WO2017056295A1 - ロータリーヘッド、及び、表面実装機 - Google Patents

ロータリーヘッド、及び、表面実装機 Download PDF

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WO2017056295A1
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axis
linear motor
rotary head
rotating body
drive unit
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健士 釣
智仁 内海
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ヤマハ発動機株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K31/04Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
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    • H05K13/0408Incorporating a pick-up tool
    • H05K13/041Incorporating a pick-up tool having multiple pick-up tools

Definitions

  • the technology disclosed in this specification relates to a rotary head and a surface mounter.
  • the rotating body is attached to the rotating body so as to be movable in the direction of the rotation axis, and is arranged on a virtual circle centered on the rotation axis.
  • a device including a mounting head (so-called rotary head) having a plurality of suction nozzles (component holding members) for sucking a component at its tip portion and releasing the sucked component by a positive pressure.
  • a suction nozzle drive unit that moves the suction nozzle in the direction of the rotation axis of the rotating body and a valve that switches the pressure supplied to the suction nozzle between positive pressure and negative pressure are provided at the positive pressure supply position.
  • a valve that switches the pressure supplied to the suction nozzle between positive pressure and negative pressure
  • the valve drive unit moved to a negative pressure supply position is known (for example, refer to patent documents 1).
  • the overlapping rotary head described in Patent Document 1 includes a holding shaft lifting device that moves the nozzle holding shaft back and forth with an electric motor, and a switching device that switches the position of the valve spool with a linear motor.
  • This specification discloses a technique for suppressing deterioration of mounting accuracy due to heat generated by a linear motor in a rotary head that drives a component holding member or valve by a linear motor and a surface mounter.
  • the rotary head disclosed in the present specification is a rotary head of a surface mounter, and is attached to the rotary body, a rotary drive unit that rotationally drives the rotary body, and a rotary drive unit that is movable in the rotation axis direction.
  • a rotary drive unit that rotationally drives the rotary body
  • a rotary drive unit that is movable in the rotation axis direction.
  • Arranged on a virtual circle centered on the axis of rotation has a plurality of component holding members that hold and release components, and an opposed linear motor with a core, and moves to a predetermined drive position on the virtual circle
  • a holding member drive unit that moves the component holding member in the direction of the rotation axis by the opposed linear motor with a core.
  • the linear motor disclosed in Patent Document 1 described above is a cylindrical linear motor, a so-called shaft type linear motor.
  • a plurality of ring-shaped permanent magnets are provided as stators on the surface of the rod, and a mover including a plurality of coils is disposed outside the stator. They are fitted with a gap, and these movers move along the axial direction of the stator.
  • a shaft-type linear motor has a low thrust density (thrust that can be generated with respect to the volume of the motor), and therefore easily generates heat when the operating load increases.
  • the opposed linear motor with core has a higher thrust density than the shaft type linear motor, so if the motor is the same size, it will not generate heat easily even if the operating load increases. For this reason, according to said rotary head, the deterioration of the mounting precision by the heat_generation
  • the holding member drive unit includes a movable element of the cored opposed linear motor included in the holding member drive unit on an arbitrary virtual straight line perpendicular to the rotation axis around the rotating body.
  • the stator and the mover of the opposed linear motor with core are arranged in a posture aligned in the tangential direction of the virtual circle at the intersection of the virtual circle and the virtual straight line. May be.
  • the holding member drive unit is arranged in a posture in which the mover moves in the rotation axis direction around the rotating body.
  • the holding member drive unit is arranged in a posture in which the mover moves in the virtual linear direction. Compared with the case where it has, the protrusion of the holding member drive unit in a virtual linear direction can be suppressed.
  • the holding member drive unit is arranged so that the tangent direction at the intersection of the virtual circle and the virtual line between the stator and the movable element on an arbitrary virtual line orthogonal to the rotation axis of the rotating body.
  • the rotary head described above since the overhang of the holding member drive unit can be suppressed, the circle (outermost circumference) circumscribing the holding member drive unit around the rotation axis of the rotating body can be reduced. In other words, the rotary head can be made compact when viewed from the direction of the rotation axis of the rotating body. As a result, the rotary head can have a large movable region in the direction perpendicular to the rotation axis of the rotating body.
  • a first read member provided on an output shaft to which a mover of the opposed linear motor with core is attached, the stator of the opposed linear motor with core sandwiching the output shaft
  • the first read member extending substantially parallel to the output shaft on the opposite side of the first read member, and the output shaft on the opposite side across the first read member, the first read member
  • a first position detection unit that detects the position of the member to be read.
  • the output shaft has a straight shape extending straight in the rotation axis direction of the rotating body, and the extended portion is used as a member to be read, so that the stator and the first position detection unit are arranged side by side in the rotation axis direction. You can also. However, in that case, since the output shaft becomes longer in the rotation axis direction, it may be difficult to secure a space for arranging the holding member drive unit. According to the above rotary head, since the first read member extending substantially parallel to the output shaft is provided on the output shaft on the opposite side of the stator across the output shaft, the output shaft in the rotation axis direction is provided. The length can be shortened. As a result, when the output shaft is long in the rotation axis direction, it is easy to secure a space for arranging the holding member drive unit even if it is difficult to secure a space for arranging the holding member drive unit.
  • the component holding member is a suction nozzle that sucks the component by negative pressure and releases the sucked component by positive pressure
  • the rotary head is a negative pressure that supplies negative pressure to the suction nozzle.
  • a plurality of valves attached to the rotating body movably between a supply position and a positive pressure supply position for supplying a positive pressure to the suction nozzle; and an opposed linear motor with a core; And a valve drive unit that moves the valve corresponding to the suction nozzle that has moved between the negative pressure supply position and the positive pressure supply position by the opposed linear motor with a core.
  • the opposed linear motor with core has a higher thrust density than the shaft type linear motor, so if the motor is the same size, it will not generate heat even if the operating load increases. For this reason, according to said rotary head, the deterioration of the mounting precision by the heat_generation
  • the rotary head disclosed in this specification is a rotary head of a surface mounter, and is attached to the rotary body, a rotary drive unit that rotationally drives the rotary body, and a rotary drive unit that is movable in the rotation axis direction.
  • a plurality of suction nozzles that are arranged on an imaginary circle centered on the rotation axis, suck a component at its tip by negative pressure, and release the sucked component by positive pressure;
  • a holding member drive unit that moves the suction nozzle moved to a predetermined drive position on a virtual circle in the rotation axis direction, a negative pressure supply position that supplies negative pressure to the suction nozzle, and positive pressure to the suction nozzle
  • the suction nozzle having a plurality of valves attached to the rotating body so as to be movable between a positive pressure supply position and an opposed linear motor with a core, and having moved to the drive position And a valve driving unit for moving between the positive pressure supply position and the negative pressure supply position corresponding said valve by said core with opposing linear motor.
  • the opposed linear motor with core has a higher thrust density than the shaft type linear motor, so if the motor is the same size, it will not generate heat even if the operating load increases. For this reason, according to said rotary head, the deterioration of the mounting precision by the heat_generation
  • valve drive unit has a movable element of the opposed linear motor with a core included in the valve drive unit on an arbitrary virtual straight line perpendicular to the rotation axis around the rotating body in the direction of the rotation axis. Even if the stator and the movable element of the opposed linear motor with core are arranged in a posture to move and aligned in a tangential direction of the virtual circle at the intersection of the virtual circle and the virtual straight line. Good.
  • the rotary head can be made compact when viewed from the rotation axis direction of the rotating body.
  • the rotary head can have a large movable region in the direction perpendicular to the rotation axis of the rotating body.
  • the holding member driving unit and the valve driving unit may overlap with each other when viewed from the rotation axis direction.
  • the rotary head becomes large when viewed from the rotational axis direction of the rotating body.
  • the valve drive unit and the holding member drive unit overlap each other when viewed from the rotation axis direction of the rotating body, so that the direction in which the holding member drive unit projects and the valve drive unit project. The direction is almost the same. For this reason, a rotary head can be made small seeing from the rotation-axis direction of a rotary body compared with the case where they have protruded in the mutually different direction. As a result, the rotary head can have a large movable region in the direction perpendicular to the rotation axis.
  • a second read member provided on an output shaft to which a movable element of the opposed linear motor with core included in the valve drive unit is mounted, and opposed to the core with the output shaft interposed therebetween;
  • a second read member extending substantially parallel to the output shaft on the opposite side of the stator of the linear motor, and the output shaft arranged on the opposite side of the second read member.
  • a second position detector for detecting the position of the second member to be read.
  • a surface mounting machine disclosed in the present specification includes the rotary head according to any one of claims 1 to 8, a component mounting apparatus for mounting the component on a substrate, and the component mounting.
  • a component supply device that supplies the component to the device; and a substrate transfer device that transfers the substrate to a mounting position of the component by the component mounting device.
  • Plan view of surface mounter Perspective view of rotary head An enlarged perspective view of a part of the rotary head The perspective view which shows the state which exposed the front-end
  • Block diagram showing the electrical configuration of the surface mounter Front view of Z-axis drive unit Side view showing the inside of the Z-axis drive source Top view of rotating body and Z-axis drive device
  • Front view of V-axis drive unit Side view showing the inside of the V-axis drive source Top view of rotating body and V-axis drive device
  • a surface mounter 1 includes a base 10 and a transport conveyor (substrate transport device) for transporting a printed circuit board (an example of a substrate) B1. 20), a component mounting device 30 for mounting the electronic component (an example of the component) E1 on the printed circuit board B1, a component supply device 40 for supplying the electronic component E1 to the component mounting device 30, and the like. .
  • the base 10 has a rectangular shape in plan view and a flat upper surface.
  • a backup plate (not shown) for backing up the printed circuit board B1 when the electronic component E1 is mounted on the printed circuit board B1 is provided below the transport conveyor 20 in the base 10.
  • the long side direction of the base 10 left-right direction in FIG. 1 and the transport direction of the transport conveyor 20 are defined as the X-axis direction
  • the short side direction of the base 10 (vertical direction in FIG. 1) is the Y-axis direction.
  • the vertical direction of the base 10 (the vertical direction in FIG. 2) is taken as the Z-axis direction.
  • the transport conveyor 20 is disposed at a substantially central position of the base 10 in the Y-axis direction, and transports the printed circuit board B1 along the transport direction (X-axis direction).
  • the conveyor 20 includes a pair of conveyor belts 22 that circulate in the conveying direction.
  • the printed circuit board B ⁇ b> 1 is set so as to be installed on both conveyor belts 22.
  • the printed circuit board B1 is carried from one side (the right side shown in FIG. 1) in the transport direction along the conveyor belt 22 to a work position on the base 10 (a position surrounded by a two-dot chain line in FIG. 1). After stopping and mounting the electronic component E1, it is carried out along the conveyor belt 22 to the other side (left side shown in FIG. 1).
  • the parts supply device 40 is a feeder type, and is arranged at four places, two places in the X-axis direction on both sides of the conveyor 20 (upper and lower sides in FIG. 1).
  • a plurality of feeders 42 are attached to these component supply devices 40 in a side-by-side arrangement.
  • Each feeder 42 includes a reel (not shown) around which a component supply tape (not shown) in which a plurality of electronic components E1 are accommodated, an electric delivery device (not shown) that draws the component supply tape from the reel, and the like.
  • the electronic components E1 are supplied one by one from the component supply position provided at the end located on the conveyor side.
  • the component mounting apparatus 30 includes a pair of support frames 32 provided above the base 10 and a component supply apparatus 40 described later, a rotary head 50, and a rotary head drive mechanism that drives the rotary head 50.
  • Each support frame 32 is located on both sides of the base 10 in the X-axis direction, and extends in the Y-axis direction.
  • the support frame 32 is provided with an X-axis servo mechanism and a Y-axis servo mechanism that constitute a rotary head drive mechanism.
  • the rotary head 50 is movable in the X-axis direction and the Y-axis direction within a certain movable region by the X-axis servo mechanism and the Y-axis servo mechanism.
  • the Y-axis servo mechanism has a Y-axis guide rail 33Y, a Y-axis ball screw 34Y into which a ball nut (not shown) is screwed, and a Y-axis servo motor 35Y.
  • a head support 36 fixed to a ball nut is attached to each Y-axis guide rail 33Y.
  • the Y-axis servo motor 35Y is energized and controlled, the ball nut advances and retreats along the Y-axis ball screw 34Y.
  • the head support 36 fixed to the ball nut and the rotary head 50 to be described later become the Y-axis guide. It moves in the Y-axis direction along the rail 33Y.
  • the X-axis servo mechanism has an X-axis guide rail (not shown), an X-axis ball screw 34X in which a ball nut (not shown) is screwed, and an X-axis servo motor 35X.
  • a rotary head 50 is movably attached to the X-axis guide rail along the axial direction.
  • the X-axis servomotor 35X is energized and controlled, the ball nut advances and retreats along the X-axis ball screw 34X.
  • the rotary head 50 fixed to the ball nut moves along the X-axis guide rail in the X-axis direction. Moving.
  • the rotary head 50 has an arm shape in which a head main body 52 that is a main body is covered with covers 53 and 54, and sucks an electronic component E ⁇ b> 1 supplied by the component supply device 40. Mounted on the printed circuit board B1. As shown in FIG. 4, a total of 18 nozzle shafts 55 are supported at the tip of the rotary head 50 so as to be movable in the Z-axis direction (vertical direction) by the rotating body 60.
  • the rotating body 60 is provided with a shaft portion 62 having an axial shape along the Z-axis direction, and a shaft holding member that is provided around the shaft portion 62 at the lower end portion of the rotary head 50 and has a substantially cylindrical shape having a larger diameter than the shaft portion 62. Part 64.
  • the shaft portion 62 of the rotating body 60 is supported by the head main body portion 52 so as to be capable of bi-directional rotation (that is, rotatable) around the axis of the shaft portion 62.
