JPH07249896A - 実装機のノズル駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エアシリンダを主な駆動源として実装効率の
向上を図りつつ部品の種類に応じた確実な部品吸装着動
作を行う。 【構成】 ヘッドユニット５に部品吸着用のノズル部材
２０を複数配設し、これらの各ノズル部材２０を昇降駆
動する機構として、ロッカーアーム３３と、各ロッカー
アーム３３に当接可能なカム３２を具備したカムシャフ
ト３１とを設けるとともに、各ロッカーアーム３３の端
部をエアシリンダ３５のロッド３４に連結した。そし
て、実装時には、先ず、カムシャフト３２を作動させる
ことにより上記カム３２を部品に応じた所定の押下げ位
置に配置、停止させた後に、上記エアシリンダ３５を作
動させることによりロッド３４を上昇位置に変位させて
ロッカーアーム３３を揺動させ、これに応じてノズル部
材２０を一気に下降させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヘッドユニットに部品
吸着用のノズル部材が複数本設けられている実装機にお
いて各ノズル部材を駆動させる実装機のノズル駆動装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、部品吸着用のノズル部材を備
えたヘッドユニットにより、ＩＣ等の電子部品のような
小片状の部品を部品供給部から吸着して、位置決めされ
ているプリント基板上に移送し、プリント基板の所定位
置に装着するようにした実装機が知られており、最近で
は、部品の吸着、装着の作業能率を高めるために、ヘッ
ドユニットに多数のノズル部材を装備し、一度に多数の
部品を部品供給側から吸着してプリント基板に装着でき
るような実装機が提案されている。

【０００３】このように多数のノズル部材を装備した実
装機では、各ノズル部材を個々に作動して順次部品を吸
着できるようにする必要があるので、例えば、駆動源と
してのモータに接続されたカムシャフトに各ノズル部材
昇降用のカムを配設し、上記各ノズル部材に対してそれ
ぞれ、カムの回転に応じてノズル部材を昇降させるロッ
カーアームを設け、各ロッカーアームを、上記カムに対
して係脱切替可能としたような実装機が提案されている
（例えば、特開平４−１１７９９号公報）。

【０００４】このような実装機では、ロッカーアームと
カムとが当接可能な状態に切替えられることにより、カ
ムシャフトの回転に応じてロッカーアームがカムに押下
げられて、当該ロッカーアームに対応するノズル部材が
下降して部品の吸装着を行うようになっている。

【０００５】そして、ノズル部材を連続して作動させる
場合には、一般に、カムの作動位置中、ノズル部材が上
昇端となる位置でロッカーアームをカムに対して当接可
能な状態に切替えてノズル部材を下降させ、部品の吸着
又は装着を行った後に再び上昇端に戻してから次のロッ
カーアームをカムに対して当接可能な状態に切替えると
いった動作を繰り返すようになっている。

【０００６】そして、このようにノズル部材をカムの回
転によって緩やかに昇降させることで昇降時のノズル部
材の振動等を抑止し、その結果、吸着された部品の落下
や吸着ズレを防止するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、今日では、
部品の小型化がより進行し、ノズル部材の吸引力等との
関係で、ノズル部材への吸着状態がノズル昇降時の振動
等に影響され難くなっているので、上記のようにノズル
部材をカムの回転によって緩やかに昇降させるような実
装機では、実装効率の点で改善の余地がある。なお、サ
ーボモータで直接的にノズル部材を昇降させるものもあ
るが、この場合でも、比較的小さい昇降ストローク内で
充分な加減速を行いノズル部材を高速で昇降させるのは
困難である。そこで、実装効率を高める手段として、エ
アシリンダを駆動源としたノズル昇降機構を採用し、こ
れによりノズル部材を高速で昇降させることが考えられ
るが、エアシリンダを駆動源としたノズル昇降機構で
は、以下のような問題点がある。

【０００８】先ず、このような装置では、エアシリンダ
へのエア圧の吸排によりノズル部材を昇降させるので、
部品吸装着時に部品の種類に応じたノズル高さの調整を
行うのが困難である。

【０００９】また、比較的速度制御が行い難いため、昇
降時のノズル部材の振動等により落下等し易い、例えば
大型の部品を吸装着する場合に、一時的にノズル部材を
緩やかに昇降させてノズル昇降時の振動等を抑止すると
いった動作を行うことが困難である。

【００１０】さらに、エアシリンダは、その駆動時間に
バラツキが生じ易く、ノズル部材が上昇端から下降端に
到達するまでの時間的な管理が行い難いため、並設され
る複数のノズル部材を連続して昇降させる際等の各ノズ
ル部材の作動タイミングの調整が容易でない。

【００１１】また、エアシリンダを駆動源としてノズル
部材を昇降させた場合、ノズル部材が極めて急激に昇降
されるので、ノズル部材が上下端に達した際に、ノズル
部材に衝撃力が作用し、吸着した部品の吸着ズレ、破損
あるいは落下といった不都合を招くことが考えられる。

【００１２】従って、これらの問題を解決し得るような
ノズル昇降機構を構成することによって、実装効率を高
めることが望まれる。

【００１３】さらに、実装機では各ノズル部材をヘッド
ユニットに対して回転させる必要があるが、上述のよう
な装置では、各ノズル部材を回転させる駆動機構につい
ても、１つの駆動源で各ノズル部材を回転し得る方がヘ
ッドユニットの大型化等を防止する点からも望ましい。

