JP5005360B2 - ノズル交換装置および表面実装機 - Google Patents

Description

本発明は、表面実装機に搭載されるノズル交換装置、および当該ノズル交換装置を備えた表面実装機に関するものである。

従来から、移動可能な実装用ヘッドを備え、このヘッドの先端に取付けられる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上に実装する表面実装機が知られている。

また、この種の表面実装機において、実装用ヘッドに対してノズルが着脱可能に設けられるとともに、実装用ヘッドの可動範囲内に、交換用ノズルを保持したノズル交換装置が配備され、必要に応じてノズル交換が行われるものも知られている（例えば特許文献１）。

この種のノズル交換装置は、通常、複数のノズルを抜き差し可能に収納するテーブルと、ノズル交換時にノズルを抜け止めするシャッタ部材（ノズル脱着機構）とを備えており、エアシリンダやモータ等のアクチュエータにより当該シャッタ部材を駆動する構成となっている。また、収納孔毎にノズルセンサが配備されており、当該センサによるノズル検出に基づき各収納孔におけるノズルの有無が検知されるようになっている。
特開２００１−１９１２８８号公報

ノズル交換装置の各ノズルセンサやシャッタ部材駆動用のアクチュエータ等は、従来、全て実装機本体に設けられるコントローラに接続されており、ノズルセンサの制御やノズル有無検知等の処理、あるいはシャッタ部材の駆動制御は、全てこのコントローラにより制御される構成となっている。

しかし、ノズル交換装置が実装作業位置の直ぐ近傍に配置されるのに対し、主コントローラは、通常、実装作業位置から離間した基台内部等に収容されるため、従来のような構成では、互いに離間したコントローラとノズル交換装置との間を多数の配線で接続する必要があり、生産性やメンテナンス性が悪い。そのため、この点を改善することが望まれている。特に、近年では、生産品種の多様化に対応すべく、品種の切り替えに応じてノズル交換装置を交換することが考えられており、その場合には、配線の配索作業等（段取替え）を速やかに行うことが望まれるが、上記従来の構成では困難であった。

本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであって、実装機本体側のコントローラとノズル交換装置との間の配線構造を簡素化することにより表面実装機の生産性やメンテナンス性を向上させるとともに、ノズル交換装置を交換する際の作業性を向上させることを目的とするものである。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、部品吸着用のノズルを備えた移動可能な実装用ヘッドにより部品を吸着して基板上に実装する表面実装機に搭載される前記ノズルの交換装置であって、交換用のノズルが収納される複数の収納部を有するフレーム部材と、前記収納部よりも下側の位置で前記フレーム部材の内部空間に収納され、前記各収納部のノズルをそれぞれ検知するための複数のノズルセンサとこれらノズルセンサの制御回路と前記各収納部のノズル有無検知に関する処理を行うノズル有無検知部とを一体に備える制御基板と、を備え、前記各ノズルセンサは、前記制御基板にそれぞれ搭載され、光を照射する投光部とこの投光部からの照射光を受光する受光部とを含み、前記フレーム部材は、前記複数のノズルセンサそれぞれに対応して形成され、前記投光部から照射された光が前記収納部を横断して前記受光部で受光されるように当該照射光を案内する導光路を備え、前記制御基板のノズル有無検知部は、前記各ノズルセンサの受光部における光の受光状態に基づき各収納部のノズルの有無を検知するものである（請求項１）。

このノズル交換装置では、ノズルを検出するためのノズルセンサの制御やノズル有無検知に関する処理等がノズル交換装置（フレーム部材）側に設けられる制御基板で行われる。そのため、ノズルセンサ毎にノズル交換装置と実装機本体側の制御装置（実装用ヘッドによる部品の実装動作を制御するために実装機本体側に搭載される制御装置）とを電気的に接続する必要が無くなり、ノズル交換装置と実装機本体側の制御装置との間の配線を少線化してシンプルな配線構造とすることが可能となる。また、ノズルセンサとその制御回路等とを別途ケーブルやコネクタを用いて結線することなく一体にフレーム部材に組み込むことが可能となるため、より生産性を高めることが可能となる。

