(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状被加工物をＸＹテーブルによりＸＹ軸方向へ移動させるＸＹテーブル装置において、上記ＸＹテーブルを、上記板状被加工物の一端側を把持するワーク把持手段をＹ軸方向へ駆動するＹ軸駆動手段と、上記Ｙ軸駆動手段をＹ軸と直交するＸ軸方向へ駆動するＸ軸駆動手段より構成すると共に、上記板状被加工物の他端側を、上記Ｙ軸駆動手段に追従してＸ軸方向へ移動し、かつ板状被加工物の他端側をＹ軸方向へ移動自在に支承するワークガイド手段により支持したことを特徴とする電子部品実装機械のＸＹテーブル装置。
【請求項２】
ワーク把持手段を、板状被加工物プリント基板の一端側を挟入する板基材支持部材と、板状被加工物を位置決めする基準ピンが設けられ、かつ上下方向に回動自在な位置決めレバーとより構成してなる請求項１記載のＸＹテーブル装置。
【請求項３】
Ｘ軸駆動手段及びＹ軸駆動手段を、パルスモータよりなる駆動源により正逆回転されるボールねじと、このボールねじに螺合され、かつボールねじの回転に伴いガイドレールに案内されて移動するスライダとよりなる電動スライダにより構成してなる請求項１記載のＸＹテーブル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は例えばプリント基板等の板状被加工物をＸＹ軸方向へ自在に移動させるＸＹテーブル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種のＸＹテーブル装置においては、例えば図６に示すようなものがある。
【０００３】
上記従来のＸＹテーブル装置は、第１ステージ（Ｘ軸ベース）ａ上に布設されたＸ軸案内手段（Ｘ軸ＬＭガイド）ｂに、第２ステージ（Ｘ軸テーブル）ｃがＸ軸方向に移動自在に支承され、この第２ステージｃ上に、Ｘ軸と直交するＹ軸方向にＹ軸案内手段（Ｙ軸ＬＭガイド）ｄが布設されている。
【０００４】
そしてこのＹ軸案内手段ｄに第３ステージ（Ｙ軸テーブル）ｅがＹ軸方向へ移動自在に支承された上下３層構造となっており、第３ステージｅには、板状被加工物（例えばプリント基板）の上下面に所定の加工を行うタレット機構（図示せず）が設置されている。
【０００５】
また第１ステージａの側方には第２ステージｃをＸ軸方向へ駆動するＸ軸駆動手段ｆが、そして第２ステージｃの側方には、第３ステージｅをＹ軸方向へ駆動するＹ軸駆動手段ｇが設けられている。
【０００６】
上記Ｘ軸駆動手段ｆは、Ｘ軸案内手段ｂと平行するよう第１ステージａに支承されたボールねじｈと、これを回転駆動する第２ステージ駆動モータｉとよりなり、ボールねじｈに螺合されたボールナットｊが第２ステージｃ側に取付けられていて、パルス制御される上記第２ステージ駆動モータｉによりボールねじｈを正逆回転させることにより、第２ステージｃをＸ軸方向へ駆動できるようになっている。
【０００７】
一方上記Ｙ軸駆動手段ｇは、Ｙ軸案内手段ｄと平行するように第２ステージｃに支承されたボールねじｋと、これを回転駆動する第３ステージ駆動モータｍとよりなり、ボールねじｋに螺合されたボールナットｎが第３ステージｅ側に取付けられていて、パルス制御される上記第３ステージ駆動モータｍによりボールねじｋを正逆回転させることにより、第３ステージｅをＹ軸方向へ駆動できるように構成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のＸＹテーブル装置では、プリント基板等の板状被加工物の上下面に電子部品実装等の加工を施すタレット機構を、第３ステージｅに設置するため、第２ステージｃや第３ステージｅは、図６に示すように中抜き構造を採用している。
【０００９】
また汎用のタレット機構には、種々のサイズのものがあることから、これらタレット機構に対応できるよう、予め第２ステージｃや第３ステージｅの中抜き部分を大きくして、タレット機構が第２ステージｃや第３ステージｅと干渉しないようにしているため、ＸＹテーブルが大型となって、これを装着する加工装置自体が大型かつ高価となるなどの不具合がある。
