(57)【要約】  部品実装機は、部品を採取可能な複数の採取部材を所定の円周に沿って所定の間隔で保持する正逆回転可能なヘッド本体を有するヘッドユニットと、ヘッドユニットを移動させる移動装置と、採取部材を昇降させる昇降装置と、採取部材に部品を供給可能な部品供給装置と、これらを制御する制御装置とを備える。制御装置は、ヘッド本体を回転させる動作とヘッドユニットを移動させる動作を伴いながら、採取部材が部品供給装置によって供給された部品を採取し、採取終了後に各部品を基板に装着するよう、制御する。制御装置は、部品採取時及び部品装着時の少なくとも一方において、ヘッド本体の反転動作及びノズル飛ばし動作の一方又は両方が行われるように制御し得る。
2018179139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を採取可能な複数の採取部材を所定の円周に沿って所定の間隔で保持する正逆回転可能なヘッド本体を有し、前記ヘッド本体を回転させることにより前記複数の採取部材を旋回させるヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットを移動させる移動装置と、
前記ヘッド本体とは独立して前記ヘッドユニットに設けられ、前記複数の採取部材のうち前記ヘッドユニットの所定位置に位置する採取部材を昇降させる昇降装置と、
前記所定位置に位置する採取部材に対して部品を供給可能な複数の部品供給装置と、
前記ヘッド本体を回転させる動作と前記ヘッドユニットを移動させる動作を伴いながら、前記所定位置に位置する採取部材が前記部品供給装置によって供給された部品を採取し、採取終了後に各部品を基板に装着するよう、前記ヘッド本体、前記移動装置、前記昇降装置及び前記部品供給装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、部品採取時及び部品装着時の少なくとも一方において、前記ヘッド本体の回転方向を反転させる動作及び前記ヘッド本体を前記間隔のｎ倍（ｎは２以上の整数）回転させる動作の一方又は両方が行われるように制御し得る、
部品実装機。
【請求項２】
前記所定位置は、前記所定の円周上に位置する第１位置と第２位置であり、
前記昇降装置は、前記第１位置に位置する採取部材を昇降させる装置と前記第２位置に位置する採取部材を昇降させる装置の２つがある、
請求項１に記載の部品実装機。
【請求項３】
前記制御装置は、部品採取時において、前記ヘッド本体が前記間隔ずつ一方向に回転しながら前記採取部材が部品を順次採取する場合よりも有利な採取順がある場合には、前記有利な採取順を採用する、
請求項１又は２に記載の部品実装機。
【請求項４】
前記制御装置は、部品装着時において、前記ヘッド本体が前記間隔ずつ一方向に回転しながら前記採取部材に採取された部品を前記基板に順次装着する場合よりも有利な装着順がある場合には、前記有利な装着順を採用する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品実装機。
【請求項５】
前記昇降装置は、前記所定位置に位置する採取部材と係合して前記採取部材を昇降させる採取部材係合部を有し、
前記採取部材係合部は、正方向に回転している前記ヘッド本体に装備されている部材と干渉したときには前記部材に押される方向へ回転して退避し、逆方向に回転している前記ヘッド本体に装備されている部材と干渉したときには前記部材に押される方向へ回転して退避する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品実装機。
【請求項６】
前記採取部材は、圧力によって部品の吸脱着を行うノズルであり、
前記ヘッド本体は、前記ノズルに供給する圧力の正負を切り替える操作レバーを前記採取部材ごとに備え、
前記ヘッドユニットは、前記操作レバーと係合して前記操作レバーを操作するレバー係合部を前記ヘッド本体と独立して備え、
前記レバー係合部は、正方向に回転している前記ヘッド本体に装備されている部材と干渉したときには前記部材に押される方向へ回転して退避し、逆方向に回転している前記ヘッド本体に装備されている部材と干渉したときには前記部材に押される方向へ回転して退避する、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の部品実装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、部品実装機を開示する。
【背景技術】
【０００２】
部品実装機として、複数のフィーダから供給される部品を、ロータリーヘッドに備えられた複数のノズルで吸着して基板に実装するものが知られている。特許文献１には、この種の部品実装機において、ロータリーヘッドの回転体を正逆回転する歯車装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２２５７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１には、どのような場面で回転体の正逆回転を利用するかについては開示されていない。一方、部品実装機では、ロータリーヘッドの複数のノズルに部品を吸着するのに要する時間やノズルに吸着された部品を基板に装着するのに要する時間を短くしたいという要望がある。【０００５】
本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであり、部品採取時や部品装着時に要する時間を短くすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の部品実装機は、
