JP6177342B2 - 部品装着機 - Google Patents

Description

本発明は、部品を部品供給装置から受け取ってその部品を基板に装着させる部品装着機に関する。

下記特許文献１には、(A) (a)回転軸線まわりに回転可能とされた回転体と、(b)その回転体に、回転軸線を中心とする一円周上に、等角度ピッチで配設され、それぞれが、部品を保持する複数の部品保持具と、(c)それら複数の部品保持具を一円周に沿って回転させるべく回転体を回転軸線まわりに回転させる回転体回転装置とを有する部品装着ヘッドと、(B)複数の部品保持具のうちの１つのものを部品の保持および離脱のために作動させる部品保持具作動装置とを備えた部品装着機が記載されている。

特許第４４２０９７０号公報

上記のような部品装着、つまり、いわゆるロータリヘッドを備えた部品装着機においては、スループットを向上させるために、種々の検討・改良が行われている。例えば、上記のような部品装着機においては、部品保持具作動装置を、複数の部品保持具のうちの１つのものを上下方向に移動させる部品保持具昇降装置を含んで構成する。そして、その部品保持具昇降装置を制御して、複数の部品保持具のうちの、回転体の回転によって次に部品供給位置あるいは部品装着位置に位置するものに対して、その部品保持具がその位置に近づく段階で、その部品保持具の下降を開始させるとともに、その部品保持具が部品を保持および離脱させた後、その部品保持具の上昇とともに、回転体を回転させるように構成される。そのような構成とされた部品装着機において、さらにスループットを向上させる方法として、部品保持具昇降装置による部品保持具の昇降速度や回転体の回転速度を高めることが考えられるが、部品や基板を保護するという観点などから、それらの速度を高めるのは困難である。本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、単位時間当たりの処理能力（スループット）を向上させた実用性の高い部品装着機を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の部品装着機は、複数の部品保持具のうちの、一円周上において設定された第１位置に位置する１つのものを、部品の保持および離脱のために作動させる第１保持具作動装置、および、複数の部品保持具のうちの、一円周上において設定された第２位置に位置する１つのものを、部品の保持および離脱のために作動させる第２保持具作動装置を備え、それら第１位置および第２位置が、複数の部品保持具のうちの１つが第１位置に位置するときに、第２位置が複数の部品保持具のうちの互いに隣り合ういずれか２つのものの中間に位置するように設定されていることを特徴とする。

本発明の部品装着機は、複数の部品保持具の配設ピッチ角の半分の角度ずつ回転体を回転させつつ、第１および第２部品保持具作動装置が、複数の部品保持具のうちの第１位置に位置するものと、第２位置に位置するものとを、交互に作動させることが可能である。したがって、本発明の部品装着機によれば、部品保持具の配設ピッチ角の半分の角度の回転ごとに、１つの部品の受け取り、あるいは、基板への装着ができることから、配設ピッチ角ずつ回転させる場合に比較して、スループットを向上させることが可能である。

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）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、それらの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、各項の態様から何某かの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）項が請求項１に相当し、請求項１に（２）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項２に、請求項１または請求項２に（３）項および（４）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項３に、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに（５）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項４に、請求項４に（６）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項５に、請求項６に（７）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項６に、請求項１ないし請求項６のいずれか１つに（８）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項７に、請求項７に（９）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項８に、請求項１ないし請求項８のいずれか１つに（１０）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項９に、請求項１ないし請求項９のいずれか１つに（１１）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項１０に、それぞれ相当する。

（１）基板を固定する基板固定装置と、
複数の供給位置において部品を供給する部品供給装置と、
(a)回転軸線まわりに回転可能とされた回転体と、(b)その回転体に、前記回転軸線を中心とする一円周上に、等角度ピッチで配設され、それぞれが、部品を保持する複数の部品保持具と、(c)それら複数の部品保持具を前記一円周に沿って回転させるべく前記回転体を前記回転軸線まわりに回転させる回転体回転装置とを有する部品装着ヘッドと、
前記複数の部品保持具のうちの、前記一円周上において設定された第１位置に位置する１つのものを、部品の保持および離脱のために作動させる第１部品保持具作動装置、および、前記複数の部品保持具のうちの、前記一円周上において設定された第２位置に位置する１つのものを、部品の保持および離脱のために作動させる第２部品保持具作動装置と、
前記部品供給装置からの前記複数の部品保持具による部品の受け取り、および、前記基板固定装置によって固定された基板への前記部品保持具よって保持された部品の装着のために、前記部品装着ヘッドを移動させるヘッド移動装置と
を備えて、前記部品供給装置が供給する部品を前記基板固定装置によって固定された基板に装着する部品装着機であって、
前記第１位置および前記第２位置が、
前記複数の部品保持具のうちの１つが前記第１位置に位置するときに、前記第２位置が前記複数の部品保持具のうちの互いに隣り合ういずれか２つのものの中間に位置するように設定されている部品装着機。

本項に記載の部品装着機は、ロータリ構造とされた部品装着ヘッドと、ヘッドが有する複数の部品保持具を部品の保持および離脱のために作動させる２つの部品保持具作動装置とを備え、複数の部品保持具が配設されている一円周上の２箇所において、その箇所に位置する部品保持具を作動させることが可能に構成されている。そして、本項に記載の部品装着機は、部品保持具を作動させる２箇所の位置関係に特徴を有するものである。第１位置と第２位置との一方は、それらの他方に対して、部品保持具の配設ピッチ角を整数倍した角度から、その配設ピッチ角の半分の角度だけずれた位置にある。つまり、本項に記載の部品装着機は、回転体を部品保持具の配設ピッチ角の半分の角度ずつ回転させることで、複数の部品保持具を、第１位置と第２位置との各々に、交互に位置させることが可能である。したがって、本項に記載の部品装着機は、２つの部品保持具作動装置を交互に作動させて、複数の部品保持具の各々の部品の保持および離脱が可能となる。

