JP5946384B2 - ケーブル案内装置 - Google Patents

Description

本発明は、往復移動する移動体に対して給電および／または信号の送受信を行うケーブルをＵ字状に湾曲させて案内するケーブル案内装置に関するものである。

部品実装機においては、吸着ノズルを保持した実装ヘッドがＸ−Ｙスライド機構により、Ｘ−Ｙ方向に移動して部品の吸着および実装を行うようになっている。そして、実装ヘッドに対して給電と信号の送受信を行うために、複数の導線を埋設したケーブルをＵ字状に湾曲させて、Ｘ−Ｙスライド機構側と実装ヘッド側とを接続するようにしている。この種のケーブル案内装置が特許文献１に記載されている。

特開２０１１−１５５２５号公報

従来のケーブル案内装置においては、実装ヘッドの移動に連動してケーブルの移動側が案内ローラに案内されながら移動する。このケーブルの移動により、ケーブルに接触する案内ローラが一方向に回転され、実装ヘッドの逆方向への移動により、案内ローラが前記と逆方向に回転される。

この際、移動側のケーブルは波を打って移動するため、ケーブルの移動によって回転した案内ローラが、ケーブルの移動が停止されても惰性によって回り続けることがある。このため、実装ヘッドの逆方向への移動により、ケーブルによって案内ローラが逆転される際に、案内ローラとケーブルとの間に大きな摩擦力が発生し、ケーブルが摩耗し、寿命が短くなる。

本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたもので、移動体の停止時に、案内ローラの回転を強制的に停止させるようにしたケーブル案内装置を提供することを目的とするものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明の特徴は、往復移動する移動体に対して給電および／または信号の送受信を行うケーブルをＵ字状に湾曲させて配線し、前記ケーブルのうちの前記移動体に接続されている移動側の部分を固定側の部分よりも上方または下方に位置させ、前記ケーブルの移動側の部分を案内する複数の案内ローラを前記移動体の移動方向に沿って配設し、前記移動体の動作停止時に前記複数の案内ローラの回転を停止させる回転停止機構を備えたことである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記回転停止機構は、前記複数の案内ローラの配列方向に伸長する進退移動可能な制動部材と、該制動部材を前進させて前記複数の案内ローラを前記制動部材と前記ケーブルとの間で挟持して回転を停止させる制動用アクチュエータとを含むことである。

請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記移動体は、部品実装機における吸着ノズルを保持する実装ヘッドであることである。

請求項４に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記ケーブルは、複数本の導線を帯状の樹脂によって被覆したフラットケーブルであることである。

請求項１に係る発明によれば、移動体の動作停止時に複数の案内ローラの回転を停止させる回転停止機構を備えているので、移動体の動作停止時には、案内ローラの回転が強制的に停止される。これにより、移動体が停止後に逆方向に移動されても、案内ローラとケーブルとの間に大きな摩擦力が作用することがなく、案内ローラとケーブルとの間に発生する摩擦力を軽減することができる。

請求項２に係る発明によれば、回転停止機構は、複数の案内ローラの配列方向に延在する進退移動可能な制動部材と、制動部材を前進させて複数の案内ローラを制動部材とケーブルとの間で挟持して回転を停止させる制動用アクチュエータとを含んでいるので、移動体の動作停止時には、制動用アクチュエータによる制動部材の作動によって複数の案内ローラを的確に停止させることができる。

請求項３に係る発明によれば、移動体は、部品実装機における吸着ノズルを保持する実装ヘッドであるので、高速で往復移動する実装ヘッドに対しても、ケーブルの摩耗を軽減でき、ケーブルの耐久性を向上することができる。

請求項４に係る発明によれば、ケーブルは、複数本の導線を帯状の樹脂によって被覆したフラットケーブルであるので、フラットケーブルの耐久性を向上することができる。

本発明の実施の形態に係る部品実装機の斜視図である。 本発明の実施の形態を示すケーブル案内装置の側面図である。 図２の３−３線に沿って切断したケーブル案内装置の断面図である。 部品実装機を制御する制御装置のブロック図である。 ケーブル案内装置の作動を説明する図である。

