KR19990077531A - 전자부품장착장치의장착헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노즐 절환이 택트 타임에 미치는 영향을 배제할 수 있는 동시에, 흡착 노즐의 수명을 연장시킬 수 있는 전자 부품 장착 장치의 장착 헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

주위 방향으로 복수개의 흡착 노즐을 배치하는 동시에 해당 각 흡착 노즐을 출몰 가능하게 장착한 노즐 홀더와, 노즐 홀더를 그 축선 주위로 회전 가능하게 지지하는 홀더 지지 부재와, 노즐 홀더를 그 축선 주위로 정역 회전시키는 회전 구동 수단을 구비하고, 회전 구동 수단에 의해 사용할 임의의 한개의 흡착 노즐이 돌출 위치에 면하도록 노즐 홀더를 회전시키는 동시에, 해당 흡착 노즐을 해당 돌출 위치에서 노즐 홀더의 하단부면으로부터 돌출시키는 전자 부품 장착 장치의 장착 헤드에 있어서, 각 흡착 노즐의 상부에 부착한 캠 종동기와, 복수개의 캠 종동기가 미끄럼 접촉하는 동시에 흡착 노즐을 돌출시키는 돌출 캠면을 지닌 링 형상의 단부면 캠을 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

전자 부품 장착 장치의 장착 헤드{Mounting head of electronic component mounting device}

본 발명은 흡착한 전자 부품을 기판 등에 장착하는 전자 부품 장착 장치의 장착 헤드에 관한 것이다.

종래부터 이런 종류의 전자 부품 장착 장치의 장착 헤드로서 일본 특허 공개 평5-226884호 공보에 기재한 것이 공지되어 있다. 이 장착 헤드는 복수개의 흡착 노즐을 출몰 가능하게 장착한 노즐 홀더와, 상하 한 쌍의 베어링을 거쳐 노즐 홀더를 회전 가능하게 지지하는 동시에 장치 본체측 브래킷에 부착된 홀더 지지 부재를 구비하고 있다. 노즐 홀더의 상부에는 갈고리 지지 부재가 세워져 설치되고, 갈고리 지지 부재에는 복수의 흡착 노즐에 대응하여 복수의 걸림 고정 갈고리가 회전 가능하게 현수 설치되어 있다. 또, 갈고리 지지 부재의 상단부면에는 결합홈이 형성되어 있고, 이 결합홈에 장치 본체측 회전 구동 기구의 출력 단부가 결합한다. 즉, 회전 구동 기구의 출력 단부가 이 결합홈에 결합하여 노즐 홀더를 회전시킴으로써 사용할 임의의 한개의 흡착 노즐을 돌출 위치에 면하게 한다.

한편, 각 흡착 노즐의 상부에는 상기의 걸림 고정 갈고리에 결합하는 갈고리 받침 부재가 고정되어 있다. 이 경우, 각 흡착 노즐의 노즐 홀더에의 몰입은 장착 헤드 전체를 하강시켜 노즐 접촉 다이에 맞닿게 함으로써 행해지고, 각 흡착 노즐의 노즐 홀더로부터의 돌출은 장치 본체측 걸림 고정 해제 기구에 의해 걸림 고정 갈고리를 회전시켜 갈고리 받침 부재와의 걸림 고정을 해제함으로써 행해진다. 즉, 노즐 홀더를 회전시켜 사용할 한개의 흡착 노즐을 돌출 위치에 면하게 해 두고, 노즐 접촉 다이에 의해 모든 흡착 노즐을 일단 몰입시키고, 다음에 사용할 한개의 흡착 노즐만을 돌출시킴으로써 흡착 노즐의 절환(교환)이 행해진다.

이와 같은 종래의 흡착 노즐에서는 사용할 한개의 흡착 노즐을 돌출시키는 동작에 수반하여 모든 흡착 노즐을 노즐 접촉 다이에 맞대게 된다. 이에 따라, 맞댐 동작의 반복에 의해 흡착 노즐의 선단이 마모 또는 변형되어 흡착 노즐의 수명이 짧아지는 문제가 있었다. 또, 흡착 노즐의 돌출은 노즐 접촉 다이의 위치에서 행하지 않을 수 없고, 또한 비교적 시간이 걸리기 때문에 택트 타임(접촉 시간)이 길어지는 요인이 되었다.

본 발명은 노즐 절환이 택트 타임에 미치는 영향을 배제할 수 있는 동시에, 흡착 노즐의 수명을 연장시킬 수 있는 전자 부품 장착 장치의 장착 헤드를 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.

도1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 장착 헤드를 탑재한 전자 부품 장착 장치의 측면도.

도2는 실시 형태에 관한 장착 헤드를 탑재한 전자 부품 장착 장치의 평면도.

도3은 제1 실시 형태의 장착 헤드의 재단 측면도.

도4는 제1 실시 형태의 장착 헤드의 단부면 캠 주위의 사시도.

도5는 제2 실시 형태의 장착 헤드의 재단 측면도.

도6은 제2 실시 형태의 장착 헤드의 단부면 캠 주위의 사시도.

도7은 제2 실시 형태의 장착 헤드의 연결 부재 주위의 구조도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 전자 부품 장착 장치

