(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品供給部と部品装着部との間で移動可能なヘッドユニットと、このヘッドユニットにあって、Ｚ軸方向移動自在、θ軸方向回転自在で部品を挟持する挟持装置を備えた部品保持部と、を有してなり、前記部品保持部は、シャフト支持部材と、このシャフト支持部材に上下方向摺動自在に支持され、先端に、挟持すべき部品に上方から当接可能、且つ、上端側に印加される負圧により上端側に軸方向移動可能なピストンシャフトと、このピストンシャフトを前記負圧による吸引力よりも小さい力で、軸方向且つ、先端突出方向に付勢するばねと、前記ピストンシャフトの変位に軸方向に連動するように配置され、ピストンシャフトの先端方向への移動時に開かれ、且つ、基端方向への移動時に閉じられる、揺動自在の一対の挟持片を備えてなる挟持装置と、を有する部品装着装置において、前記挟持片を揺動自在に支持する挟持片支持部材は、前記ピストンシャフトが基端方向へ移動されて前記狭持片が閉じられた状態で、前記ピストンシャフトと同軸的に、且つ、該ピストンシャフトに対して軸方向に移動自在としたことを特徴とする部品装着装置。
【請求項２】
部品供給部と部品装着部との間で移動可能なヘッドユニットと、このヘッドユニットにあって、Ｚ軸方向移動自在、θ軸方向回転自在で部品を挟持する挟持装置を備えた部品保持部と、を有してなり、前記部品保持部は、シャフト支持部材と、このシャフト支持部材に上下方向摺動自在に支持され、先端に、挟持すべき部品に上方から当接可能、且つ、上端側に印加される負圧により上端側に軸方向移動可能なピストンシャフトと、このピストンシャフトを前記負圧による吸引力よりも小さい力で、軸方向且つ、先端突出方向に付勢するばねと、前記ピストンシャフトの変位に軸方向に連動するように配置され、ピストンシャフトの先端方向への移動時に開かれ、且つ、基端方向への移動時に閉じられる、揺動自在の一対の挟持片を備えてなる挟持装置と、を有する部品装着装置において、前記挟持片を揺動自在に支持する挟持片支持部材を、前記ピストンシャフトと同軸的に、且つ、該ピストンシャフトに対して軸方向に移動自在とすると共に、前記シャフト支持部材と前記挟持片支持部材との間に、該挟持片支持部材を挟持片先端方向に付勢する緩衝ばねと、前記シャフト支持部材に対する前記挟持片支持部材の先端方向への一定値以上の移動を規制するストッパと、を設けたことを特徴とする部品装着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、抵抗、コンデンサ、ＩＣ、コネクタ等の電子部品を回路基板の所定位置に搭載する部品装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
部品装着装置（チップマウンタ）は、部品供給装置から供給される電子部品を、ＸＹ方向に移動可能な吸着ヘッドに取り付けられている吸着ノズルにより吸着し、且つ、吸着ヘッドをＸＹ方向に所定量移動させて吸着ノズルを回路基板上の所定位置に移動し、吸着されている電子部品を吸着ノズルから解放することによって電子部品を回路基板に搭載するものである。
【０００３】
このような部品装着装置における電子部品を保持して、且つ回路基板に搭載するための吸着ノズルに代わるものとして、例えば特開平９−１０７１９８号公報に開示されるような電子部品保持手段がある。
【０００４】
この電子部品保持手段は、電子部品を挟み込むことができるようにされた一対のチャック爪を有し、このチャック爪を負圧によって開閉させることにより、チャック爪間に電子部品を保持あるいは開放できるようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記電子部品保持手段によって保持した電子部品を回路基板に搭載する際に、この回路基板に反りがある場合、回路基板に向かって下降中のチャック爪に保持されている電子部品が、想定された高さ位置よりも高い位置で回路基板に衝突し、これによって、チャック爪が電子部品を押し込んでしまって衝撃力を与え、電子部品を破損したり、電子部品を落としたりすることがあるという問題点があった。
