(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に複数本の吸着ノズルを配設すると共に、当該各吸着ノズルを出没自在に装着したノズルホルダと、
前記ノズルホルダをその軸線廻り回転自在に支持するホルダ支持部材と、
前記ノズルホルダをその軸線廻り正逆回転させる主回転駆動手段とを備え、
前記主回転駆動手段により、使用する任意の１の前記吸着ノズルが突出位置に臨むように前記ノズルホルダを回転させると共に、当該吸着ノズルを当該突出位置で前記ノズルホルダの下端面から突出させる装着ヘッドを回転テーブルの外周部にブラケットを介して上下動自在に取付けた電子部品装着装置において、
前記装着ヘッドは、
前記各吸着ノズルの上部に取り付けたカムフォロアと、
複数個の前記カムフォロアが摺接すると共に前記吸着ノズルを前記ノズルホルダの下端面から突出させる突出カム面を有するリング状の端面カムと、
前記端面カムをその軸線廻り正逆回転させる副回転駆動手段と
を、備えたことを特徴とする電子部品装着装置。
【請求項２】
周方向に複数本の吸着ノズルを配設すると共に、当該各吸着ノズルを出没自在に装着したノズルホルダと、
前記ノズルホルダをその軸線廻り回転自在に支持するホルダ支持部材と、
前記ノズルホルダをその軸線廻り正逆回転させる主回転駆動手段とを備え、
前記主回転駆動手段により、使用する任意の１の前記吸着ノズルが突出位置に臨むように前記ノズルホルダを回転させると共に、当該吸着ノズルを当該突出位置で前記ノズルホルダの下端面から突出させる電子部品装着装置の装着ヘッドにおいて、
前記各吸着ノズルの上部に取り付けたカムフォロアと、
複数個の前記カムフォロアが摺接すると共に前記吸着ノズルを前記ノズルホルダの下端面から突出させる突出カム面を有するリング状の端面カムと、
前記端面カムをその軸線廻り正逆回転させる副回転駆動手段と
を、備えたことを特徴とする電子部品装着装置の装着ヘッド。
【請求項３】
前記主回転駆動手段および前記副回転駆動手段はそれぞれステッピングモータまたはサーボモータで構成されており、
前記副回転駆動手段は、前記ホルダ支持部材と前記端面カムの下部との間に介設されていることを特徴とする請求項２に記載の電子部品装着装置の装着ヘッド。
【請求項４】
前記端面カムにおける突出カム面の回転位置を検出するカム位置検出手段と、
ノズルホルダにおける各吸着ノズルの回転位置を検出するノズル位置検出手段と、
カム位置検出手段の検出信号およびノズル位置検出手段の検出信号に基づいて、前記主回転駆動手段および前記副回転駆動手段の回転をそれぞれ制御する制御手段と
を、更に備えることを特徴とする請求項２または３に記載の電子部品装着装置の装着ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸着した電子部品を基板などに装着する電子部品装着装置及び電子部品装着装置の装着ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電子部品装着装置の装着ヘッドとして、特開平５−２２６８８４号公報に記載のものが知られている。この装着ヘッドは、複数本の吸着ノズルを出没自在に装着したノズルホルダと、上下一対の軸受を介してノズルホルダを回転自在に支持すると共に、装置本体側のブラケットに取り付けたられたホルダ支持部材とを備えている。ノズルホルダの上部には爪支持部材が立設され、爪支持部材には、複数の吸着ノズルに対応して複数の掛止爪が回動自在に垂設されている。また、爪支持部材の上端面には係合溝が形成されており、この係合溝に装置本体側の回転駆動機構の出力端が係合する。すなわち、回転駆動機構の出力端がこの係合溝に係合してノズルホルダを回転させることにより、使用する任意の１の吸着ノズルを突出位置に臨ませる。
【０００３】
