(57)【要約】【課題】主として、駆動源及び装置全体の大型化を抑制し、部品を供給するときに不要な振動が発生することを防止できる部品供給装置を提供する。【解決手段】駆動源として機能する第１サーボモータ３２及び第２サーボモータ３６が動作しない固定部材２２に固定されているため、ピックアップノズル１２及び回転支持部材２０などの動作部材の重量を軽量化することができる。これにより、ピックアップノズル１２及び回転支持部材２０などの動作部材を移動させるときの動力が小さくてすみ、小型のサーボモータ３２、３６を採用できる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を吸着する第１部品吸着部と、
前記第１部品吸着部を回転可能に支持する回転支持部と、
前記第１部品吸着部及び前記回転支持部を直線方向に沿って移動させる直線駆動部と、
前記第１部品吸着部を前記回転支持部の軸回りに回転させて前記第１部品吸着部に吸着された前記部品の姿勢を変更する回転駆動部と、
前記回転支持部を前記直線方向に沿って移動可能となるように支持する固定部と、
前記固定部に設けられ前記直線駆動部を駆動する第１駆動源と、
前記固定部に設けられ前記回転駆動部を駆動する第２駆動源と、
前記回転駆動部により姿勢が変更された前記部品を吸着する第２部品吸着部と、
を有する部品供給装置であって、
前記第１部品吸着部は、複数設けられ、
前記第２部品吸着部は、一つまたは複数設けられ、かつ前記直線方向に沿って移動可能に設けられ、
前記第１部品吸着部に吸着される前記部品を前記第１部品吸着部側に押し出す部品押出部は、前記直線方向に沿って移動可能に設けられ、
前記部品押出部の直線移動、前記第１部品吸着部の直線移動及び前記第２部品吸着部の直線移動を同期させる制御部と、を有し、
前記部品押出部の直線移動、前記第１部品吸着部の直線移動及び前記第２部品吸着部の直線移動が前記制御部により同期されて、前記部品押出部により前記部品が押し出されて一方の前記第１部品吸着部に吸着される第１吸着工程と、他方の前記第１部品吸着部に吸着されている前記部品が前記第２部品吸着部に吸着される第２吸着工程と、が同時に実行されることを特徴とする部品供給装置。
【請求項２】
前記直線駆動部は、前記第１駆動源の駆動力を直線運動に変換する直線駆動機構であり、
前記第１駆動源からの駆動力が前記直線駆動機構により直線運動に変換されて前記第１部品吸着部及び前記回転支持部が直線方向に移動することを特徴とする請求項１に記載の部品供給装置。
【請求項３】
前記第１部品吸着部で吸着される前記部品を支持する部品供給部と、
前記部品供給部に支持された前記部品の位置を認識する部品位置認識部と、
を有し、
前記部品位置認識部により認識された結果に基づいて前記部品供給部に支持された前記部品の位置が補正されることを特徴とする請求項１に記載の部品供給装置。
【請求項４】
前記部品は、前記第１部品吸着部に吸着された位置から前記第１部品吸着部が９０度又は２７０度回転された位置で、前記第２部品吸着部により吸着されることを特徴とする請求項１に記載の部品供給装置。
【請求項５】
前記第１部品吸着部に前記部品が吸着された位置から前記第１部品吸着部が９０度又は２７０度回転された位置に、部品支持部を有することを特徴とする請求項４に記載の部品供給装置。
【請求項６】
前記部品支持部は、前記第１部品吸着部の回転軌跡上から退避し、かつ固定した位置に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の部品供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を実装ヘッドに供給する部品供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の部品供給装置は、外周縁近傍に吸着ヘッドが設けられ、略水平に位置する回転軸を垂直方向に移動して、吸着ヘッドの下方に搬入されたチップ部品集合体から任意のチップ部品をピックアップするとともに、間欠回転してチップ部品を反転させる回転面板を備えたピックアップ反転部と、回転面板の回転軸を垂直方向に移動させるピックアップ移動部と、ピックアップ位置の上方に設けられ、反転されたチップ部品を次工程に搬送する搬送部と、チップ部品の良否を検査し判定する検査部と、を具備したものが知られている（下記特許文献１参照）。
【０００３】
この部品供給装置によれば、吸着ヘッドによりチップ部品がピックアップされ、回転面板の回転軸が垂直方向（上方向）に移動する。そして、回転面板の回転軸が１８０度回転されて、チップ部品が上下反転される。さらに、搬送部の吸着ノズルが下降されて、上下反転されたチップ部品が吸着ノズルに吸着される。その後、回転面板の回転軸が垂直方向（下方向）に移動し、次のチップ部品が吸着ヘッドによりピックアップされる。これらの工程が繰り返されて、チップ部品がピックアップされ、下流の工程に搬送されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０８１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記一連の工程において、回転面板の回転軸の回転は、回転軸をモータ（回転駆動モータ）の駆動軸とすることにより実現されている。すなわち、上記ピックアップ反転部は、回転軸を駆動する回転駆動モータを含んだ構成であり、この回転駆動モータが吸着ヘッドと共にピックアップ移動部により移動される構成になっている。このため、ピックアップ移動部により移動される対象物、すなわち、ピックアップ反転部の重量が大きくなる。さらに、ピックアップ反転部の重量の増加に伴い、ピックアップ移動部側の動力も大きくなるため、回転軸の上下移動の動力源となるモータ（上下駆動モータ）が大型化する。この結果、部品供給装置全体が大型化するという問題が生じ、また、大型の上下駆動モータを用いることによる不要な振動が発生するという別の問題が生じる。特に、不要な振動の発生は、チップ部品の実装精度に大きな影響を与えるため、徹底的に排除する必要がある。
【０００６】
