(57)【要約】【課題】ロータリー型作業ヘッドを備えて且つヘッド支持部の構成が軽量小型な電子部品搭載装置を提供する。【解決手段】ヘッド支持部４は、対向する同一位置に切り欠き部２７ａ、２７ｂを形成された二枚の輪状板２５ａ、２５ｂと、待機状態の時、切り欠き部２７ａ、２７ｂに嵌入配置される二枚の板部材２８ａ、２８ｂとで形成される上下１対の円輪内に配置されて一体に円周回転する６個の作業ヘッド１２ａ〜１２ｆを備え、上下の板部材２８ａ、２８ｂは、その間に停止した作業ヘッドのベアリング２６を挟持する。モータ３１が順逆いずれかに回転すると歯付き駆動プーリ３２とベルト張設用歯付きプーリ３３間に張設されたベルト３０が順逆いずれかに回転し、ベルト３０にＺ軸駆動部材２９を介して固定されている板部材２８ａ、２８ｂがベアリング２６を介して対応する作業ヘッド１２を挟持し、ベルト３０の回転に応じて上下いずれかに昇降し、作業ヘッド１２を上下させる。【選択図】  図４
2005026429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド支持部にロータリー型作業ヘッドを備えた電子部品搭載装置であって、
前記ヘッド支持部において円周部に回転自在に配置された複数の作業ヘッドをそれぞれ上下駆動するための前記複数の作業ヘッドの数よりも少ない数の駆動源を備えたことを特徴とする電子部品搭載装置。
【請求項２】
前記円周部は、上下に対向配置され同一位置の一部にそれぞれ切り欠き部を有する二枚の輪状板で構成され、
前記作業ヘッドは、鉛直軸に直角に突設されたベアリングを備え、該ベアリングを、前記円周部の二枚の輪状板で回転自在に挟持されて構成され、
前記駆動源は、前記円周部の二枚の輪状板の切り欠き部に対応する上下二枚の板部材からなり１個のモータで上下駆動されるベアリング挟持部を備えて、該ベアリング挟持部により所望の前記作業ヘッドの前記ベアリングを挟持するように構成される、
ことを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
【請求項３】
前記駆動源は、前記モータに備えられた駆動プーリと、ベルト張設プーリと、該ベルト張設プーリと前記モータの駆動プーリとの間に掛け渡されたベルトと、該ベルトに固定された前記ベアリング挟持部とを備えて構成されることを特徴とする請求項２記載の電子部品搭載装置。
【請求項４】
前記駆動源は、１個である、ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の電子部品搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一つの駆動源で複数の搭載ヘッドを上下駆動する電子部品搭載装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリント基板にＩＣ、トランジスタ、コンデンサ、抵抗等の電子部品を自動的に搭載したり、搭載された部品をプリント基板に半田づけする電子部品搭載装置が知られている。
【０００３】
そのような電子部品搭載装置は、Ｘ軸方向（左右方向）とＹ軸方向（前後の奥行き方向）に移動可能なヘッド支持部と、このヘッド支持部に支持されＺ軸方向（上下方向）に移動可能でθ軸方向（３６０度方向）に回転可能な作業ヘッドを有している。つまり、Ｘ、Ｙ、Ｚ、及びθ方向に変位自在な作業ヘッドを備えており、その作業ヘッドの先端に着脱自在に装着されるノズルで電子部品を吸着する。
【０００４】
電子部品をプリント基板に搭載する際には、作業ヘッドを部品供給装置の上方に移動させ、部品供給装置に収容されている電子部品をノズルで吸着し、作業ヘッドをプリント基板の所望の部品搭載位置まで移動させて、ノズルに吸着している電子部品をプリント基板に実装する。
