JPH11177292A - ロータリーヘッド式電子部品実装装置におけるロータリーヘッドの電気的接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速回転するロータリーヘッドの回転軸と本
体部との間で安定した信号の授受を行うことができるロ
ータリーヘッド式電子部品実装装置におけるロータリー
ヘッドの電気的接続構造を提供することを目的とする。 【解決手段】 ロータリーヘッドは、移載ヘッド、アク
チュエータ部、命令実行型アクチュエータ制御部を備え
る。本体部側は制御部を備える。ロータリーヘッドの回
転軸３’の外面に第１の光通信素子３４ａ，３４ｂを設
け、回転軸３に装着されたケース３２に第２の光通信素
子３５ａ，３５ｂを設ける。制御部から命令実行型アク
チュエータ制御部へ送出された信号は第２の光通信素子
３５ａから回転運動する第１の光通信素子３４ａへ光信
号Ｌとして照射される。また応答信号は第１の光通信素
子３４ｂから第２の光通信素子３５ｂへ光信号Ｌとして
照射される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータリーヘッド
式電子部品実装装置におけるロータリーヘッドの電気的
接続構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高速実装機として知られるロータリーヘ
ッド式電子部品実装装置は、移載ヘッドをロータリーヘ
ッドの円周方向にインデックス回転させながら、電子部
品供給部に備えられた電子部品を移載ヘッドのノズルで
ピックアップし、位置決め部に位置決めされた基板に移
送搭載するようになっている。

【０００３】ロータリーヘッド側には、移載ヘッドのノ
ズルに真空吸着動作を行わせるためのバルブの切替え用
アクチュエータや、ノズルにθ回転を行わせるためのア
クチュエータなどの様々なアクチュエータが備えられて
いる。またロータリーヘッドを保持する本体部側には、
これらのアクチュエータを制御するための命令信号を送
出する制御部が設けられている。制御部とアクチュエー
タは命令信号や応答信号の授受を行うために電気的に接
続されるが、ロータリーヘッドの回転軸は本体部（これ
は固定されている）に対して高速度でインデックス回転
することから、従来、本体部とロータリーヘッド側の電
気的接続にはスリップリング方式が用いられている。ス
リップリング方式は、ロータリーヘッドの回転軸の周面
にアクチュエータとリード線により電気的に接続された
スリップリングを装着し、本体部側にこのスリップリン
グの周面に接触するブラシを設けたものであり、このブ
ラシとスリップリングを介して、制御部とアクチュエー
タ間の信号の授受を行うものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ロータリーヘッド式電
子部品実装装置は電子部品の実装能率を上げるために益
々高速化しており、これにともないロータリーヘッドの
回転軸の回転速度も益々高速化している。このためブラ
シがスリップリングから瞬間的に離れ、信号の授受にと
ぎれを生じてアクチュエータの駆動に狂いを生じやすい
という問題点があった。

【０００５】したがって本発明は、高速回転するロータ
リーヘッドの回転軸と本体部との間で安定した信号の授
受を行うことができるロータリーヘッド式電子部品実装
装置におけるロータリーヘッドの電気的接続構造を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、移載ヘッドを
ロータリーヘッドの円周方向にインデックス回転させな
がら、電子部品供給部に備えられた電子部品を移載ヘッ
ドのノズルに真空吸着してピックアップし、位置決め部
に位置決めされた基板に移送搭載するようにしたロータ
リーヘッド式電子部品実装装置において、ロータリーヘ
ッドの回転軸に第１の光通信素子を設けるとともに、回
転軸の側方に前記第１の光通信素子と光信号の授受を行
う第２の光通信素子を設け、かつ前記第１の光通信素子
を移載ヘッドのアクチュエータ部を制御する命令実行型
アクチュエータ制御部に接続するとともに、第２の光通
信素子を前記命令実行型アクチュエータ制御部に命令信
号を送出する制御部に接続したものである。

【０００７】上記構成の本発明によれば、ロータリーヘ
ッドの回転軸が高速度で回転しても、第１の光通信素子
と第２の光通信素子の間で確実に信号の授受を行うこと
ができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は、本発明
の実施の形態１のロータリーヘッド式電子部品実装装置
の斜視図、図２は同ロータリーヘッドの構造図、図３は
同電気的接続部の側断面図、図４は同電気的接続部の平
断面図である。