  • the shaft portion 62 has a double structure, and an N-axis driven gear 62N is provided around the axis of the shaft portion 62 on the inner shaft portion 62 (hereinafter referred to as “N-axis”).
  • An R-axis driven gear 62R is provided around the axis of the shaft portion 62 at the upper portion of the shaft portion 62 (hereinafter referred to as “R-axis”).
  • An N-axis drive device (an example of a rotation drive unit) (not shown) for rotationally driving the rotary body 60 is disposed at a substantially central portion of the rotary head 50 in the Z-axis direction.
  • the N-axis drive device has an N-axis servomotor 35N (see FIG. 7) and an N-axis drive gear (not shown) provided around the output shaft of the N-axis servomotor 35N.
  • the N-axis drive gear is meshed with the N-axis driven gear 62N.
  • the shaft holding portion 64 of the rotating body 60 has 18 through holes formed at equal intervals in the circumferential direction.
  • an axial nozzle shaft 55 is held via a cylindrical shaft holder 57 so as to extend along the Z-axis direction while penetrating the shaft holding portion 64.
  • a suction nozzle 56 (an example of a component holding member) that sucks the electronic component E ⁇ b> 1 is respectively provided at a lower end portion protruding downward from the shaft holding portion 64 as shown in FIGS. 4 and 5. Is provided.
  • each suction nozzle 56 A negative pressure or a positive pressure is supplied to each suction nozzle 56.
  • Each suction nozzle 56 sucks and holds the electronic component E1 at its tip by negative pressure, and releases the electronic component E1 held at its tip by positive pressure.
  • each suction nozzle 56 provided on each nozzle shaft 55 together with each nozzle shaft 55 is turned around the rotation axis of the rotating body 60.
  • an R-axis drive device 70 for rotating each nozzle shaft 55 around its axis is disposed at a substantially central portion in the Z-axis direction of the rotary head 50.
  • the R-axis drive device 70 includes an R-axis servomotor 35R and an R-axis drive gear 72R (see FIG. 3) provided around the output shaft of the R-axis servomotor 35R and meshed with the R-axis driven gear 62R.
  • a common gear (not shown) is provided below the R-axis driven gear 62R.
  • nozzle gears 57 ⁇ / b> R are provided around part of each shaft holder 57 around its cylinder axis.
  • a nozzle gear 57R provided on each nozzle shaft 55 is meshed with the common gear.
  • each shaft holder 57 rotates by meshing with the nozzle gear 57R. Since each shaft holder 57 and each nozzle shaft 55 are ball spline-coupled, 18 nozzle shafts 55 rotate in the same direction and at the same angle around the axis along with the rotation of the common gear. To do.
  • a spring retaining bolt 58 is screwed to the upper end portion of each nozzle shaft 55.
  • a winding spring 59 is disposed on the outer peripheral surface side of each nozzle shaft 55. The winding spring 59 is disposed in a compressed state between the spring retaining bolt 58 and the shaft holder 57, and each nozzle shaft 55 is biased upward by the elastic force of the winding spring 59.
  • the rotary head 50 has a specific position (hereinafter referred to as drive) on a virtual circle 66 (see FIG. 10) in which the nozzle shafts 55 are arranged among the 18 nozzle shafts 55.
  • the Z-axis drive device 80 has a box-shaped Z-axis drive source 82 and a Z-axis movable portion 84 that extends downward from the Z-axis drive source 82.
  • a Z-axis linear motor 35Z (see FIG. 7) for driving the Z-axis movable portion 84 by linear motor drive.
  • the Z-axis movable portion 84 is supported so as to be movable in the direction along the shaft portion 62 with respect to the Z-axis drive source 82, and is lifted and lowered in the direction along the shaft portion 62 by the Z-axis drive source 82.
  • the Z-axis linear motor 35Z is an opposed linear motor with a core, more specifically, a moving magnet type opposed linear motor with a core.
  • a moving magnet type opposed linear motor with a core is one in which a coil as a stator is wound around a core, and a permanent magnet as a mover is provided so as to be movable in the vicinity of the coil. is there.
  • the opposed linear motor with a core may be called an F-type linear motor.
  • the cored opposed linear motor includes a moving coil type having a permanent magnet as a stator and a coil as a mover.
  • the Z-axis linear motor 35Z is a moving coil type opposed linear motor with a core. There may be.
  • the moving coil method the wire that is energized to the coil moves with the coil, making the wiring complicated.
  • the moving magnet method the coil is fixed, so there is no need for wiring in the magnet that is the moving part. Wiring can be simplified compared to the method.
  • a cam follower 86 (hereinafter referred to as “Z-axis cam follower 86”) around the axis along the X-axis direction is provided at the lower end portion of the Z-axis movable portion 84 in the Z-axis drive device 80. It is attached to be rotatable.
  • the Z-axis movable portion 84 is supported by the Z-axis drive source 82 in such an arrangement that the Z-axis cam follower 86 is close to the upper end portion (spring retaining bolt 58) of the nozzle shaft 55 at the drive position at the rising end position. (See FIG. 5). For this reason, in the state where the Z-axis movable part 84 is at the rising end position, the rotation around the shaft part 62 of each nozzle shaft 55 is allowed.
  • the Z-axis cam follower 86 comes into contact with the upper end portion of the nozzle shaft 55 at the drive position, and the nozzle shaft 55 It is lowered against the elastic force.
  • the nozzle shaft 55 is lowered, the suction nozzle 56 provided on the nozzle shaft 55 is lowered, and the tip of the suction nozzle 56 comes close to the printed circuit board B1 at the component supply position or work position of the component supply device 40. .
  • the Z-axis movable portion 84 is raised from this state, the nozzle shaft 55 and the suction nozzle 56 are raised by the elastic force restoring force of the winding spring 59.
  • the rotary head 50 includes a switching device 90 for switching the pressure supplied to each suction nozzle 56 between a negative pressure and a positive pressure.
  • a total of 18 switching devices 90 are provided corresponding to each suction nozzle 56 (each nozzle shaft 55).
  • Each switching device 90 is located between the two adjacent nozzle shafts 55 on the outer side of each nozzle shaft 55 arranged on the virtual circle 66, and similarly to each nozzle shaft 55, the shaft holding unit 64. They are provided at equal intervals on the virtual circle 66 along the outer periphery (see FIG. 4).
  • each switching device 90 includes an axial valve spool 92 (an example of a valve) and a cylindrical sleeve 94 in which a lower portion of the valve spool 92 is accommodated. .
  • Each sleeve 94 is attached to each attachment hole provided in the shaft holding portion 64. Specifically, the entire sleeve 94 excluding the large diameter portion 98 provided at the upper end is attached so as to be inserted into the attachment hole. In the sleeve 94, the lower part of the valve spool 92 (most part excluding the contact part 93 of the valve spool 92) is movable along the axial direction from the opening of the large diameter part 98 exposed from the shaft holding part 64. Be contained.
  • Each valve spool 92 is arranged inside the sleeve 94 such that its axial direction is along the Z-axis direction (vertical direction), and is supplied to each suction nozzle 56 by moving along the axial direction. Switch the air pressure between negative pressure and positive pressure. Further, as shown in FIG. 6, each valve spool 92 has a substantially U-shape in the lateral direction and an abutting portion 93 with which a V-axis cam follower 106 of the V-axis drive device 100 described later is abutted. have. Each of the valve spools 92 is arranged with the abutting portion 93 having a substantially U shape facing the open side toward the outside (the side opposite to the shaft portion 62 side) (see FIG. 4). ).
  • the contact portion 93 is formed in a substantially U-shape in the lateral direction so as to extend in a direction orthogonal to the axial direction (Z-axis direction) of the valve spool 92 and to be opposed to each other in the axial direction. It has a pair of opposing parts 93A.
  • Each switching device 90 moves to the rising end position (hereinafter referred to as “negative pressure supply position 201”) where the upper end of the valve spool 92 accommodated in the sleeve 94 is the position indicated by the alternate long and short dash line 201 in FIG. A negative pressure is supplied into the sleeve 94.
  • negative pressure supply position 202 which is a position indicated by a one-dot chain line 202 in FIG. 6, positive pressure is supplied into the sleeve 94.
  • the negative pressure or the positive pressure supplied into each sleeve 94 is supplied to the suction nozzle 56 corresponding to the sleeve 94 through a supply path (not shown).
  • each sleeve 94 has a negative pressure input port 94A to which negative pressure is input, a positive pressure input port 94B to which positive pressure is input, and a negative pressure input port 94A or a positive pressure input port 94B.
  • an output port (not shown) from which a negative pressure or a positive pressure input from is output. The output port communicates with the corresponding suction nozzle 56.
  • a first negative pressure supply path 62A for supplying a negative pressure is provided inside the inner shaft portion 62, and a first positive pressure supply for supplying a positive pressure is provided outside the rotating body 60.
  • a path 62B is provided (see FIG. 2).
  • the shaft holding portion 64 communicates with a plurality of second negative pressure supply paths 64A to which negative pressure is supplied corresponding to each sleeve 94 and the first positive pressure supply path 62B, and positive pressure is supplied.
  • Two second positive pressure supply paths 64B are provided.
  • the first negative pressure supply path 62 ⁇ / b> A is configured to always communicate with all the second negative pressure supply paths 64 ⁇ / b> A at the lower end thereof regardless of whether the shaft part 62 is rotated.
  • Each second negative pressure supply path 64A communicates with a negative pressure input port 94A of a sleeve 94 in which the valve spool 92 is accommodated in a state where the valve spool 92 is in the negative pressure supply position 201. Therefore, when the valve spool 92 is in the negative pressure supply position 201, it corresponds to the valve spool 92 (switching device 90) regardless of whether each suction nozzle 56 is turning around the axis of the rotating body 60. A negative pressure is always supplied to the suction nozzle 56.
  • the two second positive pressure supply paths 64B are respectively provided at positions corresponding to the drive position in which the nozzle shaft 55 is moved up and down in the Z-axis direction by each Z-axis drive device 80 in the shaft holding portion 64. .
  • Both the second positive pressure supply paths 64B are connected to the positive pressure of the sleeve 94 in which the valve spool 92 is accommodated in a state where the valve spool 92 corresponding to the suction nozzle 56 in the driving position is in the positive pressure supply position 202. It communicates with the input port 94B. Accordingly, when the valve spool 92 is in the positive pressure supply position 202, positive pressure is supplied from the output port to the suction nozzle 56 only when the suction nozzle 56 corresponding to the valve spool 92 is in the drive position. .
  • the negative pressure is always supplied to the suction nozzle 56 corresponding to the valve spool 92 at the negative pressure supply position 201, so that the electronic component E1 sucked by the plurality of suction nozzles 56 is removed. Falling when the rotary head 50 is moved is suppressed.
  • the positive pressure is supplied to the suction nozzle 56 corresponding to the valve spool 92 at the positive pressure supply position 202 only in a predetermined case, so that only the electronic component E1 to be mounted is positively applied. It can be mounted on the printed circuit board B1.
  • outer seal rings 96 are arranged on the outer peripheral surface of each sleeve 94 at intervals in the Z-axis direction.
  • the outer seal ring 96 is an annular ring made of an elastic body such as rubber, and has a function of sealing between the mounting hole of the shaft holding portion 64.
  • inner seal rings are arranged at a plurality of locations along the axial direction.
  • the inner seal ring is an annular ring made of an elastic body such as rubber, and is attached to the outer surface of the valve spool 92.
  • the inner seal ring functions to seal between the inner peripheral surface of the sleeve 94 and the valve spool 92.
  • the inner seal ring is configured such that the valve spool 92 moved to the negative pressure supply position or the positive pressure supply position by the friction force is held at that position.
  • the rotary head 50 moves the valve spool 92 of each switching device 90 between the negative pressure supply position 201 and the positive pressure supply position 202 along the Z-axis direction (vertical direction).
  • V-axis drive devices 100 an example of a valve drive unit.
  • the two V-axis drive devices 100 have the same structure and are arranged symmetrically on both the left and right sides of the rotary head 50 with the shaft portion 62 of the rotating body 60 interposed therebetween (see FIG. 5).
  • the two V-axis drive devices 100 are provided corresponding to the Z-axis drive devices 80, respectively, and are disposed directly below the corresponding Z-axis drive devices 80 (see FIGS. 5 and 13). In other words, the V-axis drive device 100 and the Z-axis drive device 80 corresponding to the V-axis drive device 100 overlap each other when viewed from the rotation axis direction of the rotating body 60.
  • the V-axis drive device 100 includes a box-shaped V-axis drive source 102 and a V-axis movable unit 104 extending upward from the V-axis drive source 102.
  • a V-axis linear motor 35V (see FIG. 7) for driving the V-axis movable unit 104 by linear motor drive is provided inside the V-axis drive source 102.
  • the V-axis movable portion 104 is supported so as to be movable in the direction along the shaft portion 62 with respect to the V-axis drive source 102, and is moved up and down in the direction along the shaft portion 62 by the V-axis drive source 102.
  • the V-axis linear motor 35V is also a moving magnet type cored opposed linear motor.
  • V-axis cam follower 106 As shown in FIGS. 4 and 5, a cam follower 106 (hereinafter referred to as “V-axis cam follower 106”) is arranged around the axis along the X-axis direction at the upper end of the V-axis movable unit 104 in the V-axis drive device 100. It is attached to be rotatable.
  • the V-axis movable portion 104 is arranged such that the V-axis cam follower 106 is positioned between a pair of opposed portions 93A in the contact portion of the valve spool with respect to the valve spool corresponding to the nozzle shaft in the driving position. It is supported by the V-axis drive source 102 (see FIG. 5).
  • the V-axis cam follower 106 contacts the pair of opposed portions 93A located on both sides thereof to push up the valve spool 92, and the valve spool 92 is negatively pressurized.
  • the feed position 201 is raised.
  • the V-axis cam follower 106 contacts the pair of opposed portions 93A located on both sides thereof to push down the valve spool 92.
  • the pressure is lowered to the positive pressure supply position 202.
