JPH09237996A - 表面実装機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヘッドユニット支持部材の撓みを防止してサ
イクルタイムの短縮化を図る。 【解決手段】 Ｙ軸サーボモータ９により駆動されるボ
ールねじ軸８の回転に伴いＹ軸方向の固定レール７に沿
って移動するヘッドユニット支持部材１１を設け、この
ヘッドユニット支持部材１１に部品装着用のヘッドユニ
ット５をＸ軸方向に移動可能に装着した。また、ヘッド
ユニット支持部材１１に、Ｘ軸方向に延びるシャフト２
２を回転自在に支持し、その両端に歯車２３を固定する
とともに、各歯車２３の下方に一対のプーリ２４を設
け、これをヘッドユニット支持部材１１に回転自在に支
持した。そして、固定レール７の側方にＹ軸方向に延び
る歯付きベルト２５を張設し、これを支持部材１１の両
側において上記歯車２３及びプーリ２４に装着した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、部品装着用のヘッ
ドユニットを平面上で移動させながら部品供給部から電
子部品をピックアップして部品装着部にあるプリント基
板等に装着するように構成された表面実装機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、部品装着用のヘッドユニット
を、作業位置に位置決めされているプリント基板の上方
で平面的に移動させながら部品供給部から電子部品をピ
ックアップしてプリント基板の所定の位置に装着する表
面実装機が知られている。

【０００３】この種の多くの表面実装機（以下、実装機
という）では、構成がシンプルで信頼性が高く、しかも
位置決めが独立した直線移動の組合わせによるため制御
が容易であるといった理由から、一般には図４に示すよ
うなＸ−Ｙ移動機構を用いて実装が行われるようになっ
ている。

【０００４】この機構には、Ｙ軸方向に延びる一対のレ
ール５０と、Ｙ軸モータ５１により回転駆動されるボー
ルねじ軸５２とが配設され、レール５０上にヘッドユニ
ット支持部材５３（以下、支持部材５３という）が配置
されて、この支持部材５３の一端側（同図では右側）に
設けられたナット部分５４がボールねじ軸５２に螺合し
ている。また、上記支持部材５３には、Ｘ軸方向に延び
るガイド部材５５と、Ｘ軸モータ５６により駆動される
ボールねじ軸５７とが配設され、ガイド部材５５にヘッ
ドユニット５９が移動可能に保持され、このヘッドユニ
ット５９に設けられたナット部分５８がボールねじ軸５
７に螺合している。

【０００５】そして、上記Ｙ軸モータ５１の作動により
ボールねじ軸５２が回転して支持部材５３がＹ軸方向に
移動させられるとともに、Ｘ軸モータ５６の作動により
ボールねじ軸５７が回転して、ヘッドユニット５９が支
持部材５３に対してＸ軸方向に移動させられ、これによ
ってヘッドユニット５９がプリント基板６０の上方で平
面的に移動させられるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、支持部材５
３の一端部にボールねじ軸５２が螺着されている上記従
来の実装機では、支持部材５３のＹ軸方向の加減速時
に、支持部材５３の他端部、すなわちナット部分５４が
配設される側とは反対側の端部（同図では左側端部）に
慣性モーメントがはたらいて支持部材５３が撓み、これ
によって支持部材５３のスムーズな移動が妨げられた
り、支持部材５３に振動が生じるといった現象が発生し
ている。特に、ヘッドユニット５９が支持部材５３の他
端部にある場合には、慣性モーメントが大きくなり上記
のような現象が顕著に生じる。

【０００７】そのため、従来のこの種の装置では、ヘッ
ドユニット５９がナット部分５４から最も遠い位置にあ
る状態でも支持部材５３がスムーズに移動し、また支持
部材５３に振動が生じない程度に加減速度を十分に低く
設定することで実装精度を確保することが行われている
が、これでは、サイクルタイムの短縮化という市場要請
に応えることが難しく、従ってこの点の改善が望まれて
いる。

【０００８】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、ヘッドユニット支持部材の撓みを防止
してサイクルタイムの短縮化を図ることができる表面実
装機を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる表面実装
機は、互いに平行に延びる一対のレールに移動可能に装
着され、モータにより駆動されるボールねじの回転に伴
い上記レールに沿って移動する支持部材が設けられ、こ
の支持部材に部品装着用のヘッドユニットが装備されて
なる表面実装機において、上記支持部材の上記レールと
直交する方向の両端部位に回転自在に支持される一対の
回転体と、これらの回転体にそれぞれ掛け渡されて上記
レールと平行に張設されるベルト部材と、上記支持部材
の移動に伴い上記各回転体を一体に回転させる同期手段
とが設けられてなるものである（請求項１）。

【００１０】この表面実装機によれば、支持部材の移動
に伴い各回転体がベルト部材に沿って同期回転すること
により支持部材両端の移動差が発生し難くなる。そのた
め、支持部材の加減速時の慣性モーメントによる支持部
材の撓みが緩和される。