本項に記載の態様によれば、部品保持具の配設ピッチ角の半分の角度ずつの回転ごとに、１つの部品の受け取り、あるいは、基板への装着ができることから、配設ピッチ角ずつ回転させる場合に比較して、スループットを向上させることが可能である。なお、２つの部品保持具作動装置を備える部品装着機としては、例えば、２つの部品保持具作動装置を同時に作動させることが可能な構成のものも考えらえる。しかしながら、そのような構成の部品装着機によって、２つの部品を同時に受け取らせるには、それら２つの部品の供給位置の精度を高める必要があるなど、制約が大きくなる。また、２つの部品を同時に装着するのは、当然に困難である。それに対して、本項に記載の部品装着機は、複数の部品保持具の各々に、１つずつ確実に、部品の受け取りや部品の装着を行いつつ、上記のようにスループットを向上させることが可能とされているのである。

上記第１位置と第２位置との位置関係は、特に限定されない。ただし、部品の受け取りや装着時における回転体の回転量を抑えるという観点からすれば、第１位置と第２位置とが、回転軸線を挟んでほぼ反対側に位置していることが望ましい。

（２）当該部品装着機が、
前記回転体回転装置が、前記複数の部品保持具の配設ピッチ角の半分の角度ずつ前記回転体を回転させつつ、前記第１および第２部品保持具作動装置が、前記複数の部品保持具のうちの前記第１位置に位置するものと、前記第２位置に位置するものとを、交互に作動させるように構成された(1)項に記載の部品装着機。

本項に記載の部品装着機は、例えば、自身の制御を司る制御装置を備え、その制御装置が、上記のような作動を行うように、回転体回転装置,２つの部品保持具作動装置等を制御するような構成とすることができる。

（３）前記部品装着ヘッドが有する前記複数の部品保持具の数が、奇数である(1)項または(2)項に記載の部品装着機。

本項に記載の態様は、複数の部品保持具の数を、奇数に限定した態様である。本項に記載の態様においては、複数の部品保持具の各々は、回転軸線を挟んで反対側に、複数の部品保持具のうちの互いに隣り合う２つのものの中間が位置することになる。つまり、本項に記載の態様においては、第１位置と第２位置とを、回転軸線を挟んで１８０°反対側に設定することが可能である。

（４）前記第１位置および前記第２位置が、前記回転軸線を中心として互いに反対側に位置するように設定された(3)項に記載の部品装着機。

本項に記載の態様は、上述したように、第１位置と第２位置とを、回転軸線を挟んで１８０°反対側に設定したものに限定した態様である。本項に記載の態様によれば、例えば、部品装着ヘッドに、回転軸線を中心として左右対称に第１および第２部品保持具作動装置を配置することができ、部品装着ヘッドの構成を比較的単純化することができる。

（５）前記複数の供給位置が、一直線上に並んで設けられ、
前記第１位置および前記第２位置が、それらを結ぶ直線と前記複数の供給位置が並ぶ直線とが平行となるように設定された (1)項ないし(4)項のいずれか１つに記載の部品装着機。

本項に記載の態様は、複数の供給位置，第１位置および第２位置が、一直線上に並ぶことができる。そのため、本項に記載の態様によれば、第１位置および第２位置の両者で部品を受け取る際、複数の部品保持具の各々に複数の供給位置から複数種類の部品を受け取らせる場合であっても、部品装着ヘッドを移動させる方向を一方向のみとすることが可能である。

（６）前記複数の供給位置が、一直線上に等ピッチで設けられ、
前記第１位置および前記第２位置が、それらの距離が、前記複数の供給位置のピッチを整数倍した値と等しくなるように設定された(5)項に記載の部品装着機。

本項に記載の態様は、上記の複数の供給位置，第１位置および第２位置を一直線上に並ばせることが可能な態様において、さらに、複数の供給位置と、第１位置および第２位置との関係に限定を加えた態様である。本項に記載の態様は、第１位置と第２位置との両者を、供給位置に位置させることが可能である。したがって、本項に記載の態様によれば、部品装着ヘッドを移動させることなく、複数の部品保持具のすべてのものに、部品を受け取らせることが可能である。

（７）当該部品装着機が、
前記複数の部品保持具による部品の受け取りの際に、前記ヘッド移動装置が前記部品装着ヘッドを移動させず、前記第１および第２部品保持具作動装置の各々が、前記複数の部品保持具のうちの自身が作動させるものの各々に、前記複数の供給位置のうちの同じ位置から部品を受け取らせるように構成された (6)項に記載の部品装着機。

本項に記載の態様は、第１部品保持具作動装置によって作動させられる部品保持具が、複数の供給位置のうちの一箇所から部品を連続的に受け取り、第２部品保持具作動装置によって作動させられる部品保持具が、複数の供給位置の別の個所から連続的に部品を受け取るように構成される。つまり、本項に記載の態様は、複数の部品保持具の半分ずつに同じ部品を受け取らせる、あるいは、二箇所から同じ部品を供給して複数の保持具のすべてに同じ部品を受け取らせることができる。本項の態様においては、第１位置と第２位置とで交互に部品を受け取らせる構成を、有効的に使用することができ、複数の部品保持具のすべてに部品を受け取らせる時間を、大幅に短縮できる。

