(57)【要約】【課題】  部品装着の大幅な高速化を図るとともに、ヘッドの構成を小型で簡素のままに、吸着ノズル交換のための動作時間を最小限にしてタクトアップを図る。【解決手段】  部品供給部３５にて供給される電子部品を吸着ノズルに吸着して回路基板１５に装着させる部品移載ヘッド３７を設ける。部品移載ヘッド３７を、それぞれリボルバ型サブヘッド６７を備えた第１ヘッドユニット及び第２ヘッドユニットから構成する。リボルバ型サブヘッド６７に、吸着ノズルを装着するノズルユニットを円弧状に設け、部品供給部３５における部品供給位置３３の配列方向に沿う軸線を中心として回転可能に支持する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数配列された該部品供給位置からそれぞれ部品を供給する部品供給部と、該部品供給部から供給される部品を吸着ノズルに吸着保持する複数のノズルユニットを有する部品移載ヘッドとを備え、該部品移載ヘッドを基板上の装着位置に相対移動させて、前記吸着保持された部品を基板上に装着する部品装着装置であって、
前記部品移載ヘッドが、前記吸着ノズルをサブヘッド回転軸を中心とする円周状に該吸着ノズルの部品吸着側を前記円周の外側に向けて前記複数のノズルユニットを配置したサブヘッドと、該サブヘッドを前記回転軸回りに回転駆動する回転駆動手段と、を有するヘッドユニットを複数具備し、
前記サブヘッドが、前記ヘッドユニット内に前記サブヘッド回転軸を前記部品供給部の部品供給位置の配列方向に沿う方向にして配置されていることを特徴とする部品装着装置。
【請求項２】
前記部品移載ヘッドが、前記サブヘッド間の吸着ノズルの間隔を、前記部品供給部における前記部品供給位置の隣接間隔の整数倍となる距離で前記ヘッドユニットに設置されていることを特徴とする請求項１記載の部品装着装置。
【請求項３】
前記各サブヘッドに装着される前記吸着ノズルが、前記サブヘッド毎に異なるサイズの吸着ノズルであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の部品装着装置。
【請求項４】
前記ヘッドユニットが、前記部品移載ヘッドに対して着脱自在に装着されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の部品装着装置。
【請求項５】
前記ヘッドユニットが、前記サブヘッドの前記吸着ノズルに吸着保持した部品の姿勢を検出する撮像部を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の部品装着装置。
【請求項６】
前記撮像部が、前記サブヘッドの上端に位置した吸着ノズルに吸着保持された部品を撮像することを特徴とする請求項５記載の部品装着装置。
【請求項７】
前記ノズルユニットのそれぞれに設けられ、前記ノズルユニットの吸着ノズルを回転駆動するノズル回転駆動手段と、
前記ノズル回転駆動手段への回転駆動指令を、前記サブヘッドの下端位置及び前記サブヘッド上端位置における前記サブヘッド回転方向手前側の所定回転角内でそれぞれ出力するノズル回転制御手段とを備えたことを特徴とする請求項６記載の部品装着装置。
【請求項８】
前記ノズル回転制御手段が、前記サブヘッドの上端側の吸着ノズルに対して、前記基板への装着方向が予め設定された方向となるように前記吸着ノズルに吸着保持された部品を回転させる回転駆動指令を出力し、前記サブヘッドの下端側の吸着ノズルに対して、前記撮像部による撮像結果に基づいて前記吸着保持された部品の吸着姿勢を補正する回転駆動指令を出力することを特徴とする請求項７記載の部品装着装置。
【請求項９】
前記ヘッドユニットが、前記円周状に前記吸着ノズルを配置したノズルユニットに対峙する環状のカム溝を備え、該カム溝の下部が分断されて昇降自在とされる一方、
前記サブヘッドの各ノズルユニットが、前記ヘッドユニットに固設された環状のカム溝に係合するカムフォロアをそれぞれ備え、
前記部品供給部から前記吸着ノズルに部品を吸着保持する場合と前記吸着ノズルに吸着保持された部品を前記基板上に装着する場合に、前記サブヘッドの下端に位置したノズルユニットのカムフォロアに係合する前記分断されたカム溝の下部を昇降動作させるノズル昇降手段を具備したことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項記載の部品装着装置。
【請求項１０】
前記ヘッドユニットが、該ヘッドユニットの識別情報を含む情報記憶部をそれぞれ備えていることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項記載の部品装着装置。
【請求項１１】
前記情報記憶部が情報の書き換えが可能なメモリタグであり、
前記部品移載ヘッドが前記メモリタグに対する情報の読み書きを行うタグ読み書き部を備えたことを特徴とする請求項１０記載の部品装着装置。
【請求項１２】
前記メモリタグが、無線通信により情報の読み書きを行う無線タグであることを特徴とする請求項１１記載の部品装着装置。
【請求項１３】
前記メモリタグに記憶される前記ヘッドユニットの識別情報が、吸着ノズルとノズルユニットとの相対位置の情報を有するキャリブレーションデータを含むことを特徴とする請求項１１又は請求項１２記載の部品装着装置。
【請求項１４】
前記メモリタグに記憶される前記ヘッドユニットの識別情報が、部品装着動作の稼動時間データを含むことを特徴とする請求項１１〜請求項１３のいずれか１項記載の部品装着装置。
【請求項１５】
前記メモリタグに記憶される前記ヘッドユニットの識別情報が、前記ヘッドユニットの構成部品を識別する部品種データを含むことを特徴とする請求項１１〜請求項１４のいずれか１項記載の部品装着装置。
【請求項１６】
前記ノズルユニットが、下端に細径部を有するとともに上端に太径部を有し、中段に前記細径部より太くかつ太径部より細い支持部を有して中央に吸排孔を設けた第１ノズルと、前記第１ノズルの支持部の外周に上下方向へ摺動可能に支持され該第１ホルダと同心状に配設された第２ノズルと、を有し、
前記第１ノズルは、前記支持部の外周の上下方向に異なる位置に上方ロック部と下方ロック部とを有し、
前記第２ノズルは、前記第１ノズルの支持部に対面する内周側に前記２つのロック部のいずれかと係合する係合部を有し、
前記第２ノズルが、前記係合部と前記上方ロック部とが係合する上方位置にある場合に、前記第１ノズルによる吸引動作により前記第２ノズルによる部品吸着動作を行い、前記第２ノズルが、前記係合部と前記下方ロック部とが係合する下方位置にある場合に、前記第２ノズルによる部品吸着を無効にして前記第１ノズルだけで部品吸着を行うように構成したことを特徴とする請求項１〜請求項１５のいずれか１項記載の部品装着装置。
【請求項１７】
前記第２ノズルが下方位置にあるとき、該第２ノズルの下端面が前記第１ノズルの下端面より下方に位置し、前記第１ノズルと前記第２ノズルとの間に吸着用空間が画成されることを特徴とする請求項１６記載の部品装着装置。
【請求項１８】
前記第２ノズルが、該第２ノズルの外周にフランジ部を備え、前記ヘッドユニットに設けたフランジ固定手段により前記フランジ部を固定したまま、前記第１ノズルを昇降動作させることで前記第１ノズルに対する相対位置を変更することを特徴とする請求項１６又は請求項１７記載の部品装着装置。
【請求項１９】
前記フランジ部が上下一対のフランジからなり、前記フランジ固定手段が、前記一対のフランジ間にストッパを挿入することを特徴とする請求項１８記載の部品装着装置。
【請求項２０】
前記サブヘッドが、前記複数のノズルユニットそれぞれに、前記吸着ノズルによる部品吸着を行う負圧源と、部品吸着を解除するための正圧源に選択的に接続されるバルブ機構を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項１９のいずれか１項記載の部品装着装置。
【請求項２１】
前記バルブ機構が、圧力差に応じて流路切り替え用のスプールを移動させ、前記吸着バルブへ接続される前記負圧源及び前記正圧源からの流路を変更するエアオペレートバルブにより構成されていることを特徴とする請求項２０記載の部品装着装置。
【請求項２２】
前記サブヘッドが、前記複数のノズルユニットと該ノズルユニットのそれぞれに対応する複数の前記バルブ機構とが支持されたフランジ部に中空の軸部が接続されてなるノズル固定用回転部材を備え、
前記回転駆動手段が、前記ノズル固定用回転部材の軸部の外周に配置されて、この軸部を回転駆動することを特徴とする請求項２０又は請求項２１記載の部品装着装置。
【請求項２３】
前記サブヘッドが前記ノズルユニット及び前記バルブ機構を制御する制御回路基板を搭載し、
前記ノズル固定用回転部材の軸部の内側空間に、前記制御回路基板からスリップリングを介して取り出した信号線を敷設するとともに、前記ノズル機構への吸気通路を形成したことを特徴とする請求項２２記載の部品装着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品等の部品を基板上に装着する部品装着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のめざましい電子技術の進歩により、電子部品の形状や大きさが多種多様となり、極めて微細なチップ部品から大型部品までを組み合わせて、目的の電子回路を構成することが多くなっている。そのための部品装着装置には、高速性及び高信頼性が一層強く求められてきている。
従来、電子部品等の部品を回路基板等の基板上に装着する部品装着装置として、部品を吸着保持する吸着ユニットを複数個備え、部品の同時吸着等を行う装着ヘッドを備えたもの等、種々の形態のものが提案され実用に供されている。このような装着ヘッドとしては、例えば、図４０に示すような、吸着ノズル１を装着するノズルユニット２を一列或いは多列状に配列した横列型の部品移載ヘッド３（特許文献１参照）や、円環状にノズルユニットを配置したロータリー型の部品装着ヘッド等が多く採用されている。
【０００３】
横列型の部品移載ヘッド３では、各種の吸着ノズルが格納されたノズルホルダ５から各ノズルユニット２に異なるサイズの吸着ノズルを取り付けることで、微小サイズのチップ部品から、大型のＩＣ部品までを自動的に基板上へ装着可能にしている。また、ロータリー型の部品装着ヘッドでは、部品吸着から部品装着までの動作が回転軌道内で行われ、高速な部品装着を可能にしている。