また、ピックアップ移動部の上下移動は、支軸を中心に回転軸及び移動レバーが回転する構成により実現されるため、吸着ヘッドは、上下移動の際に、所定の円弧を描くように移動することになる。このため、吸着ヘッドにチップ部品を吸着させようとして、吸着ヘッドを下方向に移動させたときに水平方向に位置がずれることになり、吸着ヘッドのチップ部品に対する位置精度が低下する問題が生じる。また、吸着ヘッドを上方向に移動させるときも、同様にして、搬送部の吸着ノズルに対する位置精度が低下する。
【０００７】
特に、ピックアップ反転部の重量が大きくなると、ビックアップ反転部の慣性力が大きくなるため、大型の上下駆動モータを用いても、ピックアップ反転部を高速でかつ高精度に上下移動させることは困難となる。このように、吸着ヘッドによりチップ部品をピックアップするときと、チップ部品を吸着ヘッドから吸着ノズルに吸着させるときの位置制御が困難になり、ひいては、下流の実装工程においてチップ部品の実装精度が低下する問題が生じる。特に、チップ部品が小型になればなる程、チップ部品に対する位置制御が困難となり、チップ部品の実装精度が低下することになる。また、搬送部の吸着ノズルに対する位置精度が低下すると、吸着ノズルでチップ部品をピックアップする際に、吸着ノズルからチップ部品に大きな荷重が作用するため、チップ部品に割れが発生するおそれがある。また、チップ部品が材料強度の低い材料で構成され、あるいはチップ部品が薄型のものであれば、チップ部品自体の強度が低くなり、チップ部品が破損し易くなる。
【０００８】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、駆動源及び装置全体の大型化を抑制し、部品を供給するときに不要な振動が発生することを防止できる部品供給装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、部品をピックアップするとき、あるいは部品を実装するときに、部品が破損することを防止するとともに、部品の位置精度（実装精度）を高めることができる部品供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、部品を吸着する第１部品吸着部と、前記第１部品吸着部を回転可能に支持する回転支持部と、前記第１部品吸着部及び前記回転支持部を直線方向に沿って移動させる直線駆動部と、前記第１部品吸着部を前記回転支持部の軸回りに回転させて前記第１部品吸着部に吸着された前記部品の姿勢を変更する回転駆動部と、前記回転支持部を前記直線方向に沿って移動可能となるように支持する固定部と、前記固定部に設けられ前記直線駆動部を駆動する第１駆動源と、前記固定部に設けられ前記回転駆動部を駆動する第２駆動源と、前記回転駆動部により姿勢が変更された前記部品を吸着する第２部品吸着部と、を有する部品供給装置であって、前記第１部品吸着部は、複数設けられ、前記第２部品吸着部は、一つまたは複数設けられ、かつ前記直線方向に沿って移動可能に設けられ、前記第１部品吸着部に吸着される前記部品を前記第１部品吸着部側に押し出す部品押出部は、前記直線方向に沿って移動可能に設けられ、前記部品押出部の直線移動、前記第１部品吸着部の直線移動及び前記第２部品吸着部の直線移動を同期させる制御部と、を有し、前記部品押出部の直線移動、前記第１部品吸着部の直線移動及び前記第２部品吸着部の直線移動が前記制御部により同期されて、前記部品押出部により前記部品が押し出されて一方の前記第１部品吸着部に吸着される第１吸着工程と、他方の前記第１部品吸着部に吸着されている前記部品が前記第２部品吸着部に吸着される第２吸着工程と、が同時に実行されることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、第１駆動源により直線駆動部が駆動されて、第１部品吸着部及び回転支持部が下方向に移動する。そして、第１部品吸着部に部品が吸着される。第１部品吸着部に部品が吸着された後、第１駆動源により直線駆動部が駆動されて、第１部品吸着部及び回転支持部が上方向に移動する。その後、第２駆動源により回転駆動部が駆動されて、第１部品吸着部が回転支持部により所定の軸回りに回転される。これにより、第１部品吸着部に吸着されている部品の姿勢が変更される。その後、姿勢が変更された部品は、第２部品吸着部に吸着される。なお、第２部品吸着部に吸着された部品は、下流の実装工程で回路基板等に実装される。
【００１２】
ここで、第１駆動源及び第２駆動源が固定部に固定されているため、第１部品吸着部及び回転支持部の重量を軽量化することができる。これにより、第１部品吸着部を移動させるときの動力が小さくてすみ、各駆動源を小型化することができる。また、各駆動源を小型化することにより、部品供給装置全体を小型化することができる。また、各駆動源を小型化することにより、駆動時に不要な振動の発生を低減することができるため、部品を実装したときの部品の実装精度を向上させることができる。
【００１３】
また、第１部品吸着部及び回転支持部の重量を軽量化することにより、第１部品吸着部及び回転支持部に発生する慣性力が小さくなる。これにより、小型の駆動源により、第１部品吸着部及び回転支持部を高速でかつ高精度に移動させることができる。この結果、第１部品吸着部及び回転支持部の位置制御が容易になり、部品の実装精度を高めることができる。
【００１４】
また、第１部品吸着部及び回転支持部の位置精度を高めることにより、第１部品吸着部に部品を吸着するときの部品に作用する荷重が小さくなる。これにより、部品に割れなどが発生することを防止できる。特に、部品が材料強度の低い材料で構成され、あるいは部品が薄型のもので、部品自体の強度が低い場合でも、部品が破損することを防止できる。
【００１５】
さらに、部品押出部の直線移動、第１部品吸着部の直線移動及び第２部品吸着部の直線移動が制御部により同期されて、第１部品吸着部に吸着される部品が部品押出部により第１部品吸着部側に押し出される。部品押出部により第１部品吸着部側に押し出された部品は、第１部品吸着部に吸着されると同時に、他の第１部品吸着部に吸着されている部品が第２部品吸着部に吸着される。
