JPH11298195A - 部品装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノズルのストロークを装着しようとする部品
の背の高さに応じて、自由に、かつ高精度に変化させる
ことができる、部品を基板に確実に装着できる部品装着
装置を得ること。 【解決手段】 本発明の部品装着装置１０は、カム２１
により揺動するレバー２５の長孔２６に係合しているカ
ムフォロワー２８が取り付けられている垂直にのみ往復
可能なロッド２７を水平方向に移動させることにより、
前記レバー２５が揺動した時の前記カムフォロワー２８
の上下移動距離が変化し、前記カムフォロワー２８が取
り付けられた前記ロッド２７のストロークを変化させ、
前記ロッド２７下端に取り付けられた前記カムフォロワ
ー２９を介してノズル４４の上下ストロークを吸着した
部品Ｐの背の高さに応じて変化させる機構で構成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品、機械部
品などの部品を部品装着対象物の所定の位置に対して部
品の装着方向の大きさ（「背の高さ」、或いは「厚
さ」。以下、「背の高さ」と記す）に応じて部品を押し
付けて装着するための部品装着装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】部品を、その部品の装着対象物に対して
装着する装置としては、例えば、電子部品を対象物であ
る電子回路基板に対して実装する電子部品実装装置があ
る。この電子部品実装装置の多くは、多品種の電子部品
を取扱い、電子回路基板の所定の位置に実装できるよう
に構成されている。この種の電子部品実装装置では、次
のような点を考慮しなければならない。即ち、電子部品
はその電子部品の種類により背の高さがまちまちである
が、部品装着部はそれぞれの背の高さに応じて電子部品
を確実に吸着或いは装着する必要がある。

【０００３】従来のこの種の電子部品実装装置として
は、吸着保持するノズルにスプリングを設けて、このス
プリングの力で電子部品の背の高さの違いを吸収する方
式のものがある。この方式のものでは、背の高い電子部
品に対しては、スプリングの力が大きく作用し過ぎて、
その電子部品に損傷を与えたり、電子回路基板が跳ねて
正しく実装されている電子部品をも実装不良にしてしま
うなど、電子部品の実装の品質及び効率上の問題があ
る。

【０００４】また、別の従来の電子部品実装装置として
は、所謂、ＸＹテーブルのような２軸移動テーブルの上
に設けられた基板固定部を、電子部品の高さに応じて上
下させる方式のものもある。この方式のものでは、面積
の広い電子回路基板を精密に均等に上下させる機構が複
雑で、しかも高価である。

【０００５】これらの問題点を解消した電子部品実装装
置として、カム機構を用い、電子部品を吸着保持するノ
ズルのストロークの下死点の位置を電子部品の高さに応
じて変更させる方式のものがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このカ
ム機構を用いた方式のものは、電子部品の実装速度を高
速化すると、背の高い電子部品にはより衝撃が加わり、
その電子部品を損傷するという問題点がある。また、リ
ンク部品の数が多く、機構が複雑であり、高価なものに
なるなど多くの課題がある。本発明はこれらの課題を解
決しようとするものであって、電子部品のような部品を
電子回路基板のような装着対象物に対し、部品の装着方
向の大きさに応じて簡単に、かつ確実に装着できる部品
装着装置を得ることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の実施
形態の部品装着装置は、カムにより揺動するレバーの先
端部に開けられた長孔に係合しているカムフォロワーが
取り付けられ、垂直方向にのみ往復移動が可能なロッド
を水平方向に平行移動させることにより、前記レバーが
揺動した時の前記カムフォロワーの上下移動距離を変化
させ、前記カムフォロワーが取り付けられた前記ロッド
のストロークを変化させ、前記ロッド下端に取り付けら
れたカムフォロワーを介してノズルの上下ストローク
を、吸着した部品の背の高さに応じて変化させる機構で
構成して、前記課題を解決している。

【０００８】従って、本発明は、ストローク可変手段の
回動角を数値制御する比較的簡単な手段で、回転カムの
回転に連動して発生する、部品を装着しようとするスト
ロークを、それらの部品の装着方向の背の高さに応じた
ストローク長に可変させることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の部品装着装置の好
適な実施の態様として電子部品を装着する部品装着装置
を取り挙げ、添付図面に基づいて説明する。なお、以下
に記す実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の
記載がない限り、この実施形態の構造、構成に限定され
るものではないことを断っておく。

【００１０】先ず、図を参照しながら、本発明の部品装
着装置の実施形態の構成を説明する。図１は本発明の部
品装着装置を備えた実装機の構成斜視図であり、そして
図２は本発明の部品装着装置の構成を示す一部断面側面
図である。