  • the rotation direction of the V-axis cam follower 106 is tangent to the trajectory that forms the circumference of each nozzle shaft 55 swung by the rotating body 60. It almost coincides with the direction. Therefore, when the rotating body 60 is rotated during the raising / lowering operation of the valve spool 92 by the V-axis cam follower 106, the V-axis cam follower 106 is maintained in a state where the V-axis cam follower 106 is in contact with the pair of opposed portions 93A. Since it rotates by the frictional force between a pair of opposing part 93A, the raising / lowering operation
  • the V-axis cam follower 106 does not come into contact with both opposing portions 93A of the valve spool 92. ing. For this reason, when the V-axis movable unit 104 is in a state where the valve spool 92 is in the vicinity of the intermediate height position between the negative pressure supply position 201 and the positive pressure supply position 202, the V-axis cam follower 106 does not interfere with the valve spool 92, The rotating body 60 can be rotated.
  • the rotary head 50 is provided with a substrate recognition camera C1 (see FIG. 7).
  • the board recognition camera C1 moves together with the rotary head 50 to capture an image at an arbitrary position on the printed board B1 stopped at the work position.
  • a component recognition camera C2 (see FIG. 1) is fixed near the work position on the base 10.
  • the component recognition camera C ⁇ b> 2 captures an image of the electronic component E ⁇ b> 1 sucked from the component supply position of the component supply device 40 by the suction nozzle 56.
  • the control unit 110 includes an arithmetic control unit 111 configured by a CPU or the like. Connected to the arithmetic control unit 111 are a motor control unit 112, a storage unit 113, an image processing unit 114, an external input / output unit 115, a feeder communication unit 116, a display unit 117, and an input unit 118, respectively. Has been.
  • the motor control unit 112 drives the X-axis servo motor 35X and the Y-axis servo motor 35Y of the component mounting apparatus 30 in accordance with a mounting program 113A described later, and the N-axis servo motor 35N, R-axis servo motor 35R, Z of the rotary head 50.
  • the shaft linear motor 35Z and the V-axis linear motor 35V are each driven.
  • the motor control unit 112 drives the conveyor 20 according to the mounting program 113A.
  • the storage unit 113 includes a ROM (Read Only Memory) that stores a program for controlling the CPU, a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores various data during operation of the apparatus, and the like.
  • the storage unit 113 stores a mounting program 113A and various data 113B described below.
  • the mounting program 113A stored in the storage unit 113 includes parts including board information relating to the number of printed boards B1 to be mounted and the number and types of electronic parts E1 mounted on the printed boards B1. Information, mounting information on the mounting position of the electronic component E1 on the printed circuit board B1, and the like.
  • the various data 113B stored in the storage unit 113 includes data regarding the number and types of electronic components E1 held in the feeders 42 of the component supply device 40.
  • the image processing unit 114 is configured to capture image signals output from the board recognition camera C1 and the component recognition camera C2. In the image processing unit 114, analysis of the component image and analysis of the board image are performed based on the captured image signals from the cameras C1 and C2, respectively.
  • the external input / output unit 115 is a so-called interface, and is configured to receive detection signals output from various sensors 115A provided in the main body of the surface mounter 1.
  • the external input / output unit 115 is configured to perform operation control on the various actuators 115 ⁇ / b> B based on a control signal output from the arithmetic processing unit 111.
  • the feeder communication unit 116 is connected to the control unit of each feeder 42 attached to the component supply device 40, and controls each feeder 42 in an integrated manner.
  • the control unit of each feeder 42 controls the driving of a motor for feeding the component supply tape.
  • the display unit 117 includes a liquid crystal display device having a display screen and displays the state of the surface mounter 1 on the display screen.
  • the input unit 118 is composed of a keyboard or the like, and accepts external input by manual operation.
  • the transport state in which the transport substrate 20 transports the printed circuit board B1 and the printed circuit board B1 carried into the work position on the base 10 are performed.
  • the box-shaped Z-axis drive source 82 includes a plate-shaped Z-axis main body 142 provided with a drive mechanism driven by a linear motor, and the drive mechanism attached to the Z-axis main body 142. And a Z-axis cover 143 that protects from the outside.
  • the Z-axis cover 143 does not completely cover the Z-axis main body 142, and a cooling opening 143 ⁇ / b> A is provided in front of the Z-axis cover 143 to prevent heat from entering the inside of the Z-axis drive source 82. Is provided.
  • a Z-axis drive source 82 is provided with a linear motor stator 150, and a Z-axis movable portion 84 is provided with a linear motor mover 160.
  • the Z-axis drive source 82 is a fixed unit composed of six armature coils 152 arranged in parallel along the moving direction (Z-axis direction, vertical direction) of the Z-axis movable unit 84 on the plate surface of the Z-axis main body 142.
  • a child 150 and two rail guides 154 extending along the moving direction of the Z-axis movable portion 84 are provided.
  • the stator 150 is provided on the front side (left side in FIG. 9) of the Z-axis drive source 82, and the rail guide 154 is provided on the rear side of the Z-axis drive source 82.
  • the rail guide 154 is provided with a rail groove (not shown) extending along the direction in which the rail guide 154 extends.
  • the Z-axis movable portion 84 includes a thick plate-like yoke 162 (an example of an output shaft) that extends in the Z-axis direction with both plate surfaces directed in the front-rear direction, and a front surface of the yoke 162.
  • a movable element 160 made up of a plurality of permanent magnets 164 (reference numerals are omitted except for one in FIG. 9), a rail 168 provided on the rear surface of the yoke 162, and a lower end portion of the yoke 162. And a cam follower support portion 169 attached thereto.
  • a first read member 163 is provided that extends substantially parallel to the yoke 162 on the opposite side of the stator 150 with the yoke 162 interposed therebetween.
  • the first read member 163 is formed in a U shape having a portion extending substantially parallel to the yoke 162.
  • a scale (not shown) for optically detecting the vertical position of the yoke 162, that is, the vertical position of the movable element 160, is attached to the surface 163 ⁇ / b> A facing the rear side of the first read member 163. .
  • the plurality of permanent magnets 164 constituting the mover 160 are arranged in parallel in a straight line at equal intervals so that different magnetic poles are alternately arranged.
  • the direction A in FIG. 9 indicates the direction in which the stator 150 and the mover 160 are arranged.
  • the rail 168 is provided in a groove shape along the extending direction of the yoke 162, and extends along the extending direction of the yoke 162 with respect to the rail guide 154 (the moving direction of the Z-axis movable portion 84, the Z-axis direction, and the up-down direction). It is movably fitted through a plurality of balls provided between the grooves.
  • the cam follower support portion 169 is provided at the lower end portion of the yoke 162, and the Z-axis cam follower 86 is rotatably supported. When the yoke 162 moves, the cam follower support 169 and the Z-axis cam follower 86 move together with the yoke 162.
  • the encoder unit 170 (an example of the first position detection unit) faces the first read member 163 provided on the yoke 162 from the rear side, and faces the rear side of the first read member 163.
  • the vertical position of the mover 160 is detected by optically reading the scale attached to 163A.
  • the Z-axis drive source 82 and the Z-axis movable portion 84 are configured as described above, so that when the armature coil 152 of the stator 150 is energized, the stator 150 can move.
  • a propulsive force driven by a linear motor that moves the Z-axis movable portion 84 in the Z-axis direction (vertical direction) works with the child 160.
  • the stator 150 and the mover 160 that give such a propulsive force are the Z-axis linear motor 35Z, and are controlled by the control unit 110.
  • a point 61 indicates the rotation axis of the rotating body 60.
  • a circle 66 indicated by a dotted line in FIG. 10 indicates a virtual circle in which the suction nozzles 56 are arranged.
  • two positions 300A and 300B shown in FIG. 10 indicate drive positions at which the Z-axis drive device 80 drives the nozzle shaft 55 (that is, the suction nozzle 56).
  • the two Z-axis drive devices 80 have the same structure, and are disposed symmetrically with respect to the rotation axis 61 as the target center when viewed from the direction of the rotation axis 61 of the rotating body 60.
  • one Z-axis drive device 80 is arranged in a form in which the other Z-axis drive device 80 is rotated 180 degrees around the rotation axis 61.
  • each Z-axis drive device 80 is arranged around the rotating body 60 when viewed from the direction of the rotation axis 61 of the rotating body 60.
  • Each Z-axis drive device 80 has a posture in which the mover 16 moves in the direction of the rotation axis 61 on a virtual straight line 63 orthogonal to the rotation axis 61, and the stator 150 and the mover 160 are attached to the suction nozzle.
  • the virtual circles 66 and 56 are arranged in a posture aligned in the tangential direction of the virtual circle 66 at the intersection of the virtual line 66 and the virtual straight line 63 (direction A shown in FIGS. 9 and 10).
  • a box-shaped V-axis drive source 102 includes a plate-shaped V-axis main body 112 provided with a drive mechanism driven by a linear motor, and the V-axis main body 112 attached to the drive mechanism. And a V-axis cover 114 that protects from the outside.
  • the V-axis cover 114 does not completely cover the V-axis main body 112, and a cooling opening 114 ⁇ / b> A is provided in front of the V-axis cover 114 to prevent heat from entering the inside of the V-axis drive source 102. Is provided.
  • the V-axis drive source 102 is provided with a linear motor stator 120, and the V-axis movable portion 104 is provided with a linear motor mover 130.
  • the V-axis drive source 102 is composed of three armature coils 122 arranged in parallel on the plate surface of the V-axis main body 112 along the moving direction (Z-axis direction, vertical direction) of the V-axis movable unit 104.
  • a child 120, a rail guide 124 extending along the moving direction of the V-axis movable unit 104, and an iron piece (an example of a magnetic body) 126 are provided.
  • the stator 120 is provided on the front side (left side in FIG. 12) of the V-axis drive source 102, and the rail guide 124 is provided on the rear side of the V-axis drive source 102.
  • the rail guide 124 is provided with a rail groove (not shown) extending along the direction in which the rail guide 124 extends.
  • the iron piece 126 is provided below the stator 120 with a predetermined space between the iron piece 126 and the stator 120.
  • the V-axis movable unit 104 includes a thick plate-like yoke 132 (an example of an output shaft) that extends in the moving direction of the V-axis drive source 102 with both plate surfaces directed in the front-rear direction.
  • the mover 130 is provided on the front surface of the yoke 132 and is composed of a plurality of permanent magnets 134
  • the position holding magnet 136 is disposed on the front surface of the yoke 132 and is composed of one permanent magnet
  • the rail is provided on the rear surface of the yoke 132.
  • 138, and a cam follower support portion 139 attached to the upper end portion of the yoke 132.
  • the yoke 132 is integrally provided with a second read member 133 by folding the lower end of the yoke 132 to the side opposite to the stator 120.
  • a scale (not shown) for optically detecting the vertical position of the yoke 132, that is, the vertical position of the movable element 130, is attached to the surface 133A facing the rear side of the second member 133 to be read. .
  • the plurality of permanent magnets 134 constituting the mover 130 are arranged in parallel in a straight line at equal intervals so that different magnetic poles are alternately arranged.
  • the B direction in FIG. 12 indicates the direction in which the stator 120 and the mover 130 are arranged.
  • the position holding magnet 136 is provided in front of the lower end portion of the yoke 132 and below the plurality of permanent magnets 134 constituting the mover 130.
  • the surfaces of the plurality of permanent magnets 134 and the surface of the position holding magnet 136 are located on the same plane.
  • the rail 138 is provided in a groove shape along the extending direction of the yoke 132, and moves along the extending direction of the yoke 132 (the moving direction of the V-axis movable unit 104, the Z-axis direction, and the vertical direction) with respect to the rail guide 124. It can be fitted.
  • the cam follower support portion 139 is provided at the upper end portion of the yoke 132, and the V-axis cam follower 106 is rotatably supported. When the yoke 132 moves, the cam follower support part 139 and the V-axis cam follower 106 move together with the yoke 132.
  • the encoder unit 171 (an example of the second position detection unit) faces the second read member 133 that is a folded portion of the yoke 132 from the rear side, and the rear side of the second read member 133 is arranged on the rear side.
  • the vertical position of the mover 130 is detected by optically reading the scale on the facing surface 133A.
  • the rail guide 124 of the V-axis movable unit 104 is fitted to the rail 138 in a state where the plurality of permanent magnets 134 and the stator 120, the position holding magnet 136 and the iron piece 126 are all close to each other.
  • the distance between the plurality of permanent magnets 134 and the stator 120 and the distance between the position holding magnet 136 and the iron piece 126 are substantially equal.
  • the distance D1 between the position holding magnet 136 and the plurality of permanent magnets 134 constituting the mover 130 is made larger than the distance D2 between the plurality of permanent magnets 134 included in the mover 130. ing.
  • the V-axis drive source 102 and the V-axis movable unit 104 are configured as described above, so that when the armature coil 122 of the stator 120 is energized, the stator 120 is movable.
  • a propulsive force driven by a linear motor that moves the V-axis movable unit 104 in the Z-axis direction (vertical direction) works with the child 130.
  • the stator 120 and the mover 130 that give such a propulsive force are V-axis linear motors 35V and are controlled by the control unit 110.
  • the V-axis movable unit 104 when the energization of the armature coil 122 of the stator 120 is stopped, the V-axis movable unit 104 is moved to the Z-axis by the magnetic force acting between the position holding magnet 136 and the iron piece 126.
  • the valve spool 92 In the direction (vertical direction), the valve spool 92 is held at an intermediate height position between the negative pressure supply position 201 and the positive pressure supply position 202. That is, the position holding magnet 136 and the iron piece 126 function as a so-called magnetic spring.
  • the magnetic force of the plurality of permanent magnets 134 constituting the mover 130 is larger than the magnetic force of the position holding magnet 136, and the movement of the V-axis drive source 102 by linear motor driving is affected by the position holding magnet 136. There is no such thing.
  • a point 61 indicates the rotation axis of the rotating body 60.
