JPH0378459A - ロータリーヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子部品のピック・アンド・ブレイスのため
に上下運動する吸着ノズル複数個を同心円周状に配設し
ているロータリーヘッドに関するものである。

従来の技術 近年、電子部品の実装機ではロータリーヘッド方式が主
流となり需要が急増している。

従来、電子部品の装着のための吸着ノズルが円周状に配
設されているロータリーヘッドにおいて、ロータリーヘ
ッドが間欠停止する時に吸着ノズルを上下運動させるに
は、例えば特開昭６２−１１４２８９号公報に示されて
いるように、第７図のような機構になっていた。レバー
２９に固設したローラーフォロア２６は板カム２Ｔと接
触し、ローラーフォロア３０はスライダー３１と接触し
ている。板カム２７を回転させると、レバー２９が揺動
運動を行い、スライダー３１を上下運動させる構成とな
っている。

吸着ノズル７は回転部３に対し上下運動できるよう直線
摺動軸受１ｏを介して取り付けられており、回転部３の
間欠停止位置にてスライダー３１の動きをローラーフォ
ロア３２を介して伝え上下駆動する。また、ローラーフ
ォロア２６が板カム２Ｔから離れないように圧縮コイル
バネ２８により予圧を受けている。

発明が解決しようとする課頂 しかし上記のような構成では以下のような問題点を有す
る。複数の吸着ノズルを同時に上下駆動するため、カム
・レバー機構が複雑となシ大きなスペースが必要となる
。

また、ローラーフォロア２６と板カム２７が接触する時
に振動を発生し、騒音となることや、発生した振動が部
品装着したときの装着精度に悪影響があるなどの問題を
有している。同様に、ローラーフォロア３ｏとスライダ
ー３１．ローラフォロア３２とスライダー３１間でも振
動、騒音を発生していた。

また、吸着ノズルγが上下運動するパターンは、板カム
２７の形状により固定されており、装着する部品の種類
に応じて上下運動のストロークや部品の押し付は圧を変
化することができず、高精度な装着に限界があるという
問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、ロータリーヘッドに円周状
に配置された吸着ノズルの上下運動を、簡単な構成で行
なうと共に、電子部品の吸着、装着を安定して行えるロ
ータリーヘッドを提供するものである。

課題を解決するための手段 上記問題を解決するために本発明のロータリーヘッドは
、ヘッドフレームと、前記ヘッドフレームに固定の固定
部と、前記ヘッドフレームに間欠回転するように取り付
けた回転部と、前記回転部に対し回転軸に円周状に等分
に配設された吸着ノズルと、前記固定部に固設の永久磁
石と、前記吸着ノズルに固設したセンターヨークによシ
、前記吸着ノズルが停止する位置にて磁気回路を形成し
、前記吸着ノズルに固設したポイスコイルが前記磁気回
路のギャップ中にあるという構成を備えたものである。

また、第２の発明によれば、前記固定部に対し前記吸着
ノズルが停止する位置のみに給電プレートを配設し、前
記回転部には前記給電プレートに接触するブラシを配設
しあるという構成である。

作　　用 第１の発明のロータリーヘッドでは、固定部と、６′ｌ
Ｊ記固定部に固設の永久磁石と、吸着ノズルに固設りだ
センターヨークにより、前記吸着ノズルが停止する位置
に磁気回路を構成し、前記吸着ノズルに固設したポイス
コイルが前記磁気回路のギャップ中にあることにより、
前記ポイスコイルを通電することで前記吸着ノズルを上
下駆動できる。

従って、前記ポイスコイルに流す電流の大きさを変えれ
ば前記吸着ノズルの上下運動を自由に制御でき、その結
果、吸着する部品に応じて上下ストロークや速度を変化
できる。

第２の発明によれば、前記固定部の吸着ノズルの停止位
置に給電用のプレートを配設し、前記回転部が停止して
いる時にブラシが接触してポイスコイルに給電している
。前記吸着ノズルは回転部が回転中は上下運動せず、停
止時のみ上下運動をするので、この時のみ給電を行えば
充分である。

実施例 以下本発明の第１実施例のロータリーヘッドについて、
図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例におけるロータリーヘッ
ドの回転軸に平行な断面図を示し、第２図はその斜視図
を示し、第３図は回転軸に垂直な断面図を示す。

