JPH0864998A - ワーク実装機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転ドラムの回転と回転ドラムの径方向に延
びる旋回軸周りの旋回との組合せによりサイクロイド運
動するヘッド上にワークの吸着と装着を行う吸着体を有
するワーク実装機において、旋回時の吸着体の振動を少
なくし、ワークの確実な吸着および装着を可能にする。 【構成】 旋回軸を中心にヘッド(12)と対称に位置し、
ヘッドと同一旋回方向に同期して旋回するバランサ(60)
は、液体(67)が封入されたケーシング(61,62) と、ケー
シング内(66)に収納され、ヘッドの旋回面内で移動自在
なウェイト(63)と、ケーシングの内壁とウェイト間に設
けられ、ウェイトを中心軸線(X) 上のセンタ位置に弾性
的に付勢するばね手段(64,65) とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ヘッドのサイクロイ
ド運動を利用して、ワークフィーダからのワークの取り
出し及び実装用基板へのワークの装着を行うワーク実装
機に係り、特に、旋回軸周りに旋回し、ヘッドに高精度
なサイクロイド運動を実現可能なバランサに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のワーク実装機は回転ドラムを備
えており、この回転ドラムの周囲にはその下方に位置し
て複数のワークフィーダが配置されているとともに、こ
れらワークフィーダから回転ドラムの周方向に離間して
実装用基板つまりプリント基板が配置されている。

【０００３】回転ドラムの外周には、その周方向に等間
隔を存して複数のヘッドが取り付けられ、これらヘッド
は回転ドラムの径方向に延びる軸線を中心とした旋回軸
周りに旋回可能であり、また、その周面からは吸着ノズ
ル（吸着体）が下方に向けて突出されている。回転ドラ
ムの回転中、ヘッドがその姿勢を一定に維持した状態で
所定の方向に旋回されると、ヘッドは上下運動を繰り返
しながら回転ドラムの周方向に移動することから、その
吸着ノズルにサイクロイド運動を与えることができる。
この吸着ノズルのサイクロイド運動中、吸着ノズルが旋
回下死点に達したときには、その対地速度が常にゼロと
なるように設定されている。

【０００４】従って、回転ドラムの連続回転によるサイ
クロイド運動中、吸着ノズルが旋回下死点に達する位置
に、ワークフィーダやプリント基板をそれぞれ配置して
おけば、吸着ノズルがワークフィーダ上に達したとき、
ワークフィーダのワークを吸着ノズルに吸着して取り出
すことができ、この後、吸着ノズルがプリント基板上に
達したとき、吸着したワークを解放すれば、プリント基
板にワークを装着することができる。

【０００５】また、この旋回軸周りの旋回は、その旋回
速度が変更可能になっており、回転ドラム周りにワーク
フィーダやプリント基板を多数配置しておいても、運転
中にその旋回周期を変更し、吸着ノズルの旋回下死点間
のピッチを変化させることによって、吸着ノズルが吸着
あるいは装着作業を行うワークフィーダやプリント基板
を適宜選択できるようになっている。

【０００６】ところで、上述したワーク実装機は、プリ
ント基板へのワークの装着速度を向上させ生産性を高め
るために、回転ドラムの回転速度とヘッドの旋回速度と
を高速化することが要求される。しかしながら、ヘッド
は旋回軸周りに偏心するようにして取付けられているこ
とから、ヘッドの旋回速度を高速化すると旋回軸が遠心
力によってヘッド側に振られることになり、安定した旋
回が行われなくなってしまう。そこで、旋回軸を中心と
してヘッドと対称位置に、ヘッドの偏心を相殺するよう
なバランサを設け、これにより旋回軸周りのモーメント
がゼロになるようにしてヘッドの旋回軸周りの旋回を安
定化させるようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したバランサを備
えるようにすると、旋回軸にはヘッドとバランサの両方
の重量が掛かることになり、旋回軸周りの慣性モーメン
トが大きくなってしまう。このように慣性モーメントが
大きくなると、ワーク実装機の運転中において、選択す
るワークフィーダやプリント基板に応じて旋回周期すな
わち旋回速度の変更を行ったり、その他旋回面内での何
らかの外力が加わるような場合に、その旋回速度差分に
対応するヘッドとバランサの両方の慣性力が旋回方向に
作用し、旋回軸が捩じられることになる。このような捩
じれが発生すると、捩じれを戻そうとする反力により、
ヘッドとバランサが旋回軸周りで振動することになる。
この振動は、振幅が大きくなるほど減衰し難く、旋回軸
が一定方向に旋回を継続した状態のまま旋回面内での減
衰振動を長時間に亘り実施することになる。

