JP6304855B2 - Electronic component mounting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ICチップ等の電子部品をプリント基板上に実装する電子部品実装装置に関する。なお、本明細書では、電子部品実装装置のことを単に実装装置ともいい、電子部品のことを単に部品ともいい、プリント基板のことを単に基板ともいう。 The present invention relates to an electronic component mounting apparatus for mounting an electronic component such as an IC chip on a printed board. In this specification, an electronic component mounting apparatus is simply referred to as a mounting apparatus, an electronic component is simply referred to as a component, and a printed circuit board is simply referred to as a board.
実装装置は、ノズルを有する実装ヘッドにより、電子部品を部品供給部から吸着してプリント基板上に移送し、プリント基板上の所定位置に実装するように構成されている。 The mounting apparatus is configured such that an electronic component is sucked from a component supply unit by a mounting head having a nozzle, transferred onto a printed board, and mounted at a predetermined position on the printed board.
近年、実装効率向上の要請から、実装ヘッドとしては、複数のノズルを装着した多連型の実装ヘッドが用いられる場合が多い。多連型の実装ヘッドを用いることにより、実装ヘッドが部品供給部から基板との間を1回往復する1実装サイクルにおいて複数の部品を実装対象とすることができる。 In recent years, due to a demand for improving mounting efficiency, a multiple mounting head equipped with a plurality of nozzles is often used as a mounting head. By using a multiple mounting head, a plurality of components can be mounted in one mounting cycle in which the mounting head reciprocates once between the component supply unit and the substrate.
このような多連型の実装ヘッドには、複数のノズルをノズル軸周り(θ方向)に回転させるノズル回転駆動機構が必要とされる(例えば特許文献1)。図5は特許文献1のノズル回転駆動機構を示す。 Such a multiple mounting head requires a nozzle rotation drive mechanism that rotates a plurality of nozzles around the nozzle axis (θ direction) (for example, Patent Document 1). FIG. 5 shows a nozzle rotation drive mechanism of Patent Document 1.
特許文献1においては、複数のノズル40を2列のノズル列として配置し、この2列のノズル列の中間に複数の固定アイドラプーリ41を配置し、無端ベルト42の駆動歯が設けられた駆動面(内側)を回転モータの駆動軸に装着された駆動プーリ43及び各ノズルに装着された従動プーリ44に架け回し、前記駆動面の反対面(外側)を固定アイドラプーリ41によってガイドするようにしている。
In Patent Document 1, a plurality of
しかしながら、特許文献1のノズル回転駆動機構では、無端ベルトの駆動面を駆動プーリ及び従動プーリに架け回すとともに、駆動面の反対面を固定アイドラプーリによってガイドするようにしているので、無端ベルトの長手方向(回転方向)の厚みの変動の影響を受ける。すなわち、無端ベルトの長手方向の厚みには、所定の寸法公差の範囲内といえども、バラツキ(変動)がある。特許文献1では、その無端ベルトの駆動面(内側)及び反対面(外側)の両方にプーリが接触しながら無端ベルトが回転するので、無端ベルトの長手方向の厚みの変動にともない、無端ベルトの張力も変動する。無端ベルトの張力が変動すると、ノズルのθ方向の位置決め精度が低下する。 However, in the nozzle rotation drive mechanism of Patent Document 1, the drive surface of the endless belt is wound around the drive pulley and the driven pulley, and the opposite surface of the drive surface is guided by the fixed idler pulley. Influenced by thickness variation in direction (rotation direction). That is, the thickness of the endless belt in the longitudinal direction varies (varies) even within a predetermined dimensional tolerance range. In Patent Document 1, the endless belt rotates while the pulley is in contact with both the driving surface (inner side) and the opposite surface (outer side) of the endless belt. Tension also fluctuates. When the tension of the endless belt fluctuates, the positioning accuracy of the nozzle in the θ direction decreases.