以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、部品実装機１０は、部品供給装置２０、基板搬送装置３０および部品移載装置４０を備えている。

部品供給装置２０は、一例として、基台１１上に複数のカセット式のフィーダ２１をＸ軸方向に並設して構成したものからなる。フィーダ２１は、基台１１に設置されたパレット２２に着脱可能に装着され、多数の電子部品を間隔を有して一列に収容したテープを巻回した供給リール２３を有している。フィーダ２１の内部には、図示してないが、テープをピッチ送りする駆動源となるモータが内蔵され、このモータによってテープが１ピッチずつ送り出され、テープに収容された電子部品がフィーダ２１の先端部に設けられた部品供給位置に順次供給される。

基板搬送装置３０は、回路基板ＢをＸ軸方向に搬送するとともに、所定位置に位置決め保持するもので、一例として、搬送手段３１、３２を２列並設したダブルコンベアタイプのもので構成されている。各搬送手段３１、３２は、基台１１上にそれぞれ一対のガイドレール３３、３４を互いに平行に対向させてそれぞれ水平に並設している。搬送手段３１，３２には、ガイドレール３３、３４によって案内される回路基板Ｂを支持して搬送する一対のコンベアベルト（図示せず）が並設されている。

部品移載装置４０はＸＹロボットからなり、ＸＹロボットは、基台１１上に装架されて部品供給装置２０および基板搬送装置３０の上方に配設され、ガイドレール４１に沿ってＸ軸方向と直交するＹ軸方向に移動可能なＹ軸移動台４２を備えている。Ｙ軸移動台４２のＹ軸方向移動は、ボールねじ４３を介してＹ軸サーボモータ４４により制御される。Ｙ軸移動台４２には、Ｘ軸移動台４５がＸ軸方向に移動可能に案内支持され、Ｘ軸移動台４５のＸ軸方向移動は、図略のボールねじを介してＸ軸サーボモータ４６により制御される。

Ｘ軸移動台４５には、実装ヘッド４７が取付けられ、この実装ヘッド４７に、ノズルヘッド４８（図２参照）がＺ軸方向に平行な軸線の回りに回転可能に支持されている。ノズルヘッド４８の円周上には、電子部品を吸着する複数の吸着ノズル５０（図２参照）がＺ軸方向にそれぞれ昇降可能に保持されている。

Ｘ軸移動台４５上には、ＣＣＤカメラからなる基板撮像装置５１が取付けられ、基板撮像装置５１は、所定位置に位置決めされたプリント基板Ｂに設けられた基準マークおよび基板ＩＤマークを撮像し、基板位置基準情報および基板ＩＤ情報を取得するようになっている。そして、基板撮像装置５１によって取得された基板位置基準情報に基づいて、実装ヘッド４７をプリント基板Ｂに対してＸＹ方向に位置補正するとともに、基板ＩＤ情報に基づいて、電子部品の実装作業を制御するようになっている。

また、基台１１上には、吸着ノズル５０に吸着された電子部品を下方より撮像するＣＣＤカメラからなる部品撮像装置５２が設けられている。部品撮像装置５２は、吸着ノズル５０に吸着した電子部品を、部品供給装置２０からプリント基板Ｂ上に移動する途中で撮像し、吸着ノズル５０の中心に対する電子部品の芯ずれおよび角度ずれを検出し、これらに基づいて実装ヘッド４７のＸＹ方向等の移動量を補正するようになっている。

ガイドレール４１に沿ってＹ軸方向に移動するＹ軸移動台４２には、図２に示すように、実装ヘッド４７に対して給電および信号の送受信を行うフラットケーブル５５がＵ字状に湾曲されて配線されている。フラットケーブル５５は、複数本の導線を帯状の樹脂によって一体的に被覆した扁平な形状からなっている。このフラットケーブル５５のうち、実装ヘッド４７に接続されている移動側の部分５５ａが固定側の部分５５ｂよりも上方に配置されている。

基台１１上の固定部には、図３に示すように、Ｙ軸移動台４２のガイドレール４１の上部を覆うように支持ベース５６が配設され、この支持ベース５６のＸ軸方向の両側に一対のフラットケーブル５５が配置されている。支持ベース５６の両側には、一対のフラットケーブル５５の固定側部分５５ｂを支持するケーブル受け部５７が、フラットケーブル５５の固定側部分５５ｂの下側に沿って直線状に設けられている。