部品を採取可能な複数の採取部材を所定の円周に沿って所定の間隔で保持する正逆回転可能なヘッド本体を有し、前記ヘッド本体を回転させることにより前記複数の採取部材を旋回させるヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットを移動させる移動装置と、
前記ヘッド本体とは独立して前記ヘッドユニットに設けられ、前記複数の採取部材のうち前記ヘッドユニットの所定位置に位置する採取部材を昇降させる昇降装置と、
前記所定位置に位置する採取部材に対して部品を供給可能な複数の部品供給装置と、
前記ヘッド本体を回転させる動作と前記ヘッドユニットを移動させる動作を伴いながら、前記所定位置に位置する採取部材が前記部品供給装置によって供給された部品を採取し、採取終了後に各部品を基板に装着するよう、前記ヘッド本体、前記移動装置、前記昇降装置及び前記部品供給装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、部品採取時及び部品装着時の少なくとも一方において、前記ヘッド本体の回転方向を反転させる動作及び前記ヘッド本体を前記間隔のｎ倍（ｎは２以上の整数）回転させる動作の一方又は両方が行われるように制御し得る、
ものである。【０００７】
この部品実装機では、ヘッド本体を回転させる動作とヘッドユニットを移動させる動作を伴いながら、ヘッドユニットの所定位置に位置する採取部材が部品供給装置によって供給された部品を採取し、採取終了後に各部品を基板に装着する。また、部品採取時及び部品装着時の少なくとも一方において、ヘッド本体の回転方向を反転させる動作及びヘッド本体を採取部材同士の間隔のｎ倍（ｎは２以上の整数）回転させる動作の一方又は両方が行われるように制御し得る。これにより、従来に比べて部品採取時や部品装着時に要する時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】部品実装機１０の概略構成を示す斜視図。
【図２】部品供給装置２０及びフィーダ台２３の斜視図。
【図３】ヘッドユニット４０の概略構成を示す説明図。
【図４】弁操作レバー４５を挟み込んだレバー挟持部４６ａの斜視図。
【図５】弁操作レバー４５を挟み込んだレバー挟持部４６ａの平面図。
【図６】係合片４２ａを挟み込んだ係合片挟持部７１ａの斜視図。
【図７】係合片４２ａを挟み込んだ係合片挟持部７１ａの平面図。
【図８】ヘッド本体４１の平面図。
【図９】制御装置８０の電気的な接続関係を示す説明図。
【図１０】部品実装処理ルーチンのフローチャート。
【図１１】ノズル４４１〜４４８に部品を吸着させる手順の説明図。
【図１２】比較用のノズル４４１〜４４８に部品を吸着させる手順の説明図。
【図１３】ノズル４４１〜４４８に吸着された部品装着する手順の説明図。
【図１４】ヘッド本体４１の中心の軌跡を示す説明図。
【図１５】比較用のノズル４４１〜４４８に吸着された部品装着する手順の説明図。
【図１６】比較用のヘッド本体４１の中心の軌跡を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の部品実装機の好適な実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。なお、図１の左右方向がＸ軸方向であり、前後方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。
【００１０】
部品実装機１０は、図１に示すように、部品供給装置２０と、基板搬送装置２５と、ＸＹロボット３０と、ヘッドユニット４０と、制御装置８０（図９参照）とを備えている。
【００１１】
部品供給装置２０は、部品が収容されたテープ２１をリール２２から引き出してピッチ送りすることで、部品を部品供給位置に供給するテープフィーダとして構成されている。この部品供給装置２０は、図２に示すように、底面にレール部材２０ａを備え、このレール部材２０ａを部品実装機１０の前側に配置されたフィーダ台２３のスロット２４に、前から後へスライドさせることによりセットされる。部品供給装置２０は、フィーダ台２３に左右方向（Ｘ軸方向）に並ぶように複数セットされる。なお、部品供給装置２０は、部品のサイズによって２以上のスロット２４にまたがってセットされることもある。
【００１２】
基板搬送装置２５は、図１に示すように、前後に間隔を開けて設けられ左右方向に架け渡された１対のコンベアベルト２６，２６（図１では一方のみ図示）を有している。基板Ｓはこのコンベアベルト２６，２６により搬送されて所定の取込位置に到達すると、裏面側に多数立設された支持ピン２７によって支持される。
【００１３】
ＸＹロボット３０は、図１に示すように、前後方向（Ｙ軸方向）に沿って設けられた左右一対のＹ軸ガイドレール３３，３３と、左右一対のＹ軸ガイドレール３３，３３に架け渡されたＹ軸スライダ３４とを備えている。また、ＸＹロボット３０は、Ｙ軸スライダ３４の前面に左右方向（Ｘ軸方向）に沿って設けられたＸ軸ガイドレール３１，３１と、Ｘ軸ガイドレール３１，３１に取り付けられたＸ軸スライダ３２とを備えている。Ｘ軸スライダ３２は、Ｘ軸モータ３６（図９参照）の駆動によってＸ軸方向に移動可能であり、Ｙ軸スライダ３４は、Ｙ軸モータ３８（図９参照）の駆動によってＹ軸方向に移動可能である。なお、Ｘ軸スライダ３２は、Ｘ軸位置センサ３７（図９参照）によりＸ軸方向の位置が検知され、Ｙ軸スライダ３４は、Ｙ軸位置センサ３９（図９参照）によりＹ軸方向の位置が検知される。Ｘ軸スライダ３２にはヘッドユニット４０が取り付けられている。ヘッドユニット４０は、ＸＹロボット３０を駆動制御することにより、ＸＹ平面上の任意の位置に移動される。