また、図5に示す例では、1本の無端ベルト42で8本のノズル40を回転させるようにしており、しかも無端ベルト42は固定アイドラプーリ41にも架け回されているので、動作時の抵抗が大きくなる。その結果、無端ベルト42に生じる伸びが大きくなってその伸びが復元する時間も長くなり、ノズルのθ方向の位置決め精度が低下する。更に、無端ベルト42の屈曲回数も多くなることから、無端ベルト42の寿命が短くなる。また、実装ヘッドが部品供給部から基板との間を1回往復する1実装サイクルにおいて、8本のノズル40のそれぞれについてθ方向の位置決めのために無端ベルト42を回転させるので、1実装サイクルにおける無端ベルト42の回転回数が多くなり、この点からも無端ベルト42の寿命が短くなる。
Further, in the example shown in FIG. 5, eight
上記特許文献1と同様に2列に配置された複数のノズルをθ方向に回転させるノズル回転駆動機構として、特許文献2には、上下2段の無端ベルトを使用し、1個の回転モータで2列のノズル列をθ方向に回転させる機構が開示されている。しかし、この特許文献2のノズル回転駆動機構においても、無端ベルトの駆動面及び反対面の両方にプーリが接触しながら無端ベルトが回転し、その屈曲回数も多いので、上記特許文献1のノズル回転駆動機構と同様の問題を有する。 As in the above-mentioned Patent Document 1, as a nozzle rotation drive mechanism that rotates a plurality of nozzles arranged in two rows in the θ direction, Patent Document 2 uses an upper and lower endless belt and uses a single rotary motor. A mechanism for rotating two nozzle rows in the θ direction is disclosed. However, in the nozzle rotation drive mechanism of Patent Document 2, the endless belt rotates while the pulley is in contact with both the drive surface and the opposite surface of the endless belt, and the number of times of bending is large. It has the same problem as the drive mechanism.
本発明が解決しようとする課題は、複数のノズルが配置された実装ヘッドを備える電子部品実装装置において、各ノズルをノズル軸周り(θ方向)に回転させるために使用する無端ベルトの寿命を長くできるとともに、各ノズルのθ方向の位置決め精度を向上させることにある。 The problem to be solved by the present invention is to increase the life of an endless belt used for rotating each nozzle around the nozzle axis (θ direction) in an electronic component mounting apparatus including a mounting head in which a plurality of nozzles are arranged. It is possible to improve the positioning accuracy of each nozzle in the θ direction.
本発明は、電子部品を吸着しプリント基板上に実装するために複数のノズルが一列又は複数列に配置された実装ヘッドと、回転モータの駆動軸に装着された駆動プーリと、各ノズルとともに回転する従動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリとに架け回された無端ベルトを備え、前記複数のノズルが前記回転モータの回転により、それぞれノズル軸周りに回転する電子部品実装装置において、前記駆動軸に上下2段の駆動プーリを設け、各ノズルの従動プーリは、前記上下2段の駆動プーリとそれぞれ対応するようにノズルの列方向において上下互い違いに配置され、前記上下2段の駆動プーリとそれぞれに対応する2個の従動プーリとに無端ベルトが架け回され、前記駆動軸は、前記上下2段の駆動プーリで回転させるノズルの列を構成する一端のノズルと他端のノズルとの間に配置され、かつ、各無端ベルトの内側のみが前記駆動プーリ及び前記2個の従動プーリに接触するとともに、各無端ベルトの外側に接触する固定アイドラプーリ及び可動アイドラプーリを配置しておらず、前記上下2段の駆動プーリはそれぞれ2本のノズルを回転させ、前記各無端ベルトは、前記上下2段の駆動プーリと前記2本のノズルの従動プーリとを頂点とし、かつ内角が全て90°以下である三角形形状になるように前記駆動プーリ及び前記従動プーリにのみ架け回されており、さらに、前記駆動軸の位置を調整可能としたことを特徴とするものである。 