(57)【要約】  チャック装置４０は、部品を挟持する複数種類のチャック爪５１と、複数種類のチャック爪５１の中から挟持する部品の種類に応じて使用するチャック爪５１を切り替えるチャック爪切替機構５８と、このチャック爪切替機構５８により切り替えられたチャック爪５１を挟持動作させる駆動機構６５とを備える。チャック爪切替機構５８は、円筒カム５０の外周側に配置した筒状ガイド部材５３の回転をロックした状態で円筒カム５０を回転させることで、各チャック爪５１をそれぞれ独立して上下動させて、使用するチャック爪５１を切り替える。装着ヘッド１４には、使用するチャック爪５１を切り替える際に筒状ガイド部材５３の回転をロックする回転ロック部材８１と、回転ロック部材８１を移動させるカムフォロア８７とが設けられている。
2015181910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を挟持する複数種類のチャック爪と、前記複数種類のチャック爪の中から挟持する部品の種類に応じて使用するチャック爪を切り替えるチャック爪切替機構と、前記チャック爪切替機構により切り替えられたチャック爪を挟持動作させる駆動機構とを備えたチャック装置を装着ヘッドに保持させた部品装着機において、
前記チャック爪切替機構は、円筒カムを用いて構成され、前記複数種類のチャック爪を前記円筒カムの周りに所定間隔で配置すると共に、各チャック爪にそれぞれ設けられたカムフォロアを前記円筒カムの外周面のカム溝に嵌め込み、
前記円筒カムの外周側には、前記各チャック爪の上下動をガイドする筒状ガイド部材が同芯状に配置され、前記複数種類のチャック爪の中から使用するチャック爪を切り替える際に前記筒状ガイド部材の回転をロックした状態で前記円筒カムを回転させることで前記各チャック爪をそれぞれ独立して上下動させて、前記複数種類のチャック爪のうちの使用しないチャック爪を、使用するチャック爪の挟持動作の邪魔にならない退避位置へ上昇させ、使用するチャック爪を前記退避位置よりも下方の挟持動作位置へ下降させるように構成され、
前記装着ヘッドには、使用するチャック爪を切り替える際に前記筒状ガイド部材の回転をロックする回転ロック部材と、前記回転ロック部材を前記筒状ガイド部材の回転をロックするロック位置とそのロックを解除するロック解除位置との間で移動させる回転ロック部材移動機構とが設けられ、
使用するチャック爪を切り替える際に前記回転ロック部材移動機構により前記回転ロック部材を前記ロック位置に移動させて前記筒状ガイド部材の回転をロックした状態で前記装着ヘッドの回転軸を回転させることで前記円筒カムを回転させて前記各チャック爪をそれぞれ独立して上下動させることを特徴とする部品装着機。
【請求項２】
前記筒状ガイド部材には、前記複数種類のチャック爪と所定の位置関係で複数のロック穴が形成され、前記複数種類のチャック爪のいずれのチャック爪が前記挟持動作位置に下降した状態になっていても、前記回転ロック部材を前記ロック位置に移動させることで前記回転ロック部材が前記複数のロック穴のいずれかに嵌まり込んで前記筒状ガイド部材の回転をロックするように構成されてい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】
前記回転ロック部材移動機構は、前記ロック位置と前記ロック解除位置の他に、前記チャック爪の切替状態を一定の状態に戻す切替初期化位置にも前記回転ロック部材を移動できるように構成され、
前記筒状ガイド部材の外周部には、回転ストッパが設けられ、
前記回転ロック部材移動機構により前記回転ロック部材を前記切替初期化位置に移動させた状態で前記装着ヘッドの回転軸を回転させて前記筒状ガイド部材を前記円筒カムと一緒に回転させて、その途中で前記回転ストッパを前記回転ロック部材に突き当てて前記筒状ガイド部材の回転を停止させ、その後も前記装着ヘッドの回転軸の回転を継続して前記円筒カムを一定の位置まで回転させることで前記チャック爪の切替状態を一定の状態に戻すことを特徴とする請求項１又は２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、回路基板等に装着する部品を挟持するチャック装置を装着ヘッドに保持させた部品装着機に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
部品装着機で部品を回路基板等に装着する際に、吸着ノズルでは吸着困難な大型部品や特殊形状の部品は、チャック装置のチャック爪で挟み付けて持ち運びするようにしている。一般に、チャック装置は、一対（２個）のチャック爪で部品をその両側から挟み付けるものが多いが、特許文献１（実開平６−２４８８２号公報）に記載されているように、２対（４個）のチャック爪を９０°間隔で配置して、２対のチャック爪を同時に挟持動作させて部品をその４方向から挟み付けるようにしたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６−２４８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記いずれの構成のチャック装置でも、１つのチャック装置で把持可能な部品のサイズや形状は限られているため、挟持する部品のサイズや形状に応じてチャック装置を交換する必要がある。このため、生産中にチャック装置を交換する頻度が増えて、生産性が低下するだけでなく、準備するチャック装置の種類数が増えて、装置コストが高くなる欠点もある。【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、挟持する部品のサイズや形状に応じてチャック装置を交換する頻度を大幅に減少させて、生産性を向上させることができると共に、準備するチャック装置の種類数を大幅に減少させて、装置コストも減少させることができる部品装着機を提供することである。