また、上記のノズル交換装置においては、前記収納部に対するノズルの出し入れを可能とする状態と前記収納部に収納されたノズルを抜け止めする状態とに切り替え可能なノズル脱着機構が前記フレーム部材に搭載され、前記制御基板は、このノズル脱着機構をさらに駆動制御する（請求項２）。

この構成では、ノズル脱着機構の駆動がノズル交換装置側に設けられる制御基板により行われる。そのため、ノズル脱着機構を駆動するための信号線をノズル交換装置と実装機本体側の制御装置との間に直接設ける必要が無くなる。より具体的には、前記ノズル脱着機構は駆動源としてエアシリンダを有するものであり、このエアシリンダに対するエアの給排切り替えを行う切替弁が前記フレーム部材に一体に組み付けられ、前記制御基板は、さらにこの切替弁を切り替え制御するように構成される（請求項３）。

なお、上記のようなノズル交換装置においては、前記表面実装機の実装機本体に対して着脱可能に設けられているのが好適である（請求項４）。

この構成によれば、必要に応じて所望のノズル交換装置を実装機本体に搭載することにより、実装機本体において使用可能なノズルの自由度が向上する。

一方、本発明の表面実装機は、部品吸着用のノズルを着脱可能に備えた移動可能な実装
用ヘッドを有し、この実装用ヘッドにより部品を吸着して基板上に実装する実装機本体と、この実装機本体に搭載され、実装用ヘッドとの間でノズル交換を行うノズル交換装置とを備えた表面実装機において、前記ノズル交換装置として上記のような（請求項１乃至４の何れか一項に記載の）ノズル交換装置を備え、このノズル交換装置の前記制御基板を交換機側制御装置としたときに、この交換機側制御装置と、前記実装用ヘッドによる部品の実装動作を制御するために実装機本体側に搭載される本体側制御装置とが通信線を介して接続されているものである（請求項５）。

この表面実装機によれば、ノズル交換装置と実装機本体の制御装置との間の配線を少線化したシンプルな配線構造で実装機本体に対してノズル交換装置が組み込まれる。

本発明によれば、ノズル交換装置と実装機本体側の制御装置との間の配線を少線化したシンプルな配線構造でノズル交換装置を実装機本体に組み込むことが可能となる。従って、ノズル交換装置と実装機本体側の制御装置との間の信号線等の配索作業を軽減して表面
実装機の生産性やメンテナンス性を向上させることができる。また、実装機本体に対してノズル交換装置を交換する場合には、当該交換作業の作業性を向上させることができる。

本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１及び図２は、本発明に係る表面実装機（本発明に係るノズル交換装置が搭載される表面実装機；以下、実装機と略す）を概略的に示しており、図１は平面図で、図２は正面図でそれぞれ実装機を示している。

同図において、実装機の基台１上には基板搬送用のコンベア２が配置されており、これらコンベア２上をプリント基板３（以下、基板３と略す）が搬送されて所定の実装作業位置で停止され、図外のクランプ機構によりクランプされるようになっている。なお、以下の説明では、便宜上、コンベア２の搬送方向をＸ軸方向、水平面上でこれと直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることにする。

コンベア２の両側には、被実装部品を供給する部品供給部４が設けられている。これらの部品供給部４にはＸ軸方向に多数列のテープフィーダ４ａが配置されており、これら各テープフィーダ４ａによりＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を前記コンベア近傍の部品供給位置に供給する構成となっている。