【００１４】
ヘッドユニット４０は、図３に示すように、ヘッド本体４１と、弁駆動装置４６と、Ｒ軸駆動装置５０と、Ｑ軸駆動装置６０と、Ｚ軸駆動装置７０とを備えている。
【００１５】
ヘッド本体４１は、円柱状の回転体であり、ノズルホルダ４２と、ノズル４４と、弁操作レバー４５とを備えている。ノズルホルダ４２は、ヘッド本体４１の円周方向に所定間隔で複数（ここでは中心角４５°毎に８個）設けられている。ノズル４４は、各ノズルホルダ４２の先端部に交換可能に取り付けられている。ノズル４４は、図示しない圧力調整弁を介して負圧が供給されると部品を吸着し、正圧が供給されると部品を放す。弁操作レバー４５は、圧力調整弁を操作するレバーであり、ヘッド本体４１の円周に沿ってノズル４４ごとに設けられている。弁操作レバー４５は、オルタネイト方式のレバーで、ノズル４４に負圧を供給する負圧供給位置とノズル４４に大気圧を供給する大気圧供給位置とノズル４４に正圧を供給する正圧供給位置との間で切り替え可能となっている。
【００１６】
弁駆動装置４６は、弁操作レバー４５の旋回（公転）軌道上の２箇所に設けられ、２箇所において弁操作レバー４５を個別に昇降可能なように構成されている。本実施形態では、弁駆動装置４６は、ヘッド本体４１の中心を挟んで左右に対向するように設けられている。弁駆動装置４６は、弁操作レバー４５の水平面を上下から挟み込むレバー挟持部４６ａを備え、レバー挟持部４６ａを昇降させることにより、弁操作レバー４５をいずれかの位置に位置決めする。レバー挟持部４６ａは、図４に示すように、バネを介して垂直軸４７の周りに回動可能に取り付けられ、通常はヘッド本体４１の円柱側面に対して略垂直になる姿勢で保持されている。ここで、図５に示すように、ヘッド本体４１は時計回りＣＷ（正方向）にも反時計回りＣＣＷ（逆方向）にも回転可能である。また、レバー挟持部４６ａは、通常はバネにより図５の実線で示す位置に保持されている。ヘッド本体４１が時計回りＣＷに回転しているときに、何らかの事情により、ヘッド本体４１に取り付けられた部材（例えば弁操作レバー４５）がレバー挟持部４６ａに干渉（接触）すると、レバー挟持部４６ａはその部材に押されて回転し、第１の退避位置（図５の１点鎖線参照）に至る。また、ヘッド本体４１が反時計回りＣＣＷに回転しているときに、何からの事情により、ヘッド本体４１に取り付けられた部材（例えば弁操作レバー４５）がレバー挟持部４６ａに干渉（接触）すると、レバー挟持部４６ａはその部材に押されて回転し、第２の退避位置（図５の２点鎖線参照）に至る。レバー挟持部４６ａは、いずれかの退避位置に至ったあとバネにより通常位置（図５の実線）に自動復帰する。なお、以下には、ヘッドユニット４０の左側に設けられた弁駆動装置４６を第１弁駆動装置４６Ａ、右側に設けられた弁駆動装置４６を第２弁動装置４５Ｂと称することがある。
【００１７】
Ｒ軸駆動装置５０は、図３に示すように、Ｒ軸５１と、Ｒ軸モータ５４と、Ｒ軸位置センサ５５（図９参照）とを備えている。Ｒ軸５１は、上下方向に延び、下端がヘッド本体４１の中心軸に取り付けられている。Ｒ軸モータ５４は、Ｒ軸５１の上端に設けられたＲ軸ギヤ５２に噛み合うギヤ５３を回転駆動する。Ｒ軸位置センサ５５は、Ｒ軸モータ５４の回転位置を検知する。Ｒ軸駆動装置５０は、Ｒ軸モータ５４によりギヤ５３，Ｒ軸ギヤ５２を介してＲ軸５１を回転駆動することにより、ヘッド本体４１に支持された複数のノズルホルダ４２を複数のノズル４４と共に円周方向に旋回（公転）させる。すなわち、ノズル４４は所定間隔毎に間欠回転する。ヘッド本体４１は、上からみて時計回りＣＷ（正方向）にも反時計回りＣＣＷ（逆方向）にも旋回可能である。本実施形態では、ノズルホルダ４２及びノズル４４の数が８個であるため、中心角４５°毎に間欠回転する。
【００１８】
Ｑ軸駆動装置６０は、上下２段のＱ軸ギヤ６１，６２と、ギヤ６３，６４と、Ｑ軸モータ６５と、Ｑ軸位置センサ６６（図９参照）とを備えている。上下２段のＱ軸ギヤ６１，６２は、Ｒ軸５１に対して同軸かつ相対回転可能に挿通されている。ギヤ６３は、各ノズルホルダ４２の上部に設けられ、下段のＱ軸ギヤ６１と上下方向にスライド可能に噛み合っている。Ｑ軸モータ６５は、上段のＱ軸ギヤ６２に噛み合うギヤ６４を回転駆動する。Ｑ軸位置センサ６６は、Ｑ軸モータ６５の回転位置を検知する。Ｑ軸駆動装置６０は、Ｑ軸モータ６５によりＱ軸ギヤ６１，６２を回転駆動することにより、Ｑ軸ギヤ６１と噛み合うギヤ６３を回転させて、各ノズルホルダ４２をその中心軸回りに同一回転方向に同一回転量でもって回転させる。これに伴い、ノズル４４も回転（自転）する。
【００１９】
Ｚ軸駆動装置７０は、ノズルホルダ４２の旋回（公転）軌道上の２箇所に設けられ、２箇所においてノズルホルダ４２を個別に昇降可能に構成されている。本実施形態では、Ｚ軸駆動装置７０は、ヘッド本体４１の中心を挟んで左右に対向するように設けられている。Ｚ軸駆動装置７０は、Ｚ軸スライダ７１と、Ｚ軸モータ７３と、Ｚ軸位置センサ７４（図９参照）とを備えている。Ｚ軸スライダ７１は、上下方向に延びるボールネジ７２に昇降可能に取り付けられている。Ｚ軸スライダ７１は、ノズルホルダ４２から横向き（ヘッド本体４１の円柱側面に対して垂直な方向）に延び出した係合片４２ａの水平面を挟み込む係合片挟持部７１ａを備えている（図６参照）。Ｚ軸モータ７３は、ボールネジ７２を回転させることによりＺ軸スライダ７１を昇降させる。Ｚ軸位置センサ７４は、Ｚ軸スライダ７１の昇降位置を検知する。Ｚ軸駆動装置７０は、Ｚ軸モータ７３を駆動してＺ軸スライダ７１をボールネジ７２に沿って昇降させることにより、Ｚ軸スライダ７１と一体化されたノズルホルダ４２及びノズル４４を昇降させる。