(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直軸を中心に環状に配設した複数の吸着ノズルをそれぞれ上下方向に出没自在に保持したノズルホルダと、
前記各吸着ノズルに係脱自在に臨む複数の係合片を保持した係合片ホルダと、
前記ノズルホルダおよび前記係合片ホルダを上下逆方向に相対的に移動させて、これらが接近する方向に移動したときに前記各吸着ノズルに前記各係合片を係合させ、離間する方向に移動したときに当該各吸着ノズルを前記ノズルホルダに没入させる上下動手段と、
前記ノズルホルダおよび前記係合片ホルダが接近する方向に移動したときに前記係合片と前記吸着ノズルとの係合を阻止する係合阻止手段と、
前記ノズルホルダおよび前記係合片ホルダを前記鉛直軸廻りに回転させ、前記複数の係合片を前記係合阻止手段に選択的に臨ませる回転手段とを備えたことを特徴とする装着ヘッド装置。
【請求項２】
前記ノズルホルダの鉛直軸には、前記係合片ホルダがスプライン係合しており、
前記回転手段は、前記ノズルホルダをロータとするモータであることを特徴とする請求項１に記載の装着ヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、供給された各種の電子部品を基板上に実装する電子部品装着装置に搭載する装着ヘッド装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電子部品装着装置として、特開平４−３５０９５号公報に記載のものが知られている。この電子部品装着装置は、電子部品を吸着する吸着ノズルと、吸着ノズルを装着した装着ヘッドと、吸着ノズルを昇降させる昇降装置と、水平面内において装着ヘッドをＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させるＸＹステージとを備えている。また、電子部品装着装置はノズルストッカを備えており、ノズルストッカには、装置が扱う各種の電子部品に合うように複数種の吸着ノズルがストックされている。この場合、装着ヘッドには１本の吸着ノズルが装着されており、ノズルストッカにおいて、電子部品に対応させるべく適宜吸着ノズルの交換が行えるようになっている。
【０００３】
図１０は、このように構成された電子部品装着装置の動作を模式的に表したものである。同図では、部品供給部１０１の「Ａ」点で吸着した電子部品を基板１０２の「ア」点に装着し、次に部品供給部１０１の「Ｂ」点で吸着した電子部品を基板１０２の「イ」点に装着する場合を表している。この場合、先ずＸＹステージ１０３により、ホームポジションから「Ａ」点の直上部まで装着ヘッド１０４を移動させ、次に昇降装置１０５により吸着ノズルを下降させて「Ａ」点の電子部品を吸着する。電子部品を吸着したら、昇降装置１０５により吸着ノズルを上昇させ、さらにＸＹステージ１０３により、装着ヘッド１０４を「Ａ」点から「ア」点の直上部までに移動させる。そして再度、吸着ノズルを下降させ「ア」点に電子部品を装着する。
【０００４】
次に、「Ｂ」点に戻って、「Ｂ」点で吸着した電子部品を基板１０２の「イ」点に装着するが、その際、「Ｂ」点の電子部品を同一の吸着ノズルで扱える場合には、同様の手順で電子部品の装着が行われる。しかし、「Ｂ」点の電子部品を同一の吸着ノズルで扱えない場合には、いったん装着ヘッド１０４をノズルストッカ１０６に臨ませて、吸着ノズルを交換してから、装着ヘッド１０４を「Ｂ」点まで移動させ、上記と同様の装着動作が行われる。
【０００５】
一方、特開平５−２２６８８４号公報（ロータリ型の電子部品装着装置）には、複数の吸着ノズルを搭載した装着ヘッドが記載されている。装着ヘッドには、周方向に等間隔に配設した複数本の吸着ノズルが、それぞれ出没自在に、かつ全体として鉛直軸廻りに公転可能に取り付けられている。各吸着ノズルはコイルばねにより、突出方向に付勢される一方、各吸着ノズルの上側には、吸着ノズルを没入位置に保持する係合片が設けられている。係合片は、吸着ノズルに係合する位置とその係合を阻止（解除）する位置との間で回動自在に構成され、またばねにより係合方向に付勢されている。
【０００６】
すなわち、各吸着ノズルは、コイルばねに抗してこれを没入させると、係合片が係合して没入位置に保持された状態になり、逆に係合片の係合を解除すると、コイルばねにより突出して突出状態になる。したがって、吸着ノズルを交換する場合には、装着ヘッドを下降させて吸着ノズルを平坦な突当て台に当接し、吸着ノズルの全てをいったん没入させ、次に装着ヘッドを上昇させるときに、選択すべき吸着ノズルとこれに対応する係合片との係合を、装置本体から延びるアームにより、阻止するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の電子部品装着装置では、１つの基板に装着する電子部品の種類が多くなればなるほど、吸着ノズルの交換頻度が多くなる。すなわち、装着ヘッド１０４がノズルストッカ１０６を経由し、ノズルストッカ１０６で吸着ノズルを交換する頻度が増す。特に、吸着ノズルの交換動作は、吸着ノズルの離脱と新たな吸着ノズルの装着との間に装着ヘッド１０４の移動を伴うため、時間がかかり、全体として、電子部品の基板１０２への装着におけるタクトタイムが長くなる問題があった。