（８）前記第１および第２部品保持具作動装置の各々が、前記複数の部品保持具のうちの１つのものを上下方向に移動させる部品保持具昇降装置を含んで構成され、
前記第１部品保持具作動装置が、
前記複数の部品保持具のうちの、前記回転体の前記回転軸線まわりの回転によって次に前記第１位置に位置するものに対して、その部品保持具が前記第１位置に近づく段階で、その部品保持具の下降を開始可能であるとともに、その部品保持具が部品を保持および離脱させた後、その部品保持具が前記第１位置から離れていく際にもその部品保持具の上昇を継続可能に構成され、
前記第２部品保持具作動装置が、
前記複数の部品保持具のうちの、前記回転体の前記回転軸線まわりの回転によって次に前記第２位置に位置するものに対して、その部品保持具が前記第２位置に近づく段階で、その部品保持具の下降を開始可能であるとともに、その部品保持具が部品を保持および離脱させた後、その部品保持具が前記第１位置から離れていく際にもその部品保持具の上昇を継続可能に構成された(1)項ないし(7)項のいずれか１つに記載の部品装着機。

本項に記載の態様は、まず、部品保持具作動装置の構成が限定されており、部品保持具を下降させた状態で、部品の保持あるいは離脱を行うように構成されている。そして、本項に記載の態様は、第１部品保持具作動装置および第２部品保持具差動装置が、それぞれ、回転体の回転に伴って、部品保持具を下降させること、上昇させることが可能に構成されている。

（９）当該部品装着機が、
前記第１部品保持具作動装置が、前記複数の部品保持具のうちの前記第１位置にあるものを下降させて部品を受け取らせた後、その部品保持具の上昇を終了させる前に、前記回転体回転装置が、前記回転体の回転を開始させるとともに、前記第２部品保持具作動装置が、前記複数の部品保持具のうちの前記第２位置に近づくものの下降を開始させるように構成された(8)項に記載の部品装着機。

本項に記載の態様は、回転体の回転に伴って、２つの部品保持具作動装置の一方が自身に対応する部品保持具を上昇させるとともに、それらの他方が自身に対応する部品保持具を下降させるように構成される。本項に記載の態様は、回転体の回転、１つの部品保持具の上昇，もう１つの部品保持具の下降の３つの動作が、同時に行われるため、スループットを大きく向上させることが可能である。

（１０）当該部品装着機が、
前記複数の部品保持具の各々に受け取らせた部品を基板に装着する際、基板上の次の装着位置に前記第１位置が近い場合に、前記第１部品保持具作動装置を使用し、次の装着位置に前記第２位置が近い場合に、前記第２部品保持具作動装置を使用するように構成された (1)項ないし(9)項のいずれか１つに記載の部品装着機。

本項に記載の態様は、複数の部品保持具に受け取らせた部品の基板への装着方法に限定を加えた一態様である。本項に記載の態様は、例えば、部品装着ヘッドがある部品を装着するための位置にある場合において、その時点での第１位置と次の装着位置との距離と、第２位置と次の装着位置との距離を比較して、距離が短い方に対応する第１位置あるいは第２位置を、次の部品装着位置に一致させるように、ヘッド移動装置が部品装着ヘッドを移動させるような構成とすることができる。したがって、本項の態様によれば、部品装着ヘッドの移動を少なくして、スループットの向上を図ることができる。

（１１）当該部品装着機が、
前記複数の部品保持具の各々に受け取らせた部品を基板に装着する際、前記第１および第２部品保持具作動装置のうちの１つのみを使用するように構成された(1)項ないし(10)項のいずれか１つに記載の部品装着機。

本項に記載の態様は、複数の部品保持具に受け取らせた部品の基板への装着方法に限定を加えた一態様である。本項に記載の態様は、回転体を部品保持具の配設ピッチ角ずつ間欠回転させ、２つの部品保持具作動装置のいずれかのみで、連続的に部品の装着を行うように構成される。本項に記載の態様は、例えば、複数の部品の装着位置が近接しているような場合に、有効である。

本発明の第１実施例である部品装着機の斜視図である。 図１に示す部品コンベア装置を拡大して示す斜視図である。 図１に示すヘッド移動装置を拡大して示す斜視図である。 図１に示す部品装着ヘッドの内部を示す斜視図である。 図１に示す部品装着ヘッドの内部を示す正面図である。 図１に示す部品装着ヘッドを下方から視点において示す図である。 図１に示す部品保持具が部品保持具昇降装置によって作動させられる箇所を拡大して示す図である。 第１実施例の部品装着機の制御を司る制御装置を概略的に示すブロック図である。 第１実施例の部品装着機における部品装着ヘッドによる部品の保持，離脱時の作動を示す概略図である。 第１実施例の部品装着機における部品装着ヘッドによる部品の保持，離脱時の２つの部品保持具昇降装置およびリボルバ回転装置の作動を示すタイムチャートである。 第２実施例の部品装着機における部品装着ヘッドによる部品の保持，離脱時の作動を示す概略図である。

以下、請求可能発明を実施するための形態としての実施例を、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、前記〔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、改良を施した種々の態様で実施することができる。また、〔発明の態様〕の各項の説明に記載されている技術的事項を利用して、下記の実施例の変形例を構成することも可能である。

