(57)【要約】【課題】実装ヘッドが備えるノズルユニットの回転位置制御の精度を向上させることができる部品実装装置を提供することを目的とする。【解決手段】複数のノズルユニット３２が平面視において直交する第１仮想軸Ｊ１と第２仮想軸Ｊ２の双方に対して対称となるように配置されて成る４つのノズルユニット列３３の両外側に第１モータ３５Ｌと第２モータ３５Ｒを設ける。前方左側ノズルユニット列３３ａには第１ベルト３７ａによって第１モータ３５Ｌの回転駆動力を伝達し、前方右側ノズルユニット列３３ｂには第２ベルト３７ｂによって第２モータ３５Ｒの回転駆動力を伝達し、後方左側ノズルユニット列３３ｃには第３ベルト３７ｃによって第１モータ３５Ｌの回転駆動力を伝達し、後方右側ノズルユニット列３３ｄには第４ベルト３７ｄによって第２モータ３５Ｒの回転駆動力を伝達する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を供給する部品供給部と、基板を所定位置まで搬送して位置決めする基板搬送部と、上下軸回りに回転自在に設けられて下端の吸着ノズルで電子部品を吸着する複数のノズルユニットを備えて成り、前記部品供給部より供給された電子部品を前記ノズルユニットによりピックアップして前記基板搬送部により位置決めされた基板に実装する実装ヘッドとを備えた部品実装装置であって、
前記実装ヘッドは、
前記複数のノズルユニットが平面視において直交する第１仮想軸と第２仮想軸の双方に対して対称となるように配置されて成る４つのノズルユニット列と、
前記４つのノズルユニット列の前記第１仮想軸の延びる方向の両外側に配置された第１モータ及び第２モータと、
前記４つのノズルユニット列のうち前記第１モータの側に位置する２つのノズルユニット列の一方側の各ノズルユニットに前記第１モータの回転駆動力を伝達する第１ベルトと、
前記４つのノズルユニット列のうち前記第２モータの側に位置する２つのノズルユニット列の一方側の各ノズルユニットに前記第２モータの回転駆動力を伝達する第２ベルトと、
前記４つのノズルユニット列のうち前記第１モータの側に位置する２つのノズルユニット列の他方側の各ノズルユニットに前記第１モータの回転駆動力を伝達する第３ベルトと、
前記４つのノズルユニット列のうち前記第２モータの側に位置する２つのノズルユニット列の他方側の各ノズルユニットに前記第２モータの回転駆動力を伝達する第４ベルトとから成ることを特徴とする部品実装装置。
【請求項２】
前記第１モータと前記第２モータは、平面視において前記第１仮想軸上に位置するとともに前記第２仮想軸に対して対称となる位置に配置され、前記第１ベルト、前記第２ベルト、前記第３ベルト及び前記第４ベルトは、平面視において、前記第１仮想軸及び前記第２仮想軸の双方に対して対称になるように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項３】
前記第１ベルトと前記第３ベルトは相対的に上下に配置され、前記第２ベルトと前記第４ベルトは相対的に上下に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下軸回りに回転自在に設けられて下端の吸着ノズルで電子部品を吸着する複数のノズルユニットを備えた実装ヘッドにより電子部品を基板に実装する部品実装装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
