JPWO2013140600A1 - 電子部品実装装置 - Google Patents

Abstract

エアホースを用いないノズル間ピッチ可変機構を有する電子部品実装装置を提供する。装着ヘッド３３に支持され、電子部品を吸着する吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂを昇降可能に備えた第１のノズルユニット３５と、装着ヘッドに、第１のノズルユニットに対してノズル間ピッチを変更可能に支持され、電子部品を吸着する吸着ノズル３６Ａ、３６Ｂを昇降可能に備えた第２のノズルユニット３７と、第２のノズルユニットを第１のノズルユニットに対して相対移動させ、ノズル間ピッチを変更するノズル間ピッチ変更手段（８０、８３）と、装着ヘッドもしくは第１のノズルユニットと、第２のノズルユニットとの間でエアを流通するエア流通手段９０とを有し、エア流通手段は、装着ヘッドもしくは第１のノズルユニットおよび第２のノズルユニットの一方に保持され、装着ヘッドもしくは第１のノズルユニットおよび第２のノズルユニットの他方に相対摺動可能に嵌合するエア管路９３Ａ、９３Ｂを備えている。

Description

本発明は、ノズル間ピッチ可変機構を有する装着ヘッドを備えた電子部品実装装置に関するものである。

吸着ノズルによって吸着した電子部品を回路基板に実装する電子部品実装装置において、ＸＹ方向に移動可能な装着ヘッドに、吸着ノズルを保持した２つのノズルユニットを備え、一方のノズルユニットを他方のノズルユニットに対して相対移動させることにより、吸着ノズルのノズル間ピッチを変更できるようにした電子部品実装装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。

特開２００６−３２４３９５号公報

このようなノズル間ピッチ可変機構を有する装着ヘッドを備えた電子部品実装装置においては、吸着ノズルによって電子部品を吸着するために、吸着ノズルの先端にエア（負圧エア）を供給することが必要となるが、従来においては、可動側のノズルユニットに、装着ヘッドあるいは固定側のノズルユニットからフレキシブルなエアホースを介してエアを供給するようにしている。

ところが、エアホースを使用すると、ノズル間ピッチを変更するためのノズルユニットの移動時に、エアホースが抵抗となり、各駆動部に負荷が作用するとともに、エアホースが振られることにより、吸着ノズルの先端位置が変位するおそれがある。また、エアホースに余裕を持たせる必要があるため、大きなスペースが必要となる問題がある。

本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、エアホースを用いないノズル間ピッチ可変機構を有する電子部品実装装置を提供することを目的とするものである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、基台に設けられ基板の搬入、搬出および位置決め保持を行う基板搬送装置と、前記基板に実装する電子部品を供給する部品供給装置と、該部品供給装置により供給された電子部品を吸着して該電子部品を前記基板搬送装置に位置決め保持された前記基板上に実装する部品装着装置とを備えた電子部品実装装置において、前記部品装着装置は、 前記基板に対してＸＹ方向に相対移動可能な装着ヘッドと、該装着ヘッドに支持され、前記電子部品を吸着する吸着ノズルを昇降可能に備えた第１のノズルユニットと、前記装着ヘッドに、前記第１のノズルユニットに対してノズル間ピッチを変更可能に支持され、前記電子部品を吸着する吸着ノズルを昇降可能に備えた第２のノズルユニットと、該第２のノズルユニットを前記第１のノズルユニットに対して相対移動させ、ノズル間ピッチを変更するノズル間ピッチ変更手段と、 前記装着ヘッドもしくは前記第１のノズルユニットと、前記第２のノズルユニットとの間でエアを流通するエア流通手段とを有し、前記エア流通手段は、前記装着ヘッドもしくは前記第１のノズルユニットおよび前記第２のノズルユニットの一方に保持され、前記装着ヘッドもしくは前記第１のノズルユニットおよび前記第２のノズルユニットの他方に相対摺動可能に嵌合するエア管路を備えたことである。

上記した構成によれば、エア流通手段のエア管路によって、固定の第１のノズルユニット側と可動の第２のノズルユニット側との間でエアを流通させることができ、これによって、従来のようなエアホースを不要にすることができるので、ノズル間ピッチ変更時にエアホースが振られることによって引き起こされる吸着ノズルの変位を抑制することができる。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記第２のノズルユニットを前記第１のノズルユニットに対して前記ノズル間ピッチ変更方向に付勢する付勢手段を設けたことである。

上記した構成によれば、ノズル間ピッチをモータによって駆動されるボールねじ機構によって変更する場合であっても、ボールねじ軸と送りナットとの遊び等に係らず、第２のノズルユニットの停止位置がふらつくことがなく、ノズル間ピッチの再現性を確保することができる。

請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記第１のノズルユニットには、複数の吸着ノズルが前記ノズル間ピッチ変更方向と直交する方向に離間して配設され、前記第２のノズルユニットには、複数の吸着ノズルが前記ノズル間ピッチ変更方向と直交する方向に離間して配設されていることである。

上記した構成によれば、例えば、トレイ型部品供給装置のように、トレイ上のＸＹ方向に電子部品が配列されている場合には、４つ以上の電子部品を同時に吸着することを可能にできる。

請求項４に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記第１のノズルユニットおよび前記第２のノズルユニットは、円周上に複数の吸着ノズルをインデックス可能に配設したロータリヘッドからなっていることである。

上記した構成によれば、ロータリヘッドの円周上に設けた多数の吸着ノズルによって多数の電子部品を同時に吸着することができるようになり、電子部品の実装作業を効率的に行うことができる。

請求項５に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記装着ヘッドには、前記吸着ノズルを昇降駆動する昇降駆動手段が支持されていることである。

上記した構成によれば、ノズル間ピッチを変更する可動部の重量を軽減することができ、ノズル間ピッチ変更手段の駆動部を小型化できるとともに、ノズル間ピッチの変更を迅速に行うことができる。

