(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに駆動される入力軸の回転により出力軸に取り付けられたロータリテーブルを間欠的に所定の角度ずつ回転させるインデックスユニットと、該テーブルの周縁に前記間欠ピッチ毎に設けられると共に前記テーブルの間欠回転により所定の部品吸着停止位置で電子部品を吸着して所定の部品装着停止位置で該部品をプリント基板に装着する装着ヘッドとよりなる電子部品自動装着装置において、前記入力軸に設けられた板カムと、該カムに係合するカムフォロアを該カムに押しつける方向に付勢するバネとを備え、前記板カムは出力軸の間欠回転における加速時には前記出力軸が速く回転する方向に、減速時には前記出力軸が遅く回転する方向にトルクが掛かり、加速時及び減速時の負荷変動を相殺する方向に前記カムフォロアよりトルクを受ける形状に形成されていることを特徴とする電子部品自動装着装置。
【請求項２】
モータに駆動される入力軸の回転により出力軸に取り付けられたロータリテーブルを間欠的に所定の角度ずつ回転させるインデックスユニットと、該テーブルの周縁に前記間欠ピッチ毎に設けられると共に前記テーブルの間欠回転により所定の部品吸着停止位置で電子部品を吸着して所定の部品装着停止位置で該部品をプリント基板に装着する装着ヘッドとよりなる電子部品自動装着装置において、前記出力軸の間欠回転による負荷変動を相殺する方向に前記入力軸に対してトルクを発生させるトルク発生手段と、該トルク発生手段を作用させるかさせないかを切り替える切替手段とを設けたことを特徴とする電子部品自動装着装置。
【請求項３】
モータに駆動される入力軸の回転により出力軸に取り付けられたロータリテーブルを間欠的に所定の角度ずつ回転させるインデックスユニットと、該テーブルの周縁に前記間欠ピッチ毎に設けられると共に前記テーブルの間欠回転により所定の部品吸着停止位置で電子部品を吸着して所定の部品装着停止位置で該部品をプリント基板に装着する装着ヘッドとよりなる電子部品自動装着装置において、前記入力軸に設けられた板カム、該カムに係合するカムフォロア及び該カムフォロワを前記カムに押しつける方向に付勢するバネから構成され、前記出力軸の間欠回転における加速時及び減速時の負荷変動を相殺する方向に前記入力軸に対してトルクを発生させるトルク発生手段と、前記バネによる付勢力を調節して該トルク発生手段が発生するトルクの大きさを調節する調節手段とを設けたことを特徴とする電子部品自動装着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、モータに駆動される入力軸の回転により出力軸に取り付けられたロータリテーブルを間欠的に所定の角度ずつ回転させるインデックスユニットと、該テーブルの周縁に前記間欠ピッチ毎に設けられると共に前記テーブルの間欠回転により所定の部品吸着停止位置で電子部品を吸着して所定の部品装着停止位置で該部品をプリント基板に装着する装着ヘッドとよりなる電子部品自動装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種電子部品自動装着装置が特開平４−１７７８９７号公報に開示されている。この従来技術によれば、モータの回転軸に連結された入力軸により２つのインデックス回転手段が駆動され、夫々のインデックス回転手段は逆トルク特性を有しているため、第１のインデックス回転手段のトルクの変動は第２のインデックス回転手段により打ち消され、振動の原因となる入力軸の負荷変動が軽減される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来技術では入力軸は２つのインデックスユニットを駆動しなければならないため入力軸を回転させるモータは大きな駆動力を必要とする欠点がある。また、２つのインデックスユニットを設けるためのスペースが大きくなり過ぎること及びインデックスユニット自体のコストが掛かり全体のコストが上がってしまい実用には適さないという欠点もある。
【０００４】