The present invention relates to a mounting head in which a plurality of nozzles are arranged in one or a plurality of rows for sucking and mounting electronic components on a printed circuit board, a drive pulley mounted on a drive shaft of a rotary motor, and rotating together with each nozzle. In the electronic component mounting apparatus, the driven pulley includes: an endless belt wound around the driven pulley and the driven pulley and the driven pulley, wherein the plurality of nozzles rotate around a nozzle axis by rotation of the rotary motor, respectively. The shaft is provided with upper and lower two-stage drive pulleys, and the driven pulleys of the nozzles are alternately arranged in the upper and lower directions in the nozzle row direction so as to correspond to the upper and lower two-stage drive pulleys. the endless belt is hooked around to the two driven pulleys corresponding to each of said drive shaft, the row of nozzles is rotated by the driving pulley of the upper and lower stages Disposed between one end of the nozzle and the other end of the nozzle to be formed, and, with only inside each endless belt is in contact with said drive pulley and said two driven pulleys, to contact the outside of the endless belt locking The idler pulley and the movable idler pulley are not arranged, the upper and lower two-stage driving pulleys rotate two nozzles, respectively, and each endless belt is connected to the upper and lower two-stage driving pulleys and the two nozzles. The driven pulley and the driven pulley are looped around so as to have a triangular shape with the driven pulley as the apex and the inner angles are all 90 ° or less, and the position of the drive shaft can be adjusted. It is characterized by.
本発明では、回転モータの駆動軸に複数の駆動プーリを設け、各駆動プーリとそれぞれに対応する一又は複数の従動プーリとに無端ベルトを架け回している。すなわち、一つの駆動軸に複数の無端ベルトを架け回しているので、一つの無端ベルトで回転させるノズルの本数を少なくしつつ、ノズル全部を回転させることができる。したがって、無端ベルトの動作時の抵抗を小さくでき、屈曲回数も少なくできるため、無端ベルトの寿命を長くできる。 In the present invention, a plurality of drive pulleys are provided on the drive shaft of the rotary motor, and an endless belt is wound around each drive pulley and one or a plurality of driven pulleys corresponding thereto. That is, since a plurality of endless belts are wound around one drive shaft, all the nozzles can be rotated while reducing the number of nozzles rotated by one endless belt. Accordingly, the resistance during operation of the endless belt can be reduced, and the number of bendings can be reduced, so that the life of the endless belt can be extended.