また、ロータリー型の部品装着ヘッドと同様に、図４１に示すように、複数の吸着ノズル１を放射状に配置した部品移載ヘッド７を回転させて、所望の吸着ノズル１に切り替える構成（特許文献３参照）や、複数の吸着ノズルを円弧状に配置したリボルバ型の部品移載ヘッドの構成も知られている（特許文献４参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１９１２８８号公報
【特許文献２】特開２０００−３６６９６
【特許文献３】米国特許明細書  第４８７５２８５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の横列型の部品移載ヘッド３では、基板上で部品移載ヘッド３を移動させるためのＸＹロボットが、一軸に対して１つの部品移載ヘッド３が移動自在に取り付けられているのみの、所謂、１ビーム１ヘッドの構成であった。そのため、部品移載ヘッド３に取り付ける吸着ノズルの種類（大小）を、大型の吸着ノズルとすると、小型の吸着ノズルを取り付けるノズルユニットが必要数確保できなくなる等の制約を生じさせていた。その結果、部品装着装置は実質的に、チップ装着機或いは異形部品装着機のどちらかの専用機となってしまい、生産形態に対応した素早い機種切り換えに対応することが困難であった。
【０００６】
また、部品移載ヘッドのノズルユニットを交換自在な構成にした場合は、各ノズルユニットの交換時や電源投入時等に、部品移載ヘッド３の各部（認識カメラ、ノズル等）の相対位置を検出して初期調整を行うキャリブレーションを実施している。このため、機種切り換えを頻繁に行うときにはキャリブレーションをその都度行う必要があり、生産ロスが発生することとなる。さらに、部品移載ヘッド３自体を交換すると、各ノズルユニットの使用頻度の管理が不能となり、メンテナンスのタイミングが分からなくなる等の問題があった。
【０００７】
また、基板に装着しようとする部品の種類に応じて、吸着ノズル１の種類を選択する必要があるが、このノズル交換の作業には、特許文献１記載の構成では、部品移載ヘッド３がノズルホルダ５の位置に移動して、吸着ノズル１の脱着やノズルホルダ５内における入れ換えを行うこととなり、時間ロスが発生してしまう。また、特許文献２記載の構成では、部品移載ヘッド７の構造自体に回転動作のためのギア機構が必要となり、部品移載ヘッド７が複雑化してコストアップを招くばかりか、大型化のため高速駆動に不利となる。
【０００８】
ここで、複数の吸着ノズルを円弧状に設けた特許文献３記載のリボルバ型の部品移載ヘッドでは、各吸着ノズルに吸着した複数の電子部品を基板へ順次装着することができるが、さらなる装着の高速化に対応することが困難となる。つまり、サイズ等の大きく異なる電子部品を基板上へ装着するためには、その度に部品移載ヘッドを交換しなければならず、作業効率の向上を図ることができなかった。
また、このヘッドには、吸着ノズルに吸着保持された電子部品の吸着姿勢を検出するカメラが設けられている。このカメラを用いて、部品の向きを所定方向に回転させてから（例えば９０゜回転や１８０゜回転等）基板へ装着する場合、カメラによる吸着姿勢の確認後に部品の回転を行うため、この回転動作による部品の位置ずれが生じることがある。この部品の位置ずれは、回転動作の回転中心と吸着ノズルの中心軸との位置ずれ等の機構的な寸法誤差や、経時的な温度変化等の環境条件の変化に伴う誤差等によって発生する。これにより、正確な部品装着が行えないことがあった。
【０００９】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、その目的は次の点にある。
（１）チップ部品、異形部品等の異種部品に対する装着が同時に対応可能で、且つ高速な部品装着を可能とし、いかなる生産形態にも高速且つ高効率で対応可能にすること。
（２）部品移載ヘッドの構成を小型で簡素のままに、吸着ノズル交換のための動作時間を最小限にしてタクトアップを図ること。
（３）吸着ノズルを交換する必要のある機種切り替え時であっても、短時間で正確な交換作業が行えるようにすること。
（４）部品供給部から吸着ノズルに吸着保持した部品を基板上に装着するまでの部品装着動作の円滑化を図ること。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は下記構成により達成される。
（１）複数配列された該部品供給位置からそれぞれ部品を供給する部品供給部と、該部品供給部から供給される部品を吸着ノズルに吸着保持する複数のノズルユニットを有する部品移載ヘッドとを備え、該部品移載ヘッドを基板上の装着位置に相対移動させて、前記吸着保持された部品を基板上に装着する部品装着装置であって、前記部品移載ヘッドが、前記吸着ノズルをサブヘッド回転軸を中心とする円周状に該吸着ノズルの部品吸着側を前記円周の外側に向けて前記複数のノズルユニットを配置したサブヘッドと、該サブヘッドを前記回転軸回りに回転駆動する回転駆動手段と、を有するヘッドユニットを複数具備し、前記サブヘッドが、前記ヘッドユニット内に前記サブヘッド回転軸を前記部品供給部の部品供給位置の配列方向に沿う方向にして配置されていることを特徴とする部品装着装置。
【００１１】
この部品装着装置によれば、吸着ノズルが円周状に装着された回転可能なサブヘッドを有するヘッドユニットを複数備えたので、これら複数の吸着ノズルを用いて部品装着を行うことで、部品装着動作の大幅な高速化を図ることができる。また、これら複数のサブヘッドに異なる種類の吸着ノズルが装着可能であるため、生産する基板の機種変更時であっても吸着ノズル交換のための動作時間を最小限にしてタクトアップが図れ、円滑に機種変更に対応することができる。さらに、サブヘッドがサブヘッド回転軸を部品供給位置の配列方向に沿う方向に配置しているため、サブヘッドを複数備えた構成としても部品移載ヘッドを小型で簡素のままにでき、高速駆動を可能にできる。
【００１２】
（２）前記部品移載ヘッドが、前記サブヘッド間の吸着ノズルの間隔を、前記部品供給部における前記部品供給位置の隣接間隔の整数倍となる距離で前記ヘッドユニットに設置されていることを特徴とする（１）記載の部品装着装置。
【００１３】
この部品装着装置によれば、サブヘッド間の吸着ノズルの間隔を部品供給位置の隣接間隔の整数倍とすることで、部品供給部から吸着ノズルに部品を吸着する際に、各サブヘッドの吸着ノズルに同時に部品吸着が行え、部品吸着動作の所要時間を短縮できる。
【００１４】
（３）前記各サブヘッドに装着される前記吸着ノズルが、前記サブヘッド毎に異なるサイズの吸着ノズルであることを特徴とする（１）又は（２）記載の部品装着装置。
【００１５】
この部品装着装置によれば、サブヘッド毎に異なるサイズの吸着ノズルが装着されることで、サブヘッド毎に小型の吸着ノズル、大型の吸着ノズルをそれぞれ装着して使用することができる。これにより、各サブヘッドをチップ部品装着用のサブヘッド、異形部品装着用のサブヘッド等として、適宜組み合わせて使用することができ、種々の生産形態に効率良く対応することができる。
【００１６】
ｓ
（４）前記ヘッドユニットが、前記部品移載ヘッドに対して着脱自在に装着されることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項記載の部品装着装置。
【００１７】
この部品装着装置によれば、ヘッドユニットが部品移載ヘッドに対して着脱自在であることにより、生産形態に即したサブヘッドが取り付けられたヘッドユニットを部品移載ヘッドに付け替えることが容易にでき、生産性が向上する。
【００１８】
（５）前記ヘッドユニットが、前記サブヘッドの前記吸着ノズルに吸着保持した部品の姿勢を検出する撮像部を備えたことを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項記載の部品装着装置。
【００１９】
この部品装着装置によれば、ヘッドユニットに撮像部を設けることで、サブヘッドの吸着ノズルに吸着保持された部品をヘッドユニット側で撮像できるので、装着前の部品に対する部品認識処理をサブヘッドの部品装着位置以外の位置で実施できる。これにより、部品認識処理に要する時間を最小限に抑えることができ、タクトアップが図られる。
【００２０】
（６）前記撮像部が、前記サブヘッドの上端に位置した吸着ノズルに吸着保持された部品を撮像することを特徴とする（５）記載の部品装着装置。
【００２１】
この部品装着装置によれば、撮像部がサブヘッドの上端に位置する部品を撮像することで、撮像部のコンパクトにヘッドユニットに収めることができる。
（７）前記ノズルユニットのそれぞれに設けられ、前記ノズルユニットの吸着ノズルを回転駆動するノズル回転駆動手段と、前記ノズル回転駆動手段への回転駆動指令を、前記サブヘッドの下端位置及び前記サブヘッド上端位置における前記サブヘッド回転方向手前側の所定回転角内でそれぞれ出力するノズル回転制御手段とを備えたことを特徴とする（６）記載の部品装着装置。
【００２２】
この部品装着装置によれば、サブヘッドの下端位置と上端位置の回転方向手前側の所定回転角内だけで吸着ノズルの回転駆動指令を出力するので、サブヘッドに備わる全ての吸着ノズルに対する回転駆動用の信号線を配線する必要がなくなり、サブヘッドの構成を簡略化できる。
【００２３】
（８）前記ノズル回転制御手段が、前記サブヘッドの上端側の吸着ノズルに対して、前記基板への装着方向が予め設定された方向となるように前記吸着ノズルに吸着保持された部品を回転させる回転駆動指令を出力し、前記サブヘッドの下端側の吸着ノズルに対して、前記撮像部による撮像結果に基づいて前記吸着保持された部品の吸着姿勢を補正する回転駆動指令を出力することを特徴とする（７）記載の部品装着装置。
【００２４】
この部品装着装置によれば、サブヘッドの上端側で吸着保持された部品を予め所定の方向に回転させた状態で、撮像部により吸着姿勢を撮像して、この撮像結果に基づいて吸着姿勢の補正を行うため、回転による誤差成分の影響を受けることがなくなる。従って、部品を所定の方向に回転させる前に撮像して吸着姿勢を補正する場合と比較して、高精度な吸着姿勢の補正処理が行える。
【００２５】
（９）前記ヘッドユニットが、前記円周状に前記吸着ノズルを配置したノズルユニットに対峙する環状のカム溝を備え、該カム溝の下部が分断されて昇降自在とされる一方、前記サブヘッドの各ノズルユニットが、前記ヘッドユニットに固設された環状のカム溝に係合するカムフォロアをそれぞれ備え、前記部品供給部から前記吸着ノズルに部品を吸着保持する場合と前記吸着ノズルに吸着保持された部品を前記基板上に装着する場合に、前記サブヘッドの下端に位置したノズルユニットのカムフォロアに係合する前記分断されたカム溝の下部を昇降動作させるノズル昇降手段を具備したことを特徴とする（１）〜（８）のいずれか１項記載の部品装着装置。