そこで本発明は、簡単な機構によりインデックスユニットの入力軸の負荷変動を減少させるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため本発明はモータに駆動される入力軸の回転により出力軸に取り付けられたロータリテーブルを間欠的に所定の角度ずつ回転させるインデックスユニットと、該テーブルの周縁に前記間欠ピッチ毎に設けられると共に前記テーブルの間欠回転により所定の部品吸着停止位置で電子部品を吸着して所定の部品装着停止位置で該部品をプリント基板に装着する装着ヘッドとよりなる電子部品自動装着装置において、前記入力軸に設けられた板カムと、該カムに係合するカムフォロアを該カムに押しつける方向に付勢するバネとを備え、前記板カムは出力軸の間欠回転における加速時には前記出力軸が速く回転する方向に、減速時には前記出力軸が遅く回転する方向にトルクが掛かり、加速時及び減速時の負荷変動を相殺する方向に前記カムフォロアよりトルクを受けるように形成されているものである。
【０００６】
また本発明は、モータに駆動される入力軸の回転により出力軸に取り付けられたロータリテーブルを間欠的に所定の角度ずつ回転させるインデックスユニットと、該テーブルの周縁に前記間欠ピッチ毎に設けられると共に前記テーブルの間欠回転により所定の部品吸着停止位置で電子部品を吸着して所定の部品装着停止位置で該部品をプリント基板に装着する装着ヘッドとよりなる電子部品自動装着装置において、前記出力軸の間欠回転による負荷変動を相殺する方向に前記入力軸に対してトルクを発生させるトルク発生手段と、該トルク発生手段を作用させるかさせないかを切り替える切替手段とを設けたものである。
【０００７】
また本発明は、モータに駆動される入力軸の回転により出力軸に取り付けられたロータリテーブルを間欠的に所定の角度ずつ回転させるインデックスユニットと、該テーブルの周縁に前記間欠ピッチ毎に設けられると共に前記テーブルの間欠回転により所定の部品吸着停止位置で電子部品を吸着して所定の部品装着停止位置で該部品をプリント基板に装着する装着ヘッドとよりなる電子部品自動装着装置において、前記入力軸に設けられた板カム、該カムに係合するカムフォロア及び該カムフォロワを前記カムに押しつける方向に付勢するバネから構成され、前記出力軸の間欠回転における加速時及び減速時の負荷変動を相殺する方向に前記入力軸に対してトルクを発生させるトルク発生手段と、前記バネによる付勢力を調節して該トルク発生手段が発生するトルクの大きさを調節する調節手段とを設けたものである。
【０００８】
【作用】
請求項１の構成によれば、インデックスユニットの入力軸に設けられた板カムにカムフォロアがバネにより押し当てられ該板カムの形状により、出力軸には該出力軸の間欠回転における加速時には前記出力軸が速く回転する方向に、減速時には前記出力軸が遅く回転する方向にトルクが掛かり、出力軸の間欠回転による負荷変動を相殺するようにトルクが発生する。
【０００９】
請求項２の構成によれば、トルク発生手段はインデックスユニットの出力軸の間欠回転による負荷変動を相殺する方向に入力軸に対してトルクを発生させ、切替手段は該トルク発生手段を作用させるかさせないかを切り替える。
【００１０】
請求項３の構成によれば、入力軸に設けられた板カム、該カムに係合するカムフォロア及び該カムフォロワを前記カムに押しつける方向に付勢するバネから構成されたトルク発生手段はインデックスユニットの出力軸の間欠回転による加速時及び減速時の負荷変動を相殺する方向に入力軸に対してトルクを発生させ、調節手段はバネによる付勢力を調節して前記トルク発生手段の発生するトルクの大きさを調節する。
【００１１】
【実施例】
以下本発明の一実施例を図に基づき詳述する。
【００１２】
図２に於て、１はＹ軸モータ２の回動によりＹ方向に移動するＹテーブルであり、３はＸ軸モータ４の回動によりＹテーブル１上でＸ方向に移動することにより結果的にＸＹ方向に移動するＸＹテーブルであり、チップ状電子部品５（以下、チップ部品あるいは部品という。）が装着されるプリント基板６が図示しない固定手段に固定されて載置される。
【００１３】
７は供給台であり、チップ部品５を供給する部品供給装置８が多数台配設されている。９は供給台駆動モータであり、ボールネジ１０を回動させることにより、該ボールネジ１０が嵌合し供給台７に固定された図示しないナットを介して、供給台７がリニアガイド１２に案内されてＸ方向に移動する。１３は間欠回動するロータリテーブルであり、該テーブル１３の外縁部には後述するように吸着ノズル１４を複数本有する装着ヘッド１５が間欠ピッチに合わせて等間隔に配設されている。