第１図、第２図、第３図において、１はロータリーヘッ
ドを固設するヘッドフレーム、２はヘッドフレームに固
設された間欠回転を与えるインデックス装置、３はロー
タリーヘッドの回転部、４は固定部、５は固定部４に配
設された永久磁石、６は回転部３を支持する回転軸受、
７は直線摺動軸受１ｏによシ回転部３に対して上下運動
できるように取り付けられた吸着ノズル、８は回転部３
が停止している時に永久磁石５と磁気回路を構成するよ
うに吸着ノズルに取り付いているセンターヨーク、９は
センターヨーク８を囲み永久磁石５による磁気回路のエ
アギャップ中に配設され、吸着ノズル７に固設されてい
るポイスコイル、１１はポイスコイル９に給電するため
に固定部４に配設したスリップリング、１２はポイスコ
イル９に無給電時に吸着ノズル７を上昇維持するために
予圧を与えている圧縮コイルバネ、１３は吸着ノズル７
が電子部品を吸着あるいは排出するために圧縮圧または
真空圧または大気圧を与えるために吸着ノズル７にあけ
た空気孔、１５はスリップリング１１と接触するブラシ
、１６は回転部３に対して上下運動しているポイスコイ
ル９に給電するだめのプレーと、１７はプレート１６と
接触するブラシ、１８は吸着ノズル了に固設された磁気
スケール、１９は磁気スケール１８の値を読み取るため
に固定部４に配設されている磁気センサ、２Ｑは吸着ノ
ズル７が吸着した電子部品が正しい姿勢で吸着されてい
るかを検査する認識装置、２１は電子部品の装着方向を
規正する規正装置、２２は装着される電子部品、２４は
プリント基板２３を位置決めするテーブル、２５はポイ
スコイル９を永久磁石６とセンタヨーク８のエアギャッ
プ中に保持している直線摺動軸受である。

以上のように構成されたロータリーヘッドについて以下
第１図、第２図、第３図を用いてその動作を説明する。

まず第１図において、吸着ノズル了は回転部３に対し直
線摺動軸受１ｏにより支持されているため、インデック
ス装置２により回転部３と共に間欠回転し、かつその回
転軸方向に上下運動することができる。ロータリーヘッ
ドが間欠停止時での吸着ノズル了の動作について説明す
る。永久磁石５と、センターヨーク８と、固定部４をヨ
ークフレームとして磁気回路を構成する。この時、第３
図に示すようにポイスコイル９をセンターヨーク８を囲
むように配設し、ポイスコイル９に通電すれば、永久磁
石５とセンターヨーク８の間のエアギャップ中のコイル
部分にいわゆる「フレミングの左手則」による電磁気力
を受け、吸着ノズル了を上下駆動することができる。ま
た、回転部３が停止位置にて吸着ノズル７に取や付けた
磁気スケール１８は固定部４に配設しである磁気センサ
１９と対面し、リニアスケールを構成する。即ち、固定
部側の磁気センサ１９より吸着ノズル７の位置検出を行
い、ポイスコイル９の電流値を制御することにより吸着
ノズル７の上下運動を高精度に位置決めサーボ駆動を行
うことができる。

吸着ノズルγにある空気孔１３は、図示しない空気圧切
替装置により、真空圧または大気圧または圧縮圧になる
。これを用いて、吸着ノズル７を下降させた時に大気圧
から真空圧にし電子部品を吸着したり、大気圧にして電
子部品を装着したり、あるいは圧縮圧にして強制排出し
たシできる。

圧縮コイルバネ１２はポイスコイル９に無通電時に吸着
ノズル７を上昇維持するための予圧を与えており、ロー
タリーヘッドが運転停止時あるいは緊急停止時に吸着ノ
ズル７が下降するのを防いでいる。

ポイスコイル９への給電は、第１図及び第３図に示すよ
うに固定部４に配設されているスリップリング１１から
回転部３に配設されたブラシ１６を介してプレー）１８
へ給電し、ブラシ１７を介して行われる。

次に第２図及び第３図を用いてロータリーヘッドの各停
止ステーションにおける作業について説明する。本実施
例におけるロータリーヘッドは、第２図に示すように吸
着ノズル７を４本備えており、インデックス装置２によ
り回転部３は矢印方向に間欠回転し、４箇所のステーシ
ョンＳ１．Ｓ２゜Ｓ３．Ｓ４にて停止する。

第１ステーシヨンＳ１　では、吸着ノズル７を下降させ
、空気孔１３を大気圧から真空圧に切替え電子部品２２
を吸着し、再び上昇する。この時、吸着ノズル７の下降
する高さ及び吸着時に吸着ノズル７が電子部品２２を押
しつける圧力は、正しく吸着するために重要でちる。本
実施例では吸着される電子部品の種類に応じて吸着ノズ
ル７の上下ストロークや電子部品への押し付は圧を変化
することができる。

第２ステーシヨンＳ２　では、吸着ノズル７が下降した
時、規正装置２１には装着方向を定め再び上昇する。次
に認識装置２ｏにて吸着ノズル７が電子部品２２を正し
く吸着しているかどうか検査する。