ノズルホルダ４２がヘッド本体４１と共に回転してＺ軸駆動装置７０の配置された箇所（昇降位置７５、図３参照）に位置すると、そのノズルホルダ４２の係合片４２ａがＺ軸スライダ７１の係合片挟持部７１ａに挟み込まれる。また、ノズルホルダ４２が昇降位置７５から離れると、そのノズルホルダ４２の係合片４２ａがＺ軸スライダ７１の係合片挟持部７１ａから抜け出る。ノズルホルダ４２は、上端がギヤ６３と接触し下端がヘッド本体４１の上面に接触しているスプリング４２ｂに挿通されている。そのため、係合片４２ａは、係合片挟持部７１ａに挟み込まれていない状態ではスプリング４２ｂによって上下方向の定位置に位置決めされる。Ｚ軸駆動装置７０はノズル昇降装置に相当する。なお、以下には、ヘッドユニット４０の左側に設けられたＺ軸駆動装置７０を第１Ｚ軸駆動装置７０Ａ、右側に設けられたＺ軸駆動装置７０を第２Ｚ軸駆動装置７０Ｂと称することがある。
【００２０】
ここで、図７に示すように、ヘッド本体４１は時計回りＣＷ（正方向）にも反時計回りＣＣＷ（逆方向）にも回転可能である。また、係合片挟持部７１ａは、垂直軸７１ｂの周りに回転可能に取り付けられているが、通常はバネ等により図７の実線で示す姿勢（ヘッド本体４１の円柱側面に対して略垂直になる姿勢）に保持されている。ヘッド本体４１が時計回りＣＷに回転しているときに、何らかの事情により、ヘッド本体４１に取り付けられた部材（例えば係合片４２ａ）が係合片挟持部７１ａに干渉（接触）すると、係合片挟持部７１ａはその部材に押されて回転し、第１の退避位置（図７の１点鎖線参照）で保持される。また、ヘッド本体４１が反時計回りＣＣＷに回転しているときに、何らかの事情により、ヘッド本体４１に取り付けられた部材（例えば係合片４２ａ）が係合片挟持部７１ａに干渉（接触）すると、係合片挟持部７１ａはその部材に押されて回転し、第２の退避位置（図７の２点鎖線参照）で保持される。係合片挟持部７１ａは、第１及び第２の退避位置に保持されているときには、ヘッド本体４１が正逆いずれの方向に回転したとしても他の部材と干渉することはない。なお、いずれかの退避位置にある係合片挟持部７１ａはオペレータが手で操作することにより容易に通常位置（図７の実線）に戻すことができる。
【００２１】
図８に示すヘッド本体４１の平面図では、８個のノズル４４が等間隔に配置されている。この８個のノズル４４を、説明の便宜上、ノズル４４１〜４４８と称する。ノズル４４１とノズル４４５とはヘッド本体４１の中心軸を挟んで互いに対向している。そのため、ノズル４４１とノズル４４５を同じ組のノズルと称する。ノズル４４２とノズル４４６、ノズル４４３とノズル４４７、ノズル４４４とノズル４４８も、同様である。また、例えば、ノズル４４１が第１Ｚ軸駆動装置７０Ａによって駆動される昇降位置７５に配置されると、ノズル４４５が第２Ｚ軸駆動装置７０Ｂによって駆動される昇降位置７５に配置される。そのため、同じ組のノズルは、第１及び第２Ｚ軸駆動装置７０Ａ，７０Ｂによって同時に昇降可能である。
【００２２】
側面カメラ４８は、図３及び図８に示すように、ノズル４４による吸着動作の実行後に当該ノズル４４の部品吸着有無や部品吸着姿勢を判定するために、当該ノズル４４の先端部付近を側方から撮像するものである。本実施形態では、側面カメラ４８は、第１Ｚ軸駆動装置７０Ａの近傍の２箇所と、第２Ｚ軸駆動装置７０Ｂの近傍の２箇所に設けられている。以下には、第１Ｚ軸駆動装置７０Ａの近傍の２つの側面カメラ４８を第１側面カメラ４８Ａ、第２Ｚ軸駆動装置７０Ｂの近傍の２つの側面カメラ４８を第２側面カメラ４８Ｂと称する。ノズル４４が第１Ｚ軸駆動装置７０Ａにより下降されて吸着動作を実行した後、当該ノズル４４が時計周りへ１つ先に旋回されたときには一方の第１側面カメラ４８Ａで当該ノズル４４を撮像可能であり、当該ノズル４４が反時計周りへ１つ先に旋回されたときには他方の第１側面カメラ４８Ａで当該ノズル４４を撮像可能である。また、ノズル４４が第２Ｚ軸駆動装置７０Ｂにより下降されて吸着動作を実行した後、当該ノズル４４が時計周りへ１つ先に旋回されたときには一方の第２側面カメラ４８Ｂで当該ノズル４４を撮像可能であり、当該ノズル４４が反時計周りへ１つ先に旋回されたときには他方の第２側面カメラ４８Ｂで当該ノズル４４を撮像可能である。
【００２３】
制御装置８０は、図９に示すように、ＣＰＵ８１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ８１の他に、ＲＯＭ８２やＨＤＤ８３、ＲＡＭ８４、入出力インタフェース８５などを備える。これらはバス８６を介して接続されている。制御装置８０には、ＸＹロボット３０（Ｘ軸位置センサ３７やＹ軸位置センサ３９）からの検知信号やヘッドユニット４０（Ｒ軸位置センサ５５やＱ軸位置センサ６６、Ｚ軸位置センサ７４）からの検知信号、側面カメラ４８からの画像信号などが入出力インタフェース８５を介して入力される。また、制御装置８０からは、部品供給装置２０への制御信号や基板搬送装置２５への制御信号、ＸＹロボット３０（Ｘ軸モータ３６やＹ軸モータ３８）への制御信号、ヘッドユニット４０（Ｒ軸モータ５４やＱ軸モータ６５、Ｚ軸モータ７３、弁駆動装置４６）への制御信号、側面カメラ４８への制御信号などが入出力インタフェース８５を介して出力される。
【００２４】
次に、部品実装機１０が部品実装処理を行うときの動作について説明する。制御装置８０のＣＰＵ８１は、図示しない管理装置から受信した生産プログラムに基づいて、部品実装機１０の各部を制御して複数の部品が実装された基板Ｓを生産する。具体的には、ＣＰＵ８１は、部品実装処理ルーチンのプログラムをＨＤＤ８３から読み出して実行する。図１０は、部品実装処理ルーチンのフローチャートである。
