(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を供給する部品供給部と、電子部品を装着対象物に装着する部品装着部と、電子部品を吸着して前記装着対象物に装着する吸着ノズル部と、その吸着ノズル部を周縁に複数個備えたヘッド部とを有し、
このヘッド部を間欠的に回転させて所定の停止ポジションで、前記吸着ノズル部により電子部品の吸着と装着とを行う電子部品装着装置において、
吸着ノズル部内に、電子部品を吸着する複数のノズル先端部と、このノズル先端部を上下動可能に保持するロッド部と、このロッド部を吸着ノズル部の軸心回りに回転させるモータ部と、ノズル先端部の外側に設けられてロッド部との間の相対回転によりノズル先端部の高さ位置を規制する円筒カム部とを有し、
この円筒カム部の側周面に設けた凹部と、吸着ノズル部外に配置され、円筒カム部の軸心に対して垂直な方向に移動して前記凹部に係脱可能に配された係合部とで構成され、円筒カム部の回転を阻止するストッパー部を設け、
係合部が円筒カム部の凹部に係合したときには、モータ部の回転に伴う円筒カム部の回転が阻止され、ロッド部のみが回転し、それが保持している複数のノズル先端部のうち一番下端に位置するよう前記円筒カム部によって案内されたものが使用ノズルとして選択され、
係合部が円筒カム部の凹部から離脱したときには、円筒カム部がロッド部と共に回転し、ノズル先端部の回転位置を吸着された電子部品の吸着姿勢に応じてロッド部と円筒カム部とを回転させて補正できるように構成した電子部品装着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板等の装着対象物の所定位置に順次装着する電子部品装着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電子部品装着装置の１例として、図４に示す全体構成図と図５に示す従来の吸着ノズル部の構成図を参照して従来例を説明する。
【０００３】
この電子部品装着装置は図４に示すように、電子部品２２を収納して自動供給する部品供給部１６と、電子部品２２が装着される基板１７を互いに直交するＸＹ２方向に位置決めする部品装着部１８と、部品供給部１６から自動供給される電子部品２２を吸着して基板１７の所定位置に装着する吸着ノズル部２０と、この吸着ノズル部２０を周縁に複数個備えたヘッド部２１とからなり、このヘッド部２１を間欠的に回転させて所定の停止ポジションで、吸着ノズル部２０により電子部品２２の吸着と装着を行っている。
【０００４】
前記吸着ノズル部２０の詳細を、図５に基づいて説明する。
【０００５】
電子部品装着装置に吸着ノズル部２０を支持するためのガイド部２４は、上下方向に摺動可能に設けられており、ガイド部２４の所定位置には昇降用溝カム（図示せず）に係合するためのカムフォロア３０が設けられている。さらに、吸着ノズル部２０の内部には回転体３１が電子部品２２を装着する基板１７面（図４）に対し、鉛直方向の軸中心に回転可能に設けられている。また回転体３１の下方には結合体（図示せず）により回転体３１と係合され、回転体３１と同様に鉛直方向の軸中心に回転可能なＵ字ロッド部３２が設けられている。
【０００６】
回転体３１の上端には回転駆動手段（図示せず）に対するＶ溝形状の係合部３１ａが形成されている。Ｕ字ロッド部３２の下方には、軸受（図示せず）を介して、基板１７面に対して水平方向を軸中心とした回転体２７が設けられており、この回転体２７に係合してタレット部２５が配置されている。このタレット部２５には複数のノズル先端部２６が支持されている。また回転体２７の所定位置には、回転規制を行うための係合溝２７ａが設けられており、この係合溝２７ａに係脱可能な係合爪２８を係合位置に向けて付勢するばね２９が設けられている。
【０００７】
以下、従来例の電子部品装着装置の動作について図４、図５を参照して説明する。
【０００８】