2 : 장착 본체

13 : 장착 헤드

14 : 흡착 노즐

41, 141 : 노즐 홀더

42, 142 : 홀더 지지 부재

45, 145 : 모터

46 : 상부 베어링

46a : 상부 내측 베어링

46b : 상부 외측 베어링

48, 146 : 단부면 캠

49a, 149a : 돌출 캠면

56, 156 : 롤러 종동기

61, 161 : 캠용 엔코더

62, 162 : CPU

64, 164 : 노즐용 엔코더

170 : 연결 부재

180 : 절환 기구

183 : 구동 장치

본 발명의 장착 헤드는 주위 방향으로 복수개의 흡착 노즐을 배치하는 동시에 각 흡착 노즐을 출몰 가능하게 장착한 노즐 홀더와, 노즐 홀더를 그 축선 주위로 회전 가능하게 지지하는 홀더 지지 부재와, 노즐 홀더를 그 축선 주위로 정역 회전시키는 회전 구동 수단을 구비하고, 회전 구동 수단에 의해 사용할 임의의 한개의 흡착 노즐이 돌출 위치에 면하도록 노즐 홀더를 회전시키는 동시에, 흡착 노즐을 돌출 위치에서 노즐 홀더의 하단부면으로부터 돌출시키는 전자 부품 장착 장치의 장착 헤드에 있어서, 각 흡착 노즐의 상부에 부착한 캠 종동기와, 복수개의 캠 종동기가 미끄럼 접촉하는 동시에 흡착 노즐을 돌출시키는 돌출 캠면을 지닌 링 형상의 단부면 캠을 구비한 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 회전 구동 수단에 의해 노즐 홀더를 회전시킴으로써 노즐 홀더에 출몰 가능하게 장착한 각 흡착 노즐이 공전한다. 또, 각 흡착 노즐이 공전하면, 각 흡착 노즐의 상부에 부착한 캠 종동기가 링 형상의 단부면 캠의 캠면 위를 미끄럼 이동한다. 그 때, 캠 종동기와 단부면 캠의 캠 작용에 의해 단부면 캠의 돌출 캠면 부분에 위치하는 흡착 노즐은 돌출 상태로 되고, 그 이외의 부분에 위치하는 흡착 노즐은 몰입 상태로 된다. 따라서, 소망하는 돌출 위치에 단부면 캠의 돌출 캠면을 위치시켜 두고, 사용할 한개의 흡착 노즐(의 캠 종동기)을 돌출 캠면에 정지시킴으로써 사용할 흡착 노즐만을 소망하는 돌출 위치로 돌출시킬 수 있다.

이 경우, 단부면 캠의 하부는 홀더 지지 부재와 노즐 홀더 사이에 개재되어 있고, 노즐 홀더와 단부면 캠의 하부 사이에는 노즐 홀더의 정방향 회전만을 허용하는 정방향 회전 클러치가 개재되고, 홀더 지지 부재와 단부면 캠의 하부 사이에는 노즐 홀더의 역방향 회전만을 허용하는 역방향 회전 클러치가 개재되어 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 따르면, 노즐 홀더를 정방향으로 회전시키면 정방향 회전 클러치 및 역방향 회전 클러치의 각각의 일방향 회전 작용에 의해 단부면 캠이 홀더 지지 부재에 보유 지지된 상태에서 노즐 홀더만이 회전한다. 즉, 노즐 홀더에 보유 지지된 흡착 노즐이 노즐 홀더의 축선 주위로 공전한다. 한편, 노즐 홀더를 역방향으로 회전시키면 양회전 클러치의 각각의 일방향 회전 작용에 의해 홀더 지지 부재에 대하여 단부면 캠과 노즐 홀더가 일체로 되어 회전한다. 따라서, 우선 단부면 캠의 돌출 캠면이 소망하는 돌출 위치에 오도록 노즐 홀더를 역회전시키고, 다음에 사용할 흡착 노즐(의 캠 종동기)이 돌출 캠면의 위치(돌출 위치)에 오도록 노즐 홀더를 정회전시키면 사용할 흡착 노즐만을 소망하는 돌출 위치로 돌출시킬 수 있다. 또, 이에 따라 흡착 노즐을 돌출시킨 상태에서 흡착 노즐을 노즐 홀더의 축선 주위로 공전시킬 수 있는 동시에 돌출 위치의 변경에도 대응시킬 수 있다.

이 경우, 단부면 캠에 있어서의 돌출 캠면의 회전 위치를 검출하는 캠 위치 검출 수단과, 노즐 홀더에 있어서의 각 흡착 노즐의 회전 위치를 검출하는 노즐 위치 검출 수단과, 캠 위치 검출 수단의 검출 신호 및 노즐 위치 검출 수단의 검출 신호에 의거해서 회전 구동 수단에 의한 노즐 홀더의 정역 방향의 회전을 제어하는 제어 수단을 또한 구비하는 것이 바람직하다.

이 구성에 따르면, 캠 위치 검출 수단 및 노즐 위치 검출 수단의 검출 결과에 의해 돌출 캠면의 회전 위치 및 각 흡착 노즐의 회전 위치를 항상 파악해 둘 수 있으므로, 제어 수단에 의해 돌출 위치에 대하여 돌출 캠면을 면하게 하고, 또한 돌출 캠면에 소망하는 흡착 노즐을 면하게 할 수 있다. 따라서, 사용할 흡착 노즐의 돌출을 자동이면서 동시에 간단하게 행할 수 있다.

본 발명의 장착 헤드는 주위 방향으로 복수개의 흡착 노즐을 배치하는 동시에 각 흡착 노즐을 출몰 가능하게 장착한 노즐 홀더와, 노즐 홀더를 그 축선 주위로 회전 가능하게 지지하는 홀더 지지 부재와, 노즐 홀더를 그 축선 주위로 회전시키는 회전 구동 수단을 구비하고, 회전 구동 수단에 의해 사용할 임의의 한개의 흡착 노즐이 돌출 위치에 면하도록 노즐 홀더를 회전시키는 동시에, 흡착 노즐을 돌출 위치에서 노즐 홀더의 하단부면으로부터 돌출시키는 전자 부품 장착 장치의 장착 헤드에 있어서, 각 흡착 노즐의 상부에 부착한 캠 종동기와, 복수개의 캠 종동기가 미끄럼 접촉하는 동시에 흡착 노즐을 돌출시키는 돌출 캠면을 지닌 링 형상의 단부면 캠과, 단부면 캠에 설치되어 단부면 캠과 노즐 홀더 및 단부면 캠과 홀더 지지 부재를 선택적으로 연결하는 연결 부재와, 연결 부재를 절환 동작시키는 절환 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 절환 수단에 의해 단부면 캠이 홀더 지지 부재에 연결되도록 연결 부재를 절환하고, 회전 구동 수단에 의해 노즐 홀더를 회전시키면 단부면 캠이 홀더 지지 부재에 보유 지지된 상태에서 노즐 홀더만이 회전한다. 즉, 노즐 홀더에 보유 지지된 흡착 노즐이 노즐 홀더의 축선 주위로 공전한다. 한편, 단부면 캠이 노즐 홀더에 연결되도록 연결 부재를 절환하고, 회전 구동 수단에 의해 노즐 홀더를 회전시키면 노즐 홀더와 단부면 캠이 일체로 되어 회전한다. 따라서, 우선 단부면 캠의 돌출 캠면이 소망하는 돌출 위치에 오도록 노즐 홀더를 거쳐 단부면 캠을 회전시키고, 다음에 사용할 흡착 노즐(의 캠 종동기)이 돌출 캠면의 위치(돌출 위치)에 오도록 노즐 홀더만을 회전시키면, 돌출 캠면의 캠 작용에 의해 사용할 흡착 노즐만을 소망하는 돌출 위치로 돌출시킬 수 있다. 또, 이에 따라 흡착 노즐을 돌출시킨 상태에서 흡착 노즐을 노즐 홀더의 축선 주위로 공전시킬 수 있는 동시에 돌출 위치의 변경에도 대응시킬 수 있다.

