WO2019064336A1 - クランプユニット - Google Patents

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WO2019064336A1
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cylinder body
jig
ring member
shape
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PCT/JP2017/034701
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French (fr)
Inventor
岸田　晃
Original Assignee
ヤマハ発動機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04—Mounting of components, e.g. of leadless components

Definitions

  • the technology disclosed herein relates to a technology for clamping a substrate on which an electronic component is mounted.
  • Patent Document 1 discloses a method of clamping an electronic component mounted on a substrate using a pair of clamp claws.
  • the electronic component mounting apparatus may mount electronic components on a substrate clamped by a clamp device.
  • the entire clamp device may be displaced in the axial direction or in the rotational direction. Therefore, even when the clamping device is displaced in the axial direction or the rotational direction, it has been required to firmly clamp the substrate so that the substrate does not shift.
  • the technique disclosed in the present specification is created in view of the above problems, and it is an object of the present invention to firmly clamp a substrate when the clamp device is displaced in the axial direction or the rotational direction. .
  • a clamp unit disclosed in the present specification comprising: a jig for mounting a substrate on which an electronic component is mounted; and a clamp device for clamping the substrate via the jig, wherein the jig mounts the substrate A base and a ring member in the form of a ring fixed to the lower surface of the base, the ring member having grooves at at least two equally spaced positions in the circumferential direction on the inner surface, and the clamp device A cylinder body, and a lock member having a claw portion which is moved in the radial direction of the cylinder body by the pressure of fluid supplied to the cylinder body and locked in the groove portion, and the groove portion is the cylinder body
  • the claw portion has a shape inclined at the predetermined angle in the radial direction, like the groove portion.
  • the claw portion is engaged with and engaged with the groove portion, it is possible to suppress circumferential rotation of the jig with respect to the clamp device.
  • the groove portion has a shape inclined with respect to the axis of the cylinder main body, the jig can not be easily removed in the axial direction. Therefore, the substrate can be firmly clamped.
  • a cross-sectional shape of the groove portion is a planar shape.
  • the cross-sectional shape of the groove is preferably V-shaped.
  • the sectional shape of the groove is preferably an arc shape.
  • the substrate can be firmly clamped.
  • FIG. 10 Front view of the component mounting device Side view of the component mounting device Robot perspective view The perspective view which expanded a part of robot Robot side view Perspective view of jig The perspective view which shows the state which turned over the jig Bottom view of the jig Top view of clamp device AA line sectional view of FIG. 10 AA line sectional view of FIG. 10 AA line sectional view of FIG. 10 Perspective view of ring member and locking member Cross-sectional view of the groove (cross-sectional view taken along the line B-B in FIG.
  • FIG. 12 A plan view of a ring member and a lock member in Embodiment 2 Perspective view of ring member and locking member Cross section of groove Cross-sectional view of a groove in another embodiment Side view of cam and lock member The lock member as viewed from the direction C in FIG.
  • FIG. 1 is a plan view of the component mounting device
  • FIG. 2 is a front view of the component mounting device
  • FIG. 3 is a side view of the component mounting device.
  • the component mounting device 1 is a device for mounting a component 5 on a substrate P having a three-dimensional shape.
  • the horizontal direction in FIG. 1 (the transport direction of the substrate P) is taken as the X direction
  • the vertical direction in FIG. 1 (the direction orthogonal to the transport direction of the substrate) is taken as the Y direction
  • the vertical direction in FIGS. 2 and 3 is taken as the Z direction.
  • substrate P points out "the target object by which the electronic component 5 is mounted", and does not limit that a shape is plate shape in particular.
  • the component mounting device 1 is a moving device that moves the head unit 70 for mounting the component 5 on the base 10, the robot 20, the substrate P, and the head unit 70 in the plane direction (XY direction) on the base 10. And 80.
  • the robot 20 is a device that holds and handles the substrate P. The handling is to move the held substrate P. As shown in FIG. 1, the robot 20 is disposed on a base 10.
  • the robot 20 includes a robot body 30 and a clamp device 50 attached to the robot body 30.
  • the clamp device 50 is a device that clamps the substrate P via the jig U.
  • the robot body 30 has a support 31, a slide portion 33 that slides in the Z direction along the support 31, and a motor M1.
  • a ball screw axis Lz is attached to the support 31 along the Z direction.
  • the ball screw shaft Lz constitutes a ball screw mechanism together with a nut 34 attached to the slide portion 33.
  • the motor M1 is a power source of the ball screw mechanism, and is connected to the ball screw shaft Lz via the belt 35. Therefore, when the motor M1 is driven to rotate the ball screw shaft Lz, the slide portion 33 can slide in the Z direction along the support 31 by the action of the ball screw mechanism.
  • the robot body 30 also has a first rotation axis Ls1, a rotation plate 41 attached to the end of the first rotation axis Ls1, and a motor M2.
  • the first rotation axis Ls1 is a horizontal axis whose axis extends in the horizontal direction, and is rotatably supported via a bearing 37 with respect to the plate 40 fixed to the slide portion 33.
  • the motor shaft of the motor M2 is coupled to the first rotation axis Ls1 via a belt 38. Therefore, when the motor M2 is driven, the first rotation axis Ls1 is rotated, and the rotation plate 41 is rotated in the S1 direction about the first rotation axis Ls1.
  • the rotation in the S1 direction is hereinafter referred to as tilt.
  • the robot body 30 also has a second rotation axis Ls2, a clamp device 50 attached to the tip of the second rotation axis Ls2, and a motor M3.
  • the second rotation axis Ls2 is a vertical vertical axis at a tilt angle of zero degrees, and is rotatably supported by the rotary plate 41 via a bearing 43.