更に、本発明では、各無端ベルトの内側のみが駆動プーリ及び従動プーリに接触するとともに、各無端ベルトの外側に接触する固定アイドラプーリを配置しないので、無端ベルトの長手方向の厚みに変動があったとしても、無端ベルトの張力が変動することはなく、各ノズルのθ方向の位置決め精度を向上させることができる。 Furthermore, in the present invention, only the inner side of each endless belt is in contact with the driving pulley and the driven pulley, and the stationary idler pulley that is in contact with the outer side of each endless belt is not disposed, so that the thickness in the longitudinal direction of the endless belt varies. Even so, the tension of the endless belt does not fluctuate, and the positioning accuracy of each nozzle in the θ direction can be improved.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の電子部品実装装置の基本構成を示す概念図である。電子部品実装装置は、電子部品を吸着しプリント基板上に実装するために実装ヘッド10を有する。実装ヘッド10には、後述するとおり複数のノズルが上下移動可能かつノズル軸周り(θ方向)に回転可能に組み込まれている。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a basic configuration of an electronic component mounting apparatus according to the present invention. The electronic component mounting apparatus has a mounting
図1の実装装置は二つの実装ヘッド10を備え、これらの実装ヘッド10は、それぞれY方向に所定の間隔をおいて配置された一対(2本)のX方向ビーム20に相対するように取り付けられている。実装ヘッド10は、X方向ビーム20にX方向に移動可能に取り付けられている。また、X方向ビーム20は、これと直交しX方向に所定の間隔をおいて配置された一対(2本)のY方向ビーム30間に架け渡されるとともに、Y方向ビーム30にY方向に沿って移動可能に取り付けられている。このように、X方向ビーム20とY方向ビーム30の組合せにより、実装ヘッド10は、水平面内でX方向及びY方向に自在に移動可能である。そして、実装ヘッド10は、X方向及びY方向の移動の組合せにより、部品供給部(図示省略)に移動して電子部品を吸着し、更に実装位置に搬送されてきたプリント基板(図示省略)上の所定位置に移動してそのプリント基板上の所定位置に電子部品を実装する。
The mounting apparatus of FIG. 1 includes two
図2は、図1の実装ヘッド10の構成を示す図で、(a)は図1においてY方向から見た正面図、(b)はその側面図である。
2A and 2B are diagrams showing the configuration of the
実装ヘッド10は、X方向と平行な一面を有する支持プレート11を備え、12本のノズル12が、支持プレート10の前記一面に沿ってX方向に一列に配置されている。ノズル12は支持プレート10に上下移動可能かつθ方向に回転可能に支持されている。
The
ノズル12は、上下に伸びるシャフト12aを備える。シャフト12aの下端には部品を吸着するノズルチップ12bが装着される。シャフト12aの上端は、シャフト12aがθ方向に回転可能となるようにベアリングを介してリニアモータ12cの駆動シャフトに連結されている。リニアモータ12cは支持プレート11に固定され、ノズル12(シャフト12a)の上下位置を検出するためのリニアエンコーダが内蔵されている。すなわち、リニアモータ12cは、リニアエンコーダによりノズル12の上下位置を検出しながら、ノズル12を上下移動させる。
The
なお、ノズル12(シャフト12a)を上下移動させる機構は、リニアモータを使用した直動アクチュエータ機構に限定されず、サーボモータを使用したボールねじ機構など、周知の機構とすることができる。
The mechanism for moving the nozzle 12 (
実装ヘッド10は、ノズル12をθ方向に回転させるために3個の回転モータ13を備え、1個のモータ13で4本のノズル12を回転させるようにしている。図3は、ノズル12をθ方向に回転させるためのノズル回転駆動機構を概念的に示す平面図である。
The mounting
以下、ノズル回転駆動機構の構成を図2及び図3を参照して説明する。回転モータ13の駆動軸13aには2個(上下2段)の駆動プーリ14a,14bが装着され、各ノズル12には従動プーリが装着されている。各ノズル12の従動プーリは、上下2段の駆動プーリ14a,14bとそれぞれ対応するように上下互い違いに配置されている。図3では、上段の駆動プーリ14aに対応する従動プーリを符号15aで示し、下段の駆動プーリ14bに対応する従動プーリを符号15bで示している。
Hereinafter, the configuration of the nozzle rotation drive mechanism will be described with reference to FIGS. Two (two upper and lower) drive pulleys 14 a and 14 b are attached to the
上段の駆動プーリ14aとこれに対応する2個の従動プーリ15aとに無端ベルト16aが架け回され、下段の駆動プーリ14bとこれに対応する2個の従動プーリ15bとに無端ベルト16bが架け回されている。すなわち、無端ベルト16a,16bが上下2段に配置されている。したがって、1個の回転モータ13の駆動軸13aの回転により、各無端ベルト16a,16bを介してそれぞれ2本、計4本のノズル12がθ方向に回転し、3個の回転モータ13の回転により全12本のノズル12がθ方向に回転する。
