JP5081646B2 - 電子部品移載装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸着ノズルの負圧源としてエジェクタを備えた電子部品移載装置に関するものである。

従来、電子部品をプリント配線板に実装する表面実装機や、電子部品を検査用ソケットに装填するＩＣハンドラーなどの電子部品移載装置は、電子部品を吸着ノズルによって吸着して移動させる構成が採られている。

従来のＩＣハンドラーとしては、例えば特許文献１に記載されているものがある。この特許文献１に示されたＩＣハンドラーは、電子部品が吸着される吸着ノズルと、この吸着ノズルに接続された負圧源としてのエジェクタと、これらの吸着ノズルとエジェクタとを支持する移載ヘッドと、複数の前記移載ヘッドを有するヘッドユニットを電子部品供給部と検査ボードとの間で移動させる移動装置とを備えている。

前記エジェクタは、空気を噴射するノズルと、このノズルの下流側に位置するディフューザとを備えており、前記ノズルに加圧空気が供給されることによって、吸着ノズルから空気を吸引するように構成されている。前記吸着ノズルは、吸着する電子部品の種類に対応させて交換できるように、前記移載ヘッドに着脱可能に取付けられている。
特開平１１−２１４８９３号公報

上述した特許文献１に記載されているＩＣハンドラーを含めて、エジェクタによって吸着ノズルの負圧源が構成されている従来の電子部品移載装置は、吸着ノズルを電子部品の形状、大きさ等に対応させて交換したとしても、全ての電子部品について吸着状態を最適にすることはできなかった。

たとえば、吸着ノズルに接触する吸着面が平坦に形成されていないような電子部品は、吸着ノズルと前記吸着面との間の隙間を通して空気が吸着ノズル内に吸引され、吸引用空気通路内の真空圧が低下し易い。このため、従来の電子部品移載装置では、このような電子部品を吸着して移載することは難しい。

従来の電子部品移載装置において、このような電子部品を移載するときには、いわゆるクリッパーノズルを使用している。このクリッパーノズルは、吸引用空気通路内の真空圧によって駆動される把持部材を備えており、この把持部材によって電子部品を把持するものである。
従来の電子部品移載装置は、前記真空圧が略一定であるために、このようなクリッパーノズルを使用する場合に把持力を高くするにも限界がある。このため、従来の電子部品移載装置では、クリッパーノズルを使用したとしても、重量が嵩む電子部品を移載することはできなかった。

さらに、歪みゲージや、圧力センサーなどの電子部品は、吸着ノズルで吸着するときに大きな外力を加えることができないから、大型のＩＣを確実に吸着して移載できるように構成された電子部品移載装置では取扱うことができない。
加えて、従来の電子部品移載装置は、設置される工場が変更されたりしてエジェクタに供給される加圧空気の圧力が低下すると、吸着ノズルに電子部品を正しく吸着させることができなくなるおそれがあった。

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、多種多様な電子部品を吸着して移載することができ、しかも、エジェクタに供給される加圧空気の圧力が変化したとしても電子部品を確実に移載することができる電子部品移載装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係る電子部品移載装置は、電子部品が吸着される吸着ノズルと、この吸着ノズルから空気を吸引するエジェクタとを備えた電子部品移載装置において、前記エジェクタに、空気を噴射する空気噴射用ノズルの下流側端部にディフューザを一体形成してなる負圧発生部材と、この負圧発生部材を着脱可能に支持するハウジングとを備えさせ、前記負圧発生部材は、前記ハウジングの端面に開口する挿入孔に着脱自在に挿入され、前記負圧発生部材の下流側開放端には、前記挿入孔を閉塞するための蓋体が取付けられ、前記蓋体は、前記負圧発生部材の下流側端部内と前記挿入孔の開口部分とにそれぞれ嵌合する柱状突起と、前記ハウジングの端部に設けられた係合部に係合する爪片とを備え、特性を変えた前記負圧発生部材が複数種類用意され、これらの複数種類の負圧発生部材のうちエジェクタの使用条件に対応する特性の負圧発生部材が装着されるように操作者に負圧発生部材の交換を促すものである。

本発明は、前記発明において、エジェクタの使用条件と、エジェクタに装着されている負圧発生部材の種類とを比較することによって、エジェクタの使用条件を満たす負圧発生部材が装着されているか否かを判定する適否判定装置を備えているものである。

本発明は、前記発明において、吸着ノズルとエジェクタとの間の吸引用空気通路に、この空気通路内の圧力と空気流量とのうちいずれか一方を検出するセンサを設け、前記負圧発生部材が交換された後の前記センサの出力値に基づいて正しい負圧発生部材が取付けられているか否かを判定する正誤判定装置を備えているものである。

本発明によれば、負圧発生部材を特性が異なるものと交換することによってエジェクタの特性を変えることができるから、様々な使用条件（電子部品、吸着ノズルの種類や加圧空気の圧力が異なる使用条件）のうちで最適なエジェクタを使用することができる電子部品移載装置を提供することができる。

たとえば、吸着ノズルに接触する吸着面が平坦に形成されていないような電子部品を移載する場合は、吸着ノズルを流れる空気の流量（真空流量）が増大する負圧発生部材を使用する。クリッパーノズルによって重量が嵩む電子部品を把持する場合は、真空度（真空圧力）が高くなる負圧発生部材を使用し、クリッパーノズルの把持力を増大させる。

また、歪みゲージや圧力センサーなどの電子部品（加えられる外力を低く抑える必要がある電子部品）を移載する場合は、真空度が相対的に低くなる負圧発生部材を使用する。
さらに、エジェクタに供給される圧力空気の圧力が低い場合は、使用供給圧力が低い負圧発生部材を使用する。

エジェクタの使用条件を満たす負圧発生部材が装着されているか否かを判定する適否判定装置を備えた発明によれば、吸着ノズルを交換した後、使用した吸着ノズルに負圧発生部材が適合しているか否かを容易に判定することができる。このため、この発明によれば、負圧発生部材の交換が必要である場合は操作者に交換を促すことができる。

エジェクタの使用条件を満たす負圧発生部材が取付けられているか否かを判定する正誤判定装置を備えた発明によれば、負圧発生部材を交換した後に、この交換作業において正しい負圧発生部材が取付けられているか否かを判定することができる。このため、常に正しい負圧発生部材が取付けられた状態で運転を開始することができるから、電子部品を吸着し移載する動作の信頼性が高い電子部品移載装置を提供することができる。

