(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能なヘッドユニットにノズルシャフトが設けられ、このノズルシャフトがヘッドユニットのフレームに対して相対的に昇降可能に支持されるとともに、このノズルシャフトの下端部に部品吸着用のノズルが取付けられている表面実装機において、
複数の上記ノズルが周方向に並ぶように組付けられたノズル組付ブロックと、ノズルシャフトの下端部に当該ノズルシャフトに対して相対的に昇降可能に連結されかつ上記ノズル組付ブロックを回転変位可能に保持するホルダーと、ノズルシャフトに対するホルダーの昇降を阻止するロック手段とを有し、このロック手段は、上記ノズル組付ブロックとホルダーとの間に形成される圧力室と、この圧力室への流体の供給手段とを有し、上記圧力室へ流体を供給することによりノズルシャフトに対してホルダーを昇降不能に拘束するロック状態と、圧力室への流体の供給を停止することによりノズルシャフトに対するホルダーの昇降を許容するロック解除状態とに切換え可能に構成されていることを特徴とする表面実装機。
【請求項２】
上記ノズル組付ブロックは、横軸回りに回転変位可能な状態で上記ホルダーに保持され、外周面上の複数の位置に形成されたノズル組付凹部にそれぞれノズルが固定されることにより複数のノズルを放射状に備えたものであることを特徴とする請求項１に記載の表面実装機。
【請求項３】
上記ロック手段を制御するロック制御手段を有し、このロック制御手段は、部品吸装着のためのノズル昇降動作時に昇降範囲の下部でロック手段をロック解除状態とし、それ以外はロック手段をロック状態にすることを特徴とする請求項１又は２記載の表面実装機。
【請求項４】
部品吸装着のためのノズル下降動作において、上記ノズルを所定速度まで加速した後、定速あるいは途中から減速させて部品吸装着位置まで下降させるものであって、上記ロック制御手段は、ノズルが所定速度又は所定位置に達した後に上記ロック手段をロック状態からロック解除状態に切換えることを特徴とする請求項３記載の表面実装機。
【請求項５】
上記ロック制御手段は、部品吸装着後のノズル上昇動作中に上記ロック手段をロック解除状態からロック状態に切換えることを特徴とする請求項３又は４記載の表面実装機。
【請求項６】
上記ノズルシャフトは、中空のメインシャフトの内部に中空のサブシャフトを内蔵し、サブシャフト内外に通路を形成した二重管構造とされ、一方側の通路が上記圧力室に連通接続されて、この通路に上記流体が供給可能に構成される一方、他方側の通路が上記ノズルに連通接続され、この通路に部品吸着用の負圧が供給可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の表面実装機。
【請求項７】
上記ロック制御手段は、ノズル昇降動作時に上記ロック手段をロック状態とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面実装機。
【請求項８】
上記ノズル組付ブロックに具備されるノズルのうち一部のノズルは、ノズル組付ブロックに対してノズル軸方向に変位可能に支持される緩衝機能付きノズルであって、上記ロック制御手段は、この緩衝機能付きノズルを用いて部品吸装着を行う場合の上記ノズル昇降動作時に上記ロック手段をロック状態にすることを特徴とする請求項７記載の表面実装機。
【請求項９】
上記ノズルシャフトを昇降駆動することにより上記ノズルを昇降させる昇降駆動手段と、この昇降駆動手段を制御する昇降制御手段とを有し、この昇降制御手段は、部品吸装着時のノズル下降動作において、上記ノズルを所定速度まで加速し、途中から減速させた後、部品吸装着位置近傍において一定の低速度でノズルを下降させるべく上記昇降駆動手段を制御することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の表面実装機。
【請求項１０】
上記昇降制御手段は、部品吸装着時のノズル下降動作において、上記ノズルを所定速度まで加速し、途中から部品吸装着位置まで減速させながら下降させる第１下降動作と、上記ノズルを所定速度まで加速し、途中から減速させた後、部品吸装着位置近傍において一定の低速度でノズルを下降させる第２下降動作とを実行可能に構成され、上記ノズル組付ブロックに具備されたノズルの種類に応じて上記第１下降動作と第２下降動作とを選択的に実行するように構成されていることを特徴とする請求項９記載の表面実装機。
【請求項１１】
上記ノズル組付ブロックに具備されるノズルのうち一部のノズルは、ノズル組付ブロックに対してノズル軸方向に変位可能に支持される緩衝機能付きノズルであって、上記昇降制御手段は、この緩衝機能付きノズルを用いた部品吸装着時には上記第１下降動作を実行することを特徴とする請求項１０記載の表面実装機。
【請求項１２】
移動可能なヘッドユニットにノズルシャフトが設けられ、このノズルシャフトがヘッドユニットのフレームに対して相対的に昇降可能に支持されるとともに、このノズルシャフトの下端部に部品吸着用のノズルが取付けられている表面実装機において、
複数の上記ノズルが周方向に並ぶように組付けられたノズル組付ブロックと、ノズルシャフトの下端部に当該ノズルシャフトに対して相対的に昇降可能に連結されかつ上記ノズル組付ブロックを回転変位可能に保持するホルダーと、ノズルシャフトに対するホルダーの昇降を規制する規制手段と、この規制手段を制御する規制制御手段とが設けられ、
上記規制手段は、上記ノズルとホルダーとの間に形成される圧力室と、この圧力室への流体の供給手段と、圧力室内の流体圧を調整可能な圧力調整手段とを有し、上記圧力室へ流体を供給することにより上記圧力室内の流体圧に応じた力でノズルを特定位置に拘束するように構成され、上記規制制御手段は、部品吸装着のためのノズル昇降動作時であってノズルが部品吸装着位置に達するときの圧力室の流体圧が、それ以外のときの圧力室の流体圧よりも低くなるように上記規制手段を制御することを特徴とする表面実装機。
【請求項１３】
上記規制制御手段は、ノズルが部品吸装着位置に達するときの圧力室の流体圧を、部品吸装着に用いるノズルの種類又は装着する部品の種類の少なくとも一方に応じて調整すべく上記規制手段を制御することを特徴とする請求項１２記載の表面実装機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッドユニットに設けられた部品吸着用のノズルに部品を吸着してプリント基板等の各種基板上に装着する表面実装機において、特に、部品吸装着時の部品等に対する衝突荷重を軽減するようにした表面実装機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、部品供給部と位置決めされたプリント基板とにわたって移動可能に支持されたヘッドユニットに、部品吸着用のヘッドを昇降かつ回転可能に装備し、このヘッドの下端部に取付けられたノズルにより電子部品を吸着するようにし、部品供給部から部品を吸着した後にヘッドユニットをプリント基板上に移動させて部品を装着するようにした表面実装機は一般に知られている。
【０００３】