【００１４】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、エアシリンダを主な駆動源として実装
効率の向上を図りつつその機能性を高め、部品の種類に
応じた確実な部品吸装着動作を行うことができる実装機
のノズル駆動装置を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、部品供給側と
装着側とにわたって移動可能なヘッドユニットに部品吸
着用のノズル部材が複数本並列に、それぞれ昇降可能に
設けられるとともに、各ノズル部材毎に設けられたロッ
カーアームと、これらの各ロッカーアームにそれぞれ当
接可能なカムを具備したカムシャフトとを有するノズル
部材昇降用の駆動機構が設けられている実装機におい
て、上記駆動機構に上記ロッカーアーム駆動用の駆動シ
リンダを設け、上記カムを部品に応じた所定押下げ位置
とした状態で上記駆動シリンダを所定方向に作動させた
ときに上記ロッカーアームとカムとが当接してノズル部
材が下降端まで移動するように上記駆動機構を構成する
とともに、上記カムを上記所定押下げ位置とする上記カ
ムシャフトの作動の完了後に上記駆動シリンダを作動さ
せるように制御する制御手段を設けたものである（請求
項１）。

【００１６】また、上記請求項１記載のノズル駆動装置
において、上記制御手段が、上記カムシャフトの作動完
了後に上記駆動シリンダを作動させる第１の制御モード
と、上記駆動シリンダの作動完了後に上記カムシャフト
を作動させる第２の制御モードとに切替可能とされたも
のである（請求項２）。

【００１７】さらに、上記請求項１又は２記載のノズル
駆動装置において、上記駆動シリンダの所定方向への作
動完了を検知する検知手段を設けたものである（請求項
３）。

【００１８】また、部品供給側と装着側とにわたって移
動可能なヘッドユニットに部品吸着用のノズル部材が複
数本並列に、それぞれ昇降可能に設けられるとともに、
各ノズル部材毎に設けられたロッカーアームと、これら
の各ロッカーアームにそれぞれ当接可能なカムを具備し
たカムシャフトとを有するノズル部材昇降用の駆動機構
が設けられている実装機において、上記駆動機構に上記
ロッカーアーム駆動用の駆動シリンダを設け、上記カム
を部品に応じた所定押下げ位置とした状態で上記駆動シ
リンダを所定方向に作動させたときに上記ロッカーアー
ムとカムとが当接してノズル部材が下降端まで移動する
ように上記駆動機構を構成するとともに、上記カムシャ
フトの作動と駆動シリンダの作動とをほぼ同時に開始す
るように制御する制御手段を設けたものである（請求項
４）。

【００１９】さらに、上記請求項１乃至４のいずれか記
載のノズル駆動装置において、各ノズル部材の上方に、
各ノズル部材に対する上昇時の衝撃力を弾性的に吸収す
るダンパ部材が配設されたものである（請求項５）。

【００２０】また、上記請求項１乃至４のいずれか記載
のノズル駆動装置において、上記ヘッドユニットに上記
各ノズル部材が回転可能に装備されるとともに、ノズル
部材回転用の駆動源が設けられ、この駆動源がいずれか
１本のノズル部材に対して連結されるとともに、このノ
ズル部材と他のノズル部材とが回転力伝達手段を介して
連結されてなるものである（請求項６）。

【００２１】

【作用】上記請求項１記載の発明によれば、部品の吸装
着時には、先ずカムシャフトが作動されることにより、
部品に応じた所定の押下げ位置にカムが配置される。こ
のカムシャフトの作動は、部品の種類による部品高さの
相違に応じたノズル下降端位置調整のためのものであ
り、その調整分だけカムシャフトを作動すればよい。そ
して、その後、駆動シリンダが所定方向に作動されてロ
ッカーアームとカムとが当接することによりロッカーア
ームが揺動され、これに伴いノズル部材が上昇端から下
降端まで一気に下降される。

【００２２】上記請求項２記載の発明によれば、第１の
制御モードが実行されると、先ず、カムシャフトが作動
されることにより部品に応じた所定の押下げ位置にカム
が配置され、その後、駆動シリンダが所定方向に作動さ
れることでノズル部材が上昇端から下降端まで一気に下
降される。一方、第２の制御モードが実行されると、先
ず、駆動シリンダが作動されることでロッカーアームが
カムに当接され、その後、カムシャフトが作動されるこ
とにより、カムの回転に応じてロッカーアームが揺動さ
れ、これに伴いノズル部材が上昇端から下降端まで緩や
かに下降される。

【００２３】上記請求項３記載の発明によれば、駆動シ
リンダの所定方向への作動によってノズル部材が下降端
位置に作動される場合に、その駆動シリンダの作動完了
が検知手段により検知されることにより、ノズル部材が
下降端に到達したことが検知される。

【００２４】上記請求項４記載の発明によれば、部品の
吸装着時には、カムシャフトと駆動シリンダとをほぼ同
時に作動させることにより、部品に応じた所定の押下げ
位置にカムが到達する前にカムとロッカーアームとが当
接され、これによりノズル部材が下降端のやや上方の位
置まで一気に下降された後、カムの回転に応じて緩やか
に下降端に達することになる。

【００２５】上記請求項５記載の発明によれば、部品吸
着後等におけるノズル部材上昇時に、上昇端に達したノ
ズル部材に作用する衝撃力がダンパ部材により弾性的に
吸収される。

【００２６】上記請求項６記載の発明によれば、各ノズ
ル部材を回転させる機構を、１つの駆動源とした簡単な
構造で達成することが可能となる。

【００２７】

【実施例】本発明に係る実装機について図面に基づいて
説明する。

【００２８】図１および図２は本発明の実施例に係る実
装機全体の構造を示している。これらの図において、基
台１上には、搬送ラインを構成するコンベア２が配置さ
れ、図外のプリント基板が上記コンベア２上を搬送さ
れ、所定の装着作業用位置で停止されるようになってい
る。