また、支持ベース５６上には、一対の支持ブラケット５８が取付けられ、これら支持ブラケット５８に、一対のフラットケーブル５５の移動側部分５５ａに当接する複数の案内ローラ６０が、その移動側部分５５ａの移動経路の全域に亘って所定のピッチ間隔に配列されている。複数の案内ローラ６０は、支持ブラケット５８に固定された支軸６１にＸ軸方向に平行な軸線の回りにそれぞれ回転可能に支持され、フラットケーブル５５の移動側部分５５ａの持ち上がりを上側から押えるように構成されている。

さらに、支持ベース５６上には、複数の案内ローラ６０の上方に沿って、回転停止機構６３が設けられている。回転停止機構６３は、Ｙ軸移動台４２の移動停止時に、複数の案内ローラ６０の回転を強制的に停止させるもので、支持ベース５６上に取付けた保持台６５を有している。保持台６５には、複数の案内ローラ６０の上方位置で上下方向に移動可能に板状の制動部材６６が支持されている。制動部材６６は、複数の案内ローラ６０の配列方向に延在されている。

制動部材６６は、保持台６５に設置した制動用アクチュエータ６７によって所定量上下動され、下降により複数の案内ローラ６０に接触して、慣性で回転している案内ローラ６０を摩擦力によって停止させるようになっている。また、制動部材６６は、上昇により案内ローラ６０より離間して、案内ローラ６０の回転を許容するようになっている。

なお、制動部材６６を複数の案内ローラ６０に確実に接触させて回転を停止するために、制動部材６６の下面、すなわち、案内ローラ６０と対向する面に、弾性を有する摩擦材を形成するとよい。

部品実装機１０は、図４に示す制御装置７０によって制御されるようになっている。制御装置７０は、中央処理装置としてのＣＰＵ７１、記憶装置としてのＲＯＭ７２およびＲＡＭ７３ならびに入出力インターフェース７５を備えている。入出力インターフェース７５には、部品供給装置２０、基板搬送装置３０、部品移載装置４０および回転停止機構６３等を制御する実装機制御部７６、ならびに基板撮像装置５１および部品撮像装置５２によって撮像された画像データを画像処理する画像処理装置７８等が接続されている。ＲＯＭ７２には、プリント基板Ｂに電子部品を実装するための基本プログラムを始め、実装ヘッド４７等のシーケンス動作を制御するプログラムが格納されている。

上記した実施の形態において、実装ヘッド４７（Ｙ軸移動台４２）がＹ軸サーボモータ４４によりガイドレール４１に沿ってＹ軸方向に移動されると、フラットケーブル５５の移動側部分５５ａが実装ヘッド４７とともに移動される。フラットケーブル５５の移動側部分５５ａが、例えば、図５の右方向（＋Ｙ方向）に移動されると、移動側部分５５ａを案内する案内ローラ６０が反時計回りに回転され、反対に、移動側部分５５ａが図５の左方向（−Ｙ方向）に移動されると、案内ローラ６０が時計回りに回転される。

この際、複数の案内ローラ６０のうちの一部は、実装ヘッド４７（Ｙ軸移動台４２）が停止しても、惰性で回転し続ける場合があり、この状態で、実装ヘッド４７が逆方向に移動されると、惰性で回転している案内ローラ６０とフラットケーブル５５との間に、案内ローラ６０を逆転しようとする大きな摩擦力が作用する。このような状態が繰り返されると、フラットケーブル５５のシースが摩耗し、フラットケーブル５５の寿命が低下することになる。

しかしながら、本実施の形態においては、実装ヘッド４７が停止されると、その停止信号、例えば、Ｙ軸サーボモータ４４の位置決め完了信号に基づいて、制御装置７０の実装機制御部７６より回転停止機構６３に制動信号が送出され、これにより、回転停止機構６３が作動されて案内ローラ６０の回転が強制的に停止される。