一方、各吸着ノズルの上部には、上記の掛止爪に係合する爪受け部材が固定されている。この場合、各吸着ノズルのノズルホルダへの没入は、装着ヘッド全体を下降させて、ノズル当接台に突き当てることで行われ、各吸着ノズルのノズルホルダからの突出は、装置本体側の掛止解除機構により掛止爪を回動させて、爪受け部材と掛止めを解除することで行われる。すなわち、ノズルホルダを回転させて使用する１の吸着ノズルを突出位置に臨ませておいて、ノズル当接台により全ての吸着ノズルをいったん没入され、次に使用する１の吸着ノズルのみを突出させることにより、吸着ノズルの切替（交換）が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の吸着ノズルでは、使用する１の吸着ノズルを突出させる動作に伴なって、全ての吸着ノズルをノズル当接台に突き当てることになる。このため、突当て動作の繰返しにより、吸着ノズルの先端が摩耗或いは変形し、吸着ノズルの寿命が短くなる問題があった。
【０００５】
本発明は、吸着ノズルの切替動作に支障を生ずることなく、吸着ノズルの寿命を長くすることができる電子部品装着装置及び電子部品装着装置の装着ヘッドを提供することをその目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品装着装置は、周方向に複数本の吸着ノズルを配設すると共に、各吸着ノズルを出没自在に装着したノズルホルダと、ノズルホルダをその軸線廻り回転自在に支持するホルダ支持部材と、ノズルホルダをその軸線廻り正逆回転させる主回転駆動手段とを備え、主回転駆動手段により、使用する任意の１の吸着ノズルが突出位置に臨むようにノズルホルダを回転させると共に、吸着ノズルを突出位置でノズルホルダの下端面から突出させる装着ヘッドを回転テーブルの外周部にブラケットを介して上下動自在に取付けた電子部品装着装置において、装着ヘッドは、各吸着ノズルの上部に取り付けたカムフォロアと、複数個のカムフォロアが摺接すると共に吸着ノズルを前記ノズルホルダの下端面から突出させる突出カム面を有するリング状の端面カムと、端面カムをその軸線廻り正逆回転させる副回転駆動手段とを、備えたことを特徴とする。
また、本発明の装着ヘッドは、周方向に複数本の吸着ノズルを配設すると共に、各吸着ノズルを出没自在に装着したノズルホルダと、ノズルホルダをその軸線廻り回転自在に支持するホルダ支持部材と、ノズルホルダをその軸線廻り正逆回転させる主回転駆動手段とを備え、主回転駆動手段により、使用する任意の１の吸着ノズルが突出位置に臨むようにノズルホルダを回転させると共に、吸着ノズルを突出位置でノズルホルダの下端面から突出させる電子部品装着装置の装着ヘッドにおいて、各吸着ノズルの上部に取り付けたカムフォロアと、複数個のカムフォロアが摺接すると共に吸着ノズルを前記ノズルホルダの下端面から突出させる突出カム面を有するリング状の端面カムと、端面カムをその軸線廻り正逆回転させる副回転駆動手段とを、備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、主回転駆動手段によりノズルホルダを回転させることで、ノズルホルダに出没自在に装着した各吸着ノズルが公転する。また、各吸着ノズルが公転すると、各吸着ノズルの上部に取り付けたカムフォロアが、リング状の端面カムのカム面上を摺動する。その際、カムフォロアと端面カムとのカム作用により、端面カムの突出カム面の部分に位置する吸着ノズルは、前記ノズルホルダの下端面より突出状態となり、それ以外の部分に位置する吸着ノズルは、没入状態となる。一方、副回転駆動手段により、端面カムの突出カム面が所望の突出位置に来るように端面カムを回転させれば、使用する吸着ノズルのみを所望の突出位置に突出させることができる。また、２つの駆動手段は、所定の位置までの回転角度が小さい方向に正逆回転するため、所定の位置まで迅速に回転可能となる。