＜部品装着機の構成＞
請求可能発明の第１実施例である部品装着機１０を、図１の斜視図に示す。なお、基板に部品を装着する作業は、複数の種類の部品を基板に装着するために、複数の部品装着機１０が配置される。図１には、それら複数の部品装着機１０のうちの２つのものを示し、そのうちの１つのものは、外装パネルを外した状態のものを示している。部品装着機１０は、ベース２０と、ベース２０に固定的に設けられたビーム２２と、ベースに配設された基板コンベア装置２４と、当該部品装着機１０の正面側においてベース２０に取り付けられた部品供給装置２６と、基板コンベア装置２４と部品供給装置２６との間においてベース２０に固定された部品カメラ２８と、部品供給装置２６から供給される部品を保持してその部品を基板Ｓに装着するために離脱させる部品装着ヘッド３０と、ビーム２２に配設されて部品装着ヘッド３０を移動させるヘッド移動装置３２とを含んで構成されている。なお、以下の説明において、基板コンベア装置２４によって基材が搬送される方向を左右方向（Ｘ方向）と、水平面上においてその左右方向に直角な方向を前後方向（Ｙ方向）と、それら左右方向および前後方向に直角な方向を上下方向（Ｚ方向）と称することとする。

図２に、基板コンベア装置２４の斜視図を示す。図２(ａ)，(ｂ)は、互いに反対の方向からの視点における斜視図である。基板コンベア装置２４は、１対のコンベア４０を有しており、１対のコンベア４０の各々のコンベアベルト４２を搬送モータ４４によって周回させることで、１対のコンベアベルト４２上に載せられる基板Ｓを左右方向に搬送する構造とされている。なお、詳しい説明は省略するが、１対のコンベア４０の一方は、電動モータ４６によって前後方向に移動させられるようになっており、種々の幅の基板Ｓに対応できるようになっている。また、基板コンベア装置２４は、支持テーブル４８を上昇させることで、その支持テーブル４８と１対のコンベア４０の各々の上方に設けられた鍔部５０との間に、基板Ｓを挟み込んで固定することが可能とされている。つまり、上記の基板コンベア装置２４は、支持テーブル４８と鍔部５０とを含んで構成される基板固定装置５２を有するものとなっている。

部品供給装置２６は、複数の部品フィーダ５６を含んで構成される。それら複数の部品フィーダ５６の各々は、Ｘ軸方向に並んで、ベース２０に取り付けられている。複数の部品フィーダ５６の各々は、部品保持テープ（複数の部品がテープに保持されたものであり、「部品テーピング」とも呼ばれる）が捲き回されたリールが、セットされたものである。複数の部品フィーダ５６の各々は、その部品保持テープを間欠的に送り出すことによって、所定の部品供給位置において、順次、部品を１つずつ供給する。つまり、部品供給装置２６は、複数の供給位置において部品を供給するものとなっている。

なお、複数の部品フィーダ５６の各々は、ベース２０に、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向に位置決めされて固定される。そして、複数の部品フィーダ５６の各々がベース２０上に固定された状態において、それらの各々の供給位置が、Ｘ軸方向に一直線上に、かつ、等ピッチに並んでいる。

図３に、ヘッド移動装置３２の斜視図を示す。ヘッド移動装置３２は、いわゆるＸＹ型移動装置であり、Ｘ方向に移動させるＸ方向移動機構６０と、部品装着ヘッド３０をＹ方向に移動させるＹ方向移動機構６２とを含んで構成される。詳しくは、Ｙ方向移動機構６２は、ビーム２２に支持され、Ｘ方向移動機構６０を、部品装着装置２６と基板Ｓとにわたって移動させるものである。Ｘ方向移動機構６０は、部品装着ヘッド３０が脱着可能に取り付けられるヘッド取付体６４を支持し、Ｘ方向に移動させるものである。なお、図３に示すように、ヘッド取付体６４の下部には、基板Ｓの表面を撮像するための基板カメラ６６が固定されている。

次に、部品装着ヘッド３０について、図４ないし図６をも参照しつつ、詳しく説明する。図４ないし図６は、部品装着ヘッド３０のカバーを外した状態を示す図であり、図４に斜視図を、図５に正面図を、図６に下方から眺めた図を、それぞれ示す。部品装着ヘッド３０は、ロータリヘッドであり、回転軸線まわりに回転させられる回転体としてのリボルバ７０と、そのリボルバ７０に保持された複数の部品保持具７２を有している。

リボルバ７０は、部品装着ヘッド３０のベースとなる支持部７４によって、図示を省略する軸受を介して回転可能に支持されている。リボルバ７０は、横断面形状がリング状のものであり、その中心を回転軸線として回転させられる。複数の部品保持具７２の各々は、部品吸着ノズル８０と、回転軸線に平行に伸びて部品吸着ノズル８０を自身の下端において保持するノズル保持軸８２とを含んで構成される。それら複数のノズル保持軸８２が、リボルバ７０に保持されることで、複数の部品保持具７２は、リボルバ７０に保持されている。また、複数の部品保持具７２の各々は、図６に示すように、回転軸線を中心とする一円周上に、等角度ピッチで配設されている。さらに詳しく言えば、本実施例においては、部品保持具７２は、１５本とされており、それらは、２４°ピッチで配設されている。したがって、リボルバ７０が回転軸線まわりに回転させられることで、１５本の部品保持具７２は、一円周上に沿って回転させられるようになっている。

１５本の部品保持具７２の各々は、リボルバ７０から回転軸線に平行な方向、つまり、上下方向に延び出した状態で、上下方向に移動可能に保持されている。そして、部品保持具７２の各々は、部品保持具７２の上端とリボルバ７０の上面との間に配設された圧縮スプリング８４によって上方に向かって付勢されており、通常は、上昇させられた位置にある。

