JP6725685B2 - 作業装置 - Google Patents

Description

本明細書は、作業装置を開示する。

従来より、部品を吸着保持する吸着ノズルを用いて部品の実装作業を行う作業装置において、吸着ノズルが設けられた可動部（ヘッド）をパラレルリンク機構を用いて移動させるものが提案されている。例えば、特許文献１には、フレームの上部に吊り下げられたパラレルリンク機構を用いて可動部を移動させるものが記載されている。

特開２０１６−１２７１８７号公報

ところで、このような作業装置では、タクトタイムが向上するように可動部をできるだけ高速で移動させるため、可動部の移動の開始時や停止時に急激な加速度や減速度が生じることがある。このため、可動部を移動させるパラレルリンク機構に慣性力による振動が発生し、その振動の影響によって可動部の位置精度が低下するおそれがある。そのような振動が減衰するのを待って作業を行うことも考えられるが、タクトタイムが低下してしまう。

本開示の作業装置は、パラレルリンク機構によりヘッドを移動させるものにおいて、振動の影響によりヘッドの位置精度が低下するのを抑制することを主目的とする。

本開示の作業装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本開示の作業装置は、所定の作業を行うヘッドと、複数のリンク機構により前記ヘッドを移動させるパラレルリンク機構と、前記パラレルリンク機構のアクチュエータを収容する筐体と、前記筐体に基端部が固定される弾性体と、該弾性体の先端部に取り付けられる質量体とを有し、前記筐体の振動を吸収する動吸振器と、を備えることを要旨とする。

本開示の作業装置では、ヘッドを移動させるパラレルリンク機構のアクチュエータを収容する筐体に基端部が固定される弾性体と、弾性体の先端部に取り付けられる質量体とを有し、筐体の振動を吸収する動吸振器を備える。このため、ヘッドの移動により生じる振動を抑えることができるから、振動の影響によりヘッドの位置精度が低下するのを抑制することができる。また、ヘッドが作業位置に移動してから振動が減衰するのを待って作業を行う必要がないから、速やかに作業を行うことができる。

部品実装装置１０の構成の概略を示す構成図。 部品実装装置１０の制御に関するブロック図。 パラレルリンク機構４０の構成図。 ヘッドユニット６０の構成図。 部品供給位置Ｐの説明図。 フィーダユニット３１の作動の様子を示す説明図。 旋回キャスター１８と固定機構８０の構成図。 固定機構８０の作動の様子を示す説明図。 変形例の部品実装装置１０Ｂの構成の概略を示す構成図。

図１は部品実装装置１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は部品実装装置１０の制御に関するブロック図であり、図３はパラレルリンク機構４０の構成図であり、図４はヘッドユニット６０の構成図である。また、図５は部品供給位置Ｐの説明図であり、図６はフィーダユニット３１の作動の様子を示す説明図であり、図７は旋回キャスター１８と固定機構８０の構成図であり、図８は固定機構８０の作動の様子を示す説明図である。なお、図１，図３の左右方向がＸ軸方向であり、前後方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。

部品実装装置１０は、平板状の基板Ｓに部品を実装する装置であり、図１に示すように、基板搬送装置２０と、部品供給装置３０と、パラレルリンク機構４０と、ヘッドユニット６０と、旋回キャスター１８と、固定機構８０と、制御装置１００とを備える。また、部品実装装置１０は、各構成要素を支持する支持構造体１１を備える。支持構造体１１は、矩形状の底板１２と、底板１２に立設する４本の短支柱１３と、短支柱１３に四隅が支持され前後左右の枠材１４ａ〜１４ｄにより矩形枠状に枠組みされた矩形枠１４と、底板１２の後方側に立設し短支柱１３よりも長い２本の長支柱１５と、長支柱１５の上端に支持される天板１６とを備える。底板１２は、上面に制御装置１００が搭載され、下面に旋回キャスター１８や固定機構８０が取り付けられる。矩形枠１４は、基板搬送装置２０や部品供給装置３０が取り付けられる。天板１６は、パラレルリンク機構４０やパラレルリンク機構４０を介してヘッドユニット６０が取り付けられる。

基板搬送装置２０は、図１に示すように、サイドフレーム２２と、サイドフレーム２２に設けられたベルトコンベア２４と、ベルトコンベア２４を駆動させる図示しない駆動装置とを備える。サイドフレーム２２は、矩形枠１４の前後の枠材１４ａ，１４ｂの上に前後一対に設けられている。ベルトコンベア２４は、一対のサイドフレーム２２の各々に設けられているから、前後方向に間隔を空けて並列に配置されるものとなる。この基板搬送装置２０は、ベルトコンベア２４の駆動により基板Ｓを図１の左右方向に沿って搬送するものであり、例えば基板Ｓを左から右へ搬送する。

部品供給装置３０は、図１，図５，図６に示すように、基板搬送装置２０の下方に配置されるように枠材１４ａ，１４ｂの下に固定されるフィーダユニット３１を備える。フィーダユニット３１は、複数のテープフィーダ３２と、フィーダ台３４とを有する。各テープフィーダ３２は、複数の部品が収容されたテープが巻き付けられたリールから、フィーダによりテープを長手方向に送り出すことで部品を供給する。フィーダ台３４は、複数のテープフィーダ３２が長手方向に沿って着脱可能にセットされる。このフィーダ台３４は、矩形枠１４の下方にテープフィーダ３２の長手方向が左右方向となるように、即ち長手方向が基板Ｓの搬送方向と平行となるように配置されている。このため、各テープフィーダ３２は、左右方向（ここでは、右から左）に部品を送り出し、図５に示すように、部品の供給位置Ｐが矩形枠１４の開口１４ｋの下方に位置することになる。なお、図５の基板Ｓは、基板搬送装置２０により部品を実装する際の位置まで搬送されたものである。このため、供給位置Ｐは、基板Ｓに覆われない範囲のうち基板Ｓの搬送方向（左右方向）において、基板Ｓに隣接する位置となっている。即ち、テープフィーダ３２により供給位置Ｐに送り出された部品と、実装する際の位置にある基板Ｓとは、左右方向に隣接するように位置することになる。