【０００８】
また、上記従来の装着ヘッド装置では、吸着ノズルを交換するために突当て台が必要になり、かつ装着ヘッドの水平方向の移動を中断して、装着ヘッドを昇降させる必要があった。
【０００９】
本発明は、装着ヘッドの水平方向への移動中でも吸着ノズルを簡単に交換することができる装着ヘッド装置を提供することをその目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の装着ヘッド装置は、鉛直軸を中心に環状に配設した複数の吸着ノズルをそれぞれ上下方向に出没自在に保持したノズルホルダと、各吸着ノズルに係脱自在に臨む複数の係合片を保持した係合片ホルダと、ノズルホルダおよび係合片ホルダを上下逆方向に相対的に移動させて、これらが接近する方向に移動したときに各吸着ノズルに前記各係合片を係合させ、離間する方向に移動したときに各吸着ノズルをノズルホルダに没入させる上下動手段と、ノズルホルダおよび係合片ホルダが接近する方向に移動したときに係合片と吸着ノズルとの係合を阻止する係合阻止手段と、ノズルホルダおよび係合片ホルダを鉛直軸廻りに回転させ、複数の係合片を係合阻止手段に選択的に臨ませる回転手段とを備えたことを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、回転手段により、ノズルホルダおよび係合片ホルダを鉛直軸廻りに回転させ、突出させる（選択する）べき吸着ノズルに係合する係合片を係合阻止手段に臨ませておいて、上下動手段により、ノズルホルダおよび係合片ホルダを接近する方向に移動させれば、いったん全ての吸着ノズルは没入するが、選択した吸着ノズルは、係合片との係合を阻止され続く離間する方向への移動に際し突出する。このように、治具などを必要とすることなく、装着ヘッド装置独自で、吸着ノズルの選択的な交換が可能になる。
【００２８】
請求項１の装着ヘッド装置において、ノズルホルダの鉛直軸には、係合片ホルダがスプライン係合しており、回転手段は、ノズルホルダをロータとするモータであることが、好ましい。
【００２９】
この構成によれば、係合片ホルダのノズルホルダに対する相対的上下動を許容した状態で、係合片ホルダおよびノズルホルダを同時に回転させることができる。また、回転手段が、ノズルホルダをロータとするモータであることにより、装着ヘッドをコンパクトに構成することができると共に、その回転をブレの生じ難い円滑なものにすることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る電子部品装着装置について説明する。この電子部品装着装置は、いわゆる多機能チップマウンタであり、チップコンデンサやチップ抵抗などの表面実装部品、およびフラットパックＩＣなどの多リード部品などの各種の電子部品を実装可能に構成されている。図１は電子部品装着装置の平面図であり、同図に示すように、電子部品装着装置１は、機台２と、機台２の中央部に前後方向に延在するコンベア部３と、機台２の左端部（図示の紙面下側）に配設した第１部品供給部４と、機台２の右端部に並べて配設した第２部品供給部５および第３部品供給部６と、機台２の左部に配設した第１ＸＹステージ７と、機台２の右部に配設した第２ＸＹステージ８とを備えている。
【００３１】
第１ＸＹステージ７には電子部品Ｓを吸着および装置するための第１ヘッドユニット９が、同様に第２ＸＹステージ８には第２ヘッドユニット１０がそれぞれ搭載されている。また、機台２上には、コンベア部３を挟んで左右一対の部品認識カメラ１１，１１が配設され、さらに左側の部品認識カメラ１１の前後には、それぞれノズルストッカ１２，１２が配設されている。この場合、左側の部品認識カメラ１１は第１ヘッドユニット９に対応し、右側の部品認識カメラ１１は第２ヘッドユニット１０に対応している。これら部品認識カメラ１１，１１は、各ヘッドユニット９，１０が吸着した電子部品Ｓを認識するものであり、電子部品Ｓを吸着しているか否かは元より、装着に先立つ電子部品Ｓの水平面内における角度などを補正するためのものである。また、各ノズルストッカ１２は、基板Ｔの種別が変わったとき等に、各ヘッドユニット９，１０の吸着ノズル（後述する）４１が交換できるように、各種の吸着ノズル４１をストックしておくものである。なお、２つのノズルストッカ１２，１２は、コンベア部３を挟んで線対称位置、或いは点対称位置にそれぞれ設けるようにしてもよく、かかる場合には、第１および第２ヘッドユニット９，１０のノズル交換を同時に行うことが可能になる。
【００３２】
この電子部品装着装置１では、表面実装部品などの小さい電子部品Ｓは、第１部品供給部４および第２部品供給部５から供給され、多リード部品など大きい電子部品Ｓは、第３部品供給部６から供給される。また、基板Ｔは、コンベア部３により後方から供給され前方に排出される。例えば、第１ＸＹステージ７を用いる電子部品Ｓの実装では、第１ＸＹステージ７により、第１ヘッドユニット９を第１、第２、第３部品供給部４，５，６のいずれかに臨ませ、所望の電子部品Ｓを吸着し、更に第１ヘッドユニット９を基板Ｔの所定の位置まで移動させて、これを基板Ｔに装着する。なお、第１ＸＹステージ７と第２ＸＹステージ８とは、基板Ｔ毎に交互運転となる。
