JP5094567B2 - 電子部品装着ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、電子部品を先端部で吸着してプリント基板上に装着する複数の吸着ノズルと、軸線回りに回動可能であり、この軸線の円周上において複数の吸着ノズルを移動可能に保持するノズルホルダとを備えた電子部品装着ヘッドに関する。

従来、特許文献１に記載された電子部品装着ヘッドが知られている。この電子部品装着ヘッドは、図１５に示すように、電子部品Ｐを先端部で吸着してプリント基板上に装着する複数の吸着ノズル２１０ａ〜２１０ｈと、軸線２０１回りに回動可能であり、軸線２０１の同一円周２０２上において複数の吸着ノズル２１０ａ〜２１０ｈを移動可能に保持するノズルホルダ２０５とを備えている。ただし、図１５は、吸着された電子部品Ｐの側からノズルホルダ２０５を見た図である。この電子部品装着ヘッドによれば、ノズルホルダ２０５の回転のみにより、複数の吸着ノズル２１０ａ〜２１０ｈが順次部品供給位置へ移動させられて電子部品Ｐを吸着することができる。そのため、この電子部品装着ヘッドでは、電子部品Ｐをプリント基板上に高速で装着することができる。

また、特許文献２に記載された電子部品装着ヘッドも提案されている。この電子部品装着ヘッドは、軸線回りに回動可能な複数のノズルホルダを備え、各ノズルホルダには三角形状又は四角形状に配置された複数の吸着ノズルが保持されている。そして、各吸着ノズルの間隔はパーツカセットの間隔に基づいて定められている。そのため、この電子部品装着ヘッドでは、吸着ノズルを一列に配置することにより、同時に複数の電子部品を吸着することができる。
特開２００６−２６１３２５号公報（第１３頁〜第２０頁、図３） 特許４００２７５２号公報（第２６頁〜第２７頁、図１５、図１６）

しかし、上記特許文献１に記載された電子部品装着ヘッドでは、ノズルホルダ２０５を回転させつつ部品供給位において電子部品Ｐを吸着させるため、図１５に示すように、電子部品Ｐは軸線２０１の同一円周２０２上に並ぶことになる。そして、電子部品Ｐが四角形状をしている場合、軸線２０１に近い位置ほど隣接する電子部品Ｐ同士が接近し、吸着できる電子部品Ｐの大きさに限界が生じる。また、図１６に示すように、例えば、吸着ノズル２１０ａ、２１０ｃ、２１０ｅ、２１０ｇに電子部品Ｐを吸着すれば、大きな電子部品Ｐを吸着することができるものの、一度に吸着できる電子部品Ｐの数が少なくなるため、この電子部品装着ヘッドの特徴である高速性を担保できなくなる。

また、上記特許文献２に記載された電子部品装着ヘッドでは、複数のノズルホルダが必要であり部品コストが高騰化するのみならず装置が大型化してしまう。さらに、吸着ノズルが一列に配置されている必要があり、ノズルホルダを回転させつつ電子部品を吸着することにより高速性を担保するこの種の電子部品装着ヘッドの特徴が発揮できなくなる。また、パーツカセットの間隔が吸着ノズルの間隔により決められてしまうため、汎用性の乏しいものとなる。

本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、大きな電子部品を高速で装着可能であり、かつ安価な電子部品装着ヘッドを提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る電子部品装着ヘッドの特徴は、直交するＸ軸及びＹ軸方向に移動可能であり、軸線回りに回動可能なノズルホルダと、前記ノズルホルダに上下方向に移動可能に保持され、部品供給位置で電子部品を先端部で吸着し、該電子部品をプリント基板上に装着する複数の吸着ノズルと、を備えた電子部品装着ヘッドであって、前記複数の吸着ノズルの各々は、前記軸線を中心とする２個の円周上のいずれかに配置され、かつ前記Ｘ軸及びＹ軸方向において等間隔をもって格子状に交差する複数の線分の交点のいずれかに配置されることである。

請求項２に係る電子部品装着ヘッドの特徴は、請求項１において、前記ノズルホルダを回動可能に保持するフレームに前記軸線回りの所定位置で上下方向に移動可能に保持され、該所定位置に移動された前記吸着ノズルを昇降可能なノズル昇降具を備えることである。