이 경우, 단부면 캠에 있어서의 돌출 캠면의 회전 위치를 검출하는 캠 위치 검출 수단과, 노즐 홀더에 있어서의 각 흡착 노즐의 회전 위치를 검출하는 노즐 위치 검출 수단과, 캠 위치 검출 수단의 검출 신호 및 노즐 위치 검출 수단의 검출 신호에 의거해서 회전 구동 수단의 회전과 절환 수단의 절환 동작을 제어하는 제어 수단을 또한 구비하는 것이 바람직하다.

이 구성에 따르면, 캠 위치 검출 수단 및 노즐 위치 검출 수단의 검출 결과에 의해 돌출 캠면의 회전 위치 및 각 흡착 노즐의 회전 위치를 항상 파악해 둘 수 있으므로, 제어 수단에 의해 돌출 위치에 대하여 돌출 캠면을 면하게 하고, 또한 돌출 캠면에 소망하는 흡착 노즐을 면하게 할 수 있다. 따라서, 사용할 흡착 노즐의 돌출을 자동이면서 동시에 간단하게 행할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 장착 헤드를 탑재한 전자 부품 장착 장치에 대하여 설명한다. 도1은 전자 부품 장착 장치의 측면도이고, 도2는 그 평면도이다. 양도면에 도시한 바와 같이, 이 전자 부품 장착 장치(1)는 장치 본체(2)를 사이에 두고 서로 평행하게 전자 부품(A)을 공급하는 공급계(3)와, 전자 부품(A)을 기판(B)에 장착하는 장착계(4)를 배치하여 구성되어 있다. 장치 본체(2)에는 구동계의 주체를 이루는 인덱스 유닛(11)과, 이에 연결된 회전 테이블(12)과, 회전 테이블(12)의 외주부에 탑재한 복수개(12개)의 장착 헤드(13)가 형성되어 있고, 회전 테이블(12)은 인덱스 유닛(11)에 의해 장착 헤드(13)의 갯수에 대응하는 간헐 피치로 간헐 회전된다. 회전 테이블(12)이 간헐 회전하면 각 장착 헤드(13)에 탑재한 흡착 노즐(14)이 공급계(3) 및 장착계(4)에 적당하게 면하여 공급계(3)로부터 공급된 전자 부품(A)을 흡착한 후, 장착계(4)로 회전 반송하여 장착계(4)에 도입한 기판(B)에 이를 장착한다.

공급계(3)는 기판(B)에 장착하는 전자 부품(A)의 종류에 따른 수의 테이프 카세트(21)를 구비하고, 테이프 카세트(21)는 한 쌍의 가이드 레일(22, 22)로 슬라이드 가능하게 안내된 공급 다이(23)에 가로 및 착탈 가능하게 부착되어 있다. 공급 다이(23)에는 그 슬라이드 방향으로 볼 나사(24)가 나사 결합되어 있고, 공급 다이(23)는 볼 나사(24)의 한 쪽 단부에 연결한 이송 모터(25)의 정역 회전에 의해 진퇴되고, 장착 헤드(13)의 흡착 위치에 소망하는 테이프 카세트(21)를 선택적으로 면하게 한다. 각 테이프 카세트(21)에는 소정의 피치로 전자 부품(A)이 장전된 캐리어 테이프(C)가 테이프 릴(26)로부터 권출된 상태로 탑재되어 있고, 전자 부품(A)은 테이프 릴(26)에서 권출된 캐리어 테이프(C)로부터 수시로 흡착 노즐(14)에 의해 흡착되어 간다.

장착계(4)는 적재한 기판(B)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시키는 XY 테이블(31)과, XY 테이블(31)의 전후에 배치한 반입 반송로(32) 및 반출 반송로(33)와, 반입 반송로(32)상의 기판(B)을 XY 테이블(31)로, 동시에 XY 테이블(31)상의 기판(B)을 반출 반송로(33)로 이송하는 기판 이송 장치(34)로 구성되어 있다. 반입 반송로(32)의 하류단까지 이송되어 온 기판(B)은 기판 이송 장치(34)에 의해 XY 테이블(31)상으로 이송되고, 동시에 전자 부품(A)의 장착이 완료된 XY 테이블(31)상의 기판(B)은 이 기판 이송 장치(34)에 의해 반출 반송로(33)로 이송된다. XY 테이블(31)상에 도입된 기판(B)은 XY 테이블(31)에 의해 적당하게 이동되고, 각 장착 헤드(13)에 의해 잇달아 이송되어 오는 전자 부품(A)에 대응하여 그 부품 장착 부위를 장착 위치에 면하게 하고, 각 흡착 노즐(14)로부터 전자 부품(A)의 장착을 받는다.

장치 본체(2)는 지지 다이(15)상에 구동계의 주체를 이루는 인덱스 유닛(11)을 구비하고 있고, 인덱스 유닛(11)은 회전 테이블(12)을 간헐 회전시키는 동시에 회전 테이블(12)의 간헐 주기에 동기(연동)시켜 장치 본체(2)의 각종 장치를 작동시킨다.

