
その点、本発明においては、先に選択されて前進位置にある先行選択ノズルの後退と、後退位置にある次選択ノズルの前進との両方において、吸着ノズルの回転と進退との少なくとも一部が並行させられるため、特に有効に時間短縮を行うことができ、電子回路部品装着装置の実用性が高められる。複数の吸着ノズルは順次機能位置（受取位置あるいは装着位置）へ回転させられて、電子回路部品の受取りあるいは装着の機能を果たす選択ノズルとなるのであるが、進退駆動部材は、先行選択ノズルを後退させた後、その先行選択ノズルに対応する第１相対位相から、次選択ノズルに対応する第２相対位相へ相対回転させられて、その次選択ノズルを前進させる。その際の吸着ノズル（ロータリヘッド）および進退駆動部材の回転と、軸方向の相対移動との少なくとも一部が、並行制御部により並行させられるのである。
なお、ロータリヘッドに保持されている複数の吸着ノズルの１つが選択されて選択ノズルとなるのであるが、この選択ノズルが電子回路部品の受取りと装着との少なくとも一方を行う回転位相が一定であり、かつ、吸着ノズルが並び順に選択ノズルとされる場合には、ロータリヘッドが吸着ノズルの配設ピッチ角ずつ回転させられることとなる。この場合には本発明を適用することが特に容易であるが、それに限定されるわけではない。極端な例を挙げれば、ロータリヘッドに保持されている複数の吸着ノズルのいずれかが任意の順序で選択ノズルとされ、任意の回転位相で受取りあるいは装着を行わされる場合に、本発明を適用することも可能なのである。回路基板上の各装着点とそれら装着点に順次装着されるべき電子回路部品を吸着している各吸着ノズルとの距離が可及的に短くなるように、電子回路部品の装着順序が決められる場合がその一例であり、その場合には、ロータリヘッドの回転角度も進退駆動部材の回転角度も一定ではなくなるが、吸着ノズルおよび進退駆動部材の回転と吸着ノズルの進退との少なくとも一部を並行させることは可能であり、そうすれば本発明の効果が得られるのである。

発明の態様

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、特許請求の範囲に記載された発明である本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むことがある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載，従来の技術等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。

なお、以下の各項において、（１）項に記載の進退駆動部材が複数の吸着ノズルに共用のものであることを明確にし、第１回転駆動装置，第２回転駆動装置および進退駆動装置の制御により並行制御が行われることを明確にしたものが請求項１に相当し、その請求項１に（２）項に記載の事項を加えたものが請求項２に、それら請求項１または２に（３）項に記載の事項を加えたものが請求項３に、それら請求項１ないし３のいずれかに（５）項に記載の事項を加えたものが請求項４に、その請求項４に（６）項に記載の事項を加えたものが請求項５に、それぞれ相当する。

（１）複数種類の電子回路部品を供給する部品供給装置と、
回転軸線まわりに回転可能なノズル保持部材に、前記回転軸線の周囲にそれぞれその回転軸線に平行な軸方向に進退可能に複数の吸着ノズルが配設されたロータリヘッドと、
前記回転軸線まわりに回転可能に設けられ、前記複数の吸着ノズルから選択される選択ノズルに対応する相対位相においてその選択ノズルを軸方向に進退させる進退駆動部材と、
前記ロータリヘッドを前記回転軸線まわりに回転させる第１回転駆動装置と、
前記進退駆動部材を前記回転軸線まわりに前記ロータリヘッドとは別に回転させる第２回転駆動装置と、
前記進退駆動部材と前記ロータリヘッドとを前記回転軸線と平行な軸方向に相対移動させることにより、前記進退駆動部材に前記選択ノズルを進退させる進退駆動装置と、
その進退駆動装置および前記第１，第２回転駆動装置を制御することにより、前記複数の吸着ノズルの各々に受取位置において前記部品供給装置から電子回路部品を受け取らせ、装着位置において回路基板に装着させる装着制御装置と
を含み、かつ、前記装着制御装置が、前記ロータリヘッドを前記複数の吸着ノズルの１つが選択ノズルとなる回転位相へ回転させるとともに、そのロータリヘッドと前記進退駆動部材とを、その進退駆動部材が先に機能する（電子回路部品の受取りあるいは装着を行う）選択ノズルである先行選択ノズルに対応する第１相対位相から次に機能する吸着ノズルである次選択ノズルに対応する第２相対位相へ相対回転させ、かつ、それら第１相対位相および第２相対位相における進退駆動部材およびロータリヘッドの回転と前記軸方向の相対移動との少なくとも一部を並行して生じさせる並行制御部を含む電子回路部品装着装置。
（２）前記並行制御部が、前記ロータリヘッドの回転に基づく前記吸着ノズルの回転および進退駆動部材の回転と、前記吸着ノズルの進退とを並行させる間、進退駆動部材と前記ロータリヘッドとを同速度で回転させる同速回転制御部を含む(1)項に記載の電子回路部品装着装置。
同速回転制御部を設ければ、吸着ノズルおよび進退駆動部材の回転と、吸着ノズルの進退とが並行させられる間、進退駆動部材と、選択ノズルを進退させるための被駆動部材とが相対移動せず、両者の相対移動を許容するためのローラ等の転動部材を必要としないため、装置の構成を単純化し得る。
（３）前記進退駆動部材と係合して駆動される被駆動部材を備え、進退駆動部材と前記ロータリヘッドとの軸方向の相対移動を、前記吸着ノズルの前記ノズル保持部材に対する進退運動に変換する運動変換機構を含み、かつ、その運動変換機構が、前記軸方向の相対移動のストローク範囲のうち少なくとも前記吸着ノズルの後退端近傍に対応する範囲においては前記被駆動部材が前記進退駆動部材から離間して、運動変換機能を果たさなくなるものである(1)項または(2)項に記載の電子回路部品装着装置。
本項の運動変換機構を含む電子回路部品装着装置においては、被駆動部材が進退駆動部材から離間している間は、ロータリヘッドと進退駆動部材とが相対回転させられても、被駆動部材と進退駆動部材との間にすべりは生じない。したがって、被駆動部材が進退駆動部材から離間している期間を利用して、進退駆動部材が先行選択ノズルに対応する第１相対位相から、次選択ノズルに対応する第２相対位相へ、進退駆動部材とロータリヘッドとを相対回転させれば、進退駆動部材と被駆動部材との間にすべりが生じず、両者の相対移動を許容するためのローラ等転動部材を必要としなくなる。
（４）前記吸着ノズルを後退方向へ付勢する付勢装置を含み、前記進退駆動部材が、その付勢装置の付勢力に抗して被駆動部材を駆動し、吸着ノズルを前進させるものである(3)項に記載の電子回路部品装着装置。
付勢装置は、吸着ノズルを直接付勢するものでもよく、被駆動部材等、吸着ノズル以外の部材を付勢することにより吸着ノズルを間接的に付勢するものでもよい。
付勢装置の付勢により被駆動部材が進退駆動部材から離間し、吸着ノズルを、進退駆動部材の支持によることなく、後退位置に位置する状態に保つことができる。複数の吸着ノズルがノズル保持部材とは別の支持部材によって前進方向から支持されて後退位置に保たれるのであれば、吸着ノズルが後退位置において支持部材により支持される状態が得られるように、吸着ノズルの進退とロータリヘッドの回転とのタイミングを図ることが必要であるが、本項の電子回路部品装着装置においては、吸着ノズルがノズル保持部材によって支持されるため、ロータリヘッドと進退駆動部材との相対回転および前記並行制御が容易となる。
（５）前記並行制御部が、前記進退駆動部材が前記第１相対位相から脱する際に、前記ロータリヘッドの回転速度と一致した速度で回転する同期状態から回転速度を異にする状態に滑らかに移行させる軟同期離脱制御と、前記進退駆動部材が前記第２相対位相に達する際に、前記ロータリヘッドと回転速度を異にする状態から回転速度を同じくする同期状態に滑らかに移行させる軟同期移行制御との少なくとも一方を実行する徐変制御部を含む(1)項ないし(4)項のいずれかに記載の電子回路部品装着装置。
進退駆動部材は、第１相対位相で回転する状態と、第１相対位相から第２相対位相への移行の初期とにおいては、ロータリヘッドと同方向に回転し、第２相対位相への移行の中期においてはロータリヘッドと逆方向に回転し、第２相対位相への移行後期と第２相対位相で回転する状態とにおいては、再びロータリヘッドと同方向へ回転することとなる。回転方向の転換が２回行われるのであるが、この際、同期回転状態からの離脱と同期回転状態への移行との両方において徐変制御部が機能するようにすれば、進退駆動部材の回転速度の急変が良好に回避されて、電子回路部品装着装置の振動，騒音が低減させられ、電子回路部品の受取りや装着の位置精度が向上する効果が得られる。
しかし、徐変制御部が、同期回転状態からの離脱と同期回転状態への移行とのいずれか一方のみにおいて機能するものであっても、一応の効果が得られる。例えば、選択ノズルが電子回路部品の装着を行う場合に、電子回路部品装着装置の振動を低減させることができれば、装着位置精度の向上効果が得られ、実益が大きい。
なお、軟同期離脱制御や軟同期移行制御においては、与えられた時間内に進退駆動部材を必要な角度回転させることを条件として、できる限り小さな回転加速度で回転速度が変化させられることが望ましく、回転加速度の変化速度である躍動ができる限り小さくなるように回転速度が変化させられることがさらに望ましい。
第１相対位相から第２相対位相への移行は、移行開始時と終了時との各々における進退駆動部材の位置，速度および加速度をそれぞれ連続させることにより、滑らかに行なうことができるが、第２回転駆動装置の能力により許容されるのであれば、位置のみ、あるいは位置および速度のみを連続させることによっても、移行を滑らかに行なうことができる。第２回転駆動装置の能力は、例えば、駆動源がモータであれば、その容量により決められたり、第２回転駆動装置の対摩耗性によって決められる。
また、軟同期離脱制御と軟同期移行制御との少なくとも一方は、第２回転駆動装置の駆動源をサーボモータ等、回転角度の正確な制御が可能な電動モータとし、進退駆動部材の回転状態の移行が滑らかに行なわれるように電動モータを制御することにより実現することができ、あるいは、第２回転駆動装置をカムおよびカムフォロワを含むものとし、進退駆動部材の回転状態の移行が滑らかに行なわれるようにカム曲線を設定することによっても実現することができる。
（６）前記ロータリヘッドが前記回転軸線を中心とする一円周上に前記複数の吸着ノズルが等角度間隔で配設されたものであり、前記徐変制御部が、前記第１回転駆動装置の回転速度を滑らかに増大させ、滑らかに低減させて前記ロータリヘッドを前記複数の吸着ノズルの配設ピッチ角ずつ回転させるとともに、前記第２回転駆動装置の回転速度の制御により前記軟同期離脱制御と前記軟同期移行制御との少なくとも一方を実現するものである(5)項に記載の電子回路部品装着装置。
本態様は、ロータリヘッドの一定角度ずつの間欠的な回転により、そのロータリヘッドに保持されている複数の吸着ノズルのうち一定の回転位相に達したものに、電子回路部品の受取りあるいは装着を行わせる場合に好適である。
本態様においても、ロータリヘッドの回転速度が、与えられた時間で吸着ノズルの配設ピッチ角ずつ回転させることを条件として、できる限り小さな回転加速度、できる限り小さな躍動で変化させられることが望ましい。
（７）前記徐変制御部が、前記軟同期離脱制御と前記軟同期移行制御との両方を行う(5)項または(6)項に記載の電子回路部品装着装置。
同期回転状態からの離脱と同期回転状態への移行との両方において電子回路部品装着装置の振動，騒音が低減させられる。