以下、本発明に係る電子部品移載装置の一実施例を図１〜図１５によって詳細に説明する。この実施例においては、本発明を表面実装機に適用する場合の例について説明する。
図１は本発明に係る表面実装機の構成を示す平面図、図２は電子部品移動装置とヘッドユニットとを装置前側から見た状態を示す正面図、図３は本発明に係る表面実装機の構成を示す断面図、図４はヘッドユニットの側面図で、同図は電子部品移動装置の一部を破断して描いてある。

図５はエジェクタの底面図、図６は図５におけるVI−VI線断面図、図７は蓋体が取付けられた負圧発生部材の側面図、図８は図７におけるVIII−VIII線断面図である。図９は負圧発生部材を取外す手順を説明するための斜視図で、同図（Ａ）は取外す前の状態を示し、同図（Ｂ）は蓋体とともに負圧発生部材を取外した状態を示し、同図（Ｃ）は負圧発生部材を蓋体から取外した状態を示す。

図１０は標準的な負圧発生部材を示す図で、同図（Ａ）は上流側から見た正面図、同図（Ｂ）は側面図、同図（Ｃ）は（Ａ）図におけるＣ−Ｃ線断面図である。
図１１は真空圧力が相対的に高くなる負圧発生部材を示す図で、同図（Ａ）は上流側から見た正面図、同図（Ｂ）は側面図、同図（Ｃ）は（Ａ）図におけるＣ−Ｃ線断面図である。

図１２は真空流量が相対的に増大する負圧発生部材を示す図で、同図（Ａ）は上流側から見た正面図、同図（Ｂ）は側面図、同図（Ｃ）は（Ａ）図におけるＣ−Ｃ線断面図である。図１３はエジェクタの空気通路の構成を示す空気回路図、図１４は主要部の構成を示すブロック図、図１５は表面実装機の生産開始前の動作を示すフローチャートである。

図１において、符号１で示すものは、この実施例による表面実装機である。この表面実装機１は、図１〜図３に示すように、基台２と、この基台２の上部に基台２の一端部から他端部に延びるように設けられたコンベア３と、このコンベア３の幅を変更する幅変更装置４と、コンベア３の両側方に設けられた多数のテープフィーダー５，５…と、これらのテープフィーダー５から前記コンベア３上のプリント配線板６に電子部品（図示せず）を移載する（実装する）ための電子部品移動装置７と、電子部品の実装時にプリント配線板６を下方から支承するためのバックアップ装置８（図３参照）と、基台２の側部（図１においては下側の端部）に配設された操作装置９と、表面実装機１の全体を上方から覆うカバー１０（図３参照）などを備えている。

前記カバー１０は、開閉可能に形成されており、電子部品の実装時は図３中に破線で示すように閉じられて表面実装機１の全体を上方から覆う。また、このカバー１０は、後述するエジェクタ１１の清掃などのメンテナンス時には、図３中に実線で示すように上方に開く。この明細書においては、前記コンベア３の延びる方向（図１および図２においては、符号を正しく読める状態として左右方向）をＸ方向といい、このＸ方向とは直交する方向（図１および図２においては上下方向）をＹ方向という。この実施例においては、前記操作装置９が位置する一側部（図１において下側）を装置前側といい、操作装置９が対向する方向を前方という。
この表面実装機１の前方と後方とには、図示してはいないが、例えば交換用テープフィーダー５を運搬することができるように、通路が形成されている。

前記コンベア３は、上端部に無端ベルトが配置されて前記プリント配線板６の両端部を支え、このプリント配線板６を図１および図２において左方へ搬送する第１のコンベア本体１２および第２のコンベア本体１３とを備えている。この第２のコンベア本体１３は、幅変更装置４（図１参照）を介して基台２に支持されており、幅変更装置４によってＹ方向に移動させられる。
前記幅変更装置４は、Ｙ方向に延びる複数の支柱に沿って第２のコンベア本体１３を平行移動させる構成が採られている。

前記多数のテープフィーダー５は、図１および図３に示すように、前記第１のコンベア本体１２と第２のコンベア本体１３とに沿うようにコンベア３の両側方でＸ方向に並べられており、基台２に着脱可能に取付けられている。
この実施例においては、前記テープフィーダー５とコンベア３との間に撮像装置１４が設けられている。この撮像装置１４は、後述する吸着ノズル１５（図２参照）に吸着された電子部品などを下方から撮像するためのものである。

前記電子部品移動装置７は、図１〜図３に示すように、前記コンベア３の上方を通してＹ方向に延びる２本の固定レール２１，２１と、これらの固定レール２１，２１どうしの間に架け渡された支持部材２２とを備えている。この支持部材２２における装置前側の一側部には、後述するヘッドユニット２３がＸ方向に移動自在に支持されている。

前記二つの固定レール２１，２１のうち、プリント配線板６の搬送方向の上流側（図１においては右側）に位置する固定レール２１には、この固定レール２１に沿って延びるボールねじ軸２４が回転自在に支持されるとともに、このボールねじ軸２４を回転させるためのＹ軸サーボモータ２５が設けられている。前記ボールねじ軸２４には、前記支持部材２２に設けられたボールねじナット２６が螺合している。

前記支持部材２２には、Ｘ方向に延びるボールねじ軸２７が回転自在に支持されるとともに、このボールねじ軸２７を回転させるためのＸ軸サーボモータ２８が設けられている。前記ボールねじ軸２７には、ヘッドユニット２３に設けられたボールねじナット（図示せず）が螺合している。これらのボールねじ軸２４、Ｙ軸サーボモータ２５、ボールねじナット２６、ボールねじ軸２７、Ｘ軸サーボモータ２８および不図示のボールねじナットは、前記電子部品移動装置７の一部を構成する。

前記ヘッドユニット２３は、図２および図４に示すように、吸着ノズル１５が下端部に設けられた複数の吸着ヘッド３１と、これらの吸着ヘッド３１を支持するフレーム３２（図４参照）と、これらの部材を覆うカバー２３ａなどによって構成されている。
前記吸着ヘッド３１は、吸着ノズル１５を上下方向の軸線回りに回動させる回転装置３１ａと、吸着ノズル１５を上下方向に移動させる昇降装置３１ｂと、前記吸着ノズル１５に接続された部品吸着時の負圧源、かつ部品装着時の正圧源としてのエジェクタ１１（図４参照）などを備えている。

