(57)【要約】【課題】小型で低廉な装置でありながら部品供給装置による部品供給位置や基板サイズのＹ軸方向への変動に順応して部品搭載作業の実行が可能な電子部品搭載装置を提供する。【解決手段】基板が小型基板４７ｓであり且つ部品の供給がトレー式部品供給装置５８の部品ステージ５９から行なわれるときは、Ｙ軸レール５２ａ及び５２ｂに内設のフロント用Ｙ軸ボールネジユニット７０ｆ（Ｙ軸レール５２ｂには図示省略）をそれぞれフロント側端部に移動させてから取り付けビス７３でネジ止め固定する。基板が大型基板４７L で且つ部品の供給がテープリール式部品供給装置４９から行なわれるときは、用Ｙ軸ボールネジユニット７０ｆをそれぞれＹ軸レール５２ａ及び５２ｂのほぼ中央部に移動させてから取り付けビス７３でネジ止め固定する【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ、Ｙ、Ｚの三次元の作業空間を移動自在な作業ヘッドをＸ軸方向へ移動させるＸ軸方向移動手段と、該Ｘ軸方向移動手段をＹ軸方向へ移動させるＹ軸方向移動手段と、固定と可動の一対一組でプリント回路基板を案内し搬送するの基板搬送手段と、を有して、前記作業ヘッドに支持される搭載ヘッドにより部品供給装置から取り出したチップ状電子部品を、前記基板搬送手段により搬送されてくる前記プリント回路基板に自動搭載する電子部品搭載装置であって、
前記Ｙ軸方向移動手段は、それ自体がＹ軸方向に移動可能に構成されていることを特徴とする電子部品搭載装置。
【請求項２】
前記Ｙ軸方向移動手段は、固定支持レール部においてＹ軸方向の位置を移動可能に位置固定して支持されるボールネジユニットである、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】
前記作業ヘッドは第１及び第２の二つの作業ヘッドからなり、前記Ｘ軸方向移動手段は前記第１及び第２の作業ヘッドをそれぞれＸ軸方向へ移動させる第１及び第２の二つのＸ軸方向移動手段からなり、前記Ｙ軸方向移動手段は前記第１及び第２のＸ軸方向移動手段をそれぞれＹ軸方向へ移動させる第１及び第２の二つのＹ軸方向移動手段からなる、ことを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
子部品搭載装置。
【請求項４】
前記作業ヘッドは第１、第２、第３及び第４の四つの作業ヘッドからなり、前記Ｘ軸方向移動手段は前記第１、第２、第３及び第４の作業ヘッドをそれぞれＸ軸方向へ移動させる第１、第２、第３及び第４の四つのＸ軸方向移動手段からなり、前記Ｙ軸方向移動手段は前記第１、第２、第３及び第４のＸ軸方向移動手段をそれぞれＹ軸方向へ移動させる第１、第２、第３及び第４の四つのＹ軸方向移動手段からなる、ことを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型軽量なＹ軸ボールネジを備えた小型で低廉な部品搭載装置でありながら部品供給装置による部品供給位置や基板サイズのＹ軸方向への変動に順応して部品搭載作業の実行が可変な電子部品搭載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、装置内に搬入されるプリント回路基板（以下、単に基板という）にチップ状電子部品（以下、単に部品という）を自動搭載して基板ユニットを生産する電子部品搭載装置（以下、単に部品搭載装置という）がある。この部品搭載装置の中には、基板ユニット生産の効率を上げるために、独立して駆動可能な作業ヘッドを本体装置の前後に配置した二軸型ワンバイワン方式といわれる構成のものなどもある。（例えば、特許文献１参照）
図６は、そのような部品搭載装置の主要部の構成を模式的に示す平面図である。図６に示すように、部品搭載装置は、装置基台１上の中央には、基板を搬送するコンベアベルト２ｂを備えた基板案内レール２が図の横方向（以下、Ｘ軸方向という）に水平に延在して配置されている。搬送ベルト２ｂ及び２ｂは、基板搬送モータ３により駆動され、基板ユニット生産ラインの上流側（図の右方）の装置から矢印Ｔで示すように供給される基板Ｐｂの両側部を夫々下方から支持して、自装置内に搬入する。基板Ｐｂは、基板搬送方向Ｔに対して前端と後端を位置決めピン４ａ、４ｂで位置決めされ、２本の基板案内レール２と２の間で固定される。
【０００３】
上記の２本の基板案内レール２と２を跨がせ、矢印Ｔで示す基板搬送方向（Ｘ軸方向）と直角の方向（以下、Ｙ軸方向という）に延在させて固定台５ａ、５ｂが固設して配置されている。一方の固定台５ａ上にはガイドレール６ａ及び二本のＹ軸用ボールネジ７ａ、８ａがそれぞれＹ軸方向に平行に位置固定して配設され、他方の固定台５ｂ上にもガイドレール６ｂ及び二本のＹ軸用ボールネジ７ｂ、８ｂがそれぞれＹ軸方向に平行に位置固定して配設されている。
【０００４】
上記のガイドレール６ａ、６ｂ間には２個の移動台９、１１が夫々架設されている。移動台９はネジナットを介して係合するＹ軸用ボールネジ７ａ、７ｂによりＹ軸方向に装置本体前方（図で下方）の所定の範囲を摺動自在に駆動される。移動台１１はこれもネジナットを介して係合するＹ軸用ボールネジ８ａ、８ｂによりＹ軸方向に装置本体後方（図の上方）の所定の範囲を摺動自在に駆動される。