  • the motor shaft of the motor M3 is connected to the second rotation shaft Ls2 via the belt 45. Therefore, when the motor M3 is driven, the second rotation axis Ls2 is rotated, and the clamp device 50 is rotated in the S2 direction around the second rotation axis Ls2.
  • the robot main body 30 includes the three drive axes Lz, Ls1 and Ls2, and has three degrees of freedom of movement in the Z direction (vertical direction) and rotation in the S1 direction and the S2 direction. ing. Then, by driving each of the motors M1 to M3, the clamp device 50 can perform the following movements (1) to (3) independently or in combination.
  • the degree of freedom is a measure representing the flexibility of movement of the robot 1 and means the number of movements that can be performed independently. In general, the number of drive axes is the number of degrees of freedom.
  • the robot 20 drives the motor M2 and the motor M3 to set the clamp device 50 around the rotation axis Ls1 and the rotation axis Ls2.
  • the direction and the angle of the substrate P are adjusted so that the component mounting surface Pa becomes horizontal by rotating.
  • the height of the component mounting surface Pa in the Z direction (vertical direction) is adjusted to a predetermined height.
  • the component mounting device 1 includes a head unit 70 and a moving device 80 for moving the head unit 70 in the plane direction (XY direction) on the base 10.
  • the head unit 70 includes a unit main body 71, a suction head 73, and a dispenser head 75.
  • the suction head 73 can hold the component 5 by generating a negative pressure at the tip.
  • the dispenser head 75 has a discharge hole at its tip, and discharges an adhesive and the like.
  • the suction head 73 and the dispenser head 75 are attached to the unit body 71 side by side in the X direction.
  • the suction head 73 and the dispenser head 75 can move in the Z direction with respect to the unit main body 71 by driving the motor M6.
  • a substrate recognition camera 77 and a displacement sensor 78 are mounted on the head unit 70.
  • the moving device 80 is a device that moves the head unit 70 on the base 10 in the X direction and the Y direction.
  • the moving device 80 includes a pair of Y beams 81 along the Y direction, an X beam 85, a first linear axis 83, a second linear axis 87, a motor M4, and a motor M5.
  • the X beam 85 has a long shape in the X direction, and is slidably supported at both ends in the X direction with respect to the Y beam 81.
  • the first linear axis 83 is attached to the Y beam 81 and is along the Y direction.
  • the first linear axis 83 is, for example, a ball screw axis.
  • the first linear shaft 83 constitutes a ball screw mechanism together with a ball nut attached to the X beam 85. Therefore, when the motor M4 is driven to rotate the first linear shaft 83, the X beam 85 and the head unit 70 can be moved in the Y direction with respect to the Y beam 81 by the action of the ball screw mechanism.
  • the head unit 70 is slidably attached to the X beam 85.
  • the second linear axis 87 is attached to the X beam 85 and is along the X direction.
  • the second linear shaft 87 is, for example, a ball screw.
  • the second linear shaft 87 constitutes a ball screw mechanism together with a ball nut attached to the head unit 70. Therefore, when the motor M5 is driven to rotate the second linear shaft 87, the head unit 70 can be moved in the X direction with respect to the X beam 81 by the action of the ball screw mechanism.
  • the moving device 80 includes the motor M4 and the motor M5 as drive sources, and can move the head unit 70 and the X beam 85 in the Y direction on the base 10 by driving the motor M4.
  • the head unit 70 can be moved in the X direction on the base 10 by driving M5.
  • the component supply unit is adsorbed by adsorbing the component 5 while lowering the suction head 73 to a predetermined height.
  • the part 5 can be taken out of 11.
  • the head unit 70 is moved to the upper side of the substrate P held by the robot 20, and then the suction head 73 is lowered to a predetermined height to match the timing when the parts 5 reach the height of the substrate P
  • the component 5 can be mounted on the substrate P held by the robot 20 by releasing the holding of the component by the negative pressure.
  • a component recognition camera 90 is installed on the base 10 so that the component 5 held by the suction head 73 can be subjected to image recognition.
  • the clamp unit U includes a jig 100 for mounting the substrate P on which the electronic component 5 is mounted, and a clamp device 50 for clamping (fixing) the substrate P via the jig 100. It is done.
  • FIG. 7 is a perspective view of a jig
  • FIG. 8 is a perspective view of a state in which the jig is turned over
  • FIG. 9 is a bottom view of the jig.
  • the jig 100 includes a metal base 110 and a ring member 120.
  • the base 110 is flat.
  • the base 110 has a positioning hole 115 for positioning the substrate P.
  • a protrusion Pb that is a counterpart of the positioning hole 115 is provided on the bottom surface of the substrate P.
  • the substrate P is prevented from rotating with respect to the base 110. You can decide the position.
  • the substrate P can be fixed to the base 110 by bolting.
  • Reference numerals 117 and 118 shown in FIG. 7 denote a nut for fixing the substrate and a bolt.
  • the ring member 120 is fixed to the lower surface of the base 110 by welding or the like.
  • the ring member 120 is annular (ring shaped).
  • Grooves 125A, 125B, and 125C are provided on the inner surface 121 of the ring member 120 at three equally spaced positions in the circumferential direction (that is, at intervals of 120 °).
  • the cross-sectional shapes of the grooves 125A, 125B, and 125C are planar as shown in FIG. Specifically, the back surface portion of the groove portion 125 which is the contact surface to the claw portion 67 has a planar shape.
  • FIG. 15 is a cross section perpendicular to the inclination of the groove portion 125 (a cross section taken along the line BB in FIG. 12).
  • FIG. 5 is a perspective view of the clamp device 50
  • FIG. 10 is a plan view of the clamp device with the ring member 120 clamped
  • FIGS. 11 to 13 are cross-sectional views of the clamp device 50.
  • the clamp device 50 is a pneumatic type, and as shown in FIGS. 5 and 11 to 13, the cylinder body 51 having a cylindrical shape, the piston 53, the coupling member 54, the cam 55, the movable member 61, and the lock. And a member 65.
