(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品吸着ユニットを少なくとも一つ備えたヘッド部と、このヘッド部を支持してＸ−Ｙ方向に移動させるＸＹロボット装置と、を有してなり、前記部品吸着ユニットは、鉛直方向に上下動され、且つ、中心軸線回りに回転角度調節自在のスライドシャフト、及び、このスライドシャフトの下端に、軸線方向に着脱自在とされた部品吸着ノズルを含む電子部品実装機において、
前記ヘッド部に、交換用部品吸着ノズルを複数収容するノズルボックスと、このノズルボックスが、収容する交換用部品吸着ノズルの一つを前記スライドシャフトに着脱させるため該ノズルボックスを選択的に駆動するノズルボックス駆動装置と、を備え、前記ノズルボックスは、前記部品吸着ユニットの並列方向と直角な方向の水平な直線状に形成され、その直線に沿って前記複数の交換用部品吸着ノズルを収容し、前記ノズルボックス駆動装置は、前記ノズルボックスを、前記直線に沿って駆動可能とされたことを特徴とする電子部品実装機。
【請求項２】
部品吸着ユニットを少なくとも一つ備えたヘッド部と、このヘッド部を支持してＸ−Ｙ方向に移動させるＸＹロボット装置と、を有してなり、前記部品吸着ユニットは、鉛直方向に上下動され、且つ、中心軸線回りに回転角度調節自在のスライドシャフト、及び、このスライドシャフトの下端に、該スライドシャフトの軸線方向の一定値以上の荷重によって、軸線方向に着脱自在とされた部品吸着ノズルを含む電子部品実装機において、
前記ヘッド部に、少なくとも一つの前記部品吸着ユニットに対して、交換用部品吸着ノズルを複数収容するノズルボックスと、このノズルボックスが収容する交換用部品吸着ノズルの一つを、スライドシャフトの下方で、且つ、該スライドシャフトの中心軸線と一致する軸線上にノズルボックスを選択的に駆動するノズルボックス駆動装置と、を設けてなり、前記スライドシャフトが下降してその下端が部品吸着ノズルに嵌合するとき、及び、上昇して部品吸着ノズルから脱れるときに、前記ノズルボックスは該吸着ノズルに係合してこれを保持する係合部、及び、嵌合した部品吸着ノズルと共にスライドシャフトが下方に貫通することを許容する貫通部を備え、前記ノズルボックスは、前記部品吸着ユニットの並列方向と直角な方向の水平な直線状に形成され、その直線に沿って前記複数の交換用部品吸着ノズルを収容し、前記ノズルボックス駆動装置は、前記ノズルボックスを、前記直線に沿って駆動可能とされたことを特徴とする電子部品実装機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、抵抗やコンデンサ、ＩＣ等の電子部品を負圧により吸着して回路基板に搭載するための電子部品実装機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装機は、図７に示されるように、パーツフィーダＦから供給される電子部品１を部品吸着ノズル２によって吸着し、隣接した位置にある基板（図示省略）に運び、ここで負圧を解除することによって電子部品１を基板上に搭載するものである。
【０００３】
前記部品吸着ノズル２は、スライドシャフト３の下端（先端）に軸方向の一定値以上の荷重によって嵌合し、又は取り外されるようになっている。
【０００４】
このスライドシャフト３は、スライドブラケット４によって鉛直方向に支持され、このスライドブラケット４の上下動に応じて上下するようにされている。
【０００５】
又、前記スライドブラケット４は、フレーム５に対してリニアガイド６を介して鉛直方向に移動可能に支持され、且つ、Ｚ軸モータ７により、ボールねじ８を介して上下方向に駆動されるようになっている。
【０００６】
更に、前記スライドシャフト３は、スライドブラケット４に支持された状態で、θ軸モータ９によりタイミングベルト１０を介してその軸線回りに回動できるようにされている。
【０００７】
前記スライドシャフト３内には、負圧通路（図示省略）が形成され、装着された部品吸着ノズル２の先端に負圧を伝達するようにされている。
【０００８】
前記スライドシャフト３〜タイミングベルト１０は、これらを一組として一つの部品吸着ユニット１１を構成し、この複数の部品吸着ユニット１１は、ヘッド部１２を構成している。