【０００５】
Ｙ軸用ボールネジ７ａは、Ｙ軸用モータ１２によって直接駆動され、Ｙ軸用ボールネジ７ｂは、歯付きプーリ１３ａ、歯付きベルト１４ａ（図では紙面垂直方向に張設されているため見えない）、歯付きプーリ１３ｂ、歯付きベルト１４ｂ、歯付きプーリ１３ｃ、歯付きベルト１４ｃ（図では紙面垂直方向に張設されているため見えない）、及び歯付きプーリ１３ｄを介しＹ軸用ボールネジ７ａに従動して駆動される。
【０００６】
また、Ｙ軸用ボールネジ８ａは、他のＹ軸用モータ１５によって直接駆動され、Ｙ軸用ボールネジ８ｂは、歯付きプーリ１６ａ、歯付きベルト１７ａ（図では紙面垂直方向に張設されているため見えない）、歯付きプーリ１６ｂ、歯付きベルト１７ｂ、歯付きプーリ１６ｃ、歯付きベルト１７ｃ（図では紙面垂直方向に張設されているため見えない）、及び歯付きプーリ１６ｄを介しＹ軸用ボールネジ８ａに従動して駆動される。
【０００７】
上記の移動台９には、ガイドレール１８及びＸ軸用ボールネジ１９が配置され、移動台１１には、ガイドレール２１及びＸ軸用ボールネジ２２が配置されている。移動台９のガイドレール１８及びＸ軸用ボールネジ１９には、係合部２３を介して作業ヘッド２４が係合し、Ｘ軸用モータ２５の回転に伴なわれてＸ軸方向に摺動自在に駆動される。また、移動台１１のガイドレール２１及びＸ軸用ボールネジ２２には、係合部２６を介して作業ヘッド２７が係合し、Ｘ軸用モータ２８の回転に伴なわれてＸ軸方向に摺動自在に駆動される。
【０００８】
これにより、作業ヘッド２４は、移動台９及びＹ軸用ボールネジ７ａと７ｂによりＹ軸方向に移動自在であり、Ｘ軸用ボールネジ１９によりＸ軸方向に移動自在である。また、作業ヘッド２７は、移動台１１及びＹ軸用ボールネジ８ａと８ｂによりＹ軸方向に移動自在であり、Ｘ軸用ボールネジ２２によりＸ軸方向に移動自在である。
【０００９】
これら作業ヘッド２４及び２７には、それぞれ２個の搭載ヘッド２９及び３０が設けられている。そして、これら作業ヘッド２４及び２７の移動範囲内に上記の基板Ｐｂが位置しており、更に、同じ作業ヘッド２４及び２７の移動範囲内において、基板案内レール２から外側に、ノズルチェンジャー３１ｆ、３１ｒにそれぞれ保持された複数の吸着ノズル３２、その横に配置された画像認識用カメラ３３ｆ、３３ｒが配設され、更に外側には、部品供給ステージ３４ｆ、３４ｒ上に着脱自在に取り付けられた多数のテープリール式部品供給装置３５が配置されている。
【００１０】
図７は、上記の部品搭載装置の主要部の構成を模式的に示す側面図であり、装置前方（図６の下方）から見た構成を示している。尚、装置後方から見た構成も、これとほぼ同様である。また、図６と同一の構成部分には図６と同一の番号を付与して示している。
図７に示すように、Ｘ軸用ボールネジ１９は、カップリング３６を介してＸ軸用モータ２５に連結されている。図６に示した他のボールネジとモータの連結方法も同様である。また、係合部２３とＸ軸用ボールネジ１９はネジナット３７を介して係合している。他のボールネジとその他の係合部との係合方法も同様である。
【００１１】
図７に示すように、２個の搭載ヘッド２９の先端には吸着ノズル３２がそれぞれ着脱自在に取り付けられている。搭載ヘッド２９先端の吸着ノズル装着部は、上下に進退可能に構成され且つ３６０度回転可能に構成されている。これにより、吸着ノズル３２は、搭載ヘッド２９、作業ヘッド２４、及び移動台９を介して、前後（Ｙ軸方向）左右（Ｘ軸方向）上下（Ｚ軸方向）に所定の範囲で移動自在であり、且つ３６０度方向に回転可能に構成されている。
【００１２】
搭載ヘッド２９は、ノズルチェンジャー３１ｆ（３１ｒも同じ、以下同様）から所望の吸着ノズル３２を交換自在に装着し、その吸着ノズル３２により部品供給ステージ３４ｆのテープリール式部品供給装置３５から部品を吸着し、画像認識用カメラ３３ｆで部品の画像認識を行なって位置（吸着の位置及び向き）の補正をなし、この部品を基板Ｐｂ上の所定の位置に搭載する。
【００１３】
先の図６の平面図からも明らかなように、手前の作業ヘッド２４は基板Ｐｂの図の上方端部に位置しており、このとき移動台９のＹ軸用ボールネジ７ａ、７ｂとの係合部はＹ軸用ボールネジ７ａ、７ｂの上端部に達しており、移動台９はそれ以上はＹ軸方向を後方（図の上方）に移動できない。つまり、作業ヘッド２４は、Ｙ軸方向後方の移動限界点に在る。
【００１４】
このことは、手前の作業ヘッド２４が装置手前の端部に退避して、後方の作業ヘッド２７が前方に移動してきた場合も同様であり、作業ヘッド２７の移動台１１のＹ軸用ボールネジ８ａ、８ｂとの係合部はＹ軸用ボールネジ８ａ、８ｂの下端部に達し、作業ヘッド２７はＹ軸方向前方（図では下方）の移動限界点にくる。このときの作業ヘッド２７の位置が基板Ｐｂの図の下方端部に対応する。
【００１５】
ところで、上述した従来の二軸構造の部品搭載装置は、移動台９又は１１を駆動するＹ軸用ボールネジ７ａ、７ｂ又は８ａ、８ｂが基台１に固定されている固定台５ｂ又は５ａ上で位置固定されている。