회전 테이블(12)은 인덱스 유닛(11)에 매달린 연직축(16)에 고정되며, 평면으로 보아 시계 방향으로 간헐 회전한다. 회전 테이블(12)의 외주부에는 브래킷(17)을 거쳐 주위 방향으로 등간격으로 12개의 장착 헤드(13)가 상하 이동 가능하게 부착되어 있다. 이 경우, 회전 테이블(12)의 간헐 회전은 장착 헤드(13)의 수에 맞춰 일회전에 대하여 12간헐 주기로 되어 있고, 이 간헐 회전에 의해 공전하는 각 장착 헤드(13)는 12군데의 정지 위치에 각각 정지한다. 그리고, 12군데의 정지 위치에는 전자 부품(A)을 흡착하는 흡착 위치 및 장착하는 장착 위치 이외에, 흡착한 전자 부품(A)의 촬상 및 위치 보정을 행하는 위치와 장착 헤드(13)에 있어서의 노즐 절환(교환)을 행하는 위치 등이 포함되어 있다.

도3에 도시한 바와 같이, 각 장착 헤드(13)는 주위 방향으로 등간격으로 배치한 복수개(5개 정도)의 흡착 노즐(14)을 각각 출몰 가능하게 장착한 노즐 홀더(41)와, 노즐 홀더(41)를 회전 가능하게 지지하는 동시에 장치 본체(2)측 브래킷(17)에 부착된 홀더 지지 부재(42)와, 노즐 홀더(41)의 상면에 부착되며 축심에 진공 통로(44)를 형성한 통로 부재(43)를 구비하고 있다. 노즐 홀더(41)와 홀더 지지 부재(42) 사이에는 노즐 홀더(41)를 로터측으로 하고, 홀더 지지 부재(42)를 스테이터측으로 하는 모터(회전 구동 수단 : 스텝핑 모터)(45)가 구성되어 있고, 이 모터(45)의 구동에 의해 홀더 지지 부재(42)에 대하여 노즐 홀더(41)가 회전한다. 즉, 복수개의 흡착 노즐(14)이 노즐 홀더(41)의 축선 주위로 공전한다.

또, 노즐 홀더(41)와 홀더 지지 부재(42) 사이에는 상하로 상부 베어링(46) 및 하부 베어링(47)이 개재되어 있다. 상부 베어링(46)은 노즐 홀더(41)측에 위치하는 상부 내측 베어링(정방향 회전 클러치)(46a)과, 홀더 지지 부재(42)측에 위치하는 상부 외측 베어링(역방향 회전 클러치)(46b)으로 이루어지고, 이 상부 내측 베어링(46a)과 상부 외측 베어링(46b) 사이에는 흡착 노즐(14)을 출몰시키는 단부면 캠(48)의 하부가 개재되어 있다. 상부 내측 베어링(46a) 및 상부 외측 베어링(46b)은 특수한 롤러 베어링으로서 다수의 롤러가 비틀림각을 지니며, 전체적으로 테이퍼 형상으로 배치되어 있다. 이로 인해, 비틀림각 방향으로 회전할 때는 이를 지지하고 있는 부재에 식입되어 회전하지 못하고, 비틀림각과 반대 방향으로 회전했을 때만 회전을 허용한다. 즉, 상부 내측 베어링(46a) 및 상부 외측 베어링(46b)은 소위 원웨이 클러치를 구성하고 있다.

이 경우, 노즐 홀더(41)와 단부면 캠(48) 사이에 개재한 상부 내측 베어링(46a)은 하측에서 보면 시계 방향이 되는 노즐 홀더(41)의 정회전만을 허용하고, 홀더 지지 부재(42)와 단부면 캠(48) 사이에 개재한 상부 외측 베어링(46b)은 하측에서 보면 반시계 방향이 되는 노즐 홀더(41)의 역회전만을 허용한다. 따라서, 상기의 모터(모터 구조)(45)에 의해 노즐 홀더(41)가 정회전할 때는 단부면 캠(48)이 홀더 지지 부재(42)에 보유 지지된 상태에서 노즐 홀더(41)만이 회전(정회전)하고, 반대로 노즐 홀더(41)가 역회전할 때는 단부면 캠(48)과 노즐 홀더(41)가 일체로 되어 회전(역회전)한다.

도3 및 도4에 도시한 바와 같이 단부면 캠(48)은 링 형상으로 형성되고, 상단부면에는 캠면(49)이 형성되어 있다. 캠면(49)의 일부에는 흡착 노즐(14)을 하강시켜 돌출시키는 돌출 캠면(49a)이 형성되어 있다. 단부면 캠(48)의 하부는 상기의 상부 내측 베어링(46a)과 상부 외측 베어링(46b)에 끼워 넣어지도록 해서 지지되어 있고, 이 양상부 베어링(46)에 적절하게 접촉하도록 약간 테이퍼 형상으로 형성되어 있다.

한편, 각 흡착 노즐(14)은 상부가 통로 부재(43)에 형성한 가이드 구멍(51)으로 안내되고, 하부가 노즐 홀더(41)에 형성한 롤러 가이드(52)로 안내되며, 상하 이동 가능(출몰 가능)하게 구성되어 있다. 흡착 노즐(14)의 하부에는 그 축심에 흡인 구멍(53)이 형성되어 있고, 흡인 구멍(53)의 상단부가 통로 부재(43)의 진공 통로(44)에 연결되는 노즐 홀더(41)의 진공 챔버부(54)에 연통되어 있다. 또, 흡착 노즐(14)의 중간 상부에는 지지 블록(55)이 나사 고정되어 있고, 이 지지 블록(55)에 상기의 단부면 캠(48)에 구름 접촉하는 롤러 종동기(56)가 회전 가능하게 지지되어 있다.