前記基台１の上方には、部品実装用のヘッドユニット５が設けられている。このヘッドユニット５は、部品供給部４から部品を吸着して基板３上に実装し得るように、一定の領域内でＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ移動可能に構成されている。すなわち、基台１上には、ヘッドユニット５の支持部材７がＹ軸方向のレール６に移動可能に装着され、ヘッドユニット５がこの支持部材７に搭載されるとともにＸ軸方向のガイド部材（図示省略）に移動可能に装着されている。そして、Ｙ軸サーボモータ１０により駆動されるボールねじ９に支持部材７が螺合装着され、これにより支持部材７のＹ軸方向の移動が行われる一方、Ｘ軸サーボモータ１２により駆動されるボールねじ１１にヘッドユニット５が螺合装着され、これによりヘッドユニット５のＸ軸方向の移動が行われる構成となっている。

前記ヘッドユニット５には部品を吸着して基板３に実装するための複数の実装用ヘッド２０が搭載されており、当実施形態では、軸状に構成された６本の実装用ヘッド２０がＸ軸方向に一列に並べられた状態で搭載されている。

これらの実装用ヘッド２０は、Ｚ軸サーボモータ（図示省略）を駆動源とする昇降機構に連結されるとともにＲ軸サーボモータ（図示省略）を駆動源とする回転機構にそれぞれ連結されており、これら各機構によりヘッドユニット５に対してそれぞれ上下方向（Ｚ軸方向）および軸回り（Ｒ軸方向）に駆動されるようになっている。

各実装用ヘッド２０の先端には部品吸着用のノズル２１が設けられている。各ノズル２１は、それぞれ図外のバルブ等を介して負圧供給装置に接続されており、各テープフィーダ４ａからの部品取出し時には、ノズル２１の先端に負圧が供給されることにより部品の吸着が行われるようになっている。

前記ノズル２１は、実装用ヘッド２０に対して着脱可能に装着されており、必要に応じて形状や大きさの異なる他のノズル２１と交換されるようになっている。すなわち、実装用ヘッドの先端部（下端部）には、図６（ａ），（ｂ）に示すようにノズル２１を外嵌装着するための軸部２０ａとノズル保持用の一対の板バネ２０ｂとが設けられており、上記軸部２０ａにノズル２１を外嵌装着するとその上端に設けられた係合部２１ａに前記板バネ２０ｂが弾性的に係合し、これによりノズル２１が実装用ヘッド２０の先端部に保持される。一方、ノズル２１に対して上記板バネ２０ｂの弾発力よりも大きな外力がノズル引抜き方向に作用すると、実装用ヘッド２０からノズル２１が分離する構成となっている。

前記基台１上には、さらに実装用ヘッド２０に対する交換用のノズル２１を収納したノズル交換ユニット１９（本発明に係るノズル交換装置に相当する）が配備されている。

以上の構成により、上記実装機では、所定の作業位置に位置決めされた基板３と部品供給部４との間でヘッドユニット５が移動することにより、各実装用ヘッド２０のノズル２１により部品供給部４から部品がピックアップされて基板３上に搬送され、基板３上の所定位置に部品が順次実装される。そして、必要な時には、各実装用ヘッド２０のノズル２１が、上記ノズル交換ユニット１９に収納された別のノズル２１と交換され、このようなノズル２１の交換が適宜実行されながら上記部品の実装作業が進められるようになっている。

次に、上記ノズル交換ユニット１９の具体的な構成について説明する。

図２に示すように、ノズル交換ユニット１９は、基台１上に立設されるベース１９ａと、このベース１９ａの上端に設けられるブロック状のノズル保持部３０と、ノズル脱着機構とを有している。なお、当実施形態では、ベース１９ａおよびノズル保持部３０が本発明に係るフレーム部材に相当する。