この種の表面実装機（以下、実装機と略す）では、例えば、部品吸着時には、部品に対してノズルを昇降させて部品を吸着するが、この際、部品に対する衝突荷重を軽減して部品の損傷等を防止する必要がある。同様に、部品装着時には、部品とプリント基板との衝突荷重を軽減する必要がある。
【０００４】
そのため、通常は、部品吸着時の衝突荷重を軽減すべくヘッドユニットに緩衝機構が組み込まれるようになっており、例えば、ノズルとヘッドユニットとの間にバネ等の弾性部材を介設し、これによりノズルを上下方向に弾性変位可能に支持する機構は一般に用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ノズルを弾性変位可能に支持する従来の緩衝機構では、ノズル昇降時の加減速度が大きくなると慣性力の影響を受けてノズルが振動し、例えばノズルに対して部品がずれて実装精度が損なわれたり、騒音の原因となることが考えられる。
【０００６】
そのため、これを防止すべく、例えば、▲１▼ ノズル上下動時の加減速度を低く設定する、▲２▼ バネ圧を大きく設定することによりノズルの振動を抑制することが考えられている。しかし、▲１▼ の対処方法は、タクトタイムの短縮化の上で望ましくなく、また、▲２▼ の対処方法では、振動防止と緩衝機能とをバランスさせるバネ圧の設定が難しく、いずれも得策ではない。
【０００７】
なお、近年では、複数のノズルを放射状に配置したノズル組付ブロックをヘッドユニットに昇降可能に搭載するとともに横軸回りに回動変位可能に取付け、ノズル組付ブロックを回転させることにより、部品の種類等に応じてノズルを選択的に所定の使用位置にセットできるような実装機も提案されており、この種の実装機では、ノズル組付ブロックを弾性変位可能に支持することにより緩衝機構を構成することが考えられている。
【０００８】
ところが、この構成では、バネ下荷重が大きくなるため、さらに上記のようなノズル昇降時の慣性力による振動発生が懸念される。また、ヘッドユニット移動時にも同様に振動発生が懸念される。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、部品吸装着時に緩衝機能を良好に発揮させる一方で、ノズル等の振動発生を効果的に防止することができる表面実装機を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、移動可能なヘッドユニットにノズルシャフトが設けられ、このノズルシャフトがヘッドユニットのフレームに対して相対的に昇降可能に支持されるとともに、このノズルシャフトの下端部に部品吸着用のノズルが取付けられている表面実装機において、複数の上記ノズルが周方向に並ぶように組付けられたノズル組付ブロックと、ノズルシャフトの下端部に当該ノズルシャフトに対して相対的に昇降可能に連結されかつ上記ノズル組付ブロックを回転変位可能に保持するホルダーと、ノズルシャフトに対するホルダーの昇降を阻止するロック手段とを有し、このロック手段は、上記ノズル組付ブロックとホルダーとの間に形成される圧力室と、この圧力室への流体の供給手段とを有し、上記圧力室へ流体を供給することによりノズルシャフトに対してホルダーを昇降不能に拘束するロック状態と、圧力室への流体の供給を停止することによりノズルシャフトに対するホルダーの昇降を許容するロック解除状態とに切換え可能に構成されているものである（請求項１）。より具体的には、上記ノズル組付ブロックは、横軸回りに回転変位可能な状態で上記ホルダーに保持され、外周面上の複数の位置に形成されたノズル組付凹部にそれぞれノズルが固定されることにより複数のノズルを放射状に備えたものである（請求項２）。また、上記ロック手段を制御するロック制御手段を有し、このロック制御手段は、部品吸装着のためのノズル昇降動作時に昇降範囲の下部でロック手段をロック解除状態とし、それ以外はロック手段をロック状態にするように構成される（請求項３）。
【００１１】
上記のような表面実装機によると、通常時はロック手段がロック状態とされてノズルシャフトに対するホルダー及びノズル組付ブロックの昇降が阻止され、これによりノズルの振動が抑えられる。一方、部品吸装着のためのノズル昇降動作時においてノズルが昇降範囲下部にあるときには、ロック手段がロック解除状態とされてノズルシャフトに対するホルダー及びノズル組付ブロックの昇降が許容される。そのため、部品吸着時には、部品にノズルが当接するに伴いノズルがノズル組付ブロックと一体にノズルシャフトに対して変位し、これにより部品に対する衝突荷重が軽減される。つまり、緩衝機能が発揮される。また、部品装着時にも同様に緩衝機能が発揮される。
【００１２】
特に、部品吸装着のためのノズル下降動作において、上記ノズルを所定速度まで加速した後、定速あるいは途中から減速させて部品吸装着位置まで下降させる表面実装機では、ノズルが所定速度又は所定位置に達した後に上記ロック手段をロック状態からロック解除状態に切換えるように上記ロック制御手段を構成するのが好ましい（請求項４）。
【００１３】
このようにすれば、加速時の慣性力によるノズルの振動発生を効果的に防止することができる。
【００１４】
また、部品吸装着後のノズル上昇動作中には、ロック手段をロック解除状態からロック状態に切換えるようにロック制御手段を構成することが好ましい（請求項５）。このようにすれば、ノズル上昇時の慣性力により上昇端位置でノズルに振動が生じるのを防止することができる。
【００１５】
上記のような装置においては、ノズルシャフトを、中空のメインシャフトの内部に中空のサブシャフトを内蔵してサブシャフト内外に通路を形成した二重管構造とし、一方側の通路を上記圧力室に連通接続して、この通路に上記流体を供給可能に構成する一方、他方側の通路を上記ノズルに連通接続し、この通路に部品吸着用の負圧を供給可能に構成するようにしてもよい（請求項６）。
【００１６】
このようにすれば、圧力室に対する流体の供給とノズルに対する負圧の供給を共にノズルシャフト内を通じて行うことができるためコンパクトで合理的な構成となる。
【００１７】
上記表面実装機においては、ノズル昇降動作時に上記ロック手段をロック状態とするようにロック制御手段を構成してもよい（請求項７）。例えば、ノズル組付ブロックに具備されるノズルのうち一部のノズルがノズル組付ブロックに対してノズル軸方向に変位可能に支持される緩衝機能付きノズルである場合には、この緩衝機能付きノズルを用いて部品吸装着を行う場合のノズル昇降動作時に上記ロック手段をロック状態にするようにロック制御手段を構成することができる（請求項８）。
【００１８】
なお、上記表面実装機には、ノズルシャフトを昇降駆動することによりノズルを昇降させる昇降駆動手段と、この昇降駆動手段を制御する昇降制御手段とが設けられ、この昇降制御手段は、部品吸装着時のノズル下降動作において、ノズルを所定速度まで加速し、途中から減速させた後、部品吸装着位置近傍において一定の低速度でノズルを下降させるべく昇降駆動手段を制御するように構成される（請求項９）。
【００１９】
この構成によると、部品吸装着位置近傍においてノズルを低速度で下降させるため、部品に対する衝突荷重等をより一層軽減することができる。
【００２０】