本実施形態のフィーダ台３４は、テープフィーダ３２における部品送り方向の前方に位置する前壁と、前壁の両側から図１中の左右方向に延びる側壁とを有しており、図１中の前方に位置する側壁を側壁３５とする。フィーダ台３４は、前壁と側壁３５との間に、矩形枠１４の前方の枠材１４ａに支持されるヒンジ３６が設けられており、このヒンジ３６を支点として回動可能となっている（図５，図６参照）。なお、フィーダ台３４の図５に示す位置は、各テープフィーダ３２が開口１４ｋ内の供給位置Ｐに部品を供給可能であるから、供給用位置という。また、側壁３５には、図示しないスプリングにより上方に付勢されて上端が側壁３５の上面から突出するロックピン３７が配置されている。ロックピン３７は、側壁３５の図１中の前面側に形成された長孔３５ａから突出するつまみを介して作業者による下降操作が可能となっている。ロックピン３７は、作業者による下降操作がなされていない場合には、スプリングの付勢力により上端が側壁３５の上面から突出して、枠材１４ａの下面に形成された図示しない孔に嵌合する。これにより、フィーダ台３４が図５の供給用位置でロックされる。また、作業者による下降操作がなされている場合には、スプリングの付勢力に抗してロックピン３７が下降して側壁３５内に収まる。これにより、ロックピン３７と枠材１４ａの下面の孔との嵌合が解除されるから、フィーダ台３４は、ヒンジ３６を支点として図６の矢印方向に回動可能となる。作業者は、フィーダ台３４を図６に実線で示す位置、即ち供給用位置から手前側に９０度回動した着脱用位置まで回動させることで、各テープフィーダ３２の着脱方向が基板Ｓの搬送方向に直交する方向となる。これにより、作業者は、部品実装装置１０の前方からテープフィーダ３２の着脱を行うことができる。このように、本実施形態では、作業者がテープフィーダ３２の着脱を容易に行うことができるようフィーダユニット３１（フィーダ台３４）が水平方向に９０度回動可能となっている。

フィーダユニット３１の左側の位置では、図１，図５，図６に示すように、矩形枠１４の前後の枠材１４ａ，１４ｂの下面に取付板２９が掛け渡されており、この取付板２９にパーツカメラ２８が取り付けられている。パーツカメラ２８は、供給位置Ｐに供給された部品を吸着した吸着ノズル６１がパーツカメラ２８の上方に位置する際に、吸着ノズル６１に吸着された部品Ｐを下方から撮像し、その画像を制御装置１００へ出力する。

パラレルリンク機構４０は、図３に示すように、ヘッドユニット６０を支持する可動部４１と、天板１６に固定される筐体４２と、筐体４２に支持され可動部４１をＸＹＺ方向に移動させる３つのリンク機構４３，４４，４５とを備える。即ち、パラレルリンク機構４０は、可動部４１を３軸で移動させるものである。リンク機構４３は、筐体４２内に配置されるアクチュエータとしてのサーボモータ４３ａ（図２参照）と、サーボモータ４３ａにより駆動される駆動リンク４３ｂと、駆動リンク４３ｂの駆動に従動すると共に可動部４１に接続される従動リンク４３ｃとを備える。駆動リンク４３ｂと従動リンク４３ｃとは、ボールジョイントなどを介して接続されており、従動リンク４３ｃと可動部４１とは、ユニバーサルジョイントなどを介して接続されている。リンク機構４４，４５は、リンク機構４３と同様に、それぞれサーボモータ４４ａ，４５ａ（図２参照）と、駆動リンク４４ｂ，４５ｂと、従動リンク４４ｃ，４５ｃとを備える。また、本実施形態のパラレルリンク機構４０は、筐体４２の外周面に片持ち梁構造の動吸振器５０が取り付けられている。

動吸振器５０は、図３に示すように、固定部５１と、板バネ５３と、錘固定部５５とを備える。固定部５１は、筐体４２の外周面にボルト５２により固定されており、上下方向に延びる弾性体としての板バネ５３を片持ち支持する。なお、固定部５１は、上下方向に延びる長孔５１ａが形成されており、この長孔５１ａにボルト５２が挿通されている。板バネ５３は、基端部が固定部５１に固定されると共に先端部に質量体としての錘固定部５５および錘板５６が取り付けられている。錘固定部５５は、複数の矩形板状の錘板５６が上方から着脱可能となっている。錘板５６は、図３の向きで、下辺中央から上方に切り欠かれたスリット５６ａが形成されており、このスリット５６ａに挿通されたボルト５７が錘固定部５５内の図示しないボルト孔に締結されることで、錘板５６が錘固定部５５に固定される。このため、作業者は、錘固定部５５に着脱する錘板５６の枚数を容易に変更することができる。この動吸振器５０は、錘板５６の枚数を変更して質量体としての錘板５６と錘固定部５５との重さを変えたり、長孔５１ａにおけるボルト５２の位置を変えたりすることで、振動周波数を調整することが可能となっている。また、本実施形態の筐体４２には、筐体４２の加速度を検出する加速度センサ４９（図２参照）が取り付けられている。この加速度センサ４９は、検出した加速度情報を制御装置１００に出力する。