部品供給部１６の部品供給位置にて、吸着ノズル部２０によって電子部品２２を吸着した後、画像認識部１９の位置にて、吸着した電子部品２２の吸着姿勢を認識する。認識した電子部品２２の吸着姿勢より部品装着部１８の位置決め位置、ノズル先端部（Ｕ字ロッド部）３２の回転量の各補正量を予め設定されている基板１７上の装着位置と装着角度を考慮した上で算出する。算出されたデータ（各補正量）に基づき部品装着部１８の移動とノズル先端部（Ｕ字ロッド部）３２の回転を行った後、基板１７上へ電子部品２２の装着を行う。この際、係合爪２８はその一端に当接したレバー（図示せず）が揺動することによって、支軸を中心に揺動し、回転体２７の係合溝２７ａに係合されている他端が離脱する。そして回転駆動手段（図示せず）が回転体２７を駆動することにより、回転体２７に係合されているタレット部２５が回転する。
【０００９】
所定のノズル先端部２６が選択されると、係合爪２８の一端に当接したレバー（図示せず）が揺動して離れ、係合位置に向けて付勢するバネ２９によって回転体２７の係合溝２７ａに係合爪２８が係合される。次に、ノズル認識部２３の位置にて、所定のノズルが選択されているか否か、ノズル先端部２６の認識を行う。以上、一連の動作を繰り返す。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記従来の電子部品装着装置では、ノズル先端部２６の選択を行う際、回転体２７の係合溝２７ａより係合爪２８を係合・離脱し、回転駆動手段にて回転体２７を回転させるために、ヘッド部２１を一定時間停止する必要があり、高速化を図る場合に大変不利になるという問題があった。
【００１１】
また、付勢するバネ２９も弾性力が大きいものを取付ける必要があるので、回転体２７の係合溝２７ａや係合爪２８に負荷が大きくなり、耐久性に悪影響を及ぼすという問題もあった。
【００１２】
そこで本発明はこのような問題点を解決し、ヘッド部が回転中でもノズル先端部の選択を可能にして電子部品装着工程を高速化すると共に、吸着ノズル部の耐久性を向上することができる電子部品装着装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、電子部品を供給する部品供給部と、電子部品を装着対象物に装着する部品装着部と、電子部品を吸着して前記装着対象物に装着する吸着ノズル部と、その吸着ノズル部を周縁に複数個備えたヘッド部とを有し、このヘッド部を間欠的に回転させて所定の停止ポジションで、前記吸着ノズル部により電子部品の吸着と装着とを行う電子部品装着装置において、吸着ノズル部内に、電子部品を吸着する複数のノズル先端部と、このノズル先端部を上下動可能に保持するロッド部と、このロッド部を吸着ノズル部の軸心回りに回転させるモータ部と、ノズル先端部の外側に設けられてロッド部との間の相対回転によりノズル先端部の高さ位置を規制する円筒カム部とを有し、この円筒カム部の側周面に設けた凹部と、吸着ノズル部外に配置され、円筒カム部の軸心に対して垂直な方向に移動して前記凹部に係脱可能に配された係合部とで構成され、円筒カム部の回転を阻止するストッパー部を設け、係合部が円筒カム部の凹部に係合したときには、モータ部の回転に伴う円筒カム部の回転が阻止され、ロッド部のみが回転し、それが保持している複数のノズル先端部のうち一番下端に位置するよう前記円筒カム部によって案内されたものが使用ノズルとして選択され、係合部が円筒カム部の凹部から離脱したときには、円筒カム部がロッド部と共に回転し、ノズル先端部の回転位置を吸着された電子部品の吸着姿勢に応じてロッド部と円筒カム部とを回転させて補正できるように構成したことを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、ヘッド部を回転させて部品供給部にて吸着ノズル部によって電子部品を吸着した後、さらに回転させて装着対象物の所定位置にて吸着された電子部品の装着を行う。その際、モータ部の駆動によってヘッド部が回転しているときにノズル先端部を選択することが可能であり、従来のようにヘッド部の停止時間が不要となるため、電子部品装着工程を高速化することができる。また吸着ノズル部に円筒カム部を採用することにより、従来のバネによる付勢に比べて吸着ノズル部にかかる負荷を軽減させて耐久性を向上することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態につき、図１から図４に基づいて以下、具体的に説明する。