  • the piston 53 is located inside the cylinder body 51.
  • the internal space of the cylinder body 51 is divided by the piston 53 into two air chambers F1 and F2.
  • air supply paths Q1 and Q2 are provided in communication with the air chambers F1 and F2.
  • air corresponds to the "fluid" of this invention.
  • the cam 55 is located on the axis Lo of the cylinder body 51.
  • the cam 55 penetrates the upper wall 52 of the cylinder body 51 and protrudes upward.
  • the cam 55 is fixed to the piston 53 via the coupling member 54.
  • the cam 55 has a function of displacing the lock members 65A to 65C in the radial direction Lr of the cylinder main body 51 using the movement of the piston 53 in the axial direction Lv.
  • the radial direction Lr is a direction approaching the center of the cylinder body 51 and a direction expanding from the center.
  • the movable members 61A to 61C are disposed on the upper portion of the cylinder main body 51 at three equally spaced positions in the circumferential direction.
  • the movable member 61 has a block shape long in the radial direction Lr, and can move in the radial direction Lr of the cylinder body 51 along a guide groove 59 provided in the cylinder body 51.
  • lock members 65A, 65B, and 65C are attached to the upper surfaces of the movable members 61A, 61B, and 61C disposed at three equally spaced positions in the circumferential direction.
  • the locking members 65A, 65B, 65C correspond to the grooves 125A, 125B, 125C of the ring member 120.
  • the lock members 65A, 65B, 65C are bent in an L-shape, and have claws 67 at their tip.
  • the cross-sectional shape of the claw portion 67 is a planar shape.
  • the outer surface 68 of the claw portion 67 which is a contact surface to the groove portion 125 has a planar shape.
  • the claws 67 of the locking members 65A, 65B, 65C can be fitted into the grooves 125A, 125B, 125C of the ring member 120, respectively.
  • the gap between the claws 67 with respect to the grooves 125A to 125C at the time of fitting is preferably small in order to suppress circumferential rattle.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the clamp device 50, showing a released state.
  • the claws 67 of the lock member 65A are located closer to the center (left side in FIG. 11) than the inner surface 121 of the ring member 120, and are not fitted to the groove 125A.
  • the claws 67 engage with the grooves 125A provided on the inner surface 121 of the ring member 120 and are locked. Do. At this time, the outer surface 68 of the claw portion 67 fitted in the groove portion 125A comes in contact with the groove portion 125A.
  • the claw portion 67 of the lock member 65B is engaged with and engaged with the groove portion 125B of the ring member 120
  • the claw portion 67 of the lock member 65C is engaged with and engaged with the groove portion 125C of the ring member 120. (See FIG. 14).
  • the lock members 65A to 65C are displaced so as to expand outward in the radial direction Lr by utilizing the pressure of air, and the claws 67 of the lock members 65A to 65C form the respective groove portions 125A to 125C of the ring member 120. Fit and lock to 125C.
  • the outer surfaces 68 of the claws 67 of the locking members 65A to 65C fitted in the grooves 125A to 125C come into contact with the grooves 125A to 125C.
  • the ring member 120 is in a state where the three equally spaced positions of the inner surface 121 are pushed outward in the radial direction Lr by the three lock members 65A to 65.
  • the shape of the groove portion 125A of the ring member 120 is a shape inclined with respect to the axial line Lo of the cylinder body 51 by a predetermined angle ⁇ 1 in the radial direction Lr.
  • the groove depth D is shallow from the upper side (front side of the removal direction) to the lower side (rear side of the removal direction), and in the removal direction of the ring member 120 (upper direction in FIG. 13).
  • it is reverse tapered.
  • the other grooves 125B and 125C have the same shape, and are inclined at a predetermined angle ⁇ 1 with respect to the axial line Lo in the radial direction Lr.
  • the outer surface (contact surface to the groove) 68 of the claw portion 67 of the lock member 65A has a shape inclined at a predetermined angle ⁇ 1 in the radial direction Lr with respect to the axis Lo, similarly to the groove 125A. That is, it has a shape inclined at the same angle and in the same direction as the groove 125A.
  • the claws 67 of the other lock members 65B and 65C have the same shape, and are inclined at a predetermined angle ⁇ 1 in the radial direction Lr with respect to the axis Lo.
  • the shape of the grooves 125A to 125C is a slope that is reversely tapered with respect to the removal direction of the ring member 120 (the upper direction in FIGS. 11 to 13), the force in the upper direction in FIGS. Even if the ring member 120 is added, the ring member 120 does not easily come off the clamp device 50.
  • the jig 100 is circumferentially moved relative to the clamp device 50. It is possible to suppress the rotation. Further, since the groove portions 125A to 125C are inclined with respect to the axial line Lo of the cylinder main body 51, the jig 100 can not easily come off in the axial direction Lv.
  • the substrate P can be firmly clamped, and the positional deviation of the substrate P can be suppressed when the robot 20 handles it. Therefore, the mounting accuracy of the component on the substrate P can be enhanced.
  • the first embodiment exemplifies a configuration in which the groove portions 125A to 125C are provided at three equally spaced positions in the circumferential direction with respect to the ring member 120.
  • the grooves 225A and 225B are provided at two equally spaced positions in the circumferential direction with respect to the inner periphery 221 of the ring member 220.
  • the sectional shape of the grooves 225A and 225B is V-shaped as shown in FIGS.
  • the claws 267 of the lock members 65A and 65B are configured by cylindrical pins. Then, as shown in FIGS. 17 and 18, the pin-shaped claws 267 are engaged with the V-shaped grooves 225A and 225B.
  • the grooves 225A and 225B are V-shaped, rattling of the jig 100 in the circumferential direction with respect to the clamp device 50 can be reduced as compared with the planar shape.
