(57)【要約】  装着ヘッド（１４）には、２本の部品ピックアップ部材（１３）の間隔を拡大・縮小する開閉機構（２５）と、各部品ピックアップ部材に負圧を供給する状態と正圧を供給する状態とを切り換える負圧／正圧切換装置（２６）とが設けられている。各部品ピックアップ部材は、部品を挟んでピックアップするクロウとして機能し且つ中空状に形成されて先端で部品を吸着してピックアップする吸着ノズルとしても機能する。部品ピックアップ部材をクロウとして使用する場合は、開閉機構（２５）により２本の部品ピックアップ部材を開閉動作させて２本の部品ピックアップ部材間に部品を挟んでピックアップする。部品ピックアップ部材を吸着ノズルとして使用する場合は、負圧／正圧切換装置（２６）により部品ピックアップ部材に負圧を供給する状態に切り換えて、当該部品ピックアップ部材の先端で部品を吸着する。
2017125996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品供給装置により供給される部品をピックアップする部品ピックアップ位置とその部品を回路基板に装着する部品装着位置との間を移動する装着ヘッドと、
前記装着ヘッドに取り付けられた複数の部品ピックアップ部材とを備え、
前記複数の部品ピックアップ部材の各々は、部品を挟んでピックアップするクロウとして機能し且つ中空状に形成されて先端で部品を吸着してピックアップする吸着ノズルとしても機能するように構成され、
前記装着ヘッドには、前記複数の部品ピックアップ部材をクロウとして使用する場合に前記複数の部品ピックアップ部材を開閉動作させる開閉機構と、前記複数の部品ピックアップ部材を吸着ノズルとして使用する場合に前記複数の部品保持部材の各々に負圧を供給する負圧供給路と、前記複数の部品ピックアップ部材の各々を部品吸着角度修正のために回転させるＱ軸回転機構とが設けられていることを特徴とする部品装着機。
【請求項２】
前記複数の部品ピックアップ部材の少なくとも１つは、形状の異なる複数の部品挟持面が回転方向に沿って形成され、クロウとして使用する場合に前記Ｑ軸回転機構により当該部品ピックアップ部材を回転させることで、挟む部品の形状に応じて前記複数の部品挟持面の中から当該部品を挟む部品挟持面を切り換えることを特徴とする請求項１に記載の部品装着機。
【請求項３】
前記複数の部品ピックアップ部材を吸着ノズルとして使用する場合に前記複数の部品ピックアップ部材に吸着する部品同士が干渉しないように前記開閉機構により前記複数の部品ピックアップ部材の間隔を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の部品装着機。
【請求項４】
前記複数の部品ピックアップ部材は、前記装着ヘッドに交換可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の部品装着機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品を挟んでピックアップするクロウ（チャック）としての機能と、部品を吸着してピックアップする吸着ノズルとしての機能の両方を備えた部品装着機に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
一般に、部品装着機は、部品供給装置により供給される部品を吸着ノズルで吸着して回路基板に装着するようにしているが、部品のサイズや形状等によっては吸着ノズルで吸着することが困難なものがあるため、そのような部品は、一対のクロウ（チャック）で挟んでピックアップして回路基板に装着するようにしている。例えば、特許文献１（特開２００１−１９６７９６号公報）に記載された部品装着機は、装着ヘッドに、吸着ノズルとチャック装置とを交換可能に取り付ける構成とし、部品のサイズや形状等に応じて吸着ノズルとチャック装置とを交換して装着ヘッドに取り付けるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１９６７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１の構成では、装着ヘッドに取り付けた複数の部品ピックアップ部材（吸着ノズルとクロウ）を部品のサイズや形状等に応じて取り替えるという面倒な作業を行わなければならず、その交換作業に時間がかかり、その分、生産性が低下するという欠点があった。