【００２６】
この部品装着装置によれば、サブヘッドが回転することでノズルユニットのカムフォロアが環状のカム溝内を移動する。そして、分断されたカム溝の下部がノズル昇降手段により昇降駆動されると、この昇降動作に従動してサブヘッド下端のノズルユニットが昇降動作する。
【００２７】
（１０）前記ヘッドユニットが、該ヘッドユニットの識別情報を含む情報記憶部をそれぞれ備えていることを特徴とする（１）〜（９）のいずれか１項記載の部品装着装置。
【００２８】
この部品装着装置によれば、ヘッドユニットが情報記憶部を備えることで、ヘッドユニットに関連する情報がヘッドユニット毎に記憶可能となり、例えば、生産に必要とされる諸情報を情報記憶部から簡単にして得ることで、生産性を向上させることができる。
【００２９】
（１１）前記情報記憶部が情報の書き換えが可能なメモリタグであり、前記部品移載ヘッドが前記メモリタグに対する情報の読み書きを行うタグ読み書き部を備えたことを特徴とする（１０）記載の部品装着装置。
【００３０】
この部品装着装置によれば、ヘッドユニットが部品移載ヘッドに取り付けられると、タグ読み書き部が情報記憶部に対して情報の入出力が可能となる。
【００３１】
（１２）前記メモリタグが、無線通信により情報の読み書きを行う無線タグであることを特徴とする（１１）記載の部品装着装置。
【００３２】
この部品装着装置によれば、メモリタグが無線タグであることで、メモリタグとタグ読み書き部と間の結線が不要となり、非接触で情報の入出力が可能となって構成が簡略化される。
【００３３】
（１３）前記メモリタグに記憶される前記ヘッドユニットの識別情報が、吸着ノズルとノズルユニットとの相対位置の情報を有するキャリブレーションデータを含むことを特徴とする（１１）又は（１２）記載の部品装着装置。
【００３４】
この部品装着装置によれば、メモリタグに記憶される識別情報にキャリブレーションデータが含まれることで、このキャリブレーションデータを読み込むことにより、部品移載ヘッドへのヘッドユニットの取り付けの度にキャリブレーションを実行する必要がなくなり、生産開始までの時間を短縮できる。
【００３５】
（１４）前記メモリタグに記憶される前記ヘッドユニットの識別情報が、部品装着動作の稼動時間データを含むことを特徴とする（１１）〜（１３）のいずれか１項記載の部品装着装置。
【００３６】
この部品装着装置によれば、メモリタグに記憶される識別情報に稼動時間データが含まれることで、ヘッドユニットを交換しても、そのヘッドユニットの使用頻度を正確に把握することができ、メンテナンス等の管理作業を容易にできる。
【００３７】
（１５）前記メモリタグに記憶される前記ヘッドユニットの識別情報が、前記ヘッドユニットの構成部品を識別する部品種データを含むことを特徴とする（１１）〜（１４）のいずれか１項記載の部品装着装置。
【００３８】
この部品装着装置によれば、メモリタグに記憶される識別情報に部品種データが含まれることで、仮にヘッドユニットに故障が生じた場合でも、交換を要する部品を即座に特定して作業者等に報知することができる。
【００３９】
（１６）前記ノズルユニットが、下端に細径部を有するとともに上端に太径部を有し、中段に前記細径部より太くかつ太径部より細い支持部を有して中央に吸排孔を設けた第１ノズルと、前記第１ノズルの支持部の外周に上下方向へ摺動可能に支持され該第１ホルダと同心状に配設された第２ノズルと、を有し、前記第１ノズルは、前記支持部の外周の上下方向に異なる位置に上方ロック部と下方ロック部とを有し、前記第２ノズルは、前記第１ノズルの支持部に対面する内周側に前記２つのロック部のいずれかと係合する係合部を有し、前記第２ノズルが、前記係合部と前記上方ロック部とが係合する上方位置にある場合に、前記第１ノズルによる吸引動作により前記第２ノズルによる部品吸着動作を行い、前記第２ノズルが、前記係合部と前記下方ロック部とが係合する下方位置にある場合に、前記第２ノズルによる部品吸着を無効にして前記第１ノズルだけで部品吸着を行うように構成したことを特徴とする（１）〜（１５）のいずれか１項記載の部品装着装置。
【００４０】
この部品装着装置によれば、第１ノズルと第２ノズルとの相対位置の変化により、部品吸着のためのノズル先端の状態を変化させて、吸着ノズル自体の交換を要せずに比較的小さな部品と比較的大きな部品といった吸着対象の切り替えが簡単に行える。
【００４１】
（１７）前記第２ノズルが下方位置にあるとき、該第２ノズルの下端面が前記第１ノズルの下端面より下方に位置し、前記第１ノズルと前記第２ノズルとの間に吸着用空間が画成されることを特徴とする（１６）記載の部品装着装置。
【００４２】
この部品装着装置によれば、第２ノズルが下方位置にあるときに吸着用空間が画成されて、部品吸着に寄与する吸引面積が増加し、その結果、比較的大きな部品が吸着可能となる。
【００４３】
（１８）前記第２ノズルが、該第２ノズルの外周にフランジ部を備え、前記ヘッドユニットに設けたフランジ固定手段により前記フランジ部を固定したまま、前記第１ノズルを昇降動作させることで前記第１ノズルに対する相対位置を変更することを特徴とする（１６）又は（１７）記載の部品装着装置。
【００４４】
この部品装着装置によれば、フランジ固定手段により第２ノズルのフランジ部を固定し、この状態で第１ノズルを昇降動作させることで、第２ノズルの第１ノズルに対する相対位置が変更される。
【００４５】
（１９）前記フランジ部が上下一対のフランジからなり、前記フランジ固定手段が、前記一対のフランジ間にストッパを挿入することを特徴とする（１８）記載の部品装着装置。
【００４６】
この部品装着装置によれば、第２ノズルを上方位置と下方位置とのいずれの方向に移動させる場合にも、一対のフランジ間にストッパを挿入することで簡単に行える。
【００４７】
（２０）前記サブヘッドが、前記複数のノズルユニットそれぞれに、前記吸着ノズルによる部品の吸着保持を行う負圧源と、前記部品の吸着保持を解除する正圧源に選択的に接続されるバルブ機構を備えたことを特徴とする（１）〜（１９）のいずれか１項記載の部品装着装置。
【００４８】
この部品装着装置によれば、バルブ機構の動作により、サブヘッドの吸着ノズルに部品を吸着保持させたり、部品の吸着保持を解除させることができる。
【００４９】
（２１）前記バルブ機構が、圧力差に応じて流路切り替え用のスプールを移動させ、前記吸着バルブへ接続される前記負圧源及び前記正圧源からの流路を変更するエアオペレートバルブにより構成されていることを特徴とする（２０）記載の部品装着装置。
【００５０】
この部品装着装置によれば、スプールを圧力に応じて動作させるエアオペレートバルブを用いるので、省スペース化に優れた構成にできる。
【００５１】
（２２）前記サブヘッドが、前記複数のノズルユニットと該ノズルユニットのそれぞれに対応する複数の前記バルブ機構とが支持されたフランジ部に中空の軸部が接続されてなるノズル固定用回転部材を備え、前記回転駆動手段が、前記ノズル固定用回転部材の軸部の外周に配置されて、この軸部を回転駆動することを特徴とする（２０）又は（２１）記載の部品装着装置。
【００５２】
この部品装着装置によれば、ノズル固定用回転部材のフランジ部にノズルユニットとバルブ機構を支持し、軸部の外周に回転駆動手段を配設することにより、サブヘッドの回転機構を薄型にできる。
【００５３】
（２３）前記サブヘッドが前記ノズルユニット及び前記バルブ機構を制御する制御回路基板を搭載し、前記ノズル固定用回転部材の軸部の内側空間に、前記制御回路基板からスリップリングを介して取り出した信号線を敷設するとともに、前記ノズル機構への吸気通路を形成したことを特徴とする（２２）記載の部品装着装置。
【００５４】
この部品装着装置によれば、ノズル固定用回転部材の軸部の内側空間を有効利用して、信号線を敷設するとともに吸気通路を形成することで、サブヘッドの回転機構を一層小型化できる。
【発明の効果】
【００５５】
本発明の部品装着装置は、部品移載ヘッドが複数のヘッドユニットを具備し、このヘッドユニットが、吸着ノズルをサブヘッド回転軸を中心とする円周状に該吸着ノズルの部品吸着側を前記円周の外側に向けて複数のノズルユニットを配置したサブヘッドと、このサブヘッドをサブヘッド回転軸回りに回転駆動する回転駆動手段とを有し、さらにこのサブヘッドを、ヘッドユニット内にサブヘッド回転軸を部品供給部の部品供給位置の配列方向に沿う方向に配置した構成としている。このため、サブヘッド毎に異なる種類の吸着ノズルを取り付けることで、チップ部品、異形部品等の異種部品に対する装着が同時に対応可能で、且つ高速な部品装着を可能とし、いかなる生産形態にも高速且つ高効率で対応可能にすることができる。また、部品移載ヘッドの構成を小型で簡素のままに、吸着ノズル交換のための動作時間を最小限にしてタクトアップを図ることができる。さらに、吸着ノズルを交換する必要のある機種切り替え時であっても、短時間で正確な交換作業が行えるようにすることができる。そしてさらに、部品供給部から吸着ノズルに吸着保持した部品を基板上に装着するまでの部品装着動作の円滑化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、本発明に係る部品装着装置の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る部品装着装置の概略構成を示す平面図、図２は部品装着装置における部品移載ヘッドの動きを説明する平面図である。
部品装着装置１００は、基台１１と、この基台１１上に複数（図では一例として２つ）の部品装着ステージ１３ａ，１３ｂを備えている。基台１１は、その中央に、回路基板１５を所定位置に支持する基板固定部１７を備えており、この基板固定部１７は、回路基板１５を所定の部品装着動作位置（図１に示す部品装着装置の略中央）に搬入して位置決めする基板搬送部１９を有する。基板搬送部１９は、一対のプーリ２１ａ，２１ｂの間に巻回された搬送ベルト２３を有する固定側搬送レール２４ａと、この固定側搬送レール２４ａに対してレール間幅を可変に平行移動自在に配置された可動側搬送レール２４ｂとを有する。各搬送レール２４ａ，２４ｂの搬送ベルト２３を駆動することで、基台１１の側部に設けられたローダ２５から送り込まれる回路基板１５を、この搬送ベルト２３に載置させて搬送し、回路基板１５を基板固定部１７の所定位置へ搬入する。