ヘッドユニット６０は、図４に示すように、ロータリヘッド６２と、Ｒ軸アクチュエータ６５と、Ｚ軸アクチュエータ７１と、Ｑ軸アクチュエータ７５とを備える。ロータリヘッド６２は、吸着ノズル６１を保持する複数のノズルホルダ６３が回転軸と同軸の円周上に所定角度間隔（例えば４５度や６０度など）で配置されている。各ノズルホルダ６３は、図示しないスプリングによって上方に付勢されている。なお、ヘッドユニット６０は、図示は省略するが、真空ポンプなどの負圧源に接続されたエア配管を介して負圧源からの負圧を吸着ノズル６１に供給することで、吸着ノズル６１に部品Ｐを吸着させる。

Ｒ軸アクチュエータ６５は、サーボモータ６６ａ（図２参照）により駆動されるＲ軸駆動ロッド６６と、ユニバーサルジョイントを介して上端がＲ軸駆動ロッド６６に接続されるインデックス軸６７とを備える。Ｒ軸アクチュエータ６５のサーボモータ６６ａは、パラレルリンク機構４０の筐体４２内に配置される。インデックス軸６７は、下端がロータリヘッド６２に接続されている。Ｒ軸アクチュエータ６５は、サーボモータ６６ａを間欠的に駆動してＲ軸駆動ロッド６６を介してインデックス軸６７を回転させることで、ロータリヘッド６２を所定角度ずつ間欠的に回転させる。これにより、Ｒ軸アクチュエータ６５は、ロータリヘッド６２に配置された各吸着ノズル６１を、周方向に所定角度ずつ旋回移動させる。なお、Ｒ軸アクチュエータ６５は、インデックス軸６７の回転角を検出するＲ軸エンコーダ６７ａ（図２参照）を備える。

Ｚ軸アクチュエータ７１は、サーボモータ７２ａ（図２参照）により駆動されるＺ軸駆動ロッド７２と、上端がユニバーサルジョイントを介してＺ軸駆動ロッド７２に接続されるボールネジ軸７３とを備える。ボールネジ軸７３は、ネジ部に螺合するＺ軸スライダ７４がＺ軸方向に昇降可能に取り付けられている。このＺ軸スライダ７４は、ノズルホルダ６３の上端部６４に当接するレバー部７４ａを備えている。Ｚ軸アクチュエータ７１は、サーボモータ７２ａを駆動してＺ軸駆動ロッド７２を介してボールネジ軸７３を回転させることで、Ｚ軸スライダ７４をＺ軸方向に移動させる。これにより、Ｚ軸アクチュエータ７１は、スプリングの付勢に抗してノズルホルダ６３（吸着ノズル６１）をＺ軸方向に移動させる。なお、Ｚ軸アクチュエータ７１は、Ｚ軸スライダ７４の移動位置を検出するＺ軸エンコーダ７３ａ（図２参照）を備える。

Ｑ軸アクチュエータ７５は、サーボモータ７６ａ（図２参照）により駆動されるＱ軸駆動ロッド７６と、上端がユニバーサルジョイントを介してＱ軸駆動ロッド７６に接続される回転軸７７とを備える。回転軸７７の下端には駆動ギヤ７７ｂが取り付けられている。ここで、Ｒ軸アクチュエータ６５のインデックス軸６７には、駆動ギヤ７７ｂに噛合する従動ギヤ７８ａが形成された回転体７８が回転可能に支持されている。回転体７８の従動ギヤ７８ａは、ノズルホルダ６３の上端部６４に形成されたノズルギヤ６４ａにも噛合している。Ｑ軸アクチュエータ７５は、サーボモータ７６ａを駆動してＱ軸駆動ロッド７６を介して回転軸７７を回転させることで、駆動ギヤ７７ｂと従動ギヤ７８ａとの噛合により回転体７８を回転させると共に従動ギヤ７８ａとノズルギヤ６４ａとの噛合により各ノズルホルダ６３を軸回りに回転させる。これにより、Ｑ軸アクチュエータ７５は、ノズルホルダ６３（吸着ノズル６１）を軸回り（Ｑ方向）にそれぞれ回転させる。なお、Ｑ軸アクチュエータ７５は、回転軸７７の回転角を検出するＱ軸エンコーダ７７ａ（図２参照）を備える。

旋回キャスター１８は、図１，図７，図８に示すように、底板１２の下面の四隅に固定される４つのベース１９のそれぞれに旋回可能に取り付けられている。作業者は、部品実装装置１０が設置される工場などの床面ＦＬを旋回キャスター１８が転動することで、底板１２を含む支持構造体１１を移動させることができる。即ち、部品実装装置１０は、旋回キャスター１８により移動方向を任意に変更しながら移動可能となっている。

固定機構８０は、図７，図８に示すように、吸盤９０と、吸盤９０を昇降させる昇降機構８２とを備える。固定機構８０は、旋回キャスター１８による部品実装装置１０の移動が可能なアンロック状態（図７参照）と、旋回キャスター１８による部品実装装置１０の移動が不能なロック状態（図８参照）とに切り替わる。固定機構８０は、底板１２の下面において、四隅の旋回キャスター１８の近傍位置に計４つ設けられる。