  • two positions 301A and 301B shown in FIG. 13 indicate drive positions at which the V-axis drive device 100 drives the valve spool 92 (that is, the valve).
  • the two V-axis drive devices 100 have the same structure and are arranged symmetrically with respect to the rotation axis 61 of the rotating body 60.
  • one V-axis drive device 100 is arranged in a form in which the other V-axis drive device 100 is rotated 180 degrees around the rotation axis 61.
  • each V-axis drive device 100 is arranged around the rotating body 60 when viewed from the direction of the rotation axis 61 of the rotating body 60.
  • Each V-axis drive device 100 has a posture in which the mover 130 moves in the direction of the rotation axis 61 on a virtual straight line 64 orthogonal to the rotation axis 61, and the stator 120 and the mover 130 are attached to the suction nozzle.
  • the virtual circles 66 and 56 are arranged in a posture aligned in the tangential direction of the virtual circle 66 (the B direction shown in FIGS. 12 and 13) at the intersection of the virtual circle 66 and the virtual straight line 64.
  • the Z-axis drive device 80 has a cored opposed linear motor as a drive source. Since the opposed linear motor with a core has a higher thrust density than the shaft type linear motor, a motor of the same size is unlikely to generate heat even if the operation load increases. For this reason, according to the rotary head 50, deterioration of mounting accuracy due to heat generated by the linear motor can be suppressed.
  • the Z-axis driving device 80 is arranged around the rotating body 60 in a posture in which the mover 160 moves in the direction of the rotation axis 61.
  • the Z-axis drive device 80 can be prevented from overhanging in the direction of the imaginary straight line 63 as compared with the case where the Z-axis drive device 80 is arranged in a posture that moves to the position of
  • the Z-axis driving device 80 includes a stator 150 and a movable element 160 on an arbitrary virtual straight line (in this embodiment, a virtual straight line 63) orthogonal to the rotational axis 61 of the rotating body 60.
  • stator 150 and the mover 160 are disposed in an inclined posture with respect to the tangential direction because the virtual circle 66 and the movable line 160 are disposed in a posture aligned with the tangential direction of the virtual circle 66 at the intersection of the virtual circle 66 and the virtual straight line 63.
  • the overhang of the Z-axis drive device 80 in the virtual straight line 63 direction can be further suppressed.
  • the overhang of the Z-axis drive device 80 can be suppressed. Therefore, as shown in FIG.
  • the outer circumferential circle) 65 can be reduced.
  • the rotary head 50 can be made compact when viewed from the direction of the rotation axis 61 of the rotating body 60. As a result, the rotary head 50 can have a large movable region in a direction perpendicular to the rotation axis 61 of the rotating body 60.
  • the first read member 163 extending substantially parallel to the yoke 162 is provided on the yoke 162 (an example of the output shaft) on the opposite side to the stator 150 with the yoke 162 interposed therebetween.
  • the stator 162 and the encoder unit 170 are arranged side by side in the direction of the rotation axis 61 by making the yoke 162 a straight shape extending straight in the direction of the rotation axis 61 of the rotating body 60 and using the extended portion as a member to be read.
  • the V-axis drive device 100 since the V-axis drive device 100 has a cored opposed linear motor as a drive source, it is difficult to generate heat even when a high operating load is applied. For this reason, according to the rotary head 50, deterioration of mounting accuracy due to heat generated by the linear motor can be suppressed.
  • the V-axis drive device 100 is configured so that the mover 130 moves in the direction of the rotation axis 61 on the virtual straight line 64 orthogonal to the rotation axis 61 around the rotating body 60. Since the stator 120 and the mover 130 are arranged in the posture aligned in the tangential direction (the B direction shown in FIGS. 12 and 13) of the virtual circle 66 at the intersection of the virtual circle 66 and the virtual straight line 64, the rotating body 60.
  • the rotary head 50 can be made compact when viewed from the direction of the rotation axis 61. Thereby, the rotary head 50 can have a large movable region in the direction perpendicular to the rotation axis 61 of the rotating body 60.
  • the Z-axis driving device 80 and the V-axis driving device 100 overlap each other when viewed from the direction of the rotation axis 61 of the rotating body 60. If the Z-axis driving device 80 and the V-axis driving device 100 protrude in different directions when viewed from the direction of the rotational axis 61 of the rotating body 60, the rotary head 50 becomes larger when viewed from the direction of the rotating axis 61 of the rotating body 60. End up.
  • the rotary head 50 since the Z-axis drive device 80 and the V-axis drive device 100 overlap with each other when viewed from the direction of the rotation axis 61 of the rotating body 60, the Z-axis drive device 80 is in a protruding direction.
  • the direction in which the V-axis drive device 100 projects is substantially the same.
  • the rotary head 50 can be made smaller as viewed from the direction of the rotation axis 61 as compared with the case where they project in different directions.
  • the rotary head 50 can have a large movable region in the direction perpendicular to the rotation axis 61.
  • the second read member 133 is provided on the yoke 132 (an example of an output shaft) and extends substantially parallel to the yoke 132 on the opposite side of the stator 120 with the yoke 132 interposed therebetween. Therefore, when the yoke 132 is long in the direction of the rotation axis 61, it is easy to secure the space for arranging the V-axis drive device 100 even if it is difficult to secure the space for arranging the V-axis drive device 100. Become.
  • the two Z-axis drive devices 80 are provided, and the two Z-axis drive devices 80 are point-symmetric with respect to the rotation axis 61 as viewed from the direction of the rotation axis 61 of the rotating body 60.
  • the case where it is arranged has been described as an example.
  • the two Z-axis drive devices 80 do not necessarily have to be arranged point-symmetrically.
  • the V-axis drive device 100 corresponds to the V-axis drive device 100.
  • the case where it is located directly below the device 80 (when the Z-axis driving device 80 and the V-axis driving device 100 corresponding to the Z-axis driving device 80 overlap with each other when viewed from the direction of the rotation axis 61 of the rotating body 60) is taken as an example. explained.
  • the V-axis drive device 100 does not have to be located directly below the Z-axis drive device 80, and only one set of the V-axis drive device 100 is directly below the Z-axis drive device 80. May be located.
  • the Z-axis drive device 80 has the cored opposed linear motor
  • the V-axis drive device 100 has the cored opposed linear motor.
  • the Z-axis drive device 80 may not have a cored opposed linear motor.