【０００８】
この場合、主回転駆動手段および副回転駆動手段はそれぞれステッピングモータまたはサーボモータで構成されており、副回転駆動手段は、ホルダ支持部材と端面カムの下部との間に介設されていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、主回転駆動手段および副回転駆動手段はそれぞれステッピングモータまたはサーボモータで構成されており、副回転駆動手段により、端面カムの突出カム面が所望の突出位置に来るように端面カムを回転させておいて励磁状態を維持し、続いて、主回転駆動手段により、使用する吸着ノズル（のカムフォロア）が突出カム面の位置（突出位置）に来るようにノズルホルダを回転させれば、使用する吸着ノズルを所望の突出位置に突出させることができる。
【００１０】
これらの場合、端面カムにおける突出カム面の回転位置を検出するカム位置検出手段と、ノズルホルダにおける各吸着ノズルの回転位置を検出するノズル位置検出手段と、カム位置検出手段の検出信号およびノズル位置検出手段の検出信号に基づいて、主回転駆動手段および副回転駆動手段の回転をそれぞれ制御する制御手段とを、更に備えることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、カム位置検出手段およびノズル位置検出手段の検出結果により、突出カム面の回転位置および各吸着ノズルの回転位置を常に把握しておくことができるため、制御手段により、所定の位置までの回転角度が小さい方向に正逆回転させて、突出位置に対し突出カム面を臨ませ、且つ突出カム面に所望の吸着ノズルを臨ませることができる。したがって、使用する吸着ノズルの突出を自動で且つ簡単に行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る装着ヘッドを搭載した電子部品装着装置について説明する。図１は電子部品装着装置の側面図であり、図２はその平面図である。両図に示すように、この電子部品装着装置１は、装置本体２を挟んで相互に平行に、電子部品Ａを供給する供給系３と、電子部品Ａを基板Ｂに装着する装着系４とを配して構成されている。装置本体２には、駆動系の主体を為すインデックスユニット１１と、これに連結された回転テーブル１２と、回転テーブル１２の外周部に搭載した複数個（１２個）の装着ヘッド１３とが設けられており、回転テーブル１２は、インデックスユニット１１により、装着ヘッド１３の個数に対応する間欠ピッチで間欠回転される。回転テーブル１２が間欠回転すると、各装着ヘッド１３に搭載した吸着ノズル１４が供給系３および装着系４に適宜臨み、供給系３から供給された電子部品Ａを吸着した後、装着系４に回転搬送し、装着系４に導入した基板Ｂにこれを装着する。
【００１３】
供給系３は、基板Ｂに装着する電子部品Ａの種類に応じた数のテープカセット２１を有し、テープカセット２１は、一対のガイドレール２２，２２にスライド自在に案内された供給台２３に、横並びに着脱自在に取り付けられている。供給台２３には、そのスライド方向にボールねじ２４が螺合しており、供給台２３は、ボールねじ２４の一方の端に連結した送りモータ２５の正逆回転により進退され、装着ヘッド１３の吸着位置に所望のテープカセット２１を選択的に臨ませる。各テープカセット２１には、所定のピッチで電子部品Ａが装填されたキャリアテープＣが、テープリール２６に巻き出された状態で搭載されており、電子部品Ａは、テープリール２６から巻き出されたキャリアテープＣから随時、吸着ノズル１４により吸着されてゆく。
【００１４】