部品実装装置の実装ヘッドは、上下軸回りに回転自在に設けられて下端に吸着ノズルを有した複数のノズルユニットを備えた構成となっており、従来、種々の形態のものが提案されている。例えば、下記の特許文献１には、複数のノズルユニットを２列に並んで配置するとともに、その２つのノズルユニット列の両側にノズルユニットを回転させる２つのモータを配置し、各モータがノズルユニットの半数ずつをそれぞれ１本のベルトを介して回転駆動するものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９３１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の実装ヘッドでは、１つのモータが１本のベルトによって半数のノズルユニットを駆動するため、ベルトの１本当たりの長さが長くなってしまい、各ノズルユニットの回転位置制御の精度に難が生じるという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、実装ヘッドが備えるノズルユニットの回転位置制御の精度を向上させることができる部品実装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明における部品実装装置は、電子部品を供給する部品供給部と、基板を所定位置まで搬送して位置決めする基板搬送部と、上下軸回りに回転自在に設けられて下端の吸着ノズルで電子部品を吸着する複数のノズルユニットを備えて成り、前記部品供給部より供給された電子部品を前記ノズルユニットによりピックアップして前記基板搬送部により位置決めされた基板に実装する実装ヘッドとを備えた部品実装装置であって、前記実装ヘッドは、前記複数のノズルユニットが平面視において直交する第１仮想軸と第２仮想軸の双方に対して対称となるように配置されて成る４つのノズルユニット列と、前記４つのノズルユニット列の前記第１仮想軸の延びる方向の両外側に配置された第１モータ及び第２モータと、前記４つのノズルユニット列のうち前記第１モータの側に位置する２つのノズルユニット列の一方側の各ノズルユニットに前記第１モータの回転駆動力を伝達する第１ベルトと、前記４つのノズルユニット列のうち前記第２モータの側に位置する２つのノズルユニット列の一方側の各ノズルユニットに前記第２モータの回転駆動力を伝達する第２ベルトと、前記４つのノズルユニット列のうち前記第１モータの側に位置する２つのノズルユニット列の他方側の各ノズルユニットに前記第１モータの回転駆動力を伝達する第３ベルトと、前記４つのノズルユニット列のうち前記第２モータの側に位置する２つのノズルユニット列の他方側の各ノズルユニットに前記第２モータの回転駆動力を伝達する第４ベルトとから成る。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による部品実装装置を用いれば、実装ヘッドが備えるノズルユニットの回転位置制御の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態における部品実装装置の要部斜視図
【図２】本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える実装ヘッドの斜視図
【図３】本発明の一実施の形態における実装ヘッドにおけるノズルユニットの配置を示す平面図
【図４】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における実装ヘッドの部分斜視図
【図５】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における実装ヘッドにおけるベルトの掛け回し状態を示す平面図
【図６】本発明の一実施の形態における部品実装装置の制御系統を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示す部品実装装置１は基板２に電子部品３を実装する装置であり、基台１１上に基板搬送部としての基板搬送コンベア１２、部品供給部としての複数のパーツフィーダ１３、部品装着機構１４、基板カメラ１５及び部品カメラ１６を有して成る。ここでは説明の便宜上、基板搬送コンベア１２による基板２の搬送方向（図中に示す矢印Ａ）をＸ軸方向（作業者ＯＰから見た左右方向）とし、Ｘ軸方向と直交する水平面内方向（作業者ＯＰから見た前後方向）をＹ軸方向とする。また、上下方向をＺ軸方向とする。