前記ヘッドユニット２３には、複数の前記吸着ヘッド３１がＸ方向に並べられた状態で取付けられている。このため、図２に示すように、各吸着ヘッド３１に設けられている前記エジェクタ１１も装置前側から見てＸ方向に並んでいる。
前記フレーム３２は、図４に示すように、前記支持部材２２の装置前側（図４においては右側）の一側部にレール３３とスライダ３４とからなる支持機構を介してＸ方向に移動自在に支持されている。

このフレーム３２の上端部には、前記各吸着ヘッド３１から前記支持部材２２の上方まで装置後側に延びる支持用プレート３５が設けられている。この支持用プレート３５は、図２に示すように、ケーブルベア３６（登録商標）のヘッドユニット側端部を支持するためのものである。このケーブルベア３６には、支持部材２２の上面に支持され、電力用電線および信号用電線と、エジェクタ１１に加圧空気を供給するためのホースなど収納されている。

前記エジェクタ１１は、図４に示すように、前記吸着ヘッド３１の上端部に取付ユニット４１を介して取付けられたベースユニット４２と、このベースユニット４２に取付けられた負圧発生ユニット４３と、この負圧発生ユニット４３に取付けられた真空発生用電磁弁４４および真空破壊用電磁弁４５などによって構成されている。図４においては、ヘッドユニット２３がカバー２３ａで覆われているためにエジェクタ１１がヘッドユニット２３に取付けられているように描かれているが、実際には、エジェクタ１１は複数の吸着ヘッド３１と同数となるように各吸着ヘッド３１に取付けられている。

前記取付ユニット４１は、各吸着ヘッド３１の上端部であって装置前側の端部に取付けられている。この取付ユニット４１の上端部には、吸着ヘッド３１の上端から上方へ延出された空気ホース４６が接続されている。この空気ホース４６は、吸着ヘッド３１内に形成されている空気通路（図示せず）と、取付ユニット４１の内部に形成されている空気通路（図示せず）とを連通している。吸着ヘッド３１内の空気通路は、前記吸着ノズル１５から吸着ヘッド３１内を上下方向に貫通して前記空気ホース４６まで延びるように形成されている。空気ホース４６は、電気部品を吸着するための負圧と、電子部品を装着するための正圧とを、吸着ノズル１５に供給するために利用される。

前記ベースユニット４２は、前記取付ユニット４１に後述する負圧発生ユニット４３を接続するためのもので、取付ユニット４１における装置前側の端部に図示していない取付用ボルトによって取付けられている。
このベースユニット４２の内部には、図６に示すように、空気通路として加圧空気供給用通路５１と、作業用空気通路５２とが形成されている。

加圧空気供給用通路５１は、ベースユニット４２をＸ方向に貫通する連通孔５１ａと、この連通孔５１ａから負圧発生ユニット４３側（図６においては下側）に延びる分配通路５１ｂとによって構成されている。この実施例によるベースユニット４２は、Ｘ方向に隣接する他のエジェクタ１１のベースユニット４２に、連通孔５１ａどうしが互いに接続されるように結合されている。このため、互いに隣り合うベースユニット４２の連通孔５１ａどうしは互いに連通されている。

Ｘ方向に並ぶ複数のベースユニット４２，４２…のうち、Ｘ方向の一端部に位置するベースユニット４２の連通孔５１ａには、図４に示すように、空気供給パイプ５３が接続されている。この空気供給パイプ５３は、図示していない加圧空気供給装置と前記連通孔５１ａとを接続している。また、Ｘ方向の他端部に位置するベースユニット４２には、連通孔５１ａの開口端を閉塞するための蓋部材（図示せず）が設けられている。なお、ベースユニット４２内の加圧空気供給用通路５１に加圧空気を供給するためには、この実施例で示した構成に限定されることはなく、各ベースユニット４２にそれぞれ空気供給パイプ５３を接続しても行うことができる。

ベースユニット４２の前記作業用空気通路５２は、前記取付ユニット４１内の空気通路と後述する負圧発生ユニット４３内の空気吸引用通路５４とを連通している。ベースユニット４２の作業用空気通路５２には、フィルター５５が設けられている。このフィルター５５は、円筒状に形成されてベースユニット４２の円形孔５６内に挿入されている。この円形孔５６は、ベースユニット４２の前端面に開口し、エジェクタ１１を吸着ヘッド３１に取付けた状態で表面実装機１の前方（図６においては右方）を指向するようにベースユニット４２に形成されている。

この円形孔５６の開口部は、円形孔５６の孔壁に形成された雌ねじ（図示せず）に螺着する雄ねじを有する栓部材５７によって閉塞されている。前記フィルター５５は、この栓部材５７によって円形孔内の所定位置に保持されている。栓部材５７の前端部には、作業者が把持することができるように棒状部５７ａが形成されている。なお、フィルター５５は、栓部材５７に保持させる他に、ベースユニット４２に保持させたり、ベースユニット４２と栓部材５７とで挟持するようにして保持することができる。また、栓部材５７は、円形孔５６に螺着する他に、ベースユニット４２の前面に取付用ねじ（図示せず）によって着脱可能に取付けることができる。

前記負圧発生ユニット４３は、前記ベースユニット４２の下端面に図示していない取付用ボルトによって取付けられている。この実施例においては、負圧発生ユニット４３によって本発明でいうハウジングが構成されている。
この負圧発生ユニット４３と前記ベースユニット４２との間には、これら両部材内の空気通路を気密に保つためにシール部材（図示せず）が設けられている。

負圧発生ユニット４３の内部には、図６に示すように、前記ベースユニット４２の前記分配通路５１ｂと対向する位置に形成された接続用通路６１と、この接続用通路６１から分岐した負圧発生用通路６２および真空破壊用通路６３と、前記ベースユニット４２の作業用空気通路５２に接続された作業用空気通路５４と、後述する負圧発生部材６４を挿入するための挿入孔６５と、この挿入孔６５の開口側端部から下方に延びる排気通路６６とが形成されている。

前記負圧発生用通路６２は、図６および図１３に示すように、前記接続用通路６１の下端部から負圧発生ユニット４３の後端までＹ方向に延びる上流部６２ａと、この上流部６２ａの下方で負圧発生ユニット４３の後端から前記挿入孔６５の後端までＹ方向に延びる下流部６２ｂと、これら両部どうしの接続・切断を切り換えるための真空発生用電磁弁４４とによって構成されている。