部品装着ヘッド３０は、リボルバ７０を回転軸線まわりに回転させる回転体回転装置としてのリボルバ回転装置９０を有している。リボルバ回転装置９０は、支持部７４に固定された電動モータ９２と、その電動モータ９２の下方に向かって突出する出力軸９４に固定された駆動歯車９６とを含んで構成される。その駆動歯車９６は、リボルバ７０の外周面に形成されたギヤ９８に噛み合わされている。したがって、電動モータ９２によって、駆動歯車９６が回転させられ、リボルバ７０が回転させられるようになっている。なお、電動モータ９２は、エンコーダ付きのモータであり、回転角を制御可能なものである。

部品装着ヘッド３０は、１５本の部品保持具７２を、それぞれの軸線まわりに回転させる保持具回転装置１００を有している。この保持具回転装置１００は、詳細な説明は省略するが、１５本の部品保持具のすべてを、一斉に、それぞれの軸線まわりに回転させるものである。図示は省略するが、部品保持具７２の各々には、歯車が形成されており、リボルバ７０と同軸的に配設されて軸線まわりに回転可能となされた回転軸１０２の下端側に形成された歯車と噛み合わされている。その回転軸１０２には、それの上端側に歯車１０４が形成されている。保持具回転装置１００は、支持部７４に固定された電動モータ１０６と、その電動モータ１０６によって回転させられる駆動歯車１０８とを主体とするものであり、その駆動歯車１０８が、回転軸１００の歯車１０４と噛み合わされている。したがって、電動モータ１０６によって駆動歯車１０８が回転させられることで回転軸１０２が回転させられ、部品保持具７２の各々が、一斉に、自身の軸線まわりに同方向に同角度だけ回転させられる。

部品装着ヘッド３０は、１５本の部品保持具７２のうちの１つのものを、部品の保持および離脱のために昇降させる部品保持具昇降装置を２つ有している。それら２つの部品保持具昇降装置のうちの１つのものは、１５本の部品保持具７２のうちの、一円周上において設定された第１位置Ａに位置する１つのものを昇降させるものであり、第１部品保持具作動装置として機能する第１部品保持具昇降装置１２０（以下、単に「第１昇降装置１２０」と呼ぶ場合がある。）である。また、２つの部品保持具昇降装置のうちのもう１つのものは、１５本の部品保持具７２のうちの、一円周上において設定された第２位置Ｂに位置する１つのものを昇降させるものであり、第２部品保持具作動装置として機能する第２部品保持具昇降装置１２２（以下、単に「第２昇降装置１２２」と呼ぶ場合がある。）である。

図６に示すように、第１位置Ａと第２位置Ｂとは、リボルバ７０の回転軸線を挟んで、互いに反対側に位置するように設定されている。より詳しく言えば、それら第１位置Ａと第２位置Ｂとは、第１位置Ａ，第２位置Ｂ，回転軸線がＸ方向に延びる一直線上に並ぶように設定されている。つまり、１５本の部品保持具７２のうちの１つ（図６における部品保持具７２ａ）が第１位置Ａに位置するとき、１５本の部品保持具７２のうちの互いに隣り合う２つのもの（図６における部品保持具７２ｈ，７２ｉ）の中央が、第２位置Ｂに位置するようになっている。

第１昇降装置１２０および第２昇降装置１２２は、同様の構成であるため、同じ構成要素には、同じ番号を付している。第１昇降装置１２０および第２昇降装置１２２は、ねじ軸１３０とナット１３２とを含むねじ機構１３４と、支持部７４に固定されてねじ軸１３０を回転させる電動モータ１３６とを主体として構成される。ナット１３２には、ガイドロッド１３８によって上下方向に案内されるスライダ１４０が固定されている。つまり、電動モータ１３６によるねじ軸１３０の回転によって、ナット１３２とともにスライダ１４０が、上下方向に移動させられるようになっている。

図７に拡大して示すように、スライダ１４０には、ローラ１４２が取り付けられている。そのローラ１４２は、複数の部品保持具７２の上方側に位置している。そして、ローラ１４２は、複数の部品保持具７２が配設されている円の径方向に延びる軸線回りに回転可能に取り付けられている。一方、複数の部品保持具７２の各々の上端には、上記ローラ１４２が係合する係合部１４４が設けられている。電動モータ１３６によるスライダ１４０の下降によって、ローラ１４２が第１位置Ａあるいは第２位置Ｂに位置する部品保持具７２の係合部１４４の上面に接した状態で、圧縮スプリング８４の付勢力に抗して、その部品保持具７２が下降させられるようになっている。

また、スライダ１４０には、ローラ１４２の下側に、ローラ１４２と同方向に延び出す鍔部１４６が設けられている。この鍔部１４６は、第１位置Ａあるいは第２位置Ｂに位置する部品保持具７２の係合部１４４の下方側に入り込んでいる。そして、下降させられた部品保持具７２は、基本的には圧縮スプリング８４の付勢力によって上昇するのであるが、電動モータ１３６によるスライダ１４０の上昇によって、鍔部１４６が、部品保持具７２の係合部１４４の下面側に接した状態で、部品保持具７２の上昇を補助するようになっている。

なお、１５本の部品保持具７２の各々は、負圧によって電子回路部品を吸着し、保持するものである。部品保持具７２の各々のノズル保持軸８２の内部には、図示を省略する通路が形成されており、正圧と負圧とが選択的に供給されるようになっている。リボルバ７０には、１５本の部品保持具７２の各々に対応して、１５個のスプール式のバルブが設けられている。そして。それら１５個のバルブの各々が有するバルブスプール１５０が、リボルバ７０から上方に突出した状態となっている。それら１５個のバルブは、通常時は正圧を供給し、バルブスプール１５０が押し下げられることで、負圧の供給に切り換えられる。