【００１０】
基板搬送コンベア１２は上流工程側（図１の紙面左方）から送られてきた基板２を搬入して所定の作業位置に位置決めする動作と、作業位置に位置決めした基板２を下流工程側（図１の紙面右方）に搬出する動作を行う。パーツフィーダ１３は例えばテープフィーダから成り、部品供給口１３ｐに電子部品３を連続的に供給する。部品装着機構１４は、下方に延びる複数の吸着ノズル２１ａを備えた実装ヘッド２１と、実装ヘッド２１を水平面内で移動させるヘッド移動機構２２から成る。基板カメラ１５は撮像視野を下方に向けた状態で実装ヘッド２１に取り付けられており、部品カメラ１６は撮像視野を上方に向けた状態で基台１１上の基板搬送コンベア１２とパーツフィーダ１３の間の位置に設けられている。基板カメラ１５は基板搬送コンベア１２によって作業位置に位置決めされた基板２の認識を行い、部品カメラ１６は実装ヘッド２１が吸着ノズル２１ａにより吸着した電子部品３の認識を行う。
【００１１】
図２及び図３において、実装ヘッド２１は、ベース部材３１上に複数（ここでは８本）のノズルユニット３２を備えている。各ノズルユニット３２は、ベース部材３１に対して昇降自在かつ上下軸（Ｚ軸）回りに回転自在に設けられた中空の部材から成り、下端に前述の吸着ノズル２１ａを備えている。
【００１２】
ベース部材３１に取り付けられた８本のノズルユニット３２は、平面視において直交する第１仮想軸Ｊ１と第２仮想軸Ｊ２の双方に対して対称となるように配置された４つのノズルユニット列３３（ノズルユニット３２の列）を構成する。本実施の形態では、第１仮想軸Ｊ１はＸ軸方向と平行であり、第２仮想軸Ｊ２はＹ軸方向と平行である。各ノズルユニット列３３は、第１仮想軸Ｊ１の延びる方向に並んだ２本のノズルユニット３２から成る。
【００１３】
本実施の形態では、説明の便宜上、図３に示すように、上記４つのノズルユニット列３３のうち、第１仮想軸Ｊ１の前方で第２仮想軸Ｊ２の左側に位置するノズルユニット列３３を「前方左側ノズルユニット列３３ａ」と称し、第１仮想軸Ｊ１の前方で第２仮想軸Ｊ２の右側に位置するノズルユニット列３３を「前方右側ノズルユニット列３３ｂ」と称する。また、第１仮想軸Ｊ１の後方で第２仮想軸Ｊ２の左側に位置するノズルユニット列３３を「後方左側ノズルユニット列３３ｃ」と称し、第１仮想軸Ｊ１の後方で第２仮想軸Ｊ２の右側に位置するノズルユニット列３３を「後方右側ノズルユニット列３３ｄ」と称する。
【００１４】
図４（ａ）において、前方左側ノズルユニット列３３ａを構成する２つのノズルユニット３２と前方右側ノズルユニット列３３ｂを構成する２つのノズルユニット３２は同じ高さの位置に上段側従動プーリ３４Ｕを備えている。また、後方左側ノズルユニット列３３ｃを構成する２つのノズルユニット３２と後方右側ノズルユニット列３３ｄを構成する２つのノズルユニット３２は同じ高さの位置に下段側従動プーリ３４Ｄを備えている。前方に位置する（すなわち前方左側ノズルユニット列３３ａ及び前方右側ノズルユニット列３３ｂの）４つのノズルユニット３２の上段側従動プーリ３４Ｕは、後方に位置する（すなわち後方左側ノズルユニット列３３ｃ及び後方右側ノズルユニット列３３ｄの）４つのノズルユニット３２の下段側従動プーリ３４Ｄよりも相対的に上方の位置に位置している。
【００１５】
図２、図３及び図４（ａ），（ｂ）において、実装ヘッド２１のベース部材３１上の、４つのノズルユニット列３３の第１仮想軸Ｊ１の延びる方向（すなわち左右方向）の両外側の位置には、２つのモータ３５がそれぞれ駆動軸３５Ｊを下方に向けた姿勢で設けられている。２つのモータ３５は左側に位置する第１モータ３５Ｌと右側に位置する第２モータ３５Ｒから成り、これら第１モータ３５Ｌ及び第２モータ３５Ｒは、図３に示すように、駆動軸３５Ｊが、平面視において第１仮想軸Ｊ１上に位置するとともに第２仮想軸Ｊ２に対して対称となる位置に配置されている。