【０００５】
上述したような従来の電子部品搭載装置は、例えば、ロータリー型の作業ヘッドを備えた電子部品搭載装置では、円周に沿って回転する複数の作業ヘッドのそれぞれにＺ方向駆動源としてのモータを設け、上下の移動には複数の作業ヘッドをそれぞれの駆動源で個々に駆動する方式を採っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の上下駆動方式では、電子部品搭載装置の搭載タクトの向上を図るために一つのヘッド支持部に配設する作業ヘッドの数を増やした場合、その上下駆動源も同様に増やす必要がある。そうすると、駆動源を増やした分だけそれらの配設空間も必要となり、またヘッド支持部の重量も増加する。
【０００７】
また、周辺装置が増加した分製造コストが上昇することは勿論ながら、ヘッド支持部の構成が大型化するだけでなく、重量が増加した分Ｘ方向とＹ方向への移動駆動系の強度を強化する必要があり、全体として本体装置の大型化を招くことになり、この点からも更なる製造コストの上昇が避けられない。
【０００８】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、ロータリー型作業ヘッドを備えて且つヘッド支持部の構成が軽量小型な電子部品搭載装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下に、本発明に係わる電子部品搭載装置の構成を述べる。
本発明の電子部品搭載装置は、ヘッド支持部にロータリー型作業ヘッドを備えた電子部品搭載装置であって、上記ヘッド支持部において円周部に回転自在に配置された複数の作業ヘッドをそれぞれ上下駆動するための上記複数の作業ヘッドの数よりも少ない数の駆動源を備えて構成される。
【００１０】
この電子部品搭載装置においては、例えば請求項２記載のように、上記円周部は、上下に対向配置され同一位置の一部にそれぞれ切り欠き部を有する二枚の輪状板で構成され、上記作業ヘッドは、鉛直軸に直角に突設されたベアリングを備え、該ベアリングを、上記円周部の二枚の輪状板で回転自在に挟持されて構成され、上記駆動源は、上記円周部の二枚の輪状板の切り欠き部に対応する上下二枚の板部材からなり１個のモータで上下駆動されるベアリング挟持部を備えて、該ベアリング挟持部により所望の上記作業ヘッドの上記ベアリングを挟持するように構成される。
【００１１】
また、上記駆動源は、例えば請求項３記載のように、上記モータに備えられた駆動プーリと、ベルト張設プーリと、該ベルト張設プーリと上記モータの駆動プーリとの間に掛け渡されたベルトと、該ベルトに固定された上記ベアリング挟持部とを備えて構成され、また、例えば請求項４記載のように、１個である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）  は、一実施の形態における電子部品搭載装置の内部構造を示す図であり、同図（ｂ）  は、そのヘッド支持部の主要な構成部分の拡大図である。同図（ａ）  に示すように、電子部品搭載装置１は、プリント基板の搬送を案内するための案内レール２及び３を備えている。これら案内レール２及び３には、図には見えないが、同図（ａ）  の左方向から挿入されたプリント基板を所定の位置まで搬送し、電子部品の搭載が終了したときプリント基板を右方向に搬送するベルト搬送機構が設けられている。
【００１３】
同図（ａ）  の左方向から挿入されたプリント基板は、ベルト搬送機構により所定の位置まで搬送され、不図示の位置決め部により位置固定され、電子部品の搭載が終了した段階で位置決め部による固定が解除され、ベルト搬送機構により次段の工程を実行する装置へと搬送される。
【００１４】