【０００８】このようなヘッドとバランサの振動は、ヘ
ッドに取付けられた吸着ノズルにも影響を与え、この振
動が継続している間は、吸着ノズルが旋回下死点に達し
たときにワークフィーダからワークを吸着したりプリン
ト基板にワークを装着しようとしても、吸着ノズルの先
端の位置決めが正確にできず、ワークの吸着不良や装着
不良を引き起こすことになる。この現象は旋回速度を高
速化するにつれて顕著なものとなり、生産性向上の障害
となる。

【０００９】そこで、ヘッドやバランサに慣性力が作用
しても吸着ノズルが振動しないような剛性の高い旋回軸
を用いることが考えられるが、このような高剛性の旋回
軸は、その軸径が大きくなることからワーク実装機全体
を不必要に大型化させたり、また高価な材料に変更する
ことからコストアップさせてしまうことになる。本発明
は、上述した事情に基づいてなされたもので、その目的
とするところは、回転ドラム周りで旋回するヘッドやバ
ランサに旋回速度の変化等による慣性力が作用する場合
であっても、ヘッドに取付けられ回転ドラム周りでサイ
クロイド運動を行う吸着ノズルに振動を与えることな
く、旋回下死点においてワークの吸着と装着とを確実に
実施可能なワーク実装機を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のワーク実装機は、回転ドラムの周囲にワ
ークフィーダ及び実装用基板を配置し、前記回転ドラム
の外周に、この回転ドラムの径方向に延びる旋回軸を中
心に旋回可能なヘッドを設ける一方、このヘッドから吸
着体を突出して設け、前記ヘッドの姿勢を一定に維持し
た状態で、前記回転ドラムの回転と前記ヘッドの旋回運
動とを組み合わせて前記吸着体に回転ドラムの周方向に
沿うサイクロイド運動を与え、この吸着体のサイクロイ
ド運動を利用して、前記ワークフィーダからワークを吸
着して取り出し、この後、吸着したワークを前記実装用
基板に装着するワーク実装機において、前記旋回軸を中
心として前記ヘッドと対称位置に設けられ、前記ヘッド
と同一の旋回方向に同期して旋回するバランサを備えて
おり、このバランサは、液体が封入されたケーシング
と、このケーシング内に収容され、前記ヘッドの旋回面
内で移動自在なウェイトと、前記ケーシングの内壁とウ
ェイトとの間に設けられ、前記ウェイトを前記ヘッドの
中心と旋回軸の軸線とを結ぶライン上のセンタ位置に弾
性的に付勢するばね手段とからなることを特徴とする。

【００１１】

【作用】上述したワーク実装機によれば、旋回軸周りの
高速旋回は、ヘッドとともに旋回するバランサの存在に
よって安定する。このとき、旋回速度が変化させられ速
度差が生じると、バランサのケーシングに収容されたウ
ェイトに慣性力が作用し、このウェイトは運動エネルギ
を得て旋回面内で慣性力の作用する方向に移動しばね手
段により振動する。そして、このウェイトの移動ととも
に、ケーシング内に封入された液体が、ケーシングとウ
ェイト間の隙間を通り、ウェイトの移動する側からウェ
イトを挟んで反対側へと流れることになるが、この液体
がケーシングとウェイト間を流れる際、液体とウェイト
間において摩擦力が発生することになり、これによって
ウェイトの運動エネルギが摩擦熱に変換され、ウェイト
は静止させられる。

【００１２】また、ヘッドの慣性力の作用によって旋回
軸が捩じられるためにヘッドとバランサはともに振動す
ることになるが、このとき、バランサのケーシング内に
おいて移動したウェイトを戻そうとするばね手段の反力
がこの振動を相殺するような方向、すなわち旋回軸の捩
れと逆方向にバランサを押すことになる。従って、ヘッ
ドとバランサの慣性力の作用によって引き起こされる振
動は全てこのバランサによって抑制されることになり、
ヘッドに設けられた吸着ノズルの振動は短時間で良好に
減衰することになる。

【００１３】

【実施例】図１は、ワーク実装機の主要部を示した概略
図であり、以下同図に基づいてワーク実装機の概略構成
について説明する。同図に示すように、ワーク実装機は
鉛直な回転軸２を備え、この回転軸２には回転ドラム４
が取り付けられている。回転軸２は後述の駆動源（図３
中の符号２０）に接続されており、この駆動源からの駆
動力を受けて、回転ドラム４は一方向つまり図１中矢印
Ａ方向に一定の速度で回転可能となっている。

【００１４】回転ドラム４の外周上には、等間隔を存し
て同一構成のヘッドユニット６が複数備えられている
が、図１には一つのヘッドユニット６のみを簡略化して
示している。ヘッドユニット６は、回転ドラム４の径方
向に延びる旋回軸８を有しており、この旋回軸８の外端
部にはリンクアーム１０が取り付けられ、リンクアーム
１０の一端には円形をなしたノズルヘッド１２が設けら
れており、その他端には本発明に係るリキッドダンパ式
バランサ６０が取り付けられている。