【００１６】
図４（ａ），（ｂ）において、第１モータ３５Ｌの駆動軸３５Ｊと第２モータ３５Ｒの駆動軸３５Ｊのそれぞれには、上段側の駆動プーリ（上段側駆動プーリ３６Ｕ）と下段側の駆動プーリ（下段側駆動プーリ３６Ｄ）が上下に並んで設けられている。第１モータ３５Ｌの上段側駆動プーリ３６Ｕと第２モータ３５Ｒの上段側駆動プーリ３６Ｕは、前方に位置する（すなわち前方左側ノズルユニット列３３ａ及び前方右側ノズルユニット列３３ｂの）４つのノズルユニット３２の上段側従動プーリ３４Ｕと同じ高さに位置しており、第１モータ３５Ｌの下段側駆動プーリ３６Ｄと第２モータ３５Ｒの下段側駆動プーリ３６Ｄは、後方に位置する（すなわち後方左側ノズルユニット列３３ｃ及び後方右側ノズルユニット列３３ｄの）４つのノズルユニット３２の下段側従動プーリ３４Ｄと同じ高さに位置している。
【００１７】
図３、図４（ｂ）及び図５（ａ）において、第１モータ３５Ｌの上段側駆動プーリ３６Ｕと前方左側ノズルユニット列３３ａを構成する２つのノズルユニット３２の上段側従動プーリ３４Ｕには第１ベルト３７ａが掛け渡されており、第２モータ３５Ｒの上段側駆動プーリ３６Ｕと前方右側ノズルユニット列３３ｂを構成する２つのノズルユニット３２の上段側従動プーリ３４Ｕには第２ベルト３７ｂが掛け渡されている（図２も参照）。また、図３、図４（ｂ）及び図５（ｂ）において、第１モータ３５Ｌの下段側駆動プーリ３６Ｄと後方左側ノズルユニット列３３ｃを構成する２つのノズルユニット３２の下段側従動プーリ３４Ｄには第３ベルト３７ｃが掛け渡されており、第２モータ３５Ｒの下段側駆動プーリ３６Ｄと後方右側ノズルユニット列３３ｄを構成する２つのノズルユニット３２の下段側従動プーリ３４Ｄには第４ベルト３７ｄが掛け渡されている。
【００１８】
図３、図４（ａ），（ｂ）及び図５（ａ）に示すように、第１ベルト３７ａは、前方左側ノズルユニット列３３ａと第１モータ３５Ｌの上段側駆動プーリ３６Ｕとの間に設けられた左側上段テンションローラ３８ａによって適度なテンションが与えられており、第２ベルト３７ｂは、前方右側ノズルユニット列３３ｂと第２モータ３５Ｒの上段側駆動プーリ３６Ｕとの間に設けられた右側上段テンションローラ３８ｂによって適度なテンションが与えられている。また、図３、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、第３ベルト３７ｃは、後方左側ノズルユニット列３３ｃと第１モータ３５Ｌの下段側駆動プーリ３６Ｄとの間に設けられた左側下段テンションローラ３８ｃによって適度なテンションが与えられており、第４ベルト３７ｄは、後方右側ノズルユニット列３３ｄと第２モータ３５Ｒの下段側駆動プーリ３６Ｄとの間に設けられた右側下段テンションローラ３８ｄによって適度なテンションが与えられている。
【００１９】
図３及び図５（ａ），（ｂ）に示すように、４つのベルト（第１ベルト３７ａ、第２ベルト３７ｂ、第３ベルト３７ｃ及び第４ベルト３７ｄ）は、平面視において、第１仮想軸Ｊ１及び第２仮想軸Ｊ２の双方に対して対称になるように配置されている。このため、これら４つベルト（第１ベルト３７ａ、第２ベルト３７ｂ、第３ベルト３７ｃ及び第４ベルト３７ｄ）には長さの等しい同一タイプのものを使用することができる。
【００２０】
第１モータ３５Ｌの駆動軸３５Ｊが回転すると、その回転駆動力が、第１ベルト３７ａを介して前方左側ノズルユニット列３３ａ（すなわち、４つのノズルユニット列３３のうち第１モータ３５Ｌの側に位置する２つのノズルユニット列３３の一方側）の各ノズルユニット３２に伝達されると同時に、第３ベルト３７ｃを介して後方左側ノズルユニット列３３ｃ（すなわち、４つのノズルユニット列３３のうち第１モータ３５Ｌの側に位置する２つのノズルユニット列３３の他方側）の各ノズルユニット３２に伝達され、これら４つのノズルユニット３２がＺ軸回りに同一の方向に同一の角度で回転する。