【００３３】
コンベア部３は、中央のセットテーブル１４と、後側の搬入搬送路１５と、前側の搬出搬送路１６とを有している。基板Ｔは、搬入搬送路１５からセットテーブル１４に供給され、セットテーブル１４で電子部品Ｓの装着を受けるべく不動にかつ所定の高さにセットされる。そして、電子部品Ｓの装着が完了した基板Ｔは、セットテーブル１４から搬出搬送路１６を介して排出される。この場合、搬入搬送路１５には供給待機状態の基板Ｔが有り、また搬出搬送路１６には排出待機状態の基板Ｔが有り（図示では省略）、これら基板Ｔは順送りで搬送されてゆく。
【００３４】
第１部品供給部４および第２部品供給部５は、いずれも多数のテープカセット１８を横並びに配設したものである。各テープカセット１８には、キャリアテープ（図示では省略）に装填された状態で電子部品Ｓが収容され、電子部品Ｓはテープカセット１８の先端から１つずつ供給される。第３部品供給部６は、多数の棚板２０と各棚板上に載置した各２枚のトレイ２１とを有し、電子部品Ｓは整列させた状態でトレイ２１に収容されている。この場合には、電子部品Ｓは、図外の搬送装置により、棚板２０およびトレイ２１と共にコンベア部３の近傍まで引き出され、この位置で吸着される。
【００３５】
第１ＸＹステージ７および第２ＸＹステージ８は、機台２の前後両端部に配設した一対のガイドレール２３，２３に案内されて、左右方向（Ｘ軸方向）に移動するＸ動ブロック２４，２４を、それぞれ有している。第１ＸＹステージ７のＸ動ブロック２４は、前部のボールねじ２５に螺合しており、前部のモータ２６を介して前部のボールねじ２５が正逆回転することにより、Ｘ軸方向（左右方向）に進退移動する。同様に、第２ＸＹステージ８のＸ動ブロック２４は後部のボールねじ２７に螺合し、後部のモータ２８を介して後部のボールねじ２７が正逆回転することにより、Ｘ軸方向に進退移動する。
【００３６】
一方、両Ｘ動ブロック２４，２４は全く同一のものであり、それぞれＹ動ユニット２９を内蔵している。そして、各Ｙ動ユニット２９には上記の各ヘッドユニット９，１０が取り付けられており、Ｙ動ユニット２９が作動すると、ヘッドユニット９，１０がＹ軸方向（前後方向）に進退移動する。このように、各ヘッドユニット９，１０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向、すなわち水平面内において移動自在となっている。なお、Ｙ動ユニット２９は、ボールねじなどを用いたねじ機構とこれを回転させるモータとから成る構造のものでもよいし、リニアモータを用いた構造のものでもよい。同様に、Ｘ動ブロック２４の移動にも、リニアモータを用いることが可能である。
【００３７】
各ヘッドユニット９，１０は、Ｙ動ユニット２９に取り付けられた支持フレーム３０と、支持フレーム３０に取り付けられた４個の装着ヘッド３１，３１，３１，３１と、１個の基板認識カメラ３２とを備えている。４個の装着ヘッド３１，３１，３１，３１と１個の基板認識カメラ３２とは前後方向に等間隔に並べて配設されており、これらは一括して支持フレーム３０に取り付けられている。基板認識カメラ３２は、各基板Ｔの基準マークを認識するものであり、基準マークが電子部品Ｓの装着位置の基準となる。なお、基板認識カメラ３２を用いて、テープカセット１８から吸着される電子部品Ｓの位置を認識するようにしてもよい（詳細は後述する）。
【００３８】
各装着ヘッド３１は、図２に示すように、５本（図示では２本のみ記載）の吸着ノズル４１を周方向に等間隔に、かつ下方へ出没自在に装着したノズルホルダ４２と、ノズルホルダ４２を囲繞するように設けたハウジング４３と、各吸着ノズル４１に係合する５個の係合フック４４と、５個の係合フック４４を保持するフックホルダ４５とで構成されている。ノズルホルダ４２は、ホルダ本体４６と、ホルダ本体４６から上方に延設されたスプライン軸４７とで構成されており、ホルダ本体４６およびスプライン軸４７の軸心部分には、真空吸引装置に連なるエアー通路４８が形成されている。また、エアー通路４８の末端は突出した吸着ノズル４１にのみに連通するように、構成されている。
【００３９】
一方、このノズルホルダ４２とハウジング４３との相互間には、ノズルホルダ４２をロータとし、ハウジング４３をステータとするパルスモータＰＭが構成されている。したがって、ハウジング４３に対しノズルホルダ４２が、入力されたパルス信号のステップ数に応じて所定の角度回転する。これにより、突出した吸着ノズル４１を或いは突出させたい吸着ノズル４１を、所望の位置に回転させ得るようになっている。
【００４０】
尚、このパルスモータＰＭの代わりに、同様に吸着ノズル４１をロータの部分に昇降可能に搭載したサーボモータを用いてもよい。
【００４１】