【００１６】
このように、部品押出部の直線移動、第１部品吸着部の直線移動及び第２部品吸着部の直線移動が制御部により同期され、部品押出部により部品が押し出されて一方の第１部品吸着部に吸着される第１吸着工程と、他方の第１部品吸着部に吸着されている部品が第２部品吸着部に吸着される第２吸着工程と、が同時に実行される。これにより、第１吸着工程と第２吸着工程を異なるタイミングで別々に実行する場合と比較して、第２部品吸着部に部品を吸着させるまでの時間を短縮することができる。この結果、部品の供給能力が向上し、下流の実装工程において、部品を効率良く実装することができる。また、第２部品吸着部に部品を吸着させるまでの時間を短縮することにより、この短縮した時間を他の処理を実行する時間にまわすことができる。特に、第１部品吸着部で部品を吸着するときに、第１部品吸着部の部品に対する移動速度を低下することにより、第１部品吸着部で部品を吸着するときに部品に及ぼす荷重を低減することができる。この結果、部品に傷などがついてしまうことを防止でき、部品の品質を向上させることができる。
【００１７】
また、前記直線駆動部は、前記第１駆動源の駆動力を直線運動に変換する直線駆動機構であり、前記第１駆動源からの駆動力が前記直線駆動機構により直線運動に変換されて前記第１部品吸着部及び前記回転支持部が直線方向に移動することが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、第１駆動源からの駆動力が直線駆動機構により直線運動に変換されて第１部品吸着部及び回転支持部が直線方向に移動する。このため、第１部品吸着部は、部品の吸着面に対して垂直方向から部品に接触することができる。これにより、第１部品吸着部が部品に接触するときに、第１部品吸着部が部品に対して水平方向に位置ずれすることを防止できる。また、第１部品吸着部の部品に対する位置ずれを防止することにより、第２部品吸着部の部品に対する位置ずれも防止できる。この結果、部品の実装精度を向上させることができる。
【００１９】
また、前記第１部品吸着部で吸着される前記部品を支持する部品供給部と、前記部品供給部に支持された前記部品の位置を認識する部品位置認識部と、を有し、前記部品位置認識部により認識された結果に基づいて前記部品供給部に支持された前記部品の位置が補正されることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、部品供給部に支持された部品の位置が部品位置認識部により認識され、部品位置認識部による認識結果に基づいて部品供給部に支持された部品の位置が補正される。このように、第１部品吸着部に吸着される前の段階で、部品が最適な部位に位置するように位置制御することにより、第１部品吸着部に対する部品の位置精度を高めることができるとともに、第１部品吸着部を直線方向に移動させるだけで、部品を吸着することができる。また、第１部品吸着部が１８０度回転された位置で、第２部品吸着部を待機させておくことにより、第２部品吸着部を直線方向に移動するだけで、第１部品吸着部に吸着された部品を第２部品吸着部に吸着させることができる。これにより、第１部品吸着部及び第２部品吸着部により部品を吸着するときの第１部品吸着部及び第２部品吸着部の移動距離を最短距離にすることができる。この結果、部品の吸着処理に必要な時間を短縮することができ、部品の吸着能力及び実装能力を向上させることができる。
【００２１】
また、前記部品は、前記第１部品吸着部に吸着された位置から前記第１部品吸着部が９０度又は２７０度回転された位置で、前記第２部品吸着部により吸着されることが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、部品は、第１部品吸着部に吸着された位置から第１部品吸着部が９０度又は２７０度回転された位置で、第２部品吸着部により吸着される。これにより、部品の姿勢を９０度又は２７０度、回転変更させた状態で、部品を第２部品吸着部に吸着させることができる。このように、第１部品吸着部を適宜回転させることにより、部品の姿勢を自在に変更することができる。この結果、部品の姿勢を第２部品吸着部の吸着処理に最適となる姿勢に常に変更することができるため、別の機構や工程が不要となり、部品点数及び工程を削減できる。
【００２３】
また、前記第１部品吸着部に前記部品が吸着された位置から前記第１部品吸着部が９０度又は２７０度回転された位置に、部品支持部を有することが好ましい。
【００２４】
この構成によれば、第１部品吸着部に部品が吸着された位置から第１部品吸着部が９０度又は２７０度回転された位置に、部品支持部が設けられているため、部品が第２部品吸着部に吸着されるときに第２部品吸着部に対する部品の位置ずれを防止できる。これにより、第２部品吸着部による部品の吸着精度及び部品の実装精度を高めることができる。
【００２５】
さらに、前記部品支持部は、前記第１部品吸着部の回転軌跡上から退避した位置に設けられていることが好ましい。
【００２６】
この構成によれば、部品支持部が第１部品吸着部の回転軌跡上から退避し、かつ固定した位置に設けられているため、第１部品吸着部が回転するときに部品支持部が干渉することがない。これにより、第１部品吸着部が回転したときに第１部品吸着部と部品支持部が接触することがないように、第１部品吸着部又は部品支持部の一方を逃がす工程が不要になる。この結果、工程数の増加に伴う作業時間を省くことができるため、部品の供給能力を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、駆動源及び装置全体が大型化することを抑制でき、部品を供給するときに不要な振動が発生することを防止できる。
【００２８】