【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、装着ヘッドに保持した複数の部品ピックアップ部材（吸着ノズルとクロウ）を部品のサイズや形状等に応じて取り替えるという面倒な作業を行わなくても、吸着ノズルとしての機能と、クロウとしての機能とを切り換えて使用可能とし、生産性を向上できる部品装着機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、部品供給装置により供給される部品をピックアップする部品ピックアップ位置とその部品を回路基板に装着する部品装着位置との間を移動する装着ヘッドと、前記装着ヘッドに取り付けられた複数の部品ピックアップ部材とを備え、前記複数の部品ピックアップ部材の各々は、部品を挟んでピックアップするクロウとして機能し且つ中空状に形成されて先端で部品を吸着してピックアップする吸着ノズルとしても機能するように構成され、前記装着ヘッドには、前記複数の部品ピックアップ部材をクロウとして使用する場合に前記複数の部品ピックアップ部材を開閉動作させる開閉機構と、前記複数の部品ピックアップ部材を吸着ノズルとして使用する場合に前記複数の部品保持部材の各々に負圧を供給する負圧供給路と、前記複数の部品ピックアップ部材の各々を部品吸着角度修正のために回転させるＱ軸回転機構とが設けられていることを特徴とするものである。【０００７】
この構成では、装着ヘッドに取り付けた複数の部品ピックアップ部材は、それぞれ中空状に形成されて吸着ノズルとして機能し、且つ、開閉動作してクロウとしても機能するように構成されているため、装着ヘッドに取り付けた複数の部品ピックアップ部材（吸着ノズルとクロウ）を部品のサイズや形状等に応じて取り替えるという面倒な作業を行わなくても、吸着ノズルとしての機能とクロウとしての機能とを切り換えて使用することが可能となり、生産性を向上できる。しかも、各部品ピックアップ部材が吸着ノズルとクロウの両方を兼用する構成であるため、吸着ノズルとクロウとを別々に設ける構成と比較して、装着ヘッドの大型化を回避できて、コンパクトな構成とすることができる。また、部品ピックアップ部材を吸着ノズルとして使用する場合は、Ｑ軸回転機構により部品の吸着角度のずれを修正して回路基板に装着できる。【０００８】
更に、本発明は、前記複数の部品ピックアップ部材の少なくとも１つは、形状の異なる複数の部品挟持面を回転方向に沿って形成し、クロウとして使用する場合に前記Ｑ軸回転機構により当該部品ピックアップ部材を回転させることで、挟む部品の形状に応じて前記複数の部品挟持面の中から当該部品を挟む部品挟持面を切り換えるようにすると良い。このようにすれば、部品ピックアップ部材をクロウとして使用する場合に、部品ピックアップ部材の部品挟持面を、挟む部品の形状に適した部品挟持面に切り換えることができて、その部品挟持面で当該部品を安定して挟持することが可能となり、装着ヘッドの移動中の当該部品の落下や位置ずれを防止できる。【０００９】
更に、本発明は、前記複数の部品ピックアップ部材を吸着ノズルとして使用する場合に前記複数の部品ピックアップ部材に吸着する部品同士が干渉しないように前記開閉機構により前記複数の部品ピックアップ部材の間隔を変化させるようにしても良い。このようにすれば、前記複数の部品ピックアップ部材に部品同士が干渉することなく吸着できる部品のサイズを拡大できると共に、部品同士の干渉による部品吸着ミスや吸着姿勢の異常等を防止することが可能となり、比較的大きな部品でも安定して吸着できる。【００１０】