本発明の実施の形態を示す電子部品実装装置の概略平面図である。 本実施の形態に係る電子部品実装装置の装着ヘッドを示す平面図である。 第１のノズルユニットの構成を示す図である。 第２のノズルユニットの構成を示す図である。 第１のノズルユニットと第２のノズルユニットのノズル間ピッチを示す説明図である。 第１のノズルユニットの上部を拡大した拡大図である。 第２のノズルユニットの上部を拡大した拡大図である。 ノズル間ピッチ可変機構を示す図である。 第１のノズルユニットと第２のノズルユニット間のエア流通手段を示す断面図である。 電子部品実装装置を制御する制御装置を示す制御ブロック図である。 本実施の形態に係る応用例を示す図である。 本発明の別の実施の形態を示す図である。

以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、電子部品実装装置１０の概略平面図を示すもので、電子部品実装装置１０は、基板搬送装置１１と、トレイ型部品供給装置１３と、フィーダ型部品供給装置１４と、部品装着装置１５を備えている。

基板搬送装置１１は、基台２０上に設けられ、回路基板２１を搬送するベルトコンベア２２を備え、回路基板２１をベルトコンベア２２に沿って搬送して基板保持装置１２上に搬入するとともに、基板保持装置１２より搬出するものである。基板保持装置１２は、図示を省略するが、回路基板２１を下方から支持する基板支持装置と、回路基板２１を位置決め保持する位置決め保持装置とを含んでいる。図１においては、基板搬送方向をＸ軸方向とし、基板搬送方向と直交する方向をＹ軸方向としている。

トレイ型部品供給装置１３とフィーダ型部品供給装置１４は、Ｙ軸方向に互いに隔たって、基板搬送装置１１の両側に設けられている。トレイ型部品供給装置１３は、電子部品を複数のトレイ２３に収容して供給するものであり、トレイ２３には、ＸＹ方向に多数の電子部品が配列されている。トレイ型部品供給装置１３は、供給装置本体としての台車２４を備え、台車２４は電子部品実装装置１０に対して連結可能かつ切り離し可能となっている。

一方、フィーダ型部品供給装置１４は、電子部品を複数のフィーダ２５に収容して供給するものであり、フィーダ支持テーブルとしての台車２６を備え、台車２６は電子部品実装装置１０に対して連結可能かつ切り離し可能となっている。複数のフィーダ２５は、フィーダ支持テーブル（台車）２６にＸ軸方向に並設して着脱可能に装着されている。

各フィーダ２５には、図示を省略したが、リールが取付けられ、リールに多数の電子部品を間隔を有して一列に収容したテープが巻回されている。テープはモータを駆動源とする送り出し手段によって送り出され、電子部品を部品供給位置に順次供給するようになっている。

部品装着装置１５は、電子部品実装装置１０の基台２０の上方位置にＸ軸方向に移動可能に支持されたＸ軸スライド３１と、Ｘ軸スライド３１上にＹ軸方向に移動可能に支持されたＹ軸スライド３２と、Ｙ軸スライド３２上に設けられた装着ヘッド３３とを備えている。装着ヘッド３３には、後述するように、電子部品を吸着保持する複数の吸着ノズルが設けられている。Ｘ軸スライド３１およびＹ軸スライド３２は、Ｘ軸モータ１１６（図１０参照）およびＹ軸モータ１１７（図１０参照）によってそれぞれ移動され、装着ヘッド３３をＸＹ平面内の任意の位置へ移動できるようにしている。

次に装着ヘッド３３の具体的構成を図２、図３および図４に基づいて説明する。なお、図２は、装着ヘッド３３を全体として下面から見た平面図であるが、主として、各部の平面的な配置関係を明らかにする概要図である。

図３および図４において、装着ヘッド３３には、複数（実施の形態においては２つ）の第１吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂを備えた第１のノズルユニット３５と、複数（実施の形態においては２つ）の第２吸着ノズル３６Ａ、３６Ｂを備えた第２のノズルユニット３７が具備されている。

第１のノズルユニット３５は、装着ヘッド３３のヘッド本体３８に固定され、第２のノズルユニット３７は、装着ヘッド３３のヘッド本体３８にＸ方向に移動可能に支持され、第２のノズルユニット３７のＸ方向移動によって、図５に示すように、第１吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂと第２吸着ノズル３６Ａ、３６Ｂとのノズル間ピッチＸ１が、ＸｍｉｎとＸｍａｘとの間で自在に変更できるようになっている。

図３において、第１のノズルユニット３５側の装着ヘッド３３のヘッド本体３８の上部には、上部固定ブロック３９ａ、３９ｂが固定され、ヘッド本体３８の下部には、下部固定ブロック４０が固定されている。下部固定ブロック４０には、複数（２つ）の第１ノズル保持軸４１Ａ、４１ＢがＹ軸方向に所定距離Ｙ１離間して鉛直軸線と平行に保持されている。第１ノズル保持軸４１Ａ、４１Ｂは、下部固定ブロック４０に、それぞれＺ軸方向（上下方向）に移動可能に、かつＺ軸回りに回転可能に支持されている。第１ノズル保持軸４１Ａ、４１Ｂの外周には、スプラインがそれぞれ形成されている。

ヘッド本体３８には、第１ノズル保持軸４１Ａ、４１Ｂと平行に第１ボールねじ軸４４Ａ、４４Ｂがそれぞれ回転可能に支持され、これら第１ボールねじ軸４４Ａ、４４Ｂに送りナット４５Ａ、４５Ｂがそれぞれ螺合されている。これら送りナット４５Ａ、４５Ｂは、図略のガイドバーによってヘッド本体３８に対して昇降のみ可能に回り止めされており、これによって送りナット４５Ａ、４５Ｂは、第１ボールねじ軸４４Ａ、４４Ｂの回転によってＺ軸方向（上下方向）に移動されるようになっている。