【０００９】まず、図１を参照してロータリーヘッド式
電子部品実装装置の全体構造を説明する。図１におい
て、１は本体部であり、その前部の天井部１ａの下方に
はロータリーヘッド２が保持されている。本体部１の内
部にはロータリーヘッド２を駆動するための駆動部が内
蔵されている。３はロータリーヘッド２の回転軸であ
る。ロータリーヘッド２の周囲には移載ヘッド４が多数
設けられている。

【００１０】６はロータリーヘッド２の背後に設けられ
た電子部品供給部であって、移動テーブル７上にテーブ
ル８を載置し、テーブル８上にパーツフィーダ９を多数
個並設して構成されている。移動テーブル７に備えられ
た送りねじにより、テーブル８は移動テーブル７の長手
方向へ移動する。またロータリーヘッド２の前部には位
置決め部１０が設けられており、その上には基板１１が
載置されている。位置決め部１０は可動テーブルから成
り、基板１１をＸ方向やＹ方向へ水平移動させて所定の
位置に位置決めする。移載ヘッド４はロータリーヘッド
２の円周方向にインデックス回転しながら、パーツフィ
ーダ９に備えられた電子部品１２をノズル５の下端部に
真空吸着してピックアップし、基板１１に移送搭載す
る。なお図１は簡略に作図している。

【００１１】次に、図２を参照してロータリーヘッド２
および電気系の構造を説明する。ロータリーヘッド２の
周囲にはブラケット１３が設けられている。ブラケット
１３には垂直なシャフト１４が保持されており、シャフ
ト１４の下端部に移載ヘッド４が保持されている。シャ
フト１４の上端部にはアクチュエータ部１５が設けられ
ている。アクチュエータ部１５には、移載ヘッド４をシ
ャフト１４を中心にθ回転させるモータや、ノズル５が
電子部品を真空吸着するための吸引路に設けられた電磁
バルブの切替え用アクチュエータなどの様々なアクチュ
エータが備えられている。

【００１２】ブラケット１３の上端部にはローラ１６が
装着されている。ローラ１６は断面コの字形の金具１７
に嵌合している。金具１７は昇降ロッド１８に結合され
ている。図外の駆動系に駆動されて昇降ロッド１８が昇
降すると、ブラケット１３も昇降し、これによりノズル
４は上下動作を行う。ノズル４は上下動作を行うことに
よりパーツフィーダ９の電子部品１２をその下端部に真
空吸着してピックアップし、また電子部品１２を基板１
１に搭載する。

【００１３】アクチュエータ部１５は、命令実行型アク
チュエータ制御部２１に接続されている。命令実行型ア
クチュエータ制御部２１は、プリント基板にモータ制御
回路（モータドライバ）や電磁バルブ制御回路などのア
クチュエータ制御回路を配線して構成されている。命令
実行型アクチュエータ制御部２１は電力安定化回路２２
に接続されており、電力安定化回路２２は回転軸３の上
部に装着されたスリップリング２３にリード線２４を介
して接続されている。

【００１４】各スリップリング２３にはブラシ２５が接
触しており、電力供給部２６から電力が給電される。こ
の電力により、アクチュエータ部１５などが駆動する。
回転軸３にはベルト２８が調帯されている。ベルト２８
はモータ２９に駆動されるプーリ３０に調帯されてお
り、モータ２９が駆動すると、回転軸３はその中心軸Ａ
を中心にインデックス回転し、これにより移載ヘッド４
はロータリーヘッド２の円周方向へインデックス回転す
る。１ｂは、本体部１側の下部フレームである。

【００１５】回転軸３の上部には小径の回転軸３’が同
軸的に突設されており、回転軸３’には電気的接続部３
１が上下多段に複数個（本例では２個）設けられてい
る。電気的接続部３１はフレーム４０に装着されてい
る。次に、図３および図４を参照して、電気的接続部３
１の構造を説明する。

【００１６】電気的接続部３１はドラム型のケース３２
を主体にしている。ケース３２は回転軸３’に軸受部３
３を介して装着されている。回転軸３’はその中心軸を
中心に高速度で回転するのに対し、ケース３２はフレー
ム４０（図２）に固設されている。ケース３２の内部に
おける回転軸３’の外面には第１の光通信素子３４ａ，
３４ｂが設けられている。また第１の光通信素子３４
ａ，３４ｂに対向するケース３２の内面には第２の光通
信素子３５ａ，３５ｂが設けられている。第１の光通信
素子３４ａ，３４ｂは透明な合成樹脂あるいはガラスな
どのモールド体３６でモールドされている。