更に、本発明は、前記複数の部品ピックアップ部材を前記装着ヘッドに交換可能に取り付けるようにしても良い。同一の部品ピックアップ部材でピックアップ可能な部品の範囲（サイズ、形状、重量等）には限界があるため、その範囲から外れる部品をピックアップする場合は、装着ヘッドに取り付けた部品ピックアップ部材を当該部品をピックアップ可能な部品ピックアップ部材に取り替えることで、当該部品をピックアップ可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例における部品ピックアップ部材をクロウとして使用する場合の第１例の開閉動作を説明する装着ヘッドの正面図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は部品ピックアップ部材をクロウとして使用する場合の第２例の開閉動作を説明する装着ヘッドの正面図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は部品ピックアップ部材をクロウとして使用する場合の第３例の開閉動作を説明する装着ヘッドの正面図である。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）は部品ピックアップ部材を吸着ノズルとして使用する場合の２つの使用例を説明する装着ヘッドの正面図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は異なる部品ピックアップ部材の下面図である。
【図６】図６は部品装着機の制御系の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を図面を用いて説明する。
まず、部品装着機の構成を概略的に説明する。
【００１３】
部品装着機は、テープフィーダ、トレイフィーダ、バルクフィーダ等の部品供給装置１１（図６参照）と、回路基板（図示せず）を搬入・搬出するコンベア１２と、部品供給装置１１により供給される部品をピックアップする２本の部品ピックアップ部材１３を交換可能に取り付けた装着ヘッド１４と、この装着ヘッド１４を部品供給装置１１により供給される部品をピックアップする部品ピックアップ位置とその部品を回路基板に装着する部品装着位置との間をＸＹ方向（水平方向）に移動させるヘッド移動機構１５と、部品ピックアップ部材１３でピックアップした部品を部品装着位置へ移動させる途中で当該部品をその下面側から撮像するカメラ１６等を備えた構成となっている。
【００１４】
一方、装着ヘッド１４には、部品ピックアップ部材１３を交換可能に保持するホルダ２１がその中心を上下方向に延びるＲ軸の回りを回転可能に設けられていると共に、当該ホルダ２１をＲ軸を中心に回転させるＲ軸駆動機構２２が設けられ、当該Ｒ軸駆動機構２２により当該ホルダ２１を当該Ｒ軸の回りを回転させることで、２本の部品ピックアップ部材１３がＲ軸を中心とする円軌道を旋回するようになっている。
【００１５】
また、装着ヘッド１４には、２本の部品ピックアップ部材１３の各々をそれぞれＱ軸を中心に回転させる２つのＱ軸回転機構２３が設けられていると共に、２本の部品ピックアップ部材１３の各々を個別に上下動させるＺ軸駆動機構２４が設けられている。更に、装着ヘッド１４には、２本の部品ピックアップ部材１３の間隔を拡大・縮小（開閉動作）する開閉機構２５が設けられている。尚、Ｒ軸駆動機構２２及びＱ軸回転機構２３は、それぞれモータ等の電気アクチュエータを駆動源として構成され、Ｚ軸駆動機構２４及び開閉機構２５は、それぞれモータ等の電気アクチュエータ又はエアシリンダを駆動源として構成されている。
【００１６】
更に、装着ヘッド１４には、２本の部品ピックアップ部材１３の各々に負圧を供給する負圧供給路（図示せず）が設けられていると共に、この負圧供給路を通して各部品ピックアップ部材１３に負圧源から負圧を供給する状態と正圧源から正圧（又は大気圧）を供給する状態とを切り換える負圧／正圧切換装置２６が設けられている。この負圧／正圧切換装置２６は、電磁弁等を用いて構成されている。
【００１７】