各送りナット４５Ａ、４５Ｂには、第１ノズル保持軸４１Ａ、４１Ｂの上端部をそれぞれ回転のみ可能に支持する支持ブロック４６Ａ、４６Ｂが固定され、送りナット４５Ａ、４５ＢのＺ軸方向移動により、支持ブロック４６Ａ、４６Ｂを介して第１ノズル保持軸４１Ａ、４１ＢがＺ軸方向に一体的に昇降移動されるようになっている。

また、ヘッド本体３８には、第１ボールねじ軸４４Ａ、４４Ｂとそれぞれ平行に第１ノズル昇降用モータ４７Ａ、４７Ｂが設置されている。第１ノズル昇降用モータ４７Ａ、４７Ｂのモータ軸４７Ａ１、４７Ｂ１には、駆動ギヤ４８Ａ、４８Ｂがそれぞれ連結され、これら駆動ギヤ４８Ａ、４８Ｂは、第１ボールねじ軸４４Ａ、４４Ｂの各一端に連結された従動ギヤ４９Ａ、４９Ｂに噛合されている。

これにより、ヘッド本体３８に設置された第１ノズル昇降用モータ４７Ａ、４７Ｂが駆動されると、第１ボールねじ軸４４Ａ、４４Ｂが回転され、送りナット４５Ａ、４５Ｂとともに第１ノズル保持軸４１Ａ、４１Ｂが昇降される。

下部固定ブロック４０には、第１ノズル保持軸４１Ａ、４１Ｂの外周にスプライン係合された従動ギヤ５０Ａ、５０Ｂがそれぞれ回転可能に支持され、これら従動ギヤ５０Ａ、５０Ｂは、その間に配置された共通の駆動ギヤ５１に常時噛合されている。ヘッド本体３８には、第１ノズル保持軸４１Ａ、４１Ｂと平行に第１ノズル回転用モータ５２が設置されている。第１ノズル回転用モータ５２のモータ軸には駆動ギヤ５１が連結され、これにより、第１ノズル回転用モータ５２の回転によって第１ノズル保持軸４１Ａ、４１Ｂが互いに反対方向に回転される。

第１ノズル保持軸４１Ａ、４１Ｂの各下端には、電子部品を吸着保持する第１吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂがそれぞれ取付けられている。第１ノズル保持軸４１Ａ、４１Ｂの中心部には、図６に示すように、第１吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂに負圧あるいは正圧を導入するエア導入穴５６Ａ、５６Ｂが形成されている。第１ノズル保持軸４１Ａ、４１Ｂには、エア導入管路５７Ａ、５７Ｂがそれぞれ相対摺動可能に嵌合され、これらエア導入管路５７Ａ、５７Ｂの下端は、エア導入穴５６Ａ、５６Ｂ内に開口されている。エア導入管路５７Ａ、５７Ｂの上端部は、上部固定ブロック３９ａにそれぞれ一体的に連結されている。

上部固定ブロック３９ａには、エア導入管路５７Ａ、５７Ｂに連通するエア供給路５８Ａ、５８Ｂが形成され、これらエア供給路５８Ａ、５８Ｂは図示してないが各々の切替弁を介してエア供給源に接続されている。これにより、エア供給源より切替弁を介してエア供給路５８Ａ、５８Ｂに同時にあるいは個別にエア（負圧エアあるいは正圧エア）を供給できるようにしている。

エア供給路５８Ａ、５８Ｂに供給されたエアは、エア導入管路５７Ａ、５７Ｂおよびエア導入穴５６Ａ、５６Ｂを介して第１吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂに導入され、第１吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂによって電子部品を吸着あるいは解放できるようになっている。

一方、第２のノズルユニット３７側のヘッド本体３８の上部には、図４に示すように、一対の上部ガイドレール７５がＸ軸方向に沿って設置され、ヘッド本体３８の下部には、一対の下部ガイドレール７６がＸ軸方向に沿って設置されている。これらガイドレール７５、７６には、各一対のスライド部材７７、７８がそれぞれＸ軸方向に移動可能に案内支持されている。各スライド部材７７、７８には、上部可動ブロック６１ａ、６１ｂおよび下部可動ブロック６２がそれぞれ固定されている。

下部可動ブロック６２には、複数（２つ）の第２ノズル保持軸６３Ａ、６３ＢがＹ軸方向に所定距離Ｙ１離間して第１ノズル保持軸４１Ａ、４１Ｂと平行に保持されている。これら第２ノズル保持軸６３Ａ、６３Ｂは、第１ノズル保持軸４１Ａ、４１Ｂに対してＸ軸方向に所定ピッチＸ１（図５参照）離間されており、可動ブロック６１ａ、６１ｂ、６２のＸ方向移動によって第１ノズル保持軸４１Ａ、４１Ｂとの軸間ピッチを自由に変更できるようになっている。第２ノズル保持軸６３Ａ、６３Ｂは、下部可動ブロック６２に、それぞれＺ軸方向（上下方向）に移動可能に、かつＺ軸回りに回転可能に支持されている。第２ノズル保持軸６３Ａ、６３Ｂの外周には、スプラインがそれぞれ形成されている。

ヘッド本体３８には、第２ノズル保持軸６３Ａ、６３Ｂと平行に第２ボールねじ軸６４Ａ、６４Ｂがそれぞれ回転可能に支持され、これら第２ボールねじ軸６４Ａ、６４Ｂに送りナット６５Ａ、６５Ｂがそれぞれ螺合されている。これら送りナット６５Ａ、６５Ｂは、図略のガイドバーによってヘッド本体３８に対して昇降のみ可能に回り止めされており、これによって送りナット６５Ａ、６５Ｂは、第２ボールねじ軸６４Ａ、６４Ｂの回転によってＺ軸方向に移動されるようになっている。