  • the Z-axis drive device 80 may move the suction valve 56 by a linear motor other than the cored opposed type, or a rotary type It may be moved by a motor.
  • the V-axis drive device 100 has a cored opposed linear motor
  • the Z-axis drive device 80 has a cored opposed linear motor.
  • the V-axis drive device 100 may not have the cored opposed linear motor.
  • the V-axis drive device 100 may move the suction valve 56 by a linear motor other than the opposed linear motor with a core, or a rotary type It may be moved by a motor, moved by an electromagnetic valve, or moved by air pressure.
  • the suction nozzle is described as an example of the component holding member in the above embodiment, the component holding member is not limited to the suction nozzle.
  • the component holding member may be a so-called chuck that holds a component with two claws.
  • SYMBOLS 1 Surface mounter, 20 ... Conveyor (an example of a board
  • Z-axis driving device (an example of holding member driving unit), 92 ... Valve spool (an example of valve), 100 ... V-axis driving device (valve) Example of drive unit), 120... Stator, 130... Movable element, 132... Yoke (an example of output shaft), 133... Second read member, 150. ... Yoke (an example of an output shaft), 163 ... first read member, 170 ... encoder unit (an example of a first position detector), 171 ... encoder unit (an example of a second position detector), 201 ... Negative pressure supply position, 202 ... Positive pressure supply position, 300A, 300B ... Drive position

Abstract

表面実装機(1)のロータリーヘッド(50)であって、回転体(60)と、回転体(60)を回転駆動するN軸サーボモータ(35N)(回転駆動部)と、回転軸線(61)方向に移動可能に回転体(60)に取り付けられ、回転軸線(61)を中心とする仮想円上に配列されており、部品(E1)を保持及び解放する複数の吸着ノズル(56)(部品保持部材)と、Z軸リニアモータ(35Z)(コア付き対向型リニアモータ)を有し、仮想円上の所定の駆動位置に移動した吸着ノズル(56)をZ軸リニアモータ(35Z)によって回転軸線(61)方向に移動させるZ軸駆動装置(80)(保持部材駆動ユニット)と、を備える。

Description

ロータリーヘッド、及び、表面実装機
 本明細書で開示される技術は、ロータリーヘッド、及び、表面実装機に関する。
 従来、電子部品をプリント基板上に実装する表面実装機において、回転体と、回転軸線方向に移動可能に回転体に取り付けられ、回転軸線を中心とする仮想円上に配列されており、負圧によってその先端部に部品を吸着し、正圧によってその吸着している部品を解放する複数の吸着ノズル(部品保持部材)とを有する実装ヘッド(所謂ロータリーヘッド)を備えるものが知られている。
 そして、この種のロータリーヘッドにおいて、吸着ノズルを回転体の回転軸線方向に移動させる吸着ノズル駆動ユニットや、吸着ノズルに供給する圧力を正圧と負圧との間で切り換えるバルブを正圧供給位置又は負圧供給位置に移動させるバルブ駆動ユニットを備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。具体的には、特許文献1に記載の重複型ロータリーヘッドは、電動モータによってノズル保持軸を進退させる保持軸昇降装置、及び、リニアモータによってバルブスプールの位置を切り換える切替装置を備えている。
特開2013-69798号公報
 ところで、電動モータのような回転型モータを用いて吸着ノズルやバルブを駆動する場合は、電動モータの回転運動を吸着ノズルやバルブの直線運動に変換する機構が必要になるため駆動ユニットが大きくなってしまう。これに対し、リニアモータはそのような機構が不要であるので駆動ユニットを小さくすることができる。これによりロータリーヘッドを小型化することができる。
 しかしながら、ロータリーヘッドは一つの駆動ユニットが複数の吸着ノズルあるいは複数のバルブを駆動しなければならないので駆動ユニットの動作負荷が高くなる。このため、駆動ユニットの駆動源としてリニアモータを用いた場合、リニアモータのコイルが発熱してロータリーヘッドが熱変形し、それにより部品の実装精度が悪化してしまう虞がある。特にアルミは線膨張係数が高いので、ロータリーヘッドの軽量化のために駆動ユニットの構成部品としてアルミを用いている場合は熱変形が起き易くなる。
 前述した特許文献1に記載の重複型ロータリーヘッドは、このようなリニアモータの発熱による実装精度の悪化を抑制する上で改善の余地があった。
 本明細書では、部品保持部材あるいはバルブをリニアモータによって駆動するロータリーヘッド、及び、表面実装機において、リニアモータの発熱による実装精度の悪化を抑制する技術を開示する。
 本明細書で開示するロータリーヘッドは、表面実装機のロータリーヘッドであって、回転体と、前記回転体を回転駆動する回転駆動部と、回転軸線方向に移動可能に前記回転体に取り付けられ、前記回転軸線を中心とする仮想円上に配列されており、部品を保持及び解放する複数の部品保持部材と、コア付き対向型リニアモータを有し、前記仮想円上の所定の駆動位置に移動した前記部品保持部材を前記コア付き対向型リニアモータによって前記回転軸線方向に移動させる保持部材駆動ユニットと、を備える。
 前述した特許文献1に開示されているリニアモータは円筒形のリニアモータ、所謂シャフト型リニアモータである。具体的には、特許文献1に開示されているリニアモータは、ロッドの表面に複数のリング状の永久磁石が固定子として設けられており、複数のコイルを含む可動子が固定子の外側に隙間を有して嵌合され、それらの可動子が固定子の軸方向に沿って移動するものである。一般にシャフト型リニアモータは推力密度(モータの体積に対して発生させることができる推力)が低いので、動作負荷が高くなると発熱し易い。
 これに対し、コア付き対向型リニアモータはシャフト型リニアモータに比べて推力密度が高いので、同じサイズのモータであれば動作負荷が高くなっても発熱し難い。このため上記のロータリーヘッドによると、シャフト型リニアモータを用いる場合に比べ、リニアモータの発熱による実装精度の悪化を抑制できる。
 また、前記保持部材駆動ユニットは、前記回転体の周囲において、前記回転軸線に直交する任意の仮想直線上に、当該保持部材駆動ユニットが有する前記コア付き対向型リニアモータの可動子が前記回転軸線方向に移動する姿勢で、且つ、当該コア付き対向型リニアモータの固定子と当該可動子とが、前記仮想円と当該仮想直線との交点における前記仮想円の接線方向に並ぶ姿勢で配置されていてもよい。
 上記のロータリーヘッドによると、保持部材駆動ユニットは、回転体の周囲において、可動子が回転軸線方向に移動する姿勢で配置されているので、例えば可動子が仮想直線方向に移動する姿勢で配置されている場合に比べ、仮想直線方向における保持部材駆動ユニットの張り出しを抑制することができる。更に、上記のロータリーヘッドによると、保持部材駆動ユニットは、回転体の回転軸線に直交する任意の仮想直線上に、固定子と可動子とが上述した仮想円と仮想直線との交点における接線方向に並ぶ姿勢で配置されているので、接線方向に対して傾いた姿勢で配置されている場合(例えば固定子と可動子とが仮想直線方向に並ぶ姿勢で配置されている場合)に比べ、仮想直線方向における保持部材駆動ユニットの張り出しをより抑制することができる。
 このように、上記のロータリーヘッドによると、保持部材駆動ユニットの張り出しを抑制できるので、回転体の回転軸線を中心として保持部材駆動ユニットに外接する円(最外周円)を小さくすることができる。言い換えると、回転体の回転軸線方向から見てロータリーヘッドをコンパクトにすることができる。これにより、回転体の回転軸線に垂直な方向において、ロータリーヘッドに大きな可動領域を持たせることが可能になる。
 また、前記コア付き対向型リニアモータの可動子が取り付けられている出力軸に設けられている第1の被読み取り部材であって、当該出力軸を挟んで当該コア付き対向型リニアモータの固定子とは逆側において当該出力軸と略平行に延びている第1の被読み取り部材と、前記第1の被読み取り部材を挟んで前記出力軸とは逆側に配置されており、前記第1の被読み取り部材の位置を検出する第1の位置検出部と、をさらに備えてもよい。
 例えば出力軸を回転体の回転軸線方向に真っ直ぐに延びるストレートな形状とし、その延びた部分を被読み取り部材として用いることにより、固定子と第1の位置検出部とを回転軸線方向に並べて配置することもできる。しかしながら、その場合は出力軸が回転軸線方向に長くなるため、保持部材駆動ユニットを配置するスペースを確保することが困難な場合もある。
 上記のロータリーヘッドによると、出力軸を挟んで固定子とは逆側において当該出力軸と略平行に延びている第1の被読み取り部材を出力軸に設けたので、回転軸線方向における出力軸の長さを短くすることができる。これにより、出力軸が回転軸線方向に長い場合は保持部材駆動ユニットを配置するスペースを確保することが困難な場合であっても、保持部材駆動ユニットを配置するスペースを確保し易くなる。
 また、前記部品保持部材は負圧によって前記部品を吸着し、正圧によってその吸着している前記部品を解放する吸着ノズルであり、当該ロータリーヘッドは、前記吸着ノズルに負圧を供給する負圧供給位置と前記吸着ノズルに正圧を供給する正圧供給位置との間で移動可能に前記回転体に取り付けられている複数のバルブと、コア付き対向型リニアモータを有し、前記駆動位置に移動してきた前記吸着ノズルに対応する前記バルブを前記コア付き対向型リニアモータによって前記負圧供給位置と前記正圧供給位置との間で移動させるバルブ駆動ユニットと、をさらに備えてもよい。
 コア付き対向型リニアモータはシャフト型リニアモータに比べて推力密度が高いので、同じサイズのモータであれば動作負荷が高くなっても発熱し難い。このため上記のロータリーヘッドによると、リニアモータの発熱による実装精度の悪化を抑制できる。
 また、本明細書で開示するロータリーヘッドは、表面実装機のロータリーヘッドであって、回転体と、前記回転体を回転駆動する回転駆動部と、回転軸線方向に移動可能に前記回転体に取り付けられ、前記回転軸線を中心とする仮想円上に配列されており、負圧によってその先端部に部品を吸着し、正圧によってその吸着している前記部品を解放する複数の吸着ノズルと、前記仮想円上の所定の駆動位置に移動した前記吸着ノズルを前記回転軸線方向に移動させる保持部材駆動ユニットと、前記吸着ノズルに負圧を供給する負圧供給位置と前記吸着ノズルに正圧を供給する正圧供給位置との間で移動可能に前記回転体に取り付けられている複数のバルブと、コア付き対向型リニアモータを有し、前記駆動位置に移動してきた前記吸着ノズルに対応する前記バルブを前記コア付き対向型リニアモータによって前記負圧供給位置と前記正圧供給位置との間で移動させるバルブ駆動ユニットと、を備える。
 コア付き対向型リニアモータはシャフト型リニアモータに比べて推力密度が高いので、同じサイズのモータであれば動作負荷が高くなっても発熱し難い。このため上記のロータリーヘッドによると、リニアモータの発熱による実装精度の悪化を抑制できる。
 また、前記バルブ駆動ユニットは、前記回転体の周囲において、前記回転軸線に直交する任意の仮想直線上に、当該バルブ駆動ユニットが有する前記コア付き対向型リニアモータの可動子が前記回転軸線方向に移動する姿勢で、且つ、当該コア付き対向型リニアモータの固定子と当該可動子とが、前記仮想円と当該仮想直線との交点における前記仮想円の接線方向に並ぶ姿勢で配置されていてもよい。
 上記のロータリーヘッドによると、回転体の回転軸線方向から見てロータリーヘッドをコンパクトにすることができる。これにより、回転体の回転軸線に垂直な方向において、ロータリーヘッドに大きな可動領域を持たせることが可能になる。
 また、前記回転軸線方向から見て前記保持部材駆動ユニットと前記バルブ駆動ユニットとが重なっていてもよい。
 仮に回転体の回転軸線方向から見て保持部材駆動ユニットとバルブ駆動ユニットとが異なる方向に張り出していたとすると、回転体の回転軸線方向から見てロータリーヘッドが大きくなってしまう。
 これに対し、上記のロータリーヘッドによると、回転体の回転軸線方向から見てバルブ駆動ユニットと保持部材駆動ユニットとが重なっているので、保持部材駆動ユニットが張り出している方向とバルブ駆動ユニットが張り出している方向とがほぼ同じ方向となる。このため、それらが互いに異なる方向に張り出している場合に比べ、回転体の回転軸線方向から見てロータリーヘッドを小さくすることができる。これにより、回転軸線に垂直な方向において、ロータリーヘッドに大きな可動領域を持たせることが可能となる。
 また、前記バルブ駆動ユニットが有する前記コア付き対向型リニアモータの可動子が取り付けられている出力軸に設けられている第2の被読み取り部材であって、当該出力軸を挟んで当該コア付き対向型リニアモータの固定子とは逆側において当該出力軸と略平行に延びている第2の被読み取り部材と、前記第2の被読み取り部材を挟んで前記出力軸とは逆側に配置されており、前記第2の被読み取り部材の位置を検出する第2の位置検出部と、をさらに備えてもよい。
 上記のロータリーヘッドによると、出力軸が回転軸線方向に長い場合はバルブ駆動ユニットを配置するスペースを確保することが困難な場合であっても、バルブ駆動ユニットを配置するスペースを確保し易くなる。
 また、本明細書で開示する表面実装機は、請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載のロータリーヘッドを有し、基板上に前記部品を実装する部品実装装置と、前記部品実装装置に前記部品を供給する部品供給装置と、前記基板を前記部品実装装置による前記部品の実装位置まで搬送する基板搬送装置と、を備える。
 上記の表面実装機によると、リニアモータの発熱による実装精度の悪化を抑制できる。
 本明細書で開示するロータリーヘッド、及び、表面実装機によれば、リニアモータの発熱による実装精度の悪化を抑制できる。
表面実装機の平面図 ロータリーヘッドの斜視図 ロータリーヘッドの一部を拡大した斜視図 図3において各吸着ノズルの先端部を露出させた状態を示す斜視図 ロータリーヘッドの要部断面図 ロータリーヘッドの先端部(下端部)の一部を示す断面図であって、バルブスプールが正圧供給位置にある状態における断面図 表面実装機の電気的構成を示すブロック図 Z軸駆動装置の正面図 Z軸駆動源の内部を示す側面図 回転体及びZ軸駆動装置の上面図 V軸駆動装置の正面図 V軸駆動源の内部を示す側面図 回転体及びV軸駆動装置の上面図
 実施形態を図1ないし図13によって説明する。
 (1)表面実装機の全体構成
