WO2010041458A1 - 電子部品実装装置および電子部品の搭載ヘッド - Google Patents

電子部品実装装置および電子部品の搭載ヘッド Download PDF

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WO2010041458A1
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electronic component
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mounting
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田中勇次
木村知博
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パナソニック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an electronic component mounting apparatus for mounting an electronic component on a substrate and a mounting head for an electronic component used in the electronic component mounting apparatus.
  • the electronic component mounting apparatus for mounting an electronic component on a substrate is provided with a component supply unit in which a large number of part feeders such as a tape feeder for storing the electronic component are arranged in parallel.
  • the component mounting operation of picking up and mounting the phase on the substrate is repeated.
  • a multi-array type in which a plurality of suction nozzles are mounted as a mounting head is generally adopted.
  • Such a multiple mounting head requires a nozzle rotation drive mechanism for rotating a plurality of suction nozzles around the nozzle axis (see Patent Document 1).
  • a plurality of nozzle axes are arranged in a line of one straight line, and a transmission belt is wound around a driven pulley mounted on these nozzle axes, thereby a single ⁇ axis motor
  • a plurality of nozzle shafts are rotationally driven.
  • the number of suction nozzles mounted on a multiple mounting head also tends to increase compared to the prior art.
  • the configuration and arrangement of the above-described nozzle rotation drive mechanism become more difficult. That is, when the number of nozzle axes increases, it is necessary to adopt a configuration in which a plurality of nozzle rows in which the nozzles are arranged is made for arrangement compactness.
  • the drive layout according to the prior art including the patent document 1 is adopted for a mounting head provided with two rows of nozzle rows in which the number of nozzle axes is increased, the mounting head becomes larger and it contradicts the request for device compactness. Complication is difficult to avoid.
  • the present invention provides an electronic component mounting apparatus and electronic component mounting head which can reduce the size of the mounting head as much as possible in the mounting head provided with two rows of nozzle axes and promote the device to be compact. With the goal.
  • the electronic component mounting apparatus is an electronic component mounting apparatus for sucking and holding an electronic component by a suction nozzle from a parts feeder provided in parallel in a plurality of component supply units and taking it out and mounting it on a substrate positioned in a substrate positioning unit.
  • a head moving means for moving the mounting head between the component supply unit and the substrate positioning unit; a mounting head provided with the mounting head and a lower end portion of the mounting head; Two rows of nozzle rows in which the suction nozzles are mounted and a plurality of vertically movable nozzle axes are arranged in a row at a predetermined nozzle array pitch; and a nozzle elevating mechanism which raises and lowers the nozzle axes individually;
  • a rotational drive mechanism for rotating the plurality of nozzle axes around the axis, the rotational drive mechanism comprising a ⁇ axis motor having a drive pulley mounted on an output shaft, and the respective nozzles
  • a driven pulley mounted on a shaft, a plurality of idlers disposed in the middle of the two rows of nozzle rows, and an endless transmission belt for transmitting the rotation of the ⁇ -axis motor to the driven pulley;
  • the transmission belt has a drive surface provided with drive teeth hooked around the drive pulley and the driven pull
  • the electronic component mounting head mounts the electronic component on the substrate positioned in the substrate positioning unit by holding the electronic component by suction suction from the parts feeder arranged in a plurality of units in the component supply unit.
  • a mounting head of an electronic component used in an apparatus wherein a plurality of suction nozzles are mounted, wherein the suction nozzles are mounted at the lower end portion, and a plurality of nozzle shafts movable up and down are arranged in a row at a predetermined nozzle array pitch
  • the nozzle rotation mechanism for moving the nozzle axis individually, and the ⁇ rotation drive mechanism for rotating the plurality of nozzle axes around the axis, the ⁇ rotation drive mechanism comprising: An ⁇ -axis motor having a drive pulley mounted on an output shaft, a driven pulley mounted on each of the nozzle shafts, and a plurality of idlers disposed in the middle of the two nozzle rows;
  • the drive pulley has an endless transmission belt for transmitting the rotation of the ⁇ -
  • a ⁇ rotation driving mechanism having two nozzle rows in which a plurality of nozzle axes are arranged in a row at a predetermined nozzle array pitch, and rotating the nozzle axes around the nozzle axes.
  • a ⁇ rotation drive mechanism In the mounting head of the present invention, a ⁇ rotation drive mechanism, a ⁇ axis motor with a drive pulley mounted on an output shaft, a driven pulley mounted on each nozzle shaft, and a plurality of intermediately disposed nozzle rows
  • An idler and an endless transmission belt for transmitting the rotation of the ⁇ -axis motor to the driven pulley are provided, the drive surface of the transmission belt is wound around the drive pulley and the driven pulley, and the opposite surface of the drive surface is guided by the idler
  • FIG. 1 A perspective view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 A perspective view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 A perspective view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 A perspective view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 A perspective view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 A perspective view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 A perspective view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 A perspective view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 A perspective view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 A perspective view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 A perspective view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 A perspective view of an electronic component mounting apparatus
  • FIG. 1 is a perspective view of an electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view of the electronic component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 3 (a) and 3 (b) are the present invention.
  • FIG. 4 is a side view of the mounting head of the electronic component mounting apparatus of one Embodiment of this invention
  • FIG. 5 is one embodiment of this invention It is explanatory drawing of the belt alignment zone form in the mounting head of the electronic component mounting apparatus of this.
  • the electronic component mounting apparatus 1 has a function of sucking and holding the electronic component by a suction nozzle from a parts feeder provided in parallel in a plurality of component supply units and taking it out and mounting it on a substrate positioned in a substrate positioning unit .
  • a substrate transfer mechanism 2 is disposed in the X direction at the center of a base 1 a.
  • the substrate transfer mechanism 2 transfers the substrate 3 on which the electronic component is mounted in the X direction.