An
このように、一つの駆動軸13aに複数(上下2段)の無端ベルト16a,16bを架け回しているので、一つの無端ベルトで回転させるノズル12の本数を少なくしつつ、ノズル全部を回転させることができる。したがって、無端ベルト16a,16bの動作時の抵抗を小さくでき、屈曲回数も少なくできるため、無端ベルト16a,16bの寿命を長くできる。
As described above, since a plurality of (two upper and lower endless)
本実施形態では、図3に示すように、各無端ベルト16a,16bの内側(駆動歯が設けられた駆動面)のみが駆動プーリ14a,14b及び従動プーリ15a,15bに接触するとともに、各無端ベルト16a,16bの外側に接触する固定アイドラプーリを配置していない。したがって、無端ベルト16a,16bの長手方向の厚みに変動があったとしても、無端ベルト16a,16bの張力が変動することはなく、各ノズル12のθ方向の位置決め精度を向上させることができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, only the inner sides of the
また、本実施形態では、無端ベルト16a(16b)は、1個の駆動プーリ14a(14b)と2個の従動プーリ15a(15b)とを頂点とする三角形状に架け回し、かつ各頂点の屈曲部の内角が全て90°以下となるようにしている。このように、駆動プーリ1a,14b又は従動プーリ15a,15bを頂点とする屈曲部の内角が全て90°以下となるようにすることで、無端ベルト16a,16bの内側の駆動歯と駆動プーリ14a,14b及び従動プーリ15a,15bとの噛み合い歯数(接触角度)を十分に確保することができるので、各ノズル12のθ方向の位置決め精度を向上させることができる。
Further, in the present embodiment, the
更に、本実施形態では、無端ベルト16a,16bの張力を調整可能とするために、回転モータ13の駆動軸13a(駆動プーリ14a,14b)の位置を調整可能としている。駆動軸13a(駆動プーリ14a,14b)の位置を調整可能とするには、最も簡単には回転モータ13の位置を調整可能とする。回転モータ13の位置を調整可能とするには、回転モータ13を支持する支持台に位置調整溝を設けるなど、周知の構成を採用できる。
Furthermore, in this embodiment, in order to be able to adjust the tension of the
このように、駆動軸13a(駆動プーリ14a,14b)の位置を調整可能とすることで、無端ベルト16a,16bの張力及びそのバランスを調整することができ、図3に示すように張力調整のためのアイドラプーリを省略できる。
In this way, by making it possible to adjust the position of the
図4は、ノズル12をθ方向に回転させるためのノズル回転駆動機構の他の例を示す。図4(a)のノズル回転駆動機構は、無端ベルト16a,16bの張力を調整するための可動アイドラプーリ17を無端ベルト16a,16bの外側に配置し、図4(b)のノズル回転駆動機構は、可動アイドラプーリ17を無端ベルト16a,16bの内側に配置したものである。
FIG. 4 shows another example of a nozzle rotation drive mechanism for rotating the
図4(a)のように、可動アイドラプーリ17を無端ベルト16a,16bの外側に配置すると、先に説明したように、無端ベルト16a,16bの長手方向の厚みの変動による張力の変動が懸念される。ただし、可動アイドラプーリ17は可動であるので、無端ベルト16a,16bの張力の変動を相殺するように動かすことができる。したがって、可動アイドラプーリ17であれば、無端ベルト16a,16bの外側に配置してもよい。
When the movable
一方、図4(b)では、可動アイドラプーリ17を無端ベルト16a,16bの内側に配置しているので、無端ベルト16a,16bの長手方向の厚みに変動があったとしても、無端ベルト16a,16bの張力が変動することはない。
On the other hand, in FIG. 4B, since the movable
ただし、図4(a)及び図4(b)のように可動アイドラプーリ17を配置すると、その配置スペースが必要で重量も増大し、更に無端ベルト16a,16bの張力調整の機構が複雑化するので、図3のように可動アイドラプーリは使用しないことが好ましい。すなわち、無端ベルト16a,16bは、駆動プーリ14a,14b及び従動プーリ15a,15bにのみ架け回すことが好ましい。
However, if the movable
以上の実施形態では、1個の回転モータ13に2段の駆動プーリ14a,14bを設け、各駆動プーリ14a,14bに架け回された無端ベルト16a,16bでそれぞれ2本のノズル12を回転させるようにしたが、1個の回転モータ13に4段の駆動プーリを設け、各駆動プーリに架け回された無端ベルト(4本)でそれぞれ1本のノズルを回転させるようにしてもよい。また、1本の無端ベルトで3本以上のノズルを回転させるようにしてもよい。ただし、上述したように無端ベルトの屈曲部の内角を全て90°以下にするには、1本の無端ベルトで回転させるノズルの本数は3本が限度であり、1本の無端ベルトで回転させるノズルの本数は3本以下が好ましく、より好ましくは本実施形態のように2本である。
In the above embodiment, two