このように、ロータであるノズルホルダ４２内に吸着ノズル４１が取り付けられているので、スプライン軸４７をベルト等を介してヘッドユニット９、１０の他の部位に設けたモータで回転させる場合に比較して、バックラッシュ等が少なく、かつパルスモータＰＭに対する命令に応じた角度だけ精度良くノズルホルダ４２即ち吸着ノズル４１を回転させることができる。またヘッドユニット９、１０全体の重量も重くならずコンパクトな構造となる利点があり、この利点はヘッドユニット９、１０に取付けられたヘッド３１の数が多くなるほど増すものである。
【００４２】
各吸着ノズル４１は、ノズル本体４９と、ノズル本体４９の上端部に設けたフック受け部材５０とから成り、ノズル本体４９はフック受け部材５０に着脱自在に取り付けられている。また、フック受け部材５０にはフックホルダ４５から延びるガイドピン５１が貫通している。ガイドピン５１にはコイルばね５２が巻回するように取り付けられており、吸着ノズル４１はこのコイルばね５２により、突出方向（下方）に付勢されている。ガイドピン５１は、ホルダ本体４６に固定的に取り付けられると共に、フックホルダ４５に穿設した図示しない孔部に挿入され、ホルダ本体４６の昇降に伴ってこの孔部に摺接する。フック受け部材５０の上端には係合部５０ａが外側に向かって突出しており、この係合部５０ａに上記の係合フック４４が係脱するようになっている。また、係合フック４４は、フックホルダ４５に回動自在に取り付けられると共に、フックホルダ４５との間に渡した係合ばね５３により、係合する方向に付勢されている。
【００４３】
したがって、このコイルばね５２に抗して吸着ノズル４１を上動させると、係合ばね５３により係合フック４４がフック受け部材５０に係合し、吸着ノズル４１がノズルホルダ４２に没入した状態になる。また、この状態から、係合ばね５３に抗して係合フック４４を回動させフック受け部材５０から離脱させると、コイルばね５２により吸着ノズル４１は下動しノズルホルダ４２から突出した状態になる。なお、フックホルダ４５とノズルホルダ４２のスプライン軸４７とはスプライン係合しており、フックホルダ４５はスプライン軸４７の回転に伴って回転すると共に、スプライン軸４７の軸方向に摺動自在に係合している。
【００４４】
次に、図３を参照して、このように構成された装着ヘッド３１における５本の吸着ノズル４１の選択的な交換動作について説明する。この交換動作は、既に突出している１本の吸着ノズル４１を没入させると共に、選択した１本の吸着ノズル４１を突出させるものである。同図に示すように、支持フレーム３０には、装着ヘッド３１に対応してアクチュエータユニット３３が設けられ、またアクチュエータユニット３３の上方には押さえアーム３４が設けられている。装着ヘッド３１は、そのハウジング４３の部分でアクチュエータユニット３３の支持ブロック３５に固定され、そのフックホルダ４５の部分で押さえアーム３４により上動を規制されている。押さえアーム３４は先端が二股に形成され、この両先端にはローラ３４ａがそれぞれ取り付けられている。すなわち、押さえアーム３４は、フックホルダ４５の回転を許容した状態でこれに当接している。
【００４５】
アクチュエータユニット３３にはリニアモータ（図示省略）が内蔵され、装着ヘッド３１はアクチュエータユニット３３により昇降（Ｚ軸方向）される。また、支持ブロック３５には、係合フック４４を回動させ、これをフック受け部材５０から離脱（係合阻止）させる係合阻止部材３６が立設されている。アクチュエータユニット３３が昇降駆動すると、フックホルダ４５は押さえアーム３４により上側から押さえられているため、フックホルダ４５側に対してノズルホルダ４２側が昇降する。すなわち、装着ヘッド３１、アクチュエータユニット３３、押さえアーム３４および係合阻止部材３６により、装着ヘッド装置が構成され、またアクチュエータユニット３３、押さえアーム３４および係合阻止部材３６により、交換機構が構成されている。
【００４６】
図３は、図示左側の吸着ノズル４１を没入させ、図示右側の吸着ノズル４１を突出させる動作を示している。具体的には、左側の吸着ノズル４１が既に選択（突出）されていて、他の４本の吸着ノズル４１は没入している状態から、左側の吸着ノズル４１を没入させ、他の４本の吸着ノズル４１から選択すべき１本の吸着ノズル（右側の吸着ノズル４１）４１を突出させる動作を示している。
【００４７】
同図（ａ）に示すように、先ず、選択すべき吸着ノズル４１およびこれに対応する係合フック４４が上記の係合阻止部材３６の位置に臨むように、ノズルホルダ４２およびフックホルダ４５を回転させる。次に、アクチュエータユニット３３を上昇駆動し、ノズルホルダ４２をフックホルダ４５に接近させてゆく。そして、ノズルホルダ４２側のフック受け部材５０に、フックホルダ４５側の図３（ａ）左部の係合フック４４が一旦時計方向に回動して係合部５ａを乗り越えてから反時計方向に回動して係合したところで、アクチュエータユニット３３を停止させる。この状態では、選択すべき吸着ノズル４１に対応する係合フック４４のみが、係合阻止部材３６により、フック受け部材５０から離脱するように回動している（同図（ｂ）参照）。次に、アクチュエータユニット３３を下降駆動し、ノズルホルダ４２をフックホルダ４５から離間させてゆく。この状態では、選択すべき吸着ノズル４１は係合フック４４が係合していない状態で下降し、他の吸着ノズル４１は係合フック４４に係合して下降を阻止される。すなわち、右側の吸着ノズル４１のみが、コイルばね５２の付勢力で突出した状態になる（同図（ｃ）参照）。