各送りナット６５Ａ、６５Ｂには、図７に示すように、Ｙ方向に沿って延在するガイド溝部９５Ａ、９５Ｂを形成した断面コ字形をなすガイド部材９６Ａ、９６Ｂが固定されている。これらガイド部材９６Ａ、９６Ｂのガイド溝部９５Ａ、９５Ｂには、スライド部材９７Ａ、９７Ｂに支持されたフォロアローラ９８Ａ、９８Ｂが、Ｘ方向に転動可能に係合されている。

スライド部材９７Ａ、９７Ｂは、可動ブロック６１ａ、６１ｂ、６２に取付けられたガイドバー９９Ａ、９９Ｂ（図２参照）により、可動ブロック６１ａ、６１ｂ、６２に対して昇降のみ可能に回り止めされており、これらスライド部材９７Ａ、９７Ｂに、第２ノズル保持軸６３Ａ、６３Ｂの上端部が回転のみ可能に支持されている。

これにより、第２のノズルユニット３７のＸ方向移動は許容しながら、送りナット６５Ａ、６５ＢのＺ軸方向移動により、ガイド部材９６Ａ、９６Ｂおよびスライド部材９７Ａ、９７Ｂを介して、第２ノズル保持軸６３Ａ、６３ＢをＺ軸方向に一体的に昇降移動できるようになっている。

ヘッド本体３８には、第２ボールねじ軸６４Ａ、６４Ｂとそれぞれ平行に第２ノズル昇降用モータ６６Ａ、６６Ｂが設置されている。第２ノズル昇降用モータ６６Ａ、６６Ｂのモータ軸には、駆動ギヤ６８Ａ、６８Ｂがそれぞれ連結され、これら駆動ギヤ６８Ａ、６８Ｂは、第２ボールねじ軸６４Ａ、６４Ｂの各一端に連結された従動ギヤ６９Ａ、６９Ｂに噛合されている。これにより、ヘッド本体３８に設置された第２ノズル昇降用モータ６６Ａ、６６Ｂにより、第２ボールねじ軸６４Ａ、６４Ｂが回転されると、これに螺合する送りナット６５Ａ、６５Ｂとともに第２ノズル保持軸６３Ａ、６３Ｂが一体的に昇降されるようになる。

上記した第１および第２ノズル昇降用モータ４７Ａ、４７Ｂ、６６Ａ、６６Ｂならびに第１および第２ボールねじ軸４４Ａ、４４Ｂ、６４Ａ、６４Ｂ等によって、第１および第２ノズル保持軸４１Ａ、４４Ｂ、６３Ａ、６３Ｂならびに第１および第２吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６ＢをＺ軸方向に昇降する昇降駆動手段を構成している。

下部可動ブロック６２には、第２ノズル保持軸６３Ａ、６３Ｂの外周にスプライン係合された従動ギヤ７０Ａ、７０Ｂがそれぞれ回転可能に支持され、これら従動ギヤ７０Ａ、７０Ｂは、その間に配置された共通の駆動ギヤ７１に常時噛合されている。

ヘッド本体３８には、第２ノズル保持軸６３Ａ、６３Ｂと平行に第２ノズル回転用モータ７２が設置されている。第２ノズル回転用モータ７２のモータ軸には駆動ギヤ７１が連結され、これにより、第２ノズル回転用モータ７２の回転によって第２ノズル保持軸６３Ａ、６３Ｂが互いに反対方向に回転されるようになっている。

第２ノズル保持軸６３Ａ、６３Ｂの各下端には、電子部品を吸着保持する第２吸着ノズル３６Ａ、３６Ｂがそれぞれ取付けられている。第２ノズル保持軸６３Ａ、６３Ｂの中心部には、図７に示すように、第２吸着ノズル３６Ａ、３６Ｂに負圧あるいは正圧を導入するエア導入穴８７Ａ、８７Ｂが形成されている。第２ノズル保持軸６３Ａ、６３Ｂには、エア導入管路８８Ａ、８８Ｂがそれぞれ相対摺動可能に嵌合され、これらエア導入管路８８Ａ、８８Ｂの下端は、エア導入穴８７Ａ、８７Ｂ内に開口されている。エア導入管路８８Ａ、８８Ｂの上端部は、上部可動ブロック６１ｂにそれぞれ一体的に連結されている。

上部可動ブロック６１ｂには、エア導入管路８８Ａ、８８Ｂに連通するエア供給路８９Ａ、８９Ｂが形成されている。エア供給路８９Ａ、８９Ｂは、後述するエア流通手段を介してエアが供給されるようになっている。これらエア供給路８９Ａ、８９Ｂは図略の切替弁を介してエア供給源に接続されている。これにより、エア供給源より各々の切替弁を介してエア供給路５８Ａ、５８Ｂに同時にあるいは個別にエア（負圧エアあるいは正圧エア）を供給できるようになっている。

エア供給路８９Ａ、８９Ｂに供給されたエアは、エア導入管路８８Ａ、８８Ｂおよびエア導入穴８７Ａ、８７Ｂを介して第２吸着ノズル３６Ａ、３６Ｂに導入され、第２吸着ノズル３６Ａ、３６Ｂによって電子部品を吸着あるいは解放できるようになっている。

ヘッド本体３８には、図８に示すように、支持ブラケット７９が固定され、この支持ブラケット７９に第３ボールねじ軸８０がＸ方向と平行な軸線の回りに回転可能に支持されている。第３ボールねじ軸８０には、送りナット８１が螺合され、送りナット８１は図略のガイドバーによってＸ方向にのみ移動可能に回り止めされており、送りナット８１は第３ボールねじ軸８０の回転によってＸ方向に移動されるようになっている。送りナット８１は、連結ブロック８２を介して下部可動ブロック６２に一体的に連結されている。

また、支持ブラケット７９には、ピッチ変更用モータ８３が第３ボールねじ軸８０と平行に取付けられている。ピッチ変更用モータ８３のモータ軸８３ａには、駆動ギヤ８５が連結され、駆動ギヤ８５は、第３ボールねじ軸８０の一端に連結された従動ギヤ８６に噛合されている。これにより、ピッチ変更用モータ８３によって第３ボールねじ軸８０が回転されると、これに螺合する送りナット８１とともに下部可動ブロック６２を介して第２のノズルユニット３７が下部ガイドレール７６に沿ってＸ方向に移動されるようになっている。