【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、部品を挟持する複数種類のチャック爪と、前記複数種類のチャック爪の中から挟持する部品の種類に応じて使用するチャック爪を切り替えるチャック爪切替機構と、前記チャック爪切替機構により切り替えられたチャック爪を挟持動作させる駆動機構とを備えたチャック装置を装着ヘッドに保持させた部品装着機において、前記チャック爪切替機構は、円筒カムを用いて構成され、前記複数種類のチャック爪を前記円筒カムの周りに所定間隔で配置すると共に、各チャック爪にそれぞれ設けられたカムフォロアを前記円筒カムの外周面のカム溝に嵌め込み、前記円筒カムの外周側には、前記各チャック爪の上下動をガイドする筒状ガイド部材が同芯状に配置され、前記複数種類のチャック爪の中から使用するチャック爪を切り替える際に前記筒状ガイド部材の回転をロックした状態で前記円筒カムを回転させることで前記各チャック爪をそれぞれ独立して上下動させて、前記複数種類のチャック爪のうちの使用しないチャック爪を、使用するチャック爪の挟持動作の邪魔にならない退避位置へ上昇させ、使用するチャック爪を前記退避位置よりも下方の挟持動作位置へ下降させるように構成され、前記装着ヘッドには、使用するチャック爪を切り替える際に前記筒状ガイド部材の回転をロックする回転ロック部材と、前記回転ロック部材を前記筒状ガイド部材の回転をロックするロック位置とそのロックを解除するロック解除位置との間で移動させる回転ロック部材移動機構とが設けられ、使用するチャック爪を切り替える際に前記回転ロック部材移動機構により前記回転ロック部材を前記ロック位置に移動させて前記筒状ガイド部材の回転をロックした状態で前記装着ヘッドの回転軸を回転させることで前記円筒カムを回転させて前記各チャック爪をそれぞれ独立して上下動させることを特徴とするものである。【０００７】
本発明では、１つのチャック装置に複数種類のチャック爪を設け、挟持する部品の種類に応じて使用するチャック爪をチャック爪切替機構により切り替えるようにしているため、１つのチャック装置で、サイズや形状の異なる複数種類の部品を挟持することができる。これにより、挟持する部品のサイズや形状に応じてチャック装置を交換する頻度を大幅に減少させて、生産性を向上させることができると共に、準備するチャック装置の種類数を大幅に減少させて、装置コストも減少させることができる。【０００８】
しかも、前記チャック爪切替機構は、前記複数種類のチャック爪のうちの使用しないチャック爪を、使用するチャック爪の挟持動作の邪魔にならない退避位置へ上昇させるように構成しているため、複数種類のチャック爪を備えたチャック装置であっても、従来の１種類のチャック爪のみを備えたチャック装置と同様の動作が可能となる。【０００９】
更に、前記チャック爪切替機構を、円筒カムを用いて構成し、前記複数種類のチャック爪を前記円筒カムの周りに所定間隔で配置すると共に、前記各チャック爪にそれぞれ設けられたカムフォロアを前記円筒カムの外周面のカム溝に嵌め込み、前記円筒カムの外周側に、前記各チャック爪の上下動をガイドする筒状ガイド部材を同芯状に配置し、使用するチャック爪を切り替える際に前記筒状ガイド部材の回転をロックした状態で前記円筒カムを回転させることで前記各チャック爪をそれぞれ独立して上下動させるように構成したので、比較的簡単な構成で、各チャック爪をそれぞれ独立して上下動させて、使用するチャック爪を切り替えることができる。【００１０】
ところで、本発明のチャック装置は、使用するチャック爪を切り替える際に、筒状ガイド部材の回転をロックする必要がある。本出願人が先に出願したＰＣＴ／ＪＰ２０１３／０７７２５０の明細書に記載したチャック装置は、筒状ガイド部材の回転をロックする回転ロック部材を部品装着機内のチャック爪切替エリアに設け、使用するチャック爪を切り替える際に、装着ヘッドに保持したチャック装置を、該装着ヘッドの移動によりチャック爪切替エリアへ移動させて筒状ガイド部材の回転を回転ロック部材でロックするようにしている。しかし、この構成では、使用するチャック爪を切り替える際に、装着ヘッドに保持したチャック装置を、該装着ヘッドの移動により部品装着機内のチャック爪切替エリアへ移動させる必要があるため、チャック爪の切替動作に時間がかかり、その分、タクトが延びる欠点がある。【００１１】
その点、本発明では、装着ヘッドに回転ロック部材と回転ロック部材移動機構を設けているため、装着ヘッドに保持したチャック装置がどの様な位置にあっても、回転ロック部材移動機構により回転ロック部材をロック位置に移動させて筒状ガイド部材の回転をロックすることができる。このため、使用するチャック爪を切り替える際に、チャック装置を部品装着機内のチャック爪切替エリアへ移動させる必要がなく、チャック装置に挟持した部品を回路基板等に装着して部品供給位置へ戻る動作等、部品を挟持していないときであれば、いつでも他の動作と並行してチャック爪の切替動作を行うことができ、チャック爪の切替動作によりタクトが延びることを防止できる。【００１２】