一般に、ボールネジによる駆動はバックラッシュが小さく、駆動量の精度が高いという利点があるが、軸方向にあまり長く形成して用いることはできない。あまり長くすると回転時に歪みが発生して精度が落ちるだけでなくネジナットとの係合にも無理が生じて破損の原因ともなる。
【００１６】
したがって、ボールネジを軸方向に長く形成して用いるには、その剛性を強めるためにボールネジを太く形成する必要がある。しかし、ボールネジを太く形成すると、太く形成して増加した寸法の３乗に比例してボールネジの体積が増加する。したがって、このボールネジを駆動するより大型のモータを配設する必要がある。また、このボールネジを支える固定台も、より頑丈な構造としなければならない。そうすると部品搭載装置全体が大型化し、また製造コストが急激に増大する。
【００１７】
図６及び図７に示す部品搭載装置は、装置全体の大型化を避け、基板ユニットの製造コストの増大を避けて、想定し得る最大サイズの基板に釣り合った構造として構成されているものである。
【特許文献１】特開平３−２０３２９８号公報（第１図、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
ところで、上記従来の二軸型作業ヘッドを有する部品搭載装置の構成においては、部品供給ステージ３４上には、テープリール式部品供給装置３５を配置することのみが考えられていた。テープリール式部品供給装置３５の部品供給口は、部品供給ステージ３４ｆ又は３４ｒの内端部に位置しており、したがって、各作業ヘッドの装置外側方向への移動範囲も部品供給ステージ３４ｆ又は３４ｒの内端部までに設定されていた。
【００１９】
ところが、後年になって出現したトレー式部品供給装置によって作業ヘッドに部品を供給しようとすると、トレー式部品供給装置から部品搭載装置の内部に差し込まれる部品ステージは、部品供給ステージ３４ｆ又は３４ｒの内端部から外端部の更に外側までの広い範囲にあるから、作業ヘッドの装置外側方向への移動範囲も部品供給ステージ３４ｆ又は３４ｒの外端部の更に外側まで届くように全体を構成しなければならない。
【００２０】
つまり前方の作業ヘッド２４については、Ｙ軸方向後方の移動限界点から部品供給ステージ３４ｆの内端部までであった今までのＹ軸方向の移動範囲を、Ｙ軸方向後方の移動限界点から部品供給ステージ３４ｆの外端部の更に外側まで延長してトレー式部品供給装置に対処しなければならない。
【００２１】
同様に、後方の作業ヘッド２７についても、Ｙ軸方向前方の移動限界点から部品供給ステージ３４ｒの内端部までであった今までのＹ軸方向の移動範囲を、Ｙ軸方向前方の移動限界点から部品供給ステージ３４ｒの外端部の更に外側まで延長してトレー式部品供給装置に対処しなければならない。
【００２２】
そうすると、各作業ヘッドの移動範囲が伸びる分、つまり部品供給ステージ３４ｆ又は３４ｒの内端部から外端部の更に外側までの差の分だけ、作業ヘッドをＹ軸方向へ移動させるＹ軸用ボールネジ７ａ、７ｂ、８ａ、及び８ｂをそれぞれ長大にする必要がある。
そうすると、上述したように、軸方向に長くなったボールネジの剛性を保つためにボールネジを太く形成する必要が出てくる。そして、ボールネジを太くすると体積が激増するからボールネジ駆動モータを大型化し、ボールネジ支持台も頑丈な構造としなければならない。結果として部品搭載装置全体が大型化する。
【００２３】
これでは、部品搭載装置のユーザにとっては、整備費の上昇と、製造コストの上昇を招くことになり、何らかの改善策が望まれていた。
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、比較的短い小型軽量なＹ軸ボールネジの構成で設備費を軽減できる装置でありながら、装置本体の設計を変更することなく同一装置のままで、部品供給位置や基板サイズのＹ軸方向の範囲変動に順応して部品搭載作業を実行することができる部品搭載装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
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、Ｘ、Ｙ、Ｚの三次元の作業空間を移動自在な作業ヘッドをＸ軸方向へ移動させるＸ軸方向移動手段と、該Ｘ軸方向移動手段をＹ軸方向へ移動させるＹ軸方向移動手段と、固定と可動の一対一組でプリント回路基板を案内し搬送するの基板搬送手段と、を有して、上記作業ヘッドに支持される搭載ヘッドにより部品供給装置から取り出したチップ状電子部品を、上記基板搬送手段により搬送されてくる上記プリント回路基板に自動搭載する電子部品搭載装置であって、上記Ｙ軸方向移動手段は、それ自体がＹ軸方向に移動可能に構成されている。
【００２５】
上記Ｙ軸方向移動手段は、例えば請求項２記載のように、固定支持レール部においてＹ軸方向の位置を移動可能に位置固定して支持されるボールネジユニットで構成される。