本実施例では、各部品ピックアップ部材１３は、部品を挟んでピックアップするクロウ（チャック）として機能し且つ中空状に形成されて先端で部品を吸着してピックアップする吸着ノズルとしても機能するように構成されている。２本の部品ピックアップ部材１３の少なくとも１本（本実施例では２本）は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、形状の異なる複数の部品挟持面が回転方向に沿って形成され、クロウとして使用する場合に、Ｑ軸回転機構２３により当該部品ピックアップ部材１３を回転させることで、挟む部品の形状に応じて複数の部品挟持面の中から当該部品を挟む部品挟持面を切り換えるようにしている。例えば、図５（ａ）の例では、部品ピックアップ部材１３の下部外周に、平面状の部品挟持面と円弧凸面状の部品挟持面の２つの部品挟持面が形成され、当該部品ピックアップ部材１３を１８０°回転させることで、部品を挟む部品挟持面を切り換えることができるようになっている。図５（ｂ）の例では、部品ピックアップ部材１３の下部外周に、平面状の部品挟持面と、曲率半径の異なる２つの円弧凸面状の部品挟持面と、円弧凹面状の部品挟持面の４つの部品挟持面が形成され、当該部品ピックアップ部材１３を９０°回転させる毎に、部品を挟む部品挟持面を切り換えることができるようになっている。
【００１８】
部品装着機の制御装置３１は、部品供給装置１１、コンベア１２、ヘッド移動機構１５、Ｒ軸駆動機構２２、Ｑ軸回転機構２３、Ｚ軸駆動機構２４、開閉機構２５、負圧／正圧切換装置２６等の動作を制御し、２本の部品ピックアップ部材１３をクロウとして使用する場合には、ヘッド移動機構１５により装着ヘッド１４を部品ピックアップ位置へ移動させて、開閉機構２５により２本の部品ピックアップ部材１３を開いた状態で、Ｚ軸駆動機構２４により２本の部品ピックアップ部材１３を下降させて、図１乃至図３に示すように、２本の部品ピックアップ部材１３間に部品を位置させた状態で、開閉機構２５により２本の部品ピックアップ部材１３を閉じ動作させて２本の部品ピックアップ部材１３間に部品を挟んでピックアップする。
【００１９】
この際、２本の部品ピックアップ部材１３間に挟む部品の形状に応じて、Ｑ軸回転機構２３により１本又は２本の部品ピックアップ部材１３を回転させることで、当該部品ピックアップ部材１３の下部外周の複数の部品挟持面の中から当該部品を挟む部品挟持面を切り換えて、２本の部品ピックアップ部材１３間に当該部品を挟んでピックアップする。図２は、１本の部品ピックアップ部材１３のみを回転させる使用例であり、図３は２本の部品ピックアップ部材１３を共に回転させる使用例である。
【００２０】
部品装着機の制御装置３１は、部品のピックアップ後、ヘッド移動機構１５により装着ヘッド１４をカメラ１６の上方へ移動させて、２本の部品ピックアップ部材１３間に挟持した部品をカメラ１６で撮像して当該部品の挟持位置のずれや挟持角度（向き）のずれを画像認識した後、Ｒ軸駆動機構２２により当該部品ピックアップ部材１３を旋回させて、当該部品の挟持角度のずれを補正すると共に、当該部品の挟持位置のずれを補正するように装着ヘッド１４を移動させて、当該部品を回路基板に装着する。尚、２本の部品ピックアップ部材１３をクロウとして使用する場合には、負圧／正圧切換装置２６は、各部品ピックアップ部材１３を大気圧に開放した状態（負圧吸引力が生じない状態）に維持される。
【００２１】
一方、２本の部品ピックアップ部材１３を吸着ノズルとして使用する場合には、部品装着機の制御装置３１は、ヘッド移動機構１５により装着ヘッド１４を部品ピックアップ位置へ移動させると共に、負圧／正圧切換装置２６により部品ピックアップ部材１３に負圧を供給する状態に切り換えて、Ｚ軸駆動機構２４により部品ピックアップ部材１３を下降させて、図４に示すように、当該部品ピックアップ部材１３の先端で部品を吸着してピックアップする。この際、図４（ｂ）に示すように、部品のＸＹ方向の寸法が大きい場合には、２本の部品ピックアップ部材１３に吸着する部品同士が干渉しないように開閉機構２５により２本の部品ピックアップ部材１３の間隔を広げてから、当該部品を吸着する。
【００２２】
部品装着機の制御装置３１は、部品のピックアップ後、ヘッド移動機構１５により装着ヘッド１４をカメラ１６の上方へ移動させて当該部品ピックアップ部材１３に吸着した部品をカメラ１６で撮像して当該部品の吸着位置のずれや吸着角度（向き）のずれを画像認識した後、Ｑ軸回転機構２３により部品ピックアップ部材１３を回転させて、当該部品の吸着角度のずれを補正すると共に、当該部品の吸着位置のずれを補正するように装着ヘッド１４を移動させて、当該部品を回路基板に装着する。尚、部品を回路基板に装着するときに、当該部品を吸着した部品ピックアップ部材１３に対して、負圧／正圧切換装置２６により正圧を供給する状態に切り換えて負圧吸引力を解除することで、当該部品ピックアップ部材１３から当該部品を離脱させる。