 図1に示すように、本実施形態に係る表面実装機1は、基台10、プリント基板(基板の一例)B1を搬送するための搬送コンベア(基板搬送装置の一例)20、プリント基板B1上に電子部品(部品の一例)E1を実装するための部品実装装置30、部品実装装置30に電子部品E1を供給するための部品供給装置40等を備えている。
 基台10は、平面視長方形状をなすとともに上面が平坦とされる。また、基台10における搬送コンベア20の下方には、プリント基板B1上に電子部品E1を実装する際にそのプリント基板B1をバックアップするための図示しないバックアッププレート等が設けられている。以下の説明では、基台10の長辺方向(図1の左右方向)及び搬送コンベア20の搬送方向をX軸方向とし、基台10の短辺方向(図1の上下方向)をY軸方向とし、基台10の上下方向(図2の上下方向)をZ軸方向とする。
 搬送コンベア20は、Y軸方向における基台10の略中央位置に配置され、プリント基板B1を搬送方向(X軸方向)に沿って搬送する。搬送コンベア20は、搬送方向に循環駆動する一対のコンベアベルト22を備えている。プリント基板B1は、両コンベアベルト22に架設する形でセットされる。プリント基板B1は、搬送方向の一方側(図1で示す右側)からコンベアベルト22に沿って基台10上の作業位置(図1の二点鎖線で囲まれる位置)に搬入され、作業位置で停止して電子部品E1の実装作業がされた後、コンベアベルト22に沿って他方側(図1で示す左側)に搬出される。
 部品供給装置40は、フィーダ型とされ、搬送コンベア20の両側(図1の上下両側)においてX軸方向に並んで2箇所ずつ、計4箇所に配されている。これらの部品供給装置40には、複数のフィーダ42が横並び状に整列して取り付けられている。各フィーダ42は、複数の電子部品E1が収容された部品供給テープ(不図示)が巻回されたリール(不図示)、及びリールから部品供給テープを引き出す電動式の送出装置(不図示)等を備えており、搬送コンベア側に位置する端部に設けられた部品供給位置から電子部品E1が一つずつ供給されるようになっている。
 部品実装装置30は、基台10及び後述する部品供給装置40等の上方に設けられる一対の支持フレーム32と、ロータリーヘッド50と、ロータリーヘッド50を駆動するロータリーヘッド駆動機構とから構成される。各支持フレーム32は、それぞれX軸方向における基台10の両側に位置しており、Y軸方向に延びている。支持フレーム32には、ロータリーヘッド駆動機構を構成するX軸サーボ機構及びY軸サーボ機構が設けられている。ロータリーヘッド50は、X軸サーボ機構及びY軸サーボ機構によって、一定の可動領域内でX軸方向及びY軸方向に移動可能とされている。
 Y軸サーボ機構は、Y軸ガイドレール33Yと、図示しないボールナットが螺合されたY軸ボールねじ34Yと、Y軸サーボモータ35Yとを有している。各Y軸ガイドレール33Yには、ボールナットに固定されたヘッド支持体36が取り付けられている。Y軸サーボモータ35Yが通電制御されると、Y軸ボールねじ34Yに沿ってボールナットが進退し、その結果、ボールナットに固定されたヘッド支持体36、及び後述するロータリーヘッド50がY軸ガイドレール33Yに沿ってY軸方向に移動する。
 X軸サーボ機構は、X軸ガイドレール(不図示)と、図示しないボールナットが螺合されたX軸ボールねじ34Xと、X軸サーボモータ35Xとを有している。X軸ガイドレールには、その軸方向に沿ってロータリーヘッド50が移動自在に取り付けられている。X軸サーボモータ35Xが通電制御されると、X軸ボールねじ34Xに沿ってボールナットが進退し、その結果、ボールナットに固定されたロータリーヘッド50がX軸ガイドレールに沿ってX軸方向に移動する。
 (2)ロータリーヘッドの構成
 続いてロータリーヘッド50の構成について詳しく説明する。ロータリーヘッド50は、図2に示すように、本体であるヘッド本体部52がカバー53、54によって覆われたアーム状をなしており、部品供給装置40によって供給される電子部品E1を吸着してプリント基板B1上に実装する。図4に示すように、ロータリーヘッド50の先端部には計18本のノズルシャフト55が回転体60によってZ軸方向(上下方向)に移動可能に支持されている。
 回転体60は、Z軸方向に沿って軸状をなす軸部62と、ロータリーヘッド50の下端部において軸部62の周りに設けられ、軸部62より大径な略円柱状をなすシャフト保持部64と、を有している。回転体60の軸部62は、ヘッド本体部52によって当該軸部62の軸線周りに双方向に回転可能(すなわち回動可能)に支持されている。軸部62は二重構造となっており、内側の軸部62(以下、「N軸」と称する)の上部には当該軸部62の軸線周りにN軸被駆動ギヤ62Nが設けられ、外側の軸部62(以下、「R軸」と称する)の上部には当該軸部62の軸線周りにR軸被駆動ギヤ62Rが設けられている。
 ロータリーヘッド50のZ軸方向における略中央部には、回転体60を回転駆動するための図示しないN軸駆動装置(回転駆動部の一例)が配されている。N軸駆動装置は、N軸サーボモータ35N(図7参照)と、N軸サーボモータ35Nの出力軸周りに設けられたN軸駆動ギヤ(不図示)と、を有している。N軸駆動ギヤはN軸被駆動ギヤ62Nと噛み合わされており、N軸サーボモータ35Nが通電制御されると、N軸駆動ギヤ及びN軸被駆動ギヤ62Nの回転駆動を介して、回転体60がZ軸方向に沿った回転軸線周りに任意の角度で回転される。
 回転体60のシャフト保持部64には、周方向に等間隔で、貫通孔が18個形成されている。そして、各貫通孔には、筒状のシャフトホルダ57を介して、軸状をなすノズルシャフト55が、シャフト保持部64を貫通しつつZ軸方向に沿って伸びる形で保持されている。そして、各ノズルシャフト55のうちシャフト保持部64から下方に突出する下端部には、図4及び図5に示すように、電子部品E1を吸着する吸着ノズル56(部品保持部材の一例)がそれぞれ設けられている。
 各吸着ノズル56には、負圧又は正圧が供給されるようになっている。各吸着ノズル56は、負圧によってその先端部に電子部品E1を吸着して保持するとともに、正圧によってその先端部に保持した電子部品E1を解放する。N軸駆動装置によって回転体60が回転されると、各ノズルシャフト55と共に各ノズルシャフト55に設けられた各吸着ノズル56が回転体60の回転軸線周りに旋回させられる。
 また、ロータリーヘッド50のZ軸方向における略中央部には、図2に示すように、各ノズルシャフト55をその軸線周りに回転駆動するためのR軸駆動装置70が配されている。R軸駆動装置70は、R軸サーボモータ35Rと、R軸サーボモータ35Rの出力軸周りに設けられ、R軸被駆動ギヤ62Rと噛み合わされたR軸駆動ギヤ72R(図3参照)と、を有している。R軸被駆動ギヤ62Rが設けられた外側の軸部62において、R軸被駆動ギヤ62Rよりも下部には、図示しない共通ギヤが設けられている。
 一方、図4に示すように、各シャフトホルダ57の一部には、その筒軸周りにそれぞれノズルギヤ57Rが設けられている。各ノズルシャフト55に設けられたノズルギヤ57Rは、上記共通ギヤと噛み合わされている。R軸サーボモータ35Rが通電制御されると、R軸駆動ギヤ72R及びR軸被駆動ギヤ62Rの回転駆動を介して、共通ギヤが回転する。
 共通ギヤが回転することにより、ノズルギヤ57Rとの噛み合いにより、各シャフトホルダ57が回転する。そして、各シャフトホルダ57と各ノズルシャフト55は、ボールスプライン結合していることから、共通ギヤの回転に伴って、18本のノズルシャフト55がその軸線周りにおいて同方向及び同角度に一斉に回転する。
 また、各ノズルシャフト55の上端部には、ばね止めボルト58が螺合されている。各ノズルシャフト55の外周面側には、巻ばね59が配されている。巻ばね59は、ばね止めボルト58とシャフトホルダ57との間にて圧縮された状態で配されており、各ノズルシャフト55は、この巻ばね59の弾性力によって上方に付勢されている。
 また、ロータリーヘッド50は、図2から図4に示すように、18本のノズルシャフト55のうちノズルシャフト55が配列されている仮想円66(図10参照)上の特定の位置(以下、駆動位置という)に移動してきたノズルシャフト55を、回転体60に対して当該回転体60の軸部62に沿った方向(Z軸方向、上下方向)に昇降させるための二つのZ軸駆動装置80(保持部材駆動ユニットの一例)を備えている。両Z軸駆動装置80は互いに同一構造であり、各ノズルシャフト55の上方において、回転体60の軸部62を挟んでロータリーヘッド50の左右両側に対称配置されている(図5参照)。
 Z軸駆動装置80は、図3から図5に示すように、箱状をなすZ軸駆動源82と、Z軸駆動源82から下方に伸びるZ軸可動部84と、を有している。Z軸駆動源82の内部には、Z軸可動部84をリニアモータ駆動によって駆動するためのZ軸リニアモータ35Z(図7参照)が設けられている。Z軸可動部84は、Z軸駆動源82に対して軸部62に沿った方向に移動可能に支持されており、Z軸駆動源82によって軸部62に沿った方向に昇降される。
 ここで、本実施形態に係るZ軸リニアモータ35Zはコア付き対向型リニアモータであり、より具体的にはムービングマグネット方式のコア付き対向型リニアモータである。ムービングマグネット方式のコア付き対向型リニアモータとは、固定子としてのコイルがコアに巻き回されており、可動子である永久磁石がそのコイルに近接する形で移動可能に設けられているものである。
 なお、コア付き対向型リニアモータはF型リニアモータと呼ばれる場合もある。また、コア付き対向型リニアモータには固定子としての永久磁石と可動子としてのコイルとを備えるムービングコイル方式のものもあり、Z軸リニアモータ35Zはムービングコイル方式のコア付き対向型リニアモータであってもよい。なお、ムービングコイル方式ではコイルに通電する電線がコイルに伴って移動するため配線が複雑になるが、ムービングマグネット方式ではコイルが固定のため、可動部であるマグネットに配線が不要になり、ムービングコイル方式に比べて配線を簡素にすることができる。
 Z軸駆動装置80におけるZ軸可動部84の下端部には、図4及び図5に示すように、カムフォロア86(以下、「Z軸カムフォロア86」と称する)がX軸方向に沿った軸周りに回転可能に取り付けられている。Z軸可動部84は、その上昇端位置においてZ軸カムフォロア86が上記駆動位置にあるノズルシャフト55の上端部(ばね止めボルト58)と近接するような配置でZ軸駆動源82に支持されている(図5参照)。このため、Z軸可動部84が上昇端位置にある状態では、各ノズルシャフト55の軸部62周りの旋回が許容される。
 Z軸駆動源82によってZ軸可動部84が上昇端位置から下降されると、Z軸カムフォロア86が上記駆動位置にあるノズルシャフト55の上端部に当接し、当該ノズルシャフト55が巻ばね59の弾性力に抗って下降される。ノズルシャフト55が下降されると、そのノズルシャフト55に設けられた吸着ノズル56が下降され、吸着ノズル56の先端部が部品供給装置40の部品供給位置や作業位置にあるプリント基板B1に近接する。この状態からZ軸可動部84が上昇されると、巻ばね59の弾性力復帰力によってノズルシャフト55及び吸着ノズル56が上昇する。
 さらに、ロータリーヘッド50は、図4及び図5に示すように、各吸着ノズル56に供給される圧力を負圧と正圧との間で切り替えるための切替装置90を備えている。切替装置90は、各吸着ノズル56(各ノズルシャフト55)に対応する形で計18個設けられている。各切替装置90は、仮想円66上に配された各ノズルシャフト55の外側において、隣接する二つのノズルシャフト55の間に位置する形で、各ノズルシャフト55と同様に、シャフト保持部64の外周に沿って仮想円66上に等間隔でそれぞれ設けられている(図4参照)。
 各切替装置90は、図6に示すように、軸状をなすバルブスプール92(バルブの一例)と、バルブスプール92の下側部分が収容される筒状のスリーブ94と、を有している。
 各スリーブ94は、シャフト保持部64に設けられた各取り付け孔に取り付けられている。具体的には、上端に設けられた大径部98を除く、スリーブ94の全体を、取り付け孔の内部に挿入するようにして取り付けられている。スリーブ94には、シャフト保持部64から露出する大径部98の開口からバルブスプール92の下側部分(バルブスプール92の当接部93を除く大部分)がその軸方向に沿って移動可能に収容される。
 各バルブスプール92は、その軸方向がZ軸方向(上下方向)に沿った形でスリーブ94の内部に配されており、その軸方向に沿って移動することで、各吸着ノズル56に供給される空気の圧力を負圧と正圧との間で切り替える。
 また、各バルブスプール92は、図6に示すように、その上側部分に、横向きの略U字状をなすとともに後述するV軸駆動装置100のV軸カムフォロア106が当接される当接部93を有している。そして、各バルブスプール92は、略U字状をなす当接部93について、その開いた側を外側(軸部62側とは反対側)に向けた形でそれぞれ配されている(図4参照)。当接部93は、横向きの略U字状をなすことで、バルブスプール92の軸方向(Z軸方向)と直交する方向に伸びるとともに互いに対向する形で当該軸方向に離間して設けられた一対の対向部93Aを有する。
 各切替装置90は、スリーブ94に収容されたバルブスプール92の上端が図6において一点鎖線201で示す位置となる上昇端位置(以下、「負圧供給位置201」と称する)に移動することでスリーブ94内に負圧が供給される。また、バルブスプール92の上端が図6において一点鎖線202で示す位置となる下降端位置(以下、「正圧供給位置202」と称する)まで移動することでスリーブ94内に正圧が供給される。各スリーブ94内に供給された負圧又は正圧は、図示しない供給路を経て、当該スリーブ94と対応する吸着ノズル56に供給される。
 ここで、ロータリーヘッド50において、各スリーブ94内に負圧又は正圧を供給するための供給経路、及び負圧又は正圧の供給態様について説明する。各スリーブ94には、図6に示すように、負圧が入力される負圧入力ポート94Aと、正圧が入力される正圧入力ポート94Bと、負圧入力ポート94A又は正圧入力ポート94Bから入力された負圧又は正圧が出力される出力ポート(不図示)とが設けられている。出力ポートは、対応する吸着ノズル56と連通している。
 また、内側の軸部62の内部には、負圧が供給される第1負圧供給路62Aが設けられており、回転体60の外側には、正圧が供給される第1正圧供給路62Bが設けられている(図2参照)。そして、シャフト保持部64内には、各スリーブ94に対応して負圧が供給される複数の第2負圧供給路64Aと、第1正圧供給路62Bと連通され、正圧が供給される二つの第2正圧供給路64Bとが設けられている。
 第1負圧供給路62Aは、軸部62の回転の有無に拘わらず、その下端部において全ての第2負圧供給路64Aと常時連通する構成とされている。また、各第2負圧供給路64Aは、バルブスプール92が負圧供給位置201にある状態において、そのバルブスプール92が収容されるスリーブ94の負圧入力ポート94Aと連通する。従って、バルブスプール92が負圧供給位置201にある状態では、各吸着ノズル56が回転体60の軸線周りに旋回中であるか否かに拘わらず、そのバルブスプール92(切替装置90)と対応する吸着ノズル56に常時負圧が供給される。
 二つの第2正圧供給路64Bは、シャフト保持部64内のうち、各Z軸駆動装置80によってノズルシャフト55がZ軸方向に昇降される上記駆動位置と対応する位置にそれぞれ設けられている。そして、両第2正圧供給路64Bは、上記駆動位置にある吸着ノズル56と対応するバルブスプール92が正圧供給位置202にある状態において、そのバルブスプール92が収容されるスリーブ94の正圧入力ポート94Bと連通する。従って、バルブスプール92が正圧供給位置202にある状態では、そのバルブスプール92と対応する吸着ノズル56が上記駆動位置にある場合にのみ、出力ポートから当該吸着ノズル56に正圧が供給される。
 ロータリーヘッド50では、上述したように、負圧供給位置201にあるバルブスプール92と対応する吸着ノズル56に常時負圧が供給されることで、複数の吸着ノズル56に吸着された電子部品E1がロータリーヘッド50の移動時等に落下することが抑制される。また、上述したように、正圧供給位置202にあるバルブスプール92と対応する吸着ノズル56に所定の場合にのみ正圧が供給されることで、実装対象となる電子部品E1のみを正圧によってプリント基板B1上に実装することができる。