そして、この電子部品搭載装置は、例えば請求項３記載のように、上記作業ヘッドは第１及び第２の二つの作業ヘッドからなり、上記Ｘ軸方向移動手段は上記第１及び第２の作業ヘッドをそれぞれＸ軸方向へ移動させる第１及び第２の二つのＸ軸方向移動手段からなり、上記Ｙ軸方向移動手段は上記第１及び第２のＸ軸方向移動手段をそれぞれＹ軸方向へ移動させる第１及び第２の二つのＹ軸方向移動手段からなるように構成される。
【００２６】
また、この電子部品搭載装置は、例えば請求項４記載のように、上記作業ヘッドは第１、第２、第３及び第４の四つの作業ヘッドからなり、上記Ｘ軸方向移動手段は上記第１、第２、第３及び第４の作業ヘッドをそれぞれＸ軸方向へ移動させる第１、第２、第３及び第４の四つのＸ軸方向移動手段からなり、上記Ｙ軸方向移動手段は上記第１、第２、第３及び第４のＸ軸方向移動手段をそれぞれＹ軸方向へ移動させる第１、第２、第３及び第４の四つのＹ軸方向移動手段からなるように構成される。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本発明の部品搭載装置によれば、Ｙ軸方向移動装置自体がＹ軸方向に移動可能に構成されるので、部品供給装置の形態に応じてＹ軸方向移動装置自体のＹ軸方向の位置を変えて設定しなおすだけでＹ軸方向の作業ヘッドの移動範囲を可変に設定できる。
【００２８】
これにより、例えば比較的短い小型軽量なＹ軸ボールネジの構成で設備費を軽減できる装置でありながら、装置本体の設計を変更することなく即ちＹ軸用ボールネジを長大化させるような設計変更を行なうことなく、同一装置のままで、例えばテープリール式部品供給装置からトレー式部品供給装置まで部品供給位置のＹ軸方向の範囲変動に順応して、あるいは基板サイズのＹ軸方向の変動に応じて、作業ヘッドの移動範囲を可変させて部品搭載作業を実行することができる。したがって、基板ユニット生産工場の設備費用の低減、ひいては基板ユニットのコスト低減に貢献する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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。
【実施例１】
【００３０】
図１(a) は、第１の実施の形態における部品搭載装置の外観斜視図であり、同図(b) は、その上下の保護カバーを取り除いて内部の構成を模式的に示す斜視図である。
同図(a) に示すように、部品搭載装置４０は、天井カバー上の前後に、それぞれＣＲＴディスプレイからなるモニタ装置４１と、同じく天井カバー上の左右に、それぞれ稼動状態を報知する警報ランプ４２を備えている。また、上部保護カバー４３の前部と後部の面には、液晶ディスプレイとタッチ式入力装置からなり外部からの操作により各種の指示を入力することができる操作入力用表示装置４４が配設されている（図の右斜め上方向になる後部の操作入力用表示装置４４は陰になって見えない）。
【００３１】
下部の基台４５の上には、中央に、固定と可動の１対の平行する基板案内レール４６が同図(b) に示す基板４７の搬送方向（Ｘ軸方向、図の斜め右下から斜め左上方向）に水平に延在して配設される。これらの基板案内レール４６の下部に接して、図には見えないループ状の搬送ベルト（コンベアベルト）が走行可能に配設される。
【００３２】
搬送ベルトは、それぞれ数ミリ幅のベルト脇部を基板案内レール４６の下から基板搬送路に覗かせて、不図示のベルト駆動モータにより駆動され、基板搬送方向に走行し、部品搭載前の基板４７の裏面両側を下から支持しながらライン上流側から装置本体内に搬入し、部品搭載済みとなった基板４７を順次ライン下流側に搬出する。搬入された基板４７は位置決めされて電子部品の搭載が終了するまで固定される。
【００３３】
基台４５の前後には、それぞれ部品供給ステージ４８が形成されている（同図(a) では図の右斜め上方向になる後部の部品供給ステージ４８は陰になって見えない。また、同図(b) では、後部の部品供給ステージ４８は図示を省略している）。部品供給ステージ４８には、テープリール式部品供給装置４９が、５０個〜７０個と多数配置される。テープリール式部品供給装置４９には、その後端部に、部品を収容したテープを捲着したテープリール５１が着脱自在に装着されている。
【００３４】
また、基台４５の上方には本体フレームの左右（Ｘ軸方向）に分かれて本体フレームに固定された天釣り型の二本のＹ軸レール５２（５２ａ、５２ｂ）と、これら二本のＹ軸レール５２に差し渡されてそれぞれ摺動自在に支持される二本のＸ軸レール５３（５３ｆ、５３ｒ）が配置されている。
【００３５】
Ｘ軸レール５３は、Ｙ軸レール５２に沿ってＹ軸方向に摺動でき、これらのＸ軸レール５３には、それぞれ１台（装置全体で合計２台）の作業ヘッド５４（５４ｆ、５４ｒ）がＸ軸レール５３に沿ってＸ軸方向に摺動自在に懸架されている。そして、これらの各作業ヘッド５４には、同図(b) に示す例では２個の搭載ヘッド５５が配設されている。これらの搭載ヘッド５５の先端にはそれぞれ吸着ノズル５０が着脱自在に装着されている。
【００３６】