【００１０】
さらにプリント基板等の板状被加工物の下面側に電子部品実装等の加工を施すタレット機構の下部工具は、第３ステージｅと干渉しないよう上面が第２ステージｃの上面より低くする必要があり、その結果下部工具の上下ストロークが長くなるため、板状被加工物の下面に加工を施す動作時間が長くなって、生産性が悪いなどの不具合もあった。
【００１１】
この発明はかかる従来の不具合を改善するためになされたもので、タレット機構に設けられた下部工具の上下ストロークを短くできると共に、加工装置全体の小型化を可能にするＸＹテーブル装置を提供して、生産性の向上を図ることを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１記載の発明は、板状被加工物をＸＹテーブルによりＸＹ軸方向へ移動させるＸＹテーブル装置において、上記ＸＹテーブルを、上記板状被加工物の一端側を把持するワーク把持手段をＹ軸方向へ駆動するＹ軸駆動手段と、上記Ｙ軸駆動手段をＹ軸と直交するＸ軸方向へ駆動するＸ軸駆動手段より構成すると共に、上記板状被加工物の他端側を、上記Ｙ軸駆動手段に追従してＸ軸方向へ移動し、かつ板状被加工物の他端側をＹ軸方向へ移動自在に支承するワークガイド手段により支持したものである。
【００１３】
上記構成により、板状被加工物の一端側を把持して板状被加工物をＸＹ方向へ移動させることにより、板状被加工物の両面に電子部品を実装することができるため、板状被加工物をＸＹ方向へ移動するＸＹテーブルの小型化が図れると共に、タレット機構の上下部工具の間には、板状被加工物の他端側を支持するワークガイド手段が通過できる隙間を設けるだけでよいことから、下部工具の上下ストロークが小さくでき、これによって下部工具の動作時間を短縮することができるため、生産性の向上が図れる。
【００１４】
上記目的を達成するため請求項２記載の発明は、ワーク把持手段を、板状被加工物の一端側を挟入する板状被加工物支持部材と、板状被加工物を位置決めする基準ピンが設けられ、かつ上下方向に回動自在な位置決めレバーとより構成したものである。
【００１５】
上記構成により、板基材支持部材に板状被加工物を挟入して、板状被加工物の基準孔に位置決めレバーの基準ピンを挿入するだけで、ＸＹテーブルに対し板状被加工物の取付けと位置決めが行えるため、板状被加工物の脱着作業が短時間で能率よく行えるようになる。
【００１６】
上記目的を達成するため請求項３記載の発明は、Ｘ軸駆動手段及びＹ軸駆動手段を、パルスモータよりなる駆動源により正逆回転されるボールねじと、このボールねじに螺合され、かつボールねじの回転に伴いガイドレールに案内されて移動するスライダとよりなる電動スライダにより構成したものである。
【００１７】
上記構成により、板状被加工物を高速でＸＹ方向へ移動することができるため、電子部品の実装時間を短縮することができると共に、板状被加工物を電子部品実装位置に高精度で位置決めすることができるため、実装不良などの不具合も生じない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図１ないし図５に示す図面を参照して詳述する。
【００１９】
図１は板状被加工物の一つであるプリント基板に加工を施す加工装置としての電子部品実装機械に設けられたＸＹテーブル装置の一部切欠斜視図、図２は同正面図、図３は電動スライダの一部切欠斜視図、図４はワーク把持手段の側面図、図５は作用説明図である。
【００２０】
図１及び図２において１は電子部品実装機械の上面を構成する基台で、この基台１上にＹ軸方向に離間する一対のＸ軸ベース２が、上記Ｙ軸と直交するＸ軸方向に沿って互いに平行するよう設置されており、これらＸ軸ベース２上に、Ｘ軸ＬＭガイド３がＸ軸方向に布設されている。