図３〜図５は、ノズル交換ユニット１９の具体的構成を示しており、図３は平面図で、図４および図５は断面図でそれぞれノズル交換ユニット１９を示している。

上記ノズル保持部３０には、図３（ａ）、図４に示すように、ノズル２１を収納するための複数のノズル収納孔３１が設けられている。図示の例では、Ｘ軸方向に一定間隔で一列に並ぶ８個のノズル収納孔３１の列がＹ軸方向に４列設けられることにより全体で合計３２個のノズル収納孔３１が設けられている。各ノズル収納孔３１にはノズル２１がその先端側（下端側）から差込まれた状態でそれぞれ収納されている。なお、図４では便宜上、一部のノズル収納孔３１にのみノズル２１が収納された状態を示している。

ノズル脱着機構は、シャッタ部材３２と、このシャッタ部材３２をノズル保持部３０の上面に沿ってスライドさせる後記エアシリンダ２５等から構成されている。

前記シャッタ部材３２は、図３（ａ）および図４に示すように、前記ノズル収納孔３１の配列箇所に対応してＸ軸方向に延びる複数のスリット３３を備えたプレート状の部材である。これらのスリット３３は、ノズル２１の大径部２１ｂ（ノズル２１の最外周部を構成する部分）よりもやや大きい径を有する複数の円形切欠き部３４と、上記大径部２１ｂよりも狭い一定の幅を有する複数の狭小切欠き部３５とをＸ軸方向に交互に連設した形状とされ、各円形切欠き部３４のピッチは、前記ノズル収納孔３１のＸ軸方向の配列ピッチに対応している。

このシャッタ部材３２は、ノズル保持部３０の両端に形成された切欠き状のガイド部３０ａに沿ってＸ軸方向にスライド可能に設けられており、エアシリンダ２５により駆動されるようになっている。詳しくは、図３（ａ）および図５に示すように、前記ノズル保持部３０の下面には、連動してＸ軸方向に進退する一対のシリンダロッド２６ａ，２６ｂをもつ複動型のエアシリンダ２５が固定されており、シャッタ部材３２の両端部（Ｘ軸方向両端部位）が、連結板２７を介して前記ロッド２６ａ，２６ｂにそれぞれ連結されている。そして、これら連結板２７が前記ガイド部３０ａ内にそれぞれ挿入され、これによってエアシリンダ２５に対するエアの給排切換えに応じて、図３（ａ）に示すように、スリット３３の各円形切欠き部３４がノズル収納孔３１にそれぞれ対応する開放位置と、図３（ｂ）に示すように、各狭小切欠き部３５がノズル収納孔３１にそれぞれ対応する閉止位置とに前記シャッタ部材３２が変位するように構成されている。

そして、シャッタ部材３２が開放位置にセットされた状態（開放状態）では、図６（ａ）に示すように、ノズル収納孔３１の上方が上記円形切欠き部３４を通じて開放され、これによりノズル収納孔３１に対する各ノズル２１の抜き差しが可能になる一方、シャッタ部材３２が閉止位置にセットされた状態（閉止状態）では、図６（ｂ）に示すように、上記狭小切欠き部３５の周縁部が上記ノズル２１の大径部２１ｂの上側に被さり、各ノズル２１の上下方向の移動が規制（抜け止め）されるようになっている。

なお、詳しく図示していないが、ノズル交換ユニット１９の前記ベース１９ａには、図２に示すように電磁弁等からなる切替弁２５ａが一体に組み付けられており、この切替弁２５ａによりエアシリンダ２５に対するエアの給排切替えが行われる構成となっている。

この切替弁２５ａは、２本のエア導入配管（図示省略）を介して前記エアシリンダ２５に接続されるとともに１本のエア供給配管６２を介して基台１側（以下、実装機本体側という）に配備される例えばコンプレッサ等のエア供給源６０に接続されている。エア供給配管６２は、図７に示すように、エア供給源６０からの実装機本体側配管６２ａと、ユニット側配管６２ｂと、その間を連結する配管コネクタ６２ｃとから構成されている。

また、切替弁２５ａは、通信ケーブル６４および動力供給ケーブル６５を介してノズル交換ユニット１９の後記ユニットコントローラ３６と接続されており、これにより切替弁２５ａの切り替え、つまりシャッタ部材３２の駆動が当該ユニットコントローラ３６により制御される構成となっている。