上記の作業ヘッド５４は、屈曲自在で内部が空洞な帯状のチェーン体５６に保護・収容された複数本の不図示の信号コードを介して装置本体４０の基台４５内部に配設されている電装部マザーボード上の中央制御部と連結されている。作業ヘッド５４は、これらの信号コードを介して中央制御部からは電力及び制御信号を供給され、中央制御部へは基板の位置決め用マークや部品の搭載位置の情報を示す画像データを送信する。
【００３７】
また、基板案内レール４６と部品供給ステージ４８との間には、搭載ヘッド５５に吸着された部品を画像認識するための複数種類の部品認識用カメラ５７が、２個の作業ヘッド５４に対応して２箇所（前後それぞれ１箇所）に配置されており、その近傍には同図では図示を省略しているが、搭載ヘッド５５に対して交換自在に装着するための複数種類の吸着ノズルを収容したノズルチェンジャーが配置されている。
【００３８】
また、基台４５の内部には、上述した中央制御部のほかに、特には図示しないが、基板の位置決め装置、基板を２本の基板案内レール４６間に固定する基板固定機構等が備えられている。
図２(a),(b) は、上記の部品供給ステージ４８上に設定される部品供給装置の各種の形態を簡略に示す図である。尚、同図(a),(b) には、図１(a),(b) に示した構成と同一の構成部分には図１(a),(b) と同一の番号を付与して示している。
【００３９】
同図(a) は、部品供給ステージ４８上にテープリール式部品供給４９が連続して密に並設されている状態を示している。また、同図(b) は、部品供給ステージ４８上のテープリール式部品供給４９を取り除き、代わって、トレー式部品供給装置５８の部品ステージ５９がテープリール式部品供給４９の上方に差し込まれている。
トレー式部品供給装置５８の部品ステージ５９の先端部には、装置内部のパレット収容棚６１のパレットから、トレー６２が引き出されており、トレー６２上には、多数の部品６３が載置・収容されている。
【００４０】
図１(b) に示した作業ヘッド５４の搭載ヘッド５５は、図２(a) に示すテープリール式部品供給４９又はトレー式部品供給装置５８から供給される部品６３を吸着ノズル５０に吸着して部品認識用カメラ５７で画像認識し、画像認識後の部品６３を基板４７の所定の搭載位置に搭載する。
【００４１】
上記の構成において、本例の部品搭載装置４０は、基板４７のＹ軸方向の寸法の大小に拘わり無く、同一構成のまま、二本のＹ軸レール５２（５２ａ、５２ｂ）内に位置変動自在に固定して保持されているボールネジユニットを位置変動させて対応することにより、基板４７への部品搭載を実行することができる。以下これについて説明する。
【００４２】
図３(a),(b),(c) は、トレー式部品供給装置から部品の供給を受けるときのボールネジユニットの配置構成を示す図である。尚、同図(a),(b),(c) には、図１(a),(b) 及び図２(a),(b) に示した構成と同一の構成部分には図１(a),(b) 及び図２(a),(b) と同一の番号を付与して示している。
【００４３】
また、図３(a),(b),(c) に示す例は、フロント側（装置前側、図の左方）の基板案内レール４６が固定レールであり、リア側（装置後側、図の右方）の基板案内レール４６が基板のＹ軸方向の幅に合わせて前後（図の左右）に移動可能な可動レールである。
図３(b) は、基台４５上の概略の平面図であり、同図(b) には図１(b) 及び図２(a),(b) に示した部品認識用カメラ５７を１個のみ代表的に示し、その横に、図１(b) 及び図２(a),(b) では図示を省略していたノズルチェンジャー６４を示している。
【００４４】
また、図３(a) 及び同図(c) は、基台４５上の概略の構成とその上方の本体フレームに固定された天釣り型の二本のＹ軸レール５２（５２ａ、５２ｂ）、これらＹ軸レール５２に差し渡された二本のＸ軸レール５３（５３ｆ、５３ｒ）、及びこれらＸ軸レール５３に懸架して支持される作業ヘッド５４（５４ｆ、５４ｒ）とこれら相互の係合関係を示す断面図である。尚、図３(a) 及び同図(c) には、同図(b) に示す部品認識用カメラ５７とノズルチェンジャー６４の図示を省略している。
【００４５】
先ず、図３(a) について説明する。以下に説明する図３(a) のＹ軸レール５２ａのフロント用Ｙ軸ボールネジユニット７０ｆは、全く同様の構成のボールネジユニットが図３(c) のＹ軸レール５２ｂにも配設されている。
換言すれば、Ｙ軸レール５２ａ及び５２ｂには、それぞれフロント用Ｙ軸ボールネジユニット７０ｆとリア用Ｙ軸ボールネジユニット７０ｒが内設されており、Ｙ軸レール５２ａと５２ｂのフロント用Ｙ軸ボールネジユニット７０ｆが一組となり、同じくＹ軸レール５２ａと５２ｂのリア用Ｙ軸ボールネジユニット７０ｒが一組となっているが、それぞれ一組の他方のＹ軸ボールネジユニットは図示を省略されている。
【００４６】
図３(a) において、前方（フロント側）の作業ヘッド５４ｆに対応するフロント用Ｙ軸ボールネジユニット７０ｆは、Ｙ軸レール５２ａへの取付板６５ｆ、この取付板６５ｆの両端近傍からそれぞれ下方に突設されたボールネジ軸受６６ｆ−１、６６ｆ−２、これらボールネジ軸受６６ｆ−１、６６ｆ−２に両端を支持されるＹ軸ボールネジ６７ｆ、このＹ軸ボールネジ６７ｆをカップリング６８ｆを介して回転駆動するフロントＹ軸用ステッピングモータ６９ｆ、上記Ｙ軸ボールネジ６７ｆにネジナット７１ｆを介して係合しＸ軸レール５３ｆを支持するＸ軸レール支持部７２ｆから構成される。