この場合、ノズルを所定速度まで加速し、途中から部品吸装着位置まで減速させながら下降させる第１下降動作と、ノズルを所定速度まで加速し、途中から減速させた後、部品吸装着位置近傍において一定の低速度でノズルを下降させる上記の第２下降動作とを実行可能とし、上記ノズル組付ブロックに具備されたノズルの種類に応じて上記第１下降動作と第２下降動作とを選択的に実行するように上記昇降制御手段を構成してもよい（請求項１０）。具体的には、ノズル組付ブロックに具備されるノズルのうち一部のノズルがノズル組付ブロックに対してノズル軸方向に変位可能に支持される緩衝機能付きノズルである場合には、この緩衝機能付きノズルを用いた部品吸装着時には上記第１下降動作を実行するように上記昇降制御手段を構成することができる（請求項１１）。この構成によると、緩衝機能付きのノズルについては該緩衝機能が発揮されることにより部品に対する衝突荷重等が軽減され、一方、それ以外のノズルについては、部品吸装着位置近傍でノズルが低速度で下降させられることにより部品等に対する衝突荷重等が軽減される。
【００２１】
また、上記課題を解決するために、本発明は、移動可能なヘッドユニットにノズルシャフトが設けられ、このノズルシャフトがヘッドユニットのフレームに対して相対的に昇降可能に支持されるとともに、このノズルシャフトの下端部に部品吸着用のノズルが取付けられている表面実装機において、複数の上記ノズルが周方向に並ぶように組付けられたノズル組付ブロックと、ノズルシャフトの下端部に当該ノズルシャフトに対して相対的に昇降可能に連結されかつ上記ノズル組付ブロックを回転変位可能に保持するホルダーと、ノズルシャフトに対するホルダーの昇降を規制する規制手段と、この規制手段を制御する規制制御手段とが設けられ、上記規制手段は、上記ノズルとホルダーとの間に形成される圧力室と、この圧力室への流体の供給手段と、圧力室内の流体圧を調整可能な圧力調整手段とを有し、上記圧力室へ流体を供給することにより上記圧力室内の流体圧に応じた力でノズルを特定位置に拘束するように構成され、上記規制制御手段は、部品吸装着のためのノズル昇降動作時であってノズルが部品吸装着位置に達するときの圧力室の流体圧が、それ以外のときの圧力室の流体圧よりも低くなるように上記規制手段を制御するようにしたものである（請求項１２）。
【００２２】
この表面実装機によると、ノズルが部品吸装着位置に達するとき以外はノズルシャフトに対するホルダー及びノズル組付ブロックの昇降が阻止され、これよりノズルが特定位置に拘束されてその振動が抑えられる。一方、部品吸着時には、ノズルが部品吸着位置に達するときに圧力室内の流体圧が下げられることで、部品にノズルが当接するに伴いノズルが圧力室内の流体圧に抗して弾性的に変位し、これにより部品に対する衝突荷重が軽減される。つまり、緩衝機能が発揮される。また、部品装着時にも同様に緩衝機能が発揮される。
【００２３】
この構成において、ノズルが部品吸装着位置に達するときの圧力室の流体圧を、部品吸装着に用いるノズルの種類又は装着する部品の種類の少なくとも一方に応じて調整すべく規制手段を制御するようにすれば（請求項１３）、ノズルや部品の種類に応じて緩衝性能、つまりノズル変位時の弾性の度合いを切換えることができ、表面実装機の機能性を高めることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２８】
図１は本発明の実施の形態に係る表面実装機（以下、実装機と略す）の全体を概略的に示している。この図において、基台１上には、搬送ラインを構成するコンベア２が配置され、プリント基板３が上記コンベア２上を搬送されて所定の作業位置で停止されるようになっている。
【００２９】
上記コンベア２の側方には、部品供給部４が配置されている。この部品供給部４は、例えば、多数列のテープフィーダー４ａを備えており、各テープフィーダー４ａは、それぞれＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の電子部品を所定間隔おきに収納、保持したテープがリールから導出されるように構成されるとともに、テープ送り出し端には送り機構が具備され、後述のヘッドユニット５により部品がピックアップされるにつれてテープが間欠的に送り出されるようになっている。
【００３０】
また、上記基台１の上方には、電子部品搭載用のヘッドユニット５が装備されている。このヘッドユニット５は、部品供給部４とプリント基板３の所定の作業位置とにわたって移動可能とされ、当実施形態ではＸ軸方向（コンベア２の方向）およびＹ軸方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）に移動することができるようになっている。
【００３１】
すなわち、上記基台１上には、Ｙ軸方向に延びる一対の固定レール７と、Ｙ軸サーボモータ９により回転駆動されるボールねじ軸８とが配設され、上記固定レール７上にヘッドユニット支持部材１１が配置されて、この支持部材１１に設けられたナット部分１２が上記ボールねじ軸８に螺合している。また、上記支持部材１１には、Ｘ軸方向に延びるガイド部材１３と、Ｘ軸サーボモータ１５により駆動されるボールねじ軸１４とが配設され、上記ガイド部材１３にヘッドユニット５が移動可能に保持され、このヘッドユニット５に設けられたナット部分１６（図３に示す）が上記ボールねじ軸１４に螺合している。そして、Ｙ軸サーボモータ９の作動によりボールねじ軸８が回転して上記支持部材１１がＹ軸方向に移動するとともに、Ｘ軸サーボモータ１５の作動によりボールねじ軸１４が回転してヘッドユニット５が支持部材１１に対してＸ軸方向に移動するようになっている。
【００３２】
さらに、上記基台１には、ヘッドユニット５により吸着された電子部品の吸着状態を認識するための部品認識カメラ１７，１８が設けられ、ヘッドユニット５が部品吸着後にこの部品認識カメラ１７，１８の上方に移動することにより部品認識カメラ１７，１８により吸着部品が撮像されるようになっている。なお、部品認識カメラ１７，１８のうち一方のカメラ１７は、一方側の部品供給部４の中央部分であって、各テープフィーダー４ａの先端部分、すなわち部品取出し位置に並べて配設されており、これにより部品吸着後、ヘッドユニット５がＸ軸方向に移動するだけで速やかに部品の撮像が行われ得るようになっている。
【００３３】
図２〜図４は、上記ヘッドユニット５の具体的な構造を示している。これらの図において、上記ヘッドユニット５には、下方部に部品吸着用の複数のノズルを具備したヘッド２０Ａ，２０Ｂが搭載されている。
【００３４】
各ヘッド２０Ａ，２０Ｂは、縦軸方向（上下方向）に伸びるノズルシャフト２１を有しており、ヘッドユニット５のフレーム５ａに縦軸方向の昇降及び縦軸回りの回転が可能に支持されている。そして、このノズルシャフト２１の下方部にノズル組付ブロック３０が搭載されるとともに、このノズル組付ブロック３０に複数のノズル等が組付けられている。当実施の形態では５個のノズル２３〜２７と１個のノズルホルダー２８とが組付けられている（図６参照）。ノズルについてより詳しくは、チップ部品等の主に小型部品を対象とする小口径のノズル２４〜２６と、ＱＦＰ等の主に大型の部品で、かつ装着精度が要求される部品を対象とする大口径のノズル２３，２７とが組付けられている。なお、ノズルホルダー２８には、チップ部品やＱＦＰ以外の特殊部品を実装する場合に、これら部品に応じたノズルが装着されるようになっている。