図４に戻って、前記ノズル保持部３０は、上側ハウジング２８と下側ハウジング２９とから構成されており、両ハウジング２８，２９との間には空間Ｃが設けられ、この空間Ｃに、ＣＰＵや各種メモリ等を搭載した基板３６ａを有する、ノズル交換ユニット１９のコントローラ（ユニットコントローラ３６）が配備されている。このユニットコントローラ３６は、前記シャッタ部材３２の開閉動作や、ノズル２１の有無検知等、ノズル交換ユニット１９の動作を制御するものである。このノズル交換ユニット１９は、実装機本体側の後記主コントローラ５０と通信可能に接続されており、必要なデータ等の通信がこの主コントローラ５０との間で行われるようになっている。

ユニットコントローラ３６の前記基板３６ａには、各ノズル収納孔３１に対応する位置に、それぞれノズル２１を検知するためのノズルセンサ４０が実装されるとともに、このノズルセンサ４０の制御回路およびノズル有無検知部等が一体に配備されている。

ノズルセンサ４０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光源からなる投光部３８と、この投光部３８から照射された光を受光するフォトトランジスタ等の受光素子からなる受光部３９とを有しており、これら投光部３８および受光部３９の間に存在するノズル２１の有無を、前記受光部３９による光の受光状態に基づいて検知するように構成されている。

各ノズルセンサ４０の投光部３８および受光部３９は、投光面および受光面をそれぞれ上向きにした状態で前記制御基板３６に搭載されており、投光部３８から照射した光が二回屈折して受光部３９で受光されるようになっている。すなわち、図４に示すように、上側ハウジング２８には、各ノズルセンサ４０に対応して、投光部３８の設置位置上方から上向きに延びる第１鉛直通路４４ａと、この第１鉛直通路４４ａの上端部から水平方向に延びる水平通路４４ｂと、この水平通路４４ｂの先端部から下方に延びて受光部３９に向かって開口する第２鉛直通路４４ｃとを有したクランク形の導光路４４が形成されている。導光路４４の各コーナ部、つまり第１鉛直通路４４ａと水平通路４４ｂとの連結部、および水平通路４４ｂと第２鉛直通路４４ｃとの連結部には反射ミラー４５，４６が設置され、この光路構成によって上記投光部３８から照射された光が上記導光路４４に沿って２回屈折して受光部３９で受光されるようになっている。

そして、ノズル収納孔３１にノズル２１が存在しない状態では、投光部３８からの照射光が前記導光路４４を通って受光部３９で受光される一方（図４の右側のノズルセンサ４０参照）、ノズル収納孔３１にノズル２１が存在する状態では、前記照射光がノズル２１によって遮断され（図３の左側のノズルセンサ４０参照）、このようなノズル２１の有無に応じた受光レベルの信号が各ノズルセンサ４０から出力されることにより各ノズル収納孔３１におけるノズル２１の有無がユニットコントローラ３６により検出されるようになっている。

また、基板３６ａには、図４に示すように各ノズルセンサ４０の投光部３８の外側に、ノズル２１の有無に応じてノズル保持部３０の外部に光を照射するインジケータ用の発光部４２が設けられるとともに上側ハウジング２８及びシャッタ部材３２等にはこれに対応する確認窓４６（図３では省略）が設けられており、例えば、ノズル収納孔３１にノズル２１が存在する場合には発光部４２が消灯し、ノズル２１が存在しない場合に点灯するようにユニットコントローラ３６により発光部４２が点灯制御されるようになっている。

なお、上記実装機には、図２および図７に示すように、ＣＰＵや各種メモリ等から構成される主コントローラ５０が基台１（実装機本体）に設けられ、この主コントローラ５０により、前記実装用ヘッド２０による実装動作等が統括的に制御される構成となっている。