請求項１に係る電子部品装着ヘッドにおいては、ノズルホルダが直交するＸ軸及びＹ軸方向に移動可能で、軸線回りに回動可能であり、前記ノズルホルダに保持された複数の吸着ノズルの各々が前記軸線を中心とする２個の円周上のいずれかに配置され、かつ前記Ｘ軸及びＹ軸方向において等間隔をもって格子状に交差する複数の線分の交点のいずれかに配置される。そのため、この電子部品装着ヘッドでは、同一円周上に配置された吸着ノズルがノズルホルダの回転のみにより順次部品供給位置へ移動させられて電子部品を吸着することができ、電子部品を高速で吸着することができる。これに対し、異なる円周上に配置された吸着ノズルは、吸着ノズルの間隔の距離だけノズルホルダを移動させた後、ノズルホルダを回転させることにより同様に電子部品を高速で吸着することができる。また、この電子部品装着ヘッドでは、吸着ノズルが格子状に配置されるため、電子部品が四角形状をしている場合、軸線に近い位置であっても隣接する電子部品同士の距離が接近することはなく、大きな電子部品を吸着することができる。さらに、この電子部品装着ヘッドでは、複数のノズルホルダを必要としないため、部品コストの高騰化を抑えることができる。したがって、この電子部品装着ヘッドによれば、大きな電子部品を高速で装着可能であり、かつ安価にできる。なお、パーツカセットの間隔が吸着ノズルの間隔により決められることはないため、汎用性を確保することができる。

請求項２に係る電子部品装着ヘッドにおいては、軸線回りの所定位置に保持され、所定位置に移動された吸着ノズルを昇降可能なノズル昇降具を備えるため、所定位置の吸着ノズルを昇降でき、上記効果を発揮させることができる。

本発明に係る電子部品装着ヘッドを電子部品装着装置に具体化した実施形態１、２を図面に基づいて以下に説明する。図１に示すように、実施形態１の電子部品装着装置は、部品供給装置１７０、基板搬送装置１６０及び部品移載装着１０１を備えている。

部品供給装置１７０は、基枠１８０上に複数のカセット式フィーダ１７１を並設して構成したものである。カセット式フィーダ１７１は、基枠１８０に離脱可能に取り付けた本体１７２と、本体１７２の後部に設けた供給リール１７３と、本体１７２の先端に設けた部品取出部１７４を備えている。供給リール１７３には電子部品Ｐが所定ピッチで封入された細長いテープ（図示省略）が巻回保持され、このテープがスプロケット（図示省略）により所定ピッチで引き出され、電子部品Ｐが封入状態を解除されて部品取出部１７４に順次送り込まれる。また、部品供給装置１７０と基板搬送装置１６０の間には、電子部品Ｐの保持位置を検出する撮像装置１７５が設けられている。なお、部品移載装置１０１は、図１においては後方に退いているが、電子部品Ｐの保持位置を検出する際には撮像装置１７５の上方に移動している。

基板搬送装置１６０は、プリント基板をＸ軸方向に搬送し、第１搬送装置１６１及び第２搬送装置１６２を２列並設したいわゆるダブルコンベアタイプのものである。第１搬送装置１６１（第２搬送装置１６２）は、基台１６３上に一対のガイドレール１６４ａ、１６４ｂ（１６５ａ、１６５ｂ）を互い平行に対向させてそれぞれ水平に並設し、このガイドレール１６４ａ、１６４ｂ（１６５ａ、１６５ｂ）によりそれぞれ案内されるプリント基板を支持して搬送する一対のコンベアベルト（図示省略）を互いに対向させて並設して構成されたものである。また、基板搬送装置１６０には所定位置まで搬送されたプリント基板を押し上げてクランプするクランプ装置（図示省略）が設けられ、このクランプ装置によってプリント基板が装着位置で位置決め固定される。

部品移載装置１０１はＸＹロボットタイプのものであり、基枠１８０上に装架されて基板搬送装置１６０および部品供給装置１７０の上方に配設され、Ｙ軸サーボモータ１０２によりＹ軸方向に移動されるＹ軸スライダ１０３を備えている。このＹ軸スライダ１０３には、電子部品を吸着してプリント基板に装着する電子部品装着ヘッド１０が取り付けられている。

図２に示すように、電子部品装着ヘッド１０は、Ｘ軸スライダ１１、支持フレーム１２、インデックス軸１３、昇降部材１４、昇降モータ１５、回転体１６、インデックスギヤ１７、インデックスモータ１８、フック旋回ギヤ２０、フック２１、フック旋回モータ２２、ノズルホルダ３０、吸着ノズル３１、レバー３５等を有している。そして、Ｘ軸スライダ１１が移動すると、それに伴って電子部品装着ヘッド１０全体も移動するようになっている。このＸ軸スライダ１１は、一対のガイドレール１０３ａと一対のガイドブロック１１ａとを介して、Ｙ軸スライダ１０３に移動可能に保持されている。詳細には、一対のガイドレール１０３ａはＹ軸スライダ１０３に固定され、Ｙ軸と直交するＸ軸方向に延びている。一対のガイドブロック１１ａはＸ軸スライダ１１に固定され、ガイドレール１０３ａと嵌合している。また、Ｙ軸スライダ１０３には図示しないＸ軸サーボモータが固定され、このＸ軸サーボモータの出力軸にはＸ軸方向に延びるボールねじ１０３ｂが取り付けられている。そして、ボールねじ１０３ｂは、図示しないボールを介して、Ｘ軸スライダ１１に固定されたボールナット１１ｂに螺合されている。これにより、Ｘ軸サーボモータが回転すると、ボールねじ１０３ｂが回転し、Ｘ軸スライダ１１はボールナット１１ｂを介してガイドレール１０３ａに案内されてＸ軸方向に移動し、電子部品装着ヘッド１０全体もＸ軸方向に移動することになる。