以下、請求可能発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、上記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。

図１に、請求可能発明の一実施例としての電子回路部品装着装置を含む電子回路部品装着システムが図示されている。本電子回路部品装着システムは、図１に示すように、基板搬送装置１０，基板保持装置１２，電子回路部品装着装置１４および制御装置１６（図４参照）を含む。

基板搬送装置１０は、システム本体としてのベッド３０上に設けられ、例えば、ベルトコンベヤを備え、回路基板３２を水平な一方向に搬送して基板保持装置１２に搬入し、基板保持装置１２から搬出する。基板搬送方向をＸ軸方向とし、回路基板３２の表面であって、作業面たる部品装着面に平行な面である水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向とする。基板保持装置１２は位置を固定して設けられ、図示は省略するが、例えば、回路基板３２を下方から支持する基板支持装置と、回路基板３２をクランプするクランプ装置とを含み、基板搬送装置１０により搬入された回路基板３２を水平な姿勢で保持する。

電子回路部品装着装置１４は、図１および図２に示すように、フィーダ型部品供給装置３８，トレイ型部品供給装置４０，ロータリヘッド４２，ヘッド保持装置４４，ヘッド移動装置４６，ヘッド昇降装置４８，ヘッド回転装置５０等を含む。部品供給装置３８，４０は、本実施例では、ベッド３０上の、基板搬送装置１０に対してＹ軸方向に隔たった両側にそれぞれ位置を固定して設けられている。フィーダ型部品供給装置３８は、フィーダ支持台と、フィーダ支持台により支持される複数のフィーダとを含む。複数のフィーダはそれぞれ、例えば、部品保持テープに１列に設けられた多数の収容凹部の各々に電子回路部品が収容され、それら電子回路部品を送り装置により順次、部品供給部に位置決めし、供給するものとされる。各フィーダは、１種類の電子回路部品を多数保持し、複数のフィーダにより複数種類の電子回路部品が供給される。トレイ型部品供給装置４０は、複数の収容凹部にそれぞれ電子回路部品が収容されたトレイにより電子回路部品を供給する。トレイは複数設けられ、複数種類の電子回路部品が供給される。

ヘッド移動装置４６は、本実施例では、ロータリヘッド４２をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させる装置とされており、ロータリヘッド４２と基板保持装置１２および部品供給装置３８，４０とを、基板保持装置１２により保持された回路基板３２の部品装着面に平行な方向に相対移動させる相対移動装置を構成している。ヘッド移動装置４６は、図１に概略的に示すように、Ｘ軸方向移動装置５４およびＹ軸方向移動装置５６を含む。Ｘ軸方向移動装置５４は、可動部材としてのＸ軸スライド６０とＸ軸スライド移動装置６２（図４参照）とを含む。Ｘ軸スライド移動装置６２は、駆動源たるＸ軸移動用モータ６４（図４参照）と、ボールねじおよびナットを含む送りねじ機構６６（図４参照）とを含む。Ｙ軸方向移動装置５６はＸ軸スライド６０上に設けられ、可動部材としてのＹ軸スライド７０とＹ軸スライド移動装置７２（図４参照）とを含む。Ｙ軸スライド移動装置７２は、Ｘ軸スライド移動装置６２と同様に、駆動源たるＹ軸移動用モータ７４（図４参照）と送りねじ機構７６（図４参照）とを含む。Ｘ軸移動用モータ６４およびＹ軸移動用モータ７４は、例えば、電動モータの一種であるエンコーダ付サーボモータにより構成される。サーボモータは、回転角度の正確な制御が可能な電動回転モータであり、サーボモータに代えてステップモータを用いてもよい。リニアモータを用いてもよい。

