JP6259462B2 - チャック装置及び部品装着機 - Google Patents

Description

本発明は、回路基板等に装着する部品を把持するチャック装置及びそのチャック装置を装着ヘッドに交換可能に保持する部品装着機に関する発明である。

部品装着機で部品を回路基板等に装着する際に、吸着ノズルでは吸着困難な大型部品や特殊形状の部品は、チャック装置のチャック爪で挟み付けて持ち運びするようにしている。一般に、チャック装置は、一対（２個）のチャック爪で部品をその両側から挟み付けるものが多いが、特許文献１（実開平６−２４８８２号公報）に記載されているように、２対（４個）のチャック爪を９０°間隔で配置して、２対のチャック爪を同時に挟持動作させて部品をその４方向から挟み付けるようにしたものがある。

実開平６−２４８８２号公報

上記いずれの構成のチャック装置でも、１つのチャック装置で把持可能な部品のサイズや形状は限られているため、挟持する部品のサイズや形状に応じてチャック装置を交換する必要がある。このため、生産中にチャック装置を交換する頻度が増えて、生産性が低下するだけでなく、準備するチャック装置の種類数が増えて、装置コストが高くなる欠点もある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、挟持する部品のサイズや形状に応じてチャック装置を交換する頻度を大幅に減少させて、生産性を向上させることができると共に、準備するチャック装置の種類数を大幅に減少させて、装置コストも減少させることができるチャック装置及び部品装着機を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のチャック装置は、部品を挟持する複数種類のチャック爪と、前記複数種類のチャック爪の中から挟持する部品の種類に応じて使用するチャック爪を切り替えるチャック爪切替機構と、前記チャック爪切替機構により切り替えられたチャック爪を挟持動作させる駆動機構とを備えたチャック装置であって、後述する技術的特徴を備えている。この構成では、１つのチャック装置に複数種類のチャック爪を設け、挟持する部品の種類に応じて使用するチャック爪をチャック爪切替機構により切り替えるようにしているため、１つのチャック装置で、サイズや形状の異なる複数種類の部品を挟持することができる。これにより、挟持する部品のサイズや形状に応じてチャック装置を交換する頻度を大幅に減少させて、生産性を向上させることができると共に、準備するチャック装置の種類数を大幅に減少させて、装置コストも減少させることができる。

この場合、前記チャック爪切替機構は、前記複数種類のチャック爪のうちの使用しないチャック爪を、使用するチャック爪の挟持動作の邪魔にならない退避位置へ退避させるように構成すると良い。このようにすれば、複数種類のチャック爪を備えたチャック装置であっても、従来の１種類のチャック爪のみを備えたチャック装置と同様の動作が可能となる。

具体的には、前記複数種類のチャック爪は、各チャック爪がそれぞれ独立して上下動するように支持され、前記チャック爪切替機構は、使用しないチャック爪を前記退避位置へ上昇させ、使用するチャック爪を前記退避位置よりも下方の挟持動作位置へ下降させるように構成すると良い。

更に、前記チャック爪切替機構は、円筒カムを用いて構成され、前記複数種類のチャック爪を前記円筒カムの周りに所定間隔で配置すると共に、前記各チャック爪にそれぞれ設けられたカムフォロアを前記円筒カムの外周面のカム溝に嵌め込み、前記円筒カムを回転させることで前記各チャック爪をそれぞれ独立して上下動させるように構成すると良い。このように、チャック爪切替機構を円筒カムを用いて構成すれば、比較的簡単な構成で、各チャック爪をそれぞれ独立して上下動させることができる。

具体的には、円筒カムの外周側には、前記各チャック爪の上下動をガイドする筒状ガイド部材を同芯状に配置し、前記筒状ガイド部材の回転をロックした状態で前記円筒カムを回転させることで前記各チャック爪をそれぞれ独立して上下動させるようにすると良い。

また、前記各チャック爪は、それぞれ異なる種類のチャック爪と交換可能に設けるようにしても良い。

また、チャック爪を挟持動作させる駆動機構は、駆動源として電気アクチュエータ（モータ、ソレノイド等）を用いても良いが、エアーシリンダを用いると良い。

また、部品を吸着する吸着ノズルを交換可能に保持する装着ヘッドを備えた部品装着機に本発明を適用する場合は、チャック装置を前記装着ヘッドに交換可能に保持するようにすれば良い。

この場合、部品装着機の装着ヘッドのエアー通路を通して前記チャック装置の前記エアーシリンダにエアー圧を供給するようにすれば良い。このようにすれば、部品装着機の既存のエアー回路を利用してチャック装置のチャック爪を挟持動作させることができる。