【０００６】
又、電子部品を、部品供給装置から受け取る場合にも、同様に高さ方向に位置ずれがあった場合に、チャック爪が電子部品に衝突してこれを損傷させることがあるという問題点があった。
【０００７】
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、機械的なチャック装置である挟持片によって電子部品を保持する電子部品装着装置において、挟持片が部品供給装置上の電子部品に衝突したり、挟持した電子部品が、回路基板に衝突しても、電子部品に衝撃を与えたり、取り落としたりしないようにした部品装着装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、部品供給部と部品装着部との間で移動可能なヘッドユニットと、このヘッドユニットにあって、Ｚ軸方向移動自在、θ軸方向回転自在で部品を挟持する挟持装置を備えた部品保持部と、を有してなり、前記部品保持部は、シャフト支持部材と、このシャフト支持部材に上下方向摺動自在に支持され、先端に、挟持すべき部品に上方から当接可能、且つ、上端側に印加される負圧により上端側に軸方向移動可能なピストンシャフトと、このピストンシャフトを前記負圧による吸引力よりも小さい力で、軸方向且つ、先端突出方向に付勢するばねと、前記ピストンシャフトの変位に軸方向に連動するように配置され、ピストンシャフトの先端方向への移動時に開かれ、且つ、基端方向への移動時に閉じられる、揺動自在の一対の挟持片を備えてなる挟持装置と、を有する部品装着装置において、前記挟持片を揺動自在に支持する挟持片支持部材は、前記ピストンシャフトが基端方向へ移動されて前記狭持片が閉じられた状態で、前記ピストンシャフトと同軸的に、且つ、該ピストンシャフトに対して軸方向に移動自在とすることにより、上記目的を達成するものである。
【０００９】
又、第２発明は、部品供給部と部品装着部との間で移動可能なヘッドユニットと、このヘッドユニットにあって、Ｚ軸方向移動自在、θ軸方向回転自在で部品を挟持する挟持装置を備えた部品保持部と、を有してなり、前記部品保持部は、シャフト支持部材と、このシャフト支持部材に上下方向摺動自在に支持され、先端に、挟持すべき部品に上方から当接可能、且つ、上端側に印加される負圧により上端側に軸方向移動可能なピストンシャフトと、このピストンシャフトを前記負圧による吸引力よりも小さい力で、軸方向且つ、先端突出方向に付勢するばねと、前記ピストンシャフトの変位に軸方向に連動するように配置され、ピストンシャフトの先端方向への移動時に開かれ、且つ、基端方向への移動時に閉じられる、揺動自在の一対の挟持片を備えてなる挟持装置と、を有する部品装着装置において、前記挟持片を揺動自在に支持する挟持片支持部材を、前記ピストンシャフトと同軸的に、且つ、該ピストンシャフトに対して軸方向に移動自在とすると共に、前記シャフト支持部材と前記挟持片支持部材との間に、該挟持片支持部材を挟持片先端方向に付勢する緩衝ばねと、前記シャフト支持部材に対する前記挟持片支持部材の先端方向への一定値以上の移動を規制するストッパと、を設けることにより、上記目的を達成するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態の例について図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
この発明に係る部品装着装置１０は、図１に示されるように、Ｚ軸方向に移動自在、θ軸方向（Ｚ軸廻り）に回転自在の部品保持部１２（詳細図２参照）を含み、部品供給部１４と基板等の部品装着部１６との間で、ＸＹロボット１８によって、ＸＹ方向に移動自在とされたヘッドユニット２０と、前記部品保持部１２に設けられ、部品保持部１２によって部品２２を保持する際に、この部品２２を挟み込む挟持装置３０と、前記ヘッドユニット２０の移動制御装置２６（図３参照）と、を備えて構成されている。
