(57)【要約】【課題】コンパクトに構成でき、かつツールの位置決め精度が高く、短いタクトタイムでツール交換ができるツール交換装置を提供する。【解決手段】ツール１の本体部２両側に、垂直な規制面６と水平な係合面７とを有する断面Ｌ字状の段部５ａ、５ｂを設け、交換用のツール１を載置して保持する保持部１１の一側に、一方の段部５ａの係合面７に対向しかつ端面１２ａが規制面６に当接する第１の係合突片１２を有する第１の係合部材１３を設け、保持部１１の他側に、中間部が他方の段部５ｂの係合面７に対向しかつ両側部の端面１４ａが段部５ｂの両側位置で本体部２の外周部に当接する第２の係合突片１４を有する第２の係合部材１５を設け、第１と第２の係合部材１３、１５を段部５ａ、５ｂに対する係合位置と退避位置との間で移動させるようにした。【選択図】        図２
2004188554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツールの本体部両側に、直径方向に対向しかつ互いに平行する垂直な規制面とその下端から径方向外方に向かう水平な係合面とを有する断面Ｌ字状の段部を設け、交換用のツールを載置して保持する保持部の一側に、一方の段部の係合面に対向しかつ端面が規制面に当接する第１の係合突片を有する第１の係合部材を設け、保持部の他側に、中間部が他方の段部の係合面に対向しかつ両側部の端面が段部の両側位置で本体部の外周部に当接する第２の係合突片を有する第２の係合部材を設け、第１と第２の係合部材を段部に対する係合位置と退避位置との間で移動させる移動手段を設けたことを特徴とするツール交換装置。
【請求項２】
移動手段は、第１と第２の係合部材をそれぞれ係合位置と退避位置との間で移動自在に支持する移動ガイドと、第１と第２の係合部材をそれぞれ係合位置に向けて移動付勢する付勢手段と、第１と第２の係合部材に設けられた係合ローラに係合可能な楔部材と、楔部材の移動手段とを備え、第１の係合部材の付勢手段の付勢力を第２の係合部材の付勢手段の付勢力よりも大きく設定したことを特徴とする請求項１記載のツール交換装置。
【請求項３】
平面形状略円形の本体部の上部にヘッドによる把持部を設け、下部に作用部を設けた電子部品実装装置におけるツールであって、本体部の両側に、直径方向に対向しかつ互いに平行する垂直な規制面とその下端から径方向外方に向かう水平な係合面とを有する断面Ｌ字状の段部を有する切欠を設けたことを特徴とするツール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品実装装置の部品取り出しヘッドや実装ヘッドなど、各種作業用のヘッドに装着されるツールを交換するためのツール交換装置とそのツールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装装置は、部品供給部で部品取り出しヘッドや実装ヘッドにて電子部品を保持し、実装ヘッドにて基板の所定位置に実装するように構成されるとともに、それらのヘッドには、電子部品を保持するツールが交換可能に装着され、電子部品の形状や大きさに応じてそれに適した吸着ノズルを有するツールと交換できるように成されている。また、このツール交換を能率的に行えるようにするため、ヘッドの移動可能範囲に各種ツールを保持したツール交換装置を配設し、その保持部に保持されている所要のツールと任意に交換できるように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
従来のこの種のツール交換装置の一例を、図８、図９を参照して説明すると、ツール４１は、図８に示すように、その本体部４２の上部にヘッドＨ（図９参照）により把持される把持部４３を有するとともに下部に吸着ノズルなどの作用部４４（図９参照）を有しており、このツール４１をヘッドＨとの間で着脱するために、本体部４２の直径方向両側に方形状の係合翼片４５が突設されている。
【０００４】
ツール交換装置５０は、図９に示すように、ツール４１の本体部４２を載置して保持する保持部５１が設けられ、この保持部５１に作用部４４を収容するとともにツール４１の位置決めをする嵌合凹部５２が形成され、保持部５１の両側に突出した係合翼片４５に上方から係合する係合部材５３が係合位置と退避位置との間で移動可能に設けられている。
【０００５】