  • a substrate positioning portion for positioning and holding the substrate at the mounting position is provided in the transport path by the substrate transport mechanism 2, and the electronic component is mounted on the substrate 3 positioned by the substrate positioning portion.
  • the component supply units 4 are disposed on both sides of the substrate transport mechanism 2, and a plurality of tape feeders 5 (parts feeders) are arranged in parallel in the component supply unit 4.
  • the tape feeder 5 pitch feeds a carrier tape containing electronic components and supplies the electronic components to the component mounting mechanism described below.
  • a Y-axis moving table 7 provided with a Y-axis linear drive mechanism is disposed horizontally in the Y direction at one end of the base 1 a in the X direction.
  • the Y-axis moving table 7 mainly includes a beam member 7a provided in a slender shape in the horizontal direction, and the linear rail 8 is disposed in the horizontal direction on the beam member 7a.
  • a linear block 9 coupled to two rectangular coupling brackets 10 disposed in a vertical posture is slidably fitted in the Y direction on the linear rail 8.
  • a first X-axis moving table 11A and a second X-axis moving table 11B each having an X-axis linear drive mechanism are coupled to the two coupling brackets 10.
  • Each of the first X-axis movement table 11A and the second X-axis movement table 11B is mainly composed of a beam member 11a provided in a slender shape in the X direction, and the linear rail 12 is horizontally arranged in the beam member 11a. It is set up.
  • a rectangular coupling bracket 13 disposed in a vertical posture is slidably mounted on the linear rail 12 in the X direction via a linear block (not shown).
  • a first mounting head 14A and a second mounting head 14B are mounted on the coupling brackets 13 of the first X-axis moving table 11A and the second X-axis moving table 11B, respectively. 14A, the second mounting head 14B is moved in the X direction by a linear drive mechanism coupled to the coupling bracket 13, respectively.
  • the first mounting head 14A and the second mounting head 14B are multiple heads each including the nozzle unit 15 (see FIG. 3) which is a plurality of unit mounting heads, and the lower end portion of each nozzle unit 15 is A suction nozzle 21 for suctioning and holding an electronic component is mounted on the provided nozzle mounting portion 20a (see FIG. 3).
  • the suction nozzle 21 is moved up and down by a nozzle lifting mechanism built in the nozzle unit 15.
  • the nozzle units 15 are moved, thereby taking out the electronic components from the tape feeders 5 of the respective component supply units, and transferring and mounting them on the substrate 3 positioned in the substrate conveyance mechanism 2.
  • the Y-axis movement table 7, the first X-axis movement table 11A, and the second X-axis movement table 11B are heads for moving the mounting head between the component supply unit 4 and the substrate transport mechanism 2 which is a substrate positioning unit. It is a means of transportation.
  • An image reader 6 is disposed between the substrate transport mechanism 2 and the component supply unit 4.
  • the image reading device 6 is held by the first mounting head 14A and the second mounting head 14B which take out the electronic components from the respective component supply units 4 by carrying out a scanning operation for image reading. It has a function of reading the image of the electronic component from below. By performing recognition processing on the read image, positional deviation of the electronic component in a state of being held by the mounting head is detected.
  • the substrate recognition camera unit 16 moving integrally is a first X-axis moving table 11A and a second X-axis moving table 11B. Is mounted below the The substrate recognition camera unit 16 is attached to the coupling bracket 13 in a posture in which the imaging optical axis is directed downward, and moves upward of the substrate 3 together with the mounting head 17 to image the substrate 3. By performing recognition processing on this imaging result, positional deviation of the mounting point on the substrate 3 is detected.
  • position correction at the time of component mounting is performed based on the detection result of the positional displacement of the electronic component and the detection result of the positional displacement of the mounting point described above.
  • the first mounting head 14A and the second mounting head 14B have the same structure, and each of them has a plurality of (here, 16) nozzle units 15.
  • the nozzle unit 15 is mounted at a lower end portion thereof with a suction nozzle 21 for holding an electronic component by suction, and is a bearing block 22 in which a plurality of nozzle shafts 20 capable of freely rotating and elevating around a shaft are coupled to a lower end portion of a coupling bracket 13 In the vertical position.
  • the suction nozzle 21 is detachably mounted to a nozzle mounting portion 20 a provided at the lower end portion of the nozzle shaft 20.
  • FIG. 3B shows the lower surface of the bearing block 22 in a state where the suction nozzle 21 is mounted on the nozzle mounting portion 20 a of each nozzle shaft 20.
  • the suction nozzles 21 are arranged in a row in the X direction at a predetermined nozzle arrangement pitch p set corresponding to the arrangement of the tape feeders 5 in the component supply unit 4 to form a nozzle array.
  • two nozzle rows nozzle rows L1 and L2 in which eight suction nozzles 21 are arranged in one row are formed.
  • the suction nozzle 21 is detachably mounted at the lower end portion of the first mounting head 14A and the second mounting head 14B, and a plurality of nozzle shafts 20 which can move up and down can be arranged at a predetermined nozzle array pitch
  • the nozzle rows L1 and L2 of two rows arranged in a shape are provided.
  • the plurality of nozzle shafts 20 are divided into two nozzle groups (nozzle group A and nozzle group B) by a dividing line CL connecting the center points of the two nozzle arrays L1 and L2.
  • each nozzle unit 15 The structure of each nozzle unit 15 will be described.
  • the upper end portion of the nozzle shaft 20 is coupled to the elevating shaft member 24 via a rotary joint 25, and the elevating shaft member 24 is vertically moved by a Z-axis linear motor 23 fixed to the coupling bracket 13.
  • the nozzle shaft 20 moves up and down, whereby the suction nozzle 21 moves up and down for picking up and mounting electronic components.
  • the Z-axis linear motor 23 and the elevating shaft member 24 constitute a nozzle elevating mechanism that raises and lowers the nozzle shaft 20 individually.
  • the rotary joint 25 couples the nozzle shaft 20 and the elevating shaft member 24 via a bearing so that the rotation of the nozzle shaft 20 is permitted.