更に、本発明は、前記筒状ガイド部材に、前記複数種類のチャック爪と所定の位置関係で複数のロック穴を形成し、前記複数種類のチャック爪のいずれのチャック爪が前記挟持動作位置に下降した状態になっていても、前記回転ロック部材を前記ロック位置に移動させることで前記回転ロック部材が前記複数のロック穴のいずれかに嵌まり込んで前記筒状ガイド部材の回転をロックするように構成すると良い。このようにすれば、筒状ガイド部材の回転を回転ロック部材でロックする際に、筒状ガイド部材を回転させる必要がなく、筒状ガイド部材の回転を回転ロック部材で簡単にロックすることができる。【００１３】
ところで、部品装着機の停止中等に、作業者が手で筒状ガイド部材を掴んで回転させると、チャック爪が切り替わってしまい、チャック爪の切替状態が不明になってしまう場合がある。【００１４】
この対策として、前記回転ロック部材移動機構を、前記ロック位置と前記ロック解除位置の他に、前記チャック爪の切替状態を一定の状態に戻す切替初期化位置にも前記回転ロック部材を移動できるように構成し、前記筒状ガイド部材の外周部に、回転ストッパを設け、前記回転ロック部材移動機構により前記回転ロック部材を前記切替初期化位置に移動させた状態で前記装着ヘッドの回転軸を回転させて前記筒状ガイド部材を前記円筒カムと一緒に回転させて、その途中で前記回転ストッパを前記回転ロック部材に突き当てて前記筒状ガイド部材の回転を停止させ、その後も前記装着ヘッドの回転軸の回転を継続して前記円筒カムを一定の位置まで回転させることで前記チャック爪の切替状態を一定の状態に戻すようにしても良い。このようにすれば、筒状ガイド部材の回転角度と円筒カムの回転角度との関係を一定の状態に戻すことができるため、チャック爪の切替状態を一定の状態に戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の一実施例を示す部品装着機の斜視図である。
【図２】図２は装着ヘッドの斜視図である。
【図３】図３はチャック装置の斜視図である。
【図４】図４はチャック装置の正面図である。
【図５】図５はチャック装置の右側面図である。
【図６】図６はチャック装置の背面図である。
【図７】図７はチャック装置の下面図である。
【図８】図８は図４のチャック装置のＤ−Ｄ断面図である。
【図９】図９は図７のチャック装置のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】図１０は図７のチャック装置のＢ−Ｂ断面図である。
【図１１】図１１は図７のチャック装置のＣ−Ｃ断面図である。
【図１２】図１２はチャック装置から筒状ガイド部材と爪ホルダを取り外した状態を示す斜視図である。
【図１３】図１３は図１２のチャック装置の正面図である。
【図１４】図１４は図１２のチャック装置の右側面図である。
【図１５】図１５はチャック装置と回転ロック部材の分解斜視図である。
【図１６】図１６は装着ヘッド、チャック装置、回転ロック部材及び回転ロック部材移動機構を示す斜視図である。
【図１７】図１７は回転ロック部材がロック解除位置に移動したときの状態を示す側面図である。
【図１８】図１８は回転ロック部材がロック位置に移動したときの状態を示す側面図である。
【図１９】図１９は回転ロック部材が切替初期化位置に移動したときの状態を示す側面図である。
【図２０】図２０（ａ）、（ｂ）はチャック爪の切替状態を一定の状態に戻す切替初期化動作を行う際の回転ストッパと回転ロック部材との衝突回避動作を説明する下面図である。
【図２１】図２１（ａ）〜（ｅ）は切替初期化動作を説明する下面図である。
【図２２】図２２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】
【００１６】
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説明する。
まず、図１に基づいて部品装着機１１の構成を説明する。
【００１７】
部品装着機１１には、部品を供給する部品供給装置１２が着脱可能にセットされる。部品装着機１１にセットする部品供給装置１２は、トレイフィーダ、テープフィーダ、バルクフィーダ、スティックフィーダ等のいずれであっても良く、勿論、複数種類のフィーダを混載するようにしても良い。部品装着機１１には、回路基板（図示せず）を搬送するコンベア１３と、部品供給装置１２から供給される部品を回路基板に装着する装着ヘッド１４と、この装着ヘッド１４をＸＹ軸方向（左右前後方向）に移動させるＸＹ軸移動機構１５と、交換用ツール（交換用のチャック装置４０や交換用の吸着ノズル）を載置するツールステーション１６等が設けられている。
【００１８】
装着ヘッド１４には、部品供給装置１２から供給される部品を吸着する吸着ノズル（図示せず）と、吸着ノズルでは吸着困難な大型部品や特殊形状の部品等を掴むチャック装置４０（図３参照）とが交換可能に保持される。部品装着機１１には、吸着ノズルやチャック装置４０に保持した部品を下方から撮像する部品撮像用のカメラ１７が設けられ、装着ヘッド１４には、回路基板の基準位置マーク等を撮像するマーク撮像用のカメラ１８が設けられている。
【００１９】
装着ヘッド１４には、２個のＺ軸モータ２１，２２で個別に駆動される２個のＺ軸スライド２３，２４が設けられ、各Ｚ軸スライド２３，２４の下側にそれぞれチャック装置４０が１個ずつ着脱可能に負圧等で保持され（図１６乃至図１９参照）、各チャック装置４０が各Ｚ軸スライド２３，２４によって独立して上下動されるようになっている。図示はしないが、各Ｚ軸スライド２３，２４には、各チャック装置４０を回転させるＱ軸（回転軸）が組み付けられている。
【００２０】