図２に示すように、Ｙ軸スライド７０に前記ヘッド保持装置４４，ヘッド昇降装置４８，ヘッド回転装置５０が設けられ、ヘッド保持装置４４により保持されたロータリヘッド４２等がヘッド昇降装置４８およびヘッド回転装置５０と共に水平面上の任意の位置へ移動させられる。

ヘッド保持装置４４は、図２に示すように、装置本体たる軸状部材８０および軸状部材８０の下端部に一体的に設けられたヘッド保持部８２を含む。軸状部材８０は、横断面形状が円形を成し、外周面にスプライン８４が設けられたスプライン軸部材である。ヘッド保持部８２は、横断面形状が円形を成し、軸状部材８０より大きい直径を有する。

ヘッド回転装置５０は、Ｙ軸スライド７０に、基板保持装置１２により保持された回路基板３２の部品装着面に直角であって、鉛直な軸線まわりに回転可能に保持された回転部材としての回転体８６と、回転部材駆動装置としての回転体駆動装置８８とを含む。回転体駆動装置８８は回転用モータ９０（図４参照）を駆動源とし、その回転が回転体８６に固定のギヤ９２等を含む回転伝達装置により回転体８６に伝達され、回転体８６が鉛直軸線まわりに回転させられる。回転用モータ９０は、例えば、エンコーダ付サーボモータにより構成される。回転体８６は円筒状を成し、その内周面に設けられたスプライン９４に軸状部材８０のスプライン８４が軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能に嵌合され、回転体８６の回転により軸状部材８０が自身の鉛直な軸線まわりに正逆両方向に任意の角度回転させられ、ヘッド保持部８２が回転させられる。軸状部材８０の軸線がヘッド保持装置４４の回転軸線である。

前記ヘッド昇降装置４８は、図２に示すように、Ｙ軸スライド７０に昇降可能に設けられた昇降部材１００と、駆動源としての昇降用モータ１０２（図４参照）と、Ｙ軸スライド７０に軸方向に相対移動不能かつ鉛直軸線まわりに回転可能に設けられたねじ軸としてのボールねじ１０４および昇降部材１００に固定のナット１０６を含む送りねじ機構１０８とを含む。昇降用モータ１０２は、例えば、エンコーダ付サーボモータにより構成される。軸状部材８０の上部は、昇降部材１００により相対回転可能かつ軸方向に相対移動不能に保持されており、ボールねじ１０４が昇降用モータ１０２により回転させられ、昇降部材１００が昇降させられることによりヘッド保持装置４４が昇降させられる。

軸状部材８０内には、図２に示すように、その軸線上に通路１１０が設けられるとともに、その外側に円環状通路１１２が設けられ、円環状通路１１２は負圧ポンプ等の負圧源１２０に接続されている。負圧源１２０から円環状通路１１２への負圧の供給は、開閉装置１２２により許容，遮断される。以後、円環状通路１１２を負圧供給通路１１２と称する。

通路１１０は、図２に示すように、コンプレッサ等の正圧源１２４および前記負圧源１２０に接続されている。通路１１０への正圧の供給と負圧の供給とは切換装置１２６により切り換えられ、正圧と負圧とが択一的に供給される。切換装置１２６により、通路１１０が大気に開放された状態も得られる。以後、通路１１０を正圧・負圧供給通路１１０と称する。

前記ヘッド保持部８２は、図３に示すように、その軸線に直角な一平面状を成し、水平で下向きの吸着面１３０を備えている。ヘッド保持部８２には、吸着面１３０に開口し、その軸線を中心線とする円環状の負圧室用凹部１３２が形成され、通路１３４により負圧供給通路１１２に連通させられている。正圧・負圧供給通路１１０の下端部は、吸着面１３０に開口させられている。

前記ロータリヘッド４２は、図２および図３に示すように、ノズル保持部材としてのヘッド本体１３８，複数、例えば、１２個のノズル保持部１４４，部品保持具たる複数、例えば、１２個の吸着ノズル１４６，複数のノズル保持部１４４の各々に対応して設けられたバルブ装置１５０およびノズル選択装置１５２を備えている。ロータリヘッド４２は、特開２００６−２６１３２５公報に記載のロータリヘッドと同様に構成されており、簡単に説明する。

ヘッド本体１３８は、被保持部１４０を備えている。被保持部１４０は、横断面形状が円形の円板状を成し、図３に示すように、その軸線に直角で一平面状の被吸着面１５６を備えている。ロータリヘッド４２は、被吸着面１５６が吸着面１３０に密着させられ、負圧室用凹部１３２が塞がれてヘッド吸着用負圧室１５８が形成され、負圧供給通路１１２からヘッド吸着用負圧室１５８に供給される負圧によりロータリヘッド４２がヘッド保持装置４４により吸着され、同心状に保持される。ロータリヘッド４２がヘッド保持装置４４により保持された状態では、ヘッド本体１３８は、その中心軸線が鉛直となり、ヘッド回転装置５０により、鉛直な回転軸線のまわりに回転させられる。ヘッド回転装置５０が第１回転駆動装置を構成している。また、ヘッド保持装置４４がヘッド昇降装置４８によって下降させられることにより、ロータリヘッド４２が昇降させられる。ヘッド保持装置４４はロータリヘッド４２を着脱可能に保持し、複数のロータリヘッド４２や、吸着ノズルを１つ含むシングルノズルヘッドのうちの１つを選択的に保持することができる。

複数の吸着ノズル１４６はそれぞれノズル保持部１４４により保持され、ヘッド本体１３８に、その回転軸線を中心とする一円周上に適宜の間隔を隔てて、本ロータリヘッド４２においては等角度間隔で配設されている。複数のノズル保持部１４４は同様に構成され、図３に示すように、それぞれ、ヘッド本体１３８を、その回転軸線に平行な方向に貫通して形成されたホルダ孔１７０を含む。これらホルダ孔１７０は、ヘッド本体１３８の回転軸線を中心とする一円周上に等角度間隔に設けられ、それぞれ、有底円筒状のノズルホルダ１７２が軸方向に相対移動可能に嵌合されるとともに、各ノズルホルダ１７２に吸着ノズル１４６が軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能に嵌合され、付勢手段の一種である弾性部材としての圧縮コイルスプリング１７３により下方へ、ノズルホルダ１７２から突出する向きに付勢されている。このスプリング１７３の付勢による吸着ノズル１４６の下降限度は、吸着ノズル１４６に設けられた係合部たる係合突部と、ノズルホルダ１７２に設けられた被係合部たる長穴の下側の端面との係合により規定される。ノズルホルダ１７２に保持された吸着ノズル１４６の軸線はロータリヘッド４２の回転軸線に平行となり、複数の吸着ノズル１４６はそれぞれ、ヘッド本体１３８に対してロータリヘッド４２の回転軸線に平行な方向に進退可能であって、昇降可能に配設されている。

前記ノズル選択装置１５２は、図３に示すように、回動レバー１７４および付勢装置の一種である弾性部材としての圧縮コイルスプリング１７６を含む。回動レバー１７４は長手形状の板状を成し、ヘッド本体１３８に軸１７８により、吸着ノズル１４６の軸線と直角に立体交差する回動軸線のまわりに回動可能に取り付けられている。回動レバー１７４の１対のアーム１８０，１８２のうち、アーム１８０は、その先端部において、ノズルホルダ１７２の上端部に相対回動可能に連携させられ、アーム１８２は、ヘッド本体１３８の外へ突出させられ、その突出端部に被係合部１８４が設けられている。回動レバー１７４の連携により、ノズルホルダ１７２の自身の軸線まわりの回転であって、ヘッド本体１３８に対する回転が阻止されている。