【０００９】
又、ヘッド部１２はインターフェース部材１３を介してＸＹロボット装置１４（全体図示省略、図７ではＸ軸レールが示されている）に支持され、前記スライドシャフト３の軸線方向（鉛直方向）をＺ軸とした場合、水平面内でＸ−Ｙ方向に自在に移動されるようになっている。
【００１０】
図７の符号１５は、前記フレーム５に取り付けられ、前記部品吸着ノズル２に吸着された電子部品１の位置を検出するための位置検出器、１６は、前記フレーム５に取り付けられ、回路基板上のマーク認識や電子部品１を吸着する際のその位置、回路基板上に搭載した電子部品１の位置を確認するためのカメラをそれぞれ示す。
【００１１】
ここで、前記電子部品１は、抵抗、コンデンサ、ＩＣ等の種類によりその大きさ及び形状が異なるものであり、前記部品吸着ノズル２は、吸着すべき電子部品が変更される毎に異なる種類の交換用部品吸着ノズルに交換しなければならない。
【００１２】
交換用部品吸着ノズルは、前記ＸＹロボット装置１４によるスライドシャフト３のＸ−Ｙ方向での移動範囲内の、特に、通常の電子部品搭載作業の妨げとならない位置に予め準備されたノズルボックス（図示省略）に収容されていて、部品吸着ノズル２を交換する際には、ＸＹロボット装置１４によってスライドシャフト３を空の部品吸着ノズルボックス上に移動させ、ここでスライドシャフト３を下降してから上昇することにより、該部品吸着ノズルボックス内に部品吸着ノズル２を外し、次に、他の部品吸着ノズルボックス内にある目的の部品吸着ノズル上に移動して、スライドシャフト３を下降させ、部品吸着ノズル２の上方からその下端を嵌合させて取り付け、更に、ＸＹロボット装置１４によって通常の電子部品搭載作業位置に移動するようになっている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、上記のように、部品吸着ノズルの交換の都度、ヘッド部１２をＸＹロボット装置１４によって通常の搭載作業エリア外に移動させなければならず、交換に時間を要し、作業能率の低下の原因となるという問題点があった。
【００１４】
この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、部品搭載作業のための通常の移動中に部品吸着ノズルを交換するようにして、作業効率を大幅に向上させることができるようにした電子部品実装機を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、請求項１のように、部品吸着ユニットを少なくとも一つ備えたヘッド部と、このヘッド部を支持してＸ−Ｙ方向に移動させるＸＹロボット装置と、を有してなり、前記部品吸着ユニットは、鉛直方向に上下動され、且つ、中心軸線回りに回転角度調節自在のスライドシャフト、及び、このスライドシャフトの下端に、軸線方向に着脱自在とされた部品吸着ノズルを含む電子部品実装機において、前記ヘッド部に、交換用部品吸着ノズルを複数収容するノズルボックスと、このノズルボックスが、収容する交換用部品吸着ノズルの一つを前記スライドシャフトに着脱させるため該ノズルボックスを選択的に駆動するノズルボックス駆動装置と、を備え、前記ノズルボックスは、前記部品吸着ユニットの並列方向と直角な方向の水平な直線状に形成され、その直線に沿って前記複数の交換用部品吸着ノズルを収容し、前記ノズルボックス駆動装置は、前記ノズルボックスを、前記直線に沿って駆動可能とされた電子部品実装機により上記目的を達成するものである。
【００１６】