【００３５】
上記ノズル組付ブロック３０は、ノズルシャフト２１に対して相対的な昇降が可能で、かつノズルシャフト２１と一体に縦軸回りに回転可能となっている。また、ノズル組付ブロック３０は、ノズルシャフト２１に対して横軸回りに相対的に回転可能となっており、この回転変位により上記ノズル２３〜２７及びノズルホルダー２８（以下、特に区別する必要がない場合にはノズル等２３〜２８という）のうち一のノズル又はノズルホルダーが選択的に所定の使用位置にセットされるように、ノズル組付ブロック３０に各ノズル等２３〜２８が放射状に配設されている。
【００３６】
上記ヘッドユニット５には、さらに、上記ノズルシャフト２１を昇降させるＺ軸駆動機構（昇降駆動手段）と、ノズルシャフト２１を回転させるＲ軸駆動機構と、各ノズル組付ブロック３０を回転駆動するためブロック駆動機構と、ノズルシャフト２１に対する各ノズル組付ブロック３０の縦軸方向の変位をロックするロック機構（ロック手段）等が各ヘッド２０Ａ，２０Ｂ毎に設けられている。
【００３７】
上記Ｚ軸駆動機構は、上記フレーム５ａの左右両側上部にそれぞれ固定される駆動源としてのＺ軸サーボモータ３１と、上下方向に延びて上記フレーム５ａに対して昇降可能に支持されるラック３３とを有し、このラック３３がブラケット３４を介してノズルシャフト２１の上端部に連結されるとともに、上記サーボモータ３１の出力軸にピニオン３２が装着され、このピニオン３２が上記ラック３３に噛合することにより構成されている。すなわち、上記Ｚ軸サーボモータ３１の作動によりピニオン３２が回転すると、これに伴いラック３３、ブラケット３４及びノズルシャフト２１が一体にフレーム５ａに対して昇降するようになっている。
【００３８】
上記Ｒ軸駆動機構は、フレーム５ａの中央部分にそれぞれ固定される駆動源としてのＲ軸サーボーモータ３６と、その出力軸に装着されるギア３７と、上記ノズルシャフト２１に装着されて上記ギア３７に噛合するギア３８とを有し、上記Ｒ軸サーボーモータ３６の作動によりノズルシャフト２１を回転駆動するように構成されている。なお、ノズルシャフト２１と上記ギア３８とは、ノズルシャフト２１に対するギア３８の相対的な昇降が可能で、かつノズルシャフト２１とギア３８が一体回転するようにスプラインで結合されている。なお、上記ブロック駆動機構およびロック機構については後に詳述する。
【００３９】
図５及び図６は、ノズルシャフト２１の下部の具体的な構造を示している。これらの図において、ノズルシャフト２１の下端部には、ノズル組付ブロック３０を横軸回りに回転変位可能に保持するための逆Ｕ字型のホルダー４０が連結されている。ホルダー４０には、横軸４１が回転自在に横架され、上記ノズル組付ブロック３０がこの横軸４１に固着されている。
【００４０】
ノズル組付ブロック３０には、横軸４１と直交する方向に延びる複数のノズル組付凹部４２が回転方向に等間隔で形成されており、これらノズル組付凹部４２に各ノズル等２３〜２８が嵌入、固定されることにより各ノズル等２３〜２８がノズル組付ブロック３０に放射状に組付けられている。
【００４１】
そして、ブロック駆動機構によりノズル組付ブロック３０が横軸４１回りに回転駆動されることにより、これらノズル等２３〜２８のうち一のノズル又はノズルホルダーが選択的に所定の使用位置、つまりヘッド２０Ａ，２０Ｂの下端（図５，図６ではノズル２５の位置）に配置されるようになっている。
【００４２】
ブロック駆動機構は、フレーム５ａに搭載される駆動源としてのサーボモータ５２と、この回転を上記ノズル組付ブロック３０に伝動するための伝動機構とから構成されている。
【００４３】
具体的に説明すると、上記フレーム５ａには、図２及び図３に示すように、ノズルシャフト２１と平行に延び、昇降及び縦軸回りの回転が可能なブロック駆動用のシャフト４５が設けられ、このシャフト４５にプーリ５４が装着されるとともに、上記サーボモータ５２の出力軸にプーリ５３が装着され、これらプーリ５３，５４にわたってベルト５５が装着されている。これにより上記サーボモータ５２の作動によりシャフト４５が回転駆動されるようになっている。なお、シャフト４５とプーリ５４とは、プーリ５４に対するシャフト４５の相対的な昇降が可能で、かつシャフト４５とプーリ５４とが一体回転するようにスプラインで結合されている。
【００４４】
上記シャフト４５は、内部にエアを導くための通路４５ａを有した中空状のパイプで、図２に示すように、上方部分が上記ブラケット３４に形成された貫通穴に挿通される一方、下方部分が上記ホルダー４０の上端部分に相対回転可能に取付けられたブリッジ部材４６の一端にベアリングを介して回転自在に支持されている。
【００４５】
また、図５に示すように、上記シャフト４５の下端部にはギア４７が装着され、このギア４７が上記ホルダー４０の上端部分に相対回転可能に装着されているギア４８に噛合するとともに、このギア４８がホルダー４０に回転自在に支持された伝動シャフト５０上端のギア５０ａに噛合している。そして、さらにこの伝動シャフト５０の下端に一体に設けられたベベルギア５０ｂが、上記ノズル組付ブロック３０に一体に組付けられたベベルギア５１に噛合している。なお、上記ギア４８は上下一対のギア部４８ａ，４８ｂを有しており、上側のギア部４８ａに対して上記シャフト４５の下端に取付けられたギア４７が、下側のギア部４８ｂに対して上記伝動シャフト５０の上端のギア５０ａがそれぞれ噛合している。
【００４６】
これにより、上記サーボモータ５２が作動してブロック駆動用のシャフト４５が回転すると、この縦軸回りの回転がギア４７，４８、伝動シャフト５０のギア５０ａ，５０ｂ及びベベルギア５１を介して横軸回りの回転に変換されつつノズル組付ブロック３０に伝動されるように上記ブロック駆動機構が構成されている。なお、図示を省略するが、上記サーボモータ５２にはクラッチが内蔵されており、サーボモータ５２の駆動停止状態のときには出力軸を自動的にフリー回転可能な状態に切り換えるように構成されている。
【００４７】
上記ノズル組付ブロック３０には、各ノズル組付凹部４２に対応して横軸４１と平行に延びる通路５６が形成されている。これらの通路５６は、一端側がノズル組付凹部４２に装着された各ノズル等２３〜２８内に連通している一方、他端側がノズル組付ブロック３０の端部（図５では右側端部）に開口している。そして、上記所定の使用位置にノズル等２３〜２８がセットされると、この位置にセットされたノズル等２３〜２８に対応する通路５６のみがホルダー４０内に形成された通路５７と連通し、この通路５７を通じて後述するサブシャフト２１ｂ内の通路２２ａに連通して、当該使用位置にセットされたノズル等２３〜２８に部品吸着のための負圧が供給されるようになっている。なお、ノズル等２３〜２８のうちノズルホルダー２８に対応する通路５６は、図５に示すように、上記横軸４１を配設するホルダー４０の貫通孔５８を経由してノズルホルダー２８に負圧を供給するように形成されている。
【００４８】
上記ノズル組付ブロック３０には、さらにノズル等２３〜２８を位置決めするための係合穴６０が各ノズル組付凹部４２の側方に形成されるとともに、この係合穴６０に係合可能な先窄まりの位置決め部材６１を備えたエアシリンダ６２がホルダー４０に設けられている。
【００４９】