  • the suction nozzle 21 holding the electronic component can be rotated about its axis, and rotational positioning of the electronic component about the nozzle axis can be performed.
  • the bearing block 22 is provided with a shaft hole 22a vertically penetrated.
  • the nozzle shaft 20 is held by the bearing block 22 via a sleeve member 32 inserted into the shaft hole 22a.
  • the outer surface of the nozzle shaft 20 and the inner surface of the sleeve member 32 are engaged by spline grooves, whereby the nozzle shaft 20 is allowed to slide up and down relative to the sleeve member 32, and in this state the sleeve member 32
  • the rotation can be transmitted from the nozzle to the nozzle shaft 20.
  • Bearings 31 are fitted to the upper and lower end portions of the shaft hole 22 a, and the bearing 31 supports the sleeve member 32 while the upper and lower positions are held by the sleeve member 32. That is, the nozzle shaft 20 is rotatably supported by the upper and lower two bearings 31 via the sleeve member 32.
  • a driven pulley 28 is attached to a portion where the sleeve member 32 extends upward from the bearing block 22 so as to be located above the bearing block 22.
  • the driven pulley 28 transmits the rotations of the first ⁇ -axis motor 27A and the second ⁇ -axis motor 27B described below to the sleeve member 32 through the first transmission belt 29A and the second transmission belt 29B, whereby the nozzle shaft 20 is It rotates with the sleeve member 32. At this time, rotation transmission can be performed while permitting vertical movement of the nozzle shaft 20.
  • first ⁇ -axis motor 27A and the second ⁇ -axis motor 27B have output shafts facing downward at positions where the row direction of the nozzle rows L1 and L2 is extended to both sides (see FIG. 5).
  • a first transmission belt 29A and a second transmission belt 29B which are endless toothed belts, are respectively banded on drive pulleys 27a attached to the output shafts of the first ⁇ -axis motor 27A and the second ⁇ -axis motor 27B.
  • the first transmission belt 29A and the second transmission belt 29B correspond to the nozzle group A and the nozzle group B, respectively, and the first transmission belt 29A is a driven pulley 28 mounted on the nozzle shaft 20 belonging to the nozzle group A.
  • the rotation of the first ⁇ -axis motor 27A is transmitted to the driven pulleys 28.
  • the second transmission belt 29B is banded by the driven pulleys 28 mounted on the nozzle shafts 20 belonging to the nozzle group B, and transmits the rotation of the second ⁇ -axis motor 27B to the driven pulleys 28.
  • FIG. 5 shows the arrangement of driven pulleys 28 and idlers 30 mounted on each nozzle shaft 20 on the upper surface of the bearing block 22 corresponding to the nozzle rows L1 and L2 shown in FIG.
  • the idler 30 is used for belt winding for aligning the first transmission belt 29A and the second transmission belt 29B in a desired form.
  • a plurality of idlers 30 are disposed between the two nozzle rows L1 and L2.
  • the plurality of driven pulleys 28 and idlers 30 are distinguished by adding a suffix to the reference numerals.
  • the driven pulleys 28 are distinguished in association with the nozzle group and the arrangement position. That is, in the driven pulley 28 corresponding to the nozzle row L1, from the left side (the side of the nozzle group A), the driven pulleys 28 (11) to 28 (18) are described and the driven pulley corresponding to the nozzle row L2 Reference numeral 28 denotes the driven pulleys 28 (21) to 28 (28) from the left side (the side of the nozzle group A).
  • the idlers 30 are distinguished in association with the array position. That is, the idlers 30 (1) to 30 (8) are sequentially described from the left side. The positions of the idlers 30 (1) to 30 (8) are located substantially at the centers of the two nozzle rows L1 and L2 in the Y direction. In the X direction, the idler 30 (1) includes three idlers 30 (2), 30 (3) corresponding to the nozzle group A in the middle between the drive pulley 27a of the first ⁇ -axis motor 27A and the driven pulley 28 (11). , 30 (4) are respectively located in the middle of two adjacent driven pulleys 28 in four driven pulleys 28 (11), 28 (12), 28 (13), 28 (14) .
  • the three idlers 30 (5), 30 (6), 30 (7) corresponding to the nozzle group B have four driven pulleys 28 (15), 28 (16), 28 (17), 28 (18).
  • the idler 30 (8) is located midway between the two driven pulleys 28 adjacent to each other, and between the driven pulley 28 (18) and the drive pulley 27a of the second ⁇ -axis motor 27B.
  • the position of the idler 30 has a degree of freedom, and can be changed in any of the X direction and the Y direction as long as there is no inconvenience in belt winding described below.
  • the alignment mode of the first transmission belt 29A for rotationally driving the nozzle shafts 20 of the nozzle group A by the first ⁇ -axis motor 27A and the nozzle shafts 20 of the nozzle group B by the second ⁇ -axis motor 27B are rotationally driven. Since the alignment zone form of the second transmission belt 29B is symmetrical with respect to the center line CL, only the nozzle group A will be described here, and the description of the nozzle group B will be omitted.
  • the first transmission belt 29A in which the drive surface 29a provided with the drive teeth in the first transmission belt 29A is engaged with the drive pulley 27a of the first ⁇ -axis motor 27A is the driven pulley 28 positioned at the leftmost end in the nozzle row L1.
  • the driving surface 29a is engaged with and engaged with (11), and then guided to the inner idler 30 (2) to make the opposite surface of the driving surface 29a abut against the idler 30 (2)
  • the drive surface 29a is engaged with the driven pulley 28 (12) and the driven pulley 28 (13) in sequence, and is engaged.
  • the first transmission belt 29A is engaged with the driven pulley 28 (24) and the driven pulley 28 (23) of the nozzle row L2 with the drive surface 29a sequentially meshed, and then the idler 30 (3) located inside
  • the drive surface 29a is engaged with the driven pulley 28 (22) and the driven pulley 28 (21) in sequence, and then wound around. Then, it is guided to the idler 30 (1), and the opposite surface of the drive surface 29a circulates around the idler 30 (1), and the drive surface 27a is engaged with the drive pulley 27a of the first ⁇ axis motor 27A.