ＸＹ軸移動機構１５は、サーボモータ等からなるＸ軸モータ２５を駆動源とするＸ軸スライド機構２６と、リニアモータ等からなるＹ軸モータ２７を駆動源とするＹ軸スライド機構２８とから構成されている。Ｘ軸スライド機構２６は、Ｘ軸モータ２５でＸ軸ボールねじ２９を回転させて、装着ヘッド１４が取り付けられたＸ軸スライド（図示せず）をＸ軸ガイド３０に沿ってＸ軸方向に移動させる。Ｘ軸ガイド３０は、Ｙ軸スライド機構２８のＹ軸ガイド３１にＹ軸方向にスライド可能に支持され、且つ、Ｙ軸モータ２７が取り付けられたＹ軸スライド３２にＸ軸ガイド３０が連結されている。これにより、Ｙ軸モータ２７によってＸ軸スライド機構２６がＹ軸ガイド３１に沿ってＹ軸方向に移動されるようになっている。
【００２１】
次に、図３乃至図１５を用いてチャック装置４０の構成を説明する。
チャック装置４０の上端には、装着ヘッド１４のＱ軸の下端の連結部１４ａ（図２参照）に負圧等で保持される保持プレート部４１が設けられ、この保持プレート部４１の下面側に円筒状の外ケース４２が固定されている。図９乃至図１１に示すように、外ケース４２の内側には、エアーシリンダ４３のシリンダケース４４が上下動可能に組み付けられ、このシリンダケース４４がスプリング４５（第１の付勢手段）によって下方に付勢されている。
【００２２】
シリンダケース４４内には、ピストン４６が上下動可能に組み付けられ、このピストン４６がスプリング４７（第２の付勢手段）によって下方に付勢されている。保持プレート部４１には、装着ヘッド１４のエアー通路（図示せず）と連通するエアー圧導入孔４８が形成され、装着ヘッド１４のエアー通路を通して供給されるエアー圧（負圧、正圧）がエアー圧導入孔４８（図９乃至図１１参照）からシリンダケース４４内に導入されるようになっている。シリンダケース４４内に負圧が導入されると、その負圧吸引力によりピストン４６がスプリング４７の押し下げ力に抗して引き上げられ、一方、シリンダケース４４内に正圧が導入されると、ピストン４６が正圧のエアー圧力とスプリング４７の押し下げ力によって押し下げられるようになっている。
【００２３】
シリンダケース４４の下側には、円筒カム５０が同芯状に固定され、装着ヘッド１４のＱ軸の回転によって円筒カム５０が保持プレート部４１、外ケース４２及びシリンダケース４４と一体的に回転するようになっている。円筒カム５０の外周面には、合計６個（３対）のチャック爪５１を上下動させるためのカム溝５２が形成されている。
【００２４】
円筒カム５０の外周側には、各チャック爪５１の上下動をガイドする筒状ガイド部材５３が同芯状に配置され、該筒状ガイド部材５３の上端部が円筒カム５０に対して回転可能に支持されている。筒状ガイド部材５３には、各チャック爪５１の上下動をガイドするガイド溝５４（図１５参照）が６０°ピッチで等間隔に形成されている。
【００２５】
各チャック爪５１は、それぞれＵ字状の爪ホルダ５５の下端にねじ止め等により交換可能に取り付けられている。チャック爪５１で部品を挟持する場合は、部品のサイズや形状に応じて６個（３対）のチャック爪５１のうちのチャック装置４０の直径方向（１８０°反対方向）に位置する２個（１対）のチャック爪５１を選択して使用する。従って、本実施例のように、チャック装置４０に組み付けたチャック爪５１の数が合計６個の場合は、サイズや形状の異なる３種類（３対）のチャック爪５１が取り付けられる。
【００２６】
各爪ホルダ５５は、筒状ガイド部材５３の各ガイド溝５４に上下動可能に嵌め込まれていると共に、各爪ホルダ５５のＵ字溝５６が円筒カム５０にその回転方向に摺動可能に嵌め込まれ、且つ、各爪ホルダ５５に固定されたカムフォロア５７が円筒カム５０の外周面のカム溝５２に嵌め込まれている。これにより、筒状ガイド部材５３の回転をロックした状態で円筒カム５０を回転させると、各爪ホルダ５５のカムフォロア５７がそれぞれ円筒カム５０のカム溝５２の上下動に応じて上下動して、各チャック爪５１がそれぞれ独立して上下動するようになっている。
【００２７】
円筒カム５０のカム溝５２は、合計６個（３対）のチャック爪５１のうち、使用する２個（１対）のチャック爪５１のみを最下位置（挟持動作位置）へ下降させて突出させ、使用しない４個（２対）のチャック爪５１を、使用するチャック爪５１の挟持動作の邪魔にならない最上位置（退避位置）へ退避させるように構成されている。以上説明した円筒カム５０、カムフォロア５７及び筒状ガイド部材５３等によってチャック爪切替機構５８が構成されている。
【００２８】
尚、円筒カム５０の中心位置には、挟持する部品に対するチャック爪５１の高さ位置を一定に保つための高さ規制部材６１が配置されている。これにより、チャック装置４０の下降動作時に高さ規制部材６１の下端が部品の上面に当接した後は、チャック装置４０の下降動作に応じて保持プレート部４１と外ケース４２が下降するだけで、その以外の部分の下降は、高さ規制部材６１によってチャック装置４０の上部のスプリング４５が圧縮されることで強制的に停止され、チャック爪５１の下降も強制的に停止される。
【００２９】
次に、使用する２個（１対）のチャック爪５１を挟持動作させる駆動機構６５の構成を図１０を用いて説明する。駆動機構６５は、エアーシリンダ４３を駆動源とし、エアーシリンダ４３のピストン４６の下面側部分の左右両側に２本の係合ピン６６が固定されている。シリンダケース４４の下面側部分の左右両側には、２個の回動レバー６７が２本の軸ピン６８を介して上下方向に回動可能に支持されている。各回動レバー６７の両側には、Ｕ字状の係合溝７１，７２が形成され、各回動レバー６７の内側の係合溝７１にピストン４６の係合ピン６６が摺動可能に係合されている。これにより、ピストン４６の上下動に応じて２個の回動レバー６７が２本の軸ピン６８を支点にして上下方向に回動するようになっている。