また、部品吸着部により部品をピックアップするとき、あるいは部品を実装するときに、部品が部品吸着部と接触して破損することを防止するとともに、部品吸着部の部品に対する位置精度（部品の実装精度）を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る部品供給装置の構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る部品供給装置の制御システムの一部を示したブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る部品供給装置を構成する第２部品吸着部により部品が回路基板に実装されるときの説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る部品供給装置の第１部品吸着部により吸着された部品が右回りに９０度回転して第２部品吸着部に吸着されるときの部品の状態を示した説明図である。
【図５】（Ａ）は本発明の第２実施形態に係る部品供給装置の第１部品吸着部による部品の吸着工程と第２部品吸着部による部品の吸着工程が実行される前段階の状態を示した説明図であり、（Ｂ）は本発明の第２実施形態に係る部品供給装置の第１部品吸着部による部品の吸着工程と第２部品吸着部による部品の吸着工程が同時に実行された状態を示した説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る部品供給装置の制御システムの一部を示したブロック図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る部品供給装置の構成図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る部品供給装置の第１部品吸着部により吸着された部品が第２部品吸着部に吸着されるときの状態を示した説明図である。
【図９】本発明の部品供給装置の変形例の構成図である。
【図１０】本発明の部品供給装置の変形例を構成する実装ヘッドへの電子部品の吸着工程の一部を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
次に、本発明の第１実施形態に係る部品供給装置について、図面を参照して説明する。
【００３１】
図１に示すように、部品供給装置１０は、４個のピックアップノズル（第１部品吸着部）１２を備えている。各ピックアップノズル１２には、電子部品（部品）Ｄが吸着される部品吸着面１４がそれぞれ形成されている。各ピックアップノズル１２は、ぞれぞれの部品吸着面１４が径方向外側を向くように回転軸１６の円盤部１８に取り付けられている。また、各ピックアップノズル１２は、相互に等間隔になるように配置されている。このため、隣接するピックアップノズル１２同士の開き角度が９０度になっている。また、回転軸１６は、回転支持部材（回転支持部）２０によりベアリング等を介して回転可能に支持されている。これにより、回転軸１６が回転することにより、各ピックアップノズル１２が回転軸１６の軸回りに回転する。また、回転軸１６の外周面には、後述のタイミングベルト（回転駆動部）２４が掛けられる回転軸プーリ（図示省略）が設けられている。
【００３２】
また、ピックアップノズル１２の部品吸着面１４には吸引孔が形成されており、図示しないポンプなどにより空気吸引することにより、部品吸着面１４に電子部品Ｄが吸着できるように構成されている。なお、ポンプの駆動は、後述のコントローラ４０（制御部、図２参照）により制御される。
【００３３】
回転支持部材２０は、固定部材（固定部）２２に上下方向（図１中矢印Ｚ方向）に沿って移動可能となるように取り付けられている。すなわち、固定部材２２には上下方向に延びるレール部２６が形成されており、回転支持部材２０にはこのレール部２６に係合してレール部２６の延びる方向に沿って移動するガイド部２８が形成されている。そして、回転支持部材２０は、ガイド部２８がレール部２６に沿って移動することにより、上下方向に沿って移動することができるようになっている。なお、固定部材２２が部品供給装置１０の任意の部位に固定されているため、回転支持部材２０は、固定部材２２に対して移動（相対移動）することになる。また、回転支持部材２０のガイド部２８の端面には、後述のピニオンギア（直線駆動部、直線駆動機構）３４と噛み合うラック部（直線駆動部、直線駆動機構）３０が形成されている。
【００３４】
固定部材２２には、第１サーボモータ（第１駆動源）３２が取り付けられている。この第１サーボモータ３２の回転軸には、ピニオンギア３４が取り付けられている。このピニオンギア３４は、ラック部３０と噛み合っており、第１サーボモータ３２の回転駆動力がピニオンギア３４を介して回転支持部材２０に伝達される。これにより、第１サーボモータ３２が回転駆動することにより、回転支持部材２０が上下方向に沿って移動可能になる。このように、部品供給装置は、第１サーボモータ３２の回転駆動力を直線運動に変換する直線駆動機構を備えている。なお、この第１サーボモータ３２は、回転支持部材２０を上下移動させるための第１駆動源として機能している。
【００３５】
また、固定部材２２には、第２サーボモータ（第２駆動源）３６が取り付けられている。この第２サーボモータ３６の回転軸には、固定側プーリ（回転駆動部）３８が取り付けられている。この固定側プーリ３８と回転軸プーリの外周面には、タイミングベルト２４が掛け渡されている。これにより、第２サーボモータ３６の回転駆動力がタイミングベルト２４を介して回転軸１６に伝達される。このため、第２サーボモータ３６が回転駆動することにより、回転軸１６及び各ピックアップノズル１２が回転する。なお、この第２サーボモータ３６は、回転軸１６及び各ピックアップノズル１２を回転させるための第２駆動源として機能している。
【００３６】
ここで、第１サーボモータ３２及び第２サーボモータ３６は、固定部材２２により固定されているため、回転支持部材２０の上下移動及び各ピックアップノズル１２の回転移動に伴い、移動するものではない。すなわち、各ピックアップノズル１２及び回転支持部材２０と共に移動する機構に、第１サーボモータ３２及び第２サーボモータ３６が含まれないため、各ピックアップノズル１２及び回転支持部材２０と共に移動する機構を軽量化することができる。
【００３７】
図２に示すように、第１サーボモータ３２及び第２サーボモータ３６の駆動制御は、コントローラ４０により実行される。