【００４８】
このように、装着ヘッド３１、アクチュエータユニット３３、押さえアーム３４および係合阻止部材３６の協働により、吸着ノズル４１の選択的な交換が行われるため、各ヘッドユニット９，１０が移動中でも吸着ノズル４１の交換を行うことができる。なお、この実施形態では、１個の装着ヘッド３１に５本の吸着ノズル４１が搭載されているが、ヘッドユニット９，１０が複数の装着ヘッド３１を有する限り、少なくともその１つの装着ヘッド３１に搭載される吸着ノズル４１が１本となる構造のものであってもよい。また逆に、装着ヘッド３１に複数本の吸着ノズル４１が搭載されている限り、ヘッドユニット９，１０の装着ヘッド３１は１個であってもよい。
【００４９】
ところで、図示しないがノズルホルダ４２のスプライン軸４７にはストッパが設けられており、フックホルダ４５はノズルホルダ４２に対し、図３（ａ）および（ｃ）の状態から更に上方には移動しない。また、図３の装着ヘッド３１の位置は吸着ノズル４１を選択（交換）する場合の位置であり、電子部品Ｓを吸着および装着する場合には、装着ヘッド３１全体が更に下降する。すなわち、各装着ヘッド３１では、各ＸＹステージ７，８により、電子部品Ｓの吸着後、基板Ｔへの装着のために移動するときの基準レベルより高い位置で、吸着ノズル４１を交換（選択）が行われる。
【００５０】
従って、吸着ノズル４１の交換動作以外でフック４４が係合阻止部材３６に係合してしまうことはなく、部材Ｓの角度位置決めのためノズルホルダ４２が鉛直軸線まわりに回動するときにも影響を受けない。
【００５１】
一方、この基準レベルＬは、図４に示すように各電子部品Ｓの下面を基準として設定されている。すなわち、厚みの異なる電子部品Ｓであっても、吸着後その下面が基準レベルＬに達する位置まで上昇させてから、各ＸＹステージ７，８により移動される。このため、各部品認識カメラ１１に臨む場合にも、電子部品Ｓの下面の位置は常に一定になり、部品認識カメラ１１の焦点深度が問題になることがなく、部品認識カメラ１１は電子部品Ｓを鮮明な像で捉えることができる。また、カメラ１１は基板Ｔの上面の高さ位置より基準レベルＬだけ下がった高さ位置に設置されており、図４に示す電子部品Ｓの認識では、常に吸着ノズル４１に吸着された電子部品Ｓの下面が装着時と同じ高さレベルで行われ、吸着ノズル４１の高さレベルが認識時と装着時で違うことによる水平方向のずれが生じないようになっている。
【００５２】
また、カメラ１１により部品Ｓの認識後の吸着ノズル４１は、装置内の構造物（基板Ｔの固定部材等）や基板Ｔに先に装着してある電子部品Ｓ（先付け部品）との干渉が避けられる高さまでアクチュエータユニット３３により上昇され、装着すべき位置で下降されて装着がなされる。この場合、装着ヘッド３１毎にアクチュエータユニット３３が設けられているので、上昇位置は装着ヘッド３１毎に調整される。このため、いずれの装着ヘッド３１の吸着ノズル４１に吸着された電子部品Ｓも、先付け部品Ｓ等に衝突することはなく、この衝突しないレベルにおいて、各装着ヘッド３１の上昇位置を低く押さえることができる。このため、装着時の装着ヘッド３１の下降ストロークを短くして装着に要する時間を短くすることができる。
【００５３】
次に、図５に基づいて、電子部品装着装置１の基本的な動作を説明する。同図は電子部品Ｓを第２部品供給部５からピックアップして基板Ｔに装着する場合を例として示している。この場合、図外のＣＰＵには、各テープカセット１８の位置、各テープカセット１８の電子部品Ｓの種別、基板Ｔの位置、基板Ｔに装着する各種の電子部品Ｓおよびその位置（角度位置を含む）などが入力されており、このＣＰＵの指令に基づいて、ＸＹステージ７，８、アクチュエータユニット３３、ノズルホルダ４２（パルスモータＰＭ）の回転などが制御される。なお、上記の部品認識カメラ１１による電子部品Ｓの認識工程は省略した。また、図５では、装着ヘッド３１および吸着ノズル４１をそれぞれ１つのみ示し、他は省略した。
【００５４】
同図では、第２部品供給部５の「Ａ」点で吸着した電子部品Ｓを、セットテーブル１４にセットされた基板Ｔの「ア」点に装着し、次に第２部品供給部５の「Ｂ」点で吸着した電子部品Ｓを基板Ｔの「イ」点に装着する場合を表している。この場合、先ずＸＹステージ（いずれか）７，８により、ホームポジションから「Ａ」点の直上部まで装着ヘッド３１を移動させ、次にアクチュエータユニット３３により装着ヘッド３１を下降させて「Ａ」点の電子部品Ｓを吸着する。電子部品Ｓを吸着したら、アクチュエータユニット３３により装着ヘッド３１を上昇（基準レベルＬまで）させ、さらにＸＹステージ７，８により、装着ヘッド３１を「Ａ」点から「ア」点の直上部までに移動させる。この間に装着すべき角度位置となるようにノズルホルダ４２（パルスモータＰＭ）が回転する。そして再度、装着ヘッド３１を下降させ「ア」点に電子部品Ｓを装着する。