【００３０】
２個の回動レバー６７の外側の係合溝７２は、斜め下向き又は下向きに形成され、２個の回動レバー６７の係合溝７２に係合される２本の開閉レバー８０が円筒カム５０の直径方向両側に配置されている。各開閉レバー８０の上端に設けられた係合ピン７４が各回動レバー６７の外側の係合溝７２に摺動可能に係合され、各回動レバー６７の回動により２本の開閉レバー８０が円筒カム５０の直径方向に移動するようになっている。
【００３１】
円筒カム５０の直径方向両側には、各開閉レバー８０が出入りする切欠溝７５（図１５参照）が形成されている。両開閉レバー８０の開き時（両チャック爪５１の開き時）には、各回動レバー６７によって各開閉レバー８０の外側面が円筒カム５０の外周面とほぼ一致する位置に保持され、各開閉レバー８０の下部に形成されたカム溝７６が円筒カム５０のカム溝５２と連続するようになっている。両開閉レバー８０の閉じ時（両チャック爪５１の閉じ時）には、各回動レバー６７によって各開閉レバー８０が円筒カム５０の内側に移動するようになっている。
【００３２】
２個の開閉レバー８０は、２個の爪ホルダ５５のＵ字溝５６に嵌合可能となっており、２個の開閉レバー８０が２個の爪ホルダ５５のＵ字溝５６に嵌合した状態では、２個の開閉レバー８０が円筒カム５０の直径方向に移動することで、２個の爪ホルダ５５が円筒カム５０の直径方向に移動して、２個の爪ホルダ５５の下端に固定された２個のチャック爪５１が開閉動作して、２個のチャック爪５１で部品を挟持又は解放するようになっている。
【００３３】
尚、図１５に示すように、円筒カム５０の外周面の下部には、カム溝５２に達する導入溝７７が下方に貫通するように形成され、チャック装置４０の組立時に、カムフォロア５７を導入溝７７からカム溝５２に導入した後、導入溝７７に閉塞ピース７８を嵌め込んでねじ止め等により固定するようになっている（図１２参照）。
【００３４】
また、筒状ガイド部材５３には、チャック爪切替動作時に該筒状ガイド部材５３の回転をロックする６個のロック穴７９が６個のチャック爪５１と所定の位置関係で所定ピッチ（６０°ピッチ）で形成されている。更に、筒状ガイド部材５３の外周部の所定位置には、後述する切替初期化動作時に使用する回転ストッパ９０が設けられている。
【００３５】
一方、図１５乃至図１９に示すように、チャック装置４０を保持する装着ヘッド１４の所定位置には、使用するチャック爪５１を切り替える際に筒状ガイド部材５３の回転をロックする回転ロック部材８１と、この回転ロック部材８１を筒状ガイド部材５３の回転をロックするロック位置とそのロックを解除するロック解除位置とチャック爪５１の切替状態を一定の状態に戻す切替初期化位置との間で移動させるカムフォロア８７と、軸８５を介して回転ロック部材８１を移動可能に保持する回転ロック部材移動機構８２とが設けられている。
【００３６】
上下スライド部材９６下端部には、昇降部材８４を介してカムフォロア８７が取り付けられ、ボールねじ装置８３によって上下方向（Ｚ軸方向）に移動させるように構成されている。回転ロック部材８１の上部には、昇降部材８４の上下方向の変位を回動変位に変換するためのカム溝８６が形成され、昇降部材８４に固定されたカムフォロア８７が回転ロック部材８１のカム溝８６に嵌め込まれている。この構成により、ボールねじ装置８３の上下運動を回転ロック部材８１の回転運動に変換するようになっている。
【００３７】
これにより、図１７に示すように、ボールねじ装置８３により昇降部材８４とカムフォロア８７を上下動範囲の所定位置（この所定位置がロック解除位置となる）以下に下降させると、それに連動して回転ロック部材８１が軸８５を中心にして図１７の時計回り方向に回動して、回転ロック部材８１の下部に横向きに設けられたロックピン８８が筒状ガイド部材５３のロック穴７９から抜き出されて筒状ガイド部材５３の回転ロックが解除された状態となる。この状態で、装着ヘッド１４のＱ軸を回転させると、筒状ガイド部材５３が円筒カム５０と一緒に回転して、チャック爪５１が旋回するが、挟持動作に使用するチャック爪５１は切り替えられない。
【００３８】
また、図１８に示すように、ボールねじ装置８３により昇降部材８４とカムフォロア８７を上下動範囲の上限位置（この上限位置がロック位置となる）へ上昇させると、それに連動して回転ロック部材８１が軸８５を中心にして図１８の反時計回り方向に回動して、回転ロック部材８１のロックピン８８が筒状ガイド部材５３のロック穴７９に嵌まり込んで筒状ガイド部材５３の回転がロックされた状態となり、この状態で、装着ヘッド１４のＱ軸を回転させると、筒状ガイド部材５３の回転がロックされた状態で、その内側の円筒カム５０のみが回転して、挟持動作に使用するチャック爪５１の切替動作が行われる。
【００３９】
また、図１９に示すように、ボールねじ装置８３により昇降部材８４とカムフォロア８７をロック位置とロック解除位置の中間位置（この中間位置が切替初期化位置となる）へ移動させると、回転ロック部材８１のロックピン８８が筒状ガイド部材５３の外周の回転ストッパ９０の旋回領域内に進入した状態となり、この状態で、装着ヘッド１４のＱ軸を回転させて筒状ガイド部材５３を円筒カム５０と一緒に回転させると、やがて回転ストッパ９０がロックピン８８に突き当たって筒状ガイド部材５３の回転が停止させられた状態となり、その後も装着ヘッド１４のＱ軸の回転を継続すると、円筒カム５０のみが回転して、後述する切替初期化動作が行われる。