  • the robot 20 As an example of the robot 20, an apparatus having three drive axes Lz, Ls1, and Ls2 and having three degrees of freedom is illustrated.
  • the configuration of the robot 20 is not limited to the configuration of the first embodiment, and may be another configuration, for example, an articulated robot.
  • the degree of freedom is not limited to three. Four or more may be sufficient.
  • the grooves 125A to 125C are provided at three equally spaced positions on the inner surface 121 of the ring member 120. Further, in the second embodiment, the groove portions 225A and 225B are provided at equally spaced positions on the inner circumference 221 of the ring member 220. The grooves may be provided at four equal positions or five equal positions as long as they are provided at least at two equal positions or more on the inner surface of the ring member.
  • the sectional shape of the grooves 225A and 225B provided on the inner periphery 221 of the ring member 220 is V-shaped.
  • the cross-sectional shape of the groove portion 225 may be an arc shape.
  • the movable members 61A to 61C are drawn inward in the radial direction Lr (left direction in FIG. 12) by displacing the cam 55 in the backward direction (downward direction in FIG. 12).
  • the claws 67 of the lock members 65A to 65C are separated from the grooves 125A to 125C of the ring member 120.
  • the locking release of the claws 67 with respect to the grooves 125A to 125C is not limited to the case where the cam 55 is used, but, for example, elastic force such as a spring is used to unlock the lock members 65A to 65C (see FIG. It may be moved to the left).
  • FIG. 20 is a view showing a drawing-in structure of the lock member 65A by the cam 55.
  • the action portion 55A provided at the tip of the cam 55 has a T-shaped cross section and can slide with respect to the action groove 66A provided in the lock member 65A. To fit.
  • the action portion 55A and the action groove 66A are both inclined.
  • the cam 55 is moved downward in FIG. 20, the lock member 65A is pulled inward in the radial direction Lr via the inner surface 58 of the action portion 56A.
  • clamp device 50 is pneumatic, it may be hydraulic.

Abstract

クランプユニットＵであって、電子部品５が搭載される基板Ｐを取り付ける冶具１００と、前記冶具１００を介して前記基板Ｐをクランプするクランプ装置５０と、を備え、前記冶具１００は、基板Ｐを取り付けるベース１１０と、前記ベース１１０の下面に固定されたリング状をなすリング部材１２０と、を備え、前記リング部材１２０は、内面１２１のうち、周方向の少なくとも２等配の位置に溝部１２５Ａ～１２５Ｃを有し、前記クランプ装置５０は、シリンダ本体５１と、前記シリンダ本体５１に供給するエアの空圧により、前記シリンダ本体５１の径方向に移動して前記溝部１２５Ａ～１２５Ｃに係止する爪部６７を有するロック部材６５Ａ～６５Ｃと、を備え、前記溝部１２５Ａ～１２５Ｃは、前記シリンダ本体６５の軸線Ｌｏに対して径方向に所定角度、傾斜した形状であり、前記爪部６７は、前記溝部１２５Ａ～１２５Ｃと同様に前記径方向に前記所定角度、傾斜した形状である。