【００２５】
まず、ＣＰＵ８１は、ＸＹロボット３０を制御してヘッドユニット４０をフィーダ台２３の上方に移動させ（Ｓ１１０）、順次、ノズル４４に部品を吸着させる（Ｓ１２０）。Ｓ１２０では、ＣＰＵ８１は、ＸＹロボット３０やヘッドユニット４０を制御して、２つのノズル４４に同時に部品を吸着させたりヘッド本体４１の回転を反転させたりノズル飛ばし（ヘッド本体４１を９０°以上回転させる動作）を行ったりしながら、順次、部品供給装置２０によって供給される部品をノズル４４に吸着させる。この点は後で詳述する。続いて、ＣＰＵ８１は、ＸＹロボット３０を制御してヘッドユニット４０を基板Ｓの上方に移動させ（Ｓ１３０）、順次、ノズル４４に吸着された部品を基板Ｓの所定位置に装着させる（Ｓ１４０）。Ｓ１４０では、ＣＰＵ８１は、ＸＹロボット３０やヘッドユニット４０を制御して、ヘッド本体４１の回転を反転させたりノズル飛ばしを行ったり第１及び第２Ｚ軸駆動装置７０Ａ，７０Ｂの使い分けを行ったりしながら、順次、ノズル４４に吸着された部品を基板Ｓの所定位置に装着させる。この点も後で詳述する。その後、ＣＰＵ８１は、基板Ｓへ実装すべきすべての部品の装着が完了したか否かを判定し（Ｓ１５０）、完了していなければ再びＳ１１０以降の処理を実行し、完了したならば本ルーチンを終了する。
【００２６】
次に、上述したＳ１２０の具体的な処理の一例について、図１１を用いて詳細に説明する。図１１はノズル４４１〜４４８に部品を吸着させる手順の説明図である。図１１では、フィーダ台２３の＃１〜＃８のスロット２４のうち、＃２のスロット２４には部品Ａを部品供給位置２０ｐに供給する部品供給装置２０がセットされ、＃３のスロット２４には部品Ｂを部品供給位置２０ｐに供給する部品供給装置２０がセットされている。また、＃４〜６のスロット２４にまたがるように部品Ｃを部品供給位置２０ｐに供給する部品供給装置２０がセットされ、＃７のスロット２４には部品Ｄを部品供給位置２０ｐに供給する部品供給装置２０がセットされている。部品Ｃは他の部品Ａ，Ｂ，Ｄよりもサイズが大きい。
【００２７】
まず、ＣＰＵ８１は、２つの昇降位置７５に位置するノズル４４１，４４５がそれぞれ部品Ｂ，Ｄに対向するようにし、第１及び第２Ｚ軸駆動装置７０Ａ，７０Ｂや第１及び第２弁駆動装置４６Ａ，４６Ｂを制御してノズル４４１，４４５に部品Ｂ，Ｄを同時に吸着させる（図１１Ａ参照）。続いて、ＣＰＵ８１は、ヘッド本体４１を時計回りＣＷに４５°回転させて、２つの昇降位置７５にノズル４４２，４４６が位置し、ノズル４４２，４４６がそれぞれ部品Ｂ，Ｄに対向するようにし、その状態で、ノズル４４２，４４６に部品Ｂ，Ｄを同時に吸着させる（図１１Ｂ参照）。同時に、側面カメラ４８Ａ，４８Ｂでノズル４４１，４４５を撮像して部品の有無や姿勢をチェックする。続いて、ＣＰＵ８１は、ヘッド本体４１を時計回りＣＷに４５°回転させると共にＸ軸に−１ピッチ移動させて、２つの昇降位置７５にノズル４４３，４４７が位置し、ノズル４４３が部品Ａに対向するようにし、その状態で第１Ｚ軸駆動装置７０Ａ及び第１弁駆動装置４６Ａを制御してノズル４４３に部品Ａを吸着させる（図１１Ｃ参照）。同時に、側面カメラ４８Ａ，４８Ｂでノズル４４２，４４６を撮像して部品の有無や姿勢をチェックする。なお、Ｘ軸に沿って左方向に移動する場合をマイナス、右方向に移動する場合をプラスで表記する。また、Ｘ軸の１ピッチは、隣接する２つのスロット２４の中心間距離である。続いて、ＣＰＵ８１は、ヘッド本体４１を時計回りＣＷに４５°回転させて、２つの昇降位置７５にノズル４４４，４４８が位置し、ノズル４４４が部品Ａに対向するようにし、その状態で、ノズル４４４に部品Ａを吸着させる（図１１Ｄ参照）。同時に、側面カメラ４８Ａでノズル４４３を撮像して部品の有無や姿勢をチェックする。続いて、ＣＰＵ８１は、ヘッド本体４１を反時計回りＣＣＷに４５°回転させると共にＸ軸に−１ピッチ移動させて、２つの昇降位置７５にノズル４４３，４４７が位置し、ノズル４４７が部品Ｃに対向するようにし、その状態で第２Ｚ軸駆動装置７０Ｂ及び第２弁駆動装置４６Ｂを制御してノズル４４７に部品Ｃを吸着させる（図１１Ｅ参照）。同時に、側面カメラ４８Ａでノズル４４４を撮像して部品の有無や姿勢をチェックする。続いて、ＣＰＵ８１は、ヘッド本体４１を時計回りＣＷに４５°回転させて、２つの昇降位置７５にノズル４４４，４４８が位置し、ノズル４４８が部品Ｃに対向するようにし、その状態で、ノズル４４８に部品Ｃを吸着させる（図１１Ｆ参照）。同時に、側面カメラＢでノズル４４７を撮像して部品の有無や姿勢をチェックする。最後に、ＣＰＵ８１は、ヘッド本体４１を時計回りＣＷに４５°回転させて、側面カメラＢでノズル４４８を撮像して部品の有無や姿勢をチェックする（図１１Ｇ参照）。このように、ＣＰＵ８１は、２つのノズル４４に同時に部品を吸着させたりヘッド本体４１の回転を反転させたりしながら、ノズル４４１〜４４８に部品吸着を行わせる。
【００２８】