 なお、図6に示すように、各スリーブ94の外周面には、外側シールリング96がZ軸方向に間隔を空けて複数配されている。外側シールリング96は、ゴムなどの弾性体からなる環状のリングであり、シャフト保持部64の取り付け孔との間をシールする機能を果たしている。
 また、スリーブ94の内周側には、図示しない内側シールリングが軸方向に沿って複数箇所に配置されている。内側シールリングは、ゴムなどの弾性体からなる環状のリングであり、バルブスプール92の外面に取り付けられている。内側シールリングは、スリーブ94の内周面とバルブスプール92との間をシールする機能を果たしている。その結果、負圧入力ポート94A、正圧入力ポート94B、及び出力ポートの間での負圧、正圧の漏れが抑制されている。
 また、内側シールリングは、その摩擦力によって、負圧供給位置又は正圧供給位置に移動されたバルブスプール92がその位置において保持されるようになっている。
 また、ロータリーヘッド50は、図2から図4に示すように、各切替装置90のバルブスプール92をZ軸方向(上下方向)に沿って負圧供給位置201と正圧供給位置202との間で移動させるための二つのV軸駆動装置100(バルブ駆動ユニットの一例)を備えている。二つのV軸駆動装置100は互いに同一構造であり、回転体60の軸部62を挟んでロータリーヘッド50の左右両側に対称配置されている(図5参照)。
 また、二つのV軸駆動装置100はそれぞれZ軸駆動装置80に対応して設けられており、対応するZ軸駆動装置80の真下に配置されている(図5及び図13参照)。言い換えると、回転体60の回転軸線方向から見てV軸駆動装置100とそのV軸駆動装置100に対応するZ軸駆動装置80とが重なっている。
 V軸駆動装置100は、図3から図5に示すように、箱状をなすV軸駆動源102と、V軸駆動源102から上方に伸びるV軸可動部104と、を有している。V軸駆動源102の内部には、V軸可動部104をリニアモータ駆動によって駆動するためのV軸リニアモータ35V(図7参照)が設けられている。V軸可動部104は、V軸駆動源102に対して軸部62に沿った方向に移動可能に支持されており、V軸駆動源102によって軸部62に沿った方向に昇降される。本実施形態ではV軸リニアモータ35Vもムービングマグネット方式のコア付き対向型リニアモータである。
 V軸駆動装置100におけるV軸可動部104の上端部には、図4及び図5に示すように、カムフォロア106(以下、「V軸カムフォロア106」と称する)がX軸方向に沿った軸周りに回転可能に取り付けられている。V軸可動部104は、上記駆動位置にあるノズルシャフトと対応するバルブスプールに対して、そのバルブスプールの当接部における一対の対向部93Aの間にV軸カムフォロア106が位置するような配置でV軸駆動源102に支持されている(図5参照)。
 V軸駆動源102によってV軸可動部104が上方に移動されると、V軸カムフォロア106がその両側に位置する一対の対向部93Aに当接してバルブスプール92を押し上げ、バルブスプール92が負圧供給位置201まで上昇される。一方、V軸駆動源102によってV軸可動部104が下方に移動されると、V軸カムフォロア106がその両側に位置する一対の対向部93Aに当接してバルブスプール92を押し下げ、バルブスプール92が正圧供給位置202まで下降される。
 ここで、V軸カムフォロア106の回転軸がX軸方向に沿っていることから、V軸カムフォロア106の回転方向は、回転体60によって旋回される各ノズルシャフト55の円周状をなす軌跡の接線方向とほぼ一致する。このため、V軸カムフォロア106によるバルブスプール92の昇降動作中に回転体60が回転された場合、V軸カムフォロア106が一対の対向部93Aに当接された状態が維持されながらV軸カムフォロア106が一対の対向部93Aとの間の摩擦力によって回転するので、各ノズルシャフト55を旋回させながらバルブスプール92の昇降動作を実行することができる。
 また、バルブスプール92が負圧供給位置201と正圧供給位置202の中間の高さ位置近傍に位置する状態では、V軸カムフォロア106はバルブスプール92の両対向部93Aに当接しないようになっている。このため、V軸可動部104が、バルブスプール92が負圧供給位置201と正圧供給位置202の中間の高さ位置近傍にある状態では、V軸カムフォロア106がバルブスプール92に干渉せず、回転体60を回転させることができる。
 なお、ロータリーヘッド50には、基板認識カメラC1(図7参照)が設けられている。基板認識カメラC1は、ロータリーヘッド50とともに一体的に移動することで、作業位置に停止したプリント基板B1上の任意の位置の画像を撮像する。また、基台10上における作業位置の近傍には、部品認識カメラC2(図1参照)が固定されている。部品認識カメラC2は、吸着ノズル56によって部品供給装置40の部品供給位置から吸着された電子部品E1の画像を撮像する。
 (3)表面実装機の電気的構成
 次に、表面実装機1の電気的構成について、図7を参照して説明する。表面実装機1の本体は、制御部110によってその全体が制御統括されている。制御部110は、CPU等により構成される演算制御部111を備えている。演算制御部111には、モータ制御部112と、記憶部113と、画像処理部114と、外部入出力部115と、フィーダ通信部116と、表示部117と、入力部118と、がそれぞれ接続されている。
 モータ制御部112は、後述する実装プログラム113Aに従って部品実装装置30のX軸サーボモータ35X及びY軸サーボモータ35Yを駆動させるとともに、ロータリーヘッド50のN軸サーボモータ35N、R軸サーボモータ35R、Z軸リニアモータ35Z、及びV軸リニアモータ35Vをそれぞれ駆動させる。また、モータ制御部112は、実装プログラム113Aに従って搬送コンベア20を駆動させる。
 記憶部113は、CPUを制御するプログラム等を記憶するROM(Read Only Memory)や装置の動作中に種々のデータを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)等から構成されている。記憶部113には、次述する実装プログラム113Aと各種データ113Bとが記憶されている。
 記憶部113に記憶される実装プログラム113Aには、具体的には、実装対象となるプリント基板B1の生産枚数に関する基板情報、プリント基板B1に実装される電子部品E1の個数や種類等を含む部品情報、プリント基板B1上の電子部品E1の実装位置に関する実装情報等が含まれている。記憶部113に記憶される各種データ113Bには、部品供給装置40の各フィーダ42に保持された電子部品E1の数や種類に関するデータ等が含まれている。
 画像処理部114には、基板認識カメラC1及び部品認識カメラC2から出力される撮像信号がそれぞれ取り込まれるようになっている。画像処理部114では、取り込まれた各カメラC1,C2からの撮像信号に基づいて、部品画像の解析並びに基板画像の解析がそれぞれ行われるようになっている。
 外部入出力部115は、いわゆるインターフェースであって、表面実装機1の本体に設けられる各種センサ類115Aから出力される検出信号が取り込まれるように構成されている。また、外部入出力部115は、演算処理部111から出力される制御信号に基づいて、各種アクチュエータ類115Bに対する動作制御を行うように構成されている。
 フィーダ通信部116は、部品供給装置40に取り付けられた各フィーダ42の制御部と接続されており、各フィーダ42を統括して制御する。各フィーダ42の制御部は、部品供給テープを送出するためのモータの駆動を制御する。
 表示部117は、表示画面を有する液晶表示装置等から構成され、表面実装機1の状態等を表示画面上に表示する。入力部118は、キーボード等から構成され、手動による操作によって外部からの入力を受け付けるようになっている。
 以上のような構成とされた表面実装機1では、自動運転中において、搬送コンベア20によるプリント基板B1の搬送作業を行う搬送状態と、基台10上の作業位置に搬入されたプリント基板B1上への電子部品E1の実装作業を行う実装状態と、が交互に実行される。
 (4)Z軸駆動装置におけるリニアモータ駆動の駆動機構
 次に、Z軸駆動装置80におけるリニアモータ駆動の駆動機構について図8~図10を参照して説明する。
 図8に示すように、箱状のZ軸駆動源82は、リニアモータ駆動による駆動機構が設けられた板状のZ軸本体部142と、Z軸本体部142に取り付けられて上記駆動機構を外部から保護するZ軸カバー143と、を備えている。Z軸カバー143はZ軸本体部142を完全には覆っておらず、Z軸カバー143の前方には、Z軸駆動源82の内部に熱が籠らないようにするための冷却開口143Aが設けられている。
 図9に示すように、Z軸駆動装置80はZ軸駆動源82にリニアモータの固定子150が設けられており、Z軸可動部84にリニアモータの可動子160が設けられている。Z軸駆動源82は、Z軸本体部142の板面上に、Z軸可動部84の移動方向(Z軸方向、上下方向)に沿って並列配置された6つの電機子コイル152からなる固定子150と、Z軸可動部84の移動方向に沿って伸びる二つのレールガイド154とがそれぞれ設けられている。
 固定子150は、Z軸駆動源82の前方側(図9における左側)に設けられており、レールガイド154はZ軸駆動源82の後方側に設けられている。レールガイド154は、その内側にレールガイド154の延在方向に沿って伸びるレール溝(不図示)が設けられている。
 一方、Z軸可動部84は、図9に示すように、両板面を前後方向に向けた形でZ軸方向に伸びる厚板状のヨーク162(出力軸の一例)と、ヨーク162の前面に設けられ、複数の永久磁石164(図9では一つを除いて符号を省略している)からなる可動子160と、ヨーク162の後面に設けられたレール168と、ヨーク162の下端部に取り付けられたカムフォロア支持部169と、を有している。
 ヨーク162の下端部には、ヨーク162を挟んで固定子150とは逆側においてヨーク162と略平行に延びている第1の被読み取り部材163が設けられている。図9に示すように本実施形態では第1の被読み取り部材163はヨーク162と略平行に延びている部分を有するコ字状に形成されている。第1の被読み取り部材163の後側を向く面163Aには、ヨーク162の上下方向の位置、すなわち可動子160の上下方向の位置を光学的に検出するための図示しない目盛が付されている。
 可動子160を構成する複数の永久磁石164は、異なる磁極が交互に並ぶように等間隔で直線状に並列配置されている。ここで、図9においてA方向は固定子150と可動子160との並び方向を示している。
 レール168は、ヨーク162の延伸方向に沿って溝状に設けられ、レールガイド154に対してヨーク162の延伸方向(Z軸可動部84の移動方向、Z軸方向、上下方向)に沿ってそれぞれの溝間に設けられた複数のボールを介して移動可能に嵌合されている。カムフォロア支持部169は、ヨーク162の下端部に設けられ、Z軸カムフォロア86が回転可能に支持されている。ヨーク162が移動すると、ヨーク162と共にカムフォロア支持部169及びZ軸カムフォロア86が移動する。
 エンコーダユニット170(第1の位置検出部の一例)はヨーク162に設けられている第1の被読み取り部材163に後側から対面しており、第1の被読み取り部材163の後側を向く面163Aに付されている目盛を光学的に読み取ることによって可動子160の上下方向の位置を検出する。
 Z軸駆動装置80では、Z軸駆動源82とZ軸可動部84が上記のような構成とされていることで、固定子150の電機子コイル152が通電されると、固定子150と可動子160との間にZ軸可動部84をZ軸方向(上下方向)に移動させるリニアモータ駆動の推進力が働く。このような推進力を付与する固定子150及び可動子160は、Z軸リニアモータ35Zとされ、上記制御部110によって制御される。
 次に、図10を参照して、二つのZ軸駆動装置80の配置についてより具体的に説明する。ここで、図10において点61は回転体60の回転軸線を示している。また、図10において点線で示す円66は吸着ノズル56が配列されている仮想円を示している。また、図10に示す二つの位置300A及び300BはそれぞれZ軸駆動装置80がノズルシャフト55(すなわち吸着ノズル56)を駆動する駆動位置を示している。前述したように二つのZ軸駆動装置80は互いに同一構造であり、回転体60の回転軸線61方向から見て回転軸線61を対象の中心とする点対称に配置されている。言い換えると、一方のZ軸駆動装置80は他方のZ軸駆動装置80を回転軸線61回りに180度回転させた形態で配置されている。
 図10に示すように、各Z軸駆動装置80はそれぞれ回転体60の回転軸線61方向から見て回転体60の周囲に配置されている。そして、各Z軸駆動装置80は、回転軸線61に直交する仮想直線63上に、可動子16が回転軸線61方向に移動する姿勢で、且つ、固定子150と可動子160とが、吸着ノズル56が配列されている仮想円66と仮想直線63との交点における仮想円66の接線方向(図9及び図10に示すA方向)に並ぶ姿勢で配置されている。
 (5)V軸駆動装置におけるリニアモータ駆動の駆動機構
 次に、V軸駆動装置100におけるリニアモータ駆動の駆動機構について図11~図13を参照して説明する。
 図11に示すように、箱状のV軸駆動源102は、リニアモータ駆動による駆動機構が設けられた板状のV軸本体部112と、V軸本体部112に取り付けられて上記駆動機構を外部から保護するV軸カバー114と、を備えている。V軸カバー114はV軸本体部112を完全には覆っておらず、V軸カバー114の前方には、V軸駆動源102の内部に熱が籠らないようにするための冷却開口114Aが設けられている。
 図12に示すように、V軸駆動装置100はV軸駆動源102にリニアモータの固定子120が設けられ、V軸可動部104にリニアモータの可動子130が設けられている。V軸駆動源102は、V軸本体部112の板面上に、V軸可動部104の移動方向(Z軸方向、上下方向)に沿って並列配置された3つの電機子コイル122からなる固定子120と、V軸可動部104の移動方向に沿って伸びるレールガイド124と、鉄片(磁性体の一例)126と、がそれぞれ設けられている。
 固定子120は、V軸駆動源102の前方側(図12における左側)に設けられており、レールガイド124はV軸駆動源102の後方側に設けられている。レールガイド124は、その内側にレールガイド124の延在方向に沿って伸びるレール溝(不図示)が設けられている。鉄片126は、固定子120との間に所定の間隔を空けて固定子120の下方に設けられている。
 一方、V軸可動部104は、図12に示すように、両板面を前後方向に向けた形でV軸駆動源102の移動方向に伸びる厚板状のヨーク132(出力軸の一例)と、ヨーク132の前面に設けられ、複数の永久磁石134からなる可動子130と、ヨーク132の前面に設けられ、1つの永久磁石からなる位置保持磁石136と、ヨーク132の後面に設けられたレール138と、ヨーク132の上端部に取り付けられたカムフォロア支持部139と、を有している。
 ヨーク132はその下端部が固定子120とは逆側に折り返されることによって第2の被読み取り部材133が一体に設けられている。第2の被読み取り部材133の後側を向く面133Aには、ヨーク132の上下方向の位置、すなわち可動子130の上下方向の位置を光学的に検出するための図示しない目盛が付されている。
 可動子130を構成する複数の永久磁石134は、異なる磁極が交互に並ぶように等間隔で直線状に並列配置されている。ここで、図12においてB方向は固定子120と可動子130との並び方向を示している。
 位置保持磁石136は、ヨーク132の下端部の前面であって可動子130を構成する複数の永久磁石134の下側に設けられている。複数の永久磁石134の表面と位置保持磁石136の表面は、同一平面上に位置している。
 レール138は、ヨーク132の延伸方向に沿って溝状に設けられ、レールガイド124に対してヨーク132の延伸方向(V軸可動部104の移動方向、Z軸方向、上下方向)に沿って移動可能に嵌合されている。カムフォロア支持部139は、ヨーク132の上端部に設けられ、V軸カムフォロア106が回転可能に支持されている。ヨーク132が移動すると、ヨーク132と共にカムフォロア支持部139及びV軸カムフォロア106が移動する。
 エンコーダユニット171(第2の位置検出部の一例)はヨーク132の折り返された部分である第2の被読み取り部材133に後側から対面しており、第2の被読み取り部材133の後側を向く面133Aに付されている目盛を光学的に読み取ることによって可動子130の上下方向の位置を検出する。