部品装着ヘッド３０は、バルブスプール１５０の押し下げを行って正圧と負圧とを切り換えるための供給圧切換装置を２つ有している。第１供給圧切換装置１６０は、第１位置Ａにある部品保持具７２に対応するバルブの正圧・負圧を切り換えるものであり、第２供給圧切換装置１６２は、第２位置Ｂにある部品保持具７２に対応するバルブの正圧・負圧を切り換えるものである。

供給圧切換装置１６０，１６２は、電動モータ１６４と、その電動モータ１６４によって回転させられる２枚のレバー１６６とを含んで構成される。一方、バルブスプール１５０には、径方向外側に向かって突出する鍔１６８が設けられている。部品保持具７２が第１位置Ａあるいは第２位置Ｂに位置すると、その部品保持具７２に対応するバルブスプール１５０の鍔１６８が、供給圧切換装置１６０，１６２が有する２枚のレバー１６６の間に入り込む。そして、電動モータ１６４によって２枚のレバー１６６を回転させることで、バルブスプール１５０を押し下げるとともに、反対方向に２枚のレバー１６６を回転させることで、バルブスプール１５０を押し上げるように構成されている。

本実施例の部品装着機１０は、自身の制御を司る制御装置２００を備えている。その制御装置２００は、図８に示すように、ＣＰＵ２１０，ＲＯＭ２１２，ＲＡＭ２１４およびそれらを接続するバス２１６を含む制御コンピュータ２２０を主体とするものである。入・出力部２２２には、基板カメラ６６および部品カメラ２８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２２４，エンコーダ付サーボモータのエンコーダ２２６（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２２２には、駆動回路２３０を介して、リボルバ回転装置９０の電動モータ９２，部品保持具昇降装置１２０，１２２の電動モータの１３６等、種々のアクチュエータ等が接続されている。ＲＯＭ２１２には、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。制御装置２００は、上記のように接続された種々のアクチュエータ等を制御して、以下に説明するような、部品装着機１０による部品装着作業が行われることになる。

＜部品装着機による部品装着作業の概要＞
本実施例の部品装着機１０による部品装着作業について簡単に説明すれば、まず、基板コンベア装置２４によって、作業に供される基板Ｓが、上流側から搬入され、所定の作業位置にて固定される。次いで、基板カメラ６６がヘッド移動装置３２によって移動させられ、基板Ｓの上面に付された基準マークが撮像される。その撮像によって得られた撮像データに基づき、装着位置の基準となる座標系が決定される。また、複数の装着位置から、装着順序が決定される。

続いて、ヘッド移動装置３２によって、部品装着ヘッド３０が部品供給装置２６の上方に位置させられ、１５本の部品保持具７２の各々において部品が順次保持される。なお、部品の受け取り作業については、後に詳しく説明するものとする。次いで、部品装着ヘッド３０が基板Ｓの上方に移動させられる際に、部品カメラ２８の上方を通過し、部品保持具７２の各々に保持された部品が、部品カメラ２８によって撮像される。その撮像データに基づき、各部品のノズル軸線に対する位置ズレ量（回転位置ズレをも含む概念である）が把握される。続いて、部品装着ヘッド３０、基板Ｓの上方に移動させられ、上記位置ズレ量に基づく補正を行いつつ、各部品が、順次、装着プログラムによって定められた装着位置に装着される。装着プログラムによって定められた回数、部品供給装置２６と基板Ｓとの間を部品装着ヘッド３０が往復させられ、部品装着ヘッド３０による部品の受け取り・装着が、上記のように繰り返されて、１つの部品装着機１０による部品装着作業が完了する。１つの基板Ｓが、複数の部品装着機１０を通過する際、１つの基板Ｓに対する各部品装着機１０による上述の部品装着作業が順次行われ、複数の部品装着機１０による１つの基板Ｓに対する装着作業が完了する。

＜本部品装着機の特徴＞
本部品装着機１０は、先に述べたように、第１位置Ａと第２位置Ｂとの２箇所において、部品保持具７２を昇降させることが可能とされている。そして、本部品装着機１０においては、上述のような構成によって、リボルバ回転装置９０が、１５本の部品保持具７２の配設ピッチ角（24°）の半分の角度（12°，以下、ハーフピッチとよぶ場合がある。）ずつリボルバ７０を回転させることで、１５本の部品保持具７２が、第１位置Ａと、第２位置Ｂとに位置させられることになる。したがって、本部品装着機１０においては、図９に示すように、リボルバ回転装置９０がリボルバ７０をハーフピッチずつ回転させ、２つの部品保持具昇降装置１２０，１２２が、１５本の部品保持具７２のうちの第１位置Ａに位置するものと、第２位置Ｂに位置するものとを、交互に昇降させることが可能となっているのである。ちなみに、図９は、部品装着機１０の上方からの視点において、１５本の部品保持具７２の位置と、第１位置Ａおよび第２位置Ｂを示したものである。

第１位置Ａと第２位置Ｂとは、上述したように、Ｘ方向に並んで配置されている。また、上述したように、部品供給装置２６は、複数の供給位置がＸ方向に一直線上に並んで配置されている。そのため、部品装着ヘッド３０が、部品供給装置２６から部品を受け取る際には、原則的に、ヘッド移動装置３２によってＸ方向にのみ移動させられれば良いのである。そして、本部品装着機１０は、右端側の供給位置の部品は第１位置Ａから受け取り、左端側の供給位置の部品は第２位置Ｂから受け取ることができる。したがって、本部品装着機１０によれば、１箇所で部品を受け取る構成の部品装着機に比較して、部品装着ヘッド３０の移動距離を短くすることができ、スループットを向上させることが可能である。