【００５７】
部品装着ステージ１３ａ，１３ｂは、それぞれ略同一の機能を有しており、基台１１上に対称的に配置されている。以下、部品装着ステージ１３ａを主に説明することにする。部品装着ステージ１３ａは、主に、電子部品を連続的に供給するパーツフィーダ３１等が複数取り付けられて多品種の電子部品を部品供給位置３３において吸着可能にする部品供給部３５を備えている。
また、部品装着ステージ１３は、部品供給部３５の所定の部品供給位置３３で電子部品を保持してこの電子部品を回路基板１５に装着する部品移載ヘッド３７を備えている。この部品移載ヘッド３７は、ＸＹロボット３９に支持されており、このＸＹロボット３９は、部品移載ヘッド３７を、図１中のＸＹ方向へ移動させて部品供給位置３３や回路基板１５の上方に移動させる。
【００５８】
ＸＹロボット３９は、基台１１の両側部のシャフト４１に支持されたＸ軸ビーム４３を有し、このＸ軸ビーム４３に部品移載ヘッド３７が、Ｘ方向へ移動可能に支持されている。Ｘ軸ビーム４３は、シャフト４１に沿ってＹ方向へ移動可能とされており、シャフト４１と平行に設けられたボールネジシャフト４５がＹ軸移動用モータ４７によって回転されることにより、Ｙ軸方向へ移動される。
【００５９】
基台１１上には、部品供給部３５と基板固定部１７との間に、ノズルチェンジユニット４９、部品認識部５１、及び廃棄トレイ５２が配設されている。ノズルチェンジユニット４９は、部品移載ヘッド３７に装着させる各種部品装着用の吸着ノズル６５を保持したもので、部品移載ヘッド３７は、このノズルチェンジユニット４９により、吸着ノズル６５の交換を行うことができる。なお、このノズルチェンジユニット４９には、生産形態に応じて大きさや種類の異なる各種吸着ノズル６５を備えたものが設置される。また、部品認識部５１は、ラインセンサ等からなる光学センサを備え、部品移載ヘッド３７の吸着ノズル６５が吸着している電子部品の姿勢（部品位置や回転角度等）を認識する。廃棄トレイ５２には、部品移載ヘッド３７の吸着ノズル６５が吸着している電子部品に種類の誤りや不具合がある際に、その電子部品が廃棄される。
【００６０】
上記構成の部品移載ヘッド３７は、図２（ａ）〜（ｃ）にその動作を示すように、部品供給位置３３で電子部品を吸着すると（図２（ａ））、ＸＹロボット３９によって部品認識部５１上を水平に移動されて、吸着している電子部品のＸＹ方向の位置及び回転方向（θ方向）の位置から姿勢が認識され（図２（ｂ））、その後、基板固定部１７に支持されている回路基板１５上へ移動され、回路基板１５への電子部品の装着を行う（図２（ｃ））。
【００６１】
次に、部品移載ヘッド３７について説明する。
図３は部品移載ヘッドの外観斜視図、図４は部品移載ヘッドを構成するヘッドユニットの斜視図、図５は吸着ノズルが取り付けられたリボルバ型サブヘッドの要部拡大斜視図、図６はヘッドユニットの一部分解斜視図、図７はヘッドユニットの一側部側から視た側面図、図８はヘッドユニットの他側部側から視た側面図、図９は撮像部の構造を説明する要部断面図である。
【００６２】
図３に示すように、部品移載ヘッド３７は、第１ヘッドユニット６１及び第２ヘッドユニット６３を着脱自在に備えている。各ヘッドユニット６１，６３は、左右対称の構造で並設された略同一機能のユニットである。そのため、ここでは、第１ヘッドユニット６１の構造を例にとり説明する。
【００６３】
第１ヘッドユニット６１は、図３及び図４に示すように、複数の吸着ノズル６５を、サブヘッド回転中心であるＲ軸回りに回転可能に配置したリボルバ型のサブヘッド６７と、このサブヘッド６７を回転駆動する回転駆動手段としてのサブヘッド回転モータ６９と、サブヘッド６７の下端位置の吸着ノズル６５を下降動作させるノズル昇降手段としての押し下げ機構７１と、サブヘッド６７の上端位置の吸着ノズル６５に吸着された電子部品を撮像する撮像部７３とを有する。
そして、これらリボルバ型サブヘッド６７、サブヘッド回転モータ６９、押し下げ機構７１及び撮像部７３は、縦断面視でＬ字状となるヘッドユニット外枠７５に組み付けられている。
【００６４】
リボルバ型のサブヘッド６７は、図５に示すように、吸着ノズル６５をサブヘッド回転軸であるＲ軸を中心とする円周上に、この吸着ノズル６５の部品吸着側を円周の外側に向けて複数（本実施形態では一例として８個）のノズルユニット７７を配置している。このように、周方向へ間隔をあけて放射状に配置された複数のノズルユニット７７が備えられ、これらノズルユニット７７は、詳細は後述するノズル固定用回転部材としての円盤形状のフランジ部７８に取り付けられている。
これらノズルユニット７７は、その先端部に吸着ノズル６５のチャック機構７９を有し、このチャック機構７９により、電子部品を吸着させて保持する吸着ノズル６５を着脱自在に保持している。
ノズルユニット７７は、その基端部側に、中心軸であるθ軸を中心として吸着ノズル６５を回動させるノズル回転駆動手段としてのθ軸モータ８１を備えており、一方の側面（図５では手前側の側面）には、カムフォロア８３が突出して設けてある。そして、これらノズルユニット７７は、フランジ部７８に固定されたガイドレール８０に、サブヘッド６７の径方向へ移動可能に支持されている。
【００６５】
ノズルユニット７７のカムフォロア８３が突出されたサブヘッド６７の一側面側には、図４に示すように、押し下げ機構７１の一構成部材である回転案内板８５が配設されている。この回転案内板８５は、ユニット外枠７５に固定されている。回転案内板８５を図４の裏側から見た状態を表す図６に示すように、この回転案内板８５には、サブヘッド６７側に、円環状のカム溝８７を有する円筒カム部材８８を備えている。
カム溝８７には、サブヘッド６７の各ノズルユニット７７に設けられたカムフォロア８３が転動可能に配置されており、サブヘッド６７がＲ軸を中心として回転することにより、カムフォロア８３がカム溝８７内を案内されつつ移動する。
【００６６】
回転案内板８５は、その下部に、上下方向へ移動可能な昇降カム部材８９を備えている。この昇降カム部材８９は、サブヘッド６７側に、カム溝８７の一部を構成する昇降カム溝９１を有している。そして、この昇降カム部材８９は、図７及び図８に示すように、昇降カム溝９１が、実線で示される上方位置でカム溝８７の一部として他の部分と連続され、二点鎖線で示される下方位置でカム溝８７の他の部分と分断される。
【００６７】
これにより、サブヘッド６７の下端に位置するノズルユニット７７のカムフォロア８３が昇降カム溝９１内に配置された状態にて、昇降カム部材８９が下方へ移動することにより、カムフォロア８３が下方へ移動され、そのノズルユニット７７がカムフォロア８３とともに下方へ向かって移動され、吸着ノズル６５による部品供給部３５からの電子部品の受け取りあるいは回路基板１５への電子部品の装着等が行われる。
【００６８】
上記の昇降カム部材８９には、図７に示すように、サブヘッド６７と反対側に突出する係合ピン９３が設けられている。この係合ピン９３には、中間部が回転案内板８５に回動可能に連結されたノズル昇降駆動アーム９５の一端部に形成された切り欠き部９７が係合されている。
ノズル昇降駆動アーム９５は、他端部にも切り欠き部１０１が形成されており、この切り欠き部１０１には、回転案内板８５の一側部にて上下方向へ移動可能に支持された昇降用ロッド１０３の下端に設けられたロッド下端ピン１０５が係合されている。
昇降用ロッド１０３は、図４に示すように、その上端部が、連結アーム１０７に連結されている。この連結アーム１０７は、サブヘッド６７の上方に設けられたノズル昇降用モータ１０９の回転軸に固定されている。
【００６９】
そして、ノズル昇降用モータ１０９が駆動されて連結アーム１０７が回動されると、その回動によって昇降用ロッド１０３が上下に移動する。これにより、ノズル昇降駆動アーム９５が、回転案内板８５との連結支点９６を中心として回動し、昇降カム部材８９が昇降され、これに伴い、サブヘッド６７の下端に位置されたノズルユニット７７が昇降駆動される。
【００７０】
図４及び図９に示すように、サブヘッド６７の上部には、照明部１１１が設けられている。この照明部１１１は、側方照明用ＬＥＤ群１１３及び上方照明用ＬＥＤ群１１５を有している。これら側方照明用ＬＥＤ群１１３及び上方照明用ＬＥＤ群１１５は、それぞれ周方向に配置された複数の発光源（例えばＬＥＤ）からなるもので、側方照明用ＬＥＤ群１１３は、側方から中心に向かってＬＥＤの光を照射し、上方照明用ＬＥＤ群１１５は、斜め上方から下方中心に向かってＬＥＤの光を照射する。
【００７１】
これにより、サブヘッド６７の上端位置のノズルユニット７７の吸着ノズル６５に吸着された電子部品が、照明部１１１の直下に配置され、この照明部１１１の側方照明用ＬＥＤ群１１３及び上方照明用ＬＥＤ群１１５によって照明される。
【００７２】
さらに、照明部１１１の上方には、撮像部７３が配設されている。この撮像部７３は、内部にレンズ群１１７を備えた筐体１１９を有し、この筐体１１９の上端には、ＣＭＯＳ等の撮像素子１２１及び撮像素子１２１を駆動させる基板１２３が順に設けられている。
そして、この撮像部７３は、照明部１１１によって照明された電子部品の画像を撮像素子１２１にて電気信号からなる撮像信号に変換して出力し、吸着ノズル６５に吸着された電子部品の姿勢を検出する。
【００７３】
また、図１０に示すように、隣接する第１ヘッドユニット６１と第２ヘッドユニット６３の各撮像部を一つに統合した構成としてもよい。つまり、最上位置の吸着ノズル６５の上方に、ミラー７６，８２を設けて、光路を偏向させることにより、一つの撮像部７４で各ヘッドユニット６１，６３の吸着部品を一度に撮像する。上記構成のミラー７６、８２は、プリズムであってもよい。また、光ファイバー等のフレキシブルな光伝達手段を介して一つの撮像部７４に画像を統合させる構成としてもよい。
【００７４】
ところで、リボルバ型サブヘッド６７には、各ノズルユニット７７同士の間に、それぞれのノズルユニット７７に対応するメカニカルバルブ１３１を備えている。
このメカニカルバルブ１３１は、吸着ノズル６５に電子部品を着脱させるためのバルブである。
【００７５】
ここで、ノズルユニット７７の詳細構造及び吸着ノズル６５における電子部品の吸着構造について説明する。
図１１はリボルバ型サブヘッドの正面図、図１２はメカニカルバルブ及びノズルユニットにおける流路を説明する要部断面図、図１２はメカニカルバルブにおける流路の切り換えを説明する断面図、図１４はメカニカルバルブの流路構成を説明する等価回路図である。