電子部品搭載装置１は、Ｘ軸及びＹ軸方向に移動可能な４個のヘッド支持部４〜７を備えている。ヘッド支持部４及び５は、それぞれ平行に配置されている２個のＸ軸駆動部９に移動自在に懸架され、Ｘ軸駆動部９はＹ軸駆動部８の内部のボールネジ８ａ及び８ｂにそれぞれ不図示のボールナットで係合している。
【００１５】
ボールネジ８ａ及び８ｂが図１（ａ）  では見えないＹ軸モータにより駆動されることにより、Ｘ軸駆動部９がＹ軸駆動部８の長手方向に沿ってＹ軸方向に移動する。そのＸ軸駆動部９のＸ軸駆動モータの順逆の回転によって、ヘッド支持部４及び５は、Ｘ軸駆動部９に沿ってＸ軸方向に移動する。
【００１６】
ヘッド支持部６及び７も、ヘッド支持部４及び５と同様に、Ｙ軸駆動部１０とＸ軸駆動部１１によりＹ軸及びＸ軸方向に移動可能となっている。すなわちヘッド支持部４〜７は、Ｘ軸駆動部９又は１１及びＹ軸駆動部８又は１０を介して、Ｘ軸方向とＹ軸方向に移動可能となっている。
【００１７】
同図（ｂ）  の拡大図に示すように、上述した各ヘッド支持部４〜７は、それぞれ６個の作業ヘッド１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ）を備えている。これら作業ヘッド１２は、それぞれその先端部に電子部品を吸着するためのノズル（後述する図４参照）を着脱可能に取り付けられ、それぞれＸＹ平面で３６０°の回転が可能であり、更に、本発明のＺ軸駆動機構１３によりＺ軸方向（図の鉛直方向）に昇降可能に構成されている。尚、Ｚ軸駆動機構１３と作業ヘッド１２の動作について詳しくは後述する。
【００１８】
図１（ａ）  に示す電子部品搭載装置１において、部品供給ステージ１４及び１５には、電子部品を収容したテープを捲着したリールカートリッジ等からなるテープ式部品供給装置が多数装着される。
カメラと照明装置等からなる撮影部１６は、作業ヘッド１２のノズルに吸着された電子部品を下方から撮影する。その撮影された電子部品を映像を、後述する制御部が画像認識し、その画像認識結果に基づいて作業ヘッド１２の回転角を制御して電子部品の向きを修正する。
【００１９】
なお、図１には示していないが、電子部品搭載装置１には、交換用の複数のノズルが配置されているノズルチェンジャーが設けられており、作業ヘッドは、ノズルチェンジャーの上方まで移動して、プリント基板に実装する電子部品の形状に適合したノズルを選択的に交換する。
【００２０】
図２は、電子部品搭載装置１のシステム回路の主要部を示す図である。Ｙ軸モータ部１７は、ヘッド支持部４〜７をそれぞれＹ軸方向に移動させるモータの駆動部であり、モータはＹ軸駆動部８及び１０に複数個設けられている。
Ｘ軸モータ部１８は、ヘッド支持部４〜７をＸ軸方向に移動させるモータの駆動部であり、モータはＸ軸駆動部９及び１１に複数個設けられている。
【００２１】
Ｚ軸モータ部１９は、ヘッド支持部４〜７に取り付けられた６個の作業ヘッド１２を個別にＺ軸方向に昇降させるためのモータの駆動部であり、モータは各ヘッド支持部４〜７に１個設けられている。
回転モータ部２０は、上記のＺ軸モータ部１９と共にヘッド支持部４〜７の６個の作業ヘッド１２対する駆動系１３を構成し、円周回転用モータの駆動部と、個別回転用モータの駆動部からなる。円周回転用モータは、所望の作業ヘッド１２をＺ軸モータ１９によりＺ軸方向へ昇降させる位置決めのために、６個の作業ヘッド１２を６個一体にＸＹ平面で円周部を回転させるモータである。また、個別回転用モータは、個々の作業ヘッド１２を独立にＸＹ平面で回転させて作業ヘッド１２の回転角を個別に制御するモータであり、前述した電子部品の画像認識による角度の補正は個別回転用モータの回転によって行われる。
【００２２】