装着系４は、載置した基板ＢをＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させるＸＹテーブル３１と、ＸＹテーブル３１の前後に配設した搬入搬送路３２および搬出搬送路３３と、搬入搬送路３２上の基板ＢをＸＹテーブル３１に、同時にＸＹテーブル３１上の基板Ｂを搬出搬送路３３に移送する基板移送装置３４とで、構成されている。搬入搬送路３２の下流端まで送られてきた基板Ｂは、基板移送装置３４により、ＸＹテーブル３１上に移送され、同時に電子部品Ａの装着が完了したＸＹテーブル３１上の基板Ｂは、この基板移送装置３４により、搬出搬送路３３に移送される。ＸＹテーブル３１上に導入された基板Ｂは、ＸＹテーブル３１により適宜移動され、各装着ヘッド１３により次々と送られてくる電子部品Ａに対応して、その部品装着部位を装着位置に臨ませ、各吸着ノズル１４から電子部品Ａの装着を受ける。
【００１５】
装置本体２は、支持台１５上に駆動系の主体を為すインデックスユニット１１を有しており、インデックスユニット１１は、回転テーブル１２を間欠回転させると共に、回転テーブル１２の間欠周期に同期（連動）させ、装置本体２の各種の装置を作動させる。
【００１６】
回転テーブル１２は、インデックスユニット１１から垂下した鉛直軸１６に固定され、平面視時計廻りに間欠回転する。回転テーブル１２の外周部には、ブラケット１７を介して、周方向に等間隔に１２個の装着ヘッド１３が、上下動自在に取り付けられている。この場合、回転テーブル１２の間欠回転は、装着ヘッド１３の数に合わせて一回転に対して１２間欠周期となっており、この間欠回転により公転する各装着ヘッド１３は、１２箇所の停止位置にそれぞれ停止する。そして、１２箇所の停止位置には、電子部品Ａを吸着する吸着位置および装着する装着位置の他、吸着した電子部品Ａの撮像および位置補正を行う位置や、装着ヘッド１３におけるノズル切替（交換）を行う位置等が含まれている。
【００１７】
図３に示すように、各装着ヘッド１３は、周方向に等間隔に配設した複数本（５本程度）の吸着ノズル１４をそれぞれ出没自在に装着したノズルホルダ４１と、ノズルホルダ４１を回転自在に支持すると共に、装置本体２側のブラケット１７に取り付けたられたホルダ支持部材４２と、ノズルホルダ４１の上面に取り付けられ、軸心に真空通路４４を形成した通路部材４３とを備えている。ノズルホルダ４１とホルダ支持部材４２との間には、ノズルホルダ４１をロータ側とし、ホルダ支持部材４２をステータ側とするノズル回転モータ（主回転駆動手段：ステッピングモータ）４５が構成されており、このノズル回転モータ４５の駆動により、ホルダ支持部材４２に対しノズルホルダ４１が回転する。すなわち、複数本の吸着ノズル１４が、ノズルホルダ４１の軸線廻りに公転する。
【００１８】
また、ノズルホルダ４１とホルダ支持部材４２との間には、後述する端面カム４８の下部が介設されており、さらにホルダ支持部材４２と端面カム４８の下部との間には、端面カム４８をロータ側とし、ホルダ支持部材４２をステータ側とするカム回転モータ（副回転駆動手段：ステッピングモータ）５０が構成されている。すなわち、このカム回転モータ４５の駆動により、端面カム４８がノズルホルダ４１の軸線廻りに回転する。
【００１９】
ホルダ支持部材４２の上側には、吸着ノズル１４を出没させる端面カム４８が配設されており、端面カム４８は、図３および図４に示すように、リング状に形成され、上端面にはカム面４９が形成されている。カム面４９の一部には、吸着ノズル１４を下降させて突出させる突出カム面４９ａが形成されている。端面カム４８の下部は、上下一対の上内軸受４６ａと上下一対の上外軸受４６ｂとに挟み込まれるようにして支持されている（実際には、端面カム４８の周面に形成された段部が両上軸受４６に上側から当接している）。また、ホルダ支持部材４２とノズルホルダ４１との間には下軸受４７が、配設されている。すなわち、固定側であるホルダ支持部材４２に対し、端面カム４８およびノズルホルダ４１がそれぞれ回転自在に支持されている。
【００２０】