Ｘ軸スライダ１１には、支持フレーム１２が一体として設けられている。この支持フレーム１２には、略円筒状の回転体１６が軸線３２まわりに回転可能かつ軸方向に移動不能に保持されている。回転体１６の下部には、外周面に歯部を有するインデックスギヤ１７が固定されている。このインデックスギヤ１７は、支持フレーム１２に固定されたインデックス軸モータ１８により回転可能にされている。また、回転体１６にはインデックス軸１３が鉛直方向に貫設され、回転体１６とインデックス軸１３とはスプラインにより結合されている。これにより、インデックス軸１３は回転体１６に対して軸方向に移動可能であるとともに、その軸方向の位置を問わず、インデックス軸モータ１８により軸線３２まわりに回転可能にされている。

インデックス軸１３の上端部には昇降部材１４か設けられ、下端部にはノズルホルダ３０が取り付けられている。そして、インデックス軸１３は昇降部材１４により軸線３２まわりに回転可能かつ軸方向に移動不能に保持されている。昇降部材１４にはボールナット１４ａが取り付けられている。このボールナット１４ａに螺合するボールねじ１５ａがＺ軸方向に延びており、ボールねじ１５ａの上端がＸ軸スライダ１１に固定された昇降モータ１５の出力軸に取り付けられている。これにより、昇降モータ１５が回転すると、ボールねじ１５ａが回転し、昇降部材１４はボールナット１４ａを介してＺ軸方向に移動し、インデックス軸１３及びノズルホルダ３０もＺ軸方向に移動することになる。

回転体１６の下部であって、インデックスギヤ１７の下方には、フック旋回ギヤ２０及びノズル昇降具としてのフック２１が設けられている。フック旋回ギヤ２０は、外周面に歯部を有し、回転体１６に対し軸線３２まわりに相対回転可能かつ軸方向に移動不能にされている。また、フック旋回ギヤ２０には鉛直下方にフック２１が固定され、フック２１の下端部には内方向に突出する突出部２１ａが形成されている。フック旋回ギヤ２０は、支持フレーム１２に固定されたフック旋回モータ２２により、回転体１６に対し軸線３２まわりに相対回転可能にされている。これにより、フック旋回ギヤ２０がフック旋回モータ２２によって回転させられることにより、フック２１が旋回させられ、ノズルホルダ３０に対して任意の位置へ旋回させられる。

ノズルホルダ３０には、複数の吸着ノズル３１が上下方向に移動可能に保持されている。各吸着ノズル３１の上端部にはそれぞれ、レバー３５が相対回動可能に係合されている。詳細には、これらレバー３５はそれぞれ、ノズルホルダ３０の径方向に延在する板状をなし、中央部を中心に回動可能にされている。また、レバー３５の後端部が吸着ノズル３１の上端部に係合され、レバー３５の先端部がノズルホルダ３０から突出されている。そして各レバー３５は、スプリング３６により、吸着ノズル３１を上昇させる向きに付勢されている。

昇降モータ１５の回転によりインデックス軸１３が下降させられ、インデックス軸１３に保持されたノズルホルダ３０が下降させられと、フック２１の突出部２１ａがレバー３５の先端部と係合しその下降を阻止する。それにより、ノズルホルダ３０が更に下降させられるのに伴って、スプリング３６の付勢力に抗してレバー３５が回動させられて、図３に示すように、吸着ノズル３１がノズルホルダ３０の下面から突出して下降させられる。また、各吸着ノズル３１には、図示しない吸着ノズル駆動装置から負圧が供給されるようになっている。これにより、吸着ノズル３１は電子部品Ｐを先端部で吸着することができる。