【００３８】
図１に示すように、部品供給装置１０は、単一の実装ヘッド（第２部品吸着部）４２を備えている。この実装ヘッド４２は、各ピックアップノズル１２に吸着された電子部品Ｄを吸着し、その電子部品Ｄを回路基板Ｈ（図３参照）に実装するものである。また、実装ヘッド４２は、円筒状の吸着ノズル部４４と、吸着ノズル部４４が伸縮可能となるように収容したヘッド本体部４６と、を備えている。そして、実装ヘッド４２は、ヘッド駆動機構４８により、上下方向及び水平方向に沿って移動可能となるように構成されている。ここで、ヘッド駆動機構４８は、サーボモータ、ボールネジにより上下方向及び水平方向に沿った直線駆動が可能なアクチュエータで構成されている。また、ヘッド駆動機構４８は、コントローラ４０により駆動制御されており、実装ヘッド４２の移動は、コントローラ４０により駆動制御されたヘッド駆動機構４８により実現される。
【００３９】
また、実装ヘッド４２には、電子部品Ｄが吸着される部品吸着面５０が形成され、実装ヘッド４２の部品吸着面５０には吸引孔が形成されており、図示しないポンプなどにより空気吸引することにより、部品吸着面５０に電子部品Ｄが吸着できるように構成されている。なお、ポンプの駆動は、コントローラ４０により制御される。
【００４０】
また、実装ヘッド４２は、吸着ノズル部４４が伸縮せずに、そのままヘッド本体部４６に固定されている構成でもよい。この場合、実装ヘッド４２の上下方向の移動は、吸着ノズル部４４がヘッド本体部４６と共に上下方向に移動することにより実現される。さらに実装ヘッド４２の構造としては、単一以外に直線上、または円周上（ロータリ）に多連配置されたものであってもよい。なお、図９に示すように、ヘッド本体部４６の円周上（ロータリ）に多連配置（図９では４個）された実装ヘッド４２の場合のヘッド駆動機構４８は、サーボモータ、ボールネジにより上下方向及び水平方向に沿った曲線駆動が可能なアクチュエータで構成されている。
【００４１】
円盤部１８の回転中心の近傍であって後述のＸＹステージ（部品供給部）５６の上方には、プリズム（部品位置認識部）５２が配置されている。また、プリズム５２の水平方向上の位置には、画像処理装置として機能するカメラ（部品位置認識部）５４が配置されている。プリズム５２及びカメラ５４は、各ピックアップノズル１２及び回転軸１６と切り離されて設けられている。電子部品Ｄの位置及び姿勢は、プリズム５２を通してカメラ５４で認識される。なお、プリズム５２及びカメラ５４は、回転軸１６が回転しても、各ピックアップノズル１２及び回転軸１６の回転動作と干渉しない位置に設けられている。また、カメラ５４により認識された部品の位置及び姿勢は、電子部品Ｄの位置データとして、コントローラ４０に送信される。
【００４２】
また、部品供給装置１０は、複数の電子部品Ｄが載せられるＸＹステージ５６を備えている。ＸＹステージ５６は、サーボモータ及びボールネジで構成されるステージ駆動機構５８により、Ｘ方向（図１参照）及びＹ方向（図１参照）に移動可能に構成されている。なお、ＸＹステージ５６の上面には、半導体ウエーハなどの電子部品の他に、部品トレーが載せられる。ＸＹステージ５６に部品トレーが載せられる場合には、クランプにより固定できる構成になっている。また、ステージ駆動機構５８の駆動制御は、コントローラ４０により実行される。
【００４３】
次に、第１実施形態の部品供給装置１０の作用及び効果について説明する。
【００４４】
図１に示すように、カメラ５４によりＸＹステージ５６上の電子部品Ｄの位置及び姿勢が認識され、カメラ５４から位置データがコントローラ４０に送信される。コントローラ４０で位置データが受信されると、電子部品Ｄがピックアップノズル１２の真下に位置するように、コントローラ４０によりＸＹステージ５６が移動される。このようにして、ＸＹステージ５６上の電子部品Ｄは、ピックアップノズル１２による吸着に最適な位置にくるように調整される。なお、上記した電子部品Ｄの位置及び姿勢は、隣接するピックアップノズル１２同士の間から電子部品Ｄを認識するようにして実行される。
【００４５】
次に、電子部品Ｄがピックアップノズル１２の真下に位置すれば、電子部品Ｄの真上に位置するピックアップノズル１２の部品吸着面１４が電子部品Ｄの上面に対して平行になるように、回転軸１６の位置制御が実行される。具体的には、回転軸１６の位置制御は、第２サーボモータ３６が駆動して固定側プーリ３８及びタイミングベルト２４が回転し、この回転力が回転軸プーリに伝達されることにより、実行される。
【００４６】
次に、回転軸１６の位置制御が実行されて、電子部品Ｄの真上に位置するピックアップノズル１２の部品吸着面１４が電子部品Ｄの上面に対して平行になれば、第１サーボモータ３２がコントローラ４０により制御されて駆動する。第１サーボモータ３２を駆動すると、ピニオンギア３４が回転してラック部３０に第１サーボモータ３２の回転駆動力が伝達される。これにより、ピックアップノズル１２は、回転支持部材２０と共に、下方向に移動する。このとき、電子部品Ｄの真上に位置するピックアップノズル１２は、その部品吸着面１４が電子部品Ｄの上面に対して平行となる状態で下方向に移動する。
【００４７】
次に、ピックアップノズル１２の部品吸着面１４に電子部品Ｄが接触すると、空気吸引力（真空吸引）により、電子部品Ｄが部品吸着面１４に吸引されてピックアップノズル１２に保持される。そして、第２サーボモータ３６がコントローラ４０により駆動されて、固定側プーリ３８が回転する。固定側プーリ３８が回転すると、タイミングベルト２４を介して、回転軸１６が回転し、部品の吸着されていないピックアップノズル１２の部品吸着面１４に上記の操作により順次電子部品Ｄが吸着される。このようにして、全てのピックアップノズル１２の部品吸着面１４に電子部品Ｄが吸着される。
【００４８】
次に、全てのピックアップノズル１２の部品吸着面１４に電子部品Ｄが吸着されると、第１サーボモータ３２が逆方向に回転して、回転支持部材２０が上方に向かって移動して元の高さに戻る。
【００４９】