一方、各吸着ノズル１４は、上部が通路部材４３に形成したガイド孔に案内され、下部がノズルホルダ４１に設けたローラガイドに案内されて、上下動自在（出没自在）に構成されている。吸着ノズル１４の下部には、その軸心に吸引孔５３が形成されており、吸引孔５３の上端部が、通路部材４３の真空通路４４に連なるノズルホルダ４１の真空チャンバ部５４に連通している。また、吸着ノズル１４の中間上部には、支持ブロック５５がねじ止めされており、この支持ブロック５５に、上記の端面カム４８に転接するカムフォロア５６が回転自在に支持されている。
【００２１】
さらに、吸着ノズル１４の上部には、これに巻回するようにして、通路部材４３と支持ブロック５５との間に圧縮ばね５７が介設されている。この圧縮ばね５７により、吸着ノズル１４は突出方向に付勢されていると共に、カムフォロア５６が端面カム４８に対して確動的に転接する。そして、カムフォロア５６が端面カム４８の突出カム面４９ａに転接している状態では、吸着ノズル１４は、圧縮ばね５７のばね力により突出状態となり、突出カム面４９ａに以外の部分に転接している状態では、吸着ノズル１４は、圧縮ばね５７に抗して没入状態となる。
【００２２】
一方、図３に示すように、装着ヘッド１３には、端面カム４８の回転角度、具体的には端面カム４８の突出カム面４９ａの回転位置を検出するカム用エンコーダ（カム位置検出手段）６１が設けられている。カム用エンコーダ６１はＣＰＵ（制御手段）６２に接続され、ＣＰＵ６２にはモータドライバ（制御手段）６３を介して上記の２つのノズル回転モータ４５およびカム回転モータ５０が接続されている。本来的には、突出カム面４９ａは装着ヘッド１３の絶対位置となる突出位置にあるが、吸着した電子部品Ａの回転補正（θ方向の補正）により、突出位置からずれた位置にある場合がある。このため、カム用エンコーダ６１により、突出カム面４９ａの突出位置からのずれ角度を検出し、モータドライバを介してノズル回転モータ４５を駆動し、このずれを修正する。
【００２３】
同様に、装着ヘッド１３には、各吸着ノズル１４の回転角度、具体的にはそれぞれの吸着ノズル１４がどの回転位置にあるかを検出するノズル用エンコーダ（ノズル位置検出手段）６４が設けられている。ノズル用エンコーダ６４もＣＰＵ６２に接続されている。所望の吸着ノズル１４を所望の位置に回転させる場合には、ノズル用エンコーダ６４の検出結果に基づいてノズル回転モータ４５を駆動し、所定のステップ数、ノズルホルダ４１を正逆回転させる。
【００２４】
ここで、任意の１の吸着ノズル１４の突出動作（吸着ノズル１４の交換動作）を、順を追って説明する。先ず、カム回転モータ４５により端面カム４８を回転させる。このとき、端面カム４８の突出カム面４９ａが突出位置に来るように、カム用エンコーダ６１の検出結果に基づいたＣＰＵ６２の制御により、正逆の回転方向およびステップ数が決定され、ノズル回転モータ４５を回転させる。これにより、先ず端面カム４８の突出カム面４９ａが突出位置に移動する。
【００２５】
次に、ノズル回転モータ４５により、ノズル用エンコーダ６４の検出結果に基づいたＣＰＵ６２の制御により、正逆の回転方向およびステップ数が決定され、ノズル回転モータ４５を回転させる。これにより、ノズルホルダ４１が回転して使用する吸着ノズル１４が突出カム面４９ａの位置、すなわち突出位置に移動する。使用する吸着ノズル１４が突出カム面４９ａの位置に移動すると、突出カム面４９ａのカム作用で吸着ノズル１４が下降し、その先端部がノズルホルダ４１の下端面から突出する。
【００２６】
なお、端面カム４８の突出カム面４９ａを利用して、例えば電子部品Ａを吸着あるいは装着する際に、電子部品Ａをわずかな距離だけ昇降させることも可能である。かかる場合には、装着ヘッド１３の基部に設ける昇降カムを省略することができる。
【００２７】
また、全ノズルを公転させながらこれに電子部品Ａを連続的に吸着させ、且つ装着させることも可能である。またさらに、突出位置を周方向の任意の位置に定めることも可能である。