この発明は、請求項２のように、部品吸着ユニットを少なくとも一つ備えたヘッド部と、このヘッド部を支持してＸ−Ｙ方向に移動させるＸＹロボット装置と、を有してなり、前記部品吸着ユニットは、鉛直方向に上下動され、且つ、中心軸線回りに回転角度調節自在のスライドシャフト、及び、このスライドシャフトの下端に、該スライドシャフトの軸線方向の一定値以上の荷重によって、軸線方向に着脱自在とされた部品吸着ノズルを含む電子部品実装機において、前記ヘッド部に、少なくとも一つの前記部品吸着ユニットに対して、交換用部品吸着ノズルを複数収容するノズルボックスと、このノズルボックスが収容する交換用部品吸着ノズルの一つを、スライドシャフトの下方で、且つ、該スライドシャフトの中心軸線と一致する軸線上にノズルボックスを選択的に駆動するノズルボックス駆動装置と、を設けてなり、前記スライドシャフトが下降してその下端が部品吸着ノズルに嵌合するとき、及び、上昇して部品吸着ノズルから脱れるときに、前記ノズルボックスは該吸着ノズルに係合してこれを保持する係合部、及び、嵌合した部品吸着ノズルと共にスライドシャフトが下方に貫通することを許容する貫通部を備え、前記ノズルボックスは、前記部品吸着ユニットの並列方向と直角な方向の水平な直線状に形成され、その直線に沿って前記複数の交換用部品吸着ノズルを収容し、前記ノズルボックス駆動装置は、前記ノズルボックスを、前記直線に沿って駆動可能とされた電子部品実装機により上記目的を達成するものである。
【００２０】
この発明によれば、交換用の部品吸着ノズルはヘッド部側に設けられたノズルボックスに用意され、且つ、スライドシャフトは、このノズルボックスを貫通した状態で電子部品搭載作業をすることができ、部品吸着ノズルの交換を、ヘッド部の通常の移動範囲内で迅速に行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態の例を図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
この発明に係る電子部品実装機２０は、図１に示されるように、複数の部品吸着ユニット２６を備えたヘッド部２８と、このヘッド部２８を支持してＸ−Ｙ方向に移動させるＸＹロボット装置３０とを有してなり、前記各部品吸着ユニット２６は、鉛直方向に上下動され、且つ中心軸線回りに回転角度調節自在のスライドシャフト２２、及び、このスライドシャフト２２の下端に、該スライドシャフト２２に着脱自在とされた部品吸着ノズル２４を備え、又、前記ヘッド部２８には、各部品吸着ユニット２６毎に、交換用部品吸着ノズルを収容するノズルボックス３２と、このノズルボックス３２を駆動するノズルボックス駆動装置３４と、を備えている。
【００２３】
前記ノズルボックス３２及びノズルボックス駆動装置３４の構成について、更に詳細に説明する。
【００２４】
ノズルボックス３２は、図２に示されるように、例えばエアシリンダからなるノズルボックス駆動装置３４の作動ロッド３４Ａ先端に水平に取り付けられた直線状の細長い箱状部材であって、その内部に、長手方向に複数の交換用部品吸着ノズル２４が収容されている。
【００２５】
これら交換用の部品吸着ノズル２４は、その上端が前記スライドシャフト２２の中心軸線と一致する方向、即ち鉛直方向に向けて並列配置され、ノズルボックス駆動装置３４は、ノズルボックス３２内に収容されている前記交換用の部品吸着ノズル２４のうちの一つが、前記スライドシャフト２２の軸線を下方に、これと一致する位置まで選択的にノズルボックス３２を駆動するようにされている。
【００２６】
前記ノズルボックス３２は、図３に拡大して示されるように、部品吸着ノズル２４を保持するものであり、係合領域３６と貫通領域３８とを、長手方向に交互に備えている。
【００２７】
係合領域３６は、ここに前記部品吸着ノズル２４が収容されているとき、該部品吸着ノズル２４の一定範囲以上の鉛直方向（上下方向）の移動を規制することによって、スライドシャフト２２が下降するときは部品吸着ノズル２４がスライドシャフト２２の先端に嵌合し、且つ、スライドシャフト２２が上昇するときは、部品吸着ノズル２４を上下方向に拘束して、スライドシャフト２２から外れるようにするものである。
【００２８】
更に詳細には、係合領域３６は、収容する部品吸着ノズル２４の鍔部２４Ａに上方から係合して、該部品吸着ノズル２４の一定以上の上昇を規制することによってスライドシャフト２２が部品吸着ノズル２４から上方に抜け出すことができるようにするための上側係止突起３６Ａと、前記鍔部２４Ａに下方から係合して、スライドシャフト２２が下降し、その先端が部品吸着ノズル２４の上端に上方から嵌合しようとするとき、該部品吸着ノズル２４の下降を規制して、スライドシャフト２２の部品吸着ノズル２４への嵌合を容易とするための下側係止突起３６Ｂと、を備えている。