次に、ピックアップノズル１２と実装ヘッド４２とが同軸上に位置するように、回転軸１６及び円盤部１８が回転する。換言すれば、ピックアップノズル１２に吸着された電子部品Ｄの下面と実装ヘッド４２の部品吸着面５０が平行となるように、回転軸１６が第２サーボモータ３６により回転制御される。ピックアップノズル１２及び回転軸１６の回転により、ピックアップノズル１２に吸着された電子部品Ｄの姿勢が順次変更されていく。
【００５０】
次に、ピックアップノズル１２に吸着された電子部品Ｄの下面と実装ヘッド４２の部品吸着面５０が平行となった状態（電子部品Ｄが反転した状態）で、回転支持部材２０が第１サーボモータ３２の駆動により上方に移動するとともに、吸着ノズル部４４がヘッド本体部４６に対して下方向に移動する。なお、吸着ノズル部４４がヘッド本体部４６に対して伸縮しない構成であれば、吸着ノズル部４４がヘッド本体部４６とともに下方向に移動する。
【００５１】
ここで、図４に示すように、ピックアップノズル１２が電子部品Ｄを吸着した位置からピックアップノズル１２を左回り（図４中矢印Ｓ方向）に９０度（右回り（図４中矢印Ｓ方向と反対方向）に２７０度）回転させた状態で、電子部品Ｄが吸着ノズル部４４に吸着されるように構成してもよい。この構成によれば、電子部品Ｄの側面を吸着ノズル部４４に吸着させることができる。このように、電子部品Ｄの姿勢を自由に変更し、吸着ノズル部４４に吸着された電子部品Ｄの用途によって、電子部品Ｄの吸着部位を変更することができる。
【００５２】
ピックアップノズル１２に吸着された電子部品Ｄの下面と吸着ノズル部４４の部品吸着面５０とが接触し、空気吸引力（真空吸引力）により、電子部品Ｄが吸着ノズル部４４の部品吸着面５０に吸着されて実装ヘッド４２に保持される。そして、吸着ノズル部４４がヘッド本体部４６に対して上方向に移動する。なお、吸着ノズル部４４がヘッド本体部４６に対して伸縮しない構成であれば、吸着ノズル部４４がヘッド本体部４６とともに上方向に移動する。
【００５３】
次に、図３に示すように、実装ヘッド４２がヘッド駆動機構４８により移動され、電子部品Ｄが回路基板Ｈなどの上面に実装される。
【００５４】
以上のように、第１実施形態の部品供給装置１０によれば、第１サーボモータ３２及び第２サーボモータ３６が固定部材２２に固定されているため、ピックアップノズル１２及び回転支持部材２０の重量を軽量化することができる。これにより、ピックアップノズル１２及び回転支持部材２０を移動させるときの動力が小さくてすみ、各サーボモータ３２、３６は小出力の小型のもので足りる。また、各サーボモータ３２、３６を小型化することにより、部品供給装置１０全体を小型化することができる。また、各サーボモータ３２、３６を小型化することにより、駆動時に不要な振動の発生を低減することができるため、電子部品Ｄを実装したときの電子部品Ｄの実装精度を向上させることができる。
【００５５】
また、ピックアップノズル１２及び回転支持部材２０の重量を軽量化することにより、ピックアップノズル１２及び回転支持部材２０に発生する慣性力が小さくなる。これにより、小型のサーボモータにより、ピックアップノズル１２及び回転支持部材２０を高速でかつ高精度に移動させることができる。この結果、ピックアップノズル１２及び回転支持部材２０の位置制御を容易かつ正確に実行することができ、電子部品Ｄの実装精度を高めることができる。
【００５６】
また、ピックアップノズル１２及び回転支持部材２０の位置精度を高めることにより、ピックアップノズル１２に電子部品Ｄを吸着するときの電子部品Ｄに作用する荷重（衝撃力）が小さくなる。これにより、電子部品Ｄに割れなどが発生することを防止できる。特に、電子部品Ｄが材料強度の低い材料で構成され、あるいは部品が薄型のもので、電子部品Ｄ自体の強度が低い場合でも、電子部品Ｄが破損することを防止できる。
【００５７】
ここで、ピックアップノズル１２による電子部品Ｄの吸着時には、第１サーボモータ３２の回転駆動力がピニオンギア３４及びラック部３０を介して回転支持部材２０に伝達される。回転支持部材に第１サーボモータ３２の回転駆動力が伝達されると、ピックアップノズル１２及び回転支持部材２０が上下方向に移動する。このように、第１サーボモータ３２の回転駆動力が直線駆動機構により直線運動に変換されてピックアップノズル１２及び回転支持部材２０が上下方向に移動する。このため、ピックアップノズル１２は、電子部品Ｄの上面に対して垂直方向から電子部品Ｄに接触することになる。これにより、ピックアップノズル１２が電子部品Ｄに接触するときに、ピックアップノズル１２が電子部品Ｄに対して水平方向に位置ずれすることを防止できる。また、ピックアップノズル１２の電子部品Ｄに対する位置ずれを防止することにより、実装ヘッド４２の吸着ノズル部４４の電子部品Ｄに対する位置ずれも防止できる。この結果、下流の実装工程において、電子部品Ｄの実装精度を高めることができる。
【００５８】
また、ＸＹテーブル５６に支持された電子部品Ｄの位置がプリズム５２及びカメラ５４により認識され、この認識結果に基づいてＸＹテーブル５６に支持された電子部品Ｄの位置がピックアップ作業に最適な位置となるように補正される。このように、ピックアップノズル１２に吸着される前の段階で、電子部品Ｄが最適な部位に位置するように位置制御することにより、ピックアップノズル１２に対する電子部品Ｄの位置精度を高めることができるとともに、ピックアップノズル１２及び回転支持部材２０を下方向に移動させるだけで、電子部品Ｄを吸着することができる。また、ピックアップノズル１２が１８０度（９０度、あるいは２７０度）回転された位置で、実装ヘッド４２の吸着ノズル部４４を待機させておくことにより、実装ヘッド４２の吸着ノズル部４４を上下方向に移動するだけで、ピックアップノズル１２に吸着された電子部品Ｄを吸着ノズル部４４に吸着させることができる。これにより、ピックアップノズル１２及び吸着ノズル部４４により電子部品Ｄを吸着するときのピックアップノズル１２及び吸着ノズル部４４の移動距離を最短距離にすることができる。この結果、電子部品Ｄの吸着処理に必要な時間を短縮することができ、電子部品Ｄの吸着能力及び実装能力を向上させることができる。