그리고, 흡착 노즐(14)의 상부에는 이에 권취되도록 해서 통로 부재(43)와 지지 블록(55) 사이에 압축 스프링(57)이 개재되어 있다. 이 압축 스프링(57)에 의해 흡착 노즐(14)은 돌출 방향으로 압박되어 있는 동시에, 롤러 종동기(56)가 단부면 캠(48)에 대하여 확동적으로 구름 접촉한다. 그리고, 롤러 종동기(56)가 단부면 캠(48)의 돌출 캠면(49a)에 구름 접촉하고 있는 상태에서는 흡착 노즐(14)은 압축 스프링(57)의 스프링력에 의해 돌출 상태로 되고, 돌출 캠면(49a) 이외의 부분에 구름 접촉하고 있는 상태에서는 흡착 노즐(14)은 압축 스프링(57)에 저항하여 몰입 상태로 된다.

한편, 도3에 도시한 바와 같이 장착 헤드(13)에는 단부면 캠(48)의 회전 각도, 구체적으로는 단부면 캠(48)의 돌출 캠면(49a)의 회전 위치를 검출하는 캠용 엔코더(캠 위치 검출 수단)(61)가 설치되어 있다. 캠용 엔코더(61)는 CPU(제어 수단)(62)에 접속되고, CPU(62)에는 모터 드라이버(제어 수단)(63)를 거쳐 상기의 모터(45)가 접속되어 있다. 본래적으로는 돌출 캠면(49a)은 장착 헤드(13)의 절대 위치가 되는 돌출 위치에 있지만, 흡착한 전자 부품(A)의 회전 보정(θ방향의 보정)에 의해 돌출 위치로부터 어긋난 위치에 있는 경우도 있다. 이에 따라, 캠용 엔코더(61)에 의해 돌출 캠면(49a)의 돌출 위치로부터의 어긋남 각도를 검출하고, 모터 드라이버를 거쳐 모터(45)를 구동(역회전)하여 이 어긋남을 수정한다.

마찬가지로 장착 헤드(13)에는 각 흡착 노즐(14)의 회전 각도, 구체적으로는 각각의 흡착 노즐(14)이 어느 회전 위치에 있는지를 검출하는 노즐용 엔코더(노즐 위치 검출 수단)(64)가 설치되어 있다. 노즐용 엔코더(64)도 CPU(62)에 접속되어 있다. 소망하는 흡착 노즐(14)을 원하는 위치로 회전시킬 경우에는 노즐용 엔코더(64)의 검출 결과에 의거해서 모터(45)를 구동하여 소정의 스텝수만큼 노즐 홀더(41)를 회전(정회전)시킨다.

여기서, 임의의 한개의 흡착 노즐(14)의 돌출 동작(흡착 노즐(14)의 교환 동작)을 순서를 따라 설명한다. 우선, 모터(45)에 의해 노즐 홀더(41)를 역회전시킨다. 노즐 홀더(41)를 역회전시키면 단부면 캠(48)도 일체로 역회전한다. 이 때, 단부면 캠(48)의 돌출 캠면(49a)이 돌출 위치에 오도록 캠용 엔코더(61)의 검출 결과에 의거한 스텝수만큼 모터(45)를 회전시킨다. 이에 따라, 우선 단부면 캠(48)의 돌출 캠면(49a)이 돌출 위치로 이동한다.

다음에, 노즐용 엔코더(64)의 검출 결과에 의거한 소정의 스텝수만큼 모터(45)를 정회전시킨다. 이에 의해, 노즐 홀더(41)가 정회전하여 사용할 흡착 노즐(14)이 돌출 캠면(49a)의 위치, 즉 돌출 위치로 이동한다. 사용할 흡착 노즐(14)이 돌출 캠면(49a)의 위치로 이동하면 돌출 캠면(49a)의 캠 작용으로 흡착 노즐(14)이 하강하고, 그 선단부가 노즐 홀더(41)의 하단부면으로부터 돌출한다.

이상과 같이 본 제1 실시 형태에 의하면, 노즐 홀더(41)를 정역 회전시킴으로써 단부면 캠(48) 및 노즐 홀더(41)를 선택적으로 회전시킬 수 있는 동시에, 단부면 캠(48) 및 롤러 종동기(56)의 캠 작용에 의해 소망하는 돌출 위치로 원하는 흡착 노즐(14)을 돌출시킬 수 있다. 즉, 단일의 회전 구동원에 의해 적절한 위치로 사용할 흡착 노즐(14)을 정확하게 돌출시킬 수 있다. 이 경우, 캠 작용을 이용하므로 흡착 노즐(14)의 선단을 상대적으로 압박 상승시킬 필요가 없으며, 종래와 같이 압박 상승 동작에 의해 흡착 노즐(14)의 수명이 짧아지는 일은 없다.

그리고, 캠 종동기는 실시 형태의 구름 접촉 형식의 롤러 종동기로 한정하지 않고, 통상의 미끄럼 접촉 형식의 캠 종동기이더라도 상관없다.

다음에, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 장착 헤드를 탑재한 전자 부품 장착 장치에 대하여 설명한다. 그리고, 제2 실시예에 있어서는 후술하는 장착 헤드(13a)의 구조가 제1 실시예에 있어서의 장착 헤드(13)의 구조와 상이한 것이며, 도1 및 도2에 도시한 전자 부품 장착 장치 전체의 구조는 동일하다. 따라서, 제1 실시 형태와 동일한 구조에 대해서는 동일 부호를 사용하여 설명한다.

도5에 도시한 바와 같이, 각 장착 헤드(13a)는 주위 방향으로 등간격으로 배치한 복수개(5개 정도)의 흡착 노즐(14)을 각각 출몰 가능하게 장착한 노즐 홀더(141)와, 노즐 홀더(141)를 회전 가능하게 지지하는 동시에 장치 본체(2)측 브래킷(17)에 부착된 홀더 지지 부재(142)와, 노즐 홀더(141)의 상면에 부착되며 축심에 진공 통로(144)를 형성한 통로 부재(143)를 구비하고 있다. 노즐 홀더(141)와 홀더 지지 부재(142) 사이에는 노즐 홀더(141)를 로터측으로 하고, 홀더 지지 부재(142)를 스테이터측으로 하는 모터(회전 구동 수단 : 스텝핑 모터)(145)가 구성되어 있고, 이 모터(145)의 구동에 의해 홀더 지지 부재(142)에 대하여 노즐 홀더(141)가 회전한다. 즉, 복수개의 흡착 노즐(14)이 노즐 홀더(141)의 축선 주위로 공전한다.