【００１７】第２の光通信素子３５ａ，３５ｂから多数
本の光ファイバ３７が延出している。光ファイバ３７の
先端部は、モールド体３６を包囲するように等ピッチで
固定されている。したがって光ファイバ３７の先端部と
第１の光通信素子３４ａ，３４ｂの間で光信号Ｌが授受
される。回転軸３’が回転すると、その外面の第１の光
通信素子３４ａ，３４ｂも回転軸’３と一体的に回転
し、この光信号Ｌを授受する。

【００１８】第２の光通信素子３５ａ，３５ｂは制御部
３８（図２）に接続されている。図２において、制御部
３８は、命令実行型アクチュエータ制御部２１に対して
命令信号を送出し、またこれから応答信号を受け取る。
この命令信号は、デジタル信号で命令実行型アクチュエ
ータ制御部２１に送られるものであり、アクチュエータ
部１５のモータの回転方向もしくは回転角度に関する情
報や電磁バルブの開閉に関する情報を含む。命令実行型
アクチュエータ２１は、アクチュエータ部１５の各アク
チュエータ（モータや電磁バルブ）を作動させるために
必要な電力を命令信号に基づいて供給して制御する。第
１の光通信素子３４ｂと第２の光通信素子３５ａは、電
気信号を光信号Ｌに変えて発信する。また第１の光通信
素子３４ａと第２の光通信素子３５ｂは、受信した光信
号Ｌを電気信号に変える。

【００１９】第１の光通信素子３４ａ，３４ｂは、リー
ド線３９（図２）を介して命令実行型アクチュエータ制
御部２１に接続されている。回転軸３’がインデックス
回転することにより、第１の光通信素子３４ａ，３４ｂ
は第２の光通信素子３５ａ，３５ｂ（これは固定されて
いる）に対して回転運動を行う。このように、第１の光
通信素子３４ａ，３４ｂは回転運動を行うことにより第
２の光通信素子３５ａ，３５ｂに対してその位置が変化
するが、このように位置が変化しても、第１の光通信素
子３４ａ，３４ｂと第２の光通信素子３５ａ，３５ｂの
間では、光ファイバ３７を介して光信号Ｌの授受が行わ
れる。

【００２０】このロータリーヘッド式電子部品実装装置
は上記のような構成より成り、次に動作を説明する。図
１において、移載ヘッド４はロータリーヘッド２の円周
方向へインデックス回転しながら、パーツフィーダ９の
電子部品１２をノズル５の下端部に真空吸着してピック
アップし、基板１１に次々に搭載する。この実装作業に
おいては、ノズル５はθ回転してその下端部に真空吸着
された電子部品１２の水平回転方向の向きを補正する動
作や、電子部品１２を真空吸着したり、真空吸着を解除
する動作を所定のタイミングで行う必要があり、そのた
め制御部３８から命令実行型アクチュエータ制御部２１
へその旨の命令信号が送信され、また命令実行型アクチ
ュエータ制御部２１から制御部３８へ応答信号が送信さ
れる。

【００２１】このような信号の授受は、第１の光通信素
子３４ａ，３４ｂと第２の光通信素子３５ａ，３５ｂの
間で光信号Ｌを授受することにより行われ、これにより
アクチュエータ部１５を正確に駆動してノズル５に確実
に所定のタイミングで所定の動作を行わせることができ
る。なお従来は、制御部とアクチュエータ部は上記スリ
ップリング２３やブラシ２５を介して信号の授受を行っ
ていたため、回転軸３が高速度で回転すると、ブラシ２
５がスリップリング２３から瞬間的に離れることが生
じ、これにより信号のとぎれが生じてノズル５が正常に
動作しないことが発生していたものである。

【００２２】（実施の形態２）図５は、本発明の実施の
形態２のロータリーヘッド式電子部品実装装置の電気的
接続部の側断面図、図６は同電気的接続部の平断面図で
ある。実施の形態１と同一要素には同一符号を付してい
る。