【００１５】旋回軸８の他端部は、後述の動力伝達系を
介して駆動源に接続されており、ヘッドユニット６が回
転ドラム４とともにその外周上を公転すると、リンクア
ーム１０を有するヘッドユニット６も、旋回軸８周りに
矢印Ｂ方向で旋回することになる。従って、これらリン
クアーム１０の端部に取付けられたノズルヘッド１２と
バランサ６０は、回転ドラム４の外周上を公転すると同
時に旋回軸８周りに旋回することになり、これらは、上
下運動を繰り返しながら回転ドラム４周りで移動するこ
とになる。

【００１６】ノズルヘッド１２の外周面からはワークの
吸着及び装着を実施する吸着ノズル（吸着体）１６が下
向きに突出されており、また、この吸着ノズル１６以外
にも例えば３個の吸着ノズル１７がその外周面から同様
に突出されている。これら吸着ノズル１６，１７はノズ
ルヘッド１２の周方向に所定角度（例えば、９０゜）を
おいて等間隔に配置されているが、これら吸着ノズルの
うち、その先端が下方を向いた吸着ノズル１６のみが後
述の正圧源または負圧源（図２中の符号８８，８９）に
選択的に接続可能となっている。従って、吸着ノズル１
６のみがワークの吸着及び装着に使用可能となってい
る。他の吸着ノズル１７に関しては、ノズルヘッド１２
自体をその軸線回りに上記所定角度（９０゜）ずつ回転
させることで、正圧源または負圧源と接続可能、つまり
その使用が可能となる。

【００１７】また、旋回軸８とノズルヘッド１２とは、
図１中図示しないが後述するベルト型の遊星機構（図２
及び図３の符号３８，４４）を介して接続されており、
ノズルヘッド１２が旋回軸８を中心として矢印Ｂ方向に
旋回されても、ノズルヘッド１２の姿勢が一定に維持可
能なようになっている。従って、ノズルヘッド１２の旋
回中、吸着ノズル１６はその姿勢を一定に保ちながら旋
回軸８周りを旋回することになる。

【００１８】このように、吸着ノズル１６は、一定の姿
勢を保ちながらノズルヘッド１２とともに前述したよう
な上下運動を繰り返しながら回転ドラム４周りで移動す
ることになるが、ノズルヘッド１２が旋回軸８よりも上
死点側において旋回しているときには、ノズルヘッド１
２の旋回方向（矢印Ｂ）は、回転ドラム４の回転による
ノズルヘッド１２の公転方向（矢印Ａ）と同一方向とな
り、一方、ノズルヘッド１２が旋回軸８よりも下死点側
において旋回しているときには、公転方向（矢印Ａ）と
逆方向となる。従って、ノズルヘッド１２と吸着ノズル
１６とは、図１中破線で示すような所謂サイクロイド曲
線を描きながら移動することになる。

【００１９】この吸着ノズル１６のサイクロイド運動
は、後述するように旋回軸８周りの旋回速度を変化させ
てその周期を適宜変更させることが可能になっている
が、ノズルヘッド１２の回転ドラム４周りの公転速度と
旋回軸８周りの旋回速度とが適切に設定された場合に
は、サイクロイド運動中、吸着ノズル１６が旋回下死点
に達したときに、その対地速度がゼロとなるようになっ
ている。

【００２０】従って、ノズルヘッド１２の公転軌跡に沿
うようにして、複数のワークフィーダと、実装用基板
（プリント基板）を保持可能なＸＹテーブルとを適切な
位置、すなわち上記のサイクロイド運動の対地速度がゼ
ロとなる地点またはその近傍にそれぞれ配置させれば、
各ノズルヘッド１２の吸着ノズル１６は、そのサイクロ
イド運動を利用して、所定のワークフィーダ上のワーク
を負圧（サクション圧）により吸着し、そのワークを吸
着保持した状態でプリント基板上まで搬送した後、その
サクション圧を解放するようにして、ワークをプリント
基板上の所望の実装位置に装着することができる。尚、
プリント基板上にワークを装着するにあたり、その吸着
ノズル１６に前述した正圧源からの正圧（ブロー圧）を
供給すれば、ワークの装着はより確実なものとなる。

【００２１】図１中にはＸＹテーブルは示していない
が、例えば一つのプリント基板を参照符号ＰＢで示して
ある。また、複数からなるワークフィーダも示していな
いが、これらのワークフィーダは、プリント基板ＰＢに
対し回転ドラム４の直径方向に離間し、対地速度のゼロ
地点近傍の適切な領域に並べて配置されている。個々の
ワークフィーダは、ワーク取出位置から吸着ノズル１６
によってワークが取り出されると、この後、ワーク取出
位置には、新たなワークが順次送り出されるような構造
のものになっている。