【００１４】
吸着ノズル１４が供給装置８より部品５を吸着し取出す装着ヘッド１５の停止位置（図２中上方の黒丸の付された位置）が吸着ステーションＩであり、該吸着ステーションＩにて装着ヘッド１５が下降することにより吸着ノズル１４が部品５を吸着する。
【００１５】
ＩＩは部品５を吸着した装着ヘッド１５がロータリテーブル１３の間欠回転により停止する認識ステーションであり、部品認識装置１６により吸着ノズル１４に対する部品５の位置ずれの認識がなされる。
【００１６】
ＩＩＩは吸着ノズル１４が吸着保持している部品５をプリント基板６に装着するために装着ヘッド１５が停止する装着ステーション（図２中下方の黒丸の付された位置）であり、装着ヘッド１５のロータリテーブル１３に対する下降によりＸＹテーブル３の移動により所定の位置に停止したプリント基板６に部品５は装着される。
【００１７】
以下に図３及び図４に基づき装着ヘッド１５について説明する。
【００１８】
装着ヘッド１５はガイドレール１７に取り付けられたヘッド上下テーブル２９に取り付けられており、ガイドレール１７に摺動可能に取り付けられたナット体３０がロータリテーブル１３に取り付けられている。従ってヘッド１５はロータリテーブル１３に対して上下動可能となっている。
【００１９】
前記ヘッド上下テーブル２９の上部には取付板３１が取り付けられ該取付板３１には１対のカムフォロア３２、３３が取り付けられている。
【００２０】
該１対のカムフォロア３２、３３はカムフォロア３３が図示しないバネにより上方に付勢されていることによりフレーム３４の下方に吊り下げられ固定されている円筒リブカム３５を挟み込む。カムフォロア３２、３３がリブカム３５を挟むことにより上下方向の位置が規制されてヘッド１５はロータリテーブル１３の間欠回転により移動するものである。
【００２１】
また、ヘッド１５にはモータが組み込まれており、吸着ノズル１４を鉛直軸線まわりに回転させる。該ノズル１４はヘッド１５内の回転中心軸に対して偏心した位置に複数本該ヘッド１５に対して出入自在に設けられている。
【００２２】
図３において、吸着ステ−ションＩ及び装着ステ−ションＩＩにては円筒リブカム３５は切り欠かれており、この切り欠き内にローラレスト３７が昇降可能に設けられている。従って、ヘッド１５は該ステ−ションにて間欠回転の停止中に上下動して電子部品５の吸着及び装着が行われる。
【００２３】
ローラレスト３７は垂直レール３８に取り付けられており、該レール３８はフレーム３４に固定されたスライドユニット３９にガイドされて上下動を行う。
【００２４】
次に、図１、図３及び図４において、４６はインデックスユニットであり、モータ４１の出力軸に図示しないカップリングを介して連結された減速機入力軸４８の回転が減速機４９により減速され該ユニット４６に入力され、該ユニット４６がロータリテーブル１３の間欠回転を駆動する。該減速機４９の出力軸であるインデックス入力軸５１はユニット４６のハウジング５２を貫通して設けられている。
【００２５】
インデックスユニット４６のハウジング５２にはカム４４が固定されたカム軸５３が貫通して設けられ、該カム軸５３はハウジング５２で回転可能に支持されている。
【００２６】
該カム軸５３に固定されたカム軸プーリ５４と入力軸５１に固定された入力軸プーリ５５の間にはタイミングベルト５６が掛け渡されており、入力軸５１の回転がカム軸５３に伝達されるようになされている。従って、モータ４１の回転によりインデックスユニット４６を介したロータリテーブル１３の間欠回転に同期してカム軸５３が回動し、カム４４に当接して転動するカムフォロア６７が上下し該カムフォロア６７が設けられているレバー６８が支軸６９を支点に揺動して該レバー６８に支持されて図示しないバネに下方に付勢されている垂直レール３８を昇降させ、吸着ステ−ションＩにおけるヘッド１５の昇降が行われる。カム軸５３のハウジング５２から反対側に突出した部分には装着ステ−ションＩＩＩにおいて装着ヘッド１５を昇降させるためのカム５７が固定されており、吸着ステ−ションＩと同様なヘッド１５を昇降させる機構が備えられている。