【００２９】
又、上側係止突起３６Ａと下側係止突起３６Ｂの中間位置には、図４に示されるように、板ばね３６Ｄによって内方に突出するように付勢され、且つ、突出状態で前記部品吸着ノズル２４の鍔部２４Ａの下側角部を弾力的に保持するクリック突起３６Ｃと、を備えている。
【００３０】
図３の符号３６Ｅは、前記係合領域３６と貫通領域３８との境界に鉛直方向且つ、幅方向両側から突出して形成され、前記クリック突起３６Ｃに保止して保持された部品吸着ノズル２４のノズルボックス長手方向の移動を規制するストッパ壁を示す。なお、このストッパ壁３６Ｅの下部は斜めに切欠かれ、鍔部２４Ａが下側係止突起３６Ｂの上面に接触、又は接近した状態で、部品吸着ノズル２４がノズルボックス長手方向に移動できるようにされている。
【００３１】
又、図４の符号２２Ａは、スライドシャフト２２に設けられ、これが部品吸着ノズル２４の上方から下降して嵌合するとき、オーバーストロークによって部品吸着ノズル２４あるいはノズルボックス３２を破損しないようにするための緩衝ばね、２２Ｂは、部品吸着ノズル２４に、その上端からスライドシャフト２２の先端が嵌合したとき、部品吸着ノズル２４の外周に環状に形成されている係止溝２４Ｂを弾力的に挟持する吸着ノズル係止ばね、２２Ｃは、前記吸着ノズル係止ばね２２Ｂの上端を支持するとともに、前記緩衝ばね２２Ａによって下方に付勢された状態で前記スライドシャフト２２に、ストッパ２２Ｄ、２２Ｅとの間で摺動自在に支持された緩衝スライダ、をそれぞれ示す。
【００３２】
前記貫通領域３８は、前記係合領域３６に隣接して配置され、前記下側係止突起３６Ｂには、鍔部２４Ａよりも大きい直径の円弧状の切欠き３８Ａが形成され、又、クリック突起３６Ｃは設けられていない。これにより、前記部品吸着ノズル２４は、その鍔部２４Ａが干渉することなく、スライドシャフト２２と共にノズルボックス３２を下方向に貫通移動できるようにされている。
【００３３】
前記ノズルボックス駆動装置３４は、図５に示されるように、制御装置４０によって、前記スライドシャフト２２の中心軸線上に、前記係合領域３６又は貫通領域３８が選択的に位置するように制御されている。
【００３４】
ここで、交換用の部品吸着ノズル２４は、通常、係合領域３６の位置に支持されている。又、前記左右の上側係止突起３６Ａの間の隙間は、スライドシャフト２２が上下方向に移動できる程度とされている。
【００３５】
前記制御装置４０は、Ｚ軸モータ４１、θ軸モータ４２、ＸＹロボット装置３０及び部品吸着ノズル２４に印加される負圧を制御するようになっている。
【００３６】
図１の符号４６はスライドブラケット、４７はボールねじ、４８はフレーム、４９はレーザ検出器、５０はリニアガイド、５１はカメラ、５２はタイミングベルト、５４は機械的インターフェース部材をそれぞれ示す。
【００３７】
次に、上記電子部品実装機２０の作用について説明する。
【００３８】
スライドシャフト２２の下端に部品吸着ノズル２４を装着する場合は、制御装置４０により前記ノズルボックス駆動装置３４を作動させ、ノズルボックス３２内の所定の部品吸着ノズル２４が、スライドシャフト２２の中心軸線に合致する位置に駆動する。このとき、部品吸着ノズル２４は、図４に示されるように、鍔部２４Ａにおいてクリック突起３６Ｃに支持された状態である。
【００３９】
次に、Ｚ軸モータ４１によりスライドシャフト２２を下降させると、前記クリック突起３６Ｃの上側位置に、鍔部２４Ａを介して係止されている部品吸着ノズル２４が、下降するスライドシャフト２２の先端に嵌合しつつ押し下げられ、鍔部２４Ａは、板ばね３６Ｄの付勢力に抗してクリック突起３６Ｃを乗り越え、図６（Ａ）に示されるように、下側係止突起３６Ｂに上方から係止する。このままスライドシャフト２２を下降させると、該スライドシャフト２２は部品吸着ノズル２４に完全に嵌合・連結される。
【００４０】
このとき、スライドシャフト２２は部品吸着ノズル２４に完全に嵌合した状態から、更に下降する場合もあるが、これは緩衝ばね２２Ａによって吸収されるので、部品吸着ノズル２４や下側係止突起３６Ｂが破損したりすることがない。