【００２９】上記コンベア２の側方には、部品供給部３
が配置されている。この部品供給部３は、多数種の部品
を供給することができるようになっており、例えばリー
ルに巻回された供給テープ３ａが多数個配列され、各供
給テープ３ａにそれぞれ、ＩＣ、トランジスタ、コンデ
ンサ等の小片状の部品が所定間隔おきに収納されてい
る。そして、図外の繰り出し機構により、部品の供出に
つれて供給テープ３ａが間欠的に繰り出されるようにな
っている。

【００３０】また、上記基台１の上方には、部品装着用
のヘッドユニット５が装備され、このヘッドユニット５
はＸ軸方向（コンベア２の方向）およびＹ軸方向（水平
面上でＸ軸と直交する方向）に移動することができるよ
うになっている。

【００３１】すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向に
延びる一対の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９によ
り回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固
定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置され
て、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上
記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材
１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１３と、Ｘ軸サ
ーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸１４とが
配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット５が移
動可能に保持され、このヘッドユニット５に設けられた
ナット部分１５が上記ボールねじ軸１４に螺合してい
る。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動によりボールね
じ軸８が回転して上記支持部材１１がＹ軸方向に移動す
るとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動によりボール
ねじ軸１４が回転して、ヘッドユニット５が支持部材１
１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。

【００３２】上記ヘッドユニット５にはノズル部材２０
が複数本並列に配置され、図示の実施例では８本のノズ
ル部材２０が設けられている。

【００３３】図３乃至図５はノズル駆動装置の具体的構
造を示している。これらの図に示すように、上記各ノズ
ル部材２０は、それぞれ、中空状のノズルシャフト２１
の先端に、これと一体に形成されたノズル２２が開口し
た構造となっている。さらに各ノズル部材２０は、筒状
のハウジング２３に挿入されるとともに、このハウジン
グ２３に対し、Ｚ軸方向（上下方向）の移動は可能で相
対回転は阻止されるように、スプラインで結合されてい
る。また、各ハウジング２３は、ヘッドユニット５の本
体に回転可能に保持され、従って、各ノズル部材２０が
ハウジング２３とともに、ヘッドユニット５の本体に対
してＲ軸（ノズル中心軸）回りに回転可能となってい
る。

【００３４】上記各ノズル部材２０の先端のノズル形成
部分はハウジング２３の下方に突出している。また、各
ノズル部材２０の上部はハウジング２３の上方に突出
し、この部分に、ロッカーアーム係合部２４が装着され
るとともに、ノズル部材２０を上方に付勢するリターン
スプリング２５が装備されている。ノズル部材２０の内
部の通路は、上記各ホルダー２７内の通路及び切換えバ
ルブ等を介して図外の負圧供給源に接続されている。

【００３５】また、各ノズル部材２０の上方には、それ
ぞれノズル部材上昇時の衝撃吸収を行うためのダンパ機
構が設けられている。この機構は、各ノズル部材２０毎
に設けられたロッド２７及びエアクッションシリンダ２
８から構成されている。各ロッド２７には、その上端部
にエアクッションシリンダ２８内に位置するピストン２
７ａが一体に設けられる一方、その下端部にはノズル部
材上端に対する当接部２７ｂが固着されている。上記ピ
ストン２７ａの上方にはエアクッション室２８ａが形成
され、上記ロッド２７の上昇に伴い、エアクッション室
２８ａ内のエアが圧縮されることによりロッド２７にク
ッション性をもたせるようになっている。なお、２８ｂ
は上記エアクッション室２８ａに連通するリーク孔、２
８ｃはこのリーク孔２８ｂのリーク量を調整する絞り、
２７ｃは上記当接部２７ｂとシリンダ本体との間に介在
されたスプリングであり、これらによりクッション性が
調整されている。

【００３６】さらに上記ヘッドユニット５には、ノズル
部材昇降用の駆動機構と、ノズル部材回転用の駆動機構
とが具備されている。

【００３７】ノズル部材昇降用の駆動機構は、Ｚ軸サー
ボモータ３０で作動されるカムシャフト３１と、各ノズ
ル部材２０毎に設けられたロッカーアーム３３及びエア
シリンダ３５とにより構成されている。上記カムシャフ
ト３１は、ノズル部材配列方向に延び、ヘッドユニット
５の本体に回転可能に支承され、プーリ３６，３７およ
びベルト３８を介してＺ軸サーボモータ３０に接続され
ている。このカムシャフト３１の、各ノズル部材２０に
対応する箇所には、ノズル部材昇降用のカム３２が配設
されている。

【００３８】上記各ロッカーアーム３３は、その中間部
に、上記カム３２に当接するカムフォロア３３ａを有す
るとともに、一端側に、上記ノズル部材２０のロッカー
アーム係合部２４に係合するピン部３３ｂを有し、また
他端側に、連結部３３ｃを有し、この連結部３３ｃに上
記エアシリンダ３５のロッド３４の上端が連結されてい
る。

【００３９】上記ロッド３４の下端部にはエアシリンダ
３５内に位置するピストン３４ａが一体に設けられてい
る。また、エアシリンダ３５は、上記ピストン３４ａの
下方に圧力室３５ａを有し、この圧力室３５ａがＯＮ・
ＯＦＦ切換バルブ３５ｂを介してエア供給源３５ｃに接
続され、圧力室３５ａにエア圧が供給されたエアシリン
ダ３５の駆動状態ではピストン３４ａを押上げてロッド
３４を上昇位置に保持する（図５に示す状態）ようにな
っている。また、上記圧力室３５ａからエアが排出され
たエアシリンダ３５の停止状態では、ロッド３４が上下
可動範囲の下端まで下降するようになっている。