ここで、比較のため、ＣＰＵ８１がヘッド本体４１の回転方向を反転させることなくノズル４４１〜４４８に部品吸着を行わせる場合の一例を、図１２を用いて以下に説明する。図１２もノズル４４１〜４４８に部品を吸着させる手順の説明図である。図１２Ａ〜図１２Ｄは上述した図１１Ａ〜図１１Ｄと同じであるため、以下には図１２Ｄ以降の手順について説明する。図１２Ｄの状態から、ＣＰＵ８１は、ヘッド本体４１をＸ軸に−１ピッチ移動させて、２つの昇降位置７５にノズル４４４，４４８が位置し、ノズル４４８が部品Ｃに対向するようにし、その状態で第２Ｚ軸駆動装置７０Ｂ及び第２弁駆動装置４６Ｂを制御してノズル４４８に部品Ｃを吸着させる（図１２Ｅ参照）。続いて、ＣＰＵ８１は、ヘッド本体４１を時計回りＣＷに４５°回転させて、側面カメラＡ，Ｂでノズル４４４，４４８を撮像して部品の有無や姿勢をチェックする（図１２Ｆ参照）。続いて、ＣＰＵ８１は、ヘッド本体４１を時計回りＣＷに２７０°回転させて、２つの昇降位置７５にノズル４４３，４４７が位置し、ノズル４４７が部品Ｃに対向するようにし、その状態で、ノズル４４７に部品Ｃを吸着させる（図１２Ｇ参照）。最後に、ＣＰＵ８１は、ヘッド本体４１を時計回りＣＷに４５°回転させて、側面カメラＢでノズル４４７を撮像して部品の有無や姿勢をチェックする（図１２Ｈ参照）。このように、図１２の手順では、ヘッド本体４１を２７０°という大きな角度を回転させることになるため、図１１に比べて吸着所要時間が長くかかってしまう。
【００２９】
次に、上述したＳ１４０の具体的な処理の一例について、図１３を用いて詳細に説明する。図１３はノズル４４１〜４４８に吸着された部品を基板Ｓに装着する手順の説明図である。図１３には、基板Ｓは、２つの小基板Ｓ１，Ｓ２に切断し得る２個取りの基板を例示する。小基板Ｓ１，Ｓ２は同じ位置に同じ部品が装着される基板であり、縦一列に部品Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが配置されるものとする。図１３では、未装着の部品の輪郭を点線で示し、装着済みの部品の輪郭を実線で示した。また、部品吸着完了後のノズル４４１〜４４８は図１１Ｇに示した状態となっており、この状態で基板Ｓの上方に移動してきたものとする。
【００３０】
まず、ＣＰＵ８１は、左側の昇降位置７５に位置するノズル４４５が小基板Ｓ１の部品Ｄの装着位置の直上に位置するようにし、第１Ｚ軸駆動装置７０Ａや第１弁駆動装置４６Ａを制御してノズル４４５による部品Ｄの吸着を解除し、基板Ｓ１に部品Ｄを装着する（図１３Ａ参照）。続いて、ＣＰＵ８１は、ヘッド本体４１を時計回りＣＷに９０°回転させると共にＹ軸に＋１ピッチ移動させて、左側の昇降位置７５にノズル４４７が位置し、そのノズル４４７が小基板Ｓ１の部品Ｃの装着位置の直上に位置するようにする。なお、Ｙ軸に沿って前方に移動する場合をマイナス、後方に移動する場合をプラスで表記する。また、１ピッチは、前後に隣接する２つの部品位置の中心間距離である。その状態で、ＣＰＵ８１は、第１Ｚ軸駆動装置７０Ａや第１弁駆動装置４６Ａを制御してノズル４４７による部品Ｃの吸着を解除し、基板Ｓ１に部品Ｃを装着する（図１３Ｂ参照）。続いて、ＣＰＵ８１は、ヘッド本体４１を時計回りＣＷに９０°回転させると共にＹ軸に＋１ピッチ移動させて、左側の昇降位置７５にノズル４４１が位置し、そのノズル４４１が小基板Ｓ１の部品Ｂの装着位置の直上に位置するようにする。その状態で、ＣＰＵ８１は、第１Ｚ軸駆動装置７０Ａや第１弁駆動装置４６Ａを制御してノズル４４１による部品Ｂの吸着を解除し、基板Ｓ１に部品Ｂを装着する（図１３Ｃ参照）。続いて、ＣＰＵ８１は、ヘッド本体４１を時計回りＣＷに９０°回転させると共にＹ軸に＋１ピッチ移動させて、左側の昇降位置７５にノズル４４３が位置し、そのノズル４４３が小基板Ｓ１の部品Ａの装着位置の直上に位置するようにする。その状態で、ＣＰＵ８１は、第１Ｚ軸駆動装置７０Ａや第１弁駆動装置４６Ａを制御してノズル４４３による部品Ａの吸着を解除し、基板Ｓ１に部品Ａを装着する（図１３Ｄ参照）。
【００３１】
続いて、ＣＰＵ８１は、ヘッド本体４１を反時計回りＣＣＷに４５°回転させると共にＹ軸に−３ピッチ、Ｘ軸に＋１ピッチ移動させて、右側の昇降位置７５にノズル４４６が位置し、そのノズル４４６が小基板Ｓ２の部品Ｄの装着位置の直上に位置するようにする。その状態で、ＣＰＵ８１は、第２Ｚ軸駆動装置７０Ｂや第２弁駆動装置４６Ｂを制御してノズル４４６による部品Ｄの吸着を解除し、基板Ｓ２に部品Ｄを装着する（図１３Ｅ参照）。続いて、ＣＰＵ８１は、ヘッド本体４１を時計回りＣＷに９０°回転させると共にＹ軸に＋１ピッチ移動させて、右側の昇降位置７５にノズル４４８が位置し、そのノズル４４８が小基板Ｓ２の部品Ｃの装着位置の直上に位置するようにする。その状態で、ＣＰＵ８１は、第２Ｚ軸駆動装置７０Ｂや第２弁駆動装置４６Ｂを制御してノズル４４８による部品Ｃの吸着を解除し、基板Ｓ２に部品Ｃを装着する（図１３Ｆ参照）。続いて、ＣＰＵ８１は、ヘッド本体４１を時計回りＣＷに９０°回転させると共にＹ軸に＋１ピッチ移動させて、右側の昇降位置７５にノズル４４２が位置し、そのノズル４４２が小基板Ｓ２の部品Ｂの装着位置の直上に位置するようにする。その状態で、ＣＰＵ８１は、第２Ｚ軸駆動装置７０Ｂや第２弁駆動装置４６Ｂを制御してノズル４４２による部品Ｂの吸着を解除し、基板Ｓ２に部品Ｂを装着する（図１３Ｇ参照）。続いて、ＣＰＵ８１は、ヘッド本体４１を時計回りＣＷに９０°回転させると共にＹ軸に＋１ピッチ移動させて、右側の昇降位置７５にノズル４４４が位置し、そのノズル４４４が小基板Ｓ２の部品Ａの装着位置の直上に位置するようにする。その状態で、ＣＰＵ８１は、第２Ｚ軸駆動装置７０Ｂや第２弁駆動装置４６Ｂを制御してノズル４４４による部品Ａの吸着を解除し、基板Ｓ２に部品Ａを装着する（図１３Ｈ参照）。このように、ＣＰＵ８１は、ヘッド本体４１を９０°（４５°の２倍）回転させるというノズル飛ばしを行ったり、ヘッド本体４１の回転を反転させたり、第１及び第２Ｚ軸駆動装置７０Ａ，７０Ｂを使い分けたりしながら、ノズル４４１〜４４８に吸着された部品を基板Ｓ上に装着する。このときのヘッド本体４１の中心の軌跡を図１４に矢印で示す。
【００３２】