昇降機構８２は、筒状体８３と、ロッド８４と、アジャスターボルト８５と、ナット８６，８６と、ロックペダル８７と、アンロックペダル８８とを備える。筒状体８３は、上端のフランジ部が底板１２の下面に固定される円筒状の部材であり、側面に上下方向に延びる長孔８３ａが径方向に対向する位置に一対形成されている。ロッド８４は、筒状体８３内を昇降可能に配置され、図示しないスプリングにより筒状体８３に対して図中上方に付勢される円柱状の部材である。このロッド８４は、下端側の軸中心に図示しない雌ネジ孔が形成されている。アジャスターボルト８５は、ロッド８４の雌ネジ孔に螺合する雄ネジが形成され、下端が吸盤９０に接合されている。ナット８６，８６は、アジャスターボルト８５に螺合しており、上側のナット８６がアジャスターボルト８５（吸盤９０）のロッド８４に対する位置決め用として機能し、下側のナット８６が緩み止め用として機能する。ロックペダル８７は、筒状体８３を挟むように平行に延びる２枚のプレートと、一端側で両プレートを筒状体８３に回動可能に軸支する回動軸８７ａと、他端側で両プレートを連結する押下板８７ｂとを有する。アンロックペダル８８は、筒状体８３を挟むように平行に延びる２枚のプレートと、一端側で両プレートを筒状体８３の長孔８３ａ内にスライド可能に軸支するスライド軸８８ａと、他端側で両プレートを連結する押下板８８ｂとを有する。なお、図７，図８には、ロックペダル８７とアンロックペダル８８とにおける手前側のプレートのみを図示する。アンロックペダル８８の２枚のプレートは、ロックペダル８７の２枚のプレートの内側に配置されている。また、ロックペダル８７とアンロックペダル８８とは、プレートの略中央に取り付けられた連結軸８９を介して互いに回動可能に連結されている。また、スライド軸８８ａは、ロッド８４に連結されており、スライド軸８８ａの昇降に伴ってロッド８４も昇降する。

吸盤９０は、下面中央が下側に凹状に形成された略円盤状のゴム材９１と、ゴム材９１を覆うように形成されゴム材９１に接合された金属製のカバー９２と、カバー９２の上部に形成された開口９２ａ内に配置されるレバー９３とを備える。カバー９２は、上面中央でアジャスターボルト８５の下端に接合されている。レバー９３は、ゴム材９１の上部に接続されると共に回動軸９３ａを支点として起立状態（図７参照）と傾倒状態（図８参照）とに回動可能であり、傾倒状態でゴム材９１の上部を引き上げ、起立状態でゴム材９１の上部の引き上げを解除する。このため、ゴム材９１が床面ＦＬなどに密着している状態で、レバー９３を傾倒状態とすることで、ゴム材９１の凹部内の負圧を高めて床面ＦＬに確実に吸着させることができる。

固定機構８０は、図７に示すアンロック状態でロックペダル８７の押下板８７ｂが作業者に押し下げられると、ロックペダル８７が回動軸８７ａを支点に時計回りに回動する。ロックペダル８７の回動に伴って、アンロックペダル８８は、スライド軸８８ａが長孔８３ａ内を下降しながら、連結軸８９を支点に反時計回りに回動する。また、ロッド８４は、スライド軸８８ａの下降に伴ってスプリングの付勢力に抗して筒状体８３から押し出され、図８に示す下端位置まで移動する。これにより、固定機構８０は、図８のロック状態で固定される。なお、図８に示すロック状態では、アンロックペダル８８の押下板８８ｂがロックペダル８７の間から露出して、作業者による押し下げが可能となる。

ここで、ロッド８４の移動量（昇降量）であるストローク量Ｓｔは、図７に示すように、アンロック状態の吸盤９０のゴム材９１の下端から旋回キャスター１８の下端（床面ＦＬ）までの距離よりも若干長い距離に設定されている。このため、ロッド８４が下端位置まで移動すると、旋回キャスター１８は床面ＦＬから僅かに持ち上げられる（図８参照）。また、ロッド８４が下端位置まで移動すると、吸盤９０のゴム材９１が床面ＦＬに押し付けられて床面ＦＬに密着した状態となる。この状態で、作業者が吸盤９０のレバー９３を傾倒状態とすることで、ゴム材９１の凹部内の負圧を高めて吸盤９０を床面ＦＬに確実に吸着させることができる。これにより、作業者は、底板１２を含む支持構造体１１を床面ＦＬに固定することができる。即ち、部品実装装置１０は、固定機構８０により床面ＦＬに固定される。

また、固定機構８０は、図８に示すロック状態で、吸盤９０のレバー９３を起立状態とすることで吸盤９０の吸着が解除される。そして、アンロックペダル８８の押下板８８ｂが作業者に押し下げられると、アンロックペダル８８は連結軸８９を支点に時計回りに回動し、ロックペダル８７は回動軸８７ａを支点に反時計回りに回動する。また、アンロックペダル８８の回動に伴ってスライド軸８８ａが長孔８３ａ内を上方に移動するため、スプリングの付勢力と相まってロッド８４は上昇して筒状体８３内に引き込まれる。これにより、固定機構８０は、図７に示すアンロック状態となり、部品実装装置１０は、旋回キャスター１８による移動が可能となる。

制御装置１００は、図２に示すように、ＣＰＵ１０１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するＲＯＭ１０２と、各種データを記憶するＨＤＤ１０３と、作業領域として用いられるＲＡＭ１０４とを備える。制御装置１００は、パーツカメラ２８からの画像信号や加速度センサ４９からの加速度情報、ヘッドユニット６０内のＲ軸エンコーダ６７ａ，Ｚ軸エンコーダ７３ａ，Ｑ軸エンコーダ７７ａからの回転角情報などを入力する。また、制御装置１００は、基板搬送装置２０やパーツカメラ２８、部品供給装置３０、パラレルリンク機構４０のサーボモータ４３ａ，４４ａ，４５ａ、ヘッドユニット６０のサーボモータ６６ａ，７２ａ，７６ａや吸着ノズル６１への駆動信号などを出力する。制御装置１００は、加速度センサ４９からの加速度情報に基づいて筐体４２の振動周波数を演算する。なお、加速度センサ４９を筐体４２に着脱可能に構成し、加速度センサ４９が検出した加速度情報を制御装置１００とは別の計測装置に出力するものとしてもよい。そのようにする場合、別の計測装置が、加速度センサ４９からの加速度情報に基づいて筐体４２の振動周波数を演算すればよい。