更に、前記装着ヘッドの回転軸（Ｑ軸）を回転させることで前記円筒カムを回転させて前記各チャック爪をそれぞれ独立して上下動させるようにすれば良い。このようにすれば、部品装着機の装着ヘッドの既存の回転軸（Ｑ軸）を利用してチャック爪切替機構の切替動作を行わせることができる。

更に、部品装着機は、前記チャック装置の前記複数種類のチャック爪の中から使用するチャック爪を切り替える際に前記筒状ガイド部材の回転をロックする回転ロック部材を備え、前記チャック装置を前記装着ヘッドによって所定位置に移動させて前記筒状ガイド部材の回転を前記回転ロック部材でロックした状態で前記装着ヘッドの回転軸を回転させることで前記円筒カムを回転させて前記各チャック爪をそれぞれ独立して上下動させるようにすれば良い。

また、部品装着機は、前記回転ロック部材を移動させる移動手段を備え、前記チャック装置の前記複数種類のチャック爪の中から使用するチャック爪を切り替えるチャック爪切替動作時に前記回転ロック部材を前記移動手段により前記筒状ガイド部材の回転をロックする位置に移動させ、チャック爪切替動作完了後に前記回転ロック部材を前記移動手段により前記チャック装置と干渉しない位置に退避させるようにすると良い。このようにすれば、チャック爪切替動作完了後の生産中に装着ヘッドによって移動されるチャック装置が回転ロック部材と干渉することを確実に防止できる。

また、部品装着機の装着ヘッドには、複数のチャック装置が保持されると共に、前記複数のチャック装置の前記円筒カムを回転させる複数の回転軸が設けられ、前記複数のチャック装置に対応して複数の回転ロック部材が設けられ、前記複数のチャック装置を前記装着ヘッドによって所定位置に移動させて前記複数のチャック装置の前記筒状ガイド部材の回転を前記複数の回転ロック部材でロックした状態で前記装着ヘッドの前記複数の回転軸を回転させることで前記複数のチャック装置の前記円筒カムを回転させて前記複数のチャック装置の前記各チャック爪をそれぞれ独立して上下動させるようにしても良い。このようにすれば、１つの装着ヘッドで複数のチャック装置のチャック爪切替動作を同時に行うことができ、複数のチャック装置のチャック爪切替動作を、チャック装置１個分のチャック爪切替動作時間で能率良く行うことができる。

また、部品装着機は、撮像対象を撮像するカメラと、前記回転ロック部材又はこれと一定の位置関係で設けられた基準位置部を前記カメラで撮像してその画像を処理することで前記回転ロック部材の位置を認識する画像処理手段とを備えた構成とすると良い。このようにすれば、画像処理により回転ロック部材の位置を確認してチャック装置を筒状ガイド部材の回転をロックする位置に正確に移動させて筒状ガイド部材の回転を回転ロック部材で確実にロックすることができ、確実なチャック爪切替動作が可能となる。

また、部品装着機は、前記チャック爪切替機構により切り替えられたチャック爪を確認する確認センサを備えた構成とすると良い。このようにすれば、万一、チャック爪切替機構により切り替えられたチャック爪が間違っている場合でも、その間違いを確認センサで検出して、間違ったチャック爪による部品の掴み損ねや損傷等を未然に防止できる。

図１は本発明の一実施例を示す部品装着機の斜視図である。 図２は装着ヘッドの斜視図である。 図３はチャック装置の斜視図である。 図４はチャック装置の正面図である。 図５はチャック装置の右側面図である。 図６はチャック装置の背面図である。 図７はチャック装置の下面図である。 図８は図４のチャック装置のＤ−Ｄ断面図である。 図９は図７のチャック装置のＡ−Ａ断面図である。 図１０は図７のチャック装置のＢ−Ｂ断面図である。 図１１は図７のチャック装置のＣ−Ｃ断面図である。 図１２はチャック装置から筒状ガイド部材と爪ホルダを取り外した状態を示す斜視図である。 図１３は図１２のチャック装置の正面図である。 図１４は図１２のチャック装置の右側面図である。 図１５はチャック装置の分解斜視図である。 図１６は回転ロック装置の斜視図である。 図１７は部品装着機の制御系の構成を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいて部品装着機１１の構成を説明する。

部品装着機１１には、部品を供給する部品供給装置１２が着脱可能にセットされる。部品装着機１１にセットする部品供給装置１２は、トレイフィーダ、テープフィーダ、バルクフィーダ、スティックフィーダ等のいずれであっても良く、勿論、複数種類のフィーダを混載するようにしても良い。部品装着機１１には、回路基板（図示せず）を搬送するコンベア１３と、部品供給装置１２から供給される部品を回路基板に装着する装着ヘッド１４と、この装着ヘッド１４をＸＹ軸方向（左右前後方向）に移動させるＸＹ軸移動機構１５と、交換用ツール（交換用のチャック装置４０や交換用の吸着ノズル）を載置するツールステーション１６等が設けられている。