また、前述したように、複数の供給位置は、Ｘ方向に等ピッチで並んで配置されている。本部品装着機１０は、第１位置Ａと第２位置Ｂとの距離が、その供給位置のピッチの整数倍とされている。つまり、本部品装着機１０は、第１位置Ａと第２位置Ｂとを、同時に供給位置に位置させることができるのである。したがって、本部品装着機１０は、ヘッド移動装置３２が部品装着ヘッド３０を移動させずに、２つの部品保持具昇降装置１２０，１２２の各々が、自身が昇降させる部品保持具７２の各々に、同じ供給位置から部品を受け取らせることができるのである。

上記のような場合、本部品装着機１０は、より効果的に作動させることが可能となっている。具体的には、図１０にタイムチャートを示すように、第１部品保持具昇降装置１２０が、第１位置Ａにある部品保持具７２を下降させて部品を受け取らせた後、その部品保持具７２の上昇の開始とともに、リボルバ回転装置９０が、リボルバ７０の回転を開始させ、さらに、第２部品保持具昇降装置１２２が、前記第２位置Ｂに近づく部品保持具７２の下降を開始させるようになっているのである。また、同様に、第２部品保持具昇降装置１２２が、第２位置Ｂにある部品保持具７２を下降させて部品を受け取らせた後、その部品保持具７２の上昇の開始とともに、リボルバ回転装置９０が、リボルバ７０の回転を開始させ、さらに、第１部品保持具昇降装置１２０が、前記第１位置Ａに近づく部品保持具７２の下降を開始させるようになっている。つまり、本部品装着機１０は、３つの動作を同時に行うことによって、スループットを向上させることができるのである。

次に、本部品装着機１０が、複数の部品保持具７２の各々に受け取らせた部品を基板Ｓに装着する作業について説明する。本部品装着機１０は、基板Ｓ上の次の装着位置に、第１位置Ａが第２位置と比較して近い場合には、第１部品保持具昇降装置１２０を使用して部品を装着させるべく、ヘッド移動装置３２が部品装着ヘッド３０を移動させる。一方、次の装着位置に、第２位置Ｂが第１位置と比較して近い場合には、第２部品保持具昇降装置１２２を使用して部品を装着させるべく、ヘッド移動装置３２が部品装着ヘッド３０を移動させるようになっている。したがって、本部品装着機１０によれば、部品装着ヘッド３０の移動距離を短くすることができ、スループットの向上を図ることができる。

なお、部品の装着位置が比較的近接しているような場合には、本部品装着機１０は、リボルバ回転装置９０がリボルバ７０を配設ピッチ角ずつ回転させ、第１部品保持具昇降装置１２０あるいは第２部品保持具昇降装置１２２のいずれかのみを使用して、部品を基板Ｓに装着させることも可能である。

上記第１実施例の部品装着機１０は、部品装着ヘッド３０が奇数本（１５本）の部品保持具７２を有するものとされていたが、本実施例の部品装着機は、部品装着ヘッドが、偶数本（１６本）の部品保持具３００を有するものとなっている。また、本実施例の部品装着機は、第１実施例のものと同様に、２つの部品保持具昇降装置を備えている。ただし、第１位置Ａと第２位置Ｂとの位置が、第１実施例と異なる。したがって、本実施例の部品装着機は、ほぼ、第１実施例の部品装着機１０と同様の構成要素で構成されている。そのため、本実施例の部品装着機については、１６本の部品保持具３００の位置と、第１位置Ａおよび第２位置Ｂとの配置についてのみ説明することとする。

図１１は、本実施例の部品装着機を上方からの視点において眺めた場合における、１６本の部品保持具３００の位置と、第１位置Ａおよび第２位置Ｂとの配置を示す平面図である。１６本の部品保持具３００の各々は、一円周上に等角度ピッチ（22.5°）で配設されている。そして、第２位置Ｂは、第１位置Ａの１８０°反対側の位置からハーフピッチ（11.25°）ずれた位置とされている。つまり、１６本の部品保持具３００のうちの１つ（図１１(a)における部品保持具３００ａ）が第１位置Ａに位置するとき、１６本の部品保持具３００のうちの互いに隣り合う２つのもの（図１１(a)における部品保持具３００ｈ，３００ｉ）の中央が、第２位置Ｂに位置するようになっている。つまり、本実施例の部品装着機は、第１実施例の部品装着機１０と同様に、リボルバをハーフピッチずつ回転させることで、複数の部品保持具３００の各々を、第１位置Ａと第２位置Ｂとに、交互に位置させることが可能となっている。

なお、本実施例の部品装着機は、第１位置Ａと第２位置Ｂとを結んだ方向が、Ｘ方向となるように、リボルバが支持部に支持されている。つまり、第１位置Ａと第２位置Ｂとを結んだ方向が、部品供給装置２６の複数の供給位置が並んだ方向と平行とされており、第１位置Ａと第２位置Ｂとの距離が、供給位置のピッチの整数倍とされている。したがって、本実施例の部品装着機は、第１実施例の部品装着機１０と同様の受け取り作業および装着作業が可能となっているのである。