上記スプリング１７６は、図３に示すように、アーム１８０とヘッド本体１３８との間に配設され、回動レバー１７４をノズルホルダ１７２を上昇させる向きに付勢している。スプリング１７６の付勢による回動レバー１７４の回動限度であって、ノズルホルダ１７２ないし吸着ノズル１４６のヘッド本体１３８に対する上昇位置は、ノズルホルダ１７２が、ヘッド本体１３８のホルダ孔１７０の開口を塞ぐ部分に当接することにより規定される。スプリング１７６の付勢による回動限度が規定された状態での回動レバー１７４の位置を原位置とする。ノズルホルダ１７２の周壁には、外周面に開口し、軸方向に延びる円環溝や円環溝の上端部とノズルホルダ１７２内の空間とを連通させる半径方向通路が形成され、吸着ノズル１４６に負圧や正圧が供給されるようにされている。

前記バルブ装置１５０は、図３に示すように、第１バルブ２００および第２バルブ２０２を含む。第１バルブ２００は第１バルブスプール２０４を備え、前記負圧供給通路１１２，ヘッド本体１３８内に設けられた負圧供給系から吸着ノズル１４６への負圧の供給を許容し、前記正圧・負圧供給通路１１０，ヘッド本体１３８内に設けられた正圧供給系から吸着ノズル１４６への正圧の供給を許容，遮断する。第２バルブ２０２は第２バルブスプール２０６を備え、上記負圧供給系から吸着ノズル１４６への負圧の供給を許容，遮断する。これら第１，第２バルブスプール２０４，２０６はいずれも、ヘッド本体１３８に、ヘッド本体１３８の軸線に平行な方向に相対移動可能かつ相対回転不能に嵌合されるとともに、各々の上端部に設けられた被係合部２０８，２１０は、ヘッド本体１３８の外周面から外へ突出させられている。第１，第２バルブスプール２０４，２０６は、ロータリヘッド４２の回転軸線を中心とする円周方向において、回動レバー１７４に対して互いに反対側に設けられるとともに、被係合部２０８，２１０は、前記ノズル選択装置１５２の回動レバー１７４の被係合部１８４と、ロータリヘッド４２の回転軸線を中心とする同一円周上に位置させられている。被係合部２０８，２１０が、図３に示すように、ヘッド本体１３８に係合する位置が第１，第２バルブスプール２０４，２０６の原位置であり、第１，第２バルブスプール２０４，２０６は、原位置に位置する状態では、各下端部はヘッド本体１３８から下方へ突出させられる。第１バルブスプール２０４は、ヘッド本体１３８に対して相対的に上昇させられることにより、原位置から正圧供給位置へ移動させられ、第１バルブ２００が正圧供給状態に切り換えられる。第２バルブスプール２０６は、ヘッド本体１３８に対して相対的に上昇させられることにより、原位置から負圧供給位置へ移動させられ、第２バルブ２０２が負圧供給状態に切り換えられる。

前記ノズル選択装置１５２は、図２および図３に示すノズル選択駆動装置２３０により駆動され、吸着ノズル１４６がヘッド本体１３８に対して昇降させられる。ノズル選択駆動装置２３０は、進退駆動部材たる昇降駆動部材としてのレバー駆動部材２３２および第２回転駆動装置としてのレバー駆動部材回転駆動装置２３４を含む。レバー駆動部材回転駆動装置２３４は、図２に示すように、前記回転体８６および後述するリセット部材により、軸方向に移動不能かつヘッド保持装置４４の回転軸線のまわりに回転可能に設けられた回転体２３６および回転体回転装置２３８を含む。回転体回転装置２３８は、駆動源としてのレバー駆動部材回転用モータ２４０，レバー駆動部材回転用モータ２４０により回転させられる駆動ギヤ２４２，回転体２３６に設けられた被駆動ギヤ２４４を含む。レバー駆動部材２３２は長手形状を成し、回転体２３６の、半径方向においてロータリヘッド４２から外れた部分から下方へ、レバー駆動部材２３２の回転軸線に平行に突出する状態で設けられており、回転体２３６が回転体回転装置２３８によって回転させられることにより、レバー駆動部材２３２が、ヘッド保持装置４４の回転軸線のまわりであって、ヘッド本体１３８の回転軸線のまわりに、ロータリヘッド４２とは別に回転させられる。レバー駆動部材回転用モータ２４０は、例えば、エンコーダ付サーボモータにより構成され、レバー駆動部材２３２は、正逆両方向に任意の角度回転させられる。

レバー駆動部材２３２の回転体２３６からの突出端部であって、下端部がロータリヘッド４２側へ直角に曲げられ、駆動部ないし係合部２４６が設けられている。係合部２４６は、吸着ノズル１４６の軸線に直角で上向きの駆動面ないし係合面２４８を備え、ヘッド本体１３８の半径方向においては、ヘッド本体１３８の昇降経路の外側であって、ノズル選択装置１５２の回動レバー１７４の被係合部１８４の昇降経路内に位置させられている。したがって、ヘッド昇降装置４８によりヘッド保持装置４４が下降させられるとき、ヘッド保持装置４４に保持されたロータリヘッド４２がレバー駆動部材２３２に対して下降させられ、係合部２４６は、レバー駆動部材２３２と対応する相対位相の吸着ノズル１４６に対応して設けられたノズル選択装置１５２の回動レバー１７４の被係合部１８４に係合してその下降を阻止する。それにより、ロータリヘッド４２が、回動レバー１７４がレバー駆動部材２３２に係合する回動レバー係合高さから更に下降させられるのに伴って、回動レバー１７４の回動軸線が被係合部１８４に対して下降させられるとともに、回動レバー１７４がスプリング１７６の付勢力に抗して回動させられ、アーム１８０のノズルホルダ１７２に対する連携部が下降させられて吸着ノズル１４６がヘッド本体１３８に対して下降させられ、前進させられる。

また、ヘッド保持装置４４が上昇させられ、ロータリヘッド４２が上昇させられるとき、回動レバー１７４がスプリング１７６の付勢により回動させられて吸着ノズル１４６がヘッド本体１３８に対して上昇させられ、後退させられる。回動レバー１７４は、原位置まで回動させられれば、その後、更にロータリヘッド４２が上昇させられるのに伴ってロータリヘッド４２と共に上昇させられ、被係合部１８４が係合部２４６から離間させられる。この回動レバー離間高さは、前記回動レバー係合高さと同じであり、両者を合わせて回動レバー係合・離間高さと称する。離間時には、回動レバー１７４が原位置へ回動させられ、吸着ノズル１４６はヘッド本体１３８に対して上昇位置へ移動させられる。

ロータリヘッド４２が回動レバー係合・離間高さと、その高さより小距離上方の部品受取・装着時上昇端高さとの間において昇降させられる間は、被係合部１８４の係合部２４６からの離間により回動レバー１７４は回動させられず、吸着ノズル１４６を昇降させない。ロータリヘッド４２のレバー駆動部材２３２に対する昇降ストローク範囲のうち、吸着ノズル１４６の上昇端近傍に対応する範囲においては、回動レバー１７４が運動変換機能を果たさなくなるのである。

このようにロータリヘッド４２の昇降により、ロータリヘッド４２と共に昇降させられるとともに、ヘッド本体１３８に対して昇降させられ、複数の吸着ノズル１４６の中から選択されて電子回路部品の受取りあるいは装着を行う吸着ノズル１４６が選択ノズル１４６であり、レバー駆動部材２３２は選択ノズルに対応する相対位相に位置させられ、選択ノズル１４６を昇降させる。