また、第２モータ３５Ｒの駆動軸３５Ｊが回転すると、その回転駆動力が、第２ベルト３７ｂを介して前方右側ノズルユニット列３３ｂ（すなわち、４つのノズルユニット列３３のうち第２モータ３５Ｒの側に位置する２つのノズルユニット列３３の一方側）の各ノズルユニット３２に伝達されると同時に、第４ベルト３７ｄを介して後方右側ノズルユニット列３３ｄ（すなわち、４つのノズルユニット列３３のうち第２モータ３５Ｒの側に位置する２つのノズルユニット列３３の他方側）の各ノズルユニット３２に伝達され、これら４つのノズルユニット３２がＺ軸回りに同一の方向に同一の角度で回転する。
【００２１】
上記のように、本実施の形態では、第１モータ３５Ｌの駆動軸３５Ｊ上に上段側駆動プーリ３６Ｕと下段側駆動プーリ３６Ｄを上下に配置し、これにより第１ベルト３７ａと第３ベルト３７ｃを相対的に上下に配置しているので、第１モータ３５Ｌの駆動軸３５Ｊを回転させることによって、前方左側ノズルユニット列３３ａの２つのノズルユニット３２と、後方左側ノズルユニット列３３ｃの２つのノズルユニット３２を同時に回転させることができるようになっている。また、同様に、第２モータ３５Ｒの駆動軸３５Ｊ上に上段側駆動プーリ３６Ｕと下段側駆動プーリ３６Ｄを上下に配置し、これにより第２ベルト３７ｂと第４ベルト３７ｄを相対的に上下に配置しているので、第２モータ３５Ｒの駆動軸３５Ｊを回転させることによって、前方右側ノズルユニット列３３ｂの２つのノズルユニット３２と、後方右側ノズルユニット列３３ｄの２つのノズルユニット３２を同時に回転させることができるようになっている。
【００２２】
図２において、実装ヘッド２１の内部には、各ノズルユニット３２を個別に昇降させるノズルユニット昇降機構２１Ａが設けられている。パーツフィーダ１３の部品供給口１３ｐに供給された電子部品３をピックアップしたり、ピックアップした電子部品３を基板２に装着したりする場合など、ノズルユニット３２を個別にＺ軸回りに回転させる必要がある場合には、そのノズルユニット３２をノズルユニット昇降機構２１Ａによって下降させたうえで、そのノズルユニット３２を含むノズルユニット列３３の全体を第１モータ３５Ｌ又は第２モータ３５Ｒによって回転させる。
【００２３】
図６において、基板搬送コンベア１２による基板２の搬送制御と作業位置への停止制御及び各パーツフィーダ１３による電子部品３の供給動作の制御は、部品実装装置１が備える制御装置４０が行う。ヘッド移動機構２２による実装ヘッド２１の移動動作の制御も制御装置４０が行い、２つのモータ３５（第１モータ３５Ｌ及び第２モータ３５Ｒ）による各ノズルユニット３２のＺ軸回りの回転動作と、ノズルユニット昇降機構２１Ａによる昇降動作及び各ノズルユニット３２に吸着ノズル２１ａを介した電子部品３の吸着動作を行わせる吸着機構２１Ｂ（図６）の作動制御も制御装置４０が行う。基板カメラ１５による撮像動作の制御と部品カメラ１６による撮像動作の制御は制御装置４０が行い、基板カメラ１５の撮像動作によって得られた画像データと部品カメラ１６による撮像動作によって得られた画像データの画像認識は制御装置４０が画像認識部４０ａにおいて行う。
【００２４】
部品実装装置１による基板２への電子部品３の実装動作では、先ず、部品実装装置１の上流側から供給される基板２を基板搬送コンベア１２が搬入し、作業位置に位置決めする。そして、ヘッド移動機構２２が実装ヘッド２１を水平面内で移動させ、基板２の上方に位置させた基板カメラ１５が基板２に設けられた基板マーク２ｍ（図１）の撮像を行う。そして、得られた基板マーク２ｍの画像を制御装置４０が画像認識部４０ａにおいて画像認識し、基板２の正規の作業位置からの位置ずれを検出する。
【００２５】