【００２１】
上記各Ｘ軸ＬＭガイド３上には、第１スライダ４を介してスライドベース５がそれぞれＸ軸方向へ移動自在に支承されており、これらスライドベース５上に布設されたワーク幅調整用レール６上に、第２スライダ７を介してＸ軸方向に移動自在にガイドプレート８が支承されている。
【００２２】
上記ワーク幅調整用レール６の両端側には、ストッパ９が設けられていて、ガイドプレート８がワーク幅調整用レール６より外れないようになっていると共に、上記ガイドプレート８には、ワーク幅調整用レール６の任意な位置にガイドプレート８を固定するためのクランプ手段１０が設けられており、クランプレバー１０ａを操作することにより、固定及び解除が行えるようになっている。
【００２３】
そして上記各ガイドプレート８上には、ほぼ逆Ｌ字形に形成された支持部材８ａが固着されていて、これら支持部材８ａの間に、Ｙ軸と平行するようワークガイド手段１２が水平に横架されている。
【００２４】
上記ワークガイド手段１２は、両端側が上記支持部材８ａに固着された杆状部材１２ａと、この杆状部材１２ａの長手方向に等間隔に支承された多数のベアリング１２ｂよりなり、上下に配置されたベアリング１２ｂ間をプリント基板１３の他端側が転動するようになっている。
【００２５】
また上記ベアリング１２ａと対向する側には、プリント基板１３の一端側を把持するワーク把持手段１５をＹ軸方向へ駆動する電動スライダ１６よりなるＹ軸駆動手段１７が設置されている。
【００２６】
上記電動スライダ１６は図３に示すように、細長い角箱状のケース１６ａと、このケース１６ａ内に長手方向に沿って設けられ、かつ両端側が軸受け１６ｂによりケース１６ａに支承されたボールねじ１６ｃと、このボールねじ１６ｃに螺合され、かつケース１６ａ内に設けられた一対のガイドレール１６ｄに支承されたスライダ１６ｅとより構成されていて、ボールねじ１６ｃの一端側に接続されたパルスモータなどのＹ軸駆動源（図示せず）によりボールねじ１６ｃを正逆回転させることにより、ガイドレール１６ｄに沿ってスライダ１６ｅを移動できるように構成されている。
【００２７】
上記電動スライダ１６よりなるＹ軸駆動手段１７は、ケース１６ａの両端側がブラケット１８により上記スライドベース５上に固着されていて、Ｙ軸駆動源によりボールねじ１６ｃを正逆回転させることにより、スライダ１６ｅをＹ軸方向へ移動できるようになっていると共に、上記スライダ１６ｅには、スライダプレート１９の中間部が固着されている。
【００２８】
上記スライダプレート１９の両端側には、一対の支持ブラケット１９ａがＹ軸方向に離間して突設されていて、これら支持ブラケット１９ａの間に上記把持手段１５が設けられている。
【００２９】
上記ワーク把持手段１５は、プリント基板１３の一端側が挿入自在な挿入溝１５ａを有する板基材支持部材であるプリント基板支持部材１５ｂと、このプリント基板支持部材１５ｂに一端側が支持されたプリント基板１３を位置決め保持する一対の位置決め手段１５ｃよりなる。
【００３０】
上記位置決め手段１５ｃは、支持ブラケット１９ａに回動自在に横架された回動軸１５ｄに基端部が固着された位置決めレバー１５ｅを有していて、これら位置決めレバー１５ｅの先端に、プリント基板１３に穿設された基準孔（図示せず）に上方より嵌入する基準ピン１５ｆが突設されていると共に、上記回動軸１５ｄの一端側には、回動軸１５ｄを介して上記位置決めレバー１５ｅを図４に示す実線位置より仮想線に示す位置へ上下動する基準ピン上下レバー１５ｇが取付けられている。
【００３１】
一方上記基台１上には、一方のＸ軸ベース２に沿ってＸ軸方向にＸ軸駆動手段２０が設置されている。
【００３２】
上記Ｘ軸駆動手段２０も、Ｙ軸駆動手段１７と同様に、図３に示す電動スライダ１６よりなり、ケース１６ａの底面が基台１上に固着されていると共に、図示しないＸ軸駆動源により正逆回転されるボールねじ１６ｃによりスライダ１６ｅがＸ軸方向に移動自在となっており、このスライダ１６ｅ上に連結手段２１の連結ブラケット２１ａが固着されている。