【００２２】尚、図１中、符号１１０はワーク姿勢検出
用の認識カメラであり、この認識カメラ１１０は、ワー
クフィーダの設置領域からプリント基板ＰＢまでのワー
クの搬送経路上、吸着ノズル１６が一旦旋回下死点とな
る所定の位置において、ワークを真下から撮影できるよ
うに設置されている。従って、認識カメラ１１０は、ワ
ークを吸着した吸着ノズル１６がその真上に達したと
き、吸着ノズル１６に吸着されているワーク姿勢を、吸
着ノズル１６がプリント基板ＰＢに装着するときと同じ
状態で撮影することが可能になっている。

【００２３】図２は、上述した図１のＣ−Ｃ断面の一
部、すなわち回転軸２からノズルヘッド１２までの動力
伝達系を示した断面図であり、また、図３は図２の主要
部を模式的に示した図である。以下、図２及び図３に基
づいてワーク実装機の動力伝達系の構成を説明する。
尚、これらの図には、図１では省略した構成要素につい
ても合わせて示してある。

【００２４】前述した動力原としての駆動モータ２０
（図３に示す）に取り付けられた回転軸２の上部には、
回転ドラム４が回転軸２を囲むように取付けられてい
る。この回転軸２は、回転ドラム４よりも下部におい
て、固定スリーブ２２に回転可能に支持されており、こ
の固定スリーブ２２の上端部には、固定ギヤ２４がスリ
ーブ２２周りに取付けられている。

【００２５】固定ギヤ２４は、同期装置２８の入力ピニ
オンギヤ２６に噛合されており、この同期装置２８は回
転ドラム４の外周部に固定して取り付けられている。従
って、回転ドラム４が回転させられると、同期装置２８
の入力ピニオンギヤ２６は固定ギヤ２４との噛み合いに
より、固定ギヤ２４の外周に沿って公転しながら自転す
ることになる。この自転は、回転ドラム４の回転速度に
応じた定速回転となり、同期装置２８への安定入力とな
る。

【００２６】同期装置２８内には、図示しないリングギ
ヤ、遊星ギヤ、サンギヤからなる差動機構を備えてお
り、上述の入力ピニオンギヤ２６がリングギアに、同期
装置２８上部に備えられた第一制御モータ３０が遊星ギ
ヤに、そして同期出力軸３１がサンギヤに接続されてい
る。これにより、第一制御モータ３０を作動させ、遊星
ギヤをサンギヤ周りに回転させることで、固定ギヤ２４
からの定速回転の入力をその回転方向及び回転速度に応
じて変速させて出力することが可能になっている。

【００２７】同期装置２８の出力は、同期出力軸３１、
一対のベベルギヤ３２，３４を介して旋回軸８に伝達さ
れるようになっている。この旋回軸８は、旋回軸基端部
３５において回転ドラム４に回転自在に支持されてお
り、旋回軸８の先端にはリンクアーム１０が接続されて
いる。また、旋回軸８は中空軸であり、この中空部に
は、固定軸３６が貫通している。この固定軸３６は、固
定軸基端部４１において回転ドラム４に固定状態に支持
されており、固定軸３６の先端には歯付きのセンタプー
リ３７が取り付けられている。

【００２８】リンクアーム１０の一端には、中空の自転
軸４０が回転自在に支持されており、自転軸４０の先端
は、ノズルヘッド１２に接続されている。また、リンク
アーム１０とノズルヘッド１２間の自転軸４０周りに
は、センタプーリ３７と協働する歯付きの旋回プーリ４
２が回転自在に取付けられており、センタプーリ３７と
旋回プーリ４２とは歯付きベルト４３によって互いに連
結され、遊星機構を構成している。前述したように、セ
ンタプーリ３７は固定軸基端部４１において回転ドラム
４に固定されていることから、旋回プーリ４２がリンク
アーム１０とともに旋回軸８周りに旋回すると、旋回プ
ーリ４２は、その姿勢を一定に保ちながらセンタプーリ
３７周りを旋回することになる。

【００２９】さらに、この旋回プーリ４２はヘッドディ
スク１３に接続されており、このヘッドディスク１３と
ノズルヘッド１２とは互いに摺接している。そして、そ
の摺接面においては、後述するようにヘッドディスク１
３とノズルヘッド１２の内部を流れるサクションエアや
ブローエアが通過することから、これらのエアが外部に
漏洩しないよう気密性が保たれるようになっている。