この主コントローラ５０は、通信部５１を有しており、この通信部５１とノズル交換ユニット１９の前記ユニットコントローラ３６（図外の通信部）との間に通信経路５２が設けられることにより、ノズル交換ユニット１９の制御に関するデータ、例えばノズル収納孔３１におけるノズル有無の検出結果に関係するデータや、前記シャッタ部材３２の駆動等の指令信号の送信が主コントローラ５０と前記ユニットコントローラ３６との間で行われるようになっている。

通信経路５２は、シリアル通信の通信経路であり、この通信経路５２は、本実施形態では、実装機本体側ケーブル５２ａと、ユニット側ケーブル５２ｂと、その間を連結するコネクタ５２ｃとから構成されている。

また、実装機本体とノズル交換ユニット１９との間には、通信経路５２と並列に動力供給経路５４が設けられる。この動力供給経路５４は、基台１内に設けられる直流電源（図示省略）からの実装機本体側動力ケーブル５４ａと、ユニット側ケーブル５４ｂと、その間を連結する動力線コネクタ５４ｃとから構成されている。

以上のように構成されたノズル交換ユニット１９によると、実装動作中は、前記ユニットコントローラ３６により、各実装用ヘッド２０の動作に連動して前記シャッタ部材３２の駆動が制御されることにより、以下のようにしてノズル２１の交換が行われる。

まず、ユニットコントローラ３６は、実装動作の開始に先立ち、各ノズルセンサ４０によるノズル検出結果（出力信号レベル）に応じて各ノズル収納孔３１におけるノズル２１の有無状態を検知し、その結果をシリアルデータとして主コントローラ５０に送信する。これにより当該ノズル有無状況（ノズル配置情報という）が主コントローラ５０内に登録される。

実装動作が開始されると、必要に応じてノズル交換ユニット１９の上方に実装用ヘッド２０が配置されることによりノズル交換が行われる。具体的には、ノズル交換の対象となる実装用ヘッド２０がノズル収納孔３１のうちの空きスペースの上方に位置決めされる。そして、上記シャッタ部材３２が開放位置（図３（ａ）の位置）にセットされた後、図６（ａ）に示すように、実装用ヘッド２０が下降してその先端のノズル２１がノズル収納孔３１に挿入される。次いで、シャッタ部材３２が閉止位置（図３（ｂ）の位置）に切換えられることにより、図６（ｂ）に示すように、ノズル２１の大径部２１ｂがシャッタ部材３２（の狭小切欠き部３５の周縁部）によって係止され、さらにその状態で実装用ヘッド２０が上昇することにより、ノズル２１が実装用ヘッド２０から分離して上記ノズル収納孔３１内に取り残され、ノズル２１の取り外しが完了する。

実装用ヘッド２０からノズル２１が取り外されると、次に、上記と逆の動作に従って実装用ヘッド２０に新たなノズル２１が装着される。すなわち、ノズル収納孔３１のうち、装着すべきノズル２１が収納されたノズル収納孔３１の上方に実装用ヘッド２０が位置決めされた後、実装用ヘッド２０が下降してその軸部２０ａがノズル収納孔３１内のノズル２１に挿入されるとともに、このノズル２１の被係合部２１ａによって実装用ヘッド２０先端の板バネ２０ｂが徐々に押し拡げられる。そして、上記軸部２０ａが完全にノズル２１に挿入された状態において、上記被係合部２１ａが板バネ２０ｂにより弾性的に挟持される結果、実装用ヘッド２０の先端にノズル２１が保持される。

そしてその後、シャッタ部材３２が開放状態に切換えられ、その状態で実装用ヘッド２０が上昇することにより、この実装用ヘッド２０に装着された状態でノズル２１がノズル収納孔３１から取り出されてノズル２１の交換が完了する。