【００２３】
部品ピックアップ部材１３をクロウ、吸着ノズルのどちらの方式で使用する場合でも、同一の部品ピックアップ部材１３でピックアップ可能な部品の範囲（サイズ、形状、重量等）には限界があるため、その範囲から外れる部品をピックアップする場合は、装着ヘッド１４に取り付けた部品ピックアップ部材１３を当該部品をピックアップ可能な部品ピックアップ部材１３に取り替える。これにより、当該部品をピックアップ可能となる。
【００２４】
以上説明した本実施例によれば、装着ヘッド１４に取り付けた２本の部品ピックアップ部材１３は、それぞれ中空状に形成されて吸着ノズルとして機能し、且つ、開閉動作してクロウとしても機能するように構成されているため、装着ヘッド１４に取り付けた２本の部品ピックアップ部材１３（吸着ノズルとクロウ）を部品のサイズや形状等に応じて取り替えるという面倒な作業を行わなくても、吸着ノズルとしての機能とクロウとしての機能とを切り換えて使用することが可能となり、生産性を向上できる。しかも、各部品ピックアップ部材１３が吸着ノズルとクロウの両方を兼用する構成であるため、吸着ノズルとクロウとを別々に設ける構成と比較して、装着ヘッド１４の大型化を回避できて、コンパクトな構成とすることができる。
【００２５】
また、部品ピックアップ部材１３を吸着ノズルとして使用する場合は、Ｑ軸回転機構２３により部品の吸着角度のずれを修正して回路基板に装着できる。また、部品ピックアップ部材１３をクロウとして使用する場合は、Ｒ軸駆動機構２２により挟持角度のずれを修正して回路基板に装着できる。
【００２６】
しかも、本実施例では、部品ピックアップ部材１３の下部外周に、形状の異なる複数の部品挟持面を回転方向に沿って形成したので、部品ピックアップ部材１３をクロウとして使用する場合に、挟む部品の形状に応じてＱ軸回転機構２３により部品ピックアップ部材１３を回転させることで、複数の部品挟持面の中から当該部品を挟む部品挟持面を、挟む部品の形状に適した部品挟持面に切り換えることができて、その部品挟持面で当該部品を安定して挟持することが可能となり、装着ヘッド１４の移動中の当該部品の落下や位置ずれを防止できる。
【００２７】
更に、本実施例では、部品ピックアップ部材１３を吸着ノズルとして使用する場合に、２本の部品ピックアップ部材１３に吸着する部品同士が干渉しないように開閉機構２５により２本の部品ピックアップ部材１３の間隔を変化させるようにしたので、２本の部品ピックアップ部材１３に部品同士が干渉することなく吸着できる部品のサイズを拡大できると共に、部品同士の干渉による部品吸着ミスや吸着姿勢の異常等を防止することが可能となり、比較的大きな部品でも安定して吸着できる利点がある。
【００２８】
尚、本発明は、上記実施例に限定されず、装着ヘッド１４に異なる形状の部品ピックアップ部材を交換可能に取り付けたり、或は、装着ヘッド１４に３本以上の部品ピックアップ部材を交換可能に取り付けるようにしても良く、また、部品ピックアップ部材の下部外周に部品挟持面を１つのみ形成しても良く、また、部品ピックアップ部材を直線状に形成しても良い等、部品ピックアップ部材の形状を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでない。
【符号の説明】
【００２９】
１１…部品供給装置、１２…コンベア、１３…部品ピックアップ部材、１４…装着ヘッド、１５…ヘッド移動機構、２１…ホルダ、２２…Ｒ軸駆動機構、２３…Ｑ軸回転機構、２４…Ｚ軸駆動機構、２５…開閉機構、２６…負圧／正圧切換装置、３１…制御装置
【図１】
2017125996.tif 000003
【図２】
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【図３】
2017125996.tif 000005
【図４】
2017125996.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2017125996.tif 000010