図３（ａ）  は、図１（ｂ）  に示した作業ヘッド１２ａ〜１２ｆの先端部分をノズルと共に示す側面図であり、図３（ｂ）  は、作業ヘッド１２ａ〜１２ｆを下方向（プリント基板の電子部品搭載面側）から見た図である。
作業ヘッド１２ａ〜１２ｆの先端部には、それぞれノズル２３（２３ａ、２３ｂ、・・・、２３ｆ）が取り付けられている。ノズル２３ａは、作業ヘッド１２ａのノズル保持部２４により着脱可能に保持されている。他のノズル２３ｂ〜２３ｆについても同様である。
【００２３】
作業ヘッド１２ａ〜１２ｆは、図２に示した回転モータ部２０で説明した円周回転用モータによって、全体を所定角度、例えば１２０°回転させたとき、隣り合う２個の作業ヘッド１２の中心軸を結ぶ線が、部品供給装置の部品の配列方向と平行となるように配置されている。そして、隣接する２個の作業ヘッド１２のノズル２３のピッチが部品供給装置の部品の配列ピッチと一致するように配置されている。
【００２４】
すなわち、図３（ｂ）  において、ノズル２３ａと２３ｂの中心軸のピッチ、ノズル２３ｂと２３ｃの中心軸のピッチ、ノズル２３ｃと２３ｄの中心軸のピッチ、ノズル２３ｄと２３ｅの中心軸のピッチ、ノズル２３ｅと２３ｆの中心軸のピッチ、及びノズル２３ｆと２３ａの中心軸のピッチが、部品供給装置の部品の配列ピッチと一致するように配置されている。
【００２５】
図４は、ヘッド支持部の作業ヘッドのＺ軸方向の駆動機構を説明するための図であり、図１（ｂ）  を更に拡大して示している。図４に示すように、ヘッド支持部４には、上下に対向配置された二枚の輪状板２５（２５ａ、２５ｂ）で構成された円周部が設けられている（尚、図では上下二枚の輪状板２５を、それらの陰に隠れる部分の構成を示すため部分的に透視的に示している）。
【００２６】
６個の作業ヘッド１２（１２ａ〜１２ｆ）は、二枚の輪状板２５の円輪内に配置され、それぞれ上端部近傍において鉛直軸に直角に突設されたベアリング２６を備え、そのベアリング２６を二枚の輪状板２５の間に回転自在に挟持され、全体としてロータリー型作業ヘッドを構成している。
【００２７】
これら６個のロータリー型の作業ヘッド１２は、図２に示した回転モータ部２０の図４には図示を省略している円周回転用モータによって、６個一体に円周回転する。
上記円周部を構成する二枚の輪状板２５は、対向配置された同一位置の一部にそれぞれ切り欠き部２７（２７ａ、２７ｂ）を形成されている。この円周部の二枚の輪状板２５の切り欠き部２７に対応した形状の上下二枚の板部材２８（２８ａ、２８ｂ）が、待機状態のとき、上下の切り欠き部２７にそれぞれ嵌入して配置される。
【００２８】
これにより、Ｚ軸駆動機構１３が待機状態のときは、二枚の輪状板２５ａ及び２５ｂの切り欠き部２７ａ及び２７ｂにそれぞれ嵌入する二枚の板部材２８ａ及び２８ｂにより、円周部が完全な上下１対の円輪を形成し、その２つの円輪の間に、６個の作業ヘッド１２がベアリング２６を支持されて６個一体に円周回転する。
【００２９】
上記二枚の板部材２８は、Ｚ軸駆動部材２９に固定され、Ｚ軸駆動部材２９はベルト３０に固定されている。ベルト３０は歯付きベルトであり、モータ３１の回転軸先端に取り付けられた歯付き駆動プーリ３２と、ベルト張設用歯付きプーリ３３との間に掛け渡されて張設されている。
【００３０】
図２の制御部２２は、６個の作業ヘッド１２が、円周回転用モータによって６個一体に円周回転し、１個又は２個の所望の作業ヘッド１２（図４に示す例では作業ヘッド１２ｄの１個のみ）が二枚の板部材２８間に位置したとき、円周回転を停止させる。
【００３１】
続いて、制御部２２は、モータ３１を順逆いずれか所望の回転方向に回転させる。これにより、歯付き駆動プーリ３２に駆動されてベルト３０が順逆いずれか所望の回転方向に回転する。そして、このベルト３０の順逆いずれかの回転に応じて、ベルト３０に固定されて保持されているＺ軸駆動部材２９が上下いずれか所望の方向に昇降する。