この真空発生用電磁弁４４は、負圧発生ユニット４３の後端部に図示していない取付用ボルトによって取付けられている。この真空発生用電磁弁４４と負圧発生ユニット４３との間にも空気通路の気密を保つためにシール部材（図示せず）が設けられている。この真空発生用電磁弁４４としては、図示してはいないが、例えばスプールをばね部材とソレノイドとにより一方と他方とに移動させることによって、負圧発生用通路６２が開閉されるものを使用することができる。

前記真空破壊用通路６３は、図６および図１３に示すように、前記接続用通路６１の下端部から負圧発生ユニット４３の下端まで上下方向に延びる上流部６３ａと、この上流部６３ａの前方で負圧発生ユニット４３の下端から前記挿入孔６５の後端部下端まで上下方向に延びる下流部６３ｂと、これら両部どうしの接続・切断を切り換えるための真空破壊用電磁弁４５とによって構成されている。図６においては、空気通路の構成を分かり易くするために、真空破壊用通路６３の上流部６３ａと前記負圧発生用通路６２の下流部６２ａとを同一平面上で交差するように描いてある。しかし、これらの通路は、実際には図６の紙面と直交する方向に離間した位置に形成されている。真空破壊通路６３の下流部６３ｂと作業用空気通路５４は、負圧発生部材６４内で連通する。

前記真空破壊用電磁弁４５は、負圧発生ユニット４３の下端部に図示していない取付用ボルトによって取付けられている。この真空破壊用電磁弁４５と負圧発生ユニット４３との間にも空気通路の気密を保つためにシール部材（図示せず）が設けられている。この真空破壊用電磁弁４５としては、図示してはいないが、例えばスプールをばね部材とソレノイドとにより一方と他方とに移動させることによって、真空破壊用通路６３が開閉されるものを使用することができる。

負圧発生ユニット４３の前記作業用空気通路５４は、負圧発生ユニット４３の上端であってベースユニット４２の作業用空気通路５２に接続される部位から挿入孔６５の後端部上端まで上下方向に延びている。
前記挿入孔６５は、開口形状が円形の孔で、負圧発生ユニット４３の前端面から装置後側に延びている。すなわち、この挿入孔６５は、負圧発生ユニット４３の前端面に開口し、エジェクタ１１を吸着ヘッド３１に取付けた状態で表面実装機１の前方を指向するように負圧発生ユニット４３に形成されている。

この挿入孔６５の後端には、前記負圧発生用通路６２の下流部６２ｂが開口し、挿入孔６５の後端部の下端には前記真空破壊用通路６３の下流部６３ｂが開口している。さらに、挿入孔６５の後端部の上端には、前記作業用空気通路５４が開口している。
挿入孔６５の前端部には、この挿入孔６５の内径が部分的に大きくなるように環状の凹溝６７が形成されている。

前記排気通路６６は、前記凹溝６７内と負圧発生ユニット４３の下方の空間とを連通するように、負圧発生ユニット４３の下端部内を上下方向に延びている。この排気通路６６の下流端となる排気口６８は、図６に示すように、負圧発生ユニット４３の下面に下方を指向するように形成されている。
負圧発生ユニット４３における前記排気口６８が形成されている部分には、マフラー６９（図１３参照）を取付けることができる。

前記挿入孔６５内に挿入された負圧発生部材６４は、前記負圧発生用通路６２から供給された加圧空気を用いて負圧を発生させるもので、図６〜図８に示すように、挿入孔６５内に嵌合する円筒状に形成されている。詳述すると、この実施例による負圧発生部材６４は、図８に示すように、上流側の端部に位置するノズル７１と、このノズル７１の周囲を囲むチャンバー７４を形成する周壁７２と、この周壁７２の下流側に接続されたディフューザ７３とから構成されている。

この実施例においては、図９（Ｃ）、図１０〜図１２に示すように、ノズル７１とディフューザ７３との形状が異なる（特性が異なる）３種類の負圧発生部材６４（６４Ａ〜６４Ｃ）を用意し、これらの負圧発生部材６４Ａ〜６４Ｃのうち一つを選択して負圧発生ユニット４３に装着している。

負圧発生部材６４Ａは標準的なものであり、負圧発生部材６４Ｂは、真空圧力が相対的に高くなるものである。また、負圧発生部材６４Ｃは、真空流量（吸着ノズル１５を通る空気の流量）が相対的に増大するものである。負圧発生部材６４としては、図示してはいないが、上記の他に、加圧空気の圧力が一定でも真空度が相対的に低くなるものや、加圧空気の圧力が相対的に低くても所定の真空圧力が得られるものなどを用意しておくことができる。

前記ノズル７１、周壁７２およびディフューザ７３は、金属材料で一体成形することによって一体に形成されている。
前記ノズル７１は、負圧発生部材６４の上流端（後端）から下流側に延びる筒体で、前記上流端から下流側に向かうにしたがって径が漸次減少するテーパ状に形成されている。このノズル７１は、径が最大になる上流側端部が前記周壁７２に接続されており、この周壁７２に支持されている。

このノズル７１の上流側端部は、負圧発生部材６４を挿入孔６５に挿入することによって、前記負圧発生用通路６２の下流部６２ｂに接続される。
前記３種類の負圧発生部材６４Ａ〜６４Ｃのうち、真空圧力が相対的に高くなる負圧発生部材６４Ｂのノズル７１は、図１１に示すように、他の負圧発生部材６４Ａ，６４Ｃのノズル７１に較べて軸線方向（図１１において左右方向）に長くなるように形成されている。また、真空流量が相対的に増大する負圧発生部材６４Ｃのノズル７１は、図１２に示すように、標準的な負圧発生部材６４Ａのノズル７１に較べて、下流端の孔径が大きくなるように形成されている。負圧発生部材６４Ｃのノズル７１の軸線方向の長さは、標準的な負圧発生部材６４Ａのノズル７１と同じ長さに形成されている。