【００４０】上記各ロッド３４の上端部、すなわち上記
ロッカーアーム３３の連結部３３ｃとの連結部分には、
それぞれ突起３４ｂが設けられるとともに、この突起３
４ｂを検出するセンサ２９がヘッドユニット５の本体に
配設されている。このセンサ２９は、例えば、近接スイ
ッチからなり、圧力室３５ａにエア圧が供給されてロッ
ド３４が上昇端位置となったときに上記突起３４ｂを検
知するようになっており、このセンサ２９によってエア
シリンダ３５の所定方向への作動完了を検知する検知手
段が構成されている。

【００４１】なお、上記カムシャフト３１、センサ２９
及びエアクッションシリンダ２８等の各部材はヘッドユ
ニット５の上部枠体２６に設けられており、実施例にお
いては、この上部枠体２６がヘッドユニット５の他のフ
レーム等に対して着脱自在に取付けられ、さらに上部枠
体２６の上記カムシャフト３１の上方となる個所には、
目視用の穿孔部２６ａが形成されている。すなわち、上
記穿孔部２６ａを介して上記カム３２、ロッカーアーム
３３及びエアシリンダ３５等の駆動機構に対する動作確
認を外部から行うことができるようにし、また必要に応
じて上記上部枠体２６を取り外すことでメンテナンスを
容易に行うことができるようになっている。

【００４２】上記各ノズル部材回転用の駆動機構は、駆
動源としてのＲ軸サーボモータ４０と、このＲ軸サーボ
モータ４０の軸に取り付けられた駆動ギヤ４１と、１つ
のノズル部材２０（図３，図４では右端のノズル部材２
０)に取り付けられて駆動ギヤ４１に噛合う被駆動ギヤ
４２と、そのノズル部材２０と他のノズル部材２０との
間のベルト伝動機構４３（回転力伝達手段）とで構成さ
れている。上記ベルト伝動機構４３は、伝動作用を確実
にするため上下２段に設けられており、上下のベルト４
４，４５が、それぞれ図６（ａ），（ｂ）に示すように
各ノズル部材２０に設けられたプーリ４６に巻き掛けら
れている。こうして、Ｒ軸サーボモータ４０によりギヤ
４１，４２を介して１つのノズル部材２０が回転駆動さ
れるとともに、その回転が他の各ノズル部材２０にも伝
達されるようになっている。

【００４３】さらに、上記ギヤ４１，４２を介してＲ軸
サーボモータ４０に連結されているノズル部材２０に
は、その回転角を検出するためのエンコーダ４７が取付
けられている。

【００４４】また、この実装機は、マイクロコンピュー
タを構成要素とするコントローラ（制御手段）５０を備
え、上記ヘッドユニット移動用の各サーボモータ９，１
５、ノズル部材２０に対するサーボモータ３０，４０、
ＯＮ・ＯＦＦ切換バルブ３５ｂ及びセンサ２９等はすべ
て上記コントローラ５０に電気的に接続され、このコン
トローラ５０によって統括制御されるようになってい
る。

【００４５】次に、上記ノズル駆動装置における制御の
第１実施例について図１０及び図１１を参照しつつ、図
７〜図９のフローチャートに従って説明する。なお、ノ
ズル昇降動作は、実装機における部品吸着時と部品装着
時とでは基本的に同一なので、以下の説明においては部
品吸着時の制御について詳述することにする。

【００４６】図７において、実装動作が開始されると、
先ず、ステップＳ１で、モード設定入力等に応じて実装
モードの選択が行われる。ここで第１モードが選択され
るとステップＳ２へ移行されて図８に示すフローチャー
トに従った実装動作が行われ、第２モードが選択される
とステップＳ３へ移行されて図９に示すフローチャート
に従った実装動作が行われる。

【００４７】先ず、上記ステップＳ１において第１モー
ドが選択されると、ステップＳ２へ移行され、図８に示
すフローチャートに従った実装動作が行われる。

【００４８】第１モードでは、先ず、ヘッドユニット５
がＸ−Ｙ方向に移動されて部品供給部３の上方に配置さ
れるとともに各ノズル部材２０への負圧の供給が開始さ
れ、このヘッドユニット５の移動中にＺ軸サーボモータ
３０が作動されることによりカムシャフト３１が回転さ
れて、カム３２が部品の種類に応じた所定の押下げ位
置、すなわち図１０に示す位置とされた状態に保持され
る（ステップＳ１１，Ｓ１２）。

【００４９】上記の動作が完了すると（ステップＳ１２
でＹＥＳ）、次いでステップＳ１３に移行され、ここ
で、部品の吸着を行なうべきノズル部材２０に対応する
エアシリンダ３５が駆動（圧力室３５ａにエア圧供給）
されてロッド３４が図１０中に実線で示す下降位置から
二点鎖線で示す上昇位置に変位される。この際、既にカ
ムシャフト３１が作動されて、カム３２が所定の押下げ
位置に配置された状態で保持されているので、エアシリ
ンダ３５の駆動によりロッド３４が上昇されると、ロッ
カーアーム３３がカム３２に当接すると同時に、このカ
ム３２との当接部分を支点にしてロッカーアーム３３が
揺動され、ノズル部材２０が部品に密接する所定高さ、
すなわち下降端まで一気に下降されることになる。