エアシリンダ６２は、上記ノズル組付ブロック３０の上方、すなわちノズル等２３〜２８の上記使用位置と反対側に配置されている。エアシリンダ６２の内部にはピストン６３が設けられ、このピストン６３の上側及び下側に圧力室６４ａ，６４ｂが形成されている。そして、上記ピストン６３の下端部に上記位置決め部材６１が一体に形成されている。
【００５０】
エアシリンダ６２の上側圧力室６４ａは、ホルダー４０及び上記ブリッジ部材４６内部に形成された通路６５，６６を介してブロック駆動用のシャフト４５内の通路４５ａに連通している。一方、下側圧力室６４ｂは、ホルダー４０に形成されたエア抜き用の通路６７を通じて外部に開放されており、また、圧力室６４内にはリターンスプリング６８が配設され、これによりピストン６３を上昇端位置に付勢するようになっている。すなわち、シャフト４５内の通路４５ａは、図外のホース及び電磁バルブ等からなるブロック固定バルブ６９（図９に示す）を介してエア供給源に接続されており、ブロック固定バルブ６９が開かれてシャフト４５内にエアが供給されると、上記リターンスプリング６８の付勢力に抗してピストン６３が押し下げられ、これにより位置決め部材６１が上記係合穴６０内に係合し、一方、ブロック固定バルブ６９が閉じられてシャフト４５内へのエアの供給が遮断されると、リターンスプリング６８の付勢力により位置決め部材６１がシリンダ内部に退避し、これにより上記係合穴６０に対して位置決め部材６１が非係合状態となるように構成されている。
【００５１】
なお、上記ノズル２３〜２７のうち、チップ部品等の主に小型部品を対象とする小口径のノズル２４〜２６は、上記使用位置にセットされた状態でノズル組付ブロック３０に対して縦軸方向に弾性変位可能とされている。つまり、図６に示すように、各ノズル２４〜２６はノズル組付ブロック３０に対してその軸方向に変位可能に保持されるとともに、ノズル組付凹部４２内に配設された圧縮バネ４３によりノズル組付ブロック３０の外方に向かって付勢されている。これにより各ノズル２４〜２６による部品吸装着時には、各ノズル２４〜２６が縦軸方向に弾性変位して緩衝機能が発揮されるようになっている。また、ノズルホルダー２８は、図６に示すようにノズルを外嵌装着するための軸部を備えたホルダー本体２８ａと、ノズル保持用の一対の板ばね２８ｂとを有し、ホルダー本体２８ａの上記軸部に外嵌装着されるノズルを板ばね２８ｂにより挾持することによりノズルを交換可能に保持するように構成されている。
【００５２】
上記ホルダー４０とノズルシャフト２１とは、ノズルシャフト２１に対するホルダー４０の相対的な昇降が可能で、かつノズルシャフト２１とホルダー４０とが一体回転するようにスプラインナット４４を介して結合されており、上記ロック機構（ロック手段）により、ノズルシャフト２１に対するホルダー４０の相対的な昇降動作を許容する状態（ロック解除状態）と、このような昇降動作を阻止する状態（ロック状態）とに切り換えられるようになっている。
【００５３】
上記ロック機構は、図５及び図６に示すように、上記ホルダー４０とノズルシャフト２１との間に形成される圧力室７０を有し、ロック状態では、この圧力室７０にエアを供給してホルダー４０を流体圧により下方に押圧してホルダー４０を昇降ストロークにおける下降端位置（同図に示す位置）に拘束する一方、ロック解除状態では、圧力室７０へのエアの供給を停止し、これによりノズルシャフト２１に対するホルダー４０の昇降変位を許容するように構成されている。つまり、ロック機構のロック状態では、図８（ａ）に示すようにノズルシャフト２１の昇降動作にホルダー４０が完全に追従し、ロック解除状態で部品の吸装着を行うと、図８（ｂ）に示すように、ノズル２３〜２７の部品への当接に伴いホルダー４０がノズルシャフト２１に対して上方に相対的に変位し、これにより緩衝機能が発揮されるようになっている。
【００５４】
圧力室７０へのエアの供給は、上記ノズル等２３〜２８への部品吸着用の負圧の供給と共に上記ノズルシャフト２１を通じて行われるようになっている。
【００５５】
詳しく説明すると、図５〜図６に示すように、ノズルシャフト２１は、中空のメインシャフト２１ａの内部に同じく中空のサブシャフト２１ｂを配設した二重管構造とされており、上述のようにメインシャフト２１ａの上端部がブラケット３４にベアリングを介して回転可能に支持される一方、下端部がホルダー４０に対してスプラインで結合されている。そして、サブシャフト２１ｂの上端部がエンドキャップ７８を介してメインシャフト２１ａに、下端部が圧力室７０の上部圧力壁を構成する上部圧力室構成部材７１を介してそれぞれメインシャフト２１ａにそれぞれ固定され、これによりサブシャフト２１ｂの内外に一対の通路２２ａ，２２ｂを形成している。
【００５６】
上部圧力室構成部材７１には、下方に伸びる突起７１ａが設けられており、この突起７１ａが上記圧力室７０を貫通して、ホルダー４０に設けられて圧力室７０の下部圧力壁を構成する下部圧力室構成部材７２の凹部７２ａ内に突入している。そして、上部圧力室構成部材７１に、サブシャフト２１ｂ内の通路２２ａに連通して突起７１ａの先端に開口する通路７１ｂが形成される一方、下部圧力室構成部材７２に、ホルダー４０の上記通路５７に連通して凹部７２ａ内に開口する通路７２ｂが形成されている。これにより上記サブシャフト２１ｂ内の通路２２ａが各圧力室構成部材７１，７２の通路７１ｂ，７２ｂ及びホルダー４０の通路５７等を介してノズル等２３〜２８に連通接続されるようになっている。
【００５７】
また、上部圧力室構成部材７１には、上記サブシャフト２１ｂの外側の通路２２ｂに連通して圧力室７０内に開口する通路７１ｃが形成されている。
【００５８】
一方、ノズルシャフト２１の上端部は、図７に示すように、メインシャフト２１ａに、軸方向と直交する方向にその内外を連通する通路７３が形成され、この通路７３がブラケット３４に設けられたポート３４ａを介してエア供給管７４に連通接続されるとともに、このエア供給管７４が電磁バルブ等からなるロック機構切換えバルブ７５（図９に示す）を介して図外のエア供給源に接続されている。また、ブラケット３４に設けられた別のポート３４ｂに、電磁バルブ等からなる負圧供給バルブ７７（図９に示す）を介して図外の負圧供給源に接続される負圧供給管７６が接続され、この負圧供給管７６が上記ポート３４ｂと、ブラケット３４に形成された中空部３４ｃ及びエンドキャップ７８の開口部７８ａを介してサブシャフト２１ｂ内に連通している。
【００５９】
すなわち、ロック機構切換えバルブ７５がオンされると（開弁されると）、所定圧力のエアが負圧供給管７４、ブラケット３４のポート３４ａ及びメインシャフト２１ａ内の通路７３を介してサブシャフト２１ｂの外側の通路２２ｂに導入され、さらに上部圧力室構成部材７１の通路７１ｂを通じて上記圧力室７０に供給されるようになっている。つまり、上記エア供給源、ロック機構切換えバルブ７５、エア供給管７４及び各通路２２ｂ等により本発明のロック手段における流体の供給手段が構成されている。
【００６０】
一方、負圧供給バルブ７７がオンされると（開弁されると）、上記エア供給管７６、ブラケット３４のポート３４ｂ、中空部３４ｃ及びエンドキャップ７８の開口部７８ａを介してサブシャフト２１ｂ内の通路２２ａに負圧が導入され、さらに圧力室構成部材７１，７２の各通路７１ｂ，７２ｂ及びホルダー４０の通路５７等を介してノズル等２３〜２８に部品吸着用の負圧が供給されるようになっている。