【００３３】
上記連結手段２１は、上記スライダ１６ｅに固着された連結ブラケット２１ａと、Ｙ軸駆動手段１７のケース１６ａ底面に固着された連結板２１ｂよりなり、連結ブラケット２１ａの一端側に突設されたカムフォロア２１ｃが、連結板２１ｂに開口されたＸ軸方向に細長い長孔２１ｄに下方より嵌入されて、Ｙ軸駆動手段１７のケース１６ａとＸ軸駆動手段２０のスライダ１６ｅ間を連結しており、これによってＸ軸駆動手段２０によってＹ軸駆動手段１７をＸ軸方向へ駆動できるようになっている。
【００３４】
また上記基台１上には、プリント基板１３の上下面に電子部品（図示せず）を実装するタレット機構２２が設置されている。
【００３５】
上記タレット機構２２は、同一円周上に複数の上部工具２３ａを配置した上タレット２３と、複数の下部工具２４ａを配置した下タレット２４とよりなり、上下部工具２３ａ、２４ａの間には、ワークガイド手段１２の高さＨよりやや大きい隙間Ｌが設けられていて、上下部工具２３ａ、２４ａの間を自由にワークガイド手段１２が通過できるようになっている。
【００３６】
そして上記タレット機構２２により上下タレット２３、２４を同期回転させることにより、上下タレット２３、２４に設けられた上部工具２３ａ及び下部工具２４ａにより、プリント基板１３の上下面に電子部品が実装できるようになっている。
【００３７】
次に上記構成されたＸＹテーブル装置の作用を説明する。
【００３８】
プリント基板１３の両面に電子部品を実装するに当っては、まず図５の（イ）に示す原点位置にＹ軸駆動手段１７を停止させ、この位置でプリント基板１３の一端側をワーク把持手段１５のプリント基板支持部材１５ｂに挿入し、かつプリント基板１３に予め開口された基準孔に基準ピン１５ｆを上方より嵌挿してプリント基板１３の位置決め及び保持を行うと共に、プリント基板１３の他端側は、プリント基板１３の幅に応じて移動調整したワークガイド部材１２の上下ベアリング１２ｂ間に挿入して、プリント基板１３の他端側を支持したら、クランプレバー１０ａを回動して、クランプ手段１０によりガイドプレート８を調整位置に固定する。
【００３９】
次にこの状態で、Ｙ軸駆動手段１７の電動スライダ１６によりスライダ１６ｅをＹ軸方向へ移動させながら、同時にＸ軸駆動手段２０の電動スライダ１６によりＹ軸駆動手段１７をＸ軸方向へ駆動させて、はじめに電子部品を取付ける位置がタレット機構２２の上タレット２３または下タレット２４の電子部品取付け位置となるよう図５の（ロ）に示すようにプリント基板１３を移動させ、上下部工具２３ａ、２４ａによりプリント基板１３の上下面に電子部品を装着する。
【００４０】
以下タレット機構２２により上下タレット２３、２４を間欠回転させながら、プリント基板１３をＸＹ方向へ移動させて、上下部工具２３ａ、２４ａによりプリント基板１３の上下面に次々と電子部品を装着するもので、プリント基板１３の他端側を支持するワークガイド手段１２が上下部工具２３ａ、２４ａの間を通過するだけで、プリント基板１３のＸＹ方向の移動が行えるため、ＸＹテーブル内にタレット機構２２が収容されなくとも、ＸＹテーブルとタレット機構２２が干渉することがなく、これによってＸＹテーブルの小型化が図れると共に、上下タレット２３、２４に設けられた上下部工具２３ａ、２４ａ間の隙間Ｌを小さくすることができるため、下部工具２４ａの上下ストロークが小さくでき、これによって下部工具２４ａの動作時間を短縮することができるため、生産性が向上する。
【００４１】
なお、本実施の形態においては、ワークとしてプリント基板を例として説明したが、これは形状が板状のワーク（被加工物）であれば良く、加工装置も電子部品実装機械に限定されるものではない。
【００４２】
【発明の効果】