こうして構成された部品実装装置１０の各種作業や各種動作は、次のように行われる。部品実装装置１０の設置作業では、作業者は、まず、固定機構８０の各アンロックペダル８８を操作して固定機構８０をアンロック状態として、旋回キャスター１８により部品実装装置１０を所望の設置位置に移動させる。部品実装装置１０を設置位置まで移動させると、作業者は、固定機構８０の各ロックペダル８７を操作して、各昇降機構８２により各吸盤９０を床面ＦＬまで下降させると共に各旋回キャスター１８を僅かに上昇させる。このとき、作業者は、底板１２や矩形枠１４，天板１６などの水平度を確認し、傾きが生じている場合にはその傾きが減少するようにアジャスターボルト８５とナット８６とにより吸盤９０の高さ位置を調整する。そして、作業者は、各吸盤９０のそれぞれのレバー９３を傾倒状態として各吸盤９０を床面ＦＬに吸着させる。これにより、固定機構８０がロック状態となり、部品実装装置１０が所望の設置位置で確実に床面ＦＬに固定されることになる。このように、本実施形態の部品実装装置１０は、移動可能に構成されつつ、床面ＦＬに確実に固定されることで部品実装中に過大な振動が生じるのを抑制することができる。なお、図示は省略するが、作業者は、複数台の部品実装装置１０を基板搬送装置２０同士で基板Ｓの受け渡しが可能となるように隣接して設置する。これにより、複数台の部品実装装置１０を有する生産ラインが構成される。なお、部品実装装置１０が移動可能に構成されているから、作業者は、生産形態に合わせて容易にライン構成を変更することができる。即ち、複数台の部品実装装置１０を有する生産ラインは、生産ニーズの変化に柔軟に対応することができる。

また、作業者は、部品供給装置３０へのテープフィーダ３２のセット作業を行う。このセット作業では、作業者は、まず、フィーダ台３４をロックピン３７による供給用位置でのロックを解除して着脱用位置まで回動させる。そして、作業者は、生産に不要なテープフィーダ３２をフィーダ台３４から取り外し、生産に必要なテープフィーダ３２をフィーダ台３４に取り付ける。作業者は、必要なテープフィーダ３２をフィーダ台３４に取り付けると、フィーダ台３４を着脱用位置から供給用位置まで回動させ、ロックピン３７を枠材１４ａの下面の孔に嵌合させてフィーダ台３４をロックする。このように、作業者は、フィーダ台３４を回動させることで、部品実装装置１０の前方からテープフィーダ３２の着脱を容易に行うことができる。

また、作業者は、パラレルリンク機構４０の制振作業を行う。この制振作業は、部品実装装置１０を新たな設置位置に固定した場合などに試運転を伴って行われる。試運転としては、例えば、パラレルリンク機構４０を駆動してヘッドユニット６０を部品の供給位置Ｐと基板Ｓ上の部品の実装位置との間を移動させることなどが行われる。制御装置１００は、試運転中に加速度センサ４９により検出された加速度情報に基づいて筐体４２の振動周波数を演算し、その振動周波数を図示しないモニタなどを介して作業者に報知する。また、作業者は、動吸振器５０の振動周波数が筐体４２の振動周波数に一致するか最も近くなるように錘固定部５５に取り付ける錘板５６の枚数を決定する。なお、作業者は、例えば、錘板５６の枚数と動吸振器５０の振動周波数との関係を予め実験などにより求めておき、求めた関係と筐体４２の振動周波数とに基づいて錘板５６の枚数を決定する。そして、作業者は、決定した枚数の錘板５６を錘固定部５５にセットしてボルト５７で固定する。なお、上述したように、動吸振器５０の固定部５１は、上下方向に延びる長孔５１ａに挿入されるボルト５２の締め付けにより筐体４２に取り付けられる。このため、作業者は、錘板５６の枚数の調整と共に、固定部５１の上下方向の締め付け位置を調整することによって動吸振器５０の振動周波数を調整してもよい。これにより、部品実装装置１０は、可動部４１（ヘッドユニット６０）の移動に伴って筐体４２に生じる振動を抑えることができるから、ヘッドユニット６０の位置精度が低下するのを抑制することができる。

こうして準備が整った部品実装装置１０の実装作業は、次のように行われる。まず、制御装置１００は、基板Ｓを所定位置（図５参照）まで搬送するよう基板搬送装置２０を制御し、必要な部品を供給位置Ｐに供給するよう部品供給装置３０を制御する。また、制御装置１００は、供給位置Ｐに供給された部品を吸着ノズル６１で吸着するようパラレルリンク機構４０とヘッドユニット６０とを制御する。各吸着ノズル６１が部品を吸着すると、制御装置１００は、ヘッドユニット６０がパーツカメラ２８上を経由して基板Ｓの実装位置上まで移動するようパラレルリンク機構４０を制御する。ヘッドユニット６０がパーツカメラ２８上にあるときに、制御装置１００は、画像を撮像するようパーツカメラ２８を制御し、その撮像画像に基づいて吸着ノズル６１に吸着されている部品のずれ量を算出する。そして、制御装置１００は、算出したずれ量に基づいて部品の実装位置を補正し、補正した実装位置に部品を実装するようパラレルリンク機構４０とヘッドユニット６０とを制御する。部品実装装置１０は、動吸振器５０により筐体４２に生じる振動を抑えることができるから、パラレルリンク機構４０やヘッドユニット６０の振動も抑えることができる。このため、振動に起因して部品の吸着精度や実装精度が低下するのを抑制することができる。また、ヘッドユニット６０が供給位置Ｐや実装位置に移動してから振動が減衰するのを待って部品を吸着したり実装したりする必要がないから、部品を速やかに吸着したり実装したりすることができる。さらに、部品実装装置１０は、部品供給装置３０が基板搬送装置２０の下方に配置されたコンパクトな構成となっており、供給位置Ｐに送り出された部品と基板Ｓとが左右方向に隣接するように位置している。このため、部品の供給位置Ｐから基板Ｓ上の部品の実装位置までのヘッドユニット６０の移動距離を短くすることができる。また、パーツカメラ２８が基板搬送装置２０の下方に配置されているから、画像の撮像のためにヘッドユニット６０が移動する移動距離を短くすることができる。したがって、部品実装装置１０は、ヘッドユニット６０を効率よく移動させることができるから、部品の実装作業を効率よく行うことができる。