【００３０】自転軸４０の後端には、歯付きのヘッド駆
動プーリ４４が取付けられている。このヘッド駆動プー
リ４４は、歯付きベルト４６によって、旋回軸８に回転
自在に支持された出力プーリ３８と互いに連結され協働
するようになっている。さらに、この出力プーリ３８
は、出力プーリ３８上部に設けられた第二制御モータ５
０と歯付きベルト５１によって連結されている。従っ
て、この第二制御モータ５０の回転をヘッド駆動プーリ
４４を介してノズルヘッド１２に伝達し、ノズルヘッド
１２を自転軸４０周りに回転させることができるように
なっている。これにより、吸着ノズル１６，１７の選択
切換えが可能となるばかりでなく、必要に応じてノズル
ヘッド１２の旋回姿勢を変化させることができる。

【００３１】この第二制御モータ５０の回転を停止して
いるときには、出力プーリ３８は固定状態となり、この
場合には、出力プーリ３８とヘッド駆動プーリ４４と
は、前述した旋回プーリ４２とセンタプーリ３７との関
係のように遊星機構として機能する。つまり、ヘッド駆
動プーリ４４すなわちノズルヘッド１２は、その姿勢を
一定に保ちながら出力プーリ３８周りに旋回することに
なる。従って、出力プーリ３８が固定された状態では、
ノズルヘッド１２はヘッドディスク１３と摺動すること
なく一体となって旋回軸８周りを旋回する。

【００３２】自転軸４０の中空部には、貫通するように
ノズル駆動軸４８が延びており、その先端は図示しない
回転角伝達系を介してノズルヘッド１２内の吸着ノズル
１６や吸着ノズル１７に連結されている。一方、後端は
歯付きのノズル駆動プーリ４５に接続されており、この
ノズル駆動プーリ４５は、歯付きベルト４７によって、
旋回軸８に回転自在に支持された出力プーリ３９と互い
に連結され協働するようになっている。さらに、出力プ
ーリ３９は出力プーリ３９上部に設けられた第三制御モ
ータ５２と歯付きベルト５３によって連結されている。
従って、第三制御モータ５２の回転をノズル駆動プーリ
４５を介して吸着ノズル１６，１７の上記回転角伝達系
に伝達し、吸着ノズル１６，１７自体をその軸線周りに
所望の回転角だけ回転させることができる。これによ
り、吸着ノズル１６に吸着したワークの姿勢にずれが発
生した場合でも、後述するようにその姿勢を補正するこ
とが可能となっている。

【００３３】この第三制御モータ５２の回転が停止して
いるときには、出力プーリ３９は固定状態になり、この
場合には、上記出力プーリ３８とヘッド駆動プーリ４４
のように、出力プーリ３９とノズル駆動プーリ４５とは
遊星機構として機能することになる。ところで、リンク
アーム１０の他端には、前述したリキッドダンパ式のバ
ランサ６０が設けられており、このバランサ６０は、旋
回軸８周りのモーメントがゼロに等しくなるように重量
が設定されている。このバランサ６０は、上述のように
第一制御モータ３０によって旋回軸８の回転速度が変化
させられたときでも、バランサ６０やノズルヘッド１２
の慣性力の作用によるリンクアーム１０の振動を発生さ
せず、ノズルヘッド１２が安定して旋回軸８周りに旋回
し続けることができるようになっている。以下、図４に
基づきその構成を詳細に説明する。

【００３４】図４は、図２のＤ−Ｄ断面、すなわちバラ
ンサ６０の断面を示した図である。同図のように、リン
クアーム１０にボルト１１等によって取付けられたケー
シング６１は、結合部６８においてキャップ６２と螺合
してその開口部が塞がれ、ケーシング６１内に液体室６
６を形成している。このキャップ６２にはオイルシール
６９が外嵌されており、液体室６６を密閉状態に保持し
ている。

【００３５】ケーシング６１内の液体室６６には、鋼球
等でできた球状のウェイト６３が収納されており、この
ウェイト６３は、ケーシング６１またはキャップ６２と
ウェイト６３間に縮設されたコイルスプリング（ばね手
段）６４，６５によって、通常は液体室６６の中央部、
すなわちウェイト６３の中心がセンタラインＸと重なる
原位置に支持されている（図示の位置）。ここに、コイ
ルスプリング６４，６５は、所定のばね定数、例えばコ
イルスプリング６４，６５によって振動するウェイト６
３の振動数と旋回軸８の捩じりによって振動するバラン
サ６０の振動数とが略一致するようなばね定数に設定さ
れている。そして、このウェイト６３は、液体室６６の
長手方向（軸線Ｙ方向）では、コイルスプリング６４，
６５の弾性変化する範囲において滑らかに移動可能とな
っている。

【００３６】図５は、図４の断面Ｅ−Ｅに沿うバランサ
６０の横断面を示した図であるが、同図に示すように、
ウェイト６３は、例えば４箇所の接触点６６ｃにおいて
ケーシング６１の内壁面と微小の隙間をもって接触する
ようになっており、接触点６６ｃ以外の非接触部分に
は、内壁面と所定の空隙をもって液体通路６６ｄが形成
されている。