上記したピッチ変更用モータ８３および第３ボールねじ軸８０等によって、ノズル間ピッチ変更手段を構成し、当該ノズル間ピッチ変更手段と第２のノズルユニット３７とにより、第１のノズルユニット３５に対してノズル間ピッチを変更可能なノズル間ピッチ可変機構を構成している。なお、ノズル間ピッチ可変機構の可動部は、第２のノズルユニット３７のうち、上記した昇降駆動手段（第２ノズル昇降用モータ６６Ａ、６６Ｂおよび第２ボールねじ軸６４Ａ、６４Ｂ）を除いたものとなる。

上部可動ブロック６１ｂと、ヘッド本体３８に固定された上部固定ブロック３９ｂとの間には、固定ブロック３９ｂ側から可動ブロック６１ｂ側に、すなわち、第１のノズルユニット３５側から第２のノズルユニット３７側にエアを流通するエア流通手段９０が設けられている。

エア流通手段９０は、図２および図９に示すように、上部固定ブロック３９ｂに形成された一対のエア供給路９１Ａ、９１Ｂと、上部可動ブロック６１ｂに形成された一対のエア導入路９２Ａ、９２Ｂと、エア供給路９１Ａ、９１Ｂとエア導入路９２Ａ、９２Ｂとをそれぞれ連結する一対のエア管路９３Ａ、９３Ｂを有している。

一対のエア供給路９１Ａ、９１Ｂは、連通路１００Ａ、１００Ｂ（１００Ｂは図示省略）および各々の切替弁を介してエア供給源に接続され、エア供給源より各切替弁および連通路１００Ａ、１００Ｂを介してエア供給路９１Ａ、９１Ｂに同時にあるいは個別に負圧エアあるいは正圧エアが供給されるようになっている。

一対のエア供給路９１Ａ、９１Ｂは、Ｙ方向に所定距離離間され、Ｘ方向に延在されて一端が上部可動ブロック６１ｂに向けて開口され、その開口端に嵌合ブッシュ９４Ａ、９４Ｂが固定されている。一対のエア導入路９２Ａ、９２Ｂは、Ｙ方向に所定距離離間して形成され、各一端に一対のエア管路９３Ａ、９３Ｂの基端部が固定されている。一対のエア管路９３Ａ、９３Ｂは、嵌合ブッシュ９４Ａ、９４ＢにそれぞれＸ方向に摺動可能に嵌合され、第２のノズルユニット３７のＸ方向移動に拘らず、エア供給路９１Ａ、９１Ｂに供給されたエアを、フレキシブルなエアホースを用いずにエア導入路９２Ａ、９２Ｂに導入できるようにしている。

上記したように、エア流通手段９０として、従来のようなエアホースを用いていないため、第１のノズルユニット３５の吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂと、第２のノズルユニット３７の吸着ノズル３６Ａ、３６Ｂのノズル間ピッチを変更するために、ピッチ変更用モータ８３によって第２のノズルユニット３７がＸ方向に移動されても、従来のようにエアホースが振られることによる悪影響が生ずることがなく、吸着ノズル３６Ａ、３６Ｂの先端位置が変位することがない。

さらに、上部固定ブロック３９ｂと上部可動ブロック６１ｂとの間には、図２に示すように、付勢手段としての圧縮スプリング１０１がガイドバー１０２の周りにＸ方向に沿って配設されている。圧縮スプリング１０１は、第１のノズルユニット３５に対して第２のノズルユニット３７を離間する方向に付勢し、第３ボールねじ軸８０とこれに螺合する送りナット８１との間に遊び（隙間）があっても、第２のノズルユニット３７の停止位置にばらつきを生じないようにしている。

これによって、ノズル間ピッチを変更するために、第２のノズルユニット３７がピッチ変更用モータ８３によって所定量移動されても、ボールねじ軸８０と送りナット８１との遊び等に係らず、第２のノズルユニット３７の停止位置のばらつきを小さくすることができる。この結果、ノズル間ピッチの再現性を確保でき、吸着ノズル３６Ａ、３６Ｂの位置決め精度を向上することができる。

図１に示すように、Ｙ軸スライド３２上には、ＣＣＤカメラからなる基板撮像装置９７が設けられており、基板撮像装置９７は、部品装着装置１５の所定位置に位置決めされた回路基板２１上に設けられた図略の基板位置基準マークおよび基板ＩＤマークを撮像し、基板位置基準情報および基板ＩＤ情報を取得するようになっている。そして、基板撮像装置９７によって取得された基板位置基準情報に基づいて、装着ヘッド３３を回路基板２１に対してＸＹ方向に位置補正するとともに、基板ＩＤ情報に基づいて、電子部品の実装作業を制御するようになっている。

また、基台２０上には、部品供給装置１３、１４と部品装着装置１５との各間に、ＣＣＤカメラからなる部品撮像装置９８が設けられている。部品撮像装置９８は、装着ヘッド３３の吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂに吸着した電子部品を、部品供給装置１３、１４から回路基板２１上に移動する途中で撮像して、吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂに吸着された電子部品の吸着状態や、吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂの中心に対する電子部品の芯ずれ等を検出し、芯ずれ等に基づいて装着ヘッド３３のＸＹ方向等の移動量を補正するとともに、吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂの角度を補正し、電子部品が回路基板２１上の定められた座標位置に正確に装着できるようにしている。