【００４０】
ところで、切替初期化動作時に、回転ロック部材８１のロックピン８８を移動させる切替初期化位置に既に筒状ガイド部材５３の回転ストッパ９０が存在すると、ロックピン８８が回転ストッパ９０と衝突して、切替初期化位置へ移動できず、切替初期化動作に失敗したり、ロックピン８８や回転ストッパ９０が損傷したりする可能性がある。
【００４１】
この対策として、本実施例では、回転ロック部材８１のロックピン８８を切替初期化位置へ移動させる前に、部品装着機１１に設置した透過型の光センサ８９（図１参照）によって、筒状ガイド部材５３の回転ストッパ９０が回転ロック部材８１のロックピン８８と衝突しない位置に存在することを確認してしてから回転ロック部材８１を切替初期化位置へ回動させるようにしている。具体的には、図２０に示すように、光センサ８９の光軸が回転ロック部材８１のロックピン８８から離れた位置で筒状ガイド部材５３の外周の回転ストッパ９０の旋回領域と重なるように光センサ８９を配置し、回転ロック部材８１のロックピン８８を切替初期化位置へ移動させる前に、装着ヘッド１４のＱ軸を回転させて筒状ガイド部材５３を回転させて回転ストッパ９０を旋回させ、図２０（ｂ）に示すように、筒状ガイド部材５３の回転ストッパ９０が光センサ８９の光軸を遮って、光センサ８９で回転ストッパ９０が検出された時点で、装着ヘッド１４のＱ軸の回転を停止させて筒状ガイド部材５３の回転を停止させる。これにより、筒状ガイド部材５３の回転ストッパ９０が回転ロック部材８１のロックピン８８から離れた位置に存在することを確認してしてから、回転ロック部材８１のロックピン８８を切替初期化位置へ移動させることで、回転ロック部材８１のロックピン８８が回転ストッパ９０に衝突しないようにしている。
【００４２】
図２２に示すように、部品装着機１１の制御装置９１は、コンピュータを主体として構成され、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置９２と、ＬＣＤ、ＥＬ、ＣＲＴ等の表示装置９３と、部品装着機１１を制御する各種制御プログラムや各種データを記憶する記憶装置９４等が接続されている。更に、制御装置９１には、部品撮像用カメラ２１やマーク撮像用カメラ２５で撮像した画像を処理する画像処理ユニット９５が内蔵されている。
【００４３】
制御装置９１は、部品装着機１１の稼働中に部品供給装置１２から供給される部品をチャック装置４０（又は吸着ノズル）で保持して回路基板に実装する動作を制御すると共に、チャック装置４０に組み付けられた３対のチャック爪５１の中から、挟持する部品の種類に応じて、使用するチャック爪５１をチャック爪切替機構５８により切り替えるチャック爪切替動作を次のように制御する。
【００４４】
装着ヘッド１４に保持したチャック装置４０のチャック爪５１の切替状態が不明の場合は、まず、図２０（ａ）に示すように、チャック装置４０を回転ストッパ９０の旋回領域が光センサ８９の光軸と重なる位置へ移動させて、装着ヘッド１４のＱ軸を回転させて筒状ガイド部材５３を回転させて回転ストッパ９０を旋回させ、図２０（ｂ）に示すように、回転ストッパ９０が光センサ８９の光軸を遮って、光センサ８９で回転ストッパ９０を検出した時点で、装着ヘッド１４のＱ軸の回転を停止させて筒状ガイド部材５３の回転を停止させる。これにより、筒状ガイド部材５３の回転ストッパ９０が回転ロック部材８１のロックピン８８に衝突しない位置に存在することを確認してしてから、回転ロック部材８１を切替初期化位置へ移動させる。
【００４５】
この後、図１９及び図２１に示すように、ボールねじ装置８３により昇降部材８４とカムフォロア８７を切替初期化位置へ移動させて、回転ロック部材８１のロックピン８８を筒状ガイド部材５３の外周の回転ストッパ９０の旋回領域内に進入させた状態にする。この後、装着ヘッド１４のＱ軸を３６０°以上の所定角度（３６０°＋α°）だけ回転させて、チャック装置４０を３６０°以上の所定角度（３６０°＋α°）だけ回転させる。この際、図２１（ｂ）に示すように、回転ストッパ９０がロックピン８８に突き当たるまでは、筒状ガイド部材５３が円筒カム５０と一緒に回転し、回転ストッパ９０がロックピン８８に突き当たった後は、図２１（ｃ）、（ｄ）に示すように、筒状ガイド部材５３の回転が停止させられて、筒状ガイド部材５３の内側の円筒カム５０のみが回転する。これにより、円筒カム５０が所定角度（３６０°＋α°）だけ回転したところで、回転方向を反転させて、図２１（ｅ）に示すように、装着ヘッド１４のＱ軸を一定角度（例えばα°）だけ逆転させて、筒状ガイド部材５３を円筒カム５０と一緒に一定角度（例えばα°）だけ逆転させて、回転ストッパ９０をロックピン８８から離して両者が干渉しない状態に戻す。
【００４６】
このような切替初期化動作により、筒状ガイド部材５３の回転角度と円筒カム５０の回転角度との関係を常に図２１（ｅ）に示す一定の状態に戻すことができるため、チャック爪５１の切替状態を常に一定の状態に戻すことができる。
【００４７】
この後、図１８に示すように、ボールねじ装置８３により昇降部材８４とカムフォロア８７をロック位置へ上昇させて、回転ロック部材８１のロックピン８８を筒状ガイド部材５３のロック穴７９に嵌まり込ませて筒状ガイド部材５３の回転をロックした状態にする。この状態で、装着ヘッド１４のＱ軸を回転させることで、チャック装置４０の円筒カム５０を回転させる。これにより、各爪ホルダ５５のカムフォロア５７がそれぞれ円筒カム５０のカム溝５２の上下動に応じて上下動して、各チャック爪５１がそれぞれ独立して上下動する。