装着ヘッド１４には、部品供給装置１２から供給される部品を吸着する吸着ノズル（図示せず）と、吸着ノズルでは吸着困難な大型部品や特殊形状の部品等を掴むチャック装置４０（図３参照）とが交換可能に保持される。部品装着機１１には、吸着ノズルやチャック装置４０に保持した部品を下方から撮像する部品撮像用のカメラ１７が設けられ、装着ヘッド１４には、回路基板の基準位置マーク等を撮像するマーク撮像用のカメラ１８が設けられている。

装着ヘッド１４には、２個のＺ軸モータ２１，２２で個別に駆動される２個のＺ軸スライド２３，２４が設けられ、各Ｚ軸スライド２３，２４の下側にそれぞれチャック装置４０が１個ずつ着脱可能に負圧等で保持され（図２参照）、各チャック装置４０が各Ｚ軸スライド２３，２４によって独立して上下動されるようになっている。図示はしないが、各Ｚ軸スライド２３，２４には、各チャック装置４０を回転させるＱ軸（回転軸）が組み付けられている。

ＸＹ軸移動機構１５は、サーボモータ等からなるＸ軸モータ２５を駆動源とするＸ軸スライド機構２６と、リニアモータ等からなるＹ軸モータ２７を駆動源とするＹ軸スライド機構２８とから構成されている。Ｘ軸スライド機構２６は、Ｘ軸モータ２５でＸ軸ボールねじ２９を回転させて、装着ヘッド１４が取り付けられたＸ軸スライド（図示せず）をＸ軸ガイド３０に沿ってＸ軸方向に移動させる。Ｘ軸ガイド３０は、Ｙ軸スライド機構２８のＹ軸ガイド３１にＹ軸方向にスライド可能に支持され、且つ、Ｙ軸モータ２７が取り付けられたＹ軸スライド３２にＸ軸ガイド３０が連結されている。これにより、Ｙ軸モータ２７によってＸ軸スライド機構２６がＹ軸ガイド３１に沿ってＹ軸方向に移動されるようになっている。

次に、図３乃至図１５を用いてチャック装置４０の構成を説明する。
チャック装置４０の上端には、装着ヘッド１４のＱ軸の下端に負圧等で保持される保持プレート部４１が設けられ、この保持プレート部４１の下面側に円筒状の外ケース４２が固定されている。図９乃至図１１に示すように、外ケース４２の内側には、エアーシリンダ４３のシリンダケース４４が上下動可能に組み付けられ、このシリンダケース４４がスプリング４５（第１の付勢手段）によって下方に付勢されている。

シリンダケース４４内には、ピストン４６が上下動可能に組み付けられ、このピストン４６がスプリング４７（第２の付勢手段）によって下方に付勢されている。保持プレート部４１には、装着ヘッド１４のエアー通路（図示せず）と連通するエアー圧導入孔４８が形成され、装着ヘッド１４のエアー通路を通して供給されるエアー圧（負圧、正圧）がエアー圧導入孔４８（図９乃至図１１参照）からシリンダケース４４内に導入されるようになっている。シリンダケース４４内に負圧が導入されると、その負圧吸引力によりピストン４６がスプリング４７の押し下げ力に抗して引き上げられ、一方、シリンダケース４４内に正圧が導入されると、ピストン４６が正圧のエアー圧力とスプリング４７の押し下げ力によって押し下げられるようになっている。

シリンダケース４４の下側には、円筒カム５０が同芯状に固定され、装着ヘッド１４のＱ軸の回転によって円筒カム５０が保持プレート部４１、外ケース４２及びシリンダケース４４と一体的に回転するようになっている。円筒カム５０の外周面には、合計６個（３対）のチャック爪５１を上下動させるためのカム溝５２が形成されている。

円筒カム５０の外周側には、各チャック爪５１の上下動をガイドする筒状ガイド部材５３が同芯状に配置され、該筒状ガイド部材５３の上端部が円筒カム５０に対して回転可能に支持されている。筒状ガイド部材５３には、各チャック爪５１の上下動をガイドするガイド溝５４（図１５参照）が６０°ピッチで等間隔に形成されている。