  • all the driven pulleys 28 mesh with the drive surface 29a of the first transmission belt 29A, and are rotationally driven by the first ⁇ -axis motor 27A.
  • the first ⁇ -axis motor 27A with the drive pulley 27a mounted on the output shaft, and the driven pulley 28 mounted on each nozzle shaft 20 belonging to the nozzle group A is disposed midway between the two nozzle rows L1 and L2.
  • the plurality of idlers 30 and the first transmission belt 29A constitute a first ⁇ rotation drive mechanism 26A for rotating the plurality of nozzle shafts 20 belonging to the nozzle group A around the nozzle axes.
  • the second ⁇ -axis motor 27 B having a drive pulley 27 a mounted on the output shaft, the driven pulley 28 mounted on each nozzle shaft 20 belonging to the nozzle group B, and the middle between two nozzle rows L 1 and L 2
  • the plurality of idlers 30 and the second transmission belt 29B constitute a second ⁇ rotation drive mechanism 26B for rotating the plurality of nozzle shafts 20 belonging to the nozzle group B around the nozzle axes. That is, in the present embodiment, an individual ⁇ rotation drive mechanism is provided for each nozzle group.
  • the drive belts 29A and 29B are wound around the drive pulley 27a and the driven pulley 28 with the drive surface 29a provided with drive teeth, and the opposite surface of the drive surface 29a is disposed between the two nozzle rows L1 and L2. It is aligned in a guided state by the plurality of idlers 30.
  • the mounting head of the electronic component of the present invention has two rows of nozzle rows L1 and L2 in which the plurality of nozzle shafts 20 are arranged in a row at a predetermined nozzle array pitch, and the nozzle shafts 20
  • the ⁇ rotation drive mechanism includes a ⁇ axis motor having a drive pulley mounted on an output shaft, and a driven pulley 28 mounted on each nozzle shaft 20.
  • a plurality of idlers 30 disposed in the middle of the two nozzle rows L1 and L2 and an endless transmission belt for transmitting the rotation of the ⁇ -axis motor to the driven pulley 28 are provided.
  • the electronic component mounting apparatus and the electronic component mounting head according to the present invention have an effect that the size of the mounting head can be made as small as possible in the mounting head provided with two rows of nozzle axes, and the apparatus can be made compact. It is useful in the component mounting field where the electronic components are held by suction and transferred to a substrate.

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Abstract

 本発明の課題は、2列のノズル軸を備えた搭載ヘッドにおいて、搭載ヘッドの大きさを極力小型化して装置コンパクト化を促進することができる電子部品実装装置および電子部品の搭載ヘッドを提供することである。  複数のノズル軸が所定のノズル配列ピッチで列状に配列された2列のノズル列(L1、L2)を有する搭載ヘッドにおいて、ノズル軸を軸廻りに回転させるθ回転駆動機構を、各ノズル軸に装着された被駆動プーリ(28)と、2列のノズル列(L1,L2)の中間に配置された複数のアイドラ(30)と、被駆動プーリ(28)にθ軸モータ(27A,27B)の回転を伝達する無端の伝動ベルト(29A,29B)とを有する構成とし、伝動ベルト(29A,29B)の駆動面(29a)を駆動プーリおよび被駆動プーリに掛け廻し、駆動面(29a)の反対面をアイドラ(30)によってガイドされた状態で調帯する。