【００４８】
この際、チャック装置４０の３対のチャック爪５１のうちのいずれか１対のチャック爪５１が最下位置に下降した状態から円筒カム５０を６０°回転させると、当該１対のチャック爪５１が最下位置から最上位置に上昇すると共に、その隣の１対のチャック爪５１が最下位置に下降する。従って、使用する１対のチャック爪５１が最下位置に下降するまで円筒カム５０を回転させる。
【００４９】
以上のようにして、チャック装置４０に組み付けられた３対のチャック爪５１の中から、挟持する部品の種類に応じて使用する１対のチャック爪５１を最下位置に下降させた後、図１７に示すように、ボールねじ装置８３により昇降部材８４とカムフォロア８７をロック解除位置以下に下降させて、回転ロック部材８１のロックピン８８を筒状ガイド部材５３のロック穴７９から抜き出して筒状ガイド部材５３の回転ロックを解除する。この状態で、装着ヘッド１４のＱ軸を回転させると、筒状ガイド部材５３が円筒カム５０と一緒に回転して、チャック爪５１が旋回するが、挟持動作に使用するチャック爪５１は切り替えられない。
【００５０】
尚、制御装置９１は、チャック爪切替動作開始前に既にチャック爪５１の切替状態が分かっている場合は、チャック爪５１の切替状態を確認する必要がないため、前述した切替初期化動作を省略して、直ちにチャック爪切替動作を開始する。
【００５１】
以上説明した本実施例では、１つのチャック装置４０に複数種類のチャック爪５１を設け、挟持する部品の種類に応じて使用するチャック爪５１をチャック爪切替機構５８により切り替えるようにしているため、１つのチャック装置４０で、サイズや形状の異なる複数種類の部品を挟持することができる。これにより、挟持する部品のサイズや形状に応じてチャック装置４０を交換する頻度を大幅に減少させて、生産性を向上させることができると共に、準備するチャック装置４０の種類数を大幅に減少させて、装置コストも減少させることができる。
【００５２】
しかも、本実施例では、チャック爪切替機構５８は、複数種類のチャック爪５１のうちの使用しないチャック爪５１を、使用するチャック爪５１の挟持動作の邪魔にならない退避位置へ上昇させるように構成しているため、複数種類のチャック爪５１を備えたチャック装置４０であっても、従来の１種類のチャック爪のみを備えたチャック装置と同様の動作が可能となり、制御が容易である。
【００５３】
更に、本実施例では、チャック爪切替機構５８を、円筒カム５０を用いて構成し、複数種類のチャック爪５１を円筒カム５０の周りに所定間隔で配置すると共に、各チャック爪５１にそれぞれ設けられたカムフォロア５７を円筒カム５０の外周面のカム溝５２に嵌め込み、円筒カム５０の外周側に、各チャック爪５１の上下動をガイドする筒状ガイド部材５３を同芯状に配置し、使用するチャック爪５１を切り替える際に筒状ガイド部材５３の回転をロックした状態で円筒カム５０を回転させることで各チャック爪５１をそれぞれ独立して上下動させるように構成したので、比較的簡単な構成で、各チャック爪５１をそれぞれ独立して上下動させて、使用するチャック爪５１を切り替えることができる。
【００５４】
ところで、本実施例のチャック装置４０は、使用するチャック爪５１を切り替える際に、筒状ガイド部材５３の回転をロックする必要がある。本出願人が先に出願したＰＣＴ／ＪＰ２０１３／０７７２５０の明細書に記載したチャック装置は、筒状ガイド部材の回転をロックする回転ロック部材を部品装着機内のチャック爪切替エリアに設け、使用するチャック爪を切り替える際に、装着ヘッドに保持したチャック装置を、該装着ヘッドの移動によりチャック爪切替エリアへ移動させて筒状ガイド部材の回転を回転ロック部材でロックするようにしている。しかし、この構成では、使用するチャック爪を切り替える際に、装着ヘッドに保持したチャック装置を、該装着ヘッドの移動により部品装着機内のチャック爪切替エリアへ移動させる必要があるため、チャック爪の切替動作に時間がかかり、その分、タクトが延びる欠点がある。
【００５５】
その点、本実施例では、装着ヘッド１４に回転ロック部材８１と回転ロック部材移動機構８２を設けているため、装着ヘッド１４に保持したチャック装置４０がどの様な位置にあっても、回転ロック部材移動機構８２により回転ロック部材８１をロック位置に移動させて筒状ガイド部材５３の回転をロックすることができる。このため、使用するチャック爪５１を切り替える際に、チャック装置４０を部品装着機１１内のチャック爪切替エリアへ移動させる必要がなく、チャック装置４０に挟持した部品を回路基板等に装着して部品供給位置へ戻る動作等、部品を挟持していないときであれば、いつでも他の動作と並行してチャック爪５１の切替動作を行うことができ、チャック爪５１の切替動作によりタクトが延びることを防止できる。
【００５６】
更に、本実施例では、筒状ガイド部材５３に、複数種類のチャック爪５１と所定の位置関係で複数のロック穴７９を形成し、複数種類のチャック爪５１のいずれのチャック爪５１が挟持動作位置に下降した状態になっていても、回転ロック部材８１をロック位置に移動させることで、回転ロック部材８１が複数のロック穴７９のいずれかに嵌まり込んで筒状ガイド部材５３の回転をロックするようにしたので、筒状ガイド部材５３の回転を回転ロック部材８１でロックする際に、筒状ガイド部材５３を回転させる必要がなく、筒状ガイド部材５３の回転を回転ロック部材８１で簡単にロックすることができる。
【００５７】