本実施形態では、吸着ノズル３１は、図４に示すように、計８本（３１ａ〜３１ｈ）が軸線３２に対する２つの円周３３、３４上に配置され、かつ格子状に配置されている。ただし、図４はノズルホルダ３０を下方から見た図である。円周３３上には吸着ノズル３１ａ、３１ｃ、３１ｅ、３１ｇの４本が配置され、円周３４上には吸着ノズル３１ｂ、３１ｄ、３１ｆ、３１ｈの４本が配置されている。そして、軸線３２の位置を除き、すべての吸着ノズル３１ａ〜３１ｈが互いに距離Ｄの間隔をもって格子状に配置されている。なお、前述のように、吸着ノズル３１ａ〜３１ｈの上端部にはレバー３５が相対回動可能に係合されているが、吸着ノズル３１ａ、３１ｃ、３１ｅ、３１ｇのレバー３５と、吸着ノズル３１ｂ、３１ｄ、３１ｆ、３１ｈのレバー３５とは、先端部から後端部までの長さが異なっている。これは、吸着ノズル３１ａ、３１ｃ、３１ｅ、３１ｇからノズルホルダ３０の外周面までの距離と、吸着ノズル３１ｂ、３１ｄ、３１ｆ、３１ｈからノズルホルダ３０の外周面までの距離とが異なるためである。そのため、レバー３５の中央部の回動中心の位置等を調整することにより、ノズルホルダ３０の上死点及び下死点における吸着ノズル３１ａ〜３１ｈの先端部の高さを一致させている。

以上の構成をした電子部品装着装置において、電子部品Ｐをプリント基板に装着する動作について説明する。まず、図示しない制御装置が基板搬送装置１６０のコンベアベルトを駆動することにより、プリント基板がガイドレール１６４ａ、１６４ｂ（１６５ａ、１６５ｂ）に案内されて所定の位置まで搬送される。そして、クランプ装置により、プリント基板が押し上げられクランプされて位置決め固定される。

次に、Ｙ軸サーボモータ１０２及びＸ軸サーボモータが駆動されることにより、Ｙ軸スライダ１０３及びＸ軸スライダ１１が移動され、電子部品装着ヘッド１０が部品供給装置１７０まで移動される。インデックス軸モータ１８が回転されることにより、ノズルホルダ３０が回転され、吸着ノズル３１ａが部品供給装置１７０の部品取出部１７４の上方に割出されるとともに、フック旋回モータ２２が回転されることにより、フック旋回ギヤ２０が回転され、フック２１も部品取出部１７４の上方に割出される。

そして、昇降モータ１５が正転されることにより、インデックス軸１３が下降させられ、インデックス軸１３に保持されたノズルホルダ３０が下降を開始する。ノズルホルダ３０が下降して、フック２１の突出部２１ａがレバー３５の先端部と係合した後、更に下降するのに伴って、スプリング３６の付勢力に抗してレバー３５が回動させられて、先端部が電子部品Ｐに極めて接近するまで吸着ノズル３１が押下げられる。さらに、吸着ノズル駆動装置から吸着ノズル３１ａに負圧が供給され、吸着ノズル３１ａの先端部に電子部品Ｐが吸着保持される。その後、昇降モータ１５が逆転されることにより、インデックス軸１３が上昇させられ、インデックス軸１３に保持されたノズルホルダ３０が上昇を開始する。ノズルホルダ３０が上昇して、フック２１の突出部２１ａとレバー３５の先端部との係合が解除された後、更に上昇するのに伴って、レバー３５がスプリング３６の付勢力により回動させられて、吸着ノズル３１ａが最上端に移動した状態まで押上げられる（図５）。ノズルホルダ３０を矢印の方向に回転させつつ、同様の操作を吸着ノズル３１ｃ、３１ｅ、３１ｇについて行うことにより、図６に示すように、吸着ノズル３１ａ、３１ｃ、３１ｅ、３１ｇの先端部に電子部品Ｐが吸着保持される。この際、吸着ノズル３１ａ、３１ｃ、３１ｅ、３１ｇの割出しは、インデックス軸モータ１８の回転のみによりされるため、高速動作が可能である。

次に、Ｘ軸サーボモータが駆動され、Ｘ軸スライダ１１がＸ軸方向に距離Ｄだけ移動される。これにより、ノズルホルダ３０がＸ軸方向に距離Ｄだけ移動され、吸着ノズル３１ｈが部品供給装置１７０の部品取出部１７４の上方に割出される。この際、Ｘ軸サーボモータの駆動のみにより吸着ノズル３１ｈが割出されるため、高速動作が可能である。また、フック旋回モータ２２が回転されることにより、フック旋回ギヤ２０が回転され、フック２１も部品取出部１７４の上方に割出される。そして、前述のように、昇降モータ１５等の操作により、吸着ノズル３１ｈの先端部に電子部品Ｐが吸着保持される（図７）。ノズルホルダ３０を矢印の方向に回転させつつ、同様の操作を吸着ノズル３１ｂ、３１ｄ、３１ｆについて行うことにより、吸着ノズル３１ｂ、３１ｄ、３１ｆの先端部に電子部品Ｐが吸着保持される。こうして、図８に示すように、すべての吸着ノズル３１ａ〜３１ｈの先端部に電子部品Ｐが吸着保持される。なお、吸着ノズル３１ｂ、３１ｄ、３１ｆの割出しについても、インデックス軸モータ１８の回転のみによりされるため、高速動作が可能である。また、四角形状をしている電子部品Ｐの場合、軸線３２からの距離にかかわらず電子部品Ｐ同士の距離が一定であるため、大きな電子部品Ｐを吸着することができる。