【００５０】そして、ノズル部材２０が下降端まで下降
すると、すなわち上記ロッド３４が完全に上昇され、上
記ロッカーアーム３３との接続部に設けられた突起３４
ｂがセンサ２９により検出されると（ステップＳ１４で
ＹＥＳ）、上記コントローラ５０内のタイマーにより予
め設定された微小時間の計時が開始される（ステップＳ
１５）。つまり、ノズル部材２０を微小時間だけ下降端
に保持することで部品吸着用の負圧を充分作用させて部
品を確実に吸着するようになっている。

【００５１】そして、所定の時間が経過すると（ステッ
プＳ１６でＹＥＳ）、Ｚ軸サーボモータ３０の作動によ
りカムシャフト３１が回転されると同時にエアシリンダ
３５の駆動が停止（圧力室３５ａからエア圧排出）さ
れ、ロッド３４が図１０中に実線で示す下降位置に変位
されつつ、ノズル部材２０がリターンスプリング２５の
付勢力により部品を吸着したまま一気に上昇端まで上昇
され、これによりノズル部材２０による部品の吸着が完
了する（ステップＳ１７）。

【００５２】このように部品の吸着を行なうべきノズル
部材２０の昇降動作が行われているときに、他のノズル
部材２０は、それぞれに対応するエアシリンダ３５が停
止（圧力室３５ａからエア圧排出）されることにより作
動が実質的に停止されている。つまり、エアシリンダ３
５が停止状態となることに応じてロッド３４が図１０中
に実線で示すような下降位置に保持され、ノズル部材２
０がリターンスプリング２５により上昇位置に保持され
ている。

【００５３】そして、各ノズル部材２０による部品の吸
着を順次行う場合には、上記ステップＳ１１〜ステップ
Ｓ１７が繰返し行われることにより各ノズル部材２０の
部品吸着のための昇降動作が連続的に行われる。この
際、ステップＳ１１，１２におけるカム３２の配置、す
なわちカムシャフト３１の回転量は部品の種類に応じて
随時調整され、これによりノズル部材２０の昇降移動量
が部品の高さに応じて調整されるようになっている。但
し、同一種類の部品を連続して吸着する際には、Ｚ軸サ
ーボモータ３０が繰返し作動されることはなく、カム３
２を所定の一定の押下げ位置に保持したままの状態で、
ヘッドユニット５の移動及び各ノズル部材２０に対応す
るエアシリンダ３５の駆動により他のノズル部材２０に
よる部品吸着が行われる。

【００５４】また、ヘッドユニット５の移動が不要な場
合は、複数のノズル部材２０が同時に作動され、複数の
部品が同時に吸着される。

【００５５】一方、図７のステップＳ１において第２モ
ードが選択されると、ステップＳ３に移行され、ここで
図９に示すフローチャートに従った実装動作が行われ
る。

【００５６】第２モードでは、先ず、ヘッドユニット５
がＸ−Ｙ方向に移動されて部品供給部３の上方に配置さ
れるとともに、各ノズル部材２０への負圧の供給が開始
されて（ステップＳ２１，Ｓ２２）、ステップＳ２３に
移行される。

【００５７】ステップＳ２３では、部品の吸着を行なう
べきノズル部材２０が作動される。この際、先ず当該ノ
ズル部材２０に対応するエアシリンダ３５が駆動（圧力
室３５ａにエア圧供給）されてロッド３４が図１１中に
一点鎖線で示す下降位置から実線で示す上昇位置に変位
され、その後Ｚ軸サーボモータ３０が作動されることに
より、カム３２の回転に伴いロッカーアーム３３がロッ
ド３４との連結部３３ｃを支点として揺動され、それに
応じてノズル部材２０が下降される（ステップＳ２
４）。

【００５８】そして、図１１に二点鎖線で示すように、
上記ロッカーアーム３３を部品の種類（部品高さ）に応
じて設定された押下げ位置とするようにカム３２が回転
され、これによりノズル部材２０が下降端まで下降する
と（ステップＳ２５でＹＥＳ）、上記第１モードと同様
に、上記コントローラ５０内のタイマーにより予め設定
された微小時間の計時が開始される（ステップＳ２
６）。

【００５９】そして、所定の時間が経過すると（ステッ
プＳ２７でＹＥＳ）、先ず、カムシャフト３１が回転さ
れ、これに応じてノズル部材２０がリターンスプリング
２５の付勢力により部品を吸着したまま上昇端まで上昇
され、次いで、エアシリンダ３５の駆動が停止（圧力室
３５ａからエア圧排出）されることによりロッド３４が
図１１中に一点鎖線で示す下降位置に変位されてノズル
部材２０による部品の吸着が完了する（ステップＳ２
８，Ｓ２９）。

【００６０】そして、このように部品の吸着を行なうべ
きノズル部材２０の昇降動作が行われているときに、他
のノズル部材２０は、それぞれに対応するエアシリンダ
３５が停止（圧力室３５ａからエア圧排出）されること
により作動が実質的に停止されており、各ノズル部材２
０による部品の吸着が順次行われる場合には、上記ステ
ップＳ２１〜ステップＳ２９が繰返し行われることによ
り各ノズル部材２０の部品吸着のための昇降動作が連続
的に行われる。

【００６１】以上説明した上記第１実施例の制御におい
ては、第１モードが選択された場合には、実装作業の高
速性を重視した実装動作が行われ、第２モードが選択さ
れた場合には、ノズル部材２０による吸着部品の保持性
を重視した実装動作が行われるようになっている。