ここで、比較のため、ノズル飛ばしやヘッド本体４１の反転、第１及び第２Ｚ軸駆動装置７０Ａ，７０Ｂの使い分けを行うことなく、ノズル４４１〜４４８に吸着された部品を基板Ｓ上に装着する場合の一例について、図１５を用いて説明する。
【００３３】
まず、ＣＰＵ８１は、左側の昇降位置７５に位置するノズル４４５が小基板Ｓ１の部品Ｄの装着位置の直上に位置するようにし、第１Ｚ軸駆動装置７０Ａや第１弁駆動装置４６Ａを制御してノズル４４５による部品Ｄの吸着を解除し、基板Ｓ１に部品Ｄを装着する（図１５Ａ参照）。続いて、ＣＰＵ８１は、ヘッド本体４１を時計回りＣＷに４５°回転させると共にＸ軸に＋４ピッチ移動させて、左側の昇降位置７５にノズル４４６が位置し、そのノズル４４６が小基板Ｓ２の部品Ｄの装着位置の直上に位置するようにする。その状態で、ＣＰＵ８１は、第１Ｚ軸駆動装置７０Ａや第１弁駆動装置４６Ａを制御してノズル４４６による部品Ｄの吸着を解除し、基板Ｓ２に部品Ｄを装着する（図１５Ｂ参照）。その後は、図１５Ｃ〜図１５Ｈに示すように、ヘッド本体４１を時計回りＣＷに４５°回転させると共に、適宜Ｘ軸やＹ軸に移動させながら、第１Ｚ軸駆動装置７０Ａと第１弁駆動装置４６Ａを使って部品装着を行う。このときのヘッド本体４１の中心の軌跡を図１６に矢印で示す。図１４と図１６とを比べると、明らかに図１４の方がヘッド本体４１の移動距離が少ないこと、ひいては部品装着に要する時間も短いことがわかる。
【００３４】
ここで、本実施形態の部品実装機１０の構成要素と本開示の部品実装機の構成要素との対応関係を明らかにする。ヘッドユニット４０がヘッドユニットに相当し、ＸＹロボット３０が移動装置に相当し、第１及び第２Ｚ軸駆動装置７０Ａ，７０Ｂが昇降装置に相当し、部品供給装置２０が部品供給装置に相当し、制御装置８０が制御装置に相当する。また、ノズル４４が採取部材に相当し、昇降位置７５が所定位置（第１及び第２位置）に相当する。更に、係合片挟持部７１ａが採取部材係合部に相当し、弁操作レバー４５が操作レバーに相当し、レバー係合部に相当する。
【００３５】
以上説明した部品実装機１０では、ヘッド本体４１を回転させる動作とヘッドユニット４０を移動させる動作を伴いながら、ヘッドユニット４０の所定の昇降位置７５に位置するノズル４４が部品供給装置２０によって供給された部品を採取し、採取終了後に各部品を基板Ｓに装着する。また、部品採取時及び部品装着時の少なくとも一方において、ヘッド本体４１の回転方向を反転させる動作及びヘッド本体４１をノズル同士の間隔（４５°）のｎ倍（ｎは２以上の整数）回転させる動作の一方又は両方が行われるように制御し得る。これにより、従来に比べて部品採取時や部品装着時に要する時間を短くすることができる。
【００３６】
また、制御装置８０は、部品採取時に２つの昇降位置７５に位置するノズル４４が同時に部品を採取するように第１及び第２Ｚ軸駆動装置７０Ａ，７０Ｂを制御したり、部品装着時にヘッドユニット４０の移動距離が短くなるように第１及び第２Ｚ軸駆動装置７０Ａ，７０Ｂのいずれかを選択したりすることができる。そのため、部品採取時や部品装着時に要する時間をより短くすることができる。
【００３７】
更に、部品吸着時において、ヘッド本体４１が４５°ずつ一方向に回転しながらノズル４４が部品を順次吸着する場合（図１２参照）よりも有利な部品吸着順（図１１参照）を採用することができる。また、部品装着時において、ヘッド本体４１が４５°ずつ一方向に回転しながらノズル４４に採取された部品を基板Ｓに順次装着する場合（図１５及び図１６参照）よりも有利な装着順（図１３及び図１４参照）を採用することができる。
【００３８】
更にまた、万一、第１及び第２Ｚ軸駆動装置７０Ａ，７０Ｂの係合片挟持部７１ａが正回転中又は逆回転中のヘッド本体４１に装備されている部材（例えば係合片４２ａ）と干渉したとしても、係合片挟持部７１ａは押される方向に回転して退避できるため、支障が生じることはない。
【００３９】
そしてまた、万一、弁駆動装置４６Ａ，４６Ｂのレバー挟持部４６ａが正回転中又は逆回転中のヘッド本体４１に装備されている部材（例えば係合片４２ａ）と干渉したとしても、レバー挟持部４６ａは押される方向に回転して退避できるため、支障が生じることはない。
【００４０】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００４１】
例えば、上述した実施形態では、８個のノズル４４が所定間隔毎に同一円周上に並んだヘッド本体４１を例示したが、ノズル４４の数は８個に限定されるものではなく、例えば４個とか１２個とか２０個とか２４個とかであってもよい。
【００４２】
上述した実施形態では、ヘッドユニット４０に第１及び第２Ｚ軸駆動装置７０Ａ，７０Ｂを設けたが、第１及び第２Ｚ軸駆動装置７０Ａ，７０Ｂのいずれか一方のみを設けてもよい。この場合、２つの部品を同時に吸着したり２つのＺ軸駆動装置を使い分けたりすることはできないが、ヘッド本体４１の反転やノズル飛ばしを行うことができるため、従来に比べて部品採取時や部品装着時に要する時間を短くすることができる。
【００４３】
上述した実施形態の図１１の部品吸着順では、ヘッド本体４１の反転動作を行うようにしたが、これに加えて、ノズル飛ばし（ヘッド本体４１を９０°以上回転させる動作）を行うようにしてもよい。
【００４４】
上述した実施形態では、採取部材としてノズル４４を例示したが、特にノズル４４に限定されるものではなく、部品を採取可能な部材であればよい。例えば、部品を掴んだり放したりするフィンガー形状のチャックを用いてもよい。
【００４５】