【００１２】
前記部品保持部１２は、基端側に印加される負圧により基端側に軸方向移動可能なピストンシャフト３２を備えている。
【００１３】
前記挟持装置３０は、前記ピストンシャフト３２の両側位置に配置された一対の挟持片３４Ａ、３４Ｂを備え、ピストンシャフト３２の下端面に当接された部品２２をその両側から挟み込むようにされている。
【００１４】
前記部品保持部１２及び挟持装置３０の構成について、更に詳細に説明する。
【００１５】
図１及び図２に示されるように、前記部品保持部１２はその上端において、ヘッドユニット２０側のスライドシャフト３６の下端に螺着され、このスライドシャフト３６の上下動（Ｚ軸方向移動）に伴って全体が上下動されるようになっている。
【００１６】
又、部品保持部１２は、その内側に、前記スライドシャフト３６を介して負圧が伝達される負圧室１２Ａを備え、この負圧室１２Ａ内の負圧が、前記ピストンシャフト３２のピストン部３２Ａの上側面に作用するようにされている。
【００１７】
前記ピストンシャフト３２は、その基端（上端）側の大径のピストン部３２Ａにおいて、シリンダ状のシャフト支持部材３３内で軸線方向（上下方向）に摺動自在に支持されると共に、このシャフト支持部材３３の上端との間に装架されたばね１２Ｃによって下方に付勢されている。
【００１８】
なお、前記ピストンシャフト３２におけるピストン部３２Ａは有底円筒状で、その底面にシャフト部３２Ｂ（後述）が一体的に連結され、シャフト部３２Ｂの中心の吸着孔３５を通って、負圧室１２Ａの負圧がシャフト部３２Ｂの先端（下端）に伝達されるようになっている。
【００１９】
前記ばね１２Ｃによるピストンシャフト３２を先端（下端）方向に付勢する力は、負圧室１２Ａ内に負圧が印加され、且つ、吸着孔３５が閉じたとき、負圧によりピストンシャフト３２がばね１２Ｃの付勢力に抗して上昇するように設定されている。
【００２０】
前記シリンダ状のシャフト支持部材３３には、前記ピストン部３２Ａよりも下方位置には、挟持片支持部材３１がピストンシャフト３２と同軸的に上下方向且つ軸方向摺動自在に支持されている。
【００２１】
この挟持片支持部材３１は、前記挟持装置３０の一部を構成し、且つ、前記ピストンシャフト３２のシャフト部３２Ｂが下方に貫通する貫通孔３１Ａを備えた円板状部材とされている。
【００２２】
この円板状の挟持片支持部材３１には、軸線方向の一定長さの長孔３１Ｂが直径方向に形成されていて、これに前記シリンダ状のシャフト支持部材３３の下端近傍に直径方向に配置されたピン３１Ｄが貫通することによって、挟持片支持部材３１は、シャフト支持部材３３から下方に脱落することが防止されると共に、シリンダ状のシャフト支持部材３３の内周に沿って、その軸線方向に一定範囲で移動できるようにされている。
【００２３】
同様に、前記ピストンシャフト３２におけるシャフト部３２Ｂにも、前記ピン３１Ｄが貫通する長孔３２Ｃが設けられ、ピストンシャフト３２は、シャフト支持部材３３に対して、長孔３２Ｃの範囲で軸線方向に移動できるようにされている。
【００２４】
図２の符号２４Ａは、ピストンシャフト３２のピストン部３２Ａに上下方向に形成された長孔、２４Ｂは、前記長孔２４Ａと摺動可能に、前記シリンダ状のシャフト支持部材３３に固定されたピンをそれぞれ示す。長孔２４Ａに摺動自在に係合するピン２４Ｂによって前記ピストンシャフト３２が上下方向に案内されると共に、その回転規制がなされ、且つ上下方向移動時のストッパ作用をなすように構成されている。
【００２５】
前記シャフト支持部材３３の内周に形成された段差部３３Ａと、前記挟持片支持部材３１との間には、挟持片支持部材３１を下方に付勢する緩衝ばね３１Ｃが設けられている。
【００２６】
従って、挟持片支持部材３１は、その長孔３１Ｂの上端が前記ピン３１Ｄに当接し、又、ピストンシャフト３２は、その長孔３２Ｃの上端がピン３１Ｄに当接する状態に下向きに付勢されていることになる。