【００６２】すなわち、第１モードでは、エアシリンダ
３５の駆動によりロッド３４が上昇位置とされるのと同
時にロッカーアーム３３が揺動され、これによりノズル
部材２０が一気に下降端まで下降され、部品の吸装着完
了後は、直ちにエアシリンダ３５が停止されてロッド３
４が下降位置に変位されることにより、ノズル部材２０
がリターンスプリング２５の付勢力により一気に上昇端
まで上昇されるので、ノズル部材２０がエアシリンダ３
５の駆動に応じて極めて高速で昇降されることになり、
その結果、実装作業が高速度で行われる。

【００６３】これに対し、上記第２モードにおいては、
エアシリンダ３５の駆動によりロッド３４が上昇位置と
された後にＺ軸サーボモータ３０が作動されることで、
ノズル部材２０がカム３２の回転に応じて下降され、部
品吸着完了後は、先ず、Ｚ軸サーボモータ３０が駆動さ
れることにより、ノズル部材２０がカム３２の回転に応
じて上昇されてエアシリンダ３５が停止されるので、ノ
ズル部材２０は常に速度制御されたカム３２の回転によ
り緩やかな昇降を行うことになり、昇降時のノズル部材
２０への振動、衝撃等が軽減され、その結果、吸着部品
がノズル部材２０に安定して保持されることになる。

【００６４】このように、上記実装機においては、それ
ぞれ異なる動作を行う第１モードと第２モードを選択的
に実行することで、例えば、比較的小型でノズル部材２
０への吸着性が良好な部品の実装時には、第１モードを
選択して高速での実装動作を行う一方で、比較的大型の
部品（例えばＱＦＰ）の実装時には第２モードを選択し
てノズル部材２０に対する部品の吸着ズレ等を防止しつ
つ実装動作を行うようになっている。しかも、上記いず
れのモードにおいても、カムシャフト３１の回転量を調
整することで、ノズル昇降時のノズル部材２０の下降端
位置調整が可能となっており、異なる種類の部品に対し
ても好適に部品の吸装着を行うことができるようになっ
ている。

【００６５】特に、上記第１モードによれば、エアシリ
ンダ３５を駆動源としてノズル部材２０の昇降動作を行
わせるものでありながらも、上述のように、ノズル部材
２０の下降端位置の調整を可能とし、しかも、カムシャ
フト３１の作動は上記下降端位置調整分で済み、ノズル
動作時間の短縮と下降端位置調整機能とが有効に達成さ
れる。

【００６６】ところで、上記第１モードにおいては、部
品の吸装着完了後、上述のように、リターンスプリング
２５の付勢力によりノズル部材２０を一気に上昇させる
ため、上昇端に到達したノズル部材２０に衝撃力が作用
し、これにより、例えば吸着した部品が落下する等の不
具合を招くことが懸念されるところである。しかし、上
記実施例の実装機においては、各ノズル部材２０の上方
に、それぞれロッド２７およびエアクッションシリンダ
２８から構成されるダンパ機構が設けられているので、
ノズル部材２０の上昇端到達時にノズル部材２０に作用
する衝撃力がダンパ機構により弾性的に吸収され、これ
により上記のような不具合を極力抑止することが可能と
なってる。

【００６７】なお、上記第１実施例の制御においては、
第１モードと第２モードを選択的に実行するようにして
いるが、例えば、装着するべき部品が極めて小型のもの
に限られるような場合には、第１モードのみの制御とし
て、実装効率を高めるようにしてもよい。

【００６８】次に、上記実装機における制御の第２実施
例について、図１２のフローチャートに従って説明す
る。

【００６９】第２実施例の制御においては、先ず、ヘッ
ドユニット５が移動されて部品供給部３の上方に配置さ
れるとともに、各ノズル部材２０への負圧の供給が開始
されて（ステップＳ３１，Ｓ３２）、ステップＳ３３に
移行される。

【００７０】ステップＳ３３では、部品を吸着するべき
ノズル部材２０に対応するエアシリンダ３５が駆動さ
れ、これによりロッド３４が上昇位置へ変位されると同
時に、Ｚ軸サーボモータ３０が作動されてカムシャフト
３１の回転が開始される。

【００７１】そして、ステップＳ３３で当該ノズル部材
２０の作動が開始されると、ステップＳ３４でロッド３
４が上昇位置に到達したか否か、すなわち突起３４ｂが
上記センサ２９により検知されたか否かが判断され、次
いで、ステップＳ３５でノズル部材２０が下降端に達し
たか否か、すなわちカム３２が所定の押下げ位置に到達
したか否かが判断される。つまり、カム３２が所定の押
下げ位置に到達する以前に、ロッド３４を上昇位置に到
達させ、その後、カム３２が所定の押下げ位置に到達す
るようになっている。

【００７２】この際、カム３２とロッカーアーム３３と
が当接すると、ロッカーアーム３３の揺動によりノズル
部材２０が下降されることになるが、上述のように、カ
ム３２が所定の押下げ位置に到達する以前にロッド３４
が上昇位置に到達するので、カム３２とロッカーアーム
３３との関係では、所定の押下げ位置に到達する以前の
作動位置にあるカム３２に対してロッカーアーム３３が
当接することになる。すなわち、これによりノズル部材
２０が下降端のやや上方の位置まで瞬時に下降され、そ
の後は、カム３２の回転に応じて下降端に達することに
なる。

【００７３】このようにして、ノズル部材２０が下降端
まで下降すると（ステップＳ３４及びステップＳ３５で
ＹＥＳ）、カムシャフト３１の作動が停止されるととも
に、上記コントローラ内５０のタイマーにより微小時間
が計時される（ステップＳ３６）。