【００３７】液体室６６には、作動油等の低粘性の液体
６７が封入されている。この液体６７は、上記液体通路
６６ｄを通って、ウェイト６３によって二分された液体
室６６ａ，６６ｂ間を互いに行き来できるようになって
いる。従って、例えばウェイト６３がコイルスプリング
６４のばね力に逆らって液体室６６ａ側に移動すると、
液体室６６ａ内の液体６７は液体通路６６ｄを通って液
体室６６ｂ側に移動させられる。

【００３８】図２に示すように、上記ヘッドディスク１
３には、吸気ポート１４が設けられている。この吸気ポ
ート１４は制御弁７０に接続され、制御弁７０は、切換
弁７２及び圧力調整弁７４を含む正圧（ブロー圧）供給
側のブロー空路７６及び負圧（サクション圧）供給側の
サクション空路７８に接続されており、ブロー圧とサク
ション圧の切換制御を行っている。ここに、切換弁７２
は必要に応じて開弁されブロー圧を供給する常閉弁であ
り、圧力調整弁７４はブロー圧を適正圧に調節する調圧
弁である。

【００３９】ブロー空路７６及びサクション空路７８
は、回転軸２に設けられたコネクタ８０，８１を介して
回転軸２内の軸内空路８２，８３にそれぞれ接続され、
回転軸２の外周面に設けられた空路溝８４，８５、固定
スリーブ２２に設けられたコネクタ８６，８７を介し
て、コネクタ８６については正圧源８８に、またコネク
タ８７については負圧源８９にそれぞれ接続されてい
る。

【００４０】図２中の符号５５は、旋回軸８の旋回に制
動力を与えるブレーキ装置を示しており、このブレーキ
装置５５は、旋回軸８の旋回方向に常に一定の摩擦力を
働かせるようになっている。これにより、作動装置２８
やベベルギヤ３２，３４間に発生するがた付きが吸収さ
れ、旋回軸８の円滑な旋回が得られるようになってい
る。また、符号５７は、ロータリエンコーダであり、回
転ドラム４や旋回軸８等の回転角あるいは旋回角を検出
している。

【００４１】前述した第一乃至第三制御モータ３０，５
０，５２、ブロー回路の制御弁７０、切換弁７２、上述
の認識カメラ１１０やロータリエンコーダ５７等は、図
示しない電子コントローラに電気的に接続されており、
この電子コントローラは、認識カメラ１１０やロータリ
エンコーダ５７等の入力信号に基づいて、第一乃至第三
制御モータ３０，５０，５２、ブロー回路の制御弁７
０、切換弁７２等の作動を制御するようになっている。

【００４２】以上のように動力伝達系等が構成されたワ
ーク実装機は、前述したように、吸着ノズル１６が回転
ドラム４周りでサイクロイド運動をしながらワークの吸
着と装着とを行うことになるが、以下、動力伝達系の作
動とバランサ６０の作用についてより詳しく説明する。
先ず、ワークフィーダやＸＹテーブルに設けられた図示
しない形状センサ等により吸着あるいは装着すべきワー
クの形状が検出されると、これに基づいて各ノズルヘッ
ド１２毎に設けられた複数の吸着ノズル１６，１７の中
から、使用すべきノズルが予め選定される。使用する吸
着ノズルが選定されると第二制御モータ５０が作動し、
その選定されたノズルが吸着ノズル１６の位置に移動す
る。

【００４３】そして、駆動モータ２０が作動し、回転軸
２を介して回転ドラム４の回転が開始されると、この回
転ドラム４の回転は、入力ピニオンギヤ２６、同期装置
２８を介して出力軸３１に伝達され、さらに、出力軸３
１、一対のベベルギヤ３４，３６を介して旋回軸８に伝
達される。これにより、リンクアーム１０に取付けられ
たノズルヘッド１２の吸着ノズル１６が旋回軸８周りに
旋回し、ワークフィーダとＸＹテーブル上のプリント基
板ＰＢ間をサイクロイド運動することになる。

【００４４】ところで、電子コントローラには、前述し
たワークを吸着する複数のワークフィーダの位置とワー
クを装着する複数のプリント基板ＰＢの位置間での実施
可能な全ての組合せに関する旋回軸８すなわち吸着ノズ
ル１６の旋回周期が予め設定され記憶されている。従っ
て、例えば、ワークフィーダに備えられた図示しない在
籍センサ等の信号に基づき、使用するワークフィーダが
選定されると、電子コントローラは、これらの旋回周期
の中から使用する旋回周期を選択し、その選択した周期
に適合するように、同期装置２８に接続された第一制御
モータ３０を所定の速度で作動させる。これにより、吸
着ノズル１６の対地速度がゼロとなる旋回下死点位置を
移動させることができ、吸着ノズル１６は、選択された
ワークフィーダとプリント基板ＰＢ間を適正なピッチで
サイクロイド運動することになる。