【００６１】
図９は、上記実装機の制御系を示している。
【００６２】
上記実装機は、同図に示すようなコントローラ８０を有しており、このコントローラ８０には、軸駆動制御手段８１、ノズル組付ブロック駆動制御手段８２、バルブ駆動制御手段８３が設けられ、上記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｒ軸、Ｚ軸の各サーボモータ１５，９，３６，３１が上記軸駆動制御手段８１に、ノズル組付ブロック駆動用のサーボモータ５２がノズル組付ブロック駆動制御手段８２に、ブロック固定バルブ６９、ロック機構切換えバルブ７５及び負圧供給バルブ７７がバルブ駆動制御手段８３にそれぞれ電気的に接続されている。
【００６３】
また、上記コントローラ８０には、実装機を統括制御するための主制御手段８４が設けられており、上記各駆動制御手段８１〜８３がこの主制御手段８４に接続されているとともに、実装動作に関する各種プログラムを記憶する記憶手段８５がさらにコントローラ８０に設けられ、これが上記主制御手段８４に接続されている。なお、図示を省略しているが、上記各サーボモータ９，１５，３１，３６，５２にはエンコーダ等の位置検出手段が一体に内蔵されており、これら位置検出手段が上記主制御手段８４にさらに接続されている。
【００６４】
上記主制御手段８４は、上記記憶手段８５に記憶されているプログラムに従って、後に詳述する所定の実装動作を行うべく上記各駆動制御手段８１〜８３を介して上記サーボモータ９等を制御する。
【００６５】
特に、実装中は、実装に用いるノズルの種類に応じて上記ロック機構切換えバルブ７５をオンオフし、これによりロック機構をロック状態とロック解除状態とに切換えるようになっている。具体的には、上記ノズル等２３〜２８のうち、ノズル単体で緩衝機能を発揮し得る上記各ノズル２４〜２６を用いる場合にはロック機構をロック状態に保ち、これら以外のノズル等２３，２７，２８を用いる場合にはノズル昇降動作時に昇降範囲の下部でロック機構をロック解除状態とするようになっている。すなわち、これらノズル組付ブロック駆動制御手段８２及び主制御手段８４等により本発明のロック制御手段が構成されている。
【００６６】
次に、上記コントローラ８０による実装動作制御の一例について図１０及び図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００６７】
図１０は、上記実装機による一連の実装動作フローを示している。この図に示すように、実装動作では、まず、ステップＳ１でヘッドユニット５を部品供給部４に移動し、ステップＳ２でヘッド２０Ａ（又は２０Ｂ）のノズル２３〜２７又はノズルホルダー２８に装着されているノズルにより部品を吸着してピックアップする。この際には、ブロック固定バルブ６９をオンし、上記シャフト４５を通じてエアシリンダ６２の上側圧力室６４ａにエアを供給することにより位置決め部材６１をノズル組付ブロック３０の係合穴６０に係合させ、これによりノズル組付ブロック３０を回転不能に固定し、特定のノズル２３〜２７又はノズルホルダー２８に装着されているノズルを使用位置にセットしておく。また、上記ブロック固定バルブ６９をオンすることにより、上記ロック機構をロック状態としておく。なお、部品吸着動作の詳細については後述する。
【００６８】
次いで、吸着エラーが発生していないか否かを判断する（ステップＳ３）。ここで、吸着エラーが発生していると判断した場合、具体的には、ノズルに対して部品が起立姿勢で吸着される等、修正不可能な状態で吸着されている場合には、ヘッドユニット５を所定の部品廃棄部（図示せず）に移動させてその部品を廃棄する（ステップＳ１０，Ｓ１１）。なお、このような吸着エラーの発生は、真空センサ等により部品吸着時の負圧をモニターすることにより判断する。
【００６９】
ステップＳ３において吸着エラーが発生していないと判断した場合には、ヘッドユニット５を部品認識カメラ１７，１８の上方に移動させて吸着部品を認識して部品の吸着ズレ等を求めるとともに、部品装着時の目標位置に対する補正量を求め（ステップＳ４，Ｓ５）、さらに認識エラーが発生していないか否かを判断する（ステップＳ６）。ここで、認識エラーが発生していると判断した場合、例えば、認識結果が該当部品と異なる場合等には、ステップＳ１０に移行して部品を廃棄する。
【００７０】
一方、ステップＳ６で吸着エラーが発生していないと判断した場合には、上記補正量を加味してヘッドユニット５をプリント基板３上の所定の部品装着位置に移動させて部品を装着する（ステップＳ７，Ｓ８）。なお、部品装着動作の詳細については後述する。
【００７１】
そして、ステップＳ９で生産終了か否かを判断し、つまりプリント基板３に対して所定の部品全てを装着したか否かを判断し、部品の装着が完了していると判断した場合には、本フローチャートを終了する。
【００７２】
部品装着が完了していないと判断した場合には、ステップＳ１２に移行してノズル交換が必要か否かを判断し、変更が必要ないと判断した場合にはステップＳ１にリターンする。一方、ノズル交換が必要であると判断した場合には、ステップＳ１３に移行してノズル交換を行った後、ステップＳ１にリターンする。
【００７３】
なお、ノズル交換は以下のようにして行う。まず、上記ブロック固定バルブ６９をオフに切換えてエアシリンダ６２へのエア供給を遮断し、これにより位置決め部材６１をリターンスプリング６８の付勢力によりシリンダ内部に退避させる。その後、上記サーボモータ５２の作動によりノズル組付ブロック３０を回転駆動し、所望のノズル２３〜２７又はノズルホルダー２８に装着されているノズルを使用位置にセットする。そして、ブロック固定バルブ６９をオンに切換えて位置決め部材６１を係合穴６０に係合させ、これによりノズル組付ブロック３０を固定する。
【００７４】
図１１は、図１０におけるステップＳ２の部品吸着動作およびステップＳ８の部品装着動作の具体的な制御を示すフローチャートである。
【００７５】
この図に示すように、部品の吸装着動作では、先ず、ステップＳ２１で現在使用しているノズルが小型部品を実装するための小口径のノズル（すなわち、上記ノズル２４〜２６）であるか否かを判断する。
【００７６】
ここで、上記ノズル２４〜２６に該当しないと判断した場合には、ステップＳ２２に移行し、上記Ｚ軸サーボモータ３１の駆動によりノズル２３，２７又はノズルホルダー２８に装着されているノズル（以下、小口径のノズル２４〜２６以外のノズルをノズル２３等という）を下降させる（ステップＳ２２）。この際、ノズル２３等を所定速度まで加速し、その後定速で下降端まで移動させる。
【００７７】
このようなノズル下降動作中、ノズルの加速期間が終了したら、すなわち所定速度に達するタイミングで上記ロック機構切換えバルブ７５をオフして上記ロック機構をロック解除状態に切換えて部品を吸着、あるいは装着する（ステップＳ２３〜Ｓ２５）。なお、加速期間の終了の判断は、例えば、Ｚ軸サーボモータ３１を駆動してから加速期間終了までの時間をタイマー等により経時することにより行う。
【００７８】