回動レバー１７４は、そのアーム１８２がレバー駆動部材２３２に係合し、その一端部の下降を阻止されることにより、ロータリヘッド４２の下降に伴って回動させられて吸着ノズル１４６をヘッド本体１３８に対して下降させ、ロータリヘッド４２の上昇時には、スプリング１７６の付勢による回動レバー１７４の回動がレバー駆動部材２３２により規制され、ロータリヘッド４２の上昇と対応して回動レバー１７４が回動させられ、吸着ノズル１４６がヘッド本体１３８に対して上昇させられるようにされる。したがって、選択ノズル１４６のヘッド本体１３８に対する下降時にも上昇時にも、レバー駆動部材２３２は選択ノズル１４６に対応する相対位相に位置することが必要である。また、ヘッド昇降装置４８が、ロータリヘッド４２が滑らかに昇降を開始し、停止するように制御されることにより、吸着ノズル１４６も滑らかに昇降を開始し、停止させられる。本電子回路部品装着装置においては、ヘッド昇降装置４８が進退駆動装置を構成し、回動レバー１７４が被駆動部材を構成し、軸１７８，ヘッド本体１３８の回動レバー１７４を回動可能に支持する部分と共に、ロータリヘッド４２のレバー駆動部材２３２に対する昇降を吸着ノズル１４６のヘッド本体１３８に対する昇降運動に変換する運動変換機構を構成している。

回動レバー１７４の被係合部１８４と、前記第１，第２バルブスプール２０４，２０６の被係合部２０８，２１０とは同一円周上に位置し、レバー駆動部材２３２の係合部２４６を被係合部２０８，２１０にも係合させることができる。係合部２４６の係合面２４８は、レバー駆動部材２３２の回転方向において、被係合部１８４と被係合部２０８との両方に係合し、あるいは被係合部１８４と被係合部２１０との両方に係合する幅を有する。レバー駆動部材２３２の回転位置の選択により、係合部２４６は、ロータリヘッド４２の下降時に、被係合部１８４に係合するとともに被係合部２１０に係合し、第２バルブスプール２０６の下降を阻止してヘッド本体１３８に対して上昇させ、負圧供給位置へ移動させて第２バルブ２０２を負圧供給状態に切り換え、あるいは被係合部１８４に係合するとともに被係合部２０８に係合して第１バルブスプール２０４を正圧供給位置へ移動させ、第１バルブ２００を正圧供給状態に切り換える。本実施例では、レバー駆動部材２３２がバルブ切換部材を兼ね、ノズル選択駆動装置２３０がバルブ切換装置を兼ねている。係合部２４８の幅は、被係合部２０８，２１０の一方と被係合部１８４との両方に同時には係合できるが、レバー駆動部材２３２と選択ノズル１４６との一定不変の相対角度においてのみ係合状態が得られる幅であり、選択ノズル１４６を昇降させる際には、レバー駆動部材２３２と選択ノズル１４６との相対位相を、その一定不変の相対角度が得られる位相に保つことが必要である。なお、それぞれ負圧供給位置および正圧供給位置へ移動させられたバルブスプール２０４，２０６は、前記回転体８６に固定されたリセット部材２５０により、原位置へ復帰させられる。

さらに、前記Ｙ軸スライド７０には、図１に示すように、回路基板３２に設けられた基準マーク（図示省略）を撮像する基準マーク撮像システム２６０が設けられ、ヘッド移動装置４６により水平面内の任意の位置へ移動させられる。また、ベッド３０上には、部品撮像システム２６２が設けられ、吸着ノズル１４６により保持された電子回路部品を撮像するようにされている。部品撮像システム２６２は、例えば、部品供給装置３８，４０の各々と基板搬送装置１０との間の、部品供給装置３８，４０の基板搬送方向に平行な方向の中央部にそれぞれ、位置を固定して設けられ、ロータリヘッド４２の全部の吸着ノズル１４６により保持された電子回路部品を一括して撮像し得るものとされている。

前記制御装置１６は、図４に示すように、ＣＰＵ３００，ＲＯＭ３０２，ＲＡＭ３０４およびそれらを接続するバス３０６を含む制御コンピュータ３１０を主体とするものであり、入・出力部３１２には、基準マーク撮像システム２６０の基準マークカメラ３１４および部品撮像システムの部品カメラ３１６の撮像によりそれぞれ得られた画像データを処理する画像処理コンピュータ３１８，エンコーダ付サーボモータのエンコーダ３１９（複数であるが１つが代表的に示されている）等が接続されている。入・出力部３１２にはまた、駆動回路３２０を介してＸ軸移動用モータ６４等、種々のアクチュエータ等が接続されている。ＲＯＭ３０２には、装着プログラム，図示を省略するメインルーチン，図５にフローチャートで示す部品受取ルーチン，部品装着ルーチン等、種々のプログラムおよびデータ等が記憶させられている。

次に作動を説明する。
ロータリヘッド４２は、ノズル保持部１４４により保持された吸着ノズル１４６の全部に電子回路部品を吸着させた後、基板保持装置１２へ移動させられ、複数の電子回路部品を順次、回路基板３２の部品装着点に装着する。本ロータリヘッド４２においては、吸着ノズル１４６が電子回路部品の受取りを行なう際の、ロータリヘッド４２の回転軸線まわりの位置は１個所に設定され、例えば、Ｙ軸方向においてフィーダ型部品供給装置３８に最も近い位置とされる。この回転位置を部品受取位置と称する。ロータリヘッド４２には、複数のノズル保持部１４４の全部に吸着ノズル１４６を保持させることも、一部のみに吸着ノズル１４６を保持させることもあるが、一部の場合にも、複数の吸着ノズル１４６は、間を開けることなく、連続して並べて保持させる。そのため、ロータリヘッド４２は、ノズル保持部１４４の配設ピッチ角ずつ回転させられ、複数の吸着ノズル１４６が並び順に部品受取位置へ移動させられる。この際、ヘッド回転装置５０の回転速度は滑らかに増大させられるとともに滑らかに低減させられ、ロータリヘッド４２が振動少なく回転を開始，停止させられる。また、ロータリヘッド４２はヘッド移動装置４６により、電子回路部品の受取りを行なう吸着ノズル１４６が、複数のフィーダのうち、受け取るべき電子回路部品を供給するフィーダの部品供給部の上方へ移動させられる。この移動は、吸着ノズル１４６が上昇させられ、電子回路部品をフィーダから取り出した状態で行われる。

図５に示す部品受取ルーチンに基づいて、吸着ノズル１４６による電子回路部品の受取動作を説明する。なお、ロータリヘッド４２がフィーダ型部品供給装置３８のフィーダから電子回路部品を取り出す場合を例に取って説明するが、トレイ型部品供給装置４０のトレイから電子回路部品を取り出す場合も同様に制御が行われる。
部品受取ルーチンのステップ１（以後、Ｓ１と略記する。他のステップについても同じ。）においては、１番目に電子回路部品を受け取る吸着ノズル１４６が下降させられる。複数の吸着ノズル１４６のうち、最初に電子回路部品の受取りを行なう吸着ノズル１４６は予め部品受取位置に位置させられている。また、レバー駆動部材２３２は、ロータリヘッド４２の回転軸線のまわりにおいて部品受取位置に対応する位置であって、係合面２４８が、部品受取位置に位置させられた吸着ノズル１４６に対応する回動レバー１７４の被係合部１８４およびバルブ装置１５０の第２バルブ２０２の第２バルブスプール２０６の被係合部２１０に係合可能な回転位置である部品受取時駆動位置に位置させられている。未だ電子回路部品の受取りを行なっておらず、ロータリヘッド４２の回転方向において最も下流側に位置し、最も早くレバー駆動部材２３２と対応する回転位相へ回転させられ、レバー駆動部材２３２の駆動により昇降させられて先に電子回路部品の受取りを行なう吸着ノズル１４６が先行選択ノズル１４６であり、先行選択ノズルに対してロータリヘッド４２の回転方向において上流側に隣接する吸着ノズル１４６が次に電子回路部品の受取りを行なう次選択ノズル１４６であり、レバー駆動部材２３２は先行選択ノズル１４６（ここでは１番目の吸着ノズル１４６）に対応する第１相対位相に位置させられている。