Description

クランプユニット
　本明細書で開示される技術は、電子部品が搭載される基板をクランプする技術に関する。
　従来から、電子部品に基板を搭載する部品搭載装置が知られている。下記特許文献１には、基板に対して搭載する電子部品を、一対のクランプ爪を用いてクランプする方法が開示されている。
特開２００６－２６９７９３号公報
　電子部品搭載装置は、クランプ装置によりクランプした基板に対して、電子部品を搭載することがある。基板の位置や向きなどを調整するため、クランプ装置全体が軸方向や回転方向に変位できる場合がある。そのため、クランプ装置を軸方向や回転方向に変位させた場合でも、基板がずれないように、基板を強固にクランプすることが求められていた。
　本明細書で開示される技術は、上記の課題に鑑みて創作されたものであって、クランプ装置を軸方向や回転方向に変位させた場合に、基板を強固にクランプすることを課題とする。
　本明細書で開示されるクランプユニットであって、電子部品が搭載される基板を取り付ける冶具と、前記冶具を介して前記基板をクランプするクランプ装置と、を備え、前記冶具は、前記基板を取り付けるベースと、前記ベースの下面に固定されたリング状をなすリング部材と、を備え、前記リング部材は、内面のうち、周方向の少なくとも２等配の位置に溝部を有し、前記クランプ装置は、シリンダ本体と、前記シリンダ本体に供給する流体の圧力により、前記シリンダ本体の径方向に移動して前記溝部に係止する爪部を有するロック部材と、を備え、前記溝部は、前記シリンダ本体の軸線に対して径方向に所定角度、傾斜した形状であり、前記爪部は、前記溝部と同様に前記径方向に前記所定角度、傾斜した形状である。
　本構成では、爪部が溝部に嵌合して係止する構成であることから、クランプ装置に対して冶具が周方向に回転することを抑制できる。また、溝部は、シリンダ本体の軸線に対して傾斜した形状であるから、冶具が軸方向へも抜け難くなる。そのため、基板を強固にクランプすることができる。
　クランプユニットの一実施形態として、前記溝部の断面形状は、平面形状であることが好ましい。
　クランプユニットの一実施形態として、前記溝部の断面形状は、Ｖ字形状であることが好ましい。
　クランプユニットの一実施形態として、前記溝部の断面形状は、円弧形状であることが好ましい。
　本明細書で開示される技術によれば、基板を強固にクランプすることができる。
実施形態１における、部品搭載装置の平面図 部品搭載装置の正面図 部品搭載装置の側面図 ロボットの斜視図 ロボットの一部を拡大した斜視図 ロボットの側面図 冶具の斜視図 冶具を裏返した状態を示す斜視図 冶具の下面図 クランプ装置の平面図 図１０のＡ－Ａ線断面図 図１０のＡ－Ａ線断面図 図１０のＡ－Ａ線断面図 リング部材及びロック部材の斜視図 溝部の断面図（図１２のＢ－Ｂ線断面図） 実施形態２における、リング部材とロック部材の平面図 リング部材とロック部材の斜視図 溝部の断面図 他の実施形態における、溝部の断面図 カムとロック部材の側面図 ロック部材を図２０のＣ方向から見た図
＜実施形態１＞
１．部品搭載装置の説明
　図１は部品搭載装置の平面図、図２は部品搭載装置の正面図、図３は部品搭載装置の側面図である。部品搭載装置１は、立体形状をした基板Ｐに部品５を搭載する装置である。尚、以下の説明において、図１の左右方向（基板Ｐの搬送方向）をＸ方向、図１の上下方向（基板の搬送方向に対して直交する方向）をＹ方向とする。また、図２、３の上下方向をＺ方向とする。
　また本明細書において、基板Ｐとは、「電子部品５が搭載される対象物」を指し、特に形状が板状であることを限定するものではない。
　部品搭載装置１は、基台１０と、ロボット２０と、基板Ｐに対して部品５を搭載するヘッドユニット７０と、ヘッドユニット７０を基台１０上において平面方向（ＸＹ方向）に移動させる移動装置８０と、を含む。
　ロボット２０は、基板Ｐを保持してハンドリングする装置である。ハンドリングとは、保持した基板Ｐを移動することである。図１に示すように、ロボット２０は、基台１０上に配置されている。ロボット２０は、ロボット本体３０と、ロボット本体３０に取り付けられたクランプ装置５０とを含む。クランプ装置５０は、冶具Ｕを介して、基板Ｐをクランプする装置である。
　以下、ロボット本体３０の構成を説明する。ロボット本体３０は、図４～図６に示すように、支柱３１と、支柱３１に沿ってＺ方向にスライドするスライド部３３と、モータＭ１を有している。支柱３１には、Ｚ方向に沿って、ボールねじ軸Ｌｚが取り付けられている。ボールねじ軸Ｌｚは、スライド部３３に取り付けられたナット３４と共に、ボールねじ機構を構成している。モータＭ１は、ボールねじ機構の動力源であり、ベルト３５を介してボールねじ軸Ｌｚに連結されている。そのため、モータＭ１を駆動してボールねじ軸Ｌｚを回転させると、ボールねじ機構の作用により、スライド部３３が支柱３１に沿ってＺ方向にスライドすることが出来る。
　また、ロボット本体３０は、第１回転軸Ｌｓ１と、第１回転軸Ｌｓ１の先端に取り付けられた回転板４１と、モータＭ２を有している。第１回転軸Ｌｓ１は、軸線が水平方向に沿った水平軸であり、スライド部３３に固定されたプレート４０に対して、軸受け３７を介して回転可能に支持されている。モータＭ２のモータ軸は、ベルト３８を介して第１回転軸Ｌｓ１に連結されている。そのため、モータＭ２を駆動させると、第１回転軸Ｌｓ１が回転し、回転板４１が第１回転軸Ｌｓ１を中心に、Ｓ１方向に回転する。Ｓ１方向への回転を以下、チルトと呼ぶ。
　また、ロボット本体３０は、第２回転軸Ｌｓ２と、第２回転軸Ｌｓ２の先端に取り付けられたクランプ装置５０と、モータＭ３を有している。第２回転軸Ｌｓ２は、チルト角がゼロ度の状態で、鉛直な鉛直軸であり、回転板４１に対して軸受け４３を介して回転可能に支持されている。モータＭ３のモータ軸はベルト４５を介して第２回転軸Ｌｓ２に連結されている。そのため、モータＭ３を駆動させると、第２回転軸Ｌｓ２が回転し、クランプ装置５０が第２回転軸Ｌｓ２を中心にＳ２方向に回転する。