【００７４】そして、所定の時間が経過すると（ステッ
プＳ３７でＹＥＳ）、カムシャフト３１が回転されると
ともに、エアシリンダ３５の駆動が停止されることによ
りロッド３４が下降位置に変位され、これらの作動に応
じてノズル部材２０がリターンスプリング２５の付勢力
により部品を吸着したまま一気に上昇端まで上昇され、
ノズル部材２０による部品の吸着が完了する（ステップ
Ｓ３８）。

【００７５】このように部品の吸着を行なうべきノズル
部材２０の昇降動作が行われているときに、他のノズル
部材２０は、それぞれに対応するエアシリンダ３５が停
止状態とされることにより作動が実質的に停止され、ノ
ズル部材２０がリターンスプリング２５により上昇位置
に保持されている。

【００７６】そして、例えば各ノズル部材２０による部
品の吸着を順次行う場合には、ステップＳ３１〜ステッ
プＳ３８が繰返し行われることにより、各ノズル部材２
０の部品吸着のための昇降動作が連続的に行われる。こ
の際、ステップＳ３３におけるカム３２の配置、すなわ
ちカムシャフト３１の回転量は、上記第１実施例の第１
及び第２モードの制御と同様に、部品の種類に応じて随
時調整され、これによりノズル部材２０の下降端位置が
部品の種類に応じて調整される。

【００７７】以上説明した第２実施例の制御によれば、
エアシリンダ３５の駆動とカムシャフト３１の作動を同
時に開始し、カム３２が所定の押下げ位置に到達する以
前にロッド３４を上昇位置に変位させ、ノズル部材２０
を下降端のやや上方の位置まで一気に下降させつつ、そ
の後はカム３２の回転に応じて緩やかに下降端に達する
ようしているので、ノズル部材２０が下降端に達する際
の下降速度を適度に減速することが可能である。つま
り、部品吸着時には、ノズル部材２０を高速で下降させ
ながらも、ノズル先端と部品の急激な衝突を回避しつつ
部品吸着を行うことができ、また、装着時には、ノズル
部材２０を高速で下降させながらも、吸着部品とプリン
ト基板の衝突等による装着ズレ等を回避することがで
き、これにより実装作業をより確実に行うことができ
る。

【００７８】ところで、以上は部品の吸着時及び装着時
におけるノズル部材昇降動作について説明したが、この
ようなノズル部材の昇降動作の他に、部品装着時などに
は、Ｒ軸サーボモータ４０の作動によるノズル部材２０
の回転で部品の回転角の調整が行われる。上記実施例に
よれば、このノズル部材２０を回転させる機構も、１つ
のＲ軸サーボモータ４０を駆動源とした比較的簡単な構
造で達成されるため、ノズル部材２０を回転させる機構
の占有スペースが少なく、これによってヘッドユニット
５の大型化が効果的に抑えられる。しかも、１つのノズ
ル部材２０にエンコーダ４７が直結され、このエンコー
ダ４７からの信号に基づいて回転角の調整のための制御
が行われるので、特にエンコーダ４７が直結されている
ノズル部材２０において回転角の調整が精度良く行われ
る。従って、エンコーダ４７が直結されているノズル部
材２０には、とくに回転角調整の精度が要求されるよう
な部品が吸着され、それ以外のノズル部材には通常の部
品が吸着されるようにしておけば、回転駆動系の構造を
簡単にしつつ、精度上の要求をより満足することができ
る。

【００７９】なお、上記実施例に示す実装機は、本発明
の実装機の一実施例を示すものであり、その具体的構成
は、上記実施例に限られるものではない。例えば、実施
例においてノズル２０は８本設けられているが、その数
は８本以上あるいはそれ以下であってもよく、これ以外
の構成についても、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適
宜変更可能である。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数本のノズル部材に対する昇降用の駆動機構として、
各ノズル部材毎に設けられたロッカーアームと、ロッカ
ーアームにそれぞれ当接可能なカムを具備したカムシャ
フトと、上記ロッカーアーム駆動用の駆動シリンダとを
設け、上記カムシャフトを作動させて上記カムを部品に
応じた所定の押下げ位置に配置、停止させた後、駆動シ
リンダを作動させるようにしたので、実装時には、駆動
シリンダの作動に応じて、所定の押下げ位置に保持され
たカムにロッカーアームが当接され、これによるロッカ
ーアームの揺動に伴いてノズル部材が上昇端から下降端
まで一気に下降される。しかも、カムシャフトの回転量
を調整することにより、ノズル部材の昇降移動量を部品
の種類に応じて調整することができるので、エアシリン
ダを主な駆動減源として実装効率の向上を図りつつ部品
の種類に応じた確実な部品吸装着動作を行うことができ
る。

【００８１】また、実装時に、先ずカムシャフトを作動
させてカムを所定押下げ位置に配置し、その後、駆動シ
リンダを所定方向に駆動することでノズル部材を上昇端
から下降端まで一気に下降させる第１の制御モードと、
先ず、駆動シリンダを所定方向に駆動させて、その後、
カムシャフトの作動を行うことによりノズル部材をカム
の回転に応じて下降させる第２の制御モードとを切換可
能とすることで、ノズル部材による吸着部品の保持性を
重視した実装動作と、実装作業の高速性を重視した実装
動作とを選択的に行うことが可能となり、これにより実
装機の機能性を高めることができる。

【００８２】しかも、上記の場合、駆動シリンダの所定
方向への作動完了を検知する検知手段を設けることで、
ノズル部材が下降端に到達した正確なタイミングを検知
することができ、これにより複数のノズル部材を連続し
て作動させる場合等には、各ノズル部材を無駄なく連続
して作動させることができ、その結果、実装効率の向上
を図ることができる。