【００４７】
上記の取付板６５ｆには、図では見えないが２個の取り付けビス７３でネジ止めされる２個のビス孔が設けられている。また、Ｙ軸レール５２ａには、これも図では見えないが上記の取り付けビス７３がＹ軸方向に自在に移動可能な溝孔が穿設されている。これにより図３(a) ではＹ軸レール５２ａの前端部（図３(a) では左端部）にあるフロント用Ｙ軸ボールネジユニット７０ｆは、必要に応じて図の右端部方向へ移動して位置固定が可能である。
【００４８】
図３(a) の状態で、フロント側の作業ヘッド５４ｆは、Ｘ軸レール支持部７２ｆにより支持されるＸ軸レール５３ｆに沿って図の紙面奥行き方向に自在に摺動し、Ｙ軸ボールネジ６７ｆに沿ってＹ軸方向に移動することによって、図３(b) に二点鎖線ａで示す水平移動範囲内を自在に移動し、例えば同図(b) の矢印ｆで示すように、トレー式部品供給装置５８の部品ステージ５９上のトレー６２から図２(b) に示した部品６３を搭載ヘッド５５先端の吸着ノズル５０で吸着して部品認識用カメラ５７で画像認識し、その部品６３を小型基板４７ｓの所定の搭載位置に搭載する。
【００４９】
このように、フロント用Ｙ軸ボールネジユニット７０ｆをＹ軸レール５２ａの前端部に移動させることにより、前方（図３(b) では左方）の部品供給ステージ４８の外端部の更に外側まで部品供給位置が広がっているトレー６２から、部品６３を吸着して、小型基板４７ｓの全領域に部品６３を搭載することができる。
【００５０】
次に、図３(c) に示す後方（リア側）の作業ヘッド５４ｒに対応するリア用Ｙ軸ボールネジユニット７０ｒについて説明する。尚、Ｙ軸レール５２ｂのリア用Ｙ軸ボールネジユニット７０ｒは、全く同様の構成のボールネジユニットが図３(a) のＹ軸レール５２ａにも配設されているが、図３(a) では図示を省略している。
【００５１】
図３(c) に示すように、リア用Ｙ軸ボールネジユニットは、Ｙ軸レール５２ｂへの取付板６５ｒ、この取付板６５ｒの両端近傍からそれぞれ下方に突設されたボールネジ軸受６６ｒ−１、６６ｒ−２、これらボールネジ軸受６６ｒ−１、６６ｒ−２に両端を支持されるＹ軸ボールネジ６７ｒ、このＹ軸ボールネジ６７ｒをカップリング６８ｒを介して回転駆動するリアＹ軸用ステッピングモータ６９ｒ、上記Ｙ軸ボールネジ６７ｒにネジナット７１ｒを介して係合しＸ軸レール５３ｒを支持するＸ軸レール支持部７２ｒから構成される。
【００５２】
この場合も上記の取付板６５ｒには、図では見えないが２個の取り付けビス７３でネジ止めされる２個のビス孔が設けられている。また、Ｙ軸レール５２ｂには、これも図では見えないが上記の取り付けビス７３がＹ軸方向に自在に移動可能な溝孔が穿設されている。これにより図３(c) ではＹ軸レール５２ｂのほぼ中央部にあるリア用Ｙ軸ボールネジユニットは、必要に応じて左右いずれかの端部側へ移動して位置固定が可能である。
【００５３】
図３(c) の状態で、リア側の作業ヘッド５４ｒは、Ｘ軸レール支持部７２ｆにより支持されるＸ軸レール５３ｒに沿って図の紙面奥行き方向に自在に摺動し、Ｙ軸ボールネジ６７ｒに沿ってＹ軸方向に移動し、図３(b) において特には図示しない所定の水平方向移動範囲を自在に移動し、例えば同図(b) の矢印ｒで示すように、本体装置の部品供給ステージ４８上の図３(b) では図示を省略しているが図２(a) に示したと同様のテープリール式部品供給装置４９から供給される部品６３を搭載ヘッド５５先端の吸着ノズル５０で吸着して部品認識用カメラ５７で画像認識し、その部品６３を小型基板４７ｓの所定の搭載位置に搭載する。
【００５４】
このように、リア用Ｙ軸ボールネジユニット７０ｒを、Ｙ軸レール５２ｂのほぼ中央に設定することにより、後方の部品供給ステージ４８上のテープリール式部品供給装置から供給される部品を、後方の作業ヘッド５４ｒから最も遠い位置にある小型基板４７ｓの全領域に部品を搭載することができる。
【００５５】
図４(a),(b),(c) は、基板のＹ軸方向の寸法が大きいときのボールネジユニットの配置構成を示す図である。尚、同図(a),(b),(c) に示す構成は、基板４７（４７L ）が大きいことと、一部の構成の相対的位置関係が異なることを除いて、図３(a),(b),(c) に示す構成と同一であるので、説明に必要な部分についてのみ番号を付与して示している。
【００５６】
図４(a) に示すように、大型基板４７L への部品搭載処理を行なうときは、図３(a) ではＹ軸レール５２ａ（５２ｂにおいても同様）の前端部に寄せて配置されていたフロント用Ｙ軸ボールネジユニット７０ｆを、Ｙ軸レール５２ａの中央よりもやや後方の位置に移動させて配置する。
【００５７】