【００２７】
次に、インデックスユニット４６について図１等に基づき詳述する。
【００２８】
前記入力軸５１には図示しないウォームを有する割付けカム５８が固定されて形成されており、該カム５８に係合するカムフォロア５９を周縁に有するインデックス出力軸６０が設けられている。該カム５８の回転により出力軸６０が間欠的に回転し、出力軸６０に固定されているロータリテーブル１３が間欠的に回転するものである。即ち所定の角度分割り出し回転してから所定時間停止（停留）する運動を繰り返すものである。
【００２９】
前記入力軸５１にはさらに板カム６２が固定されて設けられており、該板カム６２には圧縮バネ６３により付勢されてカムフォロア６４が押し付けられている。該バネ６３、カムフォロア６４及び板カム６２によりカウンタバランスユニット６５が構成されている。入力軸５１には、図５の上のグラフの太線に示すように出力軸６０の間欠回転（割り出し）の前半の加速域では遅く回転する方向に負荷の反力が掛かり、間欠回転の後半の減速域では早く回転する方向の力が掛かるが、該板カム６２の形状は該カム６２に押し当てられるカムフォロア６４によるトルクが図５の上のグラフの細線で示すように加速域では早く回転する方向即ち加速する方向に掛かり、減速域では遅く回転する方向即ち減速する方向に掛かるように加工されている。従って、合成された出力軸の加速度は図５の下のグラフの太線に示されるようになり、入力軸に掛かるトルク即ち加速度の変動が押さえられるものである。
【００３０】
バネ６３はカムフォロア６４に係合している側とは反対側の端部が図４に示すバネ収納筒６６に押し当てられた状態で収納されており、バネ収納筒６６は図４の実線の位置と２点鎖線の位置との間を変位可能なようにハウジング５２に螺合している。実線の位置まで螺合されることで、最も強くカムフォロア６４を付勢して最も大きなトルクを入力軸５１に与えることができ、ネジを緩めることでその与えるトルクの大きさを減らすことができ、２点鎖線の位置で押し付ける力を０にすることができる。
【００３１】
また、図４に示すように減速機入力軸４８はモータ４１に連結する側と反対側の端部が減速機４９を貫通しており、該端部には手回しにて該入力軸４８を回転させる図示しないハンドルが着脱可能になされている。
【００３２】
次に、図３において、部品供給装置８はテープリール２８に巻回された図示しないテープに封入されたチップ部品５を昇降する昇降レバー２６が揺動レバー２７に係合して揺動させることにより１ピッチずつ送り吸着ノズル１４の取り出し位置に供給するものである。昇降レバー２６の昇降はインデックスユニット４６のハウジング５２外に設けられた図示しないカム軸に固定されたカムが前記ベルト５６がさらに該カム軸に掛け渡され回動することによりヘッド１５の昇降と同様な機構により昇降される。
【００３３】
以上の構成により以下動作について説明する。
【００３４】
先ず、操作者はバネ収納筒６６を図４の実線の位置までネジ込みバネ６３を一番圧縮された状態とする。
【００３５】
次に、図示しない操作部が操作され、電子部品自動装着装置の自動運転が開始される。
【００３６】
即ち、モータ４１の回転によりインデックスユニット４６を介してロータリテーブル１３が間欠回転し、吸着ステ−ションＩに装着ヘッド１５の１つが達して停止する。装着ヘッド１５の移動中はカムフォロア３２、３３がリブカム３５に案内されて移動してローラレスト３７に乗り移り停止するものである。
【００３７】
この時、モータ４１の回転により減速機入力軸４８が高速度で回転してこの回転よりは減速されるが尚高速にインデックス入力軸５１が回転し、割付けカム５８の１回転の間にカムフォロア５９が係合して出力軸は加速域で加速され、減速域で減速して所定の角度を割り出し回転してその後停止するものである。
【００３８】
この間欠回転の加速域及び減速域では前述するように（図５参照）カウンタバランスユニット６５を形成するカムフォロア６４が板カム６２にバネ６３の付勢により係合して入力軸４８への負荷の変動を押さえるように作用する。従って入力軸５１の振動が押さえられ、出力軸６０側に伝わる振動も押さえられる。
【００３９】