【００４５】吸着ノズル１６は、ワークフィーダからワ
ークを吸着すると、サイクロイド運動をして所定のＸＹ
テーブル上のプリント基板ＰＢにワークを装着すること
になるが、図１に示すような、吸着ノズル１６がＸＹテ
ーブル手前の所定の下死点位置になったときには、認識
カメラ１１０によってそのワーク姿勢が検出される。こ
の検出信号は電子コントローラに供給され、撮影された
ワーク姿勢は、この電子コントローラの有する画像処理
機能によってその吸着姿勢が正常であるか否かが判別さ
れる。この判別により、ワーク姿勢がプリント基板ＰＢ
の装着姿勢と適合せず、正常でないと判定された場合に
は、第三制御モータ５２が作動し、出力プーリ３９、ノ
ズル駆動プーリ４８を介してノズル駆動軸４８が回転し
て、吸着ノズル１６自体がその軸線周りに回転する。こ
れにより、ワーク姿勢が正常状態に補正され、プリント
基板ＰＢ上へのワークの装着精度が向上することにな
る。

【００４６】尚、ノズルヘッド１２は、第二制御モータ
５０の作動により、自転軸４０周りに回転可能となって
いることから、その吸着ノズル１６がワークの吸着動作
や装着動作また認識カメラ１１０へのアクセス動作を行
う以外にあっては、所定角度（例えば、４５゜）だけ回
転させた状態にできる。これにより、サイクロイド運動
中において、吸着ノズルが、目的とするワークフィーダ
以外のワークフィーダや他の機器に不用意に干渉するこ
とを防止できる。

【００４７】このようにして、吸着ノズル１６は第一乃
至第三制御モータ３０，５０，５２によって制御されな
がらサイクロイド運動を繰り返すことになるが、使用中
のワークフィーダのワークが無くなると、電子コントロ
ーラは前述したように次の実ワークフィーダとプリント
基板ＰＢ間のピッチに合うように第一制御モータ３０の
旋回速度を変更して旋回周期を切換えることになる。そ
して、このように旋回速度を変更すると、その旋回速度
差分だけノズルヘッド１２やバランサ６０に大きな慣性
力を作用させ、ヘッドユニット６を旋回軸８周りに振動
させることになる。しかし、このような慣性力や振動は
バランサ６０がリキッドダンパとして機能することで良
好に吸収されることになり、以下、このバランサ６０の
作用について説明する。

【００４８】バランサ６０の重量の大部分はバランサ６
０内に収納されたウェイト６３のものであるため、バラ
ンサ６０に慣性力が作用すると、主としてこのウェイト
６３に運動エネルギが発生することになる。このウェイ
ト６３は、前述したように、バランサ６０内をコイルス
プリング６４，６５が弾性変化する範囲において移動可
能なため、慣性力の作用によりコイルスプリング６４，
６５が平衡状態を脱すると、その作用する方向に移動
し、コイルスプリング６４，６５間で減衰振動すること
になる。

【００４９】このとき、バランサ６０内の液体６７が、
ウェイト６３が移動する方向の液体室６６ａあるいは６
６ｂから液体通路６６ｄを通って液体室６６ｂあるいは
６６ａに移動する。この液体６７の移動は、液体６７と
ウェイト６３またはケーシング６１間にウェイト６３の
移動を制止するような摩擦力を発生させることになり、
これにより、ウェイト６３の運動エネルギは摩擦熱に変
換され、ウェイト６３の振動は短時間で速やかに減衰す
る。

【００５０】一方、ノズルヘッド１２の慣性力の作用に
よって発生する振動は、リンクアーム１０を介してバラ
ンサ６０をも振動させることになる。ところが、バラン
サ６０には、上述のようにバランサ６０内で移動したウ
ェイト６３を原位置に戻そうとするコイルスプリング６
４，６５の反力が働いており、この反力は、前述したよ
うにコイルスプリング６４，６５が所定のばね定数に設
定されていることから、バランサ６０の振動を適切に打
ち消すように作用する。従って、ノズルヘッド１２によ
る振動についてもバランサ６０によって相殺されること
になる。

【００５１】以上のようにして、バランサ６０はリキッ
ドダンパとしての機能を充分に果たすことになり、ヘッ
ドユニット６全体の振動は良好に減衰されることにな
る。従って、旋回速度を高速化した場合であってもノズ
ルヘッド１２に取付けられた吸着ノズル１６の先端の振
動を抑え、旋回下死点での吸着ノズル１６の位置決め精
度の悪化を最小限にとどめることができ、ワークフィー
ダからのワークの吸着やプリント基板ＰＢへのワークの
装着を確実なものとすることができる。