１０：部品装着機 ２４：基板コンベア装置 ２６：部品供給装置 ３０：部品装着ヘッド ３２：ヘッド移動装置 ５２：基板固定装置 ５６：複数の部品フィーダ ７０：リボルバ〔回転体〕 ７２：複数の部品保持具（１５本） ８０：部品吸着ノズル ８２：ノズル保持軸 ９０：リボルバ回転装置〔回転体回転装置〕 ９２：電動モータ １００：保持具回転装置 １２０：第１部品保持具昇降装置〔第１部品保持具昇降装置〕 １２２：第２部品保持具昇降装置〔第２部品保持具昇降装置〕 １３６：電動モータ １５０：バルブスプール １６０：第１供給圧切換装置 １６２：第２供給圧切換装置 １６４：電動モータ ２００：制御装置 ３００：複数の部品保持具（１６本）

Claims (10)

1. 基板を固定する基板固定装置と、
   複数の供給位置において部品を供給する部品供給装置と、
   (a)回転軸線まわりに回転可能とされた回転体と、(b)その回転体に、前記回転軸線を中心とする一円周上に、等角度ピッチで配設され、それぞれが、部品を保持する複数の部品保持具と、(c)それら複数の部品保持具を前記一円周に沿って回転させるべく前記回転体を前記回転軸線まわりに回転させる回転体回転装置とを有する部品装着ヘッドと、
   前記複数の部品保持具のうちの、前記一円周上において設定された第１位置に位置する１つのものを、部品の保持および離脱のために作動させる第１部品保持具作動装置、および、前記複数の部品保持具のうちの、前記一円周上において設定された第２位置に位置する１つのものを、部品の保持および離脱のために作動させる第２部品保持具作動装置と、
   前記部品供給装置からの前記複数の部品保持具による部品の受け取り、および、前記基板固定装置によって固定された基板への前記部品保持具よって保持された部品の装着のために、前記部品装着ヘッドを移動させるヘッド移動装置と
   を備えて、前記部品供給装置が供給する部品を前記基板固定装置によって固定された基板に装着する部品装着機であって、
   前記第１位置および前記第２位置が、
   前記複数の部品保持具のうちの１つが前記第１位置に位置するときに、前記第２位置が前記複数の部品保持具のうちの互いに隣り合ういずれか２つのものの中間に位置するように設定されている部品装着機。
2. 当該部品装着機が、
   前記回転体回転装置が、前記複数の部品保持具の配設ピッチ角の半分の角度ずつ前記回転体を回転させつつ、前記第１および第２部品保持具作動装置が、前記複数の部品保持具のうちの前記第１位置に位置するものと、前記第２位置に位置するものとを、交互に作動させるように構成された請求項１に記載の部品装着機。
3. 前記部品装着ヘッドが有する前記複数の部品保持具の数が、奇数であり、
   前記第１位置および前記第２位置が、前記回転軸線を中心として互いに反対側に位置するように設定された請求項１または請求項２に記載の部品装着機。
4. 前記複数の供給位置が、一直線上に並んで設けられ、
   前記第１位置および前記第２位置が、それらを結ぶ直線と前記複数の供給位置が並ぶ直線とが平行となるように設定された 請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の部品装着機。
5. 前記複数の供給位置が、一直線上に等ピッチで設けられ、
   前記第１位置および前記第２位置が、それらの距離が、前記複数の供給位置のピッチを整数倍した値と等しくなるように設定された請求項４に記載の部品装着機。
6. 当該部品装着機が、
   前記複数の部品保持具による部品の受け取りの際に、前記ヘッド移動装置が前記部品装着ヘッドを移動させず、前記第１および第２部品保持具作動装置の各々が、前記複数の部品保持具のうちの自身が作動させるものの各々に、前記複数の供給位置のうちの同じ位置から部品を受け取らせるように構成された請求項５に記載の部品装着機。
7. 前記第１および第２部品保持具作動装置の各々が、前記複数の部品保持具のうちの１つのものを上下方向に移動させる部品保持具昇降装置を含んで構成され、
   前記第１部品保持具作動装置が、
   前記複数の部品保持具のうちの、前記回転体の前記回転軸線まわりの回転によって次に前記第１位置に位置するものに対して、その部品保持具が前記第１位置に近づく段階で、その部品保持具の下降を開始可能であるとともに、その部品保持具が部品を保持および離脱させた後、その部品保持具が前記第１位置から離れていく際にもその部品保持具の上昇を継続可能に構成され、
   前記第２部品保持具作動装置が、
   前記複数の部品保持具のうちの、前記回転体の前記回転軸線まわりの回転によって次に前記第２位置に位置するものに対して、その部品保持具が前記第２位置に近づく段階で、その部品保持具の下降を開始可能であるとともに、その部品保持具が部品を保持および離脱させた後、その部品保持具が前記第１位置から離れていく際にもその部品保持具の上昇を継続可能に構成された請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の部品装着機。
8. 当該部品装着機が、
   前記第１部品保持具作動装置が、前記複数の部品保持具のうちの前記第１位置にあるものを下降させて部品を受け取らせた後、その部品保持具の上昇を終了させる前に、前記回転体回転装置が、前記回転体の回転を開始させるとともに、前記第２部品保持具作動装置が、前記複数の部品保持具のうちの前記第２位置に近づくものの下降を開始させるように構成された請求項７に記載の部品装着機。
9. 当該部品装着機が、
   前記複数の部品保持具の各々に受け取らせた部品を基板に装着する際、基板上の次の装着位置に前記第１位置が近い場合に、前記第１部品保持具作動装置を使用し、次の装着位置に前記第２位置が近い場合に、前記第２部品保持具作動装置を使用するように構成された請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の部品装着機。
10. 当該部品装着機が、
    前記複数の部品保持具の各々に受け取らせた部品を基板に装着する際、前記第１および第２部品保持具作動装置のうちの１つのみを使用するように構成された請求項１ないし請求項９のいずれか１つに記載の部品装着機。

Images