そして、ヘッドＨに装着されたツール４１を交換するときには、保持部５１の空いた部分の直上にヘッドＨを位置決めし、その部分の係合部材５３を退避位置に移動させてヘッドＨを下降させ、ツール４１の作用部４４を嵌合凹部５２内に嵌合収容して本体部４２を保持部５１に載置し、係合部材５３を係合位置に移動させた後、ヘッドＨを上昇させることによりヘッドＨからツール４１を取り外し、次にヘッドＨを装着すべきツール４１の直上に位置決めして下降することで、ヘッドＨに把持部４３を把持させ、係合部材５３を退避位置に移動させた後、ヘッドＨを上昇させることでツール交換が終了する。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１９１２８８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなツール交換装置５０を備えた電子部品実装装置においては、そのツール４１の本体部４２の両側に大きく係合翼片４５が突設されているため、図１０に示すように、ツール４１を装着したヘッドＨにて電子部品Ｐを保持した後、ヘッドＨをその軸芯Ｃ１回りに回転させるとともにヘッドＨを任意の軸芯Ｃ２回りに旋回動作させるような場合に、ツール４１の本体部４２から突出している係合翼片４５の先端縁の回転半径Ｒ内に他の部材が存在すると干渉する恐れがあり、そのためヘッドＨの周囲に大きなスペースをあけて他の部材や各種装置を配設する必要があり、コンパクトな配置構成に支障を来すとともにツール交換装置５０自体の構成も大型化するという問題がある。
【０００８】
また、保持部５１におけるツール４１の位置決めを嵌合凹部５２に対する作用部４４の嵌合によって行っており、かつその嵌合隙間は比較的大きく設定しないと円滑に嵌合することができないため、ツール４１の位置決め精度を高くすることができず、そのため交換動作時に、ツール４１の位置認識を行いつつ動作を行う必要があり、その結果ツール交換のタクトタイムを短くすることができず、総合的な実装速度の高速化に支障を来すという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、ツールを装着したヘッドが任意の方向に回転する場合にもヘッド周囲の配置構成のコンパクト化を図ることができ、またツールの位置決め精度が高く、短いタクトタイムでツール交換ができるツール交換装置及びツールを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のツール交換装置は、ツールの本体部両側に、直径方向に対向しかつ互いに平行する垂直な規制面とその下端から径方向外方に向かう水平な係合面とを有する断面Ｌ字状の段部を設け、交換用のツールを載置して保持する保持部の一側に、一方の段部の係合面に対向しかつ端面が規制面に当接する第１の係合突片を有する第１の係合部材を設け、保持部の他側に、中間部が他方の段部の係合面に対向しかつ両側部の端面が段部の両側位置で本体部の外周部に当接する第２の係合突片を有する第２の係合部材を設け、第１と第２の係合部材を段部に対する係合位置と退避位置との間で移動させる移動手段を設けたものである。
【００１１】
このような構成によれば、ツールの本体部両側に断面Ｌ字状の段部を設けるだけで、本体部から突出する部分を設ける必要がないので、ツールを装着したヘッドが任意の方向に回転する場合でもヘッド周囲に大きな干渉回避空間を確保する必要がなく、配置構成のコンパクト化及びツール交換装置自体の小型化を図ることができ、またツールの位置決めが、第１の係合突片の端面と規制面との係合点と、第２の係合突片の両側部の端面と本体部の段部両側の外周部との一対の係合点の計３点でなされるため、ツールの位置決め精度が高く、ヘッドを位置決めした後直ちに下降して交換動作を行うことができ、ツール交換を短いタクトタイムでできる。
【００１２】
また、移動手段は、第１と第２の係合部材をそれぞれ係合位置と退避位置との間で移動自在に支持する移動ガイドと、第１と第２の係合部材をそれぞれ係合位置に向けて移動付勢する付勢手段と、第１と第２の係合部材に設けられた係合ローラに係合可能な楔部材と、楔部材の移動手段とを備え、第１の係合部材の付勢手段の付勢力を第２の係合部材の付勢手段の付勢力よりも大きく設定されたものとすると、第１の係合部材にてツールの位置決めの基準位置を設定し、第２の係合部材にてツールの位置規制を行うとともに、移動手段による楔部材の移動にて第１と第２の係合部材を係合位置と退避位置との間で移動させることができるため、高精度の位置決めを確保しながら簡単な構成にて係合・係合解除動作を行うことができる。
【００１３】
また、本発明のツールは、平面形状略円形の本体部の上部にヘッドによる把持部を設け、下部に作用部を設けた電子部品実装装置におけるツールであって、本体部の両側に、直径方向に対向しかつ互いに平行する垂直な規制面とその下端から径方向外方に向かう水平な係合面とを有する断面Ｌ字状の段部を有する切欠を設けたものであり、上記効果を奏することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のツール交換装置の一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