電子部品実装装置１０は、図１０に示すように、制御装置１１０を有している。制御装置１１０は、ＣＰＵ１１１，ＲＯＭ１１２，ＲＡＭ１１３およびそれらを接続するバス１１４を備え、バス１１４には入出力インターフェース１１５が接続されている。入出力インターフェース１１５には、装着ヘッド３３をＸ軸およびＹ軸方向に移動するＸ軸モータ１１６およびＹ軸モータ１１７、第１および第２ノズル保持軸４１Ａ、４１Ｂ、６３Ａ、６３ＢをＺ軸方向に移動するノズル昇降用モータ（Ｚ軸モータ）４７Ａ、４７Ｂ、６６Ａ、６６Ｂ、第１および第２ノズル保持軸４１Ａ、４１Ｂ、６３Ａ、６３ＢをＺ軸線の回りに回動するノズル回転用モータ（θ軸モータ）５２、７２、ならびにノズル間ピッチを変更するピッチ変更用モータ８３をそれぞれ制御する制御ユニット１１８が接続されている。また、入出力インターフェース１１５には、基板撮像装置９７および部品撮像装置９８によって撮像された画像データを画像処理する画像処理装置１１９等が接続されている。

制御装置１１０のＲＡＭ１１３には、現在のノズル間ピッチが記憶されており、ＣＰＵ１１１よりノズル間ピッチ変更指令が発せられると、ノズル間ピッチの目標値と現在値との差に応じてピッチ変更用モータ８３が正逆転制御され、所望のノズル間ピッチに変更される。

次に、上記した実施の形態における電子部品実装装置１０の動作について説明する。まず初めに、フィーダ型部品供給装置１４の隣合うフィーダ２５のピッチ間隔、あるいはトレイ型部品供給装置１３のＸ方向に隣合う２つの電子部品のピッチ間隔に合うように、ノズル間ピッチを変更する動作について説明する。

ノズル間ピッチを変更する場合には、制御装置１１０からのピッチ変更指令に基づいて、ピッチ変更用モータ８３が所定量駆動され、第３ボールねじ軸８０によって送りナット８１がＸ方向に移動され、連結部材８２を介して下部可動ブロック６２が下部ガイドレール７６に沿ってＸ方向に移動される。これにより、第２のノズルユニット３７が第１のノズルユニット３５に対して、Ｘ方向に所定量移動され、第１のノズルユニット３５と第２のノズルユニット３７のノズル間ピッチが所望ピッチに変更される。

次いで、ノズル間ピッチを変更しながら、電子部品を部品供給装置１３、１４からピックアップし、回路基板２１に実装する動作について説明する。

本実施の形態においては、Ｘ方向に離間した第１および第２吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂを有しているので、例えば、フィーダ型部品供給装置１４の隣合う２つのフィーダ２５によって各部品供給位置にそれぞれ供給された電子部品を、２つの吸着ノズル（第１吸着ノズル３４Ａ、第２吸着ノズル３６Ａ）によって同時に吸着し、これら電子部品を回路基板２１に同時に実装することが可能である。

あるいは、トレイ型部品供給装置１３上のＸ方向に隣合う２つの電子部品を第１および第２吸着ノズル３４Ａ、３６Ａによって同時に吸着し、これら電子部品を回路基板２１に同時に実装することもできる。

さらにはまた、トレイ型部品供給装置１３上のＹ方向に隣合う２列の電子部品が、第１吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂ（第２吸着ノズル３６Ａ、３６Ｂ）のＹ方向の間隔に一致する場合には、４つの吸着ノズル（第１および第２吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ）によって、トレイ２３上の４つの電子部品を同時に吸着し、これら電子部品を回路基板２１に同時に実装することもできる。

以下においては、所定のノズル間ピッチに設定された２つの吸着ノズル（第１および第２吸着ノズル３４Ａ、３６Ａ）によって、フィーダ型部品供給装置１４の２つのフィーダ２５より同時に電子部品をピックアップして、回路基板２１に実装する例について説明する。

制御装置１１０からの実装指令に基づいて、基板搬送装置１１が駆動され、回路基板２１が所定の位置まで搬送され、基板保持装置１２によって位置決め保持される。次いで、Ｘ軸モータ１１６およびＹ軸モータ１１７が駆動されることにより、Ｘ軸スライド３１およびＹ軸スライド３２がＸ軸方向およびＹ軸方向に移動され、装着ヘッド３３がフィーダ型部品供給装置１４の所定位置まで移動される。

その状態で、第１および第２ノズル昇降用モータ４７Ａ、６６Ａが駆動され、第１および第２ボールねじ軸４４Ａ、６４Ａが回転される。第１および第２ボールねじ軸４４Ａ、６４Ａの回転により、送りナット４５Ａ、６５ＡがＺ軸方向に下降され、これら送りナット４５Ａ、６５Ａと一体的に第１および第２ノズル保持軸４１Ａ、６３Ａが下降される。

第１および第２ノズル保持軸４１Ａ、６３Ａが所定位置まで下降されると、図略の切替弁の切替えにより、エア供給源より負圧エアが第１および第２ノズル保持軸４１Ａ、６３Ａに供給され、これによって、隣合うフィーダ２５の所定位置に供給された２つの電子部品が第１および第２吸着ノズル３４Ａ、３６Ａによって同時に吸着される。

すなわち、切替弁の切替えによって、第１ノズル保持軸４１Ａ側には、エア供給路５８Ａ、５８Ｂを介して負圧エアが供給されるとともに、第２ノズル保持軸６３Ａ側には、エア流通手段９０およびエア供給路８９Ａ、８９Ｂを介して負圧エアが供給され、第１および第２吸着ノズル３４Ａ、３６Ａによって、隣合うフィーダ２５の各部品供給位置に供給された電子部品が同時に吸着される。

第１および第２吸着ノズル３４Ａ、３６Ａによって電子部品が吸着されると、第１および第２ノズル昇降用モータ４７Ａ、６６Ａによって、第１および第２ボールねじ軸４４Ａ、６４Ａが逆転駆動され、送りナット４５Ａ、６５Ａとともに第１および第２ノズル保持軸４１Ａ、６３ＡがＺ軸方向に上昇される。