【００５９】
次に、本発明の第２実施形態に係る部品供給装置について説明する。
なお、第１実施形態に係る部品供給装置の構成と重複する構成については同符号を付し、適宜、その説明を省略する。
【００６０】
図５及び図６に示すように、第２実施形態の部品供給装置は、ダイシングシート（図示省略）に置かれている電子部品Ｄを上方に押し上げる押上ピン（部品押上部）６０が設けられている。この押上ピン６０は、ピン駆動機構６２により上下方向に沿って移動可能となるように構成されている。このピン駆動機構６２は、コントローラ４０により駆動制御される。具体的には、ピン駆動機構６２は、サーボモータ及びカムなどにより上下移動を可能にするものであり、ダイシングシートを吸着固定する吸引ポッド部（図示省略）を備えている。
【００６１】
ここで、コントローラ４０は、押上ピン６０により電子部品Ｄが押し上げられてピックアップノズル１２に吸着されるピックアップ吸着処理（第１吸着工程）と、他のピックアップノズル１２に吸着されている電子部品Ｄが実装ヘッド４２の吸着ノズル部４４に吸着される受け渡し吸着処理（第２吸着工程）と、が同時に実行されるように、押上ピン６０の上下移動、ピックアップノズル１２（回転支持部材２０）の上下移動、及び吸着ノズル部４４（実装ヘッド４２）の上下移動が同期して制御される。詳細には、押上ピン６０、ピックアップノズル１２（回転支持部材２０）及び吸着ノズル部４４（実装ヘッド４２）の動作ファイルは、コントローラ４０により演算処理され、相対的な動作プロファイルがそれぞれ最適となるように制御される。なお、押上ピン４２、ピックアップノズル１２（回転支持部材２０）、及び吸着ノズル部４４の駆動方法は、上述した通りである。
【００６２】
具体的には、図５（Ａ）は、押上ピン６０の上方に位置する電子部品Ｄの上面に任意のピックアップノズル１２の部品吸着面１４が接触し、さらに、このピックアップノズル１２に対して１８０度反対側の位置にある他のピックアップノズル１２の部品吸着面１４に吸着されている電子部品Ｄの下面に実装ヘッド４２の吸着ノズル部４４の部品吸着面５０が接触した状態となっている。
【００６３】
そして、図５（Ｂ）に示すように、押上ピン６０が上方向に移動し、電子部品Ｄをダイシングシートから上方に向けて押し上げると同時に、各ピックアップノズル１２及び回転支持部材２０が上方向に移動する。このとき、押し上げられる電子部品Ｄと対向するピックアップノズル１２の部品吸着面１４に、押し上げられた電子部品Ｄの上面が吸着されると同時に、実装ヘッド４２の吸着ノズル部４４に他のピックアップノズル１２に吸着されている他の電子部品Ｄが吸着される。その後、他の電子部品Ｄが吸着された状態で、実装ヘッド４２の吸着ノズル部４４は、上方向に移動する。
【００６４】
第２実施形態によれば、押上ピン６０の上方への移動、各ピックアップノズル１２及び回転支持部材２０の上方向への移動、及び実装ヘッド４２の吸着ノズル部４４の上方向への移動がコントローラ４０により同期して制御され、押上ピン６０により電子部品Ｄが押し上げられて任意のピックアップノズル１２に吸着される第１吸着工程と、他のピックアップノズル１２に吸着されている電子部品Ｄが実装ヘッド４２の吸着ノズル部４４に吸着される第２吸着工程と、が同時に実行される。これにより、第１吸着工程と第２吸着工程を異なるタイミングで別々に実行する場合と比較して、実装ヘッド４２の吸着ノズル部４４に電子部品Ｄを吸着させるまでの時間を短縮することができる。この結果、電子部品Ｄの供給能力が向上し、下流の実装工程において、電子部品Ｄを効率良く実装することができる。
【００６５】
また、実装ヘッド４２の吸着ノズル部４４に電子部品Ｄを吸着させるまでの時間を短縮することにより、この短縮した時間を他の処理を実行する時間にまわすことができる。特に、ピックアップノズル１２で電子部品Ｄを吸着するときに、ピックアップノズル１２の電子部品Ｄに対する下方向に向かう移動の移動速度を低下することにより、ピックアップノズル１２で電子部品Ｄを吸着するときに電子部品Ｄに及ぼす荷重（衝撃力）を低減することができる。この結果、電子部品Ｄに傷などがついてしまうことを防止でき、電子部品Ｄの品質を向上させることができる。
【００６６】
特に、図９及び図１０に示すように、多連（例えば、４個）の吸着ノズル部４４を備えた実装ヘッド４２の場合は、複数のピックアップノズル１２から各吸着ノズル部４４に電子部品Ｄが次々に受け渡され、電子部品Ｄを受け渡された吸着ノズル部４４が移動して実装工程を行なっている間に、それと同期して、電子部品Ｄを受け渡して未吸着となったピックアップノズル１２に次の電子部品Ｄを吸着させることが可能になる。これにより、吸着ノズル部４４による電子部品Ｄの実装処理と同時にピックアップノズル１２による次の電子部品Ｄのピックアップ処理が可能になる。そして、次の電子部品Ｄを吸着したピックアップノズル１２から未吸着の吸着ノズル部４４に電子部品Ｄが受け渡され、電子部品Ｄを受け渡された上記吸着ノズル部４４による実装処理と同時に未吸着となったピックアップノズル１２による次の電子部品Ｄのピックアップ処理が可能になる。これを繰り返すことにより、ピックアップノズル１２による電子部品Ｄのピックアップ処理、ピックアップノズル１２から吸着ノズル部４４への電子部品Ｄの受渡し処理、吸着ノズル部４４による電子部品Ｄの実装処理の３つの処理工程を短時間でかつ円滑に実行することができる。
【００６７】
次に、本発明の第３実施形態に係る部品供給装置について説明する。
なお、第１実施形態に係る部品供給装置の構成と重複する構成については同符号を付し、適宜、その説明を省略する。
【００６８】
図７及び図８に示すように、第３実施形態の部品供給装置は、ＸＹテーブル５６上の電子部品Ｄの上面とピックアップノズル１２の部品吸着面１４とが平行に対面する状態から、ピックアップノズル１２を右回りに２７０度（左回りに９０度）回転させた位置に設けられた受け渡しステージ（部品支持部）６４を備えている。
【００６９】