【００２７】
前記ピストンシャフト３２の、前記挟持片支持部材３１から下方に突出したシャフト部３２Ｂの外周には、平行な一対の面取り部３２Ｄが形成されている。この面取り部３２Ｄには、前記シャフト部３２Ｂを貫通するピン３２Ｅが取り付けられている。
【００２８】
一方、前記挟持片３４Ａ、３４Ｂは、前記円板状の挟持片支持部材３１下端から前記ピストンシャフト３２の両側にこれと平行に延在された板状の２枚の支持プレート３１Ｅにそれぞれ、前記ピン３２Ｅと平行な揺動軸３８Ａ、３８Ｂによって揺動自在に支持されている。
【００２９】
又、これら挟持片３４Ａ、３４Ｂは、図４に示されるように、前記ピン３２Ｅ、揺動軸３８Ａ、３８Ｂと平行方向に幅広に形成され、その先端（図において下端）に部品２２に接触する接触部３５Ａ、３５Ｂをそれぞれ備えている。
【００３０】
又、挟持片３４Ａ、３４Ｂは、図５、図６に明示されるように、前記揺動軸３８Ａ、３８Ｂによって支持される位置で直角に、前記ピン３２Ｅ方向に屈曲延在する受動部３９Ａ、３９Ｂを有し、この受動部３９Ａ、３９Ｂの先端において、前記ピン３２Ｅにそれぞれ揺動可能に係合されている。なお、受動部３９Ａ、３９Ｂの、ピン３２Ｅに対する係合位置は、ピストンシャフト３２のシャフト部３２Ｂを挟んで相互に反対側となるようにされている。
【００３１】
これにより、前記挟持片３４Ａ、３４Ｂは、ピストンシャフト３２が上下動することによって、ピン３２Ｅ、受動部３９Ａ、３９Ｂを介して、揺動軸３８Ａ、３８Ｂを中心として揺動し、ピストンシャフト３２が上方に移動したとき、挟持片３４Ａ、３４Ｂは、接触部３５Ａ、３５Ｂが相互に接近して、ピストンシャフト３２の先端に当接している部品２２を挟み込み、又、ピストンシャフト３２が下降したときは、接触部３５Ａ、３５Ｂが離間する方向に揺動されるようになっている。
【００３２】
図１の符号４０はＺ軸モータであり、このＺ軸モータ４０は、出力軸に取り付けられたピニオン４２Ａ、及び、スライドシャフト３６側に取り付けられたラック４２Ｂを介してスライドシャフト３６を上下動させるものである。
【００３３】
又、前記スライドシャフト３６は、ヘッドユニット２０のフレーム２０Ａに、鉛直ガイド４６を介して上下方向摺動自在に支持されている。又、前記Ｚ軸モータ４０は、前記フレーム２０Ａに支持されている。
【００３４】
又、図１の符号４４はθ軸モータを示す。このθ軸モータ４４は、ベルト４４Ａを介して前記スライドシャフト３６の中心軸線回りの角度を制御するようにされている。
【００３５】
又、図１の符号４１はＺ軸モータ４０の回転数、方向を検出するためのロータリーエンコーダ、４５はθ軸モータ４４の回転数を検出するためのロータリーエンコーダ、４８は負圧を供給するバキュームチューブをそれぞれ示す。
【００３６】
次に上記実施の形態の例に係る部品装着装置１０の作用について説明する。
【００３７】
部品供給部１４から１個ずつ供給される部品２２に対して、ＸＹロボット１８により、ヘッドユニット２０をＸＹ方向に移動させ、部品保持部１２が部品２２の真上にきたとき、Ｚ軸モータ４０により部品保持部１２を下降させる。
【００３８】
部品保持部１２の先端（下端）が部品２２の上面に接触するタイミングで、前記部品保持部１２における負圧室１２Ａに負圧を印加する。部品２２が負圧により吸着されて吸着孔３５を閉じることにより、負圧室１２Ａ内には外部から空気が流入しないので、負圧がピストン部３２の上側面に作用して、ピストンシャフト３２がばね１２Ｃの付勢力に抗して、図において上方に吸引される。このとき、ピン３１Ｄは長孔３２Ｃの下端に当接してピストンシャフト３２の、一定値以上の上昇を阻止すると共に、長孔３１Ｂの上端に当接して挟持片支持部材３１の抜け止めとなっている。
【００３９】
ピストンシャフト３２の上方への変位によって、ピン３２Ｅを介して挟持片３４Ａ、３４Ｂにおける受動部３９Ａ、３９Ｂが上方に引張られ、これによって挟持片３４Ａ、３４Ｂは揺動軸３８Ａ、３８Ｂを中心として、接触部３５Ａ、３５Ｂが相互に接近する方向に揺動される。