次いで、装着ヘッド３３がＹ方向に所定量移動され、もう一方の第１および第２吸着ノズル３４Ｂ、３６Ｂがフィーダ２５の各部品供給位置上に位置決めされる。その状態で、前述したと同様にして、第１および第２吸着ノズル３４Ｂ、３６Ｂによって各部品供給位置に供給された２つの電子部品を同時に吸着する。

しかる後、Ｘ軸スライダ３１およびＹ軸スライダ３２の移動により、装着ヘッド３３が回路基板２１上の定められた座標位置まで移動されるが、その途中の部品撮像装置９８の上方を通過する位置で、部品撮像装置９８によって吸着ノズル３４Ａ、３６Ａおよび３４Ｂ、３６Ｂに吸着された電子部品を撮像することにより、吸着ノズル３４Ａ、３６Ａおよび３４Ｂ、３６Ｂに対する電子部品のずれ量や、電子部品の吸着姿勢を認識する。かかる認識結果に基づいて、装着ヘッド３３のＸＹ方向の移動量を補正するとともに、ノズル回転用モータ５２、７２を駆動して吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂを回転し、電子部品のずれ量や電子部品の吸着姿勢を補正する。

この場合、ノズル回転用モータ５２、７２によって、２つずつの吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂが同時に回転されるようになっているため、電子部品の吸着姿勢は、回路基板２１に実装する際に、個別に補正される。

続いて、２つの電子部品の回路基板２１への実装間隔に応じて、ピッチ変更用モータ８３が制御され、第１のノズルユニット３５と第２のノズルユニット３７とのノズル間ピッチが定められたピッチに変更される。このようにして、装着ヘッド３３が回路基板２１上まで移動されると、第１および第２ノズル昇降用モータ４７Ａ、６６Ａによって、第１および第２ノズル保持軸４１Ａ、６３Ａとともに吸着ノズル３４Ａ、３６Ａが再びＺ軸方向に下降され、２つの電子部品を回路基板２１の所定位置に同時に実装する。

次いで、装着ヘッド３３がＸＹ方向に移動されるとともに、必要に応じてノズル間ピッチが変更され、吸着ノズル３４Ｂ、３６Ｂによって吸着した２つの電子部品を回路基板２１の所定位置に同時に実装する。

図１１は、ノズル間ピッチ変更機構を、吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂで吸着した電子部品の画像処理に応用したものである。すなわち、図１１（Ａ）に示すように、電子部品Ｐ１〜Ｐ４を吸着する際の第１のノズルユニット３５と第２のノズルユニット３７とのノズル間ピッチがＸ１ａと大きいと、全ての電子部品Ｐ１〜Ｐ４を定められた領域Ｚ１に収めることができず、画像処理を一度で行うことができなくなる。

このような場合には第１および第２吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂによって電子部品Ｐ１〜Ｐ４を吸着した後に、ノズル間ピッチを、図１１（Ｂ）に示すように、Ｘ１ｂに縮小することにより、全ての電子部品Ｐ１〜Ｐ４が領域Ｚ１内に収まり、画像処理を一括して行えるようになる。これにより、部品実装作業の効率を向上することが可能となる。

図１２は、本発明の別の実施の形態を示すもので、先に述べた実施の形態においては、装着ヘッド３３に、それぞれ２つずつの吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂを備えた第１および第２のノズルユニット３５、３７を、ノズル間ピッチ変更可能に設けた例について述べたが、図１２に示す実施の形態においては、装着ヘッド３３に、回転割出し可能な第１および第２のロータリヘッド１４１、１４２を有する第１および第２のノズルユニット１３５、１３７を、ノズル間ピッチ変更可能に設けたものである。

これら第１および第２のロータリヘッド１４１、１４２の円周上には、多数の吸着ノズル１３４、１３６を保持したノズル保持軸（図示せず）がそれぞれ昇降可能に設けられている。

かかる実施の形態によれば、ロータリヘッド１４１、１４２の円周上に設けた多数の吸着ノズル１３４、１３６によって多数の電子部品を同時に吸着することができるので、電子部品の実装作業を効率的に行うことができるようになる。

上記した本実施の形態によれば、第２のノズルユニット３７に固定されたエア管路９３Ａ、９３Ｂを、第１のノズルユニット３５に相対摺動可能に嵌合させ、第１のノズルユニット３５側から第２のノズルユニット３７側へエアを供給するようにしたので、従来のようなエアホースを不要にすることができ、ノズル間ピッチ変更時にエアホースが振られること等によって引き起こされる吸着ノズル３６Ａ、３６Ｂの変位を抑制することができる。

また、上記した本実施の形態によれば、第２のノズルユニット３７を第１のノズルユニット３５に対してノズル間ピッチ変更方向に付勢するスプリング１０１を設けたので、ノズル間ピッチをモータによって駆動されるボールねじ機構によって変更する場合であっても、ボールねじ軸８０と送りナット８１との遊び等に係らず、第２のノズルユニット３５の停止位置がふらつくことがなく、ノズル間ピッチの再現性を確保することができる。

また、上記した本実施の形態によれば、第１および第２のノズルユニット３５、３７には、複数の吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂがノズル間ピッチ変更方向と直交する方向に離間して配設されているので、例えば、トレイ型部品供給装置１３のように、トレイ２３上のＸＹ方向に電子部品が配列されている場合には、４つ以上の電子部品を同時に吸着することを可能にできる。

さらに、上記した本実施の形態によれば、第２のノズルユニット３７の吸着ノズル３６Ａ、３６Ｂを昇降駆動するノズル昇降用モータ６６Ａ、６６Ｂおよびボールねじ軸６４Ａ、６４Ｂが、装着ヘッド３３のヘッド本体３８に固定的に支持されているので、ノズル間ピッチを変更する可動部の重量を軽減することができ、ノズル昇降用モータ６６Ａ、６６Ｂを小型化することができるとともに、ノズル間ピッチの変更を迅速に行い得、部品実装作業を効率的に行うことができる。