各チャック爪５１は、それぞれＵ字状の爪ホルダ５５の下端にねじ止め等により交換可能に取り付けられている。チャック爪５１で部品を挟持する場合は、部品のサイズや形状に応じて６個（３対）のチャック爪５１のうちのチャック装置４０の直径方向（１８０°反対方向）に位置する２個（１対）のチャック爪５１を選択して使用する。従って、本実施例のように、チャック装置４０に組み付けたチャック爪５１の数が合計６個の場合は、サイズや形状の異なる３種類（３対）のチャック爪５１が取り付けられる。

各爪ホルダ５５は、筒状ガイド部材５３の各ガイド溝５４に上下動可能に嵌め込まれていると共に、各爪ホルダ５５のＵ字溝５６が円筒カム５０にその回転方向に摺動可能に嵌め込まれ、且つ、各爪ホルダ５５に固定されたカムフォロア５７が円筒カム５０の外周面のカム溝５２に嵌め込まれている。これにより、筒状ガイド部材５３の回転をロックした状態で円筒カム５０を回転させると、各爪ホルダ５５のカムフォロア５７がそれぞれ円筒カム５０のカム溝５２の上下動に応じて上下動して、各チャック爪５１がそれぞれ独立して上下動する。

円筒カム５０のカム溝５２は、合計６個（３対）のチャック爪５１のうち、使用する２個（１対）のチャック爪５１のみを最下位置（挟持動作位置）へ下降させて突出させ、使用しない４個（２対）のチャック爪５１を、使用するチャック爪５１の挟持動作の邪魔にならない最上位置（退避位置）へ退避させるように構成されている。以上説明した円筒カム５０、カムフォロア５７及び筒状ガイド部材５３等によってチャック爪切替機構５８が構成されている。

尚、円筒カム５０の中心位置には、挟持する部品に対するチャック爪５１の高さ位置を一定に保つための高さ規制部材６１が配置されている。これにより、チャック装置４０の下降動作時に高さ規制部材６１の下端が部品の上面に当接した後は、チャック装置４０の下降動作に応じて保持プレート部４１と外ケース４２が下降するだけで、その以外の部分の下降は、高さ規制部材６１によってチャック装置４０の上部のスプリング４５が圧縮されることで強制的に停止され、チャック爪５１の下降も強制的に停止される。

次に、使用する２個（１対）のチャック爪５１を挟持動作させる駆動機構６５の構成を図１０を参照して説明する。駆動機構６５は、エアーシリンダ４３を駆動源とし、エアーシリンダ４３のピストン４６の下面側部分の左右両側に２本の係合ピン６６が固定されている。シリンダケース４４の下面側部分の左右両側には、２個の回動レバー６７が２本の軸ピン６８を介して上下方向に回動可能に支持されている。各回動レバー６７の両側には、Ｕ字状の係合溝７１，７２が形成され、各回動レバー６７の内側の係合溝７１にピストン４６の係合ピン６６が摺動可能に係合されている。これにより、ピストン４６の上下動に応じて２個の回動レバー６７が２本の軸ピン６８を支点にして上下方向に回動するようになっている。

２個の回動レバー６７の外側の係合溝７２は、斜め下向き又は下向きに形成され、２個の回動レバー６７の係合溝７２に係合される２本の開閉レバー８０が円筒カム５０の直径方向両側に配置されている。各開閉レバー８０の上端に設けられた係合ピン７４が各回動レバー６７の外側の係合溝７２に摺動可能に係合され、各回動レバー６７の回動により２本の開閉レバー８０が円筒カム５０の直径方向に移動するようになっている。

円筒カム５０の直径方向両側には、各開閉レバー８０が出入りする切欠溝７５（図１５参照）が形成されている。両開閉レバー８０の開き時（両チャック爪５１の開き時）には、各回動レバー６７によって各開閉レバー８０の外側面が円筒カム５０の外周面とほぼ一致する位置に保持され、各開閉レバー８０の下部に形成されたカム溝７６が円筒カム５０のカム溝５２と連続するようになっている。両開閉レバー８０の閉じ時（両チャック爪５１の閉じ時）には、各回動レバー６７によって各開閉レバー８０が円筒カム５０の内側に移動するようになっている。

２個の開閉レバー８０は、２個の爪ホルダ５５のＵ字溝５６に嵌合可能となっており、２個の開閉レバー８０が２個の爪ホルダ５５のＵ字溝５６に嵌合した状態では、２個の開閉レバー８０が円筒カム５０の直径方向に移動することで、２個の爪ホルダ５５が円筒カム５０の直径方向に移動して、２個の爪ホルダ５５の下端に固定された２個のチャック爪５１が開閉動作して、２個のチャック爪５１で部品を挟持又は解放するようになっている。