ここで、本実施形態の構成要素と本開示の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の部品実装装置１０が本開示の作業装置に相当し、ヘッドユニット６０がヘッドに相当し、パラレルリンク機構４０がパラレルリンク機構に相当し、筐体４２が筐体に相当し、動吸振器５０が動吸振器に相当する。また、加速度センサ４９が検知器に相当する。

以上説明したように、本実施形態の部品実装装置１０は、パラレルリンク機構４０のサーボモータ４３ａ，４４ａ，４５ａを収容する筐体４２に基端部が固定される板バネ５３と、板バネ５３の先端部に取り付けられる錘固定部５５および錘板５６とを有する動吸振器５０を備える。このため、筐体４２の振動を吸収して、パラレルリンク機構４０により移動するヘッドユニット６０の振動を抑えることができるから、振動の影響によりヘッドユニット６０の位置精度が低下して部品の吸着精度や実装精度が低下するのを抑制することができる。

また、部品実装装置１０は、動吸振器５０の錘固定部５５に複数の錘板５６が着脱可能に取り付けられるから、動吸振器５０の振動周波数を筐体４２の振動周波数に合わせるための質量体の重さを容易に調整して筐体４２の振動を適切に抑えることができる。

また、部品実装装置１０は、筐体４２の加速度を検知する加速度センサ４９を備え、動吸振器５０は、検知された加速度情報から演算された筐体４２の振動周波数に応じた振動周波数とする重さとなるように錘板５６の枚数が調整される。このため、筐体４２の実際の振動周波数に応じた適切な重さの質量体を取り付けることができ、筐体４２の振動を適切に抑えることができる。

なお、本開示の発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、筐体４２に加速度センサ４９を設け、加速度センサ４９の加速度情報に基づく筐体４２の振動周波数に応じた振動周波数とするための錘板５６が動吸振器５０に取り付けられるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、部品実装装置１０の使用条件を考慮したシミュレーションなどで導出された振動周波数とするための錘板５６が動吸振器５０に取り付けられるものなどとしてもよい。

上述した実施形態では、動吸振器５０が錘板５６の枚数、即ち質量体の重さを調整可能としたが、これに限られず、質量体の重さを調整不能として所定の重さの質量体が取り付けられるものとしてもよい。そのようにする場合、部品実装装置１０のいくつかの使用条件を想定した実験などから筐体４２の振動周波数の代表値を求め、その代表値に応じた振動周波数とするための質量体の重さを所定の重さとすればよい。

上述した実施形態では、パラレルリンク機構４０の可動部４１に、部品を吸着（採取）して基板に実装する実装作業を行うヘッドが取り付けられるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、基板にクリームハンダなどの粘性流体を塗布する塗布作業を行うものなど、基板に対して作業を行うヘッドが取り付けられるものであってもよい。あるいは、基板に対する作業を行うヘッドが取り付けられるものに限られず、作業対象物を組み立てる組立作業や作業対象物に加工を施す加工作業、作業対象物に検査を行う検査作業など、作業対象物に作業を行うヘッドが取り付けられるものであればよい。

上述した実施形態では、旋回キャスター１８により移動可能な支持構造体１１が、ヘッドユニット６０を移動させるパラレルリンク機構４０だけでなく、基板搬送装置２０や部品供給装置３０、制御装置１００を支持するものとしたが、これに限られるものではない。例えば、旋回キャスター１８により移動可能な支持構造体１１が、ヘッドユニット６０を移動させるパラレルリンク機構４０だけを支持し、別の支持構造体が基板搬送装置や部品供給装置，制御装置などを支持してもよい。

上述した実施形態では、ロックペダル８７とアンロックペダル８８とを有する昇降機構８２により吸盤９０が昇降するものとしたが、これに限られるものではない。即ち、旋回キャスター１８により移動可能となるよう吸盤９０が床面ＦＬから離間する位置と、吸盤９０が床面ＦＬに吸着可能となるよう吸盤９０が床面ＦＬに接触する位置とに吸盤９０を昇降させる機構であればよい。

上述した実施形態では、床面ＦＬへの吸着と支持構造体１１の支持とを吸盤９０が行うものとしたが、これに限られず、吸盤は床面ＦＬへの吸着のみを行い支持構造体１１の支持は別部材が行うものとしてもよい。例えば、ロックペダル８７とアンロックペダル８８とを有する昇降機構８２には、吸盤機能のない円盤状の支持プレートを取り付け、その支持プレートが支持構造体１１の支持を行うものとしてもよい。また、吸盤は、支持プレートに連動して上下に昇降するものとし、床面ＦＬに接触して床面ＦＬに吸着することで支持プレートが動かないように固定するものとしてもよい。

上述した実施形態では、アジャスターボルト８５とナット８６とにより各吸盤９０の高さ位置を調整可能としたが、これに限られず、各吸盤９０の高さ位置を調整不能とし吸盤９０の高さ位置が一定のものとしてもよい。