홀더 지지 부재(142)의 상측에는 흡착 노즐(14)을 출몰시키는 단부면 캠(146)이 배치되어 있다. 단부면 캠(146)과 노즐 홀더(141) 사이에는 상부 베어링(147)이, 또 홀더 지지 부재(142)와 노즐 홀더(141) 사이에는 하부 베어링(148)이 각각 배치되어 있다. 즉, 고정측인 홀더 지지 부재(142)에 대하여 노즐 홀더(141)가 회전 가능하게 지지되고, 또 노즐 홀더(141)에 대하여 단부면 캠(146)이 회전 가능하게 지지되어 있다. 또, 단부면 캠(146)은 도6에 도시한 바와 같이 링 형상으로 형성되고, 상단부면에는 캠면(149)이 형성되어 있다. 캠면(149)의 일부에는 임의의 한개의 흡착 노즐(14)을 하강시켜 돌출시키는 돌출 캠면(149a)이 형성되어 있다.

한편, 각 흡착 노즐(14)은 상부가 통로 부재(143)에 형성한 노즐 가이드 구멍(151)으로 안내되고, 하부가 노즐 홀더(141)에 형성한 롤러 가이드(152)로 안내되며, 상하 이동 가능(출몰 가능)하게 구성되어 있다. 흡착 노즐(14)의 하부에는 그 축심에 흡인 구멍(153)이 형성되어 있고, 흡인 구멍(153)의 상단부가 통로 부재(143)의 진공 통로(144)에 연결되는 노즐 홀더(141)의 진공 챔버부(154)에 연통되어 있다. 또, 흡착 노즐(14)의 중간 상부에는 지지 블록(155)이 나사 고정되어 있고, 이 지지 블록(155)에 상기의 단부면 캠(146)에 구름 접촉하는 롤러 종동기(156)가 회전 가능하게 지지되어 있다.

그리고, 흡착 노즐(14)의 상부에는 이에 권취되도록 해서 통로 부재(143)와 지지 블록(155) 사이에 압축 스프링(157)이 개재되어 있다. 이 압축 스프링(157)에 의해 흡착 노즐(14)은 돌출 방향으로 압박되어 있는 동시에, 롤러 종동기(156)가 단부면 캠(146)에 대하여 확동적으로 구름 접촉한다. 그리고, 롤러 종동기(156)가 단부면 캠(146)의 돌출 캠면(149a)에 구름 접촉하고 있는 상태에서는 흡착 노즐(14)은 압축 스프링(157)의 스프링력에 의해 돌출 상태로 되고, 돌출 캠면(149a) 이외의 부분에 구름 접촉하고 있는 상태에서는 흡착 노즐(14)은 압축 스프링(157)에 저항하여 몰입 상태로 된다.

그리고, 이와 같이 구성된 장착 헤드(13a)에 있어서 단부면 캠(146)의 하면에는, 보다 구체적으로는 돌출 캠면(149a)의 하면에는 단부면 캠(146)과 노즐 홀더(141) 및 단부면 캠(146)과 홀더 지지 부재(142)를 선택적으로 연결하는 연결 부재(170)가 설치되고(도6 참조), 또 홀더 지지 부재(142)에는 이 연결 부재(170)를 절환 동작시키는 절환 기구(180)가 설치되어 있다. 도7에 도시한 바와 같이 연결 부재(170)는 부재 본체(171), 부재 본체(171)의 하면에 고착한 후크(172), 부재 본체(171)를 단부면 캠(146)의 하면에 회전 가능하게 지지시키는 지지핀(173)으로 구성되어 있다.

부재 본체(171)는 지지핀(173) 부분을 중심으로 노즐 홀더(141)측에 평면으로 보아「ㄴ」자 형상으로 굴곡 형성되고, 양외측 단부에는 절환 기구(180)가 접촉하는 한 쌍의 접촉 돌기(174, 174)가 형성되어 있다. 또, 한 쪽 외측 단부에는 후술하는 클릭 기구(190)에 결합하는 동시에 접촉 돌기(174)에 연결되는 결합부(175)가 형성되어 있다. 그리고, 부재 본체(171) 하면의 결합부(175) 근방에 후크(172)가 고착되어 있다. 부재 본체(171)의 회전에 수반하여 후크(172)의 한 쪽 단부는 홀더 지지 부재(142)의 고정측 후크 홈(142a)과, 다른 쪽 단부는 노즐 홀더(141)의 5개의 가동측 후크 홈(141a) 중 어느 하나와 선택적으로 결합 고정된다. 또, 5개의 가동측 후크 홈(141a)은 5개의 흡착 노즐(14)에 대응하고 있다.

클릭 기구(190)는 연결 부재(170)와 마찬가지로 단부면 캠(146)의 하면에 부착되고, 단부면 캠(146)의 하면에 회전 가능하게 지지된 롤러 홀더(191)와, 롤러 홀더(191)에 회전 가능하게 지지된 클릭 롤러(192)와, 롤러 홀더(191)를 거쳐 클릭 롤러(192)를 연결 부재(170)측으로 압박하는 스프링(193)으로 구성되어 있다. 클릭 롤러(192)는 스프링(193)에 의해 압박된 상태로 연결 부재(170)의 결합부(175)에 접촉되어 있고, 연결 부재(170)의 회전에 대하여 이에 클릭적으로 결합되어 후크(172)가 고정측 후크 홈(142a) 또는 가동측 후크 홈(141a)에 결합 고정된 상태를 유지한다.