なお、受け渡しステージ６４は、各ピックアップノズル１２の回転軌跡上から退避した位置、換言すれば、各ピックアップノズル１２が回転したときに各ピックアップノズル１２に接触しない位置に設けられている。また、受け渡しステージ６４のピックアップノズル１２と対面する端面とピックアップノズル１２との間には、所定のクリアランスＣが設けられている。また、ピックアップノズル１２（回転支持部材２０）、及び吸着ノズル部４４の駆動方法は、上述した通りである。
【００７０】
第３実施形態によれば、ＸＹテーブル５６に支持された電子部品Ｄがピックアップノズル１２により吸着され、ＸＹテーブル５６上の電子部品Ｄの上面とピックアップノズル１２の部品吸着面１４とが平行に対面する状態からピックアップノズル１２が右回りに２７０度だけ回転する。これにより、電子部品Ｄは受け渡しステージ６４の上面上に位置し、電子部品Ｄの側面が上方を向いた状態（姿勢）になる。
【００７１】
次に、実装ヘッド４２がヘッド駆動機構４８により駆動されて、吸着ノズル部４４の部品吸着面５０に電子部品Ｄの側面が吸着される。このとき、電子部品Ｄの側面には、実装ヘッド４２の吸着ノズル部４４から所定の荷重（衝撃力）が作用するが、電子部品Ｄの反対側の側面が受け渡しステージ６４で支持されるため、電子部品Ｄが実装ヘッド４２と受け渡しステージ６４で上下方向から強固に挟まれる形になる。これにより、実装ヘッド４２の吸着ノズル部４４から電子部品Ｄに対して所定の荷重（衝撃力）が作用した場合でも、電子部品Ｄが位置ずれすることを防止できる。なお、吸着ノズル部４４の部品吸着面５０に電子部品Ｄの側面が吸着されると、実装ヘッド４２がヘッド駆動機構４８により駆動され、下流の実装工程が実行される。
【００７２】
以上のように、各ピックアップノズル１２に吸着された電子部品Ｄを１８０度回転（反転）させた状態で実装ヘッド４２の吸着ノズル部４４に吸着させることに加え、各ピックアップノズル１２に吸着された電子部品Ｄを２７０度回転させた状態で、実装ヘッド４２の吸着ノズル部４４に吸着させることも可能になる。これにより、実装ヘッド４２の吸着ノズル部４４に電子部品Ｄが吸着された後の処理の内容によって、他の機構を設けることなく、電子部品Ｄの姿勢を適宜変更することができる。この結果、部品供給装置の部品点数を削減して大型化を防止でき、製造コストが増加することも防止できる。また、部品供給装置の部品点数を削減することにより、各処理工程も削減でき、部品の供給能力及び供給効率を高めることができる。
【００７３】
特に、実装ヘッド４２の吸着ノズル部４４による電子部品Ｄの吸着時には、電子部品Ｄが受け渡しステージ６４により下方から支持されるため、実装ヘッド４２の吸着ノズル部４４から作用する荷重により電子部品Ｄが位置ずれすることを防止できる。これにより、電子部品Ｄが位置ずれすることなく、実装ヘッド４２の吸着ノズル部４４に吸着されるため、下流の実装工程における電子部品Ｄの実装精度を高めることができる。また、実装ヘッド４２の吸着ノズル部４４により電子部品Ｄを吸着する際に、何らかの不都合により、電子部品Ｄが吸着ノズル部４４から離脱した場合でも、電子部品Ｄは、受け渡しステージ６４に支持される。このため、電子部品Ｄが下方向に大きく落下して破損することを防止できる。
【００７４】
また、受け渡しステージ６４が各ピックアップノズル１２の回転軌跡上から退避した位置に設けられているため、各ピックアップノズル１２が回転するときに受け渡しステージ６４が干渉することがない。これにより、ピックアップノズル１２が回転したときに各ピックアップノズル１２と受け渡しステージ６４が接触することがないように、各ピックアップノズル１２又は受け渡しステージ６４の一方を逃がす工程が不要になる。この結果、工程数の増加に伴う作業時間を省くことができるため、電子部品Ｄの供給能力を向上させることができる。
【００７５】
なお、第３実施形態は、受け渡しステージ６４を、ＸＹテーブル５６上の電子部品Ｄの上面とピックアップノズル１２の部品吸着面１４とが平行に対面する状態から、ピックアップノズル１２を右回りに２７０度（左回りに９０度）回転させた位置に設けられた構成を示したが、この位置に限られず、例えば、受け渡しステージ６４を、ＸＹテーブル５６上の電子部品Ｄの上面とピックアップノズル１２の部品吸着面１４とが平行に対面する状態から、ピックアップノズル１２を右回りに９０度（左回りに２７０度）回転させた位置に設けるようにしてもよい。受け渡しステージ６４の位置は、特に限定されるものではなく、電子部品Ｄの姿勢との関係で適宜調整することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１０      部品供給装置
１２      ピックアップノズル（第１部品吸着部）
２０      回転支持部材（回転支持部）
２２      固定部材（固定部）
２４      タイミングベルト（回転駆動部）
３０      ラック部（直線駆動部、直線駆動機構）
３２      第１サーボモータ（第１駆動源）
３４      ピニオンギア（直線駆動部、直線駆動機構）
３６      第２サーボモータ（第２駆動源）
３８      固定側プーリ（回転駆動部）
４０      コントローラ（制御部）
４２      実装ヘッド（第２部品吸着部）
５２      プリズム（部品位置認識部）
５４      カメラ（部品位置認識部）
５６      ＸＹテーブル（部品供給部）
６０      押上ピン（部品押上部）
６４      受け渡しステージ（部品支持部）
Ｄ        電子部品（部品）
【図１】
2012186505.tif 000003
【図２】
2012186505.tif 000004
【図３】
2012186505.tif 000005
【図４】
2012186505.tif 000006
【図５】
2012186505.tif 000007
【図６】
2012186505.tif 000008
【図７】
2012186505.tif 000009
【図８】
2012186505.tif 000010
【図９】
2012186505.tif 000011
【図１０】
2012186505.tif 000012