尚、図１５に示すように、円筒カム５０の外周面の下部には、カム溝５２に達する導入溝７７が下方に貫通するように形成され、チャック装置４０の組立時に、カムフォロア５７を導入溝７７からカム溝５２に導入した後、導入溝７７に閉塞ピース７８を嵌め込んでねじ止め等により固定するようにしている（図１２参照）。

また、筒状ガイド部材５３には、チャック爪切替動作時に該筒状ガイド部材５３の回転をロックするロック穴７９が所定ピッチ（例えば６０°ピッチ）で形成されている。

一方、図１及び図１６に示すように、部品装着機１１の所定位置には、チャック爪切替動作時にチャック装置４０の筒状ガイド部材５３の回転をロックする回転ロック装置８１が設けられている。回転ロック装置８１は、両端に２個のロックピン８２（回転ロック部材）が取り付けられた昇降部材８３と、この昇降部材８３を昇降させるエアシリンダ、モータ等のアクチュエータ８４（移動手段）とから構成されている。２個のロックピン８２の配置間隔は、装着ヘッド１４に保持された２個のチャック装置４０の配置間隔と同一に設定され、チャック爪切替動作時に２個のチャック装置４０の筒状ガイド部材５３のロック穴７９を２個のロックピン８２に差し込むことで、２個のチャック装置４０の筒状ガイド部材５３の回転をロックするようになっている。

昇降部材８３の中央には、該昇降部材８３の両端のロックピン８２の位置を確認するための基準位置マーク部８６（基準位置部）が両端のロックピン８２と一定の位置関係で設けられている。装着ヘッド１４に取り付けられたマーク撮像用のカメラ１８で昇降部材８３の中央の基準位置マーク部８６を撮像して、その画像を画像処理ユニット９５（図１７参照）で処理して基準位置マーク部８６を認識することで、該昇降部材８３の中央の基準位置マーク部８６の位置を基準にして該昇降部材８３の両端のロックピン８２の位置を確認するようにしている。

また、昇降部材８３には、チャック爪切替機構５８により最下位置（挟持動作位置）に下降されたチャック爪５１を確認する確認センサ８７が取り付けられている。確認センサ８７は、反射型の光センサ、近接センサ、超音波センサ等の非接触型センサで構成されている。挟持動作位置のチャック爪５１を確認センサ８７で確認する場合は、チャック装置４０を確認センサ８７の前方へ移動させて、該チャック爪５１の高さ位置を確認センサ８７の検出エリアの高さ位置に合わせて、装着ヘッド１４のＱ軸によりチャック装置４０を回転させて該チャック爪５１を旋回させて確認センサ８７の検出エリアを通過させることで、該チャック爪５１が確認センサ８７の検出エリアを通過する時間（確認センサ８７から該チャック爪５１の検出信号が出力される時間）を計測して、その計測値からチャック爪５１の旋回速度を考慮してチャック爪５１の横幅又は一対のチャック爪５１の間隔を演算して該チャック爪５１の種類を判別する。

また、チャック装置４０に組み付けられた６個のチャック爪５１のうちのいずれか１個のチャック爪５１の爪ホルダ５５には、基準位置ピン８９（図３参照）が取り付けられている。確認センサ８７で各チャック爪５１の種類を確認する前に、基準位置ピン８９を確認センサ８７で検出することで、この基準位置ピン８９が設けられたチャック爪５１の位置を確認し、その後、確認センサ８７で各チャック爪５１の種類を確認する際に、基準位置ピン８９が設けられたチャック爪５１の位置を基準にして各チャック爪５１の位置を判定しながら、各チャック爪５１の種類を確認センサ８７で確認するようにしている。

図１７に示すように、部品装着機１１の制御装置９１は、コンピュータを主体として構成され、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置９２と、ＬＣＤ、ＥＬ、ＣＲＴ等の表示装置９３と、部品装着機１１を制御する各種制御プログラムや各種データを記憶する記憶装置９４等が接続されている。更に、制御装置９１には、部品撮像用カメラ２１やマーク撮像用カメラ２５で撮像した画像を処理する画像処理ユニット９５が内蔵されている。

制御装置９１は、部品装着機１１の稼働中に部品供給装置１２から供給される部品をチャック装置４０（又は吸着ノズル）で保持して回路基板に実装する動作を制御すると共に、チャック装置４０に組み付けられた３対のチャック爪５１の中から、挟持する部品の種類に応じて、使用するチャック爪５１をチャック爪切替機構５８により切り替えるチャック爪切替動作を次のように制御する。