ところで、部品装着機１１の停止中等に、作業者が手で筒状ガイド部材５３を掴んで回転させると、チャック爪５１が切り替わってしまい、チャック爪５１の切替状態が不明になってしまう場合がある。
【００５８】
この対策として、回転ロック部材移動機構８２を、ロック位置とロック解除位置の他に、切替初期化動作によりチャック爪５１の切替状態を一定の状態に戻す切替初期化位置にも回転ロック部材８１を移動できるように構成し、筒状ガイド部材５３の外周部に、回転ストッパ９０を設け、回転ロック部材移動機構８２により回転ロック部材８１を切替初期化位置に移動させた状態で装着ヘッド１４のＱ軸を回転させて筒状ガイド部材５３を円筒カム５０と一緒に回転させて、その途中で回転ストッパ９０を回転ロック部材８１に突き当てて筒状ガイド部材５３の回転を停止させ、その後も装着ヘッド１４のＱ軸の回転を継続して円筒カム５０を一定の位置まで回転させることでチャック爪５１の切替状態を一定の状態に戻すようにしているため、切替初期化動作により筒状ガイド部材５３の回転角度と円筒カム５０の回転角度との関係を一定の状態に戻すことができて、チャック爪５１の切替状態を一定の状態に戻すことができる。
【００５９】
更に、本実施例では、部品装着機１１の装着ヘッド１４のエアー通路を通してチャック装置４０のエアーシリンダ４３にエアー圧を供給するようにしたので、部品装着機１１の既存のエアー回路を利用してチャック装置４０のチャック爪５１を挟持動作させることができる。但し、本発明は、チャック爪を挟持動作させる駆動源として電気アクチュエータ（モータ、ソレノイド等）を用いても良い。
【００６０】
また、本実施例では、装着ヘッド１４のＱ軸を回転させることでチャック装置４０の円筒カム５０を回転させて各チャック爪５１をそれぞれ独立して上下動させるようにしたので、部品装着機１１の装着ヘッド１４の既存のＱ軸を利用してチャック爪切替機構５８の切替動作を行わせることができる。但し、本発明は、チャック爪切替機構の駆動源として電気アクチュエータ（モータ、ソレノイド等）を用いても良い。
【００６１】
また、本実施例では、部品装着機１１の装着ヘッド１４に、２個のチャック装置４０を保持させるようにしたので、１つの装着ヘッド１４で２個のチャック装置４０のチャック爪切替動作を同時に行うことができ、２個のチャック装置４０のチャック爪切替動作を、チャック装置４０の１個分のチャック爪切替動作時間で能率良く行うことができる。
【００６２】
但し、本発明は、１つの装着ヘッド１４に３個以上のチャック装置４０を保持させるように構成しても良く、或は、１つの装着ヘッド１４に１個のチャック装置４０のみを保持させるように構成しても良いことは言うまでもない。
【００６３】
また、本発明は、回転ロック部材移動機構８２の駆動源としてボールねじ装置８３を用いたが、エアーシリンダ等の他のアクチュエータを用いても良い。
【００６４】
その他、本発明は、上記実施例の構成に限定されず、チャック爪切替機構の構成や、チャック爪を挟持動作させる駆動機構の構成や、回転ロック部材移動機構の構成を適宜変更したり、チャック装置に組み付けるチャック爪の数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もない。
【符号の説明】
【００６５】
１１…部品装着機、１２…部品供給装置、１３…コンベア、１４…装着ヘッド、１５…ＸＹ軸移動機構、１７…部品撮像用のカメラ、１８…マーク撮像用のカメラ、２１，２２…Ｚ軸モータ、２３，２４…Ｚ軸スライド、２５…Ｘ軸モータ、２６…Ｘ軸スライド機構、２７…Ｙ軸モータ、２８…Ｙ軸スライド機構、４０…チャック装置、４１…保持プレート部、４３…エアーシリンダ、４５…スプリング（第１の付勢手段）、４６…ピストン、４７…スプリング（第２の付勢手段）、４８…エアー圧導入孔、５０…円筒カム、５１…チャック爪、５２…カム溝、５３…筒状ガイド部材、５４…ガイド溝、５５…爪ホルダ、５７…カムフォロア、５８…チャック爪切替機構、６１…高さ規制部材、６５…駆動機構、６７…回動レバー、７２，７３…係合溝、７９…ロック穴、８０…開閉レバー、８１…回転ロック部材、８２…回転ロック部材移動機構、８３…ボールねじ装置、８４…昇降部材、８６…カム溝、８７…カムフォロア、８８…ロックピン、８９…光センサ、９０…回転ストッパ、９１…制御装置、９６…上下スライド部材
【図１】
2015181910.tif 000003
【図２】
2015181910.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2015181910.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2015181910.tif 000017
【図１６】
2015181910.tif 000018
【図１７】
2015181910.tif 000019
【図１８】
2015181910.tif 000020
【図１９】
2015181910.tif 000021
【図２０】
2015181910.tif 000022
【図２１】
2015181910.tif 000023
【図２２】
2015181910.tif 000024
【国際調査報告】
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2015181910.tif 000026
2015181910.tif 000027
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