前記周壁７２は、前記ノズル７１を全周にわたって囲む円筒からなり、ノズル７１との間に環状の空間からなるチャンバー７４を形成している。また、この周壁７２には、下部透孔７５と上部透孔７６とが穿設されている。前記下部透孔７５は、挿入孔６５の後端部下端に開口した前記真空破壊用通路６３の下流部６３ｂと対応する位置に穿設されている。前記上部透孔７６は、挿入孔６５の後端部上端に開口した前記作業用空気通路５４と対応する位置に穿設されている。すなわち、前記チャンバー７４は、下部透孔７５を介して真空破壊用通路６３の下流部６３ｂに接続されるとともに、上部透孔７６を介して作業用空気通路５４に接続されている。

前記ディフューザ７３は、図８に示すように、ノズル７１の下流端近傍で内径が最も小さくなるように形成されて加圧空気の流れを加速するベンチュリ部７３ａと、このベンチュリ部７３ａの下流側（装置前側）で、内径が漸次拡大するように形成されて加圧空気の流速を減速するテーパ部７３ｂと、このテーパ部７３ｂの下流側で内径が一定になるように形成された円筒部７３ｃとから構成されている。前記３種類の負圧発生部材６４Ａ〜６４Ｃのうち、真空圧力が相対的に高くなる負圧発生部材６４Ｂのディフューザ７３は、図１１に示すように、標準的な負圧発生部材６４Ａのディフューザ７３に較べて短くなるように形成されている。

前記チャンバー７４は、ノズル７１の上流側端部からディフューザ７３の下流側端部までの空気流路の途中部となる前記ベンチュリ部７３ａにおいて、ノズル７１の下流端外周に形成される開放端７４ａによりディフューザ７３内に連通されている。前記開放端７４ａが指向する方向は、ノズル７１からの加圧空気の流れに沿う方向である。すなわち、この開放端７４ａには加圧空気流の動圧は作用することはなく、チャンバー７４内の空気は、ベンチュリ部７３ａを通る加圧空気流によってディフューザ７３内に吸い出されることになる。

ディフューザ７３の下流側端部であって前記挿入孔６５の凹溝６７と対向する部分には、４つの透孔７７が穿設されている。このため、ディフューザ７３内の空間は、これらの透孔７７と凹溝６７内とを介して前記排気通路６６に接続されている。

このディフューザ７３（負圧発生部材６４）の下流側開放端には、挿入孔６５を閉塞するための蓋体７８が取付けられている。この蓋体７８は、図６および図８に示すように、負圧発生部材６４の下流側端部内と、負圧発生部材６４より下流側（装置前側）に位置する挿入孔６５の開口部分とにそれぞれ嵌合する柱状突起７９と、負圧発生ユニット４３の前端部に設けられた係合部８０｛図９（Ｂ），（Ｃ）参照｝に係合する爪片８１とを備えている。

前記柱状突起７９と負圧発生部材６４との嵌合部分は、蓋体７８によって負圧発生部材６４を保持できるとともに、蓋体７８を作業者が把持した状態で負圧発生部材６４を挿入孔６５に対して出入れできるように構成されている。

前記係合部８０は、挿入孔６５の開口部分を囲むように負圧発生ユニット４３に突設された円形凸部８２と、この円形凸部８２の外周部で前後方向に延びる第１の凹溝８３と、この第１の凹溝８３の後端から円形凸部８２の周方向に延びる第２の凹溝８４とによって構成されている。第２の凹溝８４が延びる方向は、負圧発生ユニット４３を装置前側（図９においては上側）から見た状態で時計方向である。第１の凹溝８３と第２の凹溝８４とは、円形凸部８２に２組形成されている。このため、蓋体７８の爪片８１も２つ形成されている。また、蓋体７８の外側部には、作業者が把持するときに指を掛けることができるように凹部７８ａが形成されている。

この蓋体７８は、前記係合部８０の第１の凹溝８３に爪片８１を挿入し、爪片８１が第１の凹溝８３の後端部に達した状態で時計方向に回すことによって、係合部８０に係合される。このように蓋体７８を係合部８０に係合させることによって、蓋体７８が挿入孔６５の挿入口６５ａを閉塞するとともに、負圧発生部材６４に空気の圧力が加えられた状態でも外れることがないように負圧発生ユニット４３に固定される。

この実施例による蓋体７８は、このように負圧発生ユニット４３に取付けられることによって、図４に示すように、ヘッドユニット２３の最も装置前側に位置付けられる。なお、この蓋体７８の上方近傍には、前記ベースユニット４２の栓部材５７が位置付けられる。
また、この蓋体７８は、前記取付状態で反時計方向に回して前記係合部８０の係合を解除し、装置前側に引くことによって、負圧発生部材６４とともに負圧発生ユニット４３から取外すことができる。

この実施例による負圧発生部材６４の外周部には、図９（Ｃ）、図１０〜図１２に示すように、周方向に延びる凹溝８５が形成されている。この凹溝８５は、３種類の負圧発生部材６４Ａ〜６４Ｃを外観によって識別するためのものである。標準的な負圧発生部材６４Ａには、凹溝８５が１本形成され、真空圧力が相対的に高くなる負圧発生部材６４Ｂには、２本の凹溝８５が形成されている。また、真空圧力が相対的に高くなる負圧発生部材６４Ｃには、３本の凹溝８５が形成されている。

このように構成されたエジェクタ１１によって負圧を発生させるためには、前記真空発生用電磁弁４４を開くとともに真空破壊用電磁弁４５を閉じる。このように両電磁弁４４，４５を動作させることにより、負圧発生部材６４のノズル７１に負圧発生用通路６２から加圧空気が供給され、ノズル７１からディフューザ７３内に空気が噴射されてチャンバー７４内の空気がディフューザ７３内に吸引される。ディフューザ７３内に噴射された空気は、ディフューザ７３の下流側端部に穿設されている４箇所の透孔７７から前記凹溝内６７内と排気通路６６内とを通して負圧発生ユニット４３の外に排出される。

排気通路６６の下流端からなる排気口６８は、負圧発生ユニット４３の下面に下方を指向するように開口しているから、前記負圧発生部材６４内に供給された空気は、負圧発生部材６４の下流側端部で流れる方向が変えられて負圧発生ユニット４３の下方に排出される。排気口６８の断面積が円筒部７３ｃの断面積より小さい場合には、排気口６８で加圧空気の流れは速くなるので、排気口６８の周辺の雰囲気が減圧され、排気口６８の近傍の温度が減圧により露点より低くなることがある。このような場合は、排気口６８の周辺に結露が生じるおそれがある。