第３ステーシヨンＳ３では、テーブル２４にて位＠決め
されたプリント基板２３に対して、吸着ノズル了が下降
した時に空気孔１３を真空圧から大気圧に切替え電子部
品２２を装着する。この時、停止ステーションＳ１　と
同様に吸着ノズル７の上下ストローク及び電子部品２２
への押し付は圧は、電子部品の種類に応じて変化できる
。ただし、この装着動作は停止ステーションＳ２の検査
にて不良吸着と判断された場合は行わない。第４ステー
シヨンＳ４　では吸着ノズル７が下降した時、空気孔１
３内を大気圧から圧縮圧に切り替える。この時不良吸着
した電子部品があれば強制排除される。

上記構成により本実施例のロータリーヘッドは吸着ノズ
ル７がステーシランＳ１．Ｓ２．Ｓ３．Ｓ４にて作業を
順次行うことによシ連続的に電子部品の装着を行うこと
ができる。

第４図はロータリーヘッドが１回の割り出しを行う際の
タイミングチャートを示している。回転部３が停止直前
にスリップリング１１は固定部のブラシよシ給電を開始
し、また磁気センサ１９は磁気スケール１８を読み取り
可能となり、サーボロックされる。吸着ノズル７はタイ
ミングチャートに従い、各ステーションｓ１．ｓ２．ｓ
３．ｓ４にて作業を行う。

上記実施例では吸着ノズル７を４本備えていたが４本以
上の吸着ノズル７を備えインデックス装置２の１回の割
り出し角を小さくしロータリーヘッドの作業速度を速め
ることも可能である。この場合、吸着ノズルが上下運動
を行わないステーションには永久磁石５を配設する必要
はない。また、本発明のロータリーヘッドは電子部品の
ビック・アンド・プレクスだけでなく、回転側シ出しと
上下運動を行う他の作業にも使用できる。

次に第６図、第６図を用いて本発明による第２の実施例
について説明する。本発明におけるロータリーヘッドで
は回転部３が回転中は吸着ノズル７は上下運動を行わず
、停止したステーションＳ１．Ｓ２．Ｓ３．Ｓ４のみで
上下運動する。また、そのだめの給電は回転部３が停止
する直前に開始する。そこで第２の実施例では、第６図
に示すように固定部４に対して停止ステー・／ヨンごと
に給電用のプレート１４を配設し、回転部３に配設した
ブラシ１５は回転部３が停止する直前に接触し給電状態
となる。この場合吸着ノズル７を上下する駆動パターン
は各ステーションごとに定められ、装着する電子部品２
２の種類に応じて吸着ノズル７の上下運動を補正してい
る。

発明の効果 以上のように本発明の第１の発明によれば、ポイスコイ
ルに通電することにより回転体の回転軸に同心円周状に
配設された吸着ノズルを上下運動できるので、吸着ノズ
ルの上下運動ストロークやタイミングを、吸着する電子
部品に応じて制御することができ、電子部品の吸着及び
装着を安定して行える。また、複雑なカム・レバー機構
を必要としないためロータリーヘッドの構造を単純化す
ることができる。

また、第２の発明によれば、給電用プレートの配設を単
純化できロータリーヘッドの製作が容易となる。また、
各ステーションにての駆動パターンをルーチン化するこ
とで制御も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例におけるロータリーヘッ
ドの回転軸を含む断面図、第２図は斜視図、第３図は回
転軸に垂直な断面図、第４図はロータリーヘッドが１回
の間欠回転を行う間のタイミングチャーと、第６図は第
２の実施例におけるロータリーヘッドの回転軸を含む断
面図、第６図は同じく回転軸に垂直な断面図、第７図は
従来のロータリーヘッドの回転軸を含む断面図である。 １・・・・・・ヘッドフレーム、３・・・・・・回転部
、４・・・・・・固定部、５・・・・・・永久磁石、７
・・・・・・吸着ノズル、８・・・・・・ポイスコイル
、９・・・・・・センターヨーク、１４・・・・・・プ
レーと、１６・・・・・・ブラシ、１６・・・・・・プ
レーと、１７・・・・・・ブラシ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヘッドフレームと、前記ヘッドフレームに固定の
   固定部と、前記ヘッドフレームに間欠回転するように取
   り付けた回転部と、前記回転部に対し回転軸に円周状に
   等分に配設された吸着ノズルと、前記固定部に設けた永
   久磁石と、この永久磁石との間で磁気回路を構成するよ
   うに前記吸着ノズルに設けたセンターヨークと、前記磁
   気回路のエアギャップ中に位置して前記吸着ノズルに設
   けられ、通電により前記吸着ノズルを上下駆動するポイ
   スコイルとを備えたことを特徴とするロータリーヘッド
   。
2. （２）固定部に対し吸着ノズルが停止する位置に給電プ
   レートを配設し、回転部が停止する時のみに前記回転部
   に配設したブラシが前記給電プレートと接触し給電を受
   けることを特徴とする請求項１記載のロータリーヘッド
   。