Description

電子部品実装装置および電子部品の搭載ヘッド
 本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品実装装置および電子部品実装装置に用いられる電子部品の搭載ヘッドに関するものである。
 電子部品を基板に実装する電子部品実装装置には、電子部品を収納するテープフィーダなどのパーツフィーダが多数並設された部品供給部が設けられており、これらのパーツフィーダから搭載ヘッドによって電子部品をピックアップして基板上に位相搭載する部品搭載動作が繰り返し行われる。動作効率向上の要請から、搭載ヘッドとして複数の吸着ノズルが装着された多連型のものが一般に採用される。多連型の搭載ヘッドを備えることにより、搭載ヘッドが部品供給部と基板との間を一回往復する1実装ターンにおいて複数の電子部品を実装対象とすることができる。
 このような多連型の搭載ヘッドには、複数の吸着ノズルをノズル軸廻りに回転させるノズル回転駆動機構が必要とされる(特許文献1参照)。この特許文献に示す例においては、複数のノズル軸を1直線の列状に配置し、これらのノズル軸に装着された被駆動プーリに伝動ベルトを掛け廻すことにより、単一のθ軸モータによって複数のノズル軸を回転駆動するようにしている。
日本国特開平6-237097号公報
 近年実装動作効率の更なる向上が要請されるに伴い、多連型の搭載ヘッドに装着される吸着ノズルの数も従来より増大する傾向にある。しかしながら、1つの搭載ヘッドに組み込まれるノズル軸の数が多くなると、前述のノズル回転駆動機構の構成や配置がより困難となる。すなわちノズル軸数が増大すると、配置コンパクト化のためノズルが配列されるノズル列を複数とする構成を採用せざるを得ない。しかしながら、特許文献1を含め従来技術による駆動レイアウトをノズル軸数が増大した2列のノズル列を備えた搭載ヘッドに採用すると、搭載ヘッドが大型化して装置コンパクト化の要請に反するとともに、機構の複雑化が避け難い。
 そこで本発明は、2列のノズル軸を備えた搭載ヘッドにおいて、搭載ヘッドの大きさを極力小型化して装置コンパクト化を促進することができる電子部品実装装置および電子部品の搭載ヘッドを提供することを目的とする。
 本発明の電子部品実装装置は、部品供給部に複数台並設されたパーツフィーダから吸着ノズルによって電子部品を吸着保持して取り出して、基板位置決め部に位置決めされた基板に実装する電子部品実装装置であって、前記吸着ノズルが複数装着された搭載ヘッドと、この搭載ヘッドを前記部品供給部と前記基板位置決め部との間で移動させるヘッド移動手段と、前記搭載ヘッドに設けられ、下端部に前記吸着ノズルが装着され上下方向に昇降自在な複数のノズル軸を所定のノズル配列ピッチで列状に配列して成る2列のノズル列と、前記ノズル軸を個別に昇降させるノズル昇降機構と、前記複数のノズル軸を軸廻りに回転させるθ回転駆動機構とを備え、前記θ回転駆動機構は、出力軸に駆動プーリが装着されたθ軸モータと、前記各ノズル軸に装着された被駆動プーリと、前記2列のノズル列の中間に配置された複数のアイドラと、前記被駆動プーリに前記θ軸モータの回転を伝達する無端の伝動ベルトとを有し、前記伝動ベルトは、駆動歯が設けられた駆動面を前記駆動プーリおよび被駆動プーリに掛け廻し、前記駆動面の反対面を前記アイドラによってガイドされた状態で調帯されている。
 本発明の電子部品の搭載ヘッドは、部品供給部に複数台並設されたパーツフィーダから吸着ノズルによって電子部品を吸着保持して取り出して、基板位置決め部に位置決めされた基板に実装する電子部品実装装置に用いられ、前記吸着ノズルが複数装着された電子部品の搭載ヘッドであって、下端部に前記吸着ノズルが装着され上下方向に昇降自在な複数のノズル軸を所定のノズル配列ピッチで列状に配列して成る2列のノズル列と、前記ノズル軸を個別に昇降させるノズル昇降機構と、前記複数のノズル軸を軸廻りに回転させるθ回転駆動機構とを備え、前記θ回転駆動機構は、出力軸に駆動プーリが装着されたθ軸モータと、前記各ノズル軸に装着された被駆動プーリと、前記2列のノズル列の中間に配置された複数のアイドラと、前記被駆動プーリに前記θ軸モータの回転を伝達する無端の伝動ベルトとを有し、前記伝動ベルトは、駆動歯が設けられた駆動面を前記駆動プーリおよび被駆動プーリに掛け廻し、前記駆動面の反対面を前記アイドラによってガイドされた状態で調帯されている。
 本発明によれば、複数のノズル軸が所定のノズル配列ピッチで列状に配列された2列のノズル列を有し、ノズル軸をノズル軸廻りに回転させるθ回転駆動機構とを備えた構成の搭載ヘッドにおいて、θ回転駆動機構を、出力軸に駆動プーリが装着されたθ軸モータと、各ノズル軸に装着された被駆動プーリと、2列のノズル列の中間に配置された複数のアイドラと、被駆動プーリにθ軸モータの回転を伝達する無端の伝動ベルトとを有する構成とし、伝動ベルトの駆動面を駆動プーリおよび被駆動プーリに掛け廻し、駆動面の反対面をアイドラによってガイドされた状態で調帯することにより、2列のノズル列を備えた搭載ヘッドにおいて、搭載ヘッドの大きさを極力小型化して装置コンパクト化を促進することができる。
本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図 (a)および(b)は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の搭載ヘッドの構造説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の搭載ヘッドの側面図 本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の搭載ヘッドにおけるベルト調帯形態の説明図
 次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の斜視図、図2は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図3(a)および(b)は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の搭載ヘッドの構造説明図、図4は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の搭載ヘッドの側面図、図5は本発明の一実施の形態の電子部品搭載装置の搭載ヘッドにおけるベルト調帯形態の説明図である。