この実施例においては、排気口６８が負圧発生ユニット４３の下面に形成されているから、前記蓋体７８を取付ける部分に結露が生じることがなく、この部分が結露により錆付いてしまうようなことはない。このため、この実施例によれば、長期間にわたって蓋体７８を負圧発生ユニット４３に対して容易に着脱できる状態に保つことができる。

前記負圧発生部材６４内の加圧空気が供給されてチャンバー７４内に負圧が発生することによって、負圧発生ユニット４３およびベースユニット４２の作業用空気通路５２，５４およびフィルター５５と、取付ユニット４１内の空気通路と、前記空気ホース４６と、吸着ヘッド３１内の空気通路とを介して吸着ノズル１５に負圧が伝播され、吸着ノズル１５が空気を吸引するようになる。

表面実装機１は、このように吸着ノズル１５から空気を吸引している状態でテープフィーダー５の電子部品を吸着ノズル１５に吸着させる。電子部品を吸着した後、吸着ノズル１５は、吸着ヘッド３１によって上昇させられ、電子部品移動装置７によってプリント配線板６の実装位置の上方へ移動させられる。その後、吸着ノズル１５は、吸着ヘッド３１によって下降させられ、電子部品をプリント配線板６に載置（実装）する。

このとき、前記真空発生用電磁弁４４が閉じ、前記真空破壊用電磁弁４５が開く。このように両弁４４，４５が動作することにより、負圧発生部材６４内で負圧の発生が停止され、加圧空気が真空破壊用通路６３を通ってチャンバー７４内に供給される。この正圧は、チャンバー７４から作業用空気通路５２，５４、フィルター５５、取付ユニット４１内の空気通路、前記空気ホース４６、吸着ヘッド３１内の空気通路とを介して吸着ノズル１５に伝播する。吸着ノズル１５にこの圧力波が伝播されることによって、電子部品が吸着ノズル１５から外され、プリント配線板６に載置されることになる。

前記吸着ノズル１５は、吸着する電子部品の形状、大きさ、重量などに対応させて最適なものが用いられている。この実施例による表面実装機１は、使用するプリント配線板６毎に各吸着ヘッド３１に装着する吸着ノズル１５の種類が決められている。吸着ノズル１５を選択するに当たっては、この表面実装機１の制御装置９１（図１４参照）による指示に基づいて行う。

制御装置９１は、図１４に示すように、メモリ９２、真空圧センサ９３、流量センサ９４、データ入力部材９５およびディスプレイ装置９６などが接続されており、後述する吸着ノズル選択部９７、適否判定部９８および正誤判定部９９と、前記コンベア３や電子部品移動装置７等の実装動作を制御するための実装動作制御部（図示せず）などを備えている。

前記メモリ９２には、基板データ１００や運転に必要なデータが記憶されている。基板データ１００には、各プリント配線板６に実装される電子部品の種類や、これらの電子部品を実装するために必要な吸着ノズル１５の種類、各吸着ノズル１５に適合する負圧発生部材６４の種類などが記録されている。また、メモリ９２には、現在取付けられている吸着ノズル１５の種類、現在取付けられている負圧発生部材６４の種類、エジェクタ１１に供給されている加圧空気の圧力も記憶されている。なお、この加圧空気の圧力は、基板データ１００とともに予め入力しておく他に、図示していない圧力センサによってその都度検出してメモリ９２に記憶させておくこともできる。

前記真空圧センサ９３は、エジェクタ１１と吸着ノズル１５との間の作業用空気通路５２（吸引用空気通路）内の圧力を検出するものであり、流量センサ９４は、前記作業用空気通路５２を流れる空気の流量を検出するものである。これらの真空圧センサ９３と流量センサ９４とは、少なくともいずれか一方が装備される。この実施例では、真空圧センサ９３を使用している。

前記データ入力部材９５は、図示してはいないが、キーボードやマウスなどによって構成されており、前記操作装置９に設けられている。
ディスプレイ装置９６は、前記操作装置９に設けられており、後述する各種のメッセージを表示する。

前記吸着ノズル選択部９７は、前記基板データ１００を読み出し、電子部品の実装に必要な吸着ノズル１５を吸着ヘッド３１毎に指定する。
前記適否判定部９８は、エジェクタ１１の使用条件（電子部品、吸着ノズル１５の種類や、エジェクタ１１に供給される加圧空気の圧力など）と、エジェクタ１１に装着されている負圧発生部材６４の種類とを比較し、エジェクタ１１の使用条件を満たす負圧発生部材６４が装着されているか否かを判定する。

すなわち、適否判定部９８は、上述した３種類の負圧発生部材６４Ａ〜６４Ｃのうち、各吸着ヘッド３１の吸着ノズル１５に適合する負圧発生部材６４を選択し、この負圧発生部材６４が装着されているか否かを判定する。この適否判定部９８と前記メモリ９２とによって、本発明でいう適否判定装置が構成されている。
また、適否判定部９８は、上述した判定の結果、負圧発生部材６４が吸着ノズル１５に適合しない場合、負圧発生部材６４の交換を求める内容の指示をディスプレイ装置９６に表示する。

前記正誤判定部９９は、前記負圧発生部材６４が交換された後にエジェクタ１１を動作させ、真空圧センサ９３の出力値を検出する。正誤判定部９９は、この出力値に基づいて正しい負圧発生部材が取付けられているか否かを判定する。この正誤判定部９９と前記真空圧センサ９３または流量センサ９４とによって、本発明でいう正誤判定装置が構成されている。
正誤判定部９９は、この判定の結果を前記ディスプレイ装置９６に表示させ、不適切な負圧発生部材が取付けられている場合は、負圧発生部材６４の交換を求める内容のメッセージをディスプレイ装置９６に表示する。

ここで、制御装置９１の前記吸着ノズル選択部９７、適否判定部９８および正誤判定部９９の動作を図１５に示すフローチャートによって説明する。
使用するプリント配線板６が変わったときには、前記吸着ノズル選択部９７がメモリ９２の基板データ１００を読込み（ステップＳ１）、この基板データ１００に記録されている内容に基づいて吸着ヘッド３１毎に吸着ノズル１５を選択する。