【００４１】
次に、ノズルボックス駆動装置３４によって、ノズルボックス３２を、前記部品吸着ノズル２４が収容されていた係合領域３６に隣接する貫通領域３８が、図６（Ｂ）に示されるように、スライドシャフト２２の中心軸線上となるように移動する。
【００４２】
このとき、鍔部２４Ａが前記ストッパ壁３６Ｅと干渉しない高さ位置にあるので、部品吸着ノズル２４は、水平方向に、前記貫通領域３８に移動できる。
【００４３】
次に、スライドシャフト２２を下降させると、スライドシャフト２２に装着された部品吸着ノズル２４は、その鍔部２４Ａが下側係止突起３６Ｂと干渉することなく、切欠き３８Ａを通って貫通領域３８から下方に抜け出ることができる（図６（Ｃ）参照）。
【００４４】
この状態で、装着された部品吸着ノズル２４の下端に負圧により電子部品１を吸着して、所定位置に搬送するという通常の電子部品実装機２０の動作が可能となる。
【００４５】
電子部品１の実装作業中、前記スライドシャフト２２は前記貫通領域３８においてノズルボックス３２を貫通した状態とされるが、ノズルボックス３２はヘッド部２８側に取り付けられているので、スライドシャフト２２とノズルボックス３２が干渉することがない。
【００４６】
次に、他の部品吸着ノズル２４に交換する場合は、ＸＹロボット装置３０による移動中に、図６（Ｂ）に示されるように、スライドシャフト２２をＺ軸モータ４０によって駆動し、鍔部２４Ａが下側係止突起３６Ｂとクリック突起３６Ｃとの間の位置にまで上昇させる。
【００４７】
この状態で、ノズルボックス駆動装置３４によってノズルボックス３２を、部品吸着ノズル２４が収容されていない空室状態の係合領域３６をスライドシャフト２２の中心軸線上に位置するように駆動する（図６（Ａ）参照）。
【００４８】
次に、この状態で、スライドシャフト２２を更に上昇させると、鍔部２４Ａが上側係止突起３６Ａに下側から係止されることによって上方への移動が阻止されるので、スライドシャフト２２の先端は部品吸着ノズル２４から抜け出し、このスライドシャフト２２から外された部品吸着ノズル２４は、図４に示されるように、鍔部２４Ａがクリック突起３６Ｃに支持される位置まで落下する。
【００４９】
部品吸着ノズル２４が取り外されたスライドシャフト２２は、前述と同様に、ノズルボックス駆動装置３４によってノズルボックス３２が駆動され、図４に示されるように、次の部品吸着ノズル２４が該スライドシャフト２２の中心軸線下方に新たに位置されることによって、前述と同様の工程で部品吸着ノズル２４の装着がなされる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成したので、通常の移動範囲内で部品吸着ノズルを交換することができ、従って、作業効率を大幅に向上させることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の例に係る電子部品実装機を示す斜視図
【図２】同電子部品実装機の略示側面図
【図３】同電子部品実装機におけるノズルボックス及び部品吸着ノズルを拡大して示す一部破断斜視図
【図４】同ノズルボックスとスライドシャフトとの関係を示す断面図
【図５】同電子部品実装機における制御系統を示すブロック図
【図６】スライドシャフトへの部品吸着ノズルの着脱の状態を示す断面図
【図７】従来の電子部品実装機を示す斜視図
【符号の説明】
２０…電子部品実装機
２２…スライドシャフト
２４…部品吸着ノズル
２６…部品吸着ユニット
２８…ヘッド部
３０…ＸＹロボット装置
３２…ノズルボックス
３４、５８…ノズルボックス駆動装置
３４Ａ…作動ロッド
３６…係合領域
３６Ａ…上側係止突起
３６Ｂ…下側係止突起
３８…貫通領域
３８Ａ…切欠き
４０…制御装置
【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】
0004129079.tif 000006
【図６】
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【図７】
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