 まず図1、図2を参照して、電子部品実装装置1の構造を説明する。電子部品実装装置1は、部品供給部に複数台並設されたパーツフィーダから吸着ノズルによって電子部品を吸着保持して取り出して、基板位置決め部に位置決めされた基板に実装する機能を有している。電子部品実装装置であって図1において、基台1aの中央には基板搬送機構2がX方向に配設されている。基板搬送機構2は電子部品が実装される基板3をX方向に搬送する。基板搬送機構2による搬送経路には基板を実装位置に位置決めして保持する基板位置決め部が設けられており、この基板位置決め部によって位置決めされた基板3に対して、電子部品が実装される。基板搬送機構2を挟んだ両側方には部品供給部4が配置されており、部品供給部4にはそれぞれ複数のテープフィーダ5(パーツフィーダ)が並設されている。テープフィーダ5は電子部品を収納したキャリアテープをピッチ送りして、以下に説明する部品搭載機構に電子部品を供給する。
 基台1aのX方向の一端部には、Y軸リニア駆動機構を備えたY軸移動テーブル7がY方向に水平に配設されている。Y軸移動テーブル7は水平方向に細長形状で設けられたビーム部材7aを主体としており、ビーム部材7aにはリニアレール8が水平方向に配設されている。リニアレール8には、垂直姿勢で配設された矩形状の2つの結合ブラケット10に結合されたリニアブロック9が、Y方向にスライド自在に嵌着している。2つの結合ブラケット10には、それぞれX軸リニア駆動機構を備えた第1のX軸移動テーブル11A、第2のX軸移動テーブル11Bが結合されている。
 第1のX軸移動テーブル11A、第2のX軸移動テーブル11BはいずれもX方向に細長形状で設けられたビーム部材11aを主体としており、ビーム部材11aにはリニアレール12が水平方向に配設されている。リニアレール12には、垂直姿勢で配設された矩形状の結合ブラケット13が、リニアブロック(図示省略)を介してX方向にスライド自在に装着されている。第1のX軸移動テーブル11A、第2のX軸移動テーブル11Bのそれぞれの結合ブラケット13には、第1の搭載ヘッド14A、第2の搭載ヘッド14Bが装着されており、第1の搭載ヘッド14A、第2の搭載ヘッド14Bは、結合ブラケット13に結合されたリニア駆動機構によってそれぞれX方向に移動する。
 第1の搭載ヘッド14A、第2の搭載ヘッド14Bはいずれも複数の単位搭載ヘッドであるノズルユニット15(図3参照)を備えた多連型ヘッドであり、それぞれのノズルユニット15の下端部に設けられたノズル装着部20aには、電子部品を吸着して保持する吸着ノズル21が装着されている(図3参照)。吸着ノズル21は、ノズルユニット15に内蔵されたノズル昇降機構によって昇降する。Y軸移動テーブル7、第1のX軸移動テーブル11A、第2のX軸移動テーブル11Bを駆動することにより、第1の搭載ヘッド14A、第2の搭載ヘッド14Bは、X方向、Y方向に移動し、これにより各ノズルユニット15は、それぞれの部品供給部のテープフィーダ5から電子部品を取り出して、基板搬送機構2に位置決めされた基板3に移送搭載する。Y軸移動テーブル7、第1のX軸移動テーブル11A、第2のX軸移動テーブル11Bは、この搭載ヘッドを部品供給部4と基板位置決め部である基板搬送機構2との間で移動させるヘッド移動手段となっている。
 基板搬送機構2と部品供給部4との間には、それぞれ画像読取り装置6が配設されている。画像読取り装置6はそれぞれの部品供給部4から電子部品を取り出した第1の搭載ヘッド14A、第2の搭載ヘッド14Bが、画像読取り用の走査動作を行うことにより、当該搭載ヘッドに保持された電子部品の画像を下方からそれぞれ読み取る機能を有している。読み取られた画像を認識処理することにより、搭載ヘッドに保持された状態における電子部品の位置ずれが検出される。
 図2に示すように、第1の搭載ヘッド14A、第2の搭載ヘッド14Bには、一体に移動する基板認識カメラユニット16が第1のX軸移動テーブル11A、第2のX軸移動テーブル11Bの下方に位置して取り付けられている。基板認識カメラユニット16は撮像光軸を下向きにした姿勢で結合ブラケット13に取り付けられており、搭載ヘッド17とともに基板3の上方に移動して基板3を撮像する。この撮像結果を認識処理することにより、基板3における実装点の位置ずれが検出される。電子部品を基板3に実装する際には、前述の電子部品の位置ずれの検出結果と、実装点の位置ずれの検出結果とに基づいて、部品搭載時の位置補正が行われる。
 次に図3,図4を参照して第1の搭載ヘッド14A、第2の搭載ヘッド14Bの構成を説明する。第1の搭載ヘッド14A、第2の搭載ヘッド14Bは同一構造であり、いずれも複数(ここでは16個)のノズルユニット15を備えている。ノズルユニット15は、下端部に電子部品を吸着保持する吸着ノズル21が装着され、軸廻りの回転および昇降が自在な複数のノズル軸20を、結合ブラケット13の下端部に結合された軸受けブロック22に垂直姿勢で軸支させた構成となっている。吸着ノズル21は、ノズル軸20の下端部に設けられたノズル装着部20aに着脱自在に装着される。
 図3(b)は各ノズル軸20のノズル装着部20aに吸着ノズル21が装着された状態における軸受けブロック22の下面を示している。これらの吸着ノズル21は、部品供給部4におけるテープフィーダ5の配列に対応して設定された所定のノズル配列ピッチpでX方向に列状に配列されてノズル列を形成している。ここでは、1列に8個の吸着ノズル21が配列されたノズル列が2列(ノズル列L1,L2)形成されている。すなわち、第1の搭載ヘッド14A、第2の搭載ヘッド14Bには、下端部に吸着ノズル21が着脱自在に装着され、上下方向に昇降自在な複数のノズル軸20を所定のノズル配列ピッチで列状に配列して成る2列のノズル列L1,L2が設けられた構成となっている。さらにこれらの複数のノズル軸20は、2つのノズル列L1,L2のそれぞれの中央点を結ぶ区分線CLによって、2つのノズル群(ノズル群Aおよびノズル群B)に区分されている。