次に、当該ヘッド１５が吸着ステ−ションＩに移動している間に図示しない記憶部に記憶された装着データに従って、供給台７が移動し供給すべきチップ部品５の部品供給装置８が吸着ステ−ションＩの吸着ノズル１４の吸着位置に停止しており、間欠回転の停止時でのヘッド１５の下降による該ノズル１４の下降によりチップ部品５が吸着して取り出される。
【００４０】
即ち、ヘッド１５が停止すると入力軸５１の回転により図示しないカムが回動して昇降レバー２６が昇降して揺動レバー２７を揺動させ。図示しないテープを送って部品５を取り出し位置に供給し、一方カム４４の回転により図示しないレバーが揺動して、該レバーが支持している図示しないローラが該ローラが取り付けられている垂直レール３８が図示しないバネにより下方に付勢去れていることから下降し、従って装着ヘッド１５が下降して吸着ノズル１４がチップ部品５を真空吸着して取り出し、さらなるカム４４の回転によりヘッド１５が上昇する。この時に入力軸５１に大きな振動が発生しないので安定して部品５を取り出すことができる。
【００４１】
こうして入力軸５１の１回転すなわち１サイクルの動作が終了する。
【００４２】
次に、入力軸５１がさらに回転すると、ロータリテーブル１３は停止状態から再度移動を開始して吸着ノズル１４が電子部品５を保持した状態で次のステ−ションに移動する。この間にカムフォロア３２、３３はローラレスト３７よりリブカム３５に乗り移る。この場合にもカウンタバランスユニット６５の働きにより入力軸５１のトルク変動が押さえられ、振動が押さえられるため吸着ノズル１４の吸着する部品５がずれたり落ちてしまったりする可能性が低くなる。
【００４３】
次に、吸着ステ−ションＩには他のヘッド１５が同様にして移動して、同様にして部品５の吸着が行われる。
【００４４】
次に、ロータリテーブル１３の間欠回転により、チップ部品５を保持したヘッド１５が認識ステ−ションＩＩに移動すると、部品認識装置１６により吸着ノズル１４に吸着されたチップ部品５の認識が行われる。
【００４５】
この場合にも振動による誤認識の可能性が減少する。
【００４６】
部品５のノズル１４の回転中心に対する位置ずれが認識されると該認識結果に基づいて補正が行われ、部品５が図示しない前記装着データに示される方向を向くように装着ヘッド１５内のモータが駆動され吸着ノズル１４が回転する。
【００４７】
この間に、ロータリテーブル１３は間欠回転を行って装着ステ−ションＩＩＩに達し、角度位置決めが終了したチップ部品５をＸＹテーブル３の移動により位置決めされたプリント基板６に装着する。該位置決めは前記装着データで示す位置に装着されるように認識結果の補正が加えられて行われる。また、装着ヘッド１５の昇降は吸着ステ−ションＩでの昇降と同様にしてカム軸５３の回動により行われる。
【００４８】
この場合にも入力軸５１のトルクの変動が押さえられるため、装着時に振動により部品がずれてしまう可能性が減少する。
【００４９】
このようにして部品５の基板６への装着が行われるが、自動運転が停止され電子部品自動装着装置のメンテナンスを行いたい場合等に、ロータリテーブル１３を低速で回し該テーブル１３及びヘッド１５等を適当な位置にしたい場合等に図示しないハンドルを減速機入力軸４８に連結してハンドルを操作者が回すことがある。
【００５０】
この場合には、低速で回すため入力軸５１には出力軸６０の加速度の変動によるトルクの変動がほとんど掛からず回転できるが、バネ６３の付勢によりカムフォロア６４が板カム６２に押し付けられていると、この押し付けによるトルクを入力軸５１が受けるためハンドルを回しずらくなり適当な位置に停止させる作業が難しくなる。このため、手回しする前にバネ収納筒６６を図４の２点鎖線の位置まで移動させて、バネ６３が付勢をしないようにしてから、ハンドルにより減速機入力軸４８を回して、適当な位置にロータリテーブル１３を停止させて必要な処置を行う。
【００５１】