【００３２】
これにより、Ｚ軸駆動部材２９に固定されている二枚の板部材２８が、それらの間に停止しているベアリング２６を挟持して上下いずれか所望の方向に昇降する。すなわち、当該ベアリング２６を有する作業ヘッド１２が上下いずれか所望の方向に昇降する。
【００３３】
このように、本例によれば、６個の作業ヘッド１２を、所望の１個又は２個ごとに、ただ１個の駆動源（図４の例ではモータ３１、歯付き駆動プーリ３２、ベルト張設用歯付きプーリ３３、ベルト３０、Ｚ軸駆動部材２９、二枚の板部材２８からなる１組の駆動源）でＺ軸方向の駆動を行うことができる。
【００３４】
尚、円周部を大きく設定し、輪状板２５の切り欠き部２７及びこれらに対応する二枚の板部材２８の大きさを適宜に設定することにより３個以上の作業ヘッド１２を同時に挟持して昇降させるようにしてもよい。この場合、ロータリー型作業ヘッドを形成する作業ヘッドの数は６個と限る必要はなく、設計上可能な数であれば７個以上何個でもよい。また場合によっては５個以下でもよい。
【００３５】
また、作業ヘッドの数が多く、ロータリーも大型になる場合には、Ｚ軸駆動機構を１個と限ることなく、複数個のＺ軸駆動機構を用いるようにしてもよい。いずれもしても、ロータリー型を形成する全作業ヘッドの数よりも少ない数のＺ軸駆動機構で、所望の全ての作業ヘッドをＺ軸方向へ駆動することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ロータリー型に配置された複数の作業ヘッドを、その複数の作業ヘッドの全数よりも少ない数のＺ軸駆動機構で所望の全ての作業ヘッドをＺ軸方向へ駆動することができるので、ロータリー型の構成であるにも拘わらずヘッド支持部の構成が軽量小型な電子部品搭載装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）  は一実施の形態における電子部品搭載装置の内部構造を示す図、（ｂ）  はそのヘッド支持部の主要な構成部分の拡大図である。
【図２】一実施の形態における電子部品搭載装置のシステム回路の主要部を示す図である。
【図３】（ａ）  は作業ヘッドの先端部分をノズルと共に示す側面図、（ｂ）  はその下方向（プリント基板の電子部品搭載面側）から見た図である。
【図４】ヘッド支持部の作業ヘッドのＺ軸方向の駆動機構を説明するための図であり図１（ｂ）  の更なる拡大図である。
【符号の説明】
１    電子部品搭載装置
２、３  案内レール
４、５、６、７  ヘッド支持部
８、１０  Ｙ軸駆動部
９、１１  Ｘ軸駆動部
１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ）  作業ヘッド
１３  Ｚ軸駆動機構
１４、１５  部品供給ステージ
１６  撮影部
１７  Ｙ軸モータ
１８  Ｘ軸モータ
１９  Ｚ軸モータ
２０  回転モータ
２１  撮影部
２２  制御部
２３（２３ａ、２３ｂ、・・・、２３ｆ）  ノズル
２４  ノズル保持部
２５（２５ａ、２５ｂ）  輪状板
２６  ベアリング
２７（２７ａ、２７ｂ）  切り欠き部
２８（２８ａ、２８ｂ）  板部材
２９  Ｚ軸駆動部材
３０  ベルト
３１  モータ
３２  歯付き駆動プーリ
３３  ベルト張設用歯付きプーリ
【図１】
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【図２】
2005026429.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005026429.tif 000006