【００５５】
次に、「Ｂ」点に戻り、「Ｂ」点で吸着した電子部品Ｓを基板Ｔの「イ」点に装着するが、その際、「Ｂ」点の電子部品Ｓを同一の吸着ノズル４１で扱える場合には、同様の手順で電子部品Ｓの装着が行われる。しかし、「Ｂ」点の電子部品Ｓを同一の吸着ノズル４１で扱えない場合には、装着ヘッド３１が「ア」点から「Ｂ」点に移動する間に、装着ヘッド３１のノズルホルダ４２を回転させて、上記の吸着ノズル４１の選択（交換）動作を行う。そして、装着ヘッド３１が「Ｂ」点まで移動したところで、その新たな吸着ノズル４１に吸着動作を行わせ、さらに「イ」点まで移動させて、上述のように電子部品Ｓの角度を回転調整して装着動作を行わせる。
【００５６】
これらの動作は４つある装着ヘッド３１については、それぞれの部品供給部４、５、６において、連続して電子部品Ｓの吸着がなされ（後述するように条件が合えば同時に吸着をして）、その後ヘッドユニット９または１０が基板Ｔに移動し、吸着した電子部品Ｓを順次装着するものである。この際、ヘッドユニット９、１０内のなるべく多くの装着ヘッド３１が電子部品Ｓの吸着を行えるように（好ましくは全ての装着ヘッド３１が吸着するように）、電子部品Ｓの装着後次の吸着までの移動中に各装着ヘッド３１内でノズル４１の交換がパルスモータＰＭの回動により行われる（詳細は後述する）。
【００５７】
このように動作するので、ＸＹ方向に移動するヘッドユニット９、１０に複数個の装着ヘッド３１が取り付けてあるが、その装着ヘッド３１の吸着ノズル４１の交換を、ヘッドユニット９，１０が所定のノズルストッカ１２まで移動させて行うようにすると、吸着ノズル４１を交換する必要のある装着ヘッド３１もあるが交換しなくても良い装着ヘッド３１もあり、かかる場合に、ノズル交換のために、ヘッドユニット９，１０をノズルストッカ１２まで移動させると、交換する必要のない装着ヘッド３１までいっしょにノズルストッカ１２まで移動することになり稼働率が落ちてしまう（特に、ノズル交換を必要とする装着ヘッド３１が１つというように数が少ないとき）。また、そのままノズル交換しないと装着ヘッド３１が多くある利点が生かせない（特に、ノズル交換が必要な装着ヘッド３１の数が多いとき）という事態が生ずる。しかし、本実施形態のように単一のヘッドユニット９、１０内の複数の装着ヘッド３１にそれぞれ複数の吸着ノズル４１が搭載され、かつこの複数の吸着ノズル４１がヘッドユニット９、１０の移動中に交換可能に構成されているため、上記のようなノズルストッカ１２を使用するケースは減り、ヘッドユニット９、１０に設けられた全ての装着ヘッド３１を使用して電子部品Ｓの吸着を行うことができる場合が増える。
【００５８】
また、ヘッドユニット９、１０内のそれぞれの装着ヘッド３１に取り付ける各種の吸着ノズル４１の組合せ（種類）は任意であるが、全ての装着ヘッド３１の吸着ノズル４１の組合せ構成を同じにしてもよく、また装着ヘッド３１毎に吸着ノズル４１の組合せ構成を異るものとしてもよい。なるべく多くの種類の電子部品Ｓを吸着するため、なるべく多くの種類の吸着ノズル４１をヘッドユニット９、１０の移動中に交換可能としたい場合には、複数の装着ヘッド３１にわたり異なる種類の吸着ノズル４１を取り付けるようにすればよい。また、装着対象の基板Ｔに同一の吸着ノズル４１で吸着可能な電子部品Ｓが多数ある場合であれば、そのような吸着ノズル４１を、同一のヘッドユニット９、１０内のなるべく多くの装着ヘッド３１に１本ずつは取り付けておけば、１回のヘッドユニット９、１０の移動時にその電子部品Ｓを多く吸着して取り出せ、装着ヘッド３１が使用されない場合がなるべくないようにできる。このような場合に、このような種類の電子部品Ｓを供給するテープカセット１８も同時吸着が可能になるように、対応する吸着ノズル４１が取り付けてある装着ヘッド３１の個数分だけ並べておけば、同時吸着あるいは同時吸着に準じてヘッドユニット９、１０の移動距離が少なく連続して電子部品Ｓの吸着が可能となる。
【００５９】
次に、図６および図７を参照して、電子部品Ｓを吸着する際の装着ヘッド（吸着ノズル４１）３１の位置補正について説明する。例えばテープカセット１８では、キャリアテープの溝に装填された電子部品Ｓを吸着するが、かかる場合、ＣＰＵは吸着ノズル４１を溝の中心が臨むであろう位置に位置決めする。このため、キャリアテープの送りのわずかなズレ、溝内における電子部品Ｓの位置、電子部品Ｓの形状などにより、吸着ミスが生ずるおそれがある。そこで、本実施形態では、電子部品Ｓを吸着する際に吸着ノズル４１の位置補正が行えるようになっている。なお、吸着しようとする電子部品Ｓの位置の認識は、部品認識カメラ１１の認識結果をフィードバックして行うが、支持フレーム３０に搭載された上記の基板認識カメラ３２などで行うことも可能である。
【００６０】