【００２８】
以上のように本実施形態によれば、２つのモータによって、それぞれ、端面カム４８およびノズルホルダ４１を正逆回転させることにより、端面カム４８およびノズルホルダ４１を所定の位置まで迅速に回転させることができると共に、端面カム４８およびカムフォロア５６のカム作用により、所望の突出位置に、所望の吸着ノズル１４のみを突出させることができる。すなわち、適切な位置に使用する吸着ノズル１４を正確且つ迅速に突出させることができる。この場合、カム作用を利用するため、吸着ノズル１４の先端を相対的に突き上げる必要がなく、従来のように、突上げ動作により、吸着ノズル１４の寿命が短くなることはない。
【００２９】
なお、カムフォロア５６は、実施形態の転接形式のカムフォロアに限定されるものではなく、通常の摺接形式のカムフォロアであってもよい。
【００３０】
また、カム回転モータ５０はノズルホルダ４１と端面カム４８の下部との間に介設してもよい。この場合、まず、ノズル回転モータ４５により、使用する吸着ノズル１４が突出位置に来るように、ノズルホルダ４１を回転させておいて、励磁状態を維持し、続いて、カム回転モータ５０により、端面カム４８を回転させることで、端面カム４８の突出カム面４９ａが所望の突出位置に来るようにして、使用する吸着ノズル１４を所望の突出位置に突出させる。但し、かかる場合は、スプリットリングを介してロータ側に給電する必要がある。
【００３１】
また、本実施形態では、ノズル回転モータ４５およびカム回転モータ５０をステッピングモータで構成するものであったが、サーボモータで構成してもよい。かかる場合は、これらサーボモータが内蔵するエンコーダがカム用エンコーダ６１およびノズル用エンコーダ６４と同様の機能を果たすことができるので、これらエンコーダ６１、６４を設けないようにすることも可能である。しかし、より直接的に突出カム面４９ａの回転位置および吸着ノズル１４の回転位置を検出できるよう、これらエンコーダ６１、６４を設けておいてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明の電子部品装着装置及び電子部品装着装置の装着ヘッドによれば、カムフォロアと端面カムとのカム作用により、吸着ノズルをノズルホルダの下端面から出没させるようにしているので、従来のように吸着ノズルを相対的に突き上げる必要がなく、出没動作に伴って吸着ノズルの先端が摩耗したり、変形したりすることがない。したがって、吸着ノズルの切替動作に支障を生ずることなく、吸着ノズルの寿命を長くすることができ、部品吸着の信頼性を向上させることができる。また、２つのモータによって、所定の位置までの回転角度が小さい方向に正逆回転するため、所定の位置まで迅速に回転可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る装着ヘッドを搭載した電子部品装着装置の側面図である。
【図２】実施形態に係る装着ヘッドを搭載した電子部品装着装置の平面図である。
【図３】実施形態の装着ヘッドの裁断側面図である。
【図４】実施形態の装着ヘッドの端面カム廻りの斜視図である。
【符号の説明】
１  電子部品装着装置
２  装着本体
１３  装着ヘッド
１４  吸着ノズル
４１  ノズルホルダ
４２  ホルダ支持部材
４５  ノズル回転モータ
４６  上軸受
４６ａ  上内軸受
４６ｂ  上外軸受
４８  端面カム
４９ａ  突出カム面
５０  カム回転モータ
５６  カムフォロア
６１  カム用エンコーダ
６２  ＣＰＵ
６４  ノズル用エンコーダ
【図１】
0003768038.tif 000002
【図２】
0003768038.tif 000003
【図３】
0003768038.tif 000004
【図４】
0003768038.tif 000005