上述した実施形態では、第１及び第２昇降位置７５をヘッド本体４１の回転中心を挟んで互いに向かい合うように設定したが、特にこれに限定されるものではなく、円周上に並んだ複数のノズル４４のうちの２つを操作可能な位置であればよい。
【００４６】
本開示の部品実装機は、以下のように構成してもよい。
【００４７】
本開示の部品実装機において、前記所定位置は、前記所定の円周上に位置する第１位置と第２位置であり、前記昇降装置は、前記第１位置に位置する採取部材を昇降させる装置と前記第２位置に位置する採取部材を昇降させる装置の２つがあるようにしてもよい。こうすれば、部品採取時に２つの採取部材が同時に部品を採取するように２つの昇降装置を制御したり、部品装着時にヘッドユニットの移動距離が短くなるようにいずれかの昇降装置を選択したりすることができる。そのため、部品採取時や部品装着時に要する時間をより短くすることができる。
【００４８】
本開示の部品実装機において、前記制御装置は、部品採取時において、前記ヘッド本体が前記間隔ずつ一方向に回転しながら前記採取部材が部品を順次採取する場合よりも有利な採取順がある場合には、前記有利な採取順を採用するようにしてもよい。あるいは、前記制御装置は、部品装着時において、前記ヘッド本体が前記間隔ずつ一方向に回転しながら前記採取部材に採取された部品を前記基板に順次装着する場合よりも有利な装着順がある場合には、前記有利な装着順を採用するようにしてもよい。部品採取時及び部品装着時の少なくとも一方において、ヘッド本体の回転方向を反転させる動作及びヘッド本体を採取部材同士の間隔のｎ倍（ｎは２以上の整数）回転させる動作の一方又は両方を行うことにより、こうした有利な採取順や装着順を設計しやすくなる。ここで、「有利な採取順」としては、例えば、部品採取時や部品装着時に要する時間を短縮化できる採取順が挙げられる。具体的には、部品採取時のヘッド回転角度やヘッドユニット移動距離を小さくできる採取順や、部品装着時のヘッド回転角度やヘッドユニット移動距離を小さくできる採取順などがある。
【００４９】
本開示の部品実装機において、前記昇降装置は、前記所定位置に位置する採取部材と係合して前記採取部材を昇降させる採取部材係合部を有し、前記採取部材係合部は、正方向に回転している前記ヘッド本体に装備されている部材と干渉したときには前記部材に押される方向へ回転して退避し、逆方向に回転している前記ヘッド本体に装備されている部材と干渉したときには前記部材に押される方向へ回転して退避するようにしてもよい。こうすれば、万一、採取部材係合部が正回転中又は逆回転中のヘッド本体に装備されている部材と干渉したとしても支障が生じることはない。
【００５０】
本開示の部品実装機において、前記採取部材は、圧力によって部品の吸脱着を行うノズルであり、前記ヘッド本体は、前記ノズルに供給する圧力の正負を切り替える操作レバーを前記採取部材ごとに備え、前記ヘッドユニットは、前記操作レバーと係合して前記操作レバーを操作するレバー係合部を前記ヘッド本体と独立して備え、前記レバー係合部は、正方向に回転している前記ヘッド本体に装備されている部材と干渉したときには前記部材に押される方向へ回転して退避し、逆方向に回転している前記ヘッド本体に装備されている部材と干渉したときには前記部材に押される方向へ回転して退避するようにしてもよい。こうすれば、万一、レバー係合部が正回転中又は逆回転中のヘッド本体に装備されている部材と干渉したとしても支障が生じることはない。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、部品を基板上に実装する作業を行う各種産業に利用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  部品実装機、２０  部品供給装置、２０ａ  レール部材、２０ｐ  部品供給位置、２１  テープ、２２  リール、２３  フィーダ台、２４  スロット、２５  基板搬送装置、２６  コンベアベルト、２７  支持ピン、３０  ＸＹロボット、３１  Ｘ軸ガイドレール、３２  Ｘ軸スライダ、３３  Ｙ軸ガイドレール、３４  Ｙ軸スライダ、３６  Ｘ軸モータ、３７  Ｘ軸位置センサ、３８  Ｙ軸モータ、３９  Ｙ軸位置センサ、４０  ヘッドユニット、４１  ヘッド本体、４２  ノズルホルダ、４２ａ  係合片、４２ｂ  スプリング、４４，４４１〜４４８  ノズル、４５  弁操作レバー、４６，４６Ａ，４６Ｂ  弁駆動装置、４６ａ  レバー挟持部、４７  垂直軸、４８，４８Ａ，４８Ｂ  側面カメラ、５０  Ｒ軸駆動装置、５１  Ｒ軸、５２  Ｒ軸ギヤ、５３  ギヤ、５４  Ｒ軸モータ、５５  Ｒ軸位置センサ、６０  Ｑ軸駆動装置、６１，６２  Ｑ軸ギヤ、６３，６４  ギヤ、６５  Ｑ軸モータ、６６  Ｑ軸位置センサ、７０  Ｚ軸駆動装置、７０Ａ  第１Ｚ軸駆動装置、７０Ｂ  第２Ｚ軸駆動装置、７１  Ｚ軸スライダ、７１ａ  係合片挟持部、７１ｂ  垂直軸、７２  ボールネジ、７３  Ｚ軸モータ、７４  Ｚ軸位置センサ、７５  昇降位置、８０  制御装置、８１  ＣＰＵ、８２  ＲＯＭ、８３  ＨＤＤ、８４  ＲＡＭ、８５  入出力インタフェース、８６  バス。
【図１】
2018179139.tif 000003
【図２】
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【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】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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