すなわち、実装機制御部７６からの制動信号によって、回転停止機構６３の制動用アクチュエータ６７が制御され、制動部材６６が複数の案内ローラ６０に向かって下降され、複数の案内ローラ６０に接触する。かかる制動部材６６の案内ローラ６０への接触による摩擦係合作用により、惰性で回転している案内ローラ６０の回転が強制的に停止される。

これにより、実装ヘッド４７が停止後に逆方向に移動されても、案内ローラ６０とフラットケーブル５５との間に大きな摩擦力が作用することがなく、案内ローラ６０はフラットケーブル５５の移動につれてスムーズに回転し、案内ローラ６０とフラットケーブル５５との間に発生する摩擦力が軽減される。

このように、本実施の形態によれば、実装ヘッド４７の動作停止時に複数の案内ローラ６０の回転を停止させる回転停止機構６３を備えたので、実装ヘッド４７の停止後における案内ローラ６０の惰性回転を阻止することができ、従来のように、実装ヘッド４７の移動方向が反転される際の、案内ローラ６０とフラットケーブル５５との間に発生する摩擦力を軽減することができる。これにより、フラットケーブル５５の寿命が延び、絶縁不良等の不具合も防止できるようになる。

上記した実施の形態においては、フラットケーブル５５の移動側の部分５５ａを上方、固定側の部分５５ｂを下方に配置した構成としたが、これとは上下関係を反対にして、フラットケーブル５５の移動側の部分を下方、固定側の部分を上方に配置した構成としてもよく、この場合は、案内ローラ６０および回転停止機構６３をフラットケーブル５５の下方に配置すればよい。

また、上記した実施の形態においては、部品実装機１０の実装ヘッド４７に接続したフラットケーブル５５の案内に本発明を適用したことにより、実装ヘッド４７が高速で往復移動しても、フラットケーブル５５の摩耗を効果的に軽減できる例について説明したが、本発明は、これに限定されず、往復移動する移動体にフラットケーブル５５をＵ字状に湾曲させて配線した様々な装置に適用可能である。

さらに、上記した実施の形態においては、Ｙ軸移動台４２を移動可能にガイドするガイドレール４１の両側に一対のフラットケーブル５５を配置した例について説明したが、フラットケーブル５５は単一のものであってもよい。なお、ケーブル５５は必ずしもフラット（フラットケーブル）である必要はなく、扁平な形状の上下面に凹凸を形成したものであってもよい。

以上、本発明のケーブル案内装置を実施の形態に即して説明したが、本発明はこれらに限定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。

本発明に係るケーブル案内装置は、往復移動する部品実装機の実装ヘッドに対して給電および信号の送受信を行うケーブルをＵ字状に湾曲させて案内するものに用いるのに適している。

１０…部品実装機、４１…ガイドレール、４７…移動体（実装ヘッド）、５０…吸着ノズル、５５…ケーブル（フラットケーブル）、５５ａ…移動側部分、５５ｂ…固定側部分、６０…案内ローラ、６３…回転停止機構、６６…制動部材、６７…制動用アクチュエータ、７０…制御装置、７６…実装機制御部。

Claims (4)

1. 往復移動する移動体に対して給電および／または信号の送受信を行うケーブルをＵ字状に湾曲させて配線し、前記ケーブルのうちの前記移動体に接続されている移動側の部分を固定側の部分よりも上方または下方に位置させ、
   前記ケーブルの移動側の部分を案内する複数の案内ローラを前記移動体の移動方向に沿って配設し、
   前記移動体の動作停止時に前記複数の案内ローラの回転を停止させる回転停止機構を備えたことを特徴とするケーブル案内装置。
2. 請求項１において、前記回転停止機構は、前記複数の案内ローラの配列方向に伸長する進退移動可能な制動部材と、該制動部材を前進させて前記複数の案内ローラを前記制動部材と前記ケーブルとの間で挟持して回転を停止させる制動用アクチュエータとを含むケーブル案内装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記移動体は、部品実装機における吸着ノズルを保持する実装ヘッドであるケーブル案内装置。
4. 請求項１または請求項２において、前記ケーブルは、複数本の導線を帯状の樹脂によって被覆したフラットケーブルであるケーブル案内装置。
   

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