【００１１】図１において符号１は本発明の部品装着装
置を備えた実装機を指す。この実装機１は、ヘッドフレ
ームアセンブリ２、メイン駆動アセンブリ３、ベースシ
ャーシアセンブリ４、基板位置決めユニット５、基板搬
送ユニット６、ローダーユニット７、アンローダーユニ
ット８、ガードフェンスユニット９などから構成されて
いる。

【００１２】ヘッドフレームアセンブリ２には基板搬送
ユニット６で搬送されてきた電子回路基板Ｂ（図２）に
対して各種の電子部品を装着する後記の本発明の部品装
着装置１０が配設されている。メイン駆動アセンブリ３
はヘッドフレームアセンブリ２の各部の駆動を受け持つ
装置である。ローダーユニット７は、電子回路基板Ｂを
基板搬送ユニット６側に供給し、基板搬送ユニット６は
電子回路基板Ｂを基板位置決めユニット５に搬送する手
段である。アンローダーユニット８は実装を終えた電子
回路基板Ｂを外部に排出するものである。ガードフェン
スユニット９は実装機１の外周部を囲んで防護壁の役割
を果たす機材である。

【００１３】本発明の部品装着装置は、前記ヘッドフレ
ームアセンブリ２に配設されている。本発明は実装機１
の部品Ｐの吸着と装着に係わる部分であり、部品Ｐの
吸、装着の下死点が部品Ｐの背の高さにより微妙に異な
るため、部品データの部品Ｐの背の高さ（厚さ）により
ノズルの下死点までのストロークをきめ細かく変えられ
ることが部品Ｐの吸着率、及び装着率の向上につなが
り、実装品質、生産性を向上させることになり、簡単な
構造が信頼性の高い安価な実装機を実現できることにな
る。

【００１４】以下、図２を用いて、本発明の１実施形態
の部品装着装置を説明する。図２において、符号１０は
本発明の部品装着装置を指す。この部品装着装置１０は
大きく分けてノズルストローク発生機構２０、ノズル機
構４０、ノズルストローク可変機構５０などから構成さ
れている。これらノズルストローク発生機構２０、ノズ
ル機構４０、ノズルストローク可変機構５０は実装機１
のフレームＦに取り付けられている。そのフレームＦ
は、図２には、一部分しか示していないことを予め断っ
ておく。

【００１５】前記ノズルストローク発生機構２０は、次
のような機構で構成されている。即ち、実装機１の主駆
動モータ（不図示）により駆動されるカム軸２２に固定
されたカム２１は矢印方向に回転する。カムフォロワー
２３は回動軸２４を支点として揺動するレバー２５に固
定され、カム面２１Ａに沿って転がる。

【００１６】前記レバー２５の先端部には長孔２６が形
成されており、この中に上下運動可能なロッド２７に取
り付けられたカムフォロワー２８が長孔２６の長手方向
に移動可能なように係合されている。ロッド２７はリニ
アガイドベアリング３０にガイドされている。このロッ
ド２７の他端にもカムフォロワー２９が取り付けられて
いる。カムフォロワー２９の下には、リニアガイドベア
リング３２にガイドされたプッシャー３１が配設され、
その上面はスプリング３３に押圧されてカムフォロワー
２９に密着している。

【００１７】次に、前記ノズル機構４０の構成を説明す
る。即ち、インデックステーブル４１に配置された複数
個のノズルユニット４２は、電子部品Ｐをバキュームで
吸着した状態で、回動中心Ｃを中心にして、間欠的に旋
回回動してプッシャー３１の下端に移動してくる。

【００１８】ノズルユニット４２は、微妙な緩衝用スプ
リング４３で下方に押さえられた電子部品吸着用ノズル
４４と、この緩衝用スプリング４３とノズル４４とを保
持し、かつノズル４４へのバキューム経路４５を備えた
ノズルホルダー４６で構成されている。ノズルホルダー
４６はノズルユニット４２内でスプリング４７により上
方に押し付けられ、その先端部はプッシャー３１で押さ
れ、吸着した電子部品Ｐが電子回路基板Ｂの上に印刷さ
れたソルダーペーストＳに達するまで押し下げられる。