次に、Ｙ軸サーボモータ１０２及びＸ軸サーボモータが駆動されることにより、Ｙ軸スライダ１０３及びＸ軸スライダ１１が移動され、電子部品装着ヘッド１０が撮像装置１７５の上方まで移動される。そして、撮像装置１７５により、吸着ノズル３１ａ〜３１ｈに吸着されたすべての電子部品Ｐの二次元画像（Ｚ軸方向から見たＸＹ二次元画像）が撮像される。このＸＹ二次元画像データに基づいて各電子部品Ｐの「位置ずれ」のデータを求め、制御装置の記憶エリアに記憶しておく。なお、この「位置ずれ」のデータは、後述する電子部品Ｐのプリント基板への装着時に使用される。

さらに、Ｙ軸サーボモータ１０２及びＸ軸サーボモータが駆動されることにより、Ｙ軸スライダ１０３及びＸ軸スライダ１１が移動され、電子部品装着ヘッド１０がプリント基板の上方まで移動される。また、インデックス軸モータ１８が回転されることにより、ノズルホルダ３０が回転され、吸着ノズル３１ａが装着位置の上方に割出されるとともに、フック旋回モータ２２が回転されることにより、フック旋回ギヤ２０が回転され、フック２１も装着位置の上方に割出される。この際、前述のＸＹ二次元画像データに基づいて求められた「位置ずれ」のデータにより微調整が行なわれる。これにより、吸着ノズル３１ａによる電子部品Ｐの吸着位置のばらつき等を吸収して、電子部品Ｐをプリント基板の所定位置に正確に装着することができる。なお、吸着ノズル３１ａの割出しは、「位置ずれ」のデータも加味して、Ｙ軸サーボモータ１０２、Ｘ軸サーボモータ及びインデックス軸モータ１８により行われる。以下、プリント基板への電子部品Ｐの装着時における吸着ノズル３１ｂ〜３１ｈの割出しも同様である。

そして、昇降モータ１５が正転されることにより、インデックス軸１３が下降させられ、インデックス軸１３に保持されたノズルホルダ３０が下降を開始する。ノズルホルダ３０が下降して、フック２１の突出部２１ａがレバー３５の先端部と係合した後、更に下降するのに伴って、スプリング３６の付勢力に抗してレバー３５が回動させられて、電子部品Ｐがプリント基板に装着されるまで押下げられる。さらに、吸着ノズル駆動装置から吸着ノズル３１ａへの負圧の供給が停止され、吸着ノズル３１ａの先端部から電子部品Ｐが離される。その後、昇降モータ１５が逆転されることにより、インデックス軸１３が上昇させられ、インデックス軸１３に保持されたノズルホルダ３０が上昇を開始する。ノズルホルダ３０が上昇して、フック２１の突出部２１ａとレバー３５の先端部との係合が解除された後、更に上昇するのに伴って、レバー３５がスプリング３６の付勢力により回動させられて、吸着ノズル３１ａが最上端に移動した状態まで押上げられる（図９）。ノズルホルダ３０を矢印の方向に回転させつつ、同様の操作を吸着ノズル３１ｃ、３１ｅ、３１ｇについて行うことにより、図１０に示すように、吸着ノズル３１ａ、３１ｃ、３１ｅ、３１ｇの先端部の電子部品Ｐがプリント基板に装着されて空になる。

次に、Ｙ軸サーボモータ１０２、Ｘ軸サーボモータ及びインデックス軸モータ１８が駆動され、吸着ノズル３１ｇからＸ軸方向に距離Ｄだけ離れた吸着ノズル３１ｈが装着位置の上方に割出される。また、フック旋回モータ２２が回転されることにより、フック旋回ギヤ２０が回転され、フック２１も装着位置の上方に割出される。そして、前述のように、昇降モータ１５等の操作により、吸着ノズル３１ｈの先端部の電子部品Ｐがプリント基板に装着されて空になる（図１１）。ノズルホルダ３０を矢印の方向に回転させつつ、同様の操作を吸着ノズル３１ｂ、３１ｄ、３１ｆについて行うことにより、吸着ノズル３１ｂ、３１ｄ、３１ｆの先端部の電子部品Ｐがプリント基板に装着されて空になる。こうして、すべての吸着ノズル３１ａ〜３１ｈの先端部の電子部品Ｐがプリント基板に装着されて空になる。以上の動作が繰り返されることにより、すべての電子部品Ｐがプリント基板に装着される。最後に、プリント基板のクランプが解除されプリント基板が排出されて、電子部品Ｐを１枚のプリント基板に装着する動作が終了する。