上述した実施形態では、旋回キャスター１８により部品実装装置１０が移動可能なものとしたが、これに限られず、部品実装装置１０が移動せずに固定されるものとしてもよい。そのようにする場合、支持構造体１１を吸盤９０で床面ＦＬに固定するものに限られず、アンカーボルトなどで床面ＦＬに固定するものなどとしてもよい。

上述した実施形態では、フィーダユニット３１のフィーダ台３４がヒンジ３６を支点に水平方向に９０度回動するものとしたが、これに限られず、テープフィーダ３２の着脱が容易となる位置まで回動可能であればよい。また、フィーダ台３４が水平方向に回動するものに限られず、前後方向にスライドするものなど、フィーダ台３４が供給用位置から供給用位置よりもテープフィーダ３２の着脱が容易な着脱用位置に移動可能であればよい。

上述した実施形態では、フィーダユニット３１のフィーダ台３４が矩形枠１４に回動可能に取り付けられるものとしたが、これに限られず、回動不能に取り付けられるものとしてもよい。このようにする場合、フィーダ台３４を、セットされるテープフィーダ３２の長手方向が前後方向となるように配置するもの、即ち、テープフィーダ３２の部品の送り方向が基板搬送装置２０の基板Ｓの搬送方向に直交するよう配置するものとしてもよい。こうすれば、フィーダ台３４が回動しなくても、作業者が部品実装装置１０の前方からテープフィーダ３２をフィーダ台３４に容易に着脱することができる。

上述した実施形態では、フィーダユニット３１による部品の供給位置Ｐを実装時の基板Ｓに左右方向に隣接する位置としたが、これに限られず、供給位置Ｐを実装時の基板Ｓに覆われない位置であればよく、実装時の基板Ｓから離間した位置であってもよい。

上述した実施形態では、部品供給装置３０がフィーダユニット３１のみを備えるものを例示したが、これに限られず、部品が並べられたトレイにより部品を供給するトレイユニットなど他の方式により部品を供給する部品供給ユニットを備えるものとしてもよい。このようにする場合、いずれの部品供給ユニットも基板搬送装置２０の下方から部品を供給可能となるように配置してもよい。あるいは、一部の部品供給ユニットは基板搬送装置２０よりも上方から部品を供給可能となるように配置してもよい。

上述した実施形態では、基板搬送装置２０の下方に部品供給装置３０が配置されるものとしたが、これに限られず、パラレルリンク機構４０により移動するヘッドユニット６０の吸着ノズル６１が吸着可能な供給位置に部品を供給するよう部品供給装置が配置されるものであればよい。

上述した実施形態では、パーツカメラ２８が基板搬送装置２０の下方で、フィーダユニット３１に隣接する位置に配置されるものとしたが、これに限られず、パーツカメラ２８が基板搬送装置２０の下方に配置されるものであればよい。あるいは、パーツカメラ２８が基板搬送装置２０の下方に配置されるものに限られず、基板搬送装置２０よりも上方に配置されるものとしてもよい。この場合の変形例の部品実装装置１０Ｂを図９に示す。図９の変形例では、上述した実施形態と同じ構成に同じ符号を付し詳細な説明は省略する。

図９の変形例の部品実装装置１０Ｂでは、パーツカメラ２８Ｂが、基板搬送装置２０の後方側のサイドフレーム２２の背面から上方に立設した取付板２９Ｂに取り付けられている。この変形例では、供給位置Ｐ（図５参照）の後方位置にパーツカメラ２８Ｂが配置されるものとした。また、上述した実施形態と異なり、パラレルリンク機構４０Ｂが、３つのリンク機構４３，４４，４５に加えて、さらに３つのリンク機構４６，４７，４８を備える。このパラレルリンク機構４０Ｂは、３つのリンク機構４３，４４，４５によるＸＹＺ方向の位置調整と、３つのリンク機構４６，４７，４８による各軸周りの回転角（ピッチ角，ロール角，ヨー角）の角度調整とが可能な６軸の機構である。また、ヘッドユニット６０Ｂは、Ｒ軸アクチュエータ６５，Ｚ軸アクチュエータ７１，Ｑ軸アクチュエータ７５の各サーボモータ６６ａ，７２ａ，７６ａが可動部４１Ｂ内に収容されている。このため、上述した実施形態と異なり、筐体４２と可動部４１Ｂとの間にＲ軸駆動ロッド６６，Ｚ軸駆動ロッド７２，Ｑ軸駆動ロッド７６は設けられていない。なお、可動部４１Ｂ内の各サーボモータ６６ａ，７２ａ，７６ａは、図示しない配線により制御装置１００と電気的に接続される。これらのことから、変形例の部品実装装置１０Ｂでは、可動部４１Ｂを移動させるだけでなく、可動部４１Ｂの姿勢を変えることができる。例えば、ヘッドユニット６０Ｂは、ロータリヘッド６２の下面が下向きとなる下向き姿勢から下面が横向きとなる横向き姿勢に姿勢を変えることができる。したがって、部品実装装置１０Ｂは、ヘッドユニット６０Ｂが下向き姿勢で各吸着ノズル６１に部品を吸着した後、パラレルリンク機構４０Ｂの駆動によりヘッドユニット６０Ｂを横向き姿勢に変化させることで、パーツカメラ２８Ｂで撮像することができる。そして、部品実装装置１０Ｂは、画像撮像後に再びヘッドユニット６０Ｂを下向き姿勢に変化させながら、基板Ｓ上の実装位置に移動させて、部品を基板Ｓに実装することができる。