これにより、フロント側の作業ヘッド５４ｆは、その吸着ノズル５０により、図４(b) に矢印ｆで示すように、フロント側の部品供給ステージ４８のテープリール式部品供給装置４９（図２(a) 参照）の部品供給口と大型基板４７L のリア側端部の部品搭載位置との間を移動できるように設定される。
【００５８】
また、図４(b) に示すリア用Ｙ軸ボールネジユニット７０ｒは、Ｙ軸レール５２ｂ（５２ａにおいても同様）に対して図３(c) のときと同一の配置のままとされる。これで、リア側の作業ヘッド５４ｒは、その吸着ノズル５０により、図４(b) に矢印ｒで示すように、リア側の部品供給ステージ４８のテープリール式部品供給装置４９（図２(a) 参照）の部品供給口と大型基板４７L のフロント側端部の部品搭載位置との間を移動できるように設定されている。
【実施例２】
【００５９】
図５(a) は、第２の実施の形態における部品搭載装置の外観斜視図であり、同図(b) はその上下の保護カバーを取り除いて内部の構成を模式的に示す斜視図である。は、
同図(a) に示すように、部品搭載装置７５は、天井カバー上の左端部に稼動状態を報知する警報ランプ７６を備え、上部保護カバー７７の前部には、液晶ディスプレイとタッチ式入力装置からなり外部からの操作により各種の指示を入力することができる操作入力用表示装置７８が配設されている。
【００６０】
下部の基台７９の上には、中央に、固定と可動の１対の平行する基板案内レール８１がＸ軸方向（図の斜め右下から斜め左上方向）に水平に延在して配設されている。これらの基板案内レール８１の下部に接して、図には見えないループ状の搬送ベルト（コンベアベルト）が走行可能に配設され、図１(a),(b) に示した部品搭載装置４０の場合と同様に不図示のベルト駆動モータにより駆動され、Ｘ軸方向に走行して、基板をライン上流側から搬入しライン下流側に搬出する。
【００６１】
図５(b) に示すように、基台７９の前後には、それぞれ部品供給ステージ８２が配設されている。部品供給ステージ８２には、この場合も図１(a),(b) に示した部品搭載装置４０の場合と同様に、テープリール式部品供給装置４９が多数配置され、あるいはトレー式部品供給装置５８の部品ステージ５９が上方に差し込まれる。
【００６２】
基台７９の上方には左右（Ｘ軸方向）に分かれて、それぞれ２個のＹ軸固定脚８３に両端部を固定され、上記二本の基板案内レール８１を跨いで二本のＹ軸レール８４（８４ａ、８４ｂ）が配設されている、そして、これら二本のＹ軸レール８４に差し渡され、Ｙ軸方向に摺動自在に支持されてＸ軸レール８５が配置されている。
【００６３】
Ｘ軸レール８５には、１台の作業ヘッド８６がＸ軸レール８５に沿ってＸ軸方向に摺動自在に支持されている。この作業ヘッド８６には、図では隠れて見えないが搭載ヘッドが配設されており、その先端に、吸着ノズル８７が着脱自在に装着されている。
上記の作業ヘッド８６は、屈曲自在で内部が空洞な帯状のチェーン体８８に保護・収容された複数本の不図示の信号コードを介して装置本体７５の基台７９内部に配設されている電装部マザーボード上の中央制御部と連結されている。作業ヘッド８６は、これらの信号コードを介して中央制御部からは電力及び制御信号を供給され、中央制御部へは基板の位置決め用マークや部品の搭載位置の情報を示す画像データを送信する。
【００６４】
尚、図５(b) では図示を省略しているが、基板案内レール８１と部品供給ステージ８２との間には、搭載ヘッドの吸着ノズル８７に吸着された部品を画像認識するための複数種類の部品認識用カメラや、搭載ヘッドに対して交換自在に装着される複数種類の吸着ノズルを収容したノズルチェンジャーが配置されている。また、基台７９の内部には、上述した中央制御部のほかに、特には図示しないが、基板の位置決め装置、基板を２本の基板案内レール８１間に固定する基板固定機構等が備えられている。
【００６５】
この部品搭載装置７５においても、二本のＹ軸レール８４ａ及び８４ｂには、特には図示しないが、図３(a) に示したフロント用Ｙ軸ボールネジユニット７０ｆと同様のＹ軸ボールネジユニットが内設されている。これにより、図５(b) に示す作業ヘッド８６は、図３(a) に示したフロント側の作業ヘッド５４ｆと同様に、部品供給ステージ８２上に配置される部品供給装置がテープリール式部品供給装置４９であるかトレー式部品供給装置５８の部品ステージ５９であるかによって、更には基板が大型基板であるか小型基板であるかによって、Ｙ軸ボールネジユニットがＹ軸レール８４ａ及び８４ｂ内をそれぞれＹ軸方向に移動してその固定位置を部品供給装置の種類や基板の大きさに応じてい変更される。
【００６６】
これにより、部品供給装置の種類や種々の基板の大きさに対応して部品搭載処理を実行可能な一軸型の低廉な小型部品搭載装置を提供することが可能となる。