【００８３】また、部品の吸装着時に、カムシャフトの
作動と駆動シリンダの作動とをほぼ同時に開始するよう
にすると、ノズル部材が下降端に到達するやや上方の位
置までは一気に下降され、その後は、カムの回転に応じ
て下降端に達することになり、これによりノズル部材が
下降端に達する際の下降速度が適度に減速され、その結
果、吸着時には部品吸着用の負圧を効果的に部品に作用
させて部品を吸着することができるとともに、装着時に
は、吸着部品とプリント基板の衝突等による装着ズレ等
を回避することができ、確実な部品吸装着動作を行うこ
とができる。

【００８４】また、ダンパ部材を設けて、実装時には、
ノズル部材に作用する衝撃力を弾性的に吸収するように
することで、上記衝撃力の影響によりノズル部材に吸着
された部品が落下する等の不具合を抑止することがで
き、確実な部品吸装着動作を行うことができる。

【００８５】さらに、ノズル部材回転用の駆動源を１本
のノズル部材に対して連結し、このノズル部材と他のノ
ズル部材とを回転力伝達手段を介して連結するようにす
れば、各ノズル部材を回転させる機構を、１つの駆動源
とした簡単な構造で達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のノズル駆動装置が適用された実装機の
一例を示す概略平面図である。

【図２】同実装機の概略正面図である。

【図３】ヘッドユニットの主要部を示す縦断正面図であ
る。

【図４】ヘッドユニットの主要部を示す平面図である。

【図５】ヘッドユニットの主要部を示す縦断側面図であ
る。

【図６】（ａ）（ｂ）は各ノズル部材を回転させる機構
における上下２段のベルトの巻き掛け状態を示す説明図
である。

【図７】本発明のノズル駆動装置の第１実施例の制御を
示すフローチャートである。

【図８】第１実施例の制御における第１モードを示すフ
ローチャートである。

【図９】第１実施例の制御における第２モードを示すフ
ローチャートである。

【図１０】上記第１モードによる場合の動作説明図であ
る。

【図１１】上記第２モードによる場合の動作説明図であ
る。

【図１２】本発明のノズル駆動装置の第２実施例の制御
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

５ ヘッドユニット ２０ ノズル部材 ３０ Ｚ軸サーボモータ ３１ カムシャフト ３２ カム ３３ ロッカーアーム ２７，３４ ロッド ３５ エアシリンダ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品供給側と装着側とにわたって移動可
   能なヘッドユニットに部品吸着用のノズル部材が複数本
   並列に、それぞれ昇降可能に設けられるとともに、各ノ
   ズル部材毎に設けられたロッカーアームと、これらの各
   ロッカーアームにそれぞれ当接可能なカムを具備したカ
   ムシャフトとを有するノズル部材昇降用の駆動機構が設
   けられている実装機において、上記駆動機構に上記ロッ
   カーアーム駆動用の駆動シリンダを設け、上記カムを部
   品に応じた所定押下げ位置とした状態で上記駆動シリン
   ダを所定方向に作動させたときに上記ロッカーアームと
   カムとが当接してノズル部材が下降端まで移動するよう
   に上記駆動機構を構成するとともに、上記カムを上記所
   定押下げ位置とする上記カムシャフトの作動の完了後に
   上記駆動シリンダを作動させるように制御する制御手段
   を設けたことを特徴とする実装機のノズル駆動装置。
2. 【請求項２】 上記制御手段が、上記カムシャフトの作
   動完了後に上記駆動シリンダを作動させる第１の制御モ
   ードと、上記駆動シリンダの作動完了後に上記カムシャ
   フトを作動させる第２の制御モードとに切替可能とされ
   たことを特徴とする上記請求項１記載の実装機のノズル
   駆動装置。
3. 【請求項３】 上記駆動シリンダの所定方向への作動完
   了を検知する検知手段を設けたことを特徴とする上記請
   求項１又は２記載の実装機のノズル駆動装置。
4. 【請求項４】 部品供給側と装着側とにわたって移動可
   能なヘッドユニットに部品吸着用のノズル部材が複数本
   並列に、それぞれ昇降可能に設けられるとともに、各ノ
   ズル部材毎に設けられたロッカーアームと、これらの各
   ロッカーアームにそれぞれ当接可能なカムを具備したカ
   ムシャフトとを有するノズル部材昇降用の駆動機構が設
   けられている実装機において、上記駆動機構に上記ロッ
   カーアーム駆動用の駆動シリンダを設け、上記カムを部
   品に応じた所定押下げ位置とした状態で上記駆動シリン
   ダを所定方向に作動させたときに上記ロッカーアームと
   カムとが当接してノズル部材が下降端まで移動するよう
   に上記駆動機構を構成するとともに、上記カムシャフト
   の作動と駆動シリンダの作動とをほぼ同時に開始するよ
   うに制御する制御手段を設けたことを特徴とする実装機
   のノズル駆動装置。
5. 【請求項５】 各ノズル部材の上方に、各ノズル部材に
   対する上昇時の衝撃力を弾性的に吸収するダンパ部材が
   配設されたことを特徴とする上記請求項１乃至４記載の
   いずれかの実装機のノズル駆動装置。
6. 【請求項６】 上記ヘッドユニットに上記各ノズル部材
   が回転可能に装備されるとともに、ノズル部材回転用の
   駆動源が設けられ、この駆動源がいずれか１本のノズル
   部材に対して連結されるとともに、このノズル部材と他
   のノズル部材とが回転力伝達手段を介して連結されてな
   ることを特徴とする上記請求項１乃至５記載のいずれか
   の実装機のノズル駆動装置。