また、以上の実施形態では、複数のノズル12を一列に配置したが、複数のノズルを二列以上に配置した場合も本発明が適用可能であることは当業者に自明である。加えて、ノズルの本数が可変であることは言うまでもない。
Further, in the above embodiment, the plurality of
10 実装ヘッド
11 支持プレート
12 ノズル
12a シャフト
12b ノズルチップ
12c リニアモータ
13 回転モータ
13a 駆動軸
14a,14b 駆動プーリ
15a,15b 従動プーリ
16a,16b 無端ベルト
17 可動アイドラプーリ
20 X方向ビーム
30 Y方向ビーム
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記駆動軸に上下2段の駆動プーリを設け、各ノズルの従動プーリは、前記上下2段の駆動プーリとそれぞれ対応するようにノズルの列方向において上下互い違いに配置され、前記上下2段の駆動プーリとそれぞれに対応する2個の従動プーリとに無端ベルトが架け回され、前記駆動軸は、前記上下2段の駆動プーリで回転させるノズルの列を構成する一端のノズルと他端のノズルとの間に配置され、かつ、各無端ベルトの内側のみが前記駆動プーリ及び前記2個の従動プーリに接触するとともに、各無端ベルトの外側に接触する固定アイドラプーリ及び可動アイドラプーリを配置しておらず、
前記上下2段の駆動プーリはそれぞれ2本のノズルを回転させ、前記各無端ベルトは、前記上下2段の駆動プーリと前記2本のノズルの従動プーリとを頂点とし、かつ内角が全て90°以下である三角形形状になるように前記駆動プーリ及び前記従動プーリにのみ架け回されており、
さらに、前記駆動軸の位置を調整可能としたことを特徴とする電子部品実装装置。 A mounting head in which a plurality of nozzles are arranged in one or a plurality of rows for sucking and mounting electronic components on a printed circuit board, a drive pulley mounted on a drive shaft of a rotary motor, and a driven pulley that rotates with each nozzle An electronic component mounting apparatus comprising an endless belt wound around the drive pulley and the driven pulley, wherein the plurality of nozzles rotate around a nozzle axis by rotation of the rotary motor,
The drive shaft is provided with upper and lower two-stage drive pulleys, and the driven pulleys of the nozzles are alternately arranged in the upper and lower directions in the row direction of the nozzles so as to correspond to the upper and lower two-stage drive pulleys, respectively. An endless belt is wound around the pulley and two corresponding driven pulleys, and the drive shaft includes a nozzle at one end and a nozzle at the other end constituting a row of nozzles rotated by the upper and lower drive pulleys. And a stationary idler pulley and a movable idler pulley that are in contact with the drive pulley and the two driven pulleys only on the inside of each endless belt, and that are in contact with the outside of each endless belt. Without
The upper and lower two-stage driving pulleys each rotate two nozzles, and each endless belt has the upper and lower two-stage driving pulleys and the driven nozzles of the two nozzles as vertices, and all the inner angles are 90 °. It is stretched around only the drive pulley and the driven pulley so as to have the following triangular shape,
Furthermore, an electronic component mounting apparatus characterized in that the position of the drive shaft can be adjusted.
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