上記した本実施の形態によれば、第２のノズルユニット３７のＸ方向への移動により、第２ノズル保持軸６３Ａ、６３Ｂ上のスライド部材９７Ａ、９７Ｂのフォロアローラ９８Ａ、９８Ｂがガイド部材９６Ａ、９６Ｂの各ガイド溝部９５Ａ、９５Ｂに沿って転動するようにしたので、第２のノズルユニット３７のノズル間ピッチ変更方向への移動をスムーズに行うことができる。

上記した実施の形態においては、第１および第２のノズルユニット３５、３７に、それぞれ２つずつの吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂを設けた例について述べたが、各ノズルユニット３５、３７に吸着ノズルをそれぞれ１つずつ設けたものでもよく、また、３つ以上の吸着ノズルを設けたものでもよい。

上記した実施の形態においては、エア流通手段９０を、第１のノズルユニット３５と第２のノズルユニット３７との間に設けた例について述べたが、エア流通手段９０を、第１のノズルユニット３５を取付けた装着ヘッド３３（ヘッド本体３８）と第２のノズルユニット３７との間に設けてもよい。

また、上記した実施の形態においては、エア流通手段９０を構成するエア管路９３Ａ、９３Ｂを第２のノズルユニット３７側（可動ブロック６１ｂ）に固定し、第１のノズルユニット３５側（固定ブロック３９ｂ）との間で相対摺動する例について述べたが、エア管路９３Ａ、９３Ｂを第１のノズルユニット３５側に固定し、第２のノズルユニット３７側との間で相対摺動するようにしてもよい。

上記した実施の形態においては、第２のノズルユニット３７を第１のノズルユニット３５に対して、回路基板２１の搬送方向のＸ方向にノズル間ピッチを変更可能とした例について述べたが、第２のノズルユニット３７のノズル間ピッチ変更方向を回路基板２１の搬送方向に対して直交するＹ方向としてもよい。

また、上記した実施の形態においては、第１および第２のノズルユニット３５、３７の一方を固定に、他方を可動にした例について述べたが、各ノズルユニット３５、３７をそれぞれ可動にしてもよい。

また、上記した実施の形態においては、吸着ノズル３４Ａ、３６Ａあるいは吸着ノズル３４Ｂ、３６Ｂによって、２つの電子部品を同時に吸着するとともに、回路基板２１に同時に実装する例について述べたが、各吸着ノズル３４Ａ、３６Ａ（３４Ｂ、３６Ｂ）を順次作動させて、電子部品を１つずつ吸着するとともに、回路基板２１に１つずつ実装することも可能である。

さらに、上記した実施の形態においては、各ノズルユニット３５、３７に設けた複数の吸着ノズル３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６ＢのＹ方向のピッチを固定とした例について述べたが、これらのピッチも、ノズル間ピッチ変更方向と直交する方向に変更できるようにしてもよい。

斯様に、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

１０…電子部品実装装置、１１…基板搬送装置、１３、１４…部品供給装置、１５…部品装着装置、２３…トレイ、２５…フィーダ、３３…装着ヘッド、３５…第１のノズルユニット、３７…第２のノズルユニット、３４Ａ、３４Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ…吸着ノズル、４５Ａ、４５Ｂ、４７Ａ，４７Ｂ、６５Ａ、６５Ｂ、６６Ａ、６６Ｂ…昇降駆動手段（ボールねじ軸、ノズル昇降用モータ）、８０、８３…ノズル間ピッチ変更手段（ボールねじ軸、ピッチ変更用モータ）、９０…エア流通手段、９３Ａ、９３Ｂ…エア管路、１０１…付勢手段（スプリング）、１４１、１４２…ロータリヘッド。

Claims (5)

1. 基台に設けられ基板の搬入、搬出および位置決め保持を行う基板搬送装置と、前記基板に実装する電子部品を供給する部品供給装置と、該部品供給装置により供給された電子部品を吸着して該電子部品を前記基板搬送装置に位置決め保持された前記基板上に実装する部品装着装置とを備えた電子部品実装装置において、
   前記部品装着装置は、
   前記基板に対してＸＹ方向に相対移動可能な装着ヘッドと、
   該装着ヘッドに支持され、前記電子部品を吸着する吸着ノズルを昇降可能に備えた第１のノズルユニットと、
   前記装着ヘッドに、前記第１のノズルユニットに対してノズル間ピッチを変更可能に支持され、前記電子部品を吸着する吸着ノズルを昇降可能に備えた第２のノズルユニットと、
   該第２のノズルユニットを前記第１のノズルユニットに対して相対移動させ、ノズル間ピッチを変更するノズル間ピッチ変更手段と、
   前記装着ヘッドもしくは前記第１のノズルユニットと、前記第２のノズルユニットとの間でエアを流通するエア流通手段とを有し、
   前記エア流通手段は、前記装着ヘッドもしくは前記第１のノズルユニットおよび前記第２のノズルユニットの一方に保持され、前記装着ヘッドもしくは前記第１のノズルユニットおよび前記第２のノズルユニットの他方に相対摺動可能に嵌合するエア管路を備えた、
   電子部品実装装置。
2. 請求項１において、前記第２のノズルユニットを前記第１のノズルユニットに対して前記ノズル間ピッチ変更方向に付勢する付勢手段を設けた電子部品実装装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記第１のノズルユニットには、複数の吸着ノズルが前記ノズル間ピッチ変更方向と直交する方向に離間して配設され、前記第２のノズルユニットには、複数の吸着ノズルが前記ノズル間ピッチ変更方向と直交する方向に離間して配設されている電子部品実装装置。
4. 請求項１または請求項２において、前記第１のノズルユニットおよび前記第２のノズルユニットは、円周上に複数の吸着ノズルをインデックス可能に配設したロータリヘッドからなっている電子部品実装装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記装着ヘッドには、前記吸着ノズルを昇降駆動する昇降駆動手段が支持されている電子部品実装装置。

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