【００１５】
本実施形態のツール交換装置に用いるツール１は、図１及び図２（ａ）に示すように、平面形状略円形の本体部２の上部にヘッドによる把持部３が設けられ、下部に吸着ノズルなどの作用部４が設けられている。本体部２の両側に、直径方向に対向しかつ互いに平行する垂直な規制面６とその下端から径方向外方に向かう水平な係合面７とを有する断面Ｌ字状の段部５ａ、５ｂを有する切欠８ａ、８ｂが形成されている。
【００１６】
ツール交換装置１０は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、交換用のツール１を載置して保持する保持部１１の上面に、ツール１の作用部４を収容する収容凹部１６が形成され、本体部２が保持部１１の上面にて載置支持されるように構成されている。この保持部１１の一側に、一方の段部５ａの係合面７に対向しかつ端面１２ａが規制面６に当接する第１の係合突片１２を有する第１の係合部材１３が設けられ、保持部１１の他側に、中間部が他方の段部５ｂの係合面７に対向しかつ両側部の端面１４ａが段部５ｂの両側位置で本体部２の外周部に当接する第２の係合突片１４を有する第２の係合部材１５が設けられている。これら第１と第２の係合部材１３、１５は、実線で示すように段部５ａ、５ｂに対して係合した位置と、仮想線で示すように段部５ａ、５ｂから退避した位置との間で移動可能に構成されている。
【００１７】
このような構成によれば、ツール１の本体部２両側に断面Ｌ字状の段部５ａ、５ｂを設け、本体部２から突出する部分を設けていないので、ヘッドがツール１を装着した状態で任意の方向に回転する場合でもヘッド周囲に大きな干渉回避空間を確保する必要がなく、配置構成のコンパクト化を図ることができるとともに、ツール交換装置１０自体の小型化を図ることができる。
【００１８】
また、図２（ａ）に示すように、ツール１の位置決めが、第１の係合突片１２の端面１２ａと段部５ａの規制面６との係合点Ａと、第２の係合突片１４の両側部の端面１４ａと本体部２の段部５ｂの両側の外周部との一対の係合点Ｂ、Ｃの３点の係合点Ａ、Ｂ、Ｃでなされるため、ツール１を高い精度で位置決めすることができる。
【００１９】
また、ヘッドＨ（図４参照）に対するツール１の交換時には、交換すべきツール１を装着されたヘッドＨを、保持部１１の空いた部分の直上に位置決めし、その部分の第１及び第２の係合部材１３、１５を退避位置に移動させた後ヘッドＨを下降させ、ツール１の作用部４を収容凹部１６内に収容して本体部２を保持部１１の上面上に載置し、その後第１及び第２の係合部材１３、１５を係合位置に移動させ、次いでヘッドＨを上昇させることによりヘッドＨからツール１を取り外すことができ、次に、装着すべきツール１の直上にヘッドを位置決めして下降することで、ヘッドＨに把持部３を把持させ、第１及び第２の係合部材１３、１５を退避位置に移動させた後、ヘッドＨを上昇させることでツール交換が終了する。このツール交換時に、上記のようにツール１が高い精度で位置決めされているため、ヘッドＨをツール１の直上に位置決めした後直ちに下降させてツール１の交換動作を行うことができ、ツール交換を短いタクトタイムでできる。
【００２０】
次に、図３〜図７を参照して、２つのツール１を保持できるように構成したツール交換装置１０の具体的な構成例について説明する。なお、実際の電子部品実装装置のツール交換部においては、このツール交換装置１０が複数並列して配設され、多数のツール１と交換可能に構成される。
【００２１】
図３〜図７において、保持部１１は、平面視が長方形で断面略Ｔ字状のブロックにて構成され、支持ブラケット１７上に配設されている。保持部１１の上面には、長手方向に適当間隔あけてツール１の作用部４を収容するための２つの方形の収容凹部１６が形成され、ツール１の本体部２をその上面上に載置して保持するように構成されている。
【００２２】
第１の係合部材１３は、保持部１１に貫通形成された嵌合穴１８に嵌合されるとともに止めリング１９ａ、１９ｂにて固定されたリニア軸受２０にて移動自在に支持された一対の移動軸２１ａ、２１ｂの一端に止めねじ１３ａにて連結固定され、第２の係合部材１５も、同じく保持部１１に貫通形成された嵌合穴１８に嵌合されて止めリング１９ａ、１９ｂにて固定されたリニア軸受２０にて移動自在に支持された一対の移動軸２２ａ、２２ｂの他端に止めねじ１５ａにて連結固定されている。これら移動軸２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂは、図４に示すように、保持部１１の長手方向の一側に２１ａ、２２ａが、他側に２１ｂ、２２ｂがこの順に適当間隔あけて配置されている。