実施形態１に係る電子部品装着ヘッド１０においては、吸着ノズル３１を移動可能に保持するノズルホルダ３０が軸線３２の複数の円周３３、３４上に配置され、かつ軸線３２に垂直な断面において格子状に配置される。そのため、この電子部品装着ヘッド１０では、円周３３上に配置された吸着ノズル３１ａ、３１ｃ、３１ｅ、３１ｇがノズルホルダ３０の回転のみにより順次部品供給位置へ移動させられて電子部品Ｐを吸着することができ、電子部品Ｐを高速で吸着することができる。これに対し、円周３４上に配置された吸着ノズル３１ｂ、３１ｄ、３１ｆ、３１ｈは、距離Ｄだけノズルホルダ３０をＸ軸方向に移動させた後、ノズルホルダ３０を回転させることにより同様に電子部品Ｐを高速で吸着することができる。また、この電子部品装着ヘッド１０では、吸着ノズル３１ａ〜３１ｈが格子状に配置されるため、電子部品Ｐが四角形状をしている場合、軸線３２に近い位置であっても隣接する電子部品Ｐ同士の距離が接近することはなく、大きな電子部品Ｐを吸着することができる。さらに、この電子部品装着ヘッド１０では、複数のノズルホルダ３０を必要としないため、部品コストの高騰化を抑えることができる。したがって、実施形態１の電子部品装着ヘッド１０によれば、大きな電子部品Ｐを高速で装着可能であり、かつ安価にできる。

また、実施形態１の電子部品装着ヘッド１０では、カセット式フィーダ１７１の間隔が吸着ノズル３１の間隔により決められることはないため、汎用性を確保することができる。さらに、この電子部品装着ヘッド１０においては、ノズルホルダ３０に対して軸線３２回りに回動可能であり、任意に選択した吸着ノズル３１を昇降可能なフック２１を備えるため、任意の吸着ノズル３１を昇降でき、上記効果を発揮させることができる。なお、本実施形態においては、各吸着ノズル３１は互いに距離Ｄの間隔をもって配置されているが、例えば、縦方向と横方向とで吸着ノズル３１の距離を変えてもよい。また、例えば、吸着ノズル３１ｂ、３１ｄ、３１ｆ、３１ｈに電子部品Ｐを吸着すれば、より大きな電子部品Ｐを吸着することができる。

次に、実施形態２に係る電子部品装着ヘッドについて説明する。実施形態２の電子部品装着ヘッドも、実施形態１と同様、図１に示す電子部品装着装置に具体化されている。ただし、実施形態２においては、電子部品装着ヘッド１０の代わりに、電子部品装着ヘッド５０を用いている。

図１２に示すように、電子部品装着ヘッド５０は、Ｘ軸スライダ５１、インデックス軸モータ５５、インデックス軸５６、ノズルホルダ５７、吸着ノズル６１、θ軸モータ６５、Ｚ軸モータ７０等を有している。そして、実施形態１と同様に、Ｘ軸スライダ５１が移動すると、それに伴って電子部品装着ヘッド５０全体も移動するようになっている。

Ｘ軸スライダ５１には、水平方向に延びる第１、２フレーム５２、５３が上下に一体として設けられている。第１フレーム５２にはインデックス軸モータ５５が固定され、インデックス軸モータ５５の出力軸にはインデックス軸５６が第１フレーム５２及び後述するθ軸ギヤ６７、接続体６８、ギヤ軸６９を貫通して上下方向に延びる軸線５８回りに回動可能に接続されている。このインデックス軸５６の下端部には円筒状のノズルホルダ５７が固定されている。そのため、ノズルホルダ５７は、インデックス軸５６とともに軸線５８回りに回動することになる。これにより、インデックス軸モータ５５を回転させると、ノズルホルダ５７を回転させることができ、後述する全ての吸着ノズル６１を軸線５８回りに回転させることができる。

ノズルホルダ５７には、複数の吸着ノズル６１が上下方向に移動可能に保持されている。各吸着ノズル２１の上端部には外周に歯部が形成されたノズルギヤ６２が固定されている。ノズルギヤ６２とノズルホルダ５７との間には圧縮スプリング６３が設けられ、これにより吸着ノズル６１が上方に付勢されている。また、各吸着ノズル６１には、図示しない吸着ノズル駆動装置から負圧が供給されるようになっている。これにより、各吸着ノズル６１は、電子部品Ｐを先端部で吸着することができる。