図６は、電子部品Ｓの形状などから、その電子部品Ｓがテープカセット１８に対し前後方向にズレ易い場合を示している。すなわち、テープの送り方向における電子部品Ｓの寸法が短い場合には、吸着ノズル４１がずれると吸着ミスを起こし易いため、この方向の吸着ノズル４１の位置補正は、精度良く行われる必要がある。同図（ｂ）に示すように、電子部品Ｓが所定の位置より後方にずれている場合には、同図（ａ）の状態から装着ヘッド（ノズルホルダ４２）３１をわずかに反時計回りの方向に回転させて、吸着ノズル４１の位置補正を行う。また、同図（ｃ）に示すように、電子部品Ｓが所定の位置より前方にずれている場合には、同図（ａ）の状態から装着ヘッド３１をわずかに時計回りの方向に回転させて、吸着ノズル４１の位置補正を行う。
【００６１】
これらの補正動作は、装着ヘッド３１がヘッドユニット９、１０に１個しか取り付けられていない場合であれば、ＸＹステージ７、８の移動のみで補正できるので特に必要としないが、複数の装着ヘッド３１がヘッドユニット９、１０に取り付けている場合には、後述するように同時吸着できる場合が増えるので、有用となる。
【００６２】
同様に、図７は、電子部品Ｓの形状などから、その電子部品Ｓがテープカセット１８に対し左右方向にズレ易い場合を示している。同図（ｂ）に示すように、電子部品Ｓが所定の位置より左方にずれている場合には、同図（ａ）の状態から装着ヘッド（ノズルホルダ４２）３１をわずかに反時計回りの方向に回転させて、吸着ノズル４１の位置補正を行う。また、同図（ｃ）に示すように、電子部品Ｓが所定の位置より右方にずれている場合には、同図（ａ）の状態から装着ヘッド３１をわずかに時計回りの方向に回転させて、吸着ノズル４１の位置補正を行う。
【００６３】
尚、装着ヘッド３１に吸着ノズル４１が１本しか取り付けられていない場合であっても、装着ヘッド３１の回転中心に対して離間した位置（公転位置）に取り付けてあれば、このような補正動作を行うことが可能である。
【００６４】
このように、装着ヘッド３１に組み込まれたパルスモータＰＭにより、装着ヘッド３１を回転させて吸着ノズル４１の位置補正を行うようにしているため、電子部品Ｓをその中心部分で吸着することができ、電子部品Ｓの吸着ミスを極力少なくすることができる。
【００６５】
次に、図８を参照して、本実施形態の持つ特異な電子部品Ｓの吸着方法について説明する。上述したように、各ＸＹステージ７，８には、４個の装着ヘッド３１が搭載されている。したがって、複数の装着ヘッド３１を用い、電子部品Ｓを各部品供給部４，５，６から同時に吸着することが可能になる。また、複数の電子部品Ｓを同時に吸着しなくても、各部品供給部４，５，６のそれぞれにおいて、全ての装着ヘッド３１に電子部品Ｓを吸着させ、この状態で基板Ｔに臨ませることも可能になる。
【００６６】
図８は、４個の装着ヘッド３１のうちの２個の装着ヘッド３１，３１を用いて、第２部品供給部（または第１部品供給部４）５から同時に電子部品Ｓを吸着する場合を示している。第２部品供給部５のテープカセット１８は全て同一幅に形成され、隙間無く並べられている。一方、装着ヘッド３１は、各テープカセット１８の配設ピッチ（寸法Ａ）の２倍の寸法（寸法Ｂ）となるピッチで配設されている。また、吸着ヘッド３１の公転直径は、テープカセット１８の配設ピッチ（寸法Ａ）と同一の寸法となっている。
【００６７】
したがって、隣接する２つの装着ヘッド３１，３１の各吸着ノズル４１，４１を、それぞれ最も接近するように公転移動させると、両吸着ノズル４１，４１間の寸法がＡ寸法となり、隣接する２つのテープカセット１８，１８から電子部品Ｓを同時に吸着することができる（同図（ａ）および（ｂ）参照）。また、隣接する装着ヘッド３１，３１の各吸着ノズル４１，４１を、それぞれテープカセット１８に向かっていずれも左位置または右位置に公転移動させると、両吸着ノズル４１，４１間の寸法がＢ寸法（＝２Ａ）となり、１つのテープカセット１８を挟んで両側ので２つのテープカセット１８，１８から電子部品Ｓを同時に吸着することができる（同図（ａ）および（ｃ）参照）。さらに、隣接する装着ヘッド３１，３１の各吸着ノズル４１，４１を、最も離間するように公転移動させると、両吸着ノズル４１，４１間の寸法がＣ寸法（＝３Ａ）となり、２つのテープカセット１８，１８を挟んで両側ので２つのテープカセット１８，１８から電子部品Ｓを同時に吸着することができる（同図（ａ）および（ｃ）参照）。
【００６８】
尚、装着ヘッド３１の公転直径がテープカセット１８の配設ピッチ（寸法Ａ）と同一の寸法でなくても公転直径のほうが配設ピッチ（寸法Ａ）よりも大きければ、夫々のヘッド３１を回動させ吸着ノズル４１をテープカセット１８から同時吸着することができる公転位置とすることができる。
【００６９】
このように、複数の装着ヘッド３１を用いて単純に電子部品Ｓの同時吸着が行えるだけでなく、吸着ノズル４１を装着ヘッドの軸廻りに公転させて、その位置を適宜変更することにより、テープカセット（電子部品Ｓ）１８の選択も行えるようになっている。したがって、同時に吸着する電子部品Ｓを適宜選択できるため、基板Ｔとの関係で全て同時吸着で実装が行える訳ではないが、同時吸着の頻度を増すことができる。このため、同一の基板Ｔを複数連ねた割り基板などには、同時吸着の頻度が増し特に有用である。