このように、変形例の部品実装装置１０Ｂのパラレルリンク機構４０Ｂは、ヘッドユニット６０Ｂが部品を採取または実装する際の向きとは異なる向きにヘッドユニット６０Ｂの姿勢を変更可能である。また、パーツカメラ２８Ｂが基板搬送装置２０よりも上方に配置されており、ヘッドユニット６０Ｂが姿勢を変えることで撮像可能であるから、パーツカメラ２８Ｂの撮像のためにヘッドユニット６０Ｂが移動する必要がない。したがって、ヘッドユニット６０Ｂが部品の供給位置から部品の実装位置まで速やかに移動することができるから、部品の実装作業を効率よく行うことができる。

以上説明したように、本開示の作業装置は、所定の作業を行うヘッドと、複数のリンク機構により前記ヘッドを移動させるパラレルリンク機構と、前記パラレルリンク機構のアクチュエータを収容する筐体と、前記筐体に基端部が固定される弾性体と、該弾性体の先端部に取り付けられる質量体とを有し、前記筐体の振動を吸収する動吸振器と、を備えることを要旨とする。

本開示の作業装置において、前記動吸振器は、前記質量体として複数の錘が前記弾性体の先端部に着脱可能に取り付けられるものとしてもよい。こうすれば、動吸振器の振動周波数を、筐体の振動周波数に合わせるための質量体の重さの調整を容易に行うことができるから、振動を適切に抑えることができる。

本開示の作業装置において、前記筐体の加速度を検知する検知器を備え、前記動吸振器は、前記検知された加速度に基づく前記筐体の振動周波数に応じた振動周波数となるように前記錘が取り付けられるものとしてもよい。こうすれば、筐体の実際の振動周波数に合わせた適切な重さの錘を動吸振器に取り付けることができる。このため、例えば作業装置の使用状況によって筐体の振動周波数が異なるものとなる場合でも、振動を適切に抑えることができる。

本開示は、実装作業などの各種作業を行う作業装置の技術分野に利用可能である。

１０，１０Ｂ 部品実装装置、１１ 支持構造体、１２ 底板、１３ 短支柱、１４ 矩形枠、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 枠材、１４ｋ 開口、１５ 長支柱、１６ 天板、１８ 旋回キャスター、１９ ベース、２０ 基板搬送装置、２２ サイドフレーム、２４ ベルトコンベア、２８，２８Ｂ パーツカメラ、２９，２９Ｂ 取付板、３０ 部品供給装置、３１ フィーダユニット、３２ テープフィーダ、３４ フィーダ台、３５ 側壁、３５ａ 長孔、３６ ヒンジ、３７ ロックピン、４０，４０Ｂ パラレルリンク機構、４１，４１Ｂ 可動部、４２ 筐体、４３，４４，４５，４６，４７，４８ リンク機構、４３ａ，４４ａ，４５ａ サーボモータ、４３ｂ，４４ｂ、４５ｂ 駆動リンク、４３ｃ，４４ｃ，４５ｃ 従動リンク、４９ 加速度センサ、５０ 動吸振器、５１ 固定部、５１ａ 長孔、５２ ボルト、５３ 板バネ、５５ 錘固定部、５６ 錘板、５６ａ スリット、５７ ボルト、６０，６０Ｂ ヘッドユニット、６１ 吸着ノズル、６２ ロータリヘッド、６３ ノズルホルダ、６４ 上端部、６４ａ ノズルギヤ、６５ Ｒ軸アクチュエータ、６６ Ｒ軸駆動ロッド、６６ａ，７２ａ，７６ａ サーボモータ、６７ インデックス軸、６７ａ，７３ａ，７７ａ エンコーダ、７１ Ｚ軸アクチュエータ、７２ Ｚ軸駆動ロッド、７３ ボールネジ軸、７４ Ｚ軸スライダ、７４ａ レバー部、７５ Ｑ軸アクチュエータ、７６ Ｑ軸駆動ロッド、７７ 回転軸、７７ｂ 駆動ギヤ、７８ 回転体、７８ａ 従動ギヤ、８０ 固定機構、８２ 昇降機構、８３ 筒状体、８３ａ 長孔、８４ ロッド、８５ アジャスターボルト、８６ ナット、８７ ロックペダル、８７ａ 回動軸、８７ｂ 押下板、８８ アンロックペダル、８８ａ スライド軸、８８ｂ 押下板、８９ 連結軸、９０ 吸盤、９１ ゴム材、９２ カバー、９２ａ 開口、９３ レバー、９３ａ 回動軸、１００ 制御装置、１０１ ＣＰＵ、１０２ ＲＯＭ、１０３ ＨＤＤ、１０４ ＲＡＭ、Ｐ 供給位置、Ｓ 基板。

Claims (3)

1. 所定の作業を行うヘッドと、
   複数のリンク機構により前記ヘッドを移動させるパラレルリンク機構と、
   前記パラレルリンク機構のアクチュエータを収容する筐体と、
   前記筐体を固定支持する支持構造体と、
   前記筐体に基端部が固定される弾性体と、該弾性体の先端部に取り付けられる質量体とを有し、前記筐体の振動を吸収する動吸振器と、
   を備え、
   前記動吸振器は、前記筐体の外周面に取り付けられている作業装置。
2. 請求項１に記載の作業装置であって、
   前記動吸振器は、前記質量体として錘固定部および複数の矩形板状の錘板が前記弾性体の先端部に取り付けられており、
   前記錘固定部は、上方から前記錘板が着脱可能に構成され、
   前記錘板は、下辺中央から上方に切り欠かれたスリットが形成され、前記スリットに挿通されたボルトの締結により前記錘固定部内に固定されている
   作業装置。
3. 請求項２に記載の作業装置であって、
   前記筐体の加速度を検知する検知器を備え、
   前記動吸振器は、前記検知された加速度に基づく前記筐体の振動周波数に応じた振動周波数となるように前記錘が取り付けられる
   作業装置。