【００７６】
ノズルユニット７７のθ軸モータ８１のモータシャフト１３３には、その先端部にエア通路１３５が形成されている。モータシャフト１３３の基端部には、開口部１３３ａが形成されており、この開口部１３３ａは、流路１３７に連通されている。また、ノズルユニット７７には、パイプ１３９が接続されており、このパイプ１３９が流路１３７に連通されている。
メカニカルバルブ１３１は、第１ポートＩ、第２ポートII、第３ポートIII、第４ポートIV及び第５ポートＶを有している。そして、パイプ１３９は、メカニカルバルブ１３１の第１ポートＩに接続されている。
【００７７】
メカニカルバルブ１３１には、シリンダ室１５１が形成されており、このシリンダ室１５１には、スプール１５３が摺動可能に設けられている。スプール１５３は、その中間部が小径部１５３ａとされ、この小径部１５３ａとシリンダ室１５１との間に、環状流路１５５が形成されている。
また、メカニカルバルブ１３１は、シリンダ室１５１に対して第１ポートＩ、第２ポートII、第３ポートIIIを連通させる流路１５７、１５９、１６１を有している。
ここで、流路１５７は、スプール１５３の摺動に関わらず、常に環状流路１５５に連通されている。また、流路１５９は、スプール１５３が下方に配置されているときのみ環状流路１５５に連通され、流路１６１は、スプール１５３が上方に配置されているときのみ環状流路１５５に連通される。
【００７８】
また、メカニカルバルブ１３１は、シリンダ室１５１の上端と第４ポートIVとを連通させる流路１６３及びシリンダ室１５１の下端と第５ポートＶとを連通させる流路１６５を有している。
第２ポートIIは、フランジ部７８に形成されて真空引きされている負圧流路１６７に連通されており、常に負圧とされている。この負圧流路１６７は、各ノズルユニット７７のメカニカルバルブ１３１に対応して、フランジ部７８に、放射状に形成されている。また、第３ポートIII、第４ポートIV、第５ポートＶは、メカニカルバルブ１３１の表面側にて開口されている。
【００７９】
リボルバ型サブヘッド６７の下方位置には、給気ユニット１６９が設けられている。この給気ユニット１６９は、円周最下位置のノズルユニット７７に対応するメカニカルバルブ１３１の表面に当接し、空気が送り込まれて正圧とされている流路１７１を、第３ポートIII、第４ポートIV、第５ポートＶの開口部に連通させてこれら第３ポートIII、第４ポートIV、第５ポートＶを正圧としたり、また、その切り換えを行う。
ここで、この給気ユニット１６９は、第３ポートIIIを常に正圧とするとともに、第４ポートIVあるいは第５ポートＶのいずれか一方を正圧とする。
【００８０】
そして、この給気ユニット１６９によって第４ポートIVが正圧とされると、図１３（ａ）、図１４（ａ）に示すように、流路１６３を介してシリンダ室１５１の上端が正圧となり、スプール１５３が下方へ移動する。これにより、環状流路１５５を介して第２ポートIIと第１ポートＩとが連通され、第１ポートＩが負圧とされる。したがって、パイプ１３９を介してノズルユニット７７のモータシャフト１３３内のエア通路１３５内が負圧となり、チャック機構７９に把持された吸着ノズル６５の先端部に電子部品が吸着される。
【００８１】
これに対して、給気ユニット１６９によって第５ポートＶが正圧とされると、図１３（ｂ）、図１４（ｂ）に示すように、流路１６５を介してシリンダ室１５１の下端が正圧となり、スプール１５３が上方へ移動する。これにより、環状流路１５５を介して第３ポートIIIと第１ポートＩとが連通され、第１ポートＩが正圧とされる。したがって、パイプ１３９を介してノズルユニット７７のモータシャフト１３３内のエア通路１３５内が正圧となり、チャック機構７９に把持された吸着ノズル６５の先端部の電子部品の吸着が解除される。
【００８２】
次に、リボルバ型サブヘッド６７の周辺構造について説明する。
図１５はリボルバ型サブヘッド及びその周辺部分における断面図、図１６はサブヘッド回転モータの断面図（ａ）及び正面図（ｂ）、図１７はフランジ部の負圧流路を示す正面図、図１８は制御回路基板の構成図である。
各ノズルユニット７７を支持するフランジ部７８には、その中心に、回転筒部１８１が形成されており、この回転筒部１８１がサブヘッド回転モータ６９に固定され、このサブヘッド回転モータ６９が固定されたヘッドユニット外枠７５に支持されている。
【００８３】
サブヘッド回転モータ６９は、ヘッドユニット外枠７５に固定される固定部材１８３を有している。この固定部材１８３には、ステータ筒部１８５を有しており、このステータ筒部１８５内に、フランジ部７８の回転筒部１８１がベアリング１８７によって回転可能に支持されている。ステータ筒部１８５には、その外周にコイル１８９を有している。また、フランジ部７８には、ロータ筒部１９１が形成されており、このロータ筒部１９１の内周面には、コイル１８９に対向するマグネット１９３が設けられている。これにより、コイル１８９に電力が供給されることにより、マグネット１９３を有するロータ筒部１９１に回転力が生じ、ノズルユニット７７を支持するフランジ部７８が回転される。
【００８４】
フランジ部７８のロータ筒部１９１には、その外周に、周方向へわたってスリット板部１９５が形成されており、このスリット板部１９５は、ロータ筒部１９１の外周を覆うエンコーダカバー１９７に形成された溝部１９９内に配設されている。スリット板部１９５には、複数のスリット２０１が周方向へ間隔をあけて形成されている。
【００８５】
サブヘッド回転モータ６９の外周の一部には、読み取りセンサ部２０３が設けられている。読み取りセンサ部２０３は、スリット板部１９５へ向かって光を照射する投光器２０５と、この投光器２０５から照射されてスリット板部１９５のスリット２０１を通過した光を受光して電気信号に変換する光検出器２０７とを有している。そして、この光検出器２０７からの検出信号に基づいて、リボルバ型サブヘッド６７の回転量が検出される。
【００８６】
フランジ部７８の回転筒部１８１には、円筒状の連結筒２１１が設けられている。この連結筒２１１は、その後端側における側部に、連結口２１３が形成されており、この連結口２１３には、図示しない真空ポンプに接続された減圧パイプ２１５が接続されている。  連結筒２１１は、その先端側における外周に、二つのＯリング２１７が装着され、連結筒２１１と回転筒部１８１との間が気密されている。
【００８７】
連結筒２１１は、二つのＯリング２１７同士の間に、開口部２１９を有しており、これら開口部２１９を介して、フランジ部７８の負圧流路１６７と連結筒２１１内とが連通されている。
また、Ｏリング２１７同士の間における連結筒２１１の外周には、開口部２１９を覆うフィルタ２２１が設けられている。連結筒２１１は、その先端部に雌ねじが形成されており、この雌ねじには、蓋部材２２３が螺合されて気密状態に閉鎖されている。
そして、上記連結筒２１１内が真空ポンプを作動させることにより減圧されると、この連結筒２１１内と連通されているフランジ部７８のそれぞれの負圧流路１６７内が負圧とされる。負圧流路１６７は、図１７に示すように、フランジ部４０内で放射状に形成されている。
【００８８】
連結筒２１１の先端部に取り付けられた蓋部材２２３には、スリップリング２２５が設けられている。このスリップリング２２５は、中心の給電軸２２７と、この給電軸２２７の外周を覆う受電筒２２９とを有し、受電筒２２９が回動可能に設けられている。給電軸２２７には、蓋部材２２３を通して信号線及び電力線からなる給電線２３１が接続されている。
スリップリング２２５の給電軸２２７と受電筒２２９との間には、図示しない摺動接点が設けられており、給電軸２２７と受電筒２２９との間にて、信号及び駆動電力の授受が行われる。なお、給電線２３１は、連結筒２１１内を通り、この連結筒２１１の後端側における側部から引き出されている。なお、この連結筒２１１からの給電線２３１の引き出し部分は気密されている。
【００８９】
スリップリング２２５の先端部には、円板状の制御回路基板２４１が設けられている。  この制御回路基板２４１は、ステー２４２によってフランジ部７８に支持されている。
この制御回路基板２４１には、各ノズルユニット７７に対応する電力スイッチ２４３と回転制御素子２４５とが装着されている。また、この制御回路基板２４１には、内周側の２カ所にサーボ切替回路２４７が設けられており、これらサーボ切替回路２４７にスリップリング２２５の受電筒２２９が電気的に接続されている。そして、これらサーボ切替回路２４７に、４つのノズルユニット７７に対応する分の電力スイッチ２４３及び回転制御素子２４５が電気的に接続されている。
【００９０】
また、図１８に示すように、制御回路基板２４１には、それぞれの電力スイッチ２４３及び回転制御素子２４５に対応するコネクタ２４４が設けられている。これらコネクタ２４４には、各ノズルユニット７７に接続されたケーブル２４６が接続され、このケーブル２４６を介して、各ノズルユニット７７に信号及び駆動電力が供給される。
【００９１】
次に、リボルバ型サブヘッド６７のノズルユニット７７に装着される吸着ノズル６５の詳細について説明する。
図１９は吸着ノズルを説明する部品移載ヘッドのサブヘッド部分における正面図、図２０は吸着ノズルの詳細構造を説明する断面図、図２１は吸着ノズルの先端部の部品装着部分を説明する平面図、図２２は図２１のＱ−Ｑ断面を示す概略横断面図、図２３は吸着ノズルの動きを説明する吸着ノズルの概略断面図である。
【００９２】
リボルバ型サブヘッド６７は、その下方に、ノズルサイズ変更機構２５１を備えている。このノズルサイズ変更機構２５１は、内部にピストンを備え、このピストンによってストッパ２５３を出没させるものである。
そして、このストッパ２５３を突出させて、円周最下位置のノズルユニット７７に装着された吸着ノズル６５のフランジ２５５へ係合させ、吸着ノズル６５をθ軸方向へ変位させることにより、吸着ノズル６５の先端形状を変更させて吸着する電子部品のサイズを２段階に変化させる。
【００９３】
吸着ノズル６５は、ノズルユニット７７のチャック機構７９に結合されるノズルホルダ２６１を有している。このノズルホルダ２６１は、円筒状に形成されており、その内周側には、第１ノズル２６３及び第２ノズル２６５が収納されている。
第１ノズル２６３は、円筒状の第２ノズル２６５内に摺動可能に層通されている。第１ノズル２６３は、その中心にエア通路２６７を有し、このエア通路２６７は、ノズルユニット７７のモータシャフト１３３のエア通路１３５と連通される。また、第２ノズル２６５は、その外周に、前述したフランジ２５５を有している。