なお、ノズル交換が行われると、ノズル交換ユニット１９におけるノズル収納孔３１内のノズル有無状況が変わるため、ユニットコントローラ３６は、当該ノズルセンサ４０の出力信号レベルの変化に応じてノズル２１の有無状態を検知し、その結果を主コントローラ５０に送信する。これにより主コントローラ５０内に登録された交換用ノズルの配置情報が更新される。

このような一連のノズル交換動作において、実装用ヘッド２０は、前記ノズル配置情報に基づいて実装機本体側の主コントローラ５０により駆動制御され、シャッタ部材３２は、主コントローラ５０から送信される指令信号に基づき、当該ユニットコントローラ３６により駆動制御される。これにより各実装用ヘッド２０の動作とノズル交換ユニット１９によるシャッタ部材３２の開閉動作とが連携してノズル２１の交換が行われることとなる。

以上説明したように、この実装機では、ノズル交換ユニット１９にユニットコントローラ３６が搭載され、各ノズルセンサ４０の制御や当該ノズルセンサ４０からの出力に基づくノズル有無検知等の処理が当該ユニットコントローラ３６により行われ、その結果が実装機本体側の主コントローラ５０にシリアル通信により送信される構成となっているので、従来のこの種の装置、つまり各ノズルセンサを個別に実装機本体側のコントローラ（制御装置）に接続してノズル有無検知等の処理を当該コントローラで行う装置に比べると、ノズル交換ユニット１９と主コントローラ５０との間に設けられる通信経路５２を少線化してシンプルな配線構造とすることができる。従って、通信経路５２等の配索作業に要する労力を軽減することができ、その結果、実装機の生産性やメンテナンス性を向上させることができる。また、基板３の品種切り替えに応じてノズル交換ユニット１９を交換することが求められる場合も、その作業性を向上させることができるという効果がある。

特に、上記のノズル交換ユニット１９では、シャッタ部材３２を駆動するエアシリンダ２５の切替弁２５ａを一体に組み込み、切替弁２５ａの切り替え制御をユニットコントローラ３６により行う構成となっているので、当該切替弁２５ａと主コントローラ５０とを直接結線する必要がなく、その分、配線の少線化が図られるという利点がある。

また、エアシリンダ２５の切替弁２５ａを上記のようにノズル交換ユニット１９に一体に組み込んでいるため、ノズル交換ユニット１９とエア供給源６０との間のエア供給配管６２が１本で済み、この点でも生産性やメンテナンス性の向上、あるいは省スペースの点で有利になるという利点がある。つまりエアシリンダ２５と切替弁２５ａとの間は上記の通り２本のエア導入配管で接続する必要があるため、切替弁２５ａを例えば基台１側に設置するとすれば、基台１側に２本のエア導入配管を配索する必要があり省スペース化等の上で不利となるが、上記実施形態の構成によれば基台１側には１本のエア供給配管６２を配索するだけで済むため省スペース化等の上で有利なものとなる。

なお、上述した実施形態の実装機は、本発明に係る表面実装機（本発明に係るノズル交換装置）の好ましい実施の形態の一例であって、実装機の全体構成やノズル交換ユニット１９の具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態のユニットコントローラ３６は、ノズルセンサ４０の制御回路やノズル有無検出のため検出回路等を組み込んだ基板３６ａを有し、この基板３６ａにさらにノズルセンサ４０を搭載した構成となっているが、勿論、ノズルセンサ４０を、ユニットコントローラ３６の基板３６ａとは別体に設け、各ノズルセンサ４０と基板３６ａとの間をケーブルで接続した構成としてもよい。

また、上記実施形態のノズル交換ユニット１９では、ノズルセンサとしていわゆる透過型のノズルセンサ４０を用いているが、勿論、反射型のノズルセンサ等、その他のセンサを用いた構成であってもよい。さらに、ノズル脱着機構の具体的な構成も、上記実施形態のようにシャッタ部材３２を駆動するものに限らず、例えばチャックによりノズル２１を挟持する状態と開放する状態とに切り替えるようなものであってもよい。