【００５２】尚、第一制御モータ３０の作動により同期
装置２８によって旋回速度が変速させられると、実際に
は、吸着ノズル１６は本来のサイクロイド運動とは若干
異なった軌跡を描くことになり、吸着ノズル１６が旋回
下死点に達したときでも、その対地速度が必ずしもゼロ
にならない場合がある。このようなときには、吸着ノズ
ル１６が旋回下死点に達したときの対地速度が常にゼロ
になるように、電子コントローラによって補正制御され
るようになっている。

【００５３】また、上記実施例において、ヘッドユニッ
ト６の旋回面内での振動は、第一制御モータ３０の回転
速度を変化させ、旋回軸８の旋回速度を変更することに
より発生するものとして説明したが、このヘッドユニッ
ト６の振動は、他の外力、例えばワーク実装機自体の振
動等によっても発生し得るものであり、このような場合
にも、リキッドダンパ式バランサ６０は良好にその振動
を減衰させることになる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のワーク実
装機によれば、回転ドラムの周囲にワークフィーダ及び
実装用基板を配置し、回転ドラムの外周に、この回転ド
ラムの径方向に延びる旋回軸を中心に旋回可能なヘッド
を設ける一方、このヘッドから吸着体を突出して設け、
ヘッドの姿勢を一定に維持した状態で、回転ドラムの回
転とヘッドの旋回運動とを組み合わせて吸着体に回転ド
ラムの周方向に沿うサイクロイド運動を与え、この吸着
体のサイクロイド運動を利用して、ワークフィーダから
ワークを吸着して取り出し、この後、吸着したワークを
実装用基板に装着するワーク実装機において、旋回軸を
中心としてヘッドと対称位置に設けられ、ヘッドと同一
の旋回方向に同期して旋回するバランサを備えており、
このバランサは、液体が封入されたケーシングと、この
ケーシング内に収容され、ヘッドの旋回面内で移動自在
なウェイトと、ケーシングの内壁とウェイトとの間に設
けられ、ウェイトをヘッドの中心と旋回軸の軸線とを結
ぶライン上のセンタ位置に弾性的に付勢するばね手段と
からなるようにしたので、旋回軸の旋回速度が変化し、
ヘッドやバランサに慣性力が作用することがあっても、
これにより引き起こされる振動は、バランサによって良
好に吸収されることになり、サイクロイド運動を行う吸
着体には振動を与えないようにでき、旋回下死点でのワ
ークの吸着と装着とを確実に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ワーク実装機を概略的に示した斜視図である。

【図２】図１のＣ−Ｃ断面に沿う動力伝達系を示す断面
詳細図である。

【図３】図２の断面詳細図の主要部を示した概略図であ
る。

【図４】図２のＤ−Ｄ断面に沿うリキッドダンパ式バラ
ンサの断面図である。

【図５】図４のＥ−Ｅ断面に沿う断面図である。

【符号の説明】 ４ 回転ドラム ６ ヘッドユニット ８ 旋回軸 １０ リンクアーム １２ ノズルヘッド １６ 吸着ノズル（吸着体） ２０ 駆動モータ ２４ 固定ギヤ ２６ 入力ピニオンギヤ ２８ 同期装置 ３０ 第一制御モータ ５０ 第二制御モータ ５２ 第三制御モータ ６０ リキッドダンパ式バランサ ６１ ケーシング ６２ キャップ ６３ ウェイト ６４ コイルスプリング（ばね手段） ６５ コイルスプリング（ばね手段） ６７ 液体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平 弘二 三重県三重郡朝日町大字縄生2121番地 株 式会社東芝三重工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転ドラムの周囲にワークフィーダ及び
   実装用基板を配置し、前記回転ドラムの外周に、この回
   転ドラムの径方向に延びる旋回軸を中心に旋回可能なヘ
   ッドを設ける一方、このヘッドから吸着体を突出して設
   け、前記ヘッドの姿勢を一定に維持した状態で、前記回
   転ドラムの回転と前記ヘッドの旋回運動とを組み合わせ
   て前記吸着体に回転ドラムの周方向に沿うサイクロイド
   運動を与え、この吸着体のサイクロイド運動を利用し
   て、前記ワークフィーダからワークを吸着して取り出
   し、この後、吸着したワークを前記実装用基板に装着す
   るワーク実装機において、 前記旋回軸を中心として前記ヘッドと対称位置に設けら
   れ、前記ヘッドと同一の旋回方向に同期して旋回するバ
   ランサを備えており、 このバランサは、液体が封入されたケーシングと、この
   ケーシング内に収容され、前記ヘッドの旋回面内で移動
   自在なウェイトと、前記ケーシングの内壁とウェイトと
   の間に設けられ、前記ウェイトを前記ヘッドの中心と旋
   回軸の軸線とを結ぶライン上のセンタ位置に弾性的に付
   勢するばね手段とからなることを特徴とするワーク実装
   機。