【００９４】
第１ノズル２６３は、その先端部に、小型部品ノズル２６９が取り付けられている。また、第２ノズル２６５は、その先端部に、小型部品ノズル２６９の外周を覆う中・大型部品ノズル２７１が取り付けられている。
【００９５】
第１ノズル２６３には、その外周面に、周方向へわたって形成された断面Ｖ字状の第１係合溝２７３及び第２係合溝２７５が軸方向に間隔をあけて設けられている。また、第２ノズル２６５は、その外周側に周方向へわたって嵌合溝２７７が形成されており、この嵌合溝２７７の底部には、３つの孔部２７９が周方向に間隔をあけて形成されている。
これら孔部２７９には、係合玉２８１が入れられており、さらに、嵌合溝２７７には、環状バネ２８３が装着されている。これにより、係合玉２８１は、環状バネ２８３によって内周方向へ付勢され、一部が第２ノズル２６５の内周面から突出される。
そして、これら第２ノズル２６５の内周面から突出される係合玉２８１が、第１ノズル２６３の第１係合溝２７３あるいは第２係合溝２７５のいずれかに嵌合し、第１ノズル２６３に対して第２ノズル２６５が保持される。
【００９６】
小型部品ノズル２６９は、その中心に流路２８５を有しており、この流路２８５は、第１ノズル２６３のエア通路２６７と連通している。また、中・大型部品ノズル２７１と小型部品ノズル２６９との間にも、流路２８７が形成されており、この流路２８７は、第１ノズル２６３に形成された連通孔２８９を介して第１ノズル２６３のエア通路２６７と連通している。
【００９７】
そして、上記吸着ノズル６５では、図２０（ａ）に示すように、第２ノズル２６５が前方に移動されると、係合玉２８１が第１ノズル２６３の第１係合溝２７３に嵌合した中・大型部品吸着状態とされる。これにより、小型部品ノズル２６９及び中・大型部品ノズル２７１の先端部が面一とされて、図２１（ａ）に示すように、流路２８５の開口部２８５ａと流路２８７の開口部２８７ａとが開口した状態とされ、これら開口部２８５ａ、２８７ａにおける吸引力により中・大型電子部品が吸着される。
【００９８】
また、図２０（ｂ）に示すように、第２ノズル２６５が後方に移動されると、係合玉２８１が第１ノズル２６３の第２係合溝２７５に嵌合した小型部品吸着状態とされる。これにより、小型部品ノズル２６９に対して中・大型部品ノズル２７１が後方へ移動されて小型部品ノズル２６９の先端部だけが突出されるとともに、中・大型部品ノズル２７１の先端部における内周面が小型部品ノズル２６９の外周面に密着して流路２８７が閉鎖され、図２１（ｂ）に示すように、小型部品ノズル２６９の開口部２８５ａのみが開口した状態とされ、小型部品ノズル２６９の先端部に、開口部２８５ａにおける吸引力により小型電子部品が吸着される。
【００９９】
ここで、中・大型部品吸着状態から小型部品吸着状態へ移行させる場合について説明する。
まず、図２３（ａ）に示すように、中・大型部品吸着状態の吸着ノズル６５に対してストッパ２５３が突出され、図２３（ｂ）に示すように、フランジ２５５よりも先端側にストッパ２５３が配置される。
この状態にて、吸着ノズル６５がθ軸に沿って先端方向へ移動されると、図２３（ｃ）に示すように、係合玉２８１が第１係合溝２７３から外され、第１ノズル２６３に対して第２ノズル２６５が後方に移動される。
【０１００】
吸着ノズル６５がさらに先端方向へ移動されると、図２３（ｄ）に示すように、係合玉２８１が第２係合溝２７５に係合し、小型部品ノズル２６９の開口部２８５ａのみが開口した小型部品吸着状態とされる。そして、吸着ノズル６５が小型部品吸着状態とされると、ストッパ２５３が引き込まれる。
【０１０１】
また、小型部品吸着状態から中・大型部品吸着状態へ移行させる場合は、フランジ２５５よりも後端側にストッパ２５３を配置させた状態にて吸着ノズル６５をθ軸に沿って後端方向へ移動させる。
このようにすると、係合玉２８１が第２係合溝２７５から外され、第１ノズル２６３に対して第２ノズル２６５が前方に移動され、係合玉２８１が第１係合溝２７３に係合し、小型部品ノズル２６９及び中・大型部品ノズル２７１の先端部が面一とされて開口部２８５ａ、２８７ａが開口した中・大型部品吸着状態とされる。
ここで、図２４に、部品の吸装着前に吸着ノズル６５の先端形状を変更させ、吸着可能な電子部品のサイズを変化させるタイムチャートを示した。
リボルバ型サブヘッド６７の回転は、４５゜ピッチでして形成してあるが、各部の動作は複数が同時になされる。具体的には、切り替え用のストッパ２５３はＲ軸の回転によりインデックス移動する吸着ノズルが、４５゜刻みの位置よりも１５゜手前から繰り出しを開始している。そして、ストッパ２５３を繰り出した状態で、Ｚ軸が下方に駆動され、吸着ノズル６５の先端形状を変更する。その後、吸着ノズル６５は基準高さに下降され、部品の吸装着位置にて、吸装着高さにまで下降される。そして、吸着ノズル６５を上昇させて基準高さに達したときに、Ｒ軸のインデックス回転を再開する。
【０１０２】
また、図２５には、部品吸装着を行った後に吸着ノズル６５の先端形状を変更するタイムチャートを示した。この場合には、部品吸装着後にストッパ２５３を繰り出して、その後、吸着ノズル６５はノズル先端切り替え高さに達したときに、吸着ノズル６５の先端形状を変更する。
【０１０３】
吸着ノズルの他の例として、図２６に吸着ノズルの概略断面図を示した。
図２６に示すように、小型部品吸着状態と中・大型部品吸着状態との切り替えを行うためのフランジ２５５を２枚形成しても良い。そして、このように２枚のフランジ２５５を形成した場合、これらフランジ２５５間にストッパ２５３を差し込んで、吸着ノズル６５を先端あるいは後端側へ移動させることにより、第１ノズル２６３に対して第２ノズル２６５を容易に移動させて小型部品吸着状態と中・大型部品吸着状態の切り替えを行うことができる。
【０１０４】
次に、上記構造の第１ヘッドユニット６１及び第２ヘッドユニット６３の識別方式について説明する。
図２７は第１ヘッドユニット及び第２ヘッドユニットを備えた部品移載ヘッドの正面図及び断面図、図２８は第１ヘッドユニット及び第２ヘッドユニットのリボルバ型サブヘッドの概略斜視図である。
図２７に示すように、部品移載ヘッド３７を構成する第１ヘッドユニット６１及び第２ヘッドユニット６３は、取り付け板２９１に着脱可能に取り付けられている。取り付け板２９１は、ＸＹロボット３９を構成するＸ軸ビーム４３に支持されたもので、Ｘ軸ビーム４３のレール２９３に沿ってＸ方向へ移動可能とされている。
【０１０５】
また、それぞれの第１ヘッドユニット６１及び第２ヘッドユニット６３の上端部には、タグ取り付け台２９５が設けられ、このタグ取り付け台２９５には、ＲＦＩＤ等からなるメモリタグ２９７が取り付けられている。
さらに、取り付け板２９１には、その上端部に、タグ読み書き部２９９が取り付けられ、これらタグ読み書き部２９９が第１ヘッドユニット６１及び第２ヘッドユニット６３のメモリタグ２９７の対向位置に配置されている。
【０１０６】
第１ヘッドユニット６１及び第２ヘッドユニット６３のそれぞれに設けられたメモリタグ２９７には、これら第１ヘッドユニット６１及び第２ヘッドユニット６３の情報が記録されている。
この記録されている第１ヘッドユニット６１及び第２ヘッドユニット６３の情報としては、ヘッドユニット６１、６３の動作時間等の稼働履歴、リボルバ型サブヘッド６７の大きさ等のタイプ、ノズルユニット７７に装着された吸着ノズル６５の種類及び組み合わせ、さらには、吸着ノズル６５の相対位置等のデータからなるキャリブレーションデータ、ヘッドユニット６１、６３を構成する各部品の品番や型番等からなるパーツリストがある。
【０１０７】
そして、第１ヘッドユニット６１及び第２ヘッドユニット６３を取り付け板２９１に取り付けると、各第１ヘッドユニット６１及び第２ヘッドユニット６３のメモリタグ２９７に記憶された情報がタグ読み書き部２９９によって読み取られ、生産形態への適合、吸着ノズル６５の位置補正が行われる。
また、生産開始後は、稼働時間がメモリタグ２９７に書き込まれるとともに、さらに、寿命に達した部品や故障等の不具合を生じた部品の品番や型番が表示部に表示される。
【０１０８】
なお、メモリタグ２９７を取り付ける場所としては、第１ヘッドユニット６１及び第２ヘッドユニット６３の上端に限らない、
図２８に示すものは、各第１ヘッドユニット６１及び第２ヘッドユニット６３のリボルバ型サブヘッド６７に、メモリタグ２９７を取り付けたものである。そして、このようにリボルバ型サブヘッド６７に取り付けたそれぞれのメモリタグ２９７に対して一つの読み書き部２９９が情報の読み取り、書き込みを行うようにしている。
つまり、このように、二つのメモリタグ２９７に対して一つの読み書き部２９９によって情報の読み取り、書き込みを行うようにすれば、構造の簡略化が図られる。
【０１０９】
次に、上記構造の部品装着装置１００の制御系について説明する。
図２９は部品装着装置１００の制御系を示すブロック図である。
図に示すように、この部品装着装置１００は、制御部３０１を備えている。
この制御部３０１には、基板搬送部１９、部品供給部３５及びＸＹロボット３９が接続されており、制御部３０１は、これら基板搬送部１９、部品供給部３５及びＸＹロボット３９に制御信号を送信してそれぞれの駆動を制御する。
【０１１０】
また、この制御部３０１には、部品認識部５１及びタグ読み書き部２９９が接続されている。そして、制御部３０１は、部品認識部５１からの撮像データが入力される。さらに、制御部３０１は、第１ヘッドユニット６１及び第２ヘッドユニット６３のメモリタグ２９７のデータの読み込み及びメモリタグ２９７へのデータの書き込みを行う。
さらに、制御部３０１には、部品移載ヘッド３７の駆動機構等にも接続されている。
【０１１１】
具体的に、制御部３０１には、サブヘッド回転モータ６９、撮像部７３、チャック機構７９、θ軸モータ８１、ノズル昇降用モータ１０９、給気ユニット１６９及びノズルサイズ変更機構２５１が接続されており、制御部３０１は、これらサブヘッド回転モータ６９、撮像部７３、チャック機構７９、θ軸モータ８１、ノズル昇降用モータ１０９、給気ユニット１６９及びノズルサイズ変更機構２５１に制御信号を送信してそれぞれの駆動を制御する。
【０１１２】
また、この制御部３０１には、読み取りセンサ部２０３が接続されており、この読み取りセンサ部２０３からの検出信号に基づいて、リボルバ型サブヘッド６７の回転角度を演算する。