【００１６】
本実施形態の電子部品装着装置は図４にその全体の概略構成を示すように、電子部品２２を基板１７の所定位置に装着して電子回路基板を製造するものである。この電子部品装着装置は、電子部品２２を供給する部品供給部１６と、電子部品２２の装着対象物である基板１７に電子部品２２を装着するための部品装着部１８と、電子部品２２を吸着し装着する吸着ノズル部２０と、この吸着ノズル部２０を周縁上に複数個保持したヘッド部２１とを備えている。このヘッド部２１は、部品供給部１６と部品装着部１８との間を繰り返し円周移動させると共に、吸着ノズル部２０をその移動位置に応じて必要な高さに制御しつつ、部品供給部１６での電子部品２２の吸着や部品装着部１８での電子部品２２の装着のために上下動できるように保持されている。またヘッド部２１は、間欠的に回転して各停止ポジションでの作業を同時に行い電子部品２２を前記のように吸着して基板１７に装着していく。
【００１７】
図１と図２は、前記吸着ノズル部２０の詳細を示す正面図及び縦断側面図である。１はモータ部、２は減速機、３と９はロッド部４の軸受け、５と１１はバネ、６はローラ、７は支点ピン、８は円筒カム部、１０はロッド部４に保持されるノズル先端部、１２はストッパー部、１３はガイド部、１４はカムフォロアである。
【００１８】
この吸着ノズル部２０の構成について、図１から図３を用いて詳しく説明する。
【００１９】
電子部品装着装置のヘッド部２１に吸着ノズル部２０を支持させるためのガイド部１３は、上下方向に摺動可能に設けられており、ガイド部１３の所定の位置には昇降用溝カム（図示せず）に係合するためのカムフォロア１４が設けられている。さらに、吸着ノズル部２０の内部には電子部品２２を吸着する複数のノズル先端部１０と、このノズル先端部１０を上下動可能に保持しているロッド部４が、軸受け３と９によって電子部品２２を装着する基板１７面に対し鉛直方向の軸中心に、後記モータ部１によって回転可能に設けられている。ロッド部４の外側にはそれと同軸の円筒カム部８が設けられている。この円筒カム部８の頂面に形成されたカム面８ａにノズル先端部１０を支持している支点ピン７に係合されたローラ６が当接している。ノズル先端部１０は、その一端をロッド部４の凹部に、他端をノズル先端部１０に係合されているバネ５によってカム面８ａに付勢されることにより上下位置を規制されている。
【００２０】
減速機２の入力軸にはロッド部４を回転させるモータ部１、また減速機２の出力軸にはロッド部４が配置され、このモータ部１の回転によってロッド部４と円筒カム部８が回転する。円筒カム部８の側周面には凹部８ｂが設けられこの凹部８ｂに、ストッパー駆動手段１５によって矢印方向に移動する係合部１２が係脱可能に配されて円筒カム部８のストッパー部を構成している。係合部１２が円筒カム部８の凹部８ｂに係合したときには、円筒カム部８の回転が阻止されてロッド部４のみ回転してそれが保持している複数のノズル先端部１０のうち一番下端に位置したものが選択され、係合部１２が円筒カム部８の凹部８ｂから離脱したときには、円筒カム部８がロッド部４と共に回転し、ノズル先端部１０の回転位置を補正する。つまり、ヘッド部２１が回転中でも、ノズル先端部１０の回転方向の位置決めと、上下方向の位置決めとなるノズル先端部１０の選択とを切り替えることができる。尚、円筒カム部８の回転を阻止するストッパー部は、凹部８ｂに係脱可能な係合部１２によるものに限定されない。
【００２１】