制御装置４０が基板２の位置ずれを検出したら、ヘッド移動機構２２が実装ヘッド２１をパーツフィーダ１３の上方に移動させ、実装ヘッド２１は、パーツフィーダ１３が電子部品３を供給するのに合わせて各ノズルユニット３２の下端（吸着ノズル２１ａ）に電子部品３を吸着させてピックアップする。そして、ヘッド移動機構２２は、ノズルユニット３２がピックアップした電子部品３が部品カメラ１６の上方を通過するように実装ヘッド２１を移動させ、部品カメラ１６は電子部品３の撮像を行う。制御装置４０は、部品カメラ１６による撮像で得られた画像データの画像認識を行って、吸着ノズル２１ａに対する電子部品３の位置ずれ（吸着ずれ）を求める。
【００２６】
制御装置４０が吸着ノズル２１ａに対する電子部品３の位置ずれを求めたら、ヘッド移動機構２２が実装ヘッド２１を移動させ、ノズルユニット３２が下端の吸着ノズル２１ａで吸着した電子部品３を基板２の上方に位置させる。そして、実装ヘッド２１はノズルユニット３２を下降させて電子部品３を基板２に装着する。実装ヘッド２１はこのとき、既に求められている基板２の位置ずれと電子部品３の吸着ずれが修正されるように、基板２に対するノズルユニット３２の位置補正（回転補正を含む）を行う。基板２に装着すべき全ての電子部品３の装着が終了したら、基板搬送コンベア１２が基板２を部品実装装置１の外部に搬出する。
【００２７】
このような部品実装動作において、本実施の形態における部品実装装置１では、前述のように、２つのモータ３５（第１モータ３５Ｌ及び第２モータ３５Ｒ）が、実装ヘッド２１に備えられた全てのノズルユニット３２の４分の１（ここでは２本）ずつを計４本のベルト（第１ベルト３７ａ、第２ベルト３７ｂ、第３ベルト３７ｃ及び第４ベルト３７ｄ）で駆動する。このため、ベルトの１本当たりの長さは短く、実装ヘッド２１が備えるノズルユニット３２の回転位置制御の精度を向上させることができる。
【００２８】
また、本実施の形態における部品実装装置１では、実装ヘッド２１が備える２つのモータ３５（第１モータ３５Ｌ及び第２モータ３５Ｒ）は、前述のように、平面視において第１仮想軸Ｊ１上に位置するとともに第２仮想軸Ｊ２に対して対称となる位置に配置されているので、実装ヘッド２１の全体の重量バランスがよく、ヘッド移動機構２２による実装ヘッド２１の安定した移動制御が可能である。
【００２９】
また、本実施の形態における部品実装装置１では、前述したように、実装ヘッド２１の４つのベルト（第１ベルト３７ａ、第２ベルト３７ｂ、第３ベルト３７ｃ及び第４ベルト３７ｄ）は、平面視において、第１仮想軸Ｊ１及び第２仮想軸Ｊ２の双方に対して対称になるように配置されており、４つベルト（第１ベルト３７ａ、第２ベルト３７ｂ、第３ベルト３７ｃ及び第４ベルト３７ｄ）には長さの等しい同一タイプのものを使用することができるので、コストの面でも有利である。
【００３０】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態では、各ノズルユニット列３３は第１仮想軸Ｊ１の延びる方向に並んだ２つのノズルユニット３２からなっていたが、各ノズルユニット列３３を構成するノズルユニット３２の数は２本に限られず、３本以上であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
実装ヘッドが備えるノズルユニットの回転位置制御の精度を向上させることができる部品実装装置を提供する。
【符号の説明】
【００３２】
１  部品実装装置
２  基板
３  電子部品
１２  基板搬送コンベア（基板搬送部）
１３  パーツフィーダ（部品供給部）
２１  実装ヘッド
２１ａ  吸着ノズル
３２  ノズルユニット
３３  ノズルユニット列
３５Ｌ  第１モータ
３５Ｒ  第２モータ
３７ａ  第１ベルト
３７ｂ  第２ベルト
３７ｃ  第３ベルト
３７ｄ  第４ベルト
Ｊ１  第１仮想軸
Ｊ２  第２仮想軸
【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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