さらに、この制御部３０１には、例えば、エアーの漏れ等を検出する各機構部等に設けられた各種センサ３０３が接続されており、それぞれのセンサ３０３からの検出信号が入力される。
【０１１３】
また、制御部３０１には、ディスプレイ等からなる表示部３０５、キーボードやタッチパネルからなる入力部３０７及び記憶部３０９が接続されている。そして、制御部３０１は、表示部３０５に各種表示を行うとともに、入力部３０７から各種の設定データ等が入力され、さらに、記憶部３０９に対して各種データの読み込み及び書き込みを行う。
【０１１４】
次に、上記部品装着装置１００による電子部品の装着動作について説明する。
部品装着装置１００は、基板搬送部１９によって基板固定部１７に回路基板１５が送り込まれると、この回路基板１５への電子部品の装着動作を開始する。
装着動作が開始されると、部品移載ヘッド３７は、ＸＹロボット３９によって所定の電子部品を吸着ノズル６５に吸着させるべく、吸着させる電子部品の部品供給位置３３の上方へ移動する。
【０１１５】
次に、この部品供給位置３３にて、それぞれのリボルバ型サブヘッド６７をサブヘッド回転モータ６９によって順次回動させるとともに、ノズル昇降用モータ１０９を駆動させ、円周最下位置のノズルユニット７７をＺ方向である下方へ移動させ、この吸着ノズル６５に電子部品を順次吸着させる。
【０１１６】
ここで、部品移載ヘッド３７は、部品供給部３５の部品供給位置３３に対してその配列方向であるＸ方向へ移動可能とされていることより、図３０（ａ）、（ｂ）に示すように、第１ヘッドユニット６１及び第２ヘッドユニット６３のそれぞれのリボルバ型サブヘッド６７によって全ての部品供給位置３３における部品の吸着を行うことができる。
【０１１７】
その後、部品移載ヘッド３７は、ＸＹロボット３９によって認識部５１上を水平に移動される。これにより、吸着している電子部品のＸＹ方向の位置及び回転方向（θ方向）の位置が認識部５１によって検出され、その検出データが制御部３０１へ送信される。
【０１１８】
その後、部品移載ヘッド３７は、ＸＹロボット３９によって基板固定部１７に支持されている回路基板１５上の所定の装着位置へ移動される。そして、この状態にて、ノズル昇降用モータ１０９が駆動され、円周最下位置のノズルユニット７７がＺ方向である下方へ移動され、この吸着ノズル６５に吸着されている電子部品が回路基板１５の所定の位置に装着される。
【０１１９】
吸着ノズル６５を引き上げる際には、制御部３０１によって給気ユニット１６９が制御されることにより、吸着ノズル６５内が正圧とされ、電子部品の吸着が確実に解除される。
以降は、リボルバ型サブヘッド６７がサブヘッド回転モータ６９によって順次回転され、吸着ノズル６５に吸着している電子部品が回路基板１５の所定の装着位置に順次装着される。
なお、制御部３０１は、認識部５１からの検出データに基づいて、吸着している電子部品に不具合があると判断した場合は、ＸＹロボット３９を駆動させて部品移載ヘッド３７を廃棄トレイ５２上へ移動させ、吸着ノズル６５に吸着している電子部品を廃棄トレイ５２へ廃棄させる。
【０１２０】
上記装着動作において、部品移載ヘッド３７の第１ヘッドユニット６１及び第２ヘッドユニット６３では、吸着した電子部品を、装着向きを合わせるために回転させて装着する場合は、電子部品を円周最下位置にて吸着した後、その電子部品を吸着した吸着ノズル６５が円周最上位置へ移動する前にθ軸モータ８１によって回転される。
【０１２１】
ここで、部品移載ヘッド３７の第１ヘッドユニット６１及び第２ヘッドユニット６３では、リボルバ型サブヘッド６７を順次回動させて、円周最下位置の吸着ノズル６５に電子部品を吸着させるとともに、円周最上位置の吸着ノズル６５に吸着されている電子部品の姿勢を撮像部７３にて撮影する。
そして、この撮像部７３からの撮像データは、制御部３０１に送信され、この制御部３０１が、電子部品の姿勢のズレを演算し、回路基板１５へ装着する前にθ軸モータ８１を駆動させてズレを補正する。
【０１２２】
次に、部品移載ヘッド３７の動きの詳細について説明する。
図３１はＲ軸回転後に部品移載ヘッドが目標位置に到達した場合の部品移載ヘッドの動きを示す説明図である。
部品移載ヘッド３７は、サブヘッド回転モータ６９によるＲ軸周りの回転、ノズル昇降用モータ１０９によるＺ軸（θ軸方向）への移動及びＸＹロボット３９によるＸＹ方向への移動のタイミングが、図に示すようにされている。
【０１２３】
つまり、図３１に示すように、ＸＹ方向への移動がＲ軸の回転終了前に完了している場合、電子部品の吸着あるいは装着のための吸着ノズル６５のＺ軸方向下方側への移動開始のタイミングは、その吸着あるいは装着を行う吸着ノズル６５が４５°回転して円周最下位置に配置するためのリボルバ型サブヘッド６７のＲ軸周りの回転終了よりも少し前とされている。また、吸着ノズル６５のＺ軸方向上方側への移動終了のタイミングは、リボルバ型サブヘッド６７のＲ軸周りの回転の開始開始よりも少し後とされている。
【０１２４】
また、少なくとも吸着ノズル６５がＺ軸方向下方へ移動されて電子部品の吸着あるいは装着を行う時点の前後２０ｍｓでは、サブヘッド回転モータ６９によるリボルバ型サブヘッド６７の回転及びＸＹロボット３９による部品移載ヘッド３７の移動は停止される。
【０１２５】
これにより、吸着ノズル６５による電子部品の吸着あるいは装着時に、サブヘッド回転モータ６９によるリボルバ型サブヘッド６７の回転及びＸＹロボット３９による部品移載ヘッド３７の移動から生じる振動がなくされ、電子部品の良好な吸着あるいは装着を行うことができる。
【０１２６】
図３２はＲ軸回転前に部品移載ヘッドが目標位置に到達した場合の部品移載ヘッドの動きを示す説明図である。
ＸＹ方向への移動がＲ軸の回転終了前に完了していない場合、電子部品の吸着あるいは装着のため、吸装着高さに吸着ノズル６５を移動させるタイミングは、部品移載ヘッドの移動完了後であって、少なくとも吸着ノズル６５がＺ軸方向下方へ移動されて電子部品の吸着あるいは装着を行う時点の前後２０ｍｓでは、Ｒ軸とＸＹロボット３９の駆動は停止される。
【０１２７】
次に、リボルバ型サブヘッド６７に設けられたノズルユニット７７の動作の詳細について説明する。
図３３はノズルユニットのθ軸モータへの電力供給のタイミングを示す概略正面図、図３４はノズルユニットの動作を示す説明図である。
図３３に示すように、リボルバ型サブヘッド６７では、各ノズルユニット７７のサーボモータであるθ軸モータ８１への電力供給が、円周最下位置の手前４５°から円周最下位置まで及び円周最上位置の手間４５°から円周最上位置までの範囲にて行われる。これにより、リボルバ型サブヘッド６７の各ノズルユニット７７への電力供給を大幅に削減することができ、接点数に限度があるスリップリング２２５による給電を行うことができる。
【０１２８】
そして、このθ軸モータ８１への電力供給区間であるサーボＯＮ区間にて、θ軸モータ８１の駆動を制御して吸着ノズル６５に吸着した電子部品のズレ補正及び電子部品の向きを合わせるプリ回転動作を次のように行っている。
【０１２９】
（吸装着位置でのθ動作）
図３４に示すように、制御部３０１（図２９参照）は、吸装着側のサーボＯＮ区間内に入ったノズルユニット７７のθ軸モータ８１を駆動させて、撮像部７３の撮像データから演算した補正データに基づいてθ軸周りのズレの補正を行う。なお、このズレ補正は、吸着ノズル６５がＺ軸方向最下点に達して電子部品の装着を行う以前に終了される。
これにより、電子部品の回路基板１５への装着時には、ズレが確実に補正された状態となり、円滑かつ確実な装着を行うことができる。
なお、制御部３０１は、認識部５３からの検出データに基づくＸＹ方向へのズレの補正も同時に行う。
【０１３０】
（認識位置でのθ動作）
制御部３０１は、吸着ノズル６５に吸着した電子部品が、その向きを合わせるべく回転させる必要がある場合に、撮像部７３による認識側のサーボＯＮ区間内に入ったノズルユニット７７のθ軸モータ８１を駆動させて、この電子部品が撮像部７３により撮影される前に回転させておく。
そして、このように、撮像部７３によって電子部品を撮影してθ軸回りの位置ズレの検出を行う前に、既に、電子部品を回転させておくことにより、位置ズレ検出後に回転させることによるズレの発生を防止することができる。
【０１３１】
以上の制御部３０１による部品の吸装着動作を纏めると、図３５，図３６のようになる。
図３５，図３６は、吸着ノズル６５への部品吸着動作と、吸着された部品の基板上への装着動作のタイムシーケンスを各軸毎に示した一例である。このように、部品供給部３５で各軸の吸着ノズルに部品をそれぞれ順次吸着し、基板上の部品装着位置へ移動する。そして、部品装着位置で、吸着保持された部品を順次基板上に装着する。この動作はあくまでも一例であって、装着する部品や生産形態に応じて最適なシーケンスに適宜変更して部品の吸装着動作がなされる。
【０１３２】
上記のリボルバ型サブヘッド６７としては、生産形態に応じて各種の大きさ種類の電子部品に対応した各種吸着ノズル６５が装着可能な様々なものを用いることができる。
例えば、図３７（ａ）に示すものは、リボルバ型サブヘッド６７の一方を小型の吸着ノズル６５が装着可能なものとし、他方を大型の吸着ノズル６５が装着可能なものとした例であり、また、図３７（ｂ）に示すものは、リボルバ型サブヘッド６７の両方を、小型の吸着ノズル６５が装着可能なものとした例である。
【０１３３】
特に、リボルバ型サブヘッド６７の一方を小型の吸着ノズル６５が装着可能なものとし、他方を大型の吸着ノズル６５が装着可能なものとした場合は、図３７（ａ）に示すように、それぞれのリボルバ型サブヘッド６７にて、異なる大きさの電子部品を吸着ノズル６５へ同時に吸着させることができる。
また、異なる大きさの電子部品を同時に吸着可能なパーツフィーダ３１の配列を複数列セットすれば、パーツフィーダ３１による電子部品の供給を待たずに、その配列間において、図３８における（ａ）→（ｂ）→（ｃ）のように、部品移載ヘッド３７を部品供給位置３３に沿って移動させることにより、それぞれのリボルバ型サブヘッド６７の吸着ノズル６５への異なる大きさの電子部品の吸着を迅速に行うことができる。
【０１３４】
また、上記部品装着装置１００では、第１ヘッドユニット６１あるいは第２ヘッドユニット６３は、生産形態の変更等に応じて各種のものに交換される。
ここで、第１ヘッドユニット６１あるいは第２ヘッドユニット６３を交換する場合について、第１ヘッドユニット６１の交換を例にとって、図３９に示すフローチャート図に沿って説明する。