まず、アクチュエータ８４を作動させて昇降部材８３をチャック爪切替作業位置（最上位置）に上昇させた後、装着ヘッド１４に取り付けられたマーク撮像用のカメラ１８で昇降部材８３の中央の基準位置マーク部８６を撮像して、その画像を画像処理ユニット９５で処理して基準位置マーク部８６を認識することで、該昇降部材８３の中央の基準位置マーク部８６の位置を基準にして該昇降部材８３の両端のロックピン８２の位置を確認する。

この後、装着ヘッド１４に保持された２個のチャック装置４０を昇降部材８３の両端のロックピン８２の前方へ移動させて、２個のチャック装置４０の筒状ガイド部材５３のロック穴７９を２個のロックピン８２に差し込むことで、２個のチャック装置４０の筒状ガイド部材５３の回転（各爪ホルダ５５の旋回）をロックする。この状態で、装着ヘッド１４の各Ｑ軸を回転させることで、各チャック装置４０の円筒カム５０を回転させる。これにより、各爪ホルダ５５のカムフォロア５７がそれぞれ円筒カム５０のカム溝５２の上下動に応じて上下動して、各チャック爪５１がそれぞれ独立して上下動する。

この際、チャック装置４０の３対のチャック爪５１のうちのいずれか１対のチャック爪５１が最下位置に下降した状態から円筒カム５０を６０°回転させると、当該１対のチャック爪５１が最下位置から最上位置に上昇すると共に、その隣の１対のチャック爪５１が最下位置に下降する。従って、使用する１対のチャック爪５１が最下位置に下降するまで円筒カム５０を回転させる。

以上のようにして、各チャック装置４０に組み付けられた３対のチャック爪５１の中から、挟持する部品の種類に応じて使用する１対のチャック爪５１を最下位置に下降させた後、各チャック装置４０の筒状ガイド部材５３のロック穴７９を各ロックピン８２から抜き出して、筒状ガイド部材５３のロックを解除する。この後、チャック装置４０を確認センサ８７の前方へ移動させて、基準位置ピン８９を確認センサ８７で検出することで、この基準位置ピン８９が設けられたチャック爪５１の位置を確認すると共に、基準位置ピン８９が設けられたチャック爪５１の位置を基準にして、使用するチャック爪５１の位置を確認する。

そして、チャック爪５１の高さ位置を確認センサ８７の検出エリアの高さ位置に合わせて、装着ヘッド１４のＱ軸によりチャック装置４０を回転させて該チャック爪５１を旋回させて確認センサ８７の検出エリアを通過させることで、該チャック爪５１が確認センサ８７の検出エリアを通過する時間（確認センサ８７から該チャック爪５１の検出信号が出力される時間）を計測して、その計測値からチャック爪５１の旋回速度を考慮してチャック爪５１の横幅を演算して該チャック爪５１の種類を判別する。これにより、チャック爪５１の切り替えが正しく行われたことを確認する。もし、チャック爪５１の切り替えが間違っていることが判明した場合は、再度、上述したチャック爪切替動作を行う。

チャック爪切替動作完了後に、アクチュエータ８４により昇降部材８３を最下位置（退避位置）へ下降させる。これにより、チャック爪切替動作完了後に、昇降部材８３のロックピン８２と確認センサ８７をチャック装置４０と干渉しない位置に退避させる。その後、部品供給装置１２から供給される部品をチャック装置４０のチャック爪５１で挟持して回路基板に実装する動作を実行する。この際、昇降部材８３のロックピン８２と確認センサ８７は、チャック装置４０と干渉しない位置に退避しているため、装着ヘッド１４によって移動されるチャック装置４０が昇降部材８３のロックピン８２や確認センサ８７と干渉することを確実に防止できる。

以上説明した本実施例では、１つのチャック装置４０に複数種類のチャック爪５１を設け、挟持する部品の種類に応じて使用するチャック爪５１をチャック爪切替機構５８により切り替えるようにしているため、１つのチャック装置４０で、サイズや形状の異なる複数種類の部品を挟持することができる。これにより、挟持する部品のサイズや形状に応じてチャック装置４０を交換する頻度を大幅に減少させて、生産性を向上させることができると共に、準備するチャック装置４０の種類数を大幅に減少させて、装置コストも減少させることができる。

しかも、本実施例では、チャック爪切替機構５８は、複数種類のチャック爪５１のうちの使用しないチャック爪５１を、使用するチャック爪５１の挟持動作の邪魔にならない退避位置へ退避させるように構成しているため、複数種類のチャック爪５１を備えたチャック装置４０であっても、従来の１種類のチャック爪のみを備えたチャック装置と同様の動作が可能となる。