Ｓ１においては、部品受取位置に位置する１番目の吸着ノズル１４６を下降させるためにロータリヘッド４２が下降させられる。ロータリヘッド４２の下降の途中で、１番目の吸着ノズル１４６に対応する回動レバー１７４の被係合部１８４が、レバー駆動部材２３２の係合部２４６に係合し、ロータリヘッド４２の下降に伴って回動レバー１７４が回動させられ、吸着ノズル１４６は、ヘッド本体１３８と共に下降させられつつ、さらにそのヘッド本体１３８に対して下降させられる。ロータリヘッド４２の下降時にはまた、１番目の吸着ノズル１４６に対応するバルブ装置１５０の第２バルブスプール２０６の被係合部２１０が係合部２４６に係合し、ヘッド本体１３８に対して上昇させられて負圧供給位置へ移動させられ、吸着ノズル１４６への負圧の供給を許容する。

先行選択ノズル１４６は、その吸着管が部品保持テープの収容凹部内に進入し、電子回路部品に当接すれば下降を停止させられる。ロータリヘッド４２は、その状態から更に小距離下降させられる。この下降は、スプリング１７３の圧縮により許容され、電子回路部品が吸着ノズル１４６により確実に吸着される。電子回路部品に当接することにより、吸着ノズル１４６の下降が停止させられるが、電子回路部品がないとすれば吸着ノズル１４６はさらに下降することができ、レバー駆動部材２３２の吸着ノズル１４６に対する相対位相は、まだ吸着ノズル１４６を昇降させ得る相対位相である。１番目の吸着ノズル１４６については、図６のタイムチャートに示すように、ロータリヘッド４２の部品受取・装着時上昇端から下降端への下降の間、ロータリヘッド４２は回転させられず、レバー駆動部材２３２も部品受取時駆動位置に停止させられている。

ロータリヘッド４２が下降端まで下降させられれば、Ｓ２が実行され、１番目の吸着ノズル１４６の上昇による電子回路部品のフィーダからの取出しおよび２番目の吸着ノズル１４６の下降による電子回路部品の吸着が行われる。先行選択ノズル１４６による電子回路部品の取出しおよび次選択ノズル１４６による電子回路部品の吸着が行われるのであり、図６のタイムチャートに示すように、ロータリヘッド４２が、先行選択ノズル１４６により吸着された電子回路部品が部品保持テープの収容凹部から抜け出させられ、フィーダの上面より上方に位置する高さ（この高さを部品取出高さと称する）へ上昇させられれば、ロータリヘッド４２が回転を開始させられ、先行選択ノズル１４６が部品受取位置から離れ始めるとともに、レバー駆動部材２３２がロータリヘッド４２と同速度で回転を開始させられる。それにより、レバー駆動部材２３２は第１相対位相に位置する状態に保たれ、ロータリヘッド４２が回転させられつつ上昇させられるのに伴って、回動レバー１７４がレバー駆動部材２３２に係合した状態を保って回動させられ、先行選択ノズル１４６が回転させられつつ、ヘッド本体１３８と共に上昇させられながら、さらにそのヘッド本体１３８に対して上昇させられる。

図６のタイムチャートに示すように、ロータリヘッド４２が、回動レバー係合・離間高さまで上昇させられれば、回動レバー１７４がレバー駆動部材２３２から離間し、運動変換機能を果たさなくなるため、レバー駆動部材２３２をロータリヘッド４２と同期して回転させる必要がなくなる。そのため、レバー駆動部材回転駆動装置２３４の制御により、レバー駆動部材２３２が、ロータリヘッド４２とは回転速度を異ならされ、第１相対位相から脱して、次選択ノズル１４６に対応する第２相対位相に向かって回転させられる。この第１相対位相から第２相対位相への移行の初期にはレバー駆動部材２３２はロータリヘッド４２と同方向に回転させられるが、中期において逆方向に回転させられる。

ロータリヘッド４２は、部品受取・装着時上昇端高さまで上昇させられれば、直ちに下降を開始させられる。ロータリヘッド４２は、回動レバー係合・離間高さへ上昇するまで待つことなく、部品取出高さへ上昇させられれば、回転を開始させられ、回転開始時期が早い。また、次に説明するように、ロータリヘッド４２は、回転と並行して下降させられるため、次選択ノズル１４６が部品受取位置近くまで回転することを待たなくてよい分、早く下降を開始することができ、部品受取・装着時上昇端高さへの上昇後、直ちに下降を開始することができる。レバー駆動部材２３２は、ロータリヘッド４２がちょうど回動レバー係合・離間高さへ下降させられた状態で次選択ノズル１４６に対応する第２相対位相に到達し、回動レバー１７４と係合するように回転させられる。レバー駆動部材２３２は、第２相対位相への移行の後期において、その回転方向がロータリヘッド４２と同方向へ回転する方向に変えられ、ロータリヘッド４２と回転速度を異にする状態から回転速度を同じくする同期状態とされる。そのため、レバー駆動部材２３２が回動レバー１７４に対応する相対位相に位置する状態に保たれ、ロータリヘッド４２の下降により回動レバー１７４が回動させられ、次選択ノズル１４６が回転させられつつ、ヘッド本体１３８と共に下降させられながら、さらにそのヘッド本体１３８に対して下降させられる。

ロータリヘッド４２の回転およびレバー駆動部材２３２の回転は、図６のタイムチャートに示すように、ロータリヘッド４２が前記部品取出高さまで下降させられた状態でちょうど終了し、次選択ノズル１４６が部品受取位置へ到達する。そのため、ロータリヘッド４２が更に下降させられるとき、吸着ノズル１４６の吸着管がフィーダや部品保持テープの収容凹部の側面にあたることがない。そして、ロータリヘッド４２は下降端まで下降させられ、吸着ノズル１４６は電子回路部品に当接し、吸着する。レバー駆動部材２３２が次選択ノズル１４６と対応する相対位相へ回転させられ、ロータリヘッド４２と同期して回転させられるとともに、次選択ノズル１４６をヘッド本体１３８に対して下降させる状態になれば、次選択ノズル１４６はその次に選択ノズルとなる吸着ノズル１４６に対して先行選択ノズル１４６となり、レバー駆動部材２３２の吸着ノズル１４６に対する相対位相は第１相対位相になったと考えることもでき、次選択ノズル１４６が電子回路部品を吸着した後、上昇させられる際に先行選択ノズル１４６になると考えることもできる。

図６のタイムチャートおよび上記の説明から明らかなように、吸着ノズル１４６の吸着管や、吸着ノズル１４６に吸着された電子回路部品がフィーダと干渉する恐れがなく、ロータリヘッド４２の回転が可能である時期、およびレバー駆動部材２３２が吸着ノズル１４６を昇降させ得る時期は、ロータリヘッド４２の昇降高さ（高さ方向位置）により制限され、第１，第２相対位相のそれぞれにおいて、レバー駆動部材２３２およびロータリヘッド４２の回転とロータリヘッド４２の昇降の一部とが同時期に行なわれ、吸着ノズル１４６の回転と昇降の一部とが並行して行なわれ、その分、電子回路部品の受取りに要する時間が短縮される。