 各ノズルユニット15の構造を説明する。ノズル軸20の上端部は、回転接手25を介して昇降軸部材24に結合されており、昇降軸部材24は結合ブラケット13に固定されたZ軸リニアモータ23によって昇降駆動される。Z軸リニアモータ23を駆動することによりノズル軸20が昇降し、これにより吸着ノズル21が電子部品のピックアップや搭載動作のための上下動を行う。すなわち、Z軸リニアモータ23、昇降軸部材24は、ノズル軸20を個別に昇降させるノズル昇降機構となっている。回転接手25は、ノズル軸20と昇降軸部材24とをベアリングを介して結合しており、ノズル軸20の軸廻りの回転が許容されるようになっている。これにより電子部品を保持した吸着ノズル21を軸廻りに回転させることが可能となり、電子部品のノズル軸廻りの回転位置決めを行うことができる。
 次に図4を参照して、ノズル軸20の軸支持構造および回転駆動形態について説明する。軸受けブロック22には垂直に貫通して設けられた軸孔22aが設けられている。ノズル軸20は、軸孔22a内を挿通するスリーブ部材32を介して、軸受けブロック22に保持されている。ノズル軸20の外面とスリーブ部材32の内面はスプライン溝によって嵌合する関係にあり、これにより、ノズル軸20はスリーブ部材32に対して上下のスライドが許容されるとともに、この状態でスリーブ部材32からノズル軸20への回転伝達が行えるようになっている。軸孔22aの上下両端部にはベアリング31が嵌着されており、ベアリング31はスリーブ部材32によって上下位置が保持されながらスリーブ部材32を軸支する。すなわちノズル軸20は、上下2つのベアリング31によってスリーブ部材32を介して回転自在に軸支されている。
 スリーブ部材32が軸受けブロック22から上方に延出した部分には、軸受けブロック22の上方に位置して被駆動プーリ28が装着されている。被駆動プーリ28は以下に説明する第1θ軸モータ27A、第2θ軸モータ27Bの回転を第1伝動ベルト29A、第2伝動ベルト29Bを介してスリーブ部材32に伝達し、これによりノズル軸20はスリーブ部材32とともに回転する。このときノズル軸20の上下動を許容しながら回転伝達が行えるようになっている。
 図3において軸受けブロック22の上面には、ノズル列L1,L2の列方向を両側に延長した位置に(図5参照)、それぞれ第1θ軸モータ27A、第2θ軸モータ27Bが出力軸を下向きにした垂直姿勢で配設されている。第1θ軸モータ27A、第2θ軸モータ27Bの出力軸に装着された駆動プーリ27aには、無端の歯付ベルトである第1伝動ベルト29A、第2伝動ベルト29Bがそれぞれ調帯されている。第1伝動ベルト29A、第2伝動ベルト29Bは、それぞれノズル群A、ノズル群Bに対応しており、第1伝動ベルト29Aは、ノズル群Aに属するノズル軸20に装着された被駆動プーリ28に調帯されて第1θ軸モータ27Aの回転を各被駆動プーリ28に伝達する。また第2伝動ベルト29Bは、ノズル群Bに属するノズル軸20に装着された被駆動プーリ28に調帯されて第2θ軸モータ27Bの回転を各被駆動プーリ28に伝達する。
 次に図5を参照して、第1の搭載ヘッド14A、第2の搭載ヘッド14Bにおけるベルト調帯形態について説明する。図5は、軸受けブロック22の上面において、図3に示すノズル列L1,L2に対応して、各ノズル軸20に装着された被駆動プーリ28およびアイドラ30の配列を示している。アイドラ30は、第1伝動ベルト29A、第2伝動ベルト29Bを所望の形態で調帯するためのベルト掛け廻しに用いられるものである。ここでは、2列のノズル列L1,L2の中間に、複数のアイドラ30が配置されている。
 なお、図5においては、複数の被駆動プーリ28およびアイドラ30を、符号に添字を付すことによって区別している。まず被駆動プーリ28については、ノズル群および配列位置と関連づけて区別する。すなわち、ノズル列L1に対応する被駆動プーリ28には、左側(ノズル群Aの側)から、被駆動プーリ28(11)~28(18)と表記し、ノズル列L2に対応する被駆動プーリ28には、左側(ノズル群Aの側)から、被駆動プーリ28(21)~28(28)と表記している。
 またアイドラ30については、配列位置と関連づけて区別する。すなわち、左側から順にアイドラ30(1)~30(8)と表記する。アイドラ30(1)~30(8)の位置は、Y方向についてはいずれも2つのノズル列L1,L2の略中央に位置している。X方向については、アイドラ30(1)は第1θ軸モータ27Aの駆動プーリ27aと被駆動プーリ28(11)との中間に、ノズルA群に対応した3つのアイドラ30(2)、30(3)、30(4)は、4つの被駆動プーリ28(11)、28(12)、28(13)、28(14)において相隣接する2つの被駆動プーリ28の中間にそれぞれ位置している。
 ノズルB群に対応した3つのアイドラ30(5)、30(6)、30(7)は、4つの被駆動プーリ28(15)、28(16)、28(17)、28(18)において相隣接する2つの被駆動プーリ28の中間に、またアイドラ30(8)は、被駆動プーリ28(18)と第2θ軸モータ27Bの駆動プーリ27aとの中間にそれぞれ位置している。なおこれらアイドラ30の位置については自由度があり、以下に説明するベルト掛け廻しに不都合がない範囲において、X方向,Y方向のいずれについても位置変更が可能である。
 次にベルト調帯形態の詳細を説明する。なお第1θ軸モータ27Aによるノズル群Aの各ノズル軸20を回転駆動するための第1伝動ベルト29Aの調帯形態と、第2θ軸モータ27Bによるノズル群Bの各ノズル軸20を回転駆動するための第2伝動ベルト29Bの調帯形態とは、中心線CLについて左右対称の関係にあることから、ここではノズル群Aについてのみ記述し、ノズル群Bについての記述を省略する。
 まず第1伝動ベルト29Aにおいて駆動歯が設けられた駆動面29aを第1θ軸モータ27Aの駆動プーリ27aに噛合させた第1伝動ベルト29Aは、ノズル列L1において最左端に位置する被駆動プーリ28(11)に駆動面29aを噛合させて掛け廻され、次いで内側に位置するアイドラ30(2)まで導かれて駆動面29aの反対面をアイドラ30(2)に当接させて周回した後、被駆動プーリ28(12)、被駆動プーリ28(13)に駆動面29aを順次噛合させて掛け廻される。次いで内側に位置するアイドラ30(4)まで導かれて駆動面29aの反対面をアイドラ30(4)に当接させて周回した後、被駆動プーリ28(14)に駆動面29aを噛合させて掛け廻される。