ノズル２３等を下降端位置まで移動させて部品を吸装着したら、上記Ｚ軸サーボモータ３１を反転駆動し、ノズル２３等を上昇させる（ステップＳ２６）。この場合も、ノズル２３等を所定速度まで加速し、その後定速で上昇端まで移動させる。
【００７９】
そして、ノズル上昇動作中、ノズルの加速期間の１/２経過した時点で上記ロック機構切換えバルブ７５をオンして上記ロック機構をロック状態に切換えた後、ノズル２３等を上昇端位置まで移動させる（ステップＳ２７，Ｓ２８，Ｓ２９）。これにより本フローチャートを終了する。
【００８０】
一方、ステップＳ２１において上記ノズル２４〜２６に該当すると判断した場合には、ロック機構の切換えは一切行わず、ロック機構をロック状態に保持したままノズル２４等を昇降させて部品を吸装着してステップＳ２９に移行する（ステップＳ３０〜Ｓ３２）。
【００８１】
このように上記実装機によると、大型部品や特殊部品を吸装着すべくノズル２３、２７又はノズルホルダー２８に装着されたノズルを用いる場合には、ノズル昇降動作中にロック機構をロック解除状態に切換えてノズルシャフト２１に対するホルダー４０の相対的な縦軸方向の変位を許容するようにしているので、部品吸装着時には、ホルダー４０と一体にノズル２３等が縦軸方向に変位することにより緩衝機能が発揮される。そのため、ノズル先端と部品との衝突、あるいは部品とプリント基板３との衝突による部品やノズル２３等の損傷を有効に防止することができる。
【００８２】
また、ロック機構は、部品吸装着のためのノズル昇降動作時以外はロック状態に保持し、しかも、部品吸装着のためのノズル下降中、ノズルの加速期間が終了してからロック解除状態に切換えるようにしているため、ヘッドユニット５の移動やノズル下降時の慣性力の影響によるホルダー４０の振動発生を効果的に防止することができる。従って、タクトタイムを短縮すべくヘッドユニット５の移動速度やノズル昇降時の加速度を高く設定することが要求される場合でも、ホルダー４０を振動させることなく部品吸装着時の緩衝機能を適切に発揮させることができる。
【００８３】
また、チップ部品等の小型部品の実装に用いる小口径のノズル２４〜２６については、ノズル自体をノズル組付ブロック３０に対して弾性変位可能に取付けることにより緩衝機能を発揮させるようにしているため、小型部品実装時の部品の損傷を有効に防止することができるという利点もある。すなわち、これらの小口径のノズル２４等を大口径のノズル２３等と同様にノズル組付ブロック３０に固定的に取付け、ロック機構をロック解除状態として部品の吸装着を行わせることも考えられるが、この場合には、部品吸装着時にホルダー４０全体の荷重が一時的に部品に作用するため、部品がチップ部品等の場合には部品を損傷することが考えられる。これに対し、ノズル２４等をノズル組付ブロック３０に対して弾性変位可能に取付けた上記の構成によれば、部品吸装着時にはノズル単体の荷重が部品に作用するだけで済む。そのため、部品を損傷しにくいという利点がある。
【００８４】
また、上記実装機では、上述のようにノズルシャフト２１を二重間構造としてロック機構用のエアと部品吸着用の負圧とを同一のノズルシャフト２１を用いて供給するようにしているのでシンプルかつ合理的な構成が達成されるという利点もある。
【００８５】
ところで、上記実施の形態の実装機は、本発明に係る表面実装機の一の実施の形態であって、その具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、以下のような構成を採用することもできる。
【００８６】
▲１▼ 上述のような実装機において部品吸装着時のノズル下降動作は、通常ノズル２３〜２７及びノズルホルダー２８に装着されたノズル（以下、符号を略してノズルという）を所定速度まで加速してから定速で移動させ、その後、部品吸装着位置（下降端位置）まで減速しながら下降させて部品吸装着位置で停止させるようにしているが（図１２参照；第１下降動作という）、以下の下降動作を行うようにしてもよい。
【００８７】
すなわち、ノズルを所定速度まで加速してから定速で移動させた後、部品吸装着位置近傍（下降端位置よりも僅かに上方の位置）まで減速させ、この減速期間終了後、一定の低速度で部品吸装着位置まで下降させるようにする（図１３参照；第２下降動作という）。このようにすれば、部品吸装着位置近傍においてノズルが一定の低速度で移動することとなるため、ノズル先端と部品との衝突荷重、あるいは部品とプリント基板３との衝突荷重をより効果的に軽減することができ、上述のような緩衝機能と相俟って部品やノズル等の損傷を更に有効に防止することができる。
【００８８】
この場合、上記のような第１下降動作と第２下降動作とをノズルの種類に応じて使い分けるようにしてもよい。
【００８９】
具体的には、小口径のノズル２４〜２６を用いる場合に第１下降動作を行わせる一方、それ以外のノズル２３等を用いる場合に第２下降動作を行わせるようにすれば、ノズル２３等を用いて実装を行う場合の部品等の損傷を効果的に防止しつつ実装動作を効率良く行うことができる。すなわち、ノズル２３等を用いる場合には、緩衝機能が発揮されるとはいえ、上述のように一時的にホルダー４０全体の荷重が部品等に作用するため他のノズル２４〜２６に比べると部品等の損傷が生じ易く、従って、第２下降動作を行うことにより部品等との衝突荷重が軽減されて部品やノズル２３等の損傷が効果的に防止される。一方、ノズル組付ブロック３０に対してノズル軸方向に変位可能に支持される緩衝機能付きノズルであるノズル２４〜２６を用いる場合には、第１下降動作により速やかにノズル昇降が行われることにより部品の吸装着が速やかに行われる。これにより全体として効率良く部品の実装が行われながらノズル２３等を用いて実装を行う場合の部品等の損傷が効果的に防止されることとなる。なお、この▲１▼の構成の場合には、上記主制御手段８４及び軸制御手段８１等が本発明の昇降制御手段を構成する。
【００９０】
▲２▼ また、圧力室７０内のエア圧をコントロールするレギュレータ（圧力調整手段）をさらに設け、ロック機構切換えバルブ７５を切換える代わりに圧力室７０のエア圧を主制御手段８４によりコントロールすることによってりロック機構をロック状態とロック解除状態とに切り換えるように構成してもよい。この場合、ロック機構のロック状態では、ホルダー４０が下降端位置に昇降不能に拘束されるように圧力室７０のエア圧を調整し、ロック解除状態では、ホルダー４０が在る程度縦軸方向に弾性変位し得るように、圧力室７０のエア圧をロック状態のときのエア圧よりも低くするようにすればよい。このようにすれば、図１０及び図１１のような制御において、部品吸装着時には、ホルダー４０と一体にノズル２３等が縦軸方向に弾性変位し、これにより緩衝機能が発揮され、これ以外のときはホルダー４０が昇降不能に拘束されるためホルダー４０の振動発生が良好に防止される。従って、上記実施の形態同様の効果を得ることができる。特に、この構成の場合には、例えば、ノズルの種類や、装着する部品の種類に応じて部品吸装着時の圧力室７０のエア圧を主制御手段８４によりコントロールすれば、ノズルや部品の種類に応じて緩衝性能、つまりノズル変位時の弾性の度合いを切換えることができ、表面実装機の機能性を高めることができる。なお、この構成においては、上記のようなロック機構が本発明の規制手段に該当し、上記主制御手段８４が規制制御手段に該当する。