　上記のように、ロボット本体３０は３つの駆動軸Ｌｚ、Ｌｓ１、Ｌｓ２を備えており、Ｚ方向（上下方向）への移動と、Ｓ１方向及びＳ２方向への回転の３つの自由度を有している。そして、各モータＭ１～３を駆動させることで、クランプ装置５０に対して、以下（１）～（３）の動きを独立又は複合的に行わせることが出来る。尚、自由度とは、ロボット１の運動の融通性を表す尺度であり、独立して行うことが出来る運動の数を意味する。一般に、駆動軸の数が、自由度の数となる。
　（１）Ｚ方向への直線移動
　（２）Ｓ１方向への回転（チルト）
　（３）Ｓ２方向への回転
　ロボット２０は、クランプ装置５０によりクランプされた基板Ｐに対して部品５を搭載する際（搭載前）に、モータＭ２やモータＭ３を駆動して回転軸Ｌｓ１や回転軸Ｌｓ２を中心にクランプ装置５０を回転することにより、部品装着面Ｐａが水平になるように、基板Ｐの向きや角度を調整する。また、モータＭ１を駆動してＺ方向（上下方向）にクランプ装置５０を移動することにより、部品装着面ＰａのＺ方向（上下方向）の高さが所定高さとなるように調整する。
　部品搭載装置１は、ヘッドユニット７０と、ヘッドユニット７０を基台１０上において平面方向（ＸＹ方向）に移動させる移動装置８０と、を含む。
　ヘッドユニット７０は、図２に示すように、ユニット本体７１と、吸着ヘッド７３と、ディスペンサヘッド７５とを備えている。吸着ヘッド７３は、先端に負圧を生じさせることで部品５を保持することが出来る。ディスペンサヘッド７５は、先端に吐出孔を有しており、接着剤等を吐出する。
　吸着ヘッド７３とディスペンサヘッド７５は、ユニット本体７１に対してＸ方向に並んで取り付けられている。これら吸着ヘッド７３とディスペンサヘッド７５は、モータＭ６を駆動させることで、ユニット本体７１に対して、Ｚ方向に移動することが出来る。また、ヘッドユニット７０には、基板認識カメラ７７や変位センサ７８が搭載されている。
　移動装置８０は、ヘッドユニット７０を基台１０上にて、Ｘ方向及びＹ方向に移動させる装置である。移動装置８０は、Ｙ方向に沿った一対のＹビーム８１と、Ｘビーム８５と、第１直線軸８３、第２直線軸８７、モータＭ４、モータＭ５を備えている。
　Ｘビーム８５は、Ｘ方向に長い形状であり、Ｙビーム８１に対して、Ｘ方向の両端をスライド可能に支持されている。第１直線軸８３は、Ｙビーム８１に取り付けられ、Ｙ方向に沿っている。第１直線軸８３は、例えば、ボールねじ軸である。第１直線軸８３は、Ｘビーム８５に取り付けられたボールナットと共にボールねじ機構を構成している。そのため、モータＭ４を駆動して、第１直線軸８３を回転させると、ボールねじ機構の作用により、Ｙビーム８１に対して、Ｘビーム８５及びヘッドユニット７０をＹ方向に移動させることが出来る。
　ヘッドユニット７０は、Ｘビーム８５に対して、スライド可能に取り付けられている。第２直線軸８７は、Ｘビーム８５に取り付けられ、Ｘ方向に沿っている。第２直線軸８７は、例えば、ボールねじである。第２直線軸８７は、ヘッドユニット７０に取り付けられたボールナットと共にボールねじ機構を構成している。そのため、モータＭ５を駆動して、第２直線軸８７を回転させると、ボールねじ機構の作用により、Ｘビーム８１に対して、ヘッドユニット７０をＸ方向に移動させることが出来る。
　このように移動装置８０は、駆動源としてモータＭ４、モータＭ５を備えており、モータＭ４の駆動により、ヘッドユニット７０及びＸビーム８５を基台１０上においてＹ方向に移動することが出来、モータＭ５の駆動により、ヘッドユニット７０を基台１０上においてＸ方向に移動することが出来る。
　以上のことから、基台１０上に設置された部品供給部１１の上方にヘッドユニット７０を移動した後、吸着ヘッド７３を所定高さまで下降させつつ、部品５を吸着することで、部品供給部１１から部品５を取り出すことができる。
　また、部品の取り出し後、ヘッドユニット７０をロボット２０に保持された基板Ｐの上方に移動した後、吸着ヘッド７３を所定高さまで下降させつつ、部品５が基板Ｐの高さに至るタイミングに合わせて負圧による部品の保持を解くことで、ロボット２０に保持された基板Ｐ上に、部品５を搭載することができる。
　尚、基台１０上には、部品認識カメラ９０が設置されおり、吸着ヘッド７３により保持された部品５を画像認識できるようになっている。
　２．クランプユニット
　クランプユニットＵは、図６に示すように、電子部品５が搭載される基板Ｐを取り付ける冶具１００と、冶具１００を介して基板Ｐをクランプ（固定）するクランプ装置５０と、とから構成されている。
　図７は冶具の斜視図、図８は冶具を裏返した状態の斜視図、図９は冶具の下面図である。図６～図９に示すように、冶具１００は、金属製のベース１１０と、リング部材１２０とを備える。
　ベース１１０は平板状である。ベース１１０は、基板Ｐを位置決めする位置決め孔１１５を有している。一方、基板Ｐの底面には、位置決め孔１１５の相手となる突起Ｐｂが設けられており、突起Ｐｂを位置決め孔１１５に嵌合させることで、ベース１１０に対して、基板Ｐを回り止めしつつ、位置を決めることが出来る。また、ベース１１０に対する基板Ｐの固定はボルト締めにより行うことが出来る。尚、図７に示す符号１１７、１１８は、基板固定用のナットと、ボルトである。
　リング部材１２０は、ベース１１０の下面に、溶接等により固定されている。リング部材１２０は、環状（リング形状）である。リング部材１２０の内面１２１には、周方向の３等配の位置（すなわち１２０°間隔）に、溝部１２５Ａ、１２５Ｂ、１２５Ｃが設けられている。溝部１２５Ａ、１２５Ｂ、１２５Ｃの断面形状は、図１５に示すように、平面形状である。具体的には、爪部６７に対する当接面となる、溝部１２５の奥面部分が平面形状である。尚、図１５は、溝部１２５の傾斜に垂直な断面（図１２のＢ－Ｂ線断面）である。