한편, 절환 기구(180)는 연결 부재(170)의 한 쌍의 접촉 돌기(174, 174)를 각각 가압하는 한 쌍의 가압 로드(181, 181)와, 한 쌍의 가압 로드(181, 181)를 각각 가압하는 장치 본체(2)측의 한 쌍의 푸시 로드(182, 182)를 구비하고 있고, 한 쌍의 푸시 로드(182, 182)는 이들을 선택적으로 왕복 이동시키는 구동 장치(후술)(183)에 연결되어 있다. 각 가압 로드(181)는 홀더 지지 부재(142)에 형성한 가이드 구멍(142b)에 진퇴 가능하게 지지되어 있고, 가압 로드(181)에 권취한 코일 스프링(184)에 의해 후퇴 방향으로 압박되어 있다. 도시한 상측 푸시 로드(182)에 의해 상측 가압 로드(181)가 전진하면, 한 쪽(상측) 접촉 돌기(174)가 가압되어 연결 부재(170)가 도시한 반시계 방향으로 회전하여 후크(172)가 가동측 후크 홈(171a)에 결합 고정된다. 반대로, 하측 푸시 로드(182)에 의해 하측 가압 로드(181)가 전진하면, 다른 쪽(하측) 접촉 돌기(174)가 가압되어 연결 부재(170)가 도시한 시계 방향으로 회전하여 후크(172)가 고정측 후크 홈(142a)에 결합 고정된다.

그리고, 연결 부재(170)의 후크(172)가 고정측 후크 홈(172a)에 결합 고정되면 단부면 캠(146)이 홀더 지지 부재(142)에 보유 지지된 상태에서 노즐 홀더(141)만이 정역 회전하고, 반대로 후크(172)가 가동측 후크 홈(141a)에 결합 고정되면 단부면 캠(146)과 노즐 홀더(141)가 일체로 되어 정역 회전한다.

한편, 도5에 도시한 바와 같이 장착 헤드(13a)에는 단부면 캠(146)의 회전 각도, 구체적으로는 단부면 캠(146)의 돌출 캠면(149a)의 회전 위치를 검출하는 캠용 엔코더(캠 위치 검출 수단)(161)가 설치되어 있다. 캠용 엔코더(161)는 CPU(제어 수단)(162)에 접속되고, CPU(162)에는 모터 드라이버(제어 수단)(163)를 거쳐 상기의 모터(145) 및 상기의 구동 장치(183)가 접속되어 있다. 본래적으로는 돌출 캠면(149a)은 장착 헤드(13a)의 홈 위치가 되는 돌출 위치에 있지만, 흡착한 전자 부품(A)의 회전 보정(θ방향의 보정)에 의해 돌출 위치로부터 어긋난 위치에 있는 경우도 있다. 이에 따라, 캠용 엔코더(161)에 의해 돌출 캠면(149a)의 돌출 위치로부터의 어긋남 각도를 검출하고, 모터 드라이버(163)를 거쳐 모터(145)를 구동하여 이 어긋남을 수정한다.

마찬가지로 장착 헤드(13a)에는 각 흡착 노즐(14)의 회전 각도, 구체적으로는 각각의 흡착 노즐(14)이 어느 회전 위치에 있는지를 검출하는 노즐용 엔코더(노즐 위치 검출 수단)(164)가 설치되어 있다. 노즐용 엔코더(164)도 CPU(162)에 접속되어 있다. 소망하는 흡착 노즐(14)을 원하는 위치로 회전시킬 경우에는 노즐용 엔코더(164)의 검출 결과에 의거해서 모터(145)를 구동하여 소정의 스텝수만큼 노즐 홀더(141)를 회전(정역 회전)시킨다.

여기서, 임의의 한개의 흡착 노즐(14)의 돌출 동작(흡착 노즐(14)의 교환 동작)을 순서를 따라 설명한다. 우선, 연결 부재(170)의 후크(172)는 어느 하나의 가동측 후크 홈(전회에 사용한 흡착 노즐(14)에 대응하는 가동측 후크 홈)(141a)에 결합 고정되어 있고, 이 상태로부터 연결 부재(170)가 홈 위치(절환 기구(180)의 위치)에 오도록 모터(145)에 의해 노즐 홀더(141)와 함께 단부면 캠(146)을 회전시킨다. 물론, 캠용 엔코더(161)의 검출 결과에 의거해서 정역 회전 각도가 작은 쪽으로 회전시킨다. 이와 같이 해서 연결 부재(170)가 홈 위치로 이동하면 단부면 캠(146)의 돌출 캠면(149a)도 홈 위치로 이동하게 되고, 홈 위치가 흡착 노즐(14)을 돌출시키는 돌출 위치가 된다.

다음에, 절환 기구(180)에 의해 연결 부재(170)의 후크(172)를 절환하여 고정측 후크 홈(142a)에 결합 고정시키고, 이어서 노즐용 엔코더(164)의 검출 결과에 의거한 소정의 스텝수만큼 모터(145)에 의해 노즐 홀더(141)만을 회전시켜 사용할 흡착 노즐(14)을 홈 위치로 이동시킨다. 사용할 흡착 노즐(14)이 돌출 캠면(149a)의 위치로 이동하면 돌출 캠면(149a)의 캠 작용으로 흡착 노즐(14)이 하강하고, 그 선단부가 노즐 홀더(141)의 하단부면으로부터 돌출한다. 여기서, 연결 부재(170)의 후크(172)를 다시 절환하여 가동측 후크 홈(141a)에 결합 고정시켜 흡착 노즐(14)의 하강 상태를 유지한다.

그리고, 이상의 동작은 장착에서 흡착에 이르는 정지 위치간의 이동시에 행해지는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는 푸시 로드(182)가 장치 본체(2)측에 배치되어 있기 때문에 절환 동작을 정지 위치에서 행하고, 노즐 홀더(단부면 캠(146))(141)의 회전 동작을 정지 위치간의 이동중에 행하도록 한다. 따라서, 도7의 (a)에서는 한 쌍의 푸시 로드(182)를 편의적으로 나란히 도시하고 있지만, 이들 한 쌍의 푸시 로드(182)는 실제로는 다른 정지 위치에 배치되어 있다.