【００１１】特に、上記レールと直交する方向に延びる
シャフトを支持部材に回転自在に支持させ、このシャフ
トの両端部に上記回転体を固着することによって上記同
期手段を構成するようにすれば（請求項２）、簡単な構
成で各回転体を同期回転させることが可能となる。

【００１２】また、回転体として歯車を用い、ベルト部
材として前記歯車に噛合する歯付きベルトを用いるよう
にすれば（請求項３）、支持部材両端の移動差がより発
生し難くなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
に基づいて説明する。

【００１４】図１は本発明にかかる表面実装機（以下、
実装機と略す）の全体を概略的に示している。この図に
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、プリント基板３が上記コンベア２上を搬
送されて所定の装着作業位置で停止されるようになって
いる。

【００１５】上記コンベア２の側方には、部品供給部４
が配置されている。この部品供給部４は、多数列のテー
プフィーダ４ａを備えており、各テープフィーダ４ａは
それぞれ、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状
の電子部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリ
ールから導出されるようにするとともに、テープ繰り出
し端にはラチェット式の送り機構を具備し、後述のヘッ
ドユニット５により部品がピックアップされるにつれて
テープが間欠的に繰り出されるようになっている。

【００１６】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が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。

【００１７】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（以下、支
持部材１１という）が配置されて、この支持部材１１に
設けられたナット部分（図示せず）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（図
示せず）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１
４が回転して、ヘッドユニット５が支持部材１１に対し
てＸ軸方向に移動するようになっている。

【００１８】上記支持部材１１には、Ｘ軸方向に延びる
シャフト２２が内装されており、図２及び図３に示すよ
うに、このシャフト２２が支持部材１１のＸ軸方向両端
部に取付けられたブロック２０にベアリング２１を介し
て回転自在に支持されている。シャフト２２の両端は、
ブロック２０から外方に突出しており、この突出部分に
歯車２３が固着されているとともに、各歯車２３の両斜
め下方に一対のプーリ２４が設けられ、これらがブロッ
ク２０に回転自在に支持されている。

【００１９】そして、上記各固定レール７の側方に、レ
ール７と平行に一対の歯付きベルト２５が設けられ、こ
の歯付きベルト２５が上記各歯車２３に噛合した状態
で、支持部材１１両側の各歯車２３及びプーリ２４に対
して装着されている。

【００２０】各歯付きベルト２５は、その両端が固定部
材３０を介して上記固定レール７の支持台１０に固定さ
れている。固定部材３０は、同図に示すように、支持台
１０に固定される取付台３１と、この取付台３１に装着
され、ねじ部材３４の回転操作に応じてＹ軸方向に移動
可能なスライド台３２と、このスライド台３２に固定さ
れる押え板３３とから構成されており、歯付きベルト２
５の両端が上記スライド台３２と押え板３３との間に挾
持されることにより、歯付きベルト２５が固定部材３０
を介して支持台１０に固定されるとともに、上記スライ
ド台３２がスライドさせられることにより歯付きベルト
２５の張力が調整され得るようになっている。

【００２１】なお、図２及び図３では、支持部材１１の
片側端部の構成のみ図示しているが、支持部材１１の他
方側の端部も基本的には同一の構成となっている。

【００２２】以上のように構成された実装機では、上記
支持部材１１及びヘッドユニット５の移動に応じて、例
えばヘッドユニット５に搭載されたノズル部材が部品供
給部４の所定のテープフィーダ４ａ上に配置されて部品
が吸着された後、支持部材１１及びヘッドユニット５の
移動に応じてプリント基板３上に部品が移動させられて
プリント基板３の所定の位置に装着される。

【００２３】このような実装動作において、上記実装機
では支持部材１１を作動させるボールねじ軸８が支持部
材１１の一端部（図１では右側端部）に螺着されている
ため、支持部材１１の移動の際に支持部材１１の他端部
（左側端部）に慣性モーメントがはたらいて支持部材１
１を撓ませることが懸念される。

【００２４】しかし、この実装機では、支持部材１１の
移動に伴い各歯車２３が歯付きベルト２５に噛合しなが
ら同期回転することで支持部材１１両端のＹ軸方向の移
動差が発生し難くなっており、これによって支持部材１
１の加減速度の慣性モーメントによる支持部材１１の撓
みが抑えられるようになっている。

【００２５】そのため、支持部材１１の加減速度を高く
設定しても、従来のこの種の実装機のように支持部材の
スムーズな移動が阻害されたり、支持部材に振動が生じ
たりすることがない。従って、支持部材１１の加減速度
を高く設定して実装機のサイクルタイムの短縮化を図る
ことができる。

【００２６】ところで、慣性モーメントによる上記支持
部材１１の撓みを防止する上記構成では、上記歯車２３
及び歯付きベルト２５の組み合わせに変えてピニオン及
びラックを用いることも考えられる。しかし、ピニオン
及びラックを用いる構成ではこれらの間のバックラッシ
ュにより、その分だけ支持部材１１の両端に移動差が生
じ、この範囲内で支持部材１１の撓みを許容することに
なる。そのため、支持部材１１の撓みを防止する上では
不十分である。しかも、ピニオン及びラックの噛合音に
よる騒音を招く虞れもある。