従来は、吸着ノズル１４６による電子回路部品の受取り時にレバー駆動部材２３２は部品受取時駆動位置に位置させられたままで回転させられなかったので、レバー駆動部材２３２の作用により吸着ノズル１４６を昇降させるために、ロータリヘッド４２を昇降させつつ回転させることができず、図７のタイムチャートに示すように、ロータリヘッド４２の昇降と回転とが互いに異なる時期に行なわれていた。そのため、ロータリヘッド４２が回転を開始するには、回動レバー係合・離間高さへ上昇することを待たなければならず、下降を開始するには、ロータリヘッド４２の回転により次選択ノズル１４６が部品受取位置へ到達する直前まで待たなければならなかったのであるが、本実施例の電子回路部品装着装置におけるように、レバー駆動部材２３２およびロータリヘッド４２を、ロータリヘッド４２の昇降と並行して回転させることにより、ロータリヘッド４２が回動レバー係合・離間高さへ上昇するまで待つことなく、ロータリヘッド４２の回転を開始することができ、また、次選択ノズル１４６が部品受取位置へ到達する直前まで待つことなく、ロータリヘッド４２の下降を開始させることができ、電子回路部品の受取りに要する時間が短縮される。

レバー駆動部材回転駆動装置２３４は、レバー駆動部材２３２が第１相対位相から脱する際のロータリヘッド４２の回転速度と一致した状態で回転する同期状態から、回転速度を異にする状態への移行と、第２相対位相に達する際の回転速度を異にする状態から同期状態への移行とがいずれも、移行時に位置，速度および加速度が連続して変化し、滑らかにつながって行なわれるように制御される。これら軟同期離脱制御および軟同期移行制御のためのレバー駆動部材２３２の回転位置Ｓ，回転速度Ｖおよび回転加速度Ａは、例えば次式(1)〜(3)に従って設定することができる。なお、これらの式において、第１相対位相離脱開始時の時間ｔ＝０，第２相対位相到達時の時間ｔ＝Ｔ，第１相対位相離脱開始時位置Ｓｓｔａｒｔ，第２相対位相到達時位置Ｓｅｎｄ，第１相対位相離脱開始時速度Ｖｓｔａｒｔ，第２相対位相到達時速度Ｖｅｎｄ，第１相対位相離脱開始時加速度Ａｓｔａｒｔ，第２相対位相到達時加速度Ａｅｎｄとする。
Ｓ＝ａｔ⁵+ｂｔ⁴+ｃｔ³+ｄｔ²+ｅｔ+ｆ・・・(1)
Ｖ＝ｄＳ／ｄｔ＝５ａｔ⁴+４ｂｔ³+３ｃｔ²+２ｄｔ+ｅ・・・(2)
Ａ＝ｄＶ／ｄｔ＝２０ａｔ³+１２ｂｔ²+６ｃｔ+２ｄ・・・(3)
上記条件および(1)式〜(3)式から係数ａ〜ｆが下記のように得られる。
ａ＝｛Ｔ²（Ａｅｎｄ−Ａｓｔａｒｔ）／２−３Ｔ（Ｖｅｎｄ＋Ｖｓｔａｒｔ）＋６（Ｓｅｎｄ−Ｓｓｔａｒｔ）｝／Ｔ⁵
ｂ＝｛−Ｔ（Ａｅｎｄ＋Ａｓｔａｒｔ）／２＋Ｖｅｎｄ−Ｖｓｔａｒｔ＋５ａＴ⁴｝／（−２Ｔ³）
ｃ＝（Ａｅｎｄ−Ａｓｔａｒｔ−２０ａＴ³−１２ｂＴ²）／６Ｔ
ｄ＝Ａｓｔａｒｔ／２
ｅ＝Ｖｓｔａｒｔ
ｆ＝Ｓｓｔａｒｔ

２番目の吸着ノズル１４６が下降させられて電子回路部品を吸着し、ロータリヘッド４２が下降端へ下降させられれば、Ｓ３が実行され、ロータリヘッド４２により現に保持されている吸着ノズル１４６の全部について電子回路部品の受取りが終了したか否かが判定される。まだ、終了していなければ、ルーチンの実行はＳ２に戻り、ロータリヘッド４２の昇降，回転，レバー駆動部材２３２の回転が行なわれ、先行選択ノズル１４６が上昇させられつつ回転させられるとともに、次選択ノズル１４６が回転させられつつ下降させられて電子回路部品の取出し，吸着が行なわれる。最後の吸着ノズル１４６が下降させられて電子回路部品を吸着すれば、Ｓ３の判定結果がＹＥＳになってＳ４が実行され、ロータリヘッド４２が上昇させられ、最後の吸着ノズル１４６が上昇させられて電子回路部品を取り出し、制御が終了する。この間、図６のタイムチャートに示すように、ロータリヘッド４２およびレバー駆動部材２３２のいずれも回転させられず、部品受取位置において吸着ノズル１４６が上昇させられる。

このようにロータリヘッド４２はフィーダ型部品供給装置３８から電子回路部品を取り出した後、基板保持装置１２へ移動させられて電子回路部品を回路基板３２に装着する。この移動の途中でロータリヘッド４２が保持する全部の電子回路部品が部品カメラ３１６により一括して撮像され、その画像データに基づいて吸着ノズル１４６による電子回路部品の保持位置誤差が算出され、回路基板３２の部品装着点の位置誤差と合わせて修正される。保持位置誤差には、吸着ノズル１４６により保持された電子回路部品の移動方向と平行な方向の位置誤差であるＸ軸方向およびＹ軸方向における各位置誤差と、電子回路部品の軸線まわりの位置誤差である回転位置誤差とが含まれる。また、部品装着点の位置誤差にも、部品装着面に平行な方向の位置誤差であるＸ軸，Ｙ軸方向の各位置誤差と、部品装着面に直角な軸線まわりの位置誤差である回転位置誤差とが含まれる。ロータリヘッド４２において吸着ノズル１４６は自身の軸線まわりに回転不能に設けられており、これら回転位置誤差は、ロータリヘッド４２を回転させ、吸着ノズル１４６をロータリヘッド４２の回転軸線まわりに旋回させて電子回路部品の向きを変えることにより修正される。ロータリヘッド４２は、電子回路部品の装着姿勢（装着時における自身軸線まわりの位置）が設定された姿勢となるようにも回転させられる。Ｘ軸，Ｙ軸方向の各位置誤差は、吸着ノズル１４６の移動位置の制御により修正される。この際、電子回路部品の回転位置誤差の修正，姿勢変更のためのロータリヘッド４２の回転による吸着ノズル１４６の位置の変化も考慮して吸着ノズル１４６の移動位置が制御され、吸着ノズル１４６があたかも自身の中心線を回転軸線として回転させられ、電子回路部品を回転させつつ、部品装着点上へ移動させられたかのようにされる。

電子回路部品の回路基板３２への装着時には、レバー駆動部材２３２は、電子回路部品を装着する吸着ノズル１４６に対応するノズル選択装置１５２の回動レバー１７４およびバルブ装置１５０の第１バルブスプール２０４の被係合部２０８に対応する位相であって、部品装着時駆動位置へ回転させられ、ロータリヘッド４２の下降に伴って回動レバー１７４の被係合部１８４および第１バルブスプール２０４の被係合部２０８に係合してそれらを駆動し、吸着ノズル１４６をヘッド本体１３８に対して下降させて電子回路部品を装着させるとともに、負圧供給の遮断および正圧の供給が行なわれて電子回路部品が積極的に開放されるようにされる。

電子回路部品の回路基板３２への装着時にも、図示は省略するが、図５に示す部品受取ルーチンと同様に構成された部品装着ルーチンが実行され、電子回路部品の受取り時と同様に並行制御が行われる。電子回路部品を装着した吸着ノズル１４６の上昇時にレバー駆動部材２３２はロータリヘッド４２と同期して回転させられ、吸着ノズル１４６が回転しつつ上昇させられ、レバー駆動部材２３２は回動レバー１７４の離間後、逆方向に回転させられ、第１相対位相から、次に電子回路部品を装着する吸着ノズル１４６に対応する第２相対位相へ回転させられて、その吸着ノズル１４６に対応して設けられたノズル選択装置１５２の回動レバー１７４に係合し、再びロータリヘッド４２と同期して回転させられ、ロータリヘッド４２の下降に伴って吸着ノズル１４６が回転しつつ下降するのであり、その分、電子回路部品の装着に要する時間が短縮される。