 さらに第1伝動ベルト29Aは、ノズル列L2の被駆動プーリ28(24)、被駆動プーリ28(23)に駆動面29aを順次噛合させて掛け廻され、次いで内側に位置するアイドラ30(3)に駆動面29aの反対面を当接させて周回した後、被駆動プーリ28(22)および被駆動プーリ28(21)に駆動面29aを順次噛合させて掛け廻される。次いでアイドラ30(1)まで導かれて駆動面29aの反対面がアイドラ30(1)を周回し、第1θ軸モータ27Aの駆動プーリ27aに駆動面29aを噛合させて掛け廻される。これにより、全ての被駆動プーリ28が第1伝動ベルト29Aの駆動面29aと噛合し、第1θ軸モータ27Aによって回転駆動される。
 上記構成において、出力軸に駆動プーリ27aが装着された第1θ軸モータ27A、ノズル群Aに属する各ノズル軸20に装着された被駆動プーリ28、2列のノズル列L1,L2の中間に配置された複数のアイドラ30、および第1伝動ベルト29Aは、ノズル群Aに属する複数のノズル軸20をノズル軸廻りに回転させる第1θ回転駆動機構26Aを構成する。同様に、出力軸に駆動プーリ27aが装着された第2θ軸モータ27B、ノズル群Bに属する各ノズル軸20に装着された被駆動プーリ28および2列のノズル列L1,L2の中間に配置された複数のアイドラ30および第2伝動ベルト29Bは、ノズル群Bに属する複数のノズル軸20をノズル軸廻りに回転させる第2θ回転駆動機構26Bを構成する。すなわち本実施の形態においては、各ノズル群毎に個別のθ回転駆動機構を備えた形態となっている。そして伝動ベルト29A,29Bは、駆動歯が設けられた駆動面29aを駆動プーリ27aおよび被駆動プーリ28に掛け廻し、駆動面29aの反対面を、2列のノズル列L1,L2の中間に配置された複数のアイドラ30によってガイドされた状態で調帯されている。
 上記説明したように、本発明の電子部品の搭載ヘッドは、複数のノズル軸20を所定のノズル配列ピッチで列状に配列した2列のノズル列L1,L2を有し、ノズル軸20をノズル軸廻りに回転させるθ回転駆動機構を備えた構成の搭載ヘッドにおいて、θ回転駆動機構を、出力軸に駆動プーリが装着されたθ軸モータと、各ノズル軸20に装着された被駆動プーリ28と、2列のノズル列L1,L2の中間に配置された複数のアイドラ30と、被駆動プーリ28にθ軸モータの回転を伝達する無端の伝動ベルトとを有する構成としたものである。これにより、2列のノズル列を備えた搭載ヘッドにおいて、伝動ベルトの掛け廻しを極力小さい占有面積内で行うことができ、効率的に搭載ヘッドの大きさを極力小型化して装置コンパクト化を促進することができる。
 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
 本出願は、2008年10月10日出願の日本特許出願(特願2008-263774)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 本発明の電子部品実装装置および電子部品の搭載ヘッドは、2列のノズル軸を備えた搭載ヘッドにおいて、搭載ヘッドの大きさを極力小型化して装置コンパクト化を促進することができるという効果を有し、電子部品を吸着保持して基板に移送搭載する部品実装分野において有用である。
 1 電子部品実装装置
 2 基板搬送機構
 3 基板
 4 部品供給部
 5 テープフィーダ
 7 Y軸移動テーブル
 11A 第1のX軸移動テーブル
 11B 第2のX軸移動テーブル
 14A 第1の搭載ヘッド
 14B 第2の搭載ヘッド
 15 ノズルユニット
 20 ノズル軸
 21 吸着ノズル
 23 Z軸リニアモータ
 26A 第1θ回転駆動機構
 26B 第2θ回転駆動機構
 27A 第1θ軸モータ
 27B 第2θ軸モータ
 28 被駆動プーリ
 29A 第1伝動ベルト
 29B 第2伝動ベルト
 29a 駆動面
 30 アイドラ

Claims (3)

  1.  部品供給部に複数台並設されたパーツフィーダから吸着ノズルによって電子部品を吸着保持して取り出して、基板位置決め部に位置決めされた基板に実装する電子部品実装装置であって、
     前記吸着ノズルが複数装着された搭載ヘッドと、この搭載ヘッドを前記部品供給部と前記基板位置決め部との間で移動させるヘッド移動手段と、
     前記搭載ヘッドに設けられ、下端部に前記吸着ノズルが装着され上下方向に昇降自在な複数のノズル軸を所定のノズル配列ピッチで列状に配列してなる2列のノズル列と、前記ノズル軸を個別に昇降させるノズル昇降機構と、前記複数のノズル軸を軸廻りに回転させるθ回転駆動機構とを備え、
     前記θ回転駆動機構は、出力軸に駆動プーリが装着されたθ軸モータと、前記各ノズル軸に装着された被駆動プーリと、前記2列のノズル列の中間に配置された複数のアイドラと、前記被駆動プーリに前記θ軸モータの回転を伝達する無端の伝動ベルトとを有し、
     前記伝動ベルトは、駆動歯が設けられた駆動面を前記駆動プーリおよび被駆動プーリに掛け廻し、前記駆動面の反対面を前記アイドラによってガイドされた状態で調帯されていることを特徴とする電子部品実装装置。
  2.  部品供給部に複数台並設されたパーツフィーダから吸着ノズルによって電子部品を吸着保持して取り出して、基板位置決め部に位置決めされた基板に実装する電子部品実装装置に用いられ、前記吸着ノズルが複数装着された電子部品の搭載ヘッドであって、
     下端部に前記吸着ノズルが装着され上下方向に昇降自在な複数のノズル軸を所定のノズル配列ピッチで列状に配列して成る2列のノズル列と、前記ノズル軸を個別に昇降させるノズル昇降機構と、前記複数のノズル軸を軸廻りに回転させるθ回転駆動機構とを備え、
     前記θ回転駆動機構は、出力軸に駆動プーリが装着されたθ軸モータと、前記各ノズル軸に装着された被駆動プーリと、前記2列のノズル列の中間に配置された複数のアイドラと、前記被駆動プーリに前記θ軸モータの回転を伝達する無端の伝動ベルトとを有し、
     前記伝動ベルトは、駆動歯が設けられた駆動面を前記駆動プーリおよび被駆動プーリに掛け廻し、前記駆動面の反対面を前記アイドラによってガイドされた状態で調帯されていることを特徴とする電子部品の搭載ヘッド。
  3.  前記複数のノズル軸は、前記2つのノズル列のそれぞれの中央点を結ぶ区分線によって2つのノズル群に区分されており、各ノズル群毎に個別の前記θ回転駆動機構を備えていることを特徴とする請求項2記載の電子部品の搭載ヘッド。
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