【００２７】これに対して上記実施形態の実装機のよう
に歯車２３及び歯付きベルト２５を用いた構成では、こ
れらの間にバックラッシュがないために支持部材１１の
撓みをより確実に防止するこが可能で、噛合音の発生も
少ないという利点がある。

【００２８】なお、上記実装機は、本願発明にかかる実
装機の一実施形態であって、その具体的な構成は本発明
の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【００２９】例えば、上記実装機では、支持部材１１に
シャフト２２を回転自在に支持し、このシャフト２２の
両端部に歯車２３をそれぞれ固着することによって各歯
車２３を同期回転させるようにしているが、支持部材１
１の構成上、このようなシャフト２２を支持部材１１内
に貫通させることが難しい場合には、各歯車２３をそれ
ぞれ支持部材１１の両側に回転自在に支持し、複数のギ
ア等を備えた回転力伝達機構からなる同期手段を構成し
て各歯車２３を同期回転させるようにしてもよい。この
場合、ギア同士を直接噛合させるとバックラッシュによ
り同期精度を損なう虞れがあるので、望ましくはギアと
ベルトを適宜組み合わせて同期手段を構成するのが好ま
しい。

【００３０】また、歯車２３及び歯付きベルト２５の組
み合わせを採用する代わりにＶプーリとＶベルトのよう
な組み合わせを採用することも可能である。但し、歯車
２３及び歯付きベルト２５の組み合わせを採用する場合
には、これらの間のすべりが確実に阻止されるため、支
持部材１１両端のＹ軸方向の移動差の発生をより確実に
抑えるという観点からは上記実施形態のように歯車２３
及び歯付きベルト２５の組み合わせを採用するのが望ま
しい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ボール
ねじの回転に伴いレールに沿って移動する支持部材に部
品装着用のヘッドユニットを装備した表面実装機におい
て、上記支持部材の両端部位に一対の回転体を設け、こ
れらの回転体にそれぞれレールと平行に張設されるベル
ト部材を掛け渡すとともに、支持部材の移動に伴い各回
転体を一体に回転させる同期手段を設け、これより支持
部材両端の移動差が生じ難くいようにしたので、支持部
材の移動開始、あるいは停止時の慣性モーメントによる
支持部材の撓みを効果的に抑えることができる。そのた
め、支持部材の移動時の加減速度を高く設定しても、支
持部材のスムーズな移動が阻害されたり、支持部材に振
動が生じたりすることが殆どなく、従って、支持部材の
加減速度を高く設定して表面実装機のサイクルタイムを
効果的に短縮することができる。

【００３２】特に、上記の構成において支持部材にレー
ルと直交する方向に延びるシャフトを回転自在に支持
し、このシャフトの両端部に回転体を固着することによ
り上記同期手段を構成するようにすれば、簡単な構成で
各回転体を同期回転させることが可能となる。また、回
転体として歯車を用い、ベルト部材として前記歯車に噛
合する歯付きベルトを用いるようにすれば、歯車とベル
ト部材のすべりが確実に阻止されるため、支持部材両端
の移動差の発生をより確実に阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる表面実装機を示す平面概略図で
ある。

【図２】上記実装機のヘッドユニット支持部材の端部の
構成を示す平面拡大図である。

【図３】図２におけるＡ矢視図である。

【図４】ヘッドユニットをＸ−Ｙ平面上で移動させる機
構を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 基台 ２ コンベア ３ プリント基板 ４ 部品供給部 ５ ヘッドユニット ７ 固定レール ８，１４ ボールねじ軸 ９ Ｙ軸サーボモータ １１ ヘッドユニット支持部材 １３ ガイド部材 １５ Ｘ軸サーボモータ ２０ ブロック ２３ 歯車 ２４ プーリ ２５ 歯付きベルト ３０ 固定部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに平行に延びる一対のレールに移動
   可能に装着され、モータにより駆動されるボールねじの
   回転に伴い上記レールに沿って移動する支持部材が設け
   られ、この支持部材に部品装着用のヘッドユニットが装
   備されてなる表面実装機において、上記支持部材の上記
   レールと直交する方向の両端部位に回転自在に支持され
   る一対の回転体と、これらの回転体にそれぞれ掛け渡さ
   れて上記レールと平行に張設されるベルト部材と、上記
   支持部材の移動に伴い上記各回転体を一体に回転させる
   同期手段とが設けられてなることを特徴とする表面実装
   機。
2. 【請求項２】 上記同期手段は、上記支持部材に回転自
   在に支持されて上記レールと直交する方向に延びるシャ
   フトからなり、このシャフトの両端部に上記回転体がそ
   れぞれ固着されてなることを特徴とする請求項１記載の
   表面実装機。
3. 【請求項３】 上記回転体は歯車からなり、上記ベルト
   部材は前記歯車に噛合する歯付きベルトからなることを
   特徴とする請求項１又は２記載の表面実装機。