ヘッド部２１は図３に示すように、その周縁上に第１ステーション（ＳＴ１）〜第１２ステーション（ＳＴ１２）の各位置にて１２本の吸着ノズル部２０を備え、各吸着ノズル部２０は図３の矢印Ａ方向に間欠回転を行う。複数種の電子部品２２を収納した部品供給部１６は、駆動モータ１６ａにより駆動されてＸ方向に位置決めをされ、次に吸着される電子部品２２を第１ステーション（ＳＴ１）の位置となる吸着ノズル部２０の下に位置決めする。そして第１ステーション（ＳＴ１）の位置で吸着ノズル部２０内の所定のノズル先端部１０で電子部品２２を吸着する。次に、電子部品２２を吸着した吸着ノズル部２０は、第２ステーション（ＳＴ２）の位置で、実装プログラムにより予め設定された基板１７への装着角度にモータ部１を駆動させることにより吸着された電子部品２２を回転させる。その後、第４ステーション（ＳＴ４）の位置で、画像認識部１９にて、吸着された電子部品２２の吸着時の姿勢を認識し、認識した電子部品２２の吸着姿勢より部品装着部１８の位置決め位置を、ノズル先端部１０（ロッド部４）の回転量の各補正量を予め設定されている基板１７上の装着位置と装着角度を考慮した上で算出する。
【００２２】
この算出されたデータ（各補正量）に基づき、第５ステーション（ＳＴ５）の位置で、吸着ノズル部２０は補正回転動作により吸着時の補正回転を行う。このとき、図２に示すように、係合部１２はバネ１１の付勢力で円筒カム部８の凹部８ｂより離れており、モータ部１が駆動すると減速機２を介してノズル先端部１０を保持しているロッド部４と円筒カム部８が回転し、ノズル先端部１０の回転方向が位置決めされる。
【００２３】
次に、第７ステーション（ＳＴ７）の位置で、Ｘ軸モータ１８ａ、Ｙ軸モータ１８ｂで位置決めされる部品装着部１８上に載置された基板１７へ、実装プログラムにて予め設定された装着位置へ位置決めして、電子部品２２を装着するように動作する。そして、第８ステーション（ＳＴ８）の位置で、吸着ノズル部２０はモータ部１を駆動させることにより、減速機２を介してノズル先端部１０を保持しているロッド部４と円筒カム部８が回転し、円筒カム部８に設けられた凹部８ｂを係合部１２が係合できる位置になるよう所定の角度に戻される。
【００２４】
次に第１０ステーション（ＳＴ１０）の位置で、係合部１２がストッパー駆動手段１５により円筒カム部８に設けられた凹部８ｂに係合されるため、円筒カム部８は回転方向を規制され、モータ部１が駆動するとロッド部４のみが回転し、それが保持しているノズル先端部１０の支点ピン７に係合されたローラ６が円筒カム部８のカム面８ａ上に沿って移動することによりノズル先端部１０は上下位置を規制され、ノズル先端部１０の選択が行われる。そのとき、複数のノズル先端部１０の中で一番下方位置に規制されたノズル先端部１０が、使用ノズルとして選択されたことになる。その後、ストッパー駆動手段１５が係合部１２より離れ、係合部１２はバネ１１の付勢力で円筒カム部８に設けられた凹部８ｂより離脱される。第１２ステーション（ＳＴ１２）の位置で、ノズル認識部２３にてノズル先端部１０の形状を検出し、所定のノズル先端部１０が選択されているか否かの認識を行う。以上、一連の動作を繰り返す。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明の電子部品装着装置によれば、ヘッド部を回転させて吸着ノズル部によって部品供給部にて電子部品の吸着を行い、この電子部品を基板等の装着対象物に装着を行う際、ヘッド部を停止することなくノズル先端部の選択を行うことができるので、電子部品装着工程を高速化することができると共に、円筒カム機能の採用によって吸着ノズル部にかかる負荷を軽減させて耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の吸着ノズル部を示す正面図。
【図２】同実施形態の吸着ノズル部を示す縦断側面図。
【図３】同実施形態の電子部品装着状態を概略して示す平面図。
【図４】同実施形態および従来例の電子部品装着装置の全体構成を示す斜視図。
【図５】従来例の吸着ノズル部を示す斜視図。
【符号の説明】
１  モータ部
４  ロッド部
８  円筒カム部
８ｂ  凹部（ストッパー部）
１０  ノズル先端部
１２  係合部（ストッパー部）
１６  部品供給部
１７  基板（装着対象物）
１８  部品装着部
２０  吸着ノズル部
２１  ヘッド部
２２  電子部品
【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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