インデックス軸５６には外周に歯部が形成されたθ軸ギヤ６７が軸線５８回りに回動可能に支持されている。このθ軸ギヤ６７は、第１フレーム５２に固定されたθ軸モータ６５により回転可能にされている。θ軸ギヤ６７の下端には接続体６８が固定され、接続体６８の下端にはギヤ軸６９が固定されている。これら接続体６８及びギヤ軸６９も、θ軸ギヤ６７同様、軸線５８回りに回動可能にインデックス軸５６に支持されている。ギヤ軸６９の外周には歯部が形成され、この歯部と各ノズルギヤ６２の歯部とが噛合している。これにより、θ軸モータ６５を回転させると、θ軸ギヤ６７、ギヤ軸６９及びノズルギヤ６２を介して、全ての吸着ノズル６１を一斉に自転させることができる。

また、第１フレーム５２にはＺ軸モータ７０が固定され、Ｚ軸モータ７０の出力軸にはボールねじ軸７１が接続されている。このボールねじ軸７１は、第１フレーム５２に固定された軸受及び第２フレーム５３に固定された軸受により、上下方向に延びる軸線回りに回動可能に支持されている。ボールねじ軸７１は、図示しないボールを介して、Ｚ軸モータ７０の回転運動を直線運動に変換してボールナット７２に伝達する。ボールナット７２は、ノズル昇降具としての吸着ノズルレバー７３に固定されている。また、第１フレーム５２と第２フレーム５３とに固定され、上下方向に伸びるガイド７４が吸着ノズルレバー７３を貫通しており、吸着ノズルレバー７３はガイド７４に沿って上下方向に摺動可能にされている。この吸着ノズルレバー７３には、吸着ノズル６１の上端を押圧する押圧部７３ａが突設されている。これにより、Ｚ軸モータ７０を回転させると、ボールねじ軸７１が回転し、吸着ノズルレバー７３はボールナット７２を介してガイド７４に案内されて上下に移動する。吸着ノズルレバー７３が上下に移動すると、押圧部７３ａも上下に移動し、押圧部７３ａが当接している吸着ノズル６１を上下に移動させることができる。図１３は、Ｚ軸モータ７０の回転により吸着ノズル６１が下降され、吸着ノズル６１の先端部に電子部品Ｐが吸着された状態を示す図である。

図１４に示すように、吸着ノズル６１は、計８本（６１ａ〜６１ｈ）が軸線５８に対する２つの円周５９、６０上に配置され、かつ格子状に配置されている。ただし、図１４はノズルホルダ５７を下方から見た図である。円周５９上には吸着ノズル６１ａ、６１ｃ、６１ｅ、６１ｇの４本が配置され、円周６０上には吸着ノズル６１ｂ、６１ｄ、６１ｆ、６１ｈの４本が配置されている。そして、軸線５８の位置を除き、すべての吸着ノズル６１ａ〜６１ｈが互いに距離Ｄの間隔をもって格子状に配置されている。なお、前述のように、吸着ノズル６１ａ〜６１ｈの上端部にはノズルギヤ６２が固定されているが、吸着ノズル６１ａ、６１ｃ、６１ｅ、６１ｇのノズルギヤ６２と、吸着ノズル６１ｂ、６１ｄ、６１ｆ、６１ｈのノズルギヤ６２とは、径の長さが異なっている。これは、吸着ノズル６１ａ、６１ｃ、６１ｅ、６１ｇからギヤ軸６９の外周面までの距離と、吸着ノズル６１ｂ、６１ｄ、６１ｆ、６１ｈからギヤ軸６９の外周面までの距離とが異なるためである。そのため、ノズルギヤ６２の径の長さを調整することにより、吸着ノズル６１ａ〜６１ｈが互いに距離Ｄの間隔をもって格子状に配置されるようにしている。

以上の構成をした電子部品装着装置において、吸着ノズル６１ａ〜６１ｈが電子部品Ｐを部品供給装置１７０の部品取出部１７４から吸着してプリント基板に装着する動作は、実施形態１と同様、図５〜図１１に即して行われる。ただし、図５〜図１１において、吸着ノズル３１ａ〜３１ｈを吸着ノズル６１ａ〜６１ｈ、軸線３２を軸線５８に読み替えるものとする。また、電子部品Ｐの吸着ノズル６１ａ〜６１ｈ吸着及びプリント基板への装着は、Ｚ軸モータ７０を回転させることにより行われる。さらに、電子部品Ｐのプリント基板への装着時における「位置ずれ」のデータを加味した吸着ノズル６１ａ〜６１ｈの割出しは、θ軸モータ６５によっても行われる。