本ロータリヘッド４２において電子回路部品の装着は、ヘッド本体１３８により保持された吸着ノズル１４６の並び順に行われるが、電子回路部品の姿勢は、ロータリヘッド４２の回転により、吸着ノズル１４６がロータリヘッド４２の回転軸線のまわりに回転させられることにより変えられるため、電子回路部品の装着姿勢，回転位置誤差および部品装着点の回転位置誤差に応じて、装着時における回転位置が吸着ノズル１４６毎に変わり、ロータリヘッド４２およびレバー駆動部材２３２の回転角度が変わる。また、部品装着時には、ロータリヘッド４２の回転は、回路基板３２の部品装着面に対して一定距離上方へ離れた位置以上の高さ領域において許容される。回路基板３２に先に装着されている電子回路部品と吸着ノズル１４６や吸着ノズル１４６に保持された電子回路部品との干渉を回避するためである。これらロータリヘッド４２の回転許容高さ，先行選択ノズル１４６の装着位置および次選択ノズル１４６の装着位置に基づいて、電子回路部品を装着する吸着ノズル１４６が変わる毎に、軟同期離脱制御および軟同期移行制御のためのレバー駆動部材２３２の回転位置，速度および加速度が演算され、レバー駆動部材２３２の２度の方向転換が滑らかにつながって行われるようにされる。さらに、次に電子回路部品を装着する吸着ノズル１４６を部品装着点に位置させるためにロータリヘッド４２はＸ軸，Ｙ軸方向へ移動させられるが、その移動，ロータリヘッド４２の回転および昇降は、ロータリヘッド４２が回転許容高さより低い領域では回転せず、昇降のみ行う状態となるように行われる。

以上の説明から明らかなように、本電子回路部品装着装置においては、制御装置１６のＳ２および部品装着時にＳ２に相当する制御を実行する部分が、軟同期離脱制御と軟同期移行制御との両方を行なう徐変制御部および同速回転制御部を構成し、並行制御部を構成している。

なお、本発明は、複数の吸着ノズルがそれぞれ、ノズル保持部材により、自身の軸線まわりに回転可能に保持され、ノズル保持部材の回転により、ノズル保持部材の回転軸線のまわりに旋回させられるとともに、自転させられるロータリヘッドを備えた電子回路部品装着装置にも適用することができる。

請求可能発明の一実施例である電子回路部品装着装置を含む電子回路部品装着システムを概略的に示す平面図である。上記電子回路部品装着装置のロータリヘッドをヘッド昇降装置等と共に示す側面断面図である。上記ロータリヘッドを示す側面断面図である。上記電子回路部品装着システムを制御する制御装置を概念的に示すブロック図である。上記制御装置の主体を成すコンピュータのＲＯＭに記憶させられた部品受取ルーチンを示すフローチャートである。上記ロータリヘッドの回転，昇降およびレバー駆動部材の回転のタイミングを説明するタイムチャートである。従来のロータリヘッドの回転および昇降のタイミングを説明するタイムチャートである。

符号の説明

１４：電子回路部品装着装置１６：制御装置３２：回路基板３８：フィーダ型部品供給装置４０：トレイ型部品供給装置４２：ロータリヘッド４４：ヘッド保持装置４６：ヘッド移動装置４８：ヘッド昇降装置５０：ヘッド回転装置１３８：ヘッド本体１４６：吸着ノズル１５２：ノズル選択装置１７４：回動レバー１７６：圧縮コイルスプリング１８４：被係合部２３２：レバー駆動部材２３４：レバー駆動部材回転駆動装置

Claims

複数種類の電子回路部品を供給する部品供給装置と、
回転軸線まわりに回転可能なノズル保持部材に、前記回転軸線の周囲にそれぞれその回転軸線に平行な軸方向に進退可能に複数の吸着ノズルが配設されたロータリヘッドと、
前記複数の吸着ノズルに共用のものとして前記回転軸線まわりに回転可能に設けられ、前記複数の吸着ノズルから選択される選択ノズルに対応する相対位相においてその選択ノズルを軸方向に進退させる進退駆動部材と、
前記ロータリヘッドを前記回転軸線まわりに回転させる第１回転駆動装置と、
前記進退駆動部材を前記回転軸線まわりに前記ロータリヘッドとは別に回転させる第２回転駆動装置と、
前記進退駆動部材と前記ロータリヘッドとを前記回転軸線と平行な軸方向に相対移動させることにより、前記進退駆動部材に前記選択ノズルを進退させる進退駆動装置と、
その進退駆動装置および前記第１，第２回転駆動装置を制御することにより、前記複数の吸着ノズルの各々に受取位置において前記部品供給装置から電子回路部品を受け取らせ、装着位置において回路基板に装着させる装着制御装置と
を含み、かつ、前記装着制御装置が、前記第１回転駆動装置の制御により前記ロータリヘッドを前記複数の吸着ノズルの１つが選択ノズルとなる回転位相へ回転させるとともに、前記第２回転駆動装置および前記進退駆動装置の制御により前記ロータリヘッドと前記進退駆動部材とを、その進退駆動部材が先に機能する選択ノズルである先行選択ノズルに対応する第１相対位相から次に機能する吸着ノズルである次選択ノズルに対応する第２相対位相へ相対回転させ、かつ、それら第１相対位相および第２相対位相における進退駆動部材およびロータリヘッドの回転と前記軸方向の相対移動との少なくとも一部を並行して生じさせる並行制御部を含む電子回路部品装着装置。
前記並行制御部が、前記ロータリヘッドの回転に基づく前記吸着ノズルの回転および進退駆動部材の回転と、前記吸着ノズルの進退とを並行させる間、進退駆動部材と前記ロータリヘッドとを同速度で回転させる同速回転制御部を含む請求項１に記載の電子回路部品装着装置。
前記進退駆動部材と係合して駆動される被駆動部材を備え、進退駆動部材と前記ロータリヘッドとの軸方向の相対移動を、前記吸着ノズルの前記ノズル保持部材に対する進退運動に変換する運動変換機構を含み、かつ、その運動変換機構が、前記軸方向の相対移動のストローク範囲のうち少なくとも前記吸着ノズルの後退端近傍に対応する範囲においては前記被駆動部材が前記進退駆動部材から離間して、運動変換機能を果たさなくなるものである請求項１または２に記載の電子回路部品装着装置。
前記並行制御部が、前記進退駆動部材が前記第１相対位相から脱する際に、前記ロータリヘッドの回転速度と一致した速度で回転する同期状態から回転速度を異にする状態に滑らかに移行させる軟同期離脱制御と、前記進退駆動部材が前記第２相対位相に達する際に、前記ロータリヘッドと回転速度を異にする状態から回転速度を同じくする同期状態に滑らかに移行させる軟同期移行制御との少なくとも一方を実行する徐変制御部を含む請求項１ないし３のいずれかに記載の電子回路部品装着装置。
前記ロータリヘッドが前記回転軸線を中心とする一円周上に前記複数の吸着ノズルが等角度間隔で配設されたものであり、前記徐変制御部が、前記第１回転駆動装置の回転速度を滑らかに増大させ、滑らかに低減させて前記ロータリヘッドを前記複数の吸着ノズルの配設ピッチ角ずつ回転させるとともに、前記第２回転駆動装置の回転速度の制御により前記軟同期離脱制御と前記軟同期移行制御との少なくとも一方を実現するものである請求項４に記載の電子回路部品装着装置。