이상과 같이 본 제2 실시 형태에 의하면, 회전측 노즐 홀더(141)와 고정측 홀더 지지 부재(142) 사이에 단부면 캠(146)을 배치하고, 연결 부재(170)에 의해 단부면 캠(146)과 노즐 홀더(141), 또는 단부면 캠(146)과 홀더 지지 부재(142)를 선택적으로 연결하도록 되어 있으므로, 이 절환과 노즐 홀더(141)의 회전에 의해, 또 단부면 캠(146) 및 롤러 종동기(156)의 캠 작용에 의해 소망하는 돌출 위치로 원하는 흡착 노즐(14)을 돌출시킬 수 있다. 따라서, 흡착 노즐(14)의 선단을 상대적으로 압박 상승시킬 필요가 없으며, 종래와 같이 압박 상승 동작에 의해 흡착 노즐(14)의 수명이 짧아지는 일은 없다. 또, 상기의 절환 이외의 동작은 장착 헤드(13a)의 정지 위치간의 이동중에 행할 수 있으므로, 흡착 노즐(14)의 절환 동작이 택트 타임에 미치는 영향을 최대한 적게 할 수 있다.

그리고, 절환 기구(및 그 구동 장치)를 솔레노이드 등으로 구성하여 장착 헤드(홀더 지지 부재)에 탑재하도록 해도 된다.

이상과 같이 본 발명의 전자 부품 장착 장치의 장착 헤드에 의하면, 캠 종동기와 단부면 캠의 캠 작용에 의해 흡착 노즐을 출몰시키도록 되어 있으므로, 종래와 같이 흡착 노즐을 상대적으로 압박 상승시킬 필요가 없고, 출몰 동작에 수반하여 흡착 노즐의 선단이 마모되거나 또는 변형되지 않는다. 따라서, 흡착 노즐의 절환 동작에 지장을 주지 않고 흡착 노즐의 수명을 연장시킬 수 있으며, 부품 흡착의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또, 노즐 절환이 택트 타임에 미치는 영향을 배제할 수 있다.

Claims (5)

1. 주위 방향으로 복수개의 흡착 노즐을 배치하는 동시에 해당 각 흡착 노즐을 출몰 가능하게 장착한 노즐 홀더와,

   상기 노즐 홀더를 그 축선 주위로 회전 가능하게 지지하는 홀더 지지 부재와,

   상기 노즐 홀더를 그 축선 주위로 정역 회전시키는 회전 구동 수단을 구비하고,

   상기 회전 구동 수단에 의해 사용할 임의의 한개의 상기 흡착 노즐이 돌출 위치에 면하도록 상기 노즐 홀더를 회전시키는 동시에, 해당 흡착 노즐을 해당 돌출 위치에서 상기 노즐 홀더의 하단부면으로부터 돌출시키는 전자 부품 장착 장치의 장착 헤드에 있어서,

   상기 각 흡착 노즐의 상부에 부착한 캠 종동기와,

   복수개의 상기 캠 종동기가 미끄럼 접촉하는 동시에 상기 흡착 노즐을 돌출시키는 돌출 캠면을 지닌 링 형상의 단부면 캠을 구비한 것을 특징으로 하는 전자 부품 장착 장치의 장착 헤드.
2. 제1항에 있어서, 상기 단부면 캠의 하부는 상기 홀더 지지 부재와 상기 노즐 홀더 사이에 개재되어 있고,

   상기 노즐 홀더와 상기 단부면 캠의 하부 사이에는 상기 노즐 홀더의 정방향 회전만을 허용하는 정방향 회전 클러치가 개재되고,

   상기 홀더 지지 부재와 상기 단부면 캠의 하부 사이에는 상기 노즐 홀더의 역방향 회전만을 허용하는 역방향 회전 클러치가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 부품 장착 장치의 장착 헤드.
3. 제2항에 있어서, 상기 단부면 캠에 있어서의 상기 돌출 캠면의 회전 위치를 검출하는 캠 위치 검출 수단과,

   상기 노즐 홀더에 있어서의 상기 각 흡착 노즐의 회전 위치를 검출하는 노즐 위치 검출 수단과,

   상기 캠 위치 검출 수단의 검출 신호 및 상기 노즐 위치 검출 수단의 검출 신호에 의거해서 상기 회전 구동 수단에 의한 상기 노즐 홀더의 정역 방향의 회전을 제어하는 제어 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 전자 부품 장착 장치의 장착 헤드.
4. 주위 방향으로 복수개의 흡착 노즐을 배치하는 동시에 해당 각 흡착 노즐을 출몰 가능하게 장착한 노즐 홀더와,

   상기 노즐 홀더를 그 축선 주위로 회전 가능하게 지지하는 홀더 지지 부재와,

   상기 노즐 홀더를 그 축선 주위로 회전시키는 회전 구동 수단을 구비하고,

   상기 회전 구동 수단에 의해 사용할 임의의 한개의 상기 흡착 노즐이 돌출 위치에 면하도록 상기 노즐 홀더를 회전시키는 동시에, 해당 흡착 노즐을 해당 돌출 위치에서 상기 노즐 홀더의 하단부면으로부터 돌출시키는 전자 부품 장착 장치의 장착 헤드에 있어서,

   상기 각 흡착 노즐의 상부에 부착한 캠 종동기와,

   복수개의 상기 캠 종동기가 미끄럼 접촉하는 동시에 상기 흡착 노즐을 돌출시키는 돌출 캠면을 지닌 링 형상의 단부면 캠과,

   상기 단부면 캠에 설치되어 해당 단부면 캠과 상기 노즐 홀더 및 해당 단부면 캠과 상기 홀더 지지 부재를 선택적으로 연결하는 연결 부재와,

   상기 연결 부재를 절환 동작시키는 절환 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 전자 부품 장착 장치의 장착 헤드.
5. 제4항에 있어서, 상기 단부면 캠에 있어서의 상기 돌출 캠면의 회전 위치를 검출하는 캠 위치 검출 수단과,

   상기 노즐 홀더에 있어서의 상기 각 흡착 노즐의 회전 위치를 검출하는 노즐 위치 검출 수단과,

   상기 캠 위치 검출 수단의 검출 신호 및 상기 노즐 위치 검출 수단의 검출 신호에 의거해서 상기 회전 구동 수단의 회전과 상기 절환 수단의 절환 동작을 제어하는 제어 수단을 또한 구비한 것을 특징으로 하는 전자 부품 장착 장치의 장착 헤드.