　図５はクランプ装置５０の斜視図、図１０はリング部材１２０をクランプしたクランプ装置の平面図、図１１～図１３はクランプ装置５０の断面図である。
　クランプ装置５０は、空圧式であり、図５、図１１～１３に示すように、筒状をしたシリンダ本体５１と、ピストン５３と、結合部材５４と、カム５５と、可動部材６１と、ロック部材６５とを備える。
　ピストン５３は、シリンダ本体５１の内部に位置している。シリンダ本体５１の内部空間は、ピストン５３により、２つの空気室Ｆ１、Ｆ２に区画されている。シリンダ本体５１には、各空気室Ｆ１、Ｆ２に連通して、エアの供給経路Ｑ１、Ｑ２が設けられている。尚、エアが本発明の「流体」に相当する。
　カム５５は、シリンダ本体５１の軸線Ｌｏ上に位置している。カム５５は、シリンダ本体５１の上部壁５２を貫通して上方に突出している。カム５５は、結合部材５４を介してピストン５３に固定されている。
　シリンダ本体５１の２つの空気室Ｆ１、Ｆ２に供給経路Ｑ１、Ｑ２を通じて、エアを交互に供給することで、ピストン５３及びカム５５を、シリンダ本体５１の軸線Ｌｏに沿った軸方向Ｌｖに往復移動することが出来る。
　カム５５は、ピストン５３の軸方向Ｌｖの運動を利用して、ロック部材６５Ａ～６５Ｃをシリンダ本体５１の径方向Ｌｒに変位させる機能を果たす。径方向Ｌｒとは、シリンダ本体５１の中心に接近する方向及び中心から拡がる方向である。
　可動部材６１Ａ～６１Ｃは、シリンダ本体５１の上部であって、周方向の３等配の位置に配置されている。可動部材６１は、径方向Ｌｒに長いブロック状であり、シリンダ本体５１に設けられたガイド溝５９に沿って、シリンダ本体５１の径方向Ｌｒに移動可能である。
　また、周方向の３等配の位置に配置された各可動部材６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃには、その上面に重ねてロック部材６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃが取り付けられている。
　ロック部材６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃは、リング部材１２０の溝部１２５Ａ、１２５Ｂ、１２５Ｃと対応している。
　ロック部材６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃは、Ｌ字型に屈曲しており、先端部に爪部６７を有している。爪部６７の断面形状は、平面形状である。具体的には、溝部１２５に対する当接面となる、爪部６７の外面６８が平面形状である。
　ロック部材６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃの爪部６７は、リング部材１２０の各溝部１２５Ａ、１２５Ｂ、１２５Ｃに嵌合可能である。尚、嵌合時における、溝部１２５Ａ～１２５Ｃに対する爪部６７の隙間は、周方向のたつきを抑えるため、小さいことが好ましい。
　図１１は、クランプ装置５０の断面図であり、解放状態を示している。この状態では、ロック部材６５Ａの爪部６７は、リング部材１２０の内面１２１よりも中心側（図１１の左側）に位置しており、溝部１２５Ａに対して非嵌合である。
　図１１の状態から、シリンダ本体５１に供給経路Ｑ２よりエアを供給して、カム５５を突出方向（図１１の上方向）に変位させると、可動部材６１Ａは、カム５５の先端部に形成された作用部５６Ａの外面５７を介して、径方向Ｌｒの外向きに押される（図１１の右方向）。これにより、ロック部材６５Ａは、径方向Ｌｒの外向きに移動する。
　ロック部材６５Ａが、図１１に示す解放位置Ｒ１から図１２に示すロック位置Ｒ２に至ると、爪部６７は、リング部材１２０の内面１２１に設けられた溝部１２５Ａに対して嵌合して係止する。このとき、溝部１２５Ａに嵌合した爪部６７の外面６８は、溝部１２５Ａに面当りする。
　また同様に、ロック部材６５Ｂの爪部６７は、リング部材１２０の溝部１２５Ｂに嵌合して係止し、ロック部材６５Ｃの爪部６７は、リング部材１２０の溝部１２５Ｃに嵌合して係止する（図１４参照）。
　このように、エアの圧力を利用して、ロック部材６５Ａ～６５Ｃが径方向Ｌｒの外側に拡がるように変位し、各ロック部材６５Ａ～６５Ｃの爪部６７が、リング部材１２０の各溝部１２５Ａ～１２５Ｃに嵌合して係止する。このとき、溝部１２５Ａ～１２５Ｃに嵌合した各ロック部材６５Ａ～６５Ｃの爪部６７の外面６８は、溝部１２５Ａ～１２５Ｃに面当りする。そして、リング部材１２０は、内面１２１の３等配の位置を、３つのロック部材６５Ａ～６５により、径方向Ｌｒの外向きに押される状態となる。以上により、リング部材１２０及び冶具１００全体を、クランプして保持することが出来る。そして、エアの圧力を保持することで、クランプ状態を保持できる。
　また、図１３に示すように、リング部材１２０の溝部１２５Ａの形状は、シリンダ本体５１の軸線Ｌｏに対して、径方向Ｌｒに所定角度θ１、傾斜した形状である。具体的には、上側（抜け方向の前側）から下側（抜け方向の奥側）に向かって、溝深さＤが浅くなっており、リング部材１２０の抜け方向（図１３の上方向）に対して逆テーパーである。また、他の溝部１２５Ｂ、１２５Ｃも同形状であり、軸線Ｌｏに対して径方向Ｌｒに所定角度θ１、傾斜した形状である。
　一方、ロック部材６５Ａの爪部６７の外面（溝部への当接面）６８は、溝部１２５Ａと同様に、軸線Ｌｏに対して径方向Ｌｒに所定角度θ１、傾斜した形状である。すなわち、溝部１２５Ａと同じ方向に、同じ角度、傾斜した形状である。また、他のロック部材６５Ｂ、６５Ｃの爪部６７も同形状であり、軸線Ｌｏに対して径方向Ｌｒに所定角度θ１、傾斜した形状である。
　このように、溝部１２５Ａ～１２５Ｃの形状を、リング部材１２０の抜け方向（図１１～１３の上方向）に対して逆テーパーとなる斜面にしておけば、図１１～図１３の上方向に力が加わっても、リング部材１２０がクランプ装置５０から抜け難い構造となる。
　次にクランプ装置５０による冶具１００の保持を解除する場合について説明する。