【００９１】
▲３▼ 上記実施の形態では、ノズル２３，２７及びノズルホルダー２８に装着されたノズルを用いる場合には、ノズル下降動作において加速期間が終了するタイミングでロック機構をロック解除状態に切換え、部品吸装着後、ノズル上昇動作において加速期間が１/２経過したところでロック状態に切換えるようにしているが、ロック機構の切換えを必ずこのタイミングで行う必要はなく、少なくとも部品吸装着時にホルダー４０がフリー昇降可能となって緩衝機能が発揮され得るようにロック機構を切換えるようにすればよい。例えば、Ｚ軸サーボモータ３１に内蔵される位置検出手段の出力に基づいてノズル高さ位置をモニターし、ノズル昇降ストローク中の特定位置でロック機構を切換えるようにしてもよい。
【００９２】
なお、上記実施の形態では、複数のノズル等２３〜２８を備えたノズル組付ブロック３０をノズルシャフト２１の下端部に連結したタイプの実装機に本発明を適用しているが、本発明は、この実装機に限らず、ノズルシャフトの下端部に一つのノズルを備える一般的なタイプの実装機にも適用可能である。このような実装機では、ノズル、あるいはノズルを保持するホルダーをノズルシャフトに対して縦軸方向に移動可能に設けるとともに、ノズル等とノズルシャフトとの間に圧力室を形成し、この圧力室内にエアを供給するようにロック機構を構成すればよい。
【００９３】
ところで、上記実装機では、小口径のノズル２４〜２６についてはノズル自体をノズル組付ブロック３０に対して弾性変位可能に取付けることにより部品吸装着時に緩衝機能を発揮させ、また、それ以外のノズル２３等については、ノズルシャフト２１に対するホルダー４０の相対的な縦軸方向の変位を許容することにより部品吸装着時に緩衝機能を発揮させるようにしており、こうすることでノズルを速やかに昇降させつつ部品を効率良く吸装着する一方で、ノズル先端と部品との衝突、あるいは部品とプリント基板３との衝突による部品やノズル等の損傷を防止するようにしているが、例えば、小口径のノズル２４〜２６以外のノズル２３等についての上記のような緩衝機構を省略し、つまりノズルシャフト２１に対してホルダー４０を一体に結合した構成とし、部品吸装着時のノズル下降動作として上記▲１▼で説明した第１下降動作及び第２下降動作を適宜実行することによっても同様の効果を得ることができる。具体的には、小口径のノズル２４〜２６を用いる場合には第１下降動作を行わせる一方、それ以外のノズル２３等を用いる場合には第２下降動作を行わせる。このようにすれば、小口径のノズル２４〜２６を用いる場合には、ノズル２４〜２６を速やかに昇降させて部品の吸装着を効率良く行うことができ、またノズル２４〜２６の弾性変位による緩衝機能の発揮により部品やノズル等の損傷を防止することができる。一方、小口径のノズル２４〜２６以外のノズル２３等を用いる場合には、部品吸装着位置近傍においてノズル２３等を低速度で下降させることによりノズル先端と部品との衝突荷重、あるいは部品とプリント基板３との衝突荷重を軽減して部品やノズル２３等の損傷を有効に防止することができ、また部品吸装着位置近傍以外ではノズル２３等を速やかに昇降させることにより部品を速やかに吸装着することができる。
【００９４】
従って、このような構成によっても、効率良く部品を吸装着しつつノズル先端と部品との衝突、あるいは部品とプリント基板３との衝突による部品やノズル等の損傷を有効に防止することができる。特に、緩衝機能を持たないノズル２３等を用いる場合、第１下降動作によると、動作誤差等によりノズル２３等が十分に減速される前に部品吸装着位置に到達した場合に部品等との衝突荷重が大きくなり部品等を損傷する虞が高いが、上述のような第２下降動作によれば、仮にそのような動作誤差等が生じた場合でも、部品吸装着位置近傍においてノズル２３等が一定の低速度で下降しているため、部品等との衝突荷重が大きくなることがなく、これにより部品やノズル等の損傷が効果的に防止されるという特徴がある。なお、この構成では、小口径のノズル２４〜２６とそれ以外のノズル２３等とでノズル下降動作を切換えているが、ノズルの種類に拘わらず、一律に部品吸装着位置近傍でノズルを低速度で下降させるようにしてもよい。このようにすれば、小口径のノズル２４〜２６を用いる場合のノズル先端と部品との衝突、あるいは部品とプリント基板３との衝突による部品やノズル２３等の損傷を更に効果的に防止することが可能となる。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ヘッドユニットのノズルシャフトに対し、ホルダーを介してノズル組付ブロックを相対的に昇降可能に連結するとともに、ノズルシャフトに対するホルダーの昇降を阻止するロック手段を設け、このロック手段を、ノズルシャフトに対してホルダーを昇降不能に拘束するロック状態と、ノズルの昇降を許容するロック解除状態とに切換え可能に構成したので、例えば、部品吸装着のためのノズル昇降動作時には昇降範囲の下部でロック手段をロック解除状態とし、それ以外はロック手段をロック状態とするように設定することができ、このようにすることで、部品吸装着時の緩衝機能を良好に発揮させながらも、ヘッドユニットの移動やノズル昇降時の慣性力の影響によるノズルの振動発生を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る表面実装機の一例を示す平面略図である。
【図２】ヘッドユニットの構成を示す正面図（一部断面図）である。
【図３】ヘッドユニットの構成を示す図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】ヘッドユニットの構成を示す平面図である。
【図５】ノズルシャフト下部の具体的な構造を示す図６のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】ノズルシャフト下部の具体的な構造を示す図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】ノズルシャフト上部の具体的な構造を示す図３の要部拡大図である。
【図８】ロック機構をロック状態とした場合及びロック解除状態とした場合の作動例を示す模式図である。
【図９】表面実装機の制御系の一例を示すブロック図である。
【図１０】実装動作制御の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１０における部品吸装着動作の具体的な制御を示すフローチャートである。
【図１２】部品吸装着時のノズル降動作（ノズル高さと時間との関係）を示す図である（第１下降動作）。
【図１３】部品吸装着時のノズル降動作（ノズル高さと時間との関係）を示す図である（第２下降動作）。
【符号の説明】
５  ヘッドユニット
２１  ノズルシャフト
４０  ホルダー
２３〜２７  ノズル
２８  ノズルホルダー
３０  ノズル組付ブロック
７０  圧力室
【図１】
0004346770.tif 000002
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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