本発明に係る表面実装機（本発明に係るノズル交換装置が搭載される表面実装機）の構成を示す平面図である。 表面実装機を示す正面図である。 ノズル交換ユニットを示す平面略図である（（ａ）はシャッタ部材の開放状態、（ｂ）はシャッタ部材の閉止状態を示す）。 ノズル交換ユニットを示す断面略図（図３（ａ）のIV−IV断面図）である。 ノズル交換ユニットを示す断面略図（図３（ａ）のV−V断面図）である。 ノズル交換動作中のノズル交換ユニットの状態を示す断面略図である（（ａ）は実装用ヘッド先端のノズルをノズル収納孔に挿入した状態を、（ｂ）は実装用ヘッドからノズルが取り外された状態をそれぞれ示す）。 ノズル交換ユニットと実装機本体側との通信経路、動力供給経路およびエア供給経路を説明する模式図である。

１ 基台
５ ヘッドユニット
１９ ノズル交換ユニット
２０ 実装用ヘッド
２１ ノズル
３６ ユニットコントローラ
４０ ノズルセンサ
５０ 主コントローラ

Claims (5)

1. 部品吸着用のノズルを備えた移動可能な実装用ヘッドにより部品を吸着して基板上に実装する表面実装機に搭載される前記ノズルの交換装置であって、
   交換用のノズルが収納される複数の収納部を有するフレーム部材と、
   前記収納部よりも下側の位置で前記フレーム部材の内部空間に収納され、前記各収納部のノズルをそれぞれ検知するための複数のノズルセンサとこれらノズルセンサの制御回路と前記各収納部のノズル有無検知に関する処理を行うノズル有無検知部とを一体に備える制御基板と、を備え、
   前記各ノズルセンサは、前記制御基板にそれぞれ搭載され、光を照射する投光部とこの投光部からの照射光を受光する受光部とを含み、
   前記フレーム部材は、前記複数のノズルセンサそれぞれに対応して形成され、前記投光部から照射された光が前記収納部を横断して前記受光部で受光されるように当該照射光を案内する導光路を備え、
   前記制御基板のノズル有無検知部は、前記各ノズルセンサの受光部における光の受光状態に基づき各収納部のノズルの有無を検知する、ことを特徴とするノズル交換装置。
2. 請求項１に記載のノズル交換装置において、
   前記収納部に対するノズルの出し入れを可能とする状態と前記収納部に収納されたノズルを抜け止めする状態とに切り替え可能なノズル脱着機構が前記フレーム部材に搭載され、前記制御基板は、このノズル脱着機構をさらに駆動制御することを特徴とするノズル交換装置。
3. 請求項２に記載のノズル交換装置において、
   前記ノズル脱着機構は駆動源としてエアシリンダを有するものであり、
   このエアシリンダに対するエアの給排切り替えを行う切替弁が前記フレーム部材に一体に組み付けられ、前記制御基板は、この切替弁をさらに切り替え制御することを特徴とするノズル交換装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載のノズル交換装置において、
   前記表面実装機の実装機本体に対して着脱可能に設けられていることを特徴とするノズル交換装置。
5. 部品吸着用のノズルを備えた移動可能な実装用ヘッドを有し、この実装用ヘッドにより部品を吸着して基板上に実装する実装機本体と、この実装機本体に搭載され、実装用ヘッドとの間で前記ノズルの交換を行うノズル交換装置とを備えた表面実装機において、
   前記ノズル交換装置として請求項１乃至４の何れか一項に記載のノズル交換装置を備え、このノズル交換装置の前記制御基板を交換機側制御装置としたときに、この交換機側制御装置と、前記実装用ヘッドによる部品の実装動作を制御するために実装機本体側に搭載される本体側制御装置とが通信線を介して接続されていることを特徴とする表面実装機。
   

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