【００７０】
次に、図９を参照して、同時吸着の他の形態について説明する。この吸着形態では、各装着ヘッド３１において径方向に位置する２本の吸着ノズル４１，４１を用い、４つのテープカセット１８，１８，１８，１８から電子部品Ｓを吸着するようにしている。この場合特に図示しないが、各装着ヘッド３１に対し係合阻止部材３６を一対設け、その一方を装着ヘッド３１の係合フック４４に進退自在に臨むように構成しておく。また、エアー通路４８も突出した両吸着ノズル４１に連通する構造にしておく。すなわち、２本の吸着ノズル４１，４１を突出させた装着ヘッド３１を用いて、電子部品Ｓの同時吸着を行う。
【００７１】
同図（ｂ）は、各装着ヘッド３１において相互に１８０度ずれた位置にある２本の吸着ノズル４１，４１を用いるものであり、先ず隣接する装着ヘッド３１，３１の計４本の吸着ノズル４１，４１，４１，４１の位置が、４つのテープカセット１８，１８，１８，１８に平行に揃うように公転移動させる。この状態では、各吸着ノズル４１，４１，４１，４１間の寸法がＡ寸法となり、次に▲１▼〜▲４▼の４つのテープカセット１８，１８，１８，１８から電子部品Ｓを同時に吸着する。
【００７２】
一方、同図（ｃ）および同図（ｄ）は、各装着ヘッド３１において相互に９０度ずれた位置にある２本の吸着ノズル４１，４１を用いるものであり、先ず各装着ヘッド３１の一方の吸着ノズル４１を左位置に公転移動させ、▲１▼および▲３▼の２つのテープカセット１８，１８から電子部品Ｓを同時に吸着する。次に各装着ヘッド３１の他方の吸着ノズル４１を右位置に公転移動させ、▲２▼および▲４▼の２つのテープカセット１８，１８から電子部品Ｓを同時に吸着する。この場合には、一方の吸着ノズル４１で電子部品Ｓを吸着するときに、他方の吸着ノズル４１をテープカセット１８に干渉しないように逃がしておくようにし、２回に分けて同時吸着が行われる。
【００７３】
ところで、図３に示すように、吸着ノズル４１を没入させてもその先端はノズルホルダ４２からわずかに突出している。したがって、エアー通路４８を所望の吸着ノズル４１に連通する構造にしておけば、電子部品Ｓを吸着した状態で吸着ノズル４１を没入させても、電子部品Ｓが脱落することがない。すなわち、図９（ｂ）において、各装着ヘッド３１の左位置の吸着ノズル４１を突出させると共に右位置の吸着ノズル４１を没入させた状態で、先ず▲１▼および▲３▼の２つのテープカセット１８，１８から電子部品Ｓを同時に吸着し、次に各装着ヘッド３１の左位置の吸着ノズル４１を没入させると共に右位置の吸着ノズル４１を突出させて、▲２▼および▲４▼の２つのテープカセット１８，１８から電子部品Ｓを同時に吸着すれば、２回に分けた電子部品Ｓの同時吸着が可能になると共に、一方の吸着ノズル４１で電子部品Ｓを吸着するときに、他方の吸着ノズル４１をテープカセット１８に干渉しないように逃がしておくことが可能になる。
【００７４】
このように、電子部品Ｓの同時吸着はもとより、電子部品Ｓを複数回に分けて吸着するようにすれば、ヘッドユニット９，１０がテープカセット１８と基板Ｔとの間を往復する回数が格段に少なくなり、その分、電子部品Ｓの装着におけるタクトタイムを短くすることができる。
【００７８】
以上のように、本実施形態によれば、各ＸＹステージ７，８により装着ヘッド（ヘッドユニット９，１０）３１が移動しているときでも、その吸着ノズル４１の選択的交換を行うことができるため、ノズル交換の時間を省略することができる。したがって、電子部品Ｓの実装におけるタクトタイムを、極力短くすることができ、多機能の電子部品装着装置１におけるタクトタイムを、極端に短くすることができる。
【００８１】
【発明の効果】
請求項１の装着ヘッド装置によれば、治具などを必要とすることなく、装着ヘッド装置独自で、吸着ノズルの選択的な交換が可能になるので、装着ヘッドが移動中でも吸着ノズルの交換を行うことができ、また、電子部品の実装におけるタクトタイムを、極力短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子部品装着装置の平面図である。
【図２】実施形態に係る装着ヘッドの一部破断側面図である。
【図３】吸着ノズルの選択動作を示す装着ヘッド廻りの側面図である。
【図４】吸着した電子部品の基準レベルを示す側面図である。
【図５】実施形態の電子部品装着装置の部品実装動作を示す模式図である。
【図６】電子部品に対する吸着ノズルの前後方向における位置補正動作を示す平面図である。
【図７】電子部品に対する吸着ノズルの左右方向における位置補正動作を示す平面図である。
【図８】電子部品を同時吸着する場合のパターンを示す平面図である。
【図９】電子部品を同時吸着する場合の他のパターンを示す平面図である。
【図１０】従来の電子部品装着装置の部品実装動作を示す模式図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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