更に、本実施例では、部品装着機１１の装着ヘッド１４のエアー通路を通してチャック装置４０のエアーシリンダ４３にエアー圧を供給するようにしたので、部品装着機１１の既存のエアー回路を利用してチャック装置４０のチャック爪５１を挟持動作させることができる。但し、本発明は、チャック爪を挟持動作させる駆動源として電気アクチュエータ（モータ、ソレノイド等）を用いても良い。

また、本実施例では、装着ヘッド１４のＱ軸を回転させることでチャック装置４０の円筒カム５０を回転させて各チャック爪５１をそれぞれ独立して上下動させるようにしたので、部品装着機１１の装着ヘッド１４の既存のＱ軸を利用してチャック爪切替機構５８の切替動作を行わせることができる。但し、本発明は、チャック爪切替機構の駆動源として電気アクチュエータ（モータ、ソレノイド等）を用いても良い。

また、本実施例では、部品装着機１１の装着ヘッド１４には、２個のチャック装置４０が保持されると共に、前記２個のチャック装置４０の円筒カム５０を回転させる２本のＱ軸を設け、２個のチャック装置４０に対応して２個のロックピン８２を設け、前記２個のチャック装置４０を装着ヘッド１４によって所定位置に移動させて２個のチャック装置４０の筒状ガイド部材５３の回転を２個のロックピン８２でロックした状態で装着ヘッド１１の２本のＱ軸を回転させることで２個のチャック装置４０の円筒カム５０を回転させて２個のチャック装置４０の各チャック爪５１をそれぞれ独立して上下動させるようにしたので、１つの装着ヘッド１４で２個のチャック装置４０のチャック爪切替動作を同時に行うことができ、２個のチャック装置４０のチャック爪切替動作を、チャック装置４０の１個分のチャック爪切替動作時間で能率良く行うことができる。

但し、本発明は、１つの装着ヘッド１４に３個以上のチャック装置４０を保持させるように構成しても良く、或は、１つの装着ヘッド１４に１個のチャック装置４０のみを保持させるように構成しても良いことは言うまでもない。

また、本実施例では、チャック爪切替機構５８により切り替えられたチャック爪５１を確認センサ８７により確認するようにしたので、万一、チャック爪切替機構５８により切り替えられたチャック爪５１が間違っている場合でも、その間違いを確認センサ８７で検出して、間違ったチャック爪５１による部品の掴み損ねや損傷等を未然に防止できる。

尚、本発明は、上記実施例の構成に限定されず、チャック爪切替機構の構成や、チャック爪を挟持動作させる駆動機構の構成を適宜変更したり、チャック装置に組み付けるチャック爪の数を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

１１…部品装着機、１２…部品供給装置、１３…コンベア、１４…装着ヘッド、１５…ＸＹ軸移動機構、１７…部品撮像用のカメラ、１８…マーク撮像用のカメラ、２１，２２…Ｚ軸モータ、２３，２４…Ｚ軸スライド、２５…Ｘ軸モータ、２６…Ｘ軸スライド機構、２７…Ｙ軸モータ、２８…Ｙ軸スライド機構、４０…チャック装置、４１…保持プレート部、４３…エアーシリンダ、４５…スプリング（第１の付勢手段）、４６…ピストン、４７…スプリング（第２の付勢手段）、４８…エアー圧導入孔、５０…円筒カム、５１…チャック爪、５２…カム溝、５３…筒状ガイド部材、５４…ガイド溝、５５…爪ホルダ、５７…カムフォロア、５８…チャック爪切替機構、６１…高さ規制部材、６５…駆動機構、６７…回動レバー、７２，７３…係合溝、７９…ロック穴、８０…開閉レバー、８１…回転ロック装置、８２…ロックピン（回転ロック部材）、８３…昇降部材、８４…アクチュエータ（移動手段）、８６…基準位置マーク部（基準位置部）、８７…確認センサ、８９…基準位置ピン、９１…制御装置、９５…画像処理ユニット

Claims (13)