そして、吸着ノズル選択部９７は、ステップＳ２において、各吸着ヘッド３１に所定の吸着ノズル１５を取付けることを求める内容のメッセージをディスプレイ装置９６に表示させる。操作者は、この表示を見て吸着ノズル１５を適切なものと交換する。
次に、吸着ノズル選択部９７は、上述したメッセージを予め定めた時間だけ表示させた後、吸着ノズル１５の交換作業が終了したか否かを確認するためのメッセージをディスプレイ装置９６に表示させる。

このとき、吸着ノズル選択部９７は、操作者がデータ入力部材９５を操作することにより確認操作が行われるのを待つ。吸着ノズル選択部９７は、前記確認操作が行われたときに、現在取付けられている吸着ノズル１５の種類のデータを更新し、ステップＳ４に進む。
ステップＳ４においては、吸着ノズル１５の交換に伴って負圧発生部材６４の交換が必要か否かを適否判定部９８が判定する。この判定は、エジェクタ１１の使用条件（実装する電子部品の種類、現在装着されている吸着ノズル１５の種類、エジェクタ１１に供給されている加圧空気の圧力など）と、現在装着されている負圧発生部材６４の種類とを比較し、エジェクタ１１の使用条件を満たすことが可能な負圧発生部材６４が使用されるように行う。

例えば、吸着ヘッド３１に装着されている吸着ノズル１５が標準的なものである場合は、標準的な負圧発生部材６４Ａが装着されていれば交換が不要であると判定し、そうでなければ交換が必要であると判定する。吸着ヘッド３１に装着されている吸着ノズル１５が高い真空圧力を必要とするものである場合は、真空圧力が相対的に高くなる負圧発生部材６４Ｂが装着されていれば交換が不要であると判定し、そうでなければ交換が必要であると判定する。

吸着ヘッド３１に装着されている吸着ノズル１５が真空流量を多く必要とするものである場合は、真空流量が相対的に増大する負圧発生部材６４Ｃが装着されていれば交換が不要であると判定し、そうでなければ交換が必要であると判定する。
また、吸着ヘッド３１に装着されている吸着ノズル１５が標準的なものであり、かつ負圧発生部材６４も標準的なものが装着されている場合であっても、例えば吸着面に大きな凹凸が形成されているために真空圧力が相対的に高くなければ吸着できないような電子部品を実装する場合は、真空流量が相対的に増大する負圧発生部材６４Ｃが使用されるようにする。

これと同様に、クリッパーノズルによって重量が嵩む電子部品を把持する場合も真空圧力が高くなる負圧発生部材６４Ｂが使用されるようにする。また、歪みゲージ（図示せず）や圧力センサー（図示せず）などの電子部品を実装する場合は、真空圧力が相対的に低くなる負圧発生部材（図示せず）が使用されるようにする。さらに、エジェクタ１１に供給される圧力空気の圧力が低い場合は、加圧空気の圧力（使用供給圧力）が低くても所定の真空圧力が得られる負圧発生部材が使用されるようにする。

前記ステップＳ４において、負圧発生部材６４の交換が不要であると判定された場合は、ステップＳ５に進み、他の段取り操作を求めるメッセージをディスプレイ装置９６に表示させる。他の段取り操作としては、例えばテープフィーダ５の交換、コンベア幅の変更などがある。

前記ステップＳ４において、負圧発生部材６４を交換しなければならないと判定された場合は、ステップＳ６において、交換が必要なエジェクタ１１の識別番号（例えば＃１ヘッド用エジェクタ）と、交換する負圧発生部材６４の種類とをディスプレイ装置９６に表示させる。操作者は、この表示を見て該当するエジェクタ１１の負圧発生部材６４を適切なものと交換する。

そして、制御装置９１は、この表示状態を予め定めた時間継続させた後、負圧発生部材６４の交換作業が終了したか否かを確認するためのメッセージをディスプレイ装置９６に表示させる。このとき、適否判定部９８は、操作者がデータ入力部材９５を操作することにより確認操作が行われるのを待ち、前記確認操作が行われたときに、現在取付けられている負圧発生部材６４の種類のデータを更新する。

負圧発生部材６４の交換は、ヘッドユニット２３を図３において実線で示すように表面実装機１の装置前側（図３においては右側）の端部まで移動させた状態で行う。このようにヘッドユニット２３を移動させることによって、表面実装機１の前方に設けられている通路（図示せず）にＸ方向に並ぶ各エジェクタ１１のそれぞれの前記蓋体７８が接近する。蓋体７８が通路に接近することにより、通路に立つ作業者が容易に蓋体７８をエジェクタ１１（負圧発生ユニット４３）から前方へ取外すことができる。

この実施例では、蓋体７８をエジェクタ１１から取外すことによって、図９（Ｂ）に示すように、負圧発生部材６４を蓋体７８と一体にエジェクタ１１から取外すことができる。
正しい負圧発生部材６４を組付ける作業は、上記とは逆の手順によって行う。この組付作業も通路に立つ作業者が容易に行うことができる。この実施例においては、蓋体７８に負圧発生部材６４を保持させる例を示したが、蓋体７８は、単に挿入孔６５を閉塞するだけ機能を有するように形成することができる。この場合であっても、蓋体７８をエジェクタ１１から取外すことによって、前記挿入口６５ａが作業者に向けて開口するようになるから、挿入孔６５内から負圧発生部材６４を容易に引き抜くことができる。

負圧発生部材６４の交換作業が終了し、前記ステップＳ７において、操作者による確認操作が行われた後、ステップＳ８において、前記正誤判定部９９が交換後の負圧発生部材６４が正しいものであるか否かを判定する。

この判定は、エジェクタ１１を実際に動作させた状態で測定した作業用空気通路５２内の真空圧と、基板データ１００に予め記録してある基準とする真空圧とを比較することによって行う。作業用空気通路５２内の圧力は、真空圧センサ９３によって検出する。また、基準とする真空圧は、各部材を正しく装着されている状態で実際に動作させて予め測定しておく。この実施例においては、実際に測定した真空圧と、前記基準とする真空圧との差が予め定めた判定値より小さいときに、正しい負圧発生部材６４が装着されていると判定する。

ステップＳ８において、正しい負圧発生部材６４が装着されていないと判定された場合、正誤判定部９９は、ステップＳ９において、負圧発生部材６４が不適切であることを示すメッセージをディスプレイ装置９６に表示させ、さらに、ステップＳ１０において、正しい負圧発生部材６４を取付けることを求めるメッセージを表示させる。このように表示を行った後、ステップＳ８に戻って上述した判定を再び行う。