　シリンダ本体５１にエアを供給して、カム５５を後退方向（図１２の下方向）に変位させると、可動部材６１Ａ～６１Ｃは、カム５５により、径方向Ｌｒの内向きに引き込まれる（図１２の左方向）。これにより、各ロック部材６５Ａ～６５Ｃの爪部６７が、リング部材１２０の各溝部１２５Ａ～１２５Ｃから離間するので、保持は解除される。
　３．効果説明
　本構成では、ロック部材６５Ａ～６５Ｃの爪部６７がリング部材１２０の溝部１２５Ａ～１２５Ｃに嵌合して係止する構成であることから、クランプ装置５０に対して冶具１００が周方向に回転することを抑制できる。また、溝部１２５Ａ～１２５Ｃは、シリンダ本体５１の軸線Ｌｏに対して傾斜した形状であるから、冶具１００が軸方向Ｌｖへも抜け難くなる。
　そのため、基板Ｐを強固にクランプすることができ、ロボット２０でハンドリングした時に、基板Ｐの位置ずれを抑えることが出来る。従って、基板Ｐに対する部品の搭載精度を高めることが出来る。
　＜実施形態２＞
　実施形態１では、リング部材１２０に対して、周方向の３等配の位置に、溝部１２５Ａ～１２５Ｃを設けた構成を例示した。
　実施形態２では、図１６に示すように、リング部材２２０の内周２２１に対して、周方向の２等配の位置に溝部２２５Ａ、２２５Ｂを設けている。溝部２２５Ａ、２２５Ｂの断面形状は、図１７、図１８に示すように、Ｖ字形状である。
　また、実施形態２では、図１６に示すように、ロック部材６５Ａ、６５Ｂの爪部２６７を円柱状のピンにより構成している。そして、図１７、図１８に示すように、ピン形状の爪部２６７を、Ｖ字形状の溝部２２５Ａ、２２５Ｂに対して、係止させている。溝部２２５Ａ、２２５ＢをＶ字形状にした場合、平面形状に比べて、クランプ装置５０に対する冶具１００の周方向のがたつきを小さくすることが出来る。
　以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
　（１）実施形態１では、ロボット２０の一例として、３つの駆動軸Ｌｚ、Ｌｓ１、Ｌｓ２を備え、３つの自由度を持つ装置を例示した。ロボット２０の構成は、実施形態１の構成に限定されるものではなく、他の構成、例えば多関節ロボットでもよい。また、自由度も３に限定されるものではない。４以上でもよい。
　（２）実施形態１では、リング部材１２０の内面１２１の３等配の位置に、溝部１２５Ａ～１２５Ｃを設けた。また、実施形態２では、リング部材２２０の内周２２１の２等配の位置に、溝部２２５Ａ、２２５Ｂを設けた。溝部は、リング部材の内面のうち、少なくとも２等配以上の位置に設けられていればよく、４等配や、５等配の位置に設けるようにしてもよい。
　（３）実施形態２では、リング部材２２０の内周２２１に設けた溝部２２５Ａ、２２５Ｂの断面形状をＶ字形状とした。これ以外にも、図１９に示すように、溝部２２５の断面形状を円弧形状にしてもよい。
　（４）実施形態１では、カム５５を後退方向（図１２の下方向）に変位させることで、可動部材６１Ａ～６１Ｃを、径方向Ｌｒの内向き（図１２の左方向）に引き込んで、ロック部材６５Ａ～６５Ｃの爪部６７を、リング部材１２０の各溝部１２５Ａ～１２５Ｃから離間させた。溝部１２５Ａ～１２５Ｃに対する爪部６７の係止解除は、カム５５を使用する場合に限らず、例えば、ばね等の弾性力を利用して、ロック部材６５Ａ～６５Ｃをロックの解除方向（図１２の左方向）に移動させるようにしてもよい。
　また、図２０は、図２１は、カム５５によるロック部材６５Ａの引き込み構造を示した図である。図２０、図２１に示すように、カム５５の先端に設けられた作用部５５Ａは、断面形状がＴ字型をしており、ロック部材６５Ａに設けられた作用溝６６Ａに対してスライド可能に嵌合する。作用部５５Ａと作用溝６６Ａは共に傾斜している。カム５５を、図２０の下方に移動させると、作用部５６Ａの内面５８を介して、ロック部材６５Ａが径方向Ｌｒの内向きに、引かれる構成となっている。
　（５）実施形態１では、クランプ装置５０を空圧式としたが、油圧式であってもよい。
　１...部品搭載装置
　１０...基台
　５...部品
　２０...ロボット
　５０...クランプ装置
　５１...シリンダ本体
　５３...ピストン
　５５...カム
　６１Ａ～６１Ｃ...可動部材
　６５Ａ～６５Ｃ...ロック部材
　６７...爪部
　１００...冶具
　１１０...ベース
　１２０...リング部材
　１２５Ａ～１２５Ｃ...溝部
　Ｐ...基板
　Ｌｏ...軸線
　Ｌｖ...軸方向
　Ｌｒ...径方向
　Ｕ...クランプユニット
　θ１...所定角度

Claims (4)

  1. 　クランプユニットであって、
    　電子部品が搭載される基板を取り付ける冶具と、
    　前記冶具を介して前記基板をクランプするクランプ装置と、を備え、
    　前記冶具は、
    　前記基板を取り付けるベースと、
    　前記ベースの下面に固定されたリング状をなすリング部材と、を備え、
    　前記リング部材は、内面のうち、周方向の少なくとも２等配の位置に溝部を有し、
    　前記クランプ装置は、
    　シリンダ本体と、
    　前記シリンダ本体に供給する流体の圧力により、前記シリンダ本体の径方向に移動して前記溝部に係止する爪部を有するロック部材と、を備え、
    　前記溝部は、前記シリンダ本体の軸線に対して径方向に所定角度、傾斜した形状であり、
    　前記爪部は、前記溝部と同様に前記径方向に前記所定角度、傾斜した形状である、クランプユニット。
  2. 　請求項１に記載のクランプユニットであって、
    　前記溝部の断面形状は、平面形状である、クランプユニット。
  3. 　請求項１に記載のクランプユニットであって、
    　前記溝部の断面形状は、Ｖ字形状である、クランプユニット。
  4. 　請求項１に記載のクランプユニットであって、
    　前記溝部の断面形状は、円弧形状である、クランプユニット。
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