 V軸駆動装置100では、複数の永久磁石134と固定子120、及び位置保持磁石136と鉄片126がいずれも近接した状態でV軸可動部104のレールガイド124がレール138に嵌合されており、複数の永久磁石134と固定子120との間の距離、及び位置保持磁石136と鉄片126との間の距離は略等しくされている。一方、図12に示すように、位置保持磁石136と可動子130を構成する複数の永久磁石134との間の間隔D1は、可動子130が有する複数の永久磁石134の間隔D2よりも大きくされている。
 V軸駆動装置100では、V軸駆動源102とV軸可動部104が上記のような構成とされていることで、固定子120の電機子コイル122が通電されると、固定子120と可動子130との間にV軸可動部104をZ軸方向(上下方向)に移動させるリニアモータ駆動の推進力が働く。このような推進力を付与する固定子120及び可動子130は、V軸リニアモータ35Vとされ、上記制御部110によって制御される。
 一方、V軸駆動装置100では、固定子120の電機子コイル122への通電が停止されると、位置保持磁石136と鉄片126との間に働く磁力によって、V軸可動部104が、Z軸方向(上下方向)において、バルブスプール92が負圧供給位置201と正圧供給位置202の中間の高さ位置に保持される。即ち、位置保持磁石136と鉄片126がいわゆる磁気ばねとして機能する。
 なお、可動子130を構成する複数の永久磁石134の磁力は、位置保持磁石136の磁力よりも大きくされており、リニアモータ駆動によるV軸駆動源102の移動は位置保持磁石136の影響を受けないようになっている。
 次に、図13を参照して、二つのV軸駆動装置100の配置についてより具体的に説明する。ここで、図13において点61は回転体60の回転軸線を示している。また、図13に示す二つの位置301A及び301BはそれぞれV軸駆動装置100がバルブスプール92(すなわちバルブ)を駆動する駆動位置を示している。前述したように二つのV軸駆動装置100は互いに同一構造であり、回転体60の回転軸線61を中心とする点対称に配置されている。言い換えると、一方のV軸駆動装置100は他方のV軸駆動装置100を回転軸線61回りに180度回転させた形態で配置されている。
 図13に示すように、各V軸駆動装置100はそれぞれ回転体60の回転軸線61方向から見て回転体60の周囲に配置されている。そして、各V軸駆動装置100は、回転軸線61に直交する仮想直線64上に、可動子130が回転軸線61方向に移動する姿勢で、且つ、固定子120と可動子130とが、吸着ノズル56が配列されている仮想円66と仮想直線64との交点における仮想円66の接線方向(図12及び図13に示すB方向)に並ぶ姿勢で配置されている。
 (6)実施形態の効果
 以上説明した本実施形態に係るロータリーヘッド50によると、Z軸駆動装置80は駆動源としてコア付き対向型リニアモータを有している。コア付き対向型リニアモータはシャフト型リニアモータに比べて推力密度が高いので、同じサイズのモータであれば動作負荷が高くなっても発熱し難い。このためロータリーヘッド50によると、リニアモータの発熱による実装精度の悪化を抑制できる。
 更に、ロータリーヘッド50によると、Z軸駆動装置80は、回転体60の周囲において、可動子160が回転軸線61方向に移動する姿勢で配置されているので、例えば可動子160が仮想直線63方向に移動する姿勢で配置されている場合に比べ、仮想直線63方向におけるZ軸駆動装置80の張り出しを抑制することができる。更に、ロータリーヘッド50によると、Z軸駆動装置80は、回転体60の回転軸線61に直交する任意の仮想直線(本実施形態では仮想直線63)上に、固定子150と可動子160とが仮想円66と仮想直線63との交点における仮想円66の接線方向に並ぶ姿勢で配置されているので、固定子150と可動子160とが接線方向に対して傾いた姿勢で配置されている場合(例えば固定子150と可動子160とが仮想直線63方向に並ぶ姿勢で配置されている場合)に比べ、仮想直線63方向におけるZ軸駆動装置80の張り出しをより抑制することができる。
 このように、ロータリーヘッド50によると、Z軸駆動装置80の張り出しを抑制できるので、図10に示すように、回転体60の回転軸線61を中心としてZ軸駆動装置80に外接する円(最外周円)65を小さくすることができる。言い換えると、回転体60の回転軸線61方向から見てロータリーヘッド50をコンパクトにすることができる。これにより、回転体60の回転軸線61に垂直な方向において、ロータリーヘッド50に大きな可動領域を持たせることが可能になる。
 更に、ロータリーヘッド50によると、ヨーク162(出力軸の一例)に、ヨーク162を挟んで固定子150とは逆側においてヨーク162と略平行に延びている第1の被読み取り部材163が設けられている。例えばヨーク162を回転体60の回転軸線61方向に真っ直ぐに延びるストレートな形状とし、その延びた部分を被読み取り部材として用いることにより、固定子150とエンコーダユニット170とを回転軸線61方向に並べて配置することもできる。しかしながら、その場合はヨーク162が回転軸線61方向に長くなるため、Z軸駆動装置80を配置するスペースを確保することが困難になる場合もある。
 これに対し、ロータリーヘッド50によると、ヨーク162を挟んで固定子150とは逆側においてヨーク162と略平行に延びている第1の被読み取り部材163を設けたので、回転軸線61方向におけるヨーク162の長さを短くすることができる。これにより、ヨーク162が回転軸線61方向に長い場合はZ軸駆動装置80を配置するスペースを確保することが困難な場合であっても、Z軸駆動装置80を配置するスペースを確保し易くなる。
 更に、ロータリーヘッド50によると、V軸駆動装置100は駆動源としてコア付き対向型リニアモータを有しているので、高い動作負荷がかかっても発熱し難い。このためロータリーヘッド50によると、リニアモータの発熱による実装精度の悪化を抑制できる。
 更に、ロータリーヘッド50によると、V軸駆動装置100は、回転体60の周囲において、回転軸線61に直交する仮想直線64上に、可動子130が回転軸線61方向に移動する姿勢で、且つ、固定子120と可動子130とが仮想円66と仮想直線64との交点における仮想円66の接線方向(図12及び図13に示すB方向)に並ぶ姿勢で配置されているので、回転体60の回転軸線61方向から見てロータリーヘッド50をコンパクトにすることができる。これにより、回転体60の回転軸線61に垂直な方向において、ロータリーヘッド50に大きな可動領域を持たせることができる。
 更に、ロータリーヘッド50によると、回転体60の回転軸線61方向から見てZ軸駆動装置80とV軸駆動装置100とが重なっている。仮に回転体60の回転軸線61方向から見てZ軸駆動装置80とV軸駆動装置100とが異なる方向に張り出していたとすると、回転体60の回転軸線61方向から見てロータリーヘッド50が大きくなってしまう。
 これに対し、ロータリーヘッド50によると、回転体60の回転軸線61方向から見てZ軸駆動装置80とV軸駆動装置100とが重なっているので、Z軸駆動装置80が張り出している方向とV軸駆動装置100が張り出している方向とがほぼ同じ方向となる。このため、それらが互いに異なる方向に張り出している場合に比べ、回転軸線61方向から見てロータリーヘッド50を小さくすることができる。これにより、回転軸線61に垂直な方向において、ロータリーヘッド50に大きな可動領域を持たせることが可能となる。
 更に、ロータリーヘッド50によると、ヨーク132(出力軸の一例)に、ヨーク132を挟んで固定子120とは逆側においてヨーク132と略平行に延びている第2の被読み取り部材133が設けられているので、ヨーク132が回転軸線61方向に長い場合はV軸駆動装置100を配置するスペースを確保することが困難な場合であっても、V軸駆動装置100を配置するスペースを確保し易くなる。
 <他の実施形態>
 本明細書で開示される技術は上記既述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。
 (1)上記の実施形態ではZ軸駆動装置80及びV軸駆動装置100をそれぞれ二つ備える場合を例に説明したが、これらの数は二つに限定されるものではなく、三つ以上備えていてもよい。
 (2)上記の実施形態では二つのZ軸駆動装置80を備え、それら二つのZ軸駆動装置80が回転体60の回転軸線61方向から見て回転軸線61を対象の中心とする点対称に配置されている場合を例に説明した。これに対し、二つのZ軸駆動装置80は必ずしも点対称に配置されていなくてもよい。
 (3)上記の実施形態ではZ軸駆動装置80とV軸駆動装置100とからなる組を二組備え、いずれの組もV軸駆動装置100がそのV軸駆動装置100に対応するZ軸駆動装置80の真下に位置する場合(回転体60の回転軸線61方向から見てZ軸駆動装置80とそのZ軸駆動装置80に対応するV軸駆動装置100とが重なっている場合)を例に説明した。これに対し、いずれの組も、V軸駆動装置100がZ軸駆動装置80の真下に位置していなくてもよいし、いずれか一組のみV軸駆動装置100がZ軸駆動装置80の真下に位置していてもよい。
 (4)上記の実施形態ではZ軸駆動装置80がコア付き対向型リニアモータを有している場合を例に説明したが、V軸駆動装置100がコア付き対向型リニアモータを有している場合は、Z軸駆動装置80はコア付き対向型リニアモータを有していなくてもよい。例えば、V軸駆動装置100がコア付き対向型リニアモータを有している場合は、Z軸駆動装置80はコア付き対向型以外のリニアモータによって吸着バルブ56を移動させてもよいし、回転式モータによって移動させてもよい。
 (5)上記の実施形態ではV軸駆動装置100がコア付き対向型リニアモータを有している場合を例に説明したが、Z軸駆動装置80がコア付き対向型リニアモータを有している場合は、V軸駆動装置100はコア付き対向型リニアモータを有していなくてもよい。例えば、Z軸駆動装置80がコア付き対向型リニアモータを有している場合は、V軸駆動装置100はコア付き対向型以外のリニアモータによって吸着バルブ56を移動させてもよいし、回転式モータによって移動させてもよいし、電磁弁によって移動させてもよいし、空気圧によって移動させてもよい。
 (6)上記の実施形態では部品保持部材として吸着ノズルを例に説明したが、部品保持部材は吸着ノズルに限られるものではない。例えば、部品保持部材は二つのツメで部品を挟んで保持する所謂チャックであってもよい。
1…表面実装機、20…搬送コンベア(基板搬送装置の一例)、30…部品実装装置、35N…N軸サーボモータ(回転駆動部の一例)、35V…V軸リニアモータ(コア付き対向型リニアモータの一例)、35Z…Z軸リニアモータ(コア付き対向型リニアモータの一例)、40…部品供給装置、50…ロータリーヘッド、56…吸着ノズル(部品保持部材の一例)、60…回転体、61…回転軸線、63、64…仮想直線、66…仮想円、80…Z軸駆動装置(保持部材駆動ユニットの一例)、92…バルブスプール(バルブの一例)、100…V軸駆動装置(バルブ駆動ユニットの一例)、120…固定子、130…可動子、132…ヨーク(出力軸の一例)、133…第2の被読み取り部材、150…固定子、160…可動子、162…ヨーク(出力軸の一例)、163…第1の被読み取り部材、170…エンコーダユニット(第1の位置検出部の一例)、171…エンコーダユニット(第2の位置検出部の一例)、201…負圧供給位置、202…正圧供給位置、300A、300B…駆動位置

Claims (9)

  1.  表面実装機のロータリーヘッドであって、
     回転体と、
     前記回転体を回転駆動する回転駆動部と、
     回転軸線方向に移動可能に前記回転体に取り付けられ、前記回転軸線を中心とする仮想円上に配列されており、部品を保持及び解放する複数の部品保持部材と、
     コア付き対向型リニアモータを有し、前記仮想円上の所定の駆動位置に移動した前記部品保持部材を前記コア付き対向型リニアモータによって前記回転軸線方向に移動させる保持部材駆動ユニットと、
    を備える、ロータリーヘッド。
  2.  前記保持部材駆動ユニットは、前記回転体の周囲において、前記回転軸線に直交する任意の仮想直線上に、当該保持部材駆動ユニットが有する前記コア付き対向型リニアモータの可動子が前記回転軸線方向に移動する姿勢で、且つ、当該コア付き対向型リニアモータの固定子と当該可動子とが、前記仮想円と当該仮想直線との交点における前記仮想円の接線方向に並ぶ姿勢で配置されている、請求項1に記載のロータリーヘッド。
  3.  前記コア付き対向型リニアモータの可動子が取り付けられている出力軸に設けられている第1の被読み取り部材であって、当該出力軸を挟んで当該コア付き対向型リニアモータの固定子とは逆側において当該出力軸と略平行に延びている第1の被読み取り部材と、
     前記第1の被読み取り部材を挟んで前記出力軸とは逆側に配置されており、前記第1の被読み取り部材の位置を検出する第1の位置検出部と、
    をさらに備える、請求項1又は請求項2に記載のロータリーヘッド。
  4.  前記部品保持部材は負圧によって前記部品を吸着し、正圧によってその吸着している前記部品を解放する吸着ノズルであり、
     当該ロータリーヘッドは、
     前記吸着ノズルに負圧を供給する負圧供給位置と前記吸着ノズルに正圧を供給する正圧供給位置との間で移動可能に前記回転体に取り付けられている複数のバルブと、
     コア付き対向型リニアモータを有し、前記駆動位置に移動してきた前記吸着ノズルに対応する前記バルブを前記コア付き対向型リニアモータによって前記負圧供給位置と前記正圧供給位置との間で移動させるバルブ駆動ユニットと、
    をさらに備える請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のロータリーヘッド。
  5.  表面実装機のロータリーヘッドであって、
     回転体と、
     前記回転体を回転駆動する回転駆動部と、
     回転軸線方向に移動可能に前記回転体に取り付けられ、前記回転軸線を中心とする仮想円上に配列されており、負圧によってその先端部に部品を吸着し、正圧によってその吸着している前記部品を解放する複数の吸着ノズルと、
     前記仮想円上の所定の駆動位置に移動した前記吸着ノズルを前記回転軸線方向に移動させる保持部材駆動ユニットと、
     前記吸着ノズルに負圧を供給する負圧供給位置と前記吸着ノズルに正圧を供給する正圧供給位置との間で移動可能に前記回転体に取り付けられている複数のバルブと、
     コア付き対向型リニアモータを有し、前記駆動位置に移動してきた前記吸着ノズルに対応する前記バルブを前記コア付き対向型リニアモータによって前記負圧供給位置と前記正圧供給位置との間で移動させるバルブ駆動ユニットと、
    を備えるロータリーヘッド。
  6.  前記バルブ駆動ユニットは、前記回転体の周囲において、前記回転軸線に直交する任意の仮想直線上に、当該バルブ駆動ユニットが有する前記コア付き対向型リニアモータの可動子が前記回転軸線方向に移動する姿勢で、且つ、当該コア付き対向型リニアモータの固定子と当該可動子とが、前記仮想円と当該仮想直線との交点における前記仮想円の接線方向に並ぶ姿勢で配置されている、請求項4又は請求項5に記載のロータリーヘッド。
  7.  前記回転軸線方向から見て前記保持部材駆動ユニットと前記バルブ駆動ユニットとが重なっている、請求項4乃至請求項6のいずれか一項に記載のロータリーヘッド。
  8.  前記バルブ駆動ユニットが有する前記コア付き対向型リニアモータの可動子が取り付けられている出力軸に設けられている第2の被読み取り部材であって、当該出力軸を挟んで当該コア付き対向型リニアモータの固定子とは逆側において当該出力軸と略平行に延びている第2の被読み取り部材と、
     前記第2の被読み取り部材を挟んで前記出力軸とは逆側に配置されており、前記第2の被読み取り部材の位置を検出する第2の位置検出部と、
    をさらに備える、請求項4乃至請求項7のいずれか一項に記載のロータリーヘッド。
  9.  請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載のロータリーヘッドを有し、基板上に前記部品を実装する部品実装装置と、
     前記部品実装装置に前記部品を供給する部品供給装置と、
     前記基板を前記部品実装装置による前記部品の実装位置まで搬送する基板搬送装置と、
    を備える表面実装機。
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