生産形態の変更等により、第１ヘッドユニット６１を他の種類のものに交換する場合は、取り付け板２９１に装着されている第１ヘッドユニット６１を取り外し、次いで、以降の生産形態に適合した第１ヘッドユニット６１を取り付け板２９１に装着する（ステップＳ１）。
【０１３５】
このようにすると、取り付け板２９１に取り付けた新たな第１ヘッドユニット６１のメモリタグ２９７に記憶されている情報が無線通信によってタグ読み書き部２９９に読み取られる（ステップＳ２）。
そして、このタグ読み書き部２９９にて読み取られた第１ヘッドユニット６１の情報は、制御部３０１に送信される。
そして、この制御部３０１では、その情報のうち、吸着ノズル６５の相対位置等のデータからなるキャリブレーションデータにより、各吸着ノズル６５の位置補正を行い、部品装着による生産を開始する（ステップＳ３）。
【０１３６】
つまり、部品装着装置１００は、第１ヘッドユニット６１あるいは第２ヘッドユニット６３の交換時に、改めて吸着ノズル６５の位置を検出してその位置合わせを行うことなく、予めメモリタグ２９７に記憶されている情報を読み取り位置補正を行い、迅速かつ円滑に生産を開始する。
【０１３７】
以上、説明したように、本実施形態に係る部品装着装置１００によれば、吸着ノズル６５が円弧状に装着された回転可能なリボルバ型サブヘッド６７を複数備えたので、これら複数のリボルバ型サブヘッド６７によって電子部品の装着の大幅な高速化を図ることができる。
特に、吸着ノズル６５を円弧状に装着した構造であるので、ヘッドの構成を小型で簡素のままに、吸着ノズル６５の交換のための動作時間を最小限にしてタクトアップを図ることができる。
【０１３８】
また、複数のリボルバ型サブヘッド６７を回転させながら部品供給位置３３に沿って移動させることにより、極めて迅速に各吸着ノズル６５へ電子部品を吸着させることができ、さらなるタクトアップを図ることができる。
さらに、チップ部品、異形部品等の各種電子部品に対して同時に対応可能とすることができ、いかなる生産形態にも高速且つ高効率で対応可能とすることができる。
【０１３９】
また、撮像部７３による電子部品の姿勢の検出前に、電子部品の向きを回路基板１５に対して装着する向きに合わせるので、姿勢の検出後に電子部品の向き調整を行うことによる位置ズレをなくすことができ、確実に電子部品の位置ズレを補正して回路基板１５への円滑な装着を行うことができる。
また、リボルバ型サブヘッド６７を交換する機種切り替え時においても、メモリタグ２９７からの情報により吸着ノズル６５等の位置の補正を行うことができ、改めてキャリブレーション動作を行うことを不要とすることができる。
【０１４０】
また、タグ読み書き部２９９を備えたことにより、メモリタグ２９７に対する情報の読み書きを容易にかつ迅速に行うことが可能となり、特に、リボルバ型サブヘッド６７を備えた第１ヘッドユニット６１、第２ヘッドユニット６３の交換後における生産開始の迅速化を図ることができる。
さらに、タグ読み書き部２９９が、複数のメモリタグ２９７に対して情報の読み書きを行う構造とすれば、構造の簡略化を図ることができ、これに伴い、コストを低減させることができる。
【０１４１】
また、制御部３０１が、メモリタグ２９７から読み取った情報に基づいて、リボルバ型サブヘッド６７の管理を行うので、リボルバ型サブヘッド６７の有する種々の管理データ等の情報を利用して、リボルバ型サブヘッド６７の管理を適切に行い、装着作業の円滑化を図ることができる。
【０１４２】
特に、生産開始後は、読み取った情報から、寿命に達した部品や故障等の不具合を生じた部品の品番や型番を表示部３０５に表示させて作業者に交換を促せることができる。なお、表示部３０５への表示としては、記号、文字あるいは文章による表示のみならず、立体的な全体表示において該当部品を赤色点灯させる等して視覚的に容易に認識可能な表示を行うことができる。
【０１４３】
さらに、制御部３０１が、メモリタグ２９７に、稼働時間を書き込ませるので、その後のリボルバ型サブヘッド６７を備えた第１ヘッドユニット６１や第２ヘッドユニット６３の使用時におけるリボルバ型サブヘッド６７の各吸着ノズル６５等の寿命を極めて容易にかつ的確に把握することが可能となる。
【０１４４】
また、吸着ノズル６５が、小型の電子部品の装着が可能な小型部品ノズル２６９と、中・大型の電子部品の装着が可能な中・大型部品ノズル２７１とから構成されているので、さらなる複数種類の電子部品の装着を行うことができ、多品種の生産形態にも容易に対応することができる。
【０１４５】
しかも、吸着ノズル６５に対して軸方向へ相対移動することにより、中・大型部品ノズル２７１を軸方向へ移動させて吸着ノズル６５における電子部品の吸着の切り替えを行うノズルサイズ変更機構２５１を備えたので、ノズルサイズ変更機構２５１によって吸着ノズル６５における電子部品の吸着の切り替えを容易に行うことができ、複数種類の電子部品の装着を円滑かつ迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】本発明に係る部品装着装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】部品装着装置における部品移載ヘッドの動きを説明する平面図である。
【図３】部品移載ヘッドの外観斜視図である。
【図４】部品移載ヘッドを構成するヘッドユニットの斜視図である。
【図５】吸着ノズルが取り付けられたリボルバ型サブヘッドの要部拡大斜視図である。
【図６】ヘッドユニットの一部分解斜視図である。
【図７】ヘッドユニットの一側部側から視た側面図である。
【図８】ヘッドユニットの他側部側から視た側面図である。
【図９】撮像部の構造を説明する要部断面図である。
【図１０】一つの撮像部で各ヘッドユニットの吸着部品を一度に撮像する構成を示す説明図である。
【図１１】リボルバ型サブヘッドの正面図である。
【図１２】メカニカルバルブ及びノズルユニットにおける流路を説明する要部断面図である。
【図１３】メカニカルバルブにおける流路の切り換えを説明する断面図で、（ａ）はチャック機構に把持された吸着ノズルの先端部に電子部品が吸着される場合、（ｂ）は吸着が解除される場合を示す図である。
【図１４】メカニカルバルブの流路構成を説明する等価回路図（ａ），（ｂ）である。
【図１５】リボルバ型サブヘッド及びその周辺部分における断面図である。
【図１６】サブヘッド回転モータの断面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。
【図１７】フランジ部の負圧流路を示す正面図である。
【図１８】制御回路基板の構成図である。
【図１９】吸着ノズルを説明する部品移載ヘッドのサブヘッド部分における正面図である。
【図２０】吸着ノズルの詳細構造を説明する断面図である。
【図２１】吸着ノズルの先端部の部品装着部分を説明する平面図で、（ａ）は中・大型電子部品用ノズル、（ｂ）は小型部品ノズルを表す図である。
【図２２】図２０（ａ）のＱ−Ｑ断面を示す概略横断面図である。
【図２３】吸着ノズルの動きを説明する吸着ノズルの概略断面図である。
【図２４】部品の吸装着前に吸着ノズルの先端形状を変更させ、吸着可能な電子部品のサイズを変化させるタイムチャートである。
【図２５】部品吸装着を行った後に吸着ノズルの先端形状を変更するタイムチャートである。
【図２６】吸着ノズルの他の例を示す概略断面図である。
【図２７】第１ヘッドユニット及び第２ヘッドユニットを備えた部品移載ヘッドの正面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図２８】第１ヘッドユニット及び第２ヘッドユニットのリボルバ型サブヘッドの概略斜視図である。
【図２９】部品装着装置の制御系を示すブロック図である。
【図３０】第１ヘッドユニット及び第２ヘッドユニットのリボルバ型サブヘッドによる電子部品の吸着の仕方を説明する正面図（ａ），（ｂ）である。
【図３１】Ｒ軸回転後に部品移載ヘッドが目標位置に到達した場合の部品移載ヘッドの動きを示す説明図である。
【図３２】Ｒ軸回転前に部品移載ヘッドが目標位置に到達した場合の部品移載ヘッドの動きを示す説明図である。
【図３３】ノズルユニットのθ軸モータへの電力供給のタイミングを示す概略正面図である。
【図３４】ノズルユニットの動作を示す説明図である。
【図３５】吸着ノズルへの部品吸着動作と、吸着された部品の基板上への装着動作のタイムシーケンスを各軸毎に示した説明図（その１）である。
【図３６】吸着ノズルへの部品吸着動作と、吸着された部品の基板上への装着動作のタイムシーケンスを各軸毎に示した説明図（その２）である。
【図３７】各種のリボルバ型サブヘッドを説明するリボルバ型サブヘッドの概略斜視図（ａ），（ｂ）である。
【図３８】各種のリボルバ型サブヘッドによる電子部品の吸着の仕方を説明する概略正面図（ａ），（ｂ），（ｃ）である。
【図３９】ヘッドユニット交換時における作業の流れを説明するフローチャートである。
【図４０】従来の１ヘッド横列型の装着ヘッドを示す概略斜視図である。
【図４１】従来のロータリー型の装着ヘッドを示す概略側面図である。
【符号の説明】
【０１４７】
１５  回路基板（基板）
３３  部品供給位置
３５  部品供給部
３７  部品移載ヘッド
６５  吸着ノズル
６７  リボルバ型サブヘッド（サブヘッド）
７３  撮像部
１００  部品装着装置
２５１  ノズルサイズ変更機構
２６９  小型部品ノズル
２７１  中・大型部品ノズル
２９７  メモリタグ
２９９  タグ読み書き部
３０１  制御部
【図１】
2005302919.tif 000003
【図２】
2005302919.tif 000004
【図３】
2005302919.tif 000005
【図４】
2005302919.tif 000006
【図５】
2005302919.tif 000007
【図６】
2005302919.tif 000008
【図７】
2005302919.tif 000009
【図８】
2005302919.tif 000010
【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】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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