【００４０】
この挟持片３４Ａ、３４Ｂの揺動によって、接触部３５Ａ、３５Ｂは、前記ピストンシャフト３２の下端に当接している部品２２を挟み込み、ヘッドユニット２０をＸＹ方向に駆動し、部品装着部１６における所定位置に部品２２を装着することができる。
【００４１】
部品装着部１６に部品２２を受け渡す場合は、部品保持部１２への負圧を解除すれば、ピストンシャフト３２が下降して挟持片３４Ａ、３４Ｂが部品２２を解放する。
【００４２】
又、例えば、部品装着部１６である基板が反っているとき、部品２２を挟持した部品保持部１２が基板における上方に反った部分に向かって下降すると、部品装着位置よりも上方で、部品２２が基板に衝突してしまう。
【００４３】
挟持装置３０によって挟持した状態のまま部品２２が基板の上反り部分に当接すると、その反力によって挟持装置３０は、緩衝ばね３１Ｃの付勢力に抗して、図７に示されるように、挟持片支持部材３１がシリンダ状のシャフト支持部材３３内を上方に摺動するようにして上昇される。
【００４４】
従って、部品２２及びこれを挟持している挟持装置３０に衝撃が加わることが回避され、部品２２あるいは挟持装置３０の損傷、部品２２の挟持片３４Ａ、３４Ｂからの脱落等が防止される。
【００４５】
なお、挟持装置３０の上方への移動距離は、長孔３１Ｂの長さによって規制される。
【００４６】
前記部品保持部１２が、部品供給部１４から部品２２を受け取る際に、例えば、部品供給部１４から上方に飛び出している部品２２に衝突するような場合も、前記と同様に、挟持装置３０が上方に引き込んで、衝突による損傷が防止される。
【００４７】
なお、前記挟持装置３０は、一対の挟持片３４Ａ、３４Ｂによって部品２２を挟持するものであるが、これは、３以上の挟持片によって部品２２を挟持するものであってもよい。
【００４８】
又、前記シャフト部３２Ｂの吸着孔３５を省略して、常時閉じられる構造としてもよい。この場合、部品２２は挟持装置４０によってのみ保持される。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成したので、部品を部品供給部から受け取る際、あるいは部品を装着する際に、挟持装置が部品に衝突したり、あるいは挟持装置に挟持された状態のままの部品が部品装着部に衝突したりするときに、その衝撃を吸収して、部品や挟持装置の損傷、挟持した部品の脱落を防止す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】本発明に係る部品装着装置の要部を示す斜視図
【図２】同部品装着装置における部品保持部と挟持装置を示す断面図
【図３】同部品装着装置における制御系を示すブロック図
【図４】同部品装着装置における部品保持部と挟持装置を示す側面図
【図５】同下面図
【図６】前記挟持装置により部品を挟持した状態を示す正面図
【図７】前記挟持装置に挟持された部品が部品装着部に衝突した状態を示す正面図
【符号の説明】
１０…部品装着装置
１２…部品保持部
１２Ａ…負圧室
１２Ｃ…ばね
１４…部品供給部
１６…部品装着部
１８…ＸＹロボット
２０…ヘッドユニット
２２…部品
２６…移動制御装置
２８…演算装置
３０…挟持装置
３１…挟持片支持部材
３１Ｂ…長孔
３１Ｃ…緩衝ばね
３１Ｄ…ピン
３２…ピストンシャフト
３２Ａ…ピストン部
３２Ｂ…シャフト部
３２Ｅ…ピン
３３…シャフト支持部材
３４Ａ、３４Ｂ…挟持片
３６…スライドシャフト
【図１】
0004212695.tif 000002
【図２】
0004212695.tif 000003
【図３】
0004212695.tif 000004
【図４】
0004212695.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004212695.tif 000007
【図７】
0004212695.tif 000008