1. 部品を挟持する複数種類のチャック爪と、
   前記複数種類のチャック爪の中から挟持する部品の種類に応じて使用するチャック爪を切り替えるチャック爪切替機構と、
   前記チャック爪切替機構により切り替えられたチャック爪を挟持動作させる駆動機構と を備え、
   前記チャック爪切替機構は、前記複数種類のチャック爪のうちの使用しないチャック爪を、使用するチャック爪の挟持動作の邪魔にならない退避位置へ退避させるように構成されたチャック装置であって、
   前記複数種類のチャック爪は、各チャック爪がそれぞれ独立して上下動するように支持され、
   前記チャック爪切替機構は、使用しないチャック爪を前記退避位置へ上昇させ、使用するチャック爪を前記退避位置よりも下方の挟持動作位置へ下降させることを特徴とするチャック装置。
2. 請求項１に記載のチャック装置において、
   前記チャック爪切替機構は、円筒カムを用いて構成され、前記複数種類のチャック爪を前記円筒カムの周りに所定間隔で配置すると共に、前記各チャック爪にそれぞれ設けられたカムフォロアを前記円筒カムの外周面のカム溝に嵌め込み、前記円筒カムを回転させることで前記各チャック爪をそれぞれ独立して上下動させることを特徴とするチャック装置。
3. 請求項２に記載のチャック装置において、
   前記円筒カムの外周側には、前記各チャック爪の上下動をガイドする筒状ガイド部材が同芯状に配置され、前記筒状ガイド部材の回転をロックした状態で前記円筒カムを回転させることで前記各チャック爪をそれぞれ独立して上下動させることを特徴とするチャック装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のチャック装置において、
   前記各チャック爪は、それぞれ異なる種類のチャック爪と交換可能に設けられていることを特徴とするチャック装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のチャック装置において、
   前記駆動機構は、駆動源としてエアーシリンダを用いて構成されていることを特徴とするチャック装置。
6. 部品を吸着する吸着ノズルを交換可能に保持する装着ヘッドを備えた部品装着機において、
   請求項１乃至５のいずれかに記載のチャック装置を前記装着ヘッドに交換可能に保持することを特徴とする部品装着機。
7. 部品を吸着する吸着ノズルを交換可能に保持する装着ヘッドを備えた部品装着機において、
   請求項５に記載のチャック装置を前記装着ヘッドに交換可能に保持し、
   前記装着ヘッドのエアー通路を通して前記チャック装置の前記エアーシリンダにエアー圧を供給することを特徴とする部品装着機。
8. 部品を吸着する吸着ノズルを交換可能に保持する装着ヘッドを備えた部品装着機において、
   請求項２又は３に記載のチャック装置を前記装着ヘッドに交換可能に保持し、
   前記装着ヘッドの回転軸を回転させることで前記円筒カムを回転させて前記各チャック爪をそれぞれ独立して上下動させることを特徴とする部品装着機。
9. 部品を吸着する吸着ノズルを交換可能に保持する装着ヘッドを備えた部品装着機において、
   請求項３に記載のチャック装置を前記装着ヘッドに交換可能に保持し、
   前記チャック装置の前記複数種類のチャック爪の中から使用するチャック爪を切り替える際に前記筒状ガイド部材の回転をロックする回転ロック部材を備え、
   前記チャック装置を前記装着ヘッドによって所定位置に移動させて前記筒状ガイド部材の回転を前記回転ロック部材でロックした状態で前記装着ヘッドの回転軸を回転させることで前記円筒カムを回転させて前記各チャック爪をそれぞれ独立して上下動させることを特徴とする部品装着機。
10. 請求項９に記載の部品装着機において、
    前記回転ロック部材を移動させる移動手段を備え、
    前記チャック装置の前記複数種類のチャック爪の中から使用するチャック爪を切り替えるチャック爪切替動作時に前記回転ロック部材を前記移動手段により前記筒状ガイド部材の回転をロックする位置に移動させ、チャック爪切替動作完了後に前記回転ロック部材を前記移動手段により前記チャック装置と干渉しない位置に退避させることを特徴とする部品装着機。
11. 請求項９又は１０に記載の部品装着機において、
    前記装着ヘッドには、前記チャック装置が複数保持されると共に、前記複数のチャック装置の前記円筒カムを回転させる複数の回転軸が設けられ、
    前記複数のチャック装置に対応して前記回転ロック部材が複数設けられ、
    前記複数のチャック装置を前記装着ヘッドによって所定位置に移動させて前記複数のチャック装置の前記筒状ガイド部材の回転を前記複数の回転ロック部材でロックした状態で前記装着ヘッドの前記複数の回転軸を回転させることで前記複数のチャック装置の前記円筒カムを回転させて前記複数のチャック装置の前記各チャック爪をそれぞれ独立して上下動させることを特徴とする部品装着機。
12. 請求項９乃至１１のいずれかに記載の部品装着機において、
    撮像対象を撮像するカメラと、
    前記回転ロック部材又はこれと一定の位置関係で設けられた基準位置部を前記カメラで撮像してその画像を処理することで前記回転ロック部材の位置を認識する画像処理手段と を備えていることを特徴とする部品装着機。
13. 請求項６乃至１２のいずれかに記載の部品装着機において、
    前記チャック爪切替機構により切り替えられたチャック爪を確認する確認センサを備えていることを特徴とする部品装着機。

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