ステップＳ８において、適切な負圧発生部材６４が装着されていると判定された場合は、正誤判定部９９は、ステップＳ１１において、負圧発生部材６４が適切なものであることを示すメッセージをディスプレイ装置９６に表示させ、ステップＳ５において、他の段取り操作を求めるメッセージをディスプレイ装置９６に表示させる。
このようにステップＳ５まで進むことによって、負圧発生部材６４の確認を行う工程が終了し、表面実装機１によって電子部品を実装するための次のステップに進む。

したがって、この実施例による表面実装機１は、特性が異なる複数の負圧発生部材６４Ａ〜６４Ｃの中からエジェクタ１１の使用条件を満たす負圧発生部材６４が装着されるように負圧発生部材６４の交換を促すものであるから、適切な負圧発生部材６４を選択し、使用することができる。このため、この実施例による表面実装機１は、様々な使用条件（電子部品、吸着ノズルの種類や加圧空気の圧力が異なる使用条件）のもとで最適に使用することができる。

たとえば、吸着ノズル１５に接触する吸着面が平坦に形成されていないような電子部品を実装する場合は、吸着ノズル１５を流れる空気の流量（真空流量）が増大する負圧発生部材６４Ｃを使用する。クリッパーノズル（図示せず）によって重量が嵩む電子部品を把持して実装する場合は、真空度が高くなる負圧発生部材６４Ｂを使用し、クリッパーノズルの把持力を増大させる。歪みゲージや圧力センサーなどの電子部品（加えられる外力を低く抑える必要がある電子部品）を実装する場合は、真空度が相対的に低くなる負圧発生部材６４（図示せず）を使用する。エジェクタ１１に供給される圧力空気の圧力が低い場合は、使用供給圧力が低い負圧発生部材６４（図示せず）を使用する。

この実施例による表面実装機１は、エジェクタ１１の使用条件を満たす負圧発生部材６４が装着されているか否かを判定する適否判定部９８を備えている。このため、吸着ノズルを交換した後に負圧発生部材６４がエジェクタ１１の使用条件に適合しているか否かを容易に判定することができる。したがって、この実施例によれば、負圧発生部材６４の交換が必要である場合に操作者に交換を促すことができる。

この実施例による表面実装機１は、正しい（エジェクタ１１の使用条件を満たす）負圧発生部材６４が取付けられているか否かを判定する正誤判定部９９を備えている。このため、この実施例によれば、負圧発生部材６４を交換した後に、この交換作業において正しい負圧発生部材６４が取付けられているか否かを判定することができる。したがって、この実施例によれば、常に正しい負圧発生部材６４が取付けられた状態で実装動作を開始することができるから、電子部品の実装動作の信頼性が高い表面実装機を提供することができる。

なお、この実施例では本発明を表面実装機に適用した例を示したが、本発明は、ＩＣハンドラーにも適用することができる。
また、上述した実施例では負圧発生部材６４をエジェクタ１１の挿入孔６５内に着脱自在に挿入する例を示したが、エジェクタ１１の構造は、実施例の構造に限定されることはなく、適宜変更することができる。
さらに、上述した実施例では負圧発生部材６４をエジェクタ１１から表面実装機１の前方へ取出すことができる構成を採っているが、負圧発生部材６４を着脱する方向は、適宜変更することができ、後方でもよいし、上方、下方、左方または右方でもよい。

本発明に係る表面実装機の構成を示す平面図である。 電子部品移動装置とヘッドユニットとを装置前側から見た状態を示す正面図である。 本発明に係る表面実装機の構成を示す断面図である。 ヘッドユニットの側面図である。 エジェクタの底面図である。 図５におけるVI−VI線断面図である。 蓋体が取付けられた負圧発生部材６４の側面図である。 図７におけるVIII−VIII線断面図である。 負圧発生部材を取外す手順を説明するための斜視図である。 標準的な負圧発生部材を示す図である。 真空圧力が相対的に高くなる負圧発生部材を示す図である。 真空流量が相対的に増大する負圧発生部材を示す図である。 エジェクタの空気通路の構成を示す空気回路図である。 主要部の構成を示すブロック図である。 表面実装機の生産開始前の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１…表面実装機、１１…エジェクタ、１５…吸着ノズル、５２…作業用空気通路、６４…負圧発生部材、９１…制御装置、９３…真空圧センサ、９４…流量センサ、９５…データ入力部材、９６…ディスプレイ装置、９７…吸着ノズル選択部、９８…適否判定部、９９…正誤判定部、１００…基板データ。

Claims (3)

1. 電子部品が吸着される吸着ノズルと、
   この吸着ノズルから空気を吸引するエジェクタとを備えた電子部品移載装置において、
   前記エジェクタは、空気を噴射する空気噴射用ノズルの下流側端部にディフューザを一体形成してなる負圧発生部材と、
   この負圧発生部材を着脱可能に支持するハウジングとを備え、
   前記負圧発生部材は、前記ハウジングの端面に開口する挿入孔に着脱自在に挿入され、
   前記負圧発生部材の下流側開放端には、前記挿入孔を閉塞するための蓋体が取付けられ、
   前記蓋体は、前記負圧発生部材の下流側端部内と前記挿入孔の開口部分とにそれぞれ嵌合する柱状突起と、前記ハウジングの端部に設けられた係合部に係合する爪片とを備え、
   特性を変えた前記負圧発生部材が複数種類用意され、
   これらの複数種類の負圧発生部材のうちエジェクタの使用条件に対応する特性の負圧発生部材が装着されるように操作者に負圧発生部材の交換を促すことを特徴とする電子部品移載装置。
2. 請求項１記載の電子部品移載装置において、エジェクタの使用条件と、エジェクタに装着されている負圧発生部材の種類とを比較することによって、エジェクタの使用条件を満たす負圧発生部材が装着されているか否かを判定する適否判定装置を備えていることを特徴とする電子部品移載装置。
3. 請求項２記載の電子部品移載装置において、吸着ノズルとエジェクタとの間の吸引用空気通路には、この空気通路内の圧力と空気流量とのうちいずれか一方を検出するセンサが設けられ、
   前記負圧発生部材が交換された後の前記センサの出力値に基づいて正しい負圧発生部材が取付けられているか否かを判定する正誤判定装置を備えていることを特徴とする電子部品移載装置。

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