また、基板６の種類により１サイクルの動作に要する時間であるサイクルタイムの最高速が遅い場合等（装着する部品５の種類が低速で装着しなければならない場合等がある。）、サイクルタイムは即ち、ロータリテーブル１３の１回の間欠回転に要する時間であるため入力軸５１を高速にする必要がない。入力軸５１を高速にする程出力軸６０からのトルクの変動が大きくなるため、高速で回転する必要が無い場合にはカウンタバランスユニット６５によるトルクの大きさを小さくして最適なトルクの値にすることが考えられ、収納筒６５のネジ込み量を少なくして最適な位置としてから自動運転をすることができる。または、最高速が低速であり、ユニット６５によるトルクの大きさを小さくできる時には全体としての入力軸５１の負荷を小さくできるという意味で収納筒６５のネジ込み量を小さくすることが考えられる。
【００５２】
また、収納筒６５のネジ込み量をモータ等の駆動源により制御できるようにしておけば、部品５の種類の変化等によるロータリテーブル１３の回転速度の変化即ちサイクルタイムを変化させるのに伴い自動運転中にネジ込み量を調節して最適なトルクを与えるようにしてもよい。
【００５３】
さらに、本実施例ではカウンタバランスユニット６５としてバネ６３により板カム６２をカムフォロア６４が押し付けるようにしたが、バネ６３の代わりに空圧あるるいは油圧シリンダのロッドを突出させて押し付けるようにしてもよい。但しバネを用いるほうが、簡単な構造となりまたシリンダの場合にはシールよりの漏れが寿命により発生するが、バネであれば寿命は考えなくてもよいという利点がある。シリンダの場合には通常はロッドの突出状態を維持させ、メンテナンス等で減速機入力軸４８を手回ししたい場合には、ロッドを後退させてカムフォロア６４がカム６２に力を及ぼさないようにさせることができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように本発明は、出力軸の間欠回転の前半の加速域では遅く回転する方向に負荷の反力が掛かり、間欠回転の後半の減速域では早く回転する方向の力が掛かるが、板カムは出力軸の間欠回転における加速時及び減速時の負荷変動を相殺する方向にカムフォロアよりトルクを受けるように形成され、板カムに押し当てられるカムフォロアによるトルクが加速域では前記出力軸が早く回転する方向即ち加速する方向に、また、減速域では前記出力軸が遅く回転する方向即ち減速する方向に掛かるので、高速でインデックスユニットが間欠回転する時でも簡単な構造により入力軸の負荷変動が軽減され、振動が押さえられ、部品の装着の精度が低下することがない。
【００５５】
また、負荷変動を相殺するトルク発生手段を作用させるかさせないかを切り替える切替手段を設けたので、手回しにてインデックスユニットの入力軸を回転させロータリテーブルを間欠回転させたい場合にトルク発生手段の負荷が掛かることが無くなる。
【００５６】
また、入力軸に設けられた板カム、該カムに係合するカムフォロア及び該カムフォロワを前記カムに押しつける方向に付勢するバネから構成され、負荷変動を相殺するトルク発生手段の発生するトルクを前記バネによる付勢力を調節して調節する調節手段を設けたので、間欠回転の速度を変更した場合でも前記バネによる付勢力を調節して最適な大きさのトルクを発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インデックスユニットの内部を示す平面図である。
【図２】電子部品自動装着装置の平面図である。
【図３】電子部品自動装着装置の側面図である。
【図４】インデックスユニットを示す平面図である。
【図５】インデックス入力軸に掛かる加速度を示すグラフである。
【符号の説明】
５          チップ状電子部品（電子部品）
６          プリント基板
１３        ロータリテーブル
１５        装着ヘッド
４６        インデックスユニット
４８        減速機入力軸
５１        インデックス入力軸（入力軸）
６０        インデックス出力軸（出力軸）
６２        板カム
６３        圧縮バネ
６４        カムフォロア
６５        カウンタバランスユニット（トルク発生手段）
６６        バネ収納筒（切替手段）（調節手段）
【図１】
0003713296.tif 000002
【図２】
0003713296.tif 000003
【図３】
0003713296.tif 000004
【図４】
0003713296.tif 000005
【図５】
0003713296.tif 000006