この発明は以上詳述したように、板状被加工物の一端側を把持して板状被加工物をＸＹ方向へ移動させることにより、板状被加工物の両面に所定の加工をすることができるため、板状被加工物をＸＹ方向へ移動するＸＹテーブルの小型化が図れると共に、ＸＹテーブルの小型化によって加工装置自体の小型化が図れるため、加工装置の価格低減及び設置スペースの削減などが図れるようになる。
【００４３】
またタレット機構の上下部工具の間には、板状被加工物の他端側を支持するワークガイド手段が通過できる隙間を設けるだけでよいことから、下部工具の上下ストロークが小さくでき、これによって下部工具の動作時間を短縮することができるため、生産性の向上が図れると共に、ワーク把持手段を、板状被加工物の一端側を挟入する基材支持部材と、板状被加工物を位置決めする基準ピンが設けられ、かつ上下方向に回動自在な位置決めレバーとより構成したことから、基材支持部材に板状被加工物を挟入して、板状被加工物の基準孔に位置決めレバーの基準ピンを挿入するだけで、ＸＹテーブルに対し板状被加工物の取付けと位置決めが行えるため、板状被加工物の脱着作業が短時間で能率よく行えるようになる。
【００４４】
さらにＸ軸駆動手段及びＹ軸駆動手段を電動スライダにより構成したことから、板状被加工物を高速でＸＹ方向へ移動することができるため、板状被加工物に対する加工時間を短縮することができると共に、板状被加工物を加工装置に高精度で位置決めすることができるため、加工不良などの不具合も生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態になるＸＹテーブル装置を示す一部切欠斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態になるＸＹテーブル装置を示す正面図である。
【図３】この発明の実施の形態になるＸＹテーブル装置に使用する電動スライダの一部切欠斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態になるＸＹテーブル装置に使用するワーク把持手段の側面図である。
【図５】（イ）及び（ロ）はこの発明の実施の形態になるＸＹテーブル装置の作用説明図である。
【図６】従来のＸＹテーブル装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１      基台
２      Ｘ軸ベース
３      Ｘ軸ＬＭガイド
４      第１スライダ
５      スライドベース
６      ワーク幅調整用レール
７      第２スライダ
８      ガイドプレート
８ａ    支持部材
９      ストッパ
１０    クランプ手段
１０ａ  クランプレバー
１２    ワークガイド手段
１２ａ  杆状部材
１３    プリント基板（板状被加工物）
１５    ワーク把持手段
１５ａ  挿入溝
１５ｂ  プリント基板支持部材（板基材支持部材）
１５ｃ  位置決め手段
１５ｄ  回動軸
１５ｅ  位置決めレバー
１５ｆ  基準ピン
１５ｇ  基準ピン上下レバー
１６    電動スライダ
１６ａ  ケース
１６ｂ  軸受け
１６ｃ  ボールねじ
１６ｄ  ガイドレール
１６ｅ  スライダ
１７    Ｙ軸駆動手段
１８    ブラケット
１９    スライダプレート
１９ａ  支持ブラケット
２０    Ｘ軸駆動手段
２１    連結手段
２１ａ  連結ブラケット
２１ｂ  連結板
２１ｃ  カムフォロア
２１ｄ  長孔
２２    タレット機構
２３    上タレット
２３ａ  上部工具
２４    下タレット
２４ａ  下部工具
【図１】
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【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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