【００２３】４１は電気的接続部である。回転軸３’の
外面に、複数個の第１の光通信素子３４ａ，３４ｂが装
着されている。また外ケース４２の内部に光反射性を有
するケース４３が内蔵されており、ケース４３の内面に
第２の光通信素子３５ａ，３５ｂが複数個装着されてい
る。第１の光通信素子３４ａ，３４ｂと第２の光通信素
子３５ａ，３５ｂは互いに対向しており、したがって回
転軸３’が高速度で回転しながら、第１の光通信素子３
４ａ，３４ｂと第２の光通信素子３５ａ，３５ｂの間で
光信号Ｌの授受が行われる。この場合、照射された光信
号Ｌは放射状に拡散するので、光通信素子３４ａ，３４
ｂ，３５ａ，３５ｂはそれ程密に配列しなくても、光信
号Ｌの授受は確実に行われる。

【００２４】（実施の形態３）図７は、本発明の実施の
形態３の第１の光通信素子と第２の光通信素子の配線図
である。第１の光通信素子３４ａ〜３４ｄは複数個（本
例では４個）設けられており、また第２の光通信素子３
５ａ〜３５ｄも複数個（４個）設けられている。この第
１の光通信素子３４ａ〜３４ｄおよび第２の光通信素子
３５ａ〜３５ｄは、上記実施の形態１，２と同様に、回
転軸３’の外面やケース３２，４３の内面に好ましくは
等ピッチで互いに対向するように配設される。

【００２５】第２の光通信素子３５ａ〜３５ｄは、同じ
入力信号で同時に点灯・消灯し、光信号Ｌを発信する。
複数個の第１の光通信素子３４ａ〜３４ｄは、光信号Ｌ
を電気信号に変換する。これらの電気信号はアンプ４４
を通して論理回路４５で論理和され、１つの信号に合成
されて出力信号となる。したがってすべて（４個）の第
１の光通信素子３５ａ〜３５ｄに光信号Ｌが入力せず、
いずれか（例えば２個の第１の光通信素子）にのみ光信
号Ｌが入力した場合でも出力信号は出力され、より確実
な信号の授受を行うことができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、本体部側とロータリーヘッド
側の信号の授受を、ロータリーヘッドの回転軸に設けら
れた第１の光通信素子と本体部側の第２の光通信素子の
間で行うようにしているので、電子部品の実装速度をあ
げるためにロータリーヘッドの回転軸が高速度で回転し
ても、第１の光通信素子と第２の光通信素子の間で確実
に光信号の授受を行って、移載ヘッドのアクチュエータ
部を信号のとぎれなく所定のタイミングで確実に動作さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のロータリーヘッド式電
子部品実装装置の斜視図

【図２】本発明の実施の形態１のロータリーヘッド式電
子部品実装装置のロータリーヘッドの構造図

【図３】本発明の実施の形態１のロータリーヘッド式電
子部品実装装置の電気的接続部の側断面図

【図４】本発明の実施の形態１のロータリーヘッド式電
子部品実装装置の電気的接続部の平断面図

【図５】本発明の実施の形態２のロータリーヘッド式電
子部品実装装置の電気的接続部の側断面図

【図６】本発明の実施の形態２のロータリーヘッド式電
子部品実装装置の電気的接続部の平断面図

【図７】本発明の実施の形態３の第１の光通信素子と第
２の光通信素子の配線図

【符号の説明】

１ 本体部 ２ ロータリーヘッド ３，３’ 回転軸 ４ 移載ヘッド ５ ノズル ６ 電子部品供給部 １０ 基板の位置決め部 １１ 基板 １２ 電子部品 １５ アクチュエータ部 ２１ 命令実行型アクチュエータ制御部 ３４ａ，３４ｂ 第１の光通信素子 ３５ａ，３５ｂ 第２の光通信素子 ３８ 制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移載ヘッドをロータリーヘッドの円周方向
   にインデックス回転させながら、電子部品供給部に備え
   られた電子部品を移載ヘッドのノズルに真空吸着してピ
   ックアップし、位置決め部に位置決めされた基板に移送
   搭載するようにしたロータリーヘッド式電子部品実装装
   置において、ロータリーヘッドの回転軸に第１の光通信
   素子を設けるとともに、回転軸の側方に前記第１の光通
   信素子と光信号の授受を行う第２の光通信素子を設け、
   かつ前記第１の光通信素子を移載ヘッドのアクチュエー
   タ部を制御する命令実行型アクチュエータ制御部に接続
   するとともに、第２の光通信素子を前記命令実行型アク
   チュエータ制御部に命令信号を送出する制御部に接続し
   たことを特徴とするロータリーヘッド式電子部品実装装
   置におけるロータリーヘッドの電気的接続構造。