【００１９】次に、前記ノズルストローク可変機構５０
の構成を説明する。垂直方向に移動する前記ロッド２７
をガイドするリニアガイドベアリング３０はノズルスト
ローク発生機構２０の一つであるが、このリニアガイド
ベアリング３０を保持しているスライダー５１はガイド
レール５２をガイドとするリニアガイドベアリング５３
も保持しており、サーボモーター５４で駆動されるボー
ルネジ５５により水平方向に移動できる機構で構成され
ている。サーボモーター５４はフレームＦに固定されて
いる軸受けフレーム５６に固定されており、その回転軸
５７は軸受けフレーム５６に組み込まれているベアリン
グ５８で軸受けされている。

【００２０】次に、前記のように構成された部品装着装
置１０の動作を説明する。前記カムフォロワー２３はカ
ム２１の回転にしたがって回動軸２４を支点として揺動
し、レバー２５の長孔２６に係合しているカムフォロワ
ー２８の部分では、上下成分Ｌａで動作する。この動作
はロッド２７を垂直方向に動作させ、ロッド２７下端部
のカムフォロワー２９に密着したプッシャー３１を介し
てノズルホルダー４６が保持しているノズル４４を同じ
ストロークＬａ（実際はＬａマイナス、プッシャー３１
とノズルホルダー４６との隙間）だけ押し下げ、電子部
品Ｐを電子回路基板Ｂ上のソルダーペーストＳに密着さ
せる。

【００２１】次に、カム２１の回転によりレバー２５が
持ち上げられ、ノズル４４が上昇動作に入る時に、ノズ
ル４４に吸着した電子部品ＰをソルダーペーストＳの粘
着力でノズル４４から完全に離脱させるためにバキュー
ム経路４５に負圧が残らないように圧縮空気を供給す
る。このような一連の動作で電子部品Ｐの装着が完了す
る。

【００２２】次に、装着しようとする電子部品Ｐの背の
高さが異なる場合の前記ノズルストローク可変機構の動
作を説明する。レバー２５の長孔２６に係合しているカ
ムフォロワー２８は上下成分Ｌａで動作している。部品
装着装置１０がこのような動作状態にある時に、次に装
着しようとする電子部品Ｐが今までより背が高いもので
あるとを想定する。この場合、実装機１に記憶された部
品データまたは実装機１で測定した部品データにより、
次に装着する電子部品Ｐの背の高さに応じてサーボモー
ター５４が換算した分の角度だけ回転し、ロッド２７は
ボールネジ５５により水平方向にＬｓの距離だけ移動す
る。ロッド２７はこの位置では前記上下成分Ｌａより短
い上下成分Ｌｂで運動することになり、ノズル４４の先
端部もＬｂの距離を上下運動する。このようにしてカム
フォロワー２８、プッシャー３１は上死点は変わらない
まま下降動作の下死点を装着部品の背の高さに応じて変
化させることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の実施形態の部品装着装置によれば、 １．ノズルのストロークを装着しようとする部品の背の
高さに応じて、自由に、かつ高精度に変化させることが
できる ２．そのための構成部品が少なく、簡単な構造で構成で
きる ３．高速駆動ができる ４．安価である ５．メンテナンスが容易である ６．信頼性が高いなど、数々の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の部品装着装置を備えた実装機の構成
斜視図である。

【図２】 本発明の部品装着装置の構成を示す一部断面
側面図である。

【符号の説明】

１０…本発明の実施形態の部品装着装置、２０…ノズル
ストローク発生機構、２１…カム、２３，２８，２９…
カムフォロワー、２４…回動軸、２５…レバー、２６…
長孔、２７…ロッド、３０，３２，５３…リニアガイド
ベアリング、３１…プッシャー、４１…インデックステ
ーブル、４２…ノズルユニット、４３…緩衝用スプリン
グ、４４…ノズル、４６…ノズルホルダー、５０…ノズ
ルストローク可変機構、５１…スライダー、５２…ガイ
ドレール、５３…リニアガイドベアリング、５４…サー
ボモーター、５５…ボールネジ、Ｂ…電子回路基板、Ｐ
…部品（電子部品）、Ｓ…ソルダーペースト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カムにより揺動するレバーの先端部に開
   けられた長孔に係合しているカムフォロワーが取り付け
   られて、垂直方向にのみ往復移動が可能なロッドを水平
   方向に平行移動させることにより、前記レバーが揺動し
   た時の前記カムフォロワーの上下移動距離を変化させ、
   前記カムフォロワーが取り付けられた前記ロッドのスト
   ロークを変化させ、前記ロッド下端に取り付けられたカ
   ムフォロワーを介してノズルの上下ストロークを吸着し
   た部品の背の高さに応じて変化させることを特徴とする
   部品装着装置。