尚、上記第１及び第２の実施例では、二軸型と一軸型の部品搭載装置について説明したが、これに限ることなく、作業ヘッドに体するＹ軸方向移動手段としてのＹ軸ボールネジユニットを、それ自体がＹ軸方向に移動可能に構成することは４軸型の部品搭載装置にも適用できることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の電子部品搭載装置は、比較的短いＹ軸ボールネジの構成で小型で設備費を軽減できる装置でありながら、装置の設計を変更することなく同一装置のままで、部品供給位置のＹ軸方向の範囲変動や基板サイズの変動に順応して部品搭載作業を実行することができるので、基板ユニット生産の設備費用の低減と基板ユニットのコスト低減を図る全ての産業において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】(a) は第１の実施の形態における部品搭載装置の外観斜視図、(b) はその上下の保護カバーを取り除いて内部の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】(a),(b) は部品搭載装置の部品供給ステージ上に設定される部品供給装置の各種の形態を簡略に示す図である。
【図３】(a),(b),(c) はトレー式部品供給装置から部品の供給を受けるときのボールネジユニットの配置構成を示す図である。
【図４】(a),(b),(c) は基板のＹ軸方向の寸法が大きいときのボールネジユニットの配置構成を示す図である。
【図５】(a) は第２の実施の形態における部品搭載装置の外観斜視図、(b) はその上下の保護カバーを取り除いて内部の構成を模式的に示す斜視図である。
【図６】従来の部品搭載装置の主要部の構成を模式的に示す平面図である。
【図７】従来の部品搭載装置の主要部の構成を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１      装置基台
２      基板案内レール
２ｂ    コンベアベルト
Ｐｂ    基板
４ａ、４ｂ  位置決めピン
５ａ、５ｂ  固定台
６ａ、６ｂ  ガイドレール
７ａ、７ｂ  Ｙ軸用ボールネジ
８ａ、８ｂ  Ｙ軸用ボールネジ
９、１１    移動台
１２    Ｙ軸用モータ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ  歯付きプーリ
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ  歯付きベルト
１５    Ｙ軸用モータ
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ  歯付きプーリ
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ  歯付きベルト
１８、２１  ガイドレール
１９、２２  Ｘ軸用ボールネジ
２３    係合部
２４    作業ヘッド
２５    Ｘ軸用モータ
２６    係合部
２７    作業ヘッド
２８    Ｘ軸用モータ
２９、３０  搭載ヘッド
３１ｆ、３１ｒ  ノズルチェンジャー
３２    吸着ノズル
３３ｆ、３３ｒ  画像認識用カメラ
３４ｆ、３４ｒ  部品供給ステージ
３５    テープリール式部品供給装置
３６    カップリング
３７    ネジナット
４０    部品搭載装置
４１    モニタ装置
４２    警報ランプ
４３    上部保護カバー
４４    操作入力用表示装置
４５    基台
４６    基板案内レール
４７    基板
４８    供給ステージ
４９    テープリール式部品供給装置
５０    吸着ノズル
５１    テープリール
５２（５２ａ、５２ｂ）  Ｙ軸レール
５３（５３ｆ、５３ｒ）  Ｘ軸レール
５４（５４ｆ、５４ｒ）  作業ヘッド
５５    搭載ヘッド
５６    チェーン体
５７    部品認識用カメラ
５８    トレー式部品供給装置
５９    部品ステージ
６１    パレット収容棚
６２    トレー
６３    部品
６４    ノズルチェンジャー
６５ｆ、６５ｒ  取付板
６６ｆ−１、６６ｆ−２、６６ｒ−１、６６ｒ−２  ボールネジ軸受
６７ｆ、６７ｒ  Ｙ軸ボールネジ
６８ｆ、６８ｒ  カップリング
６９ｆ  フロントＹ軸用ステッピングモータ
６９ｒ  リアＹ軸用ステッピングモータ
７０ｆ  フロント用Ｙ軸ボールネジユニット
７０ｒ  リア用Ｙ軸ボールネジユニット
７１ｆ、７１ｒ  ネジナット
７２ｆ、７２ｒ  Ｘ軸レール支持部
７３    取り付けビス
７５    部品搭載装置
７６    警報ランプ
７７    上部保護カバー
７８    操作入力用表示装置
７９    基台
８１    基板案内レール
８２    部品供給ステージ
８３    Ｙ軸固定脚
８４（８４ａ、８４ｂ）  Ｙ軸レール
８５    Ｘ軸レール
８６    作業ヘッド
８７    吸着ノズル
８８    チェーン体
【図１】
2005045020.tif 000003
【図２】
2005045020.tif 000004
【図３】
2005045020.tif 000005
【図４】
2005045020.tif 000006
【図５】
2005045020.tif 000007
【図６】
2005045020.tif 000008
【図７】
2005045020.tif 000009