実施形態２に係る電子部品装着ヘッド５０においては、吸着ノズル６１を移動可能に保持するノズルホルダ５７が軸線５８の複数の円周５９、６０上に配置され、かつ軸線５８に垂直な断面において格子状に配置される。そのため、この電子部品装着ヘッド５０では、円周５９上に配置された吸着ノズル６１ａ、６１ｃ、６１ｅ、６１ｇがノズルホルダ５７の回転のみにより順次部品供給位置へ移動させられて電子部品Ｐを吸着することができ、電子部品Ｐを高速で吸着することができる。これに対し、円周６０上に配置された吸着ノズル６１ｂ、６１ｄ、６１ｆ、６１ｈは、距離Ｄだけノズルホルダ５７をＸ軸方向に移動させた後、ノズルホルダ５７を回転させることにより同様に電子部品Ｐを高速で吸着することができる。また、この電子部品装着ヘッド５０では、吸着ノズル６１ａ〜６１ｈが格子状に配置されるため、電子部品Ｐが四角形状をしている場合、軸線５８に近い位置であっても隣接する電子部品Ｐ同士の距離が接近することはなく、大きな電子部品Ｐを吸着することができる。さらに、この電子部品装着ヘッド５０では、複数のノズルホルダ５７を必要としないため、部品コストの高騰化を抑えることができる。したがって、実施形態２の電子部品装着ヘッド５０によっても、大きな電子部品Ｐを高速で装着可能であり、かつ安価にできる。また、この電子部品装着ヘッド５０においては、軸線５８回りの所定位置に固着され、この所定位置の吸着ノズル６１ａ〜６１ｈを昇降可能な吸着ノズルレバー７３を備えるため、所定位置の吸着ノズル６１ａ〜６１ｈを昇降でき、上記効果を発揮させることができる。その他の作用、効果は実施形態１と同様である。なお、実施形態１、２においては、ノズルホルダには１個のノズル昇降具が備えられているが、複数のノズル昇降具が備えられていてもよく、例えば、すべてのノズルホルダに各々ノズル昇降具が備えられていてもよい。

以上、本発明の電子部品装着ヘッド１０、５０を実施形態１、２に即して説明したが、本発明はこれらに制限されるものではなく、本発明の技術的思想に反しない限り、適宜変更して適用できることはいうまでもない。

実施形態１、２の電子部品装着ヘッドに係る電子部品装着装置の斜視図。 実施形態１の電子部品装着ヘッドに係り、吸着ノズルが上昇している状態の正面図。 実施形態１の電子部品装着ヘッドに係り、吸着ノズルが下降している状態の正面図。 実施形態１の電子部品装着ヘッドに係り、ノズルホルダの底面図。 実施形態１の電子部品装着ヘッドに係り、吸着ノズルに電子部品が１個吸着されている状態を示す図。 実施形態１の電子部品装着ヘッドに係り、吸着ノズルに電子部品が４個吸着されている状態を示す図。 実施形態１の電子部品装着ヘッドに係り、吸着ノズルに電子部品が５個吸着されている状態を示す図。 実施形態１の電子部品装着ヘッドに係り、すべての吸着ノズルに電子部品が吸着されている状態を示す図。 実施形態１の電子部品装着ヘッドに係り、吸着ノズルからプリント基板に電子部品が１個装着された状態を示す図。 実施形態１の電子部品装着ヘッドに係り、吸着ノズルからプリント基板に電子部品が４個装着された状態を示す図。 実施形態１の電子部品装着ヘッドに係り、吸着ノズルからプリント基板に電子部品が５個装着された状態を示す図。 実施形態２の電子部品装着ヘッドに係り、吸着ノズルが上昇している状態の正面図。 実施形態２の電子部品装着ヘッドに係り、吸着ノズルが下降している状態の正面図。 実施形態２の電子部品装着ヘッドに係り、ノズルホルダの底面図。 従来の電子部品装着ヘッドに係り、ノズルホルダの底面図。 従来の電子部品装着ヘッドに係り、ノズルホルダの底面図。

符号の説明

１０、５０…電子部品装着ヘッド、３２、５８…軸線、３０、５７…ノズルホルダ、３３、３４、５９、６０…円周、３１ａ〜３１ｈ、６１ａ〜６１ｈ…吸着ノズル、２１、７３…ノズル昇降具（２１…フック、７３…吸着ノズルレバー）、Ｐ…電子部品。

Claims (2)

1. 直交するＸ軸及びＹ軸方向に移動可能であり、軸線回りに回動可能なノズルホルダと、
   前記ノズルホルダに上下方向に移動可能に保持され、部品供給位置で電子部品を先端部で吸着し、該電子部品をプリント基板上に装着する複数の吸着ノズルと、を備えた電子部品装着ヘッドであって、
   前記複数の吸着ノズルの各々は、前記軸線を中心とする２個の円周上のいずれかに配置され、かつ前記Ｘ軸及びＹ軸方向において等間隔をもって格子状に交差する複数の線分の交点のいずれかに配置されることを特徴とする電子部品装着ヘッド。
2. 請求項１において、
   前記ノズルホルダを回動可能に保持するフレームに前記軸線回りの所定位置で上下方向に移動可能に保持され、該所定位置に移動された前記吸着ノズルを昇降可能なノズル昇降具を備えることを特徴とする電子部品装着ヘッド。

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