【００２３】
そして、移動軸２１ａ、２１ｂの他端に固定したリング２３とリニア軸受２０との間に第１の圧縮ばね２４が介装され、図７に示すように、第１の係合部材１３を実線で示す係合位置に向けて移動付勢するように構成されている。また、移動軸２２ａ、２２ｂの一端に固定したリング２５とリニア軸受２０との間に第２の圧縮ばね２６が介装され、図５に示すように、第２の係合部材１５を実線で示す係合位置に向けて移動付勢するように構成されている。第１の圧縮ばね２４のばね定数は、第２の圧縮ばね２６のばね定数より大きく設定され、第１の係合部材１３が基準位置を規制し、第２の係合部材１５がツール１の本体部２を基準位置に向けて規制するように構成されている。
【００２４】
保持部１１及び係合部材１３、１５の長手方向の中央位置で、図６に示すように、第１の係合部材１３と第２の係合部材１５にそれぞれ係合ローラ２７ａ、２７ｂが配設され、かつ上端にこれら係合ローラ２７ａ、２７ｂに係合可能な円錐状の楔部２９が形成された操作軸２８ａ、２８ｂが配設され、これら操作軸２８ａ、２８ｂを上方移動させると、楔部２９にて係合ローラ２７ａ、２７ｂが押圧され、第１と第２の係合部材１３、１５が第１と第２の圧縮ばね２４、２６の付勢力に抗して退避位置に移動するように構成されている。操作軸２８ａ、２８ｂは、支持ブラケット１７を貫通するとともにその貫通部に配設された軸受３０にて上下に移動自在に支持され、かつ移動手段３１（図４参照）にて上下駆動可能に構成されている。
【００２５】
以上の構成によれば、第１の係合部材１３にてツール１の本体部２の位置決めの基準位置を設定し、第２の係合部材１５にて本体部２の位置規制を行うとともに、移動手段３１にて上端に楔部２９を有する操作軸２８ａ、２８ｂを昇降動作させることで、第１の係合部材１３と第２の係合部材１５を係合位置と退避位置との間で移動させることができるため、高精度の位置決めを確保しながら簡単な構成にて係合・係合解除動作を行うことができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明のツール交換装置によれば、ツールの本体部両側に断面Ｌ字状の段部を設けるだけで、本体部から突出する部分を設ける必要がないので、ツールを装着したヘッドが任意の方向に回転する場合でもヘッド周囲に大きな干渉回避空間を確保する必要がなく、配置構成のコンパクト化を図ることができ、またツールの位置決めが、第１の係合突片の端面と規制面との係合点と、第２の係合突片の両側部の端面と本体部の段部両側の外周部の一対の係合点との３点でなされるため、ツールの位置決め精度が高く、ヘッドを位置決めした後直ちに下降して交換動作を行うことができ、ツール交換を短いタクトタイムでできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のツール交換装置の一実施形態で採用したツールの斜視図である。
【図２】同実施形態におけるツール交換装置の概略構成を示し、（ａ）は主としてツールを示す平面図、（ｂ）は縦断正面図である。
【図３】同実施形態における具体構成例の平面図である。
【図４】図３の正面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図７】図４のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図８】従来例のツールの斜視図である。
【図９】従来例のツール交換装置の概略構成を示す縦断正面図である。
【図１０】従来例における問題点の説明図である。
【符号の説明】
１  ツール
２  本体部
３  把持部
４  作用部
５ａ、５ｂ  段部
６  規制面
７  係合面
８ａ、８ｂ  切欠
１０  ツール交換装置
１１  保持部
１２  第１の係合突片
１２ａ  端面
１３  第１の係合部材
１４  第２の係合突片
１４ａ  両側部の端面
１５  第２の係合部材
２０  リニア軸受
２１ａ、２１ｂ  移動軸
２２ａ、２２ｂ  移動軸
２４  第１の圧縮ばね
２６  第２の圧縮ばね
２７ａ、２７ｂ  係合ローラ
２９  楔部
３１  移動手段
【図１】
2004188554.tif 000003
【図２】
2004188554.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】
2004188554.tif 000009
【図８】
2004188554.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2004188554.tif 000012